JPH0812667A - 環状ホルマールの製造方法 - Google Patents
環状ホルマールの製造方法Info
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- JPH0812667A JPH0812667A JP6072796A JP7279694A JPH0812667A JP H0812667 A JPH0812667 A JP H0812667A JP 6072796 A JP6072796 A JP 6072796A JP 7279694 A JP7279694 A JP 7279694A JP H0812667 A JPH0812667 A JP H0812667A
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- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D317/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
- C07D317/08—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3
- C07D317/10—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings
- C07D317/12—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, directly attached to ring carbon atoms
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- Heterocyclic Compounds That Contain Two Or More Ring Oxygen Atoms (AREA)
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Abstract
精製の容易な環状ホルマールを得るための製造方法を提
供する。 【構成】 アルキレングリコールとホルムアルデヒドと
を触媒の存在下に反応させて環状ホルマールを製造する
にあたり、上部に気液接触部を設けた反応器を用い、反
応混合物から発生して上昇しかつ前記気液接触部を通過
した環状ホルマールを含む蒸気を凝縮させ、凝縮液の一
部を前記気液接触部に還流させながら、前記凝縮液の残
りを留出液として取り出すことを特徴とする環状ホルマ
ールの製造方法である。
Description
洗浄剤、樹脂原料等として有用な環状ホルマールの製造
方法に関する。更に詳しくは、副生不純物や未反応原料
等の混入量の少ない環状ホルマールの製造方法に関す
る。
ソラン、1,4−ブタンジオールホルマール、ジエチレ
ングリコールホルマール、4−メチルー1,3ージオキ
ソラン、1,3−ジオキサン、1,3,5−トリオキセ
パン等は対応するグリコールとアルデヒドとの環化反
応、対応するアルキレンオキシドとアルデヒドとの環化
反応により得られることが知られている。例えば、代表
的な環状ホルマールである1,3ージオキソランの製法
として、西ドイツ特許1279025号明細書には、酸
触媒存在下でグリコールとホルムアルデヒドを反応させ
る1,3−ジオキソランの製法が、特開昭49−624
69号公報には、酸触媒の存在下でグリコールとパラホ
ルムアルデヒドを反応させる1,3−ジオキソランの製
法が開示されている。
が検討したところ、このようにグリコールとアルデヒド
とを原料とする環状ホルマールの製法において、通常用
いられる蒸発缶タイプの反応器を用いて反応させ、環状
ホルマールを含む生成物の蒸気を連続的に取り出した場
合、副生した不純物および未反応原料、特にホルムアル
デヒドがかなり多量に含まれて留出することが判明し
た。留出液にかかる副生不純物および未反応原料が混入
すると、次の環状ホルマールの精製工程に多大の影響を
及ぼし、その煩雑化、複雑化を余儀なくされるものであ
る。
混入量が少なく、精製の容易な環状ホルマールを得るた
めの製造方法を確立することである。
決するにあたり、反応器を含む反応装置についてついて
鋭意検討した結果、特定の反応器を用いて特定の操作を
行うことにより副生不純物や未反応原料等の混入量を大
きく低減出来ることを見い出し、本発明を完成するに至
った。
とホルムアルデヒドとを触媒の存在下に反応させて環状
ホルマールを製造するにあたり、上部に気液接触部を設
