KR102665866B1 - Method of preparing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester using tetrahydrofuran-2,5-dimethanol - Google Patents
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Abstract
테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올을 사용한 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법을 개시한다. 본 발명은 테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올(tetrahydrofuran-2,5-dimethanol, THFDM)을 산촉매 하에서 지방산과 에스터화(esterification) 반응시켜 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터 및 미반응 지방산을 포함하는 제1 혼합용액을 제조하는 단계; 및 상기 제1 혼합용액에서 미반응 지방산을 분리하여 정제된 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터를 얻는 단계;를 포함하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면 윤활기유로서 사용이 가능한 테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올을 사용한 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법을 제공할 수 있다. .Disclosed is a method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester using tetrahydrofuran-2,5-dimethanol. In the present invention, tetrahydrofuran-2,5-dimethanol (THFDM) is esterified with a fatty acid under an acid catalyst to produce tetrahydrofuran-2,5-diester and unreacted fatty acid. Preparing a first mixed solution containing; and separating unreacted fatty acids from the first mixed solution to obtain the purified tetrahydrofuran-2,5-diester. A method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester comprising: to provide. According to the present invention, it is possible to provide a method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester using tetrahydrofuran-2,5-dimethanol, which can be used as lubricating base oil. .
Description
본 발명은 테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올을 사용한 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester using tetrahydrofuran-2,5-dimethanol.
기후 변화의 영향 및 화석 원료의 점진적인 고갈에 대한 증대하는 관심 때문에 석유계 플랫폼 화학물질에 대한 재생 가능한 바이오계 대체물들에 대한 연구가 증가하고 있다. 당은 농업 재료 중 아주 흔하므로, "녹색" 재료 분야에서 경험적 혁신을 위한 합리적인 전구체이다. 당에서 쉽게 얻어지는 유기 화합물들은, 산업 요소들 중에서도 특히, 특정 중합체들, 약품들 또는 용매들을 만드는데 유용할 수 있는 구조적 특징들을 갖는, 환형에테르인 푸란 유도체를 포함한다.Research into renewable, bio-based alternatives to petroleum-based platform chemicals is increasing due to growing concerns about the impacts of climate change and the gradual depletion of fossil raw materials. Sugars are so common among agricultural ingredients that they are reasonable precursors for empirical innovation in the field of “green” ingredients. Organic compounds readily obtained from sugars include furan derivatives, which are cyclic ethers that have structural features that may be useful in making certain polymers, pharmaceuticals or solvents, among other industrial elements.
최근 상당한 관심을 받고 있는 관련 화합물은, 풍부하고 비싸지 않은 단당류인 과당의 주요 탈수 산물인 5-(하이드록시메틸)푸르푸랄(HMF)이다. HMF는 다수의 화학 합성을 위한 공지된 중간체이고 석유 자원에서 얻어지는 방향족 탄화수소의 타당한 대체제인, 다양한 퓨라닉 고리계 유도체에 선행하는 다용도의 화학물질이다. HMF의 다양한 기능성 때문에, 중합체, 용매, 계면활성제, 약품, 및 식물 보호제와 같은 광범위한 제품을 생산하는데 HMF를 사용할 것이 제안되었다. A related compound that has recently received considerable attention is 5-(hydroxymethyl)furfural (HMF), the major dehydration product of fructose, an abundant and inexpensive monosaccharide. HMF is a versatile chemical that precedes various furanic ring-based derivatives, which are known intermediates for many chemical syntheses and are reasonable substitutes for aromatic hydrocarbons obtained from petroleum sources. Because of the diverse functionality of HMF, it has been proposed to use HMF to produce a wide range of products such as polymers, solvents, surfactants, pharmaceuticals, and plant protection agents.
그러나 HMF는 유도체를 제조하기 위한 공급원으로서 외에는 화학약품 그 자체로서는 제한된 용도를 갖는다. 게다가, HMF 자체는 훨씬 불안정하고 장시간 저장할 때 중합하거나 또는 산화하는 경향이 있다. HMF 자체의 불안정성 및 제한된 용도로 인하여, 다양한 HMF 유도체의 합성 및 정제를 포함하여 연구가 확대되었다.However, HMF has limited use as a chemical itself other than as a source for making derivatives. Moreover, HMF itself is much more unstable and tends to polymerize or oxidize when stored for long periods of time. Due to the instability and limited uses of HMF itself, research has expanded to include the synthesis and purification of various HMF derivatives.
한편 HMF의 하나의 유도체는 푸란-2,5-디메탄올(FDM)이고, HMF의 부분적 수소화인 알데하이드 환원으로부터 생산될 수 있다. 다른 하나의 유도체는 테트라하이드로퓨란-2,5-디메탄올(THFDM)이고, HMF의 고리 및 알데하이드 모이어티가 완전히 환원되는 경우 생성될 수 있다.Meanwhile, one derivative of HMF is furan-2,5-dimethanol (FDM), which can be produced from aldehyde reduction, partial hydrogenation of HMF. Another derivative is tetrahydrofuran-2,5-dimethanol (THFDM), which can be produced when the ring and aldehyde moieties of HMF are completely reduced.
상기 푸란-2,5-디메탄올(FDM) 또는 테트라하이드로퓨란-2,5-디메탄올(THFDM)의 응용으로서 한국등록특허 제10-2100539호는 푸란-2,5-디메탄올 (FDM) 또는 2,5-비스(하이드록시메틸)테트라하이드로푸란 (bHMTHF) 중 어느 하나를 반응시켜 2,5-비스(하이드록시메틸)테트라하이드로푸란 (bHMTHF)의 선형 모노- 및 디-알킬 에테르의 제조 방법을 개시한다.As an application of furan-2,5-dimethanol (FDM) or tetrahydrofuran-2,5-dimethanol (THFDM), Korean Patent No. 10-2100539 refers to furan-2,5-dimethanol (FDM) or Method for preparing linear mono- and di-alkyl ethers of 2,5-bis(hydroxymethyl)tetrahydrofuran (bHMTHF) by reacting any one of 2,5-bis(hydroxymethyl)tetrahydrofuran (bHMTHF) commences.
그러나 상기 푸란-2,5-디메탄올(FDM) 또는 테트라하이드로퓨란-2,5-디메탄올(THFDM)의 응용이 부족한 문제점이 있었다.However, there was a problem in that the application of furan-2,5-dimethanol (FDM) or tetrahydrofuran-2,5-dimethanol (THFDM) was insufficient.
본 발명의 목적은 상기 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 윤활기유로서 사용이 가능한 테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올을 사용한 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to solve the above problems, and to provide a method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester using tetrahydrofuran-2,5-dimethanol, which can be used as lubricating base oil. will be.
본 발명의 또 다른 목적은 연속 공정을 사용한 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법의 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester using a continuous process.
본 발명의 또 다른 목적은 반응물인 지방산의 상(phase)에 따른 적합한 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester suitable for the phase of the fatty acid as a reactant.
본 발명의 하나의 측면에 따르면, 테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올(tetrahydrofuran-2,5-dimethanol, THFDM)을 산촉매 하에서 지방산과 에스터화(esterification) 반응시켜 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터 및 미반응 지방산을 포함하는 제1 혼합용액을 제조하는 단계; 및According to one aspect of the present invention, tetrahydrofuran-2,5-dimethanol (THFDM) is esterified with a fatty acid under an acid catalyst to produce tetrahydrofuran-2,5- Preparing a first mixed solution containing diester and unreacted fatty acids; and
상기 제1 혼합용액에서 미반응 지방산을 분리하여 정제된 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터를 얻는 단계;를 포함하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법이 제공된다.A method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester is provided, including the step of separating unreacted fatty acids from the first mixed solution to obtain purified tetrahydrofuran-2,5-diester. do.
또한 상기 지방산이 포화 지방산 및 불포화 지방산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.Additionally, the fatty acid may include any one selected from the group consisting of saturated fatty acids and unsaturated fatty acids.
