JP2000072737A - オキシムの製造方法 - Google Patents

オキシムの製造方法

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JP2000072737A
JP2000072737A JP10241852A JP24185298A JP2000072737A JP 2000072737 A JP2000072737 A JP 2000072737A JP 10241852 A JP10241852 A JP 10241852A JP 24185298 A JP24185298 A JP 24185298A JP 2000072737 A JP2000072737 A JP 2000072737A
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ammonia
oxime
pressure
hydrogen peroxide
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JP10241852A
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Chiharu Nishizawa
千春 西沢
Toshihiro Nomura
俊広 野村
Yoshio Nishimura
喜男 西村
Naoko Matsuka
直子 松家
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チタノシリケート触媒によりオキシムを効率
よく製造する方法を提供する。 【解決手段】 チタノシリケート触媒の存在下で、過酸
化水素及びアンモニアを用いてケトン、キノンまたはア
ルデヒドからオキシムを製造する方法において、反応溶
媒に溶解するアンモニア濃度を反応初期に15重量%以
上にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、分析試薬等として
有用な各種オキシム化合物を経済的に効率よく製造する
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】カルボニル基を持つケトン類やアルデヒ
ド類を触媒の存在下で、過酸化水素とアンモニアを用い
て液相酸化でオキシムを製造するアンモオキシメーショ
ンは広く知られており(ドイツ特許1245371号
等)、特にチタノシリケートを触媒とし、6−ナイロン
の中間原料であるシクロヘキノサンオキシムの合成検討
が幅広く研究されている(特公平8−16091号公
報)。この方法は、従来のオキシム製造プロセスで副生
する硫酸アンモニウムが発生しない優れたプロセスであ
り、また、固体触媒であるがために分離操作が容易であ
るなどの利点を数多く有している。
【0003】しかし、このチタノシリケート触媒は、触
媒調整後、使用前に必ず、例えば硫酸−過酸化水素等の
無機酸を用いた活性化処理が必要であり(欧州特許第2
08311号、第267362号、及び第314147
号)、また、触媒の活性化が低下する度に上記の操作を
繰返すことから、手間がかかり、触媒再生のために余分
な設備投資も必要となる等、生産性及び経済性に問題を
有している。
【0004】
【発明を解決するための課題】本発明者らは、前述した
ような課題を解決し、オキシム類を高収率で得られる方
法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の問
題を解決するためにオキシムの反応条件について鋭意検
討を行ったところ、反応条件中の圧力を2kg/cm2(ゲー
ジ)以上に調整して反応終了まで保持し、水に溶解して
いるアンモニア濃度を常に5重量%以上とすることによ
り、触媒の活性化処理を省略し、且つ比較的反応性が低
いカルボニル基を持つ化合物を用いた場合でも、対応す
るオキシム化合物が高収率で得られることを見い出し、
本発明を完成するに至った。
【0006】チタノシリカライト触媒の存在下で、過酸
化水素及びアンモニアを用いてケトン、キノンまたはア
ルデヒドからオキシムを製造する方法において、反応溶
媒に溶解するアンモニア濃度を反応初期に15重量%以
上にすること特徴とするオキシムの製造方法に関するも
のである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明のオキシム合成に使用する
触媒は、チタノシリケートが好適に使用される。チタノ
シリケートとは、ゼオライト構造を持つ結晶性シリカラ
イトの珪素の一部をチタンで置換することにより得られ
るものである。本発明に使用されるチタノシリケートの
合成法は特に限定されるものではないが、例えば特開昭
56−96720号公報が挙げられる。チタノシリケー
トにおけるSi/Ti比は10〜1000のものが用い
られる。本発明においては、チタノシリケート触媒の使
用量は特に制限はなく、懸濁床式の場合には、通常反応
溶液中に0.1重量%〜10重量%の範囲で使用され
る。触媒の形態は微粉末、ペレットなど任意のもので良
い。
【0008】本発明で用いられる過酸化水素は、通常、
アントラキノン法又は水素と酸素を高圧下で触媒と共に
