JPH0249755A - ニトロベンゼン類の製造法 - Google Patents
ニトロベンゼン類の製造法Info
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- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C201/00—Preparation of esters of nitric or nitrous acid or of compounds containing nitro or nitroso groups bound to a carbon skeleton
- C07C201/06—Preparation of nitro compounds
- C07C201/08—Preparation of nitro compounds by substitution of hydrogen atoms by nitro groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C205/00—Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton
- C07C205/06—Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton having nitro groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C205/00—Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton
- C07C205/07—Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by halogen atoms
- C07C205/11—Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by halogen atoms having nitro groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
- C07C205/12—Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by halogen atoms having nitro groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings the six-membered aromatic ring or a condensed ring system containing that ring being substituted by halogen atoms
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
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。
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〉
本発明はニトロベンセン類の製法に関し、詳しくはニト
ロ化剤として硝酸を用い、ベンゼン類を気相ニトロ化し
てニトロベンゼン類を製造するにあたり、触媒として特
定の層状粘土鉱物、または特定の複合酸化物を用いるニ
トロベンセン類の製法に関する。
ロ化剤として硝酸を用い、ベンゼン類を気相ニトロ化し
てニトロベンゼン類を製造するにあたり、触媒として特
定の層状粘土鉱物、または特定の複合酸化物を用いるニ
トロベンセン類の製法に関する。
ニトロベンゼン類は染料や医薬、農薬等の原料として使
用される重要な基幹工業薬品である。
用される重要な基幹工業薬品である。
〈従来技術、発明が解決しようとする課題〉ニトロベン
ゼン類の工業的製造方法としては1834年にE、 M
itsherl iehによって見いだされた方法、す
なわち濃硝酸と濃硫酸の混合酸を用いて液相下に実施す
る方法が現在でも採用されている。
ゼン類の工業的製造方法としては1834年にE、 M
itsherl iehによって見いだされた方法、す
なわち濃硝酸と濃硫酸の混合酸を用いて液相下に実施す
る方法が現在でも採用されている。
しかしながら、この方法は硫酸を多量に用いる液相法で
あるが故に多量の廃硫酸、廃水を付随するという工業上
の大きな問題点を有している。
あるが故に多量の廃硫酸、廃水を付随するという工業上
の大きな問題点を有している。
またかかる問題点を解決すべく、濃硫酸の代わりに担体
に担持した芳香族スルホン酸類を用いる方法も提案され
ている(例えば、特開昭48−18239号、同49−
18833号、同50−4030号公報)。
に担持した芳香族スルホン酸類を用いる方法も提案され
ている(例えば、特開昭48−18239号、同49−
18833号、同50−4030号公報)。
しかしながら、液相下に実施するこれらの方法では触媒
を多量に使用するという問題の他に、副生ずる水によっ
て触媒の失活を伴うという欠点が有り、そのためニトロ
化剤としての硝酸は90%以上の濃硝酸あるいは発煙硝
酸を用いねばならないという問題点、更には触媒を再使
用するにあたり、共沸脱水して用いる必要が有る等の問
題点を有している。
を多量に使用するという問題の他に、副生ずる水によっ
て触媒の失活を伴うという欠点が有り、そのためニトロ
化剤としての硝酸は90%以上の濃硝酸あるいは発煙硝
酸を用いねばならないという問題点、更には触媒を再使
用するにあたり、共沸脱水して用いる必要が有る等の問
題点を有している。
一方、気相下にニトロ化する方法も提案されている。
例えば、ニトロ化剤として硝酸を用いる方法としては、
