JPS58162557A - ニトロ化方法 - Google Patents
ニトロ化方法Info
- Publication number
- JPS58162557A JPS58162557A JP57045466A JP4546682A JPS58162557A JP S58162557 A JPS58162557 A JP S58162557A JP 57045466 A JP57045466 A JP 57045466A JP 4546682 A JP4546682 A JP 4546682A JP S58162557 A JPS58162557 A JP S58162557A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction
- catalyst
- nitration
- benzene
- oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はベンゼンまたはクロルベンゼンの気相ニトロ化
方法に関するものであり、更に詳しくは、ベンゼンまた
はクロルベンゼンをNO2などのニトロ化剤を使用して
気相ニトロ化する方法に於て2種以上の金属酸化物を含
む酸性複合酸化物を触媒とする事を特徴とするニトロベ
ンゼンの気相合成法に関するものである。
方法に関するものであり、更に詳しくは、ベンゼンまた
はクロルベンゼンをNO2などのニトロ化剤を使用して
気相ニトロ化する方法に於て2種以上の金属酸化物を含
む酸性複合酸化物を触媒とする事を特徴とするニトロベ
ンゼンの気相合成法に関するものである。
要な基幹工業薬品である。ニトロベンゼンの製造法は、
1884年E、Kit 5oher 1ichによって
はじめてベンゼンのニトロ化が行なわれて以来今日まで
原理内憂こは変わっていなtl。すなわち硝酸と濃硫酸
の混合物である混酸を用%Nて液相でニトロ化する方法
である。この方法It i期のバッチ法から現在の連続
法へと製法の進歩蕃よあったものの、廃硫酸や廃水処理
と云う液相法であるが故の問題点は解決されてな(1゜
一方気相二トロ化法は、プロ士スの簡易さや廃硫酸が出
ない事実には濃硝酸より安価な窒素酸化物を使える事な
どの利点が予砦されろtコめに検討はされて来たが、残
念ながら反応収率なり触媒活性の点で液相法に及ばず、
現在迄のところ工業化されるには至ワていなL’a
今迄知られているベンゼンの気相ニトロ化法書こ関する
記載は次の2件があるのみである。
1884年E、Kit 5oher 1ichによって
はじめてベンゼンのニトロ化が行なわれて以来今日まで
原理内憂こは変わっていなtl。すなわち硝酸と濃硫酸
の混合物である混酸を用%Nて液相でニトロ化する方法
である。この方法It i期のバッチ法から現在の連続
法へと製法の進歩蕃よあったものの、廃硫酸や廃水処理
と云う液相法であるが故の問題点は解決されてな(1゜
一方気相二トロ化法は、プロ士スの簡易さや廃硫酸が出
ない事実には濃硝酸より安価な窒素酸化物を使える事な
どの利点が予砦されろtコめに検討はされて来たが、残
念ながら反応収率なり触媒活性の点で液相法に及ばず、
現在迄のところ工業化されるには至ワていなL’a
今迄知られているベンゼンの気相ニトロ化法書こ関する
記載は次の2件があるのみである。
l)米国特許第2,109,878号及び“インタ゛ス
トリー・アンド・エンジニャリンク゛ケミストリーJu
ne、1986662ページ” にはベンセンのN(J
tによる気相ニトロ化をシリカゲルを触媒にして行なう
旨の記載かある。その記述書こよると、シリカゲルは特
に高表面積のもの力5高活性であるが、その場合でも、
反応温度#ま810℃の高温でかつNO2/ベンセン、
モル比=2なる条件下、ベンセンのWH8V(li量空
闇速度)=0゜0206〜0.166 Kfz山触媒・
hrという極めて運いフィード速度で、空時収率=0.
0145〜0.0618に4・ニトロベンセン/す・触
媒hr程度の低い成績に止まっている。
トリー・アンド・エンジニャリンク゛ケミストリーJu
ne、1986662ページ” にはベンセンのN(J
tによる気相ニトロ化をシリカゲルを触媒にして行なう
旨の記載かある。その記述書こよると、シリカゲルは特
に高表面積のもの力5高活性であるが、その場合でも、
反応温度#ま810℃の高温でかつNO2/ベンセン、
モル比=2なる条件下、ベンセンのWH8V(li量空
闇速度)=0゜0206〜0.166 Kfz山触媒・
hrという極めて運いフィード速度で、空時収率=0.
