JP5318595B2 - Method for producing 2,6-naphthalenedicarboxylic acid - Google Patents
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Description
本発明は、2,6−ナフタレンジカルボン酸のジ低級アルキルエステルと塩基性アルカリ金属化合物とを反応させて、得られた2,6−ナフタレンジカルボン酸のジアルカリ金属塩の溶液を酸析する工程を含んでなる、2,6−ナフタレンジカルボン酸の製造方法に関する。 The present invention includes a step of reacting a di-lower alkyl ester of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid with a basic alkali metal compound and acidifying the resulting solution of a dialkali metal salt of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid. The production method of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid.
2,6−ナフタレンジカルボン酸(以下、2,6−ナフタレンジカルボン酸を2,6−NDAと称することもある)はポリエチレンナフタレートや液晶性ポリエステル、ポリアミドなどの種々の高分子用モノマーとして重要な化合物である。また、2,6−ナフタレンジカルボン酸のジメチルエステルなどのジ低級アルキルエステル(以下、2,6−ナフタレンジカルボン酸のジ低級アルキルエステルを2,6−NDCと称することもある)は、融点などの物性面や、モノマーとしての使いやすさから、2,6−NDAと同様に、種々の高分子用モノマーとして広く利用されている。 2,6-naphthalenedicarboxylic acid (hereinafter, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is sometimes referred to as 2,6-NDA) is important as a monomer for various polymers such as polyethylene naphthalate, liquid crystalline polyester, and polyamide. A compound. Further, di-lower alkyl esters such as dimethyl ester of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid (hereinafter, di-lower alkyl esters of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid may be referred to as 2,6-NDC) From the viewpoint of physical properties and ease of use as a monomer, it is widely used as a monomer for various polymers in the same manner as 2,6-NDA.
従来、2,6−NDAの製法としては、2,6位をアルキル基および/またはアシル基で置換されたナフタレンを、コバルト、マンガン等の重金属を触媒に用いて、アルキル基および/ またはアシル基を分子状酸素により酸化する製法が知られている。しかし、この方法により得られた粗2,6−NDAは、アルデヒド型の中間体や酸化重合体などの不純物を含んでいるために、直接、高分子用モノマーとして使用できないものであった。 Conventionally, as a method for producing 2,6-NDA, an alkyl group and / or an acyl group is obtained by using naphthalene substituted at the 2,6-position with an alkyl group and / or an acyl group and using a heavy metal such as cobalt or manganese as a catalyst. A production method is known in which is oxidized with molecular oxygen. However, the crude 2,6-NDA obtained by this method cannot be used directly as a monomer for a polymer because it contains impurities such as aldehyde-type intermediates and oxidized polymers.
このため、上記の方法により得られた粗2,6−NDAに関して、種々の精製方法が検討されている。 For this reason, various purification methods have been studied for the crude 2,6-NDA obtained by the above method.
例えば、粗2,6−NDAをメタノールなどの低級アルコールによりエステル化して2,6−NDCとし、次いで、蒸留、再結晶などにより2,6−NDCを精製した後にエステル基を分解することによって、高純度の2,6−NDAを得る方法が一般的に知られている。 For example, by esterifying crude 2,6-NDA with a lower alcohol such as methanol to 2,6-NDC, and then purifying 2,6-NDC by distillation, recrystallization, etc., followed by decomposition of the ester group, Methods for obtaining high purity 2,6-NDA are generally known.
上記の2,6−NDCのエステル基の分解による高純度の2,6−NDAの製法としては、酸触媒によりエステル基を分解する方法、特定の条件下で水によりエステル基を分解する方法、および塩基性触媒によりエステル基を分解する方法などが提案されている。 As a method for producing high purity 2,6-NDA by decomposing the ester group of 2,6-NDC, a method of decomposing the ester group with an acid catalyst, a method of decomposing the ester group with water under specific conditions, In addition, a method of decomposing an ester group with a basic catalyst has been proposed.
