KR20050089044A - 이소포론니트릴 합성 생성물의 개선된 중화 방법 - Google Patents

이소포론니트릴 합성 생성물의 개선된 중화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 촉매로서의 염기의 존재 하에 시안화수소와 이소포론을 반응시켜 미정제 이소포론니트릴 생성물을 얻은 후, 이 미정제 이소포론니트릴 생성물을 증류하여 3-시아노-3,5,5-트리메틸시클로헥사논 (이소포론니트릴)을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 하나 이상의 특정 설폰산 또는 특정 카르복실산이 증류 전에 첨가된다. 또한, 본 발명은 촉매로서의 염기의 존재 하에 이소포론을 시안화수소와 반응시켜 얻은 미정제 이소포론니트릴 생성물을 증류시키기 전에, 촉매로서 사용된 염기의 산에 의한 중화시 침전물 형성을 방지하기 위해서 중화제로서 사용되는 특정 설폰산 또는 특정 카르복실산의 용도에 관한 것이다.

Description

이소포론니트릴 합성 생성물의 개선된 중화 방법{IMPROVED NEUTRALIZATION OF ISOPHORONENITRILE SYNTHESIS PRODUCTS}
본 발명은 촉매로서의 염기의 존재 하에 시안화수소와 이소포론을 반응시켜 3-시아노-3,5,5-트리메틸시클로헥사논(이소포론니트릴)을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 촉매로서 사용된 상기 염기는 증류 전 반응 후에 중화된다. 또한, 본 발명은 이소포론니트릴을 제조하는 방법에 있어서 촉매로서 사용된 염기를 중화시키기 위한 특정 설폰산 또는 카르복실산의 용도에 관한 것이다.
3-시아노-3,5,5-트리메틸시클로헥사논(이소포론니트릴)은 공업적으로 중요한 중간체이다. 아민화 수소화 반응(aminating hydrogenation)은 이소포론니트릴을, 에폭시 수지 제조를 위해 가교제로서, 그리고 폴리우레탄 제조시 특수 단량체로서 사용되는 1-아미노-3-아미노메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥산(이소포론디아민)으로 전환시킨다.
일반적으로, 고온에서 시안화수소를 이소포론에 첨가하면 염기 촉매반응 하에 이소포론니트릴이 제조된다. 이소포론니트릴의 분해 또는 해리 반응과, 이와 관련된 수율 감소를 피하기 위해서, 미정제 이소포론니트릴 생성물의 후속 증류 워크업 전에 촉매로서 사용된 염기를 중화시키는 것이 유리하다.
예를 들어, DE-A 39 42 371호는 촉매로서 수산화리튬의 존재 하에 이소포론을 시안화수소와 반응시켜 이소포론니트릴을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 사용된 수산화리튬은 인산이나 p-톨루엔설폰산으로 중화시킨다. 이들 화합물을 사용하여 촉매로서 사용된 염기를 중화시키는 경우, 결정질 침전물이 형성되어, 중화 반응기와 하류 증류 컬럼에서 증착물에 의해 유발되는 상당한 문제를 야기한다.
유사하게 DE-A 1 085 871호도 시안화물 이온을 형성하는 강 알칼리성 촉매의 존재 하에 시안화수소를 이소포론과 반응시켜 지환족 시아노 케톤, 특히 이소포론니트릴을 제조하는 방법에 관한 것이다. 실시예들에 따르면, 사용된 중화제는, 앞서 언급한 바와 같이 결정질 침전물을 형성할 수 있는 인산이다.
US 5,183,915호는 촉매로서의 4급 시안화암모늄 또는 4급 시안화포스포늄의 존재 하에 상승된 온도 및 압력에서 이소포론을 시안화수소와 반응시켜 이소포론니트릴을 제조하는 방법에 관한 것이다.
DE-A 1 240 854호는 시안화물 이온을 형성하는 강 알칼리성 촉매의 존재 하에 이소포론을 시안화수소와 반응시켜 이소포론니트릴을 제조하는 방법에 관한 것이다. 실시예들에 따르면, 질산은 반응 후에 중화제로서 첨가된다. 질산 첨가도 결정질 침전물을 형성하여, 중화 반응기와 하류 증류 컬럼에서 증착물에 의해 유발되는 상당한 문제를 야기한다.
