JPH0324021A - 5‐tert‐ブチル‐m‐キシレンの製造方法 - Google Patents
5‐tert‐ブチル‐m‐キシレンの製造方法Info
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- JPH0324021A JPH0324021A JP1159921A JP15992189A JPH0324021A JP H0324021 A JPH0324021 A JP H0324021A JP 1159921 A JP1159921 A JP 1159921A JP 15992189 A JP15992189 A JP 15992189A JP H0324021 A JPH0324021 A JP H0324021A
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Classifications
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は5− tert−ブチル−1キシレンの製造方
法に関し、特にトキシレンとインブチレンとの反応によ
る5− Lert−ブチル−閣−キシレンの製造方法に
関するものである. 5− tert−ブチル−慣−キシレン(以下、5TB
MXと略称する)は、合成ムスク原料として,また、2
.6−ジメチルアニリン及び2.6−ジメチルクロロベ
ンゼンの合成用中間体として有用な化合物である. [従来の技術] ■−キシレンとイソブチレンとの反応による5TBMX
の従来の製造方法については多くの先行技術が存在する
が,これらは決して簡単な方法ではなく、特に,−キシ
レンのアルキル化触媒に問題があった. すなわち、従来のアルキル化触媒としては塩化アルミニ
ウム及び塩化−ヨウ化アルミニウム(米国特許第337
9787号:米国特許第455157:l号他)等のハ
ロゲン化アルミニウム触媒や、硫酸及びバラトルエンス
ルホン酸等の強酸や、弗化水素等の触媒が検討されてい
る. [発明が解決しようとする課題] しかしながらこれらの触媒のうち,塩化アルミニウム型
の触媒では反応収率自体も低く、反応の後処理も触媒の
分解等を必要とし複雑であり,硫酸触媒は反応選択性や
脱触媒工程に問題を有していた(米国特許第32845
23号).また、弗化水素触媒については,かなりの高
収率が達成されるものの、毒性が強いため取扱いが容易
でなく、その上複雑な脱触媒工程を要すること及び耐腐
食性装置を必要とするなどの問題点があった(特公昭4
6−6567号). 以上のように、従来技術では合成反応触媒自体に反応収
率や脱触媒工程或は触媒の取扱い等に問題があり, 5
TBMXの製造方法としてはアルキル化触媒に関する改
良の余地があった. [課題を解決するための手段] 本発明者らは,以上の問題点の改善のため,5TBMX
の合成触媒を鋭意検討した結果,固体酸触媒である活性
白土が非常に優れた反応成績を与え、かつ、それが固体
であることから脱触媒工程として固液分離方法、即ち濾
過操作、を採用できることを発見し、本発明に到達した
. すなわち,本発明は、薦一キシレンとイソブチレンを反
応させて5− tert−ブチル−一一キシレンを合成
する方法において、反応触媒として活性白土を使用する
ことを特徴とするs− tert−ブチル−園−キシレ
ンの製造方法である. 本発明における触媒の活性白土は,通常の市販品が用い
られるが、水分含量の低いものが望ましく、特に含水率
l重量%以下まで脱水されたものが好ましい.しかしな
がら,含水率の高い白土でち、一キシレン中に懸濁させ
た系で昇温し、■−キシレンー水の共沸組成物により糸
外に水を蒸留除去し含水量を低下させて、それをそのま
ま反応に供することができる. 触媒として反応に用いられる量は、反応に供する1キシ
レンに対して1〜20重量%、好ましくはIO重量%前
後である. 反応方式は、連続方式でも可能であるが m−キシレン
と触媒を初期に仕込み、イソブチレンガスを連続的に供
給する,半回分反応方式が好ましい. 反応に供するイソブチレンは、粗イソブチレンやジイソ
ブチレンを用いることができるが、得られる57BMX
の純度や反応収率の観点から,なるべく高純度のイソブ
チレンが良い. 反応温度は80〜150℃、反応圧力は常圧から数kg
/cwt”の低圧を使用できる.反応温度が低いと反応
収率が低下するため、130℃付近が好ましく、圧力は
常圧が好ましい. 躍一キシレンと反応させるイソブチレンの総モル数は,
−キシレン1モルに対して0.1〜1.0モル,好まし
くは0.1〜0.5モルである.即ち、一キシレンが過
剰に存在することが、インブチレン自体の重合(オリゴ
メゼーション)を抑制し,副反応を防止することになる
. イソブチレン量が、一一キシレンlモルに対して0.1
モル未満であると、一キシレンが過剰過ぎるため、反応
の釜効率が低下し,経済的に不利であり、また、1.0
モル以上では■−キシレンが少なすぎ、イソブチレン自
体の重合が無視できなくなる.インブチレン/m−キシ
レンモル比が約0.5付近が最も好ましい. イソブチレンの供給速度は、反応系内部のイソブチレン
濃度と関係し,慎重に制御することが必要である.即ち
,反応系で5TBMX形成のため消費されるインブチレ
ン量よりも、イソブチレン供給速度が大であると,反応
系内部のインブチレン濃度が増大し、前述同様、副反応
が生じてしまう.反応条件にもよるが、1−キシレンに
対する触媒の白土lO重量%、反応温度130℃の条件
下では、反応に供するrキシレン1重■部あたり、0.
