JPH1087618A - カルバゾールの製造方法 - Google Patents

カルバゾールの製造方法

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JPH1087618A
JPH1087618A JP9235463A JP23546397A JPH1087618A JP H1087618 A JPH1087618 A JP H1087618A JP 9235463 A JP9235463 A JP 9235463A JP 23546397 A JP23546397 A JP 23546397A JP H1087618 A JPH1087618 A JP H1087618A
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catalyst
iridium
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dehydrogenation
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JP9235463A
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Hans-Josef Dipl Chem Dr Buysch
ハンス−ヨゼフ・ブイシユ
Reinhard Dipl Chem Dr Langer
ラインハルト・ランガー
Ulrich Dipl Chem Dr Notheis
ウルリヒ・ノタイス
Alexander Dipl Chem Klausener
アレクサンダー・クラウゼナー
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Bayer AG
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    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C07D209/86Carbazoles; Hydrogenated carbazoles with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to carbon atoms of the ring system

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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い負荷の下でカルバゾールの良好な転化率
及び収率をもたらすと共に、再生間の高い有効寿命を有
し且つ全体として長い寿命を有する触媒を提供する。 【解決手段】 イリジウム触媒又はイリジウム含有触媒
の上で水素の存在下に300〜600℃で、式 【化1】 の化合物を脱水素すること、又は式 【化2】 の化合物をアミノ化脱水素することによりカルバゾール
を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、支持体上のイリジウム
触媒又はイリジウム含有触媒の存在下に、下記の式
(I)乃至(VIII)の化合物の脱水素又はアミノ化
脱水素(aminating dehydrogena
tion)によりカルバゾールを製造する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】カルバゾールは、染料、ポリマー及び殺
虫剤の製造用の出発物質である(ウルマンズ・エンサイ
クロペディア、第5版、A5巻、59−60頁(Ulm
anns Encyclopedia,5th edi
tion,volume A5, pages 59−
60))。
【0003】カルバゾールは、既にカルバゾール骨格の
一部が予め形成されている下記式(I)乃至(VII
I)の化合物の、白金触媒の使用による脱水素又はアミ
ノ化脱水素により製造することができることは知られて
いる。米国特許第2,921,942号に従えば、支持
体としてのAl23又はSiO2上に担持された白金が
この方法において使用される。このような触媒は、許容
されうる高い転化率でカルバゾールの良好な収率を与え
るが、ほんの数十時間の短期間の使用の後、触媒ml当
たり1時間当たり0.1g(g/ml.h)のジフェニ
ルアミンのような低い負荷又はそれより低い負荷におい
てすら、既に不活性化されている。結果として、触媒の
生産性、即ち、時間当たり触媒g当たりの形成されたカ
ルバゾールの量は、使用されるジフェニルアミンの高い
転化率においてすら極めて低いので、工業的目的には大
量の触媒及び大容量の反応器が必要である。白金触媒の
支持体として酸化マグネシウムが選ばれるならば(米国
特許第3,041,349号)、触媒の再生間のより長
い有効寿命、即ち、数十時間の有効寿命が得られる。そ
れにもかかわらず、この触媒の寿命は、全体として明ら
かに約150〜200時間より僅かに長いにすぎない
(米国特許第3041349号の表II)。何故なら
ば、上記米国特許2921942号の場合よりも幾分長
い寿命、即ち、各々2つの再生間の約60〜62時間の
有効寿命(米国特許第3041349号において、添加
されたジフェニルアミン(DPA)のデータに従って計
算された)の後、次の再生前の時間は、約17時間に落
ち、これは、この触媒がまもなく完全に使用できなくな
ることを明確に示している。ここでも、負荷は約0.1
g/ml.hにすぎない。米国特許第3,085,09
5号に従う酸化クロムをベースとする触媒は、幾分高い
負荷を許容するけれども、同様に急速に使用できなくな
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、高い負荷の下でカルバゾールの良好な転化率及び収
