JPH05186379A - フェノールの製法 - Google Patents
フェノールの製法Info
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- JPH05186379A JPH05186379A JP4153193A JP15319392A JPH05186379A JP H05186379 A JPH05186379 A JP H05186379A JP 4153193 A JP4153193 A JP 4153193A JP 15319392 A JP15319392 A JP 15319392A JP H05186379 A JPH05186379 A JP H05186379A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C37/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C37/50—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by reactions decreasing the number of carbon atoms
- C07C37/56—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by reactions decreasing the number of carbon atoms by replacing a carboxyl or aldehyde group by a hydroxy group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C39/00—Compounds having at least one hydroxy or O-metal group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C39/02—Compounds having at least one hydroxy or O-metal group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring monocyclic with no unsaturation outside the aromatic ring
- C07C39/04—Phenol
-
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い製造選択率を有しかつ経済的であるフェ
ノールの製法。 【構成】 相応するアリールカルボン酸の液相中で、C
u(I)含有触媒の存在下で酸化脱カルボキシル化さ
せ、この場合、191〜270℃の間の温度で、水の存
在下で、酸素を添加し、さらにフェノールを分離する。
ノールの製法。 【構成】 相応するアリールカルボン酸の液相中で、C
u(I)含有触媒の存在下で酸化脱カルボキシル化さ
せ、この場合、191〜270℃の間の温度で、水の存
在下で、酸素を添加し、さらにフェノールを分離する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フェノールを酸化脱カ
ルボキシル化によって、相応するアリールカルボン酸の
液相中で、Cu(I)含有触媒の存在下で製造する方法
に関する。
ルボキシル化によって、相応するアリールカルボン酸の
液相中で、Cu(I)含有触媒の存在下で製造する方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】酸化脱カルボキシル化によるフェノール
の製法は、かなり前から公知である。オランダ国公告特
許第90.684号明細書に等しい英国特許第7627
38号明細書には、酸化、脱カルボキシル化並びに還元
が、温度少なくとも200℃、特に230〜250℃で
の単一処理工程で行なわれる方法が既に開示されてい
る。
の製法は、かなり前から公知である。オランダ国公告特
許第90.684号明細書に等しい英国特許第7627
38号明細書には、酸化、脱カルボキシル化並びに還元
が、温度少なくとも200℃、特に230〜250℃で
の単一処理工程で行なわれる方法が既に開示されてい
る。
【0003】上記方法に関連して多数の特許明細書が数
年にわたって出願され、これらの特許明細書は、主とし
てタール状の副生成物の著量の生成という上記方法の原
理的な欠点を抑制することを目的としている。実際に
は、連続的な処理操作の場合にはタール15〜25%が
形成される。
年にわたって出願され、これらの特許明細書は、主とし
てタール状の副生成物の著量の生成という上記方法の原
理的な欠点を抑制することを目的としている。実際に
は、連続的な処理操作の場合にはタール15〜25%が
形成される。
【0004】オランダ国公開特許第70.00685号
明細書に等しい英国特許第1290626号明細書に
は、フェノールをベンゼンモノカルボン酸から製造する
2工程法が記載されている。先ず酸化及び脱カルボキシ
ル化が同時に温度230〜240℃で実施される。次
に、得られた相応するフェニルベンゾエートの加水分解
が酸素の存在下で温度約200℃で行なわれる。
明細書に等しい英国特許第1290626号明細書に
は、フェノールをベンゼンモノカルボン酸から製造する
2工程法が記載されている。先ず酸化及び脱カルボキシ
ル化が同時に温度230〜240℃で実施される。次
に、得られた相応するフェニルベンゾエートの加水分解
が酸素の存在下で温度約200℃で行なわれる。
