JPS6346060B2 - - Google Patents

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JPS6346060B2
JPS6346060B2 JP61076305A JP7630586A JPS6346060B2 JP S6346060 B2 JPS6346060 B2 JP S6346060B2 JP 61076305 A JP61076305 A JP 61076305A JP 7630586 A JP7630586 A JP 7630586A JP S6346060 B2 JPS6346060 B2 JP S6346060B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thaq
reaction
solution
acid
washing
Prior art date
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Expired
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JP61076305A
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English (en)
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JPS6289640A (ja
Inventor
Tatsumi Komatsu
Kenji Usui
Shigeaki Numata
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.)
Kawasaki Kasei Chemicals Ltd
Original Assignee
Kawasaki Kasei Chemicals Ltd
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Publication date
Application filed by Kawasaki Kasei Chemicals Ltd filed Critical Kawasaki Kasei Chemicals Ltd
Priority to JP7630586A priority Critical patent/JPS6289640A/ja
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は1,4,4a,9a−テトラヒドロアン
トラキノンの製造方法に関し、詳しくはナフタレ
ンの接触気相酸化により得られた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)とをデイールス・アルダ
ー反応させて得られる1,4,4a,9a−テトラ
ヒドロアントラキノン(以下、THAQと略す)
を製造する方法に関するものである。
THAQはアントラキノンの他、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、ベンズアントロンおよび
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
注目されている。
[従来の技術] THAQは、一般にはナフタレンの酸化によつ
て得られたNQとBD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。従つて、ナフタレンの接触
気相酸化により生成した反応生成ガスを水洗捕修
し、得られたNQを含む水性スラリーより芳香族
炭化水素を用いて熱時NQを抽出し、得られた
NQ溶液をそのまま次のデイールス・アルダー反
応にかけることが好都合である。次いで、その反
応液からTHAQを分離する方法としては、該反
応液を冷却せしめて晶出したTHAQの結晶を濾
過等の手段で分離する方法が簡便である。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、本発明者等が工業用品位のNQ
を用いてBDとデイール・スアルダー反応を行な
つてTHAQを製造しようとすると、NQ中に微量
に含まれる酸分のため、生成するTHAQの異性
化がおこり、生成した異性体、1,4−ジヒドロ
アントラヒドロキノンにより原料NQが還元され
てBDと反応しないナフトヒドロキノンが生成
し、THAQなどの収率が低下し、かつ、不純物
の副生も促進された。さらに、生成したTHAQ
自体を結晶として分離する場合にも、上記反応で
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濾過したところ、その濾
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。
[問題点を解決するための手段] 本発明者等はその濾過が困難となる原因を鋭意
研究した結果、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、そのため濾
過・洗滌が困難になり、濾過ケーキ中の不純物含
有量を増大させていることがわかつた。さらに上
記濾過を阻害している微細結晶の成因を探究した
結果、その微細結晶は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(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が異性化して出来る
DHAHQと、このDHAHQがさらにデイール
ス・アルダー反応中にNQ等の酸化剤により酸化
されて生ずるDHAQとの反応によつて生成する
ことを見出だし、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の触媒
となる酸成分を除去しなければならないことを明
