JPS647976B2 - - Google Patents

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JPS647976B2
JPS647976B2 JP57004304A JP430482A JPS647976B2 JP S647976 B2 JPS647976 B2 JP S647976B2 JP 57004304 A JP57004304 A JP 57004304A JP 430482 A JP430482 A JP 430482A JP S647976 B2 JPS647976 B2 JP S647976B2
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JP
Japan
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acid
catalyst
cyclic
reaction
heteropolyacid
Prior art date
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Expired
Application number
JP57004304A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS58121229A (en
Inventor
Osamu Mitsui
Yohei Fukuoka
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP57004304A priority Critical patent/JPS58121229A/en
Publication of JPS58121229A publication Critical patent/JPS58121229A/en
Publication of JPS647976B2 publication Critical patent/JPS647976B2/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は環状アルコール類の製造方法に関する
ものであり、さらに詳しくいえば、環状オレフイ
ン又は環状オレフイン含有炭化水素混合物を接触
的に水和して環状アルコールを製造するに際し、
触媒としてヘテロポリ酸と芳香族スルホン酸とか
ら成る混合物を用いることによつて、高収率で環
状アルコール類を得る方法に関するものである。 従来、環状オレフイン、殊にシクロヘキセンを
水和してシクロヘキサノールを製造する方法に関
し、各種の触媒を用いる方法、例えば高濃度の硫
酸を用いて、いつたんエステルにしたのち加水分
解する方法、リン酸などを担体に担持させた固体
触媒を用いて水和する方法、固体触媒として陽イ
オン交換樹脂を用いる方法(特公昭38−15619号
公報、特公昭44−26656号公報)、あるいは芳香族
スルホン酸触媒を用いる方法(特公昭43−8104号
公報、特公昭43−16125号公報)などが知られて
いる。 しかしながら、高濃度硫酸を用いて、いつたん
エステルにしたのち加水分解する方法は、高濃度
硫酸の回収に多大の費用を要し、また装置材質の
腐食問題などがあつて経済的でなく、さらにシク
ロヘキセンにベンゼンが含まれていると、ベンゼ
ンと硫酸との反応によつて副生物が大量に生成す
るために、ベンゼンとの混合系にはこの方法を用
いることができないという欠点を有している。 また、リン酸などを担体に担持させた固体触媒
を用いる方法は収率が低く、その上担持した酸が
溶出することによる触媒の寿命の点などに問題が
あり、他方固体触媒として陽イオン交換樹脂を用
いる方法は、触媒の耐熱性が低く、樹脂の分解や
崩壊を避けるために反応温度をあまり高くするこ
とができず、反応速度が極めて遅いという欠点を
有している。 さらに、芳香族スルホン酸触媒を用いる方法
は、実施例にみられるようにワンパスの転化率が
最も良いもので30%、その他は20%以下であつ
て、触媒としての活性が低いという欠点がある。 ところで、一般にオレフインの水和において、
ケイタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタ
ングステン酸などのヘテロポリ酸の水溶液を用い
る方法が知られている(Brennstoff Chem.、38
321、375(1957)など)。 しかしながら、この方法に関し、これまですべ
ての面で十分満足しうる結果を与えている報告は
見出されていない。例えば特公昭49−36203号公
報、特公報50−35052号公報、特公昭50−35053号
公報などにおいては、装置材質の腐食や副反応を
抑制するため、ヘテロポリ酸濃度を比較的低く
し、またアルカリなどを添加して、PHを2.5〜4.5
に調整して行うことが記載されているが、この場
合ワンパスの転化率が数%といつた極めて低い欠
点がある。 さらに、特開昭51−13711号公報においては、
10〜70重量%というヘテロポリ酸の高濃度水溶液
を用い、かつ100〜170℃の温度で反応させれば材
質の腐食やオレフイン重合物の生成などの副反応
を抑制し、触媒の寿命や水和活性などに満足しう
る旨の記載がなされている。しかしながら、実際
に実施例をみると、水和反応に供する原料として
はエチレン、プロピレンなどのα−オレフインの
みであつて、2−ブテンやシクロヘキセンなどの
内部に二重結合を有するオレフインは用いられて
いない。また、ヘテロポリ酸の濃度を上げること
によつて、ヘテロポリ酸中の生成アルコールの濃
度を上げることができた例として水和に供する原
料が水和活性の比較的低い長鎖のα−オレフイン
であるオクテン−1を用いた例が示されている
が、この場合ヘテロポリ酸中の水和生成物である
オクタノールの濃度は極めて低くなつている。し
たがつて、α−オレフインに比べてさらに水和活
性の著しく低い内部に不飽和結合を有するオレフ
イン、例えば2−ブテン、2−オクテン、シクロ
ヘキセンなどに対する水和活性が極めて低いこと
が予想される。 さらに、本発明者らの追試によると、反応中に
ヘテロポリ酸は還元されて金属酸化物の沈澱が生
じ、反応系は懸濁液となる。このような懸濁系に
おいては装置の目詰りなどのトラブルが起るばか
りでなく、触媒活性の低下も著しく、工業的には
問題点が多い。 本発明者らは、このような事情に鑑み、環状オ
レフインの水和による環状アルコールの製造の際
に使用する触媒について鋭意研究を重ねた結果ヘ
テロポリ酸と芳香族スルホン酸から成る触媒系
は、高転化率かつ高選択率で環状アルコールを生
成し、その上長期間使用による触媒活性の低下も
ほとんど認められないことを見出し、この知見に
基づいて本発明を完成するに至つた。 すなわち、本発明は、環状オレフイン又は該環
状オレフインを含有する炭化水素混合物を接触水
和して環状アルコールを製造するに当り、ヘテロ
ポリ酸と芳香族スルホン酸とから成る混合触媒を
用いることを特徴とする環状アルコール類の製造
方法を提供するものである。 本発明方法において原料として用いられる環状
