KR20190062702A - 이온 교환수지를 이용한 락타이드로부터 아크릴산의 제조방법 - Google Patents

이온 교환수지를 이용한 락타이드로부터 아크릴산의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강산성 양이온 교환수지를 이용한 바이오매스(biomass)로부터 유래한 락타이드(lactide)의 탈수 반응으로 아크릴산을 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 강산성 양이온 교환수지를 이용하여 고흡습제 원료인 아크릴산을 환경친화적으로 고수율 및 고선택도로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

Description

이온 교환수지를 이용한 락타이드로부터 아크릴산의 제조방법 {PREPARATION METHOD OF ACRYLIC ACID FROM LACTIDE BY USING ION EXCHANGE RESIN}
본 발명은 이온 교환수지를 이용한 락타이드(lactide)로부터 아크릴산의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 강산성 양이온 교환수지를 이용하여 바이오매스(biomass)로부터 유래한 락타이드를 탈수 반응시켜 고흡습제 원료인 아크릴산을 환경친화적으로 고수율 및 고선택도로 제조하는 방법에 관한 것이다.
아크릴산은 아크릴산 에스테르 단량체의 합성원료로 이용되고, 아크릴레이트 수지는 그 용도가 매우 다양하다. 이러한 아크릴레이트는 주로 안료 및 도료 분산제, 수처리 분야의 스케일 억제제 및 분말세제의 제올라이트 코빌더(co-builder) 등에 이용되고 있으며, 투명성, UV 안정성, 신율, 내용제성 및 내수성 등 우수한 특성을 가지고 있다. 특히 낮은 유리전이온도를 갖는 아크릴산 에스테르는 도료, 섬유, 접착제, 코팅제, 잉크 등 다양한 용도의 폴리머에 사용되고 있다.
아크릴산은 현재 공업적으로는 석유화학 중간체인 프로필렌의 2단계 산화반응으로 합성되고 있는데, 각 단계별 반응조건이 고온/고압이며, 헤테로폴리산(heteropoly acid) 촉매의 사용에 따른 촉매 비활성화 문제로 인해 취급이 용이하지 않다.
아크릴산 합성과 관련하여, 미국 특허 제9,290,430호(SGA POLYMERS LLC)는 락타이드와 아세트산 용매로부터 아세트산니켈과 질산니켈을 촉매로 사용하여 아크릴산 중간체인 아세톡시 다이머를 합성하는 방법을 개시하고 있는데, 이 방법의 경우 상용화 공정 시 촉매의 분말 타입에 따라 촉매 성형이 추가적으로 필요하며, 촉매 비활성화 시 재충진이 쉽지 않다는 단점이 있다. WO 2013/155297(THE PROCTER & GAMBLE COMPANY)은 락트산의 탈수반응으로 아크릴산을 합성하는데 있어서, 금속이 함유된 인산염 혼합물을 촉매로 사용하여 기상반응을 수행하는 것을 특징으로 하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 염 촉매의 경우 촉매 비활성화 시 재생이 쉽지 않아 비경제적이며, 중화단계가 필요하기 때문에 관련 처리 비용 및 환경문제가 발생되는 문제점이 있다. 또한, 문헌(Vidhya C. Ghantani, et al., "Catalytic dehydration of lactic acid to acrylic acid using calcium hydroxyapatite catalysts," Green Chem., 2013, 15, 1211-1217)은 Ca/P 고체 촉매를 이용한 락트산의 탈수반응으로 아크릴산을 합성하는 것을 개시하고 있는데, 이 방법은 실험실 규모로 연구되었고, 반응 온도가 375℃로 높고, 부반응물이 3종 이상 생성되기 때문에 상용화 공정 시에 분리 및 회수설비 공정이 필요하여 현실적 적용이 어렵다는 단점이 있다. 또한, 문헌(Rolf Beerthuis, et al., "Catalytic acetoxylation of lactic acid to 2-acetoxypropionic acid, en route to acrylic acid," RSC Adv., 2015, 5, 4103)은 고체 산을 이용한 락트산의 아세톡시화 반응으로 2-아세톡시프로피온산(2-acetoxypropionic acid, 2-APA)을 제조한 후, 열분해시켜 아크릴산을 합성하는 방법을 개시하고 있다. 이 방법은 아세트산과 촉매를 재활용할 수 있다는 장점은 있으나, 중간체인 2-APA 수율이 50% 미만으로 낮다는 문제점이 있다. 추가로, 문헌(Terrade FG, et al., "Catalytic Cracking of Lactide and Poly(Lactic Acid) to Acrylic Acid at Low Temperatures," ChemSusChem 2017 May 9; 10(9): 1904-1908)은 액체 산과 Br계 이온성 액체를 촉매로 이용하여 락타이드로부터 아크릴산을 제조하는 방법에 대한 것으로, 촉매 재사용이 쉽지 않다는 점과 4개 이상의 부반응물이 생성되기 때문에 현실적으로 적용하기 어렵다는 단점이 있다.
