JPH1149709A - アリル型アルコールの製造方法 - Google Patents

アリル型アルコールの製造方法

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JPH1149709A
JPH1149709A JP9223116A JP22311697A JPH1149709A JP H1149709 A JPH1149709 A JP H1149709A JP 9223116 A JP9223116 A JP 9223116A JP 22311697 A JP22311697 A JP 22311697A JP H1149709 A JPH1149709 A JP H1149709A
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秀治 岩崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エポキシ化合物を異性化することによるアリ
ル型アルコールの製造方法であって、簡便なプロセスで
高選択的にアリル型アルコールを与える、工業的に有利
なアリル型アルコールの製造方法を新たに提供する。 【解決手段】 リン酸塩を酸化ジルコニウムに担持して
なる触媒を使用して、エポキシ化合物を気相条件下で異
性化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エポキシ化合物を
異性化させてアリル型アルコールを製造する方法に関す
る。本発明の製造方法によって得られるアリル型アルコ
ールは、香料、医薬、農薬の原料として有用である。
【0002】
【従来の技術】プロピレンオキシド等のエポキシ化合物
をリン酸塩の存在下に異性化させるとアリル型アルコー
ルが生成することは公知である。かかる異性化を利用し
たアリル型アルコールの製造方法としては、例えば、以
下の方法が知られている。 リン酸リチウムを懸濁させてなる、沸点が200℃以
上の有機溶媒中、200℃以上の温度で、プロピレンオ
キシドを異性化させてアリルアルコールを得る方法(特
開平1−272539号公報参照)。 少なくとも98重量%の二酸化ケイ素を含有する高純
度のシリカ担体にリン酸リチウムを担持させてなる触媒
の存在下にエポキシ化合物を異性化させてアリル型アル
コールを得る方法(特開平8−117605号公報参
照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法は、一般
にスラリー相異性化法とよばれており、気相条件下での
異性化反応における、不揮発性の副生物(タール類)が
触媒表面に蓄積して触媒活性が消失するというという問
題点を解決すべく開発された方法であり、タール類を溶
解する高沸点の有機溶媒を使用することを特徴としてい
る。しかしながら、スラリー相異性化法においても、触
媒となるタール類を反応系から除去する必要があり、触
媒を懸濁させてなる高沸点の有機溶媒の一部を抜き取
り、触媒と有機溶媒を分離した後、触媒を洗浄するとと
もに有機溶媒からタール類を除去する工程が必要とな
る。このため、製造プロセスが複雑化するのみならず、
触媒のロスという問題も伴う。一方、上記の方法は、
気相条件下で実施するのに好ましい方法であって、アリ
ル型アルコールへの高い選択性を達成するとともに、タ
ール類の生成量を低減し得る方法であるとされている。
しかしながら、上記の方法では、触媒の単位重量当た
り、単位時間当たりのアリル型アルコールの収率は必ず
しも高くはない。しかして本発明は、エポキシ化合物を
異性化することによるアリル型アルコールの製造方法で
あって、簡便なプロセスで高選択的にアリル型アルコー
ルを与える、工業的に有利なアリル型アルコールの新規
な製造方法を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
課題は、エポキシ化合物を気相条件下で加熱することに
より異性化させてアリル型アルコールを製造するに際
し、リン酸塩を酸化ジルコニウムに担持してなる触媒を
使用することを特徴とするアリル型アルコールの製造方
