JPWO2019186180A5

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Publication number: JPWO2019186180A5
Application number: JP2021501110A
Authority: JP
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2039-03-28

Claims

ａ）液体グリセロールカーボネートを、大気圧で少なくとも１６０℃の沸点を有し、脂肪族モノオール、脂肪族ポリオール、又はそれらの混合物から本質的になる脱炭酸促進剤と接触させて、液相混合物を形成するステップと；
ｂ）ステップａ）において形成された前記液相混合物に熱を加えて、前記グリセロールカーボネートの熱的脱炭酸を誘導するステップと；
ｃ）ステップｂ）において形成されたグリシドールを前記液相混合物からグリシドールの蒸発によって分離するステップと；
を含み、脱炭酸触媒の使用を含まない、グリセロールカーボネートの熱的脱炭酸によりグリシドールを調製する方法であって、前記脱炭酸促進剤が、脱炭酸によるグリセロールカーボネートの反応のグリシドール形成に対する選択性を増強する作用剤を指す、前記方法。
モノオール及び／又はポリオールが非環式であり、好ましくはモノオール及び／又はポリオールが、１又は２以上のエーテル基を含み、より好ましくはモノオール及び／又はポリオールが、複数のエーテル基及び第一級ヒドロキシル基を有し、さらにより好ましくはポリオールが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、並びにエチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセロールのオリゴマーから選択され、さらにより好ましくはポリオールが、それぞれ２～８の反復モノマー単位、好ましくは２～５の反復モノマー単位を有する、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセロールのオリゴマーから選択され、最も好ましくはポリオールが、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジグリセロール、トリグリセロール、及びテトラグリセロールから選択されるオリゴマーである、請求項１に記載の方法。
ポリオールが、ビシナルポリオール、好ましくはＣ_２－Ｃ_２０ビシナルポリオール、より好ましくはＣ_２－Ｃ_１０ビシナルポリオール、最も好ましくはＣ_２－Ｃ_５ビシナルポリオールから選択され、
好ましくは
i．ビシナルポリオールが、糖及び糖アルコール、好ましくは糖アルコールから選択され、好ましくは前記ポリオールが、グリセロール及びエリトリトールから選択され、より好ましくは前記ポリオールがグリセロールであるか；又は
ii．ビシナルポリオールが、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，２－ブタンジオール及び２，３－ブタンジオールから選択される、請求項１に記載の方法。
モノオールが、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールのモノエーテル、又はエチレングリコール及びプロピレングリコールのオリゴマーのモノエーテルから選択され、好ましくはモノオールが、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールのモノメチル若しくはモノエチルエーテル、又はエチレングリコール及びプロピレングリコールのオリゴマーのモノメチル若しくはモノエチルエーテルから選択され、より好ましくはモノオールが、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル及びテトラエチレングリコールモノメチルエーテルである、請求項１に記載の方法。
