KR970000891B1 - 요오드알칸의 산화 가수분해 - Google Patents

요오드알칸의 산화 가수분해 Download PDF

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Abstract

내용없음.

Description

요오드알칸의 산화 가수분해
본 발명은 요오드알칸, 물 및 산소 분자를 접촉시켜 알칸올 및 요오드원소를 제조하는 요오드알칸 산화가수분해에 관한 것이다. 요오드는 원소 형태로 존재하기 때문에 쉽게 회수할 수 있다.
무기 요오드화물 함유 화합물로부터 요오드가를 회수하기 위한 여러 가지 방법이 개발되어 있다. 예를 들어, 염수의 염소를 산화시킴으로써 요오드를 회수한다. 요오드가는 또한 산 염수를 황산 제2구리 또는 황산 제2철로 산화시킴에 의해 회수될 수 있다.
다른 방법으로, 요오드화암모늄 용액을 전기분해하는 것이 U.S. 제3,975,439호에 기재되어 있다. 구리 촉매 존재내에서 산소에 의해 요오드화 암모늄 용액이 촉매적으로 산화시키는 것이 일본국 특허 출원 kokai 제73489/1978호에 기재되어 있다. 이보다 더 최근에, EP 0218998호에서는 수성 요오드화나트륨을 이산화탄소로 산성화시키고 산소분자로 산화시켜 요오드원소를 회수하는 방법을 기재하였다. 이러한 방법으로는 유기요오드화물로부터 요오드원소를 회수하지 못한다.
중간단계로서 요오드메탄을 메탄올, 디메틸 에테르 및 수성 HI로 가수분해하는 단계를 이용하여 이산화탄소 및 물로부터 메탄 및 산소를 열화학적으로 생성시키는 방법이 U.S 4,085,200호에 기재되어 있지만 이 방법 또한 알칸을 또는 요오드 원소를 만들지 않는다. 원칙적으로 요오드알칸올을 물로 간단히 가수분해하면 알칸올 및 수성 요오드화수소산이 만들어지지만 반응 평형이
왼쪽으로 치우쳐 전환율이 수 퍼센트로 제한되기 때문에 적당한 방법이 아니다. 더우기 묽은 수성 매체로부터 농축된 HI를 회수하는 것은 비용이 많이 든다.
요오드알칸내 요오드가는 액상 산화 가수분해를 행함으로써 경제적으로 쉽게 회수될 수 있는데 여기에서 요오드알칸의 가수분해는 100℃보다 높은 온도의 및 산소분자 존재내에서 행해진다. 이러한 조건하에서, 가수분해에 의해 유리된 HI는 요오드원소로 빠르게 산화된다. 따라서 전체 반응은 다음과 같다 :
본 반응에서 만들어진 요오드는 수성 매체내에 비교적 잘 용해되지 않으며 이 요오드는 요오드가 용융된 경우에는 가만히 따라내고, 요오드가 냉각되어 고체화된 경우에는 여과하는 것을 포함하는 여러가지 방법이나 또는 탄화수소 용매로 추출함에 의해 쉽게 회수될 수 있다. 메탄올 또는 에탄올 같은 저비등점 알칸올일 경우에는 증류하거나 또는 친수성이 덜한 고비등점 알칸올인 경우에는 추출함으로써 알칸올가를 수성 용액으로부터 제거할 수 있다.
이러한 방법으로 사용할 수 있는 요오드알칸은 1-20개의 탄소원자를 함유하고 일차, 이차 및 삼차 요오드알칸이 포함되며 임의로 수소이외에 황 및 산소같은 이종원자를 포함할 수 있다. 바람직하게 요오드알칸은 탄소원자가 1-5개인 이차 또는 일차 요오드알칸이다. 적당한 요오드알칸에는 요오드메탄, 요오드에탄, 1-요오드프로판, 2-요오드프로판, 요오드에탄올, 요오드프로판올, 1-요오드부탄, 2-요오드부탄, 1-요오드-4-부탄올, 2-요오드-3-부탄올, 1-요오드-2-메톡시프로판, 요오드에탄티올, 및 요오드에틸 메틸 설파이드가 포함된다. 요오드에탄올, 요오드메탄 및 요오드에탄같은 C1-3일차 요오드알칸이 더 바람직하다. 가장 바람직한 요오드알칸은 요오드메탄이다.
반응은 50℃-250℃의 온도에서 일어날 것이다. 낮은 온도에서 반응 속도는 적당하지 않게 느려지고 높은 온도에서 반응압력은 적당하지 않게 높아진다. 바람직한 온도는 100-200℃이고 더 바람직한 온도는 125℃-175℃이다.
산소 분자는 공기, 농축 공기, 순수한 산소, 및 희박한 공기를 포함하는 어떤 편리한 형태로 반응물에 공급될 수 있다.
