JPH07223984A - フェノール類の製造方法 - Google Patents

フェノール類の製造方法

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JPH07223984A
JPH07223984A JP6036542A JP3654294A JPH07223984A JP H07223984 A JPH07223984 A JP H07223984A JP 6036542 A JP6036542 A JP 6036542A JP 3654294 A JP3654294 A JP 3654294A JP H07223984 A JPH07223984 A JP H07223984A
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JP
Japan
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benzene
producing
phenol
compound
aromatic compound
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JP6036542A
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Naohiko Fukuoka
直彦 福岡
Koji Chiba
耕司 千葉
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KEMIPURO KASEI KK
Chemipro Kasei Kaisha Ltd
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KEMIPURO KASEI KK
Chemipro Kasei Kaisha Ltd
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Publication date
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分子状酸素もしくは過酸化水素を用いて芳香
族化合物、例えばベンゼンを液相にて直接酸化すること
によってフェノールもしくはヒドロキノンを高収率で、
かつ高選択率で製造する方法の提供。 【構成】 1価の銅化合物およびメタロセンの存在下、
酸性水溶液中において、芳香族化合物を分子状酸素もし
くは過酸化水素で酸化することを特徴とするフェノール
類の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の技術分野】本発明は、液相中において芳香族
化合物を酸化してフェノール類を製造する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】芳香族化合物を一段酸化してフェノール
類を製造する方法は種々試みられている。例えば(1)
フェントン試薬として知られる第1鉄イオンの存在下、
酸性溶液中、過酸化水素を用いてベンゼンを酸化する方
法、(2)硫酸溶液中、第1塩化銅の存在下、常温常圧
でベンゼンを分子状酸素もしくは過酸化水素により酸化
してフェノールを製造する方法(ケミストリーレター
ズ、37頁、1983年)、(3)酸性溶液中におい
て、金属銅および2価の銅化合物の存在下、芳香族化合
物と分子状酸素とを接触させる方法(特公平1−422
51号公報)、(4)1価の銅化合物の存在下、芳香族
化合物と分子状酸素とを接触させてフェノールを製造す
る方法においてアンモニウムイオンが共存する酸性水溶
液を用いることを特徴とするフェノール類の製造方法
(特開平4−368348号公報)などがある。また、
特にヒドロキノンの製造を目的としたものとして、
(5)1価の銅化合物の存在下、分子状酸素でべンゼン
を酸化するのに際し、その水溶液の濃度が0.2−0.
6規定であることを特徴とするヒドロキノンの製造方法
(特開平4−368349号公報)がある。
【0003】前記(2)の方法によると、0.05Mの
硫酸水溶液25mlに第1塩化銅1mmol、ベンゼン
0.75mlを加え、25℃、窒素雰囲気下、2時間撹
拌すると、フェノール0.083mmol(ベンゼン基
準で1.0mol%)が生成する。水溶液が低pH領域
での主生成物はフェノールであるが、pH3以上ではヒ
ドロキノン(またはベンゾキノン)が主生成物であると
報告されているが具体的な生成量の記載はない〔化学と
工業、第42巻、第3号、131(1989)〕。ま
た、酸素の代わりに過酸化水素を用いても、ほぼ同程度
の収率でフェノールが得られる。
【0004】次に、(3)の方法では、0.1N−H2
SO4 50mlにベンゼン10ml、CuSO4・5H
2O 0.2541g(1.02mmol)および金属
銅粉末0.0671g(1.06mmol)を入れ、空
気雰囲気下、25℃、1気圧で12時間マグネチックス
ターラーで撹拌するとフェノールが0.287mmol
(ベンゼン基準で0.26mol%)、ヒドロキノンが
0.013mmol(ベンゼン基準で0.01mol
%)生成する。
【0005】また(4)の方法では、内容積130ml
のマイクロボンベに0.5M−(NH42SO4水溶液
25ml、ベンゼン3.75ml、CuCl 4.5m
molを入れ、6%酸素を含む窒素ガス50kg/cm
2G、150℃で2時間撹拌し、フェノール0.72m
mol(ベンゼン基準で1.7mol%)が生ずる。
【0006】さらに、(5)の方法では0.5N−(N
4)HSO4水溶液25mlにベンゼン3.75ml、
CuCl 4.5mmolを入れ、6%酸素を含む窒素
ガス50kg/cm2G、25℃で2時間撹拌し、ヒド
ロキノン0.68mmol(ベンゼン基準で1.6mo
l%)、フェノール0.17mmol(0.4mol
%)およびベンゾキノン0.13mmol(0.3mo
l%)が得られる。
【0007】以上のように、これらの方法ではフェノー
ルもしくはヒドロキノンの生成率は低く、従って銅の有
効使用率が低い。また、フェノールもしくはヒドロキノ
ンの選択率も低いので、このままでは工業的な製造方法
としては成り立ち難い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、分子