US 5,235,089호는 촉매로서 수산화리튬 또는 시안화리튬의 존재 하에 이소포론을 시안화수소와 반응시켜 이소포론니트릴을 제조하는 방법에 관한 것이다. 반응 혼합물을 산성화시키기 위해서, 다가산을 첨가할 수 있다. 그 후에 여과하여 사용된 산의 침전된 리튬염을 반응 혼합물로부터 제거한다. 적절한 다가산은 말레산, 옥살산, 황산 및 인산이다. US 5,235,089호에 따르면, 말레산을 사용하면 상응하는 2리튬염의 결정질 침전물이 형성되고, 인산을 사용하면 여과하기 곤란한 LiH2PO4의 형태로 미세한 침전물이 형성된다.
종래 기술에 따른 중화 반응에서 형성된 침전물은 중화 반응기와 하류 증류 컬럼에서 증착물에 의해 유발되는 상당한 문제를 야기할 수 있다. 예를 들어, 이들 침전물로 인해 빈번한 세척 조작이 필요하게 되며, 이는 경제적으로 불리한 설비 휴지 시간을 수반하게 된다. 또한, 증착물은 증류 수율을 감소시키고 고 비용의 적절하지 않은 방식으로 처리해야 하는 잔류물의 양을 증가시킨다.
본 발명의 목적은 촉매로서의 염기의 존재 하에 이소포론을 시안화수소와 반응시켜 이소포론니트릴을 제조하는 방법을 제공하는 것으로서, 이 때 침강하는 침전물을 발생시키지 않는 방식으로 미정제 이소포론니트릴 생성물의 증류 전에 상기 염기를 중화시킨다. 그 결과 순수한 이소포론니트릴을 제조하는 공정 비용이 상당히 감축된다.
본 발명자들은 촉매로서의 염기의 존재 하에 이소포론을 시안화수소와 반응시켜 미정제 이소포론니트릴 생성물을 얻은 후, 미정제 이소포론니트릴 생성물을 증류시켜 3-시아노-3,5,5-트리메틸시클로헥산(이소포론니트릴)을 제조하는 방법에 의해 상기 목적이 실현된다는 것을 발견하였다.
본 발명에 따른 특징은,
R-SO3H[여기서, R은 경우에 따라 -CO2R'(이 때, R'는 수소 또는 알킬 라디칼임), 또는 하나 이상의 포스폰산 기로 치환될 수 있는 직쇄 또는 분지쇄 C1-C24 알킬 라디칼; 직쇄 또는 분지쇄 C2-C24 알킬 라디칼, 니트로, 설포 또는 히드록실 기로 치환된 페닐 라디칼; 또는 치환 또는 비치환된 융합 방향족 라디칼임];
지방족 폴리설폰산; 나프탈렌- 또는 페놀설폰산의 축합물; 지방족 폴리카르복실산; 및
R"-CO2H[여기서, R"은 경우에 따라 하나 이상의 포스폰산 기로 치환될 수 있는 직쇄 또는 분지쇄 C2-C24 알킬 라디칼; 직쇄 또는 분지쇄 C1-C24 알킬기, 니트로, 설포 또는 히드록실 기로 치환되거나 비치환된 페닐 라디칼; 또는 비치환 또는 치환된 융합 방향족 라디칼임]
로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 설폰산 또는 카르복실산을 증류 전에 첨가하는 것이다.
