JPH082834B2 - α―(4―イソブチルフェニル)プロピオン酸またはそのアルキルエステルの製造方法 - Google Patents

α―(4―イソブチルフェニル)プロピオン酸またはそのアルキルエステルの製造方法

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JPH082834B2
JPH082834B2 JP63323143A JP32314388A JPH082834B2 JP H082834 B2 JPH082834 B2 JP H082834B2 JP 63323143 A JP63323143 A JP 63323143A JP 32314388 A JP32314388 A JP 32314388A JP H082834 B2 JPH082834 B2 JP H082834B2
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五十雄 清水
泰男 松村
祐一 徳本
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、α−(4−イソブチルフエニル)プロピオ
ン酸またはそのアルキルエステルを経済的に、かつ高純
度で製造することを可能ならしめる方法に関するもので
ある。
さらに詳しくは、p−イソブチルエチルベンゼンを気
相で酸化金属脱水素触媒の存在下に脱水素させ、p−イ
ソブチルスチレンを製造する工程、得られたp−イソブ
チルスチレンを遷移金属錯体カルボニル化触媒の存在
下、一酸化炭素および水または一酸化炭素およびアルコ
ールと反応させることにより、α−(4−イソブチルフ
エニル)プロピオン酸またはそのアルキルエステルを製
造する工程、および生成物として得られたオレフィン類
を水素および水素添加触媒の存在下に水素添加して、p
−イソブチルエチルベンゼンおよび/またはα−(4−
イソブチルフエニル)プロピオン酸またはそのアルキル
エステルを製造する工程からなる、α−(4−イソブチ
ルフエニル)プロピオン酸またはそのアルキルエステル
の経済的な製造方法に関するものである。
本発明の目的生成物の一つであるα−(4−イソブチ
ルフエニル)プロピオン酸アルキルは、公知の方法によ
り酸またはアルカリで加水分解すれば容易にα−(4−
イソブチルフエニル)プロピオン酸に変換できることが
知られている。このα−(4−イソブチルフエニル)プ
ロピオン酸は、英国特許第971700号公報、フランス特許
第1549758号公報、特公昭40−7178号公報および特公昭4
0−7491号公報に記載されているように、解熱、鎮痛、
消炎効果を持つ有用な医薬品(商品名;イブプロフェ
ン)となる化合物である。
[従来技術および発明が解決しようとする課題] α−(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸または
そのアルキルエステルは、従来より極めて多くの化合物
を出発物質として、種々の方法により合成されている。
しかしながら、α−(4−イソブチルフエニル)プロ
ピオン酸またはそのアルキルエステルを安価で経済的
に、かつ高純度に合成するためには、 (イ)単純な化合物を出発原料とすること、 (ロ)各工程における中間体もできる限り単純で安定な
化合物が使える反応を利用すること、 (ハ)高価な試薬を利用せず安価な試薬または触媒を利
用すること、 (ニ)副生成物が有効利用できること、 (ホ)工程数はできる限り少ないこと、および (ヘ)イソブチル基は異性化を起こしやすいので、各工
程の反応の際にできるだけ異性化などを起こさない反応
を利用すること、 などが要求される。
しかるに、例えば、α−(4−イソブチルフエニル)
プロピオン酸またはそのアルキルエステルの合成方法と
して提案されている特開昭50−40541号公報、特開昭51
−100042号および特開昭52−65243号公報では、いずれ
も出発物質それ自体として、複雑で高価なものを利用し
ているか、またはグリニヤール試薬のような不安定で取
扱いの困難な試薬を用いているので、安価な経済的な方
法とは言い難い。
また、α−(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸
の製法を開示している特開昭49−13351号公報および特
開昭50−4040号公報は、いずれもイソブチルベンゼンを
出発原料としているが、触媒として酸化アルミニウムを
用いているので、イソブチル基が異性化しやすく、ま
た、高価な試薬を使用している。
さらに、フランス特許第1549758号公報、特公昭47−2
4550号公報、特開昭49−95938号公報、特開昭52−57338
号公報、特開昭52−97930号公報、特開昭52−131553号
公報、特開昭53−7643号公報、特開昭53−18535号公報
および特開昭56−154428号公報に記載された方法は、p
−イソブチルアセトフエノンを出発物質とする方法であ
る。
しかし、p−イソブチルアセトフエノンは、後述の如
く安価な化合物とは言えない。これはイソブチルベンゼ
ンから合成するのが最も経済的であるが、イソブチルベ
ンゼンからp−イソブチルアセトフエノンに変換するこ
と自体経済的観点からは好ましいことではない。
すなわち、p−イソブチルアセトフエノンへ変換する
ためには、高価でかつ不安定な原料である塩化アセチル
を使用せざるを得ず、しかも反応触媒として水分に対し
て非常に敏感な無水塩化アルミニウムを、少なくとも塩
化アセチルと同じモル数、すなわち大量に使用しなくて
はならない。例えば、この変換反応が化学量論的に100
%の収率であったと考えても、p−イソブチルアセトフ
エノンを1トン製造するためには、700kgという大量の
無水塩化アルミニウムを使用する必要がある。
また反応終了後には、無水塩化アルミニウムを失活し
た結果生ずる水酸化アルミニウムが410kgおよび塩素イ
オン750kgと、目的とするp−イソブチルアセトフエノ
ンの製造量を大幅に上回る1160kgもの廃棄物を無害な形
にまで処理する必要がある。
従って、出発物質としてのp−イソブチルアセトフエ
ノン自体が高価であることはいうまでもない。さらにp
−イソブチルアセトフエノンからα−(4−イソブチル
フエニル)プロピオン酸またはそのアルキルエステルへ
の変換も、複雑な中間生成物を経由するなど、工業的観
点からは必ずしも経済的な方法とは言い難い。
ところで、特開昭52−51338号公報、特開昭52−6233
号公報、特開昭52−97930号公報、および特開昭59−105
45号公報などは、p−イソブチルスチレンからヒドロフ
ォルミル化反応あるいはレッペ反応によりα−(4−イ
ソブチルフエニル)プロピオン酸を製造する方法を提案
している。
このp−イソブチルスチレンを使用する方法は、p−
イソブチルスチレンが単純で安定な化合物であり、ま
た、ヒドロフォルミル化反応やレッペ反応等が高価な試
薬などを消費しないために、α−(4−イソブチルフエ
ニル)プロピオン酸を製造する方法として経済的に優れ
た方法であるが、これらの従来技術によるp−イソブチ
ルスチレンの製造方法では、複雑な反応経路をとるか、
高価な試薬を使用するなどのために、その利点が失われ
ている。
また、特開昭61−24537号公報によると、イソブチル
ベンゼンとアセトアルデヒドを硫酸触媒の存在下に縮合
反応させて1,1−ビス(p−イソブチルフエニル)エタ
ンとし、これを酸触媒により触媒分解してp−イソブチ
ルスチレンとし、このp−イソブチルスチレンと一酸化
炭素および水または一酸化炭素およびアルコールとをカ
ルボニル化錯体触媒の存在下に反応させてα−(4−イ
ソブチルフエニル)プロピオン酸またはそのアルキルエ
ステルを製造する方法を開示している。
しかし上記公報に記載されているように、硫酸を用い
る方法では、1,1−ビス(p−イソブチルフエニル)エ
タンを製造する工程で貴重な原料であるイソブチルベン
ゼン自体のスルホン化反応を避けることはできず、その
結果一部のイソブチルベンゼンはスルホン化物として損
失となるために経済的に好ましくない。
また、この縮合反応は脱水反応であるため、硫酸を一
度使用した後は、生成した水のために触媒としての硫酸
の濃度が低下し、そのために使用済みの硫酸の濃度を、
例えば、装置の腐食などが懸念される高温蒸溜などによ
り回復させなければ、触媒は再使用できない。その上、
硫酸相には多量のスルホン化物が溶解しており、単なる
蒸留では触媒濃度の回復は容易ではない。従って、無水
硫酸あるいは発煙硫酸などを加えることによって、生成
した水を化学反応で除去するなどの方法を用いざるを得
ないため、触媒コストも割高になる。
以上述べてきたように、α−(4−イソブチルフエニ
ル)プロピオン酸またはそのアルキルエステルの製造に
関する従来の技術はまだまだ経済的な方法であるとは言
えない。
そこで、前述したように、p−イソブチルスチレンは
α−(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸を製造す
る上で有用な中間体であり、このp−イソブチルスチレ
ンを安価に製造する方法が望まれる。
このp−イソブチルスチレンを安価に製造する方法と
して、p−イソブチルエチルベンゼンの脱水素が考えら
れる。さらに、このp−イソブチルエチルベンゼンを安
価に製造する方法として、イソブチルベンゼンのエチレ
ンによるエチル化が考えられる。しかしながら、このよ
うな組合せはもちろん、各素反応についても全く知られ
ていない。さらに、従来の類似技術から予想させること
は、このような簡素な反応の組合せが、非常に困難であ
るということである。
酸触媒を用いたモノアルキルベンゼンのエチレンによ
るエチル化反応は従来からよく知られている。例えば、
Kuts,W.M.,& B.B.Corson,J.Org.Chem.,16,699(195
1)によると、トルエンをシリカ−アルミナ触媒下でエ
チレンと反応させると、o:m:p=29:50:21の比率でエチ
ルトルエンが生成している。
また、本発明者らの検討によると、シリカ−アルミナ
触媒下でエチレンをエチルベンゼンと反応させると、o:
m:p=28:31:41の比率でジエチルベンゼンが生成し、イ
ソプロピルベンゼンと反応させるとo:m:p=24:39:37の
比率でイソプロピルエチルベンゼンが生成し、sec−ブ
チルベンゼンと反応させるとo:m:p=12:49:39の比率でs
ec−ブチルエチルベンゼンが生成することがわかった。
また、Allen,R.H.,& L.D.Yats,J.Am.Chem.Soc.,83,
2799(1961)によると、トルエンをフッ化水素触媒下で
エチレンと反応させると、o:m:p=42:33:25の比率でエ
チルトルエンが生成しており、これは平衡組成であるこ
とが確かめられている。また、Schlatter,M.J.,& R.
