JPH10182525A - Hydroxylation of benzene - Google Patents

Hydroxylation of benzene

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JPH10182525A
JPH10182525A JP35506096A JP35506096A JPH10182525A JP H10182525 A JPH10182525 A JP H10182525A JP 35506096 A JP35506096 A JP 35506096A JP 35506096 A JP35506096 A JP 35506096A JP H10182525 A JPH10182525 A JP H10182525A
Authority
JP
Japan
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benzene
phenol
reaction
diphenyl
oxygen
Prior art date
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Pending
Application number
JP35506096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Sakata
泰之 阪田
Nobuaki Urasato
延明 浦里
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COSMO SOGO KENKYUSHO KK
Cosmo Oil Co Ltd
Original Assignee
COSMO SOGO KENKYUSHO KK
Cosmo Oil Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by COSMO SOGO KENKYUSHO KK, Cosmo Oil Co Ltd filed Critical COSMO SOGO KENKYUSHO KK
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Publication of JPH10182525A publication Critical patent/JPH10182525A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently produce phenol by incorporating in the phenol production process steps of hydroxylating benzene by irradiating UV light to a liquid mixture which contains benzene, dipenylsulfoxide and acetic acid, and also oxidizing diphenyl sulfide produced as a by-product to diphenyl sulfoxide. SOLUTION: This production of phenol comprises charging a liquid mixture of benzene, dephenyl sulfoxide and acetic acid into a reaction vessel equipped with a cooling tube and a quartz tube for UV light irradiation inside the vessel, irradiating UV light to the mixture to produce phenol by hydroxylation of benzene, photooxidizing the formed diphenyl sulfide in the presence of a photosensitizer, such as Methylene Blue, to regenerate diphenyl sulfoxide, and recycling the solution of regenerated diphenyl sulfoxide, thus efficiently producing phenol.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はベンゼンからフェノ
ールを製造する、ベンゼンのヒドロキシル化方法に関
し、更に詳述すれば、ベンゼンとジフェニルスルホキシ
ドと酢酸とを含む混合液に紫外線を照射してフェノール
を製造する、ベンゼンのヒドロキシル化方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing phenol from benzene, and more particularly to a method for hydroxylating benzene. More specifically, a phenol is produced by irradiating a mixture containing benzene, diphenylsulfoxide and acetic acid with ultraviolet rays. A method for hydroxylating benzene.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、触媒反応によるベンゼンのダ
イレクトなヒドロキシル化は、多数報告されている。
2. Description of the Related Art Many direct hydroxylations of benzene by a catalytic reaction have been reported.

【0003】例えば、特開平7ー223984号は、硫
酸及びCuCl触媒の存在下、25℃で、酸素ガスを酸
化剤として用いて、ベンゼンからフェノールを製造して
いる。
[0003] For example, JP-A-7-232984 produces phenol from benzene using oxygen gas as an oxidizing agent at 25 ° C in the presence of sulfuric acid and a CuCl catalyst.

【0004】また、特開平7ー238042号は、シリ
カ等の担体にPd、またはRhとVとを担持させた触媒
を用い、CO−O2ガスの存在下、130℃で反応を行
うことにより、ベンゼンからフェノールを製造してい
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-238042 discloses that a reaction is carried out at 130 ° C. in the presence of CO—O 2 gas using a catalyst in which Pd or Rh and V are supported on a carrier such as silica. Manufactures phenol from benzene.

【0005】さらに、特開平6ー192150号は、P
3Pと、H2Oまたは酸触媒との存在下、酸素ガスを用
いることにより、酸化反応を行っている。
Further, JP-A-6-192150 discloses that P
The oxidation reaction is performed by using oxygen gas in the presence of h 3 P and H 2 O or an acid catalyst.

【0006】上記各反応は、何れも強酸性下で行うもの
であったり、あるいは高温下で行うものであったりし、
反応条件が過酷であるため実用上問題がある場合があ
り、更に官能基を持つ芳香族化合物には適用できない場
合もある。
[0006] Each of the above reactions may be carried out under strong acidity, or may be carried out under high temperature.
Due to severe reaction conditions, there are cases where there is a practical problem, and there are also cases where it cannot be applied to aromatic compounds having a functional group.

【0007】一方、光反応を用いる方法も提案されてお
り、この方法によれば反応条件は穏和なものである。例
えば、J.Am.Chem.SOC.,1995,11
7,2667.は、ベンゼンとジベンゾチオフェンスル
ホキシドの存在下、紫外光の照射をすることにより、フ
ェノールが生成することを開示している。しかし、この
方法は、用いるジベンゾチオフェンスルホキシドの反応
溶媒に対する溶解度が小さいので、一度の反応によって
処理できる量が少い。このため、大量生産は困難であ
る。
On the other hand, a method using a photoreaction has also been proposed. According to this method, the reaction conditions are mild. For example, J. Am. Chem. SOC. , 1995, 11
7, 2667. Discloses that irradiation with ultraviolet light in the presence of benzene and dibenzothiophene sulfoxide produces phenol. However, in this method, since the solubility of the dibenzothiophene sulfoxide used in the reaction solvent is small, the amount that can be treated by one reaction is small. For this reason, mass production is difficult.

