JPH11222453A - ジメチロールアルカナールの製造方法 - Google Patents

ジメチロールアルカナールの製造方法

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JPH11222453A
JPH11222453A JP2425598A JP2425598A JPH11222453A JP H11222453 A JPH11222453 A JP H11222453A JP 2425598 A JP2425598 A JP 2425598A JP 2425598 A JP2425598 A JP 2425598A JP H11222453 A JPH11222453 A JP H11222453A
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JP
Japan
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alkanal
dimethylol
alkylacrolein
formaldehyde
ketone
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Withdrawn
Application number
JP2425598A
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English (en)
Inventor
Kazunari Takahashi
和成 高橋
Tetsugo Kawakami
徹悟 川上
Akio Tsuboi
明男 坪井
Sakou Chiyou
鎖江 張
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/61Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups
    • C07C45/67Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton
    • C07C45/68Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms
    • C07C45/72Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms by reaction of compounds containing >C = O groups with the same or other compounds containing >C = O groups
    • C07C45/75Reactions with formaldehyde

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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルカナール又はα−アルキルアクロレイン
とホルムアルデヒドとを反応させてジメチロールアルカ
ナールを生成させ、これを酸化してジメチロールアルカ
ン酸を製造するに際し、ジメチロールアルカン酸の晶析
率を向上させる。 【解決手段】 ジメチロールアルカナールを含む反応液
をC5 〜C8 のケトンで抽出してジメチロールアルカナ
ールの3量体などの副生物をケトン溶液に移し、次いで
このケトン溶液を水で逆抽出してケトン溶液中のジメチ
ロールアルカナールを水溶液として回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアルカナール又はα
−アルキルアクロレインとホルムアルデヒドとを反応さ
せて、α,α−ジメチロールアルカナールを製造する方
法の改良に関するものである。詳しくは本発明は、反応
生成液から副生したα,α−ジメチロールアルカナール
の3量体などの高沸点の副生物を除去して、α,α−ジ
メチロールアルカナールを高純度で取得する方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】α−位に2個の水素原子を有する炭素数
3以上のアルカナール又はα−アルキルアクロレインと
ホルムアルデヒドとを、水酸化ナトリウムなどの塩基性
化合物及び水の存在下に縮合させると、下記の反応式に
従ってα,α−ジメチロールアルカナールが生成するこ
とは公知である。
【0003】
【化1】
【0004】生成したジメチロールアルカナールは、ホ
ルムアルデヒドと更に反応してトリメチロールアルカン
となる。ジメチロールアルカナールを酸化すると、ポリ
ウレタン樹脂やエポキシ樹脂の原料として有用なジメチ
ロールアルカン酸が生成する。通常はアルカナール又は
α−アルキルアクロレインに大過剰のホルムアルデヒド
を反応させ、得られた反応生成液から未反応のホルムア
ルデヒドなどを蒸留により除去したのち、これに過酸化
水素を添加してジメチロールアルカナールをジメチロー
