JP2000136164A - ジカルボン酸のジエステルの製造方法 - Google Patents

ジカルボン酸のジエステルの製造方法

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JP2000136164A
JP2000136164A JP10310110A JP31011098A JP2000136164A JP 2000136164 A JP2000136164 A JP 2000136164A JP 10310110 A JP10310110 A JP 10310110A JP 31011098 A JP31011098 A JP 31011098A JP 2000136164 A JP2000136164 A JP 2000136164A
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diester
dicarboxylic acid
catalyst
unsaturated hydrocarbon
palladium
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JP10310110A
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English (en)
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Takumi Tsunoda
巧 角田
Hiroshi Shiraishi
泰士 白石
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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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】 本発明は、不飽和炭化水素、一酸化炭素、及
びアルコール類から、不飽和炭化水素より炭素数が2多
いジカルボン酸のジエステル(不飽和炭化水素の不飽和
結合にエステル基が付加されたジエステル)を製造する
方法において、パラジウム触媒などを容易に分離、回
収、循環・再使用することができ、温和な反応条件下、
シュウ酸ジエステルの副生を抑えて、目的のジカルボン
酸のジエステルを製造できる方法を提供することを課題
とする。 【解決手段】 本発明の課題は、不飽和炭化水素、一酸
化炭素、及び亜硝酸エステルを、強酸性カチオン交換体
にパラジウムが固定化された触媒の存在下で反応させる
ことを特徴とするジカルボン酸のジエステルの製造方法
によって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、不飽和炭化水素、
一酸化炭素、及びアルコール源から、不飽和炭化水素よ
り炭素数が2多いジカルボン酸のジエステルを製造する
方法に関する。例えば、エチレンからコハク酸ジエステ
ル、プロピレンからメチルコハク酸ジエステルなど、不
飽和炭化水素の不飽和結合(炭素−炭素二重結合等)に
エステル基が付加されたジエステルを製造する方法に関
する。ジカルボン酸のジエステルは、香料や樹脂などの
原料として有用である。
【0002】
【従来の技術】不飽和炭化水素、一酸化炭素、及びアル
コール源から、不飽和炭化水素より炭素数が2多いジカ
ルボン酸のジエステル(不飽和炭化水素の不飽和結合に
エステル基が付加されたジエステル)を製造する方法と
しては、不飽和炭化水素、一酸化炭素、及びアルコール
源(アルコール、亜硝酸エステル等)を、均一系パラジ
ウム触媒の存在下で反応させる方法が知られている(特
開昭50−126608号公報、特開昭51−1412
号公報、特開昭53−40709号公報、特開昭61−
289058号公報)。しかし、これらの方法は、均一
系触媒を使用しているため、パラジウム触媒の分離、回
収、循環・再使用等が煩雑ないしは困難であり、工業的
製法としては問題がある。
【0003】その他に、不均一系パラジウム触媒を使用
する方法も知られている(特開昭53−46913号公
報、特開昭54−81211号公報)。しかし、活性炭
担持パラジウム触媒を用いる前者の方法では、不飽和炭
化水素の関与しない生成物であるシュウ酸ジエステルが
多く副生するという問題がある。また、活性炭担持パラ
ジウム触媒と金属ハロゲン化物助触媒を用いる後者の方
法では、助触媒が反応系内で均一に溶解していて、均一
系触媒の場合と同様に、助触媒の分離、回収、循環・再
使用等が煩雑ないしは困難であるという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、不飽和炭化
水素、一酸化炭素、及びアルコール源から、不飽和炭化
水素より炭素数が2多いジカルボン酸のジエステル(不
飽和炭化水素の不飽和結合にエステル基が付加されたジ
エステル)を製造する方法において、パラジウム触媒な
どを容易に分離、回収、循環・再使用することができ、
温和な反応条件下、シュウ酸ジエステルの副生を抑え
て、目的のジカルボン酸のジエステルを製造できる方法
を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、不飽和
炭化水素、一酸化炭素、及び亜硝酸エステルを、強酸性
カチオン交換体にパラジウムが固定化された触媒の存在
下で反応させることを特徴とするジカルボン酸のジエス
