JPH04178338A - 4―位にエチル化されたビフェニル類の製造方法 - Google Patents

4―位にエチル化されたビフェニル類の製造方法

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JPH04178338A
JPH04178338A JP2306098A JP30609890A JPH04178338A JP H04178338 A JPH04178338 A JP H04178338A JP 2306098 A JP2306098 A JP 2306098A JP 30609890 A JP30609890 A JP 30609890A JP H04178338 A JPH04178338 A JP H04178338A
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城下 満
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、4−位に置換基を有するビフェニル化合物の
中間体あるいは熱媒体や感圧紙溶剤として有用な4−エ
チルビフェニル、4,4−ジエチルビフェニル等のエチ
ルビフェニル類の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
エチルビフェニル類は、熱媒体、感圧紙溶剤等として有
用である他、ビフェニルカルボン酸、ビニルビフェニル
の原料としても有用である。中でも、4−ビフェニルカ
ルボン酸、4.4’−ビフェニルジカルボン酸等の4=
置換体及び4,4゛−置換体はその対称性から有用性が
高い。
ビフェニルをアルキル化し4−位にアルキル基を置換し
たビフェニル類を製造する方法としては、モルデナイト
型ゼオライトを触媒に用いオレフィンでアルキル化する
方法が知られている(特開昭63−227.529号、
特開昭63−122.635号の各公報)。
しかしながら、モルデナイト型ゼオライトを触媒に用い
て4−位の選択率を高めることができるのはプロピレン
、ブテンなど炭素数3以上のオレフィンによるアルキル
化であって、エチレンによるビフェニルのエチル化をモ
ルデナイト型ゼオライトを触媒に用いて行っても4−位
に選択的には エチル化されず、生成物は3−又は3.
3′−置換体を中心とした種々のエチルビフェニル類の
混合物となり、特にジエチルビフェニル中の4,4′−
ジエチルビフェニルの選択率(異性体中の選択率)は、
4〜IO%程度、またエチル化生成物中の4,4°−ジ
エチルビフェニルの収率(ビフェニル環を持つ化合物中
の重量%)は1〜4%程度と低いものであった。
また、特開昭63−162.632号公報には固体酸触
媒を用いたビフェニルのポリエチルベンゼンによるトラ
ンスエチル化反応が記載されているが、4−位への選択
率を高める詳細な反応条件については特に記載はされて
いなかった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、かかる状況に鑑み、その目的とするところは
、4−エチルビフェニル及び4,4°−ジエチルビフェ
ニルの選択率及び収率を高めたエチルビフェニル類の製
造方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、上記方法を確立するため、鋭意研究を行
った結果、驚くべきことに触媒として固体酸触媒、アル
キル化剤にはエチル基/ベンセン環のモル比が3.5以
上のポリエチルヘンセンを用い、しかも、反応温度等の
反応条件を選択することにより、効率よく4−エチルビ
フェニル、4,4゜−ジエチルビフェニル等の4−位に
エチル化されたビフェニル類(以下、4−位エチル化ビ
フェニル類という)の選択率及び収率を高めることがで
きることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、ビフェニル及びエチルビフェニル
から選ばれた少なくとも1種の原料ビフェニル類とポリ
エチルベンゼンとを固体酸触媒の存在下反応させるに当
り、反応温度が50〜240°C1使用するポリエチル
ベンセンのエチル基/ベンゼン環のモル比が3.5以上
及びポリエチルベンゼン/原料ビフェニル類の重量比が
1以上で反応を行うビフェニル類の製造方法である。