D.Clark,J.Am.Chem.Soc.,75,361(1953)によると、ト
ルエンをフッ化水素触媒下でイソブテンと反応させる
と、m:p=67〜7:33〜93の比率でtert−ブチルトルエン
が生成し、o−tert−ブチルトルエンの生成は認められ
ていない。
しかしながら、トルエンを1−ブテンあるいは2−ブ
テンでアルキル化すると、o:m:p=35:33:32の比率でsec
−ブチルトルエンが生成している。さらに、トルエンを
プロピレンでアルキル化しても、o:m:p=41:26:33であ
ることが確かめられている。
以上のように、モノアルキルベンゼンのアルキル化に
よる生成物の位置異性の配向性は、具体的に各個別の化
合物について検討する他はないものである。さらに、こ
れらの反応生成物のほとんどはo−、m−、p−の位置
異性体の混合物である。しかしながら、一般に、ジアル
キルベンゼンの3種の位置異性体を高純度に蒸留分離す
ることが困難であることもよく知られている。
例えば、キシレンのo−、m−、p−体の常圧換算沸
点(以下、単に沸点と称することがある)は、それぞれ
144.4℃、139.1℃、138.4℃、また、エチルトルエンの
o−、m−、p−体の沸点はそれぞれ165.2℃、161.3
℃、162.0℃であり、これらの位置異性体混合物からo
−体は何とか蒸留分離して精製できるが、m−体とp−
体を蒸留分離することは非常に困難である。
また、イソプロピルトルエンのo−、m−、p−体の
沸点はそれぞれ178℃、175℃、177℃、ジエチルベンゼ
ンのo−、m−、p−体の沸点はそれぞれ183℃、182
℃、184℃、また、sec−ブチルトルエンのo−、m−、
p−体の沸点はそれぞれ196℃、194℃、197℃であり、
これらの位置異性体混合物からどれかの成分を高純度に
蒸留分離して精製することは非常に困難である。さら
に、イソプロピルエチルベンゼンのo−、m−、p−体
の沸点はそれぞれ193℃、192℃、197℃であり、これら
の位置異性体混合物からp−体は何とか蒸留分離して精
製できるが、o−体とm−体を蒸留分離することは非常
に困難である。
しかるに、上記イソブチルエチルベンゼンのエチル化
工程における目的生成物はp−体のイソブチルエチルベ
ンゼンであるが、イソブチルベンゼンのエチレンによる
アルキル化方法は従来報告されていない。それ故反応混
合物中のイソブチルエチルベンゼンの位置異性体の比率
およびそれらの混合物からの高純度のp−イソブチルエ
チルベンゼンの分離精製の方法についても知られていな
い。もちろん、このp−イソブチルエチルベンゼンはα
−(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸製造の原料
としても全く知られていない。
芳香族炭化水素の脱水素反応における従来技術をみる
と、構造の異なるアルキル基を複数もち、かつどのアル
キル基も脱水素される可能性のあるようなポリアルキル
ベンゼンの、特定の1つの置換基のみを選択的に脱水素
するような技術は、今まで知られていない。
例えば、特公昭62−6528号、特開昭56−135425号、特
開昭58−189034号、特開昭59−120243号、特開昭61−15
8940号などの公報に見られるようなメチルエチルベンゼ
ンを脱水素してメチルスチレンを製造する方法、あるい
は特開昭56−155648号、特開昭56−155649号、特開昭56
−155650号、特開昭56−155651号、特開昭56−155652
号、特開昭60−115534号などの公報に見られるようなタ
ーシャリーブチルエチルベンゼンを脱水素してターシャ
リーブチルスチレンを製造する方法、さらには特開昭62
−29537号公報などに見られるようなジエチルベンゼン
を脱水素してエチルスチレンまたはジビニルベンゼンを
製造する方法などが開示されている。
しかし、メチルエチルベンゼンおよびターシャリーブ
チルエチルベンゼンは、脱水素される可能性のあるエチ
ル基をどちらも持っているが、もう一つの置換基はメチ
ル基とターシャリーブチル基であり、共に脱水素される
可能性のないものである。従って、これらの化合物の脱
水素反応における副反応はクラッキング反応であり、脱
水素反応そのものの選択性は問題とならない。また、ジ
エチルベンゼンを脱水素する場合は、脱水素される可能
性のあるアルキル基、すなわちエチル基を二つ持ってい
るが、どちらのエチル基が一つ脱水素されても生成する
のはエチルスチレンただ一つであり、二つの置換基のど
ちらか一方を選択する必要はない上、目的生成物はジエ
チルベンゼンであるので、前記エチルスチレンの残りの
エチル基をさらに脱水素すればよい。つまり二つのエチ
ル基に区別がなく、特に問題ではないのである。
本発明におけるp−イソブチルエチルベンゼンの選択
的脱水素によるp−イソブチルスチレンの製造技術は、
これらの公知の従来技術と根本的に異なる。具体的に
は、原料のp−イソブチルエチルベンゼンの芳香核に結
合している置換基はエチル基とイソブチル基であり、こ
れらはどちらも脱水素されてそれぞれビニル基と2−メ
チル−1−プロペニル基または2−メチル−2−プロペ
ニル基(以下、これらを置換プロペニル基と称すること
がある)などになる可能性を持ってる。
すなわち、p−イソブチルエチルベンゼンのエチル基
のみが脱水素されるとp−イソブチルスチレンとなり、
イソブチル基のみが脱水素されると4−(2′−メチル
−1′−プロペニル)エチルベンゼンまたは4−(2′
−メチル−2′−プロペニル)エチルベンゼンなどにな
る。また、エチル基とイソブチル基の両方が脱水素され
ると、4−(2′−メチル−1′−プロペニル)ビニル
ベンゼンまたは4−(2′−メチル−2′−プロペニ
ル)ビニルベンゼンなどとなる。このように、p−イソ
ブチルエチルベンゼンは脱水素され得る異なるアルキル
基を二つ持ち、しかもどちらが脱水素されるかによって
生成物が全く異なる。
報文Journal of Catalysis 34,167〜174(1974)
によると、クメンの脱水素の反応速度定数は、Bi2UO6
酸化ウラン系触媒を用いた場合、エチルベンゼンの脱水
素反応速度定数の約2倍であると報じている。また、報
文Azerb.Khim.Zh.1968,(2),59−62(Russ)による
と、イソプロピルエチルベンゼンを脱水素して同一分子
内のアルキル基の脱水素選択性を比較すると、イソプロ
ピル基のみ脱水素されたイソプロペニルエチルベンゼン
の生成量の、エチル基のみ脱水素されたイソプロピルス
チレンの生成量に対する比は2以上であり、選択率を上
げるために反応温度を下げると、この比は3以上になる
と報じている。
これらの公知文献からわかることは、分岐型のイソプ
ロピル基と直鎖型のエチル基とでは、約2〜3倍分岐型
のイソプロピル基の方が脱水素され易いということであ
る。
また、本発明者らの検討によると、酸化鉄系触媒の存
在下にp−sec−ブチルエチルベンゼンを脱水素した場
合、反応温度550℃、p−sec−ブチルエチルベンゼンに
対するスチームのモル比93、p−sec−ブチルエチルベ
ンゼンの触媒との接触時間0.2秒の条件で、p−sec−ブ
チルエチルベンゼンの転化率が43.4重量%、p−sec−
ブテニルエチルベンゼン:p−sec−ブチルスチレンの比
がおよそ2:1となり、sec−ブチル基の方がエチル基の約
2倍脱水素されやすく、反応条件等を変化させても、こ
の傾向が逆転することはないことが確かめられた。この
事実から、前述のイソプロピルエチルベンゼンの文献と
同様に、分岐型の炭素数4のsec−ブチル基の方が、直
鎖型のエチル基よりも脱水素されやすいと考えられる。
しかし、このような方法では本発明の目的を達成するこ
とはできない。
すなわち、p−イソブチルエチルベンゼンの脱水素工
程における目的生成物は、エチル基のみ脱水素されたp
−イソブチルスチレンである。そのため、p−イソブチ
ルスチレンの選択率の高いp−イソブチルエチルベンゼ
ンの脱水素方法、すなわち、p−イソブチルエチルベン
ゼンのもつエチル基とイソブチル基のうちエチル基のみ
を選択的に脱水素する方法の開発が切に望まれていた。
またさらに、p−イソブチルエチルベンゼンを脱水素
して得られる脱水素反応混合物中にはヒドロカルボキシ
ル化またはヒドロエステル化反応に活性なオレフィンの
生成物も含有されており、特に4−(2′−メチル−
1′−プロペニル)エチルベンゼン、4(2′−メチル
−1′−プロペニル)ビニルベンゼン、4−(2′−メ
チル−2′−プロペニル)エチルベンゼン、4−(2′
−メチル−2′−プロペニル)ビニルベンゼン等が問題
となることが、本発明者らの研究で明らかとなった。
本発明の目的が医薬品またはその原料中間体を製造す
ることであることを考えると、ヒドロカルボキシル化ま
たはヒドロエステル化工程におけるこれらの生成物の影
響が問題となり、その解決も望まれていた。
[課題を解決するための手段] すなわち本発明の一つは、下記の工程(I)、工程
(II)および工程(III)からなることを特徴とする工
業的かつ経済的なα−(4−イソブチルフエニル)プロ
ピオン酸またはそのアルキルエステルの製造方法を提供
するものである。
工程(I):p−イソブチルエチルベンゼンを気相で、反
応温度300〜650℃、反応圧力50kg/cm2以下、接触時間0.
005〜20秒、p−イソブチルエチルベンゼンの転化率80
重量%以下の条件でもって周期律表中第1B族、第2B族、
第6A族、第7A族および第8族から選ばれる金属を含む酸
化金属脱水素触媒の存在下に脱水素させることによりp
−イソブチルスチレン並びに下記A群から選ばれるいず
れかの不飽和炭化水素化合物を製造する工程。
工程(II):前記工程(I)で得られたp−イソブチル
スチレンを、遷移金属錯体カルボニル化触媒の存在下、
反応温度40〜250℃、一酸化炭素圧力10〜600kg/cm2の条
件下、一酸化炭素および水もしくはアルコールと反応さ
せることによりα−(4−イソブチルフエニル)プロピ
オン酸またはそのアルキルエステルを製造する工程。
工程(III):前記脱水素工程(I)で得られた下記A
群から選ばれるいずれかの不飽和炭化水素化合物を水素
添加触媒により水素添加することによりp−イソブチル
エチルベンゼンを製造し、これを前記脱水素工程(I)
の原料として前記工程(I)に循環させる工程。
A群: 4−(2′−メチル−1′−プロペニル)エチルベンゼ
ン、 4−(2′−メチル−1′−プロペニル)ビニルベンゼ
ン、 4−(2′−メチル−2′−プロペニル)エチルベンゼ
ン。
4−(2′−メチル−2′−プロペニル)ビニルベンゼ
ン。
もう一つの本発明は同じく下記工程(I)、工程(I
I)および工程(III)からなることを特徴とする工業的
かつ経済的なα−(4−イソブチルフエニル)プロピオ
ン酸またはそのアルキルエステルの製造方法を提供する
ものでる。
工程(I):p−イソブチルエチルベンゼンを気相で、反
応温度300〜650℃、反応圧力50kg/cm2以下、接触時間0.
005〜20秒、p−イソブチルエチルベンゼンの転化率80
重量%以下の条件でもって周期律表中第1B族、第2B族、
第6A族、第7A族および第8族から選ばれる金属を含む酸
化金属脱水素触媒の存在下に脱水素させることによりp
−イソブチルスチレン並びに前記A群から選ばれるいず
れかの不飽和炭化水素化合物を製造する工程。
工程(II):前記工程(I)で得られたp−イソブチル
スチレン並びに前記A群から選ばれるいずれかの不飽和
炭化水素化合物を、遷移金属錯体カルボニル化触媒の存
在下、反応温度40〜250℃、一酸化炭素圧力10〜600kg/c
m2の条件下、一酸化炭素および水もしくはアルコールと
反応させることによりα−(4−イソブチルフエニル)
プロピオン酸またはそのアルキルエステル並びに下記B
群から選ばれるいずれかの不飽和化合物を製造する工
程。
工程(III):前記工程(II)で得られた下記B群から
選ばれるいずれかの不飽和化合物を水素添加触媒により
水素添加することによりα−(4−イソブチルフエニ
ル)プロピオン酸またはそのアルキルエステルを製造す
る工程。
B群: α−(4−(2′−メチル−1′−プロペニル)フェニ
ル)プロピオン酸もしくはそのアルキルエステル、α−
(4−(2′−メチル−2′−プロペニル)フエニル)
プロピオン酸もしくはそのアルキルエステル。
以下、本発明をさらに具体的に説明する。
本発明における工程(I)の原料とするp−イソブチ
ルエチルベンゼンは、例えばイソブチルベンゼンを酸触
媒の存在下にエチレンと反応させ、p−イソブチルエチ
ルベンゼンを製造することができる。
以下では、エチル化の方法を説明する。エチル化で使
用する酸触媒としては、イソブチル基の異性化が起こり
にくい条件ならば、通常のエチル化触媒としての酸触媒
が使用できる。例えば、硫酸、リン酸などの無機酸;塩
化アルミニウム、塩化ジルコニウム、塩化亜鉛、塩化バ
ナジウム、塩化チタン、塩化ベリリムウ、フッ化ホウ
素、フッ化水素などのフリーデル・クラフト触媒;ベン
ゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、トリフロロ
メタンスルホン酸などの有機酸;ヘテロポリ酸;イソポ
リ酸、シリカ−アルミナ、ゼオライトなどの固体酸;ナ
フィオン樹脂(商品名;デュポン社製)などで代表され
るパーフロロスルホン酸樹脂などの強酸型イオン交換樹
脂などが使用できる。
反応温度は、通常−10〜600℃の範囲から選択され
る。反応温度がこの範囲より低いと反応速度が遅くな
り、エチル化の転化率を高めるためには長時間の反応時
間が必要となり好ましくない。また、反応温度がこの範
囲より高いと、分解反応あるいはイソブチル基の構造異
性化が著しくなる上、せっかく生成したp−イソブチル
エチルベンゼンがさらにエチル化を受けるといった副反
