JPS5912341B2 - パラジウム(2)触媒およびその製造方法ならびに同触媒を用いたカルボン酸アルケニルエステルの製造方法 - Google Patents

パラジウム(2)触媒およびその製造方法ならびに同触媒を用いたカルボン酸アルケニルエステルの製造方法

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JPS5912341B2
JPS5912341B2 JP56158892A JP15889281A JPS5912341B2 JP S5912341 B2 JPS5912341 B2 JP S5912341B2 JP 56158892 A JP56158892 A JP 56158892A JP 15889281 A JP15889281 A JP 15889281A JP S5912341 B2 JPS5912341 B2 JP S5912341B2
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クラウス・ブルム
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Wacker Chemie AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/10Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with ester groups or with a carbon-halogen bond
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/18Carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
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Description

【発明の詳細な説明】 担体物質として活性炭を有するパラジウム(■)塩触媒
は本来公知である。
例えば、CA69、1968年、58799れでは、酢
酸ビニルにより るプロピオン酸のビニル化に用いる、
このような触媒を紹介しており、使用寿命は少なくとも
250時間であると述べられている。しかしながら、こ
の触媒の活性は、反応混合物の所定の滞留時間が3〜3
.5時間であることを考えるならば、工業的、用途には
小さすぎるものである。更に、西ドイツ特許第1127
888号明細書には高級カルボン酸のビニルエステル製
造用のパラジウム(■)塩触媒が述べられており、この
触媒の担体物質としても活性炭が望ましいとされている
フ このタイプの触媒の欠点は使用寿命の短かいことで
あり:約100時間の使用時間後に、約10%の転換率
低下を見込まなければならない。更に、非常に短時間の
反応時間(約20時間)後にもパラジウム塩の損失が生
じる。本発明の課題は使用寿命を改良したパラジウム(
…)一塩触媒を開発することである。
今回、パラジウム(■)塩触媒の担体物質として、少な
くとも0.5重量%のSiO2分析含量を有する活性炭
を用いることによつて、この課題が解決さフ れること
が発見された。
本発明の対象は、担体物質が0.5〜8重量%の510
2分析含量を有する活性炭であることを特徴とする、パ
ラジウム([i)塩と活性炭とに基づく担体付触媒であ
る。
SiO2含量は0.8〜5.0重量%であることが望ま
しい。
本発明による担体付触媒のパラジウム含量は本来公知の
範囲内で変動するものであるが、パラジウムに関して2
〜4重量%の含量である場合に、特に良い結果が得られ
ている。
本発明による触媒に用いるパラジウム(川)塩としては
少なくとも部分的にパラジウム()の複塩を用いるのが
望ましく、付加成分としては、アルカリ金属、特にリチ
ウム、ナトリウム、カリウムの塩および例えば、マグネ
シウム、カルシウム、バリウムのようなアルカリ土金属
の塩ならびに例えば、ネオジム、セリウム、ランタン、
ジスプロシウムのような希土類金属の塩が考えられる。
0.5〜8重量%のSlO2分析含量を有する活性炭は
商業的に入手可能である。
このような活性炭は例えば、SiO2を含まないまたは
SiO2含量の低い活性炭を原料として用いて、この原
料に水ガラス等を含浸させ、次に含浸させた原料を焼成
することによつて、製造することができる。しかしなが
ら、本発明によつて用いる活性炭は、例えば相応するS
iO2含量を有する石炭を本来公知の方法で熱処理して
、活性炭に転化させることによつても得られる。活性炭
中のSiO2の分析含量は、材量を灰化した後に、通常
のやり方で定量することができる。
本発明による触媒の製造は適当な担体物質にパラジウム