이에 본 발명자들은 아크릴산 합성과 관련하여 분리된 촉매를 재사용할 수 있는 후보군을 연구하여 왔으며, 그 결과 촉매로서 이온 교환수지를 사용하는 경우 락타이드로부터 아크릴산을 고수율로 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 마일드한 조건에서 반응되기 때문에 경제적이며, 반응 후 발생하는 산 촉매 폐기에 의한 환경 오염을 줄일 수 있어 친환경적이라는 것을 알게 되었다. 또한, 고체 촉매와 액체 생성물과의 밀도 차에 의해 반응 후 일정 시간이 지나면 반응기 하단에 고체 촉매가 가라 앉게 되고 이에 따라 액체 생성물이 쉽게 분리되는 것을 확인하였다.
본 발명자들은 종래 기술의 단점을 나타내지 않으면서, 락타이드로부터 아크릴산을 고수율로 제조할 수 있고, 반응 종료 후 촉매 회수가 용이하며, 재사용이 가능한 방법을 밝혀 내고 본 발명을 완성하게 되었다.
미국 특허 제9,290,430호(2016.03.22) WO 2013/155297(2013.10.17) (비특허문헌 1) Green Chem., 2013, 15, 1211-1217 (비특허문헌 2) RSC Adv., 2015, 5, 4103 (비특허문헌 3) ChemSusChem 2017 May 9; 10(9): 1904-1908
본 발명은 락타이드로부터 아크릴산을 환경친화적으로 고수율 및 고선택도로 제조하고 사용된 촉매와 생성물과의 분리가 용이한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은
(A) 강산성 양이온 교환수지에 바이오매스로부터 유래한 락타이드(lactide) 및 반응용매를 넣고 탈수 반응시키는 단계; 및
(B) 생성물을 여과하여 상기 강산성 양이온 교환수지를 분리 제거하는 단계를 포함하는, 아크릴산의 제조방법을 제공한다.
이러한 반응 시 사용되는 강산성 양이온 교환수지는 아크릴산 생산에 대해 활성이 매우 높고 선택성 또한 우수하며, 유기 용매에 불용성이며 반응 후 반응 생성물과의 분리가 용이하고, 촉매 재사용이 가능하여 아크릴산 생산 후 발생하는 산 촉매 폐기에 의한 환경오염을 줄일 수 있어 아주 탁월한 환경친환경적인 촉매이다.
본 발명에 따르면 바이오매스로부터 유래한 락타이드를 강산성 양이온 교환수지와 탈수 반응시켜 아크릴산을 제조함으로써 종래 방법에 비해 높은 수율 및 생산성으로 아크릴산을 제조할 수 있다.
락타이드로부터 아크릴산을 제조하는 방법으로서 이온 교환수지를 이용하는 방법들은 다수가 당업계에 알려져 있다.
이온 교환수지의 종류에는 음이온 교환수지와 양이온 교환수지가 있고, 음이온 교환수지에는 강염기성 음이온 교환수지와 약염기성 음이온 교환수지가 있으며, 양이온 교환수지에는 강산성 양이온 교환수지와 약산성 양이온 교환수지가 있다.
이온 교환수지의 원료는 스타이렌 모노머(styrene monomer)와 가교제인 다이비닐벤젠(DVB)의 공중합체로서, DVB%를 가교도라고 부른다.
강산성 양이온 교환수지는 스타이렌 모노머와 가교제인 다이비닐벤젠(DVB)의 공중합체 비즈를 진한 황산, 클로로설폰산 등을 사용하여 설폰화시킨 것으로 활성화기로 설폰산기(-SO3H)를 갖는다. 약산성 양이온 교환수지는 활성화기로 -COOH기를 갖는 것이 대부분이며, 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르, DVB의 공중합 폴리머의 가수분해에 의해 합성된다.
