明 細 書 Specification
固体酸触媒の調製法、及び該触媒を用いたラタタム化合物の製造方法 技術分野 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for preparing a solid acid catalyst and a method for producing a ratatum compound using the catalyst.
[0001] 本発明は、酸触媒反応に高い活性を有する、環境に優しい固体酸触媒の調製法 及びそれを用いてシクロアルカノンォキシム化合物をベックマン転位反応により対応 するラタタム化合物を製造する方法に関するものである。得られるラタタム化合物は、 ナイロンの原料として重要な化合物である。 The present invention relates to a method for preparing an environment-friendly solid acid catalyst having a high activity in an acid-catalyzed reaction, and a method for producing a corresponding ratatum compound from a cycloalkanone oxime compound by Beckmann rearrangement using the same. Things. The obtained ratatum compound is an important compound as a raw material for nylon.
背景技術 Background art
[0002] 従来、アルキル化反応、エステル化反応、ベックマン転位反応等の酸触媒反応に は、硫酸、塩化アルミニウム、フッ化水素、リン酸等の酸触媒が用いられている。しか し、これらの酸触媒は分離回収が困難であり、また装置の腐食や廃酸処理の問題が あった。 Conventionally, acid catalysts such as sulfuric acid, aluminum chloride, hydrogen fluoride, and phosphoric acid have been used for acid catalyst reactions such as alkylation reaction, esterification reaction, and Beckmann rearrangement reaction. However, these acid catalysts are difficult to separate and recover, and there are problems of equipment corrosion and waste acid treatment.
[0003] これらの問題を解決する酸触媒として、例えば、アルミナ、チタニア等の単独金属 酸化物、シリカ—アルミナ、シリカーチタニア、アルミナ—ボリア等の複合酸化物、 ZSM _5、 /3—ゼオライト等のゼォライト、モンモリロナイト等の粘土鉱物等、多くの固体酸触 媒が知られている(例えば非特許文献 1参照)。しかし、これらの固体酸触媒は酸強 度が比較的弱いために、反応系によっては固体酸触媒として十分な活性を示さない 場合があった。 [0003] Acid catalysts that solve these problems include, for example, single metal oxides such as alumina and titania, composite oxides such as silica-alumina, silica-titania, and alumina-boria, ZSM_5, / 3-zeolite, and the like. Many solid acid catalysts such as zeolite and clay minerals such as montmorillonite are known (for example, see Non-Patent Document 1). However, since these solid acid catalysts have a relatively weak acid strength, depending on the reaction system, they may not show sufficient activity as a solid acid catalyst.
[0004] これに対し、強酸性を有する固体酸触媒として、周期律表第 IV族金属水酸化物も しくは酸化物を 5— 20倍重量の 0. 01— 5モル濃度の硫酸根含有溶液と接触させた 後 350— 800°Cの温度範囲で焼成して硫酸化した、酸強度(H )が -10. 6より強い [0004] On the other hand, as a solid acid catalyst having a strong acidity, a solution containing a Group IV metal hydroxide or oxide of 5 to 20 times by weight of a 0.01 to 5 molar concentration of a sulfate group-containing solution is used as a solid acid catalyst having strong acidity. Sintered by calcining in the temperature range of 350-800 ° C after contact with acid, acid strength (H) is stronger than -10.
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固体酸触媒が提案されている (例えば特許文献 1参照)。しかし、硫酸根含有溶液と 接触させるこの処理方法は、溶液中の水により酸点が被毒したり、触媒に残存した水 が固体酸触媒反応において副反応を併発させるという問題点も発生させる。また、こ の処理方法を、耐酸性の低い例えばメソ多孔体に対して適用すると、メソ多孔体の骨 格構造が破壊されることも知られている(例えば非特許文献 2参照)。骨格構造の破 壊は、固体触媒の細孔径、細孔容積及び表面積の低下を引き起こし、触媒活性に
悪影響を及ぼすため、好ましくない。 A solid acid catalyst has been proposed (for example, see Patent Document 1). However, this treatment method in which the solution is brought into contact with the sulfate group-containing solution also causes problems such that the acid sites are poisoned by water in the solution, and that water remaining in the catalyst causes side reactions in the solid acid catalyst reaction. It is also known that when this treatment method is applied to, for example, a mesoporous body having low acid resistance, the skeletal structure of the mesoporous body is destroyed (for example, see Non-Patent Document 2). Destruction of the skeletal structure causes a decrease in the pore diameter, pore volume, and surface area of the solid catalyst, and reduces the catalytic activity. It is not preferable because it has an adverse effect.
[0005] シクロへキサノンォキシムの転位による ε—力プロラタタムの工業的製造では、酸触 媒として発煙硫酸が使用されている。しかし、この方法では ε—力プロラタタムを分離 回収するために、通常、硫酸等の強酸をアンモニアで中和する必要があり、大量の 硫酸アンモニゥムが副生する。また、上述のように、装置の腐食など工程上の問題も 多ぐ効率的な転位用触媒の開発が期待されている。 [0005] In industrial production of ε-force prolatatam by rearrangement of cyclohexanone oxime, fuming sulfuric acid is used as an acid catalyst. However, in this method, it is necessary to neutralize a strong acid such as sulfuric acid with ammonia in order to separate and recover ε-force prolatatam, and a large amount of ammonium sulfate is by-produced. In addition, as described above, development of an efficient catalyst for rearrangement, which has many process problems such as equipment corrosion, is expected.
[0006] そこで、硫酸触媒を使用しない液相でのベックマン転位反応に関し、均一系触媒 又は不均一系触媒について種々の検討が行われてきている。しかし、均一系触媒は 、触媒の分離が煩雑となるため、工業的には触媒分離が容易な不均一系触媒がより 好ましい。 [0006] Therefore, various studies have been made on a homogeneous catalyst or a heterogeneous catalyst with respect to a Beckmann rearrangement reaction in a liquid phase without using a sulfuric acid catalyst. However, since a homogeneous catalyst makes the separation of the catalyst complicated, a heterogeneous catalyst which is easy to separate the catalyst is more preferable industrially.
[0007] 不均一系触媒に関してはレニウム化合物を触媒として使用する方法、亜鉛を含有 した βーゼオライトを触媒とする方法、酸化ジルコニウムや酸化チタン、酸化アルミ二 ゥム等の IV属、 III属金属の酸化物を担体にパラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム 等の VIII属金属を担持した触媒を使用する方法、イミニゥムイオンを担持したゼオラ イトを触媒とする方法、固体触媒存在下、誘電率が 6— 60の範囲にある化合物を共 存させて反応を行う方法等が提案されてレ、る。 [0007] Regarding heterogeneous catalysts, a method using a rhenium compound as a catalyst, a method using a β-zeolite containing zinc as a catalyst, and a method using a group IV metal or a group III metal such as zirconium oxide, titanium oxide, or aluminum oxide. A method using a catalyst that supports a Group VIII metal such as palladium, platinum, rhodium and ruthenium on an oxide carrier, a method using a zeolite supporting iminium ion as a catalyst, and a method using a catalyst having a dielectric constant of 6-60 in the presence of a solid catalyst. A method of performing a reaction in the presence of a compound in the range has been proposed.
[0008] し力しながら、レニウム化合物を触媒とした方法 (例えば非特許文献 2参照)では、 力プロラタタム選択率が極めて低レ、。更に反応温度も 200°C以上と高い。同様のレニ ゥム化合物を触媒とした方法 (例えば特許文献 3参照)は転化率 100%、力プロラクタ ム収率 81. 4モル%と高いが、ピリジン等の含窒素複素環化合物を併用するため、反 応系が複雑になっている。 [0008] In a method using a rhenium compound as a catalyst (for example, see Non-Patent Document 2), the selectivity of force prolatatam is extremely low. Furthermore, the reaction temperature is as high as 200 ° C or higher. A similar method using a renium compound as a catalyst (see, for example, Patent Document 3) has a high conversion rate of 100% and a yield of force product of 81.4 mol%, but it uses a nitrogen-containing heterocyclic compound such as pyridine in combination. However, the reaction system is complicated.
[0009] 亜鉛を含有した β -ゼオライトを触媒とする方法 (例えば特許文献 4参照)では、反 応温度 130°Cで転化率 47モル0 /0、力プロラタタム選択率 72モル0 /0 (収率では 34モ ル%)とレ、ずれも低いとレ、う問題点を有してレ、る。 [0009] beta containing zinc - zeolite in the method of the catalyst (for example, see Patent Document 4), the conversion in the anti応温of 130 ° C 47 mole 0/0, the power Puroratatamu selectivity 72 mole 0/0 (yield The rate is 34 mol%), and if the deviation is low, there is a problem.
