JP2001019658A - 芳香族カルボン酸の製造方法 - Google Patents

芳香族カルボン酸の製造方法

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JP2001019658A
JP2001019658A JP11189857A JP18985799A JP2001019658A JP 2001019658 A JP2001019658 A JP 2001019658A JP 11189857 A JP11189857 A JP 11189857A JP 18985799 A JP18985799 A JP 18985799A JP 2001019658 A JP2001019658 A JP 2001019658A
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Masayasu Ishibashi
正安 石橋
Hiroshi Tomita
博 冨田
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Mitsui Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルキル芳香族化合物を低級脂肪族カルボン
酸を含む溶媒中で、分子状酸素により液相酸化して、反
応中間体含有量を低下させ塩基性水溶液に溶解したとき
の光線透過率に優れた芳香族カルボン酸を製造する。 【解決手段】 低級脂肪族カルボン酸を含む反応溶媒中
で、アルキル芳香族化合物を分子状酸素により液相酸化
して芳香族カルボン酸を製造する方法において、反応系
に水素供与性化合物を存在させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアルキル芳香族化合
物を分子状酸素により液相酸化して芳香族カルボン酸を
製造する方法、反応中間体含有量を低下させ透過率に優
れた芳香族カルボン酸、特にテレフタル酸を製造する方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、テレフタル酸等の芳香族カルボン
酸を大規模に工業的に製造する方法として、酢酸等の低
級脂肪族カルボン酸を含む反応溶媒中で、触媒としてコ
バルト、マンガンおよび触媒助剤として臭素などの存在
下に、パラキシレン等のアルキルベンゼンを分子状酸素
によって液相酸化する方法が採用されている。
【0003】このような製造方法により芳香族カルボン
酸を製造した場合、反応中間体や副次反応によって生成
する物質等が不純物として芳香族カルボン酸に混入する
ため、芳香族カルボン酸の品質、特に芳香族カルボン酸
粉末を塩基性水溶液に溶解させた時の光線透過率が大き
く悪化する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
の芳香族カルボン酸の製造における上記のような問題点
を解決するためになされたものであって、芳香族カルボ
ン酸粉末を塩基性水溶液に溶解したときの光線透過率が
改善された芳香族カルボン酸を簡単に効率よく製造する
ことができる芳香族カルボン酸の製造方法を提案するこ
とである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、低級脂肪族カ
ルボン酸を含む反応溶媒中で、アルキル芳香族化合物を
分子状酸素により液相酸化して芳香族カルボン酸を製造
する方法において、反応系に水素供与性化合物を存在さ
せることを特徴とする芳香族カルボン酸の製造方法であ
る。
【0006】本発明の方法において芳香族カルボン酸を
製造するための酸化原料となるアルキル芳香族化合物と
しては、アルキルまたは一部酸化したアルキル置換基を
有する芳香族化合物(以下、単に酸化原料という場合が
有る)が使用できる。このようなアルキル置換芳香族化
合物は単環であっても、多環であっても良い。上記アル
キル置換基としては、例えばメチル基、エチル基、n−
プロピル基およびイソプロピル基等の炭素数1〜4のア
ルキル基をあげることができる。また一部酸化したアル
キル基としては、例えばアルデヒド基、アシル基、カル
ボキシル基およびヒドロキシアルキル基等をあげること
ができる。
【0007】アルキル芳香族化合物の具体的なものとし
ては、例えばm−ジイソプロピルベンゼン、p−ジイソ
プロピルベンゼン、m−サイメン、p−サイメン、m−
キシレン、p−キシレン、トリメチルベンゼン類および
テトラメチルベンゼン類等の炭素数1〜4のアルキル基
を2〜4個有するジもしくはポリアルキルベンゼン類;
ジメチルナフタレン類等の炭素数1〜4のアルキル基を
2〜4個有するジもしくはポリアルキルナフタレン類;
ジメチルビフェニル類等の炭素数1〜4のアルキル基を
2〜4個有するポリアルキルビフェニル類等をあげるこ
とができる。
【0008】また一部酸化したアルキル置換基を有する
芳香族化合物は、上記化合物におけるアルキル基が一部
