JP2003119159A - ジアリールアルカンの製造方法 - Google Patents
ジアリールアルカンの製造方法Info
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/54—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
- C07C2/64—Addition to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C2/66—Catalytic processes
Abstract
香族化合物をスチレン誘導体によりアルキル化してジア
リールアルカンを製造する。 【解決手段】 芳香族化合物として例えばベンゼン、ト
ルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメンを用いる。
また、スチレン誘導体として例えばスチレン、メチルス
チレン等を用いる。触媒としてはZSM−12の構造を
有する合成多孔質結晶性物質を用いる。生成物ジアリー
ルアルカンの例としては,1,1−ジフェニルエタン,
1−フェニル−1−トリルエタン,1−フェニル−1−
キシリルエタンがあげられる。
Description
媒を用いてジアリールアルカンを製造するためのアルキ
ル化方法に関する。
物にスチレン類を反応させてジアリールアルカン、特に
1,1−ジアリールエタンを製造する方法は幾つか提案
されている。例えば米国特許第5073655号公報に
は、X線回折パターンにより特定されるMCM−22と
称する合成ゼオライト触媒の存在下に、スチレンのよう
なアルキル化剤でベンゼン類をアルキル化する方法が開
示されている。さらに米国特許第5866733号公報
には、合成ゼオライト触媒、とりわけβ−ゼオライトの
存在下に液相または超臨界相中で、ベンゼンにスチレン
を反応させて1,1−ジフェニルエタンを得ることが記
載されている。しかしながら、これらの合成法はアラル
キル化物への選択率が不十分な場合が多く、高い選択率
を得る条件が困難であったり、また長時間反応を継続す
ることができないなどの問題がある。
ン類とのアラルキル化反応においては、副反応としてス
チレンが単独重合してスチレンオリゴマーが生成しやす
い。これらのオリゴマーの生成はアラルキル化物の収率
を下げるばかりでなく、特に二量体の沸点が目的生成物
であるジアリールアルカンの沸点に近いため、分離およ
び精製を困難にする。さらに二量体には、例えばジフェ
ニルブテン類のようなオレフィン性二重結合を有する化
合物が含まれ、それらの不純物はアラルキル化物の熱安
定性や耐酸化性を低下させ、さらに臭気の増加を招くた
め、これらを極力低減する必要がある。しかしながら、
従来提案されている方法は必ずしもこれらの問題点につ
いて満足すべきものではなかった。
スチレン誘導体を原料としてジアリールアルカンを製造
する方法を提供するものである。この方法は芳香族化合
物とスチレン誘導体を合成多孔質結晶性触媒成分の存在
下に接触させ、アラルキル化するものである。アラルキ
ル化の条件は、温度が120℃から約300℃、圧力が
約0.1から5MPa、空間速度が約0.1から100
(hr−1)WHSVである。
M−12の構造を有する合成多孔質結晶性物質からな
る。本触媒成分は米国特許第3832449号公報、同
第4482531号公報、同第4552738号公報お
よびカナダ特許第167232号公報にその製造方法が
記載されている。これらの文献の全内容を本明細書に援
用する。なお、この結晶性物質は前記のMCM−22や
β−ゼオライトとは明確に区別されるものである。本発
明において使用する結晶性物質のZSM−12のX線回
折パターンは表1に示すような特徴を有するものであ
る。
定したものである。照射源としてCuKα二重線を用
い、シンチレーションカウンターとチャート付きペン型
記録計を備えた回折装置を用いた。ピークの高さIおよ
び、2θ(θはブラッグ角)の関数であるピークの位置
を分光計のチャートから読み取る。これから、相対強度
100I/I0(I0は最強回折線またはピークの強
度)とその記録線に対応するd(Å単位で示される結晶
面間隔)を計算した。なお、表1の相対強度の記号は、
W:弱い、M:中間、VS:非常に強い、である。Na
イオンを陽イオンとイオン交換した場合、結晶面間隔d
と相対強度の変化は多少のずれはあるが、実質的に同様
な傾向を示す。また特定の試料の珪素とアルミニウムの
比率が異なると、熱処理した場合と同様に、若干の変化
を起こす。
的に認められる範囲の化合物である。すなわち、芳香族
化合物は置換あるいは非置換の単環または多環化合物
で、少なくとも1つの水素原子が縮合または非縮合の芳
香環に直接結合しているものである。好ましい非置換芳
香族化合物としてはベンゼンやナフタレンが挙げられ
る。好ましい置換芳香族化合物としてはトルエン、キシ
レン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、n−プ