ルアルカン酸に酸化し、酸化反応液から生成したジメチ
ロールアルカン酸を晶析させて取得する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法で得られた反応生成液には、主生成物のジメチロール
アルカナール以外に、その3量体などの高沸点の副生物
が相当量含まれている。これらの副生物は、反応生成液
を酸化し、次いで生成したジメチロールアルカン酸を晶
析させる際に、ジメチロールアルカン酸の溶解度を増加
させて晶析収率を低下させ、また得られるジメチロール
アルカン酸の品質を低下させることが判明した。従って
本発明は、アルカナール又はα−アルキルアクロレイン
とホルムアルデヒドとを縮合させて得たジメチロールア
ルカナールを含む反応生成液から、ジメチロールアルカ
ナールの3量体などの副生高沸点物を除去する方法を提
供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、α−位
の炭素原子に2個の水素原子を有する炭素数3以上のア
ルカナール又はα−アルキルアクロレインとホルムアル
デヒドとを、塩基性化合物及び水の存在下に反応させて
得られるα,α−ジメチロールアルカナールを含む反応
生成液を、炭素数5〜8のケトンで抽出してα,α−ジ
メチロールアルカナールの3量体などの副生物を含むケ
トン溶液を取得し、次いでこのケトン溶液を水で逆抽出
してケトン溶液に含まれているα,α−ジメチロールア
ルカナールを水溶液として回収することにより、3量体
などの高沸点副生物の少ないジメチロールアルカナール
を取得することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明でホルムアルデヒドとの縮
合反応に用いるアルカナールとしては、α−位の炭素原
子に2個の水素原子を有する直鎖又は分岐鎖の種々のも
のを用いることができる。アルカナールの炭素数は3〜
9、特に3〜8であるのが好ましい。例えばプロピオン
アルデヒド、n−ブチルアルデヒド、n−ペンチルアル
デヒド、n−ヘキシルアルデヒド、n−ヘプチルアルデ
ヒド、n−オクチルアルデヒドなどのような炭素数3〜
8の直鎖状アルデヒドを用いる。
【0008】また、α−アルキルアクロレインも直鎖又
は分岐鎖のアルキル基を有する種々のものを用いること
ができるが、アルキル基の炭素数は1〜7、特に1〜6
であるのが好ましい。例えばメタクロレイン、α−エチ
ルアクロレイン、α−n−プロピルアクロレインなどの
ような、α−位に炭素数1〜6の直鎖状アルキル基を有
するアクロレインを用いる。これらのアルカナールやア
ルキルアクロレインは所望ならばいくつかを併用しても
よい。
【0009】塩基性化合物としては、常用のものを用い
ればよく、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
水酸化カルシウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、
炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウムなどのような、アル
カリ金属又はアルカリ土類金属の水溶性の水酸化物、炭
酸塩、重炭酸塩などが用いられる。また、トリエチルア
ミンやトリプロピルアミンなどの第3級脂肪族アミンや
塩基性陰イオン交換樹脂などを用いることもできる。塩
基性化合物は、反応原料のアルカナール又はアルキルア
クロレインに対し、通常0.03〜0.3、好ましくは
0.05〜0.25倍のモル比となるように用いられ
る。塩基性化合物の使用量が少な過ぎると、反応速度が
著しく低下する。逆に使用量が多過ぎると、トリメチロ
ールアルカンの副生量が増大し、ジメチロールアルカナ
ールへの選択率が低下する。
【0010】ホルムアルデヒドは反応原料のアルカナー
ル又はアルキルアクロレインに対し、前記の(1)式又
は(2)式で示される化学量論量の0.5〜25倍、好
ましくは1〜20倍となるように用いる。ホルムアルデ
ヒドとしては通常はホルマリンを用いる。水は反応原料
のアルカナール又はアルキルアクロレインに対し通常2
〜80モル倍、好ましくは4〜40モル倍となるように
用いる。水の使用量が少なすぎると反応速度が低下し、
かつアルカナールを原料とした場合にはα−アルキルア
クロレインが副生する。逆に使用量が多過ぎるとトリメ
チロールアルカンの副生量が増大し、ジメチロールアル
カナールへの選択率が低下する。反応は、アルカナール
又はアルキルアクロレインにホルマリンと塩基性化合物
の水溶液を加え、撹拌下、反応系を液相に維持しつつ、
0〜100℃、好ましくは30〜80℃に、数分〜数時
間保持すれば容易に進行する。反応器としては撹拌槽型
反応器や管式反応器などを用いればよい。
【0011】反応生成液は、蒸留して共存しているアル
カナールやアルキルアクロレインなどを回収したのち、
ケトンで抽出して含まれているジメチロールアルカナー
ルの3量体などの高沸点副生物を除去する。抽出溶媒の
