JP4011364B2 - Method for producing 2,4'-dihydroxydiphenylsulfone - Google Patents

Method for producing 2,4'-dihydroxydiphenylsulfone Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、フェノールとフェノールスルホン酸、又は、フェノールと硫酸、発煙硫酸若しくは無水硫酸とを原料とし、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを高い収率で得ることができる2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
フェノールとフェノールスルホン酸、又は、フェノールと硫酸、発煙硫酸若しくは無水硫酸との脱水縮合反応により、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの混合物を得ることができる。これらのうち、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンは、感熱記録材料の顕色剤として使用され、特に発色性に優れ、地肌カブリが少なく、保存性の良好な感熱記録紙を得ることができる有用な化合物である。一方、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンは、耐熱性の高いエンジニアリングプラスチックであるポリエーテルスルホンの原料として、あるいは、ポリカーボネートなどの耐熱性を向上させるモノマーとして知られている。
フェノールとフェノールスルホン酸、又は、フェノールと硫酸、発煙硫酸若しくは無水硫酸との脱水縮合反応の生成物は、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの混合物であり、両者を分離精製してそれぞれの用途に用いられる。しかし、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンはほぼ一定の比率で併産されるために、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンに対する需要が大きい場合には、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの収率を高めることが望まれる。
特開平6−107622号公報には、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを高い選択率で工業的に有利に製造する方法として、フェノール類と硫酸とを混合して加熱し、ジヒドロキシジフェニルスルホン類を製造するにあたり、触媒としてホスホン酸、ホスフィン酸又はそれらの塩を反応系に存在させる方法が提案されている。また、特開平10−25277号公報には、高純度の2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンとを工業的に有利に併産することができる方法として、フェノールとスルホン化剤をo−ジクロロベンゼン溶媒中で反応させ、反応液から4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを析出させて分離し、次いでろ液から2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを単離する方法が提案されている。しかし、この方法によっても、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンがほぼ一定の割合で併産されることは避けられず、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの需給バランスに適応することは困難であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、フェノールとフェノールスルホン酸、又は、フェノールと硫酸、発煙硫酸若しくは無水硫酸とを原料とし、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを高い収率で得ることができる2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの製造方法を提供することを目的としてなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、フェノールとフェノールスルホン酸、又は、フェノールと硫酸、発煙硫酸若しくは無水硫酸とを原料として脱水縮合反応により2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを製造するに際して、原料に4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを添加することにより、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの収率を高め得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
(1)フェノールとフェノールスルホン酸、又は、フェノールと硫酸、発煙硫酸若しくは無水硫酸とを原料として脱水縮合反応により2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを製造するに際して、原料に4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンをフェノールスルホン酸、硫酸、発煙硫酸又は無水硫酸の0 . 1〜0 . 7モル倍添加することを特徴とする2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの製造方法、
(2)脱水縮合反応を、無溶媒で、又は、沸点130〜200℃の芳香族炭化水素溶媒の存在下に行う第1項記載の2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの製造方法、及び、
(3)脱水縮合反応を、リン酸、ホスホン酸若しくはホスフィン酸又はそれらの塩の存在下に行う第1項記載の2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの製造方法、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
(4)脱水縮合反応を、無溶媒で、減圧下に140〜170℃に加熱して行う第2項記載の2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの製造方法、
を挙げることができる。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明の2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの製造方法においては、フェノールとフェノールスルホン酸、又は、フェノールと硫酸、発煙硫酸若しくは無水硫酸とを原料として脱水縮合反応により2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを製造するに際して、原料に4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを添加する。
フェノールとフェノールスルホン酸は、脱水縮合反応により、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの混合物を生成する。フェノールと硫酸は、脱水縮合反応により、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの混合物を生成する。硫酸の代わりに、発煙硫酸又は無水硫酸を用いることもできる。通常は、生成する2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの重量比は、約30:70である。本発明方法によれば、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの生成を抑制し、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの生成を増加して、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの生成量を重量比で約30:70〜50:50の範囲で制御することができる。
【0006】
本発明方法において、原料に添加する4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの量に特に制限はないが、フェノールスルホン酸、硫酸、発煙硫酸又は無水硫酸の0.1〜0.7モル倍であることが好ましく、0.3〜0.5モル倍であることがより好ましい。ただし、発煙硫酸のモル数は、発煙硫酸中に含まれるH2SO4のモル数とSO3のモル数の合計として数える。原料に添加する4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの量がフェノールスルホン酸、硫酸、発煙硫酸又は無水硫酸の0.1モル倍未満であっても、0.7モル倍を超えても、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの生成を抑制し、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの生成を増加する効果が十分に発現しないおそれがある。
本発明方法において、フェノールとフェノールスルホン酸、又は、フェノールと硫酸、発煙硫酸若しくは無水硫酸の反応方法に特に制限はなく、例えば、無溶媒で反応させることができ、あるいは、溶媒の存在下に反応させることもできる。フェノールは、フェノールスルホン酸に対して、化学量論的に必要な量よりも過剰に仕込んで反応させることが好ましく、フェノールスルホン酸の2〜4モル倍を仕込んで反応させることがより好ましい。フェノールは、硫酸、発煙硫酸又は無水硫酸に対して、化学量論的に必要な量よりも過剰に仕込んで反応させることが好ましく、硫酸、発煙硫酸又は無水硫酸の2〜4モル倍を仕込んで反応させることが好ましい。
【0007】
本発明方法において、脱水縮合反応を無溶媒で行う場合は、80.0〜6.7kPaの減圧下に140〜170℃に加熱して行うことが好ましい。反応温度が140℃未満であると、反応速度が遅く脱水縮合反応に長時間を要するおそれがある。反応温度が170℃を超えると、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの生成が多く、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの生成量を増加することが困難になるおそれがある。脱水縮合反応により生成した水は、フェノールとの共沸混合物として反応系外に除去することができる。必要に応じて、反応中にフェノールを追加し、水との共沸により系外に留出するフェノールを補うことができる。反応に際しては、ホスホン酸、ホスフィン酸、リン酸などのリン化合物を共存させることができる。このようなリン化合物を共存させることにより、生成するジヒドロキシジフェニルスルホン異性体混合物中の2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの含有量を高めることができる。
【0008】
本発明方法において、脱水縮合反応を溶媒の存在下に行う場合、溶媒は沸点130〜200℃の芳香族炭化水素溶媒であることが好ましい。溶媒の沸点が130℃未満であると、反応温度が低く、脱水縮合反応に長時間を要するおそれがある。溶媒の沸点が200℃を超えると、生成したジヒドロキシジフェニルスルホン類から溶媒を除去することが困難になるおそれがある。芳香族炭化水素は不活性であり、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを製造する条件ではフェノールスルホン酸、硫酸、発煙硫酸又は無水硫酸と反応せず、また、脱水縮合反応により生成した水と共沸して、水を反応系外へ除去することができるので、好適に用いることができる。沸点130〜200℃の炭化水素としては、例えば、キシレン、エチルベンゼン、クメン、プソイドクメン、メジチレン、シメンなどを挙げることができる。
本発明方法により製造された2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの混合物は、有機溶剤などを用いた精製法により、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンに分離することができる。
反応混合物に含まれる各成分の重量は、反応終了後の反応混合物の高速液体クロマトグラフィーにより求めた2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、p−フェノールスルホン酸、フェノールの重量%と、反応中に留出した水とフェノールの共沸混合物の重量から求めた反応混合物の重量を用いて求めることができる。
【0009】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
なお、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、p−フェノールスルホン酸及びフェノールの含有量は、高速液体クロマトグラフィーにより定量した。
実施例1
反応器に、フェノール670g(7.13モル)、p−フェノールスルホン酸418g(2.40モル)、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン250g(1.00モル)及びホスホン酸17g(0.21モル)を仕込み、150〜165℃で、圧力を74.6kPaから34.7kPaまで下げながら、6時間脱水縮合反応を行った。フェノールと水の混合液252gが留出したところで、反応を終了した。
反応混合物は1,094gであり、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン21重量%(230g)、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン45重量%(492g)、p−フェノールスルホン酸8重量%(88g)、フェノール23重量%(252g)、その他の不純物3重量%(33g)であった。
脱水縮合反応により生成した2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの消費されたp−フェノールスルホン酸330g(1.90モル)に対する収率は、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン49%、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン51%であった。
実施例2
