JPS59189936A - 低級ヒドロキシカルボン酸エステルの水素添加用触媒の製法 - Google Patents

低級ヒドロキシカルボン酸エステルの水素添加用触媒の製法

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JPS59189936A
JPS59189936A JP58063006A JP6300683A JPS59189936A JP S59189936 A JPS59189936 A JP S59189936A JP 58063006 A JP58063006 A JP 58063006A JP 6300683 A JP6300683 A JP 6300683A JP S59189936 A JPS59189936 A JP S59189936A
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低級ヒドロキシカルボン酸エステルの水素添
加用触媒の製法に関するものである。
従来、ヒドロキシカルボン酸エステルを気相にて水素添
加し、対応するグリコールを製造する方法は知られてお
り、その水素添加用触媒についても種々提案がなされて
いる。
例えばイギリス特許第575380号明細書には、水素
添加用触媒として銅−クロム系触媒や。
酸化銅と二酸化ケイ素を溶融して得られる銅−シリカ触
媒、などの使用が提案されている。
アメリカ特許第209315 ’9号明細書には。
クロム、モリブデンあるいはタングステンなどのact
ivating 5ubstance −、(酸素酸塩
)を含む銅触媒の使用につき提案されている。
また、アメリカ特許第2094611号明細書には、や
はり銅−クロム系触媒の使用につき開示がなされている
しかしながらこれら公知の水素添加用触媒を用いる方法
では、主として高級ヒドロキシカルボン酸エステルの水
素添加反応が対象とされていたり。
水素添加反応を例えば10気圧以上の高圧下で実施する
必要があったり、触媒系が複雑であったり。
さらには目的物の収率および選択率が必ずしも満足でき
る程度に高いものでない、などいずれかの欠点を有して
いる。
また、公知のヒドロキシルカルボン酸エステルの水素添
加用触媒は、銅−クロム系触媒が主流である。しかしと
のようなりロム含有触媒の使用には、実用上の観点から
トラブルがある。すなわちクロム含有触ハ(の使用後の
廃触媒から、クロムを効率良く回収して、該1B触媒中
にクロムを残存させないように回収処理することは、高
価でかつ煩嶋イ1な操作を行えば不可能ではないにして
も、極めて困難であって、工業的実施に不向きである。
寸だクロムは、たとえ微量であっても人体に強い毒性を
示すために、クロム残存廃触媒の一般環境への廃棄に2
.環境衛生上1重大な公害発生の可能性を有するため1
回避すべきである。かくて、銅−クロム系水素添加触媒
は、廃触媒の処理の困難さという、大きな欠点を有して
いる。
また、一般的水素添加用触媒として、銅−クロム系以外
にも1種々の金属あるいは金属化合物が使用可能である
ことが知らilている。そのような金属あるいは金属化
合物の例としては、ラネーニッケル、ニッケル、コバル
ト、 +同、 鉄、 白金、 ハラジウムの如き金属や
、これら金属の酸化物、硫化物などを例示することがで
きる。
しかしながら、このような一般的公知の金属あるいは金
属化合物のすべてが、どのような水素添加反応について
も、共通して同様に有用であるとは限らない。すなわち
9個々の水素添加反応についての反応様式9反応条件な
どに応じて、目的とする特定の水素添加反応に適合した
触媒を選択しない限り、目的とする特定の水素添加反応
を効率良く行い得ないことは良く知られている。さらに
そのような適合した触媒を選択するだめの確立された指
針が存在しないことも良く知られている。
本発明者らは、前述の従来公知の触媒より優れた触媒効
果を示し、かつクロムを含有しないところの、低級ヒド
ロキンカルボン酸エステルの水素添加用触媒を開発する
ことを目的とし、研究を行ってきた。
その結果、銅のアンミン錯体を含む水溶液に。
特定の粒子径を有するシリカゲルを混合し1.得られる
銅含有シリカゲルを還元処理すれば、その目的に合致し
た低級ヒドロキンカルボン酸エステルの水素添加用触媒
を製造できることを見い出し。
本発明を完成するに到った。
すなわち本発明は、銅のアンミン錯体を含む水溶液に、
平均粒子径が200μ以下の微粒子シリカゲルを混合し
、得られる銅含有シリカゲルを還元処理することによる
。低級ヒドロキシカルボン酸エステルの水素添加用触媒
の製法を提供するものである。
本発明の製法によって得られる触媒は、クロム含有触媒