강염기성 음이온 교환수지는 스티렌과 DBV의 공중합체 비즈를 AlCl3, SnCl4, ZnCl2와 같은 루이스산을 촉매로 하여 클로로메틸화시킨 후 아민화시켜 제조한다.
이온 교환수지는 그 구조에 따라 표면에 미세공(micropore)을 갖는 겔형(gel-type)과 표면에 거대공(macropore)을 갖는 다공형(porous-type)이 있다.
시판되고 있는 이온 교환수지의 예로는 다우(Dow), 릴라이트(Relite), 트릴라이트(Trilite), 퓨로라이트(Purolite), 다이온(Diaion), 롬앤하스(Rohm and Hass) 시리즈 등이 있으며, 활성 그룹이 설폰산인 수지로서는 Dow Marathon C, 삼양사의 Trilite CMP28LH 및 SCR-BH Purolite C-100, IONAC의 CFP110, 르와트 (Lewatit) SP114 등을 들 수 있다.
본 발명은 일 실시양태로,
(A) 강산성 양이온 교환수지를 건조시키는 단계;
(B) 강산성 양이온 교환수지에 바이오매스(biomass)로부터 유래한 락타이드(lactide) 및 반응용매를 넣고 탈수 반응시키는 단계; 및
(C) 생성물을 여과하여 상기 강산성 양이온 교환수지를 분리 제거하는 단계를 포함하는, 아크릴산의 제조방법을 제공한다.
일 실시양태에서, 본 발명에서 사용되는 양이온 교환수지는 미세공(micropore) 표면을 갖는 겔형(gel-type)의 강산성 양이온 교환수지이다.
일 실시양태에서, 본 발명은
(A) 강산성 양이온 교환수지를 건조시키는 단계;
(B) 강산성 양이온 교환수지에 바이오매스(biomass)로부터 유래한 락타이드(lactide) 및 반응용매를 넣고 탈수 반응시키는 단계; 및
(C) 생성물을 여과하여 상기 강산성 양이온 교환수지를 분리 제거하는 단계를 포함하고,
상기 강산성 양이온 교환수지가 미세공 표면을 갖는 겔형의 강산성 양이온 교환수지인 것인, 아크릴산의 제조방법을 제공한다.
일 실시양태에서, 상기 반응용매는 아세트산(acetic acid), 아세트산 무수물(acetic anhydride), 메틸 아세테이트(methyl acetate) 및 에틸 아세테이트(ethyl acetate)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것이다.
일 실시양태에서, 본 발명에서 사용되는 강산성 양이온 교환수지는, 아크릴산 제조를 위해 사용되는 공급원료(feed)의 총 중량을 기준으로 하여 0.04 내지 0.06중량%로 사용될 수 있다. 이러한 강산성 양이온 교환수지의 사용량은 락타이드와 아세트산이 효과적으로 반응하도록 선정된 것이다. 만약 강산성 양이온 교환수지의 사용량이 0.04중량% 미만일 경우에는, 락타이드와 아세트산 반응이 원활하지 않아 락타이드 전환율과 아크릴산 선택도가 좋지 않으며, 강산성 양이온 교환수지의 사용량이 0.06중량%를 넘는 경우에는 부반응물이 과량으로 생성되어 아크릴산 선택도가 감소된다.
일 실시양태에서, 본 발명에서는 회분식 또는 고정층 연속 반응기가 사용된다.
일 실시양태에서, 본 발명에 따른 방법에서 탈수 반응은 50 내지 200℃의 온도 및 5 내지 50torr의 압력에서 3 내지 8시간 동안 진행된다.
일 실시양태에서, 상기 탈수 반응은 100 내지 150℃의 온도에서 진행된다. 다른 실시양태에서, 상기 탈수 반응은 100 내지 120℃의 온도에서 진행된다.
일 실시양태에서, 상기 탈수 반응은 20 내지 40torr의 압력에서 진행된다. 다른 실시양태에서, 상기 탈수 반응은 30 내지 35torr의 압력에서 진행된다.
일 실시양태에서, 상기 탈수 반응은 4 내지 6시간 동안 진행된다. 다른 실시양태에서, 상기 탈수 반응은 5시간 동안 진행된다.
