KR20240085155A - Method of manufacturing 3-butene-1,2-diol compounds - Google Patents
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Abstract
본 개시의 실시예들에 따르면, 물, 산성 화합물, 2-부텐-1,4-디올 및 구리(I) 촉매를 포함하는 예비 혼합물을 가열하여 3-부텐-1,2-디올 및 디비닐디옥산을 포함하는 반응 혼합물을 제조하고, 상기 반응 혼합물로부터 3-부텐-1,2-디올을 분리하여 고순도의 3-부텐-1,2-디올이 수득될 수 있다. 따라서, 수율 및 순도가 향상된 3-부텐-1,2-디올의 제조 방법이 제공될 수 있다.According to embodiments of the present disclosure, a premixture containing water, an acidic compound, 2-butene-1,4-diol, and copper(I) catalyst is heated to form 3-butene-1,2-diol and divinyldiol. High purity 3-butene-1,2-diol can be obtained by preparing a reaction mixture containing oxane and separating 3-butene-1,2-diol from the reaction mixture. Therefore, a method for producing 3-butene-1,2-diol with improved yield and purity can be provided.
Description
본 개시는 3-부텐-1,2-디올의 제조 방법에 관한 것이다. The present disclosure relates to a process for preparing 3-butene-1,2-diol.
이차 전지는 충전 및 방전이 반복 가능한 전지로서, 정보 통신 및 디스플레이 산업의 발전에 따라 캠코더, 휴대폰, 노트북 PC 등과 같은 휴대용 전자통신 기기에 널리 적용되어 왔다. 이차 전지로서 예를 들면, 리튬 이차 전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지 등을 들 수 있으며, 이들 중 리튬 이차 전지가 작동 전압 및 단위 중량당 에너지 밀도가 높으며, 충전 속도 및 경량화에 유리하다는 점에서 활발히 개발 및 적용되어 왔다.Secondary batteries are batteries that can be repeatedly charged and discharged, and have been widely applied to portable electronic communication devices such as camcorders, mobile phones, and laptop PCs with the development of the information and communication and display industries. Examples of secondary batteries include lithium secondary batteries, nickel-cadmium batteries, and nickel-hydrogen batteries. Among these, lithium secondary batteries have high operating voltage and energy density per unit weight, and are advantageous for charging speed and weight reduction. It has been actively developed and applied in this regard.
리튬 이차 전지는 예를 들면, 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체, 및 전극 조립체를 함침시키는 전해액을 포함할 수 있다. 상기 전해액은 이차 전지의 충방전 거동에 의해 양극 및 음극과 반응할 수 있어, 전해액이 소모되거나 고갈될 수 있다. 이에 따라, 이차 전지의 용량 및 수명이 저하될 수 있어, 전해액은 높은 이온 전도도 및 화학적 안정성이 요구된다.A lithium secondary battery may include, for example, an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator, and an electrolyte solution impregnating the electrode assembly. The electrolyte may react with the anode and cathode due to the charging and discharging behavior of the secondary battery, and the electrolyte may be consumed or depleted. Accordingly, the capacity and lifespan of the secondary battery may decrease, and the electrolyte solution is required to have high ionic conductivity and chemical stability.
따라서, 리튬 이차 전지의 구조적 안정성을 향상시키며, 전해액과 전극의 부반응 및 전해액의 고갈을 방지하기 위하여 전해액 첨가제들이 사용될 수 있다.Therefore, electrolyte additives can be used to improve the structural stability of the lithium secondary battery and prevent side reactions between the electrolyte and the electrode and depletion of the electrolyte.
상기 전해액 첨가제들을 제조하기 위한 원료로서, 3-부텐-1,2-디올이 사용될 수 있다. 그러나, 3-부텐-1,2-디올은 높은 생산 비용과 낮을 수득률로 인하여, 제조 공정의 경제성 및 공정성이 감소될 수 있다. 또한, 제조 공정 중 발생하는 부반응에 의해 3-부텐-1,2-디올의 순도가 저하될 수 있으며, 전해액 첨가제의 품질 또한 저하될 수 있다.As a raw material for producing the electrolyte additives, 3-butene-1,2-diol can be used. However, due to the high production cost and low yield of 3-butene-1,2-diol, the economic feasibility and fairness of the manufacturing process may be reduced. Additionally, the purity of 3-butene-1,2-diol may decrease due to side reactions that occur during the manufacturing process, and the quality of electrolyte additives may also decrease.
예를 들면, 한국공개특허 제10-2022-0133684호는 화합물, 이를 포함하는 비수 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 문헌으로, 3-부텐-1,2-디올을 이용한 화합물의 합성 방법을 개시하고 있다.For example, Korean Patent Publication No. 10-2022-0133684 is a document regarding a compound, a non-aqueous electrolyte containing the same, and a lithium secondary battery containing the same, and describes a method of synthesizing the compound using 3-butene-1,2-diol. It is starting.
본 개시의 일 과제는 수율 및 순도가 향상된 3-부텐-1,2-디올의 제조 방법을 제공하는 것이다.One object of the present disclosure is to provide a method for producing 3-butene-1,2-diol with improved yield and purity.
