JPH0789882A - アルケニルベンゼンの製造方法 - Google Patents
アルケニルベンゼンの製造方法Info
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- JPH0789882A JPH0789882A JP5255081A JP25508193A JPH0789882A JP H0789882 A JPH0789882 A JP H0789882A JP 5255081 A JP5255081 A JP 5255081A JP 25508193 A JP25508193 A JP 25508193A JP H0789882 A JPH0789882 A JP H0789882A
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- alkylbenzene
- reaction
- butadiene
- catalyst
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高分子原料として有益なナフタレンジカルボ
ン酸を製造する際の原料であって、工業的に利用価値の
高いアルケニルベンゼンを、簡単な操作で、高純度、高
収率で製造する方法を提供する。 【構成】 金属ナトリウム、カリウム塩、および金属ナ
トリウムと電荷移動錯体を形成する芳香族化合物の存在
下で、アルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとを反応
させてアルケニルベンゼンを製造する。
ン酸を製造する際の原料であって、工業的に利用価値の
高いアルケニルベンゼンを、簡単な操作で、高純度、高
収率で製造する方法を提供する。 【構成】 金属ナトリウム、カリウム塩、および金属ナ
トリウムと電荷移動錯体を形成する芳香族化合物の存在
下で、アルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとを反応
させてアルケニルベンゼンを製造する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリエチレンナフタレ
ート(PEN)などの高分子原料として有益なナフタレ
ンジカルボン酸を製造する際の原料であって、工業的に
利用価値の高いアルケニルベンゼンを製造する方法に関
する。
ート(PEN)などの高分子原料として有益なナフタレ
ンジカルボン酸を製造する際の原料であって、工業的に
利用価値の高いアルケニルベンゼンを製造する方法に関
する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、アルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとをアルカ
リ金属の存在下で反応させてアルケニルベンゼンを製造
する方法は、触媒として、金属カリウムを使用する方法
(特公昭50−17973号公報)、金属カリウムと金
属ナトリウムを併用する方法(特公昭56−34570
号、同57−26489号、同50−17973号公
報)が知られている。
来、アルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとをアルカ
リ金属の存在下で反応させてアルケニルベンゼンを製造
する方法は、触媒として、金属カリウムを使用する方法
(特公昭50−17973号公報)、金属カリウムと金
属ナトリウムを併用する方法(特公昭56−34570
号、同57−26489号、同50−17973号公
報)が知られている。
【0003】しかし、これらの方法には、次のような問
題がある。 (1)高価な金属カリウムを使用するため、製造コスト
が高い。 (2)金属カリウムは、水、空気などに対して反応性が
高く、これらと接触するだけで発火し、可燃物である原
料、生成物の発火源として作用するものであり、上記の
方法は、このような作用を有する金属カリウムを直接使
用するため、非常に危険である。
題がある。 (1)高価な金属カリウムを使用するため、製造コスト
が高い。 (2)金属カリウムは、水、空気などに対して反応性が
高く、これらと接触するだけで発火し、可燃物である原
料、生成物の発火源として作用するものであり、上記の
方法は、このような作用を有する金属カリウムを直接使
用するため、非常に危険である。
【0004】また、このような問題のある金属カリウム
を使用せずに、金属ナトリウムと無機カリウム塩とを使
用する方法(特開昭47−31935号、WO91−1
6284号、特開平4−226927号公報)も知られ
ている。
を使用せずに、金属ナトリウムと無機カリウム塩とを使
用する方法(特開昭47−31935号、WO91−1
6284号、特開平4−226927号公報)も知られ
ている。
【0005】しかし、この方法では、(3)乳化装置な
どの特別な攪拌装置を使用する必要や、精製度の高い無
機カリウム塩を使用する必要もあり、必ずしも工業的に
有利な方法と言うことはできない。
どの特別な攪拌装置を使用する必要や、精製度の高い無
機カリウム塩を使用する必要もあり、必ずしも工業的に
有利な方法と言うことはできない。
【0006】本発明は、以上のような従来の方法にある
問題(1)〜(3)を悉く解決して、アルキルベンゼン
と1,3−ブタジエンとからアルケニルベンゼンを高収
率で製造する方法を提案することを目的とする。
問題(1)〜(3)を悉く解決して、アルキルベンゼン
と1,3−ブタジエンとからアルケニルベンゼンを高収
率で製造する方法を提案することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するために検討を重ねた結果、次のような知見を
得た。 (1)前述した従来の方法における金属カリウムに代え
てカリウム塩を使用し、しかも金属ナトリウムの使用を
少量として、代わりに芳香族系の有機化合物を使用し、
かつ簡便な攪拌装置を使用するのみで、アルキルベンゼ
ンと1,3−ブタジエンとからアルケニルベンゼンを製
造することができる。 (2)触媒としての金属ナトリウムを、やはり触媒とし
てのカリウム塩と分散処理し、これに加えて金属ナトリ
