JPH1149711A - トリメチルハイドロキノンの製造法 - Google Patents

トリメチルハイドロキノンの製造法

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JPH1149711A
JPH1149711A JP9221043A JP22104397A JPH1149711A JP H1149711 A JPH1149711 A JP H1149711A JP 9221043 A JP9221043 A JP 9221043A JP 22104397 A JP22104397 A JP 22104397A JP H1149711 A JPH1149711 A JP H1149711A
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JP
Japan
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catalyst
trimethylhydroquinone
acid
hydrolysis
trimethylphenol
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JP9221043A
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English (en)
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Kazuharu Suyama
和晴 須山
Tomohiro Konishi
友弘 小西
Yasuo Matsumura
泰男 松村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Petrochemicals Co Ltd
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Publication date
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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
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    • 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】 【課題】 従来法における収率が低い欠点を除き、トリ
メチルハイドロキノンを安価に大量に製造する方法を提
供する。 【解決手段】 4−アセトキシ−2,3,6−トリメチル
フェノール、4−アセトキシ−2,3,5−トリメチルフ
ェノールおよびトリメチルハイドロキノンジアセテート
からなる群から選ばれる化合物の少なくとも一つを、触
媒の存在下に加水分解することを特徴とするトリメチル
ハイドロキノンの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はトリメチルハイドロ
キノン類からトリメチルハイドロキノンを製造する方法
に関するものである。トリメチルハイドロキノンはビタ
ミンE合成の中間体として有用な物質である。
【0002】
【従来の技術】トリメチルハイドロキノンジアセテート
からトリメチルハイドロキノンを製造する方法は、例え
ば特開昭47−7632号公報に開示されている。これ
は大過剰の酸無水物または酢酸の共存下に、4−オキソ
イソホロンを異性化して得られたトリメチルハイドロキ
ノンジアセテートを、硫酸またはp−トルエンスルホン
酸を触媒として加水分解してトリメチルハイドロキノン
とするものである。大過剰の酸無水物または酢酸は、そ
のまま加水分解に供される。しかしながら、この方法は
加水分解の収率が63%程度と高くない。さらにこの方
法では、共存する大過剰の酸無水物等も同時に加水分解
して消費するものであり、その結果酸無水物等の再利用
は不可能である。一般に酸無水物は高価であるため、こ
の方法ではコストが非常に高くなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の方法
におけるトリメチルハイドロキノンの収率が低いという
欠点を除き、トリメチルハイドロキノンを安価に大量に
製造することができる方法を提供することを目的とする
ものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第1
は、4−アセトキシ−2,3,6−トリメチルフェノー
