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JPH0749419B2 - Method for producing heteroaromatic nitriles - Google Patents
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JPH0749419B2 - Method for producing heteroaromatic nitriles - Google Patents

Method for producing heteroaromatic nitriles

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Publication number
JPH0749419B2
JPH0749419B2 JP62176888A JP17688887A JPH0749419B2 JP H0749419 B2 JPH0749419 B2 JP H0749419B2 JP 62176888 A JP62176888 A JP 62176888A JP 17688887 A JP17688887 A JP 17688887A JP H0749419 B2 JPH0749419 B2 JP H0749419B2
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vanadium
phosphorus
oxide
catalyst
alkyl
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JP62176888A
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信吉 清水
孝幸 小路
正則 道場
明 田黒
徹 中石
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Koei Chemical Co Ltd
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Koei Chemical Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はアルキル置換ヘテロ芳香族化合物をアンモニア
及び分子状酸素と気相接触反応せしめてヘテロ芳香族ニ
トリル類を製造する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a heteroaromatic nitrile by subjecting an alkyl-substituted heteroaromatic compound to a gas phase catalytic reaction with ammonia and molecular oxygen.

ヘテロ芳香族ニトリル類は医、農薬原料として有用なも
のである。
Heteroaromatic nitriles are useful as raw materials for medicine and agricultural chemicals.

従来技術および本発明が解決しようとする問題点 アルキル置換芳香族化合物を原料としアンモ酸化により
ヘテロ芳香族ニトリル類を合成する際の触媒として、酸
化バナジウムを主体とする触媒は数多く提案されてい
る。しかしこれら触媒はアルキル置換ヘテロ芳香族化合
物のアンモ酸化の場合、活性が強すぎて脱アルキル化反
応、あるいはヘテロ芳香族環の開裂などの異常反応がお
こり、目的生成物であるヘテロ芳香族ニトリル類の選択
率及び収率が低いという欠点があった。
Problems to be Solved by the Prior Art and the Present Invention As catalysts for synthesizing heteroaromatic nitriles by ammoxidation using an alkyl-substituted aromatic compound as a raw material, many catalysts mainly containing vanadium oxide have been proposed. However, in the case of ammoxidation of an alkyl-substituted heteroaromatic compound, these catalysts have too strong activity to cause a dealkylation reaction or an abnormal reaction such as cleavage of the heteroaromatic ring, resulting in the desired product heteroaromatic nitriles. However, the selectivity and the yield were low.

アルキル置換ヘテロ芳香族化合物のアンモ酸化触媒とし
ては、特公昭57−19706号公報にアンチモン、バナジウ
ムの酸化物と鉄、銅、チタン、コバルト、マンガン及び
ニッケルからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素
の酸化物を含む触媒が開示されている。これは比較的高
い選択性を示すが、アンモニアの還元をうけて活性が低
下しやすいという欠点が有り、必ずしも工業的に満足す
る触媒とはいいがたい。
As an ammoxidation catalyst for an alkyl-substituted heteroaromatic compound, Japanese Patent Publication No. 57-19706 discloses at least one element selected from the group consisting of oxides of antimony and vanadium and iron, copper, titanium, cobalt, manganese and nickel. Catalysts containing the oxides of Although it has a relatively high selectivity, it has a drawback that its activity is likely to decrease due to the reduction of ammonia, and is not necessarily a catalyst that is industrially satisfactory.

本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、アルキル置換ヘテ
ロ芳香族化合物をアンモ酸化しヘテロ芳香族ニトリル類
を製造するに際し、分子状酸素とアンモニアとのモル比
を特定し、且つ触媒としてバナジウム−リン酸化物を用
いることにより、異常反応が起こりにくく高収率及び高
選択率でヘテロ芳香族ニトリル類を製造しうること、さ
らにはこの触媒が耐熱、耐還元性を備え、操作上の安全
性が高いものであることを見出し、本発明を完成するに
致った。
As a result of intensive investigations by the present inventors, in producing heteroaromatic nitriles by ammoxidizing an alkyl-substituted heteroaromatic compound, the molar ratio of molecular oxygen and ammonia is specified, and vanadium- By using phosphorus oxides, it is possible to produce heteroaromatic nitriles with high yield and high selectivity, with which abnormal reactions are unlikely to occur, and in addition, this catalyst has heat resistance and reduction resistance, and is safe in operation. Was found to be high, and completed the present invention.