본 개시에 따른 3-부텐-1,2-디올의 제조 방법은 물, 산성 화합물, 2-부텐-1,4-디올 및 구리(I) 촉매를 포함하는 예비 혼합물을 제조하는 단계, 상기 예비 혼합물을 가열하여 3-부텐-1,2-디올 및 디비닐디옥산을 포함하는 반응 혼합물을 제조하는 단계, 및 상기 반응 혼합물로부터 3-부텐-1,2-디올을 분리하는 단계를 포함한다.The method for producing 3-butene-1,2-diol according to the present disclosure includes preparing a premixture containing water, an acidic compound, 2-butene-1,4-diol, and a copper(I) catalyst, the premixture It includes heating to prepare a reaction mixture containing 3-butene-1,2-diol and divinyldioxane, and separating 3-butene-1,2-diol from the reaction mixture.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 구리(I) 촉매는 염화구리(I), 브롬화구리(I), 요오드화구리(I), 산화구리(I), 황화구리(I) 및 아세트산구리(I)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the copper(I) catalyst is copper(I) chloride, copper(I) bromide, copper(I) iodide, copper(I) oxide, copper(I) sulfide, and copper(I) acetate. It may include at least one selected from the group consisting of.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 예비 혼합물 중 상기 구리(I) 촉매의 함량은 2-부텐-1,4-디올 100중량부에 대하여 0.5중량부 내지 10중량부일 수 있다.According to exemplary embodiments, the content of the copper(I) catalyst in the premix may be 0.5 parts by weight to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of 2-butene-1,4-diol.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 산성 화합물은 황산, 염산, 질산, 인산, 아세트산 및 붕산으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the acidic compound may include at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, acetic acid, and boric acid.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 예비 혼합물 중 상기 산성 화합물의 함량은 2-부텐-1,4-디올 100중량부에 대하여 0.1중량부 내지 5중량부일 수 있다.According to exemplary embodiments, the content of the acidic compound in the premix may be 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of 2-butene-1,4-diol.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 예비 혼합물 중 상기 물의 함량은 2-부텐-1,4-디올 100중량부에 대하여 20중량부 내지 50중량부일 수 있다.According to exemplary embodiments, the content of water in the premix may be 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of 2-butene-1,4-diol.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 반응 혼합물을 제조하는 단계는 40℃ 내지 100℃의 온도에서 수행될 수 있다.According to exemplary embodiments, preparing the reaction mixture may be performed at a temperature of 40°C to 100°C.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 반응 혼합물로부터 3-부텐-1,2-디올을 분리하는 단계 이전에 상기 반응 혼합물에 염기성 화합물을 첨가하여 중화하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, before separating 3-butene-1,2-diol from the reaction mixture, the step of neutralizing the reaction mixture by adding a basic compound may be further included.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 반응 혼합물로부터 3-부텐-1,2-디올을 분리하는 단계는 상기 반응 혼합물로부터 불용성 고체를 제거하여 여과액을 얻는 단계; 및 상기 여과액을 증류하여 3-부텐-1,2-디올을 수득하는 단계를 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, separating 3-butene-1,2-diol from the reaction mixture includes removing insoluble solids from the reaction mixture to obtain a filtrate; And it may include distilling the filtrate to obtain 3-butene-1,2-diol.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 3-부텐-1,2-디올을 수득하는 단계는 상기 여과액을 제1 증류하여 물 및 상기 디비닐디옥산을 제거하는 단계; 및 상기 물 및 상기 디비닐디옥산이 제거된 여과액을 제2 증류하여 3-부텐-1,2-디올을 수득하는 단계를 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the step of obtaining 3-butene-1,2-diol includes first distilling the filtrate to remove water and the divinyldioxane; and performing a second distillation of the filtrate from which the water and divinyldioxane have been removed to obtain 3-butene-1,2-diol.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 증류는 감압증류일 수 있다.According to exemplary embodiments, the first distillation may be reduced pressure distillation.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 증류는 12torr 이하의 압력에서 수행될 수 있다.According to exemplary embodiments, the first distillation may be performed at a pressure of 12 torr or less.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제2 증류는 감압가열증류일 수 있다.According to exemplary embodiments, the second distillation may be reduced pressure heating distillation.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제2 증류는 12torr 이하의 압력 및 70℃ 내지 90℃의 온도에서 수행될 수 있다.According to exemplary embodiments, the second distillation may be performed at a pressure of 12 torr or less and a temperature of 70°C to 90°C.
예시적인 실시예들에 따르면, 3-부텐-1,2-디올의 수율이 60% 내지 99%일 수 있다.According to exemplary embodiments, the yield of 3-butene-1,2-diol may be 60% to 99%.
본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 3-부텐-1,2-디올의 제조 방법은 물, 산성 화합물, 2-부텐-1,4-디올 및 구리(I) 촉매를 혼합 및 가열하여, 3-부텐-1,2-디올 및 디비닐디옥산을 생성할 수 있다. 이에 따라, 3-부텐-1,2-디올의 역반응이 억제될 수 있고, 2-부텐-1,4-디올의 산화 부산물인 디비닐디옥산의 생성이 감소될 수 있다. 따라서, 3-부텐-1,2-디올의 제조 공정의 수율이 향상될 수 있으며, 3-부텐-1,2-디올의 순도가 개선될 수 있다.The method for producing 3-butene-1,2-diol according to exemplary embodiments of the present disclosure includes mixing and heating water, an acidic compound, 2-butene-1,4-diol, and a copper(I) catalyst, 3 -Butene-1,2-diol and divinyldioxane can be produced. Accordingly, the reverse reaction of 3-butene-1,2-diol can be suppressed, and the production of divinyldioxane, a by-product of oxidation of 2-butene-1,4-diol, can be reduced. Therefore, the yield of the production process of 3-butene-1,2-diol can be improved, and the purity of 3-butene-1,2-diol can be improved.
구리(I) 촉매는 독성이 낮은 화합물로, 재사용이 가능하여 3-부텐-1,2-디올의 제조 공정의 반응 효율이 향상될 수 있다. 또한, 구리(I) 촉매는 2-부텐-1,4-디올에 대하여 소정으로 함량으로 포함될 수 있다. 따라서, 2-부텐-1,4-디올의 산화를 억제할 수 있으며, 2-부텐-1,4-디올의 산화물인 디비닐디옥산의 생성 및 3-부텐-1,2-디올의 역반응을 방지할 수 있다. 이에 따라, 2-부텐-1,4-디올의 반응 속도가 향상될 수 있고, 3-부텐-1,2-디올의 수득율이 보다 개선될 수 있다.The copper(I) catalyst is a low-toxicity compound and can be reused, thereby improving the reaction efficiency of the 3-butene-1,2-diol production process. Additionally, the copper(I) catalyst may be included in a predetermined amount relative to 2-butene-1,4-diol. Therefore, it is possible to suppress the oxidation of 2-butene-1,4-diol, the production of divinyldioxane, which is an oxide of 2-butene-1,4-diol, and the reverse reaction of 3-butene-1,2-diol. It can be prevented. Accordingly, the reaction rate of 2-butene-1,4-diol can be improved, and the yield of 3-butene-1,2-diol can be further improved.