【0005】オランダ国公開特許第78.07199号
明細書に等しい英国特許第2001317号明細書に
は、3工程法を基礎とするフェノールの製法が記載され
ている。先ず酸化が水の不在下で有利に温度120〜1
70℃で行なわれ;さらに脱カルボキシル化が酸素及び
水の不在下で有利に温度220℃未満で行なわれ、その
後に第3の工程の際には、得られた安息香酸アリールの
加水分解が酸素の不在下で有利には温度約220℃で行
なわれる。当該特許の出願人によれば、脱カルボキシル
化の際の水の存在は回避されるべきであり、このことは
脱水剤の添加、添加された付加的な炭化水素を用いた共
沸蒸留又は乾式不活性ガスを用いたストリッピングによ
って達成される。
明細書に等しい英国特許第2001317号明細書に
は、3工程法を基礎とするフェノールの製法が記載され
ている。先ず酸化が水の不在下で有利に温度120〜1
70℃で行なわれ;さらに脱カルボキシル化が酸素及び
水の不在下で有利に温度220℃未満で行なわれ、その
後に第3の工程の際には、得られた安息香酸アリールの
加水分解が酸素の不在下で有利には温度約220℃で行
なわれる。当該特許の出願人によれば、脱カルボキシル
化の際の水の存在は回避されるべきであり、このことは
脱水剤の添加、添加された付加的な炭化水素を用いた共
沸蒸留又は乾式不活性ガスを用いたストリッピングによ
って達成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、全ての
上記の方法は、フェノールの生成を経済的に堅実な状況
下で高い収率をもって達成させることはできなかった。
上記の方法は、フェノールの生成を経済的に堅実な状況
下で高い収率をもって達成させることはできなかった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明方法によれば、上
記方法で直面した欠点を除去するとともにフェノールを
相応するアリールカルボン酸から製造する方法が提供さ
れる。従って、高い製造選択性と経済的に魅力のある実
施態様とを両立させる方法が得られる。本発明による方
法は、酸化脱カルボキシル化を191〜270℃の間の
温度で、1バールで測定されたフェノールに対する選択
率が92%を超えて得られる程度の量の銅がCu(I)
として存在したままであるような量の酸素を添加するこ
とによって実施し、かつフェノールを分離することによ
って特徴付けられる。
記方法で直面した欠点を除去するとともにフェノールを
相応するアリールカルボン酸から製造する方法が提供さ
れる。従って、高い製造選択性と経済的に魅力のある実
施態様とを両立させる方法が得られる。本発明による方
法は、酸化脱カルボキシル化を191〜270℃の間の
温度で、1バールで測定されたフェノールに対する選択
率が92%を超えて得られる程度の量の銅がCu(I)
として存在したままであるような量の酸素を添加するこ
とによって実施し、かつフェノールを分離することによ
って特徴付けられる。
【0008】
【作用】上記方法は、連続的に1つの反応容器中で簡単
に実施することができる。簡易化のために「1工程法」
という用語が以下では使用される。
に実施することができる。簡易化のために「1工程法」
という用語が以下では使用される。
【0009】1工程法は有利に210〜250℃で実施
される。本発明の使用によって常法の場合より10〜2
0%高い選択率の達成が可能とはなるが、1工程法の場
合には若干のタールが依然として形成される。従って、
反応器内容物の一部分を取り出しかつ必要に応じて該反
応器内容物からタールを除去することは有効であり、そ
の後に銅及び安息香酸を処理工程に戻すことができる。
される。本発明の使用によって常法の場合より10〜2
0%高い選択率の達成が可能とはなるが、1工程法の場
合には若干のタールが依然として形成される。従って、
反応器内容物の一部分を取り出しかつ必要に応じて該反
応器内容物からタールを除去することは有効であり、そ
の後に銅及び安息香酸を処理工程に戻すことができる。
【0010】Cu(I)の濃度を一定の最小値(下記参
照のこと)に維持することによって、収率は92%を超
えるように、有利には95%超えるように改善される
(1バールで測定した場合)。
照のこと)に維持することによって、収率は92%を超
えるように、有利には95%超えるように改善される
(1バールで測定した場合)。
【0011】次の処理工程が実施される場合には、実質
的に100%の選択率が達成される: a) 少なくとも0.04重量%の銅がCu(I)とし
て存在したままであるような量の酸素を添加することに
よる、温度191〜240℃での触媒の酸化; b) 酸素の不在下で水の存在下に温度210〜270
℃での、工程a)の酸化触媒の反応及びフェノールの生
成; c) フェノールの分離及び工程a)への(還元)触媒
の再循還。
的に100%の選択率が達成される: a) 少なくとも0.04重量%の銅がCu(I)とし
て存在したままであるような量の酸素を添加することに
よる、温度191〜240℃での触媒の酸化; b) 酸素の不在下で水の存在下に温度210〜270
℃での、工程a)の酸化触媒の反応及びフェノールの生
成; c) フェノールの分離及び工程a)への(還元)触媒
の再循還。
【0012】こうして処理工程を実施することによって
2工程法が得られる:先ず酸化、次いで還元及びフェノ
ールの生成。
2工程法が得られる:先ず酸化、次いで還元及びフェノ
ールの生成。
【0013】このようにして処理工程数は、英国特許第
2001317号明細書に記載された方法と比較して減