問題点を解決するための手段 本発明はアルキル置換ヘテロ芳香族化合物をアンモニア
及び分子状酸素と気相接触反応せしめてヘテロ芳香族ニ
トリル類を製造する際し、分子状酸素とアンモニアとの
モル比を1.6以下とし、且つ式(I) VPaOb (I) (式中、a及びbは、それぞれリン及び酸素のバナジウ
ムに対する原子比を示し、aは0.5〜3、bは他の元素
の原子価から求まる値である。)で表されるバナジウム
とリンの酸化物を含む触媒を使用することを特徴とする
ヘテロ芳香族ニトリル類の製造法である。
Means for Solving the Problems The present invention provides a method for producing heteroaromatic nitriles by subjecting an alkyl-substituted heteroaromatic compound to a gas-phase catalytic reaction with ammonia and molecular oxygen to obtain a molar ratio of molecular oxygen and ammonia. And 1.6 or less, and in the formula (I) VP a O b (I) (wherein a and b represent the atomic ratio of phosphorus and oxygen to vanadium, respectively, a is 0.5 to 3 and b is another element). It is a value obtained from the valence.) A method for producing heteroaromatic nitriles characterized by using a catalyst containing vanadium and phosphorus oxide represented by the formula:

本発明における触媒は、前記式(I)の酸化物を含む触
媒であればよい。バナジウムとリンの酸化物は、アモル
ファス又は結晶性複合酸化物のいずれも本発明の触媒と
して使用出来る。
The catalyst in the present invention may be any catalyst containing the oxide of the formula (I). As the oxide of vanadium and phosphorus, either an amorphous or crystalline complex oxide can be used as the catalyst of the present invention.

バナジウムとリンの酸化物がアモルファスである場合、
バナジウムとリンの原子比は特に制限はないが、好まし
い比率は、1:0.5〜3である。バナジウムとリンの結晶
性複合酸化物としては、バナジウムとリンの原子比が
1、2、3等が知られているが本発明においては原子比
が1のものおよび/あるいはその結晶性複合酸化物を還
元して生成するバナジウムとリンの複合酸化物が有効で
ある。ここで言う結晶性複合酸化物とは、一般に式(I
I)で示されている構造を有する。
If the vanadium and phosphorus oxides are amorphous,
The atomic ratio of vanadium to phosphorus is not particularly limited, but the preferred ratio is 1: 0.5 to 3. As the crystalline complex oxide of vanadium and phosphorus, the atomic ratio of vanadium and phosphorus is known to be 1, 2, 3, etc., but in the present invention, the atomic ratio of 1 and / or its crystalline complex oxide. A complex oxide of vanadium and phosphorus, which is produced by reducing hydrogen, is effective. The crystalline complex oxide referred to here is generally represented by the formula (I
It has the structure shown in I).

式(II) (VO)nPnO4n-1・XH2O (II) (式中nは∽から2、Xは0または1以上の整数) 式(II)中バナジウムの原子価は4〜5である。Formula (II) (VO) n P n O 4n-1 · XH 2 O (II) (wherein n is from ∽ to 2, X is an integer of 0 or 1 or more) In formula (II), the valence of vanadium is 4 ~ 5.

式(II)で示される化合物の代表的な例としてはα−リ
ン酸バナジル(α−VOPO4)、α−リン酸バナジル・二
水和物(α−VOPO4・2H2O)、β−リン酸バナジル(β
−VOPO4)、ピロリン酸ジバナジル、((VO)2P2O7)及
びピロリン酸ジバナジル・二水和物((VO)2H4P2O9
たは(VO)2P2O7−2H2O)であり、そのX線回析パター
ンを表−1に示す。また、これらを還元して生成するバ
ナジウムとリンの複合酸化物は一般的に結晶性は弱い。
これは、格子欠陥あるいはシア(剪断)構造生成による
と思われる。
Typical examples of the compound represented by the formula (II) include α-vanadyl phosphate (α-VOPO 4 ), α-vanadyl phosphate dihydrate (α-VOPO 4 · 2H 2 O), β- Vanadyl phosphate (β
-VOPO 4 ), divanadyl pyrophosphate, ((VO) 2 P 2 O 7 ) and divanadyl pyrophosphate dihydrate ((VO) 2 H 4 P 2 O 9 or (VO) 2 P 2 O 7 -2H 2 O) and its X-ray diffraction pattern is shown in Table 1. Further, the vanadium-phosphorus composite oxide produced by reducing these generally has weak crystallinity.
This may be due to lattice defects or shear (shear) structure generation.

