JPH0687782A - ヒドロホルミル化法およびそのためのバイメタル触媒 - Google Patents
ヒドロホルミル化法およびそのためのバイメタル触媒Info
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- JPH0687782A JPH0687782A JP5144412A JP14441293A JPH0687782A JP H0687782 A JPH0687782 A JP H0687782A JP 5144412 A JP5144412 A JP 5144412A JP 14441293 A JP14441293 A JP 14441293A JP H0687782 A JPH0687782 A JP H0687782A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/49—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reaction with carbon monoxide
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 改良されたアリルアルコールのヒドロホルミ
ル化法とそのための触媒を開示する。 【構成】 第VIII族金属カルボニル錯体触媒、三置換ホ
スフィン、および中性第VIII(a) 族金属錯体助触媒を含
む均一触媒系の存在下で、アリルアルコールと水素と一
酸化炭素を反応させて、4−ヒドロキシブタナール対3
−ヒドロキシ−2−メチルプロパナールのモル比が約1
0:1より大であるアルデヒド生成物の混合物を製造す
るヒドロホルミル化法。
ル化法とそのための触媒を開示する。 【構成】 第VIII族金属カルボニル錯体触媒、三置換ホ
スフィン、および中性第VIII(a) 族金属錯体助触媒を含
む均一触媒系の存在下で、アリルアルコールと水素と一
酸化炭素を反応させて、4−ヒドロキシブタナール対3
−ヒドロキシ−2−メチルプロパナールのモル比が約1
0:1より大であるアルデヒド生成物の混合物を製造す
るヒドロホルミル化法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アリルアルコールのヒ
ドロホルミル化、より詳細には、均一なバイメタル触媒
を用いてアリルアルコールをヒドロホルミル化する方法
に関するものである。
ドロホルミル化、より詳細には、均一なバイメタル触媒
を用いてアリルアルコールをヒドロホルミル化する方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】オレフィンを第VIII族遷移金属カルボニ
ル錯体触媒の存在下でヒドロホルミル化してアルデヒド
を製造することは公知である。HRh(CO)(PPh
3 )3のようなロジウム錯体は、温和な条件下で活性が
あり、しかも線状アルデヒド生成物に対して高度に選択
的であるので、好適である。ロジウムは高価であるた
め、かかるロジウム触媒を用いる商業的なヒドロホルミ
ル化法にとっては触媒の寿命が重要となる。Matsumoto
ら(米国特許第 4,215,077号)は、この方法にジホスフ
ィノアルカンを含めることによってロジウム触媒の寿命
を引き延ばすことを教示している。触媒の寿命は改善さ
れるが、ジホスフィノアルカンを用いると、線状:分枝
アルデヒド生成物の比が限定される。例えば、アルデヒ
ドの線状/分枝比は、米国特許第 4,215,077号の触媒を
使ってアリルアルコールをヒドロホルミル化する場合、
一般にせいぜい約7:1である。線状の最終生成物は、
多くの場合、分枝アルデヒドから誘導されるものよりも
価値があるので、線状アルデヒドに対するより一層高い
選択性が望まれている。
ル錯体触媒の存在下でヒドロホルミル化してアルデヒド
を製造することは公知である。HRh(CO)(PPh
3 )3のようなロジウム錯体は、温和な条件下で活性が
あり、しかも線状アルデヒド生成物に対して高度に選択
的であるので、好適である。ロジウムは高価であるた
め、かかるロジウム触媒を用いる商業的なヒドロホルミ
ル化法にとっては触媒の寿命が重要となる。Matsumoto
ら(米国特許第 4,215,077号)は、この方法にジホスフ
ィノアルカンを含めることによってロジウム触媒の寿命
を引き延ばすことを教示している。触媒の寿命は改善さ
れるが、ジホスフィノアルカンを用いると、線状:分枝
アルデヒド生成物の比が限定される。例えば、アルデヒ
ドの線状/分枝比は、米国特許第 4,215,077号の触媒を
使ってアリルアルコールをヒドロホルミル化する場合、
一般にせいぜい約7:1である。線状の最終生成物は、
多くの場合、分枝アルデヒドから誘導されるものよりも
価値があるので、線状アルデヒドに対するより一層高い
選択性が望まれている。
【0003】2種以上の第VIII族金属化合物を含むヒド
ロホルミル化触媒は知られている。Chang (米国特許第
4,453,019号)は、オレフィンのヒドロホルミル化にお
いて混合金属触媒を用いて線状のアルデヒドとアルコー
ルを製造することを教示している。この触媒系は、HR
h(CO)(PPh3 )3 のような中性第VIII族金属錯
体であり得る第一の遷移金属化合物と、式M+n〔Hy A
x Lx 〕-nの陰イオン遷移金属化合物〔ここで、Aは第
VIII(a) 族金属(鉄、ルテニウム、オスミウム)であり
得る〕を含んでいる。後者の陰イオン錯体は水素化金属
化合物の脱プロトン化または中性金属カルボニルの還元
により製造される。好ましいオレフィンは非官能化オレ
フィンである。なぜなら、ヒドロキシル基やハロゲンは
この触媒を失活させることが知られているからである
(第3欄、第30−35行)。
ロホルミル化触媒は知られている。Chang (米国特許第
