JP5406643B2 - Method for producing metal salt of α-oxocarboxylic acid - Google Patents

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本発明は、α−オキソカルボン酸の金属塩、特にグリオキシル酸のカルシウム塩、グリオキシル酸の銅塩、又はグリオキシル酸の亜鉛塩などのグリオキシル酸の金属塩を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a metal salt of α-oxocarboxylic acid, particularly a metal salt of glyoxylic acid such as a calcium salt of glyoxylic acid, a copper salt of glyoxylic acid, or a zinc salt of glyoxylic acid .

α−オキソカルボン酸の塩類、例えばグリオキシル酸塩類は、アセトアセチル化ポリビニルアルコールの架橋剤や熱硬化性樹脂の架橋剤として有用な化合物である。α−オキソカルボン酸の塩類を製造する方法として、例えば特許文献1(特に実施例1〜4)には、α−オキソカルボン酸エステルを加水分解反応した反応液を水相と有機相に相分離させて、α−オキソカルボン酸及び/又はその塩を含有する水溶液を得ることが開示されている。   α-Oxocarboxylic acid salts, such as glyoxylates, are useful compounds as a crosslinking agent for acetoacetylated polyvinyl alcohol and a crosslinking agent for thermosetting resins. As a method for producing a salt of α-oxocarboxylic acid, for example, in Patent Document 1 (particularly Examples 1 to 4), a reaction solution obtained by hydrolyzing an α-oxocarboxylic acid ester is phase-separated into an aqueous phase and an organic phase. To obtain an aqueous solution containing α-oxocarboxylic acid and / or a salt thereof.

特開2003−300926号公報JP 2003-3000926 A

しかしながら、α−オキソカルボン酸塩類のなかでもα−オキソカルボン酸の金属塩を、上記加水分解反応を用いて、製造しようとした場合は、α−オキソカルボン酸の金属塩は水に対する溶解度が低いので、生成するα−オキソカルボン酸の金属塩を水相に溶解させるためには、反応液である水を大量に使用せねばならず、反応に用いる装置が巨大化してしまい、製造効率が低いものであった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、α−オキソカルボン酸の金属塩を効率良く製造することである。
However, among α-oxocarboxylates, when an α-oxocarboxylic acid metal salt is to be produced using the above hydrolysis reaction, the α-oxocarboxylic acid metal salt has low solubility in water. Therefore, in order to dissolve the produced metal salt of α-oxocarboxylic acid in the aqueous phase, it is necessary to use a large amount of water as a reaction solution, and the apparatus used for the reaction becomes enormous and the production efficiency is low. It was a thing.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to efficiently produce a metal salt of α-oxocarboxylic acid.

しかるに本発明者は、かかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、酢酸金属塩を用いてα−オキソカルボン酸と水性媒体中で混合することによって、α−オキソカルボン酸の金属塩を製造効率良く、かつ高収率で得られることを見出した。
すなわち、本発明は、α−オキソカルボン酸と酢酸金属塩とを水性媒体中で混合する工程を有するα−オキソカルボン酸の金属塩の製造方法であって、α−オキソカルボン酸がグリオキシル酸であり、水性媒体中の水の含有量が80質量%以上であることを特徴とするα−オキソカルボン酸の金属塩の製造方法に関するものである。
However, as a result of intensive studies in view of such circumstances, the present inventor has produced a metal salt of an α-oxocarboxylic acid with high production efficiency by mixing the α-oxocarboxylic acid and an aqueous medium using an acetic acid metal salt. And it was found that it was obtained in high yield.
That is, the present invention is a method for producing a metal salt of an α-oxocarboxylic acid having a step of mixing an α-oxocarboxylic acid and an acetic acid metal salt in an aqueous medium , wherein the α-oxocarboxylic acid is glyoxylic acid. In addition, the present invention relates to a method for producing a metal salt of α-oxocarboxylic acid, wherein the content of water in the aqueous medium is 80% by mass or more .

本発明における製造方法では、反応の進行に伴いα−オキソカルボン酸の金属塩と共に酢酸が生じるものの、かかる酢酸は反応終了後にα−オキソカルボン酸の金属塩を濾取し、乾燥させる際に容易に除去することができるため、精製が容易で、精製時のロスも抑えられる。また、使用する酢酸金属塩は水に対する溶解度が高いため、少量の水性媒体に溶解させることができ、反応に用いる装置の巨大化も抑えることができる。
したがって、本発明の製造方法を用いると、α−オキソカルボン酸の金属塩を製造効率良く、かつ高収率で得ることができる。
In the production method of the present invention, acetic acid is generated together with the metal salt of α-oxocarboxylic acid as the reaction proceeds. However, such acetic acid is easily collected by filtering the metal salt of α-oxocarboxylic acid after the reaction and drying it. Therefore, purification is easy and loss during purification can be suppressed. In addition, since the metal acetate used is highly soluble in water, it can be dissolved in a small amount of an aqueous medium, and the enlargement of the apparatus used for the reaction can be suppressed.
Therefore, when the production method of the present invention is used, a metal salt of α-oxocarboxylic acid can be obtained with high production efficiency and in a high yield.

以下、本発明の実施形態を説明する。
本発明方法は、α−オキソカルボン酸の金属塩(D)を製造する方法であって、α−オキソカルボン酸(A)と酢酸金属塩(B)とを水性媒体(C)中で混合する工程を有する。以下、α−オキソカルボン酸(A)、酢酸金属塩(B)、水性媒体(C)を順次説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.
The method of the present invention is a method for producing a metal salt (D) of α-oxocarboxylic acid, in which α-oxocarboxylic acid (A) and acetic acid metal salt (B) are mixed in an aqueous medium (C). Process. Hereinafter, the α-oxocarboxylic acid (A), the metal acetate (B), and the aqueous medium (C) will be described sequentially.

α−オキソカルボン酸(A)としては、グリオキシル酸、ピルビン酸、α−オキソグルタル酸などが挙げられるが、本発明においてはグリオキシル酸が用いられる。α−オキソカルボン酸は、α−オキソカルボン酸エステルを加水分解する等の方法により調製することができる。 Examples of the α-oxocarboxylic acid (A) include glyoxylic acid, pyruvic acid, α-oxoglutaric acid and the like. In the present invention, glyoxylic acid is used. The α-oxocarboxylic acid can be prepared by a method such as hydrolysis of an α-oxocarboxylic acid ester.

α−オキソカルボン酸(A)は、通常は、水溶液として調製される。水溶液中のα−オキソカルボン酸の濃度は、通常60質量%以下、好ましくは10〜40質量%、特に好ましくは20〜30質量%である。濃度が低すぎると、生成物であるα−オキソカルボン酸の金属塩(D)が析出し難くなるので収率が低下し、また生成物(D)の量に対する水の量が増えて体積が大きくなるので生産効率が低下する傾向がある。一方、濃度が高すぎると、生成物(D)の析出により反応液がスラリー化して、撹拌が困難になったり、濾過に時間がかかったりする傾向がある。   The α-oxocarboxylic acid (A) is usually prepared as an aqueous solution. The concentration of α-oxocarboxylic acid in the aqueous solution is usually 60% by mass or less, preferably 10 to 40% by mass, particularly preferably 20 to 30% by mass. If the concentration is too low, the product α-oxocarboxylic acid metal salt (D) becomes difficult to precipitate, resulting in a decrease in yield, and the amount of water with respect to the amount of product (D) increases and the volume increases. Since it becomes large, production efficiency tends to decrease. On the other hand, when the concentration is too high, the reaction solution is slurried due to the precipitation of the product (D), and stirring tends to be difficult, or it takes time for filtration.

酢酸金属塩(B)を構成する金属元素の種類としては、酢酸と共に塩を形成し、水性媒体中で金属カチオンとなり得る金属元素が用いられ、具体的には、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、遷移金属元素、第12族から第15族までの金属元素等が挙げられるが、これらの中でもアルカリ土類金属元素、第12族金属、遷移金属元素が好ましく、特に、水性媒体中で2価の陽イオンとなり得る金属元素が好ましい。   As a kind of metal element which comprises acetic acid metal salt (B), the metal element which forms a salt with acetic acid and can become a metal cation in an aqueous medium is used, specifically, an alkali metal element, an alkaline earth metal Element, transition metal element, metal element from group 12 to group 15, and the like, among these, alkaline earth metal element, group 12 metal, and transition metal element are preferable. Metal elements that can be valent cations are preferred.

上記アルカリ土類金属元素としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム等が挙げられるが、これらの中でも生産性に優れる点でカルシウムを用いることが好ましい。   Examples of the alkaline earth metal element include beryllium, magnesium, calcium, barium, strontium, and the like. Among these, calcium is preferably used in terms of excellent productivity.

上記第12族元素としては、亜鉛、カドミウム、水銀等が挙げられるが、これらの中でも生産性に優れる点で亜鉛を用いることが好ましい。   Examples of the Group 12 element include zinc, cadmium, mercury, and the like. Among these, zinc is preferably used because it is excellent in productivity.

上記遷移金属元素としては、第3族から第11族までの金属元素が挙げられ、これらの中でも生産性に優れる点で銅を用いることが好ましい。   Examples of the transition metal element include metal elements from Group 3 to Group 11, and among these, copper is preferably used in terms of excellent productivity.

また、酢酸金属塩(B)は、無水物、水和物のいずれであっても良い。   The acetic acid metal salt (B) may be either an anhydride or a hydrate.

