JPS626529B2 - - Google Patents
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Description
本発明は、α−ヒドロキシアルキル置換芳香族
化合物及び又はα・β−不飽和アルキル置換芳香
族化合物あるいは、これらの化合物とアルキル芳
香族化合物のヒドロペルオキシドとの混合物から
フエノール類を製造する方法及びそれに用いる装
置に関する。 α−ヒドロキシアルキル置換芳香族化合物(以
下、単に芳香族アルコールと呼ぶことがある)及
び又はα・β−不飽和アルキル置換芳香族化合物
(以下、単に芳香族不飽和化合物と呼ぶことがあ
る)に、酸性触媒の存在下に過酸化水素を作用さ
せるとフエノール類が生成することは知られてい
る。とくにこれらの芳香族アルコールや芳香族不
飽和化合物はアルキル芳香族化合物を分子状酸素
によつて酸化してヒドロペルオキシドを製造する
際に副生するので、該ヒドロペルオキシドの酸分
解によつてフエノール類を製造する際、これらの
副生物もフエノール類に変換できれば原料アルキ
ル芳香族化合物に対する収率が高まるので前記過
酸化水素との反応は魅力ある方法である。ところ
が過酸化水素は強力な酸化剤であるため、一旦生
成したフエノール類にも作用し、フエノール類の
収率の低下あるいは着色不純物等の生成に基づく
フエノール類の品質の低下を惹き起こすことが多
い。とくに反応装置が大容量化するにつれ、副反
応を抑制しつつ反応を行うことが一層困難となつ
てくる。 本発明は以上のような欠点を生せず、従つて高
品質のフエノール類を安全かつ有利に高収率で得
る方法を探索した結果、見いだされたものであ
る。 すなわち本発明は、酸触媒の存在下、α−ヒド
ロキシアルキル置換芳香族化合物及び又はα・β
−不飽和アルキル置換芳香族化合物あるいは、こ
れらの化合物とアルキル芳香族化合物のヒドロペ
ルオキシドとの混合物に過酸化水素を作用せしめ
てフエノール類を製造するに際し、過酸化水素を
少なくとも10倍以上に稀釈し、かつ反応槽の少な
くとも2ケ所以上に分割して供給するか又は反応
槽内に散布する如くに供給することを特徴とする
フエノール類の製造方法である。 本明細書において希釈の倍率は、過酸化水素に
希釈剤を加えて希釈する際に、100%の過酸化水
素に対する希釈後の全溶液の重量倍率をいう。例
えば60重量%の過酸化水素水溶液100重量部に希
釈剤としてアセトン100重量部を加えて希釈した
場合の希釈率は下記の式(1)より求めると約3.3倍
となる。 希釈率=過酸化水素水溶液(重量部)+希釈剤(重量部)/100%過酸化水素(重量部) ……(1) 希釈率=100(重量部)+100(重量部)/60(重量部)=3.3(倍) 本発明の原料として使用される芳香族アルコー
ルの代表的なものは下記式 (式中、R1、R2は水素又はアルキル基、好ましく
は炭素数1〜3のアルキル基、R3は水素、アル
キル基、
化合物及び又はα・β−不飽和アルキル置換芳香
族化合物あるいは、これらの化合物とアルキル芳
香族化合物のヒドロペルオキシドとの混合物から
フエノール類を製造する方法及びそれに用いる装
置に関する。 α−ヒドロキシアルキル置換芳香族化合物(以
下、単に芳香族アルコールと呼ぶことがある)及
び又はα・β−不飽和アルキル置換芳香族化合物
(以下、単に芳香族不飽和化合物と呼ぶことがあ
る)に、酸性触媒の存在下に過酸化水素を作用さ
せるとフエノール類が生成することは知られてい
る。とくにこれらの芳香族アルコールや芳香族不
飽和化合物はアルキル芳香族化合物を分子状酸素
によつて酸化してヒドロペルオキシドを製造する
際に副生するので、該ヒドロペルオキシドの酸分
解によつてフエノール類を製造する際、これらの
副生物もフエノール類に変換できれば原料アルキ
ル芳香族化合物に対する収率が高まるので前記過
酸化水素との反応は魅力ある方法である。ところ
が過酸化水素は強力な酸化剤であるため、一旦生
成したフエノール類にも作用し、フエノール類の
収率の低下あるいは着色不純物等の生成に基づく
フエノール類の品質の低下を惹き起こすことが多
い。とくに反応装置が大容量化するにつれ、副反
応を抑制しつつ反応を行うことが一層困難となつ
てくる。 本発明は以上のような欠点を生せず、従つて高
品質のフエノール類を安全かつ有利に高収率で得
る方法を探索した結果、見いだされたものであ
る。 すなわち本発明は、酸触媒の存在下、α−ヒド
ロキシアルキル置換芳香族化合物及び又はα・β
−不飽和アルキル置換芳香族化合物あるいは、こ
れらの化合物とアルキル芳香族化合物のヒドロペ
ルオキシドとの混合物に過酸化水素を作用せしめ
てフエノール類を製造するに際し、過酸化水素を
少なくとも10倍以上に稀釈し、かつ反応槽の少な
くとも2ケ所以上に分割して供給するか又は反応
槽内に散布する如くに供給することを特徴とする
フエノール類の製造方法である。 本明細書において希釈の倍率は、過酸化水素に
希釈剤を加えて希釈する際に、100%の過酸化水
素に対する希釈後の全溶液の重量倍率をいう。例
えば60重量%の過酸化水素水溶液100重量部に希
釈剤としてアセトン100重量部を加えて希釈した
場合の希釈率は下記の式(1)より求めると約3.3倍
となる。 希釈率=過酸化水素水溶液(重量部)+希釈剤(重量部)/100%過酸化水素(重量部) ……(1) 希釈率=100(重量部)+100(重量部)/60(重量部)=3.3(倍) 本発明の原料として使用される芳香族アルコー
ルの代表的なものは下記式 (式中、R1、R2は水素又はアルキル基、好ましく
は炭素数1〜3のアルキル基、R3は水素、アル
キル基、
【式】ハロゲン、−
OH、
【式】又は
【式】ただしR4、
R5、R6、R7、R8、R9、R10は水素又はアルキル
