KR20150079842A - 당 알코올의 내부 탈수 생성물의 개선된 제조 방법 - Google Patents

당 알코올의 내부 탈수 생성물의 개선된 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150079842A
KR20150079842A KR1020157013911A KR20157013911A KR20150079842A KR 20150079842 A KR20150079842 A KR 20150079842A KR 1020157013911 A KR1020157013911 A KR 1020157013911A KR 20157013911 A KR20157013911 A KR 20157013911A KR 20150079842 A KR20150079842 A KR 20150079842A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
product
isosorbide
dehydration
less
crude
Prior art date
Application number
KR1020157013911A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101905253B1 (ko
Inventor
에릭 하그베리
에린 록카펠로우
브레넌 스미스
케네스 스탠스러드
Original Assignee
아처 다니엘 미드랜드 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아처 다니엘 미드랜드 캄파니 filed Critical 아처 다니엘 미드랜드 캄파니
Publication of KR20150079842A publication Critical patent/KR20150079842A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101905253B1 publication Critical patent/KR101905253B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D493/00—Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system
    • C07D493/02—Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D493/04—Ortho-condensed systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/335—Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin
    • A61K31/34—Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin having five-membered rings with one oxygen as the only ring hetero atom, e.g. isosorbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D493/00—Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system
    • C07D493/02—Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system in which the condensed system contains two hetero rings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

저장시에 색상이 감소되고/감소되거나 색상 안정성이 개선된 이소소르비드와 같은 이소헥시드를 만들기 위한 방법이 제공되며, 본 방법에서는 조 생성물 혼합물의 잔존물로부터 조 탈수 생성물 혼합물 내의 이온 화학종을 크로마토그래피에 의해 실질적으로 분리하고, 이어서 잔존물을 순화(refine)하여 추가 사용 또는 판매를 위한 최종 생성물을 수득한다.

Description

당 알코올의 내부 탈수 생성물의 개선된 제조 방법{IMPROVED METHOD OF MAKING INTERNAL DEHYDRATION PRODUCTS OF SUGAR ALCOHOLS}
본 발명은 일반적으로 당 알코올의 내부 탈수 생성물을 만들기 위한 방법 및 하나 이상의 이와 같은 물질을 포함하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 일반적으로 널리 행해지는 저장 조건 하에서 저장시에 색상이 감소되고(reduced color)/감소되거나 색상 안정성이 있는 것으로서 기재될 수 있는 이러한 물질을 포함하는 조성물, 및 이와 같은 색상 감소 및/또는 색상 안정성 조성물을 만들기 위한 방법에 관한 것이다.
육탄소 당으로부터 유래된 당 알코올(다르게는 헥시톨로 알려짐), 예컨대 이를 테면 소르비톨, 만니톨, 이디톨 및 갈락티톨은 오랫동안 알려져 왔다. 특히 최근에는, 다수의 상업적으로 중요한 응용에서 석유-기반 물질을 대신하기 위하여 이와 같은 물질의 내부 탈수 생성물의 사용이 가능하다는 것에 상당한 관심을 보여왔다. 디안하이드로헥시톨, 예컨대 이소소르비드, 이소만니드 및 이소이디드는, 상응하는 헥시톨의 원래의 내부 구조로부터 2 개의 물 분자를 산-촉매에 의해 제거함으로써 만들어진 바와 같은 것으로, 이들은, 예를 들어 테레프탈산과 같은 석유-기반 단량체를 대신하여 사용되어 왔거나 또는 그러한 용도에 제안되어 왔지만, 특히 이소소르비드의 경우에는, 실질적인 수의 부가적인 용도로 사용되어 왔거나, 사용 중이거나 또는 용도가 개발될 것으로 예상되고 있다.
그러나, US 제7,122,661호 및 US 제8,008,477호에서 관련된 바와 같이, 지금까지는 일반적으로 이들 용도의 대부분에 대해서 산-촉매 탈수 단계로부터 직접 생성되는 조성물에 대해 정제 처리를 적용할 것이 요구되어 왔는데, 그 이유는 이러한 조성물은 통상적으로 이소소르비드, 이소만니드 및 이소이디드의 입체이성체들 각각뿐만 아니라 덜 탈수된 물질, 예컨대 소르비탄, 만니탄 및 이디탄, 다양한 산화 또는 분해 생성물, 올리고머 및 중합체 부산물 및 다양한 기타 다른 "명확하게 정의되지 않은 성질의 고도로 착색된 화학종(highly coloured species of a poorly defined nature)"을 함유할 것이기 때문이며, 이는 예를 들어 US 제8,008,477호의 제2 컬럼, 35 행을 참조한다.
상기 언급된 US 제7,122,661호 및 US 제8,008, 477호에 요약된 바와 같이, 다양한 이유로, 더 높은 순도로 내부 탈수 생성물을 얻기 위한(특히 디안하이드로헥시톨, 특히나 이소소르비드를 얻기 위한) 다수의 접근이 이전에 제시되어 왔다. 이들 접근 중 일부는 디안하이드로헥시톨이 만들어지는 탈수 공정에 대한 변화를 통해 순도의 개선을 도모하였으며, 반면 기타 다른 접근들은 디안하이드로헥시톨 조성물이 형성된 후에 정제하는 형태를 포함하였다.
예를 들어, GB 제613,444호는 물/자일렌 매체 중에서 수행되는 탈수를 통한 후 증류 및 알코올/에테르 혼합물로부터의 재결정화에 의한 이소소르비드 조성물의 생성을 기재한다.
WO 제00/14081호는 증류 및 저급 지방족 알코올로부터의 재결정화, 또는 붕수소화나트륨의 존재 하에서 그리고 불활성 분위기 내에서의 증류 단독을 기재한다.
US 제4,408,061호는 가스상 할로겐화수소 또는 액체 불화수소 탈수 촉매를 카르복실산 공촉매와 함께 사용한 후, 이렇게 얻어진 조(crude) 이소소르비드 또는 이소만니드 조성물의 증류를 행한다.
US 제4,564,692호는 "이온 교환체(ion exchanger) 및/또는 활성탄"에 대한 사전정제를 행하고, 이어서 증발에 의한 농축 및 원하는 이소헥시드의 결정의 시딩(seeding) 후, 물로부터 결정화를 행하는 것을 간략하게 언급한다.
상기 참고문헌에서와 같은 방법들의 직접 생성물을 세정하기 위해 종래의 산-촉매 탈수 방법을 변형시키거나 또는 상이한, 종종 고가인 기법을 사용하기보다는, 오히려 수소의 존재 하에서 특정의 2금속(bimetallic) 촉매에 의해 디안하이드로헥시톨을 생성하는 것이 또한 제안되어 왔다. 예를 들어, EP 제380,402호는 압력 하에서, 그리고 구리와 귀금속 또는 금의 조합을 기재로 한 특정 촉매의 존재 하에서 당 알코올을 수소와 반응시킴으로써 디안하이드로헥시톨을 합성하는 것을 기재한다.
그러나, US 제6,013,812호에는 이들 촉매가 활성을 상당히 급속히 손상시키는 경향이 있었던 것으로 관찰되어 있으며, 산-안정성 Ru, Rh, Pd 및/또는 Pt계 수소화 촉매 및 수소가 탈수 단계 동안 사용되는 종래의 산-촉매 탈수에 대한 개선이 제안되어 있다.
US 제7,122,661호는 그의 일부분에서, 이온-교환 단계에 이어지는 탈색 처리 단계의 사용을 통해, 용매 매체로부터의 비교적 고가이고 낮은 수율의 증류 후 결정화 단계를 반드시 포함시킬 필요 없이, 순도가 99.5% 이상이고 저장 안정성이 개선된 이소헥시드 조성물을 얻기 위한 방법을 기재한다. 보다 구체적으로는, 증류된 이소헥시드 조성물이, 적어도 하나의 이온-교환 수단(이는 음이온성 수지(들)와 양이온성 수지(들)의 혼합상(mixed bed) 또는 연속된 양이온성 수지(들) 및 음이온성 수지(들)일 수 있음)에 의한 처리 후 적어도 하나의 "탈색 수단"에 의한 처리를 거치는 것으로서 기재되어 있다. 탈색 수단은 과립 또는 분체 형태의 활성탄일 수 있다. 특정 구현예에서, 탈색 수단에 의한 제2 처리가 이온-교환 처리 단계 전에 고려된다. 개선된 안정성의 이소소르비드 조성물이 동일한 단계들(이온-교환 처리 후 탈색 수단 처리)을 통해, 이 방법에 의해 생성되는 것으로 되어 있었으며, 놀랍게도 역순으로 수행될 때 탈안정화 효과(destabilizing effect)를 가져오는 것으로 되어 있었다.
'661호 특허와 동일한 소유인에게 양도되고 '661호 특허의 발명자들 중 한 명을 유일하게 지명된 발명자로서 갖는 US 제8,008,477호는 안정적인 이소소르비드 조성물을 제조하기 위한 대안적인 방법을 기재한다. '477호 특허에 따르면, 이소헥시드 조성물의 안정성은 그의 순도와 반드시 상관된 것은 아니며, 탈수 단계에서 또는 마찬가지로 증류 단계에서의 불활성 분위기에서의 그리고/또는 붕수소화나트륨의 존재 하에서의 제조는 이들 조성물의 안정성을 실질적으로 개선하지 않았다(제3 컬럼, 58 행 내지 67 행). 오히려, "단지" 증류 단계 후에 비가스상 형태의 특정 안정화제를 사용하는 것만으로 상온 및 온화한 온도에서 이소헥시드 조성물의 저장 안정성을 개선하는 데 도움이 되었다(제4 컬럼, 1 행 내지 14 행). 적합한 "안정화제"는 환원제, 산화방지제, 산소 포착제, 광 안정화제, 항산제(anti-acid agent), 금속-불활성화제 및 이와 같은 물질들 중 적어도 임의의 2 개의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다(제4 컬럼, 48 행 내지 53 행). 특정 구현예에서, 증류 후에 선택적인 추가의 "정제 단계"를 교시하였는데, 일 예는 앞선 '661호 특허에 기재된 유형의 이온 교환 및 탈색 수단 둘 모두의 사용이었다.
