KR20050044916A - Process for production of 4-alkylphenols - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 4-알킬페놀류의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing 4-alkylphenols.
본 발명에 의해 제조되는 4-알킬페놀류는, 각종 합성원료로서 사용되고, 특히 4-tert-부틸페놀 (이하, 이것을 4-TBP 라 약칭) 은 폴리카보네이트 수지의 분자량 조절제나 페놀 수지, 계면활성제 등의 원료로서 유용하다.The 4-alkyl phenols produced by the present invention are used as various synthetic raw materials, and in particular, 4-tert-butylphenol (hereinafter referred to as 4-TBP) is used as a molecular weight regulator of a polycarbonate resin, a phenol resin, a surfactant, or the like. It is useful as a raw material.
종래, 4-알킬페놀류를 제조하는 방법으로서, 페놀류와 올레핀, 알코올 또는 에테르를 촉매의 존재하에 반응시켜 페놀류를 알킬화하는 방법이 알려져 있다. 페놀류와 올레핀으로부터 4-알킬페놀류를 제조하는 방법으로서, 페놀류에 올레핀을 산촉매의 존재하에 부가반응시킨 후, 불균화(不均化) 반응시키는 방법이 알려져 있다 (일본 공개특허공보 평 8-12610 호 참조). 이 방법의 경우, 원료의 올레핀에 유래되는 부생성물의 생성을 억제하기 위해, 고순도의 올레핀을 사용할 필요가 있다. 특히, 저비점의 올레핀을 사용하는 경우에는, 증류 등의 조작에 의해 고순도의 올레핀을 얻는 것이 어렵기 때문에, 원료가 되는 알코올류 또는 에테르류를 정제하여, 그들의 탈수반응 또는 탈알코올 반응을 고선택률로 행하고, 또한 얻어진 올레핀을 증류 등의 정제수단을 사용하여 원하는 순도까지 높일 필요가 있어 비용이 높아져 경제적이지 않다. 한편, 알코올 또는 에테르를 원료로 하는 경우에는, 고순도의 올레핀을 사용하는 경우에 비하여 그 조제비용이 싸고 취급이 용이한 등의 이점이 있다. 그 반면, 알코올을 원료로 하는 경우에 생성되는 물 또는 에테르를 원료로 하는 경우에 생성되는 알코올이 촉매 활성을 저하시키는 경우에는, 각각 그 생성되는 물 또는 알코올을 계외로 제거할 필요가 있다. Conventionally, as a method of producing 4-alkylphenols, a method of alkylating phenols by reacting phenols with olefins, alcohols or ethers in the presence of a catalyst is known. As a method for producing 4-alkylphenols from phenols and olefins, there is known a method of addition reaction of olefins to phenols in the presence of an acid catalyst, followed by disproportionation reaction (Japanese Patent Laid-Open No. 8-12610). Reference). In the case of this method, in order to suppress the formation of by-products derived from olefin of a raw material, it is necessary to use olefin of high purity. In particular, when using low-boiling olefins, it is difficult to obtain high-purity olefins by distillation or the like. Therefore, alcohols or ethers as raw materials are purified and their dehydration reactions or dealcoholization reactions are selected at high selectivity. In addition, it is necessary to raise the obtained olefin to a desired purity by using purification means such as distillation, and the cost is high and it is not economical. On the other hand, in the case of using alcohol or ether as a raw material, there is an advantage that the preparation cost is low and the handling is easy, as compared with the case of using high purity olefin. On the other hand, when the water produced when using alcohol as a raw material or the ether produced when using ether as a raw material decreases catalytic activity, it is necessary to remove the generated water or alcohol out of the system, respectively.
페놀류와 알코올을 촉매의 존재하에 반응시켜 4-알킬페놀류를 제조하는 방법으로서, 예를 들어, (1) 페놀을 2급 알코올 또는 3급 알코올과 4기압 이하의 압력 하 (실제로는 대기압하 부근, 약 135∼180℃), 활성 백토, 황산 등의 탈수 축합 촉매의 존재하에 물을 증발시키면서 반응시키는 방법 (미국특허 제 2,140,782 호 명세서 참조), (2) 함수율 약 12∼30 중량% 의 tert-부탄올 (이하, 이것을 TBA 라 약칭) 과 페놀을 합성 실리카ㆍ알루미나계 촉매의 존재하에 220∼300℃ 의 온도에서 반응시키는 방법 (일본 공개특허공보 소 56-57727 호 참조), (3) 양이온 교환수지의 존재하에 페놀을 TBA 로 알킬화하는 방법 [Cata1ysis Letters, 제 19 권, 제 309∼317 페이지 (1993년) 참조] 등이 알려져 있다. As a method for producing 4-alkylphenols by reacting phenols with alcohol in the presence of a catalyst, for example, (1) phenol is reacted with secondary or tertiary alcohols at a pressure of 4 atm or less (actually near atmospheric pressure, About 135 to 180 ° C.), a method of reacting water with evaporation in the presence of a dehydration condensation catalyst such as activated clay, sulfuric acid (see US Pat. No. 2,140,782), (2) tert-butanol having a water content of about 12 to 30 wt% (Hereinafter abbreviated as TBA) and a method of reacting phenol at a temperature of 220 to 300 ° C in the presence of a synthetic silica-alumina catalyst (see JP-A-56-57727), (3) Cation exchange resin Methods of alkylating phenols with TBA in the presence [see Catalysis Letters, Vol. 19, pp. 309-317 (1993)] are known.
상기의 방법 (1)∼(3) 은 모두 1 단에서 4-알킬페놀류를 제조하는 방법이다. 상기의 방법 (1) 에서 사용하는 활성 백토는, 그 산지, 채굴장소 등에 따라 성질이 다르므로 촉매 활성의 재현성이 부족하고, 또한 층간에 생성물이 흡착되어 산성도가 저하되기 쉬워 촉매 활성이 저하된다. 황산을 사용하는 경우, 생성수의 양에 따라 황산의 프로톤산성이 현저하게 변화하여 촉매 활성이 크게 좌우된다. 따라서, 방법 (1) 에서는, 반응계로부터 물을 증발 제거할 필요가 있는데, 특히 알코올로서 TBA 를 사용하는 경우, TBA 는 물과 공비하기 때문에 필연적으로 TBA 의 사용량은 많아져 경제적으로 불리하다. 상기의 방법 (2) 에서는, 220℃ 미만의 온도에서는 오르토 이성체의 비율이 급격히 증가하기 때문에 고온하에서 반응을 행할 필요가 있고, 또한 액상상태를 유지하기 위해 가압하에서 이루어기 때문에 특수한 압력장치를 필요로 한다. 상기의 방법 (3) 에서는, TBA 의 탈수반응을 촉진하는 온도에서 장기간 반응을 연속적으로 실시하기 위해서는 양이온 교환수지의 내구성이 낮고, 또한 양이온 교환수지는 서서히 분해되어 술폰산 등의 산성성분이 서서히 반응액 중에 혼입되기 때문에, 제품을 얻기 위한 증류공정 이전에 중화가 필요한 등 조작이 번잡해지는 문제가 있다. Said method (1)-(3) is a method of manufacturing 4-alkyl phenols in one stage. The active clay used in the above method (1) has a different property depending on its origin, mining location, etc., and thus lacks reproducibility of catalytic activity, and also the product is adsorbed between layers and the acidity tends to be lowered, resulting in lower catalytic activity. In the case of using sulfuric acid, the protonic acidity of sulfuric acid is remarkably changed depending on the amount of generated water, and the catalytic activity greatly depends. Therefore, in the method (1), it is necessary to evaporate and remove water from a reaction system. Especially, when TBA is used as alcohol, since TBA is azeotropic with water, the amount of TBA is inevitably increased and it is economically disadvantageous. In the above method (2), since the ratio of the ortho-isomer is rapidly increased at a temperature below 220 ° C, it is necessary to perform the reaction under high temperature, and because it is under pressure to maintain the liquid state, a special pressure device is required. do. In the above method (3), in order to continuously carry out the reaction for a long time at a temperature that promotes the dehydration reaction of the TBA, the cation exchange resin has low durability, and the cation exchange resin is gradually decomposed, and acidic components such as sulfonic acid are gradually reacted. Since it is mixed in, there is a problem that operation is complicated, such as necessity of neutralization before the distillation step for obtaining the product.
페놀류와 에테르를 촉매의 존재하에 반응시켜 4-알킬페놀류를 제조하는 방법으로서, 예를 들어, (4) 양이온 교환수지의 존재하에 페놀을 메틸 tert-부틸에테르 (이하, 이것을 MTBE 로 약칭) 로 알킬화하는 방법 [Catalysis Letters, 1993년, 제 19 권, 제 309∼317 페이지 참조], (5) 페놀, 피로카테콜 등의 수산화 방향족 화합물과 알킬 제3급 부틸에테르를, 황산 또는 이온 교환수지의 존재하에 60∼130℃ 의 온도에서 반응시켜 생성된 알코올을 제거하고, 이 알코올의 부재하에 반응을 완료함으로써, 수산화방향족 화합물을 제3급 부틸화하는 방법 (일본 공개특허공보 소 57-67529 호 참조) 등이 알려져 있다. A method for preparing 4-alkylphenols by reacting phenols and ethers in the presence of a catalyst, for example, (4) alkylating phenol with methyl tert-butylether (hereinafter abbreviated as MTBE) in the presence of a cation exchange resin. [Catalysis Letters, 1993, Vol. 19, pp. 309 to 317], (5) Aromatic compounds such as phenol and pyrocatechol, and alkyl tertiary butyl ether, in the presence of sulfuric acid or ion exchange resin A method of tertiary butylation of the aromatic aromatic compound by removing the alcohol produced by the reaction at a temperature of from 60 to 130 ° C. and completing the reaction in the absence of this alcohol (see JP-A-57-67529). Etc. are known.
