JPH03130247A - 芳香族カルボン酸の製造方法 - 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〕 本発明はアルキル置換基または一部酸化したアルキル置
換基を含有する芳香族化合物を酸化して芳香族カルボン
酸を製造する方法に関する。

〔従来の技術〕

芳香族カルボン酸は重要な化学製品であり、特に芳香族
ジカルボン酸は樹脂および重合体の原料として広く利用
されている０例えば芳香族ジカルボン酸として代表的な
テレフタル酸は、ポリエステル系樹脂の原料として重要
である。

従来芳香族カルボン酸の製造方法としては、例えば芳香
族化合物を酢酸などの低級アルカン酸の反応媒体中で、
重金属および臭素化合物触媒の存在下に１分子状酸素含
有ガスを用いて酸化する方法がある。しかしこの方法で
は１反応媒体として使用する酢酸などの低級アルカン酸
も酸化され、炭素酸化物として失われるため、製造コス
トが高くなるという問題点がある。

一方、酸化分解を受けない水を反応媒体として使用し、
マンガンまたはコバルト化合物を主成分とし、これらの
金属化合物にｒＶＡ、ＩＶＢ、ＶＩＡ、■族などの金属
化合物を混合した複索金属触媒をそのまままたは担体に
担持して触媒として使用する方法も提案されている（チ
ェコスロバキア特許第２２３６８２号、同第２３１６１
２号、同第２３２６４４号）、シかしこれらの方法は、
反応媒体は酸化分解しないという長所があるが、酸化反
応速度が遅いという問題点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、上記のような問題点を解決するため、
低コストで、しかも高収率かつ高反応速度で高純度の芳
香族カルボン酸を製造する方法を提案することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、アルキル置換基または一部酸化したアルキル
置換基を含有する芳香族化合物を、触媒の存在下に水性
反応媒体中で分子状酸素含有ガスにより酸化して芳香族
カルボン酸を製造する方法において、前記触媒として酸
化ルテニウム（Ｒｕｂ、）を使用することを特徴とする
芳香族カルボン酸の製造方法である。

本発明の芳香族カルボン酸の製造方法において出発原料
となる化合物は、アルキル置換基または一部酸化したア
ルキル置換基を含有する芳香族化合物である。アルキル
置換基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基などの炭素数１〜３のアルキル基を
あげることができる。一部酸化したアルキル置換基とし
ては。

例えばアルデヒド基、カルボキシル基、ヒドロキシアル
キル基などをあげることができる。また芳香環は単環に
限らず、多環のものも使用することができる。これらの
出発原料はどのような方法で得られたものでもよい、こ
のような化合物として具体的にはトルエン、ベンズアル
デヒド、ベンジルアルコール、Ｏ−キシレン、ｍ−キシ
レン、ｐ−キシレン、トリメチルベンゼン、０−トルイ
ル酸、ｍ−トルイル酸、ｐ−トルイル酸、０−トルアル
デヒド、Ｉ−トルアルデヒド、Ｐ−トルアルデヒド、２
−カルボキシベンズアルデヒド、３−カルボキシベンズ
アルデヒド、４−カルボキシベンズアルデヒド、メチル
ナフタレン、ジメチルナフタレン、ジイソプロピルナフ
タレン、２，６−ジフオルミルナフタレン、１−ナフト
アルデヒド、２−ナフトアルデヒド、またはこれらの混
合物などをあげることができる。混合物としては、例え
ばＰ−キシレンとｐ−トルイル酸との混合物などをあげ
ることができる。

これらの出発原料は水性反応媒体１００重量部に対して
通常１〜９００重量部、望ましくは５〜６００重量部の
割合で使用するのが好ましい。

本発明では触媒として酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）を使
用する。Ｒｕｂ２は粉末状、顆粒状の形態で用いてもよ
いし、担体に担持して用いてもよい。担体としては、例
えば活性炭、アルミナ、ゼオライト、グラファイト、シ
リカ、酸化マグネシウム、タレ、硫酸バリウム、炭酸カ
ルシウムなどがあげられる。また触媒としては、ＲｕＯ
□以外に少量の他の金属または他の金属化合物が含有さ
れていてもよい。

触媒は、Ｒｕｂ２が出発原料および水性反応媒体の合計
１００重部に対して０．０１〜１０重量部、望ましくは
０．０３〜３重量部の割合となるように使用するのが好
ましい。

本発明で使用する分子状酸素含有ガスとしては、酸素、
酸素と窒素ガス等の不活性ガスとの混合ガス、空気など
をあげることができるが、空気の使用で十分である。こ
れらの分子状酸素含有ガスの供給方法は特に限定されず
１例えば反応系に分子状酸素含有ガスを連続的に供給す
る方法、分子状酸素含有ガスの加圧下に反応を行う方法
などが採用できるが、分子状酸素含有ガスを連続的に供
給する方法が好ましい。

本発明においては、反応媒体として水または水を主成分
とする溶液を使用し、これらの水性反応媒体中で、前記
芳香族化合物を前記触媒の存在下に分子状酸素含有ガス
で酸化して芳香族カルボン酸を製造する。

製造される芳香族カルボン酸は出発原料として用いた芳
香族化合物に対応したカルボン酸であり、例えば出発原
料としてｐ−キシレン、ｐ−トルイル酸またはこれらの
混合物を用いた場合はテレフタル酸が製造される。

