JPH0231681B2 - Tetorakarubonsannoseizohoho - Google Patents

Tetorakarubonsannoseizohoho

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JPH0231681B2
JPH0231681B2 JP6458583A JP6458583A JPH0231681B2 JP H0231681 B2 JPH0231681 B2 JP H0231681B2 JP 6458583 A JP6458583 A JP 6458583A JP 6458583 A JP6458583 A JP 6458583A JP H0231681 B2 JPH0231681 B2 JP H0231681B2
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JP
Japan
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reaction
nitric acid
tca
partial pressure
oxygen
Prior art date
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JP6458583A
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Hitoshi Oka
Hideetsu Fujiwara
Yoshinori Yoshida
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JSR Corp
Original Assignee
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、テトラカルボン酸の製造方法に関
し、特にヒドロキシ−ジシクロペンタジエンから
テトラカルボン酸である2,3,5−トリカルボ
キシ−シクロペンチル酢酸(TCAと略称する)
を効率良く製造する方法に関するものである。 一般にテトラカルボン酸は、ポリアミドまたは
ポリイミドの原料として、またエポキシ樹脂の硬
化剤その他として有用であり、具体的にはピロメ
リツト酸等の芳香族テトラカルボン酸、ブタンテ
トラカルボン酸等の脂肪族テトラカルボン酸がよ
く知られており、また前記TCAは、次の構造式
で示される脂環族テトラカルボン酸である。 このTCAの製造方法としては、工業的に安価
に得られるジシクロペンタジエンをオゾン分解
し、更に過酸化水素により酸化する方法(英国特
許第872355号明細書またはJ.Org.Chem.第28巻、
10号、2537〜2541頁、1963年参照)、またはジシ
クロペンタジエンを水和して得られるヒドロキシ
−ジシクロペンタジエン(以下、H−DCPと略
称する)を硝酸酸化する方法(ドイツ特許第
1078120号明細書参照)が知られているが、前者
の場合はオゾン分解する際に爆発性の高いオゾニ
ドを生成するために工業的規模の生産では危険性
が大きく、また後者の場合は、酸化反応時に加え
るH−DCPの供給量を調整することによつて、
比較的容易に反応制御が行えるという反面、反応
時に多量の窒素酸化物(NOx)ガスが発生する
ために、その回収および処理が繁雑であるという
欠点があつた。 本発明者らは、H−DCDから硝酸酸化によつ
てTCAを製造する際に生成するNOxを低減する
ことを目的として、鋭意研究を重ねた結果、反応
系の酸素分圧を0.5Kg/cm2G以上に保ちながら反
応させることにより、発生するNOxガスの量を
著しく減少することができ、さらにそのために硝
酸の消費量をも著しく少なくできること、そのう
えに、生成TCAを晶析単離する際の収率が向上
することを見い出し、本発明に到達した。 本発明は、ヒドロキシ−ジシクロペンタジエン
を硝酸により酸化してテトラカルボン酸を製造す
る方法において、反応系の酸素分圧を0.5Kg/cm2
G以上に保つことを特徴とする。 本発明における使用原料であるH−DCPは、
通常、ジシクロペンタジエンと水とを硫酸、酸性
陽イオン交換樹脂等の触媒の存在下で反応させる
ことによつて得られる。 また酸化剤である硝酸は、通常30重量%以上、
好ましくは40〜90重量%の濃度のものが用いられ
る。 本発明における反応は、発熱反応であるため、
硝酸中にH−DCPを滴下し、除熱を行いながら
反応させるのが一般的である。反応温度は一般に
20〜80℃、特に40〜60℃の範囲が好ましい。反応
温度が高すぎると副生物を多量に生じるので好ま
しくなく、また低すぎると反応速度が遅く、酸化
に誘導期を生じる恐れがある。上記反応における
