KR20240055567A - In-situ synthesis method of ester compound - Google Patents
In-situ synthesis method of ester compound Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240055567A KR20240055567A KR1020220136022A KR20220136022A KR20240055567A KR 20240055567 A KR20240055567 A KR 20240055567A KR 1020220136022 A KR1020220136022 A KR 1020220136022A KR 20220136022 A KR20220136022 A KR 20220136022A KR 20240055567 A KR20240055567 A KR 20240055567A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- reaction
- alcohol
- carboxylic acid
- coefficient
- acid
- Prior art date
Links
- -1 ester compound Chemical class 0.000 title claims abstract description 25
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 title claims abstract description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 73
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 47
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 22
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims abstract description 9
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 5
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 4
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000003138 primary alcohols Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000003333 secondary alcohols Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000003509 tertiary alcohols Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims 3
- 150000004968 peroxymonosulfuric acids Chemical class 0.000 claims 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 abstract description 19
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 6
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 abstract description 3
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 13
- FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N thionyl chloride Chemical compound ClS(Cl)=O FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012024 dehydrating agents Substances 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XTJKNGLLPGBHHO-HNNXBMFYSA-N (2s)-5-(diaminomethylideneamino)-2-(dodecanoylamino)pentanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)N[C@H](C(O)=O)CCCN=C(N)N XTJKNGLLPGBHHO-HNNXBMFYSA-N 0.000 description 1
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 description 1
- 238000007309 Fischer-Speier esterification reaction Methods 0.000 description 1
- ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P L-argininium(2+) Chemical compound NC(=[NH2+])NCCC[C@H]([NH3+])C(O)=O ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P 0.000 description 1
- JWGGSJFIGIGFSQ-UHFFFAOYSA-N N-dodecanoylglycine Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)NCC(O)=O JWGGSJFIGIGFSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SAVLIIGUQOSOEP-UHFFFAOYSA-N N-octanoylglycine Chemical compound CCCCCCCC(=O)NCC(O)=O SAVLIIGUQOSOEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001263 acyl chlorides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 1
- 229940051368 capryloyl glycine Drugs 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 150000003840 hydrochlorides Chemical class 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- MJIVRKPEXXHNJT-UHFFFAOYSA-N lutidinic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=NC(C(O)=O)=C1 MJIVRKPEXXHNJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L magnesium dichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-] DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/08—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with the hydroxy or O-metal group of organic compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
본 발명은 염화마그네슘(MgCl2) 무수물, 황산(H2SO4), 카복시산(R1(C=O)OH) 및 알코올(R2OH)을 포함하는 반응 혼합물을 사용하여 염화마그네슘(MgCl2) 무수물과 황산(H2SO4)을 반응시켜 황산마그네슘(MgSO4)와 염화수소를 생성하는 제1 반응과, 상기 황산마그네슘(MgSO4) 및 염화수소의 존재 하에 카복시산(R1(C=O)OH)과 알코올(R2OH)을 반응시켜 에스터를 생성하는 제2 반응을 동시에 진행하되, 상기 제1 반응은 용매 또는 반응물에 함유되어 있는 수분의 존재 하에 진행되는 것을 특징으로 하는 에스터 화합물의 인시츄 합성방법을 제공한다.The present invention produces magnesium chloride (MgCl) using a reaction mixture containing magnesium chloride (MgCl 2 ) anhydride, sulfuric acid (H 2 SO 4 ), carboxylic acid (R 1 (C=O)OH), and alcohol (R 2 OH). 2 ) A first reaction of reacting anhydride with sulfuric acid (H 2 SO 4 ) to produce magnesium sulfate (MgSO 4 ) and hydrogen chloride , and carboxylic acid (R 1 (C= An ester compound characterized in that a second reaction to produce an ester is carried out simultaneously by reacting O)OH) with alcohol (R 2 OH), wherein the first reaction is carried out in the presence of moisture contained in a solvent or reactant. Provides an in situ synthesis method.
Description
본 발명은 에스터 화합물의 인시츄 합성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for in situ synthesis of ester compounds.
