JPH10259158A - オルトヒドロキシマンデル酸ナトリウムの連続的製造方法 - Google Patents

オルトヒドロキシマンデル酸ナトリウムの連続的製造方法

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JPH10259158A
JPH10259158A JP10078295A JP7829598A JPH10259158A JP H10259158 A JPH10259158 A JP H10259158A JP 10078295 A JP10078295 A JP 10078295A JP 7829598 A JP7829598 A JP 7829598A JP H10259158 A JPH10259158 A JP H10259158A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 オルトヒドロキシマンデル酸ナトリウムの連
続的製造方法の提供。 【解決手段】 100℃以下の温度で3価金属カチオン
の触媒量及び第3アミンの存在下で、水溶液中のグリオ
キシル酸と不活性雰囲気中のフェノールの凝縮によって
オルトヒドロキシマンデル酸ナトリウムを連続して設置
された二つ以上の反応器において連続的に製造する。第
1タンクC1からグリオキシル酸及び3価金属カチオン
が、第2タンクC2からフェノール及び第3アミンが供
給される。二つ以上の反応器の最後の出口で得られた水
性相及び有機相からなる反応媒体が連続して設置された
二つのミキサ−デカンター(MD1及びMD2)に移動
される。第1のミキサ−デカンターMD1の水性相がオ
ルトヒドロキシマンデル酸ナトリウムを抽出するために
回収され、一方MD1から生じる有機相が第2のミキサ
−デカンターMD2の中に移動され水で洗浄される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は3価金属カチオンの
触媒量及び第3アミンの存在下でフェノールとグリオキ
シル酸の熱凝縮によってオルトヒドロキシマンデル酸ナ
トリウムを連続的に製造するための工業的方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】オルト
ヒドロキシマンデル酸ナトリウムはFR−A26871
43に記載されているようにオルトヒドロキシマンデル
酸のバッチ製造のために使用することができる。それは
興味を引く植物健康特性(plant-health properties)
を有する分子を得るために使用されるオルトヒドロキシ
フェニル酢酸を得るため、又は特に鉄又はマンガンと錯
体を形成しうるエチレンジアミンN,N′−ビス(2−
ヒドロキシフェニル酢酸)又はEDDHAタイプの分子
を得るため、又は新規な殺カビ剤を得るために有益な中
間体である。
【0003】グリオキシル酸はアルカリ水性媒体中でフ
ェノールと凝縮し、2,4−及び2,6−置換ヒドロキ
シベンゼンジグリコール酸とともにオルト及びパラヒド
ロキシマンデル酸の混合物に導くことが知られている。
【0004】また、アルカリ水性媒体において、グリオ
キシル酸はカニッツァロ反応に従ってシュウ酸及びグリ
コール酸に不均化されることが知られている。FR−A
2440350はアルカリ水性媒体中で、高温で数分間
フェノールとグリオキシル酸を反応することによって、
カニッツァロ反応を最小にし、凝縮反応を起こし、かく
して70〜85%収率のパラヒドロキシマンデル酸を達
成できる方法を記載する。
【0005】また、(FR−A2638740に記載さ
れたように)トリブチルアミンの如き好適な第3アミン
の過剰の存在下で、フェノールとグリオキシル酸を反応
することによって、非連続的な方法で、準無水媒体(qu
asi-anhydrous medium)において、良好な選択性を有す
るパラヒドロキシマンデル酸を製造することが知られて
いる。
【0006】A. J. Hoefnagel らの、Rec. Trav. Che
m.,107,242−7(1998)はフェノールとグ
リオキシル酸の凝縮がある金属イオンによって触媒作用
を及ぼされうること及びアルミニウム、クロム及び鉄の