ウムと電荷移動錯体を形成する芳香族化合物を存在させ
た系で、アルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとを反
応させたところ、アルケニルベンゼンを高収率で製造す
ることができる。
を達成するために検討を重ねた結果、次のような知見を
得た。 (1)前述した従来の方法における金属カリウムに代え
てカリウム塩を使用し、しかも金属ナトリウムの使用を
少量として、代わりに芳香族系の有機化合物を使用し、
かつ簡便な攪拌装置を使用するのみで、アルキルベンゼ
ンと1,3−ブタジエンとからアルケニルベンゼンを製
造することができる。 (2)触媒としての金属ナトリウムを、やはり触媒とし
てのカリウム塩と分散処理し、これに加えて金属ナトリ
ウムと電荷移動錯体を形成する芳香族化合物を存在させ
た系で、アルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとを反
応させたところ、アルケニルベンゼンを高収率で製造す
ることができる。
【0008】本発明は、これらの知見に基づくもので、
アルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとを反応させて
アルケニルベンゼンを製造するに当たり、金属ナトリウ
ム、カリウム塩、および金属ナトリウムと電荷移動錯体
を形成する芳香族化合物を存在させることを特徴とする
アルケニルベンゼンの製造方法を要旨とする。
アルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとを反応させて
アルケニルベンゼンを製造するに当たり、金属ナトリウ
ム、カリウム塩、および金属ナトリウムと電荷移動錯体
を形成する芳香族化合物を存在させることを特徴とする
アルケニルベンゼンの製造方法を要旨とする。
【0009】以下に、本発明の方法を詳細に説明する。
本発明の方法におけるアルキルベンゼンは、ベンゼン核
に1〜2個のメチル基またはエチル基を持つものであっ
て、具体的には、トルエン、エチルベンゼン、o−キシ
レン、m−キシレン、p−キシレンが挙げられる。これ
らのアルキルベンゼンは、それぞれ単独で使用すること
が好ましく、2以上を混合して使用すると、反応生成物
であるアルケニルベンゼン類から目的物の各々を高純度
で単離することが困難になる。
本発明の方法におけるアルキルベンゼンは、ベンゼン核
に1〜2個のメチル基またはエチル基を持つものであっ
て、具体的には、トルエン、エチルベンゼン、o−キシ
レン、m−キシレン、p−キシレンが挙げられる。これ
らのアルキルベンゼンは、それぞれ単独で使用すること
が好ましく、2以上を混合して使用すると、反応生成物
であるアルケニルベンゼン類から目的物の各々を高純度
で単離することが困難になる。
【0010】また、アルキルベンゼン単品の純度も、で
きるだけ高いものが、目的物の単離を容易にする上で好
ましく、具体的には95%以上、好ましくは98%以上
とするのがよい。ただし、ベンゼンやシクロヘキサンな
どのようにアルキル基を有しない炭化水素は、多少混入
していても差し支えない。
きるだけ高いものが、目的物の単離を容易にする上で好
ましく、具体的には95%以上、好ましくは98%以上
とするのがよい。ただし、ベンゼンやシクロヘキサンな
どのようにアルキル基を有しない炭化水素は、多少混入
していても差し支えない。
【0011】アルキルベンゼンに含まれる水は、触媒の
劣化、具体的には金属ナトリウムの失活を招くため、ア
ルキルベンゼンの含水量は、低ければ低いほどよく、通
常の含水量の測定法であるカールフィッシャー法の測定
感度以下、具体的には数ppm以下が好ましい。したが
って、アルキルベンゼンは、脱水したものを用いること
が好ましい。
劣化、具体的には金属ナトリウムの失活を招くため、ア
ルキルベンゼンの含水量は、低ければ低いほどよく、通
常の含水量の測定法であるカールフィッシャー法の測定
感度以下、具体的には数ppm以下が好ましい。したが
って、アルキルベンゼンは、脱水したものを用いること
が好ましい。
【0012】アルキルベンゼンの脱水方法としては、例
えば、適当な乾燥剤(活性アルミナ、シリカゲル、モレ
キュラーシーブ、活性炭など)を使用して水分を吸着分
離する方法、あるいは深冷分離する方法の他に、金属ナ
トリウム、金属カリウムと接触させて脱水する方法など
がある。好ましくは、金属ナトリウム、金属カリウムと
接触させて脱水する方法である。
えば、適当な乾燥剤(活性アルミナ、シリカゲル、モレ
キュラーシーブ、活性炭など)を使用して水分を吸着分
離する方法、あるいは深冷分離する方法の他に、金属ナ
トリウム、金属カリウムと接触させて脱水する方法など
がある。好ましくは、金属ナトリウム、金属カリウムと
接触させて脱水する方法である。
【0013】上記したアルキルベンゼンと反応させる
1,3−ブタジエンは、どのような方法で製造されたも
のでも使用することができる。また、1,3−ブタジエ
ンの純度は、上記したアルキルベンゼンのように高純度
である必要はなく、どのような純度のものを使用して
も、反応は良好に進むし、目的物の単離を行う上での支
障も一切ない。例えば、ブタンまたはブテンの脱水素に
よって得られる粗ブタジエンをそのまま用いることもで
きるし、この粗ブタジエンを抽出などの方法によって精
製した1,3−ブタジエンであってもよい。
1,3−ブタジエンは、どのような方法で製造されたも
のでも使用することができる。また、1,3−ブタジエ
ンの純度は、上記したアルキルベンゼンのように高純度
である必要はなく、どのような純度のものを使用して
も、反応は良好に進むし、目的物の単離を行う上での支
障も一切ない。例えば、ブタンまたはブテンの脱水素に
よって得られる粗ブタジエンをそのまま用いることもで
きるし、この粗ブタジエンを抽出などの方法によって精
製した1,3−ブタジエンであってもよい。
【0014】ただし、1,3−ブタジエンの含水量は、
上記のアルキルベンゼンの場合と同様の理由により、低
ければ低いほどよく、具体的には数ppm以下が好まし
い。したがって、1,3−ブタジエンは、脱水したもの
を用いることが好ましい。
