JP2961698B2 - 芳香族カルボン酸アリールエステル類の製造方法 - Google Patents

芳香族カルボン酸アリールエステル類の製造方法

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、芳香族カルボン酸アリールエステル類の製
造方法に関し、詳しくは、スズ化合物系エステル化触媒
の存在下にフェノール類と芳香族カルボン酸とを反応さ
せて、高選択率にて芳香族カルボン酸アリールエステル
類を製造する方法に関する。
従来の技術 芳香族カルボン酸アリールエステル類は、染料、高分
子重合体、紫外線吸収剤、合成樹脂安定剤、発色剤、医
薬品等の製造中間体として有用である。例えば、ジフェ
ニルテレフタレートのような芳香族ジカルボン酸ジフェ
ニルエステル類は、ポリエステル樹脂の製造原料として
重要である。
このような芳香族カルボン酸アリールエステル類の製
造方法としては、従来、特公昭46−23724号に記載され
ているように、スズ、マンガン、コバルト等の金属の酸
化物、水酸化物、酸素酸塩、カルボン酸塩、ハロゲン化
物、フェノキシド、アルコキシド等を触媒として用いる
方法が知られており、また、特開昭52−71433号公報に
記載されているように、シリカ、アルミナ、酸性白土、
ゼオライト等の固体酸を触媒として用いる方法も知られ
ている。更に、特表昭52−501031号公報には、酸化スズ
を触媒として用いる2段階の反応方法が提案されてお
り、また、特開昭62−87248号公報には、ジスタノキサ
ン誘導体からエステル化触媒が提案されている。
しかし、従来、知られている上記したような方法によ
れば、いずれも高温下に反応を行なうために、エステル
化後にフリース転位等の副反応が起こりやすく、かくし
て、目的する芳香族カルボン酸アリールエステル類の選
択率が低い。特に、芳香族ジカルボン酸のジアリールエ
ステルを製造する場合、ジエステルの選択率が低い。
発明が解決しようとする課題 本発明は、従来の芳香族カルボン酸アリールエステル
類の製造における上記した問題を解決するためになされ
たものであって、高選択率にて目的とする芳香族カルボ
ン酸アリールエステル類を製造する方法を提供すること
を目的とする。
特に、本発明は、芳香族ジカルボン酸をフェノール類
でエステル化して、高選択率にてジエステルを製造する
方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明による芳香族カルボン酸アリールエステル類の
製造方法は、スズ化合物系エステル化触媒の存在下にフ
ェノール類と芳香族カルボン酸とを反応させて、芳香族
カルボン酸アリールエステルを製造する方法において、
プロトン酸又は固体酸を共存させることを特徴とする。
本発明の方法において用いるフェノール類は、一般式
(I) Ar1−(OH)m (式中、Ar1は芳香族基を示し、mは1以上の整数を示
す。) で表わされる。上記芳香族基Ar1としては、置換基を有
していてもよいベンゼン環、ナフタレン環、アントラセ
ン環又はテトラリン環等を例示することができる。芳香
族基が置換基を有する場合、かかる置換基としては、例
えば、ハロゲン原子、ニトロ基、アルキル基、アルコキ
シ基、フェノキシ基、アミノ基、アリール基、アルコキ
シカルボニル基、フェノキシカルボニル基、カルボキシ
ル基等を挙げることができる。mは、好ましくは、1又
は2である。
従つて、上記したようなフェノール類の具体例として
は、例えば、フェノール、o−、m−又はp−クレゾー
ル、カテコール、レゾルシン、ハイドロキノン、ピロガ
ロール、o−、m−又はp−クロロフェノール、3,5−
又は2,5−キシレノール、m−又はp−アミノフェノー
ル、o−、m−又はp−メトキシフェノール、α−又は
β−ナフトール、2,6−ナフタレンジオール、α−又は
β−アンスロール、ジヒドロキシジフェニルエーテル、
ビスフェノールA、ビフェノール等を挙げることができ
る。
これらのフェノール類は、後述する芳香族カルボン酸
に対して、モル比にて0.1〜100、好ましくは1〜50の範
囲で用いられる。これらのフェノール類は、単独で用い
られてもよく、また、必要に応じて、2種以上の混合物
として用いられてもよい。