하기는 본 발명의 양태들 중 일부에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위하여 본 발명을 간략하게 한 요약을 제시한다. 이 요약은 본 발명에 대한 광범위한 개관이 아니며, 본 발명의 핵심 또는 결정적인 요소들을 확인하고자 하는 것도 아니고 그의 범주를 기술하고자 하는 것도 아니다. 이 요약의 유일한 목적은 나중에 제시되는 더 상세한 설명에 대한 도입부로서 간략화된 형태로 본 발명의 일부 개념을 제시하는 것이다.
일 양태에서, 본 발명은 색상이 감소된 안정적인 이소헥시드를 만들기 위한 방법에 관한 것이며, 본 방법에서는 하나 이상의 헥시톨의 산-촉매 탈수로부터의 탈수 생성물 혼합물을 후처리(work up)하여 탈수 생성물 혼합물로부터 이소헥시드 생성물을 제공하기 위한 증류, 크로마토그래피 분해(chromatographic resolution) 또는 기타 다른 방법 전에, 먼저 탈수 생성물 혼합물 내의 이온 화학종을 탈수 생성물 혼합물의 잔존물(remainder)로부터 크로마토그래피에 의해 실질적으로 분리하고, 이어서 잔존물에 증류, 크로마토그래피, 용매 재결정화, 용융 결정화, 그리고 용매 세척 및 여과 중 하나 이상을 거치게 하여 잔존물과 비교하여 적어도 하나의 이소헥시드가 농축된 생성물을 수득한다.
특정 구현예에서, 탈수 생성물 혼합물로부터의 이온 화학종의 실질적인 분리 후의 잔류 물질(residual material) 및 이소헥시드-농축 생성물을 수득하기 위해 탈수 생성물 혼합물의 잔존물을 추가로 가공한 후의 잔류 물질은 제조 방법의 탈수 단계로 재순환된다.
또 다른 구현예에서, 조 탈수 생성물 혼합물로부터의 이온 화학종의 실질적인 분리는, 이소헥시드-농축 생성물을 수득하기 위해 추가로 가공하기 전에 산화방지제의 첨가와 조합되거나, 이소헥시드-농축 생성물을 수득하기 위해 추가로 가공하기 전에 및/또는 후에 촉매 수소화 단계와 조합되거나, 또는 이들 추가의 단계 둘 모두와 조합된다.
도 1은 US 제7,439,352호에 따라 소르비톨로부터 이소소르비드를 제조하기 위한 방법의 개략도이다.
도 2는 조 탈수 생성물 혼합물을 순화(refining)하여 사용 또는 판매를 위한 이소소르비드 생성물을 제공하기 전에 조 탈수 생성물 혼합물로부터의 무기 염 및 기타 다른 이온성 물질의 크로마토그래피 분리를 포함하도록 본 발명에 따라 변형된 도 1의 방법의 개략도이다.
도 3은 조 탈수 생성물의 액체 크로마토그래피/질량 분석, 가스 크로마토그래피/질량 분석에 의해 그리고 이온 크로마토그래피에 의해 얻어진 정보에 기초하여 소르비톨의 황산-촉매 탈수에 대해 제안된 탈수 및 분해 반응 경로를 도시한다.
제1 양태에서, 방금 언급된 바와 같이, 본 발명은 색상이 감소된 안정적인 이소헥시드를 만들기 위한 방법에 관한 것이며, 본 방법에서는 하나 이상의 헥시톨의 산-촉매 탈수로부터 받아들인 탈수 생성물 혼합물을 후처리하여 사용 또는 판매를 위한 탈수 생성물 혼합물로부터 이소헥시드 생성물을 제공하기 위한 증류, 크로마토그래피 분해 또는 기타 다른 방법 전에, 먼저 탈수 생성물 혼합물 내에 존재하는 특정의 불순물을 탈수 생성물 혼합물로부터 크로마토그래피에 의해 실질적으로 분리하고, 이어서 잔존물에 증류, 크로마토그래피, 용매 재결정화, 용융 결정화, 그리고 용매 세척 및 여과 중 하나 이상을 거치게 하여, 탈수 생성물 혼합물과 비교하여 이소헥시드가 농축된 생성물을 수득한다.
'477호 특허가 이소헥시드 조성물의 색상 안정성이 그의 순도와 "반드시 관련된 것은 아니다"라고 나타내는 반면, 본 발명자들은 조 탈수 생성물 혼합물에 존재하거나 또는 존재할 수 있는 다수의 물질들을 실제로 확인하였으며, 이들 불순물이 통상의 100% 용융 최종 이소헥시드 생성물(100 percent molten finished isohexide product)에서 또는 통상의 85 중량% 용액 생성물에서의 색상의 형성과 (직접적으로 또는 간접적으로) 관련된다는 것을 확인하였다.
산-촉매 탈수에 의한 소르비톨로부터의 이소소르비드의 제조의 경우, 이들 물질은 유기 및 무기 염, 산(예를 들어, 포름산 및 레불린산), 산 에스테르(예를 들어, 황산 촉매 탈수 단계로부터의 황산 에스테르, 인산 촉매 탈수로부터의 인산 에스테르 및 일반적으로 주어진 산소 산(oxygen acid) 촉매 탈수 단계로부터의 산 에스테르) 및 이들의 짝염기, 푸란성 화합물(예를 들어, 2-아세틸푸란, 5-메틸푸르푸랄 및 다양한 오탄소 푸란성 화합물), 예를 들어 조 이소소르비드 생성물 내의 다양한 에테르 작용화된 불순물의 산-촉매 축합으로부터의 올리고머 및 중합체 물질을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 구애되지 않고서 그리고 어떠한 의미로든 본 발명을 제한하지 않고서, 도 3은 구매가능한 소르비톨 생성물의 황산-촉매 탈수로부터의 조 탈수 생성물 혼합물에 존재하는 것으로 확인되었거나 그러한 것으로 여겨지는 다수의 물질을 도시하고, 가스 크로마토그래피/질량 분석, 및 구체적으로 확인된 황산 에스테르에 대해서는, 액체 크로마토그래피/질량 분석에 의해 나타나는 바와 같이 주어진 분자 중량을 갖는 화합물의 확인된 존재에 기초하여, 이뿐만 아니라 소르비톨의 탈수에 대한 종래의 경험에 기초하여 이들 물질이 형성될 수 있는 경로를 상정한다.
예시된 상정된 경로의 복잡성을 고려시에 당업자에게 명백한 바와 같이, 조 탈수 생성물 혼합물에 존재하는 모든 물질이 도 3에 확인되어 있거나 심지어 확인되도록 시도되거나 또는 정량화되어 있는 것은 아니며, 상이한(그러나 일반적으로는 유사한) 화학종이 황산의 사용 이외의 기타 다른 공정 또는 수단에 의해 기타 다른 헥시톨의 탈수에서 예측될 수 있다. 마찬가지로, 이러한 특징의 조 탈수 생성물 혼합물의 증류(또는 기타 다른 추가의 가공)시에, 기타 다른 화합물이, 예를 들어 사용되는 특정 증류 조건에 따라 다양한 정도로 형성될 것으로 또한 예측될 수 있다.
또한, 이소헥시드 생성물을 만들고 완료하는 전체 공정에서의 특정 시점에서 조 탈수 생성물 혼합물에 존재하는 물질들, 및/또는 이후에 증류 단계에서, 추가의 가공에서, 또는 심지어는 특정의 저장 시간 후에 형성된 화합물들 중 일부는 허용 불가능한 색상을 유발하지 않을 수 있지만, 그럼에도 불구하고 당업자는 생성물이 겪을 것으로 예측될 수 있는 저장 조건 하에서 일정 기간에 걸쳐 특정 최종 이소헥시드 생성물에서 일어나는 계속 진행 중인 화학적 변화가, 시간 경과에 따라서 최종 이소헥시드 생성물에서의 허용 불가능한 색상의 발생을 가져올 수 있음을 이해할 것이다.
이러한 모든 복잡한 문제에도 불구하고, 본 발명자들은 그럼에도 불구하고 주어진 최종 이소헥시드 생성물의 색상 감소를 생성하고/생성하거나 색상 안정성을 개선하는 데 특정의 조치가 효과적일 것으로 고려하며, 당업자는 특정 최종 이소헥시드 생성물의 저장시에 색상에서의 특정의 감소 및/또는 색상 안정성의 개선을 실현하기 위하여, 본 명세서에 제공된 지침에 기초하여, 특히 하기의 실시예에 기초하여 이러한 불순물의 크로마토그래피 분리를 수행하고, 하기에 기재된 추가 단계들을 선택적으로 착수하는 것이 충분히 가능할 것으로 예측한다.
특정의 바람직한 구현예에서, 불순물의 실질적인 분리 후의 잔류 물질 및 이소헥시드-농축 생성물을 수득하기 위해 추가로 가공한 후의 잔류 물질은 제조 방법의 탈수 단계로 재순환되기에 적합한 특징을 갖는다. (저부물 내의 잔류 소르비톨 또는 모노안하이드로헥시톨(소르비탄) 각각을 탈수하거나 또는 추가로 탈수하기 위한) 종래의 이소소르비드 제조로부터의 증류 저부물의 재순환은 이전에는 탈수 단계에서의 전환에 대한 상쇄적인 부정적 영향 때문에 실용적이지 않았지만, 하기에 입증된 바와 같이, 본 발명의 방법으로부터의 증류 저부물은 성공적으로 재순환되는 특징을 가질 수 있다.
본 발명이 이용될 수 있는 방식은 이소헥시드를 만들기 위한 공지된 방법을 참고함으로써 아마도 가장 잘 예시될 수 있을 것이다. 상기 기재된 바와 같이, 상응하는 당 알코올(및/또는 모노안하이드로당 알코올)로부터 이소헥시드/디안하이드로헥시톨/안하이드로당 알코올을 만들기 위한 다수의 방법이 개발되거나 또는 제안되어 왔다. 소르비톨로부터의 이소소르비드의 제조가 특히 관심 대상이 되어 왔다. 상기 언급된 특허들에 기재된 방법에 더하여, 동일 출원인에 의한 US 제6,849,748호; US 제7,420,067호; 및 US 제7,439,352호는 소르비톨로부터 이소소르비드를 만들기 위해 개발된 방법의 예이며, 본 발명을 기재하는 데 있어서 유용한 비제한적인 내용을 제공한다.
