JPS62212341A - 2,6−ナフタレンジカルボン酸の精製方法 - Google Patents

2,6−ナフタレンジカルボン酸の精製方法

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JPS62212341A
JPS62212341A JP5635286A JP5635286A JPS62212341A JP S62212341 A JPS62212341 A JP S62212341A JP 5635286 A JP5635286 A JP 5635286A JP 5635286 A JP5635286 A JP 5635286A JP S62212341 A JPS62212341 A JP S62212341A
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ndca
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JP5635286A
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Shoichiro Hayashi
林 昭一郎
Noriharu Matsuda
松田 紀晴
Atsushi Sasagawa
笹川 厚
Yutaka Sachiuchi
幸内 裕
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Original Assignee
Kureha Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 III上匹皿皿±1 本発明は、2.6−ジアルキルナフタレン又はその酸化
中間体を分子状酸素で酸化することによって得られた2
、6−ナフタレンジカルボン酸(以下2.6−NDCA
と略称す)の精製方法に関する。
2.6− N D CAは、耐熱性の優れたフィルムや
繊維製品の製造に用いられるポリエチレン2.6−すフ
タレート、ポリエステル、ポリアミド等を製造するため
の原料である。
支夏及I 2.6−NDCAは、2.6−ジアルキルナフタレンを
氷酢酸中でコバルト及びマンガン触媒と臭素触媒の存在
下、高温・高圧で空気酸化することによって製造してい
る。しかしながら、酸化反応で副生するアルデヒドやケ
トン類、2.6−NDCAの臭素化誘導体及び酸化重合
体や着色物質が生成した2、6− N D CAに混入
するので、得られる粗2.6−NDCAの純度は通常的
95%である。
このような不純物を含む2.6− N OOAをポリエ
チレン2.6−ナフタレート、ポリエステル、ポリアミ
ド等の製造原料として使用すると、上記ポリマーの重合
度が低下したり又は上記ポリマーから作られたフィルム
及び繊維の耐熱性等の物性が低下したり、着色して品質
が低下する。
従って、2.6− N D CAの純度を99%以上の
高純度にすることが従来から要求されている′。
2、(i−NDCAの製造方法及び精製方法としては次
のものが提案されている。
2.6−ジイツブロビルナフタレン又はその酸化中間体
を、炭素数3以下の脂肪酸モノカルボンを少なくとも5
0重量%含有する溶媒中で分子状酸素により酸化し、2
.6−ナフタレンジカルボン酸を製造する方法において
、2.6−ジイツブロビルナフタレン又はその酸化中間
体の酸化を、(i)コバルト及び/又はマンガンよりな
る重金属及び(11)臭素よりなる触媒を、2.6−ジ
イツブロビルナフタレン又はその酸化中間体1モル当り
、該触媒の構成成分の重金属を少なくとも0.2モルの
割合でのなり 存在″T−τ・Sこ−とからなる2、6−ナフタレンジ
カルボン酸の製造方法(特ll昭6O−89445)。
2.6−ジイツプロビルナフタレン又はその酸化中間体
を、炭素数3以下の脂肪族モノカルボン酸を少なくとも
50重量%含有するii中で分子状酸素により酸化し、
2.6−ナフタレンジカルボン酸をyA造する方法にお
いて、2.6−ジイツプロビルナフタレン又はその酸化
中間体の酸化をmコバルト及び/又はマンガンよりなる
重金属及び(ii)臭素よりなる触媒を、炭素数3以下
の脂肪族モノ2.6−ナフタレンジカルボン酸の製造方
