JP2514106B2 - 4,4′―イソプロピリデンジシクロヘキサノ―ルの製造法 - Google Patents

4,4′―イソプロピリデンジシクロヘキサノ―ルの製造法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、4,4′−イソプロピリデンジフェノール
(慣用名:ビスフェノールA)を接触水素化して4,4′
−イソプロピリデンジシクロヘキサノール(慣用名:水
素化ビスフェノールA)を製造する方法に関する。
本発明の方法によって製造される4,4′−イソプロピ
リデンジシクロヘキサノールは、脂環状構造のジヒドロ
キシル化物であって、ポリエステルなどの合成樹脂の原
料として有用な化合物である。
〔従来技術〕
4,4′−イソプロピリデンジフェノールを接触水素化
して4,4′−イソプロピリデンジシクロヘキサノールを
製造する方法には、水素化接触として貴金属系触媒を使
用する方法とニッケル系触媒を使用する方法がある。貴
金属系触媒としてはルテニウム触媒(Ger.Offen.213254
7号、特開昭53−119855号など)、パラジウム触媒(特
開昭64−34935号)、ロジウム触媒(特公昭45−35300
号)が知られており、ニッケル系触媒としてはラネーニ
ッケル型触媒(Gzech.103527号、特開昭53−119854号な
ど)、担持ニッケル触媒(特公昭43−26859号など)が
知られている。そのほか、ニッケル錯体触媒(米国特許
第4271323号など)を用いる方法も知られている。ま
た、ニッケル系触媒を用いる改良法として、ラネーニッ
ケル触媒をアルカリ土類金属水酸化物と併用する方法
(特開昭61−260034号)、担持第VIII属金属触媒(好ま
しくは担持ニッケル触媒)をアルカリ洗浄してその担体
等の酸点を中和して使用する方法(USP 4503273号)が
提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
4,4′−イソプロピリデンジフェノールの接触水素化
による4,4′−イソプロピリデンジシクロヘキサノール
の製造においては、フェノール、クレゾールなどの一般
のフェノール性化合物を接触水素化する場合よりもヒド
ロキシル基の水素化分解が起こりやすい。水素化分解に
よって生ずるモノヒドロキシル化物はポリエステルなど
の樹脂の合成において樹脂分子量の低下原因となるの
で、水素化分解を抑制して収率よく目的のジヒドロキシ
ル化物を得ることが重要な課題である。
前述の従来方法のうち、触媒価格および汎用性の観点
からはニッケル系触媒を使用する方法が有利であるが、
4,4′−イソプロピリデンジフェノールの接触水素化に
はニッケル系触媒は一般に活性が低く、高温かつ長時間
の反応を要するため、水素化分解を十分に抑えることが
できなかった。
このような欠点を補う方法として、前記の特開昭61−
260034号では、ラネーニッケル触媒を使用する際にアル
カリ土類金属水酸化物を共存させる方法を提案してい
る。しかし、この方法も4,4′−イソプロピリデンジフ
ェノールの接触水素化に185〜190℃の高い温度で7時間
もの長い反応時間を要するうえ、ヒドロキシル基の水素
化分解が十分抑制されないので、まだ満足できる改善方
法とは言えない。また、前記の米国特許第4503273号で
は、担持ニッケル触媒などをアルカリ金属またはアルカ
リ土類金属の塩基性化合物で前処理してその担持等の酸
点を中和して使用する方法を提案している。この方法に
おける前処理は、該塩基性化合物を溶解した極性有機溶
媒中に該担持触媒を浸したのち十分洗浄し、乾燥する処
理であるが、この方法は、市販の担持ニッケル触媒が出
発物質として使用できる利点はあるものの、煩雑な前処
理とそのための設備を必要とすると共に、約70〜140kg/
cm2(1000〜2000psig)の高い水素圧を要するうえ、や
はり比較的長い反応時間を要し、ヒドロキシル基の水素
化分解が十分抑制されないので、この方法もまだ満足で
きる改善方法とは言えない。
本発明は、かかる観点に鑑みて創案されたもので、そ
の目的とするところは、4,4′−イソプロピリデンジフ
ェノールから高純度4,4′−イソプロピリデンジシクロ
ヘキサノールを製造するための、工業的に有利かつ容易
に実施し得る方法を提供することにある。すなわち、本
発明は、工業用水素化触媒として汎用されている担持ニ
ッケル触媒を煩雑な前処理なしで使用し、水素化分解物
含有量の少ない高純度4,4′−イソプロピリデンジシク
ロヘキサノールを迅速に製造する方法の提供を目的とす
