JPH0873402A - Production of biphenylmonocarboxylic acid - Google Patents

Production of biphenylmonocarboxylic acid

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JPH0873402A
JPH0873402A JP6212718A JP21271894A JPH0873402A JP H0873402 A JPH0873402 A JP H0873402A JP 6212718 A JP6212718 A JP 6212718A JP 21271894 A JP21271894 A JP 21271894A JP H0873402 A JPH0873402 A JP H0873402A
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JP
Japan
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catalyst
bca
acid
manganese
monoisopropylbiphenyl
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JP6212718A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Hashimoto
圭司 橋本
Takayuki Shimokawadoko
隆幸 下川床
Tsuneo Konishi
庸生 小西
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Osaka Gas Co Ltd
Osaka City
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Osaka City
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Publication date
Application filed by Osaka Gas Co Ltd, Osaka City filed Critical Osaka Gas Co Ltd
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Abstract

PURPOSE: To reduce by-products and produce the subject compound in high yield by oxidizing a monoisopropylbiphenyl which is an inexpensive raw material with O2 in an aliphatic monocarboxylic acid solvent in the presence of a Co and/or Mn catalyst. CONSTITUTION: This method for producing biphenylmonocarboxylic acid comprises oxidizing a monoisopropylbiphenyl with molecular oxygen in the presence of a cobalt catalyst or manganese catalyst using <=3C aliphatic monocarboxylic acid as an oxidation reaction solvent. The monoisopropylbiphenyl of raw material may be a single compound not containing an isomer or a mixture of isomers. Acetic acid is especially preferably used as the solvent. An acetic acid salt of cobalt or manganese is preferably used as the oxidation catalyst. Further, a bromine compound may preferably be used together with the catalyst. Either one kind of a copper catalyst, a zinc catalyst, a cerium catalyst or lead catalyst can jointedly be used. Since production of the by-products is decreased by action of these metal ions, purification is made advantageous. The crude product is purified by recrystallizing acetic acid with crude product.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ビフェニルモノカルボ
ン酸(以下BCAと略す)の製造方法に係り、詳しく
は、モノイソプロピルビフェニル(以下MIPBと略
す)を分子状酸素により酸化してBCAを製造する方法
に関する。BCAは、液晶化合物などの高機能性高分子
の原料として有用な化合物である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing biphenylmonocarboxylic acid (hereinafter abbreviated as BCA), and more specifically, it produces BCA by oxidizing monoisopropylbiphenyl (hereinafter abbreviated as MIPB) with molecular oxygen. On how to do. BCA is a compound useful as a raw material for highly functional polymers such as liquid crystal compounds.

【0002】[0002]

【従来の技術】BCAを製造する方法としては種々の方
法がある。しかし、従来の方法は、工業的に実施する場
合に好ましくない欠点を有する。例えば、特開昭62−
185055号公報には、ヨウ素化ビフェニルまたは臭
素化ビフェニルを原料とし、塩基性物質、遷移金属化合
物を含有する触媒の存在下、水単独または水を含有する
溶媒系で、水を該ヨウ素化ビフェニルまたは臭素化ビフ
ェニルのハロゲンに対して当量以上用い、一酸化炭素と
反応させる方法が記載さている。この方法には、原料が
高価であり、また、ハロゲンなどを含む廃液が副生し、
廃液処理の問題が生じるという欠点がある。
2. Description of the Related Art There are various methods for manufacturing BCA. However, the conventional methods have disadvantages which are unfavorable when they are carried out industrially. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-
185055 discloses that iodinated biphenyl or brominated biphenyl is used as a raw material, and water is added to the iodinated biphenyl or a solvent system containing water in the presence of a catalyst containing a basic substance and a transition metal compound. A method of reacting with carbon monoxide in an amount equal to or greater than the halogen of brominated biphenyl is described. In this method, the raw materials are expensive, and waste liquid containing halogen etc. is by-produced,
There is a drawback that a problem of waste liquid treatment occurs.

【0003】特開平1−83046号公報には、4−エ
チルビフェニルを原料とし、クロム酸あるいは過マンガ
ン酸アルカリで酸化する方法が記載されている。この方
法には、クロムなどを含む廃液が副生し、廃液処理の問
題が生じるという欠点がある。特開平4−128252
号公報には、アシル化ビフェニル類を原料とし、アルキ
ル置換ベンゼン類の存在下で、コバルト、マンガン及び
セリウムから選ばれる重金属と臭素化合物とを含有する
酸化触媒で酸化する方法が記載されている。この方法に
は、原料が高価であり、また、アルキル置換ベンゼン類
を必要とするという欠点がある。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 1-83046 describes a method of oxidizing 4-ethylbiphenyl with chromic acid or alkali permanganate as a raw material. This method has a drawback that waste liquid containing chromium or the like is produced as a by-product, which causes a problem of waste liquid treatment. JP-A-4-128252
The publication describes a method in which an acylated biphenyl is used as a raw material and is oxidized with an oxidation catalyst containing a bromine compound and a heavy metal selected from cobalt, manganese, and cerium in the presence of alkyl-substituted benzenes. This method has the disadvantages that the raw materials are expensive and that alkyl-substituted benzenes are required.

