JP2001139523A - カルボン酸エステル類の精製方法 - Google Patents

カルボン酸エステル類の精製方法

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JP2001139523A
JP2001139523A JP32762799A JP32762799A JP2001139523A JP 2001139523 A JP2001139523 A JP 2001139523A JP 32762799 A JP32762799 A JP 32762799A JP 32762799 A JP32762799 A JP 32762799A JP 2001139523 A JP2001139523 A JP 2001139523A
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carboxylic acid
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acid ester
azeotropic composition
alcohol
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Sadahiro Yamamoto
禎洋 山本
Takashi Shibanuma
俊 柴沼
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】カルボン酸エステル類の精製方法を提供する。 【解決手段】水及び/又はアルコールを含み、それらと
共沸組成を有するカルボン酸エステル類に、共沸組成を
変化させる第3成分を添加し、蒸留することを特徴とす
るカルボン酸エステル類の分離・精製方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カルボン酸誘導体
とアルコールを原料としたカルボン酸エステル類の製造
に関し、生成したカルボン酸エステル類が原料であるア
ルコール或いは副生成物(時として、原料アルコール中
に含まれる)の水と共沸組成を有し、蒸留による分離・
精製が困難となる場合において、不要なアルコール或い
は水を、共沸組成を変化させる第3成分を添加し、蒸留
により分離・精製を行うことを特徴とした、カルボン酸
エステル類の分離・精製方法に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】水ないしアルコールと共沸
するカルボン酸エステルとして、例えばトリフルオロ酢
酸エチルが挙げられる。トリフルオロ酢酸エチルは沸点
54℃において、水/エタノール/トリフルオロ酢酸エ
チルが不均一な共沸混合物で回収される。この混合物か
ら純粋なトリフルオロ酢酸エチルを回収するために50
体積%の硫酸を加えて再蒸留を行う方法が知られている
(Journal of American Chemical Society, 69巻、2069
頁(1947))。この方法では大量の硫酸を扱わなければな
らない。
【0003】さらに、トリフルオロ酢酸エチルに含まれ
るアルコール或いは水は、水洗・脱水工程により除去す
ることは可能であるが、エステルを水で洗浄する際に部
分的な加水分解が進行し、回収率が不安定になることも
知られている(Journal of American Chemical Society,
67巻、918-919頁(1945))。
【0004】本発明は、水ないしアルコールと共沸する
カルボン酸エステルの新たな分離・精製方法を提供する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、カルボン酸
エステル類に含まれる共沸組成を有する水及び/又はア
ルコールを効率的に分離してカルボン酸エステル類を精
製する方法について鋭意検討した結果、共沸組成を変化
させる第3成分を添加することにより、蒸留で分離・精
製が可能となることを見出し、本発明に到達した。
【0006】本発明は、以下の項1〜項8を提供するも
のである。 項1. 水及び/又はアルコールを含み、それらと共沸
組成を有するカルボン酸エステル類に、共沸組成を変化
させる第3成分を添加し、蒸留することを特徴とするカ
ルボン酸エステル類の分離・精製方法。 項2. カルボン酸エステル類が含フッ素カルボン酸エ
ステルである項1に記載の方法。 項3. 共沸組成を変化させる第3成分が、ハロゲン化
炭化水素である項1または2に記載の方法。 項4. ハロゲン化炭化水素が、トリフルオロトリクロ
ロエタン、ペンタフルオロジクロロプロパン、ジフルオ
ロジクロロエタン、トリフルオロジクロロエタン、トリ
フルオロクロロエタン、デカフルオロブタン、テトラク
ロロメタン、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレ
ンからなる群から選ばれる少なくとも1種である項3に
記載の方法。 項5. 共沸組成を変化させる第3成分が、含フッ素ア
ルコール類である項1または2に記載の方法。 項6. 含フッ素アルコール類が、H(CF2CF2)nCH2OH
(n=1〜3)、CF3CFHCF2CH2OH及び/又はCF3CF2CH2O
Hである項5に記載の方法。 項7. 第3成分がエーテル類、含フッ素エーテル類で
ある項1または2に記載の方法。 項8. エーテル類がジエチルエーテル、含フッ素エー
テル類がノナフルオロブチルエチルエーテル(異性体を
含む)、ノナフルオロブチルメチルエーテル(異性体を
含む)である項7に記載の方法。 項9. 共沸組成を変化させる第3成分が、酢酸エチ
ル、塩化カルシウム、メチルエチルケトン及びアセトニ
トリルからなる群から選ばれる少なくとも1種である項