テルの製造方法によって解決される。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明では、ジカルボン酸のジエ
ステル(不飽和炭化水素の不飽和結合にエステル基が付
加されたジエステル)は、不飽和炭化水素、一酸化炭
素、及び亜硝酸エステルを、強酸性カチオン交換体にパ
ラジウムが固定化された触媒の存在下で反応させること
によって製造される。
【0007】本発明で使用される不飽和炭化水素として
は、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−
ブテン、イソブテン、1−ヘキセン、シクロヘキセン等
の炭素数2〜20の鎖状又は環状の不飽和炭化水素、特
に炭素数2〜20の鎖状又は環状のアルケンが挙げられ
る。また、これらは置換基を有していてもよく、例え
ば、置換基を有する炭素数2〜20の鎖状又は環状のア
ルケンとして、スチレン、ビニルシクロヘキセン、ビニ
ルメチルエーテル、酢酸ビニル等が挙げられる。
【0008】一酸化炭素は純ガスであっても、窒素ガス
等の不活性ガスで希釈されていても差し支えないが、不
飽和炭化水素1モルに対して0.01〜104モル、更
には0.1〜103モル程度使用されることが好まし
い。また、その圧力は0.1〜300kg/cm2、更
には0.5〜200kg/cm2であることが好まし
い。
【0009】本発明ではアルコール源として亜硝酸エス
テルを使用することが好ましいが、アルコールを亜硝酸
エステルに対して0〜10倍モル程度共存させてもよ
い。亜硝酸エステルとしては、亜硝酸メチル、亜硝酸エ
チル、亜硝酸プロピル、亜硝酸ブチル等の炭素数1〜2
0の亜硝酸アルキルが挙げられる。この中では、亜硝酸
メチル、亜硝酸エチル、亜硝酸プロピル、亜硝酸ブチル
等の炭素数1〜4の亜硝酸アルキルが好ましい。これら
亜硝酸エステルは予め調製されたものを使用してもよい
が、二酸化窒素、三酸化二窒素、四酸化二窒素、五酸化
二窒素等の窒素酸化物と対応するアルコールを反応系に
存在させて、反応系内で相当する亜硝酸エステルを生成
させて使用しても差し支えない。また、反応で生成する
二酸化窒素を対応するアルコール及び分子状酸素と反応
させることによって再生される亜硝酸エステルを使用し
てもよい。なお、亜硝酸エステルは、不飽和炭化水素に
対して0.01〜20倍モル、更には0.1〜10倍モ
ル使用されることが好ましい。
【0010】本発明で使用される強酸性カチオン交換体
としては、0.01meq/g以上、更には0.01〜
20meq/gのプロトン交換容量を有する強酸性カチ
オン交換体が好ましい。この強酸性カチオン交換体とし
ては、例えば、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、
フェノール−ホルムアルデヒド共重合体、或いはパーフ
ルオロエチレン重合体にスルホン酸官能基が導入された
ものや、スルホン化ポリフェニルや、スルホン化セルロ
ースなどが挙げられる。スルホン化スチレン−ジビニル
ベンゼン共重合体にはダウエックス50W(ダウケミカ
ル社製)、スルホン化パーフルオロエチレン重合体には
ナフィオンNR−50(デュポン社製)が具体的に挙げ
られる。
【0011】前記の強酸性カチオン交換体にパラジウム
が固定化された触媒は、酢酸パラジウム等のパラジウム
塩を用いて、通常のイオン交換法により調製することが
できる。例えば、Inorganica Chimic
a Acta,150,245〜247(1988)記
載の方法により、ナフィオンNR−50にパラジウムが
固定化された触媒を調製することができる。この触媒
は、洗浄、乾燥後、固定化されたパラジウムを還元する
ことなく、そのまま使用することが好ましい。なお、固
定化パラジウムの量は、強酸性カチオン交換体に対して
0.01〜50重量%、更には0.1〜20重量%であ
ることが好ましい。また、触媒は、固定化パラジウムが
不飽和炭化水素1モルに対して10-5〜1モル、更には
10-4〜1モルであるように使用されることが好まし
い。
【0012】本発明では、必要に応じて、反応溶媒を単
独又は複数で使用することが好ましい。反応溶媒の使用
量は反応を液相で行うことができれば特に限定されな
い。反応溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン等
の芳香族非ハロゲン化炭化水素や、クロロベンゼン等の
芳香族ハロゲン化炭化水素や、テトラリン、シクロヘキ
サン等の脂肪族非ハロゲン化炭化水素や、塩化メチレン
等の脂肪族ハロゲン化炭化水素や、ジエチルエーテル、
テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテルや、アセ
トン、メチルエチルケトン等のケトンや、酢酸エチル、
ε−カプロラクトン等のエステルや、N,N−ジメチル
ホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミドや、ジ
メチルスルホン、スルホラン等のスルホンや、ジメチル
スルホキシド等のスルホキシドや、アセトニトリル、ベ
ンゾニトリル、アジポニトリル等のニトリルや、メタノ
ール、エタノール、ブタノール等のアルコールなどが挙
げられる。これら反応溶媒の中では、脂肪族ハロゲン化
炭化水素、エステル、ニトリルが好ましい。
【0013】本発明の反応は、例えば、耐圧反応器に、
前記触媒と亜硝酸エステルを入れ、不飽和炭化水素を添
