WO2018070163A1 - ラクトニトリル含有液の製造方法およびラクトニトリル含有液 - Google Patents

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隆典 青木
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    • C07C255/12Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to acyclic carbon atoms containing cyano groups and singly-bound oxygen atoms bound to the same saturated acyclic carbon skeleton containing cyano groups and hydroxy groups bound to the carbon skeleton
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    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/88Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a lactonitrile-containing liquid and a lactonitrile-containing liquid.
  • Lactonitrile is industrially important as a raw material for carboxylic acids, amino acids, hydroxy esters and the like.
  • a method for producing such lactonitrile for example, methods described in Patent Documents 1 and 2 are disclosed.
  • lactonitrile is useful as a raw material for carboxylic acids, amino acids, hydroxy esters, and the like. Specifically, it is useful as a raw material for producing lactic acid and the like. Etc. are used.
  • the food and drink materials and the like are required to have extremely high purity, and the lactonitrile-containing liquid that is the raw material is also required to have extremely high purity.
  • a method for obtaining a high-purity lactonitrile-containing liquid there is usually a method for purifying a lactonitrile-containing liquid obtained by a reaction between acetaldehyde and a cyanating agent.
  • One embodiment of the present invention provides a high yield and high purity lactonitrile-containing liquid.
  • a configuration example of the present invention is as follows.
  • a cyanating agent Purified acetaldehyde having a content of a component having a boiling point of 25 ° C. or higher at normal pressure of 300 mass ppm or less; The manufacturing method of the lactonitrile containing liquid including the process made to react.
  • a cyanating agent Purified acetaldehyde whose distillation residue when heated and distilled (under atmospheric pressure) until the temperature of the distillate reaches exactly 25 ° C. is 300 ppm by mass or less with respect to the amount supplied to the distillation; The manufacturing method of the lactonitrile containing liquid including the process made to react.
  • Step 1 Step of distilling raw material acetaldehyde to obtain the purified acetaldehyde
  • Step 2 Step of obtaining the lactonitrile-containing liquid by reacting the purified acetaldehyde obtained in Step 1 with a cyanating agent
  • the production method according to [3] which is a step of reacting the purified acetaldehyde obtained in the step 1 with a cyanating agent without bringing it into contact with an iron member.
  • a chromatogram was obtained by high performance liquid chromatography using UV (ultraviolet: 200 nm) as a broad peak (crotonaldehyde peak detected between the peak of acetaldehyde and the peak of crotonaldehyde in the obtained chromatogram.
  • the retention time (specific impurity B retention time) range.
  • analysis is performed in the same manner as described above, the area of the broad peak detected within the previously determined retention time range is obtained, and the obtained area is determined with acetic acid.
  • the acetic acid equivalent amount obtained by correcting with the sensitivity difference is the content of the specific impurity B.
  • Content of specific impurity B First, a raw material acetaldehyde aqueous solution was used as a sample, a 0.4 mass% perchloric acid aqueous solution was used as an eluent, a column temperature of 40 ° C., and an eluent flow rate of 1.0 mL / min.
  • a chromatogram was obtained by high performance liquid chromatography using UV (ultraviolet: 200 nm) as a broad peak (crotonaldehyde peak detected between the peak of acetaldehyde and the peak of crotonaldehyde in the obtained chromatogram.
  • the retention time (specific impurity B retention time) range.
  • analysis is performed in the same manner as described above, the area of the broad peak detected within the previously determined retention time range is obtained, and the obtained area is determined with acetic acid.
  • the acetic acid equivalent amount obtained by correcting with the sensitivity difference is the content of the specific impurity B.
  • a high yield and high purity lactonitrile-containing liquid can be easily obtained with high production efficiency without going through complicated steps.
  • FIG. 1 shows a chromatogram obtained when measuring the content of the specific impurity B in the raw material acetaldehyde used in Example 1.
  • FIG. 2 shows a chromatogram obtained when measuring the content of the specific impurity B in the purified acetaldehyde obtained in Example 1.
  • a method for producing a lactonitrile-containing liquid according to an embodiment of the present invention includes a cyanating agent, Purified acetaldehyde having a boiling point of 25 ° C. or higher at normal pressure (hereinafter also referred to as “specific impurity A”) of 300 mass ppm or less, or Purified acetaldehyde whose distillation residue when heated and distilled under normal pressure until the temperature of the distillate reaches exactly 25 ° C. is 300 mass ppm or less with respect to the amount supplied to the distillation; The process of making it react. According to this method, a high yield and high purity lactonitrile-containing liquid can be obtained.
  • distillation at a temperature as high as possible below the boiling point of the target product is effective in improving the purity of the target product as a distillation residue.
  • lactonitrile it has been found that when the distillation temperature is increased, decomposition of the product lactonitrile occurs. That is, since the specific impurity A remains in the lactonitrile obtained by reacting acetaldehyde and a cyanating agent, a high-purity lactonitrile-containing liquid cannot be obtained, and the specific impurity A is reduced. It was found that if the distillation was attempted at a high temperature, impurities increased due to decomposition of lactonitrile and the yield also decreased.
  • This method increases the yield and purity of lactonitrile by deliberately purifying the raw material acetaldehyde, which has not been conventionally performed from the viewpoints of reducing the number of steps, reducing manufacturing costs, and simplifying manufacturing equipment. This is a new method that can simultaneously achieve two purposes that could not be achieved simultaneously.
  • the content of the specific impurity A is 300 ppm by mass or less, preferably 250 ppm by mass or less, more preferably 200 ppm by mass or less.
  • the purified acetaldehyde is 300 ppm by mass or less, preferably 250 ppm by mass or less, with respect to the amount of distillation residue supplied to the distillation when heated and distilled under normal pressure until the temperature of the distillate component reaches just 25 ° C. More preferably, it is acetaldehyde which becomes 200 mass ppm or less.
  • the distillation residue corresponds to the specific impurity A.
  • the content of the specific impurity A is measured by a method described later, but may be equal to or lower than the detection limit when measured by the method.
  • the lower limit of the range is not particularly limited. However, if a numerical value is given, for example, it is 0.1 mass ppm.
  • the content of the specific impurity A is measured by the method described below.
  • Acetaldehyde is supplied to a glass flask equipped with a stirrer, a distillation tower and a distiller, and simple distillation is performed at normal pressure. While confirming the temperature of the distillate, the flask is heated. When the temperature of the distillate reaches exactly 25 ° C., the heating is stopped and the simple distillation is completed. After simple distillation, the residue remaining in the flask is weighed, and the mass ppm relative to the mass of the supplied acetaldehyde is determined.
  • the method for obtaining the purified acetaldehyde is not particularly limited, and a conventionally known method can be adopted. However, from the viewpoint that purified acetaldehyde can be easily obtained by a simple method, the low acetaldehyde content obtained by distillation is reduced. A method of obtaining purified acetaldehyde as a boiling component is preferred.
