JP2005230672A - METHOD FOR ACTIVATING MOLDED BODY PROTON TYPE beta ZEOLITE - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、成型体プロトン型βゼオライトの賦活方法及びその賦活方法により得られた成型体プロトン型βゼオライト、更には得られた成型体プロトン型βゼオライトを用いて一価フェノール類を過酸化物で酸化する二価フェノール類の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for activating a shaped body proton type β zeolite, a shaped body proton type β zeolite obtained by the activation method, and further converting a monohydric phenol into a peroxide using the obtained shaped body proton type β zeolite. The present invention relates to a method for producing dihydric phenols that are oxidized at the same time.
特許文献1および特許文献2には、βゼオライトを触媒とし、一価フェノール類を酸化して二価フェノール類を製造する方法が記載されているが、これらの文献に記載されたβゼオライトは粉末のβゼオライトについて検討されたものであり、同製造を流通反応系で成型体としてβゼオライト(成型体βゼオライト)を用いることは記載されていない。
同製造を流通反応系で成型体βゼオライトを用いた場合、粉末のβゼオライトを用いたバッチ反応に比べてその収率は低下する(参考例1及び比較例2参照)。
斯かる問題を解決するため、成型体βゼオライトの賦活方法が求められていた。
成型体ゼオライトの賦活方法としては、例えば特許文献3に成型体X型ゼオライトをカルシウムイオン交換方法で賦活する方法が知られていたが、酸処理を施す賦活方法に関する報告例は無かった。
When the molded product β zeolite is used in the flow reaction system for the same production, the yield is reduced as compared to the batch reaction using powdered β zeolite (see Reference Example 1 and Comparative Example 2).
In order to solve such a problem, there has been a demand for a method for activating the molded β zeolite.
As a method for activating a molded zeolite, for example, Patent Document 3 discloses a method of activating a molded X-type zeolite by a calcium ion exchange method.
本発明の課題は、成型体プロトン型βゼオライトの賦活方法及びこの賦活方法により得られる高活性の成型体プロトン型βゼオライトを提供すること、更には得られた成型体プロトン型βゼオライトを用いて一価フェノール類を過酸化物で酸化する二価フェノール類の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for activating a shaped body proton type β zeolite, a highly active shaped body proton type β zeolite obtained by the activation method, and further using the obtained shaped body proton type β zeolite. It is to provide a method for producing dihydric phenols by oxidizing monohydric phenols with a peroxide.
本発明者らは、前記の課題を解決するために検討した結果、成型体プロトン型βゼオライトの賦活方法及びこの賦活方法により得られた高活性の成型体プロトン型βゼオライト、更には、得られた成型体プロトン型βゼオライトを用いて一価フェノール類を過酸化物で酸化して、高収率で二価フェノール類を製造する製造方法を見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は次のとおりである。
As a result of investigations to solve the above problems, the inventors of the present invention have obtained a method for activating a molded proton-type β zeolite, a highly active molded proton-type β zeolite obtained by this activation method, and further obtaining The present invention was completed by finding a production method for producing dihydric phenols in high yield by oxidizing monohydric phenols with peroxides using the molded proton-type β zeolite.
That is, the present invention is as follows.
第一の発明はAl:Si(原子比)が1:5〜1:10000である成型体プロトン型βゼオライトをpHが0から6の酸性水溶液に浸漬し、次いで、水洗した後、乾燥し、更に焼成処理する成型体プロトン型βゼオライトの賦活方法に関するものである。 In the first invention, Al: Si (atomic ratio) of 1: 5 to 1: 10000 shaped proton proton-type zeolite is immersed in an acidic aqueous solution having a pH of 0 to 6, then washed with water and dried. Further, the present invention relates to a method for activating the molded proton-type β zeolite to be fired.
第二の発明は第一の発明により得られる成型体プロトン型βゼオライトに関するものである。 The second invention relates to the shaped proton-type β zeolite obtained by the first invention.
第三の発明は、ケトンの存在下、第二の発明の成型体プロトン型βゼオライトを用いて、一価フェノール類を過酸化物で酸化する二価フェノール類の製造方法に関するものである。 3rd invention is related with the manufacturing method of the bihydric phenol which oxidizes monohydric phenol with a peroxide using the shaping | molding body proton-type beta zeolite of 2nd invention in presence of a ketone.
本発明の成型体プロトン型βゼオライトの賦活方法は、成型体βゼオライトを酸性水溶液に浸漬する簡便な方法であり、得られる成型体βゼオライトは、一価フェノール類を過酸化物で酸化する二価フェノール類の流通系の製造に用いることで高収率に二価フェノールを製造することができる。また、同製造において定常反応収率が得られるまでの時間を短縮することができる。 The method for activating the shaped body proton type β zeolite of the present invention is a simple method of immersing the shaped body β zeolite in an acidic aqueous solution, and the obtained shaped body β zeolite oxidizes monohydric phenols with a peroxide. A dihydric phenol can be produced in a high yield by using it for the production of a distribution system of dihydric phenols. Further, the time until a steady reaction yield is obtained in the production can be shortened.
