JPS5910649B2 - テレフタ−ル酸の製法 - Google Patents

テレフタ−ル酸の製法

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JPS5910649B2
JPS5910649B2 JP52044756A JP4475677A JPS5910649B2 JP S5910649 B2 JPS5910649 B2 JP S5910649B2 JP 52044756 A JP52044756 A JP 52044756A JP 4475677 A JP4475677 A JP 4475677A JP S5910649 B2 JPS5910649 B2 JP S5910649B2
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acetic acid
sec
tolualdehyde
terephthalic acid
butyl acetate
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JP52044756A
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喬 鈴木
彬 立石
進 内藤
博文 樋口
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/255Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はp−トルアルデヒドからテレフタール酸を製造
する方法に係り、更に詳細には酢酸溶媒中、重金属塩触
媒の存在下、p−トルアルデヒドを空気酸化してテレフ
タール酸を製造する際に、酢酸sec−ブチルをp−ト
ルアルデヒドと同時に酸化することを特徴とするテレフ
タール酸の製法に関するものである。
テレフタール酸はポリエステルの粗原料として重要な物
質であることは周知でありまた工業用薬品としての需要
も多い物質である。
これまでテレフタール酸は主としてp−キシレンの空気
酸化によつて製造されて来ており、p−キシレンをテレ
フタール酸へ酸化する方法としては溶媒を用いない、い
わゆるビツテン法のほかに、酢酸を溶媒とする方法が広
く用いられている。
この酢酸溶媒を用いる方法は、(1酸化促進剤を添加す
る方法、(2)臭素助触媒を用いる方法及び(3)高濃
度触媒による方法の三種に大別され、(1)及び(2)
の方法が現在実用化されている。一方、近年、トルエン
と一酸化炭素とのカッターマン・コツホ反応によるp−
トルアルデヒドの合成が■゛・BF3を触媒として工業
的に実施できるようになり、p−トルアルデヒ斗゛から
のテレフタール酸の製造が注目されるに至つている。
p−トルアルデヒドはp−キシレンがテレフタール酸に
酸化される際の中間体であるので、pートルアルデヒド
を酸化する方法はp−キシレンを酸化する方法をそのま
ま採用できると一般には考えられて来たが、しかし、p
−トルアルデヒドの酸化に関して詳細な検討がなされる
につれ、予期に反してp−キシレンの場合とは異なる種
々の現象の存在することがわかり、p−キシレンからテ
レフタール酸を製造する方法そのままではp−トルァル
デヒドからテレフタール酸を製造する方法として工業的
ないしは実際的でないことが明らかとなつて来た。だが
この点に関し、その後、鋭意研究が続けられた結果、p
−トルアルデヒドの酸化に関する種々の改良方法、例え
ば特開昭51−86437、51−91223、51−
95034、51−98234、51−101944及
び特開昭52−39643等、が提案され、現在ではp
−トルアルデヒドはp−キシレンとともにテレフタール
酸の工業用原料として重要な地位を占めるに至つた。上
記の各種の方法によつてp−トルアルデヒドからすぐれ
た品質のテレフタール酸を製造することが可能となつた
が、一方p−キシレンの場合と同様に、p−トルアルデ
