JP2003034679A - アリールアルキルヒドロペルオキシドの製造方法 - Google Patents

アリールアルキルヒドロペルオキシドの製造方法

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JP2003034679A
JP2003034679A JP2001217261A JP2001217261A JP2003034679A JP 2003034679 A JP2003034679 A JP 2003034679A JP 2001217261 A JP2001217261 A JP 2001217261A JP 2001217261 A JP2001217261 A JP 2001217261A JP 2003034679 A JP2003034679 A JP 2003034679A
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arylalkyl
aromatic
diisopropylbenzene
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JP2001217261A
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Yasuto Nakai
康人 中井
Narihisa Hirai
成尚 平井
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Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アリールアルキル炭化水素と分子状酸素から
対応するアリールアルキルヒドロペルオキシドを速い反
応速度で、しかも高い選択率で製造する。 【解決手段】 下記式(1) 【化1】 (式中、R1及びR2はアリール基などを示し、R1及び
2は互いに結合して二重結合、又は芳香族性若しくは
非芳香族性の環を形成してもよい。Xは酸素原子又はヒ
ドロキシル基を示す)で表されるイミド化合物触媒の存
在下、下記式(2) 【化2】 (式中、Y及びZは、同一又は異なって、水素原子又は
アルキル基を示し、nは1〜3の整数を示し、Arはn
価の芳香族炭化水素基を示す)で表されるアリールアル
キル炭化水素を、25〜70℃の温度で、分子状酸素に
より酸化して対応するアリールアルキルヒドロペルオキ
シドを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、イミド化合物を触
媒として用いて、アリールアルキル炭化水素を分子状酸
素により酸化して対応するアリールアルキルヒドロペル
オキシドを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】触媒の不存在下にアリールアルキル炭化
水素を分子状酸素にて酸化して、対応するアリールアル
キルヒドロペルオキシドを製造する方法は公知である。
しかし、この反応では、反応速度を上げるため高い反応
温度が必要である。ところが、反応温度が高いと、生成
したヒドロペルオキシドが熱分解を起こし、選択率が低
下する。また、副生する有機酸によってヒドロペルオキ
シドが酸分解され、この分解生成物が酸化反応停止剤と
して働くため、多量のアルカリ水を逐次添加して反応を
行うことが必要となる。
【0003】一方、特開平9−67337号公報や特開
平9−67338号公報に記載されているように、触媒
の存在下、アリールアルキル炭化水素を分子状酸素にて
酸化して、対応するアリールアルキルヒドロペルオキシ
ドを製造することも試みられている。しかし、ヒドロペ
ルオキシドの熱分解が無視できる80℃程度の比較的低
い温度領域においては、酸化反応速度及び選択率はそれ
ほど高くなく、実用的に満足できるものではない。ま
た、特開平11−92449号公報には、アリールアル
キル炭化水素を分子状酸素にて酸化する際に、ラジカル
捕捉剤を添加することにより、該アリールアルキル炭化
水素を対応するアリールアルキルヒドロペルオキシドに
選択的に転化する方法が提案されているが、酸化速度の
改善には至っていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、アリールアルキル炭化水素と分子状酸素から対応す
るアリールアルキルヒドロペルオキシドを速い反応速度
で、しかも高い選択率で製造できる方法を提供すること
にある。本発明の他の目的は、温和な条件下、アリール
アルキル炭化水素を分子状酸素で酸化して対応するアリ
ールアルキルヒドロペルオキシドを効率よく製造できる
方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するため鋭意検討した結果、アリールアルキル炭
化水素を、特定構造のイミド化合物を触媒とし、特定の
温度範囲で分子状酸素により酸化すると、対応するアリ
ールアルキルヒドロペルオキシドが速やかに且つ高い選
択率で生成することを見いだし、本発明を完成した。
【0006】すなわち、本発明は、下記式(1)
【化3】 (式中、R1及びR2は、同一又は異なって、水素原子、
ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキ
ル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル
基、置換オキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキ
シ基を示し、R1及びR2は互いに結合して二重結合、又
は芳香族性若しくは非芳香族性の環を形成してもよい。
Xは酸素原子又はヒドロキシル基を示す。前記R1
2、又はR1及びR2が互いに結合して形成された二重
結合又は芳香族性若しくは非芳香族性の環には、上記式
(1)中に示されるN−置換環状イミド基がさらに1又
は2個形成されていてもよい)で表されるN−ヒドロキ
シ又はN−オキソ環状イミド骨格を有するイミド化合物
触媒の存在下、下記式(2)
【化4】 (式中、Y及びZは、同一又は異なって、水素原子又は
アルキル基を示し、nは1〜3の整数を示し、Arはn
価の芳香族炭化水素基を示す)で表されるアリールアル
キル炭化水素を、25〜70℃の温度で、分子状酸素に
より酸化して対応するアリールアルキルヒドロペルオキ
シドを得るアリールアルキルヒドロペルオキシドの製造
方法を提供する。
【0007】前記式(2)で表されるアリールアルキル
炭化水素として、例えば、クメン、シメン、ジイソプロ
ピルベンゼン、トリイソプロピルベンゼン、イソプロピ
ルナフタレン、ジイソプロピルナフタレン、イソプロピ
ルビフェニル、ジイソプロピルビフェニル、又はこれら
の混合物を使用できる。この方法において、遷移金属化
合物を助触媒として用いることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】[イミド化合物]本発明では、触
媒として、前記式(1)で表されるN−ヒドロキシ又は
N−オキソ環状イミド骨格を有するイミド化合物を用い
る。式(1)中、置換基R1、R2におけるハロゲン原子
には、ヨウ素、臭素、塩素およびフッ素原子が含まれ
る。アルキル基には、例えば、メチル、エチル、プロピ
ル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、
t−ブチル、ヘキシル、デシル、ドデシル、テトラデシ
ル、ヘキサデシル基などの炭素数1〜30程度(特に、
炭素数1〜20程度)の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基
が含まれる。
【0009】アリール基には、フェニル、ナフチル基な
どが含まれ、シクロアルキル基には、シクロペンチル、
シクロヘキシル基などが含まれる。アルコキシ基には、
例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、ブトキ
シ、t−ブトキシ、ヘキシルオキシ、オクチルオキシ、
デシルオキシ、ドデシルオキシ、テトラデシルオキシ、
オクタデシルオキシ基などの炭素数1〜30程度(特
に、炭素数1〜20程度)のアルコキシ基が含まれる。
【0010】置換オキシカルボニル基には、例えば、メ
トキシカルボニル、エトキシカルボニル、イソプロポキ
シカルボニル、ブトキシカルボニル、t−ブトキシカル
ボニル、ヘキシルオキシカルボニル、ヘプチルオキシカ
ルボニル、オクチルオキシカルボニル、デシルオキシカ
ルボニル、ドデシルオキシカルボニル、テトラデシルオ
キシカルボニル、ヘキサデシルオキシカルボニル、オク
タデシルオキシカルボニル基などのアルコキシカルボニ
ル基(特に、C1-30アルコキシ−カルボニル基);シク
ロペンチルオキシカルボニル、シクロヘキシルオキシカ
ルボニル基などのシクロアルキルオキシカルボニル基
(特に、3〜20員シクロアルキルオキシカルボニル
基);フェニルオキシカルボニル、ナフチルオキシカル
ボニル基などのアリールオキシカルボニル基(特に、C
6-20アリールオキシ−カルボニル基);ベンジルオキシ
カルボニル基などのアラルキルオキシカルボニル基(特
に、C 7-21アラルキルオキシ−カルボニル基)などが挙
げられる。
【0011】アシル基としては、例えば、ホルミル、ア
セチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレ
リル、イソバレリル、ピバロイル、ヘキサノイル、ヘプ
タノイル、オクタノイル、ノナノイル、デカノイル、ラ
ウロイル、ミリストイル、パルミトイル、ステアロイル
基などのC1-30脂肪族アシル基(特に、C1-20脂肪族ア
シル基)等の脂肪族飽和又は不飽和アシル基;アセトア
セチル基;シクロペンタンカルボニル、シクロヘキサン
カルボニル基などのシクロアルカンカルボニル基等の脂
環式アシル基;ベンゾイル、ナフトイル基などの芳香族
アシル基などが例示できる。
【0012】アシルオキシ基としては、例えば、ホルミ
ルオキシ、アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ブチ
リルオキシ、イソブチリルオキシ、バレリルオキシ、ピ
バロイルオキシ、ヘキサノイルオキシ、ヘプタノイルオ
キシ、オクタノイルオキシ、ノナノイルオキシ、デカノ
イルオキシ、ラウロイルオキシ、ミリストイルオキシ、
パルミトイルオキシ、ステアロイルオキシ基などのC
1-30脂肪族アシルオキシ基(特に、C1-20脂肪族アシル
オキシ基)等の脂肪族飽和又は不飽和アシルオキシ基;
アセトアセチルオキシ基;シクロペンタンカルボニルオ
キシ、シクロヘキサンカルボニルオキシ基などのシクロ
アルカンカルボニルオキシ基等の脂環式アシルオキシ