  • the raw material acetaldehyde is not particularly limited as long as it is a compound that can be purified to obtain the purified acetaldehyde, and may be a compound that can be obtained for industrial use, research use, or the like.
  • the raw material acetaldehyde usually contains impurities.
  • the raw material acetaldehyde is preferably acetaldehyde containing 400 ppm by mass or more of the specific impurity A from the viewpoint that the effect of adopting this method is more remarkably exhibited, and 600 ppm by mass or more. More preferably, it is acetaldehyde.
  • the specific impurity A is a component having a boiling point of 25 ° C. or higher at normal pressure (0.101 MPaA) contained in the raw material acetaldehyde.
  • an acetaldehyde-derived dimer, trimer, tetramer or the like oligomer may be used. Can be mentioned.
  • the method for distilling the raw material acetaldehyde is not particularly limited as long as the specific impurity A contained in the raw material acetaldehyde can be removed, and may be any method that can be industrially implemented. Specific methods include simple distillation, precision distillation, thin film distillation and the like, and can be performed by any of batch, semi-batch, and continuous methods, but semi-batch or continuous methods are preferred. .
  • the conditions for distilling the raw material acetaldehyde are not particularly limited as long as the specific impurity A contained in the raw material acetaldehyde can be removed, but the distillation temperature is preferably 20 to 60 ° C., more preferably 30 to 50 ° C.
  • the distillation time is preferably 1 to 300 minutes, more preferably 5 to 150 minutes.
  • the distillation pressure is not particularly limited as long as it is the distillation temperature, but is preferably 50 to 300 kPaA, more preferably 100 to 250 kPaA.
  • the distillation is usually performed in a distillation apparatus.
  • the specific impurity A contained in the raw material acetaldehyde tends to accumulate at the bottom of the apparatus.
  • the bottom of the distillation apparatus can be controlled from the viewpoint that the distillation conditions can be controlled more easily and the amount of the specific impurity A contained in the raw material acetaldehyde can be easily reduced to the above range. It is preferable to include the process of extracting a liquid from.
  • the specific impurity A is likely to be generated in acetaldehyde, and in particular, the generation of the specific impurity A is promoted when contacted with an iron member. For this reason, it is possible to easily obtain a high-yield and high-purity lactonitrile-containing liquid, and in the step of purifying the raw material acetaldehyde from the viewpoint of more efficiently exhibiting the effect of purifying the raw material acetaldehyde.
  • the obtained purified acetaldehyde is preferably reacted with a cyanating agent without contacting with an iron member.
  • the iron member means an iron or steel member (pipe, device, etc.) and does not include a member made of an iron alloy such as SUS.
  • the purified acetaldehyde thus obtained is preferably supplied to the reaction system as it is, and is preferably used for the reaction preferably within 24 hours, more preferably within 12 hours after the step of purifying the raw material acetaldehyde.
  • the cyanating agent is not particularly limited as long as it is a material capable of introducing a cyano group into acetaldehyde, but preferably M (CN) n (M is hydrogen, alkali metal, alkaline earth metal, iron, copper or zinc. And n is the valence of M.).
  • M is hydrogen, alkali metal, alkaline earth metal, iron, copper or zinc.
  • n is the valence of M.
  • hydrogen cyanide can be easily removed even if it remains in the liquid after the reaction, and it makes hydrogen control of the reaction liquid easier and suppresses by-product formation of salts. Is preferred.
  • As the cyanating agent two or more kinds may be used, but usually one kind.
  • the cyanating agent is not particularly limited, and may be a compound that can be obtained for industrial use, research use, and the like. Specifically, in the case of hydrogen cyanide, hydrogen cyanide by-produced by an ammoxidation reaction or the like can be used, and methane or the like can be produced from a raw material. It is also possible to produce sodium cyanide by reacting with a strong acid such as sulfuric acid. Industrially, it is preferable to use hydrogen cyanide by-produced in the production of (meth) acrylonitrile.
  • the cyanating agent may be a purified cyanating agent purified in advance by distillation, adsorption or the like.
  • the reaction is preferably carried out in the presence of one or more catalysts.
  • the catalyst include basic compounds such as amine compounds, quaternary ammonium salts, alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds, and metal alkoxides.
  • the catalyst is preferably used in such an amount that the pH of the reaction solution falls within the following range from the viewpoint that the reaction proceeds efficiently.
  • the reaction is preferably performed using one or more solvents.
  • a solvent inert to the reaction can be used, and a conventionally known organic solvent may be used, but water is preferably used.
  • the solvent is used in such an amount that the amount of the solvent in the reaction solution is preferably 5 to 95% by mass because the reaction proceeds efficiently and a lactonitrile-containing solution having a desired concentration can be easily obtained. It is preferable to do.
  • the purified acetaldehyde or cyanating agent is solid at the temperature during use, the purified acetaldehyde or cyanating agent is dissolved or suspended in a solvent inert to the reaction, preferably water. It is preferable.
  • the molar ratio of purified acetaldehyde to cyanating agent in the above reaction is not particularly limited, but is preferably 0.50 to 2.0, more preferably 0.67 to 1. .5. It is preferable to use the raw materials within the above-mentioned range because the reaction can be performed efficiently and the step of recovering unreacted components that may occur excessively is not necessary.
  • the molar ratio of purified acetaldehyde and the cyano group is preferably closer to 1, more specifically 0.95 to 1.05.
  • the amount of purified acetaldehyde is excessive, it is necessary to recover the purified acetaldehyde.
  • the amount of the cyanating agent is excessive, recovery of the cyanating agent is required, and the molar ratio of the purified acetaldehyde and the cyano group is 1 If it is close to, it will not be stable which one will be excessive, so equipment that can recover both will be required. For this reason, it is particularly preferable to supply one raw material slightly in advance in advance.
  • the molar ratio of purified acetaldehyde and cyano group (mol of purified acetaldehyde / mol of cyano group) is 1.001 to 1.100, or the molar ratio of cyano group to purified acetaldehyde (of cyano group It is preferable to use purified acetaldehyde and a cyanating agent in an amount such that (mol / mol of purified acetaldehyde) is from 1.001 to 1.100, but the former is particularly preferable from the viewpoint of ease of recovery and safety.
  • the reaction temperature of the reaction is not particularly limited as long as these raw materials are reacted. Specifically, from the viewpoint that the reaction is carried out efficiently and decomposition of the produced lactonitrile is not likely to occur, it is preferably 0 to 40. ° C, more preferably 10 to 30 ° C.
  • the reaction is preferably carried out under conditions of pH 3-7, more preferably pH 4-6.
  • pH 3-7 more preferably pH 4-6.
  • reaction can be carried out by any of batch, semi-batch and continuous methods, but a semi-batch or continuous method is preferred, and a continuous method is more preferred.
  • the lactonitrile-containing liquid in one embodiment of the present invention is usually a mixture of lactonitrile and a solvent, preferably contains 5-95% by mass of lactonitrile, and a preferred solvent is water.
  • content of the following specific impurity B with respect to lactonitrile becomes like this. Preferably it is 200 mass ppm or less, More preferably, it is 150 mass ppm or less.