또한, 산성 수용액이 2-부텐-1,4-디올에 대하여 소정의 함량으로 포함될 수 있다. 이 경우, 2-부텐-1,4-디올의 반응을 촉진시킬 수 있을 뿐 아니라, 부반응인 탈수 반응을 억제할 수 있다. 따라서, 부반응의 부산물이 디비닐디옥산의 생성을 방지할 수 있어, 3-부텐-1,2-디올의 선택성을 보다 향상시킬 수 있다.Additionally, the acidic aqueous solution may be included in a predetermined amount relative to 2-butene-1,4-diol. In this case, not only can the reaction of 2-butene-1,4-diol be promoted, but also the dehydration reaction, which is a side reaction, can be suppressed. Therefore, the production of divinyldioxane as a by-product of the side reaction can be prevented, and the selectivity of 3-butene-1,2-diol can be further improved.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 3-부텐-1,2-디올의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.1 is a schematic flowchart illustrating a method for producing 3-butene-1,2-diol according to exemplary embodiments.
본 개시의 실시예들은 2-부텐-1,4-디올(2-Butene-1,4-diol)로부터 3-부텐-1,2-디올(3-butene-1,2-diol)을 제조하는 방법을 제공할 수 있다.Examples of the present disclosure are for producing 3-butene-1,2-diol from 2-Butene-1,4-diol. A method can be provided.
본 개시의 예시적인 실시예들에 따르면, 물, 산성 화합물, 2-부텐-1,4-디올 및 구리(I) 촉매를 포함하는 예비 혼합물을 가열하여 3-부텐-1,2-디올 및 디비닐디옥산(Divinyldioxane)을 포함하는 반응 혼합물을 제조하고, 상기 반응 혼합물로부터 3-부텐-1,2-디올을 분리할 수 있다. 이에 따라, 3-부텐-1,2-디올의 순도 및 제조 공정의 수율이 향상될 수 있다.According to exemplary embodiments of the present disclosure, a premixture comprising water, an acidic compound, 2-butene-1,4-diol, and copper(I) catalyst is heated to produce 3-butene-1,2-diol and diol. A reaction mixture containing vinyldioxane can be prepared, and 3-butene-1,2-diol can be separated from the reaction mixture. Accordingly, the purity of 3-butene-1,2-diol and the yield of the manufacturing process can be improved.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention along with the contents of the above-described invention, so the present invention is described in such drawings. It should not be interpreted as limited to the specifics.
<3-부텐-1,2-디올의 제조 방법><Method for producing 3-butene-1,2-diol>
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 3-부텐-1,2-디올의 제조 방법을 나타내는 개략적인 흐름도이다.1 is a schematic flowchart showing a method for producing 3-butene-1,2-diol according to exemplary embodiments.
도 1을 참고하면, 물, 산성 화합물, 2-부텐-1,4-디올 및 구리(I) 촉매를 포함하는 예비 혼합물을 제조할 수 있다(예를 들면, S10 단계). 예를 들면, 물 및 산성 화합물이 포함된 산성 수용액에 2-부텐-1,4-디올 및 구리(I) 촉매를 혼합하여 예비 혼합물을 제조할 수 있다.Referring to Figure 1, a preliminary mixture containing water, an acidic compound, 2-butene-1,4-diol, and a copper(I) catalyst can be prepared (eg, step S10). For example, a preliminary mixture can be prepared by mixing 2-butene-1,4-diol and a copper(I) catalyst in an acidic aqueous solution containing water and an acidic compound.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 구리(I) 촉매는 염화구리(I), 브롬화구리(I), 요오드화구리(I), 산화구리(I), 황화구리(I) 및 아세트산구리(I)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 구리(I) 촉매를 포함하여 3-부텐-1,2-디올의 선택도가 향상될 수 있어, 고순도의 3-부텐-1,2-디올이 제조될 수 있다. 또한, 탈수 반응을 억제할 수 있어, 2-부텐-1,4-디올의 탈수 반응으로 인해 생성되는 디비닐디옥산의 생성이 억제될 수 있다. According to exemplary embodiments, the copper(I) catalyst is copper(I) chloride, copper(I) bromide, copper(I) iodide, copper(I) oxide, copper(I) sulfide, and copper(I) acetate. It may include at least one selected from the group consisting of. By including the copper(I) catalyst, the selectivity of 3-butene-1,2-diol can be improved, and high purity 3-butene-1,2-diol can be produced. In addition, the dehydration reaction can be suppressed, so the production of divinyldioxane generated due to the dehydration reaction of 2-butene-1,4-diol can be suppressed.
일부 실시예들에 있어서, 상기 구리(I) 촉매는 염화구리(I)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 2-부텐-1,4-디올의 3-부텐-1,2-디올로의 전환 반응이 촉진될 수 있으며, 부반응 및 역반응이 억제될 수 있다. 따라서, 정반응의 선택도가 개선되어 3-부텐-1,2-디올의 수율이 향상될 수 있다.In some embodiments, the copper(I) catalyst may include copper(I) chloride. Accordingly, the conversion reaction of 2-butene-1,4-diol to 3-butene-1,2-diol can be promoted, and side reactions and reverse reactions can be suppressed. Therefore, the selectivity of the forward reaction can be improved and the yield of 3-butene-1,2-diol can be improved.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 예비 혼합물 중 상기 구리(I) 촉매의 함량은 2-부텐-1,4-디올 100중량부에 대하여 0.1중량부 내지 15중량부일 수 있고, 바람직하게는 0.5중량부 내지 10중량부일 수 있고, 보다 바람직하게는 2.5중량부 내지 4.5중량부일 수 있다. 상기 범위 내에서, 2-부텐-1,4-디올의 3-부텐-1,2-디올로의 전환 반응의 속도가 증가할 수 있다. 또한, 2-부텐-1,4-디올의 탈수 반응의 부산물이 디비닐디옥산의 생성을 억제할 수 있다. 이에 따라, 반응 후 잔존하는 촉매를 재사용할 수 있어, 친환경적인 측면 및 공정성 측면에서 보다 유리할 수 있다.According to exemplary embodiments, the content of the copper (I) catalyst in the premix may be 0.1 to 15 parts by weight, preferably 0.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of 2-butene-1,4-diol. It may be 10 to 10 parts by weight, and more preferably 2.5 to 4.5 parts by weight. Within the above range, the rate of conversion reaction of 2-butene-1,4-diol to 3-butene-1,2-diol can be increased. Additionally, a by-product of the dehydration reaction of 2-butene-1,4-diol can inhibit the production of divinyldioxane. Accordingly, the catalyst remaining after the reaction can be reused, which can be more advantageous in terms of environmental friendliness and fairness.
