(57)【要約】【課題】所定の鉄化合物から、アルケン等と塩化水素との反応に対する触媒活性を有する物質を製造すること。また、この触媒活性物質を、アルケン等と塩化水素との反応に用いて、モノクロロアルカン等を製造すること。【解決手段】アルケン、シクロアルケン及び塩化水素の不存在下で塩化第二鉄をモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンと混合することにより得られ、アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素との反応に対する触媒活性を実質的に示さない鉄化合物に、アルケン及びシクロアルケンの不存在下で塩化水素を接触させることによる触媒活性物質の製造方法。また、この方法により得られる触媒活性物質の存在下に、アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素とを反応させるモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルケン、シクロアルケン及び塩化水素の不存在下で塩化第二鉄をモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンと混合することにより得られ、アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素との反応に対する触媒活性を実質的に示さない鉄化合物に、アルケン及びシクロアルケンの不存在下で塩化水素を接触させることを特徴とする触媒活性物質の製造方法。
【請求項２】
前記鉄化合物が、アルケン、シクロアルケン及び塩化水素の不存在下で塩化第二鉄をモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンと混合し、次いで１時間以上経過して得られる鉄化合物である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法により触媒活性物質を製造し、この触媒活性物質の存在下に、アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素とを反応させるモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素との反応に対する触媒活性を実質的に示さない鉄化合物から、上記触媒活性を有する物質を製造する方法に関する。また、この方法により得られる触媒活性物質を上記反応に用いて、モノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンを製造する方法に関係している。モノクロロアルカンやモノクロロシクロアルカンは、溶剤や医農薬の原料等として有用である。
【背景技術】
【０００２】
アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素とを反応させて、対応するモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンを製造する方法として、例えば、モノクロロアルカンの一つである２−クロロプロパンを溶媒として用い、これに塩化第二鉄を加えた後、アルケンの一つであるプロピレンと塩化水素とを供給する方法が知られている（特許文献１及び２）。
【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、上記特許文献に記載の方法では、溶媒であるモノクロロアルカンやモノクロロシクロアルカンと、触媒である塩化第二鉄とが互いに反応しやすく、そのため塩化第二鉄が、アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素との反応に対する触媒活性を徐々に失い、やがては上記触媒活性を実質的に示さない鉄化合物を生じてしまうという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記鉄化合物から、アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素との反応に対する触媒活性を有する物質を製造する方法を提供することにある。また、こうして得られる触媒活性物質を、アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素との反応に用いて、モノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンを製造す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】
本発明者は鋭意研究を行った結果、上記鉄化合物に、アルケン及びシクロアルケンの不存在下で塩化水素を接触させることにより、上記触媒活性物質を製造しうること、及び、その触媒活性物質を上記反応に用いることにより、モノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンを製造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、アルケン、シクロアルケン及び塩化水素の不存在下で塩化第二鉄をモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンと混合することにより得られ、アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素との反応に対する触媒活性を実質的に示さない鉄化合物に、アルケン及びシクロアルケンの不存在下で塩化水素を接触させることを特徴とする触媒活性物質の製造方法を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、上記の方法により触媒活性物質を製造し、この触媒活性物質の存在下に、アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素とを反応させるモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンの製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、上記鉄化合物から、上記触媒活性を有する物質を製造することができる。また、この触媒活性物質を、アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素との反応に用いて、モノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンを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】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素との反応を行うに際し、アルケン、シクロアルケン及び塩化水素の不存在下で、塩化第二鉄をモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンと混合すると、この塩化第二鉄は徐々に上記反応に対する触媒活性を失っていく。本発明では、前記の如く該触媒活性を徐々に失って生じた、該触媒活性を実質的に示さない鉄化合物に対して、塩化水素による接触処理を施すものである。
【００１１】
本発明におけるアルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素との反応とは、アルケン及び／又はシクロアルケンへの塩化水素の付加反応であり、該反応により、アルケンからはモノクロロアルカンが、シクロアルケンからはモノクロロアルカンが製造される。本発明における触媒活性とは、該反応に対する触媒活性を意味する。
【００１２】
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用いられ、中でも無水塩化第二鉄が好ましく用いられる。
【００１３】
