KR100529685B1 - Preparation of Aromatic Hydroxycarboxylic Acids - Google Patents

Preparation of Aromatic Hydroxycarboxylic Acids Download PDF

Info

Publication number
KR100529685B1
KR100529685B1 KR1019980707974A KR19980707974A KR100529685B1 KR 100529685 B1 KR100529685 B1 KR 100529685B1 KR 1019980707974 A KR1019980707974 A KR 1019980707974A KR 19980707974 A KR19980707974 A KR 19980707974A KR 100529685 B1 KR100529685 B1 KR 100529685B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
alkali metal
reactor
aryloxide
reaction
carbon dioxide
Prior art date
Application number
KR1019980707974A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20000005271A (en
Inventor
마이클 로버트 사무엘스
로날드 엠. 야브로프
Original Assignee
이.아이,듀우판드네모아앤드캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이.아이,듀우판드네모아앤드캄파니 filed Critical 이.아이,듀우판드네모아앤드캄파니
Priority to KR1019980707974A priority Critical patent/KR100529685B1/en
Publication of KR20000005271A publication Critical patent/KR20000005271A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100529685B1 publication Critical patent/KR100529685B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C37/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/14Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects using gases or vapours other than air or steam, e.g. inert gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44Ion-selective electrodialysis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/02Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides from salts of carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/15Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reaction of organic compounds with carbon dioxide, e.g. Kolbe-Schmitt synthesis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

알칼리 금속 아릴옥시드는 아릴옥시드를 용융시키는 동안 물을 제거함으로써 빠르게 건조시킬 수 있다. 상기와 같은 건조 아릴옥시드는 화학적 중간체로서 유용하다. 용융 알칼리 금속염을 빠르게 제조할 수 있는데, 이것은 산성화시키면 상응하는 방향족 히드록시카르복실산을 생성한다. 방향족 히드록시카르복실산은 화학적 중간체로서, 그리고 중합체의 단량체로서 유용하다. 고체 금속 아릴옥시드는 심지어 페이스트화되어도 내용물을 교반시킬 수 있어 반응을 종래 방법보다 더 빠르게 하는 반응기에서 이산화탄소와 반응시킬 수 있다.Alkali metal aryloxides can be dried quickly by removing water during melting of the aryloxides. Such dry aryloxides are useful as chemical intermediates. Molten alkali metal salts can be prepared quickly, which when acidified yields the corresponding aromatic hydroxycarboxylic acids. Aromatic hydroxycarboxylic acids are useful as chemical intermediates and as monomers of polymers. Solid metal aryloxides, even when pasted, can stir the contents and react with carbon dioxide in a reactor that makes the reaction faster than conventional methods.

Description

방향족 히드록시카르복실산의 제법 {Preparation of Aromatic Hydroxycarboxylic Acids}Preparation of Aromatic Hydroxycarboxylic Acid {Preparation of Aromatic Hydroxycarboxylic Acids}

본 발명은 알칼리 금속 아릴옥시드를 건조시키고(시키거나) 이산화탄소와 반응시키는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 방향족 히드록시카르복실산의 제조에 유용하다. The present invention relates to a process for drying alkali metal aryloxides and / or reacting with carbon dioxide. The method is useful for the preparation of aromatic hydroxycarboxylic acids.

방향족 히드록시카르복실산은 약품 및 항균제의 합성을 위한 화학적 중간체로서 사용될 뿐만 아니라 폴리에스테르의 제조를 위한 단량체로서도 사용된다. 예를 들어 o-히드록시벤조산 (OHBA, 살리실산)은 예를 들어 아스피린 제조를 위한 화학적 중간체로서 사용되는 반면, p-히드록시벤조산 (PHBA)는 파라벤 제조에 사용되고 폴리에스테르의 제조에서도 단량체로서 또한 사용된다. 상기 화합물들은 알칼리 금속 아릴옥시드를 사용하여 제조할 수 있다.Aromatic hydroxycarboxylic acids are used not only as chemical intermediates for the synthesis of drugs and antibacterial agents but also as monomers for the preparation of polyesters. For example o-hydroxybenzoic acid (OHBA, salicylic acid) is used, for example, as a chemical intermediate for the preparation of aspirin, while p-hydroxybenzoic acid (PHBA) is used for the preparation of parabens and also as a monomer in the preparation of polyesters. do. The compounds can be prepared using alkali metal aryloxides.

일반적으로 알칼리 금속 아릴옥시드는 페놀과 같은 아릴 히드록시 화합물과 수산화 나트륨 또는 수산화 칼륨과 같은 알칼리 금속 함유 염기와의 반응에 의해 제조된다. 이는 물의 존재하에 수행될 수 있으며 물은 또한 반응 중에도 생성된다.Alkali metal aryloxides are generally prepared by the reaction of aryl hydroxy compounds such as phenols with alkali metal containing bases such as sodium or potassium hydroxide. This can be done in the presence of water and water is also produced during the reaction.

상기 아릴옥시드는 히드록시카르복실산을 제조하기 위한 콜베-슈미트 (Kolbe-Schmitt) 방법과 같은 다양한 화학적 공정에 있어서 화학적 중간체로서 유용하다 (예를 들어 린제이 (A.S. Lindsey) 등의 문헌 [Chem. Rev., 제57권, 583-620 페이지 (1957)] 참조). 상기 공정 중 몇몇 공정에 있어서 본질적으로 아릴옥시드로부터 모든 물을 제거하는 것이 바람직하다. 이는 전형적으로 아릴옥시드에 대해 진공을 가하고(가하거나) 불활성의 건조 기체를 통과시키면서 고체 아릴옥시드 (또는 결국 고체가 되는, 초기에는 수용액인 아릴옥시드)를 가열함으로써 수행된다. 그러나 이는 시간이 상당히 오래 걸려 비용이 많이 들기 때문에 건조 방법을 개선시키는 것이 유익할 것이다.The aryloxides are useful as chemical intermediates in various chemical processes, such as the Kolbe-Schmitt method for preparing hydroxycarboxylic acids (see, for example, AS Lindsey et al., Chem. Rev. , Vol. 57, pp. 583-620 (1957)). In some of the above processes it is desirable to essentially remove all the water from the aryloxide. This is typically done by applying a vacuum to the aryloxide and / or heating the solid aryloxide (or aryloxide, which is initially an aqueous solution, eventually becoming a solid) while passing through an inert dry gas. However, it would be beneficial to improve the drying method since it is quite time consuming and expensive.

알칼리 금속 아릴옥시드는 건조된 후 이산화탄소와 반응하여 (일반적으로) 방향족 히드록시카르복실산의 디알칼리 금속염을 형성하여 황산과 같은 강산과 반응함으로써 유리 히드록시산으로 전환될 수 있다. 이는 종종 고체 (또는 반응 동안 형성되는 결과물인 페이스트)를 분쇄시킴으로써 CO2와의 반응을 위한 새로운 고체 표면을 노출시킬 수 있는 장치에서 분말화 알칼리 금속 아릴옥시드를 오랜 시간 동안 이산화탄소에 노출시킴으로써 일반적으로 행해진다. 따라서 상업적으로 흥미가 있는 것은 콜베-슈미트 반응을 위한 개선된 카르복실화 과정이다.Alkali metal aryloxides can be converted to free hydroxy acids by drying and then reacting with carbon dioxide to form (usually) dialkali metal salts of aromatic hydroxycarboxylic acids and react with strong acids such as sulfuric acid. This is usually done by exposing the powdered alkali metal aryloxide to carbon dioxide for a long time in a device that can expose a new solid surface for reaction with CO 2 by grinding the solid (or the resulting paste formed during the reaction). All. Of commercial interest is therefore an improved carboxylation process for the Kolbe-Schmidt reaction.

캐나다 특허 제881,906호 및 미국 특허 제3,554,264호에는 건조 기체가 250 내지 500℃에서 칼럼을 통과하는 분무 건조 칼럼에서 알칼리 금속 페네이트를 건조 시키는 공정이 기술되어 있다. 알칼리 금속 페녹시드의 온도가 이 페녹시드의 융점 이상에 이르는지에 관한 것과 건조 페녹시드가 여전히 액체인지에 대해서는 어떠한 언급도 없다.Canadian Patents 881,906 and US Pat. No. 3,554,264 describe a process for drying alkali metal phenates in a spray drying column in which a drying gas is passed through the column at 250 to 500 ° C. There is no mention as to whether the temperature of the alkali metal phenoxide reaches above the melting point of this phenoxide and whether the dry phenoxide is still liquid.

발명의 요약Summary of the Invention

알칼리 금속 아릴옥시드를 건조시키는 본 발명의 방법은 상기 알칼리 금속아릴옥시드가 용융된 상태인 동안 상기 알칼리 금속 아릴옥시드로부터 최종적으로 물을 제거하는 것을 포함한다.The method of the present invention for drying an alkali metal aryl oxide includes finally removing water from the alkali metal aryl oxide while the alkali metal aryl oxide is in a molten state.

또한 방향족 히드록시카르복실산의 디알칼리 금속염의 제조를 위한 본 발명의 방법은 알칼리 금속 아릴옥시드의 융점 근처 또는 융점 이상의 온도에서 상기 알칼리 금속 아릴옥시드와 이산화탄소를 접촉시키는 것을 포함한다.The process of the invention for the production of dialkali metal salts of aromatic hydroxycarboxylic acids also comprises contacting the alkali metal aryloxide and carbon dioxide at a temperature near or above the melting point of the alkali metal aryloxide.

방향족 히드록시카르복실산의 디알칼리 금속염을 제조하기 위한 본 발명의 다른 방법은Another method of the invention for preparing dialkali metal salts of aromatic hydroxycarboxylic acids

(a) 알칼리 금속 아릴옥시드가 용융된 상태인 동안 상기 알칼리 금속 아릴옥시드로부터 최종적으로 물을 제거하고, (a) finally removing water from the alkali metal aryloxide while the alkali metal aryl oxide is in the molten state,

(b) 상기 알칼리 금속 아릴옥시드의 융점 근처 또는 그 이상의 온도에서 교반시키면서 상기 알칼리 금속 아릴옥시드를 이산화탄소와 접촉시키는 것을 포함한다.(b) contacting the alkali metal aryloxide with carbon dioxide while stirring at or near the melting point of the alkali metal aryl oxide.

본 발명은 또한 반응 동안 페이스트가 생성되는, 방향족 히드록시 화합물의 금속염과 이산화탄소와의 콜베-슈미트 반응을 사용하여 방향족 히드록시카르복실산으 제조하는 방법에 있어서, 내용물이 교반되고 충분한 자유 용적이 존재하여 기체가 반응기를 비교적 자유롭게 통과할 수 있고, 존재하는 고체 및(또는) 액체 성분과 접촉할 수 있는 반응기이되,The present invention also provides a process for preparing an aromatic hydroxycarboxylic acid using a Kolbe-Schmidt reaction of a metal salt of an aromatic hydroxy compound with carbon dioxide, in which a paste is produced during the reaction, wherein the contents are stirred and a sufficient free volume is present. A gas that can pass through the reactor relatively freely and come into contact with the solid and / or liquid components present,

단, 반응기에서 비기체성 반응물의 평균 체류 시간이 약 2시간 미만이기에 충분한 교반이 이루어지고;Provided that sufficient agitation is achieved such that the average residence time of the non-gaseous reactants in the reactor is less than about 2 hours;

반응기에서 상기 방향족 히드록시 화합물의 금속염의 80몰 퍼센트 이상이 이산화탄소와 반응하며;At least 80 mole percent of the metal salt of the aromatic hydroxy compound is reacted with carbon dioxide in the reactor;

반응기에 기체 출구가 갖추어져 있는 반응기에서 약 0.8 내지 2 기압의 절대 기압에서 상기 이산화탄소와의 반응을 수행시키는 것을 특징으로 하는, 개선된 제조 방법을 개시하고 청구한다.Disclosed and claimed is an improved production process, characterized in that the reaction with said carbon dioxide is carried out at an absolute atmosphere of about 0.8 to 2 atmospheres in a reactor equipped with a gas outlet.

