KR101950930B1 - Porous catalyst containing zinc oxide and aluminium oxide for hydroxyl group alkylation, preparation method thereof using nonionic surfactant and alkylation method of polyalkylene glycol using the same - Google Patents

Porous catalyst containing zinc oxide and aluminium oxide for hydroxyl group alkylation, preparation method thereof using nonionic surfactant and alkylation method of polyalkylene glycol using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101950930B1
KR101950930B1 KR1020170065463A KR20170065463A KR101950930B1 KR 101950930 B1 KR101950930 B1 KR 101950930B1 KR 1020170065463 A KR1020170065463 A KR 1020170065463A KR 20170065463 A KR20170065463 A KR 20170065463A KR 101950930 B1 KR101950930 B1 KR 101950930B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
zinc
aluminum
alkylation
hydroxyl group
precursor
Prior art date
Application number
KR1020170065463A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180130072A (en
Inventor
이병민
강은경
정가영
Original Assignee
한국화학연구원
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 한국화학연구원 filed Critical 한국화학연구원
Priority to KR1020170065463A priority Critical patent/KR101950930B1/en
Publication of KR20180130072A publication Critical patent/KR20180130072A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101950930B1 publication Critical patent/KR101950930B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • C08G65/2642Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds characterised by the catalyst used
    • C08G65/269Mixed catalyst systems, i.e. containing more than one reactive component or catalysts formed in-situ
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • C08G65/2642Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds characterised by the catalyst used
    • C08G65/2645Metals or compounds thereof, e.g. salts
    • C08G65/2654Aluminium or boron; Compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • C08G65/2642Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds characterised by the catalyst used
    • C08G65/2645Metals or compounds thereof, e.g. salts
    • C08G65/266Metallic elements not covered by group C08G65/2648 - C08G65/2645, or compounds thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매, 이의 비이온성 계면활성제를 사용한 제조방법 및 이를 이용한 폴리알킬렌 글리콜의 히드록실기의 알킬화 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매는 우수한 폴리알킬렌 글리콜 전환율 및 메틸화 전환율을 나타내므로, 경제적이면서 친환경적으로 폴리알킬렌 글리콜의 알킬화에 유용하게 사용될 수 있다.The present invention relates to a porous catalyst for the alkylation of hydroxyl groups comprising zinc oxide and aluminum oxide, a process for preparing the same using a nonionic surfactant, and a process for alkylating a hydroxyl group of a polyalkylene glycol using the same. The porous catalyst for hydroxyl group alkylation according to the present invention exhibits excellent polyalkylene glycol conversion and methylation conversion, and thus can be used economically and environmentally friendly for the alkylation of polyalkylene glycols.

Description

아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매, 이의 비이온성 계면활성제를 사용한 제조방법 및 이를 이용한 폴리알킬렌 글리콜의 히드록실기의 알킬화 방법 {Porous catalyst containing zinc oxide and aluminium oxide for hydroxyl group alkylation, preparation method thereof using nonionic surfactant and alkylation method of polyalkylene glycol using the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a porous catalyst for hydroxyl group alkylation including zinc oxide and aluminum oxide, a process for producing the same using the nonionic surfactant, and a process for alkylating a hydroxyl group of a polyalkylene glycol using the same. group alkylation, preparation method thereof using nonionic surfactant and alkylation method of polyalkylene glycol using the same}

본 발명은 아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매, 이의 비이온성 계면활성제를 사용한 제조방법 및 이를 이용한 폴리알킬렌 글리콜의 히드록실기의 알킬화 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 비이온 계면활성제를 사용하여 활성이 높은 아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매를 제조하고, 상기 촉매 존재 하에서 친환경적이면서 경제적으로 폴리알킬렌 글리콜을 알킬화하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a porous catalyst for the alkylation of hydroxyl groups comprising zinc oxide and aluminum oxide, a process for preparing the same using a nonionic surfactant, and a process for alkylating a hydroxyl group of a polyalkylene glycol using the same. Specifically, it relates to a method for producing a porous catalyst for hydroxyl group alkylation comprising zinc oxide and aluminum oxide having high activity by using a nonionic surfactant, and a method for alkylating polyalkylene glycol in an environmentally friendly and economical manner in the presence of the catalyst will be.

알코올을 출발물질로 하여 프로필렌옥사이드나, 에틸렌옥사이드를 부가하여 중합시키는 폴리알킬렌 글리콜은 말단이 알킬기나 히드록실기(-OH)로 이루어져 있다. 오래전부터 폴리알킬렌 글리콜은 자동차 에어콘용 냉동기유로 상용화되어 있으며, 전 세계적으로 판매되고 있다. 그러나, 상기 폴리알킬렌 글리콜을 에어컨의 냉동기유로 사용 시에 폴리알킬렌 글리콜의 말단 히드록실기가 공기 중 수분으로 하여 여러 문제점이 꾸준히 발생되어 왔으며, 이를 해결하고자 말단 히드록실기를 알킬화하고자 하는 많은 시도가 있었다.The polyalkylene glycol which is prepared by adding propylene oxide or ethylene oxide with alcohol as a starting material is composed of an alkyl group or a hydroxyl group (-OH) at the terminal. Polyalkylene glycols have long been commercialized as refrigerator oil for automobile air conditioners and are being sold worldwide. However, when the polyalkylene glycol is used as a refrigerant in an air conditioner, the end hydroxyl groups of the polyalkylene glycol are frequently caused to be moisture in the air. To solve this problem, many attempts have been made to alkylate the terminal hydroxyl groups There was an attempt.

폴리알킬렌 글리콜 말단의 히드록실기를 알킬화제와 반응시켜 메틸기로 치환하여 제조하는 방법은 많은 문헌에 개시되어 있다. 미국등록특허 제4587365호에는 CH3Cl, CH3I 등의 할로겐화 메틸의 알킬화제를 사용하여 메틸기로 치환하여 제조하였으며, 유럽공개특허 제0302487호에서는 메틸설페이트를 알킬화제로 사용하여 폴리알킬렌 글리콜의 말단을 메틸기로 알킬화시키는 방법이 개시된 바 있다. 그러나, 이러한 할로겐화 메틸을 이용한 방법들은 반응자체가 느릴 뿐만 아니라, 여러 가지 환경문제를 가지고 있어서 실제 적용하는데 한계가 있다.A method of preparing a polyalkylene glycol by reacting a hydroxyl group at the terminal of the polyalkylene glycol with an alkylating agent to replace it with a methyl group is disclosed in many documents. US Pat. No. 4,587,365 discloses a process for preparing a polyalkylene glycol by substituting a methyl group with an alkylating agent of methyl halide such as CH 3 Cl or CH 3 I. In EP 0302487, methyl sulfate is used as an alkylating agent, Is alkylated with a methyl group. However, these methods using methyl halide are not only slow in reaction itself, but also have various environmental problems, which limits their practical application.

