JPS61204144A - 含酸素化合物の製造法 - Google Patents

含酸素化合物の製造法

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JPS61204144A
JPS61204144A JP60042838A JP4283885A JPS61204144A JP S61204144 A JPS61204144 A JP S61204144A JP 60042838 A JP60042838 A JP 60042838A JP 4283885 A JP4283885 A JP 4283885A JP S61204144 A JPS61204144 A JP S61204144A
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reaction
compound
ruthenium
imidazole
catalyst
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JP60042838A
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Shinichi Yoshida
慎一 吉田
Masato Nakajima
正人 中島
Yoshihisa Watanabe
渡辺 芳久
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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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】 技術分野 本発明は、含酸素化合物の製造法に関するものである。
本発明によれば、エチレングリコール、メタノール等の
含酸素化合物を高い生成速度かつ高いSTYで製造する
ことができる。
先行技術 従来、一酸化炭素及び水素を原料とし、直接一段でエチ
レングリコール等の含酸素化合物を製造する方法として
、無溶媒又は各種有機溶媒の存在下、特にポリエーテル
類、アミド類などの非プロトン性極性溶媒の存在下ルテ
ニウム系触媒を使用する方法が数多く提案されている(
例えば特開昭56−123925、同56−10072
8、同56−154422、同57−109735、同
57−82328各号公報等参照)。しかしながらこれ
らの方法ではまだ触媒の活性が充分高いとはいえない。
上記方法を改良するものとしてルテニウムとイミダゾー
ル類を併用した触媒系及びこれらに更に金属ハロゲン化
物等を組合せた触媒系が報告されている(例えば特開昭
58−29729、同58−29730.同58−22
5031各号公報等参照)。これらの方法は、比較的温
和な条件下に反応が行え触媒の活性も向上しているが、
大量のイミダゾール類の添加が必要であり、又生成物で
あるエチレングリコールが反応系内に蓄積されると反応
活性が低下するなどの問題があった。
発明の概要 本発明は、ルテニウム化合物及びイミダゾール類の存在
下水素及び一酸化炭素を加熱加圧条件下に反応させて含
酸素化合物を製造する方法において、反応を2層を形成
する水と有機溶媒の存在下に行わせることを特徴とする
含酸素化合物の製造法を提供するものである。
発明の効果 本発明の方法によれば、比較的温和な条件下に高い生成
速度でかつ高いSTYで含酸素化合物特にエチレングリ
コールな製造できる。更に、反応生成物であるエチレン
グリコールが水層く移るためエチレングリコールによる
反応活性の低下を防止でき、またルテニウム化合物及び
イミダゾール類の触媒は有機溶媒層に存在するので、目
的物と触媒の分離、回収等が容易となるなどの利点があ
る0 発明の詳細な説明 本発明の方法において使用される触媒の一つの成分であ
るルテニウム化合物は、反応系内においてカルボニル錯
体な形成するものであれば使用することができる。例え
ばルテニウムのカルボニル化物、酸化物、水酸化物など
の他に無機酸塩、有機酸塩、種々の有機及び/又は無機
の配位子と錯結合した化合物、金属ルテニウムなどがあ
る。具体的には、塩化ルテニウム、臭化ルテニウム、沃
化ルテニウム、ギ酸ルテニウム、酢酸ルテニウム、硝酸
ルテニウム、酸化ルテニウム(■)、酸化ルテニウム(
■)、ルテニウムアセチルアセトナート皿、Ru (C
O)u、(C5Hs )z Ru−(C5Hs ) (