ル、4−アセトキシ−2,3,5−トリメチルフェノール
およびトリメチルハイドロキノンジアセテートからなる
群から選ばれる化合物の少なくとも1つを、触媒の存在
下に加水分解することを特徴とするトリメチルハイドロ
キノンの製造法に関するものである。本発明の第2は、
本発明の第1において、加水分解を不活性ガスの雰囲気
中で行うことを特徴とするトリメチルハイドロキノンの
製造法に関する。本発明の第3は、本発明の第1におい
て、加水分解を窒素雰囲気中で行うことを特徴とするト
リメチルハイドロキノンの製造法に関する。本発明の第
4は、本発明の第1において、触媒が酸触媒であるトリ
メチルハイドロキノンの製造法に関する。本発明の第5
は、本発明の第1において、触媒がプロトン酸であるト
リメチルハイドロキノンの製造法に関する。本発明の第
6は、本発明の第1において、触媒が硫酸であるトリメ
チルハイドロキノンの製造法に関する。本発明の第7
は、本発明の第1において、触媒が、合成系固体酸触
媒、天然粘土系固体酸触媒または無機酸を多孔質無機物
質に担持させた固体酸触媒であることを特徴とするトリ
メチルハイドロキノンの製造法に関する。本発明の第8
は、本発明の第1において、触媒が、シリカ−アルミ
ナ、Y型ゼオライト、USY型ゼオライト、モルデナイ
トまたはZSM−5であることを特徴とするトリメチル
ハイドロキノンの製造法に関する。本発明の第9は、本
発明の第1において、加水分解を0〜600℃の温度で
行うことを特徴とするトリメチルハイドロキノンの製造
法に関する。本発明の第10は、本発明の第1におい
て、加水分解を気相において連続流通式により0.00
1〜100秒の接触時間で行うことを特徴とするトリメ
チルハイドロキノンの製造法に関する。本発明の第11
は、本発明の第1において、加水分解を気相において連
続流通式により1MPa 以下の圧力で行うことを特徴と
するトリメチルハイドロキノンの製造法に関する。本発
明の第12は、本発明の第1において、4−アセトキシ
−2,3,6−トリメチルフェノール、4−アセトキシ−
2,3,5−トリメチルフェノールおよびトリメチルハイ
ドロキノンジアセテートからなる群から選ばれる化合物
の少なくとも1つが、4−オキソイソホロンとカルボン
酸とを固体酸触媒の存在下において気相で接触させるこ
とにより製造されたものであることを特徴とするトリメ
チルハイドロキノンの製造法に関する。
【0005】本発明者らは、トリメチルハイドロキノン
の酢酸エステルからトリメチルハイドロキノンを製造す
る方法について鋭意研究を重ねた結果、従来法において
収率が低い原因は、トリメチルハイドロキノンやそのエ
ステルが非常に酸化され易いために、一部酸化されてト
リメチルベンゾキノンになることにあると推測した。そ
こで、本発明においては、実質的に酸素の存在しない
系、例えば不活性ガスの雰囲気中で触媒存在下に加水分
解を行うこととした。本発明によれば、トリメチルハイ
ドロキノンやそのエステルの酸化を防止することができ
るので、非常に高い収率でトリメチルハイドロキノンを
製造することが可能である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明においては、4−アセトキ
シ−2,3,6−トリメチルフェノール、4−アセトキシ
−2,3,5−トリメチルフェノールおよびトリメチルハ
イドロキノンジアセテートの内の少なくとも1つを、触
媒の存在下に加水分解することによりトリメチルハイド
ロキノンを製造する。
【0007】4−アセトキシ−2,3,6−トリメチルフ
ェノール、4−アセトキシ−2,3,5−トリメチルフェ
ノール、トリメチルハイドロキノンジアセテートまたは
これらの混合物を加水分解する際には触媒を用いる。触
媒としては酸触媒および塩基触媒のいずれも使用するこ
とができる。酸触媒としては、プロトン酸、ルイス酸、
固体酸等が用いられる。プロトン酸としては硫酸、塩
酸、硝酸、リン酸、過塩素酸、ギ酸、酢酸等のカルボン
酸、アジピン酸等が例示される。特に好ましいものは硫
酸である。ルイス酸としては塩化アルミニウム、三フッ
化ホウ素、三フッ化ホウ素エーテル錯体、塩化鉄、塩化
亜鉛等が例示される。また固体酸触媒としてはシリカ−
アルミナ、アルミナ、シリカ、ゼオライト等の合成系固
体酸触媒、酸性白土、活性白土等の天然粘土鉱物等が挙
げられる。ゼオライトを固体酸触媒として用いる場合、
HX型ゼオライト、HY型ゼオライトまたは水素ホージ
ャサイト等の水素ゼオライトを含有するものを使用する
ことができる。好ましくはHY型ゼオライト、USY型
ゼオライト、モルデナイトまたはZSM―5等が用いら
れる。さらに触媒に付着するカーボンを低減する目的な
