JP2012131732A - Method for producing dichloroepoxybutane - Google Patents

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誠 曽根
Hiroshi Miyata
寛 宮田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing dichloroepoxybutane which is a compound capable of imparting functions such as flame retardancy, gas barrier properties and abrasion resistance to a raw material for a polyol which is an intermediate raw material for a resin component used in a coating, adhesive, foam and the like, or to a resin, and of imparting adhesiveness and the like to a plastic base material, by reaction of dichlorobutene with hydrogen peroxide to epoxidize the same, and efficiently recovering dichloroepoxybutane from the reaction solution.SOLUTION: In producing dichloroepoxybutane by reacting dichlorobutene with hydrogen peroxide in the presence of a transition metal compound containing tungsten and/or molybdenum and an organic ammonium salt, the reaction solution after finishing the reaction is washed with one selected from the group consisting of sodium thiosulfate, sodium sulfite, alkaline compounds, aqueous sodium thiosulfate solutions, aqueous sodium sulfite solutions, and aqueous solutions of the alkaline compounds, subsequently the organic phase is separated and subjected to distillation and purification to recover dichloroepoxybutane by fractional distillation at ≤90°C boiling point.

Description

本発明は、ジクロロエポキシブタンの製造方法に関するものであり、更に詳細には、塗料、接着剤、発泡体等に用いられる樹脂成分の中間原料であるポリオールの原料又は樹脂に難燃性、ガスバリヤ性、耐摩耗性、プラスチック基材への接着性等の機能を付与できる化合物であるジクロロエポキシブタンをジクロロブテンと過酸化水素との反応によりエポキシ化して製造し、効率的に反応溶液からジクロロエポキシブタンを回収する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing dichloroepoxybutane, and more specifically, a flame retardant, gas barrier property to a polyol raw material or resin which is an intermediate raw material of a resin component used in paints, adhesives, foams and the like. Dichloroepoxybutane, a compound capable of imparting functions such as abrasion resistance and adhesion to plastic substrates, by epoxidation by the reaction of dichlorobutene and hydrogen peroxide, and efficiently dichloroepoxybutane from the reaction solution It is related with the method of collect | recovering.

ジクロロエポキシブタンの製造方法に関しては、これまで多数の文献が知られている。そして、一般にクロロヒドリン法と呼ばれる1,2,4−トリクロロブタン−3−オールのアルカリ化合物による脱塩化水素による方法として1,4−ジクロロ−2,3−エポキシブタンと1,2−ジクロロ−3,4−エポキシブタンの混合物を合成する方法(例えば特許文献1参照。)、有機過酸化物である過酢酸または過ギ酸を用いて3,4−ジクロロ−1−ブテンのオレフィン部位を酸化し3,4−ジクロロ−1,2−エポキシブタンを製造する方法(例えば非特許文献1参照。)、さらに3,4−ジクロロ−1−ブテンのオレフィン部位のエポキシ化反応を高い収率で実現させている方法として、メタクロロ過安息香酸を用いて室温付近という温和な条件下での3,4−ジクロロ−1,2−エポキシブタンの合成方法(例えば非特許文献2参照。)等が提案されている。   Numerous documents have been known so far regarding the process for producing dichloroepoxybutane. As a method of dehydrochlorination of 1,2,4-trichlorobutan-3-ol with an alkali compound, generally called a chlorohydrin method, 1,4-dichloro-2,3-epoxybutane and 1,2-dichloro-3, A method of synthesizing a mixture of 4-epoxybutane (see, for example, Patent Document 1), oxidizing an olefin moiety of 3,4-dichloro-1-butene with peracetic acid or performic acid, which is an organic peroxide, 3, A method for producing 4-dichloro-1,2-epoxybutane (see, for example, Non-Patent Document 1), and further, an epoxidation reaction of an olefin moiety of 3,4-dichloro-1-butene is realized in a high yield. As a method, a method for synthesizing 3,4-dichloro-1,2-epoxybutane using metachloroperbenzoic acid under mild conditions near room temperature (for example, non-patented Document 2 reference.), And the like have been proposed.

また、別のジクロロエポキシブタンの合成方法として、−30℃で3,4−エポキシ−1−ブテンに液体塩素を添加し、3,4−ジクロロ−1,2−エポキシブタンを製造する方法(例えば非特許文献3参照。)、第三級アミン又は第一級、第二級若しくは第三級アミンのハロゲン化水素塩の存在下に、3,4−エポキシ−1−ブテンとハロゲン分子を反応させることからなる方法(例えば特許文献2参照。)等が提案されている。   As another method for synthesizing dichloroepoxybutane, liquid chlorine is added to 3,4-epoxy-1-butene at −30 ° C. to produce 3,4-dichloro-1,2-epoxybutane (for example, Non-Patent Document 3), 3,4-epoxy-1-butene and a halogen molecule are reacted in the presence of a tertiary amine or a halogenated salt of a primary, secondary or tertiary amine. A method (for example, see Patent Document 2) consisting of the above has been proposed.

その一方で、近年、安価で取扱いが容易な過酸化水素とタングステン化合物を用いた触媒によるエポキシ体の製造方法が注目を集め、例えば第4級アンモニウム塩を含む有機相とタングステン化合物およびリン酸類を含む水相からなる2相系溶液に、過酸化水素を添加するエポキシ化方法(例えば特許文献3参照。)、α−アミノメチルホスホン酸、相間移動触媒およびタングステン酸類の存在下、オレフィン類と過酸化水素を反応させる方法(例えば非特許文献4参照。)、等が提案されている。   On the other hand, in recent years, a method for producing an epoxy compound by a catalyst using hydrogen peroxide and a tungsten compound, which is inexpensive and easy to handle, has attracted attention. For example, an organic phase containing a quaternary ammonium salt, a tungsten compound, and phosphoric acids. An epoxidation method in which hydrogen peroxide is added to a two-phase system solution containing an aqueous phase (see, for example, Patent Document 3), α-aminomethylphosphonic acid, a phase transfer catalyst, and tungstic acids in the presence of olefins and peroxidation A method of reacting hydrogen (for example, see Non-Patent Document 4), and the like have been proposed.

Hawkins,J.Chem.Soc.,248頁(1959年)Hawkins, J .; Chem. Soc. , 248 (1959) D.F.Taber等、J.Org.Chem.67巻、3847頁(2002年)D. F. Taber et al. Org. Chem. 67, 3847 (2002) Movsumzade等、Chem.Abstr.82:86251k(1975年)Movsumzade et al., Chem. Abstr. 82: 86251k (1975) 佐藤一彦等、触媒,Vol.46、No.5,328頁(2004年)Kazuhiko Sato et al., Catalyst, Vol. 46, no. 5,328 pages (2004)

英国特許第864880号公報(特許請求の範囲参照。)British Patent No. 864880 (see claims) 特表平08−508494号公報(特許請求の範囲参照。)Japanese translation of PCT publication No. 08-508494 (refer to claims) 特開2004−115455号公報(特許請求の範囲参照。)JP 2004-115455 A (refer to claims)

しかし、特許文献1で提案された方法は、任意の割合でジクロロエポキシブタンの構造異性体を製造することは不可能であり、その生産性に課題を有するものであった。また、非特許文献1に提案された過ギ酸による反応では、反応の収率が35%と低く、副生物としてグリコール類やグリコールエステルが多量に生成するという課題がある。さらに、非特許文献2に提案されている方法においては、高い選択性と収率を実現できるが、酸化剤として非常に高価なメタクロロ過安息香酸をジクロロブテンに対して少なくとも等モル以上という多量に用いる必要があり、その結果、廃棄物として未反応の過酸化物を含むメタクロロ安息香酸が多量に排出される。さらに反応時間も72時間と非常に長く工業的には有効な製造方法ではない、という課題があった。   However, the method proposed in Patent Document 1 cannot produce a structural isomer of dichloroepoxybutane at an arbitrary ratio, and has a problem in productivity. Further, the reaction with performic acid proposed in Non-Patent Document 1 has a problem that the yield of the reaction is as low as 35%, and a large amount of glycols and glycol esters are produced as by-products. Furthermore, in the method proposed in Non-Patent Document 2, high selectivity and yield can be realized, but a very expensive metachloroperbenzoic acid as an oxidizing agent is at least equimolar or more with respect to dichlorobutene. As a result, a large amount of metachlorobenzoic acid containing unreacted peroxide is discharged as waste. Furthermore, the reaction time was as long as 72 hours, and there was a problem that it was not an industrially effective production method.

