(57)【要約】【課題】塩化第二鉄の使用量を抑えつつ、温和な条件下で効果的にプロピレンと塩化水素との反応を行い、２−クロロプロパンを良好な品質で製造しうる方法を提供すること。【解決手段】溶媒中、塩化第二鉄の存在下に、プロピレン及び塩化水素を反応させる２−クロロプロパンの製造方法であって、（１）前記溶媒に対して０．１０〜０．２０重量％の塩化第二鉄と前記溶媒との混合物に、プロピレン及び塩化水素を供給して前記反応を開始すること、及び（２）前記反応を４０〜５０℃で行うこと、を特徴とする２−クロロプロパンの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒中、塩化第二鉄の存在下に、プロピレン及び塩化水素を反応させる２−クロロプロパンの製造方法であって、
（１）前記溶媒に対して０．１０〜０．２０重量％の塩化第二鉄と前記溶媒との混合物に、プロピレン及び塩化水素を供給して前記反応を開始すること、及び
（２）前記反応を４０〜５０℃で行うこと、
を特徴とする２−クロロプロパンの製造方法。
【請求項２】
前記溶媒が、２−クロロプロパンである請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロピレン及び塩化水素を反応させて２−クロロプロパンを製造する方法に関する。２−クロロプロパンは、溶剤や医農薬の原料等として有用である。
【背景技術】
【０００２】
溶媒中、塩化第二鉄の存在下に、プロピレン及び塩化水素を反応させて２−クロロプロパンを製造する方法として、例えば、特開昭６０−１７８８３１号公報（特許文献１）には、溶媒に対して０．６重量％以上の塩化第二鉄と溶媒との混合物に、プロピレン及び塩化水素を供給して上記反応を開始し、該反応を５〜３５℃で行う方法が提案されている。また、米国特許第６６１７４７９号明細書（特許文献２）には、溶媒に対して１５〜３５０ｐｐｍの塩化第二鉄と溶媒との混合物に、プロピレン及び塩化水素を供給して上記反応を開始し、該反応を５０℃以上で行う方法が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−１７８８３１号公報
【特許文献２】米国特許第６６１７４７９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、塩化第二鉄を高濃度で使用するため、塩化第二鉄のロスが多く、副反応も起こりやすかった。また、特許文献２に記載の方法では、高温、高圧下で反応を行うため、安全性の点で十分ではなかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、塩化第二鉄の使用量を抑えつつ、温和な条件下で効果的に上記反応を行い、２−クロロプロパンを良好な品質で製造しうる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は鋭意研究を行った結果、所定量の塩化第二鉄と溶媒との混合物に、プロピレン及び塩化水素を供給して上記反応を開始し、該反応を所定温度で行うことにより、上記目的を達成しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち本発明は、溶媒中、塩化第二鉄の存在下に、プロピレン及び塩化水素を反応させる２−クロロプロパンの製造方法であって、（１）溶媒に対して０．１０〜０．２０重量％の塩化第二鉄と溶媒との混合物に、プロピレン及び塩化水素を供給して前記反応を開始すること、及び（２）前記反応を４０〜５０℃で行うこと、を特徴とする２−クロロプロパンの製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、塩化第二鉄の使用量を抑えつつ、温和な条件下で効果的に上記反応を行い、２−クロロプロパンを良好な品質で製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明で使用する溶媒は、プロピレンと塩化水素との反応を特に阻害するものでなければよく、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンのような脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエンのような芳香族炭化水素、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、塩化エチル、１，２−ジクロロエタンのようなハロゲン化脂肪族炭化水素、モノクロロベンゼン、１，２−ジクロロベンゼンのようなハロゲン化芳香族炭化水素等が挙げられ、必要に応じてこれらの２種以上を用いることもできる。好ましくは、２−クロロプロパンが用いられる。
【００１０】
使用する塩化第二鉄としては、無水塩化第二鉄や、塩化第二鉄の水和物が挙げられ、中でも無水塩化第二鉄が好ましい。また、塩化第二鉄の使用量は、溶媒に対して通常０．１０〜０．２０重量％であり、好ましくは０．１５〜０．２０重量％である。
