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JPH07223989A - Method for producing acyl group-substituted aromatic compound - Google Patents

Method for producing acyl group-substituted aromatic compound

Info

Publication number
JPH07223989A
JPH07223989A JP6017955A JP1795594A JPH07223989A JP H07223989 A JPH07223989 A JP H07223989A JP 6017955 A JP6017955 A JP 6017955A JP 1795594 A JP1795594 A JP 1795594A JP H07223989 A JPH07223989 A JP H07223989A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aromatic compound
acyl group
substituted aromatic
producing
metal cation
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.)
Pending
Application number
JP6017955A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Miyata
暁 宮田
Hiroaki Honda
宏明 本多
Mamoru Ishikawa
守 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP6017955A priority Critical patent/JPH07223989A/en
Publication of JPH07223989A publication Critical patent/JPH07223989A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/45Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by condensation
    • C07C45/46Friedel-Crafts reactions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

PURPOSE:To efficiently perform the acylation reaction of an aromatic hydrocarbon with an aliphatic carboxylic acid or its derivative in a high conversion and in a high position selectivity. CONSTITUTION:A method for producing an acyl group-substituted aromatic compound of formula, R1-CO-Ar-(R3)m (R1 is alkyl; R3 is H, alkyl, when m is >=2, R3 may be mutually different alkyl groups; Ar is single cyclic, polycyclic or condensed cyclic aromatic residue, the polycyclic aromatic residue being directly bound; m is an integer of 1-5, when Ar is the single cyclic, and m is 1 to the largest binding number of R3, when the polycyclic or the condensed cyclic) comprises reacting an aromatic compound of formula, H-Ar-(R3), (H is hydrogen atom) with an acylating agent of formula, R1-CO-X (X is Cl, Br, OH, alkoxy or -OCOR2 (R2 is alkyl which is same as R. or different from R1) in the presence of a zeolite having a 12-membered fine hole structure subjected to an ion exchange with metal ions in a gaseous phase.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、金属カチオンでイオン
交換された12員環細孔構造を有するゼオライトの存在
下、芳香族炭化水素化合物と脂肪族カルボン酸およびそ
の誘導体とを気相で反応させることによってアシル基置
換芳香族化合物を製造する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to the reaction of an aromatic hydrocarbon compound with an aliphatic carboxylic acid and its derivative in a gas phase in the presence of a zeolite having a 12-membered ring pore structure ion-exchanged with a metal cation. By producing an acyl group-substituted aromatic compound.

【0002】アシル基置換芳香族化合物、例えばアセト
フェノンまたはp−イソブチルアセトフェノンなどは香
料、医薬、農薬の原料として非常に有用である。
Acyl group-substituted aromatic compounds such as acetophenone or p-isobutylacetophenone are very useful as raw materials for perfumes, pharmaceuticals and agricultural chemicals.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来のアシル基置換芳香族化合物の製造
方法としては、一般的に触媒として塩化アルミニウム、
塩化鉄または三フッ化ホウ素などのルイス酸、またはフ
ッ化水素酸などのプロトン酸を用い、芳香族化合物とカ
ルボン酸クロリドあるいはカルボン酸無水物などとフリ
ーデル・クラフツ型アシル化反応を行わせる方法が知ら
れている。これらの触媒は、一般的には化学量論量以上
必要とされ、工業的に実施される場合、装置に対する腐
食性が高いという問題およびアシル化反応後の処理の間
に、加水分解によって触媒が分解され、塩酸をはじめと
する多量の廃棄物が発生するなど、多くの操作上および
環境上の解決すべき問題をかかえていることは十分に知
られている。
2. Description of the Related Art Conventional methods for producing an acyl group-substituted aromatic compound generally include aluminum chloride as a catalyst,
A method in which a Lewis acid such as iron chloride or boron trifluoride or a protic acid such as hydrofluoric acid is used to carry out a Friedel-Crafts type acylation reaction between an aromatic compound and a carboxylic acid chloride or a carboxylic acid anhydride. It has been known. These catalysts are generally required in a stoichiometric amount or more, and when they are carried out industrially, they are highly corrosive to the equipment and during the treatment after the acylation reaction, the catalysts are hydrolyzed. It is well known that it has many operational and environmental problems to be solved, such as decomposition and generation of a large amount of waste including hydrochloric acid.