【0004】特開平4−159247号公報には、アシ
ル化ビフェニル類を原料とし、アルキル置換ビフェニル
類の存在下で、コバルト、マンガン及びセリウムから選
ばれる重金属と臭素化合物とを含有する酸化触媒で酸化
する方法が記載されている。この方法には、原料が高価
であり、また、アルキル置換ビフェニル類を必要とする
という欠点がある。
In Japanese Patent Laid-Open No. 4-159247, an acylated biphenyl is used as a raw material and is oxidized with an oxidation catalyst containing a heavy metal selected from cobalt, manganese and cerium and a bromine compound in the presence of an alkyl-substituted biphenyl. How to do is described. This method has the disadvantages that the raw materials are expensive and that alkyl-substituted biphenyls are required.

【0005】特開平4−221341号公報には、アシ
ル化ビフェニル類を原料とし、特定のアルデヒドの存在
下で、コバルト、マンガン、及びセリウムから選ばれる
重金属と臭素化合物とを含有する酸化触媒で酸化する方
法が記載されている。この方法には、原料が高価であ
り、また、特定のアルデヒドを必要とするという欠点が
ある。特開平6−92898号公報には、エチルビフェ
ニルを原料とし、コバルト化合物、マンガン化合物及び
臭素化合物を触媒として酸化する方法が記載されてい
る。この方法には、原料が安価に入手しにくいという欠
点がある。
JP-A-4-221341 discloses that an acylated biphenyl is used as a raw material and is oxidized with an oxidation catalyst containing a heavy metal selected from cobalt, manganese, and cerium and a bromine compound in the presence of a specific aldehyde. How to do is described. This method has the disadvantages that the raw materials are expensive and that a specific aldehyde is required. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-92898 describes a method of oxidizing ethylbiphenyl as a raw material and using a cobalt compound, a manganese compound and a bromine compound as a catalyst. This method has the drawback that raw materials are difficult to obtain at low cost.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
方法は、いずれも、原料を安く入手できないという問
題、クロムなどを含有する廃液が副生するという問題、
多量の副生成物が生成するという問題などの欠点を有す
る。本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を克
服したBCAの製造方法を提供することにある。すなわ
ち、本発明の目的は、安価な原料から且つ処理が困難な
廃液を副生させずにBCAを製造する方法を提供するこ
とにある。
As described above, in all of the conventional methods, the problem that raw materials cannot be obtained cheaply, the problem that a waste liquid containing chromium and the like is by-produced,
It has drawbacks such as a problem that a large amount of by-products are produced. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing BCA that overcomes the above-mentioned drawbacks of the prior art. That is, an object of the present invention is to provide a method for producing BCA from an inexpensive raw material and without producing a waste liquid which is difficult to process as a by-product.

【0007】本発明の目的は、安価な原料であるMIP
BからBCAを製造する方法を提供することにあり、高
収率かつ副生成物の生成の少ないBCAを製造する方法
を提供することにある。さらに、特定のBCAを精製す
る方法として、4−BCA粗結晶を高純度に精製する方
法を提供することにある。
An object of the present invention is MIP, which is an inexpensive raw material.
It is to provide a method for producing BCA from B, and to provide a method for producing BCA with a high yield and a small amount of by-products. Another object of the present invention is to provide a method for purifying 4-BCA crude crystals with high purity as a method for purifying specific BCA.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、MIPBを炭
素数3以下の脂肪族モノカルボン酸を溶媒としコバルト
触媒および/またはマンガン触媒の存在下に分子状酸素
により酸化することを特徴とするBCAの製造方法にあ
る。本発明は、また、粗4−BCAを酢酸で再結晶して
精製することを特徴とする精製4−BCAの製造方法に
ある。
The present invention is characterized by oxidizing MIPB with molecular oxygen in the presence of a cobalt catalyst and / or a manganese catalyst using an aliphatic monocarboxylic acid having 3 or less carbon atoms as a solvent. It is in the manufacturing method of BCA. The present invention also resides in a method for producing purified 4-BCA, which comprises recrystallizing crude 4-BCA with acetic acid for purification.