ケトンとしては炭素数5〜8のもの、例えば5−メチル
−3−ヘキサノン、4−ヘプタノン、3,4−ジメチル
−2−ヘキサノン、6−メチル−2−ヘプタノン、4−
メチル−2−ペンタノン、2−ヘキサノンなどの炭素数
6〜8の脂肪族ケトンや、2,3−ジメチルシクロペン
タノン、1−(2−メチルシクロプロピル)−1−プロ
パノン、2,4−ジメチルシクロペンタノン、2−イソ
ブチルシクロプロパノン、2−メチル−3−エチルシク
ロブタノン、3−イソプロピルシクロブタノン、2−イ
ソプロピルシクロブタノン、3,4−ジメチルシクロペ
ンタノン、4−メチルシクロヘキサノン、3−エチルシ
クロペンタノン、シクロペンタノン、2−メチルシクロ
ブタノン、3−メチルシクロブタノン、2−エチルシク
ロプロパノン、2,3−ジメチルシクロプロパノン、シ
クロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2−メ
チルシクロペンタノン、3−エチルシクロブタノン、2
−エチルシクロブタノン、2,3−ジメチルシクロブタ
ノン、2−iso−プロピルシクロプロパノン、2−エ
チル−3−メチルシクロプロパノン、1−シクロプロピ
ル−1−プロパノン、メチル−(2−メチルシクロプロ
ピル)−ケトン、1−シクロプロピル−2−プロパノン
などの炭素数5〜7の脂環族ケトンなどが用いられる。
抽出操作そのものは常法に従って行えばよい。すなわち
抽出は回分方式でも連続方式でも行うことができ、また
多段抽出も好ましい。反応生成液に対する抽出溶媒の比
率(容量比)は、通常0.1〜20、好ましくは0.5
〜10である。また、抽出操作は通常0〜100℃で行
えばよいが、0〜80℃、特に10〜60℃で行うのが
好ましい。抽出に要する時間は通常は少なくとも3分間
であり、5分間以上が好ましい。この抽出操作により、
反応生成液中のジメチロールアルカナールの3量体など
の副生高沸点化合物が選択的に抽出溶媒のケトン中に抽
出される。従ってこの抽出操作を経た反応生成液を常法
により酸化し次いで晶析すると、高純度のジメチロール
アルカン酸が高い晶析収率で得られる。
【0012】上記の抽出操作で得たケトン溶液中には、
ジメチロールアルカナールの3量体などの副生高沸点化
合物に加えてジメチロールアルカナールも相当量含まれ
ているので、このケトン溶液を水で逆抽出してジメチロ
ールアルカナールを水溶液として回収する。この水を抽
出溶媒とする抽出も常法に従って行えばよい。すなわち
抽出は回分方式、連続方式のいずれで行ってもよく、ま
た多段抽出も好ましい。ケトン溶液に対する水の比率
(容量比)は、通常0.1〜10、好ましくは0.5〜
5である。また抽出温度は通常0〜80℃、好ましくは
10〜60℃である。抽出に要する時間は通常は少なく
とも3分間であり、5分間以上が好ましい。この抽出操
作により得た水溶液中にはジメチロールアルカナールが
溶解しているので、前述の抽出操作を経た反応生成液と
一緒にして、酸化反応に供すればよい。
【0013】上記によりジメチロールアルカナールの3
量体などの副生高沸点化合物が除去されたジメチロール
アルカナール水溶液からのジメチロールアルカン酸の製
造は、常法に従って行えばよい。水溶液中のジメチロー
ルアルカナールの濃度は、5〜60重量%、特に20〜
50重量%の範囲に調整されているのが好ましい。酸化
反応は、ジメチロールアルカナールに対して過酸化水素
を0.5〜2モル倍、好ましくは0.7〜1.5モル倍
加えて、20〜100℃、好ましくは40〜80℃に保
持すればよい。反応に要する時間は通常5時間ないしは
それ以上である。
【0014】ジメチロールアルカン酸を含む反応生成液
は、硫酸などで中和してジメチロールアルカン酸を遊離
させたのち、減圧下で水を蒸発させて除去し、蒸発残渣
に有機溶媒を加えて濾過して硫酸塩などの不溶物を除去
し、ジメチロールアルカン酸の有機溶媒溶液を取得す
る。有機溶媒としてはメチルイソブチルケトン、メチル
エチルケトンなどのジアルキルケトンや、酢酸エチル、
酢酸ブチルなどの酢酸エステル等を用いればよい。有機
溶媒の使用量は、通常ジメチロールアルカン酸100重
量部につき50〜400重量部である。ジメチロールア
ルカン酸の有機溶媒溶液は、次いで冷却してジメチロー
ルアルカン酸を晶析させる。冷却は10℃以下、特に5
℃以下となるまで行うのが好ましい。
【0015】
【実施例】以下に実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。 実施例1 内容積300mlのガラスフラスコに、ホルムアルデヒ
ド水溶液(濃度30.5%)117.06gと、n−ブ
チルアルデヒド50.4gを仕込み、40℃に加温し
た。これに苛性ソーダ水溶液(濃度20%)を、撹拌
下、PHが9〜10.5の範囲になるように少しづつ加
えて反応させ、PHが7になるまで撹拌を続行した。反
応終了後、60℃で減圧蒸留して未反応のn−ブチルア
ルデヒドと副生したα−エチルアクロレインを除去し
た。室温の蒸留残渣を分液漏斗に移し、内容量のメチル
イソブチルケトンを加え、振とう機で10分間激しく振