에스터화반응은 알코올과 유기산의 탈수반응을 통하여 물이 제거되고 에스터화 합물을 형성시키는 반응으로 다양한 산업에 응용되며 의약품, 향료, 바이오디젤과 같은 고부가 가치의 기초화학소재산업에 폭넓게 사용되고 있다. 일반적인 에스터화반응은 황산, 인산, 염산, 파라톨루엔설포닉애씨드 등과 같은 산촉매를 사용하거나 염화티오닐과 같은 아실염화물화 유도 및 염화알킬화 유도를 일으 키는 촉매를 사용하고 있다. The esterification reaction is a reaction in which water is removed and an ester compound is formed through a dehydration reaction of alcohol and an organic acid. It is applied to various industries and is widely used in the basic chemical material industry with high added value such as pharmaceuticals, fragrances, and biodiesel. A general esterification reaction uses an acid catalyst such as sulfuric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, paratoluenesulfonic acid, etc., or a catalyst that induces acyl chloride and alkylation such as thionyl chloride.
산촉매 에스터화 반응은 대표적으로 피셔 에스터화반응(Fischer sterification) 이 있는데 이 반응은 산 촉매 하에서과량의 알코올 존재과 유기산을 반응시켜 에스터화합물을 얻는 반응이다. 이 반응에서는 대부분 황산을 주로 사용하게 되는데 에스터화반응은 가역반응이기 때문에, 동 반응에 의해 생성된 물에 의해 생성물인 에스터가 다시 가수분해(역반응) 될 수 있어 에스터로의 전환율이 매우 낮은 경우도 있다. 산 촉매로서 염산을 이용할 수도 있지만, 염산의 경우 기체를 사용해야하며 염산 수용액을 사용할 시, 물과 함께 반응을 시켜야 하므로 결국 다시 역반응 인 물에 의한 가수분해 반응이 일어나기에 바람직하지 못하다. 더욱이 염산가스의 경우 높은 온도에서 휘발되기 때문에, 반응을 진행코자 할 경우 계속하여 기체를 넣어줘야 하는 번거로움을 가지고 있다. A typical example of an acid-catalyzed esterification reaction is Fischer sterification, which is a reaction in which an ester compound is obtained by reacting an excessive amount of alcohol with an organic acid under an acid catalyst. In this reaction, sulfuric acid is mainly used. Since the esterification reaction is a reversible reaction, the product ester can be hydrolyzed again (reverse reaction) by the water produced by the reaction, so the conversion rate to ester is sometimes very low. there is. Hydrochloric acid can be used as an acid catalyst, but in the case of hydrochloric acid, gas must be used, and when using an aqueous hydrochloric acid solution, it must be reacted with water, which is undesirable because the reverse reaction, hydrolysis reaction with water, ultimately occurs. Moreover, since hydrochloric acid gas volatilizes at a high temperature, it is inconvenient to continuously add gas if the reaction is to proceed.
이를 해결하고자 염화티오닐(Thionyl choloride)을 사용할 수도 있는데, 공정이 비교적 간결하고, 높은 반응성으로 인해 많이 사용된다. 그러나 염화티오닐은 유독성, 부식성물질로 수분과 알코올과 급격한 반응으로 폭발을 할 수 있는 위험물이고, 반응 완료 후 염화티오닐을 제거하기 위해 알코올을 더 넣어주거나 물을 가해주는 경우가 있는데, 이 과정에서 대기오염의 주요 물질인 이산화황이 발생된다. 더욱이 제거과정에서 장비의 부식을 일으키며, 제거에 장시간이 걸린다는 것이 단점이다. To solve this problem, thionyl chloride can be used. The process is relatively simple and it is widely used due to its high reactivity. However, thionyl chloride is a toxic and corrosive substance that can explode due to a rapid reaction with moisture and alcohol. In some cases, more alcohol or water is added to remove thionyl chloride after the reaction is completed. Sulfur dioxide, a major air pollutant, is generated. Moreover, the disadvantage is that it causes corrosion of equipment during the removal process and that removal takes a long time.
이처럼 두 가지 방식의 에스터화 반응이 가지고 있는 공통적인 단점은 탈수과정에서 생성되는 물의 제거이다. A common drawback of these two types of esterification reactions is the removal of water generated during the dehydration process.