【0009】原料 本発明において原料として使用するMIPBについて
は、異性体を含まない単一のMIPBでも、異性体混合
物でもかまわない。酸化反応の効率の点および得られる
製品の純度の点からは、原料として使用するMIPBの
純度として、製造しようとするBCA(例えば4−BC
A)に対応する位置にイソプロピル基を有するMIPB
(例えば4−MIPB)の純度として、好ましくは70
重量%以上、更に好ましくは90重量%以上がよい。
Raw Material The MIPB used as a raw material in the present invention may be a single MIPB containing no isomer or a mixture of isomers. From the viewpoint of the efficiency of the oxidation reaction and the purity of the obtained product, the purity of MIPB used as a raw material is the BCA to be produced (for example, 4-BC).
MIPB having an isopropyl group at the position corresponding to A)
The purity of (for example, 4-MIPB) is preferably 70.
The amount is preferably at least wt%, more preferably at least 90 wt%.

【0010】溶媒 本発明においては、MIPBの酸化反応の溶媒として炭
素数3以下の脂肪族モノカルボン酸を使用する。炭素数
3以下の脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、ギ
酸、酢酸、プロピオン酸等が挙げられる。これらの中
で、特に酢酸が好ましい。本発明において使用する溶媒
としては、炭素数3以下の脂肪族モノカルボン酸の含有
量が50重量%以上、好ましくは70重量%以上、更に
好ましくは90重量%以上のものが好適である。溶媒の
使用量は、原料に対し、重量比で1〜40倍、好ましく
は2〜20倍とするのがよい。
Solvent In the present invention, an aliphatic monocarboxylic acid having 3 or less carbon atoms is used as a solvent for the oxidation reaction of MIPB. Examples of the aliphatic monocarboxylic acid having 3 or less carbon atoms include formic acid, acetic acid, propionic acid and the like. Of these, acetic acid is particularly preferable. As the solvent used in the present invention, one having a content of an aliphatic monocarboxylic acid having 3 or less carbon atoms of 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more, more preferably 90% by weight or more is suitable. The amount of the solvent used is 1 to 40 times, preferably 2 to 20 times the weight of the raw material.

【0011】酸化触媒 酸化触媒として使用するコバルト触媒、マンガン触媒
は、それぞれ活性成分としてコバルト(Co)、マンガ
ン(Mn)を含有するものである。コバルト触媒、マン
ガン触媒は、溶媒(反応液)中に溶解した状態で使用さ
れる。コバルト触媒、マンガン触媒としては、酸化反応
系で反応液中に溶解しうる形態のものであればよく、そ
の種類・形態は特に限定されない。
Oxidation Catalyst The cobalt catalyst and manganese catalyst used as the oxidation catalyst contain cobalt (Co) and manganese (Mn) as active components, respectively. The cobalt catalyst and the manganese catalyst are used in a state of being dissolved in a solvent (reaction liquid). The cobalt catalyst and manganese catalyst may be of any form as long as they can be dissolved in the reaction solution in the oxidation reaction system, and the type and form thereof are not particularly limited.

【0012】コバルト触媒、マンガン触媒としては、金
属マンガン、金属コバルト並びに各種のマンガン化合
物、コバルト化合物が挙げられる。マンガン化合物、コ
バルト化合物としては、マンガン、コバルトの酸化物;
水酸化物;炭酸塩、塩基性炭酸塩、ハロゲン化物等の無
機塩;ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ナフテン酸、芳香族
カルボン酸等の有機カルボン酸との塩が挙げられる。こ
れらの中では、臭化物および脂肪酸塩が好ましく、特に
酢酸塩が好ましい。
Examples of the cobalt catalyst and the manganese catalyst include metallic manganese, metallic cobalt and various manganese compounds and cobalt compounds. Manganese compounds and cobalt compounds include manganese and cobalt oxides;
Hydroxides; inorganic salts such as carbonates, basic carbonates and halides; salts with organic carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, naphthenic acid and aromatic carboxylic acids. Of these, bromide and fatty acid salts are preferable, and acetate is particularly preferable.

【0013】コバルト触媒および/またはマンガン触媒
の使用量は、単独で使用する場合でも併用する場合で
も、前記溶媒100グラムあたりコバルト原子、マンガ
ン原子としてそれぞれ0.05〜20mmol、好まし
くは0.25〜10mmolとするのがよい。
The amount of cobalt catalyst and / or manganese catalyst used is 0.05 to 20 mmol, preferably 0.25 to 20 mmol, respectively, as cobalt atom and manganese atom per 100 g of the solvent, whether used alone or in combination. It is good to set it to 10 mmol.

【0014】本発明の好適な実施態様においては、酸化
触媒としてコバルト触媒および/またはマンガン触媒と
臭素化合物とを併用する。触媒として使用する臭素化合
物は、反応系において臭素イオンを生じるものである。
本発明においては臭素イオンの作用により、BCAの生
成速度が速くなる。臭素化合物としては、酸化反応系に
おいて臭素イオンを生じるものであればよく、その種類
・形態は特に限定されない。
In a preferred embodiment of the present invention, a cobalt catalyst and / or a manganese catalyst are used in combination with a bromine compound as the oxidation catalyst. The bromine compound used as the catalyst produces bromine ions in the reaction system.
In the present invention, the action of bromine ions increases the production rate of BCA. The bromine compound is not particularly limited as long as it produces a bromine ion in the oxidation reaction system, and its type and form are not particularly limited.

【0015】触媒として有効な臭素化合物としては、例
えば、分子状臭素、臭化水素、臭化水素酸塩等の無機
物、臭化エチル、ブロモ酢酸等の有機化合物が挙げられ
る。これらの中で、本発明の効果の点より、臭化水素、
臭化カリウム、臭化アンモニウムが好ましい。臭素化合
物の使用量は、前記溶媒100グラムあたり臭素原子と
して0.05〜20mmol、好ましくは0.25〜1
0mmolとするのがよい。
Examples of the bromine compound which is effective as a catalyst include molecular bromine, inorganic substances such as hydrogen bromide and hydrobromide, and organic compounds such as ethyl bromide and bromoacetic acid. Among these, from the viewpoint of the effect of the present invention, hydrogen bromide,
Potassium bromide and ammonium bromide are preferred. The amount of the bromine compound used is 0.05 to 20 mmol, preferably 0.25 to 1 as a bromine atom per 100 g of the solvent.
It is good to set it to 0 mmol.

【0016】本発明の好適な実施態様においては、酸化
触媒として、コバルト触媒および/またはマンガン触媒
(並びに臭素化合物)の他に、さらに、銅触媒、亜鉛触
媒、セリウム触媒または鉛触媒のいずれか一種類を併用
することができる。これらは、反応系において、銅イオ
ン、亜鉛イオン、セリウムイオン、鉛イオンのいずれか
を生じるものである。本発明においては、これらの金属
イオンの作用により、副生成物の生成が減少し、精製が
有利となる。
In a preferred embodiment of the present invention, as the oxidation catalyst, in addition to the cobalt catalyst and / or the manganese catalyst (and the bromine compound), any one of a copper catalyst, a zinc catalyst, a cerium catalyst and a lead catalyst is further used. Types can be used together. These generate copper ions, zinc ions, cerium ions, or lead ions in the reaction system. In the present invention, by the action of these metal ions, the production of by-products is reduced, and purification is advantageous.

【0017】銅触媒、亜鉛触媒、セリウム触媒、鉛触媒
として有効な化合物としては、例えば、銅、亜鉛、セリ
ウム、鉛の酸化物;水酸化物、炭酸塩、塩基性炭酸塩、
ハロゲン化物等の無機塩;ギ酸、酢酸、プロピオン酸、
ナフテン酸、芳香族カルボン酸等の有機カルボン酸との
塩が挙げられる。これらの中で、本発明の効果の点よ
り、臭化物および脂肪酸塩が好ましく、特に酢酸塩が好
ましい。銅触媒、亜鉛触媒、セリウム触媒および鉛触媒
の使用量は、前記コバルト触媒、マンガン触媒のいずれ
か少ない方の使用量に対し、金属原子比で1/200〜
1/5である。
Examples of compounds effective as copper catalysts, zinc catalysts, cerium catalysts, and lead catalysts include copper, zinc, cerium, and lead oxides; hydroxides, carbonates, basic carbonates,
Inorganic salts such as halides; formic acid, acetic acid, propionic acid,
Examples thereof include salts with organic carboxylic acids such as naphthenic acid and aromatic carboxylic acids. Among these, bromide and fatty acid salts are preferable, and acetate is particularly preferable, from the viewpoint of the effect of the present invention. The copper catalyst, zinc catalyst, cerium catalyst and lead catalyst are used in an amount of 1/200 to 100 in terms of metal atom ratio with respect to the smaller one of the cobalt catalyst and the manganese catalyst.
It is 1/5.

【0018】酸化に使用する分子状酸素 MIPBの酸化に使用する分子状酸素としては、特に限
定はないが、酸素ガスまたは空気が好ましい。酸素ガス
を使用する場合には、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの
不活性ガスで任意の濃度に希釈することができる。工業
的に実施する場合には空気が好ましい。分子状酸素によ
るMIPBの酸化は、反応器中に原料等とともに分子状
酸素を導入し、反応系を攪拌することによって、また、
反応系に分子状酸素を吹込むことによって、MIPBと
分子状酸素とを接触させることにより行わせることがで
きる。
Molecular oxygen used for oxidation The molecular oxygen used for oxidation of MIPB is not particularly limited, but oxygen gas or air is preferable. When oxygen gas is used, it can be diluted to an arbitrary concentration with an inert gas such as nitrogen, argon or helium. Air is preferred for industrial implementation. Oxidation of MIPB with molecular oxygen is carried out by introducing molecular oxygen together with raw materials into the reactor and stirring the reaction system.
By blowing molecular oxygen into the reaction system, it can be carried out by bringing MIPB and molecular oxygen into contact with each other.