酢酸金属塩(B)は、結晶や粉末等の固体であり、α−オキソカルボン酸(A)との混合に際しては、水溶液にするのが作業や収率の点で好ましい。酢酸金属塩(B)、例えばアルカリ土類金属塩、第12族元素金属塩、遷移金属塩は、水に対する溶解度が高い。より具体的には、例えば酢酸カルシウムの溶解度(23℃水)は26.1質量%である。したがって、水溶液中の酢酸カルシウムの濃度は、25質量%以下、特に15〜20質量%に調整することが好ましい。また、酢酸亜鉛の溶解度(23℃水)は25.8質量%であるので、水溶液中の酢酸亜鉛の濃度は、25質量%以下、特に15〜20質量%に調整することが好ましい。さらに、酢酸銅の溶解度(23℃水)は、本発明者の測定によれば、6.6質量%であったので、水溶液中の酢酸銅の濃度は、6質量%以下、特に1〜5質量%に調整することが好ましい。ここで、水に対する溶解度は、(溶解した量(g)×100)/(水の量(g)+溶解した量(g)) で算出された値である。   The metal acetate (B) is a solid such as a crystal or a powder, and when mixed with the α-oxocarboxylic acid (A), an aqueous solution is preferable from the viewpoint of work and yield. Acetic acid metal salts (B) such as alkaline earth metal salts, Group 12 element metal salts, and transition metal salts have high solubility in water. More specifically, for example, the solubility of calcium acetate (23 ° C. water) is 26.1% by mass. Therefore, the concentration of calcium acetate in the aqueous solution is preferably adjusted to 25% by mass or less, particularly 15 to 20% by mass. Moreover, since the solubility (23 degreeC water) of zinc acetate is 25.8 mass%, it is preferable to adjust the density | concentration of the zinc acetate in aqueous solution to 25 mass% or less, especially 15-20 mass%. Furthermore, since the solubility of copper acetate (23 ° C. water) was 6.6% by mass according to measurement by the present inventor, the concentration of copper acetate in the aqueous solution was 6% by mass or less, particularly 1 to 5%. It is preferable to adjust to mass%. Here, the solubility in water is a value calculated by (dissolved amount (g) × 100) / (water amount (g) + dissolved amount (g)).

一方、金属の水酸化物や金属の炭酸塩は、酢酸金属塩(B)に比べて、水に対する溶解度が低い。例えば、水酸化カルシウムの溶解度(23℃水)は0.2質量%であり、無水水酸化亜鉛の溶解度(25℃水)は0.0012質量%であり、無水水酸化銅の溶解度(25℃水)は0.00029質量%である(参照:化学便覧基礎編改訂3版,日本化学会編,丸善出版)。
これら水酸化物や炭酸塩(以下、水酸化物等と表記する。)を用いた場合、これら水酸化物等を完全に溶解させるために大量の水が必要となり、反応に用いる装置が巨大化してしまい製造上非効率的である。
また、大量の水を用いてこれら水酸化物等を仮に完全溶解させたとしても、生成物(D)の水に対する溶解度の方がこれら水酸化物等の溶解度よりも高いので(例えばグリオキシル酸のカルシウム塩の溶解度(23℃水)は0.7質量%である)、生成物(D)が析出し難く、単離、精製が困難である。
さらに、これら水酸化物等の溶解が不十分のまま反応させた場合、未反応(未溶解)の水酸化物等と生成物(D)とが共に固体であるので、両者の分離が困難である。したがって、製造効率や収率が低くなる。
On the other hand, metal hydroxides and metal carbonates have lower water solubility than the metal acetates (B). For example, the solubility of calcium hydroxide (23 ° C. water) is 0.2% by mass, the solubility of anhydrous zinc hydroxide (25 ° C. water) is 0.0012% by mass, and the solubility of anhydrous copper hydroxide (25 ° C. Water) is 0.00029% by mass (Reference: Chemical Handbook Basic Edition 3rd Edition, The Chemical Society of Japan, Maruzen Publishing).
When these hydroxides and carbonates (hereinafter referred to as hydroxides, etc.) are used, a large amount of water is required to completely dissolve these hydroxides, and the apparatus used for the reaction becomes enormous. This is inefficient in manufacturing.
Moreover, even if these hydroxides are completely dissolved using a large amount of water, the solubility of the product (D) in water is higher than the solubility of these hydroxides (for example, glyoxylic acid The solubility of calcium salt (23 ° C. water) is 0.7% by mass), and the product (D) hardly precipitates and is difficult to isolate and purify.
Further, when the reaction is carried out with insufficient dissolution of these hydroxides and the like, the unreacted (undissolved) hydroxide and the product (D) are both solid, so it is difficult to separate them. is there. Therefore, production efficiency and yield are reduced.

α−オキソカルボン酸(A)と酢酸金属塩(B)との混合モル比は、理論的に算出される値を含む範囲で、すなわち酢酸金属塩を構成する金属元素のイオン価数/1を含む範囲であればよい。例えば、酢酸金属塩(B)を構成する金属元素のイオン価数が2価である場合には、理論的に算出される値(2/1)を含む範囲であればよく、好ましくはA/B=1.5/1〜2.5/1である。   The mixing molar ratio of α-oxocarboxylic acid (A) and acetic acid metal salt (B) is within a range including a theoretically calculated value, that is, the ionic valence of metal element constituting acetic acid metal salt / 1. Any range may be included. For example, when the ionic valence of the metal element constituting the metal acetate (B) is divalent, it may be in a range including a theoretically calculated value (2/1), preferably A / B = 1.5 / 1 to 2.5 / 1.

