JPH0770020A - Method for producing amide compound - Google Patents
Method for producing amide compoundInfo
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- JPH0770020A JPH0770020A JP21955893A JP21955893A JPH0770020A JP H0770020 A JPH0770020 A JP H0770020A JP 21955893 A JP21955893 A JP 21955893A JP 21955893 A JP21955893 A JP 21955893A JP H0770020 A JPH0770020 A JP H0770020A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ニトリル化合物と水を液相で反応させてアミ
ド化合物を製造する方法において、マンガン化合物を担
持したシリカ粉体を分子状酸素の存在下で、焼成して得
られる酸化マンガン担持シリカ粉体を過マンガン酸塩の
水溶液と反応せしめ、引続き、このシリカ粉体を酸処理
して製造されたシリカ担持二酸化マンガンを触媒として
用いる。
【効果】 ニトリル化合物と水を液相で反応させてアミ
ド化合物を製造する際に使用するマンガン酸化物の活性
および寿命が大幅に改善され工業的に有利にアミド化合
物を製造することができる。(57) [Summary] [Structure] A method for producing an amide compound by reacting a nitrile compound and water in a liquid phase, which is obtained by firing silica powder supporting a manganese compound in the presence of molecular oxygen. Manganese oxide-supporting silica powder is reacted with an aqueous solution of permanganate, and subsequently silica-supporting manganese dioxide produced by acid treatment of the silica powder is used as a catalyst. [Effect] The activity and life of the manganese oxide used for producing an amide compound by reacting a nitrile compound with water in a liquid phase are significantly improved, and the amide compound can be produced industrially advantageously.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アミド化合物の製造方
法に関するものである。更に詳しくは、ニトリル化合物
と水を液相で反応させてアミド化合物を製造する方法に
関するものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing an amide compound. More specifically, it relates to a method for producing an amide compound by reacting a nitrile compound and water in a liquid phase.
【0002】[0002]
【従来の技術とその問題点】ニトリル化合物と水を反応
させて対応するアミド化合物が製造できることは公知で
あり、例えば、アセトンシアンヒドリンと水を反応させ
て製造されるα−ヒドロキシイソ酪酸アミドは、塗料、
接着剤、成形材料等の原料となるメタクリル酸メチルの
前駆体として有用であり、アクリロニトリルと水を反応
させて製造されるアクリルアミドは凝集剤、石油回収剤
等の原料となり有用である。2. Description of the Related Art It is known that a corresponding amide compound can be produced by reacting a nitrile compound with water. For example, α-hydroxyisobutyric acid amide produced by reacting acetone cyanohydrin with water. Is the paint,
It is useful as a precursor of methyl methacrylate, which is a raw material for adhesives and molding materials, and acrylamide produced by reacting acrylonitrile with water is also useful as a raw material for a flocculant, a petroleum recovery agent, and the like.
【0003】このニトリル化合物と水を反応させるため
の触媒は種々知られている。米国特許第3,366,639 号に
開示されているマンガン酸化物もその一つである。ニト
リル化合物と水の反応に多用される銅含有触媒がアセト
ンシアンヒドリンなどのα−ヒドロキシニトリル化合物
と水の反応にまったく不充分な成績しか与えないのに反
して、マンガン酸化物は米国特許第3,366,639 号に開示
されているようにα−ヒドロキシニトリル化合物と水の
反応に対しても、かなりの成績を与えるという特徴があ
る。Various catalysts for reacting this nitrile compound with water are known. The manganese oxide disclosed in US Pat. No. 3,366,639 is one of them. In contrast to the copper-containing catalysts frequently used in the reaction of nitrile compounds with water, which give completely unsatisfactory results in the reaction of α-hydroxynitrile compounds such as acetone cyanohydrin with water, manganese oxides are disclosed in US Pat. As disclosed in No. 3,366,639, it has a characteristic of giving a considerable result even to the reaction of α-hydroxynitrile compound with water.
【0004】ニトリル化合物と水を反応させるためのマ
ンガン酸化物を、2価のマンガン化合物と過マンガン酸
塩から調製する方法としては、米国特許3,366,639 号に
は小過剰の苛性ソーダの存在下、硫酸マンガンと過マン
ガン酸カリウムを反応させる方法や、特開平3-68447 号
および特開平4-46145 号には酸性で硫酸マンガン水溶液
と過マンガン酸カリウムを反応させる方法が提案されて
いる。しかしながら、これらの方法による二酸化マンガ
ンを懸濁床触媒として用いた場合、反応経過にともなう
二酸化マンガンの結晶成長による比表面積の低下や還元
のために活性が著しく低下してしまう問題点があった。
また、これらの方法で調製されたマンガン酸化物の活性
は未だ十分とは言えない。二酸化マンガン触媒の寿命を
延長させるための方法として、反応器に供給する原料液
の水素イオン濃度(pH)を4〜8の範囲にすることが
特開平2-196763号に、反応器に供給する原料液に酸化剤
を添加することがヨーロッパ公開特許第433,611 号に開
示されている。しかし、これらの方法ではいずれも一応
その効果は見られるものの、二酸化マンガン触媒の寿命
としては未だ工業化できる段階には達していない。高表
面積化による高活性化と結晶成長や還元に基づく劣化の
抑制によってこれらの問題点を解決する他の方法として
化学反応法で得られるものと同じ構造の二酸化マンガン
を金属酸化物担体表面に高分散に固定する方法が考えら
れる。As a method for preparing a manganese oxide for reacting a nitrile compound with water from a divalent manganese compound and permanganate, US Pat. No. 3,366,639 discloses manganese sulfate in the presence of a small excess of caustic soda. JP-A-3-68447 and JP-A-4-46145 propose a method of reacting an aqueous solution of manganese sulfate with potassium permanganate in an acidic manner. However, when manganese dioxide prepared by these methods is used as a suspension bed catalyst, there is a problem that the activity is remarkably reduced due to reduction of specific surface area and reduction due to crystal growth of manganese dioxide over the course of the reaction.
