JP2003004544A - Method of measuring solution temperature, reaction apparatus using microwave, and method of manufacturing copper phthalocyanine - Google Patents

Method of measuring solution temperature, reaction apparatus using microwave, and method of manufacturing copper phthalocyanine

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JP2003004544A
JP2003004544A JP2001186436A JP2001186436A JP2003004544A JP 2003004544 A JP2003004544 A JP 2003004544A JP 2001186436 A JP2001186436 A JP 2001186436A JP 2001186436 A JP2001186436 A JP 2001186436A JP 2003004544 A JP2003004544 A JP 2003004544A
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temperature
liquid
reaction
microwave
measuring
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JP2001186436A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuchika Ota
和親 太田
Takehiro Matsuse
丈浩 松瀬
Shinyo Takizawa
辰洋 瀧沢
Katsuyuki Naito
勝之 内藤
Hirotsugu Hattori
博嗣 服部
Takeshi Tobisawa
猛 飛沢
Motokazu Ishimori
元和 石森
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of measuring a solution temperature heated by microwaves, a method of measuring/controlling the temperature of a reaction liquid in a reaction apparatus using microwave, a reaction apparatus using microwaves having the method of measuring/controlling, and a method of manufacturing copper phthalocyanine using the method of measuring/controlling and the reaction apparatus, without using expensive temperature measuring devices, at a low price, and with substantially necessary and sufficient precision. SOLUTION: The method of measuring/controlling a solution temperature heated by microwaves is characterized in that it uses a liquid expansion type thermometer enclosing a liquid having a loss coefficient (ε×tanδ), which is the product of the dielectric constant (ε) and the dielectric loss angle (tanδ), of not larger than 3. The reaction apparatus using microwaves has, within the apparatus provided with a heating device by microwaves, a vessel containing a chemical reaction liquid and the liquid expansion type thermometer enclosing a liquid having a loss coefficient (ε×tanδ), which is the product of the dielectric constant (ε) and the dielectric loss angle (tanδ), of not larger than 3. The method of manufacturing copper phthalocyanine uses the reaction apparatus.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、従来の化学反応装
置と比べて高速な反応が可能であると期待される、マイ
クロ波加熱を用いた液相化学反応に於いて、従来の高額
な温度測定機器を用いることなく、極めて安価で、且つ
実質的に必要十分な精度の反応溶液の温度測定方法、及
び該温度測定方法を備えた反応装置、及びマイクロ波加
熱を用いた銅フタロシアニンの製造方法を提供する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a liquid phase chemical reaction using microwave heating, which is expected to be capable of high-speed reaction as compared with a conventional chemical reaction apparatus. A method for measuring the temperature of a reaction solution which is extremely inexpensive and which has substantially necessary and sufficient accuracy without using a measuring instrument, a reactor equipped with the temperature measuring method, and a method for producing copper phthalocyanine using microwave heating I will provide a.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロ波による物質の加熱は、被加熱
物質固有の誘電率(ε)と誘電体損失角(tanδ)の積
で得られる損失係数(ε×tanδ)に比例して被加熱物
質自身が発熱するため、従来の熱伝導方式に較べると短
時間で均一に被加熱物質を加熱できる特徴があり、応用
例としては家庭用電子レンジが多量に利用されている。
2. Description of the Related Art Heating of a material by microwaves is performed in proportion to a loss coefficient (ε × tanδ) obtained by multiplying a dielectric constant (ε) peculiar to the material to be heated and a dielectric loss angle (tanδ). Since it generates heat by itself, compared to the conventional heat conduction method, it has the feature that it can uniformly heat the substance to be heated in a short time, and as a practical application, household microwave ovens are widely used.

【0003】この特徴を利用して化学合成を行えば、反
応時間の短縮や選択的反応の進行と副生成物の抑止等が
期待できるため、近年、多くの研究が進められている。
一方、化学反応においては反応温度の監視と制御が重要
な事項であることは言を待たない。しかしながら、マイ
クロ波中での温度測定は強力な電磁界中での温度測定と
なるため、マイクロ波の影響を受けない測定方法とする
必要がある。
If chemical synthesis is carried out by utilizing this characteristic, it is expected that the reaction time will be shortened, the selective reaction will proceed and the by-products will be suppressed. Therefore, many studies have been conducted in recent years.
On the other hand, it is needless to say that the monitoring and control of the reaction temperature are important matters in chemical reactions. However, since temperature measurement in microwaves is temperature measurement in a strong electromagnetic field, it is necessary to use a measurement method that is not affected by microwaves.