反応器に、フェノール605g(6.44モル)、硫酸235g(2.40モル)、キシレン950mL、ホスホン酸16.5g(0.20モル)、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン250g(1.00モル)を仕込み、還流下に6時間脱水縮合反応を行い、温度を80℃まで下げ、減圧下にキシレンを留去し、反応混合物1,074gを得た。
反応混合物は、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン20重量%(215g)、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン42重量%(451g)、p−フェノールスルホン酸8重量%(86g)、フェノール23重量%(247g)、その他の不純物7重量%(75g)であった。
脱水縮合反応により生成した2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの硫酸に対する収率は、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン36%、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン34%であった。
比較例1
反応器に、フェノール949g(10.10モル)、p−フェノールスルホン酸591g(3.40モル)及びホスホン酸17g(0.21モル)を仕込み、150〜165℃で、圧力を80.0kPaから6.7kPaまで下げながら、6時間脱水縮合反応を行った。フェノールと水の混合液548gが留出したところで、反応を終了した。
反応混合物は1,009gであり、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン23重量%(232g)、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン43重量%(434g)、p−フェノールスルホン酸12重量%(121g)、フェノール19重量%(192g)、その他の不純物3重量%(30g)であった。
脱水縮合反応により生成した2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの消費されたp−フェノールスルホン酸470g(2.70モル)に対する収率は、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン34%、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン64%であった。
比較例2
反応器に、フェノール1,296g(13.79モル)、硫酸529g(5.40モル)及びホスホン酸38g(0.46モル)を仕込み、150〜165℃で、圧力を74.6kPaから34.7kPaまで下げながら、6時間脱水縮合反応を行った。フェノールと水の混合液が56gが留出したところで、フェノール267g(2.84モル)を加え、150〜165℃で、圧力を34.7kPaから13.3kPaまで下げながら、2時間脱水反応を行った。フェノールと水の混合液の留出量が合計675gに達したところで、フェノール267g(2.84モル)を加え、150〜165℃で、圧力を34.7kPaから13.3kPaまで下げながら、2時間脱水縮合反応を行った。フェノールと水の混合液の留出量が合計812gに達したところでさらにフェノール267g(2.84モル)を加え、150〜165℃で、圧力を34.7kPaから13.3kPaまで下げながら、2時間脱水縮合反応を行い、フェノールと水の混合液の留出量が966gに達したところで反応を終了した。
反応混合物は1,698gであり、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン20重量%(340g)、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン44重量%(747g)、p−フェノールスルホン酸10重量%(170g)、フェノール24重量%(408g)、その他の不純物2重量%(34g)であった。
脱水縮合反応により生成した2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの硫酸に対する収率は、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン25%、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン55%であった。
実施例1〜2及び比較例1〜2の結果を、第1表に示す。
【0010】
【表1】

Figure 0004011364
【0011】
第1表に見られるように、フェノールとp−フェノールスルホン酸を原料とする実施例1においても、フェノールと硫酸を原料とする実施例2においても、原料に4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを添加することにより、ほぼ同量の2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンが生成している。これに対して、原料に4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを添加していない比較例1〜2においては、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの生成量は4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの生成量の約2分の1である。この結果から、原料に4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを添加して脱水縮合反応を行うことにより、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの生成を抑制し、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの生成量を増加し得ることが分かる。
【0012】
【発明の効果】
本発明方法によれば、フェノールとフェノールスルホン酸、又は、フェノールと硫酸、発煙硫酸若しくは無水硫酸との脱水縮合反応に際して、原料に4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを添加することにより、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの生成量を抑制し、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの生成量を増加することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone. More specifically, in the present invention, 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone can be obtained in high yield from phenol and phenolsulfonic acid, or phenol and sulfuric acid, fuming sulfuric acid or sulfuric anhydride. The present invention relates to a method for producing '-dihydroxydiphenylsulfone.