도 1은 실시예 1 및 5 내지 7에서 사용되는 장치의 개략도이고1 is a schematic diagram of an apparatus used in Examples 1 and 5 to 7;

도 2는 칼륨 페녹시드-물 시스템에 있어서 다양한 수압에서 용액의 비등점을 또한 나타내는 이 시스템의 빙점 다이아그램이다.FIG. 2 is a freezing point diagram of this system which also shows the boiling point of the solution at various water pressures for the potassium phenoxide-water system.

본 명세서에서 건조되는 화합물은 알칼리 금속 아릴옥시드이다. 알칼리 금속은 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘 또는 루비듐 중의 임의의 어느 하나를 의미한다. 칼륨 및 나트륨이 바람직한 알칼리 금속이고 칼륨이 특히 바람직하다. 아릴옥시드는 Ar-O 구조 (여기서, Ar은 산소가 방향족 고리의 탄소 원자에 결합되어 있는 아릴기 또는 치환아릴기임)의 1가 음이온을 의미한다. 상기 일반성을 제한하려는 의도 없이 유용한 아릴기로는 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 2-페닐페닐, 및 3-메틸페닐이 있다. 바람직한 아릴기는 페닐, 2-페닐페닐, 및 2-나프틸이고 페닐이 더 바람직하며 페닐이 특히 바람직하다.The compound to be dried herein is an alkali metal aryloxide. Alkali metal means any one of lithium, sodium, potassium, cesium or rubidium. Potassium and sodium are preferred alkali metals and potassium is particularly preferred. Aryloxide means a monovalent anion of an Ar—O structure, wherein Ar is an aryl group or a substituted aryl group in which oxygen is bonded to a carbon atom of an aromatic ring. Useful aryl groups without intending to limit this generality are phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 2-phenylphenyl, and 3-methylphenyl. Preferred aryl groups are phenyl, 2-phenylphenyl, and 2-naphthyl, with phenyl being more preferred and phenyl being particularly preferred.

알칼리 금속 알릴옥시드는 강염기 (아릴옥시드 음이온보다 더 강함)와 상응하는 방향족 히드록시 화합물인 Ar-OH와의 반응에 의해 제조될 수 있다. 적합한 염기는 알칼리 금속 수산화물이며 이것은 또한 보통 비교적 비싸지 않다. 상기 반응은 물 중에서 또는 전형적으로 대략 동당량의 방향족 히드록시 화합물과 알칼리 금속 수산화물을 사용하여 고체 알칼리 금속 수산화물 (일반적으로 약간의 물을 포함)을 용융 방향족 히드록시 화합물과 반응시킴으로써 수행될 수 있다. 예를 들어 45%의 수성 KOH를 페놀과 반응시킬 수 있다.Alkali metal allyloxides can be prepared by reaction of a strong base (which is stronger than an aryloxide anion) with Ar-OH, a corresponding aromatic hydroxy compound. Suitable bases are alkali metal hydroxides which are also usually relatively inexpensive. The reaction can be carried out by reacting the solid alkali metal hydroxide (which generally comprises some water) with the molten aromatic hydroxy compound in water or using an alkali metal hydroxide with an approximately equivalent equivalent of the aromatic hydroxy compound. For example, 45% of aqueous KOH can be reacted with phenol.

본 명세서에서 건조시킨다는 것은 알칼리 금속 아릴옥시드로부터 물을 제거하는 것을 의미한다. 최종 "건조" 아릴옥시드는 물의 함량이 2000 ppm의 물 미만, 바람직하게는 500 ppm의 물 미만, 더 바람직하게는 100 ppm의 물 미만인 것이 바람직하다. 현재 당 업계에서 행해지는 전형적인 건조 방법에서는 알칼리 금속 아릴 옥시드의 수용액을 가열하여 물의 증류 또는 증발시켜 제거한다. 결국 알칼리 금속 아릴옥시드는 농도가 너무 높아지게 되어 용액으로부터 침전되고 최종 건조 단계는 고체 아릴옥시드 상에서 수행된다. 물이 제거되는 동안, 바람직하게는 불활성의 건조 기체를 아릴옥시드 상에 통과시키거나 또는 아릴옥시드에 진공을 가하거나, 또는 둘 모두를 행하여 수증기 제거를 도울 수 있다.Drying herein means the removal of water from the alkali metal aryloxide. The final “dry” aryloxide preferably has a water content of less than 2000 ppm water, preferably less than 500 ppm water, more preferably less than 100 ppm water. In a typical drying process currently performed in the art, an aqueous solution of alkali metal aryl oxide is heated to remove by distillation or evaporation of water. Eventually the alkali metal aryloxide becomes too high and precipitates out of solution and the final drying step is carried out on solid aryloxide. While the water is removed, preferably an inert dry gas can be passed over the aryloxide or a vacuum is applied to the aryloxide, or both, to assist in water vapor removal.

본 명세서에 개시되는 건조 방법에 있어서, 최종 건조 단계는 충분히 높은 온도에서 행해져 알칼리 금속 아릴옥시드가 용융될 수 있다. 이는 상기 최종 건조 (즉, "최종" 물이 제거됨)가 건조 알칼리 금속 아릴옥시드의 융점 근처 또는 융점 이상에서 행해짐을 의미하다. 한가지 건조 방법에 있어서, 아릴옥시드 (및 수반되는 물)의 온도는 알릴옥시드의 융점 이상까지 끊임없이 상승한다. 상기 시간 동안 물을 함유하는 1상 액체로서 출발할 수 있는 것과 아릴옥시드는 만약 고체가 형성되어 아릴옥시드의 융점에 이르고(이르거나) 초과함에 따라 고체가 1상 액체로 다시 변화한다면 고체 아릴옥시드로, 또는 고체 및 액체로 전환될 수 있다. 상기 시간 동안 불활성 기체를 아릴옥시드 상에 통과시키고(시키거나) 진공을 가할 수 있다. 고체 또는 액체의 아릴옥시드의 교반은 일반적으로 건조를 빠르게 하는 것을 돕는다. 물의 최종 제거는 아릴옥시드가 용융될 때 일어난다.In the drying process disclosed herein, the final drying step is performed at a sufficiently high temperature so that the alkali metal aryloxide can be melted. This means that the final drying (ie, "final" water is removed) is done near or above the melting point of the dry alkali metal aryloxide. In one drying method, the temperature of the aryloxide (and the accompanying water) constantly rises above the melting point of allyloxide. The aryloxides that can start off as water-containing one-phase liquids during this time are solid aryloxy if the solids change back to one-phase liquids as solids form and reach (or exceed) the melting point of the aryloxide. Draw, or it can be converted to solids and liquids. During this time an inert gas can be passed over the aryloxide and / or vacuum applied. Stirring solid or liquid aryloxides generally helps to speed up drying. The final removal of water occurs when the aryloxide melts.

건조를 수행하는 다른 방법은 대기압 도는 승압 하에서 아릴옥시드의 융점 이상으로 물과 알칼리 금속 아릴옥시드와의 혼합물을 가열함으로써 충분한 물이 존재하게 하여 단일 액상이 유지되도록 하는 것이다. 온도가 아릴옥시드의 융점에 이름에 따라 압력이 저하되어 물이 증발되게 할 수 있고 상기와 같이 건조가 완료된다. 물의 증발에 의해 액체가 충분히 냉각되어 최종 건조 단계 동안 고체가 형성되지 않도록 주의하여야 한다.Another method of carrying out drying is to heat a mixture of water and alkali metal aryloxide above the melting point of aryloxide under atmospheric or elevated pressure to ensure that sufficient water is present to maintain a single liquid phase. The temperature is lowered by the name of the melting point of the aryloxide so that the water can evaporate and drying is completed as above. Care must be taken to ensure that the liquid is sufficiently cooled by the evaporation of water so that a solid does not form during the final drying step.

아릴옥시드의 탈수에 대한 상기 논의는 도 2에 나타낸 상기 탈수와 관련된 칼륨 페녹시드의 탈수, 및 상 다이아그램의 의해 예시된다. 상기 도면은 실험실에서의 적당한 측정에 의해 만들어졌지만, 증기 상의 물의 낮은 분압에서 헨리의 법칙(Henry' Law)을 따른다는 가정 하에서 데이터를 평활하게 하였고 다양한 압력에서의 곡선을 평행하게 만들었다. 따라서 상기 도면상의 모든 데이터는 근사치로 간주 되어야 한다. 실선은 칼륨 페녹시드/물 시스템의 빙점을 나타낸다. 가로좌표는 존재하는 칼륨 페녹시드 (물은 중량 분율의 다른 부분임)의 중량 분율인 반면 세로좌표는 섭씨 온도이다. 실선은 나타낸 압력에서 이 계에서의 물의 비등점을 나타낸다(0 psig 또는 0 kPag는 대기압임). 이 계에서 빙점 곡선이 물의 비등점보다 위에 존재하는 곳에서 상기 곡선이 0 kPag (0 psig) 및 대략 0.93 내지 0.98 매스 (중량) 분율의 칼륨 페녹시드에서 존재하기 때문에 이 계는 물이 이 시스템으로부터 증발됨에 따라 부분적으로 고체가 된다. 칼륨 페녹시드의 매스(중량) 분율이 약 0.98 이상이면 이 계는 물이 0 kPag (0psig)에서 제거됨에 따라 액체가 된다. 그러나 계 압력이 약 68.9 kPag (10 psig) 이상에서 유지되면 계는 물을 제거하여도 액체로 남아있게 된다.The above discussion of dehydration of aryloxides is illustrated by the dehydration of potassium phenoxide associated with the dehydration shown in FIG. 2, and of the phase diagram. The figure was made by appropriate measurements in the laboratory, but the data were smoothed and the curves at various pressures were paralleled under the assumption that Henry's Law was followed at low partial pressures of water in the vapor phase. Therefore, all data in the figure should be regarded as an approximation. The solid line represents the freezing point of the potassium phenoxide / water system. The abscissa is the weight fraction of potassium phenoxide present (water is another part of the weight fraction) while the ordinate is the temperature in degrees Celsius. The solid line represents the boiling point of water in this system at the pressure indicated (0 psig or 0 kPag is atmospheric pressure). In this system, where the freezing point curve is above the boiling point of water, the system is present at 0 kPag (0 psig) and approximately 0.93 to 0.98 mass (weight) fraction of potassium phenoxide, so that the water evaporates from this system. As it becomes partially solid. If the mass (weight) fraction of potassium phenoxide is greater than about 0.98, the system becomes liquid as water is removed at 0 kPag (0 psig). However, if the system pressure is maintained above about 68.9 kPag (10 psig), the system will remain liquid even after the water is removed.

용융된 알칼리 금속 아릴옥시드로부터의 최후 양의 물의 제거를 일반적으로빠르게 진행함으로써 건조 공정을 더 경제적으로 만든다.The drying process is made more economical by generally proceeding quickly to remove the last amount of water from the molten alkali metal aryloxide.

물론 알칼리 금속 아릴옥시드가 건조 동안 감지할 수 있는 정도로 분해되지 않는 것 (즉 그의 융점 이상에서 상당히 안정)이 바람직하다. 따라서 알칼리 금속 아릴옥시드의 융점은 400℃ 미만, 더 바람직하게는 약 350℃ 미만, 특히 바람직하게는 약 320℃ 미만인 것이 바람직하다, 바람직한 최소 건조 온도는 더 높기만 하다면 알칼리 금속 아릴옥시드의 융점 또는 275℃ 중 어느 하나이다. (최종 부분의) 건조 동안으로 칭해지는 온도는 알칼리 금속 아릴옥시드 그 자체의 실제 온도이다. 융점은 분 당 25℃의 속도에서 시차 주사 열량법으로 측정되며 융점은 융용 흡열의 외삽된 초기 온도로 간주된다.Of course, it is desirable that the alkali metal aryloxide does not decompose to a noticeable extent during drying (ie significantly stable above its melting point). The melting point of the alkali metal aryloxide is therefore preferably less than 400 ° C., more preferably less than about 350 ° C., particularly preferably less than about 320 ° C. The preferred minimum drying temperature is, as long as the melting point of the alkali metal aryl oxide is higher. Or 275 ° C. The temperature referred to during drying (of the last part) is the actual temperature of the alkali metal aryloxide itself. The melting point is measured by differential scanning calorimetry at a rate of 25 ° C. per minute and the melting point is considered as the extrapolated initial temperature of the melting endotherm.

