JPH08176058A - 芳香族ケトンの製造方法 - Google Patents

芳香族ケトンの製造方法

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JPH08176058A
JPH08176058A JP7237171A JP23717195A JPH08176058A JP H08176058 A JPH08176058 A JP H08176058A JP 7237171 A JP7237171 A JP 7237171A JP 23717195 A JP23717195 A JP 23717195A JP H08176058 A JPH08176058 A JP H08176058A
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JP
Japan
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zeolite
process according
catalyst
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isobutylacetophenone
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JP7237171A
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English (en)
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Andreas Dr Vogt
フォグト アンドレアス
Armin Dr Pfenninger
フェニンガー アルミン
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C U CHEM UETEIKON AG
CU CHEM UETIKON AG
UETIKON CHEMIE AG
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C U CHEM UETEIKON AG
CU CHEM UETIKON AG
UETIKON CHEMIE AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/45Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by condensation
    • C07C45/46Friedel-Crafts reactions

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は触媒としてゼオライトを用いてアル
キルベンゼンをアシル化剤でアシル化することによる芳
香族ケトンの製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明の目的生成物である芳香族ケトン
は一般式 【化1】 (式中、(Ar)はフェニルまたはナフチルであり、R
は線状であっても又は分枝状であってもよい、C1 〜C
14アルキル基であり、R1 は線状であってもまたは分枝
状であってもよいC1 〜C6 アルキル基である)を有し
ておりそしてその製造方法は、H−形での高シリカゼオ
ライトからなる触媒を用いて50〜250℃の温度でア
ルキルベンゼンを有機酸の無水物または塩化アシルと反
応させることからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般式
【化2】 (式中、(Ar)はフェニルまたはナフチルを表し、R
は線状であってもよくまたは適当な箇所で枝分かれして
いてもよいC1 〜C14アルキル基を表し、そしてR1
線状であってもよくまたは適当な箇所で枝分かれしてい
てもよいC1 〜C6 アルキル基を表す)を有する芳香族
ケトンの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】芳香族分子のアシル化は、2−(4−イ
ゾブチルフェニル)−プロピオン酸(イブプロフェン
(ibuprofen))の合成における中間体として
製薬工業により適用される化合物のような化学中間体の
工業的製造のために有用な方法である。イブプロフェン
は次の反応順序によって合成されることが出来る、周知
の非ステロイド系の疼痛緩和剤および抗炎症剤である:
p−イソブチルアセトフェノン(IBAP)がイソブチ
ルベンゼン(IBB)のアセチル化により造られそして
