JP3984687B2 - m−ターフェニルの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、o−ターフェニル、p−ターフェニル又はこれらターフェニル類を含有する混合物から、酸触媒による異性化反応によりm−ターフェニルを製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
m−ターフェニルは、熱媒体や感熱紙増感剤として有用であるため、効率よく経済的に有利な製造方法の開発が望まれている。m−ターフェニルの製造方法としては、ベンゼンを700〜900℃で熱縮合させて生成するビフェニル、o−ターフェニル、m−ターフェニル、p−ターフェニルの混合物を精密蒸留して、m−ターフェニルを得る方法が知られている。しかしながら、ベンゼンによる熱縮合生成混合物には、通常m−ターフェニルが10重量%程度しか含まれていないため、これを増産しようとすると他の併産物も多量に副生するという問題がある。
【0003】
これらの問題を解決するために、ベンゼンの熱縮合反応で副生するo−ターフェニル、p−ターフェニル及びm−ターフェニルを含む混合物を異性化し、m−ターフェニルを製造する方法が報告されている。例えば、p−ターフェニル、o−ターフェニルをルイス酸触媒の存在下でm−ターフェニルに異性化する方法(米国特許2363209号)、p−ターフェニルを固定化された固体酸触媒によりm−ターフェニルに異性化する方法(仏国特許1345021号)などが知られている。しかし、いずれもm−体の異性化選択率が悪く、1段の異性化反応で高純度のm−ターフェニルを得ることができないため、異性化後に蒸留精製する必要がある。また、異性化の反応温度が高く、特別な設備仕様を施す必要があり、経済性の問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、o−ターフェニル、p−ターフェニル又はこれらを含有する混合物を、酸触媒の存在下に温和な条件で異性化反応させ、m−ターフェニルを選択的に効率よく製造できる方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、o−ターフェニル、p−ターフェニル又はこれらを含有する混合物を、ターフェニル類に対し0.1〜5重量%の塩化アルミニウム触媒の存在下、反応温度80〜150℃、0.5時間以上異性化反応させることを特徴とするm−ターフェニルの製造方法である。
【0006】
本発明で使用する原料は、o−ターフェニル又はp−ターフェニル単独でもよく、またo−ターフェニル、m−ターフェニル、p−ターフェニルの2種又は3種の混合物でもよい。 o−ターフェニル、m−ターフェニル、p−ターフェニルの混合物の混合割合は特に限定されるものでないが、 高い選択率で高純度のm−タ−フェニルを得るためには、p−ターフェニルの割合が低いものが好ましい。また、ターフェニル類以外の成分、例えばビフェニルなどを含有してもよい。
【0007】
原料のターフェニル類に対する塩化アルミニウム触媒の使用量は、反応温度によって異なるが、原料ターフェニル類に対し使用量が増えるほどp−体への異性化速度は増加するため、高純度のm−ターフェニルを得ることが難しくなる。また、使用量が少ないと異性化速度が遅くなり、m−ターフェニルの生産性が悪くなる。したがって、m−ターフェニルを高濃度でかつ生産性よく製造するため、塩化アルミニウム触媒の使用量は0.1〜5重量%、好ましくは0.2〜2重量%である。 ここで、ターフェニル類の量は、原料中のo−、m−及びp−ターフェニルの合計量を意味する。
【0008】
本発明の異性化反応の条件は、原料ターフェニル類の異性体比率と目的生成物のm−ターフェニルの純度、収率によって適宜条件を選定することができる。反応温度は、原料が液状になる温度以上であればよいが、m−ターフェニルへの異性化選択性を高めるには80〜150℃が好ましい。反応温度が高いほど異性化速度は増加するが、p−ターフェニルの平衡組成比率が上昇し好ましくない。反応時間は、塩化アルミニウム触媒量、反応温度によって変わるが、通常0.5〜48時間、好ましくは1〜10時間、反応圧力は、減圧、常圧、加圧のいずれでもよい。反応形式は、回分式、連続式又は半回分式のいずれの方法でもよい。
【0009】
ターフェニル類の異性化反応は、温度が高いほどp−体への異性化速度が増加し、p−ターフェニルの平衡組成が上昇して、m−ターフェニルの収量が減る。本発明によれば、酸強度の高い塩化アルミニウム触媒を使用することで、m−体への異性化に有利となる低い反応温度で異性化させることができ、m−ターフェニルの選択率を高くすることができる。
