JPS6013740A - テトラカルボン酸の製造方法 - Google Patents

テトラカルボン酸の製造方法

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JPS6013740A
JPS6013740A JP12104683A JP12104683A JPS6013740A JP S6013740 A JPS6013740 A JP S6013740A JP 12104683 A JP12104683 A JP 12104683A JP 12104683 A JP12104683 A JP 12104683A JP S6013740 A JPS6013740 A JP S6013740A
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nitric acid
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岡 仁志
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島崎 志朗
Yoshinori Yoshida
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Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、さらに
詳しくはヒドロキシ−ジシクロペンタジェンから、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(以下、TCAと略称する)と1.2,
3.4−シクロペンクンテトラカルボン酸(以下、CT
Cと略称する)とを同時に効率よく製造する方法に関す
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等として有
用な化合物であり、具体的にはピロメリフト酸等の芳香
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いる。また前記TC
Aは次の式で示される脂環族テトラカルボン酸である。
従来、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ェンをオゾン分解し、更に過
酸化水素により酸化する方法(英国特許第872,35
5号明細書またはJ、 Org。
Chem、第28巻、10号、2537〜2541頁、
1963年)またはジシクロペンタジェンを水和して得
られるヒドロキシ−ジシクロペンタジェン(以下、H−
DCPと略称する)を硝酸酸化する方法(ドイツ特許第
1,078,120号明細書)が知られている。
本発明者らは、H−DCPがら、硝酸酸化によりTCA
を製造する方法について詳細に研究した結果、その生成
物はTCAとCTCとの混合物であることを見出し、各
有効成分を粉末として回収することを目的として、更に
鋭意研究を重ねた結果、酸化後の反応液中のカルボン酸
濃度を30〜60重量%に調整して、第1段および第2
段の2段階の晶析を行なうことにより、第1段目の晶析
物からTCA含量の高いテトラカルボン酸を更に第2段
目の晶析物からCTC含量の高いテトラカルボン酸を、
共に粉末として回収できることを見出し、本発明に到達
した。
本発明は、(a)ヒドロキシ−ジシクロペンタジェンを
硝酸溶液中に滴下して酸化反応を行わせる工程、(b)
酸化反応液をそのまま、または硝酸を一部留去してカル
ボン酸濃度を30〜60重量%に調整し、第1段目の晶
析を行って2,3゜5−トリカルボキシ−シクロペンチ
ル酢酸の含量が80%以上のテトラカルボン酸を回収す
る工程、および(C)第1段目の晶析濾液から更に硝酸
を一部留去して、そのカルボン酸濃度を30〜60重量
%に調整し、第2段目の晶析を行って1.2゜3.4−
シクロベンクンテトラカルボン酸の含量が60%以上の
テトラカルボン酸を回収する工程からなることを特徴と
する。
本発明の方法においては、まずH−DCPを硝酸溶液中
に滴下して、所望により触媒の存在下に酸化反応を行な
う。上記H−DCPは、通常ジシクロペンタジェンと水
とを、硝酸、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って得られ〜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。H−DCPと硝酸の反
応は、発熱反応であるため、前述のように硝酸中にH−
DCPを滴下し、除熱しながら反応させるのが一般的で
ある。反応濃度は一般に20〜100℃が好ましい。こ
の温度範囲の内では温度が高い程、副生ずるCTCの割
合が多くなり、一方温度が低い程TCAの生成する割合
が多くなる。なお、温度が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。
前記反応において所望により用いられる触媒としては、
例えば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いものとし
てあげられる。これらはH−DCPに対して一般に0.
01〜5モル%の割合で添加される。さらに前記酸化工
程においては、反応系の酸素分圧を0.5kg/、ff
lG以上に保って反応を行なうことが好ましい。このよ
うに酸化反応を行った反応液中のカルボン酸濃度は、反
応させる硝酸量、更に反応系の酸素分圧により異なるが
、通常20〜50重量%である。
次いでこの反応液をそのまま、または硝酸を一部留去し
て、そのカルボン酸濃度を30〜60重量%、好ましく
は40〜55重量%に調整し、第1段目の晶析を行なう
。このカルボン酸濃度が30重量%未満の場合は、TC
Aの晶析量が少なく、分離効率が悪くなり、一方、この
カルボン酸濃度が60重量%を越える場合は、粘度が高
くなり、晶析しにくくなる。晶析温度は、低すぎるとそ
の速度が遅く、時間がかかり、高すぎると溶解度が高く
なって晶析量が少なくなるが、一般には5〜50℃の間
が好ましい。なお、第1段目の晶析によって、TCAの
含量が80%以上のテトラカルボン酸が得られる。第1
段目の晶析濾液のカルボン酸濃度は通常40重量%以下
である。
次いでこの晶析濾液から更に硝酸を一部留去して、その
カルボン酸濃度を30〜60重量%、好ましくは40〜
55重量%に調整し、第2段目の晶析を行なう。第1段
目の晶析と同様、このカルボン酸濃度が30重量%未満
の場合は、テトラカルボン酸の晶析量が少なく、CTC
