JPS6267038A - フエノ−ル類の製造方法 - Google Patents

フエノ−ル類の製造方法

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JPS6267038A
JPS6267038A JP60206234A JP20623485A JPS6267038A JP S6267038 A JPS6267038 A JP S6267038A JP 60206234 A JP60206234 A JP 60206234A JP 20623485 A JP20623485 A JP 20623485A JP S6267038 A JPS6267038 A JP S6267038A
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JP
Japan
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nitric acid
catalyst
raw material
reaction
oxide
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JP60206234A
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English (en)
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Fujio Matsuda
松田 藤夫
Kozo Kato
高蔵 加藤
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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】 (学業上の利用分野) 本発明は、フェノール類の新規な製法に関する。
より詳細には、芳香族化合物と硝酸とを反応させて、A
roH(Arは芳香族残基である)で表せされるフェ/
−ル類を製造する方法に関するものである。
(従来の技術) 従来、フェノール類の製造方法として、(1)ベンゼン
を触媒の存在下に、気相で酸素により酸化させて、フェ
ノールを製造する方法(特開昭56−87527)、 
(2)ベンゼンメ亜酸化窒素とを触媒の存在下に反応さ
せて、フェノールを製造する方法(触媒 た、103.
276(1982))等が知られている。
しかし、これらの方法は、(1)の方法では、収率が約
25%、(2)の方法でも、収率は約5%とかなり低く
、このような、ベンゼンを直接酸化してフェノールを製
造する方法はまだ工業化されていない。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は、芳香族化合物からフェノール類を直接
一段で、かつ、高収率で製造する方法を提供することで
ある。
(問題を解決するための手段) 本発明者らは、上記目的に関し種々検討した結果、ベン
ゼンを酸化剤として、従来用いられていた酸素や亜酸化
窒素ではなく、意外にも硝酸を用いることにより、高収
率でフェノールが得られることを見出し、本発明を完成
した。
すなわち、本発明では芳香族化合物と硝酸とを原料とし
て、触媒の存在下に気相接触反応させる。
その反応は、例えば、次式のように進行するものと考え
られる。
C,H6+ 2HNO,−+ C,H,OH+ 2NO
,+H,0本発明の方法で原料として用いられる芳香族
化合物は、未置換または置換基を有することもあるベン
ゼン、ナフタレン等の化合物であり、例えば、ベンゼン
、トルエン、0−lm−また1tp−キシレン、メシチ
レン、クメン、ビフェニル、フェノール、エチルベンゼ
ン、ナフタレン、α−メチルナフタレン、β−メチルナ
フタレンのような各種の芳香族化合物が挙げられる。
また、本発明の方法で使用される硝酸は、発煙硝酸、1
00チ硝酸、硝酸水溶液、あるいは無水硝酸、すなわち
五酸化二窒素である。通常、水溶液が最も望ましく、そ
の濃度は特に制限はないが、0.1〜60%の硝酸水溶
液が好ましい。また、硝酸は五酸化二窒素の水溶液であ
るので、硝酸のかわりに五酸化二窒素を水と共存させて
用いてもよい。さらに、硝酸と別に反応雰囲気中に直接
に水を添加しても良い。
芳香族化合物および硝酸の使用量は、すべての芳香族化
合物が対応するフェノール類に変化するためには、前記
式に示すように、芳香族化合物1モルに対して、2モル
以上の硝酸を使用するのが望ましい。しかし、特に限定
されるものではない。
本発明の方法に用いられる触媒は酸化触媒である。この
ような酸化触媒としては、反応別触媒分類表1(京都大
学 多羅間研究室編、化学工業社発行)の46〜47頁
に記載された芳香族化合物の酸化反応に用いられる触媒
があげられる。具体的には、バナジウム、モリブテン、
ビスマス、タングステン、クローム、コバルト、鉄、ニ
ッケル、チタン、鉛、銀、白金、パラジウム、燐、マン
ガンおよび銅からなる群からえらばれる元素の酸化物、
有機酸塩、あるいは銀、白金およびパラジウムからなる
群から選ばれる金属の少なくとも一種以上を含有する触
媒である。例えば、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化