4,453,019号)は、オレフィンのヒドロホルミル化にお
いて混合金属触媒を用いて線状のアルデヒドとアルコー
ルを製造することを教示している。この触媒系は、HR
h(CO)(PPh3 )3 のような中性第VIII族金属錯
体であり得る第一の遷移金属化合物と、式M+n〔Hy A
x Lx 〕-nの陰イオン遷移金属化合物〔ここで、Aは第
VIII(a) 族金属(鉄、ルテニウム、オスミウム)であり
得る〕を含んでいる。後者の陰イオン錯体は水素化金属
化合物の脱プロトン化または中性金属カルボニルの還元
により製造される。好ましいオレフィンは非官能化オレ
フィンである。なぜなら、ヒドロキシル基やハロゲンは
この触媒を失活させることが知られているからである
(第3欄、第30−35行)。
【0004】Cooper(米国特許第 4,388,477号)は、非
修飾ロジウム−コバルト触媒を使用するヒドロホルミル
化法を教示している。このバイメタル触媒は、プロピレ
ンのような非官能化オレフィンの場合、比較的高い割合
の分枝アルデヒドをもたらす。
修飾ロジウム−コバルト触媒を使用するヒドロホルミル
化法を教示している。このバイメタル触媒は、プロピレ
ンのような非官能化オレフィンの場合、比較的高い割合
の分枝アルデヒドをもたらす。
【0005】Pettit(米国特許第 4,306,084号)は、水
性媒体中で塩基性条件(pH8−11)下にルテニウム
カルボニル触媒を使用して、プロピレンや1−ブテンの
ような非官能化オレフィンのヒドロホルミル化から線状
アルデヒドおよびアルコール生成物を選択的に製造する
ことを教示している。同様に、Laine (米国特許第 4,2
26,845号)は、塩基の存在下で2種以上の第VIII族金属
カルボニル化合物(そのうちの1種はルテニウムであ
る)を用いて、非官能化オレフィンをヒドロホルミル化
することを教示している。
性媒体中で塩基性条件(pH8−11)下にルテニウム
カルボニル触媒を使用して、プロピレンや1−ブテンの
ような非官能化オレフィンのヒドロホルミル化から線状
アルデヒドおよびアルコール生成物を選択的に製造する
ことを教示している。同様に、Laine (米国特許第 4,2
26,845号)は、塩基の存在下で2種以上の第VIII族金属
カルボニル化合物(そのうちの1種はルテニウムであ
る)を用いて、非官能化オレフィンをヒドロホルミル化
することを教示している。
【0006】Hignett ら(米国特許第 4,200,592号)
は、内部オレフィンを異性化およびヒドロホルミル化し
て線状アルデヒドを得るための均一触媒系を教示してい
る。この触媒系はRh(I)錯体と、第VI族または第VI
II族からのロジウム以外の遷移金属の錯体を含む。非官
能化オレフィンのみが使用され、報告された線状/分枝
アルデヒド生成物の比は一般に2:1より小さい。
は、内部オレフィンを異性化およびヒドロホルミル化し
て線状アルデヒドを得るための均一触媒系を教示してい
る。この触媒系はRh(I)錯体と、第VI族または第VI
II族からのロジウム以外の遷移金属の錯体を含む。非官
能化オレフィンのみが使用され、報告された線状/分枝
アルデヒド生成物の比は一般に2:1より小さい。
【0007】Slaugh(米国特許第 3,239,566号)は、ロ
ジウムまたはルテニウム含有触媒を用いてオレフィンを
ヒドロホルミル化することを教示している。バイメタル
触媒系は教示されておらず、実施例は非官能化オレフィ
ンに特定されている。
ジウムまたはルテニウム含有触媒を用いてオレフィンを
ヒドロホルミル化することを教示している。バイメタル
触媒系は教示されておらず、実施例は非官能化オレフィ
ンに特定されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】当分野では、特にアリ
ルアルコールを用いる場合に、線状アルデヒドへの高い
選択性を与えるヒドロホルミル化法が依然として欠けて
いる。ヒドロホルミル化の間に失活する傾向が少なく、
しかもまだ線状アルデヒドへの良好な選択性を与える触
媒が必要とされている。
ルアルコールを用いる場合に、線状アルデヒドへの高い
選択性を与えるヒドロホルミル化法が依然として欠けて
いる。ヒドロホルミル化の間に失活する傾向が少なく、
しかもまだ線状アルデヒドへの良好な選択性を与える触
媒が必要とされている。
【0009】本発明の目的は、アリルアルコールの改良
されたヒドロホルミル化法を提供することである。もう
一つの目的は、アリルアルコールのヒドロホルミル化に
おいて良好な活性と長い寿命を有し、しかも4−ヒドロ
キシブタナールへの高い選択性を与えるバイメタル触媒
系を開発することである。
されたヒドロホルミル化法を提供することである。もう
一つの目的は、アリルアルコールのヒドロホルミル化に
おいて良好な活性と長い寿命を有し、しかも4−ヒドロ
キシブタナールへの高い選択性を与えるバイメタル触媒
系を開発することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は改良されたヒド
ロホルミル化法に関する。この方法は、アリルアルコー
ルと水素と一酸化炭素を均一触媒系の存在下で反応させ
ることから成っている。この触媒系は、第VIII族金属カ
ルボニル錯体触媒と三置換ホスフィンと中性第VIII(a)
族金属錯体助触媒と、場合によりジホスフィノアルカ
ン、を含む。この反応の生成物は線状対分枝のモル比が
約10:1より大であるアルデヒド混合物である。
ロホルミル化法に関する。この方法は、アリルアルコー
ルと水素と一酸化炭素を均一触媒系の存在下で反応させ
ることから成っている。この触媒系は、第VIII族金属カ
ルボニル錯体触媒と三置換ホスフィンと中性第VIII(a)
族金属錯体助触媒と、場合によりジホスフィノアルカ
ン、を含む。この反応の生成物は線状対分枝のモル比が