本発明の方法において用いる芳香族カルボン酸は、一
般式(II) Ar2−(COOH)n (式中、Ar2は芳香族基を示し、nは1以上の正数を示
す。) で表わされる。上記芳香族基Ar2としても、前記と同様
に、置換基を有していてもよいベンゼン環、ナフタレン
環、アントラセン環、ビフェニル環、テトラリン環等を
例示することができる。芳香族基が置換基を有する場
合、かかる置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ニ
トロ基、アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、ア
ミノ基、アリール基、アルコキシカルボニル基、フェノ
キシカルボニル基、カルボキシル基等を挙げることがで
きる。nは、好ましくは、1又は2である。
従つて、このような芳香族カルボン酸の具体例とし
て、例えば、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸、p−アミ
ノ安息香酸、2,4−ジクロロ安息香酸、p−t−ブチル
安息香酸、ベンゾイル安息香酸、サリチル酸、フタル
酸、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4′−ビフェニル
ジカルボン酸等のビフェニルジカルボン酸、α−ナフト
エ酸、β−ナフトエ酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸
等のナフタレンジカルボン酸、アントラニル酸等を挙げ
ることができる。これらの可能な酸無水物及び塩も、芳
香族カルボン酸として用いることができる。
これらの芳香族カルボン酸は、単独で、又は2種以上
の混合物として用いられる。
本発明の方法においては、スズ化合物系エステル化触
媒としては、酸化スズのような無機スズ化合物を用いら
れるが、好ましくは、一般式(III) (式中、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立にアルキル
基又はアリール基を示し、X1及びX2は、それぞれ独立に
ヒドロキシ基、アルコキシ基又はアリーロキシ基を示
す。) で表わされる有機スズ化合物が用いられる。
上記一般式(III)において、R1、R2、R3及びR4は、
それぞれ独立にアルキル基又はアリール基を示し、好ま
しくは、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数6〜12の
アリール基である。
従つて、このような有機スズ系エステル化触媒の具体
例として、例えば、 [(CH3−Sn−OCH32O [(C2H5−Sn−OCH32O [(C3H7−Sn−OCH32O [(C4H9−Sn−OCH32O [(CH3−Sn−OC2H52O [(C2H5−Sn−OC2H52O [(C3H7−Sn−OC2H52O [(C3H7−Sn−OC2H52O [(C4H9−Sn−OC2H52O 等を挙げることができる。
更に、一般式(IV) R2SnO (式中、Rはそれぞれ独立にアルキル基を示す。)で表
わされるジアルキルスズ化合物も用いることができる。
このような有機スズ化合物として、例えば、ジブチル酸
化スズを挙げることができる。
本発明の方法において、上記したようなスズ化合物系
エステル化触媒は、芳香族カルボン酸に対して、モル比
にて×10-5〜1×10、好ましくは1×10-4〜1×10-2
範囲で用いられる。
本発明の方法においては、芳香族カルボン酸とフェノ
ール類との反応は、上記したようなスズ化合物系エステ
ル化触媒と共に、プロトン酸又は固体酸の存在下に行な
われる。プロトン酸としては、特に塩酸、硫酸、硝酸、
リンタングステン酸のようなヘテロポリ酸等の無機プロ
トン酸や、p−トルエンスルホン酸等の有機プロトン酸
が好ましく用いられるが、特に、無機プロトン酸が好ま
しく用いられる。
また、固体酸としては、例えば、酸性白土、ゼオライ
ト、モンモリロナイト、テニオライト、ヘクトライト、
バーミキュライト、テトラシリシックマイカ、サポナイ
ト、MELS等の層状化合物及びこれらの金属酸化物架橋
体、Y型ゼオライト、L型ゼオライト、モルデナイト等
