KR102394369B1 - Preparation method of dimethyl terephthalate - Google Patents

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    • C07C69/82Terephthalic acid esters

Abstract

본 발명은 디메틸테레프탈레이트의 효율적인 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면 지환족 디카르복실레이트의 방향족화 반응 시에 에틸렌 가스를 산화제로 이용함으로써, 높은 수율의 디메틸테레프탈레이트를 효율적으로 제조할 수 있다. The present invention relates to an efficient method for producing dimethyl terephthalate, and according to the present invention, dimethyl terephthalate in high yield can be efficiently produced by using ethylene gas as an oxidizing agent during the aromatization reaction of alicyclic dicarboxylate. there is.

Description

디메틸테레프탈레이트의 제조방법{PREPARATION METHOD OF DIMETHYL TEREPHTHALATE}Method for producing dimethyl terephthalate {PREPARATION METHOD OF DIMETHYL TEREPHTHALATE}

본 발명은 플라스틱, 코팅제, 접착제 및 도료의 주요 성분으로 사용되는 디메틸테레프탈레이트를 효율적으로 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for efficiently manufacturing dimethyl terephthalate, which is used as a main component of plastics, coatings, adhesives and paints.

최근 생물 유래의 물질을 사용하여 석유 유래의 물질을 대체하는 기술이 연구되고 있으며, 예를 들어 유채유, 대두유 및 팜유 등 식물에서 추출한 기름으로부터 에스테르화 반응을 통해 디젤 엔진에서 사용 가능한 연료로 변환된 바이오 디젤 등이 개발되고 있다. 또한 생물 유래의 물질은 상기 에너지용 물질 뿐만 아니라 전통적인 고분자 산업까지 대체하기 위해 연구되고 있는데, 이 중 젖산을 원료로 하는 생분해성 고분자인 폴리락트산(PLA)과 1,3-프로판디올을 사용한 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)는 현재 상용화 단계에까지 도달한 대표적인 예이다.Recently, a technology to replace petroleum-derived substances using biological-derived substances is being studied. Diesel is being developed. In addition, bio-derived materials are being studied to replace not only the energy materials but also the traditional polymer industry. Methylene terephthalate (PTT) is a representative example that has reached the commercialization stage.

디메틸테레프탈레이트(DMT)는 폴리에스터의 대표적인 원료 물질로서, 하기 화학식의 구조를 갖는 화합물(화학식 C10H10O4, 분자량 194)이다.Dimethyl terephthalate (DMT) is a representative raw material of polyester, and is a compound having a structure of the following chemical formula (C 10 H 10 O 4 , molecular weight 194).

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디메틸테레프탈레이트는 플라스틱, 코팅제, 접착제 및 도료의 주요 성분으로 사용되고 있으며, 또한 이를 환원하여 다양한 종류의 디올을 합성하는 등의 여러 분야에 사용되고 있다. 예를 들어, 디메틸테레프탈레이트는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 등과 같은 폴리에스터 합성의 주요 원료로 사용되고 있다.Dimethyl terephthalate is used as a main component of plastics, coatings, adhesives and paints, and is also used in various fields such as reducing it to synthesize various types of diols. For example, dimethyl terephthalate is used as a main raw material for synthesizing polyesters such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), and polytrimethylene terephthalate (PTT).

디메틸테레프탈레이트를 제조하는 방법으로서, 디메틸시클로헥스-2-엔-1,4-디카복실레이트에 대해 산소를 산화제로 이용하여 방향족화 반응시키는 것이 알려져 있다. 그러나 이와 같은 디메틸테레프탈레이트 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있다.As a method for producing dimethyl terephthalate, it is known that dimethylcyclohex-2-ene-1,4-dicarboxylate is subjected to an aromatization reaction using oxygen as an oxidizing agent. However, such a dimethyl terephthalate manufacturing method has the following problems.

첫째, 산소를 산화제로 이용한 반응시 필연적으로 H2O가 생성되고, 이렇게 생성된 H2O는 디메틸테레프탈레이트를 가수분해하여 원치 않는 부산물이 생성된다.First, during a reaction using oxygen as an oxidizing agent, H 2 O is inevitably generated, and the generated H 2 O hydrolyzes dimethyl terephthalate to generate unwanted by-products.

둘째, 산화 반응 시에 발생하는 수소로 인해 전구체의 산화 반응 뿐만 아니라 환원 반응이 진행되어 많은 부산물로 인해 수율이 저하된다.Second, the reduction reaction as well as the oxidation reaction of the precursor proceeds due to hydrogen generated during the oxidation reaction, and the yield is reduced due to many by-products.

국제특허공보 WO 2012/082725호International Patent Publication No. WO 2012/082725

본 발명자들은 디메틸테레프탈레이트의 효율적인 제조방법을 연구하던 중, 방향족화 반응 시에 불포화 탄화수소를 산화제로 사용함으로써, 환원 반응에 의한 부산물을 최소화할 수 있음을 발견하였다. The present inventors have discovered that, while studying an efficient method for preparing dimethyl terephthalate, by-products due to the reduction reaction can be minimized by using an unsaturated hydrocarbon as an oxidizing agent during the aromatization reaction.

따라서, 본 발명의 목적은 높은 수율의 디메틸테레프탈레이트를 효율적이고 경제적으로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for efficiently and economically producing dimethyl terephthalate in high yield.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 (1) 하기 화학식 1의 화합물 및 하기 화학식 2의 화합물 중 적어도 1종의 지환족 디카복실레이트를 준비하는 단계; 및 (2) 불포화 탄화수소를 산화제로 이용하여 금속 촉매 하에 상기 지환족 디카복실레이트의 방향족화 반응을 수행하는 단계를 포함하는, 디메틸테레프탈레이트의 제조방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of (1) preparing at least one alicyclic dicarboxylate of a compound of the following formula (1) and a compound of the following formula (2); and (2) performing an aromatization reaction of the alicyclic dicarboxylate under a metal catalyst using an unsaturated hydrocarbon as an oxidizing agent.

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본 발명의 디메틸테레프탈레이트 제조방법에 따르면, 종래의 방법에 비해 환원 반응에 의한 부산물을 최대한 억제하여 높은 수율로 디메틸테레프탈레이트를 얻을 수 있다.According to the method for producing dimethyl terephthalate of the present invention, dimethyl terephthalate can be obtained in high yield by maximally suppressing by-products due to the reduction reaction compared to the conventional method.

구체적으로, 본 발명의 방법에 따르면, 방향족화 반응 시에 불포화 탄화수소를 산화제(또는 환원방지제)로 이용함으로써 반응 과정에서 수소를 효과적으로 제거하여 부반응을 최대한 억제하면서 목적물인 디메틸테레프탈레이트의 수율을 높일 수 있다. Specifically, according to the method of the present invention, by using an unsaturated hydrocarbon as an oxidizing agent (or reducing inhibitor) during the aromatization reaction, hydrogen can be effectively removed in the reaction process to suppress side reactions as much as possible while increasing the yield of the target product, dimethyl terephthalate. there is.