上記のアルキルベンゼンの場合と同様の理由により、低
ければ低いほどよく、具体的には数ppm以下が好まし
い。したがって、1,3−ブタジエンは、脱水したもの
を用いることが好ましい。
【0015】1,3−ブタジエンの脱水方法としては、
例えば、上記のアルキルベンゼンの脱水方法と同様に、
適当な乾燥剤(活性アルミナ、シリカゲル、モレキュラ
ーシーブ、活性炭など)により水分を吸着分離する方
法、あるいは深冷分離する方法などがある。
例えば、上記のアルキルベンゼンの脱水方法と同様に、
適当な乾燥剤(活性アルミナ、シリカゲル、モレキュラ
ーシーブ、活性炭など)により水分を吸着分離する方
法、あるいは深冷分離する方法などがある。
【0016】上記のアルキルベンゼンと1,3−ブタジ
エンとを反応させる際の触媒は、金属ナトリウム、カリ
ウム塩、および金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成す
る芳香族化合物からなるものであって、このうち金属ナ
トリウムはカリウム塩と分散処理したものを使用するこ
とが好ましい。
エンとを反応させる際の触媒は、金属ナトリウム、カリ
ウム塩、および金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成す
る芳香族化合物からなるものであって、このうち金属ナ
トリウムはカリウム塩と分散処理したものを使用するこ
とが好ましい。
【0017】金属ナトリウムは、純度が高いものほどよ
いが、微量のカルシウム、マグネシウム、カリウムを含
有していても差し支えない。純度としては、90%以
上、好ましくは99.0%以上が好適である。
いが、微量のカルシウム、マグネシウム、カリウムを含
有していても差し支えない。純度としては、90%以
上、好ましくは99.0%以上が好適である。
【0018】金属ナトリウムを分散処理するカリウム塩
としては、酸化カリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウ
ム、塩化カリウムなどが挙げられ、これらは単独で、あ
るいは2以上を混合して使用することができる。なかで
も、水酸化カリウム、炭酸カリウム、塩化カリウムが好
ましい。
としては、酸化カリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウ
ム、塩化カリウムなどが挙げられ、これらは単独で、あ
るいは2以上を混合して使用することができる。なかで
も、水酸化カリウム、炭酸カリウム、塩化カリウムが好
ましい。
【0019】これらの水酸化カリウム、炭酸カリウム、
塩化カリウムには、炭酸ナトリウムや塩化ナトリウム
を、重量比で、カリウム塩:ナトリウム塩≒10:1〜
1:10、好ましくは10:1〜1:1程度で、含有し
ておいてもよい。
塩化カリウムには、炭酸ナトリウムや塩化ナトリウム
を、重量比で、カリウム塩:ナトリウム塩≒10:1〜
1:10、好ましくは10:1〜1:1程度で、含有し
ておいてもよい。
【0020】水酸化カリウム、炭酸カリウム、塩化カリ
ウム中の炭酸ナトリウムや塩化ナトリウムは、場合によ
っては、本発明の方法における触媒の機能を向上させる
ことがある。
ウム中の炭酸ナトリウムや塩化ナトリウムは、場合によ
っては、本発明の方法における触媒の機能を向上させる
ことがある。
【0021】上記のカリウム塩(ナトリウム塩との混合
物をも含む、以下「カリウム塩」と記す場合において同
じ)は、十分に乾燥しておく必要がある。特に、金属ナ
トリウムの担体触媒としてのカリウム塩の活性を向上さ
せるためには、200〜600℃の高温で、十分焼成乾
燥することが好ましい。また、カリウム塩の平均粒径
は、100μm以下が好ましく、特に10〜50μmが
好ましい。粒径の調整は、ふるいなどで行うことができ
る。
物をも含む、以下「カリウム塩」と記す場合において同
じ)は、十分に乾燥しておく必要がある。特に、金属ナ
トリウムの担体触媒としてのカリウム塩の活性を向上さ
せるためには、200〜600℃の高温で、十分焼成乾
燥することが好ましい。また、カリウム塩の平均粒径
は、100μm以下が好ましく、特に10〜50μmが
好ましい。粒径の調整は、ふるいなどで行うことができ
る。
【0022】金属ナトリウムをカリウム塩と分散処理す
る場合の、これら金属ナトリウムとカリウム塩との割合
は、どのような割合としてもよいが、金属ナトリウムの
最終割合(触媒として使用する時点での割合)が重量に
して0.1〜30%、好ましくは0.5〜20%、さら
に好ましくは1〜10%となるようにすることがよい。
金属ナトリウムが0.1重量%未満であれば、本発明の
方法における触媒としての作用が不充分となり、30重
量%より多くても触媒としての作用が飽和してしまい不
経済となるからである。
る場合の、これら金属ナトリウムとカリウム塩との割合
は、どのような割合としてもよいが、金属ナトリウムの
最終割合(触媒として使用する時点での割合)が重量に
して0.1〜30%、好ましくは0.5〜20%、さら
に好ましくは1〜10%となるようにすることがよい。
金属ナトリウムが0.1重量%未満であれば、本発明の
方法における触媒としての作用が不充分となり、30重
量%より多くても触媒としての作用が飽和してしまい不
経済となるからである。
【0023】金属ナトリウムをカリウム塩と分散処理す
る方法としては、例えば、金属ナトリウムを、カリウム
塩の微粒子に分散担持させる方法が採用される。その方
法としては、不活性溶媒分散担持法が好ましい。不活性
溶媒分散担持法により、金属ナトリウムを、カリウム塩
に対して0.1〜30重量%となるように、均一な分散
状態で担持させるためには、マスターバッチ法や、個別
分散液を混合する方法を採用するのが好ましい。
る方法としては、例えば、金属ナトリウムを、カリウム
塩の微粒子に分散担持させる方法が採用される。その方
法としては、不活性溶媒分散担持法が好ましい。不活性
溶媒分散担持法により、金属ナトリウムを、カリウム塩
に対して0.1〜30重量%となるように、均一な分散
状態で担持させるためには、マスターバッチ法や、個別
分散液を混合する方法を採用するのが好ましい。
【0024】すなわち、例えば、金属ナトリウム3重量