바람직한 알칼리 금속 아릴옥시드는 칼륨 페녹시드, 나트륨 페녹시드, 및 칼륨 2-나프톡시드이고 칼륨 페녹시드가 특히 바람직하다.Preferred alkali metal aryloxides are potassium phenoxide, sodium phenoxide, and potassium 2-naphoxide and potassium phenoxide is particularly preferred.

건조 공정은 관련된 물질과 함께, 그리고 관련 온도에서 함께 사용하기에 적합한 임의의 용기에서 수행될 수 있다. 스테인레스 강이 특히 적합하다. 건조 공중 중 일부가 압력 및(또는) 진공 하에서 행해진다면 용기도 그에 따라 생각되어야 한다. 용기 내에서 존재할 수 있는 액체 및(또는) 고체를 진탕시켜 열 전달을 향상시키고 아릴옥시드로부터의 물의 증발을 촉진시킬 수 있는 것이 바람직하다, 용기 및 그의 내용물은 일반적인 방법 (예를 들어 다우썸 (상표등록, Dowtherm) 열 전달유체 (미국 미시간주 미드랜드 소재의 Dow Chemical co.사로부터 입수가능)과 같은 응축 증기)으로, 전기적으로 또는 고온 오일로 가열시킬 수 있다.The drying process can be carried out in any vessel suitable for use with the relevant materials and at the relevant temperatures. Stainless steel is particularly suitable. If some of the drying air is done under pressure and / or vacuum, the container should be considered accordingly. It is desirable to be able to shake liquids and / or solids that may be present in the vessels to improve heat transfer and to promote the evaporation of water from the aryloxides. The vessels and their contents are prepared in the usual manner (e.g. Trademark, Dowtherm) heat transfer fluid (condensation vapor, such as from Dow Chemical Co., Midland, Mich.), May be heated electrically or with hot oil.

생성되는 건조 아릴옥시드는 냉각 고체화되어 전형적인 콜베-슈미트 형 방법에 사용되거나, 또는 용융된 채 남아 CO2와 반응하여 방향족 히드록시카르복실산의 디알칼리 금속염을 형성할 수 있다.The resulting dry aryloxide can be cold solidified to be used in a typical Kolbe-Schmidt type process, or it can remain molten and react with CO 2 to form a dialkali metal salt of aromatic hydroxycarboxylic acid.

콜베-슈미트 합성과 관련된 화학 반응은 하기 반응식 1 내지 3에 의해 나타낼 수 있다.The chemical reactions associated with Kolbe-Schmidt synthesis can be represented by the following schemes 1-3.

상기 반응식 중 M은 알칼리 금속이고, Ar은 적당하게는 아릴, 치환 아릴, 치환 아릴렌, 또는 아릴렌기이다. 반응식 1은 간단하게는 건조시키는 것이 상기에 기술되어 있는 알칼리 금속 아릴옥시드의 형성이다. "건조" 아릴옥시드는 일반적으로 CO2와 반응하여 방향족 히드록시카르복실산의 디알칼리 금속염을 형성한다. 이어서 상기 염은 산성화되어 방향족 히드록시카르복실산 (때때로 본 명세서에서는 염이 아니라는 것을 의미한, "우리" 방향족 히드록시카르복실산으로 칭해짐)을 형성할 수 있다.In the scheme, M is an alkali metal, and Ar is suitably an aryl, substituted aryl, substituted arylene, or arylene group. Scheme 1 is simply the formation of alkali metal aryloxides as described above for drying. “Dry” aryloxides generally react with CO 2 to form dialkali metal salts of aromatic hydroxycarboxylic acids. The salt may then be acidified to form an aromatic hydroxycarboxylic acid (sometimes referred to herein as "our" aromatic hydroxycarboxylic acid, meaning it is not a salt).

상기에 나타냈듯이, 반응식 2의 반응은 전형적으로 종래 온도 범위에서 고체 알칼리 금속 아릴옥시드를 CO2에 노출시킴으로써 행해졌다. 일반적으로 몇몇 교반 또는 분쇄 형태가 모든 고체를 CO2에 노출시키기 위하여 제공된다. 원하는 방향족 히드록시카르복실산의 디알칼리 조건하에서 고체이지만, 형성되는 방향족 히드록시 화합물은 종종 CO2 (또는 다른 기체) 스트림에서 결국 비등하거나 또는 증발되는 액체이다. 따라서 이 반응은 종종 고체 분말에서 페이스트로, 그리고 고체 분말로 진행되며, 고체를 기체와 완전히 반응시키는 데 있어서의 어려움 때문에 이 반응은 반응을 완료시키기 위하여 오랜 시간 동안 행해질 필요가 있다.As indicated above, the reaction of Scheme 2 was typically performed by exposing the solid alkali metal aryloxide to CO 2 in the conventional temperature range. Generally some stirring or grinding forms are provided to expose all solids to CO 2 . Although solid under the dialkali conditions of the desired aromatic hydroxycarboxylic acid, the aromatic hydroxy compound formed is often a liquid which eventually boils or evaporates in a CO 2 (or other gas) stream. This reaction therefore often proceeds from solid powder to paste and from solid powder, and due to the difficulty in fully reacting the solid with the gas, this reaction needs to be done for a long time to complete the reaction.

본 발명에 와서야 용융된 알칼리 금속 아릴옥시드를, 특히 교반시키면서 CO2와 반응 (접촉)시킬 경우 휠씬 짧은 반응 시간이 획득될 수 있음이 밝혀졌다. 상기 시나리오에서 초기 물질은 방향족 히드록시카르복실산의 고체 디알칼리 금속염 및 액체 방향족 히드록시 화합물이 형성됨에 따라 일반적으로 페이스트로 변화되는 액체이다. 이것은 일반적으로 방향족 히드록시 화합물이 비등하거나 또는 혼합물로부터 휘발됨에 따라 건조 고체로 서서히 변화된다.It has now been found that even shorter reaction times can be obtained when the molten alkali metal aryloxide is reacted (contacted) with CO 2 , especially with stirring. The initial material in this scenario is a liquid which generally turns into a paste as the solid dialkali metal salt of the aromatic hydroxycarboxylic acid and the liquid aromatic hydroxy compound are formed. It generally changes slowly to a dry solid as the aromatic hydroxy compound boils or is volatilized from the mixture.

용융 상태의 알칼리 금속 아릴옥시드를 반응시키는 것이 바람직하기 때문에 접촉은 알칼리 금속 아릴옥시드의 융점 근처 또는 그 이상에서 수행되어야 한다. 일반적으로 생성된 방향족 히드록시카르복실산의 디알칼리 금속염은 결국 냉각시키는 것이 바람직하게 때문에 CO2와의 반응의 최종 20 몰 퍼센트 이하는, 상기 반응의 90 몰 퍼센트, 이상, 더 바람직하게는 98 몰 퍼센트 이상이 알칼리 금속 아릴옥시드의 융점 근처 또는 그 이상에서 수행되는 것이 바람직하다 할지라도, 알칼리 금속 아릴옥시드의 융점 미만에서 수행될 수 있다.Since it is preferable to react the alkali metal aryloxide in the molten state, the contact should be performed near or above the melting point of the alkali metal aryloxide. Generally, the resulting alkali metal salt of the aromatic hydroxycarboxylic acid is preferably at least 90 mol percent, or more preferably 98 mol percent of the reaction, since the final 20 mol percent of the reaction with CO 2 is preferably cooled. Although the above is preferably performed near or above the melting point of the alkali metal aryloxide, it can be carried out below the melting point of the alkali metal aryloxide.

CO2와의 접촉에 있어서, 공정 중에 존재하는 알칼리 금속 아릴옥시드 또는 임의의 다른 물질이 감지할 수 있을 정도로 분해되지 않는 것 (즉, 공정 온도에서 상당히 안정)이 물론 바람직하다. 따라서 알칼리 금속 아릴옥시드의 융점이 400℃미만, 더 바람직하게는 약 350℃ 미만, 특히 바람직하게는 약 320℃ 미만인 것이 바람직하다. 바람직한 최소 온도는 더 높기만 하다면 알칼리 금속 아릴옥시드의 융점 또는 275℃ 중 어느 하나이다.In contact with CO 2 , it is of course preferred that the alkali metal aryloxide or any other material present in the process does not decompose to an appreciable degree (ie, is fairly stable at process temperature). Therefore, it is preferable that the melting point of the alkali metal aryl oxide is less than 400 ° C, more preferably less than about 350 ° C, particularly preferably less than about 320 ° C. Preferred minimum temperatures are either the melting point of the alkali metal aryloxide or 275 ° C. as long as it is higher.

CO2와의 반응에 있어서, 유용한 아릴기로는 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 2-페닐페닐, 및 3-메틸페닐이 있다. 바람직한 아릴기는 페닐, 2-페닐페닐 및 2-나프틸이고, 페닐 및 2-나프틸이 더 바람직하며 페닐이 특히 바람직하다. 바람직한 알칼리 금속 아릴옥시드는 칼륨 페녹시드, 나트륨 페녹시드, 칼륨 2-페닐페녹시드, 칼륨 2-나프톡시드이고, 칼륨 페녹시드 및 탈륨 2-나프톡시드가 더 바람직하며 칼륨 페녹시드가 특히 바람직하다. 바람직한 생성물 (그들의 부모 방향족 히드록시카르복실산으로서 표현되며 원래 그의 디알칼리 금속염으로서 생성됨)은 살리실산, p-히드록시벤조산, 3-페닐,-4-히드록시벤조산, 및 6-히드록시-2-나프토산이며, p-히드록시벤조산이 특히 바람직하다.Useful aryl groups in the reaction with CO 2 are phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 2-phenylphenyl, and 3-methylphenyl. Preferred aryl groups are phenyl, 2-phenylphenyl and 2-naphthyl, more preferably phenyl and 2-naphthyl, with phenyl being particularly preferred. Preferred alkali metal aryloxides are potassium phenoxide, sodium phenoxide, potassium 2-phenylphenoxide, potassium 2-naphoxide, more preferably potassium phenoxide and thallium 2-naphoxide, with potassium phenoxide being particularly preferred. . Preferred products (represented as their parent aromatic hydroxycarboxylic acids and originally produced as their alkali metal salts) are salicylic acid, p-hydroxybenzoic acid, 3-phenyl, -4-hydroxybenzoic acid, and 6-hydroxy-2- Naphthoic acid, with p-hydroxybenzoic acid being particularly preferred.

