JP4367998B2 - Process for producing 1,3-cycloalkadiene - Google Patents
Process for producing 1,3-cycloalkadiene Download PDFInfo
- Publication number
- JP4367998B2 JP4367998B2 JP14820499A JP14820499A JP4367998B2 JP 4367998 B2 JP4367998 B2 JP 4367998B2 JP 14820499 A JP14820499 A JP 14820499A JP 14820499 A JP14820499 A JP 14820499A JP 4367998 B2 JP4367998 B2 JP 4367998B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cyclohexadiene
- carbonate
- metal
- mol
- cycloalkadiene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術的分野】
本発明は、脂環式共役ジエンである1,3−シクロアルカジエンを製造する方法に関するものである。特に、1,2−ジクロルシクロヘキサンを脱塩化水素することによって得られる1,3−シクロヘキサジエンの合成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
1,3−シクロヘキサジエンは、近年、リビングアニオン重合により高耐熱性、高剛性ポリマーが得られることが知られており、工業的に重要なモノマーである。
1,3−シクロヘキサジエンから高重合物を得るにあたっては、不純物としてシクロヘキセン、ベンゼン、メチルシクロペンテンが含まれていても重合に支障のないことが知られている(特開平7−196737号公報)。しかし、1,3−シクロヘキサジエンの異性体である1,4−シクロヘキサジエンが不純物として含まれている場合、重合が円滑に進まず、低分子量体のみが得られたり、重合が全く進まなくなることが知られている〔例えば、Polym.Prepr.(Am.Chem.Soc.Div.Poym.Chem.)12,p.402(1971)〕。本発明者らが検討したところ、目的とする高分子量体を得るためには、1,4−シクロヘキサジエンの含有量は、少なくとも2%以下であることが必要である。
【0003】
1,3−シクロヘキサジエンを合成する方法としては種々の方法が提案されている。1,2−ジブロムシクロヘキサンの脱ハロゲン化水素による合成が報告されている。1,2−ジブロムシクロヘキサンからの脱臭化水素反応としては、トリエチレングリコール中で1,2−ジブロムシクロヘキサンと水酸化カリウムの反応から1,3−シクロヘキサジエンが得られる(Organikum,5.Aufl.,S.226,VED Deutscher Verlag derWissenschaften, Berlin 1965)。しかしこの方法では、1,3−シクロヘキサジエンの他に多量のベンゼンや1,4−シクロヘキサジエンが副生し、1,3−シクロヘキサジエンの純度は低い。1,3−シクロヘキサジエンと1,4−シクロヘキサジエンの沸点はそれぞれ80℃、89℃と近く、また共沸するため蒸留によって分別することは難しい。
【0004】
また、1,2−ジブロムシクロヘキサンをヘキサメチルホスフォリックトリアミド中で塩化リチウムと炭酸リチウムの混合物を用いて160℃で加熱することにより1,3−シクロヘキサジエンが82%の収率で得られることが報告されている〔J.Org.Chem.,49,2650(1984)〕。しかしながら、本発明者らがこの文献に記載の条件で反応を行ったところ、1,3−シクロヘキサジエンは47%の収率で得られたが、同時にシクロヘキセンが30%、ベンゼンが23%と副生物が大量に生成した。シクロヘキセンとベンゼンは沸点が1,3−シクロヘキサジエンに近いため蒸留によって分離することは難しい。このため高純度の1,3−シクロヘキサジエンを得ることはできなかった。本発明者らが推察するに該文献記載の反応の成績は特殊な反応条件下でのみ達成されるものであって安定的に高収率を得ることは難しい。
【0005】
これらの方法以外にも1,2−ジブロムシクロヘキサンを原料とする1,3−シクロヘキサジエンを合成する方法が各種提案されている。
例えば、Zupancicらは1,2−ジブロムシクロヘキサンから収率57%で1,3−シクロヘキサジエンが得られることを報告している。この報告では1,2−ジブロムシクロヘキサンをメタノール中のナトリウムとの反応させることにより2.2%の1,3−シクロヘキサジエンと70%の3−メトキシシクロヘキセンが得られ、さらに3−メトキシシクロヘキセンをトリエチレングリコール中で85%リン酸と反応させることにより82%の収率で1,3−シクロヘキサジエンが得られる〔Chem.Ber.,100,P.1764(1967)〕。
【0006】
類似する方法として、1,2−ジブロムシクロヘキサンとナトリウムエトキシドを反応し、3−エトキシシクロヘキセンを合成した後に脱アルコール反応により高純度の1,3−シクロヘキサジエンが得られることが報告されている〔Mitt.Schles.Kohlenforsh.−Inst.Kaiser−Wilheim−Ges.2,97(1925),C.1926,2343〕。