추가적으로, 산촉매제를 사용하는 방법이 있는데, 통상적으로 상기 산촉매제를 사용하는 알킬화법은 액체산 촉매제를 사용한다. 액체산 촉매제로는 황산과 불화수소산이 있다. 그러나 이러한 방법은 황산과 불화수소산의 강한 부식성으로 인하여 알킬화 후 얻어지는 물질에 높은 부식성 물질이 존재하는 문제가 있으며, 공정중에 플루오르화 수소와 같은 독성 물질이 방출될 수 있는 환경적 문제가 있다.In addition, there is a method of using an acid catalyst. Usually, a liquid acid catalyst is used for the alkylation method using the acid catalyst. Liquid acid catalysts include sulfuric acid and hydrofluoric acid. However, this method has a problem in that there is a high corrosive substance in the material obtained after alkylation due to the strong corrosiveness of sulfuric acid and hydrofluoric acid, and there is an environmental problem that toxic substances such as hydrogen fluoride can be released during the process.

또한, 상기 산촉매로서 고체산 촉매제를 사용하는 방법도 공개된 바 있다. 미국등록특허 제5986158호에 제올라이트-함유 고체산 촉매제의 용이한 재생을 이용하는 알킬화 방법이 공개된 바 있고, 미국등록특허 제8163969호에는 제올라이트와 희토류를 포함하는 고체산 알킬화 촉매제를 사용화여 알킬화시키는 방법들이 알려져 있다.A method of using a solid acid catalyst as the acid catalyst has also been disclosed. U.S. Patent No. 5,986,158 discloses an alkylation process that utilizes an easy regeneration of a zeolite-containing solid acid catalyst, and U.S. Patent No. 8163969 discloses a process for alkylating a zeolite with a solid acid alkylation catalyst comprising rare earths Are known.

그러나, 고체산 촉매는 제조시에 소성시키는 경우 적정 온도보다 너무 높은 온도에서 촉매를 소성시키면 촉매 표면적이 감소되거나 또는 바람직하지 않은 촉매 구조가 형성되어 촉매 성능을 저하시키는 원인이 되는 문제점이 있다.However, when the solid acid catalyst is calcined at the time of production, if the catalyst is calcined at a temperature higher than the proper temperature, there is a problem that the surface area of the catalyst is reduced or an undesirable catalyst structure is formed and the catalyst performance is deteriorated.

이에, 본 발명자들은 안정된 활성을 갖는 히드록실기의 알킬화 촉매제를 개발하기 위해 노력하던 중, 본 발명에 따른 촉매가 폴리알킬렌 글리콜의 전환율 및 알킬화 전화율이 우수하므로, 상기 촉매를 폴리알킬렌 글리콜의 히드록실기 알킬화에 유용하게 사용될 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have made efforts to develop a catalyst for alkylation of a hydroxyl group having stable activity, and since the catalyst according to the present invention has excellent conversion and alkylation conversion of polyalkylene glycol, And can be usefully used for hydroxyl group alkylation. The present invention has been completed based on this finding.

본 발명의 목적은 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a porous catalyst for alkylating a hydroxyl group.

본 발명의 다른 목적은 상기 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a process for producing the porous catalyst for alkylating the hydroxyl group.

본 발명의 또 다른 목적은 폴리알킬렌 글리콜의 히드록실기 알킬화 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for alkylating a hydroxyl group of a polyalkylene glycol.

상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,

본 발명은 아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하되, The present invention relates to a process for the production of zinc oxide and aluminum oxide,

상기 아연 원자 1몰에 대하여 알루미늄 원자를 0.01 내지 2몰로 포함하는 것을 특징으로 하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매를 제공한다.Wherein the catalyst comprises 0.01 to 2 moles of aluminum atom per mole of the zinc atom.

또한, 본 발명은 물에 비이온성 계면활성제를 용해시켜 미셀을 형성하는 단계(단계 1);The present invention also relates to a method for producing a micelle comprising dissolving a nonionic surfactant in water to form micelles (step 1);

상기 단계 1에서 얻은 미셀이 형성된 용액에 알루미늄 전구체 및 아연 전구체를 혼합하는 단계(단계 2);Mixing the aluminum precursor and the zinc precursor into the micelle-formed solution obtained in the step 1 (step 2);

상기 단계 2에서 얻은 용액에 침전제를 첨가하여 아연-알루미늄 수산화물을 형성시키는 단계(단계 3); 및Adding a precipitant to the solution obtained in step 2 to form zinc-aluminum hydroxide (step 3); And

상기 단계 3에서 아연-알루미늄 수산화물을 소성하여 아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매를 제조하는 단계(단계 4);를 포함하는 상기 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매의 제조방법을 제공한다.A step of calcining the zinc-aluminum hydroxide in the step 3 to prepare a porous catalyst for alkylation of a hydroxyl group containing zinc oxide and aluminum oxide (step 4); and to provide.

나아가, 본 발명은 상기 촉매 존재하에서 알킬화제 및 폴리알킬렌 글리콜을 반응시키는 단계를 포함하는 폴리알킬렌 글리콜의 히드록실기 알킬화 방법을 제공한다.Further, the present invention provides a method for alkylating a hydroxyl group of a polyalkylene glycol comprising reacting an alkylating agent and a polyalkylene glycol in the presence of the catalyst.

본 발명에 따른 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매는 우수한 폴리알킬렌 글리콜 전환율 및 메틸화 전환율을 나타내므로, 경제적이면서 친환경적으로 폴리알킬렌 글리콜의 알킬화에 유용하게 사용될 수 있다.The porous catalyst for hydroxyl group alkylation according to the present invention exhibits excellent polyalkylene glycol conversion and methylation conversion, and thus can be used economically and environmentally friendly for the alkylation of polyalkylene glycols.

도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매의 FT-SEM 이미지이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에서 제조된 아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매의 FT-SEM 이미지이다.
1 is an FT-SEM image of a porous catalyst for alkylation of a hydroxyl group containing zinc oxide and aluminum oxide prepared in Example 1 of the present invention.
2 is an FT-SEM image of a porous catalyst for alkylation of a hydroxyl group containing zinc oxide and aluminum oxide prepared in Example 2 of the present invention.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하되, The present invention relates to a process for the production of zinc oxide and aluminum oxide,

상기 아연 원자 1몰에 대하여 알루미늄 원자를 0.01 내지 2몰로 포함하는 것을 특징으로 하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매를 제공한다.Wherein the catalyst comprises 0.01 to 2 moles of aluminum atom per mole of the zinc atom.

본 발명에 따른 상기 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매에 있어서, 아연 원자 1몰에 대하여 알루미늄 원자를 0.1 내지 2몰로 포함하는 것이 보다 바람직하고, 0.5 내지 2몰로 포함하는 것이 보다 더 바람직하다.In the porous catalyst for alkylating a hydroxyl group according to the present invention, it is more preferable that the porous catalyst contains 0.1 to 2 moles of aluminum atom per mole of zinc atoms, more preferably 0.5 to 2 moles.

