JP2006282563A - Treating method of high-boiling compound by-produced in manufacture of gamma-butyrolactone and manufacturing method of gamma-butyrolactone - Google Patents

Treating method of high-boiling compound by-produced in manufacture of gamma-butyrolactone and manufacturing method of gamma-butyrolactone Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently decomposing by-produced high-boiling compounds in the manufacturing method of gamma-butyrolactone to obtain organic acid salts convertible into "succinic anhydride or succinic acid" as a raw material thereof. <P>SOLUTION: The highly efficient and industrially advantageous method for purifying the organic acid salts comprises treating the high-boiling compounds having an ester bond by-produced in the manufacturing method of gamma-butyrolactone with an alkaline aqueous solution to convert it into an aqueous solution containing the organic acid salts convertible into "succinic anhydride or succinic acid" as the raw material thereof and 1,4-butanediol, and adding a water-soluble organic compound as a poor solvent to the obtained aqueous solution thereby to effect solid-liquid separation by precipitating the organic acid salts as a solid from the aqueous solution of the organic acid salts containing alcohols, high-boiling compounds while keeping the remaining alcohols and high-boiling compounds in the aqueous solution. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガンマブチロラクトンの製造において副生する高沸点化合物の処理方法及びガンマブチロラクトンの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for treating a high boiling point compound by-produced in the production of gamma butyrolactone and a method for producing gamma butyrolactone.

ガンマブチロラクトンはそれ自体優れた溶媒として使用されるだけでなく、N−メチルピロリドンなど様々な物質の重要中間体として有用であり、そのため、各種製造プロセスの開発が行われてきた。例えば特開平3−26340号公報、特開平3−232874号公報に示すように、無水コハク酸の水素化反応や1,4−ブタンジオールの脱水素反応が開発されている。またルテニウム錯体触媒を用いた同じく無水コハク酸の水素化反応(Jounal of catalysis 194, 188−197, 2000)、及び1,4−ブタンジオールの脱水素反応(特開2001−240595号公報)が報告されている。これらガンマブチロラクトンの製造方法は収率良く進行することが多いが、高沸点化合物を副生物として生成することがあり、原料である無水コハク酸、コハク酸、1,4−ブタンジオール、無水マレイン酸等のコストを押し上げていた。この高沸点化合物を原料である無水コハク酸、コハク酸、1,4−ブタンジオールなどに再変換し、それをリサイクルできれば、よりコスト競争力のあるガンマブチロラクトンの製造プロセスを構築することができる。しかしながら、該高沸点化合物を効率よく分解し、コハク酸などのガンマブチロラクトンの原料を再生する方法は見出されていなかった。そのため、これら副生する高沸点化合物を分解し原料を再生することができれば、より効率の高いガンマブチロラクトンの製造方法を確立することができる。そのため、このような方法が求められてきた。
特開平3−26340号公報 特開平3−232874号公報 特開2001−240595号公報 Jounal of catalysis 194,188−197,2000
Gamma-butyrolactone is not only used as an excellent solvent per se, but is also useful as an important intermediate for various substances such as N-methylpyrrolidone, and therefore various production processes have been developed. For example, as shown in JP-A-3-26340 and JP-A-3-232874, hydrogenation reaction of succinic anhydride and dehydrogenation reaction of 1,4-butanediol have been developed. Also reported are hydrogenation reaction of succinic anhydride using a ruthenium complex catalyst (Junal of catalysis 194, 188-197, 2000) and dehydrogenation reaction of 1,4-butanediol (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-240595). Has been. These gamma-butyrolactone production methods often proceed with good yield, but may produce high-boiling compounds as by-products, and the raw materials are succinic anhydride, succinic acid, 1,4-butanediol, maleic anhydride. And so on. If this high-boiling compound is reconverted to succinic anhydride, succinic acid, 1,4-butanediol and the like as raw materials and can be recycled, a more cost-competitive production process of gamma-butyrolactone can be constructed. However, a method for efficiently decomposing the high boiling point compound and regenerating a raw material for gamma butyrolactone such as succinic acid has not been found. Therefore, if these high-boiling compounds produced as a by-product can be decomposed and the raw material can be regenerated, a more efficient method for producing gamma-butyrolactone can be established. Therefore, such a method has been demanded.
Japanese Patent Laid-Open No. 3-26340 JP-A-3-232874 JP 2001-240595 A Journal of catalysis 194, 188-197, 2000

本発明により、ガンマブチロラクトンの製造方法において、副生する高沸点化合物を効率よく分解し、原料である「無水コハク酸またはコハク酸」へと変換し得る有機酸塩類を得る方法を提供することができる。   According to the present invention, in a method for producing gamma-butyrolactone, a method for efficiently decomposing a high-boiling compound produced as a by-product and obtaining an organic acid salt that can be converted into a raw material “succinic anhydride or succinic acid” is provided. it can.

本発明の課題は、ガンマブチロラクトンの製造方法において、副生する高沸点化合物を効率よく分解し、原料である「無水コハク酸またはコハク酸」へと変換し得る有機酸塩類を得る方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method for obtaining an organic acid salt capable of efficiently decomposing a high-boiling compound produced as a by-product and converting it into a raw material “succinic anhydride or succinic acid” in a method for producing gamma-butyrolactone. That is.

本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、ガンマブチロラクトンの製造法において、副生する高沸点化合物が1,4−ブタンジオール、コハク酸、溶媒分解物がエステル結合で結ばれたオリゴマーであることを見出し、該高沸点化合物をアルカリ水溶液で処理することで、原料である「無水コハク酸またはコハク酸」へと変換し得る有機酸塩類、及び1,4−ブタンジオールを含む水溶液に変換されることを見出した。また、得られた該水溶液に水溶性有機化合物を貧溶媒として添加することで、アルコール類、高沸点化合物を含む有機酸塩類の水溶液から、有機酸塩類を固体として析出させ、残るアルコール類、高沸点化合物を水溶液として保ち、固液分離により効率の高い、工業的に有利な有機酸塩類の精製を行う方法を見出し、本発明を完成するに至った。即ち本発明の要旨は、下記(1)〜(7)に存する。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that in the production method of gamma-butyrolactone, by-product high-boiling compounds are 1,4-butanediol, succinic acid, and solvent decomposition products are ester bonds. An organic acid salt that can be converted into a raw material “succinic anhydride or succinic acid” by treating the high-boiling compound with an aqueous alkali solution and 1,4-butanediol It was found to be converted into an aqueous solution containing. Further, by adding a water-soluble organic compound as a poor solvent to the obtained aqueous solution, the organic acid salt is precipitated as a solid from the aqueous solution of the organic acid salt containing alcohols and high-boiling compounds, and the remaining alcohols, high A method for purifying industrially advantageous organic acid salts having high efficiency by solid-liquid separation while keeping the boiling point compound as an aqueous solution has been found, and the present invention has been completed. That is, the gist of the present invention resides in the following (1) to (7).

(1) ガンマブチロラクトンの製造において副生する高沸点化合物の処理方法であって、該高沸点化合物の水溶液にアルカリ水溶液を添加して加熱攪拌することにより高沸点化合物を有機酸塩類と1,4−ブタンジオールに分解し、得られた有機酸塩類と1,4−ブタンジオールを含有するアルカリ水溶液に水溶性有機化合物を添加し、有機酸塩類を析出させる方法。
(2) ガンマブチロラクトンの製造が、無水コハク酸あるいはコハク酸の水素化反応によるガンマブチロラクトンの製造であることを特徴とする上記(1)に記載の方法。
(3) 無水コハク酸あるいはコハク酸の水素化反応によるガンマブチロラクトンの製造において、無水コハク酸あるいはコハク酸の水素化反応により得られる反応液からガンマブチロラクトン及び反応溶媒を除去して得た副生高沸点化合物を含有する触媒液に、水及び非極性溶媒を添加して抽出分離し、分離後の複数相の内、非極性有機溶媒相のみを分離除去し、残る相にアルカリ水溶液を添加し加熱攪拌を行った後、得られたアルカリ性液相に水溶性有機化合物を添加し、有機酸塩類を析出させる方法。
(4) ガンマブチロラクトンの製造がルテニウム錯体触媒を用いた無水コハク酸あるいはコハク酸の水素化反応であり、非極性溶媒が炭素数5〜20の炭化水素であり、アルカリ水溶液が水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液であり、有機酸塩類がコハク酸のナトリウム塩あるいはカリウム塩であることを特徴とする上記(3)に記載の方法。
(5) 析出した有機酸塩類を、ろ過により固液分離する上記(1)〜(4)のいずれかに記載の方法。
(6) 析出した有機酸塩類を遠心分離により固液分離する上記(1)〜(4)のいずれかに記載の方法。
なお、本発明は回分、半回分、連続方式のいずれの系式にも使用することができる。以下、その詳細について説明する。
(7) 無水コハク酸あるいはコハク酸の水素化反応によりガンマブチロラクトンを製造する方法であって、水素化反応により得られる反応液からガンマブチロラクトン及び反応溶媒を除去し、得られた副生高沸点化合物を含有する触媒液に、水及び非極性溶媒を添加して抽出分離し、分離後の複数相の内、非極性有機溶媒相のみを分離除去し、残る相にアルカリ水溶液を添加し加熱攪拌を行った後、得られたアルカリ性液相に水溶性有機化合物を添加してコハク酸塩類を析出させ、該コハク酸塩類を固液分離した後該コハク酸塩類を酸類によりコハク酸へ変換し、該コハク酸を水素化反応の原料コハク酸として用いることを特徴とするガンマブチロラクトンの製造方法。
(1) A method for treating a high-boiling compound by-produced in the production of gamma-butyrolactone, wherein an alkaline aqueous solution is added to an aqueous solution of the high-boiling compound and heated and stirred to convert the high-boiling compound into an organic acid salt and 1,4 -A method of decomposing into butanediol, adding a water-soluble organic compound to an alkaline aqueous solution containing the obtained organic acid salt and 1,4-butanediol, and precipitating the organic acid salt.
(2) The method according to (1) above, wherein the production of gamma butyrolactone is production of gamma butyrolactone by hydrogenation reaction of succinic anhydride or succinic acid.
(3) In the production of gamma-butyrolactone by hydrogenation reaction of succinic anhydride or succinic acid, by-product obtained by removing gamma-butyrolactone and reaction solvent from the reaction solution obtained by hydrogenation reaction of succinic anhydride or succinic acid Extraction and separation by adding water and nonpolar solvent to the catalyst solution containing the boiling point compound, separating and removing only the nonpolar organic solvent phase from the multiple phases after separation, adding alkaline aqueous solution to the remaining phase and heating A method in which after stirring, a water-soluble organic compound is added to the obtained alkaline liquid phase to precipitate organic acid salts.
(4) The production of gamma butyrolactone is a hydrogenation reaction of succinic anhydride or succinic acid using a ruthenium complex catalyst, the nonpolar solvent is a hydrocarbon having 5 to 20 carbon atoms, and the alkaline aqueous solution is sodium hydroxide or water The method according to (3) above, which is an aqueous solution of potassium oxide, and the organic acid salt is a sodium salt or potassium salt of succinic acid.
(5) The method according to any one of (1) to (4) above, wherein the precipitated organic acid salt is subjected to solid-liquid separation by filtration.
(6) The method according to any one of (1) to (4), wherein the precipitated organic acid salt is subjected to solid-liquid separation by centrifugation.
The present invention can be used for any of batch, semi-batch and continuous systems. The details will be described below.
(7) A method for producing gamma-butyrolactone by hydrogenation reaction of succinic anhydride or succinic acid, removing gamma-butyrolactone and reaction solvent from the reaction solution obtained by hydrogenation reaction, and by-product high-boiling compound obtained The catalyst solution containing water is extracted and separated by adding water and a nonpolar solvent, and only the nonpolar organic solvent phase is separated and removed from the separated phases, and an aqueous alkali solution is added to the remaining phase and heated and stirred. Then, a water-soluble organic compound is added to the obtained alkaline liquid phase to precipitate succinates, and the succinates are solid-liquid separated, and then the succinates are converted to succinic acid with acids, A method for producing gamma-butyrolactone, comprising using succinic acid as a raw material succinic acid for hydrogenation reaction.