【0008】更に、上記光反応によって生成するジベン
ゾチオフェンを再酸化してジベンゾチオフェンスルホキ
シドにする反応は、過酸化水素を用いる特殊な反応条件
下でのみ可能で、分子状酸素を用いる種々の酸化方法に
よっては反応しないか、又はすべてスルホン酸になるか
のいずれかである。このため、ジベンゾチオフェンを再
酸化してジベンゾチオフェンスルホキシドとし、これを
上記光反応に再利用することは困難で、従って上記光反
応は製造上、実用性に乏しい問題がある。
Further, the reaction of reoxidizing dibenzothiophene produced by the above-mentioned photoreaction to dibenzothiophene sulfoxide is possible only under special reaction conditions using hydrogen peroxide, and various oxidation methods using molecular oxygen are possible. Either do not react or all become sulfonic acid. For this reason, it is difficult to reoxidize dibenzothiophene to dibenzothiophene sulfoxide, and it is difficult to reuse this for the above-mentioned photoreaction. Therefore, the above-mentioned photoreaction has a problem of poor practicality in production.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題を解決することのできる、優れたベンゼンのダイレク
トなヒドロキシル化方法を開発するために鋭意検討を行
った結果、ジフェニルスルホキシドがジベンゾチオフェ
ンスルホキシドと比較して溶解性が高く、特に酢酸溶媒
中に大量に溶解でき、しかもジフェニルスルホキシドを
用いる光反応によって生成するスルフィドは、増感剤を
用いる酸素ガスによる光酸化(一重項酸素酸化)によっ
て簡単に、もとのジフェニルスルホキシドに酸化され、
これはヒドロキシル化反応に再利用できること、更に上
記ヒドロキシル化反応において、反応系に酸素を存在さ
せると、フェノール製造の選択性が向上することを見い
だし、本発明を完成するに至ったものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have conducted intensive studies to develop an excellent method for direct hydroxylation of benzene which can solve the above-mentioned problems. As a result, diphenylsulfoxide was converted to dibenzothiophene. It has a higher solubility than sulfoxide, and it can be dissolved in a large amount in acetic acid solvent. In addition, sulfide generated by photoreaction using diphenyl sulfoxide is photooxidized by oxygen gas using a sensitizer (singlet oxygen oxidation). It is easily oxidized to the original diphenyl sulfoxide,
This has been found to be reusable for the hydroxylation reaction, and that the presence of oxygen in the reaction system improves the selectivity of phenol production in the above-mentioned hydroxylation reaction, thereby completing the present invention.

【0010】従って、その目的とするところは、穏和な
条件でベンゼンをダイレクトにヒドロキシル化してフェ
ノールを製造することのでき、更に反応の結果生成する
スルフィドをスルホキシドに再生して循環使用できるベ
ンゼンのヒドロキシル化方法を提供することにある。
Therefore, it is an object of the present invention to produce phenol by directly hydroxylating benzene under mild conditions, and to regenerate a sulfide formed as a result of the reaction into a sulfoxide to recycle the benzene. Another object of the present invention is to provide an optimization method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、少なくとも、ベンゼンと、ジフェニルスル
ホキシドと、酢酸とを含有する混合液に紫外線を照射す
ることを特徴とするベンゼンのヒドロキシル化方法を提
案するものである。
According to the present invention, there is provided a hydroxylation of benzene, comprising irradiating a mixture containing at least benzene, diphenylsulfoxide and acetic acid with ultraviolet rays. It proposes a method.

【0012】また、本発明は、少なくとも、ベンゼン
と、ジフェニルスルホキシドと、酢酸とを含有する混合
液に紫外線を照射してベンゼンをヒドロキシル化し、次
いで前記ヒドロキシル化により生成するジフェニルスル
フィドを増感剤の存在下、光照射して酸素と反応させる
酸化反応によりジフェニルスルホキシドを再利用するこ
とを特徴とするベンゼンのヒドロキシル化方法を提案す
るものである。
The present invention also relates to a method for irradiating a mixture containing at least benzene, diphenylsulfoxide and acetic acid with ultraviolet rays to hydroxylate benzene, and then converting the diphenylsulfide produced by the hydroxylation into a sensitizer. The present invention proposes a method for hydroxylating benzene, characterized in that diphenylsulfoxide is reused by an oxidation reaction of reacting with oxygen by irradiating with light in the presence.