など公知の触媒よりも、一層優れた転化率および選択率
をもって、低級ヒドロキシカルボン酸エステルから対応
するグリコールを、効率的かつ工業的有利に製造するこ
とができ、しかもクロム含有触媒の使用に伴う上記公害
のトラブルを克服できる触媒である。
本発明において用いられる銅のアンミン錯体を含む水溶
液は、それ自体公知の方法により製造することができる
。例えば、銅イオンを含有する水溶液にアンモニアを加
えて、該水溶液をアルカリ性にすることにより製造する
ことができる。また。
例えば+ (I!:アンモニア水に銅片を加え、この系
に空気を通じることによっても、製造することができる
上記銅イオンを含有する水溶液は、水溶性銅化合物(銅
塩を包含する)を水に溶解することによって得ることが
できる。このような銅化合物の例としては1例えば、硝
酸銅、硫酸銅、シーウ酸銅。
塩化銅、炭酸銅、酢酸銅などを挙げることができる。最
も好ましい銅の化合物は、硝酸第2銅である。
賛だ本発明における触媒の製法に用いられるシリカゲル
は、平均粒子径が200μ以下の微粒子であることが必
要である。平均粒子径が200μより大きいシリカゲル
を用いた場合には、銅のシリカゲルへの和持計が少なく
なり、得られる触媒の活性が著しく低い。またシリカゲ
ルの平均粒子径の下限値は、特別制限を設ける必要がな
いが。
約1mμ程度までが良い。その平均粒子径のさらに好ま
しい平均粒子径は、約5mμ〜約150 /lである。
とれら微粒子シリカゲルは、いかなる方法で調製された
ものでも有用である。その調製法としては、ハロゲン化
ケイ素や有機ケイ素化合物の分解、ケイ砂とコークスを
アークにより加熱還元して気化させプを後酸化する方法
、などの乾式法。
あるいはケイ酸すトリウムを酸で分解する湿式法。
などを例示することかできる。
以下1本発明における触媒の製法の一実施態様を詳述す
る。
捷ず上記例示のごとき水浴性銅化合物1例えば硝酸第2
銅を水に溶解させ、形成さノ1だ科11イオン含有水溶
液に濃アンモニア水を、系のpHが約]0以十1例えば
約1〜約12程度となる捷で加える。かくて、深青色の
水溶液か形成される。この深青色の水d液に、平均粒子
径が200 /h以下の微粒子あるいは超微粒子シリカ
ゲルを加え、 ff71士して両者を充分に混合、接触
させる。混合は、大気圧下もしくは加圧下に、室温でも
加温条件下でも行うことができ1例えば、室温〜約]−
50℃。
好捷しく(ハ約40〜約100℃の如き温度を例示する
ことができる。かくて、シリカゲル上に多回のイオンが
担持された銅含有シリカゲルが形成される。このfli
l含有シリカゲルの形成された系を1例えば蒸発乾固処
理して得られた固体残渣を、充分に水洗し、乾燥して1
次いで還元処理することによって7本発明の触媒を得る
ことができる。上記蒸発乾固に代えて、濃縮処理を採用
できる。例えば、はぼ半量移変の液を蒸発させ、この濃
縮系から例えばj1過により固体残渣を採取し、上記と
同様に処理して1本発明の触媒を得ることもできる。
上記蒸発乾固処理や濃縮処理は、大気圧条件下でも減圧
条件下でも行うことができる。まだこれらの処′理ば、
室温でも加熱条件下でも行うことができるが、約り0℃
〜約90℃の如き加熱条件の採用が好ましい。
例えば上述のようにして得ることのできる銅含有シリカ
ゲルの還元処理は、それ自体公知の方法に従って、該銅
含有シリカゲルを水素の存在下。
加熱処理することにより9行うことができる。例えば、
水素・気流中、約150〜約500℃程度。
好捷しくけ約り00℃〜約400℃伺近の温度条件下に
、約1〜約15時間の還元処理条件を例示することがで
きる。このような還元処理に先立って、予備加熱処理を
採用することができる。例えば+ 十MF農11i1含
有シリカゲルを、空気中、約り00℃〜約800℃程度
、好ましくは約り00℃〜約700℃付近の調度におい
く、約1〜・約10時間程度條成処理する予備加熱処理
条件を例示することができる。本発明で製造される触媒
において。
シリカゲルに和持さiする銅の含隼は、該触媒の調製に
使用する銅アンミン錯体とシリカゲルの量を適宜に選択
することにより、調製することができる。その]−は、
好寸しくは、シリカゲル(二酸化ケイ素)の重量:銅の
重量=]:約0.001へ・工:約2.0程度、より好
オしくは1:約0.01〜]:約]1.0程度である。
本発明において製造される触媒は、低級ヒドロキシカル
ボン酸エステルを気相にて水素添加し。
対応するグリコールを製造するための触媒として極めて
優れた作用を示す。
本発明で得ら11る触媒を用いる場合、上記の反応原料
である低級ヒドロキシカルボン酸エステルは、適宜に選
