JPS60152433A - 4,4′−ジヒドロキシジフエニル類の製造法 - Google Patents

4,4′−ジヒドロキシジフエニル類の製造法

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JPS60152433A
JPS60152433A JP59009856A JP985684A JPS60152433A JP S60152433 A JPS60152433 A JP S60152433A JP 59009856 A JP59009856 A JP 59009856A JP 985684 A JP985684 A JP 985684A JP S60152433 A JPS60152433 A JP S60152433A
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今成 真
Hiroshi Iwane
寛 岩根
Takahiro Sugawara
貴博 菅原
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C37/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C37/11—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by reactions increasing the number of carbon atoms

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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】 技術分野 本発明は、4.4’−ジヒドロキシジフェニル類ノ製造
法に関するものである。
本発明の方法によれば、目的化合物である4、4′−ジ
ヒドロキシジフェニル類を高い選択率で容易に製造する
ことができる。
本発明の方法により製造される4、4′−ジヒドロキシ
ジフェニル類は、エポキシ化合物の原料として用いられ
る他に米[%許第2,479,948号明細書に記載さ
れている様な石油製品の安定剤として用いることもでき
る。
先行技術 置換基を有するフェノールは、酸化カップリングにより
ジフェノキノン、4.4’−ジヒドロキシジフェニル及
びポリフェニレンオキシドのような自己縮合生成物とな
シ得ることが知られている。
しかしながら、アルキルフェノール類かう4.4’−ジ
−ヒドロキシジフェニルを製造する例えば米国特許第4
.180□686号、英国特許第2.047.232各
号明細書等に記載の方法では、有機溶媒または化学社論
量の有機試薬を必要とし、しかも酸化カップリングを4
,4′−ジヒドロキシジフェニルの段階で止めるのが難
しく、主生成物はジフェノキノンやポリフェニレンオキ
シドである場合が殆どであった。
一方、水溶媒中で銅アミン錯体を触媒として用い、4.
4’−ジヒドロキシジフェニルを製造する方法(特開昭
53−65834号公報)も発表されているが、600
0〜10000 rpmという性能を有する攪拌装置や
しわ付モルトン(Morton )フラスコなる特殊な
装置を必要とし、工業的規模での製造は困難と思われる
。そして、この特殊な製造方法を工業化可能な本発明の
方法に用いる如き装置で行なった場合には、後記比較例
1に示す如く、アルキルフェノールの転化率及び4,4
′−ジヒドロキシジフェニルの収量が低く、満足のいく
水準ではなかった。
3里旦勲! 上述の先行技術の欠点を解消すべく鋭意検討を行い本発
明を完成した。
即ち、本発明は、一般式、 OH (式中、R1、R2及びR3はCl−12の直鎖或いは
側鎖を有するアルキル基で、R2は水素原子の場合もあ
る)で表わされるアルキルフェノール類を界面活性剤を
含有するp H7〜12の水溶液中で酸素または酸素含
有ガスの存在下三量化させて4,4′−ジヒドロキシジ
フェニル類を製造する方法において、該三量化を銅化合
物及びホウ素化合物の存在下に行うことを特徴とする4
、4′−ジヒドロキシジフェニル類の製造法を提供する
ものである。
本発明の方法によれば、有機溶媒を必要とせず、特殊な
攪拌装置及び反応器が不要であり、目的とする4、4′
−ジヒドロキシジフェニルを高い選択率で容易に製造す
ることができる。
3、発明の詳細な説明 本発明の方法に用いるアルキルフェノール類は、一般式
、 OH (式中、R1、R2及びR3はC1〜12の直鎖或いは
側鎖を有するアルキル基で、R2は水素原子の場合もあ
る)で表わされる2、6−ジアルキルフェノール又ハ、
2・3.6− )リアルキルフェノールである。
代表的な2,6−ジアルキルフェノールとしては、例え
ば次のようなものがある。2.6−キシレノール、2−
メチル−6−メチルフェノール、216−ジニチルフエ
ノール、2,6−ジアルキルフェノール、2−メチル−
6−オクチルフェノール、2−イソブチル−6−ドゾシ
ルフエノール、2.6−ジ第三ブチルフエノール、2,
6−ジ第ニブチルフエノール、2−シクロヘキシル−6
−メチルフェノールなど。また、2,3.6−1−リア
ルキルフェノールとしては、例えば次のようなものがあ
る’62+3.6− )リメチルフェノール、2,3.