しかしながら、1,2−ジブロムシクロヘキサンを原料に用いて、リチウム塩やナトリウム塩と反応させた場合、臭化リチウムや臭化ナトリウムが副生物として大量に生成し、この有機物を含んだ廃棄物の処理に多大のエネルギーを消費することになり、工業的規模の製造法とはなり難い。従って、臭化物より廃棄物の量を大幅に少なくすることができる1,2−ジクロルシクロヘキサンからの高収率、高純度の1,3−シクロヘキサジエンの製造方法が求められている。
【0007】
1,2−ジクロルシクロヘキサンはシクロヘキセンを塩素化することにより得られることが知られている。
例えば、Poutsmaらはシクロヘキセンを暗所、25℃で塩素化した場合、3−クロルシクロヘキセン、1,2−ジクロルシクロヘキサン及び4−クロルシクロヘキセンが1.00:1.95:0.60の比率で生成することを報告している。このように1,2−ジクロルシクロヘキサンはシクロヘキセンの塩素化により主生成物として容易に得ることができる〔J.Am.Chem.Soc.,87(10) P.2161(1965)〕。
【0008】
1,2−ジクロルシクロヘキサンからの1,3−シクロヘキサジエンの合成法としては、水酸化ナトリウムとポリグリコールの溶液あるいは懸濁液中で150℃から170℃で反応させることにより一段で、高収率でシクロヘキサジエンが得られることが報告されている(DE1090202)。しかしながら、1,3−シクロヘキサジエンの純度については何も記載されておらず、1,4−シクロヘキサジエンの副生量については不明である。本発明者らが、この特許文献に記載の条件で行った実験結果によればシクロヘキサジエンの収率は反応温度が高い場合やポリグリコールの分子量が大きくなるにつれて増加するが、同時に1,4−シクロヘキサジエンの含有率も増える傾向を示しており、種々反応条件を変化させても1,3−シクロヘキサジエン中の1,4−シクロヘキサジエンの含有率は、少なくとも2%を越える値であり、本発明者らが必要とする高純度の1,3−シクロヘキサジエンとしては不適格なものであった。
以上のごとく、従来1,2−ジクロルシクロヘキサンから高収率、高純度の1,3−シクロヘキサジエンを得る製造方法は報告されていなかった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は廃棄物の量を削減することが出来る1,2−ジクロルシクロヘキサンからの1,3−シクロヘキサジエンの製法であり、1,4−シクロヘキサジエンの副生が極めて少なく、工業的に実施可能な1,2−ジクロルシクロヘキサンからの高純度の1,3−シクロヘキサジエンの製造方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明者らが鋭意検討した結果、非プロトン性極性溶媒中で1,2−ジクロルシクロアルカンから金属炭酸塩および/又は金属炭酸水素塩を1種以上含む塩基性化合物を用いて脱塩化水素することによって、1,4−シクロアルカジエンの副生が極めて少ない高純度の1,3−シクロアルカジエンを容易に製造し得ることを見出し、本発明に到達したものである。
【0011】
すなわち本発明は、
[1] 1,2−ジクロルシクロアルカンから1,3−シクロアルカジエンを製造する方法において、N−メチルピロリジノン、ヘキサメチルホスフォリックトリアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、o−ジクロロベンゼン、ジフェニルエーテルから選ばれる少なくとも一つの非プロトン性極性溶媒中で金属炭酸塩および/又は金属炭酸水素塩を1種以上含む塩基性化合物を用いて脱塩化水素することを特徴とする1,3−シクロアルカジエンの製造方法、
[2] 前記金属炭酸塩および/又は金属炭酸水素塩がアルカリ土類金属の炭酸塩であることを特徴とする[1]に記載の1,3−シクロアルカジエンの製造方法、
[3] 前記金属炭酸塩および/又は金属炭酸水素塩が炭酸カルシウムであることを特徴とする[1]又は[2]に記載の1,3−シクロアルカジエンの製造方法、
[4] 前記金属炭酸塩および/又は金属炭酸水素塩を1種以上含む塩基性化合物が、アルカリ金属の金属炭酸塩および/又は金属炭酸水素塩であり、且つ塩化リチウムを用いることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載の1,3−シクロアルカジエンの製造方法、
[5] 1,2−ジクロルシクロアルカンが1,2−ジクロルシクロヘキサンであることを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載の1,3−シクロアルカジエンの製造方法、
である。
【0012】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における1,2−ジクロルシクロアルカンは、5員環から10員環までの1,2−ジクロルシクロアルカンが好ましく、更に好ましくは1,2−ジクロルシクロヘキサンである。1,2−ジクロルシクロアルカンには異性体としてシス体及びトランス体が存在するが、どちらか一方の異性体を原料にしても混合物を原料にしてもかまわない。また、本発明における1,2−ジクロルシクロアルカンには3−クロルシクロアルケンが混在していてもかまわない。3−クロルシクロアルケンはシクロアルケンを塩素化することによって1,2−ジクロルシクロアルカンと併産して得られることがわかっている。3−クロルシクロアルケンの量は0mol%以上95mol%以下とする。また、4−クロルシクロアルケンは本発明の製造方法で反応すると、1,4−シクロアルカジエンを副生する。このため1,2−ジクロルシクロアルカンに対する4−クロルシクロアルケンの含有量は2mol%以下であることが好ましく、さらに好ましくは1mol%以下である。このような1,2−ジクロルシクロアルケンは種々の方法により製造することができるが、例えば従来の技術の項で述べたようにシクロアルケンの塩素化によって得られた塩素化混合物から蒸留等の精製方法により得ることができる。
