JPS5826826A - カンフエンの製造方法 - Google Patents

カンフエンの製造方法

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JPS5826826A
JPS5826826A JP56125434A JP12543481A JPS5826826A JP S5826826 A JPS5826826 A JP S5826826A JP 56125434 A JP56125434 A JP 56125434A JP 12543481 A JP12543481 A JP 12543481A JP S5826826 A JPS5826826 A JP S5826826A
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JP
Japan
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catalyst
pinene
ammonium sulfate
acid
camphene
Prior art date
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Pending
Application number
JP56125434A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Morikawa
敏行 森川
Ryuichiro Onishi
隆一郎 大西
Kozo Tanabe
田部 浩三
Yoshisumi Hiraga
平賀 義澄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YASUHARA YUSHI KOGYO KK
Original Assignee
YASUHARA YUSHI KOGYO KK
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、チタン化合物の加水分解により得らオ′する
チタン酸に硫酸アンモニウム又は硫酸を担持させ、焼成
し−で得られる二酸化チタンを触媒として用C゛てピネ
ンを異性化し、香料化学工業における合成香料中間体と
して有用な力、ンフェンヲ製造する方法に関するもので
ある。
カンフエンは、合成香料として有用なイソボルニルアセ
タートやイソボルネオールを合成する際の中間体であり
、工業的には一般0ζ触媒を用いてピネンを異性化する
方法により得られる。ピネンをカンフエンに異性化する
触媒としては、様々な酸性の固体触媒が知られているが
、中でも二酸化チタン系触媒が工業的シζ優れてL)ろ
とさ口、これまでOこ幾つかの試みが提示された。
例えば、特許公告昭45−28575  によれば、加
壬釜中でアナターゼ型二酸化チタンと水酸tすトリウム
水溶液を加熱処理した後、水洗を行ない更に氷酢酸で処
理し、その後減圧F蒸発乾固させて得らnる二酸化チタ
ンと水酸化チタンの混合物を触媒として、ピネンをカン
フエンに異性化する方法が提示された。
しかし、この方法によれば、触媒を活性化させるために
氷酢酸で処理しているが、水洗あるいは乾燥工程で触媒
から氷酢酸が脱離することが考えられ、この触媒を反応
に用いろとピネンからカンフエンへの異性化活性が著し
く低下する場合かあり、この方法では一定品質の触媒を
得ることは困難である。又加叩釜を使用する等、触媒調
製工程が非能率的で経済的に有利な方法であるとは言え
ない。
又、特許公告昭:l−2028では、二酸化チタンを正
リン酸と反応させリン酸塩となし、これを水酸化ナトリ
ウムで処理して得た沈殿物を水洗し、硫酸又は塩酸で洗
浄し更に水洗を行な0その後乾燥させて得られる二酸化
チタン、水酸化チタン及びリン酸チタンの混合物を触媒
として、ピネンをカッフェンに異性化する方法が提示さ
れたが、この方法においても触媒の活性化に関与すると
考えられる硫酸又は塩酸が水洗工程で水に溶出するため
一定品ffの触媒を得ることは困難である。
本方法の発明者らは、このような従来の方法の欠点であ
る触媒の活性化方法における再現性の問題を克服し、し