少される。その上、本発明方法によっていっそう高い収
率が得られることが明らかになる。
2001317号明細書に記載された方法と比較して減
少される。その上、本発明方法によっていっそう高い収
率が得られることが明らかになる。
【0014】以下、アリールカルボン酸は次の構造式:
【0015】
【化1】
【0016】〔式中、R1ないしR5は水素原子であって
もよいし(但し、少なくともR1又はR5は水素原子であ
る)、いわゆる−1〜+2の間のハメット定数を有する
有機基であってもよい〕を有する化合物であると解釈さ
れる。アリールカルボン酸の反応性に対する基の影響の
尺度を表す上記ハメットもしくはσ値の記載は、J. Mar
ch著、Advanced Organic Chemistry 1989、242
〜250頁にあり;殊に244頁の表4を参照のこと。
従って、使用可能な基は次の通りである:C1〜C6−ア
ルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリールア
ルキル基、アミノ基、ハロゲン原子、ニトロ基。
もよいし(但し、少なくともR1又はR5は水素原子であ
る)、いわゆる−1〜+2の間のハメット定数を有する
有機基であってもよい〕を有する化合物であると解釈さ
れる。アリールカルボン酸の反応性に対する基の影響の
尺度を表す上記ハメットもしくはσ値の記載は、J. Mar
ch著、Advanced Organic Chemistry 1989、242
〜250頁にあり;殊に244頁の表4を参照のこと。
従って、使用可能な基は次の通りである:C1〜C6−ア
ルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリールア
ルキル基、アミノ基、ハロゲン原子、ニトロ基。
【0017】本発明による方法でメタニトロ安息香酸が
選択率>99%でp−ニトロフェノールに変換される
(o−ニトロフェノールは痕跡の形で存在するにすぎな
かった)ことは、意外なことである。
選択率>99%でp−ニトロフェノールに変換される
(o−ニトロフェノールは痕跡の形で存在するにすぎな
かった)ことは、意外なことである。
【0018】ナフタレンカルボン酸(置換又は未置換)
の場合のように、基は互いに環系によって結合していて
もよいけれども、(I)の塩、エステル及び無水物もま
た適当である。ポリアリールカルボン酸、例えばトリメ
リト酸及びピロメリト酸を出発物質として使用すること
もできる。また、上記アリールカルボン酸の混合物を本
発明による方法に使用することもできる。
の場合のように、基は互いに環系によって結合していて
もよいけれども、(I)の塩、エステル及び無水物もま
た適当である。ポリアリールカルボン酸、例えばトリメ
リト酸及びピロメリト酸を出発物質として使用すること
もできる。また、上記アリールカルボン酸の混合物を本
発明による方法に使用することもできる。
【0019】本発明は殊に、未置換安息香酸(R1ない
しR5は水素原子である)を相応する未置換フェノール
に変換する方法に関する。
しR5は水素原子である)を相応する未置換フェノール
に変換する方法に関する。
【0020】Cu(II)アリールカルボキシレートへ
のCu(I)アリールカルボキシレートの変換を包含す
るCu含有触媒の酸化は、本発明による方法の第1の反
応工程である。銅の酸化度の増大(1+から2+に)が
生じ、かつCu含有触媒への付加的なアリールカルボキ
シレート部分の混合が行なわれる。
のCu(I)アリールカルボキシレートの変換を包含す
るCu含有触媒の酸化は、本発明による方法の第1の反
応工程である。銅の酸化度の増大(1+から2+に)が
生じ、かつCu含有触媒への付加的なアリールカルボキ
シレート部分の混合が行なわれる。
【0021】1工程法の場合にはCu(I)の形の銅の
濃度は、反応内容物に対して0.15重量%より高く、
特に0.2重量%より高く維持される。有利に使用され
るべきCu(I)濃度に関連する2工程法との差異は、
主として上記状況下での反応器の流体力学的挙動の結果
にある。
濃度は、反応内容物に対して0.15重量%より高く、
特に0.2重量%より高く維持される。有利に使用され
るべきCu(I)濃度に関連する2工程法との差異は、
主として上記状況下での反応器の流体力学的挙動の結果
にある。
【0022】意外なことに、タール形成が実質的に生じ
ないことが見出された。
ないことが見出された。
【0023】上限は重要ではないが、しかし、十分なC
u(II)は、高い生産性を促進させるという利点を有
する。従って目的は、50%を超える銅が酸化されてC
u(II)に変換することである。
u(II)は、高い生産性を促進させるという利点を有
する。従って目的は、50%を超える銅が酸化されてC
u(II)に変換することである。
【0024】Cu(II)へのCu(I)の酸化は、殊
に酸素含有ガスを使用して実施した場合に十分に進行す
る。このために、酸素が増量されたか又は増量されてな
い空気でも、また酸素が減少された空気でも著しく良好
に使用することができる。有利にはガスは爆発限界未満
の酸素含量で使用される。媒体に応じて酸素含量1〜1
5%のガスを使用することができる。
に酸素含有ガスを使用して実施した場合に十分に進行す
る。このために、酸素が増量されたか又は増量されてな
い空気でも、また酸素が減少された空気でも著しく良好
に使用することができる。有利にはガスは爆発限界未満
の酸素含量で使用される。媒体に応じて酸素含量1〜1
5%のガスを使用することができる。
【0025】このようなガスは、例えば気泡式洗浄機(b
