JPS61267531A - アルキル化の方法 - Google Patents

アルキル化の方法

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JPS61267531A
JPS61267531A JP59237272A JP23727284A JPS61267531A JP S61267531 A JPS61267531 A JP S61267531A JP 59237272 A JP59237272 A JP 59237272A JP 23727284 A JP23727284 A JP 23727284A JP S61267531 A JPS61267531 A JP S61267531A
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JP
Japan
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catalyst
reaction
carbonate
hydroxide
carbonates
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JP59237272A
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Zenichi Yoshida
善一 吉田
Susumu Kato
加戸 進
Yasuhiro Amamiya
雨宮 康裕
Keisuke Yanai
矢内 啓介
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Asahi Chemical Co Ltd
Asahi Kagaku Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Co Ltd
Asahi Kagaku Kogyo Co Ltd
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  • 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】 本発明はアルキルシクロペンタジェン類の製造方法に関
する。
シクロペンタジェン類及びそのアルキル体は合成ゴム添
加剤、樹脂原料及び工業薬品として重要である。従来ア
ルキルシクロペンタジェン類の合成法は、有機金属化合
物を用いる方法が知られているが、反応経路が長いこと
や、有機金属を取扱う危険性が存在し、また副反応であ
る重合反応も゛生起するために、この方法を工業的な製
造方法として利用することは不可能である。
アルキルシクロペンタジェン類を製造する先行技術とし
ては、炭化ケイ素上、シクロペンタジェンとエチレンと
の気相アルキル化反応が日本化学会誌、19フフ年、3
75頁に記載され、この方法により2種のモノエチルシ
クロペンタジェンの生成することが知られている。しか
しオレフィンを使用する、この方法ではシクロペンタジ
ェン類のジアルキル体、トリアルキル体、テトラアルキ
ル体等のポリアルキル体の合成は勿論、メチル基を導入
することは全く不可能である。
一方酸性触媒として知られでいるゼオライト系触媒によ
る芳香族化合物、例えばベンゼン、トルエン、キシレン
、フェノール等をアルコール(待にメタノール)により
気相接触アルキル化する技術がよく知られている。この
方法ではベンゼン環へのアルキル化が起こり、対応する
芳香族化合物のアルキル誘導体が製造可能である。しか
しこの触媒を本発明のフルキルシクロペンタジェン類の
製造に適用した場合、アルキル誘導体は得られず、重合
物及び触媒上への多量の炭化物の生成が起こり、副反応
が優先した。
更に脂肪族低級アルコールによるシクロペンタジェン類
の気相アルキル化反応は、従来上り全く報告されていな
い。
本発明の目的は、特定の触媒を用いて脂肪族低級アルコ
ールによりシクロペンタジェン類を気相接触アルキル化
し、アルキルシクロベンタジみン類を製造することにあ
る。
本発明はシクロペンタジェン類と脂肪族低級アルコール
を下記(1)又は(If)の触媒の存在下に気相で反応
させることを特徴とするシクロペンタジェン類のアルキ
ル化の方法に係る。
(I)(a)アルカリ土類金属又はアルカリ金属の酸化
物、水酸化物もしくは炭酸塩と (b)周期律表の第■−■族の$5〜7周期の原子又は
原子の酸化物、水酸化物もしくは炭酸塩との混合物 (II)上記(1)の混合物と(c)周期律表の第1〜
■族の第2〜4周期の原子又は原子の酸化物、水酸化物
もしくは炭酸塩との混合物。
本発明に使用されるシクロペンタジェン類の具体例とし
ては、シクロペンタジェン、モノメチルシクロペンタジ
ェン及びこれらのアルキル誘導体を挙げることができる
また本発明に使用される脂肪族低級アルコールとしては
例えば、炭素数1〜4の脂肪族フルコールを挙げること
ができ、具体的にはメタノール、エタノール、プロパツ
ール、ブタノール等を例示できる。
本発明に使用される触媒は次の(I)又は(II)の化
合物である。
(I)(a)アルカリ土類金属又はアルカリ金属の酸化
物、水酸化物もしくは炭酸塩と (b)周期律表の第1−■族の第5〜7周期の原子又は
原子の酸化物、水酸化物もしくは炭酸塩との混合物 (II)上記(1)の混合物と(e)周期律表の第1〜
■族の第2〜4周期の原子又は原子の酸化物、水酸化物
もしくは炭酸塩との混合 物ここで述べた混合物とは物理的に混合された物である
ことは勿論、更に一部又は全部が化学的結合を有してい
る物も含まれ、以下においても混合物は同様な意味で用
いられる。
上記においてアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物もし
くは炭酸塩としてはBed、 WgO,Cab。
Bad、 Hg(OR)2. Be(0)1)、、 C
a(OH)2.5r(OH)29Ba(OR)2.塩基
性炭酸マグネシウム−CaCO3*BaC0** 5r
COsなどを、アルカリ金属の酸化物、水酸化物もしく
は炭酸塩としてはLi2O,Ha20゜K2O−Na0
I(、KOI(、Li0H−Na2CO3,Lcoff
t L!2cOsなどを例示できる。
周期律表の第1〜■の第5〜7周期の原子又は原子の酸
化物、水酸化物もしくは炭酸塩としては、例えばY、 
Zrt Nbt Mow Rut Rht Pd* A
gtCd、  Iny Sn、 Sb、 Te、 Hf
、 W、 Re、 Os。
I r、Pb−Bi、Y20+−ZrO2−Nb20s
t MOO29MOO:1−RuOz−Pd0−^g2
0. CdO,In2O5* 5nOs 5nOz*5
b203y Te02t Cs2O,La20** C
e02y Pr20*y Nd2O5*SmzO=* 
Eu2ojt Gd2o3t ’rb4o?I Dyz
Ost Ho203=Er203y Tm203v y
b2o、、 1N10.、 Ta2O,、l’+03.