[0010] 酸化ジルコニウムや酸化チタン、酸化アルミニウム等の IV属、 III属金属の酸化物を 担体にパラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム等の VIII属金属を担持した触媒を使 用する方法 (例えば特許文献 5参照)は転化率、収率ともに高いが、パラジウム、白金 、ロジウム、ルテニウム等の貴金属は高価で価格変動も大きぐ工業的に実施するに
は満足しうるものではない。 [0010] A method using a catalyst in which an oxide of a Group IV metal or a Group III metal such as zirconium oxide, titanium oxide, or aluminum oxide is supported as a carrier and supports a Group VIII metal such as palladium, platinum, rhodium, or ruthenium (for example, see Patent Document 1) 5) is high in both conversion and yield, but precious metals such as palladium, platinum, rhodium and ruthenium are expensive and have large price fluctuations. Is not satisfactory.
[0011] イミニゥムイオンを担持したゼォライトを触媒とする方法 (例えば特許文献 6参照)は 、触媒調製法が複雑であるうえ、シクロへキサノンォキシム転化率が 34%と低いという 問題点を有している。 [0011] The method using a zeolite supporting iminium ion as a catalyst (for example, see Patent Document 6) has a problem that the method for preparing the catalyst is complicated and the conversion of cyclohexanone oxime is as low as 34%.
[0012] 固体酸触媒存在下、誘電率が 6— 60の範囲にある化合物を共存させて反応を行う 方法 (例えば特許文献 7参照)は、誘電率が 6— 60の範囲にある化合物の共存効果 は認められるものの、使用している固体酸触媒の触媒能が不十分であるため、力プロ ラタタム収率が低くとどまっている。例えば、誘電率が 6— 60の範囲にある化合物とし て脱水べンゾニトリルを使用した場合、固体酸触媒が ;3—ゼオライトのとき力プロラクタ ム収率 53%、 Zn含有 ;3—ゼオライトのとき同 33%、 Y型ゼオライトのとき同 61 %、 Si 〇担持へテロポリ酸のとき同 36%、 A1含有メソポーラス触媒のとき同 26%であり、高 [0012] In a method in which a reaction is performed in the presence of a solid acid catalyst in the presence of a compound having a dielectric constant in the range of 6-60 (for example, see Patent Document 7), a compound having a dielectric constant in the range of 6-60 is present. Despite the effects, the catalytic activity of the solid acid catalyst used is insufficient, and the yield of hydroprolatam is low. For example, when dehydrated benzonitrile is used as a compound having a dielectric constant in the range of 6-60, when the solid acid catalyst is 3-zeolite, the yield is 53%, and when the solid acid catalyst is Zn-containing; 3-zeolite is the same. 33%, Y-type zeolite 61%, Si〇-supported heteropolyacid 36%, A1-containing mesoporous catalyst 26%
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レ、収率が得られなレ、とレ、う問題点がある。 There is a problem that the yield cannot be obtained.
[0013] 非特許文献 1:触媒の辞典 (朝倉書店) 236ページ [0013] Non-patent document 1: Catalyst dictionary (Asakura Shoten) 236 pages
非特許文献 2 Journal of Molecular Catalysis A : Chemical 192 (2003) 1 53-170 Non-Patent Document 2 Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 192 (2003) 1 53-170
特許文献 1:特公昭 59 - 006181号公報 Patent Document 1: Japanese Patent Publication No. 59-006181
特許文献 2 :特開平 08-151362号公報 Patent Document 2: JP 08-151362 A
特許文献 3:特開平 09 - 301952号公報 Patent Document 3: JP-A-09-301952
特許文献 4 :特開 2001 - 19670号公報 Patent Document 4: JP 2001-19670 A
特許文献 5:特開昭 62—169769号公報 Patent Document 5: JP-A-62-169769
特許文献 6:特開平 09 - 040641号公報 Patent Document 6: Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-040641
特許文献 7:特開 2001—072657号公報 Patent Document 7: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-072657
発明の開示 Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題 Problems to be solved by the invention
[0014] 本発明は、酸触媒反応に有効な固体酸触媒の調製法を提供することを課題とする 特に、シクロアルカノンォキシム化合物からベックマン転位反応により対応するラタ タム化合物を製造するに際し、温和な反応条件下において高収率でラタタム化合物
を製造する触媒の調製法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a method for preparing a solid acid catalyst effective for an acid catalyzed reaction. Particularly, when producing a corresponding ratatum compound from a cycloalkanone oxime compound by a Beckmann rearrangement reaction, Ratatam compounds in high yields under mild reaction conditions It is an object of the present invention to provide a method for preparing a catalyst for producing a catalyst.
課題を解決するための手段 Means for solving the problem
[0015] 本発明者は上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、酸化物及び水酸化 物からなる群より選ばれる少なくとも 1化合物と、三酸化硫黄を含む気体とを接触させ ることを特徴とする固体酸触媒の調製法により上記目的が達成できることを見出し本 発明を完成するに至った。 [0015] The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that at least one compound selected from the group consisting of oxides and hydroxides is brought into contact with a gas containing sulfur trioxide. The inventors have found that the above object can be achieved by a method for preparing a solid acid catalyst, which is a feature of the present invention, and have completed the present invention.
[0016] さらに、本発明によれば、この固体酸触媒の存在下、シクロアルカノンォキシム化合 物のベックマン転位反応により、対応するラタタム化合物を製造する方法が提供され る。 Further, according to the present invention, there is provided a method for producing a corresponding ratatum compound by a Beckmann rearrangement reaction of a cycloalkanone oxime compound in the presence of the solid acid catalyst.
発明を実施するための最良の形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0017] 以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明で使用する三酸化硫黄は、硫黄を含むものから製造されるものならば、特に 制限されない。三酸化硫黄を製造するために使用される硫黄化合物として、例えば、 硫黄、 SO、 S O (n= 5— 8) , H SO、発煙硫酸、(NH ) SO 、 H SO 、 H S O The sulfur trioxide used in the present invention is not particularly limited as long as it is produced from a substance containing sulfur. Examples of sulfur compounds used for producing sulfur trioxide include sulfur, SO, SO (n = 5-8), H SO, fuming sulfuric acid, (NH 2) SO, H SO, and H SO.
2 n n 2 4 4 2 4 2 3 2 2 n 2 n n 2 4 4 2 4 2 3 2 2 n
(n= 3— 7)、 FSO H、 CF SO H, C1SO H、 SOC1、 SO CI、及び TiSO等の金 (n = 3-7), gold such as FSO H, CF SO H, C1SO H, SOC1, SO CI, and TiSO
3 3 3 3 2 2 2 4 属硫酸塩が挙げられる。これらは単独でも混合して使用しても良い. 3 3 3 2 2 2 4 group sulfate. These may be used alone or in combination.
[0018] これらの化合物のうち、常温で気体の化合物は、そのままあるいは不活性ガスに希 釈して、酸化あるいは熱分解させ三酸化硫黄として使用される。常温で液体もしくは 固体のものは、そのまま酸化してあるいは熱分解させてあるいは熱分解させた後に酸 化して、三酸化硫黄として使用される。 Of these compounds, those that are gaseous at room temperature are used as sulfur trioxide by oxidation or thermal decomposition as it is or after dilution with an inert gas. Those which are liquid or solid at room temperature can be used as sulfur trioxide by oxidizing, pyrolyzing, or pyrolyzing it and then oxidizing it.
好ましくは、常温で気体の二酸化硫黄(SO )を酸化した三酸化硫黄(SO )が使用 Preferably, sulfur trioxide (SO 2) obtained by oxidizing gaseous sulfur dioxide (SO 2) at room temperature is used.
2 3 され、 SOの場合、例えば不活性ガス等で希釈したものを使用できる。 In the case of SO, for example, those diluted with an inert gas or the like can be used.
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[0019] 二酸化硫黄(SO )の酸化は、通常酸素を使用して、酸化触媒の存在下又は非存 [0019] The oxidation of sulfur dioxide (SO 2) is usually carried out using oxygen in the presence or absence of an oxidation catalyst.
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在下に、酸化反応が行われるが、オゾンあるいは過酸化物などの酸化剤も使用する こと力 Sできる。 In the presence of an oxidation reaction, an oxidizing agent such as ozone or peroxide can be used.