【００１１】
本発明では、上記所定量の塩化第二鉄と溶媒との混合物を４０〜５０℃に調整し、これにプロピレン及び塩化水素を供給して上記反応を開始する。そして、その後も４０〜５０℃に保持して上記反応を行う。このように、塩化第二鉄の濃度を上記所定値に調整した混合物に、上記温度範囲内でプロピレン及び塩化水素を供給することにより、反応器内の圧力上昇を抑え、長時間にわたり上記反応を行うことができ、また、副反応や２−クロロプロパンの着色を抑え、良好な品質の２−クロロプロパンを製造することができる。
【００１２】
使用するプロピレンは、ガス状のものであってもよく、また、溶媒に溶解してなる溶液であってもよい。好ましくはガス状のものが使用される。
【００１３】
使用する塩化水素は、ガス状のものであってもよく、液体であってもよい。また、溶媒に溶解してなる溶液であってもよい。好ましくはガス状のものが使用される。
【００１４】
プロピレン及び塩化水素の供給方法としては、例えば、上記混合物に塩化水素を加えた後、プロピレンを加えてもよく、上記混合物にプロピレン及び塩化水素を併注（共フィード）してもよい。
【００１５】
使用する塩化水素の量は、特に制限はないが、ガス状の塩化水素を使用する場合は、塩化第二鉄１ｇに対して、通常３０〜１００００ｍｌ／ｍｉｎ、好ましくは３００〜２０００ｍｌ／ｍｉｎである。
【００１６】
プロピレンに対する塩化水素のモル比は、特に制限はないが、好ましくは１．０〜１．２である。
【００１７】
反応方式については適宜選択することができ、例えば、回分式反応でもよいし、連続式反応でもよい。
【００１８】
かくして良好な品質で２−クロロプロパンを得ることができる。尚、得られた２−クロロプロパンは蒸留や洗浄などの公知の方法によって更に精製することができる。
【実施例】
【００１９】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらによって限定されるものではない。尚、実施例中のＧＣ面百値とはガスクロマトグラフィーでの分析による２−クロロプロパンの面積百分率を表す。また、タール生成率とは、生成した２−クロロプロパンの重量をＸ、濃縮した後の残渣の重量をＹとして、以下の式により算出した。
【００２０】
タール生成率（％）＝Ｙ／Ｘ×１００
【００２１】
実施例１
（２−クロロプロパンの製造）
１Ｌのオートクレーブに塩化第二鉄０．３０ｇ及び２−クロロプロパン２００ｇを入れ、撹拌しながら４０℃に昇温した。その後、ガス状のプロピレンを２００ｍｌ／ｍｉｎの流量で、ガス状の塩化水素を２０４ｍｌ／ｍｉｎの流量で、それぞれ反応器内の液中に供給した。反応温度を４０℃に保ちながら反応を行ったところ、反応開始後、１１２分が経過した時点で、反応器内の圧力が０．２５ＭＰａＧに達した。
【００２２】
実施例２
（２−クロロプロパンの製造）
反応温度を５０℃とした以外は、実施例１と同様の操作を行った。反応開始後、８４分が経過した時点で、反応器内の圧力が０．２５ＭＰａＧに達した。
【００２３】
比較例１
（２−クロロプロパンの製造）
反応温度を３０℃とした以外は、実施例１と同様の操作を行った。反応開始後、３５分が経過した時点で、反応器内の圧力が０．２５ＭＰａＧに達した。
【００２４】
比較例２
（２−クロロプロパンの製造）
反応温度を６０℃とした以外は、実施例１と同様の操作を行った。反応開始後、４１分が経過した時点で、反応器内の圧力が０．２５ＭＰａＧに達した。
【００２５】
比較例３
（２−クロロプロパンの製造）
塩化第二鉄の使用量を０．１８ｇとし、ガス状のプロピレンを１２０ｍｌ／ｍｉｎの流量で、ガス状の塩化水素を１２２ｍｌ／ｍｉｎの流量で、それぞれ反応器内の液中に供給した以外は、実施例１と同様の操作を行った。反応開始後、４１分が経過した時点で、反応器内の圧力が０．２５ＭＰａＧに達した。
【００２６】
実施例１〜２及び比較例１〜３の結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
塩化第二鉄の触媒活性は、反応器内の圧力上昇の推移で評価した。すなわち、触媒活性が低下すると、未反応のプロピレンや塩化水素が気相部に吹き抜け、反応器内の圧力が高くなるため、かかる圧力を測定することにより触媒活性の持続性を評価した。実施例１及び２で示すように、反応開始時の塩化第二鉄の濃度を０．１５重量％とし、反応温度を４０℃、５０℃とした場合には、反応器内の圧力が０．２５ＭＰａに達するまでの時間が長く、触媒活性が効果的に維持されるのに対し、比較例１及び２で示すように、反応開始時の塩化第二鉄を上記濃度とし、反応温度を３０℃、６０℃とした場合には、反応器内の圧力が０．２５ＭＰａに達するまでの時間が短く、触媒活性を効果的に維持できなかった。また、比較例３で示すように、反応開始時の塩化第二鉄の濃度を０．０９重量％とし、反応温度を４０℃とした場合も、先と同様、反応器内圧が０．２５ＭＰａに達するまでの時間が短く、触媒活性を効果的に維持できなかった。
【００２９】
実施例３
