JPS6212778B2 - - Google Patents

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JPS6212778B2
JPS6212778B2 JP12353080A JP12353080A JPS6212778B2 JP S6212778 B2 JPS6212778 B2 JP S6212778B2 JP 12353080 A JP12353080 A JP 12353080A JP 12353080 A JP12353080 A JP 12353080A JP S6212778 B2 JPS6212778 B2 JP S6212778B2
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JP
Japan
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reaction
naphthoquinone
butadiene
thaq
tetrahydroanthraquinone
Prior art date
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Application number
JP12353080A
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JPS5748936A (en
Inventor
Tatsumi Komatsu
Kenji Usui
Shigeaki Numata
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Kawasaki Kasei Chemicals Ltd
Original Assignee
Kawasaki Kasei Chemicals Ltd
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、1・4−ナフトキノンと1・3−ブ
タジエンとのデイールス・アルダー反応によつて
得られる1・4・4a・9a−テトラヒドロアントラ
キノンを製造する方法に関する。
1・4・4a・9a−テトラヒドロアントラキノン
(以下THAQと略す)は、1−アミノアントラキ
ノン、2−アミノアントラキノンなどのアントラ
キノン誘導体、ベンズアンスロン及びアントロン
の原料として重要であるばかりでなく、最近では
アルカリパルプの蒸解助剤としても注目されるよ
うになつている。
TEAQは、一般的にはナフタレンの酸化によ
つて得られた1・4−ナフトキノン(以下NQと
略す)と1・3−ブタジエン(以下BDと略す)
とのデイールス・アルダー反応によつて製造され
るが、通常この反応は有機溶媒中で行なわれる。
その反応液からTHAQを分離するには、該反応
液を冷却せしめて晶出したTHAQの結晶を過
等で分離するのが簡便である。しかしながら、本
発明者等が工業用品位のNQを用いて得たデイー
ルス・アルダー反応液を冷却し、晶出して得られ
たスラリーを過したところ、その過は著しく
困難を極めかつ取得した生成物には不純物が多く
含まれTHAQの純度が低かつた。
本発明者等は上記欠点を除去するため鋭意研究
した結果、デイールス・アルダー反応に有利に使
用される不活性な有機溶媒例えばキシレンなどの
芳香族炭化水素溶媒を用いてNQとBDとをデイー
ルス・アルダー反応せしめ、得られた反応混合物
を冷却・晶出した場合にTHAQの比較的大きな
結晶の他に微細な結晶がわずかであるが生成し、
晶出したTHAQを含むスラリーの過、洗浄を
困難にし、そのために過ケーキ中の不純物含有
量を増大していることがわかつた。
本発明者等は、さらに上記過を阻害している
微細結晶の成因を探求した結果、それが1・4−
ジヒドロアントラヒドロキノン(以下DHAHQと
略す)と1・4−ジヒドロアントラキノン(以下
DHAQと略す)とのキンヒドロンであることを
つきとめた。このキンヒドロンは、THAQが異
性化たDHAHQとこのDHAHQがデイールス・ア
ルダー反応中にNQ等の酸化剤によりさらに酸化
されて生ずるDHAQとによつて生成することか
ら、このキンヒドロンの生成を抑えるためには、
NQ中に存在する異性化反応を触媒となる酸成
分、すなわちフタル酸、安息香酸を除去しなけれ
ばならない。そこで、原料NQを水等で洗浄し酸
を除去した後、BDとデイールス・アルダー反応