본 발명에 따른 상기 촉매는 산성분을 더 포함할 수 있다. 산기 산은 특히 한정되는 것은 아니나, HCl, HBr, HI, HF, H2S04, H3P04, HPO3, H3P02, H4P2O7, HNO3, H3B03, HCl04, HCl03S, H2FO3P, HPF6, H2Se03, H3NO3S, H2S03, HBF4, 올소인산, 피로인산, 폴리인산, 메타인산 및 울트라인산 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 산 및 이의 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.The catalyst according to the present invention may further comprise an acid component. The organic acid may be, but is not limited to, HCl, HBr, HI, HF, H 2 SO 4 , H 3 PO 4 , HPO 3 , H 3 PO 2 , H 4 P 2 O 7 , HNO 3 , H 3 BO 3 , 4 , HClO 3 S, H 2 FO 3 P, HPF 6 , H 2 SeO 3 , H 3 NO 3 S, H 2 SO 3 , HBF 4 , olophosphoric acid, pyrophosphoric acid, polyphosphoric acid, metaphosphoric acid and ultra phosphoric acid And an acid selected from the group consisting of salts thereof and salts thereof.

상기 염을 형성하기 위한 양이온은 특히 한정되는 것은 아니나, 알칼리 금속 염, 알칼리 토금속 염 또는 암모늄일 수 있다.The cation for forming the salt is not particularly limited, but may be an alkali metal salt, an alkaline earth metal salt, or ammonium.

본 발명에 따른 상기 촉매에서, 산 성분은 아연 원자 1몰에 대하여 0.1 내지 2몰로 포함되는 것이 바람직하고, 0.1 내지 1.5몰로 포함되는 것이 보다 바람직하며, 0.1 내지 1몰로 포함되는 것이 보다 더 바람직하다.In the catalyst according to the present invention, the acid component is preferably contained in an amount of 0.1 to 2 mol, more preferably 0.1 to 1.5 mol, and still more preferably 0.1 to 1 mol, per 1 mol of the zinc atom.

또한, 본 발명에 따른 상기 상기 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매는 이에 한정되는 것은 아니나 평균 기공 크기가 40 내지 100 m2인 것이 바람직하고, 활성표면적은 120 내지 300 m2/g인 것이 바람직하다.The average pore size of the porous catalyst for hydroxyl group alkylation according to the present invention is preferably 40 to 100 m 2 , and the active surface area is preferably 120 to 300 m 2 / g.

나아가, 본 발명에 따른 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매는 히드록실기를 알킬화 하는 것을 특징으로 하는 바, 히드록실기를 가지는 화합물이라면 한정되지 않고, 알킬화를 수행할 수 있으며, 특히, 폴리알킬렌 글리콜의 히드록실기를 알킬화할 수 있다.Further, the porous catalyst for hydroxyl group alkylation according to the present invention is characterized by alkylating a hydroxyl group, and is not limited as long as it is a compound having a hydroxyl group, and can carry out alkylation. In particular, polyalkylene glycol Lt; / RTI > can be alkylated.

또한, 본 발명은 물에 비이온성 계면활성제를 용해시켜 미셀을 형성하는 단계(단계 1);The present invention also relates to a method for producing a micelle comprising dissolving a nonionic surfactant in water to form micelles (step 1);

상기 단계 1에서 얻은 미셀이 형성된 용액에 알루미늄 전구체 및 아연 전구체를 혼합하는 단계(단계 2);Mixing the aluminum precursor and the zinc precursor into the micelle-formed solution obtained in the step 1 (step 2);

상기 단계 2에서 얻은 용액에 침전제를 첨가하여 아연-알루미늄 수산화물을 형성시키는 단계(단계 3); 및Adding a precipitant to the solution obtained in step 2 to form zinc-aluminum hydroxide (step 3); And

상기 단계 3에서 아연-알루미늄 수산화물을 소성하여 아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매를 제조하는 단계(단계 4);를 포함하는 상기 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매의 제조방법을 제공한다.A step of calcining the zinc-aluminum hydroxide in the step 3 to prepare a porous catalyst for alkylation of a hydroxyl group containing zinc oxide and aluminum oxide (step 4); and to provide.

이하, 본 발명에 따른 상기 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for preparing the porous catalyst for hydroxyl group alkylation according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 상기 제조방법에 있어서, 상기 단계 1은 물에 비이온성 계면활성제를 용해시켜 미셀을 형성하는 단계이다.In the preparation method according to the present invention, the step 1 is a step of dissolving a nonionic surfactant in water to form micelles.

이때, 상기 비이온성 계면활성제는 물에 용해되었을 때 이온을 띄지 않으며 에틸렌옥시드가 부가된 알킬기를 가지고 있는 물에 잘 용해되는 비이온 계면활성제라면 특히 한정되지 않는다.In this case, the nonionic surfactant is not particularly limited as long as it is a nonionic surfactant that is soluble in water and has an alkyl group to which ethylene oxide is added, when the surfactant is dissolved in water.

본 발명에서는 올레일알코올에 에틸렌옥시드가 10몰이 부가된 계면활성제(OA10)를 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, a surfactant (OA10) having 10 moles of ethylene oxide added to oleyl alcohol is used, but the present invention is not limited thereto.

본 발명에 따른 상기 제조방법에 있어서, 상기 단계 2는 상기 단계 1에서 얻은 미셀이 형성된 용액에 알루미늄 전구체 및 아연 전구체를 혼합하는 단계이다.In the above production method according to the present invention, the step 2 is a step of mixing the aluminum precursor and the zinc precursor into the micelle-formed solution obtained in the step 1.

상기 알루미늄 전구체는 알루미늄을 제공할 수 있는 전구체라면 특히 한정되는 것은 아니며, 염화알루미늄, 질산알루미늄, 황산알루미늄, 수산화알루미늄, 아세트산알루미늄, 알루민산나트륨 및 알루민산칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.The aluminum precursor is not particularly limited as long as it is a precursor capable of providing aluminum, and at least one selected from the group consisting of aluminum chloride, aluminum nitrate, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, aluminum acetate, sodium aluminate and potassium aluminate Can be used.

또한, 상기 아연 전구체는 아연을 제공할 수 있는 전구체라면 특히 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 염화아연, 질산아연, 황산아연, 수산화아연, 아세트산아연, 아연산나트륨 및 아연산칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.The zinc precursor is not particularly limited as long as it is a precursor capable of providing zinc, and is preferably selected from the group consisting of zinc chloride, zinc nitrate, zinc sulfate, zinc hydroxide, zinc acetate, sodium hydroxide and potassium hydroxide May be used.

이때, 알루미늄 전구체는 아연 전구체 1몰에 대하여 0.01 내지 2몰비로 사용하는 것이 바람직하며, 아연 전구체 1몰에 대하여 알루미늄 전구체를 0.1 내지 2몰로 포함하는 것이 보다 바람직하고, 0.5 내지 2몰로 포함하는 것이 보다 더 바람직하다.The aluminum precursor is preferably used in an amount of 0.01 to 2 mol based on 1 mol of the zinc precursor, more preferably 0.1 to 2 mol of the aluminum precursor relative to 1 mol of the zinc precursor, and 0.5 to 2 mol of the aluminum precursor More preferable.