基、R11はアルキル基、nは1〜5の整数であ
り、n個のR3は同一又は異なるものである。)で
示される。より具体的には、α−メチルベンジル
アルコール、α−エチルベンジルアルコール、
α・α−ジメチルベンジルアルコール、α−メチ
ル−α−エチルベンジルアルコール、α・α−ジ
エチルベンジルアルコール、α−メチル−p−メ
チルベンジルアルコール、α−メチル−m−メチ
ルベンジルアルコール、α・α−ジメチル−p−
メチルベンジルアルコール、α・α−ジメチル−
m−メチルベンジルアルコール、α・α−ジメチ
ル−p−イソプロピルベンジルアルコール、α・
α−ジメチル−m−イソプロピルベンジルアルコ
ール、α・α−ジメチル−p−イソプロペニルベ
ンジルアルコール、α・α−ジメチル−m−イソ
プロペニルベンジルアルコール、α・α′−ジヒ
ドロキシ−p−ジイソプロピルベンゼン、α・
α′−ジヒドロキシ−m−ジイソプロピルベンゼ
ン、α・α−ジメチル−p−ヒドロキシベンジル
アルコール、α・α−ジメチル−m−ヒドロキシ
ベンジルアルコール、α・α−ジメチル−m−ク
ロルベンジルアルコール、α−ヒドロキシ−α′
−ヒドロペルオキシ−p−ジイソプロピルベンゼ
ン、α−ヒドロキシ−α′−ヒドロペルオキシ−
m−ジイソプロピルベンゼンなどを挙げることが
できる。 また本発明で用いられる芳香族不飽和化合物の
代表的なものは、下記式 (式中、R12、R13、R14は水素又はアルキル基、
R15は水素、アルキル基、
基、R11はアルキル基、nは1〜5の整数であ
り、n個のR3は同一又は異なるものである。)で
示される。より具体的には、α−メチルベンジル
アルコール、α−エチルベンジルアルコール、
α・α−ジメチルベンジルアルコール、α−メチ
ル−α−エチルベンジルアルコール、α・α−ジ
エチルベンジルアルコール、α−メチル−p−メ
チルベンジルアルコール、α−メチル−m−メチ
ルベンジルアルコール、α・α−ジメチル−p−
メチルベンジルアルコール、α・α−ジメチル−
m−メチルベンジルアルコール、α・α−ジメチ
ル−p−イソプロピルベンジルアルコール、α・
α−ジメチル−m−イソプロピルベンジルアルコ
ール、α・α−ジメチル−p−イソプロペニルベ
ンジルアルコール、α・α−ジメチル−m−イソ
プロペニルベンジルアルコール、α・α′−ジヒ
ドロキシ−p−ジイソプロピルベンゼン、α・
α′−ジヒドロキシ−m−ジイソプロピルベンゼ
ン、α・α−ジメチル−p−ヒドロキシベンジル
アルコール、α・α−ジメチル−m−ヒドロキシ
ベンジルアルコール、α・α−ジメチル−m−ク
ロルベンジルアルコール、α−ヒドロキシ−α′
−ヒドロペルオキシ−p−ジイソプロピルベンゼ
ン、α−ヒドロキシ−α′−ヒドロペルオキシ−
m−ジイソプロピルベンゼンなどを挙げることが
できる。 また本発明で用いられる芳香族不飽和化合物の
代表的なものは、下記式 (式中、R12、R13、R14は水素又はアルキル基、
R15は水素、アルキル基、
【式】ハロゲ
ン、
【式】−OH、
【式】など、mは1
〜5の整数であり、m個のR9は同一又は異なる
ものである。)で示される。より具体的にはα−
メチルスチレン、α−エチルスチレン、β−メチ
ルスチレン、イソプロペニルトルエン、イソプロ
ペニルエチルベンゼン、イソプロペニルクメン、
ジイソプロペニルベンゼン、イソプロペニルフエ
ノールなどを例示することができる。これらは2
種以上の混合物であつてもよい。 本発明の原料として前記の如き芳香族アルコー
ル及び又は芳香族不飽和化合物を含有するものを
用いることができるので、原料中に他の成分が含
まれていてもよい。例えばアルキル芳香族化合物
のヒドロペルオキシド、例えばクメンヒドロペル
オキシド、m−シメンヒドロペルオキシド、p−
シメンヒドロペルオキシド、m−ジイソプロピル
ベンゼンモノヒドロペルオキシド、p−ジイソプ
ロピルベンゼンモノヒドロペルオキシド、m−ジ
イソプロピルベンゼンジヒドロペルオキシド、p
−ジイソプロピルベンゼンジヒドロペルオキシド
が該原料中に含有されていてもよい。あるいはベ
ンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、
クメン、シメン、ジイソプロピルベンゼンのよう
な炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、
ジエチルケトン、メチルイソブチルケトンのよう
なケトン類などが含有されていてもよい。とくに
アルキル芳香族化合物を分子状酸素で酸化し、必
要に応じ濃縮して得た反応生成物中には、アルキ
ル芳香族化合物のヒドロペルオキシドと共に、芳
香族アルコールや芳香族不飽和化合物を含有する
ので本発明の原料として好適に使用できる。この
ような原料を酸分解する際に過酸化水素を作用さ
せると副反応が生じ易いが、とくに本発明の条件
を採用すると副反応を抑制し効果的に反応を実施
することができる。 酸触媒としては、種々のものが使用できる。例
えば硫酸、リン酸、過塩素酸、塩酸のような無機
酸、シリカ・アルミナ、モリブデン酸、リンモリ
ブテン酸のような固体酸、トルエンスルホン酸、
トリクロル酢酸のような有機酸、イオン交換樹脂
などを具体例として示すことができる。 酸触媒の使用量は、その種類及び反応系内に存
在する水分の量によつても異なり、一概に決める
ことはできない。しかしながら液状の酸触媒を用
いる場合には、通常反応媒体中、約0.01ないし10
重量%、好ましくは約0.1ないし3.0重量%となる
ように用いるのがよい。 本発明においては、反応系に過酸化水素を供給
することにより、芳香族アルコール及び又は芳香
族不飽和化合物を相当するフエノール類に変換せ
しめるものである。この際、過酸化水素を10倍以
