KR20230130346A - Purification method for 2,3-butanediol - Google Patents

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KR20230130346A KR1020220027363A KR20220027363A KR20230130346A KR 20230130346 A KR20230130346 A KR 20230130346A KR 1020220027363 A KR1020220027363 A KR 1020220027363A KR 20220027363 A KR20220027363 A KR 20220027363A KR 20230130346 A KR20230130346 A KR 20230130346A
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김광식
신상규
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신성소재 주식회사
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Abstract

본 발명은 2,3-부탄디올의 정제방법에 관한 것이다.
본 발명의 2,3-부탄디올의 정제방법은 발효에 의해 생성된 불순물을 포함하는 조(crude)2,3-부탄디올에 알칼리금속을 포함한 수산화물을 투입한 알칼리조건하에 검화 및 축합 반응시켜 고분자화하여 불순물을 제거하고, 상기 불순물이 제거된 용액에 금속촉매를 투입하여 수소화 반응시켜 불쾌취의 원인물질인 알데하이드류 또는 케톤류의 불순물을 환원하고, 이후 증류하여, 경제성 측면에서 효율적이고 간단한 공정에 의해 고순도이면서 탈색 및 이취 문제를 동시에 해결하여 화장품원료로서 사용 적합한 품질의 2,3-부탄디올을 제공할 수 있다.
The present invention relates to a method for purifying 2,3-butanediol.
The method for purifying 2,3-butanediol of the present invention involves adding a hydroxide containing an alkali metal to crude 2,3-butanediol containing impurities produced by fermentation and polymerizing it through saponification and condensation under alkaline conditions. Impurities are removed, a metal catalyst is added to the solution from which the impurities have been removed, and a hydrogenation reaction is performed to reduce impurities such as aldehydes or ketones, which are causes of unpleasant odors, and then distilled to achieve high purity through an efficient and simple process in terms of economic efficiency. At the same time, it is possible to solve the discoloration and off-odor problems at the same time and provide 2,3-butanediol of a quality suitable for use as a cosmetic raw material.

Description

2,3-부탄디올의 정제방법{PURIFICATION METHOD FOR 2,3-BUTANEDIOL}Purification method of 2,3-butanediol {PURIFICATION METHOD FOR 2,3-BUTANEDIOL}

본 발명은 2,3-부탄디올의 정제방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발효에 의해 생성된 불순물을 포함하는 조(crude)2,3-부탄디올에 알칼리금속을 포함한 수산화물을 투입한 알칼리조건하에서 검화 및 축합 반응시켜 불순물을 제거하고, 상기 불순물이 제거된 용액에 촉매를 투입하여 수소화 반응시켜 불쾌취의 원인물질인 알데하이드류, 케톤류의 불순물을 환원하고, 이후 증류하여 경제성 측면에서 효율적이고 간단한 공정에 의해 고순도이면서 탈색 및 이취 문제를 동시에 해결한 2,3-부탄디올의 정제방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for purifying 2,3-butanediol, and more specifically, to saponification under alkaline conditions by adding a hydroxide containing an alkali metal to crude 2,3-butanediol containing impurities produced by fermentation. And condensation reaction is performed to remove impurities, a catalyst is added to the solution from which the impurities have been removed, hydrogenation is performed to reduce impurities such as aldehydes and ketones, which cause unpleasant odors, and then distilled to provide an efficient and simple process in terms of economic efficiency. It relates to a method for purifying 2,3-butanediol that has high purity and simultaneously solves the problems of discoloration and off-flavor.

부탄디올은 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2,3-부탄디올의 4종의 이성질체(isomer)를 포함하며, 상기 2,3-부탄디올을 제외한 다른 3종의 부탄디올은 인위적으로 정제, 가공해서 생산할 수 있는 반면, 2,3-부탄디올(Butane-2,3-diol)은 직접 합성하기 힘들고 자연 상태에서 쉽게 접할 수 있는 천연물질로 구분된다. 가령, 2,3-부탄디올은 자연 상태에서 흙과 물, 곡류, 식물, 발효 음식, 심지어 우리 몸속의 장 내에서도 존재하며, 포도를 발효시킨 와인 속에도, 또 우리나라 대표 발효 식품, 된장 속에도 들어 있다. Butanediol includes four isomers: 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and 2,3-butanediol, and three types of butanediol other than 2,3-butanediol. While it can be produced by artificially refining and processing, 2,3-butanediol (Butane-2,3-diol) is difficult to synthesize directly and is classified as a natural substance that is easily accessible in nature. For example, 2,3-butanediol exists in nature in soil, water, grains, plants, fermented foods, and even in the intestines of our bodies, and is also found in wine made from fermented grapes and in Korea's representative fermented food, soybean paste.

따라서, 부탄디올 4종의 이성질체(isomer) 중 화학적으로 저렴하고 쉽게 생산이 가능하기에, 1,4-부탄디올과 1,3-부탄디올은 가장 많이 사용되며 특히 1,4-부탄디올은 용매로 사용되거나 탄성섬유 및 폴리우레탄 제조의 원료물질로도 사용되므로, 현시점에서 산업적으로 중요한 비중을 차지한다. 특히, 1,3-부탄디올은 화장품 성분표에서 ‘부틸렌글라이콜(뷰틸렌글리콜)’명으로 자주 볼 수 있으며, 수분을 끌어당기는 성질 때문에 보습제로 사용하며, 점도 조절과 물질의 용해를 도와 용매제의 역할을 수행하므로 화장품의 원료로 사용된다. Therefore, among the four isomers of butanediol, 1,4-butanediol and 1,3-butanediol are the most used because they are chemically inexpensive and easy to produce. In particular, 1,4-butanediol is used as a solvent or as an elastic agent. It is also used as a raw material for the manufacture of fibers and polyurethane, so it is currently of industrial importance. In particular, 1,3-butanediol can often be seen under the name 'butylene glycol' in cosmetic ingredient lists. It is used as a moisturizer because of its moisture-attracting properties, and as a solvent to help control viscosity and dissolve substances. Because it performs a ritual role, it is used as a raw material for cosmetics.

