JPH0544451B2 - - Google Patents

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JPH0544451B2
JPH0544451B2 JP24229584A JP24229584A JPH0544451B2 JP H0544451 B2 JPH0544451 B2 JP H0544451B2 JP 24229584 A JP24229584 A JP 24229584A JP 24229584 A JP24229584 A JP 24229584A JP H0544451 B2 JPH0544451 B2 JP H0544451B2
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aniline
catalyst
reaction
indole
sulfate
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Atsuro Yamauchi
Seiya Iguchi
Juzo Ono
Hiroshi Kimura
Satoshi Morita
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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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、アニリンとエチレングリコールから
インドールを製造する方法に関する。更に詳しく
は、アニリンとエチレングリコールを触媒の存在
下、気相で反応させてインドールを製造するに当
たり、触媒の活性低下を防止する方法に関するも
のである。
(従来の技術および発明が解決しようとする問題
点) インドールは香料、染料等広く化学工業原料と
して使用され、特に近年、アミノ酸の合成原料と
して注目されている。従来、インドールは高価な
原料を用い、あるいは、長く煩雑な工程を経て製
造されていた。しかしながら、最近に至り、安価
な原料を用い、且つ簡単な工程でインドールを製
造する方法としてアニリンとエチレングリコール
の気相接触反応が見出された。
反応に供する触媒としては、各種の固体酸触媒
や金属触媒が提案されている。これらの触媒は、
長期に亙つて反応を行つた場合、触媒の種類、反
応条件によつて程度は異なるが、活性の低下を示
し、定期的に酸素雰囲気中での加熱焼成による再
生操作を必要とする。再生操作は煩雑で、其の頻
度が過大であればプロセスの経済性を損う場合も
ある。此の活性低下の原因についてその詳細は明
らかではないが、常法にしたがつて再生賦活が可
能であることから、主な原因は有機物が反応条件
下で炭素質となつて触媒表面に沈着し、触媒の活
性点を被覆するためと考えられる。反応を水素雰
囲気で行つたり、更に、反応系に水を添加するこ
とによつて活性低下は低減されるが、必ずしも充
分なものではない。
一方、収率良くインドールを得る為には、反応
系に大過剰のアニリンを存在させる必要があるこ
とが知られている。したがつて、この方法で工業
的にインドールを製造する場合には、得られる反
応混合物中に含まれる多量のアニリンを分離回収
し、再び原料として反応に使用することが不可欠
となる。ところが、この場合、回収アニリンを使
用しない場合と此較して触媒の活性低下が著しく
促進されると言う問題を生ずる。即ち、回収アニ
リンをリサイクルすることなしに反応を行つた場
合、数百時間に亙つて充分な反応活性を維持出来
る触媒に対して、他の条件は全く同一のまゝ、回
収アニリンを供給すると触媒の活性低下が顕著と
なり再生操作の頻度が著しく増大する。したがつ
て、回収アニリンは触媒に対して有害な不純物を
含有しているものと推定される。
反応装置を出たガス状の反応混合物を凝縮して
得られる反応液中には、生成したインドール及び
水、未反応のエチレングリコール、過剰のアニリ
ンのみならず少量ではあるが各種の副反応生成物