応が増加するので好ましくない。
以下、より好ましいエチル化酸触媒についてさらに具
体的に説明する。
シリカ−アルミナを触媒として用いる場合、使用する
シリカ−アルミナは天然系でも合成系でもよく、またこ
れらの混合物であっても使用できる。反応温度は好まし
くは150〜600℃、さらに好ましくは200〜500℃である。
トリフロロメタンスルホン酸および/またはフッ化水
素を触媒として用いる場合、使用するトリフロロメタン
スルホン酸またはフッ化水素は、純品でも水溶液でも、
また、これらの混合物でも使用できる。本発明者等の検
討の結果、トリフロロメタンスルホン酸およびフッ化水
素は、イソブチルベンゼンのエチル化に関してほぼ同等
の触媒効果を示し、同一条件のもとでは生成物もほぼ同
等であることが判明した。反応温度は好ましくは−10〜
200℃、さらに好ましくは−5〜150℃である。
ヘテロポリ酸を触媒として用いる場合、使用するヘテ
ロポリ酸は、例えばケイタングステン酸、リンタングス
テン酸、ケイモリブデン酸、リンモリブデン酸などのモ
リブデンやタングステンによって生ずる一群のヘテロポ
リ酸であり、ヘテロ原子として、P、B、V、As、Si、
Ge、Sn、Ti、Zr、Ce、Th、Fe、Pt、Mn、Co、Ni、Te、
I、Al、Cr、Rh、Cu、Seなどを含有するものが使用でき
る。反応温度は好ましくは150〜600℃、さらに好ましく
は200〜500℃である。
ゼオライトを触媒として用いる場合、使用するゼオラ
イトは、例えばHX型ゼオライトまたはHY型ゼオライトま
たは水素ホージャサイトなどの水素ゼオライトを含有す
るものが使用できる。これらの水素ゼオライトは、NaX
ゼオライト、NaYゼオライト、Naホージャサイトなどの
ようなゼオライトのアルカリ金属塩を、カチオン交換に
より一部もしくは全部をプロトン型に転化させたもので
あり、これらは強い固体酸性を示す。反応温度は好まし
くは100〜400℃、さらに好ましくは150〜350℃である。
ナフィオン樹脂などのイオン交換樹脂を使用する場合
には、反応温度は50〜300℃、好ましくは100〜250℃の
範囲から選択される。
エチレンの反応圧力は、好ましくは1kg/cm2以上あれ
ば特に制限はない。反応圧力がこの範囲より低いと反応
速度が遅くなり、エチル化の転化率を高めるためには、
長時間の反応時間を必要とし、事実上実施できない。
反応器に供給するエチレン/イソブチルベンゼンの比
は、モル比で0.01〜100、好ましくは0.05〜50である。
この比よりエチレンが少ないと目的のイソブチルエチル
ベンゼンの生成が少なく、また反応にこれよりエチレン
の供給量が多いときはジエチル体以上の生成物が多くい
ずれも好ましくない。
エチル化の反応形態は、気相あるいは液相のいずれで
もよく、反応形式も回分式あるいは固定床、移動床、流
動床などの流通式のいずれにおいても反応させることが
できる。また、エチレンの反応器への導入についても、
密閉式あるいは流通式のいずれにおいても導入できる。
さらに、反応に不活性であって目的物との分離が容易
である限り適宜に溶剤を使用することもできる。
上記の条件下で反応した反応生成物中のイソブチルエ
チルベンゼンは、いずれもo−イソブチルエチルベンゼ
ン、m−イソブチルエチルベンゼン、p−イソブチルエ
チルベンゼンの混合物になる。
上記のようにして得られたエチル化反応混合物中の3
つのイソブチルエチルベンゼン位置異性体は、次の工程
である脱水素反応、およびその次の工程であるヒドロエ
ステル化反応に対して有意な反応製の差異を示さないの
で、次の脱水素工程(I)の原料であるp−イソブチル
エチルベンゼンを、この段階で高純度に分離精製する必
要がある。
本発明者らは、特定の条件下ならば蒸留によりp−イ
ソブチルエチルベンゼンが高純度に分離できることを見
いだした。
すなわち、蒸留塔への供給流は、イソブチルエチルベ
ンゼンの位置異性体混合物であり、位置異性体混合物の
合計に対するp−体の重量の割合が5%以上、好ましく
は10%以上となるものを用いる。イソブチルベンゼンの
エチル化では、通常位置異性体混合物中のp−イソブチ
ルエチルベンゼン含有量は、最高でも60%程度である。
該混合物中のイソブチルエチルベンゼン以外の成分
は、本発明の目的を達成する上で障害とならないもので
あれば、とくに制限はない。上記混合物中のイソブチル
エチルベンゼン以外の成分は、例えば、ベンゼン、トル
エン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼ
ン、n−プロピルベンゼン、sec−ブチルベンゼン、n
−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン、イソブチル
ベンゼン、ジエチルイソブチルベンゼン、トリエチルイ
ソブチルベンゼン、アセトン、メチルエチルケトン、ジ
エチルケトン、ジエチルエーテル、ヘキサン、ヘプタ
ン、オクタンなどでもよい。
前記位置異性体混合物中の合計に対するp−体の重量
の割合が5%未満では混合物中の目的成分が少なすぎ
て、たとえ高度に精密な蒸留を行っても高純度のp−イ
ソブチルエチルベンゼンを有効に蒸留分離できない。
また、本発明で用いる蒸留塔は、理論段数20段以上、
好ましくは30段以上の蒸留塔を用いる。理論段数が20段
未満だと、高純度のp−イソブチルエチルベンゼンを有
効に蒸留分離できない。
本発明においては、回収するp−イソブチルエチルベ
ンゼンは、常圧換算沸点で213〜216℃の範囲にある成分
を主とする留分として回収される。
蒸留方法には特に制限はなく、連続式、回分式、また
は減圧、常圧、加圧、あるいは単塔式、多塔式などを問
わない。
上記のエチル化により得られる反応混合物には、通常
p−イソブチルエチルベンゼンのほかに大量にm−/o−
イソブチルエチルベンゼンが生成する。従って、p−イ
ソブチルエチルベンゼンを前記蒸留により分離すると大
量のm−/o−イソブチルエチルベンゼンが残る。本発明
では、これら大量の異性体をも有効利用できることも見
いだした。
すなわち、その一つの方法は、蒸留分離した残りのm
−/o−イソブチルエチルベンゼンの少なくとも一部を前
記エチル化工程に原料エチレンの少なくとも一部として
戻すことである。かくすることにより原料エチレンの供
給量を減らすことができ、イソブチルベンゼンの選択性
が向上すると共に副生物を有効に利用できるという効果
が生じる。エチル化工程に戻すことのできるm−/o−イ
ソブチルエチルベンゼンの量は、エチル化の反応速度な
どを考慮し適宜に決定できる。エチル化工程に戻すm−
/o−イソブチルエチルベンゼンの量に応じて、適宜にエ
チル化工程に供給すべきエチレンの量を減らすことがで
きる。
副生する異性体を有効に利用するもう一つの方法は、
m−/o−イソブチルエチルベンゼンを不均化触媒により
不均化しp−イソブチルエチルベンゼンを製造する方法
である。
すなわち、本発明者らは、m−/o−イソブチルエチル
ベンゼンを酸触媒により不均化するとp−イソブチルエ
チルベンゼンが生成することを見いだした。
この不均化反応の触媒およびその反応条件は、前記エ
チル化工程で説明したエチレンによるエチル化反応に利
用する酸触媒およびそのための反応条件が使用できる。
例えば、不均化触媒としては硫酸、リン酸、フッ化水素
などの無機塩;塩化アルミニウム、塩化ジルコニウム、
塩化亜鉛、塩化バナジウム、塩化チタン、塩化ベリリウ
ム、フッ化ホウ素などのフリーデル・クラフト触媒;ベ
ンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、トリフロ
ロメタンスルホン酸などの有機酸;ケイタングステン
酸、ケイモリブデン酸などのヘテロポリ酸;イソポリ
酸;シリカーアルミナ、ゼオライトなどの固体酸;ナフ
ィオン樹脂(商品名;デュポン社製)などで代表される
パーフロロスルホン酸樹脂などの強酸型イオン交換樹脂
などが使用できる。
不均化の反応温度は触媒によって適宜選ぶことができ
るが、分解反応やイソブチル基の異性化反応などの副反
応ができるだけ起こらない条件を選ぶ必要がある。通常
は−10〜600℃の範囲から選択できる。
以下、好ましいいくつかの不均化触媒についてさらに
具体的に説明する。
シリカ−アルミナを触媒として用いる場合、反応温度
は好ましくは150〜600℃、さらに好ましくは200〜500℃
である。反応温度がこれらの範囲より低いと反応速度が
遅くなり、不均化の転化率を高めるためには長時間の反
応時間が必要となり好ましくない。また、反応温度がこ
の範囲より高いと、分解反応あるいはイソブチル基の骨
格異性化が著しくなり好ましくない。
トリフロロメタンスルホン酸および/またはフッ化水
素を触媒として用いる場合、反応温度は好ましくは−10
〜200℃、さらに好ましくは−5〜150℃である。
ヘテロポリ酸を触媒として用いる場合、反応温度は好
ましくは150〜600℃、さらに好ましくは200〜500℃であ
る。
HX型ゼオライトまたはHY型ゼオライトまたは水素ホー
ジャサイトなどの水素ゼオライトを含有する触媒を用い
る場合、反応温度は好ましくは100〜400℃、さらに好ま
しくは150〜350℃である。
ナフィオン樹脂などのイオン交換樹脂を使用する場合
には、反応温度は50〜300℃、好ましくは100〜250℃の
範囲から選択される。
不均化に供給する異性体は、m−またはo−体のいず
れかである。これらの混合物を供給することもできる。
また、適宜の溶媒を不均化反応に使用することもで
き、該不均化反応および前述したp−イソブチルエチル
ベンゼンの分離精製に悪影響をもたらさないものであれ
ば特に制限はない。
不均化の反応形態は気相、液相のいずれで不均化する
こともでき、また反応方法も回分式、連続式、固定床、
移動床、流動床などを問わない。
本発明の不均化反応により得られた反応混合物は、通
常はp−体を含むイソブチルエチルベンゼンの位置異性
体混合物である。それ故、これからp−体を分離するに
は、前記エチル化反応における反応混合物からp−イソ
ブチルエチルベンゼンを蒸留分離する方法に依ることが
できる。すなわち、p−イソブチルエチルベンゼンの少
なくとも5重量%、好ましくは10重量%以上を含む異性
体混合物を用い、理論段数が10段以上、好ましくは20段
以上の蒸留塔により蒸留し常圧換算沸点213〜216℃の範
囲にある成分を主とする留分としてp−イソブチルエチ
ルベンゼンを分離精製することができる。
なお、本発明においては副生物として上記m−/o−イ
ソブチルエチルベンゼンのほかに、エチル化の反応条件
によりジエチル化体およびトリエチル化体も副生する。
しかしながら上記本発明において説明したm−/o−イソ
ブチルエチルベンゼンの有効利用方法においては、これ
らジエチル化体およびトリエチル化体も上記m−/o−イ
ソブチルエチルベンゼンも等価にこれを利用できる。
上記不均化反応により製造したp−イソブチルエチル
ベンゼンは、前記エチル化工程で得られたp−体と共に
または単独で次の脱水素工程(I)に供給することがで
きる。
本発明の方法における工程(I)は、p−イソブチル
エチルベンゼンを酸化金属脱水素触媒の存在下に脱水素
することにより、p−イソブチルスチレンを製造する工
程である。さらに詳しくは、特定の条件下脱水素触媒の
存在下、p−イソブチルエチルベンゼンのエチル基のみ
を選択的に脱水素してp−イソブチルスチレンを製造す
る方法に関するものである。
脱水素触媒は、周期律表中第1B族、第2B族、第6A族、
第7A族および第8族から選ばれる金属を含む金属触媒で
あり、具体的には鉄、銅、亜鉛、ニッケル、パラジウ
ム、白金、コバルト、ロジウム、イリジウム、ルテニウ
ム、クロム、バナジウム、ニオブ、モリブデン、チタ
ン、ジルコニウム、カリウム、アルミニウム、カルシウ
ム、マグネシウム、セリウム、セシウム、ルビジウムな
どの金属化合物が例示され、これらを適宜組み合わせた
ものも有効に使用しうる。これら金属は、金属単体でも
使用できるほか酸化物、塩化物、硫化物、水素化処理物
などいずれの形態でも使用できる。好ましくは鉄、銅ま
たはクロムから選ばれる少なくとも1種の金属を含む触
媒である。特に酸化鉄系触媒、銅−クロム系触媒などは
p−イソブチルスチレンへの選択性が高く、本発明の目
的には有効である。
通常、脱水素触媒は長時間使用しているとコーキング
等によりしだいに少しづつ活性が低下してくるので、そ
の場合は触媒を、例えば500℃程度の高温で、空気等で
デコーキングすることにより、初期の活性を再現するこ
とができる。また、必要であれば、200〜500℃の温度で
水素の流れの中に置くことによる水素処理を行ってもよ
い。
脱水素温度は、触媒の組成、接触時間、稀釈モル比な
どに応じて300〜650℃、好ましくは400〜650℃の範囲内
で選択することができる。反応温度がこの範囲より高く
なると、分解反応のみならず、生成したp−イソブチル
スチレンがさらに脱水素されるといった副反応が急激に
多くなり、p−イソブチルスチレンの選択率が著しく低
下する。これはp−イソブチルエチルベンゼンの損失が
大きいだけでなく、生成物分布が非常に複雑になって蒸
留等によるp−イソブチルスチレンおよびp−イソブチ
ルエチルベンゼンなどの分離が困難になるので好ましく
ない。また、反応温度がこの範囲より低いと、p−イソ
ブチルエチルベンゼンの選択率は高いが反応速度が著し
く低下して経済性が悪くなるのでこれも好ましくない。
脱水素反応によって生成するオレフィンは重合性であ
るため、反応層中でのオレフィン濃度が高い状態を高温
で続けると、せっかく生成したp−イソブチルスチレン
の一部が重合して損失となる。これを避けるためには、
非還元性ガス、例えば窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴ
ンガス、スチーム、酸素ガスなどを同伴させてオレフィ
ン濃度を希釈により下げることが有効である。ベンゼン
などの脱水素されにくい溶媒で希釈することもできる。
また、脱水素の触媒活性を維持するために、反応層にス
チームを同伴して脱水素を行うのもよい。スチームの量
には、特に制限はない。
脱水素工程(I)における反応形式は固定床、移動
床、流動床のいずれを用いても、本発明の目的を達成で
きる。
反応圧力は、上記反応条件下で生成したp−イソブチ
ルスチレンが気化しうる範囲であれば特に制限はない
が、通常50kg/cm2以下、好ましくは常圧ないし10kg/cm2
が経済的である。
原料p−イソブチルエチルベンゼンと触媒の接触時間
は、0.005〜20秒、好ましくは0.01〜10秒の範囲で適宜
選択できるが、更に好ましくは0.05〜5秒の範囲で選択
するのが適当である。接触時間がこれより短いと、反応
率が低くて好ましくない。また、接触時間がこれより長
いと、生成したp−イソブチルスチレンがさらに脱水素
されるなど幅反応が大きくなり、p−イソブチルスチレ
ンの選択率が下がるので、これも好ましくない。反応形
式、反応ガス組成、触媒の組成、反応温度、あるいは原
料ガスの予熱温度等の種々の組合せの相違により、上記
範囲内で適宜変化せしめることができる。
さらに当然ながら、上記脱水素工程(I)を連続式で
行うこともでき、また回分式で行うこともできる。
ところで、本発明においては反応条件およびそれぞれ
の因子の反応に与える影響については、p−イソブチル
エチルベンゼンの転化率とp−イソブチルスチレンの選
択率との関係でまとめることができることが本発明者等
の研究から明らかになった。
すなわち、前記反応条件下で得られるp−イソブチル
エチルベンゼンの任意の転化率xに対して、p−イソブ
チルスチレンへの選択率yは一次関数 y=ax+b (a、bは触媒固有の定数) の関係にある。
図1に、後述の実験例で得られるp−イソブチルエチ
ルベンゼンの転化率とp−イソブチルスチレンの選択率
の関係(以後、脱水素性能直線と呼ぶ)の例を示す。例
えば、前記反応条件内で、ある条件を設定すれば、その
ときの転化率に対応する脱水素性能直線上の点は、実際
に得られるp−イソブチルスチレンの選択率を示してい
る。従って、使用する脱水素触媒の性能直線に応じて、
望みの選択率に対応するp−イソブチルエチルベンゼン
の転化率を与えるような反応条件を選べばよい。
例えば、銅−クロム系触媒の場合、本発明において
は、p−イソブチルエチルベンゼンの転化率を89重量%
以下、好ましくは60重量%以下、さらに好ましくは50重
量%以下に保つのが適当である。例えば、酸化鉄系触媒
の場合、本発明においては、p−イソブチルエチルベン
ゼンの転化率を好ましくは80重量%以下、さらに好まし
くは70重量%以下に保つのが適当である。転化率がこれ
らの範囲を越えるとp−イソブチルスチレンへの選択率
が急激に低下して前記脱水素性能直線から離脱し、副生
成物のみならず、クラッキング生成物も多くなり好まし
くない。
転化率が上記の範囲内にある場合、転化率が低ければ
低いほど選択率は高くなるが、p−イソブチルスチレン
の生成率は前記転化率と選択率の積であるから、あまり
転化率を低くとるのも、後に続く蒸留などによる未反応
p−イソブチルエチルベンゼンの分離回収操作にかかる
負担が大きくなり好ましくない。経済的には5重量%以
上の転化率に保つのが適当であろう。
以上のように、本発明の脱水素工程(I)の方法によ
りp−イソブチルエチルベンゼンを脱水素すれば、従来
の予想に反して、エチル基のみが一方的に脱水素され、
驚くべき高選択率でp−イソブチルスチレンを製造する
ことが可能になった。
なお、脱水素工程(I)においては、p−イソブチル
スチレン以外の生成物は、主として4−(2′−メチル
−1′−プロペニル)エチルベンゼン、4−(2′−メ
チル−1′−プロペニル)ビニルベンゼン、4−(2′
−メチル−2′−プロペニル)エチルベンゼン、4−
(2′−メチル−2′−プロペニル)ビニルベンゼンの
4種である。これらの生成物は、後述するように、水素
添加して再びp−イソブチルエチルベンゼンに変換し、
再び脱水素工程(I)の原料とすることができる。
本発明の工程(II)では、脱水素工程(I)の方法で
得られたp−イソブチルスチレンを、一酸化炭素および
水または一酸化炭素およびアルコールによるヒドロカル
ボキシル化またはヒドロエステル化によりp−イソブチ
ルスチレンを遷移金属錯体触媒を用いてα−(4−イソ
ブチルフェニル)プロピオン酸またはそのアルキルエス
テルへ変換する。
ヒドロカルボキシル化反応において、p−イソブチル
スチレンを一酸化炭素および水の存在下で反応させ、α
−(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸が得られ
る。また、ヒドロエステル化反応においては、p−イソ
ブチルスチレンを一酸化炭素および任意の低級アルキル
基を有する低級アルコールの存在下で反応させ、α−
(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸のアルキルエ
ステルが得られる。例えば、メチルアルコールならばα
−(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸メチルが得
られる。
上記のヒドロカルボキシル化またはヒドロエステル化
に使用される遷移金属錯体触媒としては、パラジウム、
ロジウム、イリジウム等の遷移金属錯体であり、特にパ
ラジウムの錯体である。これらの遷移金属は、ハロゲン
原子、三価のリン化合物あるいはカルボニル錯化合物な
どとして一酸化炭素を配位子として含有するものが使用
される。遷移金属、例えばパラジウムは、0〜2価のも
のが使用される。
触媒の具体例としては、ビストリフエニルホスフィン
ジクロロ錯体、ビストリブチルホスフィンジクロロ錯
体、ビストリシクロヘキシルホスフィンジクロロ錯体、
π−アリルトリフエニルホスフィンジクロロ錯体、トリ
フエニルホスフィンピペリジンジクロロ錯体、ビスベン
ゾニトリルジクロロ錯体、ビスシクロヘキシルオキシム
ジクロロ錯体、1,5,9−シクロドデカトリエン−ジクロ
ロ錯体、ビストリフエニルホスフィンジカルボニル錯
体、ビストリフエニルホスフィンアセテート錯体、ビス
トリフエニルホスフィンジナイトレート錯体、ビストリ
フエニルホスフィンスルフエート錯体、テトラキストリ
フエニルホスフィン錯体および一酸化炭素を配位子の一
部に持つ、クロロカルボニルビストリフエニルホスフィ
ン錯体、ヒドリドカルボニルトリストリフエニルホスフ
ィン錯体、ビスクロロテトラカルボニル錯体、ジカルボ
ニルアセチルアセトナート錯体等を挙げることができ
る。
触媒は、錯体として反応系に供給して使用することも
でき、また、配位子となる化合物を別個に反応系に供給
し、反応系内において錯体を生成させて使用することも
できる。
錯体触媒、または錯体を作り得る化合物の使用量は、
p−イソブチルスチレン1モルに対して0.0001〜0.5モ
ル、好ましくは0.001〜0.1モルである。また、配位子と
なり得る化合物の添加量はパラジウム、ロジウム、イリ
ジウムなどの錯体の核となり得る遷移金属1モルに対し
て0.8〜10モル、好ましくは1〜4モルである。
さらに、反応を促進する目的で塩化水素、三フッ化ホ
ウ素などの無機ハロゲン化物を添加してもよい。
これらハロゲン化物を添加する場合は、錯体触媒、ま
たは、錯体を作り得る化合物1モルに対し、ハロゲン原
子として0.1〜30倍モル、好ましくは1〜15倍モルを使
用する。添加量が0.1モル未満の場合、触媒の種類によ
っても異なるが、添加の効果が見られないこともある。
また、30倍モルを越える時は、触媒活性がかえって低下
するとともに、p−イソブチルスチレンの二重結合にハ
ロゲンが付加する等、目的の反応が抑制される。
ヒドロカルボキシル化またはヒドロエステル化反応
は、反応温度は40〜250℃、好ましくは70〜120℃で行
う。反応温度が40℃未満では、反応速度が著しく遅くな
り、実用上実施することができない。また、250℃を越
える温度では、重合反応や錯体触媒の分解が生じ好まし
くない。
一酸化炭素圧は5kg/cm2以上であれば適宜選択でき
る。5kg/cm2未満では実用上実施できないほど反応が遅
くなる。また、一酸化炭素圧は高いほど反応が速やかに
進行し好ましいが、高すぎると圧力は反応器の耐圧を非
常に高くする必要がでてくるなど、製造装置の点からお
のずと限界がある。従って、実用上は600kg/cm2以下の
圧力で充分である。
反応は一酸化炭素の吸収が見られなくなるまで行えば
よく、通常は4〜20時間の反応時間で充分である。
アルコールはメチルアルコール、エチルアルコール、
n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n
−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコールおよびイ
ソブチルアルコールなどの炭素数1〜4の低級アルコー
ルが使用されるが、好ましくはメチルアルコールであ
る。
ヒドロカルボキシル化またはヒドロエステル化反応の
終了後、反応物は抽出あるいは蒸留分離すれば、容易に
目的化合物である高純度のα−(4−イソブチルフエニ
ル)プロピオン酸またはそのアルキルエステルと触媒と
に分離することができる。回収された錯体触媒は再度使
用することができる。
本発明によって得られるα−(4−イソブチルフエニ
ル)プロピオン酸のアルキルエステルは、常法によりこ
れを酸またはアルカリ触媒の存在下に加水分解すること
により、容易にα−(4−イソブチルフエニル)プロピ
オン酸に変換できる。
本発明の工程(I)の方法で得られた脱水素反応混合
物は、蒸留などによりp−イソブチルスチレンを分離し
て、あるいは反応混合物をそのまま、工程(II)の原料
として供することができる。特に、工程(II)の原料と
して脱水素工程(I)の反応混合物をそのまま用いる場
合、反応混合物中に含まれる生成物である4−(2′−
メチル−1′−プロペニル)エチルベンゼン、4−
(2′−メチル−1′−プロペニル)ビニルベンゼン、
4−(2′−メチル−2′−プロペニル)エチルベンゼ
ン、4−(2′−メチル−2′−プロペニル)ビニルベ
ンゼンなどはヒドロカルボキシル化またはヒドロエステ
ル化の反応においてこれら生成物の置換プロペニル基の
活性がビニル基に対して驚くほど抑制されることがわか
った。
すなわち、4−(2′−メチル−1′−プロペニル)
エチルベンゼンおよび4−(2′−メチル−2′−プロ
ペニル)エチルベンゼンは上記ヒドロカルボキシル化ま
たはヒドロエステル化の反応条件下ではほとんど反応せ
ず、4−(2′−メチル−1′−プロペニル)ビニルベ
ンゼンおよび4−(2′−メチル−2′−プロペニル)
ビニルベンゼンについては、そのビニル基のみヒドロカ
ルボキシル化またはヒドロエステル化され、置換プロペ
ニル基の方はほとんど変化されない。
すなわち、4−(2′−メチル−1′−プロペニル)
ビニルベンゼンは、ヒドロカルボキシル化またはヒドロ
エステル化されてα−(4−(2′−メチル−1′−プ
ロペニル)フエニル)プロピオン酸またはそのアルキル
エステルとなり、また、4−(2′−メチル−2′−プ
ロペニル)ビニルベンゼンは、ヒドロカルボキシル化ま
たはヒドロエステル化されてα−(4−(2′−メチル
−2′−プロペニル)フエニル)プロピオン酸またはそ
のアルキルエステルとなる。
本発明者らは、上記知見からこれらの生成物を有効利
用する方法をも見いだしたので次にこの方法について説
明する。
本発明における水素添加工程(III)は、前述の脱水
素工程(I)で得られた下記A群の中から選ばれる化合
物のうち、一部または全部を水素および水素添加触媒の
存在下に水素添加して、p−イソブチルエチルベンゼン
を製造する工程である。
A群: 4−(2′−メチル−1′−プロペニル)エチルベンゼ
ン、 4−(2′−メチル−1′−プロペニル)ビニルベンゼ
ン、 4−(2′−メチル−2′−プロペニル)エチルベンゼ
ン、 4−(2′−メチル−2′−プロペニル)ビニルベンゼ
ン B群: α−(4−(2′−メチル−1′−プロペニル)フエ
ニル)プロピオン酸またはそのアルキルエステル、 脱水素工程(I)における生成物は、p−イソブチルス
チレンのほかは主として上記A群の化合物である4−
(2′−メチル−1′−プロペニル)エチルベンゼン、
4−(2′−メチル−1′−プロペニル)ビニルベンゼ
ン、4−(2′−メチル−2′−プロペニル)エチルベ
ンゼン、4−(2′−メチル−2′−プロペニル)ビニ
ルベンゼンの4種である。これらは、水素添加すること
によりp−イソブチルエチルベンゼンに容易に変換する
ことができる。
すなわち、脱水素反応混合物からp−イソブチルスチ
レンを分離した残りの炭素数12の炭化水素を主とする留
分は、これらA群の化合物を含むものであるからこれを
水素添加することによりp−イソブチルエチルベンゼン
に変換することができる。得られたp−イソブチルエチ
ルベンゼンは、脱水素工程(I)の原料とすることがで
きる。また、脱水素反応混合物からp−イソブチルスチ
レンを分離すると共に別途に上記A群の化合物をも分離
しこれを水素添加し、p−イソブチルエチルベンゼンと
することもできる。
ヒドロカルボキシル化またはヒドロエステル化工程
(II)において、原料のp−イソブチルスチレン中に上
記A群の化合物の一部または全部を含有している場合、
これをヒドロカルボキシル化またはビドロエステル化す
ると、前述のようにビニル基のみ選択的にヒドロカルボ
キシル化またはヒドロエステル化される。その結果ヒド
ロカルボキシル化またはヒドロエステル化反応混合物中
