JP2553261B2 - クロルヒドリンの製造方法 - Google Patents

クロルヒドリンの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クロルヒドリンの製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】クロルヒドリンは、エポキシ化合物の製
造原料等として有用な化合物である。クロルヒドリン
は、塩素を水に溶解して生成させた次亜塩素酸と分子内
にビニル基を有する化合物とを反応させることにより製
造することができる。例えば、米国特許2,714,1
22号明細書には、循環する水に塩素とアリルクロライ
ドを供給することにより、ジクロルヒドリンを得ること
が記載されている。この方法においては、塩素が直接ア
リルクロライドと反応することによる副生成物の生成を
抑制するために、反応系にカ性ソーダを添加してpHを
上げることが試みられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、本発明者ら
が追試したところ、上記方法は、塩素とアリルクロライ
ドとの反応による副生成物の生成は抑制されているが、
テトラクロロプロピルエーテルが多量に副生し、ジクロ
ルヒドリンの選択率が十分に満足できないものであっ
た。
【0004】こうしたことから、エーテル化合物等の副
生物を生じることなく高い選択率でクロルヒドリンを製
造する方法を開発することが大きな課題であった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を続けてきた。その結果、反応
系のpHが7以上とならない範囲でアルカリ金属水酸化
物またはアルカリ土類金属水酸化物を添加しつつ塩素と
水とを反応させて、次亜塩素酸濃度が0.1〜5モル/
リットルでpHが7未満の次亜塩素酸水溶液を予め調製
し、該次亜塩素酸水溶液と分子内にビニル基を有する化
合物とを反応器に夫々供給して反応させると、上記の課
題が解決され、しかも目的物が効率良く得られることを
見いだし、本発明を完成するに至った。
【0006】即ち、本発明は、反応系のpHが7以上と
ならない範囲でアルカリ金属水酸化物またはアルカリ土
類金属水酸化物を添加しつつ塩素と水とを反応させて得
た(以下、単に「第一工程」ともいう。)次亜塩素酸濃
度が0.1〜5モル/リットルでpHが7未満の次亜塩
素酸水溶液と、分子内にビニル基を有する化合物とを、
反応器に夫々供給して反応させる(以下、単に「第二工
程」ともいう。)ことを特徴とするクロルヒドリンの製
造方法である。
【0007】本発明の製造方法では、まず、第一工程に
おいて、反応系のpHが7以上とならない範囲でアルカ
リ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物を添加
しつつ塩素と水とを反応させて次亜塩素酸水溶液を得
る。塩素を水に溶解させると、塩素が水と反応して次亜
塩素酸と塩酸とを発生する可逆反応が生じる。上記第一
工程の場合、反応系にアルカリ金属水酸化物またはアル
カリ土類金属水酸化物が供給されるため、生成した塩酸
はその解離定数の大きさ(次亜塩素酸4×10-8、塩酸
1×10-1)から選択的に中和され、塩が生成する。そ
の結果、前記可逆反応は次亜塩素酸を生成する反応が促
進され、この第一工程では塩素濃度が低く、次亜塩素酸
濃度の高い水溶液を得ることができる。
【0008】本発明において使用するアルカリ金属水酸
化物およびアルカリ土類金属水酸化物は、公知のものが
何ら制限されることなく使用される。具体的には、アル
カリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム等が、アルカリ土類金属水酸化物としては水酸
化カルシウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。こ
のうち水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムを用いるが
好ましい。
【0009】本発明において、これらの水酸化物は、反
応系のpHが7以上とならない範囲で反応系に添加され
る。特に反応系のpHが3以上7未満の範囲になるよう
に上記水酸化物を添加することは、高濃度の次亜塩素酸
水溶液を得ることができ、さらに高濃度のクロルヒドリ
ンを得ることができるために好適である。反応系のpH
が7以上になると、次亜塩素酸が中和されたり、得られ
る次亜塩素酸水溶液中に該水酸化物が残留し、次の第二
工程でエーテル化合物を副生するようになるため好まし
くない。
【0010】上記水酸化物の反応系への添加方法は、特
に制限されるものではない。通常は、1〜40重量%の
水溶液またはスラリーとして、連続的または断続的に供
給するのが好ましい。
【0011】また、本発明において、第一工程で得られ
