(57)【要約】  本発明は、芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法であって、チタノシリケート存在下で、特定の芳香族化合物（Ａ）と、炭化水素化合物（ｂ１）、ケトン化合物（ｂ２）、及びエステル化合物（ｂ３）からなる群から選ばれる少なくとも１種の添加剤（Ｂ）と、過酸化物（Ｃ）とを混合して、該芳香族化合物（Ａ）と過酸化物（Ｃ）とを反応させる工程を含む、特定の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法であって、
チタノシリケート存在下で、下記式（１）で示される芳香族化合物（Ａ）と、炭化水素化合物（ｂ１）、ケトン化合物（ｂ２）、及びエステル化合物（ｂ３）からなる群から選ばれる少なくとも１種の添加剤（Ｂ）と、過酸化物（Ｃ）とを混合して、該芳香族化合物（Ａ）と過酸化物（Ｃ）とを反応させる工程を含む、下記式（２）で示される芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【化１】
2019182035.tif 000017
（式中、Ｒ１は、水素原子、又は炭素数１〜８のアルキル基である。）
【化２】
2019182035.tif 000018
（式中、Ｒ１は、前記と同義である。）
【請求項２】
前記炭化水素化合物（ｂ１）が炭素数１〜８の炭化水素化合物であり、前記ケトン化合物（ｂ２）が下記式（３）で示される化合物であり、前記エステル化合物（ｂ３）が下記式（４）で示される化合物である、請求項１に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【化３】
2019182035.tif 000019
（式中のＲ２は炭素数２〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数４〜６のポリエン基、又は炭素数５〜１０の芳香族基を示す。Ｒ３は炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数４〜６のポリエン基、又は炭素数５〜１０の芳香族基を示す。Ｒ２とＲ３は結合し環を形成していてもよい。）
【化４】
2019182035.tif 000020
（式中のＲ４及びＲ５はそれぞれ独立に、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数４〜６のポリエン基、又は炭素数５〜１０の芳香族基を示す。Ｒ４とＲ５は結合し環を形成していてもよい。）
【請求項３】
前記炭化水素化合物（ｂ１）の炭素数が５〜８であり、前記ケトン化合物（ｂ２）における前記式（３）中のＲ２とＲ３の炭素数の和が３〜６であり、前記エステル化合物（ｂ３）における前記式（４）中のＲ４が炭素数１〜３のアルキル基又は炭素数２〜３のアルケニル基であり、Ｒ５が炭素数１〜４のアルキル基又は炭素数２〜４のアルケニル基である、請求項２に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項４】
前記炭化水素化合物（ｂ１）が、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、ベンゼン、トルエン及びキシレンからなる群から選ばれる少なくとも１種であり、
前記ケトン化合物（ｂ２）が、メチルエチルケトン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、３−メチル−２−ブタノン、シクロペンタノン、２−メチル−３−ペンタノン、メチルイソブチルケトン、２−ヘキサノン、３−ヘキサノン、及びシクロヘキサノンからなる群から選ばれる少なくとも１種であり、
前記エステル化合物（ｂ３）が、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、及び酪酸ブチルからなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項５】
前記添加剤（Ｂ）が、前記ケトン化合物（ｂ２）及び前記エステル化合物（ｂ３）からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項６】
前記ケトン化合物（ｂ２）及び前記エステル化合物（ｂ３）からなる群から選ばれる化合物の全炭素数が、４〜７である、請求項５に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項７】
前記添加剤（Ｂ）の使用量が、前記芳香族化合物（Ａ）に対して０．１〜３０質量％である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項８】
前記芳香族化合物（Ａ）が、フェノール又はアニソールである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項９】
前記チタノシリケートが、ＴＳ−１及びＴＳ−２からなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項１０】
前記チタノシリケートの使用量が、前記芳香族化合物（Ａ）に対して０．１〜３０質量％である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項１１】
前記過酸化物（Ｃ）が、過酸化水素、過硫酸、過硫酸水素ナトリウム、及び過硫酸水素カリウムからなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項１２】
前記式（２）で示される芳香族ヒドロキシ化合物が、下記式（５）で示される化合物及び下記式（６）で示される化合物を含み、該式（６）で示される化合物に対する該式（５）で示される化合物の質量比［式（５）／式（６）］が０．４０〜０．９０である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【化５】
2019182035.tif 000021
（式中、Ｒ１は、前記と同義である。）
【化６】
2019182035.tif 000022
（式中、Ｒ１は、前記と同義である。）
【請求項１３】
前記反応において、反応溶媒を使用する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項１４】
前記反応溶媒の使用量が、添加剤（Ｂ）に対して、１〜１００００質量倍である、請求項１３に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項１５】
前記反応溶媒として水を使用する、請求項１３又は１４に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項１６】
前記反応溶媒中に含まれる水の含有量が、全反応溶媒中、９０〜１００質量％である、請求項１５に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項１７】
前記反応を懸濁床で行い、かつ、得られた反応混合物からチタノシリケートを分離する触媒分離工程を含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項１８】
前記触媒分離工程で分離したチタノシリケートを乾燥処理し、前記反応に再使用する、請求項１７に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項１９】
前記チタノシリケートの乾燥処理後、さらに焼成処理し、前記反応に再使用する、請求項１８に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項２０】
前記乾燥処理を５０〜２００℃、前記焼成処理を２００℃超９００℃以下で行う、請求項１９に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項２１】
前記触媒分離工程でチタノシリケートを分離した後の反応混合物から、未反応の前記芳香族化合物（Ａ）、前記添加剤（Ｂ）、及び水を蒸留で分離し、その一部又は全部を前記反応に再使用する、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項２２】
前記式（２）で示される芳香族ヒドロキシ化合物がハイドロキノンを含む、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の製造方法により得られたハイドロキノンを用いた重合防止剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
芳香族ヒドロキシ化合物は、種々の有機合成中間体または原料物質として重要であり、還元剤、ゴム薬、染料、医薬、農薬、重合防止剤、酸化抑制剤等の分野に利用される。そのため、芳香族ヒドロキシ化合物を製造する方法は、絶えず改良が求められている。
