JPH10175887A - Method for cyclodimerization of conjugated diolefin - Google Patents

Method for cyclodimerization of conjugated diolefin

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JPH10175887A
JPH10175887A JP33572096A JP33572096A JPH10175887A JP H10175887 A JPH10175887 A JP H10175887A JP 33572096 A JP33572096 A JP 33572096A JP 33572096 A JP33572096 A JP 33572096A JP H10175887 A JPH10175887 A JP H10175887A
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JP
Japan
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acid
conjugated diolefin
diolefin
onium
cyclizing
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Withdrawn
Application number
JP33572096A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Suzuki
直樹 鈴木
Yoshikazu Shirasaki
美和 白崎
Yuji Okago
祐二 大篭
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒の存在下、共役ジオレフィンを環化二量
化する反応において、安定で取扱い容易であり、かつ、
高い活性の触媒系を提供する。 【解決手段】 共役ジオレフィンを触媒の存在下、環化
二量化する際、触媒前駆体として、トリカルボニルニト
ロシル鉄酸オニウム塩及び強プロトン酸を使用する方
法。
(57) [Problem] To be stable and easy to handle in a reaction for cyclizing and dimerizing a conjugated diolefin in the presence of a catalyst, and
Provides a highly active catalyst system. SOLUTION: A method of using an onium tricarbonylnitrosylferrate and a strong protonic acid as a catalyst precursor when cyclizing and dimerizing a conjugated diolefin in the presence of a catalyst.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、共役ジオレフィン
の環化二量化方法に関するものである。更に詳しくは、
共役ジオレフィンの環化二量化によるビニルシクロヘキ
セン類の製造方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for cyclizing and dimerizing a conjugated diolefin. More specifically,
The present invention relates to a method for producing vinylcyclohexenes by cyclodimerization of a conjugated diolefin.

【0002】[0002]

【従来の技術】1,3−ブタジエンやイソプレンなどの
共役ジオレフィンの触媒的環化二量化によってビニルシ
クロヘキセン類を製造する方法はよく知られており、こ
れまで種々の触媒系が提案されている。例えば、特公昭
44−29451号には、トリス(アセチルアセトナー
ト)鉄などの鉄化合物、ビス(ジフェニルホスフィノ)
エタンなどのリン化合物及びトリエチルアルミニウムな
どのアルキルアルミニウムからなる3元系触媒が提案さ
れている。しかしながら目的化合物である4−ビニルシ
クロヘキセンの選択率が低く、また高価なリン化合物お
よび空気や湿気に不安定なアルキルアルミニウムを使用
することが工業生産する上での問題点となっている。
2. Description of the Related Art Methods for producing vinylcyclohexenes by catalytic cyclization and dimerization of conjugated diolefins such as 1,3-butadiene and isoprene are well known, and various catalyst systems have been proposed. . For example, Japanese Patent Publication No. 44-29451 discloses an iron compound such as tris (acetylacetonato) iron and bis (diphenylphosphino) iron.
A ternary catalyst comprising a phosphorus compound such as ethane and an alkylaluminum such as triethylaluminum has been proposed. However, the selectivity of 4-vinylcyclohexene, which is the target compound, is low, and the use of expensive phosphorus compounds and alkyl aluminum which is unstable in air and moisture has been a problem in industrial production.

【0003】米国特許5329057号には、シリカ−
アルミナ担体にCu塩を含浸−焼成した触媒に、適度に
水分調整することを特徴とした触媒系が開示されている
が、高活性なイオン交換−焼成調製した触媒は、寿命お
よび再生の問題から工業化には問題があり、低活性であ
るが寿命および触媒再生に有利な含浸−焼成触媒を用い
ることを余儀なくされている。該特許においては、高転
化率を達成するためには多段反応あるいは高温反応が必
要となる。また該特許の記載によると、選択率が若干低
く不純物が生成することも問題である。
[0003] US Pat. No. 5,329,057 discloses silica-
A catalyst system characterized by moderately adjusting the water content of a catalyst obtained by impregnating and calcining a Cu salt on an alumina carrier has been disclosed.However, a highly active ion-exchange-calcined catalyst has a problem in terms of life and regeneration. Industrialization is problematic and necessitates the use of impregnated-calcined catalysts that have low activity but are advantageous for life and catalyst regeneration. In this patent, a multi-stage reaction or a high temperature reaction is required to achieve a high conversion. Also, according to the description of the patent, there is a problem that impurities are generated with a slightly lower selectivity.