(n)塩溶液を含浸させることによつて行なわれる。望
ましい製造方法は、SiO2分析含量0.5〜8重量%
を有する活性炭に、…値1〜6特に…値2〜5を有する
パラジウム(4)溶液を含浸させることを特徴とするも
のである。
含浸とは、活性炭にパラジウム()を吸着させるように
行なう、パラジウム(川)洛液による活性炭の処理を意
味する。
この含浸は例えば、パラジウム(1)塩洛液に活性炭を
懸濁させた懸濁液の振とう、撹拌、放置等によつて行な
われる。通常はPd(l)Cl2の強塩酸溶液を出発物
質として用い、アルカリを添加することによつて…値を
1〜6に調節する。
アルカリとしては先ず第一にアルカリ金属、アルカリ土
金属および希土類金属の酸化物と水酸化物が考えられる
。このようにして、パラジウム複塩の付加成分を容易に
導入することができるが、このような付加成分を例えば
中性塩として導入することも原則として可能である。更
に、活性炭への塩成分の吸着はアセトン等のような有機
化合物をPd(H)塩溶液に添加することによつて助成
される。
本発明による触媒は、従来のパラジウム()塩/活性炭
触媒に比べて、使用寿命が改良されたことを特徴として
いる。
先行技術によつて知られているパラジウム()塩の損失
は、かなり長い時間使用した後にでさえも、僅少である
本発明による触媒は低級カルボン酸アルケニルエステル
によるカルボン酸のアルケニル化を促進する。
従つて本発明によれば、0.5〜8重量%のSiO2分
析含量を有する活性炭とパラジウム(H)塩とに基づく
担体付触媒を用いることによつて低級カルボン酸アルケ
ニルエステルとカルボン酸との反応によるカルボン酸ア
ルケニルエステルを製令することができる。
アルケニル化反応は一般には、周囲大気の圧力および4
0〜100℃の温度において実施する。
平衡反応が関係するので、アルケニル化剤は過剰に添加
するのが望ましい。カルボン酸に対するカルボン酸アル
ケニルエステルのモル比は1:1から5:1までをとり
得るが、特に約3:1が望ましい。アルケニル化剤とし
ては、低級カルボン酸のアルケニルエステルを用いる。
例えば、酢酸ビニルエステル、酢酸アリルエステル、酢
酸メタアリルエステル、酢酸プロペニルエステル、酢酸
イソプロペニルエステル、プロピオン酸ビニルエステル
等が用いられるが、特に酢酸ビニルエステルがよく用い
られる。カルボン酸の例は、プロピオン酸、酪酸。
吉草酸、力フリル酸、力プリン酸、ラウリン酸、パルミ
チン酸、ステアリン酸、クロトン酸、ゾルピン酸、オレ
イン酸、エクロヘキサンカルボン酸、安息香酸、ピバリ
ン酸、α−クロルプロピオン酸、アジピン酸およびカプ
ロン酸である。反応は連続的にも、不連続的にも行なう
ことができ、連続的な方法は例えば、カラムクロマトグ
ラフイの装置と同様な、加熱可能なカラム装置内で行な
うものであり、反応物の滞留時間は反応混合物の供給速
度と流出速度によつて制御することができる。
本発明の方法によると、空時収量の高いカルボン酸のア
ルケニル化を行なうことができる。
以下では、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明す
る。実施例 1 触媒の製造: 塩化パラジウム1.169を濃塩酸2Tn1に溶解し、
蒸留水30miで希釈する。
この洛液に1NNa0H11.4m1を加えて、溶液の
PHを3に調節する。次にアセトン30m1を加える。
更に、このようにして得られた溶液に、0.9重量%の
SiO2分析含量を有する粒状活性炭209を加えると
、約10分間後に、溶液は脱色する。このようにしてパ
ラジウム()塩を含浸させた活性炭を濾過し、最後に窒
素気流中で80℃において乾燥させる。実施例 2 PdC121.169とNdCl3l,89とを濃塩酸
3.5m1に溶解し、1NNa0H11.5m1を加え
る。
この洛液はPH2.Oを有する。最後に、アセトン30
m1を加える。次に、0.9重量%のSiO2分析含量
を有する粒状活性炭20f!を、このようにして調製し
た溶液を用いて実施例1で述べた方法と同じ方法で処理
する。
実施例 3 2.0重量%のSiO2分析含量を有する粒状活性炭を
用いる点以外は、実施例1による方法をくり返す。
実施例 4 Na0HによつてPH3に調節する代りに、KOHによ
つてPH5に洛液を調節する点以外は、実施例3の方法
をくり返す。
実施例 5 4.9重量%のSiO2分析含量を有する粒状活性炭を
用いる点以外は、実施例1による方法をくり返す。
対照例 1 0.15重量%のSiO2分析含量を有する粒状活性炭
を用いる点以外は、実施例1による方法をくり返す。
実施例 6 Na0Hの代りに、NaClO.66f!を用いた点と
PH値がO以下である点を除いて、実施例3による方法
をくり返す。
実施例 7 実施例1によつて調製した触媒209を加熱可能なカラ
