JP3356388B2 - Solid catalyst used for etherification reaction and method for producing ether compound using the same - Google Patents
Solid catalyst used for etherification reaction and method for producing ether compound using the sameInfo
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、エーテル化反応用
固体触媒およびこれを用いたエーテル化合物の製造方法
に関する。[0001] The present invention relates to a solid catalyst for an etherification reaction and a method for producing an ether compound using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】下記式2. Description of the Related Art
【0003】[0003]
【化1】 Embedded image
【0004】を有するカルボキシメトキシコハク酸(C
MOS)の生分解性塩(特にナトリウム塩)は、無リン
の洗剤ビルダーとして有用であり、無水マレイン酸とグ
リコール酸とを反応させることにより得られることが知
られている(ケミカル・アブストラクト、75、894
58(1971))。この反応は、水性媒体中で触媒と
して水溶性の水酸化カルシウム(Ca(OH)2 )を用
いる均一系反応であり、生成物がカルシウム塩となって
いることから、反応終了後に炭酸ナトリウム(Na2 C
O3 )を添加して、上記カルシウム塩を目的とするCM
OSのナトリウム塩に置換した上で、沈殿生成した炭酸
カルシウム(CaCO3 )をろ過により分離する工程が
必須である。なお、上記文献には、水酸化カルシウムの
代わりに、亜鉛、ストロンチウム、バリウムおよびマグ
ネシウムの水酸化物も使用できることが記載されている
が、これらの場合も分離工程が必要となる。Carboxymethoxysuccinic acid (C)
Biodegradable salts (especially sodium salts) of MOS) are useful as phosphorus-free detergent builders and are known to be obtained by reacting maleic anhydride with glycolic acid (Chemical Abstract, 75). , 894
58 (1971)). This reaction is a homogeneous reaction using water-soluble calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) as a catalyst in an aqueous medium. Since the product is a calcium salt, sodium carbonate (Na 2 C
O 3 ) to add CM
After replacing with the sodium salt of OS, a step of separating precipitated calcium carbonate (CaCO 3 ) by filtration is essential. In addition, the above-mentioned literature describes that a hydroxide of zinc, strontium, barium and magnesium can be used instead of calcium hydroxide, but in these cases, a separation step is required.
【0005】上記と同じ均一系反応において、触媒とし
てカルシウムイオンの代わりにランタノイド系元素のイ
オンが使用できることが報告されている(J.Che
m.Soc.Dalton Trans.,2723−
2728(1988))。すなわち、水性媒体中でグリ
コール酸ナトリウムとマレイン酸ジナトリウムとを水溶
性の三塩化ランタン(LaCl3 )の存在下に反応させ
ることで、CMOSのランタン塩を得ることができると
されている。この場合には、目的とするCMOSのナト
リウム塩を得るために、イオン交換樹脂などを用いて反
応生成物からランタンイオンを分離する必要がある。In the same homogeneous reaction as described above, it has been reported that a lanthanoid-based ion can be used as a catalyst instead of calcium ion (J. Che).
m. Soc. Dalton Trans. , 2723-
2728 (1988)). That is, by reacting sodium glycolate and disodium maleate in an aqueous medium in the presence of water-soluble lanthanum trichloride (LaCl 3 ), a lanthanum salt of CMOS can be obtained. In this case, it is necessary to separate lanthanum ions from the reaction product by using an ion exchange resin or the like in order to obtain a target CMOS sodium salt.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
方法は、均一系反応であるため、反応終了後にカルシウ
ムイオンやランタンイオンなどを分離する工程が必須で
ある。しかし、このような分離操作は、製造工程数を増
加させ、製造コストを上昇させることから、工業的な実
施に際しては、このような使用触媒の分離にかかわる工
程を省くことが望ましい。As described above, since the conventional method is a homogeneous reaction, a step of separating calcium ions, lanthanum ions and the like after the reaction is essential. However, such a separation operation increases the number of production steps and increases the production cost. Therefore, it is desirable to omit such a step relating to the separation of the used catalyst in industrial practice.
【0007】そこで、本発明は、上記のような均一系反
応に不可避的な欠点を解決し、触媒分離にかかわる工程
を経ずに、簡便な方法により、CMOSなどのエーテル
化合物を製造することができる固体触媒、および、この
固体触媒を用いたエーテル化合物の製造方法、具体的に
は水酸基を有する有機化合物と不飽和カルボン酸化合物
またはエポキシ化合物とから対応するエーテル化合物を
製造する方法を提供しようとするものである。Accordingly, the present invention solves the inevitable drawbacks of the homogeneous reaction as described above, and it is possible to produce an ether compound such as CMOS by a simple method without a step relating to catalyst separation. An object of the present invention is to provide a solid catalyst that can be used, and a method for producing an ether compound using the solid catalyst, specifically, a method for producing a corresponding ether compound from an organic compound having a hydroxyl group and an unsaturated carboxylic acid compound or an epoxy compound. Is what you do.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明者らの研究によれ
ば、希土類元素のホウ酸塩は水に不溶であり、しかも、
触媒作用を有するので、触媒として用いられているカル
シウムイオンやランタンイオンの代わりに、この希土類
元素のホウ酸塩を用いること、すなわち不均一系反応と
することにより、上記目的が達成できることを知り、こ
の知見に基づいて本発明を完成するに至った。According to the study of the present inventors, the borate of a rare earth element is insoluble in water, and
Knowing that the above-mentioned object can be achieved by using this rare earth element borate instead of calcium ions or lanthanum ions used as catalysts, that is, by making it a heterogeneous reaction because it has a catalytic action, Based on this finding, the present invention has been completed.