ヒドからテレフタール酸を合成する際にも溶媒である酢
酸の燃焼が併発し、溶媒酢酸の損失がテレフタール酸製
造費中で大きな割合を占めることも明らかになつた。
p−キシレンの重金属塩、臭素及び強酸から成る触媒系
によるテレフタール酸の製造にあつては、溶媒酢酸の損
失は0.14〜0.22f/?TA(TA:テレフター
ル酸、以下においても同じ)であると特開昭51−91
221に報告されて居り、またCO−Mn−Br系触媒
による場合の生成(CO+CO2)は0.53m01/
MOlTAと報告され(特開昭51−127037)、
このCO,CO2生成量を酢酸に換算すると酢酸損失は
0.095?/7TAであり、更にp−トルアルデヒド
をCO−Mn−Br上a触媒系で酸化した場合において
も酢酸損失が0.20V/7TAに上ると報告されてお
り(特開昭51−91223)、これらの各例とも極め
て大きな値を示している。
したがつて、経済的見地から酢酸の損失を少なくするた
めに、触媒の組成や反応条件についての検討が行われ、
種々の提案がなされているが、酢酸の燃焼とテレフター
ル酸の品質に対する反応因子の影響が逆であるために、
酢酸の燃焼を低減させる条件下では生成テレフタール酸
の品質が低下するので、両者を同時に完全に満足せしめ
るような条件はいまだ見出されていない。
これらと違つた角度から酢酸の燃焼に対処しようとする
のが、一般には反応促進剤として理解されているが、ア
セトアルデヒドまたはバラアルデヒドを酸化系に添加し
て、系内で酢酸に転化せしめる方法である。
しかしながらこの方法もアセトアルデヒドまたはバラア
ルデヒドと酢酸との価格差が小さいために、酢酸の代替
による経済的効果は少なく、テレフタール酸の製造原価
を低減させる程の寄与はない。一方、酢酸の製造につい
てみると、アセトアルデヒドやメタノールを原料とする
製造のほかに、n−ブタン、n−ブテン及び酢酸Sec
−ブチルを原料とする方法も知られているが、酢酸Se
c−ブチルはn−ブタン、n−ブテンと比較して被酸化
性が低いために、苛酷な条件でのみ酸化し得るので酢酸
への選択率が低下するという欠点がある。
本発明者等はこれらの現状を踏まえて、p−トルアルデ
ヒドから安価にテレフタール酸を製造することを可能な
らしめるべく、酸化方法及び種々の添加物について検討
した結果、p−トルアルデヒドの酸化条件において、p
−トルアルデヒドと同時に酢酸Sec−ブチルを酸化す
るとテレフタール酸とともに容易に酢酢を合成し得るこ
とを見出し、この発見に基ずいて本発明を完成した。し
たがつて、本発明は酢酸溶媒中、重金属塩を触媒とし、
p−トルアルデヒドを酸化する際に、酸化反応系中に酢
酸Sec−ブチルを添加することから成るテレフタール
酸の製造法であり、また本発明は酢酸Sec−ブチルを
p−トルアルデヒドと同時に酸化することにより、酢酸
とテレフタール酸とを同時に製造する方法としても認識
し得るものである。更に予期せざることには、本発明方
法によれば酢酸Sec−ブチルの酸化を公知の方法に比
べて温和な条件で実施できるため、酢酸Sec−ブチル
から酢酸への選択率が向上するのみならず、酢酸Sec
−ブチルの添加によつて生成するテレフタール酸の品質
も向土し、更に系内での生成COxが低下するなどの種
々の優れた効果も得られることが判明した。
従つて、本発明によれば、テレフタール酸製造時の溶媒
酢酸の燃焼が減少するとともに、系内で酢酸Sec−ブ
チルから酢酸が生成するために、系内での酢酸の減少を
伴なうことなく、単に生成するCO及びCO2に対応す
る量の酢酸Sec−ブチルを系内に追加するだけで定常
的にテレフタール酸を製造することが可能となる。
即ち、本発明方法によれば、高価な酢酸の系内での燃焼
を酢酸の工業的原料である酢酸Sec−ブチルにより代
替することが可能となり、テレフタール酸製造における
酢酸コストを大きく低減せしめるものである。また酢酸
Sec−ブチルとの共酸化によつて、生成するテレフタ
ール酸の白度が向上し、4CBA(4ーカルボキシベン
