JPH082838B2 - アジピン酸ジアルキルの製造方法 - Google Patents

アジピン酸ジアルキルの製造方法

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JPH082838B2
JPH082838B2 JP62156731A JP15673187A JPH082838B2 JP H082838 B2 JPH082838 B2 JP H082838B2 JP 62156731 A JP62156731 A JP 62156731A JP 15673187 A JP15673187 A JP 15673187A JP H082838 B2 JPH082838 B2 JP H082838B2
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/34Esters of acyclic saturated polycarboxylic acids having an esterified carboxyl group bound to an acyclic carbon atom
    • C07C69/44Adipic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/36Preparation of carboxylic acid esters by reaction with carbon monoxide or formates
    • C07C67/38Preparation of carboxylic acid esters by reaction with carbon monoxide or formates by addition to an unsaturated carbon-to-carbon bond

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、ブタジエンのカルボアルコキシル化による
アジピン酸ジアルキルの製造に関するものである。
コバルト触媒と第三級窒素塩基共触媒、すなわち、ピ
リジン、の存在における一酸化炭素と低級アルキルアル
コールのブタジエンとの反応によるアジピン酸ジアルキ
ルの製造は公知である(たとえば、クンマーら、米国特
許第4,169,956号及びブルーナーら、米国特許第4,570,0
16号参照)。クンマーらの方法は、2段階の反応によつ
て、すなわち、先ずモノエステル、すなわち、3−ペン
テン酸アルキルを製造し、次いでピリジンの一部を分離
したのち、3−ペンテン酸アルキルを反応させてアジピ
ン酸ジアルキルを生成させることによつて、ジエステル
を製造する。ブルーナーらの方法もまた2段階の反応を
用い、且つそれらの反応の間に強酸性イオン交換樹脂と
接触させることによつてコバルト接触を再生する。
クンマーらの米国特許第4,169,956号は、第5欄第27
行において、ペンテン酸、エステル、一酸化炭素及びア
ルコールの反応混合物に対して水素を添加することによ
る反応速度の増大を開示している。
BASFに対するドイツ特許第1,618,156号は、水の存在
においてコバルト触媒とピリジン共触媒を使用して、3
−ペンテン酸エチルと一酸化炭素及びアルコールを反応
させることによる酸エステルの生成を開示している(ア
ジピン酸ジエチルの生成に対する実施例8参照)。
発明の要約 本発明は3−ペンテン酸アルキル、コバルト触媒、ピ
リジン共触媒、低級アルキルアルコール及び一酸化炭素
を含有する混合物からのアジピン酸ジアルキルの生成の
間に失なわれるピリジン共触媒の量を、3−ペンテン酸
アルキルのカルボアルコキシル化の間にコバルト触媒の
活性を保つために十分な量にある、3よりも高いpKaを
有するアルカン酸の添加によつて、著るしく低下させる
ことができるという発見に基づいている。
本発明の使用によつて、反応の両段階において、コバ
ルト触媒の特定の濃度範囲と第三級窒素塩基共触媒の特
定の濃度範囲の使用によつて、及びアジピン酸ジアルキ
ルを与えるべき第二の反応の以前に、第一の反応段階の
生成物混合物、すなわち、3−ペンテン酸アルキルを含
有する混合物に対する特定範囲のアルカン酸の添加によ
つて、ピリジンの分離又は中間的な触媒の再生の必要な
しに、ブタジエンの一酸化炭素及び低級アルキルアルコ
ール、すなわちC1〜C4アルコール、によるカルボアルコ
キシル化により高収率でアジピン酸ジアルキルを製造す
ることができる。場合によつては、第二の反応に進む前
に、第一の反応における成分の濃度を5〜15%ほど低下
させるために十分な量の不活性希釈剤を添加することも
また望ましい。
発明の詳細な説明 第一の反応の開始に当りブタジエン含有反応混合物中
にはコバルト触媒を液体反応混合物1リツトル当りに少
なくとも0.5モルの濃度で存在させなければならず、且
つ第三級窒素塩素を液体反合混合物1リツトル当り約2.
3〜2.9モルの範囲でこの液体反応混合物中に存在させな
ければならない。反応の第一段階の開始において、液体
混合物は重量で38〜50部のブタジエン、重量で27〜180
部のアルキルアルコール、重量で180〜230部の第三級窒
素塩基共触媒、及び重量で少なくとも29部のコバルトを
含有しなければならない。
実質的な量の3−ペンテン酸アルキルが生成したとき
に、すなわち、反応がほとんど完了したときに、3より
大、好ましくは約4乃至約5のpKaを有するアルカン酸
を、なかんずく、3−ペンテン酸アルキル、コバルト触
媒、及び第三級窒素塩基共触媒を含有する混合物に対し
て添加する。加えるアルカン酸の量は、コバルト触媒を
活性に保つためには十分であるが、第一の反応において
生じる液体1リツトル当りに約1モル未満、通常は約0.
