JPS6253937A - 芳香族ケトンの製造方法 - Google Patents
芳香族ケトンの製造方法Info
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- JPS6253937A JPS6253937A JP60191521A JP19152185A JPS6253937A JP S6253937 A JPS6253937 A JP S6253937A JP 60191521 A JP60191521 A JP 60191521A JP 19152185 A JP19152185 A JP 19152185A JP S6253937 A JPS6253937 A JP S6253937A
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/78—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C45/81—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
- C07C45/82—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation
- C07C45/83—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation by extractive distillation
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/45—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by condensation
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (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。
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)
本発明は芳香族炭化水素、フェノール類等の芳香族化合
物をフッ化アシルでアシル化して芳香族ケトンを製造す
る方法に関する。
物をフッ化アシルでアシル化して芳香族ケトンを製造す
る方法に関する。
(従来の技術)
芳香族化合物をフッ化硼素又はフッ化水素とフッ化硼素
触媒存在下酸フッ化物でアシル化する方法は特開昭54
−135756として知られている。
触媒存在下酸フッ化物でアシル化する方法は特開昭54
−135756として知られている。
(発明が解決しようとする問題点)
上記の発明においては触媒成分としてフッ化硼素の存在
が必須とされ、フッ化硼素が存在しないときは比較例に
おいて示されるようにアシル化生成物の収率は低いと記
載されている。しかし芳香族化合物とフッ化アセチルを
反応させた場合、触媒成分としてフッ化硼素を使用する
ときは反応生成物である芳香族ケトンが不安定であるた
め、コンプレックスの分解が困!ll′″C:ある。本
発明者はこの為コンプレックスの分解、触媒成分の回収
迄も含め高い効率で芳香族ケトンを製造する方法につい
て研究の結果、芳香族化合物と7フ化アセチルの反応に
おいてはフッ化水素のみを触媒として使用してもすぐれ
た収率で芳香族ケトンを得゛ることができ、更に得られ
たコンプレックス化合物の分解も簡単で容易にフッ化水
素触媒を回収できることを見出し本発明を完成した。
が必須とされ、フッ化硼素が存在しないときは比較例に
おいて示されるようにアシル化生成物の収率は低いと記
載されている。しかし芳香族化合物とフッ化アセチルを
反応させた場合、触媒成分としてフッ化硼素を使用する
ときは反応生成物である芳香族ケトンが不安定であるた
め、コンプレックスの分解が困!ll′″C:ある。本
発明者はこの為コンプレックスの分解、触媒成分の回収
迄も含め高い効率で芳香族ケトンを製造する方法につい
て研究の結果、芳香族化合物と7フ化アセチルの反応に
おいてはフッ化水素のみを触媒として使用してもすぐれ
た収率で芳香族ケトンを得゛ることができ、更に得られ
たコンプレックス化合物の分解も簡単で容易にフッ化水
素触媒を回収できることを見出し本発明を完成した。
(問題点を解決するための手段)
即ち本発明は芳香族化合物を実質的に無水の弗化水素触
媒存在下フッ化アセチルと反応させて芳香族ケトンを製
造する方法である。
