JP2748577B2 - アルキル置換芳香族炭化水素の製造法 - Google Patents

アルキル置換芳香族炭化水素の製造法

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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はアルキル置換芳香族炭化水素の製造法に関
し、詳しくは特定の温度下でアルミナ、アルカリ金属水
酸化物およびアルカリ金属水素化物から調製した固体塩
基の存在下に、側鎖のα位に水素原子を有する芳香族炭
化水素とオレフィンとを反応させてα位をアルキル化せ
しめることによるアルキル置換芳香族炭化水素の製造法
に関するものである。
<従来の技術> アルキル置換芳香族炭化水素は農・医薬品、化成品等
ファインケミカルズの中間原料として有用であり、塩基
触媒の存在下に側鎖のα位に水素を有する芳香族炭化水
素とオレフィンとを反応させることにより得られる。
例えば、触媒として金属ナトリウムとクロルトルエン
からなる触媒を用いる方法、金属ナトリウムを炭酸カリ
ウムに担持した触媒を用いる方法等が知られている(J.
Am.Chem.Soc.,78,4316(1956)、英国特許第1269280
号、特開昭61−53229号公報)。
<発明が解決しようとする課題> しかしながら、上記のような触媒を用いた場合、触媒
活性が充分ではなく、生成するアルキル置換芳香族炭化
水素の触媒当たりの収量が低いという問題、触媒と生成
物の分離が煩雑であるという問題、更には触媒が大気中
の空気、水分と接した場合に失活し易くまた発火の危険
を伴うという問題等があった。
<課題を解決するための手段> 本発明者らは芳香族炭化水素のα位のアルキル化によ
るアルキル置換芳香族炭化水素の優れた製造法を開発す
べく、アルキル化触媒について鋭意検討を重ねた結果、
アルミナ、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ金属水
素化物を加熱処理して得られる特定の固体塩基が、著し
く高いアルキル化活性を示し、少ない触媒量で効率良く
目的とするアルキル置換芳香族炭化水素を生成せしめ、
しかも反応生成物との分離も容易であり、そのうえ該固
体塩基は大気中の空気、水分と接触しても発火の危険が
少なく、取扱いが極めて容易であることを見出すととも
に、更に種々の検討を加えて本発明を完成した。
すなわち本発明は、側鎖のα位に水素原子を有する芳
香族炭化水素をオレフィンでアルキル化して、アルキル
置換芳香族炭化水素を製造するに当たり、触媒としてア
ルミナ、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ金属水素
化物を不活性ガス雰囲気中、200乃至800℃の温度下で加
熱処理してなる固体塩基を用いることを特徴とする工業
的に優れたアルキル置換芳香族炭化水素の製造方法を提
供するものである。
本発明はアルミナ、アルカリ金属水酸化物、アルカリ
金属水素化物を特定温度下で加熱処理してなる固体塩基
を用いることを特徴とするものであるが、アルミナとし
てはα−アルミナ以外の種々の形態のものが使用し得、
中でもγ−、χ−、ρ−型のような表面積の大きなアル
ミナが好ましく用いられる。
またアルカリ金属水素化物としては周期律表第I族の
リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム等のアル
カリ金属の水素化物が用いられ、好ましくはナトリウム
水素化物、カリウム水素化物もしくはこれ等の混合物、
更に好ましくはカリウム水素化物が用いられる。アルカ
リ金属水素化物の使用量はアルミナに対し通常2乃至15
wt%である。
アルカリ金属水酸化物としては、例えば水酸化リチウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジ
ウム、水酸化セシウム等が挙げられるが、好ましくは水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウムが用
