JP2005281281A - Isomerization method of alkyl-substituted phenols - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マザイト型ゼオライトを含む触媒を用いて、アルキル基置換フェノール類を異性化する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for isomerizing alkyl group-substituted phenols using a catalyst containing mazaite-type zeolite.
個々のアルキル基置換フェノール異性体は幅広い分野で使用されている。例えば、アルキル基置換1価フェノール類では、キシレノールは合成樹脂、接着剤、殺虫剤抗酸化剤、除草剤などに有用である。また、クレゾール類は、消毒剤、合成樹脂、選鉱剤、薬品原料、農薬などに有用である。パラクレゾールは殺菌剤やクレソチン酸や染料などの組成物の合成において有用である。オルトクレゾールは殺菌剤やクマリンおよびその他の中間物の調整に応用がある。また、メタクレゾールは塗料や合成樹脂、殺菌剤などに有用である。アルキル基置換2価フェノール類は医薬、農薬、樹脂用配合剤の中間体として有用な化合物である。 Individual alkyl group-substituted phenol isomers are used in a wide range of fields. For example, in alkyl group-substituted monohydric phenols, xylenol is useful for synthetic resins, adhesives, insecticide antioxidants, herbicides and the like. Cresols are also useful for disinfectants, synthetic resins, mineral additives, chemical raw materials, agricultural chemicals, and the like. Paracresol is useful in the synthesis of compositions such as bactericides, cresotic acid and dyes. Orthocresol has applications in the preparation of fungicides, coumarins and other intermediates. Metacresol is useful for paints, synthetic resins, fungicides, and the like. Alkyl group-substituted dihydric phenols are useful compounds as intermediates for pharmaceuticals, agricultural chemicals and compounding agents for resins.
アルキル基置換1価フェノール類の製造方法としては特許文献1や特許文献2記載の異性化方法が開示されているが、ペンタシル型ゼオライトを含む触媒を用いるために、2つ以上アルキル基置換されたの分子径の大きなアルキル置換フェノール類を得るには十分ではなく、活性もやや低いものである。。また、アルキル基置換2価フェノール類の製造方法としては特許文献3、特許文献4、特許文献5に硫酸、リン酸、フッ化水素、塩酸などの酸性触媒存在下に2価フェノール類とオレフィンとを液層で反応させる方法が開示されているが、これらの方法で使用される触媒は腐食性の強い触媒であり、工業的に使用するには好ましいものとは言えない。また、特許文献6には、ゼオライトを触媒として用い不均化反応でのアルキル基置換2価フェノール類製造方法が開示されているが、不均化反応であり、生成するアルキル基置換2価フェノール類は、2価フェノール骨格へのアルキル基置換の数が1〜4以上などと広い生成分布となり、所望のアルキル基置換2価フェノールを効率的には得られない。。特許文献7にはY型ゼオライトまたはベータ型ゼオライトを用いるアルキル置換フェノール類の異性化方法が開示されているが、不均化反応が多く異性化触媒としては十分ではない。
このように、従来公知の方法においても未だ、分子径の大きなアルキル基置換フェノール類などを効率的に得ることは充分ではない。 As described above, it is still not sufficient to efficiently obtain alkyl group-substituted phenols having a large molecular diameter even in a conventionally known method.
したがって、活性が高く、異性化選択性の高い触媒により、所望のアルキル基置換フェノール類を効率的に得る方法が強く望まれていた。 Therefore, a method for efficiently obtaining desired alkyl group-substituted phenols with a catalyst having high activity and high isomerization selectivity has been strongly desired.
本発明者らは、課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、所望のアルキル基置換フェノールの異性体を異性化するに当たり、マザイト型ゼオライトを含む触媒を使用することによって、高異性選択性で得られたアルキル基置換フェノール類のうち、所望のアルキル基置換フェノールを除いた、不要のアルキル基置換フェノール類を更にマザイト型ゼオライトを含む触媒と接触させ異性化し、再び所望のアルキル基置換フェノールを合成することにより、不要のアルキル基置換フェノール類を有効に利用できることを見出し本発明に至った。すなわち、本発明はアルキル基置換フェノール類をマザイト型ゼオライトを含む触媒と接触させて異性化する方法に関するものである。 As a result of intensive studies to solve the problems, the present inventors have selected high isomerism by using a catalyst containing mazaite-type zeolite in isomerizing a desired alkyl group-substituted phenol isomer. Among the alkyl group-substituted phenols obtained by the above-mentioned properties, the desired alkyl group-substituted phenol is removed, and the unnecessary alkyl group-substituted phenols are further isomerized by contacting with a catalyst containing a mazaite-type zeolite, and the desired alkyl group-substituted phenol is again obtained. By synthesizing phenol, it was found that unnecessary alkyl group-substituted phenols can be used effectively, and the present invention has been achieved. That is, the present invention relates to a method for isomerizing an alkyl group-substituted phenol by contacting with a catalyst containing mazaite-type zeolite.
