TW201345884A - 氧化聯苯酚之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供以取得容易之聯苯酚作為原料，藉由工業上可利用的簡單方法，而可有效製造高純度之氫化聯苯酚的方法。本發明之氫化聯苯酚之製造方法係將下述式(1)所示之聯苯酚予以氫化，而獲得下述式(2)所示之氫化聯苯酚的氫化聯苯酚之製造方法，□□其係包含將上述式(1)所示之聯苯酚予以氫化的反應步驟；及使用芳香族烴對在反應步驟所得之反應產物施行洗淨或晶析的精製步驟。

Description

氧化聯苯酚之製造方法
本發明係關於作為醫藥、農藥、電子材料等精密化學之中間體為有用的高純度氫化聯苯酚之製造方法。
至今以來，作為氫化聯苯酚之製造方法，係已知幾種方法。專利文獻1係使用異丙醇作為溶劑，在5重量%之Pd-C觸媒存在下，將聯苯酚予以氫化，於過濾反應混合物之後，將異丙醇從濾液中減壓餾去，獲得目標物之屬於氫化聯苯酚之4,4’-雙環己醇的一部分。同時，將過濾時所獲得之結晶於四氫呋喃500毫升中進行熱溶解之後，予以過濾，將四氫呋喃從濾液中減壓餾去，藉以得到4,4’-雙環己醇。然後，將兩邊的結晶合併，於正己烷中進行熱懸浮，就此在5~6℃下放置1小時，採取已析出之結晶，並使其減壓乾燥，而以87%的產率獲得4,4’-雙環己醇。此方法雖可滿足產率，卻有操作繁雜的缺點。
另一方面，在專利文獻2、3中有揭示：使用碳數7以下之二醇單烷基醚之1種或2種以上作為溶劑，在氫化觸媒的存在下將聯苯酚予以氫化之後，藉由過濾來 去除掉上述氫化觸媒，並透過常壓下或減壓下從濾液將上述溶劑餾去，而製造氫化聯苯酚之方法。然而，此方法因使用屬於高沸點化合物之碳數7以下的二醇單烷基醚作為溶劑，故在餾去時，有將反應系統內予以高溫、減壓化的必要，作為工業上的製造方法，需要大量能源，並且有準備高性能之設備之必要，故在提高成本方面會有問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平01-156935號公報
[專利文獻2]日本特開平03-275637號公報
[專利文獻3]日本特開平04-279537號公報
因此，本發明之目的係在於提供：以取得容易之聯苯酚作為原料，藉由工業上可利用的簡單方法，而可有效製造高純度之氫化聯苯酚的方法。
本發明之其他目的係在於提供：藉由上述方法來製造氫化聯苯酚，透過將所得氫化聯苯酚予以脫水而獲得相對應之雙環己烯的雙環己烯之製造方法。
本發明者等為了解決上述課題而經過仔細檢討，結果發現：透過將聯苯酚予以氫化所得到之氫化聯苯酚係可藉由使用作為貧溶劑之芳香族烴來進行洗淨或 晶析，則可輕易去除所含有之雜質，而以高產率獲得純度極高之氫化聯苯酚。本發明係根據該等知識並反覆研究而完成者。
亦即，本發明係一種氫化聯苯酚之製造方法，其係將下述式(1)所示之聯苯酚予以氫化，而獲得下述式(2)所示之氫化聯苯酚的氫化聯苯酚之製造方法， 其中包含：將上述式(1)所示之聯苯酚予以氫化的反應步驟；及使用芳香族烴對在反應步驟所得之反應產物施行洗淨或晶析的精製步驟。
上述聯苯酚較佳為4,4’-聯苯酚，上述氫化聯苯酚較佳為4,4’-雙環己醇。
上述芳香族烴較佳為甲苯或1,3,4-三甲基苯。
又，本發明係提供一種雙環己烯之製造方法，其係藉由上述方法來製造氫化聯苯酚，透過將所得氫化聯苯酚予以脫水而獲得相對應之雙環己烯。
根據本發明之氫化聯苯酚之製造方法，則可利用簡單的操作而有效製造純度極高之氫化聯苯酚。因此，本發明之氫化聯苯酚之製造方法係可適用在以工業規模製造高純度之氫化聯苯酚的情形。