반면에, 현재 화장품 보습제로 사용되는 화학제품인 1,3-부탄디올(부틸렌글라이콜)을 대신하고, 바이오 기반의 발효 공정을 통해 합성되는 2,3-부탄디올의 경우, 피부안정성과 사용감이 뛰어나고, 무독성, 무자극의 친환경 화장품원료로서 주목받고 있으며, 2,3-부탄디올은 화장품 원료 이외에도 일상 속 로션이나 크림, 연고나 약품에도 사용될 수 있고, 유화제, 습윤제로 이루어진 일상 속 다양한 헬스케어 제품에도 적용될 수 있다. On the other hand, 2,3-butanediol, which replaces 1,3-butanediol (butylene glycol), a chemical product currently used as a cosmetic moisturizer, and is synthesized through a bio-based fermentation process, has excellent skin stability and feeling of use. It is attracting attention as a non-toxic and non-irritating eco-friendly cosmetic raw material. In addition to cosmetic raw materials, 2,3-butanediol can be used in everyday lotions, creams, ointments and medicines, and can also be applied to various everyday healthcare products consisting of emulsifiers and humectants. there is.

따라서, 광범위의 용도에 2,3-부탄디올을 적용가능하기에, 2,3-부탄디올 원료를 산업적으로 쉽게 생산 가능하거나 분리정제방법에 대한 관심이 더욱 높아지고 있다. Accordingly, because 2,3-butanediol can be applied to a wide range of uses, interest in methods for easily producing 2,3-butanediol raw material industrially or separating and purifying it is increasing.

그를 위한 선행기술로서 특허문헌 1은 1,3-부탄디올 및 2,3-부탄디올을 생산하는 미생물 배양액으로부터 1,3-부탄디올과 2,3-부탄디올을 분리 및 정제하는 방법으로서, 상세하게는 1,3-부탄디올 및 2,3-부탄디올을 생산하는 미생물 배양액을 증발시킨 후 콘덴서를 순차적으로 통과시켜 탈수 및 제염을 동시에 진행하며 분리 및 정제하는 단계를 포함함으로써, 1,3-부탄디올 및 2,3-부탄디올의 분리 및 정제 방법을 제시하고 있다. As a prior art therefor, Patent Document 1 is a method for separating and purifying 1,3-butanediol and 2,3-butanediol from a microbial culture medium producing 1,3-butanediol and 2,3-butanediol, specifically 1, By evaporating the microbial culture that produces 3-butanediol and 2,3-butanediol, passing it sequentially through a condenser to simultaneously dehydrate and decontaminate, and separating and purifying 1,3-butanediol and 2,3- A method for separating and purifying butanediol is presented.

특히, 미생물 대사에 의해 생산되는 다가알코올인 2,3-부탄디올은 인접한 탄소에 히드록시기가 위치해 있을 경우 라디칼 반응이 쉽게 일어날 수 있고, 이러한 라디칼 반응은 빛과 활성산소 및 물에 의해 일어날 수 있으며, 고온의 조건에서 가속화될 수 있다. In particular, 2,3-butanediol, a polyhydric alcohol produced through microbial metabolism, can easily undergo a radical reaction when a hydroxyl group is located on an adjacent carbon. Such radical reactions can occur due to light, active oxygen, and water, and can occur at high temperatures. It can be accelerated under the following conditions.

2,3-부탄디올(2,3-Butanediol)의 라디칼 반응은 전자이동과 활성산소 및 수분과의 산화 및 환원반응을 통해서 아세토인(acetoin), 아세트알데히드(acetaldehyde), 부탄온(butanone) 등의 여러 가지 휘발성 물질을 발생시킬 수 있다. 이러한 휘발성 물질의 발생이 다가알코올 불쾌취의 원인이 된다. 이러한 다가알코올의 불쾌취를 없애고 다가알코올의 향취를 개선하는 방법으로서, 종래의 기술을 적용하여 기 존재하고 있는 불순물을 흡착하거나 공기순환방식 등을 통하여 제거하는 방식을 적용할 수 있다. The radical reaction of 2,3-Butanediol produces acetoin, acetaldehyde, butanone, etc. through electron transfer and oxidation and reduction reactions with active oxygen and moisture. It can generate various volatile substances. The generation of these volatile substances causes the unpleasant odor of polyhydric alcohol. As a method of eliminating the unpleasant odor of polyhydric alcohol and improving the odor of polyhydric alcohol, conventional techniques can be applied to adsorb existing impurities or remove them through air circulation, etc.

다가알코올의 불쾌취를 없애고 다가알코올의 향취를 개선하기 위한 또 다른 방법으로서, 특허문헌 2는 발효를 통해 얻어진 2,3-부탄디올을 정류하는 과정에서, 불쾌 취의 원인물질 생성을 효과적으로 제어하기 위하여 용존산소를 제거하고, 수분을 제거하여 증류함으로써 화장품의 원료로 사용되기에 적합한 2,3-부탄디올의 정제방법을 개시하고 있다. As another method for eliminating the unpleasant odor of polyhydric alcohol and improving the odor of polyhydric alcohol, Patent Document 2 provides a method for effectively controlling the production of substances that cause unpleasant odor in the process of rectifying 2,3-butanediol obtained through fermentation. A method for purifying 2,3-butanediol suitable for use as a raw material for cosmetics is disclosed by removing dissolved oxygen, removing moisture, and distilling.

더욱 구체적으로는, A) 반응기에 조(crude)2,3-부탄디올을 투입하는 단계; B) 교반과 함께 CaCl2, MgSO4, Na2SO4, CaSO4, K2CO3, CaO 및 BaO로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수분제거제를 2,3-부탄디올에 대하여 0.5∼10중량%의 비율로 첨가하는 단계; C) 비활성기체 퍼징(purging)을 통하여 용존산소를 제거하는 단계; 및 D) 감압증류하여 정제된 2,3-부탄디올을 회수하는 단계로 수행된다. More specifically, A) adding crude 2,3-butanediol to the reactor; B) With stirring, 0.5 to 10 weight of at least one moisture remover selected from the group consisting of CaCl 2 , MgSO 4 , Na 2 SO 4 , CaSO 4 , K 2 CO 3 , CaO and BaO based on 2,3-butanediol. Adding at a rate of %; C) removing dissolved oxygen through inert gas purging; and D) recovering purified 2,3-butanediol through reduced pressure distillation.

그러나 상기 정제과정은 다른 불순물을 제거할 수는 있지만, 정제공정 중에 발생하는 불순물을 제거하기에는 한계가 있을 수밖에 없고, 액체물질이 대부분인 다가알코올의 경우 순수한 물질 수준의 정제를 위하여, 감압증류 방식을 사용하고 있으나, 고온을 수반하기 때문에 다가알코올의 경우 공정 중에 불순물이 생길 확률이 오히려 증가하여 이로 인해서 감압증류 방식을 쓰더라도 불쾌취 제거가 되지 않을 수가 있다.However, although the above purification process can remove other impurities, there are bound to be limitations in removing impurities generated during the purification process, and in the case of polyhydric alcohols, which are mostly liquid substances, a reduced pressure distillation method is used to purify to a pure substance level. However, because it involves high temperatures, the probability of impurities forming during the process increases in the case of polyhydric alcohols, and as a result, even if reduced pressure distillation method is used, unpleasant odors may not be removed.