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、担持ニッケル触媒を用いて4,4′−イ
ソプロピリデンジフェノールを接触水素化するに際し、
水酸化カルシウムを共存させると、反応性が向上すると
共に水素化分解が抑制でき、高純度の4,4′−イソプロ
ピリデンジシクロヘキサノールが得られることを見いだ
し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の要旨は、担持ニッケル触媒を用
い、水酸化カルシウムの共存下に、4,4′−イソプロピ
リデンジフェノールを接触水素化することを特徴とする
4,4′−イソプロピリデンジシクロヘキサノールの製造
法に存する。
本発明で用いる担持ニッケル触媒は、無機酸化物担体
にニッケルを担持させたものであって、粉末状のものが
適当である。担体としては、珪藻土、アルミナ、シリ
カ、酸化マグネシウムまたはこれらの混合物を例示する
ことができ、特に珪藻土とアルミナが好適である。ニッ
ケルの担持量は一般に触媒量の1〜90重量%、好ましく
は20〜80重量%である。ニッケル以外に少量の銅、クロ
ム、アルミニウムなどの金属酸化物を助触媒として含ん
でいても差し支えなく、水素化用触媒として市販されて
いる担体つきニッケル系触媒であればいずれのものでも
よい。担持ニッケル触媒の代表例としては、安定化ニッ
ケル触媒、耐硫黄性ニッケル触媒と通称されている市販
触媒をあげることができる。担持ニッケル触媒の使用量
は、原料4,4′−イソプロピリデンジフェノールに対し
て一般に0.2〜10重量%、好ましくは1〜5重量%の範
囲である。
本発明において反応系に共存させる水酸化カルシウム
は粉末状のものが好ましい。共存させる水酸化カルシウ
ムの量は担持ニッケル触媒に対して一般に20重量%以
上、好ましくは50〜200重量%である。共存量の増加に
伴って効果は高まる傾向を示すが、通常は200重量%以
下で十分である。
本発明の接触水素化は無溶媒でも実施可能であるが、
必要に応じて溶媒を使用することもできる。溶媒として
は低沸点のアルコールまたはエーテルが適しており、特
に2−プロパノール、2−ブタノール、エチルセロソル
ブ、ブチルセロソルブ、第三級ブチルセロソルブおよこ
びこれらの混合物が好ましい。溶媒の使用量には制限が
ないが、一般に原料4,4′−イソプロピリデンジフェノ
ールの500重量%以下が採用される。
接触水素化を行う温度は、100〜230℃の範囲で実施可
能であるが、好ましくは140〜180℃である。一般に140
℃以下では反応に要する時間が長くなり、反対に180℃
を越える温度では水素化分解などの副反応が生じやすく
なる。接触水素化を行う際の水素圧力には特に上限はな
いが、10〜70kg/cm2が一般に採用される。
本発明の方法によると水素化分解物等の副生物の量が
非常に少ないので、蒸留などの精製工程を省略すること
ができる。すなわち、得られた反応液から担持ニッケル
触媒と水酸化カルシウムを過等によって分離するだけ
で十分高純度の製品が得られる。溶媒を使用したときは
触媒等を分離したのち溶媒を蒸発させるだけで十分高純
度の製品とすることができる。なお、反応液から分離し
た触媒、水酸化カルシウムおよび溶媒は繰り返して使用
することができる。
〔発明の効果〕
後記実施例からも明らかなように、本発明の方法によ
って4,4′−イソプロピリデンジフェノールを接触水素
化すると、従来法に比較し、反応所要時間が短縮でき、
しかも水素化分解が十分抑制され、純度の高い4,4′−
イソプロピリデンジシクロヘキサノールを得ることがで
きる。さらに、本発明の方法は、汎用されている担持ニ
ッケル触媒をそのまま使用するので、工業的に有利かつ
容易に実施し得る。
〔実施例〕
以下実施例および比較例を示して本発明をさらに具体
的に説明するが、これらにより本発明が制約されるもの
ではない。
実施例1 1のステンレス鋼製オートクレーブに4,4′−イソプ
ロピリデンジフェノール120g、第三級ブチルセロソルブ
180g、ニッケルを55重量%含む粉末状のニッケル珪藻土
触媒(UNITED CATALYSTS INC製 G−49B)2.4gおよび水
酸化カルシウム3.0gを仕込んだ。
オートクレーブを密閉し、窒素を導入して空気を排除
したのち、10kg/cm2の水素を導入して昇温を開始した。
約1時間後に温度が155℃に達したときを反応開始時点
とし、攪拌しながら水素で昇圧し、50kg/cm2、165℃に
維持しながら反応させたところ、水素吸収は200分で完
