JP2002173459A - 2,4,5−トリアルキルベンズアルデヒドの製造方法 - Google Patents

2,4,5−トリアルキルベンズアルデヒドの製造方法

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JP2002173459A
JP2002173459A JP2001296390A JP2001296390A JP2002173459A JP 2002173459 A JP2002173459 A JP 2002173459A JP 2001296390 A JP2001296390 A JP 2001296390A JP 2001296390 A JP2001296390 A JP 2001296390A JP 2002173459 A JP2002173459 A JP 2002173459A
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trialkylbenzaldehyde
trialkylbenzene
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Hakukei Jo
柏▲慶▼ 徐
Tsukasa Takahashi
典 高橋
Yasuo Oonoki
康夫 大軒
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1,2,4−トリアルキルベンゼンから種々
の化学製品の中間体、特に無水ピロメリット酸の原料と
して有用な2,4,5−トリアルキルベンズアルデヒド
を安価かつ安全に製造する方法を提供する。 【解決手段】 1,2,4−トリアルキルベンゼンを触
媒の存在下で一酸化炭素によりカルボニル化反応して
2,4,5−トリアルキルベンズアルデヒドを製造する
方法であって、該触媒は、トリフルオロメタンスルホン
酸を必須とするものである2,4,5−トリアルキルベ
ンズアルデヒドの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2,4,5−トリ
アルキルベンズアルデヒドの製造方法に関する。より詳
しくは、種々の化学製品の中間体、特に無水ピロメリッ
ト酸の原料として有用な2,4,5−トリアルキルベン
ズアルデヒドの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】芳香族アルデヒド類は、種々の化学製品
の中間体として有用な化合物であり、中でもトリアルキ
ルベンズアルデヒドは芳香族ポリカルボン酸の前駆体と
して工業的に重要な中間体である。特に、2,4,5−
トリアルキルベンズアルデヒドは、耐熱性樹脂、可塑
剤、エポキシ樹脂用硬化剤等として、近年ますますその
重要性が高まっている無水ピロメリット酸の原料とし
て、非常に重要な化合物と言える。
【0003】トリアルキルベンズアルデヒドの製造法と
しては、テトラアルキルベンゼンの液相酸化による方
法、トリアルキルベンゼンの一酸化炭素によるカルボニ
ル化反応等が知られている。
【0004】中でもトリアルキルベンゼンの一酸化炭素
によるカルボニル化反応は、収率も良く産業上好ましい
方法であると言える。しかしながら、従来知られている
方法では、反応圧が高く、設備費等が高価なものとな
る、また、反応原料に対し大過剰の触媒を使用する等、
工業的には改善する余地があった。更に、触媒としてH
F−BF系を用い、少ない触媒量で、かつ、低温、低
圧での反応により比較的高い収率で、トリアルキルベン
ゼンからトリメチルベンズアルデヒドが得られる方法も
知られている。これについて化学工学、50
〔9〕(1
986)小松、p.614−618には、芳香族アルデ
ヒド製造プロセスの合成過程に関し、プソイドキュメン
(1,2,4−トリメチルベンゼン)と一酸化炭素との
反応においてHF−BFを触媒として行うことが開示
されている。しかしながら、触媒であるHF、BF
いずれも毒性、腐食性が高くかつ常温では気体でありそ
の取り扱いには細心の注意が必要となる。
【0005】ところで、無水ピロメリット酸の原料等と
して用いられる2,4,5−トリアルキルベンズアルデ
ヒドを製造する場合には、原料となるトリアルキルベン
ゼンの3つのアルキル基の置換位置は1,2,4位であ
る必要があり、なおかつ5位に選択的なカルボニル化反
応を行うことが必要である。すなわち1,2,4−トリ
アルキルベンゼンの5位が選択的にカルボニル化される
必要があり、その他の部位がカルボニル化された2,
3,5−トリメチルベンズアルデヒドや2,3,6−ト
リメチルベンズアルデヒドが多く生成した場合には目的
物の収率が低下することになる。また、国際特許公開第
00/15594号パンフレット(2000)の実施例
17〜19に記載されているような1,2,4−トリア
ルキルベンゼンの不均化反応が生じた場合はさらに多種
の副生成物が生じ収率が低下する。従って、不均化反応
を生じることなく高選択的に1,2,4−トリアルキル
ベンゼンの5位をカルボニル化することができる技術が
望まれている。
【0006】J.Org.Chem.50
〔9〕(19
85)(米)p.1483には、基質として1,3,5
−トリアルキルベンゼンを用い、過酸触媒としてCF
SOHを用いてカルボニル化反応を行う技術が開示さ
れている。しかしながら、1,2,4−トリアルキルベ
ンゼンについては記載がなく、2,4,5−トリアルキ
ルベンズアルデヒドを効率よく製造するための工夫の余
地があった。
【0007】国際公開第00/15593号パンフレッ
ト(2000)には、アルキル芳香族アルデヒドを得る
ために、高沸点のカルボニル化触媒の存在下、一酸化炭
素でアルキル芳香族化合物を反応する方法に関し、高沸
点のカルボニル化触媒としての炭素数2〜18の過フル
オロアルキルスルホン酸が開示され、国際公開第00/
15594号パンフレット(2000)には、アルキル
芳香族アルデヒドを得るために、酸性イオン性液体の存
在下、一酸化炭素でアルキル芳香族化合物を反応する方
法が開示されている。また、特開昭64−75442号
公報には、超強酸中、銅(I)又は銀カルボニル触媒の
存在下、芳香族化合物と一酸化炭素を反応させる芳香族
アルデヒドの製造方法が開示され、特公平6−2109
3号公報には、フルオロ硫酸−五フッ化アンチモン系等
の特定の超強酸中、銅(I)又は銀カルボニル触媒の存
在下、芳香族化合物と一酸化炭素を反応させる芳香族ア
ルデヒドの製造方法が開示されている。
【0008】しかしながら、これらの技術でも、高選択
的に1,2,4−トリアルキルベンゼンの5位にカルボ
ニル化反応を行うことにより、2,4,5−トリアルキ
ルベンズアルデヒドを安価かつ安全に製造するための工
夫の余地があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みてなされたものであり、1,2,4−トリアルキル
ベンゼンから2,4,5−トリアルキルベンズアルデヒ
ドを安価かつ安全に製造する方法を提供することを目的
とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々のト
リアルキルベンズアルデヒドの製造方法を検討するう
ち、トリアルキルベンゼンの一酸化炭素によるカルボニ
ル化反応による方法にまず着目した。このような方法の
場合、例えば、無水ピロメリット酸の原料を得るという
目的からは、カルボニル化の位置選択性が重要であり、
1,2,4−トリアルキルベンゼンの5位が選択的にカ
ルボニル化される必要があり、その他の部位がカルボニ
ル化された2,3,5−トリメチルベンズアルデヒドや
2,3,6−トリメチルベンズアルデヒドが多く生成し
た場合には目的物の収率が低下して目的を達成できなく
なるが、トリフルオロメタンスルホン酸を必須とする触
媒を用いることにより、極めて高選択的に1,2,4−
トリアルキルベンゼンの5位をカルボニル化して2,
4,5−トリアルキルベンズアルデヒドが得られること
を見いだし、上記課題をみごとに解決することができる
ことに想到し、本発明に到達したものである。
【0011】すなわち本発明は、1,2,4−トリアル
キルベンゼンを触媒の存在下で一酸化炭素によりカルボ
ニル化反応して2,4,5−トリアルキルベンズアルデ
ヒドを製造する方法であって、上記触媒は、トリフルオ
ロメタンスルホン酸を必須とするものである2,4,5
−トリアルキルベンズアルデヒドの製造方法である。以
下に、本発明を詳述する。
【0012】本発明の2,4,5−トリアルキルベンズ
アルデヒドの製造方法は、1,2,4−トリアルキルベ
ンゼンを触媒の存在下で一酸化炭素によりカルボニル化
反応する工程を含む。このような工程においては、1,
2,4−トリアルキルベンゼンを反応原料として2,
4,5−トリアルキルベンズアルデヒドを製造すること
になる。上記反応原料としては、1,2,4−トリアル
キルベンゼン以外の化合物等を含んでいても含んでいな
くてもよいが、1,2,4−トリアルキルベンゼンのみ
をカルボニル化反応(2,4,5−トリアルキルベンズ
アルデヒドの製造)に付することが好ましい。なお、
1,2,4−トリアルキルベンゼンは、1種を用いても
よく、2種以上を用いてもよい。
【0013】上記1,2,4−トリアルキルベンゼンが
有するアルキル基としては、特に限定されないが、得ら
れた2,4,5−トリアルキルベンゼンを無水ピロメリ
ット酸原料として供するには、アルキル基の炭素数は小
さい事が望まれ、炭素数が1〜3の範囲が好ましく、例
えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基等が挙げられる。また、1,2,4−トリアルキルベ
ンゼンの3つのアルキル基は、同一のものであってもよ
く、異なっていてもよい。
【0014】本発明の製造方法において、上記触媒は、
トリフルオロメタンスルホン酸を必須とするものであ
る。すなわち本発明において用いる触媒は、トリフルオ
ロメタンスルホン酸以外の化合物等の1種又は2種以上
を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。
【0015】上記触媒として用いるトリフルオロメタン
スルホン酸の使用形態としては特に限定されず、そのま
ま用いてもよく、担体に担持する等して固定化して用い
てもよい。触媒を固定化することにより反応液と触媒と
の分離が容易になる等、工業的に有利となる。担体とし
ては特に限定されず、例えば、ケイ素、アルミニウム、
チタン、ジルコニウム、セリウム、スズ、タングステ
ン、ニオブ等の金属の酸化物、炭化物、窒化物等及びこ
れらの混合物、ゼオライト、シリカ−アルミナ、チタニ
ア−シリカ、ヘテロポリ酸のアルカリ金属塩等の無機化
合物、又は、イオン交換樹脂、ポーラスポリマー等の有
機化合物が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、
2種以上を併用してもよい。
【0016】本発明におけるカルボニル化反応における
反応条件としては、特に限定されるものではないが、例
えば、モル比で1,2,4−トリアルキルベンゼンの1
〜10倍のトリフルオロメタンスルホン酸の存在下に、
一酸化炭素圧(CO分圧)が0.01〜10MPa、反
応温度が−50〜50℃となるようにすることが好まし
い。触媒量は1,2,4−トリアルキルベンゼンの転化
率や反応速度に影響するが、1,2,4−トリアルキル
ベンゼンの6倍モルのトリフルオロメタンスルホン酸を
使用することにより93mol%の収率が得られ、10
倍モルより多く加えても効果の向上は少ないと考えられ
る。また、CO分圧も反応速度や転化率に影響を及ぼ
し、0.1MPa以下の場合は転化率が極めて小さくな
るおそれがあるが、それ以上とすると反応速度や転化率
が向上することとなる。CO分圧を10MPaより高め
ても、反応上問題はないが設備が高価になるおそれがあ
る。反応温度を高めることは、反応速度の向上させる
が、同時に副生成物も増加させることになる。トリフル
オロメタンスルホン酸の使用量としては、より好ましく
は、モル比で1,2,4−トリアルキルベンゼンの2〜
8倍であり、CO分圧としては、より好ましくは、0.
2〜10MPaであり、反応温度としては、より好まし
くは、−20〜30℃である。
【0017】また反応条件としては、攪拌速度を高める
等、COガスと反応原料や触媒等が含まれる反応液との
接触効率を高めることも有効である。工業的実施におい
ては、これら要素を組み合わせて経済的に最適な反応条
件が設定されることが好ましい。例えば、触媒量やCO
分圧を抑えて、低転化率で反応を行うことも触媒費や装
置建設費を削減する上で有効である。また、逆に触媒
量、CO分圧、反応温度を高め、装置を小型化すること
が有効な場合も考えられる。例えば、トリフルオロメタ
ンスルホン酸を1,2,4−トリアルキルベンゼンの4
倍量として、CO圧力を1MPa程度に抑えた条件は、
トリフルオロメタンスルホン酸を1,2,4−トリアル
キルベンゼンの6倍量以上、CO圧を6MPa以上使用
する条件より2,4,5−トリアルキルベンズアルデヒ
ドの収率が低下するのは明白であるが、触媒回収費や装
置コストの面から優位になる場合もある。
【0018】上記カルボニル化反応により生成した2,
4,5−トリアルキルベンズアルデヒドと触媒とを分離
する方法としては特に限定されず、例えば、触媒と生成
物の沸点差を利用して反応後混合物を直接蒸留して触媒
を回収する方法や反応混合物に水を加えた後溶剤で抽出
し、触媒を水相に生成物を油相に回収する等の方法を適
用することが出来る。また、固定化した触媒を使用した
場合は、濾過する等公知の方法によって、生成物と触媒
とを分離することができる。
【0019】本発明の製造方法では、上述したように
1,2,4−トリアルキルベンゼンの一酸化炭素による
カルボニル化反応を行う際に、触媒としてトリフルオロ
メタンスルホン酸を用いることにより、2,4,5−ト
リアルキルベンズアルデヒドを安価かつ安全に製造する
ことができる。本発明により製造されてなる2,4,5
−トリアルキルベンズアルデヒドは、芳香族ポリカルボ