【0004】それゆえ、これらの触媒に置き換わる、非
腐食性の高価でない固体酸触媒を見出すことは長い間の
研究目的であった。この目的を達成するために種々の型
のゼオライト触媒が提案されてきた。通常、フリーデル
・クラフツ型アシル化反応が起こりやすい芳香族エーテ
ル化合物およびフェノール化合物のアシル化に関する方
法が、特に多く開示されている (特開平4−2359
41号公報、欧州特許第334096号、第31613
3号、独国特許第3809260号、第3704810
号、米国特許第4668826号、第4652683号
明細書など)。またゼオライト触媒では高い位置選択性
が報告されている。一方、一般に芳香族エーテル化合物
およびフェノール化合物より反応性の低い芳香族炭化水
素化合物のアシル化に関する方法として、以下の例が開
示されている。
It has therefore been a long-standing research object to find non-corrosive, inexpensive solid acid catalysts that replace these catalysts. Various types of zeolite catalysts have been proposed to achieve this end. In general, many methods relating to acylation of aromatic ether compounds and phenol compounds, which are apt to undergo Friedel-Crafts type acylation reaction, have been disclosed (Japanese Patent Laid-Open No. 4-2359).
41, European Patent No. 334096, No. 31613
3, German Patent Nos. 3809260, 3704810
Nos. 4,668,826 and 4,652,683). High regioselectivity has been reported for zeolite catalysts. On the other hand, the following examples are disclosed as a method for acylation of an aromatic hydrocarbon compound which is generally less reactive than an aromatic ether compound and a phenol compound.

【0005】欧州特許第455332号明細書には、1
2員環細孔構造を有するゼオライトベータの存在下で、
芳香族化合物を芳香族カルボン酸またはそのエステルあ
るいは無水物でアシル化することが示されている。
European Patent No. 455332 describes 1
In the presence of zeolite beta having a two-membered ring pore structure,
It has been shown to acylate aromatic compounds with aromatic carboxylic acids or their esters or anhydrides.

【0006】欧州特許第239383号明細書には、ペ
ンタシル型ゼオライトを触媒として、低級アルキルまた
はフェニル置換ベンゼンと低級アルカン酸を反応させる
アシル化法が示されている。アルカン酸としては低級の
ものだけが反応し、5%程度の転化率が得られる。
European Patent No. 239383 shows an acylation method in which a lower alkyl- or phenyl-substituted benzene is reacted with a lower alkanoic acid using a pentasil-type zeolite as a catalyst. As the alkanoic acid, only the lower one reacts, and a conversion rate of about 5% is obtained.

【0007】仏国特許第2592039号明細書、また
はJ.Org.Chem.,51,2128〜2130
(1986)によれば、芳香族炭化水素をカルボン酸ま
たはその酸塩化物あるいは無水物で液相でアシル化する
方法において、Ceでイオン交換したゼオライト、特に
Y型ゼオライトが有効であることが示されている。オク
タン酸のような長鎖のカルボン酸を用いる場合にだけ、
高い転化率が得られ、酢酸などは反応しないことが示さ
れている。
French Patent No. 2592039, or J. Org. Chem. , 51, 2128 to 2130
(1986) shows that Ce ion-exchanged zeolite, particularly Y-type zeolite, is effective in the method of liquid-phase acylation of aromatic hydrocarbons with carboxylic acids or acid chlorides or anhydrides thereof. Has been done. Only when using long-chain carboxylic acids such as octanoic acid,
It has been shown that high conversion is obtained and acetic acid and the like do not react.

【0008】特開平4−279545号公報には、10
員環細孔構造を有するペンタシル型ゼオライトの存在
下、ベンゼンをカルボン酸で気相アシル化する方法が示
されており、ベンゼンと酢酸の反応では、生成物中のア
セトフェノンは3重量%程度で得られている。
In Japanese Patent Laid-Open No. 4-279545, there is 10
A method of gas phase acylating benzene with a carboxylic acid in the presence of a pentasil-type zeolite having a membered ring pore structure has been shown. In the reaction of benzene and acetic acid, acetophenone in the product was obtained at about 3% by weight. Has been.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このように芳香族炭化
水素化合物をゼオライト触媒を用いてアシル化する方法
において、非腐食性であることは認められた利点である
にもかかわらず、転換率が低いなどの欠点を有し、工業
的に実用性のある触媒の出現が強く望まれていた。
Thus, in the method of acylating an aromatic hydrocarbon compound using a zeolite catalyst, the conversion rate is not limited, although the non-corrosiveness is a recognized advantage. There has been a strong demand for the appearance of a catalyst that is industrially practical and has drawbacks such as a low level.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく、鋭意検討を行った結果、金属カチオンで
イオン交換された12員環細孔構造を有するゼオライト
の存在下、芳香族炭化水素化合物と脂肪族カルボン酸お
よびその誘導体とを反応させることによってアシル基置
換芳香族化合物が製造できることを見いだし、本発明に
到達した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that in the presence of a zeolite having a 12-membered ring pore structure ion-exchanged with a metal cation They have found that an acyl group-substituted aromatic compound can be produced by reacting an aromatic hydrocarbon compound with an aliphatic carboxylic acid and its derivative, and reached the present invention.