상기의 방법 (4) 및 (5) 에서는, 양이온 교환수지가 에테르를 분해하여 올레핀을 발생시키는 온도에 있어서, 생성된 알코올의 존재하에서는 양이온 교환수지의 내구성이 낮기 때문에, 양이온 교환수지가 서서히 분해되어 술폰산 등의 산성성분이 서서히 반응액 중에 혼입되므로, 제품을 얻기 위한 증류공정 이전에 중화가 필요한 등 조작이 번잡해지는 문제가 있다. 또한, 황산을 사용하는 경우에는, 생성된 올레핀이 황산에 의해 이성화되므로, 반응 생성물이 복잡해지는 등의 문제가 있다.In the above methods (4) and (5), since the cation exchange resin has low durability in the presence of the produced alcohol at the temperature at which the cation exchange resin decomposes the ether to generate olefins, the cation exchange resin is gradually decomposed. Since acidic components such as sulfonic acid are gradually mixed into the reaction solution, there is a problem that operation is complicated, such as necessity of neutralization before the distillation step for obtaining the product. In addition, when sulfuric acid is used, since the produced olefin is isomerized by sulfuric acid, there is a problem that the reaction product is complicated.
최근, 합성 제올라이트가, 방향족 화합물의 알킬화 활성이나 선택성이 우수할 뿐만 아니라, 부식성이 없고, 환경에 대한 오염도 적고, 또한 내구성이 우수한 촉매로서 주목되고 있다. 페놀을 TBA 로 알킬화할 때, 합성 제올라이트를 사용하는 방법으로서, 예를 들어, (6) 제올라이트 촉매를 사용하여 기상 알킬화하는 방법 (미국특허 제 4,391,998 호 명세서, 미국특허 제 4,532,368 호 명세서, 일본 특허공보 소 52-12181 호 참조), (7) 금속 함유 Y형 제올라이트의 존재하에 액상으로, 바람직하게는 200∼320℃ 의 온도에서 페놀류를 알코올 또는/및 에테르로 알킬화하는 방법 (일본 공개특허공보 소 62-240637 호, 일본 공개특허공보 소 62-246532 호 참조), (8) 합성 제올라이트를 사용하여 페놀을 TBA 로 알킬화하는 방법으로서, HY형 제올라이트의 존재하, 4염화탄소 중에서 반응시키는 방법 [저널오브케미컬리서치(에스) (J.Chem.Research(S)), 제 40∼41 페이지 (1988년) 참조], HY형, Hβ형 등의 대구경 제올라이트를 사용하는 방법 [Applied Catalysis A : General, 제 166 권, 제 89∼95 페이지 (1998년) 및 제 207 권, 제 183∼190 페이지 (2001년) 참조] 등이 보고되어 있다. In recent years, synthetic zeolites have attracted attention as catalysts not only excellent in alkylation activity and selectivity of aromatic compounds, but also non-corrosive, less pollution to the environment, and excellent in durability. When alkylating phenol with TBA, a method using synthetic zeolite, for example, (6) a method of gas phase alkylation using a zeolite catalyst (US Pat. No. 4,391,998, US Pat. No. 4,532,368, Japanese Patent Publication) 52-12181), (7) a method of alkylating phenols with alcohols and / or ethers in a liquid phase, preferably at a temperature of 200 to 320 ° C. in the presence of a metal-containing Y zeolite (JP-A-62) -240637, JP 62-246532), (8) A method of alkylating phenol with TBA using synthetic zeolite, which is reacted in carbon tetrachloride in the presence of HY zeolite [Journal of J. Chem. Research (S), pages 40-41 (1988)], Methods of using large-diameter zeolites such as HY and Hβ [Applied Catalysis A: General, 166 Vol. 89 Page 95 (1998) and the 207, the reference page 183-190 (2001)] and the like are reported.
상기의 방법 (6) 은, 기상으로 반응을 하기 때문에, 열량을 많이 필요로 할뿐만 아니라, 반응온도가 4-TBP 의 분해점에 가깝기 때문에 필연적으로 선택률이 낮아지는 것, 또한 페놀에 의한 카본 디파짓으로 인해 촉매 활성의 열화가 크다. 상기의 방법 (7) 에서는, 생성되는 4-알킬페놀류의 선택성이 낮고, 분리가 곤란한 2-알킬페놀류가 부생된다는 문제가 있다. 상기의 방법 (8) 을 기재하는 문헌의 내용은, 모두 합성 제올라이트의 세공 구조, 산성도 등의 성상, 온도, 원료의 공급속도, 원료비 등의 반응조건이 촉매 활성이나 반응 선택성에 미치는 영향을 조사한 것이며, 반응예에서는 C4 탄화수소의 올리고머가 생성되기 때문에, 4-TBP 의 선택률은 낮고, 4-TBP 를 고수율로 제조할 수 있는 공업적으로 유리한 방법을 검토한 것은 아니다. In the above method (6), since the reaction is performed in the gas phase, not only a large amount of heat is required, but also the selectivity is inevitably lowered because the reaction temperature is close to the decomposition point of 4-TBP, and carbon deposits by phenol Due to this, the deterioration of the catalytic activity is large. In said method (7), there exists a problem that the selectivity of 4-alkyl phenols produced | generated is low, and the 2-alkyl phenols which are difficult to isolate | segment are by-produced. The contents of the literature describing the above method (8) are all the effects of reaction conditions such as the pore structure of the synthetic zeolite, properties such as acidity, temperature, feed rate of raw materials, raw material ratio, etc., on catalyst activity and reaction selectivity. In the reaction example, since the oligomer of C4 hydrocarbon is produced, the selectivity of 4-TBP is low, and the industrially advantageous method for producing 4-TBP in high yield has not been examined.
본 발명의 목적은, 4-알킬페놀류를 고선택률 및 고수율로 제조할 수 있는 공업적으로 유리한 방법을 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to provide an industrially advantageous method capable of producing 4-alkylphenols at high selectivity and high yield.
발명의 개시Disclosure of the Invention
본 발명은, 합성 제올라이트의 존재하, 4위 미치환 페놀류와 알킬알코올 또는 알킬에테르를 50∼110℃ 의 온도에서 반응시키고 (제 1 공정), 제 1 공정에서 알킬알코올을 사용한 경우에는 얻어진 반응 혼합물에 있어서 액상 중에 포함되는 생성된 물을 제거하고, 또한 제 1 공정에서 알킬에테르를 사용한 경우에는 얻어진 반응 혼합물에 있어서 액상 중에 포함되는 생성된 알코올을 제거하고 (제 2 공정), 이어서 생성된 물 또는 알코올의 제거후의 반응 혼합물에 있어서 90∼150℃ 의 온도에서 산촉매의 존재하에 전위 반응을 하는 (제 3 공정) 것을 특징으로 하는 4-알킬페놀류의 제조방법이다. The present invention is a reaction mixture obtained when the fourth unsubstituted phenols and an alkyl alcohol or alkyl ether are reacted at a temperature of 50 to 110 ° C. in the presence of a synthetic zeolite (first step), and an alkyl alcohol is used in the first step. To remove the produced water contained in the liquid phase, and in the case of using the alkyl ether in the first step, in the obtained reaction mixture, the produced alcohol contained in the liquid phase is removed (second step), and then the produced water or It is a manufacturing method of 4-alkyl phenols characterized by carrying out a potential reaction (3rd process) in the reaction mixture after alcohol removal in the presence of an acidic catalyst at the temperature of 90-150 degreeC.
본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서는, 제 3 공정에 있어서, 제 1 공정에서 알킬알코올을 사용한 경우에는 반응 혼합물의 액상 중의 물농도를 0.5중량% 이하로 조정하고, 또한 제 1 공정에서 알킬에테르를 사용한 경우에는 반응 혼합물의 액상 중의 알코올농도를 0.5중량% 이하로 조정하고, 또한 4위 미치환 페놀류의 양을, 제 1 공정에서 알킬화 반응에 소비된 알킬알코올 또는 알킬에테르에 대하여 1∼1O 배몰의 범위로 조정하여 전위 반응을 한다. 또한, 4위 미치환 페놀류로서 페놀을 사용하고, 또한 알킬알코올로서 TBA 를 사용하거나 알킬에테르로서 MTBE 를 사용하여 4-TBP 를 제조한다. In a preferred embodiment of the present invention, in the third step, when the alkyl alcohol is used in the first step, the water concentration in the liquid phase of the reaction mixture is adjusted to 0.5% by weight or less, and the alkyl ether is used in the first step. In this case, the alcohol concentration in the liquid phase of the reaction mixture is adjusted to 0.5% by weight or less, and the amount of fourth-position unsubstituted phenols is in the range of 10 to 10 moles relative to the alkyl alcohol or alkyl ether consumed in the alkylation reaction in the first step. It is adjusted to make the potential reaction. In addition, 4-TBP is prepared by using phenol as the 4-position unsubstituted phenols and TBA as alkyl alcohol or MTBE as alkyl ether.
본 발명의 특징은, 합성 제올라이트의 존재하, 50∼110℃ 의 범위의 온도에서 4위 미치환 페놀류의 알킬화 반응을 하고 (제 1 공정), 얻어진 반응 혼합물에 있어서 액상 중에 포함되는 알킬화 반응에서 생성된 물 또는 알코올을 제거하고 (제 2 공정), 이어서 물 또는 알코올의 제거후의 반응 혼합물에 포함되는 2-알킬화페놀류, 3-알킬화페놀류, 2,4-디알킬화페놀류, 2,6-디알킬화페놀류, 2,4,6-트리알킬화페놀류 등의 부생성물을 90∼150℃ 의 범위의 온도에서, 산촉매의 존재하에 4-알킬페놀류로 효율적으로 변환 (제 3 공정) 시킬 수 있는 것에 있다.A feature of the present invention is to produce an alkylation reaction of a 4-position unsubstituted phenol at a temperature in the range of 50 to 110 ° C in the presence of a synthetic zeolite (first step), and to produce it in the alkylation reaction contained in the liquid phase in the obtained reaction mixture. 2-alkylated phenols, 3-alkylated phenols, 2,4-dialkylated phenols, 2,6-dialkylated phenols contained in the reaction mixture after the removal of water or alcohol (second step), followed by removal of water or alcohol And by-products such as 2,4,6-trialkylated phenols can be efficiently converted (third step) to 4-alkylphenols in the presence of an acid catalyst at a temperature in the range of 90 to 150 ° C.