따라서, 이전에 공지된 다양한 이와 같은 방법들 중 임의의 것에 따른 하나 이상의 헥시톨의 산-촉매 탈수로부터의 조 탈수 생성물 혼합물을 가공하는 데 있어서 크로마토그래피 제거 단계가 일반적으로 포함될 수 있음을 이해하지만, 예시적인 일 구현예에서는, 이후에 기재된 바와 같이 잔존물을 증류하기 전에 조 이소소르비드 생성물 혼합물로부터 이온 화학종을 실질적으로 분리하기 위한 크로마토그래피 수단을 적어도 포함하도록 US 제7,439,352호에 기재된 것과 같은 방법을 변형시킨다.
이제 도 1로 돌아가면, '352호 특허에서 원래 기재된 것과 같은 방법(10)에서는, 도면 부호(12)에 의해 나타낸 바와 같이 소르비톨을 반응기(14)에 공급한다. 소르비톨(12)을 먼저 용융 상태로 가열하고, 이어서 이소소르비드로의 탈수를 촉진시키기 위한 촉매의 존재 하에서 반응기(14) 내에서 탈수시켜, 물 유출물(16) 및 이소소르비드를 포함하는 탈수 생성물 혼합물(18)을 생성한다. 이어서, 탈수 생성물 혼합물(18)이 제1 증류 장치(20)에서 제1 증류를 거치게 하여 제1 이소소르비드 증류물(22) 및 제1 증류 저부물(24)을 형성한다. 이어서, 제1 이소소르비드 증류물(22)이 제2 증류 장치(26)에서 제2 증류를 거치게 하여 정제된 이소소르비드 생성물(28) 및 제2 증류 저부물(30)을 형성한다.
보다 구체적으로, 도 1의 방법(10)의 제1 단계에서는, 당업계에 공지된 표준 방법에 의해 소르비톨을 용융시킨다. 예를 들어, 소르비톨은 그것을 교반기, 온도 프로브, 및 진공 라인이 구비된 3구 둥근바닥 플라스크 내에 넣음으로써 용융될 수 있다. 바람직하게, 소르비톨은 적어도 100? 내지 200?까지 가열된다. 소르비톨 분말의 경우, 구체적인 예를 제공하기 위하여, 바람직한 용융 온도는 98? 내지 105?이며, 훨씬 더 바람직한 용융 온도는 98? 내지 100?이다. 일단 용융되면, 소르비톨은 교반을 거친다.
이어서, 소르비톨의 탈수를 촉진시킬 촉매가 용융된 출발 물질에 첨가된다. 통상적으로는, 소르비톨과 같은 당 알코올의 탈수를 촉진시키기 위해 산 촉매가 사용되어 왔으며, 이에는, 예를 들어 가용성 산, 산성 이온 교환 수지, 및 무기 이온 교환 물질이 포함된다. 황산, 인산, p-톨루엔설폰산, 및 p-메탄설폰산이, 사용될 수 있는 바람직한 가용성 산의 예로서 제공되지만, 당업자는 유사한 특성을 갖는 기타 다른 가용성 산이 마찬가지로 유용할 것임을 인식할 것이다.
제올라이트 분말은 사용될 수 있는 무기 이온 교환 물질의 예이며; 구체적으로는 산성 제올라이트 분말, 예컨대 타입 ZSM-5 암모늄 형태의 제올라이트 분말이 사용될 수 있다. 유용한 것으로 되어 있는 제올라이트 분말의 예에는 CBV 3024 또는 CBV 5534G(둘 모두 Zeolyst International사로부터 입수가능함), 및/또는 T-2665 또는 T-4480(둘 모두 United Catalysis, Inc. 사로부터 입수가능함)이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 당업자는 유사한 특성을 갖는 기타 다른 제올라이트 분말이 본 명세서에 구체적으로 열거되어 있지 않더라도 유용할 수 있음을 인식할 것이다.
설폰화 디비닐벤젠/스티렌 공중합체 산성 이온 교환 수지는 가능한 산성 이온 교환 수지 촉매의 일 예를 제공한다. 예에는 BioRad Laboratories사로부터의 AG50W-X12, Rohm & Haas사로부터의 Amberlyst 15 또는 Amberlyst 35, Mitsubishi Chemical Corp.사로부터의 RCP21H, 및 Dowex 50Wx5(Dow Chemical Co.사)가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 설폰화 디비닐벤젠/스티렌 공중합체 산성 이온 교환 수지인 Amberlyst 35가 소르비톨로부터의 이소소르비드의 생성을 위한 특히 바람직한 수지로서 나타내어진다. 당업자는 사용될 수 있는 유사한 특성을 갖는 기타 다른 산성 이온 교환 수지를 알고 있을 것이다.
사용되는 촉매의 양은, 일반적으로 약 0.01 당량 내지 0.15 당량(중량 기준) 정도인 것으로 나타내어진다. 바람직한 촉매량은 0.1 당량(중량 기준)이다.
탈수는 진공 하에서, 고온에서, 그리고 반응 혼합물을 교반하면서 수행될 수 있다. 진공은 0.05 Torr 내지 40 Torr의 압력에 걸친 범위일 수 있으며, 바람직하게는 1 Torr 내지 10 Torr의 압력일 수 있다. 구체적인 예로서, 이소소르비드로의 소르비톨의 탈수를 위한 바람직한 압력은 1 Torr 내지 10 Torr이다. 탈수를 위한 온도는 90℃ 내지 140℃일 수 있다. 특정 구현예에서, 탈수 온도는 98℃ 내지 130℃, 특히 120℃ 내지 130℃일 수 있다. 탈수는 이와 같은 온도에서 대략 2 시간의 기간에 걸쳐 수행될 수 있다. 물은 1 Torr 내지 10 Torr의 진공 하에서 용융된 소르비톨/촉매 혼합물로부터 빼낼 수 있다. 탈수 반응은 바람직하게는 반응기 내에서 수행되며, 반응기는 배치(batch) 또는 연속 모드로 작동될 수 있는 것이다. 산 촉매가 고체 산 촉매(예를 들어, 산성 이온 교환 수지)인 구현예에서, 반응기는 바람직하게 고체 산 촉매가 첨가될 수 있는 배스킷을 보유 또는 수용할 수 있다.
탈수 절차 후에, 생성된 탈수 생성물 혼합물(18)은 정제된다. 일 구현예에서, 진공 증류가 사용된다. 더 구체적인 구현예에서, 진공 증류는 막 증발기(film evaporator), 구체적으로 와이프식 막 증발기(wiped film evaporator)를 사용하여 수행된다. 본 발명에 유용한 와이프식 막 증발기 장치의 일 예는 수직 교반형 박막 처리기(vertical agitated thin-film processor)이다. 와이프식 막 증발기를 사용하는 이점에는 점성 용액의 취급, 생성물 순도의 개선, 및 낮은 체류 시간이 포함되며, 이는 생성물 분해의 감소 또는 제거로 이어진다. 구체적으로, 소르비톨로부터의 이소소르비드의 생성에 관하여, 와이프식 막 증발기의 사용은 증류시에 대략 80%의 수율을 제공하고, 증류 동안 무시할 만한 물 손실(이는 중합의 감소를 가져옴)을 제공하고, 잔류물(residue)로부터의 이소소르비드 및 소르비탄의 추가의 회수를 제공하는 것으로 되어 있었다. 증류 공정 결과, 제1 이소소르비드 증류물(22)이 생성된다.
제1 증류 장치(20)에 사용되는 포트 온도 및 진공은 변동될 수 있지만, 140℃ 내지 190℃의 증기 온도가 바람직하다. 더 바람직한 증기 온도는 160℃ 내지 170℃, 특히 165℃ 내지 170℃이다. 진공 압력은 0.05 Torr 내지 40 Torr일 수 있으며, 바람직하게는 1 Torr 내지 10 Torr이다. 이소소르비드의 진공 증류의 경우, 1 Torr 내지 10 Torr의 진공 압력, 180℃의 포트 온도, 및 160℃ 내지 170℃의 증기 온도가 가장 바람직한 것으로 되어 있다. 여과 또는 활성탄의 첨가 및 이와 함께 후속 결정화와 같은 대안적인 정제 방법이 또한 유용한 것으로 언급된다.
이어서, 제1 이소소르비드 증류물(22)가 바람직하게는, 예를 들어 제2 와이프식 막 증발기에 의해 제2 증류 장치(26)에서 제2 진공 증류를 거치게 하여, 정제된 이소소르비드 생성물(28) 및 제2 증류물 저부물(30)을 제공한다. 제2 와이프식 막 증발기는 제1 와이프식 막 증발기와 동일한 유형의 것이거나 또는 상이할 수 있다. 제2 진공 증류의 조건(예를 들어, 진공 압력 및 온도)은 제1 진공 증류의 조건과 동일하거나 상이할 수 있으며, 제1 진공 증류의 조건의 파라미터는 상기 기재되어 있다. 2 개의 막 증발기의 사용은, 잠재적으로 유해한 유기 용매의 사용 없이, 이소소르비드의 생성 및 정제를 가능하게 한다.
'352호 특허에 기재된 대안적인 구현예에서, 제1 이소소르비드 증류물(22)은 용융 결정화를 거치는데, 여기서는 제1 이소소르비드 증류물(22)이 용융될 때까지 가열되고(이소소르비드의 융점은 약 65?임), 이어서 결정화점에 도달할 때까지 시간 경과에 따라 냉각되지만, 물질이 고화될 정도로 냉각되지는 않는다. 실제로, 물질이 원심분리될 수 있도록 슬러리-유사 농도(slurry-like consistency)가 바람직하다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "슬러리-유사 농도"는 액체와 수 개의 미분된 입자들의 혼합물인 물질을 지칭한다. 물질의 고화를 피하기 위하여, 그리고 또한 원하는 이소소르비드 생성물이 불순물과 함께 제거되는 것을 피하기 위하여, 원심분리는 비교적 단시간 동안 비교적 높은 속도로 수행된다. 예를 들어, 원심분리는 5 분 동안 3000 rpm 내지 4000 rpm으로 수행될 수 있지만, 당업자는 원심분리의 지속시간이 정제하고자 하는 물질의 양에 따라 이상적으로 변동될 것임을 이해할 것이다. 어떠한 경우에도 생성된 이소소르비드는 적어도 98%의 순도인 것으로 나타나며, 대부분의 경우에는 ("슬러리"의 고형도(solidity)에 따라) 99% 초과의 순도인 것으로 나타난다.