らかにした。本発明者等はナフタレンの接触気相
酸化により製造した工業用品位の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
性成分および無水フタル酸(後の工程で水和され
てフタル酸となる)が含まれることを見出だし、
これ等の酸成分を除去する方法を検討した。その
結果、NQの芳香族炭化水素溶液を60℃以上の温
水と2回以上接触させるという簡単な方法によつ
て酸分が除去され、次の工程での濾過性が著しく
改善され、さらにTHAQを含むAQ骨格化合物の
収率も向上することがわかり、本発明を完成し
た。
即ち本発明は、ナフタレンの接触気相酸化によ
り生成した反応生成ガスを水洗捕集し、得られた
NQを含む水性スラリーより芳香族炭化水素を用
いて熱時抽出して得られた1,4−ナフトキノン
溶液を1,3−ブタジエンとデイールス・アルダ
ー反応させて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おいて、熱時抽出
により得られた1,4−ナフトキノン溶液を、60
℃以上の温水と、2回以上接触させた後、1,3
−ブタジエンと反応させ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
造方法である。
本発明において用いられるNQ溶液は、ナフタ
レンの接触気相酸化によつて得られる反応生成ガ
スから公知の分離方法によつて得られる。即ち反
応生成ガスを水洗捕集し、得られたNQおよびフ
タル酸を含む水性スラリーを有機溶媒を用いて
NQを抽出することによつて得られる。
用いられる有機溶媒としては、NQとBDおよ
び次の工程で生成するTHAQに対して不活性で
あり、NQおよびTHAQが該溶媒に対して溶解度
が大きく、常圧または減圧下に90℃以下の温度で
留出できる溶媒が好ましい。このような溶媒とし
ては、ベンゼン、トルエン、およびキシレンなど
の芳香族炭化水素が挙げられる。芳香族炭化水素
溶媒の使用量は、NQおよびTHAQの溶解度を考
慮して適宜に決定される。
このようにして得られたNQの芳香族炭化水素
溶液中にはフタル酸、安息香酸、無水フタル酸お
よびNQなどの重縮合などにより生成する酸成分
が一般的に1〜5%含まれているが、前述の如
く、THAQは高温において酸の存在下に
DHAHQに異性化する。第2図には、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THAQ中の酸含量の影響
を表わすグラフであり、この異性化反応速度が酸
成分の含量に比例することを示している。
DHAHQが生成すると、容易にDHAQに酸化
されてDHAHQとのキンヒドロン組成物を生成
し、デイールス・アルダー反応を行なつた後の濾
過を困難にする。従つて、デイールス・アルダー
反応後の濾過を容易にするためには、この酸成分
をある限度以下に除去する必要がある。研究の結
果、その限度は0.1%以下であることがわかつた。
この酸成分を除去するための処理方法として
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℃以上、好ましくは60〜90
℃で、洗浄時間または平均滞留時間は5分以上、
好ましくは10〜30分で2回以上洗浄する必要があ
る。
第1図は、NQ溶液を温水洗浄する場合におけ
る洗浄時間が酸(フタル酸および無水フタル酸)
の除去に及ぼす影響およ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
1図中の記号で、は1段目の洗浄、は引続い
て新しい温水で2段目の洗浄を行なつたことを示
し、AおよびBは洗浄温度が80℃および90℃であ
ることを示している。
第1図からわかるように、1回の洗浄では酸成
分の除去は不充分である。また1回の洗浄では使
用する水の量を多くしても酸成分の除去は不充分
であり、2回以上の洗浄が不可欠である。
洗浄水として、従来NQの精製方法として用い
られている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可能
であるが、洗滌水とNQ溶液との分離層に樹脂状
物質が生成することがある。
本発明の方法によつて得られた上記処理後の
NQとBDとのデイールス・アルダー反応は、一
般には芳香族溶媒に対して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℃および反応時間2.0〜3.5時間の反応条件
下で公知の方法に従つて行われる。
上記反応終了後、反応液中に存在する過剰の
BDはストリツピングにより除去される。即ち、
加熱された反応液に撹拌下に不活性ガス、例えば
水蒸気または窒素を導入してBDを追い出し、気
化ガスを冷却・液化してBDを回収する。
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℃
に冷却しTHAQを晶出せしめる。冷却温度を10
℃以下にすることは、得られるTHAQの純度が
低下するので好ましくない。晶出したTHAQの
結晶は濾過、又は遠心分離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
で洗浄して乾燥しTHAQ結晶を得る。
本発明の方法で処理されたNQ溶液を用いた場
合、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。従つて該晶出結晶の回収率を向上させるため
に分離した後の濾液を次の反応液に循循使用する
方法が採られる。この場合THAQの品位を考慮
し濾液の系外除去量が決定される。
[作用および効果] 本発明によれば、NQの芳香族炭化水素溶液を
60℃以上の温水と2回以上接触させるという簡単
な操作で、BDとのデイールス・アルダー反応の
際の副反応を抑制し、得られるTHAQの結晶の
濾過を容易にし、かつ、その純度を高める効果が