以下に本発明について詳しく説明する。
第一の発明に用いられる成型体プロトン型βゼオライトは、成型体βゼオライトを、pHが0から6の酸性水溶液に浸漬し、次いで、水洗した後、乾燥し、更に焼成処理して得られる。
The present invention is described in detail below.
The shaped proton β-zeolite used in the first invention is obtained by immersing the shaped β-zeolite in an acidic aqueous solution having a pH of 0 to 6, followed by washing with water, drying, and further firing.
ここで、成型体βゼオライトとしては、βゼオライトのAl:Si(原子比)が1:5〜1:10000である成型体βゼオライトが好ましく使用される。なお、この比率は、βゼオライトの原料であるSi化合物とAl化合物、例えば珪酸ナトリウムとアルミン酸ナトリウムの組成で制御可能である。 Here, as the molded β zeolite, a molded β zeolite in which Al: Si (atomic ratio) of the β zeolite is 1: 5 to 1: 10000 is preferably used. This ratio can be controlled by the composition of Si compound and Al compound, which are raw materials for β zeolite, such as sodium silicate and sodium aluminate.
この成型体βゼオライトとしては、本発明の酸性水溶液による処理が施されていない成型体プロトン型βゼオライト、成型体アンモニウムイオン交換型βゼオライト、又は成型体アルカリ金属イオン交換型βゼオライト等を使用することができる。 As this molded product β zeolite, a molded product proton type β zeolite, a molded product ammonium ion exchange type β zeolite, or a molded product alkali metal ion exchange type β zeolite which has not been treated with the acidic aqueous solution of the present invention is used. be able to.
ここで、酸性水溶液による処理が施されていない成型体プロトン型βゼオライトとしては、市販のものを用いてもよいが、市販の粉末プロトン型βゼオライトを一般的な方法、例えば非特許文献4の方法により成型してもよい。なお、原料の粉末プロトン型βゼオライト自身は、例えば非特許文献5に記載の方法により調製された粉末プロトン型βゼオライトを使用することができる。
Here, as the molded proton-type β zeolite that has not been treated with an acidic aqueous solution, a commercially available product may be used, but a commercially available powdered proton-type β zeolite may be obtained by a general method such as that described in Non-Patent
また、成型体アンモニウムイオン交換型βゼオライトとしては、市販のものを使用することができる。更に、成型体アルカリ金属イオン交換型βゼオライトとしては、プロトン型βゼオライトをナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の硝酸塩、塩酸塩又は硫酸塩などの水溶液(アルカリ金属イオン含有水溶液)に浸漬処理する非特許文献6に記載の方法により調製することができる。
Moreover, as a molded object ammonium ion exchange type | mold beta zeolite, a commercially available thing can be used. Further, as a molded product alkali metal ion exchange type β zeolite, non-patented is to immerse proton type β zeolite in an aqueous solution (alkali metal ion-containing aqueous solution) of alkali metal nitrate, hydrochloride or sulfate such as sodium and potassium. It can be prepared by the method described in
これらの成型体βゼオライトのうちでは、本発明の酸性水溶液による処理が施されていない成型体プロトン型βゼオライトが好適に用いられる。 Of these molded β zeolites, a molded proton β zeolite that has not been treated with the acidic aqueous solution of the present invention is preferably used.
成型体βゼオライトに用いられる成型剤としてはアルミナ、シリカ、モンモリロナイトなどが好適に用いられ、この成型剤に対するβゼオライトとの重量比は1:100〜1:1である。 Alumina, silica, montmorillonite and the like are preferably used as the molding agent used for the molded β zeolite, and the weight ratio of β zeolite to the molding agent is 1: 100 to 1: 1.
本発明の酸性水溶液で使用される酸としては、特に制限されないが、脂肪族カルボン酸(蟻酸、酢酸、プロピオン酸、クエン酸等)、芳香族カルボン酸(安息香酸等)、アミノ酸(アスパラギン酸、グルタミン酸等)、又はスルホン酸(トリフルオロメチルスルホン酸等)などの有機酸、或は無機酸(硝酸、燐酸、弗酸、塩酸、硫酸等)が挙げられる。このうち無機酸が好ましく、更には硝酸が好ましい。 The acid used in the acidic aqueous solution of the present invention is not particularly limited, but aliphatic carboxylic acids (formic acid, acetic acid, propionic acid, citric acid, etc.), aromatic carboxylic acids (benzoic acid, etc.), amino acids (aspartic acid, Organic acids such as glutamic acid) or sulfonic acids (such as trifluoromethylsulfonic acid), or inorganic acids (such as nitric acid, phosphoric acid, hydrofluoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid). Of these, inorganic acids are preferable, and nitric acid is more preferable.