【0009】すなわち、本発明は、希土類元素のホウ酸
塩を含んでなる、水性媒体中でのエーテル化反応用固体
触媒である。本発明は、また、水性媒体中で上記希土類
元素のホウ酸塩を含む固体触媒の存在下に、水酸基を有
する有機化合物と不飽和カルボン酸化合物またはエポキ
シ化合物とを反応させることからなるエーテル化合物の
製造方法である。That is, the present invention is a solid catalyst for an etherification reaction in an aqueous medium, comprising a borate of a rare earth element. The present invention also provides an ether compound comprising reacting an organic compound having a hydroxyl group with an unsaturated carboxylic acid compound or an epoxy compound in the presence of a solid catalyst containing a borate of the rare earth element in an aqueous medium. It is a manufacturing method.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の希土類元素とは、ランタ
ノイド系元素、スカンジウムおよびイットリウムを意味
する。ランタノイド系元素の代表例としては、ランタ
ン、セリウム、プラセオジム、ネオジムなどを挙げるこ
とができるが、これらのうちランタンが特に好適に用い
られる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The rare earth element of the present invention means a lanthanoid element, scandium and yttrium. Representative examples of the lanthanoid-based elements include lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, and the like. Of these, lanthanum is particularly preferably used.
【0011】希土類元素のホウ酸塩は、たとえば、Ze
sz.Nauk.Politech.Slask.,C
hem.(1979),(88),178−9に記載の
方法、あるいは、Chemical Abstrac
t,99,98109に記載の方法にしたがって調製す
ることができる。すなわち、希土類元素のホウ酸塩は、
希土類元素の塩を含む溶液とホウ酸とを混合することに
よって生成する沈殿として、あるいは希土類酸化物とホ
ウ酸の混合物を800℃から1200℃で焼成すること
により得られる。なお、本発明においては、たとえば、
希土類元素の塩化物とホウ酸から水溶液中でホウ酸塩を
得る場合、得られた固形物は、ろ過洗浄後に乾燥したも
のから湿ったままのものまで、いかなる状態でも触媒と
して使用することが可能である。希土類元素の塩として
は、たとえば、塩化ランタン、硝酸ランタン、塩化セリ
ウム、硝酸セリウム、および、これらの水和物が挙げら
れる。また、ホウ酸源としては、オルトホウ酸、メタホ
ウ酸、四ホウ酸、RB(OH)2 (R:アルキル基、フ
ェニル基、置換フェニル基)で表される有機ホウ酸(代
表例としては、ジヒドロキシメチルボラン、ジヒドロキ
シエチルボラン、ジヒドロキシフェニルボラン等)、お
よび、これらの塩類(アンモニウム塩、ナトリウム塩)
等を使用することができる。The rare earth element borate is, for example, Ze
sz. Nauk. Politech. Slsk. , C
hem. (1979), (88), 178-9, or Chemical Abstractr
t, 99 , 98109. That is, borate of rare earth element is
It is obtained as a precipitate formed by mixing a solution containing a salt of a rare earth element with boric acid, or by firing a mixture of a rare earth oxide and boric acid at 800 to 1200 ° C. In the present invention, for example,
When borate is obtained in aqueous solution from chloride of rare earth element and boric acid, the obtained solid can be used as a catalyst in any state from dry to wet after filtration and washing. It is. Examples of the salts of rare earth elements include lanthanum chloride, lanthanum nitrate, cerium chloride, cerium nitrate, and hydrates thereof. Examples of the boric acid source include orthoboric acid, metaboric acid, tetraboric acid, and organic boric acid represented by RB (OH) 2 (R: alkyl group, phenyl group, and substituted phenyl group) (a typical example is dihydroxy boric acid). Methylborane, dihydroxyethylborane, dihydroxyphenylborane, etc.) and their salts (ammonium salt, sodium salt)
Etc. can be used.
【0012】上記で、塩化ランタンとホウ酸またはその
塩とを原料とする場合、塩化ランタン1モルに対して、
0.05〜5モル、好ましくは0.1〜2モルの範囲の
ホウ酸またはその塩を用いるのがよい。調製条件によ
り、いくつかの種類のホウ酸塩(オルトホウ酸塩、メタ
ホウ酸塩、四ホウ酸塩等)が得られるが、いかなる組成
の化合物あるいはこれらの混合物も本発明において有効
である。使用する希土類元素のホウ酸塩は、純度100
%である必要はなく、上記反応において沈殿として得ら
れる固形物を精製工程を経ることなくそのまま使用する
こともできる。In the case where lanthanum chloride and boric acid or a salt thereof are used as raw materials,
It is preferable to use boric acid or a salt thereof in a range of 0.05 to 5 mol, preferably 0.1 to 2 mol. Depending on the preparation conditions, several types of borates (ortho borates, meta borates, tetra borates, etc.) can be obtained, but compounds of any composition or mixtures thereof are effective in the present invention. The rare earth element borate used has a purity of 100
%, And the solid obtained as a precipitate in the above reaction can be used as it is without going through a purification step.