基;ベンゾイルオキシ、ナフトイルオキシ基などの芳香
族アシルオキシ基などが例示できる。
【0013】前記置換基R1及びR2は、同一又は異なっ
ていてもよい。また、前記式(1)において、R1及び
2は互いに結合して二重結合、又は芳香族性若しくは
非芳香族性の環を形成してもよい。好ましい芳香族性又
は非芳香族性環は5〜12員環、特に6〜10員環程度
であり、複素環又は縮合複素環であってもよいが、炭化
水素環である場合が多い。このような環には、例えば、
非芳香族性脂環式環(シクロヘキサン環などの置換基を
有していてもよいシクロアルカン環、シクロヘキセン環
などの置換基を有していてもよいシクロアルケン環な
ど)、非芳香族性橋かけ環(5−ノルボルネン環などの
置換基を有していてもよい橋かけ式炭化水素環など)、
ベンゼン環、ナフタレン環などの置換基を有していても
よい芳香族環(縮合環を含む)が含まれる。前記環は、
芳香族環で構成される場合が多い。前記環は、アルキル
基、ハロアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、
ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、置換
オキシカルボニル基、アシル基、アシルオキシ基、ニト
ロ基、シアノ基、アミノ基、ハロゲン原子などの置換基
を有していてもよい。前記式(1)において、Xは酸素
原子又はヒドロキシル基を示し、窒素原子NとXとの結
合は単結合又は二重結合である。
【0014】前記R1、R2、又はR1及びR2が互いに結
合して形成された二重結合又は芳香族性若しくは非芳香
族性の環には、上記式(1)中に示されるN−置換環状
イミド基がさらに1又は2個形成されていてもよい。例
えば、R1又はR2が炭素数2以上のアルキル基である場
合、このアルキル基を構成する隣接する2個(又は3
個)の炭素原子を含んで前記N−置換環状イミド基が形
成されていてもよい。また、R1及びR2が互いに結合し
て二重結合を形成する場合、該二重結合を含んで前記N
−置換環状イミド基が形成されていてもよい。さらに、
1及びR2が互いに結合して芳香族性若しくは非芳香族
性の環を形成する場合、該環を構成する隣接する2つの
炭素原子を含んで前記N−置換環状イミド基が形成され
ていてもよい。
【0015】好ましいイミド化合物には、下記式で表さ
れる化合物が含まれる。
【化5】 (式中、R3〜R6は、同一又は異なって、水素原子、ア
ルキル基、ハロアルキル基、シクロアルキル基、アリー
ル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル
基、置換オキシカルボニル基、アシル基、アシルオキシ
基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、ハロゲン原子を示
す。R3〜R6は、隣接する基同士が互いに結合して芳香
族性又は非芳香族性の環を形成していてもよい。式(1
f)中、Aはメチレン基又は酸素原子を示す。R1
2、Xは前記に同じ。式(1c)のベンゼン環には、式
(1c)中に示されるN−置換環状イミド基がさらに1又
は2個形成されていてもよい)
【0016】置換基R3〜R6において、アルキル基に
は、前記例示のアルキル基と同様のアルキル基が含ま
れ、ハロアルキル基には、トリフルオロメチル基などの
炭素数1〜30程度(特に、炭素数1〜20程度)のハ
ロアルキル基、アルコキシ基には、前記と同様のアルコ
キシ基、置換オキシカルボニル基には、前記と同様の置
換オキシカルボニル基(アルコキシカルボニル基、シク
ロアルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボ
ニル基、アラルキルオキシカルボニル基など)が含まれ
る。また、アシル基としては前記と同様のアシル基(脂
肪族飽和又は不飽和アシル基、アセトアセチル基、脂環
式アシル基、芳香族アシル基等)などが例示され、アシ
ルオキシ基としては前記と同様のアシルオキシ基(脂肪
族飽和又は不飽和アシルオキシ基、アセトアセチルオキ
シ基、脂環式アシルオキシ基、芳香族アシルオキシ基
等)などが例示される。ハロゲン原子としては、フッ
素、塩素、臭素原子が例示できる。置換基R3〜R6は、
通常、水素原子、アルキル基、カルボキシル基、置換オ
キシカルボニル基、ニトロ基、ハロゲン原子である場合
が多い。R3〜R6が互いに結合して形成する環として
は、前記R1及びR2が互いに結合して形成する環と同様
であり、特に芳香族性又は非芳香族性の5〜12員環が
好ましい。
【0017】好ましいイミド化合物の代表的な例とし
て、例えば、N−ヒドロキシコハク酸イミド、N−ヒド
ロキシマレイン酸イミド、N−ヒドロキシヘキサヒドロ
フタル酸イミド、N,N′−ジヒドロキシシクロヘキサ
ンテトラカルボン酸イミド、N−ヒドロキシフタル酸イ
ミド、N−ヒドロキシ−2,3−ナフタレンジカルボン
酸イミド、N−ヒドロキシテトラブロモフタル酸イミ
ド、N−ヒドロキシテトラクロロフタル酸イミド、N−
ヒドロキシヘット酸イミド、N−ヒドロキシハイミック
酸イミド、N−ヒドロキシトリメリット酸イミド、N,
N′−ジヒドロキシピロメリット酸イミド、N,N′−
ジヒドロキシナフタレン−2,3,6,7−テトラカル
ボン酸イミドなどが挙げられる。
【0018】また、好ましいイミド化合物の他の例とし
て、α,β−ビス(アセトキシ)−N−ヒドロキシコハ