には、目的化合物であるα−(4−イソブチルフエニ
ル)プロピオン酸またはそのアルキルエステルの他に、
上記B群の化合物であるα−(4−(2′−メチル−
1′−プロペニル)フエニル)プロピオン酸、そのアル
キルエステル、α−(4−(2′−メチル−2′−プロ
ペニル)フエニル)プロピオン酸またはそのアルキルエ
ステルなどが含まれる。さらに、前記脱水素工程(I)
における生成物として述べたA群の化合物の一つである
未反応の4−(2′−メチル−1′−プロペニル)エチ
ルベンゼン、4−(2′−メチル−2′−プロペニル)
エチルベンゼンもまた含有される。
そこで、ヒドロカルボキシル化またはヒドロエステル
化反応混合物からカルボニル化触媒を分離した後、この
炭素数13の化合物を主とする反応混合物を水素添加触媒
の存在下で水素添加処理することにより、ヒドロカルボ
キシル化またはヒドロエステル化工程(II)の生成物で
あるα−(4−(2′−メチル−1′−プロペニル)フ
エニル)プロピオン酸、そのアルキルエステル、α−
(4−(2′−メチル−2′−プロペニル)フエニル)
プロピオン酸、またはそのアルキルエステルなどの上記
B群の化合物は本発明の目的化合物であるα−(4−イ
ソブチルフエニル)プロピオン酸またはそのアルキルエ
ステルに変換される。これら化合物は、α−(4−イソ
ブチルフエニル)プロピオン酸またはそのアルキルエス
テルと共に水素添加することもできるし、また別途に分
離した後水素添加処理を施してもよい。
また、未反応で残った4−(2′−メチル−1′−プ
ロペニル)エチルベンゼン、4−(2′−メチル−2′
−プロペニル)エチルベンゼンなどのA群の化合物は水
素添加処理により前記脱水素工程(I)の原料化合物で
あるp−イソブチルエチルベンゼンに変換することがで
きる。
この場合、工程(II)のヒドロカルボキシル化または
ヒドロエステル化反応混合物から目的化合物であるα−
(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸またはそのア
ルキルエステルを分離すると共に、前記A群またはB群
の各不飽和成分を別途に単離、あるいは混合物として分
離しこれを水素添加してもよい。また、目的化合物であ
るα−(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸または
そのアルキルエステルをも含む留分として水素処理して
もよい。
上記の水素添加工程における水素添加触媒は、エチレ
ン性炭素−炭化不飽和二重結合を水素添加し、芳香族環
の核水素化には不活性な触媒であれば、従来公知の水素
添加触媒の中から適宜に選択できる。
これらの具体例としては、Pd、Rh、Pt、Ni系の金属を
含む金属触媒が挙げられる。これらの金属触媒は、シリ
カ、シリカ−アルミナ、または炭素等の適宜の担体上に
担持させても使用できる。水素添加の反応条件は、芳香
族環を水素化しない条件であれば、触媒の活性により適
宜選べばよいが、一般には、反応温度は常温から300℃
まで、水素圧は常圧から300kg/cm2までである。
上記水素添加工程の水素添加生成物のうち、α−(4
−イソブチルフエニル)プロピオン酸またはそのアルキ
ルエステルは本発明の目的化合物であり、p−イソブチ
ルエチルベンゼンは前記脱水素工程(I)の原料とする
ことができる。
[発明の効果] 本発明の方法は、イソブチルベンゼンをエチレンによ
り直接エチル化してp−イソブチルエチルベンゼンを製
造し、得られたp−イソブチルエチルベンゼンのエチル
基を選択的に脱水素してこれを効率よくp−イソブチル
スチレンに転化せしめ、かつこのp−イソブチルスチレ
ン留分を選択的にヒドロカルボキシル化またはヒドロエ
ステル化することによって、工業的かつ経済的な実施を
可能にしたものである。
エチル化工程では、イソブチルベンゼンのエチル化に
よって生成するイソブチルエチルベンゼンの3種の位置
異性体を含む混合物から、効率よくp−イソブチルエチ
ルベンゼンを高純度で分離回収でき、また、反応生成物
中のp−イソブチルエチルベンゼン以外の成分も、リサ
イクルあるいは不均化等により有効にp−イソブチルエ
チルベンゼンに変換し得る。すなわち、イソブチルベン
ゼンのエチル化反応混合物から、本発明の蒸留方法で高
純度のp−イソブチルエチルベンゼンを分離し、他の成
分をエチル化工程の原料としてリサイクルし、および/
または、不均化してp−イソブチルエチルベンゼンへの
選択率を高めることが可能となった。これらの技術の確
立により、p−位にのみ選択的に置換基を導入しなけれ
ばならないという、従来受けてきた大きな制約を免れる
ことができ、経済的に大変有利になった。
本発明の脱水素工程(I)の条件でp−イソブチルエ
チルベンゼンの脱水素を行うと、高い選択率でp−イソ
ブチルスチレンを製造できる。従って前述したように、
本発明の方法で得られた脱水素反応混合物を、例えば水
層と分液、乾燥後、蒸留などといった二〜三の簡単な単
位操作だけで、高純度のp−イソブチルスチレンおよび
未反応のp−イソブチルエチルベンゼンが得られる。ま
たこの未反応p−イソブチルエチルベンゼンは、回収し
て再び脱水素の原料とすることができ、生成物である4
−(2′−メチル−1′−プロペニル)エチルベンゼ
ン、4−(2′−メチル−1′−プロペニル)ビニルベ
ンゼン、4−(2′−メチル−2′−プロペニル)エチ
ルベンゼン、4−(2′−メチル−2′−プロペニル)
ビニルベンゼンなどは、水素添加してp−イソブチルエ
チルベンゼンとして再び脱水素原料とすることもでき
る。
また、前述のように工程(II)の反応混合物をそのま
まあるいは適宜に簡単な蒸留をするのみで水素添加工程
の原料として用いることもできる。この場合の生成物で
あるα−(4−(2′−メチル−1′−プロペニル)フ
エニル)プロピオン酸またはそのアルキルエステルおよ
び/またはα−(4−(2′−メチル−2′−プロペニ
ル)フエニル)プロピオン酸またはそのアルキルエステ
ルなどは、水素添加してα−(4−イソブチルフエニ
ル)プロピオン酸またはそのアルキルエステルに変換す
ることができる。
また、ヒドロカルボキシル化またはヒドロエステル化
工程(II)で得られるヒドロカルボキシル化またはヒド
ロエステル化反応混合物は、簡単な減圧蒸留あるいは抽
出などで、医薬品またはその中間原料として充分使用で
きる高純度のα−(4−イソブチルフエニル)プロピオ
ン酸またはそのアルキルエステルを分離することができ
る。
[実施例] 以下、実施例により本発明を詳述する。
次の実例例に示すように、エチル化工程、脱水素工程
(I)、ヒドロカルボキシル化またはヒドロエステル化
工程(II)および水素添加工程(III)を行った。
p−イソブチルエチルベンゼンの製造[エチル化] 実験例No.1 純度99.8重量%のイソブチルベンゼン600mlとシリカ
−アルミナ触媒IS−28(商品名;触媒化成工業(株)
品)26gとを内容量1のオートクレーブに仕込み、撹
拌しながら系内の温度を250℃にしたのちエチレンを張
り込んで、圧力を20kg/cm2に保ったまま12時間反応させ
た。反応終了後、触媒をろ別してガスクロマトグラフィ
ーで分析した。反応混合物の組成を表1に示す。 イソブチルベンゼン 80.1重量% イソブチルエチルベンゼン 14.3重量% o− 5.7重量% m− 4.4重量% p− 4.2重量% イソブチルジエチルベンゼン 3.7重量%その他 1.9重量% この結果イソブチルベンゼンの転化率19.7重量%、消
費したイソブチルベンゼンのモル数に対する生成したp
−イソブチルエチルベンゼンのモル数の割合(以下、p
−イソブチルエチルベンゼンへの選択率と称する)は1
7.6%、イソブチルエチルベンゼンの位置異性体は、o:
m:p=40:31:29であった。
実験例No.2 純度99.8重量%のイソブチルベンゼン600mlとシリカ
−アルミナ触媒N633L(商品名;日揮化学(株)品)26g
とを1のオートクレーブに仕込み、撹拌しながら系内
の温度を250℃にしたのちエチレンを張り込んで圧力を2
0kg/cm2に保ったまま12時間反応させた。反応終了後、
触媒をろ別してガスクロマトグラフィーで分析した。反
応混合物の組成を表2に示す。 表2 イソブチルベンゼン 59.9重量% イソブチルエチルベンゼン 29.0重量% o− 10.7重量% m− 9.3重量% p− 9.0重量% イソブチルジエチルベンゼン 7.7重量%その他 3.4重量% この結果イソブチルベンゼンの転化率40.0重量%、p
−イソブチルエチルベンゼンへの選択率18.7%、イソブ
チルエチルベンゼンの位置異性体は、o:m:p=37:32:31
であった。
実験例No.3 シリカ−アルミナ触媒IS−28(商品名;触媒化成工業
(株)品)を粒径1mm〜2mmに調整し、内径12mm、長さ1m
のステンレス管に64ml(32.8g)充填し、系内を窒素で
置換した。
この反応槽に純度99.8重量%のイソブチルベンゼンを
64ml/hrで流し、触媒層の温度を250℃に保ちながらエチ
レンを張り込んで圧力20kg/cm2とし、エチレンの流速を
イソブチルベンゼンとの張り込みモル比1に調整した。
反応を開始して138時間経過した後の反応混合物を冷却
し、気液を分離した後、ガスクロマトグラフィーで分析
したところ、表3のような組成が得られた。 表3 イソブチルベンゼン 78.6重量% イソブチルエチルベンゼン 15.8重量% o− 6.4重量% m− 4.8重量% p− 4.6重量% イソブチルジエチルベンゼン 3.4重量%その他 2.2重量% この結果イソブチルベンゼンの転化率21.2重量%、p
−イソブチルエチルベンゼンへの選択率17.9%、イソブ
チルエチルベンゼンの位置異性体は、o:m:p=41:30:29
であった。
実験例No.4 実験例No.3で得られた反応混合物6kgを10の三つ口
フラスコに入れ、内径30mm、長さ1.5mのガラス管に東京
特許金網(株)製充填剤 Heli Pack No.3 metal
(商品名)を充填した理論段数35段の蒸留塔を用いて回
分式で蒸溜したところ、p−イソブチルエチルベンゼン
の純度97重量%以上の留分が204g(回収率73.9%)であ
った。
実験例No.5 純度99.8重量%のイソブチルベンゼン600mlと純度99
重量%のトリフロロメタンスルホン酸30mlとを1のオ
ートクレーブに仕込み、撹拌しながら系内の温度を0℃
にしたのちエチレンを張り込んで圧力を10kg/cm2に保っ
たまま4時間反応させた。反応終了後、反応混合物をCa
(OH)で中和したのち水洗してガスクロマトグラフィ
ーで分析した。反応混合物の組成を表4に示す。 表4 イソブチルベンゼン 92.3重量% イソブチルエチルベンゼン 7.1重量% o− 3.3重量% m− 1.9重量% p− 1.9重量% イソブチルジエチルベンゼン 痕跡のみその他 0.6重量% この結果イソブチルベンゼンの転化率7.5重量%、p
−イソブチルエチルベンゼンへの選択率21.0%、イソブ
チルエチルベンゼンの位置異性体は、o:m:p=46:27:27
であった。
実験例No.6 純度99.8重量%のイソブチルベンゼン600mlと純度99
重量%のトリフロロメタンスルホン酸30mlとを1のオ
ートクレーブに仕込み、撹拌しながら系内の温度を90℃
にしたのちエチレンを張り込んで圧力を20kg/cm2に保っ
たまま3.5時間反応させた。反応終了後、反応混合物をC
a(OH)で中和したのち水洗してガスクロマトグラフ
ィーで分析した。反応混合物の組成を表5に示す。 表5 イソブチルベンゼン 61.2重量% イソブチルエチルベンゼン 26.6重量% o− 11.1重量% m− 7.6重量% p− 7.9重量% イソブチルエチルベンゼン 8.0重量%その他 4.2重量% この結果イソブチルベンゼンの転化率38.7重量%、p
−イソブチルエチルベンゼンへの選択率16.9%、イソブ
チルエチルベンゼンの位置異性体は、o:m:p=42:29:29
であった。
実験例No.7 純度99.8重量%のイソブチルベンゼン600mlと純度99
重量%のトリフロロメタンスルホン酸30mlとを1のオ
ートクレーブに仕込み、撹拌しながら系内の温度を135
℃にしたのちエチレンを張り込んで圧力を10kg/cm2に保
ったまま1時間反応させた。反応終了後、反応混合物を
Ca(OH)で中和したのち水洗してガスクロマトグラフ
ィーで分析した。反応混合物の組成を表6に示す。 表6 イソブチルベンゼン 45.3重量% イソブチルエチルベンゼン 36.2重量% o− 13.5重量% m− 11.2重量% p− 11.5重量% イソブチルジエチルベンゼン 11.7重量%その他 6.8重量% この結果イソブチルベンゼンの転化率54.6重量%、p
−イソブチルエチルベンゼンへの選択率17.5%、イソブ
チルエチルベンゼンの位置異性体は、o:m:p=37:31:32
であった。
実験例No.8 純度99.8重量%のイソブチルベンゼン600mlと純度99.
7重量%のフッ化水素30mlとを1のオートクレーブに
仕込み、撹拌しながら系内の温度を0℃にしたのちエチ
レンを張り込んで圧力を20kg/cm2に保ったまま3時間反
応させた。反応終了後、反応混合物をCa(OH)で中和
したのち水洗いしてガスクロマトグラフィーで分析し
た。反応混合物の組成を表7に示す。 表7 イソブチルベンゼン 92.7重量% イソブチルエチルベンゼン 6.7重量% o− 2.9重量% m− 1.8重量% p− 2.0重量% イソブチルジエチルベンゼン 痕跡のみその他 0.6重量% この結果イソブチルベンゼンの転化率7.1重量%、p
−イソブチルエチルベンゼンへの選択率23.3%、イソブ
チルエチルベンゼンの位置異性体は、o:m:p=43:27:30
であった。
実験例No.9 純度99.8重量%のイソブチルベンゼン600mlと純度99.
7重量%のフッ化水素30mlとを1のオートクレーブに
仕込み、撹拌しながら系内の温度を25℃にしたのちエチ
レンを常圧で張り込んで圧力を常圧に保ったまま12時間
反応させた。反応終了後、反応混合物をCa(OH)で中
和したのち水洗してガスクロマトグラフィーで分析し
た。反応混合物の組成を表8に示す。 表8 イソブチルベンゼン 94.6重量% イソブチルエチルベンゼン 5.2重量% o− 2.5重量% m− 1.3重量% p− 1.4重量% イソブチルジエチルベンゼン 認められないその他 0.2重量% この結果イソブチルベンゼンの転化率5.2重量%、p
−イソブチルエチルベンゼンへの選択率22.3%、イソブ
チルエチルベンゼンの位置異性体は、o:m:p=48:25:27
であった。
実験例No.10 実験例No.6と同一条件で反応を繰り返し、得られた反
応混合物6kgを10の三つ口フラスコに入れ、内径30m
m、長さ1.5mのガラス管に東京特殊金網(株)製充填物
Heli Pack No.3 metal を充填した理論段数35段
の蒸留塔を用いて回分式で蒸留したところ、p−イソブ
チルエチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が382g
(回収率80.6%)であった。
実験例No.11 純度99.8重量%のイソブチルベンゼン436gとリンタン
グステン酸水和物[P2O5・24WO3・nH2O]4.46gとを1
のオートクレーブに仕込み、撹拌しながら系内の温度を
250℃にしたのちエチレンを張り込んで圧力を20kg/cm2
に保ったまま12時間反応させた。反応終了後、触媒をろ
別してガスクロマトグラフィーで分析した。反応混合物
の組成を表9に示す。 表9 イソブチルベンゼン 78.3重量% イソブチルエチルベンゼン 17.9重量% o− 7.3重量% m− 5.3重量% p− 5.3重量% イソブチルジエチルベンゼン 3.3重量%その他 0.5重量% この結果イソブチルベンゼンの転化率21.5重量%、p
−イソブチルエチルベンゼンへの選択率20.4%、イソブ
チルエチルベンゼンの位置異性体は、o:m:p=40:30:30
であった。
実験例No.12 純度99.8重量%のイソブチルベンゼン426gとケイタン
グステン酸水和物[SiO2・12WO3・26H2O]4.52gとを1
のオートクレーブに仕込み、撹拌しながら系内の温度
を250℃にしたのちエチレンを張り込んで圧力を20kg/cm
2に保ったまま12時間反応させた。反応終了後、触媒を
ろ別してガスクロマトグラフィーで分析した。反応混合
物の組成を表10に示す。 表10 イソブチルベンゼン 83.8重量% イソブチルエチルベンゼン 12.1重量% o− 4.7重量% m− 3.6重量% p− 3.8重量% イソブチルジエチルベンゼン 2.1重量%その他 2.0重量% この結果イソブチルベンゼンの転化率16.0重量%、p
−イソブチルエチルベンゼンへの選択率19.6%、イソブ
チルエチルベンゼンの位置異性体は、o:m:p=39:30:31
であった。
実験例No.13 純度99.8重量%のイソブチルベンゼン600mlとリンモ
リブデン酸水和物[P2O5・24MoO3・nH2O]6gとを1の
オートクレーブに仕込み、撹拌しながら系内の温度を28
0℃にしたのちエチレンを張り込んで圧力を20kg/cm2
保ったまま12時間反応させた。反応終了後、触媒をろ別
してガスクロマトグラフィーで分析した。反応混合物の
組成を表11に示す。 表11 イソブチルベンゼン 82.1重量% イソブチルエチルベンゼン 14.4重量% o− 5.5重量% m− 4.5重量% p− 4.4重量% イソブチルジエチルベンゼン 2.6重量%その他 0.9重量% この結果イソブチルベンゼンの転化率17.7重量%、p
−イソブチルエチルベンゼンへの選択率20.6%、イソブ
チルエチルベンゼンの位置異性体は、o:m:p=38:31:31
であった。
実験例No.14 実験例No.11と同一条件で反応を繰り返し、得られた
反応混合物10kgを15の三つ口フラスコに入れ、内径30
mm、長さ1.5mのガラス管に東京特殊金網(株)製充填物
Heli Pack No.3 metal を充填した理論段数35段
の蒸留塔を用いて回分式で蒸留したところ、p−イソブ
チルエチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が451g
(回収率85.1%)であった。
純度99.8重量%のイソブチルベンゼン522gとHXゼオラ
イト26.2gとを1のオートクレーブに仕込み、撹拌し
ながら系内の温度を160℃にしたのちエチレンを張り込
んで圧力を20kg/cm2に保ったまま12時間反応させた。反
応終了後、触媒をろ別してガスクロマトグラフィーで分
析した。反応混合物の組成を下表に示す。 重量% イソブチルベンゼン 70.3 イソブチルエチルベンゼン 20.6 o− 8.1 m− 5.3 p− 7.5 イソブチルジエチルベンゼン 4.2その他 4.9 この結果、イソブチルベンゼンの転化率29.6重量%、
p−イソブチルエチルベンゼンへの選択率21.0%、イソ
ブチルエチルベンゼンの位置異性体は、o:m:p=39:25:3
6であった。
実験例No.14B 純度99.8重量%のイソブチルベンゼン522gとHYゼオラ
イト26.1gとを1のオートクレーブに仕込み、撹拌し
ながら系内の温度を170℃にしたのちエチレンを張り込
んで圧力を20kg/cm2に保ったまま12時間反応させた。反
応終了後、触媒をろ別してガスクロマトグラフィーで分
析した。反応混合物の組成を下表に示す。 重量% イソブチルベンゼン 66.8 イソブチルエチルベンゼン 22.0 o− 8.7 m− 5.5 p− 7.8 イソブチルジエチルベンゼン 4.8その他 6.4 この結果、イソブチルベンゼンの転化率33.1重量%、
p−イソブチルエチルベンゼンへの選択率19.6%、イソ
ブチルエチルベンゼンの位置異性体は、o:m:p=40:25:3
5であった。
実験例No.14C 純度99.8重量%のイソブチルベンゼン522gと水素ホー
ジャサイト26.2gとを1のオートクレーブに仕込み、
撹拌しながら系内の温度を200℃にしたのちエチレンを
張り込んで圧力を20kg/cm2に保ったまま12時間反応させ
た。反応終了後、触媒をろ別してガスクロマトグラフィ
ーで分析した。反応混合物の組成を下表に示す。 重量% イソブチルベンゼン 71.2 イソブチルエチルベンゼン 19.7 o− 7.9 m− 4.9 p− 6.9 イソブチルジエチルベンゼン 4.3その他 4.8 この結果、イソブチルベンゼンの転化率28.7重量%、
p−イソブチルエチルベンゼンへの選択率20.0%、イソ
ブチルエチルベンゼンの位置異性体は、o:m:p=40:25:3
5であった。
実験例No.14D 実験例No.14Bと同一条件下で反応を繰り返し、得られ
た反応混合物6kgを10の三つ口フラスコに入れ、内径3
0mm、長さ1.5mのガラス管に東京特殊金網(株)製充填
物 Heli Pack No.3 metalを充填した論理段数35段
の蒸留塔を用いて回分式で蒸留したところ、p−イソブ
チルエチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が388g
(回収率82.9%)得られた。
実験例No.15 実験例No.14の蒸留にて、上記p−イソブチルエチル
ベンゼン留分以外の留分を混合してガスクロマトグラフ
ィーで分析したところ、下記表12のようであった。 表12 イソブチルベンゼン 81.8重量% イソブチルエチルベンゼン 14.2重量% o− 7.5重量% m− 5.5重量% p− 1.2重量% イソブチルジエチルベンゼン 3.4重量%その他 0.5重量% この混合物500gとシリカ−アルミナ触媒N633L 25gを
内容量1のオートクレーブに入れ、系内の気相部分を
窒素で置換して、撹拌下270℃で24時間不均化反応さ
せ、反応混合物から触媒ろ別して有機相をガスクロマト
グラフィーで分析した結果を表13に示す。 表13 イソブチルベンゼン 77.6重量% イソブチルエチルベンゼン 16.2重量% o− 3.7重量% m− 7.2重量% p− 5.3重量% イソブチルジエチルベンゼン 2.8重量%その他 3.4重量% この不均化反応混合物を1の三つ口フラスコに入
れ、実験例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イ
ソブチルエチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が15
g(回収率56.6%)であった。
実験例No.16 実験例No.15と同様に、前記表12の混合物500gと純度9
9重量%のトリフロロメタンスルホン酸25gを1オート
クレーブに入れ、撹拌下110℃で24時間不均化反応さ
せ、反応混合物をCa(OH)で中和した後水洗して有機
相をガスクロマトグラフィーで分析した結果を表14に示
す。 表14 イソブチルベンゼン 78.7重量% イソブチルエチルベンゼン 15.1重量% o− 3.1重量% m− 7.3重量% p− 4.7重量% イソブチルジエチルベンゼン 2.9重量%その他 3.3重量% この不均化反応混合物を1の三つ口フラスコに入
れ、実験例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イ
ソブチルエチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が16
g(回収率68.1%)であった。
実験例No.17 実験例No.15と同様に、前記表12の混合物500gと純度9
9.7重量%のフッ化水素25gを1オートクレーブに入
れ、撹拌下110℃で24時間不均化反応させ、反応混合物
をCa(OH)で中和した後水洗して有機相をガスクロマ
トグラフィーで分析した結果を表15に示す。 表15 イソブチルベンゼン 78.5重量% イソブチルエチルベンゼン 15.7重量% o− 3.9重量% m− 7.2重量% p− 4.6重量% イソブチルジエチルベンゼン 2.7重量%その他 3.1重量% この不均化反応混合物を1の三つ口フラスコに入
れ、実験例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イ
ソブチルエチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が15
g(回収率65.2%)であった。
実験例No.18 実験例No.15と同様に、前記表12の混合物500gとリン
タングステン酸25gを1オートクレーブに入れ、撹拌
下250℃で24時間不均化反応させ、反応混合物から触媒
をろ別して有機相をガスクロマトグラフィーで分析した
結果を表16に示す。 表16 イソブチルベンゼン 77.8重量% イソブチルエチルベンゼン 15.4重量% o− 2.7重量% m− 7.1重量% p− 5.6重量% イソブチルジエチルベンゼン 2.9重量%その他 3.9重量% この不均化反応混合物を1の三つ口フラスコに入
れ、実験例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イ
ソブチルエチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が19
g(回収率67.9%)であった。
実験例No.18A 実験例No.15と同様に、前記表12の混合物500gとHXゼ
オライト25gを1のオートクレーブに仕込み、撹拌下1
70℃で24時間不均化反応させ、反応混合物から触媒をろ
別して有機相をガスクロマトグラフィーで分析した結果
を下表に示す。 重量% イソブチルベンゼン 77.1 イソブチルエチルベンゼン 18.9 o− 0.8 m− 11.4 p− 6.7 イソブチルジエチルベンゼン 0.6その他 3.4 この不均化反応混合物を1の三つ口フラスコに入
れ、実験例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イ
ソブチルエチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が24
g(回収率71.6%)得られた。
実験例No.18B 実験例No.15と同様に、前記表12の混合物500gとHYゼ
オライト25gを1のオートクレーブに仕込み、撹拌下1
80℃で24時間不均化反応させ、反応混合物から触媒をろ
別して有機相をガスクロマトグラフィーで分析した結果
を下表に示す。 重量% イソブチルベンゼン 77.2 イソブチルエチルベンゼン 19.4 o− 0.3 m− 12.0 p− 7.1 イソブチルジエチルベンゼン 0.2その他 3.2 この不均化反応混合物を1の三つ口フラスコに入
れ、実験例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イ
ソブチルエチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が25
g(回収率70.4%)得られた。
実験例No.18C 実験例No.15と同様に、前記表12の混合物500gと水素
ホージャサイト25gを1のオートクレーブに仕込み、
撹拌下200℃で24時間不均化反応させ、反応混合物から
触媒をろ別して有機相をガスクロマトグラフィーで分析
した結果を下表に示す。 重量% イソブチルベンゼン 76.3 イソブチルエチルベンゼン 19.3 o− 0.2 m− 12.1 p− 7.0 イソブチルジエチルベンゼン 0.2その他 4.2 この不均化反応混合物を1の三つ口フラスコに入
れ、実験例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イ
ソブチルエチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が23
g(回収率65.7%)得られた。
実験例No.19 前記表12の混合物500gとシリカ−アルミナ触媒N633L
25gを内容量1オートクレーブに入れ、撹拌下エチ
レン圧20kg/cm2、250℃で12時間反応させ、反応混合物
から触媒をろ別して有機相をガスクロマトグラフィーで
分析した結果を表17に示す。この結果、イソブチルベン
ゼンの転化率24.3重量%、p−イソブチルエチルベンゼ
ンへの選択率27.8%であった。 表17 イソブチルベンゼン 61.9重量% イソブチルエチルベンゼン 25.0重量% o− 9.0重量% m− 8.1重量% p− 7.9重量% イソブチルジエチルベンゼン 9.8重量%その他 3.3重量% この反応混合物を1の三つ口フラスコに入れ、実験
例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イソブチル
エチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が28g(回収
率70.9%)であった。
実験例No.20 前記表12の混合物500gと純度99重量%のトリフロロメ
タンスルホン酸25gを内容量1オートクレーブに入
れ、撹拌下エチレン圧20kg/cm2、110℃で12時間反応さ
せ、反応混合物をCa(OH)で中和した後水洗して有機