상기의 특징에 의해, 상기의 방법 (1) 에서 볼 수 있는, 생성되는 물에 의한 촉매 활성의 현저한 저하는 없고, 또한 함수율 약 12∼30 중량% 의 TBA 를 원료로 사용할 수도 있다. 상기의 방법 (3)∼(5) 에서 볼 수 있는 촉매의 열화를 억제할 수 있음과 함께, 산성 성분이 반응액 중에 포함되는 일이 없기 때문에, 중화조작 등의 번잡한 조작을 회피할 수 있다. 또한, 상기의 특징에 의해, 4-알킬페놀류의 선택성이 높고, 상기의 방법 (7) 에서 볼 수 있는 분리가 곤란한 2-알킬페놀류의 부생을 억제할 수 있다. 상기의 방법 (8) 에서 볼 수 있는 C4 탄화수소의 올리고머의 생성을 억제할 수 있다. 또한, 상기의 온도범위에서는, 반응형태는 액상이고, 상기의 방법 (6) 에서 볼 수 있는 카본 디파짓에 의한 촉매의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 제 2 공정에서 생성된 물 또는 알코올을 제거함으로써, 제 3 공정에서의 산촉매의 활성 저하가 억제되어, 2,4-디알킬화페놀류, 2,6-디알킬화페놀류, 2,4,6-트리알킬화페놀류 등으로부터 4-알킬페놀류로의 알킬기의 전위 반응이 양호한 선택성으로 단시간에서 진행된다. 그리고, 산촉매로서 산성 양이온 교환수지를 사용한 경우에도, 양호한 선택성으로 4-알킬페놀류를 제조할 수 있고, 더구나, 이 경우에는 전위 반응의 온도를 90℃ 까지 낮출 수 있어, 생성된 물 및 알코올이 존재하지 않기 때문에, 산성 성분의 유출, 이온 교환수지의 열화를 억제할 수 있다. According to the above characteristics, there is no significant decrease in the catalytic activity by the water produced in the above method (1), and TBA having a water content of about 12 to 30% by weight may be used as a raw material. The deterioration of the catalyst as seen in the above methods (3) to (5) can be suppressed, and since acidic components are not contained in the reaction solution, complicated operations such as neutralization can be avoided. . In addition, the above-described characteristics can suppress by-products of 2-alkylphenols having high selectivity of 4-alkylphenols and difficult separation in the above-described method (7). Formation of oligomers of C4 hydrocarbons as seen in the above method (8) can be suppressed. In addition, in the above temperature range, the reaction mode is a liquid phase, and deterioration of the catalyst due to carbon deposit seen in the above method (6) can be suppressed. In addition, by removing the water or the alcohol produced in the second step, the lowering of the activity of the acid catalyst in the third step is suppressed and 2,4-dialkylated phenols, 2,6-dialkylated phenols, 2,4,6- The potential reaction of the alkyl group from trialkylated phenols to 4-alkylphenols proceeds in a short time with good selectivity. Further, even when an acidic cation exchange resin is used as the acid catalyst, 4-alkylphenols can be produced with good selectivity, and furthermore, in this case, the temperature of the potential reaction can be lowered to 90 ° C., resulting in the presence of water and alcohol. Since it does not, the outflow of an acidic component and deterioration of an ion exchange resin can be suppressed.
발명을 실시하기 위한 형태Mode for carrying out the invention
먼제, 제 1 공정에 관해서 설명한다.First, the first step will be described.
제 1 공정에서는, 합성 제올라이트의 존재하, 4위 미치환 페놀류와 알킬알코올 또는 알킬에테르를 50∼110℃ 의 온도에서 반응시켜 4위 미치환 페놀류의 알킬화를 행한다. In the first step, alkylation of the fourth unsubstituted phenol is carried out by reacting the fourth-position unsubstituted phenols with an alkyl alcohol or an alkyl ether at a temperature of 50 to 110 ° C in the presence of the synthetic zeolite.
4위 미치환 페놀류로는, 예를 들어 페놀, 2-크레졸, 3-크레졸, 2-에틸페놀, 3-에틸페놀, 2-프로필페놀, 3-프로필페놀, 2-이소프로필페놀, 3-이소프로필페놀, 2-tert-부틸페놀, 3-tert-부틸페놀 등을 들 수 있다. As the fourth unsubstituted phenols, for example, phenol, 2-cresol, 3-cresol, 2-ethylphenol, 3-ethylphenol, 2-propylphenol, 3-propylphenol, 2-isopropylphenol, 3-iso Propylphenol, 2-tert-butylphenol, 3-tert-butylphenol, and the like.
알킬알코올로는, 도입하는 알킬기에 맞춘 알킬알코올이 사용되고, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, TBA, 펜탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 벤질알코올 등을 들 수 있다. 알킬알코올의 사용량은, 4위 미치환 페놀류 1몰에 대하여 0.1∼2몰의 범위인 것이 바람직하고, 0.2∼1몰의 범위인 것이 보다 바람직하다. As alkyl alcohol, the alkyl alcohol matched with the alkyl group to introduce | transduce is used, For example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, TBA, pentanol, hexanol, cyclohexanol And benzyl alcohol and the like. It is preferable that it is the range of 0.1-2 mol with respect to 1 mol of 4 position unsubstituted phenols, and, as for the usage-amount of alkyl alcohol, it is more preferable that it is 0.2-1 mol.
알킬에테르로는, 도입하는 알킬기에 맞춘 알킬에테르가 사용되고, 예를 들어, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 디n-프로필에테르, 디이소프로필에테르, 디n-부틸에테르, 디이소부틸에테르, MTBE, 에틸tert-부틸에테르, n-프로필tert-부틸에테르, 이소프로필tert-부틸에테르, n-부틸tert-부틸에테르, 이소부틸tert-부틸에테르등을 들 수 있다. 알킬에테르의 사용량은, 4위 미치환 페놀류 1몰에 대하여 0.1∼2몰의 범위인 것이 바람직하고, 0.2∼1몰의 범위인 것이 보다 바람직하다. As an alkyl ether, the alkyl ether matched with the alkyl group to introduce | transduce is used, For example, dimethyl ether, diethyl ether, din-propyl ether, diisopropyl ether, din-butyl ether, diisobutyl ether, MTBE, Ethyl tert-butyl ether, n-propyl tert-butyl ether, isopropyl tert-butyl ether, n-butyl tert-butyl ether, isobutyl tert-butyl ether and the like. It is preferable that it is the range of 0.1-2 mol with respect to 1 mol of 4 position unsubstituted phenols, and, as for the usage-amount of an alkyl ether, it is more preferable that it is 0.2-1 mol.
합성 제올라이트로는, 예를 들어 X형, Y형, β형, L형, 모데나이트 등의 대구경 제올라이트, ZSM, SAPO 등으로 대표되는 중구경 제올라이트, MCM 등으로 대표되는 메소포러스 실리케이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, Y형, β형, L형 및 모데나이트가 바람직하다. 통상, 합성 제올라이트는 제올라이트 중에 알칼리 금속, 알칼리 토금속 등을 이온형태로서 가지고 있고, 본 발명에 있어서는, 이들의 적어도 일부를, 천이금속 이온, 알루미늄 이온 및 프로톤으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 이온과 교환한 것이 사용된다. As a synthetic zeolite, mesoporous silicates represented by medium diameter zeolites represented by large diameter zeolites, such as X-type, Y-type, β-type, L-type, mordenite, ZSM, SAPO, etc., MCM, etc. are mentioned, for example. have. Among these, Y type, β type, L type and mordenite are preferable. Generally, synthetic zeolites have alkali metals, alkaline earth metals, and the like as ions in the zeolite, and in the present invention, at least one of them is selected from the group consisting of transition metal ions, aluminum ions, and protons. Used in exchange for
합성 제올라이트로는, 반응효율을 높이기 위해, 제올라이트가 갖는 산성도, 즉 실리카/알루미나 비율이 작고, 또한 제올라이트가 갖는 알칼리 금속, 알칼리 토금속 등이 수소원자로 치환된 것이 바람직하다. 또한, 4-알킬페놀류의 선택성을 향상시키기 위해, 그 4-알킬페놀류의 분자사이즈에 있던 세공을 갖는 제올라이트를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 4-TBP 를 제조하는 경우에는, 제올라이트종으로서, 모데나이트, β형 제올라이트를 사용하는 것이 바람직하고, 실리카/알루미나 비율이 1∼200 의 범위인 것이 바람직하고, 5∼150 의 범위인 것이 보다 바람직하고, 5∼50 의 범위인 것이 특히 바람직하다. As the synthetic zeolite, in order to increase the reaction efficiency, it is preferable that the acidity of the zeolite, that is, the silica / alumina ratio is small, and the alkali metal, the alkaline earth metal, etc. possessed by the zeolite are substituted with hydrogen atoms. Moreover, in order to improve the selectivity of 4-alkylphenols, it is preferable to use the zeolite which has the pore which was in the molecular size of this 4-alkylphenols. For example, when manufacturing 4-TBP, it is preferable to use mordenite and a β-type zeolite as a zeolite species, it is preferable that a silica / alumina ratio is the range of 1-200, and is the range of 5-150. It is more preferable that it is and it is especially preferable that it is the range of 5-50.
합성 제올라이트의 형상은, 특별히 제한되는 것은 아니고, 분말상, 과립상, 덩어리상 등의 것을 사용할 수 있다. 또한, 분말상, 과립상의 것을 성형하여 사용해도 되고, 성형품의 형상으로는, 예를 들어 구상, 원통상, 링상, 별형상 등을 들 수 있다. 또한, 합성 제올라이트의 입자의 크기는 특별히 한정되는 것은 아니고, 입자가 작을수록 표면적은 커지고, 반응 활성이 높아지는 것은 말할 것도 없지만, 통상 조작에 영향을 주지 않는 범위, 1∼800 마이크론의 입자를 사용한다.The shape of the synthetic zeolite is not particularly limited, and powdered, granular, lumped or the like can be used. Moreover, you may shape | mold and use a powdery and granular thing, and a spherical shape, a cylindrical shape, ring shape, a star shape etc. are mentioned as a shape of a molded article, for example. The size of the particles of the synthetic zeolite is not particularly limited, and the smaller the particles, the larger the surface area and the higher the reaction activity. However, particles of 1 to 800 microns are used in a range that does not affect the normal operation. .
