JP2001097903A - 1,6−ヘキサンジオールの製造方法 - Google Patents

1,6−ヘキサンジオールの製造方法

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JP2001097903A
JP2001097903A JP27162399A JP27162399A JP2001097903A JP 2001097903 A JP2001097903 A JP 2001097903A JP 27162399 A JP27162399 A JP 27162399A JP 27162399 A JP27162399 A JP 27162399A JP 2001097903 A JP2001097903 A JP 2001097903A
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hexanediol
producing
adipic acid
liquid phase
alkaline earth
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Yoshinori Hara
善則 原
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アジピン酸を直接水添反応して1,6−ヘキ
サンジオールを製造する際、更に反応活性を向上させる
方法を提供する。 【解決手段】 アジピン酸を白金族から選ばれる少なく
とも1種の元素を含む触媒の存在下、液相中で水素化反
応させて1,6−ヘキサンジオールを製造させるに際
し、液相中に、少なくとも1種のアルカリ土類金属イオ
ンを、アジピン酸に対して0.05〜2000ppm存
在させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アジピン酸を原料
とし、エステル化工程を経ることなく直接水素化して
1,6−ヘキサンジオールを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】1,6−ヘキサンジオールは、ポリウレ
タン、ポリエステル系可塑剤、不飽和ポリエステル、及
び希釈剤としての1,6ーヘキサンジオールジアクリレ
ートの製造原料のポリオールとして有用である(特開昭
62-184640 号、特開昭56-78844号、特開平5-59306 号、
同3-227389号)。
【0003】従来、1,6−ヘキサンジオールを製造す
る方法としては、例えば、特公昭53-33567号公報に記載
されているように、シクロヘキサノンを酸化して、アジ
ピン酸、オキシカプロン酸を生成し、そのカルボン酸化
合物を、メタノール、エタノール、1,6−ヘキサンジ
オールなどのアルコール類でエステル化し、この様にし
て得られたエステル化合物を水添触媒の存在下に水素化
して1,6−ヘキサンジオールを生成させる方法が知ら
れている。このような公知の製法においては、エステル
化工程及び水添工程といった煩雑な工程を経由しなけれ
ばならない事、及び水添触媒として銅系触媒を使用して
いるため高温、高圧下という厳しい反応条件を採用しな
ければならないという問題があった。
【0004】かかる問題点を解決する手段として、本発
明者らはアジピン酸を直接水添して1,6−ヘキサンジ
オールを製造することが可能なRuとSnを含む新規な
触媒系を提案した(特願平9−048889)。しかし
ながら、この触媒系は従来の水添触媒に較べて極めて穏
和な条件で反応が進行するものの、より一層の活性の向
上が望まれていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アジピン酸
を直接水添反応して1,6−ヘキサンジオールを製造す
る際に、反応活性を更に向上させる方法を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、アジピン
酸を、白金族から選ばれる少なくとも1種の元素を含む
触媒を用いて、液相中で水素化反応させて1,6−ヘキ
サンジオールを製造する際に、液相中に特定量のアルカ
リ土類金属イオンを存在させることにより、1,6−ヘ
キサンジオールの収率が向上することを見出し、本発明
に到達した。即ち、本発明の要旨は、アジピン酸を白金
族から選ばれる少なくとも1種の元素を含む触媒の存在
下、液相中で水素化反応させて1,6−ヘキサンジオー
ルを製造させるに際し、液相中に、少なくとも1種のア
ルカリ土類金属イオンを、アジピン酸に対して0.05
〜2000ppm存在させることを特徴とする1,6−
ヘキサンジオールの製造方法、に存する。
【0007】
【発明の実施の形態】(原料)水素化反応に用いられる
原料はアジピン酸であり、一般にシクロヘキサンを酸化
触媒の存在下、分子状酸素で酸化することによってシク
ロヘキサン及びシクロヘキサノンに変換し、更に硝酸酸
化により製造されたアジピン酸を使用する。
【0008】(アルカリ土類金属塩)本発明において
は、液相中に少なくとも1種のアルカリ土類金属イオン
を存在させて反応を行うことが必要であり、それにより
反応活性が向上する。その理由についての詳細は不明で
あるが、触媒に何らかの作用をして触媒金属に電子的摂
動を与えているか、あるいはアジピン酸、1,6−ヘキ
サンジオールの触媒との吸脱着に影響を与えているもの
と思われる。アルカリ土類金属イオンの具体例として
は、カルシュム、マグネシュム、バリウムが挙げられ、
その中でも特にカルシュムイオンが好適に用いられる。
本発明では、水素化反応の液相中に、少なくとも1種の
アルカリ土類金属イオンを、アジピン酸に対して0.0
5〜2000ppm、好ましくは0.5〜1500pp
m、より好ましくは2.5〜1000ppm、特に好ま
しくは25〜700ppm存在するように制御しつつ反
応を行うことにより、1,6−ヘキサンジオールの収率
を、例えば27.0%以上に制御することができる。
【0009】また、液相中に存在する全てのアルカリ土
類金属イオンの合計量が、アジピン酸に対して0.05
〜2000ppm、好ましくは0.5〜1500pp
m、より好ましくは2.5〜1000ppm、特に好ま
しくは25〜700ppm存在するように制御しつつ反
応を行うことが更に効果的である。このアルカリ土類金
属イオンは、アジピン酸塩(この形態だけでよいですか
?)として反応原料と共に液相中に供給されるてもよい
し、別途液相中に、アルカリ土類金属の水酸化物、ハロ
ゲン化物、炭酸塩、酢酸等の有機酸塩、硝酸塩、硫酸塩
等の反応媒体に溶解する形態で添加することにより存在
させてもよい。本発明の水素化反応の液相中には、更
に、銅イオン、鉄イオン及びアルミニュムイオンなど
が、それぞれ0.2ppm程度存在していてもよい。
【0010】(水素化触媒)水素化触媒としては、白金
族から選ばれる少なくとも1種の元素を含む触媒を使用
する。白金族から選ばれる少なくとも1種の元素として
は、Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt 等が挙げられ、中でも、少なく
ともRu又はPtを含む触媒であるのが好ましい。さらに好
ましくはRuおよびSnを活性成分として含有する触媒を使
用するのがよいが、特には、RuおよびSnを担体に担持し
た触媒を使用すると良い。Ru,Sn 成分以外にPt成分を共
存させると触媒活性の向上が認められるため、更に好ま
しい。該担持型触媒の担体としては、活性炭、アルミ
ナ、シリカ等の多くの多孔質担体を用いる事ができる
が、上記の中でも、特に活性炭が好ましい。担体に前記
金属成分を担持する方法に特に制限はなく、浸漬法、イ
オン交換法など通常の担持型触媒の調製法で採用されて
いるいずれの方法も適用可能である。その中でも特に簡
便な方法としては、浸漬法が採用される。浸漬法による
ときは、例えば、担持する金属の原料化合物を溶解可能
な溶媒、例えば、水に溶解して金属化合物の水溶液と
し、この溶液を別途調製した多孔質担体に浸漬して担体
に触媒成分を担持させる。担体に各金属成分を担持する
場合、その順序については特に制限がなく、全ての金属
成分を1度に同時に担持しても、各成分を個別に順次担
持してもよい。
【0011】Ru, およびSnの担持量はその金属ベースで
担体に対して、それぞれ0.5 〜50重量%、好ましくは1
〜20重量%の範囲である。また、Ptを用いる場合には、
PtはRuに対して、通常0.1 〜5 重量倍量共存させるのが
好ましい。尚、Ru,Pt の貴金属成分とSnの原料化合物と
しては、それらの金属の硝酸、硫酸、塩酸等の鉱酸が一
般に使用されるが、酢酸等の有機酸塩、水酸化物、酸化
物又は、一般に知られている有機金属化合物や錯塩等も
使用することができる。金属成分の溶液を担体に浸漬、
担持した後には通常乾燥を行う。乾燥は200 ℃以下の温
度で、減圧下、もしくは空気や不活性ガス等の乾燥ガス
を通気しながら行う。その後、必要に応じて焼成、還元
処理を行う。焼成処理を行う場合には、通常100 〜600
℃の温度範囲で空気や窒素等の不活性ガスを通気して行
う。また、還元処理を行う場合には、公知の液相還元法
や気相還元法が採用され、気相還元法の場合は、通常10
0 〜500 ℃の温度範囲、好ましくは200 〜400 ℃の温度
範囲が選択される。
【0012】(水素化反応)水素化反応の反応条件に関
して、温度は、通常50〜350 ℃、好ましくは100 〜250
℃、反応圧は、通常0.1 〜30MPa 、好ましくは1 〜25MP
a が採用される。反応方式は特に制限はなく、液相懸濁
反応又は固定床反応が採用される。使用される触媒の量
も特に制限がなく反応温度あるいは反応圧力等の諸条件
に応じ、実用的反応速度が得られる範囲で任意に選ぶこ
とができる。
【0013】反応は無溶媒で行ってもよいし、必要に応
じて、反応に悪影響を与えない溶媒を使用しても好い。
例えば、水、メタノール、エタノール等のアルコール
類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、
ヘキサン、デカリン等の炭化水素類が例示することがで
きる。アジピン酸の水素化反応では1,6−ヘキサンジ
オールと共に水が副生する事から、特にこれらの溶媒の
中でも水、特にはイオン交換水や脱塩水が好ましい。な
お、本発明による方法で製造した1,6−ヘキサンジオ
ールは蒸留等公知の方法により分離精製される。又、分
離精製後に残る未反応原料または反応中間体としての例
えば炭素数6のジカルボン酸と1,6−ヘキサンジオー
ルとのエステル化合物等は、水素化反応器に循環し、反
応原料として再使用する事ができる。
【0014】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
るが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例
の記載に限定されるものではない。なお、特に表示がな
い限り以下の実施例において、「%」は「重量%」を示
す。 (触媒調製例)活性炭(三菱化学製、商品名:CX-2、粒
径10〜20メッシュ)は、あらかじめ50% 硝酸水溶液で、
95℃3時間加熱処理し、その後濾過し水で洗浄後、加熱
減圧乾燥(2mmHg,80℃、5 時間)したものを使用した。
5N-HCl水溶液3.6ml にRuCl3.3H 20を1.578g,H2PtCl6.6H
20 を0.774g,SnCl2.2H20 を0.95g 加えて溶解した後、
この混合溶液に上記の活性炭を8.55g 加えて含浸させ
た。その後、エバポレーターにて60℃、25mmHg下で溶媒
を留去したのち、アルゴン流通下150 ℃で2時間乾燥し
た。その後水素気流下450 ℃で2時間還元し、6%Ru-3%P
t-5%Sn/ 活性炭触媒を得た。
【0015】実施例1 70mlのスピナー攪拌オートクレーブに上記触媒0.2
g、アジピン酸2.0g、アジピン酸に対して1000
ppmの水酸化カルシュム(カルシュムイオンとして5
45ppm)、イオン交換水8gを仕込み、室温にて1
0MPaの水素を圧入して230℃まで昇温した。23
0℃に達した後2時間反応を行った。その後内容物を取
り出してガスクロにて分析を行った所43.2モル%の
収率で1,6−ヘキサンジオールが生成していた。
【0016】実施例2 アジピン酸に対して20ppmの水酸化カルシュム(カ
ルシュムイオンとして11ppm)を用いた以外は、実
施例1と同様に反応を行った所、27.2%の収率で
1,6−ヘキサンジオールが生成していた。
【0017】比較例1 0.02ppmのカルシュム塩(カルシュムイオンとし
て0.01ppm)を含むアジピン酸を用いた以外は、
新たにカルシュム塩を添加せず、実施例1と同様の条件
で反応を行った所、1,6−ヘキサンジオールの収率は
26.6モル%であつた。
【0018】比較例2 アジピン酸に対して5000ppmの水酸化カルシュム
(カルシュムイオンとして2730ppm)を用いた以
外は、実施例1と同様の反応を行った所、1,6−ヘキ
サンジオールの収率は21.1モル%であつた。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、アジピン酸を直接水添
反応して1,6−ヘキサンジオールを製造する際に、簡
便な方法で反応活性を向上させ、高収率で1,6−ヘキ
サンジオールを製造することができるため、工業的な利
用価値が高いものである。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アジピン酸を白金族から選ばれる少なく
    とも1種の元素を含む触媒の存在下、液相中で水素化反
    応させて1,6−ヘキサンジオールを製造させるに際
    し、液相中に、少なくとも1種のアルカリ土類金属イオ
    ンを、アジピン酸に対して0.05〜2000ppm存
    在させることを特徴とする1,6−ヘキサンジオールの
    製造方法。
  2. 【請求項2】 液相中に存在する全てのアルカリ土類金
    属イオンの合計量が、アジピン酸に対して0.05〜2
    000ppmである請求項1に記載の1,6−ヘキサン
    ジオールの製造方法。
  3. 【請求項3】 アルカリ土類金属イオンが、カルシュ
    ム、マグネシュム及びバリウムから選ばれる少なくとも
    1種のイオンである請求項1又は2に記載の1,6−ヘ
    キサンジオールの製造方法。
  4. 【請求項4】 アルカリ土類金属イオンが、カルシュム
    イオンである請求項3に記載の1,6−ヘキサンジオー
    ルの製造方法。
  5. 【請求項5】 アルカリ土類金属イオンが、アジピン酸
    塩として液相中に供給される請求項1〜4のいずれかに
    記載の1,6−ヘキサンジオールの製造方法。
  6. 【請求項6】 アルカリ土類金属イオンを、アジピン酸
    に対して0.5〜1500ppm存在させる請求項1〜
    5のいずれかに記載の1,6−ヘキサンジオールの製造
    方法。
  7. 【請求項7】 白金族から選ばれる少なくとも1種の元
    素を含む触媒が、ルテニウムを含む触媒である請求項1
    〜6のいずれかに記載の1,6−ヘキサンジオールの製
    造方法。
  8. 【請求項8】 白金族から選ばれる少なくとも1種の元
    素を含む触媒が、ルテニウム及び錫を含む触媒である請
    求項7に記載の1,6−ヘキサンジオールの製造方法。
  9. 【請求項9】 アジピン酸を白金族から選ばれる少なく
    とも1種の元素を含む触媒の存在下、液相中で水素化反
    応させて1,6−ヘキサンジオールを製造させるに際
    し、液相中に存在するカルシュムイオンの濃度を制御す
    ることにより、1,6−ヘキサンジオールの収率を2
    7.0%以上に制御する方法。
  10. 【請求項10】 液相中に存在するカルシュムイオンの
    濃度を、常に0.05〜2000ppmに維持する請求
    項9に記載の1,6−ヘキサンジオールの製造方法。
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