上、好ましくは15ないし100倍に希釈して供給す
る。反応系内に水を大量に存在させると、酸触媒
を大量に使用する必要があり好ましくないので前
記希釈は主として水以外のもので行われる。例え
ば、反応溶剤として使用でき、過酸化水素と良く
混合することができ、また蒸発によつて反応熱除
去に利用できるアセトンが最も好適な希釈剤であ
る。アセトンによる希釈は、反応熱除去のためア
セトン還流下に反応を行い、その際の還流アセト
ンによつて行うのがよい。勿論、他の反応溶剤を
使用する場合は過酸化水素の希釈剤としても利用
できる。さらには芳香族アルコール級及び又は芳
香族不飽和化合物を含有する原料それ自体を希釈
剤としてもよい。 いずれの場合にも安全性の面から、過酸化水素
を有機化合物で希釈するのは、反応液に供給する
直前であることが好ましい。 希釈された過酸化水素は、反応槽の2ケ所以上
に分割して供給されるか又は反応槽に散布する如
くに供給される。例えば反応槽に2ケ所以上の供
給口から供給する方法、多数の撹拌羽根を備えた
撹拌器を用い、撹拌羽根の各所から供給する方
法、反応槽上部に多孔板を設け、そこから散布す
る方法などを例示することができる。とくに好ま
しいのは、反応槽上部から散布する方法である。
これに反し、過酸化水素を一ケ所から一気に導入
する方法を採用するときは、フエノール類の収率
を高めることが難しく、またフエノール類の品質
を低下させることもある。 過酸化水素の使用量は、α−ヒドロキシアルキ
ル置換芳香族化合物および又はα・β−不飽和ア
ルキル置換芳香族化合物中の第2級アルコールの
アルコール性水酸基、第3級アルコールのアルコ
ール性水酸基およびオレフイン性二重結合の総量
に対し、当モル量以下とすることが好ましい。何
故なら過酸化水素の使用量が上記範囲より多くな
るにしたがい、生成したフエノール類や、ケトン
類の酸化に過酸化水素が使用され、過酸化水素の
利用効率が低下したりあるいは製品フエノール類
の純度低下を起こすというような悪影響が出てく
るためである。 本発明の反応は、通常撹拌下に行われる。反応
温度は、通常20ないし100℃、好ましくは40ない
し90℃である。反応は連続的に行うのが好まし
く、その際、滞留時間は通常1分ないし2時間、
好ましくは5分ないし1時間程度とすればよい。 第1図及び第2図は、p−ジイソプロピルベン
ゼンの酸化物をアセトン溶媒中、過酸化水素の存
在下で酸分解を行う一例を示す図である。第1図
において反応槽1の上方の多孔板2から管3を通
つてp−ジイソプロピルベンゼンの酸化物が連続
的に供給される。管4から触媒である硫酸、管5
から溶媒のアセトンが連続的に供給される。反応
熱はアセトンの蒸発によつて除去され、蒸発され
たアセトンは、凝縮器6で凝縮され、一旦ドラム
7で貯蔵された後、管8を通り、又過酸化水素が
管9から管8に入り、アセトンと混合され、多孔
板10から散布される。 第2図は、過酸化水素の供給方式とその散布方
式が異なる以外は第1図と同一である。第3図及
び第4図は、第2図における散布管12の詳細を
示す図である。過酸化水素はノズル13よりリン
グ状の過酸化水素散布管14に入り、さらに多数
の散布ノズル15に分割供給される。還流アセト
ンはノズル16より、下方に開口部17が設けら
れたリング状のアセトン供給管18に供給され
る。散布ノズル15の先端は、アセトン供給管1
8の開口部17に位置しているため、過酸化水素
が散布ノズル15より落下するときに大量のアセ
トンで希釈されることになる。このような装置を
用いると、反応槽に入る直前に過酸化水素が混合
されることになり安全である。 次に実施例を示す。 実施例 1 内容積50の第2図に示したような反応装置を
用いてα・α−ジヒドロペルオキシ−p−ジイソ
プロピルベンゼン(p−DHP)および、α−ヒ
ドロペルオキシ−α−ヒドロキシ−p−ジイソプ
ロピルベンゼン(p−HHP)を各々、24wt%、
9.5wt%含むp−ジイソプロピルベンゼン酸化生
成物のメチルイソブチルケトン(MIBK)溶液を
管3を通して多孔板2から35/hrの速度で60%
過酸化水素溶液を管9を通して散布板12から
0.53/hr(0.66Kg/hr)の速度で、3wt%の硫
酸を含むアセトンを管4,5から9.5/hrの速
度でそれぞれ反応器内に供給し(過酸化水素/ア
ルコール性水酸基、モル比0.74)、撹拌しながら
常圧、アセトン還流下(74℃)で反応を行つた。
還流アセトンは約26Kg/hrの速度で凝縮器6ドラ
ム7を通り管8から散布板12を経て、供給され
る過酸化水素水溶液を希釈して反応器内に戻し、
反応液は滞留時間が30分となるようにオーバーフ
ローにより連続的に系外に抜き出した。得られた
反応液中のハイドロキノン(HQ)濃度は12.5wt
%であり、これはp−DHP基準で136%、(p−
DHP+p−HHP)基準で95.5%の収率に相当し
た。また過酸化水素の有効利用効率([生成HQ
(モル)−供給p−DHP(モル)]/供給H2O2(モ
ル)×100%の式で計算)は100%であつた。 得られた反応液を中和したのち、アセトン、水
およびMIBKを留去し、ハイドロキノンを水で抽
出したのち更にMIBKで再抽出しMIBKを留去し
て得られたハイドロキノンの結晶はほぼ無色であ
り、5wt%ハイドロキノン−MIBK溶液の420mμ
における吸光度(5mmセル)は0.075を示した。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
希釈率は(1)式より求めると約67倍であつた。 0.66+26/0.66×0.6=67(倍) 実施例 2 実施例1に実した各原料をそれぞれ下記の速度
で供給した以外は実施例1と同様の反応を行つ
た。 p−ジイソプロピルベンゼン酸化生成物のMIBK