일 실시양태에서, 상기 강산성 양이온 교환수지는 C-100(PUROLITER C-100, Purolite Corporation), Trilite SCR-BH(삼양사), Trilite CMP28LH(삼양사), Dowex Marathon C(Dowex™ Marathon™ C, THE DOW CHEMICAL COMPANY), Amberlyst 15(AMBERLYST™, THE DOW CHEMICAL COMPANY), Amberlyst 36(AMBERLYST™, THE DOW CHEMICAL COMPANY), Amberlyst 45(AMBERLYST™, THE DOW CHEMICAL COMPANY) 등으로 이루어진 선택된 것이다.
다른 실시양태에서, 상기 강산성 양이온 교환수지는 C-100, Trilite SCR-BH 및 Dowex Marathon C로 이루어진 군에서 선택된 것이다.
본 발명에서 강산성 양이온 교환수지는 아크릴산을 고수율로 제조할 수 있으며, 간단한 여과공정에 의해 반응계로부터 쉽게 분리되어 촉매 잔류물이 남지 않고, 추가적인 중화단계가 필요 없으며, 촉매활성 저하가 적어 재사용이 가능하기 때문에 친환경적인 촉매라고 할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하 실시예에서는 GC-MS(가스크로마토그래프-질량분석기)와 GC를 사용하여 반응 생성물을 정성 및 정성분석을 하였다. 또한, 락타이드의 전환율과 생성물의 선택도를 GC를 통해 정량분석하였다. 이때 BSTFA(N,O-bis(trimethylsilyl)triuoroacetamide)를 통해 -COOH를 실란화 반응시켰다.
기체 크로마토그래피(GC) 조건
1) 컬럼: HP5-MS (컬럼 길이: 30m, 내부 직경: 0.25mm, 필름 두께: 0.25μm)
2) GC 장치: 기체 크로마토그래피 모델 Agilent 7890
3) 캐리어 기체: 헬륨(He)
4) 검출기: 화염 이온화 검출기(FID)
실시예 및 비교예
실시예 1 내지 7
본 실시예 1 내지 7에서는 아래 표 1에 개시된 고체 강산성 양이온 교환수지를 각각 사용하여 다음과 같이 아크릴산 합성 반응을 수행하였다. 먼저 고체 강산성 양이온 교환수지를 0.05중량%(공급원료의 투입량 기준)로 정량하여 오븐에서 75℃에서 24시간 동안 건조시켰다.
건조시켜 전처리한 고체 강산성 양이온 교환수지, 락타이드 1mol 및 아세트산 1.5mol을 반응기에 넣고, 상기 반응기를 질소로 치환한 후 100℃의 반응 온도에서 30bar의 압력으로 5시간 동안 반응시켰다. 반응이 종료된 후, 상기 고체 촉매가 반응기에 가라 앉으면 생성물을 여과하여 상기 고체 촉매를 분리 제거하였다. 실험 결과는 표 1과 같다.
촉매 락타이드 전환율
(%)		 선택도(%)
아크릴산 2,3-펜탄디온(2,3-pentanedione) 2-아세톡시프로피온산(2-acetoxypropionic acid) 아세트알데하이드 (acetaldehyde)
실시예 1 C-100 >99 85 3 8 4
실시예 2 SCR-BH >99 87 6 5 2
실시예 3 CMP28LH >99 80 2 12 6
실시예 4 Marathon C >99 82 4 10 4
실시예 5 Amberlyst 15 79 69 9 15 7
실시예 6 Amberlyst 36 71 59 10 19 12
실시예 7 Amberlyst 45 74 66 8 13 13
표 1로부터 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 4의 경우 락타이드 전환율이 >99%이고, 아크릴산 선택도가 80% 이상이었다. Purolite의 C-100(실시예 1), 삼양사의 Trilite SCR-BH(실시예 2)와 DOW의 Marathon C(실시예 4)의 경우, 이온 교환수지 타입이 표면에 미세공(micropore)을 갖는 겔형이며, 삼양사의 Trilite CMP28LH(실시예 3)는 표면에 거대공(macropore)을 갖는 다공형 이온 교환수지인데, 이온 교환수지의 기공이 거대공 형태보다는 미세공 형태인 경우, 아크릴산 선택도가 더 높은 것으로부터, 이온 교환수지의 기공이 일정 수준 이상 클 경우, 부반응물이 많이 생기는 것을 확인할 수 있었다.
