JPS6191148A - アセトンの合成法 - Google Patents
アセトンの合成法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、アセトンの合成法に係り、特に、水および酸
素錯体の存在下、プロピレンを酸化してアセトンを製造
する方法に関するものである。
素錯体の存在下、プロピレンを酸化してアセトンを製造
する方法に関するものである。
(従来の技術)
アセトンは代表的な脂肪族ケトンであり、アセチルセル
ロース、ニトロセルロース、アセチレンなどの溶剤とし
て工業的に多量に用いられる他、医薬方面でも脂肪、樹
脂、ショウノウなどの溶剤となり、さらに多くの中間製
品、例えば、メチルイソブチルケトン、メチルイソブチ
ルカルビノール、メタクリル酸メチル、ビスフェノール
A1さらにはケテン等の合成原料となるなど、化学工業
において重要な位置を占めている。
ロース、ニトロセルロース、アセチレンなどの溶剤とし
て工業的に多量に用いられる他、医薬方面でも脂肪、樹
脂、ショウノウなどの溶剤となり、さらに多くの中間製
品、例えば、メチルイソブチルケトン、メチルイソブチ
ルカルビノール、メタクリル酸メチル、ビスフェノール
A1さらにはケテン等の合成原料となるなど、化学工業
において重要な位置を占めている。
アセトンの工業的な合成法としては、(1)イソプロパ
ツールの脱水法、(2)クメン法および(3)プロピレ
ンの酸化法の3つに大別される。
ツールの脱水法、(2)クメン法および(3)プロピレ
ンの酸化法の3つに大別される。
この中で、イソプロパツールの脱水素法は、Znoまた
はCu等を脱水素触媒として、300〜500℃、3a
tmという苛酷な条件下で操業され、イソプロパツール
反応率約98%、アセトン選択率90%とされている。
はCu等を脱水素触媒として、300〜500℃、3a
tmという苛酷な条件下で操業され、イソプロパツール
反応率約98%、アセトン選択率90%とされている。
また、クメン法は、常圧、120℃下、液相でクメンを
Cu、CO塩等を触媒として酸素酸化し、クメンヒドロ
パーオキシドを合成し、これを60〜65℃で0.1〜
2%のH2SO4により分解し、フェノールとアセトン
を併産するものである。クメン基準の選択率は90%程
度であり、フェノールが60%、アセトンが40%を占
める。これらのプロセスは現在操業が続けられているが
、より温和な反応条件で、一段でのアセトンの製法とし
て注目されるのが、プロピレンを原料として塩化パラジ
ウム(Pd(2)c12)−塩化第2銅(Cu (2)
CJ2)を触媒として用いる、いわゆるフッカ法であり
、アセトンの製法のうち、最も特色のあるものである。
Cu、CO塩等を触媒として酸素酸化し、クメンヒドロ
パーオキシドを合成し、これを60〜65℃で0.1〜
2%のH2SO4により分解し、フェノールとアセトン
を併産するものである。クメン基準の選択率は90%程
度であり、フェノールが60%、アセトンが40%を占
める。これらのプロセスは現在操業が続けられているが
、より温和な反応条件で、一段でのアセトンの製法とし
て注目されるのが、プロピレンを原料として塩化パラジ
ウム(Pd(2)c12)−塩化第2銅(Cu (2)
CJ2)を触媒として用いる、いわゆるフッカ法であり
、アセトンの製法のうち、最も特色のあるものである。
この方法では、触媒であるPd(2)CJzとCu (
2)C5を塩酸溶液(pHO〜2)に溶解させた複合触
媒を用いている。まず、2価のパラジウム(Pd (2
))と水によってプロピレンが酸化され、アセトン(C
H3COCH3)を生成する。その反応は次式で示され
反応には水が関与している。
2)C5を塩酸溶液(pHO〜2)に溶解させた複合触
媒を用いている。まず、2価のパラジウム(Pd (2
))と水によってプロピレンが酸化され、アセトン(C
H3COCH3)を生成する。その反応は次式で示され
反応には水が関与している。
CH3CH−CH,+Pd (2)cz2+H,0→C
H3−C−CHコ +pt1 (0) ↓+2HC
& (1)反応式かられかるようにpa (2)は還
元されて金属パラジウム(Pd (0)’)となり沈澱
する。
H3−C−CHコ +pt1 (0) ↓+2HC
& (1)反応式かられかるようにpa (2)は還
元されて金属パラジウム(Pd (0)’)となり沈澱
する。
これを防止するとともに、Cu (2)CIlzを多量
に共存させ、次式に示すようにpa (0)をPd(2
)に酸化し、再生する必要がある。
に共存させ、次式に示すようにpa (0)をPd(2
)に酸化し、再生する必要がある。
Pd (0)+2Cu (2)C12
−Pd (,2)C12+2Cu (1)C7!
