JPS63190877A - Synthesis of pyridine bases - Google Patents
Synthesis of pyridine basesInfo
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- JPS63190877A JPS63190877A JP62120354A JP12035487A JPS63190877A JP S63190877 A JPS63190877 A JP S63190877A JP 62120354 A JP62120354 A JP 62120354A JP 12035487 A JP12035487 A JP 12035487A JP S63190877 A JPS63190877 A JP S63190877A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈発明の利用分野〉
本発明は、特定のゼオライト触媒を用い、脂肪族アルデ
ヒドおよび/またはケトンとアンモニアを気相で反応さ
せてピリジン塩基類を製造する方法に関し、特に好まし
くはアセトアルデヒドおよびホルムアルデヒドとアンモ
ニアを気相で反応させてピリジンおよびピコリン類を製
造する方法に関するものである。Detailed Description of the Invention <Field of Application of the Invention> The present invention relates to a method for producing pyridine bases by reacting aliphatic aldehydes and/or ketones with ammonia in the gas phase using a specific zeolite catalyst. Preferably, it relates to a method for producing pyridine and picolines by reacting acetaldehyde and formaldehyde with ammonia in the gas phase.
〈従来技術並びに本発明が解決しようとする問題点〉脂
肪族アルデヒドおよび/またはケトンとアンモニアを気
相で非晶質シリカアルミナ等の固体酸触媒を用いて反応
させることにより、ピリジン塩基類を製造する方法は公
知である(特開昭51−68176号公報、特公昭46
−41546号公報、特公昭44−82790号公報)
。これらの方法は反応条件、特に触媒によって区別され
る。<Prior art and problems to be solved by the present invention> Pyridine bases are produced by reacting aliphatic aldehydes and/or ketones with ammonia in the gas phase using a solid acid catalyst such as amorphous silica alumina. The method of
-41546 Publication, Special Publication No. 44-82790)
. These methods are distinguished by the reaction conditions, especially the catalyst.
脂肪族アルデヒドおよび/またはケトンとアンモニアを
ピリジン塩基類にするための触媒として、結晶性アルミ
ノシリケートいわゆるゼオライトを用いることは公知で
ある(米国特許4,220,788号公報、特開昭60
−88862号公報)。It is known that crystalline aluminosilicates, so-called zeolites, are used as catalysts for converting aliphatic aldehydes and/or ketones and ammonia into pyridine bases (U.S. Pat.
-88862).
現在工業的に実施されている非晶質シリカアルミナ触媒
を用いる方法においては、原料として供給される脂肪族
アルデヒド、ケトンに対して得られるピリジン塩基類の
量の化学量論的(こ期待されるhkに対する比率、即ち
収率はたかだか50%と低く、また副反応によって触媒
上への炭素析出が起こり、活性が短時間の内に低下する
。従って、エアレージ冒ンによる再生を周期的に実施し
て再活性化を図る必要があり、反応(炭素析出)−再生
(過熱)の繰り返しにより、触媒活性と機械的強度の劣
化という欠点を有している。In the method using an amorphous silica alumina catalyst currently practiced industrially, the amount of pyridine bases obtained is stoichiometric (the expected The ratio to hk, that is, the yield, is as low as 50%, and side reactions cause carbon precipitation on the catalyst, resulting in a decrease in activity within a short period of time.Therefore, regeneration by airage is carried out periodically. However, due to repeated reaction (carbon deposition) and regeneration (superheating), catalyst activity and mechanical strength deteriorate.
ゼオライトを触媒として用いた場合でも、例えば米国特
許4,220,783号公報では、H型ZSM−5ある
いはカドミウム、銅、ニッケルでイオン交換したZSM
−5のピリジン収率は40%以下の低いものしか得られ
ていない。特開昭60−’13362号公報ではアセト
アルデヒド、ホルムアルデヒドおよびアンモニアを用い
て、ピリジンとβ−ピコリンの合計収率として固定床で
77.0%、内経済的にβ−ピコリンよりも高価なビリ
ジ≦し率は51%である。また、より優れた反応方式の
流動床では同じ触媒を用いて反応させた場合にピリジン
とピコリン合計収率として88.8%、内ピリジン収率
は60.2%を得ている。Even when zeolite is used as a catalyst, for example, U.S. Pat.
-5 has a low pyridine yield of 40% or less. In JP-A-60-13362, using acetaldehyde, formaldehyde and ammonia, the total yield of pyridine and β-picoline was 77.0% in a fixed bed, and viridi, which is economically more expensive than β-picoline, was The rate is 51%. Furthermore, in a fluidized bed with a superior reaction method, when the same catalyst was used for the reaction, the total yield of pyridine and picoline was 88.8%, and the inner pyridine yield was 60.2%.
しかしながら、この収率は反応に用いているアセトアル
デヒドおよびホルムアルデヒド(モル比1:1)の内ア
セトアルデヒドを基準とした値であり、アセトアルデヒ
ドおよびホルムアルデヒドの全炭素数を基準とした値に
換算すると、ピリジン、ピコリンの合計収率88,8%
は78.5%であり、ピリジン収率60.2%は5、7
%となる。However, this yield is a value based on acetaldehyde of acetaldehyde and formaldehyde (molar ratio 1:1) used in the reaction, and when converted to a value based on the total carbon number of acetaldehyde and formaldehyde, pyridine, Total yield of picoline 88.8%
is 78.5%, and the pyridine yield of 60.2% is 5,7
%.
