JPH0470943B2 - - Google Patents
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- JPH0470943B2 JPH0470943B2 JP58104943A JP10494383A JPH0470943B2 JP H0470943 B2 JPH0470943 B2 JP H0470943B2 JP 58104943 A JP58104943 A JP 58104943A JP 10494383 A JP10494383 A JP 10494383A JP H0470943 B2 JPH0470943 B2 JP H0470943B2
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- reaction
- synthetic mica
- exchanged
- ion
- selectivity
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- Y—GENERAL 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
- 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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- Heterocyclic Compounds That Contain Two Or More Ring Oxygen Atoms (AREA)
- Furan Compounds (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
本発明は、フツ素系合成雲母からなる液相脱水
反応用触媒に関する。
従来結晶水の入つた雲母を合成するには、高圧
力下、高温度下で行う必要があつたが、天然雲母
の結晶の中の結晶水(OH)をフツ素(F)で置き換
えたものからなるフツ素系雲母は、常圧の下で、
シリカ、マグネシア、フツ化物等の所定の配合原
料を溶融して合成することができ、またこのよう
に合成されたフツ素系合成雲母は、天然産の雲母
と比べ組成の均一性が優れているため、種々の用
途が期待されている。
一方、本発明者らはこのような合成雲母の利用
について既に検討しており、イオン交換容量の少
なくとも10モル%がアルカリ金属イオン以外の金
属イオン又はプロトンから構成される合成雲母触
媒の存在下に、ヒドロキノン類を反応させるか又
はヒドロキノン類と一価のフエノール類を反応さ
せることによつて、ヒドロキシジフエニレンエー
テル類が収率よく製造できることを見いだしてい
る(特開昭59−206326号公報)。
本発明者らはさらに検討した結果、上記のヒド
ロキノン類の反応又はヒドロキノン類と一価のフ
エノール類の反応ばかりでなく、有機化合物その
他の液相脱水反応においてフツ素系合成雲母が触
媒として優れており、高い原料変換率で選択性よ
く反応が進行することを見出し、本発明に到達し
た。
従来から脱水反応の触媒として知られているも
のに、硫酸などの鉱酸、p−トルエンスルホン酸
などの有機酸があるが、これらは、装置に対する
腐食の問題があり、かつ選択性の優れた反応を行
うことは困難である。またシリカ、アルミナ等の
従来の固体酸を用いる場合は、反応で生成する水
が反応点に吸着し、活性の低下が著しい。これを
防ぐためには通常約350℃以上の高温が必要であ
り、実質上液相での反応はできない。しかし気相
流通系での製法では熱分解や副反応などによつて
副生物が多量に生成しやすいという難点がある。
また従来の陽イオン交換樹脂を用いた場合は、反
応の選択性が悪く、高温では使用できないという
不十分な点がある。
また特開昭56−501515号には、カチオン交換性
のある層状クレーをプロトン触媒として脱水反応
に用いることが提案されている。該公報には、層
状層状クレーの典型例として
Na0.67〔Al3.33Mg0.67〕Si8O20(OH)4
に相当する理想化された化学量論関係の組成を有
するモンモリロン石が示されており、その他にも
ベントナイトなども例示され、これらをさらにク
ロム、アルミニウムなどの金属カチオンでイオン
交換したものも例示されている。しかし本発明で
用いられるフツ素系の合成雲母に関する記載はな
い。該公開公報には、層状クレーを種々の反応の
触媒として用いることが示されているが、脱水反
応としては、一級又は二級の脂肪族アルコール又
はポリオールの1種またはそれ以上を反応させる
ことによつてエーテルを製造することを記載して
いるだけであり、また実施例では、Al3+交換ベ
ントナイトの存在下に1−ブタノール等の炭素数
4ないし8の1級または2級の脂肪族アルコール
からエーテル類が得られることを示しているにす
ぎない。
本発明者らは、従来公知の触媒とは異なるフツ
素系の合成雲母を触媒として用いることにより、
既に提案したヒドロキシジフエニルエーテル類の
製造の場合のみならず、液相における種々の脱水
反応を有効に実施できることを見出し、本発明に
至つた。すなわち本発明は、フツ素系合成雲母か
らなることを特徴とする液相脱水反応用触媒に関
する。
本発明に用いられるフツ素系合成雲母は、一般
式
X1/3〜1Y2〜3Z4O10F2
(式中、Xはアルカリ金属およびアルカリ土類金
属から選ばれる金属陽イオンであり、YはMg、
Li、Fe、Ni、Mn、CrおよびAlから選ばれる陽
イオンであり、ZはSiまたはAlから選ばれる陽
イオンであり、Xは配位数12、Yは配位6、Zは
配位数4である。)
で示される合成無機質層状体をプロトン、アルミ
ニウムおよび/または遷移金属でイオン交換して
なるフツ素系合成雲母である。
このようなフツ素系合成雲母は、通常は主成分
が二酸化ケイ素である層状化合物であり、ケイ素
はSiO4正四面体を基本にして六角網目の板状に
連なつており、この板状体が多層に重なり、層間
にはアルカリ金属、アルカリ土類金属から選ばれ
る金属層イオンまたはこれらの一部または全部が
プロトン、アルミニウムおよび/または遷移金属
から選ばれる陽イオンでイオン交換されてなる層
間イオンが存在する。
このようなフツ素系合成雲母として具体的に
は、
フツ素金雲母 〔XMg2.5(AlSi3O10)〕F2
(ただしXはK)
四ケイ素雲母 XMg2.5(Si4O10)F2
(ただしXはK、Na又はLi)
テニオライト XMg2Li(Si4O10)F2
(ただしXはK、Na又はLi)
ヘクトライト X1/3M22/3Li1/3(Si4O10)F2
(ただしXはNa又はLi)
などのアルカリ金属イオンあるいはアルカリ土類
金属イオンの一部または全部をプロトン、アルミ
ニウムおよび/または遷移金属から選ばれる陽イ
オンで交換してなるフツ素系合成雲母が例示され
る。
ここでイオン交換に用いられることのある遷移
金属としては、チタン、ジルコニウム、ハフニウ
ム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モ
リブテン、タングステン、マンガン、レニウム、
鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、ニツケ
ル、パラジウム、銅、金、亜鉛、カドミウム、ガ
リウム、インジウムなどが例示される。
特に、本発明においては、上述したようなフツ
素系合成雲母のなかでも、上記イオン交換可能な
層間イオンのうちの10モル%以上、とくに30ない
し100モル%が、プロトン、アルミニウムおよ
び/または遷移金属から選ばれる陽イオンでイオ
ン交換されてなるフツ素系合成雲母が触媒活性が
高く、好ましい。
イオン交換の方法としては、従来公知のイオン
交換法を採用することができる。例えばアルミニ
ウム、遷移金属等の金属イオンをイオン交換する
には、これらの金属の塩、例えば硫酸アルミニウ
ム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウムなどの
水溶液をフツ素系合成雲母の懸濁液に添加して行
う方法がある。例えばNa型フツ素四ケイ素雲母
またはNa型テニオライトをアルミニウムイオン
と交換するには、好ましくはNa型フツ素四ケイ
素雲母またはNa型テニオライトの懸濁液に硫酸
アルミニウム、硝酸アルミニウムまたは塩化アル
ミニウムの水溶液を、添加されるアルミニウムイ
オンの量が、イオン交換すべきNaイオンの量に
対して約0.5〜5倍グラムイオン当量、好ましく
は約0.8〜2倍グラムイオン当量となるように加
え、室温付近で約2分〜60分程度撹拌するか、放
置してイオン交換処理を行い、固相を過または
遠心分離器で分離し、その後水および/またはエ
タノールで洗浄し、次に減圧ないし常圧下、室温
ないし約100℃の温度で乾燥させる方法が例示さ
れる。このイオン交換処理は必要に応じて複数回
繰り返してもよい。
このようにして得られるイオン交換されたフツ
素系合成雲母は、通常、粉末状であり、これをそ
のまま触媒として用いてもよく、必要に応じて、
錠剤状、球状、円柱状などのタブレツトやリング
状、ハニカム状に成形して用いることもできる。
本発明の触媒は、種々の液相脱水反応に適用さ
れる。例えば、エステル化、アミド化、エーテル
化、アルコール類の脱水によるオレフイン化、ア
ルドール縮合、アルコールによる芳香族化合物の
アルキル化などに適用される。
ヒドロキシ化合物とカルボン酸類のエステル化
反応に、フツ素系合成雲母を適用する際に使用さ
れるヒドロキシ化合物には、アルコール類、フエ
ノール類があり、アルコール類は、とくに限定さ
れるものではないが、中でも下記の一般式
(式中R1、R2は水素または有機基)で示される
第一アルコールまたは第二アルコールが望まし
く、有機基として例えば炭素数1ないし20程度の
直鎖または有枝鎖のアルキル基、例えばメチル、
エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチ
ル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、ドデシ
ルなど、単環式、双環式のアルキル基、例えばシ
クロペンチル、シクロヘキシル、ジシクロ
〔2.2.1〕ヘプチルなど、アリール基、例えばフエ
ニル、ナフチル、キシリル、トルイル、t−ブチ
ルフエニルなど、アラアルキル基、例えばベンジ
ル、ベーターフエニルエチル、3−フエニルプロ
ピルなど、その他の官能基置換アルキル基、例え
ばベーターヒドロキシエチル、エトキシメチル、
エトキシエチル、フエノキシエチルなど、アルコ
キシ基、例えばメトキシ、エトキシ、n−プロポ
キシ、メトキシエトキシなど、アリールオキシ
基、例えばフエノキシ、ナフトキシなどが挙げら
れる。
これらの化合物としてさらに具体的には、メタ
ノール、エタノール、n−プロピルアルコール、
n−ブチルアルコール、iso−ブチルアルコール、
n−ヘキシルアルコール、n−オクチルアルコー
ル、ベンジルアルコールなどの第一アルコール、
iso−プロピルアルコール、1−メチル−n−プ
ロピルアルコール、α−フエニルエチルアルコー
ル、α−メチルベンジルアルコール、ジフエニル
メタノールなどの第二アルコールが例示される。
フエノール類には、フエノール、クレゾール等の
一価フエノール類およびヒドロキノン、メチルヒ
ドロキノン等のヒドロキノン類、その他の多価フ
エノール類があり、これらのうち一価フエノール
類は、好ましくは次式〔B〕で示されるものであ
る。
(式中Xはアルキル基、アラリキル基、アリール
基、低級アルコキシ基、ハロゲン、ニトロ基、ア
シル基、アロイル基などを示し、mは0ないし5
の整数を示す。)具体的には、フエノール、o−
クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、
3,4−キシレノール、3,5−キシレノール、
2,4−キシレノール、3,4,5−トリメチル
フエノール、2,3,4−トリメチルフエノー
ル、p−エチルフエノール、p−n−プロピルフ
エノール、p−n−ヘキシルフエノール、p−ベ
ンジルフエノール、m−ベンジルフエノール、p
−フエニルフエノール、m−フエニルフエノー
ル、p−(p′−トリル)フエノール、p−クロロ
フエノール、m−クロロフエノール、p−ブロモ
フエノール、m−ブロモフエノール、2,4−ジ
クロロフエノール、p−メトキシフエノール、m
−メトキシフエノール、m−ニトロフエノール、
p−ニトロフエノール、m−メトキシフエノー
ル、p−メトキシフエノール、p−アセチルフエ
ノール、m−アセチルフエノール、p−ベンゾイ
ルフエノールなどを挙げることができる。ヒドロ
キノン類は、好ましくは次式〔C〕で示されるも
のである。
(式中Yはアルキル基又はハロゲンを示し、nは
0ないし4の整数を示す。)具体的には、ヒドロ
キノン、メチルヒドロキノン、2,5−ジメチル
ヒドロキノン、2,6−ジメチルヒドロキノン、
トリメチルヒドロキノン、エチルヒドロキノン、
イソプロピルヒドロキノン、n−ヘキシルヒドロ
キノン、クロロヒドロキノン、2,6−ジクロロ
ヒドロキノン、ブロモヒドロキノンなどを挙げる
ことができる。
また、カルボン酸類には、酢酸、プロピオン酸
等の脂肪族カルボン酸の他、下記の一般式〔D〕
で示される芳香族カルボン酸類がある。
(式中Zはアルキル基、アラリル基、アリール
基、低級アルコキシ基、ハロゲン、ニトロ基、ア
シル基、アロイル基などを示し、pは0ないし5
の整数を示す。)具体的には、安息香酸、トルイ
ル酸、p−フエニル安息香酸などがある。また他
の芳香族カルボン酸類としてα−あるいはβ−ナ
フトエ酸、テレフタル酸、トリメリツト酸なども
挙げることができる。
これらのエステル化反応には、溶媒などの反応
媒体を必要としない場合もあるが、反応媒体を用
いることもできる。このような反応媒体は、反応
に不活性であればとくに限定することなく用いら
れ、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、エチ
ルベンゼン、メシチレン、クロロベンゼン、ジク
ロロベンゼン、プロモベンゼン、ビフエニル、タ
ーフエニルなどのアルキルベンゼン類、ジフエニ
ルエーテルなどの芳香族エーテル類、芳香族ケト
ン類を用いることができるが、これらの中でも、
トルエン、キシレン、メシチレンなどのアルキル
ベンゼン類がとくに好ましい。
反応媒体の使用量は、通常原料化合物の濃度が
2ないし80%、好ましくは5ないし20%となる程
度である。
反応温度は通常約80ないし約25℃、とくに好ま