(2)さらに、このとき副生じた難溶性のCu (1)
C1は、HClの共存下、次式に従い酸素酸化され、C
u (2)CI12にもどされる。
(2)さらに、このとき副生じた難溶性のCu (1)
C1は、HClの共存下、次式に従い酸素酸化され、C
u (2)CI12にもどされる。
2Cu (1)C1+ −02+2HC#→2Cu (
2)CIlz +H20(3)このように、?d C2
)/Pd (0)およびCu (2)/Cu (1)の
レドックス系を採用してプロピレンの連続的な酸化を可
能にしている。しかし、以上述べたように、酸素分子が
直接プロピレンと反応するのではなくpd (2)/P
d (0) 、Cu (2)/Cu (1)系の酸化還
元反応ヲ利用しているので、これらが律速段階となって
いる。また反応の途中で、難溶性のpa (0)および
Cu (1) (1!を生成するので、濃度の高いHC
7!水溶液(pHO40)が採用され、このため、耐食
性材料の選択が必要となる。さらに酸素の水に対する溶
解度が低いため、その溶解度を上げなければならないこ
と、および高級オレフィンになるほど反応性が低下する
ことから、反応条件は140℃、14atmのように厳
しいものとなっている。なお、本条件下におけるプロピ
レンの反応率は99%以上、アセトンへの選択率は92
%であり、2〜4%のプロピオンアルデヒドが副生する
とされている。また、過剰の溶解酸素が、気相中に放出
されるとプロピレンと酸素が混合し、爆発等のトラブル
の可能性があり、その対策が必要となる。
2)CIlz +H20(3)このように、?d C2
)/Pd (0)およびCu (2)/Cu (1)の
レドックス系を採用してプロピレンの連続的な酸化を可
能にしている。しかし、以上述べたように、酸素分子が
直接プロピレンと反応するのではなくpd (2)/P
d (0) 、Cu (2)/Cu (1)系の酸化還
元反応ヲ利用しているので、これらが律速段階となって
いる。また反応の途中で、難溶性のpa (0)および
Cu (1) (1!を生成するので、濃度の高いHC
7!水溶液(pHO40)が採用され、このため、耐食
性材料の選択が必要となる。さらに酸素の水に対する溶
解度が低いため、その溶解度を上げなければならないこ
と、および高級オレフィンになるほど反応性が低下する
ことから、反応条件は140℃、14atmのように厳
しいものとなっている。なお、本条件下におけるプロピ
レンの反応率は99%以上、アセトンへの選択率は92
%であり、2〜4%のプロピオンアルデヒドが副生する
とされている。また、過剰の溶解酸素が、気相中に放出
されるとプロピレンと酸素が混合し、爆発等のトラブル
の可能性があり、その対策が必要となる。
このように、いずれの方法も、比較的高温、高圧下で行
われており、より温和な条件下でアセトンを合成できる
方法が望まれていた。
われており、より温和な条件下でアセトンを合成できる
方法が望まれていた。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明の目的は、これらの課題を解決するために、より
温和な条件下でプロピレンを酸化して、アセトンを選択
的に高収率で合成することにある。
温和な条件下でプロピレンを酸化して、アセトンを選択
的に高収率で合成することにある。
(問題点を解決するための手段)
要するに本発明は、酸素分子が金属イオンに配位結合し
て酸素錯体を形成し得る遷移金属錯体を触媒成分の1つ
として、さらにプロピレンを配位結合し、プロピレン錯
体を形成し得る別種の遷移金属錯体および水を用いるこ
とにより温和な条件下でアセトンを合成する方法である
。すなわち、本発明は、プロピレンを金属錯体触媒の存
在下で酸化してアセトンを合成する方法において、該金
属錯体触媒として酸素と配位結合することにより酸素錯
体を形成し得る錯体(MmX n−L l>と、プロピ
レンと配位結合し、プロピレン錯体を形成し得る錯体触
媒(M″m’Xn”L”j!’)とを含む複合錯体およ
び水を用いること(ここで、Mは周期律第1族、第IV
〜VII族または第1族の鉄族に属する遷移金属、Xは
Cl−、Br−1I−″等のハロゲン、またはBF4−
1PF感−1CH3COO−1so42−等の陰イオン
、Lは有機リン化合物、M9は周期律第酉族の白金族に
属する遷移金属、L′はニトリル類、有機フッ素化合物
または有機リン化合物、m、m“、n、n′は前記遷移
金属および陰イオンの原子価により定まる数、1、It
’は配位数を示す)を特徴とするアセトンの合成法を特
徴とする。
て酸素錯体を形成し得る遷移金属錯体を触媒成分の1つ
として、さらにプロピレンを配位結合し、プロピレン錯
体を形成し得る別種の遷移金属錯体および水を用いるこ
とにより温和な条件下でアセトンを合成する方法である
。すなわち、本発明は、プロピレンを金属錯体触媒の存
在下で酸化してアセトンを合成する方法において、該金
属錯体触媒として酸素と配位結合することにより酸素錯