따라서, 적절한 설폰산 R-SO3H는 R이 바람직하게는 직쇄 또는 분지쇄 C1-C24 알킬 라디칼인 지방족 모노설폰산이다. 메탄설폰산, 에탄설폰산 및 프로판설폰산을 사용하는 것이 특히 바람직하고, 메탄설폰산을 사용하는 것이 매우 특별히 바람직하다. 지방족 폴리설폰산, 바람직하게는 2∼100, 더욱 바람직하게는 10∼50개의 설폰산기를 갖는 지방족 폴리설폰산, 예를 들어 비닐- 또는 알릴설폰산의 단독중합체 또는 공중합체, 및 설폰화된 다중불포화 지방도 적절하다. 적절한 설폰산 R-SO3H[여기서, R은 직쇄 또는 분지쇄 C2-C24 알킬 라디칼, 바람직하게는 C4-C16 알킬 라디칼로 치환된 페닐 라디칼임]는 특히, 바람직하게는 혼합물 형태로 사용되는 직쇄 알킬벤젠설폰산이다. 니트로, 설포 또는 히드록실 기로 치환된 벤젠설폰산도 적절하다. 적절한 치환 또는 비치환 융합 방향족 설폰산은 특히 나프탈렌에 기초한 융합된 방향족 설폰산이다. 나프탈렌모노-, -디- 및 -트리설폰산이 특히 바람직하다. 알킬-치환된 나프탈렌설폰산, 예컨대 디이소부틸나프탈렌설폰산을 사용하는 것도 바람직하다. 적절한 설포카르복실산은 특히 설포숙신산이다.
알킬-치환된 벤젠설폰산은 바람직하게는 알킬 라디칼의 탄소 원자 수가 ≥4이다.
알킬 라디칼의 탄소 원자 수가 ≥4, 바람직하게는 6∼14개인 알킬-치환된 벤젠설폰산, 메탄설폰산, 및 나프탈렌- 또는 알킬-치환된 나프탈렌설폰산을 사용하는 것이 특히 바람직하다. C12-알킬벤젠설폰산이 특별히 바람직하다.
적절한 지방족 폴리카르복실산은 일반적으로 카르보닐기의 수가 ≥3, 바람직하게는 3∼100개이다. 특히 바람직한 카르복실산 R"-CO2H는 R"가 분지 또는 비분지될 수 있는 C2-C10 알킬 라디칼인 지방족 카르복실산이다. 프로피온산, 피발산, 2-에틸헥산산 및 이소노난산이 특히 바람직한 지방족 카르복실산이다.
언급한 설폰산 또는 카르복실산은 촉매로서 사용된 염기를 중화시키는 중화제로서 작용하여, 이소포론니트릴의 분해 및/또는 해리 반응을 방지한다. 종래 기술과 대조적으로, 본 발명에 따라 열거된 설폰산 또는 카르복실산이 중화제로서 사용된 경우 침전물이 형성되지 않는다. 그 결과 여과와 같은 추가의 조작없이 미정제 이소포론니트릴 생성물의 워크업을 실시할 수 있다.
본 발명에 따라 사용된 설폰산 및 카르복실산은 일반적으로 고도로 농축된 수용액의 형태, 예컨대 수중 본 발명에 따라 사용된 산 ≥30 중량% 내지 80 중량%로서 사용되거나, 또는 예컨대 메탄설폰산 또는 도데실벤젠설폰산이 사용되는 경우 순수한 형태로 사용된다.
언급된 설폰산 또는 카르복실산은 단독으로 또는 중화를 위한 추가의 산과의 혼합물로서 사용될 수 있다. 언급된 설폰산 각각을 단독으로 사용하는 것이 바람직하다. 무기 광산, 예컨대 인산 또는 황산과의 혼합물로서, 그러나 염 침전을 유발하지 않는 비율로 무기 광산을 사용하여 언급된 하나 이상의 설폰산을 사용할 수 있다. 정확한 비율은 촉매로서 사용된 염기와 사용된 설폰산 또는 카르복실산에 따라 달라진다.
바람직한 구체예에서, 알킬-치환된 나프탈렌설폰산 60∼95 중량%, 바람직하게는 70∼80 중량%, 황산 3∼39 중량%, 바람직하게는 5∼15 중량%, 및 물 0∼20 중량%, 바람직하게는 0.5∼15 중량%의 혼합물이 사용된다.
