JPH0782211A - 脂環式カルボン酸の製造方法 - Google Patents

脂環式カルボン酸の製造方法

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JPH0782211A
JPH0782211A JP5250083A JP25008393A JPH0782211A JP H0782211 A JPH0782211 A JP H0782211A JP 5250083 A JP5250083 A JP 5250083A JP 25008393 A JP25008393 A JP 25008393A JP H0782211 A JPH0782211 A JP H0782211A
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JP
Japan
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acid
formula
carboxylic acid
group
reaction
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JP5250083A
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English (en)
Inventor
Yasuhisa Yoshida
安久 吉田
Hiroshi Ito
伊藤  博
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New Japan Chemical Co Ltd
Original Assignee
New Japan Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 脂環式カルボン酸を効率よく製造し得る新規
有用な工業的方法を提供する。 【構成】 芳香族カルボン酸を貴金属水素化触媒の存在
下、反応溶媒である脂環式ケトン中で核水素化すること
により、対応する脂環式カルボン酸を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度の脂環式カルボ
ン酸の製造方法に関する。当該脂環式カルボン酸のう
ち、モノカルボン酸は医薬品や有機化合物中間体として
有用であり、ポリカルボン酸はポリエステル、液晶ポリ
エステル、ポリイミド、ポリアミド及び粉体塗料等の樹
脂原料として有用な化合物である。
【0002】
【従来の技術】脂環式カルボン酸の製造法としては、芳
香族カルボン酸エステルの核水素化物の加水分解による
方法や芳香族カルボン酸のナトリウム塩の核水素化物の
酸分解による方法等が知られている(西村、高木、「接
触水素化反応」第263〜264頁、1987)。しかしながら、
これらの方法は製造工程が多段に亘り、廃水や無機塩の
発生量が多く、しかも製品に無機塩が混入する等の問題
点があり、安価な製造法でない。
【0003】又、水溶媒中で芳香族カルボン酸を直接水
素化する方法も提案されている(特公昭36−522
号、特開昭58−198439号)が、当該反応系では
装置の腐食が顕著であり、一般に工業的に用いられてい
るステンレス鋼が使用できないという問題点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来方法の
問題点を解消し、脂環式カルボン酸を効率よく製造し得
る新規有用な工業的方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討の結果、反応条件下で少なくとも
部分的に芳香族カルボン酸が可溶であり、且つ反応に不
活性で大きな立体障害基を有する特定の構造のケトン中
で核水素化することにより、反応容器として一般に工業
的に用いられているステンレス鋼の使用が可能となり、
高純度の目的物を高収率で工業的に製造することができ
ることを見いだし、かかる知見に基づいて本発明を完成
するに至った。
【0006】即ち、本発明に係る一般式(3)で表され
る脂環式カルボン酸の製造方法は、一般式(1)で表さ
れる芳香族カルボン酸を貴金属水素化触媒の存在下で核
水素化するに際し、反応溶媒として一般式(2)で表さ
れる脂環式ケトンを用いることを特徴とする。
【0007】X−COOH (1) [式中、Xは
【化8】
【化9】 又は
【化10】 を表す。R1、R2、R3は同一又は異なって水素原子、
炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ
基又はカルボキシル基を表す。Yは単結合、炭素数1〜
3のアルキレン基、ヘキサフルオロプロピリデン基、ス
ルホニル基又はエーテル基を示す。]
【0008】
【化11】 [式中、R4、R5は同一又は異なって、炭素数3〜6の
アルキル基を表し、R6は水素原子又は炭素数1〜6の
アルキル基を表す。]
【0009】Z−COOH (3) [式中、Zは
【化12】
【化13】 又は
【化14】 を表す。Y、R1、R2及びR3は一般式(1)と同義で
ある。]
【0010】一般式(1)で表される芳香族カルボン酸
としては、安息香酸、テレフタル酸、トルイル酸、フタ
ル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット
酸、ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン
酸、ビフェニルテトラカルボン酸、オキシジ安息香酸、
メチレンジ安息香酸、ヘキサトリフルオロプロピリデン
ジ安息香酸等が例示され、中でもテレフタル酸が好んで
用いられる。
【0011】一般式(2)で表される脂環式ケトンとし
て、具体的には、2,6−ジ−tert−ブチルシクロヘキ
サノン、2,6−ジ−tert−ブチル−4−アルキル(炭