法を提供することによって解決される。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明において出発原料として使
用されるエポキシ化合物は、アリル型アルコールへと異
性化できるものであり、エポキシ基の酸素原子に対する
β位に、水素原子と結合した炭素原子を有するエポキシ
化合物、例えば、プロピレンオキシド、1,2−エポキ
シブタン、2,3−エポキシブタン、1,2−エポキシ
−2−メチルプロパン、1,2−エポキシペンタン、
1,2−エポキシヘキサン、1,2−エポキシシクロヘ
キサン、1,2−エポキシ−2,3−ジメチルブタン、
2,3−エポキシ−2,3−ジメチルブタン、1,2−
エポキシオクタンなどが挙げられる。
【0006】本発明において使用するリン酸塩として
は、従来からエポキシ化合物をアリル型アルコールへ異
性化させる際に触媒として用いられているものを使用す
ることができ、例えば、リン酸リチウム、リン酸ナトリ
ウム、リン酸カリウム等のリン酸のアルカリ金属塩など
が挙げられるが、これらの中でも、安価に入手できるこ
とからリン酸ナトリウムが好ましい。リン酸塩は1種類
のものを使用してもよいし、2種類以上を併用してもよ
い。
【0007】また、本発明において、リン酸塩の担体と
して使用される酸化ジルコニウムとしては、市販されて
いるものを使用してもよいし、水酸化ジルコニウムを焼
成することによって調製した酸化ジルコニウムを使用し
てもよい。
【0008】担体の形状は特に限定されるものではない
が、粉末状であってもよいし、打錠、押出成形等の手段
によりタブレット状に成形したものであってもよい。な
お、タブレット状に成形する場合には、塩基性アルミナ
ゲル、グラファイト等の中性または塩基性のバインダー
を酸化ジルコニウムに対して、通常5重量%以内の範囲
で使用しても構わない。また、担体の比表面積は、通常
10m2/g以上であればよいが、20m2/g以上であ
ることが好ましい。
【0009】リン酸塩の担持量としては、通常、酸化ジ
ルコニウムに対して0.01〜20重量%の範囲である
が、酸化ジルコニウムに対して0.05〜10重量%の
範囲であることが好ましい。
【0010】リン酸塩の酸化ジルコニウムへの担持は常
法に従って行うことができるが、例えば、10%程度の
リン酸塩の水溶液に酸化ジルコニウムを加えて混合し、
次いで乾燥し、所望とする形状とした後、必要に応じて
焼成する方法が簡便である。焼成を行う温度は、通常、
100〜400℃、好ましくは150〜300℃の範囲
である。
【0011】本発明に従う異性化反応は、一般に、上記
のリン酸塩を酸化ジルコニウムに担持させてなる触媒を
収容した反応容器にエポキシ化合物を供給し、触媒の表
面にエポキシ化合物を気体状にて接触させるとともに、
得られる反応生成物を連続的に取り出すことによって実
施される。
【0012】上記において、原料であるエポキシ化合物
の供給速度は、触媒1cm3当り、通常0.001〜1
00g/hrの範囲であるが、操作性およびアリル型ア
ルコールの収率の観点から、触媒1cm3 当り0.1〜
50g/hrであることが好ましく、触媒1cm3 当り
0.5〜10g/hrであることがより好ましい。な
お、ここでいう触媒の体積は、みかけの体積ではなく、
真の体積である。
【0013】反応を行う温度は、通常100〜400℃
の範囲であるが、生成物および触媒の安定性の観点か
ら、120〜300℃の範囲であることが好ましい。
【0014】本発明に従う反応は、常圧、減圧、加圧の
いずれの圧力下で行ってもよいが、常圧で行うことが好
ましい。
【0015】また、本発明に従う反応では、例えば、窒
素、アルゴン等の不活性ガスを希釈剤として用いてエポ
キシ化合物を希釈してもよい。また、ペンタン、ヘキサ
ン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン等の飽和炭化
水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水
素など、反応条件下で気体状であり、しかも異性化反応
に悪影響を及ぼさないものを希釈剤として使用すること
もできる。希釈剤を使用する場合、その使用量は、通常
