JPH04266846A - ２，６−ナフタレンジ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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は２，６−ジアルキルナフ
タレン又はその酸化誘導体を分子状酸素により酸化して
、２，６−ナフタレンジカルボン酸を製造する方法の改
良に関するものである。本発明で得られる２，６−ナフ
タレンジカルボン酸は、フィルムや合成繊維等として有
用なポリエチレンナフタレート等のポリエステル及びポ
リアミド等の合成原料として用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来、２，６−ジアルキルナフタレン又
はその酸化誘導体を酸化して、２，６−ナフタレンジカ
ルボン酸を製造する方法としては、２，６−ジメチルナ
フタレンを原料として、重金属及び臭素を触媒として酸
化する方法（特公昭４８−３４１５３号、特公昭４８−
４３８９３号、特公昭５６−３３３７号等）、２，６−
ジエチルナフタレンを原料として、重金属及び臭素を触
媒として酸化する方法（特公昭５１−６９５３号、特開
平２−１８８５５４号）、２，６−ジイソプロピルナフ
タレンを原料として、重金属及び臭素を触媒として酸化
する方法（特開昭６０−８９４４５号、特開昭６０−８
９４４６号、特開昭６１−２４６１４４号等）、２−メ
チル−６−アセチルナフタレンを原料として、重金属及
び臭素を触媒として酸化する方法（特開昭６２−６１９
４６号、特開昭６２−６１９４７号、特開平１−３０５
０４９号等）、その他２−アルキル−６−アシルナフタ
レンを原料として、重金属及び臭素を触媒として酸化す
る方法（特開平１−１８０８５１号等）がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のいずれの方法に
おいても、工業的規模の製造法としては、経済的観点か
ら、触媒、溶媒の量の多さが問題となる。これら触媒、
溶媒については、回収して再使用することも可能である
が、そのために要する設備費用の増加、エネルギー費用
の増加が問題となる。本発明は、触媒及び溶媒の使用量
を低減するだけでなく、高い収率で２，６−ナフタレン
ジカルボン酸を得ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の状
況を鑑み、２，６−ジアルキルナフタレン又はその酸化
誘導体を酸化して、２，６−ナフタレンジカルボン酸を
製造する方法について鋭意検討した結果、反応混合物か
ら目的生成物の２，６−ナフタレンジカルボン酸を分離
した後の溶液（以下、反応母液と称する。）に若干の触
媒、溶媒を追加した混合物を再度、原料の２，６−ジア
ルキルナフタレン又はその酸化誘導体と共に、連続的に
反応器に装入すると、驚くべきことに、２，６−ナフタ
レンジカルボン酸の収率が向上することを見出した。す
なわち、この発明は２，６−ジアルキルナフタレン又は
その酸化誘導体を、低級脂肪酸を含む溶媒にコバルト及
び／又はマンガンと臭素を含む触媒が溶解した溶液中で
分子状酸素含有ガスを用いて酸化して２，６−ナフタレ
ンジカルボン酸を製造する方法において、酸化反応混合
物から２，６−ナフタレンジカルボン酸を固体として溶
液から分離すると共に、分離された溶液を前記触媒が溶
解した溶液の少なくとも一部として酸化反応に再使用す
ることを特徴とする２，６−ナフタレンジカルボン酸の
製造方法である。

【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
酸化原料として用いる２，６−ジアルキルナフタレンは
、通常、ナフタレンをフリーデルクラフツ触媒を用いて
オレフィン、アルキルクロライド、ポリアルキルベンゼ
ン等のアルキル化剤によりアルキル化又はトランスアル
キル化し、得られたアルキル化生成物を蒸留、冷却晶析
、圧力晶析、アダクツ分離、吸着等の分離手段を用いて
単離することにより得ることができる。この他にも、ア
ルキル化されたテトラリンの脱水素、ベンゼン環を出発
原料とする環化等により合成された２，６−ジアルキル
ナフタレンを酸化原料に用いてもよい。２，６−ジアル
キルナフタレンのアルキルとしては、メチル、エチル、
イソプロピル等があり、２つのアルキルは同一であって
も異なってもよい。また、２６−ジアルキルナフタレン
の酸化中間体、例えば２−アルキル−６−アシルナフタ
レン等は、通常の２−アルキルナフタレンのアシル化で
得ることができる。

【０００６】本発明でいう溶媒としての低級脂肪酸には
、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ブロモ酢酸等を挙げるこ
とができる。そして、本発明で用いる溶媒は、これらの
低級脂肪酸を少なくとも５０重量％以上、好ましくは７
０重量％以上含む。また、溶媒中に多量の水分が存在す
る場合は酸化反応を阻害するが、少量であればむしろ良
い結果をもたらす場合もある。そのような溶媒中の水分
濃度としては、０〜２０重量％、好ましくは０〜１０重
量％である。

