JP2003226688A - ガンマブチロラクトンの精製方法 - Google Patents
ガンマブチロラクトンの精製方法Info
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Abstract
の工業的に有利な方法を提供する。 【解決手段】 粗ガンマブチロラクトンを塔頂温度が1
00℃以下の蒸留塔に導入し、減圧下にガンマブチロラ
クトンよりも低沸点の成分を塔頂から留去させ、精製ガ
ンマブチロラクトンを蒸留塔の側流抜き出し口又は塔底
から抜き出す。 【効果】 本発明によれば、99.9重量%以上の純度
を示し、かつ280nmにおける紫外線吸光度が0.0
01以下の精製されたガンマブチロラクトンを取得する
ことができる。
Description
ドンの原料や電解液溶媒として有用なガンマブチロラク
トンの精製方法に関するものである。
酸若しくは無水コハク酸の水素化反応、又は1,4−ブ
タンジオールの脱水素反応等の方法により製造されてい
る。ガンマブチロラクトンの製造には、反応中に生成す
る4−ヒドロキシブタナール、4−オキソブタナール等
のアルデヒド類及び2−ヒドロキシテトラヒドロフラン
等のヘミアセタール類とガンマブチロラクトンとの分離
が困難であるという問題がある。
れているように、粗ガンマブチロラクトンから、二塔方
式の蒸留塔を用い、第一塔においてガンマブチロラクト
ンよりも低沸点物を留去し、次いで第二塔において減圧
蒸留により精製ガンマブチロラクトンを留出させて取得
する方法、又は一塔方式の蒸留塔を用い、低沸点物及び
高沸点物をそれぞれ塔頂及び塔底から排出し精製ガンマ
ブチロラクトンを側流として取得して高沸点物を分離す
る方法等が行われている。このような方法で99%以
上、更には99.5%以上の純度のガンマブチロラクト
ンを得ることができる。しかしながら、これらの方法で
は、粗ガンマブチロラクトンに含まれているアルデヒド
類やヘミアセタール類、特にガンマブチロラクトンと沸
点が近いテトラヒドロフラノ−2−オキシブタナールを
除去することが困難である。
ガンマブチロラクトンに酸性物質を添加してテトラヒド
ロフラノ−2−オキシブタナールを高沸点化合物に転換
させた後、蒸留するという精製方法が記載されている。
しかしながら、この方法は、酸性物質の使用に伴うコス
ト及び装置の腐食という点から、工業的に実施するには
問題がある。
ロラクトンを高度に精製するための工業的に有利な方法
を提供することを課題とする。
を解決すべく鋭意検討を行った結果、塔頂温度が100
℃以下の減圧蒸留塔を使用することにより、蒸留塔内で
のテトラヒドロフラノ−2−オキシブタナール等の生成
を低下させつつ、アルデヒド類やヘミアセタール類を効
率よく除去することができることを見いだし、本発明を
完成するに至った。
ロラクトンを塔頂温度が100℃以下の蒸留塔に導入
し、減圧下にガンマブチロラクトンよりも低沸点の成分
を塔頂から留去させ、精製ガンマブチロラクトンを蒸留
塔の側流抜き出し口又は塔底から抜き出すことを特徴と
するガンマブチロラクトンの精製方法に存する。
本発明に係る精製方法では、無水マレイン酸若しくは無
水コハク酸の水素化反応、又は1,4−ブタンジオール
の脱水素反応などの方法で製造されたいずれのガンマブ
チロラクトンをも対象とすることができる。好ましいの
は、1,4−ブタンジオールの脱水素反応で製造された
ガンマブチロラクトンである。
種の助触媒で改良されたニッケル触媒、コバルト触媒、
パラジウム触媒、銅触媒、銅−クロム触媒などの固体触
媒や、ルテニウム錯体触媒等の均一系錯体触媒が知られ
ている。本発明の対象として特に好ましいのは、均一系
錯体触媒存在下に1,4−ブタンジオールを脱水素して
得られたガンマブチロラクトンである。
ジオールを脱水素させてガンマブチロラクトンを製造す
るには、通常は、触媒、1,4−ブタンジオール及び反
応により生成したガンマブチロラクトン、4−ヒドロキ
シブタナール等のアルデヒド類、2−ヒドロキシテトラ
ヒドロフラン等のヘミアセタール類などを含む反応生成
液を蒸留塔で蒸留し、触媒や未反応の1,4−ブタンジ
オール等とガンマブチロラクトンとを分離する。蒸留塔
内でも脱水素反応は進行し、ガンマブチロラクトンと共
に上記のアルデヒド類やヘミアセタール類などが生成す
る。これらのアルデヒド類やヘミアセタール類等は、触
媒存在下では速やかに脱水素されてガンマブチロラクト
ンとなるが、触媒が存在しない条件ではこの脱水素反応
は進行せず、ガンマブチロラクトンに沸点が近いテトラ
ヒドロフラノ−2−オキシブタナール等に変化する。ま
た、生成したテトラヒドロフラノ−2−オキシブタノー
