KR20210062258A - Process for preparing 2-methallyl alcohol - Google Patents
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Abstract
Description
본 명세서는 2-메타알릴 알코올의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 제조방법에 의하면 고선택도 및 고수율의 2-메타알릴 알코올을 제공할 수 있다.The present specification relates to a method for preparing 2-metaallyl alcohol. According to the production method according to the present invention, it is possible to provide a high selectivity and high yield of 2-methallyl alcohol.
알코올 화합물은 의약, 농약, 향료 또는 범용 화학품의 성분이나 합성 중간체, 수지 모노머와 수지 첨가제 등의 원료로 유용하다. 알코올 화합물 제조방법으로 알데하이드 화합물을 수소화하여 알코올 화합물을 얻는 방법과 할로겐화 알릴 화합물을 이용하여 알코올 화합물을 얻는 방법이 알려져 있다. Alcohol compounds are useful as raw materials for pharmaceuticals, pesticides, fragrances, or general chemical components, synthetic intermediates, resin monomers and resin additives. As an alcohol compound preparation method, a method of obtaining an alcohol compound by hydrogenating an aldehyde compound and a method of obtaining an alcohol compound using a halogenated allyl compound are known.
알데하이드 화합물을 수소화하는 방법에서 일반적으로 사용되는 알데하이드 화합물은 동일 분자 내에 탄소-탄소 이중결합 및 카보닐기, 양자를 갖는 불포화 알데하이드 화합물이다. 상기 불포화 알데하이드 화합물에서 카보닐기를 선택적으로 환원 시키는 것은 매우 어렵다. 특히 이중결합과 카보닐기가 공액 관계에 있는 α,β-불포화 카보닐 화합물의 경우에는 카보닐기보다 알케닐기가 수소화되기 쉽기 때문에 포화 알데하이드 및 포화 알코올이 부생되고, 그 외에 축합 반응 등에 의해 다종의 부생성물이 존재하는 등 그 선택적 수소화는 한층 곤란하다.The aldehyde compound generally used in the method of hydrogenating an aldehyde compound is an unsaturated aldehyde compound having both a carbon-carbon double bond and a carbonyl group in the same molecule. It is very difficult to selectively reduce the carbonyl group in the unsaturated aldehyde compound. In particular, in the case of α,β-unsaturated carbonyl compounds in which a double bond and a carbonyl group are conjugated, saturated aldehydes and saturated alcohols are by-products because alkenyl groups are more easily hydrogenated than carbonyl groups. The selective hydrogenation, such as the presence of a product, is more difficult.
할로겐화 알릴 화합물을 이용하여 알코올 화합물을 얻는 방법으로는, 할로겐화 알릴 화합물을 에스터화 하는 단계 및 상기 에스터화된 할로겐화 알릴 화합물을 비누화하는 단계 즉, 두 단계의 반응으로 알코올 화합물을 얻는 방법과 할로겐화 알릴 화합물을 가수분해하여 한 단계의 반응으로 알코올 화합물을 얻는 방법이 알려져 있다. As a method of obtaining an alcohol compound using a halogenated allyl compound, an esterification of a halogenated allyl compound and saponification of the esterified halogenated allyl compound, that is, a method of obtaining an alcohol compound through a two-step reaction, and a halogenated allyl compound It is known to hydrolyze to obtain an alcohol compound in a single step reaction.
할로겐화 알릴 화합물을 에스터화 하는 단계 및 상기 에스터화된 할로겐화 알릴 화합물을 비누화하는 단계를 포함하는 알코올 화합물의 제조방법은 두 단계에 걸친 반응으로 인하여, 할로겐화 알릴 화합물을 가수분해하여 알코올 화합물을 제조하는 한 단계로 이루어진 방법보다 상대적으로 반응 공정이 복잡하고, 용매와 초산나트륨 등의 추가 원료가 투입되어 제조 비용이 상승할 수 있다. As long as the alcohol compound is prepared by hydrolyzing the halogenated allyl compound due to the reaction over two steps, the method for preparing an alcohol compound comprising the step of esterifying the halogenated allyl compound and saponifying the esterified halogenated allyl compound The reaction process is relatively more complicated than the method consisting of steps, and additional raw materials such as a solvent and sodium acetate may be added to increase the manufacturing cost.
할로겐화 알릴 화합물을 가수 분해하여 알릴 알코올 화합물을 제조하는 방법으로는 촉매의 존재 하에 할로겐화 알릴 화합물을 염기성 수용액과 반응시켜, 할로겐화 알릴 화합물의 할로겐기를 히드록시기로 대체하는 방법이 알려져 있다. As a method of hydrolyzing a halogenated allyl compound to prepare an allyl alcohol compound, a method of replacing the halogen group of the halogenated allyl compound with a hydroxy group by reacting the allyl halogenated compound with a basic aqueous solution in the presence of a catalyst is known.
할로겐화 알릴 화합물을 가수 분해 하여 알릴 알코올 화합물을 제조하는데 사용되는 촉매는 고가의 염화구리를 사용하는 것이 일반적이다. 그러나, 염화구리를 촉매로 사용하는 경우, 반응 후에 계면에 존재하는 염화구리를 혼합물로부터 제거하는 필터 공정과 촉매 활성 회복을 위한 재사용 공정이 추가적으로 필요하다. 또한, 폐수 처리 또는 촉매의 폐기 처리 과정에서 수층에 미량 녹아있는 염화구리를 부생성물인 염화나트륨이 포함된 폐수로부터 분리하는 과정에서 에너지 및 비용이 많이 소비되는 문제점이 있다. It is common to use expensive copper chloride as a catalyst used to hydrolyze a halogenated allyl compound to produce an allyl alcohol compound. However, when copper chloride is used as a catalyst, a filter process for removing copper chloride present at the interface after the reaction from the mixture and a reuse process for recovering catalytic activity are additionally required. In addition, there is a problem in that a large amount of energy and cost are consumed in the process of separating copper chloride dissolved in a trace amount in the water layer from wastewater containing sodium chloride, a by-product, in the process of wastewater treatment or waste treatment of the catalyst.
본 발명의 목적은 상대적으로 저가의 촉매를 사용하여, 2-메타알릴 클로라이드의 높은 전환율, 높은 2-메타알릴 알코올의 선택도 및 높은 수율의 2-메타알릴 알코올을 제조 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method for producing 2-methallyl alcohol with a high conversion rate of 2-methallyl chloride, a high selectivity of 2-methallyl alcohol and a high yield of 2-methallyl alcohol using a relatively inexpensive catalyst.