알루미늄 전구체를 아연 전구체 1몰에 대하여 0.01 몰 이하로 사용할 경우, 촉매 활성점이 너무 희석될 뿐만 아니라, 촉매사이의 상호작용이 너무 약해 메틸화 순도가 떨어지는 문제가 있다. 또한 2몰을 초과하는 경우에는 최종적으로 얻어진 촉매에 폴리알킬렌 글리콜이 너무 강하게 결합하게 되어 폴리알킬렌 글리콜의 사슬이 끊어져 목적하는 알킬화가 이루어진 폴리알킬렌 글리콜을 얻지 못하는 문제점이 있다.When the aluminum precursor is used in an amount of 0.01 mol or less based on 1 mol of the zinc precursor, not only the catalytic active sites are diluted too much, but also the interactions between the catalysts are too weak to lower the purity of methylation. On the other hand, when the amount of the polyalkylene glycol is more than 2 moles, the polyalkylene glycol is too strongly bound to the finally obtained catalyst, so that the chain of the polyalkylene glycol is broken and the desired alkylated polyalkylene glycol can not be obtained.

또한, 본 발명에 따른 제조방법의 단계 2에서, 산 전구체를 더 혼합할 수 있다.Further, in step 2 of the production method according to the present invention, the acid precursor can be further mixed.

상기 산 전구체는 특히 한정되는 것은 아니나, HCl, HBr, HI, HF, H2S04, H3P04, HPO3, H3P02, H4P2O7, HNO3, H3B03, HCl04, HCl03S, H2FO3P, HPF6, H2Se03, H3NO3S, H2S03, HBF4, 올소인산, 피로인산, 폴리인산, 메타인산 및 울트라인산 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 산 및 이의 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.The acid precursor include, but are not particularly limited, HCl, HBr, HI, HF , H 2 S0 4, H 3 P0 4, HPO 3, H 3 P0 2, H 4 P 2 O 7, HNO 3, H 3 B0 3 , HClO 4 , HClO 3 S, H 2 FO 3 P, HPF 6 , H 2 SeO 3 , H 3 NO 3 S, H 2 SO 3 , HBF 4 , oleophosphoric acid, pyrophosphoric acid, polyphosphoric acid, And an acid selected from the group consisting of salts thereof and salts thereof.

상기 염을 형성하기 위한 양이온은 특히 한정되는 것은 아니나, 알칼리 금속 염, 알칼리 토금속 염 또는 암모늄일 수 있다.The cation for forming the salt is not particularly limited, but may be an alkali metal salt, an alkaline earth metal salt, or ammonium.

산 전구체는 아연 전구체 1몰에 대하여 0.1 내지 2몰로 사용하는 것이 바람직하고, 0.1 내지 1.5몰로 사용하는 것이 보다 바람직하며, 0.1 내지 1몰로 사용하는 것이 보다 더 바람직하다.The acid precursor is preferably used in an amount of 0.1 to 2 moles per 1 mole of the zinc precursor, more preferably 0.1 to 1.5 moles, and still more preferably 0.1 to 1 mole.

본 발명에 따른 상기 제조방법에 있어서, 상기 단계 3은 상기 단계 2에서 얻은 용액에 침전제를 첨가하여 아연-알루미늄 수산화물을 형성시키는 단계이다.In the above production method according to the present invention, step 3 is a step of adding a precipitant to the solution obtained in step 2 to form zinc-aluminum hydroxide.

상기 침전제는 단계 3의 아연 전구체, 알루미늄 전구체 및 산 전구체의 혼합용액으로부터 아연-알루미늄 수산화물을 형성시킬 수 있는 침전제라면 사용할 수 있다. 바람직하게는, 암모니아수, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼슘, 탄산암모늄 등의 염기성화합물을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 암모니아수 또는 수산화나트륨을 사용할 수 있다.The precipitant may be a precipitant capable of forming zinc-aluminum hydroxide from a mixed solution of zinc precursor, aluminum precursor and acid precursor in Step 3. Preferably, basic compounds such as ammonia water, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, calcium carbonate and ammonium carbonate can be used, and more preferably, ammonia water or sodium hydroxide can be used.

상기 침전제는 단계 2에서 얻은 용액의 pH가 8 ~ 9가 될 때까지 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 범위보다 낮은 pH가 될때까지 첨가하는 경우에는 아연-알루미늄 수산화물이 충분하게 형성되지 못하는 문제가 발생되고, 침전제가 과량으로 투입되어 pH가 높아질 경우에는 촉매의 염기성이 증가하여 반응성이 낮아지는 문제점이 있다.It is preferable that the precipitating agent is added until the pH of the solution obtained in Step 2 is 8 to 9. When the pH is lower than the above range, a problem that the zinc-aluminum hydroxide is not sufficiently formed occurs, and when the precipitant is added in an excess amount and the pH is increased, the basicity of the catalyst is increased and the reactivity is lowered have.

본 발명에 따른 상기 제조방법에 있어서, 상기 단계 4는 상기 단계 3에서 아연-알루미늄 수산화물을 소성하여 아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매를 제조하는 단계이다.In the above production method according to the present invention, the step 4 is a step of preparing a porous catalyst for alkylating a hydroxyl group containing zinc oxide and aluminum oxide by burning the zinc-aluminum hydroxide in the step 3.

소성하는 온도 범위는 300 내지 900 ℃가 바람직하고, 400 내지 700℃가 보다 바람직하며, 500 내지 600℃가 보다 더 바람직하다. 만일 소성 온도 범위를 벗어나는 경우, 적합한 촉매 형태가 형성되지 않으며, 이로 인하여 촉매를 사용하였을 때 폴리알킬렌 글리콜의 전환율 및 알킬화 전환율이 낮은 문제가 발생될 수 있다.The firing temperature range is preferably 300 to 900 占 폚, more preferably 400 to 700 占 폚, and still more preferably 500 to 600 占 폚. If the temperature is outside the calcining temperature range, a suitable catalyst form can not be formed, which may cause problems in that the conversion and alkylation conversion of the polyalkylene glycol are low when the catalyst is used.

본 발명에 따른 상기 촉매의 제조방법에 있어서, 단계 3을 수행한 후, 숙성 공정을 더 수행할 수 있다.In the method for producing the catalyst according to the present invention, after the step 3 is carried out, an aging step may be further carried out.

상기 숙성은 상온에서 수행하는 것이 바람직하다.The aging is preferably carried out at room temperature.

나아가, 본 발명은 본 발명에 따른 아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매 존재하에서 알킬화제 및 폴리알킬렌 글리콜을 반응시키는 단계를 포함하는 폴리알킬렌 글리콜의 히드록실기 알킬화 방법을 제공한다.Further, the present invention relates to a method for alkylating a hydroxyl group of a polyalkylene glycol comprising reacting an alkylating agent and a polyalkylene glycol in the presence of a porous catalyst for hydroxyl group alkylation comprising zinc oxide and aluminum oxide according to the present invention to provide.