【0011】即ち、本発明は、次の一般式(I) R1 −CO−X …… (I) (式中、R1 はアルキル基であり;XはCl、Br、O
H、アルコキシ基または−OCOR2 であり、ここでR
2 はアルキル基であり、R1 と同じであっても、あるい
は異なっていてもよい。)で表されるアシル化剤と、次
の一般式(II) H−Ar−(R3 )m …… (II) (式中、Hは水素原子であり;Arは単環、多環または
縮合環系芳香族残基であり、多環系芳香族残基は、直結
合によって結合しており;R3 は水素原子またはアルキ
ル基であり、mが2以上の場合、互いに異なるアルキル
基であってもよい;mはArが単環の場合、1から5の
間の整数を表し、多環または縮合環系の場合、1からR
3 が最大結合しうる間の整数を表す。)で示される芳香
族化合物とを、金属カチオンでイオン交換された12員
環細孔構造を有するゼオライトの存在下に、反応せしめ
ることを特徴とする、次の一般式(III) R1 −CO−Ar−(R3 )m …… (III) (式中、R1 、R3 、Ar、mは上記と同じものを示
す。)で表されるアシル基置換芳香族化合物の製造方法
である。
That is, the present invention has the following general formula (I) R1 --CO--X (I) (wherein R1 is an alkyl group; X is Cl, Br, O).
H, an alkoxy group or --OCOR2, where R
2 is an alkyl group, which may be the same as or different from R1. And an acylating agent represented by the following general formula (II) H-Ar- (R3) m (II) (wherein H is a hydrogen atom; Ar is a monocyclic, polycyclic or condensed ring). R3 is a hydrogen atom or an alkyl group, and when m is 2 or more, they are different from each other. M may represent an integer between 1 and 5 when Ar is a monocyclic ring, and 1 to R when it is a polycyclic or condensed ring system.
3 represents an integer between which maximum bonding is possible. ) Is reacted with an aromatic compound represented by the formula (1) in the presence of a zeolite having a 12-membered ring pore structure ion-exchanged with a metal cation. Ar- (R3) m (III) (wherein R1, R3, Ar, and m are the same as above), and is a method for producing an acyl group-substituted aromatic compound.

【0012】本発明による方法は、12員環細孔構造を
有するゼオライトの使用によって特徴づけられる。12
員環細孔構造を有するゼオライトとしてはゼオライトベ
ータ(米国特許第3308069号明細書などに記
載)、フォージャサイト(D.W.Breck、”Mo
lecular Sieves”、1974などに記
載)などが好適に上げられる。若干のゼオライト、例え
ばフォージャサイトであるY型ゼオライトはPQ社など
から市販されている。
The process according to the invention is characterized by the use of zeolites with a 12-membered ring pore structure. 12
Examples of the zeolite having a member ring pore structure include zeolite beta (described in US Pat. No. 3,308,069) and faujasite (DW Breck, “Mo”).
(Leural Sieves ", 1974, etc.) and the like. Some zeolites, for example, faujasite type Y zeolite, are commercially available from PQ.

【0013】前記ゼオライトは、上記文献からの方法に
よる水熱合成により製造できる。結晶化の後、ろ過、水
洗し、そして乾燥後、有機テンプレートを除去するため
焼成する。次いで、イオン交換により金属カチオンでイ
オン交換する。金属カチオンとしては2価または3価の
ものが好ましく、さらにアルカリ土類金属、遷移金属ま
たは希土類金属の二価または三価イオンで交換するのが
好ましい。金属の種類は、例えばCa、Mg、Cu、Z
n、Ni、Fe、などが好適に挙げられる。そして実質
的に有用なカチオンサイトの好ましくは50%以上、さ
らに好ましくは75%以上が金属カチオンで置換された
ゼオライトが好ましい。
The zeolite can be produced by hydrothermal synthesis according to the method described in the above document. After crystallization, it is filtered, washed with water, dried and then calcined to remove the organic template. Then, ion exchange is performed with a metal cation by ion exchange. The metal cation is preferably a divalent or trivalent metal cation, and more preferably a divalent or trivalent ion of an alkaline earth metal, a transition metal or a rare earth metal. The type of metal is, for example, Ca, Mg, Cu, Z
Suitable examples include n, Ni, and Fe. And, a zeolite in which 50% or more, and more preferably 75% or more of substantially useful cation sites are substituted with metal cations is preferable.

【0014】本発明の方法において、前記ゼオライト
は、必要に応じて、他のゼオライトと混合した触媒とし
て用いても良い。さらには、前記ゼオライトを、酸、ア
ルカリ、熱、水蒸気、アンモニア、ハロゲン、あるいは
他の非金属化合物などの物質で適宜処理して使用するこ
ともできる。
In the method of the present invention, the zeolite may be used as a catalyst mixed with other zeolite, if necessary. Furthermore, the zeolite can be used after being appropriately treated with a substance such as acid, alkali, heat, steam, ammonia, halogen, or other non-metal compound.

