JPH0249740A - ハロゲン化ベンゼン誘導体の製造法 - Google Patents

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、ハロゲン化ベンゼン誘導体を吸着分離により
製造する方法に関するものである。

〈従来の技術〉 ハロゲン化ベンゼン誘導体の代表的物質としては、たと
えば、ジクロルベンゼン、クロルトルエン、ジクロルト
ルエン、ジクロルクメンなどが挙げられる。これらは、
農薬、医薬の合成中間体として重要である。

ハロゲン化ベンゼン誘導体は、一般にベンゼン、アルキ
ルベンゼンまたはハロゲン化アルキルベンゼンのハロゲ
ン化により異性体混合物として得られ、この異性体混合
物より目的の異性体を分離することにより製造される。

異性体の分離は蒸留分離、晶析分離、吸着分離などによ
るが、沸点差、凝固点差は一般に小さいため従来の一般
的な蒸留分離法、晶析分離法の適用が困難な場合が多い
。

一方、近年、キシレンで代表されるジアルキルベンゼン
を触媒により異性化せしめる方法（ＵＳＰ４４０９４１
３など）およびジアルキルベンゼン異性体混合物をゼオ
ライト吸着剤により吸着分離する方法（特公昭４２−１
５６８１号公報、特公昭５８−３８２０２号公報など）
が開発された。これらの方法によれば、目的の異性体を
かなり高純度で分離できる。また、分離後の残りの成分
を異性化工程へまわし、異性化せしめ、再び吸着分離工
程で目的の異性体を分離することにより、究極的に目的
の異性体のみを製造することができる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、ハロゲン化ベンゼン誘導体の製造に前記
の異性化と吸着分離による製造方法を応用した場合、ゼ
オライト吸着剤の劣化が徐々に起こり生産性の低下が問
題になる。

く課題を解決するための手段および作用〉本発明者らは
、ゼオライト吸着剤の劣化原因について鋭意検討を進め
た結果、原料に含まれる反応時に副生ずる微量のハロゲ
ン化水素、さらには微量の水分が劣化の原因であること
を見出した。さらに、本発明者らは、フォージャサイト
型ゼオライトのように、水を強く吸着するゼオライトは
ど、吸着剤の劣化の程度が大きいことを見出した。しか
も、吸着原料中に水とハロゲン化水素が高濃度で共存す
る場合にはゼオライト吸着剤を破壊し、吸着能力を著し
く低下させることを見出した。

そして、本発明者らは、これらを実質上無視できる程度
まで除去することにより吸着剤の劣化を大幅に抑えるこ
とができることを見出した。

本発明の１つの目的は、ハロゲン化水素を含有するハロ
ゲン化ベンゼン誘導体の異性体混合物をゼオライト吸着
剤と接触せしめて、目的の異性体を選択的に分離する際
、ゼオライト吸着剤の劣化を防止し、生産性の低下なく
、長期間工業的に分離可能な方法を提供することにある
。

本発明のもう１つの目的は、ハロゲン化水素を含有する
ハロゲン化ベンゼン誘導体の異性体混合物をゼオライト
吸着剤と接触せしめて目的の異性体を高純度で分離する
方法を提供することにある。

これらの目的は、ハロゲン化水素を含有するハロゲン化
ベンゼン誘導体の異性体混合物を蒸留処理または放散処
理に供して、ハロゲン化ベンゼン誘導体の異性体混合物
からハロゲン化水素を除去した後、ゼオライト吸着剤と
接触せしめて、ハロゲン化ベンゼン誘導体の異性体の目
的物を選択的に分離することを特徴とするハロゲン化ベ
ンゼン誘導体の製造法により達成される。

本発明で原料として使用するハロゲン化ベンゼン誘導体
としては、たとえば次の一般式（１）（式中Ｘ　はハロ
ゲン原子を示し、Ｘ２、Ｘ３は各々ハロゲン原子または
水素原子を示し、Ｒは低級アルキル基またはハロゲン原
子を示す。）で表わされる化合物が挙げられる。ここで
Ｒは低級アルキル基であり、炭素原子数１〜・４のアル
キル基を示す。Ｒは具体例としてはメチル基、エチル基
、ｎ−プロピル基、Ｉ　Ｓ　Ｏ−プロピル基、ｎ−ブチ
ル基、５ｅｅ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基などが挙
げられる。