〈問題点を解決するための手段〉
本発明者らは更に高い効率でピリジン塩基類を得られる
ような触媒を鋭意探索した結果、驚(べきことに制御指
数の大きなゼオライトをタリウム、鉛およびコバルトか
ら選ばれる一種以上の金属のイオンおよび/または金属
の化合物で修飾してなる触媒を用いることによって、高
いピリジン収率が得られることを発見し、本発明に到達
した。<Means for Solving the Problems> As a result of our intensive search for a catalyst that can obtain pyridine bases with even higher efficiency, we were surprised to find that zeolite with a large control index was combined with thallium, lead, and cobalt. The present invention has been achieved based on the discovery that a high pyridine yield can be obtained by using a catalyst modified with one or more metal ions and/or metal compounds selected from the following.
すなわち、本発明は、脂肪族のアルデヒドおよび/また
はケトンとアンモニアを触媒の存在下、気相で縮合させ
て、ピリジン塩基類を製造する方法において、触媒とし
てAJ 、 Fe 、および/またはGaからなる金属
(ただし、Alのみは除く)に対するSiの比率が約1
2ないし1000であり、かつ、制御指数が約0.8な
いし約12のゼオライトをタリウム、鉛およびコバルト
から選ばれる一種以上の金属のイオンおよび/または金
属の化合物で修飾してなる触媒を用いることを特徴とす
るピリジン塩基類の製造方法に関するものである。That is, the present invention provides a method for producing pyridine bases by condensing an aliphatic aldehyde and/or ketone with ammonia in the presence of a catalyst in a gas phase, in which the catalyst is composed of AJ, Fe, and/or Ga. The ratio of Si to metal (excluding Al only) is approximately 1
2 to 1000 and a control index of about 0.8 to about 12 modified with one or more metal ions and/or metal compounds selected from thallium, lead, and cobalt. The present invention relates to a method for producing pyridine bases characterized by the following.
修飾の方法としては、例えば、ゼオライトを、タリウム
、鉛および/またはコバルトイオンでイオン交換する方
法、また、タリウム、鉛およびコバルトから選ばれる一
種以上の金属の化合物で混練法、含浸法、浸漬法、沈着
法あるいは蒸発乾固法等によってゼオライトを処理する
方法があげられる。また、これらの方法を併用してもよ
い。Modification methods include, for example, ion exchange of zeolite with thallium, lead and/or cobalt ions, kneading, impregnation, and dipping with compounds of one or more metals selected from thallium, lead, and cobalt. Examples include methods of treating zeolite by a deposition method, an evaporation drying method, or the like. Further, these methods may be used in combination.
本発明を具体的に説明する。本発明で使用する脂肪族ア
ルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、プロピオンアルデヒド、ブチλ
ルアルデヒド等の飽和アルデヒドの他にアクロレイン、
メタクロレイン、クロトンアルデヒド等の不飽和アルデ
ヒドが用いられる。また、脂肪族ケトンとしては、アセ
トン、メチルエチルケトン等が用いられる。原料の脂肪
族アルデヒドおよび/または脂肪族ケトンの組み合わせ
により、生成するピリジン塩基類の主たる化合物が決定
される。The present invention will be specifically explained. The aliphatic aldehydes used in the present invention include saturated aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, and butyraldehyde, as well as acrolein,
Unsaturated aldehydes such as methacrolein and crotonaldehyde are used. Further, as the aliphatic ketone, acetone, methyl ethyl ketone, etc. are used. The main compound of the pyridine bases to be produced is determined by the combination of aliphatic aldehyde and/or aliphatic ketone as raw materials.
これらの代表例を第1表に示す。Representative examples of these are shown in Table 1.
ここで言う「制御指数」とは、例えばFr1llett
e等のJounal of Catalysis 67
213−222(1981)で定義されている触媒の細
孔特性を表わすものである。この値は測定の方法により
若干の幅があるが、Fr1llette等の測定の結果
を第2表に示す。The "control index" mentioned here is, for example, Fr1llett
Journal of Catalysis 67
213-222 (1981). Although this value varies slightly depending on the measurement method, Table 2 shows the results of measurements by Fr1llette and others.