Further, the activity of manganese oxide prepared by these methods is not yet sufficient. As a method for extending the life of the manganese dioxide catalyst, it is disclosed in JP-A-2-196763 that the hydrogen ion concentration (pH) of the raw material liquid supplied to the reactor is set to the range of 4 to 8. EP-A-433,611 discloses the addition of an oxidizing agent to the raw material liquid. However, although the effect is seen in any of these methods, the life of the manganese dioxide catalyst has not reached the stage where it can be industrialized. As another method to solve these problems by increasing the activation by increasing the surface area and suppressing the deterioration due to crystal growth and reduction, manganese dioxide having the same structure as that obtained by the chemical reaction method is added to the surface of the metal oxide support. A method of fixing the dispersion is conceivable.
【0005】しかしながら従来公知の担持した2価マン
ガン塩化合物を分子状酸素で焼成して担持二酸化マンガ
ンを製造する方法では酸化が十分には進まず構造制御も
不可能であり意図した二酸化マンガンを得ることは出来
なかった。分子状酸素により酸化が十分に進まない問題
点を解決する方法として例えば Synthesis 1988, 715で
は従来の化学反応法を応用してシリカに含浸した過マン
ガン酸カリウムを硫酸マンガンで還元してシリカ担持二
酸化マンガンを調製する方法が開示されている。本発明
者らはそこに開示されている調製法に従ってシリカ担持
二酸化マンガンを調製しその構造及び分散状態を観察し
たところ二酸化マンガンはシリカ表面に固定担持されて
いるというよりはむしろシリカ粉体と混合した状態であ
って本質的にバルクの二酸化マンガンと言えるものであ
った。またその構造が化学反応法で得られる二酸化マン
ガンとは異なるものであってさらに記述されているよう
に酸化活性が高く容易に還元されることから活性が低く
著しく劣化するものであった。このように高分散状態で
高純度の二酸化マンガンを得ることは出来ず担持法によ
っても実用上満足のいく性能をもった二酸化マンガンを
得ることは出来なかった。However, the conventionally known method of producing a supported manganese dioxide by firing a supported divalent manganese salt compound with molecular oxygen does not sufficiently oxidize and the structure cannot be controlled, and the intended manganese dioxide is obtained. I couldn't do that. As a method for solving the problem that the oxidation is not sufficiently promoted by molecular oxygen, for example, in Synthesis 1988, 715, a conventional chemical reaction method is applied to reduce potassium permanganate impregnated in silica with manganese sulfate to obtain silica-supported dioxide. A method of preparing manganese is disclosed. The present inventors prepared silica-supported manganese dioxide according to the preparation method disclosed therein, and observed the structure and dispersion state thereof, and found that the manganese dioxide was mixed with silica powder rather than being fixedly supported on the silica surface. In this state, it was essentially bulk manganese dioxide. Further, its structure is different from that of manganese dioxide obtained by the chemical reaction method, and as described further, it has a high oxidative activity and is easily reduced, so that it has a low activity and is significantly deteriorated. Thus, high-purity manganese dioxide in a highly dispersed state could not be obtained, and manganese dioxide having satisfactory performance in practice could not be obtained even by the supporting method.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、工業的
にニトリル化合物と水を液相で反応させてアミド化合物
を製造するためには、二酸化マンガン触媒の劣化又は失
活による触媒交換が頻繁になると触媒費用が増大するた
め、二酸化マンガン触媒の活性を長時間維持すること、
および工業的な規模で使用可能な活性を有する触媒製造
方法の確立が最大の課題となっている。As described above, in order to industrially react a nitrile compound and water in a liquid phase to produce an amide compound, catalyst replacement due to deterioration or deactivation of the manganese dioxide catalyst is frequently performed. Since the catalyst cost will increase, it is necessary to maintain the activity of the manganese dioxide catalyst for a long time.
The establishment of a method for producing a catalyst having activity that can be used on an industrial scale has become a major issue.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため鋭意検討した結果、本発明を完成する
に至ったものである。すなわち、本発明は、ニトリル化
合物と水を液相で反応させてアミド化合物を製造する方
法において、マンガン化合物を担持したシリカ粉体を分
子状酸素の存在下で焼成する第一工程、得られた酸化マ
ンガン担持シリカ粉体を過マンガン酸塩の水溶液と反応
せしめる第二工程、このシリカ粉体を酸処理する第三工
程からなる方法で製造されたシリカ担持二酸化マンガン
の存在下に反応させることを特徴とするアミド化合物の
製造方法である。The inventors of the present invention have completed the present invention as a result of extensive studies to solve the above problems. That is, the present invention, in the method for producing an amide compound by reacting a nitrile compound and water in a liquid phase, the first step of firing silica powder carrying a manganese compound in the presence of molecular oxygen, obtained The reaction is carried out in the presence of silica-supported manganese dioxide produced by the method comprising the second step of reacting the manganese oxide-supporting silica powder with an aqueous solution of permanganate and the third step of acid-treating the silica powder. A method for producing a characteristic amide compound.