대안적으로, '352호 특허는 또한 제1 이소소르비드 증류물(22)이 용매 재결정화를 거칠 수 있음을 고려한다. 유용한 것으로 언급된 용매에는 아세톤, 에틸 아세테이트, 및 저분자량 알코올, 예컨대 에탄올 및 메탄올이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
'352호 특허에서 언급된 또 다른 구현예에서, 제1 이소소르비드 증류물(22)의 추가의 정제는 제1 증류물(22)이 용매 세척을 거치게 한 후 여과를 거치게 하는 것을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 용매는 저온이며, 예를 들어 0? 내지 23?의 온도를 갖는다. 언급된 용매에는 아세톤, 에틸 아세테이트, 및 저분자량 알코올, 예컨대 에탄올 및 메탄올이 포함되었다. 여과는 당업계에 잘 공지된 수단에 의해 수행된 것으로서 기재되었다.
본 발명에 따른 방법의 일 구현예에서는, US 제7,439,352호에 기재된 상기 언급된 구현예들 중 임의의 것에 따른 방법이 변형되는데, 예를 들어 도 1에 나타낸 바와 같은 연속된 증류 단계들에 의해, 조 탈수 생성물 혼합물의 잔존물을 추가로 정제하기 전에, 이온 화학종을 제거하기 위해 이온 교환 및 이온 배제 중 하나 또는 둘 모두를 포함하도록 변형된다.
이와 같은 변형된 방법(32)의 일 예가 도 2에 개략적으로 예시되어 있으며, 여기에는 본 발명의 조 이소소르비드 불순물 제거 시스템(34)이 제1 증류 장치(20)의 상류에 배치되어 있으며, 시스템(34) 앞에 있는 방법(32)의 기타 다른 요소들은 (동일한 도면부호의 사용에 의해 나타낸 바와 같이) 도 1에 관하여 앞서 기재된 바와 같다. 도 2에 도시되고 이후에 추가로 기재된 시스템(34)의 특정 구현예에서, 나노여과 또는 한외여과, 이온 배제, 이온 교환 및 탄소상(carbon bed) 또는 수지상(resin bed) 흡착이 조 탈수 생성물 혼합물(18)로부터 실질적으로 모든 이온 화학종을 제거하는 것뿐만 아니라, 특히 저장시에 최종 이소헥시드 생성물의 발색에 기여하는 기타 다른 화학종(또는 이와 같은 화학종의 전구체)을 제거하는 것과 조합하여 함께 수행된다. 이러한 다양한 이온 화학종 및 기타 다른 화학종에는, 앞서 언급된 바와 같이 그리고 도 3에 의해 제시된 바와 같이, 가용화된 유기 및 무기 염, 포름산 및 레불린산, 포르메이트 및 레불리네이트 에스테르뿐만 아니라 기타 다른 산 에스테르(예를 들어, 황산 촉매 탈수 단계로부터의 황산 에스테르, 인산 촉매 탈수로부터의 인산 에스테르 및 일반적으로 주어진 산소 산(oxygen acid) 촉매 탈수 단계로부터의 산 에스테르) 및 이들의 짝염기, 푸란성 화합물, 올리고머 및 중합체 물질 및 관련 분해 중간체 또는 전구체와 같은 물질이 포함될 수 있다.
정량적인 면에서, 바람직하게는 조 이소소르비드 불순물 제거 시스템(34) 후에 전체 중량 기준으로 조 탈수 생성물 혼합물 중에 총 이온 화학종이 1000 ppm 이하로 남아 있다. 더 바람직하게는, 100 ppm 이하로 남아 있으며, 가장 바람직하게는 50 ppm 이하로 남아 있다.
대안적으로, (도 3에 부분적으로 나타낸 바와 같이) 소르비톨의 탈수에서 만들어질 수 있는 탈수 및 분해 생성물의 수가 주어지는 경우, "실질적으로 모든" 색상-연관 불순물은 포름산이 100 ppm 이하로 남아 있을 때 분리된 것으로 여겨질 수 있지만, 더 바람직하게는 조 이소소르비드 불순물 제거 시스템(34) 후에 포름산이 10 ppm 이하로 남아 있으며, 훨씬 더 바람직하게는 1 ppm 이하로 남아 있다.
이제 도 2로 돌아가면, 여기서는 이온 배제 및 이온 교환 둘 모두가 사용되며, 이때 둘 중 하나는 다른 하나 전에 사용될 수 있으며, 이들은, 특히 비이온성 올리고머 및 중합체 불순물을 제거하기 위해, 선택적으로 그러나 바람직하게는 후속으로 탄소상 또는 수지상 흡착과 함께 사용된다. 도 2에 나타낸 바와 같이 선택적으로 그러나 또한 바람직하게는, 나노여과 또는 한외여과가 이온 배제 단계, 이온 교환 단계 또는 둘 모두의 상류에서 사용되는데, 이는 주로 수지가 특히, 예를 들어 도 3에 나타낸 제안된 반응 경로에 의해 조 탈수 생성물 혼합물(18) 내에 형성될 수 있는 바와 같은 더 높은 분자량의 올리고머 또는 중합체 화학종으로 부착오염(fouling)되는 것을 보호하기 위함이다.
용융된 소르비톨(12)을 황산을 사용하여 반응기(14) 내에서 탈수시켜 조 탈수 생성물 혼합물(18)을 생성한다. 혼합물(18)을 통상적으로 수산화나트륨과 같은 강염기로 중화시키고, 이어서 65% 용액이 될 때까지 희석수를 첨가한다. 이어서, 중화된 조 탈수 생성물 혼합물(18)을 조 이소소르비드 불순물 제거 시스템(34)에 공급한다.
도 2에 예시된 특정 조 이소소르비드 불순물 제거 시스템(34)은 본 발명자들의 실험에서 침전되어 나오고 후속의 이온 교환 및/또는 이온 배제 수지를 부착오염시키는 경향이 있는 (체류물(retentate)(38)에 의해 나타낸 바와 같은) 조 탈수 생성물 혼합물(18) 내의 적어도 그러한 더 높은 분자량의 올리고머 또는 중합체 불순물을 제거하기 위해 제1 나노여과 또는 한외여과 단계(36)를 포함한다. 하기의 본 발명자들의 실시예에서 사용되는 황산-촉매 조 이소소르비드 생성물 혼합물의 경우, 본 발명자들은 분자량 컷-오프가 약 1,000 내지 10,000인 막(membrane)이 만족스럽다는 것을 발견하였지만, 당업자는 상이한 방법에 의해 또는 상이한 조건 하에서 생성된 기타 다른 조 이소헥시드 생성물 혼합물의 경우, 기타 다른 나노여과막 또는 한외여과막이 최상일 수 있거나 또는 구현하는 것이 전혀 경제적으로 가치가 없을 수도 있음을 이해할 것이다. 본 발명자들이 본 발명자들의 특정 조건 하에서 시도하여 유용한 것으로 알아낸 막의 예에는 GE Power and Water GE-시리즈, 및 PW-시리즈 폴리에테르설폰 한외여과막, Sepro PES5, PES10 폴리에테르설폰, 및 PVDF4 폴리비닐리덴 플루오라이드 한외여과막이 포함된다.
후속의 이온 교환 및/또는 이온 배제 수지의 부착오염이 우려되는 경우, 나노여과막 또는 한외여과막의 사용에 대한 대안뿐만 아니라 기타 다른 조치도 고려될 수 있다. 본 발명자들의 목적을 위하여, 나노여과 또는 한외여과 단계(36)의 포함은 부착오염을 방지하는 데 효과적이었으며, 따라서 본 발명자들은 부착오염이 조 탈수 생성물 혼합물(18)의 냉각(이는 혼합물(18) 중에서의 더 높은 분자량 물질의 용해도를 감소시킴)과 적어도 부분적으로 관계가 있는지(이는 재킷부착, 단열, 스팀 트레이싱(steam tracing) 등에 의해 대처될 수 있었음) 또는 조 탈수 생성물 혼합물(18)의 pH와 적어도 부분적으로 관련되는지(이는 중화에 대한 더 치밀한 pH 제어에 의해 대처될 수 있었음)를 결정하는 것에 착수하지 않았다.
나노여과 또는 한외여과 단계(36) 후에, 적어도 하나의 강산 양이온 교환 수지를 사용하여 시뮬레이션된 이동상 크로마토그래피를 통해, 여과된 조 탈수 생성물 혼합물(18)로부터 이온 화학종(42)을 제거하기 위한 이온 배제 단계(40)를 이용한다. 바람직한 수지는 크로마토그래피 등급의 겔 유형 수지이되, 부피 중앙값 직경이 290 ? 내지 317 ?인 것으로, 여기서 입자 크기 범위의 80% 초과는 280 ? 내지 343 ?이고, 입자 크기 범위의 60% 초과는 294 ? 내지 392 ?이며, 이 수지는 12% 미만, 더 바람직하게는 8% 미만 그리고 이상적으로는 6% 미만의 가교결합 밀도를 특징으로 하고, 조 탈수 생성물 혼합물(18) 내에 존재하는 최고 농도 양이온에 상응하는 양이온 형태이다. 이온 배제 단계(40)는 배치식(batchwise), 반배치(semibatch) 또는 연속 방식으로 수행될 수 있으며, 고정상 배열 또는 연속 시뮬레이션된 이동상 시스템을 통해 수행될 수 있다.
특정 구현예(32)에서, 이온 배제 단계(40) 후에는 추가 이온 불순물(46)을 제거하기 위한 이온 교환 단계(44)가 행해지는데, 이는 바람직하게 수소 형태의 적어도 하나의 고도로 가교결합된 강산 양이온 교환 수지 및 수산화물 형태의 하나의 거대다공성의 고도로 가교결합된 강염기 음이온 교환 수지를 포함하는 고정상 배열의 사용을 통해 이루어진다. 이온 배제 단계(40)에 사용되는 물질과 마찬가지로, 특정 예가 이후에 기술되지만, 지정된 유형의 다양한 수지는 구매가능하고 당업자에게 공지되어 있으며, 조 탈수 생성물 혼합물(18)로부터 상기에 열거된 유형의 추가의 불순물을 제거하기 위해 이온 교환 단계(44)에서 적절한 수지를 효과적으로 선택 및 사용하는 것은 이와 같은 이온 교환 수지를 사용하는 당업자의 능력 범위 내에 충분히 있을 것이다.