6−ドリエチ/l/ 7 エンール、2,6−シメチル
ー3−エチルフェノール、2.3−ジエチル−6−第三
ブチルフェノール、2,6−ジ第三ブチル−3−メチル
フェノールなど。
本発明の方法では触媒として銅化合物を用いるが、水溶
液中で銅イオンを与えるような第一銅化合物あるいは第
二銅化合物のどちらも利用できる。
本発明の方法に利用できる代表的な銅化合物としては、
例えば次のようなものがおる。
(1) ハロゲン化物、例えば塩化物、臭化物及びヨウ
化物。
(2)下記の式で表わされるような塩基性ノ・口承酸化
物。
CuX−Cu0HまたはCuX2 ・Cu(OH)2式
中Xは塩素、臭素、ヨウ素またはフッ素である。
(3)カルボン酸塩、例えば酢酸塩、安息香酸塩など。
(4)硫酸塩。
(5)硝酸塩。
(6)アルキル硫酸塩及びアリール硫酸塩。
(7)炭酸塩及びCuC0a −Cu (OH)2、C
u2COa−CuOHのような塩基性炭酸塩。
(8)水酸化物。
(9) CuC6Oa、Cu(C4Oa)2のような塩
素酸塩。
本発明の方法において用いられる銅化合物の使用量は、
アルキルフェノール1モル当す少なくとも0.01〜0
.1ミリモルである。この範囲よシも少ない量でも反応
は起きるが、反応速度が遅くまた収率も低い。また、こ
れ以上の量の銅化合物を使用すると、副生成物であるジ
フェノキノンの割合が増加する。
本発明の方法においては、反応系内に界面活性剤を添加
して反応を行わせるが、ここで”界面活性剤”とは、分
子中に疎水性基と親水装置の両方を持った有機化合物を
意味する。この界面活性剤としては例えば、脂肪酸石け
ん、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンおよびア
ルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキル硫酸塩、アル
キルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルエー
テルリン酸塩などが用いられる。界面活性剤の使用量は
、アルキルフェノール1モル当シ少なくとも約5ミリモ
ルであることが望ましく、約5二約15ミリモルである
場合に好ましい結果が得られる。それ以上多量の界面活
性剤を使用しても、4゜4′−ジヒドロキシジフェニル
の収量は増大しない。
本発明の方法では反応混合物のpHを反応が終了するま
で7〜12の範囲内に維持する必要がある。そのため、
塩基性物質または塩基性ホウ素化合物を添加しなければ
ならない。前者を使用する場合にはホウ素化合物を併せ
て添加する。このようにしてp Hが7〜12に維持さ
れた場合には、4.4′−ジヒドロキシジフェニルの収
量が増大する。
本発明の方法に利用し得る塩基性ホウ素化合物としては
、例えばメタホウ酸リチウム、メタホウ酸ナトリウム、
過ホウ酸ナトリウム、四ホウ酸リチウム、ホウ砂、トリ
メトキシボラン、トリフエノキシボラン等がある。また
塩基性物質を用いる場合にこれと併せて添加されうるホ
ウ素化合物としては、前記記載の塩基性ホウ素化合物の
他に、例えばホウ酸、酸化ホウ素などが含まれる。
上記反応混合物のpnを7〜12に維持するために利用
可能な塩基性物質としては、上述の塩基性ホウ素化合物
の他にアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩及び重炭酸塩な
どがある。具体的には例えば水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチ
ウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウムなどがある。