공급한 산소의 압력은 준대기압에서 초대기압에 이르기까지 다양할 수 있지만, 초대기압이 바람직하다. 바람직한 총압력은 1-105㎏/㎠이고 더 바람직한 총압력은 7-70.3㎏/㎠이다. 반응 압력을 충분히 하여 수성상이 반응기내에 유지되도록 하였다.
반응을 연속식 또는 회분식 공정으로 실행할 수 있다. 대규모로 조작하기 위해서는 연속식 공정이 바람직하지만 소규모로 조작하기 위해서는 회분식 공정이 바람직할 수 있다.
반응 시간은 반응 온도 및 압력에 의존하지만 일반적으로 10시간-10분이다. 온도 및 압력이 높아지면 반응 시간이 짧아진다.
본 발명의 방법에 촉매가 필요하지 않다. 본 발명의 방법에는 촉매 제거 장치가 필요하지 않고 촉매에 필요한 비용이 들지 않기 때문에 본 발명의 방법은 공정의 조작을 간소화시킨다.
다음 실시예는 본 발명의 조작을 설명한다. 각 경우에, 기재된 반응물들을 330mL의 Hastelloy C 오토클레이브에 넣고 기재된 반응 조건 및 시간에 놓이게 하였다. 그후 반응 생성물을 제거하고 분석하였다. 모든 퍼센트는 중량에 의한다.
실시예 1
100mL H2O
10mL 요오드메탄
120℃
14.0㎏/㎠ 공기
1시간
반응은 이용할 수 있는 모든 공기를 소모시켰다. 반응 용액은 81.82%의 H2O, 3.85%의 메탄올, 12.0%의 요오드 및 0.0%의 요오드메탄을 함유한다. 부가하여, 요오드 결정 몇 g이 오토클레이브내에서 발견되었다.
실시예 2
100mL H2O
10mL 요오드메탄
150℃
28.1㎏/㎠ 공기
1시간
반응 압력이 30분간에 걸쳐 7㎏/㎠ 떨어졌다는 것을 나타내었다. 반응용액은 89.7%의 물, 3.71%의 메탄올, 3.78%의 요오드 및 0.0%의 요오드메탄을 함유한다. 부가하여 15g의 요오드 결정이 오토클레이브내에서 발견되었다. 본 실시예는 150℃에서 산화 가수분해 반응이 빠른 속도로 일어난다는 것을 나타낸다.
실시예 3
100mL H2O
10mL 요오드메탄
100℃
28.1㎏/㎠ 공기
1시간
본 반응용액은 95.1%의 물, 1.15%의 메탄올, 1.1%의 요오드, 및 0.7%의 요오드메탄을 함유한다. 부가하여, 액체인 요오드메탄이 두번째 층으로서 발견되었다. 요오드 결정이 발견되지 않았다. 본 실시예는 100℃에서 산화 가수분해 반응이 느린 속도로 일어난다는 것을 나타낸다.
실시예 4
100mL H2O
10mL 2-요오드프로판
120℃
28.1㎏/㎠ 공기
2시간
반응압력이 1시간에 걸쳐 6.6㎏/㎠ 떨어졌다. 본 반응용액은 12.3%의 에탄올, 4.5%의 디에틸에테르, 5.3%의 요오드 및 76.1%의 H2O를 함유한다. 부가하여, 10.1g의 요오드 결정이 오토클레이브내에서 발견되었다.
실시예 5
100mL H2O
10mL 2-요오드프로판
120℃
28.1㎏/㎠ 공기
2시간
반응압력이 1시간에걸쳐 5.3㎏/㎠떨어졌다. 본 반응용액은 13.2%의 2-프로판올, 6.2%의 요오드, 및 78.3%의 물을 함유한다. 부가하여, 3.4g의 요오드 결정이 오토클레이브내에서 발견되었다.

Claims (4)

  1. A. 1-20개의 탄소를 함유하는 요오드알칸, 물 및 산소분자를 50°-200℃의 온도에서 반응시켜 알칸올 및 요오드원소를 제조하고 B. 요오드 원소를 회수하는 것으로 이루어지는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 요오드알칸이 1-5개의 탄소를 함유하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 온도가 100°-200℃인 방법.
  4. A. 요오드메탄, 물 및 산소분자를 125°-175℃에서 반응시켜 메탄올 및 요오드원소를 제조하고 B. 요오드원소를 회수하는 것으로 이루어지는 방법.
KR1019900700552A 1988-07-15 1989-07-13 요오드알칸의 산화 가수분해 KR970000891B1 (ko)

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