피셔 에스터화반응은 앞서 언급한 바와 같이 가역반응이므로 르샤틀리에법칙에 따라 정반응을 유도하기 위해서는 생성되는 물을 제거해야 에스터화합물로의 전환율이 높아진다. 그러므로 탈수제가 필요하지만 각 용매와 공통적으로 호환되는 탈수제의 조합을 찾기가 어려우며 용매간의 탈수로 인해 알코올의 구조가 에터(ether)구조로 바뀌는 경우가 생길 수 있다. 이렇게 되면 반응에 참여할 수 있는 알코올의 분자수가 감소되며 반응 확률이 길어지게 되므로 에스터화합물로의 전환율이 낮아진다. As mentioned earlier, the Fischer esterification reaction is a reversible reaction, so in order to induce a forward reaction according to Le Chatelier's law, the water produced must be removed to increase the conversion rate to an ester compound. Therefore, a dehydrating agent is needed, but it is difficult to find a combination of dehydrating agents that are commonly compatible with each solvent, and the structure of alcohol may change to an ether structure due to dehydration between solvents. In this case, the number of alcohol molecules that can participate in the reaction is reduced and the reaction probability is increased, thereby lowering the conversion rate to the ester compound.
산 촉매 에스터화반응의 경우에도 생성된는 에스터화합물의 구조 및 특성에 따라 촉매로 남아있는 산의 제거가 어려운 단점이 있다. 극성도가 낮은 생성물의 경우에는 추출법을 통해 산의 제거가 가능하지만 물과의 친화력이 높은 극성의 생성물은 산의 분리가 매우 어렵다. 더욱이 아미노산과 같은 아민기가 존재할 경우, 생성물은 산 촉매와 함께 염을 구성하게 되므로 고안된 염을 제조하기 위하여 별도의 탈염과 같은 정제과정이 필요하다. 그리고 일반적인 아민기를 가지는 에스터화합물은 주로 염산염을 제조하는데 황산계 열 산촉매를 사용할 경우에는 탈염이 쉽지가 않아 정제가 어려운 단점을 가지고 있다. Even in the case of acid-catalyzed esterification, there is a disadvantage that it is difficult to remove the remaining acid as a catalyst depending on the structure and characteristics of the ester compound produced. For products with low polarity, it is possible to remove the acid through extraction, but for polar products with high affinity for water, it is very difficult to separate the acid. Furthermore, when an amine group such as an amino acid is present, the product forms a salt together with an acid catalyst, so a separate purification process such as desalting is required to produce the designed salt. In addition, ester compounds with a general amine group mainly produce hydrochloride salts, but when sulfuric acid-based thermal acid catalysts are used, they have the disadvantage of being difficult to purify because they are not easily desalted.
에스터화반응에서 이러한 환경유해물질의 발생 및 정제의 어려움의 개선과 에스터화 전환율을 높이기 위해서 다양한 방법의 에스터화반응이 개발되고 있지만 고가의 촉매를 사용하게 되며 이는 원료의 단가상승의 원인이 되므로 친환경적이며 고효율의 에스터화반응의 개발의 필요성이 높아지고 있다.Various esterification methods are being developed to improve the generation of environmentally harmful substances and the difficulty of purification in the esterification reaction and to increase the esterification conversion rate. However, expensive catalysts are used, which causes an increase in the unit price of raw materials, so it is not environmentally friendly. The need for development of highly efficient esterification reactions is increasing.