以下、本発明方法を詳細に説明する。
本発明で使用する固体酸触媒の種類としては、シリカア
ルミナ、ゼオライト、複合金属酸化物、固体リン酸、ヘ
テロポリ酸、イオン交換樹脂等の通常固体酸触媒として
知られている触媒であればよいが、工業的な入手の容易
さ等から、シリカアルミナ又はゼオライトが好ましい。
ゼオライトとしてはY型ゼオライト、L型ゼすライト又
はこれらをイオン交換、フッ素化処理等化学処理したも
のが好ましい。これらの固体酸触媒の酸強度としては、
アンモニア吸着熱が85 Kジュール1モル以上の酸点
を0.1〜3モル/kg持っものが好ましい。酸点の数
が0.1モル/kgより少ないと工業的に充分な転化率
を得るのが難しく、3モル/kgより多いと炭素質の析
出速度が速くなり触媒寿命が短くなる。
なお、活性を失った金属酸化物系の固体酸触媒は、窒素
で希釈した空気によって500’C程度で焼成し、炭素
質を取り除くという方法で容易に再生することができる
本発明で使用する原料ビフェニル類は、ビフェニル及び
/又はエチルビフェニルである。エチルビフェニルとし
ては2−エチルビフェニル、3−エチルビフェニル、4
−エチルビフェニルから選ばれた1種又は2種以上の混
合物であるが、4−エチルビフェニルを多く含む方が、
4,4°−ジエチルビフェニルの選択率、収率が高くな
り有利である。これらの原料ビフェニル類は塩基性窒素
の含有量が50 ppm以下、好ましくは20ppm以
下ものがよい。
また、エチル化反応での生成物から4−エチルビフェニ
ル及び/又は4,4°−ジエチルビフェニルを分離した
残りのビフェニル、モノエチルビフェニル、ジエチルビ
フェニル、トリエチルビフェニル等を反応系にリサイク
ルしてもよい。
エチル化剤として用いるポリエチルベンセンは、エチル
基/ベンゼン環=3. 5 (モル比)以上、好ましく
は3.8(モル比)以上となるような化合物又は混合物
である。化合物としてはテトラエチルベンゼン、ペンタ
エチルベンゼン及びヘキサエチルベンゼンがあり、混合
物としてはこれらの化合物同士の混合物やこれらの化合
物の1種又は2種以上とエチルベンゼン、ジエチルベン
ゼン、トリエチルベンゼン等の他のポリエチルベンゼン
の1種又は2種以上との混合物などが挙げられるが、上
記モル比となるように混合される。なお、本発明でいう
ポリエチルベンゼンは、エチルベンゼン、1.2−ジエ
チルベンゼン、1.3−ジエチルベンゼン、1.4−ジ
エチルベンゼン、1.2.3−トリエチルベンゼン、l
、 2.4− )ジエチルベンゼン、1.3.5− )
ジエチルベンゼン、1,2.3.4−テトラエチルベン
ゼン、l。
2、3.5−テトラエチルベンゼン、1.2.4.5−
テトラエチルベンゼン、ペンタエチルベンゼン、ヘキサ
エチルベンゼンのような化合物をいう。エチル基/ベン
ゼン環のモル比が小さいと、4−位エチル化ビフェニル
類の選択率又は収率が悪くなる。
ポリエチルベンゼンの使用量は原料ビフェニル類に対し
重量比で1以上、好ましくは1.5以上である。ポリエ
チルベンゼンの使用量が少ないと、反応の進行が遅い。
本発明の反応温度は、50℃〜240℃、好ましくは5
0°C〜220℃、更に好ましくは706C〜200℃
である。反応温度が反応原料の融点以下の場合は、デカ
リン、n−パラフィン等の反応に関与しない溶媒を用い
ることができる。反応温度が50℃より低い反応温度で
は反応速度か遅く工業的ではないし、240℃より高い
反応温度では4−位エチル化ビフェニル類の選択率が低
くなる。
通常、反応温度が低い方が4−位エチル化ビフェニル類
の選択性はよく、高い反応温度を選んだときは反応時間
を短くすることで高い4−位エチル化ビフェニル類選択
率が得られる。
反応圧力は常圧〜50 kg/ ctl、好ましくは常
圧〜30 kg/ crlである。触媒寿命を考慮して
、反応原料及び反応生成物が反応器の中で液状となるよ
うに反応圧を選ぶのが適当である。必要以上に反応圧力
が高くても反応に悪影響を及ぼすことはないが、特に高
(する必要はない。
製造方法は流通反応形式、バッチ反応形式で行うことが
できる。工業的レベルで大量に製造する場合は固定床の
流通反応形式が、少量を製造する場合はバッチ反応形式
が適している。
本発明の触媒量はバッチ反応形式の場合、触媒/(原料
ビフェニル類+ポリエチルベンゼン)=0.05〜0.