0145〜0.0618に4・ニトロベンセン/す・触
媒hr程度の低い成績に止まっている。
なお同文献の記述では、シリカゲルにのみ触媒活性かあ
り、ボーキサイトや、活性アルミナ及qTi02−軽石
などはベンセンの気相ニトロ化には無効だとされている
。又、反応は次式に従っていると推定されている。
り、ボーキサイトや、活性アルミナ及qTi02−軽石
などはベンセンの気相ニトロ化には無効だとされている
。又、反応は次式に従っていると推定されている。
2)英13i1特許第586,782Ji+にはベンゼ
ンの11803又はNO2による気相ニトロ化を、リン
酸塩又は固体吸収剤に担持したリン酸の焼成物を触媒に
して行なう旨の記載がある。その実施例1こよると、メ
タリン酸カルシウムを触媒とし、ベンゼンのHN(J3
によるニトロ化でニトロベンゼンを得ているが、HN(
J3/ベンセン・モル比= 0.864、温度=175
℃、wusv= 0.176 Ko/l−触媒・hrな
る条件下、ニトロベンゼンの空時収率= 0.074
K@/l・触媒・hr程度の低い成績に止まっている。
ンの11803又はNO2による気相ニトロ化を、リン
酸塩又は固体吸収剤に担持したリン酸の焼成物を触媒に
して行なう旨の記載がある。その実施例1こよると、メ
タリン酸カルシウムを触媒とし、ベンゼンのHN(J3
によるニトロ化でニトロベンゼンを得ているが、HN(
J3/ベンセン・モル比= 0.864、温度=175
℃、wusv= 0.176 Ko/l−触媒・hrな
る条件下、ニトロベンゼンの空時収率= 0.074
K@/l・触媒・hr程度の低い成績に止まっている。
一方クロルベンゼンのニトロ化に於て生成するニトロク
ロルベンゼンの異性体比(パラ/オルト比)を制御しよ
うという目的で気相ニトロ化が検討されている。%翔昭
54−95521号には、約6X〜約lOi範囲の細孔
径を有する分子ふるい触媒(ゼオライト触媒)の存在下
にクロルベンセンをNOxで気相ニトロ化すると、広い
範囲でパラ/オルト比が制御されたニトロクロルベンゼ
ンが得られる旨の1歇があるっ この場合具体的ゼオラ
イト触媒の例示としては[ゼオロン−900t(J
。
ロルベンゼンの異性体比(パラ/オルト比)を制御しよ
うという目的で気相ニトロ化が検討されている。%翔昭
54−95521号には、約6X〜約lOi範囲の細孔
径を有する分子ふるい触媒(ゼオライト触媒)の存在下
にクロルベンセンをNOxで気相ニトロ化すると、広い
範囲でパラ/オルト比が制御されたニトロクロルベンゼ
ンが得られる旨の1歇があるっ この場合具体的ゼオラ
イト触媒の例示としては[ゼオロン−900t(J
。
「ムW−500シーブ」 「ゼオロン800」[18X
モレキユラーシーブ]が載っている。
モレキユラーシーブ]が載っている。
反応成績としては例えば「ゼオロン900−H」を触媒
として使用した場合、反応温度200℃、NO2,7ク
ロルベンゼン・モル比= 2.87なる条件下、クロル
ベンゼンのWt18V=Q、289h/l・触媒・hr
なるツーイード速度(但し80倍の窒素ガスで希釈)
で、空時収率(STY)= 0.098KI/l・触媒
・hrの成績であるが未だ不充分な活性である。
として使用した場合、反応温度200℃、NO2,7ク
ロルベンゼン・モル比= 2.87なる条件下、クロル
ベンゼンのWt18V=Q、289h/l・触媒・hr
なるツーイード速度(但し80倍の窒素ガスで希釈)
で、空時収率(STY)= 0.098KI/l・触媒
・hrの成績であるが未だ不充分な活性である。
なお特開昭54−95521号には前記ゼオライト触媒
を用いてベンセンの気相ニトロ化を行なう旨の記述はな
い。
を用いてベンセンの気相ニトロ化を行なう旨の記述はな
い。
本発明者らはベンゼンの気相ニトロ化が、プロセス上前
述の如き程々の利点を有する可能性に鑑みて、気相ニト
ロ化に活性な触媒の検索を鋭意進めた結果本発明に到達
したものトロ化剤を使用して気相ニトロ化する方法に於
て、2稗以上の金属酸化物を含む酸性複合明方法によれ
ば、従来公知のベンゼンの気相ニトロ化方法で使われて
いるシリカゲル触媒又はリン酸塩系触媒に比して極めて
高い触媒活性が得られると共に、ジニトロベンゼンなど
の鉤生物が殆んどない良好な反応選択性が得られる。ま
た、クロルベンセンの気相ニトロ化に使われている従来
型のゼオライト触媒であるモルデナイト型ゼオライト(
「ゼオ口:/−900HJ ) やX型ゼオライト(「
18xモレキユラーシーブ」)に比して、本発明方法で
使用する2L!lI1以上の金属酸化物を含む酸性複合
酸化物触媒は高い触媒活性と、脱CIなどの副反応の少
ない、高い反応選択性を発揮したのである 鴫i1目−ところで硝酸とWMmの混酸にょる液相ニト
ロ化に対しては下記(2)〜(4)式で示さ785〜7
88負) HN(J3 + H2SO4#H2NOs
+ R80i −−−−−−(21H2NO3
+E−→NO,” + R2(J −・−−−−−−−
−=<3)気相ニトロ化に対しては諸親があり未だ定1
つていない。つまり前記引例文献790〜795負によ
ると、遊離基機構で説明されてろが(式(5)〜(7)
など) HNO3・oロ + ・NO2−−−曲−−−・−<5
)RE(−4−−NO2−−→R−4tlN(J2・−
曲−・−・−(6)R・十・NO2−一→RN(J2・
・・・・・・・・田・・・曲内・・(7)JaCk E
−Rjchmannらによると(@Journal o
fthe American Chemical 8c
oiety’ 1981 (10B)5265〜7)芳
香族カチオンラジカルとNO2開の反応機構を推定して
いるし、(式(8)〜(9)) %式%(8) (9) 一方Au5loos Pらによると(”Interna
tionalJournal of Chsmieal
Ktnetics” 1978(IQ)657〜66
7)カチオン機構を推定している。この様な状況下での
気相ニトロ化に活性な触媒の検索は、作業仮説の設定す