【0004】従来のマイクロ波加熱化学反応装置では被
加熱物質である化学反応液を加熱する構造として、マイ
クロ波による加熱が実質的に無視できる石英ガラスやプ
ラスチック製の容器に入れた化学反応液をマイクロ波照
射筐体内に設置することで行われてきた。マイクロ波照
射筐体としては筐体寸法を自由に設計できる電子レンジ
型筐体を用いることが多く、また温度測定および制御に
はFOS(ファイバー・オプティック・センサー)、赤
外線温度計が多く使用されている。
In a conventional microwave heating chemical reaction device, a chemical reaction liquid contained in a quartz glass or plastic container in which heating by microwaves can be substantially ignored has a structure for heating a chemical reaction liquid which is a substance to be heated. It has been done by installing it in a microwave irradiation enclosure. As the microwave irradiation housing, a microwave oven type housing whose dimensions can be freely designed is often used, and FOS (fiber optic sensor) and infrared thermometer are often used for temperature measurement and control. There is.

【0005】FOSはマイクロ波中に置かれた反応液に
センサーを接触させて直接測定するもので、光ファイバ
ーの先端に微細な蛍光面等の温度センサーを付け、温度
に依存した蛍光等の変化を光ファイバーを通してマイク
ロ波照射筐体外部で測定する方法である。しかしなが
ら、FOSは高価である欠点がある。
The FOS is a device for directly measuring a reaction solution placed in a microwave by bringing a sensor into contact therewith, and a temperature sensor such as a fine fluorescent screen is attached to the tip of an optical fiber to detect a change in fluorescence or the like depending on temperature. It is a method of measuring outside the microwave irradiation housing through an optical fiber. However, FOS has the disadvantage of being expensive.

【0006】また赤外線温度計は、マイクロ波照射筐体
の外から非接触で温度測定するものであり、測定できる
温度は、容器もしくは化学反応液の表面のみで、内部温
度を直接的に測定できない欠点がある。これ以外の方法
としては、化学反応液の一部をマイクロ波照射筐体の外
部に引き出して素早く測定する方法や、密閉した容器内
部の温度−圧力の関係を事前に把握しておき、圧力測定
値から温度を推定する方法等が知られている。
The infrared thermometer measures the temperature from outside the microwave irradiation housing without contact, and the measurable temperature is only the surface of the container or the chemical reaction liquid, and the internal temperature cannot be directly measured. There are drawbacks. Other than this, a method of extracting a part of the chemical reaction liquid to the outside of the microwave irradiation case for quick measurement, or a temperature-pressure relationship inside the sealed container in advance, and measuring the pressure A method of estimating the temperature from the value is known.

【0007】一方、日常的に多用されている水銀温度計
やアルコール温度計等の液体膨張式温度計は、水銀やア
ルコール自身がマイクロ波で加熱され、測定法としては
使用できないとの推定から、その利用が検討されること
が無かった。
On the other hand, in liquid expansion thermometers such as mercury thermometers and alcohol thermometers, which are frequently used on a daily basis, it is presumed that mercury and alcohol themselves are heated by microwaves and cannot be used as a measuring method. Its use was never considered.

【0008】マイクロ波加熱を利用した化学反応は、反
応液の温度測定が容易に行えれば、飛躍的に利用範囲を
広げることが可能となる。例えば、印刷インキ、塗料等
の着色剤として大量に利用されている銅フタロシアニン
の工業的合成法としては、エチレングリコール等の溶媒
中でフタロジニトリルと硫酸銅などを原料とする製造法
が知られているが、反応液の昇温に時間を要したり、温
度制御が困難であると言った課題があり、短時間で加熱
が可能で、且つ反応温度を制御できる装置が望まれてい
る。
If the temperature of the reaction solution can be easily measured, the chemical reaction utilizing microwave heating can dramatically expand the range of use. For example, as an industrial synthesis method of copper phthalocyanine, which is widely used as a coloring agent for printing inks and paints, a production method using phthalodinitrile and copper sulfate in a solvent such as ethylene glycol is known. However, there are problems such that it takes time to raise the temperature of the reaction solution and it is difficult to control the temperature. Therefore, an apparatus capable of heating in a short time and controlling the reaction temperature is desired.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、高額な温度測定機器を用いることなく、極
めて安価で、且つ実質的に必要十分な精度で、マイクロ
波により加熱される溶液の温度を測定する方法、マイク
ロ波を用いた反応装置内の反応液温度の測定・制御方
法、該測定・制御方法を有するマイクロ波を用いた反応
装置、及び該測定・制御方法、及び反応装置を用いた、
銅フタロシアニンの製造方法を提供する。
The problem to be solved by the present invention is to provide a solution which is heated by microwaves without using an expensive temperature measuring device, at an extremely low cost and with substantially necessary and sufficient accuracy. For measuring the temperature of a liquid, a method for measuring / controlling the temperature of a reaction solution in a reaction device using microwaves, a reaction device using microwaves having the measurement / control method, and a measurement / control method, and a reaction device Using
A method for producing copper phthalocyanine is provided.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決する為に鋭意研究した結果、これらの課題が以下
に述べる方法で解決できることを見出して、本発明を完
成するに至った。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that these problems can be solved by the methods described below, and have completed the present invention. .