芳香族ヒドロキシ化合物を製造する方法として、フェノールと過酸化水素とを反応させることにより、ピロカテコール及びハイドロキノンを製造する方法が知られている（例えば、特許文献１）。芳香族ヒドロキシ化合物の収率を向上させるために、ケトン化合物存在下で芳香族ヒドロキシ化合物を製造する方法が知られている（例えば、特許文献２及び特許文献３）。また、ＴＳ−１触媒を用いて芳香族ヒドロキシ化合物を製造する方法（例えば、特許文献４）、ＴＳ−１触媒及びアルコール等の存在下で、芳香族ヒドロキシ化合物を製造する方法も知られている（例えば、特許文献５〜７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭５２−００００１３号公報
【特許文献２】特公昭５２−０３８５４６号公報
【特許文献３】特許第３１００１９８号公報
【特許文献４】特表２０１５−５１１９４５号公報
【特許文献５】特許第５７３４５３８号公報
【特許文献６】特許第４２５４００９号公報
【特許文献７】特許第４０５６１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法において、需給バランスから、特定の異性体を効率よく製造する方法が求められており、例えばフェノールのヒドロキシ化においては、重合防止剤等として使用されるハイドロキノンを効率よく製造する方法が求められている。また、需給バランスにより、芳香族ヒドロキシ化合物の異性体の生成量も変わってくるため、簡便な方法により当該異性体の生成比を制御する方法が求められる。さらにまた、該生成比等を制御しながら、収率を高く維持することも求められる。
前記文献ではピロカテコール及びハイドロキノンを製造する際にフェノールの酸化剤として過酸化水素が用いられているが、特許文献１〜３では、生成物である異性体のピロカテコールとハイドロキノンとの質量比（ピロカテコール／ハイドロキノン）が０．９より大きい。
また、特許文献４では、得られる芳香族ヒドロキシ化合物の過酸化水素基準の収率が４０〜８０％と高く維持されているが、生成物である異性体のピロカテコールとハイドロキノンとの質量比は０．６程度であり、該質量比の制御は溶剤の添加により行われている。実施例における溶剤の使用量は、反応原料である芳香族化合物に対し３０重量％である。しかしながら通常、反応溶媒とは異なる種類の溶剤を用いると、後処理工程で蒸留により分離精製する際に異なる条件が必要になり、簡便な方法とは言えない。
さらにまた、特許文献５〜７では、アルコール化合物やエーテル化合物等の溶剤を用いて、芳香族ヒドロキシ化合物の異性体の生成比の制御を行っているが、実施例における溶剤の使用量は、製造原料である芳香族化合物に対し約５０重量％である。特許文献５〜７では過酸化水素基準の収率が４０〜８０％と高く維持されているものの、前記と同様に、溶剤量が多いため後処理工程が煩雑になり、簡便な方法とは言えない。【０００５】
本発明では、芳香族化合物と過酸化物との反応により芳香族ヒドロキシ化合物を製造する方法において、収率を高く維持したまま、芳香族ヒドロキシ化合物の異性体の生成比を工業的に好適な方法により制御することができる、芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、芳香族化合物と過酸化物とをチタノシリケート及び所定の添加剤の存在下で反応させる工程を含む芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法により、上記課題を解決し得ることを見出した。
本発明は以下の事項に関する。
［１］芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法であって、チタノシリケート存在下で、下記式（１）で示される芳香族化合物（Ａ）と、炭化水素化合物（ｂ１）、ケトン化合物（ｂ２）、及びエステル化合物（ｂ３）からなる群から選ばれる少なくとも１種の添加剤（Ｂ）と、過酸化物（Ｃ）とを混合して、該芳香族化合物（Ａ）と過酸化物（Ｃ）とを反応させる工程を含む、下記式（２）で示される芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
【化１】
2019182035.tif 000002
（式中、Ｒ１は、水素原子、又は炭素数１〜８のアルキル基である。）
【化２】
2019182035.tif 000003
（式中、Ｒ１は、前記と同義である。）
［２］前記式（２）で示される芳香族ヒドロキシ化合物がハイドロキノンを含む、上記［１］に記載の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法。
［３］上記［２］に記載のハイドロキノンを用いた重合防止剤。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、収率を高く維持したまま、芳香族ヒドロキシ化合物の異性体の生成比を工業的に好適な方法により制御することができ、例えば、パラ位に置換基を有する芳香族ヒドロキシ化合物の生成比を向上させることができる。この場合、芳香族化合物であるフェノールを過酸化物との反応によりヒドロキシ化する際に、ピロカテコールよりもハイドロキノンの生成量を多くすることができる。
本発明の製造方法により得られた芳香族ヒドロキシ化合物は、種々の有機合成中間体又は製造原料として有用であり、還元剤、ゴム薬、染料、医薬、農薬、重合防止剤、酸化抑制剤などの分野に利用される。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の好適な一実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【０００９】
［芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法］
本発明は、チタノシリケート存在下で、下記式（１）で示される芳香族化合物（Ａ）と、炭化水素化合物（ｂ１）、ケトン化合物（ｂ２）、及びエステル化合物（ｂ３）からなる群から選ばれる少なくとも１種の添加剤（Ｂ）と、過酸化物（Ｃ）とを混合して、該芳香族化合物（Ａ）と過酸化物（Ｃ）とを反応させる工程を含む、下記式（２）で示される芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法に関する。
【化３】
2019182035.tif 000004
（式中、Ｒ１は、水素原子、又は炭素数１〜８のアルキル基である。）
【化４】
2019182035.tif 000005
（式中、Ｒ１は、前記と同義である。）
本発明の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法（以下、単に「本発明の製造方法」ともいう）は、チタノシリケートを触媒として前記芳香族化合物（Ａ）と過酸化物（Ｃ）とを反応させて芳香族化合物（Ａ）のヒドロキシ化反応を行う際に、上記所定の添加剤（Ｂ）を混合することにより、良好な収率を維持しながら、芳香族ヒドロキシ化合物の異性体の生成比を工業的に好適な方法により制御することができ、例えば、パラ位に置換基を有する芳香族ヒドロキシ化合物（以下「パラ異性体」ともいう）の生成比を向上させることができる。
【００１０】
＜チタノシリケート＞
本発明の製造方法において、チタノシリケートは前記芳香族化合物（Ａ）と過酸化物（Ｃ）とを反応させる際の触媒として用いられる。
本発明で触媒として用いるチタノシリケートの組成は、（ＳｉＯ２）ｘ・（ＴｉＯ２）（１−ｘ）で示される構造のものを指す。この場合、ｘ／（１−ｘ）の値の範囲は、好ましくは５〜１０００、より好ましくは１０〜５００である。
チタノシリケートは公知の方法により製造することができる。公知の方法としては、例えば、触媒調製ハンドブック（岩本正和監修、株式会社ＮＴＳ、２０１１年４月２５日発行、２１２ページ）やＣａｔａｌｙｓｉｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ３８  （１９９６）２５１−２５４、特許第４９１７５４９号公報に記載されている。
具体的には、例えば、オルトチタン酸ブチル等のチタン源、オルトケイ酸エチル等のシリカ源、水酸化テトラプロピルアンモニウムなどの構造規定剤を水中で混合し、室温から加熱下で撹拌した後、原料によっては加水分解等により生じることがあるエタノール等を除去する。得られた母液を高温で長時間加熱し、遠心分離やろ過等により得られた固体を高温で長時間焼成し、必要に応じて酸処理等をすることにより、チタノシリケートを得ることができる。
【００１１】
本発明で用いるチタノシリケートとしては、多孔質の非晶質チタノシリケート；多孔質の層化チタノシリケート；結晶微孔質チタノシリケート、例えば、チタンシリカライト−１（ＴＳ−１）、チタンシリカライト−２（ＴＳ−２）、チタノシリケートβ（Ｔｉ−β）、チタノシリケートＺＳＭ−１２（Ｔｉ−ＺＳＭ−１２）及びチタノシリケートＺＳＭ−４８（Ｔｉ−ＺＳＭ−４８）；並びにメソ多孔質のチタノシリケート、例えば、Ｔｉ−ＭＣＭ−４１；並びに複数のチタン配位位置又は種を含む多孔質のチタノシリケートが含まれる。