또한, 불포화 탄화수소를 산화제로 사용할 경우 종래에 산소를 산화제로 사용하였을 때 H2O가 발생하여 부반응을 일으키는 문제도 해결할 수 있다.In addition, when an unsaturated hydrocarbon is used as an oxidizing agent, when oxygen is conventionally used as an oxidizing agent, H 2 O is generated and a problem of causing a side reaction can be solved.

또한 본 발명에 따르면 상기 화학식 1 및 2의 화합물을 모두 출발물질로 사용할 수 있지만, 상기 화학식 2의 화합물로 전환하여 방향족화 반응을 수행할 경우 부반응을 더욱 억제할 수 있다.In addition, according to the present invention, although both compounds of Formulas 1 and 2 can be used as starting materials, side reactions can be further suppressed when an aromatization reaction is performed by converting to the compound of Formula 2 above.

본 발명은 (1) 하기 화학식 1의 화합물 및 하기 화학식 2의 화합물 중 적어도 1종의 지환족 디카복실레이트를 준비하는 단계; 및 (2) 불포화 탄화수소를 산화제로 이용하여 금속 촉매 하에 상기 지환족 디카복실레이트의 방향족화 반응을 수행하는 단계를 포함하는, 디메틸테레프탈레이트의 제조방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of (1) preparing at least one alicyclic dicarboxylate of a compound of Formula 1 and a compound of Formula 2 below; and (2) performing an aromatization reaction of the alicyclic dicarboxylate under a metal catalyst using an unsaturated hydrocarbon as an oxidizing agent.

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이하 각 단계별로 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each step will be described in detail.

상기 단계 (1)에서는, 상기 화학식 1의 화합물 및 하기 화학식 2의 화합물 중 적어도 1종의 디카복실레이트를 준비한다.In step (1), at least one dicarboxylate of the compound of Formula 1 and the compound of Formula 2 is prepared.

즉, 상기 지환족 디카복실레이트로서 상기 화학식 1의 화합물(디메틸시클로헥스-2-엔-1,4-디카복실레이트)를 준비하거나, 상기 화학식 2의 화합물(디메틸시클로헥스-1-엔-1,4-디카복실레이트)을 준비하거나, 또는 이들의 혼합물을 준비할 수 있다.That is, as the alicyclic dicarboxylate, the compound of Formula 1 (dimethylcyclohex-2-ene-1,4-dicarboxylate) is prepared, or the compound of Formula 2 (dimethylcyclohex-1-ene-1) ,4-dicarboxylate), or a mixture thereof may be prepared.

일례로서, 상기 단계 (1)에서 상기 화학식 2의 화합물을 준비하고, 후속하는 단계 (2)에서 상기 화학식 2의 화합물의 방향족화 반응을 수행할 수 있다.As an example, the compound of Formula 2 may be prepared in step (1), and an aromatization reaction of the compound of Formula 2 may be performed in the subsequent step (2).

다른 예로서, 상기 단계 (1)에서 상기 화학식 1의 화합물을 준비하고, 상기 단계 (1)과 (2) 사이에, 상기 화학식 1의 화합물을 상기 화학식 2의 화합물로 전환하는 단계를 추가로 포함하며, 후속하는 단계 (2)에서 상기 화학식 2의 화합물의 방향족화 반응을 수행할 수 있다.As another example, preparing the compound of Formula 1 in step (1), and converting the compound of Formula 1 into the compound of Formula 2 between steps (1) and (2) and, in the subsequent step (2), an aromatization reaction of the compound of Formula 2 may be performed.

상기 화학식 2의 화합물의 이중 결합은 수소가 첨가되는 환원 반응이 일어날 가능성이 매우 적으므로, 상기 화학식 2의 화합물을 준비하거나, 또는 상기 화학식 1의 화합물을 준비한 뒤 상기 화학식 2의 화합물로 전환하여 고리 내의 이중결합을 좀 더 안정화시킴으로써, 원치 않는 수소 첨가 환원 반응에 따른 부산물을 억제할 수 있다.Since the double bond of the compound of Formula 2 is highly unlikely to undergo a reduction reaction in which hydrogen is added, prepare the compound of Formula 2, or prepare the compound of Formula 1, and then convert the compound of Formula 2 to the ring By further stabilizing the double bond within, unwanted by-products resulting from the hydrogenation reduction reaction can be suppressed.

상기 화학식 1의 화합물에서 상기 화학식 2의 화합물로의 전환은 염기성 촉매 하에 수행될 수 있다. 상기 염기성 촉매로는, 트리에틸아민, 디에틸아민 등의 아민류; 소듐메톡시드(NaOMe), 포타슘메톡시드(KOMe) 등의 알칼리알콕시드류; 1,8-디아자비시클로(5.4.0)운데크-7-엔(DBU) 등의 시클로아민류; 부틸리튬 등의 알칼리알칸류; 및 이들의 혼합으로부터 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. The conversion of the compound of Formula 1 to the compound of Formula 2 may be performed under a basic catalyst. Examples of the basic catalyst include amines such as triethylamine and diethylamine; alkali alkoxides such as sodium methoxide (NaOMe) and potassium methoxide (KOMe); cycloamines such as 1,8-diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene (DBU); alkali alkanes such as butyl lithium; and mixtures thereof.

또한, 상기 전환 단계는 50℃ 이상의 온도, 보다 구체적으로 50~400℃, 50~300℃, 또는 50~150℃의 온도에서 수행될 수 있다. 바람직하게는, 상기 전환 단계는 염기성 촉매 하의 50~150℃의 온도에서 수행될 수 있다.In addition, the conversion step may be performed at a temperature of 50 °C or higher, more specifically, at a temperature of 50 to 400 °C, 50 to 300 °C, or 50 to 150 °C. Preferably, the conversion step may be carried out at a temperature of 50 ~ 150 ℃ under a basic catalyst.

또한, 상기 전환 단계는 1~48 시간, 보다 구체적으로 2~36 시간, 3~24 시간, 10~24 시간, 또는 14~24 시간 동안 수행될 수 있으나, 특별히 한정되지는 않는다.In addition, the conversion step may be performed for 1 to 48 hours, more specifically, 2 to 36 hours, 3 to 24 hours, 10 to 24 hours, or 14 to 24 hours, but is not particularly limited.

상기 전환 단계는 용매 없이 반응물만으로 수행되거나 또는 용매 중에서 수행될 수 있다. The conversion step may be carried out only with the reactants without a solvent or may be carried out in a solvent.

상기 전환 단계에 사용 가능한 용매로는 벤젠, 톨루엔, 클로로벤젠, 크레졸, 메틸 페닐에스터, 자일렌 등의 방향족 용매; 테트라하이드로퓨란, 디메틸에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디글라임 등의 알킬 에테르류 용매; 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트 등의 알킬 아세테이트류 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류 용매; N-메틸피롤리돈(NMP); 메틸포름아미드; 디메틸설폭사이드; 아세토니트릴; 도데칸, 헥사데칸 등의 히드로카본류; 및 이의 혼합으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. Examples of the solvent usable in the conversion step include aromatic solvents such as benzene, toluene, chlorobenzene, cresol, methyl phenyl ester, and xylene; alkyl ether solvents such as tetrahydrofuran, dimethyl ethylene glycol, ethylene glycol dimethyl ether, and diglyme; alkyl acetate solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone; N-methylpyrrolidone (NMP); methylformamide; dimethyl sulfoxide; acetonitrile; Hydrocarbons, such as dodecane and hexadecane; and mixtures thereof.