けた反応器を用い、反応混合物から発生して上昇しかつ
前記気液接触部を通過した環状ホルマールを含む蒸気を
凝縮させ、凝縮液の一部を前記気液接触部に還流させな
がら、前記凝縮液の残りを留出液として取り出すことを
特徴とする環状ホルマールの製造方法である。また本発
明は、気液接触部が蒸留塔である前記環状ホルマールの
製造方法である。また本発明は、凝縮が反応器の外に設
けた凝縮器によるものである前記環状ホルマールの製造
方法である。さらに本発明は、環状ホルマールが1,3
−ジオキソランである前記環状ホルマールの製造方法で
ある。
グリコールとしては、製造しようとする環状ホルマール
によって異なり、1,3−ジオキソランにはエチレング
リコール、1,4−ブタンジオールホルマールには1,
4−ブタンジオール、ジエチレングリコールホルマール
にはジエチレングリコール、4−メチルー1,3ージオ
キソランには1,2−プロパンジオール、1,3−ジオ
キサンには1,3−プロパンジオール、1,3,6−ト
リオキソランには2−(ヒドロキシメトキシ)エタノー
ルがそれぞれ挙げられる。中でもエチレングリコールを
用いた1,3−ジオキソランに適用することが好まし
い。
方の反応原料であるホルムアルデヒド源としては、その
水溶液、ホルムアルデヒドガス、またはパラホルムアル
デヒドの形で供給されるのが一般的である。中でもホル
ムアルデヒドの水溶液を用いることが好ましい。
としては、酸性触媒が好適であり、酸性触媒としては硫
酸、りん酸等の鉱酸、ヘテロポリ酸、メタンスルホン
酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、ナ
フタリンスルホン酸等の脂肪族あるいは芳香族スルホン
酸、イオン交換樹脂、イオン交換繊維、イオン交換膜、
ゼオライト、シリカアルミナ等の固体酸等が例示でき
る。
とを触媒の存在下に反応させる反応条件としては、用い
る原料、触媒によっても異なるが、一般に公知のもので
差し支えない。1,3−ジオキソランの製造の場合を例
にとると、反応温度は75〜160℃の範囲、好ましく
は90〜140℃の範囲であり、平均滞留時間としては
1〜300分の範囲、好ましくは5〜120分の範囲で
ある。本発明の環状ホルマールの製造は通常は連続方式
であるが、バッチ方式であってもよい。
装置に基づいて説明する。図1においては、主要設備の
みを示し、付属設備は省略している。1は上部に気液接
触部6を設けた反応器であり、2はアルキレングリコー
ルの供給ラインであり、3はホルムアルデヒド源の供給
ラインであり、4は反応混合物(反応液)であり、5は
反応混合物を加熱するためのリボイラーである。7は反
応器1の外に設けたオーバーヘッドコンデンサー(凝縮
器)であり、8は凝縮液(コンデンセート)の還流ライ
ンであり、9は留出液取り出しラインである。反応混合
物の加熱は、前記リボイラーに限られず、反応器底部を
直接加熱できる通常のヒーターでももちろん構わない。
また、反応器には必要に応じて、反応混合物を排出する
ラインが設けられる。なお、図1は反応器内で生成物を
蒸発させ、気液接触させるものであるが、反応を別の反
応器で行い、反応混合物を図1のような装置に導いて同
様に行う場合も、本発明の態様に含まれるものである。
から発生する蒸気と還流液とを強制的に気液接触させる
ことを目的としたものであり、蒸留塔であることが好ま
しい。この場合において蒸留塔としてはその種類につい
ては限定されず、棚段塔であっても充填塔であってもよ
い。棚段塔である場合は、例えば、バブルキャップトレ
イ、ユニフラックストレイ、バルブトレイ、ナッターバ
ルブトレイ、バラストトレイ、シーブトレイ、ベンチュ
リートレイ、キッテルトレイ、ターボグリッドトレイ、
リップルトレイ等あらゆる形式を採用することが可能で
ある。
関しても、例えばラシヒリング、レッシングリング、分
割リング、ポールリング等のリング型、バールサドル、
インタロックサドル等のサドル型、グッドロイパッキン
グ、ステッドマンパッキング、デイクソンリング、マク
マホンパッキング、ヘリクスパッキング、テラレット、
クロススパイラルパッキング等、あらゆる形式を採用す
ることが可能である。
塔の場合は1段以上、好ましくは3段以上である。充填
塔の場合は理論段数として表示すると、0.5段以上で
あることが好ましく、1段以上であることがより好まし
く、3段以上であることが特に好ましい。また何れの場
合も、段数を増加していくと、増加に対する本発明の効
果は相対的に小さくなるので、主に設備費の観点から棚