또한 상기 포화 지방산이 뷰티르산, 카프로산, 카프릴산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키드산, 베헨산, 리그노세르산, 및 세로트산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하고,Additionally, the saturated fatty acids include butyric acid, caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, and cerotic acid. Contains one or more species selected from the group consisting of
상기 불포화 지방산이 미리스톨레산,팔미톨레산, 사피엔산, 올레산, 엘라이드산, 박센산, 리놀레산, 리노엘라이드산, α-리놀렌산, 아라키돈산, 에이코사펜타엔산, 에루크산, 및 도코사헥사엔산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The unsaturated fatty acids include myristoleic acid, palmitoleic acid, sapienic acid, oleic acid, elaidic acid, vaccenic acid, linoleic acid, linoelaidic acid, α-linolenic acid, arachidonic acid, eicosapentaenoic acid, erucic acid, and docoic acid. It may include one or more types selected from the group consisting of sahexaenoic acid.
또한 단계(a)의 에스터화 반응이 100 내지 170℃에서 수행될 수 있다.Additionally, the esterification reaction in step (a) may be performed at 100 to 170°C.
또한 단계(a)에서, 테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올과 상기 지방산의 몰비(molar ratio)는 1:2 내지 1:6일 수 있다.Additionally, in step (a), the molar ratio between tetrahydrofuran-2,5-dimethanol and the fatty acid may be 1:2 to 1:6.
또한 상기 산촉매가 Amberlyst-15 및 H-beta zeolite, Montrollinite, MOF-808-SO4로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.Additionally, the acid catalyst may include any one selected from the group consisting of Amberlyst-15, H-beta zeolite, Montrollinite, and MOF-808-SO 4 .
또한 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법이 단계(a)가 수행되는 도중에 단계(a)의 제1 혼합용액에서 물을 분리하는 단계(a');를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester further includes a step (a') of separating water from the first mixed solution of step (a) while step (a) is performed. It can be included.
또한 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터가 윤활기유에 사용될 수 있다.Additionally, the tetrahydrofuran-2,5-diester can be used in lubricating base oil.
본 발명의 다른 하나의 측면에 따르면, (a) 제1 반응장치가 테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올(tetrahydrofuran-2,5-dimethanol)을 산촉매 하에서 지방산과 에스터화(esterification) 반응시켜 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터 및 미반응 지방산을 포함하는 제1 혼합용액을 제조하는 단계; 및According to another aspect of the present invention, (a) the first reaction device esterifies tetrahydrofuran-2,5-dimethanol with a fatty acid under an acid catalyst to produce tetrahydrofuran-2,5-dimethanol. Preparing a first mixed solution containing hydrofuran-2,5-diester and unreacted fatty acid; and
(b) 제1 분리장치가 상기 제1 반응장치로부터 상기 제1 혼합용액을 공급받아 상기 제1 혼합용액에 유기용매 및 금속염 수용액을 포함하는 제2 혼합용액을 혼합하여 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터 및 상기 유기용매를 포함하는 제1 상층과 미반응한 상기 지방산의 금속염 및 물을 포함하는 제1 하층으로 분리하는 단계; 및(b) A first separation device receives the first mixed solution from the first reaction device and mixes the first mixed solution with a second mixed solution containing an organic solvent and an aqueous metal salt solution to produce tetrahydrofuran-2, Separating into a first upper layer containing 5-diester and the organic solvent and a first lower layer containing unreacted metal salt of the fatty acid and water; and
(c) 제2 분리장치가 상기 제1 분리장치로부터 상기 제1 상층을 공급받아 상기 제1 상층에서 유기용매를 분리하여 정제된 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터를 얻는 단계; 를 포함하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법을 제공한다.(c) a second separation device receiving the first upper layer from the first separation device and separating the organic solvent from the first upper layer to obtain purified tetrahydrofuran-2,5-diester; It provides a method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester comprising.
또한 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법이 연속공정으로 수행될 수 있다.Additionally, the method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester can be performed as a continuous process.
또한 상기 제2 혼합용액이 극성 유기용매를 추가로 포함할 수 있다.Additionally, the second mixed solution may further include a polar organic solvent.
또한 상기 제2 혼합용액의 상기 극성 유기용매가 에탄올 및 메탄올, 아세톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.Additionally, the polar organic solvent of the second mixed solution may include at least one selected from the group consisting of ethanol, methanol, and acetone.
또한 상기 단계(c)의 분리가 감압증류(vacuum distillation) 방법을 사용하여 유기용매를 증발시켜 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터를 분리함에 의해 수행될 수 있다.Additionally, the separation in step (c) can be performed by evaporating the organic solvent using a vacuum distillation method to separate the tetrahydrofuran-2,5-diester.
또한 상기 유기용매가 에틸아세테이트 및 헥산, 디크로로메테인으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.Additionally, the organic solvent may include any one selected from the group consisting of ethyl acetate, hexane, and dichloromethane.
또한 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법이 In addition, the method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester is
(d) 제3 분리장치가 상기 제1 분리장치로부터 상기 제1 하층을 공급받아 상기 제1 하층에 무기산을 첨가하여 상기 지방산이 포함된 제2 상층 및 금속염 수용액을 포함하는 제2 하층으로 분리하는 단계; 및(d) A third separation device receives the first lower layer from the first separation device and adds an inorganic acid to the first lower layer to separate it into a second upper layer containing the fatty acid and a second lower layer containing an aqueous metal salt solution. step; and
(e) 상기 제2 하층으로부터 금속염 수용액을 제거하여 상기 지방산을 분리하여 재사용하는 단계;를 추가로 포함할 수 있다. (e) removing the aqueous metal salt solution from the second lower layer to separate and reuse the fatty acid; may further include.
또한 상기 지방산이 상온(25℃)에서 액체상태인 지방산일 수 있다. Additionally, the fatty acid may be a fatty acid in a liquid state at room temperature (25°C).
또한 상온에서 액체상태인 상기 지방산이 뷰티르산(부타노익산), 카프로산(헥사노익산), 카프릴산(옥타노익산), 미리스톨레산, 팔미톨레산, 사피엔산, 올레산, 리놀레산, α-리놀렌산, 아라키돈산, 에이코사펜타엔산, 및 도코사헥사엔산 으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, the fatty acids in liquid state at room temperature include butyric acid (butanoic acid), caproic acid (hexanoic acid), caprylic acid (octanoic acid), myristoleic acid, palmitoleic acid, sapienic acid, oleic acid, linoleic acid, α -It may include any one selected from the group consisting of linolenic acid, arachidonic acid, eicosapentaenoic acid, and docosahexaenoic acid.
본 발명의 하나의 측면에 따르면, (1) 제1' 반응장치가 테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올(tetrahydrofuran-2,5-dimethanol)을 산촉매 하에서 지방산과 에스터화(esterification) 반응시켜 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터 및 미반응 지방산을 포함하는 제1' 혼합용액을 제조하는 단계; 및According to one aspect of the present invention, (1) the first' reaction device esterifies tetrahydrofuran-2,5-dimethanol with a fatty acid under an acid catalyst to produce tetrahydrofuran-2,5-dimethanol. Preparing a first' mixed solution containing hydrofuran-2,5-diester and unreacted fatty acid; and
(2) 제1' 분리장치가 상기 제1' 반응장치로부터 상기 제1' 혼합용액을 공급받아 상기 제1' 혼합용액에 비용매를 혼합하여 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터를 석출함으로써 비용매 및 미반응한 지방산을 포함하는 제2' 혼합용액과 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터를 분리하는 단계; 및 (2) A first' separation device receives the first' mixed solution from the first' reaction device and mixes a non-solvent with the first' mixed solution to precipitate the tetrahydrofuran-2,5-diester. separating the tetrahydrofuran-2,5-diester from the second' mixed solution containing a non-solvent and unreacted fatty acid by doing so; and
(3) 제2' 분리장치가 상기 제1' 분리장치로부터 상기 제2' 혼합용액을 공급받아 상기 제2' 혼합용액을 지방산과 비용매로 분리하는 단계; 를 포함하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법이 제공된다.(3) a second' separation device receiving the second' mixed solution from the first' separation device and separating the second' mixed solution into fatty acids and non-solvents; A method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester containing is provided.