本発明により、アルキル基置換フェノール類を高い異性化選択性で異性化することが出来る。 According to the present invention, alkyl group-substituted phenols can be isomerized with high isomerization selectivity.
以下に本発明を詳細に記述する。本発明のアルキル基置換フェノール類の異性化方法は、所望のアルキル基置換フェノールの異性体を異性化するに当たり、触媒として、マザイト型ゼオライトを含む触媒を使用することを特徴とする。 The present invention is described in detail below. The method for isomerizing an alkyl group-substituted phenol according to the present invention is characterized in that a catalyst containing a mazaite-type zeolite is used as a catalyst in isomerizing a desired isomer of an alkyl group-substituted phenol.
本発明方法では、マザイト型ゼオライトを含む触媒を使用する。本発明においてゼオライトとは、結晶性マイクロポーラス物質のことで、分子サイズの均一な細孔径を有する結晶性アルミノシリケート、結晶性メタロシリケート、結晶性メタロアルミノシリケート、結晶性アルミノフォスフェート、結晶性メタロアルミノフォスフェート、結晶性シリコアルミノフォスフェートのことである。ここでいうメタロシリケート、メタロアルミノシリケートとは、アルミノシリケートのアルミニウムの一部又は全部がガリウム、鉄、チタン、ボロン、コバルト、クロム等のアルミニウム以外の金属で置換されたものである。メタロアルミノフォスフェートも同様にアルミノフォスフェートのアルミニウム又はリンに対してその一部がそれ以外の金属で置換されたものをいう。 In the method of the present invention, a catalyst containing mazaite type zeolite is used. In the present invention, a zeolite is a crystalline microporous material, which is a crystalline aluminosilicate having a uniform pore size, a crystalline metallosilicate, a crystalline metalloaluminosilicate, a crystalline aluminophosphate, a crystalline metallo Aluminophosphate is a crystalline silicoaluminophosphate. The metallosilicate and metalloaluminosilicate herein are those in which a part or all of the aluminum of the aluminosilicate is replaced with a metal other than aluminum such as gallium, iron, titanium, boron, cobalt, and chromium. Similarly, metalloaluminophosphate refers to aluminophosphate in which a part of aluminum or phosphorus is substituted with other metal.
本発明でマザイト型ゼオライトとは、アトラス オブ ゼオライト ストラクチャー タイプス(Atlas of Zeolite Structure types)(ダブリュー.エム.マイヤー,デイー.エイチ.オルソン、シーエイチ.ベロチャー,ゼオライツ(W. M. Meier, D. H. Olson, Ch. Baerlocher, Zeolites,) 17(1/2), 1996)(文献1)に掲載されているMAZ構造のゼオライトである。マザイト型ゼオライトの組成は特に限定されない。しかし、好ましくはシリカ/アルミナ・モル比7以上、特に好ましくは9以上である。また、マザイト型ゼオライトは陽イオンとして、種々のカチオンを含有するが、カチオンの種類は特に限定されない。しかし、そのカチオンの一部又は全部が水素イオンであることが、異性化反応を促進させる上で好ましい。 In the present invention, the term “mazite-type zeolite” refers to Atlas of Zeolite Structure types (W Meier, DH Olson, Ch. Baerlocher, WM Meier, DH Olson, Ch. Baerlocher, Zeolites,) 17 (1/2), 1996) (Reference 1). The composition of the mazaite type zeolite is not particularly limited. However, the silica / alumina molar ratio is preferably 7 or more, particularly preferably 9 or more. Moreover, although the mazaite-type zeolite contains various cations as cations, the kind of cations is not particularly limited. However, it is preferable that part or all of the cations are hydrogen ions in order to promote the isomerization reaction.