が効率よく回収出来ず、一方このテトラカルボン酸濃度
が60重量%を越える場合は、粘度が高くなり晶析しに
くくなる。晶析温度は第1段目の晶析の場合と同様に5
〜50℃の間が好ましい。この第2段目の晶析によって
、CTCの含量が60%以上のテトラカルボン酸が得ら
れる。
第2段目の晶析濾液は母液として、前記の酸化反応に循
環させて使用することが好ましい。この第2段目の晶析
濾液の循環使用により、生成したテトラカルボン酸をよ
り効率よく回収することができる。
本発明方法によればヒドロキシ−ジシクロペンタジェン
(H−DCP)を、硝酸酸化し、得られる反応液中のカ
ルボン酸濃度を一定の濃度に調整して、2段階の晶析を
行なうことにより、第1段目および第2段目の晶析物か
ら、それぞれ2,3゜5−トリカルボキシ−シクロペン
チル酢酸(TCA)および1,2,3.4−シクロペン
クンテトラカルボン酸(CTC)含量の高いテトラカル
ボン酸を、共に粉末として効率よく回収することができ
る。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明は、下記の実施例に制約されるものではない。
実施例 酸化反応器に72%硝酸22kgおよびメタバナジン酸
アンモニウム5gを仕込み、50℃に昇温後、H−DC
Pを700 g/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℃
に保った。5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。
反応終了後の反応液中のカルボン酸濃度を測定したとこ
ろ、37重量%であった。次いで硝酸を一部留去してカ
ルボン酸濃度を46重量%に調整し、第1段目の晶析器
に移して、20℃で16時間晶析を行った。この晶析液
を濾過して得られた粉末をメチルイソブチルケトンで洗
浄後、乾燥してテトラカルボン酸13.9 kgを得た
第1段目の晶析濾液のカルボン酸濃度は35重量%であ
った。次にこの晶析濾液から更に硝酸を一部留去して、
カルボン酸濃度を45重量%に調整し、第2段目の晶析
器に移して、20℃で32時間晶析を行った。この晶析
液を濾過して得られた粉末をメチルイソブチルケトンで
洗浄後、乾燥してテトラカルボン酸If 1. Okg
を得た。第2段目の晶析濾液10.9kgは、前述の酸
化反応器に循環させ使用した。
このようにして得られたテトラカルボン酸■および■を
、ジアゾメタンでメチルエステル化してガス・クロマト
グラフ分析を行った。得られた結果を第1表に示す。表
中の数字はピーク面積の%を示す。
第1表 ■ 三日 *全シス型でなく、一部トランス型。
第1表の結果から、第1段目の晶析物からはTCA含量
の高いテトラカルボン酸が、また第2段目の晶析物から
はCTC含量の高いテトラカルボン酸が得られるのがわ
かる。
比較例1 酸化反応器に70%硝酸28kgおよびメタバナジン酸
5gを仕込み、50℃に昇温後、H−DCPを700 
g/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℃に保った。5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。
反応終了後の反応液中のカルボン酸濃度を測定したとこ
ろ、23重量%であり、硝酸を一部留去してカルボン酸
濃度を29重量%に調整した後、第1段目の晶析器に移
して、20℃で16時間晶析を行った。この晶析液をろ
過して得られた粉末をメチルイソブチルケトンで洗浄後
、乾燥して、TCA純度97%(実施例と同様にメチル
エステル化してガス・クロマトグラフ分析を行った結果
による、以下の比較例の場合も同じ)のテトラカルボン
酸1.2 kgを得た。
比較例2 比較例1と同様に反応を行った後、硝酸を一部留去して
カルボン酸濃度を62重量%に調整し、第1段目の晶析
器に移して20℃で16時間晶析を行ったが、晶析液の
粘度が高くテトラカルボン酸が晶析しなかった。
比較例3 比較例1と同様に反応を行った後、硝酸を一部留去して
カルボン酸濃度を45重量%に調整し、第1段目の晶析
器に移して、20℃で16時間晶析を行った。この晶析
液をろ過して得られた粉末をメチルイソブチルケトンで
洗浄後、乾燥してTCA純度95%のテトラカルボン酸
を2.9 kg得た。
なお、第1段目の晶析濾液のカルボン酸濃度は33重量
%であった。
次にこの晶析濾液からさらに硝酸を一部留去してカルボ
ン酸濃度を62重量%に調整し、第2段目の晶析器に移
して、20℃で32時間晶析を行ったが、晶析液の粘度
が高く、テトラカルボン酸が晶析しなかった。
比較例4 比較例1と同様に反応を行った後、硝酸を一部留去して
カルボン酸濃度を45重量%に調整し、第1段目の晶析
器に移して20℃で16時間晶析を行った。この晶析液
をろ過して得られた粉末をメチルイソブチルケトンで洗
浄後、乾燥してTCA純度95%のテトラカルボン酸を
2.9 kg得た。
第1段目の晶析濾液のカルボン酸濃度は33重量%であ
った。
次にこの晶析濾液からさらに硝酸を一部留去してカルボ
ン酸濃度29重量%に調整し、第2段目の晶析を行った
が、結果として純度の高いCTCのテトラカルボン酸が
得られなかった。
代理人 弁理士 川 北 武 長

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) (a)ヒドロキシ−ジシクロペンタジェンを硝
    酸溶液中に滴下して酸化反応を行わせる工程、(b)酸
    化反応液をそのまま、または硝酸を一部留去してカルボ
    ン酸濃度を30〜60重量%に調整し、第1段目の晶析
    を行って2.3.5−1−リカルボキシーシクロペンチ
    ル酢酸を主成分とするテトラカルボン酸を回収する工程
    、および(C)第1段目の晶析濾液から更に硝酸を一部
    留去して、そのカルボン酸濃度を30〜60重量%に調
    整し、第2段目の晶析を行って1.2,3.4−シクロ
    ベンクンテトラカルボン酸を主成分とするテトラカルボ
    ン酸を回収する工程を含むことを特徴とするテトラカル
    ボン酸の製造方法。
JP12104683A 1983-07-05 1983-07-05 Tetorakarubonsannoseizohoho Expired - Lifetime JPH0235738B2 (ja)

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