2重量部以下のイソブチレンを時間あたりに供給するこ
とが好ましい. 反応終了後の反応液は通常の熟成工程を必要とせず、直
ちに冷却し,脱触媒工程へ移行させることができる.脱
触媒工程は濾過による方法が簡便であるが、静置分離に
よることも可能である.但し,静置分離の場合には,脱
触媒が不充分なときは、その後の蒸留工程前に触媒を充
分除去する必要がある.濾過した反応液は、通常、その
まま蒸留することができる.また、分離した触媒は複数
回繰り返し使用できる. 蒸留は、100 mmHg程度の減圧下で、理論段数l
O〜20段、塔底温度140℃付近で実施できる.本発
明の方法によるインブチレン転化率は99%以上.S−
キシレンからの57BMXへの選択率は96%以上、5
TBMXの反応収率は95%以上が達成される. [実施例] 以下に,実施例をちって本発明をより詳細に説明するが
.これらの実施例は本発明を限定するものではない. 実施例l 冷却管及びガス体吹込み管を有する500mjガラス製
反応器に,活性白土(日本活性白土■製κ−500を1
20℃で15時間乾燥したもの) 21.2gとーキシ
レン212g (2.0モル)を仕込んだ.系内を窒素
ガスで置換した後に、窒素雰囲気下に保持して、130
℃まで昇渇した. あらかじめ計量してあるイソブチレンを気体状で、マイ
クロフローコントローラーを通して、0.12g−イソ
ブチレン/hr/g−11−キシレンの供給速度で、2
時間にわたり系内に導入した.イソブチレンの供給総量
は50.9g (0.908モル)であった.イソブチ
レンの反応器出口のバブラーには,未反応気体の流出は
皆無であった. この反応液を室温まで冷却し、ガスクロマトグラフィー
により内部標準法により分析したところ、インブチレン
転化率99.9%.+1−キシレン転化率44%、選択
率98.5%,5TBMX収率(イソブチレン基準1
98.4%という優れた反応結果が得られた. 実施例2 実施例1の日本活性白土■製K−500を乾燥せずにそ
のまま使用したこと以外は実施例1と同様に実施した,
57BMX収率(イソブチレン基準)が65.3%ま
で低下した.この白土の含水率は11.8%であった. そこで、この白土を21.2g秤量して212gの一キ
シレン中に分敗させ、昇温して■−キシレン・水の共沸
組成物として水を系外に留出させて水分を除き、同伴し
たrキシレンを相分離によって分離回収して、反応系へ
戻した. このようにして脱水した■−キシレン・白土のスラリ一
系に実施例lと同様にインブチレンを供給し,冷却後に
分析すると,実施例lと同様に,インブチレン転化率9
9%、選択率98.3%、5TBMX収率(イソブチレ
ン基準)98.1%という優れた結果が得られた. 実施例3 実施例lと同様の合成を行なった後に、グラスフィルタ
ーを使用して活性白土を濾過した.回収されたこの活性
白土を再び実施例lの反応器に供給し,他の操作は実施
例lと同様に実施したところ、インブチレン転化率、選
択率、57BMX収率などには変化がなかった. さらに、再度,活性白土の利用を試みたところ゛、イソ
ブチレン転化率99%,選択率97.1%、mキシレン
転化率42%、5TBMX収率(イソブチレン基準)
97.0%であり、若干の反応収率の低下が見られたが
、これらの結果も優れた反応成績であった, この様に5触媒である活性白土は、少なくとも3回の反
応に供しても、充分な活性を保持していることが明白で
ある. なお、この3回の合成反応液を濾過した後に一括して、
理論段数20段の蒸留塔で圧力1 00mmlg、還流
比3/1〜1/1の条件下で蒸留し,純度99.4%の
5TBMXが仕込STBMXに対し95重量%の回収率
で得られた. 実施例4 実施例1G,:J5いて、触媒である活性白土量を10
.6gと半減させ,かつ、イソプチレン供給速度を0.