体を形成し得る錯体(MmX n−L l>と、プロピ
レンと配位結合し、プロピレン錯体を形成し得る錯体触
媒(M″m’Xn”L”j!’)とを含む複合錯体およ
び水を用いること(ここで、Mは周期律第1族、第IV
〜VII族または第1族の鉄族に属する遷移金属、Xは
Cl−、Br−1I−″等のハロゲン、またはBF4−
1PF感−1CH3COO−1so42−等の陰イオン
、Lは有機リン化合物、M9は周期律第酉族の白金族に
属する遷移金属、L′はニトリル類、有機フッ素化合物
または有機リン化合物、m、m“、n、n′は前記遷移
金属および陰イオンの原子価により定まる数、1、It
’は配位数を示す)を特徴とするアセトンの合成法を特
徴とする。
本発明者らは、先に、酸素分子が金属イオンに配位結合
して酸素錯体を形成し得る遷移金属を少なくも触媒成分
の1つとして、プロピレンを配位結合し、プロピレン錯
体を形成し得る遷移金属からなる複合触媒を用い、錯体
生成によって活性化された結合酸素により、錯体生成に
より活性化されたプロピレンを直接酸素酸化し、非水溶
媒系での温和な条件下でアセトンを合成する方法を提案
した(特願昭59−12144号、特願昭59−444
69号)。
して酸素錯体を形成し得る遷移金属を少なくも触媒成分
の1つとして、プロピレンを配位結合し、プロピレン錯
体を形成し得る遷移金属からなる複合触媒を用い、錯体
生成によって活性化された結合酸素により、錯体生成に
より活性化されたプロピレンを直接酸素酸化し、非水溶
媒系での温和な条件下でアセトンを合成する方法を提案
した(特願昭59−12144号、特願昭59−444
69号)。
本発明は、その研究過程において上記発明における酸素
錯体が、pa (0)を効率よ<Pd(2)Cβ2へと
酸化する能力を有することを見出したことに基づくもの
である。すなわち、その代表例で述べるならば、Cu
(1)czとリン酸の誘導体であるトリス(ジメチルア
ミノ)ホスフィンオキシト(別名ヘキサメチルホスルア
ミド、以下h m p aと記す)との鏡体(Cu (
1) C1−hm p a )から生成する酸素錯体(
Cu (1)CI・hmpa)2 ・C2)と、例えば
Pd (2) C12とh m p aおよびベンゾ
ニトリルから生成する錯体(Pd (2)C1z
・PhCN−hmpa)のプロピレン錯体(Pd(2)
C12・PhcN−C3H6)を水の存在下で反応させ
るものであり、次のような機構で進むものと考えられる
。
錯体が、pa (0)を効率よ<Pd(2)Cβ2へと
酸化する能力を有することを見出したことに基づくもの
である。すなわち、その代表例で述べるならば、Cu
(1)czとリン酸の誘導体であるトリス(ジメチルア
ミノ)ホスフィンオキシト(別名ヘキサメチルホスルア
ミド、以下h m p aと記す)との鏡体(Cu (
1) C1−hm p a )から生成する酸素錯体(
Cu (1)CI・hmpa)2 ・C2)と、例えば
Pd (2) C12とh m p aおよびベンゾ
ニトリルから生成する錯体(Pd (2)C1z
・PhCN−hmpa)のプロピレン錯体(Pd(2)
C12・PhcN−C3H6)を水の存在下で反応させ
るものであり、次のような機構で進むものと考えられる
。
・a)プロピレン錯体の生成およびプロピレンの酸化
P(1(2)C12−PttCN −hmpa+c3
++。
++。
=Pd(2)C1z ・ PhCN −C+Ha+h
mpa (4)Pd(2)C/z ・P h CN
−Cl14−I−1120−Clコ COCll3
+Pd (0) ↓+211(1!+PhCN
(5)b)Pd (0)の再生 Pd (0)−二(CuCIA−hmpa) 2−0H
+2HCj+PhCN+hmpa −=Pd (r、)C12・PhCN−hmpa+C
u (1)CA! −hmpa (6)C)O□
錯体の再生 Cu (1)CI −hmpa+−02→ (Cu
(1)CJ)2 ’ 02 (7)−本反応
のサイクルをよりゎがり易く、模式的に示したものが第
1図であり、従来のPd(2)/Pd (0) 、Cu
(2)/Cu (1)レドックス系を用いる方法(第
2図)とは全く異なるものである。
mpa (4)Pd(2)C/z ・P h CN
−Cl14−I−1120−Clコ COCll3
+Pd (0) ↓+211(1!+PhCN
(5)b)Pd (0)の再生 Pd (0)−二(CuCIA−hmpa) 2−0H
+2HCj+PhCN+hmpa −=Pd (r、)C12・PhCN−hmpa+C
u (1)CA! −hmpa (6)C)O□
錯体の再生 Cu (1)CI −hmpa+−02→ (Cu
(1)CJ)2 ’ 02 (7)−本反応
のサイクルをよりゎがり易く、模式的に示したものが第
1図であり、従来のPd(2)/Pd (0) 、Cu
(2)/Cu (1)レドックス系を用いる方法(第
2図)とは全く異なるものである。
さらに各反応の特徴をより詳しくは説明すると、次式に