どのために、これらの固体酸触媒にナトリウム、カリウ
ム等のアルカリ金属を担持させることができる。このほ
かにリン酸またはリンタングステン酸、ケイタングステ
ン酸もしくはケイモリブデン酸等のヘテロポリ酸などの
無機酸を、単独でもしくは組み合わせて、またはこれら
を適宜に多孔質無機物質に担持させて使用することもで
きる。具体的な例としてはアルミナ、マグネシア、シリ
カ、活性炭等の多孔質無機物質に無機酸を担持させた担
持酸触媒が挙げられる。上記の固体酸触媒のうち、触媒
の安定性の点では、合成系固体酸触媒、特にシリカ−ア
ルミナ、HY型ゼオライト、USY型ゼオライト、モル
デナイトまたはZSM−5等が好ましく用いられる。
【0008】一方、塩基触媒としては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウ
ム、炭酸水素カリウム等の無機塩、ナトリウムメトキシ
ド、ナトリウムエトキシド等のアルコキシド、トリエチ
ルアミン、ピリジン等のアミン、アンモニア等が例示さ
れる。
【0009】本発明においては、実質的に酸素が存在し
ない系内で加水分解反応を行う。これによりトリメチル
ハイドロキノンやそのエステル、特に加水分解で生成し
たトリメチルハイドロキノンの酸化を防止する。実質的
に酸素が存在しない雰囲気とするために、不活性ガスの
雰囲気下で加水分解を行う。加水分解原料中にすでに酸
素が溶存している場合には、あらかじめ適宜の脱酸素操
作、例えば蒸留や不活性ガスのバブリングなどにより十
分に酸素を除去する。加水分解の温度が高い場合には酸
化が進行し易いので、不活性ガスによる保護の効果が特
に大きい。工業的には不活性ガスとしては窒素ガスが好
ましい。
【0010】加水分解の反応形式としては回分式でも流
通式でもよい。固体酸を触媒に用いることにより、流通
式で反応を行うことが容易になる。流通反応系の媒体と
しては、一般にスチームが多く用いられる。スチームは
安価であり、冷却時に凝縮するために、媒体に用いると
生成物の回収が容易である。
【0011】反応温度は、触媒の種類、触媒と原料の接
触時間、原料と媒体との希釈比などに応じて0〜600
℃、好ましくは50〜300℃、さらに好ましくは10
0〜250℃の範囲から選択することができる。反応温
度が600℃より高くなると、副反応が多くなったり、
触媒のコーキングが顕著になり選択率が著しく低下する
ので好ましくない。また、反応温度が0℃より低いと、
目的とする反応の速度が低下して経済的に好ましくな
い。
【0012】本発明における反応では、触媒を長時間使
用するとコーキング等により次第に活性が低下するが、
例えば500℃程度の高温において空気等によりデコー
キングを行うことにより、初期の活性を回復させること
ができる。
【0013】流通式の場合、反応圧力は原料または生成
物が気相になり得る範囲であれば特に制限はないが、通
常は1MPa 以下、好ましくは0.5MPa 以下、さら
に好ましくは0.2MPa 以下である。
【0014】原料と触媒との接触時間は、気相における
流通式の場合、0.001〜100秒、好ましくは0.0
1〜10秒、さらに好ましくは0.05〜5秒である。
接触時間が0.001秒より短いと転化率が低下する。
また、100秒より長いと、生成したトリメチルハイド
ロキノンが重合するなど副反応が多くなる。回分式の場
合には、10分〜10時間の範囲である。
【0015】流通式の場合、反応器から出たガスを直ち
に冷却し液化する。必要に応じ、上記ガスを炭化水素等
の吸収液に通して回収してもよい。加水分解後反応液か
ら必要に応じて蒸留、分子蒸留、昇華、結晶化、再結
晶、圧力晶析等により高純度の目的生成物を得ることが
できる。結晶化や再結晶の場合には、溶媒としてヘキサ
ン用いることが好ましい。ヘキサンの使用により高純度
で無色の結晶が得られる。
【0016】
【実施例】実施例により本発明をさらに説明する。以下
に記載の%は重量%を示す。 <実施例1>トリメチルハイドロキノンジアセテート
8.64%、4−アセトキシ−2,3,6−トリメチルフ
ェノールと4−アセトキシ−2,3,5−トリメチルフェ
ノールとの合計量6.24%、および4−オキソイソホ
ロン75.7%を含む原料10.0gを500mlのフラ
スコに入れ窒素置換を行った。これに水50.0g、9
7%硫酸1.0gおよび酢酸11.3gを加え、100
℃、大気圧下で2時間攪拌した。反応液を室温まで冷却
し、ヘキサン30mlを加え、析出した結晶をろ過し、
トリメチルハイドロキノン0.941gを得た(収率9
0.0%)。この結晶をガスクロマトグラフィーにより