なお、ＴＳ−１はＭＦＩ構造を有し、ケイ素のみからなるシリカライト−１のＳｉの一部をＴｉに置き換えたチタノシリケートであり、特公平１−４２８８９号公報、特許第４９１７５４９号公報にその詳細が記載されている。また、ＴＳ−２はＭＥＬ構造を有するチタノシリケートを示す。
上記のうち、チタノシリケートとして好ましくはＴＳ−１及びＴＳ−２からなる群から選ばれる少なくとも１種、より好ましくはＴＳ−１が挙げられる。本発明にこのようなチタノシリケートを用いることで、より高収率で芳香族ヒドロキシ化合物を製造することができ、例えば、パラ異性体の生成比を向上させることができる。
本発明で用いるチタノシリケートは、複数種のチタノシリケートの混合物であっても、単一種のチタノシリケートであってもよいが、触媒として繰り返し使用し、再現性よく芳香族ヒドロキシ化合物を製造する観点から単一種のチタノシリケートであることが好ましい。
【００１２】
本発明におけるチタノシリケートの使用量は、前記式（１）で示される芳香族化合物（Ａ）に対して、好ましくは０．１〜３０質量％、より好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．５〜１０質量％、よりさらに好ましくは１〜６質量％である。この範囲とすることで、より高収率で芳香族ヒドロキシ化合物を製造することができ、得られる芳香族ヒドロキシ化合物の異性体の生成比を制御できるとともに、後述する触媒分離工程及び再使用の工程を効率よく実施することができる。
【００１３】
＜芳香族化合物（Ａ）＞
本発明で使用される芳香族化合物（Ａ）は前記式（２）で示される芳香族ヒドロキシ化合物の製造原料であり、下記式（１）で示される化合物である。
【化５】
2019182035.tif 000006
【００１４】
式中、Ｒ１は、水素原子、又は炭素数１〜８のアルキル基であり、当該アルキル基は直鎖状、分岐鎖状、又は環状のいずれでもよい。
炭素数１〜８のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、１−メチルプロピル基、１−メチルブチル基、２−メチルヘキシル基、２−エチルヘキシル基、３−メチルヘキシル基、３−エチルヘキシル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。
Ｒ１は、水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基であることが好ましく、水素原子又はメチル基であることがより好ましく、水素原子であることがさらに好ましい。この芳香族化合物を使用することで、より高収率で芳香族ヒドロキシ化合物を製造することができる。また、得られる芳香族ヒドロキシ化合物の異性体の生成比を制御でき、例えば、パラ異性体の生成比を向上させることができる。
なお、Ｒ１が水素原子の化合物はフェノール、Ｒ１がメチル基の化合物はアニソールである。すなわち芳香族化合物（Ａ）は、より好ましくはフェノール又はアニソールであり、さらに好ましくはフェノールである。
【００１５】
＜添加剤（Ｂ）＞
本発明で使用される添加剤（Ｂ）は、炭化水素化合物（ｂ１）、ケトン化合物（ｂ２）、及びエステル化合物（ｂ３）からなる群から選ばれる少なくとも１種である。チタノシリケート存在下で前記芳香族化合物（Ａ）と後述する過酸化物（Ｃ）とを混合して反応させる際に、さらに所定の添加剤（Ｂ）を混合することで、より高収率で芳香族ヒドロキシ化合物を製造することができる。また簡便な方法により、得られる芳香族ヒドロキシ化合物の異性体の生成比を制御できる。
本発明の効果をより有効に得る観点、特に、パラ異性体の生成比を向上させる観点から、添加剤（Ｂ）は、ケトン化合物（ｂ２）及びエステル化合物（ｂ３）からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物であることが好ましく、ケトン化合物（ｂ２）であることがより好ましい。また添加剤（Ｂ）は、２種以上の化合物の混合物でもよいが、反応の再現性の向上や添加剤の分解等により生成する不純物の低減、及び反応後の添加剤の回収容易性の観点から、１種の化合物であることが好ましい。
添加剤（Ｂ）が、ケトン化合物（ｂ２）及びエステル化合物（ｂ３）からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物である場合の当該化合物の全炭素数は、４〜８が好ましく、４〜７がより好ましく、５〜６がさらに好ましく、５がよりさらに好ましい。
【００１６】
（炭化水素化合物（ｂ１））
炭化水素化合物（ｂ１）は、好ましくは炭素数１〜８の炭化水素化合物であり、当該炭素数は、より好ましくは５〜８である。当該炭化水素化合物としては、炭素数１〜８の、直鎖状、分岐鎖状、又は環状の脂肪族炭化水素化合物、及び、炭素数５〜８の芳香族炭化水素化合物が挙げられる。これらの中でも、本発明の効果を得る観点からは炭素数５〜８の脂肪族炭化水素化合物がより好ましい。
当該炭化水素化合物（ｂ１）としては、具体的には、例えば、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、ベンゼン、トルエン、及びキシレンからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、及びシクロオクタンからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００１７】
（ケトン化合物（ｂ２））
ケトン化合物（ｂ２）は、好ましくは下記式（３）で示される化合物である。
【化６】
2019182035.tif 000007
【００１８】
式中のＲ２は炭素数２〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数４〜６のポリエン基、又は炭素数５〜１０の芳香族基を示す。Ｒ３は炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数４〜６のポリエン基、又は炭素数５〜１０の芳香族基を示す。Ｒ２とＲ３は結合し環を形成していてもよい。
【００１９】
Ｒ２における炭素数２〜６のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、又は環状のいずれでもよい。当該アルキル基としては、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、１−メチルプロピル基、１−メチルブチル基、１−メチルペンチル基、１−エチルプロピル基、２−メチルブチル基、２−メチルプロピル基、２−エチルブチル基、３−メチルブチル基、３−メチルペンチル基、４−メチルペンチル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
Ｒ３における炭素数１〜６のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、又は環状のいずれでもよい。当該アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、１−メチルプロピル基、１−メチルブチル基、１−メチルペンチル基、１−エチルプロピル基、２−メチルブチル基、２−メチルプロピル基、２−エチルブチル基、３−メチルブチル基、３−メチルペンチル基、４−メチルペンチル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
【００２０】
Ｒ２及びＲ３における炭素数２〜６のアルケニル基は、直鎖状、分岐鎖状、又は環状のいずれでもよい。当該アルケニル基としては、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、シクロプロペニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。また、例えば、ペンテニル基中には、ｔｒａｎｓ−２−ペンテニル基、ｃｉｓ−２−ペンテニル基、ｔｒａｎｓ−３−ペンテニル基、ｃｉｓ−３−ペンテニル基等の異性体が含まれる。
炭素数４〜６のポリエン基としては、２以上のエチレン結合（−ＣＨ＝ＣＨ−）を有する炭化水素基を示し、具体的には、１，３−ブタジエニル基、１，３−ペンタジエニル基、１，３，５−ヘキサトリエニル基等が挙げられる。
【００２１】
Ｒ２及びＲ３における炭素数５〜１０の芳香族基としては、フェニル基、１−トリル基、２−トリル基、３−トリル基、２，６−ジメチルフェニル基、２，４−ジメチルフェニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
【００２２】
本発明の効果を得る観点から、ケトン化合物（ｂ２）における前記式（３）中のＲ２とＲ３の炭素数の和は３〜６であることが好ましく、４〜５であることがより好ましく、４であることがさらに好ましい。
