JP3336767B2 - ポリハロゲン化アルキルベンゼンの異性化方法 - Google Patents

ポリハロゲン化アルキルベンゼンの異性化方法

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリハロゲン化ポリアル
キルベンゼンの異性化法に関する。
【0002】ポリハロゲン化アルキルベンゼンは有用な
化合物であり、中でもジクロロトルエン(以下DCTと
略称する)は医薬、農薬の原料として有用な化合物であ
る。
【0003】
【従来の技術】一般に、ポリハロゲン化ポリアルキルベ
ンゼンはアルキルベンゼンのポリハロゲン化によって得
られるが、この反応は配向性の強い反応である。さら
に、医薬、農薬などの原料として用いる場合、特定の異
性体が必要となる。例えばトルエンのジクロロ化によっ
て得られるDCTの場合、得られる異性体の種類および
異性体の生成比率は、2,4−DCT20〜35%、
2,5−DCT25〜55%、2,6−DCT5〜25
%、2,3−DCT8〜12%、3,4−DCT5〜1
2%である。この反応によっては3,5−DCTを得る
ことができないので3,5−DCTを目的とする場合D
CTを異性化する必要がある。
【0004】DCT各異性体、さらには異性化によって
生成せしめられる3,5−DCTは、その単体として利
用するには分離する必要がある。
【0005】これら異性体を分離する方法としては、沸
点が互いに接近しているため蒸留法では分離できず、た
とえば特開昭60−423403号公報に示されるよう
に、吸着分離法あるいは吸着分離法と蒸留法の組み合わ
せによって達成できる。
【0006】目的とするDCT異性体を分離除去せしめ
た残りのDCT異性体は、異性化反応により再び目的と
する異性体濃度を増大せしめる事が経済的に極めて重要
である。その後、再び目的とするDCT異性体を分離除
去し、このサイクルを繰り返す。
【0007】このような異性化反応を行わせしめる方法
として、特開昭58−144330号公報にモルデナイ
ト型ゼオライトによる方法が開示されているが、副反応
によりDCT回収率が低く、工業的な方法としては十分
なものではなかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】これら従来知られた異
性化方法では、ポリハロゲン化アルキルベンゼンの回収
率が低く経済的に不利なため、本発明者らは、かかる問
題を解消し効率良くポリハロゲン化アルキルベンゼンを
異性化し、濃度の乏しいポリハロゲン化アルキルベンゼ
ン異性体の濃度を増大せしめる工業的に優れた方法を確
立すべく鋭意検討した結果、異性化反応時に、ある特定
のアルキル基および/またはハロゲンで置換された芳香
族化合物を希釈剤として共存させることにより、ポリハ
ロゲン化アルキルベンゼンの回収率低下が著しく改善す
る事を見出だし本発明に到達した。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリハロゲン
化アルキルベンゼンを酸型ゼオライトと接触させて異性
化するに際し、原料および原料の異性体と異なり、かつ
アルキル基および/またはハロゲンで置換された芳香族
化合物を共存させることを特徴とするポリハロゲン化ア
ルキルベンゼンの異性化方法を提供するものである。
【0010】本発明において原料となるポリハロゲン化
アルキルベンゼンは下記一般式(I)
【化3】 (ここで、Rは炭素数1〜4のアルキル基、Xはハロゲ
ン原子を表し、nは1から3までの整数、mは2から4
までの整数であり、かつ3≦m+n≦5を満たす。) で表されるものであり、 少なくとも2個のハロゲンで核
置換されたアルキルベンゼンであり、例えばジクロロト
ルエン等が挙げられる。本発明の異性化方法は原料がジ
クロロトルエンの場合に好ましく採用される。
【0011】本発明の異性化方法においては異性化反応
時、希釈剤として下記一般式(II)
【化4】 (ここで、Rは炭素数1〜4のアルキル基、Xはハロゲ
ン原子を表し、pは2または3、qは2または3であ
り、かつ4≦p+q≦5を満たす。) で表される、 原料および原料の異性体と異なり、かつ
個または3個のアルキル基および2個または3個のハロ
