JPS6410505B2 - - Google Patents

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JPS6410505B2
JPS6410505B2 JP52145420A JP14542077A JPS6410505B2 JP S6410505 B2 JPS6410505 B2 JP S6410505B2 JP 52145420 A JP52145420 A JP 52145420A JP 14542077 A JP14542077 A JP 14542077A JP S6410505 B2 JPS6410505 B2 JP S6410505B2
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JP
Japan
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butene
methyl
reaction
acid
pinacolon
Prior art date
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Application number
JP52145420A
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English (en)
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JPS5479217A (en
Inventor
Sunao Kyo
Hidetsugu Tanaka
Haruo Tsucha
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.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
Priority to JP14542077A priority Critical patent/JPS5479217A/ja
Publication of JPS5479217A publication Critical patent/JPS5479217A/ja
Publication of JPS6410505B2 publication Critical patent/JPS6410505B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はピナコロンの製法に関する。
ピナコロン(第三級ブチルメチルケトン)をア
セトンからピナコールを経て製造し得ることは有
機化学において“ピナコール−ピナコロン転位反
応”として古くから知られている(たとえば
Org.Synth.、Coll.Vol.、 459〜463頁参照)。
これは塩化第二水銀の存在下にアセトンを金属マ
グネシウム(または金属アルミニウム)と反応さ
せてピナコールのマグネシウム(またはアルミニ
ウム)塩を生成せしめ、次にこれを加水分解して
ピナコールを得たのち該ピナコールを硫酸により
脱水転位させるものであり、反応式で示せば下記
の如くである。
しかしながらこの方法は出発原料として用いら
れた高価な金属マグネシウムまたは金属アルミニ
ウムが無用な塩に変換すること、有毒な塩化水銀
が必要なうえ、それが反応過程で大部分元素状水
銀に変換されるため完全な回収が困難なこと、大
過剰のアセトンを用いる必要があるためその回
収、再利用に大量のエネルギーが消費されること
および用いたアセトンが還元されて多量のイソプ
ロパノールを副生することなどの欠点を有する。
特に有害物質を使用しあるいは生成し、また多量
の産業廃棄物を生成することは昨今の環境問題と
も関連してこの方法の工業的規模での実施を困難
ならしめる。
また別法として、2−メチル−2−ブテンとホ
ルムアルデヒドのプリンス反応により得られる
4,4,5−トリメチル−1,3−ジオキサンを
強酸の存在下に加水分解する方法も知られている
(ドイツ特許第714488号参照)。この方法を反応式
で示せば次の如くである。
しかしながらこの方法も、ピナコロン収率が低
く、かつ多量の粘性副生物を生成し、さらにピナ
コロンと等モルのホルムアルデヒドが生成するた
めこのホルムアルデヒドをピナコロンから分離・
回収し再利用する必要が生じ、これらのことが反
応工程ならびに製品純度の面で欠点となる。
本発明者等は前記の公知方法が有する上述のよ
うな問題点を解決すべく鋭意検討した結果、本発
明に到達した。すなわち本発明者等は3−メチル
−1−ブテンを無機酸水溶液の存在下に80℃以上
