JP2003192632A - Method for producing mixture of unsaturated carboxylic acid ester with unsaturated carboxylic acid - Google Patents
Method for producing mixture of unsaturated carboxylic acid ester with unsaturated carboxylic acidInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、不飽和カルボン酸
エステルと不飽和カルボン酸の混合物の製造方法に関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a mixture of an unsaturated carboxylic acid ester and an unsaturated carboxylic acid.
【0002】[0002]
【従来の技術】カルボン酸エステルの製造方法として、
アルデヒド化合物を原料として用い、これをアルコール
化合物及び分子状酸素と反応させる方法が知られてい
る。例えば、工業的に有用なメタクリ酸メチル又はアク
リル酸メチルを製造する方法として、メタクロレイン又
はアクロレインを原料として、メタノールと分子状酸素
によって一段階でエステルを形成する方法が注目を集め
ている。この方法は、アルデヒドを酸に変換し、次い
で、エステルへと変換していく二段法と比べると、工程
が短く且つ高収率であり、工業的に有利な方法といえ
る。2. Description of the Related Art As a method for producing a carboxylic acid ester,
A method is known in which an aldehyde compound is used as a raw material, and this is reacted with an alcohol compound and molecular oxygen. For example, as an industrially useful method for producing methyl methacrylate or methyl acrylate, a method of forming an ester in one step from methanol and molecular oxygen using methacrolein or acrolein as a raw material has been attracting attention. Compared with the two-step method in which an aldehyde is converted to an acid and then to an ester, this method has shorter steps and a high yield, and can be said to be an industrially advantageous method.
【0003】しかしながら、この製造方法は、カルボン
酸エステルが主に必要な場合には有用な方法といえる
が、カルボン酸もある程度要求される場合には、得られ
たカルボン酸エステルを更に加水分解してカルボン酸に
変換する必要があり、加水分解反応と精製の両工程を追
加的に実施する必要がるため、製造工程が非常に煩雑に
なる。However, this production method is useful when the carboxylic acid ester is mainly required, but when the carboxylic acid is also required to some extent, the obtained carboxylic acid ester is further hydrolyzed. Therefore, it is necessary to convert the carboxylic acid into a carboxylic acid, and it is necessary to additionally perform both the hydrolysis reaction and the purification step, which makes the manufacturing process very complicated.
【0004】更に、上記した製造方法では、カルボン酸
エステルと共に副反応生成物としてアセタールが生成し
易く、一般的にアセタールの沸点はカルボン酸エステル
の沸点と近いために、蒸留等の比較的簡単な精製方法で
は分離精製が困難であり、純度の高いカルボン酸エステ
ルを得るためには、煩雑な精製方法が必要になる。Further, in the above-mentioned production method, acetal is liable to be produced as a side reaction product with the carboxylic acid ester, and generally the boiling point of the acetal is close to the boiling point of the carboxylic acid ester. Separation and purification are difficult by the purification method, and a complicated purification method is required to obtain a high-purity carboxylic acid ester.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
不飽和アルデヒド化合物とアルコール化合物を原料とし
て不飽和カルボン酸エステルを製造する方法であって、
反応時に同時に不飽和カルボン酸を得ることができ、し
かも、得られた不飽和カルボン酸エステルと不飽和カル
ボン酸の混合物は、分離困難な副生成物の含有量が少な
く、高純度の不飽和カルボン酸エステルと不飽和カルボ
ン酸に容易に分離可能となる、不飽和カルボン酸エステ
ルと不飽和カルボン酸の混合物の新規な製造方法を提供
することである。The main object of the present invention is to:
A method for producing an unsaturated carboxylic acid ester using an unsaturated aldehyde compound and an alcohol compound as raw materials,
An unsaturated carboxylic acid can be obtained at the same time during the reaction, and the obtained mixture of unsaturated carboxylic acid ester and unsaturated carboxylic acid has a small amount of by-products which are difficult to separate and has a high purity of unsaturated carboxylic acid. It is to provide a novel method for producing a mixture of an unsaturated carboxylic acid ester and an unsaturated carboxylic acid, which can be easily separated into an acid ester and an unsaturated carboxylic acid.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した目
的を達成すべく鋭意研究を重ねてきた。その結果、不飽
和アルデヒド化合物、アルコール化合物及び分子状酸素
を反応させて不飽和カルボン酸エステルを製造する方法
において、反応開始時から反応液中に水を存在させる
か、或いは、反応中に水を添加して、反応液中に水を存
在させる場合には、不飽和カルボン酸エステルと同時に
不飽和カルボン酸を製造することができ、しかも、驚く
べきことに、不飽和カルボン酸エステルと沸点の近い副
反応生成物であるアセタールの生成量が極めて微量とな
って、簡単な蒸留法によって高純度の不飽和カルボン酸
エステルと不飽和カルボン酸とに分離することが可能と
なることを見出し、ここに本発明を完成するに至った。The inventor of the present invention has conducted extensive studies in order to achieve the above object. As a result, in the method of producing an unsaturated carboxylic acid ester by reacting an unsaturated aldehyde compound, an alcohol compound and molecular oxygen, water is present in the reaction solution from the start of the reaction, or water is added during the reaction. When water is present in the reaction solution by addition, the unsaturated carboxylic acid ester can be produced simultaneously with the unsaturated carboxylic acid ester, and, surprisingly, the boiling point is close to that of the unsaturated carboxylic acid ester. It was found that the amount of acetal, which is a side reaction product, is extremely small, and it is possible to separate the highly pure unsaturated carboxylic acid ester and unsaturated carboxylic acid by a simple distillation method. The present invention has been completed.
【0007】即ち、本発明は、下記の不飽和カルボン酸
エステルと不飽和カルボン酸の混合物の製造方法を提供
するものである。
1. 貴金属触媒及び分子状酸素の存在下に、液相中で
不飽和アルデヒド化合物とアルコール化合物とを反応さ
せて不飽和カルボン酸エステルと不飽和カルボン酸の混
合物を製造する方法であって、液相中に水が存在し、か
つその水の少なくとも一部が、反応開始前及び/又は反
応開始後に添加された水であることを特徴とする不飽和
カルボン酸エステルと不飽和カルボン酸の混合物の製造
方法。
2. 液相中の水の存在量が4質量%以上である上記項
1に記載の不飽和カルボン酸エステルと不飽和カルボン
酸の混合物の製造方法。
3. 貴金属触媒が、金超微粒子を無機酸化物担体に担
持した触媒、及び金とその他の第二元素とを含有する金
属粒子を担体上に担持した触媒から選ばれた少なくとも
一種の触媒である上記項1又は2に記載の不飽和カルボ
ン酸エステルと不飽和カルボン酸の混合物の製造方法。That is, the present invention provides the following method for producing a mixture of an unsaturated carboxylic acid ester and an unsaturated carboxylic acid. 1. A method for producing a mixture of an unsaturated carboxylic acid ester and an unsaturated carboxylic acid by reacting an unsaturated aldehyde compound and an alcohol compound in a liquid phase in the presence of a noble metal catalyst and molecular oxygen, the method comprising: Is present, and at least a part of the water is water added before and / or after the start of the reaction, the method for producing a mixture of an unsaturated carboxylic acid ester and an unsaturated carboxylic acid. . 2. The method for producing a mixture of an unsaturated carboxylic acid ester and an unsaturated carboxylic acid according to item 1, wherein the amount of water present in the liquid phase is 4% by mass or more. 3. The noble metal catalyst is at least one catalyst selected from a catalyst in which ultrafine gold particles are supported on an inorganic oxide carrier, and a catalyst in which metal particles containing gold and another secondary element are supported on the carrier. 1. A method for producing a mixture of an unsaturated carboxylic acid ester and an unsaturated carboxylic acid according to 1 or 2.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】本発明の製造方法は、貴金属触媒
及び分子状酸素の存在下に、液相中で不飽和アルデヒド
化合物とアルコール化合物を反応させる方法である。以
下、この方法について、具体的に説明する。原料化合物
原料として用いる不飽和アルデヒド化合物としては、例
えばアクロレイン、メタクロレイン、クロトンアルデヒ
ド等の炭素数3〜10のα、β−不飽和アルデヒド;ベ
ンズアルデヒド、p−メトキシベンズアルデヒド、トル
アルデヒド、フタルアルデヒド、テレフタルアルデヒ
ド、フルフラール等の炭素数6〜20の芳香族アルデヒ
ド等のほか、これらアルデヒドの誘導体が挙げられる。
好ましくはα、β−不飽和アルデヒド等が使用できる。
これらのアルデヒド化合物は、1種又は2種以上で用い
ることができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The production method of the present invention is a method of reacting an unsaturated aldehyde compound and an alcohol compound in a liquid phase in the presence of a noble metal catalyst and molecular oxygen. Hereinafter, this method will be specifically described. Examples of the unsaturated aldehyde compound used as the raw material compound include α, β-unsaturated aldehydes having 3 to 10 carbon atoms such as acrolein, methacrolein, and crotonaldehyde; benzaldehyde, p-methoxybenzaldehyde, tolualdehyde, phthalaldehyde, and terephthalate. Examples include aromatic aldehydes having 6 to 20 carbon atoms such as aldehydes and furfural, and derivatives of these aldehydes.
Preferably, α, β-unsaturated aldehyde and the like can be used.
These aldehyde compounds may be used alone or in combination of two or more.
【0009】アルコール化合物としては、メタノール、
エタノール、イソプロパノール、オクタノール等の炭素
数1〜10の脂肪族アルコール;エチレングリコール、
ブタンジオール等の炭素数2〜10のジオール;アリル
アルコール、メタリルアルコール等の炭素数3〜10の
脂肪族不飽和アルコール;ベンジルアルコール等の芳香
族アルコール等が挙げられる。好ましくは、炭素数1〜
10の脂肪族アルコール等が好適に使用できる。これら
のアルコール化合物は、1種又は2種以上で用いること
ができる。As the alcohol compound, methanol,
Aliphatic alcohols having 1 to 10 carbon atoms such as ethanol, isopropanol, octanol; ethylene glycol,
Examples thereof include diols having 2 to 10 carbon atoms such as butanediol; aliphatic unsaturated alcohols having 3 to 10 carbon atoms such as allyl alcohol and methallyl alcohol; and aromatic alcohols such as benzyl alcohol. Preferably, the carbon number is 1 to
Ten aliphatic alcohols and the like can be preferably used. These alcohol compounds may be used alone or in combination of two or more.