マザイト型ゼオライト中の陽イオンを水素イオンに交換するには、通常、ゼオライトを酸水溶液でイオン交換するか、陽イオンをアンモニウムイオンでイオン交換し、ついで焼成する方法が行われる。また、ゼオライトがあらかじめ有機窒素含有含有カチオンを含有する場合は、焼成により該有機窒素含有含有カチオンを分解させ、水素イオンに転化することもできる。もちろん必要に応じ、上述したイオン交換法により、前記ゼオライト生成時に該ゼオライト中に存在するナトリウムなどの金属イオンをイオン交換することも可能である。マザイト型ゼオライトを利用したときに、異性化選択性が高くなる理由は、現時点では明らかでない。異性化選択性とは、下記の式1で定義されるのもである。
異性化選択性=(a−b)/c・・・(式1)
a:反応後に存在する異性体量(モル)
b:反応前に原料に含まれる異性体量(モル)
c:原料の全転化量(異性化、不均化、脱アルキル化など全て含む)(モル)
In order to exchange the cation in the mazeite-type zeolite with hydrogen ions, usually, a method is used in which the zeolite is ion-exchanged with an aqueous acid solution or the cation is ion-exchanged with ammonium ions and then calcined. In addition, when the zeolite contains an organic nitrogen-containing cation in advance, the organic nitrogen-containing cation can be decomposed by calcination and converted into hydrogen ions. Of course, if necessary, metal ions such as sodium present in the zeolite can be ion-exchanged by the above-described ion exchange method when the zeolite is produced. The reason why the isomerization selectivity is high when using mazaite type zeolite is not clear at this time. The isomerization selectivity is defined by the following formula 1.
Isomerization selectivity = (ab) / c (Formula 1)
a: Amount of isomer present after reaction (mol)
b: Amount of isomer contained in raw material before reaction (mol)
c: Total conversion of raw materials (including all isomerization, disproportionation, dealkylation, etc.) (mol)
異性化選択性が高いとは、所望のアルキル基置換フェノールの異性体以外の生成物(不均化等で生成する化合物)が少ないことである。異性化選択性が高いほど、得られたアルキル基置換フェノール類のうち、所望のアルキル基置換フェノールを除いた、不要のアルキル基置換フェノール類を更にマザイト型ゼオライトを含む触媒と接触させ異性化し、再び所望のアルキル基置換フェノールを合成する上で、不要のアルキル基置換フェノール類を、より有効に利用することが出来る。 High isomerization selectivity means that there are few products (compounds produced by disproportionation) other than the desired alkyl group-substituted phenol isomer. The higher the isomerization selectivity, the more the alkyl group-substituted phenols obtained, except for the desired alkyl group-substituted phenols, the unnecessary alkyl group-substituted phenols are further contacted with a catalyst containing mazaite-type zeolite and isomerized. In synthesizing a desired alkyl group-substituted phenol again, unnecessary alkyl group-substituted phenols can be used more effectively.
本発明の触媒は、マザイト型ゼオライトおよび無機酸化物結合材を含有することが好ましい。マザイト型ゼオライトが粉末状体である場合には、触媒として工業的に使用するには成型することが好ましく、成型法には圧縮成型法、混練法、オイル・ドロップ法など種々の方法があるが、混練法が好ましく用いられる。無機酸化物結合材としては、アルミ、チタン、ケイ素、ジルコニウムなどの酸化物やカオリン、ベントナイト、モンモリロナイトなどの粘土が好ましい。本発明により好ましく用いられる無機酸化物結合材としてアルミナゾル、アルミナゲルを挙げることができる。無機酸化物結合材の割合は特に限定されないが、ゼオライト100重量部に対して絶乾基準で5から30重量部、好ましくは10から20重量部である。成形性が悪い時には、混練り時に塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化バリウム等のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩を添加したり、ポリビニールアルコール、スパン、レオドール等の界面活性剤を添加すると効果がある。 The catalyst of the present invention preferably contains a mazaite type zeolite and an inorganic oxide binder. When the mazite-type zeolite is in a powder form, it is preferably molded for industrial use as a catalyst. There are various molding methods such as a compression molding method, a kneading method, and an oil drop method. The kneading method is preferably used. As the inorganic oxide binder, oxides such as aluminum, titanium, silicon and zirconium and clays such as kaolin, bentonite and montmorillonite are preferable. Examples of the inorganic oxide binder preferably used according to the present invention include alumina sol and alumina gel. Although the ratio of the inorganic oxide binder is not particularly limited, it is 5 to 30 parts by weight, preferably 10 to 20 parts by weight, based on the absolutely dry basis with respect to 100 parts by weight of zeolite. When moldability is poor, it is effective to add an alkali metal salt such as sodium chloride, magnesium chloride or barium chloride or an alkaline earth metal salt during kneading, or a surfactant such as polyvinyl alcohol, span or rhodol. is there.