しくは約110ないし約200℃の範囲である。
反応は合成雲母触媒、必要に応じて用いられる
溶媒および反応原料の混合物を所定温度で加熱す
ればよい。加熱時間は通常約10分ないし約6時
間、好ましくは約30分ないし約2時間である。反
応方式は、通常のバツチのほか管型反応方式によ
る連続方式など種々の方式を採用することができ
る。
また反応圧力は、減圧、大気圧、あるいは加圧
下のいずれでも行うことができる。さらに、本発
明の反応は脱水反応であるから、反応の進行とと
もに水が生成してくるので、系内の水を通常の方
法で解除しながら反応とすると、さらに反応が容
易に進行する。
反応終了後、反応混合物から触媒を分離し、又
は分離しないまま、蒸留等の一般的分離手段を施
して生成物が分離回収される。
他の液相脱水反応の例として、フエノール類と
アルコール類とからエーテル化反応によりアルコ
キシフエノール類を製造する方法があり、使用さ
れるフエノール類、アルコール類は前記したもの
が挙げられる。
このエーテル化反応の条件は、前記のエステル
化反応と、大きな相違はなく、ほぼ同様の条件で
実施することができる。
またアミノ化合物とカルボン酸類からアミド化
合物を合成する際にフツ素系合成雲母触媒が好適
に用いられ、使用されるアミノ化合物として、ア
ルキルアミン、ジアルキルアミン等の脂肪族アミ
ンの他、芳香族アミンとして、アニリン、トルイ
ジン、キシリジン、ジフエニルアミン、フエニレ
ンジアミンなどを挙げることができ、カルボン酸
類には前記したものが挙げられる。
アミド化反応の条件は、前記エステル化反応と
大きさ相違はなく、ほぼ同様の条件で実施するこ
とができる。
また他の脱水反応の例として、vic−ジヒドロ
キシ化合物と不飽和脂肪族アルコール又は脂肪族
アルデヒド化合物の液相脱水反応により、芳香族
エーテル化合物を製造する際にフツ素系合成雲母
触媒が好適に用いられ、使用されるvic−ジヒド
ロキシ化合物には、エチレングリコール、1,2
−ジヒドロキシアルカン、カテコール、アルキル
置換カテコール等などを挙げることができ、不飽
和脂肪族アルコールにはメタリルアルコール、2
−プロペノール、2−エチル−2−ブテノールな
ど脂肪族アルデヒドにはイソブチルアルデヒド、
ブタナールなどを挙げることができる。
vic−ジヒドロキシ化合物と不飽和脂肪族アル
コール又は脂肪族アルデヒド化合物の液相脱水反
応の条件は、前記エステル化反応と大きな相違は
なく、ほぼ同様の条件で実施することができる。
その他、アルコール類の脱水反応によるオレフ
イン類の製造、例えばシクロヘキサノール等の脂
環族アルコールの液相脱水反応により、シクロヘ
キセン等の環状オレフインを製造する際にフツ素
系合成雲母が好適に用いられる。さらにアルデヒ
ド、ケトン等のカルボニル化合物のアルドール縮
合反応の際に、フツ素系合成雲母触媒が好適に用
いられる。
これらのオレフイン類の製造、あるいはアルド
ール縮合反応の条件は、前記エステル化反応の条
件と、大きな相違はなく、ほぼ同様の条件でも実
施することができる。
さらに他の液相脱水反応の例として、アルコー
ル類をアルキル化剤とする芳香族化合物のアルキ
ル化反応があり、使用される脂肪族化合物には、
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼ
ン、ナフタレン等が挙げられ、アルコール類に
は、前記したものが挙げられる。
これらアルキル化反応の条件としては、前記エ
ステル化反応と大きな相違はなくほぼ同様の条件
で実施することができる。
以下本発明を実施例により説明する。
実施例 1
トピー工業社製合成雲母であるナトリウムテト
ラシリシツクマイカ(NaMg2.5(Si4O10)F2)の
10wt%水溶液100gを1の水に懸濁し、よく撹
拌しながら5%−Ti(SO4)2水溶液185mlを加え、
さらに25分間撹拌を続け、チタン型にイオン交換
した。チタン型にイオン交換された合成雲母は遠
心分離により回収し、水でよく洗浄し、更に乾燥
(40℃、50mmHg、10時間)した後、反応に使用し
た。なお、このチタンイオン交換合成雲母のイオ
ン交換率は68モル%であつた。このチタン交換型
合成雲母1.0g、フエノール2.6g、安息香酸2.3
g、メシチレン15mlの混合物をデイーン・スター
ク水捕集トラツプをつけた反応容器に入れ生成し
た水をメシチレンとの共沸による系外へ除去しな
がらメシチレン還流下2.5時間加熱撹拌しエステ
ル合成反応を行つた。反応結果は次の通りであつ
た。
安息香酸転化率 100%
安息香酸フエニル選択率 98%(安息香酸基準)
実施例 2
チタン交換型合成雲母1.0g、アニリン2.8g、
安息香酸1.6gを実施例1と同一条件で反応させ、
アミド合成を行つた。反応結果は次の通りであつ
た。
安息香酸転化率 46%
ベンズアニリド選択率 97%(安息香酸基準)
実施例 3
トピー工業社製合成雲母であるナトリウムテト
ラシリシツクマイカの10wt%水溶液100gを1
の水に懸濁し、よく撹拌しながら5%−Al
(NO3)3水溶液200mlを加え、さらに25分間撹拌を
続け、アルミニウム型にイオン交換した。アルミ
ニウムにイオン交換された合成雲母は遠心分離に
より回収し、水でよく洗浄し、更に乾燥(40℃、
50mmHg、10時間)した後、反応に使用した。な
お、このアルミニウムイオン交換合成雲母のイオ
ン交換率は72モル%であつた。このアルミニウム
交換型合成雲母0.7g、n−オクタノール2.2gの
混合物をデイーン・スターク水捕集トラツプをつ
けた反応容器に入れ生成した水を系外へ除去しな
がら150℃で1時間加熱撹拌し、脱水を行つた。
反応結果は充の通りであつた。
n−オクタノール転化率 45%
ジオクチルエーテル選択率 60%
オクテン選択率 31%
実施例 4
チタン交換型合成雲母1.0g、カテコール1.7
g、キシレン10mlの混合物をデイーン・スターク
水捕集トラツプをつけた反応容器に入れ、あらか
じめキシレンを還流させた。この中にメタリルア
ルコール1.2g、キシレン5mlの混合物を滴下ロ
ートを用い1時間15分かけて滴下した。滴下完了
後さらにキシレン還流下、10分加熱撹拌し脱水を
行つた。反応結果は次の通りであつた。
カテコール転化率 51%
2,2−ジメチル−1,4−ベンゾジオキサン
The present invention relates to a catalyst for liquid phase dehydration reactions made of fluorine-based synthetic mica. Traditionally, it was necessary to synthesize mica containing water of crystallization under high pressure and temperature, but this method replaces the water of crystallization (OH) in natural mica crystals with fluorine (F). Under normal pressure, fluorine-based mica consisting of
It can be synthesized by melting specified blended raw materials such as silica, magnesia, and fluoride, and the fluorine-based synthetic mica synthesized in this way has superior compositional uniformity compared to naturally produced mica. Therefore, various uses are expected. On the other hand, the present inventors have already studied the use of such synthetic mica, and found that in the presence of a synthetic mica catalyst in which at least 10 mol% of the ion exchange capacity consists of metal ions other than alkali metal ions or protons. have discovered that hydroxydiphenylene ethers can be produced in good yield by reacting hydroquinones or reacting hydroquinones with monovalent phenols (Japanese Patent Application Laid-open No. 206326/1983). . As a result of further studies, the present inventors found that fluorine-based synthetic mica is an excellent catalyst not only for the above-mentioned reactions of hydroquinones or reactions of hydroquinones and monovalent phenols, but also for liquid phase dehydration reactions of organic compounds and others. We have discovered that the reaction proceeds with good selectivity at a high raw material conversion rate, and have arrived at the present invention. Mineral acids such as sulfuric acid and organic acids such as p-toluenesulfonic acid have been conventionally known as catalysts for dehydration reactions, but these have the problem of corrosion to equipment and lack of excellent selectivity. The reaction is difficult to perform. Furthermore, when conventional solid acids such as silica and alumina are used, water produced in the reaction is adsorbed at the reaction site, resulting in a significant decrease in activity. In order to prevent this, a high temperature of about 350°C or higher is usually required, and it is virtually impossible to react in a liquid phase. However, the production method using a gas phase flow system has the disadvantage that large amounts of by-products are likely to be produced due to thermal decomposition, side reactions, etc.
Furthermore, when conventional cation exchange resins are used, they have poor reaction selectivity and cannot be used at high temperatures. Further, JP-A No. 56-501515 proposes the use of a layered clay having cation exchange properties as a proton catalyst in a dehydration reaction. The publication describes montmorillonite, which has an idealized stoichiometric composition corresponding to Na 0.67 [Al 3.33 Mg 0.67 ] Si 8 O 20 (OH) 4 , as a typical example of layered clay. , bentonite, etc. are also exemplified, and ion-exchanged products of these with metal cations such as chromium and aluminum are also exemplified. However, there is no description regarding the fluorine-based synthetic mica used in the present invention. The publication indicates that the layered clay is used as a catalyst for various reactions, but for the dehydration reaction, one or more types of primary or secondary aliphatic alcohols or polyols are reacted. Therefore, it only describes the production of ether, and in the examples, a primary or secondary aliphatic alcohol having 4 to 8 carbon atoms such as 1-butanol in the presence of Al 3+ exchanged bentonite is described. It simply shows that ethers can be obtained from The present inventors have discovered that by using fluorine-based synthetic mica as a catalyst, which is different from conventionally known catalysts,