【0010】本発明の製造方法では、目的とするカルボ
ン酸エステルの種類等によって上記アルデヒド化合物及
びアルコール化合物を適宜選択すれば良い。例えば、メ
チルメタクリレートを合成する場合には、アルデヒドと
してメタクロレイン、アルコールとしてメタノールを用
いれば良い。貴金属触媒
本発明の製造方法では、触媒としては、貴金属触媒を用
いる。貴金属としては、例えば、金、ルテニウム、パラ
ジウム、ロジウム、白金などを好適に用いることができ
る。これらの貴金属は、他の金属との合金又は混合物と
して使用しても良い。In the production method of the present invention, the above-mentioned aldehyde compound and alcohol compound may be appropriately selected depending on the kind of the desired carboxylic acid ester. For example, when synthesizing methyl methacrylate, methacrolein may be used as the aldehyde and methanol as the alcohol. Noble metal catalyst In the production method of the present invention, a noble metal catalyst is used as the catalyst. As the noble metal, for example, gold, ruthenium, palladium, rhodium, platinum and the like can be preferably used. These noble metals may be used as alloys or mixtures with other metals.
【0011】貴金属触媒の形態については、特に限定は
なく、通常触媒として使用される各種の形態で用いるこ
とができる。例えば、粉体、造粒物等として用いること
ができ、更に、各種の担体に担持させて用いても良い。
担持量についても、通常の触媒と同様の範囲内とすれば
良く、例えば、担体100重量部に対して0.01〜2
0重量部程度の範囲内とすればよい。The form of the noble metal catalyst is not particularly limited, and it can be used in various forms usually used as a catalyst. For example, it can be used as a powder, a granulated product, or the like, and may be used by being supported on various carriers.
The supported amount may be in the same range as that of a usual catalyst, and is, for example, 0.01 to 2 with respect to 100 parts by weight of the carrier.
It may be in the range of about 0 parts by weight.
【0012】本発明では、特に、金超微粒子を無機酸化
物担体に担持した触媒(以下、「金超微粒子担持触媒」
という場合がある)、又は金とその他の第二元素とを含
有する金属粒子を担体上に担持した触媒(以下、「第二
元素含有金担持触媒」という場合がある)を用いること
が好ましい。これらの触媒は、本発明の製造方法に用い
る場合に、特に活性が高い触媒であり、これを用いるこ
とによって選択性良く、高収率で目的物を得ることがで
きる。これらの触媒は、一種単独で用いる他、異なる種
類のものを二種以上混合して用いても良い。以下、これ
らの触媒について具体的に説明する。
(1)金超微粒子担持触媒:金超微粒子担持触媒では、
金(Au)は、平均粒子径6nm程度以下の超微粒子と
して存在することが好ましく、平均粒子径5nm程度以
下の超微粒子として存在することがより好ましい。この
様に、金を超微粒子として用いることによって、無機酸
化物担体との相乗的な効果により高い触媒活性を発揮す
るものとなる。金超微粒子の平均粒子径の下限値は特に
制限されないが、物理的安定性の見地より約1nm程度
とすれば良い。なお、金超微粒子の平均粒子径は、担体
上の金超微粒子を透過型電子顕微鏡(TEM)により観
察した場合の任意に選んだ100個の粒子径の算術平均
値である。In the present invention, in particular, a catalyst in which ultrafine gold particles are supported on an inorganic oxide carrier (hereinafter referred to as "gold ultrafine particle supported catalyst")
Or a catalyst in which metal particles containing gold and another secondary element are supported on a carrier (hereinafter, may be referred to as “second element-containing gold-supported catalyst”). These catalysts are catalysts having particularly high activity when used in the production method of the present invention, and by using them, the target product can be obtained in high yield with good selectivity. These catalysts may be used alone, or two or more different types may be mixed and used. Hereinafter, these catalysts will be specifically described. (1) Ultrafine gold particle supported catalyst: In the ultrafine gold particle supported catalyst,
Gold (Au) is preferably present as ultrafine particles having an average particle size of about 6 nm or less, and more preferably as ultrafine particles having an average particle size of about 5 nm or less. As described above, by using gold as ultrafine particles, a high catalytic activity is exhibited due to a synergistic effect with the inorganic oxide carrier. The lower limit of the average particle size of ultrafine gold particles is not particularly limited, but may be about 1 nm from the viewpoint of physical stability. The average particle size of the ultrafine gold particles is an arithmetic average value of 100 arbitrarily selected particle sizes when the ultrafine gold particles on the carrier are observed by a transmission electron microscope (TEM).
【0013】担体としては、上記の金超微粒子を担持で
きるものであれば特に限定されず、従来のカルボン酸エ
ステル合成に用いられる触媒担体を用いることもでき
る。例えば、酸化物、金属酸化物、複合金属酸化物、ゼ
オライト、メソポーラスシリケート、活性炭等の各種担
体を挙げることができる。そのうち、酸化物、金属酸化
物、複合酸化物等を好適に用いることができる。例え
ば、Si、Al、Ti及びZの少なくとも1種の元素を
含む酸化物が好ましい。具体的には、シリカ、アルミ
ナ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、シリカ・アル
ミナ、チタニア・シリカ、シリカ・マグネシア等を担体
として好適に用いることができる。The carrier is not particularly limited as long as it can support the gold ultrafine particles described above, and a catalyst carrier used in the conventional carboxylic acid ester synthesis can also be used. For example, various carriers such as oxides, metal oxides, composite metal oxides, zeolites, mesoporous silicates, and activated carbon can be mentioned. Of these, oxides, metal oxides, composite oxides and the like can be preferably used. For example, an oxide containing at least one element of Si, Al, Ti and Z is preferable. Specifically, silica, alumina, titania, zirconia, magnesia, silica-alumina, titania-silica, silica-magnesia and the like can be preferably used as the carrier.
【0014】また、担体は多孔質であることが好まし
く、特にその比表面積(BET法)が通常50m2/g
以上、特に100m2/g以上であることがより好まし
い。担体の形状・大きさは限定的でなく、最終製品の用
途等に応じて適宜決定すれば良い。The carrier is preferably porous, and its specific surface area (BET method) is usually 50 m 2 / g.
More preferably, it is more preferably 100 m 2 / g or more. The shape and size of the carrier are not limited, and may be appropriately determined depending on the use of the final product.
【0015】金超微粒子担持触媒における金超微粒子の
担持量は、最終製品の用途、担体の種類等に応じて適宜
決定すれば良いが、通常は無機酸化物担体100重量部
に対して0.01〜20重量部程度、特に0.1〜10
重量部とすることが好ましい。The amount of ultrafine gold particles supported on the ultrafine gold particle-supported catalyst may be appropriately determined depending on the intended use of the final product, the type of carrier, etc. 01 to 20 parts by weight, especially 0.1 to 10
It is preferable to use parts by weight.
【0016】金超微粒子担持触媒の製造方法は、所定の
金超微粒子を担持できる方法であれば特に限定されな
い。担持方法自体は、例えば共沈法、析出沈殿法、含浸
法、気相蒸着法等の公知の方法を利用できる。これらの
担持方法の内で、共沈法、析出沈殿法等が好ましく、特
に析出沈殿法が好ましい。析出沈殿法を用いて触媒を製
造する場合、例えば金を含む水溶性化合物の水溶液と無
機酸化物担体とを混合した後、回収された固形分を焼成
することによって金超微粒子担持触媒を得ることができ
る。The method for producing the catalyst supporting ultrafine gold particles is not particularly limited as long as it is a method capable of supporting predetermined ultrafine gold particles. As the supporting method itself, a known method such as a coprecipitation method, a precipitation-precipitation method, an impregnation method, or a vapor deposition method can be used. Among these loading methods, a coprecipitation method, a precipitation-precipitation method and the like are preferable, and a precipitation-precipitation method is particularly preferable. When the catalyst is produced by using the precipitation method, for example, a gold ultrafine particle-supported catalyst is obtained by mixing an aqueous solution of a water-soluble compound containing gold and an inorganic oxide carrier and then calcining the recovered solid content. You can
【0017】上記の金を含む水溶性化合物は水溶性であ
れば限定されない。例えば、テトラクロロ金(III)酸
「H〔AuCl4〕」、テトラクロロ金(III)酸ナトリ
ウム「Na〔AuCl4〕」、ジシアノ金(I)酸カリウ
ム「K〔Au(CN)2〕」、ジエチルアミン金(III)
三塩化物「(C2H5)2NH〔AuCl3〕」等の錯体;
シアン化金(I)等の金化合物が挙げられる。これらの
化合物は1種単独又は二種以上混合して用いることがで
きる。The water-soluble compound containing gold is not limited as long as it is water-soluble. For example, tetrachloroaurate (III) acid “H [AuCl 4 ]”, sodium tetrachloroaurate (III) “Na [AuCl 4 ]”, potassium dicyanoaurate (I) “K [Au (CN) 2 ]”. , Diethylamine gold (III)
Complex such as trichloride “(C 2 H 5 ) 2 NH [AuCl 3 ]”;
Gold compounds such as gold (I) cyanide can be mentioned. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
【0018】上記水溶液の金濃度は、用いる化合物の種
類等によって異なるが、通常は0.1〜100mmol
/l程度とすれば良い。また、上記水溶液のpHは、通
常5〜10程度、好ましくは6〜9の範囲内に設定すれ
ば良い。水溶液のpHは、例えば水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、アンモ
ニア等のアルカリにより調節することができる。また、
必要により、塩酸等の酸を使用することもできる。これ
らのアルカリ又は酸は、必要に応じて水溶液の形態で使
用しても良い。The gold concentration of the above aqueous solution varies depending on the kind of the compound used and the like, but is usually 0.1 to 100 mmol.
It may be about 1 / l. Further, the pH of the above-mentioned aqueous solution may be set usually within the range of about 5 to 10, preferably within the range of 6 to 9. The pH of the aqueous solution can be adjusted with an alkali such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate or ammonia. Also,
If necessary, an acid such as hydrochloric acid can be used. If necessary, these alkalis or acids may be used in the form of an aqueous solution.
