JP4990972B2 - テレフタルアルデヒドの精製方法 - Google Patents
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Description
本発明は、テレフタルアルデヒドの精製方法に関するものである。特に、テレフタルアルデヒドを精製するために、溶媒としてジメチルスルホキシドに溶解されたテレフタルアルデヒドにアンチソルベントを加え、高純度テレフタルアルデヒド結晶を析出する精製方法に関するものである。
芳香族アルデヒドは、反応性の高いアルデヒド基を有し、幅広い用途で利用されている。特に、下記一般式（１）のようにパラ位に二つのアルデヒド基を有しているテレフタルアルデヒドは、医薬用製品、農薬、色素、液晶高分子、電気導電性高分子、耐熱性プラスチックなどの基礎原料として注目されている。
上記一般式（１）のテレフタルアルデヒドは分子量が１３４．１３であり、融点が１１４〜１１６℃の昇華し得る白色の固体であり、アルコール類によく溶け、エーテル、アルカリ溶液及び高温の水に溶けることが知られている。
本発明の原料であるテレフタルアルデヒドは公知の方法によって製造される。
本発明の原料として使用されるテレフタルアルデヒドの製造方法を簡単に説明すれば次の通りである：
テレフタルアルデヒドの製造方法には塩素化を経た中間体の脱水による方法、メチルテレフタレートの水素化を経た方法、またはｐ−キシレンを気相酸化してテレフタルアルデヒドを製造する方法などがある。
本発明の原料として使用されるテレフタルアルデヒドの製造方法を簡単に説明すれば次の通りである：
テレフタルアルデヒドの製造方法には塩素化を経た中間体の脱水による方法、メチルテレフタレートの水素化を経た方法、またはｐ−キシレンを気相酸化してテレフタルアルデヒドを製造する方法などがある。
テレフタルアルデヒドを高分子合成や精密化学工程の原料として使用するためには、高純度に精製されていなければならず、そのためにはテレフタルアルデヒドに含まれたベンズアルデヒド、ｐ−トルアルデヒド、４−ヒドロキシベンズアルデヒドなどの不純物が除去されなければならない。
テレフタルアルデヒドの合成中に生成される不純物を効果的に除去し、高分子合成や精密化学工程に使用できる高純度のテレフタルアルデヒドを製造しうる精製方法については、現在まで報告された例はほとんどない。
特許文献１には、精製方法として溶媒抽出−乾燥−昇華を含むテレフタルアルデヒドの製造方法について開示している。しかし、上記方法は、手順が複雑であり、溶媒としてクロロホルムという非環境適合性の化合物を使用するという問題点がある。
また、特許文献２は冷却法によって芳香族アルデヒドを再結晶化する方法を開示しているが、また、この方法も高純度のテレフタルアルデヒドを収得することには限界があった。
本発明の目的は、上記の問題点を解決するためのものであり、通常の製造工程を通して得られたテレフタルアルデヒド及び少量の不純物を含有した低純度のテレフタルアルデヒドをジメチルスルホキシドに溶解させた後、アンチソルベントで再結晶化し、テレフタルアルデヒドを製造する方法を提供することにある。
本発明は、不純物を含有するテレフタルアルデヒド結晶をジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）に溶解させた後、アンチソルベント（anti-solvent）を用いて再結晶する工程を含むテレフタルアルデヒドの精製方法に関するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用される不純物を含有する未精製のテレフタルアルデヒドは特に制限されず、公知の方法で製造されるか、または通常的に市販されているテレフタルアルデヒドを用いてもよい。
本発明で使用される不純物を含有する未精製のテレフタルアルデヒドは特に制限されず、公知の方法で製造されるか、または通常的に市販されているテレフタルアルデヒドを用いてもよい。
本発明は、未精製テレフタルアルデヒドを溶媒に溶解させた後、アンチソルベントを用いて再結晶化し、テレフタルアルデヒドを精製する方法において、溶媒としてジメチルスルホキシドを使用することを特徴とする。本発明に係るテレフタルアルデヒドの精製方法において、テレフタルアルデヒドを溶解させる溶媒として通常的なアルコールまたはエーテルなどを使用することができる。しかし、本発明に係るジメチルスルホキシドは、テレフタルアルデヒド及びその主要不純物に対する溶解度が上記アルコールまたはエーテルより優れ、より高い収率及び純度のテレフタルアルデヒドを製造することができる。また、メタノールなどのアルコールを用いる場合、テレフタルアルデヒドがアセタールなどの物質に変性されるが、ジメチルスルホキシドはこのような変性が発生せず、安定性に優れている。
上記ジメチルスルホキシドの使用量は制限されないが、特に、テレフタルアルデヒド結晶が溶ける溶解度に近接する範囲で溶解させることが好ましい。
また、本発明でアンチソルベントは、テレフタルアルデヒドに対して低い溶解度を有し、ジメチルスルホキシドと混合される溶媒であれば制限なく使用することができ、水、炭化水素または芳香族溶媒を使用することができる。特に、環境的な側面を考慮する時、水を使用することが好ましい。上記水は通常の精製水であり、蒸留水及び脱イオン水を含むが、これらに制限されない。
本発明で使用した溶媒ジメチルスルホキシド及び水の物理的特性、及びテレフタルアルデヒド及び主要不純物に対する溶解度を下記表１に示した。
上記ジメチルスルホキシドとアンチソルベントの使用量は、テレフタルアルデヒドの収率などによって適宜調節して使用することができる。特に、本発明に係るジメチルスルホキシドを使用する場合、溶媒としてアルコールを使用する場合に比べて、より少ない量のアンチソルベントを使用することが可能である。特に、アンチソルベント：ジメチルスルホキシドの質量比が０．０５〜４：１で使用することが好ましく、より好ましくは０．１〜３：１で使用する。
上記アンチソルベント：ジメチルスルホキシドの質量比が０．０５未満のとき収率が低くなり、４以上のとき廃水が増えることがある。