本発明のガンマブチロラクトンの製造において副生する高沸点化合物の処理方法は、ガンマブチロラクトンの製造において副生する高沸点化合物の処理方法であって、該高沸点化合物の水溶液にアルカリ水溶液を添加して加熱攪拌することにより高沸点化合物を有機酸塩類と1,4−ブタンジオールに分解し、得られた有機酸塩類と1,4−ブタンジオールを含有するアルカリ水溶液に水溶性有機化合物を添加し、有機酸塩類を析出させることを特徴とする。   The method for treating a high-boiling compound by-produced in the production of gamma-butyrolactone of the present invention is a method for treating a high-boiling compound produced as a by-product in the production of gamma-butyrolactone, wherein an alkaline aqueous solution is added to the aqueous solution of the high-boiling compound. The high boiling point compound is decomposed into an organic acid salt and 1,4-butanediol by heating and stirring, and a water-soluble organic compound is added to the aqueous alkali solution containing the obtained organic acid salt and 1,4-butanediol. Organic acid salts are precipitated.

本発明における「ガンマブチロラクトンの製造において副生する高沸点化合物」は、鋭意検討の結果、1,4−ブタンジオール、コハク酸、及び4−ヒドロキシ酪酸、場合により反応溶媒分解物のアルコール類、酸類を含む各成分の脱水縮合により生成するものであることが判明した。脱水縮合により生成した高沸点化合物はエステル結合を有する。この副生する高沸点化合物は固体触媒を使用したコハク酸または無水コハク酸の水素化反応、無水マレイン酸の水素化反応あるいは1,4−ブタンジオールの脱水素反応、均一系錯体触媒を用いたコハク酸または無水コハク酸の水素化反応、無水マレイン酸の水素化反応、あるいは1,4−ブタンジオールの脱水素反応などを含むガンマブチロラクトンの製造法などで副生するものである。該製造法は気相、液相、固体触媒、錯体触媒のいずれでも差し支えない。本発明は上記全てのガンマブチロラクトンの製造法に適用可能であるが、好ましくは固体触媒を使用したコハク酸または無水コハク酸の水素化反応によるガンマブチロラクトンの製造で副生するもの、均一系錯体触媒を用いたコハク酸または無水コハク酸の水素化反応によるガンマブチロラクトンの製造で副生するものである。固体触媒を使用する場合には、銅−クロム、銅−亜鉛、銅−アルミ、銅−金属酸化物系の固体触媒が好ましい。ガンマブチロラクトンの製造法として特に好ましくは均一系ルテニウム錯体触媒を用いたコハク酸または無水コハク酸の水素化反応である。   The “high-boiling compound by-produced in the production of gamma-butyrolactone” in the present invention is a result of intensive studies, and as a result, 1,4-butanediol, succinic acid, and 4-hydroxybutyric acid, and in some cases, alcohols and acids of reaction solvent decomposition products It was found to be produced by dehydration condensation of each component containing The high boiling point compound produced by dehydration condensation has an ester bond. The high-boiling compounds produced as a by-product used a hydrogenation reaction of succinic acid or succinic anhydride, a hydrogenation reaction of maleic anhydride or a dehydrogenation reaction of 1,4-butanediol using a solid catalyst, and a homogeneous complex catalyst. It is produced as a by-product in a method for producing gamma-butyrolactone including a hydrogenation reaction of succinic acid or succinic anhydride, a hydrogenation reaction of maleic anhydride, or a dehydrogenation reaction of 1,4-butanediol. The production method may be any of a gas phase, a liquid phase, a solid catalyst, and a complex catalyst. The present invention can be applied to all the above gamma butyrolactone production methods, but preferably is a by-product of the production of gamma butyrolactone by the hydrogenation reaction of succinic acid or succinic anhydride using a solid catalyst, homogeneous complex catalyst It is a by-product in the production of gamma-butyrolactone by hydrogenation reaction of succinic acid or succinic anhydride. When a solid catalyst is used, copper-chromium, copper-zinc, copper-aluminum, and copper-metal oxide based solid catalysts are preferred. A particularly preferred method for producing gamma-butyrolactone is a hydrogenation reaction of succinic acid or succinic anhydride using a homogeneous ruthenium complex catalyst.

ガンマブチロラクトン製造プロセスの反応後液中には、水素化や脱水素反応により副生する高沸点化合物が含まれ、本発明における「ガンマブチロラクトンの製造において副生する高沸点化合物」としては、この副生した高沸点化合物が挙げられる。また本発明における「高沸点化合物の水溶液」として、この副生する高沸点化合物を含有する水溶液が挙げられ、具体的には、該反応後に水を添加したもの、もしくは該反応液からガンマブチロラクトン、及びガンマブチロラクトンよりも軽沸点化合物、液相反応の場合は反応溶媒を除去したものに水を添加したものを用いることができ、好ましくは後者である。   The post-reaction solution of the gamma-butyrolactone production process contains high-boiling compounds that are by-produced by hydrogenation and dehydrogenation reactions. In the present invention, “high-boiling compounds produced as a by-product in the production of gamma-butyrolactone” Examples include high-boiling compounds produced. In the present invention, the “aqueous solution of the high-boiling compound” includes an aqueous solution containing the by-product high-boiling compound. Specifically, the aqueous solution added with water after the reaction, or gamma-butyrolactone from the reaction solution, In addition, in the case of a liquid phase reaction, a compound obtained by removing water from a reaction solvent can be used, and the latter is preferable.

また上記水素化、脱水素反応等により副生する高沸点化合物は、1,4−ブタンジオール、コハク酸、及び4−ヒドロキシ酪酸が脱水縮合して生成するエステルオリゴマーが挙げられる。該エステルオリゴマーは、1,4−ブタンジオール、コハク酸、及び4−ヒドロキシ酪酸由来の構成単位からなり、2以上、20以下の構成単位からなるエステルオリゴマーが好ましい。これら構成単位が1つのみ、即ち1,4−ブタンジオール、コハク酸、4−ヒドロキシ酪酸などのモノマーであれば分解する必要は無く、多すぎると分解するための反応条件が過酷となり高温反応による構成単位の分解による多種の微量副生物の生成、反応器の長大化、反応時間の長大化により経済性の悪化したプロセスとなる。また通常の水素化反応や脱水素反応等では構成単位が20以上の高沸点化合物は生成しないものと考えている。エステルオリゴマーを構成する構成単位は、2種以上であり、通常は2〜4種である。   Examples of the high-boiling compounds by-produced by the hydrogenation, dehydrogenation reaction, and the like include ester oligomers formed by dehydration condensation of 1,4-butanediol, succinic acid, and 4-hydroxybutyric acid. The ester oligomer is composed of structural units derived from 1,4-butanediol, succinic acid, and 4-hydroxybutyric acid, and ester oligomers composed of 2 or more and 20 or less structural units are preferred. If there is only one of these structural units, that is, monomers such as 1,4-butanediol, succinic acid, and 4-hydroxybutyric acid, there is no need to decompose, and if it is too much, the reaction conditions for decomposition become severe, resulting in high temperature reaction. The process is inferior in economic efficiency due to the generation of various minor by-products by decomposition of the structural unit, the lengthening of the reactor, and the lengthening of the reaction time. In addition, it is considered that a high boiling point compound having a structural unit of 20 or more is not generated in a normal hydrogenation reaction or dehydrogenation reaction. The structural unit which comprises an ester oligomer is 2 or more types, and is 2-4 types normally.

