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JPS6044288B2 - グリコールモノエーテルの製造方法 - Google Patents
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JPS6044288B2 - グリコールモノエーテルの製造方法 - Google Patents

グリコールモノエーテルの製造方法

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JPS6044288B2
JPS6044288B2 JP50148002A JP14800275A JPS6044288B2 JP S6044288 B2 JPS6044288 B2 JP S6044288B2 JP 50148002 A JP50148002 A JP 50148002A JP 14800275 A JP14800275 A JP 14800275A JP S6044288 B2 JPS6044288 B2 JP S6044288B2
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JP
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reaction
cobalt
acetal
catalyst
glycol monoether
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JP50148002A
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武 小野田
晋平 富田
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Industries Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規な触媒を用いるグリコールモノエーテル
の製造方法に関するものである。
従来、溶剤、反応溶媒として広い用途のあるグリコール
モノエーテルの工業的製造方法としては、オレフィンか
らオレフィンオキサイドを製造し、これに相当するアル
コールを付加させる方法が採用されている。
しかしながら、近年の石油化学事情に鑑み、オレフィン
以外の原料からグリコールモノエーテルを得る方法が検
討されている。このような方法の1つとして、コバルト
カルボニルを触媒としてアセタールに一酸化炭素及び水
素を反応させる方法がある(ドイツ特許第875802
及ひ第89094惨照)。しかし、この方法はグリコー
ルモノエーテルの選択率が低い欠点がある。また、反応
生成液からグリコールモノエーテルを蒸留分離する際に
、コバルトカルボニルが分離するので、触媒の循環使用
が不可能である。本発明者らは、この方法の改良につい
て検討した結果、コバルトカルボニルに第3級ホスフィ
ンのような3価の有機燐化合物を併用して反応を行なう
と、グリコールモノエーテルの選択率が向上することを
見出した。
また、このようにすると触媒が安定化して、反応生成液
からグリコールモノエーテルを蒸留分離する際に分解し
ないので、循環使用が可能であることを見出した。本発
明はこのような知見に基づいて完成されたもので、コバ
ルト及び第3級ホスフィンを含む触媒の存在下に、1
一般式ア1OCHR^3OR^2〔式中、R^”及びR
^2は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を示し、R^゜
は水素又はメチル基を示す。
〕で表わされるアセタール、又は、2 一般式R^’C
HO〔式中、R^゜は上記に同じ〕で表わされるアルデ
ヒドの重合体及び一般式R^″OH〔式中、R^”は上
記に同じ〕で表わされるアノレコーノレと、一酸化炭素
及び水素とを反応させることを特徴とする、グリコール
モノエーテルの製造方法に存する。
本発明をさらに詳細に説明するに、本発明は一般式〔式
中R1及びR2は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を示
し、R3は水素又はメチル基を示す。
〕で表わざれるアセタールを原料とすることができる。
本発明方法によれば、工業的に重要なエチレングリコー
ルモノエーテルは、ホルムアルデヒドのアセタールから
次のようにして生成する。他に副生成物としてROCH
3 ROCH2CH2ORROCH2CH2OCH2CH2
OHROCH2CH(0R)ClI2OH等のエーテル
類が生成する。
本発明方法は、上記アセタールの代りに、それに対応す
る特定の化合物を原料として実施することもできる。
即ち、該アセタールは一般式R3CHO〔式中、R3は
上記式(1)におけると同じ〕で表わされるアルデヒド
及び一般式RlOH〔式中、R1は上記式(1)におけ
ると同じ〕で表わされるアルコールから形成されている
が、本発明方法においては原料として、反応条件下で上
記アルデヒドを生成する該アルデヒドの重合体及び上記
アルコールを用いることもできるのである。
上記アルデヒドの重合体としてはバラホルムアルデヒド
、トリオキサンなどがあげられる。アセタールの代りに