酸触媒によりエステル基を分解する方法としては、酸触媒および脂肪族カルボン酸の存在下に2,6−NDCのエステル基を分解し、高純度の2,6−NDAを得る方法が知られている(特許文献1を参照)。しかし、この方法は反応に長時間を要すると共に、エステル基の分解工程において副生物として脂肪族カルボン酸エステル類が生じるという問題がある。 As a method for decomposing an ester group with an acid catalyst, there is known a method for decomposing an ester group of 2,6-NDC in the presence of an acid catalyst and an aliphatic carboxylic acid to obtain 2,6-NDA of high purity. (See Patent Document 1). However, this method has a problem that a long time is required for the reaction and aliphatic carboxylic acid esters are generated as a by-product in the ester group decomposition step.
特定の条件下で水によりエステル基を分解する方法としては、液相条件下で、反応温度において生成する2,6−NDAの少なくとも約10%を可溶化するのに十分な量の水の存在下に、少なくとも華氏450度(摂氏232度)の反応温度で2,6−NDCのエステル基を加水分解する方法が知られている(特許文献2を参照)。しかし、この方法は、華氏450度以上という非常に高い温度を必要とし、水の沸点より高い温度で反応させるため、高圧にする必要があるなど工業的実施には困難を伴うものである。 The method for decomposing ester groups with water under certain conditions includes the presence of a sufficient amount of water to solubilize at least about 10% of the 2,6-NDA produced at the reaction temperature under liquid phase conditions. Below, a method of hydrolyzing the ester group of 2,6-NDC at a reaction temperature of at least 450 degrees Fahrenheit (232 degrees Celsius) is known (see Patent Document 2). However, this method requires a very high temperature of 450 degrees Fahrenheit or higher, and the reaction is performed at a temperature higher than the boiling point of water.
塩基性触媒によりエステル基を分解する方法としては、水および/または有機溶媒を用いて塩基性化合物によりエステル基を分解して2,6-NDAの塩の溶液を得、次いで、酸析によって2,6−NDAを回収する方法が知られている(特許文献3〜6を参照)。 As a method of decomposing an ester group with a basic catalyst, a solution of a salt of 2,6-NDA is obtained by decomposing the ester group with a basic compound using water and / or an organic solvent, and then by acid precipitation. , 6-NDA is known (see Patent Documents 3 to 6).
しかし、これらの方法では、得られる2,6−NDAが非常に多くのアルカリ金属を含むため、ポリエステルなどの高分子材料の原料として使用した場合、アルカリ金属の触媒作用により、重合反応時の挙動や得られる高分子材料の物性を制御しにくくなるという問題や、酸析時に非常に微細な結晶が析出するため酸析後のスラリーから2,6−NDAを回収する作業が困難になるなどの問題がある。 However, in these methods, since the obtained 2,6-NDA contains a large amount of alkali metal, when used as a raw material for a polymer material such as polyester, the behavior during the polymerization reaction is caused by the catalytic action of the alkali metal. And the problem that it becomes difficult to control the physical properties of the resulting polymer material, and the operation of recovering 2,6-NDA from the slurry after acid deposition is difficult because very fine crystals are precipitated during acid precipitation. There's a problem.
本発明の目的は、高温、高圧などの激しい条件を必要とせず、また、特別な装置を用いない簡易な工程で、アルカリ金属の含有量が少ない高純度の2,6−NDAを短時間で製造する方法を提供することにある。 The object of the present invention is that it does not require violent conditions such as high temperature and high pressure, and in a simple process without using a special apparatus, high-purity 2,6-NDA with a low alkali metal content can be obtained in a short time. It is to provide a method of manufacturing.
本発明者らは、溶媒の存在下で、2,6−NDCと塩基性アルカリ金属化合物とを反応させ、2,6−NDAのジアルカリ金属酸塩の溶液を得た後に、それを酸析する工程を含んでなる、2,6−NDAの製造方法について鋭意検討した結果、2,6−NDCと塩基性アルカリ金属化合物との反応により副生するアルコールと反応溶媒中に含まれるアルコールを2,6−NDAのジアルカリ金属塩の溶液から留去した後に、反応液を酸析に供することによって、アルカリ金属含有量の少ない高純度の2,6−NDAを容易に調製し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors react 2,6-NDC with a basic alkali metal compound in the presence of a solvent to obtain a 2,6-NDA dialkali metalate solution, and then acidify it. As a result of intensive studies on a process for producing 2,6-NDA comprising steps, alcohol produced as a by-product by reaction of 2,6-NDC and a basic alkali metal compound and alcohol contained in the reaction solvent are After distilling off the 6-NDA dialkali metal salt solution, the reaction solution was subjected to acid precipitation to find that high-purity 2,6-NDA with a low alkali metal content can be easily prepared. The invention has been completed.