一方、上記のようなアンチソルベントを使用する方法は特に制限されない。即ち、テレフタルアルデヒドが溶解されているジメチルスルホキシド溶液に、アンチソルベントを添加若しくは滴下するか、またはアンチソルベントにテレフタルアルデヒドが溶解されているジメチルスルホキシド溶液を添加若しくは滴下することができる。好ましくは、未精製のテレフタルアルデヒドが溶解されているジメチルスルホキシド溶液に、アンチソルベントを添加した後、１０分〜２時間放置し、テレフタルアルデヒドを再結晶することによって行われる。この時、再結晶温度は特に制限されないが、約１５〜６０℃の温度範囲で遂行することが好ましい。
上記のように再結晶されたテレフタルアルデヒドは、ろ過した後、乾燥し、最終再結晶テレフタルアルデヒドを収得しうる。この時、乾燥はオーブン乾燥、または真空乾燥などの通常の乾燥方法を使用し、温度と時間を適宜に調節しながら実施でき、特に、６０〜８０℃で２０〜２８時間乾燥することが好ましい。
また、目的とするテレフタルアルデヒドの純度が高い場合、上記のようなテレフタルアルデヒドの精製工程を２回以上再結晶する過程を繰り返すことが可能なことはもちろんである。
以下、本発明の理解を助力するために好ましい実施例を提示するが、下記実施例は本発明を例示するためだけであり、本発明の範囲が下記実施例に限定されるものではない。
実施例１
精製前のテレフタルアルデヒド５ｇをジメチルスルホキシド５０ｇに入れ、常温でよく撹拌しながら、完全に溶かした。この溶液に、アンチソルベントとして用いられた水５ｇを添加した（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝０．１：１）。水を入れた後、テレフタルアルデヒドが再結晶され、これを常温で１時間放置した後、ろ過し、７０℃で２４時間乾燥して再結晶テレフタルアルデヒドを得た。
精製前・後のテレフタルアルデヒドの純度は、ガスクロマトグラフィー質量分析法（ＧＣ−ＭＳＤ）により測定した。精製に使われたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法により純度９７．９ｗｔ％であることを確認しており、下記例でも同じ純度のテレフタルアルデヒドを用いて精製した。
精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
精製前のテレフタルアルデヒド５ｇをジメチルスルホキシド５０ｇに入れ、常温でよく撹拌しながら、完全に溶かした。この溶液に、アンチソルベントとして用いられた水５ｇを添加した（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝０．１：１）。水を入れた後、テレフタルアルデヒドが再結晶され、これを常温で１時間放置した後、ろ過し、７０℃で２４時間乾燥して再結晶テレフタルアルデヒドを得た。
精製前・後のテレフタルアルデヒドの純度は、ガスクロマトグラフィー質量分析法（ＧＣ−ＭＳＤ）により測定した。精製に使われたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法により純度９７．９ｗｔ％であることを確認しており、下記例でも同じ純度のテレフタルアルデヒドを用いて精製した。
精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
実施例２
アンチソルベントとして水２０ｇ（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝０．４：１）を添加したことを除いては、上記実施例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
アンチソルベントとして水２０ｇ（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝０．４：１）を添加したことを除いては、上記実施例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
実施例３
アンチソルベントとして水４０ｇ（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝０．８：１）を添加したことを除いては、上記実施例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
アンチソルベントとして水４０ｇ（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝０．８：１）を添加したことを除いては、上記実施例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
実施例４
アンチソルベントとして水６０ｇ（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝１．２：１）を添加したことを除いては、上記実施例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
アンチソルベントとして水６０ｇ（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝１．２：１）を添加したことを除いては、上記実施例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
実施例５
アンチソルベントとして水８０ｇ（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝１．６：１）を添加したことを除いては、上記実施例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
アンチソルベントとして水８０ｇ（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝１．６：１）を添加したことを除いては、上記実施例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
実施例６
アンチソルベントとして水１００ｇ（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝２：１）を添加したことを除いては、上記実施例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