합성 제올라이트의 사용량은 반응방식에 의해 다르고, 예를 들어 배치식의 경우, 4위 미치환 페놀류에 대하여 1∼100중량% 의 범위인 것이 바람직하고, 반응효율을 고려하면 5∼25 중량% 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 합성 제올라이트의 사용량이 적은 경우에는 반응속도가 느려지는 경향이 있고, 많은 경우에는 경제적으로 불리하여 어느 경우도 바람직하지 않다.The amount of the synthetic zeolite used varies depending on the reaction method. For example, in the case of batch type, it is preferably in the range of 1 to 100% by weight based on the fourth unsubstituted phenol, and in the range of 5 to 25% by weight in consideration of the reaction efficiency. It is more preferable that is. When the amount of synthetic zeolite is small, the reaction rate tends to be slow, and in many cases, economically disadvantageous, which is not preferable in any case.
알킬화 반응은 용매의 존재하 또는 부재하에서 실시한다. 용매로는, 반응에 불활성이면 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 시클로헥산 등의 지방족 탄화수소; 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소; 4염화탄소, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소 등이 사용된다. 이들 중에서도 톨루엔을 사용하는 것이 바람직하다. 용매를 존재시키는 경우, 그 사용량은 특별히 한정되지 않지만, 반응효율, 조작성, 경제성 등의 관점에서, 4위 미치환 페놀류에 대하여 1∼20배 중량의 범위인 것이 바람직하다.The alkylation reaction is carried out in the presence or absence of a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it is inert to the reaction, and examples thereof include aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, nonane, decane and cyclohexane; Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and mesitylene; Halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene and the like. Among these, toluene is preferable. When using a solvent, the usage-amount is not specifically limited, From a viewpoint of reaction efficiency, operability, economical efficiency, etc., it is preferable that it is the range of 1 to 20 times the weight with respect to a 4th unsubstituted phenol.
알킬화 반응은, 50∼110℃ 의 범위의 비교적 낮은 온도에서 실시한다. 반응온도가 50℃ 미만인 경우에는, 반응의 진행이 매우 느려지고 반응효율이 나빠진다. 또한, 반응온도가 110℃ 를 초과하는 경우에는, 목적으로 하는 4-알킬페놀류의 선택률이 저하될 뿐만 아니라, 원료의 알킬알코올 또는 알킬에테르나 4위 미치환 페놀류가 고분자량화되어 고비점을 갖는 화합물의 부생이 증대된다. The alkylation reaction is carried out at a relatively low temperature in the range of 50 to 110 ° C. If the reaction temperature is less than 50 ° C., the progress of the reaction becomes very slow and the reaction efficiency is poor. In addition, when the reaction temperature exceeds 110 ° C, not only the selectivity of the desired 4-alkylphenols is lowered, but also the alkyl alcohol or alkyl ether of the raw material or the 4-position unsubstituted phenols are high molecular weight and have high boiling point. By-products of the compound are increased.
알킬화 반응은 상압, 감압, 가압의 어느 압력하에서라도 실시할 수 있다. 반응양식은 배치식이어도 되고 연속식이어도 된다. 합성 제올라이트를 충전한 층에, 4위 미치환 페놀류 및 알킬알코올 또는 알킬에테르를 통과시키는 고정상 방식으로, 또한 유동상 방식, 이동상 방식으로도 실시할 수 있다. The alkylation reaction can be carried out under any pressure of normal pressure, reduced pressure and pressure. The reaction mode may be batch or continuous. The layer filled with the synthetic zeolite can be carried out in a stationary phase system through which the 4-position unsubstituted phenols and alkyl alcohol or alkyl ether are passed, or also in a fluidized bed system or a mobile bed system.
알킬화 반응시간은, 1∼30시간의 범위인 것이 바람직하고, 5∼10시간의 범위인 것이 보다 바람직하다. 반응시간이 1시간 미만인 경우에는, 반응이 충분히 진행되지 않아 반응효율이 낮아지는 경향이 있고, 또한 30시간을 초과하는 경우에는, 고비점을 갖는 화합물의 부생이 증대되는 경향이 있어, 어느 경우도 바람직하지 않다.The alkylation reaction time is preferably in the range of 1 to 30 hours, more preferably in the range of 5 to 10 hours. When the reaction time is less than 1 hour, the reaction does not proceed sufficiently and the reaction efficiency tends to be low, and when it exceeds 30 hours, by-products of the compound having a high boiling point tend to be increased. Not desirable
알킬화 반응에 의해 얻어진 반응 혼합물은, 필요에 따라 그 반응 혼합물로부터 합성 제올라이트가 제거된 후에 제 2 공정에 제공된다.The reaction mixture obtained by the alkylation reaction is provided to a 2nd process after synthetic zeolite is removed from the reaction mixture as needed.
다음에, 제 2 공정에 관해서 설명한다. Next, the second step will be described.
제 2 공정에서는, 제 1 공정에서 알킬알코올을 사용한 경우에는 얻어진 반응 혼합물의 액상 중에서 생성된 물을 제거하고, 또한 제 1 공정에서 알킬에테르를 사용한 경우에는 얻어진 반응 혼합물의 액상 중에서 생성된 알코올을 제거한다. In the second step, water produced in the liquid phase of the reaction mixture obtained when the alkyl alcohol is used in the first step is removed, and alcohol produced in the liquid phase of the reaction mixture obtained when the alkyl ether is used in the first step is removed. do.
물을 제거하는 방법으로는, 증류에 의해 탈수하는 방법, 반응 혼합물 중에 질소, 아르곤 등의 불활성 가스를 불어넣는 방법, 수분 흡착제, 예를 들어 몰레큘러시브, 제올라이트, 알루미나, 활성탄 등에 의해 탈수하는 방법 등을 들 수 있다. 알코올을 제거하는 방법으로는, 증류에 의해 제거하는 방법, 반응 혼합물 중에 질소, 아르곤 등의 불활성 가스를 불어넣는 방법, 알코올 흡착제, 예를 들어 몰레큘러시브, 제올라이트, 알루미나, 활성탄 등에 의해 흡착 제거하는 방법 등을 들 수 있다. 후술하는 제 3 공정에서 사용하는 산촉매의 활성을 유의하게 유지하기 위해서는, 전위 반응에 제공되는 반응 혼합물의 액상 중에 잔류하는 물 또는 알코올의 농도를 0.5중량% 이하로 조정하는 것이 바람직하다. 0.5중량% 를 초과하는 경우에는, 산촉매의 활성이 충분히 발휘되지 않아 제 3 공정에서의 전위 반응속도가 현저히 저하된다.As a method of removing water, a method of dehydration by distillation, a method of blowing an inert gas such as nitrogen or argon into the reaction mixture, a dehydration by a moisture adsorbent such as molecular, zeolite, alumina, activated carbon or the like The method etc. are mentioned. As a method of removing alcohol, the method of removing by distillation, the method of blowing inert gas, such as nitrogen and argon into a reaction mixture, and adsorption removal by alcohol adsorbents, for example, molecular, zeolite, alumina, activated carbon, etc. And the like can be mentioned. In order to significantly maintain the activity of the acid catalyst used in the third step described later, it is preferable to adjust the concentration of water or alcohol remaining in the liquid phase of the reaction mixture provided for the potential reaction to 0.5% by weight or less. When it exceeds 0.5 weight%, the activity of an acid catalyst is not fully exhibited and the potential reaction rate in a 3rd process falls remarkably.
다음에, 제 3 공정에 관해서 설명한다. Next, a third step will be described.
제 3 공정에서는, 제 1 공정에서 생성된 2-알킬화페놀류, 3-알킬화페놀류, 2,4-디알킬화페놀류, 2,6-디알킬화페놀류, 2,4,6-트리알킬화페놀류 등으로부터 알킬기가 탈리되어 4위 미치환 페놀류의 4위에 부가하는 「알킬기의 전위 반응」을 일으켜 4-알킬페놀류를 얻는다. In the third step, the alkyl group is selected from the 2-alkylated phenols, 3-alkylated phenols, 2,4-dialkylated phenols, 2,6-dialkylated phenols, 2,4,6-trialkylated phenols and the like produced in the first step. It detach | desorbs and the "potential reaction of an alkyl group" added to the 4th position of 4-position unsubstituted phenols produces the 4-alkylphenols.
산촉매로는, 예를 들어, 합성 제올라이트, 산성 양이온 교환수지 등을 들 수 있다. As an acid catalyst, synthetic zeolite, an acidic cation exchange resin, etc. are mentioned, for example.
합성 제올라이트로는, 4위 미치환 페놀류의 4위에 알킬기를 도입하기 위해, 목적으로 하는 4-알킬페놀류의 분자사이즈에 있던 세공을 갖는 제올라이트를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 제올라이트가 갖는 산성도 (실리카/알루미나 비율) 가 작고, 또한 제올라이트가 갖는 알칼리 금속, 알칼리 토금속 등이 수소원자에 치환된 것이 바람직하다. 합성 제올라이트의 산성도가 지나치게 높은 경우, 목적으로 하는 4-알킬페놀류의 분해반응을 촉진하여, 4-알킬페놀류의 선택률이 낮아지는 경향에 있기 때문에 바람직하지 않다. 예를 들어, 4-TBP 를 제조하는 경우에는, 제올라이트종으로서 β형 또는 Y형 제올라이트를 사용하는 것이 바람직하고, 실리카/알루미나 비율이 1∼200 의 범위인 것이 바람직하고, 5∼150 의 범위인 것이 보다 바람직하고, 5∼50 의 범위인 것이 특히 바람직하다. As a synthetic zeolite, in order to introduce an alkyl group into the 4th position of the 4th unsubstituted phenols, it is preferable to use the zeolite which has the pore which was in the molecular size of the 4-alkylphenols made into the objective. Moreover, it is preferable that the acidity (silica / alumina ratio) which a zeolite has is small, and the alkali metal, alkaline-earth metal, etc. which a zeolite has are substituted by the hydrogen atom. If the acidity of the synthetic zeolite is too high, it is not preferable because the decomposition reaction of the target 4-alkylphenols is promoted and the selectivity of 4-alkylphenols tends to be lowered. For example, when producing 4-TBP, it is preferable to use a β-type or Y-type zeolite as the zeolite species, the silica / alumina ratio is preferably in the range of 1 to 200, and the range of 5 to 150. It is more preferable, and it is especially preferable that it is the range of 5-50.