【0008】すなわち、本発明者らはシリカに担持した
マンガン化合物の酸化条件およびその結果得られたシリ
カ担持二酸化マンガンの相変化について詳細に検討した
結果、シリカ担持マンガン化合物を分子状酸素の存在下
で、焼成後、さらに過マンガン酸塩で酸化し、その後更
に酸性水溶液中で熟成相変化させることで従来の化学反
応法で得られるものと同じ構造の二酸化マンガンをシリ
カ表面に高分散状態で固定化できること、またそのよう
にして得られるシリカに担持された二酸化マンガンの活
性はニトリル化合物と水の反応に活性のある従来のマン
ガン酸化物に比較して高く、アミド化合物を高収率で生
成すること、および結晶成長や還元による劣化が著しく
抑制されることを見いだし、本発明を完成するに至っ
た。That is, the present inventors have made detailed investigations on the oxidation conditions of the manganese compound supported on silica and the phase change of the resulting silica-supported manganese dioxide. As a result, the silica-supported manganese compound was tested in the presence of molecular oxygen. Then, after firing, further oxidize with permanganate, and then further age phase change in acidic aqueous solution to fix manganese dioxide with the same structure as that obtained by the conventional chemical reaction method on the silica surface in a highly dispersed state And the activity of manganese dioxide supported on silica obtained in this way is higher than that of conventional manganese oxides which are active in the reaction of nitrile compounds and water, and produces amide compounds in high yield. It was found that the deterioration due to crystal growth and reduction was significantly suppressed, and the present invention was completed.
【0009】本発明で使用するマンガン化合物は、硝酸
マンガン、硫酸マンガン、塩化マンガン、炭酸マンガ
ン、リン酸マンガン、酢酸マンガン等の2価マンガン塩
化合物やマンガンカルボニル等である。もちろんマンガ
ン塩化合物は無水塩でも水和物でも使用することができ
これらマンガン塩の二種以上を併用しても良い。また、
2価のマンガン化合物をシリカに担持する方法は、通
常、含浸法またはイオン交換法であり、マンガンカルボ
ニルを使用するときは気相吸着法も用いることができ
る。The manganese compounds used in the present invention are divalent manganese salt compounds such as manganese nitrate, manganese sulfate, manganese chloride, manganese carbonate, manganese phosphate and manganese acetate, and manganese carbonyl. Of course, the manganese salt compound may be used as an anhydrous salt or a hydrate, and two or more kinds of these manganese salts may be used in combination. Also,
The method for supporting a divalent manganese compound on silica is usually an impregnation method or an ion exchange method, and when manganese carbonyl is used, a gas phase adsorption method can also be used.
【0010】本発明のマンガン化合物を担持したシリカ
粉体を焼成するときに使用する分子状酸素は酸素または
空気に代表される任意のガスで希釈された酸素でありマ
ンガン化合物を担持したシリカの焼成温度は150〜500
℃、さらに好ましくは200〜400℃である。担体として用
いるシリカはどの様なものでも使用出来るが、例えばア
エロジルシリカのゲルを押し出し成形したものを、例え
ば200〜600℃, 1〜20時間焼成したものを使用すること
が出来る。本発明に使用される過マンガン酸塩は過マン
ガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、過マンガン
酸バリウムなどであり、それらの水溶液の濃度は、通常
0.1 〜 1.0 mol/l であり、その使用量は、マンガン酸
化物の担持量に対して反応式(1)[化1]The molecular oxygen used when calcining the silica powder supporting the manganese compound of the present invention is oxygen diluted with any gas represented by oxygen or air, and calcining the silica supporting the manganese compound. Temperature is 150-500
C., more preferably 200 to 400.degree. Although any silica can be used as a carrier, for example, a gel obtained by extruding a gel of Aerosil silica, which is calcined at 200 to 600 ° C. for 1 to 20 hours, can be used. Permanganate used in the present invention is sodium permanganate, potassium permanganate, barium permanganate, etc., the concentration of their aqueous solution is usually
0.1 to 1.0 mol / l, and the amount used is based on the reaction formula (1)
【0011】[0011]
【化1】 2MnO4 -+ 3Mn2O3 + H2O → 8MnO2 + 2OH- -----(1) にもとづいて算出される計算量の通常1.0〜1.5倍量であ
る。## STR1 ## 2MnO 4 - a ----- (1) Normal 1.0-1.5 times the amount of computation that is calculated based on the - + 3Mn 2 O 3 + H 2 O → 8MnO 2 + 2OH.
【0012】本発明における酸化マンガン担持シリカス
ラリーの過マンガン酸塩による酸化温度は 通常 40〜15
0℃、好ましくは60〜90℃である。 温度が低いと酸化に
長時間を要し、且つ酸化が十分に進まないことがある。
酸化時間は温度にもよるが上記温度範囲では0.1〜20時
間である。本発明の酸処理に使用される酸としては、例
えば、硫酸、硝酸及び塩酸などがあげられる。また酸処
理の水溶液のpHは2以下、好ましくは1以下である。酸
処理温度は特に制限はないが、好ましくは50〜90℃であ
る。さらに熟成時間は通常10分〜48時間、好ましくは30
分〜24時間である。本発明において該酸処理を行った二
酸化マンガン担持シリカはニトリル化合物と水を反応さ
せてアミド化合物を製造するために十分使用可能である
が酸処理した二酸化マンガン担持シリカスラリーを濾過
後、再度水を加えてスラリーとしアンモニア水で中和
し、濾過、水洗、乾燥を行ってもよい。In the present invention, the oxidation temperature of the manganese oxide-supporting silica slurry by permanganate is usually 40 to 15
The temperature is 0 ° C, preferably 60 to 90 ° C. If the temperature is low, it may take a long time to oxidize, and the oxidization may not proceed sufficiently.