酸素酸化については、特に制限されず、純酸素、空気、又は不活性ガス等で希釈 したもの等が使用できる。ただし、いずれも含有水分量が少ないものが好ましい。具 体的には、導入する気体中の水分量は、好ましくは lOOOppm以下、より好ましくは 1
00ppm、さらに好ましくは l Oppm以下、最も好ましくは、水分含有量を lppm以下に 制御したものである。 There is no particular limitation on the oxygen oxidation, and those diluted with pure oxygen, air, or an inert gas can be used. However, it is preferable that the water content is small. Specifically, the amount of water in the gas to be introduced is preferably 100 ppm or less, more preferably 1 ppm or less. The content is controlled to 00 ppm, more preferably 10 ppm or less, and most preferably the water content is controlled to 10 ppm or less.
[0020] 酸化触媒の存在下に行われる酸化反応において使用される酸化触媒としては、二 酸化硫黄を酸化する能力を有する触媒であれば特に制限されないが、例えば、バナ ジゥム、銅、鉄、コバルト、ニッケルのいずれ力 1種以上を含有する触媒が好適に使 用できる。好ましくはバナジウム、銅及び鉄である。 [0020] The oxidation catalyst used in the oxidation reaction performed in the presence of the oxidation catalyst is not particularly limited as long as it has a capability of oxidizing sulfur dioxide, and examples thereof include vanadium, copper, iron, and cobalt. A catalyst containing at least one of nickel and nickel can be preferably used. Preference is given to vanadium, copper and iron.
これらの酸化触媒は、その役割から通常は、流す気体に対し、酸化物あるいは水酸 化物の上流部に充填される。 Due to their role, these oxidation catalysts are usually charged upstream of oxides or hydroxides against flowing gas.
[0021] 本発明で使用する酸化物及び水酸化物から選ばれる少なくとも 1化合物は、三酸 化硫黄で表面修飾されるものであればいずれも使用できる。例えば、 HMS、 MCM 41等の多孔性酸化物及びこれらに金属を担持又は導入したもの、 ZSM— 5、 β— ゼォライト等のゼォライト及びこれらに金属を担持又は導入したもの、シリカ アルミナ As the at least one compound selected from the oxides and hydroxides used in the present invention, any compound can be used as long as it is surface-modified with sulfur trioxide. For example, porous oxides such as HMS and MCM41 and those in which metals are supported or introduced, zeolites such as ZSM-5 and β-zeolite and those in which metals are supported or introduced, silica alumina
、シリカ—ジルコニァ、シリカ—チタニア等の複合酸化物、シリカ、アルミナ、ジルコニァ 、チタニア等の酸化物又はこれらの前駆体となる水酸化物が挙げられる。 And oxides such as silica, alumina, zirconia, and titania, and hydroxides serving as precursors of these, such as silica-zirconia and silica-titania.
[0022] 酸化物及び水酸化物から選ばれる少なくとも 1化合物の具体例としては、周期律表 第 4一 14族 (族番号に 1-18の通し番号を用いる 1989年改訂の IUPAC無機化学 命名法に従う)による族番号からなる群より選ばれる 1種以上の元素(炭素は除く)を 含む酸化物及び水酸化物が挙げられる。これらの酸化物及び水酸化物の比表面積 については、特に制限はなレ、が、好ましくは 300m2/g以上、より好ましくは 700m2 Zg以上、更に好まし <は 700— 1200m2/gである。 [0022] Specific examples of at least one compound selected from oxides and hydroxides include Group 414 of the Periodic Table (using a serial number of 1-18 for the group number, according to the IUPAC inorganic chemical nomenclature revised in 1989). ), Oxides and hydroxides containing one or more elements (excluding carbon) selected from the group consisting of group numbers according to (1). The specific surface area of these oxides and hydroxides is not particularly limited, but is preferably at least 300 m 2 / g, more preferably at least 700 m 2 Zg, and even more preferably <700-1200 m 2 / g. is there.
[0023] 周期律表第 4一 14族から選ばれる元素の具体例としては、 4族のチタン、ジルコ二 ゥム、ハフニウム、 5族のバナジウム、ネオジゥム、タンタル、 6族のクロム、モリブデン、 タングステン、 7族のマンガン、レニウム、 8族の鉄、ルテニウム、オスミウム、 9族のコ ノ ノレト、ロジウム、イリジウム、 10族のニッケル、ノ ラジウム、白金、 1 1族の銅、銀、金 、 12族の亜鉛、カドミウム、水銀、 13族のホウ素、ァノレミニゥム、ガリウム、インジウム、 タリウム、 14族の珪素、ゲルマニウム、スズ、鉛が挙げられる。好ましくは、チタン、ジ ルコニゥム、亜鉛、ホウ素、ァノレミニゥム、ガリウム、インジウム、タリウム、ゲルマニウム 、スズ、鉛及び珪素である。より好ましくはジノレコニゥム、アルミニウム、ガリウム及び珪
素である。 [0023] Specific examples of the elements selected from Group 414 of the Periodic Table include titanium, zirconium, hafnium, group 5 vanadium, neodymium, tantalum, group 6 chromium, molybdenum, and tungsten. , Group 7 manganese, rhenium, group 8 iron, ruthenium, osmium, group 9 cono-noreth, rhodium, iridium, group 10 nickel, noradium, platinum, group 1 copper, silver, gold, group 12 Zinc, cadmium, mercury, group 13 boron, anoremium, gallium, indium, thallium, group 14 silicon, germanium, tin, and lead. Preferred are titanium, zirconia, zinc, boron, anoremium, gallium, indium, thallium, germanium, tin, lead and silicon. More preferably, dinoconium, aluminum, gallium and silicon Is prime.
これらの元素は 2種以上を混合して使用しても何ら、問題はない。 There is no problem if two or more of these elements are used as a mixture.
[0024] 酸化物及び水酸化物から選ばれる少なくとも 1化合物の三酸化硫黄による処理形 態は特に制限されない。例えば、三酸化硫黄を気相で直接接触させてもよぐ二酸 化硫黄 (又は硫黄含有化合物)、酸素及び酸化触媒共存下で気相で接触させること もできる。酸素及び酸化触媒共存下で気相で接触させる方法の一例としては、ガラス 管の下層部に酸化物及び水酸化物を、その上層部に酸化触媒をそれぞれ充填し、 二酸化硫黄 (又は硫黄含有化合物)と酸素を含有するガスと 100— 800°C、好ましく は 200— 700°Cの温度で、 10分一 1000時間の範囲内で気相で接触させる。なおこ の場合は、ガスを上層部から下層部方向へ流通させることが好ましい。ガス中で生成 する三酸化硫黄の濃度は特に制限されないが、全硫黄含有化合物供給量が酸化物 及び水酸化物 lgに対し 0. 1ミリモルー 100モルが好ましい。酸素濃度も特に制限さ れないが、気体の硫黄含有化合物に対し 0. 1— 1000倍モル量が好ましい。 [0024] The treatment mode of at least one compound selected from oxides and hydroxides with sulfur trioxide is not particularly limited. For example, sulfur trioxide can be directly contacted in the gas phase, and can be contacted in the gas phase in the presence of sulfur dioxide (or a sulfur-containing compound), oxygen and an oxidation catalyst. As an example of the method of contacting in the gas phase in the presence of oxygen and an oxidation catalyst, an oxide and a hydroxide are filled in a lower part of a glass tube, and an oxidation catalyst is filled in an upper part thereof, and sulfur dioxide (or a sulfur-containing compound) is charged. ) And an oxygen-containing gas in the gas phase at a temperature of 100-800 ° C, preferably 200-700 ° C, for a period of 10 minutes to 1000 hours. In this case, it is preferable to allow the gas to flow from the upper layer toward the lower layer. The concentration of sulfur trioxide generated in the gas is not particularly limited, but the total supply amount of the sulfur-containing compound is preferably 0.1 mmol to 100 mol with respect to oxide and hydroxide lg. The oxygen concentration is not particularly limited, either, but is preferably 0.1 to 1000 times the molar amount of the gaseous sulfur-containing compound.