を行ない、得られた反応液からTHAQを晶出さ
せ、過したところ、その過速度は従来より可
成り改善されたが未だ十分ではなかつた。
しかして、次に、反応液の処理工程における
DHAHQの挙動を分析追跡したところ、上記反応
液から過剰のBDを除去する工程においても相当
量のDHAHQが生成することが見出された。さら
に、われわれは工業用品位のNQ中には酸成分と
してフタル酸、安息香酸の他にキノン系の酸性成
分及び無水フタル酸(後の工程で水和されてフタ
ル酸となる)が含まれていることを見出し、更に
原料NQ中の無水フタル酸を含む上記酸成分を0.1
重量%(対NQ)以下に減少するようにNQを処理
したのち、該NQを用いてデイールス・アルダー
反応せしめ、次いで反応液からの脱BDを120℃以
下の温度にて実施したところ、該処理液中の
DHAHQの含有量を対THAQ当り0.2%以下に抑
えることが可能となり、得られた反応液を冷却・
晶出したところ、結晶の過性が著しく改善さ
れ、過ケーキの含油率が大巾に低下し、さらに
は溶媒洗浄が極めて容易となることを見出し本発
明を完成した。
本発明は、NQとBDとを不活性な有機溶媒中で
デイールス・アルダー反応せしめて得られる反応
液からTHAQを分離する方法において、NQをそ
の中に存在する無水フタル酸、フタル酸及び安息
香酸等の酸分の含有量を0.1重量%(対NQ)以下
に処理せしめたのち、該NQとBDとをデイール
ス・アルダー反応せしめる工程、得られた反応液
を120℃以下で過剰のBDを除去する工程、得られ
た脱BD反応液を冷却し晶出したTHAQの結晶を
分離する工程からなることを特徴とするTHAQ
の製造法に存する。
本発明の方法においては、用いられるNQは、
その製造法としては数多く知られているが、一般
的にはナフタレンの酸化反応例えば接触気相酸化
反応又は液相の酸化剤を用いた接触酸化反応によ
つて製造される。通常は、ナフタレンの接触気相
酸化反応によつて生成したNQと無水フタル酸を
含有する反応生成ガスから公知の分離方法でNQ
を分離することによつて製造される。公知の分離
法としては、一般的にはナフタレンの接触気相酸
化反応生成ガスを水洗捕集し、得られたNQ及び
フタル酸の水性スラリーからNQを有機溶媒を用
いて抽出する方法が有利である。又、その他の方
法として該水性スラリーを過し、得られたNQ
とフタル酸の過ケーキからNQを抽出する方法
も採り得る。
しかして、得られるNQの溶液中にはフタル
酸、安息香酸、無水フタル酸及びNQなどの重縮
合により生成する酸成分が一般的に1〜5%含ま
れるので、この酸成分をデイールス・アルダー反
応に先だち0.1%以下に処理する必要がある。こ
のNQ溶液から酸成分を除去するための処理方法
としては、一般的には溶液当り0.1〜0.3倍量好ま
しくは約0.2倍量の温水を用い、強撹拌下例えば
ミキサー・セトラー方式で洗浄温度60〜90℃、洗
浄時間又は平均滞留時間5分以上好ましくは10〜
30分で2回洗浄する方法が工業的に有利である。
第2図の如く、1回洗浄では酸成分の除去が不充
分である。
さらに必要ならば炭酸水素ナトリウム水溶液等
の弱塩基性水溶液を用いてNQ溶液を洗浄するこ
ともさらに有利である。
本発明の方法において、上記処理後のNQとBD
とのデイールス・アルダー反応は、一般には不活
性有機溶媒の20〜40%のNQ濃度、NQに対して
2.0〜2.5モル倍のBD、反応温度110〜120℃及び
反応時間2.0〜3.5時間の反応条件下で公知の方法
に従つて行なわれる。
上記反応終了後、反応液中に存在する過剰の
BDを除去換言すればストリツピングするために
は、加熱し撹拌下に不活性ガス例えば水蒸気又は
窒素を反応液中に導入してBDを気化し、気化ガ
スを冷却・液化してBDを回収する。
該脱BD工程において、第1図で示されるよう
に温度100℃以上で実施する場合、THAQから
DHAHQに異性化する速度が急速に増大し、とく
に120℃以上ではこの傾向が著しい。該異性化速
度は酸の量に比例する。従つて本発明の方法では
NQ中の酸の量を0.1%以下に限定する必要があ
る。本発明の方法において、ストリツピング工程
の処理温度は120℃以下、好ましくは110℃以下よ
り選択される。このストリツピング工程の処理時
間は、加熱温度及び不活性ガスの量により限定さ
れるが、通常はデイールス・アルダー反応後の放
圧及びストリツピングの時間は通常約0.5〜1.0時
間で実施される。本発明の方法において使用され