触媒としては、メタバナジン酸アンモニウム、五
酸化バナジウム、亜硝酸ソーダ、硝酸銅等の金属
塩が好ましく、これらはH−DCPに対し一般に
0.01モル%〜5モル%用いられるが、無触媒でも
可能である。 本発明においては、上記反応系の酸素分圧を
0.5Kg/cm2G以上に保持する。具体的には酸素源
である酸素または空気を酸化反応器供給して酸素
分圧が0.5Kg/cm2G以上になるように昇圧し、反
応を開始する。酸素分圧は0.5Kg/cm2G以上であ
れば高いほど好ましいが、安全性の面から50Kg/
cm2G以下とすることが好ましい。酸素分圧が0.5
Kg/cm2Gに達しないと、反応の際のNOxガス抑
制効果が充分に得られない。反応に際しては、一
定時間毎に生成するCOxガスおよびNOxガスを
抜き出し、その都度、酸素または空気を補給し、
酸素分圧を0.5Kg/cm2G以上に保持する。これら
の操作は自動的に行なうことができる。 上記のように酸素分圧を一定値以上に保つて反
応を行なうことにより、常圧(開放系)で反応を
行なう場合に比較して、発生するNOxガスが著
しく減少する。これは、次式(1)、(2)に示すように
発生したNOが酸化されて硝酸を再生成するから
である。このため、反応で消費する硝酸の量も減
少することができる。 2NO+O2→2NO2 (1) 3NO2+H2O→2HNO3+NO (2) 得られた反応液からTCAを回収する方法とし
ては、例えば反応液をそのまま、もしくは濃縮し
た後冷却し、晶析するTCAを得る方法があるが、
その際酸素分圧を一定値以上に保つて反応を行う
と、反応液中の硝酸濃度を高く保つことができ、
溶解度の点から晶析単離する際のTCAの収率を
向上させることができる。また、反応液から硝酸
を留去した後、メタノールによつてメチルエステ
ル化し、TCAのメチルエステルとして回収する
ことも可能である。 以下、本発明を実施例によつて更に具体的に説
明するが、本発明は、以下の実施例に制約される
ものではない。 実施例 1 2のステンレス(SUS316)製の反応器に70
重量%硝酸1400gおよびメタバナジン酸アンモニ
ウム0.28gを仕込み、50℃に昇温後、酸素を吹き
込んで5Kg/cm2Gまで昇圧した。次に反応器内に
H−DCPを100g/時で供給すると共に、反応液
を循環させ、該循環液を冷却しながら、反応器内
の温度を60℃に保つた。2時間H−DCPを供給
した後、さらに6時間反応で生成するガスが出な
くなるまで反応を続けた。その間に発生するガス
は定期的に抜き出し、その都度、酸素を吹き込ん
で5Kg/cm2Gまで昇圧した。 反応器から抜き出したガスを全量捕集し、分析
を行つた結果を第1表に示した(ただし、酸素の
分析値は除く)。なお、反応後の反応液中の硝酸
濃度は51重量%であつた。さらに反応液を800g
まで濃縮し、20℃で16時間静置して、晶析した
TCAを、メチルイソブチルケトンで洗浄し、乾
燥してTCAの白色粉末210gを得た。 実施例 2 酸素分圧を0.8Kg/cm2Gで反応を行う以外は、
実施例1と同様に反応を行なつた。その間、発生
したガスを全量捕集し、分析を行つた。結果を第
1表に示した。なお反応後の反応液中の硝酸濃度
は45重量%であつた。さらに反応液を800gまで
濃縮し、実施例1と同様に晶析精製を行つて
TCAの白色粉末195gを得た。 比較例 1 常圧近くの酸素分圧0.2Kg/cm2Gで反応を行な
う以外は、実施例1と同様に反応を行つた。その
間、発生したガスを全量捕集し、分析を行つた結
果を第1表に示した。なお、反応後の反応液中の
硝酸濃度は34重量%であつた。さらに反応液を
800gまで濃縮し、実施例1と同様に晶析、精製
を行つてTCAの白色粉末165gを得た。
【表】
【表】 比を示す。
上記結果から明らかなように、本発明方法は、
従来法に較べて生成するNOx量が著しく少なく、
また反応後の硝酸濃度が高いため、硝酸の使用量
も少なく、更に晶析単離して得られるTCAの収
率が高いことがわかる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ヒドロキシ−ジシクロペンタジエンを硝酸に
    より酸化してテトラカルボン酸を製造する方法に
    おいて、反応系の酸素分圧を0.5Kg/cm2G以上に
    保つことを特徴とするテトラカルボン酸の製造方
    法。
JP6458583A 1983-04-14 1983-04-14 Tetorakarubonsannoseizohoho Expired - Lifetime JPH0231681B2 (ja)

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