JPS58219143A - ナフトキノンの製造方法 - Google Patents
ナフトキノンの製造方法Info
- Publication number
- JPS58219143A JPS58219143A JP57102914A JP10291482A JPS58219143A JP S58219143 A JPS58219143 A JP S58219143A JP 57102914 A JP57102914 A JP 57102914A JP 10291482 A JP10291482 A JP 10291482A JP S58219143 A JPS58219143 A JP S58219143A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- naphthalene
- naphthoquinone
- oxidation
- concentration
- ceric
- 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.)
- Granted
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-
- 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
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (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】
この発明はナフトキノンの製造方法に関する。
ナフトキノンは、化学工業分野において広く用いられて
いる有機物質である。これは特に、染料並びにテトラヒ
ドロアントラキノン及びアントラキノンを包含する高級
キノンの製造に用いられる。カークオスマーの化学工業
辞典第2版第16章910ページに、1.4−ナフトキ
ノ/は、塩酸4−アミノナフトールに重クロム酸カリウ
ムと硫酸とを作用させて高収率で得ることができ、そし
てナフタレンを直接ナフトキノンに酸化する方法はあま
り価値がないことが記載されている。さらに、ウェイカ
ーらの】96゜年5月31日に発行された米国特許29
38913には、加圧高温下において五酸化バナジウム
触媒を用いてナフタレンをナフトキノン及び無水フタル
酸に直接酸化する方法が記載され、クレームされている
。つ□エイカーらのこの方法又はこれを修飾した方法は
商業的に使用されているけれども、この方法は所望の1
,4−ナフトキノンに加えてかなりの量のフタル酸を生
成するという欠点がある。
いる有機物質である。これは特に、染料並びにテトラヒ
ドロアントラキノン及びアントラキノンを包含する高級
キノンの製造に用いられる。カークオスマーの化学工業
辞典第2版第16章910ページに、1.4−ナフトキ
ノ/は、塩酸4−アミノナフトールに重クロム酸カリウ
ムと硫酸とを作用させて高収率で得ることができ、そし
てナフタレンを直接ナフトキノンに酸化する方法はあま
り価値がないことが記載されている。さらに、ウェイカ
ーらの】96゜年5月31日に発行された米国特許29
38913には、加圧高温下において五酸化バナジウム
触媒を用いてナフタレンをナフトキノン及び無水フタル
酸に直接酸化する方法が記載され、クレームされている
。つ□エイカーらのこの方法又はこれを修飾した方法は
商業的に使用されているけれども、この方法は所望の1
,4−ナフトキノンに加えてかなりの量のフタル酸を生
成するという欠点がある。
ゴーパケフとノ9ニペルは、Zhur、vli、Khi
m+28.1782−(8)]954において、ナフタ
レン、酢酸、硫酸及び硫酸第二セシウムを含む一相系で
40℃〜70℃の温度下で、硫酸第二セリウムによって
ナフタレンを酸化することを記載している。彼等は、操
作温度が10℃上昇するごとに、ナフタレンの酸化速度
が約2倍になることを示した。また、ナフタレンの酸化
速度は、溶解したセリウムイオン濃度と直線的な関係に
ある。従って、溶解したセリウムイオン濃度が高いほど
、そして操作温度が高いほど、ナフタレンからナフトキ
ノンへの転化が速くなる。しかしながら、彼等は、商業
的に採算のとれるナフトキノンの製造方法を開発しなか