상기의 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시상태는, 촉매의 존재 하에 제1 염기성 수용액과 2-메타알릴 클로라이드를 반응시키는 제1 단계; 상기 제1 단계에서의 반응된 생성물에 제2 염기성 수용액을 첨가하여 유층과 수층을 분리하는 제2 단계; 및 상기 유층을 비등점 차이를 이용하여, 다운 스트림 및 업스트림으로 분리하고, 상기 다운 스트림으로부터 2-메타알릴알코올을 수득하는 제3 단계;를 포함하고, 상기 촉매는 이온성 액체(Ionic liquid)인 것인 2-메타알릴 알코올의 제조방법을 제공한다. In order to achieve the above object, an exemplary embodiment of the present invention is a first step of reacting a first basic aqueous solution and 2-methallyl chloride in the presence of a catalyst; A second step of separating an oil layer and an aqueous layer by adding a second basic aqueous solution to the reacted product in the first step; And a third step of separating the oil layer into a downstream and an upstream stream using a difference in boiling point, and obtaining 2-methallyl alcohol from the downstream stream, wherein the catalyst is an ionic liquid. It provides a method for preparing phosphorus 2-methallyl alcohol.
본 발명의 일 실시상태에 따른 2-메타알릴 알코올의 제조방법은 2-메타알릴 클로라이드의 높은 전환율, 높은 2-메타알릴 알코올의 선택도 및 고순도의 2-메타알릴 알코올을 제공할 수 있다. The method for producing 2-methallyl alcohol according to an exemplary embodiment of the present invention may provide a high conversion rate of 2-methallyl chloride, a high selectivity of 2-methallyl alcohol, and a high purity 2-methallyl alcohol.
반응 후에 남아있는 2-메타알릴 클로라이드를 최종 생성물인 2-메타알릴 알코올에서 분리하는 증류 과정에서 열분해로 발생하는 염소 가스는 환경 문제를 일으킬 수 있다. 본 발명의 일 실시상태에 따른 제조방법은 2-메타알릴 클로라이드의 높은 전환율을 가져 유층에서 2-메타알릴 클로라이드를 분리할 때 염소 가스의 배출이 거의 없어 이로 인한 환경 문제를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에서의 촉매는 수층에서 완전히 용해되는 수용성 이온성 촉매로 지속적으로 재사용이 가능하고, 스팀 에너지를 열에너지로 사용하여 에너지 비용이 저렴할 수 있다.Chlorine gas generated by pyrolysis in the distillation process in which 2-methallyl chloride remaining after the reaction is separated from 2-methallyl alcohol, which is the final product, may cause environmental problems. The manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention has a high conversion rate of 2-methallyl chloride, so that when the 2-methallyl chloride is separated from the oil layer, there is little emission of chlorine gas, thereby preventing environmental problems. In addition, the catalyst in the present invention can be continuously reused as a water-soluble ionic catalyst that is completely dissolved in an aqueous layer, and energy cost can be low by using steam energy as thermal energy.
또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 제조방법은 비교적 저렴한 촉매를 사용하여, 경제적이다. In addition, the production method according to an exemplary embodiment of the present invention uses a relatively inexpensive catalyst and is economical.
마지막으로, 본 발명의 일 실시상태에 따른 제조방법은 2분자적 친핵 치환 반응(bimolecular nucleophilic substitution; SN 2형 반응)으로 상전이 촉매(Phase Transfer Catalyst; PTC) 대비 양이온이 벌키(bulky)하지 않아 입체 장해(steric hindrance)가 적고, 공명 효과(메조메리 효과; mesomeric effect)로 인해 이온성 액체 촉매의 브롬 이온이나, 염소 이온 등의 할라이드 이온의 움직임이 상대적으로 자유로워 친핵체로서 반응에 시너지 효과로 작용하기 때문에 높은 수율로 2-메타알릴 알코올을 제조할 수 있다. Finally, the manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention is a bimolecular nucleophilic substitution (
도 1은 2-메타알릴 알코올의 제조방법의 모식도를 나타낸 도이다. 1 is a diagram showing a schematic diagram of a method for producing 2-methallyl alcohol.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and are common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used with meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 실시상태는, 촉매의 존재 하에 제1 염기성 수용액과 2-메타알릴 클로라이드를 반응시키는 제1 단계; 상기 제1 단계에서의 반응된 생성물에 제2 염기성 수용액을 첨가하여 유층과 수층을 분리하는 제2 단계; 및 상기 유층을 비등점 차이를 이용하여, 다운 스트림 및 업스트림으로 분리하고, 상기 다운 스트림으로부터 2-메타알릴알코올을 수득하는 제3 단계;를 포함하고, 상기 촉매는 이온성 액체(Ionic liquid)인 것인 2-메타알릴 알코올의 제조방법을 제공한다. An exemplary embodiment of the present invention is a first step of reacting a first basic aqueous solution and 2-methallyl chloride in the presence of a catalyst; A second step of separating an oil layer and an aqueous layer by adding a second basic aqueous solution to the reacted product in the first step; And a third step of separating the oil layer into a downstream stream and an upstream stream using a difference in boiling point, and obtaining 2-methallyl alcohol from the downstream stream, wherein the catalyst is an ionic liquid. It provides a method for producing phosphorus 2-methallyl alcohol.
본 발명의 일 실시상태에 따른 제조방법은 99% 이상의 높은 2-메타알릴 클로라이드의 전환율을 가져 유층에서 2-메타알릴 클로라이드를 분리할 때 염소 가스의 배출이 거의 없어 친환경적이고, 99.5% 이상의 고선택도 및 고순도의 2-메타알릴 알코올을 수득할 수 있다. The manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention has a high conversion rate of 2-methallyl chloride of 99% or more, so that there is little emission of chlorine gas when separating 2-metaallyl chloride from the oil layer, and is environmentally friendly, and is highly selective of 99.5% or more. Degree and high purity of 2-methallyl alcohol can be obtained.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 촉매의 존재 하에 제1 염기성 수용액과 2-메타알릴 클로라이드를 반응시키는 제1 단계는, 회분식 반응기 또는 연속식 반응기에서 수행할 수 있다. In the exemplary embodiment of the present specification, the first step of reacting the first basic aqueous solution and 2-methallyl chloride in the presence of the catalyst may be performed in a batch reactor or a continuous reactor.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제3 단계에서, 업 스트림으로부터 2-메타알릴 클로라이드를 회수하여 상기 제1 단계로 리사이클하는 단계를 더 포함한다. In another exemplary embodiment, in the third step, a step of recovering 2-methallyl chloride from the upstream and recycling it to the first step is further included.