択することができる。その具体例としては7例えば、グ
リコール酸メチル、グリコール酸エチル、クリコール酸
フロヒル、クリコール酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチ
ル、乳酸プロピル、WLJeフチル、メチル−α−ヒド
ロキシフ゛チレート、エチル−α−ヒドロキンブチレー
ト、プロピル−α−ヒドロキンブチレートの如き低級ヒ
ドロキンカルボン酸エステルを例示することができる。
本発明により得られる触媒を用いる場合、低級ヒドロキ
シカルボン酸エステルの好ましい水素添加反応条件は1
次の通りである。
反応温度“140〜300℃、好ましくは1.70〜2
60℃、さらに好ましくは180 〜230 ℃ 接触時間: 0.01〜・20秒、好ましくは011〜
3秒 反応圧カニ0.]〜200気圧、好ましくはコール40
気圧 水素/ヒドロキシカルボン酸エステルのモル比: 2以
上、好マしくは10〜500 該水素添加反応は1本発明で得ら11る触媒と。
水素ガスおよび低級ヒドロキシカルボン酸エステルとを
気相で接触させる任意の態様で行うことができ、固定触
媒床方式、流動触亦床方式のいづれを採用することもで
きる。さらに反応は、バッチ方式、連続方式のいづれで
も行うことができる。
本発明により得られる触媒を用いて、このようK 低)
&ヒドロキシカルボン酸エステルの水素添加反応を行う
ことにより9例えばグリコール酸エステルからはエチレ
ングリコールを、乳酸エステルからはプロピレングリコ
ールを、またα−ヒトロギシブチレー1・からはブタン
ジオ−ルを得ることができる。
本梵明で得られる触媒は、その製法からも明らかなよう
にクロムを含有するものではない。そしてクロムを含有
しないにもかかわらず1本発明により得られる触媒は、
低級ヒドロキシカルボン酸エステルを水素添加して上記
の如き対応するグリコールに変換する反応を効率よく達
成することができ、高い空時収計(S T’ y )で
目的生成物が得られる。また従来公知の多くの触媒では
、10気圧以上の高圧において水素添加反応を実施しな
ければ、目的物を効率よく製造できなかったの°に対し
1本発明において得られる触媒を使用した場合。
10気圧より低い圧力下で水素添加反応を実施しても、
効率よく目的物を得ることができるという利点もある。
次に本発明の実施例、比較例および参考例を挙げる。
実施例1 硝酸第2@・3水和物(cu(no3)2−3 +t2
o ) ]−01,2Iを300 tnl、の水に溶解
し、これに濃アンモニア水300 ml、を加えてp)
(を約11−12とし、銅アンミン錯体を含む深青色の
溶液を得た。この深青色溶液に、平均粒子径2.5μの
微粒子シリカゲル(富士デヴインン社製、5YLOID
150)40Iを水450 meに懸濁させた懸濁液を
加えた後。
室温で数時間攪拌した。
次いで、混合液の温度を約85℃ないし約100℃に上
げて大部分の水を蒸発させ、さらに、 120℃で12
時間乾燥した。乾燥物を充分に水洗し。
再度空気中140℃で14時間乾燥した。該乾燥物を水
素気流中350℃で2〜3時間還元処理し。
\ 触媒をR周製した。l1llI!媒の銅の含有率は、約
40wt%であり、二酸化ケイ素に対する銅の重量比は
約0.67であった。
参考例1〜・3 実施例1により調製した触媒5 mlを内径1 ’Or
nmφ、長さ130 mn+のステンレス製反応管に充
填し。
グリコール酸エチルの接触水素添加反応を、  5V2
0000Jar−1,反応圧力6に9/cnX−o、水
素/グリコール酸エチル(モル比)100の条件下、所
定温度で実施した。その結果を、第1表に示す。
第  1  表 参考例4 実施例1で調製した触媒5 meを内径10 m、n+
φ。
長さ130咽のステンレス製反応管に充填し、乳酸エチ
ルの接触水素添加反応を、 eV 6000hr  。
反応圧力61<y/a/l−G +水素/乳酸エチル(
モル比)60、反応温度185℃の条件で実施した。そ
の結果は、乳酸エチルの転化率96.2%、プロピレン
グリコールへの選択率90.5 L%であった。
実施例2 硝酸第2銅・3水和物25311を750−の水に溶解
し、これに濃アンモニア水’750 tnl!を加えて
pHを約11〜12とし、銅アンミン錯体を含む深青色
の溶液を得た。この深青色溶液に、平均粒子径lθ〜2
0mμの超微粒子シリカゲル100Iを1000−の水
に懸濁させた懸濁液を加えた後、室温で数時間攪拌した
次いで、混合液の温度を約85℃ないし約100℃に上
けて大部分の水を蒸発させ、さらに、120℃で16時
間乾燥した。乾燥物を充分に水洗し。
再度120℃で24時間乾燥した後、水素気流中200