【0013】本発明の方法において用いる、水酸基を有
する有機化合物の具体例としては、ヒドロキシカルボン
酸化合物、多価アルコール化合物、炭素数6〜22の高
級アルコール化合物および糖類を挙げることができる。
これらの有機化合物を更に具体的に説明すると次のとお
りである。 (1)ヒドロキシカルボン酸化合物 (a)下記一般式(1)で表される化合物Specific examples of the organic compound having a hydroxyl group used in the method of the present invention include a hydroxycarboxylic acid compound, a polyhydric alcohol compound, a higher alcohol compound having 6 to 22 carbon atoms, and a saccharide.
The details of these organic compounds are as follows. (1) Hydroxycarboxylic acid compound (a) Compound represented by the following general formula (1)
【0014】[0014]
【化2】 Embedded image
【0015】式中、R1 およびR2 は、各々独立して、
水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表し、Xは
水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、
アンモニウム基、アルキルアンモニウム基またはアルカ
ノールアンモニウム基を表し、mは1〜10の整数を表
す。その代表例としては、グリコール酸、β−ヒドロキ
シプロピオン酸、乳酸などを挙げることができる。Wherein R 1 and R 2 are each independently
X represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X represents a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom,
Represents an ammonium group, an alkyl ammonium group or an alkanol ammonium group, and m represents an integer of 1 to 10. Representative examples include glycolic acid, β-hydroxypropionic acid, lactic acid, and the like.
【0016】(b)下記一般式(2)で表される化合物(B) a compound represented by the following general formula (2)
【0017】[0017]
【化3】 Embedded image
【0018】式中、R3 は水素原子または炭素数1〜3
のアルキル基を表し、nは1〜10の整数を表し、そし
てXは一般式(1)におけると同意義である。その代表
例としては、グリセリン酸、グルコン酸などを挙げるこ
とができる。 (c)下記一般式(3)で表される化合物 HO−CH2 −(CH2 −O−CH2 )P −COOX ・・・(3) 式中、pは1〜10の整数を表し、Xは一般式(1)に
おけると同意義である。その代表例としては、ジエチレ
ングリコールモノカルボン酸などを挙げることができ
る。In the formula, R 3 is a hydrogen atom or a group having 1 to 3 carbon atoms.
Wherein n represents an integer of 1 to 10, and X has the same meaning as in formula (1). Typical examples thereof include glyceric acid and gluconic acid. (C) a compound represented by the following general formula (3) HO—CH 2 — (CH 2 —O—CH 2 ) P —COOX (3) In the formula, p represents an integer of 1 to 10, X has the same meaning as in general formula (1). Typical examples thereof include diethylene glycol monocarboxylic acid.
【0019】(d)下記一般式(4)で表される化合物(D) a compound represented by the following general formula (4)
【0020】[0020]
【化4】 Embedded image
【0021】式中、R4 およびR5 は、各々独立して、
水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表し、R6
は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、または水酸基
を表し、そしてXは一般式(1)におけると同意義であ
る。その代表例としては、リンゴ酸、酒石酸などを挙げ
ることができる。 (e)下記一般式(5)で表される化合物Wherein R 4 and R 5 are each independently
It represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 6
Represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a hydroxyl group, and X has the same meaning as in formula (1). Typical examples thereof include malic acid and tartaric acid. (E) a compound represented by the following general formula (5)
【0022】[0022]
【化5】 Embedded image
【0023】式中、R7 は水素原子または炭素数1〜3
のアルキル基を表し、Xは一般式(1)におけると同意
義である。その代表例としては、タルトロン酸などを挙
げることができる。 (f)下記一般式(6)で表される化合物In the formula, R 7 is a hydrogen atom or a group having 1 to 3 carbon atoms.
Wherein X is as defined in general formula (1). A typical example thereof is tartronic acid. (F) a compound represented by the following general formula (6)
【0024】[0024]
【化6】 Embedded image
【0025】式中、R8 、R9 、R10およびR11は、各
々独立して、水素原子または炭素数1〜3のアルキル基
を表し、Xは一般式(1)におけると同意義である。そ
の代表例としては、クエン酸などを挙げることができ
る。 (2)多価アルコール化合物 (a)下記一般式(7)で表される化合物In the formula, R 8 , R 9 , R 10 and R 11 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X has the same meaning as in the general formula (1). is there. A typical example is citric acid. (2) Polyhydric alcohol compound (a) Compound represented by the following general formula (7)
【0026】[0026]
【化7】 Embedded image
【0027】式中、R12〜R15は、各々独立して、水素
原子または炭素数1〜3のアルキル基を表す。その代表
例としては、エチレングリコール、イソプロピレングリ
コールなどを挙げることができる。 (b)上記一般式(7)の化合物の2〜10の縮合体 その代表例としては、ジエチレングリコールなどを挙げ
ることができる。In the formula, R 12 to R 15 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Typical examples thereof include ethylene glycol and isopropylene glycol. (B) Condensate of 2 to 10 of the compound of the general formula (7) As a typical example thereof, diethylene glycol and the like can be mentioned.