が存在している。其の一部については分離、同定
されているが、多くの副反応生成物については、
其の化学構造、物理化合物性質等は明らかにされ
ていない。これらの副反応生成物の中に、回収ア
ニリンと分離されることなく反応装置へリサイク
ルされた場合、炭素質となつて触媒表面に沈着
し、其の活性低下の原因となるものが含まれてい
るものと考えられる。
しかも、常法にしたがつて蒸溜によつて回収し
たアニリンが触媒活性に悪影響を与えることか
ら、活性低下の原因となる副反応生成物はアニリ
ンのと気液平衡関係から、蒸溜操作ではアニリン
との分離が困難であるものと考えられる。
本発明の課題は、このような触媒に有害で、且
つ蒸溜分離の困難な副反応生成物を有効に除去
し、回収アニリンを反応原料として使用しても、
触媒の活性に対する悪影響を回避し得る方法を提
供することである。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、前記課題解決のための鋭意検討
した結果、アニリンを蒸溜によつて分離、回収し
て再び反応装置に供給するに先立つて、この副反
応生成物及びアニリンを含む溶液を加熱処理する
ことによつて、副反応生成物を不揮発性物質に変
換してアニリンとの蒸溜分離を容易ならしめるこ
とが局めて有効であることを見出し、本発明の方
法に至つた。
即ち、本発明はエチレングリコールに対し過剰
量のアニリンを用い、触媒の存在下気相反応させ
てインドールを製造する方法において、再使用す
るアニリンが反応生成物または反応生成物から分
離したアニリンを加熱処理、ついで蒸溜分離して
得られる回収アニリン含有アニリンであることを
特徴とするインドールの製造方法である。
本発明の対象となるインドールの製造方法は、
固体酸触媒や金属触媒の存在下、アニリンとエチ
レングリコールを気相で反応させる方法である。
この方法において使用される触媒の中、固体酸触
媒としては、(1)Si、Al、B、Sb、Bi、Sn、Pb、
Ga、Ti、In、Sr、Ca、Zr、Be、Mg、Y、Cu、
Ag、Zn、Cd及びランタナイド元素から選ばれた
少なくとも1種の元素の酸化物又は水酸化物(以
下、触媒物質(1)と称する)を含有する触媒、例え
ばCdO、ZnO、PbO2、Al2O3−B2O3、SiO2−
ZnO、SiO2−CaO、SiO2−In2O3、SiO2−SrO、
SiO2−CdO、SiO2−Al2O3、SiO2−MgO、TiO
−SnO2、TiO2−ZrO2、CdO2−Bi2O3、SiO2−
Y2O3、SiO2、Bi2O3−BeO、SiO2−Ga2O3、
SiO2−La2O3、SiO2−Ce2O3、SiO2−ZnO−
AgO、SiO2−MgO−CuO等を挙げることが出来
る。又、(2)Pd、Pt、Cr、Fe、Ni、Co、Zn、
Mo、Cd及びWから選ばれた少なくとも1種の元
素の硫化物又はセレン化物(以下、触媒物質(2)と
称する)を含有する触媒、例えば、PdS、PtS、
CrS、FeS、NiS、CoS、ZnS、MoS2、CdS、
WS2、ZnSe、CdSe等を挙げることが出来る。
又、(3)Fe、Tl、Ca、Mn、Bi、St、Y、Al、
Zn、Cd、Ni、Mg、In、Be、Co、Ga及びランタ
ナイド元素から選ばれた少なくとも1種の元素の
無機塩、即ちハロゲン化物、炭酸塩、硝酸塩、硫
酸塩、燐酸塩、ピロ燐酸塩、燐モリブデン酸塩、
珪タグステン酸塩(以下、触媒物質(3)と称する)
を含有する触媒、例えば、硫酸第二鉄、硫酸タリ
ウム、硫酸カルシウム硫酸マンガン、硫酸ビスマ
ス、硫酸ストロンチウム、硫酸イツトリウム、臭
化カドミウム、硫酸アルミニウム、硫酸亜鉛、硫
酸ニツケル、塩化カドミウム、硫酸マグネシウ
ム、硫酸インジウム、硫酸ベリリウム、硝酸カド
ミウム、硫酸コバルト、硫酸アルミニウム亜鉛、
塩化マグネシウム、硫酸カドミウム等を挙げる事
が出来る。
更に、金属触媒としては、Cu、Ag、Pt、Pd、
Ni、Co、Fe、Ir、Os、Ru及びRhから選ばれた
少なくとも1種の元素(以下、触媒物質(4)と称す