50(重量比)、好ましくは0゜10〜0.30(重量
比)であり、流通反応形式の場合、WH8V=0.1〜
5h−1、好ましくは、0.2〜3h−1である。
本発明の反応速度は、反応時間1時間当りでの原料ビフ
ェニル類の転化率が、下式 %式%) で定義される範囲に入るよう調節することが望ましい。
但し、Coは原料ビフェニル類の転化率(X)、Etは
反応器中のエチル基モル数、Bzは反応器中のベンゼン
環モル数、Bpは反応器中のビフェニル環モル数を表す
すなわち、反応中の任意の1時間をとったときの転化率
がいずれも上記式の範囲内となるように反応することが
よい。反応速度の調節は、反応温度、触媒使用量、反応
時間等のパラメーターを先に記載した範囲より選び、組
み合わせることにより行うことができる。通常、反応温
度は低く設定し、触媒使用量を多くする及び/又は反応
時間を長くすることにより反応速度を調節すれば、高い
選択率及び収率で4−位エチル化ビフェニル類が得られ
る。
このような条件で反応すると、トランスエチル化反応が
生じ、原料ビフェニル類がエチル化されると共にポリエ
チルベンゼンが脱エチル化される。
従って、反応終了後の混合物はビフェニル、エチルビフ
ェニル、ジエチルビフェニル、トリエチルビフェニル等
のエチルビフェニル類とエチル基が減少したポリエチル
ベンゼン及びベンゼン類等を含む。
本発明の反応終了後の混合物は、上記のように4−位エ
チル化ビフェニル類以外に、エチルベンゼン類、ビフェ
ニル、モノエチルビフェニル、ジエチルビフェニル、ト
リエチルビフェニル、テトラエチルビフェニル等を含む
が、反応での選択率が高いため、蒸留により4−エチル
ビフェニル又は4゜4′−エチルビフェニルを純度80
%以上に濃縮することができる。従って濃縮した後、更
に冷却晶析、圧力晶析、吸着等の分離法を用いて4−エ
チルビフェニル又は4,4°−ジエチルビフェニルを分
離するといった方法は必ずしも必要でない。蒸留により
分離した4−エチルビフェニル又は4,4′−ジエチル
ビフェニルの純度が充分でないときは、メタノール、エ
タノール、イソプロパツール等の溶媒を用いて再結晶す
ることにより100%にまで純度を上げることができる
4−位エチル化ビフェニル類を分離した残りのビフェニ
ル、モノエチルビフェニル、ジエチルビフェニル、トリ
エチルビフェニル等は熱媒、溶剤等に利用してもよいし
、反応器にリサイクルして4−位エチル化ビフェニル類
の原料とすることもできる。
〔実施例〕
以下、実施例に基ついて、本発明を具体的に説明する。
実施例1〜9、比較例1〜2 攪拌機付きオートクレーブに、ビフェニル又は4−エチ
ルビフェニルと、触媒としてシリカアルミナ又はY型セ
オライト及びエチル化剤としてテトラエチルヘンゼン異
性体混合物又はジエチルヘンゼン異性体混合物を仕込み
、第1表に示す反応条件で反応を行った。なお、触媒に
用いたシリカアルミナ及びY型セオライトは、そのアン
モニア吸着熱85にジュール1モル以上の酸点をそれぞ
れ0.40モル/kg、1.40モル/kg有するもの
であった。
反応生成物中のビフェニル環を持つ化合物の重量割合並
びに4−エチルビフェニル及び4,4°−ジエチルビフ
ェニルの選択率、収率を第2表に示す。
〔発明の効果〕
本発明によれば、4−エチルビフェニル及び/又は4,
4′−ジエチルビフェニルを効率良く製造でき、工業的
に有意義なものである。
特許出願人   新日鐵化学株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ビフェニル及びエチルビフェニルから選ばれた少
    なくとも1種の原料ビフェニル類とポリエチルベンゼン
    とを固体酸触媒の存在下に反応させるに当り、反応温度
    が50〜240℃、使用するポリエチルベンゼンのエチ
    ル基/ベンゼン環のモル比が3.5以上及びポリエチル
    ベンゼン/原料ビフェニル類の重量比が1以上の条件で
    反応を行うことを特徴とする4−位にエチル化されたビ
    フェニル類の製造方法。
  2. (2)反応時間1時間当りの原料ビフェニル類の転化率
    が、下式 Co≦15Et/(Bz+Bp) (但し、式中Coは原料ビフェニル類の転化率(X)を
    示し、Etは反応器中のエチル基モル数を示し、Bzは
    反応器中のベンゼン環モル数を示し、Bpは反応器中の
    ビフェニル環モル数を示す)で定義される範囲で反応さ
    せる請求項1記載の4−位にエチル化されたビフェニル
    類の製造方法。
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