すなわち本発明は、以下の(1)〜(3)の工程を含む、2,6−ナフタレンジカルボン酸の製造方法を提供する:
(1)式〔I〕で表される2,6−ナフタレンジカルボン酸のジ低級アルキルエステルと塩基性アルカリ金属化合物とを、水または水と炭素原子数1〜6のアルコールとの混合溶媒から選択される水性溶媒の存在下で反応させて、2,6−ナフタレンジカルボン酸のジアルカリ金属塩の溶液を得る工程;
(2)工程(1)の、反応中および/または反応後に、反応により副生するアルコールおよび溶媒中に含まれるアルコールを、反応液の2重量%以下になるまで留去する工程;および、
(3)工程(2)によりアルコールが留去された2,6−ナフタレンジカルボン酸のジアルカリ金属塩の溶液を酸析に供する工程;
[式中、Rは分岐を有してもよい炭素原子数1〜6のアルキル基を表す]。
That is, this invention provides the manufacturing method of 2, 6- naphthalene dicarboxylic acid including the process of the following (1)-(3):
(1) A di-lower alkyl ester of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid represented by the formula [I] and a basic alkali metal compound are selected from water or a mixed solvent of water and an alcohol having 1 to 6 carbon atoms. Reacting in the presence of an aqueous solvent to obtain a dialkali metal salt solution of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid;
(2) in step (1), during and / or after the reaction, the step of distilling off the alcohol by-produced by the reaction and the alcohol contained in the solvent to 2% by weight or less of the reaction solution; and
(3) A step of subjecting a solution of a dialkali metal salt of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid from which alcohol has been distilled off in step (2) to acid precipitation;
[Wherein R represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a branch].
なお、本明細書および特許請求の範囲において、低級とは炭素原子数1〜6であることを表す。 In the present specification and claims, the term “lower” means 1 to 6 carbon atoms.
本発明の方法によると、アルカリ金属の含有量が少ない高純度の2,6−NDAを短時間で製造することが出来る。 According to the method of the present invention, high-purity 2,6-NDA with a low alkali metal content can be produced in a short time.
本発明において使用する式〔I〕で表される2,6−NDCは、従来公知の何れの方法により得られたものでもよい。例えば、2,6位をアルキル基および/ またはアシル基で置換されたナフタレンを、コバルト、マンガン等の重金属などを触媒に用いて、アルキル基および/ またはアシル基を分子状酸素により酸化することにより得られた粗2,6−NDAを、硫酸、p−トルエンスルホン酸などの酸触媒の存在下、低級アルコールと反応させることにより得ることができる。 The 2,6-NDC represented by the formula [I] used in the present invention may be obtained by any conventionally known method. For example, by oxidizing naphthalene substituted at the 2,6-position with an alkyl group and / or acyl group with a heavy metal such as cobalt or manganese as a catalyst, the alkyl group and / or acyl group is oxidized with molecular oxygen. The obtained crude 2,6-NDA can be obtained by reacting with a lower alcohol in the presence of an acid catalyst such as sulfuric acid or p-toluenesulfonic acid.
本発明において使用する式〔I〕で表される2,6−NDCの好適な具体例としては、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジエチルエステル、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジ−n−プロピルエステル、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジ−iso−プロピルエステル、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジ−n−ブチルエステル、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジ−iso−ブチルエステル、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジ−n−ペンチルエステル、および2,6−ナフタレンジカルボン酸ジ−n−ヘキシルエステルからなる群より選ばれる1種以上の化合物が挙げられる。 Preferable specific examples of 2,6-NDC represented by the formula [I] used in the present invention include 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid diethyl ester, 2,6- Naphthalenedicarboxylic acid di-n-propyl ester, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid di-iso-propyl ester, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid di-n-butyl ester, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid di-iso-butyl ester Examples thereof include one or more compounds selected from the group consisting of esters, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid di-n-pentyl ester, and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid di-n-hexyl ester.
これらの2,6−NDCの具体例の中では、入手が容易である点などから2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステルが特に好ましい。 Among these specific examples of 2,6-NDC, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester is particularly preferable because it is easily available.