素数1〜6)シクロヘキサノン等が例示され、中でも
2,6−ジ−tert−ブチルシクロヘキサノン、2,6−
ジ−tert−ブチル−4−メチルシクロヘキサノン等がよ
り効果的である。これらの溶媒は、反応条件下において
安定であり、再使用も可能である。
【0012】反応溶媒の適用量は、原料芳香族カルボン
酸の種類及び溶媒との組合わせにより適宜選択し得る
が、通常、芳香族カルボン酸に対して1〜30倍重量程
度、好ましくは2〜10倍重量程度である。30倍重量
を越えて適用したとしても顕著な効果上の有意差は認め
られず、経済上不利となる。
【0013】推奨される貴金属水素化触媒としては、パ
ラジウム、白金又はルテニウム等の金属又はそれらの水
酸化物をシリカ又はカーボンに担持してなる各種触媒系
が例示され、より好ましい触媒系としてパラジウム/カ
ーボン、水酸化パラジウム/カーボン等が例示される。
このとき、触媒金属の担持量としては、0.5〜10重
量%程度が例示される。
【0014】触媒量は、原料芳香族カルボン酸に対して
0.5〜15重量%程度、好ましくは1〜10重量%程
度であり、反応後、濾別等により触媒の回収再使用も可
能である。
【0015】反応温度としては、触媒の種類、触媒の使
用量により適宜選択し得るが、通常、130℃〜200
℃程度が好ましい。130℃未満では反応速度が遅く、
200℃を越える温度では水素化分解が起こり易くな
る。
【0016】水素圧力は、通常、20〜300Kg/cm2
G程度、好ましくは30〜200Kg/cm2G程度であ
る。20Kg/cm2G未満では反応速度が遅い上、水素化
分解も起こり易く目的物への選択生が大幅に低下する。
300Kg/cm2Gを越える圧力では特殊な耐圧設備が必
要となり、経済的でない。
【0017】反応時間は、通常、1〜7時間程度であ
る。
【0018】本発明に係る核水素化物は、溶媒の蒸留留
去等、従来公知の方法を用いて容易に精製することがで
きる。
【0019】かくして得られる脂環式カルボン酸は、特
に高純度品が要求される用途に推奨される。
【0020】
【実施例】以下に実施例を掲げて、本発明を詳しく説明
する。尚、各例における原料芳香族カルボン酸の転化率
及び目的物への選択率は、試料を常法によりメチルエス
テル化し、ガスクロマトグラフィー又は高速液体クロマ
トグラフィーで分析して算定した。又、反応粗物中の溶
出鉄の濃度は原子吸光分析により測定した。
【0021】実施例1 電磁攪拌機を備えた500mlのステンレス(SUS−3
04)製オートクレーブにテレフタル酸30g、反応溶
媒として2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルシクロ
ヘキサノン70g及び触媒として5重量%パラジウム/
カーボン1.5gを仕込み、系内を水素で置換した後、
攪拌しながら170℃、50Kg/cm2Gの条件下で2時
間水素化を行った。反応終了後、触媒を濾別し、濾液を
分析した。その結果、テレフタル酸の転化率は100
%、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸への選択率は
99.6%であった。反応粗物中の溶出鉄は3ppmであ
った。又、触媒を5回に亘って再使用しても第1表から
明らかなように活性、選択性の低下は皆無であった。
【表1】
【0022】実施例2 反応溶媒として2,6−ジ−tert−ブチル−シクロヘキ
サノンを適用した他は実施例1と同様にしてテレフタル
酸を核水素化した。反応粗物を分析した結果、テレフタ
ル酸の転化率は100%、1,4−シクロヘキサンジカ
ルボン酸への選択率は99.5%であった。又、反応粗
物中の溶出鉄は4ppmであった。
【0023】実施例3 反応溶媒として2,4,6−トリ−tert−ブチル−シク
ロヘキサノンを適用した他は実施例1と同様にしてテレ
フタル酸を核水素化した。反応粗物を分析した結果、テ
レフタル酸の転化率は100%、1,4−シクロヘキサ
ンジカルボン酸への選択率は97.2%であった。又、
反応粗物中の溶出鉄は3ppmであった。
【0024】実施例4 水素化触媒として5重量%ルテニウム/カーボン触媒を
適用した他は実施例1と同様に4.5時間テレフタル酸
を核水素化した。反応終了後、触媒を濾別し、濾液を分
析した。その結果、テレフタル酸の転化率は100%、
1,4−シクロヘキサンジカルボン酸への選択率は7
6.0%であった。又、反応粗物中の溶出鉄は4ppmで
あった。
【0025】実施例5 水素化触媒として5重量%水酸化パラジウム/カーボン
触媒を適用した他は実施例1と同様にしてテレフタル酸
を核水素化した。反応粗物を分析した結果、テレフタル
酸の転化率は100%、1,4−シクロヘキサンジカル
ボン酸への選択率は99.5%であった。又、反応粗物
中の溶出鉄は4ppmであった。
【0026】実施例6 水素化触媒として5重量%ルテニウム/シリカ触媒を適
用した他は実施例3と同様にしてテレフタル酸を核水素
化した。反応粗物を分析した結果、テレフタル酸の転化
率は100%、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸へ
の選択率は72.5%であった。又、反応粗物中の溶出
鉄は4ppmであった。
【0027】実施例7 水素化圧力として100Kg/cm2Gを選択した他は実施
例1と同様にして1時間テレフタル酸を核水素化した。
反応粗物を分析した結果、テレフタル酸の転化率は10
0%、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸への選択率
は99.7%であった。又、反応粗物中の溶出鉄は4pp
mであった。
【0028】実施例8 芳香族カルボン酸としてイソフタル酸30gを用いた他
は実施例1と同様にしてイソフタル酸を核水素化した。
反応粗物を分析した結果、イソフタル酸の転化率は10