【0004】共役ジオレフィンの環化二量化反応におい
て高活性、高選択性を示す触媒種としては、0価ジニト
ロシル鉄化合物が知られており、(Applied C
atalysis 24 (1986)1−15)、そ
の調製法として主に鉄ジニトロシルハライドの還元方法
が種々検討されている。フランス特許1502141号
では、ブタジエンの環化二量化を達成し得る有利な触媒
系として、鉄ジニトロシルハライドと還元剤との組合せ
からなる触媒系を開示している。この触媒の存在下で
は、ブタジエンは30℃以下の温度で定量的に4−ビニ
ルシクロヘキセンに転化される。しかしこの触媒系は例
えばアリルマグネシウムブロマイドのような高価な還元
剤の使用を必要とし、工業的に有利な触媒の調製方法と
はなりえない。
A zero-valent dinitrosyl iron compound is known as a catalyst species having high activity and high selectivity in the cyclization dimerization reaction of a conjugated diolefin.
atalysis 24 (1986) 1-15), and various methods for preparing iron dinitrosyl halide have been studied mainly as preparation methods thereof. French Patent 1,502,141 discloses a catalyst system comprising a combination of iron dinitrosyl halide and a reducing agent as an advantageous catalyst system capable of achieving cyclodimerization of butadiene. In the presence of this catalyst, butadiene is quantitatively converted to 4-vinylcyclohexene at temperatures below 30 ° C. However, this catalyst system requires the use of an expensive reducing agent such as allyl magnesium bromide, and cannot be an industrially advantageous method for preparing a catalyst.

【0005】フランス特許1535936号には、ブタ
ジエンの環化二量化にジハロ(πアリルジニトロシル
鉄)錫またはゲルマニウムを系中で調製し、使用する触
媒系が記載されている。しかしながら、この触媒系もま
た、高価な錫またはゲルマニウムの有機金属化合物の使
用を必要とする欠点を有する。米国特許4238301
号においては、電解還元によるジニトロシル鉄ハライド
の還元方法が開示されているが、電解還元は工業的に有
利な還元方法とは言えず、未だ工業化には至っていな
い。
[0005] French Patent 1,535,936 describes a catalyst system in which dihalo (πallyldinitrosyliron) tin or germanium is prepared and used in the system for cyclodimerization of butadiene. However, this catalyst system also has the disadvantage of requiring the use of expensive organometallic tin or germanium compounds. US Patent 4,238,301
Discloses a method for reducing dinitrosyl iron halide by electrolytic reduction, but electrolytic reduction is not an industrially advantageous reduction method and has not yet been commercialized.

【0006】安価な還元剤を用いる方法として、米国特
許4234454号において還元剤として金属亜鉛や金
属錫を用いる方法が開示されている。しかしながら、触
媒当たりの4−ビニルシクロヘキセン生成量が十分では
なく、工業化には至っていない。また、上記全ての触媒
系について共通することであるが、ジニトロシル鉄ハラ
イドの不安定さも問題であり、貯蔵が工業的に困難であ
る。この問題を解決する方法としてWO9410110
号は、ジニトロシル鉄ハライドの貯蔵ならびに反応をN
Oガス圧下行うことを特徴とする方法を提案している。
しかし該特許方法は、NOガス使用による付帯設備の必
要性、および還元剤として過剰用いる金属亜鉛の遠心分
離回収など工業生産方法として極めて煩雑である。
As a method using an inexpensive reducing agent, US Pat. No. 4,234,454 discloses a method using metallic zinc or metallic tin as a reducing agent. However, the amount of 4-vinylcyclohexene produced per catalyst is not sufficient, and it has not been industrialized. Further, as is common to all the above catalyst systems, the instability of dinitrosyl iron halide is also a problem, and storage is industrially difficult. As a method for solving this problem, WO9410110
No. describes the storage and reaction of dinitrosyl iron halides as N
A method characterized by performing under O gas pressure is proposed.
However, this patent method is extremely complicated as an industrial production method such as the necessity of an auxiliary facility using NO gas and the centrifugal recovery of metal zinc excessively used as a reducing agent.

【0007】ジニトロシル鉄ハライドの還元以外の方法
による0価ジニトロシル鉄化合物の生成方法として、特
公昭57−19086号においてM+ 〔Fe(CO)3
NO〕- (但しMはアルカリ金属)と金属ハライドとの
反応による方法が開示されている。しかしながら特公昭
57−19086号で提案されているトリカルボニルニ
トロシル鉄酸アルカリ金属塩は、不安定で取扱い困難な
化合物で、不活性ガス中で比較的低温で取り扱うなど特
別な注意が必要なことは同業者の知るところであり、工
業的に用いることは不利である。また、該特許によると
ブタジエン二量化反応においても、触媒当たりの4−ビ
ニルシクロヘキセン生成量も満足のいくものでない。
As a method for producing a zero-valent dinitrosyl iron compound by a method other than the reduction of dinitrosyl iron halide, M + [Fe (CO) 3
NO] - (where M is an alkali metal) and a metal halide are disclosed. However, alkali metal tricarbonylnitrosylferrate proposed in Japanese Patent Publication No. 57-19086 is a compound which is unstable and difficult to handle, and requires special attention such as handling at a relatively low temperature in an inert gas. As those skilled in the art know, industrial use is disadvantageous. According to this patent, the amount of 4-vinylcyclohexene produced per catalyst in the butadiene dimerization reaction is not satisfactory.