率をもたらすと共に、2つの再生(two regen
erations)間の高い有効寿命を有し、そして全
体として長い寿命を有する触媒の開発であった。イリジ
ウム触媒、又はイリジウムに加えて、白金族元素の他の
金属を使用するイリジウム含有触媒を使用すると、この
目的を達成することが可能となった。
【0005】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、貴金
属触媒上で高められた温度で、式
【0006】
【化3】
【0007】の化合物の脱水素、又は式
【0008】
【化4】
【0009】の化合物のアミノ化脱水素(aminat
ing dehydrogenation)によるカル
バゾールの製造方法であって、水素の存在下に300〜
600℃でイリジウム触媒又はイリジウム含有触媒を使
用することを特徴とする方法に関する。
【0010】本発明に従う方法の好適な出発物質は、o
−フェニルアニリン(I)、ジフェニルアミン(I
I)、シクロヘキシリデンアニリン(III;シッフ塩
基=アニリンとシクロヘキサノンから形成されたアニ
ル)、o−シクロヘキシリデン−シクロヘキサノン(I
V;ジアノン)及びその互変異性体(IVa)、o−シ
クロヘキシル−シクロヘキサノン(IX)、o−シクロ
ヘキセニル−シクロヘキサノール(V)、o−フェニル
−シクロヘキサノール(VI)、o−シクロヘキシルフ
ェノール(VII)、o−フェニル−フェノール(VI
II)及びo−シクロヘキシル−シクロヘキサノール
(X)、好ましくは、ジフェニルアミン、アニル、ジア
ノン、o−シクロヘキシルフェノール、及びo−フェニ
ル−フェノール、特に好ましくはジフェニルアミンであ
る。
【0011】本発明に従う触媒は、触媒の全重量を基準
として、0.01〜10重量%、好ましくは0.1〜6
重量%、特に好ましくは0.1〜4重量%、格別に好ま
しくは0.1〜2重量%のIrの含有率を有する支持体
上のイリジウムを含んで成る。Irの含有率に加えて、
白金族元素からの他の金属、好ましくはRh、Pd又は
Pt、特に好ましくはPtを含んで成り、そして貴金属
の合計が、触媒の全重量を基準として、0.01〜10
重量%、好ましくは0.1〜6重量%、特に好ましくは
0.1〜4重量%、格別に好ましくは0.1〜2重量%
である、支持体上のIr含有触媒を、更に本発明に従っ
て使用することができ、Ir対他の白金族元素の重量比
は、Ir:他の金属=0.2〜5:1、好ましくは0.
5〜2:1である。
【0012】貴金属は、それ自体慣用の方法で、例え
ば、該貴金属の可溶性化合物の含浸又は噴霧により支持
体に塗布され、そして沈殿(precipitatio
n)、焼成(calcining)及び金属への還元に
よりそこに固定される。このために好適な方法は、当業
者には知られており、そして例えば、P.N.Ryla
nder,Catalytic Hydrogenat
ion over Platin Metals, A
cademic Press 1967,pages
25to29、又はP.N.Rylander,Hyd
rogenation Methods,Academ
ic Press,1985に記載されている。
【0013】イリジウム及び他の白金族元素の可能な可
溶性化合物は、単純塩又は錯塩様化合物、例えば、ハロ
ゲン化物、硝酸塩、酢酸塩、アセチルアセトネート、カ
ルボニル錯体及びホスフィン、又はホスファイト錯体、
並びに、アンモニア及びアミン錯体である。多くの慣用
の有機溶媒又は水及びその混合物を、支持体に塗布する
ために使用することができる。有機溶媒の例は、低級ア
ルコール、ニトリル、ケトン、クロロハイドロカーボ
ン、エステル及びアミドである。挙げられた溶媒の群の
内、例えば、1〜4個の炭素原子を有するそれらの同族
体系列の低級のものが主として使用される。処理の問題
がないので、水は有機溶媒よりも好ましい。支持体は、
貴金属溶液の塗布の前又は後にアルカリ性化合物で処理
することができ、金属塩の還元前及び還元後のアルカリ
性化合物による処理が同様に可能である。このために好
適なアルカリ性化合物は、水性溶液中の、アルカリ
(土)金属水酸化物、例えば、NaOH、KOH、Ca
(OH)2又はBa(OH)2であり、又は同様に水性溶
液中のアルカリ金属炭酸塩、例えばNa2CO3又はK2
CO3である。この処理期間中、貴金属は、公知の方法
で水酸化物又は酸化物として沈殿させ、そしてこの方法
で支持体に固定させる。固定された貴金属酸化物又は水
酸化物は、次いで水素により元素状金属に還元される。
水素によるこの処理は、一般に、本発明に従う方法の始
動段階で行われうるが、しかしながら、好ましくは、触
媒のための特別の活性化段階が与えられ、その段階内で
触媒は、H2処理により活性な金属形態に転化される。
【0014】本発明に従って使用される貴金属触媒のた
めの好適な支持体は、元素の周期律表(メンデレエフ)
のII族乃至VIII族の元素の酸化物及び水酸化物で
ある。挙げ得る元素の例は、Mg、Ca、Ba、Zn、
Al、Ga、La、Si、Sn、Ti、Zr、Nb、T
a、Cr、Fe、Co、Ni、好ましくは、Mg、C
a、Zn、Al、Si、Sn、Ti、Zr、Nb及びC
r、特に好ましくは、Mg、Zn、Al、Si、Ti及
びZrである。本発明に従って使用することができる触
媒に使用できる他の支持体は、層状シリケート、例え
ば、ベントナイト及びモンモリロナイト、及び更に、A
l/Si、Ti/Zr、Nb/Ta、Mg/Ca、Ca
/Si、Mg/Si、Zn/Si、Zn/Ti及びAl
/Tiのような上記元素の混合酸化物であり、これら
は、中でも、当業者に知られているような(D.A.W
ard et al., Ind.Eng,Chem.
