JPH07196561A

JPH07196561A - 電解反応によるアルカリアルコキシドの製造方法

Info

Publication number: JPH07196561A
Application number: JP6001378A
Authority: JP
Inventors: Tsurahide Cho; 連英長; Yoshiro Ota; 好郎太田; Shiyunren Chiyou; 俊連長; Naoki Yoshimura; 直樹吉村
Original assignee: Tama Kagaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tama Kagaku Kogyo Co Ltd
Priority date: 1994-01-11
Filing date: 1994-01-11
Publication date: 1995-08-01
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: JP3622790B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電解反応を利用して工業的に有利に種々のア
ルカリアルコキシドを製造する方法を提供する。【構成】苛性アルカリ又は第四級アンモニウム化合物
をアルコールに溶解し、得られたアルコール溶液を、陽
極室と陰極室とを仕切る隔壁を備えた電解槽で電解して
アルカリアルコキシドを製造する、電解反応によるアル
カリアルコキシドの製造方法である。【効果】経済的でしかも操作性良くアルカリアルコキ
シドを工業的に有利に製造することができ、また、アル
カリアルコキシドの製造におけるアルカリやアルコール
の種類の選択に幅が広がり、多くの種類のアルカリアル
コキシドをその任意の濃度で製造することができる。更
に、電解槽の陽極室と陰極室とを仕切る隔壁として陽イ
オン交換膜を使用することにより、水酸化物の少ない高
純度のアルカリアルコキシドを容易に製造することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、新しいアルカリアル
コキシドの製造方法に係り、特に、電解反応を利用して
工業的に有利にアルカリアルコキシドを製造する方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】アルカリ金属アルコキシドや第四級アン
モニウムアルコキシド等のアルカリアルコキシドは、医
薬、農薬、染料、香料、油脂等の多くの分野でその製造
原料や触媒等として利用されている。

【０００３】そして、このようなアルカリアルコキシド
の製造には、目的とするアルカリアルコキシドの種類に
応じて、アルカリ金属の塊とメチルアルコールやエチル
アルコール等のアルコールとを直接接触させて反応させ
る方法や、アルカリ金属の塊を不活性溶媒中に分散させ
てアルカリ金属デイスパージョンを生成せしめ、このア
ルカリ金属デイスパージョンに定量のアルコールを反応
させ、得られた反応生成物を乾燥する方法や、脱水剤の
存在下に苛性アルカリとアルコールとを反応させ、必要
により更に脱水のための精製を行う方法等が採用されて
いる。

【０００４】しかしながら、アルカリ金属の塊をそのま
ま扱う方法においては、水酸化物の少ないアルカリアル
コキシドを製造することはできても、アルカリ金属その
ものの価格が高く、しかも、アルカリ金属がアルコール
と激しく反応し、また、反応によって水素ガスも発生
し、発火の危険がある等、その作業上の安全性に問題が
あり、また、苛性アルカリを用いる方法においては、ナ
トリウムエトキサイドやナトリウムプロポキサイド等の
ように、水酸化アルカリがアルコールに溶解した後に脱
水し易いアルカリアルコキシドは脱水操作で製造するこ
とが可能であるが、特にアルカリ金属メトキシドについ
てはその良い脱水剤がなく、また、その脱水精製操作に
多大な労力とコストとを要するという問題がある。更
に、特に第四級アンモニウムアルコキシドについては、
その水酸化物の少ないものを製造することは極めて困難
であり、適当な方法がないのが実情であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、上述した従来の方法におけるような問題がなく、安
全でしかも操作性よく、水酸化物の少ない高純度のアル
カリアルコキシドを製造することができる方法について
鋭意研究を重ねた結果、電解反応を利用することにより
工業的に有利にアルカリアルコキシドを製造することが
できることを突き止め、本発明を完成した。

【０００６】従って、本発明の目的は、電解反応を利用
して工業的に有利に種々のアルカリアルコキシドを製造
する方法を提供することにある。また、本発明の目的
は、水酸化物の少ない高純度のアルカリアルコキシドを
経済的にかつ操作性良く工業的に有利に製造する方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、苛
性アルカリ又は第四級アンモニウム化合物をアルコール
に溶解し、得られたアルコール溶液を、陽極室と陰極室
とを仕切る隔壁を備えた電解槽で電解してアルカリアル
コキシドを製造する、電解反応によるアルカリアルコキ
シドの製造方法である。

【０００８】本発明方法において、製造原料として使用
する苛性アルカリとしては、水酸化リチウムであっても
よいが、好ましくは水酸化ナトリウム又は水酸化カリウ
ムである。

【０００９】また、製造原料として使用する第四級アン
モニウム化合物としては、下記一般式（１）

【００１０】

【化２】

【００１１】〔但し、式中Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃及びＲ₄は
炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルケニル
基、−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_mＨ基（但し、ｍは１〜１０
の整数である）及び−（ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）n Ｈ基
（但し、ｎは１〜１０の整数である）から選ばれた何れ
かの置換基であり、互いに同じであっても異なっていて
もよく、また、Ｘは水酸基、ハロゲン基、モノメチル炭
酸基、炭酸基、重炭酸基又は有機酸基である〕で表され
る化合物である。