【0028】(c)グリセリンおよびその誘導体 その代表例としては、グリセリン、ジグリセリン、ポリ
グリセリンなどを挙げることができる。 (d)ソルビトール、1,4−ソルビタン、ペンタエリ
スリトール、ジペンタエリスリトールなど (3)炭素数6〜22の高級アルコール化合物(R−O
H) その代表例としては、Rがヘキシル、ヘプチル、オクチ
ル、ノニル、デシル、ウンデシル、ラウリル、ミリスチ
ル、パルミチル、ステアリル、アラキジル、ベヘニル、
オレイル、リノール、リノレニル、2−エチルヘキシル
などであるアルコール類を挙げることができる。 (4)糖類 その代表例としては、グルコース、マンノース、ガラク
トース、フルクトース、ラクトース、ショ糖などを挙げ
ることができる。(C) Glycerin and its derivatives Representative examples thereof include glycerin, diglycerin, polyglycerin and the like. (D) sorbitol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, etc. (3) higher alcohol compounds having 6 to 22 carbon atoms (RO
H) As typical examples, R is hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, lauryl, myristyl, palmityl, stearyl, arachidyl, behenyl,
Alcohols such as oleyl, linole, linolenyl, 2-ethylhexyl and the like can be mentioned. (4) Sugars Representative examples thereof include glucose, mannose, galactose, fructose, lactose, and sucrose.
【0029】本発明の方法において用いる不飽和カルボ
ン酸化合物の具体例としては、不飽和モノカルボン酸お
よび不飽和ジカルボン酸を挙げることができる。これら
を更に具体的に説明すると次のとおりである。 (1)不飽和モノカルボン酸化合物 (a)下記一般式(8)で表される化合物Specific examples of the unsaturated carboxylic acid compound used in the method of the present invention include unsaturated monocarboxylic acids and unsaturated dicarboxylic acids. These will be described more specifically below. (1) Unsaturated monocarboxylic acid compound (a) Compound represented by the following general formula (8)
【0030】[0030]
【化8】 Embedded image
【0031】式中、R16〜R18は、それぞれ独立して、
水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を表し、X
は一般式(1)におけると同意義である。その代表例と
しては、アクリル酸、メタクリル酸などを挙げることが
できる。 (2)不飽和ジカルボン酸化合物 (a)下記一般式(9)で表される化合物In the formula, R 16 to R 18 each independently represent
X represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms;
Has the same meaning as in formula (1). Typical examples thereof include acrylic acid and methacrylic acid. (2) Unsaturated dicarboxylic acid compound (a) Compound represented by the following general formula (9)
【0032】[0032]
【化9】 Embedded image
【0033】式中、R19およびR20は、それぞれ独立し
て、水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を表
し、Xは一般式(1)におけると同意義である。その代
表例としては、マレイン酸などを挙げることができる。
なお、この不飽和ジカルボン酸は無水物であってもよ
い。本発明の方法において用いるエポキシ化合物の具体
例としては下記の化合物を挙げることができる。 (1)下記一般式(10)で表される化合物In the formula, R 19 and R 20 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and X has the same meaning as in formula (1). A typical example is maleic acid.
The unsaturated dicarboxylic acid may be an anhydride. Specific examples of the epoxy compound used in the method of the present invention include the following compounds. (1) Compound represented by the following general formula (10)
【0034】[0034]
【化10】 Embedded image
【0035】式中、R21〜R24は、各々独立して、水素
原子、炭素数1〜10のアルキル基、または−(C
H2 )n −COOX(ここで、nは0〜10の整数であ
り、Xは一般式(1)におけると同意義である)を表
し、その少なくとも1つは−(CH2)n −COOXで
ある。その代表例としては、グリシド酸、エポキシコハ
ク酸などを挙げることができる。In the formula, R 21 to R 24 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or — (C
H 2 ) n -COOX (where n is an integer of 0 to 10 and X is as defined in general formula (1)), at least one of which is-(CH 2 ) n -COOX It is. Typical examples thereof include glycidic acid and epoxy succinic acid.