示す、Pd (0)のPd (2)(1!2錯体への酸
化再生反応の60tにおける速度は、先に述べたCu
(2)C7!2によるものの((2)式)の約10倍の
速さであった。
示す、Pd (0)のPd (2)(1!2錯体への酸
化再生反応の60tにおける速度は、先に述べたCu
(2)C7!2によるものの((2)式)の約10倍の
速さであった。
(Cu (1)CI・hmpa)2 ・Oz→−Pd
(0) +HCj!+PhCN+hmpa−=Pd (
2)CIA2・PhCN−hmpa+(:、u (1)
C1−hmp a +H20(7)なお、どこで、上
述の如き酸素錯体を形成する錯体を一般式MmXnLj
!で示した場合、Cu(1)CIA−hmpaは、m=
l、n−1,1t−1の場合に相当する。また、例えば
、Sn (2)あるいはTi (3)を中心金属とし
、陰イオンをCl−とした場合、生成錯体は、Sn (
2) CIA2− hmpa、Ti (3)C13・
hmpaであり、前者はm=l、n=2)!=1、後者
は、m=l、n=3、i−1の場合に相当する。
(0) +HCj!+PhCN+hmpa−=Pd (
2)CIA2・PhCN−hmpa+(:、u (1)
C1−hmp a +H20(7)なお、どこで、上
述の如き酸素錯体を形成する錯体を一般式MmXnLj
!で示した場合、Cu(1)CIA−hmpaは、m=
l、n−1,1t−1の場合に相当する。また、例えば
、Sn (2)あるいはTi (3)を中心金属とし
、陰イオンをCl−とした場合、生成錯体は、Sn (
2) CIA2− hmpa、Ti (3)C13・
hmpaであり、前者はm=l、n=2)!=1、後者
は、m=l、n=3、i−1の場合に相当する。
ところで、(7)式で生成するCu (1) CIl・
h m p aは空気等の含酸素ガスから選択的に酸素
を吸収してもとの酸素錯体にもどるが、その速度は、6
0℃において先に述べたCu (1)l!の02による
Cu (2) CIl2への再酸化反応((3)式)の
約8倍の速度を有する。
h m p aは空気等の含酸素ガスから選択的に酸素
を吸収してもとの酸素錯体にもどるが、その速度は、6
0℃において先に述べたCu (1)l!の02による
Cu (2) CIl2への再酸化反応((3)式)の
約8倍の速度を有する。
従って、前記プロピレンをプロピレン錯体の形成によっ
て活性化させ、水の存在下で反応させれば、プロピレン
からのアセトン合成が効率よく行えることになる。その
ため、種々の白金族の遷移金属の錯体について検討した
。その結果、代表例で述べるならば、Pd (2)C1
2は前記h m paに修飾配位子(補助錯化剤)とし
てベンゾニトリル等のニトリル(以下、PhCNと記す
)類を加えると次のような新しい錯体が生成した。
て活性化させ、水の存在下で反応させれば、プロピレン
からのアセトン合成が効率よく行えることになる。その
ため、種々の白金族の遷移金属の錯体について検討した
。その結果、代表例で述べるならば、Pd (2)C1
2は前記h m paに修飾配位子(補助錯化剤)とし
てベンゾニトリル等のニトリル(以下、PhCNと記す
)類を加えると次のような新しい錯体が生成した。
Pd (2)C12(hmpa)2 +PhCN、=:
Pd (2)CIA2 ・PhCN−hmpa+hmp
a (8)なお、本錯体を一般式M ’ m ’ X
n ’ L ’ l ’で示した場合、m1=1、n°
=2.1f=1となる。
Pd (2)CIA2 ・PhCN−hmpa+hmp
a (8)なお、本錯体を一般式M ’ m ’ X
n ’ L ’ l ’で示した場合、m1=1、n°
=2.1f=1となる。
この新しいPd (2)錯体はプロピレンと(4)式に
従いプロピレン錯体を形成するが、生成したプロピレン
錯体では、プロピレンが著しく活性化されているため、
錯体中のPd (2)と水とによる酸化反応((5)式
)が容易に進み、アセトンが温和な条件下、一段で合成
できることになる。
従いプロピレン錯体を形成するが、生成したプロピレン
錯体では、プロピレンが著しく活性化されているため、
錯体中のPd (2)と水とによる酸化反応((5)式
)が容易に進み、アセトンが温和な条件下、一段で合成
できることになる。
Pd (2)C12’PhCN−hmpa+C3H4;
Pd (2)CIA2 ・PhCN−C5H4+hmp
a(4)Pd (2)C1z ・ P h CN
−C3H& + H20−CH3COCll3 +
pct (0)1 +2HCj+PhCN(5)生成
するPd (0)は前述の如く酸素錯体により容易にも
とのPd (2)Cj!2錯体へともどる。
Pd (2)CIA2 ・PhCN−C5H4+hmp
a(4)Pd (2)C1z ・ P h CN
−C3H& + H20−CH3COCll3 +
pct (0)1 +2HCj+PhCN(5)生成
するPd (0)は前述の如く酸素錯体により容易にも
とのPd (2)Cj!2錯体へともどる。
