JPH0551333A - ヒドロホルミル化反応用触媒 - Google Patents

ヒドロホルミル化反応用触媒

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JPH0551333A
JPH0551333A JP3235570A JP23557091A JPH0551333A JP H0551333 A JPH0551333 A JP H0551333A JP 3235570 A JP3235570 A JP 3235570A JP 23557091 A JP23557091 A JP 23557091A JP H0551333 A JPH0551333 A JP H0551333A
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ethylene
hydroformylation
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Kazuhiko Takeuchi
和彦 竹内
Takamasa Hanaoka
隆昌 花岡
Takehiko Matsuzaki
武彦 松崎
Yoshihiro Sugi
義弘 杉
Hiroyuki Asaga
裕之 朝賀
Yoshisaki Abe
芳首 阿部
Takahisa Misonoo
尭久 御園生
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 オレフィンのヒドロホルミル化反応において
高い活性と選択性を示す不均一触媒を調製し、高収率で
アルデヒドあるいはアルコールを製造する。 【構成】 コバルト化合物およびイリジウム化合物を無
機酸化物上に担持し、水素などの適当な還元剤で還元処
理して調製した不均一触媒は、オレフィンのヒドロホル
ミル化反応に高い活性および選択性を示し、アルデヒド
あるいはアルコールを高収率で製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な触媒を用いるオ
レフィンのヒドロホルミル化反応によるアルデヒドおよ
びアルコールを製造する方法に関する。より詳細には、
コバルト化合物およびイリジウム化合物を無機酸化物上
に担持して調製した不均一触媒を用いることを特徴とす
る、オレフィンのヒドロホルミル化反応によるアルデヒ
ドあるいはアルコール類を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】種々のオレフィン類に一酸化炭素と水素
を作用させるヒドロホルミル化反応はアルデヒドあるい
はアルコール類を合成する方法として現在の化学工業界
で実施されている重要な反応の一つである。しかしなが
らこの反応はすべてロジウム錯体あるいはコバルト錯体
を触媒とする液相均一反応によって行われており、触媒
と反応生成物あるいは溶媒との分離が困難であり、また
各種の溶媒を用いることによる生産コストの上昇、触媒
の回収、再生、寿命などの点において大きな問題を抱え
ている。
【0003】これらの問題点を解決する一つの有効な方
法として、不均一触媒を用いる反応系について種々検討
がなされてきた。例えばこれまでにロジウムを種々の無
機酸化物上に担持した触媒を用いてのエチレンやプロピ
レン等のヒドロホルミル化反応についての報告が幾つか
なされている。例えば、ゼオライト担持ロジウム触媒に
よるエチレン、プロピレンのヒドロホルミル化(J.C
atal、75、188(1982))や酸化ジルコニ
ウム担持セレン修飾ロジウム触媒によるエチレンのヒド
ロホルミル化反応(J.Chem.Soc.、Che
m.Commun.、1327(1988))が報告さ
れている。また金属クラスターを前駆体とするシリカ担
持ロジウム触媒によるエチレンのヒドロホルミル化反応
(Chem.Lett.、1917(1988))も報
告されている。
【0004】これらは高価なロジウムを主成分とする触
媒であるが、そのヒドロホルミル化選択率は高々40%
程度で活性も低い。また、ロジウム以外の豊富で廉価な
金属を主成分とする不均一触媒の開発も種々検討されて
きた。例えば各種酸化物に担持したニッケル触媒による
エチレンヒドロホルミル化反応(Proceeding
s of 9th International Co
ngress onCatalysis 513(19
88))、ナトリウムで修飾したパラジウム、ルテニウ
ム、白金、ニッケルあるいはロジウム触媒によるプロピ
レンのヒドロホルミル化(触媒、30、488(198
8);J.Chem.Soc.、Chem.Commu
n.、1403(1989))が報告されている。ま
た、[NEt4][HRu3(CO)11]、[NEt4
[Ru3Co(CO)13]、[H3Ru3Co(C
O)12]、HRuCo3(CO)12などのルテニウムク
ラスターあるいはルテニウム−コバルト混合クラスター
化合物を活性炭に担持した触媒(Chem.Let
t.、941(1987))やトリルテニウムケテニリ
デンクラスター([PPn]2[Ru3(CO)9(CC
O)])をマグネシア、シリカ、シリカアルミナに担持
した触媒系(Catal.Lett.、、361(1
990))も試みられている。
【0005】しかしながら、ロジウム以外の金属を主成
分とするこれらの触媒ではオレフィンの水素化能がヒド
ロホルミル化能よりも著しく高く、アルデヒドやアルコ