ubble-type washer)中でCu含有液体に導通させること
ができる。使用される圧力は重要ではないが、しかし、
一般的には酸化工程を促進させるように高められた圧力
が選択される。このためには0.1〜2.5MPaの圧
力が適当である。
ubble-type washer)中でCu含有液体に導通させること
ができる。使用される圧力は重要ではないが、しかし、
一般的には酸化工程を促進させるように高められた圧力
が選択される。このためには0.1〜2.5MPaの圧
力が適当である。
【0026】ガス流を連続的に測定する場合には、如何
なる程度の量のCu(I)がCu(II)に酸化された
かを測定することは容易である。一方では、吸収された
酸素の量を測定することができ(流入ガス及び流出ガス
中で酸素濃度を測定することによって)、他方では、酸
化工程で添加された触媒中のCu(I)の量を測定する
ことができる。Cu(II)への変換率が高くなりすぎ
るおそれがある場合には、例えばガス供給を遮断するこ
ともできるし、例えば不活性成分を供給することもでき
る。変換率が十分に高くない場合には、反応器に、例え
ばより多くのガスを供給することもできるし、例えばよ
り高い酸素濃度を有するガス混合物を供給することもで
きる。
なる程度の量のCu(I)がCu(II)に酸化された
かを測定することは容易である。一方では、吸収された
酸素の量を測定することができ(流入ガス及び流出ガス
中で酸素濃度を測定することによって)、他方では、酸
化工程で添加された触媒中のCu(I)の量を測定する
ことができる。Cu(II)への変換率が高くなりすぎ
るおそれがある場合には、例えばガス供給を遮断するこ
ともできるし、例えば不活性成分を供給することもでき
る。変換率が十分に高くない場合には、反応器に、例え
ばより多くのガスを供給することもできるし、例えばよ
り高い酸素濃度を有するガス混合物を供給することもで
きる。
【0027】Cu含有触媒の量は、良好な活性度が得ら
れる程度に選択されるべきであるが、しかし、有利には
該量は、上記工程中に別個の固体触媒相の存在を惹起す
る程度に多量であってはならない。触媒は通常、反応混
合物中に溶解される。酸化工程の際の銅濃度(金属とし
て)は、通常は0.5〜15重量%、特に1〜10重量
%であり;本発明による方法は、1.5〜8重量%、特
に3〜6重量%の間の銅濃度(全て酸化工程の際の反応
混合物に対して)で最良の状態で行なわれる。本発明に
よる方法では実質的にタールが形成されないので、より
多量の銅を使用することが可能である。英国特許第76
2738号明細書による方法は通常、銅1%を用いて行
なわれ、それというのも、1%を超えるタールを含有す
る反応器内容物からタールを分離することに問題がある
からであり、かつその場合には銅の損失が過大となり、
このことは経済的な欠点であるからである。
れる程度に選択されるべきであるが、しかし、有利には
該量は、上記工程中に別個の固体触媒相の存在を惹起す
る程度に多量であってはならない。触媒は通常、反応混
合物中に溶解される。酸化工程の際の銅濃度(金属とし
て)は、通常は0.5〜15重量%、特に1〜10重量
%であり;本発明による方法は、1.5〜8重量%、特
に3〜6重量%の間の銅濃度(全て酸化工程の際の反応
混合物に対して)で最良の状態で行なわれる。本発明に
よる方法では実質的にタールが形成されないので、より
多量の銅を使用することが可能である。英国特許第76
2738号明細書による方法は通常、銅1%を用いて行
なわれ、それというのも、1%を超えるタールを含有す
る反応器内容物からタールを分離することに問題がある
からであり、かつその場合には銅の損失が過大となり、
このことは経済的な欠点であるからである。
【0028】銅の他に助触媒を含有する触媒を使用する
ことは有利である。この助触媒は、殊に元素の周期律表
の第V族、第VI族、第VII族及び第VIII族並び
にランタニド及びアクチニドの系列から選択することが
できる。この成分は、触媒中のCuの酸化能力に対して
影響を及ぼす。さらに、促進剤を使用することができ、
この場合、適当な物質は殊にアルカリ(土類)金属、例
えばMg又はLiである。
ことは有利である。この助触媒は、殊に元素の周期律表
の第V族、第VI族、第VII族及び第VIII族並び
にランタニド及びアクチニドの系列から選択することが
できる。この成分は、触媒中のCuの酸化能力に対して
影響を及ぼす。さらに、促進剤を使用することができ、
この場合、適当な物質は殊にアルカリ(土類)金属、例
えばMg又はLiである。
【0029】有利には、上記の助触媒及び/又は促進剤
は1〜10重量%の量で使用される。
は1〜10重量%の量で使用される。
【0030】2工程合成の場合には本方法は有利には、
後続の工程(即ち、還元及びフェノールの生成)はある
一定の程度までは行なわれないという条件下で実施され
る。より低い温度(例えば191〜200℃)では第1
の工程は20分間まで時間をかけてもよく、より高い温
度ではより短い液体滞留時間が選択される。有利には、
液体滞留時間は1〜10分間である。
後続の工程(即ち、還元及びフェノールの生成)はある
一定の程度までは行なわれないという条件下で実施され
る。より低い温度(例えば191〜200℃)では第1
の工程は20分間まで時間をかけてもよく、より高い温
度ではより短い液体滞留時間が選択される。有利には、
液体滞留時間は1〜10分間である。
【0031】殊に2工程合成の場合には、Cu含有触媒
を上記方法に従って温度210〜240℃で酸化させる
ことは有利である。