本発明におけるバナジウムとリンの酸化物を含む触媒の
調製には、一般に広く知られているバナジウムとリンの
酸化物の調製方法が適用出来る。例えばバナジウムとリ
ンの酸化物がアモルファスである場合、メタバナジン酸
アンモニウムを溶かしたエタノールアミン水溶液とリン
酸を反応させ蒸発乾固させたのち空気存在下で焼成する
方法で調製できる。また例えばバナジウムとリンの酸化
物が結晶性である場合、五酸化バナジウムとリン酸を反
応させ、蒸発乾固させたのち空気存在下で焼成する方
法、メタバナジン酸アンモニウムをリン酸と反応させ、
蒸発乾固させたのち、空気存在下で焼成する方法、又
は、五酸化バナジウム、シュウ酸およびリン酸二水素ア
ンモニウムを反応させ蒸発乾固したのち、窒素気流下で
焼成する方法等で調製することができる。
For the preparation of the catalyst containing vanadium and phosphorus oxides in the present invention, generally known methods for preparing vanadium and phosphorus oxides can be applied. For example, when the oxides of vanadium and phosphorus are amorphous, it can be prepared by a method of reacting ethanolamine aqueous solution in which ammonium metavanadate is dissolved with phosphoric acid to evaporate to dryness, and then firing in the presence of air. Further, for example, when the oxide of vanadium and phosphorus is crystalline, a method of reacting vanadium pentoxide and phosphoric acid, evaporating to dryness and then firing in the presence of air, reacting ammonium metavanadate with phosphoric acid,
Prepare by evaporating to dryness and then baking in the presence of air, or by reacting vanadium pentoxide, oxalic acid and ammonium dihydrogen phosphate to dryness, and then baking in a nitrogen stream. You can

また、このようにして得られた結晶性複合酸化物を水
素、アンモニア、炭化水素などの還元性ガスで還元して
生成する複合酸化物も本発明方法の触媒として用いるこ
とができる。例えばアンモニアによる還元処理としては
結晶性複合酸化物を300〜600℃の温度でアンモニアある
いはアンモニアを希釈してなるガスで処理する方法が好
ましい。
Further, a composite oxide produced by reducing the crystalline composite oxide thus obtained with a reducing gas such as hydrogen, ammonia, or hydrocarbon can also be used as the catalyst of the method of the present invention. For example, as the reduction treatment with ammonia, a method of treating the crystalline complex oxide with ammonia or a gas obtained by diluting ammonia at a temperature of 300 to 600 ° C. is preferable.

触媒を調製する際に用いる各種元素の化合物は、特殊な
ものに限らず、通常用いる化合物は、いずれも使用する
ことができる。バナジウム化合物としては、メタバナジ
ン酸アンモニウム、五酸化バナジウム、リン酸バナジウ
ム等、リン化合物としては、リン酸、メタリン酸、亜リ
ン酸、リン酸塩(例えばリン酸アンモニウム類)等が使
用できる。
The compounds of various elements used when preparing the catalyst are not limited to special ones, and any of the compounds usually used can be used. As the vanadium compound, ammonium metavanadate, vanadium pentoxide, vanadium phosphate and the like can be used, and as the phosphorus compound, phosphoric acid, metaphosphoric acid, phosphorous acid, phosphate (for example, ammonium phosphates) and the like can be used.

本発明における触媒は、担体を用いてもよく、特にシリ
カ、アルミナ、シリカアルミナ、炭化ケイ素、酸化チタ
ン、ケイソウ土及びゼオライトが好ましい。
A carrier may be used for the catalyst in the present invention, and silica, alumina, silica-alumina, silicon carbide, titanium oxide, diatomaceous earth and zeolite are particularly preferable.