った。彼等が記載した一相系において生成されるナフト
キノンは、セリウムイオンにさらされてさらに酸化され
、その結果ナフトキノンの収率が低下する。
m+28.1782−(8)]954において、ナフタ
レン、酢酸、硫酸及び硫酸第二セシウムを含む一相系で
40℃〜70℃の温度下で、硫酸第二セリウムによって
ナフタレンを酸化することを記載している。彼等は、操
作温度が10℃上昇するごとに、ナフタレンの酸化速度
が約2倍になることを示した。また、ナフタレンの酸化
速度は、溶解したセリウムイオン濃度と直線的な関係に
ある。従って、溶解したセリウムイオン濃度が高いほど
、そして操作温度が高いほど、ナフタレンからナフトキ
ノンへの転化が速くなる。しかしながら、彼等は、商業
的に採算のとれるナフトキノンの製造方法を開発しなか
った。彼等が記載した一相系において生成されるナフト
キノンは、セリウムイオンにさらされてさらに酸化され
、その結果ナフトキノンの収率が低下する。
さらに、そのナフタレン及びナフトキノンの濃度は著し
く低い。さらに、ブーツ々ケフとバーベルは、セリウム
酸化剤からナフトキノンを分離する方法を議論していな
い。
く低い。さらに、ブーツ々ケフとバーベルは、セリウム
酸化剤からナフトキノンを分離する方法を議論していな
い。
インペリアル・ケミカル・インダストリーズ社の英国特
許] ] 92037には、二相系においてナフタレン
をナフトキノンに酸化する方法が記載されている。ナフ
タレンを種々の溶媒に0、05 Mないし0.26 M
の濃度で溶かし均一な有機相を形成する。4N硫酸に溶
けた硫酸第二セリウム又は4Nの酸に溶けた硝酸第二セ
リウムアンモニウムが触媒として用いられる。適当なセ
リウム溶液は、4N硫酸中で0.01ないし0.15M
の濃度を有する。さらに速い反応は、硝酸に溶けたさら
に可溶性の硝酸第二セリウムアンモニウムを用いて得ら
れる。濃い硝酸第二七リウムアンモニウムの硝酸溶液を
用いることは、反応速度が速くなる(これは上述のゴー
パケフとバーベルの結果から予想される)という利点を
有するが、かなりの量の望ましくない副産物、1−二ト
ロナフトキノンを生成する。この欠点はまた、■CI社
のカナダ特許899856及び英国特許] 20343
4にも記載されている。
許] ] 92037には、二相系においてナフタレン
をナフトキノンに酸化する方法が記載されている。ナフ
タレンを種々の溶媒に0、05 Mないし0.26 M
の濃度で溶かし均一な有機相を形成する。4N硫酸に溶
けた硫酸第二セリウム又は4Nの酸に溶けた硝酸第二セ
リウムアンモニウムが触媒として用いられる。適当なセ
リウム溶液は、4N硫酸中で0.01ないし0.15M
の濃度を有する。さらに速い反応は、硝酸に溶けたさら
に可溶性の硝酸第二セリウムアンモニウムを用いて得ら
れる。濃い硝酸第二七リウムアンモニウムの硝酸溶液を
用いることは、反応速度が速くなる(これは上述のゴー
パケフとバーベルの結果から予想される)という利点を
有するが、かなりの量の望ましくない副産物、1−二ト
ロナフトキノンを生成する。この欠点はまた、■CI社
のカナダ特許899856及び英国特許] 20343
4にも記載されている。
セリウム酸化剤によってナフトキノンを製造するという
ICI社による上述のアプローチは、次のような多くの
欠点を有しているので商業的に利用できない。
ICI社による上述のアプローチは、次のような多くの
欠点を有しているので商業的に利用できない。
イ)ナフタレンを溶解するのに有機溶媒を用いるので、
溶媒の沸点のために操作温度を高くすることが制限され
る。
溶媒の沸点のために操作温度を高くすることが制限され
る。
口)ナフタレンを溶解するのに有機溶媒を用いるので、
ナフトキノン製造プラント中に巨大で複雑な溶媒回収シ
ステムを設けることが必要になる。これは実際上不可能
な程高価なことである。なぜなら、大量の溶媒を、少量
のナフトキノン生成物及び未反応のナフタレンから除去
しなければならないからである。
ナフトキノン製造プラント中に巨大で複雑な溶媒回収シ
ステムを設けることが必要になる。これは実際上不可能
な程高価なことである。なぜなら、大量の溶媒を、少量
のナフトキノン生成物及び未反応のナフタレンから除去
しなければならないからである。