とうしたのち、静置して2層に成層分離させた。下層の
水相を抜出したのち、メチルイソブチルケトン相に同容
量の水を加え、振とう機で10分間激しく振とうしたの
ち、静置して2層に成層分離させた。下層の水相を抜出
したのち、メチルイソブチルケトン相に同容量の水を加
え、上記と全く同様にしてもう一度抽出を行った。
【0016】上記の3回の抽出操作で得られた水相を全
て合せたところ、244.3gであった。この水溶液中
のジメチロールブチルアルデヒドの3量体以上の高沸点
化合物の濃度は0.18%であり、反応生成液中の副生
高沸点化合物の92%が除去されていた。この水溶液か
ら水の一部を蒸発させて除き、ジメチロールブチルアル
デヒドの約30%水溶液121.1gを得た。この水溶
液に30%過酸化水素水溶液62.1gを加え、60℃
で5時間撹拌した。
【0017】反応終了後、反応液に98%硫酸2.66
gを加えたのち、20mmHgで水が留出しなくなるま
で減圧蒸留した。蒸留残渣にメチルイソブチルケトン1
30mlを加え、80℃に加熱した。80℃で濾過した
のち、濾液を撹拌しながら氷冷し、約0℃に1時間保持
してジメチロールブタン酸の結晶を析出させた。保冷し
た17Gのガラスフィルターで濾過した。ジメチロール
ブタン酸の晶析率は78%であった。
【0018】比較例1 実施例1と同様にしてホルムアルデヒドとn−ブチルア
ルデヒドとを反応させ、反応液から未反応のn−ブチル
アルデヒドと副生したα−エチルアクロレインを蒸留し
て除いた残液に、過酸化水素水を加えて60℃で5時間
撹拌した。次いで実施例1と同様に後処理して、ジメチ
ロールブタン酸を取得した。ジメチロールブタン酸の晶
析率は71%であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 張 鎖江 岡山県倉敷市潮通三丁目10番地 三菱化学 株式会社水島事業所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 α−位の炭素原子に2個の水素原子を有
    する炭素数3以上のアルカナール又はα−アルキルアク
    ロレインとホルムアルデヒドとを、塩基性化合物及び水
    の存在下に反応させて得られるα,α−ジメチロールア
    ルカナールを含む反応生成液を、炭素数5〜8のケトン
    で抽出してα,α−ジメチロールアルカナールの3量体
    などの副生物を含むケトン溶液を取得し、次いでこのケ
    トン溶液を水で逆抽出してケトン溶液に含まれている
    α,α−ジメチロールアルカナールを水溶液として回収
    することを特徴とするジメチロールアルカナールの製造
    方法。
  2. 【請求項2】 反応原料のアルカナールの炭素数が3〜
    9であり、α−アルキルアクロレインの炭素数が4〜1
    0であることを特徴とする請求項1記載のジメチロール
    アルカナールの製造方法。
  3. 【請求項3】 アルカナール又はα−アルキルアクロレ
    インとホルムアルデヒドとの反応を、アルカナール又は
    α−アルキルアクロレインに対し化学量論量の1〜20
    倍のホルムアルデヒドを添加して行うことを特徴とする
    請求項1又は2記載のジメチロールアルカナールの製造
    方法。
  4. 【請求項4】 アルカナール又はα−アルキルアクロレ
    インとホルムアルデヒドとの反応を、アルカナール又は
    α−アルキルアクロレインに対し2〜80倍モルの水の
    存在下に行うことを特徴とする請求項1ないし3のいず
    れかに記載の方法。
JP2425598A 1998-02-05 1998-02-05 ジメチロールアルカナールの製造方法 Withdrawn JPH11222453A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005007605A1 (ja) * 2003-07-23 2005-01-27 Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd. α,α-ビス(ヒドロキシメチル)アルカナールの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005007605A1 (ja) * 2003-07-23 2005-01-27 Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd. α,α-ビス(ヒドロキシメチル)アルカナールの製造方法
US7247755B2 (en) 2003-07-23 2007-07-24 Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd. Process for producing α,α-bis(hydroxymethyl)alkanal

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