【0011】即ち、本発明は、誘電率(ε)と誘電体損失
角(tanδ)の積で得られる損失係数(ε×tanδ)が3
以下である液体を封入した液体膨張式温度計を用いるこ
とを特徴とする、マイクロ波により加熱される溶液温度
の測定方法、及び該測定方法を用いて測定した温度を用
いて、マイクロ波により加熱される反応装置内の反応液
温度を制御する方法を提供する。
That is, in the present invention, the loss coefficient (ε × tanδ) obtained by the product of the dielectric constant (ε) and the dielectric loss angle (tanδ) is 3
A method for measuring the temperature of a solution heated by microwaves, characterized in that a liquid expansion thermometer enclosing a liquid is used, and heating by microwaves using the temperature measured by the measurement method A method for controlling the temperature of a reaction liquid in a reactor is provided.

【0012】更に本発明は、マイクロ波による加熱装置
を備えた装置内部に、化学反応液を納めた容器と、誘電
率(ε)と誘電体損失角(tanδ)の積で得られる損失係
数(ε×tanδ)が3以下である液体を封入した液体膨
張式温度計とが設置された、マイクロ波を用いた反応装
置を提供する。また本発明は、該測定・制御方法、及び
反応装置を用いた、銅フタロシアニンの製造方法を提供
するものである。
Further, according to the present invention, a container containing a chemical reaction solution inside a device equipped with a microwave heating device and a loss coefficient (product of the dielectric constant (ε) and the dielectric loss angle (tan δ) ( Provided is a reactor using a microwave, which is provided with a liquid expansion thermometer enclosing a liquid having ε × tan δ) of 3 or less. The present invention also provides a method for producing copper phthalocyanine using the measurement / control method and the reaction device.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】マイクロ波の影響を実質的に受け
ない、安価で十分な精度の溶液の温度測定方法として
は、誘電率(ε)と誘電体損失角(tanδ)の積で得られ
る損失係数(ε×tanδ)が3以下である液体を封入し
た液体膨張式温度計を用いる、マイクロ波により加熱さ
れる溶液の温度測定方法により達成できる。また、マイ
クロ波により加熱される反応装置内の反応液温度を制御
する方法も同様な手段により解決できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An inexpensive and sufficiently accurate method for measuring the temperature of a solution which is substantially unaffected by microwaves is obtained by multiplying the dielectric constant (ε) by the dielectric loss angle (tan δ). This can be achieved by a method for measuring the temperature of a solution heated by microwaves using a liquid expansion thermometer in which a liquid having a loss coefficient (ε × tan δ) of 3 or less is enclosed. Further, the method of controlling the temperature of the reaction solution in the reaction apparatus heated by the microwave can be solved by the same means.

【0014】ここで言う液体膨張式温度計とは、通常
「アルコール温度計」と称して市販されているものでよ
い。また、液体膨張式温度計に使用する液体としては、
誘電率(ε)と誘電体損失角(tanδ)の積で得られる損
失係数が、マイクロ波で加熱される溶液の損失係数よる
小さい液体であれば使用可能であるが、汎用性を考慮し
た場合、損失係数は3以下の液体が適当であり、より正
確な温度測定を行うには損失係数が0.1以下である液
体が好適である。
The liquid expansion thermometer referred to here may be a commercially available one usually called "alcohol thermometer". Also, as the liquid used for the liquid expansion thermometer,
The loss coefficient obtained by the product of the dielectric constant (ε) and the dielectric loss angle (tanδ) can be used as long as it is a liquid that is smaller than the loss coefficient of the solution heated by the microwave. A liquid having a loss coefficient of 3 or less is suitable, and a liquid having a loss coefficient of 0.1 or less is suitable for more accurate temperature measurement.

【0015】家庭用電子レンジで用いられるガラス容
器、陶磁器の損失係数は、通常0.1程度であり、これ
らの容器が家庭用電子レンジ内で大きな温度上昇を示さ
ないことからも理解しやすい。この様な損失係数3以下
の液体には、例えばエタノール、ブタノール等がある。
また、損失係数0.1以下の液体としては、例えば灯
油、軽油、シリコンオイル等がある。
The loss factor of glass containers and ceramics used in household microwave ovens is usually about 0.1, and it is easy to understand that these containers do not show a large temperature rise in household microwave ovens. Examples of such liquids having a loss factor of 3 or less include ethanol and butanol.
Further, examples of the liquid having a loss coefficient of 0.1 or less include kerosene, light oil, silicone oil and the like.

【0016】更に、これらの液体を密閉容器中に封入
し、温度変化による体積膨張を圧力センサーにより検出
することも、本発明の測定方法の範囲に含まれる。ま
た、液体膨張式温度計の一つである水銀温度計は、温度
計に封入されている水銀または水銀アマルガムがマイク
ロ波により急激に加熱されるため、マイクロ波により加
熱される溶液の温度測定には使用できない。
Further, it is also within the scope of the measuring method of the present invention to enclose these liquids in a closed container and detect the volume expansion due to temperature change with a pressure sensor. A mercury thermometer, which is one of the liquid expansion thermometers, is used to measure the temperature of a solution heated by microwaves because the mercury or mercury amalgam enclosed in the thermometer is rapidly heated by microwaves. Cannot be used.