本発明においては「エステルオリゴマーはその構成単位としてコハク酸と1,4−ブタンジオールの2種を含有している」か、「構成単位としてコハク酸を含有するエステルオリゴマーと構成単位として1,4−ブタンジオールを含有するエステルオリゴマーの混合物」である。上記の「構成単位としてコハク酸と1,4−ブタンジオールの2種を含有しているエステルオリゴマー」、「構成単位としてコハク酸を含有するエステルオリゴマー」及び「構成単位として1,4−ブタンジオールを含有するエステルオリゴマー」は、各々その他の構成単位を有していてもよい。   In the present invention, “the ester oligomer contains two kinds of succinic acid and 1,4-butanediol as the structural unit” or “the ester oligomer containing succinic acid as the structural unit and 1,4 as the structural unit. -A mixture of ester oligomers containing butanediol. "Ester oligomer containing succinic acid and 1,4-butanediol as constituent units", "Ester oligomer containing succinic acid as constituent unit" and "1,4-butanediol as constituent unit" Each of the “ester oligomers containing” may have other structural units.

本発明では、これらエステルオリゴマーを1種に対しても、多種のオリゴマーの混合物に対しても適用可能である。またエステルオリゴマーを1種のみ含んだ水溶液でも、多種のエステルオリゴマーを含んだ水溶液に対しても適用可能である。本発明では副生する高沸点化合物を含んだ水溶液の使用が好ましい。該水溶液では、該高沸点化合物を10重量%〜90重量%、特に好ましくは30重量%〜80重量%の水溶液である。高沸点化合物の含有量が少なすぎると加水分解の効率が低下し、工業的に不利となり、多すぎると高沸点化合物が完全にアルカリ水溶液に溶解せず、固液混合液となり閉塞などプロセス上に不具合が生じてしまう。   In the present invention, these ester oligomers can be applied to one kind or a mixture of various kinds of oligomers. Further, the present invention can be applied to an aqueous solution containing only one type of ester oligomer or an aqueous solution containing various ester oligomers. In the present invention, it is preferable to use an aqueous solution containing a by-product high boiling point compound. In the aqueous solution, the high-boiling compound is an aqueous solution containing 10% to 90% by weight, particularly preferably 30% to 80% by weight. If the content of the high-boiling compound is too small, the efficiency of hydrolysis is lowered, which is industrially disadvantageous. If the content is too high, the high-boiling compound is not completely dissolved in the alkaline aqueous solution and becomes a solid-liquid mixed solution, which causes clogging. A malfunction will occur.

また水を10重量%以上含むことが好ましく、より好ましくは水溶液中の水組成が20重量%〜70重量%である。水の含有量が少なすぎると加水分解速度が低下し、また高沸点化合物の析出により閉塞などの不具合がプロセスにおいて生じ、多すぎると反応器単位体積あたりの加水分解生成物の生産量が低下してしまう。
また該副生高沸点化合物以外の、その他の成分を含んでも本発明のアルカリ水溶液による加水分解は差し支えなく進行し、特にコハク酸、無水コハク酸、1,4−ブタンジオール、4−ヒドロキシ酪酸、ガンマブチロラクトンを含む該高沸点化合物の水溶液を使用することも可能である。該高沸点化合物のアルカリ水溶液処理後の液成分には、高沸点化合物の分解により生成するコハク酸ナトリウム、コハク酸カリウムなどの有機酸塩類、1,4−ブタンジオールなど上記有機酸塩類、アルコール類が含まれる。また、本発明では、ガンマブチロラクトン製造工程で少量副生するアルコール類や酸類を含むエステル類が混入している場合も差し支えない。例えば、ガンマブチロラクトン製造反応で少量副生するアルコール類及び酸類とは炭素数2〜10のアルコール類と酸類であり、好ましくは1−オクタノール、2−オクタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、1−ブタノール、2−ブタノール、エタノール、メタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコール、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸などである。また特に好ましくはジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテルであり、これら副生アルコール類、酸類を10重量ppm〜5重量%含んでいても差し支えない。これらは反応溶媒、触媒成分などから少量副生するものである。これらの酸類、アルコール類はアルカリ水溶液で処理した高沸点化合物の水溶液中に存在しても差し支えない。
Moreover, it is preferable to contain 10 weight% or more of water, More preferably, the water composition in aqueous solution is 20 weight%-70 weight%. If the water content is too low, the hydrolysis rate will decrease, and defects such as clogging will occur in the process due to precipitation of high boiling point compounds. If it is too high, the production of hydrolysis products per unit volume of the reactor will decrease. End up.
Further, even when other components other than the by-product high-boiling compound are contained, hydrolysis with the aqueous alkaline solution of the present invention proceeds without any problem, and in particular, succinic acid, succinic anhydride, 1,4-butanediol, 4-hydroxybutyric acid, It is also possible to use an aqueous solution of the high boiling point compound containing gamma butyrolactone. The liquid components of the high boiling point compound after the alkaline aqueous solution treatment include organic acid salts such as sodium succinate and potassium succinate produced by decomposition of the high boiling point compound, the above organic acid salts such as 1,4-butanediol, and alcohols. Is included. In the present invention, there may be cases where esters containing alcohols and acids that are by-produced in a small amount in the gamma-butyrolactone production process are mixed. For example, alcohols and acids that are by-produced in a small amount in the gamma-butyrolactone production reaction are alcohols and acids having 2 to 10 carbon atoms, preferably 1-octanol, 2-octanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 1- Examples include butanol, 2-butanol, ethanol, methanol, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, and the like. Particularly preferred are diethylene glycol monomethyl ether and triethylene glycol monomethyl ether, and these by-product alcohols and acids may be contained in an amount of 10 wt ppm to 5 wt%. These are by-produced in small amounts from the reaction solvent, catalyst components, and the like. These acids and alcohols may be present in an aqueous solution of a high boiling point compound treated with an alkaline aqueous solution.

本発明で使用するアルカリ水溶液(高沸点化合物の水溶液に添加するアルカリ水溶液)とは、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液が好ましく、特に好ましくは水酸化ナトリウムの水溶液である。水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの濃度は1重量%以上、飽和濃度以下が好ましく、より好ましくは5重量%以上、50重量%以下である。アルカリ水溶液の濃度が低すぎると高沸点化合物の分解及び水相への相移動が不充分となり加水分解の効率が低下し、高すぎると水相において高沸点化合物の分解により生成するカルボン酸のナトリウム塩、カリウム塩が析出し、閉塞などプロセスのトラブルを発生する恐れがある。   The aqueous alkali solution used in the present invention (the aqueous alkali solution added to the aqueous solution of the high-boiling compound) is preferably an aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide, particularly preferably an aqueous solution of sodium hydroxide. The concentration of sodium hydroxide or potassium hydroxide is preferably 1% by weight or more and not more than a saturated concentration, more preferably 5% by weight or more and 50% by weight or less. If the concentration of the aqueous alkaline solution is too low, the decomposition of the high boiling point compound and the phase transfer to the aqueous phase will be insufficient and the efficiency of hydrolysis will decrease, and if it is too high, sodium carboxylic acid produced by the decomposition of the high boiling point compound in the aqueous phase Salts and potassium salts may precipitate and cause process troubles such as clogging.

アルカリ水溶液の添加量は高沸点化合物の水溶液に対して重量比で1重量%〜1000重量%の範囲が好ましく、特に好ましくは10重量%〜400重量%である。アルカリ水溶液の添加量が少なすぎると、高沸点化合物の分解が不充分となり有機酸塩類の収率が低下し、また多すぎると有機酸塩類の精製時に除去すべき水、及びアルカリが過剰となり経済的に不利なプロセスとなってしまう。   The addition amount of the alkaline aqueous solution is preferably in the range of 1% by weight to 1000% by weight, particularly preferably 10% by weight to 400% by weight, with respect to the aqueous solution of the high boiling point compound. If the amount of the alkaline aqueous solution added is too small, the decomposition of the high boiling point compound is insufficient and the yield of the organic acid salt decreases, and if it is too large, the water and alkali to be removed during the purification of the organic acid salt become excessive, which is economical. Is a disadvantageous process.

本発明においては、ガンマブチロラクトンの製造において副生する高沸点化合物の水溶液にアルカリ水溶液を添加した後、加熱攪拌することにより高沸点化合物を有機酸塩類と1,4−ブタンジオールに分解するが、加熱攪拌させる温度は40℃以上、200℃以下が好ましく、より好ましくは60℃以上、100℃以下である。この際の温度が低すぎると該高沸点化合物の分解が不十分となり、また温度が高すぎると水溶液であるために、圧力が向上し加水分解を行う反応器が高価となってしまい不利なプロセスとなる。加熱攪拌を行う反応時間(攪拌時間)は10分〜24時間の範囲が好ましく、より好ましくは20分〜12時間、特に好ましくは30分〜5時間である。時間が短すぎた場合には加水分解が不十分となり、時間が長すぎた場合には生産性の低下又は反応器の巨大化となりプロセスの競争力が低下する。   In the present invention, an alkali aqueous solution is added to an aqueous solution of a high-boiling compound by-produced in the production of gamma-butyrolactone, and then the high-boiling compound is decomposed into an organic acid salt and 1,4-butanediol by heating and stirring. The temperature for heating and stirring is preferably 40 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. If the temperature at this time is too low, the decomposition of the high boiling point compound becomes insufficient, and if the temperature is too high, it is an aqueous solution, which increases the pressure and makes the reactor for hydrolysis expensive, which is a disadvantageous process It becomes. The reaction time (stirring time) for heating and stirring is preferably in the range of 10 minutes to 24 hours, more preferably 20 minutes to 12 hours, and particularly preferably 30 minutes to 5 hours. If the time is too short, the hydrolysis will be insufficient, and if the time is too long, the productivity will be reduced or the reactor will be enlarged, and the competitiveness of the process will be reduced.