하나의 실시상태에 있어서, 상기 수층에서 물 및 촉매를 분리하고, 상기 분리된 촉매를 상기 제1 단계로 리사이클하는 단계를 더 포함한다. 본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 수층에서 먼저 분리된 기화되는 수분(물)은 스팀으로 되어 에너지원으로 재활용할 수 있고, 다음으로 배출되는 수용성 이온성 액체인 촉매는 반응기로 투입시켜 재사용하고, 증류 후 남은 염화나트륨(NaCl) 및 기타 부생성물은 폐기할 수 있다. 이러한 방법을 통하여 촉매를 지속적으로 재사용하고, 스팀 에너지를 열에너지로 사용하여 비용적으로 경제적이다. In one exemplary embodiment, the step of separating the water and the catalyst in the aqueous layer, and recycling the separated catalyst to the first step is further included. In an exemplary embodiment of the present invention, the vaporized moisture (water) first separated from the water layer becomes steam and can be recycled as an energy source, and the catalyst, which is a water-soluble ionic liquid discharged next, is introduced into the reactor and reused. , Sodium chloride (NaCl) and other by-products remaining after distillation can be discarded. Through this method, the catalyst is continuously reused and steam energy is used as thermal energy, which is cost-effective.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 이온성 액체의 끓는 점은 200 ℃ 이상, 300 ℃ 이하이다. 이 경우, 상기 수층에서 물 및 촉매를 분리하고, 상기 분리된 촉매를 상기 제1 단계로 리사이클하는 단계에서, 부생성물인 NaCl (m.p.800.4 ℃/b.p.1400 ℃)에서 순수한 이온성 액체를 분리하여 지속적인 재사용이 가능하다. In one embodiment of the present invention, the boiling point of the ionic liquid is 200 ℃ or more and 300 ℃ or less. In this case, in the step of separating water and catalyst from the aqueous layer, and recycling the separated catalyst to the first step, the pure ionic liquid is separated from NaCl (mp800.4° C./bp1400° C.) as a by-product to continue Can be reused.
도 1은 2-메타알릴 알코올의 제조방법의 일예에 관한 모식도를 나타낸 도이다. 구체적으로, 회분식 반응기(1)에 2-메타알릴 클로라이드, 제1 염기성 수용액 및 촉매를 반응시키고, 제2 염기성 수용액(2)를 첨가하여 경사분리기(3)에서 유층(4) 및 수층(5)으로 분리한다. 상기 유층(4)은 제1 증류탑(6)으로 공급되어 미반응된 2-메타알릴 클로라이드(8)을 회수하여 회분식 반응기(1)에 재투입시켜 재사용하고, 99.5% 이상의 순도를 갖는 2-메타알릴 알코올(7)을 최종적으로 수득할 수 있다. 또한, 상기 수층(5)은 제2 증류탑(9)로 공급되어 먼저 기화되는 수분은 스팀이 되어 에너지원으로 재활용되고, 그 다음으로 배출되는 이온성 액체인 촉매(10)는 회분식 반응기(1)로 투입시켜 재사용되며, 남은 NaCl 및 기타 부생성물(11)은 폐기한다. 1 is a diagram showing a schematic diagram of an example of a method for producing 2-methallyl alcohol. Specifically, 2-methallyl chloride, a first basic aqueous solution, and a catalyst were reacted in a batch reactor (1), and a second basic aqueous solution (2) was added to the oil layer (4) and the aqueous layer (5) in the decanter (3). Separate with The oil layer (4) is supplied to the first distillation column (6) to recover unreacted 2-methallyl chloride (8) and re-introduce it to the batch reactor (1) for reuse, and a 2-metameter having a purity of 99.5% or more. Allyl alcohol (7) can be finally obtained. In addition, the
상기 이온성 액체는 문헌[P. Wasserschied, T.Welton, lonic Liquid in Synthesis, 2nd Ed, Wiley-VCH, 2008]에서 정의된 바와 같이 이온으로 구성된 액체를 의미할 수 있다. 상기 이온성 액체는 넓은 의미에서 100 ℃ 미만의 비교적 저온에서 액체로 존재하는 용융염(Molten salt)을 의미할 수 있다. 상기 이온성 액체는 비휘발성, 무독성, 비가연성으로 청정물질로 각광받고 있으며, 우수한 열적 안정성, 이온 전도도를 지니고 있을 뿐만 아니라 극성이 커서 무기 및 유기 화합물을 잘 용해시킨다. 또한 넓은 온도범위에서 액체로 존재하는 독특한 특성을 갖고 있어 촉매와 같은 석유 정밀화학이나, 캐패시터, 추출제, 염료 감응 태양 전지, 디스플레이용 전해질 등 광범위한 화학분야에 응용될 수 있다. 또한 이온성 액체의 물리화학적 성질은 이온성 액체를 구성하는 양이온과 음이온의 구조를 변화시킴으로써 조절이 가능하기 때문에 사용 목적에 부합하는 이온성 액체를 용이하게 합성할 수 있다The ionic liquid is described in P. Wasserschied, T. Welton, lonic Liquid in Synthesis, 2nd Ed, Wiley-VCH, 2008]. The ionic liquid may mean a molten salt that exists as a liquid at a relatively low temperature of less than 100°C in a broad sense. The ionic liquid is spotlighted as a clean material due to its non-volatile, non-toxic, and non-flammable nature, and has excellent thermal stability and ionic conductivity, and has a large polarity to dissolve inorganic and organic compounds. In addition, since it has a unique characteristic of being a liquid in a wide temperature range, it can be applied to a wide range of chemical fields such as petroleum fine chemistry such as catalysts, capacitors, extractants, dye-sensitized solar cells, and display electrolytes. In addition, since the physicochemical properties of ionic liquids can be controlled by changing the structures of cations and anions constituting the ionic liquid, ionic liquids suitable for the purpose of use can be easily synthesized.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 이온성 액체는 수용성일 수 있다. 본 발명의 일 실시상태에 따른 촉매는 수용성 이온성 액체로 염화 구리(CuCl) 및 상전이 촉매(Phase Transfer Catalyst; PTC)에 비하여 물에 완전히 용해되어 반응성을 향상시킬 수 있고, 추가의 필터 공정이나, 촉매의 활성 복원을 위한 재사용 공정이 불필요하여 경제적이다. In an exemplary embodiment of the present invention, the ionic liquid may be water-soluble. The catalyst according to an exemplary embodiment of the present invention is a water-soluble ionic liquid and is completely dissolved in water compared to copper chloride (CuCl) and a phase transfer catalyst (PTC) to improve reactivity, and an additional filter process or, It is economical because a reuse process for restoring the activity of the catalyst is unnecessary.
