JP2606633B2 - シス−エポキシこはく酸アルカリ金属塩の製造方法 - Google Patents
シス−エポキシこはく酸アルカリ金属塩の製造方法Info
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Description
塩の製造方法に関し、詳しくはマレイン酸塩と過酸化水
素水とを、エポキシ化触媒の存在下で反応させてシス−
エポキシこはく酸塩を得る方法の改良に関するものであ
る。本発明によって得られるシス−エポキシこはく酸塩
は、洗剤用ビルダー、架橋性高分子、ポリ塩化ビニルの
安定剤等として工業的に重要な原料である。
ステン酸(塩)あるいはモリブデン酸(塩)等の水溶性
のエポキシ化触媒の存在下で反応させるとシス−エポキ
シこはく酸塩が生成することは既によく知られている。
しかし、従来の反応条件でシス−エポキシこはく酸塩を
収率よく得るには、エポキシ化触媒を比較的多量に使用
する必要があり、これらの触媒はかなり高価なものであ
るので、経済的見地からその回収方法や再使用のための
循環システムの研究も進められている。
おいては強塩基性陰イオン交換樹脂を用いてエポキシ化
反応液から触媒を吸着分離し、次いで吸着された触媒を
水酸化アルカリ金属水溶液で分離回収し再使用する方法
が開示されている。また、特公昭58−48557号公
報には、エポキシ化反応液のpHを4.5 以下に保持する
ことにより、反応液から酸性シス−エポキシこはく酸塩
の結晶を析出させて分離回収する一方、副生する酒石酸
をエポキシ化触媒を含む反応母液から分離した後、反応
系に循環し再使用する方法が開示されている。しかし、
これらの方法は触媒の分離回収操作が煩雑で高コストが
かかるため経済的であるとは言えない。
せるという試みもなされてきたが、マレイン酸モノナト
リウム塩に対して0.4 重量%(0.17 mol%)以下の触媒
量では反応生成物の収率が激減する(特公昭46−41
287号公報)ので、現在では触媒量をマレイン酸に対
して1〜2 mol%程度以下に低減することには成功して
いない。
て少量のエポキシ化触媒により、シス−エポキシこはく
酸塩を収率よく製造する方法を提供することにある。
酸と過酸化水素水との反応について鋭意検討を進めた結
果、反応温度条件をうまくコントロールすることによっ
て、極めて少量のエポキシ化触媒の存在下でも収率よく
シス−エポキシこはく酸塩を製造する方法を見出し、本
発明を完成させるに至ったものである。すなわち、本発
明はマレイン酸もしくは無水マレイン酸を、アルカリ金
属イオンの存在している水性媒体中で過酸化水素水と反
応させてシス−エポキシこはく酸アルカリ金属塩を製造
するに当たり、マレイン酸もしくは無水マレイン酸に対
して0.02〜0.15 mol%のタングステン酸(塩)及び/ま
たはモリブデン酸(塩)をエポキシ化触媒として用い、
反応温度を60〜80℃、次いで少なくとも5℃以上昇
温して2段階反応を行なうところに要旨を有するもので
ある。
酸塩の製造法で多量の触媒を用いなければならないの
は、エポキシ化反応により生成したシス−エポキシこは
く酸塩の一部が加水分解されてできた酒石酸によって触
媒の活性低下が起こり、実質的に有効に働く触媒が減少
してしまうためである。その結果、触媒量が少ない場合
にはエポキシ化反応速度が十分に上がらず、完結までに
長時間を必要とする。このため、生成したシス−エポキ
シこはく酸塩が加水分解される率も大きくなり、結果と
して反応系中に酒石酸の量も多くなってエポキシ化触媒
の失活がさらに加速され低い収率しか得られなくなる。
化率に合わせて反応温度を2段階に変化させると酒石酸
の副生が効果的に抑制されることが明らかとなった。そ
の結果、極めて少ない触媒量でも活性低下を起こさずに
シス−エポキシこはく酸塩を高収率で得ることが可能と
なったわけである。以下、さらに詳しく説明する。
しくは無水マレイン酸がアルカリ金属イオン存在下の水
性媒体中で、シス−エポキシこはく酸塩へエポキシ化さ
れる百分率( mol%)である。本発明では、後で詳述す
るようにエポキシ化触媒をマレイン酸に対して0.02〜0.
