JPH08245442A - 芳香族ハロゲン化物の異性化方法 - Google Patents

芳香族ハロゲン化物の異性化方法

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JPH08245442A
JPH08245442A JP7054537A JP5453795A JPH08245442A JP H08245442 A JPH08245442 A JP H08245442A JP 7054537 A JP7054537 A JP 7054537A JP 5453795 A JP5453795 A JP 5453795A JP H08245442 A JPH08245442 A JP H08245442A
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JP
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aromatic halide
isomerizing
aromatic
isomerization
aliphatic hydrocarbon
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JP7054537A
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Shu Maeda
周 前田
Masatoshi Watanabe
正敏 渡辺
Mamoru Ishikawa
守 石川
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Toray Industries Inc
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/35Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions not affecting the number of carbon or of halogen atoms in the reaction
    • C07C17/358Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions not affecting the number of carbon or of halogen atoms in the reaction by isomerisation

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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 芳香族ハロゲン化物を原料として酸型ゼオラ
イトと接触させて異性化するに際し、脂肪族炭化水素を
共存させることを特徴とする芳香族ハロゲン化物の異性
化方法。 【効果】 本発明によれば、異性化の反応性が向上し、
副反応を抑制して異性化反応への選択性が向上した芳香
族ハロゲン化物の異性化法を提供する事ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は芳香族ハロゲン化物の異
性化法に関する。
【0002】芳香族ハロゲン化物は有用な化合物であ
り、中でもジクロロトルエン、クロロトルエン、ジクロ
ロベンゼン(以下それぞれDCT、CT、DCBと略称
する)は医薬、農薬の原料として有用な化合物である。
【0003】
【従来の技術】一般に、芳香族ハロゲン化物は芳香族化
合物のハロゲン化によって得られるが、この反応は配向
性の強い反応である。さらに、医薬、農薬などの原料と
して用いる場合、特定の異性体が必要となる。例えばト
ルエンのジクロロ化によって得られるDCTの場合、得
られる異性体の種類および異性体の生成比率は、2,4
−DCT20〜35%、2,5−DCT25〜55%、
2,6−DCT5〜25%、2,3−DCT8〜12
%、3,4−DCT5〜12%である。この反応によっ
ては3,5−DCTを得ることができないので3,5−
DCTを目的とする場合DCTを異性化する必要があ
る。
【0004】DCT各異性体、さらには異性化によって
生成せしめられる3,5−DCTは、その単体として利
用するには分離する必要がある。
【0005】これら異性体を分離する方法としては、沸
点が互いに接近しているため蒸留法では分離できず、た
とえば特開昭60−423403号公報に示されるよう
に、吸着分離法あるいは吸着分離法と蒸留法の組み合わ
せによって達成できる。
【0006】目的とするDCT異性体を分離除去した残
りのDCT異性体は、異性化反応により再び目的とする
異性体濃度を増大せしめる事が経済的に極めて重要であ
る。その後、再び目的とするDCT異性体を分離除去
し、このサイクルを繰り返す。このような異性化反応を
