JPH01301633A - ジヒドロパーオキシドを分解してレゾルシノールを製造する方法 - Google Patents

ジヒドロパーオキシドを分解してレゾルシノールを製造する方法

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JPH01301633A
JPH01301633A JP63324711A JP32471188A JPH01301633A JP H01301633 A JPH01301633 A JP H01301633A JP 63324711 A JP63324711 A JP 63324711A JP 32471188 A JP32471188 A JP 32471188A JP H01301633 A JPH01301633 A JP H01301633A
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    • C07C37/08Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by decomposition of hydroperoxides, e.g. cumene hydroperoxide

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はジヒドロパーオキシドをレゾシノールへ分解す
る方法に関し、より詳細には、m−ジイソプロピルベン
ゼンジヒドロオキシドの接触分解に関する。
〔従来技術および発明が解決しようとする課題9197
2年、スタッフオード研究所(SRI)の研究者はヒド
ロパーオキシド化によりレゾシノールを製造する新規な
方法を再検討した。スタッフオード研究所(SRI)の
方法は、ベンゼンおよび/またはクメンをプロピレンで
アルキル化することによりm−ジイソプロピルベンゼン
(m−DIPB)を生成した後、このm −DIPBを
酸化してジイソプロピルベンゼンジヒドロパーオキシド
(m−DHP)および他の副生物を生じる。
次いで、このDHPを酸触媒によりレゾシノールおよび
アセトンに分解する。
その後、ヒドロパーオキシド化方法によるレゾシノール
の製造について改良する方法が多く提案されできた。
m −D HPのレゾシノールへの分解は通常、液相、
すなわち、アセトン、メチルイソブチルケ1−ン(MI
BK)、ヘンゼンまたはトルエンなとの実質的に無水の
有機溶媒中で行なわれる。この分解は非常に発熱性であ
り、m −D HP 1モルからレゾシノール1モルお
よびアセI−ン2モルを生成する。少量の強酸、例えば
、硫酸またはオルトリン酸(夫々、H2SO4、H3p
○、)を触媒として使用する。
■ D HPO分触速度は初めはD HPに基づいていると
思われ、酸や、レゾシノールにより促進されるが、水に
より遅延される。原料中に存在するヒドロパーオキシド
すべてがアセトン及び相応のフェノール系生成物に転化
される。かくして、m−モノヒドロパーオキシl”(m
−MHP)などの他の酸化生成物はm−イソプロピルフ
ェノールを形成し、m−ヒドロキシヒドロパーオキシド
(m−HHP)はm−(d−ヒドロキシイソプロピル)
フェノールを形成し、このm−(d−ヒドロキシイソプ
ロピル)フェノールはすくに脱水してm−イソプロペニ
ルフェノールになる。
上記のスタッフオードの再検討によれば、m −D H
PのMIBK抽出物を蒸発させてヒドロパーオキシドの
50%溶液を生じる。触媒としての濃硫酸(0,2重量
%)と、HHPを酸化するための70%過酸化水素(2
5%過剰)と、シカルビノール(DCL)とを80°C
の連続反応器中の上記溶液に添加する。この添加速度は
8分の滞留時間が達成される程度である。開裂後、硫酸
を水和石灰スラリーで中和し、濾過により固形物を除去
する。濾過した開裂生成物を蒸留してアセトンおよびM
IBKを除去する。水性蒸留残留物をトルエンで抽出し
てレゾシノール水溶液から不純物(イソプロピルフェノ
ールおよび重質残渣)を選択的に除去する。精製された
水性ラフイネ−1・を蒸発させて水の一部を除去する。
この濃縮水溶液から結晶を成長させる。最後に、レゾシ
ノールを遠心分離により分離して乾燥する。
しかしながら、1976年に発行された英国特許明細書
箱L455,450号によれば、酸接触分解に純粋のm
−DHPを使用することによってのみ、比較的純粋のレ
ゾシノールを得ることができる。
m−DIPBのヒドロパーオキシド化による生成物をそ
