JPS6317842A - キノン類の製造方法 - Google Patents

キノン類の製造方法

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JPS6317842A
JPS6317842A JP61162009A JP16200986A JPS6317842A JP S6317842 A JPS6317842 A JP S6317842A JP 61162009 A JP61162009 A JP 61162009A JP 16200986 A JP16200986 A JP 16200986A JP S6317842 A JPS6317842 A JP S6317842A
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mol
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小味山 忠志
Hisaharu Kuboyama
久春 久保山
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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】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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフェノール類を分子状酸素により酸化してそれ
に対応するキノン類を製造する方法に関する。バラベン
ゾキノン特に置換基を有しないバラベンゾキノンは、水
素化によって対応するハイドロキノンを製造することが
出来、そのハイドロキノンは写真産業などで使用される
如(産業上有用な化合物である。
〔従来の技術〕
銅塩の存在下で、且つ、溶剤中でフェノール類即ち無置
換フェノールまたは置換フェノールを酸素と反応させて
キノ788ち無置換ベンゾキノンまたは置換ベンゾキノ
ンを製造する方法は知られている。しかしながら、従来
公知の方法によると、キノン類の収率は十分とはいい難
い0例えば特開昭48−434号明細書には、フェノー
ル類としてメチル基で置換された置換フェノールを用い
、銅及びハロゲンイオンの存在下において、溶媒中で酸
素ガスにより酸化して、対応するキノン類を製造する方
法が記載されているが、その収率は低い。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明はこの従来技術よりバラベンゾキノンの低収率を
特定の溶媒と特定の触媒を使用することにより高収率に
しようというものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者等は、上記問題点を、溶媒としてメチルアルコ
ールを使用し、且つ、特定の濃度の塩化第二銅及びアル
カリ金属の塩化物の存在下で反応を実施することにより
解決した。即ち、本発明は銅塩の存在下で、且つ、溶剤
中でフェノール類即ち無置換フェノールまたは置換フェ
ノールを酸素と反応させてキノン類即ち無置換ベンゾキ
ノンまたは置換ベンゾキノンを製造する方法において、
溶剤としてのメチルアルコール中で、メチルアルコール
1000gに対して塩化第二銅0.002〜0.167
モルの存在下で、且つ、塩化第二銅1モルにつきアルカ
リ金属の塩化Th 0.5〜10モルの存在下で前記反
応を実施することを特徴とするキノン類の製造方法であ
る。
本発明で用いられるフェノール類即ち無1換フ(式中、
R2、R2、R3およびR4は、同じもの又は異なるも
のであってもよく、水素、ハロゲン、シアノ、1〜12
個の炭素原子を含有するアルキル又はアルコキシ、6〜
16個の炭素原子を含有する未置換もしくは置換フェニ
ル又は未置換もしくは置換フェノキシ基を示す)で表わ
されるものであり、特にR3、R8、R1及びR9とし
て水素、塩素、臭素、沃素、シアノ、メチル、エチル、
プロピル、ブチル、ペンチル、メトキシ、エトキシ、フ
ェニル、フェノキシ等がある。本発明で用いられる好ま
しいフェノール類としては、フェノール即ち無置換フェ
ノール、0−クロルフェノール、2,6−ジクロルフェ
ノール、0−クレゾール、トクレゾール、2−第三級ブ
チルフェノール、2.6−ジメチルフェノール、2,3
−ジメチルフェノール、2.6−ジ第三ブチルフエノー
ル、2.3.5− )ジメチルフェノール、2,3゜6
−トリメチルフエノール、0−フェニルフェノール、Q
−ベンジルフェノールなどがある。
フェノール類の濃度は反応液に対して0.5〜70重量
%程度である。0.5重量%未満では反応機の容積効率
が悪く、70重量%をこえると反応中にキノン類の結晶
が析出し操作性が悪くなる。酸素源としては、純酸素の
他に空気や窒素で希釈した酸素を用いることができる。
本発明では溶剤としてメチルアルコールを用いる。エチ
ルアルコールやプロピルアルコールでは、キノン類への
選択性がメチルアルコールを溶剤として使用した場合に
(らべて低い。
銅塩としては、本発明では塩化第二銅を使用する。その
使用量はメチルアルコール1000.に対して0.00
2〜0.167モルを使用する。 0.002モル未満
ではフェノール類の酸化速度が遅い、一方0.167モ
ルをこえる高濃度では副反応が多くなり目的とするキノ
ン類の収率は低い、好ましくはo、oso〜0.140
モルを使用する。この範囲であれば、フェノール類の酸
化速度が大きく且つキノン類への選択率も高い。
本発明では塩化第二銅と共にアルカリ金属の塩化物の存
在下で実施する。アルカリ金属の塩化物としては塩化リ
チウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化ルビジウ
ム、塩化セシウムがあり、これらを塩化第二銅と併用す
ることによりフェノール類の酸化速度が速くなり、且つ
対応するキノン類の収率が高(なる。
このアルカリ金属の塩化物の使用量は塩化第二銅1モル
につき0.5〜10モル使用する。0.5モル未満では
その効果は少なく、10モルをこえるとフェノール類の
酸化速度はかえって低下し、対応するキノン類への選択
性も低くなる。より好ましくは2.5モル〜5モル使用
する。この範囲ではフェノール類の酸化速度が大きく、
且つ対応するキノン類への選択率が高い、アルカリ金属
の塩化物としては塩化リチウムが好ましい、塩化リチウ
ムは、他のアルカリ金属の塩化物よりもメチルアルコー
ルに対する溶解度が大きいので、溶液中の濃度が高(出
来好ましい。
本発明の方法では、反応圧力は常圧でも良く、所望なら
ば加圧、減圧のいずれでも良い、但し酸素圧力は0.1
〜500Kg/ cdである。通常、酸素圧力が高いほ
ど、無置換フェノールの酸化速度が大きくなり、且つ対
応する無置換ベンゾキノンへの選択率が高くなる。無置
換フェノールよりもアルキル又はアルコキシで置換され
た置換フェノールは同じ酸素圧力ではより酸化速度が太
き(、且つ対応する置換ベンゾキノンへの選択率が高い
、即ち、より低い酸素圧力を使用できる。
無置換フェノールの場合には、酸素圧力として30 K
g/−以上が好ましく、無置換ベンゾキノン製造の設備
費を考慮すると、酸素圧力として200Kg/−以下が
好ましい。
反応温度としては使用するフェノール類によって異なる
が、通常0〜120℃で、好ましくは20〜100℃で
ある。無置換フェノールよりもアルキル又はアルコキシ
で置換された置換フェノールの方が反応速度が大きいの
で、より低い温度で反応させることができる。また無買
換フェノールよりもアルキル又はアルコキシで置換され
た置換フェノールの方が対応する置換ベンゾキノンへの
j択率が高い。
反応時間は通常0,5〜10時間程度である。この方法
はバッチ式又は流通式で行うことが出来る9生成物と触
媒との分離は、例えば反応後の液からメチルアルコール
を蒸留により分離し、しかる後に水と、水に混合しない
有機溶剤により抽出して、触媒を含む水層と、生成物等
を含む有機溶剤層に分離し、有i溶剤層からベンゾキノ
ンを分離することにより行うことが出来る。
(実施例〕 実施例1 ガラスのビーカーを填込んだ300Illの撹拌機付の
ステンレス製のオートクレーブにフェノール18.82
g(0,200モル)、塩化第二銅1.34g(0,0
10モル)、塩化リチウム1.70g(0,040モル
)及びメタノール90gを仕込んだ、その後窒素で40
Kg/−G迄圧張りし、しかる後に酸素ガスを100K
g/c+JGまで圧入した(常温、この時点での酸素圧
力は60Kg/ad  ) 、このオートクレーブを加
熱して70℃にし、反応により酸素が消費されて全圧が
100Kg/csiGになった時点より、純酸素を反応
機中に絶えず導入して、全圧を100Kg/c+jGに
保った0反応時間は70℃に昇温後3時間とした。しか
る後、常温まで冷却し、圧抜きを行い、内容物を取り出
して、液体クロマトグラフィーにより分析した。
結果を表1に示した。
実施例2〜6及び比較例1 塩化第二銅と塩化リチウムの添加量のみを変化させ、そ
の他は実施例1と全(同一の条件で反応させた。結果を
表1に示した。
表1  フェノールの酸化の結果 ■ 注 本 濃度   CuClzモル/1000g  CH3
0H実施例7 ガラスのビーカーを填込んだ70m1の攪拌機付のステ
ンレス製のオートクレーブにフェノール0.941g(
0,01モル)、塩化第二銅0.134g(0,001
モル)、塩化リチウム0.170g(0,004モル)
及びメチルアルコール20gを仕込んだ、その後窒素で
50Kg/aiGまで圧張りし、しかる後に酸素ガスを
100Kg/c*”Gまで圧入した(酸素圧力4150
Kg/d)、このオートクレーブを加熱して70℃にし
、それから3時間保持した。しかる後常温まで冷却し、
圧抜きを行い、内容物を取り出し、ガスクロマトグラフ
ィーで分析した。結果を表2に示した。
実施例8〜15 塩化リチウムの添加量のみ変化させ、その他は実施例7
と全(同一の条件下で反応させた。結果を表2に示した
比較例2 塩化リチウムを添加せず、その他は実施例7と全(同一
の条件下で反応させた。結果を表2に示した。
表2  塩化リチウムの添加効果 注 率CuC14度;  (:uC11モル/ 1000g
 CkOH錦 ベンゾキノン選択率:生成したハイドロ
キノンを含むハイドロキノン+ ベンゾキノン の合計の選択率 実施例16〜19 塩化リチウムの代わりに塩化ナトリウム、塩化カリウム
、塩化ルビジウム又は塩化セシウムを0.001モル添
加し、その他は実施例7と全く同一の条件下で反応させ
た。結果を表3に示した。
比較fM3〜5 塩化リチウムの代わりに塩化マグネシウム、塩化カルシ
ウム、又は塩化バリウムをo、ooosモル添加し、そ
の他は実施例7と全く同一の条件下で反応させた。結果
を表3に示した。
表3  添顎吻の効果 実7 比 注 率CuC1z濃度−−−−−−−CuC11モル/ 1
000g C!(sOH錦 ベンゾキノン選択率−一一
−−生成したハイドロキノンを含むハイドロキノン+ 
ベンゾキノン 台(十のi訂尺率 実施例20 フェノールの代わりに2.3.6−トリメチルフエノー
ルを使用し、それ以外は実施例7と全(同じ条件下で反
応を行った。
2.3.6− )リメチルフェノールの転化率100χ 2.3.5−トリメチルベンゾキノンへの選択率99.
