JPH11217351A - ジメチロールアルカン酸の製造方法 - Google Patents
ジメチロールアルカン酸の製造方法Info
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- JPH11217351A JPH11217351A JP10160290A JP16029098A JPH11217351A JP H11217351 A JPH11217351 A JP H11217351A JP 10160290 A JP10160290 A JP 10160290A JP 16029098 A JP16029098 A JP 16029098A JP H11217351 A JPH11217351 A JP H11217351A
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
ルアルデヒドとホルムアルデヒドを反応させて得られた
ジメチロールアルカナール反応液を用い、これを過酸化
酸素を用いて酸化反応を行ってジメチロールアルカン酸
を高収率に製造する。 【解決手段】 ジメチロールアルカナール反応液より触
媒のトリアルキルアミンを非極性有機溶媒中に抽出分離
せしめた後、酸化反応を行ない、ついで得た粗ジメチロ
ールアルカン酸を有機溶媒で晶析して回収する。
Description
カン酸の製造方法に関する。詳しくは、トリアルキルア
ミン触媒の存在下、脂肪族アルデヒドとホルムアルデヒ
ドとの縮合反応により得たジメチロールアルカナール、
未反応のホルムアルデヒド、水を含む反応液よりトリア
ルキルアミン触媒を効果的に除き、次のジメチロールア
ルカナールの過酸化水素による酸化反応を有効に行わし
める方法に関する。
ン樹脂やエポキシ樹脂の原料として用いられるジメチロ
ールアルカン酸の中間原料として有用である(USP
3,412,054,EP735069A、特開昭61
−44916号、特開平1−104613号)。ジメチ
ロールアルカナールはα−炭素原子に2個の水素原子を
有する脂肪族アルデヒドとホルムアルデヒド(ホルマリ
ン水溶液)とを無機塩基性物質(例えばNaOH)の存
在下で縮合反応させて得られるトリメチロールアルカン
の中間体として得られる(特公昭52−20965
号)。一般的には次式に従って反応が進行する。
ールアルカナールを製造するのに要するホルムアルデヒ
ドの量は2モルであるが、実際には反応率を上げるため
前記公告公報に記載されるように過剰(2.5〜10モ
ル)のホルムアルデヒドを使用するのが一般的である。
その場合トリメチロールアルカンへの反応が進行するの
で、ジメチロールアルカナールを選択的製造することは
容易でない。
を含む反応生成液から未反応のホルムアルデヒドを蒸留
等により分離除去した後、特に縮合反応触媒を除去する
ことなく、過酸化水素を用いて酸化反応してジメチロー
ルアルカン酸を生成させ、この酸化反応液を晶析処理し
てジメチロールアルカン酸製品を取得することが知られ
ている。
性物質に代えてトリアルキルアミン触媒を用いた場合に
は、酸化反応で生成したジメチロールアルカン酸とトリ
アルキルアミンが反応してジメチロールアルカン酸のア
ミン塩を生成し、このアミン塩は晶析処理時にジメチロ
ールアルカン酸の溶解度を増加させ、晶析収率を悪化さ
せることを我々は見い出した。
アルデヒド又はα−アルキルアクロレインとホルムアル
デヒドとの縮合反応により得られたジメチロールアルカ
ナールを含む反応生成液からトリアルキルアミン触媒を
ジメチロールアルカナールの熱変質又は損失を防止しつ
つ、且つ効率よく分離し、工業的有利にジメチロールア
ルカナールを精製し、後のジメチロールアルカナールの
酸化反応により得られたジメチロールアルカン酸の晶析
を容易とする方法を提供することを目的とする。
に2個の水素原子を有する炭素数3〜9の脂肪族アルデ
ヒド又はα−アルキルアクロレィンとホルムアルデヒド
とをトリアルキルアミン触媒および水の存在下で縮合反
応させて得られる一般式(I)
示す。)で示されるジメチロールアルカナールを含む反
応生成液に非極性有機溶媒を接触させ、反応生成液から
トリアルキルアミン触媒を選択的に非極性有機溶媒層に
抽出せしめ、相分離によって非極性有機溶媒層を反応生
成液層から分離した後、該反応生成液層を過酸化水素で
酸化し、得られたジメチロールアルカン酸を含む酸化反
応液を有機溶媒で晶析処理してジメチロールアルカン酸
を得ることを特徴とするジメチロールアルカン酸の製造
方法を提供するものである。
般式(I)で示されるジメチロールアルカナールとして
は、例えばジメチロールプロパナール、ジメチロールブ
タナール、ジメチロールペンタナール、ジメチロールヘ
キサナール、ジメチロールヘプタナール、ジメチロール
オクタナール等が挙げられる。