【0013】
本発明における金属炭酸塩および/又は金属炭酸水素塩とは、アルカリ金属炭酸塩および/又はアルカリ金属炭酸水素塩、アルカリ土類金属炭酸塩および/又はアルカリ土類炭酸水素塩、希土類金属炭酸塩とアルカリ金属炭酸水素塩などである。アルカリ金属炭酸塩としては炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム等であり、アルカリ土類金属炭酸塩としては炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム等であり、希土類金属炭酸塩としては炭酸イットリウム、炭酸ランタン、炭酸セシウム、炭酸ネオジウム、炭酸ガドリウム、炭酸イッテルビウム、炭酸ルテチウム等であり、アルカリ金属炭酸水素塩としては炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等である。これらの金属炭酸塩および/又は金属炭酸水素塩のなかでも反応速度の面から炭酸カルシウムが特に好ましい。これらの金属炭酸塩および/又は金属炭酸水素塩は無水物であることが好ましいが、水和物としても使用できる。また、金属炭酸塩および/又は金属炭酸水素塩は単独で用いても2種以上の混合物として用いてもかまわない。
【0014】
金属炭酸塩および/又は金属炭酸水素塩の使用量は、解離した場合の炭酸イオンベースで、1,2−ジクロルシクロアルカンに対して0.8倍モルから5倍モルが好ましく、さらに好ましくは1.0倍モルから2.5倍モルである。使用量が0.8倍モルより少ないと、1,2−ジクロルシクロアルカンの反応率が低下し、満足な収量を得ることができず、5倍モルより多く使用しても反応を加速する効果は少なく、大過剰の塩基は無駄となる。
【0015】
本発明における金属炭酸塩および/又は金属炭酸水素塩を1種以上含む塩基性化合物として金属炭酸塩および/又は金属炭酸水素塩以外の成分には金属塩化物や金属水酸化物が挙げられる。金属塩化物は塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム等のアルカリ金属塩化物、塩化マグネシウム、塩化カルシウム等のアルカリ土類金属塩化物等が挙げられる。金属水酸化物としては水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物、水酸化アルミニウム等が挙げられる。
金属炭酸塩および/又は金属炭酸水素塩以外の金属塩の使用量は、混合する金属炭酸(水素)塩に対して0.1倍モルから5倍モルが好ましく、さらに好ましくは0.1倍モルから2倍モルである。
【0016】
本発明における脱塩化水素反応は反応溶媒を用いて懸濁状態あるいは溶液状態で行われる。反応溶媒は非プロトン性の極性溶媒である。好ましくは窒素原子を含有する極性溶媒である。非プロトン性の極性溶媒の例としては、N−メチルピロリジノン、ヘキサメチルホスフォリックトリアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、o−ジクロロベンゼン、ジフェニルエーテル等があげられ、この中でもN−メチルピロリジノン、ヘキサメチルホスフォリックトリアミドが好ましい。溶媒の量は1,2−ジクロルシクロアルカンに対して0.1倍以上100倍以下の重量であり、好ましくは0.1倍以上10倍以下の重量である。0.1倍未満の溶媒量では溶媒の効果が小さく反応の速度が遅く、100倍を越える溶媒量では反応は速やかに進行するが生産性が低下するため実質的ではない。
【0017】
本発明における反応温度は80℃以上250℃以下の範囲であり、好ましくは100℃以上200℃以下の範囲である。反応温度が80℃未満の場合は反応の進行が遅く、250℃以上の場合は副生物の生成が顕著になる。
本発明における反応圧力は特に制限はない。
本発明においては、1,3−シクロヘキサジエンのほかに1−クロルシクロヘキセンが副生することがあるが、この副生物は1,3−シクロヘキサジエンとの沸点差が大きく、蒸留等の方法により容易に高純度の1,3−シクロヘキサジエンを得ることができる。
本発明によって生成した1,4−シクロヘキサジエンの少ない高純度の1,3−シクロヘキサジエンは、公知の方法(例えば、WO94/28038等)で重合することができ、平均分子量の高い(1,3−シクロヘキサジエン)ホモポリマーを得ることができる。また、他のモノマーと共重合させることにより、1,3−シクロヘキサジエンユニットを含む共重合体を得ることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例などを用いてを詳細に説明するが、本発明はこれら実施例などにより何等限定されるものではない。
【実施例1】
