JPS60233028A - フルオレノンの製造方法 - Google Patents

フルオレノンの製造方法

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JPS60233028A
JPS60233028A JP59089517A JP8951784A JPS60233028A JP S60233028 A JPS60233028 A JP S60233028A JP 59089517 A JP59089517 A JP 59089517A JP 8951784 A JP8951784 A JP 8951784A JP S60233028 A JPS60233028 A JP S60233028A
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fluorene
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titanium oxide
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Tadahiro Yoneda
忠弘 米田
Saburo Nakahara
中原 三郎
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using 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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はフルオレノンの製造方法に関し、詳しくはフル
オレンを接触気相酸化してフルオレノンを製造する方法
に関する。更に詳しくはバナジウム酸化物およびチタン
酸化物を主成分とし、これにアルカリ金属化合物の多水
くとも一種を含有する触媒を用いて、フルオレンを空気
または分子状酸素含有ガスによシ接触気相酸化し、高収
率でフルオレノンを製造する方法に関するものである。
フルオレノンは農医薬、機能性高分子などの原料として
工業的に有用な物質である。
本発明で用いられる原料フルオレンは主にタールよシ分
離して見られるが、タールに含有される数多くの化合物
の中で従来よシナフタレン、アントラセン、カルバゾー
ルなど一部が工業的に有用なものとして蒸溜、抽出々ど
の工程を経て単離されている。しかし最近ではタールの
付加価値を更に高める目的で未利用成分をも単離し、そ
の工業的有効利用法について注目されてきている。フル
オレンはタール中にかなりの量が存在するため、その付
加価値をフルオレノンとすることによシ高めることは工
業的に意義のあるものである。
しかし、本発明はフルオレンの由来に何ら制限されるも
のではない。
従来の技術 従来より知られているフルオレンの酸化によるフルオレ
ノンの製造法としては、硝酸、過マンガン酸カリ、重ク
ロム酸カリなどにょる液相酸化、アルカリ金属化合物を
触媒とする液相アニオン酸化および接触気相酸化などの
方法があるが、この中で液相による酸化方法は、環境衛
生上または収率などの生産性の点で工業的な製造方法と
して問題がある。
一方、フルオレンの接触気相酸化法によりフルオレノン
をうる公知な方法としては下記のものが掲げられる。即
ち触媒として五酸化バナジウムを用いる方法(米国特許
第1,374,695号公報)、バナジン酸鉄および硫
酸カリウムよシなる触媒を用いる方法(Zh、Pyir
l Khim 35゜693〜696(’62))、五
酸化バナジウムおよび錫酸化物よりなる触媒を用いる方
法(王化誌、46 % (6)、413〜416(’5
3))、バナジン酸、モリブデン酸またはタングステン
酸などの金属塩およびアルカリ金属硫酸塩などからなる
触媒を用いて原料ガス中に大量の水を含有させる方法(
米国特許第1,892.768号公報)、五酸化バナジ
ウム、シリカ、硫酸カリウムよりなる触媒を用いる方法
(米国特許第2.956.065号公報)などである。
発明が解決しようとする問題点 上記公知文献より触媒としてバナジウム化合物が有効で
あろうことは推察される。しかし、本発明者らは上記公
知方法について詳細に検討した結果、フルオレノンの収
率が低いとか、触媒寿命が短かいとか、反応に多量の水
が必要であるとかの問題点があり、工業的製造方法とし
て経済的ではなく満足できるものではカかった。
本発明は従来技術の上記問題点をことごとく解決するも
のである。
問題点を解決するための手段 本発明は、フルオレンを分子状酸素含有ガスにより接触
気相酸化してフルオレノンを安定して好収率で製造する
に際し、バナジウム酸化物およびチタン酸化物を主成分
とし、これにアルカリ金属化合物の少なくとも一種を含
有する触媒を用いることを特徴とするものである。
作 用 本発明で用いられる原料フルオレンは主にタール中の高
沸点部分として単離精製してえられるが、原料として用
いる場合にフルオレン以外の成分、例えげジフェニレン
オキサイド、アントラ七ン、カルバゾールなどの不純物
との混合物であってもさしつかえない。本発明に開示す
る触媒を用いる限り、それらの不純物が触媒の活性、選