第 2 表
する前の制御指数約0.8ないし12のゼオライトとし
ては、例えば、結晶性の鉄シリケート、ガリウムシリケ
ート、鉄アルミノシリケート、ガリウムアルミノシリケ
ート、鉄ガリウムシリケートあるいは鉄ガリウムアルミ
ノシリケートを用いることができる。特に、ZSM−5
型あるいはZSM−11型の結晶構造を持つ鉄シリケー
トあるいはガリウムシリケートがよい。これらのへテロ
シリケートからなるゼオライト中のkl、Fe、および
/またはGaからなる金属(ただし、Alのみは除く)
に対するSiの比率が約12ないし1000、特に好ま
しくは、約15ないし500のものが高い性能を示す9
本発明に用いる制御指数約0.8ないし約12のゼオラ
イトはナトリウム、カリウム等のアルカリイオン型、ア
ンモニウムイオン型あるいはプロトン型のいずれをも用
いることができる。しかしながら、アルカリイオンは最
終的に触媒中に残存すると触媒の活性を低下させ好まし
くないので、ゼオライトをタリウム、鉛およびコバルト
から選ばれる一種以上の金属のイオンおよび/または金
属の化合物で修飾する前に、修飾をする1つあるいは修
飾した後にアルカリイオンを除く操作をすることが望ま
しい。また、これらのゼオライトをタリウム、鉛および
コバルトから選ばれる一種以上の金属のイオンであらか
じめイオン交換したゼオライトを用いて、タリウム、鉛
およびコバルトから選ばれる一種以上の金属化合物で混
練法、含浸法、浸h″Z法、沈着法あるいは蒸発乾固法
による処理をしてもよい。金属化合物は焼成等の通常の
処理を行なった後、酸化物、ハロゲン化物、硫酸塩およ
びリン酸塩となる化合物あるいはこれらの複合酸化物と
なる化合物である。焼成は、通常大気中あるいはその他
窒素や二酸化炭素等のガス中、350〜800℃で数時
間行なわれるが、触媒は反応管内で昇温されるため、必
ずしも触媒の焼成は必要でない。As the zeolite having a control index of about 0.8 to 12 before Table 2, for example, crystalline iron silicate, gallium silicate, iron aluminosilicate, gallium aluminosilicate, iron gallium silicate, or iron gallium aluminosilicate can be used. can. In particular, ZSM-5
Iron silicate or gallium silicate having a ZSM-11 type or ZSM-11 type crystal structure is preferable. Metals consisting of kl, Fe, and/or Ga in zeolites consisting of these heterosilicates (excluding only Al)
Zeolite with a control index of about 0.8 to about 12 used in the present invention exhibits high performance when the ratio of Si to Si is about 12 to 1000, particularly preferably about 15 to 500. , ammonium ion type or proton type can be used. However, if alkali ions ultimately remain in the catalyst, they will reduce the activity of the catalyst and are therefore undesirable. It is desirable to carry out an operation to remove alkali ions either after the modification or after the modification. In addition, using zeolite that has been ion-exchanged in advance with ions of one or more metals selected from thallium, lead, and cobalt, kneading method, impregnation method, Treatment may be performed by the immersion method, deposition method, or evaporation to dryness method. Metal compounds can be converted into oxides, halides, sulfates, and phosphates after normal treatment such as calcination. Alternatively, it is a compound that becomes a composite oxide of these.Calcination is usually carried out at 350 to 800°C for several hours in the air or other gases such as nitrogen or carbon dioxide, but since the temperature of the catalyst is raised in the reaction tube, , calcination of the catalyst is not necessarily required.
具体的には、例えば、イオン交換法では、イオン交換す
るゼオライトは、アルカリイオン型、アンモニウムイオ
ン型あるいはプロトン型を用いることができ、好ましく
はアンモニウムイオン型であり、アルカリイオン型やプ
ロトン型は予め塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、
酢酸アンモニウム等のアンモニウム塩の水溶液中に数回
浸漬、5慮、過を繰り返してアンモニウムイオン型にイ
オン交換しておくことが望ましい。タリウム、鉛および
/または拳コバルトイオン型へのイオン交換は0.01
−2グラムイオン/jの濃度でタリウム、鉛および/ま
たはコバルトイオンを含む塩化物、硝酸塩あるいは酢酸
塩等の水溶液へのアルカリイオン型、アンモニウムイオ
ン型あるいはプロトン型、好ましくはアンモニウムイオ
ン型のゼオライと
トの浸漬し、所定温度での攪拌、濾過の工程を繰り返し
、最後に水洗することによって行なわれる。Specifically, for example, in the ion exchange method, the zeolite to be ion-exchanged can be of the alkali ion type, ammonium ion type, or proton type, and preferably the ammonium ion type. ammonium chloride, ammonium nitrate,
It is desirable to ion-exchange the material into ammonium ion form by repeating dipping, dipping, and filtering several times in an aqueous solution of ammonium salt such as ammonium acetate. Ion exchange to thallium, lead and/or cobalt ion type is 0.01
- zeolite of the alkali ion type, ammonium ion type or proton type, preferably ammonium ion type, into an aqueous solution of chloride, nitrate or acetate containing thallium, lead and/or cobalt ions at a concentration of 2 g ions/j. This is done by repeating the steps of immersion, stirring at a predetermined temperature, and filtration, and finally washing with water.
また、タリウム、鉛およびコバルトから選ばれる一g以
上の金属の酸化物等の金属化合物を粉末のままあるいは
水等と共にゼオライト好ましくはアンモニウムイオン型
あるいはプロトン型のゼオライトと混合または混練した
後、焼成する。あるいは、タリウム、鉛およびコバルト
から選ばれる一種以上の金属の硝酸塩、酢酸塩等の金属
化合物からアンモニア水等による中和によってえられた
水酸化物をゼオライト好ましくはアンモニウムイオン型
あるいはプロトン型のゼオライトと混線後、焼成する。Alternatively, 1 g or more of a metal compound such as a metal oxide selected from thallium, lead, and cobalt is mixed or kneaded with zeolite, preferably ammonium ion type or proton type zeolite, either as a powder or with water, and then calcined. . Alternatively, a hydroxide obtained by neutralizing a metal compound such as nitrate or acetate of one or more metals selected from thallium, lead, and cobalt with aqueous ammonia may be used as a zeolite, preferably an ammonium ion type or proton type zeolite. After cross-wiring, fire.
また、前記の硝酸塩、酢酸塩等の金属化合物の水溶液に
ゼオライト好ましくはアンモニウムイオン型あるいはプ
ロトン型のゼオライトを分子tRさせ、この中にアンモ
ニア水等を加えることにより、ゼオライトの表面に金属
酸化物等を沈着させ、水洗後、焼成する。他に、タリウ
ム、鉛、コバルトから選ばれる一種以上の金属化合物の
水溶液にゼオライト好ましくはアンモニウムイオン型あ
るいはプロトン型のゼオライトを投入し、蒸発乾固後、
焼成する。Furthermore, by adding tR of zeolite, preferably ammonium ion type or proton type zeolite, to an aqueous solution of metal compounds such as nitrates and acetates, and adding aqueous ammonia or the like to this, metal oxides etc. can be formed on the surface of the zeolite. is deposited, washed with water, and fired. In addition, zeolite, preferably ammonium ion type or proton type zeolite, is added to an aqueous solution of one or more metal compounds selected from thallium, lead, and cobalt, and after evaporation to dryness,
Fire.