触媒としてシリカアルミナ触媒を用いる方法(特開昭5
0−121234号公報)や担体に硫酸、燐酸等の無機
酸を担持した触媒を用いる方法(特開昭50−1266
26号公報、同50−126627号公報、同51−6
3134号公報、同53−12823号公報)等が提案
されている。
触媒としてシリカアルミナ触媒を用いる方法(特開昭5
0−121234号公報)や担体に硫酸、燐酸等の無機
酸を担持した触媒を用いる方法(特開昭50−1266
26号公報、同50−126627号公報、同51−6
3134号公報、同53−12823号公報)等が提案
されている。
一方、ニトロ化剤としてNO2を用いる方法としては、
触媒としてヘテロポリ酸を用いる方法(触媒学会 昭和
60年度触媒研究発表会予稿集 第80頁(1985)
)、ベンゼンスルホン酸類を担体に担持した触媒や、ス
ルホン酸基含有オルカリポリシロキサン等を用いる方法
(触媒学会 第60回触媒討論会講演予稿集第196頁
(昭和62年9月25日発行)、有機合成化学基会誌4
5.679 (1987))、複合酸化物触媒を用い
る方法(特開昭58−162557号公報、同58−1
83644号公報)、ゼオライト触媒を用いる方法(特
開昭54−95521号公報、同57−118539号
公報、同58−157748号公報)及び酸化ニオブ触
媒を用いる方法(特開昭62−29556号公報)等が
提案されている。
触媒としてヘテロポリ酸を用いる方法(触媒学会 昭和
60年度触媒研究発表会予稿集 第80頁(1985)
)、ベンゼンスルホン酸類を担体に担持した触媒や、ス
ルホン酸基含有オルカリポリシロキサン等を用いる方法
(触媒学会 第60回触媒討論会講演予稿集第196頁
(昭和62年9月25日発行)、有機合成化学基会誌4
5.679 (1987))、複合酸化物触媒を用い
る方法(特開昭58−162557号公報、同58−1
83644号公報)、ゼオライト触媒を用いる方法(特
開昭54−95521号公報、同57−118539号
公報、同58−157748号公報)及び酸化ニオブ触
媒を用いる方法(特開昭62−29556号公報)等が
提案されている。
しかしながら、硝酸を用いる上記方法では目的物の空時
収率が低く、0.04kg/kg・触媒・11程度の不
十分な値しか得られず、加えてニトロ化剤基準の収率も
低く、触媒寿命も不十分である等の問題があった。
収率が低く、0.04kg/kg・触媒・11程度の不
十分な値しか得られず、加えてニトロ化剤基準の収率も
低く、触媒寿命も不十分である等の問題があった。
一方、NO2をニトロ化剤に用いる上記方法は、空時収
率が高く、ニトロベンゼン類の優れた製法ではあるが、
触媒の寿命、ニトロ化剤基準の収率等の点で必ずしも満
足し得るものではなく、更にNO2基準の収率を高める
には下記反応式(1)に従って副生するNOの分離、再
酸化使用等の煩雑なプロセスを必要とする等の問題点を
有している。
率が高く、ニトロベンゼン類の優れた製法ではあるが、
触媒の寿命、ニトロ化剤基準の収率等の点で必ずしも満
足し得るものではなく、更にNO2基準の収率を高める
には下記反応式(1)に従って副生するNOの分離、再
酸化使用等の煩雑なプロセスを必要とする等の問題点を
有している。
0z
(X=H,CI、 CH3)
本発明者らは気相ニトロ化法によるニトロベンゼン類の
製造方法としては、反応式(2)でNO□ (X=)I、 CI、 CH3) 表わされる硝酸をニトロ化剤とする方法がNOの副生も
無く、プロセス的により優れた方法である事に着目し、
硝酸をニトロ化剤とするより優れたニトロベンゼン類の
製造方法を見いだすべく鋭意検討を重ねた。
製造方法としては、反応式(2)でNO□ (X=)I、 CI、 CH3) 表わされる硝酸をニトロ化剤とする方法がNOの副生も
無く、プロセス的により優れた方法である事に着目し、
硝酸をニトロ化剤とするより優れたニトロベンゼン類の
製造方法を見いだすべく鋭意検討を重ねた。
その結果、特定の層状粘土鉱物または特定の複合酸化物
がベンゼン類の硝酸によるニトロ化反応に著しく高い触
媒活性と選択性を示し、しかもその活性が長期間持続す
ることを見いだすと共に、更に種々の検討を加え本発明
を完成した。
がベンゼン類の硝酸によるニトロ化反応に著しく高い触
媒活性と選択性を示し、しかもその活性が長期間持続す
ることを見いだすと共に、更に種々の検討を加え本発明
を完成した。
〈課題を解決するための手段〉
すなわち本発明は、ニトロ化剤として硝酸を用い、ベン
ゼン類を気相ニトロ化してニトロベンゼン類を製造する
にあたり、触媒として、(A)多価金属でイオン交換さ
れた酸性の層状粘土鉱物、または(B)周期律表第1V
A族金属の酸化物と酸化タングステン、酸化モリブデン
、酸化ニオブもしくは酸化亜鉛との酸性複合酸化物を用
いることを特徴とするニトロベンゼン類の製造法である
。
ゼン類を気相ニトロ化してニトロベンゼン類を製造する
にあたり、触媒として、(A)多価金属でイオン交換さ
れた酸性の層状粘土鉱物、または(B)周期律表第1V
A族金属の酸化物と酸化タングステン、酸化モリブデン
、酸化ニオブもしくは酸化亜鉛との酸性複合酸化物を用
いることを特徴とするニトロベンゼン類の製造法である
。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で使用される多価金属イオンでイオン交換された
酸性の層状粘土鉱物としては、層状粘土鉱物すなわちフ
ィロ珪酸塩と称される鉱物、例えばモンモリロナイト、
サポナイト、ヘクトティト、バーミキュライト、雲母、
フッソ四珪素雲母、カオリナイト等(「鉱物化学IIJ
第215〜232頁、共立全書 昭和39年発行)を2
価以上の金属イオンでイオン交換したものが挙げられる
。
酸性の層状粘土鉱物としては、層状粘土鉱物すなわちフ
