JP2010159223A - Method for producing iodine compound - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医薬、農薬、香料等の合成原料として有用であるヨウ素化合物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing iodine compounds that are useful as synthetic raw materials for pharmaceuticals, agricultural chemicals, fragrances and the like.
従来、アルコールを原料に用いたヨウ素化合物の製造方法としては、ヨウ素と、アルコールおよび赤リンとを用いてヨウ素化合物を製造する方法（例えば、特許文献１参照。）や、アルコールから誘導される塩素化合物または臭素化合物と、例えばヨウ化ナトリウムやヨウ化カリウム等のヨウ素の無機アルカリ塩とを作用させてヨウ素化合物を製造する方法（例えば、特許文献２参照。）や、アルコールと、例えばヨウ化ナトリウムやヨウ化カリウムなどのヨウ素の無機アルカリ塩とをリン酸中で作用させてヨウ素化合物を製造する方法（例えば、非特許文献１参照。）や、アルコールとヨウ化水素酸とを作用させてヨウ素化合物を製造する方法（例えば、特許文献３、非特許文献２参照。）等が知られている。 Conventionally, as a method for producing an iodine compound using alcohol as a raw material, a method for producing an iodine compound using iodine, alcohol and red phosphorus (see, for example, Patent Document 1), or chlorine derived from alcohol. A method of producing an iodine compound by reacting a compound or bromine compound with an inorganic alkali salt of iodine such as sodium iodide or potassium iodide (see, for example, Patent Document 2), an alcohol and, for example, sodium iodide Or a method of producing an iodine compound by reacting with an inorganic alkali salt of iodine such as potassium iodide in phosphoric acid (for example, see Non-patent Document 1), or by reacting alcohol and hydroiodic acid. Methods for producing compounds (see, for example, Patent Document 3 and Non-Patent Document 2) are known.
また、グリコール類を原料に用いたジヨウ素化合物の製造方法としては、約６７重量％ヨウ化水素酸（比重は１．９４）を用いたジヨウ素化合物の合成方法（例えば、非特許文献３参照。）や、赤リンとヨウ素とを用いたジヨウ素化合物の製造方法（例えば、特許文献４参照。）が知られている。 Moreover, as a manufacturing method of the diiodine compound using glycols as a raw material, the synthesis method of the diiodine compound using about 67 weight% hydroiodic acid (specific gravity is 1.94) (for example, refer nonpatent literature 3). And a production method of a diiodine compound using red phosphorus and iodine (for example, see Patent Document 4).
しかしながら、上述した各ヨウ素化合物の製造方法では、環境負荷が大きい問題や工業的生産を行う上で経済的に製造できない問題を有している。 However, the above-described methods for producing each iodine compound have a problem of a large environmental load and a problem that cannot be economically produced for industrial production.
例えば、特許文献１記載の製造方法は、赤リンの取り扱いおよび反応制御に注意が必要であることから、工業的な製造方法として不向きである。また、反応終了後にリン廃棄物が副生成されるため環境負荷が大きい。 For example, the production method described in Patent Document 1 is unsuitable as an industrial production method because it requires attention to the handling and reaction control of red phosphorus. Moreover, since phosphorus waste is by-produced after completion of the reaction, the environmental load is large.
特許文献２記載の製造方法は、一般的に安価なアルコールを塩素化または臭素化することにより原料の塩素化合物または臭素化合物を得るため、原料にアルコールを使用した場合よりも多工程になり製造が煩雑化してしまう。また、一般的に高価なヨウ素の無機アルカリ塩を使用するので、コストが高騰してしまい経済性に優れない。 The production method described in Patent Document 2 is generally produced by chlorinating or brominating an inexpensive alcohol to obtain a chlorine compound or bromine compound as a raw material, so that the number of production steps is larger than when alcohol is used as the raw material. It becomes complicated. Further, since an expensive inorganic alkali salt of iodine is generally used, the cost increases, and the economy is not excellent.
非特許文献１記載の製造方法は、無水のリン酸を使用して反応を行わないと収率が悪化してしまう。また、反応終了後にリン廃棄物が副生成されるため環境負荷が大きい。 In the production method described in Non-Patent Document 1, the yield deteriorates unless the reaction is performed using anhydrous phosphoric acid. Moreover, since phosphorus waste is by-produced after completion of the reaction, the environmental load is large.
特許文献３記載の製造方法は、例えばシクロプロピルメタノール等の環状炭化水素基を有するシクロアルキルアルカノールを脱水剤の存在下にて５７重量％ヨウ化水素酸でヨウ素化する方法である。しかし、５７重量％ヨウ化水素酸中のヨウ化水素１モルに対して、例えば無水硫酸マグネシウム等の脱水剤を０．８モルから１．０モル使用しなければ、収率および反応速度が悪化する。また、環境負荷の大きなクロロホルム等のハロゲン系溶媒を共溶媒として使用するため、工業的な製造方法として不向きである。 The production method described in Patent Document 3 is a method in which a cycloalkylalkanol having a cyclic hydrocarbon group such as cyclopropylmethanol is iodinated with 57% by weight hydroiodic acid in the presence of a dehydrating agent. However, if a dehydrating agent such as anhydrous magnesium sulfate is not used in an amount of 0.8 mol to 1.0 mol with respect to 1 mol of hydrogen iodide in 57 wt% hydroiodic acid, the yield and reaction rate will deteriorate. To do. In addition, since a halogen-based solvent such as chloroform having a large environmental load is used as a co-solvent, it is not suitable as an industrial production method.