る次亜塩素酸水溶液中の次亜塩素酸の濃度は、0.1〜
5モル/リットルの範囲である。上記濃度範囲は、水に
塩素を単に供給して得た飽和塩素水溶液中の次亜塩素酸
濃度よりも高く、従って、第二工程の反応を効率よく行
うことができる。第一工程における塩素と水の反応は、
塩素を水に供給することにより通常行われる。塩素を水
に供給する方法は特に制限されるものではないが、好適
には、最終的な次亜塩素酸濃度が上記範囲内になるよう
に塩素を水に連続的または断続的に供給するのが好まし
い。通常は、塩素ガスを水1リットルあたり0.1〜5
リットル/min.の速度で2〜200分間供給するの
が一般的である。
【0012】尚、第一工程の反応温度は特に制限される
ものではないが、次亜塩素酸の分解を抑えるため0〜4
0℃の範囲で行うのが好ましい。また、反応中、反応液
は攪拌するのが好ましい。
【0013】さらに、本発明において、かかる第一工程
で得られた次亜塩素酸水溶液は、公知の精製手段により
処理し、含有される塩を除去してもよい。この場合、本
発明は、後述する第二工程で、より一層、エーテル化合
物等の副性が防止され、高選択率でクロルヒドリンを得
ることができるようになる。上記精製手段は、特に制限
されるものではないが、通常は減圧蒸留するのが好適で
ある。その場合、蒸留温度は、0〜60℃の範囲、減圧
度は1〜200mmHgの範囲で行うのが一般的である。
【0014】本発明では、第二工程において、第一工程
で得られた次亜塩素酸水溶液と分子内にビニル基を有す
る化合物とを夫々反応器に供給して反応さてクロルヒド
リンを製造する。
【0015】本発明において、分子内にビニル基を有す
る化合物は、公知の化合物が何ら制限されることなく使
用される。好適には、置換、好ましくはハロゲンによる
置換、もしくは非置換の脂肪族炭化水素基または芳香族
炭化水素基がビニル基に結合したものが挙げられる。具
体的には、プロピレン、1−ブテン、アリルクロライ
ド、スチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられ、このう
ちプロピレン、アリルクロライドを用いるのが好まし
い。かかる分子内にビニル基を有する化合物の使用量
は、特に制限されるものではないが、好適には次亜塩素
酸1モルに対し0.5〜1.5モルの範囲で用いるのが
良い。
【0016】本発明の第二工程は、第一工程であらかじ
め得られた次亜塩素酸水溶液と分子内にビニル基を有す
る化合物とを夫々反応器に供給して行われるが、該工程
における反応方法は、これらが反応する方法であれば特
に限定されない。第一工程終了後、該工程で得られた次
亜塩素酸水溶液を含む反応器に引き続いて分子内にビニ
ル基を有する化合物を供給して反応を行っても良いし、
第一工程で使用した反応器とは別の反応器に、未精製ま
たは精製した次亜塩素酸水溶液と分子内にビニル基を有
する化合物とを夫々一度にまたは連続的に供給して反応
を行っても良い。なお、第二工程の反応温度は特に制限
されるものではないが、選択率との関係から0〜60℃
の範囲が好適である。また、反応中、反応液は撹拌する
のが好ましい。
【0017】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、クロルヒド
リンの製造工程を次亜塩素酸を得る第一工程とクロルヒ
ドリンを得る第二工程とに分離したため、クロルヒドリ
ンとアルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸
化物との反応に起因するエーテル化合物の副生が抑制さ
れる。また、上記第一工程には、反応系のpHが7以上
にならない範囲で上記水酸化物が添加されるため、供給
された塩素の大部分が次亜塩素酸に変換される。従っ
て、該工程での塩素の供給量を多くすることにより、塩
素の含有量が少ない高濃度の次亜塩素酸水溶液を得るこ
とができる。そして、この高濃度次亜塩素酸水溶液を第
二工程に供給した場合、前記エーテル化合物、或いは塩
素と分子内にビニル基を有する化合物との反応物等の副
生物が少ない、高濃度の水溶液としてクロルヒドリンを
製造することができる。
【0018】このように、本発明の製造方法は、クロル
ヒドリンを、副生物が少なく高い選択率で得ることがで
き、また、該クロルヒドリンを高濃度の水溶液として得
ることも可能であり、極めて有用である。
【0019】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明
するが本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
【0020】実施例1 内容量1リットルのpHが測定できる反応器に水600
mlを仕込んだ。次いで、20℃の反応温度で、攪拌しな
がら塩素ガスを1リットル/minの速度で、また、2