本発明において、2,6−NDCと塩基性アルカリ金属化合物を反応させる溶媒としては、水または水と炭素原子数1〜6のアルコールとの混合溶媒から選択される水性溶媒を用いる。好ましくは水性溶媒としては、水または炭素原子数1〜6のアルコールを10重量%以下の量にて含むアルコール水溶液を用いる。炭素原子数1〜6のアルコールの含有量が10重量%を超えると、アルコールの留出に長時間を要する。 In the present invention, as a solvent for reacting 2,6-NDC and a basic alkali metal compound, an aqueous solvent selected from water or a mixed solvent of water and an alcohol having 1 to 6 carbon atoms is used. Preferably, as the aqueous solvent, an aqueous alcohol solution containing water or an alcohol having 1 to 6 carbon atoms in an amount of 10% by weight or less is used. When the content of the alcohol having 1 to 6 carbon atoms exceeds 10% by weight, it takes a long time to distill the alcohol.
炭素原子数1〜6のアルコールの具体例としては、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、iso−ブチルアルコール、n−ペンチルアルコール、およびn−ヘキシルアルコールからなる群より選択される1種以上のものが挙げられる。 Specific examples of the alcohol having 1 to 6 carbon atoms include methanol, ethanol, n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, n-butyl alcohol, iso-butyl alcohol, n-pentyl alcohol, and n-hexyl alcohol. One or more types selected from the group can be mentioned.
これらの炭素原子数1〜6のアルコールの中では、水に容易に溶解することや、入手が容易で安価であることなどから、メタノールを単独で用いるのが好ましい。 Among these alcohols having 1 to 6 carbon atoms, it is preferable to use methanol alone because it is easily dissolved in water and is easily available and inexpensive.
本発明における溶媒の使用量は、式〔I〕で表される2,6−NDCと塩基性アルカリ金属化合物の反応が良好に進行する限り特に制限されないが、2,6−NDCの重量に対して3〜10倍重量が好ましく、4〜8倍重量がより好ましく、5〜7倍重量が特に好ましい。溶媒が3倍重量より少ないと反応液の撹拌が困難となり、10倍重量を超えると反応時間が長くなる傾向がある。 The amount of the solvent used in the present invention is not particularly limited as long as the reaction between 2,6-NDC represented by the formula [I] and the basic alkali metal compound proceeds well, but relative to the weight of 2,6-NDC 3 to 10 times weight is preferable, 4 to 8 times weight is more preferable, and 5 to 7 times weight is particularly preferable. When the solvent is less than 3 times the weight, it is difficult to stir the reaction solution.
本発明において2,6−NDCのエステル基の分解に使用する塩基性アルカリ金属化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、および炭酸水素カリウムからなる群より選択される1種以上のものが挙げられる。 In the present invention, the basic alkali metal compound used for decomposing the ester group of 2,6-NDC includes, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, and potassium hydrogen carbonate. One or more types selected from the group can be mentioned.
これらの塩基性アルカリ金属化合物の中では、反応性や、入手が容易で安価であることなどから、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを用いるのが好ましい。 Among these basic alkali metal compounds, it is preferable to use sodium hydroxide or potassium hydroxide because of reactivity, availability, and low cost.
塩基性アルカリ金属化合物は、反応系に仕込む際、固体であってもよく、水または炭素原子数1〜6のアルコールの水溶液に溶解させた溶液の形態であってもよい。 The basic alkali metal compound may be solid when charged into the reaction system, or may be in the form of a solution dissolved in water or an aqueous solution of an alcohol having 1 to 6 carbon atoms.
塩基性アルカリ金属化合物の使用量は、式〔I〕で表される2,6−NDCのエステル基に対して1 .0〜5.0当量であるのが好ましく、1.0〜2.0当量であるのがより好ましい。 The amount of the basic alkali metal compound used is 1 to 2. ester of 2,6-NDC represented by the formula [I]. It is preferably 0 to 5.0 equivalents, and more preferably 1.0 to 2.0 equivalents.