法(特開昭60−89446)。
粗2.6− N D CAをアルカリ水溶液に溶解し、
100〜250℃で1〜5時間撹拌して熱処理を行い、
次いで固体吸着剤により脱色処理後、炭酸ガス又は亜硫
酸ガス等の酸性ガスを圧入告すしてpHを下げて2.6
−NDCAをモノアルカリ塩として析出させる方法(特
公昭52−20993)。
粗2.6−NDCAのアルカリ水溶液を過ハロゲン酸ア
ルカリ又は過マンガン酸アルカリ等の酸化剤で処理した
後、炭酸ガス又は亜1iIK酸ガスを吹き込んで2.6
−NDCAをモノアルカリ塩として分離する方法(特開
昭48−68554 )。
粗2.6−NDCAのアルカリ水溶液に220℃以下の
温度でパラジウム、白金、ルテニウム、ニッケル等の金
属触媒の存在下に接触的水素化処理をした後、炭酸ガス
を吹き込んで2.6−NDCAをモノアルカリ塩として
分離する方法(特開昭5O−160248)。
粗2.6−NDCAを酢酸ナトウリム水溶液に溶解した
後、濃縮・晶析して2.6−NDCAのモノアルカリ塩
を分離する方法(特開昭50−105639)。
いずれの方法も、2.6− N D CAをアルカリ水
溶液に溶解し、I)H調節をして2.6− N D C
Aのモノアルカリ塩の結晶を析出させて精製する方法と
熱処理法又は酸化還元処理法との組合せによる方法であ
る。
しかしながら、上述のpHを調節して2.6−NDCA
を精製する方法は、比較的高濃度の2.6−NDCAの
アルカリ水溶液を加温しながら炭酸ガス又は亜硫酸ガス
を圧入するか又は鉱酸を加えてpH6,5〜7.5に調
節し、20℃に冷却してモノアルカリ塩を析出させる方
法であるので、モノアルカリ塩及びジアルカリ塩と2.
6−NDCAとの間での微妙な平衡関係の為、pHや温
度及び濃度等の条件によって結晶の組成や析出1が一定
しない欠点がある。
また、PKaが2.6− N D CAに近い他のカル
ボン酸類が2,6−ジアルキルナフタレンを酸化して得
られた2、6−NDCA中に含まれているので、1)H
調節のみの手段で2.6− N D CAを高純度に精
製することは困難である。更にpHlX節により析出し
たモノアルカリ塩を分離した後、結晶に付着及び含まれ
ている母液を水洗によって除去する必要があるが、2.
6−NDCAのモノアルカリ塩は水溶性であるので、洗
浄により2.6−NDCAの精製率が低下する欠点があ
る。
”しようとする−照点 モノアルカリ塩の晶析による精製のみでは2,6−ND
CAを高純度に精製することが出来ないので、他の方法
、例えば熱処理法や、酸化処理法及び還元処理法等と組
合せることが必要となった。
しかしながら、熱処理は高温・高圧を必要とし、又酸化
反応や還元反応を併用する時は、新たに多数の副生物が
生成して不純物となる問題があり、その除去対策が必要
となるので精製法としては不完全なものであった。
一方、2.6−NDCAは融・点が300℃以上である
ので蒸留による生成は不可能であり、又メタノ゛−ル、
エタノール、アセトン、ベンゼン、キシレン、ジオキサ
ン。アセトニトリル、酢酸等の殆んどの有機溶剤に溶解
しないので再結晶法による精製も出来ない。
本発明者等は、まず酸化や還元等の化学反応を行なうこ
となく、2.6−NDCAをジアルカリ塩として晶析し
て精製する方法について検討をした。
その結果、2.6− N D CAのジアルカリ塩は水
に対する溶解度が非常に大きいので、再結晶をする時の
溶液濃度を高くする必要があることを見出した。しかし
ながら、この方法では不純物の濃度が高くなるので晶析
した場合、結晶中に不純物が混入し純度の高い結晶が得
られない欠点があった。
又水溶性が高いので十分に結晶の洗浄が出来ない等の欠
点があった。更に、工業的な規模で実施した場合、P液
や洗浄液中に含まれている2、6−NDCAのジアルカ
リ塩を回収する必要があるが、大量の水を蒸発させるの
で非常に大きい蒸発潜熱を必要としエネルギー損失も大
である。又濃縮に際し、激しい発泡現像があり濃縮が困
難になると共に、P液中の2.6− N D CAの純
度が低下するに伴い結晶析出が困難となり2.6−ND
CAの回収率が低下する欠点があった。
本発明者らは、上述の如き問題点を全て解決するために
、化学反応や濃縮及び冷部等の操作を必要としない2.
