JPH07224006A - ナフタレンジカルボン酸ジアルキルエステルの精製法 - Google Patents

ナフタレンジカルボン酸ジアルキルエステルの精製法

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JPH07224006A
JPH07224006A JP6017260A JP1726094A JPH07224006A JP H07224006 A JPH07224006 A JP H07224006A JP 6017260 A JP6017260 A JP 6017260A JP 1726094 A JP1726094 A JP 1726094A JP H07224006 A JPH07224006 A JP H07224006A
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alkyl alcohol
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三仁 青柳
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慶治 幸野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高純度のナフタレンジカルボン酸ジアルキルエ
ステル(NDMと略記する)を得る精製技術の開発。 【構成】ナフタレンジカルボン酸を硫酸及び/又は有機
スルホン酸を触媒としてアルキルアルコールでエステル
化し、ついで再結晶化、蒸留するに際し、エステル化反
応後の粗エステルケークの含液率を30重量%以下と
し、再結晶後のケークの含液率を20重量%以下として
蒸留するもの。残存する硫酸/スルホン酸を10ppm
以下に抑えると良質のNDMが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ナフタレンジカルボン
酸(以下、NDCAと略称することがある)をアルキル
アルコール中でエステル化して得た粗ナフタレンジカル
ボン酸ジアルキルエステルを精製する方法に関するもの
である。更に詳しくは、エステル化反応の触媒に用いる
硫酸または有機スルホン酸を粗エステルから効率的に除
去することを特徴とする、該粗エステルの精製方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】本発明は、高機能性ポリエステルの原料
として有用なナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル
を精製する方法に関する。NDCA及びそのエステル
(以下、NDMと略称することがある)は、高分子材
料、染料中間体等として有用な物質である。特に2,6
−NDM等とエチレングリコールとから形成されるポリ
エチレンナフタレートはポリエチレンテレフタレートよ
りも耐熱性、破断 強度等に優れており、フィルム、食
品包装材料等の素材として注目されている。更に、ポリ
ブチレンナフタレート樹脂はポリブチレンテレフタレー
ト樹脂に比べて、結晶化速度が大きく、高い耐湿熱性を
有しているので、NDM等は樹脂原料としても有用であ
る。
【0003】従来、NDCAの製造方法としては、ジア
ルキルナフタレン及び/またはその酸化誘導体をコバル
ト、マンガン、臭素等を触媒に用いて、低級脂肪族カル
ボン酸溶媒中、分子状酸素により酸化する方法が多数提
案されている。
【0004】ナフタレン環はベンゼン環と異なり被酸化
性が大きいため、芳香環の開裂に伴うトリメリット酸の
生成等多くの不純物及び縮合物が副生することが多く、
従って酸化反応のみによって高純度のNDCAを得るこ
とはできず、通常は硫酸等の酸触媒の存在下メタノール
と反応させてジメチルエステルとした後に精製が行われ
る。NDMの精製法としては、真空蒸留、或いは真空蒸
留と再結晶を組み合わせる方法(特開平4−54152
号公報)、ハロゲン化アルキルを溶媒に用いた再結晶法