1または2に記載の方法。 項10. 含フッ素カルボン酸エステルがトリフルオロ
カルボン酸エステルである項2〜9のいずれかに記載の
方法。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明において分離精製の対象と
なるカルボン酸エステル類は、水及び/又はアルコール
を含むものである。カルボン酸エステル類の製造法とし
ては、例えばアルコールとカルボン酸を混合し、必要に
応じて酸触媒の存在下にアルコール又はカルボン酸エス
テルの沸点程度まで加熱する方法、カルボン酸及びアル
コールとともにクロルギ酸エステルを用いた混合酸無水
物法、カルボン酸の代わりに、カルボン酸無水物、カル
ボン酸クロライド、カルボン酸フルオライド、カルボン
酸ブロマイドなどのカルボン酸ハライドを用いる方法が
例示される。これらの反応終了後の反応混合物を分離精
製の対象として用いることができる。
【0008】カルボン酸としては、特に制限されず、任
意の脂肪族又は芳香族のカルボン酸が挙げられるが、好
ましくは含フッ素カルボン酸が挙げられ、より好ましく
はCOOH基に隣接する炭素原子にフッ素原子の結合し
たカルボン酸が例示される。具体的には、トリフルオロ
酢酸、ジフルオロ酢酸、ジフルオロ酢酸、ジクロロ酢
酸、クロロジフルオロ酢酸、ブロモジフルオロ酢酸、ブ
ロモジクロロ酢酸、ペンタフルオロプロピオン酸、2H
−テトラフルオロプロピオン酸などが挙げられる。好ま
しいカルボン酸は強酸であって、エタノールとカルボン
酸を混合し、必要に応じて加熱することによりエステル
及び水を生成するようなカルボン酸、或いは、エステル
が水溶性であって、抽出によりアルコールを除去するの
が困難なカルボン酸であり、特にトリフルオロ酢酸が好
ましい。
【0009】アルコールとしては、メタノール、エタノ
ール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタ
ノールなどの炭素数1〜4の脂肪族低級アルコール、ベ
ンジルアルコールなどが挙げられる。
【0010】カルボン酸エステルと水とアルコールの比
率は特に限定されないが、一例として、蒸留前の混合物
においてカルボン酸成分(カルボン酸エステルと未反応
カルボン酸の合計)1モルに対し、アルコール成分(カ
ルボン酸エステルと未反応アルコールの合計)は、0.
001〜2.5モル程度、水は0.001〜1モル程度
が挙げられる。ここでの下限値は、目的とするカルボン
酸エステルの濃度によってはより低くなることもあり得
る。
【0011】本発明において使用される第3成分は、共
沸組成を変化させるものであれば特に限定されないが、
例えばCF3CF2CH2OHのようなフッ素アルコール類は共沸
組成を構成するアルコールを釜残に留める効果を示し、
CF3CFHCFHCF2CF3のようなハロゲン化炭化水素は、蒸留
時に原料と共に添加しておけば、共沸組成であるアルコ
ール類を初留分として除去することが可能になる。
【0012】第3成分は、具体的には、トリフルオロト
リクロロエタン、ペンタフルオロジクロロプロパン、ジ
フルオロジクロロエタン、トリフルオロジクロロエタ
ン、トリフルオロクロロエタン、デカフルオロブタン、
テトラクロロメタン、テトラクロロエチレン、トリクロ
ロエチレンなどのハロゲン化炭化水素、H(CF2CF2)nCH2O
H(n=1〜3)、CF3CFHCF2CH2OH及び/又はCF3CF2CH2
OHなどの含フッ素アルコール類、酢酸エチル、塩化カル
シウム、メチルエチルケトン、ジエチルエーテル、ノナ
フルオロブチルエチルエーテル(異性体を含む)、ノナ
フルオロブチルメチルエーテル(異性体を含む)及びア
セトニトリルなどが挙げられる。ノナフルオロブチルエ
チルエーテル(異性体を含む)には、n−ノナフルオロ
ブチルエチルエーテル、イソノナフルオロブチルエチル
エーテル、sec−ノナフルオロブチルエチルエーテ
ル、tert−ノナフルオロブチルエチルエーテルが含
まれ、ノナフルオロブチルメチルエーテル(異性体を含
む)には、n−ノナフルオロブチルメチルエーテル、イ
ソノナフルオロブチルメチルエーテル、sec−ノナフ
ルオロブチルメチルエーテル、tert−ノナフルオロ
ブチルメチルエーテルが含まれる。
【0013】第3成分は、水及び/又はアルコールを含
み、それらと共沸組成を有するカルボン酸エステル類1
00重量部に対し通常10〜2000重量部程度、好ま
しくは80〜1000重量部程度使用される。この値
は、抽出蒸留対象の混合物中の比率、抽出蒸留装置に依
存して変化させることができる。
【0014】本発明の第3成分は、エタノールを1とし
たときの比揮発度が0.9未満または1.1超であるの
が好ましい。しかし、場合によっては0.9以上1.1
以下でも使用できる。
【0015】なお、本明細書において、比揮発度(α)
は、少なくとも着目成分Aおよび着目成分B(着目成分
Aの沸点<着目成分Bの沸点)を含んでなる溶液が気液
平衡状態にある場合において、液相の低沸点成分Aのモ
ル分率をXAとし、高沸点成分Bのモル分率をXBとし、そ
の液相と平衡状態にある場合の気相の低沸点成分Aのモ
ル分率をYAとし、高沸点成分Bのモル分率をYBとした場
合、 α=(YA/XA)/(YB/XB) で定義される。
【0016】また、比揮発度αの違いによる同じ濃度に
するための蒸留塔の必要段数は、α=0.95とα=
0.85では3倍程異なる。従って、αが1より大きく
なるか小さくなることは、分離のしやすさに大きく影響
を与えることになる。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、水及び/又はアルコー
ルと共沸組成を有するカルボン酸エステルを容易に分離
することができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。 実施例1 反応器に市販のトリフルオロ酢酸エチル及びエタノール
より調整した共沸組成物(エタノール:25モル%)5
0gを仕込み、各種抽出剤を添加して攪拌下加熱還流を
行い、還流液の気相(加熱還流部)及び液相(釜残)の
GC分析を実施した。結果を表1に示す。
【0019】なお、比揮発度は、系内の2成分(トリフ
ルオロ酢酸エチル及びエタノール)のモル比から算出し
た(2段の蒸留として計算)。なお、エタノールの比揮
発度を1とする。なお、表1中、R-225は、225caCF3CF2
CHCl2)/225cb(CF2ClCF2CHClF)=45/55(w/w%)を意味す
る。
【0020】
【表1】
【0021】実施例2 オルダーショウ型10段の蒸留塔をセットした蒸留装置
に、市販のトリフルオロ酢酸エチル45.1g(317.6mmol)及
びエタノール4.9g(105.8mmol)を仕込み、トリフルオロ
酢酸エチル/エタノールの共沸組成を調整した。
【0022】次いで、これにR-225(50g:246.4mmol)を添
加し、加熱・攪拌下、トップ温度54℃になった時点で抜
き出しを開始し、トップ温度54〜60℃で72gの留分を回
収したとき、スチルに残ったトリフルオロ酢酸エチルに
対するエタノール濃度(モル%)は仕込値の 25モル
%から10モル%に低下した。 実施例3 実施例2と同様の操作を行い、トップ温度60℃以上の留
分を回収した結果、純度99.42モル%(エタノール0.
21モル%:R-225を考慮せず)のトリフルオロ酢酸エ
チル18g単離された。 実施例4 オルダーショウ型10段の蒸留塔をセットした蒸留装置
に、市販のトリフルオロ酢酸エチル54.12g(380.9mmol)
及びエタノール5.88g(127.6mmol)を仕込み、トリフルオ
ロ酢酸エチル/エタノールの共沸組成を調整した。
【0023】次いで、これにH(CF2CF2)2CH2OH(50g:258.
5mmol)を添加し、加熱・攪拌下、トリフルオロ酢酸エチ
ルの蒸留を行った。その結果、仕込時のエタノール組成
25モル%が15モル%以下に低減した留分が55g以上
回収可能であることが明らかになった(仕込量に対する
回収率:92%)。
フロントページの続き Fターム(参考) 4H006 AA02 AD12 AD40 BB12 BB14 BB15 BB16 BB17 BB21 BM10 BM71

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水及び/又はアルコールを含み、それらと
    共沸組成を有するカルボン酸エステル類に、共沸組成を
    変化させる第3成分を添加し、蒸留することを特徴とす
    るカルボン酸エステル類の分離・精製方法。
  2. 【請求項2】カルボン酸エステル類が含フッ素カルボン
    酸エステルである請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】共沸組成を変化させる第3成分が、ハロゲ
    ン化炭化水素である請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】ハロゲン化炭化水素が、トリフルオロトリ
    クロロエタン、ペンタフルオロジクロロプロパン、ジフ
    ルオロジクロロエタン、トリフルオロジクロロエタン、
    トリフルオロクロロエタン、デカフルオロブタン、テト
    ラクロロメタン、テトラクロロエチレン、トリクロロエ
    チレンからなる群から選ばれる少なくとも1種である請
    求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】共沸組成を変化させる第3成分が、含フッ
    素アルコール類である請求項1または2に記載の方法。
  6. 【請求項6】含フッ素アルコール類が、H(CF2CF2)nCH2O
    H(n=1〜3)、CF3CFHCF2CH2OH及び/又はCF3CF2CH2
    OHである請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項7】第3成分がエーテル類、含フッ素エーテル
    類である請求項1または2に記載の方法。
  8. 【請求項8】エーテル類がジエチルエーテル、含フッ素
    エーテル類がノナフルオロブチルエチルエーテル(異性
    体を含む)、ノナフルオロブチルメチルエーテル(異性
    体を含む)である請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】共沸組成を変化させる第3成分が、酢酸エ
    チル、塩化カルシウム、メチルエチルケトン及びアセト
    ニトリ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または2に記載の方法。
  10. 【請求項10】含フッ素カルボン酸エステルがトリフル
    オロカルボン酸エステルである請求項2〜9のいずれか
    に記載の方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100357250C (zh) * 2006-01-18 2007-12-26 华南理工大学 乙酸乙酯脱水提纯的方法
CN110343043A (zh) * 2018-04-04 2019-10-18 浙江蓝天环保高科技股份有限公司 一种三氟乙酸乙酯的纯化方法

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