【0036】本発明の好適な態様においては、水性媒体
中で希土類元素のホウ酸塩の存在下に、グリコール酸、
β−ヒドロキシプロピオン酸、乳酸、グリセリン酸、グ
ルコン酸、ジエチレングリコールモノカルボン酸、リン
ゴ酸、酒石酸、タルトロン酸、クエン酸などのヒドロキ
シカルボン酸;エチレングリコール、イソプロピレング
リコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ジグリ
セリン、ポリグリセリン、ソルビトール、1,4−ソル
ビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトー
ルなどの多価アルコール;炭素数6〜22の高級アルコ
ール;およびグルコース、マンノース、ガラクトース、
フラクトース、ラクトース、ショ糖などの糖類から選ば
れる少なくとも1種の化合物(A)とアクリル酸、メタ
クリル酸などの不飽和モノカルボン酸;および(無水)
マレイン酸などの不飽和ジカルカルボン酸から選ばれる
少なくとも1種の化合物(B)とを反応させるか、ある
いは上記化合物(A)とグリシド酸、エポキシコハク酸
などのエポキシ化合物(C)とを反応させて対応するエ
ーテル化合物を製造する。特に好適な態様においては、
上記化合物(A)のうちの、グリコール酸、リンゴ酸、
酒石酸またはタルトロン酸と上記化合物(B)のうちの
(無水)マレイン酸とを、あるいは上記化合物(C)の
うちのエポキシコハク酸とを反応させて対応するエーテ
ル化合物を製造する。In a preferred embodiment of the present invention, glycolic acid, in the presence of a borate of a rare earth element in an aqueous medium,
hydroxycarboxylic acids such as β-hydroxypropionic acid, lactic acid, glyceric acid, gluconic acid, diethylene glycol monocarboxylic acid, malic acid, tartaric acid, tartronic acid and citric acid; ethylene glycol, isopropylene glycol, diethylene glycol, glycerin, diglycerin, poly Polyhydric alcohols such as glycerin, sorbitol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol; higher alcohols having 6 to 22 carbon atoms; and glucose, mannose, galactose,
At least one compound (A) selected from sugars such as fructose, lactose and sucrose and an unsaturated monocarboxylic acid such as acrylic acid and methacrylic acid; and (anhydrous)
The compound (B) is reacted with at least one compound selected from unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, or the compound (A) is reacted with an epoxy compound (C) such as glycidic acid or epoxy succinic acid. To produce the corresponding ether compound. In a particularly preferred embodiment,
Among the above compounds (A), glycolic acid, malic acid,
The corresponding ether compound is produced by reacting tartaric acid or tartronic acid with (anhydride) maleic acid of the above compound (B) or with epoxysuccinic acid of the above compound (C).
【0037】本発明における、水酸基を有する有機化合
物(A)と不飽和カルボン酸(B)またはエポキシ化合
物(C)との反応式を、化合物(A)としてグリコール
酸、化合物(B)としてマレイン酸、そして化合物
(C)としてエポキシコハク酸を用いる場合を例にして
示すと次のとおりである。グリコール酸とマレイン酸との反応 In the present invention, the reaction formula between the organic compound (A) having a hydroxyl group and the unsaturated carboxylic acid (B) or the epoxy compound (C) is defined as glycolic acid as the compound (A) and maleic acid as the compound (B). The case where epoxy succinic acid is used as compound (C) is shown below as an example. Reaction of glycolic acid with maleic acid
【0038】[0038]
【化11】 Embedded image
【0039】グリコール酸とエポキシコハク酸との反応 Reaction of glycolic acid with epoxy succinic acid
【0040】[0040]
【化12】 Embedded image
【0041】本発明の製造方法は、通常、40〜150
℃の範囲の温度、好ましくは70〜120℃の範囲の温
度で行うのがよい。反応圧力は常圧または加圧のいずれ
でもよいが、通常、常圧下に反応を行う。水酸基を有す
る有機化合物(A)と不飽和カルボン酸(B)またはエ
ポキシ化合物(C)との割合については、通常、(A)
/(B)または(A)/(C)のモル比が0.5〜2の
範囲、好ましくは0.8〜1.2となるようにするのが
よい。希土類元素のホウ酸塩を含む固体触媒の使用量に
ついては、通常、水酸基を有する有機化合物(A)1モ
ル当り0.0001〜5モル、好ましくは0.005〜
2モルの範囲で適宜選択することができる。The production method of the present invention usually comprises 40 to 150
C., and preferably at a temperature in the range of 70 to 120.degree. The reaction pressure may be normal pressure or pressurization, but the reaction is usually performed under normal pressure. About the ratio of the organic compound (A) having a hydroxyl group to the unsaturated carboxylic acid (B) or the epoxy compound (C), the ratio is usually (A)
The molar ratio of / (B) or (A) / (C) should be in the range of 0.5 to 2, preferably 0.8 to 1.2. The amount of the solid catalyst containing a borate of a rare earth element is usually 0.0001 to 5 mol, preferably 0.005 to 5 mol per mol of the organic compound (A) having a hydroxyl group.
It can be appropriately selected in the range of 2 mol.
【0042】本発明の製造方法にしたがって、水酸基を
有する有機化合物(A)と不飽和カルボン酸(B)とを
反応させる場合、各々のカルボキシル基の一部または全
部、好ましくは全部をアルカリ金属塩、特にナトリウム
塩として反応させるのがよい。具体的には、グリコール
酸と無水マレイン酸とを反応させてCMOSを製造する
場合、それぞれ、グリコール酸ナトリウムおよびマレイ
ン酸ジナトリウムとして反応させるのが好ましい。生成
物としてCMOSのトリナトリウム塩(CMOS−3N
a)の水溶液が得られるが、その用途に応じて、水溶液
としても、あるいは水を留去して固体としてもよい。When the organic compound (A) having a hydroxyl group is reacted with the unsaturated carboxylic acid (B) according to the production method of the present invention, a part or all, preferably all of each carboxyl group is converted to an alkali metal salt. , Especially as a sodium salt. Specifically, when manufacturing CMOS by reacting glycolic acid and maleic anhydride, it is preferable to react as sodium glycolate and disodium maleate, respectively. As a product, trisodium salt of CMOS (CMOS-3N
An aqueous solution of a) is obtained, and depending on the use, may be an aqueous solution or a solid obtained by distilling off water.