さらに本発明の触媒は、レニウム、銀、プラチナ属金属、鉛、錫、ゲルマニウムおよびビスマスから選ばれる少なくとも1つを含むことが好ましい。これらの金属を含むことで、異性化反応の際、水素を共存させた場合、活性の向上や触媒寿命が長くなる効果がある。金属としては、レニウム、銀、プラチナ属金属、鉛、錫がさらに好ましく、特に好ましくは、レニウム、銀である。 Furthermore, the catalyst of the present invention preferably contains at least one selected from rhenium, silver, platinum group metals, lead, tin, germanium and bismuth. By including these metals, when hydrogen is allowed to coexist in the isomerization reaction, there is an effect of improving the activity and extending the catalyst life. As the metal, rhenium, silver, platinum group metals, lead and tin are more preferable, and rhenium and silver are particularly preferable.
本発明の触媒にこれらの金属を含有させる方法としては、特に限定されないが、銀イオンを含有させるには、例えば硝酸銀水溶液でマザイト型ゼオライトを含む触媒をイオン交換すれば容易に達成できる。銀イオンの含有量は好ましくは触媒組成物に対して金属換算で0.5から10重量%より好ましくは1から7重量%である。銀イオンを含む触媒組成物はアルキル基置換フェノール類の異性化反応において副反応の抑制に効果がある。マザイト型ゼオライトに含有された銀イオンは反応中に金属になったり、他の銀化合物になることがあるが、触媒性能を低下させることはない。 The method of incorporating these metals into the catalyst of the present invention is not particularly limited. However, the inclusion of silver ions can be easily achieved, for example, by ion exchange of a catalyst containing mazaite type zeolite with an aqueous silver nitrate solution. The content of silver ions is preferably 0.5 to 10% by weight, more preferably 1 to 7% by weight in terms of metal based on the catalyst composition. The catalyst composition containing silver ions is effective in suppressing side reactions in the isomerization reaction of alkyl group-substituted phenols. Silver ions contained in the mazeite-type zeolite may become a metal or other silver compound during the reaction, but the catalyst performance is not deteriorated.
また、レニウムを含有させるには、例えば、種々のレニウム化合物の水溶液にマザイト型ゼオライトを含む触媒を接触させる含浸法や浸漬法などの担持方法が良い。特に、アルキル基置換フェノール類を液相状態で水素共存下、異性化反応させる時には触媒にレニウムを担持させると、レニウムは水素化活性成分として機能し、触媒活性点に被覆し触媒性能を被毒する高沸点化合物を除去することにより触媒活性を維持する効果がある。レニウムとして使用できるものは、過レニウム酸、過レニウム酸アンモニウム、塩化レニウム等を挙げることができる。レニウムの担持量は触媒組成物に対して金属換算で0.05から2重量%。より好ましくは0.05から1重量%である。 In order to contain rhenium, for example, a supporting method such as an impregnation method or an immersion method in which a catalyst containing mazaite-type zeolite is brought into contact with an aqueous solution of various rhenium compounds is preferable. In particular, when rhenium is supported on the catalyst when isomerizing the alkyl group-substituted phenols in the liquid phase in the presence of hydrogen, rhenium functions as a hydrogenation active component and coats the catalyst active point to poison the catalyst performance. By removing the high-boiling compounds that are used, there is an effect of maintaining the catalytic activity. Examples of rhenium that can be used include perrhenic acid, ammonium perrhenate, and rhenium chloride. The supported amount of rhenium is 0.05 to 2% by weight in terms of metal based on the catalyst composition. More preferably, it is 0.05 to 1% by weight.
本発明に用いられるアルキル基置換フェノール類とは、芳香環に1つ以上の側鎖がついたフェノール類であり、アルキル基置換1価フェノール類またはアルキル基置換2価フェノール類が好ましい。側鎖のアルキル基はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などで炭素数が1〜12までのものが好ましく、芳香環に2つ以上アルキル基がつく場合は、それらのアルキル基は同一種でも異種のアルキル基でもよい。例えば、クレゾール、キシレノール、トリメチルフェノール、エチルフェノール、プソイドクレモル、メシトル、メチルエチルフェノール、プロピルフェノール、メチルハイドロキノン類、メチルレゾルシノール類、メチルカテコール類、そしてより分子量の高いアルキル基置換フェノール類などを異性化する際に本発明は有効である。 The alkyl group-substituted phenols used in the present invention are phenols having an aromatic ring having one or more side chains, and alkyl group-substituted monohydric phenols or alkyl group-substituted divalent phenols are preferred. The side chain alkyl group is preferably a methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group or the like having 1 to 12 carbon atoms, and when two or more alkyl groups are attached to the aromatic ring, the alkyl groups are the same. One or different alkyl groups may be used. For example, isomerize cresol, xylenol, trimethylphenol, ethylphenol, pseudocremol, mesitol, methylethylphenol, propylphenol, methylhydroquinones, methylresorcinols, methylcatechols, and higher molecular weight alkyl-substituted phenols In this case, the present invention is effective.