前記酸性水溶液としては、pH0〜6に調整されたものが使用される。また、使用量は、前記成型体βゼオライトが充分に浸漬する量であれば良く、特に限定されない。 As the acidic aqueous solution, one adjusted to pH 0-6 is used. Further, the amount used is not particularly limited as long as the molded body β zeolite is sufficiently immersed.
成型体βゼオライトの酸性水溶液への浸漬温度は、室温から120℃の範囲であり、好ましくは40〜90℃である。
また、浸漬時間は1〜12時間である。
The immersion temperature of the molded β zeolite in the acidic aqueous solution is in the range of room temperature to 120 ° C, preferably 40 to 90 ° C.
The immersion time is 1 to 12 hours.
次に、酸性水溶液に浸漬された成型体βゼオライトは、取り出されて、洗液が中性になるまで水洗される。ここで取り出し方法は、特に限定されないが、例えば、濾過、デカンテーション等の方法によって行われる。また、水洗に使用される水としては、イオン交換水が好ましい。 Next, the molded β zeolite immersed in the acidic aqueous solution is taken out and washed with water until the washing solution becomes neutral. Here, the extraction method is not particularly limited, and for example, it is performed by a method such as filtration or decantation. Moreover, as water used for water washing, ion-exchange water is preferable.
前記の水洗された成型体βゼオライトは乾燥される。
乾燥の温度範囲は、90〜150℃である。乾燥時間は、前記成型体βゼオライトの量によるが、1時間〜2日である。
The water-washed molded β zeolite is dried.
The temperature range for drying is 90 to 150 ° C. The drying time is 1 hour to 2 days, depending on the amount of the molded β zeolite.
この乾燥後、前記成型体βゼオライトは焼成処理される。焼成の温度範囲は、350〜950℃であるが、450〜850℃が好ましい。
焼成時間は、1〜24時間である。
After the drying, the molded β zeolite is calcined. Although the temperature range of baking is 350-950 degreeC, 450-850 degreeC is preferable.
The firing time is 1 to 24 hours.
上記賦活方法で得られる成型体プロトン型βゼオライトの、拡散反射IRのスペクトルを図2に示す。賦活処理を施していない成型体プロトン型βゼオライトの拡散反射IRのスペクトル(図3)に比べて、3780cm−1の吸収が弱いことが観察される。 FIG. 2 shows the spectrum of diffuse reflection IR of the shaped proton type β zeolite obtained by the above activation method. It is observed that the absorption at 3780 cm −1 is weaker than the spectrum of diffuse reflection IR of the molded proton-type β zeolite not subjected to the activation treatment (FIG. 3).
第一の発明の賦活方法で得られる成型体プロトン型βゼオライトは、ケトンの存在下、一価フェノール類を過酸化物で酸化する二価フェノール類の製造において好適に使用される。 The shaped proton-type β zeolite obtained by the activation method of the first invention is suitably used in the production of dihydric phenols that oxidize monohydric phenols with peroxides in the presence of ketones.
ここで使用される一価フェノールとしては、例えば、フェノール、一価モノアルキルフェノール、一価ハロゲン化フェノール、一価ポリアルキルフェノールが挙げられる。 Examples of the monohydric phenol used here include phenol, monovalent monoalkylphenol, monovalent halogenated phenol, and monovalent polyalkylphenol.
一価モノアルキルフェノールが有するアルキル基としては、直鎖又は分岐状の炭素原子数1〜6個のアルキル基が挙げられる。アルキル基の位置は、反応に関与しなければ特に限定されない。これら化合物としては、例えば、o−,m−又はp−クレゾール、o−,m−又はp−エチルフェノール、o−プロピルフェノール、p−イソプロピルフェノール、m−ブチルフェノール、p−イソブチルフェノール、p−t−ブチルフェノール、m−イソブチルフェノール、p−ペンチルフェノール、p−ヘキシルフェノールが挙げられる。 Examples of the alkyl group possessed by the monovalent monoalkylphenol include linear or branched alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms. The position of the alkyl group is not particularly limited as long as it does not participate in the reaction. These compounds include, for example, o-, m- or p-cresol, o-, m- or p-ethylphenol, o-propylphenol, p-isopropylphenol, m-butylphenol, p-isobutylphenol, pt -Butylphenol, m-isobutylphenol, p-pentylphenol, p-hexylphenol.