이어서, 구현예(32)에서 탄소상 또는 수지상 흡착 단계(48)를 사용하여, 주로 남아 있을 수 있는 추가의 비이온성 올리고머 및 중합체 불순물 및/또는 색상체(color body)(50)를 제거한다. 바람직하게는, 하나 이상의 활성탄을 갖는 고정상 배열이 사용된다. 적합한 활성탄에는 토탄으로부터의 스팀 활성탄인 Norit®SA2, 석탄으로부터의 낮은 산 가용성 철 함량 과립 활성탄인 Calgon CPG®LF, 석탄계 과립 활성탄인 Calgon CAL®, 화학적으로 활성화된 우드계 분말형 활성탄인 Nuchar®SN, 고표면적 펠릿화 활성탄인 Norit®RO 0.8, 저밀도의 고표면적 과립 활성탄인 Nuchar® WV -B, 코코넛 껍질로부터의 활성탄인 Calgon PCB® 분말형의 재응집된 석탄계 활성탄인 Calgon BL® 고활성의 저회분의 저가용성 철 과립 활성탄인 Nuchar® RGC, 및 화학적으로 활성화된 우드계 분말형 활성탄인 Nuchar® SA-20이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 적합한 흡착성 수지에는 거대다공성 스티렌-디비닐벤젠 유형 수지, 예를 들어 Dowex Optipore L493 및 Dowex Optipore SD-2 수지가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
이어서, 조 이소소르비드 불순물 제거 시스템(34) 후의 조 탈수 생성물 혼합물(18)의 잔존물(52)을 여과하여(나타내지 않음), 잔존물(52) 내에 캐리 오버(carry over)될 수 있는 시스템(34)으로부터의 어떠한 수지(들) 및 탄소(들)도 제거한다. 이어서, 잔존물(52)을 추가로 가공하여 최종 이소소르비드 생성물(도 2에서의 28')을 궁극적으로 수득하며, 이는 조 탈수 생성물 혼합물(18)과 비교하여 원하는 이소소르비드 물질이 농축되어 있고, 추가 생성물을 만드는 데 사용되거나 또는 판매될 수 있다. 도 2에 개략적으로 나타낸 특정 예시적인 구현예에서는, 초기에 배수(dewatering) 단계에서, 여과된 잔존물(52)로부터 물을 제거하고(나타내지 않음), 잔존물(52)에서 경질 가스를 탈기한다(나타내지 않음). 이들 물질의 제조 및 정제에서의 열 이력(heat history)의 발달과 함께 이들 이소헥시드 생성물에서 더 용이하게 발색된다는 점에서, 바람직하게 배수 단계는 더 낮은 온도 및 더 높은 진공을 포함한다. 이후에, 이소소르비드의 농축은 통상적으로 공지된 순화 방법들에 의해, 예를 들어 제1 및 제2 증류 장치(각각 20, 26)에서의 연속 증류를 통해서 달성될 수 있으며, 이때 제1 및 제2 증류 장치(20, 26)는 바람직하게 원하는 이소소르비드 생성물(28')에 대한 추가의 열 이력을 최소화하기 위해 도 1에서와 같이 박막 증발 또는 와이프식 막 증발을 사용한다.
조 이소소르비드 생성물을 증류하기에 앞서 시스템(34)을 통한 불순물의 제거는, 시스템(34)이 사용되지 않고 불순물을 함유하는 조 이소소르비드 생성물이 증류되는 경우와 비교하여, 더 낮은 고유 색상 및 색상 안정성의 개선과 함께, (예를 들어 도 3에 의해 또는 달리 제시된 방식으로 형성된 다양한 분해 생성물에 대한 수율 손실의 방지를 통해) 유의하게 더 높은 수율을 제공한다는 것을 발견하였다. 불순물의 제거는 또한 추가의 수율-향상 순화(yield-enhancing refinement)를 가능하게 하는데, 이는 후속 증류 단계로부터의 이소소르비드 증류 저부물(도 2의 예시적인 구현예에서의 24', 30'을 조합하여 이소소르비드 증류 저부물 스트림 또는 집합물(aggregation)(54)을 제공함)이 이 방법의 앞쪽으로 재순환되어 비전환된 소르비톨 및 소르비탄 부분 탈수 생성물이 추가 이소소르비드를 만드는 데 사용될 수 있도록 한다는 점에서 그러하다. 이전에, 이소소르비드 증류 저부물은 이러한 방식으로 재순환될 수 없었는데, 그 이유는 시스템(34)에 의해 제거된 불순물이 반응기(14)에서 착수되는 탈수에 부정적인 영향을 주는 경향이 있었기 때문이다.
고려될 수 있는 대안적인 일 구현예에서, 약간의 소르비탄을 함유하는 이소소르비드 증류 저부물은, 소르비톨보다는 오히려 소르비탄의 탈수에 최적화된 조건 하에서, 별도로 탈수되고 재순환되지 않을 수 있다. 또 다른 대안적인 구현예에서, 이소소르비드 증류 저부물은 특정의 덜 까다로운 이소소르비드 생성물 최종 용도 및 응용에서 직접적으로 유용하도록 충분히 색상을 개선시킬 수 있다. 고려될 수 있는 또 다른 대안적인 구현예에서, 소르비탄 그 자체는 특정 응용에(예를 들어, 식품 제품에서) 유용한 생성물이며, 따라서 잔존물을 재순환하기 전에 이소소르비드 증류 저부물로부터 이러한 응용을 위해 소르비탄의 적어도 일부분이 제거될 수 있도록 한다.
또 다른 구현예에서, 조 탈수 생성물 혼합물로부터의 이온 화학종의 실질적인 분리는, 조 탈수 생성물 혼합물의 잔존물(도 2에서의 52)을 (증류, 크로마토그래피, 용매 재결정화, 용융 결정화, 그리고 용매 세척 및 여과 중 하나 이상을 통해) 이소헥시드-농축 생성물을 수득하기 위해 추가로 가공하기 전에, 하나 이상의 산화방지제 첨가제의 첨가와 조합될 수 있는데, 이는 동일 출원인인 본 발명자들에 의해 2012년 10월 31일에 출원된 "개선된 이소헥시드 생성물을 위한 첨가제(ADDITIVES FOR IMPROVED ISOHEXIDE PRODUCTS)"의 미국 특허 출원 일련 번호 제61/720,466호의 교시내용과 일치한다. 바람직한 산화방지제는 적어도 부분적으로 이소헥시드와 공증류되기에 충분한 휘발성을 갖고, 이소헥시드 중에 고도로 가용성이다.
이소소르비드를 색상-안정화하는 데 바람직한 산화방지제에는 디-tert-부틸-4-메톡시페놀(또는 DTMP, CAS 128-37-0), 부틸화 하이드록시아니솔(BHA, 2- 및 3-tert-부틸-4-하이드록시아니솔의 혼합물, CAS 25013-16-5), 2,6-디메톡시-4-메틸페놀(DMMP, CAS 6638-05-7) 및 2,6-디메톡시-4-메틸페놀(DMMP, CAS 91-10-1)이 포함된다. 이들 중, BHA 및 DMMP가 바람직하다.
이용되는 산화방지제(들)의 양은 잔존물의 10 ppm(part per million)(중량 기준)만큼이나 작은 값 이상의 범위일 수 있다. 다른 구현예에서, 산화방지제(들)의 양은 100 ppm(중량 기준) 이상일 수 있다. 또 다른 구현예에서, 산화방지제(들)의 양은 잔존물의 300 ppm(중량 기준) 이상일 수 있다. 일반적으로, 첨가되는 양은, 본 발명과 조합하여 또는 이후에 기재되는 촉매 수소화 절차와 함께 본 발명과 조합하여, 주어진 최종 용도 응용에 그리고 주어진 이소헥시드에 필요한 색상 및 색상 안정성에 있어서 개선을 제공하기에 꼭 맞게 충분할 것이다.
다른 구현예에서, 상기에 간략하게 언급된 바와 같이, 본 발명의 방법은 (본 명세서에 교시된 바와 같이 불순물을 제거한 후에 그러나 조 탈수 생성물 혼합물의 잔존물을 최종 이소헥시드 생성물을 수득하기 위해 추가로 가공하기 전에 첨가되는 하나 이상의 산화방지제 첨가제의 사용과 함께 또는 이의 사용 없이) 이소헥시드-농축 생성물을 수득하기 위해 추가로 가공하기 전에 및/또는 후에 수행되는 촉매 수소화 단계와 조합될 수 있는데, 이는 동일 출원인에 의해 2012년 10월 31일에 출원된 "개선된 색상 및/또는 색상 안정성을 위한 이소헥시드 생성물의 수소화(HYDROGENATION OF ISOHEXIDE PRODUCTS FOR IMPROVED COLOR AND/OR COLOR STABILITY)"의 미국 특허 출원 일련 번호 제61/720,457호에 더 상세히 추가로 기재된 바와 같다.
보다 상세하게는, 조 탈수 생성물 혼합물 및 본 발명의 방법이 적용된 조 탈수 생성물 혼합물의 잔존물이, 조 탈수 생성물 혼합물 또는 조 탈수 생성물 혼합물의 잔존물을 추가의 사용 또는 판매를 위한 최종 이소헥시드 생성물을 수득하기 위해 추가로 가공하기 전에, 적합한 촉매의 존재 하에서 수소화될 수 있다. 색상이 개선된 물질이 생성된다. 대안적으로(또는 심지어는 추가적으로), 추가 가공 후의 이소헥시드 생성물이 색상의 개선(감소)에 적합한 촉매의 존재 하에서 수소화될 수 있다. 불균일 촉매가 바람직하며, 본 발명에 따른 이온 화학종의 제거와 조합하여, 6.9 MPa, 게이지(1000 psig) 미만 그리고 바람직하게는 4.1 MPa, 게이지(600 psig) 이하의 수소 압력이 색상이 감소된 생성물을 제공하는 데 효과적일 수 있으며, 이는 상기 참조된 포함 출원에서 추가로 상술 및 입증된 바와 같다.