ゲンで置換された芳香族化合物を少なくとも1種共存さ
せることが必須である。この希釈剤により、従来知られ
ていた希釈剤の効果を大きく上回る効果をもたらすこと
ができる。
【0012】例えば原料がDCTの場合、希釈剤として
ジクロロキシレンが最も好ましく、さらに、これと同時
にジクロロベンゼンおよび/またはクロロトルエンを共
存させることにより、大きく回収率低下が改善される。
【0013】これらの希釈剤は単独でも或いは2種以上
の混合物としても用いることができるが、いずれの場合
においても異性化に際しポリハロゲン化アルキルベンゼ
ンに対して重量比で1/20〜20/1(wt/wt)
の割合で共存させる事が好ましい。ポリハロゲン化アル
キルベンゼンに対する希釈剤量が重量比で1/20(w
t/wt)より少ない場合、ポリハロゲン化アルキルベ
ンゼンの回収率低下を改善する効果が小さく、20/1
(wt/wt)より多くした場合、ポリハロゲン化アル
キルベンゼンの回収率低下を改善する効果はあるが通液
量が増加するためエネルギー消費量が増加し好ましくな
い。希釈剤のさらに好ましい重量比はポリハロゲン化ア
ルキルベンゼンに対して1/10〜5/1(wt/w
t)である。
【0014】本発明に用いられる酸型ゼオライトとして
は、ポリハロゲン化アルキルベンゼンを異性化できるも
のであれば、いずれのゼオライトも用いることができる
が、その中で好ましいのはモルデナイト型ゼオライト、
ベータ型ゼオライト、ペンタシル型ゼオライト等を例と
してあげることができる。特に好ましいのはモルデナイ
ト型ゼオライトである。 モルデナイト型ゼオライトの
合成法は例えば特公昭47−46677号公報、特開昭
58−91032号公報などに開示されており、ベータ
型ゼオライトの合成法は例えばUSP3,308,06
9に開示されており、ペンタシル型ゼオライトの合成法
は例えばUSP3,702,886、USP4,51
1,547などに開示されている。
【0015】本発明の異性化反応において使用されるゼ
オライトは酸型体として用いられる。酸型のゼオライト
は、よく知られるようにゼオライト中の陽イオンを水素
イオンあるいは2価以上の多価カチオンにすることによ
って得られる。特に陽イオンを水素イオンとした酸型体
は活性が高く好ましい。
【0016】ゼオライト中の陽イオンを水素イオンにす
るには通常、ゼオライトを直接酸水溶液でイオン交換す
るか、金属陽イオンをアンモニウムイオンでイオン交換
し、ついで焼成する方法が行われる。また、ゼオライト
があらかじめ有機窒素含有カチオンを有する場合には焼
成により該有機窒素含有カチオンを分解させ水素イオン
に転化することにより酸型のゼオライトにすることがで
きる。もちろん必要に応じ、上述したイオン交換法によ
り、前記ゼオライト生成時に該ゼオライト中に存在する
ナトリウム等のアルカリ金属イオンをイオン交換するこ
とも可能である。 本発明に、かかる触媒を用いるにあ
たっては通常成型体として使用される。成型法は特に制
限されるものではなく、転動法、押出し法、圧縮法など
が用いられる。成型の際必要ならば、アルミナゾル、粘
土等のバインダーを加えることも可能である。また、レ
ニウム等の金属を、含浸法、混練法などにより触媒に導
入することも可能である。このゼオライト成型体は通常
300〜700℃で焼成することにより活性化して触媒
とする。
【0017】本発明の異性化方法は、上記のようにして
調製された酸型のゼオライトを触媒とし、原料および原
料の異性体と異なり、かつ、アルキル基および/または
ハロゲンで置換された芳香族化合物から選ばれた、少な
くとも1種の芳香族化合物の共存下接触的に異性化する
ものである。
【0018】しかし、より好ましい実施形態はポリハロ
ゲン化アルキルベンゼンを液相状態にし、水素ガスを少
なくとも一部液相ポリハロゲン化アルキルベンゼンに溶
解させた状態で異性化させる方法である。触媒上に生成
した高沸点生成物が液相状態で反応させると液相ポリハ
ロゲン化アルキルベンゼンと共に系外に流出するが、気
相状態の場合には触媒上にそのまま残留し、コークス成
分となり触媒活性の被毒物質となりやすい。
【0019】また、固定床、移動床、流動床のいずれの