のままこの分解に使用すると、生じる反応生成物はレゾ
シノールおよび他のヒドロパーオキシドから生じる化合
物のほかに、酸触媒の作用下での分解成分および生成物
の後反応により形成される多くの他の二次生成物を含有
する。レゾシノールおよびアセトンは反応して樹脂を形
成し、レゾシノールおよびイソプロペニルフェノールは
反応して高沸点付加物を生じる。また、イソプロペニル
フェノールは重合して液状および固状ポリマーの両方を
生じる。酸触媒の存在下でDHP/HHP混合物が分解
されるときに伴う化学反応過程を以下に示す。
タール 同様に、住友化学(株)の米国特許第 3,923,908号(スズ等)はDHPの純度とその
分解からのレゾシノールの収率との関係を述べている。
レゾシノールの収率はカルビノールおよびHHPなどの
2−ヒドロキシ−2−プロピル基を含有する不純物の量
に非常に依存している。これらの基対D HPの分子数
の比が0.16未満のときに最良の結果(収率90〜9
5%)が得られる。
換言すると、’DHP/HHP試訓中のHHPのモル%
は14%より大きくてはならない。このような高純度の
D I(P / HHP試料を得る方法はこの特許には
述べられていない。
三井化学工業(株)の米国特許第4,339.61.5
号(合弁等)はレゾシノールを製造する方法を開示して
おり、この方法は芳香族炭化水素およびアセトンよりな
る混合溶媒中で水溶性酸触媒(アセトン中の硫酸)の存
在下で純粋なm−DI−IPを開裂することよりなる。
HHPを3.9モル%含有するD HP / l−I 
I P試料を使用した場合、86%のレゾシノールの収
率が報告されている。おそらく、純粋なりHPはそれら
のヒドロパーオキシド化生成物を過酸化水素で処理する
ことにより得られる。
英国特許出願第G B 2071.662 A号はm 
−DIPBからレゾシノールを製造する際に三フフ化ホ
ウ素/フフ化水素錯体なとの超酸触媒を使用することを
開示している。
多くの特許は、酸性触媒でm−DHPを分解して得られ
る粗しヅシノールの精製を開示している。
例えば、特開昭53−53626  (住友化学(株)
)は純粋なレゾシノールを得るための簡単な蒸留方法を
請求している。DHP分解からの粗レゾシノールを21
0℃未満の高温で真空蒸留して酸接触分解で生じた不純
物を効果的に除去する。
他の特許、すなわち、米国特許第4,239.921号
(三井石油化学工業(株)、橋本等)は溶媒再結晶化に
よるレゾシノールの改良精製法を開示している。この特
許は特定の比の芳香族炭化水素、アルキルフェノールお
よびアシルフェノールよりなる混合溶媒を使用する再結
晶化方法により粗レゾシノールから低沸点および高沸点
の不純物の両方を除去することができることを請求して
いる。例えば、トルエン−イソプロピルフェニル混合物
から再結晶化したレゾシノールは、高沸点不純物がほん
の30ppmであり、低沸点不純物が60ppmである
本発明の目的はm −D I(Pの分解から得られるレ
ゾシノールの収率を向上させることである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の目的はm−DHPの分解の改良によって達成さ
れる。レゾシノールの製造方法においζ、改良は三フッ
化ホウ素、塩化第二鉄および塩化第二スズよりなる群か
ら選択される有効量の触媒の存在下でm −D HPを
分解することである。反応溶液中の含水量は約0.1重
量%未満であるべきである。m−DHPの接触分解に三
フッ化ホウ素を選択する場合、触媒は好ましくは約10
〜1100pp 、より好ましくは約10〜50ppm
の範囲内の量、存在する。好ましくは、分解工程に引続
き、触媒を中和する。
第1図に概略的に示す本発明の方法において、木質的に
3工程の方法でレゾシノールを製造する。
第1工程では、任意の適当な手法によりジイソプロピル
ヘンゼン(DIPB)を酸素または空気で酸化する。第
2工程で、m −D HPを含む所定の酸化生成物を抽
出する。更らに任意の適当な処理を行って有利な量のm
−DHPを得てから、第3工程で、三フッ化ホウ素、塩
化第二鉄および塩化第二スズよりなる群から選択した触
媒有効量の存在下でm−DHPをレゾシノールおよびア
セトンに分解する。次いで、レゾシノールおよびアセト
ンを任意の適当な方法により精製する。
m−DHPのレゾシノールへのハ” 3工程ヒドロパーオキシド化方法の最後の工程はレゾシ
ノールおよびアセトンの両方を生成すべき酸触媒の存在
下での分解である。現在の工業用方法では、パーセンI
