JPS6059890B2 - イソ酪酸の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、イソ醋酸の製造法に関するものである。

更に詳しくは、本発明は、イソブチルアルデヒドを分
子状酸素含有ガスで酸化してイソ醋酸を製造する方法に
関するものてある。

イソ酩酊は、食品添加物あるいはメタクリル酸、メタ
クリル酸メチルの製造原料として有用な化合物である。

このイソ醋酸の製造法として、イソブチルアルデヒド
を触媒の存在下で分子状酸素を用いて酸化する方法が知
られている。例えば、ジャーナルオブ ジ オーガニッ
ク ケミストリー ２６巻５６５（１９６ハ、英国特許
第８２４１１６号明細書、特公昭５２−３９川■号公報
にこの方法が記載されている。 しカルながら、これら
の方法は、イソ醋酸の選択率、イソブチルアルデヒドの
転化率、副生物（アセトン（以下、ＡＴと略称する。）
、過酸化物（以下、Ｐｏと略称する。）、イソプロピル
アルコール（以下、ＩＰＡと略称する。）等）の生成量
に於て、十分なものではなかつた。 本発明者等は、こ
れらの点に鑑み鋭意研究を行つた結果、本発明に到達し
た。

即ち、本発明は、アルカリ金属化合物の存在下、イソブ
チルアルデヒドを液相で分子状酸素又は分子状酸素含有
ガスで連続的に酸化してイソ酪酸を製造するに際し、仕
込イソブチルアルデヒドに対する仕込酸素のモル比を０
．５以上とすることを特徴とするイソ酪酸の製造法に存
する。

次に本発明を更に詳細に説明する。

反応系に存在させるアルカリ金属化合物としては、カリ
ウム、ナトリウム等のアルカリ金属の塩特にイソ酪酸の
アルカリ金属塩、具体的にはイソ酪酸カリウム、イソ酪
酸ナトリウムが挙げられる。アルカリ金属化合物の存在
量は反応液に対し、０．０１〜１ｍ０１１ｅ好ましくは
０．０５〜０．５ｍ０１Ｉ′である。

これらのアルカリ金属化合物は、アルカリ金属の炭酸塩
や水酸化物を反応系に添加することにより存在させるこ
とができる。

イソブチルアルデヒドの酸化に使用される分子状酸素含
有ガスとしては、通常、Ｎ２ガスのような不活性ガスで
希釈した、酸素含有量５％以上のものが用いられる。

反応温度は５０〜７０℃好ましくは５５〜６５゜Ｃ反応
圧力は常圧〜１０ｋ９１ｃＩｔＧ好ましくは３〜８ｋ９
１ｄＧてある。

平均滞留時間は、１〜１時間好ましくは２〜８時間であ
る。

酸化反応器としては、攪拌機付槽型反応器や気泡塔など
が用いられる。

本願発明では、仕込イソブチルアルデヒドに対．する仕
込酸素のモル比を０．５以上、好ましくは０．５Ｇ上と
することを必須要件とする。

イソブチルアルデヒドの酸化のような液相酸化反応ては
、転化率の低い場合には酸素吸収速度が律速になるほど
反応速度は速い。

反応が進むと反こ応速度は極端に遅くなるので転化率を
１００％近くにするには、温度を上げたり、滞留時間を
長くする等反応条件を厳しくしないと反応が進まない。
よつて、反応器を２種用い反応条件を変えて前段で反応
の速い部分、後段で反応の遅い部分を反ｔ応させること
が経済的に有利である。速い部分で、イソブチルアルデ
ヒドを９０〜９５％転化させるが、この場合の仕込イソ
ブチルアルデヒドに対する仕込０２のモル比は化学量論
的には、０．４５〜０．４７５である。

また、気相部の爆発を防止するには酸素はできるだけ少
なく仕込み、出口ガスの０２濃度をできるだけ低くする
必要がある。

よつて、これらの点を考慮すると仕込イソブチルアルデ
ヒドに対する仕込酸素のモル比を０．５以下で反応させ
るとよいだろうことが予測される。

然しながら、０．５より低いと、副生物の量が多く、イ
ソブチルアルデヒドの転化率、イソ酪酸の）選択率が低
下し経済的に不利である。該モル比が余り大きくなると
爆発の危険性が生じるし、またコスト面からの制約もあ
るので、反応器廃ガスの酸素濃度が爆発範囲外となるよ
う調整することが好ましい。