또한 상기 단계(2)의 비용매가 에탄올 및 아세톤, 클로로포름 및 디클로로메탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.Additionally, the non-solvent in step (2) may include one or more selected from the group consisting of ethanol, acetone, chloroform, and dichloromethane.
또한 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법이 연속공정으로 수행될 수 있다.Additionally, the method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester can be performed as a continuous process.
또한 상기 단계(3)의 분리가 감압증류(vacuum distillation) 방법을 사용하여 상기 비용매를 증발시켜 분리함에 의해 수행될 수 있다.Additionally, the separation in step (3) can be performed by evaporating and separating the non-solvent using a vacuum distillation method.
또한 상기 단계(1)의 지방산이 상온(25℃)에서 고체 상태일 수 있다.Additionally, the fatty acid in step (1) may be in a solid state at room temperature (25°C).
또한 상온에서 고체상태인 상기 지방산이 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키드산, 베헨산, 리그노세르산, 및 세로트산, 엘라이드산, 박센산, 리노엘라이드산 및 에루크산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, the fatty acids that are solid at room temperature include capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, and cerotic acid, elaidic acid, and vaccenic acid. It may include any one selected from the group consisting of , linoelide acid, and erucic acid.
또한 상기 2,5-퓨란 디에스터의 제조방법이 단계(3) 후에,In addition, the method for producing the 2,5-furan diester is after step (3),
상기 단계(3)의 미반응 지방산을 재사용하기 위해 단계(1)로 공급하는 단계 (4);를 추가로 포함할 수 있다.A step (4) of supplying unreacted fatty acids from step (3) to step (1) may be further included.
본 발명은 윤활기유로서 사용이 가능한 테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올을 사용한 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법을 제공할 수 있다. The present invention can provide a method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester using tetrahydrofuran-2,5-dimethanol, which can be used as lubricating base oil.
본 발명은 연속 공정을 사용한 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법의 제공할 수 있다. The present invention can provide a method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester using a continuous process.
본 발명은 반응물인 지방산의 상(phase)에 따른 적합한 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester suitable for the phase of the fatty acid as a reactant.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니 된다.
도 1은 THFDM과 Hexanoic acid(C6)을 원료로 사용하여 THFDM C6(C8) 디에스터를 제조하고 분리 정제하는 연속식 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 THFDM과 palmitic acid (C16)를 원료로 사용하여 THFDM C16 디에스터를 제조하고 분리 정제하는 연속식 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 THFDM과 oleic acid (C18)을 원료로 사용하여 THFDM C18 디에스터를 제조하고 분리 정제하는 연속식 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 상온에서 찍은 실시예 1 내지 4의 디에스터의 사진을 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예 1의 디에스터의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 6은 실시예 2의 디에스터의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 7은 실시예 3의 디에스터의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 8은 실시예 4의 디에스터의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 도면이다.Since these drawings are for reference in explaining exemplary embodiments of the present invention, the technical idea of the present invention should not be interpreted as limited to the attached drawings.
Figure 1 is a diagram schematically showing a continuous process for producing and separating and purifying THFDM C6 (C8) diester using THFDM and hexanoic acid (C6) as raw materials.
Figure 2 is a diagram schematically showing a continuous process for producing and separating and purifying THFDM C16 diester using THFDM and palmitic acid (C16) as raw materials.
Figure 3 is a diagram schematically showing a continuous process for producing and separating and purifying THFDM C18 diester using THFDM and oleic acid (C18) as raw materials.
Figure 4 is a diagram showing photographs of the diesters of Examples 1 to 4 taken at room temperature.
Figure 5 is a diagram showing the 1H NMR spectrum of the diester of Example 1.
Figure 6 is a diagram showing the 1H NMR spectrum of the diester of Example 2.
Figure 7 is a diagram showing the 1H NMR spectrum of the diester of Example 3.
Figure 8 is a diagram showing the 1H NMR spectrum of the diester of Example 4.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be illustrated and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Additionally, terms including ordinal numbers, such as first, second, etc., which will be used below, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may also be named a first component.
또한, 어떤 구성요소가 “다른 구성요소 상에", "다른 구성요소 상에 형성되어", "다른 구성요소 상에 위치하여"또는 "다른 구성요소 상에 적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어, 위치하여 있거나 또는 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Additionally, when a component is referred to as being “on another component,” “formed on another component,” “located on another component,” or “stacked on another component,” It may be formed by being directly attached to the front or one side of the surface of the component, positioned, or stacked, but it should be understood that other components may further exist in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하, 본 발명의 테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올을 사용한 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, the method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester using tetrahydrofuran-2,5-dimethanol of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.
본 발명은 테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올(tetrahydrofuran-2,5-dimethanol, THFDM)을 산촉매 하에서 지방산과 에스터화(esterification) 반응시켜 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터 및 미반응 지방산을 포함하는 제1 혼합용액을 제조하는 단계; 및 상기 제1 혼합용액에서 미반응 지방산을 분리하여 정제된 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터를 얻는 단계;를 포함하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법을 제공한다.In the present invention, tetrahydrofuran-2,5-dimethanol (THFDM) is esterified with a fatty acid under an acid catalyst to produce tetrahydrofuran-2,5-diester and unreacted fatty acid. Preparing a first mixed solution containing; and separating unreacted fatty acids from the first mixed solution to obtain the purified tetrahydrofuran-2,5-diester. A method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester comprising: to provide.
또한 상기 지방산이 포화 지방산 및 불포화 지방산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.Additionally, the fatty acid may include any one selected from the group consisting of saturated fatty acids and unsaturated fatty acids.
또한 상기 포화 지방산이 뷰티르산, 카프로산, 카프릴산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키드산, 베헨산, 리그노세르산, 및 세로트산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 상기 불포화 지방산이 미리스톨레산,팔미톨레산, 사피엔산, 올레산, 엘라이드산, 박센산, 리놀레산, 리노엘라이드산, α-리놀렌산, 아라키돈산, 에이코사펜타엔산, 에루크산, 및 도코사헥사엔산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.Additionally, the saturated fatty acids include butyric acid, caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, and cerotic acid. It may include one or more selected from the group consisting of, and the unsaturated fatty acid is myristoleic acid, palmitoleic acid, sapienic acid, oleic acid, elaidic acid, vaccenic acid, linoleic acid, linoelaidic acid, α-linolenic acid, and arachidonic acid. , eicosapentaenoic acid, erucic acid, and docosahexaenoic acid.
또한 단계(a)의 에스터화 반응이 100 내지 170℃, 바람직하게는 110 내지 160℃, 보다 바람직하게는 120 내지 150℃ 에서 수행될 수 있다. 여기서 반응 온도가 100℃ 미만인 경우 에스터화 반응을 일으키기에 충분치 않은 온도이므로 바람직 하지 않고, 170℃을 초과하는 경우 에스터화 반응 이외에 탄화반응이 일어나므로 바람직하지 않다.Additionally, the esterification reaction in step (a) may be performed at 100 to 170°C, preferably 110 to 160°C, and more preferably 120 to 150°C. Here, if the reaction temperature is less than 100°C, it is undesirable because it is not sufficient to cause an esterification reaction, and if it exceeds 170°C, it is undesirable because a carbonization reaction occurs in addition to the esterification reaction.
또한 단계(a)에서, 테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올과 상기 지방산의 몰비(molar ratio)는 1:2 내지 1:6일 수 있다. 여기서 몰비가 1:2 미만인 경우 디에스터가 생성되지 않는 몰 비율이므로 바람직 하지 않고, 1:6을 초과하는 경우 지방산이 에스터화 반응 이외에 부반응을 일으킬 수 있으므로 바람직하지 않다. Additionally, in step (a), the molar ratio between tetrahydrofuran-2,5-dimethanol and the fatty acid may be 1:2 to 1:6. Here, if the molar ratio is less than 1:2, it is undesirable because the diester is not produced, and if it exceeds 1:6, it is undesirable because the fatty acid may cause a side reaction in addition to the esterification reaction.