好ましいケトン化合物（ｂ２）としては、メチルエチルケトン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、３−メチル−２−ブタノン、シクロペンタノン、２−メチル−３−ペンタノン、メチルイソブチルケトン、２−ヘキサノン、３−ヘキサノン、及びシクロヘキサノンからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、より好ましくはメチルエチルケトン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、３−メチル−２−ブタノン、２−メチル−３−ペンタノン、２−ヘキサノン、及び３−ヘキサノンからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、さらに好ましくは２−ペンタノン、３−ペンタノン、及び２−ヘキサノンからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、よりさらに好ましくは２−ペンタノン及び３−ペンタノンからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００２３】
ケトン化合物（ｂ２）の全炭素数は、４〜７が好ましく、５〜６がより好ましく、５がさらに好ましい。
【００２４】
（エステル化合物（ｂ３））
エステル化合物（ｂ３）は、好ましくは下記式（４）で示される化合物である。
【化７】
2019182035.tif 000008
【００２５】
式中のＲ４及びＲ５はそれぞれ独立に、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数４〜６のポリエン基、又は炭素数５〜１０の芳香族基を示す。Ｒ４とＲ５は結合し環を形成していてもよい。
【００２６】
Ｒ４及びＲ５における炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数４〜６のポリエン基、及び炭素数５〜１０の芳香族基は、前記式（３）中のＲ３と同義である。
【００２７】
本発明の効果を得る観点から、前記エステル化合物（ｂ３）における前記式（４）中のＲ４が炭素数１〜３のアルキル基又は炭素数２〜３のアルケニル基であり、Ｒ５が炭素数１〜４のアルキル基又は炭素数２〜４のアルケニル基であることが好ましい。また、前記式（４）中のＲ４が炭素数１〜３のアルキル基又は炭素数２のアルケニル基であり、Ｒ５が炭素数１〜３のアルキル基又は炭素数２〜３のアルケニル基であることがより好ましい。
好ましいエステル化合物（ｂ３）としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、及び酪酸ブチルからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、より好ましくは、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、及び酪酸メチルからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、さらに好ましくは、酢酸エチル、プロピオン酸エチルが挙げられる。
【００２８】
エステル化合物（ｂ３）の全炭素数は、３〜８が好ましく、３〜６がより好ましく、４〜５がさらに好ましい。
【００２９】
本発明で使用される、炭化水素化合物（ｂ１）、ケトン化合物（ｂ２）、及びエステル化合物（ｂ３）からなる群から選ばれる少なくとも１種の添加剤（Ｂ）は、好ましくは下記である。
添加剤（Ｂ）の好ましい範囲は、炭化水素化合物（ｂ１）が炭素数１〜８の炭化水素化合物であり、ケトン化合物（ｂ２）が前記式（３）で示される化合物であり、エステル化合物（ｂ３）が前記式（４）で示される化合物である。
添加剤（Ｂ）のより好ましい範囲は、炭化水素化合物（ｂ１）の炭素数が５〜８であり、ケトン化合物（ｂ２）における前記式（３）中のＲ２とＲ３の炭素数の和が３〜６であり、エステル化合物（ｂ３）における前記式（４）中のＲ４が炭素数１〜３のアルキル基又は炭素数２〜３のアルケニル基であり、Ｒ５が炭素数１〜４のアルキル基又は炭素数２〜４のアルケニル基である。
また、添加剤（Ｂ）のさらに好ましい範囲は、炭化水素化合物（ｂ１）が、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、ベンゼン、トルエン及びキシレンからなる群から選ばれる少なくとも１種であり、ケトン化合物（ｂ２）が、メチルエチルケトン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、３−メチル−２−ブタノン、シクロペンタノン、２−メチル−３−ペンタノン、メチルイソブチルケトン、２−ヘキサノン、３−ヘキサノン、及びシクロヘキサノンからなる群から選ばれる少なくとも１種であり、エステル化合物（ｂ３）が、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、及び酪酸ブチルからなる群から選ばれる少なくとも１種である。  
【００３０】
本発明における添加剤（Ｂ）の使用量は、前記芳香族化合物（Ａ）に対し、好ましくは０．１〜３０質量％である。その下限として、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上、さらに好ましくは０．８質量％以上、さらにより好ましくは１質量％以上である。０．１質量％以上であると、高い選択率を維持しつつ、得られる芳香族ヒドロキシ化合物の異性体の生成比を制御しやすい。また、その上限として、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２５質量％以下、さらに好ましくは１０質量％以下、よりさらに好ましくは５質量％以下、よりさらに好ましくは３質量％以下である。３０質量％以下であると、高い転化率を維持しつつ、反応後に添加剤（Ｂ）を分離回収する効率が良いため好ましい。
特にハイドロキノンの生成量を多くする観点から、添加剤（Ｂ）の使用量は、前記芳香族化合物（Ａ）に対し、好ましくは０．１〜５質量％、より好ましくは０．５〜５質量％、さらにより好ましくは０．５〜４質量％、さらにより好ましくは１〜４質量％、さらにより好ましくは２〜４質量％であり、使用する添加剤の使用量を低減する観点から、さらにより好ましくは１〜３質量％である。
また、添加剤（Ｂ）の使用量を上記範囲とすることで、簡便な方法により高収率で芳香族ヒドロキシ化合物を製造することができる。また、得られる芳香族ヒドロキシ化合物の異性体の生成比を制御でき、例えば、パラ異性体の生成比を向上させることができる。この場合、芳香族化合物（Ａ）としてフェノールを用いると、ピロカテコールに対するハイドロキノンの生成比が向上する。さらに、反応の再現性を向上させることができ、添加剤の分解等により生成する不純物を低減することもできる。
【００３１】
＜過酸化物（Ｃ）＞
本発明で使用される過酸化物（Ｃ）は酸化剤として作用し、前記芳香族化合物（Ａ）との反応により芳香族化合物（Ａ）をヒドロキシ化し、前記式（２）で示される芳香族ヒドロキシ化合物を製造するために用いられる。
当該過酸化物としては、無機過酸化物及び有機過酸化物のいずれも用いることができる。これらの中でも無機過酸化物が好ましい。
無機過酸化物としては、例えば、過酸化水素；過硫酸、過硫酸水素ナトリウム、過硫酸水素カリウム等の過硫酸化合物等が挙げられる。有機過酸化物としては、例えば、ｔ−ブチルハイドロペルオキシド、メタクロロ過安息香酸、過ギ酸、過酢酸、過プロピオン酸等が挙げられる。上記の中でも、好ましくは、過酸化水素、過硫酸、過硫酸水素ナトリウム、及び過硫酸水素カリウムからなる群から選ばれる少なくとも１種であり、より好ましくは過酸化水素である。
前記過酸化物は単独で使用しても、２種類以上を混合して使用してもよい。
また前記過酸化物は、そのまま使用してもよく、水、アルコール等の有機溶媒、又はこれらの混合溶媒に溶解又は懸濁させて使用してもよい。過酸化物を溶媒に溶解又は懸濁させて使用する場合、過酸化物の濃度には特に制限はなく、使用する過酸化物の種類に応じて適宜調整できる。例えば過酸化物（Ｃ）として過酸化水素を用いる場合、水溶液（過酸化水素水）として用いることが好ましく、その水溶液濃度には特に制限はないが、好ましくは１０〜９０質量％水溶液、より好ましくは３０〜８０質量％水溶液であり、さらに好ましくは４０〜７０質量％水溶液である。
【００３２】
本発明における過酸化物（Ｃ）の使用量は、前記芳香族化合物（Ａ）１モルに対して、好ましくは０．０１〜１モルであり、反応転化率を高める観点からは、より好ましくは０．１〜１モル、さらに好ましくは０．２〜０．８モル、よりさらに好ましくは０．３〜０．７モルである。また、反応収率を高める観点からは、より好ましくは０．０１〜０．８モル、さらに好ましくは０．０１〜０．５モル、よりさらに好ましくは０．０５〜０．４モル、よりさらに好ましくは０．０８〜０．３モルである。