酸化されて、前記アルデヒド基、アシル基、カルボキシ
ル基またはヒドロキシアルキル基等に酸化されている化
合物である。具体的なものとしては、例えば3−メチル
ベンズアルデヒド、4−メチルベンズアルデヒド、m−
トルイル酸、p−トルイル酸、3−ホルミル安息香酸、
4−ホルミル安息香酸、2−メチル−6−ホルミルナフ
タレン類、p−トルアルデヒド、4−カルボキシベンズ
アルデヒド等をあげることができる。アルキル芳香族化
合物は単独で、または2種以上の混合物として用いられ
る。
【0009】本発明において用いられる反応溶媒は、低
級脂肪族カルボン酸を含む反応溶媒であり、炭素数6以
下、好ましくは2〜3のものが望ましい。このような低
級脂肪族カルボン酸としては、例えば酢酸、プロピオン
酸、酪酸、イソ酪酸などがあり、あるいはこれらの混合
物または水との混合物があげられ、特に酢酸または酢酸
と水との混合物が好ましい。水を含む場合、反応溶媒中
の水の含有量は20重量%以下とするのが好ましい。ま
た、このような低級脂肪族カルボン酸を含む反応溶媒の
使用量は原料となるアルキル芳香族化合物の濃度が反応
溶媒に対して1〜50重量%となる割合で用いる。
【0010】本発明の酸化反応においては、酸化触媒を
用いるのが好ましい。酸化触媒としては、例えば、コバ
ルト、マンガンおよび臭素等を含む可溶性の触媒が好ま
しいが他のものでも良い。このような触媒に用いられる
コバルト、マンガン化合物としてはコバルト、マンガン
の臭素塩、安息香酸塩、ナフテン酸塩、酢酸塩等のカル
ボン酸塩またはアセチルアセトナートなどが、また臭素
化合物としてはコバルト、マンガン等の遷移金属の臭素
塩、臭化水素酸、ジブロモエチレン、テトラブロモエタ
ン、臭素酸、臭素酸金属塩などがあげられる。これらの
使用量は、低級脂肪族カルボン酸を含む反応溶媒に対し
て、コバルト原子として10〜5000ppm、マンガ
ン原子として10〜5000ppm、臭素原子として1
0〜10000ppmとするのが好ましい。
【0011】アルキル芳香族化合物を反応溶媒中で液相
酸化するための分子状酸素としては、純酸素、空気、酸
素リッチ空気、純酸素と不活性ガスとの混合物などの分
子状酸素含有ガスを用いることができる。分子状酸素は
アルキル芳香族化合物を芳香族カルボン酸に酸化するの
に必要な量より過剰に供給して反応を行う。パラキシレ
ンの場合、パラキシレン1kgに対して、0.1〜3N
3(0℃、1気圧にした時の換算値)の酸素が供給され
るように分子状酸素含有ガスを送気する。例えば、分子
状酸素として空気を使用する場合には、パラキシレン1
kgに対して0.5〜15Nm3(0℃、1気圧にした時
の換算値)の割合で酸化反応器に供給するのが好まし
い。
【0012】本発明では、低級脂肪族カルボン酸を含む
反応溶媒中でアルキル芳香族化合物を分子状酸素を用い
て液相酸化する際、酸化反応により得られた芳香族カル
ボン酸粉末の色相および芳香族カルボン酸を塩基性水溶
液に溶解した時の光線透過率を改善するために、反応系
に水素供与性化合物を存在させる。この水素供与性化合
物としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、
デカン、2,3−ジメチルブタン、エチルベンゼン、ジ
エチルベンゼン、クメン、ジイソプロピルベンゼン、サ
イメン、エチルトルエン、テトラリン、ジフェニルメタ
ン、シクロヘキサン、シクロヘキセンまたはこれらの混
合物などがあげられる。水素供与性化合物の使用量は、
酸化反応用原料であるアルキル芳香族炭化水素に対し
0.01〜10重量%、好ましくは0.03〜5重量
%、さらに好ましくは0.03〜3重量%とするのが好
ましい。
【0013】本発明の芳香族カルボン酸の製造方法は、
前記原料としてのアルキル芳香族化合物、反応溶媒とし
ての低級脂肪族カルボン酸、触媒を酸化反応器に導入
し、分子状酸素含有ガスおよび水素供与性化合物を添加
しながら酸化反応を行う。この時反応温度160〜26
0℃、好ましくは170〜220℃、反応圧力0.4〜
5MPa(ゲージ圧)好ましくは0.5〜2MPa(ゲー
ジ圧)、反応時間10〜200分間、好ましくは30〜
120分間とするのが好ましい。反応は連続式、バッチ
式などの任意の方式によることができる。分子状酸素含
有ガスは一過式で通気することもできるが、排ガスの大
部分を循環させ、一部分を排気しながら酸化反応を行っ
ても良い。
【0014】このようにして反応させることにより、酸
化原料となるアルキル芳香族化合物が酸化されて、酸化
原料に対応した芳香族カルボン酸が得られる。芳香族カ
ルボン酸の具体的なものとしては、テレフタル酸、イソ
フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4′
−ビフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸;ト
リメリット酸、トリメシン酸等の芳香族トリカルボン
酸;ピロメリット酸等の芳香族ポリカルボン酸などがあ