[實施發明之形態] [氫化聯苯酚之製造方法]
本發明之氫化聯苯酚之製造方法係將下述式(1)所示之聯苯酚予以氫化，而獲得下述式(2)所示之氫化聯苯酚的氫化聯苯酚之製造方法， 其中包含：將上述式(1)所示之聯苯酚予以氫化的反應步驟；及使用芳香族烴對在反應步驟所得之反應產物施行洗淨或晶析的精製步驟。
作為供予反應之式(1)所示之聯苯酚，例如可列舉2,2’-聯苯酚、3,3’-聯苯酚、4,4’-聯苯酚、2,3’-聯苯酚、2,4’-聯苯酚、2,5’-聯苯酚、3,4’-聯苯酚、3,5’-聯苯酚等。
作為式(2)所示之氫化聯苯酚，係可列舉對應於上述式(1)所示聯苯酚之氫化聯苯酚，例如在使用4,4’-聯苯酚作為上述式(1)所示之聯苯酚時，所獲得之式(2)所示之氫化聯苯酚係4,4’-雙環己醇。
[反應步驟]
本發明之反應步驟係將上述式(1)所示之聯苯酚予以氫化的步驟。
上述氫化反應係以在溶劑下進行為佳。上述溶劑係可將原料之式(1)所示之聯苯酚溶解即可，例如可 列舉乙酸、丙酸等羧酸、甲醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇(異丙醇)、正丁醇、第二丁醇、第三丁醇、正戊醇、異戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇等脂肪族醇。其中，就基質之溶解性優良，且可維持觸媒活性的觀點而言，特別係以使用乙酸等低級飽和脂肪族羧酸、甲醇、乙醇、2-丙醇等一級飽和脂肪族醇為佳。該等之溶劑係可單獨使用或組合2種以上使用。
溶劑使用量係可適當調整，例如，相對於原料之式(1)所示之聯苯酚100重量份，例如為10~10000重量份，較佳為50~1000重量份。
又，氫化反應係以在觸媒存在下進行為佳。作為觸媒，可使用周知慣用之氫化觸媒，例如雷氏鎳(Raney nickel)、還原鎳、鎳載持觸媒等鎳觸媒；雷氏鈷、還原鈷、鈷載持觸媒等鈷觸媒；雷氏銅等銅觸媒；氧化鈀、鈀黑、碳載持鈀觸媒等鈀觸媒；鉑黑、碳載持鉑等鉑觸媒；銠觸媒、釕觸媒、鉻觸媒、銅鉻觸媒等。在本發明中，其中就觸媒活性高、工業上取得容易、容易將觸媒自產物分離出的觀點而言，以使用雷氏鎳等鎳觸媒、碳載持鈀觸媒等為佳。
觸媒的使用量係例如相對於原料之式(1)所示之聯苯酚100重量份，例如為0.1~50重量份左右，較佳為1~20重量份。
氫化反應係例如在20~180℃左右(較佳為80~180℃，特佳為100~180℃)的溫度下，例如於1~10MPa左右(較佳為3~8MPa，特佳為5~8MPa)之氫壓下進行。反 應時間係例如為0.5~20小時左右(較佳為0.5~10小時，特佳為0.5~5小時)。
在反應步驟結束後，反應產物係例如可藉由過濾等一般的分離手段予以分離/回收。經分離/回收之氫化聯苯酚係於其後會供應至精製步驟中。供應至精製步驟中之氫化聯苯酚係可含有反應步驟中所使用之溶劑，亦可施以乾燥處理而將溶劑含量減低至1000重量%以下(較佳為500重量%以下)。另外，溶劑含量之下限為0重量%。藉由將溶劑含量調整為上述範圍，則可使氫化聯苯酚之回收率提高。供應至精製步驟中之氫化聯苯酚的純度係90~98.5%左右。
[精製步驟]
本發明之精製步驟係使用芳香族烴對經由上述反應步驟所得之反應產物施行洗淨或晶析的步驟。
在上述使用芳香族烴之精製方法中，包含有下述洗淨方法與晶析方法。
洗淨方法：利用作為貧溶劑之芳香族烴將反應產物予以洗淨而分離/回收之方法
晶析方法：藉由加熱將反應產物溶解於氫化聯苯酚之良溶劑(溶解度較大的溶劑)中，於其中添加作為貧溶劑之芳香族烴，其後，透過冷卻使目標化合物析出而分離/回收之方法