水性媒体(C)は、水を主成分とするものであり、水性媒体(C)中の水の含有量は、80質量%以上であり、90質量%以上が好ましく、100質量%がさらに好ましい。ただし、本発明では、原料や生成物の溶解性に影響を与えない範囲で、アセトンやアルコール等の水系の有機溶媒を含んでもよい。例えば、α−オキソカルボン酸(A)をα−オキソカルボン酸エステルの加水分解により調製した場合、水性媒体(C)中にエステルの加水分解により生じるアルコールを含んでいても良い。また、特にα−オキソカルボン酸の亜鉛塩を製造する際には、収率の向上や乾燥時間の短縮を行なうために、アセトンやアルコール等の水系の有機溶媒を水性媒体(C)中の水の量の0.1〜2倍程度、添加することが好ましい。 Aqueous medium (C) is mainly composed of water, the content of water in the aqueous medium (C) is 80 mass% or more, 90 mass% or more favorable preferred, 100 wt% Further preferred. However, in the present invention, an aqueous organic solvent such as acetone or alcohol may be included as long as the solubility of the raw materials and products is not affected. For example, when the α-oxocarboxylic acid (A) is prepared by hydrolysis of an α-oxocarboxylic acid ester, the aqueous medium (C) may contain an alcohol generated by hydrolysis of the ester. In particular, when producing a zinc salt of α-oxocarboxylic acid, an aqueous organic solvent such as acetone or alcohol is used in the aqueous medium (C) in order to improve the yield and shorten the drying time. It is preferable to add about 0.1 to 2 times the amount.

α−オキソカルボン酸(A)と酢酸金属塩(B)を水性媒体(C)中で混合するに際しては、α−オキソカルボン酸(A)の水溶液に酢酸金属塩(B)の水溶液を添加する、あるいは酢酸金属塩(B)の水溶液にα−オキソカルボン酸(A)の水溶液を添加するなど、混合する方法は何ら限定されないが、α−オキソカルボン酸(A)の水溶液に酢酸金属塩(B)の水溶液を滴下するのが好ましい。   When mixing the α-oxocarboxylic acid (A) and the metal acetate (B) in the aqueous medium (C), the aqueous solution of the metal acetate (B) is added to the aqueous solution of the α-oxocarboxylic acid (A). The mixing method is not limited, for example, an aqueous solution of α-oxocarboxylic acid (A) is added to the aqueous solution of metal acetate (B). The aqueous solution B) is preferably added dropwise.

添加に際しては、一方の水溶液を撹拌しながら他方の水溶液を滴下するのが好ましい。滴下に要する時間は、酢酸金属塩(B)の金属の種類等により異なり一概には言えないが、例えば酢酸カルシウム塩の水溶液を滴下する場合には、通常1時間以上、好ましくは1.5時間以上をかけて滴下が行われる。滴下に要する時間が短すぎると、撹拌が不十分となり、夾雑物を含んで生成物(D)が急激に析出し、生成物(D)の純度が低下する傾向がある。両者を混合した後、静置した状態で又は撹拌しながら反応を進行させる。混合後の反応時間は、一概には言えないが、例えばα−オキソカルボン酸のカルシウム塩(D)を製造する場合には、通常1時間以上、好ましくは2時間程度、反応を行う。   In the addition, it is preferable to add one aqueous solution dropwise while stirring the other aqueous solution. The time required for dropping varies depending on the metal type of the metal acetate (B) and cannot be generally specified. For example, when an aqueous solution of calcium acetate is dropped, it is usually 1 hour or more, preferably 1.5 hours. The dripping is performed over the above. When the time required for the dropping is too short, the stirring becomes insufficient, the product (D) including impurities is rapidly precipitated, and the purity of the product (D) tends to be lowered. After mixing both, the reaction is allowed to proceed in a stationary state or with stirring. Although the reaction time after mixing cannot be generally specified, for example, when the calcium salt (D) of α-oxocarboxylic acid is produced, the reaction is usually performed for 1 hour or longer, preferably about 2 hours.

α−オキソカルボン酸(A)と酢酸金属塩(B)との反応に用いる反応装置は、特に限定されず、例えば、実験室レベルのスケールでは、温度計と滴下ロートを挿すための2つ口を有する反応管を用いて行うことができる。反応装置の材質は、特に制限されず、ステンレス鋼(SUS)やガラス等が挙げられる。撹拌方法としては、特に限定されないが、攪拌機としてスリーワンモーター、攪拌翼として半月板を用いた撹拌が挙げられる。攪拌速度は、通常10〜1000rpmであり、好ましくは100〜500rpmである。   The reaction apparatus used for the reaction between the α-oxocarboxylic acid (A) and the metal acetate (B) is not particularly limited. For example, on a laboratory scale, there are two ports for inserting a thermometer and a dropping funnel. It can carry out using the reaction tube which has. The material of the reactor is not particularly limited, and examples include stainless steel (SUS) and glass. The stirring method is not particularly limited, and examples thereof include stirring using a three-one motor as a stirrer and a meniscus as a stirring blade. The stirring speed is usually 10 to 1000 rpm, preferably 100 to 500 rpm.