[0002]
[Prior art]
A mixture of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone can be obtained by dehydration condensation reaction of phenol and phenolsulfonic acid, or phenol and sulfuric acid, fuming sulfuric acid or anhydrous sulfuric acid. Of these, 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone is used as a color developer for heat-sensitive recording materials, and is particularly useful for obtaining heat-sensitive recording papers that have excellent color developability, little background fogging, and good storage stability. Compound. On the other hand, 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone is known as a raw material for polyethersulfone, which is an engineering plastic having high heat resistance, or as a monomer for improving heat resistance such as polycarbonate.
The product of the dehydration condensation reaction of phenol and phenolsulfonic acid, or phenol and sulfuric acid, fuming sulfuric acid or sulfuric anhydride is a mixture of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, Is separated and purified and used for each application. However, since 2,4′-dihydroxydiphenyl sulfone and 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfone are co-produced at an almost constant ratio, when the demand for 2,4′-dihydroxydiphenyl sulfone is large, It is desirable to increase the yield of 4'-dihydroxydiphenyl sulfone.
In JP-A-6-107622, as a method for industrially producing 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone with high selectivity, phenols and sulfuric acid are mixed and heated to obtain dihydroxydiphenylsulfones. In the production, a method in which phosphonic acid, phosphinic acid or a salt thereof is present as a catalyst in the reaction system has been proposed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-25277 discloses a method for producing a highly pure 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone industrially advantageously together with phenol. A method of reacting a sulfonating agent in an o-dichlorobenzene solvent, precipitating and separating 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone from the reaction solution, and then isolating 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone from the filtrate. Proposed. However, even by this method, it is inevitable that 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone are co-produced at a substantially constant rate. It was difficult to adapt to the supply and demand balance of 4,4'-dihydroxydiphenylsulfone.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention uses 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone in a high yield by using phenol and phenolsulfonic acid, or phenol and sulfuric acid, fuming sulfuric acid or anhydrous sulfuric acid as raw materials. The object is to provide a method for producing sulfone.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have determined that 2,4′- by dehydration condensation reaction using phenol and phenolsulfonic acid, or phenol and sulfuric acid, fuming sulfuric acid, or anhydrous sulfuric acid as raw materials. In the production of dihydroxydiphenylsulfone, it was found that the yield of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone can be increased by adding 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone to the raw material. It came to be completed.
That is, the present invention
(1) When producing 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone by dehydration condensation reaction using phenol and phenolsulfonic acid, or phenol and sulfuric acid, fuming sulfuric acid or sulfuric anhydride as raw materials, 4,4′-dihydroxydiphenyl is used as the raw material. sulfone phenolsulfonic acid, 0 sulfuric acid, fuming sulfuric acid or sulfuric anhydride. 1 to 0.7 mol per mol method for producing 2,4'-dihydroxydiphenyl sulfone which comprises adding,
(2) The method for producing 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone according to item 1, wherein the dehydration condensation reaction is performed in the absence of a solvent or in the presence of an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 130 to 200 ° C., and
(3) The method for producing 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone according to item 1, wherein the dehydration condensation reaction is performed in the presence of phosphoric acid, phosphonic acid, phosphinic acid or a salt thereof,
Is to provide.
Furthermore, as a preferred embodiment of the present invention,
(4) The method for producing 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone according to item 2, wherein the dehydration condensation reaction is carried out by heating at 140 to 170 ° C. under reduced pressure without a solvent,
Can be mentioned.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the method for producing 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone of the present invention, 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone is obtained by dehydration condensation reaction using phenol and phenolsulfonic acid, or phenol and sulfuric acid, fuming sulfuric acid or sulfuric anhydride. 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone is added to the raw material.