따라서, 화장품, 의약 등에 적용되기 위해서는 무색, 무취의 2,3-부탄디올이 요구되나, 분리 및 정제 과정에서 제거되지 않은 미량의 불순물들로 인해 2,3-부탄디올 원액이 노랑의 미색을 띠면서 악취를 낼 수 있다.Therefore, in order to be applied to cosmetics, medicine, etc., colorless and odorless 2,3-butanediol is required. However, due to trace impurities not removed during the separation and purification process, the 2,3-butanediol stock solution has a yellowish-white color and a foul odor. can be paid.

특허문헌 3에는 다가 알코올의 탈색 및 탈취 방법과 탈색 및 탈취 시스템을 개시하고 있다. 더욱 상세하게는, 분리 공정에 의해 수득된 제1다가 알코올을 함유하는 혼합액을 제조하고, 상기 혼합액을 증류 처리를 통해 이색 및 이취 물질을 예비적으로 제거하여 전처리액을 생성한 후 상기 전처리액을 흡착 처리함으로써, 증류 처리 및 흡착 처리의 조합을 통해 이색, 이취 물질의 제거율을 증가시킨 다가 알코올의 탈색 및 탈색방법을 보고하고 있다. Patent Document 3 discloses a method for decolorizing and deodorizing polyhydric alcohol and a decolorizing and deodorizing system. More specifically, a mixed solution containing the first polyhydric alcohol obtained through a separation process is prepared, and the mixed solution is distilled to preliminary remove foreign and off-flavor substances to produce a pretreatment solution. A method for decolorizing and decolorizing polyhydric alcohols that increases the removal rate of exotic and off-flavor substances through a combination of distillation treatment and adsorption treatment is reported.

이에, 본 발명자들은 발효에 의해 생성된 불순물을 포함하는 2,3-부탄디올의 효율적인 정제방법을 구현하기 위하여 꾸준히 노력한 결과, 발효에 의해 생성된 불순물을 포함하는 조(crude)2,3-부탄디올에 강알칼리 처리에 의해 검화 및 축합 반응시켜 불순물을 보다 높은 고분자량을 가진 물질로 전환시켜 제거하고 소량으로 남아 있는 이취물질을 수소화반응에 의한 환원공정처리 후 분별증류 공정을 통하여 고순도이면서 탈색 및 이취 문제를 동시에 해결하여 화장품원료로서 사용 적합한 품질의 2,3-부탄디올을 제공함으로써, 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have made continuous efforts to implement an efficient purification method of 2,3-butanediol containing impurities produced by fermentation, and as a result, crude 2,3-butanediol containing impurities produced by fermentation has been purified. Impurities are converted to substances with higher molecular weight and removed through saponification and condensation reaction through strong alkali treatment, and the off-flavor substances remaining in small quantities are reduced through hydrogenation reaction and then processed through fractional distillation to achieve high purity and eliminate discoloration and off-flavor problems. The present invention was completed by simultaneously solving the problem and providing 2,3-butanediol of a quality suitable for use as a cosmetic raw material.

대한민국공개특허 제2016-0008756호 (2016.01.25 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 2016-0008756 (published on January 25, 2016) 대한민국특허 제1575717호 (2015.12.08 공고)Republic of Korea Patent No. 1575717 (announced on December 8, 2015) 대한민국공개특허 제2019-0014431호 (2019.02.12 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 2019-0014431 (published on February 12, 2019)

본 발명의 목적은 발효에 의한 불순물을 포함하는 조(crude)2,3-부탄디올을 화장품원료로서 사용 적합한 품질의 2,3-부탄디올의 정제방법을 제공하는 것이다. The purpose of the present invention is to provide a method for purifying 2,3-butanediol of a quality suitable for use as a cosmetic raw material from crude 2,3-butanediol containing impurities resulting from fermentation.

본 발명의 다른 목적은 경제성 측면에서 효율적이고 간단한 공정에 의해 고순도이면서 탈색 및 이취 문제를 동시에 해결한 2,3-부탄디올의 정제방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for purifying 2,3-butanediol that has high purity and simultaneously solves the problems of discoloration and off-flavor through an efficient and simple process in terms of economic efficiency.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 발효에 의해 생성된 불순물이 함유된 조(crude)2,3-부탄디올에, 알칼리금속을 포함한 수산화물을 투입한 알칼리조건을 유지하면서 교반하고, 금속촉매를 투입하여 수소화 반응에 의한 환원공정처리 후 증류를 수행하는 2,3-부탄디올의 정제방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention involves adding a hydroxide containing an alkali metal to crude 2,3-butanediol containing impurities produced by fermentation, stirring while maintaining alkaline conditions, and adding a metal catalyst. Thus, a method for purifying 2,3-butanediol is provided by performing a reduction process by hydrogenation reaction and then distillation.

구체적으로, 본 발명은 발효에 의해 생성된 불순물을 포함하는 조(crude)2,3-부탄디올에 알칼리금속을 포함한 수산화물을 투입한 알칼리조건하에 검화 및 축합 반응시켜 불순물을 보다 높은 고분자량을 가진 물질로 전환시켜 제거하고, 상기 불순물이 제거 후 수소화반응에 의해 소량으로 남아 있는 이취원인물질을 환원공정처리하고, 분별증류 공정을 수행하는 2,3-부탄디올의 정제방법을 제공한다. Specifically, the present invention is a saponification and condensation reaction under alkaline conditions in which crude 2,3-butanediol containing impurities produced by fermentation is added with a hydroxide containing an alkali metal, thereby converting the impurities into a substance with a higher molecular weight. A method for purifying 2,3-butanediol is provided, which includes converting and removing the impurities, subjecting a small amount of off-flavor-causing substances remaining through a hydrogenation reaction to a reduction process, and performing a fractional distillation process.

상기 알칼리조건은 알칼리금속을 포함한 수산화물을 투입한 이후 반응완료시점까지 용액의 pH가 10 이상의 강알칼리조건으로 유지되도록 상기 알칼리금속을 포함한 수산화물을 추가 투입할 수 있다. In the alkaline condition, after adding the hydroxide containing the alkali metal, the hydroxide containing the alkali metal may be additionally added so that the pH of the solution is maintained at a strong alkaline condition of 10 or more until the reaction is completed.

상기 알칼리금속을 포함한 수산화물이 조(crude)2,3-부탄디올에 대하여, 0.1 내지 10중량% 비율로 투입되는 것이 바람직하다. It is preferable that the hydroxide containing the alkali metal is added in a ratio of 0.1 to 10% by weight based on crude 2,3-butanediol.