상기 단계 (2)에서는, 불포화 탄화수소를 산화제로 이용하여 금속 촉매 하에 상기 지환족 디카복실레이트의 방향족화 반응을 수행한다.In the step (2), the aromatization reaction of the alicyclic dicarboxylate is performed under a metal catalyst using an unsaturated hydrocarbon as an oxidizing agent.

상기 "방향족화 반응"은, 지환족 고리를 갖는 화합물을, 같은 수의 탄소 원자로 이루어지는 방향족 고리를 갖는 화합물로 변화시키는 반응을 의미한다. 상기 방향족화 반응에서는 상기 화학식 1 또는 2의 화합물의 지환족 고리에서 수소를 4개 제거함으로써 디메틸테레프탈레이트를 수득할 수 있다.The "aromatization reaction" refers to a reaction in which a compound having an alicyclic ring is changed into a compound having an aromatic ring composed of the same number of carbon atoms. In the aromatization reaction, dimethyl terephthalate may be obtained by removing four hydrogens from the alicyclic ring of the compound of Formula 1 or 2.

상기 방향족화 반응에 사용되는 불포화 탄화수소는 예를 들어 지방족 불포화 탄화수소일 수 있고, 보다 구체적으로 에틸렌, 프로필렌, 이소부텐 및 부타디엔으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 또한, 상기 불포화 탄화수소는 기체상 화합물일 수 있다.The unsaturated hydrocarbon used in the aromatization reaction may be, for example, an aliphatic unsaturated hydrocarbon, and more specifically, may be at least one selected from the group consisting of ethylene, propylene, isobutene and butadiene. In addition, the unsaturated hydrocarbon may be a gaseous compound.

상기 방향족화 반응에 사용되는 금속 촉매는 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 니켈(Ni), 코발트(Co), 구리(Cu), 루테늄(Ru), 이의 착화합물 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다. 바람직하게는, 상기 금속 촉매는 팔라듐계 또는 백금계 촉매일 수 있다.The metal catalyst used in the aromatization reaction is selected from the group consisting of palladium (Pd), platinum (Pt), nickel (Ni), cobalt (Co), copper (Cu), ruthenium (Ru), complexes thereof, and combinations thereof. It can be any one. Preferably, the metal catalyst may be a palladium-based or platinum-based catalyst.

또한, 상기 방향족화 반응은 50℃ 이상의 온도, 보다 구체적으로 50~400℃, 50~300℃ 또는 150~250℃의 온도에서 수행될 수 있다. In addition, the aromatization reaction may be carried out at a temperature of 50 °C or higher, more specifically, at a temperature of 50 to 400 °C, 50 to 300 °C, or 150 to 250 °C.

상기 상기 방향족화 반응은 1~48 시간, 보다 구체적으로 2~36 시간, 3~24 시간, 또는 10~24 시간 동안 수행될 수 있으나, 특별히 한정되지 않는다.The aromatization reaction may be performed for 1 to 48 hours, more specifically 2 to 36 hours, 3 to 24 hours, or 10 to 24 hours, but is not particularly limited.

상기 방향족화 반응은 용매 없이 반응물만으로 수행되거나 또는 용매 중에서 수행될 수 있다. The aromatization reaction may be carried out only with the reactants without a solvent or may be carried out in a solvent.

상기 방향족화 반응에 사용 가능한 용매로는 벤젠, 톨루엔, 클로로벤젠, 크레졸, 메틸 페닐에스터, 자일렌 등의 방향족 용매; 테트라하이드로퓨란, 디메틸에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디글라임 등의 알킬 에테르류 용매; 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트 등의 알킬 아세테이트류 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류 용매; N-메틸피롤리돈(NMP); 메틸포름아미드; 디메틸설폭사이드; 아세토니트릴; 도데칸, 헥사데칸 등의 히드로카본류; 및 이의 혼합으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. Examples of the solvent usable for the aromatization reaction include aromatic solvents such as benzene, toluene, chlorobenzene, cresol, methyl phenyl ester, and xylene; alkyl ether solvents such as tetrahydrofuran, dimethyl ethylene glycol, ethylene glycol dimethyl ether, and diglyme; alkyl acetate solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone; N-methylpyrrolidone (NMP); methylformamide; dimethyl sulfoxide; acetonitrile; Hydrocarbons, such as dodecane and hexadecane; and mixtures thereof.

이와 같은 방향족화 반응은 부산물의 생성이 매우 적으며, 예를 들어 총 반응 생성물의 중량 대비 부산물로서 하기 화학식 3의 디메틸시클로헥산-1,4-디카복실레이트를 20% 이내, 또는 10% 이내로 생성할 수 있다.Such an aromatization reaction produces very little by-product, for example, dimethylcyclohexane-1,4-dicarboxylate of the following formula 3 as a by-product relative to the weight of the total reaction product is produced within 20%, or within 10% can do.

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이와 같은 본 발명의 디메틸테레프탈레이트 제조방법에 따르면, 종래의 방법에 비해 환원 반응에 의한 부산물을 최대한 억제하여 높은 수율로 디메틸테레프탈레이트를 얻을 수 있다.According to the method for producing dimethyl terephthalate of the present invention, dimethyl terephthalate can be obtained in high yield by maximally suppressing by-products due to the reduction reaction compared to the conventional method.

구체적으로, 본 발명의 방법에 따르면, 방향족화 반응 시에 불포화 탄화수소를 산화제(또는 환원방지제)로 이용함으로써 반응 과정에서 수소를 효과적으로 제거하여 부반응을 최대한 억제하면서 목적물인 디메틸테레프탈레이트의 수율을 높일 수 있다. Specifically, according to the method of the present invention, by using an unsaturated hydrocarbon as an oxidizing agent (or reducing inhibitor) during the aromatization reaction, hydrogen can be effectively removed in the reaction process to suppress side reactions as much as possible while increasing the yield of the target product, dimethyl terephthalate. there is.

또한, 불포화 탄화수소를 산화제로 사용할 경우 종래에 산소를 산화제로 사용하였을 때 H2O가 발생하여 부반응을 일으키는 문제도 해결할 수 있다.In addition, when an unsaturated hydrocarbon is used as an oxidizing agent, when oxygen is conventionally used as an oxidizing agent, H 2 O is generated and a problem of causing a side reaction can be solved.

또한 본 발명에 따르면 상기 화학식 1 및 2의 화합물을 모두 출발물질로 사용할 수 있지만, 상기 화학식 2의 화합물로 전환하여 방향족화 반응을 수행할 경우 부반응을 더욱 억제할 수 있어 바람직하다.In addition, according to the present invention, although both the compounds of Formulas 1 and 2 can be used as starting materials, when the aromatication reaction is performed by converting the compound of Formula 2 to the above, it is preferable because side reactions can be further suppressed.