CO2 반응을 위한 적합한 구성 물질은 알칼리 금속 아릴옥시드의 건조에 대해 상기에 기술한 바와 동일하다. 상기 반응에 유용한 형태의 장치로는 리본 블렌더, LIST AG (스위스 아리스도르프 소재)에 의해 제조되는 LIST-CRP 및 LIST ORP, 및 littleford Day, Inc. (미국 켄터키주 플로렌스 소재)에 의해 제조되는 다양한 크기로 입수가능한 Littleford VT 시리즈 진공 건조기, 또는 Krauss-MafferVerfahrenstechnik Gmbh (독일 뮌헨 소재)에 의해 제조되는 Reactotherm RT가 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 반응은 배치식, 반연속식 또는 연속식으로 수행될 수 있다. 예를 들어 변형 나사 컨베이어 반응기가 사용될 수 있다. 나사 컴베이어 반응기는 당 업계에 공지되어 있다 (예를 들어 엘버스 (B. Elvers) 등이 편집한 [Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. B4, 재판, VCH Verlagagesellschaft, Weinhem, 1992, p. 111-112] 참조). 상기의 것들은 일반적으로 고체 및 약체가 관련되는 반응에 사용된다. 변형 나사 컨베이어 반응기는 충분한 자유 용적이 존재하여 기체가 비교적 자유롭게 반응기를 통과하여 존재하는 고체 및(또는) 액체 성분과 접촉될 수 있는 반응기, 또는 그 동등물을 의미한다. 상기와 같은 반응기에는 단일 또는 다중 회전 축(들), 또는 고속 초퍼 (chopper)와 같은 다른 교반 보조기구가 갖추어져 있을 수 있다. 동등물이란 적당한 속도 (원하는 체류 시간을 부여함)에서 반응기를 통하여 액체 및(또는) 고체 반응물을 움직일 수 있음과 동시에 고체 및(또는) 액체의 새로운 표면을 기체 대기 (이 경우에는 CO2함유)에 노출시킬 수 있는 임의의 반응 장치를 의미한다. 그것은 또한 반응 용기를 따라 반응 요기를 통하여 하나 이상의 지점에서 1종 이상의 기체를 첨가시키기 위한 성비를 갖추고 있어야 하며 바람직하게는 시스템에 첨가되는 임의의 과량의 기체, 및(또는) 공정 중에 생성되는 임의의 휘발성 물질을 제거하기 위한 출입고를 또한 갖추고 있어야 한다. "나사형" 컨베이어 반응기가 사용될 경우, 반응기의 "나사"는 고체 나사일 필요는 없지만 나사 축과 나사의 주변 사이에 개봉 공간을 갖는 분절된 나사일 수 있다. 나사축 또는 교반기 축은 중심이 비어 있어 열 전달 유체 또는 CO2 및(또는) 다른 기체가 통과할 수 있다. CO2 및(또는) 다른 기체의 경우, 축(들) 내에 구멍이 존재하여 기체가 내부로 통과함으로써 반응 매스와 접촉할 수 있다.Suitable constituent materials for the CO 2 reaction are the same as described above for the drying of the alkali metal aryloxide. Useful types of devices for this reaction include ribbon blenders, LIST-CRP and LIST ORP manufactured by LIST AG (Arisdorf, Switzerland), and littleford Day, Inc. Available in various sizes manufactured by Florence, KY, or Reactotherm RT manufactured by Krauss-MafferVerfahrenstechnik Gmbh (Munich, Germany). The reaction can be carried out batchwise, semicontinuously or continuously. For example a modified screw conveyor reactor can be used. Screw conveyor reactors are known in the art (see, eg, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. B4, Trial, VCH Verlagagesellschaft, Weinhem, 1992, p. 111- edited by B. Elvers et al. 112]. These are generally used for reactions involving solids and pharmaceuticals. By deformed screw conveyor reactor is meant a reactor, or equivalent thereof, in which sufficient free volume is present such that gas can be contacted with the solid and / or liquid components present through the reactor relatively freely. Such reactors may be equipped with single or multiple rotary shaft (s), or other stirring aids such as high speed choppers. Equivalent means that a liquid and / or solid reactant can be moved through the reactor at a moderate rate (giving the desired residence time) while at the same time a new atmosphere of solid and / or liquid is contained in the gas atmosphere (in this case containing CO 2 ). It means any reaction device that can be exposed to. It should also have a sex ratio for adding one or more gases at one or more points through the reaction vessel along the reaction vessel, preferably any excess gas added to the system, and / or any product generated during the process There should also be a doorway to remove volatiles. If a "threaded" conveyor reactor is used, the "screw" of the reactor need not be a solid screw, but may be a segmented screw having an opening space between the screw shaft and the periphery of the screw. The screw shaft or stirrer shaft is hollow at the center so that heat transfer fluid or CO 2 and / or other gases can pass therethrough. In the case of CO 2 and / or other gases, holes exist in the axis (s) to allow the gas to pass through and contact the reaction mass.

상기한 바와 같이 CO2와 2당량의 알칼리 금속 아릴옥시드를 반응시키면 1당량의 방향족 히드록시카르복실산의 디알칼리 금속염 및 1당량의 원래의 방향족 히드록시 화합물이 수득된다, 실질적으로 방향족 히드록시 화합물은 일반적으로 공정 온도에서 그의 융점이상이고 형성된 디알칼리 금속염 및 고체 (그의 융점 미만) 알칼리 금속 아릴옥시드와 함께 페이스트를 형성한다. 상기 페이스트 형성은 CO2 와 출발 알칼리 금속 아릴옥시드와의 혼합을 어렵게 하여 반응을 늦춘다, 도한 알칼리 금속 아릴옥시드와 CO2와의 반응성은 유리 방향족 히드록시 화합물이 존재하면 감소된다고 생각된다.As described above, reacting CO 2 with 2 equivalents of alkali metal aryloxide yields 1 equivalent of the dialkali metal salt of aromatic hydroxycarboxylic acid and 1 equivalent of the original aromatic hydroxy compound, substantially aromatic hydroxy The compound is generally at its process temperature above its melting point and forms a paste with the alkali metal salt formed and the solid (below its melting point) alkali metal aryloxide. The paste formation makes the mixing of CO 2 and the starting alkali metal aryl oxide difficult, thus slowing down the reaction. It is also believed that the reactivity of the alkali metal aryl oxide and CO 2 is reduced in the presence of free aromatic hydroxy compounds.

상기 페이스트의 형성은 볼 밀(ball mill)과 같은 전형적인 상업적 콜베-슈미트 방법에서 경험되는, 일반적으로 수시간 이상의 오랜 전체 공정 사이클 대문인 것으로 생각된다. 상기 문제를 극복하기 위하여 내용물을 교반시키는 교반기가 갖추어진 반응기가 바람직하다. 교반기 및 교반기 구동력 (즉, 교반기를 위한 동력)은 특히 페이스트 상의 반응에서 교반기가 반응기의 내용물을 혼합시키기에 충분히 강하여 비교적 빠른 CO2와의 반응 속도가 유지되게 하여야 한다. 상기에 기술된 바와 같은 반응기 (용융 알칼리 금속 아릴옥시드를 반응시키는 경우)가 적당하며, 변형 나사 컨베이어 반응기 (상기 참조)가 바람직한 반응기 형태이다. 상기와 같은 계열의 적당한 변형 나사 컨베이어 반응기는 LIST AG (스위스 아리스도르프 소재)에 의해 제조되는 LIST-CRP 및 LIST ORP이며 다양한 크기의 것이 입수가능하다. 다른 형태의 적당한 반응기는 Krauss-Maffei Verfahrenstechnik Gmbh (독일 뮌헨 소재)에 의해 제조되는 Reactotherm RT이다.The formation of the paste is believed to be due to a long overall process cycle, typically several hours or more, experienced in typical commercial Kolbe-Schmidt methods such as ball mills. In order to overcome the above problem, a reactor equipped with a stirrer for stirring the contents is preferable. The stirrer and stirrer driving force (ie, the power for the stirrer) should be strong enough to mix the contents of the reactor, especially in the reaction on the paste, so that a relatively fast reaction rate with CO 2 is maintained. Reactors as described above (when reacting molten alkali metal aryloxides) are suitable, and modified screw conveyor reactors (see above) are preferred reactor types. Suitable strained screw conveyor reactors of this series are LIST-CRP and LIST ORP, manufactured by LIST AG (Arisdorf, Switzerland) and are available in a variety of sizes. Another suitable type of reactor is Reactotherm RT manufactured by Krauss-Maffei Verfahrenstechnik Gmbh (Munich, Germany).

반응기에는 또한 나사 컨베이어 시스템을 따라 또는 이 시스템을 통하여 하나 이상의 지점에서 1종 이상의 기체를 첨가하기 위한 설비가 갖추어져 있어야 하고, 특히 바람직하게는 이 시스템에 첨가되는 모든 과량의 기체, 및(또는) 공정 동안 생성되는 모든 휘발성 물질을 제거하기 위한 출입구가 또한 갖추어져 있어야 한다. The reactor should also be equipped with facilities for adding one or more gases at one or more points along or through the screw conveyor system, particularly preferably all excess gas added to the system, and / or process There should also be a doorway to remove all volatiles produced during the process.

반응기의 교반기는 본질적으로 자가 세정되는 것이 바람직하다 (즉, 본질적으로 나사 또는 통 표면에 고착될 수 있는 모든 물질이 표면으로부터 닦여지거나 또는 그렇지 않으면 제거되는 과도한 시간 동안 반응기에 잔존하지 않음). 상기한 바와 같이 반응기의 구동력은 충분히 강력하여 반응기 내부에 형성될 수 있는 고체 또는 임의의 페이스트에 의해 야기될 수 있는 임의의 방해를 극복함으로써 반응기에서 고체 및(또는) 액체를 기체상과 끊임없이 혼합시키고 CO2의 반응 속도를 제한하지 않아야 한다.Preferably, the stirrer of the reactor is essentially self-cleaning (ie, it does not remain in the reactor for an excessive amount of time where essentially any material that can stick to the screw or tub surface is wiped off or otherwise removed from the surface). As mentioned above, the driving force of the reactor is strong enough to constantly mix the solids and / or liquids with the gas phase in the reactor by overcoming any interference that may be caused by solids or any paste that may form inside the reactor. The reaction rate of CO 2 should not be limited.

대부분의 콜베-슈미트 반응은 승온에서 수행되어야 하기 때문에 일반적으로 반응기를 가열하는 수단이 있어야 한다. 상기와 같은 수단은 당 업계의 숙련자에게 공지되어 있으며 스팀 또는 다른 응축 증기, 고온 액체, 전기열 등을 포함한다.Since most Kolbe-Schmidt reactions must be carried out at elevated temperatures, there should generally be a means to heat the reactor. Such means are known to those skilled in the art and include steam or other condensed vapors, hot liquids, electric heat and the like.

반응은 배치식, 반배치식 또는 연속식으로 수행될 수 있으며 바람직하게는 본 방법은 연속식으로 수행된다. 또한 바람직하게는 고체 알칼리 금속 아릴옥시드는 반응기의 제1 말단에서 공급되어 반응기를 통과하여 반응기의 제2 말단으로 연속적으로 이동하는데, 반응기의 제2 말단에서 반응기를 나간다. 바람직하게는 적어도 약간의 CO2가 반응기의 제2 말단에서 첨가되어 반응기의 제1 말단을 향하여 이동한다 (바람직하게는 반응기에서 고체 및 액체의 이동과 반대로 흐름). 반응기를 따라 다른 지점에서 CO2를 더 첨가할 수 있다. 바람직하게는 첨가되는 CO2 양은 약 화학량론적 양 (첨가되는 금속 아릴옥시드와 반응하는 데 필요한 양) 내지 화학량론적 양의 약 5배의 양, 더 바람직하게는 화학량론적 양의 약 2배 내지 4배의 양이다.The reaction can be carried out batchwise, semibatch or continuously and preferably the process is carried out continuously. Also preferably, the solid alkali metal aryloxide is fed at the first end of the reactor and continuously passes through the reactor to the second end of the reactor, leaving the reactor at the second end of the reactor. Preferably at least some CO 2 is added at the second end of the reactor to move towards the first end of the reactor (preferably against the movement of solids and liquids in the reactor). Further CO 2 may be added at other points along the reactor. Preferably of CO 2 added The amount is from about stoichiometric amount (the amount required to react with the added metal aryloxide) to about 5 times the stoichiometric amount, more preferably about 2 to 4 times the stoichiometric amount.