・組成範囲内の少量のブロンステッド(Brons t
ecl)酸触媒、一般には、硫酸などの鉱酸の存在下で
行う。分解生成物を、通常は有機溶媒に溶解して、希釈
アルカルで中和し、次いで蒸留して粗レゾシノールを得
る。
本発明によれば、三フッ化ホウ素、塩化第二鉄および塩
化第二スズよりなる群から選択されるルイス酸触媒、好
ましくは、無水三フフ化ホウ素またはその錯体を使用し
てm −D HPを分解する改良方法が提供される。表
1に示す結果から明らかなように、三フフ化ホウ素の活
性は在来の触媒より高い。これはD−DHPの分解にB
F3を使用するのに明らかに有利な点である。m−D 
I−I Pの分解はかなり少量、例えば、10〜110
0pp、また10〜50ppmはどの少量の触媒を使用
して約50°Cの温度で達成された。
大廉開−よ スターラ、温度計および還流コンデンサを備えた100
m13つ首フラスコに、MIBK <又はl−ルエン)
75−に溶解したm−DHPlogを入れた。このフラ
スコを50℃に保った水浴で攪拌しながら加熱した。ミ
クロリットルの注射器を使用して、三フッ化ホウ素エー
テル付加物(BF、  ・Etz ○)25ミクロリツ
トルをフラスコに仕込んでm−DHPのレゾシノールへ
のlを開始した。反応1時間後、反応混合物を室温まで
冷却し、少量のサンプルをGLCにより分析した。反応
混合物をすくにリンフ(R4nco)蒸発器に移し、4
0℃および4mm圧(トルエンを溶媒として使用する場
合にはもっと高い圧力)で溶媒を蒸発させた。回収した
固形物を呼量し、HPLCで分析した。サンプルの重量
およびHP L C分析でのレゾシノールの重量%から
レゾシノールの収率を算出した。
表1は単に少量パーセントのm −HHPを含有するm
−DHPの分解によるレゾシノールの収率を示している
夫−ル レゾシノールの収率に及ぼす溶媒および1   95 
   MIBK   25   101.1 98.0
2     90      トルエン    25 
       95.9  95.93   80  
  MrBK   30    85.3 84.34
   70    MIBK   40    77.
9 72.75       90        N
にン    50”      61.1   Nll
”*1 ヨウ素酸化滴定によるm−DHPのパーセント 12 8F3エーテル化物 *3 この実験に96%H2SO4を使用*4 測定さ
れず GLCまたHPLCによる分解生成物の分析によれば、
レゾシノールの選択率が高い。従来技術のヒドロパーオ
キシド化方法では、レゾシノールを高純度で得るのは困
難である。三フッ化ホウ素触媒を使用すると、有利であ
ることが明らかである。それほど純粋ではないm−DH
Pの場合でも、レゾシノールの収率は硫酸触媒による純
粋なm−DHP(90%)の分解の場合よりも良好であ
る。
三フフ化ホウ素による分解に先立って、m−DHP留分
を乾燥しなければならない。含湿量が高ければ高いほど
、必要とする触媒の量は多くなる。水は望ましくない分
解生成物の生成をもたらすあまり活性でない触媒種を生
じることにより三フッ化ホウ素の活性を低下させる。含
水量の適切な上限は0.1重量%であると確認された。
実見拠−1 200−フラスコに、溶媒(トルエン又はMIBK)7
5mfと、6MH2O2および1.5MH,SO4を含
有する水溶液15m2とを装入した。
室温で30分間、攪拌した後、水性相を分離し、溶媒を
乾燥剤(無水Na2SO4又は4Aモレキユラシーブ)
により50℃で30分間乾燥した。この溶媒は、50℃
でのDHPの分解を開始するのに必要とされるほどの量
のBF3−Et20触媒を使用してm−DHP(純度>
90%)7.5gを分解するためムこ使用した。反応1
時間後、反応混合物を室温まで冷却し、リンフ(Rin
co)蒸発器を使用して溶媒を40°Cおよび4mm圧
で蒸発させた。
回収した固形物を計量し、HP L Cによりレゾシノ
ールについて分析した。サンプルの量およびHPLC分
析におけるレゾシノールの重量%からレゾシノールの収
率を算出した。結果を表Hに示しである。
表−□進 レゾシノール収率に ぼす泊  の水の影“を等グE中
の  BF3’−Et20の    レゾシノールの実
験拠  ロ 乾燥刑 水の%“1 使用量■樵) 収率
、履−1トルエン な し 0.029 0.035 
  752  トルエン NazSOt  O,024
0,030783トルエン 4Aシーブ  0.012
  0.025     834  MIBKなし2.