[0025] 三酸化硫黄と気相で接触処理する前の酸化物及び/又は水酸化物には、水や有 機物が付着している場合もあるため、前処理として空気中又は不活性ガス雰囲気下 で (好ましくは空気又は不活性ガスを流通させながら)焼成することが好ましい。また、 触媒表面に弱く物理吸着した硫黄含有化合物を除くため、後処理として空気中又は 不活性ガス雰囲気下で (好ましくは空気又は不活性ガスを流通させながら)焼成する ことも好ましい。前処理と後処理の焼成温度と焼成時間は特に制限されず、場合に 応じて選択できる力 好ましくは 100— 800°C、 1分一 100時間である。 [0025] Oxides and / or hydroxides before being subjected to contact treatment with sulfur trioxide in the gas phase may have water or organic substances attached thereto. It is preferable to perform calcination in an atmosphere (preferably while flowing air or an inert gas). In order to remove the sulfur-containing compound which is weakly physically adsorbed on the surface of the catalyst, it is also preferable to carry out the post-treatment by calcination in air or under an inert gas atmosphere (preferably while flowing air or an inert gas). The firing temperature and the firing time for the pre-treatment and the post-treatment are not particularly limited, and the force that can be selected depending on the case is preferably 100 to 800 ° C, and one minute to one hundred hours.
[0026] このようにして得られた固体酸触媒は、酸触媒反応、特に、シクロアルカノンォキシ ム化合物からベックマン転位反応により対応するラタタム化合物を製造するに際の触 媒として効果的に使用される。 [0026] The solid acid catalyst thus obtained can be effectively used as a catalyst in the production of a corresponding ratata compound by an acid catalysis reaction, particularly a Beckmann rearrangement reaction from a cycloalkanone oxime compound. Is done.
[0027] 本発明でラタタム化合物を製造するために使用されるシクロアルカノンォキシム化 合物は、好ましくは炭素数 5— 12個を有する環状脂肪族炭化水素ォキシム化合物で ある。具体的には、シクロペンタノンォキシム、シクロへキサノンォキシム、シクロヘプ タノンォキシム、シクロォクタノンォキシム、シクロノナノンォキシム、シクロデカノンォキ シム、シクロウンデカノンォキシム、シクロドデカノンォキシムが挙げられる。好ましくは
、シクロへキサノンォキシム、シクロドデカノンォキシムである。 [0027] The cycloalkanone oxime compound used for producing the ratatum compound in the present invention is preferably a cycloaliphatic hydrocarbon oxime compound having 5 to 12 carbon atoms. Specifically, cyclopentanone oxime, cyclohexanone oxime, cycloheptanone oxime, cyclooctanone oxime, cyclononanonoxime, cyclodecanone oxime, cycloundecanone oxime, cyclododecanone oxime No. Preferably , Cyclohexanone oxime and cyclododecanone oxime.
[0028] これらシクロアルカノンォキシムは、塩の形で使用することもできる。塩としては、塩 酸塩や硫酸塩で使用される。 [0028] These cycloalkanone oximes can also be used in the form of a salt. As the salt, it is used as a hydrochloride or a sulfate.
また、これらのシクロアルカノンォキシム化合物は、単独での使用ならびに 2種以上 を混合して使用しても何ら問題はない。 These cycloalkanone oxime compounds can be used alone or in combination of two or more without any problem.
[0029] 本発明で得られる対応するラタタム化合物の具体例としては、シクロペンタノンォキ シムからはバレロラタタム、シクロへキサノンォキシムからは力プロラタタム、シクロヘプ タノンォキシムからはェナントラクタム、シクロドデカノンォキシムからはラウ口ラタタム が挙げられる。 [0029] Specific examples of the corresponding ratatam compound obtained in the present invention include valerolatatum from cyclopentanone oxime, force prolatatam from cyclohexanone oxime, enantholactam and cyclododecanone oxime from cycloheptanone oxime. Is lau mouth ratatum.
[0030] 本発明のベックマン転位反応の反応条件は、特に制限されず、気相反応、トリクル 反応及び液相反応にて実施されるが、好ましくは液相反応である。 [0030] The reaction conditions of the Beckmann rearrangement reaction of the present invention are not particularly limited, and the reaction is carried out by a gas phase reaction, a trickle reaction, and a liquid phase reaction, and preferably a liquid phase reaction.
[0031] 液相反応では、必ずしも溶媒を使用する必要はない。溶媒を使用する場合の具体 例としては、例えばべンゾニトリル、ァセトニトリル、プロピオ二トリル、ブチロニトリル、 力プロニトリル、アジポニトリル、トル二トリル等の二トリル化合物、ベンゼン、トルエン、 キシレン、メシチレン、メトキシベンゼン等の芳香族炭化水素化合物、 n—へキサン、 n 一ヘプタン、 n—オクタン、 n—ドデカン等の脂肪族炭化水素化合物、フタル酸ジメチル 、フタル酸ジブチル、マロン酸ジメチル等のエステル化合物、ベンジルアルコール、 シクロへキサノーノレ、イソプロピノレアノレコーノレ、イソブチノレアノレコーノレ等のァノレコーノレ 化合物、ァセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド化合物、ジェチルケトン、 メチルェチルケトン、シクロへキサノン等のケトン化合物、ジエチレングリコールジメチ ノレエーテル等のエーテル化合物、クロ口ベンゼン等の含ハロゲン炭化水素化合物等 を挙げることができ、これらを単独でも混合しても使用できる。好ましくは二トリル化合 物である。 [0031] In the liquid phase reaction, it is not always necessary to use a solvent. Specific examples of the use of a solvent include nitrile compounds such as benzonitrile, acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, forcepronitrile, adiponitrile, and tolunitrile; and benzene, toluene, xylene, mesitylene, and methoxybenzene. Aromatic hydrocarbon compounds, aliphatic hydrocarbon compounds such as n-hexane, n-heptane, n-octane, n-dodecane, ester compounds such as dimethyl phthalate, dibutyl phthalate and dimethyl malonate, benzyl alcohol, cyclo Hexanol compounds, hexane compounds such as isopropyl alcohol, isopropyl alcohol compounds, aldehyde compounds such as acetoaldehyde, benzaldehyde, ketone compounds such as acetyl ketone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, and diethyl. Examples thereof include ether compounds such as lenglycol dimethylethanol ether, and halogen-containing hydrocarbon compounds such as chlorobenzene. These can be used alone or in combination. Preferably, it is a nitrile compound.
[0032] これら溶媒の使用量は、特に限定されるものではないが、シクロアルカノンォキシム 化合物に対し、 0. 1一 10000重量倍、好ましくは 1一 1000重量倍、さらに好ましくは 2— 100重量倍、より好ましくは 3— 50重量倍である。 [0032] The amount of these solvents to be used is not particularly limited, but is 0.1 to 10,000 times by weight, preferably 1 to 1000 times by weight, more preferably 2 to 100 times by weight, based on the cycloalkanone oxime compound. It is by weight, more preferably 3 to 50 times by weight.
[0033] 上述の方法によって製造した固体酸触媒の使用量は、特に限定されるものではな レ、が、シクロアルカノンォキシム化合物に対し 0. 000001— 10重量倍用いること力 S
好ましい。 [0033] The amount of the solid acid catalyst produced by the above-mentioned method is not particularly limited. However, the amount of the solid acid catalyst to be used is 0.00000001-10 times by weight based on the cycloalkanone oxime compound. preferable.
[0034] 本発明の好ましい形態である液相中でのベックマン転位反応は、通常、シクロアノレ カノンォキシム化合物、固体酸触媒を、適当な溶媒に導入後、加熱することによって 行われる。反応は、通常空気又は転位反応に不活性なガスの存在下、好ましくは転 位反応に不活性なガスの存在下で行う。転位反応に不活性なガスとしては、例えば、 窒素、ヘリウム、アルゴン等が挙げられる。反応温度は、通常 30— 350°C、好ましくは 50°C— 250°C、さらに好ましくは 60— 200°Cで実施される。反応圧力は、特に限定 されるものではなぐ常圧下、加圧下いずれでも実施される。 [0034] The Beckmann rearrangement reaction in a liquid phase, which is a preferred embodiment of the present invention, is usually carried out by introducing a cycloanolecanone oxime compound and a solid acid catalyst into an appropriate solvent and then heating. The reaction is usually carried out in the presence of air or a gas inert to the rearrangement reaction, preferably in the presence of a gas inert to the rearrangement reaction. Examples of the gas inert to the rearrangement reaction include nitrogen, helium, and argon. The reaction is usually carried out at a temperature of 30 to 350 ° C, preferably 50 to 250 ° C, more preferably 60 to 200 ° C. The reaction pressure is not particularly limited, and the reaction is carried out under normal pressure or under pressure.