The present inventors have discovered that not only the production of hydroxydiphenyl ethers as already proposed, but also various dehydration reactions in the liquid phase can be effectively carried out, leading to the present invention. That is, the present invention relates to a catalyst for liquid phase dehydration reactions characterized by being made of fluorine-based synthetic mica. The fluorine-based synthetic mica used in the present invention has the general formula X 1/3-1 Y 2-3 Z 4 O 10 F 2 (wherein, Yes, Y is Mg,
A cation selected from Li, Fe, Ni, Mn, Cr and Al, Z is a cation selected from Si or Al, X is a coordination number of 12, Y is a coordination number of 6, and Z is a coordination number It is 4. ) is a fluorine-based synthetic mica obtained by ion-exchanging the synthetic inorganic layered body shown in the following with protons, aluminum and/or transition metals. Such fluorine-based synthetic mica is usually a layered compound whose main component is silicon dioxide, and the silicon is connected in a hexagonal network plate shape based on SiO 4 tetrahedrons. are stacked in multiple layers, and between the layers are metal layer ions selected from alkali metals and alkaline earth metals, or interlayer ions in which some or all of these are ion-exchanged with protons, aluminum and/or cations selected from transition metals. exists. Specifically, such fluorine-based synthetic micas include: fluorine phlogopite [XMg 2.5 (AlSi 3 O 10 )] F 2 (where X is K) tetrasilicon mica XMg 2.5 (Si 4 O 10 ) F 2 ( (X is K, Na or Li) Taeniolite XMg 2 Li (Si 4 O 10 ) F 2 (X is K , Na or Li) Hectorite )F 2 (where X is Na or Li) Fluorine-based synthesis obtained by exchanging part or all of an alkali metal ion or alkaline earth metal ion with a cation selected from protons, aluminum, and/or transition metals. An example is mica. Transition metals that may be used for ion exchange include titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, rhenium,
Examples include iron, ruthenium, cobalt, rhodium, nickel, palladium, copper, gold, zinc, cadmium, gallium, and indium. In particular, in the present invention, in the fluorine-based synthetic mica described above, 10 mol% or more, particularly 30 to 100 mol%, of the ion-exchangeable interlayer ions are protons, aluminum and/or transition Fluorine-based synthetic mica obtained by ion exchange with cations selected from metals has high catalytic activity and is preferred. As the ion exchange method, a conventionally known ion exchange method can be employed. For example, ion exchange of metal ions such as aluminum and transition metals is carried out by adding an aqueous solution of salts of these metals, such as aluminum sulfate, aluminum nitrate, and aluminum chloride, to a suspension of fluorine-based synthetic mica. There is. For example, to exchange Na-type fluorotetrasilicon mica or Na-type taeniolite with aluminum ions, an aqueous solution of aluminum sulfate, aluminum nitrate, or aluminum chloride is preferably added to a suspension of Na-type fluorotetrasilicon mica or Na-type taeniolite. , the amount of aluminum ions added is about 0.5 to 5 times the gram ion equivalent, preferably about 0.8 to 2 times the gram ion equivalent, relative to the amount of Na ions to be ion-exchanged, and the aluminum ions are added at about room temperature. Stir for 2 to 60 minutes or leave to perform ion exchange treatment, separate the solid phase using a filter or centrifuge, then wash with water and/or ethanol, then under reduced pressure or normal pressure at room temperature or at room temperature. An example is a method of drying at a temperature of about 100°C. This ion exchange treatment may be repeated multiple times as necessary. The ion-exchanged fluorine-based synthetic mica obtained in this way is usually in powder form, and may be used as it is as a catalyst, or if necessary,
It can also be molded into tablets, spheres, cylinders, etc., rings, and honeycombs. The catalyst of the present invention is applicable to various liquid phase dehydration reactions. For example, it is applied to esterification, amidation, etherification, olefination by dehydration of alcohols, aldol condensation, alkylation of aromatic compounds with alcohol, etc. Hydroxy compounds used when applying fluorine-based synthetic mica to the esterification reaction of hydroxy compounds and carboxylic acids include alcohols and phenols, and alcohols are not particularly limited; Among them, the following general formula (In the formula, R 1 and R 2 are hydrogen or an organic group) A primary alcohol or a secondary alcohol is preferable, and the organic group is, for example, a linear or branched alkyl group having about 1 to 20 carbon atoms, such as methyl. ,
Monocyclic and bicyclic alkyl groups such as ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, n-octyl, 2-ethylhexyl, dodecyl, etc., aryl groups such as cyclopentyl, cyclohexyl, dicyclo[2.2.1]heptyl, etc. , such as phenyl, naphthyl, xylyl, tolyl, t-butylphenyl, aralkyl groups, such as benzyl, beta-phenylethyl, 3-phenylpropyl, etc., other functionally substituted alkyl groups, such as beta-hydroxyethyl, ethoxymethyl,
Examples include ethoxyethyl, phenoxyethyl, alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, n-propoxy, methoxyethoxy, and aryloxy groups such as phenoxy, naphthoxy. More specifically, these compounds include methanol, ethanol, n-propyl alcohol,
n-butyl alcohol, iso-butyl alcohol,
primary alcohols such as n-hexyl alcohol, n-octyl alcohol, benzyl alcohol;
Examples include secondary alcohols such as iso-propyl alcohol, 1-methyl-n-propyl alcohol, α-phenylethyl alcohol, α-methylbenzyl alcohol, and diphenylmethanol.
Phenols include monohydric phenols such as phenol and cresol, hydroquinones such as hydroquinone and methylhydroquinone, and other polyhydric phenols. Among these, monohydric phenols are preferably represented by the following formula [B]. It is what is shown. (In the formula,
indicates an integer. ) Specifically, phenol, o-
Cresol, m-cresol, p-cresol,
3,4-xylenol, 3,5-xylenol,
2,4-xylenol, 3,4,5-trimethylphenol, 2,3,4-trimethylphenol, p-ethylphenol, p-n-propylphenol, p-n-hexylphenol, p-benzylphenol, m- benzylphenol, p