주어진 이소헥시드의 색상 요건은 물론 구매자별로 그리고 최종 용도별로 변동될 수 있다. 마찬가지로, 조 탈수 생성물 혼합물 그 자체의 조성 및 기타 다른 속성(예를 들어, pH)이 이와 같은 혼합물이 생성된 방법에 따라 변동될 수 있으며, 따라서 일부 경우에는 본 발명에 의해 또는 동일 출원인에 의한 포함 참고문헌 단독에 의해 제공되는 특정 해법을 적용하는 것으로 충분할 수 있는 한편, 다른 상황에서는 동일 출원인에 의한, 포함 참고문헌에 기재된 조치들 중 어느 하나 또는 둘 모두를 추가로 사용하는 것이 필요할 수 있다. 어떠한 경우에도, 당업자는 주어진 이소헥시드 생성물 및 최종 용도를 위한 색상에서의 필요한 감소 및/또는 색상 안정성의 개선을 달성하는 데 필요한 기술 또는 기술들의 조합을 충분히 결정할 수 있을 것으로 여겨진다.
특정 색상 요건은 방금 언급된 바와 같이 변동될 수 있지만, 일반적으로는, 적어도 부분적으로 본 발명에 의해 만들어진 최종 100% 용융 이소헥시드 생성물은 ASTM D1209에 따라 결정했을 때 100 이하, 바람직하게는 20 이하, 더 바람직하게는 15 이하, 그리고 특히 10 이하의 APHA 색상을 나타낼 것으로 예측된다. 통상의 85% 용액 생성물 형태에서, 최종 이소헥시드 생성물은 바람직하게는 100 이하, 바람직하게는 20 이하, 더 바람직하게는15 이하, 그리고 특히 10 이하의 APHA 색상을 나타낼 것이다. 바람직하게, 이들 조성물의 색상 안정성은, 산화방지제 첨가제에 관한 포함 출원의 실시예의 방식으로 4주 동안의 85℃에서의 가속 에이징 후에, 100% 용융 생성물의 APHA 색상이 여전히 200 미만이 될 것이다. 이에 상응하여, 85% 용액 생성물의 경우, 바람직하게 APHA 색상은 여전히 250 미만일 것이다. 100% 용융 생성물 및 85% 용액 생성물 각각에 대해 적어도 200 APHA 및 250 APHA 색상 기준을 만족하는 조성물이, 본 명세서에서 사용될 때의 용어인 "색상 안정성"으로 여겨질 것이다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 추가로 예시된다:
실시예 1
본 명세서에 기재된 바와 같이 처리될 필요가 있는 조 이소소르비드 생성물을 생성하기 위해, 일 예에서 과립 결정성 소르비톨(3660.0 g, 20.091 mol)을 칭량하여 5 리터 3 구 둥근바닥 플라스크 내에 넣었다. 열전대, 기계적 교반기 및 응축기가 구비된 플라스크를 소르비톨이 용융될 때까지 온도 제어식 가열 맨틀을 사용하여 140℃의 내부 온도까지 가열하였다. 드라이 아이스 이소프로판올 배쓰 내에서 1 리터 수용기를 통해 10 Torr 미만까지 진공을 인가하였다. 유리 시린지를 사용하여 고무 격막을 통해 진한 황산(20.3 g, 0.202 mol)을 첨가하였다. 100분 동안 139.2℃에서 진공(8.9 Torr) 하에서 기계적으로 교반하면서 반응을 진행시켰다. 열을 낮추고 온도를 90.3℃까지 감소시켰다. 이어서, 물 중 50% 용액으로서의 수산화나트륨(32.07 g, 0.401 mol)을 시린지를 사용하여 격막을 통해 첨가하고, 적어도 15 분 동안 교반되게 하였다. 진공을 해제시키고, GC/FID에 의한 분석을 위하여 샘플을 취하였다. 생성된 조 반응 혼합물의 분석은 소르비톨의 전환율 99.93%, 이소소르비드에 대한 선택성 70.75 몰% 및 소르비톨에 대한 이소소르비드의 중량 수율 56.72%를 나타내었다. 이어서, 반응 혼합물을 1.5 리터의 탈이온수로 희석시키고, 부흐너(Buchner) 깔때기를 사용하여 0.2 ? 필터를 통해 여과하였다.
2 개의 추가 배치(batch)로 실질적으로 동일한 방식으로 추가의 이소소르비드를 제조하여, 하기의 실시예에서 상세히 기술된 이온 배제, 이온 교환 및 증류 연구를 위한 복합된 물질(composited material)을 제공하였다. 3 개의 배치 제조물에 대한 세부 사항이 하기와 같이 표 1에 확인되어 있다:
반응 시간(분) 반응 온도(평균) 반응 진공(평균) NaOH가 첨가된 온도(℃) 산
(중량%)		 NaOH/
H2SO4(몰)		 반응수
/소르비톨(몰/몰)		 스케일(g) 전환율 이소소르비드 수율
(중량%)
87 139 8.4 86.7 0.53 2.02 2.81 2000 99.9 49.8
90 128 6.8 91.1 0.55 2.01 2.15 3600 99.4 56.6
100 146 8.9 90.3 0.55 1.99 2.09 3600 99.9 56.7
실시예 2
고정상 이온 교환 크로마토그래피를 사용하는 비이온성 성분으로부터 이온성 성분의 분리:
탈이온수의 슬러리 상태로, 양성자 형태의 강산성인 양이온 교환 수지(DOWEX™ 88, 설포네이트 작용화된 거대다공성 스티렌 디비닐벤젠 강산 양이온 교환 수지, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 Dow Chemical Company사)를 #25 Ace 유리 재킷형 크로마토그래피 컬럼(25 mm ID x 600 mm L)에 300 cc 표시부까지 첨가하였다. 탈이온수의 제2 슬러리 상태로, 수산화물 형태의 강염기성인 음이온 교환 수지(AMBERLITE™ FPA91 CI 식품 등급, 거대망상(macroreticular) 강염기 음이온 교환 수지, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 Dow Chemical Company사)를 #25 Ace 유리 재킷형 크로마토그래피 컬럼(25 mm ID x 600 mm L)에 300 cc 표시부까지 첨가하였다. 탈이온수의 제3 슬러리 상태로, 활성탄을 #25 Ace 유리 재킷형 크로마토그래피 컬럼(25 mm ID x 600 mm L)에 300 cc 표시부까지 첨가하였다. 이들 컬럼을 Teflon 어댑터로 캡핑하고, 1/8" Teflon 관 및 Swagelok 접속부품을 사용하여 1) 양이온, 2) 음이온 및 3) 탄소를 직렬로 연결하였다.
탈이온수 중에 희석된, 대략 31 중량%의 이소소르비드, 44 중량%의 소르비탄, 1.7 중량%의 황산나트륨의 조성을 갖는 중화된 이소소르비드 조 반응 혼합물을, 실온에서 20 mL/분의 유량으로 연동 펌프를 사용하여 컬럼들을 통해 펌핑하였다. 이들 컬럼으로부터의 유출물을 회전 증발기를 사용하여 배수하였다. ICP에 의한 분석에 의해, 6.2 ppm의 잔류 나트륨 및 2.4 ppm의 잔류 황(LOD: 0.1 ppm)이 측정되었다. 배수된 이온 교환된 조 물질의 HPLC/UV 분석은 검출 불가능한 카르복시산을 나타내었다. 최종 생성물은 암갈색 출발 물질로부터 매우 밝은 황색의 최종 물질로의 유의한 색상 감소를 정성적으로 나타내었다.
실시예 3
시뮬레이션된 이동상 이온 배제 크로마토그래피를 사용하는 비이온성 성분으로부터 이온성 성분의 분리:
미국 펜실베이니아주 피츠버그 소재의 Calgon Carbon Corp.사로부터의 시뮬레이션된 이동상 크로마토그래피 시스템(SMB)에서, PLC 제어된 캐러셀(carousel) 상에 장착된 12 개의 #11 Ace 유리 크로마토그래피 컬럼(11 mm ID x 450 mm L)에 나트륨 형태의 강산 양이온 교환 수지(DOWEX™ MONOSPHERE™ 99/310, 설포네이트 작용화된, 스티렌 디비닐벤젠 강산 양이온 교환 수지)를 슬러리-패킹(slurry-packing)하였다. 이들 컬럼을 Teflon 접속부품으로 캡핑하고, 1/16" Teflon 관을 사용하여 4 개의 구역 내로 배관하였다. 4 개의 Eldex 용적식(positive displacement) 펌프를 사용하여 이 시스템을 통해 액체를 분배시켰다.
중화되고, 탈이온수로 희석되고, 0.2 ? 필터를 통해 여과된 이소소르비드 조 반응 혼합물은 GC/FID 및 Karl Fischer에 의해 46.025 중량%의 이소소르비드, 7.352 중량%의 소르비탄, 및 34.940 중량%의 물을 갖는 것으로 분석되었다. 공급 용액에 대한 IC 및 ICP에 의한 분석은 1541 ppm의 포르메이트, 697 ppm의 설페이트 및 1929 ppm의 나트륨을 나타내었다.
이소소르비드 용액을 1.5 mL/분의 유량으로 구역 3 내의 컬럼 6 내로 공급하였다. 탈이온수를 용리액으로서 사용하고, 3.08 mL/분의 유량으로 구역 1 내의 컬럼 1 내로 공급하였다. 추출물은 34.81 중량%의 이소소르비드, 4.513 중량%의 소르비탄, 179 ppm의 포르메이트, 122 ppm의 설페이트, 217 ppm의 나트륨 및 54.67 중량%의 물로 구성되었다. 4.51 mL/분의 유량으로 구역 1 내의 컬럼 2로부터 물을 취하고, 농축물로서 1.73 mL/분의 유량으로 구역 2 내의 컬럼 3 내로 반환하였으며, 그 결과 순(net) 생성물 유량은 2.78 mL/분이 되었다. 1.748 중량%의 이소소르비드, 1.659 중량%의 소르비탄, 1152 ppm의 포르메이트, 480 ppm의 설페이트, 1812 ppm의 나트륨 및 86.45 중량%의 물로 구성된 추잔액(raffinate)을 3.23 mL/분의 유량으로 구역 3 내의 컬럼 10으로부터 제거하고, 1.43 mL/분의 유량으로 구역 4 내의 컬럼 11 내로 반환하였으며, 그 결과 순 추잔액 유량은 1.8 mL/분이 되었다.
