JP2007070339A - Method for producing high-purity hydroxypivalaldehyde and/or its dimer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an industrially advantageous method for efficiently producing high-purity HPA and/or its dimer in a simple process. <P>SOLUTION: The method for obtaining high-purity hydroxypivalaldehyde and/or its dimer by reacting isobutylaldehyde and formaldehyde in the presence of a basic catalyst, adding a diluent to an aqueous solution obtained by distillating off low-boiling components including unreacted isobutylaldehyde, crystallizing hydroxypivalaldehyde and/or its dimer by cooling the aqueous solution, separating a solid from the aqueous solution and washing the solid with an organic solvent and/or water, is characterized by diluting the aqueous solution containing the hydroxypivalaldehyde and/or its dimer which is obtained by distillating off the low-boiling components with the diluent and a basic compound so that the concentration of the hydroxypivalaldehyde and/or its dimer is 5 to 23% by mass, the concentration of the formaldehyde is 0.2 to 2.5% by mass and that the pH is not lower than 5.0, and crystallizing in the temperature range of 20 to 45°C followed by solid/liquid separation. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はイソブチルアルデヒドおよびホルムアルデヒドを反応させてヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体を製造する方法に関し、詳しくは反応液よりヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体を晶析分離して、高純度のヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体を、簡易なプロセスで効率良く製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing hydroxypivalaldehyde and / or a dimer thereof by reacting isobutyraldehyde and formaldehyde, and more specifically, by crystallizing and separating hydroxypivalaldehyde and / or its dimer from a reaction solution. The present invention relates to a method for efficiently producing high-purity hydroxypivalaldehyde and / or a dimer thereof by a simple process.

一般にヒドロキシピバルアルデヒド(3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロパナール、以下、HPAと称する)は、イソブチルアルデヒドとホルムアルデヒドを塩基性触媒存在下でアルドール縮合反応させて合成される。アルドール縮合反応は、酸性条件下、塩基性条件下のいずれでも進行するが、HPAは一分子内にカルボニル基および水酸基を有するため、酸性条件下では、二量体から四量体へと縮合を起こすことから、上記のように塩基性条件下で反応が行われる(特許文献1〜2)。
反応終了後、未反応のイソブチルアルデヒドやホルムアルデヒド等の低沸点成分を留去することにより、HPAを含む水溶液が得られる。HPAは、ネオペンチルグリコール、スピログリコールなどの有機化合物の合成中間体として利用されることが多く、この反応生成液は精製せず、次工程に用いられることが多い(特許文献3〜4)。
In general, hydroxypivalaldehyde (3-hydroxy-2,2-dimethylpropanal, hereinafter referred to as HPA) is synthesized by subjecting isobutyraldehyde and formaldehyde to an aldol condensation reaction in the presence of a basic catalyst. Although the aldol condensation reaction proceeds under both acidic and basic conditions, HPA has a carbonyl group and a hydroxyl group in one molecule, and therefore, under acidic conditions, condensation from a dimer to a tetramer occurs. As a result, the reaction is carried out under basic conditions as described above (Patent Documents 1 and 2).
After completion of the reaction, an aqueous solution containing HPA is obtained by distilling off low-boiling components such as unreacted isobutyraldehyde and formaldehyde. HPA is often used as an intermediate for synthesizing organic compounds such as neopentyl glycol and spiro glycol, and this reaction product solution is often used in the next step without purification (Patent Documents 3 to 4).

なお、HPAは式(1)で示されるような単量体と二量体の平衡関係があり(非特許文献1)、晶析精製した際、結晶として得られるHPAは二量体である。この二量体が単量体と同等の反応性を示すことも特許文献3などで開示されている。   Note that HPA has an equilibrium relationship between a monomer and a dimer represented by the formula (1) (Non-patent Document 1), and HPA obtained as a crystal upon crystallization purification is a dimer. Patent Document 3 discloses that this dimer exhibits reactivity equivalent to that of a monomer.

Figure 2007070339
Figure 2007070339

また、上記のHPAを含む水溶液に、水を加えて希釈して晶析精製し、固液分離して、高純度のHPAを得る方法が開示されている(特許文献5〜6)。
すなわち、特許文献5では、アルドール縮合反応液に水を添加し、イソブチルアルデヒドを留去した後のHPAおよび/またはその二量体の合計濃度が23〜30質量%の範囲となるよう調製して晶析が行われる。しかしながら、このように高い濃度で15〜20℃まで冷却し晶析した場合、非常に高粘度のスラリーとなるため、もしくは流動性がなくなるため、工業的に取り扱いが非常に困難となるという欠点を有している。さらに特許文献5では、スラリーを固液分離して得られた液体中にはHPAおよび/またはその二量体が多く残存するため、イソブチルアルデヒドで抽出し、有機層を低沸蒸留工程へ循環させることによって、HPAおよび/またはその二量体を回収し、また水層中へ溶解したイソブチルアルデヒドも蒸留により回収しているが、多量のイソブチルアルデヒドを蒸留させるため、エネルギー的に不利である。
In addition, methods for obtaining high-purity HPA by adding water to the above-described aqueous solution containing HPA, diluting and purifying by crystallization and solid-liquid separation are disclosed (Patent Documents 5 to 6).
That is, in Patent Document 5, the total concentration of HPA and / or its dimer after adding water to the aldol condensation reaction liquid and distilling off isobutyraldehyde is adjusted to be in the range of 23 to 30% by mass. Crystallization takes place. However, when crystallized by cooling to 15 to 20 ° C. at such a high concentration, a very high viscosity slurry is obtained or the fluidity is lost, so that it is difficult to handle industrially. Have. Furthermore, in Patent Document 5, since a large amount of HPA and / or its dimer remains in the liquid obtained by solid-liquid separation of the slurry, extraction with isobutyraldehyde is performed and the organic layer is circulated to the low boiling distillation step. Thus, HPA and / or its dimer is recovered, and isobutyraldehyde dissolved in the aqueous layer is also recovered by distillation. However, a large amount of isobutyraldehyde is distilled, which is disadvantageous in terms of energy.

また、特許文献6では、固液分離及び洗浄工程において得られた濾液及び洗浄液の一部をアルドール縮合反応器および蒸留塔へ循環し、残部は脱アミン処理を施して晶析時の添加水および洗浄水に利用するとしているが、アルドール縮合時に副生するギ酸が循環により蓄積し、晶析する溶液のpH値が低下するため、HPAおよび/またはその二量体が析出し難くなるという欠点を有している。この特許文献6の方法でも、多量の液体を蒸留工程で循環するため、蒸留での負荷が高く、エネルギー的に不利であり、脱アミン処理に使用したイオン交換樹脂は再生が必要で工程が煩雑であるなどの欠点を有している。   Further, in Patent Document 6, a part of the filtrate and washing liquid obtained in the solid-liquid separation and washing steps are circulated to the aldol condensation reactor and the distillation tower, and the remainder is subjected to deamination treatment to add water for crystallization and Although it is used for washing water, formic acid produced as a by-product during aldol condensation accumulates by circulation, and the pH value of the crystallizing solution decreases, so that HPA and / or its dimer is difficult to precipitate. Have. Even in the method of Patent Document 6, since a large amount of liquid is circulated in the distillation process, the load in distillation is high and the energy is disadvantageous. The ion exchange resin used for the deamination treatment needs to be regenerated and the process is complicated. And so on.

特開平7−215904号公報JP 7-215904 A 特開2000−26356号公報JP 2000-26356 A 特開平1−299239号公報JP-A-1-299239 特開2005−29563号公報JP 2005-29563 A 特開昭51−68514号公報JP 51-68514 A 特公平6−29206号公報Japanese Examined Patent Publication No. 6-29206 Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions II,3巻,189−192ページ(1978年)Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions II, 3, 189-192 (1978)

本発明の目的は、以上のHPAを含む水溶液に水を加え希釈して晶析精製する際の課題を解決し、高純度HPAおよび/またはその二量体を簡易なプロセスで効率良く、工業的に有利に製造する方法を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the problem in crystallization purification by adding water to the above aqueous solution containing HPA and diluting it. The high-purity HPA and / or dimer thereof can be efficiently and industrially produced by a simple process. It is another object of the present invention to provide a method for producing the same.

本発明者らは、上記課題を解決する為に鋭意検討を行った結果、イソブチルアルデヒドとホルムアルデヒドの反応混合物から低沸点成分を留去して得られたHPAおよび/またはその二量体を含む水溶液のpH値を調整し、またHPAおよび/またはその二量体の濃度およびホルムアルデヒド濃度を適正範囲に保って晶析を実施することにより、工業的に取り扱いやすく、高純度のHPAおよび/またはその二量体を高収率で得られることを見いだし、本発明に到達した。
即ち本発明は、以下の高純度ヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体の製造方法を提供するものである。
1.塩基性触媒存在下でイソブチルアルデヒドおよびホルムアルデヒドを反応させ、未反応のイソブチルアルデヒドを含む低沸点成分を留去して得られた水溶液に、希釈剤を添加、冷却してヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体を晶析、固液分離し、これを更に有機溶媒および/または水で洗浄し高純度ヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体を得る方法において、低沸点成分を留去して得られたヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体を含む水溶液に、希釈剤及び塩基性化合物を加えてヒドロキシピバルアルデヒドをおよび/またはその二量体の濃度が5〜23質量%、ホルムアルデヒド濃度が0.2〜2.5質量%、pH値が5.0以上になるよう希釈して20〜45℃の温度範囲で晶析し、次いでヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体の結晶を固液分離し洗浄することを特徴とする高純度ヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体の製造方法。
2.固液分離による分離液および/または洗浄液を希釈剤として用いる上記1の高純度ヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体の製造方法。
3.固液分離による分離液を希釈剤として用いることを二回以上繰り返す上記2の高純度ヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体の製造方法。
4.晶析温度が20〜45℃の範囲である上記1〜3のいずれかの高純度ヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体の製造方法。
5.晶析により得られる結晶スラリーの粘度が500mPa・s以下である上記1〜4のいずれかの高純度ヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体の製造方法。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have obtained an aqueous solution containing HPA and / or a dimer thereof obtained by distilling off a low-boiling component from a reaction mixture of isobutyraldehyde and formaldehyde. By adjusting the pH value of HPA and maintaining crystallization of HPA and / or its dimer and formaldehyde in appropriate ranges, it is easy to handle industrially and high purity HPA and / or its dimer. The inventors have found that the monomer can be obtained in high yield, and have reached the present invention.
That is, the present invention provides the following high-purity hydroxypivalaldehyde and / or a method for producing the dimer thereof.
1. A diluent is added to an aqueous solution obtained by reacting isobutyraldehyde and formaldehyde in the presence of a basic catalyst, and a low-boiling component containing unreacted isobutyraldehyde is distilled off, and cooled to hydroxypivalaldehyde and / or The dimer is crystallized and separated into solid and liquid, and this is further washed with an organic solvent and / or water to obtain high-purity hydroxypivalaldehyde and / or dimer thereof. Into the aqueous solution containing hydroxypivalaldehyde and / or its dimer obtained by adding a diluent and a basic compound, the concentration of hydroxypivalaldehyde and / or its dimer is 5 to 23% by mass, Crystallization in a temperature range of 20 to 45 ° C. after dilution so that the formaldehyde concentration is 0.2 to 2.5 mass% and the pH value is 5.0 or more, High-purity hydroxypivalaldehyde and / or methods of making dimer characterized by solid-liquid separation to wash the crystals of hydroxypivalaldehyde and / or dimer Ide.
2. The method for producing high-purity hydroxypivalaldehyde and / or a dimer thereof according to 1 above, wherein a separation liquid and / or a washing liquid obtained by solid-liquid separation is used as a diluent.
3. 2. The method for producing high purity hydroxypivalaldehyde and / or a dimer thereof according to 2 above, wherein the use of the separated liquid as a diluent is repeated twice or more.
4). The method for producing a high-purity hydroxypivalaldehyde and / or dimer thereof according to any one of the above 1 to 3, wherein the crystallization temperature is in the range of 20 to 45 ° C.
5. The method for producing a high-purity hydroxypivalaldehyde and / or dimer thereof according to any one of the above 1 to 4, wherein the viscosity of the crystal slurry obtained by crystallization is 500 mPa · s or less.

本発明の製造方法においては、高粘度スラリーを取り扱うことや、イオン交換樹脂の再生などの煩雑な操作は不要であり、簡易的なプロセスで、エネルギー的にも有利に、高純度のHPAおよび/またはその二量体を高収率で得ることができ、ネオペンチルグリコール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールヒドロキシピバリン酸モノエステル、ヒドロキシピバリン酸、スピログリコールなどの有機化合物の合成中間体として、工業的に有利に使用することができる。
なお、本発明の製造方法において特に固液分離による分離液を希釈剤として繰り返し使用することにより、HPAおよび/またはその二量体の収率が向上し、また排水処理負荷が減少することから、工業的に更に有利となる。
In the production method of the present invention, complicated operations such as handling a high-viscosity slurry and regeneration of an ion exchange resin are not required, and it is a simple process and is advantageous in terms of energy, and has high purity HPA and / or Alternatively, the dimer thereof can be obtained in high yield, and intermediate synthesis of organic compounds such as neopentyl glycol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol hydroxypivalic acid monoester, hydroxypivalic acid, spiroglycol, etc. As a body, it can be used industrially advantageously.
In addition, in the production method of the present invention, the yield of HPA and / or its dimer is improved and the wastewater treatment load is reduced by repeatedly using a separation liquid obtained by solid-liquid separation as a diluent. Further industrial advantages.