【0008】一方、(C4 9 4 + 〔Fe(CO)
3 NO〕- で表されるトリカルボニルニトロシル鉄酸テ
トラブチルアンモニウムは、有機溶媒に可溶で、水相/
有機相の2相系で容易に合成でき、また安定な物質であ
ることが知られている(日本化学会誌、1985、N
o.3,p271−281)。しかし、その反応性は対
応するアルカリ金属塩に比べて著しく低いと言われてい
る。(J.Organomet.Chem.376(1
989)C20〜C22)
On the other hand, (C 4 H 9 ) 4 N + [Fe (CO)
3 NO] - tricarbonyl nitrosyl ferrate tetrabutylammonium represented by is a soluble in an organic solvent, the aqueous phase /
It is known that it can be easily synthesized in a two-phase system of an organic phase and is a stable substance (Journal of the Chemical Society of Japan, 1985, N.
o. 3, p271-281). However, its reactivity is said to be significantly lower than the corresponding alkali metal salts. (J. Organomet. Chem. 376 (1
989) C20-C22)

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前述のとおり0価ジニ
トロシル鉄系触媒は高い活性を有しているものの、その
前駆体が不安定で工業的な使用が著しく制約されたもの
であった。よって本発明が解決しようとする課題は、工
業的生産方法として満足し得る反応性ならびに選択性を
持ち、取り扱いが容易で、製造プロセス面でも有利な共
役ジオレフィンの環化二量化反応の触媒系を提供するこ
とである。
As described above, although a zero-valent dinitrosyl iron-based catalyst has high activity, its precursor is unstable and its industrial use is severely restricted. Therefore, an object of the present invention is to provide a catalyst system for a cyclized dimerization reaction of a conjugated diolefin, which has satisfactory reactivity and selectivity as an industrial production method, is easy to handle, and is advantageous in the production process. It is to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的の
ため、鋭意検討した結果、トリカルボニルニトロシル鉄
酸オニウムと強プロトン酸から系中で調製される触媒で
環化二量化反応を行うことによって、著しく触媒量を低
減しても短時間で高収率、高選択率で目的物が得られる
ことを見出し、本発明に到達した。即ち、本発明の要旨
は、共役ジオレフィンを触媒の存在下、環化二量化する
際、触媒前駆体として下記一般式(1)で表されるトリ
カルボニルニトロシル鉄酸オニウム塩及び強プロトン酸
を使用することを特徴とする共役ジオレフィンの環化二
量化方法に存する。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies for the above purpose, and as a result, have conducted a cyclization dimerization reaction with a catalyst prepared in a system from onium tricarbonylnitrosylferrate and a strong protonic acid. As a result, it has been found that even if the amount of the catalyst is significantly reduced, the desired product can be obtained in a short time with a high yield and a high selectivity. That is, the gist of the present invention is to provide an onium tricarbonylnitrosylferrate and a strong protonic acid represented by the following general formula (1) as a catalyst precursor when cyclizing and dimerizing a conjugated diolefin in the presence of a catalyst. The present invention relates to a method for cyclizing and dimerizing a conjugated diolefin, which is characterized in that it is used.

【化2】 A+ 〔Fe(CO)3 NO〕- (1) (式中、A+ はオニウムイオンを示す)Embedded image A + [Fe (CO) 3 NO] (1) (where A + represents an onium ion)

【0011】以下本発明を詳細に説明する。本発明に使
用されるジオレフィンとしては、特に限定されるもので
はないが、好ましい具体例としては、1,3−ブタジエ
ン、イソプレン(2−メチル−1,3−ブタジエン)、
クロロプレン、ピペリレン等の鎖状共役ジエン類、およ
びノルボルナジエンの如き環状共役ジエン類が挙げられ
る。これらのジオレフィンはそのまま反応に用いても良
いし、また適当な溶媒と共に反応に用いても良い。また
これらを含有する混合物をジオレフィン源として反応に
供給して反応を行うこともできる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The diolefin used in the present invention is not particularly limited, but preferred specific examples are 1,3-butadiene, isoprene (2-methyl-1,3-butadiene),
Examples include chain conjugated dienes such as chloroprene and piperylene, and cyclic conjugated dienes such as norbornadiene. These diolefins may be used for the reaction as it is, or may be used for the reaction together with a suitable solvent. The reaction can also be carried out by supplying a mixture containing these as a diolefin source to the reaction.