如き3価金属カチオンの存在下で、100℃で、pH5
で、希釈水性媒体中で操作することで、オルト位置にお
いて高い選択性を得ることができることを示した。しか
しながら、低い生産性をもたらすかなりの希釈のため、
及び求めるオルトヒドロキシマンデル酸を単離すること
が困難である錯混合物に導く高レベルの二置換(disubs
tituted )生成物の生成のため、この方法は工業的に経
済的でない。
【0007】WO−A−94.14746は水性混合物
の選択的抽出によってヒドロキシマンデル酸のアルカリ
塩のオルト及びパラ異性体を分離する方法を記載する。
極性非プロトン有機溶媒(例えばアセトン、メチルケト
ン、テトラヒドロフラン、エチルアセテート)で混合物
の抽出を実施することによって、オルト異性体ナトリウ
ム塩がこれらの溶媒に極めて可溶性になることがわかっ
た。しかし、かかる方法は多数の抽出及び蒸発及び繰り
返し使用される溶媒を要求し、それは工業的コスト及び
汚染源のためその方法の使用を困難にさせている。さら
に、得られた生成物はある用途(例えば医薬又は植物保
護産業のための活性成分の合成)に要求される純度を全
く有していない。
【0008】前述のFR−A2687143は3価金属
カチオン(好ましくはAl2 (SO43 )の触媒量及
び第3アミン(好ましくはトリブチルアミン)の存在下
でフェノール上のグリオキシル酸の凝縮によって86.
5%の収率でオルトヒドロキシマンデル酸を得ることが
できるバッチ製造方法を記載し、この反応の第2生成物
はパラヒドロキシマンデル酸と極めて少量の二置換生成
物である。しかし、オルトヒドロキシマンデル酸又はそ
のアルカリ塩の純粋な状態での単離が残っている。
【0009】FR−A2687143に記載された一般
的な方法に従って工業プラントで連続的にオルトヒドロ
キシマンデル酸ナトリウムを製造するためには、使用さ
れるグリオキシル酸から最良の可能な収率を得るために
前述の第2反応を減らすようにこの凝縮の本質的なパラ
メーターを決定し、次いで制御することが必要だった。
また、この方法は使用され変形されていない全ての原材
料の最大リサイクルを可能にすることを本質としてい
る。また、その方法はなされた投資に利益を生みだすた
めに満足のいく時間あたりの生産性を持つことが必要で
ある。プラントの信頼性は要求され、その方法は第2生
成物(特にパラヒドロキシマンデル酸ナトリウム)の量
を最小にするために凝縮の正確な選択性を与えなければ
ならなかった。最終的に、その方法は最低の可能な操作
コストに導かなければならなかった。
【0010】出願人は連続した反応器中の反応によって
グリオキシル酸とフェノールの凝縮を実現させようと試
みた。しかし、濃縮媒体中で操作すると、第1及び第2
反応器間で反応混合物を移動するときに大きな障害の問
題が生じた。
【0011】長い研究の結果、この問題は少なくとも二
つの反応器において連続的に3価金属カチオンの触媒量
及び第3アミンの存在下で水溶液中のグリオキシル酸と
フェノールを反応させ、その生成混合物を二つのミキサ
−デカンターで連続的に処理し、第2ミキサ−デカンタ
ーから生じた溶媒相を出発生成物に戻すことによって解
決された。
【0012】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は100℃
以下の温度で3価金属カチオンの触媒量及び第3アミン
の存在下で、水溶液中のグリオキシル酸と不活性雰囲気
中のフェノールの凝縮によってオルトヒドロキシマンデ
ル酸ナトリウムを連続的に製造する方法において、その
方法が連続して設置された少なくとも二つの反応器(R
1,−−−−−,Rn)において連続的に実施され、第
1のものがグリオキシル酸及び3価金属カチオンを含有
する第1タンクC1によって及びフェノール及び第3ア
ミンを含有する第2タンクC2によって供給されるこ
と、水性相及び有機相からなり少なくとも二つの反応器
の最後の出口で得られた反応媒体が連続して設置された
二つのミキサ−デカンター(MD1及びMD2)の第1
のものの中に移動されること、第1のミキサ−デカンタ
ーMD1の水性相がそれから期待されるオルトヒドロキ
