JPS5950659B2 - キシレンの側鎖アセトキシ化合物の製造法 - Google Patents

キシレンの側鎖アセトキシ化合物の製造法

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JPS5950659B2
JPS5950659B2 JP55179528A JP17952880A JPS5950659B2 JP S5950659 B2 JPS5950659 B2 JP S5950659B2 JP 55179528 A JP55179528 A JP 55179528A JP 17952880 A JP17952880 A JP 17952880A JP S5950659 B2 JPS5950659 B2 JP S5950659B2
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xylene
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acetate
reaction
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征二 内山
茂生 「よし」中
司 土岐
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はキシレンを酢酸の存在下、分子状酸素で液相酸
化して側鎖アセトキシ化合物を製造する方法に関する。
本発明で得られるキシレンの側鎖アセトキシ化合物は、
例えばP−キシレンモノアセテート、p−キシレンジア
セテートなどであり、香料、溶剤などの用途を有し、ま
た工業薬品の中間体として工業的に有用な物質である。
酢酸の存在下にメチルベンゼン類の側鎖を酸化してアセ
トキシメチルベンゼンを合成する反応において、触媒と
してパラジウムが有効であることは知られている。
例えば、均一系触媒を用いた例としては、TheJou
malofOrganicChemistryNVol
) 34、No、4、1106〜1108(1969)
に触媒として酢酸パラジウムを使用し、酢酸中、酢酸カ
リウム、酢酸スズおよび活性炭の存在下にキシレンを空
気酸化してキシリレンジアセテートを合成する方法が報
吉されている。
しかし、この方法は触媒として使用する酢酸パラジウム
の活性の持続性、あるいは均一系触媒であるため、高価
なパラジウムの反応液からの分離、回収等に問題があり
、工業的製造方法とは言い難い。
また、メチルベンゼンのアセトキシル化反応において、
パラジウムの回収、再使用が容易であると言うことで各
種担持触媒を用いた方法も報告されている。
例えば、特公昭50−28945には、活性炭に担持し
たパラジウムを用いる方法、特開昭50−108232
には、パラジウム、アンチモン及びアルカリ金属、アル
カリ土類金属、亜鉛、カドミウム及び鉛から選ばれる少
くとも1種の金属のカルボン酸塩を担体に付けた触媒の
存在下反応を行なう方法、又特開昭53−147039
にはパラジウム、ヒ素、アルカリ金属またはアルカリ土
類金属からなる触媒の存在下に反応を行なう方法などが
開示されており、それぞれ触媒の活性及び寿命が改善さ
″れている。しかしながら、これらの方法においてはト
ルエンのアセトキシル化については良い結果を与えてい
るもの・トルエンの場合と比較してキシレンの場合は反
応が困難であり、必ずしも満足すべき結−果は得られて
いない。
本発明者は、キシレンと酢酸を分子状酸素により直接反
応させ、キシレンの側鎖アセトキシ化合物を製造する方
法において、主触媒であるパラジウムを回収し、かつパ
ラジウム1g原子当りの目的生成物の収率を高めること
を目的として鋭意研究を行なつた結果、本発明を完成し
た。
即ち本発明はキシレンと酢酸を分子状酸素で液相酸化し
、キシレンの側鎖アセトキシ化合物を製造する方法にお
いて、(1)活性炭に担持したパラジウム、(2)アル
カリ金属又はその酢酸塩、及び(3)、(a)コバルト
又はその酢酸塩、(b)ニッケルー又はその酢酸塩、(
c)錫又はその酢酸塩よりなる群から選ばれた二種以上
、からなる触媒を使用する方法である。
本発明においてパラジウムは活性炭に担持する事が必要
であり、活性炭以外の担体、たとえば活性アルミナ、ア
ランダム、シリカゲル等に担持しても活性が低い。
パラジウムを活性炭に担持する方法は酢酸パラジウム、
硝酸パラジウム、塩化パラジウム、パラジウムアセチル