또한 상기 산촉매가 Amberlyst-15, H-beta zeolite, Montrollinite, 및 MOF-808-SO4로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.Additionally, the acid catalyst may include any one selected from the group consisting of Amberlyst-15, H-beta zeolite, Montrollinite, and MOF-808-SO 4 .
또한 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법이 단계(a)가 수행되는 도중에 단계(a)의 제1 혼합용액에서 물을 분리하는 단계(a');를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester further includes a step (a') of separating water from the first mixed solution of step (a) while step (a) is performed. It can be included.
또한 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터가 윤활기유에 사용될 수 있다.Additionally, the tetrahydrofuran-2,5-diester can be used in lubricating base oil.
본 발명의 다른 하나의 측면에 따르면, (a) 제1 반응장치가 테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올(tetrahydrofuran-2,5-dimethanol)을 산촉매 하에서 지방산과 에스터화(esterification) 반응시켜 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터 및 미반응 지방산을 포함하는 제1 혼합용액을 제조하는 단계; 및According to another aspect of the present invention, (a) the first reaction device esterifies tetrahydrofuran-2,5-dimethanol with a fatty acid under an acid catalyst to produce tetrahydrofuran-2,5-dimethanol. Preparing a first mixed solution containing hydrofuran-2,5-diester and unreacted fatty acid; and
(b) 제1 분리장치가 상기 제1 반응장치로부터 상기 제1 혼합용액을 공급받아 상기 제1 혼합용액에 유기용매 및 금속염 수용액을 포함하는 제2 혼합용액을 혼합하여 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터 및 상기 유기용매를 포함하는 제1 상층과 미반응한 상기 지방산의 금속염 및 물을 포함하는 제1 하층으로 분리하는 단계; 및(b) A first separation device receives the first mixed solution from the first reaction device and mixes the first mixed solution with a second mixed solution containing an organic solvent and an aqueous metal salt solution to produce tetrahydrofuran-2, Separating into a first upper layer containing 5-diester and the organic solvent and a first lower layer containing unreacted metal salt of the fatty acid and water; and
(c) 제2 분리장치가 상기 제1 분리장치로부터 상기 제1 상층을 공급받아 상기 제1 상층에서 유기용매를 분리하여 정제된 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터를 얻는 단계; 를 포함하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법을 제공한다.(c) a second separation device receiving the first upper layer from the first separation device and separating the organic solvent from the first upper layer to obtain purified tetrahydrofuran-2,5-diester; It provides a method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester comprising.
또한 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법이 연속공정으로 수행될 수 있다.Additionally, the method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester can be performed as a continuous process.
또한 상기 제2 혼합용액이 극성 유기용매를 추가로 포함할 수 있다.Additionally, the second mixed solution may further include a polar organic solvent.
또한 상기 제2 혼합용액의 상기 극성 유기용매가 에탄올 메탄올, 및 아세톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.Additionally, the polar organic solvent of the second mixed solution may include at least one selected from the group consisting of ethanol, methanol, and acetone.
또한 상기 단계(c)의 분리가 감압증류(vacuum distillation) 방법을 사용하여 유기용매를 증발시켜 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터를 분리함에 의해 수행될 수 있다.Additionally, the separation in step (c) can be performed by evaporating the organic solvent using a vacuum distillation method to separate the tetrahydrofuran-2,5-diester.
또한 상기 유기용매가 에틸아세테이트 및 헥산 및 디크로로메탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.Additionally, the organic solvent may include any one selected from the group consisting of ethyl acetate, hexane, and dichloromethane.
또한 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법이 In addition, the method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester is
(d) 제3 분리장치가 상기 제1 분리장치로부터 상기 제1 하층을 공급받아 상기 제1 하층에 무기산을 첨가하여 상기 지방산이 포함된 제2 상층 및 금속염 수용액을 포함하는 제2 하층으로 분리하는 단계; 및(d) A third separation device receives the first lower layer from the first separation device and adds an inorganic acid to the first lower layer to separate it into a second upper layer containing the fatty acid and a second lower layer containing an aqueous metal salt solution. step; and
(e) 상기 제2 하층으로부터 금속염 수용액을 제거하여 상기 지방산을 분리하여 재사용하는 단계;를 추가로 포함할 수 있다. (e) removing the aqueous metal salt solution from the second lower layer to separate and reuse the fatty acid; may further include.
또한 상기 지방산이 상온(25℃)에서 액체상태인 지방산일 수 있다.Additionally, the fatty acid may be a fatty acid in a liquid state at room temperature (25°C).
또한 상온에서 액체상태인 상기 지방산이 뷰티르산(부타노익산), 카프로산(헥사노익산), 카프릴산(옥타노익산), 미리스톨레산, 팔미톨레산, 사피엔산, 올레산, 리놀레산, α-리놀렌산, 아라키돈산, 에이코사펜타엔산, 및 도코사헥사엔산 으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, the fatty acids in liquid state at room temperature include butyric acid (butanoic acid), caproic acid (hexanoic acid), caprylic acid (octanoic acid), myristoleic acid, palmitoleic acid, sapienic acid, oleic acid, linoleic acid, α -It may include any one selected from the group consisting of linolenic acid, arachidonic acid, eicosapentaenoic acid, and docosahexaenoic acid.
본 발명의 하나의 측면에 따르면, (1) 제1' 반응장치가 테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올(tetrahydrofuran-2,5-dimethanol)을 산촉매 하에서 지방산과 에스터화(esterification) 반응시켜 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터 및 미반응 지방산을 포함하는 제1' 혼합용액을 제조하는 단계; 및According to one aspect of the present invention, (1) the first' reaction device esterifies tetrahydrofuran-2,5-dimethanol with a fatty acid under an acid catalyst to produce tetrahydrofuran-2,5-dimethanol. Preparing a first' mixed solution containing hydrofuran-2,5-diester and unreacted fatty acid; and
(2) 제1' 분리장치가 상기 제1' 반응장치로부터 상기 제1' 혼합용액을 공급받아 상기 제1' 혼합용액에 비용매를 혼합하여 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터를 석출함으로써 비용매 및 미반응한 지방산을 포함하는 제2' 혼합용액과 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터를 분리하는 단계; 및 (2) A first' separation device receives the first' mixed solution from the first' reaction device and mixes a non-solvent with the first' mixed solution to precipitate the tetrahydrofuran-2,5-diester. separating the tetrahydrofuran-2,5-diester from the second' mixed solution containing a non-solvent and unreacted fatty acid by doing so; and
(3) 제2' 분리장치가 상기 제1' 분리장치로부터 상기 제2' 혼합용액을 공급받아 상기 제2' 혼합용액을 지방산과 비용매로 분리하는 단계; 를 포함하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법이 제공된다.(3) a second' separation device receiving the second' mixed solution from the first' separation device and separating the second' mixed solution into fatty acids and non-solvents; A method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester containing is provided.
또한 상기 단계(2)의 비용매가 에탄올 및 아세톤, 클로로포름 및 디클로로메탄 으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.Additionally, the non-solvent in step (2) may include one or more selected from the group consisting of ethanol, acetone, chloroform, and dichloromethane.
또한 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법이 연속공정으로 수행될 수 있다.Additionally, the method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester can be performed as a continuous process.
또한 상기 단계(3)의 분리가 감압증류(vacuum distillation) 방법을 사용하여 상기 비용매를 증발시켜 분리함에 의해 수행될 수 있다.Additionally, the separation in step (3) can be performed by evaporating and separating the non-solvent using a vacuum distillation method.
또한 상기 단계(1)의 지방산이 상온(25℃)에서 고체 상태일 수 있다. Additionally, the fatty acid in step (1) may be in a solid state at room temperature (25°C).