またＸｌ、Ｘ２、Ｘ３またはＲがハロゲン原子を示す場
合、ハロゲン原子の種類は同一であっても異なっていて
もよい。ハロゲン原子は、具体的には塩素原子、臭素原
子、ヨウ素原子などであり、好ましくは塩素原子、臭素
原子である。ハロゲン化ベンゼン誘導体の具体例として
は、たとえば、ジクロルベンゼン、クロルトルエン、ジ
クロルトルエン、トリクロルベンゼン、トリクロルトル
エン、テトラクロルベンゼン、ジブロムベンゼン、ブロ
ムトルエン、ジブロムトルエン、ジクロルブロムベンゼ
ン、トリブロムベンゼン、ジブロムクロルベンゼン、ク
ロルクメン、ジクロルクメン、トリクロルクメン、ジブ
ロムクメン、ブロムクメンなどが挙げられる。このうち
、特に、ジクロルベンゼン、クロルトルエン、ジクロル
トルエン、ジクロルクメンが好ましく使用できる。これ
らのハロゲン化ベンゼン誘導体は、異性体混合物として
供給される。

本発明で原料として使用されるハロゲン化ベンゼン誘導
体の異性体混合物は、ベンゼン、アルキルベンゼンまた
はハロゲン化アルキルベンゼンのハロゲン化反応または
、異性化反応によって製造され、反応時に副生ずる微量
のハロゲン化水素を含有している。また、かかるハロゲ
ン化ベンゼン誘導体の異性体混合物は、もともと、通常
、微量の水分を含有している。

ハロゲン化反応または異性化反応は、常法により行なう
ことができる。

たとえば、異性化反応は、ハロゲン化ベンゼン誘導体の
異性体混合物原料を触媒と接触せしめることによって行
なうことができる。ここで、触媒としては、塩化アルミ
ニウムやゼオライトを使用することができ、ゼオライト
触媒の具体例としては、フォージャサイト型ゼオライト
、ペンタシル型ゼオライト、モルデナイト型ゼオライト
などを挙げることができる。異性化反応においてゼオラ
イト触媒を用いた場合には、たとえば特開昭５８−１４
４３３０号公報に従って、異性化反応を実施することが
できる。すなわち、反応温度２００〜５５０℃、好まし
くは２５０〜５００℃で重量空間速度（ＷＨＳ　Ｖ）０
．０５〜３０Ｈｒ　　　、好ましくは０．１〜２０Ｈｒ
−１の条件とし、気相反応、液相反応、固定床、移動床
、流動床のいずれの方法も用いることができる。

本発明においては、ハロゲン化水素を含有するハロゲン
化ベンゼン誘導体の異性体混合物を蒸留処理または放散
処理に供することにより、ハロゲン化水素を除去するこ
とが重要である。

ハロゲン化水素の一般的除去方法であるアルカリ水溶液
による吸収方法では、ハロゲン化ベンゼン誘導体の異性
体混合物と水との接触が避けられないのでハロゲン化ベ
ンゼン誘導体の異性体混合物に水分が微量溶解してしま
い、次工程で使用するゼオライト吸着剤の劣化をもたら
すので好ましくない。

蒸留処理または放散処理を行なうことにより水分との接
触を避けたまま、ハロゲン化水素を除去することが可能
である。

蒸留処理または放散処理に供するハロゲン化ベンゼン誘
導体の異性体混合物は、特に限定されず、たとえば反応
混合物そのままであってもよいし、または異性化反応混
合物からの抽出物、留出物などであってもよい。

本発明において、放散処理とはハロゲン化水素を含む原
料に窒素などの不活性ガスを吹込むことにより、揮発成
分を反応液から除去することをいう。また、蒸留処理は
常法によって実施する蒸留をいう。

蒸留処理または放散処理は、段塔でも充填塔でもいずれ
も実施できる。操作圧は常圧、減圧または加圧のいずれ
でもよい。蒸留処理または放散処理は、反応液中のハロ
ゲン化水素濃度が通常、１０ｐｐｍ以下、望ましくはｌ
ｐｐｍ以下となるまで実施する。

本発明においては蒸留処理または放散処理により、原料
中に存在する水分も同時に除去することができ、ゼオラ
イト吸着剤の劣化を防ぐことができる。蒸留処理または
放散処理は反応液中の水の濃度が通常、１０ｐｐｍ以下
、望ましくはｌｐｐｍ以下となるまで実施する。