下記の(i)、(ii)の方法で製造される (i).α−炭素原子に2個の水素原子を有する炭素数
3〜9の脂肪族アルデヒドとホルムアルデヒドとをトリ
アルキルアミン触媒、水の存在下で縮合反応させて得
る。 (ii).α−アルキルアクロレイン〔CH2 =C(R)
−CHO〕とホルムアルデヒドとをトリアルキルアミン
触媒、水の存在下で縮合反応させて得る。 本発明において用いられる脂肪族アルデヒドは、α−炭
素原子に2個の水素原子を有するアルデヒド、すなわ
ち、一般式
炭素数1〜6のアルキル基を表わす。)で示されるアル
デヒドで、例えばプロピオンアルデヒド、n−ブチルア
ルデヒド、n−ペンチルアルデヒド、n−ヘキシルアル
デヒド、n−ヘプチルアルデヒド、n−オクチルアルデ
ヒド等が好適に用いられる。
水で希釈したものが好ましく、その濃度が10〜70重
量%の水溶液を使用するのが好ましく、さらに30〜5
0重量%の水溶液がより好ましく、特にホルマリン水溶
液が好適である。トリアルキルアミン触媒としては、ト
リエチルアミン、トリプロピルアミン、ジエチルメチル
アミン、ジエチルプロピルアミン等のアルキル基の炭素
数が1〜4の第3級脂肪族アミンが使用される。上記脂
肪族アルデヒドとホルムアルデヒドとをトリアルキルア
ミン触媒の存在下で縮合反応させることにより得られる
ジメチロールアルカナールは一般式(I)
同一である。)で示される化合物であり、該脂肪族アル
デヒドがプロピオンアルデヒドの場合にはジメチロール
プロパナールが、またn−ブチルアルデヒドの場合には
ジメチロールブタナールが生成される。上記縮合反応に
おいて脂肪族アルデヒドに対するホルムアルデヒドの使
用モル比は、通常2以上、好ましくは2.5〜50、よ
り好ましくは10〜40、特に好ましくは15〜30の
範囲である。
モル比は10〜80、好ましくは20〜80の範囲であ
る。さらに脂肪族アルデヒドに対する塩基性触媒のトリ
アルキルアミンの使用モル比は0.03〜0.30、好
ましくは0.05〜0.25の範囲である。上記ホルム
アルデヒド/脂肪族アルデヒドのモル比があまり低い
(2未満)と、脂肪族アルデヒドの転換率が低く、且つ
ジメチルアルカナールへの選択率も低い。
限未満では反応速度が低下し、且つ副生物、特にα−ア
ルキルアクロレイン〔CH2 =C(R)−CHO〕が増
加する。また、上限より大きいとトリメチロールアルカ
ナールの副生量が増加し、ジメチロールアルカナールへ
の選択率が低下してくる。さらにトリアルキルアミン/
脂肪族アルデヒドのモル比(0.03〜0.30)が下
限未満では反応速度が著しく低下し、一方、上限より大
きいとトリメチロールアルカンの副生量が増加し、ジメ
チロールアルカナールへの選択率が低下してくる。
30〜80℃の温度範囲で実施される。反応圧力として
は常圧〜数気圧の範囲内でよく、反応時間としては数分
〜120分の範囲内である。反応器としては撹拌槽型反
応器や管式反応器等が用いられる。この反応で副生した
α−アルキルアクロレインはホルムアルデヒドと反応し
てジメチロールアルカナールを形成する(英国特許第
1,535,826号)ので、反応系に戻し、ホルムア
ルデヒドと反応させジメチロールアルカナールの製造に
利用するのが好ましい。
ール、未反応のホルムアルデヒドを含む反応生成液は次
いで酸化反応系に供せられ、ジメチロールアルカン酸の
製造に供されるが、本発明においては上記縮合反応生成
液に非極性有機溶媒を接触させ、該縮合反応生成液から
トリアルキルアミン触媒を選択的に非極性有機溶媒層に
抽出せしめ、相分離によって非極性有機溶媒層を反応生
成液層から分離してジメチロールアルカナールを含む反
応液よりトリアルキルアミンを除去し、次の酸化工程で
得られたジメチロールアルカン酸の晶析を容易とする。
有機溶媒としては、トリアルキルアミン触媒を選択的に
溶解し、ジメチロールアルカナール、水及びホルムアル
デヒドをほとんど溶解しないものであればよく、20℃
における誘電率(ε)が6以下、好ましくは4以下の有
機溶媒であって、その沸点が50〜200℃、好ましく
は50〜150℃のものであればよい。具体的には、ヘ
キサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素、ベン
ゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げ
られる。
て、通常の液−液抽出処理に用いられる方法、例えば、
回分又は連続方式、並流又は向流接触、一段又は多段処
理のいずれかの方法の組合せによって実施される。上記
抽出処理における縮合反応生成液および非極性有機溶媒
の使用量は該縮合反応生成液/該非極性有機溶媒の重量
比で通常1/0.2〜1/20、望ましくは1/0.5
〜1/10の範囲内である。
の抽出処理温度としては0〜100℃、望ましくは0〜
80℃、さらに望ましくは10〜60℃の範囲であり、