行わせしめる方法として、特開昭58−144330号
公報にモルデナイト型ゼオライトによる方法が開示され
ているが、副反応によりDCT回収率が低く、工業的な
方法としては十分なものではなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】これら従来知られた異
性化方法では、芳香族ハロゲン化物の回収率が低く経済
的に不利なため、本発明者らは、かかる問題を解消し効
率良く芳香族ハロゲン化物を異性化し、濃度の乏しい芳
香族ハロゲン化物異性体の濃度を増大せしめる工業的に
優れた方法を確立すべく鋭意検討した結果、異性化反応
時に、ある特定の脂肪族炭化水素を共存させることによ
り、芳香族ハロゲン化物の異性化が効率的に行われ、回
収率低下が著しく改善する事を見出し本発明に到達し
た。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、芳香族ハロゲ
ン化物を酸型ゼオライトと接触させて異性化するに際
し、脂肪族炭化水素を共存させることを特徴とする芳香
族ハロゲン化物の異性化方法を提供するものである。
【0009】本発明において原料となる芳香族ハロゲン
化物は少なくとも1個のハロゲンで核置換されたハロゲ
ン化ベンゼンであり、例えばDCT、CT(クロロトル
エン)、DCB(ジクロロベンゼン)等が挙げられる。
【0010】本発明の異性化方法においては異性化反応
時、脂肪族炭化水素を少なくとも1種共存させることが
必須である。これにより、従来の異性化方法を大きく上
回る効果をもたらすことができる。
【0011】例えば原料としてDCTを使用、共存させ
る脂肪族炭化水素としてノルマルヘキサンを使用して異
性化反応を行うことにより、触媒活性が向上し、回収率
低下が大きく改善される。
【0012】共存させる脂肪族炭化水素は単独でも或い
は2種以上の混合物としても用いることができるが、い
ずれの場合においても異性化に際し芳香族ハロゲン化物
に対して重量比で1〜20重量%の割合で共存させる事
が好ましい。芳香族ハロゲン化物に対する脂肪族炭化水
素が1重量%より少ない場合、芳香族ハロゲン化物の回
収率低下を改善する効果が小さく、20重量%より多く
した場合、芳香族ハロゲン化物の回収率低下を改善する
効果はあるが通液量が増加するためエネルギー消費量が
増加し好ましくない。共存させる脂肪族炭化水素のさら
に好ましい量は芳香族ハロゲン化物に対して2〜10重
量%である。
【0013】また、これらの共存させる脂肪族炭化水素
は長鎖のもの、側鎖を持つもの、環状のものなどが使用
できるが、炭素数12以下のものを共存させることが好
ましい。炭素数が12より大きいものを用いた場合、ク
ラッキング等の副反応が顕著となり効果が小さくなるた
め好ましくない。
【0014】本発明に用いられる酸型ゼオライトとして
は、芳香族ハロゲン化物を異性化できるものであれば、
いずれのゼオライトも用いることができるが、その中で
好ましいのはモルデナイト型ゼオライト、ベータ型ゼオ
ライト、ペンタシル型ゼオライト等を例としてあげるこ
とができる。例えば芳香族ハロゲン化物がDCTの場
合、特に好ましいのはモルデナイト型ゼオライトであ
る。モルデナイト型ゼオライトの合成法は例えば特公昭
47−46677号公報、特開昭58−91032号公
報などに開示されており、ベータ型ゼオライトの合成法
は例えば米国特許第3,308,069号に開示されて
おり、ペンタシル型ゼオライトの合成法は例えば米国特
許第3,702,886号、米国特許第4,511,5
47号などに開示されている。
【0015】本発明の異性化反応において使用されるゼ
オライトは酸型体として用いられる。酸型のゼオライト
は、よく知られるようにゼオライト中の陽イオンを水素
イオンあるいは2価以上の多価カチオンにすることによ
って得られる。特に陽イオンを水素イオンとした酸型体
は活性が高く好ましい。
【0016】ゼオライト中の陽イオンを水素イオンにす
るには通常、ゼオライトを直接酸水溶液でイオン交換す
るか、金属陽イオンをアンモニウムイオンでイオン交換
し、ついで焼成する方法が行われる。また、ゼオライト
があらかじめ有機窒素含有カチオンを有する場合には焼
成により該有機窒素含有カチオンを分解させ水素イオン
に転化することにより酸型のゼオライトにすることがで
きる。もちろん必要に応じ、上述したイオン交換法によ
り、前記ゼオライト生成時に該ゼオライト中に存在する
ナトリウム等のアルカリ金属イオンをイオン交換するこ
とも可能である。
【0017】本触媒にレニウム金属を導入することによ
り、コーキングによる触媒の失活を抑制する効果があ
る。レニウムは金属形態で、もしくは酸化物、硫化物、
セレン化物などの化合物の形態で存在し得るが、いずれ
の場合もレニウム成分をレニウム原子として計算して、
全触媒量の約0.01重量%から約2.0重量%含む時
に優れた効果が得られる。特に0.05重量%から1.