IBAPは接触的に水素添加されて1−(4−イソブチ
ルフェニル)エタノール(IBPE)を生成しそして後
者はカルボニル化によりイブプロフェンに最終的に転換
される(EP−A 0 284 310)。
【0003】p−イソブチルアセトフェノンは、適当な
アシル化剤、触媒として無水塩化アルミニウムそして二
硫化炭素又はメチレンジクロリドのような溶媒を用い
て、イソブチルベンゼンのフリーデル−クラフツアシル
化により合成されることができることは周知である。し
かしながら、この合成方法のp−イソブチルアセトフェ
ノンの収率は低くそしてその生成物はしばしば認識出来
る量の副生成物により汚染される。
【0004】イソブチルベンゼンからのp−イソブチル
アセトフェノンの合成は早期に文献に報告されており、
例えば、“ジャーナル オブ ザ アメリカン ケミカ
ルソサイェティ”1956第4943頁〜第4945頁
参照。この記事において、Bradford等は触媒と
して無水塩化アルミニウムを用い、無水酢酸とのフリー
デル−クラフツアシル化反応によるイソブチルベンゼン
からのp−イソブチルアセトフェノンの合成について報
告している。p−イソブチルアセトフェノンの合成はま
た、EP−A−400,892に報告されている。この
公報において無水酢酸を用いてのイソブチルベンゼンの
アシル化のための触媒および溶媒の両方として液体HF
が適用される。
【0005】現在の工業の慣例において、アルキル芳香
族のアシル化は、アシル化剤として塩化アシル類、及び
化学量論的量の触媒を用いて通常行われる。その触媒
は、例えばHF、HClまたはH2 SO4 のようなブレ
ンステッド(Brφnsted)酸からなることが出
来、またはそれはAlCl3 、TiCl4 、FeCl3
又はBF3 のような無水金属ハロゲン化物(ルイス酸)
からなることが出来る。現在のアシル化方法において、
多量の高度に腐食性の化学的廃物が一緒に生成される。
この化学的廃物は現在の方法において使用される化学量
論的量のまたは化学量論的量より多い量の触媒の加水分
解から生じそして酸性ガスおよび不純な金属酸化物水和
物からなる。その加水分解工程は、ケトンと触媒とによ
り形成される付加物の分解によりケトン生成物を回収す
るための反応系列において適用される。
【0006】
【発明の解決しようとする課題】触媒及びアシル化剤を
用いてアルキルベンゼンをアシル化することにより、有
害な副生成物を生成することなしに高収率で芳香族ケト
ンを生成することが出来る有効な方法およびそのために
使用される有効な触媒の開発が望まれる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、少量の(触媒
量の)再生可能な触媒の適用によることを特徴とする芳
香族類のアシル化のための接触的方法に関する。その触
媒は酸性ゼオライトからなりそして酸無水物または酸ハ
ロゲン化物がアシル化剤として適用されることが出来
る。この方法は一置換ベンゼン誘導体のパラ選択的アシ
ル化反応のために適用されるのが好ましい。フリーデル
−クラフツアシル化反応において触媒としてのゼオライ
トの適用はアシル化反応における現在の工業上の実施に
関連しての多くの問題を解決することが出来た。ゼオラ
イト類は高い熱安定性を有しそしてしたがって有機物残
留物の付着により失活した際に、有機物の除去のために
空気中で加熱することにより容易に再生されることが出
来る。アシル化反応に有効に触媒作用するためのゼオラ
イトの必要量は、化学剤の合計量の10重量%より少な
い。ゼオライトは無機の固体物質でありそして通常の有
機媒体中に不溶性であるので、反応の完了の際、触媒量
のゼオライトは簡単な濾過方法により反応混合物から分
離されることが出来る。
【0008】したがって、本発明は触媒として適用され
る固体酸性ゼオライトを記載しそして比較的に低い分子
量を有するアシル化剤を用いての芳香族類のアシル化反
応における不均一系触媒としてのそのような物質の適用
のための方法を記載する。触媒は液相中で穏やかな条件
で適用されるのが好ましいけれども、それはまた気相反
応において高い温度で使用されることが出来る。本発明
に従う触媒を用いて、アシル化反応は高度に選択的であ
り、その結果反応生成物は副生成物の除去のための追加
の精製を必要としない。その反応は、ベータゼオライ
ト、ZSM−5およびUSYのような高度に結晶性の、
シリカに富むゼオライトの触媒量の存在下に化学剤、即
ちアルキルベンゼンおよび適当なアシル化剤を混合する
ことにより行われる。ゼオライトは“H−形”、即ち酸
性にあるべきである(その反応は50〜250℃の温度