또한 상온에서 고체상태인 상기 지방산이 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키드산, 베헨산, 리그노세르산, 및 세로트산, 엘라이드산, 박센산, 리노엘라이드산 및 에루크산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, the fatty acids that are solid at room temperature include capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, and cerotic acid, elaidic acid, and vaccenic acid. It may include any one selected from the group consisting of , linoelide acid, and erucic acid.
또한 상기 2,5-퓨란 디에스터의 제조방법이 단계(3) 후에,In addition, the method for producing the 2,5-furan diester is after step (3),
상기 단계(3)의 미반응 지방산을 재사용하기 위해 단계(1)로 공급하는 단계 (4);를 추가로 포함할 수 있다. A step (4) of supplying unreacted fatty acids from step (3) to step (1) may be further included.
[실시예][Example]
이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, this is for illustrative purposes only and does not limit the scope of the present invention.
실시예 1: THFDM/C6 diesterExample 1: THFDM/C6 diester
1000 ml 둥근 플라스크에 100 g의 THFDM, 264 g의 hexanoic acid와 5 g의 Amberlyst-15 촉매를 넣어주고 100 ml의 cyclohexane을 reflux 용매로 넣어준다. 이 때, THFDM과 haxanoic acid의 몰 비율은 1:3이다. 반응물과 촉매가 담긴 플라스크를 Dean-Stark 장치에 연결하여 주고 150℃에서 20시간동안 반응을 실시했다. 반응이 끝난 플라스크를 상온으로 식혀준 다음 생성물을 다른 용기에 따라내면서 촉매를 분리했다.Add 100 g of THFDM, 264 g of hexanoic acid, and 5 g of Amberlyst-15 catalyst to a 1000 ml round flask, and add 100 ml of cyclohexane as a reflux solvent. At this time, the molar ratio of THFDM and haxanoic acid is 1:3. The flask containing the reactants and catalyst was connected to the Dean-Stark apparatus, and the reaction was performed at 150°C for 20 hours. After the reaction was completed, the flask was cooled to room temperature, and the product was poured into another container to separate the catalyst.
촉매가 분리된 생성물에 500 ml의 ethyl acetate와 500 ml의 2 M Na2CO3 용액 추가하여, diester는 ethyl acetate쪽으로 용해되게 하고, 미 반응된 hexanoic acid는 salt 형태로 물에 용해되게 했다. hexanoic acid가 salt 형태로 녹아 있는 Na2CO3 용액은 버리고 증류수를 활용하여 3회 이상 씻어준다. 그 후, diester가 용해되어 있는 ethyl acetate를 증발농축기를 활용해 ethyl acetate를 제거하여 diester를 얻었다. 500 ml of ethyl acetate and 500 ml of 2 M Na 2 CO 3 solution were added to the catalyst-separated product, so that diester was dissolved into ethyl acetate and unreacted hexanoic acid was dissolved in water in salt form. Discard the Na 2 CO 3 solution in which hexanoic acid is dissolved in salt form and wash it at least three times with distilled water. Afterwards, diester was obtained by removing ethyl acetate in which diester was dissolved using an evaporation concentrator.
[반응 스킴 1][Reaction Scheme 1]
실시예 2: THFDM/C8 diesterExample 2: THFDM/C8 diester
1000 ml 둥근 플라스크에 90 g의 THFDM, 294 g의 octanoic acid와 4.5 g의 Amberlyst-15 촉매를 넣어주고 100 ml의 cyclohexane을 reflux 용매로 넣어준다. 이 때, THFDM과 octanoic acid의 몰 비율은 1:3이다. 반응물과 촉매가 담긴 플라스크를 Dean-Stark 장치에 연결하여 주고 120℃에서 20시간동안 반응을 실시한다. 반응이 끝난 플라스크를 상온으로 식혀준 다음 생성물을 다른 용기에 따라내면서 촉매를 분리했다. Add 90 g of THFDM, 294 g of octanoic acid, and 4.5 g of Amberlyst-15 catalyst to a 1000 ml round flask, and add 100 ml of cyclohexane as a reflux solvent. At this time, the molar ratio of THFDM and octanoic acid is 1:3. The flask containing the reactants and catalyst is connected to the Dean-Stark apparatus and the reaction is performed at 120°C for 20 hours. After the reaction was completed, the flask was cooled to room temperature, and the product was poured into another container to separate the catalyst.
촉매가 분리된 생성물에 500 ml의 ethyl acetate와 500 ml의 2 M Na2CO3 용액 추가해주어, diester는 ethyl acetate쪽으로 용해되게 하고, 미 반응된 octanoic acid는 salt 형태로 물에 용해되게 한다. octanoic acid가 salt 형태로 녹아 있는 Na2CO3 용액은 버리고 증류수를 활용하여 3회 이상 씻어준다. 그 후, diester가 용해되어 있는 ethylene acetate을 증발농축기를 활용해 ethyl acetate를 제거하여 diester를 얻는다.Add 500 ml of ethyl acetate and 500 ml of 2 M Na 2 CO 3 solution to the catalyst-separated product, causing diester to dissolve into ethyl acetate and unreacted octanoic acid to dissolve in water in the form of a salt. Discard the Na 2 CO 3 solution in which octanoic acid is dissolved in salt form and wash it at least three times with distilled water. Afterwards, diester is obtained by removing ethyl acetate from ethylene acetate in which diester is dissolved using an evaporation concentrator.
실시예 3: THFDM/C16 diesterExample 3: THFDM/C16 diester
1000 ml 둥근 플라스크에 60 g의 THFDM, 350 g의 palmitic acid와 3 g의 Amberlyst-15 촉매를 넣어주고 100 ml의 cyclohexane을 reflux 용매로 넣어준다. 이 때, THFDM과 palmitic acid의 몰 비율은 1:3이다. 반응물과 촉매가 담긴 플라스크를 Dean-Stark 장치에 연결하여 주고 120℃에서 20시간동안 반응을 실시한다. 반응이 끝난 플라스크의 열을 식혀주되 생성물이 고체로 변하기 전에 생성물을 다른 용기에 따라내면서 촉매를 분리했다.Add 60 g of THFDM, 350 g of palmitic acid, and 3 g of Amberlyst-15 catalyst to a 1000 ml round flask, and add 100 ml of cyclohexane as a reflux solvent. At this time, the molar ratio of THFDM and palmitic acid is 1:3. The flask containing the reactants and catalyst is connected to the Dean-Stark apparatus and the reaction is performed at 120°C for 20 hours. After the reaction was completed, the flask was cooled, but the catalyst was separated by pouring the product into another container before it turned into a solid.
촉매가 분리된 생성물에 1000 ml의 ethanol을 넣고 가열하여 생성물과 여분의 palmitic acid가 잘 용해되도록 한다. 그 후, 상온에서 1-2시간 식혀주어 diester만 석출되도록 한다. 그 후, 진공필터를 활용하여 diester를 얻었다. 이때, ethanol을 활용한 diester 침전을 3회정도 실시하여 diester 순도를 높여주었다.Add 1000 ml of ethanol to the product from which the catalyst was separated and heat to ensure that the product and excess palmitic acid are well dissolved. Afterwards, cool at room temperature for 1-2 hours to allow only the diester to precipitate. Afterwards, diester was obtained using a vacuum filter. At this time, diester precipitation using ethanol was performed about three times to increase diester purity.