オレフインについては、特に制限はないが、次の
一般式(1) CoH2o-2-nRn ……(1) (式中のRは水素原子、炭素数1〜4のアルキル
基、フエニル基又はシクロヘキシル基であり、n
は5〜12、mは1〜4の整数である) で示される構造を有する化合物が特に好適であ
る。このような環状オレフインとしては、例えば
シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテ
ン、シクロノネン、シクロデセン、シクロウンデ
セン、シクロドデセン、メチルシクロヘキセン、
ジメチルシクロヘキセン、トリメチルシクロヘキ
セン、テトラメチルシクロヘキセン、フエニルシ
クロヘキセンなどが挙げられる。 本発明方法においては、これらの環状オレフイ
ンは単独又は混合物として用いてもよいし、さら
に他の炭化水素との混合物として用いてもよい。 環状オレフインを含有する炭化水素混合物とし
て、芳香族炭化水素及び環状パラフインの中から
選ばれた少なくとも1種を含有する混合物が好ま
しく用いられる。この芳香族炭化水素としては、
例えばベンゼン、トルエン、キシレン、ジフエニ
ルなどが挙げられ、環状パラフインとしては、例
えばシクロヘキサン、シクロオクタンなどが挙げ
られる。 ところで、本発明の原料として用いうる環状オ
レフインであるシクロヘキセンは、通常ハロゲン
化シクロヘキサンの脱ハロゲン化水素反応、又は
シクロヘキサンの脱水素反応によつて製造され
る。しかしながら前者の方法においては不均化反
応によるベンゼン、シクロヘキサンなどの副生物
を十分抑制することが困難であり、また後者にお
いては転化率やシクロヘキセンの選択率を100%
とすることは難しく、したがつてシクロヘキセン
はシクロヘキサンやベンゼンとの混合物として得
られることが多い。 また、トルエンの部分水添によるメチルシクロ
ヘキセンの製造においても、トルエンとメチルシ
クロヘキサンとの混合物で得られ、さらにはシク
ロオクタジエンの部分水添反応によるシクロオク
テンの製造においてもシクロオクタンとの混合物
として得られることが多い。 したがつて、本発明方法は、これらの芳香族炭
化水素や環状パラフインを含有した環状オレフイ
ンに対して効果的な方法といえる。 本発明方法において触媒の一成分として用いる
ヘテロポリ酸はモリブデン、タングステン、バナ
ジウムの中から選ばれた少なくとも1種の金属原
子を含有するものであり、さらに他の元素を縮合
配位元素として含んでいてもよい。このヘテロポ
リ酸の中心元素は、例えばP、As、Si、Ge、
Ti、Ce、Th、Mn、Ni、Te、I、Co、Cr、Fe、
Ga、B、V、Pt、Be及びZnの群の中から選ばれ
た1種であり、またヘテロポリ酸中の縮合配位元
素と中心元素との原子比は2.5〜12である。さら
にヘテロポリ酸は単量体のみならず二量体や三量
体などの重合体も使用しうる。 これらのヘテロポリ酸の具体例としては、リン
モリブデン酸、リンタングステン酸、リンモリブ
ドタングステン酸、リンモリブドバナシン酸、リ
ンモリブドタングストバナジン酸、リンタングス
トバナジン酸、リンモリブドニオブ酸、リンマン
ガンタングステン酸、ケイモリブデン酸、ケイタ
ングステン酸、ケイモリブドタングステン酸、ケ
イモリブドタングストバナジン酸、ホウモリブデ
ン酸、ホウタングステン酸、ホウモリブドタング
ステン酸、ホウモリブドバナジン酸、ホウモリブ
ドタングストバナジン酸、コバルトモリブデン
酸、コバルトタングステン酸などが挙げられる。
これらの中でリンモリブデン酸、リンタングステ
ン酸、ケイタングステン酸、ホウタングステン酸
などが好適である。 また、他の触媒の一成分として用いる芳香族ス
ルホン酸としては、例えばp−トルエンスルホン
酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン
酸、アンスラセンスルホン酸などの芳香族モノス
ルホン酸やポリスルホン酸を挙げることができ
る。 本発明方法において触媒として用いるヘテロポ
リ酸と芳香族スルホン酸との混合割合について
は、ヘテロポリ酸や芳香族スルホン酸の種類によ
つて異なるが、通常触媒全量に対する芳香族スル
ホン酸の含有量は5〜95重量%、好ましくは10〜
90重量%、さらに好ましくは10〜60重量%の範囲
である。 本発明方法における触媒濃度については特に制
限はないが、水溶液中の触媒濃度が高いほど反応
が速やかに進行するので好ましく、通常ヘテロポ
リ酸及び芳香族スルホン酸の使用温度における飽
和溶解度までの範囲の濃度が用いられる。反応が
回分式の場合には、触媒が飽和溶解度以上に存在
してもよいが、連続式の場合には輸送の問題など
が生じて好ましくない。また触媒濃度が低過ぎる
と反応速度が遅くて実用的でなく、好ましくは触
媒濃度が10重量%以上飽和溶解度までの範囲で反
応が行われる。 本発明のヘテロポリ酸と芳香族スルホン酸との
混合触媒においては、ヘテロポリ酸の溶解度は芳
香族スルホン酸の混合によつて上昇し、いわゆる
高濃度の触媒水溶液を調製することが可能であ
り、また反応中や反応後の沈澱が著るしく減少す
ることによつて、この高濃度触媒を長期間にわた
つて安定的に使用することが可能である。 本発明方法においては、触媒の使用量が多いほ
ど環状オレフインの転化率は大きくなる。この際
原料の環状オレフイン中に芳香族炭化水素や環状
パラフインが含まれると環状オレフインの転化率
は低下するが、触媒量をさらに増すことによつて
転化率の低下を補うことができる。 本発明における好ましい触媒の使用量について
は、反応形式が回分式か又は連続式によつても大
きく異なり、一概に決めることはできないが、通
常原料の環状オレフイン又は環状オレフインを含
有する炭化水素混合物1重量部に対して0.1〜200
重量部の触媒が好ましく用いられる。触媒量が
0.1重量部未満では反応速度が小さく、また200重
量部を越えると経済的に不利となる。 本発明方法における反応温度は化学平衡論的に
は低温ほどよく、この点本発明方法は触媒活性が
高いことによつて比較的低い温度で行いうるた
め、工業的に有利である。反応温度は通常50〜
180℃、好ましくは70〜150℃の範囲で行われる。
反応温度が50℃以下では反応速度が極端に遅くな
るので実用的ではない。 また、反応圧力は、反応条件下で液相に保つに
必要な圧力以上とすることが好ましく、この際窒
素ガスなどの不活性ガスを導入して圧力を調節す
ることもできる。 さらに本発明方法においては、所望により触媒
に対して1重量%以下のリン酸を共存させてもよ
い。リン酸を共存させることによつてヘテロポリ
酸の安定性がさらに向上し、触媒寿命が一層長く
なる。 本発明の実施形態としては回分式、連続式、半
回分式のいずれの方式でもよいが、効率的に行う
には連続式が好ましい。 本発明方法は、環状オレフイン又は環状オレフ
インを含有する炭化水素混合物を原料とし、触媒
としてヘテロポリ酸と芳香族スルホン酸から成る
混合物を用いて水和反応を行うことによつて、高
転化率かつ高選択率で環状アルコールを生成し、
その上本発明の触媒は長期間使用による活性低下
がほとんど認められないなど、工業的に優れた方