非特許文献２記載の製造方法は、アルコールと過剰量の５７重量％ヨウ化水素酸を用いてゆっくりと蒸留を行うことによりヨウ素化合物を得る方法である。しかし、３当量から４当量のヨウ化水素酸を使用しなければ収率が悪化するので、コストが高騰して経済的に優れない。 The production method described in Non-Patent Document 2 is a method for obtaining an iodine compound by slowly performing distillation using an alcohol and an excess amount of 57 wt% hydroiodic acid. However, if 3 to 4 equivalents of hydroiodic acid are not used, the yield is deteriorated, so that the cost is increased and it is not economically excellent.
非特許文献３記載の製造方法は、高価かつ工業的に入手が困難な約６７重量％ヨウ化水素酸を使用しているため、工業的な製造方法として不向きである。 The manufacturing method described in Non-Patent Document 3 is not suitable as an industrial manufacturing method because it uses about 67 wt% hydroiodic acid which is expensive and difficult to obtain industrially.
特許文献４記載の製造方法は、赤リンの取り扱いおよび反応の制御に注意が必要であることから、工業的な製造方法として不向きである。また、反応終了後にリン廃棄物が副生成されるため環境負荷が大きい。 The production method described in Patent Document 4 is unsuitable as an industrial production method because it requires attention in handling red phosphorus and controlling the reaction. Moreover, since phosphorus waste is by-produced after completion of the reaction, the environmental load is large.
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、環境負荷が小さく、また、工業的生産を行う上で経済的にヨウ素化合物を得ることができるヨウ素化合物の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and has an object to provide a method for producing an iodine compound that has a low environmental load and can economically obtain an iodine compound for industrial production. And
請求項１に記載されたヨウ素化合物の製造方法は、アルコールと、ヨウ化水素酸とを用いて、反応系内から水を留去しながらヨウ素化反応を行うことによりヨウ素化合物を製造するものである。 The method for producing an iodine compound according to claim 1 is a method for producing an iodine compound by performing an iodination reaction while distilling off water from the reaction system using alcohol and hydroiodic acid. is there.
請求項２に記載されたヨウ素化合物の製造方法は、請求項１に記載のヨウ素化合物の製造方法において、アルコールは、一般式Ｒ−ＯＨで示され、式中のＲは炭素数５以上１２以下の整数の直鎖状、分岐状および環状のいずれかの炭化水素基であり、反応式（１）：Ｒ−ＯＨ＋ＨＩ→Ｒ−Ｉ＋Ｈ２Ｏに従って、一般式Ｒ−Ｉで示され、式中のＲは炭素数５以上１２以下の整数の直鎖状、分岐状および環状のいずれかの炭化水素基であるヨウ素化合物を製造するものである。 The method for producing an iodine compound according to claim 2 is the method for producing an iodine compound according to claim 1, wherein the alcohol is represented by the general formula R-OH, wherein R is a carbon number of 5 or more and 12 or less. Any of linear, branched and cyclic hydrocarbon groups represented by general formula R-I according to reaction formula (1): R—OH + HI → R—I + H 2 O, R is an iodine compound which is an integer of a straight chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms.
請求項３に記載されたヨウ素化合物の製造方法は、請求項１記載のヨウ素化合物の製造方法において、アルコールは、一般式ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨで示され、式中のｎは２以上１２以下の整数のグリコールであり、反応式（２）：ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨ＋２ＨＩ→Ｉ（ＣＨ２）ｎＩ＋２Ｈ２Ｏに従って、一般式Ｉ（ＣＨ２）ｎＩで示され、式中のｎは２以上１２以下の整数であるジヨウ素化合物を製造するものである。 The method for producing an iodine compound according to claim 3 is the method for producing an iodine compound according to claim 1, wherein the alcohol is represented by the general formula HO (CH 2 ) n OH, wherein n is 2 or more and 12 An integer of the following glycols, represented by the general formula I (CH 2 ) n I according to reaction formula (2): HO (CH 2 ) n OH + 2HI → I (CH 2 ) n I + 2H 2 O, where n Is a diiodine compound which is an integer of 2 or more and 12 or less.
請求項４に記載されたヨウ素化合物の製造方法は、請求項１ないし３のいずれかに記載されたヨウ素化合物の製造方法において、反応系内では、水層のヨウ化水素酸の濃度が４０重量％以上５８重量％以下になるように水を留去しながらヨウ素化反応を行うものである。 The method for producing an iodine compound according to claim 4 is the method for producing an iodine compound according to any one of claims 1 to 3, wherein the concentration of hydroiodic acid in the aqueous layer is 40 wt. The iodination reaction is carried out while distilling off water so that the concentration becomes from 58% to 58% by weight.
請求項１に記載された発明によれば、アルコールとヨウ化水素酸とを用い、ヨウ素化反応を行ってヨウ素化合物を製造することにより、副生成物は水のみであるので、環境負荷を小さくできる。また、反応系内から水を留去しながらヨウ素化反応を行ことにより、ヨウ化水素酸濃度の低下による反応速度の減少を抑えることができるので、工業的生産を行う上で経済的にヨウ素化合物を得ることができる。 According to the first aspect of the invention, by using an alcohol and hydroiodic acid and performing an iodination reaction to produce an iodine compound, since the by-product is only water, the environmental load is reduced. it can. In addition, by performing the iodination reaction while distilling off water from the reaction system, it is possible to suppress a decrease in the reaction rate due to a decrease in the concentration of hydroiodic acid. A compound can be obtained.