또한, 본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 이온성 액체는 이미다졸륨(Imidazolium)계 염, 피페리디늄(Piperidinium)계 염 및 피롤리디늄(Pyrrolidinium)계 염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 염을 포함하고, 상기 이미다졸륨(Imidazolium)계 염은 이미다졸륨 양이온과 할라이드 음이온(halide anion)을 포함하며, 상기 피페리디늄(Piperidinium)계 염은 피페리디늄 양이온과 할라이드 음이온을 포함하고, 상기 피롤리디늄(Pyrrolidinium)계 염은 피롤리디늄 양이온과 할라이드 음이온을 포함할 수 있다. In addition, in an exemplary embodiment of the present invention, the ionic liquid is at least one selected from the group consisting of an imidazolium-based salt, a piperidinium-based salt, and a pyrrolidinium-based salt. Including a salt, the imidazolium (Imidazolium)-based salt includes an imidazolium cation and a halide anion, the piperidinium (Piperidinium)-based salt includes a piperidinium cation and a halide anion, , The pyrrolidinium salt may include a pyrrolidinium cation and a halide anion.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 할라이드 음이온은 플루오르화 음이온(F-), 염화 음이온(Cl-), 브롬화 음이온(Br-), 아이오딘화 음이온(I-) 및 테트라플루오로보레이트 음이온(BF4 -) 중에서 선택된다. In one embodiment of the present disclosure, wherein the halide anion is fluoride anion (F -), chloride anion (Cl -), bromide anions (Br -), iodine anions (I -) anion to and tetrafluoroethane ( It is selected from) - BF 4.
본 명세서에서 상기 이미다졸륨(Imidazolium)계 염, 피페리디늄(Piperidinium)계 염 및 피롤리디늄(Pyrrolidinium)계 염에 포함된 이미다졸륨 양이온, 피페리디늄 양이온 및 피롤리디늄 양이온은 각각 이미다졸, 피페리딘, 피롤리딘의 질소 원자에 관능기(functional group)가 결합하여 공유 결합 원자가 양이온을 형성한 것을 의미하며, 본 명세서에서 상기 관능기는 N 원자와 공유결합 가능한 기이면, 일반적으로 사용되는 관능기를 의미하며 이를 구체적으로 한정하지 않으며, 추가의 치환기로 치환 또는 비치환될 수 있다. 본 명세서에서 상기 관능기의 예시로 히드록시기, 알킬기, 아릴기, 아릴알킬기, 알킬아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 에테르기, 카르보닐기, 에스테르기, 카르복실산기, 및 방향족 또는 지방족 헤테로고리기 등이 있으나 이를 한정하지 않는다. In the present specification, the imidazolium cation, piperidinium cation and pyrrolidinium cation included in the imidazolium-based salt, piperidinium-based salt, and pyrrolidinium-based salt are each already It means that a functional group is bonded to a nitrogen atom of dazole, piperidine, and pyrrolidine to form a cation of a covalent bonding atom.In the present specification, the functional group is generally used if it is a group capable of covalently bonding with an N atom. It means a functional group to be used and is not specifically limited thereto, and may be substituted or unsubstituted with an additional substituent. Examples of the functional group in the present specification include a hydroxy group, an alkyl group, an aryl group, an arylalkyl group, an alkylaryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an ether group, a carbonyl group, an ester group, a carboxylic acid group, and an aromatic or aliphatic heterocyclic group. However, this is not limited.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 이온성 액체는, 1,3-디메틸이미다졸륨 브로마이드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드, 1-프로필-3-메틸이미다졸륨 브로마이드, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드, 1,3-디메틸이미다졸륨 클로라이드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 클로라이드, 1-프로필-3-메틸이미다졸륨 클로라이드, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 클로라이드, N,N'-디메틸피페리디늄 브로마이드, N-에틸-N'-메틸피페리디늄 브로마이드, N-프로필-N'-메틸피페리디늄 브로마이드, N-부틸-N'-메틸피페리디늄 브로마이드, N,N'-디메틸피페리디늄 클로라이드, N-에틸-N'-메틸피페리디늄 클로라이드, N-프로필-N'-메틸피페리디늄 클로라이드, N-부틸-N'-메틸피페리디늄 클로라이드, N,N'-디메틸피롤리디늄 브로마이드, N-에틸-N'-메틸피롤리디늄 브로마이드, , N-프로필-N'-메틸피롤리디늄 브로마이드, N-부틸-N'-메틸피롤리디늄 브로마이드, N,N'-디메틸피롤리디늄 클로라이드, N-에틸-N'-메틸피롤리디늄 클로라이드, , N-프로필-N'-메틸피롤리디늄 클로라이드 및 N-부틸-N'-메틸피롤리디늄 클로라이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이를 한정하지 않는다. In an exemplary embodiment of the present invention, the ionic liquid is 1,3-dimethylimidazolium bromide, 1-ethyl-3-methylimidazolium bromide, 1-propyl-3-methylimidazolium bromide, 1 -Butyl-3-methylimidazolium bromide, 1,3-dimethylimidazolium chloride, 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride, 1-propyl-3-methylimidazolium chloride, 1-butyl-3 -Methylimidazolium chloride, N,N'-dimethylpiperidinium bromide, N-ethyl-N'-methylpiperidinium bromide, N-propyl-N'-methylpiperidinium bromide, N-butyl-N' -Methylpiperidinium bromide, N,N'-dimethylpiperidinium chloride, N-ethyl-N'-methylpiperidinium chloride, N-propyl-N'-methylpiperidinium chloride, N-butyl-N' -Methylpiperidinium chloride, N,N'-dimethylpyrrolidinium bromide, N-ethyl-N'-methylpyrrolidinium bromide,, N-propyl-N'-methylpyrrolidinium bromide, N-butyl-N '-Methylpyrrolidinium bromide, N,N'-dimethylpyrrolidinium chloride, N-ethyl-N'-methylpyrrolidinium chloride,, N-propyl-N'-methylpyrrolidinium chloride and N-butyl- It may include one or more selected from the group consisting of N'-methylpyrrolidinium chloride, but is not limited thereto.