択性および触媒寿命に対して悪影響を及埋すことは無い
が、粗製フルオレノンの純度および精製の点を考慮して
原料中のフルオレンの含有量状70重量−以上であるこ
とが好ましい。ただし既に述べたように原料として上記
したタールよシえられるものに限定されるものでは無い
本発明で使用される触媒は上述の如く、活性物質として
各元素を含有する酸化触媒として特定され、その調整法
については限定されない。
たとえば触媒原料物としては種々のものが使用できる。
バナジウム酸化物としては五酸化バナジウムなどのバナ
ジウム酸化物に限らず、メタン バナジ■■酸アンモニウム、メタバナジン酸ナトリウム
、硫酸バナジル、リン酸バナジルおよび蓚酸バナジルな
ど加熱によって酸化物に変化する物質が用いうる。
一方、チタン酸化物としては、二酸化チタンなどのチタ
ン酸化物に限らず、オルトチタン酸、メタチタン酸など
の水和物チタン化合物で焼成により酸化物に変化するも
のであればその結晶型がアナターゼまたはルチルあるい
は両者の混合物であってもよい。またその粒子形状が球
状、ウィスカ状あるいはそれらの凝集体であってもよく
、B)37表面積が1〜so@/lの範囲のものを用い
るの−が好ましい。
アルカリ金属化合物としては、リチウム、ナ ゛トリウ
ム、カリウム、ルビジウム、セシウムのそれぞれの元素
の截化物、アンモニウム塩、硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン
化物、水酸化物および硼素、アルミニウム、ケイ素、リ
ン、チタン、ジルコン、スズ、バナジウム、モリブデン
、りングステンなどの金属化合物の塩などの中から適当
に選ぶことができる。
本発明にかかる触媒成分は上述の通シであシ、反応条件
を適宜調節することにより最適条件を選ぶことができる
が、より好ましくは以下の通りである。
すなわち、チタン酸化物が二酸化チタン(Ti02)と
して計算して100重量部に対してバナジウム酸化物は
五酸化バナジウム(vtos)として計算して1〜10
0重量部、さらに好ましくは1〜50重量部、アルカリ
金属化合物はそれぞれの酸化物として計算して0.05
〜15重量部の範囲とする。
なお、上記触媒成分の他に、アルミニウム、ケイ素、ジ
ルコン、スズ、リン、アンチモン、鉛、クロム、モリブ
デン、タングステン、ニオブ、鉄、コバルト、ニッケル
などを各々、最高原子価酸化物の形に換算してTiOx
に対し10重量−以下添加することができる。
上記触媒活性物質はそれ自体で成型触媒としても用いら
れるが、好ましくは不活性担体に担持せしめて用いられ
る。ここで用いられる不活性担体とはシリコンカーバイ
ド、溶融アルミナ、酸化鉄またはマグネシウム、バリウ
ム等の硅酸塩などで、その形状は平均直径2〜10罰の
破砕体、円柱体、球体、円筒状、三角型状のいずれでも
よい。
担持触媒とする時に、触媒活性物質中に担持助材を添加
することが、できる。担持助材としては硝酸アンモニウ
ム、蓚酸、デンプン、ガラス繊維、耐火物ウィスカなど
があるが、この中で耐火物ウィスカが好ましく、特に平
均直径が1ミクロン以下のものを触媒活性物質の量に対
し 。
1〜50重量−の範囲の量を添加すると、触媒活性物質
の担持尖部りおよび担持強度が著しく向上する。上記ウ
ィスカとしてはシリコンカーバイド、窒化硅素などの不
活性物質を用いることができるが、本発明の場合、触媒
活性物質成分の一部または全部をウィスカ状のものを用
いて助材の効果を兼ねることができる。その例としては
酸化チタン、チタン酸カリウム、チタン酸ナトリウムな
どのウィスカが掲げられる。
このようにしてえられた成型物または担持組成物は40
0〜dOo℃において空気流逆T焼成して完成触媒とす
る。 □ 本発明で開示した触媒を用いてフルオレンを接触気相酸
化する場合、反応条件を以下のように設定する。すなわ
ち反応温度は300〜500℃、好ましくは330〜4
50℃、空間速度は500〜10.000hr ”(S
TP) 、好ましくは800〜8,000hr ’(8
TP)、原料であるフルオレン気または分子状酸素含有
ガスを用いるが、導通ガス中の酸素ガス濃度を5〜21
容量チとするのが好ましい。さらに導通ガス中に水蒸気
をθ〜20容量チ添加してもよい。
上記したような原料物質および方法で調製された触媒を
使用し、上記したような反応条件によって接触気相酸化
をおこなったところ、本発明の目的とする高いフルオレ
ノンの収率をえることができた。次に実施例を掲げて本
発明を更に具体的に説明する。なお実施例中における転
化率、選択率は次の定義に従うものとする。
実施例1 (、) 触媒の製造 水200ccにメタバナジン酸アンモニウム3、36 
tを加え、蓚酸6.7fを添加して溶解させた。次に上
記バナジウム溶液に硫酸セシウム0、84 f 、硫酸
カリウム0.6 Ofを添加し均一溶液とした後、この
溶液に二酸化チタン(ルチル型、BET表面積6.7/
f)3orを加えホモミキサーにより十分混合し触媒ス
ラリーを調製した。
次に150〜250℃に加熱され回転している平均直径
3龍の球状シリコンカーバイド担体100cclC上記
触媒スラリー液を噴霧焼付けし次いで空気流通下520
