JPH04322743A - アルキルアダマンタン類の製造用触媒およびこれを用いたアルキルアダマンタン類の製造方法 - Google Patents

アルキルアダマンタン類の製造用触媒およびこれを用いたアルキルアダマンタン類の製造方法

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JPH04322743A
JPH04322743A JP3093989A JP9398991A JPH04322743A JP H04322743 A JPH04322743 A JP H04322743A JP 3093989 A JP3093989 A JP 3093989A JP 9398991 A JP9398991 A JP 9398991A JP H04322743 A JPH04322743 A JP H04322743A
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JP
Japan
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catalyst
alumina
alkyladamantane
producing
reaction
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Withdrawn
Application number
JP3093989A
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English (en)
Inventor
Susumu Okazaki
岡 崎  進
Yukio Asami
浅 見 幸 雄
Katsuhiko Takagi
高 木 克 彦
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements 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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高級な機能性高分子化
合物および医薬品などの原料として有用なアルキルアダ
マンタン類の製造用触媒およびこれを用いたアルキルア
ダマンタン類の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルキルアダマンタン類は、既にいくつ
かの製造方法が開示されているが、これらはH−Y型ゼ
オライトをイオン交換などの方法により修飾した固体酸
触媒を用いる方法(特公昭52−12706号など)、
並びにハロゲン化炭化水素溶媒中でハロゲン化アルミニ
ウム触媒により製造する方法(特開昭63−15933
0号、特開平2−138135号など)の2種に大別す
ることができる。ゼオライト系触媒を用いる方法は、ハ
ロゲン化アルミニウム触媒法のように大量の廃酸の発生
がなく、触媒と生成物の分離が容易であるなどの点で優
れた方法であるが、触媒活性が十分でないばかりか、開
環反応などにより分解生成物が生成するためアダマンタ
ン類への選択性が低いこと、さらに、触媒組成が複雑で
触媒コストが高くなるなどの問題点があった。特開昭6
0−246333号公報によれば、上述したゼオライト
系触媒を硫酸アンモニウム水溶液で処理し、これを焼成
して硫酸イオンを担持した触媒を用いることにより、ア
ダマンタン生成反応の選択性が向上するとの記載がある
が、硫酸イオンの担持による収率の向上は1.6倍にす
ぎず、また分解反応への選択率は記載されていない。ま
た、触媒組成が複雑であることは同様である。
【0003】一方、ゼオライト以外の固体触媒を用いた
研究例としては、塩素処理したPt/Al2 O3 触
媒(J.Chem.Soc.,93,2798(197
1))を挙げることができるが、触媒活性、触媒寿命と
も極めて低く、工業触媒として利用できるものではない
。以上述べたように、アルキルアダマンタン類を工業的
に安価に製造することを可能とする高活性で分解反応へ
の選択性が低く、かつ、組成が単純で触媒の製造も容易
である触媒は、未だ見いだされていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、ア
ルキルアダマンタン類を製造する触媒としてゼオライト
などの固体触媒を適用するにおいて、現状では触媒活性
が十分でないばかりか、開環反応などにより分解生成物
が生成するためアダマンタン類への選択性が低く、さら
に、触媒組成が複雑で調製法も簡便でなく触媒コストが
高くなるなどの問題点があった。したがって、本発明の