적절한 촉매는 바람직하게는 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 탄산염, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 알콕시드, 산화물, 수산화물 및 시안화물, 3급 아민 및 4급 포스포늄 및 암모늄 염기로 구성된 군에서 선택된 염기이다. 적절한 촉매는, 예를 들어 나트륨 에톡시드, 칼륨 부톡시드, 리튬 에톡시드, 마그네슘 에톡시드, 나트륨 메톡시드, 칼륨 메톡시드, 리튬 메톡시드, 마그네슘 메톡시드, 산화나트륨, 수산화칼륨, 산화칼슘, 수산화바륨, 수산화스트론튬, 시안화나트륨, 시안화칼륨, 시안화리튬, 시안화바륨, 시안화마그네슘, 시안화칼슘, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 옥틸디메틸아민, N-메틸모르폴린, 벤질트리메틸암모늄 히드록시드, 디벤질디메틸암모늄 히드록시드, 도데실트리에틸암모늄 히드록시드 및 4급 포스포늄 염으로서, 바람직하게는 수산화물, 시안화물, 탄산수소염 및 알킬탄산염의 형태이다. 특히 바람직한 촉매는 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 시안화물,알칼리 금속 및 알칼리 토금속 수산화물, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 산화물, 및 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 알콕시드이다. 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 산화나트륨, 산화칼륨, 산화마그네슘, 산화칼슘, 시안화나트륨, 시안화칼륨, 시안화마그네슘, 시안화칼슘 및 나트륨 메톡시드가 특별히 바람직하다.
촉매로서 사용된 염기는 일반적으로 사용된 이소포론을 기준으로 0.01∼20 중량%, 바람직하게는 0.05∼5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1∼1 중량%의 양으로 사용된다.
본 발명에 따른 공정에서 이소포론 대 시안화수소의 몰비는 일반적으로 0.6:1∼7:1, 바람직하게는 1:1∼3:1, 더욱 더 바람직하게는 1.3:1∼2.5:1이다. 본 발명에 따른 공정에 과량의 이소포론을 사용하면, 이것이 동시에 용매로서 작용할 수 있다.
일반적으로, 과량의 이소포론이 용매로 작용하지 않는다면 본 발명에 따른 공정은 용매의 부재 하에 실시된다. 그러나, 본 발명에 따른 공정을 용매 중에서 실시할 수도 있다. 적절한 용매는 디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 글리콜 또는 글리콜 에테르이다.
본 발명에 따른 공정은 일반적으로 80∼220℃, 바람직하게는 120∼200℃, 더욱 바람직하게는 150∼200℃에서 실시한다. 본 발명에 따른 공정에서의 압력은 일반적으로 1∼5 bar, 바람직하게는 1∼3 bar이다.
생성물은, 본 발명에 따른 공정에서 매우 높은 순도로 얻어진다.
촉매로서 사용된 염기를 중화시키는 데 사용된 설폰산 또는 카르복실산은 촉매로서 사용된 염기 1염기 당량을 기준으로 일반적으로 0.5∼2, 바람직하게는 0.7∼1.3, 더욱 바람직하게는 0.9∼1.1, 가장 바람직하게는 1의 산 당량(들)의 양으로 사용된다.
본 발명에 따라 첨가된 설폰산 또는 카르복실산은, 본 발명에 따른 반응에서 얻은 이소포론니트릴 반응 생성물의 증류 전에 첨가한다. 이소포론과 시안화수소의 반응이 끝난 후에 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 사용된 설폰산 또는 카르복실산의 첨가 후에, 미정제 이소포론니트릴 생성물을 증류시킨다. 일반적으로 감압 하에 분별 증류를 실시한다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 공정은
a) 촉매로서의 염기의 존재 하에 이소포론을 시안화수소와 반응시켜 미정제 이소포론니트릴 생성물을 얻는 이소포론니트릴 합성 단계,
b) R-SO3H[여기서, R은 경우에 따라 -CO2R'(이 때, R'는 수소 또는 알킬 라디칼임), 또는 하나 이상의 포스폰산 기로 치환될 수 있는 직쇄 또는 분지쇄 C1-C24 알킬 라디칼; 직쇄 또는 분지쇄 C2-C24 알킬 라디칼, 니트로, 설포 또는 히드록실 기로 치환된 페닐 라디칼; 또는 치환 또는 비치환된 융합 방향족 라디칼임];
지방족 폴리설폰산; 나프탈렌- 또는 페놀설폰산의 축합물; 지방족 폴리카르복실산; 및
R"-CO2H[여기서, R"은 경우에 따라 하나 이상의 포스폰산 기로 치환될 수 있는 직쇄 또는 분지쇄 C2-C24 알킬 라디칼; 직쇄 또는 분지쇄 C1-C24 알킬기, 니트로, 설포 또는 히드록실 기로 치환된 페닐 라디칼; 또는 비치환 또는 치환된 융합 방향족 라디칼임]
으로 구성된 군에서 선택된 설폰산 또는 카르복실산으로 단계 a)에서 얻은 반응 혼합물을 중화시키는 단계,
c) 단계 b)에서 얻은 반응 혼합물을 증류시키는 단계
를 포함한다.