22g−イソブチレン/hr/g−m−キシレンと増大
させる以外は,実施例lと同様に合成を実施した.この
時、インブチレンの供給総量は93. 3gであり、イ
ソブチレン/I1−キシレンのモル比は、0. 833
であった. この時のイソブチレン転化率は99.9%、慣一キシレ
ン転化率58.0%であったが、57BMX収率(イン
ブチレン基準)は70.0%と低下した.インブチレン
重合が生じたものと考えられる.比較例l 惜一キシレン212gと無水塩化アルミニウム6gを実
施例lと同じ500mj反応器に仕込み,反応温度を3
5℃とした以外は、実施例lと同様にしてイソブチレン
を供給した.イソブチレンの供給終了後に、反応液を取
り出して、水洗を実施し、さらに、炭酸水素ナトリウム
水溶液により洗浄し、再度水洗の後に分液した. 有機相をガスクロマトグラフィーにより分析したところ
,イソブチレン転化率96%,選択率52.8%、ST
B&4X収率(イソブチレン基準) 50.7%であっ
た.また、この時に副生物である4TBMXが生成し、
4TBMX/ 5TBMX (7)比はl/4であっ
た.[発明の効果] 本発明の製造方法は. 5TBMXの合成用触媒として
活性白土を使用することにより,従来技術で最高取率と
考えられる弗化水素触媒と同水準以上の反応成績を達成
できるばかりでなく,濾過という非常に簡潔な方法で触
媒を除去できる.さらに、この濾液(反応液)をそのま
ま蒸留工程に供して、5TBMXを高純度に精製するこ
とが可能である. また,濾過された触媒は再使用が可能であり,同様に、
蒸留工程で回収される園−キシレンも再使用できる.
法に関し、特にトキシレンとインブチレンとの反応によ
る5− Lert−ブチル−閣−キシレンの製造方法に
関するものである. 5− tert−ブチル−慣−キシレン(以下、5TB
MXと略称する)は、合成ムスク原料として,また、2
.6−ジメチルアニリン及び2.6−ジメチルクロロベ
ンゼンの合成用中間体として有用な化合物である. [従来の技術] ■−キシレンとイソブチレンとの反応による5TBMX
の従来の製造方法については多くの先行技術が存在する
が,これらは決して簡単な方法ではなく、特に,−キシ
レンのアルキル化触媒に問題があった. すなわち、従来のアルキル化触媒としては塩化アルミニ
ウム及び塩化−ヨウ化アルミニウム(米国特許第337
9787号:米国特許第455157:l号他)等のハ
ロゲン化アルミニウム触媒や、硫酸及びバラトルエンス
ルホン酸等の強酸や、弗化水素等の触媒が検討されてい
る. [発明が解決しようとする課題] しかしながらこれらの触媒のうち,塩化アルミニウム型
の触媒では反応収率自体も低く、反応の後処理も触媒の
分解等を必要とし複雑であり,硫酸触媒は反応選択性や
脱触媒工程に問題を有していた(米国特許第32845
23号).また、弗化水素触媒については,かなりの高
収率が達成されるものの、毒性が強いため取扱いが容易
でなく、その上複雑な脱触媒工程を要すること及び耐腐
食性装置を必要とするなどの問題点があった(特公昭4
6−6567号). 以上のように、従来技術では合成反応触媒自体に反応収
率や脱触媒工程或は触媒の取扱い等に問題があり, 5
TBMXの製造方法としてはアルキル化触媒に関する改
良の余地があった. [課題を解決するための手段] 本発明者らは,以上の問題点の改善のため,5TBMX
の合成触媒を鋭意検討した結果,固体酸触媒である活性
白土が非常に優れた反応成績を与え、かつ、それが固体
であることから脱触媒工程として固液分離方法、即ち濾
過操作、を採用できることを発見し、本発明に到達した
. すなわち,本発明は、薦一キシレンとイソブチレンを反
応させて5− tert−ブチル−一一キシレンを合成
する方法において、反応触媒として活性白土を使用する
ことを特徴とするs− tert−ブチル−園−キシレ
ンの製造方法である. 本発明における触媒の活性白土は,通常の市販品が用い
られるが、水分含量の低いものが望ましく、特に含水率
l重量%以下まで脱水されたものが好ましい.しかしな
がら,含水率の高い白土でち、一キシレン中に懸濁させ
た系で昇温し、■−キシレンー水の共沸組成物により糸
外に水を蒸留除去し含水量を低下させて、それをそのま
ま反応に供することができる. 触媒として反応に用いられる量は、反応に供する1キシ
レンに対して1〜20重量%、好ましくはIO重量%前
後である. 反応方式は、連続方式でも可能であるが m−キシレン
と触媒を初期に仕込み、イソブチレンガスを連続的に供
給する,半回分反応方式が好ましい. 反応に供するイソブチレンは、粗イソブチレンやジイソ
ブチレンを用いることができるが、得られる57BMX
の純度や反応収率の観点から,なるべく高純度のイソブ
チレンが良い. 反応温度は80〜150℃、反応圧力は常圧から数kg
/cwt”の低圧を使用できる.反応温度が低いと反応
収率が低下するため、130℃付近が好ましく、圧力は
