JPH01304044A - 芳香族ハロゲン化物のハロゲン交換用触媒およびこの触媒を用いた芳香族ハロゲン化物のハロゲン交換方法 - Google Patents

芳香族ハロゲン化物のハロゲン交換用触媒およびこの触媒を用いた芳香族ハロゲン化物のハロゲン交換方法

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JPH01304044A
JPH01304044A JP63136239A JP13623988A JPH01304044A JP H01304044 A JPH01304044 A JP H01304044A JP 63136239 A JP63136239 A JP 63136239A JP 13623988 A JP13623988 A JP 13623988A JP H01304044 A JPH01304044 A JP H01304044A
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JP
Japan
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halogen
catalyst
anionic clay
copper
clay mineral
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JP63136239A
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English (en)
Inventor
Yasushi Nakajima
靖 中嶋
Fujinao Matsunaga
藤尚 松永
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Catalysts (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 l肌旦及歪欠1 本発明は、芳香族ハロゲン化物のハロゲン交換用触媒お
よびこの触媒を用いた芳香族ハロゲン化物のハロゲン交
換方法に関する。
Hの ′自″l景tらびに のIin占ヨウ化ベンゼン
などの芳香族ハロゲン化物は、芳香環自体が親核的であ
り、したがって他のハロゲンなどの求核剤に対して僅め
て安定であり、反応性に乏しいことはよく知られている
。
ところでもし、芳香族ハロゲン化物中のハロゲンを、池
のハロゲンに低温条件下で置換することが可能であれは
、その工業的利用価値は高いと省えられる。したがって
芳香族ハロゲン化物中のハロゲンを他のハロゲンに低温
条件下で置換しうるような、高活性かつ高名訳性を有す
る触媒の出現が望まれていた。
l監Ω■工 本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであっ
て、低温条件下においてら高活性を有するとともに高芸
択性を有し、したがって芳香族ハロゲン化物中のハロゲ
ンを池のハロゲンに置換しうるような芳香族ハロゲン化
物の鬼相ハロゲン交換用触媒を提供することを目的とし
ている。
また本発明は、上記のような触媒を用いた芳香族ハロゲ
ン化物の気相ハロゲン交換方法を提供することを目的と
している。
九肌五亘1 本発明に係る芳香族ハロゲン化物のハロゲン交換用触媒
は、別イオンが担持され、かつアニオン交換サイトに芳
香族ハロゲン化物中のハロゲンとは異るハロゲンアニオ
ンが存在するアニオン性粘土鉱物からなることを特徴と
している。
また本発明に係る芳香族ハロゲン化物のハロゲン交換方
法は、芳香族ハロゲン化物を、上記触媒と、接触させる
ことを特徴としている。
本発明では、芳香族ハロゲン化物をハロゲン交換するに
際して、上記触媒を用いているので、低温条件下におい
ても芳香族ハロゲン化物のハロゲン交換反応が進行し、
ハロゲンが交換された芳香族ハロゲン化物を高選択率か
っ高収率で得ることができる。
日の旦 n:〇 以下本発明に係る芳香族ハロゲン化物のハロゲン交換用
触媒およびこの触媒を用いた芳香族ハロゲン化物のハロ
ゲン交換方法について、具体的に説明する。
本発明に係る芳香族ハロゲン化物のハロゲン交換用触媒
は、アニオン性粘土鉱物をベースとするものであるが、
アニオン性粘土鉱物は一般にアニオン交換サイトを有し
アニオン交換能を有する。
本発明の触媒はそのアニオン交換サイトに芳香族ハロゲ
ン化物のハロゲンとは異るハロゲンアニオンが存在して
いる。そして更に銅イオンが担持されている。
このような触媒は、たとえばアニオン性粘度獄物に銅イ
オンを担持するととらに必要に応じてハロゲンアニオン
をアニオン交換サイトに存在させる操作を行うことによ
り調製することができる。
本発明で用いられるアニオン性粘土鉱物は、−般に下記
式[■コ 2+                       
x十[M  M3+x(OH)2] −x [A n −・  [(Oコ      ・・・ [I
]x/n        2 2+        2+       2+    