0重量%が好ましい。レニウム成分として使用できるも
のは、過レニウム酸、過レニウム酸アンモニウム、塩化
レニウムなどを挙げることができる。
【0018】本発明に、かかる触媒を用いるにあたって
は通常成型体として使用される。成型法は特に制限され
るものではなく、転動法、押出し法、圧縮法などが用い
られる。成型の際必要ならば、アルミナゾル、粘土等の
バインダーを加えることも可能である。また、レニウム
等の金属を、含浸法、混練法などにより触媒に導入する
ことも可能である。このゼオライト成型体は通常300
〜700℃で焼成することにより活性化して触媒とす
る。
【0019】本発明の異性化方法は、上記のようにして
調製された酸型のゼオライトを触媒とし、芳香族ハロゲ
ン化物を少なくとも1種の脂肪族炭化水素の共存下接触
的に異性化するものである。
【0020】しかし、より好ましい実施形態は芳香族ハ
ロゲン化物を液相状態にし、水素ガスを少なくとも一部
液相芳香族ハロゲン化物に溶解させた状態で異性化させ
る方法である。液相状態で反応させると、触媒上に生成
した高沸点生成物が液相芳香族ハロゲン化物と共に系外
に流出するが、気相状態の場合には触媒上にそのまま残
留し、コークス成分となり触媒活性の被毒物質となりや
すい。
【0021】また、固定床、移動床、流動床のいずれの
方式も用いられるが、操作の容易さから固定床流通式反
応が特に好ましい。
【0022】反応温度は通常150〜500℃程度であ
るが、特に200〜450℃が好ましい。反応圧力は特
に限定されるものではないが、液相反応の場合、芳香族
ハロゲン化物を液相状態に保つべく反応圧力を設定しな
ければならないのはいうまでもない。
【0023】重量空間速度(WHSV)はDCT基準で
0.05〜10Hr-1、好ましくは0.1〜5Hr-1
ある。
【0024】かくして異性化によって得られた芳香族ハ
ロゲン化物各異性体は吸着分離法および/または蒸留法
により分離される。
【0025】これら異性体は、医薬、農薬の原料として
利用される。
【0026】
【実施例】以下に、本発明を実施例を持って説明する
が、本発明は、これらに規定されるものではない。
【0027】実施例1 合成モルデナイト型ゼオライト(SiO2 /Al2 3
比19.5モル/モル)粉末に、アルミナゾルをAl2
3 換算で10wt%添加して混練後14〜24メッシ
ュに押出し成型し、約120℃で一晩乾燥後、540
℃、2時間空気中で焼成した。このモルデナイト成型体
を10wt%塩化アンモニウム水溶液を用いて固液比
2.0リットル/kg、約80℃で5回イオン交換し充
分水洗した。次いで、このアンモニウムイオン交換した
ゼオライトを約120℃で一晩乾燥し、乾燥基準で30
g採取した。これを、レニウムを金属として0.15g
含む過レニウム酸水溶液に浸し、室温で3時間放置し
た。その後、液を切り、約120℃で一晩乾燥し、次い
で540℃、2時間焼成して触媒を得た。
【0028】この触媒を用いて固定床流通反応器を使用
し、ノルマルヘキサン(n−ヘキサン)を共存させてD
CT異性体混合物の異性化反応を行った結果を表1に示
す。異性化しづらい3,5−DCTの異性化率が大きく
向上しており、n−ヘキサン共存の効果は明らかであ
る。
【0029】実施例2 合成ベータ型ゼオライト(SiO2 /Al2 3 比1
8.0モル/モル)粉末に、アルミナゾルをAl2 3
換算で10wt%添加して混練後14〜24メッシュに
押出し成型し、約120℃で一晩乾燥後、540℃、2
時間空気中で焼成した。このモルデナイト成型体を10
wt%塩化アンモニウム水溶液を用いて固液比2.0リ
ットル/kg、約80℃で5回イオン交換し充分水洗し
た。次いで、このアンモニウムイオン交換したゼオライ
トを約120℃で一晩乾燥し、乾燥基準で30g採取し
た。これを、レニウムを金属として0.15g含む過レ
ニウム酸水溶液に浸し、室温で3時間放置した。その
後、液を切り、約120℃で一晩乾燥し、次いで540
℃、2時間焼成して触媒を得た。
【0030】この触媒を用いて固定床流通反応器を使用
し、n−ヘキサンを共存させてDCT異性体混合物の異
性化反応を行った結果を表1に示す。異性化しづらい
3,5−DCTの異性化率が大きく向上しており、n−
ヘキサン共存の効果は明らかである。
【0031】比較例1 共存化合物無しである他は、実施例1と同じ反応条件で
DCT異性体混合物の異性化反応を行った結果を表1に
示す。
【0032】比較例2 共存化合物無しである他は、実施例2と同じ反応条件で
DCT異性体混合物の異性化反応を行った結果を表1に
示す。
【0033】
【表1】
【0034】実施例3 実施例1と同様にして調製した酸型モルデナイト触媒を
用いて固定床流通反応器を使用し、n−ペンタンを5%
共存させてDCT異性体混合物の異性化反応を3,5−
DCT/ΣDCT=9%となる条件にて行った結果を表
2に示す。反応後の回収ΣDCT/供給ΣDCTは増加
しており、n−ペンタン共存の効果は明らかである。
【0035】実施例4 n−ヘキサンを3%共存させた他は、実施例3と同様に
して実験を行った結果を表2に示す。反応後の回収ΣD
CT/供給ΣDCTは増加しており、n−ヘキサン共存
の効果は明らかである。
【0036】実施例5 n−ヘキサンを5%共存させた他は、実施例3と同様に
して実験を行った結果を表2に示す。反応後の回収ΣD
CT/供給ΣDCTは増加しており、n−ヘキサン共存
の効果は明らかである。
【0037】実施例6 n−ヘキサンを7%共存させた他は、実施例3と同様に
して実験を行った結果を表2に示す。反応後の回収ΣD