ズアルデヒド、以下においても同じ)含量も低下するの
で本発明によるテレフタール酸は簡単に精製することに
よつて容易に直重用テレ7タール酸にすることができる
。そして生成CO及びCO2の減少は系内での酢酸の燃
焼量が低下したためにもたらされたものであることも明
らかとなつているので生成テレフタール酸の品質面での
向上のみならず、高価な酢酸の損失防止の面でもすぐれ
ており、本発明は工業的及び経済的に高い意義を有して
いる。酢酸Sec−ブチルはこの酸化系中で酸化されて
理論上は3分子の酢酸に転化し得るために少量の添加に
よつて充分に酸化系中での酢酸の燃焼損失を補償するこ
とが出来る。
酢酸Sec−ブチルの異性体である酢酸n−ブチルを用
いた場合には酸化によつてプロピオン酸等が副生し、製
品テレフタール酸の品質が低下する。また一般に共酸化
法として知られている、メチルエチルケトンの如きメチ
レン性ケトンの共存におけるp−キシレンからのテレフ
タール酸の製法があるが、この方法は反応促進剤として
メチレン性ケトンを用いるものである。
メチルエチルケトンの如く反応の過程において酸化され
酢酸を与えるものもあるが、この場合には仮りに分子中
の最善の個所が酸化切断されても2分子の酢酸を与える
のが最高であり、本発明方法における如く3分子の酢酸
を与える例はない。また共酸化法にあつては本発明方法
とは異り酢酸の燃焼損失を減少させる効果もない。本発
明方法において用いられる酢酸Sec−ブチルはSec
−ブタノールと酢酸とのエステル化またはn−ブテンと
酢酸との付加反応などで合成され得る。
またp−トルアルデヒドとしてはHF−BF3を触媒と
してトルエンと一酸化炭素とから合成されたものが好ま
しく用いられ、更に好ましくは上記方法で得られたトル
アルデヒドから蒸溜または晶出によりo一異性体を除去
して精製したp−トルアルデヒドが用いられる。
勿論、p−トルアルデヒド及び酢酸Sec−ブチルとも
前記製法以外の方法によつて得たものであつても本発明
方法の実施という面からは何等の支障もないがブテンは
ブタノールより安価であり、またp−トルアルデヒドに
ついてみればトルエンと一酸化炭素とから合成されたも
の以外は通常m一異性体をも含む混合物でありこの分離
はo一異性体の分離より困難であり、工業的には前記の
方法で得られた原料を使用するのが有利である。本発明
方法の実施において、酢酸Sec−ブチルの添加量は酢
酸に対して0.5〜100wt%が適当であり、50w
t%以下とするのが好ましく、更に好ましくは1〜30
wt%である。
酢酸、Ec−ブチルの酸酸への転化量は酢酸Sec−ブ
チルの添加量の増加とともに増大するので、所望の酢酸
生成量に対応して酢酸Sec−ブチルの添加量を定める
ことができる。p−トルアルデヒドの添加量は酢酸及び
酢酸Sec−ブチルの混合物に対して10〜40wt%
の範囲が適当であり、20〜30wt%の範囲が特に好
ましい。
p−トルアルデヒドの添加量は主として生成したテレフ
タール酸スラリーの取扱ぃの限度で規制される。本発明
方法で用いる重金属塩触媒としては、通常の液相酸化法
によるテレフタール酸製造において用いられる重金属塩
をそのまま使用出来、好ましい例を具体的に述べるなら
ばコバルト塩、マンガン塩、クロム塩及びニッケル塩等
であり、これらは単独であるいは混合して使用に供する
ことができる。
また重金属塩のほかに臭素化合物を助触媒として併用す
ることも可能である。重金属塩触媒の好ましい使用濃度
は酢酸及び酢酸Sec−ブチルの合計に対して金属とし
て0.05〜0.7wt%の範囲であり、コバルト塩単
独触媒による場合には、反応液中の金属コバルト濃度を
0.05〜0.7wt%とし、且つ溶液中のコバルトに
対し溶存するp−トルイル酸のモル比を0,1〜3.0
とすることにより完全混合型反応器を用いて円滑に反応
せしめることが可能である。
臭素化合物を助触媒とする場自妃は、溶液中の重金属濃
度は0.05〜0.5Wt%、臭素濃度0.05〜0.