0重量%の水酸化カルシウムのスラリー溶液を反応液の
pHが5.0になるように調整しながらそれぞれ13分
間供給した。得られた反応液の次亜塩素酸濃度をチオ硫
酸ナトリウムで滴定したところ0.7モル/リットルで
あった。この次亜塩素酸水溶液に、攪拌しながらアリル
クロライド43g(0.562モル)を添加した。添加
後、20℃の反応温度で5分間攪拌した後、反応液をガ
スクロマトグラフィーで分析したところ、液中には7重
量%のジクロルヒドリンが含有され、その選択率は96
モル%であった。また、副生物として、1,2,3−ト
リクロロプロパンが3モル%、テトラクロロイソプロピ
ルエーテルが1モル%の選択率で生成していた。
【0021】比較例1 内容量10リットルで反応液が循環できる反応器に水9
リットルを仕込んだ。次いで、20℃の反応温度で、該
水を循環させ、これに塩素ガスを1.82リットル/m
inの速度で供給した。また、反応液の循環路におい
て、該塩素ガスの供給口から充分離れた箇所より、アリ
ルクロライドを6.23g(0.0814モル)/mi
nの速度で供給した。循環する水は、20重量%の水酸
化カルシウムのスラリー溶液を添加することにより、p
Hを5.0に調整した。さらに、この循環する反応液
に、水を150ml/minの速度で添加し、かつ該増加
分だけの反応液を抜き出した。反応が定常に達した5時
間後、反応液をガスクロマトグラフィーで分析したとこ
ろ、液中には6重量%のジクロルヒドリンが含有され、
その選択率は80モル%であった。また、副生物とし
て、1,2,3−トリクロロプロパンが5モル%、テト
ラクロロイソプロピルエーテルが10モル%の選択率で
生成していた。
【0022】実施例2 実施例1と同様にして次亜塩素酸水溶液を得た。次い
で、この次亜塩素酸水溶液を40℃、減圧度30mmHgで
減圧蒸留し、チオ硫酸ナトリウムで滴定したところ、そ
の次亜塩素酸濃度は0.8モル/リットルであった。減
圧蒸留して得られたこの次亜塩素酸水溶液にアリルクロ
ライド37g(0.484モル)を撹拌しながら添加し
た。添加後、20℃の反応温度で5分間撹拌した後、反
応液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、液中
には10重量%のジクロルヒドリンが含有され、その選
択率は99.8モル%であった。また副生物として1,
2,3−トリクロロプロパンが0.2モル%の選択率で
生成していたが、テトラクロロイソプロピルエーテルの
生成は認められなかった。
【0023】実施例3,4 実施例1において、次亜塩素酸水溶液を得る工程の反応
液のpHをそれぞれ表1に示したように代えた以外は、
実施例1と同様にしてジクロルヒドリンを製造した。結
果を表1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】実施例5〜8 実施例1において、水酸化カルシウムの代わりに表2に
示したアルカリ金属水酸化物およびアルカリ土類金属水
酸化物を使用した以外は、実施例1と同様にしてジクロ
ルヒドリンを製造した。結果を表2に示す。
【0026】
【表2】
【0027】実施例9 実施例1において、アリルクロライドをプロピレンに代
え、かつその供給量を24.0g(0.571モル)に
代えた以外は、実施例1と同様にしてプロピレンクロル
ヒドリンを製造した。得られた反応液をガスクロマトグ
ラフィーで分析したところ、液中には5重量%のプロピ
レンクロルヒドリンが含有され、その選択率は、96モ
ル%であった。また、副生物として、1,2−ジクロル
プロパンが3モル%、ジクロルイソプロピルエーテルが
1モル%の選択率で生成していた。
【0028】実施例10 実施例1において、アリルクロライドをスチレンに代
え、かつその供給量を59g(0.567モル)に代え
た以外は、実施例1と同様にしてスチレンクロルヒドリ
ンを製造した。得られた反応液をガスクロマトグラフィ
ーで分析したところ、液中には10重量%のスチレンク
ロルヒドリンが含有され、その選択率は85モル%であ
った。また、副生物として、ジクロロエチルベンゼンが
10モル%、核塩素化スチレンが5モル%の選択率で生
成していた。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】反応系のpHが7以上とならない範囲でア
    ルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物を
    添加しつつ塩素と水とを反応させて得た次亜塩素酸濃度
    が0.1〜5モル/リットルでpHが7未満の次亜塩素
    酸水溶液と、分子内にビニル基を有する化合物とを、反
    応器に夫々供給して反応させることを特徴とするクロル
    ヒドリンの製造方法。
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