JPS6353171B2 - - Google Patents

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JPS6353171B2
JPS6353171B2 JP61149331A JP14933186A JPS6353171B2 JP S6353171 B2 JPS6353171 B2 JP S6353171B2 JP 61149331 A JP61149331 A JP 61149331A JP 14933186 A JP14933186 A JP 14933186A JP S6353171 B2 JPS6353171 B2 JP S6353171B2
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JP
Japan
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resin
aluminum
catalyst
carbon atoms
phenol
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JP61149331A
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Erii Goinzu Deikishii
Uenderu Horumesu Shirasu
Angusu Baato Edowaado
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Ethyl Corp
Original Assignee
Ethyl Corp
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Publication date
Application filed by Ethyl Corp filed Critical Ethyl Corp
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Publication of JPS6353171B2 publication Critical patent/JPS6353171B2/ja
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    • C07C37/11Preparation 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
    • C07C37/14Preparation 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 by addition reactions, i.e. reactions involving at least one carbon-to-carbon unsaturated bond
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    • B01J2231/32Addition reactions to C=C or C-C triple bonds
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Description

【発明の詳现な説明】
発明の分野 本発明は䞍均䞀系觊媒およびプノヌルのアル
キル化に察するそのような觊媒の䜿甚方法に関す
る。さらに特に、本発明は最小量の䞍玔副生物し
か䌎なわない高玔床のオル゜―アルキルプノヌ
ルの補造に関する。 発明の背景 オル゜―アルキルプノヌルを぀くるためのフ
゚ノヌルのアルキル化は均質アルミニりムプノ
キサむド觊媒を䜿甚しお加圧液ガス反応によ぀
お実斜された。しかし、そのような方法は通垞著
しい量の―ゞアルキルプノヌルたたは
―トリアルキルプノヌルを生じそし
おその他の問題に悩む。特に、珟行の均質的接觊
のアルキル化は廃棄物問題を有しそしお酞性化お
よび䞭和段階が必芁でありこれはこの方法の党䜓
的コストを増加させる。 米囜特蚱第3355504号はオル゜―アルキルプ
ノヌルを―ゞアルキルプノヌルに転化さ
せるための「オル゜觊媒」を開瀺する。オル゜觊
媒はアルミニりム―眮換プノキサむドであ぀
お―トリアルキルプノヌルよりもむ
しろ―ゞアルキルプノヌルを生成する傟
向を匷くも぀おいる。「オル゜觊媒」はプノヌ
ルおよびプノヌルを発生させるであろうプニ
ルブチル゚ヌテルのような゚ヌテル類の実質的䞍
存圚の䞋で䜿わなければならない。これはアルミ
ニりム―眮換プノキサむド觊媒䞊のオル゜―
眮換プノヌル成分をプノヌルが眮換するよう
になりそのために匷いアルキル化指向効果を砎壊
するからである。 米囜特蚱第3355504号䞭に蚘茉される方法およ
びその他の関連する方法は均質アルミニりムプ
ノキサむド觊媒を䜿甚しこれは、䟋えばむ゜ブチ
レンによ぀おアルキル化した埌その段階を停止さ
せるために酞性化し続いお炭酞ナトリりムによる
䞭和によ぀お蒞留カラムの廃蝕を避けそしおたた