法である。 次に実施例によつて本発明をさらに詳細に説明
する。 実施例 1 50ml容ガラス製アンプル管に、リンモリブデン
酸(p:Mo=1:12原子比)とp−トルエンス
ルホン酸とを合計12gとなるように種々の割合で
入れ、さらに水を触媒の結晶水も含めて全水量が
12gとなるように入れる。次にシクロヘキセン1
mlを加えたのち、アンプル管を封じて100℃に調
整されたオイル振とう器にセツトし、1時間振と
うを行う。次いでアンプルを開封して反応液を取
り出し、これに水を加え溶剤抽出を繰り返し行つ
たのち、ガスクロマトグラフイーによつて未反応
シクロヘキセン、反応生成物であるシクロヘキサ
ノール及び副生成物の定量を行つた。その結果を
第1表に示す。 第1表より明らかに、リンモリブデン酸及びp
−トルエンスルホン酸それぞれ単独で行うより
も、混合系触媒を用いた方がシクロヘキセンの転
化率が高いことが分る。
The present invention relates to a method for producing cyclic alcohols, and more specifically, when producing a cyclic alcohol by catalytically hydrating a cyclic olefin or a cyclic olefin-containing hydrocarbon mixture,
The present invention relates to a method for obtaining cyclic alcohols in high yield by using a mixture of a heteropolyacid and an aromatic sulfonic acid as a catalyst. Conventionally, methods for producing cyclohexanol by hydrating cyclic olefins, especially cyclohexene, have been carried out using various catalysts, such as methods in which esters are formed using high concentration sulfuric acid and then hydrolyzed, and phosphoric acid. A method of hydration using a solid catalyst supported on a carrier, a method of using a cation exchange resin as a solid catalyst (Japanese Patent Publication No. 38-15619, Japanese Patent Publication No. 44-26656), or an aromatic sulfonic acid Methods using catalysts (Japanese Patent Publication No. 43-8104, Japanese Patent Publication No. 43-16125) are known. However, the method of using high-concentration sulfuric acid to convert it into esters and then hydrolyzing them is not economical because it requires a large amount of money to recover the high-concentration sulfuric acid, and there are problems with corrosion of the equipment material. If benzene is contained in cyclohexene, a large amount of by-products will be produced by the reaction between benzene and sulfuric acid, so this method has the disadvantage that it cannot be used for mixed systems with benzene. . In addition, methods using solid catalysts such as phosphoric acid supported on a carrier have low yields, and there are problems with the life of the catalyst due to the elution of the supported acid. Methods using resins have the disadvantage that the catalyst has low heat resistance, the reaction temperature cannot be raised too high to avoid decomposition or collapse of the resin, and the reaction rate is extremely slow. Furthermore, methods using aromatic sulfonic acid catalysts have the disadvantage of low catalytic activity, with the best one-pass conversion rate being 30% and the others being less than 20%, as seen in the examples. . By the way, in general, in the hydration of olefin,
A method using an aqueous solution of a heteropolyacid such as silicotungstic acid, phosphomolybdic acid, or phosphotungstic acid is known (Brennestoff Chem., 38 ,
321, 375 (1957), etc.). However, with respect to this method, no report has been found so far that provides results that are fully satisfactory in all respects. For example, in Japanese Patent Publication No. 49-36203, Japanese Patent Publication No. 50-35052, and Japanese Patent Publication No. 50-35053, the concentration of heteropolyacid is made relatively low in order to suppress corrosion and side reactions of equipment materials, and Add alkali etc. to adjust pH to 2.5 to 4.5