[0035] 転位反応温度が上記範囲より低すぎると、反応がほとんど進行しないことがある。ま た、反応温度が上記範囲より高すぎると副反応が進行し、 目的物のラタタムの収率が 減少し、好ましくない。 If the rearrangement reaction temperature is lower than the above range, the reaction may hardly proceed. On the other hand, if the reaction temperature is higher than the above range, a side reaction proceeds, and the yield of the desired product, ratatum, decreases, which is not preferable.
[0036] 反応形式はバッチ反応、連続流通反応いずれでも良ぐまた縣濁床、固定床、流 動床のいずれでも実施される。反応時間又は滞留時間は反応条件により異なるが、 1分一 24時間で実施される。 [0036] The reaction may be carried out in any of a batch reaction and a continuous flow reaction, and may be carried out in any of a suspended bed, a fixed bed and a fluidized bed. The reaction time or residence time varies depending on the reaction conditions, but is carried out for 1 minute to 24 hours.
[0037] 得られるラタタム化合物は、通常用いられる晶析、蒸留操作等により分離 '精製され る。 [0037] The obtained ratatum compound is separated and purified by a commonly used crystallization, distillation operation or the like.
[0038] (酸化物合成例) (Example of oxide synthesis)
次に、本発明において使用した酸化物の合成方法を説明する。 Next, a method for synthesizing the oxide used in the present invention will be described.
[0039] なお、酸化物の構成成分原子比は ICP - AES測定装置 (ICAP—575II型;日本ジ ヤーレル'アッシュ社製)を用いる ICP分析により、比表面積は高速比表面積 ·細孔径 分布測定装置 (NOVA— 1200;ュアサアイォニタス社製)を用いる窒素吸着による B ET比表面積測定(120°C真空下で 30分間前処理)により、また、 X線回折パターン( Cu-K α線)は粉末 X線回折装置 (RAD— RX:理学電機社製)を用いてそれぞれ測 定した。 [0039] The atomic ratio of the constituents of the oxide was determined by ICP analysis using an ICP-AES measuring device (ICAP-575II; manufactured by Nippon Jarrell's Ash Co.). BET specific surface area measurement (pretreatment under vacuum at 120 ° C for 30 minutes) by nitrogen adsorption using (NOVA-1200; manufactured by urea ionitas) and X-ray diffraction pattern (Cu-K α ray ) Were measured using a powder X-ray diffractometer (RAD-RX: manufactured by Rigaku Corporation).
[0040] (酸化物合成例 1) [0040] (Synthesis example 1 of oxide)
テトラエチルオルトシリケート 200mmolと 70wt%ジルコニウムプロポキシド/プロ ノ V—ル溶液 lOmmolを混合し室温で 1分攪拌した。得られた溶液(1)を、ドデシノレ ァミン 60mmolとエタノール 1. 3molと水 7· 2molの混合液(2)に加えて室温で 1時
間激しく攪拌した。生成した白色ゲルを室温で 113時間熟成させた後、白色固体を 濾取して水及びエタノールで洗浄し、 105°Cで 24時間乾燥した。次いで、空気中、 室温から 600°Cまで 5°CZ分で昇温して、 600°Cで 1時間焼成した。 X線回折測定( Cu-K a線)及び窒素吸着測定による窒素吸着等温線から、得られた複合酸化物が メソ多孔体であることを確認した。比表面積は 993m2/gであった。この複合酸化物 について ICP分析を行ったところ、 Si/Zr (原子比) = 16であった。以下、これを Zr_ MS—16と略記する。 200 mmol of tetraethyl orthosilicate and 10 mmol of a 70 wt% zirconium propoxide / pronol solution were mixed and stirred at room temperature for 1 minute. The obtained solution (1) is added to a mixture (2) of dodecinoleamine (60 mmol), ethanol (1.3 mol) and water (7.2 mol), and the mixture is stirred at room temperature for 1 hour. Stir vigorously for a while. After the formed white gel was aged at room temperature for 113 hours, the white solid was collected by filtration, washed with water and ethanol, and dried at 105 ° C for 24 hours. Next, the temperature was raised from room temperature to 600 ° C. in 5 ° C.Z in the air, and calcined at 600 ° C. for 1 hour. X-ray diffraction measurement (Cu-Ka line) and nitrogen adsorption isotherm by nitrogen adsorption measurement confirmed that the obtained composite oxide was a mesoporous material. The specific surface area was 993 m 2 / g. An ICP analysis of this composite oxide revealed that Si / Zr (atomic ratio) was 16. Hereinafter, this is abbreviated as Zr_MS-16.
[0041] (酸化物合成例 2) (Oxide Synthesis Example 2)
70wt%ジルコニウムプロポキシド /プロパノール溶液を 2mmolに変えたほかは固 体酸化物製造例 1と同様に複合酸化物を調製した。 X線回折測定から、得られた複 合酸化物がメソ多孔体であることを確認した。 Si/Zr (原子比) = 87であった。以下、 これを Zr— MS— 87と略記する。 A composite oxide was prepared in the same manner as in Solid Oxide Production Example 1, except that the 70 wt% zirconium propoxide / propanol solution was changed to 2 mmol. X-ray diffraction measurement confirmed that the obtained composite oxide was a mesoporous material. Si / Zr (atomic ratio) = 87. Hereinafter, this is abbreviated as Zr-MS-87.
[0042] (酸化物合成例 3) (Oxide Synthesis Example 3)
テトラエチルオルトシリケート 200mmolとエタノール 1. 3molとイソプロパノール 20 Ommolを混合し、これに硝酸ガリウム 4. Ommolを加えて室温で 20分攪拌した。得ら れた混合液(1)を、ドデシルァミン 60mmolと水 7· 2molの混合液(2)に加えて室温 で 1時間激しく攪拌した。生成した白色ゲルを室温で 113時間熟成させた後、白色固 体を濾取して水及びエタノールで洗浄し、 105°Cで 24時間乾燥した。次いで、空気 中、室温から 600°Cまで 5°CZ分で昇温して、 600°Cで 1時間焼成した。 X線回折測 定から、得られた複合酸化物がメソ多孔体であることを確認した。 SiZGa (原子比) = 50であった。以下、これを Ga_MS_50と略記する。 200 mmol of tetraethylorthosilicate, 1.3 mol of ethanol and 20 Ommol of isopropanol were mixed, and 4.O mmol of gallium nitrate was added thereto, followed by stirring at room temperature for 20 minutes. The obtained mixture (1) was added to a mixture (2) of dodecylamine 60 mmol and water 7.2 mol, and the mixture was vigorously stirred at room temperature for 1 hour. After the resulting white gel was aged at room temperature for 113 hours, the white solid was collected by filtration, washed with water and ethanol, and dried at 105 ° C for 24 hours. Then, the temperature was raised from room temperature to 600 ° C. in air at 5 ° C. for 5 minutes and calcined at 600 ° C. for 1 hour. X-ray diffraction measurement confirmed that the obtained composite oxide was a mesoporous material. SiZGa (atomic ratio) = 50. Hereinafter, this is abbreviated as Ga_MS_50.
[0043] (酸化物合成例 4) (Oxide Synthesis Example 4)
テトラエチルオルトシリケート 200mmolとエタノール 1. 3molとイソプロパノール 20 Ommolを混合し、これにアルミニウムイソプロポキシド 4. Ommolを加えて 70°Cで 20 分攪拌した。得られた混合液(1)を、ドデシノレアミン 60mmolと水 7. 2molの混合液( 2)に加えて室温で 1時間激しく攪拌した。生成した白色ゲルを室温で 113時間熟成 させた後、白色固体を濾取して水及びエタノールで洗浄し、 105°Cで 24時間乾燥し た。次いで、空気中、室温から 600°Cまで 5°C/分で昇温して、 600°Cで 1時間焼成
した。 X線回折測定から、得られた複合酸化物がメソ多孔体であることを確認した。 Si /Al (原子比) = 50であった。以下、これを A1—MS—50と略記する。 200 mmol of tetraethyl orthosilicate, 1.3 mol of ethanol and 20 Ommol of isopropanol were mixed, and 4.O mmol of aluminum isopropoxide was added thereto, followed by stirring at 70 ° C. for 20 minutes. The obtained mixture (1) was added to a mixture (2) of dodecinoleamine (60 mmol) and water (7.2 mol), and the mixture was vigorously stirred at room temperature for 1 hour. The resulting white gel was aged at room temperature for 113 hours, then the white solid was collected by filtration, washed with water and ethanol, and dried at 105 ° C for 24 hours. Next, the temperature is raised from room temperature to 600 ° C in air at 5 ° C / min and baked at 600 ° C for 1 hour did. X-ray diffraction measurement confirmed that the obtained composite oxide was a mesoporous material. Si / Al (atomic ratio) = 50. Hereinafter, this is abbreviated as A1-MS-50.