(作用)
以−ヒのように、本発明においては、プロピレンを錯体
として活性化し、pa (2)とH20の酸化力により
酸化し、生成するPd (0)を酸素錯体中の活性化さ
れた酸素で再酸化できるため、例えば重圧下、60℃以
下のような温和な条件で、短時間に高選択性、高収率に
アセトンを合成できることになる。しかも1段法で合成
できるため、従来法に比較して装置、コスト、ユーティ
リティを大1陥に低減することが可能である。
として活性化し、pa (2)とH20の酸化力により
酸化し、生成するPd (0)を酸素錯体中の活性化さ
れた酸素で再酸化できるため、例えば重圧下、60℃以
下のような温和な条件で、短時間に高選択性、高収率に
アセトンを合成できることになる。しかも1段法で合成
できるため、従来法に比較して装置、コスト、ユーティ
リティを大1陥に低減することが可能である。
本発明の複合触媒系において、酸素錯体を形成しf6る
錯体触媒としてのMmXnll!におけるMとしでは、
周期律第1族のCu 、A g %第■族のT:、Zr
、第■族のV、Nb、第■族のCr %Mo5W、第■
族のM n %第1族のFe、Co。
錯体触媒としてのMmXnll!におけるMとしでは、
周期律第1族のCu 、A g %第■族のT:、Zr
、第■族のV、Nb、第■族のCr %Mo5W、第■
族のM n %第1族のFe、Co。
Ni等の遷移金属が好ましく、Cu (1) 、5n(
2) 、Ti (3)がより好ましい。またXとして
はCR”−、B r−1■−のハロゲン、BF4−1P
F≦−1SO42−1CH,COO−等の陰イオンが好
ましく、CIA−、Br−1■−がより好ましい。配位
子りとしては、リン酸の誘導体であるトリフェニルホス
フィンオキシト、ヘキサメチルホスホルアミド、および
リン酸とメタノール、エタノール等の反応からできるモ
ノ、ジまたはトリエステル、さらに、メチルホスホン酸
ジメチル、ジメチルホスフィン酸メチル、あるいは亜リ
ン酸の誘導体である、亜リン酸とメタノール、エタノー
ル等の反応からできるモノ、ジまたはトリエステル、お
よびフ;ニニル亜ホスホン酸エステル、ジメチルホスフ
ィン酸エステル、トリエチルホスフィン、トリフェニル
ホスフィン等で代表される有機リン化合物が好ましいも
のとしてあげられ、特に、ヘキサメチルホスホルアミド
(h m p a )が好ましい。
2) 、Ti (3)がより好ましい。またXとして
はCR”−、B r−1■−のハロゲン、BF4−1P
F≦−1SO42−1CH,COO−等の陰イオンが好
ましく、CIA−、Br−1■−がより好ましい。配位
子りとしては、リン酸の誘導体であるトリフェニルホス
フィンオキシト、ヘキサメチルホスホルアミド、および
リン酸とメタノール、エタノール等の反応からできるモ
ノ、ジまたはトリエステル、さらに、メチルホスホン酸
ジメチル、ジメチルホスフィン酸メチル、あるいは亜リ
ン酸の誘導体である、亜リン酸とメタノール、エタノー
ル等の反応からできるモノ、ジまたはトリエステル、お
よびフ;ニニル亜ホスホン酸エステル、ジメチルホスフ
ィン酸エステル、トリエチルホスフィン、トリフェニル
ホスフィン等で代表される有機リン化合物が好ましいも
のとしてあげられ、特に、ヘキサメチルホスホルアミド
(h m p a )が好ましい。
一方、プロピレン錯体を形成し得る錯体触媒(M ”
m″X nI L I J * )おけるMlとしては
、周期律第■族の白金族に属する遷移金属のうち、低原
子価イオンが好ましく、特にPd、Ptが好ましい。ま
た配位子L1としては、アセトニトリル、プロピオニト
リル、ベンゾニトリル等のニトリル類、および上述の有
機リン化合物、さらにはフッ化トルエン、ペンシトリフ
ロライド等の有機フッ素化合物が好ましいものとしてあ
げられる。
m″X nI L I J * )おけるMlとしては
、周期律第■族の白金族に属する遷移金属のうち、低原
子価イオンが好ましく、特にPd、Ptが好ましい。ま
た配位子L1としては、アセトニトリル、プロピオニト
リル、ベンゾニトリル等のニトリル類、および上述の有
機リン化合物、さらにはフッ化トルエン、ペンシトリフ
ロライド等の有機フッ素化合物が好ましいものとしてあ
げられる。
なお、反応系の溶媒としては、複合錯体を溶かすととも
に、生成するアセトン(b、p、56℃/760wHg
)との分離が容易であり、かつ、触媒溶液の粘度を下げ
物質移動を促進するものが好ましく、例えばヘプタン、
トルエン、メチルシクロヘキサン、エタノール、ジオキ
サン、プロピレンカーボネート、クロロベンゼン、N−
メチルピロリドン、テトラヒドロフランなどの各種溶媒
から選ばれた少なくとも1種の溶媒またはこれらの混合
物を用いるか、さらには、配位子しまたはL′が液体の
場合、そのものを溶媒として兼用することもできる。
に、生成するアセトン(b、p、56℃/760wHg
)との分離が容易であり、かつ、触媒溶液の粘度を下げ