However, in this case, the one-pass conversion rate is extremely low, such as a few percent. Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-13711,
By using a highly concentrated aqueous solution of heteropolyacid of 10 to 70% by weight and performing the reaction at a temperature of 100 to 170°C, side reactions such as corrosion of materials and the formation of olefin polymers can be suppressed, and the life of the catalyst can be reduced. It is stated that the activity is satisfactory. However, in actual examples, only α-olefins such as ethylene and propylene are used as raw materials for the hydration reaction, and olefins with internal double bonds such as 2-butene and cyclohexene are not used. do not have. In addition, as an example of increasing the concentration of the alcohol produced in the heteropolyacid by increasing the concentration of the heteropolyacid, the raw material for hydration is a long-chain α-olefin with relatively low hydration activity. An example is given using octene-1, but in this case the concentration of the hydration product octanol in the heteropolyacid is very low. Therefore, it is expected that the hydration activity for olefins having an internal unsaturated bond, such as 2-butene, 2-octene, and cyclohexene, which has significantly lower hydration activity than α-olefin, is extremely low. Further, according to additional tests conducted by the present inventors, the heteropolyacid is reduced during the reaction, and a metal oxide precipitates, resulting in the reaction system becoming a suspension. Such a suspension system not only causes troubles such as clogging of the equipment, but also has a significant drop in catalyst activity, which poses many problems from an industrial perspective. In view of these circumstances, the present inventors have conducted extensive research on catalysts used in the production of cyclic alcohols by hydrating cyclic olefins, and have found that a catalyst system consisting of a heteropolyacid and an aromatic sulfonic acid has a high It was discovered that a cyclic alcohol can be produced with a high conversion rate and high selectivity, and there is almost no decrease in catalyst activity due to long-term use, and based on this knowledge, the present invention has been completed. That is, the present invention is characterized in that a mixed catalyst comprising a heteropolyacid and an aromatic sulfonic acid is used in producing a cyclic alcohol by catalytically hydrating a cyclic olefin or a hydrocarbon mixture containing the cyclic olefin. The present invention provides a method for producing cyclic alcohols. The cyclic olefin used as a raw material in the method of the present invention is not particularly limited, but has the following general formula (1) C o H 2o-2-n R n ...(1) (R in the formula is a hydrogen atom, An alkyl group, phenyl group or cyclohexyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n