本発明の方法は、ホウ素化合物を添加することにより初
めて4.4′−ジヒドロキシジフェニルを選択的に好収
率で製造することを可能としたものである。これに対し
て塩基性物質のみ使用し、ホウ素化合物を追添加しない
従来技術では 4,4/−ジヒドロキシジフェニルは生
成するが、収量が少なく、ポリフェニレンオキイドの副
生量が増大スル。
く反応条件〉 本発明の方法では水を反応溶媒として用いるが、他の基
質が水に可溶である必要はなく、反応系はスラリーまだ
は懸濁液等でもよい。−また反応混合物の各成分は任意
の適当な方法で混合することができる。一般的には、適
当な反応容器中でアルキルフェノール、界面活性剤、銅
化合物、塩基性物質、ホウ素化合物及び水を任意の順序
で添加して混Lfる。ただし、場合によっては銅化合物
の一部を反応の途中で添加した方が4.4′−ジヒドロ
キシジフェニルの収量が増大することがある。例えば、
大規模に反応を行なう場合には所定量の触媒を2等分し
、その一方を反応開始時に添加し残りを1〜2時間後に
追添加する方法である。大規模に反応を行なう場合、反
応開始時に触媒の全量を添加すると生成物中に多量のジ
フェノキノンを含有することがある。その様な場合には
触媒を分割添加することによりジフェノキノンの生成を
抑制できる。なお分割は2等分である必要はなく、伺回
に分けて添加してもかまわないが好ましくは2〜4等分
し添加すべきである。
本発明の方法に用いる酸化剤としては、酸素或いは空気
などの酸素含有ガスがある。酸化剤の使用量は、原料ア
ルキルフェノールを酸化カップリング生成物に変換する
のに十分な、原料アルキルフェノール1モルに対して0
.2〜0.5モル、好ましくは0.25〜0.30モル
である。酸化剤の使用量が上記範囲よシ多くなると反応
生成物中のジフェノキノンの割合が増大し、目的物であ
る4、4’−ジヒドロキシジフェニルの割合が減少する
。酸素及び酸素含有ガスは、反応混合物中に直接導入し
ても、あるいはその雰囲気下で反応を行なってもどちら
でもかまわないが、前者の方が良い結果を与える。酸素
含有ガスとして空気を用いる場合には加圧にした方が反
応速度が速く実際的である。
反応温度は反応速度を考慮すると約80〜100℃に維
持することが望ましい。それよりも低い温度では、反応
速度が低下し、反応時間を長くする必要がある。
反応が完了するまでの時間は、反応圧力や反応温度、ア
ルキルフェノールや銅化合物の使用量に依存する。しか
しながら、例えば酸素を用い、大気圧で反応を行なうな
らば、通常は約6時間以内に完了する。
実験例 実施例1 300m4つロフラスコ中に2,6−キシレノール6.
101F(50ミリモル)、ホウ砂1.00 f(2,
6ミリモル)、ラウリル硫酸ナトリウム0.0311イ
オン交換水30fを添加し、温度計、ジムロート、ガス
導入管及び攪拌羽根を取シ付けた。
約1000 rpmで攪拌しながら混合物中に酸素を導
入し、その温度が80℃になるまで加熱昇温した。80
℃になったところで攪拌を一担停止し、酢酸第二銅を水
溶液(4,0ミリモル/l)としてo、s ml (0
,002ミリモル)を手早く添加し、攪拌を再開した。
この時点での反応混合物のpHは9.4であった。反応
混合物の温度が80℃を保つようにして、攪拌と酸素の
導入を4時間続けた。
反応混合物を冷却し、そのp Hを測定したところpH
は9.0だった。3規定HC6水溶液4mlを加えて酸
性とし、内部標準法によるガスクロマトグラフ法で定量
したところ、0.671Pの2,6−キシレノールが未
反応であり、4.86 fの3.3’、5.5’−テト
ラメチル−4,4′−ジヒドロキシジフェニル(以下T
MDDPと略す)が生成した。まだ生成した固形物の一