簡易の蒸留装置と温度計と回転子を備えた200mlのガラス製反応器に1,2−ジクロルシクロヘキサン30g(0.20mol)とN−メチルピロリジノン100mlと炭酸カルシウム20g(0.20mol)を加えた。反応器をオイルバスに浸漬して反応器内温度を180℃に昇温した後、低沸点成分を蒸留しながら2時間攪拌した。得られた留分と反応器内の残渣をガスクロマトグラフィーで分析した結果、1,3−シクロヘキサジエンが収率49モル%で得られた。副生物として1−クロルシクロヘキセンが48モル%の収率で得られたが、1,4−シクロヘキサジエンは1,3−シクロヘキサジエンに対して0.5モル%と十分に小さかった。蒸留精製することにより純度99.5%の1,3−シクロヘキサジエン6.8gを得た。
【0019】
【実施例2】
実施例1の炭酸カルシウムを炭酸カリウム27.1g(0.20mol)と塩化リチウム8.3g(0.20mol)の混合物に変え、N−メチルピロリジノンをヘキサメチルホスフォリックトリアミド100mlに変えたこと以外は実施例1と同様に反応を行った。生成物の分析の結果、1,3−シクロヘキサジエンの収率は50モル%、1−クロルシクロヘキセンの収率は47モル%、1,4−シクロヘキサジエンは1,3−シクロヘキサジエンに対して0.4モル%であった。蒸留精製することにより純度99.6%の1,3−シクロヘキサジエン6.9gを得た。
【0020】
【実施例3】
実施例1の1,2−ジクロルシクロヘキサンを1,2−ジクロルシクロオクタン35g(0.20mol)に変えたこと以外は実施例1と同様に反応を行った。生成物の分析の結果、1,3−シクロオクタジエンの収率は51モル%、1−クロルシクロオクテンの収率は47モル%、1,4−シクロオクタジエンは1,3−シクロオクタジエンに対して0.6モル%であった。蒸留精製することにより純度99.3%の1,3−シクロオクタジエン9.6gを得た。
【0021】
【比較例1】
実施例1の炭酸カルシウムを水酸化ナトリウム7.8g(0.20mol)に変えたこと以外は実施例1と同様に反応を行った。生成物の分析の結果、1,3−シクロヘキサジエンの収率は44モル%であった。副生物として、1−クロルシクロヘキセンが25モル%、3−ヒドロキシシクロヘキセンが18モル%の収率で生成し、1,4−シクロヘキサジエンは1,3−シクロヘキサジエンに対して25モル%であった。蒸留精製を試みたが1,3−シクロヘキサジエンと1,4−シクロヘキサジエンの混合物(モル比76:24)が7.5g得られただけで、高純度の1,3−シクロヘキサジエンは得られなかった。
【0022】
【比較例2】
実施例1の炭酸カルシウムをリン酸マグネシウム第二三水和物34.2g(0.20mol)に変えたこと以外は実施例1と同様に反応を行ったが、1,2−ジクロルシクロヘキサンが回収されるだけで反応は進行しなかった。
【0023】
【比較例3】
実施例1の反応装置を用いて平均分子量500のポリエチレングリコール60g(0.12mol)と水酸化カリウム22.5g(0.40mol)と1,2−ジクロルシクロヘキサン20g(0.13mol)の混合物を原料にして実施例1と同様に反応を行った。生成物の分析の結果、1,3−シクロヘキサジエンの収率は44モル%であった。副生物として3−ヒドロキシシクロヘキセンが1.3モル%生成し、1,4−シクロヘキサジエンは1,3−シクロヘキサジエンに対して27モル%であった。蒸留精製を試みたが1,3−シクロヘキサジエンと1,4−シクロヘキサジエンの混合物(モル比75:25)が5.3g得られただけで、高純度の1,3−シクロヘキサジエンは得られなかった。
【0024】
【比較例4】
実施例1の反応装置を用いてジエチレングリコール60g(0.57mol)と水酸化カリウム22.5g(0.40mol)と1,2−ジクロルシクロヘキサン20g(0.13mol)の混合物を原料にして実施例1と同様に反応を行った。生成物の分析の結果、1,3−シクロヘキサジエンの収率は40モル%であった。副生物として3−ヒドロキシシクロヘキセンが1.8モル%生成し、1,4−シクロヘキサジエンは1,3−シクロヘキサジエンに対して25モル%であった。蒸留精製を試みたが1,3−シクロヘキサジエンと1,4−シクロヘキサジエンの混合物(モル比77:23)が5.0g得られただけで、高純度の1,3−シクロヘキサジエンは得られなかった。
【0025】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のジクロルシクロアルカンから非プロトン性極性溶媒中で金属炭酸(水素)塩を用いて脱塩化水素することによって1,4−シクロヘキサジエンの含有量が極めて少ない1,3−シクロアルカジエンを容易に高収率で製造できた。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing 1,3-cycloalkadiene, which is an alicyclic conjugated diene. In particular, the present invention relates to a method for synthesizing 1,3-cyclohexadiene obtained by dehydrochlorinating 1,2-dichlorocyclohexane.
[0002]
[Prior art]
In recent years, 1,3-cyclohexadiene is known to produce a highly heat-resistant and highly rigid polymer by living anionic polymerization, and is an industrially important monomer.
In obtaining a highly polymerized product from 1,3-cyclohexadiene, it is known that polymerization does not hinder even if cyclohexene, benzene, or methylcyclopentene is contained as impurities (Japanese Patent Laid-Open No. 7-196737). However, when 1,4-cyclohexadiene, which is an isomer of 1,3-cyclohexadiene, is contained as an impurity, polymerization does not proceed smoothly, and only a low molecular weight product is obtained, or polymerization does not proceed at all. [For example, Polym. Prepr. (Am. Chem. Soc. Div. Poym. Chem.) 12, p. 402 (1971)]. As a result of studies by the present inventors, in order to obtain a desired high molecular weight product, the content of 1,4-cyclohexadiene needs to be at least 2% or less.
[0003]
Various methods have been proposed for synthesizing 1,3-cyclohexadiene. The synthesis of 1,2-dibromocyclohexane by dehydrohalogenation has been reported. As the dehydrobromination reaction from 1,2-dibromocyclohexane, 1,3-cyclohexadiene is obtained from the reaction of 1,2-dibromocyclohexane and potassium hydroxide in triethylene glycol (Organikum, 5. Aufll). , S. 226, VED Deutscher Verlag der Wissenschaffen, Berlin 1965). However, in this method, a large amount of benzene and 1,4-cyclohexadiene are by-produced in addition to 1,3-cyclohexadiene, and the purity of 1,3-cyclohexadiene is low. The boiling points of 1,3-cyclohexadiene and 1,4-cyclohexadiene are close to 80 ° C. and 89 ° C., respectively, and are azeotropic, making it difficult to fractionate by distillation.
[0004]
In addition, 1,3-cyclohexadiene was obtained in 82% yield by heating 1,2-dibromocyclohexane in a hexamethylphosphoric triamide at 160 ° C. using a mixture of lithium chloride and lithium carbonate. [J. Org. Chem. 49, 2650 (1984)]. However, when the present inventors reacted under the conditions described in this document, 1,3-cyclohexadiene was obtained in a yield of 47%. At the same time, cyclohexene was 30% and benzene was 23%. A lot of creatures were generated. Since cyclohexene and benzene have boiling points close to 1,3-cyclohexadiene, it is difficult to separate them by distillation. For this reason, high purity 1,3-cyclohexadiene could not be obtained. As estimated by the present inventors, the results of the reaction described in this document are achieved only under special reaction conditions, and it is difficult to stably obtain a high yield.
[0005]
In addition to these methods, various methods for synthesizing 1,3-cyclohexadiene using 1,2-dibromocyclohexane as a raw material have been proposed.
For example, Zupanic et al. Report that 1,3-cyclohexadiene can be obtained from 1,2-dibromocyclohexane in a yield of 57%. In this report, reacting 1,2-dibromocyclohexane with sodium in methanol yielded 2.2% 1,3-cyclohexadiene and 70% 3-methoxycyclohexene, and further converted 3-methoxycyclohexene into Reaction with 85% phosphoric acid in triethylene glycol yields 1,3-cyclohexadiene in 82% yield [Chem. Ber. , 100, P.I. 1764 (1967)].
[0006]
As a similar method, it is reported that 1,2-dibromocyclohexane and sodium ethoxide are reacted to synthesize 3-ethoxycyclohexene, and then high-purity 1,3-cyclohexadiene is obtained by dealcoholization reaction. [Mitt. Schles. Kohlenforsh. -Inst. Kaiser-Wilheim-Ges. 2, 97 (1925), C.I. 1926, 2343].
However, when 1,2-dibromocyclohexane is used as a raw material and reacted with lithium salt or sodium salt, a large amount of lithium bromide or sodium bromide is produced as a by-product, and the waste containing this organic matter A large amount of energy is consumed for processing, and it is difficult to be an industrial scale manufacturing method. Therefore, there is a need for a method for producing 1,3-cyclohexadiene having a high yield and high purity from 1,2-dichlorocyclohexane that can significantly reduce the amount of waste from bromide.
[0007]
It is known that 1,2-dichlorocyclohexane can be obtained by chlorinating cyclohexene.
For example, when Poutsma et al. Chlorinate cyclohexene at 25 ° C. in the dark, 3-chlorocyclohexene, 1,2-dichlorocyclohexane and 4-chlorocyclohexene were in a ratio of 1.00: 1.95: 0.60. It is reported to generate. Thus, 1,2-dichlorocyclohexane can be easily obtained as a main product by chlorination of cyclohexene [J. Am. Chem. Soc. 87 (10) P.A. 2161 (1965)].
[0008]
As a method for synthesizing 1,3-cyclohexadiene from 1,2-dichlorocyclohexane, a high yield is obtained in one step by reacting in a solution or suspension of sodium hydroxide and polyglycol at 150 to 170 ° C. It is reported that cyclohexadiene is obtained at a high rate (DE 1090202). However, nothing is described about the purity of 1,3-cyclohexadiene, and the by-product amount of 1,4-cyclohexadiene is unknown. According to the results of experiments conducted by the present inventors under the conditions described in this patent document, the yield of cyclohexadiene increases when the reaction temperature is high or the molecular weight of the polyglycol increases. The content of cyclohexadiene tends to increase, and even when various reaction conditions are changed, the content of 1,4-cyclohexadiene in 1,3-cyclohexadiene is at least over 2%. It was unsuitable as high purity 1,3-cyclohexadiene required by the inventors.
