JP2000072738A - オキシムの製造方法 - Google Patents

オキシムの製造方法

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JP2000072738A
JP2000072738A JP10247281A JP24728198A JP2000072738A JP 2000072738 A JP2000072738 A JP 2000072738A JP 10247281 A JP10247281 A JP 10247281A JP 24728198 A JP24728198 A JP 24728198A JP 2000072738 A JP2000072738 A JP 2000072738A
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hydrogen peroxide
oxime
reaction
weight
catalyst
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JP10247281A
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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
化水素と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、アルカリ
金属を含まない過酸化水素安定化剤を過酸化水素に対し
て1〜1000重量ppm(過酸化水素30重量%換
算)添加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、分析用試薬等とし
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】ここで、過酸化水素には、不純物を多く含
んだ一般の工業用グレードや蒸留を行わない粗過酸化水
素が通常用いられている。しかしながら、この様な過酸
化水素をアンモニアやオキシムの存在によりアルカリ雰
囲気下となる反応に利用することは、過酸化水素が有す
る化学的な特性であるアルカリ性下で不安定化し、少量
の不純物の存在で比較的速やかに分解する性質から、反
応に関与しない過酸化水素の消費が増えることになる。
また、多量のアルカリ金属塩を含んだ過酸化水素安定剤
が使用されている場合、それらのアルカリ金属がチタノ
シリケート触媒の活性化能力を失活させることが知られ
ており、工業化に対して大きな問題となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
問題を解決し、オキシム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、上記の問
題を解決するために鋭意検討を行ったところ、アルカリ
性下でも過酸化水素の安定化効果を示す各種安定化剤を
反応系に加えオキシムの合成をすることにより、過剰に
使用していた過酸化水素を低減化しても高収率でオキシ
ムが得られることを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。
【0006】すなわち、本発明は、チタノシリケート触
媒の存在下で、過酸化水素と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、アルカリ金属を含まない過酸化水素安定化
剤を過酸化水素に対して1〜1000重量ppm(過酸
化水素30重量%換算)添加することを特徴とするオキ
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】本発明の固体触媒は、MFI構造
を持つチタノシリケート触媒(TS−1)が使用され
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号公報に示された方法など
が挙げられる。このチタノシリケートにおけるSi/T
i比は、通常10〜1000のものが用いられる。本発
明において、チタノシリケート触媒の使用量は特に制限
がなく、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よい。
【0008】本発明で用いられる過酸化水素は、通常ア
ントラキノン法によって製造された過酸化水素又は水素
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ある。一般には10重量%〜70
重量%の水溶液で市販されている。本発明で用いるアン
モニアは、気体状のアンモニアまたはアンモニア水溶液
を用いることができる。また、一部を各種アンモニウム
塩により供給する方法でも良い。
【0009】本発明で用いられるケトン、キノンおよび
アルデヒドは、一般式R1 2 C=Oの式で表され、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。具
体的には、アセトン、メチルエチルケトン、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、P−ベンゾキノン、O−ベンゾキノン等のキノン
類、または、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。
【0010】本発明において、反応系に添加される安定
剤は、アルカリ金属を含まない過酸化水素安定剤であ
る。例として、オルト燐酸、リン酸アンモニウム、ピロ
リン酸等を含むリン酸塩類やアミノトリ(メチレンホス
ホン酸)、アルキリデンジホスホン酸塩等のホスホン酸
塩等のホスホン酸系キレート剤、アセトフォスフォン酸
塩等の亜リン酸アシル化体等が挙げられ、これらは単独
又は組み合わせで使用しても良い。ここで塩類の場合
は、アルカリ金属塩でなく、水素塩やアンモニウム塩を
用いることが好ましい。更に、他の過酸化水素安定剤を
共に添加しても良く、具体的な例として、脂肪族アミ
ン、芳香族スルホン酸、チオスルフェイト等の硫黄含有
有機化合物、ニトロ置換有機化合物、安息香酸等の有機
酸、エチレンジアミン4酢酸等の窒素含有キレート剤等
が挙げられる。添加量は、1〜1,000重量ppm
(30重量%過酸化水素基準)の範囲で任意に添加する
ことができるが、好ましくは、5〜150ppmの範囲
である。
【0011】本発明において行われるオキシム類の合成
反応方法は、例えば反応器に予め原料、溶媒、触媒およ
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
続き一定時間の反応完結時間をおいた後、生成したオキ
シム類の分離を行うバッチ法が良好である。または、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。また、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。
【0012】反応温度は5℃〜150℃、好ましくは3
0℃〜120℃の範囲で一般に実施される。反応の圧力
としては特に制限はないが、系中のアンモニア濃度を保
つために大気圧以上で実施される。過酸化水素とケトン
類の好ましいモル比の範囲は、カルボニル基数に対して
0.5〜3であり、より好ましくは0.5〜1.5であ
る。アンモニアとケトン類のモル比はカルボニル基数に
対して1以上であることが好ましく、さらに好ましくは
1.5以上である。
【0013】本発明に用いることのできる反応溶媒とし
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る
ことができる。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。
【0014】本発明で過酸化水素安定剤を反応容器に添
加する方法は、反応開始時に、反応溶媒やケトン類と共
に一括して添加しても良く、また、予め水又は過酸化水
素、過酸化水素を分解せず、オキシムの収率に影響しな
い無機酸や有機酸等に溶解したマスターバッチを調整
し、連続的に添加する方法でも良い。また、他の安定剤
や安定化助剤などと共に添加する方法でもよい。
【0015】
【実施例】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。
【0016】実施例1 ガラス製の攪拌器付反応器にメチルエチルケトン10.
4g(0.12mol)と25重量%アンモニア水溶液
15.0g、t−ブタノール15.0gとチタノシリケ
ート3.0gを仕込んで、アンモニアガスを連続的に吹
き込みながら激しく攪拌した。その後、温度を75℃ま
で昇温させ、所定温度に到達後、15重量%に希釈した
過酸化水素溶液27.2gを3時間かけて添加した(過
酸化水素は重量で4.1g/0.12mol)した。過
酸化水素溶液は、安定剤を含まない市販の試薬特級の3
0重量%品を用い、これにオルトリン酸を30重量pp
mとなるように添加し、更に15重量%まで希釈した。
その結果、得られた過酸化水素基準のメチルエチルケト
ンオキシム収率は80.9%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。結果を表1に示した。
【0017】実施例2 過酸化水素の安定剤をエチリデンジアミンテトラメチレ
ンホスホン酸(日本モンサント社製、商品名ディクエス
ト2000)とし、過酸化水素水溶液中の濃度が5重量
ppmとなるように添加した以外は、実施例1と同様の
条件で反応を行った。その結果、過酸化水素基準のメチ
ルエチルケトンオキシム収率は81.5%であった。
【0018】実施例3 実施例1において用いたチタノシリケート触媒を、ろ過
後そのまま用いて実施例1と同様な操作を繰り返した。
10回繰り返した後の反応溶液の分析より、メチルエチ
ルケトンオキシムの収率は80.6%であり、安定剤と
して加えたオルトリン酸の影響は見られなかった。
【0019】比較例1 過酸化水素に安定剤を添加せずに、実施例1と同様の条
件で反応を行った。その結果、過酸化水素基準のメチル
エチルケトンオキシム収率は67.9%であった。
【0020】比較例2 過酸化水素の安定剤を含む市販の30重量%過酸化水素
水溶液を用いた他は、実施例3と全く同様の操作を行っ
た。この過酸化水素には、安定剤を由来とするナトリウ
ムが10ppm含まれていた(30重量%過酸化水素換
算)。その結果、反応を10回繰り返した10バッチ目
のメチルエチルケトンオキシム収率は、47.0%と顕
著な低下が見られた。
【0021】実施例4 ガラス製の攪拌器付反応器にベンズアルデヒド 8.5
g(0.08mol)と25%アンモニア水溶液15.
0g、t−ブタノール15.0gとチタノシリケート
3.0gを仕込んで、アンモニアガスを連続的に吹き込
みながら激しく攪拌した。その後、温度を75℃まで昇
温させ、所定温度に到達後、15重量%に希釈した過酸
化水素溶液18.1gを3時間かけて添加した(過酸化
水素は、重量で2.7g/0.08mol)過酸化水素
は、実施例1で記載した方法により調整した過酸化水素
を用いた。過酸化水素の滴下終了後、アンモニアガスの
供給を止めて温度をそのまま維持して更に1時間反応を
行い、ベンズアルドキシムを合成した。得られた反応溶
液は、5種Cの濾紙で濾別して触媒を分離し、ガスクロ
マトグラフでベンズアルドキシムの収率を測定した。そ
の結果、過酸化水素基準のベンズアルドキシム収率は8
2.7%であった。
【0022】比較例3 過酸化水素に安定剤を添加せずに実施例4と同様の条件
で反応を行った。その結果、過酸化水素基準のベンズア
ルデヒドオキシム収率は70.2%であった。
【0023】
【0024】
【発明の効果】本発明によると、反応に関与しない過酸
化水素の浪費を低減化することができ、また、触媒の寿
命も実質的に延長できることから、経済的に有利な方法
によりオキシムを製造する事が可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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) 4H006 AA02 AC59 AD40 BA10 BA33 BA71 BB14 BC10 BC11 BC31 BE32 DA35 4H039 CA73 CL50