ら−しく困難を極めた訳であり、本発明方法で使用する
酸性複合酸化物が為活性を発揮したことは実に驚くべき
新規な発見である。
述の如き程々の利点を有する可能性に鑑みて、気相ニト
ロ化に活性な触媒の検索を鋭意進めた結果本発明に到達
したものトロ化剤を使用して気相ニトロ化する方法に於
て、2稗以上の金属酸化物を含む酸性複合明方法によれ
ば、従来公知のベンゼンの気相ニトロ化方法で使われて
いるシリカゲル触媒又はリン酸塩系触媒に比して極めて
高い触媒活性が得られると共に、ジニトロベンゼンなど
の鉤生物が殆んどない良好な反応選択性が得られる。ま
た、クロルベンセンの気相ニトロ化に使われている従来
型のゼオライト触媒であるモルデナイト型ゼオライト(
「ゼオ口:/−900HJ ) やX型ゼオライト(「
18xモレキユラーシーブ」)に比して、本発明方法で
使用する2L!lI1以上の金属酸化物を含む酸性複合
酸化物触媒は高い触媒活性と、脱CIなどの副反応の少
ない、高い反応選択性を発揮したのである 鴫i1目−ところで硝酸とWMmの混酸にょる液相ニト
ロ化に対しては下記(2)〜(4)式で示さ785〜7
88負) HN(J3 + H2SO4#H2NOs
+ R80i −−−−−−(21H2NO3
+E−→NO,” + R2(J −・−−−−−−−
−=<3)気相ニトロ化に対しては諸親があり未だ定1
つていない。つまり前記引例文献790〜795負によ
ると、遊離基機構で説明されてろが(式(5)〜(7)
など) HNO3・oロ + ・NO2−−−曲−−−・−<5
)RE(−4−−NO2−−→R−4tlN(J2・−
曲−・−・−(6)R・十・NO2−一→RN(J2・
・・・・・・・・田・・・曲内・・(7)JaCk E
−Rjchmannらによると(@Journal o
fthe American Chemical 8c
oiety’ 1981 (10B)5265〜7)芳
香族カチオンラジカルとNO2開の反応機構を推定して
いるし、(式(8)〜(9)) %式%(8) (9) 一方Au5loos Pらによると(”Interna
tionalJournal of Chsmieal
Ktnetics” 1978(IQ)657〜66
7)カチオン機構を推定している。この様な状況下での
気相ニトロ化に活性な触媒の検索は、作業仮説の設定す
ら−しく困難を極めた訳であり、本発明方法で使用する
酸性複合酸化物が為活性を発揮したことは実に驚くべき
新規な発見である。
次に本発明方法に於て使用する触媒について説明する。
2種以上の金属酸化物を含む酸性複合酸化物は代表的な
固体酸触媒の1つであり、例えば円部et al @“
金属酸化物と複合酸化物(講談社サイエンティフィック
発行1978作)#中の9192章に詳述されている。
固体酸触媒の1つであり、例えば円部et al @“
金属酸化物と複合酸化物(講談社サイエンティフィック
発行1978作)#中の9192章に詳述されている。
本発明で使用する酸性金属酸化物は強酸性を示すものの
方が良好な活性を示す傾向にあり、概ね、酸強度関数H
o≦−8以下、場合によってはHO2−8以下の様な強
酸性を示す複合酸化物が好適には使われろ。本発明方法
に於−C使われる酸性複合酸化物の1群としては、・8
+またはりの酸化物を1成分として含む複合酸化物系が
ある。これらの代表的な例を載げるならば、8i02−
A/203.8i02−B2(J3 、81す2−
ZnOS 8i02− Ga20g 、 9i02−
ZrO2,8i0z −MgO1A/203− Btu
s、A/203− MgO18i0z −Y2O3,8
i0z −La2O5天然活性粘土、酸性白土、モンモ
リロナイトなどである。本発明方法に於て使われる酸性
複合酸化物のもう1つの群としてはTiの酸化物を1成
分として含む複合酸化物系がある。
方が良好な活性を示す傾向にあり、概ね、酸強度関数H
o≦−8以下、場合によってはHO2−8以下の様な強
酸性を示す複合酸化物が好適には使われろ。本発明方法
に於−C使われる酸性複合酸化物の1群としては、・8
+またはりの酸化物を1成分として含む複合酸化物系が
ある。これらの代表的な例を載げるならば、8i02−
A/203.8i02−B2(J3 、81す2−
ZnOS 8i02− Ga20g 、 9i02−
ZrO2,8i0z −MgO1A/203− Btu
s、A/203− MgO18i0z −Y2O3,8
i0z −La2O5天然活性粘土、酸性白土、モンモ
リロナイトなどである。本発明方法に於て使われる酸性
複合酸化物のもう1つの群としてはTiの酸化物を1成
分として含む複合酸化物系がある。
これらの代表的な例を叡げるならばTjOz −810
2、TiO2−ZrO2,Ti0z −8nOz 、T
i02−Cd01Ti(J2 ZnOなどである。本
発明方法に於て使われる酸性複合酸化物の更にもう1つ
の群としては、 MOまたはWの酸化物を含む複合酸化
物系がある。これらの代表的な例を載If ルjr ラ
If Mo5s −WO3、FiloOs −8i0t
、WOs −8i02. Mo0a −TiO鵞、W
Os −TiO2、M2O3−8n02 などである
。本発明方法に於て使われる酸性複合酸化物としては前
記2成分系以外にも、それら薯こ更にもう1つ以上の金
属酸化物を含む8成分以上の系もあり、それらは例えば
810g −A/203− B2O3、SiO2−Ti
O2−ZrO2lMo5s −WOs −8i0s f
t トカ軟げられる。
2、TiO2−ZrO2,Ti0z −8nOz 、T
i02−Cd01Ti(J2 ZnOなどである。本
発明方法に於て使われる酸性複合酸化物の更にもう1つ
の群としては、 MOまたはWの酸化物を含む複合酸化
物系がある。これらの代表的な例を載If ルjr ラ
If Mo5s −WO3、FiloOs −8i0t
、WOs −8i02. Mo0a −TiO鵞、W
Os −TiO2、M2O3−8n02 などである
。本発明方法に於て使われる酸性複合酸化物としては前