ルが、再びアルデヒド類やヘミアセタール類に分解する
反応も起こる。本発明者らの検討によれば、これらの反
応は100℃を超える条件で起こりやすい。
ル類を含むガンマブチロラクトンを常法により蒸留した
のでは、蒸留塔内でこれらの反応が起きてしまい、高純
度のガンマブチロラクトンを得ることは困難である。本
発明の精製方法では、粗ガンマブチロラクトンを塔頂温
度が100℃以下の蒸留塔に導入する。この操作によ
り、アルデヒド類やヘミアセタール類を、テトラヒドロ
フラノ−2−オキシブタナール等が生成する前に気化さ
せ、塔頂から留出させることができる。
ロキシブタナールや2−ヒドロキシテトラヒドロフラン
等以外にも、テトラヒドロフラン、ジヒドロフラン、
水、ブタノール、酢酸、酪酸、コハク酸ジメチル等のガ
ンマブチロラクトンよりも低沸点の成分が含まれてい
る。本発明方法では、予備蒸留により、これらの低沸点
成分の濃度をあらかじめ低減させて、4−ヒドロキシブ
タナール及び2−ヒドロキシテトラヒドロフランの合計
濃度を2重量%以下とした粗ガンマブチロラクトンを用
いるのが好ましい。これらの濃度が、1重量%以下、特
に0.4重量%以下であれば、更に好ましい。
から塔底のいずれの部位からでも導入することができる
が、粗ガンマブチロラクトン中のアルデヒド類やヘミア
セタール類がテトラヒドロフラノ−2−オキシブタナー
ル等に転化する前に、これらをすみやかに留去させるた
め、蒸留塔の塔頂又は蒸留帯域の上部1割未満の位置に
ある導入口から導入するのが好ましい。なお、蒸留帯域
の上部1割未満の位置とは、蒸留塔のうちリボイラー部
やコンデンサー部などを除いた蒸留作用、すなわち気液
接触の行われる部分、例えば充填塔であれば充填物の存
在する帯域を意味する。
タナール等への転化反応は前述のように100℃を超え
る温度で起こりやすいので、粗ガンマブチロラクトンは
100℃以下、特に80℃以下の温度で導入するのが好
ましく、かつ導入口は蒸留塔内の液温が100℃以下で
ある部位に設けるのが好ましい。粗ガンマブチロラクト
ン中には、4−ヒドロキシブタナールや2−ヒドロキシ
テトラヒドロフラン等以外にも、テトラヒドロフラン、
ジヒドロフラン、水、ブタノール、酢酸、酪酸、コハク
酸ジメチル等のガンマブチロラクトンよりも低沸点の成
分が含まれている。本発明方法では、予備蒸留により、
これらの低沸点成分の濃度をあらかじめ低減させて、4
−ヒドロキシブタナール及び2−ヒドロキシテトラヒド
ロフランの合計濃度を2重量%以下とした粗ガンマブチ
ロラクトンを用いるのが好ましい。これらの濃度が、1
重量%以下、特に0.4重量%以下であれば、更に好ま
しい。
流抜き出し口又は塔底から抜き出す。塔底部では高沸点
の不純物が混入するおそれがあるので、側流抜き出し口
から精製ガンマブチロラクトンを抜き出すのが好まし
い。高沸点物の混入を避け、かつ4−ヒドロキシブタナ
ール、及び2−ヒドロキシテトラヒドロフランの混入を
避けるためには、側流抜き出し口は蒸留帯域の下から1
〜5割、特に2〜4割の範囲内の位置に設けるのが好ま
しい。
温度に設定することができるが、塔頂冷却コスト、凍結
防止のため、5℃以上とするのが好ましい。蒸留時の圧
力は、塔頂温度に応じて設定すればよい。還流比は、蒸
留塔内でのアルデヒド類とヘミアセタール類との反応を
抑えるため、低い方がよい。還流比100〜1、特に3
0〜1が好ましい。
0重量部とした場合に、塔頂留出量を1〜30、好まし
くは10〜30とし、精製ガンマブチロラクトンの抜き
出し流量を90〜60とするのが好ましい。蒸留塔とし
ては、充填塔、棚段塔など常用のいずれのものも使用で
きるが、蒸留の理論段数を5段以上、特に10〜50段
とするのが好ましい。50段を超える蒸留塔は、蒸留塔
建設のための経済性、運転、及び安全管理のためには好
ましくない。
ミアセタール類を効率よく除去して、ガンマブチロラク
トンを高純度に精製することができる。なお、本発明に
係る精製方法によれば、ガスクロマトグラフィーにより
99.9重量%以上の純度を示し、かつガンマブチロラ
クトン固有の吸光度を示さない280nmにおける紫外
線吸光度が、0.001以下、更には0.0005以下
の精製されたガンマブチロラクトンを取得することがで
きる。
するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。なお、紫外線吸光度は、
ガンマブチロラクトンを満たした光路長10mmの石英
製セルを用い、検出波長において蒸留水を対照として測
定した。
−ヒドロキシブタナール及び、2−ヒドロキシテトラヒ
ドロフランを合計で0.38重量%含有する75℃の粗