0%、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸への選択率
は99.7%であった。又、反応粗物中の溶出鉄は4pp
mであった。
【0029】実施例9 芳香族カルボン酸として2,6−ナフタレンジカルボン
酸20gを用いた他は実施例1と同様に4時間核水素化
して2,6−デカリンジカルボン酸を調製した。反応粗
物を分析した結果、2,6−ナフタレンジカルボン酸の
転化率は100%、2,6−デカリンジカルボン酸への
選択率は99.7%であった。又、反応粗物中の溶出鉄
は2ppmであった。
【0030】実施例10 芳香族カルボン酸として4,4’−オキシ−ジ安息香酸
20gを用いた他は実施例1と同様に5時間水素化し、
4,4’−オキシ−ジ(シクロヘキサンカルボン酸)を
調製した。反応粗物を分析した結果、4,4’−オキシ
−ジ安息香酸の転化率は100%、4,4’−オキシ−
ジ(シクロヘキサンカルボン酸)への選択率は99.4
%であった。又、反応粗物中の溶出鉄は5ppmであっ
た。
【0031】実施例11 芳香族カルボン酸として4,4’−ヘキサフルオロプロ
ピリデン−ジ安息香酸20gを用いた他は実施例1と同
様にして5時間水素化し、4,4’−ヘキサフルオロプ
ロピリデン−ジ(シクロヘキサンカルボン酸)を調製し
た。反応粗物を分析した結果、4,4’−ヘキサフルオ
ロプロピリデン−ジ安息香酸の転化率は100%、4,
4’−ヘキサフルオロプロピリデン−ジ(シクロヘキサ
ンカルボン酸)への選択率は99.5%であった。又、
反応粗物中の溶出鉄は3ppmであった。
【0032】実施例12 芳香族カルボン酸としてビフェニルテトラカルボン酸2
0gを用いた他は実施例1と同様にして6時間水素化
し、ビシクロヘキシルテトラカルボン酸を調製した。反
応粗物を分析した結果、ビフェニルテトラカルボン酸の
転化率は100%、ビシクロヘキシルテトラカルボン酸
への選択率は97.5%であった。又、反応粗物中の溶
出鉄は4ppmであった。
【0033】実施例13 芳香族カルボン酸として4−メチル安息香酸30gを用
いた他は実施例1と同様にして1時間水素化し、4−メ
チルシクロヘキサンカルボン酸を調製した。反応粗物を
分析した結果、安息香酸の転化率は100%、4−メチ
ルシクロヘキサンカルボン酸への選択率は99.7%で
あった。又、反応粗物中の溶出鉄は6ppmであった。
【0034】比較例1 反応溶媒として水を適用した他は実施例1と同様にして
テレフタル酸を核水素化した。反応粗物を分析した結
果、テレフタル酸の転化率は100%、1,4−シクロ
ヘキサンジカルボン酸への選択率は96.5%であっ
た。反応粗物中の溶出鉄は422ppmであり、装置の腐
食は顕著であった。又、触媒の3回に亘る再使用で、第
2表に示す如く反応速度(触媒活性)は半減した。
【表2】
【0035】比較例2 反応溶媒として水を適用した他は実施例9と同様に核水
素化して2,6−デカリンジカルボン酸を調製した。反
応粗物を分析した結果、2,6−ナフタレンジカルボン
酸の転化率は0%であった。
【0036】
【発明の効果】本発明の方法によれば、一般に工業的に
用いられている安価なステンレス鋼が使用可能となり、
目的とする脂環式カルボン酸類を高収率で工業的に製造
することができる。
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 // C07B 61/00 300

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1)で表される芳香族カルボン
    酸を貴金属水素化触媒の存在下で核水素化するに際し、
    反応溶媒として一般式(2)で表される脂環式ケトンを
    用いることを特徴とする一般式(3)で表される脂環式
    カルボン酸の製造方法。 X−COOH (1) [式中、Xは 【化1】 、 【化2】 又は 【化3】 を表す。R1、R2、R3は同一又は異なって水素原子、
    炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ
    基又はカルボキシル基を表す。Yは単結合、炭素数1〜
    3のアルキレン基、ヘキサフルオロプロピリデン基、ス
    ルホニル基又はエーテル基を示す。] 【化4】 [式中、R4、R5は同一又は異なって、炭素数3〜6の
    アルキル基を表し、R6は水素原子又は炭素数1〜6の
    アルキル基を表す。] Z−COOH (3) [式中、Zは 【化5】 、 【化6】 又は 【化7】 を表す。Y、R1、R2及びR3は一般式(1)と同義で
    ある。]
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6541662B2 (en) * 2000-12-26 2003-04-01 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Process for producing a hydrogenation product of an aromatic carboxylic acid
JP2006124313A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Nippon Steel Chem Co Ltd 脂環式多価カルボン酸及びその無水物の製造方法
JP2009057385A (ja) * 2001-12-28 2009-03-19 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 水素化芳香族ポリカルボン酸の製造方法及び水素化芳香族ポリカルボン酸無水物の製造方法

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