いられる。アルカリ金属水酸化物は2種以上用いること
もできる。使用量はアルミナに対し、通常5乃至40wt%
である。
固体塩基を調製するに当たっては不活性ガス雰囲気下
で、先ずアルミナにアルカリ金属水酸化物を、次いでア
ルカリ金属水素化物を作用させるのが好ましい。
例えば、アルミナにアルカリ金属水酸化物を加えて加
熱作用せしめ、次いでこれにアルカリ金属水素化物を加
えて加熱作用せしめる方法、アルミナをアルカリ金属水
酸化物の溶液に含浸、乾燥した後、加熱作用せしめ、次
いでこれにアルカリ金属水素化物を加えて加熱作用せし
める方法等が挙げられる。
不活性ガスとしては窒素、ヘリウム、アルゴン等が挙
げられる。
触媒調製温度は重要であり、通常200乃至800℃、好ま
しくはアルミナとアルカリ金属水酸化物とを作用せしめ
る温度は250乃至700℃、より好ましくは260乃至480℃で
ある。アルカリ金属水素化物を作用せしめる温度は、好
ましくは200の至450℃である。加熱時間は、選定する温
度条件等にもよるが、アルカリ金属水酸化物を作用せし
める工程は通常0.5乃至10時間で充分であり、アルカリ
金属水素化物を作用せしめる工程は通常10乃至300分で
ある。
かくして、高活性なうえに流動性、操作性が良好でし
かも空気にふれても発火の危険性のない固体塩基が得ら
れる。
本発明はかかる固体塩基を用いて、側鎖のα位に水素
を有する芳香族炭化水素とオレフィンとを反応させるも
のであるが、該芳香族炭化水素としては通常単環芳香族
炭化水素の他、縮合多環芳香族炭化水素が用いられる。
これらは側鎖が結合して環を形成していても良い。
例えばトルエン、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、se
c−ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、キシレン、
シメン、ジイソプロピルベンゼン、メチルナフタレン、
テトラヒドロナフタレン、インダン等が例示できる。ト
ルエン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼンが好ま
しく使用される。
またオレフィンとしては炭素数が2〜20のオレフィン
が通常用いられ、直鎖のもの、分岐のものいずれでも良
い。また二重結合が末端、内部いずれにあっても使用で
きる。末端オレフィンが好ましく用いられる。
これらの具体化合物としては、例えばエチレン、プロ
ピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソブチレン、1−
ペンテン、2−ペンテン、1−ヘキセン、2−ヘキセ
ン、3−ヘキセン、シクロヘキセン、1−ヘプテン、2
−ヘプテン、3−ヘプテン、オクテン、ノネン、3−メ
チル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン、3−メチ
ル−1−ペンテン、3−メチル−2−ペンテン等が挙げ
られる。
エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテンが好
ましく使用される。
アルキル化反応を実施するに当たっては、バッチ方
式、流動床、固定床を用いた流通方式いずれも採用でき
る。
反応温度は通常0乃至300℃、好ましくは20乃至200℃
であり、反応圧力は通常大気厚乃至200kg/cm2、好まし
くは2乃至100kg/cm2である。
また芳香族炭化水素に対するオレフィンのモル比は通
常0.1乃至10、好ましくは0.2乃至5である。
バッチ方式における触媒の使用量は通常、使用する芳
香族炭化水素の0.01乃至20wt%、好ましくは0.05乃至5w
t%であり、反応は通常0.5乃至50時間、好ましくは1乃
至25時間である。また流通反応における芳香族炭化水素
と脂肪族オレフィンの合計の供給速度はLHSVで通常0.1
乃至600hr-1、好ましくは0.5乃至400hr-1が採用され
る。
<発明の効果> かくして、アルキル置換芳香族炭化水素が生成する
が、本発明によれば少ない触媒量で、しかも緩和な条件
下でも、極めて効率良く目的とするアルキル置換芳香族
