JP2002069031A - 高純度ピロメリット酸および高純度無水ピロメリット酸の製造方法 - Google Patents
高純度ピロメリット酸および高純度無水ピロメリット酸の製造方法Info
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Abstract
ピロメリット酸および高純度無水ピロメリット酸を製造
する方法を提供する。 【解決手段】粗ピロメリット酸または粗無水ピロメリッ
ト酸を水に加熱溶解して活性炭と接触処理した後、冷却
結晶化し、濾過することにより高純度ピロメリット酸を
製造する。また得られた高純度ピロメリット酸を170
℃〜260℃で加熱無水化して高純度無水ピロメリット
酸を製造する。
Description
高純度ピロメリット酸の製造方法および耐熱性の高いポ
リイミド樹脂、発泡ポリエステル用架橋剤、特殊可塑剤
等の原料である高純度無水ピロメリット酸の製造方法に
関するものである。
ンを液相酸化して得る方法、2,4,5−トリメチルベ
ンズアルデヒド等を液相酸化する方法が知られており、
この粗ピロメリット酸を脱水精製し、無水ピロメリット
酸を得る方法としては無水酢酸のような脂肪族酸無水物
の存在下で脱水する方法が知られているが、この方法は
無水酢酸を使用するのでコスト高となる欠点がある。ま
た、無水ピロメリット酸の製造法として、またジュレン
または2,4,5−トリメチルベンズアルデヒドを気相
酸化する方法が知られている。
ット酸または粗無水ピロメリット酸を昇華させ、混合気
相から冷却して無水ピロメリット酸を得る方法が記載さ
れている。しかしながらこの方法は昇華精製に必要な大
規模な装置が必要である。特開昭62−59280号には、ピ
ロメリット酸を特定温度で加熱して無水ピロメリット酸
を製造する方法が記載されている。
ロメリット酸や無水ピロメリット酸には少量のトリメリ
ット酸(TMA)、メチルトリメリット酸(MTMA)
等の副生物が含まれており、着色しているものが多い。
このため特開昭62−59280号には水により再結晶したピ
ロメリット酸を無水化することが記載されているが、得
られる無水ピロメリット酸は若干着色しており、更に高
品質の無水ピロメリット酸やピロメリット酸が要求され
ている。本発明の目的は、副生物を殆ど含まず着色の無
い高純度ピロメリット酸および高純度無水ピロメリット
酸を製造する方法を提供することである。
解決するために鋭意検討を重ねた結果、副生物を含み着
色した粗ピロメリット酸や粗無水ピロメリット酸を水に
加熱溶解し、活性炭と接触処理した後、冷却結晶化し、
濾過することにより高純度ピロメリット酸が得られ、更
に170℃〜260℃の範囲で加熱無水化することで高
純度無水ピロメリット酸を容易に製造できることを見出
し、本発明に到達した。即ち本発明は、粗ピロメリット
酸または粗無水ピロメリット酸を水に加熱溶解して活性
炭と接触処理した後、冷却結晶化し、濾過することを特
徴とする高純度ピロメリット酸の製造方法および、得ら
れた高純度ピロメリット酸を170℃〜260℃で加熱
無水化する高純度無水ピロメリット酸の製造方法であ
る。
ン、2,4,5−トリメチルベンズアルデヒド等を液相
酸化して得た粗ピロメリット酸や、ジュレン、2,4,
5−トリメチルベンズアルデヒド等を気相酸化して得た
粗無水ピロメリット酸、あるいは前記の液相酸化で得た
粗ピロメリット酸を無水物にしたものが使用できる。特
に2,4,5−トリメチルベンズアルデヒド等を液相酸
化して得た粗ピロメリット酸を精製原料とすることが好
ましい。
を溶解する水にはイオン交換水又は蒸留水を使用する。
粗ピロメリット酸や粗無水ピロメリット酸と水との割合
は重量比で1:2〜1:10であり、好ましくは1:3
〜1:8の範囲である。水の割合を余り多くすると収率
が悪くなるので粗ピロメリット酸や粗無水ピロメリット
酸を溶解する最小限の水の量が好ましい。溶解温度は7
0〜180℃、好ましくは80〜160℃の範囲であ
る。
ロメリット酸水溶液を活性炭と接触処理させる温度は7
0〜180℃、好ましくは80〜160℃の範囲であ
る。溶解温度と活性炭処理温度は同じとすることが好ま
しい。活性炭は粒状、粉末状のヤシ殻系、石炭系で液相
系のものを使用する。脱色性能の良いものが好ましく、
市販のクラレコールGLC、GL、フジ活性炭等が例示
できる。粗ピロメリット酸や粗無水ピロメリット酸水溶
液の活性炭処理は、回分式、半回分式、連続式で処理で
きる。回分式で処理する場合は粗ピロメリット酸や粗無
水ピロメリット酸に対して、活性炭が1〜30重量%が
好ましい。連続式で処理する場合は固定床、懸濁床が適
用できる。活生炭処理時間は0.2〜10時間の範囲が
好ましい。
化は行われる。この際、減圧して晶析する方法が好まし