상기 수소화반응에 의한 환원공정은 니켈계 촉매, 니켈에 활성화처리된 촉매 및 금속담지체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 금속촉매를 사용하는 것이다. The reduction process by the hydrogenation reaction uses a metal catalyst selected from the group consisting of a nickel-based catalyst, a catalyst activated by nickel, and a metal support.

상기 니켈에 활성화처리된 촉매는 니켈에 아연, 알루미늄, 붕소, 규소, 유기산, 크롬, 인, 나트륨, 유황 및 코발트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 활성화처리된 촉매인 것이다. The nickel-activated catalyst is a catalyst in which nickel has been activated with any one selected from the group consisting of zinc, aluminum, boron, silicon, organic acid, chromium, phosphorus, sodium, sulfur, and cobalt.

또한, 상기 금속담지체는 활성탄에 희토류금속이 담지된 것으로, 상기 희토류금속은 니켈, 코발트, 로듐, 팔라듐 및 백금으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이다. In addition, the metal carrier is one in which a rare earth metal is supported on activated carbon, and the rare earth metal is any one selected from the group consisting of nickel, cobalt, rhodium, palladium, and platinum.

상기 수소화반응에 의한 환원공정에 사용되는 금속촉매는 조(crude)2,3-부탄디올에 대하여, 0.1 내지 1중량% 비율로 투입된 것이 바람직하다. 이때, 상기 수소화 반응이 금속촉매를 투입하고 수소가스를 투입하여 반응완료시점까지 압력이 5kgf/㎠로 유지되도록 한다. The metal catalyst used in the reduction process by the hydrogenation reaction is preferably added at a ratio of 0.1 to 1% by weight based on crude 2,3-butanediol. At this time, for the hydrogenation reaction, a metal catalyst is added and hydrogen gas is added to maintain the pressure at 5 kgf/cm2 until the reaction is completed.

본 발명의 2,3-부탄디올의 정제방법에 있어서, 분별증류는 불순물 제거 후 반응기의 내부온도를 85 내지 105℃ 온도에서 5 내지 10torr진공하에서 분별증류를 수행한다.In the method for purifying 2,3-butanediol of the present invention, fractional distillation is performed under a vacuum of 5 to 10 torr at an internal temperature of 85 to 105°C of the reactor after removing impurities.

본 발명의 2,3-부탄디올의 정제방법에 따라, 고순도이면서 탈색 및 이취 문제를 동시에 해결한 2,3-부탄디올을 제공함으로써, 화장품원료로서 사용될 수 있다. According to the purification method of 2,3-butanediol of the present invention, 2,3-butanediol is provided with high purity and simultaneously solves the problems of discoloration and off-odor, so that it can be used as a cosmetic raw material.

본 발명의 정제방법은 경제성 측면에서 효율적이고 간단한 공정이며, 화장품원료로서 사용 적합한 품질의 2,3-부탄디올을 제공할 수 있다. The purification method of the present invention is an efficient and simple process in terms of economic efficiency, and can provide 2,3-butanediol of a quality suitable for use as a cosmetic raw material.

도 1은 본 발명의 2,3-부탄디올의 정제방법에 사용되는 불순물을 포함하는 조(crude)2,3-부탄디올의 분광학적 실험결과이고,
도 2는 본 발명의 정제방법에 따라 정제된 2,3-부탄디올의 분광학적 실험결과이고,
도 3은 본 발명의 정제방법에 따라 얻어진 2,3-부탄디올의 정제 전(Crude) 및 후(정제)에 대한 육안상 확인된 형상에 대한 사진결과이다.
Figure 1 shows the spectroscopic test results of crude 2,3-butanediol containing impurities used in the purification method of 2,3-butanediol of the present invention;
Figure 2 is a spectroscopic test result of 2,3-butanediol purified according to the purification method of the present invention;
Figure 3 is a photo result of the visually confirmed shape of 2,3-butanediol obtained according to the purification method of the present invention before (crude) and after (purification).

이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 발효에 의해 생성된 불순물이 함유된 조(crude)2,3-부탄디올의 정제방법을 제공한다. The present invention provides a method for purifying crude 2,3-butanediol containing impurities produced by fermentation.

도 1은 본 발명의 2,3-부탄디올의 정제방법에 사용되는 불순물을 포함하는 조(crude)2,3-부탄디올의 분광학적 실험결과로서, 발효과정에서 얻어진 다양한 불순물인 카르복실산, 알데하이드, 케톤 단백질 등의 유기물 성분을 확인할 수 있다. Figure 1 shows the spectroscopic test results of crude 2,3-butanediol containing impurities used in the purification method of 2,3-butanediol of the present invention, showing various impurities obtained during fermentation, such as carboxylic acid, aldehyde, Organic components such as ketone proteins can be confirmed.

본 발명은 2,3-부탄디올의 정제방법은 상기의 발효에 의해 생성된 다양한 유기물 성분의 불순물을 포함한 조(crude)2,3-부탄디올을 화장품용도에 적합한 수준으로 탈색 및 탈취하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for purifying 2,3-butanediol, which decolorizes and deodorizes crude 2,3-butanediol containing impurities of various organic components produced by the above fermentation to a level suitable for cosmetic use. .

이에, 본 발명은 발효에 의해 생성된 불순물이 함유된 조(crude)2,3-부탄디올에, 알칼리금속을 포함한 수산화물을 투입한 알칼리조건을 유지하면서 교반하고, 금속촉매를 투입하여 수소화 반응에 의한 환원공정처리 후 증류를 수행하는 2,3-부탄디올의 정제방법을 제공한다. Accordingly, in the present invention, a hydroxide containing an alkali metal is added to crude 2,3-butanediol containing impurities produced by fermentation, stirred while maintaining alkaline conditions, and a metal catalyst is added to cause a hydrogenation reaction. A method for purifying 2,3-butanediol is provided, which involves distillation after a reduction process.

더욱 바람직하게는, 본 발명의 2,3-부탄디올의 정제방법은 발효에 의해 생성된 불순물이 함유된 조(crude)2,3-부탄디올에, 알칼리금속을 포함한 수산화물을 투입한 알칼리조건하에 검화 및 축합 반응시켜 불순물을 보다 고분자화하여 불순물을 제거하는 제1공정, More preferably, the method for purifying 2,3-butanediol of the present invention is saponification and By condensation reaction, impurities become more polymerized. The first process to remove impurities,

상기 공정이후 금속촉매를 투입하여 수소화 반응에 의한 환원공정으로 이취원인물질을 제거하는 제2공정 및 After the above process, a second process of removing off-flavor-causing substances through a reduction process by hydrogenation reaction by adding a metal catalyst, and

상기 공정이후 불순물이 제거된 용액을 분별증류하는 제3공정으로 수행되는 것이다. After the above process, the third process is performed by fractional distillation of the solution from which impurities have been removed.