相をガスクロマトグラフィーで分析した結果を表18に示
す。この結果、イソブチルベンゼンの転化率26.3重量
%、p−イソブチルエチルベンゼンへの選択率29.2%で
あった。 表18 イソブチルベンゼン 60.3重量% イソブチルエチルベンゼン 27.3重量% o− 9.7重量% m− 8.8重量% p− 8.8重量% イソブチルジエチルベンゼン 9.3重量%その他 3.1重量% この反応混合物を1の三つ口フラスコに入れ、実験
例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イソブチル
エチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が32g(回収
率72.7%)であった。
実験例No.21 前記表12の混合物500gと純度99.7重量%のフッ素化素
25gを内容量1オートクレーブに入れ、撹拌下エチレ
ン圧20kg/cm2、110℃で12時間反応させ、反応混合物をC
a(OH)で中和した後水洗して有機相をガスクロマト
グラフィーで分析した結果を表19に示す。この結果、イ
ソブチルベンゼンの転化率26.0重量%、p−イソブチル
エチルベンゼンへの選択率29.5%であった。 表19 イソブチルベンゼン 60.5重量% イソブチルエチルベンゼン 27.0重量% o− 9.3重量% m− 8.9重量% p− 8.8重量% イソブチルジエチルベンゼン 9.4重量%その他 3.1重量% この反応混合物を1の三つ口フラスコに入れ、実験
例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イソブチル
エチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が31g(回収
率70.5%)であった。
実験例No.22 前記表12の混合物500gとリンタングステン酸25gを内
容量1オートクレーブに入れ、撹拌下エチレン圧20kg
/cm2、250℃で12時間反応させ、反応混合物から触媒を
ろ別して有機相をガスクロマトグラフィーで分析した結
果を表20に示す。この結果、イソブチルベンゼンの転化
率24.9重量%、p−イソブチルエチルベンゼンへの選択
率26.8%であった。 表20 イソブチルベンゼン 61.4重量% イソブチルエチルベンゼン 24.9重量% o− 9.1重量% m− 8.0重量% p− 7.8重量% イソブチルジエチルベンゼン 9.4重量%その他 4.3重量% この反応混合物を1の三つ口フラスコに入れ、実験
例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イソブチル
エチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が26g(回収
率66.7%)であった。
実験例No.22A 上記12の混合物500gとHXゼオライト25gを1のオー
トクレーブに仕込み、撹拌下160℃で24時間不均化反応
させ、反応混合物から触媒をろ別して有機相をガスクロ
マトグラフィーで分析した結果を下表に示す。この結
果、イソブチルベンゼンの転化率26.8重量%、p−イソ
ブチルエチルベンゼンの選択率22.2%であった。 重量% イソブチルベンゼン 62.4 イソブチルエチルベンゼン 22.3 o− 8.8 m− 7.1 p− 6.4 イソブチルジエチルベンゼン 11.2その他 4.1 この不均化反応混合物を1の三つ口フラスコに入
れ、実験例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イ
ソブチルエチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が22
g(回収率68.8%)得られた。
実験例No.22B 上記12の混合物500gとHYゼオライト25gを1のオー
トクレーブに仕込み、撹拌下170℃で24時間不均化反応
させ、反応混合物から触媒をろ別して有機相をガスクロ
マトグラフィーで分析した結果を下表に示す。この結
果、イソブチルベンゼンの転化率28.8重量%、p−イソ
ブチルエチルベンゼンへの選択率23.1%であった。 重量% イソブチルベンゼン 58.2 イソブチルエチルベンゼン 26.0 o− 9.7 m− 8.5 p− 7.8 イソブチルジエチルベンゼン 10.1その他 5.7 この不均化反応混合物を1の三つ口フラスコに入
れ、実験例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イ
ソブチルエチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が28
g(回収率71.8%)得られた。
実験例No.22C 上記12の混合物500gと水素ホージャサイト25gを1
のオートクレーブに仕込み、撹拌下200℃で24時間不均
化反応させ、反応混合物から触媒をろ別して有機相をガ
スクロマトグラフィーで分析した結果を下表に示す。こ
の結果、イソブチルベンゼンの転化率28.7重量%、p−
イソブチルエチルベンゼンへの選択率23.2%であった。 重量% イソブチルベンゼン 58.3 イソブチルエチルベンゼン 23.3 o− 8.3 m− 7.2 p− 7.8 イソブチルジエチルベンゼン 10.8その他 7.6 この不均化反応混合物を1の三つ口フラスコに入
れ、実験例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イ
ソブチルエチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が27
g(回収率69.2%)得られた。
実験例No.23 o−イソブチルエチルベンゼン:m−イソブチルエチル
ベンゼン:p−イソブチルエチルベンゼン=40:47:13の混
合物5kgと1,1−ビス(p−イソブチルフエニル)エタン
1kgを10の三つ口フラスコに入れ、内径30mm、長さ1.0
mのガラス管に東京特殊金網(株)製充填物Heli Pack
No.3 metalを充填した理論段数24段の蒸留塔を用い
て回分式で蒸留したところ、p−イソブチルエチルベン
ゼンの純度97重量%以上の留分が126g(回収率19.4%)
であった。
実験例No.23A 純度99.8重量%のイソブチルベンゼン600mlと、ナフ
ィオン樹脂ペレット(NAF10N、商品名;デュポン社製、
径1mm、長さ3〜5mm)30gとを1のオートクレーブに
仕込み、撹拌しながら系内の温度を180℃にしたのちエ
チレンを張り込んで圧力を20kg/cm2に保ったまま12時間
反応させた。反応終了後、触媒をろ別してガスクロマト
グラフィーで分析した。反応混合物の組成を下表に示
す。
重量% イソブチルベンゼン 52.9 イソブチルエチルベンゼン 20.7 o− 7.9 m− 5.9 p− 6.9 イソブチルジエチルベンゼン 11.4その他 15.0 この結果、イソブチルベンゼンの転化率47.0重量%、
p−イソブチルエチルベンゼンへの選択率12.2%、イソ
ブチルエチルベンゼンの位置異性体は、o:m:p=38:29:3
3であった。
実験例No.23B 前記実験例No.15と同様に、前記表12の混合物500gと
ナフィオン樹脂ペレット(NAF1ON、商品名;デュポン社
製、径1mm、長さ3〜5mm)30gとを1のオートクレー
ブに仕込み、撹拌しながら径内の温度を180℃にしたの
ちエチレンを張り込んで圧力を20kg/cm2に保ったまま12
時間反応させた。反応終了後、触媒をろ別してガスクロ
マトグラフィーで分析した。反応混合物の組成を下表に
示す。 重量% イソブチルベンゼン 77.4 イソブチルエチルベンゼン 15.4 o− 2.0 m− 7.6 p− 5.8 イソブチルジエチルベンゼン 2.6その他 4.6 この不均化反応混合物を1の三つ口フラスコに入
れ、実験例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イ
ソブチルエチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が20
g(回収率69.0%)得られた。
実験例No.23C 前記表12の混合物500gとナフィオン樹脂ペレット(NA
FION、商品名;デュポン社製、径1mm、長さ3〜5mm)30
gとを内容量1のオートクレーブに仕込み、撹拌下エ
チレン圧20kg/cm2、180℃で12時間反応させた。反応終
了後、触媒をろ別して有機相をガスクロマトグラフィー
で分析した結果を下表に示した。この結果、イソブチル
ベンゼンの転化率43.5重量%、p−イソブチルエチルベ
ンゼンへの選択率21.8%であった。 重量% イソブチルベンゼン 46.2 イソブチルエチルベンゼン 34.3 o− 11.7 m− 12.0 p− 10.6 イソブチルジエチルベンゼン 10.3その他 9.2 この不均化反応混合物を1の三つ口フラスコに入
れ、実験例No.14と同様にして蒸留したところ、p−イ
ソブチルエチルベンゼンの純度97重量%以上の留分が40
g(回収率75.5%)で得られた。
p−イソブチルスチレンの製造[工程(I)] 実験例No.24 カリウムおよびクロムを助触媒とする酸化鉄系の脱水
素触媒(日産ガードラー(株)製、G−64A)を粒径1mm
〜2mmに調整し、内径12mm、長さ1mのステンレス管に20m
l充填した。
p−イソブチルエチルベンゼン(以下、PBEと称する
ことがある)を10ml/hr、および水90ml/hrを、予熱管を
経て、温度550℃で触媒層に通し脱水素させた(触媒と
の接触時間0.2秒、p−イソブチルエチルベンゼンに対
するスチームのモル比93)。脱水素物は冷却し、ガスお
よび水を分離したのち、有機相についてガスクロマトグ
ラフィーによりp−イソブチルエチルベンゼンの転化率
およびp−イソブチルスチレン(以下、PBSと称するこ
とがある)の選択率を確認した。
脱水素物の有機相は、主としてPBE、PBS、4−(2′
−メチル−1′−プロペニル)エチルベンゼン(以下、
1−MPEと称することがある)、4−(2−メチル−
2′−プロペニル)エチルベンゼン(以下、2−MPEと
称することがある)、4−(2′−メチル−1′−プロ
ペニル)ビニルベンゼン(以下、1−MPVと称すること
がある)、および4−(2′−メチル−2′−プロペニ
ル)ビニルベンゼン(以下、2−MPVと称することがあ
る)から成り、その組成は、表21のようである。
これから、PBEの転化率は31%、PBSの選択率は83%で
あることがわかり、高い選択率でPBSに脱水素されてい
ることが確認できた。
脱水素物の各成分を分離し、Mass、IR、NMRで確認し
たところ、p−イソブチルエチルベンゼンについては原
料に用いたものと全く同一であり、sec−ブチルベンゼ
ンやtert−ブチルベンゼンの生成は認められず、イソブ
チル基の異性化等の副反応は生じていないことを確認で
きた。またPBSについても、ブチル基はイソブチル基で
あり、その置換位置はp−位であった。
実験例No.25〜27 実験例No.24に準じて、反応温度を変えて脱水素反応
を行った。得られた結果を実験例No.24の結果と一緒に
表22に示した。
実験例No.28〜32 実験例No.24に準じて、接触時間を変えて脱水素反応
を行った。得られた結果を表23に示した。
実験例No.33〜36 CuO 43重量%、Cr2O342重量%、SiO215重量%からな
る銅−クロム系の脱水素触媒を使用して、実験例No.24
に準じて、反応温度を変えて脱水素反応を行った。得ら
れた結果を表24に示した。
実験例No.37〜41 Cr2O318重量%、CuO 39重量%、ZnO 38重量%から
なる銅−クロム系脱水素触媒を使用して、実験例No.24
に準じて脱水素反応を行った。得られた結果を表25に示
した。
実験例No.42 前記実施例No.24に準じて、酸化金属脱水素触媒の金
属を代えて、下表の酸化金属脱水素触媒によりPBEの脱
水素を行った。金属はいずれも酸化物とし、シリカに担
持させたものを用いた。結果は下表に示す。
α−(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸またはそ
のアルキルエステルの製造[工程(II)] 実験例No.43:ヒドロカルボキシル化 実験例No.24で得られた脱水素反応混合物を蒸留によ
り精製して得られた純度97.8重量%のp−イソブチルス
チレン50g、ビスジクロロトリフエニルホスフィンパラ
ジウム5.5g、10%塩酸水溶液80g、それに溶媒としてト
ルエン80mlを内容量500mlのオートクレーブに入れ、撹
拌しながら常温で一酸化炭素により100kg/cm2まで加圧
した後、120℃に達するまで昇温しながら昇温し、300kg
/cm2まで加圧した。反応によって一酸化炭素の吸収が無
くなった後、24時間反応を続けた。
反応終了後冷却して反応混合物を回収し、分液ロート
で油層と水層を分離し、油層を8%水酸化ナトリウム水
溶液50mlで3回抽出した後、抽出水溶液を分液後の水層
と混合し、塩酸を加えてpH2にした。しかる後にクロロ
ホルム500mlで3回抽出し、抽出液を減圧にしてクロロ
ホルムを留去してα−(4−イソブチルフエニル)プロ
ピオン酸の淡黄色の結晶52.3gを得た。p−イソブチル
スチレンの転化率100%、α−(4−イソブチルフエニ
ル)プロピオン酸への選択率89.0%を得た。
実験例No.44 実験例No.24で得られた脱水素物の有機相202.43g、ビ
スジクロロトリフエニルホスフィンパラジウム5.5g、10
%塩酸水溶液80gを内容量500mlのオートクレーブに入
れ、撹拌しながら常温で一酸化炭素により100kg/cm2
で加圧した後、120℃に達するまで昇温しながら昇圧
し、300kg/cm2まで加圧した。反応によって一酸化炭素
の吸収が無くなった後、24時間反応を続けた。
反応終了後冷却して反応混合物を回収し、分液ロート
で油層と水層を分離し、油層を8%水酸化ナトリウム水
溶液50mlで3回抽出した後、抽出水溶液を分液後の水層
と混合し、塩酸を加えてpH2にした。しかる後にクロロ
ホルム500mlで3回抽出し、抽出液を減圧にしてクロロ
ホルムを留去してα−(4−イソブチルフエニル)プロ
ピオン酸の淡黄色の結晶50.2gを得た。p−イソブチル
スチレンの転化率100%、α−(4−イソブチルフエニ
ル)プロピオン酸への選択率87.3%、4−(2′−メチ
ル−1′−プロペニル)エチルベンゼンの置換プロペニ
ル基のヒドロカルボキシル化率0%、4−(2′−メチ
ル−2′−プロペニル)エチルベンゼンの置換プロペニ
ル基のヒドロカルボキシル化率0.8%、4−(2′−メ
チル−1′−プロペニル)ビニルベンゼンの置換プロペ
ニル基のヒドロカルボキルシル化率0%、および4−
(2′−メチル−2′−プロペニル)ビニルベンゼンの
置換プロペニル基のヒドロカルボキシル化率0.6%を得
た。
実験例No.45:ヒドロエステル化 実験例No.24で得られた脱水素物の有機相を蒸留によ
り精製して得られた純度97.8重量%のp−イソブチルス
チレン70.4g、メタノール25.5ml、それに溶媒としてト
ルエン40ml、触媒としてPdCl20.0756g、助触媒としてCu
Cl20.0292g、さらに配位子のトリフエニルホスフィン0.