物質移動を促進するものが好ましく、例えばヘプタン、
トルエン、メチルシクロヘキサン、エタノール、ジオキ
サン、プロピレンカーボネート、クロロベンゼン、N−
メチルピロリドン、テトラヒドロフランなどの各種溶媒
から選ばれた少なくとも1種の溶媒またはこれらの混合
物を用いるか、さらには、配位子しまたはL′が液体の
場合、そのものを溶媒として兼用することもできる。
また、反応の選択性および収率を高めるために、後述の
実施例に示すように、スルホラン、ジメチルスルホラン
、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、トリ
メチルメタン、ジメチルスルホン等の塩基性(電子供与
性)化合物を反応系に共存させることが好ましい。
実施例に示すように、スルホラン、ジメチルスルホラン
、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、トリ
メチルメタン、ジメチルスルホン等の塩基性(電子供与
性)化合物を反応系に共存させることが好ましい。
以上、酸素錯体およびプロピレン錯体を形成せしめ、水
の存在下、プロピレンを酸化しアセトンを合成する反応
例を述べたが、次に本発明を実施例によりさらに詳細に
説明する。
の存在下、プロピレンを酸化しアセトンを合成する反応
例を述べたが、次に本発明を実施例によりさらに詳細に
説明する。
(実施例)
実施例1
内容積20 m 12のメスフラスコにCu (1)
Clを50g(0,5モル)およびh m p aを2
00g仕込み、Cu (1)CI ・hmpa錯体溶液
194mj!を調製した。さらに、他の200 m l
メスフラスコにPd (2)CA’22.6g (15
ミリモル)およびベンゾニトリル(以下PhCNと記す
)31gShmpa120gを仕込み、Pd(2)Cl
2−PhCN−hmpa錯体熔液を148 m l g
H製した。その後、両者を容量1.5jlの反応器に移
し、これにスルホランを828g添加し、Cu (1)
CIAとして0.5 m o j! / 1、Pd (
2)C1,として0.015 m o l / lの触
媒溶液11を調製した。これに、98g(9%)の水を
添加し、30℃、常圧下で空気を導入し、酸素錯体濃度
0.145 m o l / lの溶液を調製した。そ
の後、60℃に加熱し、窒素ガスを通気したが、反応器
の気相部に残存していた酸素と物理溶解の酸素が除かれ
たのみで、液中の酸素錯体からの結合酸素の説離は認め
られなかった。この操作の後、60℃でプロピレンを0
.341/minの割合で通気したところ、10分間で
7.0gのアセトンが生成していることを、ガスクロマ
トグラフィーで確認できた。また、0.2gのプロピレ
ンアルデヒドが生成していた。
Clを50g(0,5モル)およびh m p aを2
00g仕込み、Cu (1)CI ・hmpa錯体溶液
194mj!を調製した。さらに、他の200 m l
メスフラスコにPd (2)CA’22.6g (15
ミリモル)およびベンゾニトリル(以下PhCNと記す
)31gShmpa120gを仕込み、Pd(2)Cl
2−PhCN−hmpa錯体熔液を148 m l g
H製した。その後、両者を容量1.5jlの反応器に移
し、これにスルホランを828g添加し、Cu (1)
CIAとして0.5 m o j! / 1、Pd (
2)C1,として0.015 m o l / lの触
媒溶液11を調製した。これに、98g(9%)の水を
添加し、30℃、常圧下で空気を導入し、酸素錯体濃度
0.145 m o l / lの溶液を調製した。そ
の後、60℃に加熱し、窒素ガスを通気したが、反応器
の気相部に残存していた酸素と物理溶解の酸素が除かれ
たのみで、液中の酸素錯体からの結合酸素の説離は認め
られなかった。この操作の後、60℃でプロピレンを0
.341/minの割合で通気したところ、10分間で
7.0gのアセトンが生成していることを、ガスクロマ
トグラフィーで確認できた。また、0.2gのプロピレ
ンアルデヒドが生成していた。
実施例2
実施例1において、水添加量を31g(3%)としたと
ころ、45分間で、5.6gのアセトンが得られた。ま
た、水添加量を176g(15%)としたところ、20
分間で5.2gのアセトンが得られたにすぎなかった。
ころ、45分間で、5.6gのアセトンが得られた。ま
た、水添加量を176g(15%)としたところ、20
分間で5.2gのアセトンが得られたにすぎなかった。
本実施例および実施例1より、本反応系での水分量は1
0%付近が適当と考えられる。
0%付近が適当と考えられる。
実施例3
実施例1において、Pd (2)Cffi、濃度を0゜
03mol/j!とじて同様な反応を行った。その結果
、10分間で7.2gのアセトンが得られ、実施例1の
場合とほとんど変らず、本発明においてPd (2)C
I12fi度をいたずらに増加させる必要がないことが
認められた。
03mol/j!とじて同様な反応を行った。その結果
