JP2010516809A - テレフタル酸ジエステルの製造 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2005年8月12日に出願された米国特許出願第11/202,975号の一部継続出願であり、この出願全体を引用することによって本明細書中に組み入れる。
本発明は、テレフタル酸(TPA)からのテレフタル酸ジエステルの製造に関する。
500ミリリットルのオートクレーブに、TPA 137.9g(0.83モル)、EH 250g(1.92モル)及びTIPT触媒125ppm(0.048g)を装入した。オートクレーブに、撹拌機、TPA/EH触媒混合物の表面下にEH及び窒素を供給するための導管、圧力除去導管並びに水及びEHを除去するための制御弁(背圧調整器)を装着した導管を装着した。次に、オートクレーブをシールし、約180℃に加熱して、オートクレーブ内に1bargの圧力を発生させた。反応の進行につれて、水とEHとの混合物を除去し、EHをポンプによってオートクレーブに戻した。水の除去を促進するために、窒素を再循還EHと共に供給した。総反応時間は260℃の最大温度及び約3bargの最大オートクレーブ圧において10.5時間であった。未反応TPA(14g)を濾過によって回収した。次いで、粗製生成物を2.5%NaOHで中和し、水洗し、濾過した。過剰のEHを減圧下でストリッピングし、次に残渣をスチームストリッピングした。ストリッピングした生成物を90℃において1時間活性炭で処理し、次いで濾過助剤を通して濾過して、生成物136.6g(転化率約80%)を生成した。分析(ガスクロマトグラフィー,面積百分率):EH 0.04%;ジ−(2−エチルヘキシル)フタレート0.07%,メチル(2−エチルヘキシル)テレフタレート0.13%;未知物質0.02%;DOTP 99.42%。色(PCS):20。
比較実験を大気圧で行った。オーバーヘッド撹拌機、温度計、加熱マントル及び蒸気デカンターを装着した2リットル丸底フラスコに、TPA350g(2.107モル)、EH 687g(5.28モル)及びTIPT 0.208g(200ppm)を加えた。加熱すると、反応が約180℃において始まった。温度は6時間でゆっくりと189℃に到達した。10時間の反応時間後に202℃の温度に達した。約14時間の反応時間を終えるまで温度を約205℃に保った。次いで、温度は15時間の時点で210℃に、18時間の時点で222℃に到達し、最終温度は230℃であった。最終温度に2時間保った。従って、反応が中止される点まで水の発生が減速するまでには21.5時間の反応時間が必要であった。理論量75.8gのうち合計73.5gの水含有留出物が収集された。粗製生成物から揮発分をストリッピングし、合計125.3gを得た。収率88.9%に対して、残渣は重量が733.7gであった。分析(ガスクロマトグラフィー,面積百分率):EH 0.04%;ジ−(2−エチルヘキシル)フタレート0.04%,DOTP異性体0.36%;DOTP 99.39%。色(PCS):40。
反応器系及び付随蒸留カラム20を図1に示す。装置は、加熱マントル22、電磁撹拌子23、温度センサー27及び蒸留カラム24を装着した1リットルのベース21からなるものであった。取り付けられたカラムは、全ガラス真空ジャケット付きオルダーショウ(Oldershaw)カラムの4つのセクション24a〜dからなり、各セクション27a〜dには温度センサーが取り付けられていた。カラム24の頂部にヘッド25を装着して、水−2−エチルヘキサノール共沸混合物を凝縮させ、デカンター26中に収集した。上部の2−エチルヘキサノール層をオーバーフローチューブによってカラムに戻し、秤量のために水を収集した。
成分,面積% 55−
44−2
−エチルヘキサノール 19.81
DMT 0.03
MOTP 0.05
DOTP異性体 0.19
DOTP 78.19
未知ピーク@11.185 0.58
酸価,mg 0.242
KOH/g 2
%TPAとして計算 0.036
%1/2エステルとして計算 0.120
この材料には、これ以上の最終生成物への処理を行わなかった。
満足できる速度を提供し且つ不充分な分別を用いた場合に均一に観察される発泡は引き起こさない最小段数を調べるために、代替反応器/蒸留カラム構造を組み立てた。変更された反応器系及び付随蒸留カラム30を図2に示す。この装置は、加熱マントル32、電磁撹拌子33、温度センサー37及び蒸留カラム34を装着した1リットルのベース31からなるものであった。取り付けられたカラム34は、10インチの充填物を含むペンステート(Penn−State)充填カラムからなるものであった。カラム34の頂部にはヘッド35を装着して、水−2−エチルヘキサノール共沸混合物を凝縮させ、デカンター36中に収集した。上部の2−エチルヘキサノール層をオーバーフローチューブによってカラムに戻し、秤量のために水を収集した。
10”カラムを3”Virgreuxカラムと置き換えて、過剰のアルコールをストリッピングした。昇温を開始し、ストリッピングを以下のように始めた:
90℃に冷却し、1リットルのドロップボトムフラスコに装入した。80℃において、2.5%NaOH 150gを装入し、激しく撹拌しながら80℃まで加熱して戻した(30分)。同温度で撹拌を停止して、30分間放置した。下層の水性層をデカントして廃棄し、次いで穏やかに撹拌し且つ80℃に加熱して戻しながら、水洗のためにポットに脱イオン水150gを装入した。デカント後この水洗を繰り返した。水洗後の生成物を、ディカライト(dicalite)濾過助剤がコーティングされたガラス繊維フィルターサークルを通して真空濾過し、次いで乾燥のために濾液をセットアップした。濾液を150℃、1mmHgにおいて1.5時間乾燥させ、90℃まで冷却させ、0.7gの炭素を装入した。同温度で1時間撹拌し、次いでディカライト濾過助剤がコーティングされたガラス繊維フィルターサークルを通して真空濾過した。濾液を生成物として保管した。重量:350.1g。色(PCS):5。ガスクロマトグラフィー分析(未補正面積%)は以下の通りであった:
10”の充填物の代わりに5”のペンステート充填物を用いて、前記実験を繰り返した。同量の材料を用いた。このランの間にはベースにおいてより多くの発泡が観察されたが、還流速度を制御すれば管理できた。ラン条件は以下の通りであった:
カラムを3”ビグレックス(Vigreux)カラムと置き換えて、以下の条件下で過剰のアルコールをストリッピングした:
実施例4において記載した手法を繰り返して、生成物357.4gを生成した。
分析は以下の通りであった:
反応器上にカラムを用いずに、反応を繰り返した。デカンターヘッドは、図2に示した装置に直接取り付けた。同量の材料を用いた。このランの条件及び発泡に関する補足説明は以下の通りであった:
Claims (16)
- 反応器中で、触媒の存在下に、テレフタル酸(TPA)を少なくとも1種のアルコールと接触させることを含んでなり、前記アルコールがC6〜C10アルコールであり、
全圧をほぼ大気圧に保持し、
温度を約150〜270℃に保持し且つ
前記反応器に水を除去するための分別カラムを装着する
テレフタル酸ジエステルの製造方法。 - 前記アルコールがヘキサノール、ヘプタノール、2−エチルヘキサノール、オクタノール、ノナール及びデカノールからなる群から選ばれ且つ前記テレフタル酸ジエステルがテレフタル酸ジヘキシル、テレフタル酸ジヘプチル、ジ−(2−エチルヘキシル)テレフタレート、テレフタル酸ジオクチル、テレフタル酸ジノニル及びテレフタル酸ジデシルからなる群から選ばれる請求項1に記載の方法。
- 前記アルコールが2−エチルヘキサノールであり且つ前記テレフタル酸ジエステルがジ−(2−エチルヘキシル)テレフタレートである請求項2に記載の方法。
- 前記分別カラムが約2〜35の段を有する請求項1に記載の方法。
- 前記分別カラムが3〜6の段を有する請求項4に記載の方法。
- 前記触媒がチタン触媒である請求項1に記載の方法。
- 前記チタン触媒が、式Ti(OR)4[式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基である]を有するチタンテトラアルコキシドである請求項6に記載の方法。
- 前記チタンテトラアルコキシド触媒が式Ti(OR)4[式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基である]を有し且つ反応混合物中の前記触媒の濃度が、約50〜200重量百万分率のチタン[Ti]濃度を提供する量である請求項7に記載の方法。
- 反応器中で、触媒の存在下に、テレフタル酸(TPA)を少なくとも1種のアルコールと接触させることを含んでなるテレフタル酸ジエステルの製造方法であって、前記アルコールがC6〜C10アルコールであり、全圧をほぼ大気圧に保持し、温度を約150〜270℃に保持し且つ前記反応器に水を除去するための分別カラムを装着する方法。
- 前記アルコールがヘキサノール、ヘプタノール、2−エチルヘキサノール、オクタノール、ノナール及びデカノールからなる群から選ばれ且つ前記テレフタル酸ジエステルがテレフタル酸ジヘキシル、テレフタル酸ジヘプチル、ジ−(2−エチルヘキシル)テレフタレート、テレフタル酸ジオクチル、テレフタル酸ジノニル及びテレフタル酸ジデシルからなる群から選ばれる請求項9に記載の方法。
- 前記アルコールが2−エチルヘキサノールであり且つ前記テレフタル酸ジエステルがジ−(2−エチルヘキシル)テレフタレートである請求項10に記載の方法。
- 前記分別カラムが約2〜35の段を有する請求項9に記載の方法。
- 前記分別カラムが3〜6の段を有する請求項12に記載の方法。
- 前記触媒がチタン触媒である請求項9に記載の方法。
- 前記チタン触媒が、式Ti(OR)4[式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基である]を有するチタンテトラアルコキシドである請求項14に記載の方法。
- 前記チタンテトラアルコキシド触媒が式Ti(OR)4[式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基である]を有し且つ反応混合物中の前記触媒の濃度が、約50〜200重量百万分率のチタン[Ti]濃度を提供する量である請求項15に記載の方法。
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