JP2001158756A - 芳香族ジヒドロキシ化合物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フェノール類と過酸化水素を反応させて芳香族
ジヒドロキシ化合物を製造する際、ハイドロキノン類及
びカテコール類の合計選択率を向上すること。 【解決手段】結晶性チタノシリケート及び脂肪族ポリエ
ーテル化合物の存在下、フェノール類を過酸化水素と反
応させる。 【効果】芳香族ジヒドロキシ化合物の総選択率を向上す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は芳香族ジヒドロキシ
化合物の製造法、詳しくはフェノール類を過酸化水素で
ヒドロキシル化し、対応する芳香族ジヒドロキシ化合物
を製造する方法に関する。本発明の方法で得られる芳香
族ジヒドロキシ化合物は、例えばハイドロキノンやカテ
コールなどであって、種々の有機合成中間体又は原料物
質として有用であり、還元剤、ゴム薬、染料、医薬、農
薬、重合禁止剤、酸化抑制剤等の分野に利用される。

【０００２】

【従来の技術】フェノール類を過酸化水素を用いてヒド
ロキシル化する方法には、古くから２価の鉄イオンの存
在下に反応させる方法 [Nature, 165, 401(1950)]、ま
たはフッ化水素酸を用いる方法[J. Org. Chem., 35, 40
28 (1970)]等が知られている。これらの方法は、触媒が
均一の為、反応生成物から触媒を分離し、目的物を単離
するのが煩雑であったり、腐食性の高い酸の後処理に塩
基が必要などの問題があった。

【０００３】その後、反応系から触媒を容易に分離でき
る不均一系の触媒、たとえば結晶性チタノシリケートを
用いる方法が提案された[ＥＰ３１４５８２、特開平２
−２９８３５０、特開平４−６６５４６]。これらの方
法において、ＭＦＩ構造の結晶性チタノシリケートを用
いる方法が記載されており、反応後の生成物から単に触
媒を物理的に分離すれば良く、工業的には有利な方法で
ある。しかしながら、いずれの場合もハイドロキノンと
カテコールがほぼ等量生成し、かつ、この二つの化合物
以外の不明物の生成によりフェノールを基準とする選択
率が低い問題点が有った。

【０００４】更に、ハイドロキノンの選択率を改善する
方法として、特開平５−１７０６８４号公報に、溶媒と
してジオキサンと水の混合物を用いる技術が報告されて
いる。しかし、過酸化水素基準のハイドロキノンの選択
率は６６％と向上するものの、カテコールの選択率は９
％で、２つを合わせた合計選択率は７３％であり、我々
が追試した結果ではフェノール基準の選択率はハイドロ
キノンが７１％、カテコールは１０％であり、ハイドロ
キノンとカテコールの合計選択率は８１％と工業的に満
足できるものではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、フェノール
類を過酸化水素を用いてヒドロキシル化する際に、上記
の欠点のない製造方法、具体的には、ハイドロキノン類
とカテコール類の合計選択率を改善さりた芳香族ジヒド
ロキシ化合物の製造方法を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、結晶性チ
タノシリケートの存在下、フェノール類を過酸化水素と
反応させることにより対応する芳香族ジヒドロキシ化合
物を製造するに際し、ハイドロキノン類及びカテコール
類の合計選択率を向上させる方法を鋭意検討した結果、
結晶性チタノシリケート及び脂肪族ポリエーテル化合物
の存在下、フェノール類を過酸化水素と反応させる方法
を見出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明は、［１］結晶性チタノ
シリケート及び脂肪族ポリエーテル化合物の存在下、フ
ェノール類を過酸化水素と反応させることを特徴とする
芳香族ジヒドロキシ化合物の製造方法であり、［２］結
晶性チタノシリケート、脂肪族ポリエーテル化合物及び
水の存在下、フェノール類を過酸化水素と反応させるこ
とを特徴とする芳香族ジヒドロキシ化合物の製造方法で
あり、［３］脂肪族ポリエーテル化合物と水との質量比
が６／４から８／２である［２］に記載の芳香族ジヒド
ロキシ化合物の製造方法であり、［４］脂肪族ポリエー
テル化合物が、エチレングリコールジアルキルエーテル
である［１］から［３］に記載の芳香族ジヒドロキシ化
合物の製造方法であり、［５］脂肪族ポリエーテル化合
物が、エチレングリコールジメチルエーテルである
［１］から［３］に記載の芳香族ジヒドロキシ化合物の
製造方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明で用いるフェノール類と
は、無置換のフェノール及び置換フェノールを意味す
る。ここで置換フェノールとは、メチル基、エチル基、
イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基等の炭素数１か
ら６の直鎖または分枝アルキル基あるいはシクロアルキ
ル基で置換されたアルキルフェノールを意味し、２−メ
チルフェノール、３−メチルフェノール、２，６−ジメ
チルフェノール、２，３，５−トリメチルフェノール、
２−エチルフェノール、３−イソプロピルフェノール、
２−ブチルフェノール、２−シクロヘキシルフェノール
が例示されるが特に、フェノールが好ましい。尚、フェ
ノール類の２位と６位の両方に置換値を有している場合
には、生成物はハイドロキノン誘導体のみとなる。