【0019】上記水溶液と混合する無機酸化物担体は、
顆粒状、造粒体等のいずれの形態で使用しても良い。上
記担体の使用量は、上記水溶液の濃度、用いる担体の種
類等に応じて適宜設定すれば良い。上記水溶液と無機酸
化物担体とを混合する際には、必要に応じて上記水溶液
を加温しても良い。この場合の温度は、通常10〜10
0℃程度とすれば良い。また、上記水溶液と担体との混
合時間は、担体の種類、構成元素等によって変更できる
が、通常は1分〜24時間程度、好ましくは10分〜3
時間の範囲内で、金を含む沈殿物ができるだけ多く担体
上に担持されるように設定すれば良い。担体の使用量
は、所定の担持量となるように適宜設定すれば良い。The inorganic oxide carrier mixed with the above aqueous solution is
It may be used in any form such as a granular form or a granulated form. The amount of the carrier used may be appropriately set depending on the concentration of the aqueous solution, the type of carrier used, and the like. When mixing the aqueous solution and the inorganic oxide carrier, the aqueous solution may be heated if necessary. The temperature in this case is usually 10 to 10
It may be about 0 ° C. The mixing time of the aqueous solution and the carrier can be changed depending on the kind of the carrier, constituent elements, etc., but is usually about 1 minute to 24 hours, preferably 10 minutes to 3
It suffices to set the gold-containing precipitate as much as possible on the carrier within the range of time. The amount of the carrier to be used may be appropriately set so as to give a predetermined amount to be supported.
【0020】続いて、この無機酸化物担体と金を含む水
溶性化合物の水溶液とを混合した後、固形分を回収す
る。固形分の回収方法は限定的でなく、例えば上澄液の
回収により行ったり、あるいは公知の固液分離法に従っ
て実施することができる。回収された固形分は、残留イ
オンが実質的になくなるまでイオン交換水等で洗浄する
ことが好ましい。Subsequently, the inorganic oxide carrier is mixed with an aqueous solution of a water-soluble compound containing gold, and the solid content is recovered. The method for recovering the solid content is not limited, and it can be carried out, for example, by collecting the supernatant or by a known solid-liquid separation method. The collected solid content is preferably washed with deionized water or the like until the residual ions are substantially eliminated.
【0021】次いで、上記固形分(金固定化物)の焼成
を行う。必要に応じて、焼成に先立って予め150℃未
満の温度に加熱して乾燥しても良い。焼成温度は、通常
150〜800℃程度、好ましくは200〜700℃程
度、最も好ましくは250〜600℃程度とすれば良
い。この温度範囲内で所定の金超微粒子が得られるよう
に焼成温度を適宜設定すれば良い。焼成雰囲気は空気
(大気)中又は酸化性雰囲気中でも良く、またアルゴン
ガス、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気中、水素ガス等の
還元性雰囲気中のいずれであっても良い。また、焼成時
間は、焼成温度、固形分の大きさ等に応じて適宜決定す
れば良い。かかる焼成によって、目的とする金超微粒子
担持触媒を得ることができる。Then, the solid content (immobilized gold) is fired. If necessary, it may be dried by heating to a temperature of less than 150 ° C. in advance before firing. The firing temperature is usually about 150 to 800 ° C, preferably about 200 to 700 ° C, and most preferably about 250 to 600 ° C. The firing temperature may be appropriately set so that predetermined gold ultrafine particles are obtained within this temperature range. The firing atmosphere may be air (atmosphere) or an oxidizing atmosphere, or may be an inert gas atmosphere such as argon gas or helium, or a reducing atmosphere such as hydrogen gas. Moreover, the firing time may be appropriately determined depending on the firing temperature, the size of the solid content, and the like. The target catalyst for supporting ultrafine gold particles can be obtained by such calcination.
【0022】特に、シリカ担体又はシリカを含む担体に
金超微粒子を担持した触媒については、触媒表面を有機
シリル化処理しても良い。かかる処理によって触媒性能
の向上、寿命安定性の改善等を図ることができる。有機
シリル化処理自体は公知の方法を適用でき、例えばメト
キシトリメチルシラン、トリメチルシリルクロライド、
ヘキサメチルジシラザン等のシリル化剤を用いて気相法
又は液相法によって実施すれば良い。
(2)第二元素含有金担持触媒:第二元素含有金担持触
媒は、金とその他の第二元素とを含有する金属粒子を担
体上に担持した触媒である。Particularly, in the case of a catalyst in which ultrafine gold particles are supported on a silica carrier or a carrier containing silica, the catalyst surface may be subjected to an organic silylation treatment. By such treatment, it is possible to improve the catalyst performance, the life stability, and the like. A known method can be applied to the organic silylation treatment itself, such as methoxytrimethylsilane, trimethylsilyl chloride,
It may be carried out by a gas phase method or a liquid phase method using a silylating agent such as hexamethyldisilazane. (2) Second element-containing gold-supported catalyst: The second element-containing gold-supported catalyst is a catalyst in which metal particles containing gold and other second elements are supported on a carrier.
【0023】第二元素含有金担持触媒では、担体上に担
持される金属粒子は、第一元素としてのAuと、第二元
素とから主に構成されるものであり、個々の金属粒子が
いずれも金と第二元素の双方を含有することが好まし
い。また、所定の効果が得られる限り、金と第二元素が
合金又は金属間化合物を形成していても良い。In the second element-containing gold-supported catalyst, the metal particles supported on the carrier are mainly composed of Au as the first element and the second element. Also preferably contains both gold and the second element. Further, gold and the second element may form an alloy or an intermetallic compound as long as a predetermined effect can be obtained.
【0024】第二元素としては周期表第4から第6周期
の2B族、3B族、4B族、5B族及び6B族の少なく
とも1種の元素を用いることが好ましい。具体的には、
2B族(亜鉛族)としてZn、Cd、Hg、3B族(ホ
ウ素族)としてGa、In、Tl、4B族(炭素族)と
してGe、Sn、Pb、5B族(窒素族)としてAs、
Sb、Bi、6B族(酸素族)としてSe、Te、Po
等を例示できる。本発明では、第二元素として少なくと
もPbを含むことが好ましい。例えば、Au及びPbを
含む金属粒子が担体上に担持されている触媒を好適に用
いることができる。As the second element, it is preferable to use at least one element of 2B group, 3B group, 4B group, 5B group and 6B group of the fourth to sixth periods of the periodic table. In particular,
Zn, Cd, Hg as the 2B group (zinc group), Ga, In, Tl as the 3B group (boron group), Ge, Sn, Pb as the 4B group (carbon group), As as the 5B group (nitrogen group),
Sb, Bi, 6B group (oxygen group) as Se, Te, Po
Etc. can be illustrated. In the present invention, it is preferable that at least Pb is contained as the second element. For example, a catalyst in which metal particles containing Au and Pb are supported on a carrier can be preferably used.
【0025】第二元素含有金担持触媒では、担持される
金属粒子の粒子径は、所定の触媒活性が得られる限り限
定的ではないが、特に平均粒子径が6nm程度以下であ
ることが好ましく、5nm程度以下であることがより好
ましい。平均粒子径をこの範囲内に設定すれば、より確
実に優れた触媒活性を得ることができる。なお、該金属
粒子の平均粒子径は、担体上の金属粒子を透過型電子顕
微鏡(TEM)により観察した場合の任意に選んだ10
0個の粒子径の算術平均値である。In the second element-containing gold-supported catalyst, the particle size of the supported metal particles is not limited as long as a predetermined catalytic activity can be obtained, but the average particle size is preferably about 6 nm or less, It is more preferably about 5 nm or less. By setting the average particle diameter within this range, it is possible to more reliably obtain excellent catalytic activity. The average particle size of the metal particles is arbitrarily selected when the metal particles on the carrier are observed by a transmission electron microscope (TEM).
It is an arithmetic mean value of 0 particles.
【0026】第二元素含有金担持触媒では、担体として
は、前述した金超微粒子担持触媒の担体と同様のものを
使用できる。In the second element-containing gold supported catalyst, the same carrier as the above-mentioned gold ultrafine particle supported catalyst can be used as the carrier.
【0027】更に、第二元素含有金担持触媒では、触媒
活性を妨げない限り、他の成分が含まれていても良い。
例えば、アルカリ金属(Na、K等)、アルカリ土類金
属(Ca、Mg等)等が含まれていても良い。Further, the second element-containing gold-supported catalyst may contain other components as long as the catalyst activity is not hindered.
For example, alkali metals (Na, K, etc.), alkaline earth metals (Ca, Mg, etc.), etc. may be contained.
【0028】第二元素含有金担持触媒における金の担持
量は、最終製品の用途、担体の種類等に応じて適宜決定
すれば良いが、通常は担体100重量部に対して0.0
1〜20重量部程度、好ましくは0.1〜10重量部と
することが好ましい。The amount of gold supported on the second element-containing gold supported catalyst may be appropriately determined according to the intended use of the final product, the type of carrier, etc., but is usually 0.0 with respect to 100 parts by weight of the carrier.
The amount is preferably about 1 to 20 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight.
【0029】また、該第二元素含有金担持触媒における
第二元素の担持量は、第二元素の種類、担体の種類等に
応じて適宜決定すれば良いが、通常は担体100重量部
に対して0.01〜20重量部程度、好ましくは0.1
〜10重量部とすることが好ましい。The amount of the second element supported on the second element-containing gold-supported catalyst may be appropriately determined according to the type of the second element, the type of the carrier, etc., but usually 100 parts by weight of the carrier are used. 0.01 to 20 parts by weight, preferably 0.1
It is preferably 10 to 10 parts by weight.
【0030】金と第二元素との担持割合はそれぞれ上記
担持量の範囲内であれば限定的ではないが、通常は原子
比で金:第二元素=1:0.01〜100程度、好まし
くは1:0.1〜10、最も好ましくは1:0.2〜5
とする。この範囲内に設定することにより、いっそう優
れた触媒活性を得ることができる。The supported ratio of gold and the second element is not particularly limited as long as it is within the above supported amounts, but usually, the atomic ratio of gold: second element = 1: 0.01 to 100, preferably. Is 1: 0.1-10, most preferably 1: 0.2-5
And By setting the amount within this range, it is possible to obtain a more excellent catalytic activity.
【0031】第二元素含有金担持触媒の製造方法は、上
記のような構成の触媒が得られる限りその制限はない。
例えば、金及びその化合物の少なくとも1種、ならびに
第二元素及びその化合物の少なくとも1種を含む担体を
熱処理することによって得ることができる。金の化合
物、第二元素の化合物は、いずれも水酸化物、塩化物、
カルボン酸塩、硝酸塩、アルコキサイド、アセチルアセ
トナート塩等のいずれであっても良い。The method for producing the second element-containing gold-supported catalyst is not limited as long as the catalyst having the above-mentioned structure can be obtained.