一価ハロゲン化フェノールが有するハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。ハロゲン原子の数及び位置は、反応に関与しなければ特に限定されない。これら化合物としては、例えば、o−,m−又はp−フルオロフェノール、o−,m−又はp−クロロフェノール、o−,m−又はp−ブロモフェノール、o−,m−又はp−ヨウ化フェノール、2,3−、2,4−、2,5−、2,6−、3,4−又は3,5−ジクロロフェノール、2,3−、2,4−、2,5−、2,6−、3,4−又は3,5−ジブロモロフェノール、2,3,4−、2,3,5−、2,3,6−、2,4,5−、2,4,6−又は3,4,5−トリクロロフェノールが挙げられる。 Examples of the halogen atom possessed by the monovalent halogenated phenol include fluorine, chlorine, bromine and iodine. The number and position of halogen atoms are not particularly limited as long as they are not involved in the reaction. These compounds include, for example, o-, m- or p-fluorophenol, o-, m- or p-chlorophenol, o-, m- or p-bromophenol, o-, m- or p-iodination. Phenol, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- or 3,5-dichlorophenol, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2 , 6-, 3,4- or 3,5-dibromophenol, 2,3,4-, 2,3,5-, 2,3,6-, 2,4,5-, 2,4,6 -Or 3,4,5-trichlorophenol.
一価ポリアルキルフェノールが有するアルキル基としては、直鎖又は分岐状の炭素原子数1〜6個のアルキル基が挙げられる。アルキル基の数及び位置は、反応に関与しなければ特に限定されない。これら化合物としては、例えば、2,3−、2,4−、2,5−、2,6−、3,5−又は3,4−ジメチルフェノール、2,3,4−、2,3,5−、2,3,6−又は3,4,5−トリメチルフェノール、2,4,5−トリメチルフェノール、2,3,4,5−又は2,3,5,6−テトラメチルフェノール、2−エチル−3−メチルフェノール、3−t−ブチル−4−メチルフェノール、2−イソプロピル−5−メチルフェノール、2−ペンチル−6−メチルフェノール、3−ヘキシル−5−メチルフェノールが挙げられる。 Examples of the alkyl group that the monovalent polyalkylphenol has include a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The number and position of alkyl groups are not particularly limited as long as they do not participate in the reaction. Examples of these compounds include 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,5- or 3,4-dimethylphenol, 2,3,4-, 2,3, 5-, 2,3,6- or 3,4,5-trimethylphenol, 2,4,5-trimethylphenol, 2,3,4,5- or 2,3,5,6-tetramethylphenol, 2 -Ethyl-3-methylphenol, 3-t-butyl-4-methylphenol, 2-isopropyl-5-methylphenol, 2-pentyl-6-methylphenol, 3-hexyl-5-methylphenol.
本発明の成型体プロトン型βゼオライトを用いた二価フェノールの製法において使用されるケトンとしては、例えば、モノケトン、ジケトンが挙げられる。モノケトンとしては、非環式又は環式モノケトンが挙げられる。非環式モノケトンとしては、例えば、炭素原子数3〜20個、好ましくは3〜10個の直鎖状又は分岐状脂肪族モノケトンや芳香族モノケトンを挙げることができる。これら化合物の水素原子はハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子)で置換されてもよい。ハロゲン原子の数及び位置は、反応に関与しなければ特に限定されない。 Examples of the ketone used in the method for producing a dihydric phenol using the molded proton-type β zeolite of the present invention include monoketones and diketones. Monoketones include acyclic or cyclic monoketones. Examples of the acyclic monoketone include linear or branched aliphatic monoketone and aromatic monoketone having 3 to 20 carbon atoms, preferably 3 to 10 carbon atoms. The hydrogen atom of these compounds may be substituted with a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom or iodine atom). The number and position of halogen atoms are not particularly limited as long as they are not involved in the reaction.
直鎖状脂肪族モノケトンとしては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、2−オクタノン、2−ノナノン、3−デカンノン、6−ウンデカノン、2−トリデカノン、7−トリデカノン、2−テトラデカノン、2−ペンタデカノン、2−ヘキサデカノン、2−ヘプタデカノン、3−オクタデカノン、4−ノナデカノン、1−クロロ−2−プロパノン、1−クロロ−3−ヘプタノン、1−ブロモ−3−ヘプタノンが挙げられる。 Examples of the linear aliphatic monoketone include acetone, methyl ethyl ketone, 2-pentanone, 3-pentanone, 2-hexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, 2-octanone, 2-nonanone, and 3-decanone. 6-undecanone, 2-tridecanone, 7-tridecanone, 2-tetradecanone, 2-pentadecanone, 2-hexadecanone, 2-heptadecanone, 3-octadecanone, 4-nonadecanone, 1-chloro-2-propanone, 1-chloro-3 -Heptanone, 1-bromo-3-heptanone.