또한 본 반응은 2분자적 친핵 치환 반응(bimolecular nucleophilic substitution; SN 2형 반응)으로 상전이 촉매(Phase Transfer Catalyst; PTC) 대비 양이온이 벌키(bulky)하지 않아 입체 장해(steric hindrance)가 적고, 공명 효과(메조메리 효과; mesomeric effect)로 인해 이온성 액체 촉매의 브롬 이온이나, 염소 이온 등의 할라이드 이온의 움직임이 상대적으로 자유로워 친핵체로서 반응에 시너지 효과로 작용하기 때문에 높은 수율로 2-메타알릴 알코올을 제조할 수 있다. In addition, this reaction is a bimolecular nucleophilic substitution (
본 명세서에 있어서, 상기 제1 염기성 수용액 및 제2 염기성 수용액은 각각 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 포함하는 수용액일 수 있으며, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 염기성 수용액 및 제2 염기성 수용액은 각각 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼슘 및 수산화리튬으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함한다.In the present specification, the first basic aqueous solution and the second basic aqueous solution may be an aqueous solution containing an alkali metal or an alkaline earth metal, respectively, and in an exemplary embodiment of the present specification, the first basic aqueous solution and the second basic aqueous solution are Each includes at least one selected from the group consisting of sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate, potassium hydroxide, sodium hydroxide, calcium hydroxide, and lithium hydroxide.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 염기성 수용액은 수산화나트륨 수용액이 바람직하다. In an exemplary embodiment of the present invention, the first basic aqueous solution is preferably an aqueous sodium hydroxide solution.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 염기성 수용액은 탄산나트륨 수용액이 바람직하다. In an exemplary embodiment of the present invention, the second basic aqueous solution is preferably an aqueous sodium carbonate solution.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 염기성 수용액 및 제2 염기성 수용액의 농도(w/w)는 각각 1 wt% 이상, 50 wt% 이하이다. In the exemplary embodiment of the present specification, the concentrations (w/w) of the first basic aqueous solution and the second basic aqueous solution are 1 wt% or more and 50 wt% or less, respectively.
구체적으로 본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 염기성 수용액의 농도(w/w)는 1 wt% 이상, 30 wt% 이하이다. 상기 제1 염기성 수용액의 농도가 1 wt% 미만인 경우, 2-메타알릴 클로라이드와 반응 몰수를 맞추기 위한 투입량이 많아져 생산 규모가 커지고, 상기 제1 염기성 수용액의 농도가 30 wt%를 초과할 경우, 가수분해 반응은 반응물의 염기도가 과다하게 증가하여, 가수분해 반응 과정에서 부생성물이 증가할 수 있다. Specifically, in an exemplary embodiment of the present invention, the concentration (w/w) of the first basic aqueous solution is 1 wt% or more and 30 wt% or less. When the concentration of the first basic aqueous solution is less than 1 wt%, the input amount for matching the number of moles of reaction with 2-methallyl chloride increases, resulting in a large production scale, and when the concentration of the first basic aqueous solution exceeds 30 wt%, In the hydrolysis reaction, the basicity of the reactant increases excessively, and by-products may increase during the hydrolysis reaction.
또한, 구체적으로 본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 염기성 수용액의 농도(w/w)는 10 wt% 이상, 50 wt% 이하이다. 상기 제2 염기성 수용액의 농도가 10 wt% 미만일 경우, 수층에 2-메타알릴 알코올이 일부 용해되어 수율이 감소될 수 있고, 상기 제2 염기성 수용액의 농도가 50 wt%가 초과하는 경우 반응 원가가 증가할 수 있다.Further, specifically, in an exemplary embodiment of the present invention, the concentration (w/w) of the second basic aqueous solution is 10 wt% or more and 50 wt% or less. When the concentration of the second basic aqueous solution is less than 10 wt%, the yield may be reduced due to partial dissolution of 2-methallyl alcohol in the aqueous layer, and when the concentration of the second basic aqueous solution exceeds 50 wt%, the reaction cost is Can increase.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 염기성 수용액 내의 2-메타알릴 클로라이드의 함량은 제1 염기성 수용액 100 중량부에 대하여 10 중량부 이상, 100 중량부 이하이다. 상기 제1 염기성 수용액 내의 2-메타알릴 클로라이드의 함량이 제1 염기성 수용액 100 중량부에 대하여 10 중량부 미만인 경우 수용액 내에서 반응물 및 촉매가 물과 충분히 반응하지 못하여 이온 성분이 다른 이온이나 분자로 치환되는 SN 2 반응이 저하되어 효율이 낮아질 수 있다. 또한, 상기 제1 염기성 수용액 내의 2-메타알릴 클로라이드의 함량이 제1 염기성 수용액 100 중량부에 대하여 100 중량부를 초과하는 경우, 생산 규모가 커지고, 물을 제거하는데 필요하는 에너지가 증가할 수 있다. In an exemplary embodiment of the present invention, the content of 2-methallyl chloride in the first basic aqueous solution is 10 parts by weight or more and 100 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the first basic aqueous solution. When the content of 2-methallyl chloride in the first basic aqueous solution is less than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the first basic aqueous solution, the reactant and catalyst in the aqueous solution do not sufficiently react with water, so that the ionic component is replaced with other ions or molecules. The
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 이온성 액체의 함량은 상기 2-메타알릴 클로라이드에 대하여 0.01 중량부 이상, 0.5 중량부 이하이다. 상기 이온성 액체의 함량이 2-메타알릴 클로라이드 대비 0.01 중량부 미만인 경우 반응 효율이 저하될 수 있고, 상기 이온성 액체의 함량이 2-메타알릴 클로라이드 대비 0.5 중량부를 초과하는 경우 촉매의 비용이 과다해지며, 반응성이 과도하게 증가하여 부생성물인 디메타알릴에테르(Dimethallylether)의 양이 증가할 수 있다. 상기 부생성물인 디메타알릴에테르는 2-메타알릴 알코올과 공비를 이루어 증류 분리가 어렵고 추출제를 활용하더라도 2-메타알릴 알코올의 순도가 낮아질 수 있다. In an exemplary embodiment of the present invention, the content of the ionic liquid is 0.01 parts by weight or more and 0.5 parts by weight or less based on the 2-methallyl chloride. When the content of the ionic liquid is less than 0.01 parts by weight relative to 2-methallyl chloride, the reaction efficiency may decrease, and when the content of the ionic liquid exceeds 0.5 parts by weight relative to 2-methallyl chloride, the cost of the catalyst is excessive. And the reactivity may increase excessively, resulting in an increase in the amount of dimethallylether, a by-product. Dimetaallyl ether, which is a by-product, is azeotropically mixed with 2-methallyl alcohol, so that distillation and separation is difficult, and even if an extractant is used, the purity of 2-methallyl alcohol may be lowered.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 촉매의 존재 하에 제1 염기성 수용액과 2-메타알릴 클로라이드를 반응시키는 제1 단계는 60 ℃ 이상, 110 ℃ 이하의 온도에서 수행된다. 상기 반응 온도가 60 ℃ 미만인 경우, 반응 효율이 저하될 수 있고, 반응 온도가 110 ℃를 초과하는 경우 부생성물인 디메타알릴에테르의 양이 증가하거나 2-메타알릴 알코올이 황색을 띠게 된다.In an exemplary embodiment of the present invention, the first step of reacting the first basic aqueous solution and 2-methallyl chloride in the presence of a catalyst is performed at a temperature of 60° C. or higher and 110° C. or lower. When the reaction temperature is less than 60° C., the reaction efficiency may decrease, and when the reaction temperature exceeds 110° C., the amount of dimethaallyl ether as a by-product increases or 2-methallyl alcohol becomes yellow.