本發明之洗淨方法之特徵係不經由溶解於氫化聯苯酚之良溶劑之步驟，而透過屬於貧溶劑(溶解度較小的溶劑)之芳香族烴予以洗淨，例如使氫化聯苯酚藉由 芳香族烴而懸浮，利用攪拌來進行。在本發明之洗淨方法中，因為於貧溶劑中亦特別使用芳香族烴進行洗淨，故即便未經由暫將氫化聯苯酚溶解之步驟(亦即，即便是依然在貧溶劑中呈懸浮之狀態)，亦可發揮優越的洗淨效果。作為芳香族烴之使用量，相對於氫化聯苯酚1重量份，例如為2~20重量份，較佳為3~10重量份，特佳為4~8重量份。
作為洗淨溫度，例如為-20℃以上(例如，-20℃~200℃)，較佳為0℃~140℃，更佳為10℃~100℃，特佳為30℃~100℃，最佳為40℃~90℃。藉由洗淨來精製而所獲得之氫化聯苯酚的純度係依存於洗淨溫度，透過在上述範圍內進行洗淨，則可獲得具有極優良純度之氫化聯苯酚。作為洗淨時間，例如為1~20小時，較佳為2~15小時，特佳為3~10小時。
又，洗淨係可在加壓下進行，亦可在常壓下、減壓下進行，在本案發明中，就可使用一般設備來實施、有利於工業的觀點而言，係以常壓下進行為佳。洗淨後可因應需要而利用周知慣用的方法(例如，過濾、傾析(decantation)等)來分離、回收氫化聯苯酚。經回收之氫化聯苯酚係在其後，進行乾燥等處理。
作為洗淨中所使用之芳香族烴，例如可列舉苯、甲苯、二甲苯、1,3,5-三甲苯(mesitylene)、1,3,4-三甲基苯(假茴香烯(pseudocumene))等。於本發明中，其中亦以苯之1~3個氫原子經脂肪族烴基(特別是碳數1~3之烷基)取代之化合物為佳，其中，較佳為甲苯、二甲苯、 1,3,4-三甲基苯(假茴香烯)等之苯的1~3個氫原子經甲基取代的化合物，而就沸點高、可提高系統溫度的觀點而言，最佳的是1,3,4-三甲基苯(假茴香烯)。
本發明之晶析方法係利用溶解度之溫度依存性，而將良溶劑添加到在氫化步驟中所得到之氫化聯苯酚中，並藉由加熱使其溶解，接著添加作為貧溶劑之芳香族烴，其後透過冷卻使經提高純度之氫化聯苯酚析出，藉由過濾等周知慣用的方法將氫化聯苯酚予以分離/回收來進行。經回收之氫化聯苯酚係在其後，進行乾燥等處理。
作為在晶析中所使用之氫化聯苯酚的良溶劑，例如可列舉乙酸、丙酸等羧酸、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇(2-丙醇)、正丁醇、第二丁醇、第三丁醇、正戊醇、異戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇等脂肪族醇。其中，就基質之溶解性優良，且可使用與反應步驟共通之溶劑的觀點而言，特別係以使用乙酸等低級飽和脂肪族羧酸、乙醇、2-丙醇等一級飽和脂肪族醇為佳。該等溶劑係可單獨使用或組合2種以上使用。
作為晶析中所使用之芳香族烴，可列舉與上述洗淨時所使用者相同的例子，其中，以甲苯、1,3,4-三甲基苯(假茴香烯)為佳，就沸點高、可提高系統溫度的觀點而言，特佳的是1,3,4-三甲基苯(假茴香烯)。
本發明之經由精製步驟所獲得之氫化聯苯酚的回收率係例如為75%以上(例如，75~100%)，較佳為90%以上(例如，90~100%)，特佳為98%以上(例如，98~100%)。
本發明之經由精製步驟所獲得之氫化聯苯酚的純度係例如為95%以上(例如，95~100%)，特佳為99%以上(例如，99~100%)。
根據本發明之氫化聯苯酚之製造方法，由於使用芳香族烴施行精製，故能以優異的回收率獲得極高純度之氫化聯苯酚。又，就當藉由洗淨進行精製時，即便不施行濃縮、冷卻等特別操作而亦能以優異的回收率獲得極高純度之氫化聯苯酚的觀點而言，為特佳。
[雙環己烯之製造方法]
本發明之雙環己烯之製造方法之特徵係在於藉由上述氫化聯苯酚之製造方法來製造氫化聯苯酚，透過將所得氫化聯苯酚予以脫水而獲得相對應之雙環己烯。
脫水係可使用周知慣用的醇之脫水方法，例如可列舉使用濃硫酸或磷酸等無機酸作為觸媒的醇之脫水方法、或使用屬於酸性鹽之硫酸氫鉀(KHSO4)等的醇之脫水方法等。
反應結束後，反應產物係可藉由過濾、濃縮、蒸餾、萃取、晶析、再結晶、吸附、管柱層析法等之分離精製手段或組合該等之手段來進行分離精製。
作為將式(2)所示之氫化聯苯酚予以脫水而得到之雙環己烯，可列舉下述式(3a)~(3f)所示之化合物。
例如，當將4,4’-雙環己醇施以脫水處理時，可獲得上述式(3a)所示之雙環己烯作為主要產物。
雙環己烯亦可適用作為醫藥、農藥、電子材料等之精密化學的中間體。
[實施例]
以下，藉由實施例來具體說明本發明，但是本發明並非由該等實施例所限定。
另外，4,4’-聯苯酚、4,4’-雙環己醇及雙環己烯之純度(%)的測定係使用氣體層析法在200~250℃的升溫條件下進行。
製造例1
將4,4’-聯苯酚20克、雷氏鎳1克、2-丙醇80克添加至300毫升之附有攪拌機的高壓鍋爐中，依氫壓力6MPa、反應溫度150℃進行氫化反應2小時。在將2-丙醇添加到所得反應液中直至結晶完全溶解之後，進行過濾而獲得已去除觸媒之反應生成液。
接著，藉由將此反應生成液予以濃縮乾燥硬化，獲得粗製4,4’-雙環己醇(A)21.4克(純度：96.7%)。
實施例1
於具備有攪拌機、溫度計之100毫升的玻璃製四口燒 瓶中，添加在製造例1所獲得之粗製4,4’-雙環己醇(A)5.0克、甲苯95克，在95℃下攪拌4小時予以洗淨。冷卻至室溫(25℃)為止，過濾結晶並以甲苯潤洗，將結晶予以真空乾燥來去除甲苯，藉以獲得4,4’-雙環己醇4.75克(回收率：95%，純度：99.6%)。
比較例1
於具備有攪拌機、溫度計之500毫升的玻璃製四口燒瓶中，添加在製造例1所獲得之粗製4,4’-雙環己醇(A)18.7克、2-丙醇280克，升溫直至80℃使固態物質溶解。接著，進行加熱並濃縮直至2-丙醇之餾出量成為240克為止，其後，停止加熱，冷卻至室溫(25℃)為止，使結晶析出。
將所得結晶過濾並以2-丙醇潤洗之後，進行真空乾燥，獲得4,4’-雙環己醇13.4克(回收率：73%，純度：98.8%)。
比較例2
於具備有攪拌機、溫度計之300毫升的玻璃製四口燒瓶中，添加在製造例1所獲得之粗製4,4’-雙環己醇(A)20.7克、2-丙醇145克，升溫直至80℃使固態物質溶解。接著，冷卻至室溫(25℃)為止，使結晶析出。
將所得結晶過濾並以2-丙醇潤洗之後，進行真空乾燥，獲得4,4’-雙環己醇7.2克(回收率：36%，純度：98.9%)。
實施例2
於具備有攪拌機、溫度計之300毫升的玻璃製四口燒 瓶中，添加粗製4,4’-雙環己醇(B)(純度：98.1%)10.4克、甲苯190克，在95℃下攪拌4小時予以洗淨。冷卻至室溫(25℃)為止，過濾結晶並以甲苯潤洗，將結晶予以真空乾燥來去除甲苯，藉以獲得4,4’-雙環己醇(回收率：96%，純度：99.8%)。
實施例3
除了將洗淨溫度從95℃變更為25℃之外，與實施例2相同地進行操作，獲得4,4’-雙環己醇(回收率：97%，純度：99.2%)。
實施例4
除了取代甲苯190克而使用1,3,4-三甲基苯40克之外，與實施例2相同地進行操作，獲得4,4’-雙環己醇(回收率：99%，純度：99.6%)。
實施例5