シマンデル酸ナトリウムを抽出するために回収され、一
方MD1から生じる有機相が第2のミキサ−デカンター
MD2の中に移動され水で洗浄されること、及び第2の
ミキサ−デカンターMD2の有機相が第2タンク(C
2)に移動されることを特徴とするオルトヒドロキシマ
ンデル酸ナトリウムの連続的製造方法である。
【0013】出発グリオキシル酸は例えば40〜60重
量%、好ましくは約50重量%(工業用グレードのグリ
オキシル酸)で水溶液中で使用されることが好ましい。
【0014】使用される出発フェノールは例えば水にお
いて75〜95重量%の濃度、特に水において85〜9
5重量%の濃度、好ましくは水において約90重量%の
濃度である。
【0015】使用される第3アミンはジメチルアミノプ
ロパノール、ジメチルアミノジグリコール、テトラメチ
レンジアミンのように水に可溶性であることができる。
水性抽出相段階で回収するためにはトリヘキシルアミ
ン、N−トリプロピルアミン、トリイソノニルアミン、
ジメチルシクロヘキシルアミン、好適にはトリブチルア
ミンの如き水に不溶性の第3アミンが好ましい。
【0016】好適な3価金属カチオンとしては、クロム
III 、鉄III 、アルミニウムIII 、ガリウムIII 、イン
ジウムIII 、タリウムIII 、ルテニウムIII 及びスカン
ジウムIII カチオンが挙げられるが、好ましくはクロム
III 、鉄III 及びアルミニウムIII カチオン、より好ま
しくはアルミニウムIII カチオンである。
【0017】第3アミンと3価金属カチオンの特に有利
な組合せはトリブチルアミン及びアルミニウムからな
る。
【0018】好ましい実施条件下では、上記方法は第2
ミキサ−デカンターMD2から生じた有機相がフェノー
ルの水溶液と混合され、水性相の全部又は一部を除去す
るために濃縮され、次いで第2タンク(C2)に送られ
ることを特徴とする。
【0019】好ましい方法では、その方法は各反応器中
の反応媒体の滞留時間が30〜120分、特に約45分
であることを特徴とする。
【0020】他の好ましい条件下では、第1ミキサ−デ
カンター(MD1)から生じる水性相は抽出カラム
(S)中に送られ、そこでそれは第3アミン及びフェノ
ールを溶解するエーテルと混合され、これから生じる有
機相が第2ミキサ−デカンター(MD2)から生じたも
のと同時に第2タンク(C2)に送られ、一方期待され
るオルトヒドロキシマンデル酸ナトリウムを含有する水
性相が回収される。
【0021】他の好ましい操作条件下では、三つの反応
器が連続して使用され、第1反応器の温度が30〜80
℃であり、第2反応器の温度が70〜90℃であり、第
3反応器の温度が70〜90℃である。
【0022】特に好ましい条件下では、方法は第1反応
器について75±5℃に、第2及び第3反応器について
85±5℃に保持された三つの反応器中で実施される。
【0023】他の好ましい条件下では、本発明の方法は
連続して三つの反応器から生じた混合物が二つの連続的
なミキサ−デカンターMD1及びMD2中に送られる。
この混合物は水性ソーダ溶液と同時にMD1中に送ら
れ、この第1のミキサ−デカンターMD1の水性相1が
撹拌された抽出カラムSに送られ、そこから最終的なオ
ルトヒドロキシマンデル酸ナトリウム溶液が抽出される
だろう。第2のミキサ−デカンターMD2は第2タンク
(C2)への工程に戻る前にMD1に残っている有機相
を水で洗浄するために使用される。
【0024】本発明の方法は抽出カラムSに残っている
有機相が濃縮器Dに、好ましくはMD2から生じる有機
相と同時に送られる。
【0025】好ましい操作条件下では、出発試薬のモル
割合はグリオキシル酸1molに対して下記の通りであ
る: − 1〜15molのフェノール、 − 0.8〜1.2molの第3アミン、 − 0.001〜0.1molの3価金属カチオン。
【0026】出発試薬は二つの供給タンク(一つ(C
1)はグリオキシル酸及び3価金属カチオンを含有し、
もう一つ(C2)は第3アミン及びフェノールを含有す
る)から生じることが有利である。これらのタンクは1
molのグリオキシル酸について1〜15molのフェ
ノール、0.8〜1.2molの第3アミン、及び0.