Phenol and phenolsulfonic acid form a mixture of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone by a dehydration condensation reaction. Phenol and sulfuric acid produce a mixture of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone by a dehydration condensation reaction. Instead of sulfuric acid, fuming sulfuric acid or anhydrous sulfuric acid can also be used. Usually, the weight ratio of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone produced is about 30:70. According to the method of the present invention, the production of 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone is suppressed and the production of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone is increased, and 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′- The amount of dihydroxydiphenylsulfone produced can be controlled in the range of about 30:70 to 50:50 by weight.
[0006]
In the method of the present invention, the amount of 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone added to the raw material is not particularly limited, but is 0.1 to 0.7 mole times that of phenolsulfonic acid, sulfuric acid, fuming sulfuric acid or sulfuric anhydride. Is preferable, and it is more preferable that it is 0.3-0.5 mol times. However, the number of moles of fuming sulfuric acid is counted as the total number of moles of H 2 SO 4 and SO 3 contained in the fuming sulfuric acid. Whether the amount of 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone added to the raw material is less than 0.1 mol times of phenolsulfonic acid, sulfuric acid, fuming sulfuric acid or anhydrous sulfuric acid, or more than 0.7 mol times, There is a possibility that the effect of suppressing the production of 4′-dihydroxydiphenylsulfone and increasing the production of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone may not be sufficiently exhibited.
In the method of the present invention, there is no particular limitation on the reaction method of phenol and phenolsulfonic acid, or phenol and sulfuric acid, fuming sulfuric acid, or anhydrous sulfuric acid. For example, the reaction can be performed without a solvent, or the reaction can be performed in the presence of a solvent. It can also be made. Phenol is preferably charged and reacted in excess of phenol sulfonic acid in an amount that is stoichiometrically required, and more preferably 2 to 4 moles of phenol sulfonic acid is charged and reacted. Phenol is preferably charged in excess of the stoichiometrically required amount with respect to sulfuric acid, fuming sulfuric acid or anhydrous sulfuric acid, and 2-4 mol times sulfuric acid, fuming sulfuric acid or anhydrous sulfuric acid is charged. It is preferable to react.
[0007]
In the method of the present invention, when the dehydration condensation reaction is carried out in the absence of a solvent, it is preferably carried out by heating to 140 to 170 ° C. under a reduced pressure of 80.0 to 6.7 kPa. If the reaction temperature is less than 140 ° C., the reaction rate may be slow and a long time may be required for the dehydration condensation reaction. When the reaction temperature exceeds 170 ° C., 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone is often produced, and it may be difficult to increase the production amount of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone. The water produced by the dehydration condensation reaction can be removed out of the reaction system as an azeotrope with phenol. If necessary, phenol can be added during the reaction to supplement phenol distilled out of the system by azeotropy with water. In the reaction, phosphorus compounds such as phosphonic acid, phosphinic acid and phosphoric acid can coexist. By coexisting such a phosphorus compound, the content of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone in the resulting dihydroxydiphenylsulfone isomer mixture can be increased.
[0008]
In the method of the present invention, when the dehydration condensation reaction is performed in the presence of a solvent, the solvent is preferably an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 130 to 200 ° C. When the boiling point of the solvent is less than 130 ° C., the reaction temperature is low and there is a possibility that a long time is required for the dehydration condensation reaction. When the boiling point of the solvent exceeds 200 ° C., it may be difficult to remove the solvent from the produced dihydroxydiphenyl sulfones. Aromatic hydrocarbons are inert, and do not react with phenolsulfonic acid, sulfuric acid, fuming sulfuric acid or anhydrous sulfuric acid under the conditions for producing 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone, and are not compatible with water produced by dehydration condensation reaction. Since it can boil and water can be removed out of a reaction system, it can be used conveniently. Examples of the hydrocarbon having a boiling point of 130 to 200 ° C. include xylene, ethylbenzene, cumene, pseudocumene, mesitylene, and cymene.