-Phenylphenol, m-phenylphenol, p-(p'-tolyl)phenol, p-chlorophenol, m-chlorophenol, p-bromophenol, m-bromophenol, 2,4-dichlorophenol, p- Methoxyphenol, m
-methoxyphenol, m-nitrophenol,
Examples include p-nitrophenol, m-methoxyphenol, p-methoxyphenol, p-acetylphenol, m-acetylphenol, and p-benzoylphenol. The hydroquinones are preferably those represented by the following formula [C]. (In the formula, Y represents an alkyl group or a halogen, and n represents an integer of 0 to 4.) Specifically, hydroquinone, methylhydroquinone, 2,5-dimethylhydroquinone, 2,6-dimethylhydroquinone,
trimethylhydroquinone, ethylhydroquinone,
Examples include isopropylhydroquinone, n-hexylhydroquinone, chlorohydroquinone, 2,6-dichlorohydroquinone, and bromohydroquinone. In addition, carboxylic acids include aliphatic carboxylic acids such as acetic acid and propionic acid, as well as the following general formula [D]
There are aromatic carboxylic acids represented by (In the formula, Z represents an alkyl group, an aralyl group, an aryl group, a lower alkoxy group, a halogen, a nitro group, an acyl group, an aroyl group, etc., and p is 0 to 5.
indicates an integer. ) Specific examples include benzoic acid, toluic acid, and p-phenylbenzoic acid. Other aromatic carboxylic acids include α- or β-naphthoic acid, terephthalic acid, and trimellitic acid. These esterification reactions may not require a reaction medium such as a solvent, but a reaction medium can also be used. Such reaction media are not particularly limited as long as they are inert to the reaction, and include, for example, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, bromobenzene, alkylbenzenes such as biphenyl and terphenyl, and diphenyl. Aromatic ethers such as enyl ether and aromatic ketones can be used, but among these,
Particularly preferred are alkylbenzenes such as toluene, xylene and mesitylene. The amount of reaction medium used is usually such that the concentration of the starting compound is from 2 to 80%, preferably from 5 to 20%. The reaction temperature is usually in the range of about 80 to about 25°C, particularly preferably in the range of about 110 to about 200°C. The reaction may be carried out by heating a mixture of a synthetic mica catalyst, an optional solvent, and reaction raw materials at a predetermined temperature. The heating time is usually about 10 minutes to about 6 hours, preferably about 30 minutes to about 2 hours. As the reaction method, various methods can be adopted, such as a conventional batch method, a continuous method using a tube type reaction method, and the like. Furthermore, the reaction can be carried out under reduced pressure, atmospheric pressure, or increased pressure. Furthermore, since the reaction of the present invention is a dehydration reaction, water is produced as the reaction progresses, so if the reaction is carried out while removing water in the system by a conventional method, the reaction will proceed more easily. After the reaction is completed, the catalyst is separated from the reaction mixture, or without being separated, a general separation means such as distillation is applied to separate and recover the product. Another example of liquid phase dehydration reaction is a method of producing alkoxyphenols from phenols and alcohols by etherification reaction, and the phenols and alcohols used include those mentioned above. The conditions for this etherification reaction are not significantly different from those for the esterification reaction described above, and can be carried out under substantially the same conditions. Furthermore, when synthesizing amide compounds from amino compounds and carboxylic acids, fluorine-based synthetic mica catalysts are suitably used.Amino compounds used include aliphatic amines such as alkyl amines and dialkyl amines, as well as aromatic amines. , aniline, toluidine, xylidine, diphenylamine, phenylenediamine, etc., and the carboxylic acids include those mentioned above. The conditions for the amidation reaction are the same as those for the esterification reaction, and can be carried out under substantially the same conditions. As another example of a dehydration reaction, a fluorine-based synthetic mica catalyst is preferably used to produce an aromatic ether compound through a liquid phase dehydration reaction of a vic-dihydroxy compound and an unsaturated aliphatic alcohol or an aliphatic aldehyde compound. The vic-dihydroxy compounds used include ethylene glycol, 1,2
-dihydroxyalkanes, catechols, alkyl-substituted catechols, etc., and unsaturated aliphatic alcohols include methallyl alcohol,
- Aliphatic aldehydes such as propenol and 2-ethyl-2-butenol include isobutyraldehyde,
Examples include butanal. The conditions for the liquid phase dehydration reaction of the vic-dihydroxy compound and the unsaturated aliphatic alcohol or aliphatic aldehyde compound are not significantly different from those for the esterification reaction, and can be carried out under substantially the same conditions. In addition, fluorine-based synthetic mica is suitably used in the production of olefins by the dehydration reaction of alcohols, for example, in the production of cyclic olefins such as cyclohexene by the liquid phase dehydration reaction of alicyclic alcohols such as cyclohexanol. Further, a fluorine-based synthetic mica catalyst is preferably used in the aldol condensation reaction of carbonyl compounds such as aldehydes and ketones. The conditions for producing these olefins or the aldol condensation reaction are not significantly different from those for the esterification reaction, and can be carried out under substantially the same conditions. Another example of liquid phase dehydration reaction is the alkylation reaction of aromatic compounds using alcohols as the alkylating agent, and the aliphatic compounds used include:
Examples include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, naphthalene and the like, and examples of alcohols include those mentioned above. The conditions for these alkylation reactions are not significantly different from those of the esterification reactions described above and can be carried out under substantially the same conditions. The present invention will be explained below with reference to Examples. Example 1 Sodium tetrasilismic mica (NaMg 2.5 (Si 4 O 10 ) F 2 ), a synthetic mica manufactured by Topy Industries, Ltd.