段塔の場合は20段以下、特には10段以下、また充填
塔の場合は、理論段数として10段以下、特に5段以下
であることが好ましい。
されたアルキレングリコールとホルムアルデヒド源は、
リボイラー5により加熱され、別途供給される触媒の存
在下に反応し、環状ホルマールが生成する。反応混合物
中には生成環状ホルマール、原料中に含まれている水お
よび副生する水、原料であるホルムアルデヒド、アルキ
レングリコール、その他の副生不純物が含まれている。
反応器の反応混合物から発生する蒸気にはこれらが含ま
れているが、本発明においては、上部に気液接触部6を
設けているので、上昇する蒸気は上部から落下する後記
還流液と接触し、留出液9に含まれる副生不純物や未反
応原料の含有量を著しく低減させることが出来る。気液
接触部6を通過した環状ホルマールを含む蒸気はオーバ
ーヘッドコンデンサー7により凝縮され、一部は還流ラ
イン8により前記反応器1の気液接触部6の上部に還流
され、残りは留出液取り出しライン9から取り出され
る。還流比としては通常0.2〜5の範囲であり、好ま
しくは0.5〜3の範囲である。
しライン9から得られる環状ホルマールは、不純物がか
なり低減されたものである。本発明の製造方法は、1,
3−ジオキソランの製造法として特に有効である。
には環状ホルマールと水の外に、低減されてはいるもの
のホルムアルデヒド等の未反応原料、さらには微量の副
生不純物が含まれる。従って精製環状ホルマールを製造
するには、一般的に蒸留等の精製工程がさらに必要であ
る。その際、環状ホルマールは水と共沸しやすく、ある
濃度以上に環状ホルマールを精製することは困難である
場合が多い。この場合、共沸蒸留、抽出蒸留、塩析等の
手段で精製することが有効である。
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
として上部に蒸留塔26(塔径40mm、高さ400m
m、ガラスビーズ充填したもの)を備えた下部容積2リ
ットルの反応器21にエチレングリコール540g、濃
度50重量%ホルムアルデヒド水溶液(メタノール0.
7%含有)523g、および硫酸5gを仕込んだ。その
混合物の温度を100〜120℃に加熱した後、70〜
100℃の間に沸点を有する留分を除去した。蒸留中、
反応混合物の液面レベルをほぼ一定に保持するようにエ
チレングリコールとホルムアルデヒド水溶液を、両者の
モル比が1:1となる流量で反応器に供給した。また還
流比は1.0とした。留出液の組成は表−1の通りであ
った。
れたガラスビーズを取り外した他は同じ装置を使用し、
反応混合物から発生する蒸気をそのまま留去した以外は
実施例1と同様に反応を行った。得られた留出液の組成
は表−2の通りであり、副生不純物や原料のホルムアル
デヒド及びエチレングリコールの含量の多いことが分か
る。
グリコールとホルムアルデヒドから副生不純物や未反応
原料の混入量が少なく、後段の精製が容易な環状ホルマ
ールが得られることとなり、工業的価値の極めて高いも
のである。
とで出来る装置の一例を示す模式図である。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 アルキレングリコールとホルムアルデヒ
ドとを触媒の存在下に反応させて環状ホルマールを製造
するにあたり、上部に気液接触部を設けた反応器を用
い、反応混合物から発生して上昇しかつ前記気液接触部
を通過した環状ホルマールを含む蒸気を凝縮させ、凝縮
液の一部を前記気液接触部に還流させながら、前記凝縮
液の残りを留出液として取り出すことを特徴とする環状
ホルマールの製造方法。 - 【請求項2】 気液接触部が蒸留塔である請求項1記載
の環状ホルマールの製造方法。 - 【請求項3】 凝縮が反応器の外に設けた凝縮器による
ものである請求項1記載の環状ホルマールの製造方法。 - 【請求項4】 環状ホルマールが1,3−ジオキソラン
である請求項1、2または3のいずれかに記載の環状ホ
ルマールの製造方法。
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1994
- 1994-02-04 US US08/191,689 patent/US5616736A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-18 JP JP6072796A patent/JPH0812667A/ja active Pending
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