非特許文献3に提案の方法は、原料調達の点で工業規模での3,4−ジクロロ−1,2−エポキシブタンの製造方法としては実用性が低いという課題があった。特許文献2に提案された方法においては、低温条件にて反応を行うことが必要であり工業規模での製造方法としては同じく実用性に課題を有するものであった。   The method proposed in Non-Patent Document 3 has a problem that its practicality is low as a method for producing 3,4-dichloro-1,2-epoxybutane on an industrial scale in terms of raw material procurement. In the method proposed in Patent Document 2, it is necessary to carry out the reaction under low temperature conditions, and there is a problem in practicality as a manufacturing method on an industrial scale.

また、特許文献3に提案の方法に於いては、トルエン、キシレンなどの芳香族系の炭化水素溶媒を基質に対して過剰量用いるなど生成するエポキシ体との分離など煩雑な工程が必要であり、非特許文献4に提案の方法においては、高価で、吸湿性が高く取り扱いにも注意を要するアミノメチルホスホン酸を用いており、工業的には必ずしも満足するものではない上に、これらの方法は、何れも酸化しようとする基質によって充分な触媒活性が得られないことが多く、条件の検討が必要である。   In addition, the method proposed in Patent Document 3 requires a complicated process such as separation from an epoxy compound to be produced, such as using an excessive amount of an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene or xylene with respect to the substrate. The method proposed in Non-Patent Document 4 uses aminomethylphosphonic acid which is expensive, hygroscopic and requires careful handling, and is not necessarily satisfactory industrially. In either case, sufficient catalytic activity is often not obtained depending on the substrate to be oxidized, and it is necessary to examine the conditions.

そして、これまでタングステン化合物を用いた触媒と過酸化水素によるエポキシ体の製造方法では、電子吸引基である塩素基を含有するジクロロブテン類のようなオレフィン類のエポキシ化方法についての報告例がないのが現状である。またジクロロブテン類のような高沸点で固化しにくい化合物は、反応溶液に残留する触媒との分離が困難であり、反応で得られたエポキシ体を効率よく回収することは非常に困難であった。   And, until now, there has been no report on an epoxidation method of olefins such as dichlorobutenes containing a chlorine group which is an electron-withdrawing group in a method of producing an epoxy compound using a tungsten compound and hydrogen peroxide. is the current situation. Also, compounds that are difficult to solidify at a high boiling point, such as dichlorobutenes, are difficult to separate from the catalyst remaining in the reaction solution, and it is very difficult to efficiently recover the epoxy compound obtained by the reaction. .

そこで、樹脂成分の中間原料であるポリオールの原料又は樹脂に機能を付与できる化合物であるジクロロエポキシブタンの製造と反応溶液からの回収を効率よく、安価に工業的なレベルで実施することが可能な方法の提供が求められていた。   Therefore, the production of dichloroepoxybutane, which is a compound capable of imparting a function to the polyol raw material or resin, which is an intermediate raw material for the resin component, and recovery from the reaction solution can be carried out efficiently and inexpensively at an industrial level. There was a need to provide a method.

本発明者らは上記課題に関して鋭意検討した結果、ジクロロブテンと過酸化水素を反応する際にタングステン及び/又はモリブデンを有する遷移金属化合物と有機アンモニウム塩の存在下で行った後に、反応溶液を、特定条件下で洗浄し、有機相より特定条件下でジクロロエポキシブタンを回収することにより、効率的にジクロロエポキシブタンを製造することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have conducted a reaction solution after performing dichlorobutene and hydrogen peroxide in the presence of a transition metal compound having tungsten and / or molybdenum and an organic ammonium salt. The inventors have found that dichloroepoxybutane can be efficiently produced by washing under specific conditions and recovering dichloroepoxybutane from the organic phase under specific conditions, and the present invention has been completed.

すなわち本発明は、タングステン及び/又はモリブデンを有する遷移金属化合物と有機アンモニウム塩の存在下、ジクロロブテンと過酸化水素との反応によりジクロロエポキシブタンを製造するに際し、反応後の反応溶液を、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、アルカリ性化合物、チオ硫酸ナトリウム水溶液、亜硫酸ナトリウム水溶液及びアルカリ性化合物水溶液からなる群より選択されるもので洗浄した後、有機相を分離し、該有機相を分留する際の沸点温度90℃以下で蒸留精製を行いジクロロエポキシブタンを回収することを特徴とするジクロロエポキシブタンの製造方法に関するものである。   That is, in the present invention, when producing dichloroepoxybutane by the reaction of dichlorobutene and hydrogen peroxide in the presence of a transition metal compound having tungsten and / or molybdenum and an organic ammonium salt, the reaction solution after the reaction is treated with thiosulfuric acid. Boiling temperature when separating the organic phase and fractionating the organic phase after washing with one selected from the group consisting of sodium, sodium sulfite, alkaline compound, sodium thiosulfate aqueous solution, sodium sulfite aqueous solution and alkaline compound aqueous solution The present invention relates to a method for producing dichloroepoxybutane, which comprises distillation purification at 90 ° C. or less to recover dichloroepoxybutane.

以下に、本発明を詳細に説明する。   The present invention is described in detail below.

本発明のジクロロエポキシブタンの製造方法は、ジクロロブテンと過酸化水素との反応によりエポキシ化を行う際に、タングステン及び/又はモリブデンを有する遷移金属化合物と有機アンモニウム塩の存在下で反応を行い、反応後の反応溶液を、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、アルカリ性化合物、チオ硫酸ナトリウム水溶液、亜硫酸ナトリウム水溶液及びアルカリ性化合物水溶液からなる群より選択されるもので洗浄した後、有機相を分離し、該有機相を分留する際の沸点温度90℃以下で蒸留精製を行い、ジクロロエポキシブタンを回収するものである。   In the method for producing dichloroepoxybutane of the present invention, when epoxidation is performed by the reaction of dichlorobutene and hydrogen peroxide, the reaction is performed in the presence of a transition metal compound having tungsten and / or molybdenum and an organic ammonium salt, The reaction solution after the reaction is washed with one selected from the group consisting of sodium thiosulfate, sodium sulfite, alkaline compound, aqueous sodium thiosulfate solution, aqueous sodium sulfite solution, and aqueous alkaline compound solution, and then the organic phase is separated and the organic Distillation purification is performed at a boiling point temperature of 90 ° C. or lower when fractionating the phase, and dichloroepoxybutane is recovered.