記2成分系以外にも、それら薯こ更にもう1つ以上の金
属酸化物を含む8成分以上の系もあり、それらは例えば
810g −A/203− B2O3、SiO2−Ti
O2−ZrO2lMo5s −WOs −8i0s f
t トカ軟げられる。
本発明で云う所の複合酸化物とは各構成成分酸化物の単
なる混合物の場合もあるが、多くはそれら異元素の、酸
化物結晶格子中に於ける雪換反応を一部伴なう様なもの
が大部分であり、それが複合酸化物の酸性発現の原因に
なっていると考えられる。
なる混合物の場合もあるが、多くはそれら異元素の、酸
化物結晶格子中に於ける雪換反応を一部伴なう様なもの
が大部分であり、それが複合酸化物の酸性発現の原因に
なっていると考えられる。
本発明に於ける複合酸化物の調製法についZrまたはZ
n系複合酸化物の場合には、通常それぞれの金属の塩の
混合水溶液をアンモニア水で加水分解して調製する不拘
−共沈澱法や、アンモニア水の代わりに尿素を用いて調
製する均−沈澱法などがある。また金属の水酸化物を混
練する方法や、1つの金属の塩の溶液に異穐の車馬の酸
化物を浸漬させたもの、あるいはそれにアンモニア水を
加えたものを焼成して調製する方法などがある。一方M
OやW系の複合酸化物の場合にはモリブデン酸アンモノ
の水溶液にチタンチトラjso−プロポキシドのイソプ
ロパツール溶液を加えて水酸化物を共沈澱させる方法や
、モリブデン酸アンモノの水溶液にシリカゲルを浸漬、
濃縮するなどの方法が例として挙げられる。いずれの方
法を採るにしても通常、得られる混合物を400〜60
0℃の温度で空気々流中数時@燐成することによって複
合酸化物触媒となる。
n系複合酸化物の場合には、通常それぞれの金属の塩の
混合水溶液をアンモニア水で加水分解して調製する不拘
−共沈澱法や、アンモニア水の代わりに尿素を用いて調
製する均−沈澱法などがある。また金属の水酸化物を混
練する方法や、1つの金属の塩の溶液に異穐の車馬の酸
化物を浸漬させたもの、あるいはそれにアンモニア水を
加えたものを焼成して調製する方法などがある。一方M
OやW系の複合酸化物の場合にはモリブデン酸アンモノ
の水溶液にチタンチトラjso−プロポキシドのイソプ
ロパツール溶液を加えて水酸化物を共沈澱させる方法や
、モリブデン酸アンモノの水溶液にシリカゲルを浸漬、
濃縮するなどの方法が例として挙げられる。いずれの方
法を採るにしても通常、得られる混合物を400〜60
0℃の温度で空気々流中数時@燐成することによって複
合酸化物触媒となる。
複合酸化物触媒の場合化は、その調製条件、焼成温度な
どによって触媒活性が変化することは当該業者には周知
の事実であり、本発明方法に於ける気相ニトロ化の場合
も例外ではない。従って本発明方法で使用する前記各複
合酸化物触媒に於ても、その1m+8方法は十分吟味さ
れるべきであり、各触媒系に於C最適活性を与える様な
調製条件を設定せねはならない。それは得られる複合酸
化物の酸強度関数HOで示すならばHO2−8以下、好
ましくはHO2−8以下の強酸性が発現する領域を・1
つの目安として設定される。酸強度関数tl。
どによって触媒活性が変化することは当該業者には周知
の事実であり、本発明方法に於ける気相ニトロ化の場合
も例外ではない。従って本発明方法で使用する前記各複
合酸化物触媒に於ても、その1m+8方法は十分吟味さ
れるべきであり、各触媒系に於C最適活性を与える様な
調製条件を設定せねはならない。それは得られる複合酸
化物の酸強度関数HOで示すならばHO2−8以下、好
ましくはHO2−8以下の強酸性が発現する領域を・1
つの目安として設定される。酸強度関数tl。
の定義及び測定法については、田辺らの°酸塩基触媒″
(産業図書 841年発行)の78〜76頁及び161
負に詳細な記述がある。本発明方法に於てもtio 測
定には指示薬による発色法を採用しているか、前記の触
媒調製の1つの目安として掲げたHO2−8あるいはH
O2−8なる値はあくまで便宜上の目安であり、有色複
合酸化物(例えばNo03− WO3りてHO値を推察
するしかない。MeO2−W(J3 。
(産業図書 841年発行)の78〜76頁及び161
負に詳細な記述がある。本発明方法に於てもtio 測
定には指示薬による発色法を採用しているか、前記の触
媒調製の1つの目安として掲げたHO2−8あるいはH
O2−8なる値はあくまで便宜上の目安であり、有色複
合酸化物(例えばNo03− WO3りてHO値を推察
するしかない。MeO2−W(J3 。
複合酸化物の様に気相ニトロ化には高い活性を示すもの
の、HO値の明確な決定の難しいものについても、もち
ろん本発明の対象に含まれる。
の、HO値の明確な決定の難しいものについても、もち
ろん本発明の対象に含まれる。
本発明方法に於けるニトロ化剤としては、N02、N2
O3及びN2O4などがあるが、特にNO2が好ましい
1、 本発明に於る気相ニトロ化は、反応温度−分離Jること
暮ζよって実施される。好ましくは前記気相ニトロ化反
応は希釈剤たる窒素なとの不活性ガスの共存下で実施さ
れる。このせ、一定柑速の希釈用窒素ガスと混合後反応
器中にフィードし′、そして次いで加熱触媒床に接触す
る前にニトロ化剤(N02など)の気相流と混合後加熱
触媒床に導き接触反応する。
O3及びN2O4などがあるが、特にNO2が好ましい
1、 本発明に於る気相ニトロ化は、反応温度−分離Jること
暮ζよって実施される。好ましくは前記気相ニトロ化反
応は希釈剤たる窒素なとの不活性ガスの共存下で実施さ
れる。このせ、一定柑速の希釈用窒素ガスと混合後反応
器中にフィードし′、そして次いで加熱触媒床に接触す
る前にニトロ化剤(N02など)の気相流と混合後加熱
触媒床に導き接触反応する。
下フィードポンプで気化器に送り込み気化しそこで一定
流速の希釈用室票ガスと混合後。
流速の希釈用室票ガスと混合後。
均一気相流として、加熱触媒床に導き接触反応する。
一般には0.6〜8.0であり、さらに好ましくは0.