05〜0.5モルの量でなければならない。好適なアルカン
酸はアジピン酸、メチルグルタル酸、エチルこはく酸、
プロピルマロン酸、吉草酸、メチル酪酸及びペンテン酸
の任意の異性体である。酢酸もまた満足できる。
ペンテン酸アルキルの生成後に、場合によつては、第
二の反応に先立つて、第一の反応の生成物中の成分の濃
度を5〜15%ほど低下させるために不活性希釈剤をも加
えることができる。この添加は、各反応段階に対して、
触媒と共触媒の濃度の調節を可能とする。あまりに大き
な希釈はプロセスの容積を不必要に拡大させる。そのた
めに適する希釈剤は、反応中にも生成するメチルエステ
ル又は炭化水素である。
酸の添加は、望ましくない副生物、たとえば吉草酸メ
チルの収量を高めることなく、反応、すなわち、3−ペ
ンテン酸アルキルからアジピン酸ジアルキルの生成、の
速度を増大させる。酸の添加は触媒の不活性化速度に対
比した反応の速度をも増大させ、それによつてピリジン
の消費を低下させる。
酸の添加は、第三級窒素塩基共触媒、たとえば、ピリ
ジン、及びコバルト触媒、たとえばHCo(CO)の間に
存在する自然の平衡に影響を与え、且つ活性触媒の量を
増大させる。これは下式によつて表わされる。
ピリジンのほか、その他の第三級窒素塩基共触媒は、
メチルピリジン、たとえば、3−ピコリン及びイソキノ
リン、並びにトリアルキルアミン、たとえば、トリメチ
ルアミン又はトリエチルアミンである。
本発明において使用するコバルト触媒は、コバルトカ
ルボニル又はコバルトヒドロカルボニルの何れかであ
る。一般に、コバルト触媒は、コバルト化合物、たとえ
はCo2(CO)、を窒素雰囲気下に室温において第三級
窒素塩基共触媒及びアルコール中に溶解し且つCOで加圧
することによつて調製する。
実施例1 一連の各実験において、15gのジコバルトカルボニル
を、60gのメタノールと40gのピリジン中に、室温におい
て窒素雰囲気下に溶解した。生成する溶液を、23gのブ
タジエン(0.43モル)と共に、一酸化炭素によつても50
00psigに加圧して、撹拌と共に135℃で3時間保つた。
ペンテン酸メチルの収率は、全実験に対して、99%のブ
タジエンの転化率において、87±1%であつた。次いで
装置を40℃に冷却し、1000psigまで排気し、6gの酢酸
(0.1モル)を含有する、第1表中に示した、14gの不活
性希釈剤を注入したのち、連続的な撹拌と共に175℃に
加熱した。次いで装置をCOによつて3000psigに加圧し、
その圧力で2時間保つた。第1表中に示すような収率と
共に、各実験におけるペンテン酸メチル転化率は52〜87
%で変化した。
実施例1に対する比較−酸を添加しない。
ジコバルトオクタカルボニルの22.2gの試料を、60gの
メタノールと70gのピリジン中に、室温において不活性
雰囲気下に溶解した。生成した溶液を、23.1gのブタジ
エン(0.43モル)と共に、一酸化炭素によつて2600psig
に加圧し且つ2000rpmにおける撹拌と共に135℃に加熱し
た。
135℃で2時間後に、82.9%の収率のペンテン酸メチ
ルを、ブタジエンの98%の転化率において取得した。
生成物を室温に冷却し且つ常圧まで排気して未反応の
ブタジエンを追い出した。COによつて2600psigまで加圧
したのち、溶液を175℃で4時間加熱した。58%のペン
テン酸メチルの転化率において52%のアジピン酸ジメチ
ルの収率を認めた。この収率は第1表中に示した68〜71
%の収率よりも著るしく低いことに注目すべきである。
実施例2 この実施例においては、本発明の第二段階のみを例証
する。この実施例に対する出発材料は、ブタジエン、一
酸化炭素、メタノール、コバルトオクタカルボニル及び
ピリジンから典型的な条件下に3−ペンテン酸メチルを
調製した場合に存在する割合に近いと思われる割合で各
成分を混合することによつて調製した。この実施例は、
アルカン酸、すなわち酢酸、の添加によつて、触媒は部
分的に不活性化するのみであることを実証する。
窒素雰囲気下に、60gのメタノールと30gのピリジン中
に、22.2gのジコバルトオクタカルボニルを溶解した。
生じた溶液をオートクレーブ中で15.5gの酢酸(0.26モ
ル)、20gのスベリン酸ジメチル、及び50gの3−ペンテ
ン酸メチル(0.44モル)と混合した。装置を1000psigの
COで加圧し、175℃に加熱し、2000rpmの撹拌と共にCOに
より5000psigに加圧し、次いでこの条件において45分保
つた。
99%のペンテン酸メチルの転化率でアジピン酸ジメチ
ルの収率は65%であつた。示差パルスポーラログラフイ
ーによる触媒の分析は、17%の不活性化を示すのみであ
つた。
実施例3 実施例3 ジコバルトオクタカルボニルの7.4gの試料を、室温に
おいて窒素雰囲気下に60gのメタノールと20gのピリジン
中に溶解した。生成した溶液を50gの3−ペンテン酸メ