6−NDCAの精製方法について鋭意研究の結果、2,
6−ジアルキルナフタレンを酸化して得られた粗2.6
− N D CAを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムから選ばれたアルカ
リ水溶液に溶解し、使用したアルカリ水溶液と同じ陽イ
オンの水溶性塩又は水酸化物を2.6− N D CA
が溶解した水溶液に加えることによって高純度の2.6
−Nl’)CAをジナトリウム塩又はジカリウム塩とし
て析出させることがら成る2、6− N D CAの精
製方法を見出し、この知見に基づいて本発明を成すに至
った。
1匪五且1 本発明の方法は、2.6−ジアルキルナフタレンを酸化
して得られた2、6−NDCAを酢酸、水又は鉱酸の水
溶液で洗浄又は抽出した後の2.6− NDCA(以下
、粗2.6− N D CAと略称する)をpH9以上
、好しくはpi−111以上の水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムから選択
されたアルカリ水溶液に溶解し、使用したアルカリ水溶
液と同じ陽イオン(以下、共通の陽イオンと略称する)
の水溶性塩又は水酸化物を2.6− N D CAが溶
解した水溶液に加えて2.6− N D CAをジナト
リウム塩、ジカリウム塩として析出させる、即ち塩析法
によって2.6− NDCAをIf製する方法である。
共通の陽イオンの水溶性塩又は水酸化物とは、ナトリウ
ム又はカリウムの水溶性塩又は水酸化物であって、20
℃の水に対して10重堡%以上・、好朱しくは15重間
%以上溶解する塩又は水酸化物で、例えば塩化ナトリウ
ム、塩化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重
炭酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸ナ
トリウム、硝酸カリウム、リン酸二カリウム、水酸ナト
リウム、水酸化カリウムを例示し得る。
本発明の方法における塩析は、共通の陽イオンの水溶性
塩又は水酸化物を直接又は濃厚水溶液として粗2.6−
 N D CAの溶解したアルカリ水溶液に添加するこ
とによっておこなう。該水溶減性塩又は水酸化物の添加
量は、陽イオン濃度として10m0R11以下、好駈し
くは5soil / j以下で、且つその添加物の溶解
度以下である。溶解度を越えて添加すると、塩析された
結晶中に添加物が混入するので好駈りりない。又陽イオ
ン濃度が10110# / 1以上となるように添加し
ても塩析効果は高くならず、溶液の比重と粘度が増加す
る為、固液分離が困難となる。
2.8− N D CAのジアルカリ塩の溶解度は、共
通の陽イオン、例えばジナトリウム塩の場合はナトリウ
ムイオン、ジカリウム塩の場合はカリウムイオンの濃度
が高くなるに従って急激に低下する。
例えば20℃でpH12の水酸化ナトリウム水溶液に対
する2、6− N D CAの溶解度は、ナトリウムイ
オン濃度が1.511101/ 1の場合的11%であ
るが、ナトリウムイオン濃度が2.2mon / 1の
場合1%となり、釦01/lでは溶解度は1.7%、4
IIlOft/lでは溶解度は0.4%、更にナトリウ
ムイオン濃度が5.4107) / !では溶解度は0
.2%に低下する。
すなわち、2.6−ジアルキルナフタレンを酢酸等の溶
媒中でコバルト及び/又はマンガンと臭素触媒の存在下
で酸化して得られた純度90〜95%の粗2.6−ND
CAを前述のアルカリ水溶液に溶解した後、使用したア
ルカリ水溶液と同じ陽イオンの水溶性塩又は水酸化物を
加えると、純度99%以上の2.6−NDCAのジアル
カリ塩結晶を析出させることが出来る。
本発明の精製方法を詳細に説明すると、2.6=ジメチ
