(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
精製または粗ブチル基含有ビフェノール類を、酸触媒の存在下に、有機溶剤中で脱ブチル化させるに際し、
ブチル基を含有しないビフェノール類の生成収率が７０モル％以上に達した時点から、有機溶剤中におけるフェノール含量を２５〜６０モル％に維持してブチル基含有ビフェノール類の脱ブチル化を行なうことを特徴とするブチル基含有ビフェノール類の脱ブチル化方法。
【請求項２】
前記有機溶剤が、アルキルフェノール類とフェノールとからなる混合有機溶剤であることを特徴とする請求項１に記載のブチル基含有ビフェノール類の脱ブチル化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、ブチル基含有ビフェノール類の脱ブチル化方法に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
4,4'- ビフェノールは、アルキルビフェノール類の脱アルキル化により得ることができ、液晶ポリマーあるいはスーパーエンプラ等の原料として利用されている。
【０００３】
従来、4,4'- ビフェノールの製造方法の一つとして、特公平６−７４２２７号公報には、2,6- ジ-t-ブチルフェノールを原料とし、これにアルカリ金属触媒の存在下で、酸化カップリングさせ、3,3',5,5'-テトラ-t- ブチル-4,4'-ビフェノールを脱ブチル化する方法が開示されている。
【０００４】
また特開昭６３−３０１８３７号公報、特開平５−３３１０８７号公報には、3,3',5,5'-テトラ-t- ブチル-4,4'-ビフェノールの酸触媒存在下での脱ブチル化反応は、逐次的でモノブチルビフェノール等の脱ブチル化が起こりにくく、反応完結には２５０℃という高温が必要なことが記載されている。
【０００５】
3,3',5,5'-テトラ-t- ブチル-4,4'-ビフェノールを、酸触媒存在下に、有機溶剤中で脱ブチル化反応させると、トリ-t- ブチルビフェノール、ジ-t- t-ブチルビフェノール、モノ-t- ブチルビフェノール、4,4'- ビフェノールが順次生成されるが、モノ-t- ブチルビフェノールが生成され始めると、次第に脱ブチル化反応の速度が遅くなる。
【０００６】
この脱ブチル化反応をさらに進行させる方法としては、反応温度を２５０℃以上の高温にする方法、あるいは圧力を下げる方法、さらには反応時間を長くする方法がある。しかしながら、反応温度を高温にする方法では、酸触媒の存在下で反応温度を高温にすると、熱損失が大きくなり、さらに反応槽（反応釜）の腐食が問題になる。また、反応時間を長くする方法では、脱ブチル化の効率が悪い。
【０００７】
したがって、3,3',5,5'-テトラ-t- ブチル-4,4'-ビフェノールを、酸触媒の存在下、有機溶媒中で脱ブチル化反応させて4,4'- ビフェノールを経済的に得るためには、脱ブチル化反応、とりわけモノ-t- ブチルビフェノールの脱ブチル化反応の選択率を向上させて、4,4'- ビフェノールの収率を向上させる必要がある。
【０００８】
特に工業的には、脱ブチル化反応は連続的に行なう方法が有力であるが、脱ブチル化反応を連続的に行なって、4,4'- ビフェノールを高収率で得ようとすると、高温、長滞留時間、高触媒濃度等のシビアな脱ブチル化条件が必要となり、しかも、その場合、反応条件が厳しすぎるため、タール化物の増加、製品（4,4'- ビフェノール）の着色などの製品の品質低下をも招くといった問題も生じる。
【０００９】