約10:1より大であるアルデヒド混合物である。
【0011】本発明の触媒系は、第VIII族金属カルボニ
ル錯体、好ましくはロジウムヒドリドカルボニル錯体、
例えばHRh(CO)(PPh3 )3 と、三置換ホスフ
ィンと、中性第VIII(a) 族金属錯体助触媒、すなわち
鉄、ルテニウムまたはオスミウムを含む中性錯体を含ん
でいる。
ル錯体、好ましくはロジウムヒドリドカルボニル錯体、
例えばHRh(CO)(PPh3 )3 と、三置換ホスフ
ィンと、中性第VIII(a) 族金属錯体助触媒、すなわち
鉄、ルテニウムまたはオスミウムを含む中性錯体を含ん
でいる。
【0012】本発明の方法においては、アリルアルコー
ルを、第VIII族金属カルボニル錯体触媒と三置換ホスフ
ィンと中性第VIII(a) 族金属錯体助触媒の存在下で、水
素および一酸化炭素と反応させて、4−ヒドロキシブタ
ナールと3−ヒドロキシ−2−メチルプロパナールの混
合物を製造する。
ルを、第VIII族金属カルボニル錯体触媒と三置換ホスフ
ィンと中性第VIII(a) 族金属錯体助触媒の存在下で、水
素および一酸化炭素と反応させて、4−ヒドロキシブタ
ナールと3−ヒドロキシ−2−メチルプロパナールの混
合物を製造する。
【0013】本発明の均一触媒系は第VIII族金属カルボ
ニル錯体触媒を含有する。この触媒はカルボニル成分を
含むか、あるいは一酸化炭素の存在下でカルボニル錯体
に変換できるものである。第VIII族金属のハロゲン化
物、硫酸塩、硝酸塩、およびカルボン酸塩が、水素およ
び一酸化炭素との反応によりその場でカルボニル錯体に
変換し得る化合物の例である。
ニル錯体触媒を含有する。この触媒はカルボニル成分を
含むか、あるいは一酸化炭素の存在下でカルボニル錯体
に変換できるものである。第VIII族金属のハロゲン化
物、硫酸塩、硝酸塩、およびカルボン酸塩が、水素およ
び一酸化炭素との反応によりその場でカルボニル錯体に
変換し得る化合物の例である。
【0014】適当な第VIII族金属カルボニル錯体または
カルボニル錯体に変換し得る化合物の例としては、Rh
Cl3 、RuCl3 、Rh(CO)2 Cl2 、Co
2 (CO)8 、Rh6 (CO)16、Ru3 (CO)12、
Fe3 (CO)12、HRh(CO)(PPh3 )3 、H
2 Ru4 (CO)13、H2 Ru6 (CO)18、H2 Pt
Cl6 、Rh4 (CO)12などと、これらの混合物があ
るが、これらに限定されない。ロジウム(I)錯体が好
ましい。一般式HRh(CO)(PR3 )3 〔ここで、
Rはアルキルまたはアリールである〕のロジウム錯体が
特に好ましい。
カルボニル錯体に変換し得る化合物の例としては、Rh
Cl3 、RuCl3 、Rh(CO)2 Cl2 、Co
2 (CO)8 、Rh6 (CO)16、Ru3 (CO)12、
Fe3 (CO)12、HRh(CO)(PPh3 )3 、H
2 Ru4 (CO)13、H2 Ru6 (CO)18、H2 Pt
Cl6 、Rh4 (CO)12などと、これらの混合物があ
るが、これらに限定されない。ロジウム(I)錯体が好
ましい。一般式HRh(CO)(PR3 )3 〔ここで、
Rはアルキルまたはアリールである〕のロジウム錯体が
特に好ましい。
【0015】第VIII族金属カルボニル錯体触媒は、有機
反応混合物中では約1ppm−約500ppmの範囲内
の金属濃度で用いられる。より好ましい範囲は約60p
pm−約200ppmである。
反応混合物中では約1ppm−約500ppmの範囲内
の金属濃度で用いられる。より好ましい範囲は約60p
pm−約200ppmである。
【0016】過剰量の三置換ホスフィンは、触媒の寿命
および4−ヒドロキシブタナールへの選択性を改良する
ために、触媒と共に用いられる。使用する三置換ホスフ
ィンの割合は、第VIII族金属原子あたり約10−約50
0当量の範囲内である。より好ましい範囲は約50−約
250当量である。本発明で用いるのに適した三置換ホ
スフィンとしては、トリアリールホスフィン、トリアリ
ールホスフィット、アルキルジアリールホスフィンなど
と、これらの混合物がある。特定の例はトリフェニルホ
スフィン、トリトリルホスフィン、トリフェニルホスフ
ィット、およびn−ブチルジフェニルホスフィンであ
る。
および4−ヒドロキシブタナールへの選択性を改良する
ために、触媒と共に用いられる。使用する三置換ホスフ
ィンの割合は、第VIII族金属原子あたり約10−約50
0当量の範囲内である。より好ましい範囲は約50−約
250当量である。本発明で用いるのに適した三置換ホ
スフィンとしては、トリアリールホスフィン、トリアリ
ールホスフィット、アルキルジアリールホスフィンなど
と、これらの混合物がある。特定の例はトリフェニルホ
スフィン、トリトリルホスフィン、トリフェニルホスフ
ィット、およびn−ブチルジフェニルホスフィンであ
る。
【0017】場合により、米国特許第 4,215,077号(Ma
tsumoto ら)に詳述されるような、ジホスフィノアルカ
ンが触媒系と共に使用される。ジホスフィノアルカンの
使用は、しばしば第VIII族金属カルボニル錯体触媒の寿
命を引き延ばす。本発明で用いるのに適したジホスフィ
ノアルカンの例は米国特許第 4,215,077号に記載される
ものであり、その教示内容を参照によりここにそのまま
引用するものとする。
tsumoto ら)に詳述されるような、ジホスフィノアルカ
ンが触媒系と共に使用される。ジホスフィノアルカンの
使用は、しばしば第VIII族金属カルボニル錯体触媒の寿
命を引き延ばす。本発明で用いるのに適したジホスフィ
ノアルカンの例は米国特許第 4,215,077号に記載される
ものであり、その教示内容を参照によりここにそのまま
引用するものとする。
【0018】ジホスフィノアルカンは任意の所望量で使