、10分間で7.2gのアセトンが得られ、実施例1の
場合とほとんど変らず、本発明においてPd (2)C
I12fi度をいたずらに増加させる必要がないことが
認められた。
実施例4
実施例1において、PhCNを添加せず反応を行った。
その結果、30分間で4.7gのアセトンが得られた(
実施例1の約65%の収率)。従って修飾配位子として
のPhCNの添加が反応の促進に重要な役割を果たして
いることが示された。
実施例1の約65%の収率)。従って修飾配位子として
のPhCNの添加が反応の促進に重要な役割を果たして
いることが示された。
実施例5
実施例1において、Cu (1)CllO代わりにSn
(2)C12を95g(0,5モル)用いる他は同様
な操作を行ったところ、10分間で5.9gのアセトン
が14られた。
(2)C12を95g(0,5モル)用いる他は同様
な操作を行ったところ、10分間で5.9gのアセトン
が14られた。
実施例6
実施例1において、Cu (1)C7!の代わりにTi
(3)cty3を77g(0,5モル)用いる他は
同様な操作を行ったところ、10分間で6.3gのアセ
トンが得られた。
(3)cty3を77g(0,5モル)用いる他は
同様な操作を行ったところ、10分間で6.3gのアセ
トンが得られた。
実施例7
実施例1において、Pd (2)C12の代わりにPd
(2)SO4を3.0g(15ミリモル)用いる他は
同様な操作を行ったところ10分間で6゜8gのアセト
ンが得られた。
(2)SO4を3.0g(15ミリモル)用いる他は
同様な操作を行ったところ10分間で6゜8gのアセト
ンが得られた。
実施例日
実施例1において、Pd (2)CI2の代わりにPL
(2) Cj’zを4.0g(15ミリモル)用いる
他は同様な操作を行ったところ、10分間で6.5gの
アセトンが得られた。
(2) Cj’zを4.0g(15ミリモル)用いる
他は同様な操作を行ったところ、10分間で6.5gの
アセトンが得られた。
実施例9
実施例1において、Cu (1)C1lを臭化第1銅お
よびヨウ化第1銅とし、他は同様な操作を行ったところ
、それぞれ10分間で6.9g、6.6gのアセトンが
得られた。
よびヨウ化第1銅とし、他は同様な操作を行ったところ
、それぞれ10分間で6.9g、6.6gのアセトンが
得られた。
実施例10
実施例1において、ベンゾニトリルをプロピオニトリル
およびペンシトリフロライドとし他は同様な操作を行っ
たところ、それぞれ10分間で6゜3g、6.5gのア
セトンが得られた。
およびペンシトリフロライドとし他は同様な操作を行っ
たところ、それぞれ10分間で6゜3g、6.5gのア
セトンが得られた。
実施例11
実施例1において、Cu (1)CIとして1mo I
t / l 、 P d (2) C12として0.0
15m。
t / l 、 P d (2) C12として0.0
15m。
1、/IIの触媒液を調製した。この際、h m p
aは698 g、ベンゾニトリルは31g1スルホラン
は360g添加した。その後、空気を通気し、0゜29
m o l / 11の酸素錯体溶液とし、実施例1
と同様な操作でプロピレンを通気したところ、20分間
で13.8 gのアセトンが生成した。酸素錯体濃度を
増加させることにより、アセトン生成量が高くなること
が示される。
aは698 g、ベンゾニトリルは31g1スルホラン
は360g添加した。その後、空気を通気し、0゜29
m o l / 11の酸素錯体溶液とし、実施例1
と同様な操作でプロピレンを通気したところ、20分間
で13.8 gのアセトンが生成した。酸素錯体濃度を
増加させることにより、アセトン生成量が高くなること
が示される。
実施例12
実施例11において酸素錯体濃度を0.48 Mとし、
60℃で反応を行った。その結果、30分間で11.3
gのアセトンが得られた。
60℃で反応を行った。その結果、30分間で11.3
gのアセトンが得られた。
実施例13
実施例11の組成の触媒液を80℃に保ち、空気30%
、プロピレン70%の混合ガスを0.31/minの割
合で30分間通気したところ、14゜5gのアセトンが
生成した。 □ 比較例1 実施例1において、酸素錯体は形成させずに、他は同様
な服作を行ったところ、1時間で0.6gのアセトンが
生成したにすぎなかった。本結果より、本発明における
方法では、Pd (0)の酸素錯体による酸化再生が繰
返し行われていることが示される。
、プロピレン70%の混合ガスを0.31/minの割
合で30分間通気したところ、14゜5gのアセトンが
生成した。 □ 比較例1 実施例1において、酸素錯体は形成させずに、他は同様
な服作を行ったところ、1時間で0.6gのアセトンが
生成したにすぎなかった。本結果より、本発明における
方法では、Pd (0)の酸素錯体による酸化再生が繰
返し行われていることが示される。
(発明の効果)
本発明によれば、プロピレンを常温付近、常圧下におい