The oxidation time is 0.1 to 20 hours in the above temperature range, although it depends on the temperature. Examples of the acid used in the acid treatment of the present invention include sulfuric acid, nitric acid and hydrochloric acid. The pH of the acid-treated aqueous solution is 2 or less, preferably 1 or less. The acid treatment temperature is not particularly limited, but is preferably 50 to 90 ° C. Further, the aging time is usually 10 minutes to 48 hours, preferably 30
Minutes to 24 hours. In the present invention, the acid-treated manganese dioxide-supported silica is sufficiently usable for reacting a nitrile compound with water to produce an amide compound, but after filtering the acid-treated manganese dioxide-supported silica slurry, water is added again. In addition, a slurry may be neutralized with aqueous ammonia, filtered, washed with water, and dried.
【0013】本発明で使用する触媒は含水物又は乾燥し
たもののどちらでも使用することができる。また、本発
明に使用する反応器は特に限定はないが、通常、固定床
反応器又は懸濁床反応器を使用する。触媒を固定床反応
器に充填する場合には、通常、球状または円柱状に成型
するのがよく、代表長さが 2〜10mmに成型するのがよ
い。また、懸濁床槽型反応器で使用する場合には、通
常、16〜400 メッシュの粉末がよい。使用する触媒量
は、懸濁床槽型反応器では反応器内の触媒濃度が0.01〜
50重量%であり、更に好ましくは 0.1〜30重量%であ
る。The catalyst used in the present invention may be either a hydrous material or a dried material. The reactor used in the present invention is not particularly limited, but usually a fixed bed reactor or a suspension bed reactor is used. When the catalyst is packed in a fixed bed reactor, it is usually preferable to mold it into a spherical shape or a cylindrical shape, and it is preferable to mold it into a representative length of 2 to 10 mm. When used in a suspension bed tank reactor, a powder of 16 to 400 mesh is usually preferable. The amount of catalyst used is such that the catalyst concentration in the reactor is 0.01 ~
It is 50% by weight, more preferably 0.1 to 30% by weight.
【0014】本発明のニトリル化合物と水を液相で反応
させてアミド化合物を製造するために使用するニトリル
化合物は、一般式 R−CN(式中、Rはアルキル、シ
クロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アリー
ル、アルカリール、アラルキル又は複素環式のもので、
それぞれ、更にハロゲン、アルコキシ、ニトロ、エステ
ル、ケトン又は水酸基等を置換基として有していても、
又は有していなくてもよい。)で表される。また、ポリ
ニトリル類も本発明で使用される。The nitrile compound used for preparing the amide compound by reacting the nitrile compound of the present invention with water in a liquid phase is represented by the general formula R-CN (wherein R is alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl). , Aryl, alkaryl, aralkyl or heterocyclic,
Each of them may further have halogen, alkoxy, nitro, ester, ketone or hydroxyl group as a substituent,
Alternatively, it may not have. ). Polynitriles are also used in the present invention.
【0015】一方、本発明において使用する水は、ニト
リル化合物の1モルに対し、通常1モル以上、好ましく
は 5〜30モルである。反応溶媒には、通常、水が用いら
れるが、ニトリル化合物が疎水性物質であるときは、水
との相溶性を高めるために、メチルアルコール、エチル
アルコール等の低級アルコール類、1,4-ジオキサン、テ
トラヒドロフラン等のエーテル類、アセトン等のケトン
類、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルアミド、
N,N-ジメチルアセトアミド、N- メチルピロリドン等
が用いられる。特にニトリル化合物としてケトンシアン
ヒドリンを用いるときには、ケトンシアンヒドリンの分
解を抑制するために、上記の反応溶媒に加えてニトリル
化合物の構成ケトンを、ニトリル化合物の1モルに対
し、0.1〜3.0モルの範囲で存在させるのがよい。例え
ば、アセトンシアンヒドリンのようなα- ヒドロキシニ
トリル化合物の反応では、特開昭52-222号に開示されて
いるように、反応溶媒としてアセトンを添加するのがよ
い。On the other hand, the water used in the present invention is usually 1 mol or more, preferably 5 to 30 mol, per 1 mol of the nitrile compound. Water is usually used as the reaction solvent, but when the nitrile compound is a hydrophobic substance, lower alcohols such as methyl alcohol and ethyl alcohol, and 1,4-dioxane are used in order to enhance the compatibility with water. , Ethers such as tetrahydrofuran, ketones such as acetone, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylamide,
N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and the like are used. In particular, when ketone cyanohydrin is used as the nitrile compound, in order to suppress the decomposition of the ketone cyanohydrin, the constituent ketone of the nitrile compound is added to the reaction solvent in an amount of 0.1 to 3.0 mol per mol of the nitrile compound. It is recommended to exist in the range of. For example, in the reaction of an α-hydroxynitrile compound such as acetone cyanohydrin, it is preferable to add acetone as a reaction solvent as disclosed in JP-A-52-222.