5〜2.5のモル比である。
5〜2.5のモル比である。
各反応成分及び希釈用窒素ガスは所定の組成比を保ちつ
つ任意の空間速度で反応器中にフィードすることができ
る。
つ任意の空間速度で反応器中にフィードすることができ
る。
本発明を更に詳細に説明するために、以下に具体的実施
例を掲げるが、その中では2つの方法で触媒の活性を比
較検討している。1つの方法は通常の触媒活性試験に使
われろ常圧固定床rlL通反応であり、もう1つはマイ
クロパルス反応である。第1の方法である常圧固定床流
通反応データはいわゆる定常活性を示すものとして、特
許、文献郷で触媒活性の1明手段に多用され問題はない
。我々が使った第2の方法であるマイクロパルス反応は
マイクロリアクターとガスクロマトグラフを直結した形
の反応器であり、極めて簡易に触媒活性が測定し得るの
であるが、その測定値はいわゆる非定常活性を示すもの
と云われている。マイクロパルス反応については村Eら
(1触媒vol 2B(6) 488〜487真(19
81Q)及びWalter T、 Rejchje (
”(3HEMTECH、Nov。
例を掲げるが、その中では2つの方法で触媒の活性を比
較検討している。1つの方法は通常の触媒活性試験に使
われろ常圧固定床rlL通反応であり、もう1つはマイ
クロパルス反応である。第1の方法である常圧固定床流
通反応データはいわゆる定常活性を示すものとして、特
許、文献郷で触媒活性の1明手段に多用され問題はない
。我々が使った第2の方法であるマイクロパルス反応は
マイクロリアクターとガスクロマトグラフを直結した形
の反応器であり、極めて簡易に触媒活性が測定し得るの
であるが、その測定値はいわゆる非定常活性を示すもの
と云われている。マイクロパルス反応については村Eら
(1触媒vol 2B(6) 488〜487真(19
81Q)及びWalter T、 Rejchje (
”(3HEMTECH、Nov。
1981 698〜702)が、触媒活性試験に於ける
その有用性と使用上の留意点を記述している。それによ
れば前述の様にマイクロパルス反応は非定常反応であり
、流通反応は定常反応であるから1両者の結果は一致す
ることもあれば一致しないこともあると記述されている
が、反応の詳細な比較は別にしても、ある触媒の活性が
零であるか否かとが、2種の触媒間に活性の大巾な差異
が有るか否かとかいった大雑把な活性比較には十分使用
に耐える。現に各糧の文献に於ても触媒活性の比較検討
にマイクロパルス反応を使ってる例か散見される(例え
ば′″]48回触媒討論会予稿集(ム)(1981年)
194負。
その有用性と使用上の留意点を記述している。それによ
れば前述の様にマイクロパルス反応は非定常反応であり
、流通反応は定常反応であるから1両者の結果は一致す
ることもあれば一致しないこともあると記述されている
が、反応の詳細な比較は別にしても、ある触媒の活性が
零であるか否かとが、2種の触媒間に活性の大巾な差異
が有るか否かとかいった大雑把な活性比較には十分使用
に耐える。現に各糧の文献に於ても触媒活性の比較検討
にマイクロパルス反応を使ってる例か散見される(例え
ば′″]48回触媒討論会予稿集(ム)(1981年)
194負。
2201286頁、272員、278真など1)。
我々も、その簡便さ故にマイクロパルス反応法を使った
訳であるが適宜常圧流通法とのによる気相ニトロ化)マ
イクロパルス反応で得られた触媒活性の大小の傾向は、
常圧流通反応での傾向と一致することを11社している
。
訳であるが適宜常圧流通法とのによる気相ニトロ化)マ
イクロパルス反応で得られた触媒活性の大小の傾向は、
常圧流通反応での傾向と一致することを11社している
。
以下の実施例は本発明の具体的実地形態の一部であり、
本発明はそれらに限定されるものではない。
本発明はそれらに限定されるものではない。
実施例1 (マイクロパルス反応による触媒活性カスト
) まずマイクロパルス反応方法について説明する。反応装
置は先に引例した村上らの文献(@触媒vo1.2 B
(6)488〜487頁(198]))に詳しく記述さ
れている。内径4111.焚き20σの石英ガラス製マ
イクロ反応管を電気炉中に納めガスクロマトグラフのイ
ンジェクション部の前段に取り付けるうこのマイクロ反
応管中に石英ウールを詰めて気化部とした後、その下層
に触媒を約50119〜約200+q程度充填しキャリ
ヤーガスとしての窒素又はヘリウムを一定流量流しなが
らクロ湊すンジで約0.6〜lμl採取し す早くマイ
クロ反応管の上部から注入する。ベンゼンとN2O4の
混合物はキャリアーガス(窒素又はヘリウム)と共に石
英ウールの気化部を通り各々ベンゼン蒸気とNO2カス
になった後触媒床に接触、反応する。この反応混合物は
直接カスクロマトグラフに導かれ分析される。
) まずマイクロパルス反応方法について説明する。反応装
置は先に引例した村上らの文献(@触媒vo1.2 B
(6)488〜487頁(198]))に詳しく記述さ
れている。内径4111.焚き20σの石英ガラス製マ
イクロ反応管を電気炉中に納めガスクロマトグラフのイ
ンジェクション部の前段に取り付けるうこのマイクロ反
応管中に石英ウールを詰めて気化部とした後、その下層
に触媒を約50119〜約200+q程度充填しキャリ
ヤーガスとしての窒素又はヘリウムを一定流量流しなが
らクロ湊すンジで約0.6〜lμl採取し す早くマイ
クロ反応管の上部から注入する。ベンゼンとN2O4の
混合物はキャリアーガス(窒素又はヘリウム)と共に石
英ウールの気化部を通り各々ベンゼン蒸気とNO2カス
になった後触媒床に接触、反応する。この反応混合物は
直接カスクロマトグラフに導かれ分析される。
前記マイクロパルス反応器を使い以下の様に実験した。
シリカ・アルミナ触媒(8揮化学製 N−681−Li
アルミナ=18WtgII)を50q(加圧成型後
砕き24〜48メツシユとする)マイクロ反応管番こ充
填し、ヘリウムを48 m115+の流速で流しながら
400℃で0.5時間予熱処理をした。ベンセンとN2
O4の混合物(NO2/ベンゼン モル比=2.7)を
水冷下マイクロシリンジで0.5μl採取し、す早くマ
イクロ反応管の上部から注入した。
アルミナ=18WtgII)を50q(加圧成型後
砕き24〜48メツシユとする)マイクロ反応管番こ充
填し、ヘリウムを48 m115+の流速で流しながら
400℃で0.5時間予熱処理をした。ベンセンとN2
O4の混合物(NO2/ベンゼン モル比=2.7)を
水冷下マイクロシリンジで0.5μl採取し、す早くマ
イクロ反応管の上部から注入した。
触媒床の温度(反応温度)は200℃であ、る。