かもカンフエンへの選択性の良好な触媒を見出し、加え
て触媒調製工程を簡略化−Cろことを目的として研究を
行ない本発明を完成するに至った。
本方法の発明者らは、ピネンからカッフェンへの異性化
において、二酸化チタン触媒の異性化活性及び選択性に
影響を及ぼす因子は触媒の酸性質(酸強度、酸量等)で
あるという点に着目し、触媒にピネンからカンフエンへ
の異性化に対する活性及び選択性を満足させ得る程度の
酸性質を与え、しかもその様な酸性質を有した触媒を再
現性良く得る方法を鋭意研究した結果、異性化に対する
活性及びカンフエンへの選択性の良好な、且つ再現性に
も優れ、又触媒調製工程も単純で経済的にも極めて有利
な異性化触媒を見出した。この触媒を用いてピネンを異
性化すると、常温〜165℃の広い温度範囲で反応が進
み、しかも高0選択率てカッフェノか生成した。更に精
製すると最終的cこ高収率でカンフエンが得られた。
本発明を更に詳しく述へると、チタン化合物、例えば四
塩化チタン(T+ C70)、硫酸チタン(T1(5o
4)・5H20)、チタンテトライソプロホキシト(T
1〔OCI](CH3)2〕4)  等を各種アルカリ
の水溶液、好ましくは非金属系アルカリ、例えばアンモ
ニア、尿素等の水溶液により加水分解して(チタンテト
ライソプロホキシトの場合は水により加水分解して)沈
殿物を得、これを水洗ろ別して得ら第1るチタン酸、あ
るいは水洗ろ別した後乾燥させて得られるチタノ酸に対
して0.05〜10 重量%の硫酸アンモニウム((N
H4)2SO4)又は硫酸(I(2804)ヲ担持すセ
、250〜12oo℃、好ましくは300〜800℃で
焼成して得られる二酸化チタンを、α又はβ−ビネノあ
るいはその混合物(1) 100重量部に対し0.05
重量部以上、好ましくは0.5〜10重量部加え、攪拌
しながら常圧又は加圧下で200℃以F1好ましくは常
温〜165℃〔こ加熱すると、0.5〜30時間でカン
フエン部65〜80%(カンフエン(2)とトリンウレ
ン(3)の合計)とパラメンタジェン類(リモネン、α
及びγ−テルピネン、テルビノーレン等)35〜20%
及び微量のフェンケンとバランメンが得らn(ガスクロ
マトグラフィーにより分析)、更に触媒を除去して得ら
れろ異性化部を精密蒸留により分別すると、カンフェノ
部55〜75重量部、バラメンタジェン部35〜20重
量部、重合物1〜5重量部が得られた。
得られたカンフエン部は融点40〜45℃ノ結晶本発明
の中で用いるチタン酸は上記チタン化合物の加水分解に
より得られるが、更に詳記すると、チタン化合物の加水
分解で生成する沈殿物をろ別し水洗を行ない可溶成分を
除去した後、更cころ別して得られる沈殿物(ケル状水
酸化物)、式:TlO3・n i(20(a、) 、チ
タンテトライソプロポキシドの加水分解で得られる沈殿
物を常温下、減圧乾燥して得らliするαチタン酸(水
酸化チタン)、式=T + 02・2”20 (h)、
及び(a)又ハ(b)を100℃で乾燥して得られるβ
チタン酸、式: T + 02・H2O(c)で表オつ
される化合物(a)、(1))及び(C)を意味する。
又、硫酸アンモニウム又は硫酸の担持方法は、例えば次
の方法(こよる。
■、 −上記βチタン酸(C)100重景部に硫酸アン
モニウム2重量部、水100重量部を加え混合し、水分
を蒸発させて固形物を得ろ。(2重量%硫酸アンモニウ
ム担持) 2、 硫酸チタン337重量部より得られる沈殿物(a
)(βチタノ酸として100重量部うに硫酸アンモニウ
ム1重量部と水50重量部を加え混合し、水分を蒸発さ
せて固形物を得る。(βチタン酸に対して硫酸アンモニ
ウム1重量%担持)a 上記αチタン酸(tr)100
重量部に98%硫酸し5重量部と水100重量部を加え
混合し、水分を蒸発させて固形物を得る。(αチタン酸
に対して硫酸1.5重量%担持〕 4、加水分解を行なう前にチタン化合物(こ一定量の硫
酸アンモニウム又は硫酸を加えて加水分解を行ない、沈
殿物が得られるので、以下同様にして固形物を得る。
このようにして得られた上記硫酸アンモニウム又は硫酸
の担持方法1〜4の固形物を焼成す第1ばチタン酸は脱