接触させる直接酸化法で合成された過酸化水素でり、一
般には10重量%〜70重量%の水溶液で市販されてい
る。また過酸化水素は、その安定剤として一般的に用い
られているリン酸塩、ポリリン酸塩(ピロリン酸ソー
ダ、トリポリリン酸ソーダなど)、錫酸塩、ピロリン
酸、アスコルビン酸やエチレンジアミンテトラ酢酸、ニ
トロトリ酢酸、アミノトリ酢酸、ジエチレントリアミン
ペンタ酢酸、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホ
ン酸)ジエチレントリアミノペンタ(メチレンホスホン
酸)が添加されていてもよい。
【0009】本発明で用いるアンモニアは、反応開始前
にガスで供給する方法、予めアンモニア水溶液や水又は
過酸化水素、反応溶媒等に対して可溶な硫酸アンモニウ
ム、リン酸アンモニウム、アンモニウムクロライドなど
で例示されるアンモニウム塩を添加する方法を用いるこ
とが出来る。
【0010】本発明で用いるケトン、キノンまたはアル
デヒドは、一般式R1 、R2 −C=Oの式で表されるカ
ルボニル基を1つ又は2つ以上持つ化合物が対象とな
る。ここで、R1 、R2 は、水素、1〜12個の炭素原
子を含むアルキル基、3〜12個の炭素原子を含む分岐
アルキル基またはシクロアルキル基、6〜12個の炭素
原子を含む芳香族基または3〜12の炭素原子を含む直
鎖または分岐アルキレン基を表し、これらのアルキル基
は、ハロゲン、NO2 基、ヒドロキシ基、アルコキシ基
またはカルボン酸エステルによって置換されても良い。
1 、R2 は、互いに同一でも異なっていてもよい。
【0011】具体的には、アセトン、メチルエチルケト
ン及びメチルイソブチルケトン、2−ペプタノン、3−
ペプタノン、4−ペプタノン、2,2−ジメチル−3−
ペプタノン、t−ブチルフェニルケトン、シクロヘキサ
ノン等のケトン類、又は、P−ベンゾキノン、O−ベン
ゾキノン等のキノン類、ベンズアルデヒド等のアルデヒ
ド類が好適に用いられる。
【0012】本発明のオキシムの合成方法は、反応器に
予め原料、溶媒、触媒及び添加剤を仕込みアンモニアガ
スを吹き込みながら充分な攪拌下で過酸化水素又は、過
酸化水素とケトン類反応溶媒を混合した溶液を供給して
反応を行い、引続き一定時間反応完結時間をおいた後、
生成したオキシムの分離を行うバッチ法や、原料、触
媒、溶媒および添加剤を一段又は多段の反応器を用いて
連続的に供給する連続反応でも良い。
【0013】反応器の材質は、過酸化水素の分解を防ぐ
不活性なものが適しており、例えばグラスライニングや
ステンレススチール製の反応容器が好ましい。また、反
応初期の圧力を調整する方法は、各原料を添加後、原料
として供給するアンモニアガスにより圧力を調整しても
良いし、所定温度上昇後に液相から気相へ移動するアン
モニアの圧力を利用してもよい。
【0014】本発明でオキシム類を合成する際の反応温
度は50℃〜100℃で実施されるが、用いるカルボニ
ル基を持つ化合物により適正な温度を選択しなければな
らない。反応圧力は、液相中の水に対するアンモニア濃
度を15重量%以上に保つ必要から、気体の溶解度に影
響する温度との関連は重要であり、反応温度と関連して
いる。例えば反応温度が80℃の場合は、初期圧力2kg
/cm2(ゲージ)以上で実施されることが好ましい。アン
モニアの溶解度は、他の反応溶媒や用いるケトン、アル
デヒト、キノンにより影響を受けることも予測される
が、基本的に最もアンモニア溶解性が高いのは水であ
り、水への溶解度が、液相中のアンモニア溶解量に対し
て最も影響する。従って、水への溶解度を指標として、
各反応温度に対し圧力を制御することが重要である。
【0015】本発明における過酸化水素とケトン等の好
ましいモル比の範囲は、ケトン等1モルに対して、過酸
化水素が0.5〜3、好ましくは0.5〜1.5であ
る。アンモニアとケトン類のモル比は、ケトン等1モル
に対して1以上、好ましくは1.5以上である。
【0016】本発明に用いる反応溶媒としては、アルコ
ールが好適に用いられる。具体的には、メタノール、エ
タノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアル
コール、n−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノ
ール、t−アミルアルコール等を挙げられる。中でもt
−ブタノールが最も好適に使用される。これらのアルコ
ールの中から2種以上のアルコールを混合して用いても
よい。
【0017】以下に実施例により本発明を具体的に説明
するが、本発明は以下の実施例により制限されるもので
はない。なお、圧力はゲージ圧である。 実施例1 ステンレス(SUS316)製の攪拌器付オートクレー
ブに、アセトン7.0gとアンモニア水15.0g、t
−ブタノール15.0gと活性化処理を施していないチ
タノシリケート1.5gを仕込み、攪拌しながらアンモ
ニアをガスで供給し反応容器内の圧力を1.0kg/cm2
で上昇させた。その後、温度を80℃まで昇温させたと
ころ、反応容器の圧力は4.4kg/cm2まで上昇した(水
に対するアンモニア溶解度は約27重量%)。所定温度
に到達後、15重量%に希釈した過酸化水素溶液34.