アセトナート等のパラジウム化合物を水あるいは酸に溶
解し、含浸法、噴霧法等により担体上に0.5〜10重
量%の範囲で均一に分散させた後還元処理することによ
り行なうことが出来る。パラジウム以外の触媒成分はパ
ラジウムと共に活性炭に担持してもよく、又担持せず反
応液に分散して使用してもよい。
これらの触媒成分を活性炭に担持させる方法はパラジウ
ムの場合と同様である。たとえばカリウム、ナトリウム
、リチウム等のアルカリ金属の場合はこれらの水酸化物
、酢酸塩、炭酸塩、硝酸塩等をパラジウムを同時に又は
別々にパラジウム1g原子に対し0.5g原子以上、好
ましくは2〜10g原子の範囲で担持させ還元する。こ
れらをパラジウム1g原子当り0.5g原子以上、好ま
しくは1〜8g原子の範囲で活性炭上に担持し還元すれ
ばよい。担体として用いる活性炭は一般に市販されてい
る活性炭をそのま・又はあらかじめ酸処理して使うこと
が出来る。触媒成分の還元方法は水素又は還元力のある
有機化合物の気流中での還元、あるいはヒドラジンまた
はホルマリンによる還元など周知の方法が利用できる。
還元温度は200〜400℃の範囲が、また還元時間は
1時間以上が適当である。触媒の使用量は活性炭担持パ
ラジウム触媒の5〜30重量%が好ましい。
本発明によるキシレンと酢酸の分子状酸素による液相酸
化反応は以上の様にして調製された触媒の存在下、連続
法、半連続法、回分法のいずれでも実施できる。
反応圧力は常圧〜20kg/CIn2の範囲が一般であ
るが、触媒の過剰酸素による劣化あるいは反応速度の低
下を考慮し5〜10kg/―の範囲が特に好ましい反応
温度は80〜180℃で実施されるが、反応速度及び副
反応などを考慮すれば120〜150℃の範囲が好まし
い。
反応時間は反応温度、反応圧力などによつて異なるが、
4〜10時間が好適である。
また、分子状酸素は純粋な酸素である必要はなく、不活
性ガスで希釈された酸素、例えば空気でも良い。
空気を使用する場合、反応系中に導入する量は使用する
キシレン1モルに対して毎分0.01〜0.1モルの流
速で導入することが好ましい。活性炭担持触媒の使用量
はパラジウムとして使用するキシレン1モルに対して0
.005〜0.05g原子使用するのが好ましい。酢酸
の使用量は限定的でないが、キシレンに対して2〜20
倍モルの範囲が好適である。
酢酸は溶媒としての機能も果すので特に溶媒を加える必
要はない。反応液から反応生成物を回収するに当つては
、従来公知の方法、例えば反応液を淵過した後、沢液を
蒸留することによつて容易に回収することができる。
また、反応液から活性炭担持パラジウム触媒を回収する
に当つては、従来公知の方法、例えば反応液を淵過する
ことによつて容易に回収でき、しかもパラジウムの反応
液中への溶出による損失も少なく、そのま・あるいは場
合により再度活性化することにより反応に再利用するこ
とができる。
本発明によればキシレンから収率よくキシレンの側鎖ア
セトキシ化合物を得ることができ、さらに本反応の主触
媒であるパラジウムを容易に回収、再使用ができるので
、キシレンの側鎖アセトキシ化合物の工業的製造方法と
して極めて有利である。次に、実施例を挙げて本発明を
さらに詳細に説明する。
なお、各例で用いた反応器は内容積270m1のSUS
−32製電磁攪拌式オートクレーブである。
実施例1酢酸500m1に酢酸パラジウム0.95g、
酢酸ニッケル(4水塩)3.2g、酢酸スズ1.5g及
び酢酸カリウム1.9gをそれぞれ溶解させた後、日本
カーボン製活性炭ACW−THl5.Ogを浸漬させ、
約70℃で1時間で攪拌した。
次いで、ロータリー・エバポレーターで減圧下酢酸を除
去した後、還元炉に入れ、先ずチッ素気流下200℃で
2時間乾燥し、次いで、水素気流下200℃で2時間さ
らに400℃で2時間還元した。この様にして調製した
触媒は金属パラジウム3重量%を含み、さらにニッケル
、スズ及び功リウムをそれぞれ5重量%を含み、パラジ
ウムニニツケノレニスズニカリウムの原子比は1:3:
1.5:4.5であつた。この様にして得られた触媒1
5gを上記反応器に入れ、さらにP−キシレン21.2
g、酢酸96.4gを入れ、温度を130℃に設定し、
空気を100m1/Minの速度で導入しながら内圧を
5.0kg/Cm・に保持し、5時間反応を行なつた。
反応液は触媒を濾過して分離後ガスクロマトグラフィー
で分析した。その結果、P−キシレンの転化率は80.