구체적으로 상기 알킬화 방법은 아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매 존재하에서 알킬화제와 폴리알킬렌 글리콜을 110 내지 200 ℃의 반응 온도에서 폴리알킬렌 글리콜:알킬화제의 질량비는 1:1 내지 1:20 범위로 사용할 수 있으며, 폴리알킬렌 글리콜-알킬화제 혼합물을 상압 내지 3 kgf/cm2 압력으로 촉매에 통과시켜 알킬화 폴리알킬렌 글리콜을 제조할 수 있다.Specifically, the alkylation method comprises reacting an alkylating agent and a polyalkylene glycol in the presence of a porous catalyst for the alkylation of a hydroxyl group, which comprises zinc oxide and aluminum oxide, at a reaction temperature of 110 to 200 ° C in a mass ratio of polyalkylene glycol: to be used in the range 1:20, and polyalkylene glycol-alkylating agent is passed through the mixture in atmospheric pressure to 3 kgf / cm 2 pressure with a catalyst can be prepared by alkylating a polyalkylene glycol.

상기 알킬화제로는 특히 한정되는 것은 아니나, 디알킬 카보네이트를 사용할 수 있다. 유해한 물질이 발생되지 않는 친환경적 알킬화를 위하여 디메틸 카보네이트 또는 디에틸 카보네이트를 사용하는 것이 바람직하다.The alkylating agent is not particularly limited, but dialkyl carbonate can be used. It is preferred to use dimethyl carbonate or diethyl carbonate for eco-friendly alkylation where harmful substances are not generated.

본 발명에 따른 알킬화 방법에 적용될 수 있는 폴리알킬렌 글리콜은 말단에 히드록시기가 치환되어 있는 화합물이라면 모두 적용 가능하고, 폴리에테르 폴리올, 아릴 알코올, 알킬렌옥시드 어덕트 등이 포함된다.The polyalkylene glycol which can be applied to the alkylation method according to the present invention may be any compound having a hydroxyl group at the terminal thereof, and includes polyether polyols, aryl alcohols, alkylene oxide adducts, and the like.

구체적으로, 상기 알킬화 반응은 상압 내지 3 kgf/cm2의 압력범위에서 110 내지 200℃로 유지하면서 고정층 연속식(fixed-bed continuous type)으로 수행하게 되는데, 이때, 반응온도가 110℃ 미만이면 충분한 촉매 활성을 기대할 수 없으며, 200℃ 이상이면 촉매의 촉매의 소결 등으로 한 안정성이 저하되거나 반응 원료 폴리알킬렌 글리콜이 반응과정에서 분해될 수 있는 문제점이 있다.Specifically, the alkylation reaction is carried out in a fixed-bed continuous type while maintaining the pressure at a pressure ranging from atmospheric pressure to 3 kgf / cm 2 at 110 to 200 ° C. At this time, if the reaction temperature is less than 110 ° C., The catalyst activity can not be expected. If the temperature is higher than 200 ° C., the stability of the catalyst due to sintering of the catalyst may be lowered, or the polyalkylene glycol as a starting material may be decomposed in the course of the reaction.

또한, 상기 폴리알킬렌 글리콜과 알킬화제의 질량비는 1:1 내지 1:20일 수 있고, 1:2 내지 1:5 범위가 바람직하다. 부피비가 1:2 미만일 경우 폴리알킬렌 글리콜의 전환율이 저조하고, 부피비가 1:5 초과 경우 반응에 필요한 알킬화제의 양을 초과하여 반응시 분해되므로 경제적이지 못하다.In addition, the mass ratio of the polyalkylene glycol to the alkylating agent may be 1: 1 to 1:20, and preferably 1: 2 to 1: 5. When the volume ratio is less than 1: 2, the conversion of the polyalkylene glycol is low. When the volume ratio is more than 1: 5, the amount of the alkylating agent exceeds the amount of the alkylating agent required for the reaction.

이하, 본 발명의 실시예 및 실험예에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, examples and experimental examples of the present invention will be described in detail.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.However, the following Examples and Experimental Examples are merely illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following Examples and Experimental Examples.

<< 실시예Example 1> 아연 산화물 및  1> zinc oxide and 알루미늄 산화물을Aluminum oxide 포함하는  Included 히드록실기Hydroxyl group 알킬화용 다공성 촉매의 제조 Preparation of porous catalyst for alkylation

증류수 160g에 비이온성 계면활성제 OA10(구입처: 한농화성, 올레일알코올에 에틸렌옥사이드 10몰 부가, POLYOXYETHYLENE OLEYL ETHER) 5.0 g을 용해시켜 미셀을 형성시키도록 충분히 교반시킨다. 그리고 미셀 수용액에 AlCl3·6H2O 0.1 몰을 첨가하고 교반하여 제 1 알루미늄 전구체 수용액을 준비한 다음, ZnCl2 0.05몰 과 H3PO4 0.01 몰을 각각 첨가한 다음 충분히 용해시킨다. 상기 준비된 아연-알루미늄 전구체 수용액에 pH가 8.0 이 되도록 28%의 암모니아수를 첨가하고 교반시켜 아연-알루미늄 수산화물을 형성시켰다. 상기 형성된 아연-알루미늄 수산화물을 24시간동안 상온에서 숙성시키고, 증류수를 이용하여 충분히 세척한 후 여과시켰다. 상기 여과된 아연-알루미늄 수산화물을 110℃에서 24시간 동안 건조시킨 후, 500℃에서 3시간 동안 소성시켜 촉매를 제조하였다.To 160 g of distilled water, 5.0 g of a nonionic surfactant OA10 (solvent purchased: concentrated solvent, 10 moles of ethylene oxide in oleic alcohol, POLYOXYETHYLENE OLEYL ETHER) was dissolved to sufficiently form micelles. Then, 0.1 mol of AlCl 3 .6H 2 O is added to the aqueous solution of the micelles and stirred to prepare an aqueous solution of the first aluminum precursor. Then, 0.05 mol of ZnCl 2 and 0.01 mol of H 3 PO 4 are added and dissolved sufficiently. 28% ammonia water was added to the prepared zinc-aluminum precursor aqueous solution so as to have a pH of 8.0 and stirred to form zinc-aluminum hydroxide. The zinc-aluminum hydroxide thus formed was aged at room temperature for 24 hours, sufficiently washed with distilled water, and then filtered. The filtered zinc-aluminum hydroxide was dried at 110 ° C for 24 hours and then calcined at 500 ° C for 3 hours to prepare a catalyst.

상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하되, 하기 표 1에 나타난 조건만을 상이하게 하여 촉매를 제조하였다.The catalysts were prepared in the same manner as in Example 1 except that only the conditions shown in Table 1 were used.