用することができる。好ましくは、第VIII族金属カルボ
ニル錯体触媒中の第VIII族金属原子あたり約0.2−
2.5当量の範囲内の量が用いられる。より好ましい範
囲は約0.25−約1.25当量である。
用することができる。好ましくは、第VIII族金属カルボ
ニル錯体触媒中の第VIII族金属原子あたり約0.2−
2.5当量の範囲内の量が用いられる。より好ましい範
囲は約0.25−約1.25当量である。
【0019】触媒系はさらに中性第VIII(a) 族金属錯体
助触媒を含む。第VIII(a) 族金属は鉄とルテニウムとオ
スミウムである。中性金属錯体は、中心の金属とそのま
わりのリガンドが中性化学種を形成する配位錯体のこと
である。このような化合物の例としては、RuCl3 、
Ru3 (CO)12、H2 Ru4 (CO)13、Fe2 (C
O)9 などがある。これらの中性錯体は、米国特許第
4,453,019号(第4欄、第31行以降)に記載されるタ
イプの陰イオン遷移金属錯体と区別されるべきである。
陰イオン遷移金属錯体においては、中心の金属とそのま
わりのリガンドが負の電荷を保有し、この負電荷は第IA
族金属、第IIA 族金属または有機陽イオンの存在により
釣り合っている。
助触媒を含む。第VIII(a) 族金属は鉄とルテニウムとオ
スミウムである。中性金属錯体は、中心の金属とそのま
わりのリガンドが中性化学種を形成する配位錯体のこと
である。このような化合物の例としては、RuCl3 、
Ru3 (CO)12、H2 Ru4 (CO)13、Fe2 (C
O)9 などがある。これらの中性錯体は、米国特許第
4,453,019号(第4欄、第31行以降)に記載されるタ
イプの陰イオン遷移金属錯体と区別されるべきである。
陰イオン遷移金属錯体においては、中心の金属とそのま
わりのリガンドが負の電荷を保有し、この負電荷は第IA
族金属、第IIA 族金属または有機陽イオンの存在により
釣り合っている。
【0020】好ましくは、中性第VIII(a) 族金属錯体は
カルボニル錯体であるか、または一酸化炭素/水素混合
物の存在下で中性カルボニル錯体に容易に変換されるも
のである。
カルボニル錯体であるか、または一酸化炭素/水素混合
物の存在下で中性カルボニル錯体に容易に変換されるも
のである。
【0021】本発明の中性第VIII(a) 族金属錯体助触媒
は水−安定性であることが好ましい。すなわち、好適な
助触媒は、有機反応混合物を水抽出にさらすとき、その
混合物から沈殿しないだろう。
は水−安定性であることが好ましい。すなわち、好適な
助触媒は、有機反応混合物を水抽出にさらすとき、その
混合物から沈殿しないだろう。
【0022】中性第VIII(a) 族金属錯体助触媒は、好ま
しくは、第VIII族金属カルボニル触媒の量に対して過剰
に使用される。用いる助触媒金属:触媒金属の相対的重
量比は約1:1から約10:1の範囲内であることが好
ましい。より好ましい範囲は約3:1から約6:1で、
約4:1から約5:1の範囲が最も好ましい。助触媒金
属は通常、反応混合物中に約1ppm−約5000pp
mの範囲内の濃度で存在し、より好ましい範囲は約50
ppm−約1000ppmである。
しくは、第VIII族金属カルボニル触媒の量に対して過剰
に使用される。用いる助触媒金属:触媒金属の相対的重
量比は約1:1から約10:1の範囲内であることが好
ましい。より好ましい範囲は約3:1から約6:1で、
約4:1から約5:1の範囲が最も好ましい。助触媒金
属は通常、反応混合物中に約1ppm−約5000pp
mの範囲内の濃度で存在し、より好ましい範囲は約50
ppm−約1000ppmである。
【0023】本発明の方法は、一般的に、アリルアルコ
ールと均一触媒系を含む有機溶液中に一酸化炭素と水素
の混合ガスを供給することにより行われる。この方法は
約25℃−約150℃の範囲の温度で行うことが好まし
い。より好ましい範囲は約40℃−約80℃であり、約
60℃−約70℃の範囲が最も好ましい。
ールと均一触媒系を含む有機溶液中に一酸化炭素と水素
の混合ガスを供給することにより行われる。この方法は
約25℃−約150℃の範囲の温度で行うことが好まし
い。より好ましい範囲は約40℃−約80℃であり、約
60℃−約70℃の範囲が最も好ましい。
【0024】この系の全圧力は約30気圧より低いこと
が有利であり、特に約1−約3気圧の範囲が好適であ
る。水素対一酸化炭素の分圧比は、好ましくは約1:1
5から約5:1の範囲であり、より好ましい範囲は約
1:1から約4:1である。この方法では、窒素、ヘリ
ウム、アルゴン、メタンなどの不活性ガスを希釈用気体
として用いることもできる。
が有利であり、特に約1−約3気圧の範囲が好適であ
る。水素対一酸化炭素の分圧比は、好ましくは約1:1
5から約5:1の範囲であり、より好ましい範囲は約
1:1から約4:1である。この方法では、窒素、ヘリ
ウム、アルゴン、メタンなどの不活性ガスを希釈用気体
として用いることもできる。
【0025】本発明の方法は、好ましくは、不活性有機
溶媒の存在下で行われる。アリルアルコール、三置換ホ
スフィン、第VIII族金属カルボニル錯体触媒、および中
性第VIII(a) 族金属錯体助触媒は有機溶媒に少なくとも
部分的に可溶性であるべきである。適当な溶媒として
は、芳香族および脂肪族炭化水素、ハロゲン化炭化水
素、エーテル、ケトン、エステルなどと、これらの混合
物がある。適当な溶媒の特定例にはベンゼン、トルエ
ン、キシレン、シクロヘキサン、ヘプタン、メチルエチ
ルケトン、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラ
ン、ジクロロメタン、クロロベンゼンなどが含まれる。
トルエンやキシレンのような芳香族炭化水素が好まし
い。
溶媒の存在下で行われる。アリルアルコール、三置換ホ