て高効率で酸化し、アセトンを合成することができる。
て高効率で酸化し、アセトンを合成することができる。
さらに、酸素源として空気を用いても選択的に酸素を吸
収するので、純酸素ガスを用いたものと全く同じ効果が
得られる。また酸素吸収は不可逆的であるため、酸素錯
体を形成させた後過剰の遊gtt酸素を容易に除去する
ことができ、安全性の面でも極めて有利である。
収するので、純酸素ガスを用いたものと全く同じ効果が
得られる。また酸素吸収は不可逆的であるため、酸素錯
体を形成させた後過剰の遊gtt酸素を容易に除去する
ことができ、安全性の面でも極めて有利である。
第1図および第2図は、それぞれ本発明および従来のア
セトン合成法を説明する模式図である。 代理人 弁理士 川 北 弐′長 0居D
セトン合成法を説明する模式図である。 代理人 弁理士 川 北 弐′長 0居D
Claims (7)
- (1)プロピレンを金属錯体触媒の存在下で酸化してア
セトンを合成する方法において、該金属錯体触媒として
酸素と配位結合することにより酸素錯体を形成し得る錯
体(MmXn・Ll)と、プロピレンと配位結合し、プ
ロピレン錯体を形成し得る錯体触媒(M′m′Xn′L
′l′)とを含む複合錯体および水を用いること(ここ
で、Mは周期律第1族、第IV〜VII族または第VIII族の
鉄族に属する遷移金属、X陰イオン、Lは有機リン化合
物、M′は周期律第VIII族の白金族に属する遷移金属、
L′はニトリル類、有機フッ素化合物または有機リン化
合物、m、m′、n、n′は前記遷移金属および陰イオ
ンの原子価により定まる数、l、l′は配位数を示す)
を特徴とするアセトンの合成法。 - (2)特許請求の範囲第1項において、Xは、Cl^−
、Br^−、I^−等のハロゲン、BF_4^−、PF
_6^−、CH_3COO^−、SO_4^2^−等の
陰イオンであること特徴とするアセトンの合成法。 - (3)特許請求範囲の第1項または第2項において、前
記配位子LおよびL′としての有機リン化合物は、リン
酸または亜リン酸のアルコキシ、アルキルもしくはアミ
ド誘導体で代表される化合物であることを特徴とするア
セトンの合成法。 - (4)特許請求範囲第1項ないし第3項のいずれかにお
いて、m、m′、n、n′l、l′がそれぞれ1〜4で
あるアセトンの合成法。 - (5)特許請求範囲第1項ないし第4項のいずれかにお
いて、塩基性(電子供与性)化合物であるスルホラン、
ジメチルスルホラン、ジメチルスルホキシド、ジメチル
ホルムアミド等を触媒系に添加することを特徴とするア
セトンの合成法。 - (6)特許請求範囲第1項ないし第5項のいずれかにお
いて、酸素錯体を生成し得る錯体およびプロピレン錯体
を生成し得る溶媒として、脂肪族、脂環式または芳香族
炭化水素類、含酸素有機化合物、有機ハロゲン化合物お
よび含窒素化合物からなる群から選ばれた少なくとも1
種の化合物を用いるか、または配位子L、L′が液体の
場合、該配位子そのものを溶媒として兼用することを特
徴とするアセトンの合成法。 - (7)特許請求範囲第1項ないし第6項のいずれかにお
いて、複合触媒溶液に、酸素、空気等の含酸素ガスおよ
び前記プロピレンを通気して、酸素錯体およびプロピレ
ン錯体を形成せしめ、水の存在下で反応を行うことを特
徴とするアセトンの合成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59212067A JPS6191148A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | アセトンの合成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59212067A JPS6191148A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | アセトンの合成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6191148A true JPS6191148A (ja) | 1986-05-09 |
Family
ID=16616316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59212067A Pending JPS6191148A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | アセトンの合成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6191148A (ja) |
-
1984
- 1984-10-09 JP JP59212067A patent/JPS6191148A/ja active Pending
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