【００１２】このような第四級アンモニウム化合物の具
体例としては、例えば、テトラメチルアンモニウムハイ
ドロオキサイド（ＴＭＡＨ）、トリメチルヒドロキシエ
チルアンモニウムハイドロオキサイド（コリン）、メチ
ルトリヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド、ジメチルジヒドロキシエチルアンモニウムハイドロ
オキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサ
イド、トリメチルエチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド等の水酸化第四アンモニウム化合物類や、テトラメチ
ルアンモニウムクロライド等のハロゲン化第四級アンモ
ニウム化合物類や、テトラメチルアンモニウムモノメチ
ル炭酸塩（ＴＭＡＣ）、テトラエチルアンモニウムモノ
メチル炭酸塩、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウ
ムモノメチル炭酸塩等の第四級アンモニウムモノメチル
炭酸塩類や、テトラメチルアンモニウム炭酸塩、テトラ
エチルアンモニウム炭酸塩等の第四級アンモニウム炭酸
塩類や、テトラメチルアンモニウム重炭酸塩、テトラエ
チルアンモニウム重炭酸塩等の第四級アンモニウム重炭
酸塩類や、テトラメチルアンモニウム蟻酸塩等の有機酸
第四アンモニウム塩類等を挙げることができる。これら
のうち、ＴＭＡＨやコリンあるいはＴＭＡＣが副反応を
伴わない点で特に好ましい。

【００１３】また、本発明方法で用いるアルコールにつ
いては、特に制限されるものではないが、好ましくは一
般式ＲＯＨ（但し、式中Ｒは炭素数１〜４のアルキル基
である）で表されるものであるのがよい。具体的には、
メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルア
ルコール、ｉｓｏ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルア
ルコール、ｉｓｏ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチ
ルアルコール等が挙げられる。

【００１４】本発明方法においては、上記苛性アルカリ
又は第四級アンモニウム化合物のアルコール溶液を、陽
極室と陰極室とを仕切る隔壁を備えた電解槽で電解す
る。ここで、電解反応に供給されるアルコール溶液の濃
度は、使用する苛性アルカリ又は第四級アンモニウム化
合物やアルコールの種類によっても異なるが、通常１〜
４０％、好ましくは５〜３０％あるのがよい。

【００１５】また、電解槽の陽極室と陰極室とを仕切る
隔壁としては、陽イオン交換膜や、磁製の素焼きあるい
は濾布等が挙げられるが、水酸化物の少ない高純度のア
ルカリアルコキシドを得るためには、好ましくは陽イオ
ン交換膜を使用するのがよい。このような陽イオン交換
膜としては、フルオロカーボン系、ポリスチレン系、ポ
リプロピレン系等の種々の交換膜を使用することができ
るが、好ましくは耐久性の優れたフルオロカーボン系の
陽イオン交換膜である。このフルオロカーボン系の陽イ
オン交換膜として、具体的には、Nafion 324（デュポン
社製商品名）がある。

【００１６】更に、電解槽中に装入される陽極として
は、例えば、チタン板の表面にイリジウム、ルテニウム
等の酸化膜を被覆したものや、チタン板の表面に銀とニ
ッケルの合金膜を被覆したものや、銀とニッケルの合金
板や、カーボン電極等が挙げられる。また、陰極として
は、例えば、耐アルカリ性のステレス板や、ニッケル
板、又は、鉄板にニッケル合金をメッキしたもの等が挙
げられる。

【００１７】上記電解槽での電解反応は、電解槽の陽極
室にはアルコール溶液を、また、陰極室には使用するア
ルコール溶液に対応するアルコール（すなわち、アルコ
ール溶液がメチルアルコール溶液であればメチルアルコ
ール）に少量の、例えば０．１〜０．５％のアルカリア
ルミキシド及び／又は水酸化アルカリを添加した溶液
を、それぞれ循環式で供給し、電流密度が１〜２５Ａ／
ｄｍ²、好ましくは５〜１０Ａ／ｄｍ²の範囲、陽極室
及び陰極室内の各液の滞留時間が５〜６０秒、好ましく
は１５〜４５秒の範囲の条件で行い、陰極室でのアルカ
リアルコキシド濃度が５〜５０％、好ましくは２０〜４
０となるまで電解反応を行う。この電解反応の反応時間
は、通常５〜５０時間程度である。

【００１８】このようにして陰極室から得られたアルカ
リアルコキシドのアルコール溶液については、そのまま
溶液として種々の用途に用いることもできるが、必要に
より溶媒のアルコールを留去して目的の用途に用いるこ
ともできる。

【００１９】

【作用】本発明方法によれば、陽極室側で生成したアル
カリイオンが隔壁を通過して陰極室側に移動し、そこで
アルカリアルコキシドを生成せしめることができる。ま
たこの際に、これら陽極室と陰極室とを仕切る隔壁とし
て陽イオン交換膜を用いると、陽極室側で生成した水酸
イオン等の陰イオンが陰極室側に移動することがなく、
陰極室側において水酸化物を実質的に含まない高純度の
アルカリアルコキシドを効率良く得ることができる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明方法を具体
的に説明する。