溶液 35/hr 60%過酸化水素水溶液 0.67/hr (0.83Kg/hr) 3%硫酸−アセトン溶液 9.7/hr 還流アセトン 約33Kg/hr (過酸化水素/アルコール性水酸基モル比0.92) 得られた反応液中のハイドロキノン濃度は
12.9wt%であり、これはp−DHP基準で141%
(p−DHP+p−HHP)基準で99.0%の収率に相
当した。また過酸化水素の有効利用率は90%であ
つた。反応液を実施例1に記載したのと同じ方法
で処理して得られたハイドロキノンの結晶はほぼ
無色であり、5wt%ハイドロキノン−MIBK溶液
の420mμにおける吸光度は0.085であつた。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約68
倍であつた。 実施例 3 反応装置としては内容積50の第1図に示した
反応装置を用いた以外は実施例1に記載したと同
様の方法で反応を行つた。得られた反応液中のハ
イドロキノン濃度は12.4wt%であり、ハイドロキ
ノン収率はp−DHP基準で135%、(p−DHP+
p+HHP)基準で94.7%であつた。また過酸化水
素有効利用率は97%であつた。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約67
倍であつた。 比較例 1 第2図に示した管9から過酸化水素が散布板1
2を通らずに直接反応液に入るように改造した内
容積50の反応器を用いて実施例1に記載したの
と同一の反応を行つた。得られた反応液中のハイ
ドロキノン濃度は11.0wt%であり、ハイドロキノ
ン収率はp−DHP基準で120%、(p−DHP+p
−HHP)基準で84.1%であつた。また過酸化水素
の有効利用率も55%に低下した。更に得られた反
応液を実施例1に記載したのと同じ方法で処理し
て得られたハイドロキノンは著しく赤味を帯びて
おり5wt%ハイドロキノン−MIBKの420mμにお
ける吸光度は0.37という高い値を示した。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約
1.7倍であつた。 比較例 2 第1図に示した多孔板10を取除き、過酸化水
素と還流アセトンの混合物が管8,9から直接反
応液にはいるように改造した内容積50の反応器
を用いて実施例1に記載したのと同様の方法で反
応を行つた。 得られた反応液中のハイドロキノン濃度は
11.5wt%でありハイドロキノン収率はp−DHP
基準で125%、(p−DHP+p−HHP)基準で
87.9%、過酸化水素の有効利用率は70%であつ
た。また、反応液を実施例1に記載したのと同一
の方法で処理して得られたハイドロキノンは黄赤
色を帯びており、5wt%ハイドロキノン−MIBK
溶液の420mμにおける吸光度は0.21であつた。 尚、本比較例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約67
倍であつた。 実施例 4 内容積50の第2図に示した反応装置を用いて
m・p−混合シメンヒドロペルオキシド(Cy
HP)68.3wt%、m・p−混合第3級アルコール
9.3wt%、m・p−混合第1級アルコール2.2wt%
を含むm・p−混合シメンの酸化生成物を管3を
通して多孔板2から70/hrの速度で、60%過酸
化水素水溶液を管9を通して散布板12から1.47
/hr(1.82Kg/hr)の速度で、1.78wt%の硫酸
を含むアセトンを管4,5から22/hrの速度で
それぞれ反応器内に供給し(過酸化水素/第3級
アルコール、モル比0.74)、撹拌しながら常圧ア
セトン還流下(78℃)で反応を行つた(アセトン
還流量約70Kg/hr)。反応液は滞留時間が15分と
なるように、オーバーフローにより連続的に系外
に抜き出した。 得られた反応液中のm・p−混合クレゾール濃
度は30wt%であり、CyHP基準のクレゾール収率
は86.3%、過酸化水素の有効利用率([生成クレ
ゾール(モル)−供給CyHP×0.766(モル)]/
供給H2O2(モル)×100%で計算)は77%であつ
た。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約66
倍であつた。 実施例 5 内容積50の第2図に示したような反応装置を
用いて、実施例1で用いたp−ジイソプロピルベ
ンゼン酸化生成物のMIBK溶液100部にp−ジイ
ソプロペニルベンゼン3部を加えた溶液(p−
DHP濃度23.3wt%、p−HHP濃度9.22wt%、p
−ジイソプロペニルベンゼン濃度、2.91wt%)を
管3を通して多孔板2から35/hrの速度で、60
%過酸化水素水溶液を管9を通して散布板12か
ら0.95/hr(1.18Kg/hr)の速度で、4.5wt%
の硫酸を含むアセトンを管4,5から9.5/hr
の速度で各々反応器内に供給し(過酸化水素/
[アルコール性水酸基+オレフイン性二重結合]
当量比0.80)、撹拌しながら、常圧、アセトン還
流下(74℃)で反応を行つた。還流アセトンは約
42Kg/hrの速度で凝縮器6、ドラム7を通り管8
から散布板12を経て供給される過酸化水素水溶
液を希釈して反応器内に戻し、反応液は滞留時間
が30分となるようにオーバーフローにより連続的
に系外に抜き出した。得られた反応液中のハイド
ロキノン濃度は13.5wt%であり、これは(p−
DHP+p−HHP+p−ジイソプロペニルベンゼ
ン)基準で96.4mol%の収率に相当した。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約61
倍であつた。 実施例 6 反応装置として内容積50の第2図に示したよ
うな装置を用い、23wt%のα−メチルスチレン
