JP4963022B2 - エポキシ化合物の製造方法 - Google Patents
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以下に本発明を詳述する。
上記エポキシ化工程は、過酸化物を用いて、エチレン系化合物をエポキシ化して対応するエポキシ化合物を得る工程であって、エチレン系化合物を含有する反応液の過酸化物含有量が、エポキシ化反応を終了させるときに反応液中に含有するアセトアルデヒドに対し、過酸化物/アセトアルデヒド>0.6の割合(モル比)となるようにするものである。
上記過炭酸塩、過ホウ酸塩、過ハロゲン酸塩、ヒドロペルオキシ硫酸塩において、塩の形態としては、アルカリ金属塩が好適である。アルカリ金属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩の形態が好適である。
上記エポキシ化合物の着色の程度としては、ハーゼン値を指標とすることができる。ハーゼン値の測定方法は、JIS K0071−1記載の方法に従った。エポキシ化合物の着色の程度は、ハーゼン値の上昇により判断することができ、その上昇値としては、好ましくは100以下であり、より好ましくは70以下であり、更に好ましくは40以下である。
上記において、「金属製反応容器」としては、ステンレス鋼製反応容器が好適に用いられる。例えば、SUS304、304L、316、316L等のステンレス鋼製の反応容器を挙げることができる。また、「反応系」とは、反応容器及び反応容器に設けられたパイプ、バルブ等を総称するものであり、上記の「反応系中の気相部が接触する反応系内表面積」とは、反応容器、パイプ、バルブ等気相部が接触する内表面積の合計を意味する。反応容器の内表面積は、パイプ、バルブ等の内表面積もその径及び長さから算出することができる。
本発明の方法によれば、過酸化物含有量と、必要に応じてS/Vとを上記範囲とすることにより、本発明の作用効果を発揮するものである限り、エチレン系化合物のエポキシ化反応を行う際の方法及び条件については特に制限はなく、一般に用いられている方法及び条件にて行うことができる。
上記エチレン系化合物としては、エチレン性不飽和化合物であることが好ましい。
上記エチレン性不飽和化合物としては、分子内にカルボン酸を有するカルボン酸(塩)系化合物が好適である。このようなカルボン酸(塩)系化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸等の(メタ)アクリル酸系化合物;クロトン酸、α−ヒドロキシアクリル酸、α−ヒドロキシメチルアクリル酸、2−ペンテン酸、2−ヘキセン酸等のモノエチレン性不飽和脂肪族モノカルボン酸;マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等のモノエチレン性不飽和脂肪族ジカルボン酸及びこれらの酸無水物;及びこれらの塩が好ましい。これらの中でもより好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸及びこれらの塩又は無水物であり、更に好ましくは、マレイン酸及びこれらの塩又は無水物である。
上記エチレン系化合物としては、また、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、ビニルエーテル類、スチレン、α−ヒドロキシメチルアクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル等の(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
上記過酸化物としては、上述のものを好適に用いることができ、その使用量としては、エチレン系化合物1モルに対し、1.0〜1.5モルが好適である。
上記反応媒体としては、水、アセトニトリル等が好適である。上記触媒としては、タングステン酸、モリブデン酸及びこれらの塩、タングステン又はモリブデンを含むヘテロポリ酸及びそれらの塩の1種又は2種以上を用いることができる。触媒の使用量としては、エチレン系化合物に対し、0.02〜0.15mol%が好適である。