本発明におけるタングステン及び/又はモリブデンを有する遷移金属化合物は、エポキシ化反応の際に触媒として作用する遷移金属化合物であり、該遷移金属化合物としては、これらの範疇に属するものであれば如何なる制限を受けることなく用いることが可能であり、例えば単核の金属酸化物類、イソポリ酸類、ヘテロポリ酸類等を挙げることができ、より具体的には、タングステン酸、タングステン酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウム、タングステン酸アンモニウム等のタングステン酸またはその塩;モリブデン酸、モリブデン酸リチウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、モリブデン酸アンモニウム等のモリブデン酸またはその塩;リン−12−タングステン酸、リン−12−タングステン酸ナトリウム、リン−12−タングステン酸アンモニウム、リン−12−タングステン酸カリウム、ケイタングステン酸、ケイタングステン酸ナトリウム、リンバナドタングステン酸、リン−3−モリブド−9−タングステン酸、リン−6−モリブド−6−タングステン酸、リン−9−モリブド−3−タングステン酸、リン−12−モリブデン酸等のタングステン及び/又はモリブデンを含むヘテロポリ酸またはその塩、等が挙げられ、これらは単独又は2種以上を混合して用いることもできる。そして、特に効率よくジクロロエポキシブタンを製造することが可能となることから、タングステン酸、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸アンモニウム、リン−12−タングステン酸、リン−3−モリブド−9−タングステン酸が好ましい。   The transition metal compound having tungsten and / or molybdenum in the present invention is a transition metal compound that acts as a catalyst in the epoxidation reaction, and the transition metal compound is not limited as long as it belongs to these categories. For example, mononuclear metal oxides, isopolyacids, heteropolyacids, and the like. More specifically, tungstic acid, lithium tungstate, sodium tungstate, tungstic acid Tungstic acid such as potassium and ammonium tungstate or a salt thereof; molybdic acid such as molybdic acid, lithium molybdate, sodium molybdate, potassium molybdate, ammonium molybdate or the like; phosphorus-12-tungstic acid, phosphorus-12 Tongs Sodium phosphate, ammonium phosphate-12-tungstate, potassium phosphate-12-tungstate, silicotungstic acid, sodium silicotungstate, phosphovanadotungstic acid, phosphorus-3-molybdo-9-tungstic acid, phosphorus-6-molybdo -6-tungstic acid, phosphorous-9-molybdo-3-tungstic acid, phosphorus-12-molybdic acid and the like, and / or heteropolyacids containing molybdenum, or salts thereof, etc. Can also be used in combination. And since it becomes possible to manufacture dichloro epoxy butane especially efficiently, tungstic acid, sodium tungstate, ammonium tungstate, phosphorus-12-tungstic acid, phosphorus-3-molybdo-9-tungstic acid is preferable.

本発明における該遷移金属化合物の使用量としては、ジクロロエポキシブタンの製造が可能である限り如何なる制限を受けるものではなく、その中でも特にジクロロエポキシブタンの生産効率に優れた製造方法となることから、ジクロロブテン1モルに対し、該遷移金属化合物中のタングステン原子及び/又はモリブデン原子のモル比率で0.0001〜1倍モルであることが好ましく、特に0.001〜0.1倍モルであることが好ましく、さらに該遷移金属化合物の回収工程を省略することも可能となることから0.002〜0.05倍モルであることが好ましい。   The amount of the transition metal compound used in the present invention is not subject to any limitation as long as dichloroepoxybutane can be produced, and among them, the production method is particularly excellent in production efficiency of dichloroepoxybutane. The molar ratio of tungsten atom and / or molybdenum atom in the transition metal compound to 1 mol of dichlorobutene is preferably 0.0001 to 1 times mol, particularly 0.001 to 0.1 times mol. In addition, since the recovery step of the transition metal compound can be omitted, the amount is preferably 0.002 to 0.05 times mol.

本発明における有機アンモニウム塩は、エポキシ化反応の際に触媒として作用する該遷移金属化合物の有機相へ溶解性を向上させるものであり、該有機アンモニウム塩としては一般的に有機アンモニウム塩として知られている範疇に属するものであれば如何なるものも用いることが可能であり、その中でも特に入手が容易で、遷移金属化合物の溶解性向上効果に優れることから炭素数9以上50未満の有機金属アンモニウム塩が好ましく、特に炭素数16以上44未満の有機アンモニウム塩であることが好ましい。該有機アンモニウム塩としては、具体的には塩化ベンジルトリメチルアンモニウム、塩化ベンジルトリエチルアンモニウム、塩化ベンジルトリブチルアンモニウム、塩化ベンジルトリブチルアンモニウム、塩化フェニルトリメチルアンモニウム、塩化テトラヘキシルアンモニウム、塩化テトラオクチルアンモニウム、塩化トリオクチルメチルアンモニウム、塩化トリオクチルエチルアンモニウム、塩化ジラウリルジメチルアンモニウム、塩化ラウリルトリメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ジセチルジメチルアンモニウム、塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化トリカプリルメチルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウム塩化物;塩化ドデシルピリジニウム、塩化セチルピリジニウム等のアルキルピリジニウム塩化物;臭化ベンジルトリメチルアンモニウム、臭化ベンジルトリエチルアンモニウム、臭化ベンジルトリブチルアンモニウム、臭化ベンジルトリブチルアンモニウム、臭化フェニルトリメチルアンモニウム、臭化テトラヘキシルアンモニウム、臭化テトラオクチルアンモニウム、臭化トリオクチルメチルアンモニウム、臭化トリオクチルエチルアンモニウム、臭化ジラウリルジメチルアンモニウム、臭化ラウリルトリメチルアンモニウム、臭化ジステアリルジメチルアンモニウム、臭化ステアリルトリメチルアンモニウム、臭化ジセチルジメチルアンモニウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、臭化トリカプリルメチルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウム臭化物;臭化ドデシルピリジニウム、臭化セチルピリジニウム等のアルキルピリジニウム臭化物;ヨウ化ベンジルトリメチルアンモニウム、ヨウ化ベンジルトリエチルアンモニウム、ヨウ化ベンジルトリブチルアンモニウム、ヨウ化ベンジルトリブチルアンモニウム、ヨウ化フェニルトリメチルアンモニウム、ヨウ化テトラヘキシルアンモニウム、ヨウ化テトラオクチルアンモニウム、ヨウ化トリオクチルメチルアンモニウム、ヨウ化トリオクチルエチルアンモニウム、ヨウ化ジラウリルジメチルアンモニウム、ヨウ化ラウリルトリメチルアンモニウム、ヨウ化ジステアリルジメチルアンモニウム、ヨウ化ステアリルトリメチルアンモニウム、ヨウ化ジセチルジメチルアンモニウム、ヨウ化セチルトリメチルアンモニウム、ヨウ化トリカプリルメチルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウムヨウ化物;ヨウ化ドデシルピリジニウム、ヨウ化セチルピリジニウム等のアルキルピリジニウムヨウ化物;硫酸水素ベンジルトリメチルアンモニウム、硫酸水素ベンジルトリエチルアンモニウム、硫酸水素ベンジルトリブチルアンモニウム、硫酸水素ベンジルトリブチルアンモニウム、硫酸水素フェニルトリメチルアンモニウム、硫酸水素テトラヘキシルアンモニウム、硫酸水素テトラオクチルアンモニウム、硫酸水素トリオクチルメチルアンモニウム、硫酸水素トリオクチルエチルアンモニウム、硫酸水素ジラウリルジメチルアンモニウム、硫酸水素ラウリルトリメチルアンモニウム、硫酸水素ジステアリルジメチルアンモニウム、硫酸水素ステアリルトリメチルアンモニウム、硫酸水素ジセチルジメチルアンモニウム、硫酸水素セチルトリメチルアンモニウム、硫酸水素トリカプリルメチルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウム塩;硫酸水素ドデシルピリジニウム、硫酸水素セチルピリジニウム等アルキルピリジニウム塩;等を挙げることができ、更に上述の具体例の有機アンモニウム塩の中で天然由来の原料から調製された有機アンモニウム塩であってアルキル基に一部不飽和結合や炭素数に分布を有するものであってもよい。また、該有機アンモニウム塩は単独又は2種以上を混合して用いても良い。そして、その中でも特にジクロロエポキシブタンの生産効率に優れた製造方法となることから塩化トリオクチルメチルアンモニウム、塩化ジラウリルジメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム、塩化セチルトリメチルアンモニウム、硫酸水素テトラオクチルアンモニウム、塩化ドデシルピリジニウム、塩化セチルピリジニウムであることが好ましい。   The organic ammonium salt in the present invention improves the solubility of the transition metal compound acting as a catalyst during the epoxidation reaction in the organic phase, and the organic ammonium salt is generally known as an organic ammonium salt. Any of these can be used as long as they belong to the category, and among them, an organometallic ammonium salt having 9 to 50 carbon atoms because it is particularly easily available and has an excellent effect of improving the solubility of the transition metal compound. In particular, an organic ammonium salt having 16 to 44 carbon atoms is preferable. Specific examples of the organic ammonium salt include benzyltrimethylammonium chloride, benzyltriethylammonium chloride, benzyltributylammonium chloride, benzyltributylammonium chloride, phenyltrimethylammonium chloride, tetrahexylammonium chloride, tetraoctylammonium chloride, and trioctylmethyl chloride. Tetraalkyl such as ammonium, trioctylethylammonium chloride, dilauryldimethylammonium chloride, lauryltrimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, dicetyldimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride, tricaprylmethylammonium chloride Ammonium chloride; dodecylpyridinium chloride Alkylpyridinium chloride such as cetylpyridinium chloride; benzyltrimethylammonium bromide, benzyltriethylammonium bromide, benzyltributylammonium bromide, benzyltributylammonium bromide, phenyltrimethylammonium bromide, tetrahexylammonium bromide, tetrabromide bromide Octyl ammonium, trioctyl methyl ammonium bromide, trioctyl ethyl ammonium bromide, dilauryl dimethyl ammonium bromide, lauryl trimethyl ammonium bromide, distearyl dimethyl ammonium bromide, stearyl trimethyl ammonium bromide, dicetyl dimethyl ammonium bromide, Tetraalkylammonium bromides such as cetyltrimethylammonium bromide and tricaprylmethylammonium bromide; Alkylpyridinium bromides such as decylpyridinium and cetylpyridinium bromide; benzyltrimethylammonium iodide, benzyltriethylammonium iodide, benzyltributylammonium iodide, benzyltributylammonium iodide, phenyltrimethylammonium iodide, tetrahexylammonium iodide, iodine Tetraoctylammonium iodide, trioctylmethylammonium iodide, trioctylethylammonium iodide, dilauryldimethylammonium iodide, lauryltrimethylammonium iodide, distearyldimethylammonium iodide, stearyltrimethylammonium iodide, dicetyldimethyl iodide Ammonium, cetyltrimethylammonium iodide, tricaprylmethyl ammonium iodide Tetraalkylammonium iodides such as nium; alkylpyridinium iodides such as dodecylpyridinium iodide and cetylpyridinium iodide; benzyltriethylammonium hydrogen sulfate, benzyltriethylammonium hydrogensulfate, benzyltributylammonium hydrogensulfate, benzyltributylammonium hydrogensulfate, sulfuric acid Phenyltrimethylammonium hydrogen, tetrahexylammonium hydrogensulfate, tetraoctylammonium hydrogensulfate, trioctylmethylammonium hydrogensulfate, trioctylethylammonium hydrogensulfate, dilauryldimethylammonium hydrogensulfate, lauryltrimethylammonium hydrogensulfate, distearyldimethylammonium hydrogensulfate , Stearyltrimethylammonium hydrogen sulfate, dicetyl dihydrogen sulfate Examples include tetraalkylammonium salts such as tilammonium, cetyltrimethylammonium hydrogensulfate, tricaprylmethylammonium hydrogensulfate; alkylpyridinium salts such as dodecylpyridinium hydrogensulfate and cetylpyridinium hydrogensulfate; and organic compounds of the above specific examples. Among the ammonium salts, organic ammonium salts prepared from naturally-derived raw materials may be used which have a partial unsaturated bond or carbon number distribution in the alkyl group. Moreover, you may use this organic ammonium salt individually or in mixture of 2 or more types. Among them, the production method of dichloroepoxybutane is particularly excellent in production efficiency, so trioctylmethylammonium chloride, dilauryldimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride, tetraoctylammonium hydrogensulfate, chloride Preferred are dodecylpyridinium and cetylpyridinium chloride.