の温度でホルムアルデヒドと反応させることによ
り容易にかつ収率よくピナコロンが得られること
を見出した。
本発明方法の原料である3−メチル−1−ブテ
ンはイソアミルアルコールの脱水反応により、あ
るいはイソプレンの部分水素化などの方法により
容易に得られる。また3−メチル−1−ブテンを
他のメチルブテン類、すなわち2−メチル−1−
ブテン、2−メチル−2−ブテンと共に反応系に
供してもよく、さらにはメチルブタンや少量のイ
ソプレンと共に反応系に供してもよい。特に2−
メチル−1−ブテンおよび2−メチル−2−ブテ
ンは、3−メチル−1−ブテンを製造する際に併
産されやすく、しかもこれらを無機酸水溶液中で
ホルムアルデヒドと反応させるとその反応条件に
よりピナコロンが得られることが知られている
(特開昭51−82212号公報参照)。本発明方法の反
応条件下では2−メチル−1−ブテンおよび2−
メチル−2−ブテンは3−メチル−1−ブテンと
同様にピナコロンに変る。従つて2−メチル−1
−ブテンおよび/または2−メチル−2−ブテン
と3−メチル−1−ブテンとの混合液より、2−
メチル−1−ブテンおよび/または2−メチル−
2−ブテンを分離除去する必要は全くない。
またホルムアルデヒドとしては工業的に入手可
能なすべてのものが本発明に適用でき、たとえば
安定剤としてメタノールを数%含んでいてもよい
5〜70重量%濃度の水溶液およびパラホルムアル
デヒドなどが用いられる。貯蔵および使用上の観
点からは特に15〜55重量%濃度の水溶液が好まし
い。
3−メチル−1−ブテンに対するホルムアルデ
ヒドの使用量は通常0.5〜1.5倍モルであり、この
範囲を越えても本発明は実施できるが、3−メチ
ル−1−ブテンおよびホルムアルデヒドの損失な
らびに製品ピナコロンの品質低下等の不利益をも
たらす。特に上記使用割合を0.8〜1.1倍モルにす
るのが好ましい。2−メチル−1−ブテンおよ
び/または2−メチル−2−ブテンを含む3−メ
チル−1−ブテンが用いられる場合には、2−メ
チル−1−ブテンおよび2−メチル−2−ブテン
の含有量に応じてホルムアルデヒドの量をふやす
必要がある。
本発明に用いられる無機酸は塩酸、臭化水素
酸、硫酸、燐酸または過塩素酸であり、それらは
二種以上が混合使用されてもよい。特に塩酸およ
び硫酸が好ましい。反応混合物の水相中の酸濃度
はホルムアルデヒド水溶液による希釈、あるいは
反応中における塩化水素ガスまたは臭化水素ガス
の反応系外への逃散等により反応期間中に変化す
るが、塩酸または臭化水素酸が用いられる場合に
は反応混合物の水相中の酸濃度が反応の全期間中
5重量%以上に、硫酸、燐酸または酸塩素酸が用
いられる場合には上記濃度が10重量%以上に保た
れているならば、それぞれの無機酸の種類に応じ
て満足できるピナコロン収率を得ることができ
る。またこれら無機酸水溶液の酸濃度は該酸が塩
酸または臭化水素酸の場合には35重量%以下、硫
酸、燐酸または過塩素酸の場合には60重量%以下
が好ましい。3−メチル−1−ブテンに対する酸
の使用量は1〜10倍モル、特に2〜5倍モルが好
適である。2−メチル−1−ブテンおよび/また
は2−メチル−2−ブテンを含む3−メチル−1
−ブテンが用いられる場合は、2−メチル−1−
ブテンおよび2−メチル−2−ブテンの含有量に
応じて酸の使用量をふやす方が好ましい。用いら
れた酸は反応後有機層から分離され、必要に応じ
て濃縮その他の方法で前記濃度範囲に調整され循
環再使用される。
反応は水以外の本反応に不活性な希釈剤の存在
下で行うこともでき、かかる希釈剤としては飽和
炭化水素類、塩素化炭化水素類およびケトン類、
例えばメチルブタン、ヘキサン、シクロヘキサ
ン、塩化ブチル、1,1,1−トリクロルエタ
ン、1,1,1,2−テトラクロルエタン、四塩
化炭素、ピナコロン等の疎水性の化合物を挙げる
ことができる。しかし希釈剤の使用によつて特に
利益がもたらされることはない。
反応温度は80〜200℃であることが必要であり、
特に90〜150℃の範囲が好ましい。反応温度が80
℃に達しない場合はピナコロンは殆んど得られ
ず、200℃を越える場合には副反応が顕著となる。
反応は大気圧以上の圧力、通常大気圧〜30Kg/cm2
の間の圧力下で行われる。反応混合物の沸点以上
の反応温度を用いる場合、反応圧力は該反応温度
に於ける該反応混合物の自圧が適当であり、不活
性ガスによる加圧は特に必要でない。
本発明の反応を実施する方法としては、連続式
または回分式のいずれも可能であるが、反応に用
いられるホルムアルデヒドは単独でまたは3−メ