5wt%とするのが適当であつて、重金属塩として二種
またはそれ以上の混合物を用いることもある。本発明方
法を実施する反応温度は一般に100〜220℃であり
、コバルト塩単独触媒を用いる際には100〜150℃
、臭素化合物を助触媒とする触媒系の場合には150〜
220℃の範囲が適当である。以上の反応条件下、酸化
反応系の全圧を1〜50kg/Cr!1G、酸素分圧0
.1〜5kg/CdA、好ましくは0,1〜3kg/D
Aとして、平均滞留時間15〜150分で空気酸化する
尚、本発明で[空気酸化]という用語は当業者にはよく
知られている通り、空気のみならず分子状酸素を含むガ
スによる酸化を意味しているが、通常は字句通り空気が
使用される。上記の好ましい条件で本発明方法を実施す
ると、添加した酢酸Sec−ブチルの5〜90%が選択
率50〜90%で酢酸へ酸化され転化した酢酸Sec・
−ブチルの約1.5〜3倍モルの酢酸が生じ、そして同
時にp−トルアルデヒドは99%以上の転化率で反応し
、95%以上の収率でテレフタール酸が得られる。
得られたテレ7タール酸は99%以上の純度を有してお
り、そのままDMT(ジメチル1テレフタレート)の原
料となるのは勿論、例えば酢酸洗浄のごとき簡単な精製
によつて容易に直重用テレフタール酸とすることができ
る。以下に実施例、比較例を示して本発明方法の構成、
効果を具体的に例示するが、これらはあくま1でも単に
例示の目的で掲げるものであつて本発明の範囲を限定す
るものと解されるべきではない。
実施例1反応器として内容積250m1で攪拌機、温度
制御用ジャケット、空気吹込み用ノズル、排気ガス2出
口、原料液仕込み口及び生成物スラリー抜取り口を有す
る完全混合槽型反応器を用いた。
*( 酢酸Sec−ブチル5wt%を含む氷酢酸
と酢酸Sec−ブチルとの混合物10001、p−トル
アルデヒド200V及び酢酸コバルト10yから成る反
応原料液を毎時70′の速度で反応器に仕込んだ。攪拌
機で激しく攪拌しながら反応器温度を138℃±1℃の
範囲内に維持し℃空気を毎時301吹込み、反応圧15
k9/Cdで反応させた。
反応器内容物を―定容量に維持するように制御しつつ生
成物スラリーを抜き出した。反応器内における平均滞留
時間は130分であつた。
反応の結果を表−1に示す。実施例2 酢酸Sec−ブチル10Wt%を含む氷酢酸と酢酸Se
c−ブチルとの混合物を用いた以外は実施例1と全く同
様に操作した。
反応の結果を表−1に示す。実施例3 酢酸Sec−ブチル15Wt%を含む氷酢酸と酢酸Se
c−ブチルとの混合物を用いた以外は実施例1と全く同
様に操作した。
反応の結果を表−1に示す。比較例1 酢酸Sec−ブチルを含まない氷酢酸を反応溶媒として
用いた以外は実施例1と全く同様に操作した。
反応の結果を表−2に示す。比較例2 て 実施例2の酸酸Sec−ブチルの代りに酸酸n−ブ
チルを用いた以外は実施例2と全く同様に操作した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 酢酸溶媒中、重金属塩触媒の存在下、p−トルアル
    デヒドを空気酸化してテレフタール酸を製造する方法に
    おいて、酸化系中に酢酸sec−ブチルを共存せしめて
    p−トルアルデヒドと同時に酸化することを特徴とする
    テレフタール酸の製法。 2 酢酸sec−ブチルの添加量が酢酸に対して0.5
    〜100wt%である特許請求の範囲第1項に記載の方
    法。 3 酢酸sec−ブチルの添加量が酢酸に対して1〜3
    0wt%である特許請求の範囲第1項に記載の方法。
JP52044756A 1977-04-19 1977-04-19 テレフタ−ル酸の製法 Expired JPS5910649B2 (ja)

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US3284493A (en) * 1963-10-07 1966-11-08 Mobil Oil Corp Process for the conversion of methyl-substituted benzene compounds to carboxylic acids
FR2006269A1 (ja) * 1968-04-16 1969-12-26 Celanese Corp

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DE2816835A1 (de) 1978-10-26
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