本発明におけるアルキル置換ヘテロ芳香族化合物として
は、例えば2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、
4−メチルピリジン、2,3−ジメチルピリジン、2,4−ジ
メチルピリジン、2,5−ジメチルピリジン、2,6−ジメチ
ルピリジン、3,4−ジメチルピリジン、3,5−ジメチルピ
リジン、2−メチル−5−エチルピリジン、2,4,6−ト
リメチルピリジン、2,3,4−トリメチルピリジン、2,3,5
−トリメチルピリジン、2,3,6−トリメチルピリジン、
などのアルキル置換ピリジン類、メチルピラジン、エチ
ルピラジン、2,3−ジメチルピラジン、2,5−ジメチルピ
ラジン、2,6−ジメチルピラジン、2−メチル−5−エ
チルピラジン、2−メチル−6−エチルピラジンなどの
アルキル置換ピラジン類等があげられる。
Examples of the alkyl-substituted heteroaromatic compound in the present invention include 2-methylpyridine, 3-methylpyridine,
4-methylpyridine, 2,3-dimethylpyridine, 2,4-dimethylpyridine, 2,5-dimethylpyridine, 2,6-dimethylpyridine, 3,4-dimethylpyridine, 3,5-dimethylpyridine, 2-methyl -5-ethylpyridine, 2,4,6-trimethylpyridine, 2,3,4-trimethylpyridine, 2,3,5
-Trimethylpyridine, 2,3,6-trimethylpyridine,
Such as alkyl-substituted pyridines, methylpyrazine, ethylpyrazine, 2,3-dimethylpyrazine, 2,5-dimethylpyrazine, 2,6-dimethylpyrazine, 2-methyl-5-ethylpyrazine, 2-methyl-6-ethyl Examples thereof include alkyl-substituted pyrazines such as pyrazine.

反応供給ガス中のアルキル置換ヘテロ芳香族化合物の濃
度としては通常0.15〜7モル%の範囲が用いられる。
The concentration of the alkyl-substituted heteroaromatic compound in the reaction feed gas is usually 0.15 to 7 mol%.

反応供給ガス中の分子状酸素とアンモニアとのモル比は
1.6以下好ましくは1.3以下であることが必要である。こ
の値よりもモル比が高い場合はアルキル置換ヘテロ芳香
族化合物やアンモニアの完全燃焼等の反応が起り目的と
するニトリル類の収率は著しく低下する。
The molar ratio of molecular oxygen and ammonia in the reaction feed gas is
It should be 1.6 or less, preferably 1.3 or less. If the molar ratio is higher than this value, reactions such as complete combustion of the alkyl-substituted heteroaromatic compound and ammonia occur, and the yield of the desired nitriles is significantly reduced.

本発明における分子状酸素としては通常空気を用いる
が、純酸素またはこれと空気との混合物も用いることが
できる。本発明において、アルキル置換ヘテロ芳香族化
合物、分子状酸素およびアンモニアの原料供給ガスは、
不活性気体、例えば水蒸気あるいは窒素等で希釈して反
応することができる。本発明における反応温度は300〜6
50℃であり、好ましくは350〜600℃である。空間速度
(以下SVという)は200〜50,000Hr-1であり、好ましく
は300〜20,000Hr-1である。反応は通常常圧で行なわれ
るが、減圧あるいは加圧下においても実施することがで
きる。反応器は通常固体床形式のものを用いるが、流動
床形式のものも用いることができる。
Air is usually used as the molecular oxygen in the present invention, but pure oxygen or a mixture thereof with air can also be used. In the present invention, the alkyl-substituted heteroaromatic compound, the molecular oxygen and the raw material supply gas of ammonia,
The reaction can be performed by diluting with an inert gas such as steam or nitrogen. The reaction temperature in the present invention is 300 to 6
The temperature is 50 ° C, preferably 350 to 600 ° C. The space velocity (hereinafter referred to as SV) is 200 to 50,000 Hr -1 , preferably 300 to 20,000 Hr -1 . The reaction is usually carried out at normal pressure, but it can also be carried out under reduced pressure or increased pressure. A solid bed type reactor is usually used, but a fluidized bed type reactor can also be used.

発明の効果 本発明を実施することにより、異常反応が起こりにく
く、高収率及び高選択率でヘテロ芳香族ニトリル類を製
造でき、その上本触媒が耐熱耐還元性を備えており、操
作上の安全性が向上する。
EFFECTS OF THE INVENTION By carrying out the present invention, an abnormal reaction is unlikely to occur, heteroaromatic nitriles can be produced with high yield and high selectivity, and furthermore, the present catalyst has heat resistance and reduction resistance, The safety of is improved.

次に実施例により本発明を説明する。なお、反応率及び
収率は次の定義に従って計算した。
Next, the present invention will be described with reference to examples. The reaction rate and yield were calculated according to the following definitions.