is 5 to 12, m is an integer of 1 to 4) Compounds having the structure shown below are particularly suitable. Such cyclic olefins include, for example, cyclopentene, cyclohexene, cyclooctene, cyclononene, cyclodecene, cycloundecene, cyclododecene, methylcyclohexene,
Examples include dimethylcyclohexene, trimethylcyclohexene, tetramethylcyclohexene, and phenylcyclohexene. In the method of the present invention, these cyclic olefins may be used alone or as a mixture, or may be used as a mixture with other hydrocarbons. As the hydrocarbon mixture containing a cyclic olefin, a mixture containing at least one selected from aromatic hydrocarbons and cyclic paraffins is preferably used. This aromatic hydrocarbon is
Examples include benzene, toluene, xylene, diphenyl and the like, and examples of the cyclic paraffin include cyclohexane and cyclooctane. Incidentally, cyclohexene, which is a cyclic olefin that can be used as a raw material in the present invention, is usually produced by a dehydrohalogenation reaction of halogenated cyclohexane or a dehydrogenation reaction of cyclohexane. However, in the former method, it is difficult to sufficiently suppress by-products such as benzene and cyclohexane caused by the disproportionation reaction, and in the latter method, the conversion rate and cyclohexene selectivity are 100%.
Therefore, cyclohexene is often obtained as a mixture with cyclohexane and benzene. Furthermore, in the production of methylcyclohexene by partial hydrogenation of toluene, it is obtained as a mixture of toluene and methylcyclohexane, and furthermore, in the production of cyclooctene by partial hydrogenation of cyclooctadiene, it is obtained as a mixture with cyclooctane. This is often the case. Therefore, the method of the present invention can be said to be effective for cyclic olefins containing these aromatic hydrocarbons and cyclic paraffins. The heteropolyacid used as a component of the catalyst in the method of the present invention contains at least one metal atom selected from molybdenum, tungsten, and vanadium, and further contains other elements as condensed coordination elements. Good too. The central elements of this heteropolyacid are, for example, P, As, Si, Ge,
Ti, Ce, Th, Mn, Ni, Te, I, Co, Cr, Fe,
It is one selected from the group of Ga, B, V, Pt, Be, and Zn, and the atomic ratio of the condensed coordination element to the central element in the heteropolyacid is 2.5 to 12. Furthermore, as the heteropolyacid, not only monomers but also polymers such as dimers and trimers can be used. Specific examples of these heteropolyacids include phosphomolybdic acid, phosphotungstic acid, phosphomolybdotungstic acid, phosphomolybdovanacic acid, phosphomolybdotungstovanadate, phosphotungstovanadic acid, phosphomolybdoniobic acid, phosphorus Manganese tungstic acid, silicon molybdic acid, silicotungstic acid, silicon molybdo tungstic acid, silicon molybdo tungstovanadate, boromolybdic acid, borotungstic acid, boromolybdotungstic acid, boromolybdovanadate, boromolybdotungstovanadine Examples include cobalt molybdic acid, cobalt tungstic acid, and the like.