ルナフタレン又は2.6−ジイツブロビルナフタレン等
の2.6−ジアルキルナフタレンを低級脂肪族モノカル
ボン酸を70%以上含む溶剤中でコバルト及び/又はマ
ンガンと臭素触媒の存在下、1(yo〜250℃で加圧
空気を吹き込むことによって酸化し、得られた粗2.6
− N D CAを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
、炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムのpH9以上の水溶
液に加えて溶解する。アルカリの使用量は、2.6−N
DCAの中和5屋以上であれば良いが、アルカリを過剰
に使用するときは、粗2.6−NDCAに含まれている
徴頃の重金属(コバルト及び/又はマンガン)を不溶性
の水酸化物又は塩基性炭酸塩として分離することが出来
るので、アルカリ水溶液を20%程度過剰に使用するこ
とが好よしい。又、アルカリの濃度はpH9以上であれ
ば良いが、pH11以上が特に好ましい。重金属の水酸
化物等を除去した後、P液に2.6− N OOAの溶
解に使用したと共通の陽イオンの水溶性塩又は水酸化物
のを加えると直ちに塩析が起き2.6−NDCAのジア
ルカリ塩の結晶が析出する。
塩析において、加える水溶性塩又は水酸化物の但及び2
.6− N D CAの濃度は精製目的により広い範囲
で調節される。例えば、2.6− N D CAの濃度
が低いアルカリ水溶液を塩析処理する場合には、共通の
陽イオンのm度を高くして塩析し、又2.6− N D
 CAの濃度が高いアルカリ水溶液を塩析処理する場合
は、共通の陽イオンの濃度を余り高くしなくても塩析す
ることが出来る。
共通の陽イオンの濃度を高くすれば、2.6−NDCA
の回収率は97%以上に出来るが、共通の陽イオンの濃
度が高すぎると純度が低下することがあるので、粗2.
6−NDCAの純度が低い場合には、該陽イオンの濃度
を適度に調整すべきである。
粗2.6−NDCAの純度が特に低い場合には、1回目
の塩析で得られた結晶を再びアルカリ水溶液に溶解して
塩析することが好上しい。
2.6−NDCAのアルカリ塩の溶解度は塩析工程の濃
度による影響よりむしろ共通の陽イオンの濃度により大
きく変化するので、塩析時に加熱や冷却処理をする必要
がないし、又濃縮をする必要もない。塩析時の溶液の温
度は通常20〜40℃であるので、工業的な実施に際し
てもエネルギー損失が少なくて良い。
本発明の方法においては、塩析処理する前後に活性炭に
よる吸着処理をおこなうことが出来る。
塩析処理を先に行なってから活性炭処理をする方が、活
性炭の使用針を少なくすることが出来るので好しい。活
性炭は粒状、顆粒状0球状、破砕状及び粉末状のいずれ
の形状のものでも使用出来るが、表面積の大きい粉末状
活性炭が効果的に作用する。
契↓ 活性炭処理の方法を具体的に述べると、塩析処理の前に
行う場合は、粗2.6− N D CAのアルカリ水溶
液に活性炭を直接添加し、30分間以上撹拌してから活
性炭を分離しても良いが、活性炭を有効に利用するため
には、活性炭の充1filliを通過させて吸着処理す
ることが好まLい。
活性炭による吸着処理の温度は5〜100℃、打上しく
は10〜30℃である。父祖2,6−NDCAのアルカ
リ水溶液に1〜3重量%程度の塩化ナトリウムを添加し
ておくと活性炭の吸着能が増強されるので活性炭の使用
量を削減することが出来る。
例えば、水酸化ナトリウム水溶液に粗2.6− NDC
Aを溶解した後、塩化ナトリウムを用いて塩析し、得ら
れた結晶を塩化ナトリウム水で洗浄後、水に溶解すると
適切な塩化ナトリウムa度になるので活性炭処理すると
活性炭の消費量が少ないので、有利な方法である。
塩析処理慢のP液中には、塩析処理の条件により2.6