チタン、酸化鉛、酸化鉄、酸化銅、酸化クローム、酸化
バナジウム、酸化モリブテン、酸化亜鉛、酸化ビスマス
、酸化タングステン等の酸化物で、または、モリブテン
酸セリウム、ナフテン酸コバルト、オレイン酸コバルト
、フクル酸コバルト、トリル酸コバルト、ステアリン酸
コバルト、酢酸コバルト、ロジン酸マンガン、ナフテン
酸マンガン、バナジン酸錫、バナジン酸銅、酢酸マンガ
ンで、これらは単独は勿論、2種以上混合して用いるこ
ともできる。また、銀、白金、パラジウム等の金属が単
独または混合して使用される。これら酸化物または金属
は担体に担持させて用いても良い。担体としては、シリ
カ、アルミナ、シリカ−アルミナ、ゼオライト、ケイソ
ウ土、活性白土、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化
亜鉛、酸化硼素等の触媒担体として、一般に使用される
ものがいずれも1種以上使用できる。
上記の触媒のうち、特に好ましくは、酸化バナジウム、
酸化モリブテンを含有する触媒である。
酸化物を含有する触媒は、゛常法によって調製すること
ができる。例えば、浸漬法によれば、これらの酸化物を
構成する金属を含有する塩を水に溶かして、その水溶液
中にシリカまたはアルミナ等の担体を浸漬し、乾燥およ
び熱分解の操作を行うことにより製造する。また、例え
ば、沈澱法によれば、これらの酸化物を構成する金属を
含有する塩の水溶液にシリカまたはアルミナ等の担体を
加え、攪拌しながらアルカリ物質を加えて、沈澱を生成
させる。沈澱をろ過、洗浄、乾燥および焼成することに
より調製する。その他、種々の触媒調製法があり、触媒
の調製法には限定はない。
また、前記触媒において、触媒成分の担体に対する担持
量には特に制限はなく、通常、担体に応じて適当量を担
持させれば良い。一般に、001〜100%未満の担持
量であれば十分である。勿論、前記触媒成分は担体に担
持させることなく使用しても良い。
本発明の方法において、反応の雰囲気については、特に
制限はなく、不活性ガス雰囲気、活性ガス雰囲気または
還元ガス雰囲気のいずれでも良い。
不活性ガスとしては、窒素、ヘリウム、アルゴン等を、
また、活性ガスとしては、酸化窒素類があげられる。こ
れらの不活性ガスと活性ガスは混合して用いても良い。
さらに、還元ガスとしては水素、アンモニア、ヒドラジ
ン、−酸化炭素等が挙げられる。これらの還元ガスは不
活性ガスと混合しても良い。
本発明の方法において、反応温度は200〜500℃、
好ましくは250〜450℃の範囲である。200℃未
満ではフェノール類の収率は不充分であり、500℃越
えるとフェノール類の収率は低下し、副生物が生成する
ので好ましくない。
本発明の方法は気相で実施することができる。
すなわち、固定層、流動層または移動層反応器のいずれ
でも実施できる。また、反応器または反応管中に前記触
媒物質の存在下に、芳香族化合物および硝酸の蒸気を加
熱することにより実施される。
この際、原料蒸気中に水または水蒸気を添加することに
より、より収率よく、より安全にフェノール類を得るこ
とができる。
本発明の方法において、反応生成物から目的のフェノー
ル類を、適当な方法、例えば、蒸留のような常法により
容易に分離精製することができる。
本発明の方法では、副生ずる二酸化窒素および水は酸素
または空気等の酸素含有ガスと反応させることによって
、硝酸として再び使用することができる。
本発明の方法により、原料の芳香族化合物に対応するフ
ェノール類、例えば、フェノール、〇−クレゾール、m
−クレゾール、p−クレゾールのクレゾール類、2.5
−キシレノール、2.6−キシレノール、2,4−キシ
レノール、6.5−キシレノール、2,3−キシレノー
ルまたは3,4−キシレノールのキシレノール類、α−
ナフトール、β−ナフトール等のナフトール類等を得る
ことができる。
(作用および効果) 芳香族化合物と硝酸とを触媒の存在下に気相接触反応さ
せて対応するフェノール類を製造することができる。
この方法によれば次の利点がある。第一に、この方法で
ベンゼンを製造しようとするとき、原料として非常に安
価なベンゼンを用いることがてきる。第二に原料からフ
ェノール類が一段で製造できる。第三にフェノール類の
収率が高い。第四に副生物が少なく、選択率が良く、し
たがって、高純度のフェノール類を得ることができる。
第五に副生ずる二酸化窒素および水を酸素含有ガスと反
応させ硝酸として、再使用することができる。
すなわち、本発明はフェノール類の製造法として新規な
反応を提供するものであり、かつ工業的に有利に実施し
うる方法を提供するものである。
(実施例) 以下、実施例により本発明の詳細な説明する。
実施例1 粒状のメタバナジン酸アンモニウムの浸漬法によるV2
O,/Sin□触媒(”205含量5%)の50+++
4’を内径2511mのパイレックスガラス製流通型反
応器に充填した。この反応器の前部は原料挿入管および
ガス導入管に連結され、原料気化部を構成し、後部は空
冷部を経て受器と連結されている。反応部はこの反応器
の内温を350℃に保ち、液空間速度0.11/l−触
媒/ hrで、ベンゼン0.78 # (Of)1モル
)と30%硝酸水溶液4.2g(0,02モル)を別々
