JPS6261008B2 - - Google Patents
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- JPS6261008B2 JPS6261008B2 JP54161097A JP16109779A JPS6261008B2 JP S6261008 B2 JPS6261008 B2 JP S6261008B2 JP 54161097 A JP54161097 A JP 54161097A JP 16109779 A JP16109779 A JP 16109779A JP S6261008 B2 JPS6261008 B2 JP S6261008B2
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- cyclohexanetriol
- catalyst
- pyrogallol
- reaction
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
本発明は、1,2,3−シクロヘキサントリオ
ールを脱水素してピロガロールを製造する方法に
関するものである。
ピロガロールは生理活性物質等の有機合成中間
体として極めて有用な化合物であるが、現在は天
然物から抽出した没食子酸の熱分解により製造さ
れ、高価であるために利用の途に制限を受けてい
る。
シクロヘキサノール類の脱水素によりフエノー
ル類を製造する方法についてはよく知られてお
り、たとえばDokl.Akad.Nank.SSSR,185,145
(1969)には1,2−シクロヘキサンジオールの
脱水素によるカテコールの製造法が、Dokl.
Akad.Nank.SSSR,198,1354(1971)には1,
2,3−シクロヘキサントリオールの脱水素によ
るピロガロールの製造法が記載されている。いず
れの方法においても、触媒としては活性炭にパラ
ジウムおよび炭酸カリウムを担持したものが使用
され、水素気流中で300℃の温度条件下に気相脱
水素を行なつている。
本発明者らは上記文献に記載された反応を追試
したところ1,2−シクロヘキサンジオールの脱
水素反応においてはほぼ同様の結果が得られる
が、1,2,3−シクロヘキサントリオールの脱
水素反応においては主生成物として得られるのは
カテコールであり、ピロガロールの選択率は非常
に小さかつた。本発明者らは1,2,3−シクロ
ヘキサントリオールの脱水素反応においてピロガ
ロールの選択率を高めるために種々検討した結
果、反応を窒素ガスなどの不活性気流中で行なう
とピロガロールの選択率が飛躍的に高められるこ
とを見い出し、本発明に到達した。すなわち、本
発明は白金族金属触媒の存在下に1,2,3−シ
クロヘキサントリオールを脱水素してピロガロー
ルを製造するにあたり、該反応を不活性気流中で
行なうことが特徴であり、1,2−シクロヘキサ
ンジオールの脱水素反応が、水素気流中で行なつ
ても不活性気流中で行なつても殆ど選択性は変わ
らない反応であるのとは対称的に本発明方法では
ピロガロールの選択率が数倍にも向上する。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明方法における原料である1,2,3−シ
クロヘキサントリオールは公知の方法で製造され
る。たとえば、シクロヘキセンを酸化して得られ
る1,2−エポキシシクロヘキサン−3−オール
を水和することにより製造される。1,2,3−
シクロヘキサントリオールにはその立体構造の相
違により3種類の異性体が存在するが、本発明方
法においてはそのいずれをも使用することができ
る。1,2,3−シクロヘキサントリオールはそ
のままあるいは水などの溶媒に溶解して反応系に
供給される。
触媒として使用される白金族金属としては、ル
テニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、
イリジウムおよび白金が挙げられるが、特にイリ
ジウム、ロジウムおよびパラジウムが好ましい。
これらの金属は、好ましくは、活性炭、シリカ、
アルミナ等の担体に担持して使用される。担体へ
の白金族金属の担持は白金族金属化合物の水溶液
中に担体を浸漬したのち焼成し次いで水素気流中
で還元する方法などの公知の方法で行なうことが
できる。白金族金属の担持量は1〜50重量%程度
とすることが好ましい。本発明方法においては、
白金族金属にさらにアルカリ金属化合物を添加し