請求項２に記載された発明によれば、アルコールは、一般式Ｒ−ＯＨで示されるアルコールであり、反応式（１）Ｒ−ＯＨ＋ＨＩ→Ｒ−Ｉ＋Ｈ２Ｏに従ってヨウ素化反応を行うことにより、一般式Ｒ−Ｉで示されるヨウ素化合物をより確実に得ることができる。 According to the invention described in claim 2, the alcohol is an alcohol represented by the general formula R-OH, by carrying out the iodination reaction according to Scheme (1) R-OH + HI → R-I + H 2 O, The iodine compound represented by the general formula R-I can be obtained more reliably.
請求項３に記載された発明によれば、アルコールは、一般式ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨで示されるグリコールであり、反応式（２）ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨ＋２ＨＩ→Ｉ（ＣＨ２）ｎＩ＋２Ｈ２Ｏに従ってヨウ素化反応を行うことにより、一般式Ｉ（ＣＨ２）ｎＩで示されるヨウ素化合物をより確実に得ることができる。 According to the invention described in claim 3, the alcohol is a glycol represented by the general formula HO (CH 2 ) n OH, and the reaction formula (2) HO (CH 2 ) n OH + 2HI → I (CH 2 ) n By performing the iodination reaction according to I + 2H 2 O, the iodine compound represented by the general formula I (CH 2 ) n I can be obtained more reliably.
請求項４に記載された発明によれば、反応系内の水層のヨウ化水素酸の濃度が４０重量％以上５８重量％以下になるように水を留去しながらヨウ素化反応させることにより、ヨウ化水素酸の使用量を抑えられるため、より経済的にヨウ素化合物を得ることができる。 According to the invention described in claim 4, by carrying out the iodination reaction while distilling off water so that the concentration of hydroiodic acid in the aqueous layer in the reaction system is 40 wt% or more and 58 wt% or less. Since the amount of hydroiodic acid used can be suppressed, the iodine compound can be obtained more economically.
以下、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
本発明のヨウ素化合物の製造方法は、アルコールとヨウ化水素酸とを用いて、反応系内から水を留去しながらヨウ素化反応を行うことにより、ヨウ素化合物を製造するものである。 The iodine compound production method of the present invention is to produce an iodine compound by using an alcohol and hydroiodic acid to carry out an iodination reaction while distilling off water from the reaction system.
原料のアルコールは、目的とするヨウ素化合物と同じ炭素鎖を有するアルコールを使用する。また、反応系内から水を留去しながらヨウ素化反応を行うため、原料のアルコールとしては、ヨウ化水素と水との共沸点（約１２７℃）よりも沸点の高いアルコールが使用できる。 As the raw material alcohol, an alcohol having the same carbon chain as the target iodine compound is used. Further, since the iodination reaction is carried out while distilling off water from the reaction system, an alcohol having a boiling point higher than the azeotropic point of hydrogen iodide and water (about 127 ° C.) can be used as the raw material alcohol.
アルコールとしては、具体的に、一般式Ｒ−ＯＨで示され、式中のＲは炭素数５以上１２以下の整数の直鎖状、分岐状および環状のいずれかの炭化水素であるアルコール、または、一般式ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨで示され式中のｎは２以上１２以下の整数であるグリコールを使用することが好ましい。 Specifically, the alcohol is represented by the general formula R—OH, where R is an linear, branched or cyclic hydrocarbon having 5 to 12 carbon atoms, or It is preferable to use a glycol represented by the general formula HO (CH 2 ) n OH, wherein n is an integer of 2 or more and 12 or less.
また、有利なアルコールは、１−ペンタノール、シクロペンタノール、１−ヘキサノール、シクロヘキサノール、１−ヘプタノール、１−オクタノール、１−ノナノール、１−デカノール、１−ウンデカノール、１−ドデカノール、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１２−ドデカンジオール等を挙げることができる。 Preferred alcohols are 1-pentanol, cyclopentanol, 1-hexanol, cyclohexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 1-nonanol, 1-decanol, 1-undecanol, 1-dodecanol, ethylene glycol, Examples include 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,10-decanediol, 1,12-dodecanediol, and the like.
なお、その他のアルコールとしては、ＯＨ基を３つ含有するグリセリン等の３価のアルコール、フェニル基等の芳香族炭化水素基を含有するベンジルアルコール等のアルコール等が挙げられる。 Examples of other alcohols include trivalent alcohols such as glycerin containing three OH groups, and alcohols such as benzyl alcohol containing aromatic hydrocarbon groups such as phenyl groups.
アルコールとして、一般式Ｒ−ＯＨで示されるアルコールを用いることにより、下記反応式（１）に従ってヨウ素化反応が行われる。 By using an alcohol represented by the general formula R—OH as the alcohol, an iodination reaction is performed according to the following reaction formula (1).
反応式（１）：Ｒ−ＯＨ＋ＨＩ→Ｒ−Ｉ＋Ｈ２Ｏ Scheme (1): R-OH + HI → R-I + H 2 O
この反応式（１）に従ったヨウ素化反応により、一般式Ｒ−Ｉで示され、式中のＲは炭素数５以上１２以下の整数の直鎖状、分岐状および環状のいずれかの炭化水素基であるヨウ素化合物が製造される。 By the iodination reaction according to this reaction formula (1), it is represented by the general formula R-I, wherein R is any one of linear, branched and cyclic carbon atoms having an integer of 5 to 12 carbon atoms. An iodine compound that is a hydrogen group is produced.