【0013】更に本発明は、少なくとも、ベンゼンと、
ジフェニルスルホキシドと、酢酸とを含有する混合液に
紫外線を照射してベンゼンをヒドロキシル化した後、下
記工程(A)、(B)、(A)前記ヒドロキシル化によ
り生成するジフェニルスルフィドを増感剤の存在下、光
照射して酸素と反応させる酸化反応によりジフェニルス
ルホキシドを再生する再生液製造工程、(B)前記工程
(A)で得られた再生液に紫外線を照射してベンゼンを
ヒドロキシル化するヒドロキシル化工程、を所定回数繰
り返すことを特徴とするベンゼンのヒドロキシル化方法
を提案するものである。
The present invention further provides at least benzene,
After irradiating ultraviolet rays to a mixture containing diphenylsulfoxide and acetic acid to hydroxylate benzene, the following steps (A), (B), and (A) diphenylsulfide formed by the hydroxylation is used as a sensitizer. A process for producing a regenerating solution for regenerating diphenyl sulfoxide by an oxidation reaction of reacting with oxygen by irradiating light with light in the presence of the compound; The present invention proposes a method for hydroxylating benzene, which comprises repeating the conversion step a predetermined number of times.

【0014】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明のベンゼンのヒドロキシル
化方法は下記反応式(I)
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The method for hydroxylating benzene of the present invention is represented by the following reaction formula (I).

【0016】[0016]

【化1】 に示すように、ベンゼン(1)と、ジフェニルスルホキ
シド(2)と、酢酸(3)とを少なくとも含み、これら
を主成分とする混合液に紫外線を照射してフェノール
(4)を製造するものである。この反応で、ジフェニル
スルホキシドはジフェニルスルフィド(5)になり、又
ビフェニル(6)が副生する。
Embedded image As shown in (1), a phenol (4) is produced by irradiating a mixture containing at least benzene (1), diphenylsulfoxide (2) and acetic acid (3) with ultraviolet rays to produce phenol (4). is there. In this reaction, diphenyl sulfoxide is converted to diphenyl sulfide (5), and biphenyl (6) is by-produced.

【0017】酢酸と、ベンゼンとの混合割合は、酢酸1
00mlに対してベンゼンを1〜50gとすることが好
ましく、1.5〜30gが特に好ましい。ベンゼンの混
合割合が1g未満の場合は、反応効率が悪くなる傾向に
あり、又50gを超える場合は紫外線がベンゼンに吸収
されて反応に寄与する割合が低下するので、反応が進み
難くなる。
The mixing ratio of acetic acid and benzene is acetic acid 1
The amount of benzene is preferably from 1 to 50 g, particularly preferably from 1.5 to 30 g, per 00 ml. When the mixing ratio of benzene is less than 1 g, the reaction efficiency tends to deteriorate, and when it exceeds 50 g, the ratio of the ultraviolet rays absorbed by benzene and contributing to the reaction decreases, so that the reaction hardly proceeds.

【0018】酢酸と、ジフェニルスルホキシド(2)と
の混合割合は、酢酸100mlに対してジフェニルスル
ホキシドを1〜50gとすることが好ましく、2〜20
gが特に好ましい。ジフェニルスルホキシドの混合割合
が1g未満の場合は、ベンゼンの酸化反応の効率が低く
なりやすく、又50gを超える場合は、ジフェニルスル
ホキシドが一部酢酸中に溶解されずに残ることがある。
The mixing ratio of acetic acid to diphenyl sulfoxide (2) is preferably 1 to 50 g of diphenyl sulfoxide per 100 ml of acetic acid, and 2 to 20 g.
g is particularly preferred. When the mixing ratio of diphenylsulfoxide is less than 1 g, the efficiency of the benzene oxidation reaction tends to be low, and when it exceeds 50 g, the diphenylsulfoxide may partially remain without being dissolved in acetic acid.

【0019】照射する紫外線は、150〜400nmの
波長領域に含まれる何れの波長のものでも用いることが
でき、上記波長領域に単一の波長ピークを持つもので
も、複数の波長ピークを持つものでも、更には可視光を
含むものであっても良い。紫外線の照射量には特に制限
はないが、照射量が多いほど反応時間を短縮できるの
で、実用上可能な範囲で照射量を大きくすることが好ま
しい。紫外線照射装置は市販のものを適宜利用できる。
The ultraviolet rays to be irradiated may be those having any wavelength in the wavelength range of 150 to 400 nm, and those having a single wavelength peak or those having a plurality of wavelength peaks in the above wavelength range may be used. And may further include visible light. There is no particular limitation on the irradiation amount of the ultraviolet ray, but the reaction time can be shortened as the irradiation amount increases. Therefore, it is preferable to increase the irradiation amount within a practically feasible range. A commercially available ultraviolet irradiation device can be appropriately used.

【0020】反応温度は、室温であれば良く、具体的に
は10〜40℃が好ましい。反応温度が10℃未満の場
合は、酢酸が凝固する場合があり、この場合には反応速
度が低下する傾向にある。反応温度が40℃を超える場
合は、ジフェニルスルホキシドの分解が著しくなり、製
造コストの観点から不利になることがある。
The reaction temperature may be any room temperature, and specifically, preferably 10 to 40 ° C. If the reaction temperature is lower than 10 ° C., acetic acid may coagulate, and in this case, the reaction rate tends to decrease. When the reaction temperature exceeds 40 ° C., decomposition of diphenylsulfoxide becomes remarkable, which may be disadvantageous from the viewpoint of production cost.