실시예 4: THFDM/C18 diesterExample 4: THFDM/C18 diester
1000 ml 둥근 플라스크에 55 g의 THFDM, 354 g의 oleic acid와 2.75 g의 Amberlyst-15 촉매를 넣어주고 100 ml의 cyclohexane을 reflux 용매로 넣어준다. 이 때, THFDM과 oleic acid의 몰 비율은 1:3이다. 반응물과 촉매가 담긴 플라스크를 Dean-Stark 장치에 연결하여 주고 120℃에서 20시간동안 반응을 실시한다. 반응이 끝난 플라스크의 열을 식힌 후에 생성물을 다른 용기에 따라내면서 촉매를 분리했다.Add 55 g of THFDM, 354 g of oleic acid, and 2.75 g of Amberlyst-15 catalyst to a 1000 ml round flask, and add 100 ml of cyclohexane as a reflux solvent. At this time, the molar ratio of THFDM and oleic acid is 1:3. Connect the flask containing the reactants and catalyst to the Dean-Stark apparatus and conduct the reaction at 120°C for 20 hours. After the flask where the reaction was completed was cooled, the catalyst was separated by pouring the product into another container.
촉매가 분리된 생성물에 500 ml의 hexane, 500 ml의 ethanol과 500ml의 2 M의 Na2CO3 용액을 넣고 교반하여 oleic acid는 salt로 용해되거나 일부 침전되게 하고 diester는 hexane으로 용해되게 한 후에 diester가 용해된 hexane만 추출하여 증발농축기를 활용하여 diester를 얻는다. 이때, hexane을 추출한 ethanol과 Na2CO3 혼합 용액에 hexane을 다시 추가하여 diester를 추출하여 diester의 수득율을 높였다. Add 500 ml of hexane, 500 ml of ethanol and 500 ml of 2 M Na 2 CO 3 solution to the product from which the catalyst was separated and stir to allow oleic acid to dissolve as a salt or partially precipitate and diester to dissolve in hexane. Only the dissolved hexane is extracted and diester is obtained using an evaporation concentrator. At this time, hexane was added again to the mixed solution of ethanol and Na 2 CO 3 from which hexane was extracted to extract diester, thereby increasing the yield of diester.
[기질 및 탄소 길이에 따른 윤활기유 생산][Lube base oil production according to substrate and carbon length]
실시예 5: Hexanoic acid(C6) 사용Example 5: Use of Hexanoic acid (C6)
도 1은 THFDM과 Hexanoic acid(C6)을 원료로 사용하여 THFDM C6(C8) 디에스터를 제조하고 분리 정제하는 연속식 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 또한 표 1은 포화 지방산의 녹는점을 나타낸 표이다. 도 1 및 표 1을 참고하면, THFDM과 상온에서 액체상태인 hexanoic acid를 사용하여 연속식 공정으로 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제를 수행하였다. 산촉매인 Amberlyst-15 하에서 반응을 실시하여 THFDM C6(C8) 디에스터를 합성하고, 분리공정 1로 보내어 유기용매인 에틸아세테이트와 Na2CO3 수용액을 투입하여 diester는 유기용매에 용해되고 미반응 hexanoic acid는 salt 형태로 Na2CO3 용액에 용해되게 하여 제1 상층과 제1 하층으로 분리했다. Figure 1 is a diagram schematically showing a continuous process for producing and separating and purifying THFDM C6 (C8) diester using THFDM and hexanoic acid (C6) as raw materials. Additionally, Table 1 is a table showing the melting points of saturated fatty acids. Referring to Figure 1 and Table 1, tetrahydrofuran-2,5-diester was produced, separated and purified in a continuous process using THFDM and hexanoic acid in a liquid state at room temperature. THFDM C6(C8) diester was synthesized by conducting a reaction under the acid catalyst Amberlyst-15, and sent to separation process 1. The organic solvent ethyl acetate and Na 2 CO 3 aqueous solution were added. The diester was dissolved in the organic solvent and unreacted hexanoic acid was added. The acid was dissolved in salt form in Na 2 CO 3 solution and separated into a first upper layer and a first lower layer.
Diester가 용해되어 있는 에틸아세테이트 용액을 포함하는 제1 상층은 분리공정 2로 보내서 에틸아세테이트와 diester를 분리하여 diester를 얻고 에틸아세테이트는 다시 recycle시켜 준다. The first upper layer containing the ethyl acetate solution in which diester is dissolved is sent to separation process 2, where ethyl acetate and diester are separated to obtain diester, and the ethyl acetate is recycled again.
Hexanoic acid salt가 용해되어 있는 Na2CO3 수용액을 포함하는 제1 하층은 분리공정 3으로 보내서 hexanoic acid salt를 다시 acid로 형성시키기 위해서 무기산(mineral acid)인 염산을 첨가했다. 염산과 hexanoic acid salt가 반응하여 생성된 NaCl salt 수용액이 포함된 제2 하층과 hexanoic acid가 포함된 제2 상층으로 분리하였다. 여기서 hexanoic acid가 포함된 상기 제2 상층을 분리하여 hexanoic acid는 다시 recycle해주었다.The first lower layer containing the Na 2 CO 3 aqueous solution in which the hexanoic acid salt was dissolved was sent to separation process 3, and hydrochloric acid, a mineral acid, was added to form the hexanoic acid salt back into acid. It was separated into a second lower layer containing an aqueous NaCl salt solution produced by the reaction of hydrochloric acid and hexanoic acid salt, and a second upper layer containing hexanoic acid. Here, the second upper layer containing hexanoic acid was separated, and the hexanoic acid was recycled again.
실시예 6: octanoic acid(C8) 사용Example 6: Use of octanoic acid (C8)
hexanoic acid 대신에 상온에서 액체상태인 octanoic acid를 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 실시하였다.The same method as Example 5 was performed, except that octanoic acid, which is liquid at room temperature, was used instead of hexanoic acid.
실시예 7: palmitic acid (C16) 사용Example 7: Use of palmitic acid (C16)
도 2는 THFDM과 palmitic acid (C16)를 원료로 사용하여 THFDM C16 디에스터를 제조하고 분리 정제하는 연속식 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2와 표 1을 참고하면 THFDM과 상온에서 고체상태인 palmitic acid를 연속식 공정으로 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제를 수행하였다. 산촉매인 Amberlyst-15 하에서 반응을 실시하여 diester를 합성하였다. 분리공정 1에서 ethanol을 투입하여 석출된 diester를 분리해주었다. Figure 2 is a diagram schematically showing a continuous process for producing and separating and purifying THFDM C16 diester using THFDM and palmitic acid (C16) as raw materials. Referring to Figure 2 and Table 1, tetrahydrofuran-2,5-diester was manufactured, separated and purified using THFDM and palmitic acid, which is solid at room temperature, in a continuous process. Diester was synthesized by performing the reaction under the acid catalyst Amberlyst-15. In separation process 1, ethanol was added to separate the precipitated diester.
미반응 palmitic acid와 ethanol 혼합물은 분리공정 2로 보내서 palmitic acid와 ethanol 혼합물을 감압증류하여 palmitic acid와 에탄올을 각각 분리해주고 recylcle했다. The unreacted palmitic acid and ethanol mixture was sent to separation process 2, and the palmitic acid and ethanol mixture was distilled under reduced pressure to separate palmitic acid and ethanol, respectively, and recylcle them.
실시예 8: oleic acid (C18) 사용Example 8: Use of oleic acid (C18)
도 3은 THFDM과 oleic acid (C18)을 원료로 사용하여 THFDM C18 디에스터를 제조하고 분리 정제하는 연속식 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 또한 표 2는 불포화 지방산의 녹는점을 나타낸 표이다. 도 3과 표 2를 참고하면 THFDM과 상온에서 액체상태인 oleic acid를 연속식 공정으로 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제를 수행하였다. 산촉매인 Amberlyst-15 하에서 반응을 실시하여 diester를 합성하고, 분리공정 1로 보내어 유기용매인 hexane, ethanol 및 Na2CO3 용액을 투입하여 준다. 이때, 합성된 diester는 hexane에 용해되어 제1 상층을 형성하며, oleic acid는 salt 형태로 Na2CO3 용액과 ethanol의 혼합 용액에 용해되어 제1 하층을 형성했다. Figure 3 is a diagram schematically showing a continuous process for producing and separating and purifying THFDM C18 diester using THFDM and oleic acid (C18) as raw materials. Additionally, Table 2 is a table showing the melting points of unsaturated fatty acids. Referring to Figure 3 and Table 2, tetrahydrofuran-2,5-diester was prepared, separated and purified using THFDM and oleic acid in a liquid state at room temperature in a continuous process. The diester is synthesized by carrying out the reaction under the acid catalyst Amberlyst-15, and then sent to separation process 1, where the organic solvents hexane, ethanol, and Na 2 CO 3 solution are added. At this time, the synthesized diester was dissolved in hexane to form the first upper layer, and oleic acid in salt form was dissolved in a mixed solution of Na 2 CO 3 solution and ethanol to form the first lower layer.