【0017】測定可能な温度範囲は、市販の「アルコー
ル温度計」の場合は、200℃近辺が上限となるが、多
くの化学反応はこれ以下の温度で行われているので実用
的には十分な測定範囲である。
In the case of a commercially available “alcohol thermometer”, the upper limit of the measurable temperature range is around 200 ° C., but many chemical reactions are carried out at temperatures below this temperature, so it is practically sufficient. It is a wide measurement range.

【0018】液体膨張式温度計に用いられる液体に必要
とされる、もう一つの特性は、好ましい膨張係数(体積
膨張率)を有することである。例えば、エタノールの膨
張係数は0.0011deg−1であり、メタノール0.
00119deg−1,イソプロピルアルコール0.00
106deg−1、n−ブタノール0.00093de
g−1、クレゾ−ル0.00076deg−1である。
Another property required for liquids used in liquid expansion thermometers is to have a favorable coefficient of expansion (volume expansion coefficient). For example, the expansion coefficient of ethanol is 0.0011 deg −1 and the expansion coefficient of methanol is 0.
001 19 deg -1 , isopropyl alcohol 0.00
106deg -1 , n-butanol 0.00093de
g −1 and cresol 0.00076 deg −1 .

【0019】これに対して、灯油、軽油はその含有成分
組成により多少数値が異なるが、概ね0.001〜0.
0015deg−1の範囲にあり、シリコンオイルも、そ
の含有成分組成により多少数値が異なるが、概ね0.0
0096〜0.0013deg −1の範囲にある。これら
の使用する温度範囲と表示部分の大きさにより、これら
の膨張係数を考慮して、使用する液体を適宜、選択して
用いれば良い。また、必要に応じて、これらを併用、も
しくは混和して用いても良い。
On the other hand, kerosene and light oil are the components contained in them.
Although the numerical value varies depending on the composition, it is generally 0.001 to 0.
0015deg-1It is in the range of
The value varies slightly depending on the component composition of
0096-0.0013deg -1Is in the range. these
Depending on the temperature range used and the size of the display,
In consideration of the expansion coefficient of
You can use it. Also, if necessary, use these together.
However, they may be mixed and used.

【0020】本発明のマイクロ波を用いた反応装置は、
マイクロ波による加熱装置を備えた装置内部に、化学反
応液を納めた容器と、誘電率(ε)と誘電体損失角(tan
δ)の積で得られる損失係数(ε×tanδ)が3以下で
ある液体を封入した液体膨張式温度計とが設置された、
マイクロ波を用いた反応装置である。
The reaction apparatus using the microwave of the present invention is
Inside the device equipped with a microwave heating device, the container containing the chemical reaction liquid, the dielectric constant (ε) and the dielectric loss angle (tan
A liquid expansion thermometer in which a liquid having a loss coefficient (ε × tan δ) obtained by the product of δ) is 3 or less is installed,
It is a reaction device using microwaves.

【0021】マイクロ波により加熱される反応装置への
温度計の取り付け方法としては、図2に示すように反応
容器の一部をマイクロ波照射筐体の外部に貫通し、貫通
部から市販の「アルコール温度計」を挿入することが簡
便で好ましいが、同方式に規定されるものでは無い。反
応容器の材質としては、マイクロ波で実質的に加熱され
ない材質であるガラス、石英、石英ガラス、テフロン
(登録商標)等の樹脂であることが好ましいが、その形
状は一般的に化学反応に利用する容器類と同様であって
良い。
As a method of attaching the thermometer to the reaction apparatus heated by microwaves, a part of the reaction vessel is penetrated to the outside of the microwave irradiation housing as shown in FIG. It is preferable to insert an "alcohol thermometer", but it is not defined in the same manner. The material of the reaction vessel is preferably a material that is not substantially heated by microwaves, such as glass, quartz, quartz glass, and Teflon (registered trademark), but its shape is generally used for chemical reactions. It may be the same as the containers to be used.

【0022】マイクロ波加熱を行う化学反応容器内に挿
入した液体膨張式温度計は、その検温部が反応液に接触
していることが好ましく、反応液の温度をより正確に測
定できる。マイクロ波照射筐体としては、筐体の寸法を
反応容器の寸法に合わせて設計が可能な電子レンジ型筐
体を用いることが好適である。
The liquid expansion type thermometer inserted into the chemical reaction vessel for microwave heating preferably has a temperature measuring portion in contact with the reaction solution, so that the temperature of the reaction solution can be measured more accurately. As the microwave irradiation case, it is preferable to use a microwave oven-type case whose size can be designed according to the size of the reaction vessel.