0gを3時間かけて添加した。
【0018】ガスクロマトグラフでアセトンオキシムの
収率を測定した。最終の反応容器圧力は、1.6kg/cm2
にまで低下した。得られた反応液は、5種Cの濾紙で濾
別して触媒を分離し、ガスクロマトグラフ(島津製作所
製GC−14A)でオキシムの収率を測定した。その結
果、アセトン基準のアセトンオキシム収率を求めたとこ
ろ96.4%であった。また、過酸化水素転化率を沃素
滴定により求めたところ99.9%であった。
【0019】比較例1 加圧操作を行わずに、実施例1と同様の条件で反応を行
った。その結果、初期の反応圧力は1.6kg/cm2(水に
対するアンモニア溶解度は約12重量%)、反応終了時
の圧力は0.6kg/cm2であった。この反応のアセトンの
アセトンオキシム収率は63.9%であった。
【0020】実施例2 ステンレス(SUS316)製の攪拌器付オートクレー
ブに、シクロヘキサノン11.8gとアンモニア水1
5.0g、t−ブタノール15.0gと活性化処理を施
していないチタノシリケート1.5gを仕込み、攪拌し
ながらアンモニアをガスで供給し反応容器内の圧力を
1.0kg/cm2まで上昇させた。その後、温度を80℃ま
で昇温させたところ、反応容器の圧力は4.6kg/cm2
で上昇した(水に対するアンモニア溶解度は約27重量
%)。所定温度に到達後、15重量%に希釈した過酸化
水素溶液34.0gを3時間かけて添加した。過酸化水
素の滴下終了後、温度、圧力をそのまま維持して更に1
時間反応を行い、シクロヘキサノンオキシムを合成し
た。このとき、最終の反応容器圧力は、1.7kg/cm2
あった。反応終了後、反応容器内を窒素で置換しアンモ
ニアガスを回収すると共に大気圧まで脱圧し冷却を行っ
た。得られた反応液は、実施例1と同様に触媒を分離
し、ガスクロマトグラフでシクロヘキサノンオキシムの
収率を測定した。その結果、シクロヘキサノン基準のシ
クロヘキサノンオキシム収率は99.0%であった。
【0021】比較例2 加圧操作を行わずに、実施例3と同様の条件で反応を行
った。その結果、初期の反応圧力は1.7kg/cm2(水に
対するアンモニア溶解度は約12重量%)で反応終了時
の圧力は1.2kg/cm2であった。この反応の過酸化水素
基準のシクロヘキサノンオキシム収率は81.3%であ
った。
【0022】実施例3 ステンレス(SUS316)製の攪拌器付オートクレー
ブに、ベンズアルデヒド10.6gとアンモニア水1
5.0g、t−ブタノール15.0gと活性化処理を施
していないチタノシリケート1.5gを仕込み、攪拌し
ながらアンモニアをガスで供給し反応容器内の圧力を
1.0kg/cm2まで上昇させた。その後、温度を80℃ま
で昇温させたところ、反応容器の圧力は4.4kg/cm2
で上昇した(水に対するアンモニア溶解度は約27重量
%)。所定温度に到達後、15重量%に希釈した過酸化
水素溶液22.7gを3時間かけて添加した。過酸化水
素は、実施例1に示した方法で調整し、実施例1と同様
に反応を行ってガスクロマトグラフでベンズアルドキシ
ムの収率を測定した。また、最終の反応容器圧力は、
1.6kg/cm2にまで低下した。その結果、ベンズアルデ
ヒド基準のベンズアルドキシム収率は97.5%であっ
た。また、過酸化水素転化率を沃素滴定により求めたと
ころ99.9%であった。
【0023】比較例3 加圧操作を行わずに、実施例4と同様の条件で反応を行
った。その結果、初期の反応圧力は1.6kg/cm2(水に
対するアンモニア溶解度は約12重量%)で、反応終了
時の圧力は1.0kg/cm2であった。この反応の過酸化水
素基準のベンズアルドキシム収率は76.3%であっ
た。
【0024】
【発明の効果】本発明によると触媒の活性化処理を省略
しても高収率で目的化合物を得ることができ、経済的に
有利なオキシムの製造を提供できる。
───────────────────────────────────────────────────── 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) // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 松家 直子 三重県四日市市日永東2丁目4番16号 三 菱瓦斯化学株式会社四日市工場内 Fターム(参考) 4G069 AA01 AA08 BA02A BA02B BA04A BA04B BA15A BA15B CB01 DA05 EA01Y EA02Y FB10 FC07 FC08 4H006 AA02 AC59 BA10 BA33 BA71 BB14 BC10 BC35 BD10 BD21 BE14 BE32 BW30 4H039 CA72 CD50

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チタノシリケート触媒の存在下で、過酸
    化水素及びアンモニアを用いてケトン、キノンまたはア
    ルデヒドからオキシムを製造する方法において、反応溶
    媒に溶解するアンモニア濃度を反応初期に15重量%以
    上にすること特徴とするオキシムの製造方法。
  2. 【請求項2】 反応温度が50〜100℃である請求項
    1記載の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1548000A1 (en) * 2003-12-22 2005-06-29 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for producing oxime
EP1674450A1 (en) 2004-12-22 2006-06-28 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for producing cyclohexanone oxime
EP1674449A1 (en) 2004-12-22 2006-06-28 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for producing cyclohexanone oxime
JP2007001952A (ja) * 2005-06-27 2007-01-11 Yokohama National Univ オキシムの製造方法

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