【0015】また本発明の方法において用いられる触媒
は、純粋なゼオライトをそのまま用いても良いし、成形
体として用いても良い。成形法は特に制限されるもので
はなく、押し出し法、圧縮法など公知の方法が適用でき
る。また、成形の際に必要ならば、シリカ、アルミナ、
シリカアルミナ、マグネシアあるいは粘土鉱物等のバイ
ンダーを用いても良い。
As the catalyst used in the method of the present invention, pure zeolite may be used as it is or may be used as a molded body. The molding method is not particularly limited, and known methods such as an extrusion method and a compression method can be applied. If necessary during molding, silica, alumina,
A binder such as silica-alumina, magnesia or clay mineral may be used.

【0016】本発明において、反応により触媒活性が低
下した場合、適当な間隔で触媒の再生を行う。再生処理
の方法としては、例えば、洗浄、酸処理および焼成など
の方法によって再生することができる。
In the present invention, when the catalyst activity is lowered by the reaction, the catalyst is regenerated at appropriate intervals. As the method of the regeneration treatment, for example, the method such as washing, acid treatment and baking can be used.

【0017】本発明の方法において用いられる芳香族化
合物は、次の一般式(II) H−Ar−(R3 )m …… (II) (式中、Hは水素原子であり;Arは単環、多環または
縮合環系芳香族残基であり、多環系芳香族残基は、直結
合によって結合しており;R3 は水素原子またはアルキ
ル基であり、mが2以上の場合、互いに異なるアルキル
基であってもよい;mはArが単環の場合、1から5の
間の整数を表し、多環または縮合環系の場合、1からR
3 が最大結合しうる間の整数を表す)で示される化合物
である。R3 としては特にC1 〜C10のアルキル基が
好ましい。
The aromatic compound used in the method of the present invention has the following general formula (II) H-Ar- (R3) m (II) (wherein H is a hydrogen atom; Ar is a monocyclic ring). , A polycyclic or fused ring aromatic residue, wherein the polycyclic aromatic residue is bonded by a direct bond; R3 is a hydrogen atom or an alkyl group, and when m is 2 or more, they are different from each other. It may be an alkyl group; m represents an integer between 1 and 5 when Ar is a monocycle, and 1 to R when it is a polycycle or a condensed ring system.
3 represents an integer between which maximum bonding is possible). Especially an alkyl group having C 1 -C 10 preferably a R3.

【0018】この芳香族化合物として具体的には、例え
ばベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、o−、m−ま
たはp−キシレン、n−プロピルベンゼン、イソプロピ
ルベンゼン、n−ブチルベンゼン、sec−ブチルベン
ゼン、イソブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼ
ン、o−、m−またはp−シメン、メシチレン、プソイ
ドクメン、デュレン、o−、m−またはp−エチルトル
エン、o−、m−またはp−ジエチルベンゼン、n−ペ
ンチルベンゼン、n−ヘキシルベンゼン、シクロヘキシ
ルベンゼン、ジフェニルメタン、テトラリン、インダ
ン、ベンジルアセトン、1−フェニル−2−ブタノン、
ベンジルメチルケトン、ベンジルエチルケトン、ジベン
ジルケトン、ビフェニル、4−エチルビフェニル、2
−、3−または4−フェニルトルエン、ナフタレン、1
−メチルナフタレン、2−メチルナフタレンなどを例示
できる。
Specific examples of the aromatic compound include benzene, toluene, ethylbenzene, o-, m- or p-xylene, n-propylbenzene, isopropylbenzene, n-butylbenzene, sec-butylbenzene and isobutylbenzene. , Tert-butylbenzene, o-, m- or p-cymene, mesitylene, pseudocumene, durene, o-, m- or p-ethyltoluene, o-, m- or p-diethylbenzene, n-pentylbenzene, n- Hexylbenzene, cyclohexylbenzene, diphenylmethane, tetralin, indane, benzylacetone, 1-phenyl-2-butanone,
Benzyl methyl ketone, benzyl ethyl ketone, dibenzyl ketone, biphenyl, 4-ethylbiphenyl, 2
-, 3- or 4-phenyltoluene, naphthalene, 1
Examples include-methylnaphthalene and 2-methylnaphthalene.