한편, 상기 화학식 1의 화합물(디메틸시클로헥스-2-엔-1,4-디카복실레이트)는 상업적으로 입수하거나 디메틸뮤코네이트로부터 부가 고리화 반응을 통해 제조될 수 있다. 상기 디메틸뮤코네이트는 바람직하게는 트랜스,트랜스-디메틸뮤코네이트일 수 있다. On the other hand, the compound of Formula 1 (dimethylcyclohex-2-ene-1,4-dicarboxylate) can be obtained commercially or prepared through addition cyclization from dimethyl muconate. The dimethyl muconate is preferably trans, trans-dimethyl muconate may be.

상기 디메틸뮤코네이트는 용매 중에서 촉매를 첨가하여 뮤콘산으로부터 제조될 수 있다.The dimethyl muconate can be prepared from muconic acid by adding a catalyst in a solvent.

이와 같은 디메틸뮤코네이트의 제조를 위해 사용 가능한 용매로는 메탄올, 에탄올 등의 알콜류; 요오드화메틸(MeI), 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO) 등의 극성 용매류; 테트라하이드로퓨란(THF), 디에틸에테르, 디메틸에틸렌글리콜 등의 알킬 에테르류; 에틸아세테이트, 메틸아세테이트 등의 알킬 아세테이트류; 메틸에틸케톤(MEK), 아세톤 등의 케톤류; 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 클로로벤젠, 크레졸, 메틸 페닐에스터 등의 방향족 용매류; 메틸렌클로라이드, 클로로포름 등의 유기 용매류; 및 이의 혼합 용매로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 디메틸뮤코네이트의 제조를 위한 용매로 메탄올을 사용할 수 있다.As a solvent that can be used for the preparation of such dimethyl muconate, alcohols such as methanol and ethanol; Polar solvents, such as methyl iodide (MeI), dimethylformamide (DMF), and dimethyl sulfoxide (DMSO); alkyl ethers such as tetrahydrofuran (THF), diethyl ether, and dimethyl ethylene glycol; alkyl acetates such as ethyl acetate and methyl acetate; ketones such as methyl ethyl ketone (MEK) and acetone; aromatic solvents such as benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, cresol, and methyl phenyl ester; organic solvents such as methylene chloride and chloroform; and a mixed solvent thereof. Preferably, methanol may be used as a solvent for the preparation of dimethyl muconate.

또한, 디메틸뮤코네이트의 제조를 위해 사용 가능한 촉매로는 메탄설폰산, p-파라톨루엔설폰산, 인산, 염산, 황산 등의 산류; 탄산칼륨, 수산화나트륨 등의 염기류; 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 디메틸뮤코네이트의 제조를 위한 촉매로서 황산을 사용할 수 있다.In addition, as a catalyst usable for the preparation of dimethyl muconate, acids such as methanesulfonic acid, p-paratoluenesulfonic acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid; bases such as potassium carbonate and sodium hydroxide; and mixtures thereof. Preferably, sulfuric acid may be used as a catalyst for the production of dimethyl muconate.

바람직한 구체예에 따르면, 트랜스,트랜스-뮤콘산에 진한 황산을 촉매로 첨가한 뒤, 환류 조건으로 반응시켜 트랜스,트랜스-디메틸뮤코네이트를 제조할 수 있다.According to a preferred embodiment, after adding concentrated sulfuric acid as a catalyst to trans, trans-muconic acid, it is reacted under reflux conditions to prepare trans, trans-dimethyl muconate.

다음으로, 트랜스,트랜스-디메틸뮤코네이트로부터 부가 고리화 반응을 통해 디메틸시클로헥스-2-엔-1,4-디카복실레이트를 합성할 수 있다.Next, trans, trans- dimethylcyclohex-2-ene-1,4-dicarboxylate can be synthesized from dimethyl muconate through an addition cyclization reaction.

상기 "부가 고리화 반응"은 동종 또는 이종의 2개 이상의 화합물이 직접 결합해서 다른 종류의 분자를 생성하는 반응을 의미한다.The "addition cyclization reaction" refers to a reaction in which two or more compounds of the same or heterogeneous type are directly combined to form a different type of molecule.

상기 부가 고리화 반응은 용매 중에서 수행될 수 있고, 이때 사용 가능한 용매로는 벤젠, 톨루엔, 클로로벤젠, 크레졸, 메틸 페닐에스터, 자일렌 등의 방향족 용매; 테트라하이드로퓨란, 디메틸에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디글라임 등의 알킬 에테르류 용매; 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트 등의 알킬 아세테이트류 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류 용매; N-메틸피롤리돈(NMP); 메틸포름아미드; 디메틸설폭사이드; 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. The addition cyclization reaction may be carried out in a solvent, and the solvents that can be used in this case include aromatic solvents such as benzene, toluene, chlorobenzene, cresol, methyl phenyl ester, and xylene; alkyl ether solvents such as tetrahydrofuran, dimethyl ethylene glycol, ethylene glycol dimethyl ether, and diglyme; alkyl acetate solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone; N-methylpyrrolidone (NMP); methylformamide; dimethyl sulfoxide; and mixtures thereof.

바람직하게는, 상기 부가 고리화 반응에 용매로서 에틸렌글리콜 디메틸에테르를 사용할 수 있다.Preferably, ethylene glycol dimethyl ether may be used as a solvent for the addition cyclization reaction.

또한, 상기 부가 고리화 반응에는 상기 용매를 디메틸뮤코네이트를 기준으로 1~200 당량, 또는 10~100 당량의 양으로 사용할 수 있다.In addition, in the addition cyclization reaction, the solvent may be used in an amount of 1 to 200 equivalents, or 10 to 100 equivalents, based on dimethyl muconate.

상기 부가 고리화 반응을 위해 상기 용매에 희석되는 디메틸뮤코네이트의 농도는 0.1~3.5 M, 보다 구체적으로 0.1~3.0 M, 0.2~2.5 M, 0.2~2.0 M 또는 0.2~1.5 M일 수 있다. 바람직하게는, 상기 부가 고리화 반응을 위해 디메틸뮤코네이트가 1.0 M의 농도로 용매에 희석될 수 있다.The concentration of dimethyl muconate diluted in the solvent for the addition cyclization reaction may be 0.1 to 3.5 M, more specifically 0.1 to 3.0 M, 0.2 to 2.5 M, 0.2 to 2.0 M or 0.2 to 1.5 M. Preferably, dimethyl muconate may be diluted in a solvent to a concentration of 1.0 M for the addition cyclization reaction.

또한, 상기 부가 고리화 반응은 에틸렌 가스의 존재 하에 수행될 수 있다. 이때 상기 에틸렌 가스는 1 bar 이상, 보다 구체적으로 1~20 bar, 10~19 bar 또는 15~18 bar의 압력으로 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 상기 에틸렌 가스는 17 bar의 압력으로 첨가될 수 있다.In addition, the addition cyclization reaction may be performed in the presence of ethylene gas. In this case, the ethylene gas may be added at a pressure of 1 bar or more, more specifically 1 to 20 bar, 10 to 19 bar, or 15 to 18 bar. Preferably, the ethylene gas may be added at a pressure of 17 bar.