또 하나의 실시상태에 있어서, 촉매의 존재 하에 제1 염기성 수용액과 2-메타알릴 클로라이드를 반응시키는 제1 단계는 2 시간 이상, 8 시간 이하 동안 반응한다. 상기 반응 시간이 2 시간 미만인 경우, 반응 효율이 저하될 수 있고, 8 시간을 초과하는 경우 생산성이 떨어지고, 부생성물인 디메타알릴에테르의 양이 증가하여 고순도의 2-메타알릴 알코올의 제공이 어려우며, 2-메타알릴 알코올이 황색을 띠게 된다.In another exemplary embodiment, the first step of reacting the first basic aqueous solution and 2-methallyl chloride in the presence of a catalyst is reacted for 2 hours or more and 8 hours or less. When the reaction time is less than 2 hours, the reaction efficiency may decrease, and when it exceeds 8 hours, productivity decreases, and the amount of dimethaallyl ether as a by-product increases, making it difficult to provide high-purity 2-methallyl alcohol. , 2-methallyl alcohol becomes yellowish.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유층을 비등점 차이를 이용하여, 다운 스트림 및 업스트림으로 분리하고, 상기 다운 스트림으로부터 2-메타알릴알코올을 수득하는 제3 단계는, 상압에서 80℃ 이상, 100℃ 이하의 온도에서 1 시간 이상, 8시간 이하 동안 단증류를 통하여 수행할 수 있다. 상기 유층의 단증류를 수행할 때 온도가 80℃ 미만인 경우, 2-메타알릴 클로라이드(b.p.: 70℃ 내지 72℃) 분리 시 시간이 많이 소요되고 분리 효율이 낮을 수 있고, 유층의 단증류를 수행할 때 온도가 100℃를 초과하는 경우, 2-메타알릴 알코올이 기화되어 수율이 낮아지거나, 황색을 띠게 된다. In an exemplary embodiment of the present invention, the third step of separating the oil layer into a downstream and an upstream using the difference in boiling point, and obtaining 2-metaallyl alcohol from the downstream, is at least 80° C. and 100 at normal pressure. It can be carried out through single distillation for 1 hour or more and 8 hours or less at a temperature of less than or equal to °C. When the temperature is less than 80° C. when performing the single distillation of the oil layer, it takes a lot of time to separate 2-methallyl chloride (bp: 70° C. to 72° C.) and the separation efficiency may be low, and the single distillation of the oil layer is performed. When the temperature exceeds 100° C., the 2-methallyl alcohol vaporizes, resulting in a lower yield or a yellow color.
또한, 유층의 단증류를 1시간 미만으로 수행하는 경우 2-메타알릴 알코올의 순도가 낮아질 수 있으며, 8시간을 초과하는 경우 반응시간이 증가하고, 2-메타알릴 클로라이드가 분해되어 염소가스의 배출량이 증가할 수 있고, 2-메타알릴 알코올이 중합이 일어날 수 있다. In addition, if the single distillation of the oil layer is performed for less than 1 hour, the purity of 2-methallyl alcohol may be lowered, and if it exceeds 8 hours, the reaction time increases, and 2-methallyl chloride is decomposed, resulting in the emission of chlorine gas. This can increase, and polymerization of 2-methallyl alcohol can occur.
본 발명의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 수층에서 물 및 촉매를 분리하고, 상기 분리된 촉매를 상기 제1 단계로 리사이클하는 단계를 더 포함하는 단계는, 상압에서 110℃ 이상, 350℃ 이하의 온도에서 1 시간 이상, 8시간 이하 동안 단증류를 통하여 수행할 수 있다. 상기 수층의 단증류를 수행할 때 온도가 110℃ 미만인 경우, 분리 시간이 증가할 수 있고, 더 나아가 분리 시간 증가에 따른 에너지 비용이 증가할 수 있으며, 350℃를 초과하는 경우, 에너지 비용이 과다해지고, 이온성 액체인 촉매가 분해되어 재사용을 하기에 효율이 떨어질 수 있다. In another exemplary embodiment of the present invention, the step further comprising separating water and catalyst from the aqueous layer and recycling the separated catalyst to the first step is 110°C or more and 350°C or less at normal pressure. It can be carried out through single distillation for 1 hour or more and 8 hours or less at a temperature of. When performing the single distillation of the water layer, if the temperature is less than 110°C, the separation time may increase, and furthermore, the energy cost may increase due to the increase in the separation time, and if it exceeds 350°C, the energy cost is excessive. As the catalyst, which is an ionic liquid, is decomposed, the efficiency may decrease for reuse.
또한, 수층의 단증류를 1시간 미만으로 수행하는 경우 수층의 분리 효율이 저하될 수 있으며, 8시간을 초과하는 경우 반응 시간 및 에너지 비용이 증가하고, 이온성 액체인 촉매가 분해되어 재사용을 하기에 효율이 떨어질 수 있다. In addition, if the single distillation of the aqueous layer is performed in less than 1 hour, the separation efficiency of the aqueous layer may decrease, and if it exceeds 8 hours, the reaction time and energy cost increase, and the catalyst, which is an ionic liquid, is decomposed to allow reuse. Efficiency may be reduced.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail in order to describe the present invention in detail. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention is not construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present specification are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art.