ある。その作用は明らかではないが、酸成分の含
有量を低下させるためには、2段の温水洗浄が必
要である。本発明によれば、酸成分の低減された
NQ溶液が得られ、直接この溶液を用いて高純度
のTHAQを有利に製造することができる。
また、デイールス・アルダー反応における反応
液中の酸成分およびそれに起因する副反応物が少
ないので、反応液の再循環による不純物の蓄積が
少なく、再循環に際しての系外除去量を減少させ
ることができ、THAQの収率も向上する。
本発明により得られるTHAQ生成液は、例え
ば水酸化ナトリウム水溶液のような苛性アルカリ
水溶液と接触させて、9,10−ジヒドロキシアン
トラキノン−ジナトリウム塩水溶液として抽出す
ることができ、次いでこれを常法により空気酸化
することにより、アントラキノンを収率よく製造
することができる。
[実施例] 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」および
「%」は特にことわりがない限り重量部および重
量%を表わす。
実施例 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、1重量部に対し0.2部
の温水を使用し80℃で強撹拌下に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つた。
得られたNQ溶液には、NQに対して0.01%の
フタル酸および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部およびBD33部をオートクレープに
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、液温を110℃に保つて撹拌下に窒
素ガスを吹込み、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部および
DHAQ1.8部が含まれていた。NQ当りの収率は
THAQが96.4モル%、DHAQが3.4モル%であ
り、従つてアントラキノン骨格化合物の収率は
99.8モル%であつた。
該反応液を減圧下にヒドロアントラキノン類
(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
チエを用いて濾別し、次いでヌツチエ上で4部の
オルソキシレンを使用して濾過ケーキを洗浄し、
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%、アントラキノン0.5%、
不純物1.5%であつた。
比較例 実施例と同様にして得たNQ溶液を0.3部の温水
を使用して1回だけ洗浄した。得られたNQ溶液
にはNQに対して0.12%のフタル酸、0.15%の無
水フタル酸および0.03%の安息香酸が含有されて
いた。該NQ溶液を用い実施例に従つてデイール
ス・アルダー反応を行い、反応終了後、実施例と
同様に行なつてBDを除去した。
得られた反応液の分析を行なつたところ、反応
液中のTHAQは48.8部、DHAQは3.4部であり、
NQ当りの収率はTHAQが90.9モル%、DHAQが
6.3モル%で、アントラキノン骨格化合物の収率
は97.2モル%であつた。
該反応液を実施例と同様にして冷却、晶出を行
なつた。晶出した結晶をヌツチエで濾過したが、
実施例の場合に比べ極度に濾過は困難であり、約
10倍の濾過時間を要した。得られた濾過ケーキを
4部のオルソキシレンで洗浄して得られたケーキ
の含油率は45%であり、該ケーキを乾燥して得ら
れた22.4部の黒紫色の結晶の分析結果は、
THAQ85%、DHAQ11%、アントラキノン1%、
不純物3%であつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、NQ溶液を温水洗浄する場合におけ
る洗浄時間が酸(フタル酸および無水フタル酸)
の除去に及ぼす影響およ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。図中の記
号で、は1段目の洗浄、は引続いて新しい温
水で2段目の洗浄を行なつたことを示し、Aおよ
びBは洗浄温度80℃および90℃であることを示し
ている。第2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
及ぼす影響を表わすグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ナフタレンの接触気相酸化により生成した反
    応生成ガスを水洗捕集し、得られた1,4−ナフ
    トキノンを含む水性スラリーより芳香族炭化水素
    を用いて熱時抽出して得られた1,4−ナフトキ
    ノン溶液を1,3−ブタジエンとデイールス・ア
    ルダー反応させて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おいて、熱時
    抽出により得られた1,4−ナフトキノン溶液
    を、60℃以上の温水と2回以上接触させた後、
    1,3−ブタジエンと反応させることを特徴とす
    る1,4,4a,9a−テトラヒドロアントラキノ
    ンの製造方法。
JP7630586A 1986-04-02 1986-04-02 1,4,4a,9a―テトラヒドロアントラキノンの製造方法 Granted JPS6289640A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5811936B2 (ja) * 1978-08-11 1983-03-05 川崎化成工業株式会社 ナフトキノンの精製法

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JPS6289640A (ja) 1987-04-24

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