단계 a), b) 및 c)와 사용된 성분의 바람직한 구체예는 이미 상기 언급한 바 있다.
이소포론니트릴 합성, 후속 중화 및 증류 워크업을 각각 그 자체로 연속식, 반연속식 또는 회분식으로 실시할 수 있다. 연속 또는 반연속으로 이소포론니트릴 합성 (반응) 단계를, 연속 또는 반역속으로 중화 (설폰산 또는 카르복실산의 첨가) 단계를, 연속 또는 반연속식으로 후속 증류 (증류 워크업) 단계를 실시하는 것이 바람직하다. 이소포론니트릴 합성 단계, 중화 단계 및 후속 증류 단계를 연속으로 실시하는 것이 특히 바람직하다.
개별 공정 단계를 별도의 반응기에서 실시할 수 있다. 적절한 반응기는 당업자에게 공지되어 있다. 본 발명에 따른 공정의 일 구체예에서, 이소포론니트릴 합성 및 후속 중화는 모두 회분식 방법으로 실시된다. 본 구체예에서, 이소포론니트릴 합성 단계와 후속 중화 단계는 동일한 반응기에서 실시하는 것이 바람직하다. 추가의 가능한 구체예에서, 별도의 반응기에서 개별 공정 단계를 실시하는 것이 바람직하다. 일반적으로 정류 컬럼을 사용하여 후속 증류 단계를 실시한다. 원칙적으로, 모든 적절한 반응기 유형을 사용할 수 있다.
또한 본 발명은
R-SO3H[여기서, R은 경우에 따라 -CO2R'(이 때, R'는 수소 또는 알킬 라디칼임), 또는 하나 이상의 포스폰산 기로 치환될 수 있는 직쇄 또는 분지쇄 C1-C24 알킬 라디칼; 직쇄 또는 분지쇄 C2-C24 알킬 라디칼, 니트로, 설포 또는 히드록실 기로 치환된 페닐 라디칼; 또는 치환 또는 비치환된 융합 방향족 라디칼임];
지방족 폴리설폰산; 나프탈렌- 또는 페놀설폰산의 축합물; 지방족 폴리카르복실산; 및
R"-CO2H[여기서, R"은 경우에 따라 하나 이상의 포스폰산 기로 치환될 수 있는 직쇄 또는 분지쇄 C2-C24 알킬 라디칼; 직쇄 또는 분지쇄 C1-C24 알킬기, 니트로, 설포 또는 히드록실 기로 치환되거나 비치환된 페닐 라디칼; 또는 비치환 또는 치환된 융합 방향족 라디칼임]
으로 구성된 군에서 선택된 설폰산 또는 카르복실산의, 미정제 이소포론니트릴 생성물의 증류시 중화제로서의 용도에 관한 것으로서, 상기 미정제 이소포론니트릴 생성물은 중화시 침전을 막기 위해서 촉매로서의 염기의 존재 하에 이소포론을 시안화수소와 반응시켜 얻은 것이다.
바람직한 설폰산 및 카르복실산은 상기에 언급한 바 있다.
본 명세서에서, 중화 및 중화제는 각각, 촉매로서 사용되고 가치 있는 생성물로서 얻어진 이소포론니트릴의 증류, 분해 및/또는 해리 반응에 의한 미정제 이소포론니트릴 생성물의 정제 과정에서 발생할 수 있는 염기의 중화, 및 중화에 사용되는 화합물(들)이다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 예시된다.
실시예 1: (비교예)
이소포론니트릴 54.8 중량%(= 274 g), 이소포론 41.1 중량%(=206 g) 및 시안화나트륨 0.3 중량%(= 1.5 g = 0.03몰)를 포함하는 미정제 이소포론니트릴 합성액 500 g을 초기에 회분식 증류 장치에 투입하였다. 75% 수성 인산 3.9 g으로 50℃에서 염기를 중화시켰다.