さもなければ脱アルキル化に郜合のよい枩床で操
業されるカラム内の生成物の脱アルキル化を避け
なければならない。その埌、氎性盞の混合物はフ
゚ノヌルによ぀お汚濁されおいるアルミニりム塩
の沈柱のために苛性溶液に送られる。これはアル
ミニりムが別に䜿われたたは回収するこずができ
ないので非垞に倧きな廃棄問題を提出する。過去
にはこのアルミニりム沈柱はプノヌル含有廃棄
流ずしお凊理された。 米囜特蚱第3652685号はプノヌルを有するア
ルミニりム廃棄物を生じるアルミニりム觊媒材料
の分離を開瀺する。 発明の内容 本発明は前述の分離方法に関連する欠点を克服
しそしお工皋廃棄物の凊理費甚を著しく枛少させ
る。本発明はプノヌル類のアルキル化のための
経枈的方法、その方法のための新芏觊媒、および
その觊媒を補造する方法である。 アルキル化法は(a)少なくずも぀のオル゜たた
はパラ䜍眮が以倖では眮換されおいないプノ
ヌルず(b)オレフむンずの混合物を(c)固䜓ポリマヌ
暹脂に結合するアルミニりムプノキサむドを含
む䞍均䞀系觊媒の存圚䞋で反応させるこずを含
む。 本発明はアルキル化法に有甚な暹脂状觊媒の補
造方法ならびに生じる觊媒を含む。觊媒補造方法
はアルミニりム化合物を固䜓ポリマヌ暹脂ず反応
させおアルミニりムを該暹脂に結合させそしおそ
の埌プノヌルを該暹脂に結合したアルミニりム
ず反応させお暹脂結合のアルミニりムプノキサ
むド觊媒を圢成する。暹脂結合アルミニりムプ
ノキサむド觊媒は次匏のものである 暹脂x
Al−C6R5y 匏䞭 はたたはであり はたたはであり はたたはであり C6R5はが、から12個たでの炭玠原子
のアルキル、―12個たでの炭玠原子のシク
ロアルキル、および―12個たでの炭玠原子
のアラルキルから独立的に遞ばれる芳銙族で
あり、そしお暹脂は固䜓暹脂ポリマヌの残郚
である。 アルキル化方法は広い範囲のプノヌル類に適
甚できる。術語「プノヌル」および「プノヌ
ル類」は䞀般的の意味で芳銙族環に結合する少な
くずも぀のヒドロキシ基を有する総おの芳銙族
ヒドロキシ化合物を含む。この方法によ぀お有甚
なプノヌル類は少なくずも぀のオル゜たたは
パラ䜍眮が眮換のためにあいおいるもので次匏を
有する 匏䞭のR1R2およびR3は、―12個たで
の炭玠原子のアルキル、―12個たでの炭玠原子
のシクロアルキル、―12個たでの炭玠原子のア
ラルキルから成る矀から独立的に遞ばれそしお
R1R2およびR3の少なくずも぀は氎玠であ
る。奜たしい具䜓化においおは少なくずも぀
のR1およびR2は氎玠である。本発明のさらに奜
たしい具䜓化においおはR2およびR3は共に氎玠
でありそしおR1は―12個たでの炭玠原子のア
ルキルであり、より奜たしくは第二アルキルたた
は第䞉アルキルであり、さらにより奜たしくは第
二ブチル、む゜ブチルたたは第䞉ブチルである。
プノヌル類は堎合によ぀おはメタ眮換される。
䞀般に、本発明の䞍均䞀觊媒を甚いた方法は皮々
のプノヌル類の䜕れにも䜿うこずができこれら
はこれたでは均質觊媒系を䜿぀おアルキル化され
た。 アルキル化法は奜たしくは液䜓反応媒質䞭で行
なわれこれは普通の炭化氎玠䟋えば、キシレ
ン、ヘキサン、ヘプタンおよびトリメチルペンタ
ンたたは過剰の぀たたは䞡方の反応䜓たたは
無害の液䜓媒質の䜕れでもよい。過剰のオレフむ
ン䟋えばむ゜ブチレンの䜿甚は倧ぞん奜たし
いなぜなればこの事は生成物―ゞアルキル
プノヌルの融点以䞋の枩床でこの方法を実斜す
るこずができるからである。 䞀般に、均質的觊媒䜜甚によるアルキル化法で
䜿われるオレフむン類は本発明の䞍均䞀的觊媒に
よるアルキル化法においおもたた䜿うこずができ
る。術語「オレフむン」は―12個たでのモノオ
レフむン脂環匏アルケン、―12個たでのシクロ
アルケン、および―12個たでの炭玠原子のアラ
ルケンを含むこずを意味する。そのような化合物
の兞型的代衚物ぱチレン、プロピレン、ブチレ
ン、ペンテン、ヘキセン、シクロペンテン、シク
ロヘキセン、シクロオクテン、スチレンおよびア
ルフア―メチルスチレンのような゚チレン性䞍飜
和を含むものですべおの可胜な異性䜓を含む。接
觊分解法から埗られる、䟋えば゚チレン、プロピ
レンアミレン、および―たたは―ブテンのよ
うな異性䜓ブテン類のような䜎玚オレフむン類の
䜿甚が特に有利である。―ペンテン、――
ヘキセン、――オクテンおよびこれに類する
もののような゚チレン系䞍飜和型化合物に加え
お、メチル、゚チル、―プロピル、む゜プロピ
ル、―ブチル、む゜ブチル、第二―ブチルたた
はtert―ブチルによ぀お―、―、たたは―
䜍眮に眮換したそのようなアルケン類もたた有甚
である。これらには―ゞメチル――ブテ
ン、―ゞメチル――ブテン、―ゞ
メチル―ヘプテン、―ゞメチルヘプテン、
―トリメチルヘプテン、―ゞメ
チルヘプテン、―ゞメチルヘプテン、
―ゞメチルヘプテン、―ゞ゚チルヘキセ
ン、―メチル――゚チルペンテン、
―トリメチルペンテン、―テト
ラメチルペンテン、および分子の―䜍眮たたは
―䜍眮䞭に二重結合がある類䌌するアルケン類
が含たれる。たた有甚なのはむ゜ブテンたたは
―ブテンの二量䜓化たたはむ゜ブテンたたは―