비교예 1 내지 7
실시예 1 내지 7에 사용된 강산성 양이온 교환수지 함량을 0.03중량% (공급원료의 투입량 기준)로 정량한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 7과 동일한 반응조건에서 실시하였다. 실험 결과는 표 2와 같다.
촉매 락타이드 전환율
(%)		 선택도(%)
아크릴산 2,3-펜탄디온(2,3-pentanedione) 2-아세톡시프로피온산(2-acetoxypropionic acid) 아세트알데하이드 (acetaldehyde)
비교예 1 C-100 51 71 10 10 9
비교예 2 SCR-BH 62 75 9 11 5
비교예 3 CMP28LH 42 65 13 12 10
비교예 4 Marathon C 49 66 15 12 7
비교예 5 Amberlyst 15 32 54 10 17 19
비교예 6 Amberlyst 36 27 46 16 17 21
비교예 7 Amberlyst 45 38 56 13 15 16
표 2로부터 알 수 있듯이, 강산성 양이온 교환수지가 0.03중량%로 투입되었을 경우, 락타이드 전환율과 아크릴산 선택도가 실시예 1 내지 7에 비해 감소하는 것으로 보아 강산성 양이온 교환수지 함량이 0.03중량%로 투입될 경우, 반응성이 좋지 않음을 확인할 수 있었다.
비교예 8 내지 14
실시예 1 내지 7에 사용된 강산성 양이온 교환수지 함량을 0.07중량%(공급원료의 투입량 기준)로 정량한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 7과 동일한 반응조건에서 실시하였다. 실험 결과는 표 3과 같다.
촉매 락타이드 전환율
(%)		 선택도(%)
아크릴산 2,3-펜탄디온(2,3-pentanedione) 2-아세톡시프로피온산(2-acetoxypropionic acid) 아세트알데하이드 (acetaldehyde)
비교예 8 C-100 >99 72 13 9 6
비교예 9 SCR-BH >99 76 11 6 7
비교예 10 CMP28LH >99 69 14 9 8
비교예 11 Marathon C >99 70 12 11 7
비교예 12 Amberlyst 15 >99 61 5 29 5
비교예 13 Amberlyst 36 >99 57 9 24 10
비교예 14 Amberlyst 45 >99 62 7 27 4
표 3으로부터 알 수 있듯이, 강산성 양이온 교환수지가 0.07중량%로 투입되었을 경우, 락타이드 전환율은 실시예 1 내지 7과 유사하지만, 아크릴산 선택도는 감소하였다. 또한, 부반응물 중에서 아세톡시프로피온산과 아세트알데하이드가 실시예 1 내지 7에 비해 과량 생성되는 것을 확인하였다. 따라서, 강산성 양이온 교환수지 함량이 0.07중량%로 투입될 경우, 아크릴산이 거의 생성되지 않는 것을 확인할 수 있었다.
비교예 15 내지 18
실시예 1 내지 7에 사용된 강산성 양이온 교환수지 함량을 0.02중량%(공급원료의 투입량 기준)로 정량한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 7과 동일한 반응조건에서 실시하였다. 실험 결과는 표 4와 같다.
촉매 락타이드 전환율
(%)		 선택도(%)
아크릴산 2,3-펜탄디온 (2,3-pentanedione) 2-아세톡시프로피온산(2-acetoxypropionic acid) 아세트알데하이드 (acetaldehyde)
비교예 15 SAR11 27 <10 <10 35 54
비교예 16 AMP28 22 <10 <10 33 59
비교예 17 1X4-400 30 <10 <10 38 48
비교예 18 IRA-410 32 <10 <10 43 52
표 4로부터 알 수 있듯이, 강산성 양이온 교환수지가 0.02중량%로 투입되었을 경우, 락타이드 전환율과 아크릴산 선택도가 감소하였고 부반응물 중에서 아세톡시프로피온산과 아세트알데하이드가 실시예 1 내지 7에 비해 과량 생성되는 것을 확인하였다. 따라서, 강산성 양이온 교환수지 함량이 0.02중량%로 투입될 경우, 반응성이 좋지 않고 아크릴산이 거의 생성되지 않는 것을 확인할 수 있었다.
비교예 19 내지 22
실시예 1 내지 7에 사용된 강산성 양이온 교환수지 함량을 0.08중량%(공급원료의 투입량 기준)로 정량한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 7과 동일한 반응조건에서 실시하였다. 실험 결과는 표 5와 같다.