%をカリウム塩に分散担持させる場合に、金属ナトリウ
ム3重量部とカリウム塩97重量部とを、溶媒(アルキ
ルベンゼン)1000重量部に同時に入れて、110〜
130℃で、高速攪拌する方法が採用されるが、予め金
属ナトリウムとカリウム塩とを適当な分散比で分散させ
た分散液を作成しておき、この分散液をさらに溶媒(ア
ルキルベンゼン)中でカリウム塩により分散させる方法
を採用することもできる。
%をカリウム塩に分散担持させる場合に、金属ナトリウ
ム3重量部とカリウム塩97重量部とを、溶媒(アルキ
ルベンゼン)1000重量部に同時に入れて、110〜
130℃で、高速攪拌する方法が採用されるが、予め金
属ナトリウムとカリウム塩とを適当な分散比で分散させ
た分散液を作成しておき、この分散液をさらに溶媒(ア
ルキルベンゼン)中でカリウム塩により分散させる方法
を採用することもできる。
【0025】また、金属ナトリウム3重量部をアルキル
ベンゼン300重量部中に乳化分散した液と、カリウム
塩97重量部を溶媒(アルキルベンゼン)700重量部
に分散させた液とを混合して、分散担持させる方法を採
用することもできる。
ベンゼン300重量部中に乳化分散した液と、カリウム
塩97重量部を溶媒(アルキルベンゼン)700重量部
に分散させた液とを混合して、分散担持させる方法を採
用することもできる。
【0026】さらに、金属ナトリウム3重量部とカリウ
ム塩47重量部とを溶媒(アルキルベンゼン)500重
量部に分散した液と、カリウム塩50重量部を溶媒(ア
ルキルベンゼン)500重量部に分散した液とを混合分
散させる方法を採用することもできる。
ム塩47重量部とを溶媒(アルキルベンゼン)500重
量部に分散した液と、カリウム塩50重量部を溶媒(ア
ルキルベンゼン)500重量部に分散した液とを混合分
散させる方法を採用することもできる。
【0027】溶媒(アルキルベンゼン)を用いない場合
においても、マスターバッチ法により分散担持を行い、
さらに不活性溶媒分散担持法を行うことによって、均一
で、活性および選択性に優れた触媒を調製することもで
きる。
においても、マスターバッチ法により分散担持を行い、
さらに不活性溶媒分散担持法を行うことによって、均一
で、活性および選択性に優れた触媒を調製することもで
きる。
【0028】以上の不活性溶媒分散担持法において、不
活性溶媒としては、上記のように、反応原料としてのア
ルキルベンゼンを用いることが工業的には好ましい。
活性溶媒としては、上記のように、反応原料としてのア
ルキルベンゼンを用いることが工業的には好ましい。
【0029】本発明の方法において、以上の金属ナトリ
ウムとカリウム塩との分散担持触媒とともに用いられ
る、金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成する芳香族化
合物としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、フ
ェナントレン、ピレン、ペリレン、ペンタセン、コロネ
ン、キノン、ベンゾキノン、アントラキノン、グラファ
イト(黒鉛)などの縮合芳香族化合物、トリフェニル、
テトラフェニルなどの多環芳香族化合物、およびこれら
のシアノ、ニトロ、ハロゲン置換体や、シアノベンゼ
ン、ジシアノベンゼン、テトラシアノベンゼン、ニトロ
ベンゼン、トリニトロベンゼン、ジクロロテトラシアノ
ベンゼン、テトラシアノキノジメタン、ジクロロキノ
ン、テトラシアノキノンなどが挙げられる。
ウムとカリウム塩との分散担持触媒とともに用いられ
る、金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成する芳香族化
合物としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、フ
ェナントレン、ピレン、ペリレン、ペンタセン、コロネ
ン、キノン、ベンゾキノン、アントラキノン、グラファ
イト(黒鉛)などの縮合芳香族化合物、トリフェニル、
テトラフェニルなどの多環芳香族化合物、およびこれら
のシアノ、ニトロ、ハロゲン置換体や、シアノベンゼ
ン、ジシアノベンゼン、テトラシアノベンゼン、ニトロ
ベンゼン、トリニトロベンゼン、ジクロロテトラシアノ
ベンゼン、テトラシアノキノジメタン、ジクロロキノ
ン、テトラシアノキノンなどが挙げられる。
【0030】また、これらの芳香族化合物は、上記の分
散担持触媒に対してどのような割合で使用してもよい
が、あまり少なすぎても効果がなく、あまり多すぎても
効果は飽和して不経済となるため、本発明の方法では、
一般に、金属ナトリウム1モルに対し、0.001〜5
0モル、好ましくは0.01〜10モル、さらに好まし
くは0.05〜2モルである。
散担持触媒に対してどのような割合で使用してもよい
が、あまり少なすぎても効果がなく、あまり多すぎても
効果は飽和して不経済となるため、本発明の方法では、
一般に、金属ナトリウム1モルに対し、0.001〜5
0モル、好ましくは0.01〜10モル、さらに好まし
くは0.05〜2モルである。
【0031】これら芳香族化合物を、上記した金属ナト
リウムとカリウム塩との触媒に添加する時期は、例え
ば、金属ナトリウムとカリウム塩との混合分散液調製時
における金属ナトリウムの添加前または添加後、あるい
は金属ナトリウムとカリウム塩との混合分散液の調製後
のいずれでもよい。金属ナトリウムの分散性の面から
は、金属ナトリウムとカリウム塩との混合分散液調製後
に加えるのが好ましい。
リウムとカリウム塩との触媒に添加する時期は、例え
ば、金属ナトリウムとカリウム塩との混合分散液調製時
における金属ナトリウムの添加前または添加後、あるい
は金属ナトリウムとカリウム塩との混合分散液の調製後
のいずれでもよい。金属ナトリウムの分散性の面から
は、金属ナトリウムとカリウム塩との混合分散液調製後
に加えるのが好ましい。
【0032】以上の金属ナトリウム、カリウム塩、金属
ナトリウムと電荷移動錯体を形成する芳香族化合物から
なる触媒は、1,3−ブタジエンを導入し、1,3−ブ
タジエンとアルキルベンゼンとの反応を開始させる前
に、この触媒とアルキルベンゼンとの混合物を、100