ク酸イミド、α,β−ビス(ペンタノイルオキシ)−N
−ヒドロキシコハク酸イミド、α,β−ビス(ヘキサノ
イルオキシ)−N−ヒドロキシコハク酸イミド、α,β
−ビス(オクタノイルオキシ)−N−ヒドロキシコハク
酸イミド、α,β−ビス(デカノイルオキシ)−N−ヒ
ドロキシコハク酸イミド、α,β−ビス(ラウロイルオ
キシ)−N−ヒドロキシコハク酸イミド、α,β−ビス
(ミリストイルオキシ)−N−ヒドロキシコハク酸イミ
ド、α,β−ビス(パルミトイルオキシ)−N−ヒドロ
キシコハク酸イミド、α,β−ビス(ステアロイルオキ
シ)−N−ヒドロキシコハク酸イミド、α,β−ビス
(シクロペンタンカルボニルオキシ)−N−ヒドロキシ
コハク酸イミド、α,β−ビス(シクロヘキサンカルボ
ニルオキシ)−N−ヒドロキシコハク酸イミド、α,β
−ビス(ベンゾイルオキシ)−N−ヒドロキシコハク酸
イミドなどのα,β−ビス(アシルオキシ)−N−ヒド
ロキシコハク酸イミド;N−ヒドロキシ−4−メトキシ
カルボニルフタル酸イミド、N−ヒドロキシ−4−エト
キシカルボニルフタル酸イミド、N−ヒドロキシ−4−
ペンチルオキシカルボニルフタル酸イミド、N−ヒドロ
キシ−4−ヘキシルオキシカルボニルフタル酸イミド、
N−ヒドロキシ−4−オクチルオキシカルボニルフタル
酸イミド、N−ヒドロキシ−4−デシルオキシカルボニ
ルフタル酸イミド、N−ヒドロキシ−4−ドデシルオキ
シカルボニルフタル酸イミド、N−ヒドロキシ−4−テ
トラデシルオキシカルボニルフタル酸イミド、N−ヒド
ロキシ−4−ヘキサデシルオキシカルボニルフタル酸イ
ミド、N−ヒドロキシ−4−オクタデシルオキシカルボ
ニルフタル酸イミド、N−ヒドロキシ−4−シクロペン
チルオキシカルボニルフタル酸イミド、N−ヒドロキシ
−4−シクロヘキシルオキシカルボニルフタル酸イミ
ド、N−ヒドロキシ−4−フェノキシカルボニルフタル
酸イミド、N−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシカルボ
ニルフタル酸イミドなどのN−ヒドロキシ−4−置換オ
キシカルボニルフタル酸イミド;N−ヒドロキシ−4,
5−ビス(メトキシカルボニル)フタル酸イミド、N−
ヒドロキシ−4,5−ビス(エトキシカルボニル)フタ
ル酸イミド、N−ヒドロキシ−4,5−ビス(ペンチル
オキシカルボニル)フタル酸イミド、N−ヒドロキシ−
4,5−ビス(ヘキシルオキシカルボニル)フタル酸イ
ミド、N−ヒドロキシ−4,5−ビス(オクチルオキシ
カルボニル)フタル酸イミド、N−ヒドロキシ−4,5
−ビス(デシルオキシカルボニル)フタル酸イミド、N
−ヒドロキシ−4,5−ビス(ドデシルオキシカルボニ
ル)フタル酸イミド、N−ヒドロキシ−4,5−ビス
(テトラデシルオキシカルボニル)フタル酸イミド、N
−ヒドロキシ−4,5−ビス(ヘキサデシルオキシカル
ボニル)フタル酸イミド、N−ヒドロキシ−4,5−ビ
ス(オクタデシルオキシカルボニル)フタル酸イミド、
N−ヒドロキシ−4,5−ビス(シクロペンチルオキシ
カルボニル)フタル酸イミド、N−ヒドロキシ−4,5
−ビス(シクロヘキシルオキシカルボニル)フタル酸イ
ミド、N−ヒドロキシ−4,5−ビス(フェノキシカル
ボニル)フタル酸イミド、N−ヒドロキシ−4,5−ビ
ス(ベンジルオキシカルボニル)フタル酸イミドなどの
N−ヒドロキシ−4,5−ビス(置換オキシカルボニ
ル)フタル酸イミドなどが挙げられる。
【0019】前記イミド化合物は、慣用のイミド化反
応、例えば、対応する酸無水物とヒドロキシルアミン
(NH2OH)とを反応させ、酸無水物基の開環及び閉
環を経てイミド化する方法により調製できる。
【0020】前記酸無水物には、例えば、無水コハク
酸、無水マレイン酸などの飽和又は不飽和脂肪族ジカル
ボン酸無水物、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒド
ロ無水フタル酸(1,2−シクロヘキサンジカルボン酸
無水物)、1,2,3,4−シクロヘキサンテトラカル
ボン酸1,2−無水物、メチルシクロヘキセントリカル
ボン酸無水物などの飽和又は不飽和非芳香族性環状多価
カルボン酸無水物(脂環式多価カルボン酸無水物)、無
水ヘット酸、無水ハイミック酸などの橋かけ環式多価カ
ルボン酸無水物(脂環式多価カルボン酸無水物)、無水
フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、テトラクロロ無
水フタル酸、無水ニトロフタル酸、無水トリメリット
酸、無水ピロメリット酸、無水メリット酸、2,3−ナ
フタレンジカルボン酸無水物、2,3;6,7−ナフタ
レンテトラカルボン酸二無水物などの芳香族多価カルボ
ン酸無水物が含まれる。
【0021】特に好ましいイミド化合物は、脂環式多価
カルボン酸無水物又は芳香族多価カルボン酸無水物、な
かでも芳香族多価カルボン酸無水物から誘導されるN−
ヒドロキシイミド化合物、例えば、N−ヒドロキシフタ
ル酸イミドなどが含まれる。式(1)で表されるイミド
化合物は、単独で又は2種以上組み合わせて使用でき
る。前記イミド化合物は反応系内で生成させてもよい。
【0022】前記イミド化合物の使用量は、広い範囲で
選択でき、例えば、式(2)で表されるアリールアルキ
ル炭化水素1モルに対して0.0001〜1モル、好ま
しくは0.001〜0.5モル、さらに好ましくは0.