【０００７】本発明で使用する触媒はコバルト及び／又
はマンガンからなる遷移金属並びに臭素を含むものであ
るが、この遷移金属の他に、ニッケル、セリウム等の他
の金属が加わってもよい。これらの遷移金属を反応系内
に存在させるには、溶媒に可溶な化合物として添加すれ
ばよく、そのような化合物としては、遷移金属の酢酸塩
、プロピオン酸塩、ナフテン酸塩、水酸化物、炭酸塩、
臭化物等を挙げることができるが、好ましくは酢酸塩、
プロピオン酸塩、臭化物である。また、臭素も溶媒に可
溶な物質であれば何でもよく、そのような化合物として
は、分子状臭素、臭化水素、金属臭化物、臭化アルキル
等を挙げることができるが、好ましくは、臭化コバルト
、臭化マンガン、臭化ニッケル、臭化セリウム等の遷移
金属臭化物、臭化カリウム、臭化ナトリウム等のアルカ
リ金属臭化物である。触媒濃度は、遷移金属の合計とし
て０．０２重量％以上、臭素として０．０２重量％以上
が適当であり、酸化原料に対するこの触媒が溶解した溶
液の使用量は３重量倍以上が適当である。

【０００８】本発明で使用する分子状酸素含有ガスとし
ては、酸素ガス、不活性ガスで希釈された分子状酸素等
である。工業的には空気を利用するのが有利である。な
お、反応温度は１２０〜２５０℃、酸素分圧は０．１〜
３０ｋｇ／ｃｍ２　・Ｇの範囲が適当である。

【０００９】本発明の反応形式は、酸化原料である２，
６−ジアルキルナフタレン又はその酸化誘導体を連続的
に反応系に装入することが有利である。このような反応
形式として、触媒溶液、酸化原料及び分子状酸素含有ガ
スを連続的に反応系に装入し、反応混合物を連続的に抜
き出す完全連続方式、触媒溶液は反応前に予め反応系に
装入し、反応中は酸化原料及び分子状酸素含有ガスを連
続的に反応系に装入して、反応した後、まとめて反応混
合物を抜き出す半連続方式がある。完全連続方式の場合
、反応中、反応系内の水分濃度を溶媒中０〜２０重量％
好ましくは０〜１０重量％に保つように、反応系内から
連続的に水分を除去させるか、反応系内から連続的に抜
き出した反応混合物をタンク等に一定時間滞留させる間
に水分を除去させることがよい。

【００１０】所定の反応時間経過後、反応混合物を取り
出し、冷却したのち、固液分離し、固体として２，６−
ナフタレンジカルボン酸を分離すると共に、溶液側に触
媒、反応中間体、副生物等が溶解した反応母液を得る。 この反応母液はそのまま酸化反応を行う反応系に戻して
もよいが、好ましくは反応母液を一定時間タンク等に滞
留させている間に、その反応母液中の触媒濃度、溶媒濃
度、水分濃度等を分析し、反応系に装入すべき所定の触
媒濃度、溶媒濃度、水分濃度に調製するために、固液分
離後の固体側に付着して減量した若干量の触媒、溶媒等
を補充したのち、反応系に戻すことがよい。調製後の溶
液は再び、酸化原料及び分子状酸素含有ガスと共に酸化
反応系に連続的に装入することが好ましい。反応系で再
使用するために戻す反応母液は、分離された全量に限ら
ないが、好ましくは３０〜１００％を再使用するのが有
利であり、更に、好ましくは６０〜１００％がよい。

【００１１】一方、反応混合物を固液分離して固体側に
得られた２，６−ナフタレンジカルボン酸は、不純物を
含むので粗２，６−ナフタレンジカルボン酸であり、こ
れは酢酸等による洗浄、水洗浄を行うことにより、付着
反応母液、酸化反応中間体及びトリメリット酸触媒金属
錯体等を除去することができる。更に、必要な場合は、
公知の方法として知られている通常の２，６−ナフタレ
ンジカルボン酸精製法を用いれば、高純度の２，６−ナ
フタレンジカルボン酸を得ることができる。

【００１２】特筆すべきは、本製造方法によって得られ
た２，６−ナフタレンジカルボン酸の反応収率は、反応
混合物を固液分離した後の反応母液を再使用しない又は
反応母液から触媒及び／又は溶媒を分離回収し反応に再
使用する従来の方法により得られる２，６−ナフタレン
ジカルボン酸の反応収率に比べ、数％以上向上すること
である。

【００１３】

【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明を具体的に
説明する。なお、実施例における部及び％はそれぞれ重
量部及び重量％を示す。