目的は、アルキルアダマンタン類を工業的に安価に製造
するにあたり、高活性・高選択性を有し、分解生成物の
生成もほとんど無く、かつ、触媒組成が単純で触媒コス
トも安価な工業的な使用に耐える触媒およびこの触媒を
用いたアルキルアダマンタン類の製造方法を提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】高活性・高選択率、かつ
、分解反応がほとんど進行しないこと、さらに触媒の組
成が単純でその製造が容易であることを目的として、本
発明者らは種々な固体触媒の活性と選択性を鋭意検討し
た。その結果、(1)γ−アルミナおよび/またはシリ
カ−アルミナを一般式(I)で示されるクロロフルオロ
メタンで処理した触媒は、アルキルアダマンタン類を工
業的に製造するに十分な活性と選択性を有し、この触媒
の調製は安価な原料を用い簡便なる方法で可能であるこ
と、(2)クロロフルオロメタンで処理する際の処理温
度を200〜500℃とすることにより、高活性で、か
つ分解反応の進行がほとんどみられず選択性の高い触媒
が得られること、(3)このようにして得られた触媒を
用い、窒素などの雰囲気下、5〜30気圧に加圧し、温
度200〜270℃で反応を行うことにより、高収率で
目的とするアルキルアダマンタン類を製造することがで
きることを見いだし本発明を完成した。
【0006】すなわち、本発明は、γ−アルミナおよび
/またはシリカ−アルミナを一般式(I)、CH4−(
n+m) Cln Fm   ───(I)(ただし、
n,mは1〜3の整数であり、nとmの和は3あるいは
4である)で示されるクロロフルオロメタンで処理した
ことを特徴とするアルキルアダマンタン類の製造用触媒
を提供するものである。
【0007】γ−アルミナおよび/またはシリカ−アル
ミナをクロロフルオロメタンで処理する際の処理温度は
200〜500℃であるのが好適である。
【0008】本発明はまた、上記触媒を用いてパーヒド
ロアセナフテンの異性化により炭素数12のアルキルア
ダマンタン類を製造する方法を提供するものである。こ
のとき、異性化反応を、5〜30気圧、200〜270
℃行なうのが好ましい。
【0009】以下に、本発明をさらに詳細に説明する。 シリカ−アルミナをCClF3 のようなクロロフルオ
ロメンタンで処理することにより酸強度が増大すること
は、既に報告されている(例えば、A.Kurosak
iら、Bull., Chem., Soc., Jp
n., 63, 2363(1990))。本発明で用
いられるクロロフルオロメタン処理γ−アルミナおよび
/またはシリカ−アルミナ触媒はこのような超強酸触媒
を転用しようとするものである。
【0010】ところで、アダマンタン転移反応が、一般
に、多量の強酸触媒を必要とすることはよく知られてい
るが、最適な酸強度範囲などについては何ら知られてい
ない。本発明者らは、γ−アルミナおよび/またはシリ
カ−アルミナをクロロフルオロメタンで処理するにあた
って、処理温度に好適範囲があるが、この範囲を逸脱す
ると活性・選択性とも低下することを見い出し本発明に
至ったものである。この理由については明らかではない
が、クロロフルオロメタンの担持状態や担持量が変化す
ることによって、表面状態が変化し、触媒の酸強度範囲
などが本反応の触媒にとって必要な最適範囲から逸脱す
るためと考えられる。
【0011】本発明で用いられる触媒原料のγ−アルミ
ナ、シリカ−アルミナは何ら限定的ではなく、種々な方
法により製造されたものを用いることができる。これら
触媒原料の形状は、反応器の形式にもよるが、粉末状、
顆粒状、あるいは適当な成形体など任意である。
【0012】本発明で用いるクロロフルオロメタンは、
下記の一般式(I)で示される。 CH4−(n+m) Cln Fm   ───(I)
(ただし、n,mは1〜3の整数であり、nとmの和は
3あるいは4である)この一般式(I)で示されるクロ
ロフルオロメタンとしては、トリクロロフルオロメタン
、ジクロロジフルオロメタン、クロロジフルオロメタン
等を例示することができる。
【0013】クロロフルオロメタン処理に用いる装置は
、何ら限定的ではないが、固定床流通式反応装置を用い
るのが簡便である。この場合、反応管に任意の量のγ−
アルミナおよび/またはシリカ−アルミナを充填し、ク
ロロフルオロメタン蒸気をそのまま、あるいは窒素など
の不活性ガスで希釈して流通させ、処理を行なえばよい
。処理時の圧力は減圧から加圧まで任意である。処理温
度は、既に述べたように、200〜500℃とする必要
があるが、処理時間は処理する際のクロロフルオロメタ
ンの種類や濃度等により異なる。例えば、顆粒状のシリ
カ−アルミナを窒素で濃度50%に希釈したジクロロジ