また、これらを加熱攪拌する際、該高沸点化合物の分解速度を高く保つために、pHでアルカリ水添加量を決定することもできる。水相中のpHは6以上、15以下であることが好ましく、更に好ましくはpH8以上、12以下となる範囲でアルカリ水の添加量を決定できる。本発明における該高沸点化合物の分解は反応時間ではなく、このpHにより制御することも可能であり、pH8以上、12以下となった段階で工程を終了することも可能である。また別途希釈水を加えて、該高沸点化合物の加水分解物、例えばコハク酸のナトリウム塩の析出を抑制することも可能である。発明における加熱攪拌は、連続、回分のいずれの様式でも差し支えなく行うことができる。   In addition, when these are heated and stirred, the amount of alkali water added can be determined by pH in order to keep the decomposition rate of the high boiling point compound high. The pH in the aqueous phase is preferably 6 or more and 15 or less, and more preferably the amount of alkaline water added can be determined in the range of pH 8 or more and 12 or less. In the present invention, the decomposition of the high boiling point compound is not the reaction time but can be controlled by this pH, and the process can be terminated when the pH reaches 8 or more and 12 or less. It is also possible to add separate dilution water to suppress the precipitation of the hydrolyzate of the high boiling point compound, for example, the sodium salt of succinic acid. The heating and stirring in the invention can be carried out without any problem either continuously or batchwise.

本加熱攪拌工程における攪拌は、高沸点化合物またはその水溶液と、添加したアルカリ水溶液が混合されれば良く、均一に攪拌されることがより好ましい。攪拌方法としては、攪拌翼により攪拌する方法、加熱により対流を起こして混合させる方法、また連続での混合のためにトレイを使用した反応管等が挙げられる。攪拌翼を用いて攪拌する場合には、例えば攪拌速度は100rpm〜2000rpmである。10rpmより低すぎた場合には必要な攪拌効率が得られず副生する高沸点化合物の加水分解が迅速に進行しない、また攪拌速度が高すぎた場合には高速の回転機器が必要となり、経済性の悪化を招く。本工程で使用する槽には攪拌効率を上げる為の邪魔板を使用することも差し支えない。
本発明においては、上述の副生する高沸点化合物とアルカリ水溶液との加熱攪拌工程により得られた有機酸塩類と1,4−ブタンジオールを含有するアルカリ水溶液に水溶性の有機化合物を添加することを必須としている。水溶性有機化合物の仕込み割合は、該アルカリ水溶液の総量(アルカリ水溶液に水溶性有機化合物を添加した後の溶液量)の50〜1000wt%が好ましく、より好ましくは80〜300wt%、更に好ましくは100〜200wt%である。水溶性の有機化合物の添加量が少なすぎると有機酸塩類の析出が不充分となり、多すぎるとその後の精製工程での水溶性の有機化合物の除去がコスト高となってしまう。 本発明で使用する水溶性有機化合物としては、ケトン類、エーテル類が好ましく、具体的にはアセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等が挙げられる。使用する水溶性有機化合物自体のコストの観点から、特に好ましくはアセトンである。
Stirring in this heating and stirring step may be performed by mixing the high boiling point compound or an aqueous solution thereof and the added aqueous alkali solution, and is more preferably stirred uniformly. Examples of the stirring method include a method of stirring with a stirring blade, a method of causing convection by heating and mixing, and a reaction tube using a tray for continuous mixing. When stirring using a stirring blade, the stirring speed is, for example, 100 rpm to 2000 rpm. If it is lower than 10 rpm, the required stirring efficiency cannot be obtained and hydrolysis of the high-boiling compound produced as a by-product does not proceed rapidly. If the stirring speed is too high, a high-speed rotating device is required, which is economical. It causes sexual deterioration. A baffle plate for increasing the stirring efficiency may be used in the tank used in this step.
In the present invention, a water-soluble organic compound is added to the organic acid salt obtained by the heating and stirring step of the high-boiling compound by-produced as described above and the alkaline aqueous solution and the alkaline aqueous solution containing 1,4-butanediol. Is mandatory. The charge ratio of the water-soluble organic compound is preferably 50 to 1000 wt%, more preferably 80 to 300 wt%, still more preferably 100 of the total amount of the aqueous alkali solution (the amount of solution after adding the water-soluble organic compound to the aqueous alkali solution). ~ 200 wt%. If the amount of the water-soluble organic compound added is too small, the precipitation of the organic acid salts will be insufficient, and if it is too large, the removal of the water-soluble organic compound in the subsequent purification step will be expensive. As the water-soluble organic compound used in the present invention, ketones and ethers are preferable, and specific examples include acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like. From the viewpoint of the cost of the water-soluble organic compound itself used, acetone is particularly preferable.

本発明で用いられる「副生する高沸点化合物」は、ルテニウム錯体触媒により無水コハク酸またはコハク酸を水素化して得られる反応液中に含まれるものが好ましい。本ルテニウム錯体触媒の原料は、金属ルテニウム及びルテニウム化合物のいずれもが使用可能である。ルテニウム化合物として酸化物、水酸化物、無機酸塩、有機酸塩あるいは錯化合物等が使用される。具体的には二酸化ルテニウム、四酸化ルテニウム、二水酸化ルテニウム、塩化ルテニウム、臭化ルテニウム、沃化ルテニウム、硝酸ルテニム、酢酸ルテニウム、トリス(アセチルアセトナト)ルテニウム、ヘキサクロロルテニウム酸ナトリウム、テトラカルボニルルテニウム酸ジカリウム、ペンタカルボニルルテニウム、シクロペンタジエニルジカルボニルルテニウム、ジブロモトリカルボニルルテニウム、クロロトリス(トリフェニルホスフィン)ヒドリドルテニウム、テトラ(トリフェニルホスフィン)ジヒドリドルテニウム、テトラ(トリメチルホスフィン)ジヒドリドルテニウム、ビス(トリ−n−ブチルホスフィン)トリカルボニルルテニウム、テトラヒドリドデカルボニルテトラルテニウム、ドデカカルボニルトリルテニウム、オクタデカカルボニルヘキサルテニウム酸ジセシウム、ウンデカカルボニルヒドリドトリルテニウム酸テトラフェニルホスフォニウム等が挙げられ、好ましくは塩化ルテニウム、トリス(アセチルアセトナト)ルテニウム、酢酸ルテニウムである。   The “high-boiling compound by-produced” used in the present invention is preferably contained in a reaction solution obtained by hydrogenating succinic anhydride or succinic acid with a ruthenium complex catalyst. As the raw material of the ruthenium complex catalyst, both metal ruthenium and ruthenium compounds can be used. As the ruthenium compound, oxides, hydroxides, inorganic acid salts, organic acid salts or complex compounds are used. Specifically, ruthenium dioxide, ruthenium tetroxide, ruthenium dihydroxide, ruthenium chloride, ruthenium bromide, ruthenium iodide, ruthenium nitrate, ruthenium acetate, tris (acetylacetonato) ruthenium, sodium hexachlororuthenate, tetracarbonylruthenate Dipotassium, pentacarbonylruthenium, cyclopentadienyldicarbonylruthenium, dibromotricarbonylruthenium, chlorotris (triphenylphosphine) hydridoruthenium, tetra (triphenylphosphine) dihydrodorenium, tetra (trimethylphosphine) dihydrodorenium, bis (tri -N-butylphosphine) tricarbonylruthenium, tetrahydridodecarbonyltetraruthenium, dodecacarbonyltriruthenium, Kuta dec carbonyl hexa ruthenate Jiseshiumu, undecalactone carbonyl hydride tri ruthenate tetraphenyl phosphonium, and the like, preferably ruthenium chloride, tris (acetylacetonato) ruthenium, ruthenium acetate.