る)を含有する触媒を挙げることが出来る。
前記の各触媒物質の群の中で、最も好ましい用
いられるものとして、触媒物質(1)の群では、
SiO2−ZnO−AgO、触媒物質(2)の群では、硫化
カドミウムが、触媒物質(3)の群では、硫酸カドミ
ウムが、又、触媒物質(4)の群では此表面積の大き
な担体に担持したAgが挙げられる。
これらの触媒は、公知の任意の方法により製造
することが出来る。即ち、触媒物質(1)は、触媒構
成元素の水可溶性塩を加水分解して水酸化物と
し、得られたゲルを乾燥、焼成する方法、又は、
易分解性塩を空気中で熱分解する方法等により製
造することが出来る。
触媒物質(2)は、触媒構成元素の水可溶性塩に硫
酸ナトリウム又はセレン化カリウムを加える方
法、又は、触媒構成元素又は其の塩を硫化水素ガ
ス又はセレン化水素ガスと触媒させる方法等によ
り製造することが出来る。
更に、金属触媒である触媒物質(4)は、触媒構成
元素の塩、水酸化物又は酸化物を水素、ホルマリ
ン蟻酸、亜燐酸、ヒドラジン等の還元剤で還元す
る方法等により製造出来る。
これらの固体酸触媒又は金属触媒は前記の触媒
物質(1)、(2)、(3)、(4)を夫々単独、あるいは2種以
上混合したもの、又はそれらを担体に担持したも
のであつても良い。担体としては、一般に使用さ
れているものがいずれも使用出来るが、通常、珪
藻土、軽石、チタニア、シリカーアルミナ、アル
ミナ、マグネシア、シリカゲル、活性炭、活性白
土、石綿等が用いられる。これらの担体に前記触
媒物質を定法により担持させて担持触媒を調製す
る。
前記触媒物質の担体にする担持量は特に制限は
なく、通常、担体に応じた適当量、例えば1〜50
%の前記触媒物質を担持させて良い。
本発明のインドールの製造方法においてアニリ
ンとエチレングリコールとの反応は前記の触媒の
存在下、気相で実施されるが、固定層、流動層又
は移動層反応装置のいずれでも良い。
反応装置に導入することアニリンとエチレング
リコールは、アニリン1モルに対してエチレング
リコール0.01〜1モルの範囲、好ましくは0.05〜
0.5モルの範囲である。
原料であるアニリンとエチレングリコールの導
入量は液空間速度(LHSV)で、0.01〜10hr-1の
範囲であり、予め蒸発器にて気化させた後、反応
装置に導入する。又、其の際に、水蒸気、水素、
一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、窒素、ネオ
ン、アルゴン等をキヤリアガスとして同伴させて
も良い。とくに、水蒸気、水素、一酸化炭素は触
媒寿命を増大させるので好ましい。
反応温度は200〜600℃の範囲、好ましくは250
〜500℃の範囲である。
反応圧力は、標準大気圧以上、反応温度におい
て原料あるいは反応混合物中に含まれる成分が凝
縮相を形成する圧力以下の任意の圧力を選ぶこと
が出来るが、実用的には1.1×105〜1.0×107Paの
範囲が好ましく、2.0×1055.0×106Paの範囲がよ
り好ましい。
本発明の方法は、上記条件によるインドール製
造の反応装置を出たガス状の反応混合物を凝縮し
て得られる反応液、あるいはこの反応液からイン
ドールを分離した後のアニリン溜分であつても良
い。
加熱処理における処理温度は、100〜350℃、好
ましく150〜250℃である。一方、処理時間は処理
温度に応じて本発明の目的を達成するのに、必要
十分な時間を選定すれば良い。通常、10分乃至10
時間程度十分である。
其の操作圧力は処理溶液の組成及び処理温度に
応じて、其の飽和蒸気圧以上の圧力であれば良
い。この加熱処理を実施するに当たつては、回分
式であつても、あるいは連続式であつて良い。連
続式の場合には、完全混合、押出し流れまたは其
の中間の流体混合のいずれであつても良いが、押
出し流れに近い方が容積効率は向上する。
以上のように加熱処理した反応生成液または回
収アニリンは、触媒に対して有害な副反応生成物
が加熱処理で不揮発性物質に変換しているので、
これらを常法による蒸留分離で除去される。この