た触媒を使用することにより、ピロガロールの選
択率を一層向上させることができる。アルカリ金
属化合物としては、ナトリウム、カリウム、ルビ
ジウム、セシウムなどの硫酸塩、炭酸塩、硝酸
塩、臭化物、塩化物、有機酸が一例として挙げら
れる。これらのアルカリ金属化合物を担体に担持
するには、浸漬法、蒸発乾固法、吸着法あるいは
噴霧法などの通常の方法で行なうことが可能であ
り、白金族金属とアルカリ金属化合物とを担持す
る順序については特に制限されない。アルカリ金
属化合物の担持量は、特に限定されるものではな
いが、通常は触媒全重量に対して0.3〜30重量
%、好ましくは1〜10重量%の範囲内で適宜選択
される。
本発明による1,2,3−シクロヘキサントリ
オールの脱水素反応は、窒素、アルゴン、二酸化
炭素、水蒸気、メタン等の反応に関与しない不活
性な気体の流通下に100〜500℃、好ましくは150
〜350℃の温度条件下、常圧ないしは減圧下で行
なわれる。上記反応は液相でも気相でも行ない得
るが、通常の温度、圧力条件では気相で行なわ
れ、また、触媒成分の一つであるアルカリ金属化
合物の溶出を防止するためにも気相で行なうこと
が好ましい。また、反応系に水を存在させること
により触媒寿命を延長することができるので、原
料の1,2,3−シクロヘキサントリオールを水
に溶解して反応系に供給することは非常に好まし
い実施態様である。
本発明方法においては、ピロガロールとともに
カテコール、1,2−シクロヘキサンジオン等が
副生するが、蒸留、晶析などの公知の分離手段で
それぞれを分離取得することができる。
次に本発明を実施例により更に具体的に説明す
る。
実施例1〜3、比較例1
塩化パラジウム2.5gを濃塩酸6mlに溶解し、
水で稀釈して15mlとした溶液に第一炭素(株)製ヤシ
ガラ炭5gを減圧下に浸漬し、一夜放置したのち
70℃に加熱乾固した。乾燥後、ガラス製焼成管に
充填し、窒素気流中100℃に1時間加熱したの
ち、水素気流中400℃で還元し触媒を調製した。
この触媒を実施例1,2および比較例1に用い
た。
上記と同様にして乾固して得られた塩化パラジ
ウム担持ヤシガラ炭を10wt%硫酸カリウム水溶
液に1時間浸漬したのち蒸発乾固し、乾燥後上記
と同様の方法で還元し、硫酸カリウム2.5wt%を
含むパラジウム/活性炭触媒を調製た。この触媒
を実施例3に用いた。
これらの触媒0.5mlをガラス管に充填して300℃
に加熱したのち、窒素ガス、二酸化炭素ガスまた
は水素ガスをGHSV5000hr-1で流通させながら、
1,2,3−シクロヘキサントリオール(融点
110〜120℃、酢酸エチルより再結晶)の10wt%
水溶液をLHSV2.7hr-1で流通させ、常圧で連続的
に脱水素反応を行なつた。生成物を氷水で冷却
し、気液分離後ガスクロマトグラフイーにより分
析を行なつた。反応を開始して1時間経過時点の
1,2,3−シクロヘキサントリオールの転化
率、ピロガロールおよびカテコールの選択率を表
−1に示す。
The present invention relates to a method for producing pyrogallol by dehydrogenating 1,2,3-cyclohexanetriol. Pyrogallol is an extremely useful compound as an intermediate for organic synthesis of physiologically active substances, etc., but currently it is produced by thermal decomposition of gallic acid extracted from natural products, and its use is limited due to its high price. . The method of producing phenols by dehydrogenation of cyclohexanols is well known; for example, Dokl.Akad.Nank.SSSR, 185 , 145
(1969) described a method for producing catechol by dehydrogenation of 1,2-cyclohexanediol, as described by Dokl.