また本発明に使用するルテニウム錯体触媒は、好ましくはリン配位子を含有する。用いるリン配位子として、トリフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィンのような少なくとも1つのアリール基を含有するリン配位子を使用することもできるが、好ましくはトリアルキルホスフィン、更に好ましくは1級アルキル基により構成されるトリアルキルホスフィン、及びそれらの分解物である。例えばトリデカニルホスフィン、トリノニルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリヘプチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリペンチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリメチルホスフィン、ジメチルオクチルホスフィン、ジオクチルメチルホスフィン、ジメチルヘプチルホスフィン、ジヘプチルメチルホスフィン、ジメチルヘキシルホスフィン、ジヘキシルメチルホスフィン、ジメチルヘプチルホスフィン、ジヘプチルメチルホスフィン、ジメチルヘキシルホスフィン、ジヘキシルメチルホスフィン、ジメチルブチルホスフィン、ジブチルメチルホスフィン、トリペンチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリヘプチルホスフィン、トリベンジルホスフィン、ジメチルシクロヘキシルホスフィン、ジシクロヘキシルメチルホスフィン、1、1、2、2−ジメチルホスフィノエタン、1、1、2、2−ジメチルホスフィノプロパン、1、1、2、2−ジメチルホスフィノブタン、1、1、2、2−ジオクチルホスフィノエタン、1、1、2、2−ジオクチルホスフィノプロパン、1、1、2、2−ジオクチルホスフィノプロパン、1、1、2、2−ジオクチルホスフィノブタン、1、1、2、2−ジヘキシルホスフィノエタン、1、1、2、2−ジヘキシルホスフィノプロパン、1、1、2、2−ジヘキシルホスフィノブタン、1、1、2、2−ジブチルホスフィノエタン、1、1、2、2−ジブチルホスフィノプロパン、1、1、2、2−ジブチルホスフィノブタン、1、1―ジホスフィナン、1、4−ジメチル−1、4−ジホスフィノファン、1、3−ジメチルホスフォリナン、1、4―ジメチルホスフォリナン、8−メチル−8−ホスフィノビシクロオクタン、4−メチル−4−ホスフォテトラシクロオクタン、1−メチルホスフォラン、1−メチルホスフォナン等の単座、複座、環状、及びアルキル基に置換基を持つアルキルホスフィン類が挙げられ、また光学活性なトリアルキルリンを使用することで光学活性なラクトン類の合成も期待できる。本反応に使用するトリアルキルリンのアルキル基は、ノルマル体、イソ体、及びその混合物でも差し支えない。   The ruthenium complex catalyst used in the present invention preferably contains a phosphorus ligand. As the phosphorus ligand to be used, a phosphorus ligand containing at least one aryl group such as triphenylphosphine, diphenylmethylphosphine and dimethylphenylphosphine can be used, but preferably a trialkylphosphine, more preferably These are trialkylphosphines composed of primary alkyl groups and their decomposition products. For example tridecanylphosphine, trinonylphosphine, trioctylphosphine, triheptylphosphine, trihexylphosphine, tripentylphosphine, tributylphosphine, tripropylphosphine, triethylphosphine, trimethylphosphine, dimethyloctylphosphine, dioctylmethylphosphine, dimethylheptylphosphine , Diheptylmethylphosphine, dimethylhexylphosphine, dihexylmethylphosphine, dimethylheptylphosphine, diheptylmethylphosphine, dimethylhexylphosphine, dihexylmethylphosphine, dimethylbutylphosphine, dibutylmethylphosphine, tripentylphosphine, tricyclohexylphosphine, triheptylphosphine , Tribenzylphosph , Dimethylcyclohexylphosphine, dicyclohexylmethylphosphine, 1,1,2,2-dimethylphosphinoethane, 1,1,2,2-dimethylphosphinopropane, 1,1,2,2-dimethylphosphinobutane, 1,1,2,2-dioctylphosphinoethane, 1,1,2,2-dioctylphosphinopropane, 1,1,2,2-dioctylphosphinopropane, 1,1,2,2-dioctylphosphinobutane 1,1,2,2-dihexylphosphinoethane, 1,1,2,2-dihexylphosphinopropane, 1,1,2,2-dihexylphosphinobutane, 1,1,2,2-dibutylphos Phinoethane, 1,1,2,2-dibutylphosphinopropane, 1,1,2,2-dibutylphosphinobutane, 1,1-diphosphinan 1,4-dimethyl-1,4-diphosphinophane, 1,3-dimethylphosphorinane, 1,4-dimethylphosphorinane, 8-methyl-8-phosphinobicyclooctane, 4-methyl-4- Examples include monodentate, multidentate, cyclic, and alkylphosphines having substituents on the alkyl group, such as phosphotetracyclooctane, 1-methylphosphorane, and 1-methylphosphonan, and use optically active trialkyl phosphorus By doing so, synthesis of optically active lactones can also be expected. The alkyl group of the trialkyl phosphorus used in this reaction may be a normal form, an iso form, or a mixture thereof.

また、トリアルキルリン、あるいは芳香族置換基等を有する有機ホスフィンだけでなく、他のリン原子を含有する配位性有機化合物も配位子として使用可能であり、例えば、ホスファイト、ホスフィネート、ホスフィンオキシド、アミノホスフィン、ホスフィン酸なども使用可能である。これらリン配位子の使用量は、ルテニウム金属1モルに対して、0.1〜1000モル、好ましくは1〜100モルの範囲である。   In addition to organic phosphines having trialkyl phosphorus or aromatic substituents, coordination organic compounds containing other phosphorus atoms can also be used as ligands, such as phosphites, phosphinates, phosphines. Oxides, aminophosphines, phosphinic acids and the like can also be used. The usage-amount of these phosphorus ligands is 0.1-1000 mol with respect to 1 mol of ruthenium metals, Preferably it is the range of 1-100 mol.

また本発明のルテニウム錯体触媒はpKaが2より小さい酸の共役塩基をもちいて、カチオン性錯体の形で反応に用いることも可能であり、活性の向上、触媒の安定化など幾つかの点において共役塩基の使用は効果的である。
pKaが2よりも小さい酸の共役塩基としては触媒調整中または反応系中においてかかる共役塩基を形成するものであれば良く、その供給形態としてはpKaが2より小さいブレンステッド酸あるいはその各種の塩などが用いられる。具体的には硝酸、過塩素酸、ホウフッ化水素酸、ヘキサフルオロリン酸、フルオロスルホン酸等の無機酸類、トリクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ドデシルスルホン酸、オクタデシルスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、テトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ素酸、スルホン化スチレン−ジビニルベンゼン共重合体等の有機酸等のブレンステッド酸もしくはこれらの酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、銀塩等があげられる。
In addition, the ruthenium complex catalyst of the present invention can be used for the reaction in the form of a cationic complex using a conjugate base of an acid having a pKa of less than 2, and in several points such as improvement of activity and stabilization of the catalyst. The use of a conjugated base is effective.
As the conjugate base of an acid having a pKa of less than 2, it is sufficient if it forms such a conjugate base during catalyst preparation or in the reaction system, and the supply form thereof is Bronsted acid or various salts thereof having a pKa of less than 2. Etc. are used. Specifically, inorganic acids such as nitric acid, perchloric acid, borohydrofluoric acid, hexafluorophosphoric acid, fluorosulfonic acid, trichloroacetic acid, dichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, dodecylsulfonic acid, octadecylsulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid Bronsted acids such as benzene sulfonic acid, paratoluene sulfonic acid, tetra (pentafluorophenyl) boronic acid, organic acid such as sulfonated styrene-divinylbenzene copolymer, alkali metal salts of these acids, alkaline earth metals Examples thereof include salts, ammonium salts, and silver salts.

また、上記の酸の共役塩基が反応系で生成すると考えられる酸誘導体の形で添加しても差し支えない。例えば酸ハロゲン化物、酸無水物、エステル、酸アミド等の形で反応系に添加しても同様の効果が期待される。
これら酸あるいはその塩の使用量は、ルテニウム金属に対して0〜1000モル、好ましくは0〜100モルの範囲である。特に好ましくは0〜10モルである。
Further, the above acid conjugate base may be added in the form of an acid derivative that is considered to be produced in the reaction system. For example, the same effect can be expected even if it is added to the reaction system in the form of acid halide, acid anhydride, ester, acid amide or the like.
The amount of these acids or salts thereof used is in the range of 0 to 1000 mol, preferably 0 to 100 mol, relative to the ruthenium metal. Most preferably, it is 0-10 mol.

本発明におけるガンマブチロラクトンの製造は、溶媒の存在なしに、すなわち反応原料である有機酸類、好ましくは無水コハク酸、および生成物であるエステル類、好ましくはガンマブチロラクトンそのものを溶媒として実施することが好ましいが、反応原料以外の溶媒を使用することもできる。例えば、ジエチルエーテル、アニソール、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジオキサンのエーテル類、メタノール、エタノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、フェノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のアルコール類、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、トルイル酸などのカルボン酸類、酢酸メチル、酢酸ブチル、安息香酸ベンジルなどのエステル類、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭素、n−ヘキサン、n−オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素、ジクロロメタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、ニトロメタン、ニトロベンゼン等のニトロ化合物、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のカルボン酸アミド、ヘキサメチルリン酸トリアミドその他のアミド類、N,N−ジメチルイミダゾリジノン等の尿素類、ジメチルスルホン等のスルホン類、ジメチルスルフォキシド等のスルフォキシド類、ガンマブチロラクトン、カプロラクトン等のラクトン類、テトラグライム、トリグライム等のポリエーテル類、ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート等の炭酸エステル類等であり、好ましくはエーテル類、ポリエーテル類、および反応原料、生成物のガンマブチロラクトンである。   The production of gamma-butyrolactone in the present invention is preferably carried out without the presence of a solvent, that is, using organic acids as reaction raw materials, preferably succinic anhydride, and esters as products, preferably gamma-butyrolactone itself. However, a solvent other than the reaction raw material can also be used. For example, diethyl ether, anisole, tetrahydrofuran, ethylene glycol dimethyl ether, dioxane ether, methanol, ethanol, n-butanol, benzyl alcohol, phenol, ethylene glycol, diethylene glycol and other alcohols, formic acid, acetic acid, propionic acid, toluic acid, etc. Carboxylic acids, esters such as methyl acetate, butyl acetate and benzyl benzoate, aromatic carbons such as benzene, toluene, ethylbenzene and tetralin, aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, n-octane and cyclohexane, dichloromethane and trichloroethane , Halogenated hydrocarbons such as chlorobenzene, nitro compounds such as nitromethane and nitrobenzene, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N Carboxylic acid amides such as methylpyrrolidone, hexamethylphosphoric acid triamide and other amides, ureas such as N, N-dimethylimidazolidinone, sulfones such as dimethyl sulfone, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, gamma butyrolactone, Lactones such as caprolactone, polyethers such as tetraglyme and triglyme, carbonates such as dimethyl carbonate and ethylene carbonate, etc., preferably ethers, polyethers, reaction raw materials, and product gamma butyrolactone .