アルデヒドの重合体及びアルコールを使用する場合には
これらを任意の比率で使用することが出来るが、通常は
アルデヒド単量体1モルに対しアルコール0.01〜1
00モル、好ましくは0.1〜50モルの範囲である。
また、一酸化炭素と水素との比率も任意であるが、反応
速度を高めるため、一酸化炭素1モルに対し水素0.1
〜10モルの範囲が好ましい。一酸化炭素と水素との混
合ガスは、メタン、アルゴン、窒素等の不活性ガスを含
んでいてもよい。本発明は、3価の有機燐化合物及びコ
バルト化合物を触媒として実施される。
コバルト化合物としては、コバルトカルボニル又は反応
条件下でコバルトカルボニルを形成し得る化合物が用い
られる。いずれの場合にもコバルト化合物3価の有機燐
化合物とは、反応条件下に於いてコバルトに一酸化炭素
と有機燐化合物とが配位した錯体を形成して存在してい
るものと考えられる。コバルト化合物と3価の有機燐化
合物とは、あらかじめ錯体を形成して反応系に導入して
もよいし、あるいは燐化合物とコバルト化合物物を別々
に反応系に導入して、反応条件下で錯体を形成させても
よい。あらかじめ調製可能な錯体としては、例えば周知
の方法によつて製造されるHCO(CO)3(R3P)
、CO2(CO)6(R3P)2等が挙げられる。3価
の燐化合物とコバルト化合物とを別々に反応系に導入す
る場合には、ジコバルトオクタカルボニルが最も代表的
なものとして使用される。
また反応条件下でコバルトカルボニルを形成し得るコバ
ルト化合物、例えば金属コバルト、酸化コバルト、酢酸
コバルト、ラウリン酸コバルトの如きコバルトの有機酸
塩、硝酸コバルト、硫酸コバルト、ハロゲン化コバルト
の如きコバルトの無機塩等も使用される。コバルト化合
物と併用される3価の有機燐化合物としては、3級ホス
フィンが使用される。
3級ホスフィンとしては、トリブチルホスフィン、トリ
オクチルホスフィン、トリイソプロピルホスフィンその
他のアルキルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ト
リトリルホスフィン等のアリールホスフィン、トリシク
ロヘキシルホスフィン等のシクロアルキルホスフィンが
用いられる。
また異種のアルキル基あるいはアルキル基及びアリール
基を有する混合ホスフィンも用いられる。さらにビス(
ジフエニルホスフイノ)エタン等の複数の燐原子を有す
るホスフィンも用いられる。むしろ1個の燐酸原子しか
有しない単純なホスフィンよりも、複数の燐原子を有し
、従つて多座配位子として作用するホスフィンの方が一
般に良好な反応成績を与える。第3級ホスフィンとコバ
ルト化合物との比率は、通常、原子比でリン/コバルト
ニ0.1〜100の範囲である。
しかし同一反応条件下では、燐の比率が大きいと一般に
反応速度が低下するので、より高い反応圧力を必要とす
る。また、燐の比率が小さいと、触媒の安定性が十分で
ない。従つて、これらの点よりしてリン/コバルトニ0
・3〜10の範囲がより好ましい。触媒の使用量は、用
いる第3級ホスフィン、コバルト化合物、原料のアセタ
ールあるいは反応条件等によつて異なるが、通常アセタ
ール(あるいはアルデヒド単量体)1グラムモルに対し
て、コバルト原子として10−1〜10−5グラム原子
の範囲である。
勿論、これ以下の触媒量であつても反応時間を長くすれ
ば、反応は充分進行する。また、これ以上の触媒量であ
つても何ら反応に支障をきたすことはない。本発明方法
は無溶媒下に実施し得るが、所望ならば不活性溶媒の在
在下に行なうこともできる。
例えば、ジエチルエーテル、ジオキサン、ジフェニルエ
ーテルの如きエーテル類、酢酸メチル、ギ酸メチルの如
きエステル類、アセトン、ジエチルケトンの如きケトン
類、ベンゼン、トルエンの如き芳香族炭化水素、ヘキサ
ン、ヘプタンの如き脂肪族炭化水素、あるいはメタノー
ル、ブタノールの如きアルコール類等がある。アルコー
ル類を溶媒として用いる場合には、アセタールの構成成
分であるアルコールを用いるのが特に好ましい。一般に
反応で生成するグリコールモノエーテルよりも沸点の高
い溶媒を用いるのが、触媒の循環使用上好ましい。しか
し低沸点の溶媒でも、高沸点物の蓄積や、グリコールモ
ノエーテルの一部を残存させることなどにより、触媒の
循環を行なうことができる。本発明方法は、回分法、連
続法のいずれの反応様式であつても好適に実施し得る。
反応は、通常、加圧下に行なわれる。特に10〜100
0kgIdGの範囲で行なうのが好ましい。反応温度は
通常50〜300℃、好ましくは100〜250℃であ
る。反応終了後、生成したグリコールモノエーテルは蒸
留等公知の方法によつて、容易に分離可能であり、燐と
コバルトを含む触媒は溶解したままで、そのまま循環再
使用可能である。以上詳述したように、本発明方法によ
れば、アセタールから選択性よくグリコールモノエーテ
ル類を製造することができ、また触媒は反応媒体に溶解
したままで再使用可能である。
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、
本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお各実施例に於ては、反応器として200m1容量の
ステンレス製電磁上下攪拌器付オートクレーブを使用し
た。