5%、P−キシレンモノアセテート及びPーキシリレン
ジアセテートの生成率はそれぞれ48.8%及び8.7
%であつた。また、パラジウム1g原子当りの収率はそ
れぞれ2320モル%及び410モル%であつた。なお
、反応液中のパラジウムの量を分析したところ、2pp
nであつた。これは反応に使用した全パラジウムの0.
07%に相当し、回収した触媒はそのま・再使用で゛き
る。実施例2 実施例1の触媒調製において、酢酸スズのかわりに酢酸
コバルト (4水塩)を3.17g使用した以外は実施
例1と同様にして触媒を調製し、パラジウム3重量%、
ニッケル、コバルト及びカリウムをそれぞれ5重量%含
み、パラジウムニニツケルニコバルトニカリウムの原子
比が1:3:3:4.5の触媒を調製した。
この様にして得た触媒15gを使用し、実施例1と同様
な方法で反応を行なつた。
その結果、pキシレンの転化率は76.5%、P−キシ
レンモノアセテート及びPーキシリレンジアセテートの
生成率はそれぞれ47.7%及び6.1%であつた。ま
た、パラジウム1g原子当りの収率はそれぞれ2270
モル%及び290モル%であつた。実施例3 実施例1と同様にして調製した触媒を使用し、反応温度
150℃、反応圧力を10kg/CIIl2とした以外
は実施例1と同様にして反応を行なつた。
その結果、P−キシレンの転化率は82.5%、P−キ
シレンモノアセテート及びPーキシリレンジアセテート
の生成率はそれぞれ40.5%及び4.7%であり、パ
ラジウム1g原子当りの収率はそれぞれ1930モル%
及び220モル%であつた。実施例4 実施例1と同様の方法によつて酢酸パラジウム0.95
gを活性炭に担持させ、還元処理し、金属パラジウム3
重量%を含む活性炭担持パラジウム触媒を調製した。
この様にして得た触媒15.0gを反応器に入れ、さら
にP−キシレン21.2g、助触媒として酢酸96.4
gに溶解した酢酸ニッケル(4水塩)3.0g、酢酸ス
ズ1.5g及び酢酸カリウム3.0gをそれぞれ入れ、
実施例1と同様な反応条件で反応を行なつた。その結果
、P−キシレンの転化率は81.7%、P−キシレンモ
ノアセテート及びpキシリレンジアセテートの生成率は
それぞれ47.0%及び7.3%であり、パラジウム1
g原子当りの収率はそれぞれ2240モル%及び350
モル%であつた。実施例5 実施例1と同様の方法によつて酢酸パラジウム0.48
g、酢酸ニッケル(4水塩)3.2g、酢酸コバルト
(4水塩)3.17g及び酢酸カリウム1.9gを活性
炭に担持させ、還元処理し、金属パラジウノムを1.5
重量%、ニッケル、コバルト及びカリウムをそれぞれ5
重量%含み、パラジウムニニツケルニコバルトニカリウ
ムの原子比が1:6:6:9の触媒を調製した。
この様にして得た触媒15.0gを使用して、実施7例
1と同様の方法で反応を行なつた。
その結果、P−キシレンの転化率は82.8%、P−キ
シレンモノアセテート及びPーキシリレンジアセテート
の生成率はそれぞれ49.4%及び5.2%であり、パ
ラジウム1g原子当りの収率はそれぞれ4490モル%
9及び470モル%であつた。実施例6 実施例4で反応液から分離した触媒をチッ素気流下20
0℃で2時間乾燥し、回収活性炭担持パラジウム触媒を
得た。
この回収触媒15.0gと他に助触媒として酢酸ニッケ
ル(4水塩)3.0g、酢酸スズ1.5g及び酢酸カリ
ウム3.0gを使用し、実施例1と同様の方法で反応を
行なつた。その結果、P−キシレンの転化率は80.8
%、p−キシレンモノアセテート及びPーキシリレンジ
アセテートの生成率はそれぞれ48.5%及び6.5%
であつた。
実施例7 実施例1における触媒調製法において、酢酸ニッケル(
4水塩)の代りに酢酸コバルト (4水塩)を3.17
g使用した以外は実施例1と同様の方法でパラジウム3
重量%、錫、コバルト及びカリウムをそれぞれ5重量%
含み、パラジウムニ錫:コバルトニカリウムの原子比が