部を採取し分光光度法で分析したところ、0.4%のジ
フェノキノンが含まれていた。
比較対照のために特開昭53−65834号公報に記載
されている銅−アミン錯体を触媒とする実施例1に従う
が、上記公報に記載の特殊なしわ付モルトン(Mort
on)フラスコ及びラブリン(LaMine )式中字
形ステンレス鋼製羽根車を用いた攪拌機を使用しないで
普通の反応器及び攪拌装置を用いて実験を行った結果を
次に示す。
比較例1 第一フラスコに酢酸鋼0.40 r (2,0ミリモル
)、エタノールアミン0.24 t (4,0ミリモル
)及びイオン交換水25?を添加した。
5001174つロフラスコ中に2,6−キシレノール
48.8f(400ミリモル)、ラウリル硫酸ナトリウ
ム0.2t、イオン交換水150fを添加し、温度計、
ガス導入管、ジムロート及び攪拌羽根を取り付けた。約
1100Orpで攪拌し、第一フラスコ中の銅−アミン
錯体溶液を加えて15分間攪拌し、重炭酸ナトリウム0
.67 fを水溶液として3分間にわたって滴下した。
この時点での反応混合物のpHは8.5であった。
次に反応混合物の温度が80℃になるまで加熱昇温し、
酸素を導入しながら6時間攪拌を続けた。
反応混合物を冷却し、そのpHを測定したところpHは
4.0だった。内部標準法によるガスクロマトグラフ法
で定量したところ、2,6−キシレノールの14.6 
fが未反応であシ、30.5 fのTMDDPが生成し
た。生成固形物の一部を採取し、分光光度法で分析した
ところ、0.6%のジフェノキノンが含まれていた。
実施例1では2,6−キシレノールの転化率89.0%
、TMDDP収率80.3%であったのに対し、比較例
1では2,6−キシレノールの転化率70・1%、TM
DDP収率63.0%であった。このことから何ら特別
な装置を使用しない場合に鵬本発明の方が特開昭53−
65834号明細書に記載の方“法よシも優れている。
実施例2 実施例1と同様な反応装置に、2,6−キシレノール6
.10 f (50ミリモル)、ホウ酸0.31 f(
5,0ミリモル)、水酸化ナトリウム0.1 Of(2
,5ミリモル)、ラウリル硫酸ナトリウム0.032及
びイオン交換水30mJを添加した。約100゜rpm
で攪拌しながら混合物中に酸素を導入し、その温度が8
0℃になるまで加熱昇温した。80℃になったところで
攪拌を一担停止し、酢酸第二銅を水溶/ff1(4,0
ミリモル/l)として0.51(0゜002 ミIJモ
ル)を手早く添加し、攪拌を再開した。この時点での反
応混合物のpHは9.5であった。反応混合物の温度が
80℃を保つようにして、攪拌と酸素の導入を4時間続
けた。
反応混合物を冷却し、そのpHを測定したところp H
は8.8であった。3規定HC1水溶液4dを加えて反
応混合物を酸性とし、内部標準法によるガスクロマトグ
ラフ法で定量したところ、1.7Of (27,9%)
の2.6−キシレノールが未反応であシ、TMDDP 
4.22 f (69,8%)が生成した。また生成し
た固形物の一部を採取し分光光度法で分析したところ、
0.3%のシフ壬ツキノンを含んでいた。
比較例2 実施例1と同様な反応装置に、2.6−キシレノール、
6.1 Of (50ミリモル)、水酸化ナトリウム0
.40 ? (10ミリモル)、ラウリル硫酸ナトリウ
ム0.039及びイオン交換水30mを添加した。約1
00 Orpmで攪拌しながら酸素の導入を開始し、混
合物の温度が80℃になるまで加熱昇温した。80℃に
なったところで一担攪拌を停止し、酢酸第二銅を水溶液
(4,0ミIJモル/l)として0.5 ic/ (0
,002ミリモル)を手早く添加し攪拌を再開した。こ