거친 결정질 고체가 즉시 침전되었다. 혼합물을 약 2 시간 동안 50 mbar에서 약 200℃의 하부 온도까지 분별 증류하였다.
수율: 이소포론; 195 g
이소포론니트릴: 245 g
증류 잔류물: 48 g(결정질)
실시예 2: (비교예)
실시예 1에서와 같은 미정제 이소포론니트릴 용액. 인산 대신에 톨루엔설폰산 4.8 g을 중화에 사용하였다.
실시예 1에서보다 더욱 미세하긴 하지만, 결정질 고체가 침전되었다. 증류 조건은 실시예 1과 유사하였다.
수율: 이소포론; 198 g
이소포론니트릴: 253 g
잔류물: 44 g(고체)
실시예 3: (본 발명)
실시예 1에서와 같은 미정제 이소포론니트릴 용액. 중화를 위해서 70% 수성 메탄설폰산 4.1 g을 사용하였다.
결정질의 침전물은 없었다. 증류 조건은 실시예 1과 유사하였다.
수율: 이소포론; 202 g
이소포론니트릴: 259 g
잔류물: 19 g(50℃ 이하에서만 유리와 유사한 방식으로 고화되는 오일)
실시예 4: (본 발명)
실시예 1에서와 같은 미정제 이소포론니트릴 용액. 중화를 위해서 하기 조성의 Nekal SBC(등록상표) 9.1 g을 사용하였다: 디이소부틸나프탈렌설폰산 75 중량%, 황산 10 중량% 및 물 15 중량%.
결정질의 침전물도 혼탁도 없었다. 증류 조건은 실시예 1과 유사하였다.
수율: 이소포론; 201 g
이소포론니트릴: 265 g
잔류물: 15 g(실온에서도 오일임)
실시예 5: (본 발명)
실시예 1에서와 같은 미정제 이소포론니트릴 용액. 중화를 위해서 도데실벤젠설폰산(LAS(직쇄 알킬벤젠설폰산, Lutensit(등록상표) ALBS)-평균 C12-알킬을 가짐) 9.7 g을 사용하였다.
침전도 혼탁도 전혀 없었다. 증류 조건은 실시예 1과 유사하였다.
수율: 이소포론; 200 g
이소포론니트릴: 263 g
잔류물: 18 g(오일)
실시예 6: (비교예)
이소포론 41.7 중량%(= 210 g), 이소포론니트릴 55.3 중량%(= 277 g) 및 산화칼슘 1.7 중량%(= 0.03몰) 조성의 미정제 이소포론니트릴 500 g을 사용하였다. 중화를 위해, 75% 수성 인산 3.9 g을 사용하였다. 거친 결정질 고체가 즉시 침전되었다. 증류 조건은 실시예 1에서와 유사하였다.
수율: 이소포론; 198 g
이소포론니트릴: 248 g
잔류물: 38 g(고체)
실시예 7: (본 발명)
절차는 실시예 6에서와 유사하였다. 중화를 위해서 70% 수성 메탄설폰산 4.1 g을 사용하였다.
고체 침전은 없었다. 증류 조건은 실시예 1과 유사하였다.
수율: 이소포론; 203 g
이소포론니트릴: 264 g
잔류물: 18 g(50℃ 이하에서만 유리와 유사한 방식으로 고화됨)
실시예 8: (본 발명)
실시예 1에서와 같은 미정제 이소포론니트릴 용액. 중화를 위해서 2-에틸헥산산 4.3 g을 사용하였다.
약간만 혼탁해졌다. 증류 조건은 실시예 1과 유사하였다.