[0044] (酸化物合成例 5) (Oxide Synthesis Example 5)
70wt。 /。ジルコニウムプロポキシド Zプロパノール溶液を加えなかったほかは固体 酸化物製造例 1と同様に酸化物を調製した。 X線回折測定から、得られた酸化物がメ ソ多孔体であることを確認した。以下、これを MSと略記する。 70wt. /. Zirconium propoxide An oxide was prepared in the same manner as in Production example 1 of the solid oxide except that the Z-propanol solution was not added. X-ray diffraction measurement confirmed that the obtained oxide was a mesoporous material. Hereinafter, this is abbreviated as MS.
[0045] (酸化物合成例 6) (Oxide Synthesis Example 6)
珪酸ナトリウム溶液(27%Si〇、 14%NaOH) 23. Ogと 25%セチルトリメチノレアン Sodium silicate solution (27% Si〇, 14% NaOH) 23. Og and 25% cetyltrimethinolean
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モニゥムクロリド溶液 20gを激しく攪拌しながら混合し、この混合液の pHが 8. 5になる よう 1規定塩酸をカ卩えた。これを室温で 3時間攪拌した後、オートクレープに仕込み、 100°Cで 16時間保持した。冷却後、固体を濾取し、水で洗浄した後、空気中 85°Cで 乾燥した。乾燥物を空気気流下 200°Cで 2時間、さらに 540°Cで 6時間焼成した。得 られた酸化物は、 X線回折測定において、 MCM41と同様の回折パターンを示した 。以下、これを MCM41と略記する。 20 g of the monium chloride solution was mixed with vigorous stirring, and 1N hydrochloric acid was added to adjust the pH of the mixture to 8.5. This was stirred at room temperature for 3 hours, then charged in an autoclave, and kept at 100 ° C for 16 hours. After cooling, the solid was collected by filtration, washed with water, and dried in air at 85 ° C. The dried product was calcined at 200 ° C for 2 hours and further at 540 ° C for 6 hours under an air stream. The obtained oxide showed a diffraction pattern similar to that of MCM41 in X-ray diffraction measurement. Hereinafter, this is abbreviated as MCM41.
実施例 Example
[0046] 次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下 の実施例に限定されるものではない。 Next, the present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[0047] なお、固体酸触媒の硫黄含有量を全自動蛍光 X線分析装置 (PW - 2400型: PHI[0047] The sulfur content of the solid acid catalyst was determined by a fully automatic X-ray fluorescence spectrometer (PW-2400: PHI
LIPS社製)を用いて測定した。シクロアルカノンォキシム化合物の転化率及びラクタ ム化合物の収率は、反応液を液体クロマトグラフィーで分析し、算出した。 (Manufactured by LIPS). The conversion of the cycloalkanone oxime compound and the yield of the lactam compound were calculated by analyzing the reaction solution by liquid chromatography.
さらに、三酸化硫黄については、反応装置の出口に水バブラ一を設置し、反応ガス を硫酸イオンとし、イオンクロマトグラフ分析装置 (IC7000S型:横 J 11電機社製)を用 いて確認、した。 In addition, sulfur trioxide was confirmed by installing a water bubbler at the outlet of the reactor, using sulfuric acid as the reaction gas, and using an ion chromatograph analyzer (IC7000S: manufactured by Yoko J11 Denki Co., Ltd.).
[0048] 実施例 1 Example 1
石英製ガラス管の下層に Zr— MS-16 (酸化物)を 0. 6g、上層に 7wt%五酸化バ ナジゥム/シリカ触媒(酸化触媒) 8gを充填し、 40ml/分の窒素ベース 5000ppmS 〇ガスと 100ml/分の G2グレード純空気 CJFP製品規格)の混合ガスと、 420°Cに 0.6g of Zr-MS-16 (oxide) in the lower layer of quartz glass tube and 8g of 7wt% vanadium pentoxide / silica catalyst (oxidation catalyst) in the upper layer, nitrogen-based 5000ppm sulfur dioxide gas at 40ml / min And mixed gas of 100ml / min G2 grade pure air CJFP product standard) and 420 ° C
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おいて 18時間接触させた。なお、前処理として空気(100ml/分)気流下 600°Cで 3
0分、後処理として空気(100ml/分)気流下 420°Cで 1時間焼成をそれぞれ行った 。得られた触媒の硫黄含有量は、 2. 2重量%であった。なお、比表面積は 828m2/ gであった。 Contact for 18 hours. As a pre-treatment, it is recommended Firing was performed at 420 ° C. for 1 hour in a stream of air (100 ml / min) as a post-treatment for 1 hour. The resulting catalyst had a sulfur content of 2.2% by weight. The specific surface area was 828 m 2 / g.
[0049] このとき、酸化物と接触した後の混合ガス (排ガス)を水と 1時間接触させ、その水に 含まれる硫酸イオン及び亜硫酸イオンのイオンクロマトグラフィー分析を行ったところ 、硫酸イオン及び亜硫酸イオンをそれぞれ 0. 058mmol、 0. 019mmol検出した。 [0049] At this time, the mixed gas (exhaust gas) after contact with the oxide was brought into contact with water for 1 hour, and ion chromatography analysis of sulfate ions and sulfite ions contained in the water was performed. The ions were detected at 0.058 mmol and 0.019 mmol, respectively.
[0050] この触媒 0. 05gと 50°Cで 12時間減圧乾燥処理をしたシクロドデカノンォキシム 2. [0050] Cyclododecanone oxime treated with 0.05 g of this catalyst and dried under reduced pressure at 50 ° C for 12 hours 2.
5mmolとべンゾニトリル 5· Ogを 50mlガラス製フラスコに充填し、 90°Cで 4時間ベック マン転位反応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 89. 6モル %、ラウ口ラタタムの収率は 83. 0モノレ%であった。 A 50 ml glass flask was charged with 5 mmol and benzonitrile 5 · Og, and a Beckmann rearrangement reaction was performed at 90 ° C. for 4 hours. As a result, the conversion of cyclododecanone oxime was 89.6 mol%, and the yield of lauguchi ratatum was 83.0 monole%.
[0051] 比較例 1 [0051] Comparative Example 1
Zr— MS—16の 2gを 10mlの 1規定 H SO水溶液に浸し、濾過した後、 105°Cで 24 2 g of Zr—MS-16 was immersed in 10 ml of 1N H 2 SO 4 aqueous solution, filtered, and then filtered at 105 ° C for 24 hours.
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時間乾燥した。この乾燥物を空気中、室温力 400°Cまで 5°C/分で昇温して、 400 °Cで 3時間焼成した。得られた触媒の比表面積は 579m2/gであった。 Dried for hours. The dried product was heated in the air to a room temperature power of 400 ° C at a rate of 5 ° C / min and calcined at 400 ° C for 3 hours. The specific surface area of the obtained catalyst was 579 m 2 / g.
[0052] この触媒を用いて、実施例 1と同様に反応を行った。その結果、シクロドデカノンォ キシムの転化率は 66. 8モノレ0 /0、ラウ口ラタタムの収率は 60. 2モル0 /。であった。 [0052] Using this catalyst, a reaction was carried out in the same manner as in Example 1. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 66.8 Monore 0/0, the yield of Lau port Ratatamu is 60.2 mol 0 /. Met.
[0053] 比較例 2 Comparative Example 2
触媒を無処理の Zr— MS—16に変えたほかは、実施例 1と同様にベックマン転位反 応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 26. 1モル0 /0、ラウ口ラタ タムの収率は 19. 3モル0 /0であった。 A Beckmann rearrangement reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that the catalyst was changed to untreated Zr-MS-16. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 26.1 mole 0/0, Lau port rata Tam yield was 19.3 mol 0/0.