℃で12時間還元処理し、触媒を調製した。
触媒の銅の含有率は約40 wt%であり、二酸化ケイ
素に対する銅の重量比は、約o、67であった。
参考例5〜・7 実施−例2により調製した触a5献を内径10mmφ、
長さ130市のステンレス製反応管に充填し、グリコー
ル酸エチルの接触水素添加反応を反応圧力6に9/cn
I・0. SV 200001+r−1,水素/グリコ
ール酸エチル(モル比)1ooの条件下、所定温度で実
施した。その結果を、第2表に示す。
第2表 実施例3 硝酸第2銅・3水和物50/lを150 rnI!の水
に溶解し、これに濃アンモニア水200 rNJヲ加え
てpHを約11〜12とし、銅アンミン錯体を含む深青
色の溶液を得た。この深青色の溶液に、華均粒子径10
0μの微粒子シリカゲル19.2 gを加え室温で数時
間1!拝した。
次いで、混合液の温度を約85℃ないし約100℃に上
げて大部分の水を蒸発させ、さらに、]20℃で16時
間乾燥した。乾燥物を充分に水洗し。
再度120℃で24時間乾燥した後、水素気流中200
℃で12時間還元処理し、触媒を調製した。
触媒の銅の含有率は約40 wt%であり、二酸化ケイ
素に対する銅の重量比は、約0.67であった。
参考例8および9 実施例3で調製した触媒25 meを内径19.4mm
φ。
長さ’i’00ηlll−のステンレス製反応管に充填
し1反応圧力20 K9/cnl・G 、  S v 
20000 hr−3,水素/グリコール酸エチル(モ
ル比)100の条件下、所定温度でグリコール酸エチル
の水素添加反応を行なった。その結果を、第3表に示す
第  3  表 比較例1 平均粒子径100μのシリカゲルに代えて、平均粒子径
、250μのシリカゲル19.219を用いた他は、実
施例1と同様の操作により触媒をB周製した。触媒の銅
の含有率は、約4Qwt%であり、二酸化ケイ素に対す
る銅の重量比は、約0.67であった0 参考例10〜・12 比較例1により調製した触媒5 ml!を内径10mm
φ。
長さ”r’:SOmn+のステンレス製反応管に充填し
9反応圧力6 K9/cnl・(J 、 5V2000
0hr−1,水素/グリコール酸エチル(モル比)]0
0の条件下、所定i?n′1度でグリコール酸エチルの
接触水素添加反応を実施しだ。その結果を、第4表に示
す。
第  4  表 比較例2 硝酸第2 lil (cu(No3)2・3H20) 
24.22 f:220m1!の水に溶解し、これに硝
酸亜鉛〔Zn(NO3)26H20〕29、’7 gを
270 ml、の水に溶かした液を混合し。
次いでクロム酸アンモニウム((NH4)2− cro
4) 45.62を1.40 ml、の水に溶かした液
を混合し、茶褐色の沈殿を得た。この沈殿溶液に、アン
モニアをjJIIえpHを7に調製し1次いで1〜2時
間攪拌し熟成した後 11Ti過して得た1集物を12
0℃で15時間乾燥した。該乾燥物を、約400℃に保
だ牙1だ容器上に少しづつ入れ、熱分解を行った。この
時触媒は、茶褐色から黒色に変化した。次いでこの黒色
になった触媒を、200℃で水素により51tX間還冗
処I441を行い、 jjlil−クロム qti鉛系
触媒を得た。
参考例13〜15 比較例2により賜1製した触媒5ml!を用い、参考例
−L〜・3と同じ条件下にグリコール酸エチルの接触水
素添加反応を実施した。その結果を、第5表に示す。
第  5  表

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 銅のアンミン錯体を含む水溶液に、平均粒子径が200
    μ以下の微粒子シリカゲルを混合し、得られる銅含有シ
    リカゲルを還元処理することを特徴とする。低級ヒドロ
    キシカルボン酸エステルの水素添加用触媒の製法。
JP58063006A 1983-04-12 1983-04-12 低級ヒドロキシカルボン酸エステルの水素添加用触媒の製法 Granted JPS59189936A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008267601A (ja) * 2007-04-18 2008-11-06 Dr Ing H C F Porsche Ag スプリングストラットのブロックスプリングを密閉するための封隙装置
JP2015231611A (ja) * 2014-06-10 2015-12-24 国立研究開発法人国立環境研究所 高分散遷移金属触媒及びシリカ担体表面への遷移金属原子の高分散担持方法

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