【００１４】比較例１ 電磁攪拌機付き４０ｌチタン製加圧容器に表１に示す触
媒溶液３，６００部を予め装入し、反応温度１７０℃、
反応系内圧力１５ｋｇ／ｃｍ２　に保持しながら、予め
装入したものと同じ触媒溶液、原料として純度９９．５
％の２，６−ジイソプロピルナフタレン及び圧縮空気を
それぞれ連続的に反応器に供給し、酸化反応を行った。 触媒溶液の供給速度は毎時１４００部、２，６−ジイソ
プロピルナフタレンの供給速度は毎時２００部であり、
それぞれ２４時間供給した。スラリー状の反応混合物は
反応器の液面が一定となるように、間欠的に抜き出した
。圧縮空気の供給速度は毎時７ｍ３　である。間欠的に
抜き出した反応混合物は冷却後、逐次固液分離し、粗２
，６−ナフタレンジカルボン酸の結晶と反応母液を得た
。結果を表２に示す。

【００１５】実施例１ 比較例１において、触媒溶液として、比較例１で得た反
応母液と比較例１と同じ触媒溶液を６対４の重量比で混
合した溶液を用いた以外は、比較例１と同様の操作を行
った。結果を表２に示す。

【００１６】比較例２ 比較例１において、反応後間欠的に抜き出した反応混合
物から反応で生成した水分と同量の水分を含む溶媒を留
去すること以外は、比較例１と同様の操作を行った。結
果を表２に示す。

【００１７】実施例２〜７ 比較例２において、触媒溶液として、表３の例で得た反
応母液に２，６−ナフタレンジカルボン酸の粗結晶に付
着した触媒溶液中に含有する触媒、溶媒と同量の触媒、
溶媒、及び反応混合物から留去させた溶媒と同量の溶媒
を追加した溶液を用いた以外は、比較例２と同様の操作
を行った。

【００１８】比較例３ 比較例１と同じ実験装置において、表１に示す触媒溶液
３，８００部を予め装入し、反応温度１８５℃、反応系
内圧力１６ｋｇ／ｃｍ２　に保持しながら、予め装入し
たものと同じ触媒溶液、原料として純度９９％の２，６
−ジエチルナフタレン及び圧縮空気をそれぞれ連続的に
反応器に供給し、酸化反応を行った。触媒溶液の供給速
度は毎時１２００部、２，６−ジエチルナフタレンの供
給速度は毎時１６０部であり、それぞれ２４時間供給し
た。スラリー状の反応混合物は反応器の液面が一定とな
るように、間欠的に抜き出した。圧縮空気の供給速度は
毎時５ｍ３　である。間欠的に抜き出した反応混合物は
冷却後、逐次固液分離し、粗２，６−ナフタレンジカル
ボン酸の結晶と反応母液を得た。結果を表２に示す。

【００１９】実施例８ 比較例３において、触媒溶液として、比較例３で得た反
応母液と比較例３と同じ触媒溶液を６対４の重量比で混
合した溶液を用いた以外は、比較例３と同様の操作を行
った。結果を表２に示す。

【００２０】比較例４ 比較例３において、反応後間欠的に抜き出した反応混合
物から反応で生成した水分と同量の水分を含む溶媒を留
去すること以外は、比較例３と同様の操作を行った。結
果を表２に示す。

【００２１】実施例９ 比較例４において、触媒溶液として、比較例４において
得た反応母液に２，６−ナフタレンジカルボン酸の粗結
晶に付着した触媒溶液中に含有する触媒、溶媒と同量の
触媒、溶媒、及び反応混合物から留去させた溶媒と同量
の溶媒を追加した溶液を用いた以外は、比較例４と同様
の操作を行った。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】

【発明の効果】本発明方法によれば、２，６−ジアルキ
ルナフタレン又はその酸化誘導体から高収率で２，６−
ナフタレンジカルボン酸を得ることができ、安価な２，
６−ナフタレンジカルボン酸製造方法として、工業的意
義は極めて高い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　２，６−ジアルキルナフタレン又はそ
   の酸化誘導体を、低級脂肪酸を含む溶媒にコバルト及び
   ／又はマンガンと臭素を含む触媒が溶解した溶液中で分
   子状酸素含有ガスを用いて酸化して２，６−ナフタレン
   ジカルボン酸を製造する方法において、酸化反応混合物
   から２，６−ナフタレンジカルボン酸を固体として溶液
   から分離すると共に、分離された溶液を前記触媒が溶解
   した溶液の少なくとも一部として酸化反応に再使用する
   ことを特徴とする２，６−ナフタレンジカルボン酸の製
   造方法。