【0023】液体膨張式温度計を用いた測温で反応液の
実温を知るには、指示温度を補正する必要がある。本発
明者らにより明らかにされたことであるが、マイクロ波
により加熱された反応装置内の溶液に検温部を接触させ
て測定した温度計の指示温度と、溶液の実温の間には一
定の関係が有り、例えばエチレングリコールの場合は図
3に示される関係となった。即ち、実温よりも測温が低
めに測定された。
In order to know the actual temperature of the reaction solution by measuring the temperature using a liquid expansion thermometer, it is necessary to correct the indicated temperature. As has been clarified by the present inventors, a constant temperature is maintained between the temperature indicated by the thermometer, which is measured by bringing the temperature-measuring part into contact with the solution in the reactor heated by microwaves, and the actual temperature of the solution. There is a relationship of, for example, ethylene glycol has the relationship shown in FIG. That is, the temperature was measured lower than the actual temperature.

【0024】実温度の測定方法としてはFOSなどの測
定機器を使用しても良いが、マイクロ波照射時の指示温
度とマイクロ波照射中断時の実温を、幾つかの温度点で
行い、測温−実温グラフ等を作成することで実用上は十
分である。補正の手法としては、液体膨張式温度計の液
柱の変化を自動的に検出する機器、例えば固体撮像(C
CD)素子、レベルセンサー等を利用して液柱の変動を
検出し、コンピューターに記憶させた補正式を用いて自
動的に補正しても良い。
A measuring device such as FOS may be used as a method for measuring the actual temperature, but the indicated temperature at the time of microwave irradiation and the actual temperature at the time of interruption of microwave irradiation are measured at several temperature points and measured. It is practically sufficient to create a temperature-actual temperature graph. As a correction method, a device that automatically detects a change in the liquid column of a liquid expansion thermometer, for example, solid-state imaging (C
The fluctuation of the liquid column may be detected by using a CD) element, a level sensor, etc., and automatically corrected by using a correction formula stored in a computer.

【0025】被測温物としては、水や有機溶剤を主とし
たものが考えられる。有機溶剤としては、クロロホル
ム、酢酸エチル、アセトン、エタノール、メタノール、
ジメチルスルホオキシド、N.N−ジメチルホルムアミ
ド、エチレングリコールが測定可能であることを確認し
ているが、本発明の対象有機溶剤としてはこれに限られ
るものではない。
As the objects to be measured, those mainly containing water or an organic solvent can be considered. As the organic solvent, chloroform, ethyl acetate, acetone, ethanol, methanol,
Dimethyl sulfoxide, N.I. It has been confirmed that N-dimethylformamide and ethylene glycol can be measured, but the target organic solvent of the present invention is not limited thereto.

【0026】本発明の一つの課題である、銅フタロシア
ニンの合成時間の短縮は、マイクロ波により反応液の加
熱を行うことで達成できる。即ち、エチレングリコール
を溶媒とし、フタロジニトリル及び硫酸銅を加えた反応
液を電子レンジ型筐体内に設置し、500Wのマイクロ
波を照射すると、2分程度で反応液の温度は反応温度で
ある190℃程度に達する。
The shortening of the synthesis time of copper phthalocyanine, which is one of the objects of the present invention, can be achieved by heating the reaction solution by microwave. That is, when a reaction liquid obtained by adding phthalodinitrile and copper sulfate to ethylene glycol as a solvent is placed in a microwave oven-type casing and irradiated with a microwave of 500 W, the temperature of the reaction liquid reaches the reaction temperature in about 2 minutes. It reaches around 190 ° C.

【0027】温度測定は上述した市販の「アルコール温
度計」を用いた測定方法で十分な精度が得られる。液温
が190℃程度に達した後、マイクロ波出力を調整し、
190℃で5分程度の極めて短時間で反応は終了し、銅
フタロシアニンを得ることが出来る。
The temperature measurement can be performed with sufficient accuracy by the above-mentioned commercially available "alcohol thermometer". After the liquid temperature reaches about 190 ℃, adjust the microwave output,
The reaction is completed in an extremely short time of about 5 minutes at 190 ° C., and copper phthalocyanine can be obtained.

【0028】以上述べたように、液体膨張式温度計を温
度測定装置として用いたマイクロ波利用の反応装置で
は、実質的にマイクロ波の影響を受けずに反応液の温度
測定が可能である。このことは従来、高額な測定機器を
用いるか、経験的に行ってきたマイクロ波の化学への応
用を簡便かつ安価に適応する道を付けるものと言える。
更に、本装置を用いて温度制御を行いつつ、極めて短時
間で銅フタロシアニンの合成が可能であったことから、
工業的な有用な手法であると言える。
As described above, in the microwave-using reaction device using the liquid expansion thermometer as the temperature measuring device, the temperature of the reaction liquid can be measured substantially without being affected by the microwave. This can be said to provide a convenient and inexpensive way to apply microwave chemistry, which has been performed empirically, using expensive measuring instruments.
Furthermore, while controlling the temperature using this device, it was possible to synthesize copper phthalocyanine in an extremely short time,
It can be said that this is an industrially useful method.

【0029】[0029]

【実施例】以下に本発明を実施例によって更に詳細に説
明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples.