〜200℃で、1〜5時間、前処理することにより、活
性を向上させることができる。
ナトリウムと電荷移動錯体を形成する芳香族化合物から
なる触媒は、1,3−ブタジエンを導入し、1,3−ブ
タジエンとアルキルベンゼンとの反応を開始させる前
に、この触媒とアルキルベンゼンとの混合物を、100
〜200℃で、1〜5時間、前処理することにより、活
性を向上させることができる。
【0033】本発明の方法において、アルキルベンゼン
と1,3−ブタジエンとの反応モル比は、通常の条件内
で適当に選択される。例えば、アルキルベンゼン:1,
3−ブタジエン≒1:0.001〜0.5、好ましくは
1:0.01〜0.3、さらに好ましくは1:0.05
〜0.2である。なお、このモル比のうちアルキルベン
ゼンについては、上記した金属ナトリウムをカリウム塩
に分散処理する際に溶媒として使用するものを含んだ割
合である。
と1,3−ブタジエンとの反応モル比は、通常の条件内
で適当に選択される。例えば、アルキルベンゼン:1,
3−ブタジエン≒1:0.001〜0.5、好ましくは
1:0.01〜0.3、さらに好ましくは1:0.05
〜0.2である。なお、このモル比のうちアルキルベン
ゼンについては、上記した金属ナトリウムをカリウム塩
に分散処理する際に溶媒として使用するものを含んだ割
合である。
【0034】このときの上記した金属ナトリウム、カリ
ウム塩、金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成する芳香
族化合物からなる触媒の使用量は、アルキルベンゼン1
00重量部に対して、0.01〜50重量部、好ましく
は0.05〜30重量部、さらに好ましくは0.1〜1
0重量部である。
ウム塩、金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成する芳香
族化合物からなる触媒の使用量は、アルキルベンゼン1
00重量部に対して、0.01〜50重量部、好ましく
は0.05〜30重量部、さらに好ましくは0.1〜1
0重量部である。
【0035】上記の触媒の存在下で行う本発明の方法
は、アルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとの反応
を、水分および酸素を実質的に存在させないで行うこと
が重要である。水分は上記のように金属ナトリウムの失
活(水酸化ナトリウムに変化)を招き、酸素は電荷移動
錯体を形成している触媒を不活性化するからである。
は、アルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとの反応
を、水分および酸素を実質的に存在させないで行うこと
が重要である。水分は上記のように金属ナトリウムの失
活(水酸化ナトリウムに変化)を招き、酸素は電荷移動
錯体を形成している触媒を不活性化するからである。
【0036】したがって、系外から反応系に導入する原
料、すなわちアルキルベンゼンと1,3−ブタジエンと
は、前述したように、脱水したものを使用することが望
ましい。また、反応系の空間部も、酸素や水分を実質上
存在させないために、例えば、乾燥窒素、乾燥アルゴン
などのような乾燥不活性ガスで充満させるか、あるいは
反応をアルキルベンゼンの沸点以上の加圧反応条件下で
行う場合は、空間部をアルキルベンゼンなどの蒸気で充
満させることが望ましい。
料、すなわちアルキルベンゼンと1,3−ブタジエンと
は、前述したように、脱水したものを使用することが望
ましい。また、反応系の空間部も、酸素や水分を実質上
存在させないために、例えば、乾燥窒素、乾燥アルゴン
などのような乾燥不活性ガスで充満させるか、あるいは
反応をアルキルベンゼンの沸点以上の加圧反応条件下で
行う場合は、空間部をアルキルベンゼンなどの蒸気で充
満させることが望ましい。
【0037】本発明の方法において、反応は、約50〜
200℃の範囲内で行うことが好ましい。50℃より低
いと、反応時間が長くなり、200℃より高いと、副反
応生成物が多くなり、好ましくない。好ましい反応温度
は、80〜180℃である。
200℃の範囲内で行うことが好ましい。50℃より低
いと、反応時間が長くなり、200℃より高いと、副反
応生成物が多くなり、好ましくない。好ましい反応温度
は、80〜180℃である。
【0038】反応時間は、0.05〜10時間の範囲内
で行うことが好ましい。反応時間は、触媒量(g−触
媒)、触媒組成(g−金属ナトリウム、g−カリウム
塩、g−金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成する芳香
族化合物)、反応速度(℃)、およびアルキルベンゼン
と1,3−ブタジエンとのモル比(g−アルキルベンゼ
ン/g−1,3−ブタジエン)とそれぞれ関連があり、
目的生成物の純度や触媒の使用様式(例えば、循環使用
の有無)などから適当な時間が採択される。一般には、
これらの要因の数値が減少すれば、反応時間は長くなる
が、好ましい反応時間は、0.1〜8時間、さらに好ま
しくは0.3〜4時間である。
で行うことが好ましい。反応時間は、触媒量(g−触
媒)、触媒組成(g−金属ナトリウム、g−カリウム
塩、g−金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成する芳香
族化合物)、反応速度(℃)、およびアルキルベンゼン
と1,3−ブタジエンとのモル比(g−アルキルベンゼ
ン/g−1,3−ブタジエン)とそれぞれ関連があり、
目的生成物の純度や触媒の使用様式(例えば、循環使用
の有無)などから適当な時間が採択される。一般には、
これらの要因の数値が減少すれば、反応時間は長くなる
が、好ましい反応時間は、0.1〜8時間、さらに好ま
しくは0.3〜4時間である。
【0039】反応は、最初から原料(アルキルベンゼ
ン、1,3−ブタジエン)および触媒(金属ナトリウ
ム、カリウム塩、金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成
する芳香族化合物からなる)を同時に仕込み、反応させ
るバッチ反応、最初にアルキルベンゼンと触媒を仕込
み、次に1,3−ブタジエンを反応時間の経過とともに