SMB 컬럼 캐러셀의 향류 회전이 10.75 분 간격으로 단계적으로 일어났다. 전체 시스템은 15.6 시간 실험의 과정 동안 7.3 배를 회전하였다. 추출물 스트림 및 추잔액 스트림으로부터 취해진 샘플들의 GC/FID 분석에 기초하여, 이러한 분리로부터의 이소소르비드의 수율은 96.9 중량%였으며, 이때 추잔액 내로의 소르비탄의 손실로 인해 86%로부터 88%까지의 정규화된 순도 증가가 있었다. 포르메이트, 설페이트 및 나트륨의 총 이온 배제는 각각 80.6 중량%, 71.7 중량% 및 84.4 중량%였다. 놀랍게도, 공급물로부터의 색상체의 대부분이 추잔액 중에 용리되었으며, 그 결과 암흑색의 불투명한 공급물로부터 담황색의 완전히 투명한 추출물로, 이소소르비드 용액의 색상이 유의하게 개선된 것으로 관찰되었다.
실시예 4
조합된 시뮬레이션된 이동상 이온 배제 및 이온 교환 크로마토그래피를 사용하는 비이온성 성분으로부터 이온성 성분의 분리:
실질적으로 실시예 3에 기재된 바와 같이 수행된 일련의 시뮬레이션된 이동상 이온 배제 실시로부터의 추출물을 조합하여, 29.45 중량%의 이소소르비드, 3.31 중량%의 소르비탄, 133 ppm의 포르메이트, 270 ppm의 설페이트, 193 ppm의 나트륨, 및 67.14 중량%의 물의 조성을 갖는 물 중 담황색 이소소르비드 용액 약 5 갤런을 수득하였다. 양성자 형태의 설포네이트 작용화된 거대다공성 스티렌 디비닐벤젠 강산 양이온 교환 수지인 DOWEX™ 88을 탈이온수로 슬러리화하고, 5 리터 고정상 이온 교환 컬럼에 4 리터 표시부까지 첨가하였다. 수산화물 형태의 강염기 음이온 교환 수지인 DOWEX™ 22를 탈이온수로 슬러리화하고, 5 리터 고정상 이온 교환 컬럼에 4 리터 표시부까지 첨가하였다. 이온-배제된 이소소르비드 용액을 대략 40 mL/분의 유량으로 연동 펌프를 사용하여 직렬 상태의 고정상 양이온 및 음이온 교환 컬럼을 통해 펌핑하였다. 이들 컬럼으로부터의 유출물을 수집하였으며, 회전 증발기를 사용하여 배수하고, 분석하였다. 조합된 이온-배제되고 이온-교환된 이소소르비드 혼합물의 조성은 72.20 중량%의 이소소르비드, 8.12 중량%의 소르비탄, 0.8 ppm의 포르메이트, 검출 불가능한 ppm의 설페이트, 38 ppm의 나트륨, 5.63 중량%의 물이었다.
실시예 5
산화방지제 첨가와 함께 행해지는, 박막 증발기(TFE)에 의한 이온 배제되고 이온 교환된 조 이소소르비드 반응 혼합물의 증류
실시예 4로부터의 이온-배제되고 이온-교환되며 회전 증발된 이소소르비드 용액 대략 3078.86 g을 열전대, 자기 교반 막대 및 응축기가 구비된 5 리터 3 구 둥근바닥 플라스크에 첨가하였다. 이 용액을 온도 제어식 가열 맨틀을 사용하여 110℃까지 가열하고, 응축기를 통해 5 Torr까지 진공을 인가하였다. 잔류하는 5.63 중량%의 물을 용액으로부터 증발시키고, 진공을 해제하였다. 2,6-디-tert-부틸-4-메톡시페놀(1.9415 g, Sigma Aldrich사, 97%)을 질소 하에서 고온 상태의 교반 중인 이소소르비드 용액에 첨가하고 용해되게 하였다. 반응 혼합물을 실온까지 냉각시키고, 병에 넣었으며, 증류를 위하여 미국 위스콘신주 소크빌 소재의 Pope Scientific, Inc.사로 수송하였다.
이온-배제되고 이온-교환되며 산화방지제-처리된 조 이소소르비드 반응 혼합물을 초기에 외부 응축기가 구성된 탈기기(degasser)로 통과시켜, 박막 증발기 상에서의 증류 전에 잔류하는 물, 저비점 화합물, 및 용해된 가스를 제거하였다. 탈기를 위한 온도를 120℃로 유지하였고, 응축기 온도를 35℃로 유지하였으며, 진공을 15 mmHg로 설정하였다. 이소소르비드를 1021 g/hr로 공급하여, 그 결과 1.5 g의 증류물을 생성하였으며, 1105.0 g의 잔류물을 수집하였다.
이어서, 83.81 중량%의 이소소르비드, 0.19 중량%의 이소만니드, 0.07 중량%의 이소이디드, 12.22 중량%의 소르비탄, 및 600 ppm의 DTMP의 조성을 갖는 탈기된 이소소르비드 잔류물을 711 g/hr의 유량으로 내부 응축기가 구성된 2" 박막 증발기(TFE) 내로 공급하였다. 주요 TFE 하우징의 스킨 온도는 170℃로 유지하였다. 진공은 대략 1.2 mmHg로 유지하였다. 내부 응축기는 75℃로 유지하였다. TFE로부터의 증류물(135 g) 및 잔류물(31.0 g)을 수집하고 GC/FID 및 LC/UV/RID에 의해 분석하였다. 이소소르비드 증류물의 조성은 99.53 중량%의 이소소르비드, 0.17 중량%의 이소만니드, 0.08 중량%의 이소이디드, 0.20 중량%의 소르비탄, 및 197 ppm의 DTMP였다. 원액(neat) 이소소르비드 증류물 색상은 APHA 색상 스케일 상에서 6인 것으로 측정되었다. 이소소르비드 잔류물의 조성은 13.09 중량%의 이소소르비드, 0.00 중량%의 이소만니드, 0.10 중량%의 이소이디드, 및 64.51 중량%의 소르비탄이었다. 증류물 및 잔류물 샘플의 분석에 기초한 증류의 질량 수율은 97.1%였다.
상기 기재된 것과 동일한 이소소르비드 탈기된 공급물의 일련의 추가의 2 TFE 증류를 완료하였으며, 여기서 모든 조건은 거의 일정하게 유지하였고 증발기 온도는 증분적으로 증가시켰다. 증류 실험의 결과는 표 3에서 알 수 있다. 증류 전에, 이온 함량이 검출 불가능하거나 거의 검출 불가능한 수준으로 감소된 반응 혼합물로부터의 TFE 증류물의 수율은 유의하게 더 높았으며, 색상은 이온 화학종이 먼저 제거되지 않은 이전 값(historical value)보다 유의하게 더 낮았다.
Figure pct00001
실시예 6
어떠한 염도 함유하지 않는 박막 증발기(TFE) 저부물의 재순환을 행하면서 TFE에 의한 이온 교환된 이소소르비드 조 반응 혼합물의 증류
중화되고, 희석되며, 여과되고, 일련의 고정상 이온 교환 수지에 의해 처리되어 이온 화합물을 검출 불가능한 수준으로 제거한 조 이소소르비드 생성물 혼합물을 이어서 회전 증발기를 사용하여 배수하였다. 이어서, 대략 31.9 중량%의 이소소르비드 및 51.9 중량%의 소르비탄을 함유하는 배수된 공급물을 내부 응축기를 갖는 2" POPE 박막 증발기(TFE)를 사용하여 증류하였다. 니들 밸브가 구비된 압력 균등화된 유리 첨가 깔때기를 사용하여 공급물을 대략 0.61 g/분으로 적가하였다. 히트 테이프 및 단열재를 사용하여 공급물을 대략 70℃로 유지하였다. 주요 TFE 하우징의 스킨 온도는 160℃로 유지하였다. 드라이 아이스 및 이소프로판올로 충전된 외부 콜드 트랩을 통해 적용된 진공 제어기를 사용하여 진공을 대략 4.5 Torr로 유지하여 휘발물(예를 들어, 잔류수)을 수집하였다. 프로필렌 글리콜/물로 충전된 재순환 배쓰를 사용하여 내부 응축기를 82℃로 유지하였다. 504 RPM으로 회전하는 스프링-로딩된 Teflon 블레이드는 내부 벽 상에 박막을 생성하였다.
TFE로부터의 증류물(40.9 g) 및 잔류물(84.76 g)을 수집하였으며, GC/FID에 의해 각각 89.4 중량% 및 0.88 중량%의 이소소르비드가 존재하는 것으로 분석되었으며, 이는 이 증류에 대한 이소소르비드의 질량 수율이 98.0 중량%인 것에 해당되었다.
증류 저부물(84.76 g)을 수집하였으며, GC/FID를 사용하여 81.1 중량%의 소르비탄 및 0.18 중량%의 소르비톨이 존재하는 것으로 분석되었다. 1,4-소르비탄이 농축된 증류 저부물의 유분(fraction)(22.9 g)을 고무 격막, 단경로 응축기 및 자기 교반기가 구비된 2 구 100 mL 둥근바닥 플라스크 내에서 과립 결정성 소르비톨(20.0 g, 0.110 mol)과 배합하였다. 이 혼합물을 균일해질 때까지 진공 하에서 교반 및 가열하고, 이어서 대략 180 분의 기간에 걸쳐 140℃ 및 1 Torr 에서 진한 황산(0.223 g, 0.002 mol)으로 탈수하였다. 결과는, 소르비톨의 전환율이 99.9%이고, 1,4-소르비탄의 전환율이 89.3%이며, 이소소르비드에 대한 선택성이 75.1 몰%이었다. 이전에는, 새로운 이소소르비드 반응 내로 재순환된 이온 화학종을 함유하는 조 반응 공급물로부터의 증류물 저부물은 총 전환율을 50% 초과로 달성하는 데 실패했다.