ィロ珪酸塩と称される鉱物、例えばモンモリロナイト、
サポナイト、ヘクトティト、バーミキュライト、雲母、
フッソ四珪素雲母、カオリナイト等(「鉱物化学IIJ
第215〜232頁、共立全書 昭和39年発行)を2
価以上の金属イオンでイオン交換したものが挙げられる
。
これらの層状粘土鉱物は多価金属イオンでイオン交換す
ると、酸性を示すようになるが、かかる金属イオンとし
ては周期律表nA〜■A族、IB〜IVB族元素のイオ
ンであり、より具体的には例えば、AI、Ga、Cu、
ZnSNi。
ると、酸性を示すようになるが、かかる金属イオンとし
ては周期律表nA〜■A族、IB〜IVB族元素のイオ
ンであり、より具体的には例えば、AI、Ga、Cu、
ZnSNi。
Co、Fe、Ru、、Mn5Re、Cr、Mo。
W、VST i、Zr、ランタノイド、Mg。
Ca等のイオンが挙げられる。
イオン交換は常法、例えばこれらの金属の無機塩、有機
塩等の水溶液に層状粘土鉱物を分散させ、室温から沸点
までの温度で数分から数十時間撹拌することにより実施
され、これを濾過、洗浄、乾燥することにより、多価金
属イオンでイオン交換された酸性の層状粘土鉱物が得ら
れる。
塩等の水溶液に層状粘土鉱物を分散させ、室温から沸点
までの温度で数分から数十時間撹拌することにより実施
され、これを濾過、洗浄、乾燥することにより、多価金
属イオンでイオン交換された酸性の層状粘土鉱物が得ら
れる。
酸強度関数HOは通常+1.5以下のものが使用され、
得られた触媒は通常、加圧成型後、定粒径に揃えて反応
管に充填し、気相ニトロ化反応に供する。
得られた触媒は通常、加圧成型後、定粒径に揃えて反応
管に充填し、気相ニトロ化反応に供する。
一方、本発明方法で使用される周期律表第■A族元素の
酸化物と酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ニオ
ブもしくは酸化亜鉛との酸性複合酸化物における第1V
A族元素の酸化物としては、酸化チタン、酸化ジルコニ
ウム、酸化ハフニウムが挙げられる。
酸化物と酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ニオ
ブもしくは酸化亜鉛との酸性複合酸化物における第1V
A族元素の酸化物としては、酸化チタン、酸化ジルコニ
ウム、酸化ハフニウムが挙げられる。
複合酸化物の組成としては、上記2成分群から選ばれた
任意の組合せを用いることが出来、例えば、T i 0
2 M o C)+ 、T i 02WO3、T I
Ox N b20s、TiTi02−Zn05Zr
O203、Z r 02 WOa 、Z r 02−
Nb2O5、ZrO2−ZnO,Hf02−Mo5s、
Hf 02 WO3、Hf O,−N b205、H
f0hZnO等が挙げられる。特にこれらの組合せのう
ち、TiO□−M OOz 、T i 02 WO3
、Zr02−WO3、T i 02 N b20s、
T10゜−ZnO等が好ましい。
任意の組合せを用いることが出来、例えば、T i 0
2 M o C)+ 、T i 02WO3、T I
Ox N b20s、TiTi02−Zn05Zr
O203、Z r 02 WOa 、Z r 02−
Nb2O5、ZrO2−ZnO,Hf02−Mo5s、
Hf 02 WO3、Hf O,−N b205、H
f0hZnO等が挙げられる。特にこれらの組合せのう
ち、TiO□−M OOz 、T i 02 WO3
、Zr02−WO3、T i 02 N b20s、
T10゜−ZnO等が好ましい。
複合酸化物の調製法については多くのテキスト、文献等
例えば、「金属酸化物と複合酸化物」(講談社サイエン
ティフィック1987年発行)等に記載の方法が適用で
きる。
例えば、「金属酸化物と複合酸化物」(講談社サイエン
ティフィック1987年発行)等に記載の方法が適用で
きる。
具体的には、例えば第1VA族元素の塩類とタングステ
ン、モリブデン、ニオブもしくは亜鉛の塩類との水溶液
を用いる共沈法、酸化物どうしまたは一方の酸化物とも
う一方の水酸化物を混合することによる混練法、あるい
は一方の水酸化物にもう一方の塩類水溶液を含浸濃縮等
により先駆体を得、次いでこれらの混合物を200〜?
(Ic1℃の温度下、空気気流中で数時間焼成する方法
等が挙げられる。
ン、モリブデン、ニオブもしくは亜鉛の塩類との水溶液
を用いる共沈法、酸化物どうしまたは一方の酸化物とも
う一方の水酸化物を混合することによる混練法、あるい
は一方の水酸化物にもう一方の塩類水溶液を含浸濃縮等
により先駆体を得、次いでこれらの混合物を200〜?
(Ic1℃の温度下、空気気流中で数時間焼成する方法
等が挙げられる。
本発明に使用される複合酸化物の組成比は特に制限は無
く、酸強度関数HOが通常+1.5以下、好ましくは−
3,0以下のものである。
く、酸強度関数HOが通常+1.5以下、好ましくは−
3,0以下のものである。
反応原料であるベンゼン類としては、例えばベンゼン、
クロルベンゼン、トルエン等が挙ケられる。
クロルベンゼン、トルエン等が挙ケられる。
二)o化剤としては硝酸を用いるが、その濃度は98%
以上の濃硝酸から20〜30%の希硝酸まで幅広く選ぶ
事が出来る。
以上の濃硝酸から20〜30%の希硝酸まで幅広く選ぶ
事が出来る。
この希硝酸が使えるという事は本発明の特徴の1つで、
コスト的に有利であるのみならず、反応器材質の面でも
有利である。
コスト的に有利であるのみならず、反応器材質の面でも
有利である。
希硝酸を用いた場合でも、長期に亙り高収率でニトロベ
ンゼン類が得られる。
ンゼン類が得られる。
気相ニトロ化反応は原料ベンゼン類の蒸気と硝酸蒸気を
触媒上に導き反応させるが、通常は窒素、ヘリウム、ア
ルゴン、炭酸ガス等の不活性ガスで希釈して反応させる
。