CHa )Ru(CO)2、Ru(CO)ニー、Ru 
(CO)、S−1H2Ru、 (CO)13H6Ru4
(CO)1□、(Ru (CO)、(J2)、および金
属ルテニウムなどを例示できる。
これらの化合物の中で、反応系に可溶性のルテニウム化
合物が好ましく、特にカルボニル化合物が好ましい。
上記ルテニウム化合物の使用量は、通常ルテニウム原子
の反応液中の濃度として1〜0.0001グラム原子/
l、好ましくは、0.1〜0.001グラム原子/lの
範囲で使用される。
本発明において、触媒の他の成分として使用されるイミ
ダゾール類は、イミダゾールまたはその環置換体であり
、例えばイミダゾール、炭化水素基置換イミダゾール、
ヒドロキシアルキル基置換イミダゾール、カルボキシア
ルキル基置換イミダゾール、アミノアルキル基置換イミ
ダゾール、ポリビニルイミダゾールなどを例示できる。
具体的には、イミダゾール、N−メチルイミダソーノペ
N−エチルイミタソール、N−プロピルイミダゾール、
N−イソプロピルイミダゾール、N−ブチルイミダゾー
ル、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール
、2−7”ロピルイミダゾール、2−イソプロピルイミ
ダゾール、4−メチルイミダゾール、4−エチルイミダ
ゾール、4−プロピルイミダゾール、4−イソプロピル
イミダゾール、4−ブチルイミダゾール、4.5−ジメ
チルイミダゾール、4,5−ジエチルイミダゾ−k、N
−)fルー2−エチルイミダゾール、N−メチル−4−
エチルイミダゾール、1−フェニルイミダゾール、4−
フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、1.2−
トリメチレンイミダゾール、1.5− )リメチレンイ
ミダゾール、4,5−トリメチレンイミダゾール、4,
5,6.7−チトラヒドロベンズイミダゾールなどの炭
化水素基置換イミダゾール、1−ヒドロキシメチルイミ
ダゾール、2−ヒドロキシメチルイミダゾール、4−ヒ
ドロキシメチルイミダゾール、1−(2−ヒドロキシエ
チル)イミダゾール、2−(2−ヒドロキシニーカルボ
キシメチルイミダゾール、1−(2−カルボキシエチル
)イミダゾール、4−(2−カルボキシエチル)イミダ
ゾール、4−(2−カルボキシ−2−ヒドロキシエチル
)イミダゾール、1−アミンメチルイミダゾール、4−
アミンメチルイミダゾール、1−(2−アミノエチル)
イミダゾール、4−(2−アミノエチル)イミダゾール
、1−(3−アミノプロピル)イミダゾール、4−(3
−アミノプロピル)イミダゾールペ 2−(2−イミダ
ゾリル)イミダゾール、4−(2−ピリジル)イミダゾ
ール、2−ベンゾイルイミダゾールなどの極性基置換炭
化水素基で置換されたイミダゾールをあげることができ
る。
更に、本発明の方法くおいて特に好ましいイミダゾール
類は、下記の一般式で示されるベンズイミダゾール化合
物である。
(式中R1ないしR5は、水素又は任意の置換基から選
ばれる基である。このうち、R1およびR2、R2およ
びR3、R3およびR4、R4およびR5の各組は、互
いに連結され、2価の炭化水素基または極性基置換の炭
化水素基を形成していてもよい。)このようなベンズイ
ミダゾール化合物には下記のものが例示される。
ベンズイミダゾール、N−メチルベンズイミダソー/L
/、N−エチルベンズイミダゾーノペN−n−プロピル
ベンズイミダソー/I/、N −iso −7’ 。
ビルベンズイミダゾール、N−tert−ブチルベンズ
イミダゾール、N−n−ブチルベンズイミダゾール、N
−フェニルペンズイミタソール、N−ペンジルベンズイ
ミダゾーノペN−シクロヘキシルベンズイミダゾール、
N−オクチルペンズイミダゾーノペN−ドデシルベンズ
イミダゾール、N−ヘキサドデシルベンズイミダゾール
、4−メチルベンズイミダゾール、5,6−シメチルベ
ンズイミダゾール、4,5.6−)リメチルベンズイミ
ダゾーノペN−メチル−5,6−シメチルベンズイミダ
ゾール、N−エチル−5,6−シメチルベンズイミダゾ
ーノペN−1so−プロピル−5,6−シメチルペンズ
イミダゾール、5,6−ジメトキシベンズイミダゾール
、4.5−4リメチレンベンズイミダゾール、ナフト(
1,2−)イミダゾール、ナフト(2,3−)イミダゾ
ール、1−メチル−4−メトキシベンズイミダゾール、
l−メチル−3−メトキシベンズイミダゾール、l−メ
チル−4,5−ジメトキシベンズイミダゾール、1−メ