【0010】
このようにして、o−ターフェニル、p−ターフェニル又はこれらを含有する混合物を塩化アルミニウム触媒の存在下で、温和な条件でm−ターフェニルに異性化させることができる。また、原料であるターフェニル類の異性体比率によっては、1段で高純度のm−ターフェニルが得られるが、m−ターフェニルの純度が低いものは、必要に応じて精密蒸留等の公知の方法により高純度m−ターフェニルに精製することができる。
【0011】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。
【0012】
実施例1〜5で使用した原料ターフェニルの組成(重量%)は、次のとおりであった。
ビフェニル : 0.90%
o−ターフェニル : 91.82%
m−ターフェニル : 5.48%
p−ターフェニル : 0.02%
その他 : 1.78%
【0013】
実施例1
原料ターフェニル1020gを80℃に加熱し、130℃に昇温して溶解させた後、撹袢しながら塩化アルミニウム10.2g(1.0重量%)を加え130℃で3時間加熱して異性化反応を行った。反応終了後、常温まで冷却し、水及び23%苛性ソーダ水溶液で洗浄した反応生成物をガスクロマトグラフィ−で分析した結果、o−ターフェニル0.38重量%、m−ターフェニル91.33重量%、p−ターフェニル6.08重量%であった。
【0014】
実施例2
反応温度を100℃、反応時間5時間とした以外は、実施例1と同様に異性化反応を行った結果、反応生成物はo−ターフェニル1.78重量%、m−ターフェニル95.08重量%、p−ターフェニル1.05重量%であった。
【0015】
実施例3
塩化アルミニウムの使用量を7.65g(0.75重量%)、反応時間5時間とした以外は、実施例1と同様に異性化反応を行った結果、反応生成物はo−ターフェニル0.91重量%、m−ターフェニル93.15重量%、p−ターフェニル2.72重量%であった。
【0016】
実施例4
塩化アルミニウムの使用量を5.1g(0.5重量%)、反応時間5時間とした以外は、実施例1と同様に異性化反応を行った結果、反応生成物はo−ターフェニル17.24重量%、m−ターフェニル79.30重量%、p−ターフェニル0.95重量%であった。
【0017】
実施例5
塩化アルミニウムの使用量を7.65g(0.75重量%)とした以外は、実施例1と同様に異性化反応を行った。この反応液組成の時間変化をガスクロマトグラフィ−で分析した結果を図1に示す。
【0018】
実施例6
原料ターフェニルとしてo−ターフェニル83.77重量%、m−ターフェニル9.61重量%、p−ターフェニル4.45重量%であるものを使用した以外は、実施例1と同様に異性化反応を行った結果、反応生成物はo−ターフェニル6.55重量%、m−ターフェニル84.16重量%、p−ターフェニル6.17重量%であった。
【0019】
比較例
比較例で使用した原料ターフェニルの組成(重量%)は次のとおりであった。
o−ターフェニル : 60.00%
m−ターフェニル : 15.00%
p−ターフェニル : 25.00%
オ−トクレーブに、原料ターフェニル1020gと酸触媒として活性白土(日本活性白土製K−500)204g(20重量%)を入れ、撹袢しながら常圧、230℃で4時間加熱した。冷却後、触媒を濾過分離し、反応生成物をガスクロマトグラフィーで分析した結果、o−ターフェニル6.31重量%、m−ターフェニル68.03重量%、p−ターフェニル25.04重量%であった。
【0020】
【発明の効果】
本発明によれば、o−ターフェニル、p−ターフェニル又はこれらを含有する混合物を塩化アルミニウム触媒の存在下、温和な条件で異性化反応させることで、熱媒体や感熱紙増感剤として有用な高純度のm−ターフェニルを一段で効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例5における反応液組成の時間変化を示すグラフである。
Claims (1)
- o−ターフェニル、p−ターフェニル又はこれらを含有する混合物を、ターフェニル類に対し0.1〜5重量%の塩化アルミニウム触媒の存在下、反応温度80〜150℃、0.5時間以上異性化反応させることを特徴とするm−ターフェニルの製造方法。
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