触媒上に導き反応させるが、通常は窒素、ヘリウム、ア
ルゴン、炭酸ガス等の不活性ガスで希釈して反応させる
。
硝酸とベンゼンのモル比は通常5/1〜1/10、好ま
しくは2/1〜115の範囲であり、反応温度は通常1
00〜300℃、好ましくは120〜200℃の範囲で
ある。
しくは2/1〜115の範囲であり、反応温度は通常1
00〜300℃、好ましくは120〜200℃の範囲で
ある。
原料フィード条件(W/F)は、通常0,1〜100
g−触媒・h/molの範囲から選ばれるが特に制限は
無い。
g−触媒・h/molの範囲から選ばれるが特に制限は
無い。
反応は通常の固定床または流動床の気相流通反応装置を
用いて実施され、生成物はアルカリ洗浄後、蒸留等によ
り取得する事が出来る。
用いて実施され、生成物はアルカリ洗浄後、蒸留等によ
り取得する事が出来る。
〈発明の効果〉
本発明によれば触媒の活性劣化が殆ど見られず、ニトロ
ベンゼン類が長期にわたり選択的にしかも高収率で製造
し得る。
ベンゼン類が長期にわたり選択的にしかも高収率で製造
し得る。
加えて、ニトロ化剤として希硝酸も使用し得る等の利点
を有するので本発明方法はニトロベンゼンの工業的製法
として極めて有利である。
を有するので本発明方法はニトロベンゼンの工業的製法
として極めて有利である。
〈実施例〉
以下実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。
明はこれらに限定されるものではない。
参考例1
モンモリロナイト(枯化成品、微粒子型)10 g +
= 0.3 M−硝酸アルミニウム水溶液100−を加
え、約70℃で2時間撹拌した。
= 0.3 M−硝酸アルミニウム水溶液100−を加
え、約70℃で2時間撹拌した。
この操作を各回毎に新しい0.3M−硝酸アルミニウム
水溶液100rnlを用いて計4回繰り返した。
水溶液100rnlを用いて計4回繰り返した。
最後に蒸留水2flでよく洗浄し、120℃で一晩乾燥
して、淡い緑がかった粉末を得た。
して、淡い緑がかった粉末を得た。
指示薬で見た酸強度はHo≦−3,00強酸点の存在を
示した。
示した。
このものを加圧成型後、砕いて24〜48メフシ、に粒
径を揃えた。このものを触媒Nα1と称する。
径を揃えた。このものを触媒Nα1と称する。
実施例1
参考例1で調製したAI’°イオン交換モンモ+J O
ナイト触媒(1,12g=1.6d)を用いベンゼンの
希硝酸(60%)による気相ニトロ化反応を行った。
ナイト触媒(1,12g=1.6d)を用いベンゼンの
希硝酸(60%)による気相ニトロ化反応を行った。
なお反応は通常の石英ガラス製反応管を使った常圧固定
床流通系反応装置を用いて行った。
床流通系反応装置を用いて行った。
反応条件は以下のとおりである。
反応温度=150℃、ベンゼン分圧−16,7kPa、
HNO:+分圧=8.68kPa、キャリアーガス−N
2、ベンゼン/ HN Os / H20/N= −1
10,52/1.22/3.3 (モル比)、全フィ
ード= 138mmo l/h W/F =8.1 (g−c a t、 −h/全
フィードモル数) 生成物を0℃でトラップ後、ガスクロマトグラフで分析
した。
HNO:+分圧=8.68kPa、キャリアーガス−N
2、ベンゼン/ HN Os / H20/N= −1
10,52/1.22/3.3 (モル比)、全フィ
ード= 138mmo l/h W/F =8.1 (g−c a t、 −h/全
フィードモル数) 生成物を0℃でトラップ後、ガスクロマトグラフで分析
した。
ニトロベンゼン収率は硝酸基準のモル収率で表示した。
反応開始後20時間目の結果は以下のとおりてあった。
なおこの間の触媒活性は殆ど低下しなかった。
ベンゼン転化率= 47.9%
ニトロベンゼン収率(硝酸基準)=95.0%ニトロベ
ンセン選択率(転化したベンゼン基$)299.0% 空時収率(STY) −1,26kg−NB/ l(g
−Ca t 、 ・h (NBltニトロベンゼンを表す) 実施例2 参考例1で得られたAI”イオン交換モンモリロナイト
触媒を用い、ベンゼンをクロルベンゼンに変える以外は
実施例1に準じてクロルベンゼンの気相ニトロ化反応を
行った。
ンセン選択率(転化したベンゼン基$)299.0% 空時収率(STY) −1,26kg−NB/ l(g
−Ca t 、 ・h (NBltニトロベンゼンを表す) 実施例2 参考例1で得られたAI”イオン交換モンモリロナイト
触媒を用い、ベンゼンをクロルベンゼンに変える以外は
実施例1に準じてクロルベンゼンの気相ニトロ化反応を
行った。
得られた結果は以下のとおりであった。
クロルベンゼン転化率= 45.4%
ニトロクロルベンゼン収率(硝酸基準)= 90.0%
ニトロクロルベンゼン類選択率(転化したクロルベンゼ
ン基準)299.0% 空時収率(STY) =1.20kg /kg−cat、 ・h ニトロクロルベンゼンのo/p比=1/:2’あった。
ン基準)299.0% 空時収率(STY) =1.20kg /kg−cat、 ・h ニトロクロルベンゼンのo/p比=1/:2’あった。
参考例2
チタンテトライソプロポキシド42.6 gを水20〇
社中に滴下加水分解した後、濃硝酸36゜6rnlを加
えて均一溶液にした。
社中に滴下加水分解した後、濃硝酸36゜6rnlを加
えて均一溶液にした。
次いでこの溶液と三酸化タングステン11.6gと28
%アンモニア水300mI!から成る均一溶液を混合し
て沈殿を生成させた。
%アンモニア水300mI!から成る均一溶液を混合し
て沈殿を生成させた。
共沈法で生成したヒドロゲルを濾過、水洗、乾燥後、空
気気流中500℃で3時間焼成して淡黄色のWO,−T
i Q、の複合酸化物23.6gを得た。
気気流中500℃で3時間焼成して淡黄色のWO,−T
i Q、の複合酸化物23.6gを得た。