이에 특허출원 제10-2019-0133924호는 염의 이온교환법을 이용한 에스터화반응 기반의 에스터화합물 제조방법을 개시한다. 그러나, 상기 기술은 황산마그네슘의 생성에 염화마그네슘 수화물을 사용하므로 공정상 불편함(수화물은 상온 상압에서 제습조건없이 보관시 겔화됨)이 발생하고, 에탄올의 수분을 제거하거나 99% 에탄올만을 사용해야 하는 문제가 있었다.Accordingly, Patent Application No. 10-2019-0133924 discloses a method for producing an ester compound based on an esterification reaction using a salt ion exchange method. However, since the above technology uses magnesium chloride hydrate to produce magnesium sulfate, it causes inconveniences in the process (hydrate gelates when stored at room temperature and pressure without dehumidifying conditions), and requires removal of moisture from ethanol or use of only 99% ethanol. There was a problem.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 친환경, 고효율 및 저비용의 에스터 화합물 제조방법을 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide an eco-friendly, highly efficient and low-cost method for producing ester compounds.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는, 염화마그네슘(MgCl2) 무수물, 황산(H2SO4), 카복시산(R1(C=O)OH) 및 알코올(R2OH)을 포함하는 반응 혼합물을 사용하여 염화마그네슘(MgCl2) 무수물과 황산(H2SO4)을 반응시켜 황산마그네슘(MgSO4)와 염화수소를 생성하는 제1 반응과, 상기 황산마그네슘(MgSO4) 및 염화수소의 존재 하에 카복시산(R1(C=O)OH)과 알코올(R2OH)을 반응시켜 에스터를 생성하는 제2 반응을 동시에 진행하되, In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention is magnesium chloride (MgCl 2 ) anhydride, sulfuric acid (H 2 SO 4 ), carboxylic acid (R 1 (C=O) OH) and alcohol (R 2 OH). ) A first reaction of reacting magnesium chloride (MgCl 2 ) anhydride with sulfuric acid (H 2 SO 4 ) to produce magnesium sulfate (MgSO 4 ) and hydrogen chloride, and the magnesium sulfate (MgSO 4 ) And a second reaction of producing an ester is carried out simultaneously by reacting carboxylic acid (R 1 (C=O)OH) with alcohol (R 2 OH) in the presence of hydrogen chloride,
상기 제1 반응은 용매 또는 반응물에 함유되어 있는 수분의 존재 하에 진행되고, The first reaction proceeds in the presence of moisture contained in the solvent or reactant,
상기 카복시산(R1(C=O)OH)은 C1 내지 C20의 알킬기, 아로마틱방향족 작용기 또는 아민기를 가지는 작용기를 R1으로 포함하는 유기산 중에서 선택되고,The carboxylic acid (R 1 (C=O)OH) is selected from organic acids containing as R 1 a C1 to C20 alkyl group, an aromatic aromatic group, or an amine group,
상기 알코올(R2OH)는 1차, 2차 및 3차 알코올 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 에스터 화합물의 인시츄 합성방법을 제공한다.The alcohol (R 2 OH) provides a method for in situ synthesis of an ester compound, wherein the alcohol (R 2 OH) is selected from primary, secondary and tertiary alcohols.
본 발명의 에스터 화합물의 인시츄 합성방법은 염화마그네슘(MgCl2)과 황산(H2SO4)을 반응시켜 황산마그네슘(MgSO4)와 염화수소를 생성하는 제1 반응과, 황산마그네슘(MgSO4) 및 염화수소의 존재 하에 카복시산(R1(C=O)OH)과 알코올(R2OH)을 반응시켜 에스터를 생성하는 제2 반응을 동시에 진행한다.The in situ synthesis method of the ester compound of the present invention includes a first reaction of reacting magnesium chloride (MgCl 2 ) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ) to produce magnesium sulfate (MgSO 4 ) and hydrogen chloride, and magnesium sulfate (MgSO 4 ). And a second reaction of producing an ester is carried out simultaneously by reacting carboxylic acid (R 1 (C=O)OH) with alcohol (R 2 OH) in the presence of hydrogen chloride.
상기 제1 반응과 제2 반응의 동시 진행은 하기 반응식 1을 만족할 수 있다.Simultaneous progress of the first reaction and the second reaction may satisfy Scheme 1 below.
[반응식 1][Scheme 1]
상기 반응식 1에서 α는 용매 또는 반응물에 함유되어 있는 수분, 대기 중의 수분 반응 중 대기중으로부터 회수된 수분 전체의 계수이고, χ는 반응으로 생성된 황산마그네슘 수화물 내 물의 계수이고, m은 반응 중 기체상태로 존재하는 물의 계수이고, n은 반응 중 액체 상태로 존재하는 물의 계수이고,In Scheme 1, α is the coefficient of moisture contained in the solvent or reactant, moisture in the atmosphere, and the total moisture recovered from the atmosphere during the reaction, χ is the coefficient of water in the magnesium sulfate hydrate produced in the reaction, and m is the coefficient of the gas during the reaction. is the coefficient of water existing in the liquid state, n is the coefficient of water existing in the liquid state during the reaction,
상기 을 만족하고, 상온 상압 조건에서 의 범위를 가질 수 있으나, 온도와 압력 조건에 따라 달라질 수 있다.remind satisfies, and under room temperature and pressure conditions It may have a range, but may vary depending on temperature and pressure conditions.