합성 제올라이트는 수분을 흡착하고 있기 때문에, 미리 탈수처리하여 사용하는 것이 바람직하다. 탈수처리는, 예를 들어 100∼300℃ 의 온도에서 수시간 가열함으로써 행하여진다. 탈수처리는, 질소나 공기 등의 기류하에 실시해도 된다. 또한, 합성 제올라이트는 알킬화 반응에 사용한 것과 동일해도 되고 달라도 된다. 전위 반응을 행할 때에는, 알킬화 반응에서 사용한 합성 제올라이트를 제거해도 되고, 제거하지 않고 전위 반응을 행해도 된다.Since synthetic zeolite adsorbs water, it is preferable to use it after dehydrating in advance. Dehydration is performed by heating for several hours at the temperature of 100-300 degreeC, for example. You may perform dehydration process under airflow, such as nitrogen and air. In addition, synthetic zeolite may be the same as or different from what was used for alkylation reaction. When performing an electric potential reaction, you may remove the synthetic zeolite used by the alkylation reaction, and you may perform an electric potential reaction without removing.
합성 제올라이트의 사용량은 반응방식에 따라 달라지며, 예를 들어 배치식의 경우, 원료인 4위 미치환 페놀류 및 생성물인 4-알킬페놀류의 합계 중량에 대하여 1∼1OO중량% 의 범위인 것이 바람직하고, 반응효율을 고려하면 5∼25중량% 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 합성 제올라이트의 사용량이 적은 경우에는 반응속도가 느리고, 많은 경우에는 경제적으로 불리하여, 어느 경우도 바람직하지 않다.The amount of synthetic zeolite used depends on the reaction method. For example, in the case of batch type, it is preferably in the range of 1 to 100% by weight based on the total weight of the fourth-position unsubstituted phenols as raw materials and 4-alkylphenols as products. In consideration of the reaction efficiency, the amount is more preferably in the range of 5 to 25% by weight. When the amount of the synthetic zeolite is small, the reaction rate is slow, and in many cases, economically disadvantageous, and neither case is preferable.
산성 양이온 교환수지로는, 산성을 나타내는 양이온 교환수지이면 되고, 예를 들어 스티렌계 술폰산형 수지 등을 들 수 있다. As acidic cation exchange resin, what is necessary is just a cation exchange resin which shows acidity, For example, styrene type sulfonic-acid resin etc. are mentioned.
산성 양이온 교환수지의 형상은, 촉매로서의 기능을 발휘할 수 있는 형상이면 특히 제한되는 것은 아니고, 통상은 평균입자직경 0.01∼1Omm 의 미립자 또는 구형, 원주형 등의 입자를 사용할 수 있다. The shape of the acidic cation exchange resin is not particularly limited as long as it is a shape capable of exhibiting a function as a catalyst. Usually, particles having an average particle diameter of 0.01 to 10 mm or particles such as spherical and cylindrical can be used.
산성 양이온 교환수지의 사용량은 반응방식에 따라 다르며, 예를 들어 배치식의 경우, 원료인 4위 미치환 페놀류 및 생성물인 4-알킬페놀류의 합계중량에 대하여 1∼1OO중량% 의 범위인 것이 바람직하고, 반응효율을 고려하면 5∼25중량% 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 산성 양이온 교환수지의 사용량이 적은 경우에는 반응속도가 느리고, 많은 경우에는 경제적으로 불리하여, 어느 경우도 바람직하지 않다.The amount of acidic cation exchange resin used varies depending on the reaction method. For example, in the case of batch type, the amount is preferably in the range of 1 to 100% by weight based on the total weight of the fourth-position unsubstituted phenols as raw materials and 4-alkylphenols as products. In consideration of the reaction efficiency, the amount is more preferably in the range of 5 to 25% by weight. When the amount of acidic cation exchange resin is small, the reaction rate is slow, and in many cases, economically disadvantageous, which is not preferable either.
전위 반응은 용매의 존재하 또는 부재하에서 실시한다. 용매로는, 반응에 불활성이면 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 메틸시클로헥산 등의 지방족 탄화수소; 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소; 클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소 등이 사용된다. 이들 중에서도, 톨루엔을 사용하는 것이 바람직하다. 용매를 존재시키는 경우, 그 사용량은 특별히 한정되지 않지만, 반응효율, 조작성, 경제성 등을 고려하면, 원료인 4위 미치환 페놀류 및 생성물인 4-알킬페놀류의 합계중량에 대하여 1∼20배 중량의 범위인 것이 바람직하다.The dislocation reaction is carried out in the presence or absence of a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it is inert to the reaction. Examples of the solvent include aliphatic hydrocarbons such as heptane, octane, nonane, decane and methylcyclohexane; Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and mesitylene; Halogenated hydrocarbons such as chlorobenzene and the like. Among these, it is preferable to use toluene. In the case where the solvent is present, the amount of the solvent is not particularly limited, but considering the reaction efficiency, operability, economical efficiency, etc., it is 1 to 20 times the weight of the total weight of the fourth-position unsubstituted phenols as raw materials and 4-alkylphenols as products. It is preferable that it is a range.
전위 반응은 90∼150℃ 의 범위의 온도에서 실시한다. 반응온도가 지나치게 높은 경우에는, 도입된 알킬기가 분해되어 원료로 되돌아가기 때문에, 알킬화페놀류의 전화율이 저하되어 4-알킬페놀류의 선택률이 저하된다. 또한, 반응온도가 지나치게 낮은 경우에는, 전위 반응의 속도가 현저하고 느려 경제적으로 불리해진다.The potential reaction is carried out at a temperature in the range of 90 to 150 ° C. When the reaction temperature is too high, the introduced alkyl group decomposes and returns to the raw material, whereby the conversion rate of the alkylated phenols decreases and the selectivity of 4-alkylphenols decreases. In addition, when the reaction temperature is too low, the rate of dislocation reaction is remarkable and slow, which is economically disadvantageous.
전위 반응은 상압, 감압, 가압의 어느 압력하에서라도 실시할 수 있다. 반응양식은 배치식이어도 연속식이어도 된다. 산촉매에 제 2 공정에서 얻어진 반응 혼합물을 통과시키는 고정상 방식으로도, 또한 유동상 방식, 이동상 방식으로도 실시할 수 있다. The potential reaction can be carried out under any pressure of normal pressure, reduced pressure, and pressurization. The reaction mode may be batch or continuous. The reaction can be carried out either in a fixed bed system or in a fluidized bed system or a mobile bed system in which the reaction mixture is allowed to pass through the acid catalyst.
전위 반응 시간은, 반응에 있어서의 부생물의 생성을 억제하여, 목적으로 하는 4-알킬페놀류의 선택률을 높이는 관점에서, 1∼20시간의 범위인 것이 바람직하다. The potential reaction time is preferably in the range of 1 to 20 hours from the viewpoint of suppressing the formation of by-products in the reaction and increasing the selectivity of the desired 4-alkylphenols.
전위 반응을 할 때에, 4위 미치환 페놀류를 반응액에 가하는 등의 조작에 의해, 반응 혼합물 중의 4위 미치환 페놀류의 비율을 특정한 범위로 조정하여 4-알킬페놀류의 선택성을 향상시켜 반응속도를 높일 수 있다. 반응 혼합물 중의 4위 미치환 페놀류의 양은, 제 1 공정에서 도입된 알킬기량, 즉 제 1 공정에서 알킬화 반응에 소비된 알킬알코올 또는 알킬에테르에 대하여 1∼10 배몰의 범위인 것이 바람직하다. 그 양이 1배몰 미만인 경우에는 2,4-디알킬화 페놀류, 2,6-디알킬화 페놀류, 2,4,6-트리알킬화 페놀류 등으로부터의 알킬기의 전위 반응을 일으키는 것이 어려워지고, 10배몰을 넘는 경우에는, 4위 미치환 페놀류의 전화율이 낮아지는 경향이 된다.When carrying out the potential reaction, by adjusting the fourth unsubstituted phenols to the reaction solution by adjusting the ratio of the fourth unsubstituted phenols in the reaction mixture to a specific range, the selectivity of the 4-alkylphenols is improved to increase the reaction rate. It can increase. The amount of the fourth-position unsubstituted phenols in the reaction mixture is preferably in the range of 1 to 10 times the molar amount of the alkyl group introduced in the first step, that is, the alkyl alcohol or alkyl ether consumed in the alkylation reaction in the first step. When the amount is less than 1 mole, it becomes difficult to cause dislocation reactions of alkyl groups from 2,4-dialkylated phenols, 2,6-dialkylated phenols, 2,4,6-trialkylated phenols, and the like, and exceed 10 moles. In this case, the conversion rate of the fourth-position unsubstituted phenols tends to be low.
제 1 공정 내지 제 3 공정의 반응 및 조작은, 동일한 반응기내에서 행하는 것도 가능하고, 또한 연속하는 반응기 내에서 행할 수도 있다. The reaction and operation of the first to third steps may be performed in the same reactor, or may be performed in a continuous reactor.