일부 실시예들에 있어서, 물 및 산성 화합물은 선혼합될 수 있다. 예를 들어, 상기 물 및 상기 산성 화합물이 선혼합되어 산성 수용액일 수 있고, 용매로서 작용될 수 있다. 이에 따라, 첨가되는 2-부텐-1,4-디올 및 상기 구리(I) 촉매가 보다 빠르게 용해될 수 있어, 3-부텐-1,2-디올의 제조 공정성이 보다 개선될 수 있다.In some embodiments, the water and acidic compound can be premixed. For example, the water and the acidic compound may be premixed to form an acidic aqueous solution and may act as a solvent. Accordingly, the added 2-butene-1,4-diol and the copper(I) catalyst can be dissolved more quickly, and the manufacturing process of 3-butene-1,2-diol can be further improved.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 예비 혼합물 중 상기 산성 화합물은 황산, 염산, 질산, 인산, 아세트산 및 붕산으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이에 따라, 2-부텐-1,4-디올의 용해성이 증가할 수 있으며, 3-부텐-1,2-디올로의 전환율 및 반응 속도가 향상될 수 있다.According to exemplary embodiments, the acidic compound in the premix may include at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, acetic acid, and boric acid. Accordingly, the solubility of 2-butene-1,4-diol may increase, and the conversion rate and reaction rate to 3-butene-1,2-diol may be improved.
일부 실시예들에 있어서, 상기 산성 화합물은 황산을 포함할 수 있다. 이에 따라, 보다 강한 산성 환경을 제공할 수 있어, 2-부텐-1,4-디올의 3-부텐-1,2-디올로의 전환 반응 속도가 보다 향상될 수 있다. 이에 따라, 2-부텐-1,4-디올의 부반응을 억제할 수 있어서, 수율이 보다 증가할 수 있다.In some embodiments, the acidic compound may include sulfuric acid. Accordingly, a stronger acidic environment can be provided, and the conversion reaction rate of 2-butene-1,4-diol into 3-butene-1,2-diol can be further improved. Accordingly, the side reaction of 2-butene-1,4-diol can be suppressed, and the yield can be further increased.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 예비 혼합물 중 상기 산성 화합물의 함량은 2-부텐-1,4-디올 100중량부에 대하여 0.05 중량부 내지 1중량부일 수 있으며, 바람직하게는 0.1중량부 내지 5중량부일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.3중량부 내지 1중량부 일 수 있다. 상기 범위 내에서, 2-부텐-1,4-디올의 탈수반응을 억제할 수 있어, 3-부텐-1,2-디올의 전환율이 보다 높아질 수 있다. 또한, 부반응에 해당하는 탈수반응의 부산물이 디비닐디옥산의 생성이 억제될 수 있다.According to exemplary embodiments, the content of the acidic compound in the premix may be 0.05 parts by weight to 1 part by weight, preferably 0.1 parts by weight to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of 2-butene-1,4-diol. It may be parts by weight, and more preferably 0.3 parts by weight to 1 part by weight. Within the above range, the dehydration reaction of 2-butene-1,4-diol can be suppressed, and the conversion rate of 3-butene-1,2-diol can be higher. In addition, the production of divinyldioxane, a by-product of the dehydration reaction, which is a side reaction, may be suppressed.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 예비 혼합물 중 상기 물의 함량은 2-부텐-1,4-디올 100중량부에 대하여 10중량부 내지 70중량부 일 수 있으며, 바람직하게는 20중량부 내지 50중량부일 수 있고, 보다 바람직하게는 25중량부 내지 40중량부일 수 있다. 상기 범위 내에서, 첨가되는 2-부텐-1,4-디올 및 상기 구리(I) 촉매가 보다 빠르게 용해될 수 있어, 3-부텐-1,2-디올의 제조 공정성이 보다 개선될 수 있다. 또한, 2-부텐-1,4-디올의 탈수반응을 억제할 수 있어, 3-부텐-1,2-디올의 수율이 향상될 수 있다.According to exemplary embodiments, the content of water in the premix may be 10 parts by weight to 70 parts by weight, preferably 20 parts by weight to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of 2-butene-1,4-diol. parts, and more preferably 25 to 40 parts by weight. Within the above range, the added 2-butene-1,4-diol and the copper(I) catalyst can be dissolved more quickly, and the manufacturing process of 3-butene-1,2-diol can be further improved. In addition, the dehydration reaction of 2-butene-1,4-diol can be suppressed, and the yield of 3-butene-1,2-diol can be improved.
예시적인 실시예들에 따르면, 2-부텐-1,4-디올은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다. 예를 들어, 하기 화학식 1로 표시되는 2-부텐-1,4-디올은 cis 형태이지만, trans 형태의 기하 이성질체가 포함될 수 있다.According to exemplary embodiments, 2-butene-1,4-diol may be a compound represented by Formula 1 below. For example, 2-butene-1,4-diol represented by Formula 1 below is in cis form, but may include geometric isomers in trans form.
[화학식 1][Formula 1]
예시적인 실시예들에 따르면, 예비 혼합물을 가열하여 3-부텐-1,2-디올 및 디비닐디옥산을 포함하는 반응 혼합물을 제조할 수 있다(예를 들면, S20 단계).According to exemplary embodiments, the premix may be heated to prepare a reaction mixture containing 3-butene-1,2-diol and divinyldioxane (eg, step S20).
예시적인 실시예들에 따르면, 3-부텐-1,2-디올은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.According to exemplary embodiments, 3-butene-1,2-diol may be a compound represented by Formula 2 below.
[화학식 2][Formula 2]
예시적인 실시예들에 따르면, 디비닐디옥산은 디옥산에 2개의 비닐기(vinyl group, -CH=CH2)가 각각 독립적으로 결합된 구조의 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디옥산은 1,4-디옥산, 1,3-디옥산 및 1,2-디옥산을 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, divinyldioxane may include a compound in which two vinyl groups (-CH=CH 2 ) are independently bonded to dioxane. For example, dioxane may include 1,4-dioxane, 1,3-dioxane, and 1,2-dioxane.