反応温度は通常１５０〜２８０℃、望ましくは２００〜
２５０℃１反応時間は通常０．５〜５時間、望ましくは
１〜３時間、反応圧力は少なくとも反応温度において混
合物が液相を保持できる圧力以上で、通常１５〜６５ｋ
ｇ／ｄ−Ｇ、望ましくは３０〜６０ｋｇ／ｃｄ・Ｇが好
ましい。

反応は出発原料および生成する芳香族カルボン酸が水性
反応媒体に完全に溶解した状態でも、またはこれらの一
部が固体として存在する状態でも行うことができるが、
出発原料および生成する芳香族カルボン酸が完全に溶解
した状態で行うのが好ましい。また反応は出発原料、触
媒および分子状酸素含有ガスの接触を充分に行うため、
撹拌下に行うのが好ましい。

反応器は水および出発原料が高温下で蒸発しないように
加圧でき、しかも気体（分子状酸素含有ガス）、液体（
水、出発原料）、固体（触媒、出発原料）の分散を効率
よく行うことができる反応器が好ましい。具体的には槽
型、管型の反応器が好ましく使用できる。

反応の方式は特に限定されず、連続式またはバッチ式の
いずれの方式でも採用できる。

以上のようにして製造した芳香族カルボン酸は常法によ
り単離することができる６例えば反応終了後、ろ過、遠
心分離、減圧蒸留などの手段により高純度の芳香族カル
ボン酸を得ることができる。

芳香族カルボン酸がテレフタル酸である場合について具
体的に説明すると、テレフタル酸は水に難溶であるので
、反応液を常温常圧下に置いてテレフタル酸を完全に析
出させ、これをろ過などの手段で分離すればよい、また
本発明で使用する触媒は固体であるため、テレフタル酸
が水に溶解する条件１例えば２４０〜２８０℃、５０〜
８０ｋｇ／ａ＃−Ｇ程度の高温高圧条件で触媒をろ過な
どの手段で分離し、次に常温常圧の条件でテレフタル酸
を析出させた後、析出したテレフタル酸をろ過などの手
段で分離することもできる。

本発明により製造された芳香族カルボン酸はポリエステ
ル系樹脂の原料などとして利用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、触媒としてＲｕｂ、を使用するように
したので、低コストで、しかも高収率かつ高反応速度で
高純度の芳香族カルボン酸を製造することができる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例について説明する。

実施例１ Ｐ−キシレン（以下、ｐｘと略記する）６０ｍＱ、　ｐ
−トルイル酸（以下、ｐ−ＴＡと略記する）２０ｇ、触
媒として酸化ルテニウム（Ｒｕｂ２）　２−５　ｇおよ
び水１００ｍＡをＳＯＯｍｆｌのチタン製オートクレー
ブに仕込み、窒素置換した後昇温した。反応器内の温度
が２１０℃に達したところで、空気を１２ＯＮＱ／時間
の速度で２時間供給して酸化反応を行った。なお、この
時の圧力は３５ｋｇ／ｃｄ−Ｇであった。

反応終了後、常温常圧下でろ過により固形物（以下、回
収固形物Ａと称する）と溶液を分離した。

さらに溶液からは７０℃、２０ｍＨｇでエバポレートし
て水を留去し、固形物を回収した（以下、ここで得られ
た固形物を回収固形物Ｂと称する）０回収固形物Ａおよ
び回収固形物Ｂを８０℃で１２時間乾燥した後、液体ク
ロマトグラフィーで分析し、テレフタル酸（以下、ＴＡ
と略記する）、４−カルボキシベンズアルデヒド（以下
、　４−ＣＢＡと略記する）、Ｐ−ＴＡを定量した。

定量結果から、　ＴＡ収率を下記の式により算出した。

生成物収量およびＴＡ収率を表１に示す。

ＴＡ収率（ｌｌｏＱ％） 比較例１〜９ 実施例１で用いたＲｕｂ、の替りに表１に示す触媒を用
いて実施例１と同様にして行った。ＴＡ収率は実施例１
と同様にして算出した。結果を表１に示す。

表１ 実施例２ 反応温度を２４０℃、反応時間を３時間に替えて実施例
１と同様にして行った。なお、この条件での圧力は５５
ｋｇ／ａｔ−Ｇであった。Ｔ＾収率は実施例１と同様に
して算出した。結果を表２に示す。

比較例１０ 実施例２で用いたＲｕＯ□の替りに表２に示す触媒を用
いて実施例２と同様にして行った。　ＴＡ収率は実施例
１と同様にして算出した。結果を表２に示す。

比較例１１ 実施例２で用いたＲｕｂ、の替りに表２に示す触媒を用
いて実施例２と同様にして行った。　ＴＡ収率は実施例
１と同様にして算出した。結果を表２に示す。

実施例３ ＰＸ１５ｍｆｌ、ｐ−ＴＡ５ｇ、触媒としてＲｕｂ、　
０．５ｇおよび水２００ｍＱを用いて、反応条件を反応
温度２４０℃、反応時間３時間に替えて実施例１と同様
にして行った。　ＴＡ収率は実施例１と同様にして算出
した。

結果を表３に示す。

比較例１２ 実施例３で用いたＲｕｂ、の替りにＭｎＯ，を用いた以
外は実施例３と同様にして行った。　ＴＡ収率は実施例
１と同様にして算出した。結果を表３に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルキル置換基または一部酸化したアルキル置換
   基を含有する芳香族化合物を、触媒の存在下に水性反応
   媒体中で分子状酸素含有ガスにより酸化して芳香族カル
   ボン酸を製造する方法において、前記触媒として酸化ル
   テニウム（ＲｕＯ＿２）を使用することを特徴とする芳
   香族カルボン酸の製造方法。