【０００９】本発明で用いる結晶性チタノシリケートの
組成は(SiO2)x・(TiO2)(1-x)で示される構造のものをさ
す。この場合x/(1-x)の値の範囲は、5〜1000、好ましく
は10〜500のものが用いられる。その製造法としては、
ＵＳ ４，４１０，５０１号公報、特開平４−６６５４
６号公報に記載されているようにケイ素のアルコキシド
とチタンのアルコキシドを４級アンモニウム塩などの存
在下、水熱合成する方法が一般的である。用いる４級ア
ンモニウム塩がテトラプロピルアンモニウム塩の場合、
得られる結晶性チタノシリケートがＭＦＩ構造となり、
好適に使用される。またＭＦＩ型チタノシリケートは、
(SiO2)x・(TiO2)(1-x)が所定の範囲のものであれば、市
販されているものを用いても差し支えない。

【００１０】結晶性チタノシリケート触媒の使用量は反
応混合物に対して、0.5〜30質量%、好ましくは1〜20質
量%の範囲である。これより少ない場合は、反応が完結
するための時間が長くなり、生産性が低下するので好ま
しくない。これより多い場合は、生産性が向上せず、経
済的でない。

【００１１】本発明で用いられる脂肪族ポリエーテル類
としては、エチレングリコールジアルキルエーテルが好
ましく、具体的には、エチレングリコールジメチルエー
テル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレ
ングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコー
ルジメチルエーテルなどの鎖状エーテルを挙げることが
できる。特にその中でも、エチレングリコールジメチル
エーテルが好ましい。

【００１２】この脂肪族ポリエーテル化合物の使用量と
しては、原料であるフェノール類に対して質量比（脂肪
族ポリエーテル化合物／フェノール類）で、１／１００
〜１／１００の範囲、好ましくは１０／１００〜８０／
１００の範囲が特に好ましい。この範囲よりも小さい場
合、十分な添加効果が見られず、また大きい場合脂肪族
ポリエーテルの回収量が増えるため経済的に好ましくな
い。

【００１３】本発明で用いられる脂肪族ポリエーテル類
は水との混合物で使用することが好ましい。脂肪族ポリ
エーテル類と水との質量比（水／脂肪族ポリエーテル
類）は、５／５から９／１の範囲が好ましく、特に６／
４から８／２の範囲が好ましい。

【００１４】反応温度は、30℃〜130℃の範囲、好まし
くは40℃〜100℃の範囲である。この範囲以外の温度で
も反応は進行するが、生産性、過酸化水素基準の2価フ
ェノール類の選択性、収率の向上の観点から上記範囲が
好ましい。

【００１５】また本反応は、回分式で行っても良く、連
続的に反応を行っても良い。連続的に行う場合は、懸濁
式の均一混合槽で行なっても良く、固定床流通式のプラ
グフロー形式で行っても良い。また反応生成物をリサイ
クルし、再度反応原料として用いても良い。