ガスクロマトグラフの分析条件は以下の様尾ζした。
ガラスカラム 8φX2?FL
カラム充填剤= 556 PEG 2県n 1por
tHP6g〜80メツシュ 注入部温度=250℃ 得られた結果は、ベンゼン転化率= 69.0 !Ii
i、ニトロベンゼン選択率−19,8優であった。
tHP6g〜80メツシュ 注入部温度=250℃ 得られた結果は、ベンゼン転化率= 69.0 !Ii
i、ニトロベンゼン選択率−19,8優であった。
なお本反応に使用したシリカ、アルミナ触媒はジシンナ
マルア十トン指示薬で酸性色に発色し、Ha <=−3
,9の酸点を有することを示す。
マルア十トン指示薬で酸性色に発色し、Ha <=−3
,9の酸点を有することを示す。
実施例2
モリブデン酸アンモン水溶液中に、チタンテトラ−4s
o−プロポキシドのイソプロパツール溶液を滴下する共
沈澱法で得られたとドロゲルを、f過、乾燥後空気々流
中500’Cで6時間焼成してMo5s −TiO2複
合酸化物を得た。組成比はMO/’i’i = 1/9
(原子比)であった。得られたM(+03− Ti0
z複合酸化物を触媒として50q使用する他は、実施例
1と全く同一に実験を行なった。
o−プロポキシドのイソプロパツール溶液を滴下する共
沈澱法で得られたとドロゲルを、f過、乾燥後空気々流
中500’Cで6時間焼成してMo5s −TiO2複
合酸化物を得た。組成比はMO/’i’i = 1/9
(原子比)であった。得られたM(+03− Ti0
z複合酸化物を触媒として50q使用する他は、実施例
1と全く同一に実験を行なった。
得られた結果は、ベンゼン転化率”582111、ニト
ロベンゼン選択率=981塔であった。
ロベンゼン選択率=981塔であった。
実施例8
タングステン酸アンモン水溶液とチタンテトラ−180
−プロポキシドのイソプロパツール溶液から実地例2に
準じてWO3−TiO2複合酸化物を調製した。組成比
はW/Ti = 1/ 9(原子比)であった。得られ
たWOs−T’i0z複合酸化物はジシンナマルアセト
ン指示薬です)ずかに酸性色に発色しHO2−8,0の
酸点を有することを示す。得られたWOa−Tt02複
合酸化物を触媒として60〜使用する他は、実施例1と
全く同一に実験を行なった1、得られた結果は、ベンゼ
ン転化率=−=26.5%、ニトロベンヤン選択率=
99.8%であ−)た。
−プロポキシドのイソプロパツール溶液から実地例2に
準じてWO3−TiO2複合酸化物を調製した。組成比
はW/Ti = 1/ 9(原子比)であった。得られ
たWOs−T’i0z複合酸化物はジシンナマルアセト
ン指示薬です)ずかに酸性色に発色しHO2−8,0の
酸点を有することを示す。得られたWOa−Tt02複
合酸化物を触媒として60〜使用する他は、実施例1と
全く同一に実験を行なった1、得られた結果は、ベンゼ
ン転化率=−=26.5%、ニトロベンヤン選択率=
99.8%であ−)た。
実施例4
四塩化チタン8.81を蒸留水100−中に滴下し、次
いでテトラエチルオルソシリヶー) 4.16 fを滴
下した。この均一溶液に28優アンモニア水を滴下中和
しくPEI=7)共沈澱法でヒドロゲルを析出させた。
いでテトラエチルオルソシリヶー) 4.16 fを滴
下した。この均一溶液に28優アンモニア水を滴下中和
しくPEI=7)共沈澱法でヒドロゲルを析出させた。
湯浴上でl hr熱熟成後沖過、洗浄を経て100℃で
2 Q hrs 乾燥した。これを空気々流中、50
0’Cテ8hrs 焼成しTiO2−5i02 複合
酸化物を得た。このものの組成はTi/8i=t/1(
原子比)であった。得られたTiO2−8i02複合酸
化物はジシンナマルアセトン指示薬でわずかに酸性色に
発色し、Ho <−8の酸点を有することを示すっ得ら
れたTiO2−8jO2複合酸化物を触媒として50岬
用いかつ、N0210モル比=1.0とする他は実施例
1 と全く同一に実験を行なった。得られた結果はベン
ゼン転化率=4.651、ニトロベンセン選択率=98
.896であった。
2 Q hrs 乾燥した。これを空気々流中、50
0’Cテ8hrs 焼成しTiO2−5i02 複合
酸化物を得た。このものの組成はTi/8i=t/1(
原子比)であった。得られたTiO2−8i02複合酸
化物はジシンナマルアセトン指示薬でわずかに酸性色に
発色し、Ho <−8の酸点を有することを示すっ得ら
れたTiO2−8jO2複合酸化物を触媒として50岬
用いかつ、N0210モル比=1.0とする他は実施例
1 と全く同一に実験を行なった。得られた結果はベン
ゼン転化率=4.651、ニトロベンセン選択率=98
.896であった。
実施例5
酸化モリブデン5?と酸化タングステン15fを乳鉢で
混合後、水2.25 Pを加え加圧成型した。これを粉
砕し24〜48メツシユとした後、空気々流中500t
でg hrs焼成しMoO3−WO3複合酸化物とした
。このものの組成はMo/’N= 1/1B (原子比
)であった。得られたMo5s −WOs複合酸化物を
触媒としr60v用イNO2/◎モル比=266とする
他は実施例1と全く同一−こ反応を行なった。得られた
結果はベンゼン転化率=48.8優、ニトロベンゼン選
択率=99911であつベンゼン/N02からの気相ニ
トロ化に公知の触媒であるシリカゲル(U、8.P、
2.1で9,871号)を6011F用い、かつ表−1
に示す所定反応温度とする他は、実施例1に準じて反応
を行なった(但しNot/ベンゼン・モル比=2.4)
得られた結果を表−1に示す。
混合後、水2.25 Pを加え加圧成型した。これを粉
砕し24〜48メツシユとした後、空気々流中500t
でg hrs焼成しMoO3−WO3複合酸化物とした
。このものの組成はMo/’N= 1/1B (原子比
)であった。得られたMo5s −WOs複合酸化物を
触媒としr60v用イNO2/◎モル比=266とする
他は実施例1と全く同一−こ反応を行なった。得られた
結果はベンゼン転化率=48.8優、ニトロベンゼン選
択率=99911であつベンゼン/N02からの気相ニ
トロ化に公知の触媒であるシリカゲル(U、8.P、
2.1で9,871号)を6011F用い、かつ表−1
に示す所定反応温度とする他は、実施例1に準じて反応
を行なった(但しNot/ベンゼン・モル比=2.4)
得られた結果を表−1に示す。
ベンゼン7’ NO2からの気相ニトロ化に公知の触媒
であるリン酸系触媒(By、t、P 686782号)
を50q用いる他は実施例1と同一に反応を行なった。
であるリン酸系触媒(By、t、P 686782号)
を50q用いる他は実施例1と同一に反応を行なった。