Suspend 100g of 10wt% aqueous solution in 1 water, add 185ml of 5%-Ti( SO4 ) 2 aqueous solution while stirring well,
Stirring was continued for an additional 25 minutes to perform ion exchange into the titanium type. The synthetic mica ion-exchanged into titanium type was recovered by centrifugation, thoroughly washed with water, and dried (40°C, 50mmHg, 10 hours) before being used in the reaction. The ion exchange rate of this titanium ion exchange synthetic mica was 68 mol%. This titanium-exchanged synthetic mica 1.0g, phenol 2.6g, benzoic acid 2.3
g. A mixture of 15 ml of mesitylene was placed in a reaction vessel equipped with a Dean Stark water trap, and while the generated water was removed from the system by azeotropy with mesitylene, the mixture was heated and stirred for 2.5 hours under mesitylene reflux to perform an ester synthesis reaction. Ivy. The reaction results were as follows. Benzoic acid conversion rate 100% Phenyl benzoate selectivity 98% (benzoic acid standard) Example 2 Titanium-exchanged synthetic mica 1.0g, aniline 2.8g,
1.6 g of benzoic acid was reacted under the same conditions as in Example 1,
Performed amide synthesis. The reaction results were as follows. Benzoic acid conversion rate 46% Benzanilide selectivity 97% (benzoic acid standard) Example 3 100g of a 10wt% aqueous solution of sodium tetrasilisicumica, a synthetic mica manufactured by Topy Industries, Ltd.
of 5%-Al while stirring well.
200 ml of (NO 3 ) 3 aqueous solution was added, and stirring was continued for an additional 25 minutes to perform ion exchange into the aluminum mold. Synthetic mica ion-exchanged with aluminum is recovered by centrifugation, thoroughly washed with water, and dried (40℃,
50 mmHg for 10 hours) and then used for the reaction. The ion exchange rate of this aluminum ion-exchanged synthetic mica was 72 mol%. A mixture of 0.7 g of this aluminum-exchanged synthetic mica and 2.2 g of n-octanol was placed in a reaction vessel equipped with a Dean-Stark water trap and heated and stirred at 150°C for 1 hour while removing the generated water from the system. I did dehydration.
The reaction results were as shown in Mitsuru. n-octanol conversion rate 45% Dioctyl ether selectivity 60% Octene selectivity 31% Example 4 Titanium-exchanged synthetic mica 1.0g, catechol 1.7
g, xylene (10 ml) was placed in a reaction vessel equipped with a Dean Stark water trap, and the xylene was refluxed beforehand. A mixture of 1.2 g of methallyl alcohol and 5 ml of xylene was added dropwise to the mixture using a dropping funnel over 1 hour and 15 minutes. After the dropwise addition was completed, the mixture was further heated and stirred for 10 minutes under reflux of xylene for dehydration. The reaction results were as follows. Catechol conversion rate 51% 2,2-dimethyl-1,4-benzodioxane
【式】選択率
91%(カテコール基準)
実施例 5
アルミニウム交換型合成雲母0.7g、シクロヘ
キサノール2.3g、トルエン15mlの混合物をデイ
ーン・スターク水捕集トラツプをつけた反応容器
に入れ1時間トルエン還流下、加熱撹拌を続け、
脱水を行つた。反応結果は次の通りであつた。
シクロヘキサノール転化率 42%
シクロヘキセン選択率 91%
実施例 6
チタン交換型合成雲母0.6g、カテコール1.1
g、キシレン10mlの混合物をデイーン・スターク
水捕集トラツプをつけた反応容器に入れ、あらか
じめキシレンを還流させた。この中のイソブチル
アルデヒド0.7g、キシレン5mlの混合物を滴下
ロートを用い、30分かけて滴下した。滴下完了後
さらに20分、キシレン還流下、加熱撹拌を続け、
脱水反応を行つた。反応結果は次の通りであつ
た。
カテコール転化率 69%
2−イソプロピル−1,33−ベンゾジオキソール
[Formula] Selectivity 91% (catechol standard) Example 5 A mixture of 0.7 g of aluminum-exchanged synthetic mica, 2.3 g of cyclohexanol, and 15 ml of toluene was placed in a reaction vessel equipped with a Dean Stark water trap and refluxed with toluene for 1 hour. Continue heating and stirring,
I did dehydration. The reaction results were as follows. Cyclohexanol conversion rate 42% Cyclohexene selectivity 91% Example 6 Titanium-exchanged synthetic mica 0.6g, catechol 1.1
g, xylene (10 ml) was placed in a reaction vessel equipped with a Dean Stark water trap, and the xylene was refluxed beforehand. A mixture of 0.7 g of isobutyraldehyde and 5 ml of xylene was added dropwise thereto over 30 minutes using a dropping funnel. After completion of the dropwise addition, continue heating and stirring under xylene reflux for another 20 minutes.
A dehydration reaction was performed. The reaction results were as follows. Catechol conversion rate 69% 2-isopropyl-1,33-benzodioxole
【式】選択率
100%(カテコール基準)
なお2−イソプロピル−1,3−ベゾジオキソ
ールは、農薬カルボフラン原料となりうる化合物
である。
実施例 7
アルミニウム交換型合成雲母1.0g、ベンゼン
10gの混合物をデイーン・スターク水捕集トラツ
プをつけた反応容器に入れ、あらかじめベンゼン
を還流させた。この中にベンジルアルコール5.5
gを10分間かけて滴下した。滴下完了後さらに10
分、ベンゼン還流下、加熱撹拌を続け脱水反応を
行つた。反応結果は次の通りであつた。
ベンジルアルコール転化率 100%
ジフエニルメタン選択率
71%(ベンジルアルコール基準)
実施例 8
アルミニウム交換型合成雲母1.6g、トルエン
20gの混合物をデイーン・スターク水捕集トラツ
プをつけた反応容器に入れ、あらかじめトルエン
を還流させた。この中にイソプロパノール6.9g
を2時間かけて滴下した。滴下完了後さらに30
分、トルエン還流下、加熱撹拌を続け脱水を行つ
た。反応結果は次の通りであつた。
イソプロパノール転化率 22%
サイメン選択率 88%
(イソプロパノール基準)
ジイソプロピルエーテル選択率 10%
実施例 9
アルミニウム交換型合成雲母1.4g、フエノー
ル2.2g、クロロベンゼン10mlの混合物をデイー
ン・スターク水捕集トラツプをつけた反応容器に
入れ、あらかじめクロロベンゼンを還流させた。
この中にイソプロパノール2.0g、クロロベンゼ
ン5mlの混合物を1時間かけて滴下した。滴下完
了後さらに30分、クロロベンゼン還流下、加熱撹
拌を続け脱水反応を行つた。反応結果は次の通り
であつた。
フエノール転化率 82%
イソプロピルフエノール選択率
80%(フエノール転化率)
実施例 10
トピー工業社製合成雲母であるナトリウムテト
ラシリシツクマイカの10wt%水溶液100gを1
の水に懸濁し、よく撹拌ながら5%−CuCl2水溶
液56mlを加え、さらに25分間撹拌を続け、銅型に
イオン交換した。銅型にイオン交換された合成雲
母は遠心分離により回収し、水でよく洗浄し、更
に乾燥(40℃、50mmHg、10時間)した後、反応
に使用した。なお、この銅イオン交換合成雲母の
イオン交換率は63モル%であつた。この銅交換型
合成雲母0.4g、ハイドロキノン1.7g、ベンジル
アルコール0.7g、キシレン15mlの混合物をデイ
ーン・スターク水捕集トラツプをつけた反応容器
に入れ、メシチレン還流下3分間加熱撹拌し脱水
を行つた。反応結果は次の通りであつた。
ベンジルアルコール転化率 100%
2−ベンジルハイドロキノン選択率
93%(HQ基準)
実施例 11
トピー工業社製合成雲母であるナトリウムテト
ラシリシツクマイカの10wt%水溶液100gを1
の水に懸濁しながら5%−NiCl2水溶液200mlを
加え、さらに25分間撹拌を続けニツケル型にイオ
ン交換した。ニツケル型にイオン交換された合成
雲母は遠心分離により回収し、水でよく洗浄し、