本方法での供給原料は1種類以上のアルキル基置換フェノールを含んでいてもよく、この異性化反応に相当程度干渉しない他の構成物質を含んでいてもよい。 本発明の反応は、流通式でもバッチ式でも行うことが出来る。生産性の観点から、触媒を固定床として、アルキル基置換フェノール類を床中通過させる固定床流通式反応が好ましい。反応は加熱下に実施されるが、反応温度は通常100℃〜500℃、好ましくは200℃〜400℃である。反応圧力は、特に限定されず、常圧から任意の圧力に設定することが出来る。反応の際の触媒重量あたりの原料の供給速度である重量空間速度(WHSV)は、特に限定されないが通常0.01〜50hr-1、好ましくは0.1〜10hr-1である。 The feedstock in the present process may contain one or more alkyl group-substituted phenols and may contain other constituents that do not interfere significantly with this isomerization reaction. The reaction of the present invention can be carried out either by flow or batch. From the viewpoint of productivity, a fixed bed flow reaction in which the catalyst is used as a fixed bed and an alkyl group-substituted phenol is passed through the bed is preferable. The reaction is carried out with heating, but the reaction temperature is usually 100 ° C to 500 ° C, preferably 200 ° C to 400 ° C. The reaction pressure is not particularly limited, and can be set to any pressure from normal pressure. The weight space velocity (WHSV), which is the feed rate of the raw material per catalyst weight during the reaction, is not particularly limited, but is usually 0.01 to 50 hr −1 , preferably 0.1 to 10 hr −1 .
本発明の反応は、活性向上と触媒寿命の点から水素を共存させることが好ましい。水素の共存量は任意でよい。異性化で得られるアルキル基置換フェノール類は、どの様な生成物回収方式が用いられるかは本発明にとって重要な要素とは思われない。従来の技術で知られているどの様な回収方式を用いても良い。例えば、蒸留や相当の溶媒からの晶析やゼオライトを用いて選択的吸着などである。好ましくはゼオライトを用いた選択的吸着分離である。 In the reaction of the present invention, it is preferable that hydrogen is allowed to coexist from the viewpoint of activity improvement and catalyst life. The coexistence amount of hydrogen may be arbitrary. The alkyl group-substituted phenols obtained by isomerization do not appear to be an important factor for the present invention as to what product recovery system is used. Any recovery method known in the prior art may be used. For example, distillation, crystallization from a corresponding solvent, selective adsorption using zeolite, and the like. Preferred is selective adsorption separation using zeolite.
以下に、本発明を実施例をもって説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
(実施例1)マザイト型ゼオライト合成
シリカ源として含水ケイ酸(SiO2含量91.6wt%,Al2O3含量0.33wt%、NaOH含量0.27wt%、H2O含量7.8wt%、ニップシールVN−3、日本シリカ)、アルミニウム源として硝酸アルミニウム・9水和物(和光純薬工業)、ナトリウム源として水酸化ナトリウム(NaOH含量、シグマアルドリッチジャパン)、ゼオライト構造規定剤としてテトラメチルアンモニムヒドロキシド(テトラメチルアンモニムヒドロキシド25wt%水溶液、シグマアルドリッチ)を用い、次の組成の混合物を調製した。
7.2Na2O:Al2O3:20SiO2:3.6R+OH-:315H2O(モル比)
(R+OH-:テトラメチルアンモニムヒドロキシド)
(Example 1) Mazite-type zeolite synthesis Hydrous silicic acid as a silica source (SiO 2 content 91.6 wt%, Al 2 O 3 content 0.33 wt%, NaOH content 0.27 wt%, H 2 O content 7.8 wt%, Nip seal VN-3, Nippon Silica), aluminum nitrate nonahydrate (Wako Pure Chemical Industries) as an aluminum source, sodium hydroxide (NaOH content, Sigma-Aldrich Japan) as a sodium source, tetramethylammonium as a zeolite structure-directing agent Using hydroxide (tetramethylammonium hydroxide 25 wt% aqueous solution, Sigma-Aldrich), a mixture having the following composition was prepared.