反応温度は通常20〜350℃、好ましくは100〜250℃、さらに好ましくは150〜220℃である。この反応は回分方式および連続方式のいずれでも実施することができる。
また本発明においては、「ガンマブチロラクトンの製造において副生する高沸点化合物」として、「ガンマブチロラクトンと副生する高沸点化合物を含む反応液からガンマブチロラクトン及び反応溶媒を除去して得た触媒液を、ヘプタンなど非極性溶媒、及び水などの極性溶媒(好ましくは水)を用いて抽出処理し、ルテニウム触媒を多く含む非極性溶媒相と、副生エステル類を多く含む極性溶媒相に分離し、得られた該極性溶媒相」を使用することが可能である。また、「ガンマブチロラクトン及び反応溶媒を除去して得た触媒液を、ヘプタンなど非極性溶媒、及び水などの極性溶媒(好ましくは水)を用いて抽出処理し、非極性溶媒相、水相、及び有機溶媒、水に対して不溶なオイル相の3相に分離し、得られた水相を使用することも可能である。ここで用いられる非極性溶媒として、脂肪族炭化水素化合物、脂環式炭化水素化合物や芳香族炭化水素化合物などが挙げられる。また、これら非極性溶媒としては置換基を有していても構わない。具体的な例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジエチルベンゼン、イソプロピルベンゼンなどが挙げられるが、特にペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの炭素数が5〜8の脂肪族炭化水素化合物が好ましい。また極性溶媒として、アルコール類、ケトン類、エステル類、水などが挙げられる。また、これら極性溶媒は置換基を有していても構わない。具体的な例としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、4−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、1−ノナノール、2−ノナノール、3−ノナノール、4−ノナノール、5−ノナノール、1−デカノール、2−デカノール、3−デカノール、4−デカノール、5−デカノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール、1−フェネチルアルコール、2−フェネチルアルコール、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、アセトン、メチルエチルケトン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸エチル等が挙げられるが経済性、安全性からアルコール類が好ましく、より好ましくはジオール及び水、特に1,4−ブタンジオール、水が好ましい。
The reaction temperature is usually 20 to 350 ° C, preferably 100 to 250 ° C, more preferably 150 to 220 ° C. This reaction can be carried out either batchwise or continuously.
In the present invention, a catalyst solution obtained by removing gamma-butyrolactone and the reaction solvent from a reaction solution containing a high-boiling compound produced as a by-product in gamma-butyrolactone as a by-product in the production of gamma-butyrolactone. , Extraction using a nonpolar solvent such as heptane, and a polar solvent such as water (preferably water) to separate into a nonpolar solvent phase rich in ruthenium catalyst and a polar solvent phase rich in by-product esters, It is possible to use the polar solvent phase obtained. In addition, “a catalyst solution obtained by removing gamma-butyrolactone and the reaction solvent is extracted using a nonpolar solvent such as heptane and a polar solvent such as water (preferably water), and a nonpolar solvent phase, an aqueous phase, It is also possible to use an aqueous phase obtained by separating the organic phase into an oil phase insoluble in water and an organic solvent, such as an aliphatic hydrocarbon compound and an alicyclic ring. These non-polar solvents may have a substituent, such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, and the like. , Decane, cyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, diethylbenzene, isopropylbenzene, etc., especially pentane, Aliphatic hydrocarbon compounds having 5 to 8 carbon atoms such as xane, heptane, and octane are preferable, and examples of the polar solvent include alcohols, ketones, esters, water, etc. These polar solvents include substituents. Specific examples include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, and 3-pentanol. 1-hexanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 4-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 3-octanol, 4-octanol, 1-nonanol, 2 -Nonanol, 3-nonanol, 4-nonanol, 5-nonanol, 1-decano 2-decanol, 3-decanol, 4-decanol, 5-decanol, cyclopentanol, cyclohexanol, cycloheptanol, 1-phenethyl alcohol, 2-phenethyl alcohol, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1, Examples include 4-butanediol, 1,5-hexanediol, 1,6-hexanediol, acetone, methyl ethyl ketone, 2-pentanone, 3-pentanone, cyclohexanone, and ethyl acetate, but alcohols are preferable from the viewpoint of economy and safety. More preferably, diol and water, particularly 1,4-butanediol and water are preferred.

上記抽出処理における触媒液、極性溶媒、及び非極性溶媒の重量比は1/0.2〜10/0.2〜10の範囲内で使用される。好ましくは1/1〜3/0.2〜1の範囲である。また、極性溶媒と非極性溶媒の重量比は1〜15(極性溶媒重量/非極性溶媒重量)が好ましく、特に好ましくは2〜10である。この値が小さすぎると、高沸点物質の極性溶媒相への溶解が不充分となり抽出処理による相分離が不完全となり、またこの値が大きすぎると、抽出処理工程及び減量化工程のプロセス機器が不必要に巨大となり経済性の悪化要因となってしまう。   The weight ratio of the catalyst solution, the polar solvent, and the nonpolar solvent in the extraction process is used within a range of 1 / 0.2 to 10 / 0.2 to 10. Preferably it is the range of 1 / 1-3 / 0.2-1. Further, the weight ratio of the polar solvent to the nonpolar solvent is preferably 1 to 15 (polar solvent weight / nonpolar solvent weight), particularly preferably 2 to 10. If this value is too small, the high-boiling substances are not sufficiently dissolved in the polar solvent phase, resulting in incomplete phase separation by the extraction process, and if this value is too large, the process equipment for the extraction process and the weight reduction process will be It becomes unnecessarily huge and causes economic deterioration.

抽出処理温度は通常20〜150℃であり、好ましくは40℃〜100℃である。この温度が高すぎると、高温度維持のためのエネルギーコスト高となり、低すぎると抽出処理に必要な時間が長くなり、不経済となる。抽出時間は10分〜5時間、望ましくは30分〜3時間の範囲である。時間を長くしすぎると、不経済となり、また短すぎると抽出処理が完全に進行しない。   The extraction treatment temperature is usually 20 to 150 ° C, preferably 40 ° C to 100 ° C. If this temperature is too high, the energy cost for maintaining the high temperature will be high, and if it is too low, the time required for the extraction process will become long, which will be uneconomical. The extraction time is in the range of 10 minutes to 5 hours, preferably 30 minutes to 3 hours. If the time is too long, it becomes uneconomical, and if it is too short, the extraction process does not proceed completely.

本抽出工程は連続、回分いずれの様式も使用可能である。抽出後に生成する非極性溶媒相は他の相との界面で相分離し、該非極性溶媒相内に含まれる触媒種を目的生成物であるエステル類の製造工程にリサイクルされる。その際、非極性溶媒を蒸留などにより触媒と分離しても差し支えない。また抽出後に相分離した非極性溶媒相以外の液成分は、副生する高沸点化合物を含む1相を形成する、あるいは極性溶媒相と、極性溶媒及び非極性溶媒に不溶なオイル相の2相を形成する。この際、副生する高沸点物質は極性溶媒相、オイル相いずれにも含有される。 アルコール類、有機酸塩類、及び高沸点化合物を含む水溶液、及び上記ルテニウム錯体触媒を用いた有機酸の水素化反応液のアルカリ水処理液、共に水溶性有機化合物添加による有機酸塩類の析出後、ろ過、または遠心分離により固液分離可能である。また、得られた有機酸塩類は固体酸等の酸類により有機酸へと再生され、ガンマブチロラクトンの製造に再利用することが出来る。   The extraction process can be performed in either continuous or batch mode. The nonpolar solvent phase generated after the extraction is phase-separated at the interface with the other phase, and the catalyst species contained in the nonpolar solvent phase is recycled to the production process of the esters which are the target products. At that time, the nonpolar solvent may be separated from the catalyst by distillation or the like. In addition, liquid components other than the nonpolar solvent phase phase-separated after extraction form one phase containing a by-product high boiling point compound, or two phases, a polar solvent phase and an oil phase insoluble in the polar solvent and the nonpolar solvent. Form. At this time, the by-product high boiling point substance is contained in both the polar solvent phase and the oil phase. After precipitation of the organic acid salt by adding the water-soluble organic compound, the aqueous solution containing the alcohol, the organic acid salt, and the high boiling point compound, and the alkaline water treatment liquid of the hydrogenation reaction liquid of the organic acid using the ruthenium complex catalyst, Solid-liquid separation is possible by filtration or centrifugation. Further, the obtained organic acid salt is regenerated into an organic acid by acids such as a solid acid and can be reused for the production of gamma-butyrolactone.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明の要旨を越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、以下の実施例において、1,4−ブタンジオールの分析は内部標準法によるガスクロマトグラフィー(島津社製GC−14A)、コハク酸の分析は液体クロマトグラフィー(島津社製カラムCA−10S、検出器SPD−10A)、水分分析はカールフィッシャー法(三菱化学社製Mitsubishi Moisture:CA−20)により行った。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, unless it exceeds the summary of this invention, it is not limited to a following example. In the following examples, 1,4-butanediol was analyzed by internal standard gas chromatography (Shimadzu GC-14A), and succinic acid was analyzed by liquid chromatography (Shimadzu column CA-10S, Detector SPD-10A) and moisture analysis were performed by the Karl Fischer method (Mitsubishi Moisture: CA-20 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).

参考例1
ルテニウムトリオクチルホスフィン−パラトルエンスルホン酸系触媒を用いた無水コハク酸の水素化反応を次の通り行った。反応は図1に示す気液分離器(1)、蒸留塔(2)付きの循環装置を使用して行った。触媒容器(3)に0.056重量%のトリス(アセチルアセトン)ルテニウム、0.51重量%のトリオクチルホスフィン、0.22重量%のパラトルエンスルホン酸をトリグライム(トリエチレングリコール ジメチルエーテル)に溶解し、窒素雰囲気下200℃で2時間加熱処理し、新触媒容器(5)に入れ心フィード触媒液とした。この触媒液を3500mL/hの流量でオートクレーブ(8)に供給し、気液分離後、蒸留塔の看守杖気として回収リサイクルした。
Reference example 1
A hydrogenation reaction of succinic anhydride using a ruthenium trioctylphosphine-paratoluenesulfonic acid catalyst was carried out as follows. The reaction was carried out using a circulator equipped with a gas-liquid separator (1) and a distillation column (2) shown in FIG. 0.056% by weight of tris (acetylacetone) ruthenium, 0.51% by weight of trioctylphosphine and 0.22% by weight of paratoluenesulfonic acid are dissolved in triglyme (triethylene glycol dimethyl ether) in the catalyst container (3). The mixture was heat-treated at 200 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere, and placed in a new catalyst container (5) to obtain a center feed catalyst solution. This catalyst solution was supplied to the autoclave (8) at a flow rate of 3500 mL / h, and after gas-liquid separation, the catalyst solution was recovered and recycled as a guard for the distillation tower.