フルオロメタンで300℃で処理する場合、処理時間は
1〜60分、さらに好ましくは3〜30分が適当である
【0014】これらの処理によって、アルキルアダマン
タン類の製造にさいし高活性・高選択性を示すクロロフ
ルオロメタン処理γ−アルミナおよび/またはシリカ−
アルミナ触媒を製造することができる。なお、触媒の形
状は、反応器の形式にもよるが、粉末状、顆粒状、ある
いは適当な成形体など任意である。
【0015】本発明で用いられる原料のパーヒドロアセ
ナフテンは、通常、コールタール中に含まれるアセナフ
テンの全水添により得られるが、他の方法で製造したパ
ーヒドロアセナフテンを用いることもできる。
【0016】アルキルアダマンタン類の製造にさいし、
触媒は、パーヒドロアセナフテンに対し重量比で1/5
倍量以上用いればよいが、生産性や経済性の観点から1
/4〜4/1倍量が好ましい。反応はパーヒドロアセナ
フテンが気化しないよう5〜30気圧で行うが、30気
圧を越えると反応速度が低下してしまい好ましくない。 反応温度は200〜270℃が好適である。200℃未
満では反応速度が極めて遅く、270℃を越えると分解
生成物の生産量が多くなり、経済的でない。反応時間は
触媒量や反応温度にもよるが、1〜10時間が適当であ
る。例えば、反応温度を250℃とし、触媒を原料に対
し1/3重量比用いた場合では、2〜4時間反応を行え
ば十分である。パーヒドロアセナフテンと触媒との接触
方式はオートクレーブなどによる回分式完全混合槽、加
圧流通式など任意である。
【0017】本発明の方法によれば、高い選択率でバー
ヒドロアセナフテンから炭素数12のアルキルアダマン
タン混合物を製造することができるので、混合物として
使用する場合は非常に簡単な蒸留によって製品であるア
ルキルアダマンタン混合物を得ることができる。また、
反応生成物から特に有用な1,3−ジメチルアダマンタ
ンを得る場合には、これらのアルキルアダマンタン混合
物の内、1,3−ジメチルアダマンタンが最も熱力学的
に安定なため、生成物を精留して目的とする1,3−ジ
メチルアダマンタンを単離した後、蒸留残渣を反応器に
リサイクルして再度反応させることによって、高収率で
目的とする1,3−ジメチルアダマンタンを製造するこ
ともできる。
【0018】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0019】(実施例1)アルミニウムイソプロポキサ
イドより常法に従って調製したγ−アルミナを成形後、
粉砕して1〜2mm程度の顆粒としたもの10gを固定
床常圧流通式反応装置の反応管に充填した。触媒層の温
度を400℃とした後、窒素ガスで50%に希釈したト
リクロロフルオロメタン蒸気を総流量1.2L/min
で5分間接触させた。
【0020】処理済みの上記触媒5gとパーヒドロアセ
ナフテン15gとを容積50mLのステンレス製オート
クレーブにいれ、窒素置換後、窒素で15気圧に加圧し
た。次に、オートクレーブを電気炉で加熱するとともに
反応液を攪拌した。反応はオートクレーブの内温が25
0℃に到達してから2.5時間行った。反応終了後、反
応容器を冷却し、残ガスをパージして常圧に戻した。反
応生成物から触媒を濾過によって除去した後、生成物を
ガスクロマトグラフで分析した。その結果、パーヒドロ
アセナフテンの転化率は94%であり、炭素数12のア
ルキルアダマンタン(ジメチルアダマンタンとエチルア
ダマンタンの総和)への合計選択率は89%であり、開
環反応などによって生成した分解生成物への選択率は0
.8%にすぎなかった。
【0021】(実施例2)トリクロロフルオロメタンの
処理温度を300℃とした以外は実施例1と同様にして
処理、ならびに異性化反応を行った。生成物を分析した
結果、パーヒドロアセナフテンの転化率は99%、アル
キルアダマンタンへの合計選択率は92%、分解生成物
の選択率は1.2%であった。また、生成物の内、1,
3−ジメチルアダマンタンの選択率は36%であった。
【0022】(実施例3)γ−アルミナの処理をクロロ
ジフルオロメタンとした以外は実施例2と同様にして触
媒の処理、異性化反応を行った。パーヒドロアセナフテ
ンの転化率は94%、アルキルアダマンタンへの合計選
択率は91%、分解生成物の選択率は1.1%であった
【0023】(実施例4)実施例2で得た触媒を用い、
実施例2の5倍のスケールで異性化反応を行った。反応
結果は実施例2と同様であった。理論段数20段の蒸留
塔を用いて反応生成物から1,3−ジメチルアダマンタ
ンを精製したところ、22.4g(仕込んだパーヒドロ
アセナフテンの29.9%に相当)の1,3−ジメチル
アダマンタンが得られた。次に、この蒸留残渣に25g