【0016】アミド化合物は、ニトリル化合物 R−C
N(式中、Rはアルキル、シクロアルキル、アルケニ
ル、シクロアルケニル、アリール、アルカリール、アラ
ルキル又は複素環式のもので、それぞれ、更にハロゲ
ン、アルコキシ、ニトロ、エステル、ケトン又は水酸基
等を置換基として有していても、又は有していなくても
よい。)を水和して製造されるもので一般式 RCO−
NH2(式中、Rはアルキル、シクロアルキル、アルケ
ニル、シクロアルケニル、アリール、アルカリール、ア
ラルキル又は複素環式のもので、それぞれ、更にハロゲ
ン、アルコキシ、ニトロ、エステル、ケトン又は水酸基
等を置換基として有していても、又は有していなくても
よい。)で表されるものである。The amide compound is a nitrile compound RC
N (in the formula, R is an alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, aryl, alkaryl, aralkyl or heterocyclic group, each of which further has halogen, alkoxy, nitro, ester, ketone or hydroxyl group as a substituent. Which may or may not have a general formula RCO-
NH 2 (wherein R is an alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, aryl, alkaryl, aralkyl or heterocyclic group, and is a substituent such as halogen, alkoxy, nitro, ester, ketone or hydroxyl group, respectively. May or may not be included.).
【0017】反応温度は0゜ 〜200℃の範囲であるが、好
ましくは 30゜ 〜150℃であり、 0℃より低いと十分な活
性が得られず、 200℃より高いと副反応が進行し好まし
くない。反応圧力は、反応温度で反応物が液相を保持す
るに十分な圧力であれば減圧、大気圧又は加圧のいずれ
でもよい。固定床流通式反応器を使用する場合、液空間
速度は通常0.01〜40Hr-1であり、好ましくは0.1〜20Hr
-1 である。また懸濁床流通式反応器を使用する場合、
滞留時間は0.1〜50Hr であり、好ましくは 0.5〜30Hrで
ある。The reaction temperature is in the range of 0 ° to 200 ° C, preferably 30 ° to 150 ° C. If it is lower than 0 ° C, sufficient activity cannot be obtained, and if it is higher than 200 ° C, a side reaction proceeds. Not preferable. The reaction pressure may be any of reduced pressure, atmospheric pressure or increased pressure as long as it is a pressure sufficient to maintain the liquid phase of the reaction product at the reaction temperature. When using a fixed bed flow type reactor, the liquid hourly space velocity is usually 0.01 to 40 Hr -1 , preferably 0.1 to 20 Hr.
-1 . When using a suspended bed flow reactor,
The residence time is 0.1 to 50 hours, preferably 0.5 to 30 hours.
【0018】[0018]
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例1 触媒調製 シリカ(アエロジル380、比表面積340m2/g(日本アエロ
ジル製))スラリーを押出し成形したものを400℃、3
時間焼成する。 これを粉砕したもの(比表面積320m2/
g)150.0g に、室温、40mmHgの減圧下で1.2mol/lの酢
酸マンガン水溶液150mlを添加し室温常圧下で1時間放
置した後60℃、40mmHgで蒸発乾固した。 これを110℃
で10時間乾燥後、空気流通下200℃で15時間焼成し、 シ
リカに担持した酸化マンガンを調製した。これを引続き
0.6mol/lの過マンガン酸カリウム水溶液150mlに添加
し80℃で15時間反応させた。これを濾過、洗浄し再度水
180mlを加えてスラリーとし硫酸によって 液pHを0.5に
調製後70℃で1時間熟成した。これを一旦濾過し再度水
を加えてスラリーとしたものにアンモニア水を加えて中
和し、濾過、110℃で10時間乾燥した。 化学分析法によ
りMnO2の担持量および平均価数を測定したところ、 そ
れぞれ11.6wt%および3.93であった。 ニトリルの水和反応 ガラス製撹拌棒、還流冷却器および温度計を備えた内容
量 500mlのガラス製丸底フラスコ反応器に前記のように
調製した担持二酸化マンガン35g (二酸化マンガンとし
て4.0g)とアセトンシアンヒドリン、アセトンおよび水
からなる原料を1:0.9:11のモル比で300g仕込み撹拌しな
がら70℃で5時間反応させた。反応液より触媒を濾別し
高速液体クロマトグラフにより分析したところアセトン
シアンヒドリンの転化率は97%、α−ヒドロキシイソ酪
酸アミドの選択率は96%であった。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. Example 1 Preparation of Catalyst A silica (Aerosil 380, specific surface area 340 m 2 / g (manufactured by Nippon Aerosil)) slurry was extruded and molded at 400 ° C. for 3 days.
Bake for hours. This is crushed (specific surface area 320 m 2 /
g) To 150.0 g, 150 ml of a 1.2 mol / l manganese acetate aqueous solution was added at room temperature under reduced pressure of 40 mmHg, and the mixture was allowed to stand at room temperature under normal pressure for 1 hour and then evaporated to dryness at 40 ° C. and 40 mmHg. 110 ° C
After drying for 10 hours in air, it was calcined at 200 ° C. for 15 hours under air flow to prepare manganese oxide supported on silica. Continue this
The mixture was added to 150 ml of a 0.6 mol / l potassium permanganate aqueous solution and reacted at 80 ° C. for 15 hours. This is filtered, washed and re-watered.