スフィン、第VIII族金属カルボニル錯体触媒、および中
性第VIII(a) 族金属錯体助触媒は有機溶媒に少なくとも
部分的に可溶性であるべきである。適当な溶媒として
は、芳香族および脂肪族炭化水素、ハロゲン化炭化水
素、エーテル、ケトン、エステルなどと、これらの混合
物がある。適当な溶媒の特定例にはベンゼン、トルエ
ン、キシレン、シクロヘキサン、ヘプタン、メチルエチ
ルケトン、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラ
ン、ジクロロメタン、クロロベンゼンなどが含まれる。
トルエンやキシレンのような芳香族炭化水素が好まし
い。
【0026】本発明の方法は、所望により、バッチ式
で、半連続的に、または連続的に行うことができる。連
続法が好ましい。
で、半連続的に、または連続的に行うことができる。連
続法が好ましい。
【0027】アルデヒド生成物は反応混合物から蒸留、
抽出などの慣用手段で回収できる。好ましくは、有機反
応混合物を水で抽出してアルデヒドを単離する。水抽出
を用いる場合は、有機溶媒として芳香族炭化水素を使用
することが好ましい。
抽出などの慣用手段で回収できる。好ましくは、有機反
応混合物を水で抽出してアルデヒドを単離する。水抽出
を用いる場合は、有機溶媒として芳香族炭化水素を使用
することが好ましい。
【0028】本発明の重要な利点は次の通りである:
【0029】(1)生成物の混合物が著しく高い割合の
線状アルデヒドを含む。アリルアルコールを4−ヒドロ
キシブタナールにヒドロホルミル化する慣用方法は、一
般に約7:1またはそれ以下の線状:分枝(L:B)ア
ルデヒド比をもたらす。本発明方法は例外的に約10:
1より大きい、それどころか20:1より大きいL:B
比を与える。このことは、4−ヒドロキシブタナールが
一般に2種類のアルデヒド生成物のうちでより価値があ
ると見なされているので、重要な利点である。
線状アルデヒドを含む。アリルアルコールを4−ヒドロ
キシブタナールにヒドロホルミル化する慣用方法は、一
般に約7:1またはそれ以下の線状:分枝(L:B)ア
ルデヒド比をもたらす。本発明方法は例外的に約10:
1より大きい、それどころか20:1より大きいL:B
比を与える。このことは、4−ヒドロキシブタナールが
一般に2種類のアルデヒド生成物のうちでより価値があ
ると見なされているので、重要な利点である。
【0030】(2)反応速度がしばしば中性第VIII(a)
族金属錯体助触媒の存在により促進される。アリルアル
コールのヒドロホルミル化は通常、120ppmのロジ
ウムを用いて60℃でバッチ法で行うと、約4時間後に
完了する。助触媒の存在により、この反応は本質的に2
時間後に完了する。
族金属錯体助触媒の存在により促進される。アリルアル
コールのヒドロホルミル化は通常、120ppmのロジ
ウムを用いて60℃でバッチ法で行うと、約4時間後に
完了する。助触媒の存在により、この反応は本質的に2
時間後に完了する。
【0031】(3)反応混合物から触媒を回収して再循
環させたときでさえ、触媒の活性は高いままである。4
−ヒドロキシブタナールへの選択性は多数回の触媒の再
循環を通して高いままである。
環させたときでさえ、触媒の活性は高いままである。4
−ヒドロキシブタナールへの選択性は多数回の触媒の再
循環を通して高いままである。
【0032】
【実施例】以下の実施例は本発明を単に例示するもので
ある。当業者は、本発明の精神および特許請求の範囲に
含まれる数多くの変更を認めるであろう。
ある。当業者は、本発明の精神および特許請求の範囲に
含まれる数多くの変更を認めるであろう。
【0033】アリルアルコールのヒドロホルミル化 一般方法 バッチ式ヒドロホルミル化は乾かしたガラス器具で行
う。装置は機械的攪拌機、冷却器、熱電対、サンプル口
およびガス入口を備えた500mLの5つ口丸底フラス
コから成る。H2 /CO混合ガスを、フリット端部をも
つガラス管を通して反応溶媒中に散布する。流出ガスは
ヒュームフードに排気する前にトルエントラップ(ドラ
イアイス/イソプロパノール)とカーボントラップを通
過させる。
う。装置は機械的攪拌機、冷却器、熱電対、サンプル口
およびガス入口を備えた500mLの5つ口丸底フラス
コから成る。H2 /CO混合ガスを、フリット端部をも
つガラス管を通して反応溶媒中に散布する。流出ガスは
ヒュームフードに排気する前にトルエントラップ(ドラ
イアイス/イソプロパノール)とカーボントラップを通
過させる。
【0034】反応器にHRh(CO)(PPh3 )3 、
助触媒(Fe2 (CO)9 またはRu3 (CO)12)、
トリフェニルホスフィン、および1,4−ビス(ジフェ
ニルホスフィノ)ブタン(DPB)を装填し、窒素で1
5分間フラッシュする。第二のジャケット付き丸底フラ
スコにトルエン(100mL)を入れ、この場合も窒素
で15分間フラッシュする。トルエンを反応器にカニュ
ーレで移す。反応器において、H2 /CO混合ガスの流
れを開始する。第二の丸底フラスコにトルエン(100
mL)とアリルアルコール(24mL)を再度入れ、窒
素でパージする。両フラスコの内容物を60℃に加熱す
る。反応温度に達したら、アリルアルコールの溶液をカ
ニューレで反応器にすばやく移す。移し終えた時点を反
応の開始時点とする。サンプルを定期的に抜き取って、
ガスクロマトグラフィーで分析して生成物の組成を決定
する。反応は4時間後に終了する。
助触媒(Fe2 (CO)9 またはRu3 (CO)12)、
トリフェニルホスフィン、および1,4−ビス(ジフェ
ニルホスフィノ)ブタン(DPB)を装填し、窒素で1
5分間フラッシュする。第二のジャケット付き丸底フラ
スコにトルエン(100mL)を入れ、この場合も窒素
で15分間フラッシュする。トルエンを反応器にカニュ
ーレで移す。反応器において、H2 /CO混合ガスの流