このもののW/Ti原子比は1/3であり、酸強度を指
示薬で求めたところ、HOが−3,0以下であった。
示薬で求めたところ、HOが−3,0以下であった。
このものの粒径を24〜48メツシユに揃え反応に供し
た。このものを触媒Nα2と称する。
た。このものを触媒Nα2と称する。
実施例3
参考例2で調製したWO,−TiO2複合酸化物触媒(
1,12g=1.1m1)を通常の石英ガラス製反応管
に充填し、窒素気流下300℃で1時間予熱処理した。
1,12g=1.1m1)を通常の石英ガラス製反応管
に充填し、窒素気流下300℃で1時間予熱処理した。
次いで60%硝酸をニトロ化剤に用い、ベンゼンの気相
ニトロ化反応を行なった。通常の常圧固定床流通系であ
る。
ニトロ化反応を行なった。通常の常圧固定床流通系であ
る。
反応条件は実施例1と同一である。反応開始後20時間
目の以下のとおりであった。なおこの間の触媒活性は殆
ど低下しなかった。
目の以下のとおりであった。なおこの間の触媒活性は殆
ど低下しなかった。
ベンゼン転化率= 45.5%
ニトロベンゼン収¥−(硝酸基準)=90.0%ニトロ
ベンゼン選択率(転化したベンゼン基準)299.0% 空時収率(STY)=1..20kg−NB/kg−c
at、 ・h 実施例4 参考例2で得られたWO3TiQ。複合酸化物触媒(1
,12g=1. I−)を用い、ベンゼンをクロルベン
ゼンに変える以外は実施例3に準じてクロルベンゼンの
気相ニトロ化反応を行った。
ベンゼン選択率(転化したベンゼン基準)299.0% 空時収率(STY)=1..20kg−NB/kg−c
at、 ・h 実施例4 参考例2で得られたWO3TiQ。複合酸化物触媒(1
,12g=1. I−)を用い、ベンゼンをクロルベン
ゼンに変える以外は実施例3に準じてクロルベンゼンの
気相ニトロ化反応を行った。
得られた結果は以下のとおりであった。
クロルベンゼン転化率= 41.6%
ニトロクロルベンゼン収率(硝酸基準)= 82.4%
ニトロクロルベンゼン類選択率(転化したクロルベンゼ
ン基41)≧99.0% 空時収率(STY) −1,10kg /kg−cat、・h ニトロクロルベンゼンのo/p比=2.2であった。
ン基41)≧99.0% 空時収率(STY) −1,10kg /kg−cat、・h ニトロクロルベンゼンのo/p比=2.2であった。
参考例3
タングステン酸ソーダ(2水塩)24.8gと水250
−から成る溶液とオキシ塩化ジルコニウム(8水塩)1
2.1gと水125−から成る溶液を混合した後、濃塩
酸125−を加えて沈殿物を熟成させた。
−から成る溶液とオキシ塩化ジルコニウム(8水塩)1
2.1gと水125−から成る溶液を混合した後、濃塩
酸125−を加えて沈殿物を熟成させた。
沈殿物を濾過、希塩酸洗浄、乾燥後、空気気流中450
℃で7時間焼成して淡黄色のWO3−ZrO,複合酸化
物21.5 gを得た。
℃で7時間焼成して淡黄色のWO3−ZrO,複合酸化
物21.5 gを得た。
このもののW/Zr原子比は2/1であり、Ho−−3
,0以下であった。
,0以下であった。
参考例1と同様にメツシュを揃えて反応に供した。この
ものを触媒Nα3と称する。
ものを触媒Nα3と称する。
実施例5
参考例3で調製したWOa−ZrO2複合酸化物触媒(
L 12 g=12mg)を用い、実施例3に準じてベ
ンゼンの気相ニトロ化反応を行なった。
L 12 g=12mg)を用い、実施例3に準じてベ
ンゼンの気相ニトロ化反応を行なった。
得られた結果を以下に示す。
ベンゼン転化率= 36.8%
ニトロベンゼン収率(硝酸基準)=72.9%ニトロベ
ンゼン選択率(転化したベンゼン基準)299.0% 空時収率(STY)=0.96kg−NB/kg−ca
t、 ・h 参考例4 モンモリロナイトとして、半井化学製のベントナイトを
使用する他は、参考例1に準じてイオン交換を行ないA
I”イオン交換ベントナイト触媒を調製した。このもの
を触媒Nα4と称する。
ンゼン選択率(転化したベンゼン基準)299.0% 空時収率(STY)=0.96kg−NB/kg−ca
t、 ・h 参考例4 モンモリロナイトとして、半井化学製のベントナイトを
使用する他は、参考例1に準じてイオン交換を行ないA
I”イオン交換ベントナイト触媒を調製した。このもの
を触媒Nα4と称する。
参考例5
四塩化チタン31−を、氷冷した水60m1中に撹拌し
ながら徐々に加えて溶解する。
ながら徐々に加えて溶解する。
次いでこの溶液に水500m1とモリブデン酸アンモニ
ウム12.3g、28%アンモニア水76mj!から成
る均一溶液を撹拌しながら滴下混合して沈殿を生成させ
た。
ウム12.3g、28%アンモニア水76mj!から成
る均一溶液を撹拌しながら滴下混合して沈殿を生成させ
た。
この沈殿生成物を濾過、水洗した後、120℃で一昼夜
乾燥させた。
乾燥させた。
更に空気気流中、500℃、3時間焼成し、黒色のMO
O3−TiO7複合酸化物粉末を21.2g得た。
O3−TiO7複合酸化物粉末を21.2g得た。
このものの元素分析の結果、M O/ ’17 i原子
比=1/4であった。このものを触媒Nα5と称する。
比=1/4であった。このものを触媒Nα5と称する。
参考例6
四塩化チタン31m1を、氷冷した水60d中に撹拌し
ながら徐々に加えて溶解する。
ながら徐々に加えて溶解する。
次いでこの溶液に水600−とパラタングステン酸アン
モニウム25.3g、28%アンモニア水65−から成
る均一溶液を撹拌しながら滴下混合して沈殿を生成させ
た。
モニウム25.3g、28%アンモニア水65−から成
る均一溶液を撹拌しながら滴下混合して沈殿を生成させ
た。
この沈殿生成物を濾過、水洗した後、120℃で一昼夜
乾燥させた。更に空気気流中、500℃、3時間焼成し
、黄色のWO3−T i O2複合酸化物粉末を31.