180 ml was added to make a slurry and the pH of the solution was adjusted to 0.5 with sulfuric acid, followed by aging at 70 ° C for 1 hour. This was filtered once and water was added again to form a slurry, which was neutralized by adding aqueous ammonia, filtered, and dried at 110 ° C. for 10 hours. The supported amount and average valence of MnO 2 were measured by a chemical analysis method, and were 11.6 wt% and 3.93, respectively. Hydration Reaction of Nitrile In a 500 ml glass round-bottomed flask reactor with a glass stirring bar, reflux condenser and thermometer, 35 g of supported manganese dioxide (4.0 g as manganese dioxide) and acetone were prepared. 300 g of a raw material consisting of cyanohydrin, acetone and water was added at a molar ratio of 1: 0.9: 11, and the mixture was reacted at 70 ° C. for 5 hours while stirring. When the catalyst was filtered off from the reaction solution and analyzed by high performance liquid chromatography, the conversion of acetone cyanohydrin was 97% and the selectivity of α-hydroxyisobutyric acid amide was 96%.
【0019】実施例2 シリカ(アエロジル380、比表面積340m2/g(日本アエロ
ジル製))スラリーを押出し成形したものを400℃、3
時間焼成する。 これを粉砕したもの(比表面積320m2/
g)100gとマンガンカルボニル(Mn2(CO)10) 14gをバル
ブ付きガラスフラスコ内で混合し10ー2torrに減圧後バル
ブを閉じ室温にて攪拌しつつ2時間放置する。ついで得
られた粉体を石英製反応管に移し空気流通下 200℃で10
時間酸化しシリカ担持酸化マンガンを調製した。 これ
を引続き0.36mol/Lの過マンガン酸カリウム水溶液100ml
に添加し90℃で12時間反応させた。 これを濾過し濾液
に過マンガン酸カリウムの色が認められなくなるまで洗
浄し再度水 120mlを加えてスラリーとしたもの硫酸を液
pHが 0.5になるまで加えその後70℃で30分熟成した。こ
れを一旦濾過し再度水を加えてスラリーとしたものにア
ンモニア水を加えて中和し濾過、110℃15時間乾燥し
た。 化学分析法によりMnO2の担持量および平均の価数
を測定したところ、それぞれ7.1wt%および3.94であっ
た。次に、この触媒56g(二酸化マンガンとして4g)を
用いて、実施例1と同様の方法でアセトンシアンヒドリ
ンと水の反応を行った。アセトンシアンヒドリンの転化
率は96%、α−ヒドロキシイソ酪酸アミドの選択率は95
%であった。Example 2 A silica (Aerosil 380, specific surface area 340 m 2 / g (manufactured by Nippon Aerosil)) slurry was extruded and molded at 400 ° C. for 3 days.
Bake for hours. This is crushed (specific surface area 320 m 2 /
g) To leave 100g manganese carbonyl (Mn 2 (CO) 10) 2 hours while stirring the 14g at room temperature to close the vacuum after valve mixed 10-2 2 torr in a valved glass flask. Then, the obtained powder was transferred to a quartz reaction tube, and the temperature was maintained at 200 ° C for 10
Oxidized over time to prepare silica-supported manganese oxide. This is followed by 100 ml of 0.36 mol / L potassium permanganate aqueous solution.
And was reacted at 90 ° C. for 12 hours. This is filtered, washed until the color of potassium permanganate is no longer observed in the filtrate, and 120 ml of water is added again to make a slurry.
The mixture was added until the pH reached 0.5 and then aged at 70 ° C for 30 minutes. This was filtered once and water was added again to make a slurry, which was neutralized by adding aqueous ammonia, filtered, and dried at 110 ° C. for 15 hours. The supported amount of MnO 2 and the average valence thereof were measured by a chemical analysis method to be 7.1 wt% and 3.94, respectively. Next, using 56 g of this catalyst (4 g as manganese dioxide), the reaction between acetone cyanohydrin and water was carried out in the same manner as in Example 1. The conversion of acetone cyanohydrin is 96% and the selectivity of α-hydroxyisobutyric acid amide is 95%.
%Met.
【0020】実施例3 過マンガン酸塩を過マンガン酸ナトリウムとすること以
外は、実施例1と同様にしてシリカ担持二酸化マンガン
を調製した。化学分析法によりMnO2の担持量および平均
の価数を測定したところ、それぞれ12.1wt%および3.95
であった。 ニトリルの水和反応 次に、 この触媒33g(二酸化マンガンとして4g)を用
いて実施例1と同様の方法でアセトンシアンヒドリンと
水の反応を行った。アセトンシアンヒドリンの転化率は
94%、α−ヒドロキシイソ酪酸アミドの選択率は97%で
あった。Example 3 Silica-supported manganese dioxide was prepared in the same manner as in Example 1 except that sodium permanganate was used as the permanganate. The supported amount and average valence of MnO 2 were measured by a chemical analysis method, and found to be 12.1 wt% and 3.95, respectively.
Met. Hydration Reaction of Nitrile Next, 33 g of this catalyst (4 g as manganese dioxide) was used to carry out a reaction of acetone cyanohydrin and water in the same manner as in Example 1. The conversion rate of acetone cyanohydrin is
The selectivity of α-hydroxyisobutyric acid amide was 94% and that of 97%.
【0021】比較例1 硫酸水溶液を用いた熟成相変化を行わないこと以外は、
実施例1と同様にしてシリカ担持二酸化マンガンを調製
した。次に、この触媒35g(二酸化マンガンとして4
g) を用いて実施例1と同様の方法でアセトンシアン
ヒドリンと水の反応を行った。アセトンシアンヒドリン
の転化率は32%、α−ヒドロキシイソ酪酸アミドの選択
率は78%であった。Comparative Example 1 Except that no aging phase change was performed using an aqueous sulfuric acid solution,
Silica-supported manganese dioxide was prepared in the same manner as in Example 1. Next, 35 g of this catalyst (4 as manganese dioxide)
g) was used to react acetone cyanohydrin with water in the same manner as in Example 1. The conversion of acetone cyanohydrin was 32% and the selectivity of α-hydroxyisobutyric acid amide was 78%.