실시예 1Example 1
회분식 반응기(0.4L, Titanium)에 2-메타알릴 클로라이드 90g, 15 % 수산화 나트륨 수용액 270g, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드 (1-Butyl-3-methylimidazolium bromide) 0.09g를 투입하여 90 ℃에서 6 시간동안 500 rpm으로 교반하였다. 이후 생성물을 상온으로 식혀 30 wt% 탄산나트륨(Na2CO3) 수용액을 투입하여 경사분리기에서 유층과 수층을 완전히 분리하였다. 이때 유층은 상압 조건에서 80 ℃, 3시간동안 증류하여 하단에서 2-메타알릴 알코올을 획득하였다. 2-메타알릴 알코올의 순도는 기체 크로마토그래피로 분석하고 수율(원료물질인 2-메타알릴 클로라이드로부터 목적 물질인 2-메타알릴 알코올을 얻는 경우에 실제로 얻은 양의 이론양에 대한 비율)을 계산하였다. 수층은 상압 조건에서 300 ℃, 3 시간동안 증류하여 물은 충분히 기화시키고, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드를 획득하였다. 유층의 상단에서 획득한 2-메타알릴 클로라이드와 수층에서 획득한 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드는 모아서 회분식 반응기에 재투입하였다. 90 g of 2-methallyl chloride, 270 g of 15% sodium hydroxide aqueous solution, and 0.09 g of 1-Butyl-3-methylimidazolium bromide were added to a batch reactor (0.4L, Titanium). The mixture was stirred at 500 rpm for 6 hours at °C. After cooling the product to room temperature, 30 wt% sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) aqueous solution was added to completely separate the oil layer and the aqueous layer in a decanter. At this time, the oil layer was distilled at 80° C. for 3 hours under atmospheric pressure to obtain 2-metaallyl alcohol at the bottom. The purity of 2-methallyl alcohol was analyzed by gas chromatography, and the yield (the ratio of the amount actually obtained when 2-methallyl alcohol as the target material was obtained from 2-methallyl chloride as the raw material to the theoretical amount) was calculated. . The aqueous layer was distilled at 300° C. for 3 hours under atmospheric pressure to sufficiently evaporate water, and 1-butyl-3-methylimidazolium bromide was obtained. The 2-metaallyl chloride obtained from the top of the oil layer and 1-butyl-3-methylimidazolium bromide obtained from the aqueous layer were collected and reintroduced into a batch reactor.
실시예 2 Example 2
상기 실시예 1에서 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드 대신에 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 클로라이드 (1-Butyl-3-methylimidazolium chloride)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 2-메타알릴 알코올을 제조하였다. Same as in Example 1, except that 1-butyl-3-methylimidazolium chloride was used instead of 1-butyl-3-methylimidazolium bromide in Example 1 2-metaallyl alcohol was prepared by the method.
실시예 3Example 3
상기 실시예 1에서 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드 대신에 N-부틸-N'-메틸피페리디늄 브로마이드 (N-Butyl-N'-methylPiperidinium bromide)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 2-메타알릴 알코올을 제조하였다.Example 1, except that N-butyl-N'-methylpiperidinium bromide (N-Butyl-N'-methylPiperidinium bromide) was used instead of 1-butyl-3-methylimidazolium bromide in Example 1 2-metaallyl alcohol was prepared in the same manner as described above.
실시예 4Example 4
상기 실시예 1에서 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드 대신에 N-부틸-N'-메틸피페리디늄 클로라이드 (N-Butyl-N'-methylPiperidinium chloride)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 2-메타알릴 알코올을 제조하였다.Example 1, except that N-butyl-N'-methylpiperidinium chloride (N-Butyl-N'-methylPiperidinium chloride) was used instead of 1-butyl-3-methylimidazolium bromide in Example 1 2-metaallyl alcohol was prepared in the same manner as described above.
실시예 5Example 5
상기 실시예 1에서 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드 대신에 N-부틸-N'-메틸피롤리디늄 브로마이드 (N-Butyl-N'-methylpyrrolidinium bromide)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 2-메타알릴 알코올을 제조하였다.Example 1, except that N-butyl-N'-methylpyrrolidinium bromide (N-Butyl-N'-methylpyrrolidinium bromide) was used instead of 1-butyl-3-methylimidazolium bromide in Example 1 2-metaallyl alcohol was prepared in the same manner as described above.
실시예 6Example 6
상기 실시예 1에서 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드 대신에 N-부틸-N'-메틸피롤리디늄 클로라이드 (N-Butyl-N'- methylpyrrolidinium chloride)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 2-메타알릴 알코올을 제조하였다.Example 1, except that N-butyl-N'-methylpyrrolidinium chloride (N-Butyl-N'-methylpyrrolidinium chloride) was used instead of 1-butyl-3-methylimidazolium bromide in Example 1 2-metaallyl alcohol was prepared in the same manner as described above.
비교예 1Comparative Example 1
상기 실시예 1에서 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드 대신에 옥타데실트리메틸암모늄 클로라이드(octadecyltrimethylammonium chloride)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 2-메타알릴 알코올을 제조하였다.2-methallyl alcohol was prepared in the same manner as in Example 1, except that octadecyltrimethylammonium chloride was used instead of 1-butyl-3-methylimidazolium bromide in Example 1.
비교예 2Comparative Example 2
상기 실시예 1에서 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드 대신에 염화구리(CuCl)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 2-메타알릴 알코올을 제조하였다.In Example 1, 2-methallyl alcohol was prepared in the same manner as in Example 1, except that copper chloride (CuCl) was used instead of 1-butyl-3-methylimidazolium bromide.
상기 실시예 1 내지 6, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 2-메타알릴 클로라이드의 전환율, 2-메타알릴 알코올의 선택도 및 수율은 다음 표 1과 같다. The conversion rates of 2-metaallyl chloride prepared in Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 and 2, selectivity and yield of 2-methallyl alcohol are shown in Table 1 below.
전환율(%)2-metaallyl chloride
Conversion rate (%)
선택도(%)2-methallyl alcohol
Selectivity (%)
수율(%)2-methallyl alcohol
yield(%)
상기 표 1의 결과를 살펴보면, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 제조방법은 일단계(one-step) 반응 기준으로, 2-메타알릴 클로라이드의 전환율이 99% 이상이고, 2-메타알릴 알코올의 선택도는 99.5% 이상인 것을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 제조방법은 98.5% 이상으로 고수율의 2-메타알릴 알코올을 제공할 수 있음을 확인하였으며, 이는 종래에 사용되는 다른 촉매 대비 높은 전환율, 고선택도 및 고수율인 것을 확인할 수 있다. Looking at the results of Table 1, the production method according to an exemplary embodiment of the present specification is based on a one-step reaction, the conversion rate of 2-methallyl chloride is 99% or more, and selection of 2-methallyl alcohol It can be seen that the degree is more than 99.5%. In addition, it was confirmed that the production method according to an exemplary embodiment of the present invention can provide a high yield of 2-methallyl alcohol with 98.5% or more, which has a higher conversion rate, higher selectivity, and higher yield than other catalysts used in the prior art. It can be confirmed that it is a yield.
본 발명의 일 실시상태에 따른 제조방법은 표 1에서 확인한 바와 같이 2-메타알릴 클로라이드의 높은 전환율로 인하여, 유층에서 2-메타알릴 클로라이드를 분리할 때 염소 가스의 배출이 거의 없어 친환경적이며, 99.5% 이상의 고선택도 및 고순도의 2-메타알릴 알코올을 수득할 수 있다. 또한, 본 발명에서의 촉매는 수층에서 완전히 용해되는 수용성 이온성 촉매로 지속적으로 재사용이 가능하고, 스팀 에너지를 열에너지로 사용하여 에너지 비용이 저렴할 수 있다. The manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention is eco-friendly because there is little emission of chlorine gas when separating 2-methallyl chloride from the oil layer due to the high conversion rate of 2-methallyl chloride as shown in Table 1. % Or more high selectivity and high purity 2-methallyl alcohol can be obtained. In addition, the catalyst in the present invention can be continuously reused as a water-soluble ionic catalyst that is completely dissolved in an aqueous layer, and energy cost can be low by using steam energy as thermal energy.