실시예Example ZnCl2
(몰)
ZnCl 2
(mole)
AlCl3
(몰)
AlCl 3
(mole)
H3PO4
(몰)
H 3 PO 4
(mole)
소성온도
(℃)
Firing temperature
(° C)
1One 0.050.05 0.10.1 0.010.01 500500 22 0.050.05 0.10.1 0.010.01 600600 33 0.050.05 0.10.1 0.010.01 400400 44 0.050.05 0.10.1 0.010.01 700700 55 0.050.05 0.10.1 0.050.05 500500 66 0.030.03 0.10.1 0.050.05 500500 77 0.050.05 0.10.1 0.030.03 500500 88 0.050.05 0.050.05 0.010.01 500500 99 0.050.05 0.10.1 0.0050.005 500500 1010 0.050.05 0.10.1 0.0010.001 500500 1111 0.030.03 0.10.1 0.010.01 500500 1212 0.050.05 0.010.01 0.010.01 500500

<< 실험예Experimental Example 1> 1> 아연 산화물 및 Zinc oxide and 알루미늄 산화물을Aluminum oxide 포함하는  Included 히드록실기Hydroxyl group 알킬화용 다공성 촉매의 활성화 실험 Activation experiments of porous catalysts for alkylation

본 발명에 다른 실시예에서 제조한 촉매를 충전시키고, 원통형 연속식 반응기를 온도 조절기가 달린 원통형 전기로(furnace)내에 설치한 후, 145 ℃까지 가열하여 유지하고, 폴리 프로필렌 글리콜(구입처: Sigma-aldrich, 평균 분자량=2000-5000)과 디메틸 카보네이트를 하기 1대 3 무게비로 혼합하여 촉매를 통과시켜 반응을 수행하였다. 이때, 최종 목적물은 최대 120 ℃에서 미반응된 디메틸 카보네이트, 메탄올, 이산화탄소 등을 증류하여 분리하였다.A cylindrical continuous reactor was placed in a cylindrical furnace equipped with a temperature controller, heated to 145 DEG C and held therein. Polypropylene glycol (purchased from Sigma- aldrich, average molecular weight = 2000-5000) and dimethyl carbonate were mixed at a weight ratio of 1: 3 and passed through a catalyst to carry out the reaction. At this time, unreacted dimethyl carbonate, methanol, carbon dioxide and the like were separated by distillation at a maximum temperature of 120 ° C.

폴리알킬렌 글리콜의 전환율, 메틸화 전환율은 하기 수학식 1 및 2에 의해 계산하였으며 실시예 1-11의 각 경우에 대한 계산 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The conversion and methylation conversion of the polyalkylene glycol were calculated by the following equations (1) and (2), and the calculation results for each case of Example 1-11 are shown in Table 2 below.

Figure 112017050548374-pat00001
Figure 112017050548374-pat00001

Figure 112017050548374-pat00002
Figure 112017050548374-pat00002

상기 반응의 전환율은 상기 수학식 1로 산출하였고, 메틸화전환율은 상기 수학식 2으로 산출하여 표 1에 나타내었다. 이 때, 상기 수학식 1 및 수학식 2의 폴리알킬렌 글리콜의 히드록시기 값은 하기 블랭크 측정을 통하여 측정하여 하기 수학식 3으로 산출하였으며, 구체적인 상기 폴리알킬렌 글리콜의 히드록시기 값의 분석법은 다음과 같다.The conversion rate of the reaction was calculated by the formula (1), and the methylation conversion rate was calculated by the formula (2) and shown in Table 1. In this case, the hydroxyl value of the polyalkylene glycol of the formula (1) and the formula (2) was measured through the following blank measurement and calculated by the following equation (3). Specifically, the method of analyzing the hydroxy value of the polyalkylene glycol is as follows .

블랭크 측정Blank measurement

블랭크 측정은 250 mL의 플라스크에 마그네틱 바를 넣고 이미다졸 5 mL 및 1.95 N 무수프탈산 25 mL를 투입하고 잘 밀봉하여 천천히 교반시켰다.Blank measurements were made by placing the magnetic bar in a 250 mL flask, adding 5 mL of imidazole and 25 mL of 1.95 N anhydrous phthalic acid, sealing well and slowly stirring.

시료 측정은 250 mL의 플라스크에 마그네틱바를 넣고, 시료 11.99 g을 투입한 다음, 블랭크 측정법과 같은 방법으로 여기에 이미다졸 5 mL 및 1.95 N 무수프탈산 25 mL를 투입하고 잘 밀봉하여 천천히 교반시켰다. 5분간 교반 후, 블랭크 측정 플라스크와 시료 측정 플라스크를 동시에 오븐에서 100 ℃로 50분 동안 가열하여 반응시켰다. 반응 완료 후 상온에서 냉각시켰다. 이후 블랭크 측정 플라스크와 시료측정 플라스크 모두 같은 방법으로 플라스크벽에 묻은 액체를 피리딘 25 mL로 닦아낸 다음, 1 % 페놀프탈레 피리딘 용액 0.5 ml을 첨가하고 교반하면서 0.5 N NaOH 수용액으로 색이 변할 때까지 적정하여 블랭크 적정값과 시료의 적정값을 측정하였다.In the measurement of the sample, a magnetic bar was placed in a 250 mL flask, and 11.99 g of the sample was added thereto. Then, 5 mL of imidazole and 25 mL of 1.95 N phthalic anhydride were added thereto in the same manner as in the blank measurement method, After stirring for 5 minutes, the blank measurement flask and the sample measurement flask were simultaneously reacted by heating in an oven at 100 DEG C for 50 minutes. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled at room temperature. Thereafter, the liquid on the flask wall was wiped with 25 mL of pyridine in the same manner as in the blank measurement flask and the sample measurement flask, and then 0.5 mL of 1% phenol phthalepyridine solution was added and stirred until the color changed with 0.5 N aqueous NaOH solution And the titration value of the blank and the appropriate value of the sample were measured.

Figure 112017050548374-pat00003
Figure 112017050548374-pat00003

수학식 2의 비누화 값은 하기 분석법을 통하여 측정하여 하기 수학식 4로 산출하였고, 구체적인 비누화 값 산출발법은 다음과 같다.The saponification value of the formula (2) was calculated by the following formula (4), and the specific saponification value acid starting method was as follows.

비누화값 산출을 위한 실험Experiment for calculating saponification value

100 mL 플라스크에 마그네틱 바를 넣고, 시료 6.0 g 및 0.5 N KOH 수용액 25 mL을 넣고 교반하면서 투명해질 때까지 에탄올을 첨가하였다. 슬라이닥스, 환류냉각기 및 교반기를 이용해 30분간 환원시킨 후, 상온에서 냉각하였다. 냉각 후 여기에 1 % 페놀프탈레 에탄올 용액 다섯 방울 첨가하고 교반하면서 0.5 N HCl 수용액으로 적정한 후, 하기 식 4를 통하여 비누화 값을 산출하였다.A magnetic bar was placed in a 100 mL flask, and 6.0 g of a sample and 25 mL of a 0.5 N KOH aqueous solution were added thereto, and ethanol was added thereto while stirring until the mixture became transparent. The mixture was reduced for 30 minutes using a slurry duck, a reflux condenser and a stirrer, and then cooled at room temperature. After cooling, five drops of a 1% phenol phthalate ethanol solution were added thereto, and the mixture was titrated with 0.5 N HCl aqueous solution while stirring, and the saponification value was calculated by the following formula (4).