脱炭酸促進剤が、モノオールとポリオールの混合物である；又は脱炭酸促進剤が、モノオール、ポリオール、又はその混合物からなる、請求項１～４のいずれかに記載の方法。
ａ）液体グリセロールカーボネートを、大気圧で少なくとも１６０℃の沸点を有し、脂肪族ポリオールと組み合わされていてもよい、モノオールから本質的になる脱炭酸促進剤と接触させて、液相混合物を形成するステップであって、前記モノオールが、フェニル置換Ｃ_１－Ｃ_６直鎖状又は分岐状鎖アルキルヒドロキシ基である、ステップと、
ｂ）ステップａ）において形成された前記液相混合物に熱を加えて、前記グリセロールカーボネートの熱的脱炭酸を誘導するステップと、
ｃ）ステップｂ）において形成されたグリシドールを前記液相混合物からグリシドールの蒸発によって分離するステップと
を含み、脱炭酸触媒の使用を含まない、グリセロールカーボネートの熱的脱炭酸によりグリシドールを調製する方法であって、前記脱炭酸促進剤が、脱炭酸によるグリセロールカーボネートの反応のグリシドール形成に対する選択性を増強する作用剤を指す、前記方法。
ポリオールが、モノオールと組み合わされて存在し、前記ポリオールが、請求項２又は３のいずれかに記載されている通りであり、好ましくはモノオールのヒドロキシル基が第一級アルコールであり、より好ましくはモノオールがベンジルアルコールである、請求項６に記載の方法。
脱炭酸促進剤が、大気圧で少なくとも１８０℃、より好ましくは少なくとも２００℃、さらにより好ましくは２２０～２５０℃の沸点を有する；及び／又は
ステップａ）において形成された液体混合物中に、前記脱炭酸促進剤がグリセロールカーボネートと脱炭酸促進剤の組合せに対して５～７０ｍｏｌ％、好ましくは１０～４０ｍｏｌ％、より好ましくは１５～３５ｍｏｌ％、最も好ましくは２０～３０ｍｏｌ％の量で存在する、請求項１～７のいずれかに記載の方法。
液体反応混合物の乱流膜を形成するステップをさらに含み、好ましくは形成された前記乱流膜が、５，０００より高い、好ましくは７，５００より高い、より好ましくは１０，０００より高いレイノルズ数を有する、請求項１～８のいずれかに記載の方法。
請求項１～９のいずれかに記載の方法であって、
混合物が、１２５℃～３００℃、好ましくは１９０℃～２７５℃、より好ましくは２００℃～２５０℃、さらにより好ましくは２１０℃～２４０℃、最も好ましくは２１５℃～２３５℃の温度に加熱される、及び／又は
i．前記方法が準大気圧下で行われ、好ましくは２０．０ｋＰａ以下の絶対圧（２００ｍｂａｒ以下の絶対圧）、より好ましくは１５．０ｋＰａ以下の絶対圧（１５０ｍｂａｒ以下の絶対圧）、さらにより好ましくは１２．５ｋＰａ以下の絶対圧（１２５ｍｂａｒ以下の絶対圧）、最も好ましくは１１．０ｋＰａ以下の絶対圧（１１０ｍｂａｒ以下の絶対圧）で行われるか；若しくは
ii．ステップｃ）における蒸発が、不活性ガス流によって促進される、前記方法。
ステップｂ）における加熱及びステップｃ）におけるグリシドールの蒸発が、液体グリセロールカーボネート及び脱炭酸促進剤を導入するための１又は２以上の給送物が供給されている蒸発器中で行われ、好ましくはグリセロールカーボネート及び脱炭酸促進剤が、前記蒸発器に給送される前に混ぜ合わされる；及び／又は、液体グリセロールカーボネートを含む給送物が、前記蒸発器に給送される前に予熱され、好ましくは液体グリセロールカーボネートを含む前記給送物が、５０℃～１５０℃、好ましくは６５℃～１３５℃、より好ましくは７５℃～１２５℃の温度に予熱される、請求項１～１０のいずれかに記載の方法。
蒸発器における液体混合物中の脱炭酸促進剤の含有量を提供する又は補うために使用される給送物を、前記蒸発器に供給する、及び／又は前記蒸発器が、流下液膜式蒸発器、上昇液膜式蒸発器、上昇流下液膜式蒸発器、撹拌薄膜式蒸発器、長管式蒸発器、短管式蒸発器、回分式パン型蒸発器、多重効用式蒸発器、プレート型蒸発器、蒸気圧縮式蒸発器、又は強制循環式蒸発器であり、好ましくは前記蒸発器が、流下液膜式蒸発器、上昇液膜式蒸発器、撹拌薄膜式蒸発器又は強制循環式蒸発器であり、より好ましくは前記蒸発器が、流下液膜式蒸発器、撹拌薄膜式蒸発器、又は強制循環式蒸発器であり、さらにより好ましくは前記蒸発器が、流下液膜式蒸発器又は撹拌薄膜式蒸発器であり、最も好ましくは前記蒸発器が撹拌薄膜式蒸発器である、請求項１１に記載の方法。