(但しN02/ベンゼン モル比=2.4)得られた結
果を表−2に示す。
果を表−2に示す。
表−2
イ刊
比較餐18
クロルベンセン/NO2からの気相ニトロ化に公知の触
媒であるモルデナイト(M)型セオライト及びY型ゼオ
ライト(特N11864−95521号)を各々50q
用い、かつ表−8に示す所定反応温度とする地は、実施
例1に準じて反応を行なった。(但しNO2/ベンセン
モル比=2.4) 得られた結果を表−8に示す。
媒であるモルデナイト(M)型セオライト及びY型ゼオ
ライト(特N11864−95521号)を各々50q
用い、かつ表−8に示す所定反応温度とする地は、実施
例1に準じて反応を行なった。(但しNO2/ベンセン
モル比=2.4) 得られた結果を表−8に示す。
実施例6゜
通常の常圧固定床流通反応装置を用い以下のように実験
した。長さ82−1内径tel+の石英ガラス反応管中
に、実施例6で調製したMoO3−WO3複合酸化物触
媒(No/W = l / 2.8原子比)(24〜4
8メツシユ)を5 ? (1,8CC)充填し、N2気
流下400℃で1時間予熱処理をした。マイクロフィー
ダによってペンセンを、熔融アルミナ充填気化器にフィ
ードして気化する。一方氷冷したマイクロフィーダーに
よってN2O4をフィードし気化しだNO2を希釈用の
N2キャリヤーで希釈しベンゼン蒸気と混合する。原料
混合ガスは反応管に導かれ、所定温度に保たれた触媒床
で接触反応する。反応混合物ガスは反応管を出た稜氷冷
トラップされ、排ガスはアルカリ水で中和された後パー
ジされた。トラップ物はガスクロマトグラフによって分
析された。各反応条件に於ける反応結果を表−4に示ず
。但し表中の略記号は下記のとおりである。
した。長さ82−1内径tel+の石英ガラス反応管中
に、実施例6で調製したMoO3−WO3複合酸化物触
媒(No/W = l / 2.8原子比)(24〜4
8メツシユ)を5 ? (1,8CC)充填し、N2気
流下400℃で1時間予熱処理をした。マイクロフィー
ダによってペンセンを、熔融アルミナ充填気化器にフィ
ードして気化する。一方氷冷したマイクロフィーダーに
よってN2O4をフィードし気化しだNO2を希釈用の
N2キャリヤーで希釈しベンゼン蒸気と混合する。原料
混合ガスは反応管に導かれ、所定温度に保たれた触媒床
で接触反応する。反応混合物ガスは反応管を出た稜氷冷
トラップされ、排ガスはアルカリ水で中和された後パー
ジされた。トラップ物はガスクロマトグラフによって分
析された。各反応条件に於ける反応結果を表−4に示ず
。但し表中の略記号は下記のとおりである。
sv 、ガス空間速度 (hr)
STY 、空時収率 (Kf/ /−Cat−hr
)公知の気相ニトロ化触媒のパルス反応による比較では
、比較的活性の高かったM−型セオライドであるゼオロ
ン−900H(比較実験8参照)1fを触媒とする他は
実施例6と同一ニ反応ヲ行ナツタ。8V=16.270
”’反応開始後15分〜1時間15分までの1時間のト
ラップを分析したがペンセンの転化率二〇%で、ニトロ
ベンゼンは痕跡程度しか検出できなかった。
)公知の気相ニトロ化触媒のパルス反応による比較では
、比較的活性の高かったM−型セオライドであるゼオロ
ン−900H(比較実験8参照)1fを触媒とする他は
実施例6と同一ニ反応ヲ行ナツタ。8V=16.270
”’反応開始後15分〜1時間15分までの1時間のト
ラップを分析したがペンセンの転化率二〇%で、ニトロ
ベンゼンは痕跡程度しか検出できなかった。
実施例7
実施例1に於けるベンセンに代えて、クロルベンゼンを
用い、NO,/クロルベンゼンモル比=2.8なる条件
とする他は実施例1に準じて反応を行なった。得られた
結果は、クロルベンセン転化率=19.8%、クロルニ
ド0ベンゼンN択率=85.6%、クロルニトロベンゼ
ン異性体分布は、P一体=66.8%、m一体=2.1
%、〇一体=81.6%であった。
用い、NO,/クロルベンゼンモル比=2.8なる条件
とする他は実施例1に準じて反応を行なった。得られた
結果は、クロルベンセン転化率=19.8%、クロルニ
ド0ベンゼンN択率=85.6%、クロルニトロベンゼ
ン異性体分布は、P一体=66.8%、m一体=2.1
%、〇一体=81.6%であった。
セオロン−900Hを触媒として501F用いる他は、
実施例7に準じて反応を行なった。
実施例7に準じて反応を行なった。
得られた結果は、クロルベンゼン転化率=11%、クロ
ルニトロベンゼン類11択率=88.59b、クロルニ
トロベどゼン異性体分布は、P一体= 57.8%1m
一体=0.9%。
ルニトロベンゼン類11択率=88.59b、クロルニ
トロベどゼン異性体分布は、P一体= 57.8%1m
一体=0.9%。
〇一体=24.9%であった。
特許出願人 住友化学工業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)ベンゼンまたはクロルベンゼンをニトロ化剤を使
用して気相ニト0化反応する方法ξζ於て2s以上の金
属酸化法。 (2)酸性複合酸化物が81またはMの酸化物を含むも
のである特許請求の範囲jFi1項記載の方法。 (3)際性複合酸化物がTiの酸化物を含むものである
特許請求の範囲第1項記載の方法。 (41Fill性複合酸化物がMoまたはWの酸化物を
含むものである特許請求の範囲m11項記載方法。 (fil M性複合酸化物が、酸強度関数(HO)で
表わしてHO≦−8なる強際点を有するものである特許
請求の範囲第1,2.8または4項記載の方法。 (6) ニトロ化剤かNO2、N2O3またはN2O
4から成る窒・化酸化物である特許請求の範囲第1゜2
.8.4または5項記載の方法。 (7)ニトロ化剤かNO2である特許請求の範囲第1.
2.8.4または5項記載の方法。 (8)気相ニトロ化反応を150℃〜800℃の範囲の
温度で実施する特許請求の範囲@l。 す0.5〜8モルのニトロ化剤が使用される特許請求の
範囲第1,2.8.4.5,6.7または8項記載の方
法。 al 気相ニトロ化反応を不活性ガスからなる希釈剤
存在下に行なう特許請求の範囲第1.2.8.4.5.
6.7.8または9項記載の方法。 2.8.4.5.6.7.8.9またはlO項配軟の方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57045466A JPS58162557A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | ニトロ化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57045466A JPS58162557A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | ニトロ化方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58162557A true JPS58162557A (ja) | 1983-09-27 |