本発明における有機アンモニウム塩の使用量としては、ジクロロエポキシブタンの製造が可能である限り如何なる制限を受けるものではなく、その中でも特にジクロロエポキシブタンの生産効率に優れた製造方法となることから、該遷移金属化合物中のタングステン原子及び/又はモリブデン原子1モルに対して0.1〜5倍モルの範囲であることが好ましい。そして、特に有機アンモニウム塩がアルキルピリジニウム塩類である場合、0.1〜1.5倍モルの範囲であることがより好ましく、またテトラアルキルアンモニウム塩類である場合、0.25〜1.5倍モルの範囲であることがより好ましい。また、該有機アンモニウム塩は、取扱いを容易にするため水やアルコール、プロピレングリコール等によって希釈されたものも用いることもできる。   The amount of the organic ammonium salt used in the present invention is not limited as long as dichloroepoxybutane can be produced. Among them, the production method is particularly excellent in production efficiency of dichloroepoxybutane. It is preferably in the range of 0.1 to 5 moles per mole of tungsten and / or molybdenum atoms in the transition metal compound. In particular, when the organic ammonium salt is an alkylpyridinium salt, it is more preferably in the range of 0.1 to 1.5 times mol, and when it is a tetraalkylammonium salt, 0.25 to 1.5 times mol. More preferably, it is the range. The organic ammonium salt may be diluted with water, alcohol, propylene glycol or the like for easy handling.

本発明におけるジクロロブテンとしては、一般的にジクロロブテンと称される範疇に属するものであれば如何なる制限を受けることなく用いることが可能であり、例えば1,4−ジクロロ−3−ブテン及び/又は3,4−ジクロロ−1−ブテンを挙げることができる。   The dichlorobutene in the present invention can be used without any limitation as long as it belongs to a category generally referred to as dichlorobutene. For example, 1,4-dichloro-3-butene and / or Mention may be made of 3,4-dichloro-1-butene.

本発明における過酸化水素としては、一般的に過酸化水素と称される範疇に属するものであれば如何なる制限を受けることなく用いることが可能であり、その中でも安全性の点から過酸化水素水として取り扱うことが好ましく、その際の濃度としては0.01〜85重量%の範囲の濃度の過酸化水素水であることが好ましく、特に10〜60重量%の範囲の濃度の過酸化水素水をそのまま、あるいは水で希釈して用いることが好ましい。   The hydrogen peroxide in the present invention can be used without any limitation as long as it belongs to a category generally referred to as hydrogen peroxide. In this case, the concentration is preferably a hydrogen peroxide solution having a concentration in the range of 0.01 to 85% by weight, particularly a hydrogen peroxide solution having a concentration in the range of 10 to 60% by weight. It is preferable to use it as it is or diluted with water.

本発明における過酸化水素の使用量としては、ジクロロエポキシブタンの製造が可能である限り如何なる制限を受けるものではなく、その中でも特にジクロロエポキシブタンの生産効率に優れた製造方法となることから、ジクロロブテン1モルに対して0.1〜5.0倍モルの範囲であることが好ましく、特に0.3〜2.0倍モルの範囲であることが好ましい。   The amount of hydrogen peroxide used in the present invention is not limited as long as dichloroepoxybutane can be produced, and among them, dichloroepoxybutane is a production method particularly excellent in production efficiency of dichloroepoxybutane. It is preferably in the range of 0.1 to 5.0 times mol, and particularly preferably in the range of 0.3 to 2.0 times mol with respect to 1 mol of butene.

