JPS6234740B2 - - Google Patents

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JPS6234740B2
JPS6234740B2 JP58081826A JP8182683A JPS6234740B2 JP S6234740 B2 JPS6234740 B2 JP S6234740B2 JP 58081826 A JP58081826 A JP 58081826A JP 8182683 A JP8182683 A JP 8182683A JP S6234740 B2 JPS6234740 B2 JP S6234740B2
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acid
metal salt
salt
carbon atoms
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NUODETSUKUSU Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油溶性金属塩の製造方法に関する。更
に特定的には、本発明はアルカリ金属塩を含有し
て成る触媒を使用する直後の金属反応による金属
塩の製造方法に関する。
油溶性金属塩は塗料、ワニス及び印刷インキド
ライヤー潤滑剤添加剤、化学工業用触媒及び燃料
油添加剤として広範囲に使用される。これらの金
属塩は、該金属の水溶性塩及び有機モノカルボン
酸のアルカリ金属塩を使用する複分解法により、
該金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩、酢酸塩又は
他適当な化合物と有機モノカルボン酸の融解によ
り、又は有機酸と該金属との直接の反応（DMR
法）によつて製造される。
複分解法及び溶融法は、有機酸の油溶性金属塩
の商業的製造におけるそれらの使用を限定する欠
点を有する。複分解法は相対的にコストのかかる
水溶性金属塩及び複雑な処理装置の使用を必要と
し、そしてそれらは金属塩を大抵の用途に使用す
る前に除去されなければならない反応副生物で汚
染された生成物を生じる。より直接的であつて、
複分解法より実施するのにコストの低い融解法は
多価金属のすべてに関して実施することはできな
い。更に、これらの方法の或るものは使用される
金属化合物の金属含有率のコストが金属それ自体
のコストより高いために経済的ではない。先行技
術において開示された油溶性金属塩の製造のため
の直接の金属反応を含む方法は通常、水と酸素と
の存在下に有機モノカルボン酸と金属を加熱する
ことを必要とする。低級脂肪族酸、硝酸、及び／
又は金属ハライドの如き触媒の存在下に実施され
る場合には、これらの方法は、ニツケル、コバル
ト及び他の耐腐食性金属の油溶性塩を製造するの
に使用されるときは、商業的に有用な製品を製造
するのに非常に長い反応期間及び／又は大量の水
及び／又はグリコール又はグリコールエーテルを
必要とする。
引照により本明細書での説明に替える同時系属
の米国特許出願第234514号において、本発明者は
有機モノカルボン酸と多価金属の直接の反応によ
り油溶性金属塩の製造に使用される触媒がアンモ
ニウム塩であるときは、従来知られている直接金
属反応法により製造することができないニツケ
ル、コバルト及び他の耐腐食性金属の油溶性塩を
効率良く製造することが可能であることを開示し
た。アンモニウム塩触媒の使用は当技術分野の直
接金属反応法の反応時間より相当短い反応時間に
おいて、他の金属の油溶性塩の優れた収率も与え
る。遊離有機酸25重量％も含有する従来知られた
DMR法により製造される生成物と違つて、アン
モニウム塩触媒を使用するDMR法により製造さ
れたニツケル塩溶液及び他の金属塩溶液は遊離有
機酸を殆んど含有しないか全然含有しない。
同時係属米国特許出願第234514号の方法は効率
良く且つ経済的に油溶性金属塩を製造するが、該
金属塩が少量のアンモニウム塩の存在がそれらの
性質に不利な効果を及ぼす用途に使用されるべき
場合にはそれは使用することができない。たとえ
ば、金属塩が二量化法及び或る他の化学的プロセ