これらの修飾によって、ゼオライトに含有されるタリウ
ム、鉛および/またはコバルトのJJ(は、ゼオライト
によっであるいはイオンまたは金属化合物によって好ま
しい領域が異なるが、概略0.005〜、0m?当量/
gである。Through these modifications, the JJ (JJ) of thallium, lead and/or cobalt contained in the zeolite is approximately 0.005 to 0 m?equivalent/
It is g.
このようにして一種以上の金属イオンおよび/または金
属化合物で修飾されたゼオライトは、そのまま、あるい
はシリカ、硅腺土、カオリン、ベントナイト、アルミナ
および/またはシリカアルミナを加えて、打錠機で円柱
状や円筒状に成型されたり、水やポリビニルアルコール
あるいは酢酸ビニルを加えて混練し、押し出し機で成型
される。The zeolite thus modified with one or more metal ions and/or metal compounds can be shaped into cylinders on a tablet machine, either as is or with the addition of silica, silica, kaolin, bentonite, alumina and/or silica-alumina. It can be molded into a cylindrical shape, or it can be kneaded with water, polyvinyl alcohol, or vinyl acetate, and then molded using an extruder.
また、後述するような流動床用触媒としては、シリカ、
珪藻土、カオリン、ベントナイト、アルミナおよび/ま
たはシリカアルミナと水を加えてスラリーとして、これ
を噴霧乾燥して、球状のマイクロビーズとする。いずれ
の方法においても、大気中あるいはその他窒素や二酸化
炭素等のガス中、350〜800℃で数時間焼成して、
成型品に強度を賦与し、バインダー等に含まれる揮発成
分を除去する。しかし、触媒は反応管内で昇温されるた
め、必ずしも触媒の焼成は必要でない。In addition, as a catalyst for a fluidized bed as described later, silica,
Diatomaceous earth, kaolin, bentonite, alumina and/or silica-alumina and water are added to form a slurry, which is spray dried to form spherical microbeads. In either method, baking is performed at 350 to 800°C for several hours in the air or other gases such as nitrogen or carbon dioxide.
Adds strength to molded products and removes volatile components contained in binders, etc. However, since the temperature of the catalyst is raised within the reaction tube, calcination of the catalyst is not necessarily required.
本発明の反応は固定床、流動床あるいは移動床で行なわ
れる。The reaction of the invention may be carried out in a fixed bed, fluidized bed or moving bed.
脂肪族のアルデヒド、ケトンあるいはこれらの混合物に
対するアンモニアのモル比は約0.5〜5mo 17m
o 1である。空間速度(SV)は100〜10000
Hr で、好ましくは800〜3000Hr−’が用
いられる。反応温度は850℃ないしは600℃が好ま
しい。反応ガスの圧力は大気圧以下から数気圧まで用い
ることができるが、通常大気圧ないし2気圧付近が至便
である。The molar ratio of ammonia to aliphatic aldehyde, ketone or mixture thereof is approximately 0.5 to 5 mo.
o 1. Space velocity (SV) is 100-10000
Hr, preferably 800 to 3000 Hr-' is used. The reaction temperature is preferably 850°C to 600°C. The pressure of the reaction gas can range from below atmospheric pressure to several atmospheres, but it is usually most convenient to use atmospheric pressure to around 2 atmospheres.
ピリジンあるいはβ−ピコリンを合成するために、特に
好ましい脂肪族アルデヒドあるいはケトンの組み合わせ
は、アセトアルデヒドとホルムアルデヒドのくみあわせ
で、アセトアルデヒドとホルムアルデヒドのモル比を1
:0.8ないしl:3とする。特に本発明の触媒を用い
る場合、β−ピコリンよりも高価なピリジンが優位に生
成する。A particularly preferred combination of aliphatic aldehydes or ketones for synthesizing pyridine or β-picoline is a combination of acetaldehyde and formaldehyde, with a molar ratio of acetaldehyde and formaldehyde of 1.
:0.8 to l:3. In particular, when using the catalyst of the present invention, pyridine, which is more expensive than β-picoline, is produced predominantly.
また、α−ピコリンあるいはγ−ピコリンを合成するた
めには、脂肪族アルデヒドあるいはケトンの組み合わせ
は、アセトアルデヒドのみを用いることが望ましい。原
料ガス中には、水、メタノール等を含ませることも、特
に支障なく反応を行なわせることができる。メタノール
の含有11tとしては、通常、アセトアルデヒド1モル
当たり0.5モル以下である。ホルムアルデヒドは、ホ
ルマリンの形態で供給することができる。また、脂肪族
アルデヒドあるいはケトンとしては、蒸発器あるいは反
応器において、脂肪族アルデヒドあるいはケトンの七ツ
マ−を発生するようなダイマー、トリマー、その他のオ
リゴマーあるいはポリマーを用いることもできる。Furthermore, in order to synthesize α-picoline or γ-picoline, it is desirable to use only acetaldehyde as the combination of aliphatic aldehydes or ketones. The reaction can also be carried out without any particular problem by including water, methanol, etc. in the raw material gas. The methanol content (11t) is usually 0.5 mol or less per 1 mol of acetaldehyde. Formaldehyde can be supplied in the form of formalin. Further, as the aliphatic aldehyde or ketone, it is also possible to use dimers, trimers, other oligomers, or polymers that generate heptamers of aliphatic aldehydes or ketones in the evaporator or reactor.
反応中、触媒には炭素の析出が見られるが、従来の方法
に比べてピリジン塩基類の収率が高いことの当然の結果
として触媒への炭素析出は少ない。During the reaction, carbon deposits are observed on the catalyst, but this is a natural consequence of the higher yield of pyridine bases compared to conventional methods.
従って、触媒の再生は容易である。尚、触媒の再生には
従来の方法に準じた方法、即ち450〜550℃の温度
で空気を触媒層に通じて触媒上の析出炭素を焼却する。Therefore, regeneration of the catalyst is easy. The catalyst is regenerated by a conventional method, that is, by passing air through the catalyst layer at a temperature of 450 to 550 DEG C. to burn off the carbon deposited on the catalyst.
〈発明の効果〉
本発明の触媒を用いることにより、例えば実施例で示す
ように、原料のアルデヒドおよびケトンの全炭素数を基
準とした値で、ピリジン収率が54%以上、ピリジンと
ピコリンの合計収率が75%以上となり、従来法(比較
例によればその最高のピリジン収率および合計収率はそ
れぞれ43%および61%である。)に比較して経済的
により高価なピリジンを高収率で得ることができる。ま
た、触媒への炭素析出が少なく、触媒の再生は容易であ
る。<Effects of the Invention> By using the catalyst of the present invention, for example, as shown in Examples, the pyridine yield is 54% or more based on the total number of carbon atoms in the aldehyde and ketone raw materials, and the yield of pyridine and picoline is The total yield is 75% or more, and compared to the conventional method (according to a comparative example, the highest pyridine yield and total yield are 43% and 61%, respectively), it is possible to increase the cost of pyridine, which is economically more expensive. It can be obtained in high yield. Further, there is little carbon deposition on the catalyst, and the catalyst can be easily regenerated.
〈実施例〉
本発明を更に詳細に説明するために、以下に具体的な実
施例を上げるが、本発明はこれらに限定の全炭素数を基
準としたもので、以下の式によった。<Examples> In order to explain the present invention in more detail, specific examples will be given below, but the present invention is based on the total number of carbon atoms limited to these, and was based on the following formula.
生成ピリジンのCの原子総数
ピリジン収率= X100
(%)原料アルデヒド及びケトンの
Cの原子総数
生成α、β、γ−ピコリンのCの原子総数α、β、γ−
ピコリン収率=
x−100(%)垢14アルデヒド及びケトン7
ECの原子未ヴ攻実施例 I
結晶性鉄シリケートゼオライトを以下の方法で合成した
。Total number of C atoms in generated pyridine Pyridine yield = X100
(%) Total number of C atoms in raw material aldehydes and ketones Production α, β, γ- Total number of C atoms in picoline α, β, γ-
Picoline yield =
x-100 (%) scale 14 aldehydes and ketones 7
Example 1 of EC atomic attack I Crystalline iron silicate zeolite was synthesized by the following method.
Fe(NO3)3−9H2034y、テトラ−n−プロ
ピルアンモニウムブロマイド84f、i留水150Fの
水溶液をA液とする。フユームシリ力70f1蒸留水7
002のサスペンションをB液とする。An aqueous solution of Fe(NO3)3-9H2034y, tetra-n-propylammonium bromide 84f, and distilled water 150F is defined as A solution. Fuyumushiri Power 70f1 Distilled Water 7
Let the suspension of 002 be liquid B.
NaOH7,4f、蒸留水50Fのm液をC液とする。Solution C is a solution of 7.4F NaOH and 50F distilled water.
C液の中にA液とB液を加え、オートクレーブ中で16
0℃、60時間加熱攪拌した。pHは12,4から1、
4へ変化した。得られた固形物を、水洗液がpH7,3
になるまで水洗し、72.7yの白色固体を得た。この
生成物は、X線回折による分析からZSM−5結晶構造
を持つことが確認された。Add liquid A and liquid B to liquid C, and heat in an autoclave for 16 minutes.
The mixture was heated and stirred at 0°C for 60 hours. pH is 12.4 to 1,
It changed to 4. The obtained solid was washed with water at a pH of 7.3.
The solid was washed with water until it became 72.7y, giving a white solid of 72.7y. This product was confirmed to have a ZSM-5 crystal structure by X-ray diffraction analysis.
得られたNa型鉄シリケートゼオライトを、11の5%
の塩化アンモニウム水溶液で50〜b時間のイオン交換
を8回行なった後、水洗水のCI−がlppm以下にな
るまで水洗し、110℃x16時間乾燥してNH4+型
鉄シリケートゼオライトを得、その一部をさらに530
℃×4時間空気中で焼成して、H型鉄シリケートゼオラ
イトを得た。The obtained Na-type iron silicate zeolite was added to 5% of 11.
After 8 times of ion exchange for 50~b hours with an aqueous ammonium chloride solution of 530 more parts
It was calcined in air for 4 hours at ℃ to obtain H-type iron silicate zeolite.
硝酸タリウム(I) 0.15 fを含む水溶液20m
71にアンモニア水を加えて中和し、得られた沈殿物を
水洗し、ペースト状の水酸化タリウムを得た。これとH
型鉄シリケートゼオライト42を乳鉢で均一に混練した
後、110℃×14時間乾燥し、空気中530℃×4時
間焼成して、H型鉄シリケート/ Th0CT120含
量2.8%)を調製した。20ml of aqueous solution containing 0.15f of thallium(I) nitrate
71 was neutralized by adding ammonia water, and the resulting precipitate was washed with water to obtain paste-like thallium hydroxide. This and H
Type iron silicate zeolite 42 was uniformly kneaded in a mortar, dried at 110°C for 14 hours, and calcined in air at 530°C for 4 hours to prepare H-type iron silicate (Th0CT120 content: 2.8%).
ド2モルとホルムアルデヒド(40%水溶液)1モルの
混合物を気化させ、予熱したアンモニアガス4モルと混
合し、5V1000Hr’テ450 ℃に保管
った反応呑に通じた。反応生成物を水に吸収させたのち
、FIDガスクロマトグラフにより分析を行なった。反
応開始から3時間の平均の結果は、ピリジン55%、α
−ピコリン6%、β−ピコリン12%、γ−ピコリン6
%、合計79%の収率であった。A mixture of 2 moles of hydrogen and 1 mole of formaldehyde (40% aqueous solution) was vaporized, mixed with 4 moles of preheated ammonia gas, and passed through a reaction vessel kept at 450° C. at 5V, 1000 hours. After the reaction product was absorbed into water, it was analyzed by FID gas chromatography. The average results for 3 hours from the start of the reaction were pyridine 55%, α
- Picoline 6%, β-picoline 12%, γ-picoline 6
%, the total yield was 79%.
実施例 2
実施例1で調製したNH4+型鉄シリケートゼオライト
42を0.1 M硝酸鉛水溶液40m1で80℃×2時
間のイオン交換を行ない、20倍量の蒸留水を数回に分
けて洗浄した。110CX16時間乾燥し、空気中53
0℃×4時間焼成してPb型鉄シリケー)、 (pb含
量、5%)を調製した。Example 2 The NH4+ type iron silicate zeolite 42 prepared in Example 1 was subjected to ion exchange with 40 ml of 0.1 M lead nitrate aqueous solution at 80°C for 2 hours, and washed in several portions with 20 times the amount of distilled water. . 110CX 16 hours dry, 53 in air
Pb type iron silicate) (Pb content, 5%) was prepared by firing at 0°C for 4 hours.
これを触媒に用いて、実施例1と同様の反応を行なった
結果を第3表に示す。Using this as a catalyst, the same reaction as in Example 1 was carried out and the results are shown in Table 3.
実施例 3
実施例1と同様の方法で、F e (NOs )s ・
9 H20(1)代わりニGa (NO3)! −9H
204,87yを使用し、ZSM−5結晶構造を持つN
a型ガリウムシリケートゼオライトを合成した。これを
NH,+型ガリウムシリケートゼオライトにイオン交換
した後、実施例1と同様の方法で硝酸鉛の代わりに硝酸
コバルトを用いて、CO型ガリウムシリケートゼオライ
ト(C。Example 3 In the same manner as in Example 1, Fe (NOs)s ・
9 H20 (1) Substitute Ni Ga (NO3)! -9H
204,87y and has a ZSM-5 crystal structure.
A-type gallium silicate zeolite was synthesized. After ion-exchanging this into NH, + type gallium silicate zeolite, CO type gallium silicate zeolite (C) was prepared using the same method as in Example 1, using cobalt nitrate instead of lead nitrate.
含ffO,08%〕を調製した。ffO, 08%] was prepared.
これを触媒に用いて、実施例1と同様の反応を行なった
結果を第3表に示す。Using this as a catalyst, the same reaction as in Example 1 was carried out and the results are shown in Table 3.
実施例 4,5
実施例8と同様の方法で、硝酸コバルトの代わりに硝酸
タリウムあるいは硝酸鉛を用いて、TI型ガリウムシリ
ケートゼオライト(TI含量2.9%〕あるいはpb型
ガリウムシリケートゼオライト(pb含量、8%)を調
製した。Examples 4 and 5 In the same manner as in Example 8, using thallium nitrate or lead nitrate instead of cobalt nitrate, TI type gallium silicate zeolite (TI content 2.9%) or PB type gallium silicate zeolite (PB content , 8%) was prepared.
これらを触媒に用いて、実施例1と同様の反応を行なっ
た結果を第3表に示す。Table 3 shows the results of a reaction similar to that of Example 1 using these catalysts.
比較例 I
ZSM−5ゼオライトをへ嶋法(触謀、幻(8)、2B
2(1981))に基づき、以下に示す方法により合成
した。Comparative Example I ZSM-5 zeolite by Hejima method (Takumi, Gen (8), 2B
2 (1981)), it was synthesized by the method shown below.
蒸留水438.4 y、硫酸アルミニウム4.6 f
、テトー7−n−プロピルアンモニウムブロマイド55
゜82、硫酸402を混合し、A液とした。蒸留水82
0?、8号ケイ酸ソーダ453yを混合し、B液とした
。蒸留水’154fj’、食塩139Fを混合し、C液
とした。31のステンレス製オートクレーブにC液を投
入し、激しく攪拌しながら、A。Distilled water 438.4 y, aluminum sulfate 4.6 f
, Tetoh 7-n-propylammonium bromide 55
82°C and 402°C of sulfuric acid were mixed to obtain liquid A. Distilled water 82
0? , and No. 8 sodium silicate 453y were mixed to obtain liquid B. Distilled water '154fj' and common salt 139F were mixed to obtain liquid C. Pour liquid C into the stainless steel autoclave No. 31, and while stirring vigorously.
B両液を滴下混合した。混合物のpHが9.5〜11に
保たれるように調節した。オートクレーブを密閉し、1
60℃に昇温、攪拌を継続し、その状態で20時間水熱
合成を行なった。このゲージ圧は、5〜6 Kg/Cr
Aを示した。反応終了後、室温まで冷却し、生成物をろ
別した。ろ液中にCI−がlppm以下になるまで洗浄
、ろ別を繰り返した後、110℃×16時間乾燥し、空
気中530℃×4時間焼成し、Na型28M−5白色結
晶1122を得た。この白色結晶のX線回折スペクトル
は、特公昭46−10064号公報に記載されているZ
SM−5のXFi1回折スペクトルと一致することを確
認した。得られたNa型28M−5ゼオライトを、17
の5%の塩化アンモニウム水溶液で50〜b
イオン交換を3回行なった後、水洗水のC1−がlpp
m以下になるまで水洗し、110℃X16時間乾燥して
NH4+型ZSM−5結晶1062を得、さらにその一
部を5aocx4時間空気中で焼成して、H型ZSM−
5を得た。Both solutions B were mixed dropwise. The pH of the mixture was adjusted to remain between 9.5 and 11. Seal the autoclave and
The temperature was raised to 60° C., stirring was continued, and hydrothermal synthesis was carried out in this state for 20 hours. This gauge pressure is 5-6 Kg/Cr
It showed A. After the reaction was completed, the mixture was cooled to room temperature and the product was filtered off. After repeating washing and filtration until CI- in the filtrate was 1ppm or less, it was dried at 110°C for 16 hours and calcined in air at 530°C for 4 hours to obtain Na type 28M-5 white crystals 1122. . The X-ray diffraction spectrum of this white crystal is Z
It was confirmed that the spectrum matched the XFi1 diffraction spectrum of SM-5. The obtained Na type 28M-5 zeolite was
After 50-b ion exchange with 5% ammonium chloride aqueous solution three times, C1- of the washing water was lpp.
m or less, and dried at 110° C. for 16 hours to obtain NH4+ type ZSM-5 crystal 1062. Further, a part of it was calcined in air for 5 aoc for 4 hours to obtain H-type ZSM-5.
Got 5.
これを触媒に用いて、実施例1と同様の反応を行なった
結果を第4表に示す。Using this as a catalyst, the same reaction as in Example 1 was carried out and the results are shown in Table 4.
比較例 2
比較例1で合Jii L/たNH4+型ZSM−549
を0.1M硝酸カドミウム水溶液40m71で80℃×
2時間のイオン交換を行ない、20倍量の蒸留水で数回
に分けて洗浄した。110℃×16時間乾燥し、空気中
530℃×4時間焼成してCd型Z SM−5(Cd含
量0.16%)を調製した。Comparative Example 2 In Comparative Example 1, NH4+ type ZSM-549 was used.
at 80°C with 40ml of 0.1M cadmium nitrate aqueous solution
Ion exchange was performed for 2 hours, and the sample was washed several times with 20 times the amount of distilled water. It was dried at 110° C. for 16 hours and fired in air at 530° C. for 4 hours to prepare Cd type Z SM-5 (Cd content 0.16%).
これを触媒に714いて、実施例1と同様の反応を行な
った結果を第4表に示す。Table 4 shows the results of a reaction similar to Example 1 using this as a catalyst.
比較例 3
Y型ゼオライト(東洋曹達工業(株)製:TSZJ30
HOA )を触媒に用いて、実施例1と同様の反Lcを
行なった結果を第4表に示す。Comparative Example 3 Y-type zeolite (manufactured by Toyo Soda Kogyo Co., Ltd.: TSZJ30
Table 4 shows the results of the same anti-Lc test as in Example 1 using HOA (HOA) as a catalyst.
比a例 4
ucc%シリカライト(S−115)を触媒に用いて、
実施例1と同様の反応を行なった結果を第4表に示す。Ratio Example 4 Using ucc% silicalite (S-115) as a catalyst,
Table 4 shows the results of the same reaction as in Example 1.
比較例 5
シリカアルミナ(日揮化学C株)製:N−681L・O
を触媒に用いて、実施例1と同様の反応を行なった結果
を第4表に示す。Comparative example 5 Silica alumina (manufactured by JGC Chemical C Co., Ltd.): N-681L・O
Table 4 shows the results of a reaction similar to that in Example 1 using the following as a catalyst.
Claims (17)
モニアを触媒の存在下、気相で縮合させて、ピリジン塩
基類を製造する方法において、触媒としてAl、Fe、
および/またはGaからなる金属(ただし、Alのみは
除く)に対するSiの比率が約12ないし1000であ
り、かつ、制御指数が約0.8ないし約12のゼオライ
トをタリウム、鉛およびコバルトから選ばれる一種以上
の金属のイオンおよび/または金属の化合物で修飾して
なる触媒を用いることを特徴とするピリジン塩基類の製
造方法。(1) In a method for producing pyridine bases by condensing an aliphatic aldehyde and/or ketone with ammonia in the presence of a catalyst in the gas phase, the catalyst may include Al, Fe,
and/or a zeolite having a ratio of Si to a metal consisting of Ga (excluding only Al) of about 12 to 1000 and a control index of about 0.8 to about 12 selected from thallium, lead, and cobalt. 1. A method for producing pyridine bases, which comprises using a catalyst modified with one or more metal ions and/or metal compounds.
ルムアルデヒドを用い、主生成物がピリジンである特許
請求の範囲第1項記載の方法。(2) The method according to claim 1, wherein acetaldehyde and formaldehyde are used as the aliphatic aldehydes, and the main product is pyridine.
アのモル比が約1:0.3〜3:0.5〜5である特許
請求の範囲第2項記載の方法。(3) The method of claim 2, wherein the molar ratio of acetaldehyde:formaldehyde:ammonia is about 1:0.3 to 3:0.5 to 5.
.5モル以下のメタノールを含有してなる特許請求範囲
第2項記載の方法。(4) 0 per mole of acetaldehyde in the reaction raw material
.. 3. The method according to claim 2, comprising 5 moles or less of methanol.
バルトイオンから選ばれる一種以上の金属イオンでイオ
ン交換してなる触媒を用いることを特徴とする特許請求
の範囲第1、第2または第3項記載の方法。(5) A catalyst according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a catalyst is used which is obtained by ion-exchanging zeolite with one or more metal ions selected from thallium ions, lead ions and cobalt ions. Method.
バルト化合物から選ばれる一種以上の金属化合物で混練
法、含浸法、浸漬法、沈着法あるいは蒸発乾固法によっ
て処理してなる触媒を用いることを特徴とする特許請求
の範囲第1、第2または第3項記載の方法。(6) It is characterized by using a catalyst obtained by treating zeolite with one or more metal compounds selected from thallium compounds, lead compounds, and cobalt compounds by a kneading method, an impregnation method, a dipping method, a deposition method, or an evaporation-drying method. A method according to claim 1, 2 or 3.
ン酸塩、硝酸塩および有機カルボン酸塩から選ばれる一
種以上の金属化合物である特許請求の範囲第6項記載の
方法。(7) The method according to claim 6, wherein the metal compound is one or more metal compounds selected from oxides, halides, sulfates, phosphates, nitrates, and organic carboxylates.
物が酸化物である特許請求の範囲第7項記載の方法。(8) The method according to claim 7, wherein the metal compound of thallium, lead and/or cobalt is an oxide.
酸化物をゼオライトと混練することによる特許請求の範
囲第6項記載の方法。(9) The method according to claim 6, wherein the modification method with a metal compound comprises kneading the oxide or hydroxide with zeolite.
含有量がゼオライトに対して0.005ないし0.1m
g当量/gである特許請求の範囲第1、第2、第3、第
5、第6、第7、第8または第9項記載の方法。(10) The metal content of thallium, lead and/or cobalt is 0.005 to 0.1 m relative to zeolite
g equivalent/g.
い、α−ピコリンおよびγ−ピコリンを主生成物とする
特許請求の範囲第1項記載の方法。(11) The method according to claim 1, wherein acetaldehyde is used as the aliphatic aldehyde and α-picoline and γ-picoline are the main products.
β−ピコリンおよびピリジンを主生成物とする特許請求
の範囲第1項記載の方法。(12) using acrolein as the aliphatic aldehyde,
A method according to claim 1, wherein the main products are β-picoline and pyridine.
肪族ケトンとしてアセトンを用い、2,6−ルチジンを
主生成物とする特許請求の範囲第1項記載の方法。(13) The method according to claim 1, wherein formaldehyde is used as the aliphatic aldehyde, acetone is used as the aliphatic ketone, and 2,6-lutidine is the main product.
aからなる金属(ただし、Alのみは除く)に対するS
iの比率が約15ないし500である特許請求の範囲第
1、第2、第3、第5、第6、第7、第8、第9、第1
0、第11、第12または第13項記載の方法。(14) Al, Fe, and/or G in zeolite
S for metals consisting of a (excluding Al only)
Claims 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 1, wherein the ratio of i is about 15 to 500.
0, 11, 12 or 13.
1型結晶構造を有するガリウムシリケートである特許請
求の範囲第1、第2、第3、第5、第6、第7、第8、
第9、第10、第11、第12または第13項記載の方
法。(15) Zeolite is ZSM-5 type or ZSM-1
Claims 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, which are gallium silicate having type 1 crystal structure.
The method according to item 9, 10, 11, 12 or 13.
1型結晶構造を有する鉄シリケートである特許請求の範
囲第1、第2、第3、第5、第6、第7、第8、第9、
第10、第11、第12または第13項記載の方法。(16) Zeolite is ZSM-5 type or ZSM-1
Claims 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, which are iron silicate having type 1 crystal structure.
The method according to item 10, 11, 12 or 13.
ト、アルミナおよび/またはシリカアルミナを含ませた
特許請求の範囲第1、第2、第3、第11、第12、第
13、第14、第15、または第16項記載の方法。(17) Claims 1, 2, 3, 11, 12, 13, 14, 15, in which the catalyst contains silica, diatomaceous earth, kaolin, bentonite, alumina and/or silica alumina. , or the method according to paragraph 16.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/009,526 US4810794A (en) | 1986-02-06 | 1987-02-02 | Process for producing pyridine bases |
| US9526 | 1987-02-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190877A true JPS63190877A (en) | 1988-08-08 |
| JPH07107049B2 JPH07107049B2 (en) | 1995-11-15 |
Family
ID=21738193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62120354A Expired - Fee Related JPH07107049B2 (en) | 1987-02-02 | 1987-05-19 | Method for synthesizing pyridine bases |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107049B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0987250A (en) * | 1995-09-25 | 1997-03-31 | Daicel Chem Ind Ltd | Production of pyridine bases, new zeolite supporting metal and its production |
-
1987
- 1987-05-19 JP JP62120354A patent/JPH07107049B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0987250A (en) * | 1995-09-25 | 1997-03-31 | Daicel Chem Ind Ltd | Production of pyridine bases, new zeolite supporting metal and its production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07107049B2 (en) | 1995-11-15 |
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