媒存在下フッ化アセチルと反応させて芳香族ケトンを製
造する方法である。
本発明において使用する原料芳香族化合物とハ、トルエ
ン、キシレン、トリメチルベンゼン、エチルベンゼン%
中ユメン、ブチルベンゼン等のアル中外ベンゼン類、ナ
フタレン、メチルナフタレンその他のアル中外ナフタレ
ン類及びフェノール、ナフトール類、さらには、7ニン
ール、フェニルエーテル等の芳香族エーテル類であり、
芳香環置換基のパラ位が空位の化合物。
ン、キシレン、トリメチルベンゼン、エチルベンゼン%
中ユメン、ブチルベンゼン等のアル中外ベンゼン類、ナ
フタレン、メチルナフタレンその他のアル中外ナフタレ
ン類及びフェノール、ナフトール類、さらには、7ニン
ール、フェニルエーテル等の芳香族エーテル類であり、
芳香環置換基のパラ位が空位の化合物。
2位に置換基を有するナフタレン類が特に好適である。
一方の原料であるフッ化アセチルは無水酢酸又は塩化7
セチルを弗化水素と混合し1次式(1)又は(2)の反
応によりフッ化7セチルを発生させ、同時に生成する遊
離酸を分離して得ることができる。
セチルを弗化水素と混合し1次式(1)又は(2)の反
応によりフッ化7セチルを発生させ、同時に生成する遊
離酸を分離して得ることができる。
(CH3CO)20+HF −CH3C0F+CH3C
O0H−1llCH3CO(J+HF −CH3C0
F+H(J ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・ (2)こ\で上記(1)の反応は無水酢酸がや
\過剰の条件で反応で一進めることが肝要である。即ち
、もしフッ化水素が当量よ抄も過剰であるとフッ化水素
と酸の結合した最高共沸混合物を形成して分離不可能と
な炒、フッ化水素の損失につながると同時に生成した酸
がフッ累により汚染され、これを除くために特別の処理
を要することになる。無水酢酸が過剰のときは、との°
ようなことはなく、フッ化水素は定量的にフッ化アセチ
ルとして回収される。しかし、余り過剰である必要はな
く、フッ化水素に対する無水酢酸の過剰率は5モル%以
下でよい。
O0H−1llCH3CO(J+HF −CH3C0
F+H(J ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・ (2)こ\で上記(1)の反応は無水酢酸がや
\過剰の条件で反応で一進めることが肝要である。即ち
、もしフッ化水素が当量よ抄も過剰であるとフッ化水素
と酸の結合した最高共沸混合物を形成して分離不可能と
な炒、フッ化水素の損失につながると同時に生成した酸
がフッ累により汚染され、これを除くために特別の処理
を要することになる。無水酢酸が過剰のときは、との°
ようなことはなく、フッ化水素は定量的にフッ化アセチ
ルとして回収される。しかし、余り過剰である必要はな
く、フッ化水素に対する無水酢酸の過剰率は5モル%以
下でよい。
フッ化アセチルの発生装置はフッ化アセチル、と遊離酸
を蒸留するに必要な若干の段数を持った通常の蒸留塔で
よい。無水酢酸とフッ化水素は予め混合するか、または
別々に蒸留塔の適当な段に供給し、塔底は、酸の沸点迄
加熱し、塔頂は適当な還流を施す通常の蒸留操作によ抄
、塔頂から純粋のフッ化アセチルを、塔底からフッ素を
含まない酸を回収することが出来る。
を蒸留するに必要な若干の段数を持った通常の蒸留塔で
よい。無水酢酸とフッ化水素は予め混合するか、または
別々に蒸留塔の適当な段に供給し、塔底は、酸の沸点迄
加熱し、塔頂は適当な還流を施す通常の蒸留操作によ抄
、塔頂から純粋のフッ化アセチルを、塔底からフッ素を
含まない酸を回収することが出来る。
この反応は反応速度が速いので殆んど滞留時間を要しな
い。圧力は常圧又は加圧下、たとえばIK4/crIG
で操作出来、流通操作でも回分操作でもよい。生成した
フッ化7セチルと酸の沸点差は極めて大きく、両者は容
易に分離出来る。
い。圧力は常圧又は加圧下、たとえばIK4/crIG
で操作出来、流通操作でも回分操作でもよい。生成した
フッ化7セチルと酸の沸点差は極めて大きく、両者は容
易に分離出来る。
生成したフッ化7セチルはアセチル化剤として7セチル
化反応に供せられる。原料芳香族化合物に対するフッ化
ア七チルのモル比は1以下度(7セチル化生成物の空時
収量)を低下させる。
化反応に供せられる。原料芳香族化合物に対するフッ化
ア七チルのモル比は1以下度(7セチル化生成物の空時
収量)を低下させる。
触媒としては実質的に無水の弗化水素を用いる。弗化水
素中に水が存在すると触媒能力は急速に低下するので、
含水率は596以下であることが望ましい。充分な反応
速度を得る為には7セチル化剤に対するフッ化水素の割
合を5モル倍以上、好ましくは10〜20モル倍の範囲
で使用する。20モル倍以上のフッ化水素を用いても効
果が少なく、プロセス経済上得策でない。
素中に水が存在すると触媒能力は急速に低下するので、
含水率は596以下であることが望ましい。充分な反応
速度を得る為には7セチル化剤に対するフッ化水素の割
合を5モル倍以上、好ましくは10〜20モル倍の範囲
で使用する。20モル倍以上のフッ化水素を用いても効
果が少なく、プロセス経済上得策でない。
アセチル化反応の反応温度は0〜70℃、好ましくは1
0〜50℃であり、温度を上げれば反応速度は増すが副
反応も増加するので、上記゛の範囲内で原料により最適
な温度を選択する。
0〜50℃であり、温度を上げれば反応速度は増すが副
反応も増加するので、上記゛の範囲内で原料により最適
な温度を選択する。
又原料化合物の融点が高く、しかも原料化合物が芳香族
炭化水素の様に弗化水素に不溶な場合には、反応を円滑
に進行させる為適当な溶媒を使用することが有効である
。溶媒としては原料化合物を良く溶解し、かつ反応条件
下で化学的に不活性な、反応合成液とも相溶性の良いも
のが好ましく、たとえばベンゼン、又は塩化ベンゼン、
ジクロルメタン、2塩化エタ7.707等のハロゲン化
炭化水素を用いることができる。
炭化水素の様に弗化水素に不溶な場合には、反応を円滑
に進行させる為適当な溶媒を使用することが有効である
。溶媒としては原料化合物を良く溶解し、かつ反応条件
下で化学的に不活性な、反応合成液とも相溶性の良いも
のが好ましく、たとえばベンゼン、又は塩化ベンゼン、
ジクロルメタン、2塩化エタ7.707等のハロゲン化
炭化水素を用いることができる。
特にベンゼンは本反応条件下で実直的に不活性であるの
みならず、反応生成液から触媒を回収する工程での溶媒
としても好ましく、本プロセスにおいて最適の溶媒であ
る。
みならず、反応生成液から触媒を回収する工程での溶媒
としても好ましく、本プロセスにおいて最適の溶媒であ
る。
反応に際し使用する溶媒の債に特に制限はないが、通常
原料化合物1モル当り0.5モル以下で充分である。
原料化合物1モル当り0.5モル以下で充分である。
反応圧力は反応温度により異なるが、通常の条件下では
常圧から2に9/mG迄の間の若干の加圧である。
常圧から2に9/mG迄の間の若干の加圧である。
反応は均一液相か場合によっては原料芳香族化合物相と
触媒相の2液相で進行するため、激しい攪拌を要しない
。反応は僅かに発熱を伴う為必要に応じ除熱装置を設け
た反応器を用いる。
触媒相の2液相で進行するため、激しい攪拌を要しない
。反応は僅かに発熱を伴う為必要に応じ除熱装置を設け
た反応器を用いる。
上記の如くして得られたアセチル化合成反応液は、アセ
チル化反応生成物である芳香族ケトンのフッ化水素溶液
であり、これを加熱することによりケトンとフッ化水素
の親和性が破壊され、フッ化水素を容易に気化分離する
ことができる。
チル化反応生成物である芳香族ケトンのフッ化水素溶液
であり、これを加熱することによりケトンとフッ化水素
の親和性が破壊され、フッ化水素を容易に気化分離する
ことができる。
この触媒回収操作は出来るだけ迅速に進めて、生成物の
加熱変質を避ける必要がある。そのためには、多段の気
液接触装置(蒸留塔)を使用した流通操作で実施するの
が良い。触媒の回収のためには40℃以上、特に40〜
100℃の温度での加熱が必要である。分解塔には塔に
供給するフッ化水素を気化させるに必要な熱量に対し過
剰の熱量を供給する。ことが好ましい。触媒回収操作の
圧力は常圧ないしは2Kp/cdG以下の加圧下で実施
するのがプロセス上有利である。錯体の熱分解を順調に
進める為にはフッ化水素と分離容易な沸点を有し、且つ
生成物である芳香族ケトン及びフッ化水素と良好な相溶
性を有するフッ化水素に不活性な物質を分解助剤として
還流上加熱分解するのが好ましく、か\1[助剤、!−
してはベンゼン、クロロペンセフ等の芳香族化合物が使
用され、特にベンゼンが最も好ましい。
加熱変質を避ける必要がある。そのためには、多段の気
液接触装置(蒸留塔)を使用した流通操作で実施するの
が良い。触媒の回収のためには40℃以上、特に40〜
100℃の温度での加熱が必要である。分解塔には塔に
供給するフッ化水素を気化させるに必要な熱量に対し過
剰の熱量を供給する。ことが好ましい。触媒回収操作の
圧力は常圧ないしは2Kp/cdG以下の加圧下で実施
するのがプロセス上有利である。錯体の熱分解を順調に
進める為にはフッ化水素と分離容易な沸点を有し、且つ
生成物である芳香族ケトン及びフッ化水素と良好な相溶
性を有するフッ化水素に不活性な物質を分解助剤として
還流上加熱分解するのが好ましく、か\1[助剤、!−
してはベンゼン、クロロペンセフ等の芳香族化合物が使
用され、特にベンゼンが最も好ましい。
次に本発明に基づき芳香族化合物のアセチル化を行なう
方法を第1図に従い説明する。 ゛ 。
方法を第1図に従い説明する。 ゛ 。
第”1図において1より無水酢酸をフッ化アセチル発生
装置2の中段に供給し、3から導かれるフッ化水素と加
熱下接触させる。その結果生成した7)化7セチノには
4より留出し、5からは酢酸が抜き出される。フッ化7
セチルはアセチル化反応器6に供給され、7からの原料
芳香族化合物及び8からのフッ化水素と攪拌上接触する
。反応はフッ化水素相と原料油相の2液相で開始し、反
応の進行に従って均一液相となる。
装置2の中段に供給し、3から導かれるフッ化水素と加
熱下接触させる。その結果生成した7)化7セチノには
4より留出し、5からは酢酸が抜き出される。フッ化7
セチルはアセチル化反応器6に供給され、7からの原料
芳香族化合物及び8からのフッ化水素と攪拌上接触する
。反応はフッ化水素相と原料油相の2液相で開始し、反
応の進行に従って均一液相となる。
反応合成液は9より抜出され、フッ化水累回収塔10に
導かれ、と\で還流循環するベンゼン等の分解助剤と接
触し、フッ化水素は気化分離し11より抜き出される。
導かれ、と\で還流循環するベンゼン等の分解助剤と接
触し、フッ化水素は気化分離し11より抜き出される。
塔頂蒸気は冷却、凝縮させ、相分離によりベンゼン相は
12より回収塔に還流し、フッ化水素はフッ化アセチル
発生装置及びアセチル化反応器に循環する。又フッ化水
系回収塔塔底からは13を経て粗製品であるアセチル化
物を抜き出し、中和、水洗工程14において微量の残酸
を除き、更に蒸留工程15で蒸留し、副生物を16より
、未反応原料を17よ抄除き、これは反応工程に循環し
、18より製品が得られる。
12より回収塔に還流し、フッ化水素はフッ化アセチル
発生装置及びアセチル化反応器に循環する。又フッ化水
系回収塔塔底からは13を経て粗製品であるアセチル化
物を抜き出し、中和、水洗工程14において微量の残酸
を除き、更に蒸留工程15で蒸留し、副生物を16より
、未反応原料を17よ抄除き、これは反応工程に循環し
、18より製品が得られる。
(発明の効果)
本発明によれば単純な操作、低い反応圧力下で芳香族化
合物をアセチル化することが出来ると共に、触媒として
使用するフッ化水素を完全に回収し、循環使用すること
が出来、工朶的に極めて有利である。
合物をアセチル化することが出来ると共に、触媒として
使用するフッ化水素を完全に回収し、循環使用すること
が出来、工朶的に極めて有利である。
(実施例) ′
実施例 1
フッ化アセチルの合成
塔頂還流器及び塔底リボイラーの附属する径501X、
、高さ1000′¥、のステンレス製充填塔をフッ化ア
セチル合成器として使用した。毎時22.0モルの無水
酢酸と毎時21.0モルのフッ化水素を混合して充填塔
中段から連続的に供給し、リボイラーに毎時260 K
calの熱量を電熱ヒーターにより供給した。合成器の
圧力は1.OKp/cdGで操作し、塔頂の温度がはソ
35℃となるよう還流をかけながら、塔頂から毎時21
モルのフッ化7セチルを留出させ、塔底からは毎時21
モルの酢酸と1モルの無水酢酸からなる混合液を抜出し
た。供給したフッ化水素に対するフッ化7セチルの収量
は定量的であった。
、高さ1000′¥、のステンレス製充填塔をフッ化ア
セチル合成器として使用した。毎時22.0モルの無水
酢酸と毎時21.0モルのフッ化水素を混合して充填塔
中段から連続的に供給し、リボイラーに毎時260 K
calの熱量を電熱ヒーターにより供給した。合成器の
圧力は1.OKp/cdGで操作し、塔頂の温度がはソ
35℃となるよう還流をかけながら、塔頂から毎時21
モルのフッ化7セチルを留出させ、塔底からは毎時21
モルの酢酸と1モルの無水酢酸からなる混合液を抜出し
た。供給したフッ化水素に対するフッ化7セチルの収量
は定量的であった。
内液容に61の第1反応器及び41の第2反応器の2基
の攪拌機付ステンレス容器を直列に継ぎアセチル化反応
器とした。毎時2−メチルナフタレン 1.5匂、ベン
ゼン 0.3に4の溶液を第1反応器に供給し、同時に