For example, it can be obtained by heat-treating a carrier containing at least one of gold and its compound, and at least one of a second element and its compound. The gold compound and the compound of the second element are all hydroxides, chlorides,
It may be any of carboxylate, nitrate, alkoxide, acetylacetonate salt and the like.
【0032】また、担体に金及び第二元素を担持させる
順序も限定的でなく、いずれが先であっても良いし、ま
た同時であっても良い。すなわち、以下に示す製法
(A)〜(C)のいずれかの方法を用いることができ
る。すなわち、(A)金を担体に担持した後、第二元素
を担持する方法、(B)第二元素を担体に担持した後、
金を担持する方法、(C)金と第二元素とを同時に担体
に担持する方法が適用できる。以下、各方法について説
明する。Further, the order of supporting the gold and the second element on the carrier is not limited, and any of them may be carried out first or simultaneously. That is, any of the following manufacturing methods (A) to (C) can be used. That is, (A) a method of supporting gold on a carrier and then supporting a second element, and (B) a method of supporting a second element on a carrier,
A method of supporting gold and a method of simultaneously supporting (C) gold and a second element on a carrier can be applied. Hereinafter, each method will be described.
【0033】製法(A)
上記(A)の方法は、金を担体に担持させた後、第二元
素を担持させる方法である。 Manufacturing Method (A) The above method (A) is a method in which gold is supported on a carrier and then a second element is supported.
【0034】この方法では、まず、金が担持されてなる
金担持体を製造する。金担持体の製法は限定的でなく、
例えば共沈法、析出沈殿法、含浸法、気相蒸着法等の従
来の方法を適用できる。これらの内で、共沈法、析出沈
殿法等が好ましく、特に析出沈殿法が好ましい。In this method, first, a gold carrier on which gold is supported is manufactured. The manufacturing method of the gold carrier is not limited,
For example, a conventional method such as a coprecipitation method, a precipitation-precipitation method, an impregnation method, or a vapor deposition method can be applied. Of these, the coprecipitation method and the precipitation-precipitation method are preferable, and the precipitation-precipitation method is particularly preferable.
【0035】析出沈殿法を用いる場合には、上記した金
超微粒子担持触媒における金の担持方法と同様にして、
例えば金化合物を含む水溶液に担体を共存させ、金含有
沈殿物を担体表面上に析出沈殿させた後、金含有沈殿物
が析出した担体を焼成することによって金担持体を得る
ことができる。When the precipitation-precipitation method is used, it is carried out in the same manner as the method for supporting gold in the catalyst for supporting ultrafine gold particles described above.
For example, a gold carrier can be obtained by allowing a carrier to coexist in an aqueous solution containing a gold compound, depositing a gold-containing precipitate on the surface of the carrier, and then calcining the carrier on which the gold-containing precipitate is deposited.
【0036】次に、第二元素及びその化合物の少なくと
も1種を金担持体に担持させた後、熱処理することによ
り金と第二元素とを複合化させる。Next, at least one of the second element and its compound is supported on the gold carrier, and then heat-treated to combine gold and the second element.
【0037】上記の担持方法は限定的でなく、従来方法
に従って行うことができる。例えば、含浸法、イオン交
換法、気相蒸着法等が挙げられる。このうち、含浸法が
好適に使用できる。例えば、第二元素を含む化合物が溶
解した溶液と上記金担持体との混合物を調製した後、当
該混合物から回収された固形分を熱処理することにより
好適に第二元素を担持することができる。The above-mentioned supporting method is not limited and can be carried out according to a conventional method. For example, an impregnation method, an ion exchange method, a vapor deposition method, etc. may be mentioned. Of these, the impregnation method can be preferably used. For example, the second element can be favorably supported by preparing a mixture of a solution in which a compound containing the second element is dissolved and the gold carrier, and then heat treating the solid content recovered from the mixture.
【0038】第二元素を含む化合物としては、特に限定
されないが、硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、塩化物等の無
機化合物、ギ酸塩、酢酸塩、アセチルアセトナート塩、
アルコキサイド等の有機化合物を例示することができ
る。より具体的には、酢酸鉛、硝酸亜鉛、硝酸ビスマス
等を挙げることができる。The compound containing the second element is not particularly limited, but it is an inorganic compound such as nitrate, sulfate, hydroxide or chloride, formate, acetate, acetylacetonate salt,
Organic compounds such as alkoxide can be exemplified. More specifically, lead acetate, zinc nitrate, bismuth nitrate and the like can be mentioned.
【0039】第二元素を含む化合物が溶解した溶液は、
第二元素を含む化合物及びそれが溶解する溶媒の組合せ
を用いることにより調製できる。溶媒としては特に限定
はないが、水、有機溶媒等を用いることができる。有機
溶媒としては、例えばアルコール。ケトン、芳香族炭化
水素、カルボン酸エステル、ニトリル等を挙げることが
できる。特に、水及びアルコール(特にメタノール及び
エタノール)の少なくとも1種を用いることが好まし
い。従って、上記組合せは、水又はアルコールに溶解す
る上記化合物を用いることが好ましい。例えば、第二元
素としてPbを用いる場合は、酢酸鉛(水和物でも良
い。)をメタノールに溶解させた溶液を好適に用いるこ
とができる。The solution in which the compound containing the second element is dissolved is
It can be prepared by using a combination of a compound containing the second element and a solvent in which it dissolves. The solvent is not particularly limited, but water, an organic solvent or the like can be used. The organic solvent is, for example, alcohol. Examples thereof include ketones, aromatic hydrocarbons, carboxylic acid esters, nitriles and the like. In particular, it is preferable to use at least one of water and alcohol (particularly methanol and ethanol). Therefore, it is preferable that the above-mentioned combination uses the above-mentioned compounds soluble in water or alcohol. For example, when Pb is used as the second element, a solution in which lead acetate (a hydrate may be used) is dissolved in methanol can be preferably used.
【0040】第二元素を含む化合物が溶解した溶液の第
二元素濃度は、上記化合物の種類、溶媒の種類等に応じ
て適宜決定できるが、通常は0.01〜10mmol/
l程度にすれば良い。The concentration of the second element in the solution in which the compound containing the second element is dissolved can be appropriately determined according to the type of the above compound, the type of solvent, etc., but usually 0.01 to 10 mmol /
It may be about l.
【0041】また、上記金担持体と、第二元素を含む化
合物が溶解した溶液との混合割合は、上記溶液の濃度、
金又は第二元素の所望の担持量等に応じて適宜決定する
ことができる。The mixing ratio of the gold carrier and the solution in which the compound containing the second element is dissolved is
It can be appropriately determined depending on the desired amount of gold or the second element supported.
【0042】上記金担持体と、第二元素を含む化合物が
溶解した溶液との混合物を調製した後、当該混合物から
固形分を回収する。固形分の回収方法は限定的ではない
が、例えば第二元素を含む化合物が金担持体に担持され
るようにすれば良い。例えば、エバポレーター等により
溶媒を留去することが好ましい。After preparing a mixture of the gold carrier and a solution in which the compound containing the second element is dissolved, the solid content is recovered from the mixture. The method for recovering the solid content is not limited, but for example, a compound containing the second element may be supported on the gold carrier. For example, it is preferable to remove the solvent by using an evaporator or the like.
【0043】次いで、固形分の熱処理を実施する。熱処
理温度は、得られる各金属粒子が金及び第二元素から構
成されるような温度とすれば良い。すなわち、最終的に
得られる金属含有組成物を触媒として用いた場合に金と
第二元素との複合化による触媒活性が発現されるように
熱処理すれば良い。Next, heat treatment of the solid content is carried out. The heat treatment temperature may be a temperature at which each metal particle obtained is composed of gold and the second element. That is, the heat treatment may be performed so that when the finally obtained metal-containing composition is used as a catalyst, the catalytic activity due to the composite of gold and the second element is exhibited.
【0044】かかる熱処理温度は、第二元素の種類等に
よって異なるが一般的には50〜800℃程度、好まし
くは100〜600℃とすれば良い。The heat treatment temperature varies depending on the type of the second element and the like, but is generally about 50 to 800 ° C, preferably 100 to 600 ° C.
【0045】熱処理雰囲気は特に限定されず、還元性雰
囲気、酸化性雰囲気、不活性雰囲気等のいずれでも良
い。還元性雰囲気とするためには、例えば水素、一酸化
炭素、アルコール等の還元性ガスのほか、これらの還元
性ガスを窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスで希
釈した混合ガスを使用すれば良い。また、酸化性雰囲気
とするためには、酸素、空気等を含むガスを使用すれば
良い。不活性雰囲気とするためには、窒素、ヘリウム、
アルゴン等の不活性ガスを使用すれば良い。本発明で
は、特に還元性雰囲気とすることが望ましい。また、酸
化性雰囲気で熱処理した後、還元性雰囲気で熱処理する
こともできる。The heat treatment atmosphere is not particularly limited, and may be any of reducing atmosphere, oxidizing atmosphere, inert atmosphere and the like. In order to create a reducing atmosphere, for example, reducing gas such as hydrogen, carbon monoxide, alcohol, etc., or a mixed gas obtained by diluting these reducing gases with an inert gas such as nitrogen, helium, or argon can be used. good. Further, in order to obtain an oxidizing atmosphere, a gas containing oxygen, air, etc. may be used. To create an inert atmosphere, nitrogen, helium,
An inert gas such as argon may be used. In the present invention, a reducing atmosphere is particularly desirable. Alternatively, the heat treatment may be performed in an oxidizing atmosphere and then in a reducing atmosphere.
【0046】また、熱処理時間は、熱処理の温度等によ
って適宜変更することができるが、通常10分〜24時
間程度とすれば良い。The heat treatment time can be appropriately changed depending on the temperature of the heat treatment and the like, but it is usually about 10 minutes to 24 hours.
【0047】第二元素の種類によっては、金との複合化
をさらに促進するために、上記熱処理に先立ってホルマ
リン、ヒドラジン、水素化ホウ素ナトリウム、ギ酸等の
還元剤を用いて固形分を還元処理しても良い。Depending on the type of the second element, in order to further promote the complexation with gold, the solid content is subjected to a reduction treatment with a reducing agent such as formalin, hydrazine, sodium borohydride and formic acid prior to the above heat treatment. You may.