【0030】[実施例1]使用した電子レンジ型マイクロ
波化学反応装置は、図1に示すように反応途中の変化を
視認できるように構成されている。図2は図1の断面を
示すもので、電子レンジ型マイクロ波筐体の上天井1に
2、3、4と3つの穴を開け、200ml又は300m
lの三口フラスコ5を筐体内部から挿入し、三つの口を
筐体外に出して固定した。
[Example 1] The microwave type microwave chemical reaction apparatus used was constructed so that changes in the course of the reaction can be visually recognized as shown in FIG. FIG. 2 shows a cross section of FIG. 1, and two holes 3, 2, and 3 are opened in the upper ceiling 1 of the microwave oven type microwave housing to obtain 200 ml or 300 m.
The 1-necked three-necked flask 5 was inserted from the inside of the casing, and the three ports were taken out of the casing and fixed.

【0031】次に、アルコール温度計6と全テフロン製
またはガラス製攪拌棒7を有する攪拌装置8と冷却器ま
たはバイパス付き滴下ロート9を三口フラスコの口に装
着した。冷却器は窒素ガス流し管10に接続された。図
中の11はマグネトロン発振器や電源部への外気の流入
を防ぐ壁であり、金網12は上天井の3つの穴から僅か
ではあるが漏れたマイクロ波を遮断するためのものであ
る。尚、用いたマイクロ波筐体は2.45GHz、500
Wの市販の電子レンジを用い、マイクロ波の照射は照射
時間調節装置をそのまま用いて制御した。
Next, an alcohol thermometer 6, a stirrer 8 having a stirring rod 7 made of all Teflon or glass, and a dropping funnel 9 with a cooler or a bypass were attached to the mouth of the three-necked flask. The cooler was connected to a nitrogen gas flow tube 10. Reference numeral 11 in the figure is a wall for preventing the outside air from flowing into the magnetron oscillator and the power supply unit, and the wire netting 12 is for blocking microwaves leaking slightly from the three holes in the upper ceiling. The microwave housing used was 2.45 GHz, 500
The microwave irradiation was controlled by using a commercially available microwave oven of W and using the irradiation time adjusting device as it was.

【0032】[実施例2]市販されている三口フラスコの
口の部分は200mlと300mlの場合では殆ど変わ
らないので、ここでは200mlの三口フラスコを用
い、それに水100mlを入れ、マイクロ波加熱をした
時の温度をアルコール温度計で測定した。マイクロ波加
熱によって水の温度が上昇する様子がアルコール温度計
で目視出来、アルコール温度計には異常が見られなかっ
た。
[Example 2] Since the mouth portion of a commercially available three-necked flask is almost the same in the case of 200 ml and 300 ml, a 200 ml three-necked flask was used here, and 100 ml of water was put therein, and microwave heating was performed. The temperature at that time was measured with an alcohol thermometer. The temperature rise of water due to microwave heating was visually observed with an alcohol thermometer, and no abnormality was found in the alcohol thermometer.

【0033】水が沸騰した時点では、アルコール温度計
は約90℃を示しており、アルコール温度計は正確な温
度を示しているのではなく、補正値で利用する必要があ
ることが分かった。その補正は、この電子レンジ型マイ
クロ波反応装置でエチレングリコールを190℃程度ま
で加熱し、その後マイクロ波照射を停止し、冷却時に熱
電対とアルコール温度計を同時に用いて測定された温度
を比較してアルコール温度計の補正値を決定した。実温
とアルコール温度計の指示値の関係は、図3に示す様
に、良好な相関関係のあることが分かる。
When the water boiled, the alcohol thermometer showed about 90 ° C., and it was found that the alcohol thermometer does not show an accurate temperature but needs to be used as a correction value. The correction was to heat ethylene glycol to about 190 ° C. with this microwave oven type microwave reactor, stop microwave irradiation after that, and compare the temperatures measured using a thermocouple and an alcohol thermometer at the same time during cooling. Then, the correction value of the alcohol thermometer was determined. As shown in FIG. 3, it can be seen that there is a good correlation between the actual temperature and the indicated value of the alcohol thermometer.

【0034】[実施例3]エチレングリコール100ml
を200mlの三口フラスコに入れ、アルコール温度計
の測温部をエチレングリコール中に入れ、温度を目視し
ながらマイクロ波加熱を実施し、アルコール温度計が1
55℃になった時点でマイクロ波照射を停止し、熱電対
温度計で測定したところ、補正値とほぼ同じ190℃を
示したので、アルコール温度計は補正値を用いると十分
マイクロ波加熱された液体の温度を測定していることが
確認出来た。また、マイクロ波照射中マイクロ波の漏れ
や異常な事象は生じなかった。
[Example 3] 100 ml of ethylene glycol
Was put in a 200 ml three-necked flask, the temperature measuring part of the alcohol thermometer was put in ethylene glycol, and microwave heating was carried out while visually observing the temperature.
When the temperature reached 55 ° C, microwave irradiation was stopped, and when measured with a thermocouple thermometer, it showed 190 ° C, which was almost the same as the correction value. It was confirmed that the temperature of the liquid was measured. No microwave leakage or abnormal events occurred during microwave irradiation.