CT/供給ΣDCTは増加しており、n−ヘキサン共存
の効果は明らかである。
【0038】実施例7 2−メチルペンタンを5%共存させた他は、実施例3と
同様にして実験を行った結果を表2に示す。反応後の回
収ΣDCT/供給ΣDCTは増加しており、2−メチル
ペンタン共存の効果は明らかである。
【0039】実施例8 3−メチルペンタンを5%共存させた他は、実施例3と
同様にして実験を行った結果を表2に示す。反応後の回
収ΣDCT/供給ΣDCTは増加しており、3−メチル
ペンタン共存の効果は明らかである。
【0040】実施例9 シクロヘキサンを5%共存させた他は、実施例3と同様
にして実験を行った結果を表2に示す。反応後の回収Σ
DCT/供給ΣDCTは増加しており、シクロヘキサン
共存の効果は明らかである。
【0041】実施例10 n−オクタンを5%共存させた他は、実施例3と同様に
して実験を行った結果を表2に示す。反応後の回収ΣD
CT/供給ΣDCTは増加しており、n−オクタン共存
の効果は明らかである。
【0042】比較例3 共存化合物無しである他は、実施例3と同様にして実験
を行った結果を表2に示す。
【0043】
【表2】
【0044】
【発明の効果】本発明によれば、異性化の反応性が向上
し、副反応を抑制して異性化反応への選択性が向上した
芳香族ハロゲン化物の異性化法を提供することができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料となる芳香族ハロゲン化物を酸型ゼ
    オライトと接触させて異性化するに際し、脂肪族炭化水
    素を共存させることを特徴とする芳香族ハロゲン化物の
    異性化方法。
  2. 【請求項2】 原料となる芳香族ハロゲン化物が次の一
    般式(I) 【化1】 (ここでRは炭素数1〜4のアルキル基、Xはハロゲン
    原子を表し、nは0から3までの整数、mは1から4ま
    での整数であり、かつ2≦m+n≦5を満たす。)で表
    されることを特徴とする請求項1記載の芳香族ハロゲン
    化物の異性化方法。
  3. 【請求項3】 請求項2において、Xが塩素であること
    を特徴とする芳香族ハロゲン化物の異性化方法。
  4. 【請求項4】 脂肪族炭化水素を、原料となる芳香族ハ
    ロゲン化物に対し、1〜20重量%共存させることを特
    徴とする請求項1,2または3記載の芳香族ハロゲン化
    物の異性化方法。
  5. 【請求項5】 脂肪族炭化水素を、原料となる芳香族ハ
    ロゲン化物に対し、2〜10重量%共存させることを特
    徴とする請求項4記載の芳香族ハロゲン化物の異性化方
    法。
  6. 【請求項6】 脂肪族炭化水素が炭素数12以下のもの
    であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記
    載の芳香族ハロゲン化物の異性化方法。
  7. 【請求項7】 脂肪族炭化水素が、一般式Cn
    2n+2(2≦n≦12)で表されることを特徴とする請求
    項6記載の芳香族ハロゲン化物の異性化方法。
  8. 【請求項8】 脂肪族炭化水素が、環状脂肪族炭化水素
    であることを特徴とする請求項6記載の芳香族ハロゲン
    化物の異性化方法。
  9. 【請求項9】 脂肪族炭化水素が、ノルマルヘキサン、
    ノルマルペンタン、2−メチルペンタン、3−メチルペ
    ンタン、シクロヘキサンおよびノルマルオクタンから選
    ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項6
    記載の芳香族ハロゲン化物の異性化方法。
  10. 【請求項10】 酸型ゼオライトがレニウムを含有する
    ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項記載の芳
    香族ハロゲン化物の異性化方法。
  11. 【請求項11】 2,6−ジクロロトルエン濃度の低い
    原料を使用し、2,6−ジクロロトルエン濃度を高める
    ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載の
    芳香族ハロゲン化物の異性化方法。
  12. 【請求項12】 3,5−ジクロロトルエン濃度の低い
    原料を使用し、3,5−ジクロロトルエン濃度を高める
    ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載の
    芳香族ハロゲン化物の異性化方法。
  13. 【請求項13】 2,3−ジクロロトルエン濃度の低い
    原料を使用し、2,3−ジクロロトルエン濃度を高める
    ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載の
    芳香族ハロゲン化物の異性化方法。
  14. 【請求項14】 芳香族ハロゲン化物の異性化反応終了
    後、脂肪族炭化水素を分離して取り出し、再び使用する
    ことを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項記載の
    芳香族ハロゲン化物の異性化方法。
JP7054537A 1995-03-14 1995-03-14 芳香族ハロゲン化物の異性化方法 Pending JPH08245442A (ja)

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