上記金属製反応容器に上記無水マレイン酸を水溶液として、アルカリ化合物及び触媒とともに充填する。触媒としては、タングステン酸(又はその塩)及び/又はモリブデン酸(又はその塩)が好適である。アルカリ化合物は反応液のpHを4〜6程度の範囲に調整するために使用するものであり、アルカリ化合物としては、特に水酸化ナトリウムが好適に用いられる。次に、無水マレイン酸水溶液を60〜90℃程度の温度に昇温した後に過酸化水素を滴下してエポキシ化反応を行わせる。過酸化水素としては、通常、30〜70重量%程度の濃度の水溶液が用いられる。なお、この場合、エポキシコハク酸はナトリウム塩として得られる。本発明のエポキシ化反応は一段階反応でもよく、上述した二段階反応、すなわち第一段では60〜80℃の範囲の温度で反応を行い、第二段では第一段よりも少なくとも5℃昇温させた温度で反応を行ってもよい。
上記ヒドロキシカルボン酸類としては、例えば、上記エポキシ化合物のエポキシコハク酸と、アミノ酸と反応させることにより、着色を生じることなく高品質なヒドロキシカルボン酸類を製造することができる。上記アミノ酸としては、アラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、イソロイシン、ロイシン、フェニルアラニン、バリン、及び、塩の形態がある場合はこれらの塩が好ましい。より好ましくは、アスパラギン酸及び/又はその塩、グルタミン酸及び/又はその塩であり、更に好ましくは、アスパラギン酸及び/又はその塩である。なお、塩の形態としては、上述したカルボン酸(塩)系化合物が塩の形態である場合と同じであることが好ましい。上記ヒドロキシカルボン酸類として具体的には、エポキシコハク酸と、アスパラギン酸及び/又はその塩とを水性媒体中で反応させることにより得ることができる3−ヒドロキシ−2,2−イミノジコハク酸(生分解性キレート剤。以降、HIDSとも言う。)が挙げられる。
過酸化物を含有しておらず、アセトアルデヒド100ppmを含むエポキシ化反応終了直前のエポキシコハク酸溶液(S/V=12)に所定量(過酸化物/アセトアルデヒド>0.6)(モル比:対アセトアルデヒド含量)の過酸化物(過酸化水素、過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウム)を添加し、80℃で水酸化ナトリウムを添加して、当量中和した。添加後、80℃で30分間攪拌後の着色度合いについて色相の変化(ハーゼン値の上昇度合い)及び外観を表1に示した。ハーゼン値は、上述のとおり測定した。
過酸化水素を含有していないアセトアルデヒド100ppmを含むエポキシ化反応終了直前のエポキシコハク酸溶液(S/V=12)に過酸化物を全く添加せず、80℃で水酸化ナトリウムを添加して、当量中和した。添加後80℃で30分間攪拌後の着色度合いについて色相の変化(ハーゼンの上昇値)及び外観を表1に示した。
過酸化水素を含有していないアセトアルデヒド100ppmを含むエポキシ化反応終了直前のエポキシコハク酸溶液(S/V=12)に表1記載した量の過酸化物を添加し、80℃で水酸化ナトリウムを添加して、当量中和した。添加後、80℃で30分間攪拌後の着色度合いについて色相の変化(ハーゼンの上昇値)及び外観を表1に示した。その結果、過酸化物/アセトアルデヒド<0.6では、着色抑制効果が認められなかった。
Claims (5)
- エポキシ化合物の着色を抑制する方法であって、
該着色抑制方法は、エチレン系化合物のエポキシ化反応を終了させるときに、反応液中の過酸化物含有量を、エポキシ化反応を終了させるときに反応液中に含有するアセトアルデヒドに対し、過酸化物/アセトアルデヒド>0.6の割合(モル比)となるようにすることを特徴とするエポキシ化合物の着色抑制方法。 - 前記過酸化物含有量は、15>過酸化物/アセトアルデヒド>0.6の割合(モル比)となるようにすることを特徴とする請求項1記載のエポキシ化合物の着色抑制方法。
- 前記エチレン系化合物は、マレイン酸、マレイン酸塩又は無水マレイン酸であることを特徴とする請求項1又は2に記載のエポキシ化合物の着色抑制方法。
- 前記過酸化物は、過酸化水素、過炭酸塩又は過ホウ酸塩であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のエポキシ化合物の着色抑制方法。
- 前記着色抑制方法は、前記アセトアルデヒドに対する過酸化物含有量を設定した後に、アルカリ性物質を添加して反応液を中和することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のエポキシ化合物の着色抑制方法。
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