1:1.5:3:4.5の触媒を調製した。
このようにして得た触媒15gを使用し、実施例1と同
様な方法で反応を行なつた結果、P−キシレンの転化率
は72.4%、P−キシレンモノアセテート及びP−キ
シレシジアセテートの生成率はそれぞれ42.1%及び
5.5%であつた。
又パラジウム1g原子当りの収゛率はそれぞれ2000
モル%及び260モル%であつた。比較例1 実施例1の方法と同様の方法によつて、酢酸パラジウム
0.95g及び酢酸カリウム1.9gを活性炭・に担持
させた後、還元処理した。
この様にして調製した触媒はパラジウム3重量%及び功
リウム5重量%を含み、パラジウムニカリウムの原子比
は1:4.5の組成を有していた。この触媒15.0g
を使用して実施例1と同様の方法で反応を行なつ.た。
その結果、P−キシレンの転化率は14.5%、P−キ
シレンモノアセテート及びPーキシリレンジアセテート
の生成率はそれぞれ5.1%及び2.1%であり、パラ
ジウム1g原子当りの収率はそれぞれ240モル%及び
100モル%であつた。比較例2実施例1の方法と同様
の方法によつて、酢酸パラジウム0.95g、酢酸ニッ
ケル(4水塩)3.2g、酢酸カリウム1.9gを活性
炭に担持させた後還元処理した。
この様にして調製した触媒はパラジウム3重量%、ニッ
ケル及びカリウムをそれぞれ5重量%含み、パラジウム
ニニツケルニカリウムの原子比は1:3:4.5であつ
た。この触媒15gを使用して実施例1と同様の方法で
反応を行なつた。その結果、P−キシレンの転化率45
.5%、P−キシレンモノアセテート及びPーキシリレ
ンジアセテートの生成率はそれぞれ23.6%及び3.
8%であり、パラジウム1g原子当りの収率はそれぞれ
1120モル%及び180モル%であつた。比較例3比
較例2の触媒調製法において、酢酸ニッケルの代りに酢
酸コバルト (4水塩)3.17gを使用した他は比較
例2と同様に触媒を調製し、パラジウム3重量%、コバ
ルト及びカリウムをそれぞれ5重量%含み、パラジウム
ニコバルトニカリウムの原子比が1:3:4.5を有す
る触媒を得た。
この様にして得た触媒15gを使用して実施例1と同様
な方法で反応を行なつた。その結果P−キシレンの転化
率は43.8%、P−キシレンモノアセテート及びPー
キシリレンジアセテートの生成率はそれぞれ27.6%
及び3.8%であり、パラジウム1g原子当りの収率は
それぞれ1310モル%及び180モル%であつた。比
較例4 実施例1の触媒調製法において、担体として活性炭の代
りに水沢化学製ネオビードC−4を使用した以外は実施
例1の場合と同様の方法によつて触媒を調製し、実施例
1と同様な各触媒成分の含量及び組成を有する触媒を得
た。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 キシレンと酢酸を分子状酸素で液相酸化しキシレン
    の側鎖アセトキシ化合物を製造する方法において、(1
    )活性炭に担持したパラジウム、(2)アルカリ金属又
    はその酢酸塩、及び(3)、(a)コバルト又はその酢
    酸塩、(b)ニッケル又はその酢酸塩、(c)錫又はそ
    の酢酸塩、よりなる群から選ばれた二種以上、からなる
    触媒を使用することを特徴とするキシレンの側鎖アセト
    キシ化合物の製造法。
JP55179528A 1980-12-18 1980-12-18 キシレンの側鎖アセトキシ化合物の製造法 Expired JPS5950659B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0295565A (ja) * 1988-09-29 1990-04-06 Mazda Motor Corp 自動水研装置

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