本発明において、式〔I〕で表される2,6−NDCと塩基性アルカリ金属化合物を反応させる温度は、反応が良好に進行する限り特に制限されないが、40〜200 ℃ が好ましく、60〜150℃がより好ましく、80〜120℃が特に好ましい。反応温度が溶媒の沸点を超える場合は、耐圧装置を用いて反応を行えばよい。 In the present invention, the temperature at which the 2,6-NDC represented by the formula [I] is reacted with the basic alkali metal compound is not particularly limited as long as the reaction proceeds well, but is preferably 40 to 200 ° C., preferably 60 to 150 degreeC is more preferable and 80-120 degreeC is especially preferable. When the reaction temperature exceeds the boiling point of the solvent, the reaction may be carried out using a pressure device.
2,6−NDCと塩基性アルカリ金属化合物との反応は、空気中で行っても不活性ガス雰囲気下で行っても特に問題ないが、窒素やヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下に行うのが好ましい。 The reaction between 2,6-NDC and the basic alkali metal compound is not particularly problematic if carried out in air or in an inert gas atmosphere, but may be carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen or helium. preferable.
2,6−NDCと塩基性アルカリ金属化合物との反応時間は、溶媒の種類および使用量や反応温度にもよるが、典型的には1〜50時間、好ましくは2〜20時間、より好ましくは3〜10時間で行われる。 The reaction time between 2,6-NDC and the basic alkali metal compound is typically 1 to 50 hours, preferably 2 to 20 hours, more preferably, depending on the type and amount of the solvent used and the reaction temperature. It takes 3-10 hours.
2,6−NDCと塩基性アルカリ金属化合物との反応完了を確認する分析手段は特に限定されないが、例えば、反応液を高速液体クロマトグラフィーにより分析することによって確認することができる。 The analysis means for confirming the completion of the reaction between 2,6-NDC and the basic alkali metal compound is not particularly limited. For example, it can be confirmed by analyzing the reaction solution by high performance liquid chromatography.
2,6−NDCと塩基性アルカリ金属化合物との反応は、仕込んだ2,6−NDCの95モル%以上、好ましくは98モル%以上、より好ましくは99モル%以上が2,6−NDAのジアルカリ金属塩に転化するまで行えばよい。 The reaction of 2,6-NDC with a basic alkali metal compound is carried out with 95 mol% or more, preferably 98 mol% or more, more preferably 99 mol% or more of 2,6-NDA with 2,6-NDA being charged. This may be done until it is converted to a dialkali metal salt.
本発明によると、2,6−NDCと塩基性アルカリ金属化合物との反応液から、反応中および/または反応後に、2,6−NDCと塩基性アルカリ金属化合物との反応により副生するアルコールと、溶媒中に含まれるアルコールとを、反応液の2重量%以下、好ましくは1.5重量%以下となるまで留去した後に、反応により得られた2,6−NDAのジアルカリ金属塩の溶液を酸析する。 According to the present invention, from the reaction solution of 2,6-NDC and a basic alkali metal compound, an alcohol by-produced by the reaction of 2,6-NDC and the basic alkali metal compound during and / or after the reaction. 2,6-NDA dialkali metal salt solution obtained by reaction after distilling off alcohol contained in the solvent to 2% by weight or less, preferably 1.5% by weight or less of the reaction solution Acidified.
アルコールを留去した後の反応液における溶媒中のアルコール濃度は、反応液の一部を試料として採取し、ガスクロマトグラフィーなどの常法を用いて反応液中のアルコール含有量を測定し、反応液に含まれる2,6−NDAのジアルカリ金属塩や未反応の2,6−NDCの量に基づき算出することができる。 The alcohol concentration in the solvent in the reaction solution after distilling off the alcohol was obtained by taking a part of the reaction solution as a sample, measuring the alcohol content in the reaction solution using a conventional method such as gas chromatography, It can be calculated based on the amount of 2,6-NDA dialkali metal salt and unreacted 2,6-NDC contained in the liquid.
アルコールを留去する方法は特に制限されないが、反応液を加熱し、生じた蒸気を反応に用いる反応槽に接続された留出管を通じて反応槽の系外に排出すればよい。この際、アルコールの留出量と同量の水を添加する。 The method for distilling off the alcohol is not particularly limited, and the reaction liquid may be heated and the generated vapor may be discharged out of the reaction tank system through a distillation pipe connected to the reaction tank used for the reaction. At this time, the same amount of water as the amount of alcohol distilled is added.