종래 기술인 출원 제10-2020-0146843호에서는 MgCl2 수화물을 사용하여 에스터 화합물을 제조하였다. MgCl2 수화물은 상온 상압에서 제습조건없이 보관시 결화되어 매우 단단히 굳는 단점이 있었다. In prior art application No. 10-2020-0146843, an ester compound was prepared using MgCl 2 hydrate. MgCl 2 hydrate had the disadvantage of condensing and hardening very tightly when stored at room temperature and pressure without dehumidifying conditions.
또한, 기존 반응들의 경우 에탄올의 수분을 제거하거나 99% 에탄올만 사용해왔다. 실제 반응에 사용하는 물질들, 예를 들면 락틱 애씨드 등 상업적으로 활용가능한 재료들은 다수 수분을 포함하고 있는 경우가 많다. Additionally, in existing reactions, the moisture in ethanol was removed or only 99% ethanol was used. Materials used in actual reactions, such as commercially available materials such as lactic acid, often contain a lot of moisture.
본 발명자들은 용매 또는 반응물(카복시산 또는 에탄올)에 함유되어 있는 수분이 있는 상태에서 MgCl2 무수물을 반응에 사용함으로써 MgCl2 수화물을 사용할 경우의 공정상의 불편함을 해소할 수 있고, 수분을 함유한 반응물(카복시산 또는 에탄올)을 사용함으로써 재생된 에탄올을 활용하여 경제적 이점을 얻을 수 있음을 확인하였다. 본 발명은 이에 기초한 것이다.The present inventors can solve the inconvenience in the process when using MgCl 2 hydrate by using MgCl 2 anhydride in the reaction in the presence of moisture contained in the solvent or reactant (carboxylic acid or ethanol), and It was confirmed that economic benefits can be obtained by utilizing recycled ethanol by using reactants (carboxylic acid or ethanol). The present invention is based on this.
상기 염화수소(HCl)는 기체 상태로 에스터화반응의 촉매제로 사용된다.Hydrogen chloride (HCl) is used as a catalyst for esterification reaction in gaseous state.
상기 카복시산(R1(C=O)OH)은 C1 내지 C20의 알킬기, 아로마틱방향족 작용기 또는 아민기를 가지는 작용기를 R1으로 포함하는 유기산 중에서 선택될 수 있다. The carboxylic acid (R 1 (C=O)OH) may be selected from organic acids containing a C1 to C20 alkyl group, an aromatic aromatic group, or an amine group as R 1 .
상기 카복시산(R1(C=O)OH)은 수분을 함유하여 90~95% 카복시산일 수 있다. The carboxylic acid (R 1 (C=O)OH) contains moisture and may be 90 to 95% carboxylic acid.
상기 알코올(R2OH)는 1차, 2차 및 3차 알코올 중에서 선택될 수 있다.The alcohol (R 2 OH) may be selected from primary, secondary and tertiary alcohols.
상기 알코올(R2OH)는 수분을 함유하여 90~95% 알코올일 수 있다.The alcohol (R 2 OH) contains water and may be 90 to 95% alcohol.
상기 황산마그네슘(MgSO4)은 탈수제로 작용할 수 있다. 황산마그네슘(MgSO4)은 수분과 염화수소 퓸을 트랩하여, 안정적이고 비폭발적인 반응이지만 고순도 및 고수율로 에스터 화합물의 인시츄 합성을 가능하게 한다.The magnesium sulfate (MgSO 4 ) can act as a dehydrating agent. Magnesium sulfate (MgSO 4 ) traps moisture and hydrogen chloride fume, enabling the in situ synthesis of ester compounds with high purity and high yield, although it is a stable and non-explosive reaction.
또한, 상기 에스터화 반응은 에틸아세테이트(Ethyl Acetate) 용매를 더 포함할 수 있다.Additionally, the esterification reaction may further include ethyl acetate as a solvent.
상기 카복시산과 알코올은 각각 알지닌(arginine) 및 에탄올일 수 있다. The carboxylic acid and alcohol may be arginine and ethanol, respectively.
상기 카복시산과 알코올은 각각 라우로일 알지닌(Lauroyl arginine)과 에탄올일 수 있다.The carboxylic acid and alcohol may be lauroyl arginine and ethanol, respectively.
상기 카복시산과 알코올은 각각 카프릴로일 글리신(Capryloyl glycine)과 에탄올일 수 있다.The carboxylic acid and alcohol may be capryloyl glycine and ethanol, respectively.