を上記方法に従って温度210〜240℃で酸化させる
ことは有利である。
【0032】本発明による方法における第2の反応工程
には、二酸化炭素(CO2)の放出を伴う触媒の還元及
びフェノールの生成が含まれる。
には、二酸化炭素(CO2)の放出を伴う触媒の還元及
びフェノールの生成が含まれる。
【0033】1工程法の場合には、第1の反応工程につ
いて前記したのと同じ作業条件を一般に使用することが
できる。この場合には通常は水0.3〜5重量%、特に
0.5〜3重量%が存在する。
いて前記したのと同じ作業条件を一般に使用することが
できる。この場合には通常は水0.3〜5重量%、特に
0.5〜3重量%が存在する。
【0034】2工程法の場合には第2の反応工程は有利
に、Cu(II)の30〜90%、特に60〜90%が
変換されるまで続けられる。
に、Cu(II)の30〜90%、特に60〜90%が
変換されるまで続けられる。
【0035】このようにして、英国特許第200131
7号明細書に記載された内容とは対照的に本発明による
方法の第2の工程の場合には、還元工程の際に水が存在
することが重要であると証明された。さらに、温度21
0〜270℃、特に温度220〜250℃の使用によっ
て選択率の改善がもたらされることが明らかとなった。
7号明細書に記載された内容とは対照的に本発明による
方法の第2の工程の場合には、還元工程の際に水が存在
することが重要であると証明された。さらに、温度21
0〜270℃、特に温度220〜250℃の使用によっ
て選択率の改善がもたらされることが明らかとなった。
【0036】前記にて引用された英国特許第12906
26号明細書に記載された方法とは対照的に、2工程法
の場合には還元及びフェノールの生成の両方が酸素の不
在下で行なわれる。上記処理工程の際に、酸素の不在に
よってCu含有触媒の再酸化が回避され、その結果、フ
ェノールもしくはその中間生成物といずれかの酸化触媒
生成物との間で(不利な)反応が生じることはない。こ
のような逐次反応によって、選択的に減少する副生成物
(例えばタール)の生成が生じる。
26号明細書に記載された方法とは対照的に、2工程法
の場合には還元及びフェノールの生成の両方が酸素の不
在下で行なわれる。上記処理工程の際に、酸素の不在に
よってCu含有触媒の再酸化が回避され、その結果、フ
ェノールもしくはその中間生成物といずれかの酸化触媒
生成物との間で(不利な)反応が生じることはない。こ
のような逐次反応によって、選択的に減少する副生成物
(例えばタール)の生成が生じる。
【0037】効果的には、工程a)及びb)をおよそ同
じ温度、特に220〜240℃の間で実施することは著
しく有利である。
じ温度、特に220〜240℃の間で実施することは著
しく有利である。
【0038】反応混合物が第1の工程から第2の処理工
程に供給される前に、反応混合物からアリールカルボン
酸の一部分を除去することは有利である。
程に供給される前に、反応混合物からアリールカルボン
酸の一部分を除去することは有利である。
【0039】上記処理を、例えば第1の工程の際に得ら
れた反応混合物の部分蒸発(例えば蒸留による)の方法
によって行なうことができる。その品質に応じて、この
ようにして得られたアリールカルボン酸を品質改善区分
(下記参照のこと)に回送することもできるし、酸化工
程に直接供給することもできる。
れた反応混合物の部分蒸発(例えば蒸留による)の方法
によって行なうことができる。その品質に応じて、この
ようにして得られたアリールカルボン酸を品質改善区分
(下記参照のこと)に回送することもできるし、酸化工
程に直接供給することもできる。
【0040】本発明による方法の第2の工程の際に、C
u(II)の量についての実質的な等モルを達成する程
度の量の水を使用することは有利である。結果として、
フェノール生成終了時に得られた反応生成物は実質的
に、水不含であり、このことは、このようにして得られ
た反応生成物の純粋フェノールへのさらなる品質改善に
おいて有利である。しかし水の量は、Cu(II)につ
いての等モル量より2〜3倍多くてもよい。水の量は通
常、0.2〜5重量%、特に0.5〜4重量%、殊に1
〜3重量%である。
u(II)の量についての実質的な等モルを達成する程
度の量の水を使用することは有利である。結果として、
フェノール生成終了時に得られた反応生成物は実質的
に、水不含であり、このことは、このようにして得られ
た反応生成物の純粋フェノールへのさらなる品質改善に
おいて有利である。しかし水の量は、Cu(II)につ
いての等モル量より2〜3倍多くてもよい。水の量は通
常、0.2〜5重量%、特に0.5〜4重量%、殊に1
〜3重量%である。
【0041】第2の処理工程が実施される際の圧力は重
要ではないが、しかし常圧水準を超えるまで圧力を上昇
させることの利点は、このことが反応動力学に有利な作
用を有すること及び反応生成物の揮発性が減少されるこ
とにある。使用すべき圧力は、一般的に0.1〜2.5
MPaの間であり;より高い圧力は、許容可能ではある
が、方法の本質的な改善をもたらさない。
要ではないが、しかし常圧水準を超えるまで圧力を上昇
させることの利点は、このことが反応動力学に有利な作
用を有すること及び反応生成物の揮発性が減少されるこ
とにある。使用すべき圧力は、一般的に0.1〜2.5
MPaの間であり;より高い圧力は、許容可能ではある
が、方法の本質的な改善をもたらさない。
【0042】第2の工程は通常0.05〜8時間(温度
に依存する)、特に0.1〜3時間を要する。
に依存する)、特に0.1〜3時間を要する。
【0043】2工程法は通常、酸化が第1の反応容器中