更に乾燥(40℃、50mmHg、10時間)した後、反
応に使用した。なお、このニツケルイオン交換合
成雲母のイオン交換率は74%であつた。このニツ
ケル交換型合成雲母1.0g、ハイドロキノン2.2
g、キシレン15mlの混合物をデイーン・スターク
水捕集トラツプをつけた反応容器に入れ、あらか
じめキシレンを還流させた。この中に、イソプロ
パノール1.7g、キシレン5mlの混合物を滴下ロ
ートを用い1時間20分かけて滴下した。滴下完了
後さらに20分キシレン還流下、加熱撹拌を続け脱
水を行つた。反応結果は次の通りであつた。
ハイドロキノン転化率 46%
ハイドロキノンモノイソプロピルエーテル選択率
76%(HQ基準)
2−イソプロピルハイドロキノン選択率
18%(HQ基準)
実施例 12
チタン交換型合成雲母0.5g、シクロヘキサノ
ン1.0g、メシチレン15mlの混合物をデイーン・
スターク水捕集トラツプをつけた反応容器に入
れ、生成した水をメシチレンとの共沸により系外
へ除去しながら7時間加熱還流を行つた。反応結
果は以下の通りであつた。
シクロヘキサノン転化率 80%
2−シクロヘキシル−2−シクロヘキセノン(脱
水二量体)選択率 77%
シクロヘキサノン脱水三量体 8.3%
比較例 1
実施例12においてチタン交換型合成雲母をパラ
トルエンスルホン酸190mgに変え、反応時間を3/4
時間にした以外は実施例12と同様に反応した。反
応結果は以下の通りである。
シクロヘキサノン転化率 70%
2−シクロヘキシル2−シクロヘキセノン選択率
52.4%
シクロヘキサノン脱水三量体 47.5%
実施例 13
アルミニウム交換型合成雲母0.25g、1,4−
ペンタンジオール0.9gの混合物を反応容器に入
れ180℃の温度で10分間反応を行つた。反応結果
は以下の通りである。
1,4−ペンタンジオール転化率 91.1%
2−メチルテトラヒドロフラン選択率 96.4%
1−ペンタノール−3−エン選択率 3.0%
実施例 14
アルミニウム交換型合成雲母0.3g、フエノー
ル0.5g、酢酸0.32g、ジクロロベンゼン10mlを
オートクレーブに加え、180℃で7時間反応を行
つた。反応結果は以下の通りである。
フエノール転化率 12%
フエニル酢酸選択率 82%(フエノール基準)
アセチルフエノール選択率
18%(フエノール基準)
実施例 15
トピー工業社製リチウムヘクトライト〔Li1/3
Mg22/3Li1/3(Si4O10)F2〕5gを1の水に懸濁
し、撹拌しながら5%硝酸アルミニウム水溶液
100mlを加え、さらに3時間撹拌を続け、イオン
交換を行つた。イオン交換されたヘクトライトは
遠心分離により回収し、水でよく洗浄し、更に乾
燥(40℃、50mmHg、10時間)した。このアルミ
ニウムヘクトライトのイオン交換率は82モル%で
あつた。
実施例12においてチタン交換型合成雲母をアル
ミニウムヘクトライトに変え、反応時間を2.5時
間に変えた以外は実施例12と同様に反応を行つ
た。反応結果は以下の通りであつた。
シクロヘキサノン転化率 83%
2−シクロヘキシル−2−シクロヘキセノン選択
率 80%
シクロヘキサノン脱水三量体 5.2%
実施例 16
トピー工業社製リチウムテニオライト
〔LiMg2Li(Si4O10)E2〕5gを1の水に懸濁
し、撹拌しながら5%硝酸アルミニウム水溶液
200mlを加え、さらに3時間撹拌を続け、イオン
交換を行つた。イオン交換されたテニオライトは
遠心分離により回収し、水でよく洗浄し、更に乾
燥した(40℃、50mmHg、10時間)。このアルミニ
ウムテニオライトのイオン交換率は75モル%であ
つた。
実施例12においてチタン交換型合成雲母をアル
ミニウムテニオライトに変え、反応時間を4時間
に変えた以外は実施例12と同様に反応を行つた。
反応結果は以下の通りである。
シクロヘキサノン転化率 70%
2−シクロヘキシル−2−シクロヘキセノン(脱
水二量体)選択率 85%
シクロヘキサノン脱水三量体選択率 4.8%
比較例 2
実施例1において、触媒として、チタンイオン
交換合成雲母に代えて、ナトリウムテトラシリシ
ツクマイカ1.0gを用いた以外は、実施例1と同
様に反応を行なつた。反応結果は次のとおりであ
つた。
安息香酸転化率 0.2%
安息香酸フエニル選択率 95%(安息香酸基準)
比較例 3
実施例15において、触媒として、アルミニウム
ヘクトライトに代えて、リチウムヘクトライト
0.5gを用いた以外は、実施例15と同様に反応を
行なつた。反応結果は次のとおりであつた。
シクロヘキサノン転化率 0.5%
2−シクロヘキシル−2−シクロヘキセノン選択
率 70%
比較例 4
実施例16において、触媒として、アルミニウム
テニオライトに代えて、リチウムテニオライト
0.5gを用いた以外は、実施例16と同様に反応を
行なつた。反応結果は次のとおりであつた。
シクロヘキサノン転化率 2.2%
2−シクロヘキシル−2−シクロヘキセノン選択
率 72%
実施例 17
トピー工業社製合成雲母であるナトリウムテト
ラシリシツクマイカの10wt%水溶液100gを1
の水に懸濁し、よく撹拌しながら、5%硝酸鉄水
溶液200mlを加え、更に25分間撹拌を続け、鉄型
にイオン交換した。鉄にイオン交換された合成雲
母は遠心分離により回収し、水でよく洗浄し、更
に乾燥(40℃、50mmHg、10時間)した後、反応
に使用した。この鉄イオン交換合成雲母のイオン
交換率は82モル%であつた。
実施例2において、チタン交換合成雲母に代え
て、上記鉄イオン交換合成雲母1.0gを用いた以
外は、実施例2と同様に反応を行なつた。反応結
果は次のとおりであつた。
安息香酸転化率 41%
ベンズアニリド選択率 96%(安息香酸基準)
実施例 18
トピー工業社製合成雲母であるナトリウムテト
ラシリシツクマイカの10wt%水溶液100gを1
の水に懸濁し、よく撹拌しながら、5%硝酸ジル
コニウム水溶液200mlを加え、更に25分間撹拌を
続け、ジルコニウム型にイオン交換した。ジルコ
ニウムにイオン交換された合成雲母は遠心分離に
より回収し、水でよく洗浄し、更に乾燥(40℃、
50mmHg、10時間)した後、反応に使用した。こ
のジルコニウムイオン交換合成雲母のイオン交換
率は61モル%であつた。
実施例4において、チタン交換合成雲母に代え
て、上記ジルコニウムイオン交換合成雲母1.0g
を用いた以外は、実施例4と同様に反応を行なつ
た。反応結果は次のとおりであつた。
カテコール転化率 45%
2,2−ジメチル−1,4−ベンゾジオキサン選
択率 88%(カテコール基準)
実施例 19
トピー工業社製合成雲母であるナトリウムテト
ラシリシツクマイカの10wt%水溶液100gを1
の水に懸濁し、よく撹拌しながら、5%硝酸クロ
ム水溶液200mlを加え、更に25分間撹拌を続け、
クロム型にイオン交換した。クロムにイオン交換
された合成雲母は遠心分離により回収し、水でよ
く洗浄し、更に乾燥(40℃、50mmHg、10時間)
した後、反応に使用した。このクロムイオン交換
合成雲母のイオン交換率は72モル%であつた。
実施例4において、チタン交換合成雲母に代え
て、上記クロムイオン交換合成雲母1.0gを用い
た以外は、実施例4と同様に反応を行なつた。反
応結果は次のとおりであつた。
カテコール転化率 41%
2,2−ジメチル−1,4−ベンゾジオキサン選
択率 89%(カテコール基準)
実施例 20
トピー工業社製リチウムテニオライト5gを1
の水に懸濁し、よく撹拌しながら、5%塩酸水
溶液200mlを加え、更に3時間撹拌を続け、リチ
ウムイオンをプロトンとイオン交換した。イオン
交換されたテニオライトは遠心分離により回収
し、水でよく洗浄し、更に乾燥(40℃、50mmHg、
10時間)した後、反応に使用した。このプロトン
テニオライトのイオン交換率は61モル%であつ
た。
実施例16において、アルミニウムテニオライト
に代えて、上記プロトンテニオライト0.5gを用
いた以外は、実施例16と同様に反応を行なつた。
反応結果は次のとおりであつた。
シクロヘキサノン転化率 51%
2−シクロヘキシル−2−シクロヘキセノン選択
率 81%
シクロヘキサノン脱水三量体選択率 4.8%
実施例 21
トピー工業社製合成雲母であるナトリウムテト
ラシリシツクマイカの10wt%水溶液100gを1
の水に懸濁し、よく撹拌しながら、5%硝酸ガリ
ウム水溶液200mlを加え、更に25分間撹拌を続け、
ガリウム型にイオン交換した。ガリウムにイオン
交換された合成雲母は遠心分離により回収し、水
でよく洗浄し、更に乾燥(40℃、50mmHg、10時
間)した後、反応に使用した。なお、このガリウ
ムイオン交換合成雲母のイオン交換率は65モル%
であつた。
実施例1において、チタン交換合成雲母に代え
て、上記ガリウムイオン交換合成雲母1.0gを用
いた以外は、実施例1と同様に反応を行なつた。
反応結果は次のとおりであつた。
安息香酸転化率 98%
安息香酸フエニル選択率 97%(安息香酸基準)
実施例 22
トピー工業社製リチウムヘクトライト5gを1
の水に懸濁し、撹拌しながら、5%硝酸インジ
ウム水溶液100mlを加え、更に3時間撹拌を続け、
イオン交換した。イオン交換されたヘクトライト
は遠心分離により回収し、水でよく洗浄し、更に
乾燥(40℃、50mmHg、10時間)した。このイン
ジウムヘクトライトのイオン交換率は81モル%で
あつた。
実施例15において、アルミニウムヘクトライト
に代えて、上記インジウムヘクトライト0.5gを
用いた以外は、実施例15と同様に反応を行なつ
た。反応結果は次のとおりであつた。
シクロヘキサノン転化率 80%
2−シクロヘキシル−2−シクロヘキセノン選択
率 78%
シクロヘキサノン脱水三量体選択率 6.2%[Formula] Selectivity 100% (based on catechol) 2-isopropyl-1,3-bezodioxole is a compound that can be used as a raw material for agricultural chemical carbofuran. Example 7 Aluminum-exchanged synthetic mica 1.0g, benzene
10 g of the mixture was placed in a reaction vessel fitted with a Dean Stark water trap and the benzene was pre-refluxed. In this, benzyl alcohol 5.5
g was added dropwise over 10 minutes. 10 more after completion of dripping
The dehydration reaction was continued under heating and stirring under benzene reflux for several minutes. The reaction results were as follows. Benzyl alcohol conversion rate 100% Diphenylmethane selectivity
71% (based on benzyl alcohol) Example 8 1.6 g of aluminum-exchanged synthetic mica, toluene
20 g of the mixture was placed in a reaction vessel fitted with a Dean Stark water trap and the toluene was pre-refluxed. 6.9g of isopropanol in this
was added dropwise over 2 hours. 30 more after completion of dripping
The mixture was heated and stirred under reflux of toluene for several minutes to perform dehydration. The reaction results were as follows. Isopropanol conversion rate: 22% Cymene selectivity: 88% (based on isopropanol) Diisopropyl ether selectivity: 10% Example 9 A mixture of 1.4 g of aluminum-exchanged synthetic mica, 2.2 g of phenol, and 10 ml of chlorobenzene was attached to a Dean Stark water trap. The mixture was placed in a reaction vessel, and chlorobenzene was refluxed in advance.