또한, 본 발명의 실시상태에 따른 촉매는 비교예 1 및 비교예 2에서 사용되는 촉매에 비하여 비교적 저렴하여 경제적이다. In addition, the catalyst according to the exemplary embodiment of the present invention is economical because it is relatively inexpensive compared to the catalysts used in Comparative Examples 1 and 2.
Claims (12)
상기 제1 단계에서의 반응된 생성물에 제2 염기성 수용액을 첨가하여 유층과 수층을 분리하는 제2 단계; 및
상기 유층을 비등점 차이를 이용하여, 다운 스트림 및 업스트림으로 분리하고, 상기 다운 스트림으로부터 2-메타알릴알코올을 수득하는 제3 단계;를 포함하고,
상기 촉매는 이온성 액체(Ionic liquid)인 것인 2-메타알릴 알코올의 제조방법. A first step of reacting a first basic aqueous solution and 2-methallyl chloride in the presence of a catalyst;
A second step of separating an oil layer and an aqueous layer by adding a second basic aqueous solution to the reacted product in the first step; And
A third step of separating the oil layer into a downstream stream and an upstream stream using the difference in boiling point, and obtaining 2-methallyl alcohol from the downstream stream; Including,
The catalyst is an ionic liquid (Ionic liquid) is a method for producing 2-methallyl alcohol.
상기 제3 단계에서, 업 스트림으로부터 2-메타알릴 클로라이드를 회수하여 상기 제1 단계로 리사이클하는 단계를 더 포함하는 것인 2-메타알릴 알코올의 제조방법.The method of claim 1,
In the third step, the method of producing 2-methallyl alcohol further comprising the step of recovering 2-methallyl chloride from the upstream and recycling it to the first step.
상기 수층에서 물 및 촉매를 분리하고,
상기 분리된 촉매를 상기 제1 단계로 리사이클하는 단계를 더 포함하는 것인 2-메타알릴 알코올의 제조방법. The method of claim 1,
Separating water and a catalyst in the aqueous layer,
The method for producing 2-methallyl alcohol further comprising the step of recycling the separated catalyst to the first step.
상기 이온성 액체는 수용성인 것인 2-메타알릴 알코올의 제조방법.The method of claim 1,
The method for producing 2-methallyl alcohol wherein the ionic liquid is water-soluble.
상기 이온성 액체는,
이미다졸륨(Imidazolium)계 염, 피페리디늄(Piperidinium)계 염 및 피롤리디늄(Pyrrolidinium)계 염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 염을 포함하고,
상기 이미다졸륨(Imidazolium)계 염은 이미다졸륨 양이온과 할라이드 음이온(halide anion)을 포함하며,
상기 피페리디늄(Piperidinium)계 염은 피페리디늄 양이온과 할라이드 음이온을 포함하고,
상기 피롤리디늄(Pyrrolidinium)계 염은 피롤리디늄 양이온과 할라이드 음이온을 포함하는 것인 2-메타알릴 알코올의 제조방법. The method of claim 1,
The ionic liquid,
Including one or more salts selected from the group consisting of imidazolium-based salts, piperidinium-based salts, and pyrrolidinium-based salts,
The imidazolium-based salt includes an imidazolium cation and a halide anion,
The piperidinium salt includes a piperidinium cation and a halide anion,
The pyrrolidinium (Pyrrolidinium)-based salt is a method for producing 2-metaallyl alcohol containing a pyrrolidinium cation and a halide anion.
상기 할라이드 음이온은 플루오르화 음이온(F-), 염화 음이온(Cl-), 브롬화 음이온(Br-), 아이오딘화 음이온(I-) 및 테트라플루오로보레이트 음이온(BF4 -) 중에서 선택되는 것인 2-메타알릴 알코올의 제조방법.The method of claim 5,
Which is selected from the halide anion is fluoride anion (F -), chloride anion (Cl -), bromide anions (Br -), iodine anions (I - -) and anion tetrafluoroborate (BF 4) Method for producing 2-metaallyl alcohol.
상기 제1 염기성 수용액 및 제2 염기성 수용액은 각각 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼슘 및 수산화리튬으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 2-메타알릴 알코올의 제조방법. The method of claim 1,
The first and second basic aqueous solutions each contain at least one selected from the group consisting of sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate, potassium hydroxide, sodium hydroxide, calcium hydroxide, and lithium hydroxide. .
상기 제1 염기성 수용액 및 제2 염기성 수용액의 농도(w/w)는 각각 1 wt% 이상, 50 wt% 이하인 것인 2-메타알릴 알코올의 제조방법. The method of claim 1,
The concentration (w/w) of the first basic aqueous solution and the second basic aqueous solution is 1 wt% or more and 50 wt% or less, respectively.
상기 제1 염기성 수용액 내의 2-메타알릴 클로라이드의 함량은 제1 염기성 수용액 100 중량부에 대하여 10 중량부 이상, 100 중량부 이하인 것인 2-메타알릴 알코올의 제조방법.The method of claim 1,
The content of 2-methallyl chloride in the first basic aqueous solution is 10 parts by weight or more and 100 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the first basic aqueous solution.
상기 이온성 액체의 함량은 상기 2-메타알릴 클로라이드에 대하여 0.01 중량부 이상, 0.5 중량부 이하인 것인 2-메타알릴 알코올의 제조방법. The method of claim 1,
The content of the ionic liquid is 0.01 parts by weight or more and 0.5 parts by weight or less based on the 2-methallyl chloride.
촉매의 존재 하에 제1 염기성 수용액과 2-메타알릴 클로라이드를 반응시키는 제1 단계는, 60 ℃ 이상, 110 ℃ 이하의 온도에서 수행되는 것인 2-메타알릴 알코올의 제조방법.The method of claim 1,
The first step of reacting the first basic aqueous solution and 2-methallyl chloride in the presence of a catalyst is performed at a temperature of 60° C. or higher and 110° C. or lower.
상기 제3 단계는 상압에서 80℃ 이상, 100℃ 이하의 온도에서 수행되는 것인 2-메타알릴 알코올의 제조방법.The method of claim 1,
The third step is a method of producing 2-metaallyl alcohol that is carried out at a temperature of 80° C. or more and 100° C. or less at atmospheric pressure.
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