ガンマブチロラクトンを100重量部/時で導入し、塔
頂圧力を8mmHg、還流比を15とし、塔頂温度75
℃、塔底温度は120.5℃で連続運転を行った。
き出し、塔頂より30段目から70重量部/時のガンマ
ブチロラクトンを抜き出し、塔底から10重量部/時で
高沸点成分を抜き出した。ガンマブチロラクトンの抜き
出し温度は112.1℃であった。得られたガンマブチ
ロラクトンの純度は、99.98重量%であり、テトラ
ヒドロフラノ−2−オキシブタノールを35重量ppm
含んでいた。また、280nmにおける紫外線吸光度は
0.0005未満であった。
60とし、塔頂温度110.2℃、塔底温度131.4
℃とした以外は実施例1と同様にして、連続蒸留を行っ
た。抜き出し温度は125.0℃であった。得られたガ
ンマブチロラクトンの純度は、99.6重量%であり、
テトラヒドロフラノ−2−オキシブタノールを630重
量ppm含んでいた。また280nmにおける紫外線吸
光度は0.117であった。
−ヒドロキシテトラヒドロフランを合計で1.67重量
%含有するガンマブチロラクトンを100重量部/時で
導入した以外は、実施例1と同様にして連続運転を行っ
た。得られたガンマブチロラクトンの純度は、99.8
0重量%であり、テトラヒドロフラノ−2−オキシブタ
ノールを105重量ppm含んでいた。また、280n
mにおける紫外線吸光度は0.065であった。
−ヒドロキシテトラヒドロフランを合計で1.67重量
%含有するガンマブチロラクトンを100重量部/時で
導入し、塔頂圧力を40mmHg、還流比を60とした
以外は実施例1と同様にして、連続運転を行った。得ら
れたガンマブチロラクトンの純度は、99.4重量%で
あり、テトラヒドロフラノ−2−オキシブタノールを3
200重量ppm含んでいた。また、280nmにおけ
る紫外線吸光度は0.302であった。
Claims (9)
- 【請求項1】 粗ガンマブチロラクトンを塔頂温度が1
00℃以下の蒸留塔に導入し、減圧下にガンマブチロラ
クトンよりも低沸点の成分を塔頂から留去させ、精製ガ
ンマブチロラクトンを蒸留塔の側流抜き出し口又は塔底
から抜き出すことを特徴とするガンマブチロラクトンの
精製方法。 - 【請求項2】 粗ガンマブチロラクトンが、1,4−ブ
タンジオールの脱水素反応により製造されたものである
ことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 1,4−ブタンジオールの脱水素反応
が、均一系錯体触媒の存在下に行われたものであること
を特徴とする請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 粗ガンマブチロラクトンが、4−ヒドロ
キシブタナール及び2−ヒドロキシテトラヒドロフラン
を含むものであることを特徴とする請求項1乃至3のい
ずれかに記載の方法。 - 【請求項5】 4−ヒドロキシブタナール及び2−ヒド
ロキシテトラヒドロフランの合計濃度が、2重量%以下
であることを特徴とする請求項4記載の方法。 - 【請求項6】 導入口が、蒸留塔の塔頂又は蒸留部の上
部1割未満の位置にあることを特徴とする請求項1乃至
5のいずれかに記載の方法。 - 【請求項7】 粗ガンマブチロラクトンを、蒸留塔の液
温が100℃以下の部位から蒸留塔内に導入することを
特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の方法。 - 【請求項8】 精製ガンマブチロラクトンを、蒸留塔の
側流抜き出し口から抜き出すことを特徴とする請求項1
乃至7のいずれかに記載の方法。 - 【請求項9】 精製ガンマブチロラクトンが、280n
mにおける紫外線吸光度が0.0005以下のものであ
ることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の
方法。
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WO2020230663A1 (ja) * | 2019-05-10 | 2020-11-19 | 住友化学株式会社 | ワニス、光学フィルム及び光学フィルムの製造方法 |
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- 2002-01-30 JP JP2002021590A patent/JP4348890B2/ja not_active Expired - Lifetime
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