また、本発明の製造方法は、リン酸類や硫酸類などの酸類を用いpHを調製した過酸化水素水を用いることが好ましい。酸類によりpHを調製することにより過酸化水素の自己分解反応を抑制し、高い転化率と選択性でジクロロエポキシブタンを製造することが可能となる。その際のpHは、0.3〜4.0の範囲とすることが特に好ましい。該酸類としては、例えばリン酸、ポリリン酸、ピロリン酸、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸アンモニウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素アンモニウム、硫酸、硫酸水素ナトリウムなどが挙げられる。また、その際の使用量としては、酸の当量として、該遷移金属化合物中のタングステン原子及び/又はモリブデン原子に対して0.01〜100倍当量の範囲が好ましく、更に好ましくは0.1〜10倍当量である。   Moreover, it is preferable that the manufacturing method of this invention uses the hydrogen peroxide solution which adjusted pH using acids, such as phosphoric acids and sulfuric acids. By adjusting the pH with acids, it is possible to suppress the autolysis reaction of hydrogen peroxide and to produce dichloroepoxybutane with high conversion and selectivity. The pH at that time is particularly preferably in the range of 0.3 to 4.0. Examples of the acids include phosphoric acid, polyphosphoric acid, pyrophosphoric acid, potassium phosphate, sodium phosphate, ammonium phosphate, sodium dihydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, sulfuric acid, sodium hydrogen sulfate, and the like. Moreover, as the usage-amount in that case, the range of 0.01-100 times equivalent with respect to the tungsten atom and / or molybdenum atom in this transition metal compound as an equivalent of an acid is preferable, More preferably, it is 0.1- 10 times equivalent.

本発明のジクロロエポキシブタンの製造方法は、溶媒の存在下又は非存在下のいずれでも行うことが可能である。溶媒としては、例えば塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロオクタン、2,6−ジメチルシクロオクタン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素;イソプロパノール、ブタノール、高級脂肪族アルコール等のアルコール類、等が挙げられる。これらの中でも反応効率と副反応を抑えるという観点から有機相と水相に分離しやすい溶媒が好ましく塩化メチレンやクロロホルム等のハロゲン化炭化水素やトルエンやキシレン等の芳香族系炭化水素が好ましい。   The method for producing dichloroepoxybutane of the present invention can be carried out in the presence or absence of a solvent. Examples of the solvent include halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chloroform; aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, cyclohexane, methylcyclohexane, cyclooctane, and 2,6-dimethylcyclooctane; Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene and cumene; alcohols such as isopropanol, butanol and higher aliphatic alcohols. Among these, from the viewpoint of suppressing reaction efficiency and side reactions, a solvent that can be easily separated into an organic phase and an aqueous phase is preferable, and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chloroform, and aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene are preferable.

溶媒を用いる際の使用量としては、ジクロロブテン類に対して0.01〜5倍重量であることが好ましい。   The amount of the solvent used is preferably 0.01 to 5 times the weight of dichlorobutenes.

ジクロロエポキシブタンを製造する際の反応温度は、過酸化水素の自己分解反応が低く抑えられ、過酸化水素当たりの選択率が高く維持できることから0〜100℃の範囲で反応を行うことが好ましい。更にエポキシ化反応の速度を高め、副反応の進行や過酸化水素の自己分解を抑えるという観点から25〜75℃の範囲であることが特に好ましい。また、製造は、大気圧下、加圧下または減圧下のいずれでも実施できる。反応の雰囲気は特に制限はなく、特に安全性を考慮して、窒素、アルゴンなどの不活性気体中で実施することが好ましい。   The reaction temperature for producing dichloroepoxybutane is preferably 0 to 100 ° C. because the hydrogen peroxide self-decomposition reaction is kept low and the selectivity per hydrogen peroxide can be kept high. Further, it is particularly preferably in the range of 25 to 75 ° C. from the viewpoint of increasing the speed of the epoxidation reaction and suppressing the progress of side reactions and the self-decomposition of hydrogen peroxide. The production can be carried out under atmospheric pressure, under pressure or under reduced pressure. The reaction atmosphere is not particularly limited, and is preferably carried out in an inert gas such as nitrogen or argon in consideration of safety.

本発明のジクロロエポキシブタンの製造方法は、溶媒を用いた溶液系、ジクロロブテンを溶媒としたバルク系、溶媒及び/又はジクロロブテンを有機相、過酸化水素を水溶液とした水相である2相系、等の方法により行うことが可能であり、その中でも特に効率的に製造を行うことが可能であることから2相系にて行うことが好ましい。その際の2相系としては、例えばタングステン及び/又はモリブデンを有する遷移金属化合物と過酸化水素とを有する水相にジクロロブテンと有機アンモニウム塩とを含む有機相を加え反応を行う方法;ジクロロブテンと有機アンモニウム塩とを含む有機相とタングステン及び/又はモリブデンを有する遷移金属化合物を含む水相とからなる2相系溶液に、過酸化水素を水溶液で加える方法;ジクロロブテンと有機アンモニウム塩とを含む有機相にタングステン及び/又はモリブデンを有する遷移金属化合物を溶解した過酸化水素の水溶液を加える方法、等が挙げられる。また、この際の有機相は溶媒により希釈されていてもよい。さらに、過酸化水素の水溶液である過酸化水素水であってもよく、過酸化水素水はリン酸や硫酸等の酸類によりpHを調整されていてもよい。   The method for producing dichloroepoxybutane of the present invention comprises a solution system using a solvent, a bulk system using dichlorobutene as a solvent, a two-phase solvent and / or dichlorobutene as an organic phase, and an aqueous phase using hydrogen peroxide as an aqueous solution. It is possible to carry out by a method such as a system, and among them, it is preferable to carry out in a two-phase system because it can be produced particularly efficiently. As a two-phase system at that time, for example, a method in which an organic phase containing dichlorobutene and an organic ammonium salt is added to an aqueous phase containing a transition metal compound containing tungsten and / or molybdenum and hydrogen peroxide and the reaction is performed; dichlorobutene A method of adding hydrogen peroxide as an aqueous solution to a two-phase system solution comprising an organic phase containing an organic ammonium salt and an aqueous phase containing a transition metal compound having tungsten and / or molybdenum; dichlorobutene and an organic ammonium salt Examples thereof include a method of adding an aqueous solution of hydrogen peroxide in which a transition metal compound having tungsten and / or molybdenum is dissolved to the organic phase to be contained. Further, the organic phase at this time may be diluted with a solvent. Further, it may be a hydrogen peroxide solution that is an aqueous solution of hydrogen peroxide, and the pH of the hydrogen peroxide solution may be adjusted with acids such as phosphoric acid and sulfuric acid.