分岐状脂肪族モノケトンとしては、例えば、3−メチル−2−ブタノン、3−メチル−2−ペンタノン、4−メチル−2−ペンタノン、3,3−ジメチル−2−ブタノン、2,4−ジメチル−3−ペンタノン、6−メチル−2−ヘプタノン、2,6−ジメチル−4−ヘプタノン、2,2,4,4−テトラメチル−3−ヘプタノンが挙げられる。芳香族モノケトンとしては、例えば、アセトフェノン、ベンゾフェノン、1−フェニル−3−プロパノン、1−フェニル−1−ブタノン、1−フェニル−3−ブタノン、1−フェニル−3−ペンタノン、1,3−ジフェニル−2−プロパノンが挙げられる。 Examples of the branched aliphatic monoketone include 3-methyl-2-butanone, 3-methyl-2-pentanone, 4-methyl-2-pentanone, 3,3-dimethyl-2-butanone, 2,4-dimethyl- Examples include 3-pentanone, 6-methyl-2-heptanone, 2,6-dimethyl-4-heptanone, and 2,2,4,4-tetramethyl-3-heptanone. Examples of the aromatic monoketone include acetophenone, benzophenone, 1-phenyl-3-propanone, 1-phenyl-1-butanone, 1-phenyl-3-butanone, 1-phenyl-3-pentanone, 1,3-diphenyl- 2-propanone is mentioned.
環式モノケトンとしては、例えば、炭素原子数5〜12個のシクロアルキルモノケトンを挙げることができる。これら化合物の水素原子はハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子)、或いは炭素原子数1〜6個の直鎖状又は分岐状のアルキル基などの置換基で置換されてもよい。置換基の数及び位置は、反応に関与しなければ特に限定されない。これら化合物としては、例えば、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロドデカノン、2−クロロシクロヘキサノン、2−エチル−1−シクロペンタノン、2−メチル−1−シクロヘキサノンを挙げることができる。 Examples of cyclic monoketones include cycloalkyl monoketones having 5 to 12 carbon atoms. The hydrogen atom of these compounds may be substituted with a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom), or a substituent such as a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. . The number and position of the substituents are not particularly limited as long as they do not participate in the reaction. Examples of these compounds include cyclopentanone, cyclohexanone, cyclododecanone, 2-chlorocyclohexanone, 2-ethyl-1-cyclopentanone, and 2-methyl-1-cyclohexanone.
ジケトンとしては、非環式又は環式ジケトンが挙げられる。非環式ジケトンとしては、例えば、炭素原子数5〜21個、好ましくは5〜12個の直鎖状又は分岐状脂肪族ジケトンや芳香族ジケトンを挙げることができる。これら化合物の水素原子はハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子)で置換されてもよい。ハロゲン原子の数及び位置は、反応に関与しなければ特に限定されない。直鎖状脂肪族ジケトンとしては、例えば、2,3−ブタンジオン、2,4−ペンタンジオン、2,5−ヘキサンジオンが挙げられる。分岐状脂肪族ジケトンとしては、例えば、2,5−ジメチル−3,4−ヘキサンジオンが挙げられる。芳香族ジケトンとしては、例えば、1,2−ジフェニルエタン−1,2−ジオンが挙げられる。 Diketones include acyclic or cyclic diketones. Examples of the acyclic diketone include linear or branched aliphatic diketones and aromatic diketones having 5 to 21 carbon atoms, preferably 5 to 12 carbon atoms. The hydrogen atom of these compounds may be substituted with a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom or iodine atom). The number and position of halogen atoms are not particularly limited as long as they are not involved in the reaction. Examples of the linear aliphatic diketone include 2,3-butanedione, 2,4-pentanedione, and 2,5-hexanedione. Examples of the branched aliphatic diketone include 2,5-dimethyl-3,4-hexanedione. Examples of the aromatic diketone include 1,2-diphenylethane-1,2-dione.
環式ジケトンとしては、例えば、炭素原子数5〜12個の環式ジケトンを挙げることができる。これら化合物の水素原子はハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子)、又は炭素原子数1〜6個の直鎖状又は分岐状のアルキル基などの置換基で置換されてもよい。置換基の数及び位置は、反応に関与しなければ特に限定されない。環式ジケトンとしては、例えば、1,4−シクロヘキサンジオンが挙げられる。 Examples of the cyclic diketone include cyclic diketones having 5 to 12 carbon atoms. The hydrogen atom of these compounds may be substituted with a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom), or a substituent such as a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. . The number and position of the substituents are not particularly limited as long as they do not participate in the reaction. Examples of the cyclic diketone include 1,4-cyclohexanedione.
本発明の賦活方法により得られたプロトン型βゼオライトを用いた二価フェノールの製法において使用されるケトンとして好ましいものは、直鎖状又は分岐状脂肪族モノケトン、或いは環式モノケトンであり、更に好ましいものは、直鎖状又は分岐状脂肪族モノケトンであり、その中でも4−メチル−2−ペンタノン、3−ペンタノンが特に好ましい。 Preferred as the ketone used in the production method of the dihydric phenol using the proton type β zeolite obtained by the activation method of the present invention is a linear or branched aliphatic monoketone, or a cyclic monoketone, and more preferred. Those are linear or branched aliphatic monoketones, among which 4-methyl-2-pentanone and 3-pentanone are particularly preferred.