定量導入するセミバッチ反応、反応器にアルキルベンゼ
ン、1,3−ブタジエンおよび触媒を連続的に導入する
連続反応のいずれの反応方式を採用してもよく、またそ
れらを適当に組み合わせたものでもよいが、1,3−ブ
タジエンの重合物や、アルキルベンゼンに1,3−ブタ
ジエンが2以上付加された化合物などの副生成物の生成
を抑制するという面からは、セミバッチ反応または連続
反応が好ましい。
ン、1,3−ブタジエン)および触媒(金属ナトリウ
ム、カリウム塩、金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成
する芳香族化合物からなる)を同時に仕込み、反応させ
るバッチ反応、最初にアルキルベンゼンと触媒を仕込
み、次に1,3−ブタジエンを反応時間の経過とともに
定量導入するセミバッチ反応、反応器にアルキルベンゼ
ン、1,3−ブタジエンおよび触媒を連続的に導入する
連続反応のいずれの反応方式を採用してもよく、またそ
れらを適当に組み合わせたものでもよいが、1,3−ブ
タジエンの重合物や、アルキルベンゼンに1,3−ブタ
ジエンが2以上付加された化合物などの副生成物の生成
を抑制するという面からは、セミバッチ反応または連続
反応が好ましい。
【0040】この連続反応の場合は、二つの形式が採用
される。すなわち、本発明の方法においては、触媒が金
属ナトリウムをカリウム塩に分散処理した固体微粉末触
媒であるため、(1)触媒の固定床に連続的にアルキル
ベンゼンを流し、アルキルベンゼン中に1,3−ブタジ
エンを導入しながら連続反応を実施する方法と、(2)
触媒を、アルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとの反
応系中に、分散攪拌させながら該反応を実施する方法と
がある。
される。すなわち、本発明の方法においては、触媒が金
属ナトリウムをカリウム塩に分散処理した固体微粉末触
媒であるため、(1)触媒の固定床に連続的にアルキル
ベンゼンを流し、アルキルベンゼン中に1,3−ブタジ
エンを導入しながら連続反応を実施する方法と、(2)
触媒を、アルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとの反
応系中に、分散攪拌させながら該反応を実施する方法と
がある。
【0041】連続反応では、管形式反応器、塔形式反応
器、および槽形式反応器のいずれの形式でもよい。
器、および槽形式反応器のいずれの形式でもよい。
【0042】連続反応で好ましい方式は、複数個の反応
区域を設け、1,3−ブタジエンを各反応区域に定量導
入する十字流形連続反応方式である。
区域を設け、1,3−ブタジエンを各反応区域に定量導
入する十字流形連続反応方式である。
【0043】反応操作は、触媒の存在下にアルキルベン
ゼンと1,3−ブタジエンとが十分に接触混合できれば
よく、特別な制約はない。
ゼンと1,3−ブタジエンとが十分に接触混合できれば
よく、特別な制約はない。
【0044】ただし、触媒が存在する反応系へ1,3−
ブタジエンを導入する方式は、1,3−ブタジエンの導
入口付近に1,3−ブタジエンの重合物と推測される樹
脂状またはガム状物が付着して、閉塞現象を起こす傾向
があるので、触媒が存在する反応系へ、1,3−ブタジ
エンとアルキルベンゼンとの混合相、例えば液状ブタジ
エンと液状アルキルベンゼンとの液相混合物、ガス状
1,3−ブタジエンと液状アルキルベンゼンとの気−液
混合物などの形態で、1,3−ブタジエンとアルキルベ
ンゼンを導入する方式が好ましい。
ブタジエンを導入する方式は、1,3−ブタジエンの導
入口付近に1,3−ブタジエンの重合物と推測される樹
脂状またはガム状物が付着して、閉塞現象を起こす傾向
があるので、触媒が存在する反応系へ、1,3−ブタジ
エンとアルキルベンゼンとの混合相、例えば液状ブタジ
エンと液状アルキルベンゼンとの液相混合物、ガス状
1,3−ブタジエンと液状アルキルベンゼンとの気−液
混合物などの形態で、1,3−ブタジエンとアルキルベ
ンゼンを導入する方式が好ましい。
【0045】あるいは、反応域空間部に1,3−ブタジ
エンを供給して、触媒が存在する反応液表面で吸収反応
を行わせることによって、閉塞現象を防止するようにす
ることもできる。
エンを供給して、触媒が存在する反応液表面で吸収反応
を行わせることによって、閉塞現象を防止するようにす
ることもできる。
【0046】また、1,3−ブタジエンの導入の際に、
キャリアガスに同伴させて、吹込みと同時に攪拌効果を
加味させることもできる。このときのキャリアガスとし
ては、酸素、水分を除去した不活性ガス、例えば、窒
素、アルゴン、水素が適当である。
キャリアガスに同伴させて、吹込みと同時に攪拌効果を
加味させることもできる。このときのキャリアガスとし
ては、酸素、水分を除去した不活性ガス、例えば、窒
素、アルゴン、水素が適当である。
【0047】さらに、反応は、適当な攪拌を加えること
によって、好ましく行うことができるが、1,3−ブタ
ジエンを気相で反応系に導入し、該ガスにより攪拌効果
をもたせることもできる。この攪拌は、触媒を反応系内
に均一に分散し、かつ原料と反応生成物とを均一に混合
するために必要な強さであることが望ましい。
によって、好ましく行うことができるが、1,3−ブタ
ジエンを気相で反応系に導入し、該ガスにより攪拌効果
をもたせることもできる。この攪拌は、触媒を反応系内
に均一に分散し、かつ原料と反応生成物とを均一に混合
するために必要な強さであることが望ましい。
【0048】液相分散反応系で反応した場合、反応後、
使用した触媒を反応生成物系から分離するには、例え
ば、遠心沈降、重力沈降、低温における液−固相からの
固相の分離(例えば、濾過、遠心分離など)の公知の手
段を用いればよい。
使用した触媒を反応生成物系から分離するには、例え
ば、遠心沈降、重力沈降、低温における液−固相からの
固相の分離(例えば、濾過、遠心分離など)の公知の手
段を用いればよい。
【0049】分離した触媒は、反応系に循環再使用する
ことができる。触媒が失活して触媒機能が失われると、
カリウム塩の相は、活性のない水酸化ナトリウムに覆わ
れた状態となる。したがって、有機物付着のままで酸化