본 발명에 의해 제조되는 4-알킬페놀류는 통상의 유기 화합물의 단리ㆍ정제에 사용되는 방법에 의해 단리ㆍ정제할 수 있다. 예를 들어, 반응 혼합물로부터 필요에 따라 산촉매를 여과 분리하고, 여액을 증류, 재결정, 크로마토그래피 등의 조작에 사용하여 4-알킬페놀류를 단리ㆍ정제한다.The 4-alkyl phenols produced by the present invention can be isolated and purified by a method used for isolation and purification of ordinary organic compounds. For example, the acid catalyst is separated from the reaction mixture, if necessary, and the filtrate is used for distillation, recrystallization, chromatography, and the like to isolate and purify 4-alkylphenols.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 전혀 제한되지 않는다. 표 중, 2-TBP 는 2-tert-부틸페놀을 나타내고, 2,4-DTBP 는 2,4-디-tert-부틸페놀을 나타낸다. 반응후의 조성(%)은, 가스 크로마토그래피 분석 [칼럼 : G-100 (재단법인 화학물질평가연구기구), 검출기 : FID (수소염 이온화 검출기), 검출기ㆍ기화실 온도 : 270℃, 승온 패턴 : 80℃ 에서 3분간 유지 →10℃/분으로 250℃ 로 승온 →250℃ 에서 15분간 유지] 으로 얻어진 각 성분의 면적을 백분율로 나타낸 것이다. 4-TBP 의 선택률(%)은 페놀 기준으로 나타내고, 4-TBP 의 수율(%) 은 TBA 기준 또는 MTBE 기준으로 나타낸다.Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not restrict | limited at all by these Examples. In the table, 2-TBP represents 2-tert-butylphenol and 2,4-DTBP represents 2,4-di-tert-butylphenol. The composition (%) after the reaction was analyzed by gas chromatography [column: G-100 (Chemical Evaluation Research Organization), detector: FID (hydrogen ionization detector), detector / vaporization chamber temperature: 270 ° C, temperature rising pattern: 80 The area | region of each component obtained by hold | maintenance for 3 minutes at <0> C → temperature rise to 250 degreeC by 10 degree-C / min and hold at 250 degreeC for 15 minutes] is shown by the percentage. The percent selectivity of 4-TBP is expressed on the basis of phenol, and the percent yield of 4-TBP is expressed on the basis of TBA or MTBE.
참고예 1Reference Example 1
(제 1 공정) (First process)
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 100mL 의 사구 플라스크에, 페놀 50.0g (531mmo1) 및 프로톤으로 치환된 β형 제올라이트 (N.E.캠캣사 제조, H-β) 12.5g 을 넣고 교반하였다. 온도를 100℃ 로 승온시키고 실린지보다 함수율13중량% 의 TBA 22.6g (266mmo1) 을 3시간에 걸쳐 적하하였다. 동 온도에서 3시간 교반하여 알킬화 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, 반응액의 조성은 페놀 (42.0%), 4-TBP (50.1%), 2-TBP (4.7%), 2,4-DTBP (3.1%) 이고, 페놀의 전화율은 46.2%, 4-TBP 의 선택률은 81.9%, 4-TBP 의 수율은 75.9% 였다. Into a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer, 12.5 g of β-type zeolite (N.E. Campcat, H-β) substituted with phenol and 50.0 g (531 mmol) were added and stirred. The temperature was raised to 100 ° C and 22.6 g (266 mmol) of TBA having a water content of 13% by weight than the syringe was added dropwise over 3 hours. It stirred at the same temperature for 3 hours and made the alkylation reaction. The reaction solution was analyzed by gas chromatography. The composition of the reaction solution was phenol (42.0%), 4-TBP (50.1%), 2-TBP (4.7%), 2,4-DTBP (3.1%), and phenol. The conversion rate of was 46.2%, the selectivity of 4-TBP was 81.9%, the yield of 4-TBP was 75.9%.
실시예 1 Example 1
(제 1 공정) (First process)
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 100mL 의 사구 플라스크에, 페놀 50.0g (531mmo1) 및 프로톤으로 치환된 β형 제올라이트 (즈드ㆍ케미사 제조, H-BEA-25) 12.5g 을 넣고 교반하였다. 온도를 90℃ 로 승온시키고 실린지로부터 함수율 13중량% 의 TBA 22.6g (266mmo1) 을 3시간에 걸쳐 적하하였다. 동온도에서 5시간 교반하고 알킬화 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석하여 각 화합물의 생성비, 페놀의 전화율과 4-TBP 의 선택률 및 수율을 구하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. Into a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer, 12.5 g of β-type zeolite (Heda Chemical Co., Ltd., H-BEA-25) substituted with phenol and 50.0 g (531 mmol) was added and stirred. . The temperature was raised to 90 ° C, and 22.6 g (266 mmol) of TBA having a water content of 13% by weight was dropped from the syringe over 3 hours. It stirred at the same temperature for 5 hours and made the alkylation reaction. The reaction solution was analyzed by gas chromatography to determine the production ratio of each compound, the conversion rate of phenol, the selectivity and yield of 4-TBP. The results are shown in Table 1.
(제 2 공정) (Second process)
제 1 공정에서 얻어진 반응 혼합물로부터 β형 제올라이트를 여과에 의해 제거하였다. 얻어진 여과액을 감압 증류 [26.7∼4.7kPa (200∼35mmHg), 내온 90∼120℃] 함으로써 물을 제거하였다. 수분제거후의 혼합물의 수분농도를 측정한 결과 0.1중량% 였다. 또한, 페놀의 양은, 제 1 공정에서 알킬화 반응에 소비된 TBA 에 대하여 몰비로 1.1 이었다. Β-type zeolite was removed by filtration from the reaction mixture obtained in the first step. The obtained filtrate was removed by distillation under reduced pressure [26.7-4.7 kPa (200-35 mmHg), internal temperature 90-120 degreeC]. It was 0.1 weight% as a result of measuring the water concentration of the mixture after water removal. In addition, the amount of phenol was 1.1 in molar ratio with respect to TBA consumed for the alkylation reaction in the 1st process.
(제 3 공정)(Third process)
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 100mL 의 사구 플라스크에, 제 2 공정에서 얻어진 탈수후의 혼합물 및 프로톤으로 치환된 Y형 제올라이트 (도소주식회사제, HSZ-360HUA) 12.5g 을 넣고 120℃ 까지 승온시켜 1시간 교반하여 전위 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석하여 각 화합물의 생성비와 4-TBP 의 선택률 및 수율을 구하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. Into a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer, 12.5 g of Y-type zeolite (HSZ-360HUA, manufactured by Tosoh Corporation) substituted with a mixture and a proton obtained in the second step was heated to 120 ° C. The mixture was stirred for 1 hour to carry out a potential reaction. The reaction solution was analyzed by gas chromatography to determine the production ratio of each compound and the selectivity and yield of 4-TBP. The results are shown in Table 1.
실시예 2Example 2
(제 2 공정) (Second process)
실시예 1 의 제 1 공정에서 얻어진 반응 혼합물로부터 β형 제올라이트를 여과에 의해 제거하였다. 얻어진 여과액을 감압증류 [26.7∼4.7kPa (200∼35mmHg), 내온 90∼120℃] 함으로써 물을 제거하였다. 수분제거후의 혼합물의 수분농도를 측정한 결과 0.1 중량% 였다. 또한, 페놀의 양은 제 1 공정에서 알킬화 반응에 소비된 TBA 에 대하여 몰비로 1.1 이었다. Β-type zeolite was removed from the reaction mixture obtained in the first step of Example 1 by filtration. The obtained filtrate was distilled under reduced pressure [26.7-4.7 kPa (200-35 mmHg), internal temperature 90-120 degreeC], and water was removed. The moisture concentration of the mixture after water removal was measured to be 0.1% by weight. In addition, the amount of phenol was 1.1 in molar ratio with respect to TBA consumed for the alkylation reaction in the 1st process.
(제 3 공정)(Third process)
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 200mL 의 사구 플라스크에, 제 2 공정에서 얻어진 탈수후의 혼합물 및 페놀 10Og 을 첨가하였다. 이것에 의해, 페놀의 양을 제 1 공정에서 알킬화 반응에 소비된 TBA 에 대하여 몰비 6 으로 조정하였다. 거기에, 프로톤으로 치환된 Y형 제올라이트 (상기한 바와 같이) 12.5g 을 넣고 120℃ 까지 승온시킨 후, 1시간 교반하여 전위 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석하여 각 화합물의 생성비와 4-TBP 의 선택률 및 수율을 구하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다. To the internal volume 200 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube and a thermometer, 100 g of phenol and a mixture after dehydration obtained in the second step were added. This adjusted the amount of phenol to molar ratio 6 with respect to TBA consumed for the alkylation reaction in a 1st process. There, 12.5 g of Y-type zeolite (as described above) substituted with proton was added thereto, and the temperature was raised to 120 ° C., followed by stirring for 1 hour to conduct a potential reaction. The reaction solution was analyzed by gas chromatography to determine the production ratio of each compound and the selectivity and yield of 4-TBP. The results are shown in Table 2.
실시예 3Example 3
(제 2 공정) (Second process)
실시예 1 의 제 1 공정에서 얻어진 반응 혼합물로부터 β형 제올라이트를 여과에 의해 제거하였다. 얻어진 여과액을 감압 증류 [26.7∼4.7kPa (200∼35mmHg), 내온 90∼120℃] 함으로써 물을 제거하였다. 수분제거후의 혼합물의 수분농도를 측정한 결과 0.1중량% 였다. 또한, 페놀의 양은, 제 1 공정에서 알킬화 반응에 소비된 TBA 에 대하여 몰비로 1.1 이었다.Β-type zeolite was removed from the reaction mixture obtained in the first step of Example 1 by filtration. The obtained filtrate was removed by distillation under reduced pressure [26.7-4.7 kPa (200-35 mmHg), internal temperature 90-120 degreeC]. It was 0.1 weight% as a result of measuring the water concentration of the mixture after water removal. In addition, the amount of phenol was 1.1 in molar ratio with respect to TBA consumed for the alkylation reaction in the 1st process.
(제 3 공정) (Third process)
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 100mL 의 사구 플라스크에, 제 2 공정에서 얻어진 탈수후의 혼합물 및 산성 양이온 교환수지 (오르가노 주식회사제, AMBERLYST 15E) 12.5g 을 넣고 90℃ 까지 승온시키고 1시간 교반하여 전위 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석하여 각 화합물의 생성비와 4-TBP 의 선택률 및 수율을 구하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다. Into a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer, 12.5 g of a mixture after dehydration obtained in the second step and an acidic cation exchange resin (AMBERLYST 15E, manufactured by Organo Co., Ltd.) were heated to 90 ° C., and heated to 1 hour. The reaction was carried out by stirring. The reaction solution was analyzed by gas chromatography to determine the production ratio of each compound and the selectivity and yield of 4-TBP. The results are shown in Table 3.