く、最終の晶析温度は20〜40℃の範囲で行う。 晶析した結晶は遠心分離機、真空濾過機等で分離し、必
要に応じて水洗し、さらに乾燥することで高純度ピロメ
リット酸が得られる。この晶析操作で、不純物の無水ト
リメリット酸、無水メチルトリメリット酸等は母液側に
大部分移り、精製された高い純度のピロメリット酸が結
晶として得られる。
〜260℃、好ましくは180℃〜240℃の範囲で加
熱無水化することで高純度無水ピロメリット酸が得られ
る。170℃以下では脱水効率が低く、260℃以上で
は着色するおそれがある。加熱時間は1〜20時間、好
ましくは3〜10時間である。高純度ピロメリット酸を
加熱無水化する装置としては固体を均一に加熱するよう
な装置であれば、流動床、固定床、回分式、半連続式、
連続式等、いかなる形式の装置でもよい。圧力は常圧、
加圧、減圧下いずれでも実施できるが、装置の簡便さ、
水の排出効率等を考慮すると常圧又は減圧が好ましい。
に説明する。但し本発明は以下の実施例により制限され
るものではない。尚、以下の実施例において無水ピロメ
リット酸等の着色度合はメタノール溶解色により示し
た。メタノール溶解色は次の方法で求めた。すなわちサ
ンプル5gを100mlのメタノールに溶解し、波長4
30nmの吸光度を測定し、測定値の100倍をメタノ
ール溶解色とした。
ス導入口、反応物排出口を有する内容積2LのZr製オ
ートクレーブ2台を接続した連続2段式反応器の1段目
の反応器に水1450.3g、100%臭化水素15.
3g、臭化マンガン(4水塩)34.4gおよび臭化第
二鉄0.1gを混合した臭素イオン濃度2.3重量%、
マンガンイオン濃度0.44重量%、鉄イオン濃度13
ppmの触媒液を仕込み、2段目の反応器に1段目と同
じ組成の触媒液を1000g仕込んだ。ガス導入口から
窒素を圧入し、1MPaに昇圧し、加熱装置で220℃
まで昇温した。ついで1段目反応器に2,4,5−トリ
メチルベンズアルデヒドを90g/hの割合で、触媒液
(反応器仕込み液と同一組成)を780g/hの割合で
別々に供給した。2,4,5−トリメチルベンズアルデ
ヒドの供給と同時にガス導入口から空気の送入を開始
し、反応器よりの排ガス中の酸素を2.5%に保つよう
に流量を制御した。ついで1段目反応器中の液面を一定
に保ちつつ、1段目反応器より2段目反応器への液移送
を開始し、同時に2段目反応器に水58gおよび100
%臭化水素2gを混合した臭素イオン濃度3.3重量%
の触媒液を60g/hの割合で供給し、ガス導入口から空
気の送入開始し、反応器よりの排ガス中の酸素を4.5
%に保つように流量を制御した。2段目反応器中の液面
を一定に保ちつつ、2段目反応器より1150g/hの反
応生成物を抜き出した。この間、反応器の圧力は1段目
を3.2MPa、2段目を2.9MPaに保った。上記
で得た反応生成液を0.5%Pd/C触媒存在下、15
0℃、1Mpaで水添反応を行い、冷却後、得られた結
晶を濾過分離し、乾燥して、粗ピロメリット酸を得た。
得られた粗ピロメリット酸にはトリメリット酸1.6重
量%、メチルトリメリット酸0.97重量%含有され、
純度は96.7重量%であった。
活性炭クラレコールGL(10〜30メッシュ)50g
を加え、80℃で溶解し、0.5時間保持した。その
後、冷却し、40℃で結晶を分離した。得られた結晶を
等量の水でリンスし、120℃で1昼夜乾燥し、高純度
ピロメリット酸を得た。得られた高純度ピロメリット酸
の200gを攪拌下、250℃で10時間加熱し、無水
化を行ない、高純度無水ピロメリット酸を得た。得られ
た高純度ピロメリット酸と高純度無水ピロメリット酸の
測定結果を表1に示す。
GLC(10〜30メッシュ)を使用し、他は実施例1
と同様にした。結果を表1に示す。
を表1に示す。
明の方法により粗ピロメリット酸または粗無水ピロメリ
ット酸を純水に溶解させ、活性炭処理と再結晶すること
で副生物を殆ど含まず着色の無い高純度ピロメリット酸
が得られ、また更に加熱脱水することで副生物を殆ど含
まず着色の無い高純度無水ピロメリット酸とすることで
きる。本発明方法は、高品質の高純度ピロメリット酸や
高純度無水ピロメリット酸を容易に得ることができ、工
業的に優れた方法であるので、本発明の工業的意義は大
きい。
Claims (2)
- 【請求項1】粗ピロメリット酸または粗無水ピロメリッ
ト酸を水に加熱溶解して活性炭と接触処理した後、冷却
結晶化し、濾過することを特徴とする高純度ピロメリッ
ト酸の製造方法。 - 【請求項2】請求項1で得られた高純度ピロメリット酸
を170℃〜260℃で加熱無水化することを特徴とす
る高純度無水ピロメリット酸の製造方法。
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