加した後、一酸化炭素で加圧して、所定の反応条件下、
連続式又はバッチ式で行うことができる。連続式の反応
の場合、触媒は固定床又は懸濁床で使用される。なお、
本発明で、反応温度は0〜300℃、更には10〜20
0℃であることが好ましい。
【0014】反応後、生成したジカルボン酸のジエステ
ルは通常の蒸留により分離精製される。また、触媒は濾
過などにより反応液から容易に分離され、溶媒等で洗浄
後、反応に再使用される。
【0015】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。 実施例1 〔触媒の調製〕アルゴンガス雰囲気下、アセトニトリル
50gに酢酸パラジウム554mgを溶解させ、それに
ナフィオンNR−50(デュポン社製)10.02gを
加えて、68℃で1時間攪拌した。室温下で一夜放置し
た後、デカンテーションによる溶媒除去、アセトニトリ
ル洗浄、乾燥を行って、ナフィオンNR−50にパラジ
ウムが固定化された黄色の触媒を得た。固定化パラジウ
ム量をICP分析により測定したところ、イオン交換体
に対して1.2重量%であった。
【0016】〔ジカルボン酸のジエステルの製造〕テフ
ロン製回転子を入れた30ml容耐圧反応器に、アセト
ニトリル9ml、前記で調製した触媒1.07g、及び
亜硝酸n−ブチル9.5mmolを入れ、密閉後、全圧
が40kg/cm2になるようにエチレンと一酸化炭素
の混合ガス(エチレン:一酸化炭素(モル比)=1:
1)を導入して、50℃で1時間反応を行った。反応終
了後、生成物をガスクロマトグラフィーにより分析した
ところ、コハク酸ジブチル1.04mmol、シュウ酸
ジブチル0.02mmolが生成していた。
【0017】実施例2 〔ジカルボン酸のジエステルの製造〕アセトニトリルを
塩化メチレン9mlに代えたほかは、実施例1と同様の
操作を行った。その結果、コハク酸ジブチル0.51m
mol、シュウ酸ジブチル0.10mmolが生成して
いた。
【0018】実施例3 〔ジカルボン酸のジエステルの製造〕実施例2で使用し
た触媒を濾過分離し、アセトニトリルと塩化メチレンで
充分洗浄した後、その触媒を触媒として使用したほか
は、実施例2と同様の操作を行った。その結果、コハク
酸ジブチル0.69mmol、シュウ酸ジブチル0.0
5mmolが生成していた。
【0019】実施例4 〔ジカルボン酸のジエステルの製造〕テフロン製回転子
を入れた50ml容耐圧反応器に、アセトニトリル10
ml、前記と同様に調製した触媒(固定化パラジウム量
1.0重量%)1.00g、及び亜硝酸n−ブチル9.
9mmolを入れ、密閉後、容器を冷却してプロピレン
1.3g(31.0mmol)を導入した。その後、全
圧が70kg/cm2になるように一酸化炭素を導入し
て、75℃で1時間反応を行った。反応終了後、生成物
をガスクロマトグラフィーにより分析したところ、メチ
ルコハク酸ジブチル1.91mmol、シュウ酸ジブチ
ル0.02mmolが生成していた。
【0020】実施例5 〔ジカルボン酸のジエステルの製造〕プロピレンを1−
ブテン0.8g(14.3mmol)に代え、全圧が5
0kg/cm2になるように一酸化炭素を導入したほか
は、実施例4と同様の操作を行なった。その結果、エチ
ルコハク酸ジブチル1.41mmol、シュウ酸ジブチ
ル0.01mmolが生成していた。
【0021】実施例6 〔ジカルボン酸のジエステルの製造〕プロピレンをビニ
ルシクロヘキサン1.00g(9.10mmol)に代
え、全圧が50kg/cm2になるように一酸化炭素を
導入したほかは、実施例4と同様の操作を行なった。そ
の結果、シクロヘキシルコハク酸ジブチル1.59mm
ol、シュウ酸ジブチル0.01mmolが生成してい
た。
【0022】実施例7 〔触媒の調製〕ナフィオンNR−50をダウエックス5
0W−8X(ダウケミカル製)3.0gに代えたほか
は、実施例1と同様の操作を行なった。得られた触媒の
固定化パラジウム量は7.2重量%であった。
【0023】〔ジカルボン酸のジエステルの製造〕上記
触媒0.50gを触媒として使用したほかは、実施例1
と同様の操作を行なった。その結果、コハク酸ジブチル
0.80mmol、シュウ酸ジブチル0.12mmol
が生成していた。
【0024】
【発明の効果】本発明により、不飽和炭化水素、一酸化
炭素、及びアルコール源から、不飽和炭化水素より炭素
数が2多いジカルボン酸のジエステル(不飽和炭化水素
の不飽和結合にエステル基が付加されたジエステル)を
製造する方法において、パラジウム触媒などを容易に分
離、回収、循環・再使用することができ、温和な反応条
件下、シュウ酸ジエステルの副生を抑えて、目的のジカ
ルボン酸のジエステルを製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不飽和炭化水素、一酸化炭素、及び亜硝
    酸エステルを、強酸性カチオン交換体にパラジウムが固
    定化された触媒の存在下で反応させることを特徴とする
    ジカルボン酸のジエステルの製造方法。
  2. 【請求項2】 不飽和炭化水素がアルケンである、請求
    項1記載のジカルボン酸のジエステルの製造方法。
  3. 【請求項3】 強酸性カチオン交換体が0.01meq
    /g以上のプロトン交換容量を有する、請求項1記載の
    ジカルボン酸のジエステルの製造方法。
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