일부 실시예들에 있어서, 디비닐디옥산은 하기 화학식 3으로 표시되는 2,5-디비닐-1,4-디옥산 (2,5-divinyl-1,4-dioxane)을 포함할 수 있다.In some embodiments, divinyldioxane may include 2,5-divinyl-1,4-dioxane represented by Chemical Formula 3 below.
[화학식 3][Formula 3]
예를 들면, 상기 S20 단계에서 하기 반응식 1로 표시되는 반응이 진행되어 상기 반응 혼합물이 제조될 수 있다.For example, in step S20, the reaction represented by Scheme 1 below may proceed to prepare the reaction mixture.
[반응식 1][Scheme 1]
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 반응 혼합물의 제조는 25℃ 내지 120℃의 온도에서 수행될 수 있고, 바람직하게는 40℃ 내지 100℃의 온도에서 수행될 수 있고, 보다 바람직하게는 50℃ 내지 80℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 범위 내에서, 3-부텐-1,2-디올로의 전환율이 증가할 수 있고, 부반응에 의한 디비닐디옥산 및 역반응에 의한 2-부텐-1,4-디올의 생성이 억제될 수 있어 수율이 향상될 수 있다.According to exemplary embodiments, the preparation of the reaction mixture may be performed at a temperature of 25°C to 120°C, preferably at a temperature of 40°C to 100°C, and more preferably at a temperature of 50°C to 100°C. It can be carried out at a temperature of 80°C. Within the above range, the conversion rate to 3-butene-1,2-diol can be increased, and the production of divinyldioxane by side reactions and 2-butene-1,4-diol by reverse reactions can be suppressed. Yield can be improved.
일부 실시예들에 있어서, 상기 반응 혼합물의 제조는 1시간 내지 5시간 동안 수행될 수 있으며, 바람직하게는 2시간 내지 4시간 동안 수행될 수 있다. 상기 범위 내에서, 2-부텐-1,4-디올의 3-부텐-1,2-디올로의 전환이 충분히 수행될 수 있다.In some embodiments, preparation of the reaction mixture may be performed for 1 hour to 5 hours, and preferably may be performed for 2 hours to 4 hours. Within the above range, conversion of 2-butene-1,4-diol to 3-butene-1,2-diol can be sufficiently performed.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 반응 혼합물에 염기성 화합물을 첨가하여 중화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 반응 혼합물에 염기성 화합물을 첨가한 후, 혼합할 수 있다. 첨가된 염기성 화합물에 의하여 상기 반응 혼합물 내의 산성 혼합물이 중화될 수 있다. 예를 들면, 황산 혼합물이 중화될 수 있다. 이에 따라, 탈수 반응이 부반응이 감소될 수 있으며, 디비닐디옥산의 생성을 억제할 수 있다. 또한, 2-부텐-1,4-디올로의 복귀 반응인 역반응을 억제할 수 있어, 수율이 보다 향상될 수 있다.According to exemplary embodiments, the step of neutralizing the reaction mixture by adding a basic compound may be further included. For example, a basic compound may be added to the reaction mixture and then mixed. The acidic mixture in the reaction mixture can be neutralized by the added basic compound. For example, a sulfuric acid mixture can be neutralized. Accordingly, the side reaction of the dehydration reaction can be reduced and the production of divinyldioxane can be suppressed. In addition, the reverse reaction, which is a reaction back to 2-butene-1,4-diol, can be suppressed, and the yield can be further improved.
일부 실시예들에 있어서, 상기 염기성 화합물은 탄산칼륨(K2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3), 수산화나트륨(NaOH) 및 수산화칼륨(KOH)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 염기성 화합물은 탄산칼륨을 포함할 수 있다.In some embodiments, the basic compound may include at least one selected from the group consisting of potassium carbonate (K 2 CO 3 ), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), sodium hydroxide (NaOH), and potassium hydroxide (KOH). there is. For example, the basic compound may include potassium carbonate.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 반응 혼합물로부터 3-부텐-1,2-디올을 분리하여 수득할 수 있다(예를 들면, S30 단계).According to exemplary embodiments, 3-butene-1,2-diol can be obtained by separating it from the reaction mixture (eg, step S30).
예시적인 실시예들에 따르면, 3-부텐-1,2-디올을 분리하는 단계는 상기 반응 혼합물로부터 불용성 고체를 제거하여 여과액을 얻는 단계 및 상기 여과액을 증류하여 3-부텐-1,2-디올을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응 혼합물로부터 침전되거나 석출되는 불용성 고체가 제거되어, 3-부텐-1,2-디올의 순도가 보다 향상될 수 있다.According to exemplary embodiments, the step of separating 3-butene-1,2-diol includes removing insoluble solids from the reaction mixture to obtain a filtrate and distilling the filtrate to obtain 3-butene-1,2 -The step of obtaining diol may be further included. For example, insoluble solids that precipitate or precipitate from the reaction mixture can be removed, thereby further improving the purity of 3-butene-1,2-diol.
일부 실시예들에 있어서, 상기 여과액은 가열 및 증류하여 3-부텐-1,2-디올을 수득할 수 있다. 상기 가열 및 증류는 단계적으로 수행될 수 있다.In some embodiments, the filtrate may be heated and distilled to obtain 3-butene-1,2-diol. The heating and distillation may be performed in stages.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 여과액을 제1 증류하여 물 및 디비닐디옥산을 제거하는 단계, 및 상기 물 및 상기 디비닐디옥산이 제거된 여과액을 제2 증류하여 3-부텐-1,2-디올을 수득하는 단계를 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, first distilling the filtrate to remove water and divinyldioxane, and second distilling the filtrate from which the water and divinyldioxane were removed to produce 3-butene- It may include a step of obtaining 1,2-diol.
본 명세서에서 사용된 용어 "끓는점"이란 어떠한 화합물에 있어서 해당 화합물의 증기압이 주변의 기압 혹은 압력과 평형이 되는 온도를 의미한다. 예를 들면, 특정 단계에서 특정 화합물의 끓는점은 해당 화합물의 증기압이 해당 단계에서의 반응기의 기압 혹은 압력과 평형이 되는 온도일 수 있다.The term “boiling point” used in this specification refers to the temperature at which the vapor pressure of the compound is in equilibrium with the surrounding atmospheric pressure or pressure. For example, the boiling point of a specific compound at a specific stage may be the temperature at which the vapor pressure of the compound is in equilibrium with the atmospheric pressure or pressure of the reactor at that stage.