01〜0.1モル程度である。
【0023】[助触媒]本発明では、前記イミド化合物
触媒に加えて助触媒を用いることもできる。助触媒とし
て遷移金属化合物が挙げられる。前記イミド化合物触媒
と遷移金属化合物とを併用することにより反応速度や反
応の選択性を向上させることができる。
【0024】遷移金属化合物を構成する金属元素として
は、特に限定されないが、好ましくは、周期表3族元素
(Sc、ランタノイド元素、アクチノイド元素など)、
4族元素(Ti、Zr、Hfなど)、5族元素(Vな
ど)、6族元素(Cr、Mo、Wなど)、7族元素(M
nなど)、8族元素(Fe、Ruなど)、9族元素(C
o、Rhなど)、10族元素(Ni、Pd、Ptな
ど)、11族元素(Cuなど)などが挙げられる。これ
らの中でも、金属元素として銅が好ましい。金属元素の
原子価は特に制限されず、例えば0〜6価程度である。
【0025】遷移金属化合物としては、前記金属元素の
単体、水酸化物、酸化物(複合酸化物を含む)、ハロゲ
ン化物(フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物)、オキ
ソ酸塩(例えば、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ホウ酸
塩、炭酸塩など)、イソポリ酸の塩、ヘテロポリ酸の塩
などの無機化合物;有機酸塩(例えば、酢酸塩、プロピ
オン酸塩、青酸塩、ナフテン酸塩、オクタン酸塩、ステ
アリン酸塩など)、錯体などの有機化合物が挙げられ
る。
【0026】遷移金属化合物の具体例としては、例え
ば、銅化合物を例にとると、水酸化銅、酸化銅、塩化
銅、臭化銅、硝酸銅、硫酸銅、リン酸銅などの無機化合
物;酢酸銅、ナフテン酸銅、オクタン酸銅、ステアリン
酸銅などの有機酸塩;銅アセチルアセトナトなどの錯体
等の1価又は2価の銅化合物などが挙げられる。遷移金
属化合物は単独で又は2種以上組み合わせて使用でき
る。
【0027】遷移金属化合物の使用量は、基質であるア
リールアルキル炭化水素1モルに対して、0.0000
001〜0.1モル、好ましくは0.0000005〜
0.005モル、さらに好ましくは0.000001〜
0.001モル程度である。また、前記遷移金属化合物
の使用量は、前記イミド化合物1モルに対して、例えば
0.00001〜10モル程度、好ましくは0.000
1〜1モル程度である。
【0028】本発明では、また、必要に応じて、アルカ
リ金属又はアルカリ土類金属を含む塩基性化合物の存在
下で反応を行ってもよい。このような塩基性化合物を反
応系に存在させることにより、反応速度や反応の選択性
を向上させることができる。前記塩基性化合物の例とし
て、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のア
ルカリ金属水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等
のアルカリ金属炭酸塩;炭酸水素ナトリウム、炭酸水素
カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩;水酸化マグネシ
ウム、水酸化バリウム等のアルカリ土類金属水酸化物;
炭酸マグネシウム、炭酸バリウム等のアルカリ土類金属
炭酸塩;酸化マグネシウム、酸化バリウム等のアルカリ
土類金属酸化物などが挙げられる。これらの塩基性化合
物の中でも、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウムな
どのアルカリ土類金属(特に、マグネシウム)を含む塩
基性化合物(水酸化物、酸化物等)が好ましい。
【0029】前記塩基性化合物の使用量は、基質である
アリールアルキル炭化水素100重量部に対して、例え
ば0.0001〜10重量部、好ましくは0.1〜8重
量部程度である。
【0030】[アリールアルキル炭化水素]本発明で
は、基質として前記式(2)で表されるアリールアルキ
ル炭化水素(アリールアルカン類)を用いる。式(2)
中、Y、Zにおけるアルキル基としては、例えば、メチ
ル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブ
チル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、
オクチル、デシル基などが挙げられる。これらの中で
も、メチル、エチル、プロピル基などのC1-4アルキル
基が好ましく、特にメチル基が好ましい。また、Y及び
Zのうち少なくとも一方はアルキル基であるのが好まし
く、Y及びZがともにアルキル基であるのがより好まし
い。
【0031】前記式(2)中、Arにおける芳香族炭化
水素基としては、特に限定されないが、例えば、ベンゼ
