JPH07242578A - Method for catalytic hydration of olefins - Google Patents

Method for catalytic hydration of olefins

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JPH07242578A
JPH07242578A JP6276434A JP27643494A JPH07242578A JP H07242578 A JPH07242578 A JP H07242578A JP 6276434 A JP6276434 A JP 6276434A JP 27643494 A JP27643494 A JP 27643494A JP H07242578 A JPH07242578 A JP H07242578A
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JP
Japan
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catalyst
heteropolyacid
atom
reaction
group
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JP6276434A
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Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Inoue
薫 井上
Masao Iwasaki
正雄 岩崎
Naohiro Ueda
直浩 植田
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エチレン、プロピレン等のオレフィンを触媒
存在下に水と接触させてアルコールを製造する方法を提
供する。 【構成】 ヘテロポリ酸の有するプロトンの一部を、チ
タン金属、ジルコニウム金属およびスズ金属よりなる群
から選ばれた少なくとも一種の金属カチオンで置換した
ヘテロポリ酸の部分金属中和塩触媒、またはこれらの部
分中和塩をケイ素アルコキシドの加水分解物から誘導さ
れたシリカゲル中に分散し更にシリコーンコーティング
された固体不均一触媒の存在下に、反応器に原料として
水およびエチレン、プロピレン等のオレフィンを仕込み
反応させることにより、オレフィンに対応するアルコー
ル類を製造する。
(57) [Summary] [Object] To provide a method for producing an alcohol by contacting an olefin such as ethylene or propylene with water in the presence of a catalyst. A partial metal-neutralized salt catalyst of a heteropolyacid in which a part of the protons of the heteropolyacid is substituted with at least one metal cation selected from the group consisting of titanium metal, zirconium metal and tin metal, or these moieties A neutralized salt is dispersed in silica gel derived from a hydrolyzate of silicon alkoxide, and water and olefins such as ethylene and propylene are charged as a raw material into a reactor and reacted in the presence of a silicone-coated solid heterogeneous catalyst. As a result, alcohols corresponding to olefins are produced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、オレフィンの水和によ
りアルコール類を製造する新規な方法に関する。更に詳
しくは、触媒として、高活性化されたヘテロポリ酸を触
媒として用いることを特徴とするオレフィンの直接水和
反応によるアルコール類の製造方法に関するものであ
る。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel method for producing alcohols by hydration of olefins. More specifically, the present invention relates to a method for producing alcohols by direct hydration of olefins, which comprises using highly activated heteropolyacid as a catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、オレフィンの直接水和反応による
アルコール類の製造方法としては、気相反応による製造
方法及び液相反応による製造方法が工業的に実施されて
いる。気相反応による製造方法としては、例えば、特開
平3-207728号においてはマクロポーラス型陽イオン交換
樹脂を触媒として用いており、特開昭55-124541号で
は、酸性層状粘土化合物を触媒として用いている。更に
広く工業化されている方法としては特開昭53-84096号、
特開昭52-133095号、 特公昭51-44915号等で開示されて
いるリン酸を担体に担持した触媒を用いている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing an alcohol by a direct hydration reaction of an olefin, a production method by a gas phase reaction and a production method by a liquid phase reaction have been industrially carried out. As a production method by a gas phase reaction, for example, in JP-A-3-207728, a macroporous cation exchange resin is used as a catalyst, and in JP-A-55-124541, an acidic layered clay compound is used as a catalyst. ing. As a more widely industrialized method, JP-A-53-84096,
A catalyst in which phosphoric acid is supported on a carrier as disclosed in JP-A-52-133095 and JP-B-51-44915 is used.

【0003】これら、気相反応による製造方法は、一般
的に高温領域で反応を実施しており、更にプロピレンの
転化率も低い。従って、反応器単位体積当たりのアルコ
ール類の生成量が極めて低く、且つ未反応オレフィンを
大量にリサイクルする必要があり、設備的にもエネルギ
ー的にも有利な方法とは言えない。これに加えて広く工
業的に実施されている担持リン酸触媒で製造する方法で
は反応とともに触媒成分であるリン酸の飛散等による触
媒の性能低下といった問題点も有している。
These production methods by gas phase reaction generally carry out the reaction in a high temperature range, and the conversion of propylene is low. Therefore, the amount of alcohols produced per unit volume of the reactor is extremely low, and it is necessary to recycle a large amount of unreacted olefin, which is not an advantageous method in terms of equipment and energy. In addition to this, the method of producing a supported phosphoric acid catalyst which is widely used industrially has a problem that the performance of the catalyst is deteriorated due to scattering of phosphoric acid which is a catalyst component along with the reaction.

【0004】ここにおいて、気相法におけるアルコール
類の生産性の低さ、未反応オレフィンの大量循環といっ
た欠点を克服する方法として、一方の原料である水を液
体状態としてオレフィンと接触させる、いわゆる液相反
応も広く知られている。例えば、均一触媒として特公昭
43-8104号、特公昭43-16123号には芳香族スルホン酸が
記載されている。また、特公昭49-166号 、特公昭50-35
051号、特公昭49-36204号、特開昭53-9746号等ではヘテ
ロポリ酸が記載されている。特に、ヘテロポリ酸は工業
的に我国において実施されており、単位時間あたりのア
ルコールの生成量も高い。
Here, as a method for overcoming the drawbacks such as low productivity of alcohols and large-scale circulation of unreacted olefins in the gas phase method, one of the raw materials, water, is brought into contact with olefins in a liquid state, so-called liquid. Phase reactions are also widely known. For example, as a homogeneous catalyst
Aromatic sulfonic acids are described in Japanese Patent Nos. 43-8104 and 43-16123. In addition, Japanese Patent Publication No. 49-166, Japanese Patent Publication No. 50-35
No. 051, JP-B-49-36204, JP-A-53-9746 and the like describe heteropolyacids. In particular, heteropolyacids are industrially used in Japan, and the amount of alcohol produced per unit time is high.

【0005】また、固体不均一触媒として例えば、特公
昭44-26656号、特開昭49-117412号、 特開昭61-230744
号、 特公昭58-7614号、 特公昭63-102121号 等におい
ては強酸性型陽イオン交換樹脂を触媒として用いてい
る。更に、特開平3-502321号、特開平3-503175号、特開
平1-246234号、特開平1-246233号、特開昭63-218251号
等においてはゼオライト触媒を用いている。特に、陽イ
オン交換樹脂触媒は比較的低温、低圧条件で比較的高い
触媒活性を有しており、ドイツ等の海外において工業化
触媒として用いられている。
As the solid heterogeneous catalyst, for example, JP-B-44-26656, JP-A-49-117412, JP-A-61-230744.
In Japanese Patent Publication No. 58-7614 and Japanese Patent Publication No. 63-102121, a strongly acidic cation exchange resin is used as a catalyst. Further, in JP-A-3-502321, JP-A-3-503175, JP-A-1-246234, JP-A1-246233, JP-A-63-218251 and the like, a zeolite catalyst is used. Particularly, the cation exchange resin catalyst has a relatively high catalytic activity under relatively low temperature and low pressure conditions, and is used as an industrial catalyst in foreign countries such as Germany.

【0006】しかしながら、陽イオン交換樹脂触媒は樹
脂自体の耐熱温度が実質的に100℃程度であり、工業
化条件である150℃程度で使用することは現実的に
は、恒常的な触媒の劣化を伴いながら反応を進行させて
おり、スルホン酸基等の酸性成分が分解脱離し、反応液
中への流出は免れない。加えて、これ以上の反応温度で
実施する事は不可能であり、且つアルコールの生産能力
にも限界がある。
However, the cation exchange resin catalyst has a heat resistance temperature of substantially 100 ° C. of the resin itself, and it is practically necessary to use the cation exchange resin catalyst at 150 ° C. which is an industrialized condition, because of permanent deterioration of the catalyst. The reaction is progressing with it, and acidic components such as sulfonic acid groups are decomposed and desorbed, and it is unavoidable that the components flow out into the reaction solution. In addition, it is impossible to carry out at a reaction temperature higher than this, and the alcohol production capacity is limited.

【0007】これに対し、ゼオライト系の固体不均一触
媒においては、触媒活性が不十分であり、強酸性陽イオ
ン交換樹脂ほどの触媒活性は望めなく、アルコール類の
収率を高めるためには、高い反応温度を必要とする。
On the other hand, the zeolite-based solid heterogeneous catalyst has insufficient catalytic activity, and the catalytic activity as strong as the strongly acidic cation exchange resin cannot be expected. Therefore, in order to increase the yield of alcohols, Requires high reaction temperature.

【0008】しかしながら、ゼオライト化合物はオレフ
ィンの水和反応条件のように、水の液相状態での存在下
で、高温に加熱することは、明らかにゼオライトの分解
を促進する。従って、好ましい生成速度でアルコール類
を製造することは、現実的に不可能である。
However, when the zeolite compound is heated to a high temperature in the presence of water in a liquid phase state like the olefin hydration reaction condition, the decomposition of the zeolite is obviously promoted. Therefore, it is practically impossible to produce alcohols at a favorable production rate.

【0009】これに反して、上記ヘテロポリ酸は耐熱温
度が高いことから、オレフィンと水との接触反応は30
0℃近い温度で実施することが可能であり、これにより
陽イオン交換樹脂よりも高い生産性をもたらすが、均一
触媒であるためヘテロポリ酸のプロトンの75%程度を
アルカリ金属(特にナトリウム)カチオンで部分中和し
てヘテロポリ酸による装置腐食を抑制している。従っ
て、触媒活性が、部分中和をしないヘテロポリ酸に比較
して大幅に低下することを余儀なくされている。
On the contrary, since the above-mentioned heteropolyacid has a high heat resistant temperature, the catalytic reaction between olefin and water is 30
It can be carried out at a temperature close to 0 ° C., which brings about higher productivity than the cation exchange resin, but since it is a homogeneous catalyst, about 75% of the protons of the heteropolyacid are cation-exchanged with an alkali metal (particularly sodium) cation. Partial neutralization suppresses equipment corrosion due to heteropoly acid. Therefore, it is unavoidable that the catalytic activity is significantly reduced as compared with the heteropolyacid which is not partially neutralized.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、オレフィン
と水との直接接触水和反応によりアルコール類を製造す
るにあたり、高いアルコール生産性を達成可能な高温反
応条件で安定且つ腐食性の低い従来のヘテロポリ酸触媒
の優位性に着目し、鋭意検討した結果、オレフィンの接
触水和反応によりアルコール類を製造する方法におい
て、触媒としてヘテロポリ酸の有するプロトンの一部を
チタン、ジルコニウムおよびスズ金属カチオンよりなる
群から選ばれた少なくとも一種の金属カチオンにより置
換された部分中和ヘテロポリ酸を用いることで、従来の
ヘテロポリ酸のアルカリ金属カチオンにより部分中和し
た触媒が示す活性低下もなく、むしろ活性向上をもたら
し且つ、装置等の腐食を抑制してアルコール類を製造す
ることを可能とした。さらにこれらのヘテロポリ酸をケ
イ素アルコキシドの加水分解生成物から誘導されるシリ
カゲル中に分散しこれをさらにシリコーンコーティング
した、固定化部分中和ヘテロポリ酸触媒とすることで、
従来固体不均一触媒の欠点であった、触媒の熱分解によ
る酸成分の脱離分解のない安定、且つ高活性を有する触
媒となることを見いだし、本発明を完成するに到った。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is directed to the production of alcohols by the direct contact hydration reaction of olefin and water, which is stable and has low corrosiveness under high temperature reaction conditions capable of achieving high alcohol productivity. Focusing on the superiority of the heteropolyacid catalyst, the result of diligent study showed that in the method for producing alcohols by catalytic hydration of olefins, some of the protons possessed by the heteropolyacid as a catalyst were converted from titanium, zirconium and tin metal cations. By using a partially neutralized heteropoly acid substituted with at least one metal cation selected from the group consisting of the following, there is no decrease in the activity of a catalyst partially neutralized with an alkali metal cation of a conventional heteropoly acid, but rather improvement in activity. In addition, it made it possible to produce alcohols while suppressing the corrosion of the equipment. Furthermore, by dispersing these heteropolyacids in silica gel derived from the hydrolysis product of silicon alkoxide and further coating this with silicone, by using the immobilized partially neutralized heteropolyacid catalyst,
The inventors have found that the catalyst has stable activity and high activity without decomposing and decomposing an acid component due to thermal decomposition of the catalyst, which has been a drawback of conventional solid heterogeneous catalysts, and has completed the present invention.