れを開始する。第二の丸底フラスコにトルエン(100
mL)とアリルアルコール(24mL)を再度入れ、窒
素でパージする。両フラスコの内容物を60℃に加熱す
る。反応温度に達したら、アリルアルコールの溶液をカ
ニューレで反応器にすばやく移す。移し終えた時点を反
応の開始時点とする。サンプルを定期的に抜き取って、
ガスクロマトグラフィーで分析して生成物の組成を決定
する。反応は4時間後に終了する。
【0035】実施例1−10 上記の一般方法を使って、アリルアルコールをヒドロホ
ルミル化する。実施例1−10の結果を表1に示す。本
発明の実施例(実施例2−8および10)では、1,4
−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(DPB)を存
在させて、または存在させないで、助触媒として鉄ノナ
カルボニルを使用する。鉄助触媒の存在は有益な効果を
もたらす:すなわち、反応速度が増加し、最も重要なこ
ととして、線状アルデヒドへの選択性が向上する。選択
性の向上はDPBが存在しても存在しなくても起こる
(実施例C1および3を実施例C9および10と比較さ
れたい)。線状生成物への選択性は、ロジウム濃度が3
3%まで低下するときにも、高いままである(実施例4
と8を比較されたい)。線状アルデヒドに対する高い選
択性は注目に値し、価値がある。なぜなら、商業的に重
要なHRh(CO)(PPh3 )3 /トリフェニルホス
フィン/DPB触媒系を用いた場合に、約7:1より大
きい線状:分枝(L:B)比がこれまで立証されていな
いからである。
ルミル化する。実施例1−10の結果を表1に示す。本
発明の実施例(実施例2−8および10)では、1,4
−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(DPB)を存
在させて、または存在させないで、助触媒として鉄ノナ
カルボニルを使用する。鉄助触媒の存在は有益な効果を
もたらす:すなわち、反応速度が増加し、最も重要なこ
ととして、線状アルデヒドへの選択性が向上する。選択
性の向上はDPBが存在しても存在しなくても起こる
(実施例C1および3を実施例C9および10と比較さ
れたい)。線状生成物への選択性は、ロジウム濃度が3
3%まで低下するときにも、高いままである(実施例4
と8を比較されたい)。線状アルデヒドに対する高い選
択性は注目に値し、価値がある。なぜなら、商業的に重
要なHRh(CO)(PPh3 )3 /トリフェニルホス
フィン/DPB触媒系を用いた場合に、約7:1より大
きい線状:分枝(L:B)比がこれまで立証されていな
いからである。
【0036】
【表1】
【0037】表1の注1 標準条件: 24mLアリルアルコール; 200mL トルエン;
1.0mM HRh(CO)(PPh3)3;130mM トリフェニルホスフィン;
1.0mM DPB; H2/CO=3:1; 反応時間: 240 分; 温度: 60
℃2 DPB - 1,4-ビス( ジフェニルホスフィノ) ブタン3 ガスクロマトグラフィーにより判明した線状:分枝ア
ルデヒドの比4 0.83mM HRh(CO)(PPh3)3; 108mMトリフェニルホスフィ
ン; 0.83mM DPB5 0.67mM HRh(CO)(PPh3)3; 86.7mM トリフェニルホスフ
ィン; 0.67mM DPB C -- 比較例を示す
1.0mM HRh(CO)(PPh3)3;130mM トリフェニルホスフィン;
1.0mM DPB; H2/CO=3:1; 反応時間: 240 分; 温度: 60
℃2 DPB - 1,4-ビス( ジフェニルホスフィノ) ブタン3 ガスクロマトグラフィーにより判明した線状:分枝ア
ルデヒドの比4 0.83mM HRh(CO)(PPh3)3; 108mMトリフェニルホスフィ
ン; 0.83mM DPB5 0.67mM HRh(CO)(PPh3)3; 86.7mM トリフェニルホスフ
ィン; 0.67mM DPB C -- 比較例を示す
【0038】実施例11−11F 上記の一般方法を使って、アリルアルコールをヒドロホ
ルミル化する。4時間の反応後、触媒混合物を回収し、
アリルアルコールの新しいバッチをヒドロホルミル化す
るために再使用する。同一触媒(Fe2 (CO)9 の添
加により改質した通常のロジウム触媒)を用いた6つの
連続した再循環実験からの結果を表2に示す。触媒活性
は良好なままである。線状アルデヒドへの選択性は高い
ままであり(L/B=10−20)、それどころか再循
環の場合でもやや向上する。かくして、DPBの触媒寿
命延長効果は維持されるが、線状アルデヒドへの選択性
は鉄助触媒の非存在下での選択性よりも高い。
ルミル化する。4時間の反応後、触媒混合物を回収し、
アリルアルコールの新しいバッチをヒドロホルミル化す
るために再使用する。同一触媒(Fe2 (CO)9 の添
加により改質した通常のロジウム触媒)を用いた6つの
連続した再循環実験からの結果を表2に示す。触媒活性
は良好なままである。線状アルデヒドへの選択性は高い
ままであり(L/B=10−20)、それどころか再循
環の場合でもやや向上する。かくして、DPBの触媒寿
命延長効果は維持されるが、線状アルデヒドへの選択性
は鉄助触媒の非存在下での選択性よりも高い。
【0039】
【表2】
【0040】表2の注1 標準条件: 24mLアリルアルコール; 200mL トルエン;
1.0mM HRh(CO)(PPh3)3;130mM トリフェニルホスフィン;
1.0mM DPB; H2/CO=3:1; 反応時間: 240 分; 温度: 60
℃2 DPB - 1,4-ビス( ジフェニルホスフィノ) ブタン3 ガスクロマトグラフィーにより判明した線状:分枝ア
ルデヒドの比4 実験11A-11F は再循環触媒を用いた連続実験である