焼成して、炭酸塩に転換し、新たに金属ナトリウムおよ
び金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成する芳香族化合
物を加えて再生し、再使用に供する。
ことができる。触媒が失活して触媒機能が失われると、
カリウム塩の相は、活性のない水酸化ナトリウムに覆わ
れた状態となる。したがって、有機物付着のままで酸化
焼成して、炭酸塩に転換し、新たに金属ナトリウムおよ
び金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成する芳香族化合
物を加えて再生し、再使用に供する。
【0050】本発明の方法によれば、アルキルベンゼン
としてトルエンを使用する場合は、5−フェニル−ぺン
テンが合成され、o−キシレンを使用する場合は、5−
(o−トリル)−ペンテンが、p−キシレンを使用する
場合は、5−(p−トリル)−ペンテンが、m−キシレ
ンを使用する場合は、5−(m−トリル)−ペンテン
が、エチルベンゼンを使用する場合は、5−(フェニ
ル)−ヘキセンがそれぞれ合成される。
としてトルエンを使用する場合は、5−フェニル−ぺン
テンが合成され、o−キシレンを使用する場合は、5−
(o−トリル)−ペンテンが、p−キシレンを使用する
場合は、5−(p−トリル)−ペンテンが、m−キシレ
ンを使用する場合は、5−(m−トリル)−ペンテン
が、エチルベンゼンを使用する場合は、5−(フェニ
ル)−ヘキセンがそれぞれ合成される。
【0051】
【作用】本発明の方法において、金属ナトリウムと電荷
移動錯体を形成する芳香族化合物は、アルケニルベンゼ
ンを生成する際の活性化エネルギーを低下させる作用を
なすと考えられる。この作用により、アルキルベンゼン
と1,3−ブタジエンとの反応でアルケニルベンゼンを
生成する際の撹拌エネルギーや触媒量などを減少するこ
とができる。
移動錯体を形成する芳香族化合物は、アルケニルベンゼ
ンを生成する際の活性化エネルギーを低下させる作用を
なすと考えられる。この作用により、アルキルベンゼン
と1,3−ブタジエンとの反応でアルケニルベンゼンを
生成する際の撹拌エネルギーや触媒量などを減少するこ
とができる。
【0052】また、金属ナトリウムをカリウム塩と分散
処理したものを使用することにより、金属ナトリウムが
反応系と接触する面積が増大するのみならず、カリウム
塩の一部がイオン化して、カリウムイオンが反応系中に
放出されることにより、金属ナトリウムのみの場合に比
して、活性化エネルギーの低下が起こるものと考えられ
る。
処理したものを使用することにより、金属ナトリウムが
反応系と接触する面積が増大するのみならず、カリウム
塩の一部がイオン化して、カリウムイオンが反応系中に
放出されることにより、金属ナトリウムのみの場合に比
して、活性化エネルギーの低下が起こるものと考えられ
る。
【0053】
実施例1 メカニカル攪拌機、窒素導入管、1,3−ブタジエン導
入管、冷却管、塩化カルシウム管を取り付けた500ミ
リリットル(以下、「mL」と記す)の三つ口フラスコ
に、窒素雰囲気下、低水分o−キシレン50重量部と金
属ナトリウム(純度99.95%)0.45重量部を入
れ、120℃で、メカニカル攪拌機により金属ナトリウ
ムを微粒子化した。
入管、冷却管、塩化カルシウム管を取り付けた500ミ
リリットル(以下、「mL」と記す)の三つ口フラスコ
に、窒素雰囲気下、低水分o−キシレン50重量部と金
属ナトリウム(純度99.95%)0.45重量部を入
れ、120℃で、メカニカル攪拌機により金属ナトリウ
ムを微粒子化した。
【0054】一方、炭酸カリウム15重量部(平均粒度
50μmに微粒子化した後、600℃で5時間焼成した
もの)に、低水分o−キシレン50重量部を入れ、10
0℃で、メカニカル攪拌機を用いて炭酸カリウム分散溶
液を調製した。
50μmに微粒子化した後、600℃で5時間焼成した
もの)に、低水分o−キシレン50重量部を入れ、10
0℃で、メカニカル攪拌機を用いて炭酸カリウム分散溶
液を調製した。
【0055】この炭酸カリウム分散溶液を、上記の金属
ナトリウム微粒子分散溶液に注入し、10分間、高速攪
拌後、金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成する芳香族
化合物としてのアントラキノンを金属ナトリウムに対し
0.96モル%と、o−キシレン100重量部とを入
れ、140℃で、1時間高速攪拌した。その後、140
℃で、1,3−ブタジエンを流量27.5mL/分で、
2時間導入した。
ナトリウム微粒子分散溶液に注入し、10分間、高速攪
拌後、金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成する芳香族
化合物としてのアントラキノンを金属ナトリウムに対し
0.96モル%と、o−キシレン100重量部とを入
れ、140℃で、1時間高速攪拌した。その後、140
℃で、1,3−ブタジエンを流量27.5mL/分で、
2時間導入した。
【0056】反応終了後、速やかに100℃に冷却し、
触媒と反応溶液を分離した。蒸留水で洗浄後、分離し、
過剰なo−キシレンを留去し、減圧蒸留により5−(o
−トリル)−ペンテンを得た。この5−(o−トリル)
−ペンテンの収率と純度を測定し、この結果を表1に示
す。
触媒と反応溶液を分離した。蒸留水で洗浄後、分離し、
過剰なo−キシレンを留去し、減圧蒸留により5−(o
−トリル)−ペンテンを得た。この5−(o−トリル)
−ペンテンの収率と純度を測定し、この結果を表1に示
す。
【0057】実施例2〜10、比較例1 触媒の組成を表1〜2のようにした以外は、実施例1と
同じ操作を行って、5−(o−トリル)−ペンテンを得
た。この5−(o−トリル)−ペンテンの収率と純度を
測定し、この結果を表1に併せて示す。
同じ操作を行って、5−(o−トリル)−ペンテンを得
た。この5−(o−トリル)−ペンテンの収率と純度を
測定し、この結果を表1に併せて示す。
【0058】表1〜2より明らかなように、本発明の方
法によれば、高収率で、目的物である5−(o−トリ
ル)−ペンテンを得ることができることが判る。