  • the content of the specific impurity B is measured by the following method, but it may be below the detection limit when measured by the method. In addition, since the content of the specific impurity B is preferably as small as possible, the lower limit thereof is not particularly limited.
  • the content of the specific impurity B is measured by the following method. First, a raw material acetaldehyde aqueous solution is used as a sample, a 0.4 mass% perchloric acid aqueous solution is used as an eluent, a column temperature is 40 ° C., an eluent flow rate is 1.0 mL / min, and UV (ultraviolet: 200 nm) is used as a detector.
  • a chromatogram was obtained by high performance liquid chromatography using, and the retention time (including crotonaldehyde peak) of the broad peak detected between the acetaldehyde peak and the crotonaldehyde peak in the resulting chromatogram ( The range of the specific impurity B retention time) is determined.
  • analysis is performed in the same manner as described above, the area of the broad peak detected within the previously determined retention time range is obtained, and the obtained area is determined with acetic acid.
  • the acetic acid equivalent amount obtained by correcting with the sensitivity difference is the content of the specific impurity B.
  • the content of the specific impurity B also corresponds to the content of the specific impurity A, and the sample for measuring the content of the specific impurity B is changed. Thus, it was confirmed that the content of the specific impurity A in each sample can be evaluated.
  • blend acids such as a sulfuric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid
  • blend acids such as a sulfuric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid
  • blend acids such as a sulfuric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid
  • the acid is preferably used so that the pH of the resulting lactonitrile-containing liquid is 0 to 5.0, from the viewpoint that lactonitrile can be stabilized.
  • the concentration of lactonitrile in the lactonitrile-containing liquid may be appropriately selected according to the desired use, but is preferably 5 to 95% by mass, more preferably 10 to 90% by mass.
  • the lactonitrile-containing liquid is a liquid obtained by purifying a reaction liquid obtained by the reaction of acetaldehyde and a cyanating agent, in particular, the purified acetaldehyde and the cyanating agent, by distillation, adsorption or the like.
  • the reaction solution is more preferably a solution obtained by a method including a purification step in which the reaction solution is distilled to separate and remove low-boiling components relative to lactonitrile.
  • the distillation temperature at that time is not particularly limited. However, since lactonitrile decomposes at high temperature, it is preferably 20 to 60 ° C. from the viewpoint that a high yield and high purity lactonitrile-containing liquid can be easily obtained. More preferably, it is 30 to 50 ° C.
  • lactonitrile decomposes at high temperature it is preferably 20 to 60 ° C. from the viewpoint that a high yield and high purity lactonitrile-containing liquid can be easily obtained. More preferably, it is 30 to 50 ° C.
  • This method which has been used to purify the raw material acetaldehyde, has not been performed in the past from the viewpoints of reducing the number of processes, manufacturing costs, and simplifying the manufacturing equipment. It can be said that it is a method of improving.
  • the distillation pressure when distilling the reaction solution is preferably 0.1 to 400 kPaA, more preferably 1 to 200 kPaA, and the distillation time is not particularly limited, but preferably 1 to 300 minutes, more preferably Is 5 to 150 minutes.
  • the content of the specific impurity B and the content of lactonitrile were determined by the following methods.
  • the acetic acid equivalent amount was determined by correcting the sensitivity difference.
  • the acetic acid equivalent amount is the content of the specific impurity B.
  • the broad peak area was peaked as follows.
  • vertical splitting is performed on the curve after the peak of acetaldehyde, and tailing is performed up to the peak of crotonaldehyde.
  • the range of retention time was determined (FIG. 1).
  • “X” is an acetaldehyde peak
  • “Y” is a peak of a specific impurity B
  • “Z” is a peak of crotonaldehyde.
  • the symbols “X” to “Z” in FIG. 2 show similar peaks.
  • the lactonitrile-containing liquid was measured, and the broad peak in the retention time range obtained previously was subjected to vertical division treatment and tailing treatment in the same manner as described above, thereby obtaining the broad peak area. Furthermore, since the standard impurity cannot be obtained for the specific impurity B, the content of the specific impurity B is quantified as an acetic acid equivalent amount by reflecting acetic acid as the standard and reflecting the sensitivity difference with the acetic acid in the area of the broad peak. . In measuring acetic acid, the detector was changed to an RI (differential refractive index) detector under the following conditions.
  • RI differential refractive index
  • the sensitivity of the specific impurity B at the UV detector is higher than that of acetic acid and is quantified more than actual, the sensitivity between the acetic acid detected by the RI detector and the specific impurity B detected by the UV detector in advance. The difference is obtained, the area of the specific impurity B obtained by the UV detector is corrected to the acetic acid equivalent amount by the RI (differential refractive index) detector, and the content of the specific impurity B is set as the acetic acid equivalent value. Calculated.
  • Apparatus High-performance liquid chromatography apparatus (manufactured by JASCO Corporation, LC-2000 plus series) Column: Showa Denko Co., Ltd. column RSpak KC-G and RSpak KC-8111 ⁇ 2 connected Detector: UV (ultraviolet: 200 nm) Eluent: 0.4 mass% perchloric acid aqueous solution Column temperature: 40 ° C Eluent flow rate: 1.0 mL / min
  • Apparatus High-performance liquid chromatography apparatus (manufactured by JASCO Corporation, LC-2000 plus series) Column: Showa Denko Co., Ltd. column RSpak KC-G and RSpak KC-8111 ⁇ 2 connected Detector: RI (differential refractive index) detector Eluent: 0.4 mass% perchloric acid aqueous solution Column temperature : 40 ° C Eluent flow rate: 1.0 mL / min
  • Example 1 The raw material acetaldehyde having a specific impurity A content of 600 mass ppm was continuously supplied to the distillation column, and the distillation was continuously performed at a pressure of 50 kPaG and a temperature of 40 ° C. A purified acetaldehyde having a mass of 160 ppm by mass was obtained. In addition, content of the said specific impurity A in raw material acetaldehyde and refinement
  • the amount of the specific impurity B in the raw material acetaldehyde or purified acetaldehyde measured using the raw material acetaldehyde or purified acetaldehyde as a sample was 580 mass ppm and 140 mass ppm, respectively.
  • the chromatogram obtained by this measurement is shown in FIG. 1 and FIG. 2, respectively. From the above results, it was found that the specific impurity B contains a large amount of the specific impurity A. Further, the specific impurities A and B are considered to be oligomers such as acetaldehyde-derived dimer, trimer, and tetramer by various studies.
  • acetaldehyde was continuously fed to a CSTR type reactor (continuous tank reactor) equipped with a stirrer and a cooler without contact with an iron member under stirring, and then hydrogen cyanide and water was continuously fed so that the molar ratio of acetaldehyde / hydrogen cyanide was 1.05, the reaction temperature was adjusted to 15 to 20 ° C., and the pH was adjusted to 5 to 6 with a 5 mass% aqueous sodium hydroxide solution. The reaction was carried out while continuously extracting the reaction solution (lactononitrile aqueous solution) so that the residence time was 3 hours.