分析したところ、純度は100%であった。結晶がトリ
メチルハイドロキノンであることは、ガスクロマトグラ
フィーにおける保持時間、IR吸収およびMS分析の結
果が標準試料と一致することにより確認した。酸化生成
物であるトリメチルベンゾキノンの生成は確認されなか
った。
【0017】<比較例1>窒素置換を行わないこと以外
は実施例1と同様に実験を行なった。その結果、トリメ
チルハイドロキノン0.627g(収率60.0%、トリ
メチルハイドロキノンアセテート類転化率100%)を
得た。酸化生成物に起因する副生物として、トリメチル
ベンゾキノン0.410g(収率39.8%)を確認し
た。
【0018】<実施例2>シリカ−アルミナ触媒(商品
名:N633L、日揮化学(株)製)の粒径を16〜20
メッシュに調整し、その15mlを内径12mm、長さ
1mのステンレス鋼管に充填した。系内を窒素置換した
後、トリメチルハイドロキノンジアセテートの33重量
%トルエン溶液10.5gを10.5ml/h の流量で、ま
た水を30ml/h の流量で、それぞれ予熱管を経由して
触媒層に通し、反応温度200℃、大気圧下で反応を行
った(触媒との接触時間0.5秒)。反応物を冷却し、
ガスクロマトグラフィーにより分析したところ、原料の
転化率は100%、およびトリメチルハイドロキノンの
選択率は95%であった。
【0019】<比較例2>窒素置換をしないこと以外は
実施例2と同様に実験を行なった。反応物を冷却し、ガ
スクロマトグラフィーにより分析したところ、原料の転
化率は100%、およびトリメチルハイドロキノンの選
択率は90%であった。副生物としてトリメチルベンゾ
キノンが確認され、その選択率は10%であった。
【0020】
【発明の効果】本発明の方法を用いて、実質的に酸素の
存在しない系、例えば不活性ガスの雰囲気下で触媒の存
在下に加水分解を行うことにより、副反応としての酸化
を防止することができ、これにより安価な原料から簡単
な反応工程によって、有機合成の中間体として有用なト
リメチルハイドロキノンを高収率で製造することが可能
になった。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 4−アセトキシ−2,3,6−トリメチル
    フェノール、4−アセトキシ−2,3,5−トリメチルフ
    ェノールおよびトリメチルハイドロキノンジアセテート
    からなる群から選ばれる化合物の少なくとも1つを、触
    媒の存在下に加水分解することを特徴とするトリメチル
    ハイドロキノンの製造法。
  2. 【請求項2】 前記加水分解を不活性ガスの雰囲気中で
    行うことを特徴とする請求項1に記載の製造法。
  3. 【請求項3】 前記加水分解を窒素雰囲気中で行うこと
    を特徴とする請求項1に記載の製造法。
  4. 【請求項4】 前記触媒が、酸触媒である請求項1に記
    載の製造法。
  5. 【請求項5】 前記触媒が、プロトン酸である請求項1
    に記載の製造法。
  6. 【請求項6】 前記触媒が、硫酸である請求項1に記載
    の製造法。
  7. 【請求項7】 前記触媒が、合成系固体酸触媒、天然粘
    土系固体酸触媒または無機酸を多孔質無機物質に担持さ
    せた固体酸触媒であることを特徴とする請求項1に記載
    の製造法。
  8. 【請求項8】 前記触媒が、シリカ−アルミナ、Y型ゼ
    オライト、USY型ゼオライト、モルデナイトまたはZ
    SM−5であることを特徴とする請求項1に記載の製造
    法。
  9. 【請求項9】 前記加水分解を0〜600℃の温度で行
    うことを特徴とする請求項1に記載の製造法。
  10. 【請求項10】 前記加水分解を気相において連続流通
    式により0.001〜100秒の接触時間で行うことを
    特徴とする請求項1に記載の製造法。
  11. 【請求項11】 前記加水分解を気相において連続流通
    式により1MPa 以下の圧力で行うことを特徴とする請
    求項1に記載の製造法。
  12. 【請求項12】 前記4−アセトキシ−2,3,6−トリ
    メチルフェノール、4−アセトキシ−2,3,5−トリメ
    チルフェノール、トリメチルハイドロキノンジアセテー
    トからなる群から選ばれる化合物の少なくとも1つが、
    4−オキソイソホロンとカルボン酸とを固体酸触媒の存
    在下において気相で反応させることにより製造されたも
    のであることを特徴とする請求項1に記載の製造法。
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