Res.34(1995)、421to433;W.
F.Maier et al.,in J.F.Har
rod and R.M.Laine,Applica
tions of Organometallic C
hemistry in the Preparati
on and Processing of Adva
nced Materials,Kluwer Aca
demic Publishers 1995,pag
es27to46)塩の機械的混合、共沈(joint
precipitation)を経由する経路又は塩
又はアルコキシドのコゲル(cogels)を経由する
経路により製造することができる。
【0015】本発明に従う反応は、一般に水素が形成さ
れる脱水素又はアミノ化脱水素であるけれども、本発明
に従う方法では、少なくとも少量の水素を式(I)乃至
(X)の出発物質に加える。この添加された量の水素
は、脱水素又はアミノ化脱水素されるべき化合物1モル
当たり0.01〜300モルのH2、好ましくは0.1
〜200モルのH2、特に好ましくは0.2〜150モ
ルのH2である。
【0016】脱水素されてカルバゾールを形成するべき
式(I)乃至(III)の化合物の場合には、原料体
(educt)中に含窒素官能部分(nitrogen
function)が既に存在しているけれども、式
(IV)乃至(X)の化合物の場合には、含酸素官能部
分(oxygen function)をアンモニアの
使用により置換することにより、先ず最初に含窒素官能
部分を生成しなければならない。このために必要な同時
に使用されるアンモニアの量は、アミノ化脱水素される
べき式(IV)乃至(X)の化合物1モル当たり1〜5
0モルのNH3、好ましくは1.5〜40モルのNH3
特に好ましくは2〜30モルのNH3である。
【0017】更に、本発明に従う反応を行うのに水は実
際には必要ではないけれども、本発明に従う方法では水
の存在が許容されうることが見いだされた。故に、水の
量は、脱水素又はアミノ化脱水素されるべき式(I)乃
至(X)の化合物1モル当たり一般に0〜10モルのH
2Oであり、ゼロの下限は水が存在しないことを示して
いる。水か存在する場合には、これは、化合物(I)乃
至(X)1モル当たり0.05〜10モルのH2O、好
ましくは0.1〜8モル、特に好ましくは0.15〜5
モルのH2Oの範囲とすることができる。
【0018】本発明に従う方法を300〜600℃、好
ましくは350〜580℃、特に好ましくは380〜5
70℃の温度範囲で且つ0.5〜10バール、好ましく
は0.7〜8バール、特に好ましくは0.8〜5バール
の圧力範囲で行われる。
【0019】
【実施例】
実施例1(触媒の製造) γ−Al23(ローン・プーラン製SPH501型、3
〜4mmФのビーズ)2lを、Pt8g及びIr8g
(25%濃度溶液としてH2PtCl632g及びIrC
415.4g)を含有して成る水性溶液665mlで
含浸させ、そして150℃で24時間乾燥キャビネット
中で乾燥させた。しかる後、KOH34gを含有して成
る水性KOH溶液665gで含浸を行い、そして触媒を
再び乾燥した。触媒は、Ir0.4重量%及びPt0.