る不活性ガスとしては、窒素又は水蒸気が有利に
用いられる。又本工程は、常圧、加圧又は減圧下
のいずれでも適宜選択しうる。
本発明の方法に用いられる有機溶媒としては、
NQとBD及び生成するTHAQに対して不活性であ
り、NQ及びTHAQに対する溶解度が大きく、常
圧又は減圧下に90℃以下の温度で留出できる溶媒
が好ましい。
一般には、ベンゼン、トルエン及びキシレンな
どの芳香族炭化水素並びにクロルベンゼン、ジク
ロルベンゼン、トリクロルベンゼン及びアニソー
ルなどの芳香族炭化水素誘導体が挙げられ、好ま
しくは芳香族炭化水素が有利に使用される。
有機溶媒の使用量は、NQ及びTHAQの溶解度
を考慮し適宜に決定される。
本発明の方法において脱BDした後の反応液
は、必要ならば90℃以下の温度にて濃縮し、55〜
65重量%のTHAQ濃度に調節し、ついで10℃以
上、好ましくは30〜50℃まで冷却し晶出する。10
℃以下では得られるTHAQの純度が低下する。
晶出したTHAQの結晶は過、遠心分離機等の
公知の分離手段で分離し、ケーキ量に対して約
0.1〜0.3倍量の溶媒で洗浄し、乾燥してTHAQ結
晶を得る。
本発明の方法において1回の工程でTHAQと
して回収される量は晶出前の反応液中のTHAQ
量の約40%程度となる。従つて該晶出結晶を分離
した後の液の一部を次の反応液に循環すること
により有利に回収率を上げるプロセスが採られる
が、この場合THAQの品位を考慮し液の系外
除去量が決定される。
本発明の方法で得られるTHAQはアントラキ
ノン系の染料中間体として極めて重要であり、又
近年パルプ蒸解助剤としての新需要が開発され、
高純度(通常98%以上)のTHAQの製造法の確
立が求められている。本発明の方法は、工業的有
利に高純度THAQを製造するプロセスを提供す
るものとして重要な意義がある。
以下、本発明の方法を実施例により具体的に説
明する。実施例の中で使用される「部」及び
「%」は特にことわりがない限り重量部及び重量
%を表わす。
実施例 1 ナフタレンの接触気相酸化反応生成ガスを水洗
捕集し、得られたナフトキノンを含む水性スラリ
ーにオルソキシレンを加え、加熱して約90℃で
NQを抽出して得たNQの20%溶液を、0.2部の温
水を使用し80℃強撹拌下に15分間混合し、同温度
に10分間静置し水相を分離した後、あらたに0.2
部の温水を使用し同様の洗浄操作を行なつた。得
られたNQ溶液には、NQに対して0.02%の無水フ
タル酸、0.01%のフタル酸及び0.03%の安息香酸
が含有されていた。
該NQ溶液を減圧下にNQ濃度40%に濃縮し、該
濃縮液100部、BD33部をオートクレーブに仕込
み、反応温度120℃で2.5時間デイールス・アルダ
ー反応を行なつた。反応終了後、過剰のBDを放
圧した後、液温110℃に保ち撹拌下に窒素ガスを
吹き込み、30分間ブタジエンをストリツピングし
た。得られた反応液にはTHAQ51.7部及び
DHAQ1.8部が含まれていた。
該反応液を減圧下にヒドロアントラキノン
(THAQ+DHAQ+DHAHQ)濃度60%まで濃縮
し、次いで80℃から45℃まで約1時間で冷却し、
THAQを晶出させた。晶出した結晶をヌツチエ
を用いて別し、次いでヌツチエ上で4部のオル
ソキシレンを使用して過ケーキを洗浄し、含油
率22%の湿潤ケーキを得た。
該ケーキを減圧乾燥してTHAQ22.0部を得た。
該結晶を高速液体クロマトグラフイーにより分析
した結果、THAQ94%、DHAQ4%、AQ0.5%、
不純物1.5%であつた。
実施例 2 実施例1においてオルソキシレンの代りにモノ
クロルベンゼンを用いた以外は、同様の方法によ
り反応洗浄し調製して得たデイールス・アルダー
反応液を用い減圧下にヒドロアントラキノン濃度
60%まで濃縮し、次いで45℃まで冷却し晶出した
結晶をヌツチエを用いて別した。後実施例1と
同様に処理して含油率20%の湿潤ケーキを得た。
該ケーキを減圧乾燥して結晶22.2部を得た。該結
晶の高速液体クロマトグラフイーの分析結果は
THAQ94%、DHAQ4%、AQ0.5%、不純物1.5%
であつた。
比較例 1 実施例1と同様にして得たNQ溶液を0.3部の温
水を使用して洗浄した。得られたNQ溶液はNQに
対して0.12%のフタル酸、0.15%の無水フタル酸
及び0.03%の安息香酸が含有されていた。該NQ
溶液を用い実施例1に従つてデイールス・アルダ
ー反応を行ない、反応終了後過剰のBDを125℃で