前記芳香族化合物（Ａ）１モルに対する過酸化物（Ｃ）の使用量が１モル以下であれば、過剰に使用した過酸化物が分解して酸素が発生し、該酸素と、製造に用いる反応溶媒や芳香族化合物（Ａ）の蒸気とで引火性、爆発性を有する混合気体を形成するなどして製造時の安全性が損なわれるのを回避できる。また、芳香族化合物（Ａ）１モルに対する過酸化物（Ｃ）の使用量が０．０１モル以上であれば、芳香族化合物（Ａ）との反応が効率よく進行し、未反応の芳香族化合物（Ａ）が多く残存して精製が困難になり、また分解や副反応が起こりやすくなるなどの不具合を回避できる。
【００３３】
＜芳香族ヒドロキシ化合物＞
本発明の製造方法により得られる芳香族ヒドロキシ化合物は下記式（２）で示される化合物である。
【化８】
2019182035.tif 000009
【００３４】
式中、Ｒ１は、前記と同義である。ヒドロキシ基は、芳香族環のいずれの炭素原子と結合していてもよい。
前記式（２）で示される芳香族ヒドロキシ化合物の具体的な構造は、下記式（５）、（６）、（７）で示される化合物であり、順に、オルト位、パラ位、メタ位に置換基を有する芳香族ヒドロキシ化合物である。下記式（５）、（６）、（７）において、Ｒ１が水素原子の化合物は、順に、カテコール又はピロカテコール、ハイドロキノン又はヒドロキノン、レゾルシノールと呼ばれる。
【００３５】
【化９】
2019182035.tif 000010
【化１０】
2019182035.tif 000011
【化１１】
2019182035.tif 000012
（式中、Ｒ１は前記と同義である。）
【００３６】
本発明の製造方法により得られる芳香族ヒドロキシ化合物は、通常、前記式（５）〜（７）で示される化合物の混合物として得られる。また通常、主生成物は前記式（５）及び式（６）で示される化合物である。
【００３７】
本発明の製造方法においては、前記式（２）で示される芳香族ヒドロキシ化合物が、前記式（５）で示される化合物及び前記式（６）で示される化合物を含み、該式（６）で示される化合物に対する該式（５）で示される化合物の質量比［式（５）／式（６）］が０．４０〜０．９０であることが好ましく、０．４０〜０．７０であることがより好ましく、０．４０〜０．６０であることがさらに好ましく、０．４０〜０．５５であることがよりさらに好ましい。この範囲とすることで、良好な収率を維持したまま、工業的に好適な方法により芳香族ヒドロキシ化合物の異性体の生成比を制御することができ、例えば需給バランスをとりながら、パラ異性体の生成比を向上させることができる。
上記質量比［式（５）／式（６）］は、具体的には実施例に記載の方法で求めることができる。
【００３８】
＜反応工程＞
本発明の製造方法は、チタノシリケート存在下で、芳香族化合物（Ａ）と、添加剤（Ｂ）と、過酸化物（Ｃ）とを混合して、該芳香族化合物（Ａ）と過酸化物（Ｃ）とを反応させる工程（以下「反応工程」ともいう）を含む。当該反応工程において芳香族化合物（Ａ）がヒドロキシ化されて前記式（２）で示される芳香族ヒドロキシ化合物が生成する。
【００３９】
（反応溶媒）
当該反応工程においては、無溶媒で反応を行ってもよく、反応溶媒を使用してもよい。反応溶媒を使用する場合、その種類としては、例えば、水；ギ酸；酢酸、プロピオン酸、トリフルオロ酢酸等の脂肪族カルボン酸類；メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の有機スルホン酸類；メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、エチレングリコール、トリエチレングリコール等のアルコール類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類；Ｎ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリジノン等の尿素類；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−メチレンジオキシベンゼン等の鎖状エーテル類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類；クロロベンゼン、１，２−ジクロロベンゼン、１，３−ジクロロベンゼン、１，４−ジクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素類；ニトロベンゼン等のニトロ化芳香族炭化水素類；塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化脂肪族炭化水素類；アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；スルホラン等のスルホン類等が挙げられ、好ましくは水、ギ酸、脂肪族カルボン酸類、有機スルホン酸類、アミド類、鎖状エーテル類、ハロゲン化芳香族炭化水素類、ニトロ化芳香族炭化水素類、ハロゲン化脂肪族炭化水素類、ニトリル類、スルホキシド類、スルホン類等が挙げられる。なお、これらの反応溶媒は、単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。
上記の中でも、反応溶媒としては水を使用することが好ましい。なお、過酸化物（Ｃ）として過酸化水素水を用いる場合は、該過酸化水素水に含まれる水を反応溶媒としてもよい。
反応溶媒として水を使用する場合、反応溶媒中に含まれる水の含有量は、全反応溶媒中、好ましくは９０〜１００質量％、より好ましくは９５〜１００質量％、さらに好ましくは９８．５〜１００質量％、よりさらに好ましくは９９〜１００質量％、よりさらに好ましくは９９．５〜１００質量％、よりさらに好ましくは１００質量％である。
【００４０】
反応溶媒を使用する場合、その使用量は、得られる反応混合物の均一性や撹拌性等により適宜調節されるが、例えば、芳香族化合物（Ａ）に対して、好ましくは０．０１〜１００質量倍、より好ましくは、０．０３〜５０質量倍、さらに好ましくは０．０５〜２０質量倍、よりさらに好ましくは０．１〜５質量倍であり、よりさらに好ましくは０．１〜１質量倍であり、よりさらに好ましくは０．２〜０．８質量倍である。
特に反応溶媒として水を使用する場合、その使用量は、芳香族化合物（Ａ）に対して、好ましくは０．０１〜１００質量倍、より好ましくは、０．０５〜１０質量倍、さらに好ましくは０．１〜１質量倍、よりさらに好ましくは０．１〜０．８質量倍であり、０．２〜０．５質量倍である。
【００４１】
反応溶媒を使用する場合、その使用量は、得られる反応混合物の均一性や撹拌性等により適宜調節されるが、添加剤（Ｂ）に対して、好ましくは１〜１００００質量倍、より好ましくは、３〜５０００質量倍、さらに好ましくは５〜２０００質量倍、よりさらに好ましくは１０〜５００質量倍であり、よりさらに好ましくは１０〜１００質量倍であり、よりさらに好ましくは２０〜８０質量倍である。
特に反応溶媒として水を使用する場合、その使用量は、芳香族化合物（Ａ）に対して、好ましくは１〜１００００質量倍、より好ましくは、５〜１０００質量倍、さらに好ましくは５〜１００質量倍、よりさらに好ましくは１０〜８０質量倍である。
【００４２】
当該反応工程における芳香族化合物（Ａ）、添加剤（Ｂ）、及び過酸化物（Ｃ）の混合順序には特に制限はない。例えば芳香族化合物（Ａ）、添加剤（Ｂ）、及び過酸化物（Ｃ）を同時に混合して反応させてもよいし、芳香族化合物（Ａ）及び添加剤（Ｂ）を混合した後に、過酸化物（Ｃ）を添加して混合し、反応させてもよい。過酸化物（Ｃ）を後から添加する場合の添加方法は一括添加、分割（間欠）添加、連続添加のいずれでもよい。工業的には、芳香族化合物（Ａ）及び添加剤（Ｂ）を混合した後に、過酸化物（Ｃ）を添加して混合し、反応させることが好ましい。
反応溶媒を使用する場合は、予め反応器に反応溶媒を仕込んでもよく、芳香族化合物（Ａ）、添加剤（Ｂ）、及び過酸化物（Ｃ）からなる群から選ばれる少なくとも１種の成分と混合して使用してもよい。
【００４３】
（反応条件）
当該反応工程における反応温度は、反応効率、及び（Ａ）〜（Ｃ）成分の熱分解抑制の観点から、好ましくは３０〜１３０℃、より好ましくは４０〜１２０℃、さらにこのましくは４０〜１００℃、よりさらに好ましくは５０〜１００℃、よりさらに好ましくは６０〜１００℃の範囲である。
当該反応工程における反応圧力は特に制限されない。
反応時間は、反応温度や反応圧力、反応スケール、使用する装置等により適宜調節されるが、通常０．１〜１０時間、好ましくは０．５〜５時間である。なお本発明において当該反応時間の始点は、チタノシリケート存在下での（Ａ）成分と（Ｃ）成分との混合開始時である。