エポキシ化合物の濃度が1容積%以上、好ましくは10
容積%以上となる量である。
【0016】本発明では、気体状の反応生成物を冷却す
ることにより粗生成物を取得することができるが、かか
る粗生成物を、例えば、蒸留塔を用いた蒸留などの常法
に従って精製することにより、容易に目的物であるアリ
ル型アルコールを分離、取得することができる。なお、
粗生成物から回収された未反応のエポキシ化合物は、再
度異性化反応の原料として使用することが好ましい。
【0017】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
い。
【0018】実施例1 (a) リン酸塩を酸化ジルコニウムに担持させてなる触媒
の調製 グラファイト(酸化ジルコニウムに対して3重量%)を
バインダーとするタブレット状の酸化ジルコニウム〔比
表面積:30m2/g、市販品、日揮化学(株)社製〕
10gを10%リン酸ナトリウム水溶液40mlに、3
0℃にて120分間浸漬し、脱液した後、120℃のオ
ーブン中に入れて2時間乾燥させ、リン酸ナトリウムを
酸化ジルコニウムに担持(担持量:酸化ジルコニウムに
対して7重量%)してなる触媒(以下、この触媒を担持
触媒1という)を得た。
【0019】(b) エポキシ化合物の異性化反応 上記(a) において調製した担持触媒1の10cm3を内
容積180mlの反応容器に収納し、常圧、窒素気流下
に内温を280℃に昇温し、次いで同温度で60分保持
し、窒素気流を停止した。その後、常圧にて、2−メチ
ル−1,2−エポキシプロパンを33.2g/hrの速
度で連続的に反応容器に供給した。反応容器から取り出
される気体状の反応混合物を5℃に冷却することによっ
て凝縮させ、粗生成物として捕集した。この状態で連続
的に反応を継続した。反応を開始してから10時間経過
した時点で、得られた粗生成物の一部をサンプリングし
て下記のガスクロマトグラフィー条件で分析したとこ
ろ、2−メチル−1,2−エポキシプロパンの転化率は
98%であり、メタリルアルコールへの選択率は97.
1%であった。
【0020】上記の条件にて、15時間反応を行い、全
部で500g(6.91モル)の2−メチル−1,2−
エポキシプロパンの異性化反応を行い、粗生成物を47
3g得た。得られた粗生成物を減圧下に蒸留することに
より、メタリルアルコール(沸点:114℃/760m
mHg、純度:99%)を460g得た。
【0021】ガスクロマトグラフィー分析条件 カラム: CPB−10(商品名、ジーエルサイエンス
社製)、0.25μm(カラム径)×50m(長さ) カラム温度: 70℃で5分間保持した後、5℃/分の
速度で210℃まで昇温した。
【0022】実施例2 実施例1の(b) において、2−メチル−1,2−エポキ
シプロパンに代えて1,2−エポキシシクロヘキサンを
使用したこと以外は、実施例1の(b) と同様の操作を行
い、1,2−エポキシシクロヘキサンの異性化反応を実
施した。なお、反応温度は280℃、1,2−エポキシ
シクロヘキサンの供給速度は35.6g/hrであっ
た。反応を開始してから10時間経過した時点で、得ら
れた粗生成物の一部をサンプリングして実施例1におけ
ると同様の条件でガスクロマトグラフィーにて分析した
ところ、1,2−エポキシシクロヘキサンの転化率は8
0.8%であり、2−シクロヘキセン−1−オールへの
選択率は96.2%であった。
【0023】実施例3 実施例1の(b) において、2−メチル−1,2−エポキ
シプロパンに代えて2,3−ジメチル−2,3−エポキ
シブタンを使用したこと以外は、実施例1の(b) と同様
の操作を行い、2,3−ジメチル−2,3−エポキシブ
タンの異性化反応を実施した。なお、反応温度は280
℃、2,3−ジメチル−2,3−エポキシブタンの供給
速度は33.6g/hrであった。反応を開始してから
10時間経過した時点で、得られた粗生成物の一部をサ
ンプリングして実施例1におけると同様の条件でガスク
ロマトグラフィーにて分析したところ、2,3−ジメチ
ル−2,3−エポキシブタンの転化率は89.1%であ
り、2,3−ジメチル−3−ブテン−2−オールへの選
択率は96.4%であった。