−NDCAが残留していることがある。この場合は、少
量の希塩酸、硫酸、硝酸等の鉱酸をP、W&kJ[tテ
DH3以下ニtルト、2.[i−N D CAが析出す
る。かように析出した2、6−NDC’Aを再びアルカ
リ水溶液に溶解し、次いで塩析処理をすると2.6−N
l)CAのジアルカリ塩を回収することが出来る。
Wピ1里 本発明の方法によると、2.6− N D CAのジア
ルカリ塩の溶解度は共通の陽イオンの濃度を高めること
により0.2%程度まで低下するので、加熱濃縮操作を
全く必要とせず又2,6−NDCAのアルカリ溶液中の
不純物の濃度を高くすることなく、高純度の2.6− 
N D CAのジアルカリ塩の結晶を得ることが出来る
又共通の陽イオンの水溶性塩又は水酸化物の水溶液に対
して2.6−NDCAのジアルカリ塩は難溶性であるの
で、適度な塩濃度の溶液を用いて塩析結果の洗浄をする
ことが可能である。
更に、本発明の方法によれば、1回の塩析処理によって
、工業原料としての十分な品質、即ち純度99%以上の
2.6−NDCAを回収することが出来る。又特に高品
質の2.G−N D CAを必要とする場合には、活性
炭処理を組合せることによって純度99.8%以上の無
色の2.6−NDCAを回収することができる。
本発明の方法による2、6−NDCAの回収率は通常9
5%程度である。
以下、実施例によって本発明の精製方法を具体的に説明
するが、本発明は、これら実施例にのみ限定されるもの
ではない。
尚、2.6− N D CAの純度は高速液体クロマト
グラフィーでおこない、臭素元素分析は蛍光X線分析法
で、着色成分は25%メチルアミン溶液のOD値により
分析した。
(1)  高速液体クロマトグラフィーウォーターズ社
、モデル510型HPLG測定装置 カ   ラ   ム :  L r  ChrO8Or
b  −RP−8(5−、メルク社)とラジア ルパックカートリッジ C− 8(ウォーターズ社)の連結 カラム 移 動  相:I))−13の水/アセトニトリル= 
45/ 55 (容積比)の溶液、流速:  0.6c
c/分 内部標準物質: 2−ナフトエ酸 検出波長: 260nm ■ 蛍光X1!分析法 理学電機蛍光X線分析装置(3080E 2型)X線チ
ューブ二ロジウム 50KV −5011Aで測定 検 出 蟲:PC検出器 結    晶:ゲルマニウム 試giogを径301I1mの錠剤に成形して分析する
検出限界: 3PPm ■ 着色成分の分析 25%メチルアミン水溶液10ai!に試料1gを溶解
し、1001mの石英セルを用いて”;Do n lの
波長で光学密度を測定する。
実施例1 還流冷却器、ガス吹込管、温度測定管及び攪拌機を有す
るチタンライニングをしたステンレス製の51オートク
レーブに氷酢酸2Kg、酢酸コバルト4水塩0.1[g
 、酢酸マンガン4水塩0.2Kg、臭化アンモン50
Q及び2.6−ジイツブロピルナフタレン0.2Kgを
入れて、180〜190℃で撹拌しながら20K g/
ciで圧縮空気を毎時600flの割合で吹き込み、5
時間反応させた。反応終了後、80℃に冷却し析出物を
濾過し、熱酢酸で洗浄後6型組%の塩酸2Ilを加えて
1時間撹拌した。
濾過・洗浄後、乾燥して165gの粗2.6− N D
 GAを得た。その純度は94.6%、着色成分の含有
量を示す25%メチルアミン溶液のOD値は0.66で
あった。また臭素元素の含有量は4600PPmであっ
た。
尚、原料の2.6−ジイツプロビルナフタレンに対する
2、6− N D CAの収率は76.7%である。
かようにして得られた粗2.6−NDCAの209を7
.61徂%の水酸化ナトリウム水溶液105gに加え2
5℃で撹拌溶解した後、不溶物を戸別した。P液に23
(lの塩化ナトリウムを加え25℃で撹拌すると、2.