ケトンの使用量は、過酸化物に対するケトンのモル比(ケトン:過酸化物)が0.2:1〜5:1になるような割合であることが好ましい。 The amount of ketone used is preferably such that the molar ratio of ketone to peroxide (ketone: peroxide) is 0.2: 1 to 5: 1.
本発明の成型体プロトン型βゼオライトを用いた二価フェノールの製法では、必ずしも必須ではないが、微量の鉄イオン等の溶存金属イオンが反応に及ぼす悪影響を避けるため、少量の燐酸を添加しても構わない。燐酸としては、オルト燐酸、ピロ燐酸、メタ燐酸、三燐酸、四燐酸、ポリ燐酸、無水燐酸、燐酸性水溶液が挙げられるが、燐酸性水溶液が好ましい。燐酸性水溶液の濃度としては、0.001〜100重量%が好ましい。 In the method for producing a dihydric phenol using the molded proton-type β zeolite of the present invention, a small amount of phosphoric acid is added in order to avoid the adverse effect of dissolved metal ions such as iron ions on the reaction. It doesn't matter. Examples of phosphoric acid include orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, metaphosphoric acid, triphosphoric acid, tetraphosphoric acid, polyphosphoric acid, phosphoric anhydride, and phosphoric acid aqueous solution, and a phosphoric acid aqueous solution is preferable. The concentration of the phosphoric acid aqueous solution is preferably 0.001 to 100% by weight.
燐酸の使用量は、一価フェノールに対する燐酸の重量比(燐酸:一価フェノール)が0.0001:1〜0.05:1になるような割合であることが好ましい。 The amount of phosphoric acid used is preferably such that the weight ratio of phosphoric acid to monohydric phenol (phosphoric acid: monohydric phenol) is 0.0001: 1 to 0.05: 1.
本発明の賦活方法により得られた成型体プロトン型βゼオライトを用いた二価フェノールの製法において使用される過酸化物は、過酸化水素などの無機過酸化物、又は、ケトンパーオキサイド、脂肪族過カルボン酸などの有機過酸化物が挙げられる。 The peroxide used in the production method of the dihydric phenol using the shaped body proton type β zeolite obtained by the activation method of the present invention is an inorganic peroxide such as hydrogen peroxide, or a ketone peroxide, an aliphatic. Organic peroxides such as percarboxylic acid can be mentioned.
ケトンパーオキサイドとしては、例えば、炭素原子数が3〜20個、好ましくは3〜10個であるジアルキルケトンパーオキサイドが挙げられる。これら化合物としては、例えば、ジメチルケトンパーオキサイド、ジエチルケトンパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、メチル−n−プロピルケトンパーオキサイド、メチルイソプロピルケトンパーオキサイド、及びメチルイソブチルケトンパーオキサイドなどを挙げられる。 Examples of the ketone peroxide include dialkyl ketone peroxide having 3 to 20 carbon atoms, preferably 3 to 10 carbon atoms. Examples of these compounds include dimethyl ketone peroxide, diethyl ketone peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, methyl-n-propyl ketone peroxide, methyl isopropyl ketone peroxide, and methyl isobutyl ketone peroxide.
脂肪族過カルボン酸としては、過酢酸、過プロピオン酸などを挙げられる。 Examples of the aliphatic percarboxylic acid include peracetic acid and perpropionic acid.
過酸化水素としては、0.1重量%以上、好ましくは0.1〜90重量%の過酸化水素水を使用することができるが、30〜80重量%のものが更に好ましい。 As hydrogen peroxide, 0.1% by weight or more, preferably 0.1 to 90% by weight of hydrogen peroxide water can be used, but 30 to 80% by weight is more preferable.
第一の発明の賦活方法により得られた成型体プロトン型βゼオライトを用いた二価フェノールの製法において使用される過酸化物としては、過酸化水素またはケトンパーオキサイドか好ましい。このケトンパーオキサイドはケトンと過酸化水素の接触により合成可能であり、ここで使用されるケトンは前記と同様のものである。 As the peroxide used in the process for producing a dihydric phenol using the molded proton-type β zeolite obtained by the activation method of the first invention, hydrogen peroxide or ketone peroxide is preferable. This ketone peroxide can be synthesized by contacting a ketone with hydrogen peroxide, and the ketone used here is the same as described above.
過酸化物の使用量は、一価フェノールに対する過酸化物のモル比(過酸化物:一価フェノール)が1:1〜1:100、更には1:5〜1:20になるような範囲であることが好ましい。 The amount of peroxide used is such that the molar ratio of peroxide to monohydric phenol (peroxide: monohydric phenol) is 1: 1 to 1: 100, more preferably 1: 5 to 1:20. It is preferable that
前記の二価フェノールの製造において使用される本発明の賦活方法により得られたプロトン型βゼオライトの形状としては、粒体、押し出し成型体、打錠成形体などを挙げることができる。 Examples of the shape of the proton-type β zeolite obtained by the activation method of the present invention used in the production of the dihydric phenol include granules, extruded molded products, and tableted molded products.