7.2Na 2 O: Al 2 O 3 : 20SiO 2 : 3.6R + OH − : 315H 2 O (molar ratio)
(R + OH -: tetramethyl aminoalcohol hydroxide)
具体的には、25.63gの蒸留水に3.43gの水酸化ナトリウムを溶解させたのち、7.88gのテトラメチルアンモニムヒドロキシド25wt%水溶液および硝酸アルミニウム・9水和物4.41gを加え30分攪拌し均一な溶液とした。この混合液に、含水ケイ酸7.87gを攪拌しながら徐々に加え、さらに2時間攪拌し、均一なスラリー状水性反応混合物を調製した。反応混合物は、100ml容テフロン(登録商標)製オートクレーブ(HIRO社製)に入れ密閉し、その後恒温漕(HIRO社製)にて20rpmで攪拌しながら100℃で4日間反応させた。 Specifically, 3.43 g of sodium hydroxide was dissolved in 25.63 g of distilled water, and then 7.88 g of tetramethylammonium hydroxide 25 wt% aqueous solution and 4.41 g of aluminum nitrate nonahydrate were added. The mixture was stirred for 30 minutes to obtain a uniform solution. To this mixed solution, 7.87 g of hydrous silicic acid was gradually added with stirring, and the mixture was further stirred for 2 hours to prepare a uniform slurry-like aqueous reaction mixture. The reaction mixture was put in a 100 ml Teflon (registered trademark) autoclave (manufactured by HIRO) and sealed, and then reacted at 100 ° C. for 4 days with stirring at 20 rpm in a constant temperature bath (manufactured by HIRO).
反応終了後、蒸留水で3回水洗、濾過を繰り返し、約120℃で一晩乾燥した。得られた生成物はマザイト型ゼオライトであった。このゼオライトのSiO2/Al2O3組成比(モル)は9.6であった。 After completion of the reaction, washing with distilled water three times and filtration were repeated, followed by drying at about 120 ° C. overnight. The obtained product was a mazaite type zeolite. This zeolite had a SiO 2 / Al 2 O 3 composition ratio (mole) of 9.6.
(実施例2)触媒調製
上述のように得られたマザイト型ゼオライトを500℃で2時間焼成した後、10wt%塩化アンモニウム水溶液を用いて、塩化アンモニウム水溶液/ゼオライト=10の重量比で30分間75℃でイオン交換を3回行った。その後、水洗処理を蒸留水/ゼオライト=10の重量比で30分間75℃で3回行い、液切り後、約120℃で一晩乾燥し、540℃で3時間焼成することによりマザイト型ゼオライト触媒を調製した。
(Example 2) Catalyst preparation The mazite-type zeolite obtained as described above was calcined at 500 ° C for 2 hours, and then 10 wt% aqueous ammonium chloride solution was used for 30 minutes at a weight ratio of aqueous ammonium chloride / zeolite = 10 for 75 minutes. Ion exchange was performed three times at 0 ° C. Thereafter, washing with water was performed three times at 75 ° C. for 30 minutes at a weight ratio of distilled water / zeolite = 10, drained, dried at about 120 ° C. overnight, and calcined at 540 ° C. for 3 hours to obtain a mazeite-type zeolite catalyst. Was prepared.
(参考例1)触媒調製
Y型ゼオライト(東ソー社製HSZ−320NAA、SiO2/Al2O3=5.5)を10wt%塩化アンモニウム水溶液を用いて、塩化アンモニウム水溶液/ゼオライト=10の重量比で30分間75℃でイオン交換を3回行った。その後、水洗処理を蒸留水/ゼオライト=10の重量比で30分間75℃で3回行い、液切り後、約120℃で一晩乾燥し、540℃で3時間焼成することによりY型ゼオライト触媒を調製した。
(Reference Example 1) Catalyst Preparation Y-type zeolite (HSZ-320NAA manufactured by Tosoh Corporation, SiO 2 / Al 2 O 3 = 5.5) was used in a 10 wt% ammonium chloride aqueous solution, and a weight ratio of ammonium chloride aqueous solution / zeolite = 10. The ion exchange was performed 3 times at 75 ° C. for 30 minutes. Thereafter, washing with water was carried out three times at 75 ° C. for 30 minutes at a weight ratio of distilled water / zeolite = 10, drained, dried at about 120 ° C. overnight, and calcined at 540 ° C. for 3 hours. Was prepared.
(参考例2)触媒調製
ベータ型ゼオライト(PQコーポレーション社製CP806B−25、SiO2/Al2O3=25)を500℃で2時間焼成した後、10wt%塩化アンモニウム水溶液をを用いて、塩化アンモニウム水溶液/ゼオライト=10の重量比で30分間75℃でイオン交換を3回行った。その後、水洗処理を蒸留水/ゼオライト=10の重量比で30分間75℃で3回行い、液切り後、約120℃で一晩乾燥し、540℃で3時間焼成することによりベータ型ゼオライト触媒を調製した。
(Reference Example 2) Catalyst preparation Beta-type zeolite (CP806B-25 manufactured by PQ Corporation, SiO 2 / Al 2 O 3 = 25) was calcined at 500 ° C. for 2 hours, and then chlorinated using a 10 wt% ammonium chloride aqueous solution. Ion exchange was performed 3 times at 75 ° C. for 30 minutes at a weight ratio of aqueous ammonium solution / zeolite = 10. Thereafter, washing with water was performed three times at 75 ° C. for 30 minutes at a weight ratio of distilled water / zeolite = 10, drained, dried at about 120 ° C. overnight, and calcined at 540 ° C. for 3 hours to form a beta zeolite catalyst Was prepared.