、先に合成したフッ化アセチル毎時o、5に?及びフッ
北本系毎時2.5縁を全て第1反応器に供給した。
の攪拌機付ステンレス容器を直列に継ぎアセチル化反応
器とした。毎時2−メチルナフタレン 1.5匂、ベン
ゼン 0.3に4の溶液を第1反応器に供給し、同時に
、先に合成したフッ化アセチル毎時o、5に?及びフッ
北本系毎時2.5縁を全て第1反応器に供給した。
反応器ジャケットに冷却水を通じ1反応器度を25℃に
調節した。反応液は第2反応器より連続的に抜出し、次
のフッ化水素回収塔の供給液とした。
調節した。反応液は第2反応器より連続的に抜出し、次
のフッ化水素回収塔の供給液とした。
フッ化水累の回収
フッ化アセチル合成器に使用した充填塔をフッ北本系回
収塔に使用した。フッ化水素回収塔にベンゼンを張込み
、圧力iKf/cIIGでリボイラーに毎時500 K
caAiの熱を供給してベンゼンの還流状態とした。
収塔に使用した。フッ化水素回収塔にベンゼンを張込み
、圧力iKf/cIIGでリボイラーに毎時500 K
caAiの熱を供給してベンゼンの還流状態とした。
次いで上記の合成液を毎時?!’gの速度で連続的に塔
上部に供給し、ベンゼンを補給しながらフッ化水素回収
塔を連続的に操作した。
上部に供給し、ベンゼンを補給しながらフッ化水素回収
塔を連続的に操作した。
塔頂から7フ化水素及び未反応フッ化7セチルを留出さ
せ、塔底からは粗製品アセチル化物として毎時lセチル
化メチルナフタレン 243、y、未反応メチルナフタ
レン 1o99及U高郷物 20.9を回収した。なお
7セチル化物中の755%が2−7七チル−6−メチル
ナフタレンであった。
せ、塔底からは粗製品アセチル化物として毎時lセチル
化メチルナフタレン 243、y、未反応メチルナフタ
レン 1o99及U高郷物 20.9を回収した。なお
7セチル化物中の755%が2−7七チル−6−メチル
ナフタレンであった。
実施例 2
トルエンのアセチル化
実施例1と同じ装置を用いて同様の操作によ抄トルエン
のアセチル化を実施した。
のアセチル化を実施した。
毎時)ルエン 0. 9Ky、フッ化アセチル0、4に
4.フッ化水素 2.OK9を第1反応器に゛供給し、
反応温度40℃で反応を行ない、反応液は第2反応器よ
り連続的に抜出し、実施例1と同様にフッ化水素の回収
を行々つた。フッ化水素回収塔の塔底から得た粗製品の
組成は、未反応トルエン 5596、メチルアセトフェ
ノン4196、高沸物 496であり、メチル7セトフ
エノン中の97,596が4−メチルアセトフェノンで
あった。
4.フッ化水素 2.OK9を第1反応器に゛供給し、
反応温度40℃で反応を行ない、反応液は第2反応器よ
り連続的に抜出し、実施例1と同様にフッ化水素の回収
を行々つた。フッ化水素回収塔の塔底から得た粗製品の
組成は、未反応トルエン 5596、メチルアセトフェ
ノン4196、高沸物 496であり、メチル7セトフ
エノン中の97,596が4−メチルアセトフェノンで
あった。
実施例 3
ジャケット及び攪拌機を装備した500mJのステンレ
ス製オートクレーブをアセチル化反応器として使用した
。
ス製オートクレーブをアセチル化反応器として使用した
。
m−中シレン 103.1g(1モル)に7セチルフル
オライド 56.9(0,9モル)を溶解させオートク
レーブに仕込み、冷却しながらフッ化水素 300.j
il(15モル)を仕込み、攪拌下に反応温度40℃で
1.5時間反応させた後反応液を氷水中に抜出し、油層
をアルカリ水で洗滌し、蒸留によ抄副生高洲物量を求め
、ガスクー分析で7セチル化物の生成率を求めた。
オライド 56.9(0,9モル)を溶解させオートク
レーブに仕込み、冷却しながらフッ化水素 300.j
il(15モル)を仕込み、攪拌下に反応温度40℃で
1.5時間反応させた後反応液を氷水中に抜出し、油層
をアルカリ水で洗滌し、蒸留によ抄副生高洲物量を求め
、ガスクー分析で7セチル化物の生成率を求めた。
同様の操作で各種芳香族化合物を県料とする7セチル化
反応例をit表にまとめて示した。
反応例をit表にまとめて示した。
図面は本発明7セチル化方法の工程図である。
特許出願人 三菱瓦斯化学株式会社
代表者長野和吉
手続補正書
昭和60年IO月9日
Claims (1)
- 芳香族化合物を実質的に無水のフッ化水素触媒存在下フ
ッ化アセチルと反応させることを特徴とする芳香族ケト
ンの製造方法
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