実施例−1 60℃の蒸留水1250gに撹拌しながら、メタバナジン酸ア
ンモニウム146.5ggを溶解させた後、85%リン酸144gを
加え2時間反応させ、黄色沈殿が析出した反応液を得
た。この反応液を濃縮し、110℃で8時間乾燥後、空気
存在下500℃で4時間焼成した。得られた触媒はβ−リ
ン酸バナジル(β−VOPO4)であり、X線回折パターン
は表−1に一致した。この触媒を内径12.6mmφのパイレ
ックス製反応管に10cc充填し、反応管の触媒充填部を42
0℃に保持したところに4−メチルピリジン、アンモニ
ア、空気及び水蒸気のモル比を1:15:75:10に混合したガ
スをSV3,000Hr-1で通し、反応ガスを水に20分間吸収さ
せ捕集し、ガスクロマトグラフィーで分析したところ反
応率99.4%、4−シアノピリジン収率81.5%であった。
Example-1 146.5 g of ammonium metavanadate was dissolved in 1250 g of distilled water at 60 ° C. with stirring, 144 g of 85% phosphoric acid was added, and the mixture was reacted for 2 hours to obtain a reaction solution in which a yellow precipitate was deposited. The reaction solution was concentrated, dried at 110 ° C. for 8 hours, and then calcined at 500 ° C. for 4 hours in the presence of air. The obtained catalyst was β-vanadyl phosphate (β-VOPO 4 ), and the X-ray diffraction pattern was in agreement with Table-1. 10 cc of this catalyst was packed in a Pyrex reaction tube with an inner diameter of 12.6 mmφ, and the catalyst filling part of the reaction tube
While maintaining the temperature at 0 ° C, a gas in which the molar ratio of 4-methylpyridine, ammonia, air and steam was mixed at 1: 15: 75: 10 was passed through SV3,000Hr -1 , and the reaction gas was absorbed in water for 20 minutes. When collected and analyzed by gas chromatography, the reaction rate was 99.4% and the 4-cyanopyridine yield was 81.5%.

実施例−2 反応器温度を400℃とし、4−メチルピリジン、アンモ
ニア、空気及び水蒸気のモル比を1:10:10:15に混合した
ガスをSV2,000Hr-1で流す以外は実施例−1と同じ方法
で反応したところ反応率99.5%、4−シアノピリジン収
率94.0%であった。
Example-2 Example-2 except that the reactor temperature was set to 400 ° C. and a gas obtained by mixing 4-methylpyridine, ammonia, air and steam at a molar ratio of 1: 10: 10: 15 was flowed at SV2,000Hr −1. When reacted in the same manner as in 1, the reaction rate was 99.5% and the yield of 4-cyanopyridine was 94.0%.

比較例−1 4−メチルピリジン、アンモニア、空気及び、水蒸気の
モル比を1:2:75:10に混合して流す以外は実施例−1と
同じ方法で反応したところ反応率99.3%、4−シアノピ
リジン収率4.2%であった。
Comparative Example-1 Reaction was conducted in the same manner as in Example-1 except that the molar ratio of 4-methylpyridine, ammonia, air and water vapor was mixed at 1: 2: 75: 10 and the reaction rate was 99.3%, 4 -Cyanopyridine yield was 4.2%.

比較例−2 4−メチルピリジン、アンモニア、空気及び水蒸気のモ
ル比が1:8:75:10に混合したガスをSV2,000Hr-1で流す以
外は実施例−1と同じ方法で反応したところ反応率99.4
%4−シアノピリジン収率9.6%であった。
Comparative Example-2 A reaction was performed in the same manner as in Example-1 except that a gas obtained by mixing 4-methylpyridine, ammonia, air and water vapor at a molar ratio of 1: 8: 75: 10 was flowed at SV2,000Hr- 1. Reaction rate 99.4
% 4-Cyanopyridine yield was 9.6%.

実施例−3 85%リン酸63gを95〜100℃に加熱したところに、五酸化
バナジウム50gを加えて黄色沈殿が析出した反応液を得
た。この反応液を濃縮し、110℃で8時間乾燥後空気存
在下500℃で6時間更に700℃で4時間焼成した。得られ
た触媒はα−リン酸バナジス(α−VOPO4)であり、X
線回折パターンは表−1に一致した。この触媒を炭化ケ
イソと容量比1で混合し、内径12.6mmφパイレックス製
反応管に100cc充填した。触媒充填部を450℃に保持し、
2−メチルピリジン、アンモニア、空気及び水蒸気のモ
ル比を1:10:10:10に混合したガスをSV3,000Hr-1で通
し、反応開始後10時間の反応液をガスクロマトグラフィ
ーで分析したところ、反応率93.8%、2−シアノピリジ
ン収率76.3%であった。
Example-3 When 63 g of 85% phosphoric acid was heated to 95 to 100 ° C., 50 g of vanadium pentoxide was added to obtain a reaction liquid in which a yellow precipitate was deposited. The reaction solution was concentrated, dried at 110 ° C. for 8 hours, and then calcined in the presence of air at 500 ° C. for 6 hours and further at 700 ° C. for 4 hours. The resulting catalyst was α-vanadis phosphate (α-VOPO 4 ), and X
The line diffraction pattern was in agreement with Table-1. This catalyst was mixed with carbonized diatom in a volume ratio of 1, and 100 cc was filled in a Pyrex reaction tube having an inner diameter of 12.6 mm. Hold the catalyst-filled part at 450 ° C,
Gas mixed with a molar ratio of 2-methylpyridine, ammonia, air and water vapor at 1: 10: 10: 10 was passed through SV3,000Hr -1 , and the reaction solution 10 hours after the start of the reaction was analyzed by gas chromatography. The reaction rate was 93.8%, and the yield of 2-cyanopyridine was 76.3%.