チル及び6gの酢酸と混合し、一酸化炭素によつて2500ps
igに加圧し、撹拌と共に175℃で2時間保つた。81%の
ペンテン酸メチルの転化率においてアジピン酸ジメチル
の収率は73%であつた。中間体試料に基づくと、ペンテ
ン酸メチル消費に対する反応半減期は23.2分であつた。
コバルト触媒の3%のみが2時間の実験中に不活性化し
て、当初のピリジンの0.5%の損失を与えるのみであつ
た。
実施例3に対する比較 酢酸を加えないほかは、正確に前実施例を繰返した。
42%のペンテン酸エステルの転化率においてアジピン酸
ジメチルの収率は72%であつた。ペンテン酸エステル消
費に対する反応半減期は53.3分であつた。2時間の実験
中に、34%のコバルト触媒が不活性化し6%のピリジン
のN−メチルピリジニウムイオンへの転化を生じた。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】3−ペンテン酸アルキル、コバルト触媒、
    第三級窒素塩基共触媒、低級アルキルアルコール及び一
    酸化炭素を含有する混合物に対して、3よりも高いpKa
    を有するアルカン酸を、3−ペンテン酸アルキルのカル
    ボアルコキシル化が生じる間にコバルト触媒を活性に保
    つために十分な量で、添加することを特徴とする、アジ
    ピン酸ジアルキルの製造方法。
  2. 【請求項2】(a) ブタジエン、一酸化炭素及び低級
    アルキルアルコールから成る混合物とコバルト触媒及び
    第三級窒素塩基共触媒とを、液体反応混合物1当り少
    なくとも約0.5モルのコバルト濃度と液体反応混合物1
    リツトル当り約2.3〜2.9モルの第三級窒素塩基共触媒濃
    度において反応させて3−ペンテン酸アルキルを含有す
    る液体混合物を生成させ、 (b) 段階(a)において生成した混合物に対して、
    3よりも高いpKaを有するアルカン酸を、コバルト触媒
    を活性に保つためには十分であるが、段階(a)におい
    て生成した液体混合物1リツトル当りに約1モル未満の
    量で添加し、且つ (c) 段階(b)において生成した混合物を反応させ
    てアジピン酸ジアルキルを生成させる、 ことを特徴とする、一酸化炭素と低級アルキルアルコー
    ルの連続的添加によつてアジピン酸ジアルキルを生成さ
    せるためのブタジエンのカルボアルコキシル化方法。
  3. 【請求項3】コバルト触媒はコバルトカルボニルであ
    り、第三級窒素塩基共触媒はピリジンであり、且つアル
    カン酸は2〜8炭素の一又は二酸あるいはそれらの酸の
    混合物であり且つ低級アルキルアルコールはメタノール
    である、特許請求の範囲第2項記載の方法。
  4. 【請求項4】段階(b)において反応させる混合物は約
    4〜5のpKaを有するアルカン酸を含有する、特許請求
    の範囲第2項記載の方法。
  5. 【請求項5】アルカン酸は酢酸、アジピン酸、吉草酸、
    メチルグルタル酸及びエチルこはく酸から成るグループ
    から選択する、特許請求の範囲第4項記載の方法。
  6. 【請求項6】段階(a)は少なくとも100気圧の圧力に
    おいて且つ約80〜150℃の範囲の温度において行なう、
    特許請求の範囲第2項記載の方法。
  7. 【請求項7】段階(a)の反応の完了後に生成した混合
    物に対して不活性希釈剤を添加し、該不活性希釈剤の濃
    度は混合物の成分の濃度を5〜15%だけ低下させるため
    に十分なものとする、特許請求の範囲第6項記載の方
    法。
  8. 【請求項8】段階(b)は少なくとも100気圧の圧力に
    おいて且つ約140〜200℃の範囲の温度において行なう、
    特許請求の範囲第6項記載の方法。
  9. 【請求項9】アルカン酸の量は3−ペンテン酸アルキル
    を含有する混合物1リツトル当り約0.05乃至1モルであ
    る、特許請求の範囲第1項記載の方法。
  10. 【請求項10】添加するアルカン酸の量は3−ペンテン
    酸アルキルを含有する混合物1リツトル当り約0.05〜0.
    5モルである、特許請求の範囲第9項記載の方法。
  11. 【請求項11】第三級窒素塩基共触媒はピリジンであ
    る、特許請求の範囲第1項記載の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0251728B1 (en) 1992-01-29
EP0251728A2 (en) 1988-01-07
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DE3776430D1 (de) 1992-03-12
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