【００１６】このような形式では過酸化水素をフェノー
ル類に対して、モル比で0.5以下、特に0.3以下にするこ
とが好ましい。また、用いる過酸化水素の濃度は特に限
定しないが、通常の30%濃度の水溶液を用いても良い
し、さらに高濃度の過酸化水素水をそのまま、あるいは
反応系において不活性な溶媒で希釈して用いても良い。
希釈に用いる溶媒としては、エチレングリコールジメチ
ルエーテルなどの脂肪族ポリエーテル化合物、水などが
挙げられる。

【００１７】

【実施例】 以下に具体例によってさらに本発明を説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例１ 冷却器、温度計、滴下ロート、及びマグネチックスタラ
ーチップを備えた内容積１００ｍｌの３つ口フラスコに
特開平４−６６５４６号公報に記載の方法で調整したチ
タノシリケート（ＴＳ−１）触媒１．３ｇ、フェノール
１３ｇ、エチレングリコールジメチルエーテル７．０
ｇ、及び水３．０ｇを仕込み、スターラーで攪拌しなが
ら水浴中で７０℃に加熱した。ここに、３０％過酸化水
素水３．０ｇを滴下ロートから１．５時間かけて滴下
し、そのまま０．５時間保持した。反応液を冷却後、触
媒を濾別し、反応液の一部を取り、残存過酸化水素をヨ
ードメトリーで、また、残存フェノールと生成物をＧＣ
で定量した。

【００１８】その結果、フェノールの転化率は１６％、
過酸化水素の転化率は９９％であった。ハイドロキノン
とカテコールの選択率はそれぞれ、６２％、３０％（フ
ェノール基準）であり、合計選択率は９２％であった。

【００１９】比較例１ エチレングリコールと水の混合物の代わりに水１０ｇを
使用した以外は実施例１と同様に実施した。その結果、
フェノールの転化率は１６．８％、過酸化水素の転化率
はほぼ１００％であった。ハイドロキノン及びカテコー
ルの選択率はそれぞれ５１％、３３％となり、合計選択
率は８４％であった。

【００２０】比較例２ エチレングリコールと水の混合物の代わりにジオキサン
と水をそれぞれ４ｇと６ｇ使用した以外は実施例１と同
様に実施した。その結果、フェノールの転化率は１８．
４％、過酸化水素の転化率はほぼ１００％であった。ハ
イドロキノン及びカテコールの選択率はそれぞれ７１
％、１０％となり、合計選択率は８１％であった。

【００２１】

【発明の効果】結晶性チタノシリケートを用いて、フェ
ノール類を過酸化水素と反応させることにより対応する
芳香族ジヒドロキシ化合物を製造するに際し、脂肪族ポ
リエーテル化合物の存在下で行うことにより、ハイドロ
キノン類及びカテコール類の合計選択率を向上させるこ
とができ、原料を無用な廃棄物にすることを回避でき有
効利用が可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AC42 BA10 BA28 BA29 BA33 BA50 BA71 BA85 BB31 BC32 BC36 BE32 FC52 FE13 4H039 CA60 CC30

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】結晶性チタノシリケート及び脂肪族ポリエ
   ーテル化合物の存在下、フェノール類を過酸化水素と反
   応させることを特徴とする芳香族ジヒドロキシ化合物の
   製造方法。
2. 【請求項２】結晶性チタノシリケート、脂肪族ポリエー
   テル化合物及び水の存在下、フェノール類を過酸化水素
   と反応させることを特徴とする芳香族ジヒドロキシ化合
   物の製造方法。
3. 【請求項３】脂肪族ポリエーテル化合物と水との質量比
   が６／４から８／２である請求項２に記載の芳香族ジヒ
   ドロキシ化合物の製造方法。
4. 【請求項４】脂肪族ポリエーテル化合物が、エチレング
   リコールジアルキルエーテルである請求項１から３に記
   載の芳香族ジヒドロキシ化合物の製造方法。
5. 【請求項５】脂肪族ポリエーテル化合物が、エチレング
   リコールジメチルエーテルである請求項１から３に記載
   の芳香族ジヒドロキシ化合物の製造方法。