상기 카복시산과 알코올은 각각 라우로일 글리신(Lauroyl glycine)과 에탄올일 수 있다.The carboxylic acid and alcohol may be lauroyl glycine and ethanol, respectively.
상기 카복시산과 알코올은 각각 루티딘산(lutidinic acid)과 에탄올일 수 있다.The carboxylic acid and alcohol may be lutidinic acid and ethanol, respectively.
상기 카복시산과 알코올은 각각 테레프탈산(terephthalic acid)과 에탄올일 수 있다.The carboxylic acid and alcohol may be terephthalic acid and ethanol, respectively.
다른 한편, 본 발명의 과제 해결 수단은 여기에 나열된 것에 한하지 않고, 본 발명의 설명에 따라 당업자가 이 해될 수 있는 범위 내에서, 상기 해결하고자 하는 과제를 달성하는 수단이라면 모두 포함한다.On the other hand, the means for solving the problem of the present invention are not limited to those listed here, but include all means for achieving the problem to be solved within the range that can be understood by a person skilled in the art according to the description of the present invention.
본 발명에 따르면 염화마그네슘(MgCl2) 무수물 및 염화마그네슘(MgCl2) 수화물을 이용하여 안정적이고 비폭발적인 반응을 통해 고순도 및 고수율로 에스터 화합물의 인시츄 합성이 가능하다.According to the present invention, it is possible to synthesize an ester compound in situ with high purity and high yield through a stable and non-explosive reaction using magnesium chloride (MgCl 2 ) anhydride and magnesium chloride (MgCl 2 ) hydrate.
본 발명에 따르면 용매 또는 반응물(카복시산 또는 에탄올)에 함유되어 있는 수분이 있는 상태에서 MgCl2 무수물을 반응에 사용함으로써 MgCl2 수화물을 사용할 경우의 공정상의 불편함을 해소할 수 있고, 수분을 함유한 반응물(카복시산 또는 에탄올)을 사용함으로써 재생된 에탄올을 지속적으로 활용하는 방안이 될 수 있다.According to the present invention, by using MgCl 2 anhydride in the reaction in the presence of moisture contained in the solvent or reactant (carboxylic acid or ethanol), the inconvenience in the process when using MgCl 2 hydrate can be resolved, and the inconvenience in the process when using MgCl 2 hydrate can be resolved. Using one reactant (carboxylic acid or ethanol) can be a way to continuously utilize recycled ethanol.
이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 이러한 실시예 및 실험예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이러한 실시예 및 실험예에 의하여 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples and experimental examples. These examples and experimental examples are only intended to specifically illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these examples and experimental examples.
Claims (2)
상기 제1 반응은 용매 또는 반응물에 함유되어 있는 수분의 존재 하에 진행되고,
상기 카복시산(R1(C=O)OH)은 C1 내지 C20의 알킬기, 아로마틱방향족 작용기 또는 아민기를 가지는 작용기를 R1으로 포함하는 유기산 중에서 선택되고,
상기 알코올(R2OH)는 1차, 2차 및 3차 알코올 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 에스터 화합물의 인시츄 합성방법.Magnesium chloride (MgCl 2 ) anhydride using a reaction mixture comprising magnesium chloride (MgCl 2 ) anhydride, sulfuric acid (H 2 SO 4 ), carboxylic acid (R 1 (C=O)OH), and alcohol (R 2 OH). A first reaction of reacting persulfuric acid (H 2 SO 4 ) to produce magnesium sulfate (MgSO 4 ) and hydrogen chloride, and carboxylic acid (R 1 (C=O)OH in the presence of magnesium sulfate (MgSO 4 ) and hydrogen chloride. ) and alcohol (R 2 OH) to react simultaneously to produce an ester.
The first reaction proceeds in the presence of moisture contained in the solvent or reactant,
The carboxylic acid (R 1 (C=O)OH) is selected from organic acids containing as R 1 a C1 to C20 alkyl group, an aromatic aromatic group, or an amine group,
A method for in situ synthesis of an ester compound, characterized in that the alcohol (R 2 OH) is selected from primary, secondary and tertiary alcohols.