【0019】反応条件 (反応形式)MIPBの酸化反応は、前記溶媒および酸
化触媒を含む酸化反応系に、原料のMIPBを一度に導
入することにより、また、一定の供給速度で徐々に供給
することにより行わせることができる。後者の場合、釜
効率が向上し、生産性の点でさらによい結果を得ること
ができる。この場合の原料の供給速度は、溶媒200c
cに対し、MIPBとして50〜200mmol/hと
するのがよい。この場合の溶媒量は、最終的に供給され
る原料の全量に対して重量比で1〜40倍、好ましくは
2〜20倍とするのがよい。
Reaction conditions (reaction type) The oxidation reaction of MIPB is carried out by introducing MIPB as a raw material into the oxidation reaction system containing the solvent and the oxidation catalyst at once, and gradually supplying it at a constant supply rate. It can be done by. In the latter case, the efficiency of the kettle is improved, and an even better result can be obtained in terms of productivity. In this case, the feed rate of the raw material is 200 c of solvent.
With respect to c, MIPB is preferably 50 to 200 mmol / h. In this case, the amount of the solvent is 1 to 40 times, preferably 2 to 20 times by weight the total amount of the raw materials finally supplied.

【0020】(反応温度)MIPBの酸化反応は、80
〜240℃、好ましくは100〜200℃で行わせるの
がよい。
(Reaction temperature) The oxidation reaction of MIPB is 80
It is good to carry out at -240 ° C, preferably 100-200 ° C.

【0021】(反応圧力)反応圧力は、反応溶媒が反応
温度において液相を保つように設定すればよく、通常、
1〜40kg/cm2−abs程度が好ましい。一般に
は系中の酸素分圧が高ければ高いほどMIPBの酸化反
応が速やかに進行する。実用上の見地からは、酸素分圧
が0.1kg/cm2−abs以上、好ましくは0.2
〜10.0kg/cm2−absとなる反応圧力とする
のがよい。
(Reaction Pressure) The reaction pressure may be set so that the reaction solvent maintains a liquid phase at the reaction temperature, and is usually
It is preferably about 1 to 40 kg / cm 2 -abs. Generally, the higher the oxygen partial pressure in the system, the faster the oxidation reaction of MIPB proceeds. From a practical point of view, the oxygen partial pressure is 0.1 kg / cm 2 -abs or more, preferably 0.2.
The reaction pressure is preferably about 10.0 kg / cm 2 -abs.

【0022】再結晶 4−MIPBを主成分とするMIPBの酸化により得ら
れた反応液を冷却すると4−BCAが析出する。これを
通常の方法により固液分離することにより4−BCAの
粗結晶を回収することができる。4−BCAの粗結晶の
精製方法としては、再結晶等の方法を採用することがで
きる。例えば、再結晶により高純度の4−BCAを得よ
うとする場合には溶媒として酢酸を使用するのがよい。
この場合の再結晶の操作の具体例を以下に示す。
When the reaction solution obtained by recrystallizing MIPB containing 4-MIPB as a main component is cooled, 4-BCA is precipitated. By subjecting this to solid-liquid separation by a usual method, a crude crystal of 4-BCA can be recovered. As a method for purifying the crude 4-BCA crystals, a method such as recrystallization can be employed. For example, acetic acid is preferably used as a solvent when high-purity 4-BCA is to be obtained by recrystallization.
A specific example of the recrystallization operation in this case is shown below.

【0023】まず、4−MIPBの酸化反応により得ら
れた反応液から回収した4−BCAの粗結晶(粗4−B
CA)に対し、氷酢酸を加え還流温度まで加熱し、粗結
晶が溶解した後、冷却により結晶を析出させる。次に、
析出した4−BCAの結晶を固液分離により回収する。
この時の冷却速度については特に制限はない。酢酸の使
用量にもよるが、通常、温度が80℃以下になるまで冷
却すれば結晶が十分に析出する。精製品の純度を考慮し
ても収量の点より20℃以下まで冷却するのがよい。
First, crude crystals of 4-BCA (crude 4-B) recovered from the reaction solution obtained by the oxidation reaction of 4-MIPB.
To CA), glacial acetic acid was added and the mixture was heated to the reflux temperature to dissolve the crude crystals, and then the crystals were precipitated by cooling. next,
The precipitated 4-BCA crystals are collected by solid-liquid separation.
The cooling rate at this time is not particularly limited. Although it depends on the amount of acetic acid used, crystals are usually sufficiently precipitated by cooling until the temperature becomes 80 ° C. or lower. Considering the purity of the purified product, it is preferable to cool it to 20 ° C. or lower in terms of yield.

【0024】氷酢酸の使用量は、粗結晶に対し、重量で
3〜10倍量、好ましくは5〜7倍量とするのがよい。
氷酢酸の使用量が少なすぎると、得られる精製品の純度
が効果的に上がらず、また、多すぎると回収率が低くな
り生産性が悪くなる。この再結晶法によれば、4−MI
PBを酸化して4−MCAを製造する際の主な副生成物
である3−BCAや2−BCAを選択的に除去すること
ができるので、高純度の4−BCAを効率よく製造する
ことができる。
The amount of glacial acetic acid used is 3 to 10 times, preferably 5 to 7 times the weight of the crude crystals.
If the amount of glacial acetic acid used is too small, the purity of the purified product obtained will not effectively increase, and if it is too large, the recovery rate will be low and the productivity will be poor. According to this recrystallization method, 4-MI
Since it is possible to selectively remove 3-BCA or 2-BCA, which is a main by-product in producing 4-MCA by oxidizing PB, it is possible to efficiently produce high-purity 4-BCA. You can

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明のBCAの製造方法によれば、従
来の方法と比較して、より簡便に且つ高収率でBCAを
製造することができる。また、本発明のBCAの製造方
法により得られるBCAは、BCA以外の不純物含有量
が少ないので、該BCAからは高純度の特定の位置にカ
ルボキシル基を有するBCA(例えば精製4−BCA)
を容易に製造することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the method for producing BCA of the present invention, BCA can be produced more simply and in a higher yield as compared with the conventional method. Further, BCA obtained by the method for producing BCA of the present invention has a low content of impurities other than BCA, so that BCA having a carboxyl group at a specific position with high purity (for example, purified 4-BCA) is present.
Can be easily manufactured.

【0026】[0026]

【実施例】実施例1 還流冷却器と回転羽根攪拌機を備えたチタン製0.5リ
ットルのオートクレーブに氷酢酸100cc、酸化触媒
としてCo(OAc)2・4H2Oを1.87g(7.5
mmol)、Mn(OAc)2・4H2Oを1.84g
(7.5mmol)、90%純度の4−MIPBを8.
82g(45mmol)仕込み、酸素/窒素=1の混合
ガスを供給してゲージ圧30kg/cm2)まで昇圧
し、1700rpmで攪拌しながら、180℃で4時間
反応させた。
Example 1 A titanium 0.5 liter autoclave equipped with a reflux condenser and a rotary vane stirrer was added with 100 cc of glacial acetic acid and 1.87 g (7.5) of Co (OAc) 2 .4H 2 O as an oxidation catalyst.
mmol), Mn a (OAc) 2 · 4H 2 O 1.84g
(7.5 mmol), 90% pure 4-MIPB.
82 g (45 mmol) was charged, a mixed gas of oxygen / nitrogen = 1 was supplied to increase the gauge pressure to 30 kg / cm 2 , and the mixture was reacted at 180 ° C. for 4 hours while stirring at 1700 rpm.

【0027】反応後室温まで冷却し、固液分離を行う
と、4−BCAの粗結晶が乾燥重量で3.83g得られ
た。この粗結晶をガスクロマトグラフィーで分析した結
果、4−BCAとしての純度は99.4重量%であっ
た。この値より4−BCAの単離収率を求めると43.
1%であった。
After the reaction, the mixture was cooled to room temperature and solid-liquid separation was carried out to obtain 3.83 g of dry crystals of 4-BCA as crude crystals. As a result of analyzing the crude crystals by gas chromatography, the purity as 4-BCA was 99.4% by weight. From this value, the isolation yield of 4-BCA was calculated to be 43.
It was 1%.

【0028】実施例2 酸化触媒として、更にKBrを0.89g(7.5mm
ol)加えた以外は、実施例1と同様に反応させた。そ
の結果、6.82gの粗結晶が得られた。この粗結晶の
4−BCAとしての純度は99.9重量%、単離収率は
77.1%であった。
Example 2 As an oxidation catalyst, 0.89 g (7.5 mm) of KBr was further added.
ol) The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the addition was performed. As a result, 6.82 g of crude crystals were obtained. The purity of the crude crystals as 4-BCA was 99.9% by weight, and the isolated yield was 77.1%.

【0029】実施例3 原料として90%純度の4−MIPBの代わりに、90
%純度の3−MIPBを使用した以外は、実施例2と同
様に反応させた。その結果、5.21gの粗結晶が得ら
れた。粗結晶の3−BCAとしての純度は98.9重量
%、単離収率は70.5%であった。
Example 3 Instead of 90% pure 4-MIPB as a raw material, 90%
The reaction was performed in the same manner as in Example 2 except that 3-MIPB having a% purity was used. As a result, 5.21 g of crude crystals were obtained. The purity of crude crystals as 3-BCA was 98.9% by weight, and the isolated yield was 70.5%.