  • the content of lactonitrile and specific impurity B was measured by the method described above, and the content of specific impurity B was 110 mass ppm with respect to lactonitrile.
  • lactonitrile aqueous solution was adjusted to pH 1.0 with a 10% by mass sulfuric acid aqueous solution, and the pH-adjusted lactonitrile aqueous solution was supplied to the distillation tower, at a pressure of 7.5 kPaA at a temperature of 40 ° C. It refine
  • Example 1 The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the raw material acetaldehyde was used for the reaction as it was without distillation. Using the extracted reaction liquid, the content of lactonitrile and the specific impurity B was determined by the above-described method. The content of the specific impurity B in the obtained reaction liquid was 490 mass ppm with respect to the lactonitrile. there were.
  • reaction solution was adjusted to pH 1.0 with a 10% by mass sulfuric acid aqueous solution, and the pH-adjusted solution was supplied to a distillation column. Purification by removal.
  • Comparative Example 2 In Comparative Example 1, the reaction solution obtained in Comparative Example 1 was purified in the same manner as Comparative Example 1 except that the distillation pressure was changed to 0.5 kPaA and the distillation temperature was changed to 70 ° C.
  • the lactonitrile-containing liquid according to one embodiment of the present invention is useful as a starting material for various compounds, and can be used as a starting material for lactic acid, lactic acid ester, alanine, and the like.

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Abstract

本発明は、ラクトニトリル含有液の製造方法およびラクトニトリル含有液に関し、該ラクトニトリル含有液の製造方法は、シアン化剤と、常圧における沸点が25℃以上である成分の含有量が300質量ppm以下である精製アセトアルデヒドとを反応させる工程を含む。

Description

ラクトニトリル含有液の製造方法およびラクトニトリル含有液
 本発明は、ラクトニトリル含有液の製造方法およびラクトニトリル含有液に関する。
 ラクトニトリルは、カルボン酸、アミノ酸、ヒドロキシエステルなどの原料として工業的に重要である。
 このようなラクトニトリルを製造する方法として、例えば、特許文献1や2に記載の方法が開示されている。
特公昭38-6761号公報 特許第5431165号公報
 ラクトニトリルは、前記のとおり、カルボン酸、アミノ酸、ヒドロキシエステルなどの原料として有用であり、具体的には、乳酸等を製造するための原料として有用であり、該乳酸等は、飲食品用材料等に用いられている。
 この飲食品用材料等には、極めて高い純度が求められており、その原料であるラクトニトリル含有液にも極めて高い純度が求められている。
 高純度のラクトニトリル含有液を得る方法としては、通常、アセトアルデヒドとシアン化剤との反応で得られたラクトニトリル含有液を精製する方法が挙げられる。
 しかしながら、本発明者が鋭意検討した結果、高純度のラクトニトリル含有液を得ようとすると、従来の方法では、収率が下がってしまい、高収率と高純度とを同時に達成することができなかった。
 本発明の一実施形態は、高収率で高純度のラクトニトリル含有液を提供する。
 本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、下記製造方法等によれば、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 本発明の構成例は以下の通りである。
 [1] シアン化剤と、
 常圧における沸点が25℃以上である成分の含有量が300質量ppm以下である精製アセトアルデヒドと、
を反応させる工程を含む、ラクトニトリル含有液の製造方法。
 [2] シアン化剤と、
 留出成分の温度がちょうど25℃に達するまで加熱蒸留(常圧下)した際の蒸留残分が蒸留に供給した量に対して300質量ppm以下である精製アセトアルデヒドと、
を反応させる工程を含む、ラクトニトリル含有液の製造方法。
 [3] 下記工程1および2を含む、[1]または[2]に記載の製造方法。
 工程1:原料アセトアルデヒドを蒸留して、前記精製アセトアルデヒドを得る工程
 工程2:工程1で得られた精製アセトアルデヒドをシアン化剤と反応させてラクトニトリル含有液を得る工程
 [4] 前記工程2が、前記工程1で得られた精製アセトアルデヒドを鉄製部材と接触させることなくシアン化剤と反応させる工程である、[3]に記載の製造方法。
 [5] 前記シアン化剤と精製アセトアルデヒドとを反応させて得られた反応液を蒸留し、ラクトニトリルに対する低沸点成分を分離して除去する精製工程を含む、[1]~[4]のいずれかに記載の製造方法。
 [6] 前記精製工程における蒸留温度が20~60℃である、[5]に記載の製造方法。
 [7] 前記原料アセトアルデヒドが、常圧における沸点が25℃以上である成分を400質量ppm以上含有する、[3]~[6]のいずれかに記載の製造方法。
 [8] 前記ラクトニトリル含有液中における、ラクトニトリルに対する下記特定不純物Bの含有量が200質量ppm以下である、[1]~[7]のいずれかに記載の製造方法。