A mixture of 2,4′-dihydroxydiphenyl sulfone and 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfone produced by the method of the present invention was purified from 2,4′-dihydroxydiphenyl sulfone and 4,4 by purification using an organic solvent or the like. It can be separated into '-dihydroxydiphenylsulfone.
The weight of each component contained in the reaction mixture was 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone, 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, p-phenolsulfonic acid, phenol determined by high performance liquid chromatography of the reaction mixture after completion of the reaction. And the weight of the reaction mixture determined from the weight of the azeotropic mixture of water and phenol distilled during the reaction.
[0009]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
The contents of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone, 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, p-phenolsulfonic acid and phenol were quantified by high performance liquid chromatography.
Example 1
In a reactor, 670 g (7.13 mol) of phenol, 418 g (2.40 mol) of p-phenolsulfonic acid, 250 g (1.00 mol) of 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 17 g (0.21 mol) of phosphonic acid ) And a dehydration condensation reaction was carried out at 150 to 165 ° C. for 6 hours while reducing the pressure from 74.6 kPa to 34.7 kPa. The reaction was terminated when 252 g of a mixture of phenol and water was distilled.
The reaction mixture was 1,094 g, 21% by weight of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone (230 g), 45% by weight of 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone (492 g), and 8% by weight of p-phenolsulfonic acid (88 g). The content of phenol was 23% by weight (252 g), and other impurities were 3% by weight (33 g).
The yield of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone produced by the dehydration condensation reaction with respect to 330 g (1.90 mol) of consumed p-phenolsulfonic acid was 2,4′-dihydroxy. It was 49% of diphenylsulfone and 51% of 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone.
Example 2
A reactor was charged with 605 g (6.44 mol) of phenol, 235 g (2.40 mol) of sulfuric acid, 950 mL of xylene, 16.5 g (0.20 mol) of phosphonic acid, and 250 g (1.00) of 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone. The reaction mixture was subjected to a dehydration condensation reaction under reflux for 6 hours, the temperature was lowered to 80 ° C., and xylene was distilled off under reduced pressure to obtain 1,074 g of a reaction mixture.
The reaction mixture was 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone 20% by weight (215 g), 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone 42% by weight (451 g), p-phenolsulfonic acid 8% by weight (86 g), phenol 23% by weight. (247 g) and 7% by weight (75 g) of other impurities.
The yield of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone produced by the dehydration condensation reaction with respect to sulfuric acid was 36% of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone, and 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone 34. %Met.
Comparative Example 1
A reactor was charged with 949 g (10.10 mol) of phenol, 591 g (3.40 mol) of p-phenolsulfonic acid and 17 g (0.21 mol) of phosphonic acid, and the pressure was increased from 150 to 165 ° C. at a pressure of 80.0 kPa. The dehydration condensation reaction was carried out for 6 hours while reducing the pressure to 6.7 kPa. The reaction was terminated when 548 g of a mixture of phenol and water had distilled out.
The reaction mixture was 1,009 g, 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone 23% by weight (232 g), 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone 43% by weight (434 g), p-phenolsulfonic acid 12% by weight (121 g) And 19% by weight of phenol (192 g) and 3% by weight of other impurities (30 g).
The yield of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone produced by the dehydration condensation reaction with respect to 470 g (2.70 mol) of consumed p-phenolsulfonic acid was 2,4′-dihydroxy. It was 34% diphenylsulfone and 64% 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone.