上記範囲以外の反応時間、反応温度及び反応圧力でも反応は進行するが、良好な収率を維持しながら、例えば、芳香族ヒドロキシ化合物のパラ異性体の生成比を向上させ、さらに後述する精製処理等を効率よく実施するためには、反応時間、反応温度及び反応圧力は上記範囲であることが好ましい。
【００４４】
（反応形式）
当該反応工程における反応形式にも特に制限はなく、バッチ式又はセミバッチ式で反応を行ってもよいし、連続式で反応を行ってもよい。連続式で反応を行う場合は、例えば、反応器として懸濁式の均一混合槽、管型反応槽、固定床流通式の反応槽等を用いることができ、複数の反応器を直列及び／又は並列に接続してもよい。複数の反応器を使用する場合は、それらに前記過酸化物（Ｃ）を分割して添加してもよい。
触媒であるチタノシリケートの充填方式としては、固定床、流動床、懸濁床、棚段固定床等の方式が挙げられる。本発明においては前記反応を懸濁床で行うことが好ましい。
【００４５】
＜触媒分離工程、再使用＞
本発明の製造方法は、前記反応を懸濁床で行い、かつ、得られた反応混合物からチタノシリケートを分離する触媒分離工程を含むことがより好ましい。
チタノシリケートの分離には、沈降分離、遠心ろ過器、加圧ろ過器、フィルタープレス、リーフフィルター、ロータリーフィルター、ベルトフィルターなどが用いられる。ろ過方式としては、デットエンドろ過以外に、クロスフローろ過を用いることもできる。
【００４６】
前記触媒分離工程で分離したチタノシリケートを回収して、前記反応に再使用することができる。分離したチタノシリケートは、そのまま反応に再使用してもよいし、乾燥処理してから反応に再使用してもよい。また当該チタノシリケートの乾燥処理後、さらに焼成処理し、反応に再使用することもできる。さらに、乾燥処理の前に、有機溶媒で回収したチタノシリケートを洗浄してもよい。
乾燥処理には、箱型乾燥機、バンド乾燥機、回転乾燥機、噴霧乾燥器、気流乾燥機などが用いられる。乾燥処理は、窒素等の不活性ガス雰囲気下、空気雰囲気下、不活性ガスで希釈した空気雰囲気下、水蒸気雰囲気下、不活性ガスで希釈した水蒸気雰囲気下等で行うことができる。
乾燥処理温度は好ましくは５０〜２００℃、より好ましくは５０〜１５０℃、さらに好ましくは７０〜１５０℃である。この温度であれば、チタノシリケートの触媒性能を著しく損なうことなく、その表面に付着した溶媒等を減少させることができる。また、異なる複数の温度域を組み合わせて乾燥処理を行うこともできる。
乾燥処理時間は、乾燥処理温度や使用する装置に応じて適宜調整されるが、通常０．５〜２４時間、好ましくは１〜２０時間、より好ましくは１．５〜１５時間である。また、この乾燥処理時間や乾燥温度等に応じて、乾燥時の圧力も適宜調整される。
【００４７】
また、回収したチタノシリケートの触媒性能を再活性化させることを目的として、前記乾燥処理後、又は乾燥処理を行うことなく、焼成処理することもできる。焼成処理は、窒素等の不活性ガス雰囲気下、空気雰囲気下、不活性ガスで希釈した空気雰囲気下、酸素雰囲気下、不活性ガスで希釈した酸素雰囲気下、水蒸気雰囲気下、不活性ガスで希釈した水蒸気雰囲気下、又は水素等の還元性雰囲気下等で行うことができるが、空気雰囲気下、酸素雰囲気下、又は不活性ガスで希釈した酸素雰囲気下で行うのが一般的である。不活性ガスで希釈した酸素雰囲気下での焼成処理は、例えば、１０〜２５体積％の酸素を含む窒素雰囲気下で行うことができる。
焼成処理温度は好ましくは２００℃超９００℃以下、より好ましくは２５０〜８００℃、さらに好ましくは３００〜７００℃である。
前記焼成温度における焼成処理時間は、焼成処理温度や使用する装置に応じて適宜調整されるが、通常０．５〜２４時間、好ましくは１〜２０時間、より好ましくは１．５〜１５時間である。
前記触媒分離工程で分離したチタノシリケートを好ましくは上記条件で焼成処理することにより、チタノシリケート表面の溶媒や有機物を除去して触媒性能を再活性化させ、前記反応に再使用することができる。
【００４８】
さらに、前記触媒分離工程でチタノシリケートを分離した後の反応混合物から、未反応の芳香族化合物（Ａ）、及び添加剤（Ｂ）を蒸留で分離し、その一部又は全部を前記反応に再使用することもできる。当該反応において反応溶媒を使用する場合は、該反応溶媒も蒸留で分離し、その一部又は全部を前記反応に再使用できる。例えば反応溶媒として水を使用する場合、前記触媒分離工程でチタノシリケートを分離した後の反応混合物から、未反応の芳香族化合物（Ａ）、添加剤（Ｂ）、及び水を蒸留で分離し、その一部又は全部を前記反応に再使用することもできる。
上記蒸留及び再使用の具体的方法については以下の精製処理において説明する。
【００４９】
＜精製処理＞
前記触媒分離工程においてチタノシリケートを分離した後の反応混合物に対し、精製処理を行ってもよい。精製処理は、チタノシリケートを分離した後の反応混合物（以下「分離液」ともいう）から未反応原料である芳香族化合物（Ａ）、添加剤（Ｂ）、必要に応じ反応溶媒及び副生成物等を除去して、前記式（２）で示される芳香族ヒドロキシ化合物を高純度で得るために行われる。
精製処理方法としては、例えば、油水分離、抽出、蒸留、晶析、分離膜による精製及びこれらの組み合わせが挙げられる。精製処理手順は特に限定されず、分離液中に含まれる芳香族ヒドロキシ化合物の含有量、異性体の生成比、及び芳香族ヒドロキシ化合物の用途等に応じて適宜選択される。例えば以下の方法により、前記式（２）で示される芳香族ヒドロキシ化合物を含む分離液の精製処理が可能である。
【００５０】
分離液が油相と水相の２相に分離する場合、油水分離が可能である。油水分離により、芳香族ヒドロキシ化合物の含有量が低い水相を除去して、油相を回収する。分離した水相から、抽出又は蒸留により、芳香族ヒドロキシ化合物を回収してもよいし、分離した水相の一部又は全部を再度反応に用いてもよい。また分離した水相に、前記触媒分離工程で分離し、必要に応じ乾燥処理及び／又は焼成処理したチタノシリケートを分散し、反応器に供給して再使用することもできる。一方、油相はさらに抽出、蒸留及び晶析等により精製処理を行うことが好ましい。
【００５１】
抽出には、水と混合しない、任意の有機溶媒を使用することができるが、芳香族ヒドロキシ化合物の溶解度等に応じて、適宜調節される。抽出と油水分離とを組み合わせると、前記油水分離を効率よく実施することが可能となる。抽出溶媒は蒸留により分離回収し再使用することが好ましい。
【００５２】
蒸留は、触媒分離工程の分離直後の分離液に対して実施してもよいし、前記油水分離後の油相及び水相に対して実施してもよい。さらに抽出液を蒸留してもよい。
触媒分離工程後の分離液から、水等の反応溶媒、芳香族化合物（Ａ）、及び前記式（２）で示される芳香族ヒドロキシ化合物を蒸留で分離した後（一段目の蒸留という）、前記式（５）及び式（６）で示される化合物を分離するために再度蒸留精製（二段目の蒸留という）を行ってもよい。一段目及び二段目の蒸留は複数回行ってもよい。
また、触媒分離工程後の分離液から蒸留によって分離された、未反応の芳香族化合物（Ａ）、添加剤（Ｂ）、及び水等の反応溶媒は、その一部又は全部を前記反応に再使用してもよい。なお、前記反応溶媒として水を使用した場合、添加剤（Ｂ）は、水と共沸することが一般に知られているので、用いる添加剤（Ｂ）の種類によっては、水と未反応の芳香族化合物（Ａ）の分離を促進し、芳香族化合物（Ａ）が蒸留後に廃棄される量を低減することもできる。
【００５３】
蒸留方式は、バッチ式、セミバッチ式、及び連続式のいずれでもよいが、連続式が好ましい。また、蒸留装置は単蒸留装置、精留段を持つ蒸留装置のいずれでもよい。精留段を持つ蒸留装置を使用する場合、その精留段の段数には制限はないが、効率よく芳香族ヒドロキシ化合物を精製し、回収率を向上させるという点で、精留段数は１〜３０段であることが好ましい。精留段を持つ蒸留装置を使用する場合、還流比（還流量を留出量で割った値を示す。）は、適宜調節される。
【００５４】
蒸留において、混合溶液中から沸点が同程度のものを分離する際には、沸点が低いものを塔頂、沸点が中程度のものを塔中段、沸点が高いものを塔底から抜き出すことができる。
【００５５】
芳香族ヒドロキシ化合物の蒸留条件に関しては、一般的に蒸気圧力が低く、蒸留圧力が低い方が加熱源温度を低くすることができ、熱分解抑制や経済性の観点で好ましい。
蒸留温度は分離液に含まれる成分の種類及び量等によって適宜選択することができるが、好ましくは４０〜３００℃、より好ましくは５０〜２５０℃、さらに好ましくは６０〜２３０℃である。この範囲とすることで、効率よく芳香族ヒドロキシ化合物とその他の成分とを分離することができる。
蒸留圧力は、蒸留温度や、分離液に含まれる成分の種類及び量等によって適宜選択することができるが、例えば、０．０１〜３０ｋＰａＡ、好ましくは０．０５〜２０ｋＰａＡである。この範囲とすることで、効率よく芳香族ヒドロキシ化合物とその他の成分とを分離することができる。
【００５６】
蒸留塔の本数は、分離液に含まれる成分の種類及び量等によって適宜選択することができる。直列及び／又は並列に連結された複数の蒸留塔で行うことにより純度を向上させることができるが、一方で経済性とのバランスの観点から、蒸留塔本数は好ましくは１〜５塔、より好ましくは１〜３塔である。