一方、水素圧縮機(6)より7.9Nm/hの水素ガスをオートクレーブに送り20気圧に調節した。オートクレーブを200℃へ昇温し、無水コハク酸80重量%、ガンマブチロラクトン20重量%から成る原料液を375g/hの流量で連続的に供給した。反応液は60℃に冷却後、常圧で気液分離した後、蒸留塔で生成物の水、及びガンマブチロラクトンと触媒液を分離し、触媒液を触媒容器へと(3)に戻すが、反応開始7日後よりそのうちの一部の流れとして29g/hの流量で触媒液を抜き出し、抜き出し触媒容器(4)に保存した。 On the other hand, 7.9 Nm 3 / h hydrogen gas was sent from the hydrogen compressor (6) to the autoclave and adjusted to 20 atm. The autoclave was heated to 200 ° C., and a raw material liquid consisting of 80% by weight of succinic anhydride and 20% by weight of gamma butyrolactone was continuously supplied at a flow rate of 375 g / h. The reaction liquid is cooled to 60 ° C., and after gas-liquid separation at normal pressure, the product water, gamma butyrolactone and the catalyst liquid are separated in a distillation column, and the catalyst liquid is returned to (3) in the catalyst vessel. From 7 days after the start of the reaction, as part of the flow, the catalyst solution was extracted at a flow rate of 29 g / h and stored in the catalyst container (4).

抜き出した分に相当する29g/hの流量で新触媒液(5)から新触媒をオートクレーブに補給した。反応は30日間連続して行ったが7日目以降安定した成績が得られた。抜き出し触媒液の組成は下記の通りであった。   A new catalyst was replenished to the autoclave from the new catalyst solution (5) at a flow rate of 29 g / h corresponding to the amount extracted. The reaction was continued for 30 days, but stable results were obtained from the 7th day. The composition of the extracted catalyst solution was as follows.

Figure 2006282563
Figure 2006282563

参考例2
上記参考例1で得られた抜き出し触媒液の濃縮を以下のようにして行った。抜き出し触媒液878.1gを減圧蒸留装置付きのジャケット式反応器に入れ、減圧蒸留により溶媒であるトリグライムを留去した。この時、液温を160℃以下に保つように減圧度を70mmHg〜5mmHgの範囲でコントロールした。溶媒留去後、濃縮触媒液を295.75g得た。得られた濃縮触媒液の組成は以下のとおりであった。
Reference example 2
The extracted catalyst solution obtained in Reference Example 1 was concentrated as follows. The extracted catalyst solution 878.1 g was put into a jacketed reactor equipped with a vacuum distillation apparatus, and triglyme as a solvent was distilled off by vacuum distillation. At this time, the degree of vacuum was controlled in the range of 70 mmHg to 5 mmHg so as to keep the liquid temperature at 160 ° C. or lower. After the solvent was distilled off, 295.75 g of concentrated catalyst solution was obtained. The composition of the obtained concentrated catalyst solution was as follows.

Figure 2006282563
Figure 2006282563

参考例3
参考例2で得られた濃縮触媒液39.8gに水90.3g、ヘプタン28.0gを添加し、80℃で1時間攪拌した。80℃で静置すると上から触媒を含有するヘプタン相、水相、ヘプタン相及び水相のいずれにも不溶で、廃ルテニウムを含有するオイル相の3相に分離した。この3相を分離し、水相110gを得た。この水相の組成は以下の通りであった。本水相を用いて実施例を行った。
Reference example 3
90.3 g of water and 28.0 g of heptane were added to 39.8 g of the concentrated catalyst solution obtained in Reference Example 2, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 1 hour. When allowed to stand at 80 ° C., it was insoluble in any of the heptane phase containing the catalyst, the aqueous phase, the heptane phase and the aqueous phase, and separated into three oil phases containing waste ruthenium. The three phases were separated to obtain 110 g of an aqueous phase. The composition of this aqueous phase was as follows. Examples were carried out using this aqueous phase.

Figure 2006282563
Figure 2006282563

参考例4
参考例2で得られた濃縮触媒液50.0gに水60.6g、ヘプタン35.0gを添加し、80℃で1時間攪拌した。80℃で静置すると上からヘプタン相、及び廃ルテニウムを含有する水相の2相に分離した。この2相を分離し、水相106.7gを得た。この水相の組成は以下の通りであった。本水相を用いて実施例を行った。
Reference example 4
60.6 g of water and 35.0 g of heptane were added to 50.0 g of the concentrated catalyst solution obtained in Reference Example 2, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 1 hour. When allowed to stand at 80 ° C., it was separated from the top into two phases, a heptane phase and an aqueous phase containing waste ruthenium. The two phases were separated to obtain 106.7 g of an aqueous phase. The composition of this aqueous phase was as follows. Examples were carried out using this aqueous phase.

Figure 2006282563
Figure 2006282563

実施例1
参考例3で得られた水相を40g、48重量%の水酸化ナトリウム水溶液20gを攪拌翼の付いたガラス製の内容量100mLのフラスコに充填し、90℃で30分間加熱攪拌を行った。本反応液の組成は以下のとおりであった。
Example 1
40 g of the aqueous phase obtained in Reference Example 3 and 20 g of a 48% by weight aqueous sodium hydroxide solution were charged into a 100 mL glass flask equipped with a stirring blade and stirred at 90 ° C. for 30 minutes. The composition of this reaction solution was as follows.

コハク酸ナトリウム:32.0重量%、水分:60.5重量%、1,4−ブタンジオール:5.0重量%、高沸点化合物:7wt%
ここで得られた反応液5.01gに、アセトンを10.05g添加し、室温にて1時間放置すると白色結晶が析出した。この固液混合液をろ過により分離し、白色固体1.51g、母液13.55gを得た。この得られた固体(白色結晶)を乾燥した後、液体クロマトグラフィーにより分析した結果、コハク酸ナトリウムであることが判明した。このコハク酸は参考例3で得られた水相中の高沸点化合物のコハク酸骨格のうち、98%がコハク酸ナトリウムとして回収できたことを示す。またこの白色固体を水に溶解した水溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、1,4−ブタンジオールは検出されなかった。母液を分析した結果、コハク酸ナトリウムは検出されず、1,4−ブタンジオールが1.8重量%含まれていることが明らかとなった。本実施例により、ガンマブチロラクトン製造で副生する高沸点化合物をアルカリにより分解できること、更に水溶性有機化合物をアルカリ性液成分に添加することで、有機酸塩類を効率よく析出できることが判明した。
Sodium succinate: 32.0 wt%, moisture: 60.5 wt%, 1,4-butanediol: 5.0 wt%, high boiling point compound: 7 wt%
10.05 g of acetone was added to 5.01 g of the reaction solution obtained here, and when left at room temperature for 1 hour, white crystals were precipitated. This solid-liquid mixture was separated by filtration to obtain 1.51 g of a white solid and 13.55 g of a mother liquid. The obtained solid (white crystals) was dried and analyzed by liquid chromatography. As a result, it was found to be sodium succinate. This succinic acid indicates that 98% of the succinic acid skeleton of the high boiling point compound in the aqueous phase obtained in Reference Example 3 was recovered as sodium succinate. As a result of analyzing an aqueous solution obtained by dissolving the white solid in water by gas chromatography, 1,4-butanediol was not detected. As a result of analysis of the mother liquor, sodium succinate was not detected, and it was revealed that 1.8% by weight of 1,4-butanediol was contained. According to this example, it was found that high boiling point compounds by-produced in the production of gamma-butyrolactone can be decomposed by alkali, and organic acid salts can be efficiently precipitated by adding a water-soluble organic compound to the alkaline liquid component.

実施例2
参考例4で得られた水相を40g、48重量%の水酸化ナトリウム水溶液20gを攪拌翼の付いたガラス製の内容量100mLのフラスコに充填し、90℃で30分間加熱攪拌を行った。本反応液の組成は以下のとおりであった。
コハク酸ナトリウム:34重量%、水分:44.5重量%、1,4−ブタンジオール:5.5重量%、高沸点化合物:6wt%
ここで得られた反応液50.1gに、アセトンを75.8g添加し、30℃にて30分攪拌、30分静置すると白色結晶が析出した。この固液混合液を遠心分離器により分離し、白色固体33.8g、液体86.9gを得た。この得られた固体(白色結晶)を液体クロマトグラフィーにより分析した結果、47.8重量%のコハク酸ナトリウムであることが判明した。このコハク酸は参考例3で得られた水相中の高沸点化合物のコハク酸骨格のうち、95%がコハク酸ナトリウムとして回収できたことを示す。またこの白色固体を水に溶解した水溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、1,4−ブタンジオールは検出されなかった。母液を分析した結果、コハク酸ナトリウムは検出されず、1,4−ブタンジオールが2.3重量%含まれていることが明らかとなった。本実施例により、固液分離によりコハク酸ナトリウム、1,4−ブタンジオールの分離が効率よく進行することが判明した。
Example 2
40 g of the aqueous phase obtained in Reference Example 4 and 20 g of a 48 wt% aqueous sodium hydroxide solution were charged into a glass 100 mL flask equipped with a stirring blade and stirred at 90 ° C. for 30 minutes. The composition of this reaction solution was as follows.
Sodium succinate: 34% by weight, moisture: 44.5% by weight, 1,4-butanediol: 5.5% by weight, high boiling point compound: 6% by weight
75.8 g of acetone was added to 50.1 g of the reaction solution obtained here, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 30 minutes and allowed to stand for 30 minutes, whereby white crystals were precipitated. This solid-liquid mixture was separated by a centrifuge to obtain 33.8 g of white solid and 86.9 g of liquid. As a result of analyzing the obtained solid (white crystals) by liquid chromatography, it was found to be 47.8% by weight of sodium succinate. This succinic acid indicates that 95% of the succinic acid skeleton of the high boiling point compound in the aqueous phase obtained in Reference Example 3 was recovered as sodium succinate. As a result of analyzing an aqueous solution obtained by dissolving the white solid in water by gas chromatography, 1,4-butanediol was not detected. As a result of analysis of the mother liquor, sodium succinate was not detected, and it was revealed that 2.3% by weight of 1,4-butanediol was contained. According to this example, it was found that the separation of sodium succinate and 1,4-butanediol proceeded efficiently by solid-liquid separation.