(特開平2−96550号公報)等多数の方法が知られ
ている。
【0005】上記の如き方法を組み合わせることによっ
て、最終的に得られるNDM中の有機不純物は、ポリエ
チレンナフタレート製造に供せられるレベルにまで低減
化可能であるが、唯一の問題として、このNDMが僅か
に着色するために、色相が満足すべきレベルに到達し難
いという難点があった。
【0006】本発明者らは、この原因について鋭意究明
を行ったところ、精製NDMが僅かに着色する原因は、
NDCAとアルキルアルコールとのエステル化反応に触
媒として一般的に用いられる硫酸または有機スルホン酸
が精製NDM中に残存し、これによって着色現象が起こ
ることを明らかにした。
【0007】この問題を回避するための方策として、触
媒を用いずにNDCAのエステル化反応を行うという手
段が考えられる。この場合、所望の反応結果を得るため
には、反応条件を高温、高圧とせざるを得ず、また反応
時間も長時間となるために、NDM製造法としては安全
性のみならず経済性の面からも現実的とは言い難い。
【0008】一方、蒸留時スルホン酸の混入を防止可能
な触媒として、硫酸アルミニウム、硫酸チタン等の金属
硫酸塩の使用が考えられるが、これらの金属硫酸塩はそ
の単価が高く、また、回収工程も必要になることから、
工業的規模で使用することは甚だ現実性に欠けると言わ
ざるを得ない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かよ
うな状況を解消すべく、ナフタレンジカルボン酸をエス
テル化触媒として硫酸または有機スルホン酸の存在下、
アルキルアルコール中でエステル化して得た粗ナフタレ
ンジカルボン酸ジアルキルエステルのスラリーを固液分
離し、かつ生成粗エステルをアルキルアルコール中で再
結晶及び再結晶物の蒸留によって精製する際、精製ND
Mの色相を良好なレベルに到達させるために、蒸留精製
物中のスルホン酸イオン濃度を10ppm以下とする精
製法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記方法
を確立するために鋭意検討を行い、ナフタレンジカルボ
ン酸をエステル化触媒として硫酸または有機スルホン酸
の存在下、アルキルアルコール中でエステル化して得た
粗ナフタレンジカルボン酸ジアルキルエステルを、アル
キルアルコール中において再結晶及び再結晶物の蒸留に
よって精製する際、下記(I)式を満足する条件下で生
成粗エステル及び再結晶ケークの固液分離を行った後に
蒸留すれば、蒸留NDM中のスルホン酸イオン濃度が1
0ppm以下となり、これによって蒸留NDMに対する
着色現象の生起を回避でき、蒸留NDMの色相を著しく
改善できることを見い出し、本発明を完成した。
【0011】 A/100×B/100≦0.08 ・・・(I) 但し A:生成粗エステルの含液率 B:再結晶後ケークの含液率
【0012】即ち、本発明は、ナフタレンジカルボン酸
をエステル化触媒として硫酸または有機スルホン酸の存
在下、アルキルアルコール中でエステル化して得た粗ナ
フタレンジカルボン酸ジアルキルエステルを、アルキル
アルコール中において再結晶及び再結晶物の蒸留によっ
て精製する際、前記(I)式を満足する条件下で生成粗
エステル及び再結晶ケークの固液分離を行った後に蒸留
工程に供する、NDMの精製法である。
【0013】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
エステル化原料として用いるNDCAは通常どのような
方法で得られたものでもよいが、例えば前述したジアル
キルナフタレンを酸化して得られるNDCA、またはナ
フタレンモノカルボン酸及び/または2,6−体以外の
NDCAを、いわゆるヘンケル反応による熱不均化及び
/または熱転位して得られる2,6−体が用いられる。
【0014】本発明のエステル化反応は、アルキルアル
コールとして通常メタノールを用いる。エステル化触媒