 特定不純物Bの含有量:先ず試料として原料アセトアルデヒド水溶液を用い、溶離液として0.4質量%過塩素酸水溶液を用い、カラム温度40℃、溶離液流速1.0mL/分の条件で、検出器としてUV(紫外:200nm)を用いた高速液体クロマトグラフィーによりクロマトグラムを得、得られたクロマトグラムにおける、アセトアルデヒドのピーク後からクロトンアルデヒドのピークまでの間に検出されるブロードピーク(クロトンアルデヒドのピークを含む)の保持時間(特定不純物B保持時間)の範囲を決定する。次に、試料としてラクトニトリル含有液を用い、前記と同様の方法で分析を行い、先に決定した保持時間の範囲内に検出されるブロードピークの面積を求め、得られた面積を酢酸との感度差で補正することで得られる酢酸換算量が前記特定不純物Bの含有量である。
 [9] ラクトニトリルに対する下記特定不純物Bの含有量が200質量ppm以下である、ラクトニトリル含有液。
 特定不純物Bの含有量:先ず試料として原料アセトアルデヒド水溶液を用い、溶離液として0.4質量%過塩素酸水溶液を用い、カラム温度40℃、溶離液流速1.0mL/分の条件で、検出器としてUV(紫外:200nm)を用いた高速液体クロマトグラフィーによりクロマトグラムを得、得られたクロマトグラムにおける、アセトアルデヒドのピーク後からクロトンアルデヒドのピークまでの間に検出されるブロードピーク(クロトンアルデヒドのピークを含む)の保持時間(特定不純物B保持時間)の範囲を決定する。次に、試料としてラクトニトリル含有液を用い、前記と同様の方法で分析を行い、先に決定した保持時間の範囲内に検出されるブロードピークの面積を求め、得られた面積を酢酸との感度差で補正することで得られる酢酸換算量が前記特定不純物Bの含有量である。
 本発明の一実施形態によれば、高収率で高純度のラクトニトリル含有液を容易に、複雑な工程を経ることなく、高生産効率で得ることができる。
図1は、実施例1で用いた原料アセトアルデヒド中の特定不純物Bの含有量を測定する際に得られたクロマトグラムを示す。 図2は、実施例1で得られた精製アセトアルデヒド中の特定不純物Bの含有量を測定する際に得られたクロマトグラムを示す。
≪ラクトニトリル含有液の製造方法≫
 本発明の一実施形態に係るラクトニトリル含有液の製造方法(以下「本方法」ともいう。)は、シアン化剤と、
 常圧における沸点が25℃以上である成分(以下「特定不純物A」ともいう。)の含有量が300質量ppm以下である精製アセトアルデヒド、または、
 留出成分の温度がちょうど25℃に達するまで常圧下で加熱蒸留した際の蒸留残分が蒸留に供給した量に対して300質量ppm以下である精製アセトアルデヒドと、
を反応させる工程を含む。
 本方法によれば、高収率で高純度のラクトニトリル含有液を得ることができる。
 アセトアルデヒドとシアン化剤との反応で得られたラクトニトリル含有液中には、様々な不純物が存在している。本発明者が該不純物を測定したところ、これらの不純物の多くは、反応原料であるアセトアルデヒドに含まれている前記特定不純物Aであることが分かった。
 通常、蒸留により不純物を除去するには、目的物の沸点以下でなるべく高い温度で蒸留することが、蒸留残分である目的物の純度向上に効果的である。しかしながら、ラクトニトリルの場合、蒸留温度を高温にすると、生成物であるラクトニトリルの分解が生じることが分かった。すなわち、アセトアルデヒドとシアン化剤とを反応させて得られるラクトニトリルには、前記特定不純物Aが残存しているため、高純度のラクトニトリル含有液を得ることができず、該特定不純物Aを低減しようと高温で蒸留すれば、ラクトニトリルの分解に基づく、不純物が増え、収率も低下することが分かった。
 本方法は、工程数の低減、製造コストの低減、製造装置の簡略化等の点から従来行われてこなかった、原料アセトアルデヒドの精製をあえて行うことにより、ラクトニトリルの高収率化と高純度化という従来は同時に達成することのできなかった2つの目的を同時に達成することができる新たな方法である。
<精製アセトアルデヒド>
 精製アセトアルデヒドは、前記特定不純物Aの含有量が300質量ppm以下であり、好ましくは250質量ppm以下、より好ましくは200質量ppm以下である。
 また、精製アセトアルデヒドは、留出成分の温度がちょうど25℃に達するまで常圧下で加熱蒸留した際の蒸留残分が蒸留に供給した量に対して300質量ppm以下、好ましくは250質量ppm以下、より好ましくは200質量ppm以下となるアセトアルデヒドである。なお、該蒸留残分は、前記特定不純物Aに相当する。
 該特定不純物Aの含有量は、具体的には、後述の方法で測定するが、該方法で測定した時の検出限界以下であってもよい。
 なお、精製アセトアルデヒドにおける前記特定不純物Aの含有量は、少なければ少ないほどよいため、その範囲の下限は特に制限されないが、強いて数値を挙げるとすれば、例えば、0.1質量ppmである。
 得られた反応液中に前記特定不純物Aが存在すると、該特定不純物Aを除去するためには、高温での蒸留が必要となり、この蒸留温度において、ラクトニトリルの分解が生じてしまう。本方法では、特定不純物Aの含有量が前記範囲にある精製アセトアルデヒドを用いることで、高温での蒸留を行わなくても高純度のラクトニトリル含有液を得ることができるため、ラクトニトリルの高収率化と高純度化とを同時に達成することができる。
 前記特定不純物Aの含有量は、具体的には、以下に記載の方法で測定する。
 攪拌機、蒸留塔および留出器を備えたガラス製フラスコに、アセトアルデヒドを供給し、常圧で単蒸留を行う。留出液の温度を確認しながら、フラスコの加熱を行い、留出液の温度がちょうど25℃に達した時に加熱を停止し、単蒸留を終了する。単蒸留後、フラスコに残った残分を秤量し、供給したアセトアルデヒドの質量に対する質量ppmを求める。
 前記精製アセトアルデヒドを得る方法としては、特に制限されず、従来公知の方法を採用することができるが、簡便な方法で容易に精製アセトアルデヒドを得ることができる等の点から、原料アセトアルデヒドを蒸留した低沸点成分として精製アセトアルデヒドを得る方法が好ましい。
 前記原料アセトアルデヒドとしては特に制限されず、精製することで、前記精製アセトアルデヒドを得ることができる化合物であればよく、工業用、研究用等で入手できる化合物でよい。
 前記原料アセトアルデヒドには、通常、不純物が含まれる。
 前記原料アセトアルデヒドとしては、本方法を採用した場合の効果がより顕著に発揮される等の点から、前記特定不純物Aを400質量ppm以上含有するアセトアルデヒドであることが好ましく、600質量ppm以上含有するアセトアルデヒドであることがより好ましい。
 前記特定不純物Aは、原料アセトアルデヒド中に含まれる常圧(0.101MPaA)における沸点が25℃以上である成分であるが、具体的には、アセトアルデヒド由来のダイマー、トリマー、テトラマー等のオリゴマーなどが挙げられる。
 前記原料アセトアルデヒドの蒸留方法としては、原料アセトアルデヒドに含まれる前記特定不純物Aの除去が可能であれば特に制限されず、工業的に実施できる方法であればよい。具体的な方法としては、単蒸留、精密蒸留、薄膜蒸留等が挙げられ、回分式、半回分式、連続式のいずれの方法でも行うことが可能であるが、半回分式または連続式が好ましい。