[0054] 実施例 2 Example 2
7wt%五酸化バナジウム Zシリカ触媒を lOwf/o酸化銅/シリカ触媒に変えたほか は、実施例 1と同様に触媒を調製し、該調製触媒を用いてベックマン転位反応を行つ た。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 87. 2モル0 /0、ラウ口ラタタムの収 率は 79. 8モノレ%であった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the 7 wt% vanadium pentoxide Z silica catalyst was changed to lOwf / o copper oxide / silica catalyst, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 87.2 mol 0/0, the yield of Lau port Ratatamu was 79.8 Monore%.
[0055] 実施例 3 Example 3
7wt%五酸化バナジウム Zシリカ触媒を lOwf/o酸化鉄/シリカ触媒に変えたほか は、実施例 1と同様に触媒を調製し、該調製触媒を用いてベックマン転位反応を行つ
た。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 75. 2モル0 /0、ラウ口ラタタムの収 率は 72. 0モノレ%であった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the 7 wt% vanadium pentoxide Z silica catalyst was changed to lOwf / o iron oxide / silica catalyst, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. It was. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 75.2 mol 0/0, the yield of Lau port Ratatamu was 72.0 Monore%.
[0056] 実施例 4 Example 4
7wt%五酸化バナジウム Zシリカ触媒を lOwf/o酸化コバルト Zシリカ触媒に変え たほかは、実施例 1と同様に触媒を調製し、該調製触媒を用いてベックマン転位反 応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 39. 4モル0 /0、ラウ口ラタ タムの収率は 36. 7モル0 /0であった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the 7 wt% vanadium pentoxide Z silica catalyst was changed to an lOwf / o cobalt oxide Z silica catalyst, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 39.4 mol 0/0, the yield of Lau port rata Tam was 36.7 mol 0/0.
[0057] 実施例 5 Example 5
7wt%五酸化バナジウム/シリカ触媒を 10wt%酸化ニッケノレ/シリカ触媒に変え たほかは、実施例 1と同様に触媒を調製し、該調製触媒を用いてベックマン転位反 応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 25. 4モル0 /0、ラウ口ラタ タムの収率は 23· 4モル0 /。であった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the 7 wt% vanadium pentoxide / silica catalyst was changed to a 10 wt% nickel oxide / silica catalyst, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 25.4 mol 0/0, Lau port rata Tam yield 23-4 mole 0 /. Met.
[0058] 比較例 3 Comparative Example 3
7wt%五酸化バナジウム/シリカ触媒を充填しなかったほかは、実施例 1と同様に 触媒を調製し、該調製触媒を用いてベックマン転位反応を行った。その結果、シクロ ドデカノンォキシムの転化率は 18· 5モル0 /0、ラウ口ラタタムの収率は 14. 8モル0 /0で あった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the catalyst was not charged with 7 wt% of vanadium pentoxide / silica, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 18, 5 mole 0/0, the yield of Lau port Ratatamu was 14.8 mol 0/0.
[0059] 以上の結果から、酸化触媒が存在しないと、 SOを S〇に酸化できず、固体酸触媒 [0059] From the above results, without an oxidation catalyst, SO could not be oxidized to S 酸化, and the solid acid catalyst
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としての機能が発現しなレ、ことがわかった。 Function was not expressed.
[0060] 実施例 6 Example 6
7wt%五酸化バナジウム Zシリカ触媒を 16gに、 5000ppmSOガスの流量を 100 7 wt% Vanadium pentoxide Z silica catalyst to 16 g, 5000 ppm SO gas flow rate 100
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mlZ分に、 G2グレード純空気 (JFP製品規格)の流量を 250mlZ分に、接触時間を 9時間にそれぞれ変えたほかは、実施例 1と同様に触媒を調製し、該調製触媒を用 いてベックマン転位反応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 9 4. 0モノレ0 /0、ラウ口ラタタムの収率は 86. 6モル0 /0であった。 The catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the flow rate of G2 grade pure air (JFP product standard) was changed to 250 mlZ, and the contact time was changed to 9 hours. A rearrangement reaction was performed. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime 9 4.0 Monore 0/0, the yield of Lau port Ratatamu was 86.6 mol 0/0.
[0061] 実施例 7 Example 7
7wt%五酸化バナジウム Zシリカ触媒を 8gに変えたほかは、実施例 6と同様に触 媒を調製し、該調製触媒を用いてベックマン転位反応を行った。その結果、シクロド
デカノンォキシムの転化率は 61. 7モル0 /0、ラウ口ラタタムの収率は 56. 9モル0 /0であ つた。 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 6 except that the amount of the 7 wt% vanadium pentoxide Z silica catalyst was changed to 8 g, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. As a result, the cyclod Conversion of Dekanonokishimu is 61.7 mol 0/0, the yield of Lau port Ratatamu is 56.9 mole 0/0 der ivy.
[0062] 実施例 8 Example 8
酸化物を Zr - MS-87に変えたほかは、実施例 1と同様に触媒を調製し、該調製触 媒を用いてベックマン転位反応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化 率は 76. 1モル0 /0、ラウ口ラタタムの収率は 71. 4モル0 /。であった。なお、触媒の硫黄 含有量は、 2. 1重量%であった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the oxide was changed to Zr-MS-87, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 76.1 mole 0/0, the yield of Lau port Ratatamu is 71.4 mol 0 /. Met. The catalyst had a sulfur content of 2.1% by weight.
[0063] 比較例 4 [0063] Comparative Example 4
触媒を無処理の Zr— MS—87に変えたほかは、実施例 1と同様にベックマン転位反 応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 5. 3モル0 /0、ラウ口ラタ タムの収率は 2· 0モル0 /。であった。 A Beckmann rearrangement reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the catalyst was changed to untreated Zr-MS-87. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 5.3 mol 0/0, Lau port rata Tam yield 2 2.0 mol 0 /. Met.
[0064] 実施例 9 Example 9
酸化物を Ga— MS-50に変えたほかは、実施例 1と同様に触媒を調製し、該調製触 媒を用いてベックマン転位反応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化 率は 97. 8モノレ0 /0、ラウ口ラタタムの収率は 93. 3モル0 /。であった。なお、触媒の硫黄 含有量は、 2. 1重量%であった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the oxide was changed to Ga-MS-50, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 97.8 Monore 0/0, the yield of Lau port Ratatamu is 93.3 mol 0 /. Met. The catalyst had a sulfur content of 2.1% by weight.
[0065] 比較例 5 Comparative Example 5
酸化物を Ga - MS-50に変えたほかは、比較例 1と同様に触媒を調製し、該調製触 媒を用いてベックマン転位反応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化 率は 55. 3モノレ0 /0、ラウ口ラタタムの収率は 48. 2モノレ0 /0であった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the oxide was changed to Ga-MS-50, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 55.3 Monore 0/0, the yield of Lau port Ratatamu was 48.2 Monore 0/0.
[0066] 比較例 6 Comparative Example 6
触媒を無処理の Ga— MS—50に変えたほかは、実施例 1と同様にベックマン転位反 応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 18. 7モル0 /0、ラウ口ラタ タムの収率は 12. 3モル0 /0であった。 A Beckmann rearrangement reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the catalyst was changed to untreated Ga-MS-50. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 18.7 mol 0/0, Lau port rata Tam yield was 12.3 mol 0/0.
[0067] 実施例 10 Example 10
酸化物を A1 - MS - 50に変えたほかは、実施例 1と同様に触媒を調製し、該調製触 媒を用いてベックマン転位反応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化 率は 90. 9モノレ0 /0、ラウ口ラタタムの収率は 86. 4モル0 /。であった。なお、触媒の硫黄
含有量は、 2. 0重量%であった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the oxide was changed to A1-MS-50, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 90.9 Monore 0/0, the yield of Lau port Ratatamu is 86.4 mol 0 /. Met. The catalyst sulfur The content was 2.0% by weight.
[0068] 比較例 7 [0068] Comparative Example 7
酸化物を A1 - MS - 50に変えたほかは、比較例 1と同様に触媒を調製し、該調製触 媒を用いてベックマン転位反応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化 率は 33. 4モノレ0 /0、ラウ口ラタタムの収率は 32. 0モノレ0 /0であった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the oxide was changed to A1-MS-50, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 33.4 Monore 0/0, the yield of Lau port Ratatamu was 32.0 Monore 0/0.
[0069] 比較例 8 [0069] Comparative Example 8
触媒を無処理の A1— MS—50に変えたほかは、実施例 1と同様にベックマン転位反 応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 27. 9モル0 /0、ラウ口ラタ タムの収率は 27· 3モル0 /。であった。 A Beckmann rearrangement reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the catalyst was changed to untreated A1-MS-50. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 27.9 mole 0/0, Lau port rata Tam yield 27-3 mole 0 /. Met.