또한, 상기 부가 고리화 반응은 100℃ 이상의 온도, 보다 구체적으로 100~400℃, 130~300℃ 또는 150~250℃의 온도에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 부가 고리화 반응은 1~48 시간, 보다 구체적으로 2~36 시간, 3~24 시간, 4~12 시간, 또는 5~10 시간 동안 수행될 수 있다. 바람직하게는, 상기 부가 고리화 반응은 200℃에서 8시간 동안 수행될 수 있다.In addition, the addition cyclization reaction may be carried out at a temperature of 100 °C or higher, more specifically 100 to 400 °C, 130 to 300 °C, or 150 to 250 °C. In addition, the addition cyclization reaction may be performed for 1 to 48 hours, more specifically, for 2 to 36 hours, 3 to 24 hours, 4 to 12 hours, or 5 to 10 hours. Preferably, the addition cyclization reaction may be performed at 200° C. for 8 hours.

바람직한 구체예에 따르면, 트랜스,트랜스-디메틸뮤코네이트를 에틸렌글리콜 디메틸에테르에 용해시켜 약 1.0 M의 트랜스,트랜스-디메틸뮤코네이트 용액을 제조한 뒤, 상기 용액에 약 17 bar의 압력으로 에틸렌 가스를 첨가하고, 고압 반응기로 약 200℃에서 약 8시간 동안 부가 고리화 반응을 수행하여 디메틸시클로헥스-2-엔-1,4-디카복실레이트를 수득할 수 있다.According to a preferred embodiment, trans,trans-dimethyl muconate is dissolved in ethylene glycol dimethyl ether to prepare a trans,trans-dimethyl muconate solution of about 1.0 M, and then ethylene gas is added to the solution at a pressure of about 17 bar. After addition, dimethylcyclohex-2-ene-1,4-dicarboxylate may be obtained by performing an addition cyclization reaction at about 200° C. for about 8 hours in a high-pressure reactor.

이하 보다 구체적인 실시예에 의해 본 발명을 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described by way of more specific examples.

다만 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.

제조예 1: 트랜스,트랜스-디메틸뮤코네이트의 제조Preparation Example 1: Trans, trans - Preparation of dimethyl muconate

Figure 112017117721146-pat00005
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트랜스,트랜스-뮤콘산 100 g을 메탄올 1,000 mL에 녹이고, 진한 황산 3 g을 촉매로 첨가하여 환류(reflux) 조건 하에서 반응시켜, 트랜스,트랜스-디메틸뮤코네이트 116 g를 수득하였다.100 g of trans, trans-muconic acid was dissolved in 1,000 mL of methanol, and 3 g of concentrated sulfuric acid was added as a catalyst and reacted under reflux conditions to obtain 116 g of trans, trans-dimethyl muconate.

제조예 2: 디메틸시클로헥스-2-엔-1,4-디카복실레이트의 제조Preparation Example 2: Preparation of dimethylcyclohex-2-ene-1,4-dicarboxylate

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상기 제조예 1에서 얻은 트랜스,트랜스-디메틸뮤코네이트 110 g을 에틸렌글리콜 디메틸에테르 1,300 mL에 용해시켜 0.5 M 트랜스,트랜스-디메틸뮤코네이트 용액을 제조하였다. 이후 상기 용액에 에틸렌 가스를 주입하고 고압 반응기(Parr reactor, 4533HP)에서 17 bar의 압력으로 가압하면서 200℃에서 8시간 동안 부가 고리화 반응을 수행하였다. 그 결과, 디메틸시클로헥스-2-엔-1,4-디카복실레이트 125 g를 수득하였다.110 g of trans, trans-dimethyl muconate obtained in Preparation Example 1 was dissolved in 1,300 mL of ethylene glycol dimethyl ether to prepare a 0.5 M trans, trans-dimethyl muconate solution. Thereafter, ethylene gas was injected into the solution, and an addition cyclization reaction was performed at 200° C. for 8 hours while pressurized at a pressure of 17 bar in a high-pressure reactor (Parr reactor, 4533HP). As a result, 125 g of dimethylcyclohex-2-ene-1,4-dicarboxylate was obtained.

제조예 3: 디메틸시클로헥스-1-엔-1,4-디카복실레이트의 제조Preparation Example 3: Preparation of dimethylcyclohex-1-ene-1,4-dicarboxylate

Figure 112017117721146-pat00007
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250 mL 둥근바닥 플라스크에 상기 제조예 2에서 얻은 디메틸시클로헥스-2-엔-1,4-디카복실레이트 160 g을 넣고, 1,8-디아자비시클로(5.4.0)운데크-7-엔(DBU) 0.13 g을 첨가하였다. 130℃에서 4시간 동안 용매 없이 반응을 진행하고 상온으로 식혔다. GC-MS를 이용하여 100% 전환을 확인한 뒤, 별도의 정제 과정 없이 후속 반응에 사용하였다. Put 160 g of dimethylcyclohex-2-ene-1,4-dicarboxylate obtained in Preparation Example 2 in a 250 mL round-bottom flask, and 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undec-7-ene (DBU) 0.13 g was added. The reaction was carried out without a solvent at 130° C. for 4 hours and then cooled to room temperature. After confirming 100% conversion using GC-MS, it was used in the subsequent reaction without a separate purification process.

실시예 1: 디메틸테레프탈레이트의 제조Example 1: Preparation of dimethyl terephthalate

Figure 112017117721146-pat00008
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250 mL 둥근바닥 플라스크에 상기 제조예 2에서 얻은 디메틸시클로헥스-2-엔-1,4-디카복실레이트 100 g을 넣고, 용매 없이 촉매로서 Pd/C (10% Pd) 2.5 g을 첨가하였다. 반응 혼합물에 에틸렌 가스를 버블링하면서 서서히 250℃로 승온한 뒤 3시간 반응시켰다. GC-MS로 확인한 결과, 출발 물질인 디메틸시클로헥스-2-엔-1,4-디카복실레이트가 완전히 사라지고, 목적 화합물인 디메틸테레프탈레이트 및 부산물인 디메틸시클로헥산-1,4-디카복실레이트가 수득되었다.Into a 250 mL round-bottom flask, 100 g of dimethylcyclohex-2-ene-1,4-dicarboxylate obtained in Preparation Example 2 was added, and 2.5 g of Pd/C (10% Pd) as a catalyst without a solvent was added. The reaction mixture was gradually heated to 250° C. while bubbling ethylene gas, followed by reaction for 3 hours. As a result of confirmation by GC-MS, the starting material, dimethylcyclohex-2-ene-1,4-dicarboxylate, completely disappeared, and the target compound, dimethyl terephthalate, and the by-product, dimethylcyclohexane-1,4-dicarboxylate, were was obtained.