Claims (3)

    【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
    化水素と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、アルカリ
    金属を含まない過酸化水素安定化剤を過酸化水素に対し
    て1〜1000重量ppm(過酸化水素30重量%換
    算)添加することを特徴とするオキシムの製造方法。
  2. 【請求項2】 アルカリ金属を含まない過酸化水素安定
    剤がオルトリン酸、若しくはピロリン酸、またはそれら
    の水素塩またはアンモニウム塩である請求項1記載の製
    造方法。
  3. 【請求項3】 アルカリ金属を含まない過酸化水素安定
    剤がホスホン酸系キレート剤である請求項1記載の製造
    方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1227080A1 (de) * 2001-01-26 2002-07-31 Degussa AG Durch Ammoniumsalze oder substituierte Ammoniumsalze cokatalysierstes Verfahren zur Herstellung von Oximen
US7161036B2 (en) * 2003-12-22 2007-01-09 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for producing oxime

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1227080A1 (de) * 2001-01-26 2002-07-31 Degussa AG Durch Ammoniumsalze oder substituierte Ammoniumsalze cokatalysierstes Verfahren zur Herstellung von Oximen
US6462235B1 (en) 2001-01-26 2002-10-08 Degussa Ag Process for production of oximes cocatalyzed by ammonium salts or substituted ammonium salts
US7161036B2 (en) * 2003-12-22 2007-01-09 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for producing oxime

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