Claims (19)

  1. 산 촉매의 존재 하에서 하나 이상의 헥시톨을 탈수시켜 조 탈수 생성물 혼합물(crude dehydration product mixture)을 형성하는 단계;
    조 탈수 생성물 혼합물로부터 이온 화학종을 크로마토그래피로 실질적으로 분리하는 단계; 이어서
    잔존물(remainder)이 추가의 가공을 거치게 하여, 잔존물과 비교하여 하나 이상의 이소헥시드가 농축된 생성물을 수득하는 단계;
    를 포함하는, 하나 이상의 이소헥시드의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 하나 이상의 비전환된 헥시톨, 하나 이상의 헥시톨로부터의 하나 이상의 1수화된(monodehydrated) 물질 또는 비전환된 물질 및 1수화된 물질 둘 모두를 함유하는, 탈수 단계, 크로마토그래피 분리 단계 및 추가의 가공 단계 후의 잔류물(residual)이 탈수 단계로 재순환되는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 추가의 가공 전에 잔존물에 적어도 하나의 산화방지제를 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 조 탈수 생성물 혼합물의 잔존물 및 하나 이상의 이소헥시드가 농축된 생성물 중 하나 또는 둘 모두를 촉매의 존재 하에서 수소의 공급원에 의해 수소화하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 이온 화학종은 탈수 생성물 혼합물 내의 이온 화학종 중에서 최고 농도 양이온에 상응하는 양이온 형태의 적어도 하나의 강산 양이온 교환 수지를 이용하여 이온 배제 크로마토그래피에 의해 적어도 부분적으로 분리되는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 이온 화학종은 적어도 하나의 고도로 가교결합된 강산 양이온 교환 수지와 적어도 하나의 고도로 가교결합된 강염기 음이온 교환 수지의 조합을 이용하여 이온 교환 크로마토그래피에 의해 적어도 부분적으로 분리되는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 잔존물을 적어도 하나의 흡착제와 접촉시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 흡착제에는 활성탄 흡착제가 포함되는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 조 탈수 생성물 혼합물은 크로마토그래피에 의해 가공되기 전에 적어도 하나의 나노여과막 또는 한외여과막으로 통과되는 방법.
  10. ASTM D1209에 따른 APHA 색상이 100 이하인 100% 용융 이소헥시드-농축 생성물(100% molten isohexide-enriched product).
  11. 제10항에 있어서, APHA 색상이 20 이하인 이소헥시드-농축 생성물.
  12. 제11항에 있어서, APHA 색상이 15 이하인 이소헥시드-농축 생성물.
  13. 제12항에 있어서, APHA 색상이 10 이하인 이소헥시드-농축 생성물.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 4 주 동안 85℃에서의 가속 에이징(accelerated aging) 후에 ASTM D1209에 따라 200 이하의 APHA 색상을 나타내는 생성물.
  15. ASTM D1209에 따른 APHA 색상이 100 이하인 85% 용액 이소헥시드-농축 생성물.
  16. 제15항에 있어서, APHA 색상이 20 이하인 85% 용액 이소헥시드-농축 생성물.
  17. 제16항에 있어서, APHA 색상이 15 이하인 85% 용액 이소헥시드-농축 생성물.
  18. 제17항에 있어서, APHA 색상이 10 이하인 85% 용액 이소헥시드-농축 생성물.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 4 주 동안 85℃에서의 가속 에이징 후에 ASTM D1209에 따라 250 이하의 APHA 색상을 나타내는 85% 용액 생성물.
KR1020157013911A 2012-10-31 2013-10-04 당 알코올의 내부 탈수 생성물의 개선된 제조 방법 KR101905253B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261720453P 2012-10-31 2012-10-31
US61/720,453 2012-10-31
PCT/US2013/063356 WO2014070371A1 (en) 2012-10-31 2013-10-04 Improved method of making internal dehydration products of sugar alcohols

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150079842A true KR20150079842A (ko) 2015-07-08
KR101905253B1 KR101905253B1 (ko) 2018-10-05

Family

ID=50627928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157013911A KR101905253B1 (ko) 2012-10-31 2013-10-04 당 알코올의 내부 탈수 생성물의 개선된 제조 방법

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9315515B2 (ko)
EP (1) EP2914601B1 (ko)
JP (1) JP6483615B2 (ko)
KR (1) KR101905253B1 (ko)
CN (1) CN104822684B (ko)
AU (1) AU2013338445B2 (ko)
CA (1) CA2889661C (ko)
MX (1) MX356806B (ko)
WO (1) WO2014070371A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180127342A (ko) * 2016-03-16 2018-11-28 로께뜨프레르 박막 증발기 상에서의 증류 단계에 의해 디안하이드로헥시톨을 생산하기 위한 방법

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9266900B2 (en) * 2012-10-31 2016-02-23 Archer Daniels Midland Company Additives for improved isohexide products
FR3021329B1 (fr) * 2014-05-26 2020-05-29 Roquette Freres Substrat methanogene pour la fabrication de biogaz.
EP3262050B1 (en) * 2015-02-24 2022-12-21 Archer Daniels Midland Company Isoidide manufacture and purification
ES2548483B2 (es) * 2015-07-20 2016-04-13 Universidad De Málaga Deshidratación de sorbitol a isosorbida en ausencia de disolvente mediante catálisis heterogénea usando resinas sulfónicas como catalizadores
WO2017189477A1 (en) * 2016-04-26 2017-11-02 Archer Daniels Midland Company Process for producing isohexides
CN106279197B (zh) * 2016-08-04 2018-06-15 山东福田药业有限公司 异山梨醇反应溶液的纯化及结晶工艺
CN106632371A (zh) * 2016-08-26 2017-05-10 山东绿健生物技术有限公司 一种利用山梨醇脱水液生产高纯度异山梨醇溶液的方法
CN108117560B (zh) * 2016-11-30 2020-06-26 山东福田药业有限公司 一种异山梨醇制备方法
JP7238879B2 (ja) * 2018-02-16 2023-03-14 日本ゼオン株式会社 ディップ成形体の製造方法
SE1850872A1 (en) * 2018-07-10 2020-01-11 Stora Enso Oyj Method for manufacturing anhydrosugars and anhydrosugar alcohols

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB613444A (en) 1946-01-17 1948-11-29 John George Mackay Bremner Improvements in and relating to the production of heterocyclic compounds
DE3111092A1 (de) 1981-03-20 1982-09-30 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur herstellung von 1.4-3.6-dianhydro-hexitolen
DE3230349A1 (de) 1982-08-14 1984-02-16 Maizena Gmbh, 2000 Hamburg Verfahren zur gewinnung reiner kristalliner anhydropentite, mono- und/oder dianhydrohexite
FR2642073B1 (fr) 1989-01-26 1991-05-03 Inst Francais Du Petrole Procede de production d'anhydrosorbitols et d'anhydromannitols a partir de sorbitol et de mannitol
DE19749202C1 (de) 1997-11-07 1999-05-27 Degussa Verfahren zur Herstellung von fünf- oder sechsgliedrigen cyclischen Ethern und Anhydrohexitgemische
DE19841032A1 (de) 1998-09-09 2000-03-16 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Verfahren zur Herstellung von Anhydrozuckeralkoholen
JP2004501117A (ja) * 2000-05-26 2004-01-15 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー ガスパージ支援によるアンヒドロ糖アルコールの製造方法
KR100772255B1 (ko) * 2000-06-09 2007-11-01 로께뜨프레르 수소화 당의 내부 탈수물을 1종 이상 함유하는 조성물의정제 방법
FR2810040B1 (fr) * 2000-06-09 2004-04-09 Roquette Freres Procede de purification d'une composition contenant au moins un produit de deshydratation interne d'un sucre hydrogene
US7439352B2 (en) 2000-11-01 2008-10-21 Archer-Daniels-Midland Company Process for the production of anhydrosugar alcohols
US6849748B2 (en) 2000-11-01 2005-02-01 Archer-Daniels-Midland Company Process for the production of anhydrosugar alcohols
AU2002235166A1 (en) * 2000-11-06 2002-05-27 E.I. Du Pont De Nemours And Company Chromatographic processes for recovery of isosorbide
FR2832407B1 (fr) * 2001-11-20 2005-07-01 Roquette Freres Procede de preparation d'une composition contenant au moins un produit de deshydratation interne d'un sucre hydrogene
US20060173154A1 (en) 2004-09-14 2006-08-03 Charbonneau Larry F Process for making low color poly(ethylene-co-isosorbide) terephthalate polymer
US7649099B2 (en) * 2006-01-26 2010-01-19 Battelle Memorial Institute Method of forming a dianhydrosugar alcohol
CN105418624A (zh) 2006-03-09 2016-03-23 阿彻-丹尼尔斯-米德兰公司 脱水糖醇的生产方法
US9115146B2 (en) * 2012-10-31 2015-08-25 Archer Daniels Midland Company Process for producing isohexides
US9266900B2 (en) * 2012-10-31 2016-02-23 Archer Daniels Midland Company Additives for improved isohexide products

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180127342A (ko) * 2016-03-16 2018-11-28 로께뜨프레르 박막 증발기 상에서의 증류 단계에 의해 디안하이드로헥시톨을 생산하기 위한 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014070371A1 (en) 2014-05-08
EP2914601A1 (en) 2015-09-09
US9315515B2 (en) 2016-04-19
CN104822684A (zh) 2015-08-05
MX356806B (es) 2018-06-12
JP6483615B2 (ja) 2019-03-13
EP2914601A4 (en) 2016-03-23
JP2016502513A (ja) 2016-01-28
KR101905253B1 (ko) 2018-10-05
AU2013338445A1 (en) 2015-05-14
CA2889661A1 (en) 2014-05-08
US20150307510A1 (en) 2015-10-29
AU2013338445B2 (en) 2017-07-27
MX2015005408A (es) 2016-01-22
CA2889661C (en) 2019-07-02
EP2914601B1 (en) 2018-07-04
CN104822684B (zh) 2017-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101905253B1 (ko) 당 알코올의 내부 탈수 생성물의 개선된 제조 방법
US9145423B1 (en) Process for producing isohexides
KR101914333B1 (ko) 색상의 개선을 위한 이소헥시드 생성물의 수소화
WO2015112389A1 (en) Process for producing isohexides
KR101571511B1 (ko) 결정화 공정 폐기물의 정제물을 사용하여 수율을 항상시킨 고순도 무수당 알코올의 제조방법
KR102065863B1 (ko) 이소이다이드의 제조 방법
US10100376B2 (en) Isoidide manufacture and purification
CA2889655C (en) Isohexide product including one or more additives having improved color stability
EP3262199B1 (en) Isoidide manufacture and purification

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right