실시예 2: 디메틸테레프탈레이트의 제조Example 2: Preparation of dimethyl terephthalate

Figure 112017117721146-pat00009
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250 mL 둥근바닥 플라스크에 상기 제조예 3에서 얻은 디메틸시클로헥스-1-엔-1,4-디카복실레이트 100 g을 넣고, 용매 없이 촉매로서 Pd/C (10% Pd) 2.5g을 첨가하였다. 반응 혼합물에 에틸렌 가스를 버블링하면서 서서히 250℃로 승온한 뒤 16시간 반응시켰다. GC-MS로 확인한 결과, 출발 물질인 디메틸시클로헥스-1-엔-1,4-디카복실레이트가 완전히 사라지고, 목적 화합물인 디메틸테레프탈레이트 및 부산물인 디메틸시클로헥산-1,4-디카복실레이트가 수득되었다.Into a 250 mL round-bottom flask, 100 g of dimethylcyclohex-1-ene-1,4-dicarboxylate obtained in Preparation Example 3 was added, and 2.5 g of Pd/C (10% Pd) as a catalyst without a solvent was added. The reaction mixture was gradually heated to 250° C. while bubbling ethylene gas, followed by reaction for 16 hours. As a result of confirmation by GC-MS, the starting material, dimethylcyclohex-1-ene-1,4-dicarboxylate, completely disappeared, and the target compound, dimethyl terephthalate, and the by-product, dimethylcyclohexane-1,4-dicarboxylate, disappeared. was obtained.

실시예 3: 디메틸테레프탈레이트의 제조Example 3: Preparation of dimethyl terephthalate

Figure 112017117721146-pat00010
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250 mL 둥근바닥 플라스크에 상기 제조예 3에서 얻은 디메틸시클로헥스-1-엔-1,4-디카복실레이트 10 g을 넣고, 용매로서 헥사데칸 100 mL 및 촉매로서 Pd/C (10% Pd) 0.25 g을 첨가하였다. 반응 혼합물에 에틸렌 가스를 버블링하면서 서서히 250℃로 승온한 뒤 20시간 반응시켰다. GC-MS로 확인한 결과, 출발 물질인 디메틸시클로헥스-1-엔-1,4-디카복실레이트가 완전히 사라지고, 목적 화합물인 디메틸테레프탈레이트 및 부산물인 디메틸시클로헥산-1,4-디카복실레이트가 수득되었다.Put 10 g of dimethylcyclohex-1-ene-1,4-dicarboxylate obtained in Preparation Example 3 in a 250 mL round-bottom flask, 100 mL of hexadecane as a solvent and Pd/C (10% Pd) 0.25 as a catalyst g was added. The reaction mixture was gradually heated to 250° C. while bubbling ethylene gas, followed by reaction for 20 hours. As a result of confirmation by GC-MS, the starting material, dimethylcyclohex-1-ene-1,4-dicarboxylate, completely disappeared, and the target compound, dimethyl terephthalate, and the by-product, dimethylcyclohexane-1,4-dicarboxylate, disappeared. was obtained.

실시예 4: 디메틸테레프탈레이트의 제조Example 4: Preparation of dimethyl terephthalate

Figure 112017117721146-pat00011
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250 mL 둥근바닥 플라스크에 상기 제조예 3에서 얻은 디메틸시클로헥스-1-엔-1,4-디카복실레이트 20 g을 넣고, 용매로서 헥사데칸 100 mL 및 촉매로서 Pd/C (10% Pd) 0.5 g을 첨가하였다. 반응 혼합물에 에틸렌 가스를 버블링하면서 서서히 250℃로 승온한 뒤 22시간 반응시켰다. GC-MS로 확인한 결과, 출발 물질인 디메틸시클로헥스-1-엔-1,4-디카복실레이트가 완전히 사라지고, 목적 화합물인 디메틸테레프탈레이트 및 부산물인 디메틸시클로헥산-1,4-디카복실레이트가 수득되었다.Put 20 g of dimethylcyclohex-1-ene-1,4-dicarboxylate obtained in Preparation Example 3 in a 250 mL round-bottom flask, 100 mL of hexadecane as a solvent and Pd/C (10% Pd) 0.5 as a catalyst g was added. The reaction mixture was gradually heated to 250° C. while bubbling ethylene gas, followed by reaction for 22 hours. As a result of confirmation by GC-MS, the starting material, dimethylcyclohex-1-ene-1,4-dicarboxylate, completely disappeared, and the target compound, dimethyl terephthalate, and the by-product, dimethylcyclohexane-1,4-dicarboxylate, disappeared. was obtained.

실시예 5: 디메틸테레프탈레이트의 제조Example 5: Preparation of dimethyl terephthalate

Figure 112017117721146-pat00012
Figure 112017117721146-pat00012

250 mL 둥근바닥 플라스크에 상기 제조예 3에서 얻은 디메틸시클로헥스-1-엔-1,4-디카복실레이트 30 g을 넣고, 용매로서 헥사데칸 100 mL 및 촉매로서 Pd/C (10% Pd) 0.75 g을 첨가하였다. 반응 혼합물에 에틸렌 가스를 버블링하면서 서서히 250℃로 승온한 뒤 24시간 반응시켰다. GC-MS로 확인한 결과, 출발 물질인 디메틸시클로헥스-1-엔-1,4-디카복실레이트가 완전히 사라지고, 목적 화합물인 디메틸테레프탈레이트 및 부산물인 디메틸시클로헥산-1,4-디카복실레이트가 수득되었다.Put 30 g of dimethylcyclohex-1-ene-1,4-dicarboxylate obtained in Preparation Example 3 in a 250 mL round-bottom flask, 100 mL of hexadecane as a solvent and Pd/C (10% Pd) 0.75 as a catalyst g was added. The reaction mixture was gradually heated to 250° C. while bubbling ethylene gas, and then reacted for 24 hours. As a result of confirmation by GC-MS, the starting material, dimethylcyclohex-1-ene-1,4-dicarboxylate, completely disappeared, and the target compound, dimethyl terephthalate, and the by-product, dimethylcyclohexane-1,4-dicarboxylate, disappeared. was obtained.

실시예 6: 디메틸테레프탈레이트의 제조Example 6: Preparation of dimethyl terephthalate

Figure 112017117721146-pat00013
Figure 112017117721146-pat00013

250 mL 둥근바닥 플라스크에 상기 제조예 2에서 얻은 디메틸시클로헥스-2-엔-1,4-디카복실레이트 30 g을 넣고, 용매로서 헥사데칸 100 mL 및 촉매로서 Pd/C (10% Pd) 0.75 g을 첨가하였다. 반응 혼합물에 에틸렌 가스를 버블링하면서 서서히 250℃로 승온한 뒤 6시간 반응시켰다. GC-MS로 확인한 결과, 출발 물질인 디메틸시클로헥스-2-엔-1,4-디카복실레이트가 완전히 사라지고, 목적 화합물인 디메틸테레프탈레이트 및 부산물인 디메틸시클로헥산-1,4-디카복실레이트가 수득되었다.Put 30 g of dimethylcyclohex-2-ene-1,4-dicarboxylate obtained in Preparation Example 2 in a 250 mL round-bottom flask, 100 mL of hexadecane as a solvent and Pd/C (10% Pd) 0.75 as a catalyst g was added. The reaction mixture was gradually heated to 250° C. while bubbling ethylene gas, followed by reaction for 6 hours. As a result of confirmation by GC-MS, the starting material, dimethylcyclohex-2-ene-1,4-dicarboxylate, completely disappeared, and the target compound, dimethyl terephthalate, and the by-product, dimethylcyclohexane-1,4-dicarboxylate, were was obtained.