反応を行う際の温度は、反応の進行を妨げない温度であれば特に限定されないが、温度が高すぎると、生成物(D)の溶解度が上昇し、収率が低下する傾向があるので、通常は室温で反応を行う。なお、通常、常圧下で反応を行う。   The temperature at the time of performing the reaction is not particularly limited as long as it does not hinder the progress of the reaction, but if the temperature is too high, the solubility of the product (D) increases and the yield tends to decrease. Usually, the reaction is carried out at room temperature. Usually, the reaction is carried out under normal pressure.

反応が完了した後、生成物(D)の単離、精製、乾燥を行う。生成物(D)の単離に際しては、ヌッチェ濾過や遠心分離濾過等の濾過による生成物(D)を濾取する。濾過を行う際に、支障のない範囲で反応液を冷却しても良い。濾取された生成物(D)には、副生成物の酢酸や夾雑物が含まれているので、生成物(D)を水や含水アルコールで洗浄することが好ましい。洗浄された生成物(D)は、常圧または減圧下で乾燥させる。製造効率の点では、真空乾燥を行うのが好ましい。乾燥は静置乾燥、コニカル乾燥、ナウター乾燥のいずれで行っても良い。   After the reaction is completed, the product (D) is isolated, purified and dried. When isolating the product (D), the product (D) obtained by filtration such as Nutsche filtration or centrifugal filtration is collected by filtration. When performing the filtration, the reaction solution may be cooled within a range that does not hinder. Since the product (D) collected by filtration contains acetic acid and impurities as by-products, it is preferable to wash the product (D) with water or hydrous alcohol. The washed product (D) is dried under normal pressure or reduced pressure. From the viewpoint of production efficiency, it is preferable to perform vacuum drying. Drying may be performed by any of stationary drying, conical drying, and nauter drying.

以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、例中に断りのない限り、「%」とあるのは、質量基準を示す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded. Unless otherwise specified in the examples, “%” indicates a mass standard.

〔実施例1:グリオキシル酸カルシウムの製造方法〕
2Lの2口反応管に25%グリオキシル酸水溶液(グリオキシル酸162.1g 、2.19mol)647gを入れた後、20%酢酸カルシウム水溶液(酢酸カルシウム173.2g, 1.09mol) 866gを、室温、攪拌下、1.5時間かけて滴下し、滴下終了後2時間攪拌した。反応液を濾過して白色粉末を濾取した後、得られた粉末を50℃で3時間真空乾燥させることにより、グリオキシル酸カルシウムの白色粉末224g(1.01mol、収率92.5%、純度100%)を得た。
なお、攪拌機としてスリーワンモーター、攪拌翼として半月板を用い、攪拌速度300rpm程度で撹拌を行った。
[Example 1: Method for producing calcium glyoxylate]
After adding 647 g of 25% aqueous glyoxylic acid solution (glyoxylic acid 162.1 g, 2.19 mol) to a 2 L two-necked reaction tube, 866 g of 20% aqueous calcium acetate solution (calcium acetate 173.2 g, 1.09 mol) was added at room temperature. The mixture was added dropwise over 1.5 hours with stirring, and stirred for 2 hours after completion of the addition. After filtering the reaction solution and collecting a white powder, the obtained powder was vacuum-dried at 50 ° C. for 3 hours to obtain 224 g of calcium glyoxylate white powder (1.01 mol, yield 92.5%, purity). 100%).
Stirring was performed at a stirring speed of about 300 rpm using a three-one motor as a stirrer and a meniscus as a stirring blade.

〔実施例2:グリオキシル酸銅の製造方法〕
3Lの2口反応管に50%グリオキシル酸水溶液(グリオキシル酸101.8g 、1.37mol)203.2gを入れた後、5%酢酸銅水溶液(酢酸銅125g, 0.69mol)2500gを、室温、攪拌下で滴下し、滴下終了後2時間攪拌した。反応液を濾過して青色粉末を濾取した後、得られた粉末を50℃で4時間真空乾燥させることにより、グリオキシル酸銅の青色粉末73.7g(0.3mol、収率43.4%、純度100%)を得た。
なお、攪拌機としてスリーワンモーター、攪拌翼として半月板を用い、攪拌速度300rpm程度で撹拌を行った
[Example 2: Method for producing copper glyoxylate]
After putting 203.2 g of 50% aqueous glyoxylic acid (glyoxylic acid 101.8 g, 1.37 mol) into a 3 L two-necked reaction tube, 2500 g of 5% aqueous copper acetate (125 g of copper acetate, 0.69 mol) was added at room temperature. The solution was added dropwise with stirring, and stirred for 2 hours after the completion of the addition. After filtering the reaction liquid and collecting the blue powder, the obtained powder was vacuum-dried at 50 ° C. for 4 hours to obtain 73.7 g (0.3 mol, yield 43.4%) of a blue powder of copper glyoxylate. , 100% purity).
In addition, stirring was performed at a stirring speed of about 300 rpm using a three-one motor as a stirrer and a meniscus as a stirring blade.