反応器廃ガスの酸素濃度は１容量％以上、好ましくは３
〜８容量％である。

また、反応系の水分量は、反応器出口の反応液中の水分
が２．５重量％、特に２．鍾量％以下とするのが好まし
い。

本発明によれば、反応速度が大きいにもかかわらず、副
生物量を低く押えることができ、原料イソブチルアルデ
ヒドからイソ酪酸を高選択率、高収率で得ることができ
る。

以下、実施例に従つて、本発明を具体的に説明するが、
本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定
されない。

実施例１ 容量３００ｍｔ（：１）攪拌機を備えたジャケット付き
反応器に０．１ｍ０１１ｅのカリウムを含むイソ酪酸（
以下１ＢＡｃと略称する。

）を２５０ｍｔ仕込み、６０℃まて昇温した。これに下
記組成の液を１００ｃｃ′Ｈｒ．（滞留時間：３時間）
、空気を５６．２Ｎｅ１ｈｒ．（仕込み時の０２／Ｎ３
Ｄモル比：０．５４）て供給し、５ｋ９１ｃＩｔＧ加圧
下連続反応を行つた。

イソブチノげルデヒド（以下１ＢＤと略称ｊこ″）″″
反応器から抜き出した反応混合物は、コンデンサーを通
した後、気液分離した。

反応液及び、ガスはそれぞれガスクロマトグラフィーに
よりその組成を測定した。ＡＴ，．ＰＯ．．ＩＰＡの選
択率仕込ＩＢＤ（７）ＩＢＡｃへの選択率及びＩＢＤ転
化率を下記表一１に示す。実施例２ 空気の供給量を６９．９Ｎ′１ｈｒ．（仕込み時の０２
／１ＢＤモル比：０．６７）とした以外は実施例１と同
様にして反応を行なつた。

得られた反応混合物中のＡＴ．．ＰＯ．．ＩＰＡの選択
率、仕込１ＢＤ（７）ＩＢＡｃへの選択率及びＩＢＤ転
化率を下記表−１に示す。実施例３供給液中の水分濃度
を３．６鍾量％、空気の供給量を６１．７ＮｅＩｈｒ．
とした以外は実施例１と同様にして反応を行なつた。

８実施例４ 原料組成液を１８６ｃｃ′Ｈｒ．（滞留時間：１．６時
間）、空気を２０３．２Ｎｅ１ｈｒ．で供給した以外は
実施例１と同様にして反応を行なつた。

実施例５ 空気の供給量を５５．６ＮｆＩｈｒ．とした以外は実施
例１と同様にして反応を行なつた。

比較例１ 空気の量を５４．９Ｎｆ１ｈｒ．（仕込時の０２／ＩＢ
Ｄモリレ比：０．４７）とした以外は実施例１と同様に
して反応を行なつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルカリ金属含有化合物の存在下、イソブチルアル
   デヒドを液相で分子状酸素又は分子状酸素含有ガスで連
   続的に酸化してイソ酪酸を製造するに際し、仕込イソブ
   チルアルデヒドに対する仕込酸素のモル比を０．５以上
   とすることを特徴とするイソ酪酸の製造法。 ２ アルカリ金属含有化合物がアルカリ金属塩であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイソ酪酸の
   製造法。 ３ アルカリ金属含有化合物がイソ酪酸のアルカリ金属
   塩であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載のイソ酪酸の製造法。 ４ アルカリ金属含有化合物がカリウム又はナトリウム
   含有化合物であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   ないし３項のいずれかに記載のイソ酪酸の製造法。 ５ アルカリ金属含有化合物がイソ酪酸カリウム又はイ
   ソ酪酸ナトリウムであることを特徴とする特許請求の範
   囲第３項記載の方法。 ６ 分子状酸素含有ガスが空気であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１ないし３項のいずれかに記載のイソ
   酪酸の製造法。 ７ 仕込イソブチルアルデヒドに対する仕込酸素のモル
   比を０．５４以上とすることを特徴とする特許請求の範
   囲第１ないし６項のいずれかに記載のイソ酪酸の製造法
   。 ８ 酸化反応が連続的に行われることを特徴とする特許
   請求の範囲第１ないし７項のいずれかに記載のイソ酪酸
   の製造法。