 OsO,。
Ir20*t Pt0z ・H20v T12031 
Zr(OH)n* Cd(011)z。
Cs0H1Ce(OH)s、 Bi(OH)s−Th(
OH)<−CdC(1+。
C82COat Laz(COs)s、 Ce(CO*
)i 65120などが挙げられる。但し常温でガス状
のものは除かれる。また上記化合物の結晶水を有するも
のも使用できる。
また周期律表の第■〜■族の第2〜4周期の原子又は原
子の酸化物、水酸′化物もしくは炭酸塩としては、例え
ばCt Nat Cat Mg* Set TitMn
@ Few Cot N L Cut Zn、 G’a
、 Ge* SewBzOz*^1zOs−5i02*
 PxOs−5czOs−Ti02− VzO*tV2
0s−Cross CrzO,、MnO2−Fe09F
e20.、 Fend。
Nip、 Ni2O,、Cub、 Cute、 ZnO
,Ga2O3,Ge0ztSe02.八8205− T
i(OH)<、Cr(OH)s、Fed(OH)。
Co(OH)2. N1(0旧z、 Zn(OH)z−
NnCO5−塩基性炭酸コバルト、塩基性炭酸ニッケル
、塩基性炭酸銅。
塩基性炭酸亜鉛などを例示できる。但し常温でガス状の
ものは除かれる。また上記化合物の結晶水を有するもの
も使用できる。
本発明の上記触媒においては、上記各種金属の酸化物、
水酸化物もしくは炭酸塩が使用されるが、これらは市販
の化合物をそのまま、又は減圧下に排気あるいは焼成し
て用いることができる。
更には上記各金属の単体、水酸化物、炭酸塩あるいは塩
基性炭酸塩、アンモニウム塩、金属塩、有8!酸塩、有
機金属化合物を高温で処理したものを使用することもで
きる。また金属塩、金属ハライド等を加水分解するか或
いはアンモニア水で中和し、水酸化物または非晶質の金
属水和物の沈澱を得、次いでこれを焼成したものを使用
することも可能である。
上記のような金属の単体或いは有機酸塩等の金属酸化物
などへの変換は予め行うこともできるが、気相アルキル
化反応の際に同時に行っても良い。
更に(1)及び(I[)の触媒は従来の公知技術に従っ
て種々の担体に担持させて使うことも可能である。また
上記触媒には不純物の混入のない方が好ましいが、少量
の不純物の混入は差し支えない。
これら(I)及び(II)の触媒は、反応に使用するに
際し、好ましくは空気または窒素、ヘリウム、アルゴン
等の不活性気体の雰囲気下において常圧あるいは加圧も
しくは減圧下、200〜1000℃好ましくは400〜
800℃の温度において焼成することにより高活性にす
ることができる。
また長時間使用後の触媒には炭化物が付着することがあ
るが、このような場合は、空気または酸素を含む雰囲気
下で300〜900℃、好ましくは400〜800℃で
焼成することにより再生することが可能である。
本発明においてシクロペンタジェン類と脂肪族低級アル
コールとを触媒層に導入するためには、それぞれ液体、
気体あるいは液体と気体の混合状態で供給することが可
能であり、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性気体若
しくは水蒸気あるいは少量の空気若しくは酸素等を同時
に流すのが好ましい。このことにより触媒の活性を向上
させ、触媒寿命も長(することができる。反応帯温度は
200〜700℃、好ましくは400〜550℃である
。反応温度が低すぎる場合は反応速度が小さくなり、一
方高すぎる場合はばσ反応が進行し共に経済性の面より
好ましくない。反応圧力は常圧が好ましいが、減圧また
は加圧でも可能である。反応は回分式、連続式のどちら
でもよく、いずれも気相反応で可能な種々の反応方式を
採用できる。反応によって生成するアルキルシクロペン
タジェン類の選択性、例えば得られるフルキルシクロペ
ンタジェン中のモノアルキル体、ノアルキル体、トリア
ルキル体、テトラアルキル体等の比率は触媒の種類、触
媒の調製法、原料のシクロペンタジェン類と脂肪族低級
アルコールのモル比、反応温度、触媒層への原料供給速
度等の反応条件を選択することにより任意に変化させる
ことができる。
以下実施例により本発明についで説明する。
実施例1 水酸化カルシウム130gと水酸化ナトリウムtogと