예를 들면, 상기 제1 증류는 3-부텐-1,2-디올의 끓는점 미만의 온도에서 수행될 수 있다. 이에 따라, 3-부텐-1,2-디올의 끓는점보다 낮은 온도에서 끓는 화합물이 상기 여과액으로부터 제거될 수 있으며, 3-부텐-1,2-디올은 상기 여과액 내에 잔류할 수 있다. 예를 들어, 물 및 디비닐디옥산은 저비점 물질로, 상기 여과액으로부터 일부 제거될 수 있다.For example, the first distillation may be performed at a temperature below the boiling point of 3-butene-1,2-diol. Accordingly, compounds that boil at a temperature lower than the boiling point of 3-butene-1,2-diol can be removed from the filtrate, and 3-butene-1,2-diol can remain in the filtrate. For example, water and divinyldioxane are low boiling point substances and can be partially removed from the filtrate.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 증류는 감압증류일 수 있다. 압력이 감소됨에 따라, 화합물의 끓는점이 감소될 수 있어 상대적으로 낮은 온도에서 화합물들을 분리할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 증류하여 물 및 디비닐디옥산을 보다 낮은 온도에서 분리할 수 있어, 공정 시간 및 효율이 개선될 수 있다.According to exemplary embodiments, the first distillation may be reduced pressure distillation. As the pressure is reduced, the boiling points of the compounds can be reduced, allowing the compounds to be separated at relatively low temperatures. For example, through the first distillation, water and divinyldioxane can be separated at a lower temperature, and process time and efficiency can be improved.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 증류는 20torr 이하의 압력에서 수행될 수 있고, 바람직하게는 12torr 이하의 압력에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 제1 증류는 10℃ 내지 50℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 조건의 범위 내에서 상기 여과액으로부터 끓는점이 낮은 물질을 선택적으로 제거할 수 있다. 예를 들어, 물 및 디비닐디옥산을 제거할 수 있으며, 3-부텐-1,2-디올이 상기 여과액으로부터 함께 제거되는 것을 방지할 수 있다.According to exemplary embodiments, the first distillation may be performed at a pressure of 20 torr or less, and preferably, may be performed at a pressure of 12 torr or less. Additionally, the first distillation may be performed at a temperature of 10°C to 50°C. Within the range of the above conditions, substances with a low boiling point can be selectively removed from the filtrate. For example, water and divinyldioxane can be removed, and 3-butene-1,2-diol can be prevented from being removed from the filtrate.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제2 증류는 감압가열증류일 수 있다. 압력의 감소에 따라, 상대적으로 낮은 온도에서 화합물들을 분리할 수 있다. 예를 들어, 물 및 디비닐디옥산이 제거된 상기 여과액으로부터 3-부텐-1,2-디올을 보다 낮은 온도에서 분리할 수 있어, 공정 시간 및 효율이 개선될 수 있다.According to exemplary embodiments, the second distillation may be reduced pressure heating distillation. By reducing pressure, compounds can be separated at relatively low temperatures. For example, 3-butene-1,2-diol can be separated at a lower temperature from the filtrate from which water and divinyldioxane have been removed, thereby improving process time and efficiency.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제2 증류는 20torr 이하의 압력에서 수행될 수 있고, 바람직하게는 12torr 이하의 압력에서 수행될 수 있다.According to exemplary embodiments, the second distillation may be performed at a pressure of 20 torr or less, and preferably, may be performed at a pressure of 12 torr or less.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제2 증류는 65℃ 내지 95℃에서 수행될 수 있고, 바람직하게는 70℃ 내지 90℃에서 수행될 수 있다. 상기 조건의 범위 내에서, 물 및 디비닐디옥산이 제거된 상기 여과액으로부터 3-부텐-1,2-디올을 선택적으로 분리할 수 있다. 따라서, 다른 반응물 및 반응 생성물이 3-부텐-1,2-디올이 함께 증류되는 것을 방지할 수 있어 3-부텐-1,2-디올의 순도가 향상될 수 있다.According to exemplary embodiments, the second distillation may be performed at 65°C to 95°C, and preferably at 70°C to 90°C. Within the range of the above conditions, 3-butene-1,2-diol can be selectively separated from the filtrate from which water and divinyldioxane have been removed. Therefore, other reactants and reaction products can be prevented from being distilled together with 3-butene-1,2-diol, and the purity of 3-butene-1,2-diol can be improved.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제2 증류는 3-부텐-1,2-디올의 끓는점 이상의 온도 및 2-부텐-1,4-디올의 끓는점 미만의 온도에서 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 증류에 의해 상대적으로 높은 끓는점을 갖는 2-부텐-1,4-디올은 여과액 내에 잔류하며 상대적으로 낮은 끓는점을 갖는 3-부텐-1,2-디올만이 증발되어 수득될 수 있다.In some embodiments, the second distillation may be performed at a temperature above the boiling point of 3-butene-1,2-diol and below the boiling point of 2-butene-1,4-diol. Accordingly, through the second distillation, 2-butene-1,4-diol, which has a relatively high boiling point, remains in the filtrate, and only 3-butene-1,2-diol, which has a relatively low boiling point, is evaporated and obtained. It can be.
예시적인 실시예들에 따르면, 3-부텐-1,2-디올의 수율이 50% 내지 99%일 수 있고, 바람직하게는 60% 내지 98%일 수 있고, 보다 바람직하게는 65%이상일 수 있다. 이에 따라, 구리(I) 촉매를 포함하여 2-부텐-1,4-디올로부터 3-부텐-1,2-디올로의 전환율이 향상될 수 있고, 보다 순도가 향상된 3-부텐-1,2-디올을 수득할 수 있다.According to exemplary embodiments, the yield of 3-butene-1,2-diol may be 50% to 99%, preferably 60% to 98%, and more preferably 65% or more. . Accordingly, the conversion rate from 2-butene-1,4-diol to 3-butene-1,2-diol can be improved by including a copper (I) catalyst, and 3-butene-1,2 with improved purity can be obtained. -Dior can be obtained.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예 및 비교예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, experimental examples including specific examples and comparative examples are presented to aid understanding of the present invention, but these are only illustrative of the present invention and do not limit the scope of the appended claims, and do not limit the scope and technical idea of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications to the embodiments are possible within the scope, and it is natural that such changes and modifications fall within the scope of the appended patent claims.