Among these, phosphomolybdic acid, phosphotungstic acid, silicotungstic acid, borotungstic acid, etc. are preferred. Examples of the aromatic sulfonic acid used as a component of other catalysts include aromatic monosulfonic acids and polysulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, and anthracenesulfonic acid. can. The mixing ratio of heteropolyacid and aromatic sulfonic acid used as a catalyst in the method of the present invention varies depending on the type of heteropolyacid and aromatic sulfonic acid, but the content of aromatic sulfonic acid based on the total amount of catalyst is usually 5 to 5. 95% by weight, preferably 10~
It is in the range of 90% by weight, more preferably 10-60% by weight. There is no particular restriction on the catalyst concentration in the method of the present invention, but the higher the catalyst concentration in the aqueous solution, the faster the reaction proceeds, so it is preferable, and the concentration is usually within the range of the saturated solubility of the heteropolyacid and aromatic sulfonic acid at the operating temperature. is used. When the reaction is carried out batchwise, the catalyst may be present in an amount higher than the saturation solubility, but when the reaction is carried out continuously, transportation problems arise, which is not preferable. Further, if the catalyst concentration is too low, the reaction rate is too slow to be practical, and the reaction is preferably carried out at a catalyst concentration of 10% by weight or more up to saturation solubility. In the mixed catalyst of the present invention of a heteropolyacid and an aromatic sulfonic acid, the solubility of the heteropolyacid is increased by mixing the aromatic sulfonic acid, and it is possible to prepare a so-called highly concentrated catalyst aqueous solution. Since precipitation during and after the reaction is significantly reduced, this highly concentrated catalyst can be used stably over a long period of time. In the method of the present invention, the greater the amount of catalyst used, the greater the conversion rate of cyclic olefin. At this time, if an aromatic hydrocarbon or a cyclic paraffin is contained in the cyclic olefin as a raw material, the conversion rate of the cyclic olefin will decrease, but the decrease in the conversion rate can be compensated for by further increasing the amount of catalyst. The preferred amount of the catalyst to be used in the present invention varies greatly depending on whether the reaction format is batchwise or continuous, and cannot be determined unconditionally. 0.1 to 200 to parts by weight
Parts by weight of catalyst are preferably used. The amount of catalyst
If it is less than 0.1 part by weight, the reaction rate will be low, and if it exceeds 200 parts by weight, it will be economically disadvantageous. The reaction temperature in the method of the present invention is preferably lower in terms of chemical equilibrium, and in this respect, the method of the present invention is industrially advantageous because it can be carried out at a relatively low temperature due to the high catalytic activity. The reaction temperature is usually 50~
It is carried out at 180°C, preferably in the range of 70 to 150°C.