【００２１】実施例１水酸化ナトリウムをメチルアルコールに溶解して１０％
（溶質重量／溶媒容量、ｗ／ｖ）の水酸化ナトリウムの
メチルアルコール溶液を調製した。

【００２２】また、反応装置として、電解槽の隔壁とし
てフルオロカーボン系陽イオン交換膜（デュポン社製商
品名：Nafion 324）を用い、陽極として酸化イリジウム
被膜チタン板（有効電極面積５５．４ｃｍ²）を用い、
更に、陰極としてＳＵＳ３０４板（有効電極面積５５．
４ｃｍ²）を用い、容量５リットルの塩化ビニル製陽極
液循環貯槽と容量３リットルのテフロン製陰極液循環貯
槽を備えた電解槽を構成した。

【００２３】この電解槽の陽極液循環貯槽には陽極液と
して上記水酸化ナトリウムの１０％（ｗ／ｖ）メチルア
ルコール溶液５０００ｍｌを入れ、また、陰極液循環貯
槽には陰極液として別に調製したナトリウムメチラート
の２％（ｗ／ｖ）メチルアルコール溶液５００ｍｌを入
れ、陽極液循環貯槽側の陽極液循環速度を５００ｍｌ／
分とし、また、陰極液循環貯槽側の陰極液循環速度を２
５０ｍｌ／分とし、直流電源装置から陽極−陰極間に６
Ａの定電流を供給して電解を行った。

【００２４】この電解反応における電解時間、電圧、電
流、電流効率、陰極液中のナトリウムメチラート、水酸
化ナトリウム及び炭酸ナトリウムの各濃度を経時的に調
べた。結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】実施例２水酸化カリウムの５％（ｗ／ｖ）メチルアルコール溶液
を陽極液とし、また、カリウムメチラートの０．２％
（ｗ／ｖ）メチルアルコール溶液を陰極液として使用し
た以外は、上記実施例１と同様にして電解を行った。こ
の電解反応における電解時間、電圧、電流、電流効率、
陰極液中のカリウムメチラート、水酸化カリウム及び炭
酸カリウムの各濃度を経時的に調べた。結果を表２に示
す。

【００２７】

【表２】

【００２８】実施例３テトラメチルアンモニウムモノメチル炭酸の１０％（ｗ
／ｖ）メチルアルコール溶液を陽極液とし、また、テト
ラメチルアンモニウムメチラートの０．５％（ｗ／ｖ）
メチルアルコール溶液を陰極液として使用した以外は、
上記実施例１と同様にして電解を行った。この電解反応
における電解時間、電圧、電流、電流効率、陰極液中の
テトラメチルアンモニウムメチラート、水酸化テトラメ
チルアンモニウム及び炭酸テトラメチルアンモニウムの
各濃度を経時的に調べた。結果を表３に示す。

【００２９】

【表３】

【００３０】

【発明の効果】本発明方法によれば、電解反応を利用し
てアルカリアルコキシドを製造することにより、経済的
にしかも操作性良くアルカリアルコキシドを工業的に有
利に製造することができる。また、アルカリアルコキシ
ドの製造におけるアルカリやアルコールの種類の選択に
幅が広がり、多くの種類のアルカリアルコキシドをその
任意の濃度で製造することができる。更に、電解槽の陽
極室と陰極室とを仕切る隔壁として陽イオン交換膜を使
用することにより、水酸化物の少ない高純度のアルカリ
アルコキシドを容易に製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉村直樹神奈川県川崎市川崎区塩浜３−22−９、多摩化学工業株式会社川崎研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】苛性アルカリ又は第四級アンモニウム化
合物をアルコールに溶解し、得られたアルコール溶液
を、陽極室と陰極室とを仕切る隔壁を備えた電解槽で電
解してアルカリアルコキシドを製造することを特徴とす
る電解反応によるアルカリアルコキシドの製造方法。
【請求項２】苛性アルカリのアルカリ金属がナトリウ
ム又はカリウムである請求項１記載の電解反応によるア
ルカリアルコキシドの製造方法。
【請求項３】第四級アンモニウム化合物が、下記一般
式（１）【化１】〔但し、式中Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃及びＲ₄は炭素数１〜４
のアルキル基、炭素数１〜４のアルケニル基、−（ＣＨ
₂ＣＨ₂Ｏ）_mＨ基（但し、ｍは１〜１０の整数であ
る）及び−（ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）n Ｈ基（但し、ｎ
は１〜１０の整数である）から選ばれた何れかの置換基
であり、互いに同じであっても異なっていてもよく、ま
た、Ｘは水酸基、ハロゲン基、モノメチル炭酸基、炭酸
基、重炭酸基又は有機酸基である〕で表される化合物で
ある請求項１記載の電解反応によるアルカリアルコキシ
ドの製造方法。
【請求項４】アルコールが、一般式ＲＯＨ（但し、式
中Ｒは炭素数１〜４のアルキル基である）で表されるも
のである請求項１〜３の何れかに記載の電解反応による
アルカリアルコキシドの製造方法。