を含むアセトン溶液を管3を通して多孔板2から
35/hrの速度で、60%過酸化水素水溶液を管9
を通して散布板12から2.24/hr(2.78Kg/
hr)の速度で、1.5wt%の硫酸を含むアセトンを
管4,5から9.5/hrの速度で各々反応器内に
供給し(過酸化水素/オレフイン性二重結合、当
量比0.90)撹拌しながら、常圧、アセトン還流下
(58℃)で反応を行つた。還流アセトンは約45
Kg/hrの速度で凝縮器6、ドラム7を通り管8か
ら散布板12を経て供給される過酸化水素水溶液
を希釈して反応器内に戻し、反応液は滞留時間が
30分となるようにオーバーフローにより連続的に
系外に抜き出した。得られた反応液中のフエノー
ル濃度は11.4wt%でありα−メチルスチレン基準
の収率は85.5mol%、過酸化水素基準の収率は
95.0mol%であつた。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約29
倍であつた。 比較例 3 反応槽を外部から冷却し、還流アセトン量を約
2Kg/hrに減らした以外は実施例1と同様の反応
を行つた。得られた反応液中のハイドロキノン濃
度は11.6wt%であり、ハイドロキノン収率はp−
DHP基準で126mol%、(p−DHP+p−HHP)
基準で88.7mol%、過酸化水素の有効利用率は
72mol%であつた。 尚、本比較例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約7
倍であつた。 実施例 7 内容積50の第2図に示したような反応装置を
用い、α・α−ジメチル−p−イソプロピルベン
ジルアルコールを19wt%含むアセトン溶液を管
3を通して多孔板2から35/hrの速度で、60%
過酸化水素水溶液を管9を通して散布板12から
1.34/hr(1.66Kg/hr)の速度で、3.5wt%の
硫酸を含むアセトンを管4,5から9.5/hrの
速度でそれぞれ反応器内に供給し(過酸化水素/
アルコール性水酸基、モル比0.98)、撹拌しなが
ら、常圧、アセトン還流下(58℃)で反応を行つ
た。還流アセトンは約37Kg/hrの速度で凝縮器
6、ドラム7を通り管8から散布板12を経て、
供給される過酸化水素水溶液を稀釈して反応器内
に戻し、反応液は滞留時間が30分となるようにオ
ーバーフローにより連続的に系外に抜き出した。
得られた反応液中のp−イソプロピルフエノール
の濃度は10.5wt%であり、これはα−ヒドロキシ
−p−ジイソプロピルベンゼン基準で94.7mol%
の収率に相当した。また過酸化水素基準の収率は
96.7mol%であつた。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
稀釈率は実施例1と同様にして求めたところ約46
倍であつた。
ものである。)で示される。より具体的にはα−
メチルスチレン、α−エチルスチレン、β−メチ
ルスチレン、イソプロペニルトルエン、イソプロ
ペニルエチルベンゼン、イソプロペニルクメン、
ジイソプロペニルベンゼン、イソプロペニルフエ
ノールなどを例示することができる。これらは2
種以上の混合物であつてもよい。 本発明の原料として前記の如き芳香族アルコー
ル及び又は芳香族不飽和化合物を含有するものを
用いることができるので、原料中に他の成分が含
まれていてもよい。例えばアルキル芳香族化合物
のヒドロペルオキシド、例えばクメンヒドロペル
オキシド、m−シメンヒドロペルオキシド、p−
シメンヒドロペルオキシド、m−ジイソプロピル
ベンゼンモノヒドロペルオキシド、p−ジイソプ
ロピルベンゼンモノヒドロペルオキシド、m−ジ
イソプロピルベンゼンジヒドロペルオキシド、p
−ジイソプロピルベンゼンジヒドロペルオキシド
が該原料中に含有されていてもよい。あるいはベ
ンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、
クメン、シメン、ジイソプロピルベンゼンのよう
な炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、
ジエチルケトン、メチルイソブチルケトンのよう
なケトン類などが含有されていてもよい。とくに
アルキル芳香族化合物を分子状酸素で酸化し、必
要に応じ濃縮して得た反応生成物中には、アルキ
ル芳香族化合物のヒドロペルオキシドと共に、芳
香族アルコールや芳香族不飽和化合物を含有する
ので本発明の原料として好適に使用できる。この
ような原料を酸分解する際に過酸化水素を作用さ
せると副反応が生じ易いが、とくに本発明の条件
を採用すると副反応を抑制し効果的に反応を実施
することができる。 酸触媒としては、種々のものが使用できる。例
えば硫酸、リン酸、過塩素酸、塩酸のような無機
酸、シリカ・アルミナ、モリブデン酸、リンモリ
ブテン酸のような固体酸、トルエンスルホン酸、
トリクロル酢酸のような有機酸、イオン交換樹脂
などを具体例として示すことができる。 酸触媒の使用量は、その種類及び反応系内に存
在する水分の量によつても異なり、一概に決める
ことはできない。しかしながら液状の酸触媒を用
いる場合には、通常反応媒体中、約0.01ないし10
重量%、好ましくは約0.1ないし3.0重量%となる
ように用いるのがよい。 本発明においては、反応系に過酸化水素を供給
することにより、芳香族アルコール及び又は芳香
族不飽和化合物を相当するフエノール類に変換せ
しめるものである。この際、過酸化水素を10倍以
上、好ましくは15ないし100倍に希釈して供給す
る。反応系内に水を大量に存在させると、酸触媒
を大量に使用する必要があり好ましくないので前
記希釈は主として水以外のもので行われる。例え
ば、反応溶剤として使用でき、過酸化水素と良く
混合することができ、また蒸発によつて反応熱除
去に利用できるアセトンが最も好適な希釈剤であ
る。アセトンによる希釈は、反応熱除去のためア
セトン還流下に反応を行い、その際の還流アセト
ンによつて行うのがよい。勿論、他の反応溶剤を
使用する場合は過酸化水素の希釈剤としても利用
できる。さらには芳香族アルコール級及び又は芳
香族不飽和化合物を含有する原料それ自体を希釈
剤としてもよい。 いずれの場合にも安全性の面から、過酸化水素
を有機化合物で希釈するのは、反応液に供給する
直前であることが好ましい。 希釈された過酸化水素は、反応槽の2ケ所以上
に分割して供給されるか又は反応槽に散布する如
くに供給される。例えば反応槽に2ケ所以上の供
給口から供給する方法、多数の撹拌羽根を備えた
撹拌器を用い、撹拌羽根の各所から供給する方
法、反応槽上部に多孔板を設け、そこから散布す
る方法などを例示することができる。とくに好ま
しいのは、反応槽上部から散布する方法である。
これに反し、過酸化水素を一ケ所から一気に導入
する方法を採用するときは、フエノール類の収率
を高めることが難しく、またフエノール類の品質
を低下させることもある。 過酸化水素の使用量は、α−ヒドロキシアルキ
ル置換芳香族化合物および又はα・β−不飽和ア
ルキル置換芳香族化合物中の第2級アルコールの
アルコール性水酸基、第3級アルコールのアルコ
ール性水酸基およびオレフイン性二重結合の総量
に対し、当モル量以下とすることが好ましい。何
故なら過酸化水素の使用量が上記範囲より多くな
るにしたがい、生成したフエノール類や、ケトン
類の酸化に過酸化水素が使用され、過酸化水素の
利用効率が低下したりあるいは製品フエノール類
の純度低下を起こすというような悪影響が出てく
るためである。 本発明の反応は、通常撹拌下に行われる。反応
温度は、通常20ないし100℃、好ましくは40ない
し90℃である。反応は連続的に行うのが好まし
く、その際、滞留時間は通常1分ないし2時間、
好ましくは5分ないし1時間程度とすればよい。 第1図及び第2図は、p−ジイソプロピルベン
ゼンの酸化物をアセトン溶媒中、過酸化水素の存
在下で酸分解を行う一例を示す図である。第1図
において反応槽1の上方の多孔板2から管3を通
つてp−ジイソプロピルベンゼンの酸化物が連続
的に供給される。管4から触媒である硫酸、管5
から溶媒のアセトンが連続的に供給される。反応
熱はアセトンの蒸発によつて除去され、蒸発され
たアセトンは、凝縮器6で凝縮され、一旦ドラム
7で貯蔵された後、管8を通り、又過酸化水素が
管9から管8に入り、アセトンと混合され、多孔
板10から散布される。 第2図は、過酸化水素の供給方式とその散布方
式が異なる以外は第1図と同一である。第3図及
び第4図は、第2図における散布管12の詳細を
示す図である。過酸化水素はノズル13よりリン
グ状の過酸化水素散布管14に入り、さらに多数
の散布ノズル15に分割供給される。還流アセト
ンはノズル16より、下方に開口部17が設けら
れたリング状のアセトン供給管18に供給され
る。散布ノズル15の先端は、アセトン供給管1
8の開口部17に位置しているため、過酸化水素
が散布ノズル15より落下するときに大量のアセ
トンで希釈されることになる。このような装置を
用いると、反応槽に入る直前に過酸化水素が混合
されることになり安全である。 次に実施例を示す。 実施例 1 内容積50の第2図に示したような反応装置を
用いてα・α−ジヒドロペルオキシ−p−ジイソ
プロピルベンゼン(p−DHP)および、α−ヒ
ドロペルオキシ−α−ヒドロキシ−p−ジイソプ
ロピルベンゼン(p−HHP)を各々、24wt%、
9.5wt%含むp−ジイソプロピルベンゼン酸化生
成物のメチルイソブチルケトン(MIBK)溶液を
管3を通して多孔板2から35/hrの速度で60%
過酸化水素溶液を管9を通して散布板12から
0.53/hr(0.66Kg/hr)の速度で、3wt%の硫
酸を含むアセトンを管4,5から9.5/hrの速
度でそれぞれ反応器内に供給し(過酸化水素/ア
ルコール性水酸基、モル比0.74)、撹拌しながら
常圧、アセトン還流下(74℃)で反応を行つた。
還流アセトンは約26Kg/hrの速度で凝縮器6ドラ
ム7を通り管8から散布板12を経て、供給され
る過酸化水素水溶液を希釈して反応器内に戻し、
反応液は滞留時間が30分となるようにオーバーフ
ローにより連続的に系外に抜き出した。得られた
反応液中のハイドロキノン(HQ)濃度は12.5wt
%であり、これはp−DHP基準で136%、(p−
DHP+p−HHP)基準で95.5%の収率に相当し
た。また過酸化水素の有効利用効率([生成HQ
(モル)−供給p−DHP(モル)]/供給H2O2(モ
ル)×100%の式で計算)は100%であつた。 得られた反応液を中和したのち、アセトン、水
およびMIBKを留去し、ハイドロキノンを水で抽
出したのち更にMIBKで再抽出しMIBKを留去し
て得られたハイドロキノンの結晶はほぼ無色であ
り、5wt%ハイドロキノン−MIBK溶液の420mμ
における吸光度(5mmセル)は0.075を示した。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
希釈率は(1)式より求めると約67倍であつた。 0.66+26/0.66×0.6=67(倍) 実施例 2 実施例1に実した各原料をそれぞれ下記の速度
で供給した以外は実施例1と同様の反応を行つ
た。 p−ジイソプロピルベンゼン酸化生成物のMIBK
溶液 35/hr 60%過酸化水素水溶液 0.67/hr (0.83Kg/hr) 3%硫酸−アセトン溶液 9.7/hr 還流アセトン 約33Kg/hr (過酸化水素/アルコール性水酸基モル比0.92) 得られた反応液中のハイドロキノン濃度は
12.9wt%であり、これはp−DHP基準で141%
(p−DHP+p−HHP)基準で99.0%の収率に相
当した。また過酸化水素の有効利用率は90%であ
つた。反応液を実施例1に記載したのと同じ方法
で処理して得られたハイドロキノンの結晶はほぼ
無色であり、5wt%ハイドロキノン−MIBK溶液
の420mμにおける吸光度は0.085であつた。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約68
倍であつた。 実施例 3 反応装置としては内容積50の第1図に示した
反応装置を用いた以外は実施例1に記載したと同
様の方法で反応を行つた。得られた反応液中のハ
イドロキノン濃度は12.4wt%であり、ハイドロキ
ノン収率はp−DHP基準で135%、(p−DHP+
p+HHP)基準で94.7%であつた。また過酸化水
素有効利用率は97%であつた。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約67
倍であつた。 比較例 1 第2図に示した管9から過酸化水素が散布板1
2を通らずに直接反応液に入るように改造した内
容積50の反応器を用いて実施例1に記載したの
と同一の反応を行つた。得られた反応液中のハイ
ドロキノン濃度は11.0wt%であり、ハイドロキノ
ン収率はp−DHP基準で120%、(p−DHP+p
−HHP)基準で84.1%であつた。また過酸化水素
の有効利用率も55%に低下した。更に得られた反
応液を実施例1に記載したのと同じ方法で処理し
て得られたハイドロキノンは著しく赤味を帯びて
おり5wt%ハイドロキノン−MIBKの420mμにお
ける吸光度は0.37という高い値を示した。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約
1.7倍であつた。 比較例 2 第1図に示した多孔板10を取除き、過酸化水
素と還流アセトンの混合物が管8,9から直接反
応液にはいるように改造した内容積50の反応器
を用いて実施例1に記載したのと同様の方法で反
応を行つた。 得られた反応液中のハイドロキノン濃度は
11.5wt%でありハイドロキノン収率はp−DHP
基準で125%、(p−DHP+p−HHP)基準で
87.9%、過酸化水素の有効利用率は70%であつ
た。また、反応液を実施例1に記載したのと同一
の方法で処理して得られたハイドロキノンは黄赤
色を帯びており、5wt%ハイドロキノン−MIBK
溶液の420mμにおける吸光度は0.21であつた。 尚、本比較例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約67
倍であつた。 実施例 4 内容積50の第2図に示した反応装置を用いて
m・p−混合シメンヒドロペルオキシド(Cy
HP)68.3wt%、m・p−混合第3級アルコール
9.3wt%、m・p−混合第1級アルコール2.2wt%
を含むm・p−混合シメンの酸化生成物を管3を
通して多孔板2から70/hrの速度で、60%過酸
化水素水溶液を管9を通して散布板12から1.47
/hr(1.82Kg/hr)の速度で、1.78wt%の硫酸
を含むアセトンを管4,5から22/hrの速度で
それぞれ反応器内に供給し(過酸化水素/第3級
アルコール、モル比0.74)、撹拌しながら常圧ア
セトン還流下(78℃)で反応を行つた(アセトン
還流量約70Kg/hr)。反応液は滞留時間が15分と
なるように、オーバーフローにより連続的に系外
に抜き出した。 得られた反応液中のm・p−混合クレゾール濃
度は30wt%であり、CyHP基準のクレゾール収率
は86.3%、過酸化水素の有効利用率([生成クレ
ゾール(モル)−供給CyHP×0.766(モル)]/
供給H2O2(モル)×100%で計算)は77%であつ
た。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約66
倍であつた。 実施例 5 内容積50の第2図に示したような反応装置を
用いて、実施例1で用いたp−ジイソプロピルベ
ンゼン酸化生成物のMIBK溶液100部にp−ジイ
ソプロペニルベンゼン3部を加えた溶液(p−
DHP濃度23.3wt%、p−HHP濃度9.22wt%、p
−ジイソプロペニルベンゼン濃度、2.91wt%)を
管3を通して多孔板2から35/hrの速度で、60
%過酸化水素水溶液を管9を通して散布板12か
ら0.95/hr(1.18Kg/hr)の速度で、4.5wt%
の硫酸を含むアセトンを管4,5から9.5/hr
の速度で各々反応器内に供給し(過酸化水素/
[アルコール性水酸基+オレフイン性二重結合]
当量比0.80)、撹拌しながら、常圧、アセトン還
流下(74℃)で反応を行つた。還流アセトンは約
42Kg/hrの速度で凝縮器6、ドラム7を通り管8
から散布板12を経て供給される過酸化水素水溶
液を希釈して反応器内に戻し、反応液は滞留時間
が30分となるようにオーバーフローにより連続的
に系外に抜き出した。得られた反応液中のハイド
ロキノン濃度は13.5wt%であり、これは(p−
DHP+p−HHP+p−ジイソプロペニルベンゼ
ン)基準で96.4mol%の収率に相当した。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約61
倍であつた。 実施例 6 反応装置として内容積50の第2図に示したよ
うな装置を用い、23wt%のα−メチルスチレン
を含むアセトン溶液を管3を通して多孔板2から
35/hrの速度で、60%過酸化水素水溶液を管9
を通して散布板12から2.24/hr(2.78Kg/
hr)の速度で、1.5wt%の硫酸を含むアセトンを
管4,5から9.5/hrの速度で各々反応器内に
供給し(過酸化水素/オレフイン性二重結合、当
量比0.90)撹拌しながら、常圧、アセトン還流下
(58℃)で反応を行つた。還流アセトンは約45
Kg/hrの速度で凝縮器6、ドラム7を通り管8か
ら散布板12を経て供給される過酸化水素水溶液
を希釈して反応器内に戻し、反応液は滞留時間が
30分となるようにオーバーフローにより連続的に
系外に抜き出した。得られた反応液中のフエノー
ル濃度は11.4wt%でありα−メチルスチレン基準
の収率は85.5mol%、過酸化水素基準の収率は
95.0mol%であつた。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約29
倍であつた。 比較例 3 反応槽を外部から冷却し、還流アセトン量を約
2Kg/hrに減らした以外は実施例1と同様の反応
を行つた。得られた反応液中のハイドロキノン濃
度は11.6wt%であり、ハイドロキノン収率はp−
DHP基準で126mol%、(p−DHP+p−HHP)
基準で88.7mol%、過酸化水素の有効利用率は
72mol%であつた。 尚、本比較例における過酸化水素(100%)の
希釈率は実施例1と同様にして求めたところ約7
倍であつた。 実施例 7 内容積50の第2図に示したような反応装置を
用い、α・α−ジメチル−p−イソプロピルベン
ジルアルコールを19wt%含むアセトン溶液を管
3を通して多孔板2から35/hrの速度で、60%
過酸化水素水溶液を管9を通して散布板12から
1.34/hr(1.66Kg/hr)の速度で、3.5wt%の
硫酸を含むアセトンを管4,5から9.5/hrの
速度でそれぞれ反応器内に供給し(過酸化水素/
アルコール性水酸基、モル比0.98)、撹拌しなが
ら、常圧、アセトン還流下(58℃)で反応を行つ
た。還流アセトンは約37Kg/hrの速度で凝縮器
6、ドラム7を通り管8から散布板12を経て、
供給される過酸化水素水溶液を稀釈して反応器内
に戻し、反応液は滞留時間が30分となるようにオ
ーバーフローにより連続的に系外に抜き出した。
得られた反応液中のp−イソプロピルフエノール
の濃度は10.5wt%であり、これはα−ヒドロキシ
−p−ジイソプロピルベンゼン基準で94.7mol%
の収率に相当した。また過酸化水素基準の収率は
96.7mol%であつた。 尚、本実施例における過酸化水素(100%)の
稀釈率は実施例1と同様にして求めたところ約46
倍であつた。
第1図および第2図は、本発明方法の実施に用
いられる反応装置の1例であり、第3図および第
4図は、過酸化水素の供給ノズルを示す図面であ
る。 1……反応槽、2……多孔板、6……凝縮器、
7……ドラム、10……多孔板、12……散布
管、15……散布ノズル、18……稀釈剤供給
管。
いられる反応装置の1例であり、第3図および第
4図は、過酸化水素の供給ノズルを示す図面であ
る。 1……反応槽、2……多孔板、6……凝縮器、
7……ドラム、10……多孔板、12……散布
管、15……散布ノズル、18……稀釈剤供給
管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 酸触媒の存在下、α−ヒドロキシアルキル置
換芳香族化合物及び又はα・β−不飽和アルキル
置換芳香族化合物に過酸化水素を作用せしめてフ
エノール類を製造するに際し、過酸化水素(100
%換算)を重量基準で少なくとも10倍以上に稀釈
し、かつ反応槽の少なくとも2ケ所以上に分割し
て供給するか又は反応槽内に散布する如くに供給
することを特徴とするフエノール類の製造方法。 2 該フエノールの製造に際し、アセトンの還流
下で反応を行うと共に、過酸化水素を還流アセト
ンで稀釈して使用する特許請求の範囲1記載の方
法。 3 過酸化水素の使用量をα−ヒドロキシアルキ
ル置換芳香族化合物及び又はα・β−不飽和アル
キル置換芳香族化合物中の第2級アルコールのア
ルコール性水酸基、第3級アルコールのアルコー
ル性水酸基およびオレフイン性二重結合の総量に
対し、当モル量以下とする特許請求の範囲1記載
の方法。 4 酸触媒の存在下、α−ヒドロキシアルキル置
換芳香族化合物及び又はα・β−不飽和アルキル
置換芳香族化合物に過酸化水素を作用せしめてフ
エノール類を製造するための製造装置において、 反応槽内部上方には、下方に開口部を有するリ
ング状の稀釈剤供給管と、該開口部とほぼ同じ位
置にノズル先端を有する多数の過酸化水素供給ノ
ズルとが設けられていることを特徴とするフエノ
ール類の製造装置。 5 酸触媒の存在下、アルキル芳香族化合物のヒ
ドロペルオキシドと、α−ヒドロキシアルキル置
換芳香族化合物及び又はα・β−不飽和アルキル
置換芳香族化合物との混合物に過酸化水素を作用
せしめてフエノール類を製造するに際し、過酸化
水素(100%換算)を重量基準で少なくとも10倍
以上に稀釈し、かつ反応槽の少なくとも2ケ所以
上に分割して供給するか又は反応槽内に散布する
如くに供給することを特徴とするフエノール類の
製造方法。 6 該フエノールの製造に際し、アセトンの還流
下で反応を行うと共に、過酸化水素を還流アセト
ンで稀釈して作用する特許請求の範囲5記載の方
法。 7 過酸化水素の使用量をα−ヒドロキシアルキ
ル置換芳香族化合物及び又はα・β−不飽和アル
キル置換芳香族化合物中の第2級アルコールのア
ルコール性水酸基、第3級アルコールのアルコー
ル性水酸基およびオレフイン性二重結合の総量に
対し、当モル量以下とする特許請求の範囲5記載
の方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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