실시예 4 Example 4
(제 1 공정) (First process)
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 200mL 의 사구 플라스크에, 페놀 125.0g (1.33mol) 및 프로톤으로 치환된 β형 제올라이트 (즈드ㆍ케미사 제, H-BEA-25) 12.5g 을 넣고 교반하였다. 온도를 100℃ 로 승온시키고 실린지로부터 함수율 13중량% 의 TBA 22.6g (266mmo1) 을 3시간에 걸쳐 적하하였다. 동온도에서 3시간 교반하고 알킬화 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석하여 각 화합물의 생성비, 페놀의 전화율과 4-TBP 의 선택률 및 수율을 구하였다. 결과를 표 4 에 나타낸다. Into a 200 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer, 122.5 g (1.33 mol) of phenol and 12.5 g of β-type zeolite (H-BEA-25, manufactured by Zud-Khemisa) substituted with protons were added and stirred. It was. The temperature was raised to 100 ° C, and 22.6 g (266 mmol) of TBA having a water content of 13% by weight was dropped from the syringe over 3 hours. It stirred at the same temperature for 3 hours, and made the alkylation reaction. The reaction solution was analyzed by gas chromatography to determine the production ratio of each compound, the conversion rate of phenol, the selectivity and yield of 4-TBP. The results are shown in Table 4.
(제 2 공정)(Second process)
제 1 공정에서 얻어진 반응 혼합물로부터 β형 제올라이트를 여과에 의해 제거하였다. 얻어진 여과액을 감압증류 [26.7∼4.7kPa (200∼35mmHg), 내온 90∼120℃] 함으로써 물을 제거하였다. 수분제거후의 혼합물의 수분농도를 측정한 결과 0.15중량% 이었다. Β-type zeolite was removed by filtration from the reaction mixture obtained in the first step. The obtained filtrate was distilled under reduced pressure [26.7-4.7 kPa (200-35 mmHg), internal temperature 90-120 degreeC], and water was removed. The moisture concentration of the mixture after water removal was measured and found to be 0.15% by weight.
(제 3 공정) (Third process)
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 100mL 의 사구 플라스크에, 제 2 공정에서 얻어진 탈수후의 혼합물 및 프로톤으로 치환된 Y형 제올라이트 (상기한 바와 같이) 12.5g 을 넣고 120℃ 까지 승온시켜 1시간 교반하여 전위 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석하여 각 화합물의 생성비와 4-TBP 의 선택률 및 수율을 구하였다. 결과를 표 4 에 나타낸다. In a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer, 12.5 g of a Y-type zeolite (as described above) substituted with a mixture and a proton obtained after the dehydration obtained in the second step was heated up to 120 ° C. for 1 hour. The reaction was carried out by stirring. The reaction solution was analyzed by gas chromatography to determine the production ratio of each compound and the selectivity and yield of 4-TBP. The results are shown in Table 4.
비교예 1Comparative Example 1
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 100mL 의 사구 플라스크에, 페놀 50.0g (531mmo1) 및 프로톤으로 치환된 β형 제올라이트 (즈드ㆍ케미사제, H-BEA-25) 12.5g 을 넣고 교반하였다. 온도를 100℃ 로 승온시키고 실린지로부터 함수율 13중량% 의 TBA 22.6g (266mmo1) 을 3시간에 걸쳐 적하하였다. 동온도에서 2시간 교반하고 알킬화 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, 반응액의 조성은 페놀 (39.0%), 4-TBP (54.0%), 2-TBP (4.0%), 2,4-DTBP (3.0%) 이고, 페놀의 전화율은 44.5%, 4-TBP 의 선택률은 88.8%, 4-TBP 의 수율은 79.0% 이었다. 반응액의 수분농도를 측정한 결과 5.0중량% 이었다. 그 후, β형 제올라이트를 여과에 의해 제거하였다.Into a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer, 12.5 g of β-type zeolite (manufactured by Zude Chemie, H-BEA-25) substituted with phenol and 50.0 g (531 mmol) was added and stirred. The temperature was raised to 100 ° C, and 22.6 g (266 mmol) of TBA having a water content of 13% by weight was dropped from the syringe over 3 hours. It stirred at the same temperature for 2 hours and made the alkylation reaction. The reaction solution was analyzed by gas chromatography. The composition of the reaction solution was phenol (39.0%), 4-TBP (54.0%), 2-TBP (4.0%), 2,4-DTBP (3.0%), and phenol. The conversion rate was 44.5%, the selectivity of 4-TBP was 88.8%, and the yield of 4-TBP was 79.0%. It was 5.0 weight% when the water concentration of the reaction liquid was measured. Thereafter, the β-type zeolite was removed by filtration.
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 100mL 의 사구 플라스크에, 상기에서 얻어진 여과액 및 프로톤으로 치환된 Y형 제올라이트 (상기한 바와 같이) 12.5g 을 넣고 120℃ 까지 승온시키고 5시간 교반하였지만 전위 반응은 진행되지 않았다.Into a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer, 12.5 g of the above-obtained filtrate and proton-substituted Y zeolite (as described above) was heated to 120 ° C. and stirred for 5 hours. The reaction did not proceed.
비교예 2 Comparative Example 2
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 100mL 의 사구 플라스크에, 페놀50.0g (531mmo1) 및 프로톤으로 치환된 β형 제올라이트 (즈드ㆍ케미사제, H-BEA-25) 12.5g 을 넣고 교반하였다. 온도를 90℃ 로 승온시키고 실린지로부터 TBA 19.7g (266mmo1) 을 3시간에 걸쳐 적하하였다. 동온도에서 5시간 교반하고 알킬화 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석하여 각 화합물의 생성비, 페놀의 전화율과 4-TBP 의 선택률 및 수율을 구하였다. 결과를 표 5 에 나타낸다. 반응액의 수분농도를 측정한 결과 1.0중량% 이었다. 그 후, β형 제올라이트를 여과에 의해 제거하였다.Into a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer, 12.5 g of β-type zeolite (manufactured by Zude Chemie, H-BEA-25) substituted with phenol 50.0 g (531 mmol) and protons were added thereto and stirred. The temperature was raised to 90 ° C. and 19.7 g (266 mmol) of TBA was added dropwise over 3 hours from the syringe. It stirred at the same temperature for 5 hours and made the alkylation reaction. The reaction solution was analyzed by gas chromatography to determine the production ratio of each compound, the conversion rate of phenol, the selectivity and yield of 4-TBP. The results are shown in Table 5. It was 1.0 weight% when the water concentration of the reaction liquid was measured. Thereafter, the β-type zeolite was removed by filtration.
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 100mL 의 사구 플라스크에, 상기에서 얻어진 여과액 및 프로톤으로 치환된 Y형 제올라이트 (상기한 바와 같이) 12.5g 을 넣고 120℃ 까지 승온시키고 교반하에 전위 반응을 하였다. 반응개시 1시간후 및 5시간후에 얻어진 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석하여 각 화합물의 생성비, 페놀의 전화율과 4-TBP 의 선택률 및 수율을 구하였다. 결과를 표 5 에 나타낸다. Into a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube and a thermometer, 12.5 g of the above-obtained filtrate and proton-substituted Y zeolite (as described above) was heated to 120 ° C., and the potential reaction was carried out under stirring. It was. The reaction solution obtained after 1 hour and 5 hours after the start of the reaction was analyzed by gas chromatography to determine the production ratio of each compound, the conversion rate of phenol, the selectivity and yield of 4-TBP. The results are shown in Table 5.
실시예 5 Example 5
(제 1 공정) (First process)
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 100mL 의 사구 플라스크에, 페놀50.0g (531mmo1) 및 프로톤으로 치환된 β형 제올라이트 (즈드ㆍ케미사제, H-BEA-25) 12.5g 을 넣고 교반하였다. 온도를 100℃ 로 승온시키고 실린지로부터 MTBE 24.2g (266mmo1) 을 3시간에 걸쳐 적하하였다. 동온도에서 5시간 교반하고 알킬화 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석하여 각 화합물의 생성비, 페놀의 전화율과 4-TBP 의 선택률 및 수율을 구하였다. 결과를 표 6 에 나타낸다.Into a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer, 12.5 g of β-type zeolite (manufactured by Zude Chemie, H-BEA-25) substituted with phenol 50.0 g (531 mmol) and protons were added thereto and stirred. The temperature was raised to 100 ° C and MTBE 24.2 g (266 mmol) was added dropwise over 3 hours from the syringe. It stirred at the same temperature for 5 hours and made the alkylation reaction. The reaction solution was analyzed by gas chromatography to determine the production ratio of each compound, the conversion rate of phenol, the selectivity and yield of 4-TBP. The results are shown in Table 6.
(제 2 공정) (Second process)
제 1 공정에서 얻어진 반응 혼합물로부터 β형 제올라이트를 여과에 의해 제거하였다. 얻어진 여과액을 감압증류 [26.7kPa (200mmHg), 내온 30∼40℃] 함으로써 메탄올을 제거하였다. 메탄올 제거후의 혼합물의 메탄올농도를 측정한 결과 O.1중량% 이었다. 또한, 페놀의 양은, 제 1 공정에서 알킬화 반응에 소비된 MTBE 에 대하여 몰비로 1.1 이었다. Β-type zeolite was removed by filtration from the reaction mixture obtained in the first step. The obtained filtrate was distilled under reduced pressure [26.7 kPa (200 mmHg), internal temperature 30-40 ° C] to remove methanol. It was 0.1 weight% as a result of measuring the methanol concentration of the mixture after methanol removal. In addition, the amount of phenol was 1.1 in molar ratio with respect to MTBE consumed for the alkylation reaction in the 1st process.
(제 3 공정)(Third process)
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 100mL 의 사구 플라스크에, 제 2 공정에서 얻어진 메탄올 제거후의 혼합물 및 프로톤으로 치환된 Y형 제올라이트 (상기한 바와 같이) 12.5g 을 넣고 120℃ 까지 승온시키고 1시간 교반하여 전위 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석하여 각 화합물의 생성비와 4-TBP 의 선택률 및 수율을 구하였다. 결과를 표 6 에 나타낸다. Into a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer, 12.5 g of Y-type zeolite (as described above) substituted with a mixture and protons obtained after methanol removal in the second step was heated up to 120 ° C. It stirred for time and made electric potential reaction. The reaction solution was analyzed by gas chromatography to determine the production ratio of each compound and the selectivity and yield of 4-TBP. The results are shown in Table 6.