で行なわれ、かつ第2の反応容器中で還元及びフェノー
ルの生成が行なわれる連続的方法として行なわれる。し
かし、反応を1つの容器中で回分的及び/又は断続的に
行なうこともできる。
で行なわれ、かつ第2の反応容器中で還元及びフェノー
ルの生成が行なわれる連続的方法として行なわれる。し
かし、反応を1つの容器中で回分的及び/又は断続的に
行なうこともできる。
【0044】第2の工程後に、得られたフェノールを分
離かつ回収するために反応混合物は品質改善操作が行な
われる。この操作は、自体公知の方法、例えば蒸留によ
って行なうことができる。確かに、(「湿式方法(wet r
oute)」とも称される、英国特許第762738号明細
書に記載された方法とは対照的に)反応混合物中に水が
ほとんど残留していない場合には、もはや補助物質(例
えば、フェノール−水共沸混合物を分解させるためのト
ルエン)を蒸留に使用する必要はない。未変換のアリー
ルカルボン酸及びCu含有触媒を含有している蒸留残液
の流れを、必要に応じて清浄化工程の後に酸化工程に再
循還させることができる。
離かつ回収するために反応混合物は品質改善操作が行な
われる。この操作は、自体公知の方法、例えば蒸留によ
って行なうことができる。確かに、(「湿式方法(wet r
oute)」とも称される、英国特許第762738号明細
書に記載された方法とは対照的に)反応混合物中に水が
ほとんど残留していない場合には、もはや補助物質(例
えば、フェノール−水共沸混合物を分解させるためのト
ルエン)を蒸留に使用する必要はない。未変換のアリー
ルカルボン酸及びCu含有触媒を含有している蒸留残液
の流れを、必要に応じて清浄化工程の後に酸化工程に再
循還させることができる。
【0045】本発明による方法は、殊に未置換フェノー
ルを未置換安息香酸から製造するのに適当である。この
フェノールは、例えば、フェノール−ホルムアルデヒド
樹脂及びカプロラクタム製造の両方のための出発物質、
ナイロン−6のための出発物質又はビスフェノール−A
製造のための出発物質として使用することができる。
ルを未置換安息香酸から製造するのに適当である。この
フェノールは、例えば、フェノール−ホルムアルデヒド
樹脂及びカプロラクタム製造の両方のための出発物質、
ナイロン−6のための出発物質又はビスフェノール−A
製造のための出発物質として使用することができる。
【0046】次に、本発明を例につき詳説し、この例
は、本発明の制限を意味するものではない。
は、本発明の制限を意味するものではない。
【0047】
【実施例】次の例を全て、有効容量0.5 l を有する
二重壁の油加熱反応器中で実施した。この反応器は、撹
拌機、ガス入口、蒸気入口、ガス出口、蒸留装備、試料
取入れ箇所及び反応器内容物取出し箇所が備わってい
た。比較例には、検量された組成のガス(酸素4.8容
量%を含む窒素)が充填されたボンベを、反応器にガス
を供給するために使用した。凝縮可能な生成物の冷却後
に排ガスを酸素及び二酸化炭素について分析した。全て
の試験の際には、処理を回分的に実施しながら、触媒、
助触媒及び促進剤の必要量並びに残り全体重量になるま
でのアリールカルボン酸を含有する反応器内容物350
gを使用した。
二重壁の油加熱反応器中で実施した。この反応器は、撹
拌機、ガス入口、蒸気入口、ガス出口、蒸留装備、試料
取入れ箇所及び反応器内容物取出し箇所が備わってい
た。比較例には、検量された組成のガス(酸素4.8容
量%を含む窒素)が充填されたボンベを、反応器にガス
を供給するために使用した。凝縮可能な生成物の冷却後
に排ガスを酸素及び二酸化炭素について分析した。全て
の試験の際には、処理を回分的に実施しながら、触媒、
助触媒及び促進剤の必要量並びに残り全体重量になるま
でのアリールカルボン酸を含有する反応器内容物350
gを使用した。
【0048】触媒、助触媒及び促進剤を金属酸化物又は
金属アリールカルボキシレートとして供給し、この場
合、この2つの場合とも理想的な結果が得られた。
金属アリールカルボキシレートとして供給し、この場
合、この2つの場合とも理想的な結果が得られた。
【0049】酸化反応の際のCu(II)へのCu
(I)の変換率を次の2つの方法で測定した:a)反応
器内容物中のCu(I)、Cu(II)及び全てのCu
の直接分析によって測定する方法、及びb)酸化中のガ
ス平衡を記録することによって測定する方法。
(I)の変換率を次の2つの方法で測定した:a)反応
器内容物中のCu(I)、Cu(II)及び全てのCu
の直接分析によって測定する方法、及びb)酸化中のガ
ス平衡を記録することによって測定する方法。
【0050】分解/加水分解反応の際のCu(II)へ
のCu(I)の変換率も次の2つの方法で測定した:
a)反応器内容物中のCu(I)、Cu(II)及び全
てのCuの直接分析によって測定する方法、及びb)ア
リールカルボン酸の全ての(自己)カップリング生成物
の合計から測定する方法。この生成物をHPLCによっ
て分析した。上記方法で測定した変換率は良好に一致し
た(差は1%未満であった)。
のCu(I)の変換率も次の2つの方法で測定した:
a)反応器内容物中のCu(I)、Cu(II)及び全
てのCuの直接分析によって測定する方法、及びb)ア
リールカルボン酸の全ての(自己)カップリング生成物
の合計から測定する方法。この生成物をHPLCによっ
て分析した。上記方法で測定した変換率は良好に一致し
た(差は1%未満であった)。
【0051】試験の次の記述に記載された結果は、次の
通りに得られた: a) フェノールの収量(ΣF)は、得られたフェノー