A mixture of 2.0 g of isopropanol and 5 ml of chlorobenzene was added dropwise to this over 1 hour. After completion of the dropwise addition, heating and stirring were continued for another 30 minutes under refluxing of chlorobenzene to carry out a dehydration reaction. The reaction results were as follows. Phenol conversion rate 82% Isopropylphenol selectivity
80% (phenol conversion rate) Example 10 100 g of a 10 wt% aqueous solution of sodium tetrasilisic mica, a synthetic mica manufactured by Topy Industries, Ltd.
of water, 56 ml of a 5% CuCl 2 aqueous solution was added with thorough stirring, and stirring was continued for an additional 25 minutes to perform ion exchange into a copper mold. The synthetic mica ion-exchanged into copper type was recovered by centrifugation, thoroughly washed with water, and dried (40° C., 50 mmHg, 10 hours) before being used in the reaction. The ion exchange rate of this copper ion exchange synthetic mica was 63 mol%. A mixture of 0.4 g of this copper-exchanged synthetic mica, 1.7 g of hydroquinone, 0.7 g of benzyl alcohol, and 15 ml of xylene was placed in a reaction vessel equipped with a Dean-Stark water trap, and the mixture was heated and stirred for 3 minutes under reflux of mesitylene to perform dehydration. . The reaction results were as follows. Benzyl alcohol conversion rate 100% 2-benzylhydroquinone selectivity
93% (HQ standard) Example 11 100 g of a 10 wt% aqueous solution of sodium tetrasilismic mica, a synthetic mica manufactured by Topy Industries, Ltd.
While suspending in water, 200 ml of 5% NiCl 2 aqueous solution was added, and stirring was continued for an additional 25 minutes to perform ion exchange to nickel type. Synthetic mica ion-exchanged into nickel type is recovered by centrifugation, washed thoroughly with water,
After further drying (40°C, 50mmHg, 10 hours), it was used in the reaction. The ion exchange rate of this nickel ion exchange synthetic mica was 74%. 1.0g of this nickel-exchanged synthetic mica, 2.2g of hydroquinone
g, xylene (15 ml) was placed in a reaction vessel equipped with a Dean Stark water trap, and the xylene was previously refluxed. A mixture of 1.7 g of isopropanol and 5 ml of xylene was added dropwise into the mixture using a dropping funnel over a period of 1 hour and 20 minutes. After completion of the dropwise addition, heating and stirring were continued for another 20 minutes under reflux of xylene to effect dehydration. The reaction results were as follows. Hydroquinone conversion rate 46% Hydroquinone monoisopropyl ether selectivity
76% (HQ standard) 2-isopropylhydroquinone selectivity
18% (HQ standard) Example 12 A mixture of 0.5 g of titanium-exchanged synthetic mica, 1.0 g of cyclohexanone, and 15 ml of mesitylene was
The mixture was placed in a reaction vessel equipped with a Stark water collection trap, and heated under reflux for 7 hours while the produced water was removed from the system by azeotropy with mesitylene. The reaction results were as follows. Cyclohexanone conversion rate 80% 2-cyclohexyl-2-cyclohexenone (dehydrated dimer) selectivity 77% cyclohexanone dehydrated trimer 8.3% Comparative example 1 In Example 12, the titanium-exchanged synthetic mica was replaced with 190 mg of para-toluenesulfonic acid. , reaction time 3/4
The reaction was carried out in the same manner as in Example 12, except that the time was changed. The reaction results are as follows. Cyclohexanone conversion rate 70% 2-cyclohexyl 2-cyclohexenone selectivity
52.4% Cyclohexanone dehydrated trimer 47.5% Example 13 Aluminum exchanged synthetic mica 0.25g, 1,4-
A mixture of 0.9 g of pentanediol was placed in a reaction vessel and a reaction was carried out at a temperature of 180°C for 10 minutes. The reaction results are as follows. 1,4-pentanediol conversion rate 91.1% 2-methyltetrahydrofuran selectivity 96.4% 1-pentanol-3-ene selectivity 3.0% Example 14 0.3 g of aluminum-exchanged synthetic mica, 0.5 g of phenol, 0.32 g of acetic acid, 10 ml of chlorobenzene was added to the autoclave, and the reaction was carried out at 180°C for 7 hours. The reaction results are as follows. Phenol conversion rate 12% Phenyl acetic acid selectivity 82% (based on phenol) Acetyl phenol selectivity
18% (based on phenol) Example 15 Lithium hectorite manufactured by Topy Industries [Li 1/3
Suspend 5 g of Mg 22/3 Li 1/3 (Si 4 O 10 ) F 2 in 1 water and add 5% aluminum nitrate aqueous solution while stirring.
100 ml was added and stirring was continued for an additional 3 hours to perform ion exchange. The ion-exchanged hectorite was collected by centrifugation, thoroughly washed with water, and further dried (40°C, 50mmHg, 10 hours). The ion exchange rate of this aluminum hectorite was 82 mol%. The reaction was carried out in the same manner as in Example 12, except that the titanium-exchanged synthetic mica in Example 12 was changed to aluminum hectorite and the reaction time was changed to 2.5 hours. The reaction results were as follows. Cyclohexanone conversion rate 83% 2-cyclohexyl-2-cyclohexenone selectivity 80% cyclohexanone dehydrated trimer 5.2% Example 16 Lithium taeniolite manufactured by Topy Industries [LiMg 2 Li (Si 4 O 10 ) E 2 ] 5 g was added to 1 of 5% aluminum nitrate aqueous solution while stirring.