に原料挿入管より挿入し、これと同時に原料ベンゼンに
対し、10倍モルの窒素を常圧下で通じた。
反応器を通り、凝縮した反応生成物をガスクロマトグラ
フにて分析すると、044gのフェノールが生成し、ベ
ンゼンの転化率51.8%、選択率90.6チおよび収
率46.9%でフェノールが得られ、副生物として、ニ
トロベンゼンが少量得られた。
実施例2〜14 実施例1において、触媒を■、○、/Sin、のかわり
に表1に示す触媒を用いて、反応温度を350℃とし、
実施例1と同様の反応装置で、実施例1と同様の方法で
反応を行った結果を表1に示す。
実施例15 実施例1において、原料をベンゼンのかわりにトルエン
0.92g(0,01モル)を用いて、反応温度325
℃とし、実施例1と同様の反応装置で、実施例1と同様
の方法で反応を行った。その結果、0−クレゾール、m
−クレゾールおよびp−クレゾールの混合物047gを
得た。トルエンの転化率50.7%、クレゾール類の選
択率856%であった。
実施例16 実施例1において、原料をベンゼンのかわりにp−キシ
レン1.069(0,01モル)を用いて、反応温度を
330℃とし、実施例1と同様の反応装置で、実施例1
と同様の方法で反応を行った。その結果2.5−キシレ
ノール0.49gを得た。p−キシレンの転化率48.
6%、2,5−キシレノールの選択率82.4%であっ
た。
実施例17 実施例1において、原料をベンゼンのかわりにm−キシ
レン1.06.9(0,01モル)を用いて、反応温度
を330°Cとし、実施例1と同様の反応装置で、実施
列1と同様の方法で反応を行った。その結果。
2.6−キシレノール、2,4−キシレノールおよび3
.5−キシレノールの混合物o、 s o yを得た。
m−キシレンの転化率490%、キシレノール類の選択
率862%であった。
実施例18 実施例1において、原料をベンゼンのかわりに0−キシ
レン1.06.9(0,01モル)を用いて、反応温度
を330℃とし、実施例1と同様の反応装置で、実施例
1と同様の方法で反応を行った。その結果、2,3−キ
シレノールおよび6,4−キシレノールの混合物0.5
1gを得た。0−キシレンの転化率501%、キシレノ
ール類の選択率864%であった。
実施例19 メクハナジノ酸アンモニウムおよびモリブデン酸アンモ
ニウムの浸漬法によって調製された粒状のV2O,−M
oO3/Sin、触媒(V2O,含量5%、Mob、含
fi−5%)の5omtを内径25龍のパイレックスガ
ラス製流通型反応器に充填した。この反応器の前部は原
料挿入管およびガス導入管に連結され、原料気化部を構
成し、後部は空冷部を経て受器と連結されている。反応
部はこの反応器の内温を400°Cに保ち、液空間速度
0.11/l−触媒/hrで、ベンゼン0.78g(0
,01モル)と30多硝酸水溶液4.2g(0,02モ
ル)を別々に原料挿入管より挿入し、これと同時に原料
ベンゼンに対し、10倍モルの水素を常圧下で通じた。
反応器を通り、凝縮した反応生成物をガスクロマトグラ
フにて分析した結果、ベンゼン転化率918チ、選択率
8′54%でフェノールが得られた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)芳香族化物と硝酸を触媒の存在下に、気相接触反応
    させることを特徴とするフェノール類の製造方法。 2)気相接触反応が水の存在下に反応させるものである
    特許請求の範囲第1項記載の方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5055623A (en) * 1989-06-22 1991-10-08 Rhone-Poulenc Chimie Preparation of phenols by direct N2 O hydroxylation of aromatic substrates
WO1992012114A1 (fr) * 1990-12-26 1992-07-23 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Procede de production simultanee de composes hydroxy et carbonyle aromatiques
CN111108063A (zh) * 2017-11-30 2020-05-05 卡萨乐有限公司 三级减排n2o和nox生产硝酸的方法

Cited By (4)

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WO1992012114A1 (fr) * 1990-12-26 1992-07-23 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Procede de production simultanee de composes hydroxy et carbonyle aromatiques
CN111108063A (zh) * 2017-11-30 2020-05-05 卡萨乐有限公司 三级减排n2o和nox生产硝酸的方法
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