本発明のジクロロエポキシブタンの製造方法は、反応の終了後の反応溶液の水相をデカンテーションで取り除いた後あるいは取り除かずそのまま、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、アルカリ性化合物、チオ硫酸ナトリウム水溶液、亜硫酸ナトリウム水溶液及びアルカリ性化合物水溶液からなる群より選択されるものにより洗浄を行うものである。その際のアルカリ性化合物としては、水溶液とした際にpHが7を越える化合物であれば特に制限はなく、例えば水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、酢酸ナトリウムなどに代表される化合物を挙げることができる。そして、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、アルカリ性化合物の使用量としては、例えば反応終了後に残存する過酸化水素に対して0.5〜5倍当量が挙げられる。また、洗浄は、公知の方法に従って実施することができる。即ち、回分的に実施することもできるし、連続式に実施することもできる。また向流抽出装置などを用いて行うこともできる。ここで、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、アルカリ性化合物、チオ硫酸ナトリウム水溶液、亜硫酸ナトリウム水溶液及びアルカリ性化合物水溶液からなる群より選択されるものにより洗浄を行わない場合、又は、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、アルカリ性化合物、チオ硫酸ナトリウム水溶液、亜硫酸ナトリウム水溶液及びアルカリ性化合物水溶液からなる群より選択されるもの以外のものによる洗浄を行った場合、蒸留精製時の蒸留効率が悪く、ジクロロエポキシブタンの回収効率の悪い製造方法となる。なお、本発明のジクロロエポキシブタンの製造方法においては、これら洗浄を行った後に、さらに水等による洗浄を行ってもよい。   The method for producing dichloroepoxybutane of the present invention is obtained by removing sodium thiosulfate, sodium sulfite, alkaline compound, aqueous sodium thiosulfate, sodium sulfite after removing the aqueous phase of the reaction solution after completion of the reaction by decantation or without removing it. Washing is performed with a member selected from the group consisting of an aqueous solution and an aqueous alkaline compound solution. In this case, the alkaline compound is not particularly limited as long as it is a compound having a pH of more than 7 when made into an aqueous solution, and examples thereof include compounds represented by sodium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, sodium acetate and the like. And as a usage-amount of sodium thiosulfate, sodium sulfite, and an alkaline compound, 0.5-5 times equivalent is mentioned, for example with respect to the hydrogen peroxide which remains after completion | finish of reaction. Moreover, washing can be performed according to a known method. That is, it can be carried out batchwise or continuously. Moreover, it can also carry out using a countercurrent extraction apparatus etc. Here, sodium thiosulfate, sodium sulfite, alkaline compound, sodium thiosulfate aqueous solution, sodium sulfite aqueous solution and alkaline compound aqueous solution are not used for washing, or sodium thiosulfate, sodium sulfite, alkaline Production with poor distillation efficiency during distillation purification and poor recovery efficiency of dichloroepoxybutane when washed with a compound other than those selected from the group consisting of compounds, aqueous sodium thiosulfate, aqueous sodium sulfite, and aqueous alkaline compound solutions Become a method. In addition, in the manufacturing method of the dichloro epoxy butane of this invention, after performing these washing | cleaning, you may wash | clean with water etc. further.

そして、本発明のジクロロエポキシブタンの製造方法においては、洗浄後の反応溶液から有機層を分離し、該有機層を分留する際の沸点温度90℃以下、好ましくは80℃以下の条件で蒸留精製を行うことにより、効率よくジクロロエポキシブタンを回収するものである。この分留する際の沸点温度が90℃を超える条件で蒸留精製を行った場合、遷移金属化合物の存在により、ジクロロエポキシブタンの副反応が起こることによりその回収効率が著しく低下するものとなる。また、蒸留精製の方法としては、公知の方法を選択することが可能であり、例えば単蒸留、水蒸気蒸留、平衡フラュシュ蒸留、連続多段蒸留、回分多段蒸留、充填塔による連続精留あるいは分子蒸留、等を挙げることができる。蒸留操作を行う減圧度は、分留する際の沸点温度を90℃以下に設定することが可能であれば任意に選択することが可能であり、5kPa以下であることが好ましく,特に2kPa以下であることが好ましい。蒸留に要する時間に関しても任意に選択することが可能であり、回分式であれば、操作時間は24時間以内、特に好ましくは副反応の進行を考慮して8時間以内に実施することが好ましい。なお、本発明における分留する際の沸点温度とは、一般的な蒸留精製においては蒸留頭頂温度であり、該蒸留頭頂温度とは蒸留精製を行う際に用いる蒸留精製装置の頭頂部の温度(最高温度)をいう。   And in the manufacturing method of the dichloro epoxy butane of this invention, an organic layer is isolate | separated from the reaction solution after washing | cleaning, and the boiling point temperature at the time of fractionating this organic layer is 90 degrees C or less, Preferably it distills on the conditions of 80 degrees C or less. By carrying out the purification, dichloroepoxybutane is efficiently recovered. When distillation purification is performed under conditions where the boiling point temperature during fractional distillation exceeds 90 ° C., the side effect of dichloroepoxybutane occurs due to the presence of the transition metal compound, resulting in a significant reduction in the recovery efficiency. As the distillation purification method, a known method can be selected. For example, simple distillation, steam distillation, equilibrium flash distillation, continuous multistage distillation, batch multistage distillation, continuous rectification or molecular distillation using a packed column, Etc. The degree of reduced pressure at which the distillation operation is performed can be arbitrarily selected as long as the boiling point temperature during fractional distillation can be set to 90 ° C. or less, and is preferably 5 kPa or less, particularly 2 kPa or less. Preferably there is. The time required for distillation can be arbitrarily selected. In the case of a batch system, the operation time is preferably within 24 hours, particularly preferably within 8 hours in consideration of the progress of side reactions. The boiling point temperature at the time of fractional distillation in the present invention is the top temperature of the distillation in general distillation purification, and the top temperature of the distillation is the temperature at the top of the distillation purification apparatus used for distillation purification ( Maximum temperature).

本発明の製造方法により得られるジクロロエポキシブタンとしては、一般的にジクロロエポキシブタンと称される範疇に属するものであれば如何なる制限も受けることはなく製造することが可能であり、例えば1,4−ジクロロ−2,3−エポキシブタン、3,4−ジクロロ−1,2−エポキシブタンを挙げることができる。   The dichloroepoxybutane obtained by the production method of the present invention can be produced without any limitation as long as it belongs to the category generally referred to as dichloroepoxybutane. For example, 1,4 -Dichloro-2,3-epoxybutane and 3,4-dichloro-1,2-epoxybutane can be mentioned.

本発明の製造方法によれば、塗料、接着剤、発泡体等に用いられる樹脂成分の中間原料であるポリオールの原料又は樹脂に難燃性、ガスバリヤ性、耐摩耗性、プラスチック基材への接着性等の機能を付与できるジクロロエポキシブタンを生産効率よく製造することが可能となり、その工業的価値は極めて高いものである。   According to the production method of the present invention, flame retardant, gas barrier property, abrasion resistance, adhesion to a plastic substrate, or a polyol raw material or resin, which is an intermediate raw material for resin components used in paints, adhesives, foams, etc. It is possible to produce dichloroepoxybutane capable of imparting functions such as properties with high production efficiency, and its industrial value is extremely high.

以下に実施例を示し、本発明の効果を具体的に証明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   The following examples illustrate the effects of the present invention, but the present invention is not limited thereto.

実施例より用いた評価・測定方法を以下に示す。   The evaluation and measurement methods used from the examples are shown below.

〜ガスクロマトグラフィー(GC)分析〜
キャピラリーカラム(タイプ:FFAP、サイズ:長さ×キャピラリ−径 30m×0.32mmφ)を用い、温度プログラムは、初期温度:100℃(5分間)、昇温度パターン:250℃まで10℃/分で昇温度、5分間保持で測定した。
-Gas chromatography (GC) analysis-
A capillary column (type: FFAP, size: length × capillary-diameter 30 m × 0.32 mmφ) was used, and the temperature program was as follows: initial temperature: 100 ° C. (5 minutes), rising temperature pattern: 250 ° C. at 10 ° C./min. The temperature was measured by holding for 5 minutes.

実施例1
攪拌装置を付した3リットルのフラスコに、85%リン酸によりpH0.5に調整した35重量%の過酸化水素水500ミリリットル(565g、5.82モル)、リン−12−タングステン酸・30水和物50.11g(185.6ミリモル)を加え、室温で溶解させ24時間緩やかに攪拌した。別途、冷却管、攪拌装置、滴下装置を付した5リットルのフラスコに3,4−ジクロロ−1−ブテン2リットル(2320g、18.56モル)、塩化トリオクチルメチルアンモニウムの95重量%アルコール溶液62.4g(和光純薬工業社販売元、(商品名)Aliquote336:18.56ミルモル)を加え、室温で攪拌した。
Example 1
In a 3 liter flask equipped with a stirrer, 500 ml (565 g, 5.82 mol) of 35% by weight of hydrogen peroxide adjusted to pH 0.5 with 85% phosphoric acid, phosphorus-12-tungstic acid / 30 water 50.11 g (185.6 mmol) of the Japanese product was added, dissolved at room temperature, and gently stirred for 24 hours. Separately, in a 5 liter flask equipped with a condenser, a stirrer, and a dropping device, 2 liters of 3,4-dichloro-1-butene (2320 g, 18.56 mol), a 95 wt% alcohol solution of trioctylmethylammonium chloride 62 .4g (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., (trade name) Aliquote 336: 18.56 milmol) was added and stirred at room temperature.