実施例−4 蒸留水600ccに、撹拌しながら85%リン酸252.8gを加
え、95℃に加熱した後、五酸化バナジウム200gを加え、
30分間反応させ更にシリカ132gを加えたのち、1時間混
合し濃縮した。得られた沈殿物を110℃で8時間乾燥さ
せて、空気存在下500℃で6時間、更に700℃で4時間焼
成した。このようにしてリン酸バナジル/シリカ(VOPO
4/SiO2)である触媒を得た。このリン酸バナジルは、β
−VOPO4であり、X線回折パターンは表−1に示した通
りであった。この触媒を実施例−1と同様な反応管に10
cc充填し、触媒充填部を430℃に保持し、アンモニア100
cc/minを20時間流し還元した後、メチルピラジン、アン
モニア、空気及び水蒸気のモル比を1:20:11:1に混合し
たガスSV1,000Hr-1で通し反応させ、反応液をガスクロ
マトグラフィーで分析したところ反応率94.8%、シアノ
ピラジン収率81.5%であった。なお1,000時間後の反応
率は91.5%、シアノピラジン収率は81.2%であった。
Example-4 To 600 cc of distilled water, 252.8 g of 85% phosphoric acid was added with stirring, and after heating to 95 ° C, 200 g of vanadium pentoxide was added,
After reacting for 30 minutes and further adding 132 g of silica, the mixture was mixed for 1 hour and concentrated. The obtained precipitate was dried at 110 ° C. for 8 hours, and calcined in the presence of air at 500 ° C. for 6 hours and further at 700 ° C. for 4 hours. In this way vanadyl phosphate / silica (VOPO
A catalyst which is 4 / SiO 2 ) was obtained. This vanadyl phosphate is β
-VOPO 4 , and the X-ray diffraction pattern was as shown in Table 1. This catalyst was placed in a reaction tube similar to that in Example-1.
cc filling, keeping the catalyst filling part at 430 ℃, ammonia 100
After reducing by flowing cc / min for 20 hours, gas SV1,000Hr -1 mixed with the molar ratio of methylpyrazine, ammonia, air and water vapor at 1: 20: 11: 1 was used for reaction, and the reaction solution was subjected to gas chromatography. The reaction rate was 94.8% and the cyanopyrazine yield was 81.5%. The reaction rate after 1,000 hours was 91.5%, and the cyanopyrazine yield was 81.2%.

実施例−5 蒸留水750ccに、シュウ酸315gを撹拌しながら溶解さ
せ、80℃に加熱した後、五酸化バナジウム90.5g、さら
にリン酸二水素アンモニウム115gを加え濃縮乾固した。
得られた固形物を窒素気流下550℃で5時間焼成した。
得られた触媒はピロリン酸ジバナジル((VO)2P2O7
であり、X線回折パターンは表−1に一致した。この触
媒を用い原料を3−メチルピリジン、SV1000Hr-1とする
以外は実施例−2に示す方法で反応を行なった結果、反
応率90.3%、3−シアノピリジン収率81.1%であった。
Example-5 In 750 cc of distilled water, 315 g of oxalic acid was dissolved with stirring, and after heating to 80 ° C., 90.5 g of vanadium pentoxide and 115 g of ammonium dihydrogen phosphate were added and concentrated to dryness.
The obtained solid was baked at 550 ° C. for 5 hours under a nitrogen stream.
The resulting catalyst is divanadyl pyrophosphate ((VO) 2 P 2 O 7 ).
And the X-ray diffraction pattern was in agreement with Table-1. Using this catalyst, the reaction was carried out by the method shown in Example 2 except that the raw materials were 3-methylpyridine and SV1000Hr -1 . As a result, the reaction rate was 90.3% and the 3-cyanopyridine yield was 81.1%.