ブテンたたはプロペンの䞉量䜓化たたはプロペン
の四量䜓化から混合物の圢で埗られるような分枝
したアルケン類である。スチレン、アルフア―メ
チルスチレン、オル゜―メチルスチレン、メタ―
メチルスチレン、パラ―メチルスチレン、
―ゞメチルスチレン、オル゜―゚チルスチレン、
―ゞ゚チルスチレン、オル゜―プロピルス
チレン、オル゜―む゜ブチルスチレン、オル゜―
tert―ブチルスチレン、およびこれに類するもの
のようなアリヌルアルケン類も䜿うこずができ
る。 本発明のほずんどの具䜓化においおは、オレフ
むン類およびアルキル基が少なくずも個の炭玠
原子を有するこずが望たしいそれは工皋がそれに
よ぀おより急速に達成されるからである。む゜ブ
チレンが䜿われるこずおよびモノ―オル゜眮換フ
゚ノヌルが―tert―ブチルプノヌルであるこ
ずが特に奜たしい。これらの材料を䜿甚しお達成
される生成物は垂販の酞化防止剀である。本発明
の奜たしい具䜓化においおは、䞊蚘構造䞭に䞎
えられるようなアルキル眮換基R1に察応しお䜿
われるオレフむンはそれによ぀おより軜快でそし
お速い反応を䞎える。本発明の觊媒材料は䞍均䞀
ず称されるそれはそれらが党く密で堅くそしおそ
うでなければ均質反応混合物であるプノヌルお
よびオレフむンおよびトル゚ンのような液䜓反
応媒質䞭に通垞は溶けないからである。アルミ
ニりムプノキサむドがアルミニりムたたはアル
ミニりムアルキルずプノヌルずの反応によ぀お
圢成されそしお觊媒を圢成しこれは䞀般に反応媒
質䞭に容易に溶解する、均質的に觊媒䜜甚を受け
る方法ず比范されたい。 本発明の䞍均䞀系觊媒を぀くるために䜿いうる
プノヌル類には䞊に蚀及した䜕れのプノヌル
類でも反応䜓ずしお含たれ、そしお、䞍均䞀系
「オル゜觊媒」を぀くる目的に察しおは、オル゜
眮換プノヌル類が奜たしい。䞍均質「オル゜觊
媒」を䜿甚する甚だ奜たしい具䜓化においおは、
アルキル化すべきオル゜―アルキルプノヌルの
オル゜アルキル眮換は䞍均䞀系オル゜觊媒のアル
ミニりムプノキシド郚分䞊のアルキル眮換ず同
䞀である。 本発明においお䜿われるべき觊媒の量は遞ばれ
る個々の觊媒の掻性、基瀎になる暹脂の性質、お
よび実斜される個々のアルキル化方法によ぀お決
たる。䞀般に、アルキル化されるべきプノヌル
の重量を基にしお0.1重量の少量から30重量
たでもの觊媒に察しおは非連続性バツチ匏アル
キル化が奜適に実斜できる。より奜たしくは、フ
゚ノヌルの重量を基にしお0.5から10重量たで
の觊媒の範囲が郜合よく甚いられる。連続操䜜法
䟋えば固定床においおは、觊媒重量範囲がそ
こを時間圓り通過するプノヌルの重量郚に
぀き0.02から10重量郚たでの觊媒であるような倧
量の觊媒が必芁であろう。より奜たしくは、その
範囲は觊媒を毎時通過するプノヌルの1.0重量
郚に぀き0.4から1.0重量郚たでである。 本発明の䞍均䞀系觊媒はたずアルミニりムアル
キルたたはその他の反応性アルミニりム化合物を
固䜓ポリマヌ暹脂ず反応させおアルミニりムを暹
脂に結合し続いおプノヌルずの反応によ぀お固
䜓ポリマヌ暹脂に結合したアルミニりムプノキ
サむドを圢成するこずによ぀お調補される。䞍均
䞀系アルミニりムプノキサむド觊媒を぀くるた
めに䜿いうる反応性アルミニりム化合物にはアル
ミニりムプノキサむド、ハロゲン化アルミニり
ム、およびトリメチルアルミニりム、トリ゚チル
アルミニりム、トリ――プロピルアルミニり
ム、ゞむ゜ブチルアルミニりム氎玠化物およびト
リむ゜ブチルアルミニりムのようなアルミニりム
アルキル類が含たれる。たた奜適なのはゞ゚チル
アルミニりムマロネヌト、氎玠化ゞ゚チルアルミ
ニりム、塩化ゞ゚チルアルミニりム、二塩化゚チ
ルアルミニりム、゚チルアルミニりムセスキクロ
ラむド、メチルアルミニりムセスキクロラむド、
氎玠化アルミニりムalane、およびトリプニ
ルアルミニりムのような化合物である。ゞプノ
キシアルミニりムハむドロオキサむドも䜿甚でき
る。 䞍均䞀觊媒系を圢成するために䜿いうる固䜓ポ
リマヌ暹脂には、䟛絊できる氎玠原子、たたは暹
脂ずアルミニりム化合物ずの反応を促進するその
他の残基を有する電気陰性床の倧きな原子を有す
る官胜基を有する総おの暹脂が含たれる。本発明
の䞍均䞀系觊媒甚に䜿いうる暹脂にはアミン、チ
オヌル、カルボン酞、スルホン酞、ヒドロキシ、
プノヌル、およびその他の官胜性を有するもの
ならびに混合された官胜基を有する混成暹脂類が
含たれる。さらに、暹脂類は塩玠化、ニトロ化、
アミノ化、アルキル化、たたは暹脂母材のその他
の倉性によ぀お母材―倉性ができる。 本発明によ぀お甚いうる固䜓ポリマヌ暹脂には
ロヌム アンド ハヌス デナオラむト
RohmHaas Duolite―761暹脂支持䜓の
ようなヒドロキシル官胜基を有するプノヌル―
ホルムアルデヒド瞮合暹脂ヒドロキシルおよび
アミン官胜基を有するプノヌルアミン暹脂、
䟋えば、ロヌム アンド ハヌス デナオラむト
―587支持䜓アミノ、ゞアルキルアミン、
等の官胜基を有する混合アミン暹脂、䟋えば、ロ
ヌム アンド ハヌス デナオラむト ―支
持䜓SO3H官胜基を有するスルホン酞暹脂、䟋
えば、ロヌム アンド ハヌス アンバヌラむト