제1 상층은 분리공정 2로 보내어 감압증류(vacuum distillation)로 헥산을 증류하여 diester를 분리해주고 hexane은 recycle을 시켜주었다. The first upper layer was sent to separation process 2, where hexane was distilled through vacuum distillation to separate diester, and hexane was recycled.
Oleic acid salt가 용해되어 있는 Na2CO3 용액과 ethanol을 포함하는 혼합용액인 제1 하층을 분리공정 3으로 보냈다. 상기 혼합용액에 무기산(mineral acid)으로서 염산(HCl)을 첨가하여 염산과 oleic acid salt가 반응하여 생성된 oleic acid을 포함하는 제2 상층과 NaCl 수용액과 에탄올을 포함하는 제2 하층을 형성했다. 제2 하층은 드레인하여 분리하고, 남아 있는 제2 상층의 oleic acid는 다시 recycle 시켜 주었다.The first lower layer, which was a mixed solution containing Na 2 CO 3 solution in which oleic acid salt was dissolved and ethanol, was sent to separation process 3. Hydrochloric acid (HCl) as a mineral acid was added to the mixed solution to form a second upper layer containing oleic acid produced by the reaction of hydrochloric acid and oleic acid salt, and a second lower layer containing NaCl aqueous solution and ethanol. The second lower layer was drained and separated, and the oleic acid remaining in the second upper layer was recycled again.
[시험예] [Test example]
시험예 1: THFDM 전환율, DIESTER 수율 측정Test Example 1: THFDM conversion rate, DIESTER yield measurement
전환율 및 수율을 계산하기 위해 얻어진 생성물을 60℃로 가열한 Biorad HPX-87 컬럼과 0.6 mL/min으로 흐르는 증류수 내 0.1 wt.% 포름산의 이동상이 장착된 HPLC를 사용하여 정량하고 그 결과를 위 표 1에 나타냈다. To calculate the conversion rate and yield, the obtained product was quantified using HPLC equipped with a Biorad HPX-87 column heated to 60°C and a mobile phase of 0.1 wt.% formic acid in distilled water flowing at 0.6 mL/min, and the results are reported in the table above. Shown in 1.
아래 표 3은 기질은 0.5 g, 카르복실산은 기질의 3배수(mol/mol), 촉매는 0.1 g, Reflux 용매는 cyclohexane, Dean-Stark을 사용에 따른 THFDM 전환율, DIESTER 수율을 정리하여 나타낸 것이다. Table 3 below summarizes the THFDM conversion rate and DIESTER yield according to the use of 0.5 g of substrate, 3 times the substrate (mol/mol) of carboxylic acid, 0.1 g of catalyst, cyclohexane as Reflux solvent, and Dean-Stark.
온도 (oC)reaction
Temperature ( ° C)
(%)conversion rate
(%)
수율
(%)Diester
transference number
(%)
형태(상온)Diester
Shape (room temperature)
시험예 2: DIESTER 형태Test Example 2: DIESTER form
도 4는 상온에서 찍은 실시예 1 내지 4의 디에스터의 사진을 나타낸 도면이다. 도 4 및 표 3을 참고하면 합성된 THFDM/C6, THFDM/C8, THFDM/C16, THFDM/C18 diester 중 상온에서 고체상인 THFDM/C16 diester을 제외하고 나머지 3개는 액체상이었다.Figure 4 is a diagram showing photographs of the diesters of Examples 1 to 4 taken at room temperature. Referring to Figure 4 and Table 3, among the synthesized THFDM/C6, THFDM/C8, THFDM/C16, and THFDM/C18 diesters, except for THFDM/C16 diester, which is solid at room temperature, the remaining three were liquid.
시험예 3: 인화점, 동점도, 점도지수, 유동점 분석Test Example 3: Flash point, kinematic viscosity, viscosity index, pour point analysis
합성된 THFDM/C6, THFDM/C8, THFDM/C16, THFDM/C18 diester 중 상온에서 고체상인 THFDM/C16 diester를 제외하고, 나머지 3가지 샘플을 한국석유관리원에 분석을 의뢰하여 인화점, 동점도(100 ℃), 동점도(40 ℃), 점도지수, 유동점을 분석하였고 결과는 아래 표2에 나타내었다. 인화점은 ASTM D92-18, 동점도는 ASTM D445-19, 점도지수는 ASTM D2270-10(2016), 유동점 분석은 ASTM D97-17b에 따라 측정하였다.Among the synthesized THFDM/C6, THFDM/C8, THFDM/C16, and THFDM/C18 diesters, excluding the THFDM/C16 diester, which is solid at room temperature, the remaining three samples were requested to be analyzed by the Korea Petroleum Quality & Distribution Authority, and the flash point and kinematic viscosity (100 ℃) were analyzed. ), kinematic viscosity (40 ℃), viscosity index, and pour point were analyzed, and the results are shown in Table 2 below. Flash point was measured according to ASTM D92-18, kinematic viscosity was measured according to ASTM D445-19, viscosity index was measured according to ASTM D2270-10 (2016), and pour point analysis was measured according to ASTM D97-17b.
oCFlash point (Cleveland Open Cup)
oC
mm2/sKinematic viscosity (100 o C)
mm2 /s
mm2/sKinematic viscosity (40 o C)
mm2 /s
Viscosity index
oCpour point
oC
표 4에 따르면, 본 발명의 디에스터는 점도지수와 유동점이 항공기계 제트엔진류 성능 스펙에 적합함을 알 수 있다.According to Table 4, it can be seen that the viscosity index and pour point of the diester of the present invention are suitable for the performance specifications of aircraft mechanical jet engines.
시험예 4: 핵자기 공명(NMR) 분석Test Example 4: Nuclear magnetic resonance (NMR) analysis
수소 핵자기 공명(1H-NMR) 분석을 수행하여 합성된 디에스터의 구조를 확인하였다.Hydrogen nuclear magnetic resonance (1H-NMR) analysis was performed to confirm the structure of the synthesized diester.
도 5는 실시예 1의 디에스터의 1H NMR(300MHz, CDCl3)의 스펙트럼으로서 합성이 맞게 되었음을 확인하였고, 또한 도 6은 실시예 2의 디에스터의 1H NMR(300MHz, CDCl3)의 스펙트럼으로서 합성이 맞게 되었음을 확인하였다.Figure 5 shows the 1H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) spectrum of the diester of Example 1, confirming that the synthesis was correct, and Figure 6 shows the 1H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) spectrum of the diester of Example 2. It was confirmed that the synthesis was correct.
도 7은 실시예 3의 디에스터의 1H NMR 스펙트럼으로서, 1H NMR(300MHz, CDCl3)의 스펙트럼으로서 합성이 맞게 되었음을 확인하였고, 또한 도 8은 실시예 4의 디에스터의 1H NMR(300MHz, CDCl3) 스펙트럼으로서 합성이 맞게 되었음을 확인하였다. Figure 7 is a 1H NMR spectrum of the diester of Example 3, which confirms that the synthesis was correct as a 1H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) spectrum, and Figure 8 is a 1H NMR spectrum of the diester of Example 4 (300 MHz, CDCl). 3 ) The spectrum confirmed that the synthesis was correct.