ン、ナフタレン、ビフェニル、ジフェニールエーテル等
から導かれるn価の芳香族炭化水素基などが挙げられ
る。好ましい芳香族炭化水素基は、ベンゼン又はナフタ
レンから導かれるn価の芳香族炭化水素基である。芳香
族炭化水素基の芳香環は置換基を有していてもよい。
【0032】前記式(2)で表されるアリールアルキル
炭化水素の代表的な例として、クメン;シメン;m−ジ
イソプロピルベンゼン、p−ジイソプロピルベンゼン等
のジイソプロピルベンゼン;1,3,5−トリイソプロ
ピルベンゼン等のトリイソプロピルベンゼン;エチルベ
ンゼン;s−ブチルエチルベンゼン;イソプロピルナフ
タレン;2,6−ジイソプロピルナフタレン等のジイソ
プロピルナフタレン;イソプロピルビフェニル;4,
4′−ジイソプロピルビフェニル等のジイソプロピルビ
フェニルなどが挙げられる。アリールアルキル炭化水素
は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
【0033】[反応]本発明では、前記式(2)で表さ
れるアリールアルキル炭化水素を25〜70℃の温度条
件下、分子状酸素により酸化して、対応するアリールア
ルキルヒドロペルオキシドを生成させる。
【0034】反応温度が25℃未満の場合は、反応速度
が遅く、工業的に効率よくアリールアルキルペルオキシ
ドを製造することができない。また、反応温度が70℃
を超えると、アリールアルキルヒドロペルオキシドの選
択率が大幅に低下する。反応温度は、好ましくは40〜
60℃の範囲である。反応圧力は、特に限定されず、常
圧、加圧、減圧下の何れで反応を行ってもよい。
【0035】反応は溶媒の存在下又は不存在下で行われ
る。溶媒としては、例えば、アセトニトリル、プロピオ
ニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル類;ホルムア
ミド、アセトアミド、ジメチルホルムアミド(DM
F)、ジメチルアセトアミドなどのアミド類;酢酸エチ
ル、酢酸ブチルなどのエステル類;ヘキサン、オクタン
などの脂肪族炭化水素;クロロホルム、ジクロロメタ
ン、ジクロロエタン、四塩化炭素、クロロベンゼン、ト
リフルオロメチルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素;
ニトロベンゼン、ニトロメタン、ニトロエタンなどのニ
トロ化合物;これらの混合溶媒など挙げられる。好まし
い溶媒には、ニトリル類、エステル類が含まれる。
【0036】分子状酸素としては、特に制限されず、純
粋な酸素を用いてもよく、また、操作性や安全性を高め
るため、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素などの
不活性ガスで希釈した酸素(空気を含む)を使用しても
よい。酸素の使用量は、基質であるアリールアルキル炭
化水素1モルに対して、通常0.5モル以上(例えば、
1モル以上)、好ましくは1〜100モル、さらに好ま
しくは2〜50モル程度である。基質に対して過剰モル
の酸素を用いる場合が多い。反応は、酸素の存在下又は
酸素の流通下、回分式、半回分式、連続式などの慣用の
方法により行うことができる。
【0037】反応により、対応するアリールアルキルヒ
ドロペルオキシドが生成する。なお、nが2の場合に
は、対応するモノヒドロペルオキシドのほか、ジヒドロ
ペルオキシドが、また、nが3の場合には、対応するモ
ノヒドロペルオキシドのほか、ジヒドロペルオキシド、
トリヒドロペルオキシドがそれぞれ生成しうる。これら
の生成物の比率は、酸素使用量、反応温度、反応圧力、
反応時間等の反応条件を調整することによりコントロー
ルできる。反応終了後、反応生成物は、例えば、濾過、
濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラ
フィーなどの分離手段により分離精製できる。
【0038】
【発明の効果】本発明の方法によれば、特定のイミド化
合物触媒存在下、特定の条件下で反応を行うので、アリ
ールアルキル炭化水素と分子状酸素から対応するアリー
ルアルキルヒドロペルオキシドを速い反応速度で、しか
も高い選択率で製造することができる。また、温和な条
件下で、アリールアルキル炭化水素から対応するアリー
ルアルキルヒドロペルオキシドを効率よく製造できる。
【0039】
【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定
されるものではない。
【0040】実施例1 クメン1.2g(10ミリモル)、N−ヒドロキシフタ
ルイミド0.082g(0.5ミリモル)、酢酸銅(I
I)0.0002g(0.001ミリモル)、アセトニ
トリル1.2g、及び酸化マグネシウム(MgO)0.