ン酸の前駆体等のように化学製品の中間体や、耐熱性樹
脂、可塑剤、エポキシ樹脂用硬化剤等として有用な化合
物であり、特に、無水ピロメリット酸の原料として好適
なものである。
【0020】
【実施例】以下に実施例を揚げて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。
【0021】実施例1 100mlのオートクレーブに、1,2,4−トリメチ
ルベンゼン6.7gをとり、ここにトリフルオロメタン
スルホン酸50gを徐々に加えた後、内部をCOで置換
した後CO圧5MPa、反応温度0℃で90分間反応を
行った。反応終了後、反応混合物を氷水中に注ぎ、生成
物をエチルエーテルで抽出した。得られたエーテル溶液
をガスクロマトグラフイーで分析した結果、2,4,5
−トリメチルベンズアルデヒドが93モル%収率で得ら
れた。転化した1,2,4−トリメチルベンゼンに対す
る2,4,5−トリメチルベンズアルデヒドの選択率は
98%であった。GC、NMRによる分析の結果、位置
異性体および不均化反応由来の副生成物は検出されなか
った。微量の副生成物ピークが2つ存在したが、マスス
ペクトル分析から2,3量体に近い高分子量の物質であ
り、目的生成物との分離は容易であった。
【0022】実施例2〜11 実施例1の反応温度、トリフルオロメタンスルホン酸と
1,2,4−トリメチルベンゼンの比率、CO圧力、反
応時間、攪拌速度を各々表1に記載するように変更して
反応を行った。結果を表1に示した。
【0023】表1中の数値は、以下の計算式により計算
した値である。 触媒/原料=[トリフルオロメタンスルホン酸の仕込み
量(モル数)]/[1,2,4−トリメチルベンゼンの
仕込み量(モル数)] 転化率=[反応した1,2,4−トリメチルベンゼン量
(モル数)]/[1,2,4−トリメチルベンゼンの仕
込み量(モル数)]×100 収率=[2,4,5−トリメチルベンズアルデヒドの生
成量(モル数)]/[1,2,4−トリメチルベンゼン
の仕込み量(モル数)]×100 選択率=[2,4,5−トリメチルベンズアルデヒドの
生成量(モル数)]/[反応した1,2,4−トリメチ
ルベンゼン(モル数)]×100
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】本発明は、上述のような構成よりなるた
め、芳香族ポリカルボン酸の前駆体等のように化学製品
の中間体や、耐熱性樹脂、可塑剤、エポキシ樹脂用硬化
剤等として有用であり、特に、無水ピロメリット酸の原
料として好適な2,4,5−トリアルキルベンズアルデ
ヒドを安価かつ安全に製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大軒 康夫 東京都千代田区内幸町一丁目1番1号 株 式会社日本触媒内 Fターム(参考) 4H006 AA02 AC45 BA52 BC10 BC11 BC34 BE40 4H039 CA62 CF10 CF30

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1,2,4−トリアルキルベンゼンを触
    媒の存在下で一酸化炭素によりカルボニル化反応して
    2,4,5−トリアルキルベンズアルデヒドを製造する
    方法であって、該触媒は、トリフルオロメタンスルホン
    酸を必須とするものであることを特徴とする2,4,5
    −トリアルキルベンズアルデヒドの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記2,4,5−トリアルキルベンズア
    ルデヒドの製造方法は、モル比で1,2,4−トリアル
    キルベンゼンの1〜10倍のトリフルオロメタンスルホ
    ン酸の存在下に、一酸化炭素圧が0.01〜10MP
    a、反応温度が−50〜50℃の反応条件により行われ
    ることを特徴とする請求項1記載の2,4,5−トリア
    ルキルベンズアルデヒドの製造方法。
JP2001296390A 2000-09-28 2001-09-27 2,4,5−トリアルキルベンズアルデヒドの製造方法 Pending JP2002173459A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7887786B2 (en) 2002-12-17 2011-02-15 L'oreal Care and/or make-up cosmetic composition structured with silicone polymers

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