常圧が好ましい. 躍一キシレンと反応させるイソブチレンの総モル数は,
−キシレン1モルに対して0.1〜1.0モル,好まし
くは0.1〜0.5モルである.即ち、一キシレンが過
剰に存在することが、インブチレン自体の重合(オリゴ
メゼーション)を抑制し,副反応を防止することになる
. イソブチレン量が、一一キシレンlモルに対して0.1
モル未満であると、一キシレンが過剰過ぎるため、反応
の釜効率が低下し,経済的に不利であり、また、1.0
モル以上では■−キシレンが少なすぎ、イソブチレン自
体の重合が無視できなくなる.インブチレン/m−キシ
レンモル比が約0.5付近が最も好ましい. イソブチレンの供給速度は、反応系内部のイソブチレン
濃度と関係し,慎重に制御することが必要である.即ち
,反応系で5TBMX形成のため消費されるインブチレ
ン量よりも、イソブチレン供給速度が大であると,反応
系内部のインブチレン濃度が増大し、前述同様、副反応
が生じてしまう.反応条件にもよるが、1−キシレンに
対する触媒の白土lO重量%、反応温度130℃の条件
下では、反応に供するrキシレン1重■部あたり、0.
2重量部以下のイソブチレンを時間あたりに供給するこ
とが好ましい. 反応終了後の反応液は通常の熟成工程を必要とせず、直
ちに冷却し,脱触媒工程へ移行させることができる.脱
触媒工程は濾過による方法が簡便であるが、静置分離に
よることも可能である.但し,静置分離の場合には,脱
触媒が不充分なときは、その後の蒸留工程前に触媒を充
分除去する必要がある.濾過した反応液は、通常、その
まま蒸留することができる.また、分離した触媒は複数
回繰り返し使用できる. 蒸留は、100 mmHg程度の減圧下で、理論段数l
O〜20段、塔底温度140℃付近で実施できる.本発
明の方法によるインブチレン転化率は99%以上.S−
キシレンからの57BMXへの選択率は96%以上、5
TBMXの反応収率は95%以上が達成される. [実施例] 以下に,実施例をちって本発明をより詳細に説明するが
.これらの実施例は本発明を限定するものではない. 実施例l 冷却管及びガス体吹込み管を有する500mjガラス製
反応器に,活性白土(日本活性白土■製κ−500を1
20℃で15時間乾燥したもの) 21.2gとーキシ
レン212g (2.0モル)を仕込んだ.系内を窒素
ガスで置換した後に、窒素雰囲気下に保持して、130
℃まで昇渇した. あらかじめ計量してあるイソブチレンを気体状で、マイ
クロフローコントローラーを通して、0.12g−イソ
ブチレン/hr/g−11−キシレンの供給速度で、2
時間にわたり系内に導入した.イソブチレンの供給総量
は50.9g (0.908モル)であった.イソブチ
レンの反応器出口のバブラーには,未反応気体の流出は
皆無であった. この反応液を室温まで冷却し、ガスクロマトグラフィー
により内部標準法により分析したところ、インブチレン
転化率99.9%.+1−キシレン転化率44%、選択
率98.5%,5TBMX収率(イソブチレン基準1
98.4%という優れた反応結果が得られた. 実施例2 実施例1の日本活性白土■製K−500を乾燥せずにそ
のまま使用したこと以外は実施例1と同様に実施した,
57BMX収率(イソブチレン基準)が65.3%ま
で低下した.この白土の含水率は11.8%であった. そこで、この白土を21.2g秤量して212gの一キ
シレン中に分敗させ、昇温して■−キシレン・水の共沸
組成物として水を系外に留出させて水分を除き、同伴し
たrキシレンを相分離によって分離回収して、反応系へ
戻した. このようにして脱水した■−キシレン・白土のスラリ一
系に実施例lと同様にインブチレンを供給し,冷却後に
分析すると,実施例lと同様に,インブチレン転化率9
9%、選択率98.3%、5TBMX収率(イソブチレ
ン基準)98.1%という優れた結果が得られた. 実施例3 実施例lと同様の合成を行なった後に、グラスフィルタ
ーを使用して活性白土を濾過した.回収されたこの活性
白土を再び実施例lの反応器に供給し,他の操作は実施
例lと同様に実施したところ、インブチレン転化率、選
択率、57BMX収率などには変化がなかった. さらに、再度,活性白土の利用を試みたところ゛、イソ
ブチレン転化率99%,選択率97.1%、mキシレン
転化率42%、5TBMX収率(イソブチレン基準)
97.0%であり、若干の反応収率の低下が見られたが
、これらの結果も優れた反応成績であった, この様に5触媒である活性白土は、少なくとも3回の反
応に供しても、充分な活性を保持していることが明白で
ある. なお、この3回の合成反応液を濾過した後に一括して、
理論段数20段の蒸留塔で圧力1 00mmlg、還流
比3/1〜1/1の条件下で蒸留し,純度99.4%の
5TBMXが仕込STBMXに対し95重量%の回収率
で得られた. 実施例4 実施例1G,:J5いて、触媒である活性白土量を10
.6gと半減させ,かつ、イソプチレン供給速度を0.