本発明は、イソブチルアルデヒドとホルムアルデヒドの反応生成液から低沸点成分を留去して得られたHPAとその二量体を含む水溶液(以下、粗HPA水溶液と云う)を晶析する工程の改良に関するものである。
本発明において、晶析の原料となる粗HPA水溶液は、塩基性触媒存在下でイソブチルアルデヒドとホルムアルデヒドをアルドール縮合した後、該アルドール縮合反応生成液から、未反応のイソブチルアルデヒドやホルムアルデヒドなどの低沸点成分を留去することにより得られる。
粗HPA水溶液を製造するために使用するホルムアルデヒドには、ホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド水溶液(ホルマリン)が用いられる。但し塩基性触媒を添加したイソブチルアルデヒドとホルムアルデヒドのアルドール縮合反応は、反応系の水濃度に極めて影響を受け易く、イソブチルアルデヒドあるいはホルムアルデヒド濃度が希薄であると反応速度が緩慢となり一定の収率は得られないので、ホルマリンのホルムアルデヒド濃度は出来るだけ高い方が好ましい。原料ホルマリンとしてはホルムアルデヒド濃度37質量%以上で、メタノールを含有しないものか、またはメタノールができるだけ少ないものが好ましい。
粗HPA水溶液を製造するために使用するイソブチルアルデヒドは一般に市販されているものが使用可能であるが、出来るだけn−ブチルアルデヒド等の含有量の少ない、有機物純度99%以上のものが好ましい。
The present invention relates to an improved process for crystallizing an aqueous solution containing HPA and its dimer (hereinafter referred to as a crude HPA aqueous solution) obtained by distilling off low-boiling components from a reaction product solution of isobutyraldehyde and formaldehyde. Is.
In the present invention, the crude HPA aqueous solution used as a crystallization raw material is subjected to aldol condensation of isobutyraldehyde and formaldehyde in the presence of a basic catalyst, and then from the aldol condensation reaction product liquid, low boiling points such as unreacted isobutyraldehyde and formaldehyde. It is obtained by distilling off the components.
Formaldehyde or an aqueous formaldehyde solution (formalin) is used as the formaldehyde used for producing the crude HPA aqueous solution. However, the aldol condensation reaction of isobutyraldehyde and formaldehyde to which a basic catalyst is added is extremely susceptible to the water concentration of the reaction system, and if the isobutyraldehyde or formaldehyde concentration is dilute, the reaction rate becomes slow and a constant yield is obtained. Therefore, it is preferable that the formaldehyde concentration of formalin is as high as possible. The raw material formalin is preferably one having a formaldehyde concentration of 37% by mass or more and containing no methanol or having as little methanol as possible.
The commercially available isobutyraldehyde used for producing the crude HPA aqueous solution can be used, but it is preferable that the content of n-butyraldehyde is as low as possible and the organic substance purity is 99% or more.

本発明において、イソブチルアルデヒドとホルムアルデヒドのアルドール縮合反応は回分式および連続式のどちらでもよく、常圧もしくは加圧で空気遮断下もしくは窒素気流中で行う方法が好ましい。回分式の場合、イソブチルアルデヒド、ホルムアルデヒドまたはホルマリン及び触媒の供給方法に特に制限はないが、イソブチルアルデヒドまたはホルムアルデヒドもしくはホルマリンと塩基性触媒を予め接触させておくと、イソブチルアルデヒドあるいはホルムアルデヒド同士のアルドール縮合反応もしくはカニッツアロ反応が起こり、HPAおよび/またはその二量体の収率が低下するおそれがあるので、イソブチルアルデヒドとホルムアルデヒドまたはホルマリンの混合物に塩基性触媒を供給する方式が好ましい。
連続式の場合も、イソブチルアルデヒド、ホルムアルデヒドまたはホルマリン及び触媒の供給方法に特に制限はないが、反応効率を良くするために2〜4段程度の多段式方法で行うことが好ましい。
ホルムアルデヒドに対するイソブチルアルデヒドの仕込みモル当量は通常0.8〜1.6の範囲で行うが、好ましくは0.9〜1.4である。回分式の場合、反応開始より数分間は不均一系の反応となるが、HPAおよび/またはその二量体が生成するとともに均一系の反応に変る。反応温度は常圧下では通常40〜98℃、好ましくは80〜95℃である。常圧下ではイソブチルアルデヒドの還流点である62〜65℃程度で一旦停止するが、HPAおよび/またはその二量体の生成(イソブチルアルデヒドの消費)とともに徐々に上昇し、最終的には通常80℃以上に制御する。80〜95℃程度で0.05〜2時間程度保持することで反応が完結する。連続式の場合、反応は均一系で進行する。反応温度は通常50〜98℃、好ましくは70〜95℃であり、滞留時間は0.1〜5時間程度、好ましくは0.3〜3時間である。反応温度の制御は、反応器に設けたジャケットやコイル等による加温/冷却、あるいは反応液を外部熱交換器に循環させることによる冷却、及び低沸分の還流による除熱により行うことができる。
In the present invention, the aldol condensation reaction of isobutyraldehyde and formaldehyde may be either a batch type or a continuous type, and a method of performing atmospheric pressure or pressurization under air shutoff or in a nitrogen stream is preferable. In the case of a batch system, there is no particular limitation on the supply method of isobutyraldehyde, formaldehyde or formalin and catalyst. However, if isobutyraldehyde or formaldehyde or formalin is brought into contact with a basic catalyst in advance, the aldol condensation reaction between isobutyraldehyde or formaldehyde is performed. Alternatively, since a Kanitz allo reaction may occur and the yield of HPA and / or its dimer may be reduced, a method of supplying a basic catalyst to a mixture of isobutyraldehyde and formaldehyde or formalin is preferable.
Also in the case of a continuous system, there is no particular limitation on the method for supplying isobutyraldehyde, formaldehyde or formalin and the catalyst, but it is preferably carried out by a multistage system of about 2 to 4 stages in order to improve the reaction efficiency.
The molar equivalent of isobutyraldehyde with respect to formaldehyde is usually in the range of 0.8 to 1.6, preferably 0.9 to 1.4. In the case of a batch system, the reaction becomes heterogeneous for several minutes from the start of the reaction, but changes to a homogeneous reaction as HPA and / or its dimer are produced. The reaction temperature is usually 40 to 98 ° C, preferably 80 to 95 ° C under normal pressure. Under normal pressure, it temporarily stops at the reflux point of isobutyraldehyde, which is about 62 to 65 ° C., but gradually increases with the production of HPA and / or its dimer (consumption of isobutyraldehyde), and finally it is usually 80 ° C. Control above. The reaction is completed by holding at about 80 to 95 ° C. for about 0.05 to 2 hours. In the case of a continuous system, the reaction proceeds in a homogeneous system. The reaction temperature is usually 50 to 98 ° C., preferably 70 to 95 ° C., and the residence time is about 0.1 to 5 hours, preferably 0.3 to 3 hours. The reaction temperature can be controlled by heating / cooling with a jacket or a coil provided in the reactor, cooling by circulating the reaction liquid to an external heat exchanger, and heat removal by refluxing with a low boiling point. .

アルドール縮合反応に用いる塩基性触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどの無機塩基、および第3級アミン、ピリジンなどの有機塩基が挙げられるが、塩基性が強くなりすぎるとHPAおよび/またはその二量体が未反応ホルムアルデヒドとのカニッツアロ反応を併発して収率が低下すること、また塩基性が弱すぎると反応が緩慢となることから、第3級アミンの使用が好ましい。第3級アミンとしては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、トリイソブチルアミン、N−メチルピペリジン、N−エチルピペリジン、N−エチルピペリジン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、N−メチルピロリジン、N−エチルピロリジンなどが挙げられるが、好ましくは安価に入手可能なトリメチルアミン、トリエチルアミンおよびこれらの混合物であり、さらに好ましくはトリエチルアミンである。塩基性触媒の好ましい添加量は、その種類によっても当然変動するが、イソブチルアルデヒドに対して、モル当量で通常0.001〜0.5、好ましくは0.01〜0.2である。   Examples of the basic catalyst used in the aldol condensation reaction include inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate and potassium carbonate, and organic bases such as tertiary amine and pyridine. Use of a tertiary amine causes HPA and / or its dimer to combine with a cannitz allo reaction with unreacted formaldehyde to reduce the yield, and if the basicity is too weak, the reaction becomes slow. Is preferred. Examples of the tertiary amine include trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, triisopropylamine, tributylamine, triisobutylamine, N-methylpiperidine, N-ethylpiperidine, N-ethylpiperidine, N-methylmorpholine, N- Examples thereof include ethylmorpholine, N-methylpyrrolidine, N-ethylpyrrolidine and the like, preferably trimethylamine, triethylamine and a mixture thereof which can be obtained at low cost, and more preferably triethylamine. Although the preferable addition amount of a basic catalyst changes naturally also with the kind, it is 0.001-0.5 normally by molar equivalent with respect to isobutyraldehyde, Preferably it is 0.01-0.2.

このようなアルドール縮合反応の後、未反応のイソブチルアルデヒドやホルムアルデヒド、あるいはホルマリン中に不純物として含まれるメタノール等を主成分とする低沸留分を留去することにより、HPAおよび/またはその二量体ならびに水を含む水溶液(粗HPA水溶液)が得られる。HPAおよび/またはその二量体の変質は温度が高いほど加速するため、低沸留分の留去は、塔頂温度が未反応イソブチルアルデヒド等の回収に支障ない40〜80℃程度となる25〜95kPa程度の減圧にて実施することが好ましい。また蒸留方法は回分式、連続式のいずれでも良い。低沸留分の除去を促進させるために、水を添加してから蒸留しても良い。   After such an aldol condensation reaction, HPA and / or its dimer are obtained by distilling off a low boiling fraction mainly composed of unreacted isobutyraldehyde, formaldehyde, or methanol contained as an impurity in formalin. An aqueous solution (crude HPA aqueous solution) containing the body and water is obtained. Since the alteration of HPA and / or its dimer accelerates as the temperature increases, the distillation of the low boiling fraction is such that the top temperature is about 40 to 80 ° C., which does not hinder the recovery of unreacted isobutyraldehyde, etc. It is preferable to carry out at a reduced pressure of about ~ 95 kPa. The distillation method may be either a batch type or a continuous type. In order to promote the removal of the low boiling fraction, water may be added and then distilled.

こうして得られたHPAおよび/またはその二量体を含む水溶液(粗HPA水溶液)に希釈剤を加えて希釈する。希釈剤として、(a)希釈水、(b)固液分離の際に生じた分離液、(c)HPAおよび/またはその二量体の結晶を水で洗浄して得られる洗浄液のいずれか或いはそれらを適当に組み合わせて加えて希釈する。希釈後の水溶液中のHPAおよび/またはその二量体の合計濃度は、5〜23質量%となるように調整する。好ましくは15〜22質量%となるように調整する。このような範囲とすることにより、HPAおよび/またはその二量体を、高い生産効率で、かつ工業的に安定に得ることができる。希釈後の溶液中のHPAおよび/またはその二量体の合計濃度を5質量%以上とすることにより、HPAおよび/またはその二量体が全く析出しないか、析出しても晶析槽容量に対する生産量が著しく低下することが無いので工業操作上好ましい。
なお、(b)固液分離で得られた液や(c)洗浄液中にはHPAおよび/またはその二量体が多く含まれているので、排水量低減および回収率向上のためにも、希釈水の代わりに固液分離での分離液や、高純度HPAおよび/またはその二量体を得る際に得られた洗浄液を使用することが好ましい。
固液分離での分離液は希釈水として二回以上繰り返して使用することができる。繰り返して使用する回数が増加すると、HPAおよび/またはその二量体の高い回収率と低い排水負荷を維持することが出来る。また、固液分離での分離液は希釈水として繰り返して使用することにより、次に述べる塩基性化合物の使用量を減らすことができ、排水処理負荷が減少するので、繰り返して使用することが工業的に有利である。
The aqueous solution (crude HPA aqueous solution) containing HPA and / or its dimer thus obtained is diluted by adding a diluent. As a diluent, either (a) diluted water, (b) a separated liquid produced during solid-liquid separation, or (c) a washing liquid obtained by washing the crystals of HPA and / or its dimer with water, or Add them in appropriate combinations and dilute. The total concentration of HPA and / or its dimer in the aqueous solution after dilution is adjusted to 5 to 23% by mass. Preferably, it adjusts so that it may become 15-22 mass%. By setting it as such a range, HPA and / or its dimer can be obtained with high production efficiency and industrially stably. By setting the total concentration of HPA and / or its dimer in the diluted solution to 5% by mass or more, HPA and / or its dimer does not precipitate at all, or even if it precipitates, it corresponds to the crystallization tank capacity. Since the production amount is not significantly reduced, it is preferable for industrial operation.
Since (b) the liquid obtained by solid-liquid separation and (c) the washing liquid contain a large amount of HPA and / or its dimer, diluting water is also used to reduce the amount of drainage and improve the recovery rate. Instead of the above, it is preferable to use a separation liquid obtained by solid-liquid separation or a washing liquid obtained when obtaining high-purity HPA and / or a dimer thereof.
The separation liquid in solid-liquid separation can be used repeatedly as dilution water two or more times. When the number of repeated uses increases, a high recovery rate and low drainage load of HPA and / or its dimer can be maintained. In addition, the separation liquid in solid-liquid separation can be used repeatedly as dilution water, so that the amount of basic compounds described below can be reduced and the wastewater treatment load is reduced. Is advantageous.

本発明では、希釈剤を加えた粗HPA水溶液に塩基性化合物を加え、pH値を調整する。塩基性化合物は特に制限されないが、アルドール縮合反応時に使用する塩基性触媒と同じものが好ましく、塩基性触媒として用いられる有機アミン類が更に好ましく、第3級アミンが特に好ましい。pH値は5.0以上、好ましくは6.0以上の範囲となるように調整する。pH値が5.0以上とすることにより、HPAおよび/またはその二量体の晶出速度が著しく低下することがなく、工業操作上有利である。前述のように希釈剤として固液分離の際に生じた分離液や洗浄水を用いる場合にはこの分離液や洗浄水に塩基性化合物が含まれているので、添加する塩基性化合物の使用量を減らすことができる。   In the present invention, a basic compound is added to a crude HPA aqueous solution to which a diluent has been added to adjust the pH value. The basic compound is not particularly limited, but is preferably the same as the basic catalyst used in the aldol condensation reaction, more preferably organic amines used as the basic catalyst, and particularly preferably a tertiary amine. The pH value is adjusted to be 5.0 or more, preferably 6.0 or more. When the pH value is 5.0 or more, the crystallization rate of HPA and / or its dimer is not significantly reduced, which is advantageous in industrial operation. As described above, when using a separation liquid or washing water generated during solid-liquid separation as a diluent, since the basic compound is contained in the separation liquid or washing water, the amount of the basic compound to be added is used. Can be reduced.

また本発明においては、希釈剤を加えて粗HPA水溶液中のホルムアルデヒド濃度が0.2〜2.5質量%になるよう調整する。ホルムアルデヒドにはHPAおよび/またはその二量体の晶析を阻害する性質があり、ホルムアルデヒドの多大な増加はHPAおよび/またはその二量体の晶析速度を著しく減ずるため、ホルムアルデヒド濃度は、0.2〜2.5質量%、好ましくは0.2〜2質量%になるように調整する。ホルムアルデヒド濃度が2.5質量%以下とすることにより、pHを5.0以上に調整しても、HPAおよび/またはその二量体の晶析量及び晶析速度共に大幅に低下することがなく、工業操作上有利である。ホルムアルデヒド濃度が高い粗HPA水溶液を用いた固液分離で得られた分離液を、希釈水の代わりに繰り返し使用する際には、未反応のホルムアルデヒド濃度が2.5質量%を超えないようにする。
ホルムアルデヒド濃度が0.2質量%より低い場合、HPAおよび/またはその二量体の晶析操作そのものに特段の不都合は生じない。しかしながらホルムアルデヒド濃度を0.2質量%より低くする方法として、アルドール縮合反応時にイソブチルアルデヒドを過剰に使用してホルムアルデヒドの転化率を上げる方法があるが、イソブチルアルデヒド同士の縮合が起こってHPAおよび/またはその二量体の収量が減少するため、工業操作上不利である。ホルムアルデヒド濃度を0.2質量%より低くする別の方法として、アルドール縮合反応後の低沸分留去において蒸留温度を上げてホルムアルデヒド除去率を上げる方法もあるが、HPAおよび/またはその二量体が変質しヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールモノエステルが生成し、HPAおよび/またはその二量体の収量が減少するため、これも工業上不利である。
Moreover, in this invention, a diluent is added and it adjusts so that the formaldehyde density | concentration in crude HPA aqueous solution may be 0.2-2.5 mass%. Formaldehyde has the property of inhibiting the crystallization of HPA and / or its dimer, and a large increase in formaldehyde significantly reduces the crystallization rate of HPA and / or its dimer, so the formaldehyde concentration is 0. It adjusts so that it may become 2-2.5 mass%, Preferably it is 0.2-2 mass%. By adjusting the formaldehyde concentration to 2.5% by mass or less, the crystallization amount and crystallization rate of HPA and / or its dimer are not significantly reduced even when the pH is adjusted to 5.0 or more. It is advantageous in industrial operation. When the separated liquid obtained by solid-liquid separation using a crude HPA aqueous solution with high formaldehyde concentration is used repeatedly instead of diluting water, the unreacted formaldehyde concentration should not exceed 2.5 mass%. .
When the formaldehyde concentration is lower than 0.2% by mass, no particular inconvenience occurs in the crystallization operation of HPA and / or its dimer itself. However, as a method for reducing the formaldehyde concentration to less than 0.2% by mass, there is a method in which isobutyraldehyde is excessively used in the aldol condensation reaction to increase the conversion rate of formaldehyde. The dimer yield is reduced, which is disadvantageous for industrial operation. As another method for reducing the formaldehyde concentration to less than 0.2% by mass, there is a method in which the distillation temperature is increased in the low boiling point distillation after the aldol condensation reaction to increase the formaldehyde removal rate. HPA and / or its dimer Is also industrially disadvantageous because it alters the formation of hydroxypivalic acid neopentyl glycol monoester and reduces the yield of HPA and / or its dimer.

晶析温度は20〜45℃の範囲が好ましく、より好ましくは28〜43℃の範囲である。この温度範囲にすることにより、HPAおよび/またはその二量体を安定的に、かつ高回収率で析出させることができる。晶析温度を20℃以上とすることにより、スラリーが高粘度になるか流動性がなくなることや、冷却に必要とされる用役として過大なものが必要となることがなく、工業操作上有利である。晶析温度を45℃以下とすることにより、HPAおよび/またはその二量体が適量に析出するので工業操作上著しく有利である。   The crystallization temperature is preferably in the range of 20 to 45 ° C, more preferably in the range of 28 to 43 ° C. By adjusting to this temperature range, HPA and / or its dimer can be precipitated stably and with a high recovery rate. By setting the crystallization temperature to 20 ° C. or higher, the slurry becomes highly viscous or loses its fluidity, and an excessively large utility is not required for cooling, which is advantageous for industrial operation. It is. By setting the crystallization temperature to 45 ° C. or lower, HPA and / or a dimer thereof are precipitated in an appropriate amount, which is extremely advantageous in industrial operation.

スラリーの流動性を保ったまま晶析するには当該スラリー温度におけるスラリー粘度が500mPa・s以下で晶析を終了することが好ましく、より好ましくは300mPa・s以下で晶析を終了する。従ってスラリー粘度が500mPa・s以下とすることが固液分離操作上有利である。固液分離に使用する装置に特に制限はないが、結晶の洗浄を効率よく行えるバスケット式遠心分離機の使用が好ましい。
このようにして分離されたHPAおよび/またはその二量体の結晶は、有機溶媒および/または水により洗浄して高純度のHPAおよび/またはその二量体が得られる。有機溶媒および/または水は分離されたHPAおよび/またはその二量体の結晶に対して0.2〜5質量倍程度用いることが好ましい。
洗浄に際しては、有機溶媒および/または水を用いることができるが、水が好ましい。水を使用した場合、結晶を洗浄した後の洗浄液は前述のように粗HPA水溶液の希釈剤に用いることができる。有機溶媒を使用する場合、使用する有機溶媒の種類に特に制限は無いが、極性溶媒であるアルコール類、ケトン類が洗浄効果が高い点から好ましい。中でも水と混和するメタノール、エタノール、プロパノール、アセトンが好ましい。有機溶媒と水の混合割合には特に制限は無い。
In order to crystallize while maintaining the fluidity of the slurry, the crystallization is preferably terminated when the slurry viscosity at the slurry temperature is 500 mPa · s or less, and more preferably 300 mPa · s or less. Therefore, it is advantageous in the solid-liquid separation operation that the slurry viscosity is 500 mPa · s or less. There is no particular limitation on the apparatus used for solid-liquid separation, but it is preferable to use a basket-type centrifuge that can efficiently wash crystals.
The separated crystals of HPA and / or its dimer are washed with an organic solvent and / or water to obtain high-purity HPA and / or its dimer. The organic solvent and / or water is preferably used in an amount of about 0.2 to 5 times by mass with respect to the separated HPA and / or dimer crystals thereof.
For the washing, an organic solvent and / or water can be used, but water is preferred. When water is used, the washing liquid after washing the crystals can be used as a diluent for the crude HPA aqueous solution as described above. When the organic solvent is used, the type of the organic solvent to be used is not particularly limited, but alcohols and ketones that are polar solvents are preferable from the viewpoint of high cleaning effect. Of these, methanol, ethanol, propanol and acetone that are miscible with water are preferred. There is no particular limitation on the mixing ratio of the organic solvent and water.

次に本発明を更に具体的に説明する。但し本発明はこれに限定されるものではない。尚、以下の実施例において、粗HPA水溶液の組成分析はガスクロマトグラフィーにより行った。
<スラリー粘度の測定方法>
B型粘度計(型式BM、(株)東京計器製造所製)を用いて晶析温度で測定した。
<ガスクロマトグラフィーの測定方法>
HPAおよび/またはその二量体のガスクロマトグラフィー分析では、キャピラリーカラム(Agilent Technologies社DB−1相当品)を使用して、アセトン溶液に調製して分析を行った。HPAおよび/またはその二量体はHPAとして合算評価される。
Next, the present invention will be described more specifically. However, the present invention is not limited to this. In the following examples, the composition analysis of the crude HPA aqueous solution was performed by gas chromatography.
<Measurement method of slurry viscosity>
The measurement was performed at the crystallization temperature using a B-type viscometer (model BM, manufactured by Tokyo Keiki Seisakusho Co., Ltd.).
<Measurement method of gas chromatography>
For gas chromatography analysis of HPA and / or its dimer, a capillary column (Agilent Technologies DB-1 equivalent) was used to prepare an acetone solution for analysis. HPA and / or its dimer are evaluated together as HPA.

参考例1
イソブチルアルデヒド(和光純薬製1級)199.5部と40質量%ホルマリン(三菱瓦斯化学製)225質量部を攪拌しながら、触媒としてトリエチルアミン(和光純薬製特級)9.9質量部を加え、アルドール縮合反応を行った。この反応液を70〜80℃、圧力40kPaで、未反応のイソブチルアルデヒドやトリエチルアミンなどの低沸点成分を留去し、粗HPA水溶液を425質量部得た。粗HPA水溶液の組成を分析した結果、HPA 62.1質量%、ネオペンチルグリコール 1.53質量%、ホルムアルデヒド 1.60質量%、トリエチルアミン 1.30質量%、ギ酸0.41質量%、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールモノエステル 0.95質量%、水 28.5質量%、その他 3.65質量%であった。
Reference example 1
While stirring 199.5 parts of isobutyraldehyde (grade 1 manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and 225 parts by mass of 40% by weight formalin (produced by Mitsubishi Gas Chemical), 9.9 parts by mass of triethylamine (special grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was added as a catalyst. The aldol condensation reaction was performed. The reaction solution was distilled at 70 to 80 ° C. under a pressure of 40 kPa to remove low-boiling components such as unreacted isobutyraldehyde and triethylamine to obtain 425 parts by mass of a crude HPA aqueous solution. As a result of analyzing the composition of the crude HPA aqueous solution, HPA 62.1% by mass, neopentyl glycol 1.53% by mass, formaldehyde 1.60% by mass, triethylamine 1.30% by mass, formic acid 0.41% by mass, hydroxypivalic acid Neopentyl glycol monoester was 0.95 mass%, water was 28.5 mass%, and the others were 3.65 mass%.

実施例1
参考例1で得られた粗HPA水溶液210質量部に希釈水623質量部を加えて、HPAおよび/またはその二量体の濃度16.5質量%とした。さらに、pH調整剤としてトリエチルアミンを0.5質量部加え、pH値を6.2とした。この時のホルムアルデヒド濃度は0.40質量%であった。この溶液を攪拌しながら、40℃まで冷却し、39〜40℃で晶析した。90分後、晶析を終了した。このときのスラリー粘度は85mPa・sであった。この後、遠心分離機を用いて固液分離を行い、洗浄水80質量部を使用して結晶(HPAおよびその二量体)を洗浄した。この結果、780質量部の分離液を回収し、湿潤結晶を75部得た。この湿潤結晶を窒素気流下、30℃で乾燥し、HPAおよび/またその二量体(乾燥結晶)58.2質量部を得た。粗HPA水溶液中のHPAおよび/またはその二量体に対する回収率は44.1質量%であり、この乾燥結晶をガスクロマトグラフィーで分析したところ、HPAおよび/またはその二量体の純度が98.8%であった(第1表参照)。なお、表中のHPAは「HPAおよび/またはその二量体」を示す。
Example 1
623 parts by mass of diluted water was added to 210 parts by mass of the crude HPA aqueous solution obtained in Reference Example 1 to make the concentration of HPA and / or its dimer 16.5% by mass. Further, 0.5 parts by mass of triethylamine was added as a pH adjuster to adjust the pH value to 6.2. At this time, the formaldehyde concentration was 0.40% by mass. While stirring this solution, it was cooled to 40 ° C and crystallized at 39-40 ° C. After 90 minutes, crystallization was complete. The slurry viscosity at this time was 85 mPa · s. Thereafter, solid-liquid separation was performed using a centrifuge, and crystals (HPA and its dimer) were washed using 80 parts by mass of washing water. As a result, 780 parts by mass of the separated liquid was recovered to obtain 75 parts of wet crystals. This wet crystal was dried at 30 ° C. under a nitrogen stream to obtain 58.2 parts by mass of HPA and / or its dimer (dry crystal). The recovery rate of HPA and / or its dimer in the crude HPA aqueous solution was 44.1% by mass, and when this dry crystal was analyzed by gas chromatography, the purity of HPA and / or its dimer was 98. 8% (see Table 1). In addition, HPA in a table | surface shows "HPA and / or its dimer."

実施例2
参考例1で得られた粗HPA水溶液110質量部と、実施例1の固液分離で得られた分離液のうち740質量部を希釈剤として仕込み、HPAおよび/またはその二量体の濃度を17.8質量%とした。さらにトリエチルアミンを0.2質量部加え、pH6.2とした。この時のホルムアルデヒド濃度は0.58質量%であった。実施例1と同様に晶析を実施し、80分後、晶析を終了した。このときのスラリー粘度は、125mP・sであった。実施例1と同様に遠心分離機を用いて固液分離・洗浄・乾燥を行い、乾燥結晶(HPAおよび/またはその二量体)57.5部と分離液783質量部を得た。新たに追加した粗HPA水溶液中のHPAおよび/またはその二量体に対する回収率は83.2質量%であり、これをガスクロマトグラフィーで分析したところ、HPAおよび/またはその二量体の純度98.8%であった(第1表参照)。
Example 2
110 parts by mass of the crude HPA aqueous solution obtained in Reference Example 1 and 740 parts by mass of the separation liquid obtained by solid-liquid separation in Example 1 were charged as diluents, and the concentration of HPA and / or its dimer was adjusted. The content was 17.8% by mass. Further, 0.2 parts by mass of triethylamine was added to adjust the pH to 6.2. The formaldehyde concentration at this time was 0.58 mass%. Crystallization was carried out in the same manner as in Example 1, and after 80 minutes, crystallization was completed. The slurry viscosity at this time was 125 mP · s. In the same manner as in Example 1, solid-liquid separation, washing, and drying were performed using a centrifuge to obtain 57.5 parts of dried crystals (HPA and / or its dimer) and 783 parts by mass of a separated liquid. The recovery rate of HPA and / or its dimer in the newly added crude HPA aqueous solution was 83.2% by mass, which was analyzed by gas chromatography. The purity of HPA and / or its dimer was 98. 0.8% (see Table 1).

実施例3〜19
参考例1で得られた粗HPA水溶液110質量部と、実施例2の固液分離で得られた分離液を用いて実施例2と同様にHPAおよび/またはその二量体を含む水溶液を得て、pH値を6.2にし、同様の晶析操作を行った。次に固液分離で得られた分離液を用い、同様にHPAおよび/またはその二量体を含む水溶液を得て、pH値を6.2〜6.3にし、同様の晶析操作を行うことを計17回繰り返した。各操作回数時におけるpH、HPAおよび/またはその二量体の濃度、ホルムアルデヒド濃度、晶析時間、スラリー粘度、新たに追加した粗HPA水溶液中のHPAおよび/またはその二量体に対する回収率および純度を第1表に示す。
Examples 3-19
Using 110 parts by mass of the crude HPA aqueous solution obtained in Reference Example 1 and the separated liquid obtained by solid-liquid separation in Example 2, an aqueous solution containing HPA and / or its dimer is obtained in the same manner as in Example 2. Then, the pH value was adjusted to 6.2, and the same crystallization operation was performed. Next, using the separated liquid obtained by solid-liquid separation, an aqueous solution containing HPA and / or its dimer is similarly obtained, the pH value is adjusted to 6.2 to 6.3, and the same crystallization operation is performed. This was repeated a total of 17 times. PH, HPA and / or its dimer concentration, formaldehyde concentration, crystallization time, slurry viscosity, recovery rate and purity for HPA and / or its dimer in newly added crude HPA aqueous solution at each operation Is shown in Table 1.

Figure 2007070339
Figure 2007070339

比較例1
トリエチルアミンを添加せず、pHを調整しない以外は、実施例1と同様に晶析を実施した。pH値は4.5であった。90分後、晶析を終了した。スラリー粘度は100mPa・sであった。固液分離・乾燥し、濾液804質量部と、HPAおよび/またはその二量体40.8質量部を得た。HPAおよび/またはその二量体に対する回収率は31.8質量%であり、これをガスクロマトグラフィーで分析した結果、純度は98.8%であった。(第2表参照)
Comparative Example 1
Crystallization was carried out in the same manner as in Example 1 except that triethylamine was not added and the pH was not adjusted. The pH value was 4.5. After 90 minutes, crystallization was complete. The slurry viscosity was 100 mPa · s. Solid-liquid separation and drying were performed to obtain 804 parts by mass of the filtrate and 40.8 parts by mass of HPA and / or its dimer. The recovery rate with respect to HPA and / or its dimer was 31.8 mass%, and this was analyzed by gas chromatography. As a result, the purity was 98.8%. (See Table 2)

比較例2
参考例1で得られた粗HPA水溶液110質量部と、比較例1で回収した濾液のうち740質量部を仕込み、HPA濃度を17.7質量%とした。トリエチルアミンを添加せず、pH値は4.4として、同様に晶析を実施した。90分後、晶析を終了した。スラリー粘度は98mPa・sであった。固液分離・乾燥し、HPAおよび/またはその二量体36.2質量部を得た。HPAおよび/またはその二量体に対する回収率は53.0質量%であり、これをガスクロマトグラフィーで分析した結果、純度は98.8%であった。
Comparative Example 2
110 parts by mass of the crude HPA aqueous solution obtained in Reference Example 1 and 740 parts by mass of the filtrate collected in Comparative Example 1 were charged, so that the HPA concentration was 17.7% by mass. Crystallization was carried out in the same manner without adding triethylamine and adjusting the pH value to 4.4. After 90 minutes, crystallization was complete. The slurry viscosity was 98 mPa · s. Solid-liquid separation and drying were performed to obtain 36.2 parts by mass of HPA and / or its dimer. The recovery rate with respect to HPA and / or its dimer was 53.0 mass%, and this was analyzed by gas chromatography. As a result, the purity was 98.8%.

比較例3〜12
参考例1で得られた粗HPA水溶液110質量部と、回収した濾液を用いて、比較例2と同様の晶析操作を11回繰り返した。各操作回数時におけるpH、HPAおよび/またはその二量体の濃度、ホルムアルデヒド濃度、晶析時間、スラリー粘度、新たに追加した粗HPA水溶液中のHPAおよび/またはその二量体に対する回収率および純度を第2表に示す。
Comparative Examples 3-12
Using 110 parts by mass of the crude HPA aqueous solution obtained in Reference Example 1 and the collected filtrate, the same crystallization operation as in Comparative Example 2 was repeated 11 times. PH, HPA and / or its dimer concentration, formaldehyde concentration, crystallization time, slurry viscosity, recovery rate and purity for HPA and / or its dimer in newly added crude HPA aqueous solution at each operation Is shown in Table 2.

Figure 2007070339
Figure 2007070339

第2表では、pHを調整せずに繰り返し晶析を行うと、pH値は徐々に低下し、pH値の低下に伴いHPAおよび/またはその二量体に対する回収率が低下し、純度も低下している。これに対して、第1表から、本発明により、pH調整後に晶析を行うことにより、晶析を繰り返しても、純度と回収率が高レベルに維持されることが分かる。   In Table 2, when crystallization is repeated without adjusting the pH, the pH value gradually decreases, and the recovery rate for HPA and / or its dimer decreases with decreasing pH value, and the purity also decreases. is doing. On the other hand, it can be seen from Table 1 that the crystallization after the pH adjustment according to the present invention maintains the purity and the recovery rate at a high level even if the crystallization is repeated.

比較例13
参考例1で得られた粗HPA水溶液210質量部に水312質量部を加えて、HPAおよび/またはその二量体の濃度25.0質量%とした以外は、実施例1と同様に晶析を実施したが、晶析開始70分後、スラリー粘度が1000mPa・s以上に上昇し、流動性がなくなって晶析操作の継続が不可能となった。
Comparative Example 13
Crystallization in the same manner as in Example 1 except that 312 parts by mass of water was added to 210 parts by mass of the crude HPA aqueous solution obtained in Reference Example 1 to obtain a concentration of 25.0% by mass of HPA and / or its dimer. However, after 70 minutes from the start of crystallization, the slurry viscosity increased to 1000 mPa · s or more, the fluidity was lost, and the crystallization operation could not be continued.

比較例14
晶析温度を50℃とした以外は、実施例1と同様に晶析を実施したが、晶析開始180分後でもスラリーは全く得られず、清澄な溶液のままであった。
Comparative Example 14
The crystallization was performed in the same manner as in Example 1 except that the crystallization temperature was 50 ° C. However, no slurry was obtained even 180 minutes after the start of crystallization, and the solution remained a clear solution.

参考例2
イソブチルアルデヒド199.5質量部と40質量%ホルマリン300質量部を攪拌しながら、触媒としてトリエチルアミン9.9質量部を加え、アルドール縮合反応を行った。この反応液を70℃、圧力40kPaで、未反応のイソブチルアルデヒドやトリエチルアミンなどの低沸点成分を留去し、粗HPA水溶液を480質量部得た。粗HPA水溶液の組成を分析した結果、HPA 56.0質量%、ネオペンチルグリコール 1.50質量%、ホルムアルデヒド 7.50質量%、トリエチルアミン 0.95質量%、ギ酸2.05質量%、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールモノエステル 0.85質量%、水 28.0質量%、その他 3.15質量%であった。
Reference example 2
While stirring 199.5 parts by mass of isobutyraldehyde and 300 parts by mass of 40% by mass of formalin, 9.9 parts by mass of triethylamine was added as a catalyst to perform an aldol condensation reaction. The reaction solution was distilled at 70 ° C. under a pressure of 40 kPa to remove low-boiling components such as unreacted isobutyraldehyde and triethylamine to obtain 480 parts by mass of a crude HPA aqueous solution. As a result of analyzing the composition of the crude HPA aqueous solution, HPA 56.0% by mass, neopentyl glycol 1.50% by mass, formaldehyde 7.50% by mass, triethylamine 0.95% by mass, formic acid 2.05% by mass, hydroxypivalic acid Neopentyl glycol monoester was 0.85% by mass, water was 28.0% by mass, and others were 3.15% by mass.

実施例20
参考例2で得られた粗HPA水溶液210部に水503質量部を加えて、HPAおよび/またはその二量体の濃度16.5質量%とした。さらに、pH調整剤としてトリエチルアミンを1.5質量部加え、pH値を6.1とした。この時のホルムアルデヒド濃度は2.21質量%であった。この溶液を攪拌しながら、40℃まで冷却し、39〜40℃で晶析した。90分後、晶析を終了した。このときのスラリー粘度は140mPa・sであった。この後、遠心分離機を用いて固液分離を行った。このとき、結晶(HPAおよびその二量体)洗浄に水を80部使用した。この結果、748質量部の濾液を回収し、湿潤結晶を61部得た。この湿潤結晶を窒素気流下、30℃で乾燥し、HPAおよび/またその二量体47部を得た。HPAおよび/またはその二量体に対する回収率は40.0質量%であり、これをガスクロマトグラフィーで分析した結果、純度は98.6%であった。
Example 20
503 parts by mass of water was added to 210 parts of the crude HPA aqueous solution obtained in Reference Example 2 to adjust the concentration of HPA and / or its dimer to 16.5% by mass. Furthermore, 1.5 parts by mass of triethylamine was added as a pH adjuster to adjust the pH value to 6.1. At this time, the formaldehyde concentration was 2.21% by mass. While stirring this solution, it was cooled to 40 ° C and crystallized at 39-40 ° C. After 90 minutes, crystallization was complete. The slurry viscosity at this time was 140 mPa · s. Thereafter, solid-liquid separation was performed using a centrifuge. At this time, 80 parts of water was used for washing the crystals (HPA and its dimer). As a result, 748 parts by mass of the filtrate was recovered to obtain 61 parts of wet crystals. The wet crystals were dried at 30 ° C. under a nitrogen stream to obtain 47 parts of HPA and / or its dimer. The recovery rate with respect to HPA and / or its dimer was 40.0 mass%, and this was analyzed by gas chromatography. As a result, the purity was 98.6%.

比較例15
参考例2で得られた粗HPA水溶液110質量部と、実施例20で回収した濾液のうち740質量部を仕込み、HPA濃度を18.0質量%とした。さらに、pH調整剤としてトリエチルアミンを1.5質量部加え、pH値を6.1とした。この時のホルムアルデヒド濃度は2.89質量%であった。実施例20と同様に晶析を実施した。スラリー粘度は70mPa・sであった。固液分離・乾燥し、HPAおよび/またはその二量体25質量部を得た。HPAおよび/またはその二量体に対する回収率は40.5質量%であり、これをガスクロマトグラフィーで分析した結果、純度は97.8%であった。
Comparative Example 15
110 parts by mass of the crude HPA aqueous solution obtained in Reference Example 2 and 740 parts by mass of the filtrate collected in Example 20 were charged, and the HPA concentration was set to 18.0% by mass. Furthermore, 1.5 parts by mass of triethylamine was added as a pH adjuster to adjust the pH value to 6.1. The formaldehyde concentration at this time was 2.89% by mass. Crystallization was carried out in the same manner as in Example 20. The slurry viscosity was 70 mPa · s. Solid-liquid separation and drying were performed to obtain 25 parts by mass of HPA and / or a dimer thereof. The recovery rate with respect to HPA and / or its dimer was 40.5 mass%, and this was analyzed by gas chromatography. As a result, the purity was 97.8%.

参考例3
参考例1と同様にアルドール縮合反応を行った後、この反応液を100〜105℃、常圧で、未反応のイソブチルアルデヒドやトリエチルアミンなどの低沸点成分を留去し、粗HPA水溶液を425部得た。粗HPA水溶液の組成を分析した結果、HPA 50.1質量%、ネオペンチルグリコール 6.53質量%、ホルムアルデヒド 0.37質量%、トリエチルアミン 1.54質量%、ギ酸1.81質量%、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールモノエステル 7.50質量%、水 28.5質量%、その他 3.77質量%であった。
Reference example 3
After performing the aldol condensation reaction in the same manner as in Reference Example 1, the reaction solution was distilled at 100 to 105 ° C. and normal pressure to remove low-boiling components such as unreacted isobutyraldehyde and triethylamine, and 425 parts of a crude HPA aqueous solution was obtained. Obtained. As a result of analyzing the composition of the crude HPA aqueous solution, HPA 50.1 mass%, neopentyl glycol 6.53 mass%, formaldehyde 0.37 mass%, triethylamine 1.54 mass%, formic acid 1.81 mass%, hydroxypivalic acid They were 7.50 mass% neopentyl glycol monoester, 28.5 mass% water, and 3.77 mass% other.

比較例16
参考例3で得られた粗HPA水溶液210質量部に水428質量部を加えて、HPAおよび/またはその二量体の濃度16.5質量%とした。さらに、pH調整剤としてトリエチルアミンを1.3質量部加え、pH値を6.1とした。この時のホルムアルデヒド濃度は0.12質量%であった。この溶液を攪拌しながら、40℃まで冷却し、39〜40℃で晶析した。90分後、晶析を終了した。このときのスラリー粘度は50mPa・sであった。この後、遠心分離機を用いて固液分離を行った。このとき、結晶(HPAおよびその二量体)洗浄に水を80質量部使用した。この結果、763部の濾液を回収し、湿潤結晶を45部得た。この湿潤結晶を窒素気流下、30℃で乾燥し、HPAおよび/またその二量体33.3質量部を得た。HPAおよび/またはその二量体に対する回収率は31.7質量%であった。
Comparative Example 16
428 parts by mass of water was added to 210 parts by mass of the crude HPA aqueous solution obtained in Reference Example 3 to adjust the concentration of HPA and / or its dimer to 16.5% by mass. Furthermore, 1.3 parts by mass of triethylamine was added as a pH adjuster to adjust the pH value to 6.1. At this time, the formaldehyde concentration was 0.12% by mass. While stirring this solution, it was cooled to 40 ° C and crystallized at 39-40 ° C. After 90 minutes, crystallization was complete. The slurry viscosity at this time was 50 mPa · s. Thereafter, solid-liquid separation was performed using a centrifuge. At this time, 80 parts by mass of water was used for washing the crystals (HPA and its dimer). As a result, 763 parts of the filtrate was recovered to obtain 45 parts of wet crystals. This wet crystal was dried at 30 ° C. under a nitrogen stream to obtain 33.3 parts by mass of HPA and / or its dimer. The recovery rate with respect to HPA and / or its dimer was 31.7 mass%.

Claims (4)

塩基性触媒存在下でイソブチルアルデヒドおよびホルムアルデヒドを反応させ、未反応のイソブチルアルデヒドを含む低沸点成分を留去して得られた水溶液に、希釈剤を添加、冷却してヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体を晶析、固液分離し、これを更に有機溶媒および/または水で洗浄し高純度ヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体を得る方法において、低沸点成分を留去して得られたヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体を含む水溶液に、希釈剤及び塩基性化合物を加えてヒドロキシピバルアルデヒドをおよび/またはその二量体の濃度が5〜23質量%、ホルムアルデヒド濃度が0.2〜2.5質量%、pH値が5.0以上になるよう希釈して20〜45℃の温度範囲で晶析し、次いでヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体の結晶を固液分離し洗浄することを特徴とする高純度ヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体の製造方法。   In the presence of a basic catalyst, isobutyraldehyde and formaldehyde are reacted, and a low-boiling component containing unreacted isobutyraldehyde is distilled off. A diluent is added to the aqueous solution and cooled to obtain hydroxypivalaldehyde and / or The dimer is crystallized and separated into solid and liquid, and this is further washed with an organic solvent and / or water to obtain high-purity hydroxypivalaldehyde and / or dimer thereof. Into the aqueous solution containing hydroxypivalaldehyde and / or its dimer obtained by adding a diluent and a basic compound, the concentration of hydroxypivalaldehyde and / or its dimer is 5 to 23% by mass, Crystallization in a temperature range of 20 to 45 ° C. after dilution so that the formaldehyde concentration is 0.2 to 2.5 mass% and the pH value is 5.0 or more, High-purity hydroxypivalaldehyde and / or methods of making dimer characterized by solid-liquid separation to wash the crystals of hydroxypivalaldehyde and / or dimer Ide. 固液分離による分離液および/または洗浄液を希釈剤として用いる請求項1記載の高純度ヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体の製造方法。   The method for producing high-purity hydroxypivalaldehyde and / or a dimer thereof according to claim 1, wherein a separation liquid and / or a washing liquid obtained by solid-liquid separation is used as a diluent. 固液分離による分離液を希釈剤として用いることを二回以上繰り返す請求項2記載の高純度ヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体の製造方法。   The method for producing high-purity hydroxypivalaldehyde and / or a dimer thereof according to claim 2, wherein the use of a separated liquid obtained by solid-liquid separation as a diluent is repeated twice or more. 晶析により得られる結晶スラリーの粘度が500mPa・s以下である請求項1〜3のいずれかに記載の高純度ヒドロキシピバルアルデヒドおよび/またはその二量体の製造方法。   The method for producing a high-purity hydroxypivalaldehyde and / or dimer thereof according to any one of claims 1 to 3, wherein the viscosity of the crystal slurry obtained by crystallization is 500 mPa · s or less.
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