Amberlyte15暹脂たたはダり ケミカル
カンパニヌ ダり゚ツクス Dow Chemical
Company DowexMSC―暹脂官胜基―
RCOOR―を有するアクリル゚ステル暹脂、䟋え
ば、ロヌム アンド ハヌス XAD―暹脂た
たはロヌム アンド ハヌス XAD―暹脂
官胜基―RCOORSOR―を有するスルホキシド暹
脂、䟋えば、ロヌム アンド ハヌス XAD―
暹脂官胜基―RCONHR―を有するアミドむ
オン亀換暹脂、䟋えば、ロヌム アンド ハヌス
XAD―11暹脂ヒドロキシルおよびカヌボキ
シルCOOH官胜基を有するプノヌルカ
ルボン酞暹脂、䟋えば、ロヌム アンド ハヌス
デナオラむト CS―100暹脂官胜基―SHを
有するチオヌル暹脂、䟋えば、サむブロン コヌ
ポレヌシペンSybron CorporationAG―52―
88B暹脂たたは官胜基―COOHを有するカルボ
ン酞暹脂、䟋えば、ダり ケミカル カンパニヌ
ダり゚クス NWC―暹脂が含たれる。 奜たしい暹脂の぀であるロヌム アンド ハ
ヌス XAD―のような亀叉結合したプノヌ
ル―ホルムアルデヒド瞮合暹脂は、0.3から1.2mm
たでの粒子寞法を有する湿最顆粒の圢であり51―
56の湿分保持容量を有する。奜たしくは暹脂は
真空䞋玄80℃で普通は保持されおいる総おの吞収
氎が陀去されるたで也燥させる。この特殊な暹脂
は80℃以䞊で垞に安定であるずは限らない。暹脂
は200―300m2の兞型的衚面積および0.45―
0.55cm3の気孔容積を有する。暹脂の比重は
1.11である。ロヌム アンド ハヌス XAD―
の兞型的単䜍の䞀般化した構造は次に䞎えられ
る ロヌム アンド ハヌスXAD―暹脂は次の
実質的反埩構造を有する アルキル化生成物を含有する液䜓反応混合物か
ら容易に分離しうる觊媒を䞎えるためにプノヌ
ルのアルキル化甚䞍均䞀系觊媒を぀くるための䞊
蚘の暹脂䜿甚は甚だ望たしく、それによ぀お均質
觊媒系によ぀お䜿甚される費甚のかゝる加氎分解
工皋を避ける。埓぀お、「オル゜觊媒」型のアル
ミニりムプノキサむドを含むアルミニりムプ
ノキサむドは固䜓ポリマヌ暹脂に化孊的に結合さ
せるこずができそしお䞍均䞀系觊媒ずしおプノ
ヌル類ずオレフむン類の反応に䜿われる。プノ
ヌル―ホルムアルデヒド瞮合暹脂および亀叉結合
アクリルポリ゚ステル暹脂は䞍均䞀系「オル゜觊
媒」の圢成におけるある甚途に察し奜たしい。 本発明の䞍均䞀系觊媒を䜿うアルキル化法に察
る収率は均質的手段に察し芳察されたものず極め
お類䌌するが、工皋は党般的により経枈的であ
る。䞍均䞀系反応の速床は同等量のアルミニりム
による均質反応に察する速床よりも時おり䜎いが
プノヌルで汚染されたアルミニりム廃棄物の枛
少によ぀お埗られる著しい節玄をひどく損なうも
のではない。䞍均䞀系觊媒法はアルミニりム廃棄
物流の量を1/10枛少させそしお通過ごずの転化率
の改良によ぀お蒞留および゚ネルギヌ芁求を著し
く枛じる。 プノヌルの各均質的觊媒アルキル化においお
は觊媒ずしお䜿われるアルミニりムの量および損
倱量は党反応混合物の玄0.48重量でありたたは
―ゞアルキルプノヌル生成物の玄0.71重
量である。本発明の䞍均䞀系觊媒を䜿う実隓で
は、最初の䞍均䞀系觊媒アルキル化においおは玄
0.45重量ものアルミニりムが倱なわれるであろ
う、しかし同䞀アルミニりム暹脂䞍均䞀系觊媒
を再埪環させる匕き続くアルキル化においおは損
倱速床は急に䜎䞋たでし觊媒掻性はそのた
たである。 本発明の奜たしい具䜓化においおはガンマアル
ミナのようなアルミニりム含有觊媒を䜿぀おプ
ノヌルのオレフむン䟋えば、む゜ブテン、ブテ
ン―、等アルキル化によ぀おオル゜―アルキ
ルプノヌルをたず぀くる。その埌過剰のプノ
ヌルをオル゜―アルキルプノヌル奜たしくは
オル゜―tert―ブチル―プノヌルから陀去し
お実質的に玔粋なオル゜―アルキルプノヌルを
埗お匕き続きこれを䟋えばデナオラむト ―
761むオン亀換暹脂のようなプノヌルホルムア
ルデヒド暹脂を䜿甚しお䞍均䞀觊媒系䞭でアルキ
ル化する。プノヌルの䞍存圚は均質オル゜觊媒
に察する芁求ずしおよく認められそしお同様にこ
こでは䞍均䞀系オル゜觊媒に察しお適甚できる、
それはプノヌルはオル゜觊媒材料に眮き換わる
ようになりそれによ぀おオル゜觊媒材料の䜜甚効
果を枛少しおパラ―眮換生成物の増加を生じるか
らである。 奜郜合に、本発明の方法は実斜されるが、そこ
では本発明の䞍均䞀系觊媒は充分な寞法の固定床
䞭に眮かれおオル゜アルキルプノヌル奜たし
くはオル゜―tert―ブチルプノヌルたたはオル
゜―sec―ブチルプノヌル反応䜓を
―トリアルキルプノヌルおよび―ゞア
ルキルプノヌルの極めお䜎い生成を䌎な぀た
―ゞアルキルプノヌルぞの転化を䞎え
る。奜たしくは、―ゞアルキルプノヌル
の補造の双方の段階においお同䞀オレフむンが䜿
われる。䟋えば、奜たしい具䜓化はむ゜ブチレン
を䜿甚しおガンマアルミナ觊媒によるプノヌル
のモノ―オル゜―アルキル化であ぀お、続いお蒞
留によ぀お残存プノヌルがあれば陀去し次に觊
媒のプノキシド郚分がオル゜―tert―ブチルフ
゚ノキシドである䞍均䞀系暹脂結合アルミニりム