비교예 1Comparative Example 1 : 디메틸테레프탈레이트의 제조: Preparation of dimethyl terephthalate

Figure 112017117721146-pat00014
Figure 112017117721146-pat00014

250 mL 둥근바닥 플라스크에 상기 제조예 2에서 얻은 디메틸시클로헥스-2-엔-1,4-디카복실레이트 100 g을 넣고, 용매 없이 촉매로서 Pd/C (10% Pd) 2.5 g을 첨가하였다. 반응 혼합물에 에틸렌 가스를 버블링하면서 서서히 250℃로 승온한 뒤 4시간 반응시켰다. GC-MS로 확인한 결과, 출발 물질인 디메틸시클로헥스-2-엔-1,4-디카복실레이트가 완전히 사라지고, 목적 화합물인 디메틸테레프탈레이트 및 부산물인 디메틸시클로헥산-1,4-디카복실레이트가 수득되었다.Into a 250 mL round-bottom flask, 100 g of dimethylcyclohex-2-ene-1,4-dicarboxylate obtained in Preparation Example 2 was added, and 2.5 g of Pd/C (10% Pd) as a catalyst without a solvent was added. The reaction mixture was gradually heated to 250° C. while bubbling ethylene gas, followed by reaction for 4 hours. As a result of confirmation by GC-MS, the starting material, dimethylcyclohex-2-ene-1,4-dicarboxylate, completely disappeared, and the target compound, dimethyl terephthalate, and the by-product, dimethylcyclohexane-1,4-dicarboxylate, were was obtained.

비교예 2Comparative Example 2 : 디메틸테레프탈레이트의 제조: Preparation of dimethyl terephthalate

Figure 112017117721146-pat00015
Figure 112017117721146-pat00015

250 mL 둥근바닥 플라스크에 상기 제조예 3에서 얻은 디메틸시클로헥스-1-엔-1,4-디카복실레이트 100 g을 넣고, 용매 없이 촉매로서 Pd/C (10% Pd) 2.5 g을 첨가하였다. 반응 혼합물을 서서히 250℃로 승온한 뒤 4시간 반응시켰다. GC-MS로 확인한 결과, 출발 물질인 디메틸시클로헥스-1-엔-1,4-디카복실레이트가 완전히 사라지고, 목적 화합물인 디메틸테레프탈레이트 및 부산물인 디메틸시클로헥산-1,4-디카복실레이트가 수득되었다.Into a 250 mL round-bottom flask, 100 g of the dimethylcyclohex-1-ene-1,4-dicarboxylate obtained in Preparation Example 3 was added, and 2.5 g of Pd/C (10% Pd) as a catalyst without a solvent was added. The reaction mixture was gradually heated to 250° C. and reacted for 4 hours. As a result of confirmation by GC-MS, the starting material, dimethylcyclohex-1-ene-1,4-dicarboxylate, completely disappeared, and the target compound, dimethyl terephthalate, and the by-product, dimethylcyclohexane-1,4-dicarboxylate, disappeared. was obtained.

비교예 3Comparative Example 3 : 디메틸테레프탈레이트의 제조: Preparation of dimethyl terephthalate

Figure 112017117721146-pat00016
Figure 112017117721146-pat00016

250 mL 둥근바닥 플라스크에 상기 제조예 3에서 얻은 디메틸시클로헥스-1-엔-1,4-디카복실레이트 30 g을 넣고, 용매로서 헥사데칸 100 mL 및 촉매로서 Pd/C (10% Pd) 0.75 g을 첨가하였다. 반응 혼합물을 서서히 250℃로 승온한 뒤 4시간 반응시켰다. GC-MS로 확인한 결과, 출발 물질인 디메틸시클로헥스-1-엔-1,4-디카복실레이트가 완전히 사라지고, 목적 화합물인 디메틸테레프탈레이트 및 부산물인 디메틸시클로헥산-1,4-디카복실레이트가 수득되었다.Put 30 g of dimethylcyclohex-1-ene-1,4-dicarboxylate obtained in Preparation Example 3 in a 250 mL round-bottom flask, 100 mL of hexadecane as a solvent and Pd/C (10% Pd) 0.75 as a catalyst g was added. The reaction mixture was gradually heated to 250° C. and reacted for 4 hours. As a result of confirmation by GC-MS, the starting material, dimethylcyclohex-1-ene-1,4-dicarboxylate, completely disappeared, and the target compound, dimethyl terephthalate, and the by-product, dimethylcyclohexane-1,4-dicarboxylate, disappeared. was obtained.

GC-MS 분석GC-MS analysis

상기 실시예 및 비교예에서 얻은 목적 화합물인 디메틸테레프탈레이트 및 부산물인 디메틸시클로헥산-1,4-디카복실레이트의 비율을 분석하기 위해 하기 조건에 따라 기체크로마토그래피-질량분석(GC-MS)을 수행하였다.Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was performed under the following conditions to analyze the ratio of the target compound obtained in Examples and Comparative Examples, dimethyl terephthalate, and the by-product, dimethylcyclohexane-1,4-dicarboxylate. carried out.

- 기기: Perkin Elmer사의 Claus 680 GC 및 SQ 8 MS- Instrument: Claus 680 GC and SQ 8 MS from Perkin Elmer

- 컬럼: DB-5(15 m × 0.25 ㎜ × 0.10 ㎛, Agilent Technologies, USA)- Column: DB-5 (15 m × 0.25 mm × 0.10 μm, Agilent Technologies, USA)

구체적으로, 디메틸테레프탈레이트 및 디메틸시클로헥산-1,4-디카복실레이트의 GC-MS 면적 값의 합을 100%로 하였을 때, 각각의 면적 값의 비율을 계산하였다.Specifically, when the sum of the GC-MS area values of dimethyl terephthalate and dimethylcyclohexane-1,4-dicarboxylate was 100%, the ratio of each area value was calculated.

상기 실시예 및 비교예의 방향족화 반응 조건, 및 GC-MS의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The aromatization reaction conditions of Examples and Comparative Examples, and the results of GC-MS are shown in Table 1 below.