0g得た。
乾燥させた。更に空気気流中、500℃、3時間焼成し
、黄色のWO3−T i O2複合酸化物粉末を31.
0g得た。
このものの元素分析の結果、W/Ti原子比=1/3で
あった。このものを触媒Nα6と称する。
あった。このものを触媒Nα6と称する。
参考例7
四塩化チタン35−を、氷冷した水67rd、中に攪拌
しながら徐々に加えて溶解する。
しながら徐々に加えて溶解する。
次いでこの溶液に水50−と塩化亜鉛14.8gから成
る溶液を混合した。
る溶液を混合した。
得られた均一溶液に、28%アンモニア水をpH=7に
なる迄撹拌下漬下し沈殿を生成させた。
なる迄撹拌下漬下し沈殿を生成させた。
この沈殿生成物を濾過、水洗した後、120℃で一昼夜
乾燥させた。更に空気気流中、500℃、3時間焼成し
、白色のZnO−TiO7複合酸化物粉末を26.3
g得た。
乾燥させた。更に空気気流中、500℃、3時間焼成し
、白色のZnO−TiO7複合酸化物粉末を26.3
g得た。
このものの元素分析の結果、Z n / T i原子比
=1/3であった。このものを触媒No、 7と称する
。
=1/3であった。このものを触媒No、 7と称する
。
実施例6〜13
参考例4〜7で調製した触媒Nα4〜7を各々0.6g
用い、ベンゼンの希硝酸(70%)による気相ニトロ化
反応を行った。
用い、ベンゼンの希硝酸(70%)による気相ニトロ化
反応を行った。
なお反応は通常の石英ガラス製反応管を使った常圧固定
床流通系反応装置を用いて行った。
床流通系反応装置を用いて行った。
反応条件は以下に示すとおり、触媒に対するフィード量
を増やした加速条件である。
を増やした加速条件である。
フィード組成(mmol/h);
ベンゼン/HNO3/H,0/N2 = 40.0 /
20.0/30.0/110゜0 全フィード=200mmol/h 、’、W/F = 3.0 (g−cat−h /全フ
ィードモル数)SV <空間速度) =7. 500m
l/g−h反応温度(炉温)=160℃または140℃
生成物を0℃でトラップ後、ガスクロマトグラフで分析
した。
20.0/30.0/110゜0 全フィード=200mmol/h 、’、W/F = 3.0 (g−cat−h /全フ
ィードモル数)SV <空間速度) =7. 500m
l/g−h反応温度(炉温)=160℃または140℃
生成物を0℃でトラップ後、ガスクロマトグラフで分析
した。
反応開始後2.5時間目の結果を表1に示す。
なお反応結果は硝酸基準で表示した。
比較例に
トロ化剤としてNO2を用いる気相ニトロ化反応の触媒
として提案されている(触媒学会昭和60年度触媒研究
発表会予稿集 第80頁(1985))シリカ担持ヘテ
ロポリ酸を触媒に用い、実施例6〜13と同一の加速条
件でベンゼンの気相ニトロ化反応を行った。
として提案されている(触媒学会昭和60年度触媒研究
発表会予稿集 第80頁(1985))シリカ担持ヘテ
ロポリ酸を触媒に用い、実施例6〜13と同一の加速条
件でベンゼンの気相ニトロ化反応を行った。
得られた反応結果を表1に、硝酸基準で表示した。
実施例14.15
参考例1及び2で調製した触媒No、1及び2を用いて
希硝酸(60%)によるベンゼンの気相ニトロ化反応を
長時間連続で行った。
希硝酸(60%)によるベンゼンの気相ニトロ化反応を
長時間連続で行った。
反応条件は以下に示すとおりである。
フィード組成(mmo l/h);
ベンゼン/HNO,/H20/N2= 20.0 /
18.0/ 44.0 / 40.0 全フィード−122mmo l/h 触媒量=3.0g ;、11/F =24.6(g−cat−h /全フィ
ードモル数)、’、SV (空間速度)=900−/g
−h反応温度(炉温)=160℃ 生成物を0℃でトラップ後、ガスクロマトグラフで分析
した。
18.0/ 44.0 / 40.0 全フィード−122mmo l/h 触媒量=3.0g ;、11/F =24.6(g−cat−h /全フィ
ードモル数)、’、SV (空間速度)=900−/g
−h反応温度(炉温)=160℃ 生成物を0℃でトラップ後、ガスクロマトグラフで分析
した。
反応結果を表2に硝酸基準で表示した。
なお、長時間反応後、若干活性の低下した両触媒共、2
50℃、4hの空気焼成でほぼ初期活性を回復している
事が表2から判る。
50℃、4hの空気焼成でほぼ初期活性を回復している
事が表2から判る。
比較例2
ニトロ化剤として硝酸を用いる気相ニトロ化反応の触媒
として提案されている(特開昭50−121234号公
報)シリカアルミナを触媒に用い、実施例14.15と
同一条件でベンゼンの気相ニトロ化反応を行なった。
として提案されている(特開昭50−121234号公
報)シリカアルミナを触媒に用い、実施例14.15と
同一条件でベンゼンの気相ニトロ化反応を行なった。
得られた反応結果を表2に、硝酸基準で表示した。
比較例3
ニトロ化剤としてNO2を用いる気相ニトロ化反応の触
媒として提案されている(特開昭56−162557号
公報)酸化タングステン−酸化モリブデン複合酸化物(
WO3/MOO3=9515)を触媒に用い、実施例1
4.15と同一条件でベンゼンの気相ニトロ化反応を行
なった。
媒として提案されている(特開昭56−162557号
公報)酸化タングステン−酸化モリブデン複合酸化物(
WO3/MOO3=9515)を触媒に用い、実施例1
4.15と同一条件でベンゼンの気相ニトロ化反応を行
なった。
得られた反応結果を表2に、硝酸基準で表示した。
参考例8
水22中にオキシ塩化ジルコニウム(ZrCI20・8
H20)128.9gを溶解し、モンモリロナイト12
.0 gを分散させた。65〜70℃で1時間撹拌した
後、濾過、洗浄し、120℃で16時間乾燥した。これ
を更に、400℃で4時間空気気流中で焼成し、Zr架
橋モンモリロナイト触媒を調製した。このものを触媒N
α8と称する。
H20)128.9gを溶解し、モンモリロナイト12
.0 gを分散させた。65〜70℃で1時間撹拌した
後、濾過、洗浄し、120℃で16時間乾燥した。これ
を更に、400℃で4時間空気気流中で焼成し、Zr架
橋モンモリロナイト触媒を調製した。このものを触媒N
α8と称する。
参考例9〜11
参考例1に於ける0、3M−硝酸アルミニウムに代えて
、硝酸鉄、硝酸クロムまたは硝酸ビスマスの各々0.3
M−水溶液を用いて、モンモリロナイトのイオン交換を
行って、各々F e 3+Cr3°、Bi”″でイオン
交換されたモンモリロナイト触媒を調製した。これらを
触媒Nα9.10.11と称する。
、硝酸鉄、硝酸クロムまたは硝酸ビスマスの各々0.3
M−水溶液を用いて、モンモリロナイトのイオン交換を
行って、各々F e 3+Cr3°、Bi”″でイオン
交換されたモンモリロナイト触媒を調製した。これらを