実施例−6 撹拌したモノエタノールアミン10wt%水溶液1500gにメ
タバナジン酸アンモニウム146.5gを溶解したのち、85%
リン酸144.0gを加え、30分反応させ、この溶液を濃縮乾
固し、得られた固形物を550℃で5時間空気存在下焼成
して、バナジウムとリンの酸化物(VPO5)を得た。バナ
ジウムとリンの酸化物は、X線回折の結果アモルファス
であった。この触媒を使用し反応器の温度を510℃にす
る以外は実施例−2と同じ方法で反応を行なった結果、
4−メチルピリジン反応率96.5%、4−シアノピリジン
収率85.1%であった。反応開始後500時間後の4−メチ
ルピリジン反応率及び4−シアノピリジン収率は、それ
ぞれ95.4%及び84.7%であった。
Example 6 146.5 g of ammonium metavanadate was dissolved in 1500 g of a 10 wt% aqueous solution of stirred monoethanolamine, and then 85%
144.0 g of phosphoric acid was added and reacted for 30 minutes, the solution was concentrated to dryness, and the obtained solid was calcined at 550 ° C. for 5 hours in the presence of air to obtain vanadium and phosphorus oxide (VPO 5 ). It was The oxide of vanadium and phosphorus was amorphous as a result of X-ray diffraction. As a result of carrying out the reaction by the same method as in Example-2 except that the temperature of the reactor was 510 ° C. using this catalyst,
The reaction rate of 4-methylpyridine was 96.5%, and the yield of 4-cyanopyridine was 85.1%. The reaction rate of 4-methylpyridine and the yield of 4-cyanopyridine 500 hours after the start of the reaction were 95.4% and 84.7%, respectively.

実施例−7〜9 実施例−6と同様にして表−2に示した組成をもつ触媒
を調製し、実施例−2の場合と同様に反応を行なった結
果を表−2に示す。
Examples-7 to 9 A catalyst having the composition shown in Table-2 was prepared in the same manner as in Example-6, and the reaction was carried out in the same manner as in Example-2. The results are shown in Table-2.

実施例−10〜13 実施例−4と同様な方法で調製したβ−VOPO4/3SIO2
触媒として使用し、2−メチルピリジン、3−メチルピ
リジン、4−メチルピリジン、およびメチルピラジンを
表−3に示す条件で反応したところ表−3の結果を得
た。
Examples-10 to 13 By using β-VOPO 4 / 3SIO 2 prepared in the same manner as in Example 4 as a catalyst, 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methylpyridine, and methylpyrazine were prepared. When the reaction was performed under the conditions shown in Table 3, the results shown in Table 3 were obtained.

実施例−14 実施例−4で調製した触媒を使用し、原料として3−メ
チルピリジン65mol%、4−メチルピリジン35mol%の混
合品を用い、SV及び反応器温度をそれぞれ1,200Hr-1
び430℃とする以外は表−4に示す条件で反応し、表−
4に示す結果を得た。
Example-14 Using the catalyst prepared in Example-4, using a mixture of 3-methylpyridine 65 mol% and 4-methylpyridine 35 mol% as a raw material, the SV and the reactor temperature were 1,200 Hr -1 and 430, respectively. The reaction was carried out under the conditions shown in Table 4 except that the temperature was changed to
The results shown in 4 were obtained.

実施例−15 反応器温度を420℃とし、3,5−ジメチルピリジン、アン
モニア及び空気のモル比を1:40:40に混合したガスをSV
1,500Hr-1で流す以外は実施例−4と同じ方法で反応し
たところ反応率100%、5−シアノ−3−メチルピリジ
ン収率32.5%、3,5−ジシアノピリジン収率44.0%であ
った。
Example-15 A reactor temperature was set to 420 ° C., and a gas obtained by mixing 3,5-dimethylpyridine, ammonia and air at a molar ratio of 1:40:40 was mixed with SV.
When reacted in the same manner as in Example 4 except that 1,500 Hr −1 was used, the reaction rate was 100%, the yield of 5-cyano-3-methylpyridine was 32.5%, and the yield of 3,5-dicyanopyridine was 44.0%. .