【0012】本発明方法に使用される一般式(1)で表
されるトリカルボニルニトロシル鉄酸オニウム塩として
は、特に限定されるものではないが、一般式(1)のA
+ 、即ち、トリカルボニルニトロシル鉄酸オニウム塩の
オニウムイオンは、好ましくは、R1 2 3
4 + 、R1 2 3 4 + (R1 、R2 、R3 、R
4 は任意のアルキル基、アラルキル基、アリール基等を
示す)で表されるテトラアルキルアンモニウム、テトラ
アルキルホスホニウム類、具体的にはテトラメチルアン
モニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルア
ンモニウム、テトラフェニルアンモニウム、ベンジルト
リメチルアンモニウム、フェニルトリメチルアンモニウ
ム、ベンジルトリエチルアンモニウム、メチルトリフェ
ニルアンモニウム、およびこれらのホスホニウム類縁
体、およびR1 =N+ =R2 (R1 、R2は前記と同意
義を有す)で表されるイミニウム系オニウム類、具体的
にはビス(トリフェニルホスフィン)イミニウムなどで
あるが、これらに限定されるものではない。また、上記
トリカルボニルニトロシル鉄酸オニウムの製造方法には
規定はなく、任意の方法で製造されたものが使用でき
る。また、それらは同一分子上に複数個、存在するもの
でも良く、具体的には陰イオン交換樹脂のように樹脂に
固定化されたものでも構わない。
The onium tricarbonylnitrosylferrate represented by the general formula (1) used in the method of the present invention is not particularly limited.
+ , Ie, the onium ion of the onium tricarbonylnitrosylferrate, is preferably R 1 R 2 R 3 R
4 N +, R 1 R 2 R 3 R 4 P + (R 1, R 2, R 3, R
4 represents any alkyl group, aralkyl group, aryl group and the like), specifically, tetraalkylammonium, tetraalkylphosphoniums, specifically, tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrabutylammonium, tetraphenylammonium, benzyltrimethyl Ammonium, phenyltrimethylammonium, benzyltriethylammonium, methyltriphenylammonium, and phosphonium analogs thereof, and R 1 1N + RR 2 (R 1 and R 2 have the same meanings as described above) Examples include iminium-based oniums, specifically, bis (triphenylphosphine) iminium and the like, but are not limited thereto. The method for producing onium tricarbonylnitrosylferrate is not limited, and any method produced by any method can be used. In addition, a plurality of them may be present on the same molecule, and more specifically, those which are immobilized on a resin such as an anion exchange resin may be used.

【0013】本発明方法に使用される強プロトン酸とし
ては、特に限定されるものではないが、好ましくは、そ
の酸解離指数pka値(水中、25℃)が0.5以下、
より好ましくは0.3以下のプロトン酸である。この様
なプロトン酸としては例えば、トリフルオロ酢酸等のパ
ーフルオロカルボン酸類、トリフルオロメタンスルホン
酸、p−トルエンスルホン酸およびその水和物あるいは
ベンゼンスルホン酸およびその水和物のような有機スル
ホン酸類、塩酸、硫酸、過塩素酸等があげられるが、特
に好ましくは、パーフルオロカルボン酸、有機スルホン
酸およびその水和物から選ばれた少なくとも1種であ
り、最も好ましくは、トリフルオロ酢酸、メタンスルホ
ン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p−トルエンス
ルホン酸およびその水和物、ベンゼンスルホン酸および
その水和物から選ばれた少なくとも1種である。
The strong protic acid used in the method of the present invention is not particularly limited, but preferably has an acid dissociation index pka value (in water at 25 ° C.) of 0.5 or less,
More preferably, the protic acid is 0.3 or less. Such protic acids include, for example, perfluorocarboxylic acids such as trifluoroacetic acid, organic sulfonic acids such as trifluoromethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and its hydrate or benzenesulfonic acid and its hydrate, Hydrochloric acid, sulfuric acid, perchloric acid and the like can be mentioned, and particularly preferred are at least one selected from perfluorocarboxylic acids, organic sulfonic acids and hydrates thereof, and most preferred are trifluoroacetic acid and methanesulfonic acid. It is at least one selected from an acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and its hydrate, and benzenesulfonic acid and its hydrate.

【0014】本発明において、触媒前駆体として用いら
れるトリカルボニルニトロシル鉄酸オニウムに対するプ
ロトン酸の仕込み比は、モル比で0.1〜2の範囲であ
り、好ましくは0.3〜1.5の範囲である。またこれ
ら触媒前駆体は、それぞれ独立に固体であれば、固体と
して、または液体であれば、液体として反応器に供給し
てもよいし、あるいは適当な溶剤の溶液または懸濁液と
して反応器に供給することもできる。
In the present invention, the molar ratio of the protonic acid to the onium tricarbonylnitrosylferrate used as the catalyst precursor is in the range of 0.1 to 2, preferably 0.3 to 1.5. Range. In addition, these catalyst precursors may be independently supplied to the reactor as a solid if solid or a liquid if liquid, or may be supplied to the reactor as a solution or suspension of an appropriate solvent. It can also be supplied.