〔実施例3:グリオキシル酸亜鉛の製造方法〕
1Lの2口反応管に水285g、酢酸亜鉛(75g、0.34mol)を加え、室温、攪拌下、20%酢酸亜鉛水溶液を調製した。この中に50%グリオキシル酸水溶液(グリオキシル酸50.1g 、0.68mol)100gを加えて、滴下終了後1時間攪拌した。さらにアセトン460gを加えて、滴下終了後6時間攪拌した。反応液を濾過して白色粉末を濾取した後、得られた粉末を50℃で3時間真空乾燥させることにより、グリオキシル酸亜鉛の白色粉末58.1g(0.24mol、収率69.0%、純度100%)を得た。
なお、攪拌機としてスリーワンモーター、攪拌翼として半月板を用い、攪拌速度300rpm程度で撹拌を行った。
[Example 3: Method for producing zinc glyoxylate]
285 g of water and zinc acetate (75 g, 0.34 mol) were added to a 1 L two-necked reaction tube, and a 20% aqueous zinc acetate solution was prepared at room temperature with stirring. To this, 100 g of 50% aqueous glyoxylic acid solution (glyoxylic acid 50.1 g, 0.68 mol) was added and stirred for 1 hour after completion of the dropwise addition. Further, 460 g of acetone was added, and the mixture was stirred for 6 hours after completion of the dropwise addition. After filtering the reaction liquid and collecting a white powder, the obtained powder was vacuum-dried at 50 ° C. for 3 hours to obtain 58.1 g (0.24 mol, yield 69.0%) of a white powder of zinc glyoxylate. , 100% purity).
Stirring was performed at a stirring speed of about 300 rpm using a three-one motor as a stirrer and a meniscus as a stirring blade.

〔比較例1〕
本比較例では、酢酸カルシウム水溶液に代えて、飽和に近い水酸化カルシウム水溶液を用いた。具体的には、3Lの2口反応管に25%グリオキシル酸水溶液(グリオキシル酸10g、0.14mol)40gを入れた後、0.2%水酸化カルシウム水溶液(水酸化カルシウム5.01g, 0.07mol) 2501.7gを、室温、攪拌下、1.5時間かけて滴下し、滴下終了後2時間攪拌した。反応液を濾過して白色粉末を濾取した後、得られた粉末を50℃で3時間真空乾燥させることにより、グリオキシル酸カルシウムの白色粉末8.12g(0.04mol、収率57.1%、純度100%) を得た。
[Comparative Example 1]
In this comparative example, a calcium hydroxide aqueous solution close to saturation was used instead of the calcium acetate aqueous solution. Specifically, after putting 40 g of 25% aqueous glyoxylic acid (glyoxylic acid 10 g, 0.14 mol) into a 3 L two-necked reaction tube, 0.2% aqueous calcium hydroxide (calcium hydroxide 5.01 g, 0.04 g,. (07 mol) 2501.7 g was added dropwise over 1.5 hours at room temperature with stirring, and the mixture was stirred for 2 hours after completion of the addition. After filtering the reaction solution and collecting a white powder, the obtained powder was vacuum-dried at 50 ° C. for 3 hours to obtain 8.12 g of white powder of calcium glyoxylate (0.04 mol, yield 57.1%). , Purity 100%).

本比較例で用いた水酸化カルシウムは水に対する溶解度が低いので、原料のグリオキシル酸1モルに対する反応液の容量が膨大となる(実施例1の約26倍)。したがって、実施例1の反応管よりも巨大な反応管を使わなければならないだけでなく、生成物であるグリオキシル酸カルシウムが析出し難くなり、収率が低下した。   Since the calcium hydroxide used in this comparative example has low solubility in water, the volume of the reaction liquid with respect to 1 mol of glyoxylic acid as a raw material becomes enormous (about 26 times that of Example 1). Therefore, not only the reaction tube larger than the reaction tube of Example 1 had to be used, but also the product calcium glyoxylate was difficult to precipitate, and the yield decreased.

〔比較例2〕
本比較例では、比較例1と同じ濃度の水酸化カルシウム水溶液を用い、反応液中の水性媒体(水)の量を実施例1と同じ量に設定した。具体的には、2Lの2口反応管に25%グリオキシル酸水溶液(グリオキシル酸162.1g、2.19mol)647gを入れた後、0.2%水酸化カルシウム水溶液(水酸化カルシウム1.73g、0.02mol)866gを、室温、攪拌下、1.5時間かけて滴下し、滴下終了後2時間攪拌したが、グリオキシル酸カルシウム粉末を含む白色溶液は得られなかった。
[Comparative Example 2]
In this comparative example, an aqueous calcium hydroxide solution having the same concentration as in comparative example 1 was used, and the amount of the aqueous medium (water) in the reaction solution was set to the same amount as in example 1. Specifically, after putting 647 g of 25% aqueous glyoxylic acid (glyoxylic acid 162.1 g, 2.19 mol) in a 2 L two-necked reaction tube, 0.2% aqueous calcium hydroxide (1.73 g calcium hydroxide, 0.02 mol) 866 g was added dropwise over 1.5 hours at room temperature with stirring, and stirred for 2 hours after completion of the addition, but a white solution containing calcium glyoxylate powder was not obtained.