실시예 및 비교예: 3-부텐-1,2-디올의 제조Examples and Comparative Examples: Preparation of 3-butene-1,2-diol
(1) 실시예 1(1) Example 1
2-부텐-1,4-디올(2-butene-1,4-diol) 100g, 물 30g, 황산(H2SO4) 0.6g 및 염화구리(I)(CuCl) 촉매 3g을 250mL 반응기에 첨가하여 예비 혼합물을 제조 하였다. 상기 예비 혼합물을 60℃의 온도에서 3시간 동안 가열하여, 반응시켜 3-부텐-1,2-디올(3-butene-1,2-diol) 및 디비닐디옥산(Divinyldioxane)을 포함하는 반응 혼합물을 제조하였다. 상기 반응 혼합물을 상온으로 냉각하고, 염기성 화합물인 탄산칼륨(K2CO3) 3g을 첨가하여 중화하였다. 중화된 반응 혼합물로부터 불용성 고체를 제거하여 여과액을 얻었다. 가스 크로마토그래피(Gas Chromatography, GC)를 이용하여 상기 여과액에 존재하는 2-부텐-1,4-디올, 3-부텐-1,2-디올 및 디비닐디옥산의 비율을 분석하였다. 상기 여과액을 10torr의 압력 및 30℃의 온도에서 감압증류하여 물 및 디비닐디옥산을 제거하고, 10torr의 압력 및 80℃의 온도에서 감압가열증류하여 3-부텐-1,2-디올을 수득하였다.Add 100 g of 2-butene-1,4-diol, 30 g of water, 0.6 g of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), and 3 g of copper(I) chloride (CuCl) catalyst to a 250 mL reactor. A preliminary mixture was prepared. The premix was heated at a temperature of 60°C for 3 hours and reacted to produce a reaction mixture containing 3-butene-1,2-diol and divinyldioxane. was manufactured. The reaction mixture was cooled to room temperature, and potassium carbonate (K 2 CO 3 ), a basic compound, was added. It was neutralized by adding 3g. Insoluble solids were removed from the neutralized reaction mixture to obtain a filtrate. The ratios of 2-butene-1,4-diol, 3-butene-1,2-diol, and divinyldioxane present in the filtrate were analyzed using gas chromatography (GC). The filtrate was distilled under reduced pressure at a pressure of 10 torr and a temperature of 30°C to remove water and divinyldioxane, and then distilled under reduced pressure at a pressure of 10 torr and a temperature of 80°C to obtain 3-butene-1,2-diol. did.
(2) 실시예 2(2) Example 2
염화구리(I)(CuCl) 3g 대신 염화구리(I)(CuCl) 1.5g을 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 진행하여, 3-부텐-1,2-디올을 수득하였다.3-Butene-1,2-diol was obtained in the same manner as in Example 1, except that 1.5 g of copper (I) chloride (CuCl) was added instead of 3 g of copper (I) chloride (CuCl).
(3) 실시예 3(3) Example 3
염화구리(I)(CuCl) 3g 대신 염화구리(I)(CuCl) 5g을 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 진행하여, 3-부텐-1,2-디올을 수득하였다.3-Butene-1,2-diol was obtained in the same manner as in Example 1, except that 5 g of copper (I) chloride (CuCl) was added instead of 3 g of copper (I) chloride (CuCl).
(4) 실시예 4(4) Example 4
황산(H2SO4) 0.6g 대신 염산(HCl) 0.6g을 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 진행하여, 3-부텐-1,2-디올을 수득하였다.3-Butene-1,2-diol was obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.6 g of hydrochloric acid (HCl) was added instead of 0.6 g of sulfuric acid (H 2 SO 4 ).
(5) 실시예 5(5) Example 5
황산(H2SO4) 0.6g 대신 황산(H2SO4) 1.2g을 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 진행하여, 3-부텐-1,2-디올을 수득하였다.3-Butene-1,2-diol was obtained in the same manner as in Example 1, except that 1.2 g of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) was added instead of 0.6 g of sulfuric acid (H 2 SO 4 ).
(6) 비교예 1(6) Comparative Example 1
염화구리(I)(CuCl) 3g 대신에 황산수은(HgSO4) 3g을 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 진행하여, 3-부텐-1,2-디올을 수득하였다.3-Butene-1,2-diol was obtained in the same manner as in Example 1, except that 3 g of mercury sulfate (HgSO 4 ) was added instead of 3 g of copper (I) chloride (CuCl).
(7) 비교예 2(7) Comparative Example 2
염화구리(I)(CuCl) 3g 첨가하지 않는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 진행하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out, except that 3 g of copper (I) chloride (CuCl) was not added.
상기 실시예들 및 비교예들의 산성 화합물 및 촉매의 종류 및 함량은 하기 표 1에 나타내었다.The types and contents of acidic compounds and catalysts in the examples and comparative examples are shown in Table 1 below.
실험예: 3-부텐-1,2-디올의 수율 평가Experimental example: Yield evaluation of 3-butene-1,2-diol
가스 크로마토그래피(Gas Chromatography, GC)를 이용하여 상기 여과액에 존재하는 2-부텐-1,4-디올, 3-부텐-1,2-디올 및 디비닐디옥산의 비율 분석을 분석하였다.Gas chromatography (GC) was used to analyze the ratios of 2-butene-1,4-diol, 3-butene-1,2-diol, and divinyldioxane present in the filtrate.
이후, 투입된 2-부텐-1,4-디올의 중량에 대한 수득된 3-부텐-1,2-디올의 중량의 비의 백분율로 3-부텐-1,2-디올의 수율을 계산하였다. Afterwards, the yield of 3-butene-1,2-diol was calculated as a percentage of the ratio of the weight of 3-butene-1,2-diol obtained to the weight of 2-butene-1,4-diol added.
평가 결과는 하기 표 2에 나타내었다.The evaluation results are shown in Table 2 below.