본 발명의 2,3-부탄디올의 정제방법을 공정별로 설명하면, 제1공정은 불순물을 포함하는 조(crude)2,3-부탄디올은 발효과정에서 부산물로 생산되는 3개의 이성체인 메소 2,3-부탄디올, S,S-2,3-부탄디올, R,R-2,3-부탄디올을 포함하여 통상 2,3-부탄디올로 칭하며, 이를 조(crude)2,3-부탄디올로 한다. When explaining the purification method of 2,3-butanediol of the present invention by process, the first process is to purify crude 2,3-butanediol containing impurities into meso 2,3, which is three isomers produced as by-products during the fermentation process. -Butanediol, S,S-2,3-butanediol, and R,R-2,3-butanediol are commonly referred to as 2,3-butanediol, and are referred to as crude 2,3-butanediol.

제1공정에서의 불순물을 포함하는 조(crude)2,3-부탄디올은 도 1에서 확인된 바와 같이, 발효과정에서 발생되는 부산물로는 아세토인, 아세트알데히드, 부탄온, 유기산, 무기산, 케톤 에스테르 알데하이드을 포함하는 다가종의 유기물질, 단백질 등의 다양한 불순물이 포함되어 있는 것을 의미한다. As confirmed in Figure 1, crude 2,3-butanediol containing impurities in the first process is acetoin, acetaldehyde, butanone, organic acid, inorganic acid, and ketone ester as by-products generated during the fermentation process. This means that it contains various impurities such as polyvalent organic substances including aldehydes and proteins.

따라서 2,3-부탄디올 함량이 50중량% 이상인 것 또는 불순물이 1 내지 50중량% 미만인 합성물이거나 상용품에서 채용하여 정제하는 것이다. 본 발명은 입수한 조(crude)2,3-부탄디올에는 2,3-부탄디올 함량이 50중량% 이상을 포함하는 혼합물에서 고순도이면서 무색무취의 2,3-부탄디올을 정제한다.Therefore, it is a synthetic product with a 2,3-butanediol content of 50% by weight or more or an impurity of 1 to less than 50% by weight, or it is adopted and purified from a commercial product. The present invention purifies highly pure, colorless and odorless 2,3-butanediol from a mixture containing 50% by weight or more of crude 2,3-butanediol.

본 발명의 제조방법에 있어서, 제1공정은 상기 조(crude)2,3-부탄디올에 알칼리금속을 포함한 수산화물을 투입한 알칼리조건하에 반응시키는 것으로, 상기 알칼리조건은 알칼리금속을 포함한 수산화물을 투입부터 반응완료시점까지 용액의 pH가 10이상의 강알칼리조건으로 유지하고, 더욱 바람직하게는 용액의 pH가 10 내지 13.5로 유지되도록 공정과정에 상기 조건을 유지하기 위하여 알칼리금속을 포함한 수산화물을 추가 투입할 수 있다. In the production method of the present invention, the first step is to react under alkaline conditions by adding a hydroxide containing an alkali metal to the crude 2,3-butanediol, and the alkaline conditions are from the introduction of a hydroxide containing an alkali metal. Until the completion of the reaction, the pH of the solution is maintained in a strongly alkaline condition of 10 or more, and more preferably, the pH of the solution is maintained at 10 to 13.5. In order to maintain the above conditions during the process, hydroxide containing an alkali metal can be additionally added. .

또한, 상기 강알칼리조건을 공정동안 유지하기 위하여, 알칼리금속을 포함한 수산화물은 NaOH 또는 KOH를 사용하는 것이 바람직하다. Additionally, in order to maintain the strong alkaline conditions during the process, it is preferable to use NaOH or KOH as the hydroxide containing an alkali metal.

제1공정에서 강알칼리를 투입한 반응은 90℃가 넘지 않는 범위에서 수행하고, 진행도중 pH가 떨어지면 추가로 투입하여 알칼리조건에서 2 내지 5시간동안 반응시키는 것이다. The reaction in which strong alkali is added in the first process is carried out at a temperature not exceeding 90°C, and if the pH drops during the process, additionally added and reacted under alkaline conditions for 2 to 5 hours.

상기 제1공정에서 강알칼리 처리에 의해 NaOH 또는 KOH 염기의 수산화기와 조(crude)2,3-부탄디올 내 불순물의 카르복실산 염과 검화 및 축합 반응시켜, 보다 높은 고분자량을 가진 물질로 전환시키고 이를 제거한다. 이때, 제1공정에서 알칼리금속을 포함한 수산화물이 조(crude)2,3-부탄디올에 대하여, 0.1 내지 10중량% 비율로 투입된 것이 바람직하며, 상기 0.1 중량% 미만이면, 정제효율이 떨어지고, 10중량%를 초과하면, 반응에 필요한 화학량론(stoichiometry)보다 초과되어 과잉의 양이 첨가되어 바람직하지 않다. In the first step, the hydroxyl group of NaOH or KOH base is subjected to a saponification and condensation reaction with the carboxylic acid salt of the impurity in crude 2,3-butanediol by treatment with a strong alkali, thereby converting it into a material with a higher molecular weight. Remove. At this time, in the first process, it is preferable that the hydroxide containing alkali metal is added at a ratio of 0.1 to 10% by weight based on crude 2,3-butanediol. If the amount is less than 0.1% by weight, purification efficiency is reduced, and 10% by weight is added. If the percentage is exceeded, it is undesirable because an excessive amount is added beyond the stoichiometry required for the reaction.

본 발명의 정제방법에 있어서, 제2공정은 상기 공정이후 금속촉매를 투입하여 수소화 반응에 의한 환원공정으로 이취원인물질을 환원시켜 탈취한다. In the purification method of the present invention, in the second process, after the above process, a metal catalyst is added to reduce and deodorize the off-odor-causing substances through a reduction process through a hydrogenation reaction.

상기 제2공정은 조(crude)2,3-부탄디올에 대하여, 10%의 정제수 및 0.1 내지 1중량%의 에서 금속촉매가 투입된 것이다. In the second process, 10% of purified water and 0.1 to 1% by weight of a metal catalyst were added to crude 2,3-butanediol.