1.0mM HRh(CO)(PPh3)3;130mM トリフェニルホスフィン;
1.0mM DPB; H2/CO=3:1; 反応時間: 240 分; 温度: 60
℃2 DPB - 1,4-ビス( ジフェニルホスフィノ) ブタン3 ガスクロマトグラフィーにより判明した線状:分枝ア
ルデヒドの比4 実験11A-11F は再循環触媒を用いた連続実験である
【0041】実施例12−12F 上記の一般方法を使って、アリルアルコールをヒドロホ
ルミル化する。ロジウム触媒はRu3 (CO)12の添加
により改質する。4時間の反応後、触媒を回収し、アリ
ルアルコールの新しいバッチをヒドロホルミル化するた
めに再使用する。同一触媒を用いた6つの連続した再循
環実験からの結果を表3に示す。触媒活性は良好なまま
であり、線状アルデヒドへの選択性も高いままである
(L/B=10−13)。これらの結果は、助触媒とし
てFe2 (CO)9 を用いる実施例11−11Fからの
結果に匹敵する。
ルミル化する。ロジウム触媒はRu3 (CO)12の添加
により改質する。4時間の反応後、触媒を回収し、アリ
ルアルコールの新しいバッチをヒドロホルミル化するた
めに再使用する。同一触媒を用いた6つの連続した再循
環実験からの結果を表3に示す。触媒活性は良好なまま
であり、線状アルデヒドへの選択性も高いままである
(L/B=10−13)。これらの結果は、助触媒とし
てFe2 (CO)9 を用いる実施例11−11Fからの
結果に匹敵する。
【0042】実施例13−13B 実施例12−12Fの手順に従うが、DPBを除く。良
好な触媒活性と線状アルデヒドへの高い選択性(L/B
=15−17)が2つの再循環実験を通して観察され
る。結果を表3に示す。
好な触媒活性と線状アルデヒドへの高い選択性(L/B
=15−17)が2つの再循環実験を通して観察され
る。結果を表3に示す。
【0043】
【表3】
【0044】表3の注1 標準条件: 24mLアリルアルコール; 200mL トルエン;
1.0mM HRh(CO)(PPh3)3;130mM トリフェニルホスフィン;
1.0mM DPB; H2/CO=3:1; 反応時間: 240 分; 温度: 60
℃2 DPB - 1,4-ビス( ジフェニルホスフィノ) ブタン3 ガスクロマトグラフィーにより判明した線状:分枝ア
ルデヒドの比4 実験12A-12F および13A-13B は再循環触媒を用いた連
続実験である
1.0mM HRh(CO)(PPh3)3;130mM トリフェニルホスフィン;
1.0mM DPB; H2/CO=3:1; 反応時間: 240 分; 温度: 60
℃2 DPB - 1,4-ビス( ジフェニルホスフィノ) ブタン3 ガスクロマトグラフィーにより判明した線状:分枝ア
ルデヒドの比4 実験12A-12F および13A-13B は再循環触媒を用いた連
続実験である
【0045】
【発明の効果】要するに、通常の第VIII族金属カルボニ
ル錯体と三置換ホスフィンと中性第VIII(a) 族金属錯体
助触媒と、場合によりジホスフィノアルカン、の存在下
でアリルアルコールをヒドロホルミル化すると、中性第
VIII(a) 族金属錯体助触媒の非存在下での同一実験と比
較して、反応速度の増加、満足のゆく触媒寿命、および
線状アルデヒドへの著しく高い選択性が得られる。
ル錯体と三置換ホスフィンと中性第VIII(a) 族金属錯体
助触媒と、場合によりジホスフィノアルカン、の存在下
でアリルアルコールをヒドロホルミル化すると、中性第
VIII(a) 族金属錯体助触媒の非存在下での同一実験と比
較して、反応速度の増加、満足のゆく触媒寿命、および
線状アルデヒドへの著しく高い選択性が得られる。
【0046】前述の実施例は単なる例示を表し、本発明
の範囲および境界は特許請求の範囲によって定められる
ものとする。
の範囲および境界は特許請求の範囲によって定められる
ものとする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ランガサミイ ピッチャイ アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 19382 ウエスト チェスター ファウラ ー ドライブ 207 (72)発明者 アン エム ガフニィ アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 19380 ウエスト チェスター オウエン ロード 611 (72)発明者 マニッシュ ケイ ナンディ アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 19087 ウエイン バレィ ストリーム レーン 238 (72)発明者 ヤーン ツアン ハン アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 19382 ウエスト チェスター ポンド ビュー ドライブ 2414
Claims (20)
- 【請求項1】 第VIII族金属カルボニル錯体触媒、三置
換ホスフィン、および中性第VIII(a) 族金属錯体助触媒
を含む均一触媒系の存在下で、アリルアルコールと水素
と一酸化炭素を反応させて、4−ヒドロキシブタナール
対3−ヒドロキシ−2−メチルプロパナールのモル比が
約10:1より大であるアルデヒド生成物の混合物を製
造することから成るヒドロホルミル化法。 - 【請求項2】 第VIII族金属カルボニル錯体触媒がロジ
ウムを含む、請求項1の方法。 - 【請求項3】 中性第VIII(a) 族金属錯体助触媒がFe
2 (CO)9 およびRu3 (CO)12より成る群から選
ばれる、請求項1の方法。 - 【請求項4】 触媒系がジホスフィノアルカンを含む、
請求項1の方法。 - 【請求項5】 ジホスフィノアルカンが1,4−ビス
(ジフェニルホスフィノ)ブタンである、請求項4の方