【0011】即ち、本発明の目的は、オレフィンの直接
水和反応において、液相で高効率下にアルコール類を製
造でき、且つ高温条件においても分解せず安定に使用可
能であり、且つ装置等の腐食性の少ない、更には高活性
な固体不均一触媒化することで実質的に完全に腐食を抑
制する触媒とし、この触媒を用いて、アルコール類を製
造する極めて経済的な製造方法を提供することにある。
That is, an object of the present invention is to produce alcohols in a liquid phase with high efficiency in a direct hydration reaction of an olefin, and to use it stably without decomposing even under high temperature conditions, and to use an apparatus or the like. It is a catalyst that suppresses corrosion substantially completely by making it a solid heterogeneous catalyst with less corrosiveness and high activity, and provides an extremely economical production method for producing alcohols using this catalyst To do.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、オレフィンの
接触水和反応によりアルコール類を製造する方法におい
て、ヘテロポリ酸の有するプロトンの一部をチタン、ジ
ルコニウムおよびスズ金属カチオンよりなる群から選ば
れた少なくとも一種の金属カチオンにより置換された部
分中和ヘテロポリ酸の存在下に、オレフィンと水を接触
させることを特徴とするアルコール類の製造方法であ
る。
The present invention is a method for producing alcohols by catalytic hydration of olefins, wherein some of the protons of the heteropolyacid are selected from the group consisting of titanium, zirconium and tin metal cations. A method for producing alcohols, which comprises contacting an olefin with water in the presence of a partially neutralized heteropolyacid substituted with at least one metal cation.

【0013】さらに詳しくは、ヘテロポリ酸の有するプ
ロトンの一部をチタン、ジルコニウムおよびスズ金属カ
チオンよりなる群から選ばれた少なくとも一種の金属カ
チオンにより置換された部分中和ヘテロポリ酸を液相均
一触媒として、または、これら部分中和ヘテロポリ酸を
ケイ素アルコキシドの加水分解生成物から誘導されたシ
リカゲル中に分散し、固定化し且つシリコーンコーティ
ングしたものを液相不均一触媒として、用いることを特
徴とするオレフィンの水和によるアルコール類の製造方
法である。
More specifically, a partially neutralized heteropoly acid in which a part of the protons possessed by the heteropoly acid is replaced by at least one metal cation selected from the group consisting of titanium, zirconium and tin metal cations is used as a liquid phase homogeneous catalyst. Alternatively, these partially neutralized heteropolyacids are dispersed in silica gel derived from the hydrolysis product of silicon alkoxide, immobilized and silicone-coated, and used as a liquid phase heterogeneous catalyst. It is a method for producing alcohols by hydration.

【0014】以下本発明を詳細に説明する。本発明に用
いられる、オレフィンとは、脂肪族炭化水素化合物で少
なくとも1個以上の炭素炭素二重結合を有する、直鎖若
しくは分枝のモノオレフィン、ポリオレフィンである。
またこれらのオレフィンは置換基として、ハロゲン元
素、水酸基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、カルボニ
ル基、アセトキシ基、芳香族基、カルボキシル基、メル
カプト基等を有しているものでも差し支えない。好まし
くは、炭素数2〜10の脂肪族オレフィンである。
The present invention will be described in detail below. The olefin used in the present invention is an aliphatic hydrocarbon compound and is a linear or branched monoolefin or polyolefin having at least one carbon-carbon double bond.
Further, these olefins may have a halogen element, a hydroxyl group, a nitro group, an amino group, a cyano group, a carbonyl group, an acetoxy group, an aromatic group, a carboxyl group, a mercapto group or the like as a substituent. It is preferably an aliphatic olefin having 2 to 10 carbon atoms.

【0015】具体的には、エチレン、プロピレン、1−
ブテン、2−ブテン、イソブテン、1−ペンテン、2−
ペンテン、2−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−
ブテン等の直鎖または分枝ペンテン類、1−ヘキセン、
2−ヘキセン、3−ヘキセン、メチルペンテン類等の直
鎖または分枝ヘキセン類、ブタジエン、ペンタジエン、
ヘキサジエン等のポリオレフィン類等が例示される。更
に、シクロペンテン、メチルシクロペンテン、シクロヘ
キセン、メチルシクロヘキセン、シクロオクテン、メチ
ルシクロオクテン類、シクロペンタジエン類、シクロヘ
キサジエン類、シクロオクタジエン類等の脂環式オレフ
ィン類を使用することも可能である。より好ましくは、
オレフィンが、炭素数2以上6以下の低級オレフィンよ
りなる群から選ばれた少なくとも一種であるものであ
る。 更に好ましくは、オレフィンがエチレンまたはプ
ロピレンである。
Specifically, ethylene, propylene, 1-
Butene, 2-butene, isobutene, 1-pentene, 2-
Penten, 2-methyl-1-butene, 2-methyl-2-
Linear or branched pentenes such as butene, 1-hexene,
2-hexene, 3-hexene, linear or branched hexene such as methylpentene, butadiene, pentadiene,
Examples include polyolefins such as hexadiene. Further, it is also possible to use alicyclic olefins such as cyclopentene, methylcyclopentene, cyclohexene, methylcyclohexene, cyclooctene, methylcyclooctenes, cyclopentadiene, cyclohexadiene, cyclooctadiene. More preferably,
The olefin is at least one selected from the group consisting of lower olefins having 2 to 6 carbon atoms. More preferably, the olefin is ethylene or propylene.

【0016】本発明においてはこれらの一種もしくは二
種以上を反応に供する。 また、本発明において使用す
るオレフィンの純度は特に限定されることはなく、一般
試薬純度、工業純度もしくはアルカン等で希釈されたオ
レフィンも使用することが可能である。
In the present invention, one kind or two or more kinds of them are used in the reaction. Further, the purity of the olefin used in the present invention is not particularly limited, and general reagent purity, industrial purity or olefin diluted with alkane or the like can be used.

【0017】本発明は、上記オレフィンと水とをヘテロ
ポリ酸の有するプロトンの一部をチタン、ジルコニウム
およびスズ金属カチオンよりなる群から選ばれた少なく
とも一種の金属カチオンにより置換された部分中和ヘテ
ロポリ酸触媒、またはこれら部分中和ヘテロポリ酸をシ
リカゲル中に分散し且つ表面をシリコーンコーティング
した固定化部分中和ヘテロポリ酸触媒の存在下に接触さ
せてアルコール類を製造する。 本発明で製造されるア
ルコール類は、オレフィン類に水が付加したものであ
る。
The present invention relates to a partially neutralized heteropoly acid obtained by substituting a part of protons contained in the above heteropoly acid with olefin and water by at least one metal cation selected from the group consisting of titanium, zirconium and tin metal cations. The catalyst or these partially neutralized heteropolyacids are dispersed in silica gel and contacted in the presence of an immobilized partially neutralized heteropolyacid catalyst whose surface is coated with silicone to produce alcohols. The alcohols produced by the present invention are olefins to which water is added.

【0018】本発明で用いられるヘテロポリ酸とは、異
なる二種以上の酸化物複合体からなる、複合酸化物酸で
あり、一般式: Ha(M1b(M2c(O)d(式中、Hは水素原子、M
1はヘテロポリ酸の中心原子、M2はポリ酸を構成してい
る金属原子、Oは酸素原子を表す。更にaは10以下の
正の整数、bは1または2、cは10以上30以下の整
数、dは100以下の正の整数であり、且つM2は タン
グステン、モリブデン、バナジウムおよびアンチモンよ
りなる群から選ばれた少なくとも一種の金属原子であ
る。)で表されるヘテロポリ酸である。この中で、M1
がPもしくはSi原子、M2がW及びMo原子よりなる
群から選ばれた少なくとも1種であり、b=1、c=1
2である一般式: H3PWnMo(12-n)40、H4SiWnMo(12-n)
40(式中、nは0または12以下の正の整数であり、H
は水素原子、Pはリン原子、Siはケイ素原子、Moは
モリブデン原子、Wはタングステン原子、Oは酸素原子
を表す。)で表されるヘテロポリ酸が入手し易いヘテロ
ポリ酸として例示される。本発明においてはこれらのヘ
テロポリ酸のみに限定されることはない。
The heteropolyacid used in the present invention is a complex oxide acid composed of two or more different oxide complexes, and has the general formula: H a (M 1 ) b (M 2 ) c (O). d (in the formula, H is a hydrogen atom, M
1 represents a central atom of the heteropolyacid, M 2 represents a metal atom constituting the polyacid, and O represents an oxygen atom. Further, a is a positive integer of 10 or less, b is 1 or 2, c is an integer of 10 or more and 30 or less, d is a positive integer of 100 or less, and M 2 is a group consisting of tungsten, molybdenum, vanadium and antimony. It is at least one metal atom selected from. ) Is a heteropoly acid. In this, M 1
Is at least one selected from the group consisting of P or Si atoms, M 2 is W and Mo atoms, and b = 1, c = 1
The general formula is 2: H 3 PW n Mo (12-n) O 40 , H 4 SiW n Mo (12-n) O
40 (In the formula, n is 0 or a positive integer of 12 or less, H
Represents a hydrogen atom, P represents a phosphorus atom, Si represents a silicon atom, Mo represents a molybdenum atom, W represents a tungsten atom, and O represents an oxygen atom. The heteropoly acid represented by) is exemplified as an easily available heteropoly acid. The present invention is not limited to these heteropoly acids.