実施例3
参考例4で得られた水相を40g、48重量%の水酸化ナトリウム水溶液20gを攪拌翼の付いたガラス製の内容量100mLのフラスコに充填し、90℃で30分間加熱攪拌を行った。本反応液の組成は以下のとおりであった。
コハク酸ナトリウム:34重量%、水分:44.5重量%、1,4−ブタンジオール:5.5重量%、高沸点化合物:6wt%
ここで得られた反応液50.0gに、アセトン75.1gを200mLガラス製攪拌翼付きのフラスコ内で添加し、30℃にて1時間攪拌、30分静置すると白色結晶が析出した。この固液混合液をろ過により分離し、ろ液を91.4g得た。またフラスコ内に残存する白色固体に水50.3g添加し、溶解後に抜き出した。白色固体水溶液79.0gを得た(白色固体28.6g)。この得られた白色固体の溶液を液体クロマトグラフィーにより分析した結果、白色固体は46.8重量%のコハク酸ナトリウムであることが判明した。このコハク酸は参考例3で得られた水相中の高沸点化合物のコハク酸骨格のうち、95%がコハク酸ナトリウムとして回収できたことを示す。またこの白色固体の水溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、1,4−ブタンジオールは検出されなかった。一方,ろ液を液体クロマトグラフィー、及びガスクロマトグラフィーにて分析した結果、コハク酸ナトリウムは検出されず、1,4−ブタンジオールが2.2重量%含まれていることが明らかとなった。本実施例により、固液分離によりコハク酸ナトリウム、1,4−ブタンジオールの分離が効率よく進行することが判明した。
Example 3
40 g of the aqueous phase obtained in Reference Example 4 and 20 g of a 48 wt% aqueous sodium hydroxide solution were charged into a glass 100 mL flask equipped with a stirring blade and stirred at 90 ° C. for 30 minutes. The composition of this reaction solution was as follows.
Sodium succinate: 34% by weight, moisture: 44.5% by weight, 1,4-butanediol: 5.5% by weight, high boiling point compound: 6% by weight
To 50.0 g of the reaction solution obtained here, 75.1 g of acetone was added in a flask with a 200 mL glass stirring blade, stirred at 30 ° C. for 1 hour, and allowed to stand for 30 minutes to precipitate white crystals. This solid-liquid mixture was separated by filtration to obtain 91.4 g of a filtrate. Further, 50.3 g of water was added to the white solid remaining in the flask, and the mixture was extracted after dissolution. White solid aqueous solution 79.0g was obtained (white solid 28.6g). As a result of analyzing the obtained white solid solution by liquid chromatography, it was found that the white solid was 46.8% by weight of sodium succinate. This succinic acid indicates that 95% of the succinic acid skeleton of the high boiling point compound in the aqueous phase obtained in Reference Example 3 was recovered as sodium succinate. As a result of analyzing the white solid aqueous solution by gas chromatography, 1,4-butanediol was not detected. On the other hand, as a result of analyzing the filtrate by liquid chromatography and gas chromatography, sodium succinate was not detected, and it was revealed that 2.2% by weight of 1,4-butanediol was contained. According to this example, it was found that the separation of sodium succinate and 1,4-butanediol proceeded efficiently by solid-liquid separation.

比較例1
参考例4で得られた水相50gにアルカリ水溶液を添加せずに、アセトンを75.8g添加し、30℃にて30分攪拌、30分静置したが、均一に溶解し、白色結晶は析出しなかった。
Comparative Example 1
Without adding an aqueous alkali solution to 50 g of the aqueous phase obtained in Reference Example 4, 75.8 g of acetone was added, stirred for 30 minutes at 30 ° C., and allowed to stand for 30 minutes. It did not precipitate.

参考例の「ルテニウムトリオクチルホスフィン−パラトルエンスルホン酸系触媒を用いた無水コハク酸の水素化反応」を行った装置を示す図である。It is a figure which shows the apparatus which performed "the hydrogenation reaction of the succinic anhydride using the ruthenium trioctyl phosphine-paratoluenesulfonic acid type catalyst" of a reference example.

Claims (7)

ガンマブチロラクトンの製造において副生する高沸点化合物の処理方法であって、該高沸点化合物の水溶液にアルカリ水溶液を添加して加熱攪拌することにより高沸点化合物を有機酸塩類と1,4−ブタンジオールに分解し、得られた有機酸塩類と1,4−ブタンジオールを含有するアルカリ水溶液に水溶性有機化合物を添加し、有機酸塩類を析出させる方法。   A method for treating a high-boiling compound by-produced in the production of gamma-butyrolactone, wherein an alkaline aqueous solution is added to an aqueous solution of the high-boiling compound and heated and stirred to convert the high-boiling compound into an organic acid salt and 1,4-butanediol. A method in which a water-soluble organic compound is added to an alkaline aqueous solution containing the resulting organic acid salt and 1,4-butanediol, and the organic acid salt is precipitated. ガンマブチロラクトンの製造が、無水コハク酸あるいはコハク酸の水素化反応によるガンマブチロラクトンの製造であることを特徴とする請求項1に記載の方法。   2. The process according to claim 1, wherein the production of gamma butyrolactone is production of gamma butyrolactone by hydrogenation reaction of succinic anhydride or succinic acid. 無水コハク酸あるいはコハク酸の水素化反応によるガンマブチロラクトンの製造において、無水コハク酸あるいはコハク酸の水素化反応により得られる反応液からガンマブチロラクトン及び反応溶媒を除去して得た副生高沸点化合物を含有する触媒液に、水及び非極性溶媒を添加して抽出分離し、分離後の複数相の内、非極性有機溶媒相のみを分離除去し、残る相にアルカリ水溶液を添加し加熱攪拌を行った後、得られたアルカリ性液相に水溶性有機化合物を添加し、有機酸塩類を析出させる方法。   In the production of gamma-butyrolactone by hydrogenation reaction of succinic anhydride or succinic acid, by-product high-boiling compounds obtained by removing gamma-butyrolactone and reaction solvent from the reaction solution obtained by hydrogenation reaction of succinic anhydride or succinic acid Extract and separate water and a nonpolar solvent from the catalyst solution, separate and remove only the nonpolar organic solvent phase from the separated phases, add an aqueous alkali solution to the remaining phase, and stir with heating. Thereafter, a water-soluble organic compound is added to the obtained alkaline liquid phase to precipitate organic acid salts. ガンマブチロラクトンの製造がルテニウム錯体触媒を用いた無水コハク酸あるいはコハク酸の水素化反応であり、非極性溶媒が炭素数5〜20の炭化水素であり、アルカリ水溶液が水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液であり、有機酸塩類がコハク酸のナトリウム塩あるいはカリウム塩であることを特徴とする請求項3に記載の方法。   The production of gamma butyrolactone is a hydrogenation reaction of succinic anhydride or succinic acid using a ruthenium complex catalyst, the nonpolar solvent is a hydrocarbon having 5 to 20 carbon atoms, and the alkaline aqueous solution is sodium hydroxide or potassium hydroxide. 4. The method according to claim 3, wherein the method is an aqueous solution, and the organic acid salt is a sodium salt or potassium salt of succinic acid. 析出した有機酸塩類を、ろ過により固液分離する請求項1〜4のいずれかに記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the precipitated organic acid salt is subjected to solid-liquid separation by filtration. 析出した有機酸塩類を、遠心分離により固液分離する請求項1〜4のいずれかに記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the precipitated organic acid salt is subjected to solid-liquid separation by centrifugation. 無水コハク酸あるいはコハク酸の水素化反応によりガンマブチロラクトンを製造する方法であって、水素化反応により得られる反応液からガンマブチロラクトン及び反応溶媒を除去し、得られた副生高沸点化合物を含有する触媒液に、水及び非極性溶媒を添加して抽出分離し、分離後の複数相の内、非極性有機溶媒相のみを分離除去し、残る相にアルカリ水溶液を添加し加熱攪拌を行った後、得られたアルカリ性液相に水溶性有機化合物を添加してコハク酸塩類を析出させ、該コハク酸塩類を固液分離した後該コハク酸塩類を酸類によりコハク酸へ変換し、該コハク酸を水素化反応の原料コハク酸として用いることを特徴とするガンマブチロラクトンの製造方法。   A method for producing gamma-butyrolactone by hydrogenation reaction of succinic anhydride or succinic acid, comprising removing the gamma-butyrolactone and the reaction solvent from the reaction solution obtained by the hydrogenation reaction, and containing the resulting by-product high-boiling compound After adding water and a nonpolar solvent to the catalyst solution for extraction and separation, after separating and removing only the nonpolar organic solvent phase from the separated phases, an aqueous alkali solution is added to the remaining phase and heated and stirred. Then, a water-soluble organic compound is added to the obtained alkaline liquid phase to precipitate succinates, and the succinates are solid-liquid separated, and then the succinates are converted to succinic acid with acids, and the succinic acid is converted into succinic acid. A method for producing gamma-butyrolactone, which is used as a raw material succinic acid for a hydrogenation reaction.
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