Figure 112017050548374-pat00004
Figure 112017050548374-pat00004

실시예Example ZnCl
(몰)
ZnCl
(mole)
AlCl3
(몰)
AlCl 3
(mole)
H3PO4
(몰)
H 3 PO 4
(mole)
소성온도
(℃)
Firing temperature
(° C)
전환율
(%)
Conversion Rate
(%)
메틸화 전환율(%)Methylation conversion (%)
1One 0.050.05 0.10.1 0.010.01 500500 98.9098.90 95.2095.20 22 0.050.05 0.10.1 0.010.01 600600 99.0399.03 95.1195.11 33 0.050.05 0.10.1 0.010.01 400400 95.2695.26 89.5189.51 44 0.050.05 0.10.1 0.010.01 700700 97.0997.09 87.3387.33 55 0.050.05 0.10.1 0.050.05 500500 96.6096.60 88.5588.55 66 0.030.03 0.10.1 0.050.05 500500 95.4095.40 80.7180.71 77 0.050.05 0.10.1 0.030.03 500500 97.9597.95 91.2891.28 88 0.050.05 0.050.05 0.010.01 500500 99.7599.75 90.3490.34 99 0.050.05 0.10.1 0.0050.005 500500 96.6096.60 88.5588.55 1010 0.050.05 0.10.1 0.0010.001 500500 93.4093.40 85.6285.62 1111 0.030.03 0.10.1 0.010.01 500500 93.1293.12 88.1188.11 1212 0.050.05 0.010.01 0.010.01 500500 93.0293.02 85.1285.12

상기 표 2에 나타난 바와 같이,As shown in Table 2,

본 발명에 따른 촉매는 폴리알킬렌 글리콜 전환율이 93% 이상이며, 폴리알킬렌 글리콜 히드록실기의 메틸화 전환율 또한 80% 이상을 나타내며, 우수한 알킬화 성능을 나타내는 것을 알 수 있다.The catalyst according to the present invention has a polyalkylene glycol conversion of 93% or more and a methylation conversion of polyalkylene glycol hydroxyl group of 80% or more, indicating excellent alkylation performance.

촉매의 제조 조건 측면에서,From the viewpoint of the production conditions of the catalyst,

실시예 1-4를 통하여 소성 온도가 500 내지 600 ℃일 때, 98% 이상의 우수한 폴리알킬렌 글리콜 전환율 및 95% 이상의 우수한 메틸화 전환율을 나타냄을 알 수 있고,It can be seen from Example 1-4 that when the sintering temperature is 500 to 600 ° C, it shows an excellent polyalkylene glycol conversion of 98% or more and an excellent methylation conversion rate of 95% or more,

실시예 1, 6, 8, 11 및 12를 통하여 아연 전구체 1몰 대비 알루미늄 전구체를 0.01 내지 2몰로 사용하여야 우수한 폴리에틸렌 글리콜 전환율 및 메틸화 전화율을 나타냄을 알 수 있고,It can be seen that the use of 0.01 to 2 mol of the aluminum precursor relative to 1 mol of the zinc precursor through Examples 1, 6, 8, 11 and 12 shows excellent polyethylene glycol conversion and methylation conversion rate,

실시예 1, 7, 8 및 10을 통하여 아연 전구체 1몰 대비 산 전구체를 0.1 내지 2몰로 사용하여야 우수한 폴리에틸렌 글리콜 전환율 및 메틸화 전화율을 나타냄을 알 수 있다.It can be seen from Examples 1, 7, 8 and 10 that the acid precursor is used in an amount of 0.1 to 2 mol based on 1 mol of the zinc precursor, which indicates excellent polyethylene glycol conversion and methylation conversion rate.

따라서, 본 발명에 따른 아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매는 우수한 폴리알킬렌 글리콜 전환율 및 메틸화 전환율을 나타내며, 특히, 소성온도가 500 내지 600 ℃일때, 아연 전구체 1몰 대비 알루미늄 전구체를 0.01 내지 2몰로, 산 전구체를 0.1 내지 2몰로 사용할 때 현저하게 우수한 폴리알킬렌 글리콜 전환율 및 메틸화 전환율을 나타냄을 알 수 있다.Accordingly, the porous catalyst for hydroxyl group alkylation, which comprises zinc oxide and aluminum oxide according to the present invention, exhibits excellent polyalkylene glycol conversion and methylation conversion, and in particular, when the firing temperature is 500 to 600 ° C, When the aluminum precursor is used in an amount of 0.01 to 2 mol, and the acid precursor is used in the amount of 0.1 to 2 mol, remarkably excellent polyalkylene glycol conversion and methylation conversion are exhibited.

상기 결과를 통하여 본 발명에 따른 아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매는 폴리알킬렌 글리콜의 알킬화에 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.From the above results, it can be seen that the porous catalyst for alkylation of a hydroxyl group containing zinc oxide and aluminum oxide according to the present invention can be usefully used for the alkylation of polyalkylene glycols.

Claims (13)