또한, 4ppm 부근의 THFDM부분의 양성자(6H)와 0.9ppm 부근의 C6/C8/C16/C18 카르복실산으로부터 유래한 디에스터의 끝단 양성자(6개)의 적분값을 통해 1:1의 비율로 디에스터가 잘 합성되었음을 확인하였다.In addition, through the integral value of the proton (6H) of the THFDM portion around 4ppm and the end protons (6) of the diester derived from C6/C8/C16/C18 carboxylic acid near 0.9ppm, the ratio is 1:1. It was confirmed that the diester was well synthesized.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
Claims (20)
(b) 제1 분리장치가 상기 제1 반응장치로부터 상기 제1 혼합용액을 공급받아 상기 제1 혼합용액에 유기용매 및 금속염 수용액을 포함하는 제2 혼합용액을 혼합하여 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터 및 상기 유기용매를 포함하는 제1 상층과 미반응한 상기 지방산의 금속염 및 물을 포함하는 제1 하층으로 분리하는 단계; 및
(c) 제2 분리장치가 상기 제1 분리장치로부터 상기 제1 상층을 공급받아 상기 제1 상층에서 유기용매를 분리하여 정제된 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터를 얻는 단계; 를
포함하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.(a) The first reaction device esterifies tetrahydrofuran-2,5-dimethanol with fatty acid under an acid catalyst to produce tetrahydrofuran-2,5-diester and Preparing a first mixed solution containing unreacted fatty acids; and
(b) A first separation device receives the first mixed solution from the first reaction device and mixes the first mixed solution with a second mixed solution containing an organic solvent and an aqueous metal salt solution to produce tetrahydrofuran-2, Separating a first upper layer containing 5-diester and the organic solvent into a first lower layer containing unreacted metal salts of the fatty acids and water; and
(c) a second separation device receiving the first upper layer from the first separation device and separating the organic solvent from the first upper layer to obtain purified tetrahydrofuran-2,5-diester; cast
Method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester comprising:
상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법이 연속공정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.According to paragraph 1,
A method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester, characterized in that the method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester is carried out in a continuous process.
상기 유기용매가 에틸아세테이트 및 헥산 및 디크로로메탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.In paragraph 1
A method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester, wherein the organic solvent includes any one selected from the group consisting of ethyl acetate, hexane and dichloromethane.
테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법이
(d) 제3 분리장치가 상기 제1 분리장치로부터 상기 제1 하층을 공급받아 상기 제1 하층에 무기산을 첨가하여 상기 지방산이 포함된 제2 상층 및 금속염 수용액을 포함하는 제2 하층으로 분리하는 단계; 및
(e) 상기 제2 하층으로부터 금속염 수용액을 제거하여 상기 지방산을 분리하여 재사용하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.In paragraph 1
Method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester
(d) A third separation device receives the first lower layer from the first separation device and adds an inorganic acid to the first lower layer to separate it into a second upper layer containing the fatty acid and a second lower layer containing an aqueous metal salt solution. step; and
(e) removing the aqueous metal salt solution from the second lower layer to separate and reuse the fatty acid.
상기 지방산이 상온(25℃)에서 액체상태인 지방산인 것을 특징으로 하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.According to paragraph 1,
A method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester, wherein the fatty acid is a fatty acid in a liquid state at room temperature (25°C).
상온에서 액체상태인 상기 지방산이 뷰티르산(부타노익산), 카프로산(헥사노익산), 카프릴산(옥타노익산), 미리스톨레산, 팔미톨레산, 사피엔산, 올레산, 리놀레산, α-리놀렌산, 아라키돈산, 에이코사펜타엔산, 및 도코사헥사엔산 으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.According to clause 5,
The fatty acids in liquid state at room temperature include butyric acid (butanoic acid), caproic acid (hexanoic acid), caprylic acid (octanoic acid), myristoleic acid, palmitoleic acid, sapienic acid, oleic acid, linoleic acid, α- A method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester, comprising any one selected from the group consisting of linolenic acid, arachidonic acid, eicosapentaenoic acid, and docosahexaenoic acid.
단계(a)의 에스터화 반응이 100 내지 170℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.According to paragraph 1,
A method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester, characterized in that the esterification reaction in step (a) is performed at 100 to 170°C.
단계(a)에서, 테트라히드로퓨란-2,5-디메탄올과 상기 지방산의 몰비(molar ratio)는 1:2 내지 1:6인 것을 특징으로 하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.According to paragraph 1,
In step (a), the molar ratio of tetrahydrofuran-2,5-dimethanol and the fatty acid is 1:2 to 1:6. Preparation of tetrahydrofuran-2,5-diester. and separation purification method.
상기 산촉매가 Amberlyst-15, H-beta zeolite, Montrollinite 및 MOF-808-SO4로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.According to paragraph 1,
Method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester, wherein the acid catalyst includes any one selected from the group consisting of Amberlyst-15, H-beta zeolite, Montrollinite and MOF-808-SO 4 .
상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법이 단계(a)가 수행되는 도중에 단계(a)의 제1 혼합용액에서 물을 분리하는 단계(a');를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.According to paragraph 1,
The method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester further includes a step (a') of separating water from the first mixed solution of step (a) while step (a) is being performed. A method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester.
상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터가 윤활기유에 사용되는 것을 특징으로 하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.According to paragraph 1,
A method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester, wherein the tetrahydrofuran-2,5-diester is used in lubricating base oil.
(2) 제1' 분리장치가 상기 제1' 반응장치로부터 상기 제1' 혼합용액을 공급받아 상기 제1' 혼합용액에 비용매를 혼합하여 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터를 석출함으로써 비용매 및 미반응한 지방산을 포함하는 제2' 혼합용액과 상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터를 분리하는 단계; 및
(3) 제2' 분리장치가 상기 제1' 분리장치로부터 상기 제2' 혼합용액을 공급받아 상기 제2' 혼합용액을 지방산과 비용매로 분리하는 단계; 를 포함하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.(1) The 'first' reaction device esterifies tetrahydrofuran-2,5-dimethanol with fatty acid under an acid catalyst to produce tetrahydrofuran-2,5-diester. and preparing a first' mixed solution containing unreacted fatty acids; and
(2) A first' separation device receives the first' mixed solution from the first' reaction device and mixes a non-solvent with the first' mixed solution to precipitate the tetrahydrofuran-2,5-diester. separating the tetrahydrofuran-2,5-diester from the second' mixed solution containing a non-solvent and unreacted fatty acid by doing so; and
(3) a second' separation device receiving the second' mixed solution from the first' separation device and separating the second' mixed solution into fatty acids and non-solvents; Method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester comprising.
상기 단계(2)의 비용매가 에탄올, 아세톤, 클로로포름, 및 디클로로메탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.In paragraph 12
A method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester, wherein the non-solvent in step (2) includes at least one selected from the group consisting of ethanol, acetone, chloroform, and dichloromethane.
상기 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법이 연속공정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.According to clause 12,
A method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester, characterized in that the method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester is carried out in a continuous process.
상기 단계(1)의 지방산이 상온(25℃)에서 고체상태인 것을 특징으로 하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.According to clause 12,
A method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester, characterized in that the fatty acid in step (1) is in a solid state at room temperature (25°C).
상온에서 고체상태인 상기 지방산이 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키드산, 베헨산, 리그노세르산, 및 세로트산, 엘라이드산, 박센산, 리노엘라이드산 및 에루크산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.According to clause 15,
The fatty acids that are solid at room temperature include capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, and cerotic acid, elaidic acid, vaccenic acid, A method for producing, separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester, comprising any one selected from the group consisting of linoelide acid and erucic acid.
상기 2,5-퓨란 디에스터의 제조방법이 단계(3) 후에,
상기 단계(3)의 미반응 지방산을 재사용하기 위해 단계(1)로 공급하는 단계 (4);를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 테트라히드로퓨란-2,5-디에스터의 제조 및 분리 정제 방법.According to clause 12,
After step (3) of the method for producing the 2,5-furan diester,
Method for producing and separating and purifying tetrahydrofuran-2,5-diester, further comprising the step (4) of supplying unreacted fatty acids from step (3) to step (1) for reuse. .
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