001〜0.1molの3価金属カチオンを含有する水
溶液で一定の供給速度で第1反応器に連続的に供給する
ことが好ましい。
【0027】上記方法を使用するための他の好ましい条
件下では、R1の反応混合物は反応器R2中に、次いで
反応器R3中にオーバーフローすることによって移動す
る。
【0028】最後の反応器(例えばもし三つの反応器が
あるならR3)の出口において、反応混合物が第1ミキ
サ−デカンターMD1中に送られ、その中に特にアルカ
リ水酸化物、好ましくはソーダ又はカリウム、及び第3
アミン及びフェノールを溶解するエーテル(例えばメチ
ル第3ブチルエーテル(MTBE)、ジイソプロピルエ
ーテル(DIPE)又は好ましくは第3アミルメチルエ
ーテル(TAME))が加えられる。ソーダはTAME
と組合せて使用されることが有利である。二つの明確な
相(水性相1及び溶媒相1)が得られる。
【0029】溶媒相1は好ましくはオーバーフローする
ことによって第2ミキサ−デカンターMD2中に進み、
そこでそれは水で洗浄される。この洗浄の効果は有機相
からマンデル酸の残りを抽出することである。
【0030】MD2の出口において、2相(水性相2及
び溶媒相2)が再び回収される。水性相2はMD1に送
られ、ソーダを希釈するために一部が作用する。溶媒相
2は濃縮器Dを介してタンクC2に送られる。
【0031】オルトヒドロキシマンデル酸ナトリウムを
単離する目的のため、水性相1は抽出カラムSに送られ
ることが好ましい。抽出カラムSに残っている有機相は
溶媒相2と同時に濃縮器Dに送られることが有利であ
る。
【0032】濃縮器Dでは、水及びTAMEは除去さ
れ、次いで工程中に再循環できることが有利である。
【0033】さらに好ましい方式では、方法は出発水溶
液が1molのグリオキシル酸について12molのフ
ェノール、1.05molのトリブチルアミン、及び
0.005molの硫酸アルミニウムを含むことを特徴
とする。本発明を行うための他の好ましい条件では、反
応器R1,R2及びR3はそれぞれ5m3 ,10m3
び10m3 の容量を有する。本発明を行うためのさらに
他の好ましい条件では、反応器のそれぞれにおける試薬
の接触時間は約45分である。全体に好ましい条件で
は、反応器R1,R2及びR3の温度はそれぞれ75,
85及び85℃である。
【0034】好ましい例では、三つの反応器から生じた
反応混合物は好ましくは2m3 の容量を有する連続した
二つのミキサ−デカンターMD1及びMD2に送られ
る。第1のミキサ−デカンターMD1の水性相1は特に
直径DN450の撹拌抽出カラムSに送られることが有
利であり、そこから所望のオルトヒドロキシマンデル酸
ナトリウムが水溶液において回収される。
【0035】
【実施例】実施例 1 a)試薬の製造 250リットルのタンクC1において、50重量%のグ
リオキシル酸の水溶液と37重量%の硫酸アルミニウム
水溶液の予備混合を のモル比率で全体を60℃に加熱して実施する。
【0036】25m3 容量のタンクC2において、トリ
ブチルアミン−フェノール混合物を のモル比率で作る。このタンクC2の内部温度は75℃
に制御され、それは濃縮器Dに接続される。
【0037】b)三つの反応器R1,R2及びR3の反
応段階 タンクC1及びC2に含まれる混合物から出発して、第
1反応器R1(容量5m3 )はグリオキシル酸/硫酸ア
ルミニウム/トリブチルアミン/フェノールのモル比率
が1/0.05/1.05/12に等しくなり、この反
応器中の滞留時間が45分になるような供給速度で供給
される。この反応器の内部温度は75℃である。
【0038】反応混合物はオーバーフローすることによ
って反応器R2(容量10m3 )中に進み、そこでそれ
は85℃で45分間維持され、次いで反応器R3(容量
10m3 )中に進み、そこでそれは85℃で45分間維