   2+(式中、M は、Mg  、Mn  、Fe
  、2+      2+      2−    
  2+       2+Co  、Ni  、Cu
  =Zn  、Ca  などの2価イオンあるいはこ
れらの混合物であり、3+        3+   
   3+      3+      3+M は、
AI  、Fe  、Cr  、co  、3−   
   3+      3÷Tn  、Ni  、Ru
  なとの3価イオンあるいはこれらの混合物であり、 八〇−は、アニオン交換サイトの官能基を示し、たとえ
ばOH” 、F−、Cj −、Br−1Fe(CN) 
  、C,Q O−、シュウ酸イオン、サルチル酸イオ
ン、アジピン酸イオンなどのn価のアニオンあるいはこ
れらの混合物であり、Xは、O<x≦0.33である) で表わされる。
このようなアニオン性粘土鉱物は、ハイドロタルサイト
(Hydrotalcite)類、タコバイト(Tak
ov 1te)類、バイロアウライト(PyrOaur
itQ)類などが知られており、具体的には以下のよう
な化合物が用いられる。
M!II  、/l  (OH)13(OH−>24、
J2 ・3−53−5 H2O6Aj   2    (OH)   16 (
○ H−)  2−4 H、、O(Meixnerei
t)MgZn AJ) 2(OH) 13(OH−) 
、23.5 ・3.5H20 Zn   AI2 (OH)13(OH−)24.5 ・3.5H20 M(I  Fe   (OH)   (Co  2=)
・4 H2O(Pyroaurite)Ni     
 AN       (Oトr)       (co
     2−)−4020 (Takovite) 上記のようなアニオン性粘土鉱物は、酸索含イ1雰囲気
(純酸素中または空気中)において200〜650°C
好ましくは200〜500°Cの温度で焼成されると、
アニオンを放出して焼成物となるが、この焼成物は水と
接触すると、再生されてアニオン交換サイトにヒドロキ
シアニオンを含んだアニオン性粘土鉱物となるので、本
発明ではこのようなアニオン性粘土鉱物の焼成物を、本
発明の触媒の調製のための原料として用いることもてき
る。
アニオン性粘土鉱物に銅イオンを担持(吸着)させるに
は、たとえば含浸法を採用することができる。すなわち
銅化合物の水溶液を準備し、この銅水溶液にアニオン性
粘土鉱物および/またはその焼成物を入れて撹拌した後
、乾燥することにより、銅イオンが担持されたアニオン
性粘土鉱物が調製される。
なお別イオンが担持されたアニオン性粘土鉱物は、上記
のような含浸法以外にら、共沈法によって調製すること
ができる。
銅イオン水溶液をアニオン性粘土鉱物および/またはそ
の焼成物と接触する際には、銅イオンとなりうる銅化合
物を用いる。このような銅化合物としては、塩化銅、臭
化銅、ヨウ化銅、硝酸銅、硫酸銅、酢酸銅などの塩類、
銅アセチルアセトナト錯体、銅アンミン錯体などの錯体
などが用いられる。このうち特に水溶性の2価の塩類、
錯体が、入手および取扱いが容易であるため好ましい。
担持される銅イオンの址は、理論的にはいくらでらよい
が、上記式[I]または[II]において、M3+のモ
ル数をXとして表わした場合に、0.0OOIX〜10
X好ましくは0.001〜2Xの範囲であることが好ま
しい。
このようにして調製された別イオンが担持されたアニオ
ン性粘土鉱物のアニオン交換サイトに目的のハロゲンが
存在する場合はそのまま触媒として用いることができる
が、目的のハロゲンアニオンが存在しない場合は目的の
ハロゲンアニオンをアニオン交換サイトに存在させる目
的でそのハロゲンアニオンを含む水溶液と接触させれば
よい。
本発明の触媒の別の調製法としてアニオン性粘土鉱物を
硝酸銅と接触した後に焼成し、ハロゲンアニオンを含む
水溶液を用いて水和させる方法がある。
このようにして調製された触媒は、別イオンがアニオン
性粘土鉱物の結晶格子内に高度に分散され、銅の触媒作
用と、アニオン性粘土鉱物のアニオン交換作用とが同時
に発揮され、二元複合機能を有する。
本発明の触媒は、銅の触媒作用とアニオン交換作用を有
するため、芳香族ハロゲン化物のハロ、ゲン交換用触奴
として用いることができる。すなわち本発明に係る触媒
と芳香族ハロゲン化物とを接11!l!させると、ハロ
ゲンが交換された芳香族ハロゲン化物が得られる。
芳香族ハロゲン化物としては、クロルベンゼン、ブロモ
ベンゼン、ヨードベンゼン、ジクロルベンゼン、クロル
トルエン、ブロモトルエン、ヨードトルエン、クロロキ
シレン、ブロモキシレン、ヨードキシレン、クロルナフ
タレン、ブロモナフタレン、ヨードナフタレンなどが用
いられる。
本発明では、出発原料として芳香族モノハロゲン化物を
用いると、モノハロアリールカ(41>られ、また出発
原料として芳香族ポリハロゲン化物を用いると、ポリ八
ロアリールが主として得られる。
上記のような芳香族ハロゲン化物のハロゲン交換反応で
は、水を用いることは必ずしら必要ないが、水を用いる
場合には、水/芳香族ハロゲン(モル比)が0.1〜1