うようにして得られたアニリンはそのまゝ、また
は新しいアニリンと混合して反応に再使用され
る。
(作用および発明の効果) 本発明の方法によれば、エチレングリコールに
対する化学量論量より過剰のアニリンを反応装置
へ導入し、反応生成物からこの過剰のアニリンを
分離回収して再び原料として使用するに再し、こ
れに加熱処理を行うことより触媒に対すて有害な
副反応生成物を不揮発性物質に変換し除去するこ
とができる。
そのため、触媒の活性を長時間維持し収率よく
インドールを製造できる。
すなわち、本発明はアニリンとエチレングリコ
ールを原料とするインドールの工業的製造方法を
提供するものである。
(実施例) 以下、参考例、此較例及び実施例により本発明
の方法及び効果を更に具体的に説明する。
参考例 1 内径25mmのステンレス鋼製反応管に、粒径3〜
4mmの触媒500mlを充填して反応に供した。触媒
は粉末状の硫化カドミウムを圧縮成形したもので
ある。7Kg/cm2の加圧下に、水素ガスを2/
minで反応管に供給し、触媒層の温度を室温から
徐々に350℃迄上昇せしめ、350℃に保持した。つ
いで、アニリンと33%エチレングルコール水溶液
夫々234g/hr、48g/hrで混合、気化させた後、
反応管に供給して反応を開始した。反応開始直後
におけるエチレングリコール基準のインドール収
率74.8%であつた。この収率は時間の経過と共に
漸次低下し、反応開始後310時間では52.0%であ
つた。この場合、反応に供したアニリンは市販の
工業用アニリンである。
比較例 1 参考例1において、反応管を出る反応混合物を
室温迄冷却し、得られた凝縮液を水相と有機相に
二相分離して、後者より蒸溜によつてアニリンを
分離回収した。即ち、内容積30の蒸溜釜、内径
80mm、高さ2000mmの呼称寸法1/4inchラシヒリ
ングの充填層及び凝縮器より成るガラス製の蒸溜
装置に該有機相25Kgを仕込み、操作圧力10Torr、
還流比0.2で回分蒸溜を行つた。初溜分0.4Kgに、
ついで20.3Kgのアニリン溜分を溜出させた。同様
の回分蒸溜を繰り返して、略80Kgの回収アニリン
を得た。分析の結果、回収アニリンの純度は99%
以上であつた。
この回収アニリンを用いて参考例1と全く同様
の条件でインドール合成反応を実施した。反応開
始直後におけるエチレングリコール基準のインド
ール収率は参考例1と略同様の75.2%であつた
が、反応開始後195時間で既にに43.6%迄低下し
た。
実施例 1 参考例1の同一の条件のインドール合成反応に
於いて得られた有機相略100Kgを熱媒用ジヤケツ
ト付のステンレス鋼製撹拌槽に挿入し、緩かに撹
拌しながら、熱媒により加熱した。内部の温度が
200℃に達した後、2時間に亙つてこの温度に保
持した。この時、略6Kg/cm2の蒸気圧を示した。
この熱処理液から、比較例1とから全く同一の
蒸溜装置及び操作条件による回分蒸溜で略80Kgの
アニリンを回収し、参考例1と全く同様のインド
ール合成反応に供した。反応開始直後におけるエ
チレングリコール基準のインドール収率は参考例
1と略同様の75.0%であつた。以後、320時間に
亙つて反応を継続したが、この時の収率は50.5%
であり、参考例1と比較して遜色のない反応成績
が得られた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エチレングリコールに対し過剰量のアニリン
    を用い、触媒の存在下気相反応させてインドール
    を製造する方法において、再使用するアニリンが
    反応生成物または反応生成物から分離したアニリ
    ンを加熱処理し、ついで蒸留分離して得られる回
    収アニリン含有アニリンであることを特徴とする
    インドールの製造方法。
JP59242295A 1984-11-19 1984-11-19 インド−ルの製造方法 Granted JPS61122266A (ja)

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