30分間でストリツピングし、THAQ49.3部、
DHAQ3.7部、DHAH0.5部を含有する反応液を得
た。
該反応液を減圧下にヒドロアントラキノン濃度
60%まで濃縮し、次いで45℃まで冷却して晶出さ
せた。該結晶をヌツチエで過したが、実施例1
の場合に比べ極度に過は困難であり約10倍の
過時間を要した。又得られた過ケーキを4部の
オルソキシレンで洗浄し、含油率45%のケーキを
得た。該ケーキを乾燥し、22.4部の黒紫色の結晶
を得た。該結晶を分析した結果、THAQ85%、
DHAQ11%、AQ1%、不純物3%であつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、THAQ中の酸の含量が、THAQが
異性化してDHAHQを生成する速度に及ぼす影響
並びに第2図は、NQ溶液を温水洗浄する場合に
おける洗浄時間が酸(フタル酸及び無水フタル
酸)の除去に及ぼす影響及び二段洗浄による酸の
除去効果をそれぞれ表わすグラフである。但し、
第2図中の記号について、1は1段目の洗浄、2
は引続いて新しい温水で2段目の洗浄を行つたこ
とを示し、A及びBは洗浄温度80℃及び90℃であ
ることを示している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 1・4−ナフトキノンと1・3−ブタジエン
    とを不活性な有機溶媒中でデイールス・アルダー
    反応せしめて得られる反応液から1・4・4a・9a
    −テトラヒドロアントラキノンを分離する方法に
    おいて、1・4−ナフトキノンをその中に存在す
    る無水フタル酸、フタル酸及び安息香酸等の酸分
    の含有量を0.1重量%(対1・4−ナフトキノ
    ン)以下に処理せしめたのち、該1・4−ナフト
    キノンと1・3−ブタジエンとをデイールス・ア
    ルダー反応せしめる工程、得られた反応液を120
    ℃以下で1・3−ブタジエンを除去する工程、得
    られた脱ブタジエン反応液を冷却し晶出した1・
    4・4a・9a−テトラヒドロアントラキノンの結晶
    を分離する工程からなることを特徴とする1・
    4・4a・9a−テトラヒドロアントラキノンの製造
    法。 2 ナフタレンの酸化により得られるナフトキノ
    ンを原料として使用する特許請求の範囲第1項記
    載の方法。 3 酸化反応が接触気相酸化反応である特許請求
    の範囲第2項記載の方法。 4 有機溶媒が芳香族炭化水素及びその誘導体で
    ある特許請求の範囲第1項記載の方法。 5 1・4・4a・9a−テトラヒドロアントラキノ
    ンを分離した液の一部を所定濃度に濃縮し、次
    の1・3−ブタジエンを除去した反応液に循環す
    る特許請求の範囲第1項記載の方法。 6 1・4−ナフトキノン中に存在する酸分の含
    有量を0.1重量%以下に処理せしめる方法が、
    1・4−ナフトキノンの有機溶媒溶液を60〜90℃
    で温水と強撹拌下に接触せしめ、5分間以上洗浄
    した後静置分離する工程を2回以上行なうことか
    らなる特許請求の範囲第1項記載の方法。
JP12353080A 1980-09-08 1980-09-08 Preparation of 1,4,4a,9a-tetrahydroanthraquinone Granted JPS5748936A (en)

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JPS5748936A JPS5748936A (en) 1982-03-20
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JPS5950766A (ja) * 1982-09-17 1984-03-23 Masayo Saitou 永久磁石自力回転原動機
JPS5953435A (ja) * 1982-09-22 1984-03-28 Kawasaki Kasei Chem Ltd 1,4−ジヒドロアントラヒドロキノン又はアントラキノンの製造方法

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JPS5748936A (en) 1982-03-20

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