【0022】比較例2 硫酸マンガン水溶液(濃度395g/L)1lに硫酸を添加し
て、pH=1の硫酸マンガン水溶液を調製した。この溶
液に過マンガン酸カリウム279gを添加して酸化させた後
温度を55℃前後に保ちながらこのスラリーに水0.5lを
添加し5時間熟成させた。出来たスラリーをアスピレー
ターによって吸引濾過し、1lの水で5回洗浄した後、
乾燥器によって110℃で15時間乾燥して二酸化マンガン
300gを得た。次に、この触媒4gを用いて、実施例1と
同様の方法でアセトンシアンヒドリンと水の反応を行っ
た。アセトンシアンヒドリンの転化率は87%、α−ヒド
ロキシイソ酪酸アミドの選択率は85%であった。Comparative Example 2 Manganese sulfate aqueous solution having pH = 1 was prepared by adding sulfuric acid to 1 liter of manganese sulfate aqueous solution (concentration 395 g / L). After 279 g of potassium permanganate was added to this solution for oxidation, 0.5 l of water was added to this slurry while maintaining the temperature at around 55 ° C., and the mixture was aged for 5 hours. The resulting slurry is suction filtered with an aspirator and washed 5 times with 1 l of water,
Manganese dioxide dried at 110 ° C for 15 hours in a dryer
I got 300g. Next, using 4 g of this catalyst, the reaction of acetone cyanohydrin and water was carried out in the same manner as in Example 1. The conversion of acetone cyanohydrin was 87% and the selectivity of α-hydroxyisobutyric acid amide was 85%.
【0023】実施例4 ガラス製撹拌棒、還流冷却器および温度計を備えた内容
量 200mlのガラス製丸底フラスコ反応器に実施例1で調
製した担持二酸化マンガン35g (二酸化マンガンとして
4g)とアクリロニトリルおよび水からなる原料を 1:3
9のモル比で73g仕込み、撹拌しながら70℃で5時間反応
した。反応液より触媒を濾別し高速液体クロマトグラフ
により分析したところアクリロニトリルの転化率は75
%、アクリルアミドの選択率は82%であった。Example 4 A glass round bottom flask reactor having an inner volume of 200 ml equipped with a glass stir bar, a reflux condenser and a thermometer, had 35 g of supported manganese dioxide prepared in Example 1 (4 g as manganese dioxide) and acrylonitrile. And a raw material consisting of water 1: 3
73 g was added at a molar ratio of 9, and the mixture was reacted at 70 ° C. for 5 hours while stirring. When the catalyst was filtered off from the reaction solution and analyzed by high performance liquid chromatography, the conversion rate of acrylonitrile was 75.
%, The selectivity of acrylamide was 82%.
【0024】比較例3 比較例1で調製した触媒35g (二酸化マンガンとして4
g)を用いて実施例4と同様の方法でアクリロニトリル
と水の反応を行った。アクリロニトリルの転化率は15
%、アクリルアミドの選択率は67%であった。 比較例4 比較例2で調製した触媒4gを用いて、実施例4と同様
の方法でアクリロニトリルと水の反応を行った。アクリ
ロニトリルの転化率は20%、アクリルアミドの選択率は
70%であった。 実施例5 ガラス製撹拌棒、温度計、原料供給口およびガラスボー
ルフィルター付きの液出口を備える内容量 500mlのガラ
ス製丸底フラスコ反応器に、実施例1で調製した担持二
酸化マンガン86g(二酸化マンガンとして10g)と水300g
を充填した後、内温を60℃まで上げ、この温度に保持し
た。次にアセトンシアンヒドリン、アセトンおよび水か
らなる原料液(アセトンシアンヒドリン:アセトン:水
のモル比が1:1.2:15)を 34ml/hrの流量で定量ポンプに
より連続的に供給した。反応器内の温度は58゜ 〜62℃に
維持しながら30日間連続反応を行った。得られたα−ヒ
ドロキシイソ酪酸アミド生成液中のα−ヒドロキシイソ
酪酸アミド収率の経日変化を表1に示した。Comparative Example 3 35 g of the catalyst prepared in Comparative Example 1 (as manganese dioxide 4
g) was used to react acrylonitrile with water in the same manner as in Example 4. Acrylonitrile conversion is 15
%, The selectivity of acrylamide was 67%. Comparative Example 4 Using 4 g of the catalyst prepared in Comparative Example 2, acrylonitrile and water were reacted in the same manner as in Example 4. Acrylonitrile conversion is 20%, acrylamide selectivity is
It was 70%. Example 5 A glass-made round-bottomed flask reactor having an internal capacity of 500 ml equipped with a glass stirring rod, a thermometer, a raw material supply port, and a liquid outlet equipped with a glass ball filter was placed in a glass-bottomed flask reactor made of Example 1 (86 g of supported manganese dioxide). As 10g) and water 300g
After charging, the internal temperature was raised to 60 ° C. and kept at this temperature. Next, a raw material solution consisting of acetone cyanohydrin, acetone and water (acetone cyanohydrin: acetone: water molar ratio 1: 1.2: 15) was continuously supplied by a metering pump at a flow rate of 34 ml / hr. While maintaining the temperature in the reactor at 58 ° to 62 ° C, continuous reaction was carried out for 30 days. Table 1 shows the change with time of the yield of α-hydroxyisobutyric acid amide in the resulting α-hydroxyisobutyric acid amide production liquid.