【0019】本発明において用いられるアシル化剤は次
の一般式(I) R1 −CO−X …… (I) (式中、R1 はアルキル基であり;XはCl、Br、O
H、アルコキシ基または−OCOR2 であり、ここでR
2 はアルキル基であり、R1 と同じであっても、あるい
は異なっていてもよい。)で表される。R1 及びR2 と
しては特にC1〜C12のアルキル基が好ましい。
The acylating agent used in the present invention has the following general formula (I) R1 --CO--X (I) (wherein R1 is an alkyl group; X is Cl, Br, O).
H, an alkoxy group or --OCOR2, where R
2 is an alkyl group, which may be the same as or different from R1. ). Especially an alkyl group having C 1 -C 12 preferably a R1 and R2.

【0020】アシル化剤の具体的な例は次の通りであ
る。酢酸、酢酸クロライド、酢酸ブロマイド、無水酢
酸、酢酸メチル、プロピオン酸、プロピオン酸クロライ
ド、プロピオン酸ブロマイド、無水プロピオン酸、プロ
ピオン酸メチル、n−酪酸、n−酪酸クロライド、無水
n−酪酸、イソ酪酸、イソ酪酸クロライド、無水イソ酪
酸、ピバリン酸、ピバリン酸クロライド、無水ピバリン
酸、吉草酸、吉草酸クロライド、無水吉草酸、カプロン
酸、カプロン酸クロライド、無水カプロン酸、ヘプタン
酸、ヘプタン酸クロライド、無水ヘプタン酸、オクタン
酸、オクタン酸クロライド、無水オクタン酸、クロロア
セチルクロライド、ジクロロアセチルクロライド、アク
リル酸、アクリル酸クロライド、メタクリル酸、メタク
リル酸クロライド、シクロヘキシルカルボン酸クロライ
ド、フェニルアセチルクロライド、無水マロン酸、無水
こはく酸などを例示できる。
Specific examples of the acylating agent are as follows. Acetic acid, acetic acid chloride, acetic acid bromide, acetic anhydride, methyl acetate, propionic acid, propionic acid chloride, propionic acid bromide, propionic anhydride, methyl propionate, n-butyric acid, n-butyric acid chloride, n-butyric acid anhydrous, isobutyric acid, Isobutyric acid chloride, isobutyric acid anhydride, pivalic acid, pivalic acid chloride, pivalic acid anhydride, valeric acid, valeric acid chloride, valeric acid anhydride, caproic acid, caproic acid chloride, caproic acid anhydride, heptanoic acid, heptanoic acid chloride, heptane anhydrous Acid, octanoic acid, octanoic acid chloride, octanoic acid anhydride, chloroacetyl chloride, dichloroacetyl chloride, acrylic acid, acrylic acid chloride, methacrylic acid, methacrylic acid chloride, cyclohexylcarboxylic acid chloride, phenylacetyl chloride Ride, malonic anhydride, and the like succinic anhydride can be exemplified.

【0021】本発明の方法においては、反応は公知の方
法で行うことができるが、気相で行うのが好ましい。
In the method of the present invention, the reaction can be carried out by a known method, but it is preferably carried out in the gas phase.

【0022】本発明において、アシル化剤および前記芳
香族化合物を反応器に供給することによって反応が行わ
れるが、供給に際し、必要ならばアシル化反応に関与し
ない希釈剤、例えば四塩化炭素などの希釈剤、あるいは
窒素、ヘリウムなどの不活性ガスを希釈剤に用いても良
く、またこれらを別々に供給しても良い。
In the present invention, the reaction is carried out by feeding the acylating agent and the aromatic compound to the reactor. When feeding, if necessary, a diluent which does not participate in the acylation reaction, such as carbon tetrachloride, is used. A diluent or an inert gas such as nitrogen or helium may be used as the diluent, or these may be supplied separately.

【0023】本発明の方法におけるアシル化剤の反応系
への供給割合は、反応温度、原料である前記芳香族化合
物の供給割合、反応装置、反応の形式などによって最適
範囲が決定されるが、前記芳香族化合物の1モルあたり
0.01〜20モル、好ましくは0.01〜5モルの比
率で使用できる。また反応混合物の反応帯域における滞
留時間は、同様に反応温度などによって最適範囲が決定
されるが、通常0.1〜60秒である。
The optimum supply ratio of the acylating agent to the reaction system in the method of the present invention is determined by the reaction temperature, the supply ratio of the aromatic compound as a raw material, the reaction apparatus, the type of reaction, etc. The aromatic compound may be used in a proportion of 0.01 to 20 mol, preferably 0.01 to 5 mol, per mol of the aromatic compound. The optimum range of residence time of the reaction mixture in the reaction zone is determined by the reaction temperature and the like, but is usually 0.1 to 60 seconds.

【0024】本発明において使用される反応温度は、分
解温度以下の範囲であれば良いが、反応効率などを考慮
すると好ましくは150〜500℃、さらに好ましくは
20℃〜400℃である。また反応圧力は必要に応じて
減圧、常圧、加圧下のいずれでも行うことができる。も
っとも好都合には、反応は常圧で行われる。
The reaction temperature used in the present invention may be in the range of not higher than the decomposition temperature, but it is preferably 150 to 500 ° C., more preferably 20 to 400 ° C. in view of reaction efficiency and the like. Further, the reaction pressure may be any of reduced pressure, normal pressure and increased pressure, as required. Most conveniently, the reaction is carried out at normal pressure.