6−NDCAのジナトリウム塩結晶が析出された。析出
した結晶を戸別し、19重1%の塩化ナトリウム水溶液
90Qで洗浄した後、300gの水に溶解した。撹拌し
ながら10重石%の塩酸を添加してpH1,5とし、2
.6−NDCA結晶を析出させた。戸別後、塩素イオン
が検出されなくなるまで水洗し、乾燥して18.2(l
の2.6− N D CAを得た。
得られた2、6−NDCAの純度は99.2%で、着色
成分の含有量を示す25%メチルアミン溶液のOD値は
0.060であった。また臭素元素の含有量は4PPn
+であった。尚、粗2.6−NDCAに対する精製2.
6−NDCAの回収率は95.4%であった。
実施例2 実施例1で得られた粗2.6−NDCAの20(Jを0
.5gの塩化ナトリウムを含む15重量%の炭酸カリウ
ム水溶液235gに加え室温で撹拌して溶解した後、2
.20の粉末状活性炭を充填した層を通過させて活性炭
処理を行なった。0.5重量%の塩化ナトリウム水溶液
12Gで活性炭素層を洗浄した復、50(lの塩化カリ
を25℃で撹拌しながら加えて塩析処理し、2.6− 
N D CAのジカリウム塩結晶を析出させた。
戸別後、25重量%の塩化カリウム水溶液80(]で洗
浄し、得られた結晶を30017の水に溶解後、10重
猾%の硫酸水を撹拌しながら加え、液のpHを1.5と
した。析出した2、6− N D CA結晶を戸別後、
洗液が中性になるま°で十分に水洗し、乾燥して17.
8gの2.6−NDCAを得た。
得られた2、6−NDCAの純度は99.8%で、着色
成分の含有量を示す25%メチルアミン溶液のOD値は
0.015であった。また、臭素元素は検出されなかっ
た。尚、粗2.6−NDCAに対する精製2.6−ND
CAの回収率は93.9%であった。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2,6−ジアルキルナフタレンを酸化して得られ
    た粗2,6−ナフタレンジカルボン酸を水酸化ナトリウ
    ム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウム
    から選択されたアルカリ水溶液に溶解し、使用したアル
    カリ水溶液と同じ陽イオンの水溶性塩又は水酸化物を2
    ,6−ナフタレンジカルボン酸が溶解した水溶液に加え
    て2,6−ナフタレンジカルボン酸をジナトリウム塩又
    はジカリウム塩として析出させることからなる2,6−
    ナフタレンジカルボン酸の精製方法。
  2. (2)析出した2,6−ナフタレンジカルボン酸のジナ
    トリウム塩又はジカリウム塩を水に溶解して活性炭によ
    る吸着処理をすることからなる特許請求の範囲第1項に
    記載の精製方法。
  3. (3)粗2,6−ナフタレンジカルボン酸のアルカリ水
    溶液を、2,6−ナフタレンジカルボン酸をジナトリウ
    ム塩又はジカリウム塩として析出させる塩析処理前に、
    活性炭による吸着処理することからなる特許請求の範囲
    第1項に記載の精製方法。
  4. (4)活性炭による吸着処理する溶液に1〜3重量%の
    塩化ナトリウムを加えることからなる特許請求の範囲第
    2項又は第3項に記載の精製方法。
JP5635286A 1986-03-14 1986-03-14 2,6−ナフタレンジカルボン酸の精製方法 Pending JPS62212341A (ja)

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GB8706038A GB2187744B (en) 1986-03-14 1987-03-13 Process for producing 2, 6-naphthalenedicarboxylic acid
FR878703503A FR2595691B1 (fr) 1986-03-14 1987-03-13 Procede pour la production de l'acide naphtalene-dicarboxylique-2,6 par oxydation du diisopropyl-2,6 naphtalene
CA000532056A CA1303059C (en) 1986-03-14 1987-03-13 Process for producing 2,6-naphthalenedicarboxylic acid by oxidizing 2,6-diisopropylnaphthalene
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US07/026,322 US4794195A (en) 1986-03-14 1987-03-16 Process for producing 2,6-naphthalenedicarboxylic acid by oxidizing 2,6-diisopropylnaphthalene

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