了した。
オートクレーブを冷却後、内容物に第三級ブチルセロ
ソルブ180gを追加して析出した結晶を完全に溶解させ、
吸引過して触媒と水酸化カルシウムを分離回収した。
得られた無色透明の液体をガスクロマトグラフィー分析
(溶融シリカ毛細管カラム:OV−1 BONDED、0.15μm、
内径0.25mm、長さ50m)した結果、4,4′−イソプロピリ
デンジフェノールの転化率100%、4,4′−イソプロピリ
デンジシクロヘキサノールへの選択率97.8%であった。
ロータリーエバポレータを用いて上記の液から溶媒
の第三級ブチルセロソルブを蒸発させ、無色透明結晶12
5.8gを得た。ガスクロマトグラフィーによる4,4′−イ
ソプロピリデンジシクロヘキサノールの純度は97.9%、
水酸基価は462であった。
実施例2〜4 実施例1と同じオートクレーブに4,4′−イソプロピ
リデンジフェノール120g、2−ブタノール120g、ニッケ
ル珪藻土触媒(G−49B)2.4gおよび所定量の水酸化カ
ルシウムを仕込み、圧力50kg/cm2および温度180℃で水
素吸収が終了するまで反応させた。
表1に、水酸化カルシウム添加量、水素吸収が終了す
るまでの反応時間、反応終了液のガスクロマトグラフ組
成(溶媒部分を除く)を示した。
比較例1〜3 実施例2〜4において、水酸化カルシウムを添加しな
かったか、または水酸化カルシウムの代わりに水酸化ナ
トリウムまたは炭酸カルシウムを用いたほかは実施例2
〜4と同様にして接触水素化を行い、結果を表1に示し
た。
表1から、水酸化カルシウムの添加が反応速度および
選択性の向上に特に有効であることがわかる。
実施例5 実施例1におけるニッケル珪藻土触媒に代えて、ニッ
ケル約40重量%、酸化マグネシウム約10重量%、珪藻土
約50重量%から構成された市販の耐硫黄性ニッケル触媒
2.9gを用いたほかは、実施例1と同じ条件で水素化反応
を行った。水素吸収は220分で終了し、4,4′−イソプロ
ピリデンジフェノールの転化率100%、4,4′−イソプロ
ピリデンジシクロヘキサノールの選択率98.3%の結果が
得られた。
比較例4 水酸化カルシウムを用いなかったほかは実施例5と同
じ条件で水素化反応を行った。水素吸収は330分で終了
し、4,4′−イソプロピリデンジフェノールの転化率100
%、4,4′−イソプロピリデンジシクロヘキサノールへ
の選択率92.2%であった。
実施例5と比較例4から、酸化マグネシウムのような
塩基性担体を含む触媒の場合でも水酸化カルシウムの添
加が反応促進および分解抑制に極めて有効であることが
わかる。
比較例5〜8 実施例1におけるニッケル珪藻土触媒2.4g、水酸化カ
ルシウム3.0gに代えて、ラネーニッケル触媒(日輝化学
(株)製展開品:N152D)3.6g、水酸化カルシウム0〜4.
5gとしたほかは、実施例1と同じ条件で4,4′−イソプ
ロピリデンジフェノールの水素化を行った。
なお、比較例6は360分で水素吸収が完了したが、比
較例5、7および8は水素吸収速度が遅く、反応完了ま
でに長時間を要することがわかったので、360分で反応
を中止した。水素化反応の結果を、実施例1の結果と共
に、表2に示した。
ラネーニッケル触媒では水酸化カルシウムの添加量が
少なくてもある程度の反応促進効果か認められたが、添
加量を増やしてもその効果は増大せず、むしろ触媒に対
する水酸化カルシウムの割合を50%またはそれ以上とし
た場合は無添加の場合よりも反応速度が低下した。な
お、ラネーニッケル触媒と水酸化カルシウムを組み合わ
せた場合は比較例6が最良であったが、本発明の実施例
1に比べて触媒量が多いにもかかわらず、反応終了まで
の所要時間が著しく長く、しかも分解物の副生量が多か
った。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−260034(JP,A) 特公 昭43−26859(JP,B1)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】担持ニッケル触媒を用い、水酸化カルシウ
    ムの共存下に、4,4′−イソプロピリデンジフェノール
    を接触水素化することを特徴とする4,4′−イソプロピ
    リデンジシクロヘキサノールの製造法。
  2. 【請求項2】水酸化カルシウムの量が担持ニッケル触媒
    に対して50〜200重量%である請求項1に記載の方法。
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