【0048】方法(B)
上記(B)の方法では、第二元素を担体に担持した後、
金を担持する方法である。第二元素を担持する方法は限
定的でなく、例えば上記(A)と同様の方法を使用でき
る。すなわち、まず上記(A)と同様の方法にて担体に
第二元素を担持させれば良い。第二元素の原料、担持条
件等も、上記(A)で掲げたものと同様にすれば良い。 Method (B) In the method (B) , after the second element is supported on the carrier,
It is a method of supporting gold. The method of supporting the second element is not limited and, for example, the same method as the above (A) can be used. That is, first, the second element may be supported on the carrier by the same method as in the above (A). The raw material of the second element, the supporting conditions, etc. may be the same as those listed in (A) above.
【0049】ただし、場合によっては、その後の金担持
操作上好ましい付加的処理として、酸化性雰囲気下(空
気又は酸素を含むガスの存在下)300〜900℃程度
で焼成することにより第二元素を担体に強固に固定化す
ることができる。こうして製造された第二元素担持体へ
の金の担持は、上記(A)と同様の方法にて実施でき
る。すなわち、析出沈殿法等により金を担持した後、乾
燥及び焼成を上記(A)と同様にして実施すれば良い。
また、上記(A)と同様、金と第二元素との複合化をよ
り十分なものとするために、上記(A)と同様の還元性
雰囲気下での熱処理を行うことが望ましい。また、必要
に応じて、さらに還元剤を用いた還元処理を組み合わせ
ることもできる。However, in some cases, as a preferable additional treatment for the subsequent gold supporting operation, the second element is burned at about 300 to 900 ° C. in an oxidizing atmosphere (in the presence of air or a gas containing oxygen). It can be firmly immobilized on a carrier. The gold can be carried on the second element carrier thus produced by the same method as in the above (A). That is, after depositing gold by a precipitation method or the like, drying and firing may be performed in the same manner as in the above (A).
Further, as in the case of (A) above, it is desirable to perform the heat treatment under a reducing atmosphere similar to that of (A) above in order to more sufficiently form the complex of gold and the second element. Further, if necessary, reduction treatment using a reducing agent can be combined.
【0050】方法(C)
上記(C)の方法は、金と第二元素とを同時に担体に担
持する方法である。例えば、析出沈殿法により金と第二
元素とを同時に担体に担持することができる。具体的に
は、上記(A)において析出沈殿法により金を担体に担
持させる場合に、系内に第二元素を含む化合物を共存さ
せることによって、両者を担持することができる。さら
に、両者を担持したものを上記(A)(B)と同様に熱
処理を実施できる。カルボン酸及びカルボン酸エステル混合物の製造方法
本発明方法の製造方法は、上記した貴金属触媒及び分子
状酸素の存在下に、液相中で不飽和アルデヒド化合物と
アルコール化合物を反応させる方法である。 Method (C) The above method (C) is a method of simultaneously supporting gold and the second element on a carrier. For example, gold and the second element can be simultaneously loaded on the carrier by a precipitation-precipitation method. Specifically, when gold is carried on the carrier by the precipitation-precipitation method in the above (A), both can be carried by coexisting a compound containing the second element in the system. Further, a material carrying both of them can be heat-treated in the same manner as in the above (A) and (B). Method for Producing Carboxylic Acid and Carboxylic Acid Ester Mixture The method for producing the method of the present invention is a method of reacting an unsaturated aldehyde compound and an alcohol compound in a liquid phase in the presence of the above-mentioned noble metal catalyst and molecular oxygen.
【0051】この方法では、不飽和アルデヒド化合物と
アルコール化合物との反応を液相中で行うことが必要で
ある。具体的な方法としては、不飽和アルデヒド化合物
とアルコール化合物を溶媒中に溶解して反応を行う方
法、或いは、アルコール化合物が液体として存在できる
条件下で反応を行う場合には、アルコール化合物を溶媒
として、これに不飽和アルデヒド化合物を溶解した状態
で反応を行う方法等を採用できる。In this method, it is necessary to carry out the reaction between the unsaturated aldehyde compound and the alcohol compound in the liquid phase. As a specific method, a method in which an unsaturated aldehyde compound and an alcohol compound are dissolved in a solvent to carry out the reaction, or when the reaction is carried out under the condition that the alcohol compound can exist as a liquid, the alcohol compound is used as a solvent A method of carrying out the reaction in a state in which the unsaturated aldehyde compound is dissolved can be adopted.
【0052】溶媒中で反応を行う方法では、使用できる
溶媒としては、不飽和アルデヒド化合物とアルコール化
合物の両方を溶解できる溶媒であって、反応に関与しな
いものであれば良い。この様な溶媒の具体例としては、
ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン等の飽
和炭化水素類;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素
類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエ
ーテル類;酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類等を
挙げることができる。In the method of carrying out the reaction in a solvent, the solvent that can be used may be any solvent which can dissolve both the unsaturated aldehyde compound and the alcohol compound and does not participate in the reaction. Specific examples of such a solvent include:
Saturated hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane and octane; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; ethers such as diethyl ether and diisopropyl ether; esters such as methyl acetate and ethyl acetate. .
【0053】溶媒中の原料化合物の濃度については、特
に限定的ではないが、通常、アルデヒド化合物の濃度と
して、1〜60質量%程度とすることが好ましく、5〜
40質量%程度とすることがより好ましい。The concentration of the raw material compound in the solvent is not particularly limited, but normally, the concentration of the aldehyde compound is preferably about 1 to 60% by mass,
More preferably, it is about 40% by mass.
【0054】不飽和アルデヒド化合物とアルコール化合
物との割合は特に限定されないが、不飽和アルデヒド化
合物/アルコール化合物のモル比で10〜1/200程
度が好ましく、特に1/2〜1/50の範囲がより好ま
しい。上記範囲内であれば、効率的に不飽和カルボン酸
エステルと不飽和カルボン酸を合成することができる。The ratio between the unsaturated aldehyde compound and the alcohol compound is not particularly limited, but the molar ratio of unsaturated aldehyde compound / alcohol compound is preferably about 10/1/200, and particularly preferably within the range of 1 / 2-1 / 50. More preferable. Within the above range, unsaturated carboxylic acid ester and unsaturated carboxylic acid can be efficiently synthesized.
【0055】また、液体状態のアルコール化合物に不飽
和アルデヒド化合物を溶解して反応を行う場合には、ア
ルコール化合物が不飽和アルデヒド化合物の等モル程度
以上存在することが好ましく、一般的に、不飽和アルデ
ヒド化合物/アルコール化合物のモル比が1〜1/20
0程度が好ましく、特に1/2〜1/50の範囲がより
好ましい。When the unsaturated aldehyde compound is dissolved in the liquid alcohol compound to carry out the reaction, it is preferable that the alcohol compound is present in an amount equal to or more than equimolar to the unsaturated aldehyde compound. Aldehyde compound / alcohol compound molar ratio is 1 to 1/20
About 0 is preferable, and the range of 1/2 to 1/50 is particularly preferable.
【0056】本発明の製造方法では、液相中に水が存在
する状態で反応を行うことが必要であり、しかも、液相
中に存在する水の少なくとも一部は、反応開始前又は反
応開始後反応中に添加された水であるか、或いは、反応
開始前と反応開始後の両方の時点で添加された水である
ことが必要である。この様にして添加された水を含む液
相中で反応を行うことによって、不飽和カルボン酸エス
テルと不飽和カルボン酸を同時に形成することができ、
しかも、副生成物であるアセタールの生成量を大きく減
少させることが可能となる。In the production method of the present invention, it is necessary to carry out the reaction in a state where water is present in the liquid phase, and at least a part of the water present in the liquid phase is before or at the start of the reaction. It must be water added during the post-reaction or water added both before and after the start of the reaction. By carrying out the reaction in a liquid phase containing water added in this manner, an unsaturated carboxylic acid ester and an unsaturated carboxylic acid can be simultaneously formed,
In addition, it becomes possible to greatly reduce the amount of acetal, which is a by-product.
【0057】これに対して、水を添加することなく反応
を行う場合には、不飽和アルデヒド化合物とアルコール
化合物との反応によって水が発生するものの、この場合
の水の発生量は、通常、副反応生成物の発生を抑制する
ためには不十分な量であり、また、アルデヒド化合物の
濃度を高くして水の発生量を増加させようとすると、副
反応が増加して、目的物である不飽和カルボン酸エステ
ルと不飽和カルボン酸の選択性が大きく低下する。On the other hand, when the reaction is carried out without adding water, water is generated by the reaction between the unsaturated aldehyde compound and the alcohol compound, but the amount of water generated in this case is usually The amount is insufficient to suppress the generation of reaction products, and when an attempt is made to increase the concentration of aldehyde compounds to increase the amount of water generated, side reactions increase, which is the target product. The selectivity between unsaturated carboxylic acid ester and unsaturated carboxylic acid is greatly reduced.
【0058】液相中における水の存在量は、触媒を除い
た液相中の濃度として、反応の任意の時点において4質
量%程度以上とすることが適当であり、5質量%程度以
上とすることが好ましく、6質量%程度以上とすること
がより好ましい。反応の任意の時点において、この様な
量の水が存在することによって、特に、副反応生成物で
あるアセタールの生成量を大きく減少させることができ
る。また、液相中の水の濃度が4〜25質量%程度の範
囲内にある場合には、副生成物であるアセタールの生成
量を極めて微量とした上で、良好な反応速度、反応効率
を発揮できる。この場合、液相中における水の濃度は、
反応終了時において4〜25質量%程度の範囲内にある
ことが好ましく、反応開始時において4〜25質量%程
度の範囲内にあることがより好ましい。The amount of water present in the liquid phase is, as the concentration in the liquid phase excluding the catalyst, suitably about 4% by mass or more, and about 5% by mass or more, at any time of the reaction. It is preferable that it is about 6 mass% or more. The presence of such an amount of water at any time during the reaction can greatly reduce the amount of acetal, which is a by-product, in particular. When the concentration of water in the liquid phase is in the range of about 4 to 25% by mass, the amount of acetal as a by-product is extremely small and the reaction rate and reaction efficiency are good. Can be demonstrated. In this case, the concentration of water in the liquid phase is
It is preferably within the range of about 4 to 25% by mass at the end of the reaction, and more preferably within the range of about 4 to 25% by mass at the start of the reaction.