Family
ID=12720146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57045466A Pending JPS58162557A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | ニトロ化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58162557A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0850915A1 (en) * | 1996-12-27 | 1998-07-01 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Method for producing nitro compounds |
JP2011093814A (ja) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Kanazawa Univ | 芳香族ニトロ化合物の製造方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5312823A (en) * | 1976-07-17 | 1978-02-04 | Hoechst Ag | Nitration of tluene |
-
1982
- 1982-03-19 JP JP57045466A patent/JPS58162557A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5312823A (en) * | 1976-07-17 | 1978-02-04 | Hoechst Ag | Nitration of tluene |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0850915A1 (en) * | 1996-12-27 | 1998-07-01 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Method for producing nitro compounds |
JP2011093814A (ja) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Kanazawa Univ | 芳香族ニトロ化合物の製造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS58180460A (ja) | ニトロ化方法 | |
EP0001922B1 (en) | Gas phase nitration of chlorobenzene | |
EP0876215A1 (de) | Amorphe mikroporöse mischoxidkatalysatoren mit kontrollierter oberflächenpolarität für die selektive heterogene katalyse, adsorption und stofftrennung | |
Cornlis et al. | Nitration of Phenols by Clay‐Supported Ferric Nitrate | |
ITMI20012707A1 (it) | Processo per l'alchilazione di composti aromatici | |
CS276381B6 (en) | Process for preparing nitrobenzenes | |
JPS58162557A (ja) | ニトロ化方法 | |
US4426543A (en) | Vapor phase nitration of aromatic hydrocarbons | |
US5019657A (en) | Process for the preparation of halophenols | |
US4347389A (en) | Vapor phase nitration of aromatic compounds | |
US5977418A (en) | Regioselective nitration of aromatic compounds by dinitrogen pentoxide and the reaction products thereof | |
US6791000B2 (en) | Process for vapor phase nitration of benzene using nitric acid over molybdenum silica catalyst | |
JPS58157748A (ja) | ベンゼンの気相ニトロ化方法 | |
US4164552A (en) | Preparation of hydrogen cyanide | |
JPS6229556A (ja) | ベンゼンの気相ニトロ化方法 | |
JPS58183644A (ja) | 気相ニトロ化方法 | |
RU2559356C1 (ru) | Способ получения 5(6)-нитро-1-(4-нитрофенил)-1,3,3-триметилинданов | |
JPS58185543A (ja) | ベンゼンの接触的ニトロ化方法 | |
JPS58180459A (ja) | ニトロベンゼンの製造方法 | |
JPH0847643A (ja) | メタクリル酸製造用触媒およびこの触媒を用いたメタクリル酸の製造方法 | |
SU1759833A1 (ru) | Способ получени п-нитротолуола | |
JPH02300150A (ja) | ニトロベンゼン類の製法 | |
JPH02300149A (ja) | ニトロベンゼン類の製造方法 | |
SU415906A1 (ru) | Катализатор дл получени изопрена | |
JP3521970B2 (ja) | グリコール酸の製造方法 |