00好ましくは1〜1゜の範囲で行なわれることが望ま
しい。
また上記のような反応は、通常、固定床を用いた気相流
通系で行なわれるが、流動床方式あるいは四分方式で行
なうことらできる0反応温度は、通常150〜450°
C好ましくは200〜350℃であることが望ましい0
反応圧力は、洩圧であっても、常圧であっても、また加
圧であってもよい。
上記のような反応を行なうに際して、原料としての芳香
族ハロゲンと触媒との接触時間は、生成物の収率あるい
は選択率によって適宜選択されるが、通常1〜100秒
程度である。
九肌血ガ】 本発明では、芳香族ハロゲン化物を気相でハロゲン交換
するに際して、アニオン性粘土鉱物に則イオンが担持さ
れ、かつアニオン交換サイ1−に芳香族ハロゲン化物中
のハロゲンとは異なるハロゲンアニオンが存在する触媒
を用いているので、低温条件下においても芳香族ハロゲ
ン化物のハロゲン交換反応が進行し、ハロゲンが交換さ
れた芳香族ハロゲン化物を高選択率かつ高収率で得るこ
とができる。
以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
実施例に限定されるものではない。
尺立■ユ (触媒調製) 室温下、500m1のイオン交換水に60.2g(35
3ミリモル)の塩化第二j1112水塩を溶かし、10
0g (353ミリモル)のマグネシウムとアルミニウ
ムから構成されるハイドロタルサイトの固溶体タイプ(
Mg  AN  O:協和化学4.5  2 7.5 製、にW−2000)を−気に投入したく塩化第二銅/
ハイドロタルサイト=1.0モル比)。
室温下に、4時間撹拌を続けた。
別のハイドロタルサイトへの吸着が終了すると、水に溶
解した硝酸第二銅の青緑色が完全に無くなり、銅イオン
が吸着されたことが確認された。煽化第二銅の吸着した
ハイドロタルサイトは、遠心濾過機を用いて固液分離し
た。得られた固形物を100℃で7時間次いで180°
Cで5時間乾燥し、クロロアニオン型銅ハイドロタルサ
イト触媒178gを得た。
この触媒を分析したところ、約12.5重量%のCuを
含んでいた。
この触媒を打j2粉砕し、8〜100メツシユに粒系を
揃え、次の反応に供した。
(ヨードベンゼンからクロロベンゼンへの求核置換反応
) 上記触媒の試料20+nl (16,7f)を、内径2
7叩φのパイレックスガラス製反応管に入れ、ヨードベ
ンゼン/水/窒累=115/2.4のモル比の混合ガス
を予熱してこの反応管に通して、280 ”Cにおいて
接触時間8.5秒で連続的に反応させた。生成物をガス
クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られた結果を表1に示す。
夫五皿lニュ 実施例1で調製した触媒の試料20m1(16,7+r
)を用いて、反応温度と接触時間を順に300℃で8.
2秒(実施例2)、400°Cで7.0秒(実施例3)
に変えた以外は、すべて実施例1と同様に反応を行なっ
た。
結果を表1に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)銅イオンが担持され、かつアニオン交換サイトに芳
    香族ハロゲン化物中のハロゲンとは異るハロゲンアニオ
    ンが存在するアニオン性粘土鉱物からなることを特徴と
    する芳香族ハロゲン化物のハロゲン交換用触媒。 2)芳香族ハロゲン化物を、請求項1記載の触媒と気相
    で接触させて、芳香族ハロゲン化物のハロゲンと触媒に
    含まれているハロゲンとを交換することを特徴とする芳
    香族ハロゲン化物のハロゲン交換方法。
JP63136239A 1988-06-02 1988-06-02 芳香族ハロゲン化物のハロゲン交換用触媒およびこの触媒を用いた芳香族ハロゲン化物のハロゲン交換方法 Pending JPH01304044A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5997610A (en) * 1995-02-17 1999-12-07 Huels Aktiengesellschaft Amphiphilic compounds with at least two hydrophilic and at least two hydrophobic groups based on dicarboxylic acid diamides

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5997610A (en) * 1995-02-17 1999-12-07 Huels Aktiengesellschaft Amphiphilic compounds with at least two hydrophilic and at least two hydrophobic groups based on dicarboxylic acid diamides

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