また、ハロゲン化ベンゼン誘導体の異性化反応時に不均
化反応、脱メチル化反応、脱ハロゲン化反応などの副反
応が起こる場合、副生成物として脱メチルおよび／また
は脱ハロゲンされた低沸成分が生成する。たとえば、ク
ロルトルエンの異性化生成物には、トルエンおよびクロ
ルベンゼンが微量副生ずる。このような低沸成分は、ゼ
オライト吸着剤を劣化させることはない場合が多いが、
製品の高純度が要求される場合、低沸成分の除去が必要
である。蒸留処理または放散処理を実施することにより
低沸成分の除去も同時に行なうことができる。低沸成分
の比揮発度が小さい場合には、多段の蒸留装置または放
散装置を用いればよい。

かくして蒸留処理または放散処理を行なったのちハロゲ
ン化ベンゼン誘導体の異性体混合物は吸着分離工程に供
給される。吸着分離工程において、目的とするハロゲン
化ベンゼン誘導体の異性体を選択的に分離する。

吸着剤としてはゼオライトを用いることができる。

ゼオライト吸着剤としては特に限定されないが、ハロゲ
ン化水素および水分によって著しい劣化を受けるものが
、本発明の作用として特に好結果を示す。具体的には、
たとえば、Ｘ型、Ｙ型などのフォージャサイト型ゼオラ
イト、ＺＳＭ−５型などのペンタシル型ゼオライト、モ
ルデナイト型ゼオライト、Ｌ型ゼオライト、ベータ型ゼ
オライトなどを用いた場合に本発明の効果が著しい。

脱着剤としては、トルエン、キシレンなど芳香族化合物
が使用できる。吸着および脱着の方法および条件は通常
の方法および条件が採用できる。たとえば特公昭６３−
２４９８１号公報の方法によって吸着および脱着を行な
うことができる。

目的物を吸着取得したのちの異性体混合物は再び異性化
反応に供され、目的とする異性体濃度を平衡比率まで高
めることができる。このようなりサイクルにより、目的
物を工業的に有利に生産できる。

〈実施例〉 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ ケイ酸ソーダ１３５ｇ、、Ａｌ２（ＳＯ４）３・１８Ｈ
２０８，６ｇ１ｎ−プロピルアミン１５　ｇ１Ｈ２ＳＯ
４１１，２ｇおよび水４００ｇからなる水性混合物を１
５５℃に７２時間保持して結晶化を行ないＳｉＯ／Ａｌ
２Ｏ３比４５．５モル１モルのゼオライトＺＳＭ−５粉
末を合成した。このＺＳＭ−５粉末を１０　ｗ　ｔ％塩
化アンモニウム水溶液を用いて（固液比２゜０１／ｋｇ
、約９０℃で）５回イオン交換を行ない、十分水洗し１
２０℃で１５時間乾燥後、６００℃で２時間空気中で焼
成して酸型のＺＳＭ−５触媒を得た。

得られた酸型のＺＳＭ−５触媒を用い、固定床流通反応
器を使用して液相で０−ジクロルベンゼンの異性化反応
を行ない、塩化水素を含むジクロルベンゼン異性体混合
物を得た。反応に供した０−ジクロルベンゼンは予めモ
レキュラーシーブで脱水処理したものを用いた。異性化
反応条件を以下に示す。

ＷＨ８Ｖ＝４゜５Ｈｒ　　’ 反応温度＝３００°Ｃ 反応圧力＝　３０　ｋｇ／ｃｎｒ　−Ｇ反応後の異性体
混合物の組成は、０−ジクロルベンゼン：ｍ−ジクロル
ベンゼン：ｐ−ジクロルベンゼン＝５８　：　２７　：
１５であり、塩化水素濃度は１２０ｐｐｍ、水は１０ｐ
ｐｍであった。

また副生物であるクロルベンゼンの濃度は０゜０９ｗｔ
％であった。

得られた反応混合物を圧力２００ｍｍＨｇで約３０分間
蒸留して、反応混合物中から塩化水素および水を除去し
た。蒸留後の反応混合物中の塩化水素はｌｐｐｍ、、水
は６ｐｐｍ、低沸成分は０゜０１ｗｔ％であった。