구분

division

방향족화
반응물

aromatization
reactant

용매

menstruum

반응물 농도
(M)

reactant concentration
(M)

불포화
탄화
수소

unsaturated
carbonization
Hydrogen

반응
시간
(h)

reaction
time
(h)
디메틸
테레프탈
레이트
(%)
dimethyl
terephthal
rate
(%)
디메틸시클로
헥산-1,4-
디카복실
레이트(%)
dimethylcyclo
Hexane-1,4-
dicarboxyl
Rate (%)
실시예
1
Example
One
디메틸시클로헥스-2-엔
-1,4-디카복실레이트
Dimethylcyclohex-2-ene
-1,4-dicarboxylate
-- -- 에틸렌ethylene 33 5858 4242
실시예
2
Example
2
디메틸시클로헥스-1-엔
-1,4-디카복실레이트
Dimethylcyclohex-1-ene
-1,4-dicarboxylate
-- -- 에틸렌ethylene 1616 8383 1717
실시예
3
Example
3
디메틸시클로헥스-1-엔
-1,4-디카복실레이트
Dimethylcyclohex-1-ene
-1,4-dicarboxylate
헥사
데칸
hex
Deccan
0.50.5 에틸렌ethylene 2020 9494 66
실시예
4
Example
4
디메틸시클로헥스-1-엔
-1,4-디카복실레이트
Dimethylcyclohex-1-ene
-1,4-dicarboxylate
헥사
데칸
hex
Deccan
1.01.0 에틸렌ethylene 2222 9494 66
실시예
5
Example
5
디메틸시클로헥스-1-엔
-1,4-디카복실레이트
Dimethylcyclohex-1-ene
-1,4-dicarboxylate
헥사
데칸
hex
Deccan
1.51.5 에틸렌ethylene 2424 9393 77
실시예
6
Example
6
디메틸시클로헥스-2-엔
-1,4-디카복실레이트
Dimethylcyclohex-2-ene
-1,4-dicarboxylate
헥사
데칸
hex
Deccan
1.51.5 에틸렌ethylene 66 7575 2525
비교예
1
comparative example
One
디메틸시클로헥스-2-엔
-1,4-디카복실레이트
Dimethylcyclohex-2-ene
-1,4-dicarboxylate
-- -- -- 44 4040 6060
비교예
2
comparative example
2
디메틸시클로헥스-1-엔
-1,4-디카복실레이트
Dimethylcyclohex-1-ene
-1,4-dicarboxylate
-- -- -- 44 4242 5858
비교예
3
comparative example
3
디메틸시클로헥스-1-엔
-1,4-디카복실레이트
Dimethylcyclohex-1-ene
-1,4-dicarboxylate
헥사
데칸
hex
Deccan
-- -- 44 4545 5555

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1~6과 같이 방향족화 반응 시에 산화제로서 에틸렌 가스를 사용한 경우에 부반응에 의한 디메틸시클로헥산-1,4-디카복실레이트의 생성이 억제되어 디메틸테레프탈레이트의 수율이 높았다.As shown in Table 1, when ethylene gas was used as an oxidizing agent during the aromatization reaction as in Examples 1 to 6, the production of dimethylcyclohexane-1,4-dicarboxylate due to a side reaction was suppressed, so that dimethyl terephthalate yield was high.

또한, 디메틸시클로헥스-1-엔-1,4-디카복실레이트로 전환한 뒤 방향족화 반응을 수행하거나 또는 용매 중에서 반응을 진행한 실시예의 경우 부반응이 더욱 억제되어 디메틸테레프탈레이트의 수율이 더욱 높아졌다. In addition, in the case of an example in which an aromatization reaction was performed after conversion to dimethylcyclohex-1-ene-1,4-dicarboxylate or the reaction was performed in a solvent, the side reaction was further suppressed, and the yield of dimethyl terephthalate was higher. .

반면, 비교예 1~3과 같이 에틸렌 가스를 산화제로 사용하지 않고 방향족화 반응을 수행한 경우에는 부반응에 의한 디메틸시클로헥산-1,4-디카복실레이트의 생성이 증가하여 디메틸테레프탈레이트의 수율이 낮았다.On the other hand, when the aromatization reaction was performed without using ethylene gas as an oxidizing agent as in Comparative Examples 1 to 3, the production of dimethylcyclohexane-1,4-dicarboxylate due to a side reaction increased and the yield of dimethyl terephthalate was increased. It was low.

Claims (9)

(1) 하기 화학식 1의 화합물 및 하기 화학식 2의 화합물 중 적어도 1종의 지환족 디카복실레이트를 준비하는 단계; 및
(2) 불포화 탄화수소를 산화제로 이용하여 금속 촉매 하에 상기 지환족 디카복실레이트의 방향족화 반응을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 불포화 탄화수소가 에틸렌, 프로필렌, 이소부텐 및 부타디엔으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인, 디메틸테레프탈레이트의 제조방법:
Figure 112022003716869-pat00017
.
(1) preparing at least one alicyclic dicarboxylate of a compound of Formula 1 and a compound of Formula 2; and
(2) performing an aromatization reaction of the alicyclic dicarboxylate under a metal catalyst using an unsaturated hydrocarbon as an oxidizing agent,
The unsaturated hydrocarbon is at least one selected from the group consisting of ethylene, propylene, isobutene and butadiene, a method for producing dimethyl terephthalate:
Figure 112022003716869-pat00017
.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 금속 촉매가 팔라듐계 또는 백금계 촉매인, 디메틸테레프탈레이트의 제조방법.
The method of claim 1,
The method for producing dimethyl terephthalate, wherein the metal catalyst is a palladium-based or platinum-based catalyst.
제 1 항에 있어서,
상기 방향족화 반응이 50~300℃의 온도에서 수행되는, 디메틸테레프탈레이트의 제조방법.
The method of claim 1,
The method for producing dimethyl terephthalate, wherein the aromatization reaction is carried out at a temperature of 50 ~ 300 ℃.
제 1 항에 있어서,
상기 단계 (1)에서 상기 화학식 2의 화합물을 준비하고,
상기 단계 (2)에서 상기 화학식 2의 화합물의 방향족화 반응을 수행하는, 디메틸테레프탈레이트의 제조방법.
The method of claim 1,
Preparing the compound of Formula 2 in step (1),
A method for producing dimethyl terephthalate, performing an aromatization reaction of the compound of Formula 2 in the step (2).
제 1 항에 있어서,
상기 단계 (1)에서 상기 화학식 1의 화합물을 준비하고,
상기 단계 (1)과 (2) 사이에, 상기 화학식 1의 화합물을 상기 화학식 2의 화합물로 전환하는 단계를 추가로 포함하며,
상기 단계 (2)에서 상기 화학식 2의 화합물의 방향족화 반응을 수행하는, 디메틸테레프탈레이트의 제조방법.
The method of claim 1,
Preparing the compound of Formula 1 in step (1),
Between the steps (1) and (2), it further comprises converting the compound of Formula 1 to the compound of Formula 2,
A method for producing dimethyl terephthalate, performing an aromatization reaction of the compound of Formula 2 in the step (2).
제 6 항에 있어서,
상기 전환 단계가 염기성 촉매 하에 50~150℃의 온도에서 수행되는, 디메틸테레프탈레이트의 제조방법.
7. The method of claim 6,
The method for producing dimethyl terephthalate, wherein the conversion step is carried out at a temperature of 50 ~ 150 ℃ under a basic catalyst.
제 6 항에 있어서,
상기 화학식 1의 화합물이 디메틸뮤코네이트로부터 부가 고리화 반응을 통해 제조되는, 디메틸테레프탈레이트의 제조방법.
7. The method of claim 6,
A method for producing dimethyl terephthalate, wherein the compound of Formula 1 is prepared through an addition cyclization reaction from dimethyl muconate.
제 8 항에 있어서,
상기 디메틸뮤코네이트가 트랜스,트랜스-디메틸뮤코네이트인, 디메틸테레프탈레이트의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The dimethyl mu-conate is trans, trans-dimethyl mu-conate, the method for producing dimethyl terephthalate.
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