ールの収率はきわめて低いものであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、オレフィンのヒドロホルミル化反応に高活性かつ高
選択的な安価で豊富に産する元素を主成分とする不均一
触媒を調製することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、コバルト化合
物およびイリジウム化合物をシリカなどの無機酸化物に
複合担持させ、さらに水素などで還元処理して調製した
不均一触媒を用いることを特徴とする、オレフィンのヒ
ドロホルミル化反応において高い選択性および活性でア
ルデヒドあるいはアルコールを製造する新規な方法であ
る。
【0008】本発明において用いられる触媒はコバルト
化合物およびイリジウム化合物を無機酸化物担体に担持
・乾燥し、次いで水素などの適当な還元剤で処理して調
製した触媒である。
【0009】コバルトおよびイリジウム化合物として
は、これらの元素の酢酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物(塩
化物、フッ化物、臭化物、ヨウ化物)、カルボニル化合
物、酸化物などが用いられる。これらの化合物を水ある
いは各種有機溶媒に溶解し、上記担体用無機酸化物と混
合し、溶媒を蒸発させて担体上に担持する。昇華性があ
る化合物(例えばイリジウムカルボニルなど)の場合、
減圧下で担体と混合攪拌して担持することもできる。コ
バルトおよびイリジウムは同時に担持してもよく、また
順次担持してもよい。コバルトおよびイリジウムの担持
量は、好ましくは担体重量に対して0.1〜30重量
%、より好ましくは0.3〜10重量%である。担体と
しては触媒成分を触媒成分を効率よく分散させるに足る
比表面積および細孔容積を持つ種々の無機酸化物が用い
られる。例えば通常担体として用いられるシリカやアル
ミナの他に、不定形シリカ−アルミナ、ゼオライト、シ
リカライト、ジルコニア、チタニア、マグネシア、カル
シア、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化ニオ
ブ、酸化ネオジウム等を用いることができる。
【0010】反応原料のオレフィンとしては、炭素数2
〜20のオレフィン類、すなわちエチレン、プロピレ
ン、ブテン、ブタジエン、ペンテン、ヘキセン等の脂肪
族オレフィン類、シクロブテン、シクロペンテン、シク
ロヘキセン、シクロペンタジエン、シクロオクタジエン
等の脂環式オレフィン類、スチレン、インデン、スチル
ベン、メチルスチレン等の芳香族オレフィン類等が上げ
られるが、これらに限るものではない。
【0011】反応方法としては、固定床あるいは流動床
式の気相流通反応装置を用い、オレフィン、一酸化炭
素、水素の混合ガスを触媒に接触させるか、またはバッ
チ式あるいは液相流通反応装置を用いる方法があり、反
応基質および生成物によって最適な方法が用いられる。
なお、液相反応装置を用いる場合には、適当な溶媒を用
いることにより反応を制御することもできる。
【0012】反応温度は、好ましくは100〜250
℃、より好ましくは120〜210℃の範囲が適当であ
り、反応方法、反応基質等により適宜選択される。反応
圧力は、好ましくは5〜100kg/cm2、より好ま
しくは8〜50kg/cm2であり、反応基質、反応様
式によって触媒活性、選択率等を勘案して選択される。
【0013】以上に述べた反応条件等は、必ずしもこれ
に限られるものではなく、反応基質、反応様式の他に、
経済性、技術的容易さ等を考慮の上、適宜選択されるも
のである。
【0014】
【実施例】次に実施例によって、本発明をさらに詳細に
説明する。 実施例1 粒状シリカゲル(富士ダビソン社製 No.57)1gをフ
ラスコ中、200℃で2時間真空加熱した。冷却後、こ
れに酢酸コバルト(和光純薬製、Co(OCOCH32
・4H2O)211.3mgを含む水溶液1.2mlを
減圧下で加え、約一昼夜静置した。その後、減圧下、1
20℃で2時間乾燥し、次いで水素気流中、300℃で
3時間加熱処理をした。(これをCo(A)/SiO2
触媒と略す。)このCo(A)/SiO2触媒と所定量
のテトライリジウムドデカカルボニル(アルドリッチ社
製、Ir4(CO)12)を混合し、減圧下、150℃で
攪拌してイリジウムを担持し、次いで水素気流中、45
0℃で3時間処理した。(これをCo(A)−Ir(C
O)/SiO2触媒と略す。)
【0015】この触媒をSUS−316ステンレス製固
定床流通型反応管に移し、もう一度450℃で3時間水
素処理を行い、その後アルゴン(内部標準ガス):一酸
化炭素:水素:エチレンの混合ガスを所定の圧力、流量
で導入し、反応温度150〜210℃で触媒と接触させ
た。反応管出口からの混合ガスを直接ガスクロマトグラ
フに導入し、エチレンの転化率および生成物選択率を求
めた。結果を表1の実施例1に示す。
【0016】実施例2 実施例1と同様にCo(A)/SiO2触媒を調製し、
これに塩化イリジウム(アルドリッチ社製、IrC
3)80.2mgを含む1.2mlの水溶液を減圧下
で加え、乾燥した後、水素処理を行った。(この触媒を
Co(A)−Ir(Cl)/SiO2触媒と略す。)こ
の触媒を用いて実施例1と同様にエチレンのヒドロホル
ミル化反応を行った。結果を表1の実施例2に示す。
【0017】実施例3 実施例1と同様に、粒状シリカゲル1gに、硝酸コバル