【００５７】
また、反応器内の残留物中にも芳香族ヒドロキシ化合物が多く含まれることがあるため、当該残留物を再度蒸留してもよい。再度蒸留する際の蒸留条件は、前記と同様である。反応器内の残留物を再度蒸留する際、当該残留物を分離液と混合して１回目の蒸留と同時に行ってもよいし、初留と混合して蒸留してもよい。
【００５８】
芳香族ヒドロキシ化合物は、再結晶により精製することもできる。
芳香族ヒドロキシ化合物の結晶は、誘導体の溶解度や結晶構造等に応じて公知の方法により得ることができる。例えば、昇華により再結晶する方法、芳香族ヒドロキシ化合物の溶液を減圧濃縮することにより再結晶する方法、芳香族ヒドロキシ化合物の溶液に対し溶解度の低い溶媒を滴下することにより再結晶する方法、溶液中室温下で長時間放置することにより再結晶する方法、芳香族ヒドロキシ化合物の飽和溶液に対し種晶を添加することにより再結晶する方法等が知られている。芳香族ヒドロキシ化合物は種々の溶媒に可溶であることから、用いる溶媒を適宜調節しながら、芳香族ヒドロキシ化合物を結晶化させることができる。
【００５９】
再結晶に使用される溶媒としては、水や種々の有機溶媒、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、イソブタノール、２−ブタノール、２−エチル−１−ブタノール、ｎ−オクタノール、ベンジルアルコール、及びテルピネオール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、及びイソホロン等のケトン類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、安息香酸ブチル、サリチル酸メチル、マロン酸エチル、酢酸２−エトキシエタン、及び酢酸２−メトキシ−１−メチルエチル等のエステル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−エチルピロリドン、及びヘキサメチルリン酸トリアミド等のアミド類；１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、及び１，３−ジメチルイミダゾリジン−２，４−ジオン等の尿素類；ジメチルスルホキシド、及びジエチルスルホキシド等のスルホキシド類；スルホラン等のスルホン類；アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、及びベンゾニトリル等のニトリル類；γ―ブチロラクトン等のラクトン類；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、アニソール、フェネトール、１，２−ジメトキシベンゼン、１，３−ジメトキシベンゼン、１，４−ジメトキシベンゼン、１，２−メチルアニソール、１，３−メチルアニソール、１，４−メチルアニソール、１，２−メチレンジオキシベンゼン、２，３−ジヒドロベンゾフラン、フタラン、オクチルオキシベンゼン、ジフェニルエーテル、及びエチルセロソルブ等のエーテル類；炭酸ジメチル、及び１，２−ブチレングリコールカーボネート等のカーボネート類；チオアニソール、及びエチルフェニルスルフィド等のチオエーテル類；ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、プソイドクメン、ヘミメリテン、デュレン、イソデュレン、プレーニテン、エチルベンゼン、クメン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、トリイソプロピルベンゼン、フェニルアセチレン、インダン、メチルインダン、インデン、テトラリン、ナフタレン、１−メチルナフタレン、２−メチルナフタレン、フェニルオクタン、及びジフェニルメタン等の芳香族炭化水素類；フェノール、１，２−クレゾール、１，３−クレゾール、１，４−クレゾール、１，２−メトキシフェノール、１，３−メトキシフェノール、及び１，４−メトキシフェノール等のフェノール類；クロロベンゼン、１，２−ジクロロベンゼン、１，３−ジクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼン、ブロモベンゼン、１，２−ジブロモベンゼン、１，３−ジブロモベンゼン、１，４−ジクロロトルエン、１−クロロナフタレン、２，４−ジクロロトルエン、２−クロロ−１，３−ジメチルベンゼン、２-クロロトルエン、２−クロロ−１，４−ジメチルベンゼン、４−クロロ−１，２−ジメチルベンゼン、２，５−ジクロロトルエン、ｍ−クロロトルエン、１−クロロ−２，３−ジメチルベンゼン、４−（トリフルオロメトキシ）アニソール、及びトリフルオロメトキシベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素類；ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、及びリモネン等の脂肪族炭化水素類；ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，３−ジクロロプロパン、及び１，２−ジブロモエタン等のハロゲン化脂肪族炭化水素類；２，６−ジメチルピリジン、及び２，６−ジｔｅｒｔ-ブチルピリジン等のピリジン類などが挙げられる。
再結晶に使用される溶媒は、芳香族ヒドロキシ化合物の溶解度や結晶構造等に応じて適宜選択することができ、単一の溶媒を用いてもよく、複数種の溶媒を混合して使用してもよい。上記の中でも、芳香族炭化水素類や脂肪族炭化水素類が好ましい。
【００６０】
再結晶操作においては、他の精製処理方法に用いた溶媒をそのまま使用してもよいし、新たに上記溶媒を添加して再結晶操作を行ってもよい。
【００６１】
再結晶操作後、ろ過により、芳香族ヒドロキシ化合物の結晶を得ることができ、芳香族ヒドロキシ化合物の溶解度が低い有機溶媒で該結晶を洗浄することで、高純度な芳香族ヒドロキシ化合物を高収率で得ることができる。なお、前記式（５）〜（７）で示される芳香族ヒドロキシ化合物は、使用する溶媒の種類や温度により溶解度が異なるため、再結晶により分離することが可能である。
【００６２】
不純物の残存量や回収率等に応じて、使用する溶媒の種類や温度等の条件を適宜調節する。再結晶の回数は複数回であってもよい。
【００６３】
＜精製処理後の芳香族ヒドロキシ化合物＞
前述したように、本発明において前記式（１）で示される芳香族化合物（Ａ）としてフェノールを用いると、前記式（５）にてＲ１が水素原子である化合物であるピロカテコール及び前記式（６）にてＲ１が水素原子である化合物であるハイドロキノンが主生成物として得られるが、他の化合物も生成する。
精製処理後に得られる芳香族ヒドロキシ化合物中の当該他の化合物の含有量は、精製方法や精製条件により異なる。
前記精製処理後に得られるハイドロキノンは、例えば下記組成を有する。なお、下記において「０％」とは、検出限界以下であることを示す。また下記％は、ガスクロマトグラフィーや高速液体クロマトグラフィー等を用いて精製処理後の各化合物の含有量を定量した値、又はガスクロマトグラフィーの面積％値である。
ハイドロキノン：９７．５％〜９９．９％、
ピロカテコール：０％〜０．３％
ｐ−ベンゾキノン：０．０５％〜１．０％
ピロガロール：０．０１％〜０．１％
【００６４】
また、前記精製処理後に得られるピロカテコールは、例えば下記組成を有する。
ピロカテコール：９７．５％〜９９．９％
ハイドロキノン：０％〜０．３％
ｐ−ベンゾキノン：０．０５％〜１．０％
ピロガロール：０．０１％〜０．１％
【００６５】
なお、ピロカテコールは前記式（５）にてＲ１が水素原子である化合物、ハイドロキノンは前記式（６）にてＲ１が水素原子である化合物、ｐ−ベンゾキノンは下記式（９）で示される化合物、ピロガロールは下記式（８）で示される化合物である。
【００６６】
【化１２】
2019182035.tif 000013
【化１３】
2019182035.tif 000014
【００６７】
＜用途＞
本発明の製造方法により得られる芳香族ヒドロキシ化合物は、種々の有機合成中間体又は製造原料として有用であり、還元剤、ゴム薬、染料、医薬、農薬、重合防止剤、酸化抑制剤などの分野に利用される。
例えば、本発明の製造方法により得られる前記式（２）で示される芳香族ヒドロキシ化合物がハイドロキノンを含む場合、当該ハイドロキノンは、好ましくは重合防止剤として使用される。
さらに本発明は、本発明の製造方法により得られたハイドロキノンを用いた重合防止剤も提供する。
【実施例】
【００６８】
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例において、「％」は特記しない限り「質量％」を意味する。
本実施例において、反応転化率、選択率、収率及びピロカテコール／ハイドロキノン比（質量比）は下記方法により求めた。【００６９】