また抽出時間としては3分〜5時間、望ましくは5分〜
1時間の範囲である。上記抽出処理においては、該縮合
反応生成液と非極性有機溶媒を撹拌処理等の両者を十分
接触させる等の接触効率を上げる方法を採用するのが望
ましい。
の粗分離、即ち油水分離に用いられる装置及び方法、例
えば静置分離や遠心分離等の方法により実施できる。上
記抽出処理およびその相分離処理によって非極性有機溶
媒層には縮合反応生成液中のトリアルキルアミン触媒が
選択的に抽出され、一方縮合反応生成液層はトリアルキ
ルアミン触媒を実質的に含有しないものが得られる。
媒を実質的に含有しない縮合反応生成液層は次いで酸化
反応系に供するに先だち、該縮合反応生成液から未反応
のホルムアルデヒドを分離除去する。ホルムアルデヒド
の残存量がジメチルアルカナールに対して30モル%以
下、望ましくは5モル%以下にし、酸化反応系での蟻酸
の生成をジメチロールアルカナールに対して30モル%
以下、好ましくは5モル%以下にし、ジメチロールアル
カン酸のメチロール基と蟻酸とのエステル化反応による
損失を防止する。
を水性媒体中で塩基性物質の存在下、過酸化水素により
実施される。該酸化反応系でのジメチロールアルカナー
ル濃度としては5〜60重量%、望ましくは20〜50
重量%の範囲である。ジメチロールアルカナール1モル
に対し、過酸化水素は0.2〜2モル、好ましくは0.
5〜1.5モルの割合で用いられる。
は40〜80℃の範囲である。上記酸化反応は未反応の
ジメチロールアルカナールが残存しなくなるまで行な
う。上記方法により得られた酸化反応液は、次いで晶析
等の精製によりジメチロールアルカン酸を取得する。晶
析処理に用いられる有機溶剤としては、酢酸エチル、酢
酸ブチル等の酢酸アルキルエステル類が挙げられる。
部当り、50〜400重量部の割合で用いられる。晶析
は、両者を撹拌後、10℃以下、好ましくは5℃以下の
低い温度に冷却し、静置することにより行われる。以
下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
マリン水溶液582.5gとn−ブチルアルデヒド3
6.6gを加え、更にトリエチルアミン5.2gを撹拌
しながら添加し、40℃で1時間縮合反応を行ってジメ
チロールブタナール(DMBAD)が生成した反応液を
得た。次いで、得た縮合反応液にn−ヘキサンを重量比
(縮合反応液/n−ヘキサン)で1/0.58の割合で
加え、30℃で6分間の抽出処理を行った後、残液を静
置分離してn−ヘキサンに富む相と反応液に富む相に分
け、反応液に富む相を更に同様な操作で抽出操作を2回
繰り返して行い、トリエチルアミンを実質的に含有しな
い反応液を得た。
3リットルのフラスコ内に入れ、更に水1,310gを
加え、次いで加熱して未反応のホルムアルデヒドを水と
共に留出させ除去した。その後、室温迄冷却後、30%
の過酸化水素水114.61gをフラスコ内に滴下し、
(H2 O2 /DMBADモル比は2.6)、60℃の温
度で5時間酸化反応を行ってジメチロールブタン酸を含
有する反応液を得た。
g)で濃縮脱水して固体29.5gを得た後、これに酢
酸エチルを100g加え、2℃に冷却して晶析処理して
ジメチロールブタン酸20.6gを得た。得られたジメ
チロールブタン酸の晶析率は、70%であった。又、用
いたn−ブチルアルデヒド当りのジメチロールブタン酸
結晶の収率は38%であった。
ように変更して行なった外は同様にしてジメチロールブ
タン酸の製造を行なった。その結果を表1に示す。
わなかった外は同様にしてジメチロールブタン酸の製造
を行なった。酢酸エチルによるジメチロールブタン酸の
晶析はできなかった。
より、ジメチロールアルカナールの過酸化水素による酸
化反応を効率よく行うことができ、得られるジメチロー
ルアルカン酸の有機溶媒による晶析を容易とすることが
できた。
Claims (3)
- 【請求項1】 α−炭素原子に2個の水素原子を有する
炭素数3〜9の脂肪族アルデヒド又はα−アルキルアク
ロレィンとホルムアルデヒドとをトリアルキルアミン触
媒および水の存在下で縮合反応させて得られる一般式
(I) 【化1】 (式中、Rは炭素数1〜7のアルキル基を示す。)で示
されるジメチロールアルカナールを含む反応生成液に非
極性有機溶媒を接触させ、反応生成液からトリアルキル
アミン触媒を選択的に非極性有機溶媒層に抽出せしめ、
相分離によって非極性有機溶媒層を反応生成液層から分
離した後、該反応生成液層を過酸化水素で酸化して得ら
れたジメチロールアルカン酸を含む酸化反応液を有機溶
媒で晶析処理してジメチロールアルカン酸を得ることを
特徴とするジメチロールアルカン酸の製造方法。 - 【請求項2】 トリアルキルアミンが、トリエチルアミ
ンまたはトリプロピルアミンである、請求項1記載の製
造方法。 - 【請求項3】 非極性有機溶媒が、20℃における誘電