で、好ましくは100〜200℃の温度で行われる)。
【0009】芳香族類のアシル化反応は次の全体的反応
式により記載される:
【化3】 (式中、(Ar)はフェニルまたはナフチルを表し、R
は線状であってもよくまたは適当な箇所で枝分かれして
いてもよいC1 〜C14アルキル基を表し、R1 は線状で
あってもよくまたは適当な箇所で枝分かれしていてもよ
いC1 〜C6 アルキル基を表しそしてYはヒドロキシ
基、アシロキシ基、またはハライド基のいずれかであっ
てよいフラグメントを表す)。特に選ばれたゼオライト
触媒の適用は、当業界のフリーデル−クラフツ触媒の状
態で得られるより、イソブチルベンゼンのアシル化反応
において、高い選択率に導くように思われる。さらに、
使用済の触媒が再生後再び使用されることが出来るの
で、触媒に関連する廃物廃棄問題が存在しない。選ばれ
るゼオライト触媒は以下の一般的な記載において詳細に
論じられる。
【0010】ゼオライトは、TO4 四面体の中心T原子
がSiあるいは、殆どAlである三価の原子のいずれか
からなる、TO4 四面体から形成されている結晶格子を
有する、結晶質アルミノ珪酸塩である。その四面体は4
つの酸素原子を介して相互に結合されておりそしてゼオ
ライトの多孔質構造を形成するチャネルおよび空隙の規
則正しい配置を含有する、結晶格子を形成する。種々の
ゼオライト構造は、それらの化学組成によりそしてチャ
ネルおよび空隙の配置および開口により特徴づけられ
る。T−部位における三価原子の存在に起因する格子の
過剰の負電荷を相補なうために等量数のイオン交換可能
な陽イオンが構造中に存在し、これは従来のイオン交換
技術により交換されることが出来る。ゼオライトの化学
組成は下記の一般式(I)により記載される:
【化4】 Me1/m 〔MO2 ・nSiO2 〕qH2 O 〔I〕
【0011】(式中、mはイオン交換可能な陽イオンM
eの価数を示し、MおよびSiはゼオライト構造の酸性
格子を形成するT−原子である。厳密にはゼオライト中
の三価の原子はアルミニウムであるが、しかしながらそ
れは他の三価の元素により部分的にまたは完全に置き換
えられてよい。nはSi/M原子比を表し、qはゼオラ
イトの細孔に吸収されておりそしてゼオライト構造を損
傷することなしに可逆的に取り除かれることが出来る水
の量を示す)。
【0012】本発明の目的のために、0.5nmに等し
いかまたはそれより大きい細孔径を有する、大きなおよ
び中程度の細孔のゼオライトの群に属するゼオライトが
適用されそしてベータタイプのゼオライトが好ましい。
【0013】IBAPの製造においての適用のために、
ベータゼオライトは交換可能な金属陽イオンを少なくと
も部分的にプロトンと置き換えるためにイオン交換に付
される。好ましくは元の陽イオンの50〜100%そし
て最も好ましくはこれらの陽イオンの80〜100%が
プロトンと置き換えられる。ゼオライトの酸性H−形は
例えば元の金属陽イオンをアンモニウムイオンとイオン
交換することにより造られることが出来る。次に得られ
たアンモニウムゼオライトは、アンモニアを除去してそ
してH−ゼオライトを生成するために空気中でか焼され
る。別法として、合成ゼオライトを希(鉱)酸とイオン
交換することにより、金属陽イオンがまたプロトンと置
き換えられることが出来る。
【0014】好ましい高いシリカのゼオライトのSi/
M比は5から200より大までの値を有してもよい。本
方法のために、例えば5〜約100のSi/M比を有す
るベータゼオライトが適用され、好ましくはその触媒は
10〜80のSi/M比を有する。触媒上での反応中、
化学剤は完全に気相にあってよい。他方、化学剤はまた
部分的にまたは全体的に液相にあってよい。しかしなが
ら、イソブチルベンゼンおよびアシル化剤の両方は活性
化触媒と接触される際、液相にあるのが有利である。そ
の反応は周囲の圧力で行われるのが好ましくそして適当
な温度範囲は50〜250℃である。これらの条件は簡
単であり、そして技術的規模で容易に実現される。反応
を行うために好ましい方法を適用することにより、化学
剤である、イソブチルベンゼンおよび無水酢酸(または
塩化アセチル)は室温で回分式反応器に移されそしてか
き混ぜにより混合される。不活性ガス雰囲気により保護
された新しく活性化された触媒は該反応器に移され、そ
して室温で化学剤と混合される。次に反応器の内容物
は、液相反応のために好ましい100〜200℃の範囲
である反応温度に加熱される。反応が終了した後に、生
成したp−イソブチルアセトフェノンは蒸留により反応
混合物から分離されることが出来る。未反応のイソブチ
ルベンゼンおよび残っているアシル化剤は、さらに転換