【0043】化合物(A)と化合物(B)の反応では、
反応溶液を中性領域またはアルカリ性にして、具体的に
は反応溶液のpHを通常6以上、好ましくは6〜13、
より好ましくは7.5〜12.5に調整して反応を行
う。反応溶液のpHが6〜9であっても、エーテル化反
応をより安定的、かつ、収率良く行うことができる。こ
のpHの調整には、水酸化ナトリウムが特に好適に用い
られる。In the reaction between compound (A) and compound (B),
The reaction solution is neutralized or alkaline, and specifically, the pH of the reaction solution is usually 6 or more, preferably 6 to 13,
More preferably, the reaction is performed after adjusting to 7.5 to 12.5. Even when the pH of the reaction solution is 6 to 9, the etherification reaction can be performed more stably and with a high yield. For adjusting the pH, sodium hydroxide is particularly preferably used.
【0044】上記の反応と同様に、水酸基を有する有機
化合物(A)とエポキシ化合物(C)とを反応させる場
合も、各々のカルボキシル基の一部または全部、好まし
くは全部をアルカリ金属塩、特にナトリウム塩として反
応させるのがよい。具体的には、グリコール酸とエポキ
シコハク酸とを反応させてカルボキシメトキシリンゴ酸
(CMOM)を製造する場合、それぞれ、グリコール酸
ナトリウムおよびエポキシコハク酸ジナトリウム塩とし
て反応させるのが好ましい。生成物としては、CMOM
のトリナトリウム塩(CMOM−3Na)の水溶液が得
られるが、その用途に応じて、水溶液としても、あるい
は水を留去して固体としてもよい。上記反応と同様に、
反応溶液を中性領域またはアルカリ性にして、具体的に
は反応溶液のpHを通常6以上、好ましくは6〜13、
より好ましくは7.5〜10.5に調整して反応を行
う。反応溶液のpHが6〜9であっても、エーテル化反
応をより安定的、かつ、収率良く行うことができる。こ
のpHの調整には、水酸化ナトリウムが特に好適に用い
られる。Similarly to the above reaction, when the organic compound (A) having a hydroxyl group is reacted with the epoxy compound (C), a part or all, preferably all, of each carboxyl group is preferably an alkali metal salt, especially The reaction is preferably performed as a sodium salt. Specifically, when producing carboxymethoxymalic acid (CMOM) by reacting glycolic acid and epoxy succinic acid, it is preferable to react as sodium glycolate and disodium epoxy succinate, respectively. The product is CMOM
An aqueous solution of trisodium salt (CMOM-3Na) is obtained. Depending on the use, an aqueous solution or a solid obtained by distilling off water may be used. Similar to the above reaction,
The reaction solution is neutralized or alkaline, and specifically, the pH of the reaction solution is usually 6 or more, preferably 6 to 13,
More preferably, the reaction is performed after adjusting to 7.5 to 10.5. Even when the pH of the reaction solution is 6 to 9, the etherification reaction can be performed more stably and with a high yield. For adjusting the pH, sodium hydroxide is particularly preferably used.
【0045】本発明の製造方法は、連続式でも、バッチ
式でもよいが、連続式に反応を行うことにより高い生産
性をもって目的とするエーテル化合物を製造することが
できる。反応生成物であるエーテル化合物は、ろ過、遠
心分離等の通常の固液分離手段を用いて、反応後の反応
液中に含まれる前記固体触媒を分離し、得られる分離液
から容易に単離できる。エーテル化合物を分離液から単
離する方法としては、たとえば、分離液に含まれる水性
媒体を常圧または減圧下で留去し、蒸発乾固する方法
や、分離液を常圧または減圧下で一定の濃度まで濃縮
し、エーテル化合物を沈殿として析出させる方法等が挙
げられる。The production method of the present invention may be either a continuous method or a batch method, but by conducting the reaction in a continuous manner, the desired ether compound can be produced with high productivity. The ether compound, which is a reaction product, is separated from the solid catalyst contained in the reaction solution after the reaction using ordinary solid-liquid separation means such as filtration and centrifugation, and is easily isolated from the obtained separation solution. it can. As a method for isolating the ether compound from the separated liquid, for example, a method in which an aqueous medium contained in the separated liquid is distilled off under normal pressure or reduced pressure and the mixture is evaporated to dryness, or the separated liquid is kept under normal pressure or reduced pressure And the ether compound is precipitated as a precipitate.
【0046】本発明の製造方法によって得られるエーテ
ル化合物のうち、CMOS、CMOMなど、および、そ
れらのアルカリ金属塩、特にナトリウム塩は、生分解性
を有し、しかも優れた金属イオン捕捉性能を有すること
から、洗剤用ビルダーとして有用なものである。Among the ether compounds obtained by the production method of the present invention, CMOS, CMOM, and the like, and alkali metal salts thereof, particularly sodium salts, have biodegradability and have excellent metal ion trapping performance. Therefore, it is useful as a detergent builder.
【0047】[0047]
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。実施例1 (ホウ酸ランタンの調製)塩化ランタン7水和物74.