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルキル置換ヘテロ芳香族化合物をアンモ
ニウム及び分子状酸素と気相接触反応せしめてヘテロ芳
香族ニトリル類を製造するに際し、分子状酸素とアンモ
ニアとのモル比を1.6以下とし、且つ式(I) VPaOb (I) (式中、a及びbは、それぞれリン及び酸素のバナジウ
ムに対する原子比を示す。aは0.5〜3、bは他の元素
の原子価から求まる値である。)で表されるバナジウム
とリンの酸化物を含む触媒を使用することを特徴とする
ヘテロ芳香族ニトリル類を製造する方法。
1. When a heteroaromatic nitrile is produced by subjecting an alkyl-substituted heteroaromatic compound to a gas phase catalytic reaction with ammonium and molecular oxygen, the molar ratio of molecular oxygen and ammonia is set to 1.6 or less, and (I) VP a O b (I) (In the formula, a and b represent atomic ratios of phosphorus and oxygen to vanadium, respectively. A is 0.5 to 3, and b is a value obtained from the valences of other elements. A method for producing heteroaromatic nitriles, which comprises using a catalyst containing vanadium and phosphorus oxide represented by.
【請求項2】バナジウムとリンの酸化物が、バナジウム
とリンの原子比が1の結晶性複合酸化物および/あるい
はその結晶性複合酸化物を還元して、生成するバナジウ
ムとリンの複合酸化物である特許請求の範囲第1項記載
の製造法。
2. A vanadium-phosphorus composite oxide having a vanadium-phosphorus atomic ratio of 1 and / or a vanadium-phosphorus composite oxide produced by reducing the crystalline composite oxide. The manufacturing method according to claim 1.
【請求項3】バナジウムとリンの結晶性複合酸化物が式
(II) (VO)nPnO4n-1・XH2O (II) (式中nは∽から2、Xは0または1以上の整数であ
る。) 示される酸化物である特許請求の範囲第2項記載の製造
法。
3. A crystalline complex oxide of vanadium and phosphorus has the formula (II) (VO) n P n O 4n- 1.XH 2 O (II) (wherein n is from ∽ to 2 and X is 0 or 1). It is the above integer.) The production method according to claim 2, which is an oxide shown.
【請求項4】バナジウムとリンの結晶性複合酸化物が、
α−リン酸バナジル(α−VOPO4)、α−リン酸バナジ
ル二水和物(α−VOPO4・2H2O)、β−リン酸バナジル
(β−VOPO4)、ピロリン酸ジバナジル((VO)2P
2O7)、またはピロリン酸ジバナジル、二水和物((V
O)2H4P2O4もしくは(VO)2P2O7・2H2O)である特許請
求の範囲第2項記載の製造法。
4. A crystalline complex oxide of vanadium and phosphorus,
alpha-vanadyl (α-VOPO 4), α- vanadyl dihydrate (α-VOPO 4 · 2H 2 O), β- vanadyl (β-VOPO 4), divanadyl pyrophosphate ((VO ) 2 P
2 O 7 ), or divanadyl pyrophosphate, dihydrate ((V
O) 2 H 4 P 2 O 4 or (VO) 2 P 2 O 7 · 2H 2 O).
【請求項5】触媒がシリカ、アルミナ、シリカ−アルミ
ナ、炭化ケイ素、酸化チタン、ケイソウ土またはゼオラ
イトに担持された触媒である特許請求の範囲第1項また
は第2項記載の製造法。
5. The method according to claim 1 or 2, wherein the catalyst is a catalyst supported on silica, alumina, silica-alumina, silicon carbide, titanium oxide, diatomaceous earth or zeolite.
【請求項6】結晶性複合酸化物を還元して生成するバナ
ジウムとリンの複合酸化物が、結晶性複合酸化物を300
〜600℃の温度でアンモニアあるいはアンモニアを含有
するガスで還元処理して生成する酸化物である特許請求
の範囲第2項記載の製造法。
6. The vanadium-phosphorus composite oxide produced by reducing the crystalline composite oxide is 300
The production method according to claim 2, which is an oxide produced by reduction treatment with ammonia or a gas containing ammonia at a temperature of up to 600 ° C.
【請求項7】アルキル置換ヘテロ芳香族化合物が、アル
キル置換ピリジン類又はアルキル置換ピラジン類である
特許請求の範囲第1項または第2項記載の方法。
7. The method according to claim 1 or 2, wherein the alkyl-substituted heteroaromatic compound is alkyl-substituted pyridines or alkyl-substituted pyrazines.
JP62176888A 1986-07-15 1987-07-15 Method for producing heteroaromatic nitriles Expired - Lifetime JPH0749419B2 (en)

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