【0025】本発明において、反応器としてはゼオライ
ト触媒を充填したものが使用でき、各種の型式の装置を
用いて、種々の操作によって行うことができる。例え
ば、固定床型式、流動床型式、移動床型式などによる連
続操作または断続操作で行うことができる。
In the present invention, a reactor packed with a zeolite catalyst can be used and can be carried out by various operations using various types of devices. For example, a fixed bed type, a fluidized bed type, a moving bed type or the like can be used as a continuous operation or an intermittent operation.

【0026】かくして、本発明のアシル化反応により次
の一般式(III) R1 −CO−Ar−(R3 )m …… (III) (式中、R1 、R3 、Ar、mは上記と同じものを示
す。)で表されるアシル基置換芳香族化合物が得られ
る。
Thus, according to the acylation reaction of the present invention, the following general formula (III) R1 --CO--Ar-(R3) m (III) (wherein R1, R3, Ar and m are the same as above) The aromatic group-substituted aromatic compound represented by

【0027】反応後の生成混合物は凝縮装置を通して通
常、油状物として得られ、生成したアシル基置換芳香族
化合物は通常の蒸留法、晶析法あるいはクラマトグラフ
ィー法などによって分離、精製することができる。また
分離された未反応原料は、再びアシル化反応に使用する
ことができる。
The product mixture after the reaction is usually obtained as an oily substance through a condenser, and the produced acyl group-substituted aromatic compound can be separated and purified by a conventional distillation method, crystallization method or chromatographic method. . The separated unreacted raw material can be reused for the acylation reaction.

【0028】[0028]

【実施例】以下に、本発明を実施例をもって説明する
が、本発明は、これらに限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these.

【0029】実施例1 20wt%テトラエチルアンモニウムヒドロキサイド水
溶液を96.2g、アルミン酸ソ−ダ水溶液(Al2
3 含有量19.5%、Na2 O含有量20.2%)1
6.8gを水254.1gに溶解した。この水溶液に珪
酸52.6gを加え、撹拌して混合物スラリーを調製し
た。この混合物スラリーを500ml容積のオ−トクレ
−ブに仕込み、撹拌しながら160℃で11日間反応さ
せた。その後、冷却してから内容物を取り出して、濾
過、水洗を7回繰り返した後、120℃で一晩乾燥し
た。
Example 1 96.2 g of a 20 wt% tetraethylammonium hydroxide aqueous solution, a sodium aluminate aqueous solution (Al 2 O
3 content 19.5%, Na 2 O content 20.2%) 1
6.8 g was dissolved in 254.1 g of water. 52.6 g of silicic acid was added to this aqueous solution and stirred to prepare a mixture slurry. This mixture slurry was charged into an autoclave having a volume of 500 ml, and reacted at 160 ° C. for 11 days while stirring. After cooling, the contents were taken out, filtered and washed with water seven times, and then dried at 120 ° C. overnight.

【0030】得られた生成物のX線回折パターンを表1
に示した。この結果から得られた生成物はゼオライトベ
ータであった。
The X-ray diffraction pattern of the obtained product is shown in Table 1.
It was shown to. The product obtained from this result was zeolite beta.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】得られたゼオライトベータ粉末に、アルミ
ナゾルをAl2 3 換算で15重量%添加して、混練り
した後、14〜24メッシュに押し出し成形し500℃
で2時間空気中で焼成した。このゼオライトベータ成形
体を10wt%硝酸ニッケル水溶液を用いて、90℃で
7回イオン交換(固液比20ml/10g)を行った。
さらに充分水洗して120℃で一晩乾燥後、540℃で
2時間空気中で焼成してNiカチオン交換型の触媒を調
製した。
Alumina sol was added to the obtained zeolite beta powder in an amount of 15% by weight in terms of Al 2 O 3 , and the mixture was kneaded, and then extruded into 14 to 24 mesh and molded at 500 ° C.
And baked in air for 2 hours. This zeolite beta molded body was subjected to ion exchange (solid-liquid ratio 20 ml / 10 g) 7 times at 90 ° C. using a 10 wt% nickel nitrate aqueous solution.
Further, it was thoroughly washed with water, dried at 120 ° C. overnight, and then calcined in air at 540 ° C. for 2 hours to prepare a Ni cation exchange type catalyst.