させるための反応に再循環されてもよい。
【0015】
【発明の実施の形態】
【実施例】13.4g(0.1モル)のイソブチルベン
ゼン及び1.02g(0.01モル)の無水酢酸を10
0ミリリットルの反応器に入れた。かき混ぜながら、そ
れらの化学剤の混合物を140℃の反応温度に加熱しそ
してH−形のベータゼオライトからなる1gの新しく活
性化された触媒を反応温度でその反応器に入れた。触媒
のSi/Al比は23.3であった。次にその反応混合
物を反応温度(140℃)で8時間の間かき混ぜそして
1時間後、2時間後および8時間後にサンプルを取り出
した。そのサンプルをガスクロマトグラフィにより分析
した。 その結果を表1にまとめる。
【表1】 時間 収率 選択率 〔時間〕 〔モル%〕* 〔モル%〕** ─────────────────────────── 1 80.7 96.5 2 83.9 95.7 3 86.9 95.0 ─────────────────────────── * 無水酢酸に対する生成されたp−イソブチルアセトフェノンのモル%。 ** 100 x 生成IBAP/転換無水酢酸。
───────────────────────────────────────────────────── 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 49/78 9049−4H 49/782 9049−4H // C07B 61/00 300

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 0.5nmに等しいかまたはそれより大
    きい細孔径を有しそして5〜200のSi/M比(但
    し、MはAl、B、Ga、In、Fe、Cr、V、As
    およびSbの群の三価の元素の1種またはそれ以上であ
    る)を有する酸性の高シリカゼオライトからなる触媒を
    用いて50〜250℃の温度で、アルキルベンゼンを有
    機酸の無水物または塩化アシルと反応させることを特徴
    とする、一般式 【化1】 (式中、(Ar)はフェニルまたはナフチルを表し、R
    は線状であってもよくまたは適当な箇所で枝分かれして
    いてもよいC1 〜C14アルキル基を表し、そしてR1
    線状であってもよくまたは枝分かれしていてもよいC1
    〜C6 アルキル基を表す)を有する芳香族ケトンの製造
    方法。
  2. 【請求項2】 1〜30の範囲、好ましくは8〜20の
    範囲のアルキルベンゼン/アシル化剤のモル比を特徴と
    する、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 100〜200℃の反応温度を特徴とす
    る、請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 液相中でイソブチルベンゼンと無水酢酸
    とを形状選択的に反応させて、p−イソブチルアセトフ
    ェノンを生成することを特徴とする、請求項1に記載の
    方法。
  5. 【請求項5】 ベータゼオライト、USYまたはZSM
    −5からなる触媒を特徴とする、請求項1に記載の方
    法。
  6. 【請求項6】 金属陽イオンの少なくとも一部分をプロ
    トンと置き換えるように処理されたベータゼオライトに
    基づく触媒の使用を特徴とする、請求項5に記載の方
    法。
  7. 【請求項7】 合成ゼオライトの交換可能な金属陽イオ
    ンの50〜100%、好ましくは80〜100%をプロ
    トンと置き換えることを特徴とする、請求項6に記載の
    方法。
  8. 【請求項8】 5〜100の範囲の、好ましくは10〜
    80の範囲のSi/M比を有するベータゼオライトに基
    づく触媒の使用を特徴とする、請求項5に記載の方法。
  9. 【請求項9】 100〜200℃の範囲での液相の反応
    温度を特徴とする、請求項4または5に記載の方法。
  10. 【請求項10】 p−イソブチルアセトフェノンの製造
    のための、請求項1に記載の方法の適用。
JP7237171A 1994-09-16 1995-09-14 芳香族ケトンの製造方法 Pending JPH08176058A (ja)

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CH02837/94-1 1994-09-16

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