本発明者らは、上記の問題を解決するために、精製3,3',5,5'-テトラ-t- ブチル-4,4'-ビフェノール等の精製ブチル基含有ビフェノール類または粗3,3',5,5'-テトラ-t- ブチル-4,4'-ビフェノール等の粗ブチル基含有ビフェノール類を、酸触媒下に、t-ブチルフェノール類等のアルキルフェノール類とフェノールとの混合有機溶剤中で脱ブチル化反応させるに際し、ブチル基を含有しないビフェノール類の生成収率が７０モル％以上に到達した時点から、有機溶剤中におけるフェノール含量を２５〜６０モル％に維持してブチル基含有ビフェノール類の脱ブチル化を行なうことにより、ブチル基含有ビフェノール類の脱ブチル化率が著しく向上することを見出し、本発明を完成するに至った。ここで、生成収率とは、反応仕込み時のブチル基含有ビフェノール類に対する、ブチル基を含有しないビフェノール類の生成割合である。
【００１０】
【発明の目的】
本発明は、ブチル基と他のアルキル基で置換されていてもよいブチル基含有ビフェノール類の脱ブチル化反応、とりわけモノブチルビフェノール類の脱ブチル化反応の選択率を向上させて、ビフェノール類の収率を向上させることができるとともに、イソブチレンの回収率が高い、ブチル基含有ビフェノール類の脱ブチル化方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【発明の概要】
本発明に係るブチル基含有ビフェノール類の脱ブチル化方法は、
精製または粗ブチル基含有ビフェノール類を、酸触媒の存在下に、有機溶剤中で脱ブチル化させるに際し、
ブチル基を含有しないビフェノール類の生成収率が７０モル％以上に達した時点から、有機溶剤中におけるフェノール含量を２５〜６０モル％に維持してブチル基含有ビフェノール類の脱ブチル化を行なうことを特徴としている。
【００１２】
前記有機溶剤（脱アルキル化溶剤）としては、アルキルフェノール類とフェノールとからなる混合有機溶剤が好ましい。
【００１３】
【発明の具体的説明】
以下、本発明に係るブチル基含有ビフェノール類の脱ブチル化方法について具体的に説明する。
【００１４】
ブチル基含有ビフェノール類
本発明で脱ブチル化されるブチル基含有ビフェノール類は、ブチル基以外のアルキル基、たとえばメチル基、エチル基で置換されていてもよく、精製品であってもよいし、また粗製品（ブチル基含有ビフェノール類組成物）であってよい。この粗製品の例としては、特公平６−７４２２７号公報に開示されているp,p'- ビフェノールの製造方法の過程において得られる、副生物を含む粗3,3',5,5'-テトラ-t- ブチルビフェニール-4,4'-ジオールが挙げられる。
【００１５】
3,3',5,5'-テトラ-t- ブチルビフェニール-4,4'-ジオールの精製品および粗製品以外のブチル基含有ビフェノール類の例としては、
3,3',5,5'-テトラ-t- ブチルビフェニール-2,2'-ジオール、
3,3'- ジメチル-5,5'-ジ-t- ブチルビフェニール-4,4'-ジオール、
3,3'- ジ-t- ブチル-5,5'-ジメチルビフェノール-2,2'-ジオール
などが挙げられる。
【００１６】
本発明で用いられるブチル基含有ビフェノール類としては、精製3,3',5,5'-テトラ-t- ブチルビフェニール-4,4'-ジオールが好ましい。
また、本発明で用いられる粗ブチル基含有ビフェノール類としては、アルミニウムフェノキサイド触媒存在下で、フェノールにイソブチレンを反応させた後、アルミニウムフェノキサイド触媒を除去して得られた粗2,6-ジ-t- ブチルフェノール、または精製2,6-ジ-t- ブチルフェノールを、アルカリ金属触媒存在下、酸化カップリング反応させて得られる、フェノール等の副生物を含む3,3',5,5'-テトラ-t- ブチルビフェノール組成物（粗3,3',5,5'-テトラ-t- ブチルビフェニール-4,4'-ジオール）が好ましい。
【００１７】
有機溶剤
本発明で脱ブチル化反応溶剤として用いられる有機溶剤としては、フェノール系溶剤、具体的には、フェノール、およびt-ブチルフェノール類、クレゾール類、キシレノール類、モノおよびジエチルフェノール類、モノおよびジプロピルフェノール類、モノおよびジ-sec- ブチルフェノール類などのアルキルフェノールが挙げられる。トルエン、キシレン等のアルキルベンゼン類など他の溶剤も用いられるが、溶剤回収の点で劣り好ましくない。
【００１８】
これらの有機溶剤は、単独であってもよいし、また２種以上の混合溶剤であってもよい。
精製ブチル基含有ビフェノール類、たとえば精製3,3',5,5'-テトラ-t- ブチルビフェニール-4,4'-ジオールを使用する場合、脱ブチル化反応仕込み時に使用する有機溶剤としては、p-t-ブチルフェノール類、またはp-t-ブチルフェノール類とフェノールとの混合有機溶剤が好ましい。
【００１９】
一方、粗ブチル基含有ビフェノール類、たとえば上記粗3,3',5,5'-テトラ-t- ブチルビフェニール-4,4'-ジオールは、原料2,6-ジ-t- ブチルフェノールに起因するフェノールが０．５〜１重量％、p-t-ブチルフェノールが０．５重量％、2,6-ジ-t- ブチルフェノール１０重量％、2,4-ジ-t- ブチルフェノール２重量％、および2,4,6-トリブチルフェノール１５重量％程度の不純物を含有している。
【００２０】
したがって、粗3,3',5,5'-テトラ-t- ブチルビフェニール-4,4'-ジオールの反応仕込み時に、有機溶剤を新たに添加する必要はないが、p-t-ブチルフェノール類、またはp-t-ブチルフェノール類とフェノールとの混合液を添加してもよい。
【００２１】
本発明においては、脱ブチル化反応が進行しブチル基を含有しないビフェノール類の生成収率が７０モル％以上に達した時点から、有機溶剤中のフェノール含量を２５〜６０モル％、好ましくは３０〜４０モル％に維持する。
【００２２】
このフェノール含量は、フェノールの添加量によってコントロールされる。粗ブチル基含有ビフェノール類中に含まれる副生物のフェノールの量は、有機溶剤中のフェノール含量をコントロールするに際して考慮される。
【００２３】
このように、脱ブチル化反応が進行し目的物であるブチル基を含有しないビフェノール類の生成収率が７０モル％以上に達した時点から、反応液にフェノールを加えて有機溶剤中のフェノール含量を上記範囲内になるようにコントロールすることにより、モノブチルビフェノール類の脱ブチル化反応を円滑に進行させることができる。一方脱ブチル化反応系に、フェノールを最初からないし生成収率の低い時点から多量に添加すると、反応液量が多くなり、さらにイソブチレンの回収率が大幅に低下する。
【００２４】
本発明により、従来の脱ブチル化方法に比し、3,3',5,5'-テトラ-t- ブチル-4,4'-ビフェノール類の脱ブチル化の速度を大幅にアップすることができる。また、この脱ブチル化反応では、イソブチレンガスが副生し、ガス状のフェノール等と混合状態になるが、フェノールにおけるイソブチレンの溶解度が小さいので、凝縮器等の装置を用いてイソブチレンガスを容易に回収することができる。また凝縮器等から回収されたフェノールは、還流させて再び有機溶剤として利用することができる。
【００２５】
酸触媒
本発明で用いられる酸触媒としては、具体的には、硫酸、p-トルエンスルホン酸等のスルホン酸類、塩化アルミニウム、塩化鉄等のルイス酸などが挙げられる。中でも、スルホン酸類が好ましい。
【００２６】
酸触媒の使用量は、たとえば精製3,3',5,5'-テトラ-t- ブチルビフェニール-4,4'-ジオールを脱ブチル化の対象とする場合、3,3',5,5'-テトラ-t- ブチルビフェニール-4,4'-ジオール１００重量％に対して、０．０５〜５重量％、好ましくは０．１〜２重量％である。
【００２７】
一方、酸化触媒としてアルカリ金属触媒を含有している、粗3,3',5,5'-テトラ-t- ブチルビフェニール-4,4'-ジオールを脱ブチル化の対象とする場合、酸触媒の使用量は、含有するアルカリ金属触媒を中和するに必要な酸触媒の量、および3,3',5,5'-テトラ-t- ブチルビフェニール-4,4'-ジオール１００重量％に対して、０．１〜５重量％、好ましくは０．２〜３重量％の酸触媒の量の合計量が適量である。
【００２８】
脱ブチル化の反応条件
本発明におけるブチル基含有ビフェノール類の脱ブチル化方法においては、脱ブチル化反応温度は、通常２００℃程度、好ましくは２１０〜２２０℃である。本発明においては、従来のように脱ブチル化の反応温度を２５０℃以上の高温にする必要がないので、熱ロスが少なく、また反応槽（反応釜）の腐蝕を防止することができる。
【００２９】
本発明における脱ブチル化反応は、常圧で行なうことができるし、また例えば０．０１〜０．５ｋｇ／ｃｍ2 の圧力下でも行なうことができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係るブチル基含有ビフェノール類の脱ブチル化方法によれば、モノブチルビフェノール類の脱ブチル化反応を円滑に進行させることができるので、ブチル基含有ビフェノール類の脱ブチル化の反応速度が従来の脱ブチル化方法に比し速く、しかも、ブチル基以外のアルキル基が置換されていてもよいビフェノール類を高収率で得ることができるとともに、イソブチレンの回収率が高いという効果を奏する。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明を実施例により、さらに具体的に説明する。
【００３２】
【実施例１】
（フェノール添加量３０％）
撹拌機、温度計および還流コンデンサーを備えた、１リットル容量のオートクレーブに、3,3',5,5'-テトラ-t- ブチル-4,4'-ビフェノール６３重量％、2,6-ジ-t- ブチルフェノール１４重量％、o-t-ブチルフェノール５重量％および2,4,6-トリ-t- ブチルフェノール１３重量％を含有する酸化液４００ｇに、触媒のp-トルエンスルホン酸の存在下、脱ブチル化溶剤としてp-t-ブチルフェノール１４０ｇを仕込み、反応温度２２０℃、反応圧力０．２ｋｇ／ｃｍ2-Ｇで脱ブチル化反応させた。
【００３３】
この反応液をガスクロマトグラフィー分析しビフェノールの生成収率が７６．６モル％（モノ-t- ブチルビフェノールの存在収率２１．６モル％）に達した時点から、反応液にフェノール１００ｇを添加して、反応温度２２０℃、反応圧力０．５ｋｇ／ｃｍ2 で５時間脱ブチル化反応を行なった。
【００３４】
脱ブチル化反応時の有機溶剤中におけるフェノール含有量は、５３〜５８モル％であった。
この反応液をガスクロマトグラフィー分析した結果、3,3',5,5'-テトラ-t- ブチル-4,4'-ビフェノールの脱ブチル化率は９９．４モル％であり、4,4'- ビフェノールの生成収率は、９７．７モル％と高いものであった。
【００３５】
また、脱ブチル化反応仕込み酸化液中のイソブチレンの回収率も、９４．４モル％と非常に高いものであった。
【００３６】
【実施例２】
（フェノール添加量１０％）
撹拌機、温度計および還流コンデンサーを備えた、１リットル容量のオートクレーブに、3,3',5,5'-テトラ-t- ブチル-4,4'-ビフェノール６３重量％、2,6-ジ-t- ブチルフェノール１４重量％、o-t-ブチルフェノール５重量％および2,4,6-トリ-t- ブチルフェノール１３重量％を含有する酸化液４００ｇに、触媒のp-トルエンスルホン酸の存在下、脱ブチル化溶剤としてp-t-ブチルフェノール１４０ｇを仕込み、反応温度２２０℃、反応圧力０．２ｋｇ／ｃｍ2-Ｇで脱ブチル化反応させた。
【００３７】
この反応液をガスクロマトグラフィー分析しビフェノールの生成収率が７６．６モル％（モノ-t- ブチルビフェノールの生成収率２１．６モル％）に達した時点から、反応液にフェノール３３ｇを添加して、反応温度２２０℃、反応圧力０．５ｋｇ／ｃｍ2 で５時間脱ブチル化反応を行なった。
【００３８】
脱ブチル化反応時の有機溶剤中におけるフェノール含有量は、３５〜４０モル％であった。
この反応液をガスクロマトグラフィー分析した結果、3,3',5,5'-テトラ-t- ブチル-4,4'-ビフェノールの脱ブチル化率は９８．５モル％であり、4,4'- ビフェノールの生成収率は、９３．９モル％と高いものであった。
【００３９】
また、脱ブチル化反応仕込み酸化液中のイソブチレンの回収率も、９２．１モル％と非常に高いものであった。
【００４０】
【比較例１】
（フェノールの添加なし）
撹拌機、温度計および還流コンデンサーを備えた、１リットル容量のオートクレーブに、3,3',5,5'-テトラ-t- ブチル-,4,4'-ビフェノール６３重量％、2,6-ジ-t- ブチルフェノール１４重量％、o-t-ブチルフェノール５重量％および2,4,6-トリ-t- ブチルフェノール１３重量％を含有する酸化液４００ｇに、触媒のp-トルエンスルホン酸の存在下、脱ブチル化溶剤としてp-t-ブチルフェノール１４０ｇを仕込み、反応温度２２０℃、反応圧力０．２ｋｇ／ｃｍ2-Ｇで脱ブチル化反応させた。
【００４１】
この反応液をガスクロマトグラフィー分析しビフェノールの生成収率が７６．６モル％（モノ-t- ブチルビフェノールの生成収率２１．６モル％）に達した時点から、反応液にフェノールを添加せずに、さらに反応温度２２０℃、反応圧力０．５ｋｇ／ｃｍ2 で５時間脱ブチル化反応を行なった。
【００４２】
脱ブチル化反応時の有機溶剤中におけるフェノール含有量は、２１〜２２モル％であった。
この反応液をガスクロマトグラフィー分析した結果、3,3',5,5'-テトラ-t- ブチル-4,4'-ビフェノールの脱ブチル化率は９４．１モル％であり、4,4'- ビフェノールの生成収率は、７８．０モル％と低いものであった。
【００４３】
また、脱ブチル化反応仕込み酸化液中のイソブチレンの回収率は、８５．７モル％であった。
【００４４】
【比較例２】
（フェノール添加量が多い場合）
撹拌機、温度計および還流コンデンサーを備えた、１リットル容量のオートクレーブに、3,3',5,5'-テトラ-t- ブチル-4,4'-ビフェノール６３重量％、2,6-ジ-t- ブチルフェノール１４重量％、o-t-ブチルフェノール５重量％および2,4,6-トリ-t- ブチルフェノール１３重量％を含有する酸化液４００ｇに、触媒のp-トルエンスルホン酸の存在下、脱ブチル化溶剤としてフェノール４００ｇを仕込み、反応温度１８０〜２００℃、常圧条件で９時間脱ブチル化反応させた。
【００４５】
脱ブチル化反応時の有機溶剤中におけるフェノール含有量は、８６〜７２モル％であった。
この反応液をガスクロマトグラフィー分析した結果、3,3',5,5'-テトラ-t- ブチル-4,4'-ビフェノールの脱ブチル化率は９９．３モル％であり、4,4'- ビフェノールの生成収率は９７．３モル％と非常に高いものであったが、脱ブチル化反応仕込み酸化液中のイソブチレンの回収率は、６３．７モル％と非常に低いものであった。