水され二酸化チタンに、又硫酸アンモニウムは分解され
て二酸化チタン表面にサルフェートして担持される。(
硫酸の場合も同様Cζサルフェートして担持されろC)
 こうして触媒上に担持されたサルフェートか二酸化チ
タンと相互作用して触媒に活性を付与し、又担持量を一
定にすることにより品質の安定した触媒を形成する。
示差熱及び重量分析(DTA−TO)やX線同析によI
ば、上記担持方法1〜4の固形物は、50〜300℃で
脱水され二酸化チタン(amor pHoc+s )に
、400℃でアナターセ’(a口a、tasc)型(こ
、900℃でルチル(rutile )型に変わる。他
方担持さロjコ硫酸アンモニウムは266〜514℃の
温度範囲で分解してアンモニアガスを発生する(硫酸の
場合は脱水される)一方、二酸化チタンと結合してミョ
ウバン型のサルフェートを形成し、更にこのサルフェ−
1−は5()0〜750℃で分解するか又は硫酸チタン
を形成する。触媒に活性を付与するため(こは250〜
1200℃で焼成する必要があるが、上記の事実より3
00〜800℃で焼成するのが好ましい。
又、触媒の酸性質の度合の目安として用いられる酸強度
は一般にハメン) (Ha、mme目・)の酸度関数H
Oて表わされろが、指示薬を用いることにより簡単に測
定することが出来る。更(こ指示薬を用いた滴定法によ
り酸量を測定することにより、精密に酸性質を分析する
ことか出来る。ピネンをカンフエンに異性化する為には
、H,o (pKa )か+1.5より強い酸強度を必
要とするが、実用的ジこはH〇エニー、0〜−8.2の
範囲内の酸強度が適当である。即ち、110か−3,0
より弱くなると異性化に対する活性か小さいため実用に
は供し難く、又■0か−8,2より強くなるとリモネン
等のバラメンタジェン類、フェンケン、バラサイメツ及
び重合物の生成量か増加し、カンフエンへの選択率が低
ドする為である。チタン酸に対して硫酸アンモニウムを
0.05〜10重量%担持し、300〜800℃で焼成
して調製される二酸化チタン触媒の酸強度はI(o =
 +1.5〜−8,2の範囲内にあり、硫酸アンモニウ
ムの担持量及び焼成温度を上記の範囲内で任意に設定す
ることにより、ピネンのカンフエンへの異1aこ対する
最適な酸強度を触媒に付与することか出来ろ。硫酸の場
合は硫酸アンモニウムより酸強度は大きくなるか、考え
方は同様である。
ピネンのカッフェノへの異性化に対する二酸化チタン触
媒の活性と選択性は触媒の酸性質に大きく影響されるか
、上記の様(こその酸性質は焼成温度とサルフェートの
担持量に影響されるところか大き0゜ 本発明の中の触媒を用いてピネンの異性化反応を行なう
場合、その選択率と反応速度は触媒の酸性質、触媒量、
反応温度等に影響されろか、選択率は特(こ触媒の酸性
質(ζ大きく影響さ第1る。本発明で調製される触媒を
用いると、触媒の酸性質と触媒量を調節すること(ζよ
り、常温〜165℃の広い温度範囲fi1m亘り良好な
選択率及び反応速度でカンフエンが得られる。
次〔こ、触媒の調製例及び実施例によって本発明を更に
具体的に説明する。
触媒調製例 1゜ 市販の四塩化チタン194fを水1t1ζ溶解シ、これ
に当モルのアンモニア水をかき混ぜながら加え、その後
水浴上で3時間煮沸する。生成した沈殿物を吸引ろ別し
、500m7!の水で3〜5回洗浄し沈殿物(a)を得
る。これを100℃で24時間乾燥して得られるβチタ
ン酸(C)100pに硫酸アンモニウム1.5r、水i
00 yを加え混合し、水分を蒸発させて固形物を得る
。こゎを乳バチで粉末にし、電気炉で500℃で3時間
焼成して白色粉末状二酸化チタン809を得る。
触媒調製例 2 市販の硫酸チタン337Fを水1t1こ溶解し、こnに
2モル当量倍の尿素24o2を加え水浴上で2゜時間煮
沸すると溶液部のI)Hか8〜9になる。生成した沈殿
物は吸引ろ別し、500++I10水で3〜5回洗浄す
る。以−F硫酸アンモニウムの担持量を1.25rとす
る以外は触媒調製例1と同様に操作し白色粉末状二酸化
チタン792を得た。
触媒調製例 3 水ltに市販のチタンテトライソプロボキンド2902
をかき混ぜながら加えると沈殿物が生成するのでこわを