5 0.20  525     MIBK   Na
zSOt   1.8        0.30   
      546     MIBK   4Aンー
ブ   0.065   0.030      80
*1 カールフィンシャ方法で測定。
表■はm−DIPBヒドロパーオキシド化生成化生刀物
イ抽出から直接得られるm−D HP /m、−HHP
混合物の分解の概要を示している。
m −D HPのパーセントに対するレゾシノールの収
率は理論収率より低く、2.7%〜33.7%であった
。一般に、低純度のm−DHPを分解するときには、レ
ゾシノールの収率はもっと低い。これは驚くべきことで
ない。何故なら、製造手順を終了するのに通常、2〜3
日かかり、レゾシノールが非常に反応性の化学物であっ
て、特に酸触媒の存在下ではおそらく二次生成物を形成
するからである。
表−一−1 m二p上ヱ!華勇廓「′うレゾシノールの シの゛ヒm
−DHPの 生成物の純度、  収率%シ(刀(すζλ
  争遺り余ごiヨエしりとを4  レゾシノール1、
%   χp遅■豪ζ≧唖Iシ()1    100 
      B6.9     91.52     
94      75.0     82.73   
  78      4B、0     72.74 
    74      31.0     54.7
5     72      30.0     54
.66     68      22.5     
34.37     52      21.5   
  49.3*i  Hpr−cにより測定したm−D
HPのモル%去虜iiu 下記の手順を使用して、三フッ化ホウ素触媒を使用する
m −D HP / m  HHP混合物の分解につい
ての多くの正確なデータを得た。
スターラ、温度計、および還流コンデンサを備えた10
0mff3つ首フラスコに、トルエン75m!に熔解し
たm −D HP / m −HHP混合物7.5gを
装入した。このフラスコを水浴で攪拌しながら50°C
まで加熱した。水浴を取りはずした後、ミクロリットル
の注射器および長い針を使用して三フッ化ホウ素エーテ
ル化物15〜100ミクロリットルを液面下に導入した
。氷水浴でフラスコを冷却して反応の発生熱を除去した
。フラスコを45分間50°Cに保ち、次いで室温まで
冷却した。
内容物を150meの分離漏斗に移し、水50彪を添加
した。数分間振った後、水性相のpl+が中性(pl+
=7)になるまで10%炭酸ナトリウム水ン容液を一滴
ずつ添加した。トルエン相を分離し、水性相をエーテル
5Qmlずつで3回抽出した。エーテルおよびトルエン
の混合溶液を蒸発乾燥し、残留物を坪量し、レゾシノー
ルの分析用の標準手法を使用してHP L Cにより分
析した。
表■は三フフ化ホウ素を触媒として使用した場合のレゾ
シノールの収率に及ぼず触媒の中和の影響を示している
。この表は、m −D HPの分解後ずくに三フッ化ホ
ウ素触媒を中和することによって収率が増大されるとい
うことだけではなく、アセ1〜ンを溶媒として使用し、
分解後、三フッ化ホウ素触媒を除去しない場合、レゾシ
ノールとアセトンとの起りうる反応を示すレゾシノール
の収率の大きな低下が生じることをも示している。
表    ■ レゾシノールの収率に及ぼす触媒の中和の影響m−DH
P”     生成物の純  収 率  % 触媒害竺
拠   %  重−見  度ルゾシノ−1t、%(DH
Pに対シテ)   中和1     100     
 )ルエン     86.9      91.5”
2  に110  中1生2     1.00   
   )ルエン     85.5      85.
5     W    中1生3     100  
   7t)ン     65.5       75
.0     Wlo  中性4    100   
  アセトン     90.0       90.
I     Ill   中1生5     74  
   トルエン     215      36.9
    11110  中1生6      74  
   トルエン     29.0      50.
3     Ill    中1生7      74
     アセトン     1. 0.5     
  1 9.9     Wlo  中1生8    
  74     アセトン     44.5   
    72.6     W    中1生*1m−
DHPの%はHPLCにより測定した。
*2 中和に伴う低い収率は洗浄工程中の機械的損失に
よる。
m−DHPの分解生成物の製造中のレゾシノールの損失
によるレゾシノールの収率の不確実性を最小にするため
に、下記のGLC分析方法を使用して向上レゾシノール
収率を得た。結果を表■に示しである。
実施例 4 上記と同じ手順を使用して、少量の三フッ化ホウ素エー
テル化物による溶媒15mp中のm −D HP / 
m  HHPサンプル7.5gの分解を行った。分解後
、溶液を氷水浴で室温まで冷却した。生成物を200m
j!容フラスコに移し、トルエンで希釈して250mf
とした。所定M(通常、1〜3.5g)の純レゾシノー
ルを略10mEのアセトンに溶解し、次いでトルエンで
希釈して250m!とすることにより形式上の標準液を
調製した。
形式上の標準液の応答ファクタを使用してこれらの両溶
液をGLCにより分析してレゾシノールの重量%を測定
した。GLC分析には、210 ℃で10%(7)OV
17を充填した1 0 ’ xl/8 ” ssカラム
を使用した。
表□−X BF3触媒によるm−DHPの分解 サンプル中1′1        レゾシノールの収率
人験拠のDHPJ  溶 媒 μす(DHPt対μと1
   100.0   MIBK      96.6
2    81.0   MIBK      82.
