JP2015500251A5

JP2015500251A5 - 脂肪族モノカルボン酸の蒸留残滓からの回収方法

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Publication number: JP2015500251A5
Application number: JP2014545124A
Authority: JP
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2015-11-19
Anticipated expiration: 2032-11-20

Description

とりわけ、カルボニル炭素原子に隣接する炭素原子を有するアルキル分岐を有する脂肪族の、α−アルキル分枝鎖状のアルデヒドを酸化する場合、選択率を向上させるために少量のアルカリ金属カルボン酸塩を添加することが従来技術において推奨されている。そのような例として、ドイツ国特許第９５０００７号明細書（特許文献１）から、所望するカルボン酸を高い収率かつ高い純度で得るためには、α−位で分岐したアルデヒドの酸化に、少量のアルカリ金属塩の添加が必要であることが知られている。米国特許第５，５０４，２２９号明細書（特許文献２）からは、α−アルキル分岐のカルボン酸の蒸留時に得られるアルカリ金属含有の蒸留残滓を、アルデヒドの酸化に再度使用することが知られている。カルボン酸の酸性化によって、蒸留残滓からα−アルキル分岐を放出させることも記載されている。しかしながら、その後精製されたカルボン酸は、並の色数しか示さない。

しかしながら、脂肪族の直鎖状、又はα−位にアルキル分岐を有さない、分枝鎖状のアルデヒドの酸化の場合にも、アルカリ金属カルボン酸塩又はアルカリ土類金属カルボン酸塩と遷移金属からなる混合物が使用されることが開示されている。ドイツ国特許出願公開第１０２００４０５５２５２Ａ１号明細書（特許文献６）は、３，５，５−トリメチルヘキサナールをベースとする、ｎ−ペンタナール又はイソノナナールの、対応するカルボン酸カリウム及び鉄の存在下での酸化を開示している。酸化後に得られた粗酸は、蒸留によって除去され、そして得られた金属含有の蒸留残滓は、アルデヒドの酸化に再利用できる。ドイツ国特許出願公開第１０２００６０２２１６８Ａ１号明細書（特許文献７）の教示によれば、アルカリ金属カルボン酸塩又はアルカリ土類金属カルボン酸塩及び遷移金属からなる混合物が、第一のアルデヒド酸化反応における反応生成物として製造され、そして、この反応生成物は、その後の、脂肪族の直鎖状又はβ−アルキル分枝鎖状のモノカルボン酸の酸化のために再利用される。

驚くべきことに、処理された有機蒸留残滓及び水性の酸からなる、管型反応器から出た後に存在する二相混合物が、下流の沈殿タンク中で問題なく液状の有機相及び水性相に分離される。この相分離は、泡状の中間層を形成することなく自然にかつ鮮明に生じる。アルカリ金属カルボン酸塩又はアルカリ土類金属カルボン酸塩の表面活性特性に起因して、水性相との接触時に泡形成が推測されるため、そのように有利で鮮明な相分離は予想されていなかった。速やかなかつ鮮明な相分離によって、一方で、有機蒸留残滓及び水性の酸による高い処理能が可能となる。さらに他方で、相分離後に有機層による水性層の汚染は限定され、そして、境界における水性相の有機成分担持量及び有機相中のアルカリ金属含有量又はアルカリ土類金属含有量は、許容可能なレベルに維持することができる。

再生すべき蒸留残滓を、管型反応器中で水性の酸と接触させる。その際、有機物質流及び水性物質流は、管型反応器中へは別々に導入することができるが、同時に導入することもできる。好ましくは、両方の液体を予め混合し、そして有機相及び水性相からなる二相混合物として管型反応器に供給する。特に好ましい実施形態において、二相混合物は、管型反応器中へ入る前に、二相間の接触量を高めるために上流の静的混合要素を介して導入される。そのような混合要素は市場から入手可能であり、例えば、様々な粘性の液体を混合するための特別な製品ラインのＳｕｌｚｅｒｍｉｓｃｈｅｒ又はＫｅｎｉｃｋｓｍｉｓｃｈｅｒとして販売されている。

再生すべき蒸留残滓及び水性の酸は別々に、又は混合物として管型反応器に供給することができる。別々に添加される場合、有機相及び水性相は、並流か又は対向流で管型反応器中へ流入させることができる。管型反応器としては、例えば、縦に、又は水平に配置された流管又は複数のコイル状の流管のような任意に配置された流管が適している。管型反応器は、同様に、充填要素又は内部構成部材、例えば、ラシヒリング、サドル、ポールリング、コイル、バッフル又は静的ミキサー又はミキサーパックを含むことができる。好ましくは、反応器は連続式で稼働される。

２−エチルヘキサン酸の回収
カリウム−２−エチルヘキサノエートの存在下における２−エチルヘキサナールの酸化由来の、カリウムを含有する蒸留残滓を用いて後続の蒸留により、２−エチルヘキサン酸にした。後続の蒸留後の蒸留残滓はガスクロマトグラフィで測定された以下の組成（重量％）を有していた。

実験５及び６の結果が示すように、十分多量のカリウムの消尽を確実にするために、有機相中のｐＨ−値は４．５未満でなければならない。カリウム含有量の測定は、カリウム−２−エチルヘキサノエートを塩酸で滴定し、そして１００ｐｐｍの検出下限値を有するカリウムに転化することによって行った。水性相のｐＨ−値を、有機相中のカリウム含有量を導き出すのに用いる場合、ｐＨ−値を１．３より小さく設定しなければならない。

実験１２及び１３の結果が示すように、十分多量のカリウムの消尽を確実にするために、有機相中のｐＨ−値は４．０未満でなければならない。カリウム含有量の測定は、カリウム−２−メチルブタノエートを塩酸で滴定し、そして１００ｐｐｍの検出下限値を有するカリウムに転化することによって行った。水性相のｐＨ−値を、有機相中のカリウム含有量を導き出すのに用いる場合、ｐＨ−値を１．６より小さく設定しなければならない。

Claims

前記蒸留残滓が、３０〜９０℃、好ましくは５０〜８０℃の温度に予熱されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。