以下のi～iii：
i．グリセロールカーボネート及び脱炭酸促進剤が給送される前に、蒸発器が予熱される；及び／又は
ii．液体グリセロールカーボネートが、制御された流速で蒸発器に導入され、好ましくは液体グリセロールカーボネートが、前記蒸発器において形成されたグリシドールの蒸発速度以上の速度で前記蒸発器に導入され、より好ましくはグリセロールカーボネートを含む給送物の給送流速が、０．００１～０．２５０ｋｇｍ ^－２ｓ ^－１、好ましくは０．００５～０．０５０ｋｇｍ ^－２ｓ ^－１、より好ましくは０．００８～０．０１５ｋｇｍ ^－２ｓ ^－１である；及び／又は
iii．蒸発器が、前記蒸発器からの凝縮物流の出口を備え、方法が、前記凝縮物流中に存在するグリセロールカーボネート及び／又は脱炭酸促進剤を前記蒸発器への給送物にリサイクルするステップをさらに含む、
の１又は２以上によってさらに特徴づけられる、請求項１１又は１２に記載の方法。
グリセロールのオリゴマーが、方法の微量な副生成物として形成され、前記方法が、前記副生成物であるグリセロールのオリゴマーを前記方法における脱炭酸促進剤として使用するステップをさらに含む；及び／又は
凝縮物流のための捕集容器から蒸発器への給送物に導くことによって、グリセロールカーボネート及び／若しくは脱炭酸促進剤をリサイクルするために、並びに／又は副生成物であるグリセロールのオリゴマーを使用するために歯車ポンプを使用する、請求項１１～１３のいずれかに記載の方法。
ステップｃ）において得られたグリシドール含有蒸気を凝縮するステップをさらに含み、好ましくはグリシドールを凝縮生成物から蒸留又は薄膜蒸発精製によって単離するステップをさらに含む；及び／又は
未反応のグリセロールカーボネート及び／若しくは脱炭酸促進剤並びに／又は副生成物であるグリセロールのオリゴマーを凝縮生成物から蒸留又は薄膜蒸発精製によって回収するステップをさらに含み、
好ましくは方法が請求項１１～１４のいずれかに記載された通りであり、回収された未反応のグリセロールカーボネート及び／若しくは脱炭酸促進剤をリサイクルさせるステップ、並びに／又は副生成物であるグリセロールのオリゴマーを蒸発器への給送物に導くステップをさらに含む、請求項１～１４のいずれかに記載の方法。
以下のi～iv：
i．連続した方法として操作される；及び／又は
ii．グリシドールの形成が、ポリオール及び／若しくはモノオールとグリセロールカーボネートの付加物を介して行われる；及び／又は
iii．グリシドールの収率が、ＮＭＲによって測定して少なくとも６０ｍｏｌ％、より好ましくは少なくとも７０ｍｏｌ％、さらにより好ましくは少なくとも７５ｍｏｌ％である；及び／又は
iv．グリセロールのオリゴマーが、方法の微量な副生成物として形成され、前記グリセロールのオリゴマーの収率が、ＮＭＲによって測定してグリセロールカーボネートに対して１～１５ｍｏｌ％、好ましくは１～１０ｍｏｌ％、より好ましくは１～５ｍｏｌ％である、
の１又は２以上によってさらに特徴づけられる、請求項１～１５のいずれかに記載の方法。
グリシドールを形成するためにグリセロールカーボネートの反応の選択性を増強するための脱炭酸促進剤としての、請求項１又は６、好ましくは請求項２～４及び７のいずれかに記載のモノオール、ポリオール、又はその混合物の使用。
グリシドールを形成するためのグリセロールカーボネートの熱的脱炭酸における重合阻害剤としての、請求項１又は６、好ましくは請求項２～４及び７のいずれかに記載のモノオール、ポリオール、又はその混合物の使用であって、グリシドールを形成するためのグリセロールカーボネートの前記熱的脱炭酸が脱炭酸触媒の使用を含まず、好ましくは前記モノオール、ポリオール、又はその混合物が、グリセロールカーボネートの自己重合を阻害する、前記使用。