JPH01501772A - 触媒調製法 - Google Patents
触媒調製法Info
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- JPH01501772A JPH01501772A JP63500740A JP50074088A JPH01501772A JP H01501772 A JPH01501772 A JP H01501772A JP 63500740 A JP63500740 A JP 63500740A JP 50074088 A JP50074088 A JP 50074088A JP H01501772 A JPH01501772 A JP H01501772A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- C07C2527/20—Carbon compounds
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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】
プロピレンによるトルエンの選択的アルキル化触媒系およびアルキル化方法
本発明はプロピレンによるトルエンの選択的アルキル化触媒系およびアルキル化
方法に関する。
アルキルベンゼンの工業的製造方法には二つの方法がある。その一つは芳香族化
合物中の環をフリーデル拳クラフッ触媒を用いてアルキル化する方法であるが、
該方法はポリ置換体(核置換)を生成し選択性に劣る欠点がある。他の方法はオ
レフィンと芳香族化合物との反応にルカリ金属はその優、または無機担体表面上
に分散させて使用する。金属ナトリウムを乾燥炭酸カリウム表面上に分散させる
と効果的な側鎖アルキル化触媒が得られる。塩基アルカリ金属触媒を用いると、
アルキル芳香族の側鎖に選択的にアルキル化が起こり、フリーデル拳クラフッ触
媒の時のような核置換は起こらない。欠点は比較的選択性が低く、各種のアルキ
ルベンゼン異性体が生成し、後刻これらの分離が必要となることである。脂肪族
二量体類も生成するが、これらは蒸留により容易にアルキルベンゼンから分離で
きる。
アルカリ金属触媒の選択性低下の原因は、調製段階でに*co3担体中に残留す
る酸素および水の為である。これにより活性金属との間で酸化物および水酸化物
が形成されるからである。どのため担体は120〜150℃で減圧下で10〜2
0時間乾燥し、また不活性雰囲気下または減圧下で触媒を調製する必要がある。
マルテンス(Martens)らは、第4回国際シンポジュム0、ベルギー、t
sst%F3.1〜3,11において「不均一系触媒の調製に対する科学的基礎
J (Sc1entiflc bases forthe preparitl
on of heterogeneous catalystsJと題し、また
h組μ、LLL、 (1985)、p、s[f8〜5)Oにおいて「ゼオライト
におけるイオン性ナトリウム、クラスターの調製および触媒的性質」と題してナ
トリウムアジド(IlaF!+)は350〜400℃で三つの違った変体:金属
ナトリウム(Flax’) 、結晶性金属クラスター(Hay。)およびイオン
性クラスター(m@4”)に分解することを示唆した。このようにl1alf、
が熱的にゼオライト表面上に分散すると、cls−2−ブテンの異性化に適当な
塩基触媒が得られる。アジドと担体物質の機械的混合物またはメタノール懸濁液
の何れからも該アジドを筒型反応器中で分解すれば担体表面上にナトリウムが形
成される。
本発明の目的はかかる分解反応を利用した、トルエンのアルキル化反応用触媒の
提供にある。
本発明の触媒系の特徴は、固体に、CO:1表面にあるナトリウム含有化合物を
熱分解することにより、金属ナトリウムを含む触媒を調製することにある。
まずナトリウムアジドおよびNaN*/KzCO3a合物の分解について重量法
で研究し、熱分析の結果を第1図に示した。該グラフによれば、ナトリウムアジ
ドは純粋の場合400℃で爆発的に分解する。K、Co3と混合するとこの分解
はもっと緩慢になり若干高温側で分解を起こす。金属ナトリウムと窒素への分解
は次式による。
21m)13−> 2Na 43Ng
この触媒はその場で反応管中で調製できるので厄介な触媒の移し変えや、空気や
湿気に敏感なアルカリ金属触媒の不活性化を避けることができる。また空気中で
の酸化による易燃焼性アルカリ金属触媒を取り扱う必要が無い点でも有利である
。
上記のような態様でNap3を熱的に分解して固形に2CO,の表面上に付着し
たアルカリ金属触媒を調製した。さらに、固形に*CO3上に付着したアルカリ