【0030】実施例4 還流冷却器と回転羽根攪拌機を備えたチタン製0.5リ
ットルのオートクレーブに氷酢酸200cc、酸化触媒
としてCo(OAc)2・4H2Oを1.87g(7.5
mmol)、Mn(OAc)2・4H2Oを1.84g
(7.5mmol)、KBrを0.89g(7.5mm
ol)仕込み、空気を2Nリットル/分の速度で連続供
給しながら背圧弁で内圧をゲージ圧10kg/cm2
保持し、180℃まで昇温し保持した。
[0030] Example 4 a reflux condenser and the rotary blade stirrer titanium 0.5 l autoclave in glacial acetic acid 200cc equipped with, as an oxidation catalyst of Co (OAc) 2 · 4H 2 O 1.87g (7.5
mmol), Mn a (OAc) 2 · 4H 2 O 1.84g
(7.5 mmol), 0.89 g of KBr (7.5 mm)
ol) was charged and the internal pressure was maintained at a gauge pressure of 10 kg / cm 2 by a back pressure valve while continuously supplying air at a rate of 2 N liter / min, and the temperature was raised to 180 ° C. and maintained.

【0031】当初は、原料の90%純度の4−MIPB
を仕込まずに昇圧、昇温が完了してから、19.8g/
h(100mmol/h)の速度で4時間連続的に供給
し、1700rpmで攪拌しながら、180℃、4時間
反応させた。空気は、背圧弁で内圧をゲージ圧10kg
/cm2に保持し、2Nリットル/分の速度で原料の供
給完了まで連続して供給した。その結果、50.69g
の粗結晶が得られた。この粗結晶の4−BCAとしての
純度は97.7重量%、単離収率は76.1%であっ
た。
Initially, 90% pure 4-MIPB of the raw material
19.8 g /
It was continuously supplied at a rate of h (100 mmol / h) for 4 hours, and reacted at 180 ° C. for 4 hours while stirring at 1700 rpm. For air, use a back pressure valve to adjust the internal pressure to a gauge pressure of 10 kg.
/ Cm 2 and the material was continuously supplied at a rate of 2 Nl / min until the completion of the material supply. As a result, 50.69g
The crude crystal of was obtained. The purity of the crude crystals as 4-BCA was 97.7% by weight, and the isolated yield was 76.1%.

【0032】実施例5 酸化触媒としてCo(OAc)2・4H2Oを0.62g
(2.5mmol)、Mn(OAc)2・4H2Oを0.
61g(2.4mmol)、KBrを0.3g(2.5
mmol)を使用した以外は、実施例4と同様に反応さ
せた。その結果、55.92gの粗結晶が得られた。こ
の粗結晶の4−BCAとしての純度は97.1重量%、
単離収率は71.4%であった。
[0032] 0.62g of Co (OAc) 2 · 4H 2 O Example 5 As the oxidation catalyst
(2.5 mmol), Mn (OAc) 2 .4H 2 O was added to 0.
61 g (2.4 mmol), 0.3 g of KBr (2.5 mmol)
was used in the same manner as in Example 4 except that (mmol) was used. As a result, 55.92 g of crude crystals were obtained. The purity of this crude crystal as 4-BCA is 97.1% by weight,
The isolation yield was 71.4%.

【0033】実施例6 原料の供給速度を17.7g/h(90mmol/h)
の速度とし、酸化触媒として、更にCu(OAc)2
2Oを0.01g(0.05mmol)加えた以外
は、実施例5と同様に反応させた。その結果、39.9
7gの粗結晶が得られた。この粗結晶の4−BCAとし
ての純度は99.7重量%、単離収率は60.8%であ
った。
Example 6 The feed rate of the raw materials was 17.7 g / h (90 mmol / h)
Of Cu (OAc) 2 ·.
The reaction was performed in the same manner as in Example 5 except that 0.01 g (0.05 mmol) of H 2 O was added. As a result, 39.9
7 g of crude crystals were obtained. The purity of this crude crystal as 4-BCA was 99.7% by weight, and the isolated yield was 60.8%.

【0034】実施例7 Cu(OAc)2・H2Oの代わりにZn(OAc)2
2H2Oを0.011g(0.05mmol)酸化触媒
として更に加えた以外は、実施例6と同様に反応させ
た。その結果、46.48gの粗結晶が得られた。この
粗結晶の4−BCAとしての純度は98.3重量%、単
離収率は72.7%であった。
Example 7 Instead of Cu (OAc) 2 .H 2 O, Zn (OAc) 2 .multidot.
The reaction was performed in the same manner as in Example 6 except that 2H 2 O was further added as 0.011 g (0.05 mmol) oxidation catalyst. As a result, 46.48 g of crude crystals were obtained. The purity of the crude crystals as 4-BCA was 98.3% by weight, and the isolated yield was 72.7%.