アンチソルベントとして水１００ｇ（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝２：１）を添加したことを除いては、上記実施例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
実施例７
アンチソルベントとして水１２０ｇ（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝２．４：１）を添加したことを除いては、上記実施例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
アンチソルベントとして水１２０ｇ（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝２．４：１）を添加したことを除いては、上記実施例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
実施例８
アンチソルベントとして水１４０ｇ（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝２．８：１）を添加したことを除いては、上記実施例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
アンチソルベントとして水１４０ｇ（水：ジメチルスルホキシドの質量比＝２．８：１）を添加したことを除いては、上記実施例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
［比較例］
比較例１
精製前のテレフタルアルデヒド５ｇをメタノール５０ｇに入れ、常温でよく撹拌しながら、完全に溶かした。この溶液にアンチソルベントとして用いられた水５ｇを添加した（水：メタノールの質量比＝０．１：１）。水を入れた後、テレフタルアルデヒドが再結晶され、これを常温で１時間放置し、ろ過し、７０℃で２４時間乾燥して再結晶テレフタルアルデヒドを得た。
比較例１
精製前のテレフタルアルデヒド５ｇをメタノール５０ｇに入れ、常温でよく撹拌しながら、完全に溶かした。この溶液にアンチソルベントとして用いられた水５ｇを添加した（水：メタノールの質量比＝０．１：１）。水を入れた後、テレフタルアルデヒドが再結晶され、これを常温で１時間放置し、ろ過し、７０℃で２４時間乾燥して再結晶テレフタルアルデヒドを得た。
比較例２
アンチソルベントとして水４０ｇ（水：メタノールの質量比＝０．８：１）を添加したことを除いては、上記比較例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
アンチソルベントとして水４０ｇ（水：メタノールの質量比＝０．８：１）を添加したことを除いては、上記比較例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
比較例３
アンチソルベントとして水８０ｇ（水：メタノールの質量比＝１．６：１）を添加したことを除いては、上記比較例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
アンチソルベントとして水８０ｇ（水：メタノールの質量比＝１．６：１）を添加したことを除いては、上記比較例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
比較例４
アンチソルベントとして水１２０ｇ（水：メタノールの質量比＝２．４：１）を添加したことを除いては、上記比較例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
アンチソルベントとして水１２０ｇ（水：メタノールの質量比＝２．４：１）を添加したことを除いては、上記比較例１と同様にしてテレフタルアルデヒドを精製した。得られたテレフタルアルデヒドは、ガスクロマトグラフィー質量分析法で純度を決定した。精製後のテレフタルアルデヒドの純度及び収率は下記表２に示した。
上記表２から明らかなように、本発明によって、溶媒としてジメチルスルホキシドを、アンチソルベントとして水を用いて精製した実施例１〜８は、溶媒としてメタノールを使用した比較例１〜４に比べて、少ない量の水を使用しても、より高い収率及び純度のテレフタルアルデヒドを収得できることを確認することができた。
本発明のテレフタルアルデヒド精製方法は、テレフタルアルデヒドをジメチルスルホキシドに溶かした後、アンチソルベントとして水を用いて高純度のテレフタルアルデヒドを製造することができる。また、アンチソルベントとして水を用いることによって製造方法が簡単であり、環境的にも好ましい高純度のテレフタルアルデヒドを経済的に精製することができる。
以上で、本発明の記載された具体例についてのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想範囲内で様々な変形及び修飾が可能であることは当業者にとって自明なことであり、このような変形及び修飾が、添付された特許請求の範囲に属することは当然のことである。
Claims (5)
- 不純物を含有するテレフタルアルデヒド結晶をジメチルスルホキシドに溶解させた後、水を用いて再結晶する工程を含むテレフタルアルデヒドの精製方法。
- 水：ジメチルスルホキシドの質量比が０．０５〜４：１であることを特徴とする請求項１に記載のテレフタルアルデヒドの精製方法。
- 水：ジメチルスルホキシドの質量比が０．１〜３：１であることを特徴とする請求項１に記載のテレフタルアルデヒドの精製方法。
- 水を用いて再結晶する工程は、テレフタルアルデヒドが溶解されたジメチルスルホキシド溶液に、水を添加し、１０分〜２時間放置することを特徴とする請求項１に記載のテレフタルアルデヒドの精製方法。
- 再結晶化されたテレフタルアルデヒドをろ過し、乾燥させる工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のテレフタルアルデヒドの精製方法。
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