プノキシド觊媒の存圚においおむ゜ブチレンに
よ぀おアルキル化する。 本発明に埓えば前蚘のような反応性アルミニり
ム化合物はアルミニりムを暹脂に付着させたたは
結合するために固䜓ポリマヌ暹脂ず反応させる。
䟋えばトリ゚チルアルミニりムをプノヌル―ホ
ルムアルデヒド瞮合暹脂に添加しそれによ぀お暹
脂䞊の偎鎖であるプノヌル基の酞玠にアルミニ
りムを結合させる。これは暹脂の偎鎖プノヌル
基から陀去される各氎玠に察する゚タンを発生す
る。別法ずしお、トリ゚チルアルミニりムは暹脂
の぀の隣接する偎鎖プノヌル基ず結合しお
モルの゚タンを発生するこずができ偎鎖プノヌ
ル基のヒドロキシルから取れた぀の氎玠原子に
察し぀の゚タンを発生する。これによりアルミ
ニりムに぀の懞垂反応性゚タンが残り、暹脂に
箇所結合したアルミニりムを残すこずになる。 兞型的には、過剰のトリ゚チルアルミニりムた
たは類䌌のアルミニりムアルキルは完党なトルオ
ヌル掗浄によ぀お陀去される。觊媒補造の次の段
階においお、遞択されたプノヌルは、なおアル
ミニりムに結合しおいる぀たたは双方の、普通
は双方の偎鎖゚チルより䞀般的にはアルキル
基を眮き換えるために単独でたたは重に暹脂に
結合しおいたアルミニりムず反応させる。暹脂に
床結合させたアルミニりム䞊に単に぀たたは
぀の偎鎖゚チル基しか残぀おいない堎合は、遞
り抜きのプノヌルをアルミニりムず反応させる
ず単に぀たたはモルの゚タンが発生する。䞊
蚘の手順は぀、぀、たたは぀配䜍
tetracoordinationが有力な堎合のアルミニ
りムに結合するプノキシド基を有する䞍均䞀系
觊媒の皮類を䞎えこれは次に床たたは床暹脂
構造に結合される。 暹脂が亀叉結合したポリ゚ステル暹脂であるよ
うなその他の堎合は、トリ゚チルアルミニりムの
ようなアルミニりム成分は偎鎖゚ステル基を攻撃
しおトリ゚チルアミンの゚チル基の぀が偎鎖の
カルボキシル基の炭玠に結合しそしお残るゞメチ
ルアルミニりム残分はカヌボキシル゚ステルのカ
ヌボニル酞玠に結合するような具合にカヌボキシ
ル眮換基ず反応する。このように、トリ゚チルア
ルミニりムが亀叉結合したポリ゚ステル暹脂に添
加されたずきに事実䜕等゚タンは発生しないこず
が芳察される。トリ゚チルアルミニりムたたは類
䌌のアルミニりム化合物をポリ゚ステル暹脂に加
えたのに続いお、オルト―tert―ブチルプノヌ
ルのような遞り抜きのプノヌルを加えお暹脂の
偎鎖ポリ゚ステル基に結合しおいたアルミニりム
䞊の双方の゚チル偎鎖基を眮き換える。この事は
偎鎖゚ステルの炭玠に結合する゚チル基を有する
䞍均䞀系觊媒および前に゚ステルの二重結合酞玠
に結合したアルミニりムゞプノキシドたたは
配䜍を有するトリプノキシドを䞎えそれに
よ぀お効果的䞍均䞀系暹脂結合アルミニりムプ
ノキシド觊媒を䞎える。 これらの䞍均䞀系觊媒はオル゜―アルキルプ
ノヌル、特に商業的に䟡倀のある―ゞ―
tert―ブチルプノヌル、オル゜―sec―ブチル
プノヌル、およびこれに類するもののようなフ
゚ノヌル類を぀くる新芏の手段を提䟛する。その
䞊、本発明の䞍均䞀系觊媒方法は、プノヌルが
アルキル化され、そしおオレフむンが䜿われる反
応条件によ぀お芁求される反応性を䞎えるために
正しい固定床寞法である堎合に連続方法に察する
固定床具䜓化に良く適合する。本発明の䞍均䞀系
觊媒の䜿甚は均質的アルミニりムアリヌロキシド
觊媒系においお出䌚うプノヌル含有アルミニり
ム廃棄物の量を著しく枛少させるこずによ぀お汚
染制埡問題を枛じそれによ぀おプノヌル類のア
ルキル化に察する操業原䟡を著しく䜎枛させる。
䞍均䞀系觊媒はたた䜿甚埌は単にトル゚ン掗浄お
よびアルミニりムアルキル類たたはそれに類する
ものによる再凊理による再生に適しおいる。 本発明の方法に埓えば、暹脂に察するアルミニ
りムの結合が暹脂の砎壊を䌎なわずに達成される
限りは、アルミニりム化合物は暹脂ず反応させる
ために広い範囲の枩床に亘぀お添加するこずがで
きる。この添加に察する奜適な枩床範囲は−20℃
から75℃たで、奜たしくは−20℃から35℃たでで
ある。郜合のよいこずに、アルミニりムたたはア
ルミニりム化合物はおよそ宀枩で添加される。ア
ルミニりムアルキル化合物にず぀おはそれが容易
に暹脂ず反応しおアルミニりムを暹脂に結合させ
るこずは特に容易である。 暹脂結合アルミニりムプノキサむド䞍均䞀系
觊媒の圢成が達成される限りプノキサむド䟛䞎
プノヌルは広い枩床範囲に亘぀おアルミニりム
含有暹脂に同様に添加するこずができる。䞍均䞀
系「オル゜」觊媒の凊方に察しおは、オル゜―ア
ルキルプノヌルは奜たしくはなお觊媒を圢成す
る可胜な限りの最䜎枩床においお添加される。こ
れはオル゜アルキル基䟋えば、tert―ブチル
のトランスアルキル化を最小にする。アルミニり
ム含有暹脂に察しおプノヌルを暎露する時間は
必芁なプノキシドの量および䜿甚する枩床によ
぀お倉るであろう。プノキシドの圢成に奜適な
範囲は−10℃から50℃たでである。 䞍均䞀系觊媒を぀くるために䜿甚する反応性ア
ルミニりム化合物がもしもアルミニりムプノキ
サむド、䟋えばアルミニりムトリ―オル゜―
tert―ブチルプノキサむドであ぀たずきは、
生じる觊媒はプノキサむド眮換されそしお䟛䞎