ハ)有機溶媒を用いるので、有機相中の最初のナフタレ
ンの濃度が、その温度におけるその溶媒に対するナフタ
レンの溶、鮮度によって制限される。
ンの濃度が、その温度におけるその溶媒に対するナフタ
レンの溶、鮮度によって制限される。
二)隔膜電解槽を包含する電気化学的槽を用いるので、
電解質の最大セリウムイオン濃度は、硫酸第一セリウム
塩の最大溶解度に限定される。
電解質の最大セリウムイオン濃度は、硫酸第一セリウム
塩の最大溶解度に限定される。
ホ)ナフトキノンは極めて低濃度につくられる。例えば
、0.2Mナフタレンから出発した場合には、100%
の転化が起こって収率が100係であったとしても、ナ
フトキノンの濃度は0、2 Mである。極めて希薄なナ
フトキノンをナフタレン−溶媒混合物から回収すること
は、商業的規模・で実施するにはあまりにもコスト高と
なり不可能である。
、0.2Mナフタレンから出発した場合には、100%
の転化が起こって収率が100係であったとしても、ナ
フトキノンの濃度は0、2 Mである。極めて希薄なナ
フトキノンをナフタレン−溶媒混合物から回収すること
は、商業的規模・で実施するにはあまりにもコスト高と
なり不可能である。
へ)上述の特許では、例えば1−ニトロナフタレンのよ
うな副産物の生成を抑えるために、操作温度が40℃な
いし80℃に制限される。
うな副産物の生成を抑えるために、操作温度が40℃な
いし80℃に制限される。
ト)反応物質が極めて希薄で操作温度が比較的低いため
、反応速度が遅く、例えば1ないし2時間かかる。
、反応速度が遅く、例えば1ないし2時間かかる。
チ)極めて希薄なナフタレンを用いるため、第二セリウ
ムイオン酸化剤水溶液とナフタレンとがよく分散するこ
とを確保するためのかくはんコストが高くなる。
ムイオン酸化剤水溶液とナフタレンとがよく分散するこ
とを確保するためのかくはんコストが高くなる。
す)硫酸第二セリウムによるナフタレンの酸化は、反応
速度論的制御に加えて質量輸送的にも制御される。ナフ
タレンがナフトキノンに転化する速さは、ナフタレン分
子が第二セリウムイオンと接触できる速さに強く依存す
る。ナフタレンを溶解するのに溶媒を用いるため、第二
セリウムイオンとナフタレンとの接触速度は、溶媒中の
ナフタレン分子が、反応可能々溶媒−第二セリウムイオ
ン界面まで拡散(質量輸送)する速さによって制限され
る。溶媒を全く用いないならば、はるかに高い濃度のナ
フタレ、ヅ分子が第二セリウムイオン酸化剤と常に直接
接触する。従って、ナフタレンの酸化反応の速度は、溶
媒を用いることによって実質的に制限される。
速度論的制御に加えて質量輸送的にも制御される。ナフ
タレンがナフトキノンに転化する速さは、ナフタレン分
子が第二セリウムイオンと接触できる速さに強く依存す
る。ナフタレンを溶解するのに溶媒を用いるため、第二
セリウムイオンとナフタレンとの接触速度は、溶媒中の
ナフタレン分子が、反応可能々溶媒−第二セリウムイオ
ン界面まで拡散(質量輸送)する速さによって制限され
る。溶媒を全く用いないならば、はるかに高い濃度のナ
フタレ、ヅ分子が第二セリウムイオン酸化剤と常に直接
接触する。従って、ナフタレンの酸化反応の速度は、溶
媒を用いることによって実質的に制限される。
さらに、第二セリウムイオンが他の有機種、例えばナフ
タレン分子の不存在下におけるナフトキノンと反応して
副産物を生成することを防止するために、第二セリウム
イオンを過剰のナフタレン分子と接触させることが重要
である。副産物の生成と第二セリウムイオンの消耗は、
溶媒の不存在下でナフタレンを酸化すること−によって
、たとえナフトキノンの濃度が高い場合であっても、か
なり減少される(第1表参照のこと)。
タレン分子の不存在下におけるナフトキノンと反応して
副産物を生成することを防止するために、第二セリウム
イオンを過剰のナフタレン分子と接触させることが重要
である。副産物の生成と第二セリウムイオンの消耗は、
溶媒の不存在下でナフタレンを酸化すること−によって
、たとえナフトキノンの濃度が高い場合であっても、か
なり減少される(第1表参照のこと)。
この発明は、セリウム酸化剤を用いてナフタレンを酸化
することによるナフトキノンのInを妨げていた従来技
術における欠点を克服することを目的とする。この発明
は、ナフタレン酸化の際に有機溶媒を必要とすることな