率が6以下、沸点が50〜200℃の脂肪族炭化水素ま
たは芳香族炭化水素より選ばれたものである、請求項1
記載の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16029098A JP3958865B2 (ja) | 1997-11-25 | 1998-06-09 | ジメチロールアルカン酸の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9-322848 | 1997-11-25 | ||
JP32284897 | 1997-11-25 | ||
JP16029098A JP3958865B2 (ja) | 1997-11-25 | 1998-06-09 | ジメチロールアルカン酸の製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11217351A true JPH11217351A (ja) | 1999-08-10 |
JP3958865B2 JP3958865B2 (ja) | 2007-08-15 |
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ID=26486841
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16029098A Expired - Fee Related JP3958865B2 (ja) | 1997-11-25 | 1998-06-09 | ジメチロールアルカン酸の製造方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3958865B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001090040A3 (de) * | 2000-05-26 | 2002-05-23 | Basf Ag | Verfahren zur isolierung von polymethylolalkansäuren und zur entsorgung der dabei anfallenden abfallströme |
WO2003000637A1 (fr) * | 2001-06-21 | 2003-01-03 | Kyowa Yuka Co., Ltd. | Procede de preparation d'acides $g(a),$g(a)-bis(hydroxymethyl) carboxyliques |
JP2006045263A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Nippon Kasei Chem Co Ltd | 2,2’−ビス(ヒドロキシメチル)ブタン酸粉体および水性ポリウレタン樹脂 |
CN110294670A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-01 | 昆山复希工程技术有限公司 | 一种使用微反应器连续生产2,2-二羟甲基丁酸的工艺方法 |
-
1998
- 1998-06-09 JP JP16029098A patent/JP3958865B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2001090040A3 (de) * | 2000-05-26 | 2002-05-23 | Basf Ag | Verfahren zur isolierung von polymethylolalkansäuren und zur entsorgung der dabei anfallenden abfallströme |
WO2003000637A1 (fr) * | 2001-06-21 | 2003-01-03 | Kyowa Yuka Co., Ltd. | Procede de preparation d'acides $g(a),$g(a)-bis(hydroxymethyl) carboxyliques |
JP2006045263A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Nippon Kasei Chem Co Ltd | 2,2’−ビス(ヒドロキシメチル)ブタン酸粉体および水性ポリウレタン樹脂 |
CN110294670A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-01 | 昆山复希工程技术有限公司 | 一种使用微反应器连续生产2,2-二羟甲基丁酸的工艺方法 |
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