2161gを内容量200mlのオートクレーブに入れ、撹拌しな
がら90℃に昇温したのち、一酸化炭素で70kg/cm2の圧力
に保ち、8時間反応させた。反応終了後冷却し、反応混
合物をガスクロマトグラフィーで分析した結果、p−イ
ソブチルスチレンの転化率99.6%、α−(4−イソブチ
ルフエニル)プロピオン酸への選択率90.9%を得た。
実験例No.46 実験例No.24で得られた脱水素物の有機相285.0g、メ
タノール25.5ml、触媒としてPdCl20.0756g、助触媒とし
てCuCl20.0292g、さらに配位子のトリフエニルホスフィ
ン0.2161gを内容量500mlのオートクレーブに入れ、撹拌
しながら90℃に昇温したのち、一酸化炭素で70kg/cm2
圧力に保ち、8時間反応させた。反応終了後冷却し、反
応混合物をガスクロマトグラフィーで分析した結果、p
−イソブチルスチレンの転化率99.8%、α−(4−イソ
ブチルフエニル)プロピオン酸メチルエステルへの選択
率88.9%、4−(2′−メチル−1′−プロペニル)エ
チルベンゼンの置換プロペニル基のヒドロエステル化率
0%、4−(2′−メチル−2′−プロペニル)エチル
ベンゼンの置換プロペニル基のヒドロエステル化率0.6
%、4−(2′−メチル−1′−プロペニル)ビニルベ
ンゼンの置換プロペニル基のヒドロエステル化率0%、
および4−(2′−メチル−2′−プロペニル)ビニル
ベンゼンの置換プロペニル基のヒドロエステル化率0.3
%を得た。
オレフィン生成物の水素添加[工程(III)] 実験例No.47 実験例No.27で得られた脱水素反応混合物1kgを蒸留に
より、PBEおよびPBS留分833g、置換プロペニル基を持つ
エチルベンゼンおよびビニルベンゼンの留分116g、およ
び釜残51gに分離した。この置換プロペニル基を持つエ
チルベンゼンおよびビニルベンゼンの留分をガスクロマ
トグラフィーで分析したところ、表26のようであった。
この置換プロペニル基を持つエチルベンゼンおよびビ
ニルベンゼンの留分100gとパラジウムブラック(パラジ
ウム5%担持触媒)5gを内容量200mlのオートクレーブ
に入れ、反応温度50℃、水素圧20kg/cm2で水素の吸収が
なくなるまで反応させた後、反応混合物から触媒をろ別
してろ液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、
表27の様であった。
上記水素添加反応混合物を蒸留し、純度99.7%のp−
イソブチルエチルベンゼン71.2gを得た。
実験例No.48 実験例No.27で得られた脱水素反応混合物1kgを単蒸留
により、PBE留分52.2g、PBSおよび置換プロペニル基を
持つエチルベンゼンおよびビニルベンゼンの留分441g、
および釜残35gに分離した。このPBSおよび置換プロペニ
ル基を持つエチルベンゼンおよびビニルベンゼンの留分
をガスクロマトグラフィーで分析したところ、表28のよ
うであった。
この留分100gとビスジクロロトリフエニルホスフィン
パラジウム9.4g、10%塩酸水溶液137g、それに溶媒とし
てトルエン140mlを内容量500mlのオートクレーブに入
れ、撹拌しながら常温で一酸化炭素により100kg/cm2
で加圧した後、120℃に達するまで昇温しながら昇圧
し、300kg/cm2まで加圧した。反応によって一酸化炭素
の吸収が無くなった後、24時間反応を続けた。
反応終了後冷却して反応混合物を回収し、分液ロート
で油層と水層を分離したのち、油層を無水硫酸ナトリウ
ムで乾燥したのちろ過し、ろ液をパラジウムブラック
(パラジウム5%担持触媒)5gとともに内容量500mlの
オートクレーブに入れ、反応温度50℃、水素圧20kg/cm2
で水素の吸収がなくなるまで反応させた後、反応混合物
から触媒をろ別してろ液をガスクロマトグラフィーで分
析したところ、トルエン以外の成分は表29のようであっ
た。
上記水素添加反応混合物中には、1−MPE、2−MPE、
1−MPV、2−MPV、およびそれらの置換プロペニル基の
ヒドロカルボキシル化物は総量で1重量%以下であっ
た。
実験例No.49 前記表28の留分100gと、メタノール31ml、それに溶媒
としてトルエン50ml、触媒としてPdCl20.0921g、助触媒
としてはCuCl20.0355g、さらに配位子のトリフエニルホ
スフィン0.2637gを内容量500mlのオートクレーブに入
れ、撹拌しながら90℃に昇温したのち、一酸化炭素で70
kg/cm2の圧力に保ち、8時間反応させた。反応終了後冷
却して反応混合物を回収し、減圧蒸留にて触媒を分離除
去して、パラジウムブラック(パラジウム5%担持触
媒)10gとともに内容量500mlのオートクレーブに入れ、
反応温度50℃、水素圧20kg/cm2で水素の吸収がなくなる
まで反応させた後、反応混合物から触媒をろ別してろ液
をガスクロマトグラフィーで分析したところ、トルエン
以外の成分は表30のようであった。
上記水素添加反応混合物中には、1−MPE、2−MPE、
1−MPV、2−MPV、およびそれらの置換プロペニル基の
ヒドロエステル化物は総量で1重量%以下であった。
α−(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸メチルエ
ステルの加水分解によるα−(4−イソブチルフエニ
ル)プロピオン酸の製造 実験例No.50 実験例No.47の反応混合物を減圧蒸留して得られたα
−(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸メチルエス
テル30gと10%の水酸化ナトリウム水溶液150mlとを撹拌
しながら還流させ約3時間加水分解を行った。冷却後混
合物を静置分離させ下層の水相をノルマルヘキサンで洗
浄した。
水相に5%塩酸を加えpHを2に調製し、分離した油分
をノルマルヘキサンで抽出し水洗した。ノルマルヘキサ
ンを減圧で蒸発分離し、淡黄色の粗α−(4−イソブチ
ルフエニル)プロピオン酸結晶23.9gを得た。
粗α−(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸をノ
ルマルヘキサン溶媒で再結晶させ白色の精製α−(4−
イソブチルフエニル)プロピオン酸(融点75−76℃)結
晶20.7gを得た。このもののスペクトルなどは標品と一
致した。
実験例No.51 実験例No.48のヒドロエステル化反応混合物100gと10
%の水酸化ナトリウム水溶液150mlとを撹拌しながら還
流させ約3時間加水分解を行った。冷却後混合物を静置
分離させ下層の水相をノルマルヘキサンで洗浄した。
水相に5%塩酸を加えpHを2に調製し、分離した油分
をノルマルヘキサンで抽出し水洗した。ノルマルヘキサ
ンを減圧で蒸発分離し、淡黄色の粗α−(4−イソブチ
ルフエニル)プロピオン酸結晶22.4gを得た。
粗α−(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸をノ
ルマルヘキサン溶媒で再結晶させ白色の精製α−(4−
イソブチルフエニル)プロピオン酸(融点75−76℃)結
晶19.9gを得た。このもののスペクトルなどは標品と一
致した。
比較例No.1 純度99.8重量%のエチルベンゼン500mlを実験例No.1
と同様にしてエチレンと反応させた。反応終了後、反応
混合物をガスクロマトグラフィーで分析した。反応混合
物の組成を表31に示す。 表31 エチルベンゼン 71.7重量% ジエチルベンゼン 22.7重量% o− 6.3重量% m− 6.9重量% p− 9.5重量% トリエチルベンゼン 4.5重量%その他 1.1重量% この結果エチルベンゼンの転化率28.2重量%、ジエチ
ルベンゼンの位置異性体はo:m:p=28:30:42であった。
比較例No.2 純度100.0重量%のイソプロピルベンゼン500mlを実験
例No.1と同様にしてエチレンと反応させた。反応終了
後、反応混合物をガスクロマトグラフィーで分析した。
反応混合物の組成を表32に示す。 表32 イソプロピルベンゼン 65.3重量% イソプロピルエチルベンゼン 15.8重量% o− 1.7重量% m− 8.0重量% p− 6.1重量% イソプロピルジエチルベンゼン 9.5重量%その他 9.4重量% この結果イソプロピルベンゼンの転化率34.7重量%、
イソプロピルエチルベンゼンの位置異性体はo:m:p=11:
51:38であった。
比較例No.3 純度99.8重量%のsec−ブチルベンゼン500mlを実験例
No.1と同様にしてエチレンと反応させた。反応終了後、
反応混合物をガスクロマトグラフィーで分析した。反応
混合物の組成を表33に示す。 表33 sec−ブチルベンゼン 73.1重量% sec−ブチルエチルベンゼン 11.5重量% o− 1.4重量% m− 5.6重量% p− 4.5重量% sec−ブチルエチルベンゼン 9.9重量%その他 5.5重量% この結果sec−ブチルベンゼンの転化率26.8重量%、s
ec−ブチルエチルベンゼンの位置異性体は、o:m:p=12:
49:39であった。
比較例No.4 実験例No.24に準じて、p−sec−ブチルエチルベンゼ
ン(純度97.5重量%)の脱水素反応を行った。結果は表
34の通りであった。 表34 反応温度(℃) 550 接触時間(秒) 0.20 スチームモル比 93 p−sec−ブチルエチルベンゼン転化率(%) 43.4 反応物の組成 p−sec−ブチルエチルベンゼン 55.4重量% p−sec−ブチルスチレン 6.5重量% p−sec−ブテニルエチルベンゼン 13.3重量% p−sec−ブテニルスチレン 14.6重量%不明分 10.2重量%
【図面の簡単な説明】
図は脱水素反応におけるPBEの転化率とPBSへの選択率の
関係を示す。図において実線は本発明の実験例No.24〜3
2におけるPBEの転化率とPBSへの選択率を示した脱水素
性能直線である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 69/612 // B01J 21/12 X 31/02 103 X C07B 61/00 300

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記の工程(I)、(II)および(III) 工程(I):p−イソブチルエチルベンゼンを気相で酸化
    金属脱水素触媒の存在下に、温度300〜650℃で脱水素さ
    せ、p−イソブチルスチレンおよび下記A群 A群: 4−(2′−メチル−1′−プロペニル)エチルベンゼ
    ン、 4−(2′−メチル−1′−プロペニル)ビニルベンゼ
    ン、 4−(2′−メチル−2′−プロペニル)エチルベンゼ
    ン、 4−(2′−メチル−2′−プロペニル)ビニルベンゼ
    ン から選択されたいずれかの不飽和炭化水素化合物を製造
    する工程、 工程(II):前記脱水素工程(I)で得られるp−イソ
    ブチルスチレンを、遷移金属錯体カルボニル化触媒の存
    在下、一酸化炭素および水もしくは低級アルコールと反
    応させることにより、α−(4−イソブチルフエニル)
    プロピオン酸またはそのアルキルエステルを製造する工
    程、 工程(III):前記工程(I)で得られるA群から選択
    されたいずれかの不飽和炭化水素化合物の一部または全
    部を水素添加触媒の存在下に水素添加して、p−イソブ
    チルエチルベンゼンを製造し該p−イソブチルエチルベ
    ンゼンを前記脱水素工程(I)の原料として前記脱水素
    工程(I)に循環させる工程 から成ることを特徴とするα−(4−イソブチルフエニ
    ル)プロピオン酸またはそのアルキルエステルの製造方
    法。
  2. 【請求項2】下記の工程(I)、(II)および(III) 工程(I):p−イソブチルエチルベンゼンを気相で酸化
    金属脱水素触媒の存在下に脱水素させ、p−イソブチル
    スチレンおよび下記A群 A群: 4−(2′−メチル−1′−プロペニル)エチルベンゼ
    ン、 4−(2′−メチル−1′−プロペニル)ビニルベンゼ
    ン、 4−(2′−メチル−2′−プロペニル)エチルベンゼ
    ン、 4−(2′−メチル−2′−プロペニル)ビニルベンゼ
    ン から選択されたいずれかの不飽和炭化水素化合物を製造
    する工程、 工程(II):前記脱水素工程(I)で得られたp−イソ
    ブチルスチレンおよびA群から選択されたいずれかの不
    飽和炭化水素化合物を、遷移金属錯体カルボニル化触媒
    の存在下、一酸化炭素および水もしくは低級アルコール
    と反応させることにより、α−(4−イソブチルフエニ
    ル)プロピオン酸またはそのアルキルエステルならびに
    下記B群 B群: α−(4−(2′−メチル−1′−プロペニル)フエニ
    ル)プロピオン酸もしくはそのアルキルエステル、 α−(4−(2′−メチル−2′−プロペニル)フエニ
    ル)プロピオン酸もしくはそのアルキルエステル、 から選択されたいずれかの不飽和炭化水素化合物を製造
    する工程、 工程(II):前記工程(II)で得られたB群から選択さ
    れたいずれかの不飽和炭化水素化合物を水素添加触媒の
    存在下に水素添加して、α−(4−イソブチルフエニ
    ル)プロピオン酸またはそのアルキルエステルを製造す
    る工程 から成ることを特徴とするα−(4−イソブチルフエニ
    ル)プロピオン酸またはそのアルキルエステルの製造方
    法。
  3. 【請求項3】下記の工程(I)、(II)および(III) 工程(I):p−イソブチルエチルベンゼンを気相で酸化
    金属脱水素触媒の存在下に脱水素させ、p−イソブチル
    スチレンおよび下記A群 A群: 4−(2′−メチル−1′−プロペニル)エチルベンゼ
    ン、 4−(2′−メチル−1′−プロペニル)ビニルベンゼ
    ン、 4−(2′−メチル−2′−プロペニル)エチルベンゼ
    ン、 4−(2′−メチル−2′−プロペニル)ビニルベンゼ
    ン から選択されたいずれかの不飽和炭化水素化合物を製造
    する工程、 工程(II):前記脱水素工程(I)で得られたp−イソ
    ブチルスチレンおよびA群から選択されたいずれかの不
    飽和炭化水素化合物を、遷移金属錯体カルボニル化触媒
    の存在下、一酸化炭素および水もしくは低級アルコール
    と反応させることにより、α−(4−イソブチルフエニ
    ル)プロピオン酸もしくはそのアルキルエステルならび
    に下記B群 B群: α−(4−(2′−メチル−1′−プロペニル)フエニ
    ル)プロピオン酸もしくはそのアルキルエステル、 α−(4−(2′−メチル−2′−プロペニル)フエニ
    ル)プロピオン酸もしくはそのアルキルエステル、 から選択された少なくとも一種の不飽和炭化水素化合物
    を製造する工程、 工程(III):前記工程(II)で得られたB群および未
    反応成分としての不飽和炭化水素化合物であるC群 C群: (4−(2′−メチル−1′−プロペニル)エチルンベ
    ンゼン、 (4−(2′−メチル−2′−プロペニル)エチルンベ
    ンゼン のそれぞれから選択された少なくとも一種の不飽和炭化
    水素化合物を水素添加触媒の存在下に水素添加して、B
    群の不飽和化合物からはα−(4−イソブチルフエニ
    ル)プロピオン酸もしくはそのアルキルエステルを製造
    し、C群の化合物からはp−イソブチルエチルベンゼン
    を製造し該p−イソブチルエチルベンゼンは前記脱水素
    工程(I)の原料として前記脱水素工程(I)に循環さ
    せる工程 から成ることを特徴とするα−(4−イソブチルフエニ
    ル)プロピオン酸またはそのアルキルエステルの製造方
    法。
  4. 【請求項4】前記脱水素工程(I)で温度300〜650℃で
    脱水素させる特許請求の範囲第2項あるいは第3項に記
    載の方法。
  5. 【請求項5】得られたα−(4−イソブチルフエニル)
    プロピオン酸アルキルエステルを加水分解することによ
    りα−(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸を製造
    する特許請求の範囲第1〜4項のいずれか一つに記載の
    方法。
  6. 【請求項6】前記工程(I)における酸化金属脱水素触
    媒が周期律表中第1B族、第2B族、第6A族、第7A族および
    第8族から選択された金属を含む酸化金属脱水素触媒で
    ある特許請求の範囲第1〜4項のいずれか一つに記載の
    方法。
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