상기 금속촉매는 니켈계 촉매, 니켈에 활성화처리된 촉매 및 금속담지체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있으며, 구체적으로는, 값이 싼 니켈계 촉매가 가장 바람직하다. The metal catalyst may be any one selected from the group consisting of nickel-based catalysts, catalysts activated by nickel, and metal supports. Specifically, inexpensive nickel-based catalysts are most preferable.

상기 니켈에 활성화처리된 촉매는 니켈에 아연, 알루미늄, 붕소, 규소, 유기산, 크롬, 인, 나트륨, 유황 및 코발트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 활성화처리하여 만든 촉매를 포함한다. The nickel-activated catalyst includes a catalyst made by activating nickel with any one selected from the group consisting of zinc, aluminum, boron, silicon, organic acid, chromium, phosphorus, sodium, sulfur, and cobalt.

또한, 금속담지체에는 니켈, 코발트, 로듐, 팔라듐 및 백금으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 희토류금속이 활성탄에 담지된 촉매도 포함될 수 있다. Additionally, the metal support may also include a catalyst in which any one rare earth metal selected from the group consisting of nickel, cobalt, rhodium, palladium, and platinum is supported on activated carbon.

상기 수소화 반응은 수소가스를 투입하여 5kg/㎠의 압력으로 조정하고 반응기내의 압력이 떨어지면 추가로 수소 가스를 투입하여 5kgf/㎠의 압력을 유지시켜 일정압력이 유지되도록 하며, 수소가스가 필요 없는 상태에서 반응을 종료한다. 상기 환원반응은 금속 촉매 하에 수소 첨가시 즉 더 이상 수소를 흡수하지 않으면 수소화반응을 종료한다.The hydrogenation reaction is adjusted to a pressure of 5kg/cm2 by adding hydrogen gas, and when the pressure in the reactor drops, additional hydrogen gas is added to maintain a pressure of 5kgf/cm2 to maintain a constant pressure, and no hydrogen gas is needed. The reaction ends at . The reduction reaction ends when hydrogen is added under a metal catalyst, that is, when no more hydrogen is absorbed.

반응 종료 후 질소가스를 반응기로 투입하여 반응기 내부를 질소로 치환한다.After completion of the reaction, nitrogen gas is introduced into the reactor to replace the interior of the reactor with nitrogen.

본 발명의 정제방법에 있어서, 제3공정을 수행하는 반응기의 내부온도는 85 내지 105℃ 사이의 온도에서 5 내지 10 압력(torr)의 진공하에서 분별증류하여 초기에 나오는 수분 이취물질 등의 물질을 제거하고 본류를 받아 목적하는 정제된 2,3-부탄디올을 얻을 수 있다. In the purification method of the present invention, the internal temperature of the reactor performing the third process is between 85 and 105°C and fractional distillation is performed under a vacuum of 5 to 10 torr to remove substances such as moisture and odorous substances that initially appear. By removing it and receiving the main product, the desired purified 2,3-butanediol can be obtained.

도 2는 본 발명의 정제방법에 따라 정제된 2,3-부탄디올의 분광학적 실험결과로서, 도 1의 불순물을 포함하는 조(crude)2,3-부탄디올로부터 정제공정에 따라 불순물이 제거된 2,3-부탄디올을 확인할 수 있다. Figure 2 is a spectroscopic test result of 2,3-butanediol purified according to the purification method of the present invention, showing impurities removed from crude 2,3-butanediol containing the impurities of Figure 1 according to the purification process. ,3-butanediol can be confirmed.

도 3은 본 발명의 정제방법에 따라 얻어진 2,3-부탄디올의 정제 전(Crude) 및 후(정제)에 대한 육안상 확인된 형상에 대한 사진결과로서, 도 1의 조(crude)2,3-부탄디올은 옐로우쉬 용액을 나타내며, 도 2의 정제공정이후 육안으로 투명(무색) 용액상의 2,3-부탄디올을 확인하였다. Figure 3 is a photo result of the visually confirmed shape of 2,3-butanediol obtained according to the purification method of the present invention before (crude) and after (purification), crude 2,3 in Figure 1 -Butanediol represents a yellowish solution, and 2,3-butanediol in a transparent (colorless) solution was confirmed with the naked eye after the purification process in Figure 2.

또한, 정제된 2,3-부탄디올 용액에 대한 이취에 관한 관능평가결과, 불쾌취없이 평가됨으로써, 종래 탈색 및 이취문제를 동시에 해결하고, 본 발명의 정제방법으로부터, 무색 무취이면서 99.7% 이상의 고순도로서 목적하는 정제된 2,3-부탄디올을 얻을 수 있다.In addition, as a result of the sensory evaluation of the off-odor of the purified 2,3-butanediol solution, it was evaluated without unpleasant odor, thereby solving the problem of conventional discoloration and off-odor at the same time, and from the purification method of the present invention, it is colorless and odorless and has a high purity of 99.7% or more. The desired purified 2,3-butanediol can be obtained.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples.

본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. These examples are intended to illustrate the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

<실시예 1><Example 1>

2,3-부탄디올 94%를 포함하고 있는 조(crude)2,3-부탄디올 100g을 1L 교반기 부착 오토클레이브에 넣고, NaOH 3g, 정제수 10g을 넣고 온도를 90℃로 올려 2시간동안 교반하였다. 이후 라니 니켈 1% 담지 활성탄 0.1g을 투입한 후 수소봄베를 오토클레이브에 연결하여 내부를 전부 수소로 치환하고 오토클레이브의 내부압력을 5kg/㎠으로 10시간동안 유지하였다. 반응종료 후 내부를 질소로 치환하고 오토클레이브 내에 있는 내용물을 진공 증류하여 초류 10%을 받아내고 나머지 본류를 취하면 순도 99.5% 이상이면서 무색 무취의 2,3-부탄디올을 얻었다. 100 g of crude 2,3-butanediol containing 94% of 2,3-butanediol was placed in an autoclave equipped with a 1L stirrer, 3 g of NaOH and 10 g of purified water were added, the temperature was raised to 90°C, and the mixture was stirred for 2 hours. Afterwards, 0.1 g of activated carbon loaded with 1% Raney nickel was added, and the hydrogen cylinder was connected to an autoclave to completely replace the inside with hydrogen, and the internal pressure of the autoclave was maintained at 5 kg/cm2 for 10 hours. After completion of the reaction, the interior was replaced with nitrogen, and the contents in the autoclave were vacuum distilled to collect 10% of the primary stream and the remaining main stream to obtain colorless and odorless 2,3-butanediol with a purity of 99.5% or higher.