除了取代甲苯190克而使用1,3,4-三甲基苯40克，並將洗淨溫度從95℃變更為60℃之外，與實施例2相同地進行操作，獲得4,4’-雙環己醇(回收率：99%，純度：99.7%)。
實施例6
混合粗製4,4’-雙環己醇(C)(純度：92.4%)19.0克、2-丙醇793克，使用旋轉蒸發器來進行濃縮直至總量成為90.7克，獲得漿料。
於所得漿料中，添加1,3,4-三甲基苯80克並加熱至80℃，藉以獲得溶液。從所得溶液中餾去低沸點成分，並持續蒸餾直至系統內溫度成為93℃。其後，冷卻直至 室溫(25℃)，進行過濾、減壓乾燥，獲得4,4’-雙環己醇(回收率：92%，純度：99.6%)。
實施例7
於具備有攪拌機、20段之蒸餾塔、溫度計之10公升的四口燒瓶中，加入4,4’-雙環己醇6公斤與硫酸氫鉀620克。接著，將燒瓶加熱至180℃，使4,4’-雙環己醇融解，開始攪拌。一邊從蒸餾塔之塔頂餾出副產物的水，一邊持續進行反應，在經過3小時之後，將反應系統內減壓至10托(Torr)，由蒸餾塔的最上段將水與雙環己烯連續地餾出至系統外。餾出至系統外之水與雙環己烯係在傾析器中分離為兩層，僅取出上層液。其後，花費4小時使反應溫度為220℃，在水與雙環己烯不再餾去時，結束反應。雙環己烯之餾出粗製液的產量為4507克，氣體層析法測定之純度為98%。
將如此所獲得之雙環己烯的餾出粗製液4500克加入至具備有攪拌機、20段之蒸餾塔、溫度計之5公升的四口燒瓶中，利用油浴升溫至180℃。其後，將反應系統內減壓至10托，於將水餾去後，將蒸餾塔最上段之溫度維持在145℃，以迴流比1花費5小時精製雙環己烯，得到無色透明的液體。所獲得之雙環己烯之精製物的產量為4353 克。又，利用氣體層析法所測定之純度為99.6%。
由實施例及比較例可知，在使用屬於良溶劑之2-丙醇作為溶劑的晶析中，僅利用冷卻操作，則結晶回收率並不足夠，即便是進行冷卻操作與濃縮操作，亦無法獲得足以滿足的回收率。
另一方面，根據本發明之方法，因為使用屬於貧溶劑之芳香族烴，故即便僅進行洗淨操作，也能以90%以上之優良回收率來獲得純度超過99%之極高純度的氫化聯苯酚。
又，在使用純度較差之粗製氫化聯苯酚的情形，若使用芳香族烴來進行晶析，則亦能以90%以上之優良回收率來獲得純度超過99%之極高純度的氫化聯苯酚。
亦即，根據本發明之方法，即能以優良的回收率獲得純度極高之氫化聯苯酚。
[產業上之可利用性]
根據本發明之氫化聯苯酚之製造方法，則可利用簡單的操作而有效製造純度極高之氫化聯苯酚。因此，本發明之氫化聯苯酚之製造方法係可適用在以工業規模製造高純度之氫化聯苯酚的情形。

Claims (4)

  1. 一種氫化聯苯酚之製造方法，其係將下述式(1)所示之聯苯酚予以氫化，而獲得下述式(2)所示之氫化聯苯酚的氫化聯苯酚之製造方法， 其中包含：將該式(1)所示之聯苯酚予以氫化的反應步驟；及使用芳香族烴對在反應步驟所得之反應產物施行洗淨或晶析的精製步驟。
  2. 如請求項1之氫化聯苯酚之製造方法，其中聯苯酚為4,4’-聯苯酚，氫化聯苯酚為4,4’-雙環己醇。
  3. 如請求項1或2之氫化聯苯酚之製造方法，其中芳香族烴為甲苯或1,3,4-三甲基苯。
  4. 一種雙環己烯之製造方法，其係藉由如請求項1至3中任一項之氫化聯苯酚之製造方法來製造氫化聯苯酚，透過將所得之氫化聯苯酚予以脫水而獲得相對應之雙環己烯。
TW102112327A 2012-04-09 2013-04-08 氧化聯苯酚之製造方法 TW201345884A (zh)

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