【0025】比較例5 比較例1で調製した触媒86g(二酸化マンガンとして10
g)を用いて、実施例5と同様の方法でアセトンシアン
ヒドリンと水の連続反応を行った。得られたα−ヒドロ
キシイソ酪酸アミド生成液中のα−ヒドロキシイソ酪酸
アミド収率の経日変化を表1に示した。Comparative Example 5 86 g of the catalyst prepared in Comparative Example 1 (as manganese dioxide 10
g) was used to carry out a continuous reaction with acetone cyanohydrin and water in the same manner as in Example 5. Table 1 shows the change with time of the yield of α-hydroxyisobutyric acid amide in the resulting α-hydroxyisobutyric acid amide production liquid.
【0026】比較例6 比較例2で調製した触媒 10gを用いて実施例5と同様の
方法でアセトンシアンヒドリンと水の連続反応を行っ
た。得られたα−ヒドロキシイソ酪酸アミド生成液中の
α−ヒドロキシイソ酪酸アミド収率の経日変化を表1に
示した。Comparative Example 6 Acetone cyanohydrin and water were continuously reacted in the same manner as in Example 5 using 10 g of the catalyst prepared in Comparative Example 2. Table 1 shows the change with time of the yield of α-hydroxyisobutyric acid amide in the resulting α-hydroxyisobutyric acid amide production liquid.
【0027】[0027]
【表1】 [Table 1]
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明により、ニトリル化合物と水を液
相で反応させてアミド化合物を製造する際に使用するマ
ンガン酸化物の活性および寿命が、マンガン化合物を担
持したシリカ粉体を分子状酸素の存在下で焼成し、得ら
れた酸化マンガン担持シリカ粉体を過マンガン酸塩の水
溶液と反応せしめ、このシリカ粉体を酸処理して製造さ
れたシリカ担持二酸化マンガンを用いることで大幅に改
善され工業的に有利にアミド化合物を製造することがで
き、産業上極めて価値がある。INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the activity and life of the manganese oxide used when the nitrile compound and water are reacted in the liquid phase to produce the amide compound are such that the silica powder supporting the manganese compound has a molecular oxygen content. Calcination in the presence of, and reacting the resulting manganese oxide-supporting silica powder with an aqueous solution of permanganate, using silica-supported manganese dioxide produced by acid treatment of this silica powder greatly improves In addition, the amide compound can be produced industrially advantageously, and is extremely valuable in the industry.
フロントページの続き (72)発明者 池田 圭一 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 徳満 政弘 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内(72) Inventor Keiichi Ikeda 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd. (72) Masahiro Tokuman 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama, Kanagawa Mitsui Toatsu Chem., Ltd.
Claims (1)
アミド化合物を製造する方法において、マンガン化合物
を担持したシリカ粉体を分子状酸素の存在下で焼成する
第一工程、得られた酸化マンガン担持シリカ粉体を過マ
ンガン酸塩の水溶液と反応せしめる第二工程、このシリ
カ粉体を酸処理する第三工程からなる方法で製造された
シリカ担持二酸化マンガンの存在下に反応させることを
特徴とするアミド化合物の製造方法。1. A method for producing an amide compound by reacting a nitrile compound and water in a liquid phase, the first step of calcining a silica powder carrying a manganese compound in the presence of molecular oxygen, the resulting oxidation. Characterized by reacting manganese-supported silica powder in the presence of silica-supported manganese dioxide produced by a method comprising a second step of reacting an aqueous solution of permanganate and a third step of treating the silica powder with an acid. And a method for producing an amide compound.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21955893A JPH0770020A (en) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | Method for producing amide compound |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21955893A JPH0770020A (en) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | Method for producing amide compound |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0770020A true JPH0770020A (en) | 1995-03-14 |
Family
ID=16737395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21955893A Pending JPH0770020A (en) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | Method for producing amide compound |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770020A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110004020A1 (en) * | 2009-07-03 | 2011-01-06 | Chia Hui Shen | Process for producing organic carboxylic acid amides |
| JP2011518039A (en) * | 2008-04-22 | 2011-06-23 | エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Catalyst for reacting carboxylic nitriles |
| CN108299290A (en) * | 2018-03-05 | 2018-07-20 | 安徽瑞邦生物科技有限公司 | A kind of method optimization of 3- picolines synthesis nicotinonitrile |
| CN121042015A (en) * | 2025-08-25 | 2025-12-02 | 吉化集团吉林市星云化工有限公司 | A supported acrylonitrile catalyst and its preparation method |
-
1993
- 1993-09-03 JP JP21955893A patent/JPH0770020A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011518039A (en) * | 2008-04-22 | 2011-06-23 | エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Catalyst for reacting carboxylic nitriles |
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| US8519187B2 (en) * | 2009-07-03 | 2013-08-27 | China Petrochemical Development Corp | Process for producing organic carboxylic acid amides |
| CN108299290A (en) * | 2018-03-05 | 2018-07-20 | 安徽瑞邦生物科技有限公司 | A kind of method optimization of 3- picolines synthesis nicotinonitrile |
| CN121042015A (en) * | 2025-08-25 | 2025-12-02 | 吉化集团吉林市星云化工有限公司 | A supported acrylonitrile catalyst and its preparation method |
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