1 in Akad.Nank.SSSR, 198 , 1354 (1971),
A process for the preparation of pyrogallol by dehydrogenation of 2,3-cyclohexanetriol is described. In both methods, a catalyst in which palladium and potassium carbonate are supported on activated carbon is used, and gas phase dehydrogenation is carried out at a temperature of 300° C. in a hydrogen stream. The present inventors conducted a follow-up experiment on the reaction described in the above literature, and found that almost the same results were obtained in the dehydrogenation reaction of 1,2-cyclohexanediol, but in the dehydrogenation reaction of 1,2,3-cyclohexanetriol. The main product obtained was catechol, and the selectivity for pyrogallol was very small. The present inventors conducted various studies to increase the selectivity of pyrogallol in the dehydrogenation reaction of 1,2,3-cyclohexanetriol, and found that the selectivity of pyrogallol was dramatically improved when the reaction was carried out in an inert gas flow such as nitrogen gas. The present invention has been developed based on the discovery that the That is, the present invention is characterized in that when producing pyrogallol by dehydrogenating 1,2,3-cyclohexanetriol in the presence of a platinum group metal catalyst, the reaction is carried out in an inert gas flow. -In contrast to the dehydrogenation reaction of cyclohexanediol, which is a reaction in which the selectivity hardly changes whether it is carried out in a hydrogen stream or in an inert stream, in the method of the present invention, the selectivity for pyrogallol is Improved several times. The present invention will be explained in detail below. 1,2,3-cyclohexanetriol, which is a raw material in the method of the present invention, is produced by a known method. For example, it is produced by hydrating 1,2-epoxycyclohexan-3-ol obtained by oxidizing cyclohexene. 1, 2, 3-
There are three types of isomers of cyclohexanetriol due to differences in their steric structures, and any of them can be used in the method of the present invention. 1,2,3-cyclohexanetriol is supplied to the reaction system as it is or dissolved in a solvent such as water. Platinum group metals used as catalysts include ruthenium, rhodium, palladium, osmium,
Mention may be made of iridium and platinum, with particular preference given to iridium, rhodium and palladium.
These metals are preferably activated carbon, silica,
It is used supported on a carrier such as alumina. The platinum group metal can be supported on the carrier by a known method such as immersing the carrier in an aqueous solution of a platinum group metal compound, baking it, and then reducing it in a hydrogen stream. The amount of platinum group metal supported is preferably about 1 to 50% by weight. In the method of the present invention,
By using a catalyst in which an alkali metal compound is further added to a platinum group metal, the selectivity of pyrogallol can be further improved. Examples of alkali metal compounds include sulfates, carbonates, nitrates, bromides, chlorides, and organic acids such as sodium, potassium, rubidium, and cesium. These alkali metal compounds can be supported on a carrier by conventional methods such as dipping, evaporation to dryness, adsorption, or spraying. There is no particular restriction on the order. The amount of the alkali metal compound supported is not particularly limited, but is usually appropriately selected within the range of 0.3 to 30% by weight, preferably 1 to 10% by weight based on the total weight of the catalyst. The dehydrogenation reaction of 1,2,3-cyclohexanetriol according to the present invention is carried out at 100 to 500°C, preferably at 150°C while flowing an inert gas that does not participate in the reaction, such as nitrogen, argon, carbon dioxide, water vapor, or methane.
It is carried out at a temperature of ~350°C under normal pressure or reduced pressure. The above reaction can be carried out in a liquid phase or a gas phase, but under normal temperature and pressure conditions it is carried out in a gas phase, and also in order to prevent the elution of the alkali metal compound, which is one of the catalyst components. It is preferable. Furthermore, since the presence of water in the reaction system can extend the life of the catalyst, it is a very preferred embodiment to dissolve the raw material 1,2,3-cyclohexanetriol in water and supply it to the reaction system. be. In the method of the present invention, catechol, 1,2-cyclohexanedione, etc. are produced as by-products along with pyrogallol, but each can be separated and obtained by known separation means such as distillation and crystallization. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Examples 1 to 3, Comparative Example 1 2.5 g of palladium chloride was dissolved in 6 ml of concentrated hydrochloric acid,
5g of coconut husk charcoal manufactured by Daiichi Carbon Co., Ltd. was immersed in a solution diluted with water to make 15ml under reduced pressure, and left overnight.
It was heated to dryness at 70°C. After drying, the mixture was filled into a glass firing tube, heated at 100°C in a nitrogen stream for 1 hour, and then reduced at 400°C in a hydrogen stream to prepare a catalyst.
This catalyst was used in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. Palladium chloride-supported coconut shell charcoal obtained by drying in the same manner as above was immersed in a 10 wt% potassium sulfate aqueous solution for 1 hour, and then evaporated to dryness. After drying, it was reduced in the same manner as above, and 2.5 wt% potassium sulfate A palladium/activated carbon catalyst was prepared containing: This catalyst was used in Example 3. Fill a glass tube with 0.5ml of these catalysts and heat at 300℃.
After heating to
1,2,3-cyclohexanetriol (melting point
110-120℃, recrystallized from ethyl acetate) 10wt%
The aqueous solution was circulated at LHSV 2.7 hr -1 to carry out dehydrogenation reaction continuously at normal pressure. The product was cooled with ice water, separated into gas and liquid, and then analyzed by gas chromatography. Table 1 shows the conversion rate of 1,2,3-cyclohexanetriol and the selectivity of pyrogallol and catechol one hour after starting the reaction.
【表】
比較例 2
パラジウム1.5wt%および炭酸カリウム4wt%
を含有する活性炭触媒を実施例3に準じて調製
し、水素ガスをGHSV5000hr-1で流通させ、10wt
%1,2,3−シクロヘキサントリオール水溶液
のLHSVを0.22hr-1に変更したこと以外は実施例
1と同様に反応を行なつた。その結果、1,2,
3−シクロヘキサントリオールの転化率は100%
であつたが、ピロガロールの選択率は僅か4.8%
で、主生成物はカテコールであつた。
参考例
1,2,3−シクロヘキサントリオールの代わ
りにtrans−1,2−シクロヘキサンジオールの
10wt%水溶液を使用したこと以外は実施例1と
同様に脱水素反応を行なつたところ、trans−
1,2−シクロヘキサンジオールの転化率は94.2
%であり、カテコールの選択率は81.7%であつ
た。流通ガスを水素ガスに変更して同じ実験を繰
り返したところ、転化率は87.1%であり、カテコ
ールの選択率は82.4%であり、流通ガスの相違に
よる選択率の変化に殆ど有意差はみられなかつ
た。
実施例 4〜6
実施例3の触媒の調製法に準じて、パラジウ
ム/活性炭触媒に、2.0wt%の炭酸カリウムを担
持した触媒、2.0wt%の硫酸ナトリウムを担持し
た触媒および4.0wt%の塩化セシウムを担持した
触媒を調製した。
これらの触媒を使用し、実施例1と同一条件で
脱水素反応を行なつた。1,2,3−シクロヘキ
サントリオールの転化率およびピロガロールの選
択率を表−2に示す。[Table] Comparative example 2 Palladium 1.5wt% and potassium carbonate 4wt%
An activated carbon catalyst containing
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that the LHSV of the 1,2,3-cyclohexanetriol aqueous solution was changed to 0.22 hr -1 . As a result, 1, 2,
Conversion rate of 3-cyclohexanetriol is 100%
However, the selectivity of pyrogallol was only 4.8%.
The main product was catechol. Reference example Trans-1,2-cyclohexanediol instead of 1,2,3-cyclohexanetriol
A dehydrogenation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that a 10wt% aqueous solution was used, and trans-
The conversion rate of 1,2-cyclohexanediol is 94.2
%, and the selectivity for catechol was 81.7%. When the same experiment was repeated by changing the circulating gas to hydrogen gas, the conversion rate was 87.1% and the selectivity of catechol was 82.4%, and there was almost no significant difference in the change in selectivity due to the difference in the circulating gas. Nakatsuta. Examples 4 to 6 According to the catalyst preparation method of Example 3, a palladium/activated carbon catalyst was loaded with 2.0 wt% potassium carbonate, 2.0 wt% sodium sulfate, and 4.0 wt% chloride. A catalyst supporting cesium was prepared. A dehydrogenation reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 using these catalysts. Table 2 shows the conversion rate of 1,2,3-cyclohexanetriol and the selectivity of pyrogallol.
【表】
実施例 7〜10
実施例1の触媒の調製法に準じて、白金/活性
炭触媒(白金原料;塩化白金酸)、ロジウム/活
性炭触媒(ロジウム原料;三塩化ロジウム)、オ
スミウム/活性炭触媒(オスミウム原料;四塩化
オスミウム)およびルテニウム/活性炭触媒(ル
テニウム原料;三塩化ルテニウム)を調製した。
これらの触媒を使用して、実施例1と同一条件
で1,2,3−シクロヘキサントリオールの脱水
素反応を行なつた。1,2,3−シクロヘキサン
トリオールの転化率およびピロガロールの選択率
を表−3に示す。[Table] Examples 7 to 10 Platinum/activated carbon catalyst (platinum raw material; chloroplatinic acid), rhodium/activated carbon catalyst (rhodium raw material; rhodium trichloride), osmium/activated carbon catalyst were prepared according to the catalyst preparation method of Example 1. (Osmium raw material; Osmium tetrachloride) and a ruthenium/activated carbon catalyst (Ruthenium raw material; Ruthenium trichloride) were prepared. Using these catalysts, 1,2,3-cyclohexanetriol was dehydrogenated under the same conditions as in Example 1. Table 3 shows the conversion rate of 1,2,3-cyclohexanetriol and the selectivity of pyrogallol.
【表】
実施例 11,12
5wt%イリジウム担持活性炭触媒(日本エンゲ
ルハルト社製)およびこれに2wt%の炭酸カリウ
ムを含浸させた触媒を使用し、反応温度を350℃
に変更し、1,2,3−シクロヘキサントリオー
ルの10wt%水溶液のLHSVを5.5hr-1に変更した
こと以外は実施例1と同一条件で1,2,3−シ
クロヘキサントリオールの脱水素反応を行なつ
た。1,2,3−シクロヘキサントリオールの転
化率およびピロガロールの選択率を表−4に示
す。[Table] Examples 11, 12 Using a 5wt% iridium-supported activated carbon catalyst (manufactured by Nippon Engelhard) and a catalyst impregnated with 2wt% potassium carbonate, the reaction temperature was 350°C.
The dehydrogenation reaction of 1,2,3-cyclohexanetriol was carried out under the same conditions as in Example 1, except that the LHSV of the 10 wt% aqueous solution of 1,2,3-cyclohexanetriol was changed to 5.5 hr -1 . Summer. Table 4 shows the conversion rate of 1,2,3-cyclohexanetriol and the selectivity of pyrogallol.
Claims (1)
ロヘキサントリオールを不活性気流中で脱水素す
ることを特徴とするピロガロールの製造法。 2 特許請求の範囲第1項記載の方法において、
白金族金属にさらにアルカリ金属化合物を添加し
た触媒を使用するピロガロールの製造法。[Scope of Claims] 1. A method for producing pyrogallol, which comprises dehydrogenating 1,2,3-cyclohexanetriol in an inert gas stream in the presence of a platinum group metal catalyst. 2. In the method described in claim 1,
A method for producing pyrogallol using a catalyst in which an alkali metal compound is further added to a platinum group metal.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16109779A JPS5683430A (en) | 1979-12-12 | 1979-12-12 | Preparation of pyrogallol |
| US06/213,900 US4319054A (en) | 1979-12-12 | 1980-12-08 | Process for producing pyrogallol |
| EP80107874A EP0031530B1 (en) | 1979-12-12 | 1980-12-12 | Process for producing pyrogallol |
| DE8080107874T DE3067213D1 (en) | 1979-12-12 | 1980-12-12 | Process for producing pyrogallol |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16109779A JPS5683430A (en) | 1979-12-12 | 1979-12-12 | Preparation of pyrogallol |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5683430A JPS5683430A (en) | 1981-07-08 |
| JPS6261008B2 true JPS6261008B2 (en) | 1987-12-18 |
Family
ID=15728541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16109779A Granted JPS5683430A (en) | 1979-12-12 | 1979-12-12 | Preparation of pyrogallol |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5683430A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6242670A (en) * | 1985-08-20 | 1987-02-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Image sensor output binarization system |
-
1979
- 1979-12-12 JP JP16109779A patent/JPS5683430A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5683430A (en) | 1981-07-08 |
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