本比較例では、反応液の量が実施例1と同じであるが、反応液中の水酸化カルシウムのモル濃度が低いので(実施例1の酢酸カルシウムのモル濃度の約0.02倍)、生成物であるグリオキシル酸カルシウムの飽和濃度を越える程には生成物が得られなかった。   In this comparative example, the amount of the reaction solution is the same as in Example 1, but the molar concentration of calcium hydroxide in the reaction solution is low (about 0.02 times the molar concentration of calcium acetate in Example 1). The product was not obtained to the extent that the saturation concentration of the product calcium glyoxylate was exceeded.

〔比較例3〕
実施例2において、酢酸銅水溶液に代えて、飽和に近い水酸化銅水溶液を用いたとすると、25℃温度下において飽和水溶液1L中に含まれる無水水酸化銅の質量が0.0029gであるため(参照:化学便覧基礎編改訂3版,日本化学会編,丸善出版)、飽和水溶液中の水酸化銅の濃度は0.00029%である。仮に、飽和に近い水酸化銅水溶液を用いたとすると、原料のグリオキシル酸1モルとの反応に要する0.00029%水酸化銅水溶液の容量が膨大となり、実施例2の5%酢酸銅水溶液と比較して、0.00029%水酸化銅水溶液の量が約93倍となる。したがって、実施例2の反応管よりも巨大な反応管を使わなければならず、製造効率が低くなる。
[Comparative Example 3]
In Example 2, assuming that a copper hydroxide aqueous solution close to saturation is used instead of the copper acetate aqueous solution, the mass of anhydrous copper hydroxide contained in 1 L of the saturated aqueous solution at 25 ° C. is 0.0029 g ( Reference: Chemical Handbook Basic Edition, revised 3rd edition, The Chemical Society of Japan, Maruzen Publishing), the concentration of copper hydroxide in the saturated aqueous solution is 0.00029%. If an aqueous copper hydroxide solution close to saturation is used, the capacity of the 0.00029% aqueous copper hydroxide solution required for the reaction with 1 mol of glyoxylic acid as a raw material becomes enormous, and compared with the 5% aqueous copper acetate solution of Example 2. Thus, the amount of the 0.00029% copper hydroxide aqueous solution is about 93 times. Therefore, a reaction tube larger than the reaction tube of Example 2 must be used, and the production efficiency is lowered.

〔比較例4〕
本比較例では、比較例3と同じ濃度の水酸化銅水溶液を用い、反応液中の水性媒体(水)の量を実施例2と同じ量に設定した。本比較例では、反応液の量が実施例2と同じであるが、反応液中の水酸化銅のモル濃度が低いので(実施例2の酢酸銅のモル濃度の約0.01倍)、生成物であるグリオキシル酸銅の飽和濃度を越える程には生成物が得られなかった。
[Comparative Example 4]
In this comparative example, an aqueous copper hydroxide solution having the same concentration as in comparative example 3 was used, and the amount of the aqueous medium (water) in the reaction solution was set to the same amount as in example 2. In this comparative example, the amount of the reaction solution is the same as in Example 2, but the molar concentration of copper hydroxide in the reaction solution is low (about 0.01 times the molar concentration of copper acetate in Example 2). The product was not obtained to the extent that the saturation concentration of the product copper glyoxylate was exceeded.

〔比較例5〕
実施例3において、酢酸亜鉛水溶液に代えて、飽和に近い水酸化亜鉛水溶液を用いたとすると、25℃温度下において飽和水溶液1L中に含まれる無水水酸化亜鉛の質量が0.012gであるため(参照:化学便覧基礎編改訂3版,日本化学会編,丸善出版)、飽和水溶液中の水酸化亜鉛の濃度は0.0012%である。仮に、飽和に近い水酸化亜鉛水溶液を用いたとすると、原料のグリオキシル酸1モルとの反応に要する0.0012%水酸化亜鉛水溶液の容量が膨大となり、実施例3の20%酢酸亜鉛水溶液と比較して、0.0012%水酸化亜鉛水溶液の量が約78倍となる。したがって、実施例3の反応管よりも巨大な反応管を使わなければならず、製造効率が低くなる。
[Comparative Example 5]
In Example 3, assuming that a zinc hydroxide aqueous solution close to saturation was used instead of the zinc acetate aqueous solution, the mass of anhydrous zinc hydroxide contained in 1 L of the saturated aqueous solution at a temperature of 25 ° C. was 0.012 g ( Reference: Chemical Handbook Basic Edition, revised 3rd edition, The Chemical Society of Japan, Maruzen Publishing), the concentration of zinc hydroxide in saturated aqueous solution is 0.0012%. If a nearly saturated zinc hydroxide aqueous solution is used, the capacity of the 0.0012% zinc hydroxide aqueous solution required for the reaction with 1 mol of glyoxylic acid as a raw material becomes enormous, and compared with the 20% zinc acetate aqueous solution of Example 3. Thus, the amount of 0.0012% zinc hydroxide aqueous solution is about 78 times. Therefore, a reaction tube larger than the reaction tube of Example 3 must be used, and the production efficiency is lowered.