状酸素もしくは過酸化水素を用いて芳香族化合物、例え
ばベンゼンを液相にて直接酸化することによってフェノ
ールもしくはヒドロキノンを高収率で、かつ高選択率で
製造する方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、(2)に
記載された方法と類似の方法、すなわち酸性溶液中、1
価の銅化合物の存在下、分子状酸素もしくは過酸化水素
によって芳香族化合物を酸化してフェノール類を製造す
べく鋭意検討を行った結果、メタロセン化合物、例えば
フェロセンの存在下に反応を行うとフェノール類の収率
が大幅に向上し、しかも反応条件を変えることによって
モノヒドロキシル化物もしくはジヒドロキシル化物それ
ぞれを選択的に生成することを見い出した。
【0010】すなわち、本発明は、1価の銅化合物およ
びメタロセンの存在下、酸性水溶液中において、芳香族
化合物を分子状酸素もしくは過酸化水素で酸化すること
を特徴とするフェノール類の製造方法に関する。
【0011】前記メタロセンは、シクロペンタジエン環
2個と各種の遷移金属とで構成されているビスシクロペ
ンタジエニル錯塩(C552Mまたはそのトリカルボ
ニルであり、たとえばシクロペンタジエニルメタロトリ
カルボニル、ベンゼンメタロトリカルボニルなどが挙げ
られる。代表的な化合物はフェロセン(C552Fe
であるが、そのほかにM−Ti,V,Cr,Mn,C
o,Ni,Mo,Ru,Rh,Lu,Ta,W,Os,
Irなどが挙げられる。本発明で好ましく用いられるメ
タロセン化合物としては、まずフェロセン、ルテノセ
ン、オスモセンなどのビスシクロペンタジエニルメタロ
センが挙げらる。
【0012】本発明における芳香族化合物とは、少なく
とも1以上のベンゼン環を有する化合物のことであり、
これらは環に結合している水素原子がアルキル基、ヒド
ロキシル基、ニトロ基などで置換されているものであっ
てもよい。これらの例としてはベンゼン、ナフタレン、
トルエン、トリメチルベンゼン、フェノール等が挙げら
れる。
【0013】酸化剤としては酸素ガス、空気、および酸
素と窒素の混合ガスなどのほか、過酸化水素を使用する
ことができる。酸素ガス、空気などのガスを使用する場
合にはガスと反応液との接触を効率良く行う必要があ
り、ミキサーのような効果的な撹拌装置を使用すること
が好ましい。
【0014】1価の銅化合物としてはハロゲン化銅、酸
化銅(I)、チオシアン酸銅などが挙げられる。これら
の中でもハロゲン化銅が好ましく、特に塩化銅が好まし
い。1価の銅化合物の使用量は、特に制限されるもので
はないが、反応によって1価の銅は2価の銅となって反
応活性を減ずるため、1価の銅がいかに有効に消費され
るかがひとつのポイントとなる。本発明の方法において
使用されるメタロセン、例えばフェロセンは1価の銅の
有効使用率の大幅な向上に大きく寄与するものである。
【0015】
【実施例】以下に、本発明を実施例を用いてさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【0016】実施例1 空気雰囲気下、50mlの丸底フラスコ中において、
0.1N−H2SO425mlにベンゼン1ml、CuC
l 0.5mmol、フェロセン 0.5mmolおよ
び30%過酸化水素水1mlを加え、25℃で内容物を
マグネチックスターラーで激しく撹拌した。2時間後、
液体クロマトグラフィーで生成したフェノールを定量し
た。その結果フェノール6.22mmol(ベンゼン基
準で55.3mol%)が生成した。
【0017】実施例2 実施例1の反応時間2時間を4時間としてその他の条件
は、実施例1と同様にして反応を行った。その結果フェ
ノール0.20mmol(ベンゼン基準で1.8mol
%)とヒドロキノン5.67mmol(ベンゼン基準で
50.4mol%)が生成した。
【0018】実施例3 実施例1において過酸化水素を使用せず、また空気雰囲
気下を酸素雰囲気下としてその他の条件は、実施例1と
同様にして反応を行った。分析結果を表1に示す。
【0019】実施例4 実施例1のフェロセンの代わりにルテノセンを用い、そ
の他の条件は、実施例1と同様にして反応を行った。分
析結果を表1に示す。
【0020】実施例5 芳香族化合物をトルエンとした以外は、実施例1と同様
の方法で反応を行った。反応生成物を液体クロマトグラ
フィーにより分析した結果、トルエン転化の生成物とし
ては、クレゾールの異性体混合物のみであることが確認
された。分析結果を表1に示す。
【0021】比較例1 実施例1のフェロセンを用いずに、その他の条件は実施
例1と同様にして反応を行った。分析結果を表1に示
す。
【0022】比較例2 実施例1のフェロセンの代わりに金属鉄を用い、その他
の条件は実施例1と同様にして反応を行った。分析結果
を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】
【効果】本発明において、メタロセンを併用することに
よりメタロセンを使用しない場合の収率に較べて生成物
のmol%で約二桁も収率が向上しており、その産業上
の効果は顕著である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 39/08 // C07B 61/00 300

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1価の銅化合物およびメタロセンの存在
    下、酸性水溶液中において、芳香族化合物を分子状酸素
    もしくは過酸化水素で酸化することを特徴とするフェノ
    ール類の製造方法。
  2. 【請求項2】 メタロセンがフェロセンである請求項1
    記載のフェノール類の製造方法。
  3. 【請求項3】 メタロセンがルテノセンである請求項1
    記載のフェノール類の製造方法。
  4. 【請求項4】 芳香族化合物がベンゼンである請求項
    1,2または3記載のフェノール類の製造方法。
  5. 【請求項5】 芳香族化合物がトルエンである請求項
    1,2または3記載のフェノール類の製造方法。
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