げられる。
【0015】本発明の方法は、芳香族ジカルボン酸、ま
たは反応溶媒に不溶もしくは難溶性の芳香族カルボン酸
の製造に適用するのが好ましく、特にテレフタル酸の製
造に適用するのが好ましい。酸化反応により生成した芳
香族カルボン酸を含む反応液は酸化反応器から排出し、
ろ過、遠心分離等の通常の方法で固液分離する。ここで
分離した芳香族カルボン酸は洗浄、乾燥の後、必要に応
じて公知の方法で精製される。
【0016】
【発明の効果】本発明の芳香族カルボン酸の製造方法
は、反応系に水素供与性化合物を存在させてアルキル芳
香族化合物を分子状酸素で液相酸化しているので、粉末
の塩基性水溶液に溶解したときの光線透過率が改善され
た芳香族カルボン酸を簡単に効率よく製造することがで
きる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、実施例をあげて本発明を説
明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定さ
れるものではない。なお、各実施例で得られたテレフタ
ル酸粉末を塩基性水溶液に溶解したときの光線透過率の
測定は次の方法で行った。すなわち、塩基性水溶液の光
透過性の測定は、テレフタル酸粉末7.50gを2mo
l/lの水酸化カリウム水溶液50mlに溶解し、島津
UV−160Aの分光光度計を用いて340nmの波長
の透過率を測定した。
【0018】実施例1 還流冷却器、攪拌機、加熱装置、パラキシレン供給管、
空気導入管、および排ガス抜き出し管を備えたチタン製
耐圧反応器に、水5.84重量%を含む酢酸を214
g、酢酸コバルト(4水和物)0.54g、酢酸マンガン
(4水和物)0.26g、および臭化水素酸(47%水溶
液)0.22gを仕込み、190℃に加熱した。そして
0.1重量%のエチルベンゼンを含むパラキシレンを1
時間あたり40.3gの速度で反応器に導入するととも
に、空気を1時間あたり0.168Nm3の割合で供給
し、1時間反応を行ってテレフタル酸を製造した。得ら
れたテレフタル酸の透過率および不純物である4−カル
ボキシベンズアルデヒド(4−CBA)の含有量を表1
に示す。
【0019】実施例2 実施例1の方法において、0.2重量%のエチルベンゼ
ンを含むパラキシレンを用いる以外は、実施例1と同様
にしてテレフタル酸を製造した。結果を表1に示す。
【0020】実施例3 実施例1の方法において、0.1重量%のp−ジイソプ
ロピルベンゼン(P−DIPB)を含むパラキシレンを
用いる以外は、実施例1と同様にしてテレフタル酸を製
造した。結果を表1に示す。
【0021】実施例4 実施例1の方法において、0.1重量%のテトラリンを
含むパラキシレンを用いる以外は、実施例1と同様にし
てテレフタル酸を製造した。結果を表1に示す。
【0022】実施例5 実施例1の方法において、1.0重量%のテトラリンを
含むパラキシレンを用いる以外は、実施例1と同様にし
てテレフタル酸を製造した。結果を表1に示す。
【0023】比較例1 実施例1の方法において、水素供与性化合物を添加しな
いでテレフタル酸を製造した。結果を表1に示す。
【0024】
【表1】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】低級脂肪族カルボン酸を含む反応溶媒中
    で、アルキル芳香族化合物を分子状酸素により液相酸化
    して芳香族カルボン酸を製造する方法において、反応系
    に水素供与性化合物を存在させることを特徴とする芳香
    族カルボン酸の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007514780A (ja) * 2003-12-18 2007-06-07 ビーピー・コーポレーション・ノース・アメリカ・インコーポレーテッド 芳香族炭化水素類の酸化における活性剤としてのアントラセン及び他の多環式芳香族化合物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007514780A (ja) * 2003-12-18 2007-06-07 ビーピー・コーポレーション・ノース・アメリカ・インコーポレーテッド 芳香族炭化水素類の酸化における活性剤としてのアントラセン及び他の多環式芳香族化合物
JP4861190B2 (ja) * 2003-12-18 2012-01-25 ビーピー・コーポレーション・ノース・アメリカ・インコーポレーテッド 芳香族炭化水素類の酸化における活性剤としてのアントラセン及び他の多環式芳香族化合物
KR101176390B1 (ko) 2003-12-18 2012-08-27 비피 코포레이션 노쓰 아메리카 인코포레이티드 방향족 탄화수소의 산화에서의 활성화제로서의 안트라센 및기타 다환식 방향족

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