触媒Nα9.10.11と称する。
実施例16〜19
参考例8〜11で調製した触媒&8〜11を各々0.6
g用い、ベンゼンの希硝酸(70%)による気相ニトロ
化反応を実施例6に準じて行った。
g用い、ベンゼンの希硝酸(70%)による気相ニトロ
化反応を実施例6に準じて行った。
フィード組成(mmol/h);
ベンゼン/HNO,/H20/N2 = 40.0 /
20.0/30.0/110.0 全フィード=2QQmmol/h ;、W/F = 3.0 (g−cat−h /全フィ
ードモル数)、’、sv (空間速度)=7. 500
rn1/g−h反応温度(炉温)=160℃ 得られた反応結果を、硝酸基準で表3に示した。
20.0/30.0/110.0 全フィード=2QQmmol/h ;、W/F = 3.0 (g−cat−h /全フィ
ードモル数)、’、sv (空間速度)=7. 500
rn1/g−h反応温度(炉温)=160℃ 得られた反応結果を、硝酸基準で表3に示した。
実施例20
参考例4で調製した触媒Nα4(AI3′″ベントナイ
ト)を3.0g用い、トルエンの希硝酸(70%)によ
る気相ニトロ化反応を行った。
ト)を3.0g用い、トルエンの希硝酸(70%)によ
る気相ニトロ化反応を行った。
反応条件は以下に示すとおりである。
フィード組Ts、(mmo I / h) ;トルエ
ン/HNO3/8.口/N、= 40.0/20.0/
30.0/110.0 全フィード=200mmol/h 、’、W/F = 15.0 (g−cat・h /全
7 イー )’モll&)、’、sv <空間速度)=
1,500+d/g−h反応温度(炉温)=160℃ 反応開始後2.5時間口の結果は、硝酸基準で示して以
下のとおりであった。
ン/HNO3/8.口/N、= 40.0/20.0/
30.0/110.0 全フィード=200mmol/h 、’、W/F = 15.0 (g−cat・h /全
7 イー )’モll&)、’、sv <空間速度)=
1,500+d/g−h反応温度(炉温)=160℃ 反応開始後2.5時間口の結果は、硝酸基準で示して以
下のとおりであった。
硝酸転化率= 41.7%
ニトロトルエン収率= 25.0%
ニトロトルエンのp10/m比=
1.3/1.010.09
Claims (1)
- 1 ニトロ化剤として硝酸を用い、ベンゼン類を気相ニ
トロ化してニトロベンゼン類を製造するにあたり、触媒
として、(A)多価金属でイオン交換された酸性の層状
粘土鉱物、または(B)周期律表第IVA族金属の酸化物
と酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ニオブもし
くは酸化亜鉛との酸性複合酸化物を用いることを特徴と
するニトロベンゼン類の製造法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12267188 | 1988-05-18 | ||
JP63-122671 | 1988-05-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1108223A Pending JPH0249755A (ja) | 1988-05-18 | 1989-04-26 | ニトロベンゼン類の製造法 |
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---|---|
US (1) | US5004846A (ja) |
EP (1) | EP0343048B1 (ja) |
JP (1) | JPH0249755A (ja) |
KR (1) | KR900017991A (ja) |
CS (1) | CS276381B6 (ja) |
DE (1) | DE68904594T2 (ja) |
ES (1) | ES2044164T3 (ja) |
PT (1) | PT90593B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH053976A (ja) * | 1991-06-27 | 1993-01-14 | Juki Corp | 玉縁縫い装置 |
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---|---|---|---|---|
JPH03294884A (ja) * | 1990-04-13 | 1991-12-26 | Asahi Optical Co Ltd | 電子写真プリンタのスキュー防止構造 |
CH683918A5 (de) * | 1991-12-04 | 1994-06-15 | Uetikon Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von Nitrobenzol. |
CH683919A5 (de) * | 1992-01-15 | 1994-06-15 | Uetikon Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von Nitrobenzol. |
US5510309A (en) * | 1994-05-02 | 1996-04-23 | Mobil Oil Corporation | Method for preparing a modified solid oxide |
US6376726B1 (en) * | 1997-10-14 | 2002-04-23 | Council Of Scientific & Industrial Research | Process for the production of nitroaromatic compounds from aromatic hydrocarbons using modified clay catalysts |
DE69810892T2 (de) * | 1998-03-25 | 2003-12-24 | Council Of Scientific And Industrial Research (C.S.I.R.), Neu Delhi | Verfahren zur Herstellung von nitroaromatischen Verbindungen aus aromatischen Kohlenwasserstoffen durch Verwendung von modifizierten Tonkatalysatoren |
FR2780308B1 (fr) | 1998-06-25 | 2000-08-11 | Inst Francais Du Petrole | Catalyseur comprenant une argile et un element du groupe vb, et son utilisation en hydrocraquage de charges petrolieres hydrocarbonees |