の時点における反応混合物のpHは11.4であった。
反応混合物の温度を80℃に保ち攪拌と酸素の導入を4
時間続けた。
反応混合物を冷却し、そのpHを測定したところpHは
9.4であった。3規定HC4水溶液4dを加えて反応
混合物を酸性とし、内部標準法によるガスクロマトグラ
フ法によって定量したところ、2.06 y (33,
8%)の2,6−キシレノールが未反応であシ、1.4
3 t (23,6%)のTMDDPが生成した。反応
生成固形物の一部を採取し分光光度法で分析したところ
、0.1%のジフェノキノンを含んでいた。
実施例2と比較例2の結果から明らかなように、ホウ素
化合物が存在しない場合には2,6−キシレノールの転
化率およびTMDDPの収率がイ氏い。
実施例3 50 Qm4つロフラスコに2.3.6− )リメチル
フェノール54.59 (400ミリモル)、ホウ砂8
、Of (21ミリモル)、ラウリル硫酸ナト1ノウム
0.24 f及びイオン交換水24Qdを添カロし、ジ
ムロート、温度計及びガス導入管を取り付けた。
約100 Orpmで攪拌しながら酸素の導入を開始し
、反応混合物の温度が80℃になるまで加熱昇温した。
80℃になったところで一担攪拌を停止し、酢酸第二銅
を水溶1(Loミリモル/7)として3.6 ml (
0,036ミリモル)を手早く加え攪拌を再開した。こ
の時点での反応混合物のpHは9.6であった。反応混
合物の温度を80℃に保ち酸素の導入と攪拌を5時間継
続した。
反応混合物を冷却し、そのpHを測定したところpHは
8.9であった。3規定1(Ct水溶液15mgを加え
て酸性とし、生成した固形物を炉別した。
この固形物を約80℃の温水で洗浄し、さらにトルエン
で洗浄して未反応の2.3.6− )リメチルフェノー
ルを除去し、十分に乾燥したところ、42.49の白色
粉体が得られた。分光光度法での分析によシその粉体中
にはジフェノキノンは含まれず、100%212’l 
3 + 3’+ s + 6’−へキサメチル−4,4
′−ジヒドロキシジフェニル(以下HMDDPと略す)
であった。これよりI(MDDPの収率は78.5%で
あった。
実施例4 実施例1と同様な反応装置に、2,6−キシレノール6
.10 f (50ミリモル)、ホウ砂1.002(2
,6ミリモル)、ラウリル硫酸ナトリウム0.032及
びイオン交換水3Qslを添加した。約100゜rpm
で攪拌しながら空気の導入を開始し、混合物の温度が8
0℃になるまで加熱昇温しだ。80℃になったところで
一担攪拌を停止し、酢酸第二銅を水溶液(10ミリモル
/l)としてt、omz(o。
01ミリモル)を手早く加え攪拌を再開した。この時点
での反応混合物のpHは9.3であった。反応混合物の
l照度を80℃に保ち攪拌と空気の導入を6時間続けた
。
反応混合物を冷却し、そのpHを測定したところpHは
9.0であった。3規定HC1水溶12mzを加えて反
応混合物を酸性とし、内部標準法によるガスクロマトグ
ラフ法で定量したところ、1.989 (32,5%)
の2,6−キシレノールが未反応であり、TMDDP 
3.44 r (56,9%)が生成した。また生成固
形物の一部を採取し分光光度法で分析したところ、ジフ
ェノキノンは含んでいなかった。
実施例5 圧力ゲージ、安全弁、ガス導入口、ガス排気口及び誘導
攪拌装置を有する1 1sUsオートクレーブ中に、2
,6−キシレノール97.6 f (800ミリモル)
、ホウ砂16.Or (42,5ミリモル)、ラウリル
硫酸ナトリウム0.48 f、イオン交換水4B0ra
l及び酢酸第二銅水6r[(10’、 リモル/l) 
1.6m/(0,016ミリモル)を添加した。ガス排
気口に調圧弁を取り付け、系内の圧力がゲージ圧で4.