ル + フェニルベンゾエート + p−フェニルカル
ボキシ安息香酸 + p−ヒドロキシ安息香酸のモルの
合計として表示されている。
通りに得られた: a) フェノールの収量(ΣF)は、得られたフェノー
ル + フェニルベンゾエート + p−フェニルカル
ボキシ安息香酸 + p−ヒドロキシ安息香酸のモルの
合計として表示されている。
【0052】b) m−生成物の収量(Σm−生成物)
は、得られたm−フェニルカルボキシ安息香酸 + m
−ヒドロキシ安息香酸のモルの合計として表示されてい
る(試験D〜Gに関連あるのみ)。
は、得られたm−フェニルカルボキシ安息香酸 + m
−ヒドロキシ安息香酸のモルの合計として表示されてい
る(試験D〜Gに関連あるのみ)。
【0053】c) 全生成物の収量(Σ生成物)は、Σ
F + Σm−生成物 + 副生成物として表示されて
いる。
F + Σm−生成物 + 副生成物として表示されて
いる。
【0054】d) フェノールの選択率(Sf)は、Σ
F/Σ生成物×100%として表示されている。
F/Σ生成物×100%として表示されている。
【0055】全ての例について、内容物、芳香環、CO
2及びO2の平衡は、99〜101%の値を有する。
2及びO2の平衡は、99〜101%の値を有する。
【0056】例 I〜II 並びに 比較試験 A及び
B 安息香酸中のCu(I)ベンゾエートの溶液を一定の程
度にまで酸化させた。さらに、このようにして得られた
Cu(II)ベンゾエートの溶液を適当な温度で分解し
かつ加水分解した。生じたフェノールを約1%(w/
v)まで留去し、かつ溶液を元の重量になるまで新しい
安息香酸で補充した。さらに溶液を再度酸化させた。こ
の繰り返しを少なくとも5回で終了させた。
B 安息香酸中のCu(I)ベンゾエートの溶液を一定の程
度にまで酸化させた。さらに、このようにして得られた
Cu(II)ベンゾエートの溶液を適当な温度で分解し
かつ加水分解した。生じたフェノールを約1%(w/
v)まで留去し、かつ溶液を元の重量になるまで新しい
安息香酸で補充した。さらに溶液を再度酸化させた。こ
の繰り返しを少なくとも5回で終了させた。
【0057】結果は第1表に記載されている。
【0058】 第1表 No. 酸化 分解/ (助)触媒 Sf [Cu(I)] 温度 加水分解 (金属%) 酸化終了 (℃) (℃) %(w/v) I 200 230 Cu1%、Mg3.5% 100% 0.05% A 200 230 Cu1%、Mg3.5% 91% <0.005% II 225 225 Cu4%、Mg2% 100% 0.07% B 225 225 Cu4%、Mg2% 88% <0.005% 例 IV〜V 及び 比較試験 C 上記の溶液を同時に酸化させ、分解し、かつ加水分解し
た。生じたフェノールを約1%(w/v)になるまで連
続的に留去した。溶液を元の重量になるまで新しいアリ
ールカルボン酸で補充した。試験を少なくとも7時間続
けた。
た。生じたフェノールを約1%(w/v)になるまで連
続的に留去した。溶液を元の重量になるまで新しいアリ
ールカルボン酸で補充した。試験を少なくとも7時間続
けた。
【0059】結果は第2表に記載されている。
【0060】 第2表 No. 反応器 (助)触媒(モル%) Sf [Cu(I)] 内容物 (金属%) 平均 温度(℃) (℃) (金属%) C 242 Cu1%、Mg3.5% 88% 0.11% III 242 Cu2%、Mg3.5% 92% 0.18% IV 242 Cu3%、Mg3.5% 97% 0.24% V a) 230 Cu4%、Mg2% 98% 2.12% a) その上、試験C、III及びIVと比較して著しく減少されたガス負荷 比較試験 D 英国特許第2001317号明細書(オランダ国公開特
許第78.07199号明細書)の例Iを温度218℃
及び1時間で繰り返した。均質触媒の使用のために必要
とされるCu(II)濃度は、4.0モル%であった。
許第78.07199号明細書)の例Iを温度218℃
及び1時間で繰り返した。均質触媒の使用のために必要
とされるCu(II)濃度は、4.0モル%であった。
【0061】比較試験 E 試験Aを繰り返したが、しかし時間は2時間であった。
【0062】比較試験 F 付加的にMg(II)3.5重量%を使用して、比較試
験Bを繰り返した。
験Bを繰り返した。
【0063】比較試験 G 英国特許第2001317号明細書(オランダ国公開特
許第78.07199号明細書)の例IIIの繰り返し
を試み;該明細書に記載された条件下では常圧で温度を
150℃を超えて上昇させることは明らかに不可能であ
り、その結果、フェノールの生成は生じなかった。反応
器内容物に対するキシレン含量を10重量%に適合させ
る場合には、温度を215℃に上昇させることが可能で
あった。この比較試験Gのさらなる条件は、比較試験D
の条件と同様である。
許第78.07199号明細書)の例IIIの繰り返し
を試み;該明細書に記載された条件下では常圧で温度を
150℃を超えて上昇させることは明らかに不可能であ
り、その結果、フェノールの生成は生じなかった。反応
器内容物に対するキシレン含量を10重量%に適合させ
る場合には、温度を215℃に上昇させることが可能で
あった。この比較試験Gのさらなる条件は、比較試験D
の条件と同様である。
【0064】比較試験D〜G結果は、第3表に記載され
ている。
ている。
【0065】 第3表 結果 No. 時間 温度 圧力 ΣF Σm−生成物 Sf (時間) (℃) (105Pa) (ミリモル) (ミリモル) % D 1.0 218 1.0 46 35 56.8 E 2.0 218 1.0 47 37 56.0 F 2.0 218 1.0 100 34 74.6 G 1.0 218 1.0 100 102 49.5 上記試験から明らかなように、英国特許第200131