22g−イソブチレン/hr/g−m−キシレンと増大
させる以外は,実施例lと同様に合成を実施した.この
時、インブチレンの供給総量は93. 3gであり、イ
ソブチレン/I1−キシレンのモル比は、0. 833
であった. この時のイソブチレン転化率は99.9%、慣一キシレ
ン転化率58.0%であったが、57BMX収率(イン
ブチレン基準)は70.0%と低下した.インブチレン
重合が生じたものと考えられる.比較例l 惜一キシレン212gと無水塩化アルミニウム6gを実
施例lと同じ500mj反応器に仕込み,反応温度を3
5℃とした以外は、実施例lと同様にしてイソブチレン
を供給した.イソブチレンの供給終了後に、反応液を取
り出して、水洗を実施し、さらに、炭酸水素ナトリウム
水溶液により洗浄し、再度水洗の後に分液した. 有機相をガスクロマトグラフィーにより分析したところ
,イソブチレン転化率96%,選択率52.8%、ST
B&4X収率(イソブチレン基準) 50.7%であっ
た.また、この時に副生物である4TBMXが生成し、
4TBMX/ 5TBMX (7)比はl/4であっ
た.[発明の効果] 本発明の製造方法は. 5TBMXの合成用触媒として
活性白土を使用することにより,従来技術で最高取率と
考えられる弗化水素触媒と同水準以上の反応成績を達成
できるばかりでなく,濾過という非常に簡潔な方法で触
媒を除去できる.さらに、この濾液(反応液)をそのま
ま蒸留工程に供して、5TBMXを高純度に精製するこ
とが可能である. また,濾過された触媒は再使用が可能であり,同様に、
蒸留工程で回収される園−キシレンも再使用できる.
Claims (1)
- (1)m−キシレンとイソブチレンを反応させて5−t
ert−ブチル−m−キシレンを合成する方法において
、反応触媒として活性白土を使用することを特徴とする
5−tert−ブチル−m−キシレンの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1159921A JPH0324021A (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | 5‐tert‐ブチル‐m‐キシレンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1159921A JPH0324021A (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | 5‐tert‐ブチル‐m‐キシレンの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0324021A true JPH0324021A (ja) | 1991-02-01 |
Family
ID=15704066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1159921A Pending JPH0324021A (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | 5‐tert‐ブチル‐m‐キシレンの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0324021A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002306688A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-22 | Adachi Light Co Ltd | 遊技機の電飾装置 |
KR100456270B1 (ko) * | 2001-11-20 | 2004-11-12 | 이희자 | 길이 가변식 펜슬 |
US6939998B2 (en) | 2002-09-06 | 2005-09-06 | The University Of Southern Mississippi Research Foundation | Preparation of 5-tert-butyl-metaxylene using a solid active clay catalyst |
-
1989
- 1989-06-22 JP JP1159921A patent/JPH0324021A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002306688A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-22 | Adachi Light Co Ltd | 遊技機の電飾装置 |
KR100456270B1 (ko) * | 2001-11-20 | 2004-11-12 | 이희자 | 길이 가변식 펜슬 |
US6939998B2 (en) | 2002-09-06 | 2005-09-06 | The University Of Southern Mississippi Research Foundation | Preparation of 5-tert-butyl-metaxylene using a solid active clay catalyst |
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