第一の発明の賦活方法で得られた成型体プロトン型βゼオライトを用いた二価フェノールの製造の方法としては、例えば、一価フェノール、過酸化水素、ケトン及び燐酸を、βゼオライトをあらかじめ充填した反応器に供給して、一価フェノールを酸化して二価フェノールを生成させ、反応器から反応混合物を排出させる反応などが挙げられる。 As a method for producing a dihydric phenol using the shaped body proton type β zeolite obtained by the activation method of the first invention, for example, monohydric phenol, hydrogen peroxide, ketone and phosphoric acid are pre-filled with β zeolite. For example, a reaction in which a monohydric phenol is oxidized to produce a dihydric phenol and the reaction mixture is discharged from the reactor.
前記の二価フェノールの製造において、成型体プロトン型βゼオライトの使用量は、一価フェノールに対するプロトン型βゼオライトの重量比(βゼオライト:一価フェノール)が1:1〜1:500、更には1:5〜1:100になるような範囲であることが好ましい。 In the production of the dihydric phenol, the amount of the shaped proton type β zeolite used is such that the weight ratio of the proton type β zeolite to the monohydric phenol (β zeolite: monohydric phenol) is 1: 1 to 1: 500, The range is preferably 1: 5 to 1: 100.
前記の二価フェノールの製造における反応温度は、20〜300℃、更には40〜200℃であることが好ましい。反応時間は、例えば、プロトン型βゼオライトのAl:Si(原子比)の違いや反応温度によって異なるが、特に制限は無い。また、反応は大気圧で行えるが減圧又は加圧下で行ってもよい。 The reaction temperature in the production of the dihydric phenol is preferably 20 to 300 ° C, more preferably 40 to 200 ° C. The reaction time varies depending on, for example, the difference in Al: Si (atomic ratio) of the proton type β zeolite and the reaction temperature, but is not particularly limited. The reaction can be performed at atmospheric pressure, but may be performed under reduced pressure or increased pressure.
前記の二価フェノールの製造で得られる二価フェノールは、原料の一価フェノールの構造に対応して、1種類あるいは数種類のものの混合物として得られる。また、これらの二価フェノールは、常法にて分離、精製して得ることができる。 The dihydric phenol obtained by the production of the dihydric phenol can be obtained as one kind or a mixture of several kinds corresponding to the structure of the monohydric phenol of the raw material. These dihydric phenols can be obtained by separation and purification by a conventional method.
以下、本発明を実施例及び比較例によって具体的に説明する。なお、本発明はこれら実施例で制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. In addition, this invention is not restrict | limited by these Examples.
二価フェノールの収率は、次式に従って求めたものである。なお、分析はガスクロマトグラフィーにより行った。 The yield of dihydric phenol is determined according to the following formula. The analysis was performed by gas chromatography.
実施例1.(H/βHNO3(38)の調製)
Al:Si=1:38であるゼオリスト製の成型体プロトン型βゼオライト(以下H/β(38)と記載)5.0gを、硝酸性水溶液(pH=0.96)が40ml入ったナスフラスコに入れ、これをオイルバスで80℃に加熱して、攪拌を行った。2時間後、ゼオライトを濾過して、イオン交換水で洗浄した後、110℃で乾燥し、550℃で2.5時間空気焼成した(得られた成型体プロトン型βゼオライトを以下H/βHNO3(38)と記載)。
得られた成型体プロトン型βゼオライト(H/βHNO3(38))の拡散反射IRのスペクトルを図2に示す。
Example 1. (Preparation of H / βHNO 3 (38))
Eggplant flask containing 5.0 g of a molded proton-type β zeolite (hereinafter referred to as H / β (38)) made by Zeolis with Al: Si = 1: 38, and 40 ml of an aqueous nitrate solution (pH = 0.96). The mixture was heated to 80 ° C. in an oil bath and stirred. After 2 hours, the zeolite was filtered, washed with ion-exchanged water, dried at 110 ° C., and then air calcined at 550 ° C. for 2.5 hours (the obtained molded proton-type β zeolite was hereinafter referred to as H / βHNO 3. (Described as (38)).
The spectrum of the diffuse reflection IR of the obtained molded proton-type β zeolite (H / βHNO 3 (38)) is shown in FIG.
比較例1.
H/β(38)を粉砕した粉末0.20g、フェノール10.0g、3−ペンタノン0.27g、85重量%燐酸性水溶液0.02gを300mlのフラスコに入れて、窒素雰囲気に置換した後、攪拌しながら100℃まで加熱した。次いで、この温度において、60%重量過酸化水素水を0.10g滴下し、1.5分後更に0.10g、3分後更に0.10g滴下して、最初の滴下から5分間反応させた。
その結果、二価フェノールの収率は86.6%であった。
Comparative Example 1
After putting 0.20 g of powder obtained by pulverizing H / β (38), 10.0 g of phenol, 0.27 g of 3-pentanone, and 0.02 g of 85 wt% phosphoric acid aqueous solution into a 300 ml flask, and substituting the nitrogen atmosphere, Heat to 100 ° C. with stirring. Next, at this temperature, 0.10 g of 60% by weight hydrogen peroxide water was dropped, and further 0.10 g after 1.5 minutes, further 0.10 g was dropped after 3 minutes, and reacted for 5 minutes from the first drop. .