【0015】本発明において、原料ジオレフィンに対す
る触媒前駆体の使用量は特に定められることなく、幅広
い量比が使用される。またジオレフィンおよびジオレフ
ィンを含有する混合物に対しての使用濃度の制限もな
い。しかし経済性の観点から一般に、ジオレフィン/ト
リカルボニルニトロシル鉄酸オニウムのモル比が500
以上であるのが好ましく、またトリカルボニルニトロシ
ル鉄酸オニウムの濃度は0.01mmol/l以上、さ
らに好ましくは0.1mmol/l以上である。本発明
においては、2種の触媒前駆体はそれぞれ独立に反応器
に供給され、ジオレフィンの存在下所定の温度で加熱攪
拌することにより系中で触媒活性種となりジオレフィン
の環化二量化が進行する。言い換えれば原料、触媒前駆
体などをすべて一括に仕込んだ後反応を行うことができ
る。
In the present invention, the amount of the catalyst precursor to be used with respect to the starting diolefin is not particularly limited, and a wide range of ratio is used. There is no restriction on the concentration of the diolefin and the mixture containing the diolefin. However, from the viewpoint of economy, generally, the molar ratio of diolefin / onium tricarbonylnitrosylferrate is 500
Preferably, the concentration of onium tricarbonylnitrosylferrate is 0.01 mmol / l or more, more preferably 0.1 mmol / l or more. In the present invention, the two kinds of catalyst precursors are independently supplied to the reactor, and are heated and stirred at a predetermined temperature in the presence of diolefin to become catalytically active species in the system, whereby cyclization and dimerization of diolefin is performed. proceed. In other words, the reaction can be performed after all the raw materials, catalyst precursors, etc. are charged at once.

【0016】本発明において、特に溶媒を用いる必然性
はないが、工業的に困難なくトリカルボニルニトロシル
鉄酸オニウムを反応器に供給するため、トリカルボニル
ニトロシル鉄酸オニウムを適当な溶剤に溶解させ、その
溶液あるいは懸濁液を反応器に供給することは製造プロ
セス面で有利である。また、原料とするジオレフィン、
およびジオレフィンを含有する任意の混合物に対する触
媒前駆体の溶解度が低い場合、触媒前駆体を反応混合物
に溶解させる目的で溶媒を使用することは、反応収率的
に有利である。使用可能な溶媒としては、例えばベンゼ
ン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、メシチレン
等の芳香族化合物、テトラハイドロフラン(THF)、
ジエチルエーテル等のエーテル類があげられるが、触媒
前駆体や原料を溶解できる限り特に制限はない。また、
場合により環化二量化生成物そのものを溶剤として使用
することができる。この場合、溶剤の分離工程を省くこ
とが出来るという利点がある。
In the present invention, it is not necessary to use a solvent. However, in order to supply onium tricarbonylnitrosylferrate to a reactor without industrial difficulty, the onium tricarbonylnitrosylferrate is dissolved in a suitable solvent, and Supplying the solution or suspension to the reactor is advantageous in terms of the production process. Also, a diolefin as a raw material,
When the solubility of the catalyst precursor in the mixture containing the catalyst precursor and the diolefin is low, the use of a solvent for the purpose of dissolving the catalyst precursor in the reaction mixture is advantageous in terms of the reaction yield. Examples of usable solvents include aromatic compounds such as benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, and mesitylene; tetrahydrofuran (THF);
Examples thereof include ethers such as diethyl ether, but are not particularly limited as long as the catalyst precursor and the raw materials can be dissolved. Also,
Optionally, the cyclized dimerization product itself can be used as a solvent. In this case, there is an advantage that the step of separating the solvent can be omitted.