US6034287A (en) * | 1998-09-25 | 2000-03-07 | Coucil Of Scientific And Industrial Research | Process for the production of nitroarenes with high para-selectivity from monosubstituted aromatic hydrocarbons using alumino-silicates as catalysts |
PT1492400T (pt) | 2002-04-10 | 2016-09-07 | Devi Crop Science Private Ltd | Composição estimulante de floração contendo nitrobenzeno |
CN101679200A (zh) * | 2007-06-27 | 2010-03-24 | Hrd有限公司 | 生产硝基苯的方法和系统 |
WO2010061382A2 (en) * | 2008-11-25 | 2010-06-03 | Magal Saphier | A process for substitution on aromatic rings |
CN109400482B (zh) * | 2018-11-27 | 2021-04-20 | 浙江工业大学上虞研究院有限公司 | 一种甲苯硝化制备对硝基甲苯的方法 |
CN115245819B (zh) * | 2021-06-28 | 2024-01-09 | 荆楚理工学院 | 一种用于芳烃硝化反应的催化剂制备方法及应用 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3966830A (en) * | 1974-03-08 | 1976-06-29 | Teijin Limited | Process for the nitration of halogenated benzene derivatives |
DE2632234C3 (de) * | 1976-07-17 | 1978-12-21 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Herstellung von Nitrotoluolgemischen mit einem überwiegenden Gehalt an Nitrotoluol |
SE7707089L (sv) * | 1977-06-20 | 1978-12-21 | Bofors Ab | Sett for gasfasnitrering av aromater |
US4418230A (en) * | 1978-06-21 | 1983-11-29 | Aktiebolaget Bofors | Method for gaseous phase nitration of aromatics |
US4426543A (en) * | 1980-11-26 | 1984-01-17 | Monsanto Company | Vapor phase nitration of aromatic hydrocarbons |
JPS58180460A (ja) * | 1982-04-16 | 1983-10-21 | Sumitomo Chem Co Ltd | ニトロ化方法 |
US4618733A (en) * | 1984-11-14 | 1986-10-21 | Monsanto Company | Vapor phase nitration of aromatic compounds |
US4600702A (en) * | 1984-11-14 | 1986-07-15 | Monsanto Company | Vapor phase nitration catalysts |
-
1989
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- 1989-05-12 ES ES89401325T patent/ES2044164T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-05-12 EP EP89401325A patent/EP0343048B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-05-12 DE DE8989401325T patent/DE68904594T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-05-15 US US07/352,022 patent/US5004846A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-05-17 PT PT90593A patent/PT90593B/pt not_active IP Right Cessation
- 1989-05-17 CS CS892955A patent/CS276381B6/cs unknown
- 1989-05-18 KR KR1019890006635A patent/KR900017991A/ko not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH053976A (ja) * | 1991-06-27 | 1993-01-14 | Juki Corp | 玉縁縫い装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PT90593B (pt) | 1995-01-31 |
EP0343048B1 (en) | 1993-01-27 |
DE68904594D1 (de) | 1993-03-11 |
CS295589A3 (en) | 1992-05-13 |
CS276381B6 (en) | 1992-05-13 |
DE68904594T2 (de) | 1993-08-19 |
ES2044164T3 (es) | 1994-01-01 |
PT90593A (pt) | 1989-11-30 |
KR900017991A (ko) | 1990-12-20 |
EP0343048A1 (en) | 1989-11-23 |
US5004846A (en) | 1991-04-02 |
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