2gを200gの水に溶解させ、オルトホウ酸12.4
gを加え、48%水酸化ナトリウム水溶液でpHを11
付近に調整した後、50℃の温度で1時間攪拌を行っ
た。生成した沈澱をろ過し、水で数回洗浄した後、減圧
乾燥し、白色固体42.5gを得た。この固体生成物
(LB−1)は、そのX線回折分析の結果から、ホウ酸
ランタンの構造を含有していることを確認した。実施例1−1 (エーテル化反応)無水マレイン酸9.8gおよびグリ
コール酸7.6gを水200gに溶解させた後、水酸化
ナトリウム12.0gを添加した。この溶液に実施例1
で得られたLB−1を21.25gを添加し、さらに反
応開始時pHを8に調整した後、95℃で攪拌下に6時
間反応を行った。反応終了後、固体触媒であるLB−1
を分離するために反応溶液をろ過し、ろ液を蒸発乾固し
て得られた白色結晶を 1H−NMRおよび13C−NMR
で分析して、生成物がカルボキシメトキシコハク酸トリ
ナトリウム塩(CMOS−3Na)であることを確認し
た。さらに、ろ液を高速液体クロマトグラフィーで分析
すると、CMOS−3Naの収率が54.3モル%(無
水マレイン酸基準)であった。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Example 1 (Preparation of lanthanum borate) Lanthanum chloride heptahydrate
2 g are dissolved in 200 g of water and 12.4 orthoboric acid is dissolved.
g, and the pH was adjusted to 11 with a 48% aqueous sodium hydroxide solution.
After being adjusted to the vicinity, stirring was performed at a temperature of 50 ° C. for 1 hour. The resulting precipitate was filtered, washed with water several times, and dried under reduced pressure to obtain 42.5 g of a white solid. From the result of the X-ray diffraction analysis, it was confirmed that the solid product (LB-1) contained a lanthanum borate structure. Example 1-1 (Etherification reaction) After dissolving 9.8 g of maleic anhydride and 7.6 g of glycolic acid in 200 g of water, 12.0 g of sodium hydroxide was added. Example 1 was added to this solution.
After adding 21.25 g of LB-1 obtained in the above, and further adjusting the pH at the start of the reaction to 8, the reaction was carried out at 95 ° C. with stirring for 6 hours. After the completion of the reaction, the solid catalyst LB-1
The reaction solution was filtered in order to separate the product, and the filtrate was evaporated to dryness. The obtained white crystals were analyzed by 1 H-NMR and 13 C-NMR.
And confirmed that the product was carboxymethoxysuccinic acid trisodium salt (CMOS-3Na). Further, when the filtrate was analyzed by high performance liquid chromatography, the yield of CMOS-3Na was 54.3 mol% (based on maleic anhydride).
【0048】ろ液をICPにより分析したところ、ろ液
中の希土類金属イオン濃度は15ppm以下であった。実施例1−2〜1−5 (エーテル化反応)実施例1−1で、LB−1の添加量
および反応開始時pHを表1に示す値に変更する以外
は、実施例1−1と同様に反応を行って、CMOS−3
Naを得た。得られたCMOS−3Naの収率およびろ
液中の希土類金属イオン濃度は、表1に示すとおりであ
った。実施例2 (ホウ酸ランタンの調製)実施例1で、オルトホウ酸量
を6.2gに変更する以外は実施例1と同様にして、ホ
ウ酸ランタンを調製した。生成した沈澱をろ過し、水で
数回洗浄した後、減圧乾燥し、白色固体40.2gを得
た。この固体生成物(LB−2)は、そのX線回折分析
の結果から、ホウ酸ランタンの構造を含有していること
を確認した。実施例2−1 (エーテル化反応)実施例1−1で、LB−1を21.
25g添加する代わりに、実施例2で得られたLB−2
を2.01g添加し、反応開始時pHを12に変更する
以外は、実施例1−1と同様に反応を行って、CMOS
−3Naを得た。得られたCMOS−3Naの収率およ
びろ液中の希土類金属イオン濃度は、表1に示すとおり
であった。実施例3 (ホウ酸セリウムの調製)実施例1で、塩化ランタン7
水和物74.2gを塩化セリウム7水和物74.5gに
変更する以外は実施例1と同様にして、ホウ酸セリウム
を調製した。生成した沈澱をろ過し、水で数回洗浄した
後、減圧乾燥し、白色固体43.2gを得た。この固体
生成物(CB−1)は、そのX線回折分析の結果から、
ホウ酸セリウムの構造を含有していることを確認した。実施例3−1〜3−2 (エーテル化反応)実施例1−1で、LB−1を21.
25g添加する代わりに、実施例3で得られたCB−1
を2.16g添加し、反応開始時pHを表1に示す値に
変更する以外は、実施例1−1と同様に反応を行って、
CMOS−3Naを得た。得られたCMOS−3Naの
収率およびろ液中の希土類金属イオン濃度は、表1に示
すとおりであった。When the filtrate was analyzed by ICP, the concentration of rare earth metal ions in the filtrate was 15 ppm or less. Examples 1-2 to 1-5 (Etherification reaction) The same procedures as in Example 1-1 were carried out except that the amount of LB-1 added and the pH at the start of the reaction were changed to the values shown in Table 1. Similarly, the reaction is performed, and CMOS-3
Na was obtained. The yield of the obtained CMOS-3Na and the rare earth metal ion concentration in the filtrate were as shown in Table 1. Example 2 (Preparation of lanthanum borate) A lanthanum borate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of orthoboric acid was changed to 6.2 g. The resulting precipitate was filtered, washed with water several times, and dried under reduced pressure to obtain 40.2 g of a white solid. From the result of the X-ray diffraction analysis, it was confirmed that the solid product (LB-2) contained a lanthanum borate structure. Example 2-1 (Etherification reaction) In Example 1-1, LB-1 was added to 21.