持される。
【0039】c)反応生成物の分離段階 この反応器R3の出口において、反応混合物(MRと称
する)はミキサ−デカンターMD1(容量2m3 )に送
られ、それは54℃の温度に維持される。
【0040】 のモル比率を保つように、一部がミキサ−デカンターM
D2から生じかつ一部がデカンターDで得られた共沸混
合物のデカンテーションから生じる水及び47%ソーダ
から作られた、17%に希釈されたソーダのM1の連続
添加を行う。
【0041】第3アミルメチルエーテル(TAME)は
また のモル比率を保つように、MD1に添加される。MD1
の出口において、二つの明確な相(水性相1及び溶媒相
1)が引出される。
【0042】溶媒相1は第2ミキサ−デカンター(MD
2)(容量2m3 )中にオーバーフローすることによっ
て進み、そこでそれは下記体積比率になるように水で洗
浄される。 MD2の出口において、2相(水性相2及び溶媒相2)
が再び回収される。水性相2はMD1に送られ、ソーダ
を希釈するために一部が作用し、溶媒相2は濃縮器Dに
送られる。
【0043】水性相1は撹拌抽出カラムS(直径DN4
50)に送られ、それは所望のオルトヒドロキシマンデ
ル酸ナトリウムを回収することができる。この抽出カラ
ムでは、抽出はTAMEによって水性相に溶解されたフ
ェノールの35−40℃で実施される。
【0044】この抽出カラムSに残っている有機相は のモル比率になるような供給速度で90%フェノール及
び溶媒相2と同時に濃縮器Dに送られる。
【0045】濃縮器Dでは、水及びTAMEは除去さ
れ、次いでその方法で再循環されるだろう。濃縮後溶液
のモル比率で得られる。
【0046】この最後の溶液は試薬タンクC2を介して
工程に再循環される。抽出カラムSに残っている水性相
は最終的なオルトヒドロキシマンデル酸ナトリウム溶液
であり、それは蒸気によって溶媒の残りの除去後、原材
料として役立つことができるだろう。
【0047】試料は反応器R1,R2及びR3から、M
D1の溶媒1及び水性相1から、MD2の溶媒2及び水
性相2から、及び最終的なオルトヒドロキシマンデル酸
ナトリウム溶液から取られ、高圧液クロマトグラフィー
(HPLC)によって分析された。
【0048】反応の選択性は下記式1に従って測定及び
計算された: 反応の収率は下記式2に従って測定及び計算された:
【0049】下記表に記録された結果はモル分率で表示
される:
【0050】連続合成の収率及び選択性が全ての点にお
いてFR−A2687143に記載されたものに匹敵し
うることがわかるだろう。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 100℃以下の温度で3価金属カチオン
    の触媒量及び第3アミンの存在下で、水溶液中のグリオ
    キシル酸と不活性雰囲気中のフェノールの凝縮によって
    オルトヒドロキシマンデル酸ナトリウムを連続的に製造
    する方法において、その方法が連続して設置された少な
    くとも二つの反応器(R1,−−−−−,Rn)におい
    て連続的に実施され、第1のものがグリオキシル酸及び
    3価金属カチオンを含有する第1タンク(C1)によっ
    て及びフェノール及び第3アミンを含有する第2タンク
    (C2)によって供給されること、水性相及び有機相か
    らなり少なくとも二つの反応器の最後の出口で得られた
    反応媒体が連続して設置された二つのミキサ−デカンタ
    ー(MD1及びMD2)の第1のものの中に移動される
    こと、第1のミキサ−デカンター(MD1)の水性相が
    それから期待されるオルトヒドロキシマンデル酸ナトリ
    ウムを抽出するために回収され、一方(MD1)から生
    じた有機相が第2のミキサ−デカンター(MD2)の中