 前記原料アセトアルデヒドを蒸留する際の条件も、原料アセトアルデヒドに含まれる前記特定不純物Aの除去が可能であれば特に制限されないが、蒸留温度は、好ましくは20~60℃、より好ましくは30~50℃であり、蒸留時間は、好ましくは1~300分、より好ましくは5~150分である。
 また、蒸留圧力は、前記蒸留温度となるような圧力であれば特に制限されないが、好ましくは50~300kPaA、より好ましくは100~250kPaAである。
 前記蒸留は、通常、蒸留装置で行われる。この際には、該装置の底部に原料アセトアルデヒドに含まれる前記特定不純物Aが溜まる傾向にある。
 前記蒸留の際には、蒸留条件をより容易に制御することができ、原料アセトアルデヒドに含まれる前記特定不純物Aの量を前記範囲まで低減することが容易になる等の点から、蒸留装置の底部から液を抜き出す工程を含むことが好ましい。
 アセトアルデヒドは、前記特定不純物Aが生じやすく、特に、鉄製部材と接触すると、該特定不純物Aの生成が促進されることが分かった。
 このため、より高収率で高純度のラクトニトリル含有液を容易に得ることができ、原料アセトアルデヒドを精製することによる効果をより効率よく発揮させる等の点から、前記原料アセトアルデヒドを精製する工程で得られた精製アセトアルデヒドは、鉄製部材と接触させることなくシアン化剤と反応させることが好ましい。
 前記鉄製部材とは、鉄、鉄鋼製の部材(パイプ、装置等)のことをいい、SUSなどの鉄合金製の部材は含まない。
 また、より高収率で高純度のラクトニトリル含有液を容易に得ることができ、原料アセトアルデヒドを精製することによる効果をより効率よく発揮させる等の点から、前記原料アセトアルデヒドを精製する工程で得られた精製アセトアルデヒドは、そのまま反応系へ供給されることが好ましく、前記原料アセトアルデヒドを精製する工程後、好ましくは24時間以内、より好ましくは12時間以内に反応に用いることが望ましい。
<シアン化剤>
 前記シアン化剤としては、アセトアルデヒドにシアノ基を導入できる材料であれば特に制限されないが、好ましくはM(CN)n(Mは、水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、銅または亜鉛であり、nはMの価数である。)で表される化合物が挙げられる。これらの中でも、反応後の液中に残存しても容易に除去することができ、反応液のpH制御をより容易にすることや塩の副生を抑制することができるなどの点から、シアン化水素が好ましい。
 前記シアン化剤としては、2種以上を用いてもよいが、通常は1種である。
 前記シアン化剤としては特に制限されず、工業用、研究用等で入手できる化合物でよい。具体的には、シアン化水素の場合、アンモ酸化反応等で副生するシアン化水素を使用することも可能であるし、メタン等を原料に製造することも可能である。また、シアン化ナトリウムを硫酸などの強酸と反応させて製造することも可能である。工業的には、(メタ)アクリロニトリルの製造の際に副生するシアン化水素を使用することが好ましい。
 前記シアン化剤は、蒸留、吸着等によって、予め精製した精製シアン化剤であってもよい。
<精製アセトアルデヒドとシアン化剤との反応>
 本方法では、精製アセトアルデヒドとシアン化剤とを反応させることを特徴とする。この反応では、ラクトニトリルが得られる。
 なお、シアン化剤がシアン化水素の場合は、以下の反応式となる。
 CH3CHO+HCN→CH3CH(OH)(CN)
 この反応の際に精製アセトアルデヒドを用いることで、高収率で高純度のラクトニトリル含有液を容易に、多段階での精製などの複雑な工程を経ることなく、また、高温での精製を経ることなく、高生産効率で得ることができる。
 前記反応は、1種または2種以上の触媒の存在下で行うことが好ましい。
 前記触媒としては、アミン化合物、4級アンモニウム塩、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物および金属アルコキサイドなどの塩基性化合物が挙げられる。
 該触媒は、効率よく反応が進行する等の点から、反応液のpHが下記範囲となるような量で使用することが好ましい。
 前記反応は、1種または2種以上の溶媒を用いて行うことが好ましい。
 該溶媒としては、前記反応に対し不活性な溶媒を使用することができ、従来公知の有機溶媒を用いてもよいが、水を用いることが好ましい。
 該溶媒は、効率よく反応が進行し、所望濃度のラクトニトリル含有液を容易に得ることができる等の点から、反応液中の溶媒量が、好ましくは5~95質量%となる量で使用することが好ましい。
 なお、前記精製アセトアルデヒドやシアン化剤が、使用時の温度において固体である場合、反応に対して不活性な溶媒、好ましくは水に該精製アセトアルデヒドやシアン化剤を溶解または懸濁させて使用することが好ましい。
 前記反応における精製アセトアルデヒドとシアン化剤とのモル比(精製アセトアルデヒドのモル/シアン化剤のモル)は、特に制限されないが、好ましくは0.50~2.0、より好ましくは0.67~1.5である。
 前記範囲で原料を用いると、効率よく反応が行われ、かつ、過剰に生じ得る未反応成分の回収工程を行わなくても済むため好ましい。
 また、原料の転化率の観点からは、精製アセトアルデヒドと(シアン化剤が有する)シアノ基とのモル比が、1に近いほど好ましく、具体的には0.95~1.05が好ましい。但し、精製アセトアルデヒドとシアノ基とのモル比が、1に近いほど、意図せぬ僅かな供給量の変化で、反応器に供給される精製アセトアルデヒドと、シアン化剤とのどちらが過剰になるかが、変化してしまう。精製アセトアルデヒドが過剰の場合には、精製アセトアルデヒドの回収が必要になり、シアン化剤が過剰の場合には、シアン化剤の回収が必要になり、精製アセトアルデヒドとシアノ基とのモル比が、1に近い場合には、どちらが過剰になるかが安定しないため、両方を回収することが可能な設備が必要となる。このため、予め片方の原料をわずかに過剰に供給することが特に好ましい。具体的には、精製アセトアルデヒドとシアノ基とのモル比(精製アセトアルデヒドのモル/シアノ基のモル)が、1.001~1.100、または、シアノ基と精製アセトアルデヒドとのモル比(シアノ基のモル/精製アセトアルデヒドのモル)が、1.001~1.100となる量で精製アセトアルデヒドとシアン化剤とを用いることが好ましいが、回収容易性や安全性等の点から、特に前者が好ましい。
 前記反応の反応温度は、これら原料が反応すれば特に制限されないが、該反応が効率よく行われ、生成したラクトニトリルの分解が起こり難いなどの点から、具体的には、好ましくは0~40℃、より好ましくは10~30℃である。
 また、前記反応は、好ましくはpH3~7、より好ましくはpH4~6の条件で行うことが好ましい。
 前記pH範囲で反応を行うと、ラクトニトリルの生成速度が速く、高い生産性でラクトニトリル含有液を得ることができ、さらに、生成したラクトニトリルの分解が起こり難い。
 前記反応は、回分式、半回分式、連続式のいずれの方法でも行うことができるが、半回分式または連続式が好ましく、連続式がより好ましい。
<ラクトニトリル含有液>
 本発明の一実施形態におけるラクトニトリル含有液は、通常、ラクトニトリルと溶媒との混合物であり、好ましくは、ラクトニトリルを5~95質量%含有し、好ましい溶媒は水である。