のゼオライト、シリカ、アルミナ、シリカ・アルミナ、
シリカ・ボレア、シリカ・チタニア等の複合酸化物、強
酸性イオン交換樹脂(例えば、アンバリスト15やナフィ
オン)等を挙げることができる。
本発明においては、このようなプロトン酸又は固体酸
は、芳香族カルボン酸に対して、モル比にて1×10-10
〜1、好ましくは1×10-10〜1×〜10-3の範囲で用い
られる。
本発明の方法において、反応は、通常、無溶剤にて行
なわれるが、有機溶剤を用いてもよい。有機溶剤として
は、水と混和せず、しかも、水と共沸混合物を形成し得
るものが好ましい。このような有機溶剤として、例え
ば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳
香族炭化水素、ヘキサン、オクタン、デカン、シクロヘ
キサン、デカリン等の脂肪族又は脂環式炭化水素、クロ
ロベンゼン、ジクロロベンゼン、ブロモベンゼン等の芳
香族ハロゲン化物を挙げることができる。
反応は、通常、100〜400℃、好ましくは、150〜350℃
の温度で行なわれる。反応時間は、通常、10分から40時
間である。反応時の圧力は、減圧下でも、加圧下でもよ
い。
発明の効果 本発明の方法によれば、スズ化合物系エステル化触媒
の存在下に、フェノール類と芳香族カルボン酸とを反応
させて、芳香族カルボン酸アリールエステル類を製造す
る方法において、プロトン酸を共存させることによつ
て、目的とする芳香族カルボン酸アリールエステル類を
高選択率にて得ることができる。
特に、本発明の方法によれば、芳香族ジカルボン酸を
フェノール類にてエステル化するとき、ジエステル類を
高選択率にて得ることができる。
実施例 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は
これら実施例により何ら限定されるものではない。
実施例1 テレフタル酸1g、フェノール9g、エステル化触媒 (以下、DPDSという。)10mg及び36%塩酸1gを水で50万
倍に希釈した塩酸水溶液0.05mlを容量50mlのオートクレ
ーブに仕込み、300℃に加熱した電気炉内で3時間、反
応を行なつた。
反応終了後、反応液中のテレフタル酸(TA)、モノフ
ェニルテレフタレート(MPT)及びジフェニルテレフタ
レート(DPT)の量を液体クロマトグラフィーで分析
し、下記計算式から反応成績を求めた。結果を第1表に
示す。
但し、上式中、[TA]、[MPT]及び[DPT]は、それ
ぞれ反応液中のテレフタル酸、モノフェニルテレフタレ
ート及びジフェニルテレフタレートのモル数を示す。
実施例2 実施例1において、エステル化触媒として、ジブチル
酸化スズ((C4H92SnO)を8mg用いた以外は、実施例
1と同様に反応を行なつた。結果を第1表に示す。
実施例3 実施例1において、270℃に加熱した電気炉内で反応
を行なつた以外は、実施例1と同様に反応を行なつた。
結果を第1表に示す。
実施例4 実施例1において、塩酸水溶液に代えて、97%硫酸1g
を水で50万倍に希釈した水溶液0.05mlを用いた以外は、
実施例1と同様に反応を行なつた。結果を第1表に示
す。
実施例5 実施例1において、塩酸水溶液に代えて、リンタング
ステン酸(H4PW12O40・27H2O)1gを水で15000倍に希釈
した水溶液0.05mlを用いた以外は、実施例1と同様に反
応を行なつた。結果を第1表に示す。
実施例6 実施例5において、DPDSに代えて、酸化スズ(SnO)2
mgを用いた以外は、実施例1と同様に反応を行なつた。
結果を第1表に示す。
実施例7 実施例1において、塩酸水溶液に代えて、p−トルエ
ンスルホン酸1gを水で50万倍に希釈した水溶液0.05mlを
用いた以外は、実施例1と同様に反応を行なつた。結果
を第1表に示す。
実施例8 実施例1において、塩酸水溶液に代えて、シリカ・ア
ルミナ(日揮製N−632L)を500℃で3時間焼成したも
の1mgを用いた以外は、実施例1と同様に反応を行なつ
た。結果を第1表に示す。
比較例1 実施例1において、塩酸水溶液を用いない以外は、実
施例1と同様に反応を行なつた。結果を第1表に示す。
比較例2 実施例2において、塩酸水溶液を用いない以外は、実
施例1と同様に反応を行なつた。結果を第1表に示す。
比較例3 実施例3において、塩酸水溶液を用いない以外は、実
施例と同様に反応を行なつた。結果を第1表に示す。
比較例4 実施例4において、DPDSを用いない以外は実施例1と
同様に反応を行なつた。結果を第1表に示す。
比較例5 実施例6において、硫酸水溶液を用いない以外は実施
例1と同様に反応を行なつた。結果を第1表に示す。
実施例9 2,6−ナフタレンジカルボン酸3.0g、フェノール20.9
g、DPDS25mg及び36%塩酸1gを水で50万倍に希釈した塩
酸水溶液0.05mlを容量50mlのオートクレーブに仕込み、
260℃に加熱した電気炉内で3時間、反応を行なつた。
反応終了後、実施例1と同様にして、反応率及びジエ
ステル選択率を求めた。結果を第2表に示す。
実施例10 実施例9において、塩酸水溶液に代えて、リンタング
ステン10mgを含む水溶液を用いた以外は、実施例9と同
様に反応を行なつた。結果を第2表に示す。
比較例6 実施例9において、塩酸水溶液を用いない以外は、実
施例9と同様に反応を行なつた。結果を第2表に示す。
実施例11 4,4′−ビフェニルジカルボン酸3.4g、フェノール21.
1g、DPDS25mg及び36%塩酸1gを水で50万倍に希釈した塩
酸水溶液0.05mlを容量50mlのオートクレーブに仕込み、
260℃に加熱した電気炉内で3時間、反応を行なつた。
反応終了後、実施例1と同様にして、反応率及びジエ
ステル選択率を求めた。結果を第2表に示す。
実施例12 実施例11において、塩酸水溶液に代えて、リンタング
ステン10mgを含む水溶液を用いた以外は、実施例11と同
様に反応を行なつた。結果を第2表に示す。
比較例7 実施例11において、塩酸水溶液を用いない以外は、実
施例11と同様に反応を行なつた。結果を第2表に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高畑 和紀 山口県玖珂郡和木町和木6丁目1番2号 三井石油化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−100412(JP,A) 特開 昭64−22840(JP,A) 特開 昭60−173016(JP,A) 特開 昭59−70639(JP,A) 特公 昭46−23724(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 69/82 - 69/94 C07C 67/08

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スズ化合物系エステル化触媒の存在下にフ
    ェノール類と芳香族カルボン酸とを反応させて、芳香族
    カルボン酸アリールエステルを製造する方法において、
    プロトン酸又は固体酸を共存させることを特徴とする芳
    香族カルボン酸アリールエステル類の製造方法。
  2. 【請求項2】スズ化合物系エステル化触媒が有機スズ化
    合物であることを特徴とする請求項第1項記載の芳香族
    カルボン酸アリールエステル類の製造方法。
  3. 【請求項3】プロトン酸又は固体酸が塩酸、硫酸、硝
    酸、ヘテロポリ酸及びp−トルエンスルホン酸から選ば
    れる少なくとも1種又はシリカ・アルミナであることを
    特徴とする請求項第1項記載の芳香族カルボン酸アリー
    ルエステル類の製造方法。
  4. 【請求項4】フェノール類と芳香族ジカルボン酸とを反
    応させて、芳香族ジカルボン酸ジアリールエステル類を
    得ることを特徴とする請求項第1項記載の芳香族カルボ
    ン酸アリールエステル類の製造方法。
  5. 【請求項5】芳香族ジカルボン酸がテレフタル酸である
    ことを特徴とする請求項第4項記載の芳香族カルボン酸
    アリールエステル類の製造方法。
  6. 【請求項6】フェノールとテレフタル酸とを反応させ
    て、テレフタル酸ジフェニルエステルを得ることを特徴
    とする請求項第1項記載の芳香族カルボン酸アリールエ
    ステル類の製造方法。
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