吸引ろ別し、ろ別した沈殿物は50〇−の水で1回洗浄
し更に吸引ろ別するっ得られた沈殿物は減圧−ド、常温
で乾燥させる。これに硫酸アンモニウム2F、水100
2を加え混合し、水分を蒸発させて固形物を得る。以−
ド触媒調製例1と同様に操作し、白色粉末状二酸化チタ
ン802を得tこ。
触媒調製例 4 四塩化チタン1942から調製例1と同様の操作により
得らnる沈殿物(a)に硫酸(98%) 2.5 y、
水50fを加える。以−F更に調製例1と同様に操作し
、白色粉末状二酸化チタン802を得た。
実施例 l かき混ぜ機、温度計、冷却管を付した三ツロフラスコ【
こ、ピネン500 y (GLC純度ct−ピネン98
%、β−ピネン1%)と触媒調製例1の触媒10fを入
n1かき混ぜながら155〜160℃ニ1.5時間加熱
シタ後fhA媒をろ別すると、ガスクロマトグラフィ−
〔こよる分析の結果、カンフエン部70%(カンフエン
62%、トリシクレン8%)、バラメンタジェン類27
%の組成の反応油が得られ、こnを精密蒸留器を用いて
減圧−ド蒸留すると、カッフェン$880f、バラメン
タジェン部180y、重合物10fが得られた゛。カン
フエン部は常温で結晶化し、明141〜43℃を示した
実施例 2 触媒調製例2の触媒をピネンlコ対して2重量%加え、
かき混ぜながら155〜16o℃に16時間加熱した後
触媒をろ別し、反応油をガスクロマトグラフィーで分析
すると、カンフエン部76%(カー・7工ン65%、ト
リシクレン11%)、バラメンタジェン類22%であっ
た。
実施例 3 触媒調製例3の触媒をピネンに対し6重量%加え、70
〜90℃で7時間加熱攪拌し、その後触媒を除去すると
、カン7工ン部69%、バラメンタジェン類28%の組
成物が得られた。
実施例 4 触媒調製例4の触媒をピネンに対し8重量%加え25〜
35℃に6時間攪拌し、その後触媒を除去すると、カン
フエン部71%、バラメンタジェン類26%の組成物が
得られた。
上記実施例1〜4とこn以外の製造条件(サルフェート
担持量と反応条件)及びそnら(こ対するピネンの異性
化物の組成を表1に示す。
本文中のガスクロマトグラフィーは、YANAGI−〜
10TOG550T、カラムバッキングはPEG600
0 を使用した。
又、示差熱重量分析は、Rigaku I)p+iki
 TG−C(3S、 X線回折は、Toshil)a 
Drnki  XC−4,Qを使用した。
以  上 特許出願人 安原油脂工業株式会社

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  チタン化合物の加水分解により得られるチタ
    ン酸vこ硫酸アンモニウム又は硫酸を担持させ、焼成し
    て得られる二酸化チタンを触媒として、ピネンを異性化
    することを特−徴とするカッフェンの製造方法。
  2. (2)硫酸アンモニウム又は硫酸の担持量がチタン酸−
    こ対して0.05〜10重量%である特許請求の範囲第
    (1)項記載の方法。
  3. (3)焼成温度が250〜1200℃である特許請求の
    範囲第(1)項又は第(2)項記載の方法。
  4. (4)触媒量がピネンに対して0.05重量%以上下あ
    る特許請求の範囲第(1)項、第(2)項又は第(3)
    項記載の方法。
  5. (5)異性化温度が200℃以−ドである特許請求の範
    囲第(1)項、第(2)項、第(3)項又は第(4)項
    記載の方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013241386A (ja) * 2012-04-24 2013-12-05 Kao Corp オレフィンの製造方法
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CN105056933A (zh) * 2015-09-07 2015-11-18 广西梧州通轩林产化学有限公司 莰烯生产用钛基催化剂的制备方法

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