としては、硫酸またはベンゼンスルホン酸、パラトルエ
ンスルホン酸などの有機スルホン酸が好ましいが、経済
的観点から考えると硫酸が最も好ましい。この場合エス
テル化触媒の使用量としてはNDCAに対し1〜10重
量%を用いるとよい。
【0015】エステル化反応温度はメタノールの臨界温
度(240℃)以上であっても、それ以下であっても差
し支えない。勿論臨界温度以下で、かつメタノールが液
相状態にあるように反応圧力を保つことが好ましい。ま
た、エステル化反応に用いるメタノールは通常NDCA
に対し、少なくとも2重量倍、好ましくは3〜10重量
倍が使用される。この場合エステル化生成物はメタノー
ル溶液として取り出されるので、所定温度まで冷却後、
固液分離して粗NDMを得ることができる。
【0016】上記エステル化反応は連続式で行ってもバ
ッチ式で行っても差し支えない。また、反応時間は所望
のエステル化率が得られる範囲で出来るだけ短い方が好
ましい。反応時間が必要以上に長すぎるとジメチルエー
テルの副生が多くなり好ましくない。エステル化率は8
0%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95
%以上である。
【0017】上記エステル化反応の後、取り出されたス
ラリーを濾過、或いは沈降等によって固液分離して粗N
DMを得ることができる。
【0018】本発明に用いる再結晶溶媒は、常圧におけ
る沸点が再結晶時の加熱終了温度より低い溶媒であり、
エステル化反応に用いるメタノールを再結晶溶媒として
用いることが好適である。また、その仕込量は、十分な
精製効果を上げるのに必要な量或いはスラリーのハンド
リング上必要な量のうち多い方であり、生成粗エステル
に対し、少なくとも2重量倍、好ましくは3〜10重量
倍が使用される。
【0019】
【発明の効果】本発明の方法によれば、精製されたエス
テルに残存するエステル化触媒(硫酸または有機スルホ
ン酸)の量が10ppm以下となって、精製NDMに対
する着色の惹起を回避して精製NDMを無色となし得
る。加えて、品質的にも優れた精製NDMを得ることが
できる。
【0020】
【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明を具体的に
説明する。なお、実施例及び比較例における部及び%は
それぞれ重量部および重量%を示す。また、品質組成は
ガスクロマトグラフ、イオンクロマトグラフ、分光光度
計及び中和滴定装置を用いて測定した。
【0021】[実施例1] <エステル化> 撹拌機を備えたハステロイ製オートクレーブに 粗2,6−ナフタレンジカルボン酸 250部 メタノール 1500部 98%硫酸 12部 を仕込み、密封(反応圧力20〜25kg/cm2 G)
撹拌下において160℃で1時間反応させた。常温に冷
却後、オートクレーブからスラリーを取出した。該エス
テル化を3回反復した。取出したスラリーを合一後、絶
対圧400mmHgで減圧濾過した。得られたケークを
乾燥した際の重量変化から求めたケーク含液率は28%
であった。エステル化生成物を乾燥した後の品質を表1
に示す。
【0022】<精製> 該乾燥後エステル化生成物25
0部に対しメタノール1500部を加えたものを撹拌機
付きオートクレーブに仕込み、120℃に加熱して、該
エステルをメタノール中に完全に溶解させた。次いで3
0℃まで冷却してから内容物をオートクレーブから取出
した。120℃から30℃まで冷却するのに3時間を費
した。取出された内容物はスラリー状であった。
【0023】該スラリーを、絶対圧400mmHgの圧
力下、減圧濾過によってメタノールを濾別した。次いで
このケークを乾燥した。乾燥前後の重量変化から求めた
ケークの含液率は21%であった。乾燥後のケークの品
質を表1に示す。この場合の前記式(I)の値は0.0
59であった。
【0024】この乾燥エステルケークを理論段数10段
の規則性充填材装填蒸留塔を用いて、塔頂圧10mmH
g(abs)、塔頂温度210℃、還流比0.5〜1.