    に移動され水で洗浄されること、及び第2のミキサ−デ
    カンター(MD2)の有機相が第2タンク(C2)に移
    動されることを特徴とするオルトヒドロキシマンデル酸
    ナトリウムの連続的製造方法。
  2. 【請求項2】 第2のミキサ−デカンター(MD2)か
    ら生じた有機相がフェノールの水溶液と混合され、水性
    相の全て又は一部を除去するために濃縮され、次いで第
    2タンク(C2)に送られることを特徴とする請求項1
    記載の方法。
  3. 【請求項3】 第1のミキサ−デカンター(MD1)か
    ら生じる水性相が抽出カラム(S)中に送られ、そこで
    それは第3アミン及びフェノールを溶解するエーテルと
    混合され、これから生じる有機相が第2ミキサ−デカン
    ター(MD2)から生じたものと同時に第2タンク(C
    2)に送られ、一方期待されるオルトヒドロキシマンデ
    ル酸ナトリウムを含有する水性相が回収されることを特
    徴とする請求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】 出発試薬のモル割合が1〜15molの
    フェノール、0.8〜1.2molの第3アミン、及び
    0.001〜0.1molの3価金属カチオンに対して
    1molのグリオキシル酸であることを特徴とする請求
    項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 第3アミンがトリブチルアミンであり、
    3価金属カチオンがアルミニウムであることを特徴とす
    る請求項1〜4のいずれか記載の方法。
  6. 【請求項6】 各反応器中の反応媒体の滞留時間がそれ
    ぞれ30〜120分であるようなものである請求項1〜
    5のいずれか記載の方法。
  7. 【請求項7】 各反応器中の反応媒体の滞留時間が約4
    5分であることを特徴とする請求項6記載の方法。
  8. 【請求項8】 三つの反応器(R1,R2,R3)が連
    続して使用されること、第1反応器(R1)が30〜8
    0℃の温度で保持され、第2反応器(R2)が70〜9
    0℃の温度で保持され、第3反応器(R3)が70〜9
    0℃の温度で保持されることを特徴とする請求項1〜7
    のいずれか記載の方法。
  9. 【請求項9】 方法が第1反応器について75±5℃
    に、第2及び第3反応器について85±5℃に保持され
    た三つの反応器中で実施されることを特徴とする請求項
    1〜8のいずれか記載の方法。
  10. 【請求項10】 ソーダ又はカリウムの如きアルカリ水
    酸化物、及びフェノール及び第3アミンを溶解するエー
    テルが第1のミキサ−デカンター(MD1)に加えられ
    ることを特徴とする請求項1〜9のいずれか記載の方
    法。
  11. 【請求項11】 アルカリ水酸化物がソーダであり、エ
    ーテルが第3アミルメチルエーテル(TAME)である
    ことを特徴とする請求項10記載の方法。
  12. 【請求項12】 抽出カラム(S)に残っている水性相
    が最終的に求めるオルトヒドロキシマンデル酸ナトリウ
    ム溶液であることを特徴とする請求項3記載の方法。
  13. 【請求項13】 第1反応器が1molのグリオキシル
    酸に対して1〜15molのフェノール、0.8〜1.
    2molの第3アミン、及び0.001〜0.1mol
    の3価金属カチオンを含有する水溶液で一定供給速度で
    連続的に供給されることを特徴とする請求項1記載の方
    法。
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