(参考例3)触媒調製
モルデナイト型ゼオライト(東ソー社製HSZ−620HOA、SiO2/Al2O3=15)は水素イオン型のため、使用前に500℃で1時間焼成し水分を除くのみとし、モルデナイト型ゼオライト触媒を調製した。
(Reference Example 3) Catalyst preparation Mordenite type zeolite (HSZ-620HOA, Tosoh Corp., SiO 2 / Al 2 O 3 = 15) is a hydrogen ion type, so it is only calcined at 500 ° C for 1 hour before use to remove moisture. A mordenite-type zeolite catalyst was prepared.
(参考例4)ゼオライト合成・触媒調製(ペンタシル型ゼオライト)
固形カセイソーダ(NaOH含量96.0wt%、H2 O含量4.0wt%、片山化学)7.3グラム、酒石酸粉末(酒石酸含量99.7wt%、H2 0含量0.3wt%,片山化学)10.2グラム、を水583.8グラムに溶解した。この溶液にアルミン酸ソーダ溶液(Al2 O3 含量18.5wt%、NaOH含量26.1wt%、H2 0含量55.4wt%、住友化学)35.4グラムを加えて均一な溶液とした。この混合液にケイ酸粉末(SiO2 含量91.6wt%、Al2 O3 含量0.33wt%、NaOH含量0.27wt%、ニップシールVN−3、日本シリカ)111.5グラムを撹拌しながら徐々に加え、均一なスラリー状水性反応混合物を調製した。この反応混合物の組成比(モル比)は次のとおりであった。
(Reference Example 4) Zeolite synthesis / catalyst preparation (pentacil type zeolite)
Solid caustic soda (NaOH content 96.0 wt%, H2 O content 4.0 wt%, Katayama Chemical) 7.3 grams, tartaric acid powder (tartaric acid content 99.7 wt%, H2 0 content 0.3 wt%, Katayama Chemical) 10.2 Grams was dissolved in 583.8 grams of water. To this solution, 35.4 grams of sodium aluminate solution (Al 2 O 3 content 18.5 wt%, NaOH content 26.1 wt%, H 2 0 content 55.4 wt%, Sumitomo Chemical) was added to obtain a uniform solution. While stirring 111.5 grams of silicic acid powder (SiO 2 content 91.6 wt%, Al 2 O 3 content 0.33 wt%, NaOH content 0.27 wt%, nip seal VN-3, Nippon Silica) In addition, a homogeneous slurry aqueous reaction mixture was prepared. The composition ratio (molar ratio) of this reaction mixture was as follows.
SiO2 /Al2 O3 25
H2 O/SiO2 20
OH- /SiO2 0.164
A/Al2 O3 1.0 A:酒石酸塩
反応混合物は、1000ml容のオートクレーブに入れ密閉し、その後250rpmで撹拌しながら160℃で72時間反応させた。反応終了後、蒸留水で5回水洗、濾過を繰り返し、約120℃で一晩乾燥した。得られた生成物は表1に示すX線回折パターンを有するペンタシル型ゼオライトであった。このゼオライトのシリカ/アルミナモル比は組成分析の結果、21.9であった。
SiO 2 / Al 2 O 3 25
H 2 O / SiO 2 20
OH- / SiO 2 0.164
A / Al 2 O 3 1.0 A: Tartrate The reaction mixture was sealed in a 1000 ml autoclave and then reacted at 160 ° C. for 72 hours with stirring at 250 rpm. After completion of the reaction, washing with distilled water 5 times and filtration were repeated, followed by drying at about 120 ° C. overnight. The obtained product was a pentasil-type zeolite having the X-ray diffraction pattern shown in Table 1. The silica / alumina molar ratio of the zeolite was 21.9 as a result of composition analysis.