[0070] 実施例 11 Example 11
酸化物を予め空気中 600°Cで 2時間焼成した β -ゼオライト(UOP社製)に変えた ほかは、実施例 1と同様に触媒を調製し、該調製触媒を用いてベックマン転位反応を 行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 92. 4モノレ0 /0、ラウ口ラタタム の収率は 89. 1モル%であった。なお、触媒の硫黄含有量は、 3. 0重量%であった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the oxide was changed to β-zeolite (manufactured by UOP) which had been calcined in air at 600 ° C for 2 hours, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. Was. As a result, cyclododecanone O conversion of oxime is 92.4 Monore 0/0, the yield of Lau port Ratatamu was 89.1 mol%. The catalyst had a sulfur content of 3.0% by weight.
[0071] 比較例 9 [0071] Comparative Example 9
酸化物を予め空気中 600°Cで 2時間焼成した β -ゼオライト(UOP社製)に変えた ほかは、比較例 1と同様に触媒を調製し、該調製触媒を用いてベックマン転位反応を 行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 23. 1モル0 /0、ラウ口ラタタム の収率は 19. 5モル%であった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the oxide was changed to β-zeolite (manufactured by UOP) which had been calcined in air at 600 ° C for 2 hours, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. Was. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 23.1 mole 0/0, the yield of Lau port Ratatamu was 5 mol% 19..
[0072] 比較例 10 [0072] Comparative Example 10
触媒を無処理の予め空気中 600°Cで 2時間焼成した /3—ゼオライト(UOP社製)に 変えたほかは、実施例 1と同様にベックマン転位反応を行った。その結果、シクロドデ カノンォキシムの転化率は 26. 5モノレ0 /0、ラウ口ラタタムの収率は 23. 8モル0 /0であつ た。 A Beckmann rearrangement reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that the catalyst was changed to untreated / 3-zeolite (manufactured by UOP) which had been calcined in air at 600 ° C for 2 hours in advance. As a result, the conversion of Shikurodode Kanonokishimu is 26.5 Monore 0/0, the yield of Lau port Ratatamu was filed with 23.8 mole 0/0.
[0073] 実施例 12 Example 12
酸化物を MSに変えたほかは、実施例 1と同様に触媒を調製し、該調製触媒を用い てベックマン転位反応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 49 . 4モル0 /0、ラウ口ラタタムの収率は 45. 8モル0 /。であった。なお、触媒の硫黄含有量
は、 1. 3重量%であった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the oxide was changed to MS, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime 49. 4 mol 0/0, the yield of Lau port Ratatamu is 45.8 mol 0 /. Met. The sulfur content of the catalyst Was 1.3% by weight.
[0074] 比較例 11 [0074] Comparative Example 11
酸化物を MSに変えたほかは、比較例 1と同様に触媒を調製し、該調製触媒を用い てベックマン転位反応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 17 . 9モル0 /0、ラウ口ラタタムの収率は 7. 3モル%であった。なお、触媒中に硫黄は検出 されなかった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the oxide was changed to MS, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime 17. 9 moles 0/0, the yield of Lau port Ratatamu was 7.3 mol%. Sulfur was not detected in the catalyst.
[0075] 比較例 12 [0075] Comparative Example 12
触媒を無処理の MSに変えたほかは、実施例 1と同様にベックマン転位反応を行つ た。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 10. 2モル0 /0、ラウ口ラタタムの収 率は 1. 7モノレ%であった。 A Beckmann rearrangement reaction was performed in the same manner as in Example 1, except that the catalyst was changed to untreated MS. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 10.2 mol 0/0, the yield of Lau port Ratatamu was 1.7 Monore%.
[0076] 実施例 13 Example 13
酸化物を MCM41、 0. 7gに変えたほかは、実施例 1と同様に触媒を調製し、該調 製触媒を用いてベックマン転位反応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの 転化率は 83. 4モノレ0 /0、ラウ口ラタタムの収率は 76. 3モル0 /。であった。なお、触媒の 硫黄含有量は、 1. 8重量%であった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the oxide was changed to MCM41, 0.7 g, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 83.4 Monore 0/0, the yield of Lau port Ratatamu is 76.3 mol 0 /. Met. The catalyst had a sulfur content of 1.8% by weight.
[0077] 実施例 14 Example 14
酸化物をァエロジル 200 (日本ァエロジル社製)、 0. 7gに変えたほかは、実施例 1 と同様に触媒を調製し、該調製触媒を用いてベックマン転位反応を行った。その結 果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 21. 7モル0 /0、ラウ口ラタタムの収率は 18. 7 モル%であった。なお、触媒の硫黄含有量は、 0. 5重量%であった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the oxide was changed to AEROSIL 200 (manufactured by Nippon AEROSIL) and 0.7 g, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 21.7 mol 0/0, the yield of Lau port Ratatamu was 18.7 mol%. The catalyst had a sulfur content of 0.5% by weight.
[0078] 実施例 15 Example 15
酸化物を CARIACT Q_30 (富士シリシァ化学社製)、 1. 2gに変えたほかは、実 施例 1と同様に触媒を調製し、該調製触媒を用いてベックマン転位反応を行った。そ の結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 12. 8モノレ0 /0、ラウ口ラタタムの収率は 9 . 9モル%であった。なお、触媒の硫黄含有量は、 0. 4重量%であった。 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the oxide was changed to CARIACT Q_30 (manufactured by Fuji Silicon Chemicals) and 1.2 g, and a Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 12.8 Monore 0/0, the yield of Lau port Ratatamu was 9. 9 mole percent. The catalyst had a sulfur content of 0.4% by weight.
[0079] 実施例 16 Example 16
酸化物を、水酸化物である水酸化アルミニウム、 1. 6gに変え、前処理を行わなか つたほかは、実施例 1と同様に触媒を調製し、該調製触媒を用いてベックマン転位反
応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 12. 5モル0 /0、ラウ口ラタ タムの収率は 8. 0モル%であった。なお、触媒の硫黄含有量は、 9. 8重量%であつ た。 The catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the oxide was changed to 1.6 g of aluminum hydroxide, which is a hydroxide, and the pretreatment was not performed, and the Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. Responded. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 12.5 mole 0/0, Lau port rata Tam yield was 0 mol% 8.. The catalyst had a sulfur content of 9.8% by weight.
[0080] 実施例 17 Example 17
酸化物を、水酸化物である水酸化ジルコニウム、 3. Ogに変え、前処理を行わなか つたほかは、実施例 1と同様に触媒を調製し、該調製触媒を用いてベックマン転位反 応を行った。その結果、シクロドデカノンォキシムの転化率は 37. 2モル0 /0、ラウ口ラタ タムの収率は 32. 3モル%であった。なお、触媒の硫黄含有量は、 0. 8重量%であ つた。 The catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the oxide was changed to zirconium hydroxide, which is a hydroxide, and 3.Og, and the pretreatment was not performed, and the Beckmann rearrangement reaction was performed using the prepared catalyst. went. As a result, the conversion of cyclododecanone O oxime is 37.2 mol 0/0, Lau port rata Tam yield was 32.3 mol%. The sulfur content of the catalyst was 0.8% by weight.
[0081] 以上の実施例 1一 17及び比較例 1一 12をまとめて表 1に示した。 Table 1 summarizes the above Examples 117 and Comparative Examples 112.
[0082] [表 1]
[0082] [Table 1]
産業上の利用可能性 Industrial applicability
本発明によれば、酸化物及び水酸化物からなる群より選ばれる少なくとも 1化合物
を用いることにより、酸触媒反応に対し高活性な固体酸触媒を製造することができる 。また、この触媒を用いることで、強酸不在下でも、シクロアルカノンォキシム化合物 のベックマン転位反応が効率よく進行し、副生オリゴマーも少なぐ対応するラタタム 化合物を高収率で有利に製造することができる。
According to the present invention, at least one compound selected from the group consisting of oxides and hydroxides By using, it is possible to produce a solid acid catalyst having a high activity for an acid catalyst reaction. In addition, by using this catalyst, even in the absence of a strong acid, the Beckmann rearrangement reaction of a cycloalkanone oxime compound proceeds efficiently, and the corresponding ratatam compound with a small amount of by-product oligomers can be advantageously produced in high yield. Can be.