ロピルベンゼン、n−ブチルベンゼン、イソブチルベン
ゼン、クメン、tert−ブチルベンゼン、ビフェニ
ル、フェノール、クレゾールが挙げられる。
メチルスチレン、ビニルトルエンが挙げられる。中でも
好ましいのはスチレンである。
ン、トルエン、キシレンにスチレンを反応させると、そ
れぞれ1,1−ジフェニルエタン、1−フェニル−1−
トリルエタンや1−フェニル−1−キシリルエタンなど
の1,1−ジアリールエタンがアラルキル化物として得
られる。アラルキル化温度は120℃から300℃、好
ましくは150℃から250℃である。反応圧力は、反
応系が液相状態を保つ圧力とする必要がある。反応圧力
は、反応成分と反応温度によって定まるが、一般的には
0.1から5MPaが好ましい。反応圧力がこれより高
くても反応は可能であるが、圧力が高すぎると装置のコ
ストが高くなり好ましくない。
用される反応器を用いることができる。また回分式、連
続式のいずれをも用いることができる。回分式反応器を
用いる場合は、完全混合型の反応器が好ましい。連続流
通式の反応器を用いる場合、空間速度は0.1から10
0(hr−1)WHSV、好ましくは0.2から50
(hr−1)WHSVである。反応生成物は、もし必要
であればその一部を反応器に循環させてもよい。反応生
成物を蒸留してアリールアルカン化合物が得られる。
る。 <触媒> 触媒A 臭化テトラエチルアンモニウム、シリカ源としての沈降
シリカ、アルミナ源としての硫酸アルミニウム、水酸化
ナトリウム、水および少量の種結晶としてZSM−12
とからなる混合物を反応させ、結晶性ゼオライトZSM
−12を合成した。該混合物はシリカ対アルミナの比率
が約260対1であり、その組成(重量%)は以下に示
す通りである。
に加熱し、結晶化が完了するまで撹拌を続けた。生成物
はX線回折分析により結晶性ZSM−12であることを
確認した。その後、この混合物を濾過し、乾燥してケー
キ状とした。この乾燥ケーキに水とシュードベーマイト
アルミナを混合し、無水物換算で65%のZSM−12
と35%のアルミナからなる押出し加工可能なペースト
とした。このペーストを1/16インチの円筒状に押出
し、乾燥し538℃で窒素中で焼成した。さらに硝酸ア
ンモニウムで交換反応を行い、水洗し最後に538℃の
空気中で焼成し、触媒上の残留炭素を除去した。この物
質のα値は36であった。上記押出し生成物の一部を砕
き粒径が0.35から0.84mmの範囲の細粒とし、こ
れらを集めて500℃で3時間空気中で焼成し、触媒A
を得た。
オカットPB-H 1/16)を砕いて粒径0.35から0.84
mmの細粒とし、500℃で空気中で3時間焼成し、触
媒Bを得た。
カンパニー製)を粉砕し粒径0.35から0.84mmの
細粒とし、500℃で3時間空気中で焼成し、触媒Cを
得た。
式反応器Aにて、クメンとスチレンのモル比が10:1
の混合物を用いた。フィード量10g/hr、循環量5
00g/hr、圧力1MPaで連続的に反応を行った。
それぞれの触媒について、スチレン転化率が99%を超
える条件で反応温度を変えジアリールアルカン選択率の
比較を行った。なお、触媒活性が異なる場合、最適の反
応条件が著しく異なるため、単純には比較が難しいこと
がある。そこで、本実施例や比較例においては、スチレ
ン転化率がほぼ同等となる条件(反応温度は異なる)で
比較実験を行った。触媒Aは実施例1、触媒Bは比較例
1に、そして触媒Cは比較例2にそれぞれ用いた。試験
結果を表3に示す。スチレン転化率、ジアリールエタン
選択率はそれぞれ以下の式1および式2によって求め
た。なお各成分の重量%はガスクロマトグラフィー分析
によって求めた。
ンゼンとスチレンのモル比が10:1の混合物を用い
た。フィード量10g/hr、循環量500g/hr、
圧力2MPaで連続反応を行った。2種類の触媒につい
て、スチレン転化率が95%となる条件で反応温度を変
えてジアリールアルカン選択率を比較した。なお、これ
らの実施例および比較例においてスチレン転化率を約9
5%としたのは、転化率が高すぎると反応生成物の劣化
が起り易いためである。触媒Aは実施例2に、触媒Bは
比較例3に用いた。どちらの場合も、触媒充填量は2g
とした。結果を表4に示す。
し、クメンとスチレンのモル比が10:1の混合物を反
応させた。フィード量10g/hr、循環量500g/
hr、温度190〜220℃、圧力1MPaで連続反応
を行った。結果を表5に示す。
Claims (3)
- 【請求項1】 ZSM−12の構造を有する合成多孔質
結晶性物質の存在下に、液相状態で、芳香族化合物をス
チレン誘導体でアラルキル化するジアリールアルカンの
製造方法。 - 【請求項2】 前記スチレン誘導体がスチレンである請
求項1に記載のジアリールアルカンの製造方法。 - 【請求項3】 前記芳香族化合物がベンゼン、トルエ
ン、キシレン、エチルベンゼンおよびクメンからなる群
から選ばれた少なくとも1種の化合物である請求項1に
記載のジアリールアルカンの製造方法。
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