4重量%を含有して成っていた。
【0020】実施例2(触媒の製造) Ptを含まないがイリジウム1.2%を含有して成る触
媒を、実施例1と同様にして製造した。
【0021】実施例3(比較) Pt1.2%を含有して成る触媒を、実施例1と同様に
して製造した。
【0022】実施例4 1.6mmФの石英管に実施例1に従う触媒12mlを
充填し、そして触媒を250℃で水素により還元し、次
いでDPA0.5g/ml.h及び標準圧力下にDPA
1モル当たり100モルのH2を加えた。DPAのカル
バゾールへの35〜45%の安定な転化率及び80〜9
0%の高い選択性が長期にわたって得られた。1000
時間及び350℃からの温度の連続的上昇の後、450
℃での転化率は、中間再生なしで、87%の選択性で依
然として38%であった。不活性化が始まったという兆
候は認められなかった。
【0023】実施例5 実施例2からの触媒は、実施例4の条件下に、53%の
DPAの転化率と、59%の選択性を与えた。
【0024】実施例6(比較) 実施例3からの触媒は、実施例4の条件下に、49%の
転化率と、38%の選択性を与えた。
【0025】本発明の主なる特徴及び態様は以下のとお
りである。
【0026】1.貴金属触媒上で高められた温度で、式
【0027】
【化5】
【0028】の化合物の脱水素、又は式
【0029】
【化6】
【0030】の化合物のアミノ化脱水素によるカルバゾ
ールの製造方法であって、水素の存在下に300〜60
0℃でイリジウム触媒又はイリジウム含有触媒を使用す
ることを特徴とする方法。
【0031】2.触媒が、該触媒の全重量を基準とし
て、0.01〜10重量%、好ましくは0.1〜6重量
%、特に好ましくは0.1〜4重量%、格別に好ましく
は0.1〜2重量%のイリジウムの含有率を有する、上
記の方法。
【0032】3.触媒が、イリジウムに加えて、白金族
元素からの他の金属、好ましくはロジウム、パラジウム
又は白金、特に好ましくは白金が存在するイリジウム含
有触媒であり、そして貴金属の合計が、触媒の全重量を
基準として、0.01〜10重量%、好ましくは0.1
〜6重量%、特に好ましくは0.1〜4重量%、格別に
好ましくは0.1〜2重量%であり、そして、イリジウ
ム対他の白金族元素の重量比、Ir:他の金属=0.2
〜5:1、好ましくは0.5〜2:1である、上記1の
方法。
【0033】4.式(II)、(III)、(IV)、
(VII)又は(VIII)の化合物、好ましくは、式
(II)の化合物を脱水素又はアミノ化脱水素されるべ
き化合物として使用する、上記1の方法。
【0034】5.脱水素又はアミノ化脱水素されるべき
化合物1モル当たり0.01〜300モルのH2、好ま
しくは0.1〜200モルのH2、特に好ましくは0.
2〜150モルのH2を使用する、上記1の方法。
【0035】6.アミノ化脱水素の場合には、アミノ化
脱水素に付されるべき化合物1モル当たり1〜40モル
のNH3、好ましくは1.5〜40モルのNH3、特に好
ましくは2〜30モルのNH3を使用する、上記1の方
法。
【0036】7.反応を、350℃〜580℃、好まし
くは380〜570℃で行う、上記1の方法。
【0037】8.反応を、0.5〜10バール、好まし
くは0.7〜8バール、特に好ましくは0.8〜5バー
ルで行う、上記1の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウルリヒ・ノタイス ドイツ41539ドルマゲン・ゲーテシユトラ ーセ65 (72)発明者 アレクサンダー・クラウゼナー ドイツ50670ケルン・ニーラーシユトラー セ3エフ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 貴金属触媒上で高められた温度で、式 【化1】 の化合物の脱水素、又は式 【化2】 の化合物のアミノ化脱水素によるカルバゾールの製造方
    法であって、水素の存在下に300〜600℃でイリジ
    ウム触媒又はイリジウム含有触媒を使用することを特徴
    とする方法。
JP9235463A 1996-08-21 1997-08-18 カルバゾールの製造方法 Ceased JPH1087618A (ja)

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DE19633609.0 1996-08-21
DE19633609A DE19633609A1 (de) 1996-08-21 1996-08-21 Verfahren zur Herstellung von Carbazol

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CZ289710B6 (cs) 2002-03-13
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