スにおける触媒として使用されるとき、それらの
活性は、アンモニウム塩触媒を使用するDMR法
により製造される金属塩に存在する少量のアンモ
ニウム塩により抑制される。
本発明に従えば、油溶性多価金属塩、の製造の
ための直接金属反応法においてアルカリ金属塩を
含有して成る触媒は米国特許出願第234514号に開
示されたアンモニウム塩触媒と同時に有効であり
且つ経済的であること。及びアルカリ金属塩触媒
の存在下に製造された金属塩は、種々の化学プロ
セスにおける触媒としてそれらの活性に対する不
利な効果を有する量の残留触媒、又は他の不純物
を含有しないことが見出された。
本発明の方法においては、多価金属の油溶性塩
は、水、酸素、不活性な水に非混和性有機触媒及
びアルカリ金属塩を含有して成る触媒の存在下に
有機モノカルボン酸と多価金属を金属の実質的す
べてが反応するまで加熱することによつて迅速に
且つ効率良く製造される。
本発明の方法は、大抵の従来知られた直接金属
反応法によつては効率良く製造することができな
いニツケル及びコバルトの如き非常に耐腐食性で
ある金属の塩の製造に特に価値があるが、それ
は、通常耐腐食性であると分類されている多価金
属、たとえば、アルミニウム、ストロンチウム、
銅、亜鉛、鉄、カドミウム、ジルコニウム、ビス
マス、クロム、鉛、マンガン、アンチモン、錫及
びモリブデン、並びに有機酸との反応に対して抵
抗性が少ない、金属の油溶性塩を製造するのに使
用することもできる。単一多価金属又は２種もし
くはそれより多くのこれらの金属の組合せは本発
明の方法に使用することができる。
金属は、大きい金属表面が酸にさらされそして
その塩への金属の転化が容易に達成されるように
粉末、粒状物、ワイヤ、削り屑（shavings）の
形態で普通使用される。
広範な種類の有機モノカルボン酸を本発明の方
法に使用することができる。それらは、脂肪族
酸、環状脂肪族酸、芳香族酸及びこれらの酸の混
合物を包含する。好ましいモノカルボン酸は５〜
18個の炭素原子を有する飽和及び不飽和脂肪族及
び環状脂肪族モノカルボン酸である。これらの好
ましい酸の例にはｎ−ペンタン酸、２−メチルブ
タン酸、ｎ−ヘキサン酸、２−エチルブタン酸、
ｎ−ヘプタン酸、ｎ−オクタン酸、２−エチルヘ
キサン酸、２−エチル−４−メチルペンタン酸、
ｎ−ノナン酸、ネオノナン酸、イソノナン酸、２
−メチルノナン酸、２−エチルオクタン酸、ｎ−
デカン酸、ネオデカン酸、ドデカン酸、テトラデ
カン酸、オクタデカン酸、２−エチル−３−プロ
ピルアクリル酸、オクテン酸、10−ウンデカン
酸、オレイン酸、ナフテン酸、ロジン酸、及びテ
ルペン酸が包含される。単一モノカルボン酸又は
これらの酸の混合物を本発明の方法において使用
することができる。使用することができる酸の商
業的に入手可能な混合物にはトール油脂肪酸、あ
まに油脂肪酸及び他の乾性油及び半乾性油脂肪
酸、C8〜18オキソ酸（C8〜18OXO acids）及び
C9〜11トリアルキル酢酸が包含される。
当量の金属及び有機モノカルボン酸又は化学量
論的過剰の金属又は酸をこの方法において使用す
ることができる。0.1％乃至50％モル過剰のモノ
カルボン酸を使用することができることは一般に
好ましい。
本発明の方法においては、多価金属と有機カル
ボン酸の反応は、好ましくはナトリウム塩、カリ
ウム塩又はその混合物であるアルカリ金属塩を含
有して成る触媒の存在下に行なわれる。本方法に
使用することができるアルカリ金属塩は鉱酸の
塩、１〜４個の炭素原子を有するモノカルボン酸
の塩、又はこれらの塩の混合物を包含する。触媒
は、好ましくは、少なくとも１種の鉱酸のアルカ
リ金属塩、たとえば硝酸ナトリウム、硫酸ナトリ
ウム、リン酸ナトリウム、塩化ナトリウム、フツ
化ナトリウム、炭酸ナトリウム、硝酸カリウム、
リン酸カリウム、炭酸カリウム、塩素酸カリウ
ム、硝酸リチウム、塩化リチウム、フツ化リチウ
ム及び塩素酸リチウム10重量％乃至90重量％及び
少なくとも１種の脂肪族モノカルボン酸の、アル
カリ金属塩、たとえば、ギ酸ナトリウム、酢酸ナ
トリウム、プロピオン酸ナトリウム、酪酸ナトリ
ウム、ギ酸カリウム、酢酸カリウム、イソプロピ
オン酸カリウム、酪酸カリウム、ギ酸リチウム、