<실시예 2><Example 2>

2,3-부탄디올 90중량%를 포함하고 있는 조(crude)2,3-부탄디올 100g을 1L 교반기 부착 오토클레이브에 넣고 NaOH 3g, 정제수 10g을 넣고 온도를 90℃로 올려 2시간동안 교반하였다. 이후, 팔라듐 1% 담지 활성탄 0.1g을 투입한 후 수소봄베를 오토클레이브에 연결하여 내부를 전부 수소로 치환하고 오토클레이브의 내부압력을 5kg/㎠으로 10시간동안 유지하였다. 반응종료 후 내부를 질소로 치환하고 오토클레이브내에 있는 내용물을 진공 증류하여 초류 10%을 받아내고 나머지 본류를 취하면 순도 99.5%이상이면서 무색 무취의 2,3-부탄디올을 얻었다.100 g of crude 2,3-butanediol containing 90% by weight of 2,3-butanediol was placed in an autoclave equipped with a 1L stirrer, 3 g of NaOH and 10 g of purified water were added, the temperature was raised to 90°C, and the mixture was stirred for 2 hours. Afterwards, 0.1 g of activated carbon loaded with 1% palladium was added, and the hydrogen bomb was connected to the autoclave to completely replace the inside with hydrogen, and the internal pressure of the autoclave was maintained at 5 kg/cm2 for 10 hours. After completion of the reaction, the interior was replaced with nitrogen, and the contents in the autoclave were vacuum distilled to collect 10% of the primary stream and the remaining main stream to obtain colorless and odorless 2,3-butanediol with a purity of 99.5% or higher.

<실시예 3><Example 3>

2,3-부탄디올 94중량%를 포함하고 있는 조(crude)2,3-부탄디올 100g을 1L 교반기 부착 오토클레이브에 넣고 NaOH 3g, 정제수 10g을 넣고 온도를 90℃로 올려 2시간동안 교반하였다. 이후 로듐 0.5% 담지 활성탄 0.2g을 투입한 후 수소봄베를 오토클레이브에 연결하여 내부를 전부 수소로 치환하고 오토클레이브의 내부압력을 5kg/㎠으로 10시간동안 유지하였다. 반응종료 후 내부를 질소로 치환하고 오토클레이브내에 있는 내용물을 진공 증류하여 초류 10%을 받아내고 나머지 본류를 취하면 순도 99.5%이상이면서 무색 무취의 2,3-부탄디올을 얻었다.100 g of crude 2,3-butanediol containing 94% by weight of 2,3-butanediol was placed in an autoclave equipped with a 1L stirrer, 3 g of NaOH and 10 g of purified water were added, the temperature was raised to 90°C, and the mixture was stirred for 2 hours. Afterwards, 0.2 g of activated carbon loaded with 0.5% rhodium was added, and the hydrogen bomb was connected to an autoclave to completely replace the inside with hydrogen and maintain the internal pressure of the autoclave at 5 kg/cm2 for 10 hours. After completion of the reaction, the interior was replaced with nitrogen, and the contents in the autoclave were vacuum distilled to collect 10% of the primary stream and the remaining main stream to obtain colorless and odorless 2,3-butanediol with a purity of 99.5% or higher.

<실시예 4><Example 4>

2,3-부탄디올 94중량%를 포함하고 있는 조(crude)2,3-부탄디올 100g을 1L 교반기 부착 오토클레이브에 넣고 NaOH 3g, 정제수 10g을 넣고 온도를 90℃로 올려 2시간동안 교반하였다. 이후 라니 코발트 촉매 0.1g 투입한 후 수소봄베를 오토클레이브에 연결하여 내부를 전부 수소로 치환하고 오토클레이브의 내부압력을 5kg/㎠으로 10시간동안 유지하였다. 반응종료 후 내부를 질소로 치환하고 오토클레이브 내에 있는 내용물을 진공증류하여 초류 10%을 받아내고 나머지 본류를 취하면 순도 99.5%이상이면서 무색 무취의 2,3-부탄디올을 얻었다.100 g of crude 2,3-butanediol containing 94% by weight of 2,3-butanediol was placed in an autoclave equipped with a 1L stirrer, 3 g of NaOH and 10 g of purified water were added, the temperature was raised to 90°C, and the mixture was stirred for 2 hours. After adding 0.1 g of Raney cobalt catalyst, the hydrogen cylinder was connected to the autoclave to completely replace the inside with hydrogen, and the internal pressure of the autoclave was maintained at 5 kg/cm2 for 10 hours. After the reaction was completed, the inside was replaced with nitrogen, and the contents in the autoclave were vacuum distilled to collect 10% of the primary stream and the remaining main stream to obtain colorless and odorless 2,3-butanediol with a purity of 99.5% or higher.

<실험예 1> <Experimental Example 1>

1. 분광학적 결과1. Spectroscopic results

상기 실시예 1에서 사용된 조(crude)2,3-부탄디올을 GC-Mass 분광학기를 이용하여, 도 1은 정제 전의 발효에 의해 생성된 불순물이 함유된 조(crude)2,3-부탄디올의 분광학적 결과이고, 도 2는 본 발명의 정제방법 중 분별증류 수행이후의 2,3-부탄디올의 분광학적 결과를 나타내었다. Using GC-Mass spectroscopy for crude 2,3-butanediol used in Example 1, Figure 1 shows the fraction of crude 2,3-butanediol containing impurities produced by fermentation before purification. This is an optical result, and Figure 2 shows the spectroscopic results of 2,3-butanediol after fractional distillation in the purification method of the present invention.

그 결과, 본 발명의 2,3-부탄디올의 정제방법에 따라, 불순물 피크가 사라진 결과를 확인함으로써 2,3-부탄디올 정제를 확인하였다. As a result, purification of 2,3-butanediol was confirmed by confirming that the impurity peak disappeared according to the 2,3-butanediol purification method of the present invention.

2. 관능평가2. Sensory evaluation

상기 실시예 1에서 수행된 본 발명의 2,3-부탄디올의 정제방법의 단계별 용액의 투명도를 육안으로 평가하였다. The transparency of the solution at each stage of the purification method of 2,3-butanediol of the present invention performed in Example 1 was visually evaluated.

그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, 조(crude)2,3-부탄디올의 옐로우쉬 용액이 확인되었으며, 본 발명의 정제방법에 따라 얻어진 2,3-부탄디올의 정제 후 육안으로 투명(무색) 용액의 2,3-부탄디올을 확인하였다. As a result, as shown in Figure 3, a yellowish solution of crude 2,3-butanediol was confirmed, and after purification of 2,3-butanediol obtained according to the purification method of the present invention, it was a transparent (colorless) solution to the naked eye. 2,3-butanediol was confirmed.