아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하되,
상기 아연 원자 1몰에 대하여 알루미늄 원자를 0.01 내지 2몰로 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리알킬렌 글리콜의 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매.
Zinc oxide and aluminum oxide,
Wherein the catalyst comprises 0.01 to 2 moles of aluminum atom per mole of the zinc atom.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매는 평균 기공 크기가 40 내지 100 m2인 것을 특징으로 하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매.
The method according to claim 1,
Wherein the porous catalyst for hydroxyl group alkylation has an average pore size of 40 to 100 m &lt; 2 &gt;.
제1항에 있어서,
상기 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매의 활성표면적은 120 내지 300 m2/g인 것을 특징으로 하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매.
The method according to claim 1,
Wherein the active surface area of the porous catalyst for hydroxyl group alkylation is 120 to 300 m 2 / g.
물에 비이온성 계면활성제를 용해시켜 미셀을 형성하는 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 얻은 미셀이 형성된 용액에 알루미늄 전구체 및 아연 전구체를 혼합하는 단계(단계 2);
상기 단계 2에서 얻은 용액에 침전제를 첨가하여 아연-알루미늄 수산화물을 형성시키는 단계(단계 3); 및
상기 단계 3에서 아연-알루미늄 수산화물을 소성하여 아연 산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하는 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매를 제조하는 단계(단계 4);를 포함하는 제1항의 히드록실기 알킬화용 다공성 촉매의 제조방법.
Dissolving the nonionic surfactant in water to form micelles (step 1);
Mixing the aluminum precursor and the zinc precursor into the micelle-formed solution obtained in the step 1 (step 2);
Adding a precipitant to the solution obtained in step 2 to form zinc-aluminum hydroxide (step 3); And
A process for producing a porous catalyst for hydroxyl group alkylation according to claim 1, comprising the steps of: (a) preparing a porous catalyst for hydroxyl group alkylation comprising zinc oxide and aluminum oxide by firing zinc-aluminum hydroxide in said step (3) Way.
제7항에 있어서,
상기 단계 2에서 산 전구체를 더 혼합할 수 있는 것을 특징으로 하는 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the acid precursor can be further mixed in step 2 above.
제7항에 있어서,
상기 알루미늄 전구체는 염화알루미늄, 질산알루미늄, 황산알루미늄, 수산화알루미늄, 아세트산알루미늄, 알루민산나트륨 및 알루민산칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the aluminum precursor is at least one selected from the group consisting of aluminum chloride, aluminum nitrate, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, aluminum acetate, sodium aluminate, and potassium aluminate.
제7항에 있어서,
상기 아연 전구체는 염화아연, 질산아연, 황산아연, 수산화아연, 아세트산아연, 아연산나트륨 및 아연산칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the zinc precursor is at least one selected from the group consisting of zinc chloride, zinc nitrate, zinc sulfate, zinc hydroxide, zinc acetate, sodium hydroxide and potassium hydroxide.
제7항에 있어서,
상기 알루미늄 전구체는 아연 전구체 1몰에 대하여 0.01 내지 2몰비로 사용하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the aluminum precursor is used in a molar ratio of 0.01 to 2 with respect to 1 mole of the zinc precursor.
제1항의 촉매 존재하에서 알킬화제 및 폴리알킬렌 글리콜을 반응시키는 단계를 포함하는 폴리알킬렌 글리콜의 히드록실기 알킬화 방법.A process for alkylating a hydroxyl group of a polyalkylene glycol comprising reacting an alkylating agent and a polyalkylene glycol in the presence of the catalyst of claim 1. 제8항에 있어서,
상기 산 전구체는 아연 전구체 1몰에 대하여 0.1 내지 2몰로 포함되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the acid precursor is present in an amount of 0.1 to 2 moles per mole of the zinc precursor.
KR1020170065463A 2017-05-26 2017-05-26 Porous catalyst containing zinc oxide and aluminium oxide for hydroxyl group alkylation, preparation method thereof using nonionic surfactant and alkylation method of polyalkylene glycol using the same KR101950930B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170065463A KR101950930B1 (en) 2017-05-26 2017-05-26 Porous catalyst containing zinc oxide and aluminium oxide for hydroxyl group alkylation, preparation method thereof using nonionic surfactant and alkylation method of polyalkylene glycol using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170065463A KR101950930B1 (en) 2017-05-26 2017-05-26 Porous catalyst containing zinc oxide and aluminium oxide for hydroxyl group alkylation, preparation method thereof using nonionic surfactant and alkylation method of polyalkylene glycol using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180130072A KR20180130072A (en) 2018-12-06
KR101950930B1 true KR101950930B1 (en) 2019-02-22

Family

ID=64671475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170065463A KR101950930B1 (en) 2017-05-26 2017-05-26 Porous catalyst containing zinc oxide and aluminium oxide for hydroxyl group alkylation, preparation method thereof using nonionic surfactant and alkylation method of polyalkylene glycol using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101950930B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220108622A (en) * 2021-01-27 2022-08-03 엔에이치케미칼주식회사 Molded Catalyst for Alkylation of Polyalkylene Glycol and the Method of Producing the same

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020091396A1 (en) 2018-10-29 2020-05-07 주식회사 엘지화학 Separator for electrochemical device, and method for producing same
CN112898557B (en) * 2021-03-23 2023-08-01 浙江皇马科技股份有限公司 Ethylene glycol block polyether and synthetic method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005262126A (en) 2004-03-19 2005-09-29 Nissan Motor Co Ltd Catalyst carrier, its preparation method and preparation method of catalyst
JP3869086B2 (en) 1996-09-19 2007-01-17 新日本石油株式会社 Catalyst for alkylation of isoalkane

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050209438A1 (en) * 2004-03-19 2005-09-22 Browne Edward P Starter feed stream acidification in DMC-catalyzed process
KR101458661B1 (en) * 2007-12-28 2014-11-05 도다 고교 가부시끼가이샤 Molded porous article, method for production thereof, catalyst carrier, and catalyst

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3869086B2 (en) 1996-09-19 2007-01-17 新日本石油株式会社 Catalyst for alkylation of isoalkane
JP2005262126A (en) 2004-03-19 2005-09-29 Nissan Motor Co Ltd Catalyst carrier, its preparation method and preparation method of catalyst

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Res. Chem. Intermed., Vol.27, No.3, pp.305-313 (2001)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220108622A (en) * 2021-01-27 2022-08-03 엔에이치케미칼주식회사 Molded Catalyst for Alkylation of Polyalkylene Glycol and the Method of Producing the same
KR102476267B1 (en) 2021-01-27 2022-12-12 엔에이치케미칼주식회사 Molded Catalyst for Alkylation of Polyalkylene Glycol and the Method of Producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180130072A (en) 2018-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101950930B1 (en) Porous catalyst containing zinc oxide and aluminium oxide for hydroxyl group alkylation, preparation method thereof using nonionic surfactant and alkylation method of polyalkylene glycol using the same
EP3388391B1 (en) Method for manufacturing metal oxide-silica composite aerogel
JP4342312B2 (en) Method for producing O-desmethylvenlafaxine
JP4858973B2 (en) Method for producing cyclic carbonates
CN109742447B (en) Preparation method of lithium difluorobis (oxalato) phosphate solution
JP5571564B2 (en) Process for producing alkoxylated fluoroalcohol
EP0684872A1 (en) Alkoxylation catalyst, process for the preparation of the catalyst and process for preparing alkoxylate with the use of the catalyst
JP2005163022A5 (en)
EP2857406A1 (en) Purified metal complex having oxalic acid as ligand, and method for producing purified solution of said metal complex in non-aqueous solvent
TWI595003B (en) Method for producing difluoride ion complex
JPH0615038B2 (en) Alkoxylation catalyst
US20150166587A1 (en) Method for preparing quaternary phosphonium salts
CN108187726B (en) Preparation and application of Al-SBA-15 mesoporous molecular sieve and fatty alcohol ethoxylation reaction method
JP4918336B2 (en) Method for producing alkylene oxide adduct
KR101929463B1 (en) Catalyst for Alkyation of Polyalkylene Glycol and Alkylation Method Using Same
JP6557020B2 (en) Method for producing phosphoric acid diester salt and method for producing phosphoric acid diester
JP6484651B2 (en) Catalyst for terminal alkylation of polyalkylene glycol and method for terminal alkylation of polyalkylene glycol using the same
EP3363779B1 (en) Production method of asymmetric chain carbonate
CN107915573B (en) Method for synthesizing dimethyl carbonate
EP3485971A1 (en) Catalyst and process for the synthesis of fatty acid esters
KR20220082421A (en) Preparing method of lithium difluorobis(oxalato)phosphate
KR102476267B1 (en) Molded Catalyst for Alkylation of Polyalkylene Glycol and the Method of Producing the same
JP4409002B2 (en) Method for producing phosphazenium salt
IL97120A (en) Chemical compound containing alkali metals or alkaline earth metals catalyst containing the compound and reaction process employing the catalyst
AU2014363858A1 (en) Alkylene oxide-free methods for producing polyetherols

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