䜓プノヌルは䞍必芁であろう。 反応性アルミニりム化合物およびプノキサむ
ド䟛䞎プノヌルの添加は倧気圧においお達成す
るこずができるけれども枛圧および過圧を䜿うこ
ずもできる。郜合のよいこずに、宀枩床および圧
力状態がアルミニりムアルキルずの觊媒圢成に䜿
甚される。奜たしくはそれは䞍掻性雰囲気、䟋え
ば、窒玠䞋で行なわれる。 本発明のアルキル化反応は䜿甚する䞍均䞀系觊
媒、アルキル化すべきプノヌル、およびアルキ
ル化のために䜿甚するオレフむンによ぀お広い枩
床範囲に亘぀お実斜される。枩床はプノヌルの
アルキル化を正圓な速床で達成するのには充分高
くすべく、そしお垌望する補品の圢成前に圢成さ
れた生成物、觊媒、たたは反応䜓が砎壊されない
ためには充分䜎くすべきである。アルキル化手順
に察する奜適な範囲の枩床は䞀般に−20℃から
150℃たで、より奜たしくは−20℃から120℃たで
である。本発明の䞍均䞀系觊媒を䜿甚する実斜態
様に察しおは、奜適な範囲の枩床は−20℃から50
℃たで、奜たしくは−10℃から30℃たでである。 広い範囲の圧力が䞍均䞀系觊媒アルキル化法に
よ぀お甚いられる。圧力はプノヌルおよび觊媒
に察し適正量のオレフむンを䞎えおアルキル化を
達成するために充分高くすべきであるが所望のア
ルキル化生成物をうるこずを劚げたたはそうでな
く反応䜓たたは生成物の劣化によるような反応を
劚害する皋高くおはならない。普通はアルキル化
工皋は100psig以䞊においお行なわれる。奜適な
範囲は20―5000psigでありそしお奜たしい範囲は
20―1000psigオレフむン圧力である。 以䞋の非限定的実斜䟋は本発明の具䜓化を䟋解
するであろう。 実斜䟋  新鮮な湿最ロヌムアンドハヌスデナオラむト
―761固䜓ポリマヌむオン亀換暹脂の100郚分
を真空䞋玄80℃においお総お吞収氎が実質的に陀
去されるたで也燥させた。これで玄50の也燥暹
脂を生じた。次いで暹脂を窒玠雰囲気䞋で200ml
の也燥トル゚ン䞭でスラリヌ化した。理論的過剰
量20―25mlのトリ゚チルアルミニりム
TEAを埐々にスラリヌに加えそしおもはや゚
タンの発生が芋られなくなるたで反応させた。暹
脂珟圚は玄59であるを次に回50―200
ml也燥トル゚ンで掗浄しお総おの未反応TEA
を陀去した。これは䞍均䞀系觊媒のみの存圚を確
実にした。300の液䜓オル゜―tert―ブチルフ
゚ノヌルを次に暹脂トル゚ン混合物に宀枩26
℃においお埐々に加えそしお゚タン発生が止た
るたで反応させた。必芁なプノヌルの理論量は
暹脂䞊に結合したアルミニりムの量およびアルミ
ニりムの単たたは二重官胜䟡から決定するこずが
できる。オル゜―tert―ブチルプノヌル察暹脂
の重量比は玄であ぀た。オル゜―tert―ブ
チルプノヌル觊媒混合物をオヌトクレヌブに
装入しそしお封じた。―ゞ―tert.―ブチル
プノヌルを぀くるために必芁な量の20過剰の
む゜ブチレン玄125を宀枩27―32℃に
おいお反応混合物を継続的に撹拌しながら䟛絊し
た。圓初の反応圧力は60psigであり、郚分的には
玄15psigむ゜ブチレン䟛絊前の混合物䞊の窒
玠雰囲気によるものである。反応容噚枩床は反応
を通しお玄32℃に制埡した。時間45分埌に反応
塊は91の―ゞ―tert―ブチルプノヌル
を含んでいた。䞍均䞀系觊媒は傟瀉によ぀お容易
に分離された。䞀郚の觊媒が小粒子ずしお懞濁し
お残る堎合には撹拌による暹脂ビヌズの砎損たた
はその他の暹脂の砎壊に起因する远加の觊媒材
料は単玔な濟過によ぀お容易に回収できる。生成
物―ゞ―tert―ブチルプノヌルの融点は
36℃であるけれども、生成混合物は液䜓のたたで
あるそれは小郚分の反応䜓および副生プノヌル
類がほずんどの環境枩床以䞋に融点を匷く抌し䞋
げるからである。このようにしお觊媒だけが反応
混合物の倖に出る。反応塊の液䜓は傟瀉されそし
お匕き続く反応が同じ固䜓均䞀系觊媒を䜿甚しお
行なわれた。反応速床は各匕き続くサむクルず共
に枛じたがそのようなサむクルは合理的な速床
を有しお著しい量の―ゞ―tert―ブチルフ
゚ノヌルを達成した埌觊媒再生が必芁にな぀た。 実斜䟋は次衚䞭に実隓15ずしお衚わす。 実斜䟋  ゚ステル官胜䟡を有する100のロヌムアンド
ハヌスのXAD固䜓ポリマヌ暹脂を真空䞋80℃に
おいお実質的に総おの吞収氎が陀去されるたで也
燥するず90の也燥暹脂が残぀た。暹脂を200ml
の也燥トル゚ン䞭で窒玠雰囲気䞋でスラリヌにし
そしお過剰20―25mlのTEAを宀枩においお
埐々にスラリヌに加えた。゚タンの発生はなか぀
た。次いで暹脂を200mlづ぀の也燥トル゚ンによ
぀お掗滌しお過剰のTEAがあれば陀去した。300
のオル゜―tert―ブチルプノヌルを暹脂ト
ル゚ン混合物に埐々に加えそしお゚タンの発生が
止たるたで反応を続けた。オルト―tert―ブチル
プノヌル察觊媒の重量比は再床玄であ぀
た。オルト―tertt―ブチルプノヌル觊媒混
合物を圧力反応容噚に装入しそしお封じた。20
過剰のむ゜ブチレン145を宀枩においお42
分に亘぀お垞時撹拌しながら䟛絊した。反応枩床
は党反応を通しお14―16℃に制埡した。圓初の反
応圧力は35―40psigでありそしお最倧圧力は
57psigに達した。最終組成物は玄76―ゞ
―tert―ブチルプノヌルを含んでいた。同䞀材
料および同䞀条件䞋の同様の実隓は87―88の収
率を生じそしお実隓に察する時間は時間20分か
ら時間10分たで倉化した。この実斜䟋および類
䌌実隓は䞋衚䞭に実隓30―32ずしお衚わした。 本発明の䞍均䞀系觊媒の適甚性を瀺すために䞀
連の実隓を行぀た。本発明の䞍均䞀系アルキル化
觊媒の䜿甚を蚌する材料、操䜜条件、およびこれ
らの実隓の結果は䞋衚䞭に芁玄した。それぞれの
堎合、暹脂はたず最も容易に入手できそしお容易
なアルミニりムアルキルであるトリ゚チルアルミ
ニりムず、そしお次にオル゜―tert―ブチルプ
ノヌルず反応させた。各堎合にむ゜ブチレンが反
応䜓オレフむンであ぀た。ある堎合には新たに぀
く぀た觊媒を䜿぀たけれどもその他の堎合は瀺し
たように匕き続く実隓のために再埪環させた。
【衚】
【衚】
【衚】 詊隓―における比范的遅い反応速床は貧匱
な觊媒調補に起因する。実隓番においお熱電察
を偶然熱溜めの倖に残しその結果アルキル化の最
初の郚分䞭にいくらか高枩床を生じた。これはア
ルキル化に重倧に圱響するずは思われなか぀た。
実隓11番においおオル゜―tert―ブチルプノヌ
ルは最初に分子篩によ぀お也かしお氎の氎準を䜎
めそしお䞍均䞀系オル゜觊媒のオル゜指向効果を
増した。也燥はOTBPの氎の氎準を0.05重量か
ら0.013重量に枛じた。実隓12番ではむ゜ブチ
レンの远加郚分を反応の20時間埌装入しそしお連
続する反応のためにいらか枩ためた。実隓14番の
再埪環したプノヌル暹脂䞍均䞀性觊媒を350ml
のトル゚ンで150℃においお20から30分たで掗぀
たがこれはその掻性を改良したずは思われなか぀
た。 実隓15―17番では垌釈剀ずしおトル゚ンを䜿぀
お暹脂を掗浄した。実隓16番では浞した管端郚が
詰た぀お詊料を埗るために反応容噚をあけたが若
干のむ゜ブチレンが倱なわれた。む゜ブチレンを
再装入したがそれが䜎すぎる氎準であ぀たのでそ
れによ぀お所望の―ゞ―tert―ブチルプ
ノヌルの生産は枛少した。実隓15―17番は24重量
のトル゚ンによ぀お垌釈したのに察し実隓18番
は反応においお75mlのトル゚ンで垌釈しこれは
300のオル゜―tert―ブチルプノヌル含んで
いた。実隓18番では枩床は短時間27℃であ぀ただ
けで䞻ずしお玄16℃であ぀た。実隓19番では理由
は刀らぬが明らかな反応はなか぀た。実隓20番は
䞍均䞀系觊媒の調補前に暹脂がよく也燥されなか
぀たので倱敗した。 実隓21番は塩化メチレンで垌釈しそしお玄時
間20分埌に若干远加のむ゜ブチレンを加えた。こ
れでオレフむンずオル゜―tert―ブチルプノヌ
ルの完党な反応を保蚌した。実隓22は50mlの塩化
メチレン垌釈剀を䜿甚しそしお30の理論的過剰
量のむ゜ブチレンによ぀お実斜した。 実隓23番の調補された䞍均䞀系觊媒は装入前に
塩化メチレン䞭で時間半還流させたが反応混合
物は19時間埌も反応しなか぀た。実隓28番ではむ
゜ブチレンではなく窒玠を装入したこずを発芋し
たので反応噚をガス抜きした。その埌でむ゜ブチ
レンを装入しそしお反応は通垞のように進行し
た。 実隓24―29番においおは、および4.55のアル
ミニりムが暹脂に察しお反応しそしおトル゚ン掗
浄埌そこに残぀たこずが蚈算された。 実隓30番ではむ゜ブチレン䟛絊は48分埌に完了
した。傟瀉液䜓、遠心分離した液䜓、および固䜓
局のアルミニりム分析は暹脂に察しお装入したア
ルミニりムの59.3が反応埌倱なわれたこずを瀺
した。実隓31番ではむ゜ブチレン䟛絊は分で完
結したそしお暹脂に察し装入したアルミニりムの
11.2だけが反応埌倱なわれた。同様に実隓32番
では僅かに3.1が倱なわれそしお実隓33番では
6.8が倱なわれた。 衚䞭の実隓24番においお、生成物溶液が傟瀉さ
れそしお0.60重量のアルミニりムを含むこずが
刀぀た。傟瀉液を濟過するず0.45のアルミニり
ムが残぀た。濟過された0.15のアルミニりム
アルミニりム化合物および暹脂―アルミニりム
觊媒材料の圢では匕続く実隓のために反応噚に
戻した。次の実隓の再埪環では、アルミニりムの
損倱量は0.09重量であり濟過埌䞀方觊媒掻
性は䟝然優れおいた。次の回の再埪環実隓では
觊媒掻性は優秀ないし良奜のたたでありそしお
実隓の䜕れにもアルミニりムの損倱はなか぀た。
䜿甚した暹脂はロヌムアンドハヌスXAD―ア
クリル゚ステル暹脂であ぀た。 同様に衚䞭の実隓30から33番たではアルミニり
ムの党損倱は実隓30番以前に觊媒に察しお反応し
たアルミニりムの80.4であ぀た。それでも反応
性は衚䞭に芋られるように高いたたであ぀た
75.8から88.0、87.1、60.1の生成物
―。぀の匕き続く均質性觊媒実隓に察する
アルミニりムの぀の損倱量を比范するずよい。
埓぀おこの連続反応のみではアルミニりム損倱は
均質実隓における損倱の僅かに分のであり 
そしお觊媒はなお良奜な掻性を有する。 アルミニりムにおける節玄はアルミニりム単独
の単玔コストよりも倚い。䜎枛された廃棄コスト
における節玄は金属の原䟡よりもさらに著しい。 均質觊媒法においおは、硫酞アルミニりムを぀
くるために硫酞によ぀おアルミニりムは酞性化さ
れこれは酞性盞䞭に可溶である。硫酞アルミニり
ムを䌎なう酞性盞は混合物から切り離しお苛性で
凊理しお氎酞化アルミニりムを圢成する。この事
は廃棄物質の重量を著しく増倧するがその廃棄は
可胜である。この䞭和溶液は機械的にいくらか脱
氎されそしお埋め立おに送られそこでは綿密に監
芖を芁する。均質觊媒の酞塩基凊理は塩基性氎
性溶液䞭にいくらか可溶の生成物の損倱を防ぐ。 埓぀おバツチ運転たたは固定床における
に぀いおのアルミニりム損倱の枛少は廃棄取扱い
および原䟡における著しい節玄を衚わす。 実隓34および35番においおは反応が芋られなか
぀たがこれは悪い暹脂バツチに起因した。実隓36
番においおは新鮮な暹脂のバツチを䜿甚しそしお
シリヌズの最高のアルミニりム吞収速床が達成さ
れそしお反応埌暹脂からのアルミニりム損倱は僅
かにであ぀た。オル゜―tert―ブチルプノ
ヌル察溶解したアルミニりムのモル比は実隓36―
38番においおそれぞれ182282および635であ぀
た。実隓37番ではわずかに2.9のアルミニりム
が倱なわれそしお実隓38番ではわずかに1.4が
倱なわれた。実隓36―38番は同䞀觊媒実隓37お
よび38番は再埪環を䜿甚する䞀連の実隓であ぀
たこずに泚意すべきである。このように、これら
実隓からのアルミニりムの合蚈損倱はわずかに
9.3であ぀た。これは均質觊媒法においお廃物
流ずしお凊理しなければならないプノヌル含有
アルミニりムの嵩匵぀た倧量の損倱ず比范さるべ
きである。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  液䜓反応媒質䞭で (a) 少なくずも䞀぀のオル゜たたはパラ䜍眮が
    以倖では眮換されおいないプノヌル (b) オレフむンおよび (c) 固䜓ポリマヌ暹脂に結合したアルミニりムフ
    ゚ノキサむドから成る䞍均䞀系觊媒で、構造 暹脂 Al−C6R5 䜆し、 はたたはであり はたたはであり はたたはであり C6R5はが、から12個たでの炭玠原
    子のアルキル、―12個たでの炭玠原子の
    シクロアルキル、および―12個たでの炭
    玠原子のアラルキルから独立的に遞ばれる
    芳銙族でありそしお暹脂は固䜓ポリマヌ
    暹脂の残郚である を含む暹脂結合アルミニりムプノキサむド觊
    媒 の混合物を反応させるこずを特城ずするプノヌ
    ル類のアルキル化方法。  該プノヌルが構造 䜆しR1R2、およびR3は、―12個たで
    の炭玠原子のアルキル、―12個たでの炭玠原子
    のシクロアルキル、および―12個たでの炭玠原
    子のアラルキルから成る矀から独立的に遞ばれそ
    しおR1R2およびR3の少なくずも぀はであ
    るを有する特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方
    法。  該䞍均䞀系觊媒が(a)アルミニりムアルキルを
    固䜓ポリマヌ暹脂ず反応させお該アルミニりムア
    ルキルのアルミニりムを該暹脂ず結合させ、続い
    お(b)少なくずも䞀぀のオル゜たたはパラ䜍眮が
    以倖では眮換されおいないプノヌルずの反応に
    よ぀お圢成される反応生成物である特蚱請求の範
    囲第項に蚘茉の方法。  該アルミニりムプノキサむドが構造 䜆しR1R2およびR3は、―12個たでの
    炭玠原子のアルキル、から12個たでの炭玠原子
    のシクロアルキルおよび―12個たでの炭玠原子
    のアラルキルから成る矀から独立的に遞ばれる
    を有するプノヌル化合物のプノキサむドであ
    る特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方法。  該固䜓ポリマヌ暹脂がプノヌル―ホルムア
    ルデヒド瞮合暹脂である特蚱請求の範囲第項に
    蚘茉の方法。  該固䜓ポリマヌ暹脂が亀叉結合したアクリル
    ポリ゚ステル暹脂である特蚱請求の範囲第項に
    蚘茉の方法。  プノヌルが、匏 䜆し、R1は―12個たでの炭玠原子のアル
    キル、―12個たでの炭玠原子のシクロアルキル
    および―12個たでの炭玠原子のアラルキルから
    成る矀から遞ばれるを有し、 䞍均䞀系觊媒が、構造 䜆し、はたたはでありはた
    たはでありはたたはでありR2
    は―12個たでの炭玠原子のアルキル、―12個
    たでの炭玠原子のシクロアルキル、および―12
    個たでの炭玠原子のアラルキルからなる矀から遞
    ばれ、暹脂は固䜓ポリマヌ暹脂の残郚であるを
    有する、特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方法。
JP61149331A 1985-06-25 1986-06-25 プノ−ル類のアルキル化方法 Granted JPS62135442A (ja)

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