く、あら ′ゆる先行技術文献に開示されたものより
もはるかに高い硫酸第二セリウム濃度下で、極めて高温
、例えば81℃を超える温度下で反応させることによっ
て、ナフタレンはナフトキノンに極めて高い収率で高濃
度で容易に転化され、その収率や濃度はICI社やゴー
パヶフとバーベルによって示されたものよりも高くなる
ことを示す。
することによるナフトキノンのInを妨げていた従来技
術における欠点を克服することを目的とする。この発明
は、ナフタレン酸化の際に有機溶媒を必要とすることな
く、あら ′ゆる先行技術文献に開示されたものより
もはるかに高い硫酸第二セリウム濃度下で、極めて高温
、例えば81℃を超える温度下で反応させることによっ
て、ナフタレンはナフトキノンに極めて高い収率で高濃
度で容易に転化され、その収率や濃度はICI社やゴー
パヶフとバーベルによって示されたものよりも高くなる
ことを示す。
すなわち、この発明は、ナフタレンの融点よりも高い温
度下で硫酸の存在下であって有機溶媒の不存在下におい
て、反応混合物をはげしくかきまぜながらナフタレンを
硫酸第二セリウムで酸化することから成るナフトキノン
の製造方法を提供する。酸化後の反応混合物を有機溶媒
と接触させてナフトキノンを抽出してもよい。
度下で硫酸の存在下であって有機溶媒の不存在下におい
て、反応混合物をはげしくかきまぜながらナフタレンを
硫酸第二セリウムで酸化することから成るナフトキノン
の製造方法を提供する。酸化後の反応混合物を有機溶媒
と接触させてナフトキノンを抽出してもよい。
あるいは、反応混合物からナフトキノンを分離するため
に分別昇華させてもよい。
に分別昇華させてもよい。
用いられる硫酸の濃度は好ましくは0.5 Mないし2
.0Mである。
.0Mである。
硫酸第二セリウムによるナフタレンの酸化によって生成
した硫酸第一セリウムは、これを再び硫酸第二セリウム
に酸化することによって、硫酸第二セリウムを再生でき
るということに注目すべきである。この再生の技術は先
行技術において知られている。特に好ましい方法は、桟
状が1980年5月15日に米国特許庁に出願した特許
出願] 49904に記載されている。
した硫酸第一セリウムは、これを再び硫酸第二セリウム
に酸化することによって、硫酸第二セリウムを再生でき
るということに注目すべきである。この再生の技術は先
行技術において知られている。特に好ましい方法は、桟
状が1980年5月15日に米国特許庁に出願した特許
出願] 49904に記載されている。
しかしながら、追加的な電気分解的方法を用いて第二セ
リウムイオンを再生することもできる。
リウムイオンを再生することもできる。
オゾン分解もまた用いることができる。
ナフタレンの融点は80℃である。従って、この発明の
方法を行なうのに好ましい温度は約81℃以上、例えば
81℃ないし85℃であるが、さらに高い温度を用いる
こともできる。約8ICにおける溶融ナフタレンの濃度
は6.3Mであるので、反応混合物中のナフタレンの濃
度は約6.3Mである。ナフタレン酸化の当初における
硫酸第二セリウムの濃度は少なくとも0.05Mである
べきである。しかしながら、当初の硫酸第二セリウムは
、o、jMを超える、特に0.5Mの濃度であることが
好ましい。
方法を行なうのに好ましい温度は約81℃以上、例えば
81℃ないし85℃であるが、さらに高い温度を用いる
こともできる。約8ICにおける溶融ナフタレンの濃度
は6.3Mであるので、反応混合物中のナフタレンの濃
度は約6.3Mである。ナフタレン酸化の当初における
硫酸第二セリウムの濃度は少なくとも0.05Mである
べきである。しかしながら、当初の硫酸第二セリウムは
、o、jMを超える、特に0.5Mの濃度であることが
好ましい。
次の実験は、この発明を例示によって説明するものであ
る。結果及び反応条件は第1表に示されている。
る。結果及び反応条件は第1表に示されている。
実施例
次の実施例においては、ナフタレンの酸化は、固体のナ
フタレンを硫酸第二セリウム−硫酸酸化剤に81℃以上
の温度下で加えることによって行なった。反応は閉じた
ガラス容器内で行ない、内容物をマグネティックスタラ
−で155分間はげしくかきまぜた。得られた有機混合
物を有機溶媒に溶かし、高圧液体クロマトグラフィ
′−を用いて分析を行ない、ナフタレンの転化率とナフ