15 mol%の範囲で使用することを必須とするが、この様
に触媒量を定めた場合でも、反応温度を当初から80℃
を超える温度にすると酒石酸の副生率が多くなり、また
同様の触媒量で初期温度を低めの60〜80℃に設定
し、この温度を保持したままで反応を継続したのでは反
応の完結に長時間を要し、前述のようにやはり目的物の
収率が低下することがわかった。
とし、次いで少なくとも5℃以上昇温して好ましくは7
0〜90℃に維持する2段階反応を採用すると、高収率
でシス−エポキシこはく酸塩が得られ、これらの結果か
ら、触媒を効率よく使うためには、この2段階反応が非
常に有効であることが確認された。
酸もしくは無水マレイン酸と過酸化水素水をほぼ化学量
論的割合、もしくは過酸化水素水が若干過剰の割合で使
用することが好ましい。またアルカリ金属イオンが存在
している水性媒体は、水酸化ナトリウムや水酸化カリウ
ム等を水に溶解することによって調製することができ、
該イオンの好ましい量はマレイン酸もしくは無水マレイ
ン酸に対して50〜80当量%の範囲である。反応液中
のおけるマレイン酸もしくは無水マレイン酸としての好
ましい濃度は10〜25重量%、より好ましくは15〜
20重量%であるが、その全量が反応開始時に溶解して
いる必要はない。
ものまで使用することができるが、35、50、60%
程度の過酸化水素水を使用するのが好ましい。反応はp
H4〜6の範囲で行われることが好ましく、反応の進行
と共にpHが低下するので、上記好適pHが保たれるよ
うに適時各々の水酸化アルカリ金属を加えていけばよ
い。
モリブデン酸あるいはそれらのナトリウム塩が用いられ
る。該触媒の使用量は、マレイン酸もしくは無水マレイ
ン酸に対して0.02〜0.15 mol%、より好ましくは0.05〜
0.10 mol%の範囲から選定すべきであり、触媒量が不足
する場合は反応率が十分上がらず、また上限濃度以上に
触媒量を増やすことは、触媒量の低減を目的とする本発
明の意図に反することとなる。
始時からマレイン酸もしくは無水マレイン酸の転化率が
少なくとも40 mol%以上、好ましくは50〜70 mol
%に達するまで、反応温度は60〜80℃、好ましくは
60〜75℃で行ない、次いで少なくとも5℃以上昇温
して70〜90℃、好ましくは75〜90℃に維持する
ことが必要である。その理由は前に述べたとおりであ
る。初期温度および昇温後の反応温度は、エポキシ化反
応が発熱反応であるので、反応液中の反応物の濃度、触
媒使用量等によって適宜選択される。反応系の気相の雰
囲気は特に制限されない。
得られる。従って、反応後に触媒を回収する工程が省略
できる。高価な触媒が少量で済むので経済的である。
反応後各用途にそのまま用いることができる。
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。な
お、反応終了後のシス−エポキシこはく酸塩及び他の有
機酸塩の収量はすべて高速液体クロマトグラフィーの分
析結果から求めた。表示した mol%は仕込みマレイン酸
に対する mol%である。
48%水酸化ナトリウム水溶液 233g( 2.8 mol)、お
よびタングステン酸ナトリウム2水和物0.66g(0.002
mol ;0.10 mol%)を加えた後、攪拌しながら70℃に
加温した。内容物は70℃になった時にほぼ均一な溶液
となり、pHは5.5 であった。ここに60%過酸化水素
水 119g( 2.1 mol)を滴下し、反応を開始させた。マ
レイン酸の仕込み換算濃度は18重量%である。反応の
進行に伴いpHが下がるので、48%水酸化ナトリウム
水溶液を加えることによってpHを4〜6にコントロー
ルしながら70℃で30分保った。この時点でのマレイ
ン酸の転化率は46%であった。次いで80℃に昇温
し、反応開始から3時間経過したところで反応を終了さ
せ、生成物の分析を行なった。反応後の水溶液には、シ
ス−エポキシこはく酸塩92.7 mol%、D. L−酒石酸塩
4.2mol%、マレイン酸塩2.3mol%が含まれていた。
の条件で反応を行なった。反応後の水溶液には、シス−
エポキシこはく酸塩82.7 mol%、D. L−酒石酸塩4.8m
ol%、マレイン酸塩12.1 mol%が含まれていた。
件で反応を行なった。ただし、反応初期には急激な発熱
のため冷却が追いつかず、内温を一定に保つことが困難
で一時的に90℃まで上がった。反応後の水溶液には、
シス−エポキシこはく酸塩78.8 mol%、D. L−酒石酸
塩10.3 mol%、マレイン酸塩10.1 mol%が含まれてい
た。
化ナトリウム水溶液 233gおよびタングステン酸ナトリ
ウム2水和物0.66gを加えた後、攪拌しながら70℃に
加温した。ここに60%過酸化水素水 119gを滴下し、
反応を開始させた。マレイン酸の仕込み換算濃度は18
重量%である。48%水酸化ナトリウム水溶液を加える
ことによってpHを4〜6にコントロールしながら70
℃で70分保った。この時点でのマレイン酸の転化率は
77%であった。その後85℃に昇温し、反応開始から
2時間30分経過したところで反応を終了させた。反応