Comparative Example 2
A reactor was charged with 1,296 g (13.79 mol) of phenol, 529 g (5.40 mol) of sulfuric acid and 38 g (0.46 mol) of phosphonic acid, and a pressure of 74.6 kPa to 34.40 at 150-165 ° C. The dehydration condensation reaction was carried out for 6 hours while reducing the pressure to 7 kPa. When 56 g of the mixed liquid of phenol and water was distilled, 267 g (2.84 mol) of phenol was added, and dehydration reaction was performed at 150 to 165 ° C. while reducing the pressure from 34.7 kPa to 13.3 kPa. It was. When the total amount of the distillate of the mixture of phenol and water reached 675 g, 267 g (2.84 mol) of phenol was added, and the pressure was reduced from 34.7 kPa to 13.3 kPa at 150 to 165 ° C. for 2 hours. A dehydration condensation reaction was performed. When the total amount of the distillate of the mixture of phenol and water reached 812 g, 267 g (2.84 mol) of phenol was further added, and the pressure was reduced from 34.7 kPa to 13.3 kPa at 150 to 165 ° C. for 2 hours. A dehydration condensation reaction was performed, and the reaction was terminated when the amount of the distillate of the mixed solution of phenol and water reached 966 g.
The reaction mixture was 1,698 g, 20% by weight of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone (340 g), 44% by weight of 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone (747 g), and 10% by weight of p-phenolsulfonic acid (170 g). , 24% by weight of phenol (408 g) and 2% by weight of other impurities (34 g).
The yield of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone produced by the dehydration condensation reaction with respect to sulfuric acid was 25% of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone, and 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone 55. %Met.
The results of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2 are shown in Table 1.
[0010]
[Table 1]
Figure 0004011364
[0011]
As seen in Table 1, in Example 1 using phenol and p-phenolsulfonic acid as raw materials, and in Example 2 using phenol and sulfuric acid as raw materials, 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone was used as the raw material. By the addition, approximately the same amounts of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone are formed. In contrast, in Comparative Examples 1 and 2 in which 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone was not added to the raw material, the amount of 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone produced was 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone produced. About half of the amount. From this result, the production of 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone is suppressed by adding 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone to the raw material and carrying out a dehydration condensation reaction to suppress the production of 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone. It can be seen that the amount can be increased.
[0012]
【The invention's effect】
According to the method of the present invention, in the dehydration condensation reaction of phenol and phenolsulfonic acid, or phenol and sulfuric acid, fuming sulfuric acid, or sulfuric anhydride, 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone is added to the raw material to produce 4,4. The production amount of '-dihydroxydiphenylsulfone can be suppressed, and the production amount of 2,4'-dihydroxydiphenylsulfone can be increased.

Claims (3)

フェノールとフェノールスルホン酸、又は、フェノールと硫酸、発煙硫酸若しくは無水硫酸とを原料として脱水縮合反応により2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを製造するに際して、原料に4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンをフェノールスルホン酸、硫酸、発煙硫酸又は無水硫酸の0 . 1〜0 . 7モル倍添加することを特徴とする2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの製造方法。Phenol and phenolsulfonic acid, or phenol and sulfuric acid, when the fuming sulfuric acid or sulfuric anhydride to produce a 2,4'-dihydroxydiphenyl sulfone by dehydration condensation reaction as a raw material, the raw material 4,4'-dihydroxydiphenylsulfone phenol 0 sulfonic acid, sulfuric acid, fuming sulfuric acid or sulfuric anhydride. 1 to 0.7 molar times the production method of 2,4'-dihydroxydiphenyl sulfone which comprises adding. 脱水縮合反応を、無溶媒で、又は、沸点130〜200℃の芳香族炭化水素溶媒の存在下に行う請求項1記載の2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの製造方法。  The method for producing 2,4'-dihydroxydiphenylsulfone according to claim 1, wherein the dehydration condensation reaction is carried out in the absence of a solvent or in the presence of an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 130 to 200 ° C. 脱水縮合反応を、リン酸、ホスホン酸若しくはホスフィン酸又はそれらの塩の存在下に行う請求項1記載の2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンの製造方法。  The method for producing 2,4'-dihydroxydiphenylsulfone according to claim 1, wherein the dehydration condensation reaction is carried out in the presence of phosphoric acid, phosphonic acid, phosphinic acid or a salt thereof.
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