비율 (%)Divinyldioxane
ratio (%)
상기 표 2를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 3-부텐-1,2-디올의 제조 방법으로 제조된 경우, 여과액 내에 2-부텐-1,4-디올의 비율이 보다 감소된 것을 확인할 수 있다. 따라서, 2-부텐-1,4-디올의 3-부텐-1,2-디올의 전화율이 향상된 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, when 3-butene-1,2-diol was produced by the method for producing 3-butene-1,2-diol according to the exemplary embodiments, the proportion of 2-butene-1,4-diol in the filtrate was further reduced. You can check it. Therefore, it can be confirmed that the conversion rate of 2-butene-1,4-diol to 3-butene-1,2-diol was improved.
또한, 실시예들의 경우, 디비닐디옥산의 비율이 상대적으로 감소된 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 2-부텐-1,4-디올의 부반응이 억제되어, 상기 부반응의 부산물인 디비닐디옥산의 비율이 보다 감소된 것을 확인할 수 있다.Additionally, in the examples, it can be seen that the proportion of divinyldioxane was relatively reduced. Accordingly, it can be seen that the side reaction of 2-butene-1,4-diol is suppressed, and the proportion of divinyldioxane, a by-product of the side reaction, is further reduced.
또한, 실시예들의 경우, 3-부텐-1,2-디올의 수율이 보다 향상된 것을 확인할 수 있다. 따라서, 3-부텐-1,2-디올에서 2-부텐-1,4-디올로 다시 전환되는 역반응이 억제됨을 확인할 수 있다.Additionally, in the examples, it can be seen that the yield of 3-butene-1,2-diol was further improved. Therefore, it can be confirmed that the reverse reaction of converting 3-butene-1,2-diol back to 2-butene-1,4-diol is suppressed.
염화구리(I) 촉매 대신 황산수은 촉매를 사용한 비교예 1의 경우, 디비닐디옥산의 비율이 실시예들 대비 상대적으로 증가한 것을 확인할 수 있다. 또한, 2-부텐-1,4-디올의 3-부텐-1,2-디올로의 전환을 억제될 뿐 아니라, 부반응이 보다 촉진됨을 확인할 수 있다. 따라서, 3-부텐-1,2-디올의 수율이 감소된 것을 확인할 수 있다.In the case of Comparative Example 1, which used a mercury sulfate catalyst instead of a copper (I) chloride catalyst, it can be seen that the proportion of divinyldioxane was relatively increased compared to the examples. In addition, it can be confirmed that not only is the conversion of 2-butene-1,4-diol to 3-butene-1,2-diol suppressed, but side reactions are further promoted. Therefore, it can be confirmed that the yield of 3-butene-1,2-diol was reduced.
염화구리(I) 촉매를 사용하지 않은 비교예 2의 경우, 2-부텐-1,4-디올의 3-부텐-1,2-디올로 전환되는 반응이 일어나지 않음을 확인할 수 있다.In the case of Comparative Example 2 in which a copper(I) chloride catalyst was not used, it could be confirmed that the reaction to convert 2-butene-1,4-diol to 3-butene-1,2-diol did not occur.
Claims (15)
상기 예비 혼합물을 가열하여 3-부텐-1,2-디올 및 디비닐디옥산을 포함하는 반응 혼합물을 제조하는 단계; 및
상기 반응 혼합물로부터 3-부텐-1,2-디올을 분리하는 단계를 포함하는, 3-부텐-1,2-디올의 제조 방법.
Preparing a premixture comprising water, an acidic compound, 2-butene-1,4-diol and a copper(I) catalyst;
Preparing a reaction mixture containing 3-butene-1,2-diol and divinyldioxane by heating the preliminary mixture; and
A method for producing 3-butene-1,2-diol, comprising the step of separating 3-butene-1,2-diol from the reaction mixture.
The method of claim 1, wherein the copper(I) catalyst is a group consisting of copper(I) chloride, copper(I) bromide, copper(I) iodide, copper(I) oxide, copper(I) sulfide, and copper(I) acetate. A method for producing 3-butene-1,2-diol, comprising at least one selected from.
The method of claim 1, wherein the content of the copper (I) catalyst in the premix is 0.5 parts by weight to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of 2-butene-1,4-diol. Manufacturing method.
The method for producing 3-butene-1,2-diol according to claim 1, wherein the acidic compound includes at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, acetic acid, and boric acid.
The method for producing 3-butene-1,2-diol according to claim 1, wherein the content of the acidic compound in the premix is 0.1 parts by weight to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of 2-butene-1,4-diol.
The method of claim 1, wherein the content of water in the premix is 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of 2-butene-1,4-diol.
The method for producing 3-butene-1,2-diol according to claim 1, wherein the step of preparing the reaction mixture is performed at a temperature of 40°C to 100°C.
The method of claim 1, further comprising the step of neutralizing 3-butene-1,2-diol by adding a basic compound to the reaction mixture before separating 3-butene-1,2-diol from the reaction mixture. Manufacturing method.
상기 반응 혼합물로부터 불용성 고체를 제거하여 여과액을 얻는 단계; 및
상기 여과액을 증류하여 3-부텐-1,2-디올을 수득하는 단계를 포함하는, 3-부텐-1,2-디올의 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the step of separating 3-butene-1,2-diol from the reaction mixture comprises:
Obtaining a filtrate by removing insoluble solids from the reaction mixture; and
A method for producing 3-butene-1,2-diol, comprising the step of distilling the filtrate to obtain 3-butene-1,2-diol.
상기 여과액을 제1 증류하여 물 및 상기 디비닐디옥산을 제거하는 단계; 및
상기 물 및 상기 디비닐디옥산이 제거된 여과액을 제2 증류하여 3-부텐-1,2-디올을 수득하는 단계를 포함하는, 3-부텐-1,2-디올의 제조 방법.
The method of claim 9, wherein the step of obtaining 3-butene-1,2-diol,
First distilling the filtrate to remove water and the divinyldioxane; and
A method for producing 3-butene-1,2-diol, comprising the step of second distilling the water and the filtrate from which the divinyldioxane was removed to obtain 3-butene-1,2-diol.
The method of claim 10, wherein the first distillation is reduced pressure distillation.
The method of claim 11, wherein the first distillation is performed at a pressure of 12 torr or less.
The method for producing 3-butene-1,2-diol according to claim 10, wherein the second distillation is reduced pressure heating distillation.
The method of claim 13, wherein the second distillation is performed at a pressure of 12 torr or less and a temperature of 70°C to 90°C.
The method for producing 3-butene-1,2-diol according to claim 1, wherein the yield of 3-butene-1,2-diol is 60% to 99%.
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