のパーヒドロアセナフテンを追加して、同じ触媒により
再度異性化反応を行った。その結果、パーヒドロアセナ
フテンの転化率は100%、アルキルアダマンタンへの
合計選択率は94%、分解生成物の選択率は0.9%,
1,3−ジメチルアダマンタンの選択率は42%と第1
回目の反応結果と同様の結果が得られた。
【0024】(実施例5)処理する触媒原料をシリカ−
アルミナとし、用いる処理剤をジクロロジフルオロメタ
ンとし、処理時間を20分とした以外は実施例2と同様
にして触媒の処理、異性化反応を行った。パーヒドロア
セナフテンの転化率は95%、アルキルアダマンタンへ
の合計選択率は84%、分解生成物の選択率は0.4%
であった。
【0025】(実施例6)処理温度を200℃とした以
外は実施例5と同様にして触媒の処理、異性化反応を行
った。パーヒドロアセナフテンの転化率は87%、アル
キルアダマンタンへの合計選択率78%、分解生成物は
ほとんど生成しなかった。
【0026】(比較例1)何ら処理を行わずにγ−アル
ミナを触媒とした以外は実施例1と同様にして異性化反
応を行った。その結果、パーヒドロアセナフテンの転化
率は3%、アルキルアダマンタンへの合計選択率は15
%、分解生成物の選択率は2.0%とほとんど反応しな
かった。
【0027】(比較例2)何ら処理を行わずにシリカ−
アルミナを触媒とした以外は実施例1と同様にして異性
化反応を行った。その結果、パーヒドロアセナフテンの
転化率は23%、アルキルアダマンタンへの合計選択率
は42%、分解生成物の選択率は1.3%とほとんど反
応しなかった。
【0028】
【発明の効果】本発明の触媒を用いれば、高級な機能性
高分子化合物や医薬品の原料として注目されているアル
キルアダマンタン類を工業的に安価に製造することがで
きる。また、本発明で用いる触媒は原料が安価であり、
かつ単純な組成であるため調製法も簡便であるので、ア
ルキルアダマンタン類の製造方法として特にその工業的
意義が大きい。さらに、本発明によれば、炭素数12の
アルキルアダマンタン類の内、特に有用な1,3−ジメ
チルアダマンタンも高収率で製造できる点も本発明の大
きな意義である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  γ−アルミナおよび/またはシリカ−
    アルミナを一般式(I)、 CH4−(n+m) Cln Fm   ───(I)
    (ただし、n,mは1〜3の整数であり、nとmの和は
    3あるいは4である)で示されるクロロフルオロメタン
    で処理したことを特徴とするアルキルアダマンタン類の
    製造用触媒。
  2. 【請求項2】  γ−アルミナおよび/またはシリカ−
    アルミナをクロロフルオロメタンで処理する際の処理温
    度が200℃〜500℃である請求項1に記載のアルキ
    ルアダマンタン類の製造用触媒。
  3. 【請求項3】  パーヒドロアセナフテンの異性化によ
    り炭素数12のアルキルアダマンタン類を製造するにあ
    たり、請求項1または2に記載の触媒を用いることを特
    徴とするアルキルアダマンタン類の製造方法。
  4. 【請求項4】  請求項3の異性化反応を、5〜30気
    圧、200〜270℃で行う請求項3に記載のアルキル
    アダマンタン類の製造方法。
JP3093989A 1991-04-24 1991-04-24 アルキルアダマンタン類の製造用触媒およびこれを用いたアルキルアダマンタン類の製造方法 Withdrawn JPH04322743A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008546714A (ja) * 2005-06-17 2008-12-25 アポジー・バイオテクノロジー・コーポレイション スフィンゴシンキナーゼ阻害剤
RU2504533C1 (ru) * 2012-06-19 2014-01-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтехимии и катализа Российской академии наук Способ получения 1,3-диметиладамантана

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JP2008546714A (ja) * 2005-06-17 2008-12-25 アポジー・バイオテクノロジー・コーポレイション スフィンゴシンキナーゼ阻害剤
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