【0024】実施例4 実施例1の(a) において、リン酸ナトリウムに代えてリ
ン酸リチウムを使用したこと以外は実施例1の(a) と同
様の操作を行い、リン酸リチウムを酸化ジルコニウムに
担持(担持量:酸化ジルコニウムに対して5重量%)し
てなる触媒(以下、この触媒を担持触媒2という)を得
た。次に、実施例1の(b) において担持触媒1に代えて
上記で得られた担持触媒2を使用し、以下実施例1の
(b) と同様の操作を行い、2−メチル−1,2−エポキ
シプロパンの異性化反応を実施した。反応を開始してか
ら10時間経過した時点で、得られた粗生成物の一部を
サンプリングして実施例1におけると同様の条件でガス
クロマトグラフィーにて分析したところ、2−メチル−
1,2−エポキシプロパンの転化率は99.3%であ
り、メタリルアルコールへの選択率は94.7%であっ
た。
【0025】比較例1 実施例1の(a) において、酸化ジルコニウム10gに代
えて、粒状のシリカ〔比表面積:70m2/g、N60
2R(商品名)、日揮化学(株)社製〕10gを使用し
たこと以外は実施例1の(a) と同様の操作を行い、リン
酸ナトリウムをシリカに担持(担持量:シリカに対して
3重量%)してなる触媒(以下、この触媒を担持触媒3
という)を得た。次に、実施例1の(b) において担持触
媒1に代えて上記で得られた担持触媒3を使用し、以下
実施例1の(b) と同様の操作を行い、2−メチル−1,
2−エポキシプロパンの異性化反応を実施した。得られ
た粗生成物の一部をサンプリングして、実施例1におけ
ると同様の条件でガスクロマトグラフィーにて分析した
ところ、2−メチル−1,2−エポキシプロパンの転化
率およびメタリルアルコールへの選択率が時間の経過と
ともに徐々に低下していくことが確認された。反応を開
始してから4時間経過した時点で反応を終了させたが、
この時点での2−メチル−1,2−エポキシプロパンの
転化率は78%であり、メタリルアルコールへの選択率
は66.2%であった。
【0026】比較例2 比較例1において、2−メチル−1,2−エポキシプロ
パンに代えて2,3−ジメチル−2,3−エポキシブタ
ンを使用したこと以外は、比較例1と同様の操作を行
い、2,3−ジメチル−2,3−エポキシブタンの異性
化反応を実施した。得られた粗生成物の一部をサンプリ
ングして、実施例1におけると同様の条件でガスクロマ
トグラフィーにて分析したところ、2,3−ジメチル−
2,3−エポキシブタンの転化率および2,3−ジメチ
ル−3−ブテン−2−オールへの選択率が時間の経過と
ともに徐々に低下していくことが確認された。反応を開
始してから4時間経過した時点で反応を終了させたが、
この時点での2,3−ジメチル−2,3−エポキシブタ
ンの転化率は50.9%であり、2,3−ジメチル−3
−ブテン−2−オールへの選択率は49.2%であっ
た。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、エポキシ化合物を異性
化することによるアリル型アルコールの製造方法であっ
て、簡便なプロセスで高選択的にアリル型アルコールを
与える、工業的に有利なアリル型アルコールの新規な製
造方法が提供される。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ化合物を気相条件下で加熱する
    ことによって異性化させてアリル型アルコールを製造す
    るに際し、リン酸塩を酸化ジルコニウムに担持してなる
    触媒を使用することを特徴とするアリル型アルコールの
    製造方法。
  2. 【請求項2】 リン酸塩がリン酸リチウム、リン酸ナト
    リウムおよびリン酸カリウムからなる群から選ばれる少
    なくとも1種の化合物である請求項1記載のアリル型ア
    ルコールの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021151790A2 (de) 2020-01-27 2021-08-05 Symrise Ag Katalysatorsystem

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