【0021】反応は酸素の不存在下でも進行する。しか
し、酸素が存在する場合はビフェニル(6)の副生が抑
制され、このためフェノールの選択性が向上する。混合
液への酸素の供給方法としては、酸素ガス、又は酸素を
含むガスを前記混合液中にバブリングにより吹き込む方
法、密閉系で酸素雰囲気下に反応を行う方法(加圧状態
を含む)等を例示できる。酸素ガスの溶解効率、及び装
置の簡便さを考慮すると、一般にバブリングをする方法
が好ましい。混合液中の酸素濃度が高いほど反応は迅速
に進行する。従って、酸素濃度は飽和濃度に近づけるこ
とが好ましい。
The reaction proceeds even in the absence of oxygen. However, when oxygen is present, the by-product of biphenyl (6) is suppressed, and the selectivity of phenol is improved. As a method for supplying oxygen to the mixed solution, a method of bubbling an oxygen gas or a gas containing oxygen into the mixed solution, a method of performing a reaction under an oxygen atmosphere in a closed system (including a pressurized state), and the like. Can be illustrated. In view of the oxygen gas dissolution efficiency and the simplicity of the apparatus, a method of bubbling is generally preferred. The higher the oxygen concentration in the mixture, the faster the reaction proceeds. Therefore, it is preferable that the oxygen concentration be close to the saturation concentration.

【0022】酸素を含むガスとしては、窒素ガス等の不
活性ガスと酸素ガスとの混合ガス、空気等が例示でき
る。
Examples of the gas containing oxygen include a mixed gas of an inert gas such as a nitrogen gas and an oxygen gas, and air.

【0023】反応時間に特に制限はないが、通常30分
以上が好ましい。反応時間が短いと、フェノールの収量
が少なく、また無制限に長時間反応させても反応時間に
比例してフェノールの収量は増加しないので、これらを
勘案して一般に8時間以内にすることが好ましい。但
し、後述するジフェニルスルホキシドの循環使用をする
場合は、当然この限りではない。
The reaction time is not particularly limited, but is usually preferably 30 minutes or more. If the reaction time is short, the yield of phenol is small, and even if the reaction is performed indefinitely for a long period of time, the yield of phenol does not increase in proportion to the reaction time. However, when diphenyl sulfoxide described below is recycled, it is naturally not limited to this.

【0024】本発明においては、上記ベンゼンのヒドロ
キシル化において生成するジフェニルスルフィドを再酸
化してジフェニルスルホキシドにし、これを循環使用す
ることもできる。
In the present invention, the diphenyl sulfide formed in the hydroxylation of benzene can be reoxidized to diphenyl sulfoxide, which can be recycled.

【0025】即ち、ジフェニルスルホキシドはベンゼン
の酸化反応で消費され、ジフェニルスルフィドになる
が、これは以下の方法等で簡単に再酸化できる。 (1)過酸化水素を酸化剤に用い、触媒としてW,M
o,Mn,Ti,V等の酸化物、ハロゲン化物、又はこ
れらの有機金属錯体を用いる方法。 (2)分子酸素を酸化剤に用い、触媒にCo,Mn,C
u,Cr等の酸化物、ハロゲン化物、又はこれらの有機
金属錯体を用いる方法。 (3)酸素の存在下、増感剤を用いる光酸化(一重項酸
素酸化)方法。
That is, diphenyl sulfoxide is consumed in the oxidation reaction of benzene to form diphenyl sulfide, which can be easily reoxidized by the following method or the like. (1) Using hydrogen peroxide as an oxidizing agent and using W, M as a catalyst
A method using an oxide such as o, Mn, Ti, V, a halide, or an organometallic complex thereof. (2) Co, Mn, C as a catalyst using molecular oxygen as an oxidizing agent
A method using an oxide such as u or Cr, a halide, or an organometallic complex thereof. (3) A photooxidation (singlet oxygen oxidation) method using a sensitizer in the presence of oxygen.

【0026】フェノールの選択性を考慮すると、特に穏
和な条件で反応が進行する(3)の光酸化方法が好まし
い。
Considering the selectivity of phenol, the photo-oxidation method (3), in which the reaction proceeds under particularly mild conditions, is preferred.

【0027】(3)の光酸化方法に用いる増感剤として
は、ローズベンガル、メチレンブルー、テトラフェニル
ポルフィリン(TPP)、チオニン、エリトロシン、エ
オシンY、フルオレッセン、プロフラビン、フルオレノ
ン、ベンゾフェノン、コロネン等を例示できる。これら
のうち、メチレンブルー、ローズベンガルが好ましく、
特にメチレンブルーが望ましいものである。
Examples of the sensitizer used in the photooxidation method (3) include rose bengal, methylene blue, tetraphenylporphyrin (TPP), thionin, erythrosine, eosin Y, fluorescein, proflavine, fluorenone, benzophenone, coronene and the like. it can. Of these, methylene blue and rose bengal are preferred,
Particularly, methylene blue is desirable.

【0028】(3)の光酸化方法に用いる反応溶媒とし
ては、炭素数1〜6の飽和脂肪族カルボン酸、メタノー
ルやエタノール等の低級アルコールを用いることができ
るが、溶解性等の点で、特に酢酸が好ましい。
As a reaction solvent used in the photooxidation method (3), a saturated aliphatic carboxylic acid having 1 to 6 carbon atoms or a lower alcohol such as methanol or ethanol can be used, but from the viewpoint of solubility and the like, Acetic acid is particularly preferred.

【0029】(3)の光酸化方法に用いる酸素は、酸素
ガス、酸素ガスと窒素等の不活性ガスとの混合ガス、空
気等が例示できる。酸素の供給方法としては、酸素ガ
ス、又は酸素を含むガスを前記混合液中にバブリングに
より吹き込む方法、密閉系で酸素雰囲気下に反応を行う
方法(加圧状態を含む)等を例示できる。酸素ガスの溶
解効率、及び装置の簡便さを考慮すると、一般にバブリ
ングをする方法が好ましい。
Examples of the oxygen used in the photooxidation method (3) include oxygen gas, a mixed gas of oxygen gas and an inert gas such as nitrogen, and air. Examples of the method for supplying oxygen include a method in which oxygen gas or a gas containing oxygen is blown into the mixed solution by bubbling, a method in which a reaction is performed in an oxygen atmosphere in a closed system (including a pressurized state), and the like. In view of the oxygen gas dissolution efficiency and the simplicity of the apparatus, a method of bubbling is generally preferred.

【0030】(3)の光照射に用いる光、または光源と
しては、太陽光、蛍光灯、タングステンーハロゲン灯、
高圧水銀灯等の任意のものが使用できるが、特に可視光
エネルギー効率の高い蛍光灯、タングステンーハロゲン
灯、高圧水銀灯が好ましい。
As the light or light source used for the light irradiation (3), sunlight, a fluorescent lamp, a tungsten-halogen lamp,
Any type of high-pressure mercury lamp or the like can be used, but a fluorescent lamp, a tungsten-halogen lamp, and a high-pressure mercury lamp with high visible light energy efficiency are particularly preferable.

【0031】本発明においては、上記のようにジフェニ
ルスルフィドを再酸化してジフェニルスルホキシドと
し、これを回収しても良いが、下記反応式(II)に示
すように、再循環の工程(A)、(B)をヒドロキシル
化方法に組み込むこともできる。
In the present invention, diphenyl sulfide may be reoxidized to diphenyl sulphoxide as described above and recovered, but as shown in the following reaction formula (II), the recirculation step (A) , (B) can also be incorporated into the hydroxylation process.

【0032】[0032]

【化2】 上記のように、ベンゼンと、ジフェニルスルホキシド
と、酢酸とを少なくとも含有する混合液に紫外線を照射
してベンゼンからフェノールを製造して得た反応液に
は、未反応のベンゼン、ジフェニルスルフィド等を含有
している。工程(A)は、この反応液に酸素を供給しな
がら増感剤を用い可視光を照射して、ジフェニルスルフ
ィド(5)をジフェニルスルホキシド(2)に再酸化し
て再生液を製造する工程である。
Embedded image As described above, the reaction solution obtained by irradiating ultraviolet rays to a mixture containing at least benzene, diphenyl sulfoxide, and acetic acid to produce phenol from benzene contains unreacted benzene, diphenyl sulfide, and the like. doing. Step (A) is a step of irradiating visible light using a sensitizer while supplying oxygen to the reaction solution to reoxidize diphenyl sulfide (5) to diphenyl sulfoxide (2) to produce a regenerating solution. is there.

【0033】工程(B)は、前記工程(A)で得た再生
液に紫外線を照射し、工程(A)で再酸化して得たジフ
ェニルスルホキシドと未反応のベンゼンとを反応させる
工程である。そして、必要により上記工程(A),
(B)を所望の回数繰り返すことにより、未反応のベン
ゼンを順次フェノールに変換し、全収率を高めるもので
ある。
The step (B) is a step of irradiating the regenerating solution obtained in the step (A) with ultraviolet rays and reacting diphenyl sulfoxide obtained by reoxidation in the step (A) with unreacted benzene. . Then, if necessary, the above steps (A),
By repeating (B) a desired number of times, unreacted benzene is successively converted into phenol to increase the overall yield.

【0034】上記再循環の工程を組み込んだヒドロキシ
ル化方法によれば、ジフェニルスルフィドを単離するこ
となく、反応液中でジフェニルスルホキシドに酸化する
と共に、これに続いて未反応のベンゼンと反応させるも
ので、この反応は全工程中に単離工程がない連続反応と
することができるので、効率の良いものである。
According to the hydroxylation method incorporating the above-mentioned recycle step, the diphenyl sulfide is oxidized to diphenyl sulfoxide in the reaction solution without isolation, and is subsequently reacted with unreacted benzene. Thus, this reaction can be a continuous reaction without an isolation step in all the steps, so that the reaction is efficient.