【0035】[実施例4]実施例3と同様に、200ml
の三口フラスコにクロロホルム、酢酸エチル、アセト
ン、エタノール、メタノール、ジメチルスルホオキシ
ド、N,N−ジメチルホルムアミドなどの有機溶媒をそれ
ぞれ入れ、アルコール温度計を目視しながらマイクロ波
により加熱した。これらはいずれもエチレングリコール
の場合と同様に安全に加熱出来た。
Example 4 As in Example 3, 200 ml
Chloroform, ethyl acetate, acetone, ethanol, methanol, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, and other organic solvents were placed in the three-necked flask, and heated by microwave while observing the alcohol thermometer. All of these could be safely heated as in the case of ethylene glycol.

【0036】例えばメタノール100mlを1分間で5
8℃にまで加熱し、その直後にマイクロ波照射を停止
し、熱電対で温度を測定したところ、62℃であった。
これらの実験から、実施例2で行ったアルコール温度計
の補正は有効であることが判った。また、マイクロ波照
射中、引火などの異常な事象は全く生じなかった。
For example, 100 ml of methanol is used for 5 minutes in 1 minute.
After heating to 8 ° C., the microwave irradiation was stopped immediately after that, and the temperature was measured with a thermocouple to find that it was 62 ° C.
From these experiments, it was found that the correction of the alcohol thermometer performed in Example 2 was effective. In addition, no abnormal events such as ignition occurred during microwave irradiation.

【0037】[実施例5]200mlの三口フラスコにエ
チレングリコール100ml、フタロジニトリル8mm
ol、硫酸銅2mmolを入れ、マイクロ波により加熱
した。アルコール温度計を目視しながら、アルコール温
度計の目盛りが155℃になるまでマイクロ波を照射
(2分間)し、その後、照射時間調節装置を用いてマイ
クロ波照射を制御し、155℃に5分間保持したとこ
ろ、青色の液状体を得た。
Example 5 100 ml of ethylene glycol and 8 mm of phthalodinitrile in a 200 ml three-necked flask.
ol and 2 mmol of copper sulfate were added and heated by microwave. While observing the alcohol thermometer, irradiate microwaves (2 minutes) until the scale of the alcohol thermometer reaches 155 ° C, and then control the microwave irradiation using the irradiation time adjusting device to 155 ° C for 5 minutes. When kept, a blue liquid was obtained.

【0038】液状体を濾過し、得られた固形物をX線分
析した結果、銅フタロシアニンの合成を確認することが
出来た。生成された銅フタロシアニンを精製して収率を
測定したところ90%の収率であり、驚くべきことに、
僅か5分間の極めて短時間で良質の銅フタロシアニンが
合成された。
As a result of filtering the liquid and subjecting the obtained solid to X-ray analysis, it was confirmed that copper phthalocyanine was synthesized. The produced copper phthalocyanine was purified and the yield was measured to be 90%. Surprisingly,
Good quality copper phthalocyanine was synthesized in a very short time of only 5 minutes.

【0039】[実施例6]実施例5と同様の試験を繰り返
したところ、エチレングリコール100ml、フタロジ
ニトリル8mmol、酸化第一銅2mmolの反応系
で、155℃、5分間の加熱で、銅フタロシアニンの合
成を確認した。(収率85%)
[Example 6] The same test as in Example 5 was repeated. As a result, a reaction system of 100 ml of ethylene glycol, 8 mmol of phthalodinitrile and 2 mmol of cuprous oxide was heated at 155 ° C for 5 minutes to give copper phthalocyanine. Was confirmed. (Yield 85%)

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明は、高額な温度測定機器を用いる
ことなく、極めて安価で、且つ実質的に必要十分な精度
で、マイクロ波により加熱される溶液の温度を測定する
方法、マイクロ波を用いた反応装置内の反応液温度の測
定・制御方法、該測定・制御方法を有するマイクロ波を
用いた反応装置、及び該測定・制御方法、及び反応装置
を用いた、銅フタロシアニンの製造方法を提供すること
ができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a method for measuring the temperature of a solution heated by microwaves at a very low cost and with substantially necessary and sufficient accuracy without using an expensive temperature measuring device. A method for measuring / controlling the temperature of a reaction solution in a reaction apparatus used, a reaction apparatus using a microwave having the measurement / control method, and a method for measuring / controlling the reaction apparatus, and a method for producing copper phthalocyanine are provided. Can be provided.

【0041】[0041]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のマイクロ波を用いた反応装置の一例を
示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a reaction apparatus using a microwave of the present invention.

【図2】図1に示したマイクロ波を用いた反応装置の断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the reaction device using the microwave shown in FIG.