As described above, a production method for obtaining 1,3-cyclohexadiene with high yield and purity from 1,2-dichlorocyclohexane has not been reported.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is a process for producing 1,3-cyclohexadiene from 1,2-dichlorocyclohexane capable of reducing the amount of waste, and there is very little by-production of 1,4-cyclohexadiene, which is industrial. And a process for producing high purity 1,3-cyclohexadiene from 1,2-dichlorocyclohexane.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies by the present inventors to solve the above problems, a basic compound containing at least one metal carbonate and / or metal bicarbonate from 1,2-dichlorocycloalkane in an aprotic polar solvent It was found that high purity 1,3-cycloalkadiene with very little by-product of 1,4-cycloalkadiene can be easily produced by dehydrochlorination using is there.
[0011]
That is, the present invention
[1] In a method for producing 1,3-cycloalkadiene from 1,2-dichlorocycloalkane, N-methylpyrrolidinone, hexamethylphosphoric triamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethyl Dehydrochlorination using a basic compound containing at least one metal carbonate and / or metal bicarbonate in at least one aprotic polar solvent selected from acetamide, o-dichlorobenzene, and diphenyl ether A method for producing 1,3-cycloalkadiene,
[2] The method for producing 1,3-cycloalkadiene according to [1], wherein the metal carbonate and / or metal bicarbonate is an alkaline earth metal carbonate,
[3] The method for producing 1,3-cycloalkadiene according to [1] or [2], wherein the metal carbonate and / or metal bicarbonate is calcium carbonate,
[4] The basic compound containing at least one metal carbonate and / or metal hydrogen carbonate is an alkali metal metal carbonate and / or metal hydrogen carbonate, and uses lithium chloride. [1] A method for producing 1,3-cycloalkadiene according to any one of [3],
[5] The method for producing 1,3-cycloalkadiene according to any one of [1] to [4], wherein 1,2-dichlorocycloalkane is 1,2-dichlorocyclohexane,
It is.
[0012]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The 1,2-dichlorocycloalkane in the present invention is preferably a 5- to 10-membered 1,2-dichlorocycloalkane, more preferably 1,2-dichlorocyclohexane. 1,2-Dichlorocycloalkane has cis and trans isomers as isomers, and either isomer may be used as a raw material or a mixture may be used as a raw material. Further, 1,2-dichlorocycloalkane in the present invention may contain 3-chlorocycloalkene. It has been found that 3-chlorocycloalkene can be obtained by co-production with 1,2-dichlorocycloalkane by chlorinating cycloalkene. The amount of 3-chlorocycloalkene is from 0 mol% to 95 mol%. When 4-chlorocycloalkene reacts by the production method of the present invention, 1,4-cycloalkadiene is by-produced. For this reason, the content of 4-chlorocycloalkene relative to 1,2-dichlorocycloalkane is preferably 2 mol% or less, more preferably 1 mol% or less. Such 1,2-dichlorocycloalkene can be produced by various methods. For example, as described in the section of the prior art, a chlorination mixture obtained by chlorination of cycloalkene can be used for distillation or the like. It can be obtained by a purification method.
[0013]
The metal carbonate and / or metal hydrogen carbonate in the present invention is an alkali metal carbonate and / or an alkali metal hydrogen carbonate , an alkaline earth metal carbonate and / or an alkaline earth hydrogen carbonate, or a rare earth metal carbonate. Alkali metal bicarbonate. Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, rubidium carbonate, and cesium carbonate. Examples of the alkaline earth metal carbonate include magnesium carbonate, calcium carbonate, strontium carbonate, and barium carbonate. Examples of the salt include yttrium carbonate, lanthanum carbonate, cesium carbonate, neodymium carbonate, gadolinium carbonate, ytterbium carbonate, and lutetium carbonate. Examples of the alkali metal hydrogen carbonate include sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate. Among these metal carbonates and / or metal hydrogen carbonates, calcium carbonate is particularly preferable from the viewpoint of reaction rate. These metal carbonates and / or metal hydrogen carbonates are preferably anhydrous, but can also be used as hydrates. In addition, the metal carbonate and / or metal bicarbonate may be used alone or as a mixture of two or more.
[0014]
The amount of the metal carbonate and / or metal bicarbonate, carbonate ion based when dissociated, 1,2 5-fold mol 0.8 mol per mol of dichlorobenzene cycloalkane is rather preferable, further Preferably it is 1.0 times mole to 2.5 times mole. If the amount used is less than 0.8-fold mol, the reaction rate of 1,2-dichlorocycloalkane decreases and a satisfactory yield cannot be obtained, and even if it is used more than 5-fold mol, the reaction is accelerated. The effect is small and a large excess of base is wasted.
[0015]
Examples of the basic compound containing at least one metal carbonate and / or metal bicarbonate in the present invention include metal chlorides and metal hydroxides other than the metal carbonate and / or metal bicarbonate . Examples of the metal chloride include alkali metal chlorides such as lithium chloride, sodium chloride and potassium chloride, and alkaline earth metal chlorides such as magnesium chloride and calcium chloride. Examples of the metal hydroxide include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide, and aluminum hydroxide.
The amount of the metal carbonate and / or metal salt other than the metal hydrogen carbonate is preferably 0.1 to 5 times mol, more preferably 0.1 times mol to the metal carbonate (hydrogen) salt to be mixed. To 2 times mole.
[0016]
The dehydrochlorination reaction in the present invention is performed in a suspended state or a solution state using a reaction solvent. The reaction solvent is an aprotic polar solvent. A polar solvent containing a nitrogen atom is preferred. Examples of aprotic polar solvents include N-methylpyrrolidinone, hexamethylphosphoric triamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, o-dichlorobenzene, diphenyl ether, and the like. Of these, N-methylpyrrolidinone and hexamethylphosphoric triamide are preferred. The amount of the solvent is 0.1 to 100 times the weight, preferably 0.1 to 10 times the weight of 1,2-dichlorocycloalkane. If the amount of the solvent is less than 0.1 times, the effect of the solvent is small and the reaction rate is slow, and if the amount of the solvent exceeds 100 times, the reaction proceeds rapidly, but the productivity decreases, which is not substantial.
[0017]
The reaction temperature in this invention is the range of 80 degreeC or more and 250 degrees C or less, Preferably it is the range of 100 degreeC or more and 200 degrees C or less. When the reaction temperature is less than 80 ° C, the progress of the reaction is slow.
The reaction pressure in the present invention is not particularly limited.
In the present invention, 1-chlorocyclohexene may be by-produced in addition to 1,3-cyclohexadiene, but this by-product has a large boiling point difference from 1,3-cyclohexadiene and can be easily obtained by a method such as distillation. 1,3-cyclohexadiene with high purity can be obtained.
The high purity 1,3-cyclohexadiene produced with the present invention and having a small amount of 1,4-cyclohexadiene can be polymerized by a known method (for example, WO94 / 28038) and has a high average molecular weight (1,3 -Cyclohexadiene) homopolymer can be obtained. Moreover, the copolymer containing a 1, 3- cyclohexadiene unit can be obtained by making it copolymerize with another monomer.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example etc., this invention is not limited at all by these Examples.
[Example 1]
To a 200 ml glass reactor equipped with a simple distillation device, thermometer and rotor, add 30 g (0.20 mol) 1,2-dichlorocyclohexane, 100 ml N-methylpyrrolidinone and 20 g (0.20 mol) calcium carbonate. It was. The reactor was immersed in an oil bath and the temperature inside the reactor was raised to 180 ° C., and then stirred for 2 hours while distilling low boiling components. As a result of analyzing the obtained fraction and the residue in the reactor by gas chromatography, 1,3-cyclohexadiene was obtained in a yield of 49 mol%. As a by-product, 1-chlorocyclohexene was obtained in a yield of 48 mol%, but 1,4-cyclohexadiene was sufficiently small as 0.5 mol% with respect to 1,3-cyclohexadiene. By purification by distillation, 6.8 g of 1,3-cyclohexadiene having a purity of 99.5% was obtained.
[0019]
[Example 2]
The calcium carbonate of Example 1 was changed to a mixture of 27.1 g (0.20 mol) of potassium carbonate and 8.3 g (0.20 mol) of lithium chloride, and N-methylpyrrolidinone was changed to 100 ml of hexamethylphosphoric triamide. The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that. As a result of analysis of the product, the yield of 1,3-cyclohexadiene was 50 mol%, the yield of 1-chlorocyclohexene was 47 mol%, and 1,4-cyclohexadiene was 0 with respect to 1,3-cyclohexadiene. It was 4 mol%. By purification by distillation, 6.9 g of 1,3-cyclohexadiene having a purity of 99.6% was obtained.
[0020]
[Example 3]
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 1,2-dichlorocyclohexane in Example 1 was changed to 35 g (0.20 mol) of 1,2-dichlorocyclooctane. As a result of analysis of the product, the yield of 1,3-cyclooctadiene was 51 mol%, the yield of 1-chlorocyclooctene was 47 mol%, and 1,4-cyclooctadiene was 1,3-cyclooctadiene. It was 0.6 mol% with respect to this. By purification by distillation, 9.6 g of 1,3-cyclooctadiene having a purity of 99.3% was obtained.
[0021]
[Comparative Example 1]
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the calcium carbonate of Example 1 was changed to 7.8 g (0.20 mol) of sodium hydroxide. As a result of analysis of the product, the yield of 1,3-cyclohexadiene was 44 mol%. As by-products, 1-chlorocyclohexene was produced in a yield of 25 mol% and 3-hydroxycyclohexene was produced in a yield of 18 mol%, and 1,4-cyclohexadiene was 25 mol% based on 1,3-cyclohexadiene. . Distillation purification was attempted, but only 7.5 g of a mixture of 1,3-cyclohexadiene and 1,4-cyclohexadiene (molar ratio 76:24) was obtained, and high-purity 1,3-cyclohexadiene was obtained. There wasn't.