炭化水素を製造し得る。
加えて、触媒の取扱いのみならず反応後の後処理も極
めて容易であるので、本発明方法はこの点でも有利であ
る。
<実施例> 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではな
い。
触媒調製例 (固体塩基A) 42〜200メッシュに揃えた活性アルミナ26.5gを窒素雰
囲気下510℃で1時間撹拌し、次いで380℃に冷却した
後、水酸化カリウム2.5gを加えて、同温度で3時間撹拌
した。
次いで、310℃に冷却した後、水素化カリウム2.33gを
加えて、同温度で0.2時間撹拌した。これを室温まで放
冷して24.2gの固体塩基Aを得た。
(固体塩基B) 固体塩基Aにおいて、水素化カリウム1.78gを用いる
以外は固体塩基Aの調製例に準拠して実施して固体塩基
Bを得た。
(固体塩基C) 固体塩基Aにおいて、水酸化カリウムを加える時の温
度およびその後の撹拌温度を380℃から550℃に代え、水
素化カリウム1.81gを用いる以外は固体塩基Aの調製例
に準拠して実施し、固体塩基Cを得た。
(固体塩基D) 固体塩基Aで用いたと同じ活性アルミナ26.5gを水酸
化カリウム2.5gと水50gからなる溶液に加え、これを70
℃減圧下にロータリーエバポレーターを用いて乾燥し
た。
次いで、このものを窒素雰囲気、250℃下で3時間撹
拌した後、310℃に昇温して水素化カリウム3.18gを加
え、同温度で0.2時間撹拌した。これを室温まで冷却し
て固体塩基Dを得た。
(固体塩基E) 固体塩基Dにおいて、水酸化カリウムを加える前の温
度を250℃から380℃に代え、水素化カリウム3.15gを用
いる以外は固体塩基Dの調製例に準拠して実施し、固体
塩基Eを得た。
(固体塩基F) 固体塩基Dにおいて、水酸化カリウムを加える前の温
度を250℃から550℃に代え、水素化カリウム3.25gを用
いる以外は固体塩基Dの調製例に準拠して実施し、固体
塩基Fを得た。
(固体塩基G) 固体塩基Dにおいて、水酸化カリウムを加える前の温
度を250℃から700℃に代え、水素化カリウム3.15gを用
いる以外は固体塩基Dの調製例に準拠して実施し、固体
塩基Gを得た。
(固体塩基H) 固体塩基Aにおいて、水酸化カリウムの代わりに水酸
化ナトリウム2.5gを用い、2.0gの水素化カリウムを用い
る以外は固体塩基Aの調製例に準拠して実施し、固体塩
基Hを得た。
(固体塩基I) 固体塩基Aにおいて、水素化カリウムの代わりに水素
化ナトリウム2.5gを用いる以外は固体塩基Aの調製例に
準拠して実施し、固体塩基Iを得たた。
(固体塩基J) 固体塩基Aで用いたと同じ活性アルミナ26.5gと、水
酸化カリウム2.5gとを混合粉砕した後、これを坩堝に入
れてマッフル炉で1200℃下、3時間撹拌した。次いで20
0℃まで冷却した後、窒素雰囲気下、デシケーター中で
室温迄冷却して微細な粉体を得た。
これを窒素雰囲気下、310℃に加熱した後、撹拌しな
がらこれに水素化ナトリウム2.6gを加えて同温度で0.2
時間撹拌した。これを室温まで冷却して固体塩基Jを得
た。
実施例1 電磁撹拌器付600mlオートクレーブに窒素雰囲気下、
固体塩基D 0.32g、クメン240gを入れ、1000r.p.m.撹拌
下に100℃に昇温後、同温度でエチレンガスを10Kg/cm2
・Gで供給しながら3時間反応を行った。
反応後オートクレーブを冷却し、触媒を濾別した後、
反応液をガスクロマトグラフィーで分析した。反応結果
を表1に示した。
実施例2〜10、比較例1 実施例1において、固体塩基Aの代わりに固体塩基A
〜Jをそれぞれ用い、表1に示す条件以外は実施例1に
準じて実施した。反応結果を表1に示した。尚、実施例
1〜10においては、反応終了後の触媒はなお活性であ
り、更に反応を行なったところ該反応が進行した。
比較例2 窒素雰囲気下で電磁撹拌器付200mlオートクレーブ
に、あらかじめ400℃、窒素雰囲気下で2時間焼成した
無水炭酸カリウム8.19g、ナトリウム0.30g、クメン26.7
gを加えた後、190℃に昇温し、同温度で2時間1000r.p.
m.で撹拌を続けた。
次いでオートクレーブを冷却し、クメン53.3g、を追
加した後、1000r.p.m.撹拌下160℃に昇温し、同温度で
エチレンガスを10Kg/cm2・Gで供給しながら3時間反応
を行った。反応後、実施例1と同様にしてガスクロマト
グラフィーで分析した。
TAB=tert−アミルベンゼン 実施例11 電磁撹拌器付300mlオートクレーブに窒素雰囲気下、
固体塩基A 0.99g、クメン80gを入れ、液化プロピレン10
0mlを圧入した後、160℃で24時間撹拌を続けた。
反応終了後、オートクレーブを冷却した後、反応液を
実施例1と同様にしてガスクロマトグラフィーで分析し
た。反応結果はクメン転化率71.1%、1,1,2−トリメチ
ルプロピルベンゼン(TMPB)選択率85.7%であった。
尚、反応終了後の触媒はなお活性であり、更に反応を
行なったところ該反応が進行した。
比較例3 窒素雰囲気下で電磁撹拌器付200mlオートクレーブ
に、あらかじめ400℃、窒素雰囲気下で2時間焼成した
無水炭酸カリウム8.86g、ナトリウム0.30g、クメン81.2
gを加えた後、190℃に昇温し、同温度で2時間撹拌を続
けた。
次いでオートクレーブを冷却し、液化プロピレン70ml
を圧入した後、160℃で24時間撹拌した。
反応後、実施例1と同様にしてガスクロマトグラフィ
ーで分析したところクメン転化率8.0%、TMPB選択率81.
5%であった。
実施例12 電磁撹拌器付300mlオートクレーブに窒素雰囲気下、
固体塩基A 2.81g、トルエン80gを入れ、液化プロピレン
70mlを圧入した後、160℃で6時間撹拌を続けた。
反応終了後、オートクレーブを冷却した後、反応液を
実施例1と同様にしてガスクロマトグラフィーで分析し
た。反応結果はトルエン転化率22.9%、イソブチルベン
ゼン(IBB)選択率91.0%であった。
尚、反応終了後の触媒はなお活性であり、更に反応を
行なったところ該反応が進行した。
比較例4 窒素雰囲気下で電磁撹拌器付200mlオートクレーブ
に、あらかじめ400℃、窒素雰囲気下で2時間焼成した
無水炭酸カリウム8.45g、ナトリウム0.30g、トルエン2
6.6gを加えた後、190℃に昇温し、同温度で2時間撹拌
を続けた。
次いでオートクレーブを冷却してトルエン53.2g、液
化プロピレン70mlを圧入した後、160℃で24時間撹拌し
た。反応後、実施例1と同様にしてガスクロマトグラフ
ィーで分析したところトルエン転化率3.5%、IBB選択率
89.2%であった。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】側鎖のα位に水素原子を有する芳香族炭化
    水素をオレフィンでアルキル化して、アルキル置換芳香
    族炭化水素を製造するに当たり、触媒としてアルミナ、
    アルカリ金属水酸化物およびアルカリ金属水素化物を不
    活性ガス雰囲気中、200乃至800℃の温度下で加熱処理し
    てなる固体塩基を用いることを特徴とするアルキル置換
    芳香族炭化水素の製造法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS57170863A (en) * 1981-04-13 1982-10-21 Toyo Pairu Hiyuumukan Seisakus Inorganic heat-insulating board manufacture and heat-insulating board

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS57170863A (en) * 1981-04-13 1982-10-21 Toyo Pairu Hiyuumukan Seisakus Inorganic heat-insulating board manufacture and heat-insulating board

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