後の水溶液には、シス−エポキシこはく酸塩91.5 mol
%、D. L−酒石酸塩5.1mol%、マレイン酸塩3.0mol%
が含まれていた。
48%水酸化ナトリウム水溶液 233gおよびタングステ
ン酸ナトリウム2水和物0.99g( 0.003 mol;0.15 mol
%)を加えた後、攪拌しながら65℃に加温した。ここ
に60%過酸化水素水 119gを滴下し、反応を開始させ
た。マレイン酸の仕込み換算濃度は12重量%である。
48%水酸化ナトリウム水溶液を加えることによりpH
を4〜6にコントロールしながら65℃で50分保っ
た。この時点でのマレイン酸の転化率は55%であっ
た。その後80℃に昇温し、反応開始から3時間経過し
たところで反応を終了させた。反応後の水溶液には、シ
ス−エポキシこはく酸塩92.2mol %、D. L−酒石酸塩
4.8mol%、マレイン酸塩2.8mol%が含まれていた。
48%水酸化ナトリウム水溶液 233gおよびタングステ
ン酸ナトリウム2水和物 0.33 g( 0.001mol;0.05mol
%)を加えた後、攪拌しながら75℃に加温した。こ
こに60%過酸化水素水 119gを滴下し、反応を開始さ
せた。マレイン酸の仕込み換算濃度は18重量%であ
る。48%水酸化ナトリウム水溶液を加えることにより
pHを4〜6にコントロールしながら75℃で50分保
った。この時点でのマレイン酸の転化率は50%であっ
た。85℃に昇温した後、3時間経過したところで反応
を終了させた。反応後の水溶液には、シス−エポキシこ
はく酸塩86.3mol %、D. L−酒石酸塩4.5mol%、マレ
イン酸塩8.6mol%が含まれていた。
の条件で反応を行なった。反応後の水溶液には、シス−
エポキシこはく酸塩 73.7mol%、D. L−酒石酸塩7.8m
ol%、マレイン酸塩 18.2mol%が含まれていた。
Claims (1)
- 【請求項1】マレイン酸もしくは無水マレイン酸を、ア
ルカリ金属イオンの存在している水性媒体中で過酸化水
素水と反応させてシス−エポキシこはく酸アルカリ金属
塩を製造するに当たり、マレイン酸もしくは無水マレイ
ン酸に対して0.02〜0.15 mol%のタングステン酸(塩)
及び/またはモリブデン酸(塩)をエポキシ化触媒とし
て用い、反応温度を60〜80℃、次いで少なくとも5
℃以上昇温して2段階反応を行なうことを特徴とするシ
ス−エポキシこはく酸アルカリ金属塩の製造方法
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3076923A JP2606633B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | シス−エポキシこはく酸アルカリ金属塩の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3076923A JP2606633B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | シス−エポキシこはく酸アルカリ金属塩の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04290879A JPH04290879A (ja) | 1992-10-15 |
JP2606633B2 true JP2606633B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=13619233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3076923A Expired - Lifetime JP2606633B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | シス−エポキシこはく酸アルカリ金属塩の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2606633B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3339106B2 (ja) * | 1993-01-19 | 2002-10-28 | 三菱化学株式会社 | シスエポキシコハク酸塩の製造方法 |
US5905160A (en) | 1995-10-31 | 1999-05-18 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for production of epoxy compound and hydroxy iminodisuccinic acid |
-
1991
- 1991-03-15 JP JP3076923A patent/JP2606633B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04290879A (ja) | 1992-10-15 |
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