[0022]
[Comparative Example 2]
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the calcium carbonate of Example 1 was changed to 34.2 g (0.20 mol) of magnesium phosphate second trihydrate, but 1,2-dichlorocyclohexane was It was only recovered and the reaction did not proceed.
[0023]
[Comparative Example 3]
Using the reactor of Example 1, a mixture of 60 g (0.12 mol) of polyethylene glycol having an average molecular weight of 500, 22.5 g (0.40 mol) of potassium hydroxide and 20 g (0.13 mol) of 1,2-dichlorocyclohexane was used. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using the raw materials. As a result of analysis of the product, the yield of 1,3-cyclohexadiene was 44 mol%. As a by-product, 3-hydroxycyclohexene was produced at 1.3 mol%, and 1,4-cyclohexadiene was 27 mol% based on 1,3-cyclohexadiene. Distillation purification was attempted, but only 5.3 g of a mixture of 1,3-cyclohexadiene and 1,4-cyclohexadiene (molar ratio 75:25) was obtained, and high-purity 1,3-cyclohexadiene was obtained. There wasn't.
[0024]
[Comparative Example 4]
Using the reaction apparatus of Example 1, a mixture of 60 g (0.57 mol) of diethylene glycol, 22.5 g (0.40 mol) of potassium hydroxide and 20 g (0.13 mol) of 1,2-dichlorocyclohexane was used as a raw material. The reaction was carried out in the same manner as in 1. As a result of analysis of the product, the yield of 1,3-cyclohexadiene was 40 mol%. As a by-product, 3-hydroxycyclohexene was produced at 1.8 mol%, and 1,4-cyclohexadiene was 25 mol% based on 1,3-cyclohexadiene. Although distillation purification was attempted, high-purity 1,3-cyclohexadiene was obtained only by obtaining 5.0 g of a mixture of 1,3-cyclohexadiene and 1,4-cyclohexadiene (molar ratio 77:23). There wasn't.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, the content of 1,4-cyclohexadiene is extremely low by dehydrochlorinating the dichlorocycloalkane of the present invention using a metal carbonate (hydrogen) salt in an aprotic polar solvent. 3-Cycloalkadiene could be easily produced in high yield.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14820499A JP4367998B2 (en) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | Process for producing 1,3-cycloalkadiene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14820499A JP4367998B2 (en) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | Process for producing 1,3-cycloalkadiene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000336046A JP2000336046A (en) | 2000-12-05 |
| JP4367998B2 true JP4367998B2 (en) | 2009-11-18 |
Family
ID=15447595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14820499A Expired - Fee Related JP4367998B2 (en) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | Process for producing 1,3-cycloalkadiene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4367998B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4357645B2 (en) * | 1999-07-15 | 2009-11-04 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | Process for producing 1,3-cycloalkadiene |
-
1999
- 1999-05-27 JP JP14820499A patent/JP4367998B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000336046A (en) | 2000-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7799959B2 (en) | Process for producing 1,2,3,4-tetrachlorohexafluorobutane | |
| JPH069456A (en) | Production of 2-perfluoroalkylethyl alcohols | |
| CN1747946A (en) | Method for producing 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one | |
| CN118164820A (en) | Method for producing cyclobutene | |
| JP4367998B2 (en) | Process for producing 1,3-cycloalkadiene | |
| RU2343142C2 (en) | Method of obtaining pentafluorophenol | |
| JP7184055B2 (en) | Method for producing 1,3-dioxolane compound and perfluoro(2,2-dimethyl-1,3-dioxole) | |
| KR20070091616A (en) | Preparation of 1,2,2,2-tetrafluoroethyl difluoromethyl ether | |
| JP4357645B2 (en) | Process for producing 1,3-cycloalkadiene | |
| JP4271278B2 (en) | Method for chlorinating cycloalkenes | |
| JP6361786B2 (en) | Purification method of organic compounds | |
| JPH05345739A (en) | Preparation of 3,4'-dichlorodiphenyl ether | |
| JP2004168753A (en) | Method for producing diiodoperfluoroalkane | |
| EP1094053B1 (en) | Method of preparing fluoroaromatic compounds | |
| KR20080066746A (en) | Method for producing biphenyl derivative | |
| JPS59106438A (en) | Manufacture of 1,3-diacetoxy-2-methylenepropane | |
| JP4294129B2 (en) | Chlorination of cycloalkene | |
| JP4248693B2 (en) | Process for producing 3-hydroxy-1-cycloalkene | |
| JP4817541B2 (en) | Method for producing fluorinated vinyl ether | |
| JP3135660B2 (en) | Method for producing perfluoro-oxyaziridine | |
| CN115010694A (en) | Fluoroethylene carbonate and preparation method thereof | |
| JP2785391B2 (en) | Method for producing bis (4-hydroxy-3,5-dibromophenyl) sulfone | |
| JPH0327338A (en) | Production of bis(2-hydroxyhexafluoro-2-propyl)-benzene derivative | |
| CN120904010A (en) | Preparation method of 3, 5-difluoroethylbenzene for display material | |
| JPH0474340B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060316 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090601 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090609 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090730 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090825 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090825 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130904 Year of fee payment: 4 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |