アルキル置換ベンゼンジオールの製造方法
【課題】 アルキルフェノール含む溶液と過酸化水素を含む溶液とを混合し、酸化反応させてアルキルベンゼンジオールを製造する方法において、か発熱の制御が容易であり、必要に応じてケトンを用いた場合、中間体として反応液中に生成するケトンパーオキサイドを安全に取り扱いすることができ、目的物とするアルキルベンゼンジオールの選択率の低下がない連続的生産方法を提供すること
【解決手段】 内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーと内部に微小管状流路が形成された反応容器を用い、アルキルフェノールを含む溶液と過酸化水素を含む溶液とを混合し、酸化反応させることを特徴とするアルキルベンゼンジオールの製造方法。
【解決手段】 内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーと内部に微小管状流路が形成された反応容器を用い、アルキルフェノールを含む溶液と過酸化水素を含む溶液とを混合し、酸化反応させることを特徴とするアルキルベンゼンジオールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルキル置換ベンゼンジオールの製造方法に関するものである。さらに詳しくは、本発明はマイクロリアクターを用いたアルキル置換ベンゼンジオール、特にアルキルカテコールに好適な製造方法であり、安全に効率よく円滑に製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルキルフェノールを触媒、ケトン系有機溶媒等の存在下、過酸化水素により酸化反応させてアルキル置換ベンゼンジオール、例えば、アルキルカテコールを製造する方法が知られている。（例えば特許文献１及び２参照。）しかしながら、アルキルフェノールの酸化反応では、アルキル基を有していないフェノールの酸化反応に比べ、生成する目的物のアルキル置換ベンゼンジオールの高次酸化が進行して副生成物を生じ易く選択率が決して十分とは言えず、さらにアルキルフェノールの酸化反応により生じる急激な発熱の制御や中間体として反応液中に生成するケトンパーオキサイドの安全な取り扱いに問題があった。
これらの問題点に対応するため管型反応器を用いて、酸化剤（過酸化水素）を分割添加し、逐次的に酸化反応を進行させる連続反応方法が模索された（例えば特許文献３参照）。しかしながら、前記の技術は、フェノール(例えば、アルキル基を有していないフェノール)の酸化反応では、一定の効果が認められるものの、条件によって、例えば、油溶性のアルキルフェノールと水溶性の過酸化水素のスタティックミキサーを用いた混合が充分進まないため、過酸化水素の転化率が低下し目的物の選択率が低下するといった問題があった。
近年、石油エネルギーの高騰から化学製品の製造方法の抜本的な見直しが迫られてきている。その中で、マイクロリアクターに対する関心が高まってきている。マイクロリアクターは狭い空間で反応を行う装置であり大掛かりな装置の導入も不必要で、投資コスト、製造コストの削減も期待される。また、マイクロリアクターは狭い空間で反応を行うため単位体積あたりの比表面積が大きく、このため反応温度の制御が容易であるという特長を有することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１０５４３
【特許文献２】特開平１０−２３６９９７
【特許文献３】特開平１１−３４３２５７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、アルキルフェノール含む溶液と過酸化水素を含む溶液とを混合し、酸化反応させてアルキル置換ベンゼンジオールを製造する方法において、発熱の制御が容易であり、必要に応じてケトンを用いた場合、中間体として反応液中に生成するケトンパーオキサイドを安全に取り扱いすることができ、目的物とするアルキル置換ベンゼンジオールの選択率の低下がない連続的生産方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーと内部に微小管状流路が形成された反応容器を用いると、油溶性のアルキルフェノールと水溶性の過酸化水素とが円滑に混合され、かつ発熱の制御が容易であり、必要に応じてケトンを用いた場合、中間体として反応液中に生成するケトンパーオキサイドを安全に取り扱いすることができ、結果として選択率を低下させることなくアルキルカテコールを連続的に効率よく製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーと内部に微小管状流路が形成された反応容器を用い、アルキルフェノールを含む溶液と過酸化水素を含む溶液とを混合し、酸化反応させることを特徴とするアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従来、反応時に、混合が困難であった油溶性のアルキルフェノールと過酸化水素の水溶液を相分離することなしに混合し、均一に溶解することができ、その結果副反応が低減され、目的物であるアルキル置換ベンゼンジオールの製造が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の製造方法に用いる化学反応デバイス１の３種類のプレート構造を示す分解斜視図である。
【図２】図１における化学反応デバイス１のプレート構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の製造方法に用いる化学反応デバイス１の継手部を含めた概略図全体構成を示す水平断面図である。
【図４】本発明の製造方法に用いる化学反応デバイス２の２種類のプレート構造を示す分解斜視図である。
【図５】図４における化学反応デバイス２のプレート構造を示す斜視図である。
【図６】本発明の製造方法に用いる化学反応デバイス２の継手部を含めた概略図全体構成を示す水平断面図である。
【図７】本発明の製造方法に用いる化学反応デバイス３のプレート構造を示す斜視図である。
【図８】本発明の製造方法に用いる化学反応デバイス３の継手部を含めた概略図全体構成を示す水平断面図である。
【図９】図７における化学反応デバイス１の２種類のプレート構造を示す分解斜視図である。
【図１０】実施例で用いた製造装置を模式的に示す概略構成図である。
【図１１】比較例で用いた製造装置を模式的に示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次いで、本発明を実施するにあたり、必要な事項を具体的に述べる。
本発明で用いるアルキルフェノール類は、特に制限はなく、種々のアルキルフェノール類を用いることができる。また、少なくとも一つのオルソ位に置換基を持ない第１〜３級のアルキル基を有するものであれば、アルキルカテコール類を製造することが可能である。また、アルキル基としては、炭素原子数１〜１２のものが好ましい。具体的には、クレゾール、キシレノール、ブチルフェノール類、オクチルフェノール類、ノニルフェノール類及びドデシルフェノール類等が挙げられる。そのなかでもブチルフェノール類及びオクチルフェノール類が好ましい。また、特にｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ｐ−ｓｅｃ−ブチルフェノール及びｐ−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール等のパラ位がアルキル基で置換されている化合物を用いた場合、アルキルカテーコールを選択的に合成することが可能である。
【００１０】
使用するアルキルフェノールの導入量は、過酸化水素に対するモル比〔（アルキルフェノール）／（Ｈ２Ｏ２）〕が３〜３０となる範囲が好ましい。
【００１１】
本発明で使用できる過酸化水素は、水溶液又は有機溶液のいずれのでも良いが、入手容易で、かつ、安定で安全性に優れる点から、水溶液として用いるのが好ましい。また、その濃度は、２０〜７０重量％であることが過酸化水素の反応性に優れる点、或いは、アルキルフェノールのヒドロキシル化の選択性に優れる点が好ましい。
【００１２】
また、アルキルフェノール類と過酸化水素とを酸化反応させる際、ケトン系有機溶媒、触媒を使用しても良く、さらに必要に応じ金属補足剤としてリン原子含有酸素酸及びそれらの金属塩を使用しても良い。ここで使用する触媒、リン原子含有酸素酸及びそれらの金属塩の量は、特に制限されないが、過酸化水素のモル数に対する、触媒、リン原子含有酸素酸及びそれらの金属塩の合計モル数の比で、０．０１〜５モル％となる範囲の量が好ましい。即ち、０．０１モル％以上では、反応速度が飛躍的に向上する他、仕込み過酸化水素が実際に反応に使用された割合が著しく向上する。１０モル％以下においては、タール成分の生成を抑制でき目的物の選択率を向上させることができる。
本発明で用いられる触媒は、特に制限はないが、酸類及びこれらの塩が好ましい。酸類としては、硫酸、過塩素酸、ｐ−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の強酸が好ましい。酸類の塩としては、硫酸ナトリウム、硫酸リチウム、硫酸カリウム、硫酸ルビジウム、硫酸セシウム、硫酸ベリリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、硫酸バリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ルビジウム、過塩素酸セシウム、過塩素酸ベリリウム、過塩素酸マグネシウム、過塩素酸カルシウム、過塩素酸ストロンチウム、過塩素酸バリウム、ｐ−ヒドロキシベンゼンスルホン酸ナトリウム、ｐ−ヒドロキシベンゼンスルホン酸カリウム、ｐ−ヒドロキシベンゼンスルホン酸リチウム、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウム、ｐ−トルエンスルホン酸カリウム、ｐ−トルエンスルホン酸リチウム、メタンスルホン酸ナトリウム、メタンスルホン酸カリウム、メタンスルホン酸リチウム、トリフルオロ酢酸ナトリウム、トリフルオロ酢酸カリウム、トリフルオロ酢酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸ナトリウム、トリフルオロメタンスルホン酸カリウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸ベリリウム、トリフルオロメタンスルホン酸マグネシウム、トリフルオロメタンスルホン酸カルシウム、トリフルオロメタンスルホン酸ストロンチウム及びトリフルオロメタンスルホン酸バリウム等の塩が挙げられる。そのなかでも、硫酸、過塩素酸、トリフルオロメタンスルホン酸、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸マグネシウム及び過塩素酸カルシウムが好ましい。なお、これらの触媒は複数を混合して用いてもよい。
【００１３】
次に、リン原子含有酸素酸としては、オルトリン酸、メタリン酸、ピロリン酸、ポリリン酸類及びホスホン酸類が挙げられるが、入手が容易で、触媒活性に優れる点からオルトリン酸、メタリン酸及びピロリン酸が好ましい。
【００１４】
リン原子含有酸素酸の塩としては、リン原子含有酸素酸のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩、セシウム塩、ベリリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、ストロンチウム塩及びバリウム塩等が挙げられるが、そのなかでも、オルトリン酸ナトリウム、オルトリン酸カリウム、オルトリン酸マグネシウム、メタリン酸ナトリウム、メタリン酸カリウム、メタリン酸マグネシウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、ピロリン酸マグネシウム等が好ましい。なお、これらの金属塩は複数を混合して用いることもできる。
【００１５】
本発明で、必要に応じて使用するケトン系有機溶媒は、特に制限はないが、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン及びベンゾフェノン等が挙げられる。そのなかでも、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、アセトフェノン及びベンゾフェノンが目的物の選択率が著しく優れる点から好ましい。
【００１６】
ケトン系有機溶媒を使用する場合、その量は特に制限はないが、過酸化水素１モルに対して０．０５〜５モルとなる範囲が好ましい。即ち、０．０５モル以上において反応速度が大きくなって反応時間を短縮できる他、過酸化水素の転化率より高めとなり、一方、５モル以下においては、目的物の選択率が高めとなる他、回収して再利用可能なケトンの回収率が高めとなり好ましい。
【００１７】
また、本発明の製造方法は、必要に応じて前記以外の溶媒の存在下にて行うこともできる。使用できる溶媒としては、当該反応系に対して不活性なものであればよく、具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等のアルコール類、ｎ−ペンタン、シクロヘキサン等の飽和脂肪属炭化水素類、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ジクロロエタン、テトラクロロエタン等のハロゲン化水素などが挙げられる。
【００１８】
本発明においてアルキル置換ベンゼンジオールは内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーと内部に微小管状流路が形成された反応容器を用い製造することができる。
マイクロミキサーを用いることにより、流体同士の混合は小さなセグメント同士の混合になるため接触面積が大きくなることから、小さなエネルギーであっても混合が促進され比較的低流量においても油溶性のアルキルフェノールと水溶性の過酸化水素の混合を促進することが可能になる。
【００１９】
内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーとしては市販されているマイクロミキサーを用いることが可能であり、例えばインターディジタルチャンネル構造体を備えるマイクロリアクター、インスティチュート・フュール・マイクロテクニック・マインツ（ＩＭＭ）社製シングルミキサーおよびキャタピラーミキサー；ミクログラス社製ミクログラスリアクター；ＣＰＣシステムス社製サイトス；山武社製ＹＭ−１、ＹＭ−２型ミキサー；島津ＧＬＣ社製ミキシングティーおよびティー（Ｔ字コネクタ）；マイクロ化学技研社製ＩＭＴチップリアクター；東レエンジニアリング開発品マイクロ・ハイ・ミキサー等が挙げられ、いずれも本発明で使用することができる。
さらに、好ましい形態のマイクロミキサーシステムとして、前記アルキルフェノール類と過酸化水素とをそれぞれ別々の流路に流通させ、前記両方の流路の出口で混合するものであるマイクロミキサーを用いて混合した後、さらに、流れ方向で流路断面積が縮小された流路に供給しながら流通させることで混合を促進するものであるマイクロミキサーが好ましい。流路をさらに縮流することによる乱流効果により混合をさらに促進することができる。
【００２０】
前記両方の流路の出口で混合するものであるマイクロミキサーを用いて混合した後、流れ方向で流路断面積が縮小された流路に供給しながら流通させることにより混合を促進するものであるマイクロミキサーを用いることで、前記アルキルフェノール類と過酸化水素の混合を促進することが可能になる。
【００２１】
上記前記両方の流路の出口で混合するものであるマイクロミキサーを用いて混合した後、流れ方向で流路断面積が縮小された流路に供給しながら流通させることで混合を促進するものであるマイクロミキサー微小管状流路は、少なくとも２つの部材を組み合わせて、部材間に形成された空間を流路とするものであるであっても、またそれ以外にも単なる管やパイプ形状のものを流路として用いても構わない。
【００２２】
本発明で用いる流路の出口に設けられた合流部で混合するものであるマイクロミキサーとして好ましい形態としては例えば化学反応用デバイス１が例示される。また、流れ方向で流路断面積が縮小された流路により混合を促進するものであるマイクロミキサーとしては化学反応用デバイス２が例示される。
【００２３】
以下、本発明で用いる好ましい形態の流路が設けられてなる化学反応用デバイス１、および、化学反応用デバイス２について具体的に説明する。図１は、アルキルフェノールを含む流体が通る微小管状流路を配置したプレートと、過酸化水素を含む流体が通る微小管状流路を配置したプレート、および、熱交換が行われる流体を流す流路を設置したプレートが積層してなる反応装置の概略構成例である。図２は、図１のデバイスにて合一した混合液を流す微小管状流路を配置したプレートと熱交換が行われる流体を流す流路を設置したプレートが積層してなる化学反応用デバイス１の概略構成例である。
【００２４】
前記化学反応用デバイス１は、例えば前記図１において同一の長方形板状からなる第１プレート（前記図１中の５）と第２プレート（前記図１中の８）とが複数交互に積層されて構成されている。さらに必要に応じ第３プレート（前記図１中の３）が図２に示すように積層されて構成されている。各１枚の第１プレートにはアルキルフェノールを含む流体が通る流路が設けられている。また第２プレートには過酸化水素を含む流体が通る流路（以下、反応流路という）が設けられている（以下、反応流路が設けられたプレートをプロセスプレートという）。また、第３プレートには温調流体用の流路（以下、温調流路という）が設けられている（以下、温調流路が設けられたプレートを温調プレートという）。
そして、図３に示すようにそれらの供給口および排出口が、化学反応用デバイス１の端面１５ｂ、１５ｃ、側面１５ｄ、１５ｅの各領域に分散して配置され、それら領域に、アルキルフェノールを含む流体（図２においてδがアルキルフェノール含む流体の液流れを示す）、過酸化水素（図２においてεが過酸化水素を含む流体の液流れを示す）、温調流体（図２においてγが温調流体の流れを示す）を流すためのコネクタ３０とジョイント部３１とからなる継手部３２がそれぞれ連結されている。また、前記出口混合は化学反応デバイス１の端面１５ｃとコネクタ３０によって形成される空間３３にてアルキルフェノールを含む流体と過酸化水素を含む流体が合流することより達成される。
【００２５】
これらの継手部を介して、アルキルフェノール含む流体、過酸化水素を含む流体が端面１５ｂから供給されて、端面１５ｃに排出され、温調流体が側面１５ｄから供給されて側面１５ｅに排出されるようになっている。
化学反応用デバイス１の平面視形状は図示のような長方形とは限定されず、正方形状、または端面１５ｂ、１５ｃ間よりも側面１５ｄ、１５ｅ間が長い長方形状としてもよいが、以下では簡単のために図示形状に即して、端面１５ｂから端面１５ｃに向かう方向を、化学反応用デバイス１のプロセスプレートと温調プレートの長手方向と称し、側面１５ｄから側面１５ｅに向かう方向を化学反応用デバイス１のプロセスプレートと温調プレートの短手方向と称することにする。
【００２６】
前記化学反応用デバイス２は、例えば前記図４において同一の長方形板状からなる第４プレート（前記図４中の１４）、必要に応じ温調プレート（前記図４中の３）が図５に示すように積層されて構成されている。各１枚の第４プレートには化学反応用デバイス１にて混合された流体が通る流路が設けられている。
そして、図６に示すようにそれらの供給口および排出口が、化学反応用デバイス２の端面１６ｂ、１６ｃ、側面１６ｄ、１６ｅの各領域に分散して配置され、それら領域に、アルキルフェノール含む流体と過酸化水素を含む流体（図５においてαが液流体を示す）、温調流体（図５においてγが温調流体を示す）、さらに必要に応じて有機溶剤を流すためのコネクタ３０とジョイント部３１とからなる継手部３２がそれぞれ連結されている。
【００２７】
これらの継手部を介して、アルキルフェノール含む流体と過酸化水素を含む流体を含む流体が端面１６ｂから供給されて、端面１６ｃに排出され、温調流体が側面１６ｅから供給されて側面１６ｄに排出されるようになっている。
化学反応用デバイス２の平面視形状は図示のような長方形とは限定されず、正方形状、または端面１６ｂ、１６ｃ間よりも側面１６ｄ、１６ｅ間が長い長方形状としてもよいが、以下では簡単のために図示形状に即して、端面１６ｂから端面１６ｃに向かう方向を、化学反応用デバイス２のプロセスプレートと温調プレートの長手方向と称し、側面１６ｄから側面１６ｅに向かう方向を化学反応用デバイス２のプロセスプレートと温調プレートの短手方向と称することにする。
【００２８】
温調プレートは、図１に示すように、一方の面３ａに断面凹溝形状の温調流路６が所定の間隔だけ離れて設けられている。温調流路６の断面積は、反応流路に対して熱を伝えることができれば特に限定されるものではないが概ね１×１０−２〜２．５×１０２（ｍｍ２）の範囲である。更に好ましくは０．３２〜４．０（ｍｍ２）である。温調流路６の本数は、熱交換効率を考慮して適宜の本数を採用することができ、特に限定されるものではないが、プレート当たり、例えば１〜１０００本、好ましくは１０〜１００本である。
【００２９】
温調流路６は、図１及び図４に示す様に、温調プレートの長手方向に沿って複数本配列された主流路６ａと、主流路６ａの上流側及び下流側端部でそれぞれ流路２０と略直交に配置されて各主流路６ａに連通する供給側流路６ｂおよび排出側流路６ｃとを備えていてもよい。図１及び図４では供給側流路６ｂと排出側流路６ｃは２回直角に屈曲して温調プレートの側面３ｄ、３ｅからそれぞれ外部に開口している。温調流路６の各流路の本数は、温調流路６の主流路６ａ部分のみが複数本配列され、供給側流路６ｂおよび排出側流路６ｃはそれぞれ１本で構成されている。
【００３０】
本発明で用いる内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーは、原料として用いるアルキルフェノールを加温する目的や、アルキルフェノールを含む流体と過酸化水素を含む流体の混合を促進する目的で、温調流路により温度を８０〜１５０℃でコントロールされることが好ましく、９０〜１４０℃でコントロールされるのがさらに好ましく、９０〜１３０℃でコントロールされるのが最も好ましい。１５０℃以上にコントロールされた場合には過酸化水素、もしくは中間体として生成するケトンパーオキサイドが安定に存在せず、アルキルフェノールとの反応に供される前に分解する可能性があり、また副生成物を増加し目的物選択率の低下を招く可能性がある。８０〜１５０℃でコントロールされることによりアルキルフェノールと過酸化水素の反応を効率よく行うことが可能になる。
【００３１】
内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーで混合されたアルキルフェノール含む流体と過酸化水素を含む流体を含む流体は内部に微小管状流路が形成された反応容器において反応される。
ここで、内部に微小管流路が形成された反応容器は伝熱性反応容器であることが好ましい。流路比表面積がバッチ反応釜よりも大きいため伝導伝熱速度が速くアルキルフェノールの酸化反応により生じる発熱の制御や中間体として反応液中に生成するケトンパーオキサイドを安全に取り扱うことが可能になる。
【００３２】
さらに、本発明においてアルキルカテコールは前記アルキルフェノールと過酸化水素とを含有する流体の反応容器内でのレイノルズ数を１０〜３００で連続的にコントロールすることにより、前記アルキルフェノールと過酸化水素とを含有する反応流体の混合性が乱流効果によりさらに高められることにより、さらに効率良く製造することができる。
ここで、該流体の流路内の移動をレイノルズ数１０より大きい値でコントロールすることによりアルキルフェノールと過酸化水素とを含有する反応流体の混合性が著しく低下せず、その結果、短時間に反応が起こらずに生産効率が悪くなるといった不具合が防止でき、滞留時間が長くならないで反応が終了することから好ましい。また、レイノルズ数３００以上にコントロールすることは装置上困難である。
【００３３】
尚、本発明でいうレイノルズ数とは下記の式（１）に従って計算されるものである。
【００３４】
レイノルズ数＝（Ｄ×ｕ×ρ）／μ・・・式（１）
ここで、Ｄ（流路の内径）（ｍ）、ｕ（平均流速）（ｍ／ｓ）、ρ（流体密度）（ｋｇ／ｍ３）、μ（流体粘度）（Ｐａ・ｓ）である。
【００３５】
本発明の製造方法における流体温度は特に制限されるものではないが、８０〜１６０℃であることが過酸化水素の転化率、及び、目的物であるアルキル置換ベンゼンジオールの選択率に優れる点から好ましく、９０〜１５０℃であることがさらに好ましい。
本発明の製造方法で用いる反応容器としては熱交換機能を有し、且つ、微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が０．１〜４．０ｍｍ２となる空隙サイズを有する微小管状流路を有するものが好ましく、その他の要件については特に制限はない。このような反応容器としては、例えば、化学反応用デバイスとして用いられる部材中に前記流路（以下、単に「微小流路」ということがある）が設けられた反応容器等が挙げられる。
以下、本発明で用いる内部に微小管状流路が形成された反応容器について、具体的に説明する。図７は、混合液を流す微小管状流路を配設したプレートと、混合液との間で熱交換が行われる流体を流す流路を配設したプレートが交互に積層してなる反応容器で、微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が０．１〜４．０ｍｍ２となる空隙サイズを有する微小管状流路を有する反応容器（化学反応用デバイス３）の概略構成例である。
【００３６】
前記化学反応用デバイス３は、例えば前記図７において同一の長方形板状からなる第１プレート（プロセスプレート）（前記図７中の２）と第２プレート（温調プレート）（前記図７中の３）とが複数交互に積層されて構成されている。各１枚の第１プレートには反応流路が設けられている。また第２プレートには温調流路が設けられている。
【００３７】
図８に示すようにそれらの供給口および排出口が、化学反応用デバイス３の端面１ｂ、１ｃ、側面１ｄ、１ｅの各領域に分散して配置され、それら領域に、アルキルフェノール、過酸化水素を含む流体と、温調流体を流すためのコネクタ３０とジョイント部３１とからなる継手部３２がそれぞれ連結されている。
【００３８】
これらの継手部を介して、アルキルフェノール、過酸化水素を含む流体が端面１ｂから供給されて、端面１ｃに排出され、温調流体が側面１ｅから供給されて側面１ｄに排出されるようになっている。
【００３９】
化学反応用デバイス３の平面視形状は図示のような長方形とは限定されず、正方形状、または端面１ｂ、１ｃ間よりも側面１ｄ、１ｅ間が長い長方形状としてもよいが、以下では簡単のために図示形状に即して、端面１ｂから端面１ｃに向かう方向を、化学反応用デバイス１のプロセスプレートと温調プレートの長手方向と称し、側面１ｄから側面１ｅに向かう方向を化学反応用デバイス３のプロセスプレートと温調プレートの短手方向と称することにする。
【００４０】
プロセスプレートは、図９に示すように、一方の面２ａに断面凹溝形状の流路４をプロセスプレートの長手方向に貫通して延し、短手方向に所定間隔ｐ０で複数本配列したものである。流路４の長さをＬとする。断面形状は、幅ｗ０、深さｄ０とする。
【００４１】
流路４の断面形状は、アルキルフェノール、過酸化水素を含む流体の種類、流量や流路長さＬに応じて適宜設定することができるが、断面内の温度分布の均一性を確保するために、幅ｗ０、深さｄ０は、それぞれ０．１〜５００〔ｍｍ〕、０．１〜５〔ｍｍ〕の範囲に設定している。なお、幅、深さの記載は図面を参照した場合であって、この値は熱伝面に対して広い値となる様に適宜解釈しうる。特に限定されるものではないが、プレート当たり、例えば１〜１０００本、好ましくは１０〜１００本である。
【００４２】
前記、アルキルフェノール、過酸化水素を含む流体は各流路４内に流され、図７ないし図９に矢印で示すように、一方の端面２ｂ側から供給されて他方の端面２ｃ側へ排出される。
各複数のプロセスプレート、温調プレートは、プロセスプレート、温調プレートを同一方向に交互に重ねて積層され、互いに固着、積層されている。
【００４３】
そのため、化学反応用デバイス３の形態において、各流路４、温調流路６は、凹溝の開口面が上に積層されるプレートの下面により覆われ、両端が開口する長方形断面のトンネル形状とされる。
【００４４】
このような各プロセスプレート、温調プレートは、適宜の金属材料を用いることができるが、例えばステンレス鋼板にエッチング加工を施すことにより流路４、温調流路６などを形成し、流路面を電解研磨仕上げするなどして製作することができる。
【００４５】
前記本発明の製造方法で用いる流路が設けられてなる化学反応用デバイスを有する装置としては、例えば、図１０に記載のある製造装置を例示できる。
【００４６】
図１０において、アルキルフェノールを含む流体（６１）を入れるタンク６２（第１のタンク）の流出口とプランジャーポンプ６５の流入口とが、アルキルフェノールを含む流体が通る配管を介して接続されており、また、過酸化水素を含む流体を入れるタンク６４（第１のタンク）の流出口とプランジャーポンプ６６の流入口とが、過酸化水素を含む流体（６３）が通る配管を介して接続されている。プランジャーポンプ６５の流出口及びプランジャーポンプ６６の流出口からは、それぞれプランジャーポンプ６５またはプランジャーポンプ６６を通してアルキルフェノールを含む流体又は過酸化水素を含む流体が通る配管が伸びており、これらの配管は図１、および図２、３に記載の化学デバイス１として例示される流路の出口に設けられた合流部で混合するものであるマイクロミキサー６７の流入口に接続されている。
【００４７】
このマイクロミキサー６７でアルキルフェノールを含む流体（６１）と過酸化水素を含む流体（６３）とが混合され、さらに図４、および図５、６に記載の化学デバイス２として例示される流れ方向で流路断面積が縮小された流路により混合を促進するものであるマイクロミキサー７３に導かれアルキルフェノールと過酸化水素とが混合された流体となる。この流体はマイクロミキサー７３の流出口に接続された配管を通して、図７、および図８、９に記載の化学デバイス３として例示される反応容器４０の流入口１ｂへと移動する。反応容器４０には温調装置６８が接続されている。前記反応容器４０中の微小流路を移動していくことによりアルキルフェノールと過酸化水素が反応しアルキルカテコールが製造され、反応容器４０中の微小流路を移動し反応容器４０の流出口１ｃと到達する。その後、流出口に接続された配管を通して冷却用熱交換器７０の流入口へと移動する。
図１０の製造装置の反応容器４０において、図７、および図８、９に記載の化学デバイス３を反応容器の一部として流路を介しいくつか接続することにより滞留時間を制御することができる。また、反応容器４０と冷却用熱交換器７０の間に反応容器の一部として流路を接続することにより滞留時間を制御することができる。流路は単なる管やパイプ形状のものでも構わない。流路は油浴等に浸漬させたり、リボンヒーターを巻きつけたりすることにより温度を制御させることができる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に述べる。例中、％、重量は特に断りがない限り重量基準である。
【００４９】
＜本実施例で使用したマイクロミキサー＞
本実施例では流路の出口に設けられた合流部で混合するものであるマイクロミキサーとして図１に示す構造のプロセスプレート５、８をマイクロミキサーとして用いた。また、流れ方向で流路断面積が縮小された流路により混合を促進するものであるマイクロミキサーとしては図４に示す構造のプロセスプレート１４をマイクロミキサーとして用いた。マイクロミキサーの構造としては、プレート８の上にプレート５を積層したマイクロミキサー積層体の上下に温調プレート３を積層した化学反応用デバイスと、プレート１４の上下に温調プレート３を積層した化学反応用デバイスとを直列につないだ構造を用いた。具体的には、アルキルフェノールの有機溶剤溶液をプレート５の流路２０に過酸化水素と触媒の混合液をプレート８の流路２１に導入しそれぞれの流体をプレート出口で合一させた。その後、更に、プレート１４の流路２２を通過させることで分子末端にアルキルフェノールの有機溶剤溶液と過酸化水素と触媒の混合液とをさらに混合させた。プロセスプレート５，８，１４、温調プレート３の材質はＳＵＳ３０４であり、板厚はプレート５、１４が０．４ｍｍ、プレート８が１ｍｍである。反応流路２１の断面寸法は幅１．０ｍｍ×深さ０．５ｍｍ、温調流路６の断面寸法は幅１．２ｍｍ×深さ０．５ｍｍ、反応流路２０の断面寸法は幅６ｍｍ×深さ０．２ｍｍ、反応流路２２の断面寸法は幅広部で幅４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ、縮流部で幅０．２ｍｍ×深さ０．２ｍｍである。
【００５０】
＜本実施例で使用した反応容器用デバイス＞
本実施例では図７に示す構造の反応容器用デバイスを用いた。構造としては、プロセスプレート２と温調プレート３とを交互に積層した構造である。プロセスプレートには流路４が形成されており、また、温調プレートには温調流路６が形成されている。
反応容器用デバイスはドライエッチング加工により反応流路４が５本形成されたプロセスプレート２枚と同じくエッチング加工により温調流路６が５本形成された温調プレート３枚が交互に積層されている。プロセスプレート２と温調プレート３の材質はＳＵＳ３０４であり、板厚は１ｍｍである。反応流路４と温調流路６の断面寸法はともに幅１．２ｍｍ×深さ０．５ｍｍである。
【００５１】
＜本比較例で使用した反応装置＞
図１１に記載された製造装置を用い調製を行った。図１１においてスタティックミキサー及び反応器の大きさは、スタティックミキサーが４．０ｍｍ×３６ｍｍ、第１反応塔が１６．１ｍｍ×１００８ｍｍ、第２反応塔が２１．４ｍｍ×１２２４ｍｍ、第３反応塔が２７．２ｍｍ×７２０ｍｍ、および第４反応塔が４１．７ｍｍ×７８０ｍｍであった。
【００５２】
＜過酸化水素転化率＞
反応後系内に残存する過酸化水素のモル数をメトラー・トレド株式会社製滴定装置（ＭＥＴＴＬＥＲ ＤＬ２５ Ｔｉｔｒａｔｏｒ）を用い、酸化還元滴定で分析し、式（２）に従って過酸化水素転化率を求めた。
過酸化水素転化率＝〔（供給した過酸化水素のモル数−反応後系内に残存する過酸化水素のモル数）／供給した過酸化水素のモル数〕×１００（モル％）・・・・式（２）
【００５３】
＜アルキル置換ベンゼンジオール選択率（対過酸化水素）＞
生成したアルキル置換ベンゼンジオールを株式会社島津製作所製ガスクロマトグラフ（Ｓｈｉｍａｚｕ ＧＣ−１４Ａ）により定量分析し、式（３）に従ってアルキル置換ベンゼンジオール選択率（対過酸化水素）を計算した。
アルキル置換ベンゼンジオール選択率（対過酸化水素）＝〔（生成したアルキル置換ベンゼンジオールのモル数）／（供給した過酸化水素のモル数）〕×１００（モル％）
・・・・（３）
【００５４】
＜アルキル置換ベンゼンジオール選択率（対転化アルキルフェノール）＞
生成したアルキル置換ベンゼンジオール及び他の副生物をガスクロトグラフィー及び東ソー株式会社製ゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ）により定量分析し、式（４）に従ってアルキル置換ベンゼンジオール選択率（対転化アルキルフェノール）を計算した。
【００５５】
アルキル置換ベンゼンジオール選択率（対転化アルキルフェノール）＝〔（生成したアルキル置換ベンゼンジオールのモル数）／（転化したアルキルフェノールのモル数）〕×１００（モル％）
・・・・（４）
【００５６】
下記実施例1〜３では、過酸化水素転化率を９５％以上−過酸化水素を使い切る条件でアルキル置換ベンゼンジオールの製造を行なった。
【００５７】
実施例１
図１０に示す製造装置において、マイクロミキサー、化学反応デバイスを１０個、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブを直列に繋いだ装置を用いてパラ−ｔ−ブチルフェノール（ＰＴＢＰ）と６０％過酸化水素との反応を行った。プランジャーポンプ６５及び６６を用いて、第一のタンク６２中にＰＴＢＰとＭＩＢＫとをモル比１０／１で仕込み、温度を１１０℃で溶解させた。第二のタンク６３中に６０％過酸化水素、過塩素酸、ピロリン酸をモル比１／０．００４５／０．００２３の比率で仕込んだ。プランジャーポンプ６５及び６６の回転数を設定し、全体の流量が５０ｇ／分、ＰＴＢＰと過酸化水素の供給比率がモル比１０／１となるように流した。マイクロミキサー、反応容器用デバイス、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブ、冷却用熱交換器、背圧弁へと連続的に流し、吐出された反応混合物を受け容器にて受け取ることにより、ｔ−ブチルカテコールの製造を行った。なお、マイクロミキサー内では、温調装置にて、１２０℃の温調流体（オイル）を温調プレートの温調流路に連続して流し、（ＰＴＢＰ及びＭＩＢＫ）と（６０％過酸化水素、過塩素酸およびピロリン酸）の混合を行い、反応容器デバイスでは、温調装置にて、１２０℃の温調流体を温調プレートの温調流路に連続して流し、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブではチューブ全体を１２０℃に加温したオイルバスに浸漬し、それぞれの加温を行った。冷却用熱交換器６９では温調装置７０にて、１２０℃の温調流体を連続して流した。排圧弁７１にて管内圧を２ＭＰａにて行った。反応混合液の密度を１０００ｋｇ／ｍ３、粘度１ｍＰａ・ｓとして反応容器内のレイノルズ数は１００、滞留時間は２．６分であった。
得られた反応液の分析を行ったところ、過酸化水素転化率が９８．０％、ＴＢＣ選択率（対過酸化水素）が６５．６％、ＴＢＣ選択率（対転化ＰＴＢＰ）が８１．７％であった。比較的高い選択率でＴＢＣを得ることができた。
【００５８】
実施例２
図１０に示す製造装置において、マイクロミキサー、化学反応デバイスを１０個、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブを直列に繋いだ装置を用いて実施例１と同様の操作により全体の流量７０ｇ／分、それぞれの原料が所定のモル比になるように流した。マイクロミキサー、反応容器デバイス、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブ、冷却用熱交換器、背圧弁へと連続的に流し、吐出された反応混合物を受け容器にて受け取ることにより、ｔ−ブチルカテコールの製造を行った。反応混合液の密度を１０００ｋｇ／ｍ３、粘度１ｍＰａ・ｓとして反応容器内のレイノルズ数は１４０、滞留時間は１．８分であった。
【００５９】
得られた反応液の分析を行ったところ、過酸化水素転化率が９８．４％、ＴＢＣ選択率（対過酸化水素）が６８．５％、ＴＢＣ選択率（対転化ＰＴＢＰ）が８１．７％であった。比較的高い選択率でＴＢＣを得ることができた。
【００６０】
実施例３
図１０に示す製造装置において、マイクロミキサー、化学反応デバイスを１０個、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブを直列に繋いだ装置を用いて実施例１と同様の操作により全体の流量３０ｇ／分、それぞれの原料が所定のモル比になるように流した。マイクロミキサー、反応容器デバイス、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブ、冷却用熱交換器、背圧弁へと連続的に流し、吐出された反応混合物を受け容器にて受け取ることにより、ｔ−ブチルカテコールの製造を行った。反応混合液の密度を１０００ｋｇ／ｍ３、粘度１ｍＰａ・ｓとして反応容器内のレイノルズ数は６０、滞留時間は４．３分であった。
得られた反応液の分析を行ったところ、過酸化水素転化率が９９．２％、ＴＢＣ選択率（対過酸化水素）が６４．４％、ＴＢＣ選択率（対転化ＰＴＢＰ）が７９．１％であった。比較的高い選択率でＴＢＣを得ることができた。
【００６１】
下記実施例４、５では、過酸化水素転化率を８０％以下−反応終了後アルキル置換ベンゼンジオールと過酸化水素が共存する反応系でアルキル置換ベンゼンジオールの製造を行なった。
【００６２】
実施例４
図１０に示す製造装置において、マイクロミキサー、化学反応デバイスを１０個、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブを直列に繋いだ装置を用いてパラ−ｔ−ブチルフェノール（ＰＴＢＰ）と６０％過酸化水素との反応を行った。プランジャーポンプ６５及び６６を用いて、第一のタンク６２中にＰＴＢＰとＭＩＢＫとをモル比１０／１で仕込み、温度を１１０℃で溶解させた。第二のタンク６３中に６０％過酸化水素、過塩素酸ナトリウム、ピロリン酸をモル比１／０．００３０／０．００２７の比率で仕込んだ。プランジャーポンプ６５及び６６の回転数を設定し、全体の流量が１５ｇ／分、ＰＴＢＰと過酸化水素の供給比率がモル比１０／１となるように流した。マイクロミキサー、反応容器用デバイス、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブ、冷却用熱交換器、背圧弁へと連続的に流し、吐出された反応混合物を受け容器にて受け取ることにより、ｔ−ブチルカテコールの製造を行った。なお、マイクロミキサー内では、温調装置にて、１２０℃の温調流体（オイル）を温調プレートの温調流路に連続して流し、（ＰＴＢＰ及びＭＩＢＫ）と（６０％過酸化水素、過塩素酸およびピロリン酸）の混合を行い、反応容器デバイスでは、温調装置にて、１２０℃の温調流体を温調プレートの温調流路に連続して流し、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブではチューブ全体を１２０℃に加温したオイルバスに浸漬し、それぞれの加温を行った。冷却用熱交換器６９では温調装置７０にて、１２０℃の温調流体を連続して流した。排圧弁７１にて管内圧を２ＭＰａにて行った。反応混合液の密度を１０００ｋｇ／ｍ３、粘度１ｍＰａ・ｓとして反応容器内のレイノルズ数は３０、滞留時間は８．６分であった。
得られた反応液の分析を行ったところ、過酸化水素転化率が６４．７％、ＴＢＣ選択率（対過酸化水素）が４３．６％、ＴＢＣ選択率（対転化ＰＴＢＰ）が７０．０％であった。比較的高い選択率でＴＢＣを得ることができた。
【００６３】
実施例５
図１０に示す製造装置において、マイクロミキサー、化学反応デバイスを１０個、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブを直列に繋いだ装置を用いて実施例４と同様の操作により全体の流量５０ｇ／分、それぞれの原料が所定のモル比になるように流した。マイクロミキサー、反応容器デバイス、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブ、冷却用熱交換器、背圧弁へと連続的に流し、吐出された反応混合物を受け容器にて受け取ることにより、ｔ−ブチルカテコールの製造を行った。なお、マイクロミキサー内では、温調装置にて、１２０℃の温調流体（オイル）を温調プレートの温調流路に連続して流し、（ＰＴＢＰ＋ＭＩＢＫ）と（６０％過酸化水素＋過塩素酸ナトリウム＋ピロリン酸）の混合を行い、反応容器デバイスでは、温調装置にて、１２０℃の温調流体を温調プレートの温調流路に連続して流し、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブではチューブ全体を１５０℃に加温したオイルバスに浸漬し、それぞれの加温を行った。反応混合液の密度を１０００ｋｇ／ｍ３、粘度１ｍＰａ・ｓとして反応容器内のレイノルズ数は１００、滞留時間は２．６分であった。
得られたｔ−ブチルカテコールの収率の測定を行ったところ、過酸化水素転化率が７２．９％、ＴＢＣ選択率（対過酸化水素）が４０．７％、ＴＢＣ選択率（対転化ＰＴＢＰ）が８２．３％であった。比較的高い選択率でＴＢＣを得ることができた。
【００６４】
比較例１
図１１に示す製造装置において、プレミキサー（内径１７．３ｍｍ×長さ１５０ｍｍ、スタティックミキサー８４）、および、内径２１．７ｍｍ×長さ１００８ｍｍ、内径２７．２ｍｍ×長さ１２２４ｍｍ、４２．７ｍｍ×７２０ｍｍ、４８．６ｍｍ×７８０ｍｍの４本のスタティックミキサーが順に直列に連結された管型反応器装置（８５、８６，８７，８８）を用いて、パラ−ｔ−ブチルフェノール（ＰＴＢＰ）と６０％過酸化水素との反応を行った。
第一のタンク８０中にＰＴＢＰとＭＩＢＫとをモル比２０／１で仕込み、温度ＰＴＢＰの融点以上に暖めることによりＰＴＢＰを溶解させた。
第二のタンク８１中に６０％過酸化水素、過塩素酸、ピロリン酸をモル比１／０．００２０／０．００２０の比率で仕込んだ。プランジャーポンプ８０及び８１の回転数を設定し、全体の流量が１５ｇ／分、ＰＴＢＰと過酸化水素の供給比率がモル比１０／１となるようにプレミキサー８４に導き、次いで４本の管型反応器装置（８５、８６、８７、８８）に流通させた。
前記４本の管型反応器装置では、温調装置にて、それぞれ１０２℃、１２５℃、１２５℃、１２５℃になるように温調流体を温調流路に連続して流し、それぞれの加温を行い、製品受容器に導いた。
得られたｔ−ブチルカテコールの収率の測定を行ったところ、過酸化水素転化率が９５％、ＴＢＣ選択率（対過酸化水素）が５０．５％、ＴＢＣ選択率（対転化ＰＴＢＰ）が６３．３％であった。
【００６５】
比較例２
図１１に示す製造装置において、プレミキサー、および４本の管型反応器装置を用いて比較例１と同様の操作により全体の流量が１６７ｇ／分、滞留時間１０分になるように、それぞれの原料が所定のモル比になるように流した。
得られたｔ−ブチルカテコールの収率の測定を行ったところ、過酸化水素転化率が９１．３％、ＴＢＣ選択率（対過酸化水素）が４６．１％、ＴＢＣ選択率（対転化ＰＴＢＰ）が７０．０％であった。
【００６６】
【表１】
【００６７】
【表２】
【００６８】
実施例１〜３と比較例１、２を比較すると、微小管状流路が形成されたマイクロミキサーと内部に微小管状流路が形成された反応容器（マイクロリアクター）を用いる本発明の製造方法では、マイクロリアクターを用いない系に比べて、対転化ＰＴＰＢ選択率が向上している。
【００６９】
また、実施例４、５と比較例１、２を比較すると、マイクロリアクターを用いると、過酸化水素を反応終了迄に使い切って、副反応の発生を防がなくても、マイクロリアクターを用いない系と同等の対転化ＰＴＰＢ選択率で反応が進行する。
【符号の説明】
【００７０】
δ・・・・・アルキルフェノールを含有する流体
ε・・・・・過酸化水素を含有する流体
γ・・・・・温調流体
５・・・・・・第１プレート（プロセスプレート）
５ａ・・・・・第１プレートの面
５ｂ・・・・・第１プレートの端面
５ｃ・・・・・第１プレートの端面
５ｄ・・・・・第１プレートの側面
５ｅ・・・・・第１プレートの側面
３・・・・・・第３プレート（温調プレート）
３ａ・・・・・第３プレートの面
３ｂ・・・・・第３プレートの端面
３ｃ・・・・・第３プレートの端面
３ｄ・・・・・第３プレートの側面
３ｅ・・・・・第３プレートの側面
６・・・・・・断面凹溝形状の温調流路
６ａ・・・・・断面凹溝形状の主流路
６ｂ・・・・・断面凹溝形状の供給側流路
６ｃ・・・・・断面凹溝形状の排出側流路
８・・・・・・第２プレート（プロセスプレート）
８ａ・・・・・第２プレートの面
８ｂ・・・・・第２プレートの端面
８ｃ・・・・・第２プレートの端面
８ｄ・・・・・第２プレートの側面
８ｅ・・・・・第２プレートの側面
１４・・・・・第４プレート（プロセスプレート）
１４ａ・・・・第４プレートの面
１４ｂ・・・・第４プレートの端面
１４ｃ・・・・第４プレートの端面
１４ｄ・・・・第４プレートの側面
１４ｅ・・・・第４プレートの側面
１５・・・・・化学反応用デバイス１
１５ｂ・・・・化学反応用デバイス１の端面
１５ｃ・・・・化学反応用デバイス１の端面
１５ｄ・・・・化学反応用デバイス１の側面
１５ｅ・・・・化学反応用デバイス１の側面
１６・・・・・化学反応用デバイス２
１６ｂ・・・・化学反応用デバイス２の端面
１６ｃ・・・・化学反応用デバイス２の端面
１６ｄ・・・・化学反応用デバイス２の側面
１６ｅ・・・・化学反応用デバイス２の側面
１・・・・・化学反応用デバイス３
１ｂ・・・・化学反応用デバイス３の端面
１ｃ・・・・化学反応用デバイス３の端面
１ｄ・・・・化学反応用デバイス３の側面
１ｅ・・・・化学反応用デバイス３の側面
２・・・・・第１プレート（プロセスプレート）
２ａ・・・・第１プレートの面
２ｂ・・・・第１プレートの端面
２ｃ・・・・第１プレートの端面
２ｄ・・・・第１プレートの側面
２ｅ・・・・第１プレートの側面
３・・・・・第２プレート（温調プレート）
３ａ・・・・第２プレートの面
３ｂ・・・・第２プレートの端面
３ｃ・・・・第２プレートの端面
３ｄ・・・・第２プレートの側面
３ｅ・・・・第２プレートの側面
４・・・・・断面凹溝形状の流路
ｐ０・・・・所定間隔
ｗ０・・・・・幅
ｄ０・・・・・深さ
Ｌ・・・・・・流路長さ
３０・・・・・コネクタ
３１・・・・・ジョイント部
３２・・・・・継手部
４０・・・・・反応容器（化学反応デバイス３）
６１・・・・・化合物（Ａ）（アルキルフェノールを含む流体）
６２・・・・・第１のタンク
６３・・・・・化合物（Ｂ）（過酸化水素を含む流体）
６４・・・・・第２のタンク
６５・・・・・プランジャーポンプ
６６・・・・・プランジャーポンプ
６７・・・・・マイクロミキサー
６８・・・・・温調装置
６９・・・・・冷却用熱交換器
７０・・・・・温調装置
７１・・・・・排圧弁
７２・・・・・受け容器
７３・・・・・マイクロミキサー
７９・・・・・実施例で用いた樹脂の製造装置を模式的に示す概略構成図
８０・・・・・比較例で用いた樹脂の製造装置を模式的に示す概略構成図
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルキル置換ベンゼンジオールの製造方法に関するものである。さらに詳しくは、本発明はマイクロリアクターを用いたアルキル置換ベンゼンジオール、特にアルキルカテコールに好適な製造方法であり、安全に効率よく円滑に製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルキルフェノールを触媒、ケトン系有機溶媒等の存在下、過酸化水素により酸化反応させてアルキル置換ベンゼンジオール、例えば、アルキルカテコールを製造する方法が知られている。（例えば特許文献１及び２参照。）しかしながら、アルキルフェノールの酸化反応では、アルキル基を有していないフェノールの酸化反応に比べ、生成する目的物のアルキル置換ベンゼンジオールの高次酸化が進行して副生成物を生じ易く選択率が決して十分とは言えず、さらにアルキルフェノールの酸化反応により生じる急激な発熱の制御や中間体として反応液中に生成するケトンパーオキサイドの安全な取り扱いに問題があった。
これらの問題点に対応するため管型反応器を用いて、酸化剤（過酸化水素）を分割添加し、逐次的に酸化反応を進行させる連続反応方法が模索された（例えば特許文献３参照）。しかしながら、前記の技術は、フェノール(例えば、アルキル基を有していないフェノール)の酸化反応では、一定の効果が認められるものの、条件によって、例えば、油溶性のアルキルフェノールと水溶性の過酸化水素のスタティックミキサーを用いた混合が充分進まないため、過酸化水素の転化率が低下し目的物の選択率が低下するといった問題があった。
近年、石油エネルギーの高騰から化学製品の製造方法の抜本的な見直しが迫られてきている。その中で、マイクロリアクターに対する関心が高まってきている。マイクロリアクターは狭い空間で反応を行う装置であり大掛かりな装置の導入も不必要で、投資コスト、製造コストの削減も期待される。また、マイクロリアクターは狭い空間で反応を行うため単位体積あたりの比表面積が大きく、このため反応温度の制御が容易であるという特長を有することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１０５４３
【特許文献２】特開平１０−２３６９９７
【特許文献３】特開平１１−３４３２５７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、アルキルフェノール含む溶液と過酸化水素を含む溶液とを混合し、酸化反応させてアルキル置換ベンゼンジオールを製造する方法において、発熱の制御が容易であり、必要に応じてケトンを用いた場合、中間体として反応液中に生成するケトンパーオキサイドを安全に取り扱いすることができ、目的物とするアルキル置換ベンゼンジオールの選択率の低下がない連続的生産方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーと内部に微小管状流路が形成された反応容器を用いると、油溶性のアルキルフェノールと水溶性の過酸化水素とが円滑に混合され、かつ発熱の制御が容易であり、必要に応じてケトンを用いた場合、中間体として反応液中に生成するケトンパーオキサイドを安全に取り扱いすることができ、結果として選択率を低下させることなくアルキルカテコールを連続的に効率よく製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーと内部に微小管状流路が形成された反応容器を用い、アルキルフェノールを含む溶液と過酸化水素を含む溶液とを混合し、酸化反応させることを特徴とするアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従来、反応時に、混合が困難であった油溶性のアルキルフェノールと過酸化水素の水溶液を相分離することなしに混合し、均一に溶解することができ、その結果副反応が低減され、目的物であるアルキル置換ベンゼンジオールの製造が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の製造方法に用いる化学反応デバイス１の３種類のプレート構造を示す分解斜視図である。
【図２】図１における化学反応デバイス１のプレート構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の製造方法に用いる化学反応デバイス１の継手部を含めた概略図全体構成を示す水平断面図である。
【図４】本発明の製造方法に用いる化学反応デバイス２の２種類のプレート構造を示す分解斜視図である。
【図５】図４における化学反応デバイス２のプレート構造を示す斜視図である。
【図６】本発明の製造方法に用いる化学反応デバイス２の継手部を含めた概略図全体構成を示す水平断面図である。
【図７】本発明の製造方法に用いる化学反応デバイス３のプレート構造を示す斜視図である。
【図８】本発明の製造方法に用いる化学反応デバイス３の継手部を含めた概略図全体構成を示す水平断面図である。
【図９】図７における化学反応デバイス１の２種類のプレート構造を示す分解斜視図である。
【図１０】実施例で用いた製造装置を模式的に示す概略構成図である。
【図１１】比較例で用いた製造装置を模式的に示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次いで、本発明を実施するにあたり、必要な事項を具体的に述べる。
本発明で用いるアルキルフェノール類は、特に制限はなく、種々のアルキルフェノール類を用いることができる。また、少なくとも一つのオルソ位に置換基を持ない第１〜３級のアルキル基を有するものであれば、アルキルカテコール類を製造することが可能である。また、アルキル基としては、炭素原子数１〜１２のものが好ましい。具体的には、クレゾール、キシレノール、ブチルフェノール類、オクチルフェノール類、ノニルフェノール類及びドデシルフェノール類等が挙げられる。そのなかでもブチルフェノール類及びオクチルフェノール類が好ましい。また、特にｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ｐ−ｓｅｃ−ブチルフェノール及びｐ−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール等のパラ位がアルキル基で置換されている化合物を用いた場合、アルキルカテーコールを選択的に合成することが可能である。
【００１０】
使用するアルキルフェノールの導入量は、過酸化水素に対するモル比〔（アルキルフェノール）／（Ｈ２Ｏ２）〕が３〜３０となる範囲が好ましい。
【００１１】
本発明で使用できる過酸化水素は、水溶液又は有機溶液のいずれのでも良いが、入手容易で、かつ、安定で安全性に優れる点から、水溶液として用いるのが好ましい。また、その濃度は、２０〜７０重量％であることが過酸化水素の反応性に優れる点、或いは、アルキルフェノールのヒドロキシル化の選択性に優れる点が好ましい。
【００１２】
また、アルキルフェノール類と過酸化水素とを酸化反応させる際、ケトン系有機溶媒、触媒を使用しても良く、さらに必要に応じ金属補足剤としてリン原子含有酸素酸及びそれらの金属塩を使用しても良い。ここで使用する触媒、リン原子含有酸素酸及びそれらの金属塩の量は、特に制限されないが、過酸化水素のモル数に対する、触媒、リン原子含有酸素酸及びそれらの金属塩の合計モル数の比で、０．０１〜５モル％となる範囲の量が好ましい。即ち、０．０１モル％以上では、反応速度が飛躍的に向上する他、仕込み過酸化水素が実際に反応に使用された割合が著しく向上する。１０モル％以下においては、タール成分の生成を抑制でき目的物の選択率を向上させることができる。
本発明で用いられる触媒は、特に制限はないが、酸類及びこれらの塩が好ましい。酸類としては、硫酸、過塩素酸、ｐ−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の強酸が好ましい。酸類の塩としては、硫酸ナトリウム、硫酸リチウム、硫酸カリウム、硫酸ルビジウム、硫酸セシウム、硫酸ベリリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、硫酸バリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ルビジウム、過塩素酸セシウム、過塩素酸ベリリウム、過塩素酸マグネシウム、過塩素酸カルシウム、過塩素酸ストロンチウム、過塩素酸バリウム、ｐ−ヒドロキシベンゼンスルホン酸ナトリウム、ｐ−ヒドロキシベンゼンスルホン酸カリウム、ｐ−ヒドロキシベンゼンスルホン酸リチウム、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウム、ｐ−トルエンスルホン酸カリウム、ｐ−トルエンスルホン酸リチウム、メタンスルホン酸ナトリウム、メタンスルホン酸カリウム、メタンスルホン酸リチウム、トリフルオロ酢酸ナトリウム、トリフルオロ酢酸カリウム、トリフルオロ酢酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸ナトリウム、トリフルオロメタンスルホン酸カリウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸ベリリウム、トリフルオロメタンスルホン酸マグネシウム、トリフルオロメタンスルホン酸カルシウム、トリフルオロメタンスルホン酸ストロンチウム及びトリフルオロメタンスルホン酸バリウム等の塩が挙げられる。そのなかでも、硫酸、過塩素酸、トリフルオロメタンスルホン酸、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸マグネシウム及び過塩素酸カルシウムが好ましい。なお、これらの触媒は複数を混合して用いてもよい。
【００１３】
次に、リン原子含有酸素酸としては、オルトリン酸、メタリン酸、ピロリン酸、ポリリン酸類及びホスホン酸類が挙げられるが、入手が容易で、触媒活性に優れる点からオルトリン酸、メタリン酸及びピロリン酸が好ましい。
【００１４】
リン原子含有酸素酸の塩としては、リン原子含有酸素酸のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩、セシウム塩、ベリリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、ストロンチウム塩及びバリウム塩等が挙げられるが、そのなかでも、オルトリン酸ナトリウム、オルトリン酸カリウム、オルトリン酸マグネシウム、メタリン酸ナトリウム、メタリン酸カリウム、メタリン酸マグネシウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、ピロリン酸マグネシウム等が好ましい。なお、これらの金属塩は複数を混合して用いることもできる。
【００１５】
本発明で、必要に応じて使用するケトン系有機溶媒は、特に制限はないが、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン及びベンゾフェノン等が挙げられる。そのなかでも、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、アセトフェノン及びベンゾフェノンが目的物の選択率が著しく優れる点から好ましい。
【００１６】
ケトン系有機溶媒を使用する場合、その量は特に制限はないが、過酸化水素１モルに対して０．０５〜５モルとなる範囲が好ましい。即ち、０．０５モル以上において反応速度が大きくなって反応時間を短縮できる他、過酸化水素の転化率より高めとなり、一方、５モル以下においては、目的物の選択率が高めとなる他、回収して再利用可能なケトンの回収率が高めとなり好ましい。
【００１７】
また、本発明の製造方法は、必要に応じて前記以外の溶媒の存在下にて行うこともできる。使用できる溶媒としては、当該反応系に対して不活性なものであればよく、具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等のアルコール類、ｎ−ペンタン、シクロヘキサン等の飽和脂肪属炭化水素類、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ジクロロエタン、テトラクロロエタン等のハロゲン化水素などが挙げられる。
【００１８】
本発明においてアルキル置換ベンゼンジオールは内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーと内部に微小管状流路が形成された反応容器を用い製造することができる。
マイクロミキサーを用いることにより、流体同士の混合は小さなセグメント同士の混合になるため接触面積が大きくなることから、小さなエネルギーであっても混合が促進され比較的低流量においても油溶性のアルキルフェノールと水溶性の過酸化水素の混合を促進することが可能になる。
【００１９】
内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーとしては市販されているマイクロミキサーを用いることが可能であり、例えばインターディジタルチャンネル構造体を備えるマイクロリアクター、インスティチュート・フュール・マイクロテクニック・マインツ（ＩＭＭ）社製シングルミキサーおよびキャタピラーミキサー；ミクログラス社製ミクログラスリアクター；ＣＰＣシステムス社製サイトス；山武社製ＹＭ−１、ＹＭ−２型ミキサー；島津ＧＬＣ社製ミキシングティーおよびティー（Ｔ字コネクタ）；マイクロ化学技研社製ＩＭＴチップリアクター；東レエンジニアリング開発品マイクロ・ハイ・ミキサー等が挙げられ、いずれも本発明で使用することができる。
さらに、好ましい形態のマイクロミキサーシステムとして、前記アルキルフェノール類と過酸化水素とをそれぞれ別々の流路に流通させ、前記両方の流路の出口で混合するものであるマイクロミキサーを用いて混合した後、さらに、流れ方向で流路断面積が縮小された流路に供給しながら流通させることで混合を促進するものであるマイクロミキサーが好ましい。流路をさらに縮流することによる乱流効果により混合をさらに促進することができる。
【００２０】
前記両方の流路の出口で混合するものであるマイクロミキサーを用いて混合した後、流れ方向で流路断面積が縮小された流路に供給しながら流通させることにより混合を促進するものであるマイクロミキサーを用いることで、前記アルキルフェノール類と過酸化水素の混合を促進することが可能になる。
【００２１】
上記前記両方の流路の出口で混合するものであるマイクロミキサーを用いて混合した後、流れ方向で流路断面積が縮小された流路に供給しながら流通させることで混合を促進するものであるマイクロミキサー微小管状流路は、少なくとも２つの部材を組み合わせて、部材間に形成された空間を流路とするものであるであっても、またそれ以外にも単なる管やパイプ形状のものを流路として用いても構わない。
【００２２】
本発明で用いる流路の出口に設けられた合流部で混合するものであるマイクロミキサーとして好ましい形態としては例えば化学反応用デバイス１が例示される。また、流れ方向で流路断面積が縮小された流路により混合を促進するものであるマイクロミキサーとしては化学反応用デバイス２が例示される。
【００２３】
以下、本発明で用いる好ましい形態の流路が設けられてなる化学反応用デバイス１、および、化学反応用デバイス２について具体的に説明する。図１は、アルキルフェノールを含む流体が通る微小管状流路を配置したプレートと、過酸化水素を含む流体が通る微小管状流路を配置したプレート、および、熱交換が行われる流体を流す流路を設置したプレートが積層してなる反応装置の概略構成例である。図２は、図１のデバイスにて合一した混合液を流す微小管状流路を配置したプレートと熱交換が行われる流体を流す流路を設置したプレートが積層してなる化学反応用デバイス１の概略構成例である。
【００２４】
前記化学反応用デバイス１は、例えば前記図１において同一の長方形板状からなる第１プレート（前記図１中の５）と第２プレート（前記図１中の８）とが複数交互に積層されて構成されている。さらに必要に応じ第３プレート（前記図１中の３）が図２に示すように積層されて構成されている。各１枚の第１プレートにはアルキルフェノールを含む流体が通る流路が設けられている。また第２プレートには過酸化水素を含む流体が通る流路（以下、反応流路という）が設けられている（以下、反応流路が設けられたプレートをプロセスプレートという）。また、第３プレートには温調流体用の流路（以下、温調流路という）が設けられている（以下、温調流路が設けられたプレートを温調プレートという）。
そして、図３に示すようにそれらの供給口および排出口が、化学反応用デバイス１の端面１５ｂ、１５ｃ、側面１５ｄ、１５ｅの各領域に分散して配置され、それら領域に、アルキルフェノールを含む流体（図２においてδがアルキルフェノール含む流体の液流れを示す）、過酸化水素（図２においてεが過酸化水素を含む流体の液流れを示す）、温調流体（図２においてγが温調流体の流れを示す）を流すためのコネクタ３０とジョイント部３１とからなる継手部３２がそれぞれ連結されている。また、前記出口混合は化学反応デバイス１の端面１５ｃとコネクタ３０によって形成される空間３３にてアルキルフェノールを含む流体と過酸化水素を含む流体が合流することより達成される。
【００２５】
これらの継手部を介して、アルキルフェノール含む流体、過酸化水素を含む流体が端面１５ｂから供給されて、端面１５ｃに排出され、温調流体が側面１５ｄから供給されて側面１５ｅに排出されるようになっている。
化学反応用デバイス１の平面視形状は図示のような長方形とは限定されず、正方形状、または端面１５ｂ、１５ｃ間よりも側面１５ｄ、１５ｅ間が長い長方形状としてもよいが、以下では簡単のために図示形状に即して、端面１５ｂから端面１５ｃに向かう方向を、化学反応用デバイス１のプロセスプレートと温調プレートの長手方向と称し、側面１５ｄから側面１５ｅに向かう方向を化学反応用デバイス１のプロセスプレートと温調プレートの短手方向と称することにする。
【００２６】
前記化学反応用デバイス２は、例えば前記図４において同一の長方形板状からなる第４プレート（前記図４中の１４）、必要に応じ温調プレート（前記図４中の３）が図５に示すように積層されて構成されている。各１枚の第４プレートには化学反応用デバイス１にて混合された流体が通る流路が設けられている。
そして、図６に示すようにそれらの供給口および排出口が、化学反応用デバイス２の端面１６ｂ、１６ｃ、側面１６ｄ、１６ｅの各領域に分散して配置され、それら領域に、アルキルフェノール含む流体と過酸化水素を含む流体（図５においてαが液流体を示す）、温調流体（図５においてγが温調流体を示す）、さらに必要に応じて有機溶剤を流すためのコネクタ３０とジョイント部３１とからなる継手部３２がそれぞれ連結されている。
【００２７】
これらの継手部を介して、アルキルフェノール含む流体と過酸化水素を含む流体を含む流体が端面１６ｂから供給されて、端面１６ｃに排出され、温調流体が側面１６ｅから供給されて側面１６ｄに排出されるようになっている。
化学反応用デバイス２の平面視形状は図示のような長方形とは限定されず、正方形状、または端面１６ｂ、１６ｃ間よりも側面１６ｄ、１６ｅ間が長い長方形状としてもよいが、以下では簡単のために図示形状に即して、端面１６ｂから端面１６ｃに向かう方向を、化学反応用デバイス２のプロセスプレートと温調プレートの長手方向と称し、側面１６ｄから側面１６ｅに向かう方向を化学反応用デバイス２のプロセスプレートと温調プレートの短手方向と称することにする。
【００２８】
温調プレートは、図１に示すように、一方の面３ａに断面凹溝形状の温調流路６が所定の間隔だけ離れて設けられている。温調流路６の断面積は、反応流路に対して熱を伝えることができれば特に限定されるものではないが概ね１×１０−２〜２．５×１０２（ｍｍ２）の範囲である。更に好ましくは０．３２〜４．０（ｍｍ２）である。温調流路６の本数は、熱交換効率を考慮して適宜の本数を採用することができ、特に限定されるものではないが、プレート当たり、例えば１〜１０００本、好ましくは１０〜１００本である。
【００２９】
温調流路６は、図１及び図４に示す様に、温調プレートの長手方向に沿って複数本配列された主流路６ａと、主流路６ａの上流側及び下流側端部でそれぞれ流路２０と略直交に配置されて各主流路６ａに連通する供給側流路６ｂおよび排出側流路６ｃとを備えていてもよい。図１及び図４では供給側流路６ｂと排出側流路６ｃは２回直角に屈曲して温調プレートの側面３ｄ、３ｅからそれぞれ外部に開口している。温調流路６の各流路の本数は、温調流路６の主流路６ａ部分のみが複数本配列され、供給側流路６ｂおよび排出側流路６ｃはそれぞれ１本で構成されている。
【００３０】
本発明で用いる内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーは、原料として用いるアルキルフェノールを加温する目的や、アルキルフェノールを含む流体と過酸化水素を含む流体の混合を促進する目的で、温調流路により温度を８０〜１５０℃でコントロールされることが好ましく、９０〜１４０℃でコントロールされるのがさらに好ましく、９０〜１３０℃でコントロールされるのが最も好ましい。１５０℃以上にコントロールされた場合には過酸化水素、もしくは中間体として生成するケトンパーオキサイドが安定に存在せず、アルキルフェノールとの反応に供される前に分解する可能性があり、また副生成物を増加し目的物選択率の低下を招く可能性がある。８０〜１５０℃でコントロールされることによりアルキルフェノールと過酸化水素の反応を効率よく行うことが可能になる。
【００３１】
内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーで混合されたアルキルフェノール含む流体と過酸化水素を含む流体を含む流体は内部に微小管状流路が形成された反応容器において反応される。
ここで、内部に微小管流路が形成された反応容器は伝熱性反応容器であることが好ましい。流路比表面積がバッチ反応釜よりも大きいため伝導伝熱速度が速くアルキルフェノールの酸化反応により生じる発熱の制御や中間体として反応液中に生成するケトンパーオキサイドを安全に取り扱うことが可能になる。
【００３２】
さらに、本発明においてアルキルカテコールは前記アルキルフェノールと過酸化水素とを含有する流体の反応容器内でのレイノルズ数を１０〜３００で連続的にコントロールすることにより、前記アルキルフェノールと過酸化水素とを含有する反応流体の混合性が乱流効果によりさらに高められることにより、さらに効率良く製造することができる。
ここで、該流体の流路内の移動をレイノルズ数１０より大きい値でコントロールすることによりアルキルフェノールと過酸化水素とを含有する反応流体の混合性が著しく低下せず、その結果、短時間に反応が起こらずに生産効率が悪くなるといった不具合が防止でき、滞留時間が長くならないで反応が終了することから好ましい。また、レイノルズ数３００以上にコントロールすることは装置上困難である。
【００３３】
尚、本発明でいうレイノルズ数とは下記の式（１）に従って計算されるものである。
【００３４】
レイノルズ数＝（Ｄ×ｕ×ρ）／μ・・・式（１）
ここで、Ｄ（流路の内径）（ｍ）、ｕ（平均流速）（ｍ／ｓ）、ρ（流体密度）（ｋｇ／ｍ３）、μ（流体粘度）（Ｐａ・ｓ）である。
【００３５】
本発明の製造方法における流体温度は特に制限されるものではないが、８０〜１６０℃であることが過酸化水素の転化率、及び、目的物であるアルキル置換ベンゼンジオールの選択率に優れる点から好ましく、９０〜１５０℃であることがさらに好ましい。
本発明の製造方法で用いる反応容器としては熱交換機能を有し、且つ、微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が０．１〜４．０ｍｍ２となる空隙サイズを有する微小管状流路を有するものが好ましく、その他の要件については特に制限はない。このような反応容器としては、例えば、化学反応用デバイスとして用いられる部材中に前記流路（以下、単に「微小流路」ということがある）が設けられた反応容器等が挙げられる。
以下、本発明で用いる内部に微小管状流路が形成された反応容器について、具体的に説明する。図７は、混合液を流す微小管状流路を配設したプレートと、混合液との間で熱交換が行われる流体を流す流路を配設したプレートが交互に積層してなる反応容器で、微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が０．１〜４．０ｍｍ２となる空隙サイズを有する微小管状流路を有する反応容器（化学反応用デバイス３）の概略構成例である。
【００３６】
前記化学反応用デバイス３は、例えば前記図７において同一の長方形板状からなる第１プレート（プロセスプレート）（前記図７中の２）と第２プレート（温調プレート）（前記図７中の３）とが複数交互に積層されて構成されている。各１枚の第１プレートには反応流路が設けられている。また第２プレートには温調流路が設けられている。
【００３７】
図８に示すようにそれらの供給口および排出口が、化学反応用デバイス３の端面１ｂ、１ｃ、側面１ｄ、１ｅの各領域に分散して配置され、それら領域に、アルキルフェノール、過酸化水素を含む流体と、温調流体を流すためのコネクタ３０とジョイント部３１とからなる継手部３２がそれぞれ連結されている。
【００３８】
これらの継手部を介して、アルキルフェノール、過酸化水素を含む流体が端面１ｂから供給されて、端面１ｃに排出され、温調流体が側面１ｅから供給されて側面１ｄに排出されるようになっている。
【００３９】
化学反応用デバイス３の平面視形状は図示のような長方形とは限定されず、正方形状、または端面１ｂ、１ｃ間よりも側面１ｄ、１ｅ間が長い長方形状としてもよいが、以下では簡単のために図示形状に即して、端面１ｂから端面１ｃに向かう方向を、化学反応用デバイス１のプロセスプレートと温調プレートの長手方向と称し、側面１ｄから側面１ｅに向かう方向を化学反応用デバイス３のプロセスプレートと温調プレートの短手方向と称することにする。
【００４０】
プロセスプレートは、図９に示すように、一方の面２ａに断面凹溝形状の流路４をプロセスプレートの長手方向に貫通して延し、短手方向に所定間隔ｐ０で複数本配列したものである。流路４の長さをＬとする。断面形状は、幅ｗ０、深さｄ０とする。
【００４１】
流路４の断面形状は、アルキルフェノール、過酸化水素を含む流体の種類、流量や流路長さＬに応じて適宜設定することができるが、断面内の温度分布の均一性を確保するために、幅ｗ０、深さｄ０は、それぞれ０．１〜５００〔ｍｍ〕、０．１〜５〔ｍｍ〕の範囲に設定している。なお、幅、深さの記載は図面を参照した場合であって、この値は熱伝面に対して広い値となる様に適宜解釈しうる。特に限定されるものではないが、プレート当たり、例えば１〜１０００本、好ましくは１０〜１００本である。
【００４２】
前記、アルキルフェノール、過酸化水素を含む流体は各流路４内に流され、図７ないし図９に矢印で示すように、一方の端面２ｂ側から供給されて他方の端面２ｃ側へ排出される。
各複数のプロセスプレート、温調プレートは、プロセスプレート、温調プレートを同一方向に交互に重ねて積層され、互いに固着、積層されている。
【００４３】
そのため、化学反応用デバイス３の形態において、各流路４、温調流路６は、凹溝の開口面が上に積層されるプレートの下面により覆われ、両端が開口する長方形断面のトンネル形状とされる。
【００４４】
このような各プロセスプレート、温調プレートは、適宜の金属材料を用いることができるが、例えばステンレス鋼板にエッチング加工を施すことにより流路４、温調流路６などを形成し、流路面を電解研磨仕上げするなどして製作することができる。
【００４５】
前記本発明の製造方法で用いる流路が設けられてなる化学反応用デバイスを有する装置としては、例えば、図１０に記載のある製造装置を例示できる。
【００４６】
図１０において、アルキルフェノールを含む流体（６１）を入れるタンク６２（第１のタンク）の流出口とプランジャーポンプ６５の流入口とが、アルキルフェノールを含む流体が通る配管を介して接続されており、また、過酸化水素を含む流体を入れるタンク６４（第１のタンク）の流出口とプランジャーポンプ６６の流入口とが、過酸化水素を含む流体（６３）が通る配管を介して接続されている。プランジャーポンプ６５の流出口及びプランジャーポンプ６６の流出口からは、それぞれプランジャーポンプ６５またはプランジャーポンプ６６を通してアルキルフェノールを含む流体又は過酸化水素を含む流体が通る配管が伸びており、これらの配管は図１、および図２、３に記載の化学デバイス１として例示される流路の出口に設けられた合流部で混合するものであるマイクロミキサー６７の流入口に接続されている。
【００４７】
このマイクロミキサー６７でアルキルフェノールを含む流体（６１）と過酸化水素を含む流体（６３）とが混合され、さらに図４、および図５、６に記載の化学デバイス２として例示される流れ方向で流路断面積が縮小された流路により混合を促進するものであるマイクロミキサー７３に導かれアルキルフェノールと過酸化水素とが混合された流体となる。この流体はマイクロミキサー７３の流出口に接続された配管を通して、図７、および図８、９に記載の化学デバイス３として例示される反応容器４０の流入口１ｂへと移動する。反応容器４０には温調装置６８が接続されている。前記反応容器４０中の微小流路を移動していくことによりアルキルフェノールと過酸化水素が反応しアルキルカテコールが製造され、反応容器４０中の微小流路を移動し反応容器４０の流出口１ｃと到達する。その後、流出口に接続された配管を通して冷却用熱交換器７０の流入口へと移動する。
図１０の製造装置の反応容器４０において、図７、および図８、９に記載の化学デバイス３を反応容器の一部として流路を介しいくつか接続することにより滞留時間を制御することができる。また、反応容器４０と冷却用熱交換器７０の間に反応容器の一部として流路を接続することにより滞留時間を制御することができる。流路は単なる管やパイプ形状のものでも構わない。流路は油浴等に浸漬させたり、リボンヒーターを巻きつけたりすることにより温度を制御させることができる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に述べる。例中、％、重量は特に断りがない限り重量基準である。
【００４９】
＜本実施例で使用したマイクロミキサー＞
本実施例では流路の出口に設けられた合流部で混合するものであるマイクロミキサーとして図１に示す構造のプロセスプレート５、８をマイクロミキサーとして用いた。また、流れ方向で流路断面積が縮小された流路により混合を促進するものであるマイクロミキサーとしては図４に示す構造のプロセスプレート１４をマイクロミキサーとして用いた。マイクロミキサーの構造としては、プレート８の上にプレート５を積層したマイクロミキサー積層体の上下に温調プレート３を積層した化学反応用デバイスと、プレート１４の上下に温調プレート３を積層した化学反応用デバイスとを直列につないだ構造を用いた。具体的には、アルキルフェノールの有機溶剤溶液をプレート５の流路２０に過酸化水素と触媒の混合液をプレート８の流路２１に導入しそれぞれの流体をプレート出口で合一させた。その後、更に、プレート１４の流路２２を通過させることで分子末端にアルキルフェノールの有機溶剤溶液と過酸化水素と触媒の混合液とをさらに混合させた。プロセスプレート５，８，１４、温調プレート３の材質はＳＵＳ３０４であり、板厚はプレート５、１４が０．４ｍｍ、プレート８が１ｍｍである。反応流路２１の断面寸法は幅１．０ｍｍ×深さ０．５ｍｍ、温調流路６の断面寸法は幅１．２ｍｍ×深さ０．５ｍｍ、反応流路２０の断面寸法は幅６ｍｍ×深さ０．２ｍｍ、反応流路２２の断面寸法は幅広部で幅４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ、縮流部で幅０．２ｍｍ×深さ０．２ｍｍである。
【００５０】
＜本実施例で使用した反応容器用デバイス＞
本実施例では図７に示す構造の反応容器用デバイスを用いた。構造としては、プロセスプレート２と温調プレート３とを交互に積層した構造である。プロセスプレートには流路４が形成されており、また、温調プレートには温調流路６が形成されている。
反応容器用デバイスはドライエッチング加工により反応流路４が５本形成されたプロセスプレート２枚と同じくエッチング加工により温調流路６が５本形成された温調プレート３枚が交互に積層されている。プロセスプレート２と温調プレート３の材質はＳＵＳ３０４であり、板厚は１ｍｍである。反応流路４と温調流路６の断面寸法はともに幅１．２ｍｍ×深さ０．５ｍｍである。
【００５１】
＜本比較例で使用した反応装置＞
図１１に記載された製造装置を用い調製を行った。図１１においてスタティックミキサー及び反応器の大きさは、スタティックミキサーが４．０ｍｍ×３６ｍｍ、第１反応塔が１６．１ｍｍ×１００８ｍｍ、第２反応塔が２１．４ｍｍ×１２２４ｍｍ、第３反応塔が２７．２ｍｍ×７２０ｍｍ、および第４反応塔が４１．７ｍｍ×７８０ｍｍであった。
【００５２】
＜過酸化水素転化率＞
反応後系内に残存する過酸化水素のモル数をメトラー・トレド株式会社製滴定装置（ＭＥＴＴＬＥＲ ＤＬ２５ Ｔｉｔｒａｔｏｒ）を用い、酸化還元滴定で分析し、式（２）に従って過酸化水素転化率を求めた。
過酸化水素転化率＝〔（供給した過酸化水素のモル数−反応後系内に残存する過酸化水素のモル数）／供給した過酸化水素のモル数〕×１００（モル％）・・・・式（２）
【００５３】
＜アルキル置換ベンゼンジオール選択率（対過酸化水素）＞
生成したアルキル置換ベンゼンジオールを株式会社島津製作所製ガスクロマトグラフ（Ｓｈｉｍａｚｕ ＧＣ−１４Ａ）により定量分析し、式（３）に従ってアルキル置換ベンゼンジオール選択率（対過酸化水素）を計算した。
アルキル置換ベンゼンジオール選択率（対過酸化水素）＝〔（生成したアルキル置換ベンゼンジオールのモル数）／（供給した過酸化水素のモル数）〕×１００（モル％）
・・・・（３）
【００５４】
＜アルキル置換ベンゼンジオール選択率（対転化アルキルフェノール）＞
生成したアルキル置換ベンゼンジオール及び他の副生物をガスクロトグラフィー及び東ソー株式会社製ゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ）により定量分析し、式（４）に従ってアルキル置換ベンゼンジオール選択率（対転化アルキルフェノール）を計算した。
【００５５】
アルキル置換ベンゼンジオール選択率（対転化アルキルフェノール）＝〔（生成したアルキル置換ベンゼンジオールのモル数）／（転化したアルキルフェノールのモル数）〕×１００（モル％）
・・・・（４）
【００５６】
下記実施例1〜３では、過酸化水素転化率を９５％以上−過酸化水素を使い切る条件でアルキル置換ベンゼンジオールの製造を行なった。
【００５７】
実施例１
図１０に示す製造装置において、マイクロミキサー、化学反応デバイスを１０個、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブを直列に繋いだ装置を用いてパラ−ｔ−ブチルフェノール（ＰＴＢＰ）と６０％過酸化水素との反応を行った。プランジャーポンプ６５及び６６を用いて、第一のタンク６２中にＰＴＢＰとＭＩＢＫとをモル比１０／１で仕込み、温度を１１０℃で溶解させた。第二のタンク６３中に６０％過酸化水素、過塩素酸、ピロリン酸をモル比１／０．００４５／０．００２３の比率で仕込んだ。プランジャーポンプ６５及び６６の回転数を設定し、全体の流量が５０ｇ／分、ＰＴＢＰと過酸化水素の供給比率がモル比１０／１となるように流した。マイクロミキサー、反応容器用デバイス、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブ、冷却用熱交換器、背圧弁へと連続的に流し、吐出された反応混合物を受け容器にて受け取ることにより、ｔ−ブチルカテコールの製造を行った。なお、マイクロミキサー内では、温調装置にて、１２０℃の温調流体（オイル）を温調プレートの温調流路に連続して流し、（ＰＴＢＰ及びＭＩＢＫ）と（６０％過酸化水素、過塩素酸およびピロリン酸）の混合を行い、反応容器デバイスでは、温調装置にて、１２０℃の温調流体を温調プレートの温調流路に連続して流し、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブではチューブ全体を１２０℃に加温したオイルバスに浸漬し、それぞれの加温を行った。冷却用熱交換器６９では温調装置７０にて、１２０℃の温調流体を連続して流した。排圧弁７１にて管内圧を２ＭＰａにて行った。反応混合液の密度を１０００ｋｇ／ｍ３、粘度１ｍＰａ・ｓとして反応容器内のレイノルズ数は１００、滞留時間は２．６分であった。
得られた反応液の分析を行ったところ、過酸化水素転化率が９８．０％、ＴＢＣ選択率（対過酸化水素）が６５．６％、ＴＢＣ選択率（対転化ＰＴＢＰ）が８１．７％であった。比較的高い選択率でＴＢＣを得ることができた。
【００５８】
実施例２
図１０に示す製造装置において、マイクロミキサー、化学反応デバイスを１０個、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブを直列に繋いだ装置を用いて実施例１と同様の操作により全体の流量７０ｇ／分、それぞれの原料が所定のモル比になるように流した。マイクロミキサー、反応容器デバイス、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブ、冷却用熱交換器、背圧弁へと連続的に流し、吐出された反応混合物を受け容器にて受け取ることにより、ｔ−ブチルカテコールの製造を行った。反応混合液の密度を１０００ｋｇ／ｍ３、粘度１ｍＰａ・ｓとして反応容器内のレイノルズ数は１４０、滞留時間は１．８分であった。
【００５９】
得られた反応液の分析を行ったところ、過酸化水素転化率が９８．４％、ＴＢＣ選択率（対過酸化水素）が６８．５％、ＴＢＣ選択率（対転化ＰＴＢＰ）が８１．７％であった。比較的高い選択率でＴＢＣを得ることができた。
【００６０】
実施例３
図１０に示す製造装置において、マイクロミキサー、化学反応デバイスを１０個、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブを直列に繋いだ装置を用いて実施例１と同様の操作により全体の流量３０ｇ／分、それぞれの原料が所定のモル比になるように流した。マイクロミキサー、反応容器デバイス、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブ、冷却用熱交換器、背圧弁へと連続的に流し、吐出された反応混合物を受け容器にて受け取ることにより、ｔ−ブチルカテコールの製造を行った。反応混合液の密度を１０００ｋｇ／ｍ３、粘度１ｍＰａ・ｓとして反応容器内のレイノルズ数は６０、滞留時間は４．３分であった。
得られた反応液の分析を行ったところ、過酸化水素転化率が９９．２％、ＴＢＣ選択率（対過酸化水素）が６４．４％、ＴＢＣ選択率（対転化ＰＴＢＰ）が７９．１％であった。比較的高い選択率でＴＢＣを得ることができた。
【００６１】
下記実施例４、５では、過酸化水素転化率を８０％以下−反応終了後アルキル置換ベンゼンジオールと過酸化水素が共存する反応系でアルキル置換ベンゼンジオールの製造を行なった。
【００６２】
実施例４
図１０に示す製造装置において、マイクロミキサー、化学反応デバイスを１０個、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブを直列に繋いだ装置を用いてパラ−ｔ−ブチルフェノール（ＰＴＢＰ）と６０％過酸化水素との反応を行った。プランジャーポンプ６５及び６６を用いて、第一のタンク６２中にＰＴＢＰとＭＩＢＫとをモル比１０／１で仕込み、温度を１１０℃で溶解させた。第二のタンク６３中に６０％過酸化水素、過塩素酸ナトリウム、ピロリン酸をモル比１／０．００３０／０．００２７の比率で仕込んだ。プランジャーポンプ６５及び６６の回転数を設定し、全体の流量が１５ｇ／分、ＰＴＢＰと過酸化水素の供給比率がモル比１０／１となるように流した。マイクロミキサー、反応容器用デバイス、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブ、冷却用熱交換器、背圧弁へと連続的に流し、吐出された反応混合物を受け容器にて受け取ることにより、ｔ−ブチルカテコールの製造を行った。なお、マイクロミキサー内では、温調装置にて、１２０℃の温調流体（オイル）を温調プレートの温調流路に連続して流し、（ＰＴＢＰ及びＭＩＢＫ）と（６０％過酸化水素、過塩素酸およびピロリン酸）の混合を行い、反応容器デバイスでは、温調装置にて、１２０℃の温調流体を温調プレートの温調流路に連続して流し、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブではチューブ全体を１２０℃に加温したオイルバスに浸漬し、それぞれの加温を行った。冷却用熱交換器６９では温調装置７０にて、１２０℃の温調流体を連続して流した。排圧弁７１にて管内圧を２ＭＰａにて行った。反応混合液の密度を１０００ｋｇ／ｍ３、粘度１ｍＰａ・ｓとして反応容器内のレイノルズ数は３０、滞留時間は８．６分であった。
得られた反応液の分析を行ったところ、過酸化水素転化率が６４．７％、ＴＢＣ選択率（対過酸化水素）が４３．６％、ＴＢＣ選択率（対転化ＰＴＢＰ）が７０．０％であった。比較的高い選択率でＴＢＣを得ることができた。
【００６３】
実施例５
図１０に示す製造装置において、マイクロミキサー、化学反応デバイスを１０個、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブを直列に繋いだ装置を用いて実施例４と同様の操作により全体の流量５０ｇ／分、それぞれの原料が所定のモル比になるように流した。マイクロミキサー、反応容器デバイス、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブ、冷却用熱交換器、背圧弁へと連続的に流し、吐出された反応混合物を受け容器にて受け取ることにより、ｔ−ブチルカテコールの製造を行った。なお、マイクロミキサー内では、温調装置にて、１２０℃の温調流体（オイル）を温調プレートの温調流路に連続して流し、（ＰＴＢＰ＋ＭＩＢＫ）と（６０％過酸化水素＋過塩素酸ナトリウム＋ピロリン酸）の混合を行い、反応容器デバイスでは、温調装置にて、１２０℃の温調流体を温調プレートの温調流路に連続して流し、内径２．１７ｍｍ、長さ３０ｍのチューブではチューブ全体を１５０℃に加温したオイルバスに浸漬し、それぞれの加温を行った。反応混合液の密度を１０００ｋｇ／ｍ３、粘度１ｍＰａ・ｓとして反応容器内のレイノルズ数は１００、滞留時間は２．６分であった。
得られたｔ−ブチルカテコールの収率の測定を行ったところ、過酸化水素転化率が７２．９％、ＴＢＣ選択率（対過酸化水素）が４０．７％、ＴＢＣ選択率（対転化ＰＴＢＰ）が８２．３％であった。比較的高い選択率でＴＢＣを得ることができた。
【００６４】
比較例１
図１１に示す製造装置において、プレミキサー（内径１７．３ｍｍ×長さ１５０ｍｍ、スタティックミキサー８４）、および、内径２１．７ｍｍ×長さ１００８ｍｍ、内径２７．２ｍｍ×長さ１２２４ｍｍ、４２．７ｍｍ×７２０ｍｍ、４８．６ｍｍ×７８０ｍｍの４本のスタティックミキサーが順に直列に連結された管型反応器装置（８５、８６，８７，８８）を用いて、パラ−ｔ−ブチルフェノール（ＰＴＢＰ）と６０％過酸化水素との反応を行った。
第一のタンク８０中にＰＴＢＰとＭＩＢＫとをモル比２０／１で仕込み、温度ＰＴＢＰの融点以上に暖めることによりＰＴＢＰを溶解させた。
第二のタンク８１中に６０％過酸化水素、過塩素酸、ピロリン酸をモル比１／０．００２０／０．００２０の比率で仕込んだ。プランジャーポンプ８０及び８１の回転数を設定し、全体の流量が１５ｇ／分、ＰＴＢＰと過酸化水素の供給比率がモル比１０／１となるようにプレミキサー８４に導き、次いで４本の管型反応器装置（８５、８６、８７、８８）に流通させた。
前記４本の管型反応器装置では、温調装置にて、それぞれ１０２℃、１２５℃、１２５℃、１２５℃になるように温調流体を温調流路に連続して流し、それぞれの加温を行い、製品受容器に導いた。
得られたｔ−ブチルカテコールの収率の測定を行ったところ、過酸化水素転化率が９５％、ＴＢＣ選択率（対過酸化水素）が５０．５％、ＴＢＣ選択率（対転化ＰＴＢＰ）が６３．３％であった。
【００６５】
比較例２
図１１に示す製造装置において、プレミキサー、および４本の管型反応器装置を用いて比較例１と同様の操作により全体の流量が１６７ｇ／分、滞留時間１０分になるように、それぞれの原料が所定のモル比になるように流した。
得られたｔ−ブチルカテコールの収率の測定を行ったところ、過酸化水素転化率が９１．３％、ＴＢＣ選択率（対過酸化水素）が４６．１％、ＴＢＣ選択率（対転化ＰＴＢＰ）が７０．０％であった。
【００６６】
【表１】
【００６７】
【表２】
【００６８】
実施例１〜３と比較例１、２を比較すると、微小管状流路が形成されたマイクロミキサーと内部に微小管状流路が形成された反応容器（マイクロリアクター）を用いる本発明の製造方法では、マイクロリアクターを用いない系に比べて、対転化ＰＴＰＢ選択率が向上している。
【００６９】
また、実施例４、５と比較例１、２を比較すると、マイクロリアクターを用いると、過酸化水素を反応終了迄に使い切って、副反応の発生を防がなくても、マイクロリアクターを用いない系と同等の対転化ＰＴＰＢ選択率で反応が進行する。
【符号の説明】
【００７０】
δ・・・・・アルキルフェノールを含有する流体
ε・・・・・過酸化水素を含有する流体
γ・・・・・温調流体
５・・・・・・第１プレート（プロセスプレート）
５ａ・・・・・第１プレートの面
５ｂ・・・・・第１プレートの端面
５ｃ・・・・・第１プレートの端面
５ｄ・・・・・第１プレートの側面
５ｅ・・・・・第１プレートの側面
３・・・・・・第３プレート（温調プレート）
３ａ・・・・・第３プレートの面
３ｂ・・・・・第３プレートの端面
３ｃ・・・・・第３プレートの端面
３ｄ・・・・・第３プレートの側面
３ｅ・・・・・第３プレートの側面
６・・・・・・断面凹溝形状の温調流路
６ａ・・・・・断面凹溝形状の主流路
６ｂ・・・・・断面凹溝形状の供給側流路
６ｃ・・・・・断面凹溝形状の排出側流路
８・・・・・・第２プレート（プロセスプレート）
８ａ・・・・・第２プレートの面
８ｂ・・・・・第２プレートの端面
８ｃ・・・・・第２プレートの端面
８ｄ・・・・・第２プレートの側面
８ｅ・・・・・第２プレートの側面
１４・・・・・第４プレート（プロセスプレート）
１４ａ・・・・第４プレートの面
１４ｂ・・・・第４プレートの端面
１４ｃ・・・・第４プレートの端面
１４ｄ・・・・第４プレートの側面
１４ｅ・・・・第４プレートの側面
１５・・・・・化学反応用デバイス１
１５ｂ・・・・化学反応用デバイス１の端面
１５ｃ・・・・化学反応用デバイス１の端面
１５ｄ・・・・化学反応用デバイス１の側面
１５ｅ・・・・化学反応用デバイス１の側面
１６・・・・・化学反応用デバイス２
１６ｂ・・・・化学反応用デバイス２の端面
１６ｃ・・・・化学反応用デバイス２の端面
１６ｄ・・・・化学反応用デバイス２の側面
１６ｅ・・・・化学反応用デバイス２の側面
１・・・・・化学反応用デバイス３
１ｂ・・・・化学反応用デバイス３の端面
１ｃ・・・・化学反応用デバイス３の端面
１ｄ・・・・化学反応用デバイス３の側面
１ｅ・・・・化学反応用デバイス３の側面
２・・・・・第１プレート（プロセスプレート）
２ａ・・・・第１プレートの面
２ｂ・・・・第１プレートの端面
２ｃ・・・・第１プレートの端面
２ｄ・・・・第１プレートの側面
２ｅ・・・・第１プレートの側面
３・・・・・第２プレート（温調プレート）
３ａ・・・・第２プレートの面
３ｂ・・・・第２プレートの端面
３ｃ・・・・第２プレートの端面
３ｄ・・・・第２プレートの側面
３ｅ・・・・第２プレートの側面
４・・・・・断面凹溝形状の流路
ｐ０・・・・所定間隔
ｗ０・・・・・幅
ｄ０・・・・・深さ
Ｌ・・・・・・流路長さ
３０・・・・・コネクタ
３１・・・・・ジョイント部
３２・・・・・継手部
４０・・・・・反応容器（化学反応デバイス３）
６１・・・・・化合物（Ａ）（アルキルフェノールを含む流体）
６２・・・・・第１のタンク
６３・・・・・化合物（Ｂ）（過酸化水素を含む流体）
６４・・・・・第２のタンク
６５・・・・・プランジャーポンプ
６６・・・・・プランジャーポンプ
６７・・・・・マイクロミキサー
６８・・・・・温調装置
６９・・・・・冷却用熱交換器
７０・・・・・温調装置
７１・・・・・排圧弁
７２・・・・・受け容器
７３・・・・・マイクロミキサー
７９・・・・・実施例で用いた樹脂の製造装置を模式的に示す概略構成図
８０・・・・・比較例で用いた樹脂の製造装置を模式的に示す概略構成図
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーと内部に微小管状流路が形成された反応容器を用い、アルキルフェノールを含む溶液と過酸化水素を含む溶液とを混合し、酸化反応させることを特徴とするアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項２】
内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーが、２液が混合可能な構造と流れ方向で流路径が縮小された構造とを有することを特徴とする請求項１記載のアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項３】
内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーにおいて、アルキル置換フェノールを含む溶液と過酸化水素を含む溶液とを温度８０℃〜１５０℃の範囲で混合させることを特徴とする請求項１または２記載のアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項４】
内部に微小管流路が形成された反応容器が内部に微小管流路が形成された伝熱性反応容器である請求項１記載のアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項５】
反応容器内の微小管流路での流体のレイノルズ数を１０〜３００に連続的にコントロールする請求項１〜４の何れか１項記載のアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項６】
内部に微小管流路が形成された反応容器においてアルキルフェノールを含む溶液と過酸化水素を含む溶液とを温度８０℃〜１６０℃の範囲で酸化反応させることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載のアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項７】
前記アルキルフェノールを含む溶液がケトンを含有する溶液である請求項１記載のアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項８】
前記ケトンが、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン及びベンゾフェノンからなる群からなる１種以上の化合物である請求項７記載ののアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項９】
ケトンの配合の割合が、過酸化水素とケトンのモル比〔(過酸化水素)／(ケトン)〕が０．０５〜５である請求項７記載ののアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項１０】
アルキル置換フェノールが、４−アルキルフェノールである請求項１〜９の何れか１つに記載のアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項１】
内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーと内部に微小管状流路が形成された反応容器を用い、アルキルフェノールを含む溶液と過酸化水素を含む溶液とを混合し、酸化反応させることを特徴とするアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項２】
内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーが、２液が混合可能な構造と流れ方向で流路径が縮小された構造とを有することを特徴とする請求項１記載のアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項３】
内部に微小管状流路が形成されたマイクロミキサーにおいて、アルキル置換フェノールを含む溶液と過酸化水素を含む溶液とを温度８０℃〜１５０℃の範囲で混合させることを特徴とする請求項１または２記載のアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項４】
内部に微小管流路が形成された反応容器が内部に微小管流路が形成された伝熱性反応容器である請求項１記載のアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項５】
反応容器内の微小管流路での流体のレイノルズ数を１０〜３００に連続的にコントロールする請求項１〜４の何れか１項記載のアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項６】
内部に微小管流路が形成された反応容器においてアルキルフェノールを含む溶液と過酸化水素を含む溶液とを温度８０℃〜１６０℃の範囲で酸化反応させることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載のアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項７】
前記アルキルフェノールを含む溶液がケトンを含有する溶液である請求項１記載のアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項８】
前記ケトンが、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン及びベンゾフェノンからなる群からなる１種以上の化合物である請求項７記載ののアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項９】
ケトンの配合の割合が、過酸化水素とケトンのモル比〔(過酸化水素)／(ケトン)〕が０．０５〜５である請求項７記載ののアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【請求項１０】
アルキル置換フェノールが、４−アルキルフェノールである請求項１〜９の何れか１つに記載のアルキル置換ベンゼンジオールの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１７８６７８（Ｐ２０１１−１７８６７８Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４２０６１（Ｐ２０１０−４２０６１）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
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