실시예 6 Example 6
(제 2 공정) (Second process)
실시예 5 의 제 1 공정에서 얻어진 반응 혼합물로부터 β형 제올라이트를 여과에 의해 제거하였다. 얻어진 여과액을 감압증류 [26.7kPa (200mmHg), 내온 30∼40℃] 함으로써 메탄올을 제거하였다. 메탄올 제거후의 혼합물의 메탄올농도를 측정한 결과 0.1중량% 이었다. 또한, 페놀의 양은, 제 1 공정에서 알킬화 반응에 소비된 MTBE 에 대하여 몰비로 1.1 이었다. Β-type zeolite was removed from the reaction mixture obtained in the first step of Example 5 by filtration. The obtained filtrate was distilled under reduced pressure [26.7 kPa (200 mmHg), internal temperature 30-40 ° C] to remove methanol. It was 0.1 weight% as a result of measuring the methanol concentration of the mixture after methanol removal. In addition, the amount of phenol was 1.1 in molar ratio with respect to MTBE consumed for the alkylation reaction in the 1st process.
(제 3 공정) (Third process)
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 200mL 의 사구 플라스크에, 제 2 공정에서 얻어진 메탄올 제거후의 혼합물 및 페놀 10Og 을 첨가하였다. 이것에 의해, 페놀의 양을 제 1 공정에서 알킬화 반응에 소비된 MTBE 에 대하여 몰비 6 으로 조정하였다. 거기에, 프로톤으로 치환된 Y형 제올라이트 (상기한 바와 같이) 12.5g 을 넣고 120℃ 까지 승온시킨 후 1시간 교반하여 전위 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석하여 각 화합물의 생성비와 4-TBP 의 선택률 및 수율을 구하였다. 결과를 표 7 에 나타낸다. To a 200 mL internal volume flask equipped with a stirrer, a cooling tube and a thermometer, 100 g of phenol and a mixture after removal of methanol obtained in the second step were added. Thereby, the amount of phenol was adjusted to the molar ratio 6 with respect to MTBE consumed for the alkylation reaction in the 1st process. 12.5 g of Y-type zeolite (as described above) substituted with proton was added thereto, and the temperature was raised to 120 ° C., followed by stirring for 1 hour to conduct a potential reaction. The reaction solution was analyzed by gas chromatography to determine the production ratio of each compound and the selectivity and yield of 4-TBP. The results are shown in Table 7.
실시예 7 Example 7
(제 2 공정) (Second process)
실시예 5 의 제 1 공정에서 얻어진 반응 혼합물로부터 β형 제올라이트를 여과에 의해 제거하였다. 얻어진 여과액을 감압증류 [26.7kPa (200mmHg), 내온 30∼40℃] 함으로써 메탄올을 제거하였다. 메탄올 제거후의 혼합물의 메탄올농도를 측정한 결과 O.1중량% 였다. 또한, 페놀의 양은 제 1 공정에서 알킬화 반응에 소비된 MTBE 에 대하여 몰비로 1.1 이었다. Β-type zeolite was removed from the reaction mixture obtained in the first step of Example 5 by filtration. The obtained filtrate was distilled under reduced pressure [26.7 kPa (200 mmHg), internal temperature 30-40 ° C] to remove methanol. It was 0.1 weight% as a result of measuring the methanol concentration of the mixture after methanol removal. In addition, the amount of phenol was 1.1 in molar ratio with respect to MTBE consumed for the alkylation reaction in the 1st process.
(제 3 공정) (Third process)
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 100mL 의 사구 플라스크에, 제 2 공정에서 얻어진 메탄올 제거후의 혼합물 및 β형 제올라이트 (즈드ㆍ케미사제, H-BEA-25) 12.5g 을 넣고 120℃ 까지 승온시키고 1시간 교반하여 전위 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석하여 각 화합물의 생성비와 4-TBP 의 선택률 및 수율을 구하였다. 결과를 표 8 에 나타낸다. Into an internal volume 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer, 12.5 g of the mixture after removal of methanol obtained in the second step and β-type zeolite (manufactured by Zude Chemie, H-BEA-25) were added, and the temperature was increased to 120 ° C. The mixture was stirred for 1 hour to undergo a potential reaction. The reaction solution was analyzed by gas chromatography to determine the production ratio of each compound and the selectivity and yield of 4-TBP. The results are shown in Table 8.
실시예 8 Example 8
(제 2 공정) (Second process)
실시예 5 의 제 1 공정에서 얻어진 반응 혼합물로부터 β형 제올라이트를 여과에 의해 제거하였다. 얻어진 여과액을 감압증류 [26.7kPa (200mmHg), 내온 30∼40℃] 함으로써 메탄올을 제거하였다. 메탄올 제거후의 혼합물의 메탄올농도를 측정한 결과 0.1중량% 이었다. 또한, 페놀의 양은, 제 1 공정에서 알킬화 반응에 소비된 MTBE 에 대하여 몰비로 1.1 이었다. Β-type zeolite was removed from the reaction mixture obtained in the first step of Example 5 by filtration. The obtained filtrate was distilled under reduced pressure [26.7 kPa (200 mmHg), internal temperature 30-40 ° C] to remove methanol. It was 0.1 weight% as a result of measuring the methanol concentration of the mixture after methanol removal. In addition, the amount of phenol was 1.1 in molar ratio with respect to MTBE consumed for the alkylation reaction in the 1st process.
(제 3 공정) (Third process)
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 100mL 의 사구 플라스크에, 제 2 공정에서 얻어진 메탄올 제거후의 혼합물 및 산성 양이온 교환수지 (오르가노주식회사제, AMBERLYST 15E) 12.5g 을 넣고 90℃ 까지 승온시켜 1시간 교반하여 전위 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석하여 각 화합물의 생성비와 4-TBP 의 선택률 및 수율을 구하였다. 결과를 표 9 에 나타낸다. Into a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube and a thermometer, 12.5 g of the mixture obtained after the removal of methanol obtained in the second step and an acidic cation exchange resin (AMBERLYST 15E) was heated up to 90 ° C. It stirred for time and made electric potential reaction. The reaction solution was analyzed by gas chromatography to determine the production ratio of each compound and the selectivity and yield of 4-TBP. The results are shown in Table 9.
실시예 9 Example 9
(제 1 공정) (First process)
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 200mL 의 사구 플라스크에, 페놀125.0g (1.33mol) 및 프로톤으로 치환된 β형 제올라이트 (즈드ㆍ케미사제, H-BEA-25) 12.5g 을 넣고 교반하였다. 온도를 100℃ 로 승온시키고 실린지로부터 MTBE 24.2g (266mmo1) 을 3시간에 걸쳐 적하하였다. 동온도에서 5시간 교반하고 알킬화 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석하여 각 화합물의 생성비, 페놀의 전화율과 4-TBP 의 선택률 및 수율을 구하였다. 결과를 표 10 에 나타낸다. Into a 200 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer was added 12.5 g of β-type zeolite (manufactured by Zude Chemis, H-BEA-25) substituted with phenol 125.0 g (1.33 mol) and stirred. . The temperature was raised to 100 ° C and MTBE 24.2 g (266 mmol) was added dropwise over 3 hours from the syringe. It stirred at the same temperature for 5 hours and made the alkylation reaction. The reaction solution was analyzed by gas chromatography to determine the production ratio of each compound, the conversion rate of phenol, the selectivity and yield of 4-TBP. The results are shown in Table 10.
(제 2 공정) (Second process)
제 1 공정에서 얻어진 반응 혼합물로부터 β형 제올라이트를 여과에 의해 제거하였다. 얻어진 여과액을 감압증류 [26.7kPa (200mmHg), 내온 30∼40℃] 함으로써 메탄올을 제거하였다. 메탄올 제거후의 혼합물의 메탄올농도를 측정한 결과 0.15중량% 이었다. Β-type zeolite was removed by filtration from the reaction mixture obtained in the first step. The obtained filtrate was distilled under reduced pressure [26.7 kPa (200 mmHg), internal temperature 30-40 ° C] to remove methanol. Methanol concentration of the mixture after methanol removal was measured and found to be 0.15% by weight.
(제 3 공정) (Third process)
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 100mL 의 사구 플라스크에, 제 2 공정에서 얻어진 메탄올 제거후의 혼합물 및 프로톤으로 치환된 Y형 제올라이트 (상기한 바와 같이) 12.5g 을 넣고 120℃ 까지 승온시키고 1시간 교반하여 전위 반응을 하였다. 반응액을 가스 크로마토그래피로 분석하여 각 화합물의 생성비와 4-TBP 의 선택률 및 수율을 구하였다. 결과를 표 10 에 나타낸다. Into a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer, 12.5 g of Y-type zeolite (as described above) substituted with a mixture and protons obtained after methanol removal in the second step was heated up to 120 ° C. It stirred for time and made electric potential reaction. The reaction solution was analyzed by gas chromatography to determine the production ratio of each compound and the selectivity and yield of 4-TBP. The results are shown in Table 10.
비교예 3 Comparative Example 3
(제 2 공정) (Second process)
실시예 5 의 제 1 공정에서 얻어진 반응 혼합물로부터 β형 제올라이트를 여과에 의해 제거하였다. 반응액의 메탄올농도를 측정한 결과 5.0중량% 이었다.Β-type zeolite was removed from the reaction mixture obtained in the first step of Example 5 by filtration. It was 5.0 weight% when the methanol concentration of the reaction liquid was measured.
교반기, 냉각관 및 온도계를 장착한 내용적 100mL 의 사구 플라스크에, 상기에서 얻어진 여과액 및 프로톤으로 치환된 Y형 제올라이트 (상기한 바와 같이) 12.5g 을 넣고 120℃ 까지 승온시켜 5시간 교반하였지만 전위 반응은 진행되지 않았다.Into a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer, 12.5 g of the above-obtained filtrate and proton-substituted Y zeolite (as described above) was heated to 120 ° C., and stirred for 5 hours. The reaction did not proceed.
본 발명에 의하면, 4-알킬페놀류를 고선택률 및 고수율로 공업적으로 유리하게 제조할 수 있다. 그 결과, 고순도의 4-알킬페놀류를 제조할 수 있다.According to the present invention, 4-alkyl phenols can be industrially advantageously produced at high selectivity and high yield. As a result, 4-alkyl phenols of high purity can be produced.
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