200 ml was added and stirring was continued for an additional 3 hours to perform ion exchange. The ion-exchanged taeniolite was collected by centrifugation, thoroughly washed with water, and further dried (40°C, 50mmHg, 10 hours). The ion exchange rate of this aluminum taeniolite was 75 mol%. The reaction was carried out in the same manner as in Example 12, except that the titanium-exchanged synthetic mica in Example 12 was changed to aluminum teniolite and the reaction time was changed to 4 hours.
The reaction results are as follows. Cyclohexanone conversion rate 70% 2-cyclohexyl-2-cyclohexenone (dehydrated dimer) selectivity 85% Cyclohexanone dehydrated trimer selectivity 4.8% Comparative example 2 In Example 1, titanium ion exchange synthetic mica was used as the catalyst. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that 1.0 g of sodium tetrasilicium squid was used. The reaction results were as follows. Benzoic acid conversion rate 0.2% Phenyl benzoate selectivity 95% (benzoic acid standard) Comparative example 3 In Example 15, lithium hectorite was used as a catalyst instead of aluminum hectorite.
The reaction was carried out in the same manner as in Example 15, except that 0.5 g was used. The reaction results were as follows. Cyclohexanone conversion rate 0.5% 2-cyclohexyl-2-cyclohexenone selectivity 70% Comparative example 4 In Example 16, lithium taeniolite was used as a catalyst instead of aluminum taeniolite.
The reaction was carried out in the same manner as in Example 16, except that 0.5 g was used. The reaction results were as follows. Cyclohexanone conversion rate 2.2% 2-cyclohexyl-2-cyclohexenone selectivity 72% Example 17 100g of a 10wt% aqueous solution of sodium tetrasilismicica, a synthetic mica manufactured by Topy Industries, Ltd.
200 ml of a 5% iron nitrate aqueous solution was added while stirring well, and stirring was continued for an additional 25 minutes to perform ion exchange into an iron mold. The synthetic mica ion-exchanged with iron was recovered by centrifugation, thoroughly washed with water, and dried (40° C., 50 mmHg, 10 hours) before being used in the reaction. The ion exchange rate of this iron ion exchange synthetic mica was 82 mol%. In Example 2, the reaction was carried out in the same manner as in Example 2, except that 1.0 g of the above iron ion-exchanged synthetic mica was used in place of the titanium-exchanged synthetic mica. The reaction results were as follows. Benzoic acid conversion rate 41% Benzanilide selectivity 96% (benzoic acid standard) Example 18 100g of a 10wt% aqueous solution of sodium tetrasilisichmica, a synthetic mica manufactured by Topy Industries, Ltd.
200 ml of a 5% zirconium nitrate aqueous solution was added while stirring well, and stirring was continued for an additional 25 minutes to perform ion exchange into a zirconium form. Synthetic mica ion-exchanged with zirconium is recovered by centrifugation, thoroughly washed with water, and dried (40℃,
50 mmHg for 10 hours) and then used for the reaction. The ion exchange rate of this zirconium ion exchange synthetic mica was 61 mol%. In Example 4, 1.0 g of the above zirconium ion-exchanged synthetic mica was used instead of the titanium-exchanged synthetic mica.
The reaction was carried out in the same manner as in Example 4 except that . The reaction results were as follows. Catechol conversion rate 45% 2,2-dimethyl-1,4-benzodioxane selectivity 88% (catechol standard) Example 19 100 g of a 10 wt% aqueous solution of sodium tetrasilismic mica, a synthetic mica manufactured by Topy Industries, Ltd.
of water, add 200 ml of 5% chromium nitrate aqueous solution while stirring well, and continue stirring for an additional 25 minutes.
Ion exchanged to chromium type. Synthetic mica ion-exchanged with chromium is recovered by centrifugation, thoroughly washed with water, and further dried (40℃, 50mmHg, 10 hours).
After that, it was used for the reaction. The ion exchange rate of this chromium ion-exchanged synthetic mica was 72 mol%. In Example 4, the reaction was carried out in the same manner as in Example 4, except that 1.0 g of the above chromium ion exchanged synthetic mica was used in place of the titanium exchanged synthetic mica. The reaction results were as follows. Catechol conversion rate 41% 2,2-dimethyl-1,4-benzodioxane selectivity 89% (catechol standard) Example 20 5 g of lithium teniolite manufactured by Topy Industries, Ltd.
200 ml of 5% hydrochloric acid aqueous solution was added to the suspension while stirring well, and stirring was continued for an additional 3 hours to exchange lithium ions with protons. The ion-exchanged taeniolite was collected by centrifugation, thoroughly washed with water, and dried (40℃, 50mmHg,
After 10 hours), it was used for the reaction. The ion exchange rate of this proton teniolite was 61 mol%. In Example 16, the reaction was carried out in the same manner as in Example 16, except that 0.5 g of the above proton teniolite was used in place of aluminum teniolite.
The reaction results were as follows. Cyclohexanone conversion rate 51% 2-cyclohexyl-2-cyclohexenone selectivity 81% cyclohexanone dehydration trimer selectivity 4.8% Example 21 100 g of a 10 wt% aqueous solution of sodium tetrasilismic mica, a synthetic mica manufactured by Topy Industries, Ltd.
of water, add 200 ml of 5% gallium nitrate aqueous solution while stirring well, and continue stirring for an additional 25 minutes.
Ion exchanged to gallium type. The synthetic mica ion-exchanged with gallium was recovered by centrifugation, thoroughly washed with water, and dried (40° C., 50 mmHg, 10 hours) before being used in the reaction. The ion exchange rate of this gallium ion exchange synthetic mica is 65 mol%.
It was hot. In Example 1, the reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that 1.0 g of the above gallium ion exchanged synthetic mica was used in place of the titanium exchanged synthetic mica.
The reaction results were as follows. Benzoic acid conversion rate 98% Phenyl benzoate selectivity 97% (benzoic acid standard) Example 22 5 g of lithium hectorite manufactured by Topy Industries, Ltd.
While stirring, add 100 ml of 5% indium nitrate aqueous solution and continue stirring for another 3 hours.
Ion exchanged. The ion-exchanged hectorite was collected by centrifugation, thoroughly washed with water, and further dried (40°C, 50mmHg, 10 hours). The ion exchange rate of this indium hectorite was 81 mol%. In Example 15, the reaction was carried out in the same manner as in Example 15, except that 0.5 g of the above indium hectorite was used in place of aluminum hectorite. The reaction results were as follows. Cyclohexanone conversion rate 80% 2-cyclohexyl-2-cyclohexenone selectivity 78% Cyclohexanone dehydration trimer selectivity 6.2%
Claims (1)
属から選ばれる金属陽イオンであり、YはMg、
Li、Fe、Ni、Mn、CrおよびAlから選ばれる陽
イオンであり、ZはSiまたはAlから選ばれる陽
イオンであり、Xは配位数12、Yは配位6、Zは
配位数4である。) で示される合成無機質層状体をプロトン、アルミ
ニウムおよび/または遷移金属でイオン交換して
なるフツ素系合成雲母であることを特徴とする液
相脱水反応用触媒。[Claims] 1 Fluorine-based synthetic mica has the general formula X 1/3~1 Y 2~3 Z 4 O 10 F 2 (wherein, ion, Y is Mg,
A cation selected from Li, Fe, Ni, Mn, Cr and Al, Z is a cation selected from Si or Al, X is a coordination number of 12, Y is a coordination number of 6, and Z is a coordination number It is 4. A catalyst for a liquid phase dehydration reaction, characterized in that it is a fluorine-based synthetic mica obtained by ion-exchanging the synthetic inorganic layered body shown in ) with protons, aluminum and/or transition metals.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58104943A JPS6075333A (en) | 1983-06-14 | 1983-06-14 | Catalyst for liquid-phase dehydration reaction comprising fluorine-containing synthetic mica |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58104943A JPS6075333A (en) | 1983-06-14 | 1983-06-14 | Catalyst for liquid-phase dehydration reaction comprising fluorine-containing synthetic mica |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6075333A JPS6075333A (en) | 1985-04-27 |
| JPH0470943B2 true JPH0470943B2 (en) | 1992-11-12 |
Family
ID=14394166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58104943A Granted JPS6075333A (en) | 1983-06-14 | 1983-06-14 | Catalyst for liquid-phase dehydration reaction comprising fluorine-containing synthetic mica |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6075333A (en) |
-
1983
- 1983-06-14 JP JP58104943A patent/JPS6075333A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6075333A (en) | 1985-04-27 |
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