【0019】本発明ではこれらヘテロポリ酸のプロトン
の一部(上記一般式におけるH)をチタン、ジルコニウ
ムおよびスズ金属よりなる群から選ばれた少なくとも一
種の金属カチオンと置換された一般式: (M3e(a-ge)(M1b(M2c(O)d (式中Hは
水素原子、M1はヘテロポリ酸の中心原子、M2はポリ酸
を構成している金属原子を表し、M3 はチタン、ジルコ
ニウムおよびスズ金属よりなる群から選ばれた少なくと
も一種の金属原子を表し、Oは酸素原子を表す。更にa
は10以下の正の整数、bは1または2であり、cは1
0以上30以下の整数、dは100以下の正の整数であ
る。更にgはM3 の金属原子価を表し且つ、eはa−
(g×e)>0を満足する正の数である。)で表される
ヘテロポリ酸の部分中和塩をそのまま、またはこれら部
分中和ヘテロポリ酸をケイ素アルコキシドの加水分解生
成物から誘導されるシリカゲル中に分散し、固定化し、
且つシリコーンコーティングした固定化部分中和ヘテロ
ポリ酸を触媒として使用する。好ましくはこれらヘテロ
ポリ酸の部分中和塩の中で、一般式: (M3x(3-gx)PWnMo(12-n)40、 (M3y(4-gy)SiWnMo(12-n)40(式中、nは
0または12以下の正の整数であり、Hは水素原子、P
はリン原子、Siはケイ素原子、Moはモリブデン原
子、Wはタングステン原子、M3 はチタン、ジルコニウ
ムおよびスズ金属よりなる群から選ばれた少なくとも一
種の金属原子を表す。Oは酸素原子を表す。更にgはM
3 の金属原子価を表し且つ、gxは3未満の正の数、g
yは4未満の正の数である。)で表されるヘテロポリ酸
の部分中和塩が入手し易いものとして挙げられる。
In the present invention, a part of the protons of these heteropolyacids (H in the above general formula) is replaced with at least one metal cation selected from the group consisting of titanium, zirconium and tin metals: (M 3 ) E H (a-ge) (M 1 ) b (M 2 ) c (O) d (wherein H is a hydrogen atom, M 1 is a central atom of a heteropolyacid, and M 2 is a metal constituting the polyacid. Represents an atom, M 3 represents at least one metal atom selected from the group consisting of titanium, zirconium and tin metals, and O represents an oxygen atom.
Is a positive integer of 10 or less, b is 1 or 2, and c is 1
An integer of 0 or more and 30 or less, and d is a positive integer of 100 or less. Further, g represents the metal valence of M 3 and e is a-
It is a positive number that satisfies (g × e)> 0. ) Is a partially neutralized salt of a heteropoly acid as it is, or these partially neutralized heteropoly acids are dispersed and immobilized in silica gel derived from a hydrolysis product of a silicon alkoxide,
In addition, a silicone-coated immobilized partially neutralized heteropolyacid is used as a catalyst. Preferably, among these partially neutralized salts of heteropolyacids, a compound of the general formula: (M 3 ) x H (3-gx) PW n Mo (12-n) O 40 , (M 3 ) y H (4-gy) SiW n Mo (12-n) O 40 ( wherein, n is 0 or 12 the following positive integer, H is a hydrogen atom, P
Represents a phosphorus atom, Si represents a silicon atom, Mo represents a molybdenum atom, W represents a tungsten atom, and M 3 represents at least one metal atom selected from the group consisting of titanium, zirconium and tin metals. O represents an oxygen atom. Furthermore, g is M
And represents the third metal valency, gx is less than 3 positive number, g
y is a positive number less than 4. The partially neutralized salt of the heteropoly acid represented by (4) is mentioned as an easily available one.

【0020】具体的に例示すれば、分子式もしくは示性
式で H3PW12O40、H3PW11MoO40、H3PW10Mo2O40、H3PW9Mo
3O40、H3PW8Mo4O40、 H3PW7Mo5O40、H3PW6Mo6O40、H3PW5Mo7O40、H3PW4Mo
8O40、H3PW3Mo9O40、 H3PW2Mo10O40、H3PWMo11O40、H3PMo12O40、H4SiW
12O40、H4SiMo12O40、 H4SiW2Mo10O40、H3PV2Mo10O40等で表されるヘテロポリ
酸のプロトンの一部をチタン、ジルコニウムおよびスズ
金属カチオンよりなる群から選ばれた少なくとも一種の
金属カチオンで置換したヘテロポリ酸の部分中和塩、ま
たは、これらヘテロポリ酸の部分中和塩をケイ素アルコ
キシドの加水分解生成物から誘導されるシリカゲル中に
分散し、固定化し且つシリコーンコーティングしたもの
が本発明に使用する触媒として例示される。
Specific examples are H 3 PW 12 O 40 , H 3 PW 11 MoO 40 , H 3 PW 10 Mo 2 O 40 and H 3 PW 9 Mo in the molecular or rational formula.
3 O 40 , H 3 PW 8 Mo 4 O 40 , H 3 PW 7 Mo 5 O 40 , H 3 PW 6 Mo 6 O 40 , H 3 PW 5 Mo 7 O 40 , H 3 PW 4 Mo
8 O 40 , H 3 PW 3 Mo 9 O 40 , H 3 PW 2 Mo 10 O 40 , H 3 PWMo 11 O 40 , H 3 PMo 12 O 40 , H 4 SiW
12 O 40 , H 4 SiMo 12 O 40 , H 4 SiW 2 Mo 10 O 40 , H 3 PV 2 Mo 10 O 40, etc. Part of the protons of the heteropolyacid consists of titanium, zirconium and tin metal cations. Partially neutralized salt of a heteropolyacid substituted with at least one metal cation selected from the group, or these partially neutralized salts of heteropolyacid are dispersed in silica gel derived from a hydrolysis product of silicon alkoxide and fixed. Examples of the catalyst which has been made silicone-coated are used as the catalyst in the present invention.

【0021】本発明においては、これらヘテロポリ酸の
プロトンの一部をチタン、ジルコニウムおよびスズ金属
カチオンよりなる群から選ばれた少なくとも一種の金属
カチオンで置換したヘテロポリ酸の部分中和塩そのも
の、またはこれらヘテロポリ酸の部分中和塩をケイ素ア
ルコキシドの加水分解生成物から誘導されるシリカゲル
中に分散し、固定化し且つシリコーンコーティングした
ものよりなる群から選ばれた少なくとも1種を触媒とし
て用いる。
In the present invention, a partially neutralized salt of a heteropolyacid itself in which a part of the protons of these heteropolyacids is replaced with at least one metal cation selected from the group consisting of titanium, zirconium and tin metal cations, or these At least one selected from the group consisting of a partially neutralized salt of a heteropolyacid dispersed in silica gel derived from a hydrolysis product of a silicon alkoxide, fixed and silicone-coated is used as a catalyst.

【0022】ヘテロポリ酸のプロトンのチタン、ジルコ
ニウムおよびスズ金属カチオンよりなる群から選ばれた
少なくとも一種のカチオンとの置換率は特に限定される
ことはなく、これらヘテロポリ酸の部分中和塩中にプロ
トンが存在していれば差し支えないが、好ましくはヘテ
ロポリ酸の有するプロトンの5〜95%、更に好ましく
は10〜90%をチタン、ジルコニウムおよびスズ金属
カチオンよりなる群から選ばれた少なくとも一種のカチ
オンと置換することが推奨される。具体的に例示すれ
ば、上記例示ヘテロポリ酸の部分中和塩である一般式: (M3x(3-gx)PWnMo(12-n)40、 で表されるテ
ロポリ酸の部分中和塩においてはgx(g×x)の値が
0.15〜2.85が好ましく、0.3〜2.7である
ことが更に好ましい。従ってM3 の金属原子価が4価で
あれば4xが0.15〜2.85が好ましく0.3〜
2.7であることが更に好ましい。しかしながら、本発
明においてはこれら置換率の範囲のみに限定されるもの
ではないことは無論である。
The substitution ratio of the proton of the heteropoly acid with at least one cation selected from the group consisting of titanium, zirconium and tin metal cations is not particularly limited, and the proton in the partially neutralized salt of these heteropoly acids is not limited. Is present, but preferably 5 to 95%, more preferably 10 to 90% of the protons possessed by the heteropolyacid are at least one cation selected from the group consisting of titanium, zirconium and tin metal cations. It is recommended to replace it. More specifically, a telopoly acid represented by the general formula: (M 3 ) x H (3-gx) PW n Mo (12-n) O 40 , which is a partially neutralized salt of the above-exemplified heteropoly acid, In the partially neutralized salt, the value of gx (gxx) is preferably 0.15 to 2.85, and more preferably 0.3 to 2.7. Therefore, when the metal valence of M 3 is tetravalent, 4x is preferably 0.15 to 2.85, and 0.3 to
It is more preferably 2.7. However, it goes without saying that the present invention is not limited only to the range of these substitution rates.

【0023】ヘテロポリ酸のプロトンの一部をチタン、
ジルコニウムおよびスズ金属カチオンよりなる群から選
ばれた少なくとも一種のカチオンとの置換する方法は、
本発明においては、特に限定されることはなく、これら
の金属カチオンとヘテロポリ酸の有するプロトンとが置
換される方法であるならばいかなる方法で実施しても差
し支えないが、実施し易い方法として例示すれば、アル
コール溶媒中に予め所定量のヘテロポリ酸を溶解し攪拌
しながら、これにチタン、ジルコニウムまたはスズの金
属アルコキシ化合物もしくは酢酸塩化合物を所定量溶解
したアルコール溶液を添加し充分反応させて置換する方
法等が例示される。また、水に対して不安定な化合物を
使用する際には予めヘテロポリ酸の有する結晶水もしく
は構造水を脱水処理して無結晶水物として使用すること
が好ましい。また、水に対して安定な化合物を使用する
際には、溶媒として水を使用しても差し支えない。
Part of the protons of the heteropolyacid is titanium,
The method of substituting with at least one cation selected from the group consisting of zirconium and tin metal cations,
In the present invention, there is no particular limitation, and any method may be used as long as it is a method in which these metal cations and the protons of the heteropolyacid are replaced, but it is exemplified as a method that is easy to carry out. If so, a predetermined amount of heteropolyacid is dissolved in an alcohol solvent in advance, and while stirring, an alcohol solution in which a predetermined amount of titanium, zirconium or tin metal alkoxy compound or acetate compound is dissolved is added and sufficiently reacted to replace. A method for doing so is exemplified. In addition, when a water-labile compound is used, it is preferable to dehydrate the crystal water or structured water of the heteropolyacid in advance and use it as an amorphous water product. Further, when using a water-stable compound, water may be used as a solvent.

【0024】この際、置換に使用する金属アルコキシ化
合物、酢酸塩化合物も本発明においては特に限定される
ことはないが、入手し易い化合物として例示すれば、チ
タンイソプロポキサイド、ジルコニウムイソプロポキサ
イド、酢酸スズ等が挙げられる。
At this time, the metal alkoxy compound and the acetate compound used for the substitution are not particularly limited in the present invention, but examples of easily available compounds include titanium isopropoxide, zirconium isopropoxide, Examples thereof include tin acetate.

【0025】本発明においてはヘテロポリ酸のプロトン
の一部をチタン、ジルコニウムおよびスズ金属カチオン
よりなる群から選ばれた少なくとも一種のカチオンで置
換した部分中和ヘテロポリ酸をそのまま均一触媒として
使用することも可能であるが、これら部分中和ヘテロポ
リ酸をケイ素アルコキシドの加水分解生成物から誘導さ
れるシリカ中に分散し、固定化し且つシリコーンコーテ
ィングしたものを固定化部分中和ヘテロポリ酸触媒とし
て使用することも有効な方法である。
In the present invention, a partially neutralized heteropoly acid obtained by substituting a part of protons of the heteropoly acid with at least one cation selected from the group consisting of titanium, zirconium and tin metal cations may be used as it is as a homogeneous catalyst. It is possible, but it is also possible to disperse these partially neutralized heteropolyacids in silica derived from the hydrolysis products of silicon alkoxides, to immobilize and to use silicone coatings as the immobilized partially neutralized heteropolyacid catalysts. This is an effective method.

【0026】ここにおいて、上記部分中和ヘテロポリ酸
のケイ素アルコキシドの加水分解生成物から誘導された
シリカゲル中に分散する方法は特に限定されることはな
く、実質的に部分中和ヘテロポリ酸がケイ素アルコキシ
ドの加水分解によって生成したシリカゲル中に分散され
る方法であるならばいかなる方法を採用しても差し支え
ないが、実施し易い方法としては例えば、アルコール類
中にケイ素アルコキシド(例えばテトラエトキシシラ
ン)を所定量溶解させた後、この中に上記部分中和ヘテ
ロポリ酸を添加し、溶解もしくは懸濁状態とし機械攪拌
しながら所定量の水を添加し加水分解を行う。このとき
必要であるならば加熱処理を行うことも差し支えない。
The method of dispersing the partially neutralized heteropolyacid in the silica gel derived from the hydrolysis product of the silicon alkoxide of the partially neutralized heteropolyacid is not particularly limited, and the partially neutralized heteropolyacid is substantially silicon alkoxide. Any method may be adopted as long as it is dispersed in silica gel formed by hydrolysis of, but as a method that can be easily carried out, for example, silicon alkoxide (for example, tetraethoxysilane) is added to alcohol. After quantitatively dissolving, the above partially neutralized heteropolyacid is added to this to be in a dissolved or suspended state, and a predetermined amount of water is added with mechanical stirring to perform hydrolysis. At this time, if necessary, heat treatment may be performed.

【0027】加水分解が完了した後、生成した部分中和
されたヘテロポリ酸の分散したシリカゲルは濾過洗浄
し、さらにこの濾別固体を乾燥しアルコール類を除去し
た後、水中に懸濁させ、加熱洗浄を行った後、濾過し乾
燥脱水しさらに、電気炉中で加熱処理を行ったものをシ
リコーンコーティングすることが好ましいが、乾燥脱水
したものをシリコーンコーティングしても差し支えな
い。
After the hydrolysis was completed, the silica gel in which the partially neutralized heteropolyacid was dispersed was filtered and washed, and the filtered solid was dried to remove alcohols and then suspended in water and heated. After washing, it is preferable to filter, dry and dehydrate, and heat-treat in an electric furnace for silicone coating. However, dried and dehydrated silicone may be coated.

【0028】本発明で使用するケイ素アルコキシドとは
一般式: (RO)4Si (式中、Rは置換または無置換の炭化水
素基であり、同一の基でも、各々異なる基でも差し支え
ない。)で表されるケイ酸エステル類である。
The silicon alkoxide used in the present invention has the general formula: (RO) 4 Si (wherein R is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group, which may be the same group or different groups). Is a silicate ester represented by.

【0029】この時、Rは好ましくは炭素数1〜10の
脂肪族飽和炭化水素基、炭素数15以下の脂環式炭化水
素基もしくは炭素数15以下の芳香族炭化水素基等が好
ましい。さらに、これらRが置換基として、アルキル
基、ハロゲン元素、アミノ基、ニトロ基、アルコキシ
基、シアノ基、水酸基等を有していても差し支えない。
At this time, R is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 15 or less carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 15 or less carbon atoms. Further, these R may have an alkyl group, a halogen element, an amino group, a nitro group, an alkoxy group, a cyano group, a hydroxyl group or the like as a substituent.

【0030】具体的に入手し易いケイ素アルコキシドと
して例示すれば、メチルシリケート、エチルシリケー
ト、イソプロピリシリケート、フェニルシリケート、シ
クロヘキシルシリケート等のケイ酸エステルが挙げられ
る。
Specific examples of readily available silicon alkoxides include silicic acid esters such as methyl silicate, ethyl silicate, isopropyl silicate, phenyl silicate and cyclohexyl silicate.

【0031】また、加水分解をアルコール類溶媒中で実
施する場合には上記式のアルコキシ基(RO)4 が総て
もしくは一部、塩素、臭素、ヨウ素で置換されているも
のも本発明では使用することが出来る。(これらはアル
コール類との反応により(RO)4Si を生成するた
め。)従って、四塩化ケイ素等も使用することが可能で
ある。
When the hydrolysis is carried out in an alcohol solvent, the alkoxy group (RO) 4 of the above formula may be substituted in whole or in part with chlorine, bromine or iodine. You can do it. (These react with alcohols to produce (RO) 4 Si.) Therefore, it is possible to use silicon tetrachloride or the like.

【0032】本発明において部分中和ヘテロポリ酸をシ
リカゲル中に分散させシリコーンコーティングしたもの
を固定化部分中和ヘテロポリ酸触媒として使用する場合
には、上記部分中和ヘテロポリ酸のシリカゲル中への分
散量については特にその量を限定するものではないが、
好ましくは部分中和ヘテロポリ酸/シリカゲルの重量比
で0.002〜10.0の範囲であり、特に好ましくは
0.02〜1.0の範囲である。余りにシリカゲルの量
が少ないと、実質的にヘテロポリ酸は分散されなく、ま
た余りにシリカゲル量が多ければ、ヘテロポリ酸の触媒
作用を阻害する恐れがある。
In the present invention, when a partially neutralized heteropolyacid is dispersed in silica gel and coated with silicone to be used as the immobilized partially neutralized heteropolyacid catalyst, the amount of the partially neutralized heteropolyacid dispersed in silica gel is used. Is not particularly limited, but
The weight ratio of partially neutralized heteropolyacid / silica gel is preferably 0.002 to 10.0, and particularly preferably 0.02 to 1.0. If the amount of silica gel is too small, the heteropolyacid will not be substantially dispersed, and if the amount of silica gel is too large, the catalytic action of the heteropolyacid may be impaired.

【0033】本発明においては、部分中和ヘテロポリ酸
を固体不均一触媒として使用する場合には、上記したよ
うに、部分中和ヘテロポリ酸をケイ素アルコキシドの加
水分解生成物から誘導されるシリカゲル中に分散させ、
これをさらにシリコーンコーティング処理された部分中
和ヘテロポリ酸を触媒として使用する。シリコーンコー
ティングすることは高活性固体不均一触媒としてより好
ましいことである。
In the present invention, when the partially neutralized heteropolyacid is used as a solid heterogeneous catalyst, as described above, the partially neutralized heteropolyacid is incorporated into a silica gel derived from a hydrolysis product of a silicon alkoxide. Disperse,
This is further used as a catalyst for the partially neutralized heteropoly acid which has been subjected to silicone coating. Silicone coating is more preferred as a highly active solid heterogeneous catalyst.

【0034】ここにおいてシリカゲル中に分散された部
分中和ヘテロポリ酸にシリコーンコーティングする方法
に関しては特に限定はされなく、シリカゲルに分散され
たヘテロポリ酸の固体表面に担持される方法であるなら
ば如何なる方法で実施しても差し支えないが、実施し易
い方法として例示すれば、シリカゲルに分散されたヘテ
ロポリ酸を粉末状とし、これにコーティングに使用する
シリコーン化合物を必要量加え、よく混合した後、加熱
処理を行う。この際に、上記シリカゲルに分散されたヘ
テロポリ酸粉末上へのシリコーンコーティングを均一に
行うため、必要であるならばヘキサン等の有機溶媒にシ
リコーン化合物を溶解させて上記ヘテロポリ酸粉末と混
合することも推奨される。
The method of silicone coating the partially neutralized heteropolyacid dispersed in silica gel is not particularly limited, and any method can be used as long as it is a method in which the heteropolyacid dispersed in silica gel is supported on the solid surface. However, if the method is easy to carry out, the heteropoly acid dispersed in silica gel is made into a powder, and the necessary amount of the silicone compound used for coating is added to this, and after mixing well, heat treatment is performed. I do. At this time, in order to uniformly perform silicone coating on the heteropolyacid powder dispersed in the silica gel, the silicone compound may be dissolved in an organic solvent such as hexane and mixed with the heteropolyacid powder if necessary. Recommended.

【0035】ここにおいてシリコーンコーティングに使
用されるシリコーン化合物について述べる。 シリカゲ
ル中に分散された部分中和ヘテロポリ酸をシリコーンコ
ーティングする際に使用するシリコーン化合物としては
一般式:−(OSi(R)2n−(式中Siはケイ素原
子、Oは酸素原子、Rは水素原子または炭化水素基であ
り、ここにおいてRが同時に総て水素原子である場合は
なく、nは5以上の整数である。)で表される有機ポリ
シロキサン化合物である。また上記一般式においてRは
同一でも、また異なる基であっても差し支えない。さら
に好ましくはRの一部が水素原子であることが好まし
く、特にRの5〜50%が水素原子である有機ポリシロ
キサン化合物を使用することが好ましい。このときRが
メチル、エチル、およびフェニル基よりなる群から選ば
れた少なくとも1種、またはこれらと水素原子との混合
物であるポリシロキサンが入手し易いシリコーン化合物
として例示される。
Here, the silicone compound used for the silicone coating will be described. The silicone compound used for silicone coating the partially neutralized heteropolyacid dispersed in silica gel has the general formula:-(OSi (R) 2 ) n- (wherein Si is a silicon atom, O is an oxygen atom, R Is a hydrogen atom or a hydrocarbon group, where R is not all hydrogen atoms at the same time, and n is an integer of 5 or more). In the above general formula, R may be the same or different. It is more preferable that part of R is a hydrogen atom, and it is particularly preferable to use an organic polysiloxane compound in which 5 to 50% of R is a hydrogen atom. At this time, polysiloxane in which R is at least one selected from the group consisting of methyl, ethyl, and phenyl groups, or a mixture of these and hydrogen atoms is exemplified as an easily available silicone compound.

【0036】具体的には、Rがメチル基で、部分的にメ
チル基が水素原子と置換したポリシロキサン(シリコー
ン)としては信越化学社のシリコーンオイルであるKF
99等が挙げられる。
Specifically, as a polysiloxane (silicone) in which R is a methyl group and a methyl group is partially replaced by a hydrogen atom, KF which is a silicone oil manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
99 etc. are mentioned.

【0037】本発明においてシリカゲル中に分散された
部分中和ヘテロポリ酸上へのシリコーン処理に使用する
シリコーン量に関しては特に限定はされないが、好まし
くはシリカゲル中に分散させたヘテロポリ酸全固体重量
の0.001〜2.0倍重量、さらに好ましくは0.0
1〜0.5倍重量使用してコーティングすることが推奨
される。余りに少量のコーティングでは高活性固定化部
分中和ヘテロポリ酸触媒とはなりえず、また余りに多す
ぎれば触媒そのものの活性を阻害する恐れがある。
In the present invention, the amount of silicone used for the silicone treatment on the partially neutralized heteropolyacid dispersed in silica gel is not particularly limited, but preferably 0 weight% of the total solid weight of the heteropolyacid dispersed in silica gel. 0.001-2.0 times weight, more preferably 0.0
It is recommended to coat using 1 to 0.5 times weight. If the coating amount is too small, a highly active immobilized partially neutralized heteropolyacid catalyst cannot be obtained, and if the coating amount is too large, the activity of the catalyst itself may be hindered.

【0038】本発明を実施するにあたり、原料であるオ
レフィンと水の使用量(量比)は特に限定はされないが
好ましくは水/オレフィンのモル比で0.1〜50の範
囲、更に好ましくは0.3〜30の範囲で実施すること
が推奨される。余りに水の量が少なければ、原料オレフ
ィンの高い転化率を達成することは困難であり、また余
りに水の量が多ければ、オレフィンの転化率を高めるこ
とは出来るが、必要以上に水を用いるため反応器が過大
となり、また水の大量循環が必要であり、効率的に製造
し得ないためである。
In carrying out the present invention, the amount of olefin as a raw material and the amount of water used (amount ratio) are not particularly limited, but the water / olefin molar ratio is preferably in the range of 0.1 to 50, more preferably 0. It is recommended to carry out in the range of 3 to 30. If the amount of water is too small, it is difficult to achieve a high conversion rate of the raw material olefin, and if the amount of water is too large, it is possible to increase the conversion rate of the olefin, but it is necessary to use more water than necessary. This is because the reactor becomes too large and a large amount of water needs to be circulated, so that the reactor cannot be efficiently manufactured.

【0039】又、本発明を実施するにあたり、使用する
触媒量も特に限定される事はなく、いかなる量で実施し
ても差し支えないが、好ましい量としては、反応に使用
する水の重量に対する触媒の重量パーセントで0.00
1〜300%、より好ましくは0.01〜150%であ
り、0.1〜50%の範囲であれば更に好ましい。余り
に少量の触媒の使用ではアルコールの好ましい生産性を
得ることは困難であり、又余りに大量に触媒を使用する
ことは、反応速度は充分高くなりアルコールの生産性も
極めて高くなるが、逆に好ましからざる副生成物(エー
テル類、オレフィンの重合物等)が増大する危険性や、
触媒のロス等が起こり経済性を失う恐れがある。
In carrying out the present invention, the amount of catalyst used is not particularly limited, and any amount may be used, but a preferable amount is the amount of catalyst to the weight of water used in the reaction. 0.00 by weight percent
It is 1 to 300%, more preferably 0.01 to 150%, and further preferably 0.1 to 50%. It is difficult to obtain favorable productivity of alcohol with the use of too small amount of catalyst, and use of the catalyst with too large amount results in sufficiently high reaction rate and extremely high productivity of alcohol, but on the contrary, it is preferable. There is a risk of increased by-products (ethers, polymerized olefins, etc.),
There is a risk of loss of catalyst and loss of economic efficiency.

【0040】反応温度は、特に限定されないが、好まし
くは0〜500℃、更に好ましくは30〜300℃の範
囲である。反応温度が極端に低すぎると、オレフィン
(反応試剤)の転化率が低い、言い換えれば極端に反応
速度が低下し、反応生成物の生産性が低下する。一方、
反応温度が500℃以上で実施すれば、好ましからざる
副反応等が進行し副生成物の増大や、原料であるオレフ
ィン、更に生成物であるアルコール類の安定性にも好ま
しくなく、反応選択率の低下をもたらし経済的ではな
い。
The reaction temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 0 to 500 ° C, more preferably 30 to 300 ° C. If the reaction temperature is extremely low, the conversion rate of the olefin (reaction reagent) is low, in other words, the reaction rate extremely decreases, and the productivity of the reaction product decreases. on the other hand,
When the reaction temperature is 500 ° C. or higher, undesirable side reactions and the like proceed to increase the amount of by-products and the stability of the olefin as a raw material and the stability of alcohols as a product are not preferable, and the reaction selectivity It causes a decline and is not economical.

【0041】反応は減圧、加圧および常圧の何れの状態
で実施する事も可能である。反応効率(単位体積あたり
の反応効率)の観点から余りに低い圧力で実施する事は
好ましくない。また、反応装置等の設備的な経済性の観
点から余りに高い圧力で実施する事も好ましくない。通
常好ましい実施圧力範囲は0.5〜500気圧であり、
更に好ましくは1.0〜300気圧である。しかしなが
ら本発明はこれらの圧力範囲のみに限定されるものでは
ない。生産性の観点から、とくに反応を加圧状態で行う
ことがより経済性の高い実施方法として推奨される。
The reaction can be carried out under any of reduced pressure, increased pressure and normal pressure. From the viewpoint of reaction efficiency (reaction efficiency per unit volume), it is not preferable to carry out at a too low pressure. In addition, it is not preferable to carry out the reaction at an excessively high pressure from the viewpoint of the economical efficiency of the equipment such as a reactor. A generally preferred operating pressure range is 0.5 to 500 atmospheres,
More preferably, it is 1.0 to 300 atm. However, the invention is not limited to only these pressure ranges. From the viewpoint of productivity, it is recommended to carry out the reaction under pressure, as a more economical method.

【0042】また、反応は液相、気−液相または気相の
何れの状態で実施する事も可能であが、生産性、反応器
の規模の観点から、少なくとも水の一部が液体状態で実
施することが好ましい。しかしながら本発明においては
これに限定されることはない。
The reaction can be carried out in any of a liquid phase, a gas-liquid phase and a gas phase, but from the viewpoint of productivity and the scale of the reactor, at least a part of water is in a liquid state. It is preferable to carry out. However, the present invention is not limited to this.

【0043】本発明を実施するに当たり、反応系内に触
媒および反応試剤に対して不活性な、溶媒もしくは気体
を添加して、希釈した状態で行う事も可能である。具体
的には、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ヘキサ
ン、シクロヘキサン等の脂肪族飽和炭化水素類、窒素、
アルゴン、ヘリウム、等の不活性気体等が例示される。
本発明は、通常のバッチ反応、一部の原料もしくは触媒
等を連続的に供給するようなセミバッチ反応又は流通連
続反応の何れの反応方法においても実施可能である。ま
た、反応原料および触媒等の各成分の添加順序および添
加方式等、特に制限される事はない。
In carrying out the present invention, it is also possible to add a solvent or gas which is inert to the catalyst and the reaction reagent into the reaction system and carry out the reaction in a diluted state. Specifically, methane, ethane, propane, butane, hexane, cyclohexane and other saturated aliphatic hydrocarbons, nitrogen,
Examples thereof include inert gases such as argon and helium.
The present invention can be carried out in any reaction method such as a normal batch reaction, a semi-batch reaction in which a part of raw materials or a catalyst is continuously supplied, or a continuous flow reaction. Further, the order of addition of each component such as the reaction raw material and the catalyst and the addition method are not particularly limited.

【0044】更に、触媒充填方式としては、固定床、流
動床、棚段固定床等種々の方式が採用され、何れの方式
で実施しても差し支えない。又液相反応として実施する
際には、触媒は水に溶解し、均一触媒反応として、さら
には部分中和されたヘテロポリ酸をシリカゲル中分散し
さらにシリコーンコーティングされた固定化部分中和ヘ
テロポリ酸触媒では不均一触媒反応として実施される。
Further, various methods such as a fixed bed, a fluidized bed, and a fixed bed of trays are adopted as the catalyst filling method, and any method may be used. When it is carried out as a liquid phase reaction, the catalyst is dissolved in water, and as a homogeneous catalytic reaction, a partially neutralized heteropoly acid is dispersed in silica gel, and a silicone-coated immobilized partially neutralized heteropoly acid catalyst is also used. Is carried out as a heterogeneous catalytic reaction.

【0045】反応時間(流通反応においては滞留時間も
しくは触媒接触時間)は特に限定されないが、通常0.
1秒〜30時間、好ましくは0.5秒〜15時間であ
る。反応後、反応生成物を必要であるならば、前記触媒
等から留去等の通常の分離方法によって分離回収する事
ができる。
The reaction time (residence time or catalyst contact time in flow reaction) is not particularly limited, but is usually 0.
It is 1 second to 30 hours, preferably 0.5 seconds to 15 hours. After the reaction, if necessary, the reaction product can be separated and recovered from the catalyst or the like by a usual separation method such as distillation.

【0046】目的生成物であるアルコール類は上記分離
回収回収物から溶媒抽出、蒸留、アルカリ処理、酸処理
等の逐次的な処理方法、或いは、これらを適宜組み合わ
せた操作等の通常の分離、精製法によって分離、精製し
取得する事ができる。また、未反応原料は回収して、再
び反応系へリサイクルして使用する事もできる。
Alcohols, which are the desired products, are subjected to usual separation and purification such as solvent extraction, distillation, alkali treatment, acid treatment and other sequential treatment methods from the above-mentioned separated and recovered substance, or an operation in which these are appropriately combined. It can be isolated and purified by the method. Further, the unreacted raw material can be recovered and recycled to the reaction system for use.

【0047】バッチ式反応の場合、反応後に反応生成物
を分離して回収された触媒はそのまま、又はその一部も
しくは全部を再生した後、繰り返して触媒として反応に
再度、使用する事もできる。固定床又は流動床流通連続
反応方式で実施する場合には、反応に供する事によっ
て、一部又は総てが失活もしくは活性低下した触媒は、
反応を中断後再生して反応に供する事もできるし、ま
た、連続的もしくは断続的に触媒の一部を抜き出し、再
生後、再び反応器へリサイクルして、再使用する事もで
きる。更に、新たな触媒を連続的又は断続的に反応器に
供給する事もできる。移動床式流通連続反応、もしくは
均一触媒流通反応方式で実施する際には、バッチ式反応
と同様に触媒を分離、再生して再使用する事ができる。
In the case of a batch type reaction, the catalyst recovered by separating the reaction product after the reaction can be used as it is, or after regenerating a part or all thereof, it can be repeatedly used as a catalyst in the reaction again. When carried out in a fixed bed or fluidized bed flow continuous reaction system, by subjecting it to the reaction, a part or all of the catalyst is deactivated or activity-reduced,
After the reaction is interrupted, it can be regenerated and used for the reaction, or a part of the catalyst can be continuously or intermittently withdrawn, regenerated and recycled to the reactor for reuse. Further, fresh catalyst can be continuously or intermittently fed to the reactor. When the reaction is carried out in a moving bed flow continuous reaction or a homogeneous catalyst flow reaction system, the catalyst can be separated, regenerated and reused as in the batch reaction.

【0048】[0048]

【実施例】以下本発明を実施例により、更に具体的に説
明する。しかしながら、本発明はこれら実施例のみに限
定されるものではない。 触媒調製 (1)ヘテロポリ酸のチタンカチオンもしくはジルコニ
ウムカチオンによるプロトンとの部分置換 所定量のヘテロポリ酸(予め350℃の加熱処理により
脱結晶水化し、無結晶水物としたヘテロポリ酸)のエタ
ノール溶液中に、所定量のチタンイソプロポキサイド
(Ti(O-iPr)4)またはジルコニウムイソプロポキサイド
(Zr(O-iPr)4)をエタノールに溶解した溶液を攪拌しな
がら室温で徐々に添加した。添加の開始とともに、エタ
ノール溶液中に白色沈澱の析出が認められた。添加終了
後、更に室温で3時間攪拌を継続した後、エタノール等
の液体成分を減圧下留去させた後、減圧下、80℃で乾
燥し、更に電気炉中350℃で乾燥した。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. Preparation of catalyst (1) Partial substitution of a proton of a heteropoly acid with a titanium cation or a zirconium cation In an ethanol solution of a predetermined amount of a heteropoly acid (a heteropoly acid which has been decrystallized and water-dehydrated by heat treatment at 350 ° C. in advance) A predetermined amount of titanium isopropoxide (Ti (O-iPr) 4 ) or zirconium isopropoxide (Zr (O-iPr) 4 ) dissolved in ethanol was gradually added to the solution at room temperature with stirring. At the start of addition, precipitation of white precipitate was observed in the ethanol solution. After the addition was completed, the mixture was further stirred at room temperature for 3 hours, liquid components such as ethanol were distilled off under reduced pressure, dried at 80 ° C. under reduced pressure, and further dried at 350 ° C. in an electric furnace.

【0049】(2)ヘテロポリ酸のスズカチオンによる
プロトンの部分置換 所定量の結晶水を含むヘテロポリ酸を水に溶解し、酢酸
スズ(Sn(OAc)2)の所定量を希塩酸水に溶解した溶液を
攪拌しながら添加した。添加終了後、更に攪拌を3時間
継続した後、水等の液体成分を減圧下に加熱留去し、得
られた固体を更に減圧下、80℃で、続いて電気炉中3
50℃で乾燥した。
(2) Partial Substitution of Protons by Tin Cation of Heteropoly Acid A heteropoly acid containing a predetermined amount of crystal water is dissolved in water, and a solution of a predetermined amount of tin acetate (Sn (OAc) 2 ) dissolved in dilute hydrochloric acid water is prepared. Added with stirring. After the addition was completed, stirring was continued for 3 hours, and then liquid components such as water were distilled off by heating under reduced pressure, and the obtained solid was further reduced under pressure at 80 ° C. and then in an electric furnace.
It was dried at 50 ° C.

【0050】(3)シリカゲル中に分散された部分中和
ヘテロポリ酸のシリコーンコーティング触媒 所定量のエチルシリケートを溶解したエタノール中に、
所定量の上記調製方法(1)または(2)で調製された
ヘテロポリ酸のチタンカチオン、ジルコニウムカチオン
またはスズカチオンで部分置換された、部分中和塩を加
え、40℃で1時間攪拌を行った後、この温度で仕込ん
だエチルシリケートに対してモル比で3倍の純水を滴下
した。滴下完了後、溶液の温度を80℃に上昇させ、こ
の温度で更に48時間攪拌を行った。この結果、溶液は
寒天状となり、流動性がなくなった。これを減圧下に加
熱し溶媒を除去した後、更に100℃で残固体を乾燥し
た。この乾燥固体を、80℃の純水中で9時間攪拌洗浄
し、濾過洗浄して濾別固体を得た。この固体を100℃
で脱水した後、電気炉中300℃で加熱処理をした。
(3) Silicone coating catalyst of partially neutralized heteropolyacid dispersed in silica gel In ethanol in which a predetermined amount of ethyl silicate was dissolved,
After adding a predetermined amount of a partially neutralized salt of the heteropoly acid prepared by the above-mentioned preparation method (1) or (2), which is partially substituted with a titanium cation, a zirconium cation or a tin cation, and after stirring at 40 ° C. for 1 hour Then, pure water was added dropwise at a molar ratio of 3 times that of the ethyl silicate charged at this temperature. After the completion of dropping, the temperature of the solution was raised to 80 ° C., and stirring was further performed at this temperature for 48 hours. As a result, the solution became agar and lost fluidity. After heating this under reduced pressure to remove the solvent, the residual solid was further dried at 100 ° C. The dried solid was washed in pure water at 80 ° C. for 9 hours with stirring and filtered to obtain a solid separated by filtration. This solid at 100 ℃
After dehydration in, it was heat-treated at 300 ° C. in an electric furnace.

【0051】加熱処理固体10gを所定量のシリコーン
オイル(KF−99、信越化学社製)をヘキサン20m
lに溶解した溶液中に懸濁させ、充分攪拌接触を行っ
た。その後、室温、減圧下にヘキサンを除去し、固体を
乾燥後、この固体を電気炉中200℃、3時間の加熱処
理を行い、シリカゲル中に分散された部分中和ヘテロポ
リ酸のシリコーンコーティング触媒とした。この触媒を
固体触媒として反応に使用した。
10 g of the heat-treated solid was mixed with a predetermined amount of silicone oil (KF-99, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) in 20 m of hexane.
It was suspended in a solution dissolved in 1 and thoroughly stirred and contacted. Then, hexane was removed at room temperature under reduced pressure, and the solid was dried, and then the solid was subjected to heat treatment in an electric furnace at 200 ° C. for 3 hours to obtain a silicone coating catalyst of partially neutralized heteropolyacid dispersed in silica gel. did. This catalyst was used as a solid catalyst in the reaction.

【0052】(4)ヘテロポリ酸のプロトンのチタンカ
チオン、ジルコニウムカチオンによる置換率の算出 置換に使用したヘテロポリ酸の有する全プロトン量(A
ミリグラム原子:例えばドデカタングストリン酸(H3PW
12O40) aミリモルの場合にはA=3a)に対する置換
に用いたチタンまたはジルコニウムイソプロポキサイド
の有する全チタンまたはジルコニウム原子数(Bミリグ
ラム原子、使用金属イソプロポキサイドbミリモルの場
合にはB=b)×4の比率とし、以下の式により算出し
た。従って置換率は全プロトン量を基準とし、チタンま
たはジルコニウムカチオン1原子当たり4原子のプロト
ンと置換するとした。従って置換率は以下の算出式によ
って求めた。 算出式:置換率(%)=100×(4B/A)
(4) Calculation of Replacement Ratio of Protons of Heteropoly Acid with Titanium Cation and Zirconium Cation Total amount of protons of the heteropoly acid used for substitution (A
Milligram atom: For example, dodecatungstophosphoric acid (H 3 PW
In the case of 12 O 40 ) a mmol, the total number of titanium or zirconium atoms contained in the titanium or zirconium isopropoxide used for substitution for A = 3a) (B milligram atom, B in the case of the used metal isopropoxide b mmol). = B) × 4, and calculated by the following formula. Therefore, the substitution rate is based on the total amount of protons, and it is assumed that the substitution is performed with protons of 4 atoms per atom of titanium or zirconium cation. Therefore, the substitution rate was calculated by the following formula. Calculation formula: substitution rate (%) = 100 × (4B / A)

【0053】(5)ヘテロポリ酸のプロトンのスズカチ
オンによ置換率の算出 置換に使用したヘテロポリ酸の有する全プロトン量(A
ミリグラム原子:例えばドデカタングストリン酸(H3PW
12O40) aミリモルの場合にはA=3a)に対する置換
に用いた酢酸スズの有する全スズ原子数(Bミリグラム
原子、使用酢酸スズbミリモルの場合にはB=b)×2
の比率とし、以下の式により算出した。従って置換率は
全プロトン量を基準とし、スズカチオン1原子当たり2
原子のプロトンと置換するとした。従って置換率は以下
の算出式によって求めた。 算出式:置換率(%)=100×(2B/A)
(5) Calculation of Substitution Ratio of Protons of Heteropoly Acid with Tin Cations Total amount of protons contained in the heteropoly acid used for substitution (A
Milligram atom: For example, dodecatungstophosphoric acid (H 3 PW
In the case of 12 O 40 ) a mmol, the total number of tin atoms contained in the tin acetate used for substitution for A = 3a) (B milligram atom, in the case of tin acetate used, B = b) × 2
Was calculated by the following formula. Therefore, the substitution rate is based on the total amount of protons, and is 2 per tin cation.
It is supposed to replace the atom's proton. Therefore, the substitution rate was calculated by the following formula. Calculation formula: substitution rate (%) = 100 × (2B / A)

【0054】(6)反応生成物の定量 反応生成物は、所定時間、所定温度等の条件で反応を行
った後、冷却、放圧し、常圧とした後、得られた反応液
分をガスクロマトグラフ法により分析、定量した。尚、
生成物の収率は総て反応に使用した原料オレフィンを基
準として算出した。上記の方法(1)及び(2)により
調製した触媒を、表1に、方法(3)により調製した触
媒を表2に掲げた。
(6) Quantification of reaction product The reaction product was reacted at a predetermined temperature for a predetermined period of time, cooled, and then depressurized to normal pressure. It was analyzed and quantified by the Tograph method. still,
All product yields were calculated based on the starting olefins used in the reaction. Table 1 shows the catalysts prepared by the above methods (1) and (2), and Table 2 shows the catalysts prepared by the method (3).

【0055】[0055]

【表1】 表1 ──────────────────────────────────── ヘテロホ゜リ酸 置換金属 フ゜ロトン 触媒 (置換前) イオン 置換率(%) ──────────────────────────────────── H3PW12O40 − 0.0 触媒1 H3PW12O40 Na+ 83.3 触媒2 H3PW12O40 Cs+ 83.3 触媒3 H3PW12O40 Ti4+ 83.3 触媒4 H3PW12O40 Zr4+ 83.3 触媒5 H3PW12O40 Sn2+ 83.3 触媒6 H3PW11MoO40 − 0.0 触媒7 H3PW11MoO40 Ti4+ 83.3 触媒8 H3PMo12O40 − 0.0 触媒9 H3PMo12O40 Sn2+ 50.0 触媒10 H4SiW12O40 − 0.0 触媒11 H4SiW12O40 Ti4+ 50.0 触媒12 H4SiW12O40 Na+ 50.0 触媒13 ────────────────────────────────────[Table 1] Table 1 ──────────────────────────────────── Heteropoly acid Substituted metal phosphoron catalyst (substitution Previous) Ion substitution rate (%) ──────────────────────────────────── H 3 PW 12 O 40 − 0.0 Catalyst 1 H 3 PW 12 O 40 Na + 83.3 Catalyst 2 H 3 PW 12 O 40 Cs + 83.3 Catalyst 3 H 3 PW 12 O 40 Ti 4+ 83.3 Catalyst 4 H 3 PW 12 O 40 Zr 4+ 83.3 Catalyst 5 H 3 PW 12 O 40 Sn 2+ 83.3 Catalyst 6 H 3 PW 11 MoO 40 − 0.0 Catalyst 7 H 3 PW 11 MoO 40 Ti 4+ 83.3 Catalyst 8 H 3 PMo 12 O 40 − 0.0 Catalyst 9 H 3 PMo 12 O 40 Sn 2+ 50.0 catalyst 10 H 4 SiW 12 O 40 − 0.0 catalyst 11 H 4 SiW 12 O 40 Ti 4+ 50.0 catalyst 12 H 4 SiW 12 O 40 Na + 50.0 catalyst 13 ──────────── ─────────────────────────

【0056】[0056]

【表2】 表2 ──────────────────────────────────── ヘテロホ゜リ酸 置換 フ゜ロトン シリカ/ヘテロホ゜リ酸 シリコーン/固体 触媒 (置換前) イオン 置換率(%) 重量比(#) 重量比(##) ──────────────────────────────────── H3PW12O40 Ti4+ 83.3 1/0.110 0.05/1 触媒14 H3PW12O40 Ti4+ 83.3 1/0.110 0.1/1 触媒15 H3PW12O40 Ti4+ 83.3 1/0.110 0.2/1 触媒16 H3PW12O40 Zr4+ 83.3 1/0.113 0.1/1 触媒17 H3PW12O40 Sn2+ 83.3 1/0.131 0.1/1 触媒18 H3PW12O40 Ti4+ 50.0 1/0.121 0.1/1 触媒19 H3PW11MoO40 Ti4+ 83.3 1/0.146 0.1/1 触媒20 H3PMo12O40 Sn2+ 83.3 1/0.122 0.1/1 触媒21 H4SiW12O40 Ti4+ 50.0 1/0.132 0.1/1 触媒22 H4SiMo12O40 Ti4+ 50.0 1/0.106 0.1/1 触媒23 ──────────────────────────────────── (#)カチオン置換後のヘテロポリ酸重量とシリカとして
の重量比較。 (##) それぞれのシリカ分散ヘテロポリ酸重量とコーテ
ィング処理使用シリコーンオイルとの重量比。
[Table 2] Table 2 ──────────────────────────────────── Heteropolyacid Substituted Fluorone Silica / Heteropolyacid Silicone / Solid catalyst (before substitution) Ion substitution rate (%) Weight ratio (#) Weight ratio (##) ────────────────────────── ─────────── H 3 PW 12 O 40 Ti 4+ 83.3 1 / 0.110 0.05 / 1 catalyst 14 H 3 PW 12 O 40 Ti 4+ 83.3 1 / 0.110 0.1 / 1 catalyst 15 H 3 PW 12 O 40 Ti 4+ 83.3 1 / 0.110 0.2 / 1 catalyst 16 H 3 PW 12 O 40 Zr 4+ 83.3 1 / 0.113 0.1 / 1 catalyst 17 H 3 PW 12 O 40 Sn 2+ 83.3 1 / 0.131 0.1 / 1 catalyst 18 H 3 PW 12 O 40 Ti 4+ 50.0 1 / 0.121 0.1 / 1 catalyst 19 H 3 PW 11 MoO 40 Ti 4+ 83.3 1 / 0.146 0.1 / 1 catalyst 20 H 3 PMo 12 O 40 Sn 2+ 83.3 1 / 0.122 0.1 / 1 catalyst 21 H 4 SiW 12 O 40 Ti 4+ 50.0 1 / 0.132 0.1 / 1 catalyst 22 H 4 SiMo 12 O 40 Ti 4 + 50.0 1 / 0.106 0.1 / 1 catalyst 23 ────────── ──────────────────── ────── (#) Weight comparison of the heteropoly acid by weight and the silica after cation replacement. (##) Weight ratio of each silica-dispersed heteropolyacid and the silicone oil used for the coating treatment.

【0057】実施例1〜3 3個の70mlのオートクレーブ中に触媒4、触媒5ま
たは触媒6を2.0g、更に水24.0g(1.33m
ol)をそれぞれ仕込んだ後、プロピレン12.0g
(0.285mol)をそれぞれ圧入して140℃、5
時間、加熱撹拌し反応を行った。反応終了後、オートク
レーブを冷却し放圧後、反応液をガスクロマトグラフ法
によって分析した。この結果、イソプロピルアルコール
は表3に示したように、収率良く生成したことが確認さ
れた。尚、この時総ての実施例において、副生成物であ
る、イソプロピルエーテルの生成は確認されなかった。
Examples 1 to 3 In three 70 ml autoclaves, 2.0 g of catalyst 4, 5 or 6 and 24.0 g of water (1.33 m) were added.
ol) and then propylene 12.0 g
(0.285 mol) was press-fitted at 140 ° C. for 5
The reaction was carried out by heating and stirring for a period of time. After completion of the reaction, the autoclave was cooled and the pressure was released, and the reaction solution was analyzed by gas chromatography. As a result, it was confirmed that isopropyl alcohol was produced in good yield as shown in Table 3. At this time, in all of the examples, formation of isopropyl ether as a by-product was not confirmed.

【0058】比較例1〜3 触媒を表1における触媒1、触媒2または触媒3を2.
0g使用した以外は総て実施例1と全く同一の条件で反
応を行った。結果は表3に掲げたように、無置換のヘテ
ロポリ酸よりTi、ZrまたはSnカチオンで置換した
ドデカタングストリン酸触媒が優れた触媒活性を示し
た。更にNaまたはCsイオン置換のドデカタングスト
リン酸では無置換に比べて触媒活性が顕著に低下した。
このことから、本発明における触媒が極めて有効な触媒
であることが分かる。
Comparative Examples 1 to 3 are the same as Catalyst 1, Catalyst 2 or Catalyst 3 in Table 1.
The reaction was carried out under exactly the same conditions as in Example 1 except that 0 g was used. As shown in Table 3, the dodecatungstophosphoric acid catalyst substituted with a Ti, Zr or Sn cation showed superior catalytic activity to the unsubstituted heteropolyacid. Furthermore, Na or Cs ion-substituted dodecatungstophosphoric acid markedly decreased the catalytic activity as compared with the unsubstituted one.
From this, it can be seen that the catalyst of the present invention is a very effective catalyst.

【0059】実施例4 触媒を表1における触媒8を2.0g使用した以外は総
て実施例1と全く同一の条件で反応を行った。結果は表
3に示したように、高いイソプロピルアルコールの収率
が得られた。
Example 4 The reaction was carried out under exactly the same conditions as in Example 1 except that 2.0 g of catalyst 8 in Table 1 was used. The results are shown in Table 3, and a high yield of isopropyl alcohol was obtained.

【0060】比較例4 触媒を表1における触媒7を2.0gに代えた以外は総
て実施例4と全く同一の条件で反応を行った。この結果
は表3に示したように、H3PW11MoO40 触媒ではこのプロ
トンの一部をTiイオンに置換した触媒である、触媒8
よりも、触媒活性が低く、本発明におけるヘテロポリ酸
のTiカチオンによる部分置換が極めて高い触媒活性を
表すことが明かである。
Comparative Example 4 The reaction was carried out under exactly the same conditions as in Example 4 except that the catalyst 7 in Table 1 was changed to 2.0 g. As shown in Table 3, this result indicates that the H 3 PW 11 MoO 40 catalyst is a catalyst in which a part of the protons is replaced with Ti ions.
It is clear that the catalytic activity is lower than that of the heteropolyacid in the present invention, and the partial substitution of the heteropolyacid with the Ti cation in the present invention exhibits extremely high catalytic activity.

【0061】実施例5 触媒としてドデカモリブドリン酸のプロトンの50%を
Snカチオンで置換した触媒である触媒10を2.0g
使用した以外は総て実施例1と全く同一の条件で反応を
行った。結果は表3に掲げたように良い収率でイソプロ
ピルアルコールの生成が認められた。
Example 5 2.0 g of catalyst 10 which is a catalyst in which 50% of protons of dodecamolybdophosphoric acid are replaced with Sn cations as a catalyst
The reaction was carried out under exactly the same conditions as in Example 1 except for the use. As a result, as shown in Table 3, the production of isopropyl alcohol was observed in good yield.

【0062】比較例5 触媒としてドデカモリブドリン酸(表1における触媒
9)を2.0g用いた以外は総て実施例5と全く同一の
条件で反応を行った。この結果イソプロピルアルコール
の収率は表3に示した値となった。このことからドデカ
モリブドリン酸のプロトンの一部をSnカチオンで置換
した触媒が、プロトン保有量を減少させたにもかかわら
ず、高い触媒活性を示したことが明かとなった。
Comparative Example 5 The reaction was carried out under exactly the same conditions as in Example 5 except that 2.0 g of dodecamolybdophosphoric acid (catalyst 9 in Table 1) was used as the catalyst. As a result, the yield of isopropyl alcohol was the value shown in Table 3. From this, it became clear that the catalyst in which a part of the protons of dodecamolybdophosphoric acid was replaced by Sn cations showed high catalytic activity even though the amount of protons retained decreased.

【0063】実施例6 触媒をドデカタングストケイ酸のプロトンの50%をT
iカチオンで置換した触媒(表1における触媒12)を
2.0g用いた以外は総て実施例1と全く同一の条件で
プロピレンの直接水和反応を実施した。結果は表3に示
したように良い収率でイソプロピルアルコールの生成が
確認された。
Example 6 The catalyst was treated with 50% of the protons of dodecatungstosilicic acid as T.
The direct hydration reaction of propylene was carried out under exactly the same conditions as in Example 1 except that 2.0 g of the catalyst substituted with i cation (Catalyst 12 in Table 1) was used. As a result, as shown in Table 3, the production of isopropyl alcohol was confirmed in good yield.

【0064】比較例6〜7 触媒をドデカタングストケイ酸(表1における触媒1
1)またはドデカタングストケイ酸のプロトンの50%
をNaカチオンと置換した触媒(表1における触媒1
3)を2.0g使用した以外は、総て実施例6と全く同
一の条件で反応を行った。結果は表3に示した。このこ
とから、ドデカタングストケイ酸は、Tiカチオンでプ
ロトンの一部を腐食抑制のために置換してもその触媒活
性は殆ど低下しないが、従来触媒のように、Naカチオ
ンで置換することで、触媒活性は極端に低下し、本発明
における触媒の優れていることが、明白となっている。
Comparative Examples 6 to 7 The catalyst is dodecatungstosilicic acid (catalyst 1 in Table 1).
1) or 50% of the protons of dodecatungstosilicic acid
In which is replaced by Na cation (Catalyst 1 in Table 1
The reaction was carried out under the same conditions as in Example 6 except that 2.0 g of 3) was used. The results are shown in Table 3. From this, dodecatungstosilicic acid has almost no decrease in its catalytic activity even if a part of the proton is replaced by a Ti cation for corrosion inhibition, but by replacing it with a Na cation like a conventional catalyst, The catalytic activity is extremely reduced, and it is clear that the catalyst of the present invention is excellent.

【0065】[0065]

【表3】 表3 ──────────────────────────────────── 触媒 iPA収率(%) ──────────────────────────────────── 実施例1 触媒4 11.8 実施例2 触媒5 10.3 実施例3 触媒6 10.7 比較例1 触媒1 7.1 比較例2 触媒2 3.9 比較例3 触媒3 5.7 実施例4 触媒8 11.4 比較例4 触媒7 7.3 実施例5 触媒10 15.6 比較例5 触媒9 14.0 実施例6 触媒12 11.3 比較例6 触媒11 12.0 比較例7 触媒13 2.5 ──────────────────────────────────── iPA=イソプロピルアルコール;収率は仕込みプロピ
レン基準 総ての実施例及び比較例において副生成物であるジイソ
プロピルエーテルの生成は認められなかった。
[Table 3] Table 3 ──────────────────────────────────── Catalyst iPA yield (%) ─ ─────────────────────────────────── Example 1 Catalyst 4 11.8 Example 2 Catalyst 5 10. 3 Example 3 Catalyst 6 10.7 Comparative Example 1 Catalyst 1 7.1 Comparative Example 2 Catalyst 2 3.9 Comparative Example 3 Catalyst 3 5.7 Example 4 Catalyst 8 11.4 Comparative Example 4 Catalyst 7 7.3 Implementation Example 5 Catalyst 10 15.6 Comparative Example 5 Catalyst 9 14.0 Example 6 Catalyst 12 11.3 Comparative Example 6 Catalyst 11 12.0 Comparative Example 7 Catalyst 13 2.5 ──────────── ───────────────────────── iPA = Isopropyl alcohol; Yield is based on propylene fed. Yield is a by-product in all Examples and Comparative Examples. Generation of isopropyl ether was observed.

【0066】実施例7 反応温度を、160℃とした以外は総て実施例1と同一
の条件で反応を行った。この結果、イソプロピルアルコ
ールおよびイソプロピルエーテルは仕込みプロピレン基
準でそれぞれ22.1%および0.6%であった。
Example 7 The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the reaction temperature was 160 ° C. As a result, isopropyl alcohol and isopropyl ether were 22.1% and 0.6%, respectively, based on the charged propylene.

【0067】実施例8 水の仕込み量を36.0gとした以外は総て実施例7と
同一の条件で反応を実施した。この結果、イソプロピル
アルコールの収率は34.2%であり、副生成物である
ジイソプロピルエーテルの生成は0.3%であった。
Example 8 The reaction was carried out under the same conditions as in Example 7, except that the amount of water charged was 36.0 g. As a result, the yield of isopropyl alcohol was 34.2%, and the production of by-product diisopropyl ether was 0.3%.

【0068】実施例9〜12 プロピレンの仕込み量を6gとし、反応温度、および反
応時間をそれぞれ表4に掲げた如く変更した以外は総て
実施例8と同一の条件で反応を実施した。この結果、イ
ソプロピルアルコールおよびジイソプロピルエーテルの
収率は、表4に示した如く生成した。
Examples 9 to 12 The reaction was carried out under the same conditions as in Example 8 except that the amount of propylene charged was 6 g and the reaction temperature and reaction time were changed as shown in Table 4. As a result, the yields of isopropyl alcohol and diisopropyl ether were produced as shown in Table 4.