（２−クロロプロパンの製造）
１Ｌのオートクレーブに塩化第二鉄０．４０ｇ及び２−クロロプロパン２００ｇを入れ、撹拌しながら４０℃に昇温した。その後、ガス状のプロピレンを４００ｍｌ／ｍｉｎの流量で、ガス状の塩化水素を４２０ｍｌ／ｍｉｎの流量で、それぞれ反応器内の液中に供給した。反応温度を４０℃に保ちながら５時間反応を行ったところ、反応液６３８ｇが得られ、反応器内の圧力は０．１３ＭＰａＧであった。反応終了後の反応液は透明な黄色であり、灰色の沈殿物が少量見られた。
【００３０】
（２−クロロプロパンの含量分析）
上記で得られた反応液６５ｇを分液ロートに移し、同量の水で水洗した後、静置して分液し、水層を除去した。次に、４．２重量％水酸化ナトリウム水溶液２１ｇを用いて洗浄した後、静置して分液し、次いで水層を除去した後、硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過した。得られた有機層をガスクロマトグラフィーで分析したところ、２−クロロプロパンのＧＣ面百値は９９．８％、プロピレンのＧＣ面百値は０．０７％であった。
【００３１】
（２−クロロプロパンのタール生成率の算出）
上記で得られた２−クロロプロパンを、常圧下、５０℃で十分に濃縮したところ、残渣は０．０６ｇ（タール生成率０．０９％）であった。
【００３２】
比較例４
（２−クロロプロパンの製造）
１Ｌのオートクレーブに塩化第二鉄０．４０ｇ及び２−クロロプロパン２００ｇを入れ、撹拌しながら２０℃に保持した。その後、ガス状のプロピレンを４００ｍｌ／ｍｉｎの流量で、ガス状の塩化水素を４２０ｍｌ／ｍｉｎの流量で、それぞれ反応器内の液中に供給した。反応温度を２０℃に保ちながら反応を行ったところ、３０分を経過した時点で、反応器内の圧力は０．２６ＭＰａＧにまで達し、反応の継続が困難となり、反応を停止した。反応終了後の反応液（２３０ｇ）は透明な黄色であり、灰色の沈殿物は見られなかった。
【００３３】
比較例５
（２−クロロプロパンの製造）
反応温度を６０℃とする以外は、実施例３と同様に反応を行ったところ、反応液６３７ｇが得られ、反応器内の圧力は０．２５ＭＰａＧであった。反応終了後の反応液は薄い黄色であり、灰色の沈殿物が少量見られた。
【００３４】
（２−クロロプロパンの含量分析）
上記で得られた反応液６１ｇを実施例３と同様の方法で精製し、得られた有機層をガスクロマトグラフィーで分析したところ、２−クロロプロパンのＧＣ面百値は９９．６％、プロピレンのＧＣ面百値は０．２０％であった。
【００３５】
（２−クロロプロパンのタール生成率の算出）
上記で得られた２−クロロプロパンを実施例３と同様の方法で濃縮したところ、残渣は０．１７ｇ（タール生成率０．２７％）であった。
【００３６】
比較例６
（２−クロロプロパンの製造）
１Ｌのオートクレーブに塩化第二鉄１．２０ｇ及び２−クロロプロパン２００ｇを入れ、撹拌しながら２０℃に保持した。その後、ガス状のプロピレンを４００ｍｌ／ｍｉｎの流量で、ガス状の塩化水素を４２０ｍｌ／ｍｉｎの流量で、それぞれ反応器内の液中に供給した。反応温度を２０℃に保ちながら５時間反応を行ったところ、反応液６３７ｇが得られ、反応器内の圧力は０．０７８ＭＰａＧであった。反応終了後の反応液は黄色であり、灰色の沈殿物が多く見られた。
【００３７】
（２−クロロプロパンの含量分析）
上記で得られた反応液５７ｇを実施例３と同様の方法で精製し、得られた有機層をガスクロマトグラフィーで分析したところ、２−クロロプロパンのＧＣ面百値は９９．７％、プロピレンのＧＣ面百値は０．１９％であった。
【００３８】
（２−クロロプロパンのタール生成率の算出）
上記で得られた２−クロロプロパンを実施例３と同様の方法で濃縮したところ、残渣は０．１４ｇ（タール生成率０．２５％）であった。
【００３９】
実施例３及び比較例４〜６の結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
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【００４１】
実施例３で示すように、反応開始時の塩化第二鉄の濃度を０．２０重量％とし、反応温度を４０℃とした場合では、反応終了時の反応器内の圧力はさほど高くなく、タール生成量も少ない良好な品質の２−クロロプロパンが得られた。それに対し、比較例４で示すように、反応開始時の塩化第二鉄の濃度を０．２０重量％とし、反応温度を２０℃とした場合では、すぐに反応器内の圧力が高くなり反応を継続できなかった。また、比較例５で示すように、反応開始時の塩化第二鉄の濃度を０．２０重量％とし、反応温度を６０℃とした場合では、先と同様、反応終了時の反応器内の圧力も高くなり、また、タール生成量も多かった。さらに、比較例６で示すように、反応開始時の塩化第二鉄の濃度を０．６０重量％とし、反応温度を２０℃とした場合では、反応終了時の反応器内の圧力はさほど高くないものの、反応終了時の反応液に灰色沈殿物が多く見られ、タール生成量も多かった。