【0017】反応温度は、20℃から150℃の範囲で
実施できるが、反応速度および目的生成物の選択率の面
から70℃〜120℃が好ましい。また反応は、ジオレ
フィンを液相として保持するに十分な圧力下、あるいは
溶媒を使用する場合、ジオレフィンが液相に十分に保持
され得る圧力下で行われる。反応圧に特に制限はなく、
ジオレフィンを液相に保持するために不活性ガスを用い
反応器内圧を高めても良いし、またその必要の無い反応
形態であれば不活性ガスで加圧しなくともよい。反応圧
は反応温度、ジオレフィン化合物を含有する混合物の組
成等によって変化するが、一般に室温時の反応器内圧と
してジオレフィンの蒸気圧ないし20MPa、好ましく
はジオレフィンの蒸気圧ないし5MPaの範囲から選択
される。以上説明した本発明の共役ジオレフィンの環化
二量化方法によれば、反応系内における触媒の活性種製
造のための低温での特別なプロセス等も不要となり、触
媒量の低減、反応時間の短縮等も可能となった。
The reaction can be carried out at a temperature in the range of 20 ° C. to 150 ° C .; The reaction is carried out under a pressure sufficient to maintain the diolefin as a liquid phase or, when a solvent is used, at a pressure sufficient to maintain the diolefin in the liquid phase. There is no particular limitation on the reaction pressure,
An inert gas may be used to maintain the diolefin in the liquid phase to increase the internal pressure of the reactor, or if the reaction is not required, the inert gas need not be pressurized. The reaction pressure varies depending on the reaction temperature, the composition of the mixture containing the diolefin compound, and the like. Generally, the internal pressure of the reactor at room temperature is selected from the range of the vapor pressure of diolefin to 20 MPa, preferably the vapor pressure of diolefin to 5 MPa. Is done. According to the method for cyclizing and dimerizing a conjugated diolefin of the present invention described above, a special process at a low temperature for the production of active species of the catalyst in the reaction system is not required. Shortening is also possible.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明を実施例、比較例により具体的
に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下
の実施例に制約されるものではない。 〔実施例1〕100ccステンレス製オートクレーブ
に、トリカルボニルニトロシル鉄酸テトラブチルアンモ
ニウム{(C4 9 4 + 〔Fe(CO)3
O〕- }4.12mg(0.010ミリモル)、p−ト
ルエンスルホン酸1水和物1.90mg(0.010ミ
リモル)を窒素雰囲気下に仕込んだ。そこへ液状ブタジ
エンを30g圧入した後、バルブ操作によってブタジエ
ン注入量が0.50モル(約27.05g)となる様に
調整した。このとき内圧はブタジエンの室温での蒸気圧
である約0.15MPaであった。次いで、内容物を1
00℃で、2時間加熱攪拌し反応させた。反応後オート
クレーブを冷却し、トルエン34.60gを内部標準物
質として加え、反応混合物のガスクロマトグラフィー分
析により生成物を同定すると共に、生成物および未反応
ブタジエンを定量した。環化二量化生成物である4−ビ
ニルシクロヘキセン(以下4−VCH)収率は96.9
%、4−VCH選択率は100%であった。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples as long as the gist of the present invention is not exceeded. Example 1 In a 100 cc stainless steel autoclave, tetrabutylammonium tricarbonylnitrosylferrate {(C 4 H 9 ) 4 N + [Fe (CO) 3 N
O] - @ 4.12 mg (0.010 mmol) and 1.90 mg (0.010 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate were charged under a nitrogen atmosphere. After 30 g of liquid butadiene was pressurized there, the butadiene injection amount was adjusted to 0.50 mol (about 27.05 g) by operating a valve. At this time, the internal pressure was about 0.15 MPa, which is the vapor pressure of butadiene at room temperature. Then, add 1
The mixture was heated and stirred at 00 ° C. for 2 hours to be reacted. After the reaction, the autoclave was cooled, and 34.60 g of toluene was added as an internal standard. The product was identified by gas chromatography analysis of the reaction mixture, and the product and unreacted butadiene were quantified. The yield of 4-vinylcyclohexene (hereinafter referred to as 4-VCH), which is a cyclized dimerization product, is 96.9.
%, 4-VCH selectivity was 100%.

【0019】〔実施例2、3〕表1に示す溶媒を用い実
施例1と同様に反応を行った。反応後、使用した溶媒を
内部標準物質とし4−VCHを定量した結果を表1に示
す。
[Examples 2 and 3] Reactions were carried out in the same manner as in Example 1 using the solvents shown in Table 1. After the reaction, the solvent used was used as an internal standard substance, and the results of quantifying 4-VCH are shown in Table 1.

【0020】[0020]

【表1】 表1 実施例 溶 媒 4−VCH収率 4−VCH選択率 ──────────────────────────────────── 2 トルエン 20ml 96.1 100 3 THF 20ml 93.3 100Table 1 Example 1 Solvent 4-VCH yield 4-VCH selectivity ────── 2 Toluene 20 ml 96.1 100 3 THF 20 ml 93.3 100

【0021】〔実施例4〕100ccステンレス製オー
トクレーブに、トリカルボニルニトロシル鉄酸テトラブ
チルアンモニウム10.3mg(0.025ミリモ
ル)、トリフルオロ酢酸2.85mg(0.025ミリ
モル)、トルエン17.3g(約20ml)を窒素通気
下に仕込んだ。そこへ液状ブタジエンを30g圧入した
後、バルブ操作によってブタジエン注入量が0.50モ
ル(約27.05g)となる様に調整した。このとき内
圧はブタジエンの室温での蒸気圧である約0.15MP
aであった。内容物を100℃、2時間加熱攪拌し反応
させた。反応後オートクレーブを冷却し、反応溶媒とし
て使用したトルエンを内部標準物質とし、反応混合物の
ガスクロマトグラフィー分析により生成物を同定すると
共に、生成物および未反応ブタジエンを定量した。環化
二量化生成物である4−VCH収率は97.5%、4−
VCH選択率は100%であった。
Example 4 In a 100 cc stainless steel autoclave, 10.3 mg (0.025 mmol) of tetrabutylammonium tricarbonylnitrosylferrate, 2.85 mg (0.025 mmol) of trifluoroacetic acid, and 17.3 g of toluene ( About 20 ml) was charged under a stream of nitrogen. After 30 g of liquid butadiene was pressurized there, the butadiene injection amount was adjusted to 0.50 mol (about 27.05 g) by operating a valve. At this time, the internal pressure is about 0.15MPa, which is the vapor pressure of butadiene at room temperature.
a. The contents were heated and stirred at 100 ° C. for 2 hours to cause a reaction. After the reaction, the autoclave was cooled, toluene was used as a reaction solvent as an internal standard substance, and the product was identified by gas chromatography analysis of the reaction mixture, and the product and unreacted butadiene were quantified. The yield of 4-VCH, a cyclized dimerization product, was 97.5%,
The VCH selectivity was 100%.

【0022】〔実施例5〕100ccステンレス製オー
トクレーブに、トリカルボニルニトロシル鉄酸テトラブ
チルアンモニウム10.3mg(0.025ミリモ
ル)、メタンスルホン酸2.4mg(0.025ミリモ
ル)、トルエン17.3g(約20ml)を窒素通気下
に仕込んだ。そこへ液状ブタジエンを30g圧入した
後、バルブ操作によってブタジエン注入量が0.50モ
ル(約27.05g)となる様に調整した。このとき内
圧はブタジエンの室温での蒸気圧である約0.15MP
aであった。内容物を100℃、2時間加熱攪拌し反応
させた。反応後オートクレーブを冷却し、反応溶媒とし
て使用したトルエンを内部標準物質とし、反応混合物の
ガスクロマトグラフィー分析により生成物を同定すると
共に、生成物及び未反応ブタジエンを定量した。環化二
量化生成物である4−VCH収率は、93.6%、4−
VCH選択率は100%であった。
Example 5 In a 100 cc stainless steel autoclave, 10.3 mg (0.025 mmol) of tetrabutylammonium tricarbonylnitrosyl ferrate, 2.4 mg (0.025 mmol) of methanesulfonic acid, and 17.3 g of toluene ( About 20 ml) was charged under a stream of nitrogen. After 30 g of liquid butadiene was pressurized there, the butadiene injection amount was adjusted to 0.50 mol (about 27.05 g) by operating a valve. At this time, the internal pressure is about 0.15MPa, which is the vapor pressure of butadiene at room temperature.
a. The contents were heated and stirred at 100 ° C. for 2 hours to cause a reaction. After the reaction, the autoclave was cooled, toluene was used as a reaction solvent as an internal standard, and the product was identified by gas chromatography analysis of the reaction mixture, and the product and unreacted butadiene were quantified. The yield of 4-VCH, a cyclized dimerization product, was 93.6%,
The VCH selectivity was 100%.

【0023】〔比較例1−5〕トリフルオロ酢酸の代わ
りに表2に示す酸および酸量を用い、実施例4と同様な
操作を行った。結果を表2に示す。
[Comparative Example 1-5] The same operation as in Example 4 was performed using the acids and acid amounts shown in Table 2 instead of trifluoroacetic acid. Table 2 shows the results.

【0024】[0024]

【表2】 表2 比較例 酸 酸量(ミリモル) 4−VCH収率(%) ──────────────────────────────────── 1 酢酸 0.025 0.8 2 酢酸 2.50 2.8 3 酢酸 250 0.6 4 クロロ酢酸 0.025 1.6 5 トリクロロ酢酸 0.025 0.5Table 2 Comparative Example Acid Amount of acid (mmol) 4-VCH yield (%) 1 1 acetic acid 0.025 0.8 2 acetic acid 2.50 2.8 3 acetic acid 250 0.6 4 chloroacetic acid 0.025 1.65 trichloroacetic acid 0.025 0.5