溶媒としては、モノクロロアルカンやモノクロロシクロアルカン、又はそれらの混合物が用いられる。ここでいうモノクロロアルカンは、通常、炭素数２〜１０程度のモノクロロアルカンであり、その具体例としては、クロロエタン、２−クロロプロパン、２−クロロブタン、２−クロロペンタン、２−クロロ−２−メチルブタン、２−クロロヘキサン、２−クロロ−２，３−ジメチルブタン、２−クロロオクタン等が挙げられる。ここでいうモノクロロシクロアルカンは、通常、炭素数３〜１０程度のモノクロロシクロアルカンであり、その具体例としては、クロロシクロプロパン、クロロシクロブタン、クロロシクロペンタン、クロロシクロヘキサン、クロロシクロオクタン等が挙げられる。
【００１４】
また、上記モノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンに加え、これら以外の溶媒を用いてもよい。かかる溶媒は、塩化第二鉄と速やかに反応するものでなければよく、その例としては、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る。
【００１５】
溶媒の使用量は、塩化第二鉄に対して、通常１．５〜１０００００重量倍、好ましくは１．５〜１０００重量倍である。
【００１６】
塩化第二鉄と、モノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンとの混合は、常圧下、減圧下及び加圧下のいずれかで行われ、また、その混合温度は、通常−３０〜１００℃程度である。
【００１７】
上述のように、アルケン、シクロアルケン及び塩化水素の不存在下で、塩化第二鉄をモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンと混合することにより、アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素との反応に対する触媒活性を実質的に示さない鉄化合物が得られる。そして、該鉄化合物に、アルケン及びシクロアルケンの不存在下で、塩化水素を接触させることにより、上記触媒活性を有する物質、すなわち触媒活性物質を製造することができる。特に、上記塩化水素による接触処理は、塩化第二鉄とモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンとの混合後、１時間以上経過して上記触媒活性を失ってしまった鉄化合物に対しても、有効に施すことができる。
【００１８】
接触処理に用いる塩化水素は、ガス状のものであってもよく、液体であってもよい。また、塩化水素が有機溶媒に溶解してなる溶液を用いてもよい。かかる塩化水素の使用量は、塩化第二鉄１モルに対し、通常０．１モル以上、好ましくは０．８モル以上、より好ましくは１．０モル以上である。
【００１９】
接触処理方法としては、例えば、（１）アルケン、シクロアルケン及び塩化水素の不存在下で、塩化第二鉄をモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンと混合し、該混合物を、アルケン及びシクロアルケンの不存在下で、塩化水素と混合する方法や、（２）アルケン、シクロアルケン及び塩化水素の不存在下で、塩化第二鉄をモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンと混合した後、ろ過し、得られるろ残を、アルケン及びシクロアルケンの不存在下で、塩化水素と混合する方法や、（３）アルケン、シクロアルケン及び塩化水素の不存在下で、塩化第二鉄をモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンと混合した後、モノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンを蒸発留去して、得られる蒸発残分を、アルケン及びシクロアルケンの不存在下で、塩化水素と混合する方法等が挙げられる。
【００２０】
接触処理は、常圧下、減圧下及び加圧下のいずれかで行うことができ、また、その温度は、通常−３０〜１００℃、好ましくは−２０〜４０℃である。
【００２１】
かくして、アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素との反応に対して触媒活性を有する物質、すなわち触媒活性物質を得ることができる。そして、該触媒活性物質をアルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素との反応に用いることにより、有利にモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンを製造することができる。
【００２２】
ここでいうアルケンは、通常、炭素数２〜１０程度のアルケンであり、その具体例としては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、２−メチル−２−ブテン、１−ヘキセン、２，３−ジメチル−２−ブテン、１−オクテン等が挙げられる。ここでいうシクロアルケンは、通常、炭素数３〜１０程度のシクロアルケンであり、その具体例としては、シクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテン等が挙げられる。
【００２３】
反応に用いる塩化水素は、上述した接触処理の場合と同様、ガス状のものであってもよく、液体であってもよい。また、塩化水素が有機溶媒に溶解してなる溶液を用いてもよい。
【００２４】
反応方法は、適宜選択しうるが、例えば、上記（１）の方法で接触処理した場合、該接触処理により得られる触媒活性物質を含む混合物に、アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素とを供給する方法が挙げられる。また、上記（２）や（３）の方法で接触処理した場合、該接触処理により得られる触媒活性物質を含む固形物を、溶媒としてのモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンで希釈した後、アルケン及び／又はシクロアルケンと塩化水素とを供給する方法が挙げられる。尚、本反応において溶媒として用いるモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンは、本反応により生成するものと同じものを用いるのが好ましい。
【００２５】
反応は、常圧下、減圧下及び加圧下のいずれかで行うことができ、また、その温度は、通常−３０〜１００℃、好ましくは−２０〜５０℃である。
【００２６】
かくしてアルケン及び／又はシクロアルケンから対応するモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンを有利に製造することができる。得られたモノクロロアルカン及び／又はモノクロロシクロアルカンは、蒸留や洗浄等の公知の方法により精製することができる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００２８】
実施例１
２００ｍＬのＳＵＳ製オートクレーブに無水塩化第二鉄０．１２ｇと２−クロロプロパン３７．５ｇとを入れ、３０℃で２時間保持して、触媒活性を実質的に示さない鉄化合物を含む混合物を得た。その後、反応器内部の圧力が０．１５ＭＰａＧになるように、反応器内にガス状の塩化水素を導入した後、３０℃で１時間保持して、触媒活性物質を含む混合物を得た。その後、１０℃に冷やして、反応器内の気相部の塩化水素を除去した後、４０℃で、ガス状の塩化水素及びガス状のプロピレンを、それぞれ毎分１５０ｍＬで反応器内に供給した。反応開始から２４０分で２−クロロプロパンが１２６ｇ生成し、反応器内部の圧力は０．２０ＭＰａＧであった。
【００２９】
比較例１
２００ｍＬのＳＵＳ製オートクレーブに無水塩化第二鉄０．１２ｇと２−クロロプロパン３７．５ｇとを入れ、３０℃で２時間保持して、触媒活性を実質的に示さない鉄化合物を含む混合物を得た。その後、上記塩化水素による接触処理を行わずに、４０℃で、ガス状の塩化水素及びガス状のプロピレンを、それぞれ毎分１５０ｍＬで反応器に供給した。これら原料の供給を開始してからすぐに圧力の上昇が始まり、反応開始から３分で反応器内部の圧力は０．４０ＭＰａＧになり、２−クロロプロパンはほとんど得られなかった。