【0069】[0069]

【表4】 表4 ──────────────────────────────────── 反応温度 反応時間 収率(プロピレン基準) (℃) (時間) iPA DiPE ──────────────────────────────────── 実施例9 160 3.0 40.3 0.4 実施例10 180 1.0 47.6 0.5 実施例11 200 0.5 58.8 0.5 実施例12 250 0.1 80.1 1.2 ──────────────────────────────────── iPA=イソプロピルアルコール;DiPE=ジイソプ
ロピルエーテル
[Table 4] Table 4 ──────────────────────────────────── Reaction temperature Reaction time Yield (propylene Standard) (° C.) (hour) iPA DiPE ───────────────────────────────────── Example 9 160 3.0 40.3 0.4 Example 10 180 1.0 1.0 47.6 0.5 Example 11 200 0.5 58.8 0.5 Example 12 250 0.1 80.1 1.2 --- ────────────────────────────────── iPA = isopropyl alcohol; DiPE = diisopropyl ether

【0070】実施例13〜14 プロピレンをエチレンまたは1−ブテンに代え、それぞ
れ0.285モル仕込んだ以外は総て実施例7と同一の
条件で反応を行った。結果は表5に示したようにそれぞ
れのオレフィンでも収率良く、アルコール類が生成し
た。尚、表5中の収率は総て仕込みオレフィン基準であ
る。また、生成したアルコール類は、エチレンからはエ
タノール、1−ブテンからは2−ブタノールである。
Examples 13 to 14 Reactions were carried out under the same conditions as in Example 7, except that ethylene or 1-butene was used instead of propylene and 0.285 mol of each was charged. As shown in Table 5, the yield was good and the alcohols were produced with each olefin. All the yields in Table 5 are based on the charged olefin. The alcohols produced are ethanol from ethylene and 2-butanol from 1-butene.

【0071】[0071]

【表5】 表5 ──────────────────────────────────── オレフィン アルコール類収率(%) ──────────────────────────────────── 実施例13 エチレン 17.6 実施例14 1−ブテン 25.1 ────────────────────────────────────[Table 5] Table 5 ──────────────────────────────────── Olefins Alcohol yield (%) ──────────────────────────────────── Example 13 Ethylene 17.6 Example 14 1-Butene 25 1 ─────────────────────────────────────

【0072】実施例15〜24 70mlのオートクレーブ中に表2に掲げた触媒14〜
23のいずれかをシリカ重量及びシリコーン重量を除い
た、Ti、SnまたはZr金属カチオンで部分置換した
部分中和ヘテロポリ酸(総て無水換算重量として)の重
量換算で1.0g仕込んだ以外は総て実施例1と同一の
条件で反応を行った。この結果は表6に掲げたように、
良好な反応成績でイソプロピルアルコールの生成が認め
られた。更に、副生成物であるイソプロピルエーテルの
生成も認められなかった。
Examples 15-24 Catalysts 14 to 14 listed in Table 2 in a 70 ml autoclave
Except for the weight of silica and the weight of silicone, any of 23 was partially substituted with Ti, Sn, or Zr metal cations. And the reaction was performed under the same conditions as in Example 1. The results are as shown in Table 6.
The production of isopropyl alcohol was confirmed with good reaction results. Further, formation of by-product isopropyl ether was not observed.

【0073】[0073]

【表6】 表6 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 触媒 iPA収率(%) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 実施例15 触媒14 15.2 実施例16 触媒15 17.6 実施例17 触媒16 14.3 実施例18 触媒17 15.9 実施例19 触媒18 16.8 実施例20 触媒19 15.1 実施例21 触媒20 19.7 実施例22 触媒21 18.4 実施例23 触媒22 17.0 実施例24 触媒23 12.3 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ iPA=イソプロピルアルコール[Table 6] Table 6 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Catalyst YPA yield (%) ━ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Example 15 Catalyst 14 15.2 Example 16 Catalyst 15 17. 6 Example 17 Catalyst 16 14.3 Example 18 Catalyst 17 15.9 Example 19 Catalyst 18 16.8 Example 20 Catalyst 19 15.1 Example 21 Catalyst 20 19.7 Example 22 Catalyst 21 18.4 Implementation Example 23 Catalyst 22 17.0 Example 24 Catalyst 23 12.3 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ━ iPA = isopropyl alcohol

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明に従えば、以下の効果が得られ
る。 (1)オレフィンを直接水和して、アルコール類を収率
および選択率良く製造することができる。 (2)従来の方法に比較して、アルコール類を低温、低
圧の温和な条件でも直接水和して製造することができ
る。加えて反応装置等の腐蝕の殆どない条件で実施する
事ができる。 更に、液相均一触媒のみならず、固体不
均一触媒として有効な触媒となる。 (3)工業上重要なアルコール類を安全上、プロセス
上、経済上著しく優位に生産することができる。 (4)触媒の熱分解を防ぎ、高温反応条件においても触
媒の活性低下を来す事なく安定にアルコール類を製造す
ることができる。 等、優れたオレフィンの水和反応によるアルコール類の
製造方法を提供することが出来た。
According to the present invention, the following effects can be obtained. (1) The olefin can be directly hydrated to produce alcohols with good yield and selectivity. (2) Compared to the conventional method, alcohols can be directly hydrated even under mild conditions of low temperature and low pressure. In addition, it can be carried out under the condition that the reactor or the like is hardly corroded. Furthermore, it becomes an effective catalyst as a solid heterogeneous catalyst as well as a liquid phase homogeneous catalyst. (3) It is possible to produce industrially important alcohols significantly in terms of safety, process, and economy. (4) The thermal decomposition of the catalyst can be prevented, and alcohols can be stably produced even under high temperature reaction conditions without deteriorating the activity of the catalyst. It was possible to provide a method for producing alcohols by an excellent olefin hydration reaction.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 31/10 9155−4H // C07B 61/00 300 C07C 31/12 9155−4H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication C07C 31/10 9155-4H // C07B 61/00 300 C07C 31/12 9155-4H

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 オレフィンの接触水和反応によりアルコ
ール類を製造する方法において、ヘテロポリ酸の有する
プロトンの一部をチタン、ジルコニウムおよびスズ金属
カチオンよりなる群から選ばれた少なくとも一種の金属
カチオンにより置換された部分中和ヘテロポリ酸の存在
下に、オレフィンと水を接触させることを特徴とするア
ルコール類の製造方法。
1. A method for producing alcohols by catalytic hydration of an olefin, wherein a part of protons of a heteropolyacid is replaced with at least one metal cation selected from the group consisting of titanium, zirconium and tin metal cations. A method for producing alcohols, which comprises contacting an olefin with water in the presence of the partially neutralized heteropolyacid.
【請求項2】 ヘテロポリ酸の有するプロトンの一部を
チタン、ジルコニウムおよびスズ金属カチオンよりなる
群から選ばれた少なくとも一種の金属カチオンにより置
換された部分中和ヘテロポリ酸が、ケイ素アルコキシド
の加水分解生成物から誘導されたシリカゲル中に分散
し、さらにシリコーンコーティングされた固定化部分中
和ヘテロポリ酸である請求項1記載の方法。
2. A partially neutralized heteropoly acid in which a part of the protons possessed by the heteropoly acid is replaced by at least one metal cation selected from the group consisting of titanium, zirconium and tin metal cations, and a hydrolysis product of a silicon alkoxide is produced. The method according to claim 1, which is an immobilized partially neutralized heteropolyacid dispersed in silica gel derived from a substance and further coated with silicone.
【請求項3】ヘテロポリ酸が一般式: Ha(M1)b(M2)c(O)d(式中、Hは水素原子、M
1はヘテロポリ酸の中心原子、M2はポリ酸を構成してい
る金属原子、Oは酸素原子を表す。更にaは10以下の
正の整数、bは1または2、cは10以上30以下の整
数、dは100以下の正の整数であり、且つM2は タン
グステン、モリブデン、バナジウムおよびアンチモンよ
りなる群から選ばれた少なくとも一種の金属原子であ
る。)で表されるものである請求項1記載の方法。
3. The heteropolyacid has the general formula: Ha (M 1 ) b (M 2 ) c (O) d (wherein H is a hydrogen atom and M is a hydrogen atom).
1 represents a central atom of the heteropolyacid, M 2 represents a metal atom constituting the polyacid, and O represents an oxygen atom. Further, a is a positive integer of 10 or less, b is 1 or 2, c is an integer of 10 or more and 30 or less, d is a positive integer of 100 or less, and M 2 is a group consisting of tungsten, molybdenum, vanadium and antimony. It is at least one metal atom selected from. ) The method according to claim 1, wherein
【請求項4】 ヘテロポリ酸が一般式: H3PW(n)Mo(12-n)40、 H4SiW(n)Mo(12-n)
40(式中、nは0または12以下の正の整数であり、
Hは水素原子、Pはリン原子、Siはケイ素原子、Mo
はモリブデン原子、Wはタングステン原子、Oは酸素原
子を表す。)で表されるヘテロポリ酸よりなる群から選
ばれた少なくとも一種である請求項1記載の方法。
4. The heteropolyacid has the general formula: H 3 PW (n) Mo (12-n) O 40 , H 4 SiW (n) Mo (12-n).
O 40 (In the formula, n is 0 or a positive integer of 12 or less,
H is a hydrogen atom, P is a phosphorus atom, Si is a silicon atom, Mo
Represents a molybdenum atom, W represents a tungsten atom, and O represents an oxygen atom. The method according to claim 1, wherein the method is at least one selected from the group consisting of heteropolyacids represented by
【請求項5】 オレフィンの接触水和反応を水が液体状
態で存在する条件下に行う請求項1、2、3または4記
載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the catalytic hydration reaction of the olefin is carried out under the condition that water exists in a liquid state.
【請求項6】 オレフィンが炭素数2以上6以下の低級
オレフィンよりなる群から選ばれた少なくとも一種であ
る請求項1、2、3、4または5記載の方法。
6. The method according to claim 1, wherein the olefin is at least one selected from the group consisting of lower olefins having 2 to 6 carbon atoms.
【請求項7】 オレフィンがエチレンまたはプロピレン
である請求項6記載の方法。
7. The method according to claim 6, wherein the olefin is ethylene or propylene.
【請求項8】 シリコーンコーティングがケイ素アルコ
キシドの加水分解生成物から誘導されたシリカゲル中に
分散した部分中和ヘテロポリ酸上にシリコーン化合物を
表面付着させることである請求項2記載の方法。
8. The method of claim 2 wherein the silicone coating is surface depositing a silicone compound on a partially neutralized heteropolyacid dispersed in silica gel derived from a hydrolysis product of a silicon alkoxide.
【請求項9】 シリコーン化合物が部分的にケイ素−水
素結合を有する有機ポリシロキサン化合物である請求項
8記載の方法。
9. The method according to claim 8, wherein the silicone compound is an organopolysiloxane compound having a partial silicon-hydrogen bond.
JP6276434A 1994-01-13 1994-11-10 Method for catalytic hydration of olefins Pending JPH07242578A (en)

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JP6-1844 1994-01-13
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU733990B2 (en) * 1999-03-26 2001-05-31 President Of Shizuoka University Method of producing formaldehyde directly from methane

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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AU733990B2 (en) * 1999-03-26 2001-05-31 President Of Shizuoka University Method of producing formaldehyde directly from methane

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