（反応転化率、選択率、及び収率の算出）
各例において得られた反応混合物中の残存過酸化水素はヨウ化物イオンの酸化とチオ硫酸ナトリウムによる電位差滴定で定量した。反応に使用した過酸化水素を基準として、反応転化率、選択率、及び収率を下記式から算出した。
反応転化率（％）＝転化した過酸化水素モル数／導入した過酸化水素モル数
選択率（％）＝生成したピロカテコール（ＣＬ）とハイドロキノン（ＨＱ）のモル数の和／転化した過酸化水素モル数
収率（％）＝生成したＣＬとＨＱのモル数の和／導入した過酸化水素モル数【００７０】
（ピロカテコール／ハイドロキノン比（ＣＬ／ＨＱ）の算出）
各例において得られた反応混合物中のハイドロキノン及びピロカテコールの量を、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いて下記測定条件にて定量し、ここからピロカテコール／ハイドロキノン比（質量比）を算出した。
分析用サンプルの調製は次のようにして行った。測定する試料０．２ｇに、水／アセトニトリル＝７5／２５（体積比）の水溶液（以下「希釈液」と称する）４０ｇ、内部標準物質として４−メトキシフェノールを０．２ｇ入れた。この溶液を０．２ｇ取り出し、更に希釈液４０ｇを足し、得られた溶液を分析に使用した。
＜液体クロマトグラフィー測定条件＞
装置：株式会社島津製作所製ＨＰＬＣ装置
カラム：ＧＬサイエンス株式会社製「Ｉｎｅｒｔｓｉｌ  ＯＤＳ−３５μｍ×４．６ｍｍ×２５０ｍｍ」
カラムオーブン温度：４０℃
溶離液：水／アセトニトリル／ギ酸＝７５／２５／０．１（体積比）
流速：１．０ｍｌ／分
検出器：ＵＶ検出器
測定波長：２８０ｎｍ
サンプル注入量：２０μｌ【００７１】
（実施例１）
ジムロート冷却器を備えた２００ｍｌのガラス製セパラブルフラスコに、芳香族化合物（Ａ）である１２４．０ｇのフェノール（試薬特級）、４９．６ｇの超純水、２．５ｇのチタノシリケート（ＴＳ−１）、添加剤（Ｂ）である１．２ｇの２−ヘキサノン（試薬）を加え、窒素雰囲気下において６５℃のオイルバス中で攪拌を行い混合した。そこへ、過酸化物（Ｃ）である、１２ｍｌの６０質量％濃度の過酸化水素水をシリンジで１時間掛けて加え、混合した後、１時間加熱攪拌を継続した。反応終了後、室温まで冷却し、チタノシリケートを桐山ロートでろ別することにより分離し、反応混合物を得た。反応混合物中の残存過酸化水素をヨードメトリーで定量し、使用した過酸化水素基準での反応転化率、選択率、及び収率を算出した。また反応混合物中のハイドロキノン及びピロカテコールの量を液体クロマトグラフィーによって定量した。結果を表１に示す。【００７２】
（実施例２）
２−ヘキサノンの代わりに、添加剤（Ｂ）として１．２ｇの酢酸エチルを使用した以外は実施例１と同様にして反応混合物を調製し、分析を行った。結果を表１に示す。【００７３】
（実施例３）
２−ヘキサノンの代わりに、添加剤（Ｂ）として１．２ｇのｎ−ヘプタンを使用した以外は実施例１と同様にして反応混合物を調製し、分析を行った。結果を表１に示す。【００７４】
（実施例４〜５）
２−ヘキサノンの代わりに、添加剤（Ｂ）としてプロピオン酸エチルを用い、フェノールに対して、それぞれ１質量％、５質量％となるようにプロピオン酸エチルを使用した以外は実施例１と同様にして反応混合物を調製し、分析を行った。結果を表１に示す。【００７５】
（実施例６〜９）
２−ヘキサノンの代わりに、添加剤（Ｂ）として３−ペンタノン（ジエチルケトン）を用い、フェノールに対して、それぞれ０．１質量％、０．５質量％、１質量％、３質量％となるように３−ペンタノンを使用した以外は実施例１と同様にして反応混合物を調製し、分析を行った。結果を表１に示す。【００７６】
（実施例１０〜１４）
２−ヘキサノンの代わりに、添加剤（Ｂ）として２−ペンタノンを用い、フェノールに対して、それぞれ０．１質量％、０．５質量％、１質量％、３質量％、５質量％となるように２−ペンタノンを使用した以外は実施例１と同様にして反応混合物を調製し、分析を行った。結果を表１に示す。【００７７】
（比較例１）
２−ヘキサノンを使用しなかったこと以外は実施例１と同様にして反応混合物を調製し、分析を行った。結果を表１に示す。【００７８】
（比較例２）
２−ヘキサノンの代わりに、１．２ｇのアセトンを使用した以外は実施例１と同様にして反応混合物を調製し、分析を行った。結果を表１に示す。【００７９】
（比較例３）
２−ヘキサノンの代わりに、１．２ｇのｔ−ブチルアルコールを使用した以外は実施例１と同様にして反応混合物を調製し、分析を行った。結果を表１に示す。【００８０】
【表１】
2019182035.tif 000015
【００８１】
表１の結果から、本実施例の芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法によれば、得られるピロカテコール／ハイドロキノンの生成比を制御できることがわかる。例えば実施例１〜２及び４〜１４の製造方法では、比較例１〜３の製造方法よりもハイドロキノンの生成比が向上した。一方で実施例３の製造方法によれば、ピロカテコールの生成比を向上させることができた。【００８２】
（実施例１５）
＜チタノシリケートの乾燥処理、焼成処理及び再使用＞
実施例１でろ別したチタノシリケートを減圧下、８０℃で２時間乾燥処理し、含液率を１０％以下とした。その後、空気雰囲気下、５００℃で１．５時間焼成処理し、当該チタノシリケートを反応に使用した以外は実施例１と同様にして反応混合物を調製し、分析を行った。その結果、芳香族ヒドロキシ化合物の収率は８５．２％、ピロカテコール／ハイドロキノン比は０．５９となった。結果を表２に示す。【００８３】
（実施例１６）
実施例１５において、焼成処理温度を３００℃とした以外は実施例１５と同様にして反応混合物を調製し、分析を行った。結果を表２に示す。【００８４】
（実施例１７）
実施例１５において、焼成処理温度を７００℃とした以外は実施例１５と同様にして反応混合物を調製し、分析を行った。結果を表２に示す。【００８５】
【表２】
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【００８６】
（実施例１８）
実施例１でチタノシリケートをろ別した後の反応混合物からフェノール、添加剤、及び水を単蒸留で除去し、得られた粗生成物（ピロカテコール３１％、ハイドロキノン６３％含有）を蒸留塔で精製した。蒸留装置は０．５Ｌのフラスコ付き蒸留塔（スルーザーラボパッキンＥＸ  Φ２０ｍｍ×高さ２５０ｍｍ）を用い、前記粗生成物２７０ｇを仕込んだ。還流比３（３０〜８０ｔｏｒｒ、ボトム２００〜２２０℃）で精留し、初留でピロカテコールを２０ｇ（純度＞９９％）取得し、その後中間留分（ピロカテコールとハイドロキノンの混合留分）を６０ｇ取得し、ハイドロキノン留分（純度８６％、ピロカテコール１３％含有）を２９ｇ取得した。残りは残留物として回収した。ハイドロキノン留分はピロカテコールを更に精製できれば純度９９％以上での取得が見込める。蒸留推算ソフト（Ａｓｐｅｎ  Ｐｌｕｓ）を用いた推算では、前記ハイドロキノン留分（純度８６％、ピロカテコール１３％含有）を理論段数２０段、還流比２（３０ｔｏｒｒ、ボトム１８５℃）で精留した場合、塔頂よりピロカテコール留分（純度９３％）、塔底よりハイドロキノン留分（純度＞９９％）を取得できることを確認した。【００８７】
（実施例１９）
ジムロート冷却器を備えた２００ｍｌのガラス製セパラブルフラスコに、芳香族化合物（Ａ）である１２４．０ｇのフェノール（試薬特級）、４９．６ｇの超純水、６．２ｇのチタノシリケート（ＴＳ−１）、添加剤（Ｂ）である３．７ｇの３−ペンタノン（試薬）を加え、窒素雰囲気下において６５℃のオイルバス中で攪拌を行い混合した。そこへ、過酸化物（Ｃ）である、２４ｍｌの６０質量％濃度の過酸化水素水をシリンジで１.５時間掛けて加え、混合した後、１時間加熱攪拌を継続した。その後、実施例１と同様にして反応混合物を調製し、分析を行った結果、過酸化水素基準の反応転化率は９９．６％、過酸化水素基準の反応収率は８１．７％、ピロカテコール／ハイドロキノンの比は０．５５であった。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明により、収率を高く維持したまま、芳香族ヒドロキシ化合物の異性体の生成比を工業的に好適な方法により制御することができ、例えば、パラ位に置換基を有する芳香族ヒドロキシ化合物の生成比を向上させることができる。この場合、芳香族化合物であるフェノールを過酸化物との反応によりヒドロキシ化する際に、ピロカテコールよりもハイドロキノンの生成量を多くすることができる。
本発明の製造方法により得られた芳香族ヒドロキシ化合物は、種々の有機合成中間体又は製造原料として有用であり、還元剤、ゴム薬、染料、医薬、農薬、重合防止剤、酸化抑制剤などの分野に利用される。
【国際調査報告】
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