상기 제1 반응과 제2 반응의 동시 진행은 하기 반응식 1을 만족하는 에스터 화합물의 인시츄 합성방법:
[반응식 1]
상기 반응식 1에서 α는 용매 또는 반응물에 함유되어 있는 수분, 대기 중의 수분 반응 중 대기중으로부터 회수된 수분 전체의 계수이고, χ는 반응으로 생성된 황산마그네슘 수화물 내 물의 계수이고, m은 반응 중 기체상태로 존재하는 물의 계수이고, n은 반응 중 액체 상태로 존재하는 물의 계수이고,
상기 을 만족하고, 상온 상압 조건에서 의 범위를 가진다.According to paragraph 1,
The simultaneous progress of the first reaction and the second reaction is an in situ synthesis method of an ester compound that satisfies the following Scheme 1:
[Scheme 1]
In Scheme 1, α is the coefficient of moisture contained in the solvent or reactant, moisture in the atmosphere, and the total moisture recovered from the atmosphere during the reaction, χ is the coefficient of water in the magnesium sulfate hydrate produced in the reaction, and m is the coefficient of the gas during the reaction. is the coefficient of water existing in the liquid state, n is the coefficient of water existing in the liquid state during the reaction,
remind satisfies, and under room temperature and pressure conditions has a range of
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220136022A KR20240055567A (en) | 2022-10-20 | 2022-10-20 | In-situ synthesis method of ester compound |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220136022A KR20240055567A (en) | 2022-10-20 | 2022-10-20 | In-situ synthesis method of ester compound |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240055567A true KR20240055567A (en) | 2024-04-29 |
Family
ID=90883792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220136022A KR20240055567A (en) | 2022-10-20 | 2022-10-20 | In-situ synthesis method of ester compound |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240055567A (en) |
-
2022
- 2022-10-20 KR KR1020220136022A patent/KR20240055567A/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2381859T3 (en) | Process for the preparation of (meth) alkyl acrylates | |
| FR2432479A1 (en) | PROCESS FOR THE PREPARATION OF GRANULATED ACTIVE ALUMINA | |
| CN105037196B (en) | The new method of catalytic synthesis of methyl hydrazine under a kind of normal pressure | |
| KR20240055567A (en) | In-situ synthesis method of ester compound | |
| US5504122A (en) | Recovery of dimethyl terephthalate from polymer mixtures | |
| JP4996167B2 (en) | Method for producing aliphatic carboxylic acid amide | |
| CN101379019B (en) | Process for producing 6-hydroxycaproic ester and process for producing trialkylamine | |
| EP3931173A1 (en) | An improved and commercially viable process for preparation of aryl ketones | |
| JP2782383B2 (en) | Method for producing N, N-dialkyl (meth) acrylamide | |
| CN104803849A (en) | Synthesizing method of acrylic fluorine-containing ester and derivatives thereof through catalyzed synthesis of solid acid | |
| US20230265039A1 (en) | Method for producing ester based on eco-friendly and high-efficiency esterification by using base exchange of salt and the compound thereof | |
| ES2212363T3 (en) | PROCEDURE FOR OBTAINING DIOLES OR NEIGHBORHOOD POLIOLS. | |
| KR20240055566A (en) | In-situ synthesis method of ester compound | |
| CN103649037B (en) | Acid catalyst is adopted to be hydrolyzed and esterification | |
| CN111153794A (en) | Method for synthesizing ethyl palmitate by using dodecyl trimethyl ammonium chloride-based eutectic solvent catalyst | |
| JPH1171322A (en) | Continuous production of aqueous solution of arylacetic acid alkali metal salt | |
| US20150126734A1 (en) | Process for preparation of n,n-di substituted carboxamides | |
| Ali Zolfigol et al. | Silica Sulfuric Acid/NaNO 2 as a Novel Heterogeneous System for the Chemoselective α-Nitrosation of β-Diketones Under Mild Conditions | |
| JP2022126075A (en) | Method for producing 3-hydroxy sulfolane, and ester production method | |
| KR100235749B1 (en) | Method of separating diakylmalonate | |
| CN85102265B (en) | Synthetic process for mfg. new antinfan | |
| TWI527787B (en) | Tetraacetylalkylenediamine | |
| JPH02104554A (en) | Production of esters | |
| JPH10147552A (en) | Production of acyloxy-alpha-methylstyrene and hydroxy-alpha-methylstyrene | |
| KR930012822A (en) | Method for preparing oligopeptides or amino acid alkyl esters and HCl salts |