【0035】また、ジフェニルスルフィドは、ジフェニ
ルスルホキシドに対して一定量以上存在すると光分解し
て副生成物を生じる。具体的には、ジフェニルスルホキ
シドの濃度が6.7g/lよりも低くなると、ベンゼン
の酸化反応により生成するジフェニルスルフィドの分解
が激しくなる。従って、ジフェニルスルフィドの再循環
を行うためには、ジフェニルスルフィドの分解が少ない
6.7g/以上の濃度範囲にジフェニルスルホキシドの
濃度を保つことが好ましい。
When diphenyl sulfide is present in a certain amount or more with respect to diphenyl sulphoxide, it is photolyzed to produce a by-product. Specifically, when the concentration of diphenyl sulfoxide is lower than 6.7 g / l, the decomposition of diphenyl sulfide generated by the oxidation reaction of benzene becomes severe. Therefore, in order to recycle diphenyl sulfide, it is preferable to maintain the concentration of diphenyl sulfide in a concentration range of 6.7 g / or more where decomposition of diphenyl sulfide is small.

【0036】結果的には、再循環の工程を組み込む場合
は大量のジフェニルスルホキシドを使用することになる
が、工業上の観点からは、ジフェニルスルホキシドを再
循環させて用いることにより、反応系全体としてのジフ
ェニルスルフィドの割合を増加させずにその分解を抑制
することのできる循環方法が有利なものである。
As a result, a large amount of diphenylsulfoxide is used when a recycling step is incorporated, but from an industrial point of view, by recycling and using diphenylsulfoxide, the entire reaction system can be used. It is advantageous to use a circulating method capable of suppressing the decomposition without increasing the proportion of diphenyl sulfide.

【0037】上記反応によって製造したフェノールは、
原料のベンゼンや、酢酸と分離して回収できる。分離方
法は、これらのベンゼン等を常法により留去する方法等
を例示できる。
The phenol produced by the above reaction is
It can be separated and recovered from the raw material benzene and acetic acid. Examples of the separation method include a method of distilling off benzene and the like by an ordinary method.

【0038】以下、実施例により本発明を具体的に説明
する。なお、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples. The present invention is not limited to these examples.

【0039】[0039]

【実施例】【Example】

実施例1 冷却管、及び石英製の紫外線照射用内管を取り付けた反
応容器に、ジフェニルスルホキシド10g、ベンゼン6
g、酢酸300mlの割合で混合した混合液を加えた。
200Wの高圧水銀ランプ((株)石井理化機器製作所
製)を前記内管に取り付け、紫外線照射を開始した。混
合液温度を20℃に保ちながら撹拌し、3時間光反応を
継続した後、撹拌、及び紫外線照射を停止した。得られ
た反応溶液の一部をガスクロマトグラフ((株)島津製
作所製 GC−14A)に注入し、フェノールの生成量
を測定した。フェノール生成量は86.4mg、ビフェ
ニルは44.7mgであった。フェノール及びビフェニ
ルに対するフェノールの選択率(フェノールの生成量/
(フェノールの生成量+ビフェニルの生成量)×10
0)は65.9wt%であった。
Example 1 10 g of diphenylsulfoxide and 6 parts of benzene were placed in a reaction vessel equipped with a cooling tube and an inner tube for ultraviolet irradiation made of quartz.
g and acetic acid in a ratio of 300 ml were added.
A 200 W high-pressure mercury lamp (manufactured by Ishii Rika Kikai, Ltd.) was attached to the inner tube, and ultraviolet irradiation was started. The mixture was stirred while the temperature of the mixture was kept at 20 ° C., and the photoreaction was continued for 3 hours. Then, the stirring and the irradiation of ultraviolet rays were stopped. A part of the obtained reaction solution was injected into a gas chromatograph (GC-14A, manufactured by Shimadzu Corporation), and the amount of phenol produced was measured. The amount of phenol produced was 86.4 mg, and the amount of biphenyl was 44.7 mg. Phenol selectivity over phenol and biphenyl (phenol production /
(Phenol production + Biphenyl production) x 10
0) was 65.9% by weight.

【0040】実施例2 ジフェニルスルホキシド10g、ベンゼン60g、酢酸
250mlを用いた以外は、実施例1と同様の方法でフ
ェノールを製造した。フェノールの生成量は91.2m
g、ビフェニルが208.2mgであった。フェノール
及びビフェニルに対するフェノールの選択率は30.5
wt%であった。
Example 2 A phenol was produced in the same manner as in Example 1 except that 10 g of diphenylsulfoxide, 60 g of benzene and 250 ml of acetic acid were used. The amount of phenol produced is 91.2m
g and biphenyl were 208.2 mg. The selectivity of phenol over phenol and biphenyl was 30.5.
wt%.

【0041】実施例3 反応容器に更にボールフィルターを取り付け、混合液に
酸素を100ml/minの流量でバブリングした以外
は、実施例1と同様の方法でフェノールを製造した。フ
ェノールの生成量は139.2mg、ビフェニルが1
0.3mgであった。フェノール及びビフェニルに対す
るフェノールの選択率は93.1wt%であった。
Example 3 Phenol was produced in the same manner as in Example 1 except that a ball filter was further attached to the reaction vessel, and oxygen was bubbled through the mixture at a flow rate of 100 ml / min. The amount of phenol produced is 139.2 mg, and the amount of biphenyl is 1
0.3 mg. The selectivity of phenol over phenol and biphenyl was 93.1 wt%.

【0042】実施例4 反応時間を6時間にした以外は、実施例3と同様の方法
でフェノールを製造した。フェノールの生成量は20
9.3mg、ビフェニルが16.4mgであった。フェ
ノール及びビフェニルに対するフェノールの選択率は9
2.7wt%であった。
Example 4 Phenol was produced in the same manner as in Example 3 except that the reaction time was changed to 6 hours. The amount of phenol produced is 20
9.3 mg and biphenyl were 16.4 mg. The selectivity of phenol over phenol and biphenyl is 9
2.7 wt%.

【0043】実施例5 ジフェニルスルホキシド10g、ベンゼン60g、酢酸
250mlを混合した混合液を用いた以外は、実施例3
と同様の方法でフェノールを製造した。フェノールの生
成量は1026.0mg、ビフェニルが135.1mg
であった。フェノール及びビフェニルに対するフェノー
ルの選択率は88.4wt%であった。
Example 5 Example 3 was repeated except that a mixture of 10 g of diphenylsulfoxide, 60 g of benzene and 250 ml of acetic acid was used.
Phenol was produced in the same manner as described above. The amount of phenol produced was 1026.0 mg, and the amount of biphenyl was 135.1 mg.
Met. The selectivity of phenol over phenol and biphenyl was 88.4 wt%.

【0044】実施例6 ジフェニルスルホキシド50g、ベンゼン30g、酢酸
270mlを混合した混合液を用いた以外は、実施例3
と同様の方法でフェノールを製造した。フェノールの生
成量は371.1mg、ビフェニルが40.2mgであ
った。フェノール及びビフェニルに対するフェノールの
選択率は90.2wt%であった。
Example 6 Example 3 was repeated except that a mixture of 50 g of diphenylsulfoxide, 30 g of benzene and 270 ml of acetic acid was used.
Phenol was produced in the same manner as described above. The amount of phenol produced was 371.1 mg and the amount of biphenyl was 40.2 mg. The selectivity of phenol to phenol and biphenyl was 90.2 wt%.

【0045】実施例7 バブリングするガスを酸素ガスの代わりに空気にした以
外は、実施例3と同様の方法でフェノールを製造した。
フェノールの生成量は124mg、ビフェニルは36m
gであった。フェノール及びビフェニルに対するフェノ
ールの選択率は77.5wt%であった。
Example 7 Phenol was produced in the same manner as in Example 3 except that the gas to be bubbled was air instead of oxygen gas.
The amount of phenol produced is 124 mg, and the amount of biphenyl is 36 m.
g. The selectivity of phenol to phenol and biphenyl was 77.5 wt%.

【0046】実施例8 実施例5の反応後の反応液を、光照射用の内管、酸素バ
ブリング用のボールフィルター、冷却管、及び温度計を
取り付けた300mlの反応容器に加えた。更に、メチ
レンブルー0.016gを加えた。酸素ガスをボールフ
ィルターを介して100ml/minの流量で前記反応
液に吹き込み、撹拌した。400Wのハロゲンランプで
可視光照射を開始すると共に、氷浴中で冷却して反応温
度を20℃に保ち、ジフェニルスルフィドの酸化を3時
間行った。
Example 8 The reaction solution after the reaction of Example 5 was added to a 300 ml reaction vessel equipped with an inner tube for light irradiation, a ball filter for oxygen bubbling, a cooling tube, and a thermometer. Further, 0.016 g of methylene blue was added. Oxygen gas was blown into the reaction solution through a ball filter at a flow rate of 100 ml / min, followed by stirring. Visible light irradiation was started with a 400 W halogen lamp, and the reaction was cooled in an ice bath to maintain the reaction temperature at 20 ° C., and oxidation of diphenyl sulfide was performed for 3 hours.

【0047】反応終了後、得られた反応溶液の一部をガ
スクロマトグラフに注入して分析した。本反応前のジフ
ェニルスルフィド(実施例5の条件で生成したジフェニ
ルスルフィド)の98.0wt%以上がジフェニルスル
ホキシドに転化していた。選択率は99.0wt%以上
であった。
After completion of the reaction, a part of the obtained reaction solution was injected into a gas chromatograph and analyzed. 98.0 wt% or more of diphenyl sulfide (diphenyl sulfide formed under the conditions of Example 5) before this reaction was converted to diphenyl sulfide. The selectivity was 99.0 wt% or more.

【0048】このようにして得た反応溶液を用いて、実
施例5の方法で再び3時間ベンゼンのヒドロキシル化を
行った。フェノールの収量は2018.7mg、ビフェ
ニルの収量は271.5mgであった。
Using the reaction solution thus obtained, benzene was hydroxylated again for 3 hours by the method of Example 5. The yield of phenol was 2018.7 mg and the yield of biphenyl was 271.5 mg.

【0049】比較例1 実施例3と同様の条件でフェノールを製造した。但し、
ジフェニルスルホキシドは添加しなかった。実施例1と
同様にして生成したフェノール量を測定したところ、フ
ェノールは43.0mg生成していた。ビフェニルは検
出されなかった。
Comparative Example 1 Phenol was produced under the same conditions as in Example 3. However,
Diphenyl sulfoxide was not added. When the amount of phenol produced was measured in the same manner as in Example 1, 43.0 mg of phenol was produced. Biphenyl was not detected.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明のベンゼンのヒドロキシル化方法
は、ジフェニルスルホキシドと、ベンゼンと、酢酸の混
合液に紫外線を照射するように構成したので、穏和な条
件下で、簡単にベンゼンのダイレクトなヒドロキシル化
を行うことができる。この場合、原料のジフェニルスル
ホキシドは簡単に製造でき、また入手しやすい化合物で
あるので、好都合である。更に、酢酸はジフェニルスル
ホキシドを高濃度に溶解するので、本ヒドロキシル化方
法は処理量が大きい。また、酸素が存在する場合は、反
応の選択性がより高くなり、目的化合物のフェノールを
効率よく製造できる。
According to the method for hydroxylating benzene of the present invention, a mixture of diphenylsulfoxide, benzene and acetic acid is irradiated with ultraviolet light, so that the direct hydroxylation of benzene can be easily performed under mild conditions. Can be performed. In this case, the starting material diphenylsulfoxide is convenient because it can be easily produced and is a readily available compound. Furthermore, acetic acid dissolves diphenylsulfoxide at a high concentration, so that the present hydroxylation method requires a large throughput. When oxygen is present, the selectivity of the reaction is further increased, and the phenol of the target compound can be produced efficiently.

【0051】また更に、ヒドロキシル化反応により生成
するジフェニルスルフィドを、ジフェニルスルホキシド
に再酸化することも容易で、この工程をヒドロキシル化
方法に組み込むことにより、更に効率よくフェノールを
製造できるものである。
Further, it is easy to reoxidize diphenyl sulfide generated by the hydroxylation reaction to diphenyl sulfoxide. By incorporating this step into the hydroxylation method, phenol can be produced more efficiently.

【0052】さらに、この反応は反応系から除去しにく
い各種の触媒や、各種添加物の添加を必要としないの
で、反応終了後フェノールの分離回収が極めて簡単にな
る。従って、本フェノールの製造方法は工業的に非常に
有利な方法である等の特徴を有する。
Further, since this reaction does not require the addition of various catalysts and various additives which are difficult to remove from the reaction system, the separation and recovery of phenol after the completion of the reaction becomes extremely simple. Therefore, the method for producing the present phenol has characteristics such as being a very industrially advantageous method.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、ベンゼンと、ジフェニルス
ルホキシドと、酢酸とを含有する混合液に紫外線を照射
することを特徴とするベンゼンのヒドロキシル化方法。
1. A method for hydroxylating benzene, comprising irradiating a mixture containing at least benzene, diphenylsulfoxide and acetic acid with ultraviolet rays.
【請求項2】 混合液中に酸素を存在させる請求項1に
記載のベンゼンのヒドロキシル化方法。
2. The method for hydroxylating benzene according to claim 1, wherein oxygen is present in the mixture.
【請求項3】 少なくとも、ベンゼンと、ジフェニルス
ルホキシドと、酢酸とを含有する混合液に紫外線を照射
してベンゼンをヒドロキシル化した後、下記工程
(A)、(B)、 (A)前記ヒドロキシル化により生成するジフェニルス
ルフィドを酸化してジフェニルスルホキシドを再生する
再生液製造工程、 (B)前記工程(A)で得られた再生液に紫外線を照射
してベンゼンをヒドロキシル化するヒドロキシル化工
程、を所定回数繰り返すことを特徴とするベンゼンのヒ
ドロキシル化方法。
3. A method comprising irradiating a mixture containing at least benzene, diphenylsulfoxide, and acetic acid with ultraviolet rays to hydroxylate benzene, followed by the following steps (A), (B), and (A): A regenerating solution producing step of regenerating diphenyl sulfoxide by oxidizing diphenyl sulfide generated by the above, and (B) a hydroxylating step of hydroxylating benzene by irradiating the regenerating solution obtained in the step (A) with ultraviolet rays. A method for hydroxylating benzene, which is repeated a number of times.
【請求項4】 混合液中、及び再生液中に酸素を存在さ
せる請求項3に記載のベンゼンのヒドロキシル化方法。
4. The method for hydroxylating benzene according to claim 3, wherein oxygen is present in the mixed solution and the regenerating solution.
【請求項5】 工程(A)における酸化が、増感剤の存
在下、光照射して酸素と反応させる光酸化反応である請
求項3又は4に記載のベンゼンのヒドロキシル化方法。
5. The hydroxylation method of benzene according to claim 3, wherein the oxidation in the step (A) is a photo-oxidation reaction of irradiating with light to react with oxygen in the presence of a sensitizer.
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