この異性体混合物からｍ−ジクロルベンゼンを、第１図
に示す擬似移動床装置で吸着分離した。

第１図を簡単に説明する。

内容積約１３ｍ１の吸着室１〜１２に０８７５Ｌ　１０
２　弓、２５Ｎａ２０’Ａｌ２Ｏ３”２゜５　Ｓ　ｉ　
０２で示されるＬｉで置換したＸ型ゼオライト吸着剤を
充填した。ライン１３から脱着剤であるトルエンを３０
０ｍ１／Ｈｒで供給し、ライン１５から上記異性体混合
物を、１７ｍ１／Ｈｒで供給した。ライン１４からエク
ストラクト流れを７４ｍ１／Ｈｒで抜出し、ライン１６
からラフィネート流れを２９ｍ１／Ｈｒで抜出し、残り
の流体をライン１７から抜出した。また、吸着室１と１
２間の流体の流れはバルブ１８で閉じられている。この
とき、約１５０秒間隔で吸着室１を１２に、１１を１０
に、８を７に、５を４に同時に移動させた（他の吸着室
も吸着室１室分上方に同時に移動する）。吸着温度は１
３０℃で実施した。

運転開始から２時間後、ラフィネート流れに含まれるジ
クロルベンゼン混合物中のｍ−ジクロルベンゼン純度は
９９．５％であり、ｍ−ジクロルベンゼンの回収率は７
０％であった。さらにラフィネート流れ、エクストラク
ト流れを各々保存し、１００時間後に組成を分析すると
、ラフィネート流れ中のジクロルベンゼン混合物中のｍ
−ジクロルベンゼン純度は９９．５％であり、回収率は
６８％であった。

実施例２ 実施例１において反応混合物を蒸留する代わりに常温常
圧下Ｎ２ガスを約１１／ｍｉｎで約１時間、反応混合物
中でバブリングさせることにより塩化水素および水を放
散させ除去する以外は実施例１と同様にして異性化反応
および吸着分離を行なった。放散後の反応混合物中の塩
化水素は８ｐｐｍ、水は’７ｐｐｍ、低沸成分は０．０
８ｗｔ％であった。

吸着分離開始から２時間後のラフィネート流れ中のｍ−
ジクロルベンゼン純度は９９．６％であり、ｍ−ジクロ
ルベンゼンの回収率は６８％であった。さらに４８時間
後のラフィネート流れ中にｍ−ジクロルベンゼンの純度
は９９゜６％であり、回収率は６７％であった。

比較例１ 実施例１において反応混合物を蒸留せずそのまま吸着分
離工程へ供給する以外は、実施例１と同様にして異性化
反応および吸着分離を行った。

反応混合物中の塩化水素は１２０１１１１ｍ、水は１０
　ｐｐｍ　、低沸成分は０．０９ｗｔ％であった。

吸着分離開始から２時間後のラフィネート流れ中のｍ−
ジクロルベンゼンの純度は９９．５％であり、回収率は
６８％であった。さらに４８時間後のラフィネート流れ
中のｍ−ジクロルベンゼンの純度は９１．３％であり、
回収率は６０％であった。

実施例３ 実施例１において０−ジクロルベンゼンの代りに２．５
−ジクロルトルエンを用い、Ｌｉで置換されたＸ型ゼオ
ライトの代りにＡｇで置換されたＸ型ゼオライトを用い
る以外は実施例１と同様にして異性化反応、蒸留処理お
よび吸着分離を行ない、２，６−ジクロルトルエンを分
離した。結果を表１に示す。

また蒸留処理をしない場合の結果を比較例２として、併
せて表１に示す。

実施例４ 実施例１において０−ジクロルベンゼンの代りに２，４
−ジクロルクメンを用い、Ｌｉで置換されたＸ型ゼオラ
イトの代りにＫで置換されたＹ型ゼオライトを用いる以
外は、実施例１と同様にして異性化反応、蒸留処理およ
び吸着分離を行ない、３，５−ジクロルクメンを分離し
た。結果を表１に示す。

また、蒸留処理をしない場合の結果を比較例３として、
併せて表１．に示す。

〈発明の効果〉 本発明によれば、ゼオライト吸着剤の劣化を防止し生産
性の低下もなく長期間工業的に目的の異性体が分離可能
となるとともに目的の異性体を高純度で分離可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１における擬似移動床を用いたジクロ
ルベンゼン異性体の連続吸着分離を示すフローシートで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハロゲン化水素を含有するハロゲン化ベンゼン誘導体の
   異性体混合物を蒸留処理または放散処理に供して、ハロ
   ゲン化ベンゼン誘導体の異性体混合物からハロゲン化水
   素を除去した後、ゼオライト吸着剤と接触せしめて、ハ
   ロゲン化ベンゼン誘導体の異性体の目的物を選択的に分
   離することを特徴とするハロゲン化ベンゼン誘導体の製
   造法。