13    79.4   MIBK      82
.44    75.1   MIBK      7
4.45    70.0   MJBK      
70.46    54.1.   MTBK    
  76.67   100.0   )ルエン   
  96.4867.5)ルエン     77.49
    68.9  1−ルエン     76.91
0    67.4   )ルエン     85.0
*1.DHPの%はHP L C分析で測定した。その
精度は±2%であると評価した。
*2.GLC分析に基づく。
現在利用可能な手法と比較して、三フフ化ホウ素を触媒
とするm −D HPの分解の結果(表V参照)は優れ
ている。サンプル中に存在するDHPの%に対するレゾ
シノールの収率%はm −D HPの純度により70.
4%〜96.6%である。収率はトルエンを溶媒として
使用したときには更らに高く、レゾシノールとMIBK
との反応が起りうろことを示している。しかしながら、
これらの収率は濃硫酸を触媒として使用したときの収率
よりも高い。表■の実験第5は、三フフ化ホウ素25ミ
クロリットルを使用したときの95.9%の収率に比較
して、96%硫酸を触媒として使用したときの61%の
レゾシノールの収率を示している。
比較のために、いくつかの異なるルイス酸触媒の存在下
での分解を検討した。その結果を表■に示しである。三
フッ化ホウ素(BF3)および塩化第二スズ(SnCn
4)の両方とも最良の結果をもたらした。また、塩化第
二鉄も許容可能な収率をもたらした。但し、塩化第二ス
ズと関連した可能性のある環境問題を考慮すると、三フ
フ化ホウ素が好ましい。塩化アルミニウムを使用した分
解では、得られたレゾシノールの収率は非常に悪かった
。従って、すべてではないが、ルイス酸がm−DHPの
分解用の良好な触媒である。
表  ■ 叫づ耳胆分履朋塾随丙疵瑚噴 DHPの       触  媒   レゾシノールの
大A釘整 11容  媒 ’MmJL−収率χ(III
IPに文ドる)1100  トルエン BF3”  2
0 1   96.52100)ルエン SnCβ42
5 1  100.63100)ルエン FeCN30
.05  g   86.74  100  ト/L、
JC7A/Ic130.5  g    14.05 
  ]00 1−/L、I7  SO3”     8
8.06   8]、  MIBK  BF3”   
170 1    82.17  81 トルエン 5
nCI!4 100 1    79.0*16  ア
セトン中0.7%S 03を3,8gイ吏用))’2.
   BFI  エーテル且A勿三フフ化ホウ素触媒の
他の利点として、生成されるレゾシノールの二次反応を
促進する活性度が低い。m −D HPを分解するのに
使用した少量の三フッ化ホウ素は例えばレゾシノールと
イソプロペニルフェノールとの反応を促進するのに十分
ではない。また、三フフ化ホウ素触媒は少量の水酸化ナ
トリウム水溶液で洗浄することにより有機相から容易に
除去することができる。かくして、m−DHPの三フフ
化ホウ素触媒分解によって得られる粗レゾシノールは特
定の精製工程を必要としない。これは本発明の方法によ
り行なわれるm −D HPの三フッ化ホウ素触媒分解
の利点であると思われる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法の好適な実施例の概略図である。 手続補正書(方式) 平成元年  月  日 1事件の表示  昭和63年特許願第324711号3
補正をする者 事件との関係  出願人 4、代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、レゾシノールを製造する方法において、三フッ化ホ
    ウ素、塩化第二鉄および塩化第二錫よりなる群から選択
    される有効量の触媒の存在下でほぼ無水のm−ジイソプ
    ロピルベンゼンジヒドロパーオキシドの溶液を分解する
    ことを特徴とする方法。 2、上記触媒が三フッ化ホウ素エーテル化物であり、上
    記有効量が約10〜100ppmの範囲であることを特
    徴とする請求項1記載の方法。 3、上記溶液の含水量が約0.1重量%未満であること
    を特徴とする請求項1記載の方法。 4、m−ジイソプロピルベンゼンジヒドロパーオキシド
    の分解後、上記触媒を中和することを特徴とする請求項
    1記載の方法。
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