임의로, 질소와 같은 불활성 기체를 반응기에 또한 첨가할 수 있다. 과량의 CO2 및(또는) 불활성 기체는 반응 중에 형성되는 부산물인 방향족 히드록시 화합물의 제거를 도움으로써 반응기에서의 페이스트 형성의 감소를 도울 수 있다. 상기한 바와 같이 방향족 히드록시 화합물의 존재가 알칼리 금속 아릴옥시드와 CO2와의 반응 속도를 감소시킨다고 생각되며, 따라서 방향족 히드록시 화합물을 제거하면 전체 공정 시간이 더 단축될 것으로 생각된다.Optionally, an inert gas such as nitrogen may also be added to the reactor. Excess C0 2 and / or inert gas may help reduce paste formation in the reactor by assisting in the removal of aromatic hydroxy compounds, which are by-products formed during the reaction. As described above, it is believed that the presence of the aromatic hydroxy compound reduces the reaction rate between the alkali metal aryloxide and the CO 2 , and therefore, the removal of the aromatic hydroxy compound is thought to further shorten the overall process time.

또한 많은 콜베-슈미트 반응은 사용되는 방향족 히드록시 화합물의 다수의 대기 중 비등점 이상의 온도에서 수행된다는 것이 알려져 있다. 따라서 심지어 반응기에 과량의 CO2 및 불활성 기체를 첨가하지 않고도 반응기 상에 배출구가 존재하기만 한다면 많은 방향족 히드록시 화합물을 많은 경우 간단한 증발에 의해 제거시킬 수 있다. 반응열은 유리 방향족 히드록시 화합물의 증발을 돕는데 사용될 수 있어 순환 시간을 더 감소시키고 열효율을 더 향상시킨다.It is also known that many Kolbe-Schmidt reactions are carried out at temperatures above the boiling point of many of the aromatic hydroxy compounds used. Thus, many aromatic hydroxy compounds can be removed by simple evaporation in many cases as long as there is an outlet on the reactor, even without adding excess CO 2 and inert gas to the reactor. The heat of reaction can be used to help evaporate the free aromatic hydroxy compound, further reducing circulation time and further improving thermal efficiency.

반응기 내에서의 알칼리 금속 아릴옥시드 (또는 그의 CO2와의 반응 산물)의 평균 체류 시간은 약 1.5시간 미만, 더 바람직하게는 약 1시간 미만, 특히 바람직하게는 약 0.5시간 미만, 극히 바람직하게는 약 0.25시간 미만이 바람직하다. 2시간 미만, 또는 상기한 시간들 중 어느 하나일 경우, 80몰 퍼센트 이상, 더 바람직하게는 90 몰 퍼센트 이상, 특히 바람직하게는 95 몰 퍼센트, 가장 바람직하게는 98 몰 퍼센트 이상의 원래 알칼리 금속 아릴옥시드가 CO2와 반응하는 것이 바람직하다. 배치식 반응기 내에서의 체류는 간단히 배치를 위한 반응 시간을 의미한다. 반배치식 및 연속식 반응기 내에서의 평균 체류 시간은 그의 일반적인 의미를 갖는다.The average residence time of the alkali metal aryloxide (or its reaction product with CO 2 ) in the reactor is less than about 1.5 hours, more preferably less than about 1 hour, particularly preferably less than about 0.5 hour, very preferably Less than about 0.25 hours is preferred. Less than 2 hours, or any of the above times, at least 80 mole percent, more preferably at least 90 mole percent, particularly preferably at least 95 mole percent, most preferably at least 98 mole percent of the original alkali metal aryloxy Degas is preferred to react with CO 2. Retention in a batch reactor simply means the reaction time for the batch. Average residence time in semi-batch and continuous reactors has its general meaning.

바람직하게는 반응기의 내부는 주의 대기압 ± 20.0 kPa (0.2 바) 하에 있다. 주위 압력 이상의 압력은 산소 또는 수분과 같은 대기 중 기체들의 반응기 내로의 누출을 최소화한다. 상기와 같은 기체가 통하지 않는 공업용 반응기를 제조하는 것은 비용이 많이 들고 어려울 수 있다.Preferably the interior of the reactor is at an atmospheric pressure of ± 20.0 kPa (0.2 bar). Pressures above ambient pressure minimize leakage of atmospheric gases such as oxygen or moisture into the reactor. It can be costly and difficult to produce an industrial reactor in which such gases do not pass.

바람직하게는 알칼리 금속은 나트륨 또는 칼륨이고, 더 바람직하게는 칼륨이다. 교반 반응기에서의 공정을 위한 바람직한 아릴옥시드 음이온은 용융 알칼리 금속 아릴옥시드의 건조 및(또는) 반응을 포함하는 방법용의 상기 목록의 것과 동일하다.Preferably the alkali metal is sodium or potassium, more preferably potassium. Preferred aryloxide anions for the process in a stirred reactor are the same as those listed above for the process comprising drying and / or reacting the molten alkali metal aryloxide.

실시예 1Example 1

상기 실시예는 도 1에 개략적으로 나타낸 장치에서 수행되었다. 본 방법은 질소 또는 이산화탄소가 유량계 (2)를 통하여 통과될 수 있고 각각 질소 실린더 (3) 및 CO2 실린더 (4)로부터의 밸브 (19) 및 (20)에 연결될 수 있는 CRP-6 배치식 반응기 (1)에서 수행시켰다. 반응기 (1)을 통과하는 이산화탄소의 양은 저울 (5)상의 CO2 실린더 (4)의 질량 손실을 알아냄으로써 측정하였다. 반응기 (1)은 고온 오일 시스템 (6) (가열기 (7) 포함)을 순환시킴으로써 가열하였다. 휘발성 물질은 분진 필터 (8)을 통과하여 응축지 (9) 내로 통과시킴으로써 제거하였다. 이어서 회수되는 응축물들의 양을 측정하기 위하여 저울 (11) 상에서 중량을 잴 수 있는 응축 액체를 밸브 (17)을 통하여 리시버 (10)으로 유동시켰다. 응축기 (9)는 예시된 방식으로 물/글리콜 재순환을 제공한다. 진공은 예시된 바와 같이 트랩 및 배출/진공 펌프를 통하여 확립된다. 도면을 통하여 다양한 온도계 "T1" 및 압력계 "P1"은 본 공정을 모니터하는 것을 돕는다. 반응기 (1)은 스탠드 (18) 상에 설치되어 있다. 다른 유용한 결합 밸브 (21)이 도면에 예시되어 있다.This embodiment was carried out in the apparatus shown schematically in FIG. The method is a CRP-6 batch reactor in which nitrogen or carbon dioxide can be passed through a flow meter (2) and connected to valves (19) and (20) from a nitrogen cylinder (3) and a CO 2 cylinder (4), respectively. It was carried out in (1). The amount of carbon dioxide passing through the reactor 1 was measured by finding out the mass loss of the CO 2 cylinder 4 on the scale 5. Reactor 1 was heated by circulating hot oil system 6 (including heater 7). Volatile material was removed by passing through a dust filter (8) and into a condensate (9). A weighable condensation liquid was then flowed through the valve 17 to the receiver 10 to determine the amount of condensate recovered. Condenser 9 provides water / glycol recycle in the manner illustrated. Vacuum is established through the trap and the discharge / vacuum pump as illustrated. Throughout the drawings various thermometers "T1" and pressure gauges "P1" help to monitor this process. The reactor 1 is installed on the stand 18. Another useful coupling valve 21 is illustrated in the figure.

4.16 kg의 펠렛화 수산화 칼륨 (KOH, J.T. Baker company로부터 구매가능한, "Baker 분석된 ACS 등급(나머지는 대부분 물인, 최소 분석치 85 중량%의 KOH))은 첨부된 도면에 예시되어 있듯이 고온 오일 시스템 (6), 증기 배출구 (12), 및 2개의 기체 주입구 (13), (14)가 갖추어진, List, Inc.의 CRP-6 쌍축 혼합 기계 (CRP-6 배치식 반응기 (1)) 내로 로딩하였다. 전체 시스템을 진공화하여 1.3 kPa 압력 하로 만들었고 전체 3배의 질소 기체를 대기압까지 재충전시켜 KOH 및 이 시스템의 대기로부터 산소를 제거하였다. 다음, 5.97 kg의 약결합 결정 페놀 (PhOH, Lancaster Chemical Co.로부터 구매)을 증기 배출구 (12)의 상부에 있는 충전구를 통하여 혼합기에 충전시켰다. 혼합기를 약 5분 동안 켜서 반응기 (1) 내로 페놀 결정이 적하되게 하였고, 이 시스템을 약 2.7 kPa 압력까지 비웠고 전체 3배의 질소로 대기압까지 재충전시켜 페놀과 함께 도입되는 모든 산소를 제거하였다. 이때 냉각수를 응축기 (9)에 공급하였고, 고온 오일 가열기 (7)의 조정점을 실온에서 225℃로 증가시켰으며, 혼합기 교반기 구동력을 조정하여 혼합기 속력이 CRP-6 배치식 반응기 (1)의 느린축 및 빠른축 상에서 각각 75 및 94 RPM이 되게 하였다. 실험의 가열 부분 동안 대략 0.28 m3/시간의 질소 스위핑 (sweeping) 기체 (STP에서 공기에 대하여 보정된 유량계 (2)에 의해 계량됨)을 제공하였다. 대부분의 상기 스위핑 질소를 구동 연동기 가장 가까이의 반응기 (1)의 측면 상에 주입하였다. 이 유닛 내의 내부 열전쌍의 온도가 대략 120℃를 나타낼 때 내용물은 본 발명자들이 물 중 칼륨 페녹시드 (PhOK)의 용액 (KOH와 함께 도입된 것과 페녹시드 및 물을 형성시키기 위한 페놀과 수산화 칼륨과의 반응으로부터 유리된 것 모두)이라고 생각하는 투명한 액체 (기어 구동으로부터 가장 먼 CRP-6 배치식 반응기 (1)의 말단 상의 가시 유리 (15)를 통하여 볼 수 있음)로 용융되었다. 내용물 온도가 대략 160℃에 이르렀을 때 이 용액은 끓기 시작했으며 물은 리시버 (10)에 수집되기 시작하였다. 용액 온도가 대략 180℃에 이르렀을 때 용액 부피를 통하여 매우 활발한 비둥이 관찰되었다. 공정 온도가 증가함에 따라 용액의 점도가 빠르게 증가하는 것으로 나타났으며 약 190℃의 온도에서 이 용액은 고체화되기 시작하는 것으로 나타났다. 일단 고체화가 완료되면 물의 유리는 현저하게 느려졌으며 고온 오일 가열기 (7)의 조정점은 325℃로 증가하였다. 가열은 물의 느린 방출과 함께 계속되었다. 공정 온도가 280℃에 이르렀을 때 고체는 용융되기 시작하여 소량의 용해된 물을 포함하는 칼륨 페녹시드의 투명한 용융물을 생성하였다. 공정 온도가 290℃였을 때 가열 오일 온도 제어장치 (예시되어 있지 않음)은 310℃로 조정하였으며, 질소 스위핑 흐름은 0.56 m3/시간으로 증가시켰다. 상기 증가된 질소 흐름은 15분 동안 계속되었으며 이 시간 동안 추가로 0.064 kg의 물이 수집되었다 (전체 2.57 kg의 물이 수집됨).4.16 kg of Pelletized Potassium Hydroxide (KOH, available from JT Baker company, "Baker analyzed ACS grade (KOH of 85% by weight minimum assay, the rest of which is mostly water)) is a high temperature oil system (as illustrated in the accompanying drawings). 6), loaded into List, Inc.'s CRP-6 twin screw mixing machine (CRP-6 batch reactor (1)), equipped with a steam outlet (12), and two gas inlets (13), (14). The entire system was evacuated to 1.3 kPa pressure and a total of three times nitrogen gas was recharged to atmospheric pressure to remove oxygen from KOH and the atmosphere of this system, followed by 5.97 kg of weakly bound crystalline phenol (PhOH, Lancaster Chemical Co.). Purchased from.) Was charged to the mixer through a charging inlet at the top of the steam outlet 12. The mixer was turned on for about 5 minutes to allow phenol crystals to drop into reactor 1, and the system was brought to a pressure of about 2.7 kPa. Empty and three times more nitrogen Recharge to atmospheric pressure to remove all oxygen introduced with phenol, where cooling water was fed to the condenser 9, the control point of the hot oil heater 7 was increased from room temperature to 225 ° C, and the mixer agitator drive force was adjusted. The mixer speed was 75 and 94 RPM, respectively, on the slow and fast shafts of the CRP-6 batch reactor 1, approximately 0.28 m 3 / hour nitrogen sweeping gas (at STP) during the heating portion of the experiment. Most of the swept nitrogen was injected onto the side of the reactor 1 closest to the drive linker.The temperature of the internal thermocouple in this unit was approximately At 120 ° C., the contents were determined by the inventors of a solution of potassium phenoxide (PhOK) in water (introduced with KOH and the phenol and potassium hydroxide to form phenoxide and water). It was melted in a will that all of) visible through the clear liquid visible glass 15 on the end of (furthest CRP-6 batch reactor (1 from the gear drive) which considered) released from the response. When the contents temperature reached approximately 160 ° C. the solution began to boil and water began to collect in the receiver 10. Very vigorous nasal passages were observed throughout the solution volume when the solution temperature reached approximately 180 ° C. The viscosity of the solution increased rapidly with increasing process temperature and at a temperature of about 190 ° C. the solution began to solidify. Once solidification was complete the glass of water was significantly slowed and the control point of the hot oil heater 7 increased to 325 ° C. Heating continued with slow release of water. When the process temperature reached 280 ° C., the solid began to melt to produce a clear melt of potassium phenoxide comprising a small amount of dissolved water. The heating oil temperature controller (not illustrated) was adjusted to 310 ° C. when the process temperature was 290 ° C. and the nitrogen sweeping flow was increased to 0.56 m 3 / hour. The increased nitrogen flow continued for 15 minutes during which an additional 0.064 kg of water was collected (2.57 kg of water collected in total).