ムに入れ、カラム内の温度を62℃に維持する。
酢酸ビニルエステルとラウリン酸との3:1のモル比の
混合物を予熱して、カラム上に装着した滴下ロードから
連続的に滴加する。カラムから出る反応混合物を、カラ
ムクロマトグラフイの場合と同様に、触媒帯における反
応混合物の滞留時間が46分間であるようなやり方で、
抽出する。ラウリン酸ビニルエステルへの転換率は、ラ
ウリン酸の使用量に基づいて最初は71%であり、70
0時間の使用時間後は55%になるが、1080時間後
にもまだ41%であつた。
従つて、1080時間の触媒使用時間後に、平均転換率
は57%になる。
実施例 8 実施例5による触媒を用いた点以外は、実施例7による
方法をくり返す。
ラウリン酸ビニルエステルへの転換率は、ラウリン酸の
反応量に基づいて最初は72%であり、600時間後は
60%であつたが、1160時間後にもまだ41%であ
つた。
従がつて、1160時間の作業時間後に、平均転換率は
59%である。実施例 9実施例3による触媒を用いる
点以外は、実施例7による方法をくり返す。
触媒帯における反応混合物の滞留時間は42分間であつ
た。
600時間後の転換率はまだ70%であり、1240時
間後にもまだ40%であつた。
従がつて、1240時間の使用時間後の平均転換率は6
3.5%であつた。実施例 10 実施例2による触媒を用いる点以外は、実施例7による
方法をくり返す。
858時間後の平均転換率は58%であつた。
対照例 2対照例1による触媒を用いる点以外は、実施
例7による方法をくり返す。
67時間後に、ラウリン酸ビニルエステルへの平均転換
率は、ラウリン酸の使用量に基づいて35%であつた。
実施例 11 実施列6による触媒を用いる点以外は、実施例7の方法
をくり返す。
ラウリン酸ビニルエステルへの転換率は263時間後に
、最初の値の75%から60%へ低下し、890時間後
に41%に低下した。
それ故、この触媒の総合効率は、実施例3による触媒の
総合効率の約77%にすぎなかつた。
実施例 12実施例4による触媒を用いる。
酢酸ビニルエステル2部とカプロン酸1部とから成る混
合物を、43分間の滞留時間で実施例7と同じ方法によ
つて触媒と接触させた。
カプロン酸ビニルエステルへの転換率は、450時間後
において定常に45%であつた。
この使用時間後に、この触媒はまだ完全な活性を有して
いた。実施例 13 使用した触媒は、その製造過程において1NNa0Hの
代りに1NK0Hを用いて洛液のPHを3に調節した点
以外は、2.0重量%のSiO2含量を有する実施例3
の触媒と同じものである。
2:1のモル比の酢酸ビニルエステルとカプロン酸とを
実施例7に述べた装置内で、62℃において42分間の
滞留時間で反応させた。
カプロン酸ビニルエステルへのカプロン酸の転換率は5
3%であつた。
実施例 14 酢酸ビニル3モルと安息香酸1モルとを、実施例3によ
る触媒20f1の存在下で100℃において1時間、還
流させながら沸とうさせる。
安息香酸ビニルエステルへの安息香酸の転換率は58%
であつた。
反応混合物から分離した後の触媒は損傷していず、再使
用できるものであつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 パラジウム(II)塩と活性炭とをベースとする、低
    級カルボン酸アルケニルエステルとカルボン酸とを反応
    させることによりカルボン酸アルケニルエステルを製造
    するための担体付触媒において、担体物質が0.5〜8
    重量%のSiO_2分析含量を有する活性炭であること
    を特徴とする担体付触媒。 2 SiO_2含量が0.8〜5重量%であることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の担体付触媒。 3 パラジウム(II)含量が触媒の全重量に基づいて2
    〜4重量%であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項または第2項記載の担体付触媒。 4 0.5〜重量%のSiO_2分析含量する活性炭に
    pH値1〜6を有するパラジウム(II)塩溶液を含浸さ
    せることを特徴とする低級カルボン酸アルケニルエステ
    ルとカルボン酸とを反応させることによりカルボン酸ア
    ルケニルエステルを製造するための担体付触媒の製造方
    法。
JP56158892A 1980-12-16 1981-10-07 パラジウム(2)触媒およびその製造方法ならびに同触媒を用いたカルボン酸アルケニルエステルの製造方法 Expired JPS5912341B2 (ja)

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