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明方法によれば、取扱い容易で安定
なトリカルボニルニトロシル鉄酸のオニウム塩を用いて
触媒前駆体を調製することが出来、反応系内における触
媒の活性種製造のための低温での特別なプロセス等を必
要とせずに、高活性の触媒として使用することができ
る。本発明の触媒前駆体は、有機溶媒溶液として反応器
に供給することが出来るのでプロセス設計の面からも好
ましい。
According to the method of the present invention, it is possible to prepare a catalyst precursor using an easy-to-handle and stable onium salt of tricarbonylnitrosylferrate, and it is possible to prepare an active species of the catalyst in a reaction system. The catalyst can be used as a highly active catalyst without requiring a special process at a low temperature. Since the catalyst precursor of the present invention can be supplied to the reactor as an organic solvent solution, it is preferable from the viewpoint of process design.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 共役ジオレフィンを、触媒の存在下環化
二量化する際、触媒前駆体として下記一般式(1)で表
されるトリカルボニルニトロシル鉄酸オニウム塩及び強
プロトン酸を使用することを特徴とする共役ジオレフィ
ンの環化二量化方法。 【化1】 A+ 〔Fe(CO)3 NO〕- (1) (式中、A+ はオニウムイオンを示す)
1. A cyclized dimerization of a conjugated diolefin in the presence of a catalyst, wherein an onium tricarbonylnitrosylferrate and a strong protonic acid represented by the following general formula (1) are used as a catalyst precursor. A method for cyclizing and dimerizing a conjugated diolefin, the method comprising: Embedded image A + [Fe (CO) 3 NO] - (1) (where A + represents an onium ion)
【請求項2】 トリカルボニルニトロシル鉄酸オニウム
塩のオニウムイオンが、アンモニウムイオン、イミニウ
ムイオン、ホスホニウムイオンから選ばれる少なくとも
1種であることを特徴とする請求項1記載の共役ジオレ
フィンの環化二量化方法。
2. The cyclization of a conjugated diolefin according to claim 1, wherein the onium ion of the onium tricarbonylnitrosylferrate is at least one selected from the group consisting of ammonium ion, iminium ion and phosphonium ion. Dimerization method.
【請求項3】 強プロトン酸が、水中、25℃における
酸解離指数(pka値)が0.5以下の酸であることを
特徴とする請求項1又は2記載の共役ジオレフィンの環
化二量化方法。
3. The cyclized diolefin of a conjugated diolefin according to claim 1, wherein the strong protonic acid is an acid having an acid dissociation index (pka value) of 0.5 or less in water at 25 ° C. Quantification method.
【請求項4】 強プロトン酸がパーフルオロカルボン
酸、有機スルホン酸及びその水和物、塩酸、硫酸、過塩
素酸から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とす
る請求項3記載の共役ジオレフィンの環化二量化方法。
4. The conjugated diene according to claim 3, wherein the strong protonic acid is at least one selected from perfluorocarboxylic acid, organic sulfonic acid and hydrate thereof, hydrochloric acid, sulfuric acid and perchloric acid. A method for cyclizing and dimerizing olefins.
【請求項5】 強プロトン酸が、トリフルオロ酢酸、メ
タンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p−
トルエンスルホン酸及びその水和物、ベンゼンスルホン
酸及びその水和物から選ばれる少なくとも1種であるこ
とを特徴とする請求項4記載の共役ジオレフィンの環化
二量化方法。
5. The strong protonic acid is trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-
5. The method for cyclizing and dimerizing a conjugated diolefin according to claim 4, wherein the method is at least one selected from toluenesulfonic acid and its hydrate, and benzenesulfonic acid and its hydrate.
【請求項6】 共役ジオレフィンが、1,3−ブタジエ
ン、イソプレン及びノルボルナジエンから選ばれる少な
くとも1種であることを特徴とする請求項1乃至5のい
ずれか1項に記載の共役ジオレフィンの環化二量化方
法。
6. The conjugated diolefin ring according to claim 1, wherein the conjugated diolefin is at least one selected from 1,3-butadiene, isoprene and norbornadiene. Dimerization method.
【請求項7】 環化二量化反応を、ベンゼン、トルエ
ン、エチルベンゼン、キシレン、メシチレン、テトラハ
イドロフラン、ジエチルエーテルから選ばれる少なくと
も1種の溶媒の存在下実施することを特徴とする請求項
1乃至6のいずれか1項に記載の共役ジオレフィンの環
化二量化方法。
7. The cyclization dimerization reaction is carried out in the presence of at least one solvent selected from benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, mesitylene, tetrahydrofuran and diethyl ether. 7. The method for cyclizing and dimerizing a conjugated diolefin according to any one of 6.
【請求項8】 プロトン酸の使用量が、トリカルボニル
ニトロシル鉄酸オニウム塩に対しモル比で0.1〜2で
あることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に
記載の共役ジオレフィンの環化二量化方法。
8. The conjugate according to claim 1, wherein the amount of the protic acid used is 0.1 to 2 in a molar ratio to the onium tricarbonylnitrosylferrate. A method for cyclizing and dimerizing a diolefin.
JP33572096A 1996-12-16 1996-12-16 Method for cyclodimerization of conjugated diolefin Withdrawn JPH10175887A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007009478A1 (en) * 2007-02-23 2008-08-28 Universität Dortmund Fe (-II) catalyst systems
RU2765442C1 (en) * 2020-12-16 2022-01-31 Общество с ограниченной ответственностью "Оргнефтехим-Холдинг" (ООО "ОНХ-ХОЛДИНГ") Method for producing pentacyclic dimers of bicyclo[2.2.1]hepta-2,5-diene (norbornadiene)

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DE102007009478A1 (en) * 2007-02-23 2008-08-28 Universität Dortmund Fe (-II) catalyst systems
RU2765442C1 (en) * 2020-12-16 2022-01-31 Общество с ограниченной ответственностью "Оргнефтехим-Холдинг" (ООО "ОНХ-ХОЛДИНГ") Method for producing pentacyclic dimers of bicyclo[2.2.1]hepta-2,5-diene (norbornadiene)

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