チル−4−ジメチルアミノベンズイミダゾール、1−メ
チル−4−アミノベンズイミダゾール、l−メチル1グ
ラム原子に対し1モル以上使用され、通常1〜500倍
モル、好ましくは10〜300倍モルの範囲である。
本発明において用いられる溶媒は、水と水に実質的に溶
解しない有機溶媒で反応に悪影響を与えないものであれ
ばよい。好ましい有機溶媒としては例えばベンゼン、ト
ルエン、キシレン、テトラリンなどの芳香族炭化水素類
、ジフェニルエーテル、ジエチレングリコールジブチル
エーテル、アニソール、ジメトキシベンゼンなどのエー
テル類などがある。
これらの中でも特に好ましい有機溶媒としては、塩素又
は弗素が少なくとも1つ以上芳香環に結合したものが好
ましく、例えばクロヮベンゼン、フルオロベンゼン、ジ
クロロトルエン、クロロアニソール、クロロフルオロベ
ンゼン、クロロフルオロトルエン、クロロジメトキシベ
ンゼン、クロロナフタレン、クロロキシレン、クロロア
セトフェノンなどがある。
使用する水と有機溶媒の割合は、これらが2層を形成す
る限り特に限定されず使用できるが、過て塩基性物質を
添加することにより反応の活性を更に高めることができ
る。この様な塩基性物質としては例えば水酸化す) I
Jウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化リチ
ウムなどのアルカリ金属の水酸化物、水酸化アンモニウ
ムなどがある。
上記助触媒としての塩基性物質の添加量は、使用される
触媒の種類、組合せ等により変わるが通常ルテニウム1
グラム原子に対し0〜50倍グラム原子、好ましくは0
.1〜20倍グラム原子の範囲が用いられる。
含酸素化合物製造のためのM科ガスとして反応系に供給
される一酸化炭素と水素の割合は、1/10〜10/1
の範囲で用いられるが特に1/4〜5/1の範囲が好ま
しい。
一酸化炭素又は水素の原料ガスは、不純物程度の窒素、
メタン、二酸化炭素等のガスを含有していてもよい。
本発明の方法において反応は加熱加圧条件下に実施され
る。反応圧力としては通常30〜2,000kf/、f
fl、好ましくは50〜1,000梅/dの範囲が用い
られる。反応温度は、使用する触媒によって変化するが
通常100〜400℃、好ましくは150〜350℃の
範囲が用いられる。反応時間は通常0.1〜20時間、
好ましくは0.5〜10時間である。
本発明の方法は連続式、パッチ式等いずれの方法でも実
施できる。
本発明の方法において得られる含酸素化合物としては、
エチレングリコールの他にグロピレングリコール、グリ
セリンなどの多価アルコール、メタノール、エタノール
などのアルコール類、更ニこれらのギ酸もしくは酢酸の
エステルなどが含まれる。これらの反応生成物から目的
物の分離は、蒸留、抽出など公知の方法により行うこと
ができる0 実験例 以下に実施例、比較例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。
尚、以下の例中でエチレングリコールの生成速度(N(
EG))及びメタノールの生成速度〔N(Me OH)
 )は、次式の定義により求めた。
N(EG)= 使用したルテニウム量(ミリグラム原子)×反応時間(
時間)N(MeOH)= メタノールの生成量(ミリモル) 使用したルテニウム量(ミリグラム原子)×反応時間(
時間)内容fi38ccのハステロイC製オートクレー
ブに触媒として0.063ミリグラム原子のトリルテニ
ウムドデカカルボニル(RuJ(CO)1□と記するこ
とがある〕及びlOミリモルのベンズイミダゾール−1
−エチル(BzIm−1−Etと略することがある)、
助触媒として1ミリグラム原子の水酸化クトリウムおよ
び溶媒としてIOCの水及び7.5 CCめクロロベン
ゼンを封入した。このオートクレーブを加熱炉に設置し
たのち、一酸化炭素対水素のモル比が1対1の混合ガス
を用いて系内のガスを置換後、室温で38 okf/d
Eなるように混合ガスを圧入した。反応温度を240℃
に設定し、反応系内が設定温度に達した時点から2時間
の反応を行った。反応温度に達した時の最高圧力は50
0IQF/iGであった。
反応終了後オートクレーブを冷却し、ガス成分と液状生
成物を回収し、ガスクロマトグラフィーによって生成物
の分析および定量を行った。
その結果を表−1に示す。
実施例2〜8 用いた有機溶媒なりロロベンゼンから表1く示す各種溶
媒にそれぞれ変えた以外は実施例1と同様(反応を行い
、生成物の分析、定量を行った0その結果を表1に示し
た。