 また、ラクトニトリルに対する下記特定不純物Bの含有量が、好ましくは200質量ppm以下であり、より好ましくは150質量ppm以下である。該特定不純物Bの含有量は、下記方法で測定されるが、該方法で測定した時の検出限界以下であってもよい。
 なお、前記特定不純物Bの含有量は、少なければ少ないほどよいため、その下限は特に制限されないが、強いて数値を挙げるとすれば、例えば、0.1質量ppmである。
 ラクトニトリルに対する前記特定不純物Bの量が前記範囲にあるとは、高収率で高純度のラクトニトリル含有液が得られたことを意味する。
 前記特定不純物Bの含有量は、以下の方法で測定される。
 先ず試料として原料アセトアルデヒド水溶液を用い、溶離液として0.4質量%過塩素酸水溶液を用い、カラム温度40℃、溶離液流速1.0mL/分の条件で、検出器としてUV(紫外:200nm)を用いた高速液体クロマトグラフィーによりクロマトグラムを得、得られたクロマトグラムにおける、アセトアルデヒドのピーク後からクロトンアルデヒドのピークまでの間に検出されるブロードピーク(クロトンアルデヒドのピークを含む)の保持時間(特定不純物B保持時間)の範囲を決定する。次に、試料としてラクトニトリル含有液を用い、前記と同様の方法で分析を行い、先に決定した保持時間の範囲内に検出されるブロードピークの面積を求め、得られた面積を酢酸との感度差で補正することで得られる酢酸換算量が前記特定不純物Bの含有量である。
 本発明者が種々検討したところ、前記特定不純物Bの含有量は、前記特定不純物Aの含有量にも対応することが分かり、前記特定不純物Bの含有量を測定する際の試料を変更することで、各試料中の特定不純物Aの含有量を評価できることを確認した。
 前記ラクトニトリル含有液には、ラクトニトリルの分解を抑制し、ラクトニトリルを安定化できる等の点から、硫酸、塩酸、リン酸等の酸を配合することが好ましい。該酸は、2種以上を用いてもよい。
 該酸は、ラクトニトリルを安定化することができる等の点から、得られるラクトニトリル含有液のpHが0~5.0となるように用いることが好ましい。
 前記ラクトニトリル含有液中のラクトニトリルの濃度は、所望の用途に応じて適宜選択すればよいが、好ましくは5~95質量%、より好ましくは10~90質量%である。
 前記ラクトニトリル含有液は、アセトアルデヒドとシアン化剤、特に、前記精製アセトアルデヒドとシアン化剤との反応で得られた反応液を、蒸留、吸着等により精製することで得られた液であることが好ましく、該反応液を蒸留し、ラクトニトリルに対する低沸点成分を分離して除去する精製工程を含む方法で得られた液であることがより好ましい。
 前記反応液を精製することで、反応液中の不純物をより低減することができる。
 前記反応液の精製を蒸留操作にて行う場合は、ラクトニトリルに対する低沸点成分である不純物を留去する。その時の蒸留温度としては特に制限されないが、ラクトニトリルは高温下で分解するため、高収率で高純度のラクトニトリル含有液を容易に得ることができる等の点から、好ましくは20~60℃、より好ましくは30~50℃である。
 前記温度で反応液を精製することで、反応液中のラクトニトリルに対する低沸点成分を低減することができ、高収率で高純度のラクトニトリル含有液を容易に、高生産効率で得ることができる。本方法によれば、前記温度で反応液を精製しても高純度のラクトニトリル含有液を容易に得ることができる。
 工程数の低減、製造コストの低減、製造装置の簡略化等の点から従来行われてこなかった、原料アセトアルデヒドの精製をあえて行う本方法は、反応液を精製する工程の経済性、効率性を向上させる方法であるともいえる。
 また、前記反応液を蒸留する際の、蒸留圧力は、好ましくは0.1~400kPaA、より好ましくは1~200kPaAであり、蒸留時間は、特に制限されないが、好ましくは1~300分、より好ましくは5~150分である。
 次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
 前記特定不純物Bの含有量およびラクトニトリルの含有量は、以下の方法で求めた。
 ・「ラクトニトリル含有液中の特定不純物Bの含有量の測定方法」
 先ず試料として原料アセトアルデヒド水溶液を用い、以下の条件でクロマトグラムを得、得られたクロマトグラムにおける、アセトアルデヒドのピーク後からクロトンアルデヒドのピークまでの間に検出されるブロードピーク(クロトンアルデヒドのピークを含む)の保持時間(特定不純物B保持時間)の範囲を決定した。
 次に、試料としてラクトニトリル含有液を用い、先と同様の方法で分析を行い、先に決定した保持時間の範囲内に検出されるブロードピークの面積を求め、得られた面積を酢酸との感度差で補正することで酢酸換算量を求めた。該酢酸換算量が前記特定不純物Bの含有量である。
 より具体的には、ブロードピークの面積は、以下のようにピーク処理した。
 原料アセトアルデヒド水溶液の測定で得られたクロマトグラフにおいて、アセトアルデヒドのピーク後の曲線に垂直分割処理を行い、クロトンアルデヒドのピークまでをテーリング処理することで、この間に検出される特定不純物Bのブロードピークの保持時間の範囲を求めた(図1)。
 なお、図1における「X」がアセトアルデヒドのピークであり、「Y」が特定不純物Bのピークであり、「Z」がクロトンアルデヒドのピークである。図2の符号「X」~「Z」も同様のピークを示す。
 次に、ラクトニトリル含有液を測定し、先に求めた保持時間の範囲のブロードピークを、先と同じように、垂直分割処理と、テーリング処理することで、該ブロードピークの面積を求めた。
 更に、特定不純物Bは標品が入手できないため、酢酸を標品とし、かつ、酢酸との感度差を前記ブロードピークの面積に反映させて、酢酸換算量として特定不純物Bの含有量を定量した。なお、酢酸を測定する際には、以下の条件において、検出器をRI(示差屈折率)検出器に変更して測定を行った。
 特定不純物BのUV検出器での感度は酢酸よりも高く、実際よりも多めに定量されるため、予め、RI検出器で検出される酢酸とUV検出器で検出される特定不純物Bとの感度差を求めておき、前記UV検出器で得られた特定不純物Bの面積をRI(示差屈折率)検出器での酢酸換算量に補正して、前記特定不純物Bの含有量を酢酸換算値として算出した。
 <条件>
 装置:高速液体クロマトグラフィー装置(日本分光(株)製、LC-2000plus series)
 カラム:昭和電工(株)製カラムRSpak KC-GとRSpak KC-8111×2本を接続したもの
 検出器:UV(紫外:200nm)
 溶離液:0.4質量%過塩素酸水溶液
 カラム温度:40℃
 溶離液流速:1.0mL/分
 ・「ラクトニトリル含有量の測定方法」
 試料溶液20μLを用い、以下の条件でラクトニトリルのピークの面積を求め、得られた面積から、予め同様に測定したラクトニトリルの検量線を用い、ラクトニトリルの含有量を求めた。
 <条件>
 装置:高速液体クロマトグラフィー装置(日本分光(株)製、LC-2000plus series)
 カラム:昭和電工(株)製カラムRSpak KC-GとRSpak KC-8111×2本を接続したもの
 検出器:RI(示差屈折率)検出器
 溶離液:0.4質量%過塩素酸水溶液
 カラム温度:40℃
 溶離液流速:1.0mL/分
[実施例1]