法によれば、高収率で、目的物である5−(o−トリ
ル)−ペンテンを得ることができることが判る。
【0059】
【表1】
【0060】
【表2】
【0061】なお、表1〜2のNaとカリウム塩は、ア
ルキルベンゼンに対する重量%であり、Naと電荷移動
錯体を形成する芳香族化合物は、Naに対するモル%で
ある。
ルキルベンゼンに対する重量%であり、Naと電荷移動
錯体を形成する芳香族化合物は、Naに対するモル%で
ある。
【0062】実施例11〜20、比較例2 o−キシレンの代わりにp−キシレンを用い、触媒の組
成を表2のようにした以外は、実施例1と同じ操作を行
って、5−(p−トリル)−ペンテンを得た。この5−
(p−トリル)−ペンテンの収率と純度を測定し、この
結果を表3〜4に併せて示す。
成を表2のようにした以外は、実施例1と同じ操作を行
って、5−(p−トリル)−ペンテンを得た。この5−
(p−トリル)−ペンテンの収率と純度を測定し、この
結果を表3〜4に併せて示す。
【0063】表3〜4より明らかなように、本発明の方
法によれば、高収率で、目的物である5−(p−トリ
ル)−ペンテンを得ることができることが判った。
法によれば、高収率で、目的物である5−(p−トリ
ル)−ペンテンを得ることができることが判った。
【0064】
【表3】
【0065】
【表4】
【0066】なお、表3〜4のNa、カリウム塩および
Naと電荷移動錯体を形成する芳香族化合物は、表1〜
2と同じである。
Naと電荷移動錯体を形成する芳香族化合物は、表1〜
2と同じである。
【0067】
【発明の効果】本発明の方法によれば、次のように効果
を奏することができる。 (1)アルケニルベンゼンを極めて効率的に製造するこ
とができ、収率を大幅に向上させることができる。 (2)おだやかな攪拌のみの操作で、高活性、かつ高選
択的にアルケニル化反応が生じ、したがって目的物から
分離することが困難な副生成物の生成を抑制することが
でき、高純度の目的物を高収率で得ることができる。 (3)得られる反応生成物中の分離困難な副反応物を極
めて少なくすることができ、したがって目的物の収率を
極めて高くすることができる。 (4)使用する触媒は、金属ナトリウム−カリウム(N
a−Kナック)合金のように、高価で、発火の危険性の
大きく、かつ反応系からの分離が極めて困難なものでは
なく、安価で、危険性がなく、しかも反応系からの分離
が容易なものである。
を奏することができる。 (1)アルケニルベンゼンを極めて効率的に製造するこ
とができ、収率を大幅に向上させることができる。 (2)おだやかな攪拌のみの操作で、高活性、かつ高選
択的にアルケニル化反応が生じ、したがって目的物から
分離することが困難な副生成物の生成を抑制することが
でき、高純度の目的物を高収率で得ることができる。 (3)得られる反応生成物中の分離困難な副反応物を極
めて少なくすることができ、したがって目的物の収率を
極めて高くすることができる。 (4)使用する触媒は、金属ナトリウム−カリウム(N
a−Kナック)合金のように、高価で、発火の危険性の
大きく、かつ反応系からの分離が極めて困難なものでは
なく、安価で、危険性がなく、しかも反応系からの分離
が容易なものである。
Claims (3)
- 【請求項1】 アルキルベンゼンと1,3−ブタジエン
との反応によりアルケニルベンゼンを製造するに当た
り、金属ナトリウム、カリウム塩、および金属ナトリウ
ムと電荷移動錯体を形成する芳香族化合物を存在させる
ことを特徴とするアルケニルベンゼンの製造方法。 - 【請求項2】 金属ナトリウムをカリウム塩に分散処理
し、これに金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成する芳
香族化合物を加えたものを存在させることを特徴とする
請求項1記載のアルケニルベンゼンの製造方法。 - 【請求項3】 金属ナトリウムを、該金属ナトリウムと
カリウム塩との合計量に対して0.1〜30重量%存在
させ、金属ナトリウムと電荷移動錯体を形成する芳香族
化合物を、金属ナトリウム1モルに対して0.001〜
50モル存在させることを特徴とする請求項1,2記載
のアルケニルベンゼンの製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5255081A JPH0789882A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | アルケニルベンゼンの製造方法 |
US08/306,609 US5523504A (en) | 1993-09-17 | 1994-09-15 | Process for manufacturing alkenyl aromatic compounds |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5255081A JPH0789882A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | アルケニルベンゼンの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0789882A true JPH0789882A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=17273871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5255081A Pending JPH0789882A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | アルケニルベンゼンの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0789882A (ja) |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP5255081A patent/JPH0789882A/ja active Pending
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