【0033】18mmφおよび530mmの長さの石英
チューブの中程に目皿を設けた反応管の中に、上記で調
製した触媒5gを充填し、緩やかな窒素ガスの流れ
(2.4l/Hr)の下で、トルエン46.1g/Hr
(0.5モル/Hr)および無水n−吉草酸9.3g/
Hr (0.05モル/Hr)を流した。このときの触
媒層内温度は240℃であった。
5 g of the above-prepared catalyst was charged into a reaction tube having a quartz tube having a length of 18 mmφ and a length of 530 mm, and a gentle nitrogen gas flow (2.4 l / Hr). Under toluene 46.1 g / Hr
(0.5 mol / Hr) and n-valeric anhydride 9.3 g /
Hr (0.05 mol / Hr) was flushed. At this time, the temperature in the catalyst layer was 240 ° C.

【0034】反応管から流出する反応ガスを、冷却器を
備えた容器へ導き、凝縮させた。1時間反応後、反応生
成物を54.1g得た。この反応液の小量を取り、ガス
クロマトグラムによる内部標準修正百分率法でp−メチ
ル−n−バレロフェノンの定量を行ったところ、無水n
−吉草酸に対する生成収率は6.3%であった。
The reaction gas flowing out from the reaction tube was introduced into a container equipped with a condenser and condensed. After reacting for 1 hour, 54.1 g of a reaction product was obtained. A small amount of this reaction solution was taken, and p-methyl-n-valerophenone was quantified by an internal standard correction percentage method using a gas chromatogram.
-Production yield based on valeric acid was 6.3%.

【0035】実施例2 シリカ/アルミナ比が30のY型ゼオライト(PQ社
「CBV−720」)を実施例1と同様に成形した後、
10wt%硝酸ニッケル水溶液を用いて、90℃で7回
処理(固液比20ml/10g)することによりイオン
交換を行った。90℃で6回水洗した後、120℃で一
晩乾燥した。これを540℃で2時間、空気中で焼成す
ることによりNiカチオン交換型の触媒を調製した。
Example 2 Y-type zeolite having a silica / alumina ratio of 30 (“CBV-720” manufactured by PQ) was molded in the same manner as in Example 1,
Ion exchange was performed by treating with a 10 wt% nickel nitrate aqueous solution at 90 ° C. seven times (solid-liquid ratio 20 ml / 10 g). It was washed 6 times with water at 90 ° C and then dried at 120 ° C overnight. This was calcined in air at 540 ° C. for 2 hours to prepare a Ni cation exchange type catalyst.

【0036】実施例1の無水n−吉草酸をn−吉草酸ク
ロリドに代えて、上記で調製した触媒5gを用いて80
分間反応したところ、p−メチル−n−バレロフェノン
がn−吉草酸クロリドに対する収率3.6%で生成して
いた。
The n-valeric anhydride in Example 1 was replaced by n-valeric acid chloride, and 80 g of the catalyst prepared above was used.
After reacting for minutes, p-methyl-n-valerophenone was produced in a yield of 3.6% based on n-valeric acid chloride.

【0037】実施例3 実施例1と同様に成形したゼオライトベータを、10w
t%硝酸第二鉄水溶液を用いて、90℃で7回処理(固
液比20ml/10g)することによりイオン交換を行
った。90℃で6回水洗した後、120℃で一晩乾燥し
た。これを540℃で2時間、空気中で焼成することに
よりFeカチオン交換型の触媒を調製した。
Example 3 Zeolite beta molded in the same manner as in Example 1 was treated with 10w.
Ion exchange was performed by treating with an aqueous t% ferric nitrate solution at 90 ° C. seven times (solid-liquid ratio 20 ml / 10 g). It was washed 6 times with water at 90 ° C and then dried at 120 ° C overnight. This was calcined in air at 540 ° C. for 2 hours to prepare an Fe cation exchange type catalyst.