〔比較例6〕
本比較例では、比較例5と同じ濃度の水酸化亜鉛水溶液を用い、反応液中の水性媒体(水)の量を実施例3と同じ量に設定した。本比較例では、反応液の量が実施例3と同じであるが、反応液中の水酸化亜鉛のモル濃度が低いので(実施例3の酢酸亜鉛のモル濃度の約0.01倍)、生成物であるグリオキシル酸亜鉛の飽和濃度を越える程には生成物が得られなかった。
[Comparative Example 6]
In this comparative example, a zinc hydroxide aqueous solution having the same concentration as in comparative example 5 was used, and the amount of the aqueous medium (water) in the reaction solution was set to the same amount as in example 3. In this comparative example, the amount of the reaction solution is the same as in Example 3, but the molar concentration of zinc hydroxide in the reaction solution is low (about 0.01 times the molar concentration of zinc acetate in Example 3). The product was not obtained to the extent that the saturation concentration of the product zinc glyoxylate was exceeded.

本発明における製造方法では、反応の進行に伴いα−オキソカルボン酸の金属塩と共に酢酸が生じるものの、かかる酢酸は反応終了後にα−オキソカルボン酸の金属塩を濾取し、乾燥させる際に容易に除去することができるため、精製が容易で、精製時のロスも抑えられる。また、使用する酢酸金属塩は水に対する溶解度が高いため、少量の水性媒体に溶解させることができ、反応に用いる装置の巨大化も抑えることができる。
したがって、本発明の製造方法を用いると、α−オキソカルボン酸の金属塩を製造効率良く、かつ高収率で得ることができる。すなわち、本発明のα−オキソカルボン酸の金属塩の製造方法は、工業的にとても有用な製造方法である。
In the production method of the present invention, acetic acid is generated together with the metal salt of α-oxocarboxylic acid as the reaction proceeds. However, such acetic acid is easily collected by filtering the metal salt of α-oxocarboxylic acid after the reaction and drying it. Therefore, purification is easy and loss during purification can be suppressed. In addition, since the metal acetate used is highly soluble in water, it can be dissolved in a small amount of an aqueous medium, and the enlargement of the apparatus used for the reaction can be suppressed.
Therefore, when the production method of the present invention is used, a metal salt of α-oxocarboxylic acid can be obtained with high production efficiency and in a high yield. That is, the method for producing a metal salt of α-oxocarboxylic acid of the present invention is an industrially very useful production method.

さらに、本発明の製造方法により得られたα−オキソカルボン酸の金属塩は、アセトアセチル化ポリビニルアルコールの架橋剤や熱硬化性樹脂の架橋剤として有効に用いることができる。   Furthermore, the metal salt of α-oxocarboxylic acid obtained by the production method of the present invention can be effectively used as a crosslinking agent for acetoacetylated polyvinyl alcohol and a crosslinking agent for thermosetting resins.

Claims (5)

α−オキソカルボン酸と酢酸金属塩とを水性媒体中で混合する工程を有するα−オキソカルボン酸の金属塩の製造方法であって、
α−オキソカルボン酸がグリオキシル酸であり、水性媒体中の水の含有量が80質量%以上であることを特徴とするα−オキソカルボン酸の金属塩の製造方法。
A method for producing a metal salt of an α-oxocarboxylic acid, comprising a step of mixing an α-oxocarboxylic acid and an acetic acid metal salt in an aqueous medium ,
A method for producing a metal salt of an α-oxocarboxylic acid, wherein the α-oxocarboxylic acid is glyoxylic acid, and the content of water in the aqueous medium is 80% by mass or more .
酢酸金属塩を構成する金属元素がアルカリ土類金属元素、第12族元素、又は遷移金属元素であることを特徴とする請求項記載のα−オキソカルボン酸の金属塩の製造方法。 The metal element is an alkali earth metal element constituting the metal acetate, Group 12 elements, or method for producing a metal salt according to claim 1 wherein the α- oxo carboxylic acid, which is a transition metal element. アルカリ土類金属元素がカルシウムあることを特徴とする請求項記載のα−オキソカルボン酸の金属塩の製造方法。 The method for producing a metal salt of α-oxocarboxylic acid according to claim 2 , wherein the alkaline earth metal element is calcium. 第12族元素が亜鉛であることを特徴とする請求項記載のα−オキソカルボン酸の金属塩の製造方法。 The method for producing a metal salt of α-oxocarboxylic acid according to claim 2 , wherein the Group 12 element is zinc. 遷移金属元素が銅であることを特徴とする請求項記載のα−オキソカルボン酸の金属塩の製造方法。 The method for producing a metal salt of α-oxocarboxylic acid according to claim 2 , wherein the transition metal element is copper.
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