方式も用いられるが、操作の容易さから固定床流通式反
応が特に好ましい。
【0020】反応温度は通常150〜500℃程度であ
るが、特に200〜450℃が好ましい。反応圧力は特
に限定されるものではないが、液相反応の場合、反応系
を液相状態に保つべく反応圧力を設定しなければならな
いのはいうまでもない。
【0021】重量空間速度(WHSV)はDCT基準で
0.05〜10Hr-1、好ましくは0.1〜5Hr-1
ある。
【0022】かくして異性化によって得られたポリハロ
ゲン化アルキルベンゼン各異性体は吸着分離法および/
または蒸留法により分離される。
【0023】これら異性体は、医薬、農薬の原料として
利用される。
【0024】
【実施例】以下に、本発明を実施例を持って説明する
が、本発明は、これらに規定されるものではない。
【0025】実施例1 合成モルデナイト型ゼオライト(SiO2 /Al2 3
比19.5モル/モル)粉末に、アルミナゾルをAl2
3 換算で10wt%添加して混練後14〜24メッシ
ュに押出し成型し、約120℃で一晩乾燥後、540
℃、2時間空気中で焼成した。このモルデナイト成型体
を10wt%塩化アンモニウム水溶液を用いて固液比
2.0リットル/kg、約80℃で5回イオン交換し充
分水洗した。次いで、このアンモニウムイオン交換した
ゼオライトを約120℃で一晩乾燥し、乾燥基準で30
g採取した。これを、レニウムを金属として0.15g
含む過レニウム酸水溶液に浸し、室温で3時間放置し
た。その後、液を切り、約120℃で一晩乾燥し、次い
で540℃、2時間焼成して触媒を得た。
【0026】この触媒を用いて固定床流通反応器を使用
し、ジクロロキシレン(DCX)を共存させてDCT異
性体混合物の異性化反応を行った結果を表1に示す。反
応後の回収ΣDCT/供給ΣDCTは増加しており、明
らかに希釈剤の効果が見られる。
【0027】実施例2 ジクロロベンゼン(DCB),DCXを共存させた他
は、実施例1と同じ反応条件でDCT異性体混合物の異
性化反応を行った結果を表1に示す。反応後の回収ΣD
CT/供給ΣDCTは増加しており、明らかに希釈剤の
効果が見られる。
【0028】実施例3 クロロトルエン(CT),DCB,DCXを共存させた
他は、実施例1と同じ反応条件でDCT異性体混合物の
異性化反応を行った結果を表1に示す。反応後の回収Σ
DCT/供給ΣDCTは増加しており、明らかに希釈剤
の効果が見られる。
【0029】比較例1 共存化合物無しである他は、実施例1と同じ反応条件で
DCT異性体混合物の異性化反応を行った結果を表1に
示す。
【0030】比較例2 DCBを共存させた他は、実施例1と同じ反応条件でD
CT異性体混合物の異性化反応を行った結果を表1に示
す。反応後の回収ΣDCT/供給ΣDCTの増加は少な
く、希釈剤の効果は小さい。
【0031】比較例3 CTを共存させた他は、実施例1と同じ反応条件でDC
T異性体混合物の異性化反応を行った結果を表1に示
す。反応後の回収ΣDCT/供給ΣDCTの増加は少な
く、希釈剤の効果は小さい。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、副反応を抑制し、異性
化反応への選択性が向上したポリハロゲン化ポリアルキ
ルベンゼンの異性化法を提供する事ができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (56)参考文献 特開 昭58−144330(JP,A) 特開 昭57−163327(JP,A) 特開 平1−258633(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 17/358 B01J 29/076 B01J 29/26 C07C 25/02 C07C 25/125 C07B 61/00 300

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】次の一般式(I) 【化1】 (ここで、Rは炭素数1〜4のアルキル基、Xはハロゲ
    ン原子を表し、nは1から3までの整数、mは2から4
    までの整数であり、かつ3≦m+n≦5を満たす。) で表される、 原料となるポリハロゲン化アルキルベンゼ