【0038】実施例1の無水n−吉草酸に代えて、酢酸
3.0g/Hr(0.05モル/Hr)を用いて、同様
に反応を行った。ガスクロマトグラムで分析したところ
p−メチルアセトフェノンが酢酸に対して5%の収率で
生成していた。p−体選択率は98.3%であった。
The same reaction was carried out using 3.0 g / Hr of acetic acid (0.05 mol / Hr) in place of the anhydrous n-valeric acid of Example 1. Gas chromatogram analysis revealed that p-methylacetophenone was produced in a yield of 5% based on acetic acid. The p-form selectivity was 98.3%.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、芳香族炭化水素の脂肪
族または芳香族カルボン酸およびその誘導体によるアシ
ル化反応を、高い転換率および高い位置選択性で効率良
く行えるという効果を奏する。
According to the present invention, there is an effect that an acylation reaction of an aromatic hydrocarbon with an aliphatic or aromatic carboxylic acid and a derivative thereof can be efficiently performed with a high conversion rate and a high regioselectivity.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】次の一般式(I) R1 −CO−X …… (I) (式中、R1 はアルキル基であり;XはCl、Br、O
H、アルコキシ基または−OCOR2 であり、ここでR
2 はアルキル基であり、R1 と同じであっても、あるい
は異なっていてもよい。)で表されるアシル化剤と、次
の一般式(II) H−Ar−(R3 )m …… (II) (式中、Hは水素原子であり;Arは単環、多環または
縮合環系芳香族残基であり、多環系芳香族残基は、直結
合によって結合しており;R3 は水素原子またはアルキ
ル基であり、mが2以上の場合、互いに異なるアルキル
基であってもよい;mはArが単環の場合、1から5の
間の整数を表し、多環または縮合環系の場合、1からR
3 が最大結合しうる間の整数を表す。)で示される芳香
族化合物とを、金属カチオンでイオン交換された12員
環細孔構造を有するゼオライトの存在下に、反応せしめ
ることを特徴とする、次の一般式(III) R1 −CO−Ar−(R3 )m …… (III) (式中、R1 、R3 、Ar、mは上記と同じものを示
す。)で表されるアシル基置換芳香族化合物の製造方
法。
1. The following general formula (I) R1 --CO--X (I) (wherein R1 is an alkyl group; X is Cl, Br, O).
H, an alkoxy group or --OCOR2, where R
2 is an alkyl group, which may be the same as or different from R1. And an acylating agent represented by the following general formula (II) H-Ar- (R3) m (II) (wherein H is a hydrogen atom; Ar is a monocyclic, polycyclic or condensed ring). R3 is a hydrogen atom or an alkyl group, and when m is 2 or more, they are different from each other. M may represent an integer between 1 and 5 when Ar is a monocyclic ring, and 1 to R when it is a polycyclic or condensed ring system.
3 represents an integer between which maximum bonding is possible. ) Is reacted with an aromatic compound represented by the formula (1) in the presence of a zeolite having a 12-membered ring pore structure ion-exchanged with a metal cation, the following general formula (III) R1 --CO-- Ar- (R3) m (III) (wherein R1, R3, Ar and m are the same as above), and a method for producing an acyl group-substituted aromatic compound.
【請求項2】 反応を気相で行うことを特徴とする請求
項1記載のアシル基置換芳香族化合物の製造方法。
2. The method for producing an acyl group-substituted aromatic compound according to claim 1, wherein the reaction is carried out in a gas phase.
【請求項3】 12員環細孔構造を有するゼオライトが
ベータまたはフォージャサイトから選ばれることを特徴
とする請求項1記載のアシル基置換芳香族化合物の製造
方法。
3. The method for producing an acyl group-substituted aromatic compound according to claim 1, wherein the zeolite having a 12-membered ring pore structure is selected from beta and faujasite.
【請求項4】 金属カチオンが2価または3価の金属カ
チオンであることを特徴とする請求項1記載のアシル基
置換芳香族化合物の製造方法。
4. The method for producing an acyl group-substituted aromatic compound according to claim 1, wherein the metal cation is a divalent or trivalent metal cation.
【請求項5】 2価または3価の金属カチオンがアルカ
リ土類金属カチオン、遷移金属カチオンおよび希土類金
属カチオンの中から選ばれる少なくとも1種の金属カチ
オンであることを特徴とする請求項4記載のアシル基置
換芳香族化合物の製造方法。
5. The divalent or trivalent metal cation is at least one metal cation selected from alkaline earth metal cations, transition metal cations and rare earth metal cations. A method for producing an acyl group-substituted aromatic compound.
【請求項6】 2価または3価の金属カチオンがアルカ
リ土類金属カチオンおよび遷移金属カチオンの中から選
ばれる少なくとも1種の金属カチオンであることを特徴
とする請求項4記載のアシル基置換芳香族化合物の製造
方法。
6. The acyl group-substituted aroma according to claim 4, wherein the divalent or trivalent metal cation is at least one metal cation selected from alkaline earth metal cations and transition metal cations. Method for producing group compound.
【請求項7】 一般式(I)で表されるアシル化剤にお
いてR1 及びR2 がC1 〜C12のアルキル基であるこ
とを特徴とする請求項1記載のアシル基置換芳香族化合
物の製造方法。
7. The acyl group-substituted aromatic compound according to claim 1, wherein R 1 and R 2 in the acylating agent represented by the general formula (I) are C 1 to C 12 alkyl groups. Method.
【請求項8】 一般式(II)で表される芳香族化合物
においてR3 がC1〜C10のアルキル基であることを特
徴とする請求項1記載のアシル基置換芳香族化合物の製
造方法。
8. The method for producing an acyl group-substituted aromatic compound according to claim 1 , wherein R 3 in the aromatic compound represented by the general formula (II) is a C 1 to C 10 alkyl group.
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