065g(1.6ミリモル)の混合物を、酸素雰囲気下
(1気圧=0.1MPa)、50℃で6時間撹拌した。
反応液中の生成物をヨードメトリー及びガスクロマトグ
ラフィーにより調べたところ、クメンの転化率は98%
であり、クメンヒドロペルオキシドが89%の収率で生
成していた。
【0041】実施例2 p−ジイソプロピルベンゼン3.2g(20ミリモ
ル)、N−ヒドロキシフタルイミド0.16g(1ミリ
モル)、酢酸銅(II)0.0002g(0.001ミリ
モル)、アセトニトリル3.2g、及び酸化マグネシウ
ム(MgO)0.13g(3.2ミリモル)の混合物
を、酸素雰囲気下(1気圧=0.1MPa)、50℃で
5時間撹拌した。反応液中の生成物をヨードメトリー及
びガスクロマトグラフィーにより調べたところ、p−ジ
イソプロピルベンゼンの転化率は98%であり、p−ジ
イソプロピルベンゼンジヒドロペルオキシドが80%、
p−ジイソプロピルベンゼンモノヒドロペルオキシドが
12%の収率で生成していた。
【0042】実施例3 1,3,5−トリイソプロピルベンゼン2.0g(10
ミリモル)、N−ヒドロキシフタルイミド0.08g
(0.5ミリモル)、酢酸銅(II)0.0010g
(0.005ミリモル)、アセトニトリル2.0g、及
び酸化マグネシウム(MgO)0.10g(2.5ミリ
モル)の混合物を、酸素雰囲気下(1気圧=0.1MP
a)、50℃で9時間撹拌した。反応液中の生成物をヨ
ードメトリー及びガスクロマトグラフィーにより調べた
ところ、1,3,5−トリイソプロピルベンゼンの転化
率は100%であり、1,3,5−トリイソプロピルベ
ンゼントリヒドロペルオキシドが56%、1,3,5−
トリイソプロピルベンゼンジヒドロペルオキシドが18
%、1,3,5−トリイソプロピルベンゼンモノヒドロ
ペルオキシドが1%の収率で生成していた。
【0043】実施例4 p−ジイソプロピルベンゼン3.2g(20ミリモ
ル)、N−ヒドロキシフタルイミド0.16g(1ミリ
モル)、酢酸銅(II)0.0002g(0.001ミリ
モル)、アセトニトリル3.2g、及び酸化マグネシウ
ム(MgO)0.13g(3.2ミリモル)の混合物
を、酸素雰囲気下(1気圧=0.1MPa)、40℃で
5時間撹拌した。反応液中の生成物をヨードメトリー及
びガスクロマトグラフィーにより調べたところ、p−ジ
イソプロピルベンゼンの転化率は99%であり、p−ジ
イソプロピルベンゼンジヒドロペルオキシドが61%、
p−ジイソプロピルベンゼンモノヒドロペルオキシドが
38%の収率で生成していた。
【0044】実施例5 p−ジイソプロピルベンゼン3.2g(20ミリモ
ル)、N−ヒドロキシフタルイミド0.16g(1ミリ
モル)、酢酸銅(II)0.0002g(0.001ミリ
モル)、アセトニトリル3.2g、及び酸化マグネシウ
ム(MgO)0.13g(3.2ミリモル)の混合物
を、酸素雰囲気下(1気圧=0.1MPa)、60℃で
5時間撹拌した。反応液中の生成物をヨードメトリー及
びガスクロマトグラフィーにより調べたところ、p−ジ
イソプロピルベンゼンの転化率は100%であり、p−
ジイソプロピルベンゼンジヒドロペルオキシドが71
%、p−ジイソプロピルベンゼンモノヒドロペルオキシ
ドが13%の収率で生成していた。
【0045】実施例6 p−ジイソプロピルベンゼン3.2g(20ミリモ
ル)、N−ヒドロキシフタルイミド0.16g(1ミリ
モル)、酢酸銅(II)0.0002g(0.001ミリ
モル)、及びアセトニトリル3.2gの混合物を、酸素
雰囲気下(1気圧=0.1MPa)、50℃で5時間撹
拌した。反応液中の生成物をヨードメトリー及びガスク
ロマトグラフィーにより調べたところ、p−ジイソプロ
ピルベンゼンの転化率は100%であり、p−ジイソプ
ロピルベンゼンジヒドロペルオキシドが62%、p−ジ
イソプロピルベンゼンモノヒドロペルオキシドが22%
の収率で生成していた。
【0046】実施例7 p−ジイソプロピルベンゼン3.2g(20ミリモ
ル)、N−ヒドロキシフタルイミド0.16g(1ミリ
モル)、アセトニトリル3.2gの混合物を、酸素雰囲
気下(1気圧=0.1MPa)、50℃で5時間撹拌し
た。反応液中の生成物をヨードメトリー及びガスクロマ
トグラフィーにより調べたところ、p−ジイソプロピル
ベンゼンの転化率は61%であり、p−ジイソプロピル
ベンゼンジヒドロペルオキシドが9%、p−ジイソプロ
ピルベンゼンモノヒドロペルオキシドが52%の収率で
生成していた。
【0047】実施例8 p−ジイソプロピルベンゼン3.2g(20ミリモ
ル)、N−ヒドロキシフタルイミド0.16g(1ミリ
モル)、酢酸コバルト(II)0.0006g(0.00
3ミリモル)、アセトニトリル3.2g、及び酸化マグ
ネシウム(MgO)0.13g(3.2ミリモル)の混
合物を、酸素雰囲気下(1気圧=0.1MPa)、50
℃で5時間撹拌した。反応液中の生成物をヨードメトリ
ー及びガスクロマトグラフィーにより調べたところ、p
−ジイソプロピルベンゼンの転化率は61%であり、p
−ジイソプロピルベンゼンジヒドロペルオキシドが10
%、p−ジイソプロピルベンゼンモノヒドロペルオキシ