 蒸留塔に前記特定不純物Aの含有量が600質量ppmである原料アセトアルデヒドを連続的に供給し、圧力を50kPaG、温度を40℃として連続的に蒸留を行ったところ、前記特定不純物Aの含有量が160質量ppmである精製アセトアルデヒドを得た。
 なお、原料アセトアルデヒドおよび精製アセトアルデヒド中の前記特定不純物Aの含有量は、前述の方法で測定した。
 さらに、試料として前記原料アセトアルデヒドまたは精製アセトアルデヒドを用いて測定した原料アセトアルデヒドまたは精製アセトアルデヒド中の特定不純物Bの量は、それぞれ、580質量ppmおよび140質量ppmであった。なお、この測定で得られたクロマトグラムをそれぞれ図1および図2に示す。
 以上の結果から、前記特定不純物Bには、前記特定不純物Aが多く含まれることがわかった。また、該特定不純物AおよびBは、種々の検討により、アセトアルデヒド由来のダイマー、トリマー、テトラマー等のオリゴマーであると考えられる。
 攪拌機および冷却器を備えたCSTR型の反応器(連続槽型反応器)に、攪拌下で、得られた精製アセトアルデヒドを鉄製部材と接触させることなくそのまま連続的に供給し、次いで、シアン化水素および水を、アセトアルデヒド/シアン化水素のモル比が1.05になるように連続的に供給し、反応温度を15~20℃に、pHを5質量%の水酸化ナトリウム水溶液で5~6に調整しながら、滞留時間が3時間になるように、反応液(ラクトニトリル水溶液)を連続で抜き出しながら反応を行った。
 得られたラクトニトリル水溶液を用い、前述の方法でラクトニトリルおよび特定不純物Bの含有量を測定したところ、該特定不純物Bの含有量は、ラクトニトリルに対して110質量ppmであった。
 さらに、得られたラクトニトリル水溶液を、10質量%硫酸水溶液にてpH1.0に調整し、pH調整したラクトニトリル水溶液を蒸留塔に供給し、圧力7.5kPaAの減圧下、温度40℃にて低沸成分を除去することで精製し、ラクトニトリル含有液を得た。
 得られたラクトニトリル含有液を用い、前述の方法でラクトニトリルおよび特定不純物Bの含有量を測定したところ、該特定不純物Bの含有量は、ラクトニトリルに対して90質量ppmであった。すなわち、純度の高いラクトニトリル含有液が得られた。
 また、ラクトニトリルの含有量は精製前後で変化せず、前記精製では、ラクトニトリルが分解しないことが分かった。
[比較例1]
 原料アセトアルデヒドを蒸留しないで、そのまま反応に使用した以外は実施例1と同様に反応を行った。
 抜き出した反応液を用い、前述の方法で、ラクトニトリルおよび特定不純物Bの含有量を求めたところ、得られた反応液中の前記特定不純物Bの含有量は、ラクトニトリルに対し490質量ppmであった。
 さらに得られた反応液を、10質量%硫酸水溶液にてpH1.0に調整し、pH調整した液を蒸留塔に供給し、圧力7.5kPaAの減圧下、温度40℃にて低沸成分を除去することで精製した。
 その結果、精製前後でラクトニトリルが分解することはなかったが、精製後の液中の、前記特定不純物Bの含有量は、ラクトニトリルに対して450質量ppmであり、精製後の液の純度は低かった。
[比較例2]
 比較例1において、蒸留圧力を0.5kPaAに、蒸留温度を70℃に変更した以外は、比較例1と同様にして比較例1で得られた反応液を精製した。
 その結果、精製後のラクトニトリルの含有量が精製前に比べ減少し、ラクトニトリルの分解が進行し、収率が低下するとともに、黄色に着色した。
 また、精製後の液中の前記特定不純物Bの含有量は、ラクトニトリルに対して970質量ppmであり、精製後の液の純度は低かった。
 本発明の一実施形態に係るラクトニトリル含有液は、様々な化合物の出発原料として有用であり、例えば、乳酸、乳酸エステル、アラニン等の原料として使用することができる。

Claims (9)

  1.  シアン化剤と、
     常圧における沸点が25℃以上である成分の含有量が300質量ppm以下である精製アセトアルデヒドと、
    を反応させる工程を含む、ラクトニトリル含有液の製造方法。
  2.  シアン化剤と、
     留出成分の温度がちょうど25℃に達するまで常圧下で加熱蒸留した際の蒸留残分が蒸留に供給した量に対して300質量ppm以下である精製アセトアルデヒドと、
    を反応させる工程を含む、ラクトニトリル含有液の製造方法。
  3.  下記工程1および2を含む、請求項1または2に記載の製造方法。
     工程1:原料アセトアルデヒドを蒸留して、前記精製アセトアルデヒドを得る工程
     工程2:工程1で得られた精製アセトアルデヒドをシアン化剤と反応させてラクトニトリル含有液を得る工程
  4.  前記工程2が、前記工程1で得られた精製アセトアルデヒドを鉄製部材と接触させることなくシアン化剤と反応させる工程である、請求項3に記載の製造方法。
  5.  前記シアン化剤と精製アセトアルデヒドとを反応させて得られた反応液を蒸留し、ラクトニトリルに対する低沸点成分を分離して除去する精製工程を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の製造方法。
  6.  前記精製工程における蒸留温度が20~60℃である、請求項5に記載の製造方法。
  7.  前記原料アセトアルデヒドが、常圧における沸点が25℃以上である成分を400質量ppm以上含有する、請求項3~6のいずれか1項に記載の製造方法。
  8.  前記ラクトニトリル含有液中における、ラクトニトリルに対する下記特定不純物Bの含有量が200質量ppm以下である、請求項1~7のいずれか1項に記載の製造方法。
     特定不純物Bの含有量:先ず試料として原料アセトアルデヒド水溶液を用い、溶離液として0.4質量%過塩素酸水溶液を用い、カラム温度40℃、溶離液流速1.0mL/分の条件で、検出器としてUV、波長200nmを用いた高速液体クロマトグラフィーによりクロマトグラムを得、得られたクロマトグラムにおける、アセトアルデヒドのピーク後からクロトンアルデヒドのピークまでの間に検出される、クロトンアルデヒドのピークを含むブロードピークの保持時間の範囲を決定する;次に、試料としてラクトニトリル含有液を用い、前記と同様の方法で分析を行い、先に決定した保持時間の範囲内に検出されるブロードピークの面積を求め、得られた面積を酢酸との感度差で補正することで得られる酢酸換算量が前記特定不純物Bの含有量である
  9.  ラクトニトリルに対する下記特定不純物Bの含有量が200質量ppm以下である、ラクトニトリル含有液。
     特定不純物Bの含有量:先ず試料として原料アセトアルデヒド水溶液を用い、溶離液として0.4質量%過塩素酸水溶液を用い、カラム温度40℃、溶離液流速1.0mL/分の条件で、検出器としてUV、波長200nmを用いた高速液体クロマトグラフィーによりクロマトグラムを得、得られたクロマトグラムにおける、アセトアルデヒドのピーク後からクロトンアルデヒドのピークまでの間に検出される、クロトンアルデヒドのピークを含むブロードピークの保持時間の範囲を決定する;次に、試料としてラクトニトリル含有液を用い、前記と同様の方法で分析を行い、先に決定した保持時間の範囲内に検出されるブロードピークの面積を求め、得られた面積を酢酸との感度差で補正することで得られる酢酸換算量が前記特定不純物Bの含有量である
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