3,4−ジクロロ−1−ブテンと塩化トリオクチルメチルアンモニウムの溶液を激しく攪拌しながら50℃まで昇温し、反応溶液の温度が60℃を越えないように制御しながら先に用意したリン−12−タングステン酸の過酸化水素溶液を30分かけて滴下した。その後、リン酸によりpH0.5に調整した35重量%の過酸化水素水126ミリリットル(142g、1.466モル)を1時間30分かけて反応温度を60℃に保ちながら滴下した。   The solution of 3,4-dichloro-1-butene and trioctylmethylammonium chloride was heated to 50 ° C. with vigorous stirring, and the previously prepared phosphorus-- was controlled while controlling the temperature of the reaction solution not to exceed 60 ° C. A hydrogen peroxide solution of 12-tungstic acid was added dropwise over 30 minutes. Thereafter, 126 ml (142 g, 1.466 mol) of 35% by weight of hydrogen peroxide adjusted to pH 0.5 with phosphoric acid was added dropwise over 1 hour and 30 minutes while maintaining the reaction temperature at 60 ° C.

この反応溶液を激しく攪拌しながら33時間、反応温度は60℃に制御しながら反応を実施し、3,4−ジクロロ−2−エポキシブタンの製造を行った。GC分析により3,4−ジクロロ−1−ブテンのエポキシ転化率は89%、選択率88%を確認した。反応溶液の中には3,4−ジクロロ−2−エポキシブタン2290g(14.54モル)が存在する。   The reaction was carried out with vigorous stirring for 33 hours while the reaction temperature was controlled at 60 ° C. to produce 3,4-dichloro-2-epoxybutane. GC analysis confirmed that the epoxy conversion of 3,4-dichloro-1-butene was 89% and the selectivity was 88%. 2,290 g (14.54 mol) of 3,4-dichloro-2-epoxybutane is present in the reaction solution.

そして、得られた反応溶液からGC分析により61gの3,4−ジクロロ−2−エポキシブタンを含む反応溶液76gを採取し、該反応溶液に亜硫酸ナトリウム水溶液50ミリリットル(10g/L)を適下し、水相の過酸化水素濃度を5mg/L以下、pH=7とした。デカンテーションにより水相を除去し、蒸留水50ミリリットルで2回有機相を洗浄・デカンテーションにより水相を除去することにより有機相を得た。   From the obtained reaction solution, 76 g of a reaction solution containing 61 g of 3,4-dichloro-2-epoxybutane was collected by GC analysis, and 50 ml (10 g / L) of an aqueous sodium sulfite solution was appropriately applied to the reaction solution. The hydrogen peroxide concentration in the aqueous phase was 5 mg / L or less and pH = 7. The aqueous phase was removed by decantation, and the organic phase was washed twice with 50 ml of distilled water and the aqueous phase was removed by decantation to obtain an organic phase.

得られた有機相を回分式の蒸留装置で操作温度(油浴の温度)80℃、蒸留頭頂温度47℃、減圧度0.4kPaで1時間かけて減圧蒸留により該有機相から3,4−ジクロロ−2−エポキシブタンを蒸留回収し、触媒成分との分離を行った。GC分析の結果留分には3,4−ジクロロ−2−エポキシブタン59g(回収率:96%)を確認した。   The obtained organic phase was extracted from the organic phase with a batch distillation apparatus by distillation under reduced pressure over 1 hour at an operating temperature (oil bath temperature) of 80 ° C., a distillation head temperature of 47 ° C., and a degree of vacuum of 0.4 kPa. Dichloro-2-epoxybutane was recovered by distillation and separated from the catalyst component. As a result of GC analysis, 59 g of 3,4-dichloro-2-epoxybutane (recovery: 96%) was confirmed in the fraction.

実施例2
蒸留装置の操作条件;操作温度(油浴の温度)80℃、蒸留頭頂温度47℃、減圧度0.4kPa、操作時間1時間の代わりに、操作温度(油浴の温度)95℃、蒸留頭頂温度66℃、減圧度1.5kPa、操作時間1時間とした以外は、実施例1と同様の方法により3,4−ジクロロ−2−エポキシブタンの製造・回収を行った。GC分析の結果留分には3,4−ジクロロ−2−エポキシブタン59g(回収率:96%)を確認した。
Example 2
Operation conditions of distillation apparatus; operating temperature (oil bath temperature) 80 ° C., distillation head temperature 47 ° C., degree of vacuum 0.4 kPa, operating time 1 hour instead of operating temperature (oil bath temperature) 95 ° C., distillation head 3,4-Dichloro-2-epoxybutane was produced and collected in the same manner as in Example 1 except that the temperature was 66 ° C., the degree of vacuum was 1.5 kPa, and the operation time was 1 hour. As a result of GC analysis, 59 g of 3,4-dichloro-2-epoxybutane (recovery: 96%) was confirmed in the fraction.

実施例3
蒸留装置の操作条件;操作温度(油浴の温度)80℃、蒸留頭頂温度47℃、減圧度0.4kPa、操作時間1時間の代わりに、操作温度(油浴の温度)105℃、蒸留頭頂温度78℃、減圧度2.6kPa、操作時間1時間とした以外は、実施例1と同様の方法により3,4−ジクロロ−2−エポキシブタンの製造・回収を行った。GC分析の結果留分には3,4−ジクロロ−2−エポキシブタン57g(回収率:93%)を確認した。
Example 3
Operation conditions of distillation apparatus; operating temperature (oil bath temperature) 80 ° C, distillation head temperature 47 ° C, degree of vacuum 0.4 kPa, operating time 1 hour instead of operating time (oil bath temperature) 105 ° C, distillation head 3,4-Dichloro-2-epoxybutane was produced and recovered in the same manner as in Example 1 except that the temperature was 78 ° C., the degree of vacuum was 2.6 kPa, and the operation time was 1 hour. As a result of GC analysis, 57 g of 3,4-dichloro-2-epoxybutane (recovery: 93%) was confirmed in the fraction.

比較例1
実施例1と同様の方法で得られた反応溶液の混合物を一部76g採取し、反応液を洗浄することなく、蒸留装置で操作温度(油浴の温度)128℃、蒸留頭頂温度97℃、減圧度5.5kPaで4時間かけて減圧蒸留により3,4−ジクロロ−2−エポキシブタンを蒸留回収し、触媒成分との分離を行った。GC分析から結果留分には3,4−ジクロロ−2−エポキシブタン1.8gを確認した。回収率は3%と低いものであった。
Comparative Example 1
A portion of 76 g of the reaction solution mixture obtained in the same manner as in Example 1 was collected, and without washing the reaction solution, the operation temperature (oil bath temperature) 128 ° C., distillation head temperature 97 ° C. 3,4-Dichloro-2-epoxybutane was recovered by distillation under reduced pressure over 4 hours at a reduced pressure of 5.5 kPa, and separated from the catalyst component. From GC analysis, 1.8 g of 3,4-dichloro-2-epoxybutane was confirmed in the resulting fraction. The recovery rate was as low as 3%.

