KR100830718B1 - 알킬케텐다이머의 수소화 반응에 의한 알킬 β-락톤의제조방법 - Google Patents

알킬케텐다이머의 수소화 반응에 의한 알킬 β-락톤의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알킬케텐다이머의 수소화 반응에 의한 알킬 β-락톤의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알킬케텐다이머의 수소화 반응시 종래의 회분식 반응기 대신에 입상형의 금속촉매가 장착된 고정층 반응기를 사용하는 연속공정을 수행하여, 종래 일회성으로 사용되는 고가의 수소화 반응촉매의 반복사용이 가능하므로 단위 촉매 당 제품 생산량의 증대가 가능하여 대량 생산에 유리하고, 제품의 가격 경쟁력이 월등히 향상된 알킬케텐다이머로부터 알킬 β-락톤을 제조하는 방법에 관한 것이다.
알킬케텐다이머, 수소화 반응, 고정층 반응기, 입상형의 금속촉매, 생계면활성제

Description

알킬케텐다이머의 수소화 반응에 의한 알킬 β-락톤의 제조방법{Hydrogenation of alkyl ketene dimer to alkyl β-lactone}
도 1은 본 발명에 따른 알킬케텐다이머의 수소화 반응에 사용되는 고정층 반응기의 장치도를 나타낸 것이다.
본 발명은 알킬케텐다이머의 수소화 반응에 의한 알킬 β-락톤의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알킬케텐다이머의 수소화 반응시 종래의 회분식 반응기 대신에 입상형의 금속촉매가 장착된 고정층 반응기를 사용하는 연속공정을 수행하여, 종래 일회성으로 사용되는 고가의 수소화 반응촉매의 반복사용이 가능하므로 단위 촉매 당 제품 생산량의 증대가 가능하여 대량 생산에 유리하고, 제품의 가격 경쟁력이 월등히 향상된 알킬케텐다이머로부터 알킬 β-락톤을 제조하는 방법에 관한 것이다.
20 세기 초부터 공업화된 합성계면활성제는 지속적인 성장을 거쳐 현재 의약 품, 화장품, 농약, 세제 등 산업 전반에 폭넓게 이용되고 있다. 그러나, 이들 합성계면활성제는 환경오염 문제를 유발시키기 때문에 천연 유래의 환경 친화적인 계면활성제로의 대체가 시도되고 있다. 특히, 화장품, 음료, 의약품 등에서는 생체 시스템과의 친화성, 마일드성이 매우 중요한 요소가 되기 때문에 생계면활성제는 크게 주목받고 있다.
넓은 의미에서 생계면활성제는 생물체의 세포내외에서 생성되는 계면활성 물질로 정의되는 것으로, 독특한 화학구조와 여러 가지의 관능기를 가지며 생분해성 및 안전성이 뛰어나다는 특징을 가지고 있다. 70년대 중반 이후부터 탄화수소 발효공정의 연구 중에 미생물에 의해 생성되는 혼합물 형태의 계면활성작용을 하는 물질이 많이 알려지게 되었다. 이들이 갖는 친수기의 종류에 따라 당지질계, 아실펩타이드계, 인지질계, 지방산계 및 고분자계로 분류된다.
생계면활성제는 일반적으로 표면(계면)장력을 저하시키고 유화 분산력이 우수하며 낮은 임계미셀농도를 갖는다. 그러나, 이러한 장점에도 불구하고 현재까지 실용화된 생물계면활성제는 극히 적었다. 그 원인은 제조공정의 최적화와 생성되는 부산물의 정제 및 분리 등의 기술적 문제에 따른 저생산수율 및 고비용 때문이었다.
따라서, 많은 양을 필요로 하는 광범위한 영역의 해양 또는 토양오염 등을 정화시키거나 또는 산업적 목적으로 다량 사용하는 것은 거의 불가능한 실정이었다. 이와 같은 연유로 구조가 규명된 화합물을 중심으로 비교적 정제방법이 용이하고 수율이 높아 경제성이 있는 생계면활성제 또는 그 유도체나 동족체를 얻고 자 하는 시도들이 활발하였다.
한편, 지방산계의 생체계면활성제인 2-알킬-3-하이드록시지방산은 천연에서 여러 가지 미생물에 의해 생성되고, 생성균주의 명칭에 따라 코리노미콜산(Corynomycolic acid), 노카르도미콜산(Nocardomycolic acid), 미콜산(mycolic acid) 등으로 불리우고 있다. 이들은 대개 총탄소수가 22 ∼ 90이고 알킬기의 탄소수가 6 ∼ 24의 분포를 가지고 있다. 이러한 지방산계인 생계면활성제는 알킬 β-락톤의 개환 반응으로부터 얻을 수 있다.
종래에 수소화 반응에 의한 알킬케텐다이머의 알킬 β-락톤 전환반응은 탄소 분말에 담지된 팔라듐(Pd/C)을 촉매로 사용하고 있다[대한민국특허공개 제2004-106720호]. 이 Pd/C는 귀금속 촉매이고 회분식 반응에서 주로 일회용의 수소화 반응 촉매로 사용하므로 촉매 가격이 제조 원가에 큰 영향을 미친다. 또한, 촉매의 재생 공정을 거쳐 귀금속인 팔라듐을 다시 회수하여 사용할 수 있지만 재생 공정에 따른 처리비용이 소요된다.
따라서, 회분식 반응기에서 분말형 Pd/C를 이용하는 알킬케텐다이머의 수소화 반응은 촉매 가격이 제조원가 중에서 큰 비중을 차지하기 때문에 대량생산의 상업화에 큰 걸림돌이 되고 있다.
이에, 본 발명자들은 종래 알킬케텐다이머의 알킬 β-락톤 전환반응 시 적용되는 회분식 반응으로 인한 촉매의 일회성 및 재생공정 등으로 인한 문제를 해결하 기 위하여 연구 노력하였다. 그 결과, 상기 회분식 반응 대신에 촉매가 장착된 고정층 반응기를 사용한 연속공정을 수행하여 단위 촉매 당 제품 생산량을 증대가 가능하여 대량 생산에 유리하고 촉매의 원가부담을 대폭 낮출 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다. 또한, 본 발명은 고정층 반응기의 촉매로 알루미나 및 실리카에 담지된 입상형 팔라듐 담지 촉매 또는 입상형 구리-크롬 촉매를 사용하여, 종래 일회용으로서 한시적으로 사용하는 분말형 Pd/C에 비해 촉매의 활성이 초기와 동등하기 유지되면서 장기간 연속적인 수소화 반응에 사용이 가능하다는 것을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 고정층 반응기를 이용하여 알킬케텐다이머의 수소화 반응으로 알킬 β-락톤을 제조하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 알킬케텐다이머의 수소화 반응에 의해 알킬 β-락톤을 제조하는 방법에 있어서, 상기 수소화 반응은 입상형의 금속촉매가 장착된 고정층 반응기를 이용하여 수행되는 알킬 β-락톤의 제조방법에 그 특징이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 촉매가 장착된 고정층 반응기를 사용하는 연속공정으로 알킬케텐다이머를 수소화 반응시켜 알킬 β-락톤을 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 알킬케텐다이머의 수소화 반응은 취급이 용이하고 사용 목적에 따른 생산량 조절이 쉽기 때문에 회분식 반응기를 사용하였으나, 이 경우 수소화 반응에 사용되는 촉매가 일회성으로 사용되는 문제가 있다. 아시다시피 수소화 반응의 촉매는 고가의 금속촉매인 Pd/C로 이의 사용이 제품의 원가에 매우 큰 영향을 미치고 있으나, 상기와 같은 회분식 반응기에서는 촉매의 활성이 유지됨에도 불구하고 일회성으로 사용될 수 밖에 없으며, 이를 재활용하기 위하여 재생방법을 도입하는 경우 별도의 공정이 요구되었다. 이에 본 발명은 회분식 반응기 대신에 촉매가 장착된 고정층 반응기를 도입하여 연속공정 수행이 가능하고 특히 촉매의 반복사용이 가능하여 단위 촉매 당 제품 생산량을 증대가 가능하여 대량 생산에 유리하고 촉매의 원가부담을 대폭 낮출 수 있는 장점이 있다.
분말형 촉매를 이용하는 회분식 반응의 경우 통상적으로 5 중량% Pd/C 또는 10 중량% Pd/C와 같이 팔라듐 함량이 높은 촉매가 사용되고 있는 바, 이러한 분말형 촉매는 지지체인 탄소 분말에 팔라듐이 담지되어 있어 입상형 촉매에 비해 상대적으로 표면적이 넓고 반응성이 빠르다.
반면, 입상형 팔라듐 촉매는 5 중량% 이하의 팔라듐 함량으로 제조되어 지며, 일반적으로 알루미나 혹은 실리카 지지체에 0.5 중량% 팔라듐 함량의 입상형 촉매가 널리 사용된다. 입상형 촉매는 비교적 낮은 함량의 팔라듐이 지지체 분포되어 있는 관계로 분말형 촉매와 비교하여 반응성 및 물질 전달 저항이 크게 다르며 이것은 반응 조건에 큰 영향을 미친다. 분말형 팔라듐 촉매의 경우 빠른 반응성으로 인하여 부반응이 일어날 가능성이 있으나, 반응 속도를 조절하기 쉬운 입상형 촉매는 부반응을 억제하는 수가 있어 제품의 수율을 향상시킬 수 있다. 이러한 반응 속도는 반응온도와 수소 압력에 의해서도 영향을 받는다.
또한, 본 발명은 종래의 Pd/C 대신에 알루미나 및 실리카에 담지된 입상형 팔라듐 담지 촉매 또는 입상형 구리-크롬 촉매를 사용하여 반응속도를 조절하고 부반응을 줄여서 수율을 향상시킨 것에 특징이 있다.
본 발명의 알킬케텐다이머의 수소화 반응에 의해 알킬 β-락톤을 제조하는 방법을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
알킬케텐다이머의 수소화 반응은 다음 반응식 1에서 보여지는 바와 같은 과정으로 수행된다. 이때, 상기 알킬케텐다이머는 제지공업에서 종이 속으로 침투되는 액체를 선택적으로 차단하는 사이즈제로 널리 사용되고 있는 것으로 예를 들어 BASF사, 일본유지사, 허큘리스사 등의 제품을 사용할 수 있으며, 목적으로 하는 알킬기 또는 알케닐기를 갖는 아실클로라이드와 트리에틸아민으로 합성하여 사용할 수도 있다.
이때, 알킬케텐다이머에 염과 같은 불순물이 조금이라도 포함되어 있으면 촉매 활성이 저하되어 반응 전환율을 올리는데 한계가 있어 이러한 염을 분리 정제하여 수소화 반응 전에 이 불순물을 제거해야 한다. 특히, 분말형 촉매를 사용하는 경우에는 입상형 촉매 보다 더 큰 영향을 받아 수소화 반응에서 촉매 활성 저하도가 훨씬 크다. 염을 제거하는 방법으로 액체 크로마토그래피, 추출, 재결정, 증류 등의 분리정제법 등이 있다.
증류 방법을 제외한 다른 분리정제법은 유기 용매를 사용하여 처리하는 관계로 용매 비용뿐만 아니라 폐수 또는 폐기물 처리 문제가 발생하며, 제품의 생산성에서도 증류법에 비해 불리하다. 따라서, 본 발명에서는 알킬케텐다이머에서 불순물인 염을 제거하는 분리법으로서 증류법을 채택하였다.
상기 증류는 구체적으로 단순 증류 또는 박막 증류(thin film evaporator 또는 molecular distillation)를 사용할 수 있다. 단순 증류는 공급 혼합물을 급탕기(reboiler)에 넣고 비등한 증기를 응축기에서 응축한다. 알킬케텐다이머와 불순물인 염은 서로 비점 차이가 커서 일반 단순 증류로도 분리가 가능하며 염이 잔류물로 남는다. 상기 단순 증류는 압력과 온도에 의존하는데 주로 0.1 ∼ 5 torr 범위와 180 ∼ 230 ℃ 범위내에서 수행된다.
박막 증류는 공급 혼합물을 일정한 유속으로 계속 공급하면서 장치 내부의 벽면을 따라 증발이 용이하도록 얇은 박막을 형성하고 여기서 발생된 증기를 응축기에서 포집하는 것으로 이루어진다. 박막 증류는 0.01 ∼ 3 torr 범위와 140 ∼ 190 ℃ 범위 내에서 수행된다. 박막 증류는 훨씬 낮은 온도에서 증류 수행이 가능하며 단위 시간당 처리 양도 많고 잔류물도 적어서 단순 증류에 비해 효율적이고 장점이 많다.
Figure 112007007747972-pat00001
상기 반응식 1에서, R은 탄소수 4 ∼ 20의 직쇄 또는 분지형 알킬기를 나타낸다.
본 발명은 다음 도 1에 나타낸 바와 같이 구성된 고정층 반응기를 사용하여 반응을 수행한다. 상기 고정층 반응기(Fixed Bed Reactor)는 당 분야에서 일반 적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 본 발명은 효율적인 수소화 반응을 위하여 직경이 5 ∼ 100 ㎝이고, 길이가 50 ∼ 400 ㎝인 스테인레스 스틸 재질의 반응기를 사용한다.
또한, 상기 고정층 반응기에 장착되는 촉매는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것을 구체적으로 팔라듐, 백금, 루테늄, 니켈, 구리, 구리-크롬, 구리-아연, 구리-철, 구리-크롬-망간, 코발트 등을 사용할 수 있다. 상기 반응 촉매 중에서 팔라듐 촉매는 구입이 용이하고 실온과 같은 비교적 온화한 조건에서 수소화 반응을 수행할 수 있는 촉매이다. 니켈, 구리 또는 구리계열, 크롬, 코발트 등도 촉매로 사용할 수 있는데, 이 금속들 가운데 구리-크롬계 촉매는 비교적 가격이 저렴한 촉매로서 수소화 반응에 사용할 수 있다. 그러나, 팔라듐 촉매보다 온도와 압력이 높은 반응조건에서 수소화 반응이 이루지는 데, 이러한 금속 촉매를 이용하는 수소화 반응에서 반응온도가 너무 낮거나 높으면 반응이 잘 이루어지지 않아 미반응물이 많이 남아 있거나 혹은 반응이 과도하게 진행되어 부생성물이 얻어질 수 있다.
이러한 고정층 반응기에서 사용되는 촉매는 타블렛(tablet), 펠렛(pellet), 실린더(cylinder) 형으로서 일정한 모양과 크기를 가진 입상형이다. 입상형 촉매의 크기는 1 ∼ 10 mm 범위 내에 이르며 담지체로는 알루미나, 실리카, 실리카/알루미나 등을 사용한다. 이때, 담지체 내에서의 팔라듐 촉매의 함량은 0.05 ∼ 5 중량% 범위를 유지하는 바, 상기 함량이 0.05 중량% 미만이면 반응성이 저하 되고, 5 중량%를 초과하는 경우에는 과다한 귀금속을 사용하는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 좋다.
본 발명은 알루미나 또는 실리카에 담지된 입상형 팔라듐 담지 촉매 또는 입상형 구리-크롬 촉매를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
다음 도 1과 같은 장치 구성도에서 보는 바와 같이 입상형 촉매는 반응기 컬럼 내에 고정층으로 장착되고 고압용 펌프나 압축기를 이용하여 알킬케텐다이머 용액과 수소를 병류나 향류로 보내어 수소화 반응을 수행한다.
이때, 알루미나 및 실리카에 담지된 입상형 팔라듐 담지 촉매의 경우 반응 온도는 20 ∼ 100 ℃ 범위의 가열 온도 조건에서 수행할 수 있으나, 바람직하기로는 실온에서 수행하는 것이 좋다. 상기 온도가 20 ℃ 미만이면 반응성이 떨어지고 100 ℃를 초과하는 경우에는 부반응이 일어날 수 있는 문제가 있다.
반응 압력은 10 기압 이상의 고압에서도 가능하나 바람직하기로는 0.1 ∼ 10 기압 범위를 유지하는 것이 좋은 바, 압력이 0.1 기압 미만이면 반응이 잘 이루어지 않고 10 기압을 초과하는 경우에는 과도한 압력을 사용하고 장치 투자비가 높아지는 문제가 발생한다.
입상형 구리-크롬 촉매를 사용하는 경우 낮은 온도에서는 반응이 잘 이루어지지 않으며 너무 높은 온도에서는 부반응이 일어나기 쉽다. 따라서 바람직한 반응온도는 80 ∼ 300 ℃ 범위, 반응 압력은 30 기압 이상의 고압에서도 가능하나 바람직하기로는 0.1 ∼ 30 기압 범위 내이다. 상기 압력이 0.1 기압 미만이면 반응이 잘 이루어지지 않고 30 기압을 초과하는 경우에는 과도한 반응 압력을 사용하고 장치 투자비가 높아지는 문제가 발생한다.
고정층 반응기는 일정한 시간동안 반응 후에 전 제품을 배출하거나 원료 공급이나 제품 배출에 있어서 유량 또는 압력 조절 시스템을 설치하여 장기간 연속적으로 일정량씩 원료 공급하고 제품 배출하는 연속 생산시스템에 이용할 수 있다.
이하 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 다음 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
(1) 단순 증류에 의한 알킬케텐다이머의 정제:
불순물인 염이 포함 되어 있는 C8 알킬케텐다이머 100 g을 250 mL 라운드 플라스크의 단순 증류 장치에 넣고 0.5 torr, 210 ℃에서 2 ∼ 3시간 동안 증류하여 90 g의 증류물, C8 알킬케텐다이머를 얻었다. 상기 불순물인 염은 증발되지 않고 잔류물로 남는다.
(2) 박막 증류에 의한 알킬케텐다이머의 정제:
불순물인 염이 포함되어 있는 C8 알킬케텐다이머 1000 g을 컬럼 직경 5 cm의 박막 증류 장치 넣고 0.1 torr, 150 ℃에서 2 ∼ 3시간 동안 증류하여 950 g의 증류물, C8 알킬케텐다이머를 얻었다. 상기 불순물인 염은 증발되지 않고 잔류물로 남는다.
실시예 2
단순 증류하여 정제된 C8 알킬케텐다이머 15 g을 무수 에탄올 15 mL에 넣고 잘 교반해 주었다. 다음 도 1과 같이 구성된 고정층 반응기(내경 1 cm × 길이 30 cm)에 0.5 중량% Pd/알루미나(tablets, 직경 3 mm × 길이 3 mm) 5 g을 장착하고 알킬케텐다이머 용액을 고압 정량 펌프를 이용하여 순환하였다. 이후에 5 mL/min의 유량으로 실온, 3기압의 수소 압력 하에서 수소화 반응을 수행하였으며, HPLC로 분석하여 24시간에서 25 %, 36시간에서 73 %, 48시간에 92 %의 C8 β-락톤 전환율을 얻었다.
실시예 3
박막 증류하여 정제된 C8 알킬케텐다이머 15 g을 무수 에탄올 15 mL에 넣고 잘 교반해 주었다. 다음 도 1과 같이 구성된 고정층 반응기(내경 1 cm × 길이 30 cm)에 0.5 중량% Pd/알루미나 20 g을 장착하고 알킬케텐다이머 용액을 고압 정량 펌프를 이용하여 순환하였다. 6 mL/min의 유량으로 실온, 3기압의 수소 압력 하에서 수소화 반응을 수행하였으며, HPLC로 분석하여 24시간에 49%, 36시간에서 86%, 48시간에서 95%의 C8 β-락톤 전환율을 얻었다.
실시예 4
박막 증류하여 정제된 C8 알킬케텐다이머 15 g을 이소프로필알콜 15 mL에 넣고 잘 교반해 주었다. 평균크기가 3 ∼ 5 mm인 입상형의 구리-크롬 촉매 20 g 이 장착된 고정층 반응기에서 알킬케텐다이머 용액을 고압 정량 펌프를 이용하여 순환하였다. 이때, 반응온도 200 ℃에서 20 기압의 압력으로 12 시간 동안 수소화 반응을 수행한 후, 반응 생성물로부터 용매를 감압 건조하였다. 상기 반응한 후 HPLC로 분석하여 96% 전환율의 C8 β-락톤을 얻었다.
비교예 1
잘 정제되지 않고 불순물인 염이 일부 포함된 C8 알킬케텐다이머 10 g을 에틸알콜 40 mL의 라운드 플라스크 회분식 반응기에 넣고 잘 교반해 주었다. 여기에 분말형의 5 중량% Pd/c 0.02 g을 넣고 실온, 3기압 이하의 수소 분위기하에서 5 시간 잘 교반하였다. 상기 반응생성물은 셀라이트(celite)를 이용해서 여과하고 감압 농축하여 C8 β-락톤 30%의 전환율을 얻었다.
비교예 2
잘 정제되지 않고 불순물인 염이 일부 포함된 C12 알킬케텐다이머 10 g을 에틸아세테이트 : 에틸알콜 = 3 : 1 부피비 범위로 혼합된 60 mL의 라운드 플라스크 회분식 반응기에 넣고 잘 교반해 주었다. 여기에 분말형의 5 중량% Pd/c 0.03 g을 넣고 실온, 2기압 이하의 수소 분위기하에서 5 ∼ 6 시간 동안 잘 교반해 주었다. 상기 반응생성물은 셀라이트(celite)를 이용해서 여과하고 감압 농축하여 C12 β-락톤 50%의 전환율을 얻었다.
다음 표 1은 실시예 2 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 2에서 제조된 알킬 β-락톤의 출발물질, 반응기 형태, 정제여부 및 전환율을 정리하여 간략하게 나타낸 것이다.
구 분 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2
출발물질 C8 알킬케텐다이머 C8 알킬케텐다이머 C8 알킬케텐다이머 C8 알킬케텐다이머 C12 알킬케텐다이머
반응기 형태 고정층 고정층 고정층 회분식 회분식
정제여부 정제 정제 정제 미정제 미정제
전환율 (%) 92 95 96 30 50
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 고정층 반응기를 이용한 실시예 2 ∼ 4의 알킬 β-락톤의 전환율이 회분식 반응기를 이용한 비교예 1 ∼ 2에 비해 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 알킬케텐다이머의 수소화 반응으로 알킬 β-락톤의 제조 시 종래의 회분식 반응기 대신 입상형의 금속촉매가 장착된 고정층 반응기를 사용하여 종래에 비해 가격 경쟁력이 향상되며, 알킬케켄다이머의 전환율을 향상시켜 고수율의 알킬 β-락톤의 제조가 가능하다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 알킬케텐다이머의 수소화 반응에 의해 알킬 β-락톤을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 수소화 반응은 알루미나 및 실리카에 담지된 입상형 팔라듐 담지 촉매 또는 입상형 구리-크롬 촉매가 장착된 고정층 반응기를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 알킬 β-락톤의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 수소화 반응은 알루미나 및 실리카에 담지된 입상형 팔라듐 촉매가 장착된 고정층 반응기를 이용하여 20 ∼ 100 ℃ 온도 범위와, 0.1 ∼ 10 기압 범위하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 알킬 β-락톤의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 수소화 반응은 입상형 구리-크롬 촉매가 장착된 고정층 반응기를 이용하여 80 ∼ 300 ℃ 온도 범위와, 0.1 ∼ 30 기압 범위하에서 수 소화 반응을 수행하는 것을 특징으로 하는 알킬 β-락톤의 제조방법.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서, 상기 알킬케텐다이머는 증류로 정제하여 사용하는 것을 특징으로 하는 알킬 β-락톤의 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104870712B (zh) * 2012-11-08 2018-01-02 索理思科技开曼公司 氢化烷基烯酮二聚体的组合物和用途

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040106720A (ko) * 2003-06-11 2004-12-18 (주)네오팜 2-알킬-3-히드록시지방산 및 그 유도체의 제조방법
KR20070009574A (ko) * 2004-02-17 2007-01-18 토마스 이. 존슨 매크로사이클릭 화합물의 형성을 위한 방법, 조성물 및장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040106720A (ko) * 2003-06-11 2004-12-18 (주)네오팜 2-알킬-3-히드록시지방산 및 그 유도체의 제조방법
KR20070009574A (ko) * 2004-02-17 2007-01-18 토마스 이. 존슨 매크로사이클릭 화합물의 형성을 위한 방법, 조성물 및장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104870712B (zh) * 2012-11-08 2018-01-02 索理思科技开曼公司 氢化烷基烯酮二聚体的组合物和用途

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