℃で6時間焼成して最終触媒とした。この時の触媒組成
はV2O5: Ti1t比 : Cs2O: K2O= 8 : 92 : 2 :
 1 (重量■)であり活性物質の担持量は11.5 
t / 1.00 Ce担体であった。
(b) 酸化反応 実施例1の(a)でえた触媒80eeを内径25ggの
ステンレス製反応管に充填し管壁温度を385℃とした
。次に純度98.4重量−のフルオレンを加温下溶解し
た液中に、空気を導通し、フルオレン濃度が一定となっ
た空気を触媒層に通じた。その時のフルオレンのガス濃
度は33.ar/N1F?−空気であり、空間速度は1
.500hr−(8TP)であった。
反応器出口ガス中のフルオレノン、未反応原料および副
生成物であるフタル酸、マレイン酸は全量冷却捕集しア
セトンに溶解させた後ガスクロマトグラフによシ分析し
た。またco 、 co。
などの未凝縮分についてもガスクロマトグラフで分析し
たところ次の結果をえた。
転化率 99.0チ 選択率 89.7% なお冷却捕集した粗フルオレノン中に無水フタル酸が2
.1重量%、無水マレイン酸が0.1重量係合まれてい
た。
また反応を2,000時間継続した後も反応結果に変化
はなかった。
実施例2 (a) 触媒の製造 実施例1(a)において二酸化チタンとしてアナターゼ
型、BIT表面積20 m” / fを用い硫酸セシウ
ム、硫酸カリウムの替シに炭酸ナトリウムおよびリン酸
−アンモニウムを用いた他は同様に行ない下記の表−1
に示す触媒を製造した。
(b) 酸化反応 実施例1(b)と同様に行ない下記の表−1に云す結果
をえた。
実施例3 (、) 触媒の製造 実施例1(a)において硫障カリウムを添加しない他は
同様に行ない下記の表−1に示す触媒を製造した。
(b) 酸化反応 実施例1(b)においてフルオレン純度90重量−の原
料を用いた他は同様に行表い下記の表−1に示す結果を
えた。 ・ 実施例4 (、) 触媒の製造 実施例1(a)において硫酸セシウムの替J)K炭酸リ
チウムを用いた他は同様、に行ない下記の表−1に示す
触媒を製造した。
(b) 酸化反応 実施例1(b)と同様に行ない下記の表−1に示す結果
をえた。
実施例5 (a) 触媒の製造 実施例1(a)において二酸化チタン粒子の替りに二酸
化チタンウィスカ(アナターゼ型、平均 □直径o、 
s pm、平均長さsoμm、BET表面積137FI
l/f)を用い、硫酸カリウムの替りに硫酸ルビジウム
を用いた他は同様に行ない下記の表−1に示す触媒を製
造した。この時の担持量は15 f / 100 Ce
担体であったが触媒活性物質の担持歩留シは97重量%
にも達し触媒は多孔質でありながら機械的強度の優れた
ものであった。
(b) 酸化反応 実施例1(b)と同様に行ない下記の表−1に示 □す
結果をえた。
発明の効果 フルオレンを分子状酸素含有ガスによシ接触気相酸化し
てフルオレノンを製造するに際し、バナジクム酸化物お
よびチタン酸化物を主成分とし、これにアルカリ金属化
合物の少なくとも一種以上を含有する触媒を用いること
により、長時間安定的に高収率でフルオレノンを製造す
る方法を提供するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)フルオレンを分子状酸素含有ガスによシ接触気相
    酸化してフルオレノンを製造するに際し、バナジウム酸
    化物およびチタン酸化物を主成分とし、これにアルカリ
    金属化合物の少なくとも一種を含有する触媒を用いるこ
    とを特徴とするフルオレノンの製造方法。
JP59089517A 1984-05-07 1984-05-07 フルオレノンの製造方法 Granted JPS60233028A (ja)

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JPH0153853B2 JPH0153853B2 (ja) 1989-11-15

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997017311A1 (en) * 1995-11-07 1997-05-15 Nippon Shokubai Co., Ltd. Process for producing fluorene or its derivatives
EP0779264A1 (en) 1995-12-11 1997-06-18 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method for production of fluorenone
US5902907A (en) * 1995-12-11 1999-05-11 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method for production of fluorenone
CN106977378A (zh) * 2017-04-12 2017-07-25 大连理工大学 一种芴催化氧化制备9‑芴酮的方法

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