【図3】実施例3でのマイクロ波照射時のエチレングリ
コールの実温とアルコール温度計の指示温度との関係を
示す図(補正図)である。
FIG. 3 is a diagram (correction diagram) showing a relationship between an actual temperature of ethylene glycol and an instruction temperature of an alcohol thermometer during microwave irradiation in Example 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:筐体上天井 2、3及び4:三口フラスコの口用穴 5:三口フラスコ 6:アルコール温度計 7:ガラス製の攪拌棒 8:攪拌装置 9:冷却器または滴下ロート 10:窒素ガス流し管 11:外気流入防止壁 12:マイクロ波遮断金網 1: Ceiling above the cabinet 2, 3 and 4: three-necked flask mouth hole 5: Three neck flask 6: Alcohol thermometer 7: Glass stirring rod 8: Stirrer 9: Cooler or dropping funnel 10: Nitrogen gas flow tube 11: Outside air inflow prevention wall 12: Microwave blocking wire mesh

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09B 47/067 C09B 47/067 H05B 6/68 320 H05B 6/68 320M 6/80 6/80 Z (72)発明者 内藤 勝之 上田市大字住吉32−3 (72)発明者 服部 博嗣 上田市別所温泉1125 (72)発明者 飛沢 猛 千葉県佐倉市坂戸631 (72)発明者 石森 元和 茨城県神栖町東深芝18 Fターム(参考) 3K086 AA01 AA02 AA10 BA08 CA05 CA20 CB04 CC02 FA07 3K090 LA00 PA00 4C050 PA14 PA20 4G075 AA62 AA63 BA10 CA26 CA57 DA02 EB01 EC11 EC25 FB06 FB11 FB12 FC15 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C09B 47/067 C09B 47/067 H05B 6/68 320 H05B 6/68 320M 6/80 6/80 Z (72 ) Inventor Katsuyuki Naito 32-3 Sumiyoshi, Ueda-shi (72) Inventor Hirotsugu Hattori 1125 Bessho Onsen, Ueda-shi (72) Inventor Takeshi Hibisawa 631 Sakado, Sakura-shi, Chiba (72) Inventor Motokazu Ishimori Higashi-Fuka, Kamisu-cho, Ibaraki Prefecture 18 F term (reference) 3K086 AA01 AA02 AA10 BA08 CA05 CA20 CB04 CC02 FA07 3K090 LA00 PA00 4C050 PA14 PA20 4G075 AA62 AA63 BA10 CA26 CA57 DA02 EB01 EC11 EC25 FB06 FB11 FB12 FC15

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘電率(ε)と誘電体損失角(tanδ)の
積で得られる損失係数(ε×tanδ)が3以下である液
体を封入した液体膨張式温度計を用いることを特徴とす
る、マイクロ波により加熱される溶液温度の測定方法。
1. A liquid expansion thermometer in which a liquid having a loss coefficient (ε × tan δ) obtained by multiplying a dielectric constant (ε) and a dielectric loss angle (tan δ) is 3 or less is used. A method for measuring the temperature of a solution heated by microwave.
【請求項2】 液体膨張式温度計の表示温度を、予め作
成した補正表、補正図又は補正式を用いて実温度に補正
する、請求項1に記載の溶液温度の測定方法。
2. The solution temperature measuring method according to claim 1, wherein the display temperature of the liquid expansion thermometer is corrected to an actual temperature by using a correction table, a correction diagram, or a correction formula created in advance.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の溶液温度の測定
方法を用いて測定した温度を用いて、マイクロ波により
加熱される反応装置内の反応液温度を制御する方法。
3. A method for controlling the temperature of a reaction solution in a reaction apparatus heated by microwaves using the temperature measured by the method for measuring a solution temperature according to claim 1.
【請求項4】 マイクロ波による加熱装置を備えた装置
内部に、化学反応液を納めた容器と、誘電率(ε)と誘電
体損失角(tanδ)の積で得られる損失係数(ε×tan
δ)が3以下である液体を封入した液体膨張式温度計と
が設置された、マイクロ波を用いた反応装置。
4. A container containing a chemical reaction liquid inside a device equipped with a heating device using microwaves, and a loss coefficient (ε × tan) obtained by the product of the dielectric constant (ε) and the dielectric loss angle (tan δ).
A reaction device using a microwave, in which a liquid expansion thermometer enclosing a liquid having δ of 3 or less is installed.
【請求項5】 液体膨張式温度計の検温部が反応液に接
触している、請求項4に記載の反応装置。
5. The reaction device according to claim 4, wherein the temperature measuring portion of the liquid expansion thermometer is in contact with the reaction liquid.
【請求項6】 請求項4又は5に記載の反応装置を用い
た銅フタロシアニンの製造方法。
6. A method for producing copper phthalocyanine using the reactor according to claim 4 or 5.
【請求項7】 請求項1又は2に記載の方法を用いて、
反応液の温度を制御する銅フタロシアニンの製造方法。
7. Using the method according to claim 1 or 2,
A method for producing copper phthalocyanine, which controls the temperature of a reaction solution.
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