【0035】実施例8 Cu(OAc)2・H2Oの代わりにCe(OAc)2
2H2Oを0.017g(0.05mmol)酸化触媒
として更に加えた以外は、実施例6と同様に反応させ
た。その結果、46.66gの粗結晶が得られた。この
粗結晶の4−BCAとしての純度は98.2重量%、単
離収率は72.9%であった。
Example 8 Instead of Cu (OAc) 2 .H 2 O, Ce (OAc) 2 .multidot.
The reaction was performed in the same manner as in Example 6 except that 0.017 g (0.05 mmol) of 2H 2 O was further added as an oxidation catalyst. As a result, 46.66 g of crude crystals were obtained. The purity of the crude crystals as 4-BCA was 98.2% by weight, and the isolated yield was 72.9%.

【0036】実施例9 Cu(OAc)2・H2Oの代わりにPb(OAc)2
3H2Oを0.019g(0.05mmol)酸化触媒
として更に加えた以外は、実施例6と同様に反応させ
た。その結果、44.21gの粗結晶が得られた。この
粗結晶の4−BCAとしての純度は98.5重量%、単
離収率は64.6%であった。
Example 9 Instead of Cu (OAc) 2 .H 2 O, Pb (OAc) 2 .multidot.
The reaction was performed in the same manner as in Example 6 except that 0.019 g (0.05 mmol) of 3H 2 O was further added as an oxidation catalyst. As a result, 44.21 g of crude crystals were obtained. The purity of the crude crystals as 4-BCA was 98.5% by weight, and the isolated yield was 64.6%.

【0037】実施例10 4−BCA含有量が89.2%であり、3−BCA含有
量が8.93%である粗結晶を以下の手順に従って再結
晶した。上記、粗結晶8.25gに41.25gの氷酢
酸を加え還流温度まで加熱して完全に溶解させた。その
後、加熱をやめ放冷して室温まで冷却した。析出した結
晶を、濾過により回収した。乾燥重量で6.12gの結
晶が得られた。分析の結果,4−BCAとしての純度は
98.1重量%であり、3−BCAの含有量は0.7重
量%であった。
Example 10 A crude crystal having a 4-BCA content of 89.2% and a 3-BCA content of 8.93% was recrystallized according to the following procedure. To 8.25 g of the above crude crystals, 41.25 g of glacial acetic acid was added and heated to a reflux temperature to completely dissolve the crystals. Then, the heating was stopped and the mixture was allowed to cool to room temperature. The precipitated crystals were collected by filtration. 6.12 g of crystals were obtained by dry weight. As a result of the analysis, the purity as 4-BCA was 98.1% by weight, and the content of 3-BCA was 0.7% by weight.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 庸生 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yosei Konishi 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Osaka Gas Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モノイソプロピルビフェニルを炭素数3
以下の脂肪族モノカルボン酸を溶媒としコバルト触媒お
よび/またはマンガン触媒の存在下に分子状酸素により
酸化することを特徴とするビフェニルモノカルボン酸の
製造方法。
1. Monoisopropyl biphenyl having 3 carbon atoms
A method for producing biphenylmonocarboxylic acid, which comprises oxidizing the following aliphatic monocarboxylic acid as a solvent with molecular oxygen in the presence of a cobalt catalyst and / or a manganese catalyst.
【請求項2】 モノイソプロピルビフェニルを臭素化合
物の存在下に酸化する請求項1に記載のビフェニルモノ
カルボン酸の製造方法。
2. The method for producing biphenylmonocarboxylic acid according to claim 1, wherein monoisopropylbiphenyl is oxidized in the presence of a bromine compound.
【請求項3】 モノイソプロピルビフェニルを、銅触
媒、亜鉛触媒、セリウム触媒または鉛触媒のいずれか1
つの存在下に酸化する請求項1または2に記載のビフェ
ニルモノカルボン酸の製造方法。
3. Monoisopropyl biphenyl is added to any one of a copper catalyst, a zinc catalyst, a cerium catalyst and a lead catalyst.
The method for producing a biphenylmonocarboxylic acid according to claim 1 or 2, wherein the biphenylmonocarboxylic acid is oxidized in the presence of two.
【請求項4】 モノイソプロピルビフェニルが4−モノ
イソプロピルビフェニルである請求項1〜4のいずれか
に記載の4−ビフェニルモノカルボン酸の製造方法。
4. The method for producing 4-biphenylmonocarboxylic acid according to claim 1, wherein the monoisopropylbiphenyl is 4-monoisopropylbiphenyl.
【請求項5】 粗4−ビフェニルモノカルボン酸を酢酸
で再結晶して精製することを特徴とする精製4−ビフェ
ニルモノカルボン酸の製造方法。
5. A method for producing purified 4-biphenylmonocarboxylic acid, which comprises recrystallizing crude 4-biphenylmonocarboxylic acid with acetic acid for purification.
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