이 지점에서 CRP-6 배치식 반응기 (1)은 용융/탈수 페녹시드로 대략 60% 채워졌다. 질소 스위핑 기체 흐름을 종결시켰으며 거기에 1.68 m3/시간 (STP에서 공기에 대하여 보정된 유량계에 의해 측정)으로 나타낸 유속에서 이산화탄소 흐름을 도입시켰다. 이산화탄소 흐름은 두 스트림으로 나뉘어졌다. 하나는 구동 말단으로부터 가장 먼 반응기 (1)의 말단에서 페녹시드 위의 증기 공간으로 도입시킨 반면, 제2 스트림은 구동 연동기에서 가장 가까운 반응기 (1)의 말단에서 페녹시드의 표면의 약간 아래에 도입시켰다. 대략 2/3의 이산화탄소를 기어 구동 가장 가까운 곳의 출입구를 통하여 도입시킨 반면 약 1/3은 다른 출입구를 통하여 도입시켰다. 이산화탄소 기체의 도입 직후 가시 유리 (15)를 통하여 이전에 투명한 용융물이었던 것이 흐려진 것이 관찰되었다. 이산화탄소 기체를 80분의 시간에 걸쳐 상기 속도로 공급하였으며 이 시간 동안 전체 4.3 kg (디지탈 저울로 측정한 중량)을 CRP-6 배치식 반응기 (1)에 충전시켰다. 이산화탄소 충전 동안 공정 온도는 290℃(+/-2℃)에서 비교적 일정하였다. 이산화탄소 충전시 처음의 대략 40분 동안 리시버 (10)에 페놀이 비교적 서서히 수집되었고 (상기 시간 동안 전체 0.97 kg의 페놀이 수집됨) 페녹시드 용융물은 점점 더 흐려졌지만 여전히 약한 고체 슬러리처럼 보였다. 이산화탄소 흐름의 약 40분 후 CRP-6 반응기 (1) 내의 물질은 습윤 페이스트의 형상을 띠기 시작했으며 페놀 수집율도 상승하기 시작하였고, 수압이 혼합기 교반기 상에서의 고정된 속력을 유지하는데 필요하였다. 그 이후의 10분에 걸쳐 이산화탄소 흐름의 초기 부분 동안 보여진 동일한 수치로 교반기 수압이 되돌아감에 따라 0.74 kg의 페놀이 추가로 수집되었다 (전체 1.71 kg 수득). 그 직후 CRP-6 배치식 반응기 (1)의 가시유리 (15)를 통하여 보여지는 페이스트가 건조된 것처럼 보였고, 매우 큰 페놀 방출의 순식간의 격발 (burst)이 관찰되었다. 이산화탄소 흐름 70분 후 전체 2.79 kg의 페놀이 수집되었고 생성물인 디포타슘 p-히드록시벤조에이트가 건조/약결합 분말로서 나타났으며, 페놀 방출은 현저히 감소하였다. 그 후의 10분에 걸쳐 본질적으로 추가의 페놀은 수집되지 않았으며 이 공정은 종결되었다. 이산화탄소 기체 주입은 0.28 ㎥/시간의 질소 기체로 대체시켰고 (STP에서 공기에 대하여 보정된 유량계 (2)에 의해 측정), 10℃로 조정된 고온 오일 가열기 (7)의 제어장치, 및 냉각은 순환 오일을 제공하였다. 그 후의 90분에 걸쳐 공정 온도는 45℃로 감소하였다. 이 때 혼합기 교반기를 중지시켰으며, 질소 스위핑 기체 흐름을 정지시켰고, 순환 오일 흐름을 중단시켰다. 반응기 말단 플레이트를 제거하였으며 분말화 생성물을 추가의 시험을 위하여 옮겼다. 전체 6.67 kg의 고체를 혼합기 (1)로부터 옮겼다. 상기 고체 대부분 (대략 6.40 kg)은 자유롭게 유동하는 크림색 분말 형태였고, 반면 일부인 0.27 kg은 증기 방출 라인에서 덩어리로서 회수되었다.At this point the CRP-6 batch reactor 1 was filled approximately 60% with molten / dehydrated phenoxide. The nitrogen sweeping gas stream was terminated and there was introduced a carbon dioxide stream at a flow rate indicated as 1.68 m 3 / hour (measured by flowmeter calibrated for air at STP). The carbon dioxide stream was divided into two streams. One is introduced into the vapor space above the phenoxide at the end of the reactor (1) furthest from the drive end, while the second stream is slightly below the surface of the phenoxide at the end of the reactor (1) closest to the drive linkage. Introduced. Approximately two thirds of carbon dioxide was introduced through the gear drive nearest exit, while about one third was introduced through the other exit. It was observed that what was previously a transparent melt through the thorn glass 15 immediately after the introduction of carbon dioxide gas became cloudy. Carbon dioxide gas was fed at this rate over a period of 80 minutes during which time a total 4.3 kg (weight measured on a digital balance) was charged to the CRP-6 batch reactor (1). The process temperature was relatively constant at 290 ° C. (+/− 2 ° C.) during carbon dioxide charging. Phenol was collected relatively slowly in receiver 10 for the first approximately 40 minutes upon carbon dioxide charge (a total of 0.97 kg of phenol was collected during this time) and the phenoxide melt became increasingly cloudy but still looked like a weak solid slurry. After about 40 minutes of carbon dioxide flow, the material in the CRP-6 reactor (1) began to take shape of the wet paste and the phenol collection rate also began to rise, and hydraulic pressure was needed to maintain a fixed speed on the mixer stirrer. Further 0.74 kg of phenol was collected as a stirrer hydraulic pressure returned to the same value seen during the initial portion of the carbon dioxide stream over the next 10 minutes (total 1.71 kg obtained). Shortly thereafter, the paste seen through the visible glass 15 of the CRP-6 batch reactor 1 appeared to be dried, and an instant burst of very large phenol release was observed. After 70 minutes of carbon dioxide flow, a total of 2.79 kg of phenol was collected and the product dipotassium p-hydroxybenzoate appeared as a dry / weakly bound powder and phenol release was significantly reduced. Over the next 10 minutes essentially no additional phenol was collected and the process was terminated. The carbon dioxide gas injection was replaced with 0.28 m 3 / hour nitrogen gas (measured by flowmeter 2 calibrated for air at STP), the control of the hot oil heater 7 adjusted to 10 ° C., and cooling the circulation Oil was provided. Over the next 90 minutes, the process temperature decreased to 45 ° C. At this time the mixer stirrer was stopped, the nitrogen sweep gas flow was stopped, and the circulating oil flow was stopped. The reactor end plate was removed and the powdered product was transferred for further testing. A total of 6.67 kg of solid was transferred from the mixer (1). Most of the solids (approximately 6.40 kg) were in the form of free flowing creamy powders, while some 0.27 kg were recovered as lumps in the vapor discharge line.

분말은 보정용의 적당한 화합물을 사용하여 고압 액체 크로마토그래피로 분석하였다. 분석 전에 칼륨염을 유리 화합물로 전환시켰다. 분석에 의하면 (원래 시료의 중량을 기준으로) 61.14 중량%의 PHBA (원래 시료 중 94.87 중량%의 디포타슘염과 동등) 및 0.39 중량%의 페놀 (원래 시료 중 0.56 중량%의 칼륨 페녹시드와 동등)이 존재한다는 것이 나타났다. 4-히드록시이소프탈산 또는 살리실산은 전혀 검출되지 않았다.Powders were analyzed by high pressure liquid chromatography using appropriate compounds for calibration. The potassium salt was converted to the free compound before analysis. The analysis showed that 61.14 weight percent PHBA (equivalent to 94.87 weight percent dipotassium salt in the original sample) and 0.39 weight percent phenol (0.56 weight percent potassium phenoxide in the original sample) (based on the weight of the original sample) ) Is present. 4-hydroxyisophthalic acid or salicylic acid was not detected at all.