ドが51%の収率で生成していた。
【0048】比較例1 p−ジイソプロピルベンゼン3.2g(20ミリモ
ル)、N−ヒドロキシフタルイミド0.16g(1ミリ
モル)、酢酸銅(II)0.0002g(0.001ミリ
モル)、アセトニトリル3.2g、及び酸化マグネシウ
ム(MgO)0.13g(3.2ミリモル)の混合物
を、酸素雰囲気下(1気圧=0.1MPa)、75℃で
5時間撹拌した。反応液中の生成物をヨードメトリー及
びガスクロマトグラフィーにより調べたところ、p−ジ
イソプロピルベンゼンの転化率は100%であり、p−
ジイソプロピルベンゼンジヒドロペルオキシドが37
%、p−ジイソプロピルベンゼンモノヒドロペルオキシ
ドが18%の収率で生成していた。
【0049】比較例2 p−ジイソプロピルベンゼン3.2g(20ミリモ
ル)、N−ヒドロキシフタルイミド0.16g(1ミリ
モル)、酢酸銅(II)0.0002g(0.001ミリ
モル)、ベンゾニトリル3.2g、及び酸化マグネシウ
ム(MgO)0.13g(3.2ミリモル)の混合物
を、酸素雰囲気下(1気圧=0.1MPa)、100℃
で3時間撹拌した。反応液中の生成物をヨードメトリー
及びガスクロマトグラフィーにより調べたところ、p−
ジイソプロピルベンゼンの転化率は84%であり、p−
ジイソプロピルベンゼンジヒドロペルオキシドが12
%、p−ジイソプロピルベンゼンモノヒドロペルオキシ
ドが28%の収率で生成していた。
【0050】比較例3 p−ジイソプロピルベンゼン3.2g(20ミリモ
ル)、N−ヒドロキシフタルイミド0.16g(1.0
ミリモル)、酢酸銅(II)0.0002g(0.001
ミリモル)、炭酸ナトリウム0.016g(0.15ミ
リモル)の混合物を、酸素雰囲気下(1気圧=0.1M
Pa)、100℃で3時間撹拌した。反応液中の生成物
をヨードメトリー及びガスクロマトグラフィーにより調
べたところ、p−ジイソプロピルベンゼンの転化率は7
3%であり、p−ジイソプロピルベンゼンジヒドロペル
オキシドが6%、p−ジイソプロピルベンゼンモノヒド
ロペルオキシドが30%の収率で生成していた。
【0051】比較例4 p−ジイソプロピルベンゼン3.2g(20ミリモ
ル)、酢酸銅(II)0.0002g(0.001ミリモ
ル)、ベンゾニトリル3.2g、及び酸化マグネシウム
(MgO)0.13g(3.2ミリモル)の混合物を、
酸素雰囲気下(1気圧=0.1MPa)、50℃で3時
間撹拌した。反応液中の生成物をヨードメトリー及びガ
スクロマトグラフィーにより調べたところ、p−ジイソ
プロピルベンゼンの転化率は32%であり、p−ジイソ
プロピルベンゼンジヒドロペルオキシドが2%、p−ジ
イソプロピルベンゼンモノヒドロペルオキシドが29%
の収率で生成していた。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記式(1) 【化1】 (式中、R1及びR2は、同一又は異なって、水素原子、
    ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキ
    ル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル
    基、置換オキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキ
    シ基を示し、R1及びR2は互いに結合して二重結合、又
    は芳香族性若しくは非芳香族性の環を形成してもよい。
    Xは酸素原子又はヒドロキシル基を示す。前記R1
    2、又はR1及びR2が互いに結合して形成された二重
    結合又は芳香族性若しくは非芳香族性の環には、上記式
    (1)中に示されるN−置換環状イミド基がさらに1又
    は2個形成されていてもよい)で表されるN−ヒドロキ
    シ又はN−オキソ環状イミド骨格を有するイミド化合物
    触媒の存在下、下記式(2) 【化2】 (式中、Y及びZは、同一又は異なって、水素原子又は
    アルキル基を示し、nは1〜3の整数を示し、Arはn
    価の芳香族炭化水素基を示す)で表されるアリールアル
    キル炭化水素を、25〜70℃の温度で、分子状酸素に
    より酸化して対応するアリールアルキルヒドロペルオキ
    シドを得ることを特徴とするアリールアルキルヒドロペ
    ルオキシドの製造方法。
  2. 【請求項2】 式(2)で表されるアリールアルキル炭
    化水素が、クメン、シメン、ジイソプロピルベンゼン、
    トリイソプロピルベンゼン、イソプロピルナフタレン、
    ジイソプロピルナフタレン、イソプロピルビフェニル、
    ジイソプロピルビフェニル、又はこれらの混合物である
    請求項1記載のアリールアルキルヒドロペルオキシドの
    製造方法。
  3. 【請求項3】 遷移金属化合物を助触媒として用いる請
    求項1記載のアリールアルキルヒドロペルオキシドの製
    造方法。
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