【0059】反応開始前に水を添加する方法としては、
通常は、反応開始前に、原料である不飽和アルデヒド化
合物とアルコール化合物と共に水を添加すればよいが、
原料である不飽和アルデヒド化合物又はアルコール化合
物に水が含まれる場合には、原料中に含まれる水も原料
と共に供給されて反応開始前に添加された水となる。例
えば、本発明方法によって不飽和カルボン酸エステルと
不飽和カルボン酸を製造した後、未反応の不飽和アルデ
ヒド化合物とアルコール化合物を回収し、これを原料と
してリサイクル際に、リサイクル原料用回収塔で充分に
分離されずに、リサイクルされた原料である不飽和アル
デヒド化合物又はアルコール化合物に水が含まれる場合
や、新規な原料を用いる際にこれに水が含まれる場合に
は、これらを原料とすることによって、反応開始前に液
相中に水添加されることになる。本発明では、反応開始
前に添加される水とは、この様な原料と共に供給される
水と、別個に供給される水の何れも含まれる。As a method of adding water before the start of the reaction,
Usually, before starting the reaction, water may be added together with the unsaturated aldehyde compound and the alcohol compound which are the raw materials,
When the unsaturated aldehyde compound or alcohol compound as the raw material contains water, the water contained in the raw material is also supplied together with the raw material to be water added before the start of the reaction. For example, after the unsaturated carboxylic acid ester and the unsaturated carboxylic acid are produced by the method of the present invention, unreacted unsaturated aldehyde compound and alcohol compound are recovered, and when this is recycled as a raw material, a recovery tower for a recycled raw material is sufficient. If water is contained in the unsaturated aldehyde compound or alcohol compound that is the recycled raw material without being separated into, or if water is contained in this when using a new raw material, use these as raw materials. Thus, water is added to the liquid phase before the reaction starts. In the present invention, the water added before the start of the reaction includes both water supplied together with such raw materials and water supplied separately.
【0060】又、反応開始後に水を添加する方法として
は、通常は、反応開始後、反応終了までの適当な時点で
反応中に水を添加すればよいが、水を含有する原料を反
応開始後に逐次添加する場合には、原料中に含まれる水
も原料と共に供給されて反応中に液相中に水が添加され
ることになる。例えば、リサイクルされた原料に水が含
まれる場合や、新規の原料を用いる際にこれに水が含ま
れる場合には、これらを反応開始後に逐次添加すること
で、反応開始後、反応中に液相中に水が添加されること
になる。As a method of adding water after the start of the reaction, usually, water may be added during the reaction at a suitable time after the start of the reaction until the end of the reaction. In the case of successively adding later, water contained in the raw material is also supplied together with the raw material, and water is added to the liquid phase during the reaction. For example, if the recycled raw material contains water, or if it contains water when a new raw material is used, these may be added sequentially after the start of the reaction so that after the reaction is started, liquid is added during the reaction. Water will be added during the phase.
【0061】本発明では、反応開始前又は反応開始後の
何れの時点であっても水が添加されればよく、また、添
加される水の形態は、水そのもの以外に、水を含有する
ものであれば、いかなる形態であってもよい。In the present invention, water may be added at any time before the start of the reaction or after the start of the reaction, and the form of the added water includes water in addition to water itself. As long as it is in any form.
【0062】本発明の製造方法では、反応形態は特に限
定されるものではなく、連続式、回分式、半回分式のい
ずれの方法で行っても良い。In the production method of the present invention, the reaction form is not particularly limited, and any of continuous method, batch method and semi-batch method may be used.
【0063】触媒の使用方法についても特に限定はな
く、反応時に原料である不飽和アルデヒド化合物、アル
コール化合物及び酸素と触媒とが充分に接触できる方法
であればよい。The method of using the catalyst is not particularly limited, and any method may be used as long as the unsaturated aldehyde compound, the alcohol compound and the oxygen, which are the starting materials, can sufficiently contact the catalyst during the reaction.
【0064】例えば、回分式で反応を行う場合には、一
般的には、原料と共に液相中に触媒を一括して仕込み、
撹拌下に反応を行えばよい。また、連続式で反応を行う
場合には、液相中に原料とともに触媒を仕込み、これを
連続的に反応装置に供給するか、或いは反応装置に予め
触媒を仕込んでおき、ここに原料を含む液相を連続的に
供給すればよい。反応装置に触媒を仕込む場合には、反
応装置は、固定床、流動床、懸濁床等いずれの形態でも
良い。For example, when the reaction is carried out in a batch system, generally, the catalyst is collectively charged in the liquid phase together with the raw materials,
The reaction may be performed under stirring. When the reaction is carried out in a continuous manner, the liquid phase is charged with the catalyst together with the raw material and continuously supplied to the reaction apparatus, or the catalyst is previously charged into the reaction apparatus and the raw material is contained therein. The liquid phase may be continuously supplied. When the catalyst is charged in the reactor, the reactor may be in any form such as a fixed bed, a fluidized bed and a suspension bed.
【0065】触媒の使用量については、特に限定的では
なく、原料の種類、触媒の種類、極性溶媒の種類等や反
応条件等に応じて適宜決めればよいが、例えば、液相中
に触媒を仕込む場合には、触媒の使用量は特に限定的で
はないが、通常、全溶液量に対して0.01〜50質量
%程度とすることが好ましく、0.1〜20質量%程度
とすることがより好ましい。また、触媒を仕込んだ反応
装置に原料を含む溶液と水素を連続的に供給する方法、
例えば、触媒を固定或いは充填した反応装置に原料を含
む溶液と酸素含有ガスを連続的に供給する方法では、溶
液の触媒層での平均滞留時間又は接触時間は1分〜2時
間程度であることが好ましく、3分〜1時間程度である
ことがより好ましい。The amount of the catalyst used is not particularly limited and may be appropriately determined depending on the type of raw material, the type of catalyst, the type of polar solvent, the reaction conditions and the like. For example, the catalyst may be added in the liquid phase. In the case of charging, the amount of the catalyst used is not particularly limited, but usually, it is preferably about 0.01 to 50% by mass, and about 0.1 to 20% by mass based on the total amount of the solution. Is more preferable. Further, a method of continuously supplying a solution containing a raw material and hydrogen to a reactor charged with a catalyst,
For example, in a method of continuously supplying a solution containing a raw material and an oxygen-containing gas to a reactor in which a catalyst is fixed or filled, the average residence time or contact time of the solution in the catalyst layer is about 1 minute to 2 hours. Is preferable and about 3 minutes to 1 hour is more preferable.
【0066】分子状酸素としては、純酸素ガスの他、窒
素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、二酸化炭素ガス
等の不活性ガスで希釈されたものを用いても良く、空気
を用いることもできる。As the molecular oxygen, in addition to pure oxygen gas, one diluted with an inert gas such as nitrogen gas, argon gas, helium gas or carbon dioxide gas may be used, or air may be used.
【0067】分子状酸素の供給方法としては、回分式で
反応を行う場合には、酸素含有ガスによる全圧が0.0
1〜10MPa程度、好ましくは0.1〜5MPa程度
となるように、反応装置中に供給し、更に、上記全圧を
反応期間中維持できるように、必要に応じて、酸素又は
酸素含有ガスを追加すればよい。また、連続式で反応を
行う場合には、やはり酸素含有ガスによる全圧が0.0
1〜10MPa程度、好ましくは0.1〜5MPa程度
となるように、反応装置中に連続的に酸素又は酸素含有
ガスを供給すればよい。反応装置中に酸素又は酸素含有
ガスを供給する方法としては、反応装置の気相部分から
添加してもよく、或いは、液相中をバブリングさせて供
給しても良いもよい。As a method of supplying molecular oxygen, when the reaction is carried out in a batch system, the total pressure by the oxygen-containing gas is 0.0
Oxygen or an oxygen-containing gas is supplied to the reactor so that the pressure is about 1 to 10 MPa, preferably about 0.1 to 5 MPa, and, if necessary, oxygen or an oxygen-containing gas is added so that the total pressure can be maintained during the reaction. Just add it. When the reaction is carried out in a continuous system, the total pressure due to the oxygen-containing gas is still 0.0
Oxygen or an oxygen-containing gas may be continuously supplied into the reactor so that the pressure is about 1 to 10 MPa, preferably about 0.1 to 5 MPa. As a method of supplying oxygen or an oxygen-containing gas into the reaction apparatus, it may be added from the gas phase portion of the reaction apparatus, or may be supplied by bubbling in the liquid phase.
【0068】反応温度等の諸条件は、不飽和アルデヒド
化合物とアルコール化合物との組合せ、触媒の種類等に
応じて適宜決定すれば良い。例えば、反応温度は、通常
0〜180℃程度、好ましくは20〜150℃とすれば
良い。この範囲内の温度に設定することにより、効率的
に反応を進行させることができる。Various conditions such as the reaction temperature may be appropriately determined depending on the combination of the unsaturated aldehyde compound and the alcohol compound, the kind of the catalyst and the like. For example, the reaction temperature is usually about 0 to 180 ° C, preferably 20 to 150 ° C. By setting the temperature within this range, the reaction can proceed efficiently.
【0069】また、液相のpHは、副生成物抑制等の見
地よりpH6〜9程度とすることが望ましい。pH調節
のために、例えばアルカリ金属化合物、アルカリ土類金
属化合物(カルボン酸塩)を反応系への添加剤として使
用することもできる。The pH of the liquid phase is preferably about 6 to 9 from the viewpoint of suppressing by-products. For adjusting the pH, for example, an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound (carboxylic acid salt) can be used as an additive to the reaction system.
【0070】反応時間については、特に限定的ではな
く、各種反応条件によって変わり得るが、通常、反応時
間又は平均滞留時間(反応器内滞留液量/液供給量)と
して0.5〜20時間の範囲内とすればよい。The reaction time is not particularly limited and may be changed depending on various reaction conditions, but usually, it is 0.5 to 20 hours as a reaction time or an average residence time (retained liquid amount in reactor / liquid supply amount). It should be within the range.