실시예 2Example 2

3개의 구멍있는 유리 상부가 갖추어진 1리터의 316 스테인레스 강 수지통(Lab Glass Supplies사로부터 구입)에 131.8 g의 수산화 칼륨 (KOH) 펠렛 (분석치>85%)을 충전시켰다. 일단 펠렛을 충전시켰으면, 충전 깔때기를 응축기 튜브 및 응축물 리시버로 대체시켜 수지통에서 생성되는 임의의 응축가능한 증기가 리시버내에서 응축 수집되게 하여 수지통에 들어가지 못하게 하였다. KOH 펠렛은 진공화하여 700 Pa 압력 하로 하였으며, 질소로 재충전시켜 KOH로부터 산소를 제거하였다. 수지통은 상기 시간 동안 용융 액체 금속조 위에 매달아 두었고, 충분한 열이 강 용기 내로 확산되어 KOH 펠렛이 용융되기 시작하는 것이 관찰되었다. 이어서 상부의 구멍 중 하나를 통하여 공정 용기 내로 직접적으로 방출시킬 수 있게 배열된 적하 깔때기 내에 500 g의 용융 페놀을 충전시켰다. 용융 페놀의 일부를 공정중에 충전시켰다. 초기에는 매우 왕성한 반응이 관찰되었으며 제공되는 용기내용물을 왕성하게 기계적으로 교반시키면서 나머지 페놀을 매우 서서히 충전시켰다. 충전된 전체 KOH는 페놀 충전의 완료에 의해 완전히 용융/용해되었다. 페놀 충전 을 완료한 후 적하 깔때기를 제거하였으며 하우스 질소에 연결되어 있는 블리드(bleed) 튜브로 대체시켰다. 용융 금속조를 상승시켜 수지통 높이의 약 40%가 액체 금속에 덮이도록 하였다. 금속조 온도 제어장치를 170℃ 조정하였다 해도, 페놀과 KOH 사이의 반응열이 금속조 온도를 205℃까지 상승시켰다. 용융 금속조 온도 제어장치의 조정점은 220℃까지 상승하였다. 가열이 진행됨에 따라 유백색의 응축물이 수집되었다. 공정 온도가 금속조 온도에 이름에 따라 응축물은 유백색에서 투명하게 변화하였다. 용융 금속조 온도 제어장치 조정점은 240℃까지 상승하였고 조그 자체가 상승하여 수지통 높이의 80% 이상이 액체 금속에 의해 덮였다. 액체 금속조 온도 제어장치 조정점은 그 후의 30분에 걸쳐 300℃까지 상승하였고 물의 제거를 돕기 위하여 질소를 천천히 스위프하면서 조를 상기 온도에서 약 1시간 동안 유지하였다. 그 후 금속조를 수지통과 접촉되지 않게 하강시켰고 그의 가열기를 껐다. 수지통의 액체의 온도는 열전쌍으로 측정시 266℃였다. 열전쌍을 제거한 후 수지통은 실온으로 냉각될 때 소량의 질소를 흘려주었다. 304 g의 액체를 응축물 리시버에 수집하였다. 회수된 고체는 칼 피셔 (Karl Fisher) 적정법에 의해 측정된 바와 같이 1.1%의 물을 포함하는 것으로 밝혀졌다.One liter of 316 stainless steel resin canister (purchased from Lab Glass Supplies) equipped with three perforated glass tops was charged with 131.8 g of potassium hydroxide (KOH) pellet (analytical value> 85%). Once the pellet was filled, the filling funnel was replaced with a condenser tube and a condensate receiver to ensure that any condensable vapor produced in the resin bottle was condensed and collected in the receiver to prevent entry into the resin bottle. The KOH pellets were evacuated to 700 Pa pressure and refilled with nitrogen to remove oxygen from KOH. The resin container was suspended on the molten liquid metal bath during this time, and it was observed that sufficient heat diffused into the steel vessel and the KOH pellets began to melt. 500 g of molten phenol was then charged into a dropping funnel arranged to allow direct release into the process vessel through one of the holes in the top. Some of the molten phenol was charged during the process. Initially a very vigorous reaction was observed and the remaining phenol was very slowly charged with vigorous mechanical stirring of the vessel contents provided. The total KOH charged was completely melted / dissolved by the completion of the phenol filling. After the phenol filling was complete, the dropping funnel was removed and replaced by a bleed tube connected to house nitrogen. The molten metal bath was raised so that about 40% of the height of the resin barrel was covered by the liquid metal. Even if the metal bath temperature controller was adjusted to 170 ° C, the heat of reaction between phenol and KOH raised the metal bath temperature to 205 ° C. The adjustment point of the molten metal bath temperature control apparatus rose to 220 degreeC. Milky condensate was collected as the heating proceeded. The condensate changed from milky white to transparent as the process temperature was named for the bath temperature. The molten metal bath temperature controller adjustment point rose to 240 ° C. and the jog itself rose to cover 80% or more of the height of the resin container with the liquid metal. The liquid metal bath temperature controller adjustment point rose to 300 ° C. over the next 30 minutes and held the bath at this temperature for about 1 hour while slowly sweeping nitrogen to help remove water. The metal bath was then lowered out of contact with the resin barrel and its heater was turned off. The temperature of the liquid in the resin barrel was 266 ° C. as measured by thermocouple. After removing the thermocouple, the resin container was allowed to flow a small amount of nitrogen when cooled to room temperature. 304 g of liquid was collected in a condensate receiver. The recovered solid was found to contain 1.1% water as measured by Karl Fisher titration.

실시예 3Example 3

40 g의 수산화 나트륨 펠렛을 실시예 2에 기술한 것과 동일한 1리터의 스테인레스 강 수지통에 충전시켰고 400 Pa 미만까지 진공화하였으며 3배의 대기압까지 질소를 재충전시켜 산소를 제거하였다. 이어서, 100.0 g의 약결합 결정 페놀을 분말 깔때기를 통하여 질소가 충만한 용기에 충전시켰다. 이어서 용기를 6.6kPa까지 진공화하였고, 대기압의 2배까지 재충전시켜 산소를 제거하였다. 용기, 반응 물질로부터 휘발성 물질을 제거하는 것을 돕기 위한 응축기 및 응축물 리시버를 가로질러 질소 기체 블리드를 확립하였다. 이어서 200℃로 유지한 용융 액체 금속조를 상승시켜 스테인레스 강 수지통의 세로 높이의 80%를 덮게 하였다. 조 온도 제어장치를 318℃로 조정하였고 기계적 교반기를 켰다. 조, 수지통, 및 반응 물질이 가열됨에 따라 물 및 과량의 페놀은 끓었다. 금속조 온도는 약 35분 후에 318℃에 이르렀다. 추가로 가열을 20분 동안 계속하였으며 이어서 용융 금속조를 하강시켰고 그의 가열기를 껐다.40 g of sodium hydroxide pellets were charged to the same 1 liter stainless steel resin pail as described in Example 2, evacuated to less than 400 Pa and replenished with nitrogen to 3 times atmospheric pressure to remove oxygen. 100.0 g of weakly bound crystalline phenol was then charged to a container filled with nitrogen through a powder funnel. The vessel was then evacuated to 6.6 kPa and recharged to twice the atmospheric pressure to remove oxygen. Nitrogen gas bleed was established across the vessel, condenser and condensate receiver to help remove volatiles from the reactants. The molten liquid metal bath held at 200 ° C. was then raised to cover 80% of the longitudinal height of the stainless steel resin barrel. The bath temperature control was adjusted to 318 ° C. and the mechanical stirrer was turned on. Water and excess phenol boiled as the crude, resin barrel, and reaction mass were heated. The metal bath temperature reached 318 ° C. after about 35 minutes. Further heating was continued for 20 minutes and the molten metal bath was then lowered and its heater was turned off.

용기는 실온 근처까지 냉각시킨 후 개봉하여 내용물을 검사하였다. 육안 검사를 수행하였더니 비록 명확하게 적은 분율이 결빙 분말의 형태라 해도 대부분의 용기 내용물이 실험이 끝나는 시간에 용융되었음이 나타났다. 용융상의 물질 상의 시차 주사 열량법에 의하면 272℃에서 명확한 융점이 나타났다. 본질적으로 나트륨 페녹시드를 180℃까지 가열하고 진공 오븐에서 수시간 동안 유지한 후의 DSC 흔적에서 아무런 변화도 나타나지 않았다.The vessel was cooled to near room temperature and then opened to inspect the contents. A visual inspection showed that most of the vessel contents melted at the end of the experiment, although clearly a small fraction was in the form of icing powder. Differential scanning calorimetry on the material of the molten phase showed a clear melting point at 272 ° C. Essentially no change was seen in the DSC traces after heating sodium phenoxide to 180 ° C. and holding in a vacuum oven for several hours.

실시예 4Example 4

66.0 g의 수산화 칼륨 펠렛을 실시예 2에 기술된 것과 동일한 1리터의 스테인레스 강 수지통에 충전시켰고 400 Pa 미만까지 진공화하였으며 대기압의 3배까지 질소로 재충전시켜 산소를 제거하였다. 이어서, 144.2 g의 약결합 결정 2-나프톨을 분말 깔때기를 통하여 질소로 채워진 용기에 충전시켰다. 이어서 이 용기를 6.7kPa까지 진공화하였고, 대기압의 2배까지 재충전시켜 산소를 제거하였다. 용기, 반응 물질로부터 휘발성 물질을 제거하는 것을 돕기 위한 응축기 및 응축물 리시버를 가로질러 질소 기체 블리드를 확립하였다. 이어서 200℃로 유지한 용융 액체 금속조를 상승시켜 스테인레스 강 수지통의 세로 높이의 80%를 덮게 하였다. 조 온도 제어장치를 318℃로 조정하였고 기계적 교반기를 켰다. 조, 수지통, 및 반응 물질이 가열됨에 따라 물 및 과량의 페놀은 끓었다. 금속조 온도는 약 30분 후에 318℃에 이르렀다. 추가로 가열을 20분 동안 계속하였으며 이어서 용융 금속조를 하강시켰고 그의 가열기를 껐다.66.0 g of potassium hydroxide pellets were charged to the same 1 liter stainless steel resin pail as described in Example 2, evacuated to below 400 Pa and refilled with nitrogen to three times the atmospheric pressure to remove oxygen. 144.2 g of weakly bound crystalline 2-naphthol was then charged to a container filled with nitrogen through a powder funnel. The vessel was then evacuated to 6.7 kPa and refilled to twice the atmospheric pressure to remove oxygen. Nitrogen gas bleed was established across the vessel, condenser and condensate receiver to help remove volatiles from the reactants. The molten liquid metal bath held at 200 ° C. was then raised to cover 80% of the longitudinal height of the stainless steel resin barrel. The bath temperature control was adjusted to 318 ° C. and the mechanical stirrer was turned on. Water and excess phenol boiled as the crude, resin barrel, and reaction mass were heated. The metal bath temperature reached 318 ° C after about 30 minutes. Further heating was continued for 20 minutes and the molten metal bath was then lowered and its heater was turned off.

용기는 실온 근처까지 냉각시킨 후 개봉하여 내용물을 검사하였다. 육안 검사를 수행하였더니 본질적으로 모든 용기 내용물이 가열 시간의 마지막에 용융되었음이 나타났다. 회수된 칼륨 2-나프톡시드 상의 시차 주사 열량법에 의하면 243℃에서 명확한 융점이 나타났다.The vessel was cooled to near room temperature and then opened to inspect the contents. Visual inspections showed that essentially all container contents were melted at the end of the heating time. Differential scanning calorimetry on recovered potassium 2-naphthoxide showed a clear melting point at 243 ° C.

실시예 5Example 5

상기 실시예에 있어서 첨가되는 CO₂또는 회수되는 페놀의 중량을 재기 위한 저울 (5) 및 (11)이 없다는 것을 제외하고 도면 1에 나타낸 장치와 유사한 것을 사용하였다.In the above example, similar to the apparatus shown in Fig. 1 was used except that there were no scales (5) and (11) for weighing the added CO2 or phenol recovered.

2.7 kg의 수산화 칼륨 및 4.0 kg의 페놀을 질소 하에 CRP-6 배치식 반응기 (1)에 첨가하였고 반응기 (1)을 진공 하, 이어서 질소의 주위 압력 및 질소 정화 하에 두었다. 반응기를 가열하기 시작하였으며 두 개의 교반기 축을 30/37 rpm, 이어서 53/67 rpm으로 회전하도록 조정하였다. 상기 시간 동안 물을 증류시켰다. 내용물 온도가 255℃에 이르렀을 때 진공을 25분 동안 가하여 최종 미량의 물을 제거하였다. 상기 시점에서 반응기 (1) 내에는 분말이 존재하였다.2.7 kg of potassium hydroxide and 4.0 kg of phenol were added to the CRP-6 batch reactor 1 under nitrogen and the reactor 1 was placed under vacuum followed by ambient pressure of nitrogen and nitrogen purge. The reactor was started to heat and the two stirrer shafts were adjusted to rotate at 30/37 rpm followed by 53/67 rpm. Water was distilled off during this time. When the contents temperature reached 255 ° C., vacuum was applied for 25 minutes to remove the final traces of water. At this point a powder was present in reactor 1.

이어서 255℃의 반응기 내용물 온도에서 CO₂를 72분 (페놀 플러그가 응축기(10)내에서 형성되는 2회의 단시간을 제외)의 시간 동안 1.99 내지 2.26 ㎥/시간 (70내지 80 SCF/시간)의 속도로 첨가하였다. 또한 CO₂첨가의 처음 37분 동안 0.5㎥/시간 (20 SCF/시간)의 질소도 또한 첨가하였다. 응축기 (10) 내에 플러그가 존재하는 2회의 짧은 시간 동안을 제외하고, 반응기 (1) 내의 압력은 대략 주위 압력이었다. CO₂를 첨가하기 시작한 직후 반응 물질은 페이스트화되었고 이어서 CO₂첨가가 진행됨에 따라 다시 차츰 건조 분말로 되었다. CO₂첨가 직후, 그리고 반응 물질이 페이스트화함과 거의 동시에 교반기 구동에 의한 구동력 소비도 또한 피크를 이루었다. 그 후의 구동력 소비는 서서히 감소되었다. 생성물 분석을 표 1에 나타낸다.CO2 was then added at a rate of 1.99 to 2.26 m 3 / hour (70 to 80 SCF / hour) for 72 minutes (excluding the two short times when the phenol plug is formed in the condenser 10) at a reactor content temperature of 255 ° C Added. Also added was 0.5 m3 / hour (20 SCF / hour) of nitrogen during the first 37 minutes of CO2 addition. Except for two short periods of time when there was a plug in the condenser 10, the pressure in the reactor 1 was approximately ambient pressure. Immediately after the addition of CO2, the reaction mass was pasted and then gradually dried powder as CO2 addition proceeded. Immediately after the CO2 addition and almost simultaneously with the reaction material pasting, the driving force consumption by stirrer driving also peaked. Subsequent driving force consumption gradually decreased. Product analysis is shown in Table 1.