アルコールの留出は、反応中に開始してもよいし、反応終了後に開始してもよく、酸析に供する前の反応液中のアルコール濃度が2重量%以下、好ましくは1.5重量%以下になればよい。 The distillation of the alcohol may be started during the reaction or may be started after the end of the reaction, and the alcohol concentration in the reaction solution before being subjected to acid precipitation is 2% by weight or less, preferably 1.5% by weight. It only has to be as follows.
アルコールを留去する際に反応槽を加熱する温度は、2,6−NDCと塩基性アルカリ金属化合物とを反応させる温度と同様である。 The temperature at which the reaction vessel is heated when the alcohol is distilled off is the same as the temperature at which 2,6-NDC reacts with the basic alkali metal compound.
以上のようにして、2,6−NDCと塩基性アルカリ金属化合物とを反応させ、アルコールを留去することにより得られた2,6−NDAのジアルカリ金属塩の溶液は、次いで酸析工程に供される。 The solution of 2,6-NDA dialkali metal salt obtained by reacting 2,6-NDC with a basic alkali metal compound and distilling off the alcohol as described above is then subjected to an acid precipitation step. Provided.
酸析前の2,6−NDAのジアルカリ金属塩の溶液に対して、必要に応じて、不溶性の異物を除去するためのろ過処理や、着色性物質、金属などを除去するための活性炭などによる吸着剤処理を行っても良い。 For the 2,6-NDA dialkali metal salt solution before acid precipitation, if necessary, by filtration treatment for removing insoluble foreign matter, activated carbon for removing coloring substances, metals, etc. An adsorbent treatment may be performed.
本発明において2,6−NDAのジアルカリ金属塩の溶液を酸析する工程は、2,6−NDCと塩基性アルカリ金属化合物を反応させる工程に引続いて同一の反応槽で行ってもよく、2,6−NDAのジアルカリ金属塩の溶液を別途用意された反応槽に移送した後に行ってもよい。 In the present invention, the step of acidifying the 2,6-NDA dialkali metal salt solution may be carried out in the same reaction vessel following the step of reacting 2,6-NDC with a basic alkali metal compound, It may be carried out after transferring a solution of 2,6-NDA dialkali metal salt to a separately prepared reaction vessel.
酸析工程で使用される酸は特に限定されないが、鉱酸が好適に用いられる。鉱酸としては例えば、塩酸、フッ化水素酸のような二元酸、硫酸、硝酸、リン酸、過塩素酸のようなオキソ酸が挙げられる。また、酢酸、プロピオン酸などの有機酸を用いることも出来る。 Although the acid used at an acid precipitation process is not specifically limited, A mineral acid is used suitably. Examples of the mineral acid include binary acids such as hydrochloric acid and hydrofluoric acid, and oxo acids such as sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, and perchloric acid. Also, organic acids such as acetic acid and propionic acid can be used.
これらの酸の使用量は、2,6−NDAのジアルカリ金属塩に対して、1.0〜2.0当量が好ましく、1.1〜1.5当量がより好ましく、1.1〜1.2当量が特に好ましい。 The amount of these acids to be used is preferably 1.0-2.0 equivalents, more preferably 1.1-1.5 equivalents relative to the 2,6-NDA dialkali metal salt, and 1.1-1. Two equivalents are particularly preferred.
酸析時の温度は、30〜200℃が好ましく、80〜120℃がより好ましく、90〜110℃が特に好ましい。 The temperature during acid precipitation is preferably 30 to 200 ° C, more preferably 80 to 120 ° C, and particularly preferably 90 to 110 ° C.
酸析時間は、反応のスケールなどにより異なるが、好ましくは50〜70分、より好ましくは55〜65分であるのがよい。 The acid precipitation time varies depending on the scale of the reaction, but is preferably 50 to 70 minutes, more preferably 55 to 65 minutes.
酸析は、空気中で行っても不活性ガス雰囲気下で行っても特に問題ないが、窒素やヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下に行うのが好ましい。 The acid precipitation is not particularly problematic if carried out in air or in an inert gas atmosphere, but is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen or helium.
酸析により得られた2,6−NDAのスラリーは、遠心分離、フィルタープレスによるろ過などの常法によりスラリーから分離され回収される。分離された2,6−NDAは、必要により冷水、温水により洗浄した後に乾燥する。 The 2,6-NDA slurry obtained by acid precipitation is separated and recovered from the slurry by conventional methods such as centrifugation and filtration with a filter press. The separated 2,6-NDA is dried after being washed with cold water or hot water as necessary.
このようにして得られた2,6−NDAは、種々の化成品原料として好適に用いられるが、アルカリ金属の含有量が少なく高純度であることから、液晶性ポリエステル、ポリエチレンナフタレート、ポリアミドなどの種々の高分子用モノマーとして特に好適に利用される。 The 2,6-NDA thus obtained is suitably used as a raw material for various chemical products, but has a low purity of alkali metal and high purity, so that liquid crystalline polyester, polyethylene naphthalate, polyamide, etc. It is particularly suitably used as various polymer monomers.
本発明の方法により得られる2,6−NDAのアルカリ金属の含有量は好ましくは100ppm未満であり、より好ましくは70ppm未満である。 The alkali metal content of 2,6-NDA obtained by the method of the present invention is preferably less than 100 ppm, more preferably less than 70 ppm.
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
実施例1
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル171.5g、水848.9g、メタノール8.6g、および48%NaOH水119.6gを、攪拌機、還流冷却管および温度計を備えた2Lのフラスコに仕込み、98℃以上に加熱し、250rpmの速度で攪拌することにより還流状態とした。内温が90℃に達してから4時間後から留出液の抜出しを開始し、7時間維持することで2,6−ナフタレンジカルボン酸ナトリウム水溶液を得た。留出液量は83gであり、留出液中のメタノール濃度は33%であった。
Example 1
Charge 171.5 g of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester, 848.9 g of water, 8.6 g of methanol, and 119.6 g of 48% NaOH aqueous solution to a 2 L flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a thermometer. The mixture was heated to 98 ° C. or higher and stirred at a speed of 250 rpm to obtain a reflux state. Distillation of the distillate was started 4 hours after the internal temperature reached 90 ° C., and maintained for 7 hours to obtain a sodium 2,6-naphthalenedicarboxylate aqueous solution. The amount of distillate was 83 g, and the methanol concentration in the distillate was 33%.
この水溶液を50℃まで冷却し、僅かに残存する原料(不溶分)をろ別した後、母液を同様の2Lフラスコへ移し、水566gと、留出液量と同量の水83gを加えた。この2,6−ナフタレンジカルボン酸ナトリウム水溶液中のメタノール濃度は、1.4重量%であった。この水溶液を250rpmで攪拌しながら90℃に昇温し、62%硫酸107.1gを約60分かけて滴下した。滴下開始から30分かけて99℃に昇温し、以降滴下終了まで同温度を維持することにより、2,6−ナフタレンジカルボン酸の白色のスラリー液を得た。このスラリー液を50℃まで冷却した後、固液分離した。 After cooling this aqueous solution to 50 ° C. and filtering off the slightly remaining raw material (insoluble matter), the mother liquor was transferred to the same 2 L flask, and 566 g of water and 83 g of water having the same amount as the distillate were added. . The methanol concentration in the aqueous 2,6-naphthalenedicarboxylate solution was 1.4% by weight. The aqueous solution was heated to 90 ° C. while stirring at 250 rpm, and 107.1 g of 62% sulfuric acid was added dropwise over about 60 minutes. The temperature was raised to 99 ° C. over 30 minutes from the start of dropping, and thereafter the same temperature was maintained until the end of dropping to obtain a white slurry liquid of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid. The slurry was cooled to 50 ° C. and then separated into solid and liquid.
この固形分を120℃の送風乾燥機で乾燥し、151.0gの固形物を得た(収率99.8%)。HPLC分析した結果、2,6−ナフタレンジカルボン酸が98%であり、原料である2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステルは検出されなかった。また、2,6−ナフタレンジカルボン酸に含まれるNa元素について原子吸光分析により定量したところ54ppmであった。 This solid content was dried with a blast dryer at 120 ° C. to obtain 151.0 g of a solid (yield 99.8%). As a result of HPLC analysis, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid was 98%, and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester as a raw material was not detected. The amount of Na element contained in 2,6-naphthalenedicarboxylic acid was determined by atomic absorption analysis to be 54 ppm.
実施例2
反応中の攪拌速度を300rpmとした以外は実施例1と同様にして、2,6−ナフタレンジカルボン酸を製造した。反応に際し、留出液量104g、メタノール濃度28.8%、62%硫酸滴下前の2,6−ナフタレンジカルボン酸ナトリウム水溶液中のメタノール濃度1.2重量%であった。
Example 2
2,6-naphthalenedicarboxylic acid was produced in the same manner as in Example 1 except that the stirring speed during the reaction was 300 rpm. During the reaction, the amount of distillate was 104 g, the methanol concentration was 28.8%, and the methanol concentration in the aqueous 2,6-naphthalenedicarboxylate solution before 62% sulfuric acid was added was 1.2% by weight.
得られた2,6−ナフタレンジカルボン酸の固形分は151.1g(収率99.8%)であり、原料である2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステルは検出されなかった。2,6−ナフタレンジカルボン酸に含まれるNa元素について原子吸光分析により定量したところ49ppmであった。 The solid content of the obtained 2,6-naphthalenedicarboxylic acid was 151.1 g (yield 99.8%), and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester as a raw material was not detected. The amount of Na element contained in 2,6-naphthalenedicarboxylic acid was determined by atomic absorption analysis to be 49 ppm.
比較例1
反応中、留出液の抜出しを行わないこと、および62%硫酸滴下後の最高温度を97℃とした以外は、実施例1と同様にして、2,6−ナフタレンジカルボン酸を製造した。反応に際し、62%硫酸滴下前の2,6−ナフタレンジカルボン酸ナトリウム水溶液中のメタノール濃度は、3.0重量%であった。
Comparative Example 1
During the reaction, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid was produced in the same manner as in Example 1 except that the distillate was not withdrawn and the maximum temperature after adding 62% sulfuric acid was 97 ° C. During the reaction, the methanol concentration in the aqueous 2,6-naphthalenedicarboxylate solution before dropping 62% sulfuric acid was 3.0% by weight.
得られた2,6−ナフタレンジカルボン酸の固形分は151.1g(収率99.8%)であり、原料である2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステルは検出されなかった。2,6−ナフタレンジカルボン酸に含まれるNa元素について原子吸光分析により定量したところ100ppmであった。 The solid content of the obtained 2,6-naphthalenedicarboxylic acid was 151.1 g (yield 99.8%), and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester as a raw material was not detected. The amount of Na element contained in 2,6-naphthalenedicarboxylic acid was determined by atomic absorption analysis to be 100 ppm.
以上のように、反応中に留出液の抜き出しを行った場合、得られた2,6−ナフタレンジカルボン酸はNa元素の含有量が少ないものであったが、留出液の抜き出しを行わなかった場合、得られた2,6−ナフタレンジカルボン酸はNa元素の含有量が多いものであった。 As described above, when the distillate was withdrawn during the reaction, the obtained 2,6-naphthalenedicarboxylic acid had a low Na element content, but the distillate was not withdrawn. In this case, the obtained 2,6-naphthalenedicarboxylic acid had a high content of Na element.
Claims (4)
(1)式〔I〕で表される2,6−ナフタレンジカルボン酸のジ低級アルキルエステルと塩基性アルカリ金属化合物とを、水または炭素原子数1〜6のアルコールを10重量%以下の量にて含むアルコール水溶液の存在下で反応させて、2,6−ナフタレンジカルボン酸のジアルカリ金属塩の溶液を得る工程;
(2)工程(1)の、反応中および/または反応後に、反応により副生するアルコールおよび溶媒中に含まれるアルコールを、反応液の2重量%以下になるまで留去する工程;および、
(3)工程(2)によりアルコールが留去された2,6−ナフタレンジカルボン酸のジアルカリ金属塩の溶液を酸析に供する工程;
[式中、Rは分岐を有してもよい炭素原子数1〜6のアルキル基を表す]。 A process for producing 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, comprising the following steps (1) to (3):
(1) A di-lower alkyl ester of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid represented by the formula [I] and a basic alkali metal compound are mixed with water or an alcohol having 1 to 6 carbon atoms in an amount of 10% by weight or less. Reacting in the presence of an aqueous alcohol solution to obtain a dialkali metal salt solution of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid;
(2) in step (1), during and / or after the reaction, the step of distilling off the alcohol by-produced by the reaction and the alcohol contained in the solvent to 2% by weight or less of the reaction solution; and
(3) A step of subjecting a solution of a dialkali metal salt of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid from which alcohol has been distilled off in step (2) to acid precipitation;
[Wherein R represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a branch].
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