金属触媒をNa2Oの熱分解により調製した。
かくして調製した触媒の性質を、プロピレンによるトルエンの側鎖アルキル化反
応で調べ、いわゆる塩基性触媒を使用した時の結果と比較した。塩基触媒は金属
ナトリウムを窒素雰囲気下で高温で炭酸カリウム表面上に分散させたものである
。
A、アジド触媒
Nap、十に、Co:l混合物中のアジド含を量を変えて3種の触媒を作った。
触媒ムTS 4およびムTS 5は管状反応器中で調製した。
NaN3/に2CO3混合物を機械的混合物の形態またはメタノール懸濁液の形
態で管状反応器中に仕込んだ。この際窒素流を管に流すかまたは減圧を適用した
。この反応器を管状炉中で加熱し、反応器内の温度を測定した。ガス発生の増加
からNi113の分解が観察できた。触媒の種類により350〜420℃の範囲
で分解した。
触媒ムST Gは撹拌機付きの2dm3反応器中で調製した。
第1表には触媒調製条件、出発物質の量および製造方法の概略を示した。 (以
下余白)
第1表
アジド触媒の調製結果一覧
触媒 NaN3に、CO,Wal13Na 分解 製造 懸濁/gg % %
温度 方法 機械的混合℃
ATS4 10,2 40.8 20 8.1 3GOTube !!濁ATS
5 14.3 21.5 40 1B、1 390丁ube 懸濁B 、 F1
a2G+ K2CO1触媒Ha、O+ K、CO,混合物を窒素雰囲気下で1
dl13Parrオートクレーブに仕込んでNa2O+ K2CO3触媒を調製
した。この混合物ハ270’Cニ加熱した。?1a20ハsg、 K、CO,C
1225g使用し、純ナトリウムとして計算して混合物中にHaがIG%となる
ようにした。
肚」ジL駁1−
上記調製触媒を用いてトルエンの側鎖アルキル化の効率を次のように試験した。
攪拌機付きのIdm’ Parrオートクレーブを用い、次のような試験条件を
選択したニアシト触媒−一反応温度T : 170 ”C1反応時間t=20h
r、触媒量的20.0g、 )ルエンとプロピレンのモル比的1;M化物触媒−
一反応温度τ:175℃、反応時間t=23hr、触媒量約28.5g1)ルエ
ンとプロピレンのモル比的0.7゜触媒はガスクロマトグラフィーで分析し、結
果を表Aに示した。
いわゆる塩基触媒で行った結果と比較した。塩基触媒では金属ナトリウムを固体
に2C03上に分散したものを用いた。
表Aから明らかなように、製品への原料の転化率は触媒ATS5が最高となるこ
とである。使用したアジドが完全に分解すると仮定すると触媒中のNaの比率は
15重量%である。インブチルベンゼンに関するこの触媒の活性は、アジド触媒
と塩基触媒とではほとんど同じであった;このことはアジド触媒はトルエンの選
択的アルキル化に有用であることを示している。アジド触媒では生成物混合物中
の4−メチル−I−ペンテンの割合は塩基触媒よりも著しく少なく、他のヘキセ
ンの割合はこれに相当して増加する。
かくして得られた結果から、ナトリウムアジドまたは酸化ナトリウムを固体炭酸
カリウム上で熱的に分解させるとプロピレンによるトルエンの側鎖アルキル化触
媒が得られることが分かる。さらに、生成物はローブチルベンゼンが、プロピレ
ン二量体であるヘキセンと共に含まれ、このヘキセンは各種のメチルペンテン異
性体および直鎖ヘキセンから成ることが分かる。
(以下余白)
口。
7n !、n !;11 ao 100°I。
Claims (9)
- 1.プロピレンによるトルエンの選択的アルキル化用触媒系でありて該系が、ナ トリウム含有化合物を固体K2CO3表面上で熱的に分解して生成させた金属ナ トリウムを含有することを特徴とする触媒系。
- 2.ナトリウムを含む該化合物がNaN3である請求の範囲第1項記載の触媒系 。
- 3.ナトリウムを含む該化合物がNa2Oである請求の範囲第l項記載の触媒系 。
- 4.ナトリウム含有化合物を固体K2CO3の表面上で熱的に分解することを特 徴とする請求の範囲第1〜3項のいずれか一つに記載の触媒系の調製方法。
- 5.ナトリウムを含む該化合物がNaN3である請求の範囲第4項記載の方法。
- 6.ナトリウムを含む該化合物がNa2Oである請求の範囲第4項記載の方法。
- 7.触媒系の存在下にプロピレンでトルエンを選択的にアルキル化する方法であ って、該触媒系がナトリウム含有化合物を固体K2CO3の表面上で熱的に分解 して成ることを特徴とする方法。
- 8.ナトリウムを含む該化合物がNaN3である請求の範囲第7項記載の方法。
- 9.ナトリウムを含む該化合物がNa2Oである請求の範囲第7項記載の方法。
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