촉매 락타이드 전환율
(%)		 선택도(%)
아크릴산 2,3-펜탄디온 (2,3-pentanedione) 2-아세톡시프로피온산(2-acetoxypropionic acid) 아세트알데하이드 (acetaldehyde)
비교예 19 SAR11 31 <10 <10 35 54
비교예 20 AMP28 29 <10 <10 33 59
비교예 21 1X4-400 30 <10 <10 38 48
비교예 22 IRA-410 27 <10 <10 43 52
표 5로부터 알 수 있듯이, 비교예 19 내지 22의 경우 강산성 양이온 교환수지가 0.08중량%로 투입되었을 경우, 락타이드 전환율과 아크릴산 선택도가 감소하였고 부반응물 중에서 아세톡시프로피온산과 아세트알데하이드가 실시예 1 내지 7에 비해 과량 생성되는 것을 확인하였다. 따라서, 강산성 양이온 교환수지 함량이 0.08중량%로 투입될 경우, 반응성이 좋지 않고 아크릴산이 거의 생성되지 않는 것을 확인할 수 있었다.
비교예 23 내지 26
실시예 1 내지 7에서 사용한 강산성 양이온 교환수지 촉매의 활성과 비교하기 위하여, 본 비교예에서는 강염기성 음이온 교환수지 후보군을 이용하여 실시예 1 내지 7과 동일한 실험조건 하에서 아크릴산 합성 반응을 수행하였다. 본 비교예에서 사용한 강염기성 음이온 교환수지는 각각 삼양사의 Trilite SAR11(겔형), AMP28(다공형), DOWEX 1X4-400(겔형) 및 Amberlite IRA-410(다공형)이다. 실험 결과는 표 6과 같다.
촉매 락타이드 전환율
(%)		 선택도(%)
아크릴산 2,3-펜탄디온 (2,3-pentanedione) 2-아세톡시프로피온산(2-acetoxypropionic acid) 아세트알데하이드 (acetaldehyde)
비교예 23 SAR11 43 <10 56 17 18
비교예 24 AMP28 39 <10 51 19 21
비교예 25 1X4-400 40 <10 53 20 18
비교예 26 IRA-410 41 <10 54 18 19
표 6으로부터 알 수 있듯이, 비교예 23 내지 26의 경우 락타이드 전환율이 45% 미만으로 낮고, 아크릴산 보다는 2,3-펜탄디온이 50% 넘게 생성되어 반응성이 좋지 않았다.
정리하면, 락타이드로부터 아크릴산을 제조하는 데에 촉매로서 강염기성 이온 교환수지를 사용하는 것에 비해 강산성 양이온 교환수지를 사용하는 것이, 또한 강산성 양이온 교환수지를 공급원료(feed)의 총 중량을 기준으로 하여, 0.04 내지 0.06중량%로 사용하는 것이, 이때 다공형을 사용하는 것에 비해 겔형을 사용하는 것이 락타이드 전환율 및 생성물 선택도 면에서 개선된 결과를 제공한다는 것을 알 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. (A) 강산성 양이온 교환수지에 바이오매스로부터 유래한 락타이드(lactide) 및 반응용매를 넣고 탈수 반응시키는 단계; 및
    (B) 생성물을 여과하여 상기 강산성 양이온 교환수지를 분리 제거하는 단계를 포함하는, 아크릴산의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 강산성 양이온 교환수지가 미세공(micropore) 표면을 갖는 겔형(gel-type)의 강산성 양이온 교환수지인 것인, 아크릴산의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반응용매가 아세트산(acetic acid), 아세트산 무수물(acetic anhydride), 메틸 아세테이트(methyl acetate) 및 에틸 아세테이트(ethyl acetate)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것인, 아크릴산의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 강산성 양이온 교환수지가, 공급원료(feed)의 총 중량을 기준으로 하여, 0.04 내지 0.06중량%로 사용되는 것인, 아크릴산의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 탈수 반응이 50 내지 200℃의 온도 및 5 내지 50torr의 압력에서 3 내지 8시간 동안 진행되는 것인, 아크릴산의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 탈수 반응이 100 내지 150℃의 온도에서 진행되는 것인, 아크릴산의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 탈수 반응이 20 내지 40torr의 압력에서 진행되는 것인, 아크릴산의 제조방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 탈수 반응이 4 내지 6시간 동안 진행되는 것인, 아크릴산의 제조방법.
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