If the reaction temperature is less than 50°C, the reaction rate will be extremely slow, which is not practical. Further, the reaction pressure is preferably higher than the pressure required to maintain the liquid phase under the reaction conditions, and at this time, the pressure can also be adjusted by introducing an inert gas such as nitrogen gas. Furthermore, in the method of the present invention, phosphoric acid may be present in an amount of 1% by weight or less based on the catalyst, if desired. By coexisting phosphoric acid, the stability of the heteropolyacid is further improved and the catalyst life is further extended. The embodiment of the present invention may be a batch type, a continuous type, or a semi-batch type, but a continuous type is preferable for efficient implementation. The method of the present invention uses a cyclic olefin or a hydrocarbon mixture containing a cyclic olefin as a raw material, and performs a hydration reaction using a mixture of a heteropolyacid and an aromatic sulfonic acid as a catalyst, thereby achieving a high conversion rate and high yield. Produces cyclic alcohols with selectivity,
Furthermore, the catalyst of the present invention is an industrially excellent method, with almost no decrease in activity observed after long-term use. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 Phosphormolybdic acid (p:Mo = 1:12 atomic ratio) and p-toluenesulfonic acid were put in various ratios to a total of 12g in a 50ml glass ampoule tube, and water was added to the catalyst. The total amount of water including crystal water
Add so that it weighs 12g. Next, cyclohexene 1
ml, seal the ampoule tube, set it in an oil shaker adjusted to 100℃, and shake for 1 hour. Next, the ampoule was opened, the reaction solution was taken out, water was added thereto, solvent extraction was repeated, and unreacted cyclohexene, the reaction product cyclohexanol, and byproducts were quantified by gas chromatography. . The results are shown in Table 1. It is clear from Table 1 that phosphomolybdic acid and p
-Toluenesulfonic acid It can be seen that the conversion rate of cyclohexene is higher when a mixed catalyst is used than when each is used alone.

【表】 * 比較例
実施例 2 500ml容オートクレーブに水100ml、リンタング
ステン酸150g、ベンゼンスルホン酸20g及びベ
ンゼンとシクロヘキサンをそれぞれ40重量%、10
重量%を含有するシクロヘキセン25mlを入れ、か
きまぜながら昇温して90℃で1時間保つたのち水
冷した。冷却後反応液を取り出し、水200mlを加
えて溶剤抽出を繰返したのち、溶剤中の未反応シ
クロヘキセン、シクロヘキサノール及び副生物な
どをガスクロマトグラフイーによつて定量した。
その結果、シクロヘキセンの転化率は80%であ
り、シクロヘキサノールへの選択率は99.8%であ
つた。 実施例 3〜14 実施例1と同様に、触媒、温度、時間などの反
応条件を変化させて反応を行つた。その結果を第
2表に示す。
[Table] * Comparative Example Example 2 In a 500 ml autoclave, add 100 ml of water, 150 g of phosphotungstic acid, 20 g of benzenesulfonic acid, and 40% by weight each of benzene and cyclohexane, 10
25 ml of cyclohexene containing % by weight was added, and the temperature was raised while stirring, kept at 90°C for 1 hour, and then cooled with water. After cooling, the reaction solution was taken out, 200 ml of water was added, and solvent extraction was repeated. Unreacted cyclohexene, cyclohexanol, by-products, etc. in the solvent were determined by gas chromatography.
As a result, the conversion rate of cyclohexene was 80%, and the selectivity to cyclohexanol was 99.8%. Examples 3 to 14 Reactions were carried out in the same manner as in Example 1 by changing reaction conditions such as catalyst, temperature, and time. The results are shown in Table 2.

【表】 実施例 15 1オートクレーブ(SUS32製)を使用し、
かきまぜながらシクロヘキセンを40g/Hrで供
給する。同時に触媒に対してリン酸を0.5重量%
の割合で含み、かつリンモリブデン酸とp−トル
エンスルホン酸とが9:1重量比で混合された触
媒を含有する触媒濃度60重量%の水溶液を800
g/Hrで供給する。130℃、3気圧、平均反応時
間1時間の条件で連続的に反応を行い、オートク
レーブからの流出液を減圧蒸留塔に導いて減圧蒸
留を行つた。塔頂よりシクロヘキセン11.6g/
Hr、シクロヘキサノール34.6g/Hrが得られ、
シクロヘキセンの転化率は71%であつた。一方塔
底より得られる触媒水溶液に水を加えて供給触媒
水溶液と同一比重(1.71g/c.c.)となるように調
整したのち、再循環使用した。5日間の連続運転
の結果、ほとんど安定して前記の結果を得た。 また、同一装置及び触媒水溶液として60重量%
のリンモリブデン酸水溶液を用い、同一条件で連
続運転を行つた結果、スタート後約13時間(触媒
3サイクル目)にポンプが詰り運転不可能となつ
た。逆止弁に黒緑色の沈殿物が付着していた。な
お、この時の塔頂液はシクロヘキセン26.3g/
Hr、シクロヘキサノール14.6g/Hrであり、シ
クロヘキセンの転化率は34.3%であつた。 実施例 16 50ml容ガラス製アンプル管に、リンモリブデン
酸5gとp−トルエンスルホン酸5g及び水10g
を入れる。さらにシクロオクテン1mlを加えたの
ち、アンプル管を封じ、120℃で振とうしながら
3時間保つた。次いで実施例1と同様にして分析
したところ、シクロオクテンの転化率は38%であ
り、シクロオクタノール以外の副生成物は認めら
れなかつた。 実施例 17〜22 実施例16と同様にガラスアンプル管にて、環状
オレフインの種類、触媒、温度、時間などの条件
を変えて反応を実施し、それぞれ対応する環状ア
ルコールを得た。その結果を第3表に示す。
[Table] Example 15 1 Using an autoclave (made of SUS32),
While stirring, feed cyclohexene at 40 g/Hr. At the same time, add 0.5% by weight of phosphoric acid to the catalyst.