酢酸リチウム、イソ酪酸リチウム、10重量％乃至
90重量％を含有する混合物である。特に有利な結
果は鉱酸のアルカリ金属塩30重量％乃至70重量％
及び１〜４個の炭素原子を有するモノカルボン酸
のアルカリ金属塩30重量％乃至70重量％を含有す
る混合物を使用して得られた。
本発明の好ましい態様においては、有機モノカ
ルボン酸の油溶性多価金属塩の製造に使用される
触媒は前記したアルカリ金属塩成分30重量％乃至
70重量％及びアンモニウム塩成分、即ち鉱酸のア
ンモニウム塩、モノカルボン酸のアンモニウム塩
又はその混合物30重量％乃至70重量％を含有して
成る混合物である。特に良好な結果は、モノカル
ボン酸のアルカリ金属塩約50重量％及び鉱酸のア
ンモニウム塩約50重量％を含有した触媒を使用し
て得られた。
使用される触媒の量は、多価金属がモノカルボ
ン酸と反応して油溶性金属塩を形成するのに必要
な時間を所望される程度減じる量である。それは
使用される多価金属、モノカルボン酸及び触媒成
分及び反応条件の選択の如きフアクターに依存し
ている。触媒がアルカリ金属塩及びアンモニウム
塩の混合物である場合には、触媒におけるアルカ
リ金属塩とアンモニウム塩の相対的量及び使用さ
れる触媒の量は、多価金属塩のその後の使用を妨
害しない量のアンモニウム塩を含有する多価金属
塩を生じるものでなければならない。大抵の場合
に、使用されるアルカリ金属塩触媒の量は反応混
合物中の金属の重量の75％より多くない。
本発明の方法においては、多価金属とモノカル
ボン酸の間の反応は、アルカリ金属塩、水、酸
素、及び不活性な水に非混和性有機溶媒を含有し
て成る触媒の存在下に行なわれる。水は反応には
参加しない：それは単に反応混合物全体にわたつ
て均一に触媒を分配することを助長する。水は触
媒の添加の前、添加期間中又は添加後反応混合物
に加えることができ、又は触媒の水溶液を反応混
合物に加えることができる。加えられる水の量は
金属の重量の約20％乃至80％、好ましくは金属の
重量の40％乃至60％である。
酸素はそれ自体又は化合物、たとえば、反応条
件下に反応して酸素を放出するパーオキシドを反
応混合物に加えることができる。酸素の添加は反
応期間中混合物中に酸素含有ガスを吹き込むこと
により普通は達成される。加えられる酸素の量は
広い限界内で変えることができる。大抵の場合
に、空気は全体で約２モル乃至100モルの酸素が
金属モル当り与えられるような速度で反応混合物
中に吹き込まれる。
本発明の方法による油溶性金属塩の製造は、好
ましくは脂肪族又は芳香族炭化水素又は塩素化炭
化水素である不活性な、水に非混和性の有機溶媒
の存在下に行なわれる。適当な溶媒には炭化水
素、たとえばベンゼン、トルエン、キシレン、エ
チルベンゼン、ジペンテン、ターペンチン、石油
炭化水素留分、たとえばガソリン、ミネラルスピ
リツト、澄油鉱油、燃料油、及び芳香族ナフタ、
及び塩素化炭化水素、たとえば四塩化炭素、ｏ−
ジクロロベンゼン、モノクロロトルエン、二塩化
エチレン、及びパークロロエチレンが包含され
る。所望ならば、これらの溶媒の混合物を使用す
ることができる。
有機モノカルボン酸の油溶性多価金属塩のこの
製造方法は、大気圧又は過圧下に行なうことがで
きる。反応の速度は過圧において増加するけれど
も、大気圧で金属塩を製造するのが普通はより経
適的であり、より便利である。70℃乃至150℃の
範囲の反応温度を使用することができる。最適の
結果は反応を80℃乃至100℃の範囲の温度で行な
つたときに得られた。
アルカリ金属塩触媒、水、不活性有機溶媒及び
酸素の存在下における多価金属と有機モノカルボ
ン酸との間の反応は、未反応の金属が反応混合物
中に実質的になくなるまで又は反応混合物の酸価
が所望の水準に到達するまで続けられる。反応が
完了すると、反応混合物を加熱してそれから水を
除去しそして過してそれが含有している不溶性
物質を除去する。不活性な水に非混和性の有機溶
媒中の有機モノカルボン酸の多価金属塩の溶液で
ある生成物は、約３重量％乃至36重量％の金属を
含有する。これは、これらの多価金属塩が普通使
用される用途において所望の水準にその金属含有
率を調節すること以外の精製又は処理をすること
なく使用することができる。
本発明を下記実施例により更に説明する。
実施例 １ 粉末状ニツケル（粒径３〜７ミクロン）50ｇ
（0.852モル）、２−エチルヘキサン酸（酸価、
387）、250ｇ（1724モル）、水25ｇ中に硝酸ナトリ
ウム10ｇを溶解することにより製造された触媒溶
液及びミネラルスピリツツ170ｇの混合物を撹拌
しそして95℃に加熱した。３／hrの速度で空気
を分散させながら、反応混合物を90〜95℃に16時
間保持した。次いでそれを真空下に135℃に加熱
してそれから水を除去した。反応生成物を過し
そしてミネラルスピリツツで希釈した後、10重量
％のニツケルを含有し、39の酸価を有するミネラ
ルスピリツツ中のニツケル２−エチルヘキサノエ
イトの溶液が得られた。ニツケル塩の収率は85.0
％であつた。
実施例 ２ 触媒が水25ｇ中の硝酸カリウム10ｇの溶液であ
ることを除いて実施例１に記載の方法を繰返す
と、10％ニツケルを含有し、37の酸価を有するニ
ツケル２−エチルヘキサノエイトを生成するため
に16時間の反応期間が必要であつた。ニツケル塩
の収率は89.0％であつた。
実施例 ３ 触媒が水42.5ｇ中の硝酸カリウム10ｇ及びギ酸
ナトリウム５ｇの溶液であることを除いて実施例
１に記載の方法を繰返した。ニツケル２−エチル
ヘキサノエイト溶液を生成するために16時間の反
応期間が必要であつた。ニツケル塩の収率は93.0
％であつた。ミネラルスピリツツにより10％金属
含有率に希釈された溶液は20の酸価を持つてい
る。
比較実施例 Ａ アルカリ金属塩触媒を使用しないことを除いて
実施例１に記載の方法を繰返すと、95℃で20時間
の加熱期間にニツケルと２−エチルヘキサン酸と
の間の僅かの反応しか起こらず、ニツケル塩の収
率は5.0％以下であつた。
実施例 ４ コバルト粉末50ｇ、ネオデカン酸（酸価、
301）316.2ｇ（1697モル）、水2.5ｇにギ酸ナトリ
ウム2.5ｇ及び硝酸アンモニウム2.5ｇを溶解する
ことによつて製造した触媒溶液及びミネラルスピ
リツツ130ｇの混合物を85℃に加熱し、そして時
間当り30の速度で空気を分散させながら、その
温度で3.5時間保持した。水20ｇにギ酸ナトリウ
ム2.5ｇ及び硝酸25ｇを溶解することにより調製
した溶液の添加の後反応混合物を2.5時間85℃で
加熱した。次いでそれを真空下に135℃で加熱し
てそれから水を除去し、過しそしてミネラルス
ピリツツで希釈した。コバルト10重量％を含有
し、16の酸価を有するネオデカン酸コバルトのミ
ネラルスピリツツ溶液が得られた。コバルト塩の
収率は93.0％あつた。
実施例 ５ コバルト粉末50ｇ、ネオデカン酸（酸価、
301）316.2ｇ（1697モル）、水30ｇにギ酸ナトリ
ウム５ｇ及び硝酸アンモニウム５ｇを溶解するこ
とによつて調製した触媒溶液及びミネラルスピリ
ツツ130ｇの混合物を時間当り30の速度で空気
を分散させながら85℃で７時間加熱した。反応混
合物を真空下に135℃で加熱してそれから水を除
去して過し、そしてミネラルスピリツツで希釈
した。10％のコバルトを含有し、18の酸価を有す
るネオデカン酸コバルトのミネラルスピリツツ溶
液が得られた。コバルト塩の収率は96.0％であつ
た。
比較実施例 Ｂ アルカリ金属塩触媒を使用しないことを除いて
実施例５に記載の方法を繰返すと、コバルト塩溶
液を98.0％のコバルト塩収率で製造するのに10時
間の反応期間を必要とした。
実施例 ６ 粉末状銅（99.5％ Cu；粒径、45ミクロンよ
り小さい）60.3ｇ（0.944モル）、２−エチルヘキ
サン酸150ｇ（1034モル）、イソオクタン酸150ｇ
（1034モル）、ミネラルスピリツツ140ｇ、硝酸ナ
トリウム2.5ｇ、酢酸アンモニウム5.0ｇ及び水20
ｇの混合物を撹拌し、95℃に加熱した。反応混合
物を時間当り30の速度で空気を分散させながら
95℃で13.5時間保持した。次いでそれを真空下に
135℃に加熱してそれから水を除去した。反応生
成物を過し、そしてミネラルスピリツツで希釈
した後、銅12重量％を含有し、16.7の酸価を有す
る２−エチルヘキサン酸及びイソオクタン酸のコ
バルト塩のミネラルスピリツツ溶液が得られた。
銅塩の95.5％収率が得られた。
実施例 ７ 粉末状銅（99.5％ Cu：粒径45ミクロンより
小さい）60.3ｇ（0.944モル）、２−エチルヘキサ
ン酸150ｇ（1034モル）、イソオクタン酸150ｇ
（1034モル）、ミネラルスピリツツ140ｇ、硝酸カ
リウム2.5ｇ、ギ酸アンモニウム2.5ｇ及び水20ｇ
の混合物を撹拌し、95℃に加熱した。反応混合物
を、時間当り30の速度で空気を分散させなが
ら、95℃で12時間保持した。次いでそれを135℃
で真空下に乾燥しそして過した。反応生成物を
ミネラルスピリツツで希釈した後、銅11.6重量％
を含有し、26の酸価を有する２−エチルヘキサン
酸及びイソオクタン酸の銅塩のミネラルスピリツ
ツ溶液が得られた。銅塩の91.5％収率が得られ
た。
比較実施例 Ｃ 触媒を使用しなかつたことを除いて実施例６に
記載の方法を繰返すと、銅塩の87％収率が24時間
の反応期間の後に得られた。
ここに開示された他の多価金属塩の各々は、ア
ルカリ金属塩触媒を使用してDMR法によつて効
率良く製造することもできる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 多価金属、５〜18個の炭素原子を有する有機
    モノカルボン酸、水及び不活性の、水に非混和性
    有機溶媒、を含有して成る反応混合物を、該モノ
    カルボン酸の金属塩を形成するのに十分な期間酸
    素の存在下に加熱する油溶性金属塩の製造方法に
    おいて、多価金属とモノカルボン酸との間の反応
    をアルカリ金属塩触媒の存在下に行なうことを特
    徴とする方法。 ２ アルカリ金属塩触媒が、鉱酸のナトリウム
    塩、１〜４個の炭素原子を有する有機モノカルボ
    ン酸のナトリウム塩、鉱酸のカリウム塩、１〜４
    個の炭素原子を有する有機モノカルボン酸のカリ
    ウム塩から成る群より選ばれたものである特許請
    求の範囲第１項記載の方法。 ３ アルカリ金属塩触媒が、鉱酸のアルカリ金属
    塩10重量％乃至90重量％、及び１〜４個の炭素原
    子を有するモノカルボン酸のアルカリ金属塩10重
    量％乃至90重量％を含有する混合物である、特許
    請求の範囲第１項記載の方法。 ４ アルカリ金属塩触媒が硝酸アルカリ金属より
    成る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ アルカリ金属塩触媒が硝酸アルカリ金属及び
    １〜４個の炭素原子を有するモノカルボン酸のア
    ルカリ金属塩より成る特許請求の範囲第１項記載
    の方法。 ６ アルカリ金属塩触媒が、鉱酸のアルカリ金属
    塩、１〜４個の炭素原子を有するモノカルボン酸
    のアルカリ金属塩及びその混合物から成る群より
    選ばれたアルカリ金属塩成分30重量％乃至70重量
    ％及び鉱酸のアンモニウム塩、１〜４個の炭素原
    子を有するモノカルボン酸のアンモニウム塩及び
    その混合物から成る群より選ばれたアンモニウム
    塩成分30重量％乃至70重量％より成る特許請求の
    範囲第１項記載の方法。 ７ アルカリ金属塩触媒が１〜４個の炭素原子を
    有するモノカルボン酸のアルカリ金属塩及び鉱酸
    のアンモニウム塩より成る特許請求の範囲第６項
    記載の方法。 ８ アルカリ金属塩触媒が鉱酸のアルカリ金属塩
    及び１〜４個の炭素原子を有するモノカルボン酸
    のアンモニウム塩より成る特許請求の範囲第６項
    記載の方法。 ９ アルカリ金属塩触媒がギ酸アルカリ金属塩及
    び硝酸アンモニウムより成る特許請求の範囲第６
    項記載の方法。 １０ アルカリ金属塩触媒が硝酸アルカリ金属塩
    及び酢酸アンモニウムより成る特許請求の範囲第
    ６項記載の方法。
JP58081826A 1982-05-13 1983-05-12 油溶性金属塩の製造方法 Granted JPS58208249A (ja)

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