【0071】上記した方法によれば、不飽和カルボン酸
エステルと不飽和カルボン酸の混合物を得ることができ
る。カルボン酸エステルとカルボン酸の生成割合につい
ては、原料の種類、反応条件、水の存在量等によって変
わりうるが、通常、不飽和カルボン酸/不飽和カルボン
酸エステル(モル比)=0.01〜0.3程度の範囲内
となる。この様な範囲内において、例えば、液相中の水
の存在量を増加させることによって、カルボン酸の生成
割合を増加することができるので、両者の生成割合につ
いては、適宜条件を設定することによって制御が可能で
ある。According to the above method, a mixture of unsaturated carboxylic acid ester and unsaturated carboxylic acid can be obtained. The production ratio of the carboxylic acid ester and the carboxylic acid may vary depending on the type of raw material, the reaction conditions, the amount of water present, etc., but is usually unsaturated carboxylic acid / unsaturated carboxylic acid ester (molar ratio) = 0.01 to It is within the range of about 0.3. Within such a range, for example, the production ratio of carboxylic acid can be increased by increasing the amount of water present in the liquid phase. Therefore, the production ratio of both can be set by appropriately setting the conditions. It can be controlled.
【0072】上記した方法によって反応を行った後、ろ
過、遠心分離等の公知の固液分離方法を用いて触媒を分
離し、その後、公知の分離精製手段を用いて、生成した
不飽和カルボン酸エステルと不飽和カルボン酸を回収す
ることができる。After the reaction is carried out by the above-mentioned method, the catalyst is separated by a known solid-liquid separation method such as filtration and centrifugation, and then the unsaturated carboxylic acid produced is formed by a known separation and purification means. The ester and unsaturated carboxylic acid can be recovered.
【0073】特に、本発明の製造方法は、副反応生成物
であるアセタールの生成量が極めて少ないという優れた
特徴を有する方法である。アセタールは、一般的に不飽
和カルボン酸エステルと沸点が近いために、蒸留による
分離が困難な場合があるが、本発明方法では、反応生成
物中にアセタールが殆ど含まれないために、簡単な蒸留
法によって不飽和カルボン酸エステルと不飽和カルボン
酸を分離でき、容易に高純度の不飽和カルボン酸エステ
ルと不飽和カルボン酸を得ることができる。In particular, the production method of the present invention is a method having an excellent feature that the amount of acetal which is a side reaction product is extremely small. Acetals generally have a boiling point close to that of the unsaturated carboxylic acid ester, and thus it may be difficult to separate by distillation, but in the method of the present invention, since the reaction product contains almost no acetal, it is simple. An unsaturated carboxylic acid ester and an unsaturated carboxylic acid can be separated by a distillation method, and a highly pure unsaturated carboxylic acid ester and unsaturated carboxylic acid can be easily obtained.
【0074】[0074]
【発明の効果】本発明の方法は、不飽和カルボン酸エス
テルと沸点の近いアセタールを殆ど生じることなく、不
飽和カルボン酸と不飽和カルボン酸エステルの混合物を
積極的に製造する方法である。この様な方法によれば、
一段階の反応によって不飽和カルボン酸と不飽和カルボ
ン酸エステルを製造でき、しかも、簡単な蒸留等の分離
手段によって、高純度の不飽和カルボン酸と不飽和カル
ボン酸エステルに分離することが可能となる。The method of the present invention is a method for positively producing a mixture of an unsaturated carboxylic acid and an unsaturated carboxylic acid ester with almost no acetal having a boiling point close to that of the unsaturated carboxylic acid ester. According to this method,
It is possible to produce an unsaturated carboxylic acid and an unsaturated carboxylic acid ester by a one-step reaction, and it is possible to separate an unsaturated carboxylic acid and an unsaturated carboxylic acid ester of high purity by a simple separation means such as distillation. Become.
【0075】また、特に、金超微粒子担持触媒及び第二
元素含有金担持触媒から選ばれた少なくとも一種の触媒
を用いる場合には、選択性良く、高収率で目的とする不
飽和カルボン酸と不飽和カルボン酸エステルを製造する
ことができる。In particular, when using at least one catalyst selected from ultrafine gold-supported catalysts and second element-containing gold-supported catalysts, it is possible to obtain the desired unsaturated carboxylic acid with high selectivity and high yield. Unsaturated carboxylic acid esters can be produced.
【0076】[0076]
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples.
【0077】触媒製造例1Pb−Au/アルミナ触媒の調製
Au担持
濃度20mmol/lのテトラクロロ金酸水溶液0.5
リットルを65〜70℃に保持しながら、0.5mol
/l水酸化ナトリウム水溶液を用いて上記水溶液をpH
7に調節した。この水溶液に市販γ−アルミナ(商品名
「AC−12R」住友化学製)40gを撹拌下に投入
し、65〜70℃に保持しながら1時間撹拌を続けた。
その後、静置して上澄液を除去し、残った金固定化物に
イオン交換水0.8リットルを加えて室温で5分間撹拌
した後、上澄液を除去するという洗浄工程を3回繰り返
した。ろ過によって得られた金固定化物を100℃で1
0時間乾燥し、さらに空気中400℃で3時間焼成する
ことにより、γ−アルミナ上に金が担持された金担持物
(Au/γ−アルミナ)を得た。この担持物における金
の担持量を蛍光X線分析により測定した結果、担体に対
して4.6質量%であった。Catalyst Production Example 1 Preparation of Pb-Au / alumina catalyst 0.5 aqueous solution of tetrachloroauric acid having an Au supported concentration of 20 mmol / l
0.5 mol while keeping the liter at 65 to 70 ° C
PH of the above aqueous solution using a sodium hydroxide aqueous solution
Adjusted to 7. To this aqueous solution, 40 g of commercially available γ-alumina (trade name “AC-12R” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was put under stirring, and stirring was continued for 1 hour while maintaining at 65 to 70 ° C.
After that, the supernatant liquid is removed by allowing to stand still, 0.8 liter of ion-exchanged water is added to the remaining gold-immobilized product, the mixture is stirred at room temperature for 5 minutes, and the supernatant liquid is removed. It was The gold-immobilized product obtained by filtration was used at 100 ° C for 1
It was dried for 0 hour, and further calcined in air at 400 ° C. for 3 hours to obtain a gold-supported material (Au / γ-alumina) in which gold was supported on γ-alumina. The amount of gold supported on this carrier was measured by fluorescent X-ray analysis, and it was 4.6% by mass based on the carrier.
【0078】 Pbの複合化
酢酸鉛3水塩0.74g含むメタノール溶液30mlに
上記の金担持物10gを加えた後、エバポレータにて
常温下メタノールを留去した。残った固体を内径10m
mのガラス製管に充填し、充填層を450℃に加温しな
がら水素10%及びアルゴン90%からなる混合ガスを
毎時6リットルの流量で3時間流通させた。こうして金
と鉛とを含有する金属粒子をアルミナ担体上に担持させ
た触媒(Pb−Au/アルミナ触媒)を得た。この触媒
における鉛の担持量を蛍光X線分析により測定した結
果、担体に対して4.0質量%であった。10 g of the above gold-supported material was added to 30 ml of a methanol solution containing 0.74 g of Pb-complexed lead acetate trihydrate, and then methanol was distilled off at room temperature with an evaporator. 10m inside diameter of the remaining solid
It was filled in a glass tube of m, and a mixed gas consisting of 10% hydrogen and 90% argon was circulated at a flow rate of 6 liters / hour for 3 hours while heating the packed bed to 450 ° C. Thus, a catalyst (Pb-Au / alumina catalyst) in which metal particles containing gold and lead were supported on an alumina carrier was obtained. The amount of lead supported on this catalyst was measured by fluorescent X-ray analysis, and as a result, it was 4.0% by mass based on the carrier.
【0079】また、この触媒の金属種の状態分析を透過
型電子顕微鏡(TEM)(装置名「HF−2000」日
立製作所、加速電圧200kV(以下同じ。))で調べ
た。その結果、金属粒子の平均粒子径は約3nmであっ
た。さらに、金属粒子1個ごとの組成を調べた結果、ど
の金属粒子にも金と鉛の両方の成分が検出された。Further, the state analysis of the metal species of this catalyst was examined by a transmission electron microscope (TEM) (device name "HF-2000", Hitachi Ltd., accelerating voltage 200 kV (hereinafter the same)). As a result, the average particle size of the metal particles was about 3 nm. Furthermore, as a result of investigating the composition of each metal particle, both gold and lead components were detected in every metal particle.
【0080】実施例1
SUS製攪拌型100ccオートクレーブに、メタクロ
レイン(東京化成工業(株)製、試薬)1g、メタノー
ル(和光純薬工業(株)製、特級試薬)15g、水3g
及び触媒製造例1で得たPb−Au/アルミナ触媒0.
5gを仕込み、窒素置換後、窒素を0.2MPaと酸素
を0.3MPa各々加圧添加した。撹拌下、80℃に加
温して、同温度に2時間維持した。冷却後、開封して内
容物をガスクロマトグラフィーで分析した結果を下記表
1に示す。Example 1 In a SUS stirring type 100 cc autoclave, 1 g of methacrolein (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., reagent), 15 g of methanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade reagent), 3 g of water
And the Pb-Au / alumina catalyst obtained in Catalyst Production Example 1.
After charging 5 g and purging with nitrogen, 0.2 MPa of nitrogen and 0.3 MPa of oxygen were added under pressure. The mixture was heated to 80 ° C. with stirring and maintained at the same temperature for 2 hours. After cooling, the package was opened and the contents were analyzed by gas chromatography. The results are shown in Table 1 below.
【0081】比較例1
実施例1において、反応開始時及び反応途中の何れにお
いても水を添加せずに反応を行った結果を下記表1に示
す。尚、反応開始時の液相中の水分量をカールフィッシ
ャー水分測定装置で測定したところ、水分量は0.1質
量%未満であり、実質的に水を含まない状態で反応を開
始したことが確認できた。Comparative Example 1 Table 1 below shows the results obtained by carrying out the reaction in Example 1 without adding water both at the start of the reaction and during the reaction. When the amount of water in the liquid phase at the start of the reaction was measured by a Karl Fischer water content measuring device, the amount of water was less than 0.1% by mass, and it was found that the reaction was started in a state substantially containing no water. It could be confirmed.
【0082】表1から明らかなように、水を添加して反
応を行った実施例1と比較すると、メタクリル酸メチル
に対するメタクリル酸の生成割合が非常に小さく、ま
た、副反応生成物であるメタクロレインジメチルアセタ
ールの選択率が高いものであった。As is clear from Table 1, as compared with Example 1 in which the reaction was carried out by adding water, the production ratio of methacrylic acid to methyl methacrylate was very small, and the side reaction product methacryl The selectivity of rain dimethyl acetal was high.