実施例1〜6及び比較例1 ホルムアルデヒドジノルマルブチルアセタール(CH2
(0Bu−n)2)16ダ(イ).1MOl)、ジコバ
ルトオクタカルボニルCO2(CO)80.682y(
2.07TL,m0I)、第1表に示す3価の有機リン
化合物(2.0mm0り及びトルエン33m1を反応器
に仕込み、器内をアルゴン置換したのち、一酸化炭素を
所定圧まて圧入し160℃に昇温した。
そののち水素を所”定圧まで圧入して反応を行なわせた
。ガス吸収が全く認められなくなるまで反応を続行した
のち、生成物をガスクロマトグラフィーで分析した。ア
セタールに対するブチルセルソルブn−BuOCll2
CH2OHの収率を第1表に示す。
なお、ホルムアルデヒドジノルマルブチルアセタールの
変換率は実施例1−6及び比較例1に於いて、すべて9
9%以上であつた。また、ブチルセルソルブ以外にn−
BuOCH3、n−BUOCH2CH2OCH2CH2
OH..n−BuOCH2CH)(0Bu−n)CH2
OHが総計25〜35%生成した。
実施例7アセトアルデヒドジエチルアセタールCH3C
H(0Et)20.1m01、ジコバルトオクタルカル
ボニルCO2(CO)82Trt,m011ビス(ジフ
エニルホスフイノ)エタンφ2PC112CH2Pφ2
27TLm01及びトルエン30m1を反応器に仕込み
一酸化炭素を55kgIc71fGまで圧入し160℃
まで昇温した。
昇温後の圧力は80k9ノCIiGを示した。これに水
素160k91dをさらに圧入し、全圧力240kgI
cItGで反応を開始した。ガス吸収が完全に停止する
まで6時間反応を続行し、反応生成物をガスクロマトグ
ラフィーで分析した。その結果、プロピレングリコール
ーβ−モノエチルエーテルCH3CH(0Et)CH2
OHが0.0422rT101、(収率42.2%)生
成していた。
実施例8実施例7においてアセタールとしてホルムアル
デヒドジイソブチルアセタールCH2(0Bu−1)2
を使用し、反応時間を8時間とした以外は実施例8と同
様にして実験を行なつた。その結果、イソブチルセルソ
ルブi− BuOCH2CH2OHが0.0556m01(収率5
5.6%)生成していた。
実施例9 バラホルムアルデヒド3y(ホルムアルデヒド0.1m
01相当)、n−ブタノールn−BuOH46ml(約
0.5m01)、ジコバルトオクタカルボニルCO2(
CO)82.0mm01及びトリーn−ブチルホスフィ
ンBU3P2.OrrL,mOlを反応器に仕込み、ア
ルゴンで置換したのちH2/CO=1.6の組成比のガ
スを180k91cILGまで圧入した。
160′Cまて昇温して、完全にガス吸収が停止するま
で3時間反応させた。
その結果、ブチルセルソルブn一BuOCH2CH2O
Hがが0.051m01(収率51%)生成していた。
比較例2 トリーn−ブチルホスフィンを加えない以外.は、実施
例9と同様な実験を行つた。
その結果、ブチルセルソルブが42%の収率で得られた
。実施例10ホルムアルデヒドジノルマルブチルアセタ
ールC1(2(0Bu−n)20.1m01、ジコバル
トオクタカールボニルCO2(CO)82.0mm01
ビス(ジフエニルホスフイノ)エタンφ2PCH2CH
2Pφ20.796y(2.07T1,m01)、ジフ
ェニルエーテル30m1を反応器に仕込み、器内をアル
ゴンで置換後、一酸化炭素を56kg1cILGまで圧
入して160℃まで昇温した。
圧力は80k9ノCItGを示した。これにさらに水素
を160k9ノd圧入し、全圧力240k91dGで反
応を開始した。ガス吸収が全く認められなくなるまで5
時間反応を続行した。反応後、生成したブチルセルソル
ブ”を、ガスクロマトグラフィで収率を求め実施例10
とした。ガスクロマトグラフィーで分析した結果、ブチ
ルセルソルブの収率は67%であつた。
反応液を窒素雰囲気下で減圧蒸留した。
温度120℃、減圧度5T1!MHgでブチルセルソル
ブは完全に留出し、蒸留釜には黒褐色の触媒含有ジフェ
ニルエーテル溶液が残つた。この蒸留残査溶液にジフェ
ニルエーテルを追加して30m1の触媒溶液として用い
る他は、前回と同様に実験を行なつた。
以下同様にしてこの触媒溶液の循環実験をくり返した。
ブチルセルソルブの収率を第2表に示す。比較例3 実施例10において、ビス(ジフエニルホスフイノ)エ
タンを加えない以外は実施例11と同様に実験を行なつ
た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 コバルト及び第3級ホスフィンを含む触媒の存在下
    に、(1)一般式R^1OCHR^3OR^2〔式中、
    R^1及びR^2は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を
    示し、R^3は水素又はメチル基を示す。 〕で表わされるアセタール、又は、(2)一般式R^3
    CHO〔式中、R^3は上記に同じ〕で表わされるアル
    デヒドの重合体及び一般式R^1OH〔式中、R^1は
    上記に同じ〕で表わされるアルコールと、一酸化炭素及
    び水素とを反応させることを特徴とする、グリコールモ
    ノエーテルの製造方法。
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