    ンを酸型ゼオライトと接触させて異性化するに際し、
    の一般式(II) 【化2】 (ここで、Rは炭素数1〜4のアルキル基、Xはハロゲ
    ン原子を表し、pは2または3、qは2または3であ
    り、かつ4≦p+q≦5を満たす。) で表される、 原料および原料の異性体と異なり、かつア
    ルキル基および/またはハロゲンで置換された芳香族化
    合物を共存させることを特徴とするポリハロゲン化アル
    キルベンゼンの異性化方法。
  2. 【請求項2】原料となるポリハロゲン化アルキルベンゼ
    ンが異性体混合物であることを特徴とする請求項1記
    のポリハロゲン化アルキルベンゼンの異性化方法。
  3. 【請求項3】Rがメチル基、Xが塩素であることを特徴
    とする請求項または記載のポリハロゲン化アルキル
    ベンゼンの異性化方法。
  4. 【請求項4】原料となるポリハロゲン化アルキルベンゼ
    ンがジクロロトルエンであることを特徴とする請求項
    記載のポリハロゲン化アルキルベンゼンの異性化方法。
  5. 【請求項5】原料および原料の異性体と異なり、かつア
    ルキル基および/またはハロゲンで置換された芳香族化
    合物が、ジクロロキシレンであることを特徴とする請求
    3または4記載のポリハロゲン化アルキルベンゼンの
    異性化方法。
  6. 【請求項6】原料および原料の異性体と異なり、かつア
    ルキル基および/またはハロゲンで置換された芳香族化
    合物が、原料となるポリハロゲン化アルキルベンゼンに
    対し重量で1/20〜20/1の割合であることを特徴
    とする請求項1〜のいずれか1項記載のポリハロゲン
    化アルキルベンゼンの異性化方法。
  7. 【請求項7】原料となるポリハロゲン化アルキルベンゼ
    ンを酸型ゼオライトと接触させて異性化するに際し、原
    料および原料の異性体と異なり、かつアルキル基および
    /またはハロゲンで置換された芳香族化合物に加え、さ
    らにクロロトルエンおよび/またはジクロロベンゼンを
    共存させることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1
    項記載のポリハロゲン化アルキルベンゼンの異性化方
    法。
  8. 【請求項8】酸型ゼオライトがレニウムを含有すること
    を特徴とする請求項1〜のいずれか1項記載のポリハ
    ロゲン化アルキルベンゼンの異性化方法。
  9. 【請求項9】水素雰囲気下で異性化を行うことを特徴と
    する請求項1〜のいずれか1項記載のポリハロゲン化
    アルキルベンゼンの異性化方法。
  10. 【請求項10】液相で異性化を行うことを特徴とする請
    求項1〜のいずれか1項記載のポリハロゲン化アルキ
    ルベンゼンの異性化方法。
  11. 【請求項11】2,6−ジクロロトルエン濃度の低い原
    料を使用し2,6−ジクロロトルエン濃度を高めること
    を特徴とする請求項10のいずれか1項記載のポリ
    ハロゲン化アルキルベンゼンの異性化方法。
  12. 【請求項12】3,5−ジクロロトルエン濃度の低い原
    料を使用し3,5−ジクロロトルエン濃度を高めること
    を特徴とする請求項10のいずれか1項記載のポリ
    ハロゲン化アルキルベンゼンの異性化方法。
  13. 【請求項13】2,3−ジクロロトルエン濃度の低い原
    料を使用し2,3−ジクロロトルエン濃度を高めること
    を特徴とする請求項10のいずれか1項記載のポリ
    ハロゲン化アルキルベンゼンの異性化方法。
  14. 【請求項14】ポリハロゲン化アルキルベンゼンの異性
    化反応終了後、原料および原料の異性体と異なり、かつ
    アルキル基および/またはハロゲンで置換された芳香族
    化合物を分離して取り出し、再び使用することを特徴と
    する請求項1〜13のいずれか1項記載のポリハロゲン
    化アルキルベンゼンの異性化方法。
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