チル−1−ブテンの一部とともに、無機強酸水溶
液と3−メチル−1−ブテンの全部または一部と
の混合液に激しい撹拌下80〜200℃の温度におい
て徐々に添加されることが好ましい。換言すれ
ば、反応系内のホルムアルデヒド量が他の反応剤
に対して相対的に乏しい条件下で反応させるのが
好ましい。また本発明方法における反応は不均一
相の反応であるので激しい撹拌状態で反応を行わ
ねばならず、また同じ目的のため界面活性剤の存
在下で反応を行うこともできる。反応時間は通常
1〜20時間である。
反応後の反応混合物よりピナコロンを取得する
方法としては、(1)有機相を水相から分離したのち
該有機相をそのまま、あるいは必要に応じて中和
したのち、蒸留に供する方法、(2)反応混合物を中
和したのちそのまま、あるいは有機相のみを蒸留
に供する方法、(3)反応混合物をそのまま蒸留に供
する方法等が用いられる。生成ピナコロンを効率
よく取得するためには、(1)、(2)の方法が好まし
い。蒸留方法としては水蒸気蒸留や通常の常圧ま
たは減圧蒸留が用いられる。
本発明により得られるピナコロンは溶剤とし
て、また農薬やゴム薬品等の合成中間体として工
業上有用である。
次に本発明を実施例によりさらに詳しく説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。なお実施例中、%は特にことわりがな
い限り重量%を意味する。
実施例 1 窒素ガスで置換したガラスライニング耐圧反応
器に、3−メチル−1−ブテン93.0%、2−メチ
ル−1−ブテン4.7%、イソプレン0.2%およびメ
チルブタン2.1%からなるメチルブテン類108gと
34%の塩酸500gを仕込み、撹拌しながら加熱し
た。内温が100℃に到達してから30分後に34.6%
濃度のホルマリン135gを耐圧フイードポンプに
より4時間にわたつて導入した。この間に反応器
内の圧力は5Kg/cm2Gから3Kg/cm2Gとなつた。
さらに1時間撹拌したのち放冷し、水酸化カルシ
ウムにより中和した。有機相を分離し、ガスクロ
マトグラフイーにより分析したところ、ピナコロ
ンの収率は3−メチル−1−ブテンと2−メチル
−1−ブテンの合計に対し70.5モル%であつた。
実施例 2 メチルブテン類として、3−メチル−1−ブテ
ン47.8%、2−メチル−1−ブテン43.8%、2−
メチル−2−ブテン1.7%、メチルブタン3.2%お
よびイソプレン3.4%の組成物113gを用い、34.6
%濃度のホルマリン143gを使用した以外は実施
例1と全く同様にして反応を行つた結果、ピナコ
ロン収率は使用した3−メチル−1−ブテン、2
−メチル−1−ブテンおよび2−メチル−2−ブ
テンの合計に対し、71.0モル%であつた。
実施例 3 実施例2と同じ原料を用い、反応温度を150℃、
ホルマリン導入時間を2時間、導入終了後30分撹
拌した以外は実施例1と同様にして反応を行つた
結果、ピナコロン収率は70.0モル%であつた。
実施例 4 内容積1のガラスライニング耐圧反応器に40
重量%の硫酸670gを仕込み、撹拌下140℃に保つ
て3−メチル−1−ブテン25.3%、2−メチル−
1−ブテン28.3%、2−メチル−2−ブテン44.3
%、メチルブタン2.1%からなる混合アミレン
71.5gと濃度33.2%のホルマリン94.8gを同時に
それぞれのフイードラインから耐圧定量ポンプに
よつて6.5時間にわたつて連続的にフイードし反
応させた。フイード終了後さらに1時間この温度
に保つた。反応中の最高圧力は5.8Kg/cm2Gであ
つたが、反応終了時の圧力は5.3Kg/cm2Gであつ
た。反応混合物を冷却後、有機層と水層とに分液
すると同時に水層に溶存するピナコロンを水との
共沸で回収し、前記有機層と合せて分析した結
果、ピナコロンの収率はアミレン基準で74.8%で
あつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 3−メチル−1−ブテンを無機酸水溶液の存
    在下に80℃以上の温度でホルムアルデヒドと反応
    させることを特徴とするピナコロンの製法。 2 2−メチル−1−ブテンまたは/および2−
    メチル−2−ブテンを3−メチル−1−ブテンと
    共に反応系に供する特許請求の範囲第1項記載の
    製法。
JP14542077A 1977-12-02 1977-12-02 Preparation of pinacolone Granted JPS5479217A (en)

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