比較例2
蒸留装置の操作条件;操作温度(油浴の温度)128℃、蒸留頭頂温度97℃、減圧度5.5kPa、操作時間4時間の代わりに、操作温度(油浴の温度)95℃、蒸留頭頂温度78℃、減圧度2.6kPa、操作時間9時間とした以外は、比較例1と同様の方法により3,4−ジクロロ−2−エポキシブタンの製造・回収を行った。GC分析の結果留分には3,4−ジクロロ−2−エポキシブタン46gを確認した。回収率は76%と低いものであった。
Comparative Example 2
Operation conditions of distillation apparatus: operation temperature (oil bath temperature) 128 ° C, distillation head temperature 97 ° C, degree of vacuum 5.5 kPa, operation time 4 hours instead of operation temperature (oil bath temperature) 95 ° C, distillation head 3,4-Dichloro-2-epoxybutane was produced and recovered in the same manner as in Comparative Example 1 except that the temperature was 78 ° C., the degree of vacuum was 2.6 kPa, and the operation time was 9 hours. As a result of GC analysis, 46 g of 3,4-dichloro-2-epoxybutane was confirmed in the fraction. The recovery rate was as low as 76%.

比較例3
蒸留装置の操作条件;操作温度(油浴の温度)128℃、蒸留頭頂温度97℃、減圧度5.5kPa、操作時間4時間の代わりに、操作温度(油浴の温度)97℃、蒸留頭頂温度89℃、減圧度5.5kPaとした以外は、比較例1と同様の方法により3,4−ジクロロ−2−エポキシブタンの製造・回収を試みた。GC分析の結果留分には3,4−ジクロロ−2−エポキシブタン24gを確認したが、回収率は40%と低くほとんど回収できなかった。
Comparative Example 3
Operation conditions of distillation apparatus; operation temperature (oil bath temperature) 128 ° C, distillation head temperature 97 ° C, degree of vacuum 5.5 kPa, operation time 4 hours instead of operation temperature (oil bath temperature) 97 ° C, distillation head Production and recovery of 3,4-dichloro-2-epoxybutane was attempted in the same manner as in Comparative Example 1 except that the temperature was 89 ° C. and the degree of vacuum was 5.5 kPa. As a result of GC analysis, 24 g of 3,4-dichloro-2-epoxybutane was confirmed in the fraction, but the recovery rate was as low as 40% and could hardly be recovered.

実施例4
回分式の蒸留装置を用い、蒸留装置の操作条件;操作温度(油浴の温度)80℃、蒸留頭頂温度47℃、減圧度0.4kPa、操作時間1時間の代わりに、フラッシュ蒸留装置を用い、蒸留装置の操作条件;操作温度(外部ジャケットの温度)85℃、蒸留頭頂温度62℃、減圧度1.1kPa、加熱部での平均滞留時間2分とした以外は、実施例1と同様の方法により3,4−ジクロロ−2−エポキシブタンの製造・回収を行った。3,4−ジクロロ−2−エポキシブタンの回収率は96%であった。
Example 4
Using a batch-type distillation apparatus, operating conditions of the distillation apparatus; operating temperature (oil bath temperature) 80 ° C., distillation head temperature 47 ° C., vacuum degree 0.4 kPa, operating time 1 hour, instead of flash distillation device The operating conditions of the distillation apparatus; operating temperature (external jacket temperature) 85 ° C., distillation head temperature 62 ° C., vacuum degree 1.1 kPa, average residence time 2 minutes in heating section, similar to Example 1 3,4-Dichloro-2-epoxybutane was produced and recovered by the method. The recovery rate of 3,4-dichloro-2-epoxybutane was 96%.

実施例5
亜硫酸ナトリウム水溶液50ミリリットル(10g/L)の代わりに、チオ硫酸ナトリウム50ミリリットル(10g/L)とした以外は、実施例1と同様の方法により3,4−ジクロロ−2−エポキシブタンの製造・回収を行った。3,4−ジクロロ−2−エポキシブタンの回収率は96%であった。
Example 5
Production of 3,4-dichloro-2-epoxybutane by the same method as in Example 1 except that 50 ml (10 g / L) of sodium thiosulfate was used instead of 50 ml (10 g / L) of the aqueous sodium sulfite solution. Recovery was performed. The recovery rate of 3,4-dichloro-2-epoxybutane was 96%.

実施例6
亜硫酸ナトリウム水溶液50ミリリットル(10g/L)の代わりに、1molwt%の水酸化ナトリウム水溶液50ミリリットルとした以外は、実施例1と同様の方法により3,4−ジクロロ−2−エポキシブタンの製造・回収を行った。3,4−ジクロロ−2−エポキシブタンの回収率は96%であった。
Example 6
Production and recovery of 3,4-dichloro-2-epoxybutane by the same method as in Example 1 except that 50 ml of a 1 mol wt% aqueous sodium hydroxide solution was used instead of 50 ml of an aqueous sodium sulfite solution (10 g / L). Went. The recovery rate of 3,4-dichloro-2-epoxybutane was 96%.

塗料、接着剤、発泡体等に用いられる樹脂成分の中間原料であるポリオールの原料又は樹脂に難燃性、ガスバリヤ性、耐摩耗性、プラスチック基材への接着性等の機能を付与できるジクロロエポキシブタンを生産効率よく製造することが可能となる。   Dichloroepoxy that can impart functions such as flame retardancy, gas barrier properties, abrasion resistance, and adhesion to plastic substrates to polyol raw materials or resins that are intermediate raw materials for resin components used in paints, adhesives, foams, etc. Butane can be produced with high production efficiency.

Claims (3)

タングステン及び/又はモリブデンを有する遷移金属化合物と有機アンモニウム塩の存在下、ジクロロブテンと過酸化水素との反応によりジクロロエポキシブタンを製造するに際し、反応後の反応溶液を、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、アルカリ性化合物、チオ硫酸ナトリウム水溶液、亜硫酸ナトリウム水溶液及びアルカリ性化合物水溶液からなる群より選択されるもので洗浄した後、有機相を分離し、該有機相を分留する際の沸点温度90℃以下で蒸留精製を行い、ジクロロエポキシブタンを回収することを特徴とするジクロロエポキシブタンの製造方法。 In producing dichloroepoxybutane by the reaction of dichlorobutene and hydrogen peroxide in the presence of a transition metal compound having tungsten and / or molybdenum and an organic ammonium salt, the reaction solution after the reaction is mixed with sodium thiosulfate, sodium sulfite, After washing with a material selected from the group consisting of an alkaline compound, an aqueous sodium thiosulfate solution, an aqueous sodium sulfite solution, and an aqueous alkaline compound solution, the organic phase is separated and distilled at a boiling point of 90 ° C. or lower when the organic phase is fractionated. A method for producing dichloroepoxybutane, comprising purifying and collecting dichloroepoxybutane. タングステン及び/又はモリブデンを有する遷移金属化合物が、タングステン酸、タングステン酸ナトリウム、リン−12−タングステン酸及びリン−3−モリブド−9−タングステン酸からなる群より選択されるものであることを特徴とする請求項1に記載のジクロロエポキシブタンの製造方法。 The transition metal compound having tungsten and / or molybdenum is selected from the group consisting of tungstic acid, sodium tungstate, phosphorus-12-tungstic acid and phosphorus-3-molybdo-9-tungstic acid. The method for producing dichloroepoxybutane according to claim 1. 有機アンモニウム塩が、炭素数9以上50未満のものであることを特徴とする請求項1又は2に記載のジクロロエポキシブタンの製造方法。 The method for producing dichloroepoxybutane according to claim 1 or 2, wherein the organic ammonium salt has a carbon number of 9 or more and less than 50.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015217388A (en) * 2014-05-19 2015-12-07 エボニック インダストリーズ アクチエンゲゼルシャフトEvonik Industries AG Membrane-supported catalyst removal in epoxidation of cyclic unsaturated c12 compounds, for example cyclododecene (cden)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015217388A (en) * 2014-05-19 2015-12-07 エボニック インダストリーズ アクチエンゲゼルシャフトEvonik Industries AG Membrane-supported catalyst removal in epoxidation of cyclic unsaturated c12 compounds, for example cyclododecene (cden)

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