또한, 훈련받은 10명의 연구원을 대상으로 조(crude)2,3-부탄디올로부터 정제된 2,3-부탄디올에 대하여 이취에 대한 관능평가를 수행하였다. In addition, a sensory evaluation of off-flavor was performed on 2,3-butanediol purified from crude 2,3-butanediol using 10 trained researchers.

구체적으로 상기 실시예 1 내지 4에서 정제된 2,3-부탄디올 5㎖를 80℃로 유지된 물 95㎖에 투입하여 교반 후 냄새를 맡아 평가하였다. 이때, 무취의 물을 10점으로 하고, 그에 비해 이취 정도에 따라 점수를 산정하였다. 대조군으로서 시판제품인 G사의 2,3-부탄디올을 동일하게 평가하였다.Specifically, 5 ml of 2,3-butanediol purified in Examples 1 to 4 was added to 95 ml of water maintained at 80°C, stirred, and evaluated by smell. At this time, odorless water was given a score of 10, and the score was calculated according to the degree of off-odor. As a control, a commercial product, 2,3-butanediol from Company G, was evaluated in the same manner.

그 결과, 본 발명의 2,3-부탄디올의 정제방법에 따라 수득된 2,3-부탄디올은 투명하고 특히 화장품원료로서 중요한 이취없이 무색무취의 2,3-부탄디올을 수득하였다. As a result, the 2,3-butanediol obtained according to the method for purifying 2,3-butanediol of the present invention was transparent and colorless and odorless without any off-flavor, which is especially important as a cosmetic raw material.

또한, 본 발명의 2,3-부탄디올의 정제방법은 경제적이며 99.5% 수준의 고순도로 확보할 수 있다. In addition, the method for purifying 2,3-butanediol of the present invention is economical and can secure high purity at the level of 99.5%.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.In the above, the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, but it is clear to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the technical scope of the present invention, and it is natural that such changes and modifications fall within the scope of the appended patent claims.

Claims (10)

발효에 의해 생성된 불순물이 함유된 조(crude)2,3-부탄디올에,
알칼리금속을 포함한 수산화물을 투입한 알칼리조건을 유지하면서 교반하고, 금속촉매를 투입하여 수소화 반응에 의한 환원공정처리 후 증류를 수행하는 2,3-부탄디올의 정제방법.
In crude 2,3-butanediol containing impurities produced by fermentation,
A method for purifying 2,3-butanediol in which a hydroxide containing an alkali metal is added, stirred while maintaining alkaline conditions, a metal catalyst is added, a reduction process is performed by hydrogenation, and then distillation is performed.
제1항에 있어서, 상기 알칼리조건이 반응완료시점까지 용액의 pH가 10 내지 13.5의 강알칼리조건으로 유지되도록 알칼리금속을 포함한 수산화물을 추가 투입한 것을 특징으로 하는 정제된 2,3-부탄디올의 분리방법.The method of separating purified 2,3-butanediol according to claim 1, wherein hydroxide containing an alkali metal is additionally added so that the pH of the solution is maintained at a strong alkaline condition of 10 to 13.5 until the reaction is completed. . 제1항에 있어서, 상기 알칼리금속을 포함한 수산화물이 조(crude)2,3-부탄디올에 대하여, 0.1 내지 10중량% 비율로 투입된 것을 특징으로 하는 정제된 2,3-부탄디올의 분리방법.The method for separating purified 2,3-butanediol according to claim 1, wherein the hydroxide containing the alkali metal is added in a ratio of 0.1 to 10% by weight based on crude 2,3-butanediol. 제1항에 있어서, 상기 금속촉매가 니켈계 촉매, 니켈에 활성화처리된 촉매 및 금속담지체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 정제된 2,3-부탄디올의 분리방법.The method for separating purified 2,3-butanediol according to claim 1, wherein the metal catalyst is one selected from the group consisting of a nickel-based catalyst, a catalyst activated by nickel, and a metal support. 제4항에 있어서, 상기 니켈에 활성화처리된 촉매가 니켈에 아연, 알루미늄, 붕소, 규소, 유기산, 크롬, 인, 나트륨, 유황 및 코발트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 활성화처리된 촉매인 것을 특징으로 하는 정제된 2,3-부탄디올의 분리방법.The method of claim 4, wherein the nickel-activated catalyst is a nickel-activated catalyst selected from the group consisting of zinc, aluminum, boron, silicon, organic acid, chromium, phosphorus, sodium, sulfur, and cobalt. A method of separating purified 2,3-butanediol. 제4항에 있어서, 상기 금속담지체가 희토류금속이 활성탄에 담지된 것을 특징으로 하는 정제된 2,3-부탄디올의 분리방법.The method for separating purified 2,3-butanediol according to claim 4, wherein the metal carrier is a rare earth metal supported on activated carbon. 제6항에 있어서, 상기 희토류금속이 니켈, 코발트, 로듐, 팔라듐 및 백금으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 정제된 2,3-부탄디올의 분리방법.The method of separating purified 2,3-butanediol according to claim 6, wherein the rare earth metal is any one selected from the group consisting of nickel, cobalt, rhodium, palladium, and platinum. 제1항에 있어서, 상기 금속촉매가 조(crude)2,3-부탄디올에 대하여, 0.1 내지 1중량% 비율로 투입된 것을 특징으로 하는 정제된 2,3-부탄디올의 분리방법.The method for separating purified 2,3-butanediol according to claim 1, wherein the metal catalyst is added at a ratio of 0.1 to 1% by weight based on crude 2,3-butanediol. 제1항에 있어서, 상기 환원공정이 금속촉매를 투입하고 수소가스를 투입하여 반응완료시점까지 압력이 5kgf/㎠로 유지되도록 한 것을 특징으로 하는 정제된 2,3-부탄디올의 분리방법.The method of separating purified 2,3-butanediol according to claim 1, wherein the reduction process is performed by adding a metal catalyst and introducing hydrogen gas so that the pressure is maintained at 5 kgf/cm2 until the reaction is completed. 제1항에 있어서, 상기 제3공정의 증류가 불순물 제거 후 반응기의 내부온도를 85 내지 105℃ 온도에서 5 내지 10torr 진공하에서 분별증류가 수행된 것을 특징으로 하는 정제된 2,3-부탄디올의 분리방법.The separation of purified 2,3-butanediol according to claim 1, wherein after the distillation in the third process removes impurities, fractional distillation is performed under 5 to 10 torr vacuum at an internal temperature of 85 to 105 ° C. of the reactor. method.
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KR20160008756A (en) 2014-07-15 2016-01-25 한밭대학교 산학협력단 Separation and purification method of 1,3-propanediol and 2,3-butanediol from microbial culture media
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