An aqueous solution with a catalyst concentration of 60% by weight containing a catalyst in which phosphomolybdic acid and p-toluenesulfonic acid were mixed at a ratio of 9:1 by weight was
Supply in g/Hr. The reaction was carried out continuously under the conditions of 130°C, 3 atm, and an average reaction time of 1 hour, and the effluent from the autoclave was led to a vacuum distillation column to perform vacuum distillation. Cyclohexene 11.6g/from the top of the tower
Hr, cyclohexanol 34.6g/Hr was obtained,
The conversion rate of cyclohexene was 71%. On the other hand, water was added to the catalyst aqueous solution obtained from the bottom of the column to adjust the specific gravity to be the same as that of the supplied catalyst aqueous solution (1.71 g/cc), and then the solution was recycled and used. As a result of continuous operation for 5 days, the above results were obtained almost stably. In addition, 60% by weight as the same equipment and catalyst aqueous solution
As a result of continuous operation under the same conditions using an aqueous solution of phosphomolybdic acid, the pump became clogged and operation became impossible approximately 13 hours after the start (3rd cycle of the catalyst). There was a blackish green deposit attached to the check valve. In addition, the top liquid at this time was 26.3 g of cyclohexene/
Hr, cyclohexanol was 14.6 g/Hr, and the conversion rate of cyclohexene was 34.3%. Example 16 In a 50ml glass ampoule tube, 5g of phosphomolybdic acid, 5g of p-toluenesulfonic acid, and 10g of water
Put in. After adding 1 ml of cyclooctene, the ampoule tube was sealed and kept at 120°C for 3 hours with shaking. Next, analysis was performed in the same manner as in Example 1, and the conversion rate of cyclooctene was 38%, and no by-products other than cyclooctanol were observed. Examples 17 to 22 Reactions were carried out in a glass ampoule tube in the same manner as in Example 16, changing conditions such as the type of cyclic olefin, catalyst, temperature, time, etc., and corresponding cyclic alcohols were obtained. The results are shown in Table 3.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 環状オレフイン又は該環状オレフインを含有
する炭化水素混合物を接触水和して環状アルコー
ルを製造するに当り、ヘテロポリ酸と芳香族スル
ホン酸とから成る触媒系を用いることを特徴とす
る環状アルコール類の製造方法。 2 環状オレフインが一般式 CoH2o-2-nRn (式中のRは水素原子、炭素数1〜4のアルキル
基、フエニル基又はシクロヘキシル基であり、n
は5〜12、mは1〜4の整数である) で示される化合物である特許請求の範囲第1項記
載の方法。 3 環状オレフインを含有する炭化水素混合物
が、芳香族炭化水素及び環状パラフインの中から
選ばれた少なくとも1種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。
[Claims] 1. A catalyst system comprising a heteropolyacid and an aromatic sulfonic acid is used in producing a cyclic alcohol by catalytically hydrating a cyclic olefin or a hydrocarbon mixture containing the cyclic olefin. A method for producing a cyclic alcohol. 2 Cyclic olefin has the general formula C o H 2o-2-n R n (R in the formula is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or a cyclohexyl group, and n
5 to 12, and m is an integer of 1 to 4.) The method according to claim 1, wherein 3. The method according to claim 1, wherein the hydrocarbon mixture containing a cyclic olefin is a mixture containing at least one selected from aromatic hydrocarbons and cyclic paraffins.
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