ト(半井化学製、Co(NO32・6H2O)246.
9mgを含む水溶液1.2mlを減圧下で加え、静置、
乾燥、水素処理をした。(これをCo(N)/SiO2
触媒と略す。)さらにこれに実施例1と同様にテトライ
リジウムドデカカルボニル29.6mgを減圧下で担持
し、次いで水素処理を行った。(この触媒をCo(N)
−Ir(CO)/SiO2触媒と略す。)この触媒を用
いて実施例1と同様にエチレンのヒドロホルミル化反応
を行った。結果を表1の実施例3に示す。
【0018】実施例4 実施例1と同様に、粒状シリカゲル1gに、塩化コバル
ト(半井化学製、CoCl2・6H2O)201.9mg
を含む水溶液1.2mlを減圧下で加え、静置、乾燥、
水素処理をした。(これをCo(Cl)/SiO2触媒
と略す。)さらにこれに実施例1と同様にテトライリジ
ウムドデカカルボニル29.6mgを担持し、次いで水
素処理を行った。(これをCo(Cl)−Ir(CO)
/SiO2触媒と略す。)この触媒を用いて実施例1と
同様にエチレンのヒドロホルミル化反応を行った。結果
を表1の実施例4に示す。
【0019】
【表1】
【0020】比較例1 実施例1と同様に調製したCo(A)/SiO2触媒を
用いてエチレンのヒドロホルミル化反応を行った。結果
を表2の比較例1に示す。
【0021】比較例2 実施例3と同様に調製したCo(N)/SiO2触媒を
用いてエチレンのヒドロホルミル化反応を行った。結果
を表2の比較例2に示す。
【0022】比較例3 実施例4と同様に調製したCo(Cl)/SiO2触媒
を用いてエチレンのヒドロホルミル化反応を行った。結
果を表2の比較例3に示す。
【0023】比較例4 実施例1と同様に粒状シリカゲル1gをフラスコ中、2
00℃で2時間真空加熱した。冷却後、これにテトライ
リジウムドデカカルボニル74.2mgを混合し、減圧
下、150℃で攪拌してイリジウムを担持し、次いで水
素気流中、450℃で3時間処理した。(これをIr
(CO)/SiO2触媒と略す。)この触媒を実施例1
と同様にエチレンのヒドロホルミル化反応を行った。結
果を表2の比較例4に示す。
【0024】比較例5 実施例1と同様に粒状シリカゲル1gをフラスコ中、2
00℃で2時間真空加熱した。冷却後、これに塩化イリ
ジウム80.2mgを含む1.2mlの水溶液を減圧下
で加え、乾燥した後、水素処理を行った。(これをIr
(Cl)/SiO2触媒と略す。)この触媒を用いて実
施例1と同様にエチレンのヒドロホルミル化反応を行っ
た。結果を表2の比較例5に示す。
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明のコバルト化
合物およびイリジウム化合物を無機酸化物上に担持して
調製した不均一触媒はオレフィンのヒドロホルミル化反
応に高い活性および選択性を示し、アルデヒドあるいは
アルコールを高収率で製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C07B 61/00 300 (72)発明者 杉 義弘 茨城県つくば市東1丁目1番地 工業技術 院化学技術研究所内 (72)発明者 朝賀 裕之 千葉県野田市山崎2641番地 東京理科大学 理工学部内 (72)発明者 阿部 芳首 千葉県野田市山崎2641番地 東京理科大学 理工学部内 (72)発明者 御園生 尭久 千葉県野田市山崎2641番地 東京理科大学 理工学部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コバルト化合物を無機酸化物に担持して
    調製した不均一コバルト触媒にさらにイリジウムを添加
    した触媒を用いることを特徴とする、(1)式で表され
    るオレフィンのヒドロホルミル化反応によるアルデヒド
    及びアルコール類を合成する方法。 【化1】
  2. 【請求項2】 請求項1で表される方法において、反応
    原料オレフィンとしてエチレン(R1=R2=R3=R4
    H)を用い、ヒドロホルミル化反応によりプロピオンア
    ルデヒドあるいはプロパノールを合成する方法。
  3. 【請求項3】 請求項1で表される方法において、触媒
    の担体用無機酸化物としてシリカゲルを用いる方法。
JP3235570A 1991-08-22 1991-08-22 ヒドロホルミル化反応用触媒 Expired - Lifetime JPH0774174B2 (ja)

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JP3235570A JPH0774174B2 (ja) 1991-08-22 1991-08-22 ヒドロホルミル化反応用触媒
US07/931,965 US5409877A (en) 1991-08-22 1992-08-19 Catalyst for producing aldehyde and alcohol from olefin, carbon monoxide and hydrogen

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JPH0774174B2 JPH0774174B2 (ja) 1995-08-09

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