수율: 이소포론; 201 g
이소포론니트릴: 259 g
잔류물: 25 g(점성 오일)

Claims (10)

  1. 촉매로서의 염기의 존재 하에 이소포론을 시안화수소와 반응시켜 미정제 이소포론니트릴 생성물을 얻는 후, 이 미정제 이소포론니트릴 생성물을 증류시켜 3-시아노-3,5,5-트리메틸시클로헥사논 (이소포론니트릴)을 제조하는 방법으로서, 증류 전에
    R-SO3H[여기서, R은 경우에 따라 -CO2R'(이 때, R'는 수소 또는 알킬 라디칼임), 또는 포스폰산 기로 치환될 수 있는 직쇄 또는 분지쇄 C1-C24 알킬 라디칼; 직쇄 또는 분지쇄 C2-C24 알킬 라디칼, 니트로, 설포 또는 히드록실 기로 치환된 페닐 라디칼; 또는 치환 또는 비치환된 융합 방향족 라디칼임];
    지방족 폴리설폰산; 나프탈렌- 또는 페놀설폰산의 축합물; 지방족 폴리카르복실산; 및
    R"-CO2H[여기서, R"은 경우에 따라 하나 이상의 포스폰산 기로 치환될 수 있는 직쇄 또는 분지쇄 C2-C24 알킬 라디칼; 직쇄 또는 분지쇄 C1-C24 알킬기, 니트로, 설포 또는 히드록실 기로 치환되거나 비치환된 페닐 라디칼; 또는 비치환 또는 치환된 융합 방향족 라디칼임]
    로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 설폰산 또는 카르복실산을 첨가하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서, 카르복실산 또는 설폰산은 촉매로서 사용된 염기 1 염기 당량을 기준으로 1 산 당량의 양으로 첨가하는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 촉매는 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 탄산염, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 알콕시화물, 산화물, 수산화물 및 시안화물, 3급 아민 및 4급 포스포늄 및 암모늄 염기로 구성된 군에서 선택되는 것인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 촉매로서 사용된 염기는 사용된 이소포론을 기준으로 0.01∼20 중량%의 양으로 사용하는 것인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 반응은 80∼220℃, 바람직하게는 120∼200℃, 더욱 바람직하게는 150∼200℃의 온도에서 실시하는 것인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 반응은 1∼5 bar, 바람직하게는 1∼3 bar의 압력에서 실시하는 것인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 증류는 정류 컬럼에서 실시하는 것인 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 반응 단계, 설폰산 또는 카르복실산의 첨가 단계 및 후속 증류 단계를 연속으로 실시하는 것인 방법.
  9. 3-시아노-3,5,5-트리메틸시클로헥사논 (이소포론니트릴)을 제조하는 방법으로서,
    a) 촉매로서의 염기의 존재 하에 이소포론을 시안화수소와 반응시켜 미정제 이소포론니트릴 생성물을 얻는 이소포론니트릴 합성 단계,
    b) R-SO3H[여기서, R은 경우에 따라 -CO2R'(이 때, R'는 수소 또는 알킬 라디칼임), 또는 하나 이상의 포스폰산 기로 치환될 수 있는 직쇄 또는 분지쇄 C1-C24 알킬 라디칼; 직쇄 또는 분지쇄 C2-C24 알킬 라디칼, 니트로, 설포 또는 히드록실 기로 치환된 페닐 라디칼; 또는 치환 또는 비치환된 융합 방향족 라디칼임];
    지방족 폴리설폰산; 나프탈렌- 또는 페놀설폰산의 축합물; 지방족 폴리카르복실산; 및
    R"-CO2H[여기서, R"은 경우에 따라 하나 이상의 포스폰산 기로 치환될 수 있는 직쇄 또는 분지쇄 C2-C24 알킬 라디칼; 직쇄 또는 분지쇄 C1-C24 알킬기, 니트로, 설포 또는 히드록실 기로 치환된 페닐 라디칼; 또는 비치환 또는 치환된 융합 방향족 라디칼임]
    로 구성된 군에서 선택된 설폰산 또는 카르복실산으로 단계 a)에서 얻은 반응 혼합물을 중화시키는 단계,
    c) 단계 b)에서 얻은 반응 혼합물을 증류시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  10. 촉매로서의 염기의 존재 하에 이소포론을 시안화수소와 반응시켜 얻은 미정제 이소포론니트릴 생성물을 증류시키기 전에, 촉매로서 사용된 염기의 산에 의한 중화시 침전물 형성을 방지하기 위해서 중화제로서 사용되는 제1항에 정의된 설폰산 또는 카르복실산의 용도.
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