Instead of adding 25 g, LB-2 obtained in Example 2 was used.
Was performed in the same manner as in Example 1-1, except that 2.01 g of was added and the pH was changed to 12 at the start of the reaction.
-3Na was obtained. The yield of the obtained CMOS-3Na and the rare earth metal ion concentration in the filtrate were as shown in Table 1. Example 3 (Preparation of cerium borate)
Cerium borate was prepared in the same manner as in Example 1 except that 74.2 g of the hydrate was changed to 74.5 g of cerium chloride heptahydrate. The resulting precipitate was filtered, washed with water several times, and dried under reduced pressure to obtain 43.2 g of a white solid. This solid product (CB-1) was obtained from the result of its X-ray diffraction analysis.
It was confirmed that it contained the structure of cerium borate. Examples 3-1 to 3-2 (Etherification reaction) In Example 1-1, LB-1 was converted to 21.
Instead of adding 25 g, the CB-1 obtained in Example 3 was used.
, And the reaction was carried out in the same manner as in Example 1-1, except that the pH at the start of the reaction was changed to the value shown in Table 1.
CMOS-3Na was obtained. The yield of the obtained CMOS-3Na and the concentration of rare earth metal ions in the filtrate were as shown in Table 1.
【0049】[0049]
【表1】 [Table 1]
【0050】[0050]
【発明の効果】本発明の固体触媒は、これを用いること
により、従来の均一系反応の代わりに不均一系反応を行
わせることができる。このため、反応後の触媒の分離を
簡便に行うことができ、反応工程を簡略化することがで
きる。また、この固体触媒は、エーテル化反応における
反応溶液のpHが中性領域(pH6〜9)でも用いるこ
とが可能であるため、エーテル化反応をより安定的に収
率良く行うことができる。By using the solid catalyst of the present invention, a heterogeneous reaction can be carried out instead of the conventional homogeneous reaction. Therefore, the catalyst can be easily separated after the reaction, and the reaction process can be simplified. Further, since the solid catalyst can be used even in a neutral region (pH 6 to 9) of the reaction solution in the etherification reaction, the etherification reaction can be performed more stably with a high yield.
【0051】本発明の方法によれば、水性媒体中で、上
記の希土類元素のホウ酸塩を含む固体触媒の存在下に、
水酸基を有する有機化合物と不飽和カルボン酸化合物ま
たはエポキシ化合物とを反応させて、対応するエーテル
化合物を、反応後に触媒の分離などの更なる工程を要す
ることなく、効率よく製造することができる。According to the method of the present invention, in an aqueous medium, in the presence of a solid catalyst containing a borate of the rare earth element,
By reacting an organic compound having a hydroxyl group with an unsaturated carboxylic acid compound or an epoxy compound, the corresponding ether compound can be efficiently produced without requiring a further step such as separation of a catalyst after the reaction.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 鷺 一雄 大阪府吹田市西御旅町5番8号 株式会 社日本触媒内 (72)発明者 高橋 由幸 大阪府吹田市西御旅町5番8号 株式会 社日本触媒内 (56)参考文献 特開 平5−186217(JP,A) 米国特許5130435(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 21/00 - 38/74 C07C 41/00 - 43/32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72) Inventor Kazuo Sagi 5-8 Nishiminaburicho, Suita-shi, Osaka, Japan (72) Inventor Yoshiyuki Takahashi 5-8, Nishimitabi-cho, Suita-shi, Osaka Japan Co., Ltd. (56) References JP-A-5-186217 (JP, A) US Patent 5130435 (US, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B01J 21/00-38/74 C07C 41/00-43/32
Claims (3)
媒体中でのエーテル化反応に用いる固体触媒。1. A solid catalyst for use in an etherification reaction in an aqueous medium, comprising a borate of a rare earth element.
在下に、水酸基を有する有機化合物と不飽和カルボン酸
化合物またはエポキシ化合物とを反応させる、エーテル
化合物の製造方法。2. A method for producing an ether compound, comprising reacting an organic compound having a hydroxyl group with an unsaturated carboxylic acid compound or an epoxy compound in an aqueous medium in the presence of the solid catalyst according to claim 1.
し、分離後の液からエーテル化合物を得る、請求項2記
載のエーテル化合物の製造方法。3. The method for producing an ether compound according to claim 2, wherein the solid catalyst is separated from the reaction solution after the reaction, and an ether compound is obtained from the separated solution.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19250097A JP3356388B2 (en) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | Solid catalyst used for etherification reaction and method for producing ether compound using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19250097A JP3356388B2 (en) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | Solid catalyst used for etherification reaction and method for producing ether compound using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1133398A JPH1133398A (en) | 1999-02-09 |
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| JP (1) | JP3356388B2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5130435A (en) | 1988-02-11 | 1992-07-14 | Basf Aktiengesellschaft | Preparation of vinyl ethers |
-
1997
- 1997-07-17 JP JP19250097A patent/JP3356388B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5130435A (en) | 1988-02-11 | 1992-07-14 | Basf Aktiengesellschaft | Preparation of vinyl ethers |
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|---|---|
| JPH1133398A (en) | 1999-02-09 |
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