また、アルコールとして、一般式ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨで示されるグリコールを用いることにより、下記反応式（２）に従ってヨウ素化反応が行われる。 Further, as the alcohol, by using a glycol represented by the general formula HO (CH 2) n OH, iodination reaction is carried out in accordance with the following reaction formula (2).
反応式（２）：ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨ＋２ＨＩ→Ｉ（ＣＨ２）ｎＩ＋２Ｈ２Ｏ Scheme (2): HO (CH 2 ) n OH + 2HI → I (CH 2) n I + 2H 2 O
この反応式（２）に従ったヨウ素化反応により、一般式Ｉ（ＣＨ２）ｎＩで示され、式中のｎは２以上１２以下の整数であるジヨウ素化合物が製造される。 By the iodination reaction according to this reaction formula (2), a diiodine compound represented by the general formula I (CH 2 ) n I, in which n is an integer of 2 or more and 12 or less, is produced.
アルコールとヨウ化水素酸とのヨウ素化反応は、含水量が少ないほど迅速に行われる。そのため、原料のヨウ化水素酸としては、４０重量％以上のヨウ化水素酸が好ましく、一般的に市販されている５５重量％から５８重量％のヨウ化水素酸が特に好ましい。 The iodination reaction between alcohol and hydroiodic acid is performed more rapidly as the water content is lower. Therefore, as the raw material hydroiodic acid, 40% by weight or more of hydroiodic acid is preferable, and 55% to 58% by weight of hydroiodic acid generally commercially available is particularly preferable.
また、反応系内の水を留去しながらヨウ素化反応を行うことにより、反応系内の水層の含水量を減らしてヨウ化水素酸の濃度を４０重量％以上５８重量％以下にすると、大過剰のヨウ化水素酸を用いなくても、ヨウ化水素酸の濃度の減少に伴う反応速度の低下を抑制できるので好ましい。 Further, by performing the iodination reaction while distilling off the water in the reaction system, the water content of the aqueous layer in the reaction system is reduced so that the concentration of hydroiodic acid is 40 wt% or more and 58 wt% or less. Even if a large excess of hydroiodic acid is not used, it is preferable because a decrease in reaction rate accompanying a decrease in the concentration of hydroiodic acid can be suppressed.
ここで、ヨウ化水素酸を用いたアルコールのヨウ素化反応では、反応式（１）および反応式（２）に示すように、ヨウ化水素が消費され、ヨウ素化合物の生成とともに水が生成される。すなわち、反応の進行に伴って、ヨウ化水素の消費によるヨウ化水素酸の濃度の低下と、水の生成によるヨウ化水素酸の濃度の低下とが起こる。このように、ヨウ化水素酸の濃度が低下すると、反応速度が低下してアルコールがヨウ素化され難くなり、未反応のアルコールが発生する。 Here, in the iodination reaction of alcohol using hydriodic acid, hydrogen iodide is consumed as shown in Reaction Formula (1) and Reaction Formula (2), and water is generated along with the generation of the iodine compound. . That is, as the reaction proceeds, a decrease in the concentration of hydroiodic acid due to the consumption of hydrogen iodide and a decrease in the concentration of hydroiodic acid due to the generation of water occur. Thus, when the concentration of hydroiodic acid is lowered, the reaction rate is lowered and the alcohol becomes difficult to be iodinated, and unreacted alcohol is generated.
そこで、反応系内から水を留去してヨウ化水素酸の濃度を４０重量％以上にすることにより、反応速度の低下による未反応のアルコールの発生を防止できる。一方、ヨウ化水素と水とは共沸混合物を生成するため、ヨウ化水素酸の濃度は５８重量％までしか上昇しない。したがって、反応系内のヨウ化水素酸の濃度は、４０重量％以上５８重量％以下が好ましい。 Therefore, by removing water from the reaction system to make the concentration of hydroiodic acid 40% by weight or more, generation of unreacted alcohol due to a decrease in reaction rate can be prevented. On the other hand, since the hydrogen iodide and water form an azeotrope, the concentration of hydroiodic acid increases only to 58% by weight. Therefore, the concentration of hydroiodic acid in the reaction system is preferably 40% by weight or more and 58% by weight or less.
また、反応系内のヨウ化水素酸の濃度が、４０重量％以上になると留去した水にヨウ化水素が若干含まれ、４５重量％以上になると留去した水に含まれるヨウ化水素の量がさらに増加する。そのため、反応終了時の水層のヨウ化水素酸の濃度は４０重量％から４５重量％の範囲になっていることがより好ましい。 Further, when the concentration of hydroiodic acid in the reaction system is 40% by weight or more, the distilled water contains a little hydrogen iodide, and when it is 45% by weight or more, the hydrogen iodide contained in the distilled water is reduced. The amount further increases. Therefore, the concentration of hydroiodic acid in the aqueous layer at the end of the reaction is more preferably in the range of 40% to 45% by weight.
なお、このように水を留去しながらヨウ素化反応を行うので、例えば、ブローイングアウト法にて得られたヨウ素吸収液を用い、陰イオン交換膜として一価陰イオン選択透過膜を用いた電気透析法により得られる約１０重量％から２５重量％の低濃度ヨウ化水素酸等も使用できる。 In addition, since the iodination reaction is performed while distilling off water in this way, for example, using an iodine absorbing solution obtained by a blowing-out method, an electric current using a monovalent anion selective permeable membrane as an anion exchange membrane is used. About 10% to 25% by weight of low-concentration hydroiodic acid obtained by dialysis can also be used.
アルコールとヨウ化水素酸との仕込みモル比は、アルコール中に含まれるＯＨ基各１モルに対し、ヨウ化水素酸中のヨウ化水素を理論量の１．０モル以上使用することが好ましく、１．１モル以上２．５モル以下の範囲がさらに好ましく、１．３モル以上２．０モル以下が特に好ましい。 The charge molar ratio of alcohol and hydroiodic acid is preferably 1.0 mol or more of the theoretical amount of hydrogen iodide in hydroiodic acid, with respect to 1 mol of each OH group contained in the alcohol. The range of 1.1 mol or more and 2.5 mol or less is more preferable, and 1.3 mol or more and 2.0 mol or less is particularly preferable.
反応温度は、通常は還流温度である。また、一般的には１００℃以上１５０℃以下の範囲である。 The reaction temperature is usually the reflux temperature. Moreover, generally it is the range of 100 degreeC or more and 150 degrees C or less.
反応時間は、アルコールの種類、ヨウ化水素酸の濃度、仕込みモル比および反応温度にもよるが、通常は１時間から２４時間である。 The reaction time is usually from 1 to 24 hours, although it depends on the type of alcohol, the concentration of hydroiodic acid, the charged molar ratio and the reaction temperature.
ヨウ素化反応により得られる反応容器内の反応液は、冷却することによりヨウ素化合物の油層または固層と、未反応のヨウ化水素酸を含有する水層とに二層分離するため、液液分離または固液分離等の公知の分離操作を施すことにより、目的とするヨウ素化合物の粗製品を得ることができる。また、得られた粗製品にヨウ素色が着色している場合は、還元剤で処理することによりヨウ素色を脱色できる。このような脱色の処理に用いる還元剤は、一般に入手できるものでよく、水溶性の次亜リン酸、チオ硫酸塩および亜硫酸塩等が好ましい。 The reaction solution in the reaction vessel obtained by the iodination reaction is separated into two layers by cooling into an oil layer or solid layer of iodine compound and an aqueous layer containing unreacted hydroiodic acid, so liquid-liquid separation Alternatively, a target crude product of iodine compound can be obtained by performing a known separation operation such as solid-liquid separation. Moreover, when the obtained crude product is colored with iodine, it can be decolorized by treating with a reducing agent. The reducing agent used for such decolorization treatment may be generally available, and water-soluble hypophosphorous acid, thiosulfate, sulfite and the like are preferable.
また、ヨウ素化合物の粗製品分離後の未反応ヨウ化水素酸を含有する水層は、そのまままたは濃縮後、次回のヨウ素化反応に循環して使用することが可能である。 Further, the aqueous layer containing unreacted hydroiodic acid after separation of the crude product of the iodine compound can be used as it is or after being concentrated and recycled for the next iodination reaction.
得られたヨウ素化合物の粗製品は、蒸留操作または再結晶精製を行うことにより、高純度の精製品を得ることができる。 The obtained crude product of iodine compound can be subjected to distillation operation or recrystallization purification to obtain a purified product with high purity.
そして、このように、アルコールとヨウ化水素酸とを用いたヨウ素化反応の反応系内において、水を留去しながらヨウ素化反応を行うことにより、特殊な原料、設備および処理を用いなくても収率が悪化し難い。したがって、工業的生産を行う上で、ヨウ素化合物を容易かつ高収率で得ることができる。 And, in this way, in the reaction system of the iodination reaction using alcohol and hydroiodic acid, by performing the iodination reaction while distilling off water, there is no need to use special raw materials, equipment and processing. However, the yield is difficult to deteriorate. Therefore, an iodine compound can be obtained easily and in high yield in industrial production.
また、有機溶媒を必要とせず、反応系にて生成されるのは、ヨウ素化合物の油層または固層と、未反応ヨウ化水素酸を含有する水層とである。したがって、ヨウ素化反応による副生成物が水のみであるので、環境負荷を小さく抑えることができる。 In addition, what is generated in the reaction system without the need for an organic solvent is an oil layer or solid layer of iodine compound and an aqueous layer containing unreacted hydroiodic acid. Therefore, since the by-product resulting from the iodination reaction is only water, the environmental load can be kept small.
さらに、反応系内から水を留去しながらヨウ素化反応を行うため、反応系内における含水量を少なくでき、大過剰のヨウ化水素酸を使用しなくても、ヨウ化水素酸濃度の低下による反応速度の減少を抑えることができる。したがって、ヨウ化水素酸を多く用いることなく反応に要する時間を短くでき、ヨウ素化合物を経済的に得ることができる。 Furthermore, since the iodination reaction is performed while distilling off water from the reaction system, the water content in the reaction system can be reduced, and the concentration of hydroiodic acid can be reduced without using a large excess of hydroiodic acid. It is possible to suppress a decrease in reaction rate due to Therefore, the time required for the reaction can be shortened without using much hydroiodic acid, and an iodine compound can be obtained economically.
一般式Ｒ−ＯＨで示され式中のＲは炭素数５以上１２以下の整数の直鎖状、分岐状および環状のいずれかの炭化水素基であるアルコールと、ヨウ化水素酸とを用いて、反応系内から水を留去しながら、ヨウ素化反応を行うことにより、反応式（１）Ｒ−ＯＨ＋ＨＩ→Ｒ−Ｉ＋Ｈ２Ｏに従ってより確実にヨウ素化反応が行うことができる。したがって、一般式Ｒ−Ｉで示され式中のＲは炭素数５以上１２以下の整数の直鎖状、分岐状および環状のいずれかの炭化水素基であるヨウ素化合物をより確実に得ることができる。 R is represented by the general formula R-OH, where R is an integer of a straight chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms and hydroiodic acid. By carrying out the iodination reaction while distilling off water from the reaction system, the iodination reaction can be carried out more reliably according to the reaction formula (1) R—OH + HI → R—I + H 2 O. Therefore, it is possible to more reliably obtain an iodine compound represented by the general formula R-I in which R is an integer of a linear, branched or cyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms. it can.
一般式ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨで示され式中のｎは２以上１２以下の整数であるグリコールと、ヨウ化水素酸とを用いて、反応系から水を留去しながら、ヨウ素化反応を行うことにより、反応式（２）ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨ＋２ＨＩ→Ｉ（ＣＨ２）ｎＩ＋２Ｈ２Ｏに従ってより確実に行うヨウ素化反応を行うことができる。したがって、一般式Ｉ（ＣＨ２）ｎＩで示され式中のｎは２以上１２以下の整数であるジヨウ素化合物をより確実に得ることができる。 Iodination reaction while distilling off water from the reaction system using glycol represented by the general formula HO (CH 2 ) n OH, where n is an integer of 2 or more and 12 or less, and hydroiodic acid The iodination reaction can be carried out more reliably according to the reaction formula (2) HO (CH 2 ) n OH + 2HI → I (CH 2 ) n I + 2H 2 O. Therefore, a diiodine compound represented by the general formula I (CH 2 ) n I, wherein n is an integer of 2 or more and 12 or less, can be obtained more reliably.
反応系内の水層のヨウ化水素酸の濃度が４０重量％以上５８重量％以下になるように水を留去しながらヨウ素化反応させることにより、反応系内における含水量を減少できる。この含水量の減少により、大過剰のヨウ化水素酸を使用しなくても、反応速度を迅速化できる。したがって、ヨウ化水素酸の使用量を抑えられるため、経済的かつ高効率でヨウ素化合物を得ることができる。また、低濃度のヨウ化水素酸を用いても高収率でヨウ素化合物を得ることができる。 By performing the iodination reaction while distilling off water so that the concentration of hydroiodic acid in the aqueous layer in the reaction system is 40% by weight or more and 58% by weight or less, the water content in the reaction system can be reduced. This reduction in water content can speed up the reaction without using a large excess of hydroiodic acid. Therefore, since the amount of hydroiodic acid used can be suppressed, an iodine compound can be obtained economically and with high efficiency. Further, an iodine compound can be obtained in a high yield even when a low concentration of hydroiodic acid is used.
ヨウ素化合物の粗製品分離後の未反応ヨウ化水素酸を含有する水層を次回のヨウ素化反応に循環して使用することにより、未反応のヨウ化水素酸を無駄なく使用できるので、ヨウ化水素酸基準でのヨウ素化合物収率を実質的に非常に高くでき、より経済的にヨウ素化合物を得ることができる。 Since the aqueous layer containing unreacted hydroiodic acid after separation of the crude product of iodine compound is recycled and used for the next iodination reaction, unreacted hydroiodic acid can be used without waste. The iodine compound yield on the basis of hydrogen acid can be substantially increased, and the iodine compound can be obtained more economically.
以下、本発明のヨウ素化合物の製造方法の実施例および比較例について説明する。 Hereinafter, the Example of the manufacturing method of the iodine compound of this invention and a comparative example are demonstrated.
［実施例１］
実施例１は、反応系内から水を留去しながらヨウ素化反応を行ったものである。攪拌機と温度計と還流冷却器付き分留頭とを付した５０ｍＬ三ツ口フラスコに、１−ペンタノール９．０ｇ（０．１０モル）、５７重量％ヨウ化水素酸３３．７ｇ（０．１５モル）を秤取した。また、このフラスコをオイルバスにて加熱し、水を留去しながら２時間反応を行った。この間、フラスコ内の温度は１００℃から１３０℃まで上昇した。
[Example 1]
In Example 1, the iodination reaction was performed while distilling off water from the reaction system. In a 50 mL three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a fractionation head with a reflux condenser, 9.0 g (0.10 mol) of 1-pentanol and 33.7 g (0.15 mol) of 57 wt% hydroiodic acid were added. ) Was weighed. The flask was heated in an oil bath and reacted for 2 hours while distilling off water. During this time, the temperature in the flask rose from 100 ° C to 130 ° C.
反応終了後、反応液を室温まで冷却したところ、水層と褐色油状物との二層に分離したので分離操作を行った。 After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, and separated into two layers of an aqueous layer and a brown oily substance, and thus a separation operation was performed.
分離した水層は、重量が１５．４ｇであり、ヨウ化水素酸の濃度が４１重量％であった。 The separated aqueous layer had a weight of 15.4 g and a hydroiodic acid concentration of 41% by weight.
一方、分離した褐色油状物を、水、５重量％チオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させることにより、１９．１ｇの淡黄色油状物を得た。この淡黄色油状物の組成をガスクロマトグラフで分析した結果、１−ペンタノール０％、１−ヨードペンタン９９．２％であった。したがって、仕込みの１−ペンタノールに対する１−ヨードペンタンの収率は９６％であった。 On the other hand, the separated brown oily substance was washed with water, 5 wt% sodium thiosulfate aqueous solution and saturated brine in that order, and dried with sodium sulfate to obtain 19.1 g of a pale yellow oily substance. As a result of analyzing the composition of this pale yellow oily product by gas chromatography, it was found to be 1-pentanol 0% and 1-iodopentane 99.2%. Therefore, the yield of 1-iodopentane relative to the charged 1-pentanol was 96%.
[比較例１]
比較例１は、反応系内から水を留去しないでヨウ素化反応を行ったものである。攪拌機と温度計と還流冷却器とを付した５０ｍＬ三ツ口フラスコに、１−ペンタノール９．０ｇ（０．１０モル）、５７重量％ヨウ化水素酸３３．７ｇ（０．１５モル）を秤取した。このフラスコをオイルバスにて加熱し、３時間全還流を行った。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, the iodination reaction was performed without distilling off water from the reaction system. In a 50 mL three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a reflux condenser, 9.0 g (0.10 mol) of 1-pentanol and 33.7 g (0.15 mol) of 57 wt% hydroiodic acid were weighed. did. The flask was heated in an oil bath and refluxed for 3 hours.
反応終了後、反応液を室温まで冷却したところ、水層と褐色油状物との二層に分離したので分離操作を行った。 After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, and separated into two layers of an aqueous layer and a brown oily substance, and thus a separation operation was performed.
分離した水層は、ヨウ化水素酸濃度が３５重量％であった。 The separated aqueous layer had a hydroiodic acid concentration of 35% by weight.
一方、分離した褐色油状物を、水、５重量％チオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させることにより、１６．４ｇの淡黄色油状物を得た。この淡黄色油状物の組成をガスクロマトグラフで分析した結果、１−ペンタノール１２．６％、１−ヨードペンタン８６．８％であった。したがって、仕込みの１−ペンタノールに対する１−ヨードペンタンの収率は７２％であった。 On the other hand, the separated brown oil was washed with water, 5 wt% aqueous sodium thiosulfate and saturated brine in that order, and dried over sodium sulfate to obtain 16.4 g of a pale yellow oil. As a result of analyzing the composition of this pale yellow oily product by gas chromatography, it was 12.6% 1-pentanol and 86.8% 1-iodopentane. Therefore, the yield of 1-iodopentane relative to the charged 1-pentanol was 72%.
比較例１は、上記実施例１と比較して、反応系内から水を留去しない以外は、条件が殆ど同じであるが、実施例の１−ヨードペンタンの収率が９６％であるのに対し、比較例１の収率は７２％である。 Comparative Example 1 is almost the same as Comparative Example 1 except that water is not distilled off from the reaction system, but the yield of 1-iodopentane of Example is 96%. On the other hand, the yield of Comparative Example 1 is 72%.
比較例１は、反応初期ではヨウ化水素酸の濃度が高く、アルコールがヨウ素化され易い状態だが、反応の経過に伴ってヨウ化水素酸の濃度が低下し、反応後期ではアルコールがヨウ素化され難い状態になる。その結果比較例１の生成物中に未反応のアルコールを含有し、実施例１に比べて収率が悪化すると考えられる。 In Comparative Example 1, the concentration of hydroiodic acid is high at the initial stage of the reaction, and the alcohol is easily iodinated. However, the concentration of hydroiodic acid decreases with the progress of the reaction, and the alcohol is iodinated at the late stage of the reaction. It becomes difficult. As a result, unreacted alcohol is contained in the product of Comparative Example 1, and the yield is considered to be worse than that of Example 1.
したがって、このような工業的な生産を行う上で、容易であり、環境負荷が小さいヨウ素化合物の製造方法であっても、反応系内の水を留去しながらヨウ素化反応を行うことにより、経済的でありかつ高収率にヨウ素化合物である１−ヨードペンタンを得ることができる。 Therefore, in performing such industrial production, even if it is a method for producing an iodine compound that is easy and has a low environmental burden, by performing the iodination reaction while distilling off the water in the reaction system, It is economical and 1-iodopentane which is an iodine compound can be obtained in a high yield.
[実施例２]
実施例２は、水を留去しながらヨウ素化反応を行ったものである。攪拌機と温度計と還流冷却器付き分留頭とを付した５０ｍＬ三ツ口フラスコに、実施例１にて分離したヨウ化水素酸濃度４１重量％の未反応ヨウ化水素酸含有の水層１５．４ｇ（０．０４９モル）、１−ペンタノール９．０ｇ（０．０５モル）、５７重量％ヨウ化水素酸２２．５ｇ（０．１０モル）を秤取した。このフラスコをオイルバスにて加熱し、水を留去しながら３時間反応を行った。この間、フラスコ内の温度は１００℃から１３０℃まで上昇した。
[Example 2]
In Example 2, the iodination reaction was performed while distilling off water. In a 50 mL three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a fractionation head equipped with a reflux condenser, 15.4 g of an unreacted hydroiodic acid-containing aqueous layer separated in Example 1 and having a hydroiodic acid concentration of 41% by weight. (0.049 mol), 9.0 g (0.05 mol) of 1-pentanol, and 22.5 g (0.10 mol) of 57 wt% hydroiodic acid were weighed. The flask was heated in an oil bath and reacted for 3 hours while distilling off water. During this time, the temperature in the flask rose from 100 ° C to 130 ° C.
反応終了後、反応液を室温まで冷却したところ、水層と褐色油状物との二層に分離したので分離操作を行った。 After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, and separated into two layers of an aqueous layer and a brown oily substance, and thus a separation operation was performed.
分離した水層は、重量が１５．３ｇであり、ヨウ化水素酸の濃度が４１重量％であった。 The separated aqueous layer had a weight of 15.3 g and a hydroiodic acid concentration of 41% by weight.
一方、分離した褐色油状物を、水、５重量％チオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させることにより、１９．０ｇの淡黄色油状物を得た。この淡黄色油状物の組成をガスクロマトグラフで分析した結果、１−ペンタノール０％、１−ヨードペンタン９９．１％であった。したがって、仕込みの１−ペンタノールに対する１−ヨードペンタンの収率は９５％であった。 On the other hand, the separated brown oil was washed with water, 5 wt% aqueous sodium thiosulfate and saturated brine in that order, and dried over sodium sulfate to obtain 19.0 g of a pale yellow oil. As a result of analyzing the composition of this pale yellow oily product by gas chromatography, it was found to be 1-pentanol 0% and 1-iodopentane 99.1%. Therefore, the yield of 1-iodopentane relative to the charged 1-pentanol was 95%.
このように、上記実施例１において分離した未反応ヨウ化水素酸含有の水層を使用しても、高収率でヨウ素化合物である１−ヨードペンタンを得ることができる。 Thus, even when the unreacted hydroiodic acid-containing aqueous layer separated in Example 1 is used, 1-iodopentane, which is an iodine compound, can be obtained in high yield.
したがって、未反応のヨウ化水素酸を循環利用して無駄なく使用できるので、ヨウ化水素酸基準でのヨウ素化合物収率を実質的に非常に高くでき、より経済的にヨウ素化合物を得ることができる。 Accordingly, since unreacted hydroiodic acid can be recycled and used without waste, the iodine compound yield based on hydroiodic acid can be substantially increased, and an iodine compound can be obtained more economically. it can.
[実施例３から実施例８]
原料のアルコール種と、ヨウ化水素酸の仕込みモルを変えた以外は、実施例１と同様にヨウ素化反応を行った。その結果を表１に示す。
[Example 3 to Example 8]
An iodination reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the starting alcohol species and the charged mole of hydroiodic acid were changed. The results are shown in Table 1.
表１に示すように、種々のアルコールを使用し、ヨウ化水素酸のモル比を変えても、高収率でヨウ素化合物を得ることができる。 As shown in Table 1, iodine compounds can be obtained in high yield even when various alcohols are used and the molar ratio of hydroiodic acid is changed.
[実施例９から実施例１４]
原料のアルコール種をグリコール類とし、原料のヨウ化水素酸を５０重量％ヨウ化水素酸とし、ヨウ化水素酸の仕込みモル比を変えた以外は、実施例１と同様にヨウ素化反応を行った。その結果を表２に示す。なお、表２中の転化率は原料であるグリコール類の反応転化率であり、選択率および収率は対応するジヨード体の選択率および収率である。
[Examples 9 to 14]
The iodination reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that the starting alcohol species was glycols, the starting hydroiodic acid was 50% by weight hydroiodic acid, and the charge molar ratio of hydroiodic acid was changed. It was. The results are shown in Table 2. The conversion rate in Table 2 is the reaction conversion rate of glycols which are raw materials, and the selectivity and yield are the selectivity and yield of the corresponding diiodide.
表２に示すように、種々のグリコールを使用し、ヨウ化水素酸を５０重量％ヨウ化水素酸とし、ヨウ化水素酸の仕込みモル比を変えても、高収率でヨウ素化合物を得ることができる。 As shown in Table 2, an iodine compound is obtained in a high yield even when various glycols are used, hydroiodic acid is changed to 50% by weight hydroiodic acid, and the molar ratio of hydroiodic acid is changed. Can do.
Claims (4)
ことを特徴とするヨウ素化合物の製造方法。 An iodine compound is produced by performing an iodination reaction using alcohol and hydroiodic acid while distilling off water from the reaction system.
反応式（１）：Ｒ−ＯＨ＋ＨＩ→Ｒ−Ｉ＋Ｈ２Ｏ
に従って、一般式Ｒ−Ｉで示され、式中のＲは炭素数５以上１２以下の整数の直鎖状、分岐状および環状のいずれかの炭化水素基であるヨウ素化合物を製造する
ことを特徴とする請求項１記載のヨウ素化合物の製造方法。 The alcohol is represented by the general formula R—OH, where R is an integer of a linear, branched or cyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms,
Scheme (1): R-OH + HI → R-I + H 2 O
In accordance with the present invention, an iodine compound is produced which is represented by the general formula R-I, wherein R is an integer of straight chain, branched or cyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms. The method for producing an iodine compound according to claim 1.
反応式（２）：ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨ＋２ＨＩ→Ｉ（ＣＨ２）ｎＩ＋２Ｈ２Ｏ
に従って、一般式Ｉ（ＣＨ２）ｎＩで示され、式中のｎは２以上１２以下の整数であるジヨウ素化合物を製造する
ことを特徴とする請求項１記載のヨウ素化合物の製造方法。 The alcohol is represented by the general formula HO (CH 2 ) n OH, wherein n is an integer glycol of 2 or more and 12 or less,
Scheme (2): HO (CH 2 ) n OH + 2HI → I (CH 2) n I + 2H 2 O
2. The method for producing an iodine compound according to claim 1, wherein a diiodine compound represented by the general formula I (CH 2 ) n I is used, wherein n is an integer of 2 or more and 12 or less.
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のヨウ素化合物の製造方法。 The iodination reaction is carried out while distilling off water so that the concentration of hydroiodic acid in the aqueous layer is 40% by weight or more and 58% by weight or less in the reaction system. A method for producing the iodine compound according to claim 1.
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