法。 - 【請求項6】 約25℃−約150℃の範囲の温度で該
方法を行う、請求項1の方法。 - 【請求項7】 ロジウムカルボニル錯体触媒、三置換ホ
スフィン、および中性第VIII(a) 族金属錯体助触媒を含
む均一触媒系の存在下で、アリルアルコールと水素と一
酸化炭素を反応させて、4−ヒドロキシブタナール対3
−ヒドロキシ−2−メチルプロパナールのモル比が約1
0:1より大であるアルデヒド生成物の混合物を製造す
ることから成るヒドロホルミル化法。 - 【請求項8】 中性第VIII(a) 族金属錯体助触媒がFe
2 (CO)9 およびRu3 (CO)12より成る群から選
ばれる、請求項7の方法。 - 【請求項9】 触媒系がジホスフィノアルカンを含む、
請求項7の方法。 - 【請求項10】 ジホスフィノアルカンが1,4−ビス
(ジフェニルホスフィノ)ブタンである、請求項9の方
法。 - 【請求項11】 約25℃−約150℃の範囲の温度で該
方法を行う、請求項7の方法。 - 【請求項12】 第VIII族金属カルボニル錯体触媒、三置
換ホスフィン、および触媒系をアリルアルコールのヒド
ロホルミル化に用いるとき線状:分枝アルデヒド生成物
の比を高めるのに効果的な量の中性第VIII(a) 族金属錯
体助触媒を含む有機溶液から成る触媒系。 - 【請求項13】 第VIII族金属カルボニル錯体触媒がロジ
ウムを含む、請求項12の触媒系。 - 【請求項14】 第VIII族金属カルボニル錯体触媒がHR
h(CO)(PPh3 )3 である、請求項12の触媒系。 - 【請求項15】 中性第VIII(a) 族金属錯体助触媒がFe
2 (CO)9 およびRu3 (CO)12より成る群から選
ばれる、請求項12の触媒系。 - 【請求項16】 第VIII族金属カルボニル錯体触媒対中性
第VIII(a) 族金属錯体助触媒のモル比が約1:1から約
10:1の範囲内である、請求項12の触媒系。 - 【請求項17】 触媒系がジホスフィノアルカンを含む、
請求項12の触媒系。 - 【請求項18】 ジホスフィノアルカンが1,4−ビス
(ジフェニルホスフィノ)ブタンである、請求項17の触
媒系。 - 【請求項19】 HRh(CO)(PPh3 )3 、三置換
ホスフィン、および触媒系をアリルアルコールのヒドロ
ホルミル化に用いるとき線状:分枝アルデヒド生成物の
比を高めるのに効果的な量の中性第VIII(a) 族金属錯体
助触媒を含む芳香族炭化水素溶液から成る触媒系。 - 【請求項20】 中性第VIII(a) 族金属錯体助触媒がFe
2 (CO)9 およびRu3 (CO)12より成る群から選
ばれる、請求項19の触媒系。
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|---|---|---|---|
| US07/916,575 US5233093A (en) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | Hydroformylation process and bimetallic catalyst therefor |
| US07/916575 | 1992-07-20 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0687782A true JPH0687782A (ja) | 1994-03-29 |
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| JP (1) | JP3556686B2 (ja) |
| DE (1) | DE69328591T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010523558A (ja) * | 2007-04-02 | 2010-07-15 | ライオンデル ケミカル テクノロジー、 エル.ピー. | ヒドロホルミル化方法 |
| JP2014514260A (ja) * | 2011-03-04 | 2014-06-19 | ザ・ユニヴァーシティ・オブ・カンザス | 単一溶媒ガス膨張ヒドロホルミル化方法 |
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| US5300617A (en) * | 1993-01-21 | 1994-04-05 | Exxon Chemical Patents Inc. | Potassium para-diphenyl phosphino benzene sulfonate ligand |
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| KR100547587B1 (ko) * | 2004-06-12 | 2006-01-31 | 주식회사 엘지화학 | 인을 포함하는 촉매 조성물 및 이를 이용한히드로포르밀화 방법 |
| KR100596365B1 (ko) * | 2004-06-12 | 2006-07-03 | 주식회사 엘지화학 | 인을 포함하는 촉매 조성물 및 이를 이용한히드로포르밀화 방법 |
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| CN103153462B (zh) | 2010-10-05 | 2016-06-01 | 陶氏技术投资有限责任公司 | 加氢甲酰基化方法 |
| KR101411040B1 (ko) * | 2012-05-24 | 2014-06-27 | 주식회사 엘지화학 | 히드로포밀화 반응용 촉매 조성물 및 이를 이용한 히드로포밀화 방법 |
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