トキノンの収率とを測定した。
フタレンを硫酸第二セリウム−硫酸酸化剤に81℃以上
の温度下で加えることによって行なった。反応は閉じた
ガラス容器内で行ない、内容物をマグネティックスタラ
−で155分間はげしくかきまぜた。得られた有機混合
物を有機溶媒に溶かし、高圧液体クロマトグラフィ
′−を用いて分析を行ない、ナフタレンの転化率とナフ
トキノンの収率とを測定した。
酸化は20分以内に行なわれた。これは従来技術におい
て1時間ないし2時間を要していたのとは対照的である
。この短い反応時間は、規定された反応条件によるもの
である。溶媒を用いないので、溶媒回収システムは不要
になる。
て1時間ないし2時間を要していたのとは対照的である
。この短い反応時間は、規定された反応条件によるもの
である。溶媒を用いないので、溶媒回収システムは不要
になる。
また、ナフタレンの転化率が中程度、例えば“□“′
40チ以下であっても、極めて高い濃度、例えば約
2Mのナフトキノンが生成される。
40チ以下であっても、極めて高い濃度、例えば約
2Mのナフトキノンが生成される。
この発明は従って、商業的に実施可能な、ナフタレンの
酸化によるナフトキノンの製造方法を提供する。
酸化によるナフトキノンの製造方法を提供する。
Claims (9)
- (1)ナフタレンの融点よりも高い温度下で、硫酸の存
在下であって有機溶媒の不存在下において、反応混合物
をはげしくかきまぜながらナフタレンを硫酸第二セリウ
ムで酸化することから成る、ナフトキノンの製造方法。 - (2)酸化して得ら□れた混合物を有機溶媒と接触させ
てナフトキノンを抽出する工程をさらに含む特許請求の
範囲第1項記載の方法。 - (3)酸化して得られた混合物を分別昇華してナフトキ
ノンを券離する工程をさらに含む特許請求の範囲第1項
記載の方法。 - (4)用いられる硫酸の濃度は0.5Mないし2Mであ
る特許請求の範囲第1項記載の方法。 - (5)溶融状態におけるナフタレンの濃度は約6.3M
である特許請求の範囲第1項記載の方法。 - (6) 出発反応混合物中の硫酸第二セリウムの濃度
は約0.5Mである特許請求の範囲第1項記載の方法。 - (7)ナフタレンの酸化の際生成した硫酸第一セリウム
から硫酸第二セリウムを再生する工程をさらに含む特許
請求の範囲第1項記載の方法。 - (8)再生は電気分解又はオゾン分解によって行なわれ
る特許請求の範囲第7項記載の方法。 - (9)前記温度は約81’C以上である特許請求の範囲
第1項記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57102914A JPS6049622B2 (ja) | 1982-06-15 | 1982-06-15 | ナフトキノンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57102914A JPS6049622B2 (ja) | 1982-06-15 | 1982-06-15 | ナフトキノンの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58219143A true JPS58219143A (ja) | 1983-12-20 |
JPS6049622B2 JPS6049622B2 (ja) | 1985-11-02 |
Family
ID=14340117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57102914A Expired JPS6049622B2 (ja) | 1982-06-15 | 1982-06-15 | ナフトキノンの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6049622B2 (ja) |
-
1982
- 1982-06-15 JP JP57102914A patent/JPS6049622B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6049622B2 (ja) | 1985-11-02 |
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