【0083】実施例2
SUS製攪拌型200ccオートクレーブに、メタクロ
レイン(東京化成工業(株)製、試薬)10g、メタノ
ール(和光純薬工業(株)製、特級試薬)47.5g、
水4g及び触媒製造例1で得たPb−Au/アルミナ触
媒2gを仕込み、窒素置換後、窒素を0.2MPaと酸
素を0.3MPa各々加圧添加した。撹拌下、80℃に
加温して、同温度に4時間維持した。冷却後、開封して
内容物をガスクロマトグラフィーで分析した結果を下記
表1に示す。Example 2 10 g of methacrolein (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., reagent), 47.5 g of methanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade reagent) were placed in a 200 cc stirring type SUS autoclave.
4 g of water and 2 g of the Pb-Au / alumina catalyst obtained in Catalyst Production Example 1 were charged, and after nitrogen substitution, 0.2 MPa of nitrogen and 0.3 MPa of oxygen were added under pressure. The mixture was heated to 80 ° C. with stirring and maintained at the same temperature for 4 hours. After cooling, the package was opened and the contents were analyzed by gas chromatography. The results are shown in Table 1 below.
【0084】実施例3
実施例2で得た反応液から触媒を濾別し、残った溶液を
理論段数10段のガラス製充填型蒸留塔を用いて、大気
圧下、還流比2で蒸留して、未反応のメタクロレイン及
びメタノールを回収した。その結果、全体で43.2g
の回収液が得られ、得られた回収液にはメタクロレイン
3.8g、メタノール33.9g、メタクリル酸メチル
4.3g及び水1.2gが含まれていた。Example 3 The catalyst was filtered off from the reaction solution obtained in Example 2, and the remaining solution was distilled under atmospheric pressure at a reflux ratio of 2 using a glass packed distillation column having 10 theoretical plates. The unreacted methacrolein and methanol were recovered. As a result, the total is 43.2g
The recovered liquid was obtained, and the recovered liquid contained methacrolein (3.8 g), methanol (33.9 g), methyl methacrylate (4.3 g) and water (1.2 g).
【0085】次に、SUS製攪拌型200ccオートク
レーブに、この回収液を仕込み、メタクロレイン10
g、メタノール47.5gとなるように、新規にメタク
ロレイン(東京化成工業(株)製、試薬)とメタノール
(和光純薬工業(株)製、特級試薬)を追加した。更
に、触媒製造例1で得たPb−Au/アルミナ触媒2g
を仕込み、実施例2と同様の条件で反応を行った。Next, this recovered liquid was charged into a SUS stirring type 200 cc autoclave, and methacrolein 10 was added.
g, methanol 47.5 g, methacrolein (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., reagent) and methanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade reagent) were newly added. Further, 2 g of the Pb-Au / alumina catalyst obtained in Catalyst Production Example 1
Was charged and the reaction was carried out under the same conditions as in Example 2.
【0086】冷却後、開封して内容物をガスクロマトグ
ラフィーで分析した結果を下記表1に示す。After cooling, the package was opened and the contents were analyzed by gas chromatography. The results are shown in Table 1 below.
【0087】[0087]
【表1】 [Table 1]
【0088】触媒製造例2Au/ジルコニア触媒の調製
濃度10mmol/lの塩化金酸水溶液500mlを6
5〜70℃に保持しながら、0.5N水酸化ナトリウム
水溶液を用いて上記水溶液をpH7に調節した。この水
溶液に市販ジルコニア(ノートン社製)10gを撹拌下
に投入し、65〜70℃及びpH7〜8に保持しながら
1時間撹拌を続けた。その後、静置して上澄液を除去
し、残った金固定化物にイオン交換水0.8リットルを
加えて室温で5分間撹拌した後、上澄液を除去するとい
う洗浄工程を3回繰り返した。ろ過によって得られた金
固定化物を100℃で10時間乾燥し、さらに空気中4
00℃で3時間焼成することにより、ジルコニア担体上
に金が担持された金担持物(Au/ジルコニア)を得
た。Catalyst Production Example 2 Preparation of Au / Zirconia Catalyst 6 ml of 500 ml of an aqueous solution of chloroauric acid having a concentration of 10 mmol / l was added.
While maintaining the temperature at 5 to 70 ° C., the pH of the aqueous solution was adjusted to 7 using 0.5N sodium hydroxide aqueous solution. To this aqueous solution, 10 g of commercially available zirconia (manufactured by Norton) was added with stirring, and stirring was continued for 1 hour while maintaining the temperature at 65 to 70 ° C and pH 7 to 8. After that, the supernatant liquid is removed by allowing to stand still, 0.8 liter of ion-exchanged water is added to the remaining gold-immobilized product, the mixture is stirred at room temperature for 5 minutes, and the supernatant liquid is removed. It was The gold-immobilized product obtained by filtration was dried at 100 ° C. for 10 hours, and further dried in air.
By firing at 00 ° C. for 3 hours, a gold-supported material (Au / zirconia) in which gold was supported on a zirconia carrier was obtained.
【0089】この担持物における金の担持量を蛍光X線
分析により測定した結果、担体に対して4.4質量%で
あった。また、この担持物の金属種の状態分析を透過型
電子顕微鏡(TEM)で調べた。その結果、金粒子の平
均粒子径は約4nmであった。The amount of gold supported on this carrier was measured by fluorescent X-ray analysis, and it was 4.4% by mass based on the carrier. Further, the state analysis of the metal species of this supported material was examined by a transmission electron microscope (TEM). As a result, the average particle size of the gold particles was about 4 nm.
【0090】実施例4
SUS製攪拌型100ccオートクレーブに、アクロレ
イン(東京化成工業(株)製、試薬)2.5g、含水エ
タノール(和光純薬工業(株)製無水エタノールに水を
添加して含水量3質量%としたもの)15ml及び触媒
製造例2で得たAu/ジルコニア触媒1gを仕込み、N
2置換後、N2を0.2MPaと酸素を0.3MPa各々
加圧添加した。撹拌下、70℃に加温して、同温度に3
時間維持した。この場合、原料仕込み時における液相中
の水濃度は2.5質量%であった。Example 4 2.5 g of acrolein (a reagent manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) and hydrous ethanol (anhydrous ethanol manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added to a 100 cc stirring type stainless steel autoclave manufactured by SUS to contain water. 15 ml of a water amount of 3% by mass) and 1 g of the Au / zirconia catalyst obtained in Catalyst Production Example 2 were charged, and N
After two substitutions, and the N 2 was 0.3MPa each pressure added 0.2MPa with oxygen. While stirring, warm to 70 ° C and bring to the same temperature for 3
Maintained for hours. In this case, the water concentration in the liquid phase at the time of charging the raw materials was 2.5% by mass.
【0091】冷却後、開封して内容物をガスクロマトグ
ラフィーで分析した結果を下記表2に示す。After cooling, the package was opened and the contents were analyzed by gas chromatography. The results are shown in Table 2 below.
【0092】実施例5
実施例4で用いた含水量3質量%の含水エタノールに代
えて、和光純薬工業(株)製無水エタノールに水を添加
して含水量5質量%とした含水エタノール15mlを用
い、その他は、実施例4と同様にして反応を行った。こ
の場合、原料仕込み時における液相中の水濃度は4.2
質量%であった。Example 5 In place of the water-containing ethanol having a water content of 3% by mass used in Example 4, water was added to anhydrous ethanol manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. to make the water content at 5% by mass. Was used and the reaction was performed in the same manner as in Example 4 except for the above. In this case, the water concentration in the liquid phase when the raw materials were charged was 4.2.
It was mass%.
【0093】冷却後、開封して内容物をガスクロマトグ
ラフィーで分析した結果を下記表2に示す。After cooling, the package was opened and the contents were analyzed by gas chromatography. The results are shown in Table 2 below.
【0094】実施例6
実施例4で用いた含水量3質量%の含水エタノールに代
えて、和光純薬工業(株)製無水エタノールに水を添加
して含水量10質量%とした含水エタノール15mlを
用い、その他は、実施例4と同様にして反応を行った。
この場合、原料仕込み時における液相中の水濃度は8.
4質量%であった。Example 6 In place of the water-containing ethanol having a water content of 3% by mass used in Example 4, water was added to anhydrous ethanol manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. to make the water content 10% by mass. Was used and the reaction was performed in the same manner as in Example 4 except for the above.
In this case, the water concentration in the liquid phase when the raw materials were charged was 8.
It was 4% by mass.
【0095】冷却後、開封して内容物をガスクロマトグ
ラフィーで分析した結果を下記表2に示す。After cooling, the package was opened and the contents were analyzed by gas chromatography. The results are shown in Table 2 below.
【0096】[0096]
【表2】 [Table 2]
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07C 67/08 C07C 67/08 69/653 69/653 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C07C 67/08 C07C 67/08 69/653 69/653 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300
Claims (3)
相中で不飽和アルデヒド化合物とアルコール化合物とを
反応させて不飽和カルボン酸エステルと不飽和カルボン
酸の混合物を製造する方法であって、液相中に水が存在
し、かつその水の少なくとも一部が、反応開始前及び/
又は反応開始後に添加された水であることを特徴とする
不飽和カルボン酸エステルと不飽和カルボン酸の混合物
の製造方法。1. A method for producing a mixture of an unsaturated carboxylic acid ester and an unsaturated carboxylic acid by reacting an unsaturated aldehyde compound and an alcohol compound in a liquid phase in the presence of a noble metal catalyst and molecular oxygen. Water is present in the liquid phase, and at least part of the water is
Alternatively, the method for producing a mixture of an unsaturated carboxylic acid ester and an unsaturated carboxylic acid, which is water added after the start of the reaction.
請求項1に記載の不飽和カルボン酸エステルと不飽和カ
ルボン酸の混合物の製造方法。2. The method for producing a mixture of an unsaturated carboxylic acid ester and an unsaturated carboxylic acid according to claim 1, wherein the amount of water present in the liquid phase is 4% by mass or more.
体に担持した触媒、及び金とその他の第二元素とを含有
する金属粒子を担体上に担持した触媒から選ばれた少な
くとも一種の触媒である請求項1又は2に記載の不飽和
カルボン酸エステルと不飽和カルボン酸の混合物の製造
方法。3. The noble metal catalyst is at least one selected from a catalyst in which ultrafine gold particles are supported on an inorganic oxide support, and a catalyst in which metal particles containing gold and other secondary elements are supported on the support. The method for producing a mixture of an unsaturated carboxylic acid ester and an unsaturated carboxylic acid according to claim 1 or 2, which is a catalyst.
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