粉末SbzOz(5g>に約500m1の水を加えよく
混練し、110℃で10〜15時間乾燥する。得られた
触媒を粉砕し、粒度5〜9メツシユに整える(これを下
記調製法1と称す)、この触媒を30m1/winの速
度で窒素がスを導入しながら500℃で3時間焼成した
後、反応に使用した。
尚、表中にある調製法とは次の触媒調製法を表わす。
調製法1;触媒となる物質に水を加え混練し、110℃
で乾燥固化させ、次に粉砕して粒度を整える。
調製法2;粒度を整えた触媒に別の触媒の水溶液あるい
は懸濁液を含浸させた後、110℃で乾燥する。
反応は通常の固定床流通性反応装置を用いて行なった0
反応管は長f!−1si、内径30mmの石英ガラス管
製である0反応は焼成済みの触媒50.を充填し、窒素
ガスを30m1/winの速度で導入しながら、500
℃で3時間焼成した後、反応帯温度450℃においてシ
クロペンタジェン0.1モルとメタノール0.5モルを
5時間にわたり、マイクロフィーダーにより反応帯に供
給して行なった。反応生成物はドライアイス−ア七トン
浴中で採取し、〃スクロマトグラフにより分析を行なっ
た。
その結果メタノール及びシクロペンタジェンの軟化率は
それぞれ96%及び71.1%であった。アルキルシク
ロペンタジェンの選択率は、モノメチル体、ジメチル体
、トリメチル体においでそれぞれ40.5%、 tS、
a%、4.0%であった。但し原料の転化率、アルキル
シクロペンタジェンの選択率は次の式から算出した。
ジエンのモル数 実施例2〜10 実施例1と同様な方法によりシクロペンタジェンとメタ
ノールの反応を各種触媒の存在下で行なった結果を第1
表に示す。
実施例11〜19 実施例1と同様な方法でメチルシクロペンタクエンとメ
タノールの反応を各種触媒の存在下で行なった結果を第
2衰に示す。
実施例20〜37 シクロペンタノエンとメタノールの反応をパルス反応方
式を使用して行なった。この方法を使用するにあたり、
生成物の分布あるいは量的関係が流通法の結果と近似し
ていることを確認した。
反応は長さ110mm、内径6w+mの石英ガラス管に
、16〜20メツシユの焼成済み触媒0.8gを充有し
、窒素ガスを401/曽inの速度で導入しながら50
0℃で30分間放置し、その後、所定の温度においてマ
イクロシリンノを使い原料を注入した。原料はシクロペ
ンタジェン成分0.1+ol、アルコール成分1sol
及び定量計算用内部標準物としてのトルエンo、 5g
の混合溶液から1μmを1パルスとして使用した。生成
物は反応後直ちに接続されている〃スクロマトグラフに
導入し、分析を行なった。結果を第3表に示す。
実施例38〜68 実施例20〜37と同様な方法によりメチルシクロペン
タジェンとメタノールの反応を各種触媒の存在下で行な
った結果をMS4表に示す。
尚、表において モル比:使用した全シクロペンタジェン類のモル数/使
用した全アルコールのモル数W/F:触媒重量(g)/
原料供給速度(mol/hr)を示す。
またAニジクロペンタジェン、B:モノメチル体、Cニ
ジメチル体、D=ニトリメチル、E:メチルシクロペン
タクエン、Faテト2メチル体を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シクロペンタジエン類と脂肪族低級アルコールを
    下記( I )又は(II)の触媒の存在下に気相で反応さ
    せることを特徴とするシクロペンタジエン類のアルキル
    化の方法。 ( I )(a)アルカリ土類金属又はアルカリ金属の酸
    化物、水酸化物もしくは炭酸塩と (b)周期律表の第 I −VIII族の第5〜7周期の原子
    又は原子の酸化物、水酸化物もしくは炭酸塩との混合物 (II)上記( I )の混合物と(c)周期律表の第 I 〜
    VIII族の第2〜4周期の原子又は原子の酸化物、水酸化
    物もしくは炭酸塩との混合物
JP59237272A 1984-02-18 1984-11-09 アルキル化の方法 Granted JPS61267531A (ja)

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