比較例1 溶媒としてクロロベンゼンのみを用い水を使用しないこ
との他は実施例1と同様に反応を行った。
その結果を表11C示した。
比較例2〜4・ 用いた有機溶媒をクロロベンゼンから表1に示す各種溶
媒にそれぞれ変えた以外は実施例1と同拠に反応を行っ
た。その結果を表1に示した。
(以下余白) 実施例9〜12 触媒としてトリルテニウムドデカカルボニルを0−2 
ミリグラム原子及びベンズイミダゾール−1−エチルを
30ミリモル用い、助触媒として表2に示すアルカリ金
属の水酸化物をそれぞれ0.1 ミリグラム原子づつ使
用した以外は実施例1と同様に反応を行い、生成物を分
析、定量した。その結果を表2に示した。
(以下余白) 実施例13〜18 触媒のルテニウム化合物の使用量及びイミダゾール類の
種類及び使用量を表3に示す通りとした他は実施例1と
同様に反応を行った。その結果な宍3に示した。
(以下余白) 比較例5〜7 表4に示す触媒、溶媒をそれぞれ用いた他は実施例9と
同様に反応を行った。結果を表4に示した。
(以下余白) 実施例19〜2i 溶媒として用いた水の量を表5に示した量とした以外は
実施例1と同様に反応を行った。結果を水を使用しない
比較例1と併せて表5に示した。
実施例22〜28 触媒のルテニウム化合物及びイミダゾール類を表6に示
す通りそれぞれ使用した以外は実施例1と同様に反応を
行った。その結果を表6に示した。
実施例29〜40 表7に示すRu、(Co)u、BzIm −1−Et 
 及び水酸化ナトリウムそれぞれの添加量とした以外は
実施例1と同様に反応を行った。その結果を表7に示し
た。
(以下余白) 実施例41〜43 助触媒として水酸化ナトリウムの代りにアンモニアをそ
れぞれ表8に示す量づつ用いた以外は、(以下余白) 来施例44〜48 原料ガスである水素と一酸化炭素の配合割合を表9に示
した様に変え、更にRu s (CO) r□及びイミ
ダゾール類を表9に示す通りとした以外は実施例1と同
様に反応を行った。その結果を表9に示した。
(以下余白) 実施例49 トリルテニウムドデカカルボニル二0.1ミリグラム原
子、ベンズイミダゾール−1−エチル:10ミリモル、
水酸化ナトリウム:1ミリグラム原子、反応終了後、反
応液を取り出し静置するとクロロベンゼン層と水層の2
層に分離した。これらをそれぞれ分取し、ガスクロマト
グラフィにより生成物を、原子吸光法によりルテニウム
金属を分析した0エチレングリコール、メタノール及び
ルテニウム触媒の分配率(重ik%)はそれぞれ次の通
りであった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ルテニウム化合物及びイミダゾール類の存在下水
    素及び一酸化炭素を加熱加圧条件下に反応させて含酸素
    化合物を製造する方法において、反応を2層を形成する
    水と有機溶媒の存在下に行わせることを特徴とする含酸
    素化合物の製造法。
JP60042838A 1985-03-06 1985-03-06 含酸素化合物の製造法 Granted JPS61204144A (ja)

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JP60042838A JPS61204144A (ja) 1985-03-06 1985-03-06 含酸素化合物の製造法

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JPS632940B2 JPS632940B2 (ja) 1988-01-21

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022516271A (ja) * 2018-12-28 2022-02-25 クリエイティブクオンタム ゲーエムベーハー メタノールの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022516271A (ja) * 2018-12-28 2022-02-25 クリエイティブクオンタム ゲーエムベーハー メタノールの製造方法
US12071398B2 (en) 2018-12-28 2024-08-27 CreativeQuantum GmbH Process for producing methanol

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