0で回分式に蒸留した。フィード原料の10%に相当す
る初留と、10%に相当する釜残を除く留分を2,6−
ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル留分として採
取した。この留分の品質を表1に示す。この留分のハー
ゼンは10であった。
【0025】[比較例1]再結晶後のスラリーを減圧濾
過する際、絶対圧500mmHgの圧力下で減圧濾過し
た以外は実施例1と同様の操作を行った。この時、乾燥
前後の重量変化から求めたケークの含液率は29%であ
った。各操作後の品質を表2に示す。この留分のハーゼ
ンは30であった。前記式(I)の値は0.081であ
った。
【0026】[実施例2]エステル化反応後のスラリー
を減圧濾過する際、絶対圧500mmHgの圧力下で減
圧濾過した以外は実施例1と同様の操作を行った。この
時、乾燥前後の重量変化から求めたケークの含液率は3
5%であった。各操作後の品質を表3に示す。この留分
のハーゼンは20であった。この場合の前記式(1)式
の値は0.074であった。
【0027】[比較例2]エステル化反応後のスラリー
の減圧濾過を絶対圧500mmHgの圧力で行い、再結
晶後のスラリーの減圧濾過を絶対圧500mmHgの圧
力下で行った以外は実施例1と同様の操作を行った。こ
の時、乾燥前後の重量変化から求めた含液率は、エステ
ル化反応後のケークで35%、再結晶後ケークで30%
であった。各操作後の品質を表4に示す。この留分のハ
ーゼンは40であった。なお前記(I)式の値は0.1
05であった。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】
【表3】
【0031】
【表4】
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 67/56 // C07B 61/00 300

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ナフタレンジカルボン酸を、エステル化
    触媒としての硫酸または有機スルホン酸を用い、アルキ
    ルアルコールをエステル化剤としてナフタレンジカルボ
    ン酸ジアルキルエステルを製造するに際し、 ステップ1:ナフタレンジカルボン酸を、エステル化触
    媒としての硫酸または有機スルホン酸の存在下におい
    て、ナフタレンジカルボン酸の少なくとも2重量倍量の
    アルキルアルコールによってエステル化して粗ナフタレ
    ンジカルボン酸ジアルキルエステルを得、 ステップ2:該ジアルキルエステルと該アルキルアルコ
    ールとのスラリーを濾過または沈降によって固液分離
    し、 ステップ3:該エステルを該エステルの少なくとも2倍
    量のアルキルアルコール中で再結晶化して再結晶ケーク
    を得、 ステップ4:該再結晶化ケークをアルキルアルコールか
    ら濾過または沈降によって固液分離し、 ステップ5:しかる後、該再結晶ケークを蒸留せしめる 工程からなり、工程中、ステップ2及び4で、各々固液
    分離した際のケーク含液率が下記式を満足するように固
    液分離して、蒸留エステル中のスルホン酸濃度を10p
    pm以下とすることを特徴とする、色相に優れたナフタ
    レンジカルボン酸ジアルキルエステルを精製する方法。 A/100×B/100≦0.08 但し A:ステップ2で固液分離した際のケーク含液率
    (重量%) B:ステップ4で固液分離した際のケーク含液率(重量
    %)
  2. 【請求項2】エステル化反応に用いるアルキルアルコー
    ルがメタノールである請求項1に記載の精製方法。
  3. 【請求項3】エステル化反応に用いるアルキルアルコー
    ルの使用量がナフタレンジカルボン酸に対して3〜10
    重量倍の範囲である請求項1に記載の精製法。
  4. 【請求項4】エステル化反応の反応温度が240℃以下
    で、かつ該反応温度におけるメタノールの飽和蒸気圧よ
    り高い反応圧力下で実施する請求項2に記載の精製法。
  5. 【請求項5】エステル化反応に用いる硫酸または有機ス
    ルホン酸の使用量がナフタレンジカルボン酸に対して1
    〜10重量%の範囲である請求項1に記載の精製法。
  6. 【請求項6】再結晶に用いるアルキルアルコールがメタ
    ノールである請求項1に記載の精製法。
  7. 【請求項7】再結晶に用いるアルキルアルコールの使用
    量がナフタレンジカルボン酸に対して3〜10重量倍の
    範囲である請求項1に記載の精製法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006070000A (ja) * 2004-09-06 2006-03-16 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ナフタレンジカルボン酸ジメチルの製造方法
CN114773192A (zh) * 2022-05-23 2022-07-22 煤炭科学技术研究院有限公司 一种连续制备2,6-萘二甲酸二甲酯切片的方法

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CN114773192B (zh) * 2022-05-23 2023-09-26 煤炭科学技术研究院有限公司 一种连续制备2,6-萘二甲酸二甲酯切片的方法

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