上述のように得られたペンタシル型ゼオライトを500℃で2時間焼成した後、10wt%塩化アンモニウム水溶液をを用いて、塩化アンモニウム水溶液/ゼオライト=10の重量比で30分間75℃でイオン交換を3回行った。その後、水洗処理を蒸留水/ゼオライト=10の重量比で30分間75℃で3回行い、液切り後、約120℃で一晩乾燥し、540℃で3時間焼成することによりペンタシル型ゼオライト触媒を調製した。 The pentasil-type zeolite obtained as described above was calcined at 500 ° C. for 2 hours, and then ion exchange was performed at 75 ° C. for 30 minutes using a 10 wt% ammonium chloride aqueous solution at a weight ratio of ammonium chloride aqueous solution / zeolite = 10. I went twice. Thereafter, washing with water is carried out three times at 75 ° C. for 30 minutes at a weight ratio of distilled water / zeolite = 10, drained, dried at about 120 ° C. overnight, and calcined at 540 ° C. for 3 hours. Was prepared.
(実施例3)異性化反応
実施例2で得られたマザイト型ゼオライト触媒をデシケーター中で冷まし、該触媒0.3gと2,4−キシレノール(東京化成 1級)1.5mlをステンレス製オートクレーブに入れ、250℃で4時間反応させた。反応終了後、反応生成物をガスクロマトグラフィーで分析した。結果を表1に示した。
(Example 3) Isomerization reaction The mazaite-type zeolite catalyst obtained in Example 2 was cooled in a desiccator, and 0.3 g of the catalyst and 1.5 ml of 2,4-xylenol (Tokyo Chemical Grade 1) were placed in a stainless steel autoclave. And reacted at 250 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, the reaction product was analyzed by gas chromatography. The results are shown in Table 1.
(比較例1)異性化反応
参考例1で得られた触媒を使用した以外は実施例3と同様にして行った。結果を表1に示した。
(Comparative Example 1) Isomerization reaction The same procedure as in Example 3 was performed except that the catalyst obtained in Reference Example 1 was used. The results are shown in Table 1.
(比較例2)異性化反応
参考例2で得られた触媒を使用した以外は実施例3と同様にして行った。結果を表1に示した。
(Comparative Example 2) Isomerization reaction The same procedure as in Example 3 was performed except that the catalyst obtained in Reference Example 2 was used. The results are shown in Table 1.
(比較例3)異性化反応
参考例3で得られた触媒を使用した以外は実施例3と同様にして行った。結果を表1に示した。
(Comparative Example 3) Isomerization reaction The same procedure as in Example 3 was performed except that the catalyst obtained in Reference Example 3 was used. The results are shown in Table 1.
(比較例4)異性化反応
参考例4で得られた触媒を使用した以外は実施例3と同様にして行った。結果を表1に示した。
(Comparative Example 4) Isomerization reaction The same procedure as in Example 3 was conducted except that the catalyst obtained in Reference Example 4 was used. The results are shown in Table 1.
(比較例5)異性化反応
225℃で反応させた以外は比較例1と同様にして行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 5) Isomerization reaction The reaction was conducted in the same manner as in Comparative Example 1 except that the reaction was performed at 225 ° C. The results are shown in Table 2.
(比較例6)異性化反応
225℃で反応させた以外は比較例2と同様にして行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 6) Isomerization reaction The reaction was conducted in the same manner as in Comparative Example 2 except that the reaction was performed at 225 ° C. The results are shown in Table 2.
表1から明らかなようにモルデナイト型ゼオライトとペンタシル型ゼオライトは活性が低く、しかも異性化選択性もマザイト型ゼオライトに劣る結果であった。また、表2から明らかなようにほぼ同様の転化率で比較した際、マザイト型ゼオライトが最も異性化選択性が高かった。この様にアルキル基置換フェノール類の異性化反応において、マザイト型ゼオライトを含む触媒が有用であることがわかった。 As is clear from Table 1, the mordenite type zeolite and the pentasil type zeolite had low activity, and the isomerization selectivity was inferior to that of the mazaite type zeolite. Further, as is apparent from Table 2, when compared at almost the same conversion rate, the mazeite type zeolite had the highest isomerization selectivity. Thus, it has been found that a catalyst containing mazaite-type zeolite is useful in the isomerization reaction of alkyl group-substituted phenols.
本発明によれば、医薬、農薬、樹脂用配合剤の中間体などとして有用なアルキル置換フェノール類を異性化することができるので、所望の異性体を得ることができる。 According to the present invention, alkyl-substituted phenols useful as intermediates for pharmaceuticals, agricultural chemicals, resin compounding agents, and the like can be isomerized, so that desired isomers can be obtained.
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| CN103254040A (en) * | 2013-06-04 | 2013-08-21 | 北京旭阳化工技术研究院有限公司 | Method for preparing resorcinol by using isomerization of catechol |
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