5χ 比較例6 溶媒としてメチルアルコールの代わりにスルホランを2
0g使用し、他は比較例2と全く同一の条件下で反応さ
せた。結果を表4に示した。
比較例7 塩化リチウムを0.003モル添加し、他は比較例6と
全く同一の条件下で反応させた、結果を表4に示した。
表4  溶媒の効果 注 ”  CuClx濃度−−−−−−−−−−−CuCl
xモル/1000gスルホラン韓 ベンゾキノン選択率
−−−−−一生成したハイドロキノンを含むハイドロキ
ノン÷ ベンゾキノン 合計の選択率 実施例21 オートクレーブへの仕込みの窒素の初圧を62Kg/c
dGとした以外は実施例1と全(同一の条件で反応を行
い(70℃で全圧100Kg/cdG 、酸素圧力は3
0Kg/d) 、次の結果を得た。
フェノール転化率       87.5χベンゾキノ
ンへの選択率    73.9χハイドロキノンへの選
択率   4.1χ〔発明の効果〕 表1の結果から、塩化第二銅をメチルアルコール100
0.について0.002モルから0.167モル添加し
、且つ塩化リチウムを添加した反応系では、ベンゾキノ
ンへの選択率が高い、一方、塩化第二銅の添加量がメチ
ルアルコール1000gに対して0.222モルの場合
には本発明の範囲外であり、塩化リチウムを添加してい
るにもかかわらず、ベンゾキノンへの選択率が低い。
表2の結果から塩化リチウムを無添加の場合は、フェノ
ールの転化率が低く、且つ、ベンゾキノンへの選択率も
低いが、塩化リチウムを塩化第二銅1モルに対して0.
5モル〜10モル添加した場合ニハフェノールの転化率
が高く、且つベンゾキノンへの選択率も高い。
表3の結果から塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化ル
ビジウム及び塩化セシウムは塩化リチウムと同様に添加
効果が認められるが、塩化マグネシウム、塩化カルシウ
ム、塩化バリウムはベンゾキノンへの選択率を向上させ
る効果はない。
実施例20に示したように、アルキル基で置換された置
換フェノールでは対応するバラベンゾキノンへの選択率
が増大する。
表4の結果から溶媒としてスルホランを使用した場合に
は、塩化リチウムを添加することによりフェノールの転
化率が低くなり、且つベンゾキノンへの選択率が低下し
ている。このように特定の溶媒と特定の触媒との組合せ
により、初めてベンゾキノンを高収率で製造することが
出来る。
実施例1 (70℃に於ける酸素圧力は55Kg/aa
)と実施例21(70℃に於ける酸素圧力は30Kg/
−)より、酸素圧力を下げるとフェノールの転化率が下
り、且つベンゾキノンへの選択率も低くなることが明ら
かである0本発明では酸素圧力として30に、/−以上
が好ましい。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)銅塩の存在下且つ溶剤中でフェノール類を酸素と反
    応させてキノン類を製造する方法において、溶剤として
    のメチルアルコール中で、メチルアルコール1000g
    に対して塩化第二銅0.002〜0.167モルの存在
    下で、且つ塩化第二銅1モルにつきアルカリ金属の塩化
    物0.5〜10モルの存在下で前記反応を実施すること
    を特徴とするキノン類の製造方法。 2)アルカリ金属の塩化物が塩化第二銅1モルにつき2
    .5〜5モルである特許請求の範囲第1項記載の方法。 3)フェノール類が無置換フェノールである特許請求の
    範囲第1項または第2項記載の方法。 4)フェノール類を酸素と反応させてキノン類を製造す
    るに際し酸素圧力として30Kg/cm^2以上を用い
    る特許請求の範囲第3項記載の方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5932753A (en) * 1997-02-19 1999-08-03 Chuo Chemical Co., Inc. Process for producing 2-methyl-1,4-benzoquinone
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CN115786939A (zh) * 2022-11-11 2023-03-14 北京工业大学 一种间接电解合成对苯醌及其衍生物的方法

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