7号明細書で特徴づけられている、還元及び加水分解の
工程の分割された実施によって、先ず第一にo−フェニ
ルベンゾエート、m−フェニルベンゾエート及びフェニ
ルベンゾエートの生成が生じ、該化合物は、2つのアリ
ールカルボン酸を相互に結合しているカップリング生成
物である。o−生成物及びp−生成物は明らかに、相応
するフェノールに次の加水分解の際に変換される。生じ
た生成物の25〜50%を構成している、生じたm−生
成物を、相応するフェノールに上記処理条件下で変換す
ることができなかった。
7号明細書で特徴づけられている、還元及び加水分解の
工程の分割された実施によって、先ず第一にo−フェニ
ルベンゾエート、m−フェニルベンゾエート及びフェニ
ルベンゾエートの生成が生じ、該化合物は、2つのアリ
ールカルボン酸を相互に結合しているカップリング生成
物である。o−生成物及びp−生成物は明らかに、相応
するフェノールに次の加水分解の際に変換される。生じ
た生成物の25〜50%を構成している、生じたm−生
成物を、相応するフェノールに上記処理条件下で変換す
ることができなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レオン フベルトゥス バーバラ フリー ンズ オランダ国 ヴァルケンブルク クレーマ ーストラート8
Claims (2)
- 【請求項1】 フェノールを酸化脱カルボキシル化によ
って、相応するアリールカルボン酸の液相中で、Cu
(I)含有触媒の存在下で製造する方法において、酸化
脱カルボキシル化を191〜270℃の間の温度で、水
の存在下で、1バールで測定されたフェノールに対する
選択率が92%を超えて得られる程度の量の銅がCu
(I)として存在したままであるような量の酸素を添加
することによって実施し、かつフェノールを分離するこ
とを特徴とする、フェノールの製法。 - 【請求項2】 フェノールを酸化脱カルボキシル化によ
って、相応するアリールカルボン酸の液相中で、Cu
(I)含有触媒の存在下で製造する方法において、次の
処理工程: a) 少なくとも0.04重量%の銅がCu(I)とし
て存在したままであるような量の酸素を添加することに
よる、温度191〜240℃で最大20分間の触媒の酸
化; b) 酸素の不在下で水の存在下に温度210〜270
℃での、工程a)の酸化触媒の反応及びフェノールの生
成; c) フェノールの分離及び工程a)への(還元)触媒
の再循還 を実施することを特徴とする、フェノールの製法。
Applications Claiming Priority (2)
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BE9100579A BE1004949A4 (nl) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Werkwijze voor de bereiding van een fenol. |
BE9100579 | 1991-06-14 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05186379A true JPH05186379A (ja) | 1993-07-27 |
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Family Applications (1)
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JP (1) | JPH05186379A (ja) |
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WO2014043182A2 (en) | 2012-09-14 | 2014-03-20 | Bioamber Inc. | Alternative pathways to adipates and adipic acid by combined fermentation and catalytic methods |
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-
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- 1992-05-14 AU AU16294/92A patent/AU653222B2/en not_active Ceased
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1994
- 1994-11-11 EE EE9400223A patent/EE9400223A/xx unknown
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AU653222B2 (en) | 1994-09-22 |
BR9202220A (pt) | 1993-02-02 |
BE1004949A4 (nl) | 1993-03-02 |
EP0518441A1 (en) | 1992-12-16 |
RU2060983C1 (ru) | 1996-05-27 |
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