As a result, the yield of dihydric phenol was 86.6%.
参考例1.(粉末プロトン型βゼオライトを用いたバッチ反応)
Al:Si=1:38であるゼオリスト製の粉末プロトン型βゼオライト0.20g、フェノール10.0g、3−ペンタノン0.27g、85重量%燐酸性水溶液0.02gを300mlのフラスコに入れて、窒素雰囲気に置換した後、攪拌しながら100℃まで昇温した。次いで、この温度において、60%重量過酸化水素水を0.10g滴下し、1.5分後更に0.10g、3分後更に0.10g滴下して、最初の滴下から5分間反応させた。
その結果、二価フェノールの収率は86.7%であった。
Reference Example 1 (Batch reaction using powdered proton type β zeolite)
Put 0.20 g of powdered proton type β zeolite made by Zeolis with Al: Si = 1: 38, 10.0 g of phenol, 0.27 g of 3-pentanone, 0.02 g of 85 wt% phosphoric acid aqueous solution in a 300 ml flask, After replacing with a nitrogen atmosphere, the temperature was raised to 100 ° C. with stirring. Next, at this temperature, 0.10 g of 60% by weight hydrogen peroxide water was dropped, and further 0.10 g after 1.5 minutes, further 0.10 g was dropped after 3 minutes, and reacted for 5 minutes from the first drop. .
As a result, the yield of dihydric phenol was 86.7%.
比較例1と参考例1から、成型体を粉砕して粉末として用いた場合、成型していない粉末プロトン型βゼオライトとほぼ同等の活性を有していることがわかる。 From Comparative Example 1 and Reference Example 1, it can be seen that when the molded body is pulverized and used as a powder, it has almost the same activity as that of an unmolded powder proton type β zeolite.
比較例2.
直径10.0mmのガラス製反応管に粒子径0.5mm〜1mmのH/β(38)を充填した。このときの触媒体積を2.4cm3、高さを3cmに調整した。100℃まで加熱したこの反応管に反応物成分を流通させた。反応物の組成はフェノール:3−ペンタノン:60%過酸化水素水:リン酸(H3PO4)=100:2.7:3.0:0.01(質量比)とし、空間速度を10〜12h−1とした。
1時間ごとに収率を算出し、計7時間の反応を行った結果、反応開始後3時間目から反応終了時まで二価フェノール収率が78.7%〜80.1%でほぼ一定であった(図1)。
Comparative Example 2
A glass reaction tube having a diameter of 10.0 mm was filled with H / β (38) having a particle diameter of 0.5 mm to 1 mm. The catalyst volume at this time was adjusted to 2.4 cm 3 and the height to 3 cm. The reactant components were circulated through the reaction tube heated to 100 ° C. The composition of the reaction product was phenol: 3-pentanone: 60% hydrogen peroxide solution: phosphoric acid (H 3 PO 4 ) = 100: 2.7: 3.0: 0.01 (mass ratio), and the space velocity was 10 ˜12 h −1 .
The yield was calculated every hour and the reaction was carried out for a total of 7 hours. As a result, the dihydric phenol yield was almost constant from 78.7% to 80.1% from the 3rd hour after the start of the reaction until the end of the reaction. (FIG. 1).
実施例2
使用する触媒をH/βHNO3(38)とした以外は比較例1と同様に反応させた。
その結果、反応開始後2時間目から反応終了時まで二価フェノール収率が84.7%〜86.6%でほぼ一定であった(図1)。
Example 2
The reaction was conducted in the same manner as in Comparative Example 1 except that the catalyst used was H / βHNO 3 (38).
As a result, the dihydric phenol yield was almost constant from 84.7% to 86.6% from the second hour after the start of the reaction to the end of the reaction (FIG. 1).
Claims (4)
The method for producing a dihydric phenol according to claim 3, wherein the peroxide is hydrogen peroxide or ketone peroxide.
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2004
- 2004-02-19 JP JP2004042435A patent/JP2005230672A/en active Pending
Cited By (2)
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CN113402012A (en) * | 2021-06-02 | 2021-09-17 | 浙江工业大学 | Aerobic composting reinforced horizontal subsurface flow constructed wetland denitrification device and application |
CN113402012B (en) * | 2021-06-02 | 2023-12-12 | 浙江工业大学 | Aerobic composting reinforced horizontal subsurface flow constructed wetland denitrification device and application |
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