oKp/−を保ちしかも常に一定量の空気が排出される
ように調節した。ガス導入口からゲージ圧で4.2Kq
/−の空気を導入し、約100゜rpmで攪拌し、反応
混合物の温度が80℃になるまで加熱昇温した。80℃
で攪拌と空気の導入を1時間続けた。この際前記のよう
に反応系内のガスの一部は常にガス排気口から排気され
ており、系内の圧力はゲージ圧で4.0 Kg / c
ystであった。
攪拌及び空気の導入を一担停止してオートクレーブ中の
圧力を常圧に戻し、前記の酢酸第二銅水溶液0.8献(
0,00九ミリモル)を追添加し、再び空気を導入して
ゲージ圧で4.0Kg/ltIとし、攪拌と空気の導入
を5時間続けた。この間、ガス排気口からは常に一定量
のガスが排出されていた。
攪拌と空気の導入を停止し、オートクレーブ中の圧力を
常圧に戻し、3規定HC/、水溶液30111i1を加
えて反応混合物を酸性とし、固形物をp別した。
この固形物を約80℃の温水で洗浄し、さらにトルエン
で洗浄して未反応の2,6−キシレノールとポリフェニ
レンオキシドを除去し十分に乾燥したところ、黄緑色粉
体7 i、t rが得られた。粉体の一部を分光光度法
で分析したところ、0.8%のジフェノキノンと99.
2%のTMDDPを含んでいた。これよりTMDDPの
収率は、72.9%であった。
特許出願人 三菱油化株式会社 代理人 弁理士 古 川 秀 利 代理人 弁理士 長 谷 正 久 手続補正書(自発) 昭和sq年3月2日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 l 事件の表示 昭和59年行許願第qgst、号コ 
発明の名称 ダ、tI′−ジヒドロキシジフェニル類の
製造法3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目S番λ号氏名 (
A(B)三菱油化株式会社 ダ代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目S番コ号S 補正
命令の日付 自発 2.。
111 Elll細書の第1/頁第9〜IO行に「約ざ
0〜100℃」とあるの全1約lIo〜10θ℃、好1
しくはso〜90℃」と訂正する。
(2)明細書の第7頁末行〜第gp第コ行に「少なくと
も約Sミリモル・・・・・・約Sミリモル」とあるのを
削除し、[o、 o s ミリモル以上用いられるが、
好ましくはOl〜/SOミリモル、特に好ましくはO,
S〜SOミリモル」會挿入する。
以上 手続補正書(自発) ′ 昭和60年1月18日 特許庁長官 志 賀 学 殿 ム 1、事件の表示 昭和59年特許願第9856号2、 
発明の名称 4,4′−ジヒドロキシジフェニル類の製
造法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区丸の内二丁目5番2号氏名 (6
05) 三菱油化株式会社 4、代理人 住所 東京都千代田区丸の内二丁目5番2号5、補正命
令の日付 自発 6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。
7、補正の内容 (1)明細書第7頁第5〜6行に、「少なくとも0.0
1〜0.1ミリモルである。」とあるのを、「0゜01
〜0.1ミリモル、好ましくは0.02〜0.08ミリ
モルである。」と訂正する。
(2)明細書第10頁末2行に、「0.2〜0.5モル
、」とあるのを、「純さとして0.2〜0.5モル、」
と訂正する。
(3)明細書第18頁第8行に、「2.2,3,3,6
.6 Jとあるのを、[2,2,3,3,5,5Jと訂
正する。
以 上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11一般式、 (式中、R1、R2及びR3はC1〜12の直鎖或いは
    側鎖を有するアルキル基で、艮は水素原子の場合もある
    )で表わされるアルキルフェノール類を界面活性剤を含
    有するp II−I 7〜12の水溶液中で酸素または
    酸素含有ガスの存在下二量化させて4,4′−ジヒドロ
    キシジフェニル類を製造する方法において、該二量化を
    銅化合物及びホウ素化合物の存在下に行うことを特徴と
    する4、4′−ジヒドロキシジフェニル類の製造法。
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