실시예 6Example 6

상기 실시예는 건조 및 CO2와의 반응을 272 내지 274℃에서 행하고 CO₂유속이 58분 동안 2.26 ㎥/시간 (80 SCF/시간)이며 (이 시스템의 플러그는 존재하지 않음) CO₂첨가 동안 질소 흐름이 없다는 것을 제외하고 실시예 5와 완전히 동일하게 수행하였다. CO₂첨가 동안의 관찰결과는 실시예 5의 것과 유사하였다. 생성물 분석을 표 1에 나타낸다.This example performs drying and reaction with CO 2 at 272 to 274 ° C. with a CO 2 flow rate of 2.26 m 3 / hour (80 SCF / hour) for 58 minutes (no plug in this system) and nitrogen flow during CO 2 addition. It carried out exactly the same as Example 5 except not having. The observations during the CO2 addition were similar to those of Example 5. Product analysis is shown in Table 1.

실시예 7Example 7

상기 실시예는 건조 및 CO2와의 반응을 반응기 내용물 온도인 269 내지 271℃에서 행하였고 건조를 0.57 ㎥/시간 (20 SCF/시간)의 질소 흐름 하에서 행하였으며 CO2 첨가를 67분 동안 2.26 ㎥/시간 (80 SCF/시간)에서 행하였다는 것을 제외하고 실시예 5와 완전히 동일하게 행하였다. CO₂첨가 동안의 관찰결과는 실시예 5의 것과 유사하였다. 생성물 분석을 표 1에 나타낸다.The examples were drying and reaction with CO 2 at 269-271 ° C., reactor contents temperature, drying under a nitrogen flow of 0.57 m 3 / hour (20 SCF / hour) and CO 2 addition for 2.26 m 3 / It was done exactly the same as Example 5 except that it was done at time (80 SCF / hour). The observations during the CO2 addition were similar to those of Example 5. Product analysis is shown in Table 1.

표 1Table 1

상기 표에서 수율은 원래의 전체 시료의 퍼센트로서 나타내며, 여기에서 화합물은 그의 알칼리 금속염으로서 존재하였다. 실제적인 분석은 유리 화합물 (즉 상기 화합물을 산성화시킨 후)에 대하여 고압 액체 크로마토그래피 (HPLC)로 적당한 표준물을 사용하여 행하였다. "전체 염"은 이 분석에 의해 밝혀진 시료의 전체양에 대한 HPLC 분석 결과를 사용하여 다시 계산한 것에 기초한다. "분실된 물질은 (중)탄산 칼륨 및 아마도 다른 무기염이 아닐까 생각된다. 표에서 "N/D"는 검출되지 않음을 의미한다.The yield in the table is expressed as a percentage of the original total sample, where the compound was present as its alkali metal salt. Practical analysis was performed using a suitable standard by high pressure liquid chromatography (HPLC) on the free compound (ie after acidifying the compound). "Total salt" is based on recalculations using HPLC analysis results for the total amount of samples found by this analysis. "It is thought that the lost material is potassium (heavy) carbonate and possibly other inorganic salts." N / D "in the table means no detection.

Claims (15)

반응 동안 페이스트가 형성되는, 알칼리 금속 아릴옥시드와 이산화탄소와의 콜베-슈미트 반응을 사용하여 방향족 히드록시카르복실산을 제조하는 방법에 있어서, In the process for producing an aromatic hydroxycarboxylic acid using the Kolbe-Schmidt reaction of alkali metal aryloxide and carbon dioxide, in which a paste is formed during the reaction, 내용물이 교반되고 충분한 자유 용적이 존재하여 기체가 반응기를 비교적 자유롭게 통과할 수 있고, 존재하는 고체 및(또는) 액체 성분과 접촉할 수 있는 반응기에서, 약 0.8 내지 2 기압의 절대 기압하에 상기 알칼리 금속 아릴옥시드의 융점 근처 또는 그 이상의 온도에서 상기 이산화탄소와의 반응을 수행하되, In the reactor where the contents are stirred and sufficient free volume is present so that gas can pass relatively freely through the reactor and come into contact with the solid and / or liquid components present, the alkali metal under absolute pressure of about 0.8 to 2 atmospheres. Reaction with the carbon dioxide at or near the melting point of the aryloxide, 단, 반응 매질의 부재하에 반응이 이루어지고,Provided that the reaction takes place in the absence of a reaction medium, 반응기에서 비기체성 반응물의 평균 체류 시간이 약 2시간 미만이 되도록 충분한 교반이 이루어지고;Sufficient agitation is achieved such that the average residence time of the non-gaseous reactants in the reactor is less than about 2 hours; 반응기에서 상기 알칼리 금속 아릴옥시드의 80몰 퍼센트 이상이 이산화탄소와 반응하며;At least 80 mole percent of the alkali metal aryloxides in the reactor react with carbon dioxide; 상기 반응기로부터 미반응된 기체가 배출되는 것을 특징으로 하는 개선된 제조 방법.Improved manufacturing method characterized in that the unreacted gas is discharged from the reactor. 제1항에 있어서, 상기 알칼리 금속 아릴옥시드가 칼륨 페녹시드, 나트륨 페녹시드, 칼륨 2-페닐-페녹시드 또는 칼륨 2-나프톡시드인 방법.The method of claim 1, wherein the alkali metal aryloxide is potassium phenoxide, sodium phenoxide, potassium 2-phenyl-phenoxide or potassium 2-naphoxide. 제1항에 있어서, 상기 알칼리 금속 아릴옥시드가 칼륨 페녹시드인 방법.The method of claim 1, wherein the alkali metal aryloxide is potassium phenoxide. 제1항에 있어서, 상기 알칼리 금속 아릴옥시드의 융점이 약 320℃ 미만인 방법.The method of claim 1 wherein the alkali metal aryloxide has a melting point of less than about 320 ° C. 5. 제1항에 있어서, 약 275℃ 이상의 온도에서 수행되는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the process is performed at a temperature of about 275 ° C. or higher. 제1항에 있어서, 과량의 이산화탄소 또는 불활성 기체 또는 둘 모두가 상기 반응기에 첨가되는 것인 방법.The process of claim 1 wherein excess carbon dioxide or an inert gas or both are added to the reactor. 제1항에 있어서, 연속적으로 수행되는 것인 방법.The method of claim 1 wherein the process is carried out continuously. 제1항에 있어서, 배치식 반응으로 수행되는 것인 방법.The method of claim 1 wherein the process is carried out in a batch reaction. 제1항에 있어서, 상기 이산화탄소가 상기 반응기 내에서 상기 고체의 이동과 반대로 흐르게 첨가되는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the carbon dioxide is added to flow opposite to the movement of the solid in the reactor. 제1항에 있어서, 상기 반응기 내에서 95 몰 퍼센트 이상의 상기 알칼리 금속 아릴옥시드를 상기 이산화탄소와 반응시키는 것인 방법.The method of claim 1, wherein at least 95 mole percent of the alkali metal aryloxide is reacted with the carbon dioxide in the reactor. 제1항에 있어서, 상기 전체 압력이 주위 대기압 ㅁ 0.2바인 방법.The method of claim 1, wherein the total pressure is ambient atmospheric pressure 0.2 0.2 bar. 제1항에 있어서, 상기 알칼리 금속이 나트륨 또는 칼륨인 방법.The method of claim 1 wherein said alkali metal is sodium or potassium. 제1항에 있어서, 상기 알칼리 금속이 칼륨인 방법.The method of claim 1 wherein the alkali metal is potassium. 제1항에 있어서, 방향족 히드록시 화합물이 상기 공정 도중 제거되는 것인 방법.The method of claim 1 wherein the aromatic hydroxy compound is removed during the process. 제1항에 있어서, 상기 평균 체류 시간이 약 1.0시간 미만인 방법.The method of claim 1, wherein said average residence time is less than about 1.0 hour.
KR1019980707974A 1996-04-08 1997-04-07 Preparation of Aromatic Hydroxycarboxylic Acids KR100529685B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980707974A KR100529685B1 (en) 1996-04-08 1997-04-07 Preparation of Aromatic Hydroxycarboxylic Acids

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US60/015,000 1996-04-08
US60/017,767 1996-05-15
US60/033,161 1996-12-13
US8/832,739 1997-04-04
US08/832,739 1997-04-04
KR1019980707974A KR100529685B1 (en) 1996-04-08 1997-04-07 Preparation of Aromatic Hydroxycarboxylic Acids

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057015307A Division KR100548866B1 (en) 1996-04-08 1997-04-07 Preparation of Dialkali Metal Salts of Aromatic Hydroxycarboxylic Acids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000005271A KR20000005271A (en) 2000-01-25
KR100529685B1 true KR100529685B1 (en) 2006-02-28

Family

ID=41740043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980707974A KR100529685B1 (en) 1996-04-08 1997-04-07 Preparation of Aromatic Hydroxycarboxylic Acids

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100529685B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4966992A (en) * 1988-01-23 1990-10-30 Kabushiki Kaisha Ueno Seiyaku Oyo Kenkyujo Process for production of aromatic hydroxycarboxylic acid

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4966992A (en) * 1988-01-23 1990-10-30 Kabushiki Kaisha Ueno Seiyaku Oyo Kenkyujo Process for production of aromatic hydroxycarboxylic acid

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000005271A (en) 2000-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4835293A (en) Atmospheric pressure process for preparing pure cyclic esters
JPH10504563A (en) Lactide production method
US20050222379A1 (en) Method and apparatus for synthesis of lactide
CN102766132A (en) Method for preparing lactide continuously
JP2002507973A (en) Thermal conversion of volatile fatty acids to ketones
US11161812B2 (en) Production of cyclic imides suitable for oxidation catalysis
CN101870641B (en) Method for manufacturing 2,2-di(4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane
CN105732327A (en) Method and device for preparing ethylene glycol antimony through microwave reaction
EP4148060A1 (en) Production equipment and production method for sucrose-6-ester
KR100529685B1 (en) Preparation of Aromatic Hydroxycarboxylic Acids
KR100548867B1 (en) Preparation of Dialkali Metal Salts of Aromatic Hydroxycarboxylic Acids
CN108584893A (en) A kind of hydroxylamine hydrochloride synthetic method
US6028218A (en) Preparation of aromatic hydroxycarboxylic acids and dialkali metal salts thereof
US5977405A (en) Preparation of aromatic hydroxycarboxylic acids and dialkali metal salts thereof
EP1149821B1 (en) Process for drying an alkali metal aryloxide
US11014883B2 (en) Production of cyclic imides suitable for oxidation catalysis
CN102079702B (en) Preparation method of monobutyl itaconate
TW524771B (en) Process for the preparation of anhydrous, highly pure sodium sulfide
JP4146924B2 (en) Process for producing aromatic nucleohydrocarbyl substitution products of phenols
JPS6116381B2 (en)
JP2004323475A (en) Method for producing aromatic hydroxycarboxylic acid
CN116920755A (en) Solvent-free salification reaction equipment and process
WO2005009985A1 (en) Production of trimethylene carbonate from poly(trimethylene carbonate) by wiped film reactive evaporation
CN205550257U (en) Device of microwave response preparation ethylene glycol antimony
SU729186A1 (en) Method of preparing aromatic acids chlorides

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
A107 Divisional application of patent
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee