KR101001332B1 - PROCESS FOR PREPARING OF ?-Butyrolactone - Google Patents

PROCESS FOR PREPARING OF ?-Butyrolactone Download PDF

Info

Publication number
KR101001332B1
KR101001332B1 KR1020080055037A KR20080055037A KR101001332B1 KR 101001332 B1 KR101001332 B1 KR 101001332B1 KR 1020080055037 A KR1020080055037 A KR 1020080055037A KR 20080055037 A KR20080055037 A KR 20080055037A KR 101001332 B1 KR101001332 B1 KR 101001332B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reaction
maleic acid
catalyst
gamma butyrolactone
ester
Prior art date
Application number
KR1020080055037A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20090128992A (en
Inventor
오인철
김창국
이대용
김이호
김준수
김수현
황찬구
노명훈
정진수
Original Assignee
이수화학 주식회사
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 이수화학 주식회사 filed Critical 이수화학 주식회사
Priority to KR1020080055037A priority Critical patent/KR101001332B1/en
Publication of KR20090128992A publication Critical patent/KR20090128992A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101001332B1 publication Critical patent/KR101001332B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/26Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D307/30Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D307/32Oxygen atoms
    • C07D307/33Oxygen atoms in position 2, the oxygen atom being in its keto or unsubstituted enol form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/72Copper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0201Oxygen-containing compounds
    • B01J31/0202Alcohols or phenols

Abstract

본 발명은 감마부티로락톤(γ-Butyrolactone)의 제조공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속산화물 고체상 촉매의 존재 하에서, 말레산 디알킬 에스테르를 수소 분위기 하에서 액상-수소화(hydrogenation) 반응하여 감마부티로락톤을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing gamma-butyrolactone (γ-Butyrolactone), and more specifically, gamma-butyrate by liquid-hydrogenation reaction of maleic acid dialkyl ester in a hydrogen atmosphere in the presence of a metal oxide solid phase catalyst. It relates to a method for producing the rock lactone.

본 발명에 따른 감마부티로락톤의 제조공정은 금속 산화물 고체상 촉매를 사용한 연속식 제조공정으로, 촉매에 크롬 등의 중금속을 포함하지 않아 환경오염의 위험이 없고, 부반응을 최소화하여 감마부티로락톤으로의 선택성이 높으며, 저온, 저압 및 저수소몰비 등 온화한 반응조건에서의 액상반응으로 촉매의 장기 사용이 가능하고, 상업화 시 고온, 고압 등에 대한 설비 투자비용이 적은 장점이 있다.The production process of gamma butyrolactone according to the present invention is a continuous production process using a metal oxide solid-phase catalyst, does not contain heavy metals such as chromium in the catalyst, there is no risk of environmental pollution, minimizing side reactions to gamma butyrolactone The selectivity of the catalyst is high, and the catalyst can be used for a long time by liquid phase reaction under mild reaction conditions such as low temperature, low pressure and low hydrogen molar ratio.

감마부티로락톤, 금속 산화물 고체상 촉매, 연속식 액상반응 Gamma butyrolactone, metal oxide solid phase catalyst, continuous liquid phase reaction

Description

감마부티로락톤의 제조방법{PROCESS FOR PREPARING OF γ-Butyrolactone}Production Method of Gamma Butyrolactone {PROCESS FOR PREPARING OF γ-Butyrolactone}

본 발명은 감마부티로락톤의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 산화물을 활성성분으로 포함하는 고체상 촉매를 사용한 연속식 제조공정을 포함하는 감마부티로락톤의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing gamma butyrolactone, and more particularly, to a method for producing gamma butyrolactone, including a continuous production process using a solid catalyst containing a metal oxide as an active ingredient.

감마부티로락톤은 현재 환경 규제가 심해지면서 고분자 중합 및 가공용 용제, 페인트 제조 용제, 금속 표면 세정제, 의약품 합성 및 정제 용매, 반도체 및 전자소재의 가공 용제, 리튬전지 제조 용제 등의 분야에서 친환경 제품으로 수요가 증가하고 있는 N-메틸피롤리돈과 같은 피롤리돈 유도체 제조에 사용되는 중요한 중간체이다.As gamma-butyrolactone is now becoming more environmentally regulated, it is an environmentally friendly product in the fields of polymer polymerization and processing solvents, paint manufacturing solvents, metal surface cleaners, pharmaceutical synthesis and refining solvents, semiconductor and electronic materials processing solvents, and lithium battery manufacturing solvents. It is an important intermediate used in the preparation of pyrrolidone derivatives such as N-methylpyrrolidone which is in increasing demand.

감마부티로락톤은 공업적으로 1,4-부탄디올을 탈수소화 반응시키는 방법, 말레산 무수물 또는 숙신산 무수물을 수소화 반응시키는 방법, 말레산 디알킬 에스테르를 수소화 반응시키는 방법 등으로 분류할 수 있다.Gamma butyrolactone can be industrially classified into a method of dehydrogenating 1,4-butanediol, a method of hydrogenating maleic anhydride or succinic anhydride, a method of hydrogenating maleic acid dialkyl ester, and the like.

1,4-부탄디올을 탈수소화 반응시키는 제조방법으로는 구리/크롬 촉매에 아연이나 망간을 첨가한 방법으로 95%의 수율로 감마부티로락톤을 제조하는 방법이 일본 특허공개공보 평 4-17954호에 개시되었다.As a method for dehydrogenating 1,4-butanediol, a method of producing gamma butyrolactone in a yield of 95% by adding zinc or manganese to a copper / chromium catalyst is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-17954. Was initiated.

말레산 무수물 또는 숙신산 무수물을 수소화 반응시키는 제조방법은, CuO-Cr2O3촉매를 사용하여 말레산 무수물에서 감마부티로락톤을 제조하는 방법이 미국 등록특허공보 제3,065,243호에 개시되었으나 수율이 낮고 숙신산 무수물이 상당량 생성되어 재순환해야 하는 문제점이 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-0326505호에는 CuO-Cr2O3-SiO2의 비율이 78:20:2인 촉매를 사용하여250~280 ℃에서 말레산 무수물을 기상-수소화 반응시켜 감마부티로락톤을 제조하는 방법이 개시되었다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-0532545호에는 구리/크롬에 바륨이나 망간을 첨가한 촉매로 200~300℃에서 말레산 무수물 또는 숙신산 무수물을 기상-수소화 반응시켜 감마부티로락톤을 제조하는 방법이 개시되었다.Hydrogenation of maleic anhydride or succinic anhydride is a method for producing gammabutyrolactone from maleic anhydride using a CuO-Cr 2 O 3 catalyst, but the yield is low in US Patent No. 3,065,243. There is a problem in that a significant amount of succinic anhydride is generated and recycled. In addition, Korean Patent Publication No. 10-0326505 discloses gamma-buti by gas-hydrogenating maleic anhydride at 250-280 ° C. using a catalyst having a CuO—Cr 2 O 3 —SiO 2 ratio of 78: 20: 2. A method for producing rockactone is disclosed. In addition, Korean Patent Publication No. 10-0532545 discloses a method for producing gamma-butyrolactone by vapor-hydrogenating maleic anhydride or succinic anhydride at 200-300 ° C. with a catalyst in which barium or manganese is added to copper / chromium. Started.

말레산 디알킬 에스테르를 수소화 반응시키는 제조방법은, 대한민국 등록특허공보 제10-0582220호에는 말레산 디알킬 에스테르로부터 Pd/Al2O3 촉매를 사용하여 숙신산 디알킬 에스테르로 수소화 반응하는 1단계, CuO/ZnO 또는 CuO/CuCr2O4 촉매를 이용한 수소화 반응을 통해 감마부티로락톤을 제조하는 2단계, 테트라하이드로퓨란을 제조하는 탈수소화 촉매인 실리카-알루미나형 산성 촉매를 사용하는 3단계 반응을 거쳐서 감마부티로락톤 53%, 테트라하이드로퓨란 34%, 1,4-부탄디올 7%, 부산물 3%가 제조되는 방법이 개시되었다.The manufacturing method of hydrogenating maleic acid dialkyl ester is disclosed in Korea Patent Publication No. 10-0582220, step 1 of hydrogenating a maleic acid dialkyl ester to a succinic acid dialkyl ester using a Pd / Al 2 O 3 catalyst, A two-step reaction using a hydrogenation reaction using CuO / ZnO or a CuO / CuCr 2 O 4 catalyst to produce gammabutyrolactone, and a three-step reaction using a silica-alumina type acid catalyst, which is a dehydrogenation catalyst to produce tetrahydrofuran. A method of preparing 53% gamma butyrolactone, 34% tetrahydrofuran, 7% 1,4-butanediol and 3% by-products has been disclosed.

그러나, 상기 제조방법들은 구리/크롬계 촉매가 주로 사용되어 중금속에 의한 환경오염의 위험이 있고, 주로 기상반응이 많아 반응온도가 250 ℃ 이상으로 높으며, 구리계 촉매는 열안정성이 낮고 또한, 반응물의 기화시 발생하는 타르에 의 한 촉매활성의 감소 등으로 나타나는 촉매 수명의 감소, 다단계 반응 및 감마부티로락톤으로의 선택성이 떨어져 분리 정제 공정의 증가 등 제조공정의 복잡성 등 다양한 문제점이 존재한다.However, the production method is a copper / chromium-based catalyst is mainly used for the risk of environmental pollution by heavy metals, the reaction temperature is higher than 250 ℃ mainly due to the large gas phase reaction, copper-based catalyst is low thermal stability, reactants There are various problems such as reduction of catalyst life due to reduction of the catalytic activity by tar generated during vaporization, multistage reaction and selectivity to gamma butyrolactone, and complexity of manufacturing process such as increase of separation and purification process.

본 발명은 크롬과 같은 환경에 유해한 금속을 포함하지 않으며 반응성이 우수한 금속산화물 고체상 촉매를 사용하여 감마부티로락톤의 선택성을 증가시키고, 공정이 단순한 1 단계 반응으로 감마부티로락톤을 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.The present invention increases the selectivity of gamma butyrolactone by using a metal oxide solid-phase catalyst that does not contain metals harmful to the environment such as chromium and is highly reactive, and the process can produce gamma butyrolactone in a simple one-step reaction. To provide a method.

본 발명은 금속산화물 고체상 촉매의 존재 하에, 말레산 디알킬 에스테르를 수소 분위기 하에서 액상-수소화 반응하여 감마부티로락톤을 제조하는 공정을 포함하는 감마부티로락톤의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing gamma butyrolactone comprising the step of liquid-hydrogenating maleic acid dialkyl ester in a hydrogen atmosphere in the presence of a metal oxide solid phase catalyst to produce gamma butyrolactone.

또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 감마부티로락톤을 금속산화물 고체상 촉매의 존재 하에서 모노메틸아민과 반응시켜 N-메틸피롤리돈을 제조하는 공정을 포함하는 N-메틸피롤리돈의 제조방법을 제공한다. The present invention also provides a method for producing N-methylpyrrolidone comprising the step of reacting gammabutyrolactone prepared by the above method with monomethylamine in the presence of a metal oxide solid phase catalyst to produce N-methylpyrrolidone. To provide.

이하에서 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명자들은 감마부티로락톤 제조용 촉매 및 이를 이용한 감마부티로락톤의 제조공정에 대한 연구를 거듭하는 과정에서, 11족 및 2족으로부터 1종 이상 선택되는 활성성분을 포함하는 고체상 금속 산화물을 촉매로서 사용할 경우, 우수한 촉매활성을 나타내어 감마부티로락톤의 제조에 효과가 크고, 기존의 기상반응과 비교하여 저온, 저압, 저수소몰비의 액상반응이 가능함을 발견하고, 연속식 공정으로의 적용이 용이하여 감마부티로락톤을 대량 생산할 수 있음을 확인하여, 이를 토대 로 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention continue to study the catalyst for producing gamma butyrolactone and the production process of gamma butyrolactone using the same, and as a catalyst, a solid metal oxide containing at least one active ingredient selected from Group 11 and Group 2 as a catalyst. When used, it shows excellent catalytic activity and is effective in producing gamma butyrolactone, and it is found that liquid phase reaction at low temperature, low pressure, and low hydrogen molar ratio is possible compared to the conventional gas phase reaction, and is easy to apply to continuous process. It was confirmed that the mass production of gamma butyrolactone, and completed the present invention based on this.

특히, 본 발명은 크롬과 같은 환경에 유해한 금속을 포함하지 않은 촉매를 사용하여 환경오염의 위험이 없고, 기존의 기상반응보다 온화한 반응조건인 액상반응을 통해 촉매의 낮은 열안정성과 타르에 의한 촉매활성 감소를 막아 촉매 수명을 연장하고, 반응성이 우수한 금속산화물 고체상 촉매의 사용으로 부반응을 최소화하고, 감마부티로락톤으로의 선택성을 증가시키고, 1 단계 반응을 통해 공정을 단순화시키며, 반응물 및 생성물이 상온에서 액체로 존재하여 기존의 말레산 무수물 및 숙신산 무수물 공정에서 나타나는 반응 중 막힘 현상 등의 공정 장애가 없고 취급이 편리하여 상업화시 보다 유리하고, 고온, 고압, 복잡한 반응 및 정제 공정 등에 대한 설비 투자비용이 적은 감마부티로락톤의 제조방법을 제공할 수 있다. In particular, the present invention uses a catalyst that does not contain a metal harmful to the environment, such as chromium, there is no risk of environmental pollution, and the catalyst due to the low thermal stability and tar through the liquid phase reaction, which is a milder reaction condition than conventional gas phase reactions. Prolongs catalyst life by preventing activity reduction, minimizes side reactions with the use of highly reactive metal oxide solid phase catalysts, increases selectivity to gammabutyrolactone, simplifies the process through one-step reactions, It is a liquid at room temperature, so there are no process obstacles such as clogging during the reaction of maleic anhydride and succinic anhydride, and it is more convenient for commercialization. This method can provide a small amount of gamma butyrolactone.

본 발명은 말레산 디알킬 에스테르를 수소화 반응시켜 감마부티로락톤을 제조하는 공정에 있어서, 특정 금속 산화물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 활성성분을 포함하는 고체상 촉매를 사용한다. 또한, 본 발명은 액상반응이기 때문에 기존의 기상반응보다 온화한 반응조건으로 감마부티로락톤을 제조할 수 있는 특징이 있다.The present invention uses a solid catalyst comprising at least one active ingredient selected from the group consisting of specific metal oxides in the process for producing gamma butyrolactone by hydrogenating maleic acid dialkyl esters. In addition, the present invention has a feature that can be produced gamma butyrolactone under mild reaction conditions than the conventional gas phase reaction because it is a liquid phase reaction.

이러한 본 발명의 감마부티로락톤의 제조방법은 금속 산화물 고체상 촉매를 이용하는 연속식 1단계 공정을 포함한다.Such a method for preparing gammabutyrolactone of the present invention includes a continuous one-step process using a metal oxide solid phase catalyst.

본 발명의 연속식 공정은 말레산 디알킬 에스테르를 저온, 저압, 저수소몰비의 온화한 조건에서 액상-수소화 반응시켜 감마부티로락톤을 제조한다.In the continuous process of the present invention, gamma-butyrolactone is prepared by liquid-hydrogenation of maleic acid dialkyl ester under mild conditions at low temperature, low pressure and low hydrogen molar ratio.

상기 공정에서 사용하는 고체상 촉매는 11족 금속원소를 포함하는 산화물 군 에서 1종 이상 선택되는 활성성분을 포함한다. 본 발명의 고체상 촉매에 사용 가능한 11족 금속원소는 Cu, Ag, Au 등이 있으며, 반응 효율 및 감마부티로락톤으로의 선택성 향상 측면에서 Cu를 포함하는 산화물을 활성성분으로 사용하는 것이 바람직하다. The solid phase catalyst used in the process includes at least one active ingredient selected from the group of oxides containing group 11 metal elements. Group 11 metal elements usable in the solid catalyst of the present invention include Cu, Ag, Au, and the like, and in view of improving reaction efficiency and selectivity to gamma butyrolactone, an oxide containing Cu is preferably used as an active ingredient.

또한, 촉매의 활성을 더욱 향상시키기 위하여, 본 발명은 조촉매를 통상적인 함량범위 내에서 더 포함할 수 있다. 상기 조촉매는 2족의 금속원소를 포함하는 산화물 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 사용할 수 있다. 본 발명에서 조촉매로 사용 가능한 2족 금속원소는 Mg, Ca 등이 있으며, 부반응을 최소화하고 반응 효율 측면에서 Ca를 포함하는 산화물을 조촉매로 사용하는 것이 바람직하다. In addition, in order to further improve the activity of the catalyst, the present invention may further include a promoter within a conventional content range. The promoter may be one or more selected from the group of oxides containing Group 2 metal elements. Group 2 metal elements that can be used as promoters in the present invention include Mg, Ca, and the like. It is preferable to use an oxide containing Ca as a promoter in minimizing side reactions and in terms of reaction efficiency.

상기 금속 산화물 고체상 촉매는 구조적 안정성을 확보하기 위하여, 담체를 통상적인 함량범위 내에서 더 포함할 수 있다. 상기 담체의 종류는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 것을 사용할 수 있으므로 특별히 한정되지 않는다. 바람직하게는, 상기 담체는 13족 및 14족의 금속원소를 함유하는 산화물 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 사용할 수 있다. The metal oxide solid phase catalyst may further include a carrier within a conventional content range in order to ensure structural stability. The type of the carrier is not particularly limited since it may be used in the art to which the present invention pertains. Preferably, the carrier may be one or more selected from the group of oxides containing metals of Groups 13 and 14.

특히, 본 발명의 바람직한 일례에서는 구리계 산화물을 활성성분으로 70 내지 95 중량%, 더욱 바람직하게는 80 내지 90 중량%로 포함하고, 칼슘계 산화물을 조촉매로 1 내지 20중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 중량%로 포함하고, 실리카를 담체로 1 내지 29 중량%,더욱 바람직하게는 3 내지 15 중량%로 포함하는 고체상 금속 촉매를 사용할 수 있다.In particular, in a preferred embodiment of the present invention, the copper-based oxide is contained in an active ingredient of 70 to 95% by weight, more preferably 80 to 90% by weight, calcium-based oxide as a promoter 1 to 20% by weight, more preferably Is 1 to 10% by weight, a solid metal catalyst containing 1 to 29% by weight, more preferably 3 to 15% by weight of silica may be used.

상기 금속 산화물 고체상 촉매는 기존 촉매처럼 환경에 유해한 크롬을 포함 하고 있지 않으므로 촉매 제조 과정 및 폐기 과정에서 중금속에 의한 환경오염의 위험이 없고, 기존의 기상반응이 250 ℃ 이상의 높은 온도에서 반응물을 기화시킴으로써 타르가 발생하여 촉매의 비활성을 촉진시키고, 또한 구리계 촉매의 열안정성이 낮으므로 촉매 수명이 짧아지는 문제점을 기상반응보다 온화한 반응조건인 액상반응을 통해 촉매의 낮은 열안정성과 타르에 의한 촉매활성 감소를 막아 촉매 수명을 연장하고, 반응성이 우수한 금속산화물 고체상 촉매의 사용으로 부반응을 최소화하고, 감마부티로락톤으로의 선택성을 증가시키고, 기존의 말레산 디알킬 에스테르를 수소화 반응시키는 다단계 제조방법과 비교하여 반응 단계를 줄인 1단계 반응을 통해 공정을 단순화시키며, 반응물 및 생성물이 상온에서 액체로 존재하여 기존의 말레산 무수물 및 숙신산 무수물 공정에서 반응물이 고체이기 때문에 나타나는 반응 중 막힘 현상 등의 공정 장애가 없고 취급이 편리하여 상업화시 보다 유리하고, 고온, 고압, 복잡한 반응 및 정제 공정 등에 대한 설비 투자비용이 적은 장점이 있다.Since the metal oxide solid phase catalyst does not contain chromium that is harmful to the environment like the existing catalysts, there is no risk of environmental pollution by heavy metals during catalyst preparation and disposal, and the existing gas phase reaction vaporizes the reactants at a high temperature of 250 ° C. or higher. Since tar is generated to promote catalyst deactivation and copper catalyst has low thermal stability, catalyst life is shortened. A multi-step process for preventing catalyst reduction, prolonging catalyst life, minimizing side reactions by using highly reactive metal oxide solid-state catalysts, increasing selectivity to gamma butyrolactone, and hydrogenating existing maleic dialkyl esters; Compares the process with a one-step reaction Simplified, there are no process obstacles such as clogging during the reaction, because the reactants and products are liquid at room temperature and the reactants are solid in the conventional maleic anhydride and succinic anhydride processes. It has the advantage of low equipment investment for high pressure, complex reaction and purification process.

한편, 본 발명에 따른 연속식 공정에서 사용하는 금속 산화물 고체상 촉매의 제조방법은 특별히 한정되지 않고, 본원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 제조될 수 있다.On the other hand, the production method of the metal oxide solid phase catalyst used in the continuous process according to the present invention is not particularly limited, and can be prepared by a person skilled in the art.

이때, 상기 공정에서 말레산 디알킬 에스테르:수소의 몰비는 1:5 내지 1:100으로 첨가하며, 바람직하게는 1:10 내지 1:50으로 첨가한다. 즉, 최소한의 수소분압을 유지하여 선택성을 향상시키기 위하여 말레산 디알킬 에스테르:수소의 몰비는 1:5 이상인 것이 바람직하며, 선택성 향상과 수소의 재순환 비용의 경제성을 고려 하여 말레산 디알킬 에스테르:수소의 몰비는 1:100 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.At this time, the molar ratio of maleic acid dialkyl ester: hydrogen in the process is added 1: 5 to 1: 100, preferably 1:10 to 1:50. That is, the molar ratio of maleic acid dialkyl ester: hydrogen is preferably 1: 5 or more in order to maintain the minimum hydrogen partial pressure and improve selectivity, and the maleic acid dialkyl ester: The molar ratio of hydrogen is preferably added at 1: 100 or less.

상기 액상-수소화 반응 단계의 반응원료인 말레산 디알킬 에스테르 및 수소는 불순물을 포함하지 않은 순수한 것을 사용하는 것이 가장 바람직하며, 불순물을 포함한 것을 사용하더라도 본 발명의 효과에 영향을 미치는 것은 아니기 때문에, 특별히 그 순도가 한정되는 것은 아니다.The maleic acid dialkyl ester and hydrogen, which are the reaction raw materials of the liquid-hydrogenation reaction step, are most preferably used purely without impurities, and even though those containing impurities do not affect the effects of the present invention, The purity is not particularly limited.

특히, 말레산 디알킬 에스테르에는 제조 원료인 말레산 모노알킬 에스테르 등이 1종 이상 포함될 수 있으며, 또한 말레산 디알킬 에스테르 및 말레산 모노알킬 에스테르는 반응 메커니즘 상 수소 첨가에 의해 숙신산 디알킬 에스테르 및 숙신산 모노알킬 에스테르를 경유하여 반응이 진행되므로 반응기안에서는 숙신산 디알킬 에스테르 및 숙신산 모노알킬 에스테르로 존재하게 되고 미반응 숙신산 디알킬 에스테르 및 숙신산 모노알킬 에스테르는 다시 액상-수소화 반응 단계로 재순환시키므로 반응원료인 말레산 디알킬 에스테르에는 재순환된 미반응 숙신산 디알킬 에스테르 및 숙신산 모노알킬 에스테르가 포함될 수 있다.In particular, the maleic acid dialkyl ester may include at least one maleic acid monoalkyl ester or the like as a raw material, and the maleic acid dialkyl ester and maleic acid monoalkyl ester may be selected from the group consisting of succinic acid dialkyl ester and Since the reaction proceeds via the succinic acid monoalkyl ester, it is present in the reactor as succinic acid dialkyl ester and succinic acid monoalkyl ester, and the unreacted succinic acid dialkyl ester and succinic acid monoalkyl ester are recycled back to the liquid-hydrogenation reaction step. Maleic acid dialkyl esters may include recycled unreacted succinic acid dialkyl esters and succinic acid monoalkyl esters.

또한, 반응에 사용되는 말레산 디알킬 에스테르는 알킬기의 종류에 따라 말레산 디메틸 에스테르, 말레산 디에틸 에스테르, 말레산 디프로필 에스테르, 말레산 디이소프로필 에스테르, 말레산 디부틸 에스테르, 말레산 디이소부틸 에스테르, 말레산 디펜틸 에스테르, 말레산 디헥실 에스테르, 말레산 디이소헥실 에스테르, 말레산 디옥틸 에스테르, 말레산 디이소옥틸 에스테르 등이 가능하며, 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니다.Further, the maleic acid dialkyl ester used in the reaction may be maleic acid dimethyl ester, maleic acid diethyl ester, maleic acid dipropyl ester, maleic acid diisopropyl ester, maleic acid dibutyl ester, maleic acid di, depending on the type of alkyl group. Isobutyl ester, maleic acid dipentyl ester, maleic acid dihexyl ester, maleic acid diisohexyl ester, maleic acid dioctyl ester, maleic acid diisooctyl ester, etc. are possible, The kind is not specifically limited.

또한, 말레산 디알킬 에스테르는 말레산 무수물로부터 말레산 모노알킬 에스테르를 경유하는 2 단계 반응을 통해 제조된 것을 사용하였다.In addition, maleic dialkyl esters were used which were prepared from maleic anhydride via a two step reaction via maleic monoalkyl ester.

말레산 모노알킬 에스테르의 바람직한 반응조건을 예로 들면, 말레산 무수물:알코올의 몰비는 1:2 내지 1:15이고, 반응온도 50 내지 120 ℃에서 반응시간 30분 내지 3 시간 동안 회분식 반응으로 수행하는 것이 바람직하다.For example, the molar ratio of maleic anhydride to alcohol is 1: 2 to 1:15, and the reaction is carried out in a batch reaction for 30 minutes to 3 hours at a reaction temperature of 50 to 120 ° C. It is preferable.

또한, 말레산 디알킬 에스테르의 바람직한 반응조건을 예로 들면, 촉매는 강산성 양이온 교환수지를 사용하고, 반응물의 반응기 내 머무름 시간을 나타내는 유체공간속도(Liquid Hourly Space Velocity, LHSV)는 0.1 내지 1.5 hr-1이며, 말레산 모노알킬 에스테르:알코올의 몰비는 1:2 내지 1:15이고, 반응온도는 60 내지 120℃, 반응압력은 2 내지 20 기압에서 연속식 공정으로 수행하는 것이 바람직하다.In addition, for the desired reaction conditions of maleic acid dialkyl ester for example, a catalyst using a strong acid cation exchange resin, and the fluid space velocity, indicating the retention time in the reactor of the reactant (Liquid Hourly Space Velocity, LHSV) from 0.1 to 1.5 hr - 1 , the molar ratio of maleic acid monoalkyl ester: alcohol is 1: 2 to 1:15, the reaction temperature is 60 to 120 ℃, the reaction pressure is preferably carried out in a continuous process at 2 to 20 atm.

본 발명의 바람직한 반응조건을 예로 들면, 유체공간속도는 0.05 내지 5.0 hr-1인 것이 바람직하고, 0.1 내지 1.0 hr-1인 것이 더욱 바람직하다.  즉, 반응기에 투입되는 반응물의 양이 적을 경우 경제적인 생산성을 달성하기 어려우므로 유체공간속도가 0.1 hr-1 이상인 것이 바람직하며, 최대 반응 효율을 고려하여 5.0 hr-1 이하로 반응시키는 것이 바람직하다.Taking the preferred reaction conditions of the present invention as an example, the fluid space velocity is preferably 0.05 to 5.0 hr −1 , more preferably 0.1 to 1.0 hr −1 . In other words, when the amount of reactant introduced into the reactor is small, it is difficult to achieve economic productivity, so the fluid space velocity is preferably 0.1 hr -1 or more, and the reaction rate is preferably 5.0 hr -1 or less in consideration of the maximum reaction efficiency. .

또한, 상기 연속식 공정에서 반응물의 흐름은 하단투입-상단제거(bottom-up) 방식 및 상단투입-하단제거(top-down) 방식을 모두 이용할 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니나 그 중 채널링(Channeling) 현상을 방지할 수 있는 하단투입-상단제거(bottom-up) 방식을 이용하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the flow of the reactant in the continuous process may use both a bottom-up and a top-down method, but is not particularly limited, but the channeling (Channeling) It is more preferable to use a bottom-up method that can prevent the phenomenon.

상기 액상-수소화 반응공정은 150 내지 250 ℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하며, 170 내지 230 ℃에서 수행하는 것이 더욱 바람직하다.  즉, 최소한의 반응 활성화에너지를 공급하기 위하여 반응온도가 150 ℃ 이상인 것이 바람직하며, 가온할 경우 수율 상승효과 및 경제성을 고려함과 동시에 고온에서의 부산물 생성 가능성 증가 및 촉매 변형에 의한 촉매 수명 단축 등을 고려하여 250 ℃ 이하의 온도로 수행하는 것이 바람직하다.The liquid-hydrogenation reaction process is preferably carried out at a temperature of 150 to 250 ℃, more preferably carried out at 170 to 230 ℃. In other words, in order to supply the minimum reaction activation energy, the reaction temperature is preferably 150 ° C. or more. In consideration, it is preferable to carry out at a temperature of 250 ℃ or less.

상기 액상-수소화 반응공정은 반응압력이 상압 내지 15 기압을 유지하는 것이 바람직하다. 즉, 최소한의 전환율을 고려하여 상압 이상인 것이 바람직하며, 고압을 유지시키기 위한 비용 등 반응의 경제성, 전환율 상승효과 및 부반응 증가 등을 고려하여 15기압 이하인 것이 바람직하다.In the liquid-hydrogenation reaction process, the reaction pressure is preferably maintained at atmospheric pressure to 15 atm. That is, it is preferable that it is above normal pressure in consideration of the minimum conversion rate, and it is preferable that it is 15 atmosphere or less in consideration of the economical efficiency of the reaction such as the cost for maintaining the high pressure, the effect of increasing the conversion rate, and the increase of side reactions.

또한, 상기 액상-수소화 반응공정의 반응열을 제어하기 위해서 알코올을 용매로 사용 가능하며, 말레산 디알킬 에스테르:알코올의 중량비는 1:9 내지 9:1이 바람직하고, 3:7 내지 5:5가 더욱 바람직하다.In addition, in order to control the reaction heat of the liquid-hydrogenation reaction process, alcohol may be used as a solvent, and the weight ratio of maleic acid dialkyl ester: alcohol is preferably 1: 9 to 9: 1, and 3: 7 to 5: 5. More preferred.

상기 액상-수소화 반응공정은 알코올 용매를 추가로 포함하여 말레산 디알킬 에스테르를 반응시킬 수 있으며, 본 발명에서 용매로 사용되는 알코올은 말레산 디알킬 에스테르의 알킬기와 동일한 알킬기를 가진 알코올을 사용하는 것이 바람직하다. The liquid-hydrogenation reaction process may further include an alcohol solvent to react the maleic acid dialkyl ester, and the alcohol used as the solvent in the present invention uses an alcohol having the same alkyl group as the alkyl group of the maleic acid dialkyl ester. It is preferable.

본 발명은 상기와 같은 구성을 갖는 연속식 공정인 액상-수소화 반응을 통해 감마부티로락톤의 선택도가 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상이 되도록 할 수 있다. The present invention may be such that the selectivity of gamma butyrolactone is 80% or more, preferably 90% or more through a liquid-hydrogenation reaction which is a continuous process having the above configuration.

본 발명의 각 단계는 연속식으로 이루어지며, 상기 연속식 반응 단계들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 단계들을 조합할 수 있으며, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.Each step of the present invention is carried out in a continuous manner, the continuous reaction steps may be combined with a typical step in the art to which the present invention belongs, but is not particularly limited thereto.

또한, 본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 반응 후 얻어지는 생성물을 정제하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 이용되는 방법인 증류 등을 이용할 수 있다.In addition, in the production method according to the present invention, the method for purifying the product obtained after the reaction is not particularly limited, and distillation or the like, which is a method commonly used in the art to which the present invention pertains, may be used.

한편, 본 발명은 상기 연속식 공정에서 제조된 감마부티로락톤을 이용하여 N-메틸피롤리돈을 제조할 수 있다.On the other hand, the present invention can be prepared N-methylpyrrolidone using gamma butyrolactone prepared in the continuous process.

N-메틸피롤리돈의 바람직한 반응조건을 예로 들면, 촉매는 4, 6, 8, 11, 12, 13, 14족의 금속원소를 함유하는 산화물군에서 1종 이상 선택되는 활성성분을 포함하고, 13, 14족의 금속원소를 함유하는 산화물군에서 1종 이상 선택되는 활성성분을 갖는 담체를 더 포함하는 금속산화물 고체상 촉매를 사용하고, 질량공간속도(Weight Hourly Space Velocity, WHSV)는 0.1 내지 5.0 hr-1이며, 감마부티로락톤:모노메틸아민의 몰비는 1:0.5 내지 1:5이고, 반응온도는 150 내지 400 ℃, 반응압력은 상압 내지 100 기압에서 연속식 공정으로 수행하는 것이 바람직하다.Taking the preferred reaction conditions of N-methylpyrrolidone as an example, the catalyst contains at least one active ingredient selected from the group of oxides containing metal elements of Groups 4, 6, 8, 11, 12, 13 and 14, Using a metal oxide solid-state catalyst further comprising a carrier having at least one active ingredient selected from the group of oxides containing metal elements of groups 13 and 14, the weight hourly space velocity (WHSV) is 0.1 to 5.0 hr −1 , the molar ratio of gammabutyrolactone: monomethylamine is 1: 0.5 to 1: 5, the reaction temperature is 150 to 400 ° C., and the reaction pressure is preferably performed in a continuous process at atmospheric pressure to 100 atm. .

본 발명에 따른 감마부티로락톤의 제조방법은 반응성이 우수한 금속 산화물 고체상 촉매를 사용한 연속식 1 단계 공정으로서, 크롬과 같은 환경에 유해한 금속을 포함하지 않은 촉매를 사용하여 환경오염의 위험이 없고, 기존의 기상반응보다 온화한 반응조건인 액상반응을 통해 촉매의 낮은 열안정성과 타르에 의한 촉매활성 감소를 막아 촉매 수명을 연장하고, 반응성이 우수한 금속산화물 고체상 촉매의 사용으로 부반응을 최소화하고, 감마부티로락톤으로의 선택성을 증가시키고, 1 단계 반응을 통해 공정을 단순화시키며, 반응물 및 생성물이 상온에서 액체로 존재하여 기존의 말레산 무수물 및 숙신산 무수물 공정에서 나타나는 반응 중 막힘 현상 등의 공정 장애가 없고 취급이 편리하여 상업화시 보다 유리하고, 고온, 고압, 복잡한 반응 및 정제 공정 등에 대한 설비 투자비용이 적은 장점이 있다.The method for preparing gamma butyrolactone according to the present invention is a continuous one-step process using a highly reactive metal oxide solid-phase catalyst, there is no risk of environmental pollution by using a catalyst containing no metal harmful to the environment, such as chromium, Liquid phase reaction, which is a milder reaction condition than conventional gas phase reaction, prevents low thermal stability of catalyst and decrease of catalytic activity caused by tar, prolongs catalyst life and minimizes side reactions by using highly reactive metal oxide solid phase catalyst. Increases selectivity to rolactone, simplifies the process through one-step reaction, and handles and eliminates process disturbances such as clogging during the reaction of conventional maleic anhydride and succinic anhydride processes because the reactants and products are liquid at room temperature This is more convenient for commercialization due to its convenience, high temperature, high pressure, complex reaction and purification It is advantageous in that the investment in equipment for the process is low.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확하게 표현하기 위한 목적으로 기재하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following examples are merely described for the purpose of more clearly expressing the present invention, but the content of the present invention is not limited thereto.

[말레산 모노알킬 에스테르의 제조예][Production example of maleic acid monoalkyl ester]

실시예Example 1 One

말레산 무수물과 에탄올의 몰비를 1:5로 혼합하여 130.6 g을 둥근바닥 플라스크(250 mL)에 넣고, 60 ℃에서 교반하면서 1 시간 동안 반응시켰다.The molar ratio of maleic anhydride and ethanol was mixed 1: 5, and 130.6 g was put into a round bottom flask (250 mL), and reacted for 1 hour with stirring at 60 ° C.

반응 종료 후, 말레산 모노에틸 에스테르의 선택도는 기체크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과, 선택도 96.86%인 말레산 모노에틸 에스테르를 얻었다.After the reaction was completed, the selectivity of maleic acid monoethyl ester was analyzed by gas chromatography. As a result, maleic acid monoethyl ester having a selectivity of 96.86% was obtained.

실시예Example 2 내지 9 2 to 9

하기 표 1과 같이, 반응온도와 몰비를 변화시킨 것을 제외하고는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 말레산 모노에틸 에스테르를 제조하였다. As shown in Table 1, except for changing the reaction temperature and the molar ratio, maleic acid monoethyl ester was prepared in the same manner as in Example 1.

구  분division 온도(℃)Temperature (℃) 몰비Mole ratio 말레산 모노에틸 에스테르
선택도(%)
Maleic acid monoethyl ester
Selectivity (%)
실시예 1Example 1 6060 1:51: 5 97.3597.35 실시예 2Example 2 6060 1:71: 7 96.8696.86 실시예 3Example 3 6060 1:111:11 95.4795.47 실시예 4Example 4 7070 1:51: 5 96.9796.97 실시예 5Example 5 7070 1:71: 7 96.1596.15 실시예 6Example 6 7070 1:111:11 94.2294.22 실시예 7Example 7 8080 1:51: 5 96.3196.31 실시예 8Example 8 8080 1:71: 7 95.3895.38 실시예 9Example 9 8080 1:111:11 93.9693.96

주1) 몰비 = 말레산 무수물 : 에탄올Note 1) molar ratio = maleic anhydride: ethanol

실시예Example 10 10

말레산 무수물과 펜탄올의 몰비를 1:5로 혼합하여 134.7 g을 둥근바닥 플라스크(250 mL)에 넣고, 80 ℃에서 교반하면서 1 시간 동안 반응시켰다.The molar ratio of maleic anhydride and pentanol was mixed 1: 5, and 134.7 g was put into a round bottom flask (250 mL), and reacted for 1 hour with stirring at 80 ° C.

반응 종료 후, 말레산 모노펜틸 에스테르의 선택도는 기체크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과, 선택도 95.38%인 말레산 모노펜틸 에스테르를 얻었다.After the reaction, the selectivity of maleic acid monopentyl ester was analyzed by gas chromatography. As a result, maleic acid monopentyl ester having a selectivity of 95.38% was obtained.

실시예Example 11 11

하기 표 2와 같이, 몰비를 변화시킨 것을 제외하고는, 실시예 10과 동일한 방법으로 말레산 모노펜틸 에스테르를 제조하였다. As shown in Table 2, except that the molar ratio was changed, maleic acid monopentyl ester was prepared in the same manner as in Example 10.

구  분division 온도(℃)Temperature (℃) 몰비Mole ratio 말레산 모노펜틸 에스테르
선택도(%)
Maleic acid monopentyl ester
Selectivity (%)
실시예 10Example 10 8080 1:51: 5 95.3895.38 실시예 11Example 11 8080 1:71: 7 94.9294.92

주1) 몰비 = 말레산 무수물 : 펜탄올* 1) molar ratio = maleic anhydride: pentanol

[말레산 디알킬 에스테르의 제조예][Production example of maleic acid dialkyl ester]

실시예Example 12  12

직경 2.54 ㎝, 길이 25.4 ㎝인 관형 반응기에 Amberlyst-15(Rohm & Haas사, 강산성 양이온 교환수지) 140 cc를 채우고, 반응기 외부에 전기 가열 테이프(electrical heating tape)를 부착하여 반응온도를 105 ℃로 유지시켰다.Fill a tubular reactor 2.54 cm in diameter and 25.4 cm in length with 140 cc of Amberlyst-15 (Rohm & Haas, strongly acidic cation exchange resin) and attach an electric heating tape to the outside of the reactor to raise the reaction temperature to 105 ° C. Maintained.

상기 실시예 1에 따라 제조된 말레산 모노에틸 에스테르를 사용하고, 반응물인 말레산 모노에틸 에스테르:에탄올은 1:10의 몰비로 혼합하여 가압펌프를 통해 유체공간속도(LHSV)= 0.5 hr-1의 속도로 반응기 하단(bottom-up)에 주입하였고, 반응압력은 10 기압을 유지하였다.The maleic acid monoethyl ester prepared according to Example 1 was used, and the reactant maleic acid monoethyl ester: ethanol was mixed in a molar ratio of 1:10 to obtain a fluid space velocity (LHSV) = 0.5 hr −1 through a pressurized pump. The reactor was injected at the bottom of the reactor (bottom-up) at a rate of 10, and the reaction pressure was maintained at 10 atm.

반응 종료 후, 말레산 디에틸 에스테르의 선택도는 기체크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과, 선택도 98.69%인 말레산 디에틸 에스테르를 얻었다.After the reaction was completed, the selectivity of maleic acid diethyl ester was analyzed by gas chromatography. As a result, maleic acid diethyl ester having a selectivity of 98.69% was obtained.

실시예Example 13 내지 18 13 to 18

하기 표 3과 같이, 유체공간속도(LHSV), 반응압력, 몰비를 변화시킨 것 외에는 실시예 12와 동일한 방법으로 말레산 디에틸 에스테르를 제조하였다.As shown in Table 3 below, maleic acid diethyl ester was prepared in the same manner as in Example 12 except that the fluid space velocity (LHSV), the reaction pressure, and the molar ratio were changed.

구  분division 온도 (℃)Temperature (℃) LHSV(hr-1)LHSV (hr -1 ) 압력(기압)Pressure (atmospheric pressure) 몰비Mole ratio DEM
선택도(%)
DEM
Selectivity (%)
실시예 12Example 12 105105 0.50.5 1010 1:101:10 98.6998.69 실시예 13Example 13 105105 0.50.5 1010 1:81: 8 97.8497.84 실시예 14Example 14 105105 0.50.5 1010 1:61: 6 98.8198.81 실시예 15Example 15 105105 0.50.5 44 1:81: 8 97.9897.98 실시예 16Example 16 105105 0.30.3 1515 1:101:10 97.9797.97 실시예 17Example 17 105105 0.50.5 1515 1:101:10 97.9697.96 실시예 18Example 18 105105 0.70.7 1515 1:101:10 97.6297.62

주1) 몰비 = 말레산 모노에틸 에스테르 : 에탄올Note 1) molar ratio = maleic acid monoethyl ester: ethanol

주2) DEM : 말레산 디에틸 에스테르(Diethyl Maleate)Note 2) DEM: Maleic acid diethyl ester

실시예Example 19 19

직경 2.54 ㎝, 길이 15.24 ㎝인 관형 반응기에 SPC-180H(삼양사, 강산성 양이온 교환수지) 80 cc를 채우고, 반응기 외부에 전기 가열 테이프(electrical heating tape)를 부착하여 반응온도를 105 ℃로 유지시켰다.A tubular reactor 2.54 cm in diameter and 15.24 cm in length was filled with 80 cc of SPC-180H (Samyang Corporation, strongly acidic cation exchange resin), and an electric heating tape was attached to the outside of the reactor to maintain the reaction temperature at 105 ° C.

상기 실시예 1에 따라 제조된 말레산 모노에틸 에스테르를 사용하고, 반응물인 말레산 모노에틸 에스테르:에탄올은 1:6의 몰비로 혼합하여 가압펌프를 통해 유체공간속도(LHSV)= 1.0 hr-1의 속도로 반응기 하단(bottom-up)에 주입하였고, 반응압력은 10 기압을 유지하였다.The maleic acid monoethyl ester prepared according to Example 1 was used, and the reactant maleic acid monoethyl ester: ethanol was mixed in a molar ratio of 1: 6, and the fluid space velocity (LHSV) = 1.0 hr -1 through a pressure pump. The reactor was injected at the bottom of the reactor (bottom-up) at a rate of 10, and the reaction pressure was maintained at 10 atm.

반응 종료 후, 말레산 디에틸 에스테르 의 선택도는 기체크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과, 선택도 98.17%인 말레산 디에틸 에스테르를 얻었다.After the reaction was completed, the selectivity of maleic acid diethyl ester was analyzed by gas chromatography. As a result, maleic acid diethyl ester having a selectivity of 98.17% was obtained.

실시예Example 20 20

직경 1.9 ㎝, 길이 25.4 ㎝인 관형 반응기에 Amberlyst-15(Rohm & Haas사, 강산성 양이온 교환수지) 45 cc를 채우고, 반응기 외부에 전기 가열 테이프(electrical heating tape)를 부착하여 반응온도를 105 ℃로 유지시켰다.Fill a tubular reactor 1.9 cm in diameter and 25.4 cm in length with 45 cc of Amberlyst-15 (Rohm & Haas, strongly acidic cation exchange resin), and attach an electric heating tape to the outside of the reactor to raise the reaction temperature to 105 ° C. Maintained.

상기 실시예 10에 따라 제조된 말레산 모노펜틸 에스테르를 사용하고, 반응물인 말레산 모노펜틸 에스테르:펜탄올은 1:6의 몰비로 혼합하여 가압펌프를 통해 유체공간속도(LHSV)= 1.0 hr-1의 속도로 반응기 하단(bottom-up)에 주입하였고, 반응압력은 10 기압을 유지하였다.Use Example 10 The maleic acid mono-pentyl ester prepared in accordance with, and reaction of maleic acid mono-pentyl ester: butanol is about 1: a mixture of 6 molar ratio of = the fluid space velocity (LHSV) through the pressure pump 1.0 hr - The reactor was injected at the bottom of the reactor at a speed of 1 , and the reaction pressure was maintained at 10 atm.

반응 종료 후, 말레산 디펜틸 에스테르 의 선택도는 기체크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과, 선택도 95.60%인 말레산 디펜틸 에스테르를 얻었다.After the reaction was completed, the selectivity of maleic acid dipentyl ester was analyzed by gas chromatography. As a result, maleic acid dipentyl ester having a selectivity of 95.60% was obtained.

실시예Example 21 내지 22 21 to 22

하기 표 4와 같이, 유체공간속도(LHSV)를 변화시킨 것 외에는 실시예 20과 동일한 방법으로 말레산 디펜틸 에스테르를 제조하였다.As in Table 4, maleic acid dipentyl ester was prepared in the same manner as in Example 20 except that the fluid space velocity (LHSV) was changed.

구  분division 온도 (℃)Temperature (℃) LHSV(hr-1)LHSV (hr -1 ) 압력(기압)Pressure (atmospheric pressure) 몰비Mole ratio DPM
선택도(%)
DPM
Selectivity (%)
실시예 20Example 20 105105 1.01.0 1010 1:61: 6 95.6095.60 실시예 21Example 21 105105 0.750.75 1010 1:61: 6 97.1797.17 실시예 22Example 22 105105 0.50.5 1010 1:61: 6 97.4197.41

주1) 몰비 = 말레산 모노펜틸 에스테르 : 펜탄올* 1) molar ratio = maleic acid monopentyl ester: pentanol

주2) DPM : 말레산 디펜틸 에스테르(Dipentyl Maleate)Note 2) DPM: Maleic Acid Dipentyl Maleate

[감마부티로락톤의 제조예][Production example of gamma butyrolactone]

실시예Example 23  23

직경 2.54 ㎝, 길이 15.24 ㎝인 관형 반응기에 KL-2010T(Kata Leuna사, CuO 89%, CaO 2%, SiO2 9%) 80 cc를 채우고, 반응기 외부에 전기 가열 테이프(electrical heating tape)를 부착하여 반응온도를 200 ℃로 유지시켰다.Fill a tubular reactor 2.54 cm in diameter and 15.24 cm in length with 80 cc of KL-2010T (Kata Leuna, CuO 89%, CaO 2%, SiO 2 9%), and attach an electrical heating tape to the outside of the reactor. To maintain the reaction temperature at 200 ° C.

상기 실시예 12에 따라 제조된 말레산 디에틸 에스테르를 사용하고, 반응물인 말레산 디에틸 에스테르:에탄올은 5:5의 중량비로 혼합하여 가압펌프를 통해 유체공간속도(LHSV)= 0.4 hr-1의 속도로 반응기 하단(bottom-up)에 주입하였다.  이때, 말레산 디에틸 에스테르와 수소의 몰비는 1:30으로 유지하였으며, 반응압력은 3 기압을 유지하였다.The maleic acid diethyl ester prepared according to Example 12 was used, and the reactant maleic acid diethyl ester: ethanol was mixed at a weight ratio of 5: 5 to obtain a fluid space velocity (LHSV) = 0.4 hr −1 through a pressure pump. It was injected at the bottom of the reactor (bottom-up) at the speed of. At this time, the molar ratio of maleic acid diethyl ester and hydrogen was maintained at 1:30, and the reaction pressure was maintained at 3 atmospheres.

반응 종료 후, 감마부티로락톤의 선택도는 기체크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과, 선택도 95.32%인 감마부티로락톤을 얻었다.After the completion of the reaction, the selectivity of gamma butyrolactone was analyzed by gas chromatography. As a result, gamma butyrolactone having a selectivity of 95.32% was obtained.

실시예Example 24 내지 37 24 to 37

하기 표 5와 같이, 반응온도, 유체공간속도(LHSV), 반응압력, 몰비, 중량비를 변화시킨 것 외에는 실시예 23과 동일한 방법으로 약 500 시간 동안 감마부티로락톤을 제조하였다.As shown in Table 5, except for changing the reaction temperature, the fluid space velocity (LHSV), the reaction pressure, the molar ratio, the weight ratio, gamma butyrolactone was prepared in the same manner as in Example 23 for about 500 hours.

구  분division 온도 (℃)Temperature (℃) LHSV(hr-1)LHSV (hr -1 ) 압력(기압)Pressure (atmospheric pressure) 몰비Mole ratio 중량비
(wt%)
Weight ratio
(wt%)
GBL
선택도(%)
GBL
Selectivity (%)
실시예 23Example 23 200200 0.40.4 33 1:301:30 5:55: 5 95.3295.32 실시예 24Example 24 200200 0.30.3 33 1:301:30 5:55: 5 95.2595.25 실시예 25Example 25 200200 0.250.25 33 1:301:30 5:55: 5 93.1493.14 실시예 26Example 26 200200 0.40.4 55 1:301:30 5:55: 5 94.9294.92 실시예 27Example 27 200200 0.30.3 55 1:301:30 5:55: 5 93.2593.25 실시예 28Example 28 200200 0.150.15 55 1:301:30 5:55: 5 91.7691.76 실시예 29Example 29 200200 0.30.3 88 1:301:30 5:55: 5 90.3190.31 실시예 30Example 30 200200 0.350.35 33 1:301:30 3:73: 7 92.2492.24 실시예 31Example 31 190190 0.30.3 55 1:301:30 5:55: 5 93.6093.60 실시예 32Example 32 210210 0.30.3 33 1:301:30 5:55: 5 89.3989.39 실시예 33Example 33 210210 0.40.4 55 1:301:30 5:55: 5 88.4888.48 실시예 34Example 34 220220 0.40.4 55 1:301:30 5:55: 5 86.2786.27 실시예 35Example 35 220220 0.30.3 33 1:301:30 5:55: 5 86.9886.98 실시예 36Example 36 220220 0.50.5 33 1:101:10 5:55: 5 86.0486.04 실시예 37Example 37 220220 0.40.4 33 1:151:15 5:55: 5 84.4384.43

주1) 몰비 = 말레산 디에틸 에스테르 : 수소Note 1) molar ratio = maleic acid diethyl ester: hydrogen

주2) 중량비 = 말레산 디에틸 에스테르 : 에탄올Note 2) Weight ratio = maleic acid diethyl ester: ethanol

주3) GBL : 감마부티로락톤(γ-Butyrolactone)Note 3) GBL: gamma butyrolactone (γ-Butyrolactone)

실시예Example 38  38

직경 2.54 ㎝, 길이 15.24 ㎝인 관형 반응기에 KL-2010T(Kata Leuna사, CuO 89%, CaO 2%, SiO2 9%) 80 cc를 채우고, 반응기 외부에 전기 가열 테이프(electrical heating tape)를 부착하여 반응온도를 220 ℃로 유지시켰다.Fill a tubular reactor 2.54 cm in diameter and 15.24 cm in length with 80 cc of KL-2010T (Kata Leuna, CuO 89%, CaO 2%, SiO 2 9%), and attach an electrical heating tape to the outside of the reactor. The reaction temperature was maintained at 220 ° C.

상기 실시예 17에 따라 제조된 말레산 디에틸 에스테르(말레산 모노에틸 에스테르 6.63% 포함)를 사용하고, 상기 말레산 디에틸 에스테르:에탄올은 5:5의 중량비로 혼합하여 가압펌프를 통해 유체공간속도(LHSV)= 0.3 hr-1의 속도로 반응기 하단(bottom-up)에 주입하였다. 이때, 말레산 디에틸 에스테르와 수소의 몰비는 1:30으로 유지하였으며, 반응압력은 3 기압을 유지하였다.The maleic acid diethyl ester (containing 6.63% maleic acid monoethyl ester) prepared according to Example 17 was used, and the maleic acid diethyl ester: ethanol was mixed at a weight ratio of 5: 5 to obtain a fluid space through a pressure pump. LHSV = 0.3 hr −1 at the bottom of the reactor (bottom-up) was injected. At this time, the molar ratio of maleic acid diethyl ester and hydrogen was maintained at 1:30, and the reaction pressure was maintained at 3 atmospheres.

반응 종료 후, 감마부티로락톤의 선택도는 기체크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과, 선택도 92.09%인 감마부티로락톤을 얻었다.After the completion of the reaction, the selectivity of gamma butyrolactone was analyzed by gas chromatography. As a result, gamma butyrolactone having a selectivity of 92.09% was obtained.

실시예Example 39  39

직경 2.54 ㎝, 길이 15.24 ㎝인 관형 반응기에 KL-2010T(Kata Leuna사, CuO 89%, CaO 2%, SiO2 9%) 80 cc를 채우고, 반응기 외부에 전기 가열 테이프(electrical heating tape)를 부착하여 반응온도를 220 ℃로 유지시켰다.Fill a tubular reactor 2.54 cm in diameter and 15.24 cm in length with 80 cc of KL-2010T (Kata Leuna, CuO 89%, CaO 2%, SiO 2 9%), and attach an electrical heating tape to the outside of the reactor. The reaction temperature was maintained at 220 ° C.

상기 실시예 20에 따라 제조된 말레산 디펜틸 에스테르를 사용하고, 반응물인 말레산 디펜틸 에스테르:펜탄올은 4:6의 중량비로 혼합하여 가압펌프를 통해 유체공간속도(LHSV)= 0.2 hr-1의 속도로 반응기 하단(bottom-up)에 주입하였다.  이때, 말레산 디펜틸 에스테르와 수소의 몰비는 1:30으로 유지하였으며, 반응압력은 3 기압을 유지하였다.Use Example 20 The maleic acid dipentyl ester prepared in accordance with, and the reaction of maleic acid dipentyl ester pentanol is 4: 6, mixed in a weight ratio = liquid space velocity (LHSV) through the pressure pump 0.2 hr - Injected at the bottom of the reactor (bottom-up) at a speed of 1 . At this time, the molar ratio of maleic acid dipentyl ester and hydrogen was maintained at 1:30, and the reaction pressure was maintained at 3 atmospheres.

반응 종료 후, 감마부티로락톤의 선택도는 기체크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과, 선택도 83.06%인 감마부티로락톤을 얻었다.After the completion of the reaction, the selectivity of gamma butyrolactone was analyzed by gas chromatography. As a result, gamma butyrolactone having 83.06% selectivity was obtained.

[N-메틸피롤리돈의 제조예][Production example of N-methylpyrrolidone]

실시예Example 40 40

직경 2.54 ㎝, 길이 15.24 ㎝인 관형 반응기에 ZnO(Johnson Matty사) 98 g을 채우고, 반응기 외부에 전기 가열 테이프(electrical heating tape)를 부착하여 반응온도를 280 ℃로 유지시켰다.A tubular reactor 2.54 cm in diameter and 15.24 cm in length was charged with 98 g of ZnO (Johnson Matty), and an electric heating tape was attached to the outside of the reactor to maintain the reaction temperature at 280 ° C.

상기 실시예 23에 따라 제조된 감마부티로락톤을 사용하고, 반응물인 감마부티로락톤과 40중량%의 모노메틸아민 수용액은 각각 가압펌프를 통해 몰비가 1:1.5로 유지되도록 하였고, 질량공간속도(WHSV)= 0.2 hr-1의 속도로 반응기 하단(bottom-up)에 주입하였다.  이때, 압력은 50 기압을 유지하였다. Using gamma butyrolactone prepared according to Example 23, the reactant gamma butyrolactone and 40% by weight of a monomethylamine aqueous solution were maintained at a molar ratio of 1: 1.5 through a pressurized pump, respectively, and the mass space velocity (WHSV) = 0.2 hr −1 at the bottom of the reactor. At this time, the pressure was maintained at 50 atmospheres.

반응 종료 후, N-메틸피롤리돈의 선택도는 기체크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과, 선택도 99.73%인 N-메틸피롤리돈을 얻었다.After completion of the reaction, the selectivity of N-methylpyrrolidone was analyzed by gas chromatography. As a result, N-methylpyrrolidone having a selectivity of 99.73% was obtained.

실시예Example 41 내지 52 41 to 52

하기 표 6과 같이, 반응온도, 반응압력, 질량공간속도(WHSV), 몰비를 변화시킨 것 외에는 실시예 40과 동일한 방법으로 N-메틸피롤리돈을 제조하였다.As shown in Table 6, N-methylpyrrolidone was prepared in the same manner as in Example 40 except for changing the reaction temperature, reaction pressure, mass space velocity (WHSV), and molar ratio.

구  분division 온도 (℃)Temperature (℃) 압력(기압)Pressure (atmospheric pressure) WHSV(hr-1)WHSV (hr -1 ) 몰비Mole ratio NMP
선택도(%)
NMP
Selectivity (%)
실시예 40Example 40 280280 5050 0.20.2 1:1.51: 1.5 99.7399.73 실시예 41Example 41 300300 5050 1One 1:1.51: 1.5 99.4499.44 실시예 42Example 42 300300 5050 1One 1:21: 2 97.9597.95 실시예 43Example 43 300300 5050 0.50.5 1:1.51: 1.5 99.4399.43 실시예 44Example 44 300300 5050 1One 1:31: 3 98.8098.80 실시예 45Example 45 300300 5050 0.250.25 1:1.51: 1.5 99.5599.55 실시예 46Example 46 280280 5050 1One 1:1.51: 1.5 97.6097.60 실시예 47Example 47 270270 5050 0.150.15 1:1.51: 1.5 99.2699.26 실시예 48Example 48 270270 7070 0.150.15 1:1.51: 1.5 99.3799.37 실시예 49Example 49 265265 5050 0.10.1 1:1.51: 1.5 99.6699.66 실시예 50Example 50 260260 5050 0.250.25 1:1.51: 1.5 99.5299.52 실시예 51Example 51 260260 7070 0.250.25 1:1.51: 1.5 99.3399.33 실시예 52Example 52 260260 7070 0.10.1 1:1.51: 1.5 99.4899.48

주1) 몰비 = 감마부티로락톤 : 모노메틸아민* 1) molar ratio = gamma butyrolactone to monomethylamine

주2) NMP : N-메틸피롤리돈(N-Methyl Pyrrolidone)Note 2) NMP: N-Methyl Pyrrolidone

주3) GBL : 감마부티로락톤(γ-Butyrolactone)Note 3) GBL: gamma butyrolactone (γ-Butyrolactone)

실시예Example 53 53

직경 2.54 ㎝, 길이 15.24 ㎝인 관형 반응기에 KL-5717T(Kata Leuna사, ZnO 40%, Al2O3 55%, CuO 4%) 65 g을 채우고, 반응기 외부에 전기 가열 테이프(electrical heating tape)를 부착하여 반응온도를 300 ℃로 유지시켰다.Fill a tubular reactor 2.54 cm in diameter and 15.24 cm in length with 65 g of KL-5717T (Kata Leuna, ZnO 40%, Al 2 O 3 55%, CuO 4%), and an electric heating tape outside the reactor. Was attached to maintain the reaction temperature at 300 ℃.

상기 실시예 23에 따라 제조된 감마부티로락톤을 사용하고, 반응물인 감마부티로락톤과 40 중량%의 모노메틸아민 수용액은 각각 가압펌프를 통해 몰비가 1:1.5로 유지되도록 하였고, 질량공간속도(WHSV)= 1.0 hr-1의 속도로 반응기 하단(bottom-up)에 주입하였다.  이때, 압력은 50 기압을 유지하였다. Using gamma butyrolactone prepared according to Example 23, the reactant gamma butyrolactone and 40% by weight of monomethylamine aqueous solution were each maintained at a molar ratio of 1: 1.5 through a pressurized pump, and the mass space velocity (WHSV) = 1.0 hr -1 at the bottom of the reactor (bottom-up) was injected. At this time, the pressure was maintained at 50 atmospheres.

반응 종료 후, N-메틸피롤리돈의 선택도는 기체크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과, 선택도 97.25%인 N-메틸피롤리돈을 얻었다.After completion of the reaction, the selectivity of N-methylpyrrolidone was analyzed by gas chromatography. As a result, N-methylpyrrolidone having a selectivity of 97.25% was obtained.

실시예Example 54 내지 58 54 to 58

하기 표 7과 같이, 반응온도, 반응압력, 질량공간속도(WHSV)를 변화시킨 것 외에는 실시예 53와 동일한 방법으로 N-메틸피롤리돈을 제조하였다.As shown in Table 7, N-methylpyrrolidone was prepared in the same manner as in Example 53, except that the reaction temperature, reaction pressure, and mass space velocity (WHSV) were changed.

구  분division 온도 (℃)Temperature (℃) 압력(기압)Pressure (atmospheric pressure) WHSV(hr-1)WHSV (hr -1 ) 몰비Mole ratio NMP
선택도(%)
NMP
Selectivity (%)
실시예 53Example 53 300300 5050 1.01.0 1:1.51: 1.5 97.2597.25 실시예 54Example 54 300300 3030 1.01.0 1:1.51: 1.5 97.2797.27 실시예 55Example 55 300300 5050 0.50.5 1:1.51: 1.5 97.3797.37 실시예 56Example 56 280280 5050 1.01.0 1:1.51: 1.5 98.9598.95 실시예 57Example 57 260260 6060 1.01.0 1:1.51: 1.5 98.6098.60 실시예 58Example 58 260260 5050 0.150.15 1:1.51: 1.5 97.5397.53

주1) 몰비 = 감마부티로락톤 : 모노메틸아민* 1) molar ratio = gamma butyrolactone to monomethylamine

주2) NMP : N-메틸피롤리돈(N-Methyl Pyrrolidone)Note 2) NMP: N-Methyl Pyrrolidone

주3) GBL : 감마부티로락톤(γ-Butyrolactone)Note 3) GBL: gamma butyrolactone (γ-Butyrolactone)

실시예Example 59 59

직경 2.54 ㎝, 길이 15.24 ㎝인 관형 반응기에 TS-A(희성-BASF사, TiO2 85%, SiO2 5%, WO3 10%) 40.9 g을 채우고, 반응기 외부에 전기 가열 테이프(electrical heating tape)를 부착하여 반응온도를 280 ℃로 유지시켰다.40.9 g of TS-A (Heesung-BASF, TiO 2 85%, SiO 2 5%, WO 3 10%) was charged into a tubular reactor 2.54 cm in diameter and 15.24 cm in length, and the electric heating tape outside the reactor ) And the reaction temperature was maintained at 280 ℃.

상기 실시예 23에 따라 제조된 감마부티로락톤을 사용하고, 반응물인 감마부티로락톤과 40중량%의 모노메틸아민 수용액은 각각 가압펌프를 통해 몰비가 1:1.5로 유지되도록 하였고, 질량공간속도(WHSV)= 1.0 hr-1의 속도로 반응기 하단(bottom-up)에 주입하였다.  이때, 압력은 50 기압을 유지하였다. Using gamma butyrolactone prepared according to Example 23, the reactant gamma butyrolactone and 40% by weight of a monomethylamine aqueous solution were maintained at a molar ratio of 1: 1.5 through a pressurized pump, respectively, and the mass space velocity (WHSV) = 1.0 hr -1 at the bottom of the reactor (bottom-up) was injected. At this time, the pressure was maintained at 50 atmospheres.

반응 종료 후, N-메틸피롤리돈의 선택도는 기체크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과, 선택도 99.45%인 N-메틸피롤리돈을 얻었다.After completion of the reaction, the selectivity of N-methylpyrrolidone was analyzed by gas chromatography. As a result, N-methylpyrrolidone having a selectivity of 99.45% was obtained.

실시예Example 60 내지 62 60 to 62

하기 표 8과 같이, 반응온도, 반응압력, 질량공간속도(WHSV)를 변화시킨 것 외에는 실시예 59와 동일한 방법으로 N-메틸피롤리돈을 제조하였다.As shown in Table 8, N-methylpyrrolidone was prepared in the same manner as in Example 59 except for changing the reaction temperature, the reaction pressure, and the mass space velocity (WHSV).

구  분division 온도 (℃)Temperature (℃) 압력(기압)Pressure (atmospheric pressure) WHSV(hr-1)WHSV (hr -1 ) 몰비Mole ratio NMP
선택도(%)
NMP
Selectivity (%)
실시예 59Example 59 280280 5050 1.01.0 1:1.51: 1.5 99.4599.45 실시예 60Example 60 280280 3030 1.01.0 1:1.51: 1.5 98.1998.19 실시예 61Example 61 280280 5050 0.50.5 1:1.51: 1.5 99.1699.16 실시예 62Example 62 260260 3030 1.01.0 1:1.51: 1.5 97.0697.06

주1) 몰비 = 감마부티로락톤 : 모노메틸아민* 1) molar ratio = gamma butyrolactone to monomethylamine

주2) NMP : N-메틸피롤리돈(N-Methyl Pyrrolidone)Note 2) NMP: N-Methyl Pyrrolidone

주3) GBL : 감마부티로락톤(γ-Butyrolactone)Note 3) GBL: gamma butyrolactone (γ-Butyrolactone)

실시예Example 63 63

직경 2.54 ㎝, 길이 15.24 ㎝인 관형 반응기에 세라믹볼(SAMWHA사, SiO2 67.6%, Al2O3 28.2%, TiO2 0.41%, Fe2O3 0.57%) 98 g을 채우고, 반응기 외부에 전기 가열 테이프(electrical heating tape)를 부착하여 반응온도를 280 ℃로 유지시켰다.Fill a tubular reactor 2.54 cm in diameter and 15.24 cm in length with 98 g of ceramic balls (SAMWHA, SiO 2 67.6%, Al 2 O 3 28.2%, TiO 2 0.41%, Fe 2 O 3 0.57%) An electrical heating tape was attached to maintain the reaction temperature at 280 ° C.

상기 실시예 23에 따라 제조된 감마부티로락톤을 사용하고, 반응물인 감마부티로락톤과 35중량%의 모노메틸아민 수용액은 각각 가압펌프를 통해 몰비가 1:1.5로 유지되도록 하였고, 질량공간속도(WHSV)= 0.15 hr-1의 속도로 반응기 하단(bottom-up)에 주입하였다. 이때, 압력은 50 기압을 유지하였다. Using gamma butyrolactone prepared according to Example 23, the reactant gamma butyrolactone and 35 wt% monomethylamine aqueous solution were each maintained at a molar ratio of 1: 1.5 through a pressurized pump, and the mass space velocity (WHSV) = injected at the bottom of the reactor (bottom-up) at a rate of 0.15 hr −1 . At this time, the pressure was maintained at 50 atmospheres.

반응 종료 후, N-메틸피롤리돈의 선택도는 기체크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과, 선택도 98.50%인 N-메틸피롤리돈을 얻었다.After completion of the reaction, the selectivity of N-methylpyrrolidone was analyzed by gas chromatography. As a result, N-methylpyrrolidone having a selectivity of 98.50% was obtained.

일반적인 40 중량%의 모노메틸아민 수용액의 함량보다 낮은 경우에도 반응 진행에 문제가 없었다.There was no problem in the progress of the reaction even when the content of the general 40% by weight of monomethylamine aqueous solution.

본 발명의 방법으로 제조된 감마부티로락톤은 경제적으로 대량 생산이 가능하여 고분자 중합 및 가공용 용제, 페인트 제조 용제, 금속 표면 세정제, 의약품 합성 및 정제 용매, 반도체 및 전자소재의 가공 용제, 리튬전지 제조 용제 등의 분야에서 친환경 무독성 제품으로 수요가 증가하고 있는 N-메틸피롤리돈과 같은 피롤리돈 유도체 제조에 사용되는 원료로 이용될 수 있다.Gamma butyrolactone produced by the method of the present invention is economically capable of mass production, polymer polymerization and processing solvents, paint preparation solvents, metal surface cleaners, pharmaceutical synthesis and purification solvents, semiconductor and electronic materials processing solvents, lithium battery production It can be used as a raw material used in the manufacture of pyrrolidone derivatives such as N-methylpyrrolidone which is increasing in demand as an environment-friendly non-toxic product in the field of solvents and the like.

Claims (14)

금속산화물 고체상 촉매의 존재 하에서, 말레산 디알킬 에스테르를 수소 분위기 하에서 액상-수소화 반응하여 감마부티로락톤을 제조하는 공정을 포함하며, A liquid-hydrogenation reaction of maleic acid dialkyl ester in a hydrogen atmosphere in the presence of a metal oxide solid phase catalyst to produce gammabutyrolactone, 상기 고체상 촉매는 11족의 금속원소를 함유하는 산화물 군에서 선택된 1종 이상의 활성성분 및 2족의 금속원소를 함유하는 산화물 군에서 선택된 1종 이상의 활성성분을 포함하는 것인 감마부티로락톤의 제조방법.The solid catalyst comprises gamma-butyrolactone that comprises at least one active ingredient selected from the group of oxides containing metals of Group 11 and at least one active ingredient selected from the group of oxides containing metals of Group 2 Way. 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 고체상 촉매는 13족 및 14족의 금속원소를 함유하는 산화물 군에서 선택된 1종 이상의 활성성분을 갖는 담체를 추가로 포함하는 것인 감마부티로락톤의 제조방법.The solid catalyst is a method for producing gamma butyrolactone further comprises a carrier having at least one active ingredient selected from the group of oxides containing group 13 and 14 metal elements. 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 말레산 디알킬 에스테르는 숙신산 디알킬 에스테르, 말레산 모노알킬 에스테르, 및 숙신산 모노알킬 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상과 혼합하여 반응하는 것인 감마부티로락톤의 제조방법.The maleic acid dialkyl ester is reacted by mixing with at least one selected from the group consisting of succinic acid dialkyl ester, maleic acid monoalkyl ester, and succinic acid monoalkyl ester. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 공정에서 말레산 디알킬 에스테르:수소는 1:5 내지 1:100의 몰비로 첨가하는 것인 감마부티로락톤의 제조방법.Maleic acid dialkyl ester: hydrogen in the above process is a method for producing gamma butyrolactone is added in a molar ratio of 1: 5 to 1: 100. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 공정에서 유체공간속도(Liquid Hourly Space Velocity)가 0.05 내지 5.0 hr-1인 감마부티로락톤의 제조방법.Method of producing a gamma butyrolactone of the liquid hourly space velocity (Liquid Hourly Space Velocity) in the process of 0.05 to 5.0 hr -1 . 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 공정에서 반응온도는 150 내지 250 ℃인 감마부티로락톤의 제조방법.In the above process, the reaction temperature is 150 to 250 ℃ the production method of gamma butyrolactone. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 공정에서 반응압력은 상압 내지 15 기압인 감마부티로락톤의 제조방법.In the above process, the reaction pressure is a method for producing gamma butyrolactone at normal pressure to 15 atm. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 공정은 알코올 용매를 추가로 포함하여 말레산 디알킬 에스테르를 반응시키는 감마부티로락톤의 제조방법.The process is a method for producing gamma butyrolactone to react the maleic acid dialkyl ester further comprising an alcohol solvent. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 공정은 알코올 촉매 존재 하에서 에서 말레산 디알킬 에스테르:알코올은 1:9 내지 9:1의 중량비로 첨가하는 것인 감마부티로락톤의 제조방법.Wherein said process adds maleic acid dialkyl ester: alcohol in the presence of an alcohol catalyst in a weight ratio of 1: 9 to 9: 1. 제1항에 따른 방법으로 제조된 감마부티로락톤을 금속산화물 고체상 촉매의 존재 하에서 모노메틸아민과 반응시켜 N-메틸피롤리돈을 제조하는 공정을 포함하는 N-메틸피롤리돈의 제조방법. A method for producing N-methylpyrrolidone, comprising the step of reacting gammabutyrolactone prepared by the method according to claim 1 with monomethylamine in the presence of a metal oxide solid phase catalyst to produce N-methylpyrrolidone. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 금속산화물 고체상 촉매는 4, 6, 8, 11, 12, 13, 14족의 금속원소를 함유하는 산화물 군에서 1종 이상 선택되는 활성성분을 포함하고, 13, 14족의 금속원소를 함유하는 산화물 군에서 1종 이상 선택되는 활성성분을 갖는 담체를 추가로 포함하는 것인 N-메틸피롤리돈의 제조방법. The metal oxide solid-phase catalyst contains at least one active ingredient selected from the group of oxides containing metal elements of Groups 4, 6, 8, 11, 12, 13, and 14, and contains metal elements of Groups 13 and 14. A method for producing N-methylpyrrolidone further comprising a carrier having at least one active ingredient selected from the group of oxides. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 공정에서 질량공간속도(Weight Hourly Space Velocity) 0.1 내지 5.0 hr-1이며, 감마부티로락톤:모노메틸아민의 몰비는 1:0.5 내지 1:5이고, 반응온도는 150 내지 400 ℃이고, 반응압력은 상압 내지 100 기압인 N-메틸피롤리돈의 제조 방법.In the above process, the weight hourly space velocity is 0.1 to 5.0 hr −1 , and the molar ratio of gamma butyrolactone to monomethylamine is 1: 0.5 to 1: 5, the reaction temperature is 150 to 400 ° C., and the reaction. The pressure is a method for producing N-methylpyrrolidone at normal pressure to 100 atm.
KR1020080055037A 2008-06-12 2008-06-12 PROCESS FOR PREPARING OF ?-Butyrolactone KR101001332B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080055037A KR101001332B1 (en) 2008-06-12 2008-06-12 PROCESS FOR PREPARING OF ?-Butyrolactone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080055037A KR101001332B1 (en) 2008-06-12 2008-06-12 PROCESS FOR PREPARING OF ?-Butyrolactone

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090128992A KR20090128992A (en) 2009-12-16
KR101001332B1 true KR101001332B1 (en) 2010-12-14

Family

ID=41689135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080055037A KR101001332B1 (en) 2008-06-12 2008-06-12 PROCESS FOR PREPARING OF ?-Butyrolactone

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101001332B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100404579B1 (en) 1998-01-15 2004-03-24 에스케이 주식회사 Method for manufacturing n-alkyl-2-pyrrolidone
KR100520472B1 (en) 1997-11-13 2005-10-11 바스프 악티엔게젤샤프트 Process for preparing gamma-butyrolactone, butane-1,4-diol and tetrahydrofuran

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100520472B1 (en) 1997-11-13 2005-10-11 바스프 악티엔게젤샤프트 Process for preparing gamma-butyrolactone, butane-1,4-diol and tetrahydrofuran
KR100404579B1 (en) 1998-01-15 2004-03-24 에스케이 주식회사 Method for manufacturing n-alkyl-2-pyrrolidone

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090128992A (en) 2009-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5124366B2 (en) Process for producing 1,6-hexanediol having a purity exceeding 99%
KR100550202B1 (en) Method for Producing 1,6-Hexanediol and 6-Hydroxycaproic Acid or Their Esters
KR100417353B1 (en) Method of Producing 1,4-Butanediol and Tetrahydrofuran from Furan
US6492535B1 (en) Process for the production of gamma-butyrolactone
KR101103512B1 (en) Process for preparing of n-methyl pyrrolidone from 1,4-butanediol
JP5478504B2 (en) Method for producing N-methylpyrrolidone
EP1047687B2 (en) Process for the production of gamma-butyrolactone
CA2329477C (en) Method for producing 1,4-butanediol
KR100307255B1 (en) Method for producing 1,4-butanediol
KR100344962B1 (en) Preparation method of gamma butyrolactone using maleic anhydride
KR101001332B1 (en) PROCESS FOR PREPARING OF ?-Butyrolactone
KR100943528B1 (en) Process for preparing of n-methyl pyrrolidone
KR100445957B1 (en) Process for Preparing Tetrahydrofuran from Dialkoxybutenes
KR0131203B1 (en) Process for the production of ñò-butyrolactone
JP4625219B2 (en) Production method of gamma-butyrolactone
US20050215800A1 (en) Method for producing gamma-butyrolactone
KR101555649B1 (en) Process for preparing cyclohexanone
EP0934294A1 (en) Preparation of 3-methyltetrahydrofuran from 2,3-dihydrofuran
KR100884315B1 (en) Process for preparing of isopropanol
KR20110083501A (en) Process for preparing tetrahydrofuran
KR100565474B1 (en) Method for producing N-methyl-2-Pyrrolidone
KR100230831B1 (en) A process for preparing gamma-butyrolactone
US5767326A (en) Process for preparing hydroxymethylcyclopropane
KR20100021138A (en) PROCESS FOR PREPARING OF gamma-BUTYROLACTONE USING MALEIC ANHYDRIDE
MXPA00009664A (en) Method for producing 1,4-butanediol

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131202

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141201

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151202

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161206

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171201

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181126

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191203

Year of fee payment: 10