KR102560812B1 - 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 제조 방법 및 정제 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 촉매의 존재 하에 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르를 지방족 알코올과 반응시키는 단계를 포함하는, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 산 수용액을 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 포함하는 미정제 조성물에 첨가하고, 미정제 조성물을 유기상 및 수상으로 분리하고, 유기상을 추출하는 단계를 포함하는, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 정제 방법에 관한 것이다.

Description

4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 제조 방법 및 정제 방법 {PRODUCTION PROCESS AND PURIFICATION PROCESS OF 4-HYDROXY-BENZOIC ACID LONG CHAIN ESTER}
본 특허 출원은 일본 특허 출원 번호 2015-093389 (2015 년 4 월 30 일 제출), 일본 특허 출원 번호 2015-107751 (2015 년 5 월 27 일 제출), 일본 특허 출원 번호 2015-107753 (2015 년 5 월 27 일 제출), 일본 특허 출원 번호 2015-093393 (2015 년 4 월 30 일 제출), 일본 특허 출원 번호 2015-230427 (2015 년 11 월 26 일 제출), 및 일본 특허 출원 번호 2016-034199 (2016 년 2 월 25 일 제출) 의 유익함을 주장하며, 그 전문이 본원에 참조로 포함되어 있다.
본 발명은 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 제조 방법 및 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 정제 방법에 관한 것이다.
4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르는 히드록실기 및 소수성기를 갖는 구조를 갖는다. 그 구조 특성을 기준으로, 가소제, 상용화제, 계면활성제 등의 사용이 제안되었다.
화합물의 에스테르화에 관하여, 원재료로서 알코올 및 카르복실산을 황산과 같은 양성자산 촉매의 존재 하에 반응시키고; 촉매 및 미반응된 카르복실산을 수득한 반응 액체로부터 제거하고; 필요하다면 결정화 또는 증류와 같은 정제를 수행하는 에스테르의 제조 방법이 공지되어 있다 (특허 문헌 1).
또한 4-히드록시-벤조산의 에스테르화에 관하여, 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르가 1 내지 6 개의 탄소 원자(들) 를 갖는 단쇄 알코올과 4-히드록시-벤조산과의 반응에 의해 비교적 용이하게 수득되는 것으로 알려져 있다.
그러나, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 수득을 위해 16 개 이상의 탄소 원자를 갖는 장쇄 알코올과 4-히드록시-벤조산과의 반응에서, 산 및 알코올을 양성자산 촉매의 존재 하에 유사하게 반응시키는 경우, 양성자산 촉매와 장쇄 알코올과의 반응에 의해 생성된 술페이트 에스테르 및 장쇄 알코올의 이량체화에 의해 생성된 에테르와 같은 부산물의 생성이 불가피하다.
부산물은 표적 물질인 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르와 유사한 물리적 특성을 갖고, 따라서 결정화 또는 증류를 사용해 제거하기 곤란하다. 따라서, 고순도의 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르가 수득될 수 없다.
스케일의 증가시, 일반적으로 반응성은 저하되고, 표적 물질의 수율이 감소된다. 따라서, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 심지어 스케일의 증가시에도 실질적으로 동일한 수율로 수득할 수 있는 제조 방법을 추구하였다.
다른 한편, 정제를 일반적으로 비수성 용매를 사용하는 희석 후에 또는 표적 물질을 통상 포함하는 미정제 결정의 용융 후에 물 또는 알칼리수를 사용하는 추출로 수행한다. 그러나, 미반응된 카르복실산 및 촉매와 같은 불순물을 함유하는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물에 관하여, 심지어 추출이 물 또는 알칼리수의 첨가에 의해 달성되는 경우에도 추출은 그 액체 분리 특성이 극히 낮기 때문에 곤란하다. 심지어 추출을 수행하는 경우에도, 수율 및 순도가 낮고, 고순도의 표적 물질을 수득할 수 없다.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 번호 2014-108928
본 발명의 목적은 임의의 부산물의 생성이 억제되는, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 고순도의 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 수득할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 촉매 및 반응 원재료와 같은 잔류 물질을 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 함유하는 미정제 조성물 (이하에서, "미정제 조성물" 로도 칭함) 로부터 용이하게 제거할 수 있고, 고순도의 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 수득할 수 있는 정제 방법을 제공하는 것이다.
발명자들은 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 제조 방법을 예의 연구하였다. 그 결과, 발명자들은 임의의 부산물의 생성이 억제될 수 있고 고순도의 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르가 촉매로서 금속 촉매를 사용하는, 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르 및 장쇄 알코올 사이의 소위 트랜스에스테르화 반응을 수행함으로써 수득될 수 있는 것을 발견하였다. 이로써, 발명자들은 본 발명을 완성하였다.
발명자들은 또한 트랜스에스테르화 반응에 관하여 사전측정량의 불활성 기체가 반응 시스템 내로 흐르면서 트랜스에스테르화 반응을 수행함으로써 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르가 반응 컨테이너의 스케일 및 반응 시스템의 부피에 상관없이 고수율로 수득될 수 있는 것을 발견하였다. 이로써, 발명자들은 본 발명을 완성하였다.
나아가, 발명자들은 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 정제 방법을 예의 연구하였다. 그 결과, 발명자들은 미반응된 카르복실산, 촉매 등을, 산 수용액을 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 함유하는 미정제 조성물에 첨가하고, 미정제 조성물을 유기상 및 수상으로 분리하고, 유기상을 추출함으로써 제거할 수 있는 것을 발견하였다. 이로써, 발명자들은 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 그 하나의 요점에서 금속 촉매의 존재 하에 식 (1) 로 나타내는 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르를 식 (2) 로 나타내는 지방족 알코올과 반응시키는 단계를 포함하는, 식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 제조 방법을 제공한다.
(식 중, "m" 은 1 내지 11 의 정수를 나타내고, "n" 은 15 내지 23 의 정수를 나타냄)
본 발명은 그 또다른 양태에서 지방족 알코올과 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르와의 반응 단계를, 상기 반응에서 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르 및 지방족 알코올의 전체량의 1 g 당 0.10 내지 0.50 mL/min 의 불활성 기체의 기체 유동 하에 포함하는 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 그 바람직한 양태에서 산 수용액을 식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 함유하는 미정제 조성물에 첨가하고, 미정제 조성물을 유기상 및 수상으로 분리하고, 유기상을 추출하는 단계를 추가로 포함하는 제조 방법을 제공한다.
(식 중, "n" 은 15 내지 23 의 정수를 나타냄)
본 발명은 그 또다른 요점에서 산 수용액을 식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 함유하는 미정제 조성물에 첨가하고, 미정제 조성물을 유기상 및 수상으로 분리하고, 유기상을 추출하는 단계를 포함하는, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 정제 방법을 제공한다.
(식 중, "n" 은 15 내지 23 의 정수를 나타냄)
본 발명은 그 바람직한 요점에서 식 (1) 로 나타내는 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르 및 식 (2) 로 나타내는 지방족 알코올을 금속 촉매의 존재 하에 반응시킴으로써 식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 함유하는 미정제 조성물을 수득하는 단계, 및 산 수용액을 미정제 조성물에 첨가하고, 미정제 조성물을 유기상 및 수상으로 분리하고, 유기상을 추출하는 단계를 포함하는, 식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 제조 방법을 제공한다.
(식 중, "m" 은 1 내지 11 의 정수를 나타내고, "n" 은 15 내지 23 의 정수를 나타냄)
고순도의 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를, 방법상 금속 촉매의 존재 하에 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르 및 지방족 알코올을 반응시키는 단계를 포함함으로써, 통상적 에스테르화 반응에서 생성된 촉매와 장쇄 알코올과의 반응에 의해 생성된 술페이트 에스테르 및 장쇄 알코올의 이량체화에 의해 생성된 에테르와 같은 임의 부산물의 생성을 억제함으로써 수득할 수 있다. 보다 고순도의 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를, 바람직하게는 산 수용액을 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 포함하는 미정제 조성물에 첨가하고, 미정제 조성물을 유기상 및 수상으로 분리하고, 유기상을 추출함으로써 어떠한 복잡한 정제도 수행하지 않고 단순 방법을 사용해 수득할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에 따라, 심지어 스케일이 산업상 증가할지라도, 반응성은 저하되지 않고, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르가 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르를 지방족 알코올과 반응시킴으로써, 상기 반응에서 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르 및 지방족 알코올의 전체량의 1 g 당 0.10 내지 0.50 mL/min 의 불활성 기체의 기체 유동 하에 고수율로 수득될 수 있다.
본 발명의 정제 방법에 따라, 보다 고순도의 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를, 미반응된 카르복실산, 촉매 등이 산 수용액을 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 함유하는 미정제 조성물에 첨가하고 미정제 조성물을 유기상 및 수상으로 분리하고 유기상을 추출함으로써 효율적으로 제거될 수 있기 때문에 수득할 수 있다.
식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 제조 방법에서, 출발 물질인 식 (1) 로 나타내는 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르는 4-히드록시-벤조산 및 1 내지 11 개의 탄소 원자(들) 를 갖고 선형 사슬 또는 분지를 가질 수 있는 알코올로 구성되는 에스테르이다.
식 (1) 로 나타내는 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르의 구체예는 메틸 4-히드록시-벤조에이트, 에틸 4-히드록시-벤조에이트, 프로필 4-히드록시-벤조에이트, 이소프로필 4-히드록시-벤조에이트, 부틸 4-히드록시-벤조에이트, 이소부틸 4-히드록시-벤조에이트, 펜틸 4-히드록시-벤조에이트, 헥실 4-히드록시-벤조에이트, 헵틸 4-히드록시-벤조에이트, 옥틸 4-히드록시-벤조에이트, 노닐 4-히드록시-벤조에이트, 데실 4-히드록시-벤조에이트, 운데실 4-히드록시-벤조에이트, 에틸헥실 4-히드록시-벤조에이트 등을 포함한다.
(식 중, "m" 은 1 내지 11 의 정수를 나타냄)
상기 중에서, 바람직하게는 메틸 4-히드록시-벤조에이트, 에틸 4-히드록시-벤조에이트, 프로필 4-히드록시-벤조에이트, 이소프로필 4-히드록시-벤조에이트, 부틸 4-히드록시-벤조에이트, 및/또는 이소부틸 4-히드록시-벤조에이트는, 이들 에스테르가 용이한 이용가능성 및 반응성에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 사용될 수 있다. 더 바람직하게는, 메틸 4-히드록시-벤조에이트는, 상기 에스테르가 반응성에 있어서 특히 탁월하다는 점을 기준으로 사용될 수 있다.
임의의 시판 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르는 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르로서 사용될 수 있고, 양성자산 촉매의 존재 하에 4-히드록시-벤조산을 1 내지 11 개의 탄소 원자(들) 를 갖는 지방족 알코올과 반응시키는 통상의 에스테르화 반응에 의해 수득되는 임의의 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르가 사용될 수 있다.
지방족 알코올은 하기로 나타내고 16 내지 24 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 알코올이다:
CH3(CH2)nOH ... (2)
(식 중, "n" 은 15 내지 23 의 정수를 나타냄). 지방족 알코올의 구체예는 헥사데칸올, 헵타데칸올, 옥타데칸올, 노나데칸올, 이코사놀, 헤니코사놀, 도코사놀, 트리코사놀, 및 테트라코사놀로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
임의의 시판 지방족 알코올이 지방족 알코올로서 사용될 수 있거나, 또는 이들 중에서 당업계에 공지된 방법을 사용해 제조한 지방족 알코올이 사용될 수 있다.
지방족 알코올을 1 mol 의 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르에 대해 0.1 내지 3 mol, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 mol, 더 바람직하게는 0.8 내지 1.2 mol, 특히 바람직하게는 0.9 내지 0.98 mol 의 양으로 반응시킬 수 있다.
지방족 알코올의 양이 1 mol 의 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르에 대해 0.1 mol 미만인 경우, 하위-생성 반응이 용이하게 실시되는 경향이 있고, 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르는 원재료의 폐기물을 과도하게 야기하게 된다. 지방족 알코올의 양이 그에 대해 3 mol 초과인 경우, 과량의 지방족 알코올이 잔존하고, 에스테르의 순도가 저하되는 경향이 있다.
16 내지 24 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 알코올과 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르와의 반응에서, 촉매와 장쇄 알코올과의 반응에 의해 생성된 술페이트 에스테르 및 장쇄 알코올의 이량체화에 의해 생성된 에테르와 같은 부산물의 생성성이 억제될 수 있고, 고순도의 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르가 금속 촉매를 그에 존재하도록 유도함으로써 수득될 수 있다.
금속 촉매의 예는 티타늄-기재 촉매, 주석-기재 촉매, 안티몬-기재 촉매, 및 지르코늄-기재 촉매로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다. 티타늄-기재 촉매는, 상기 촉매가 용이한 이용가능성 및 반응성에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 유리하게 사용될 수 있다.
티타늄-기재 촉매의 구체예는 티타늄 테트라메톡시드, 티타늄 테트라에톡시드, 티타늄 테트라-n-프로폭시드, 티타늄 테트라이소프로폭시드, 티타늄 테트라-n-부톡시드, 티타늄 테트라이소부톡시드, 티타늄 테트라-2-에틸헥속시드, 및 티타늄 테트라옥타데콕시드를 포함한다. 바람직하게는, 티타늄 테트라이소프로폭시드는, 상기 촉매가 반응성 및 용이한 이용가능성에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 사용될 수 있다.
주석-기재 촉매의 구체예는 모노부틸-주석 옥시드, 디부틸-주석 옥시드, 디부틸-주석 라우레이트, 디옥틸-주석 라우레이트, 및 디부틸디이소프로폭시-주석을 포함한다. 모노부틸-주석 옥시드 및 디부틸-주석 옥시드는, 이들 촉매가 반응성 및 용이한 이용가능성에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 바람직하다.
안티몬-기재 촉매의 구체예는 안티몬 아세테이트, 안티몬 트리옥시드, 디안티몬 펜톡시드, 트리메톡시-안티몬, 트리에톡시-안티몬, 트리-n-프로폭시-안티몬, 트리페닐-안티몬을 포함한다. 바람직하게는, 안티몬 아세테이트는, 상기 촉매가 반응성 및 용이한 이용가능성에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 사용될 수 있다.
지르코늄-기재 촉매의 구체예는 지르코늄 테트라메톡시드, 지르코늄 테트라에톡시드, 지르코늄 테트라-n-프로폭시드, 지르코늄 테트라이소프로폭시드, 지르코늄 테트라-n-부톡시드, 지르코늄 테트라이소부톡시드, 지르코늄 테트라-2-에틸헥속시드, 지르코늄 테트라옥타데콕시드, 및 지르코늄 아세테이트 옥시드를 포함한다. 바람직하게는, 지르코늄 테트라-n-부톡시드는, 상기 촉매가 반응성 및 용이한 이용가능성에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 사용될 수 있다.
촉매 각각은 단독으로 사용될 수 있거나, 또는 그 2 개 이상이 조합으로 사용될 수 있다.
금속 촉매의 양은 유리하게는 100 중량부의 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르에 대해 0.1 내지 10 중량부(들), 바람직하게는 0.5 내지 7 중량부, 더 바람직하게는 1 내지 5 중량부(들) 일 수 있다.
금속 촉매의 양이 100 중량부의 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르에 대해 0.1 중량부 미만인 경우, 반응이 불충분하게 실시되는 경향이 있다. 금속 촉매의 양이 그에 대해 10 중량부 초과인 경우, 지방족 알코올의 이량체화 에스테르와 같은 부산물이 생성되는 경향이 있고 경제적 효율은 저하된다.
16 내지 24 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 알코올과 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르와의 반응은, 바람직하게는 120 내지 200℃ 의 온도, 더 바람직하게는 150 내지 180℃ 의 온도에서 수행될 수 있다. 반응 온도가 120℃ 미만인 경우, 반응이 불충분하게 실시되는 경향이 있고, 반응 온도가 200℃ 초과인 경우, 부산물이 생성되는 경향이 있고 에너지 손실이 발생한다.
반응 시간은, 시간이 반응 온도와 같은 조건에 따라 가변적이기 때문에 특별히 제한되지 않는다. 반응 시간은 1 내지 20 시간(들), 바람직하게는 3 내지 15 시간, 더 바람직하게는 5 내지 10 시간으로 적절히 선택될 수 있다.
16 내지 24 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 알코올과 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르와의 반응은 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르 및 지방족 알코올의 전체량의 1 g 당 0.10 내지 0.50 mL/min 의 불활성 기체의 기체 유동 하에 수행될 수 있다.
불활성 기체는 단지 지방족 알코올과 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르와의 반응을 방해하지 않는 기체일 수 있다. 그 구체예는 질소, 이산화탄소, 아르곤, 헬륨, 네온, 제논, 및 크립톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다. 이들 중에서, 바람직하게는 질소는, 질소가 용이한 이용가능성 및 경제적 효율에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 사용될 수 있다.
반응 시스템에서 불활성 기체의 유동은 유리하게는 바람직하게는 0.15 내지 0.45 mL/min, 더 바람직하게는 0.20 내지 0.40 mL/min 일 수 있다. 불활성 기체의 유동이 0.10 mL/min 미만인 경우, 반응성이 저하되는 경향이 있다. 유동이 0.50 mL/min 초과인 경우, 부산물의 생성이 향상되는 경향이 있다. 반응은 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르 및 지방족 알코올의 전체량에 상응하는 불활성 기체의 유동을 조정함으로써 더 효율적으로 수행될 수 있다.
불활성 기체는 원재료인 지방족 알코올 및 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르를 수용하는 반응 컨테이너의 반응 액체 위의 공간으로 취입될 수 있거나, 또는 불활성 기체가 반응 액체 내로 직접 취입될 수 있다.
반응은 반응 원재료인 지방족 알코올 및 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르의 전체량 (g) 에 대해 반응 시스템 내로 취입되는 불활성 기체의 유속을 설정함으로써, 스몰 스케일의 반응 컨테이너를 사용해 또는 심지어는 산업적 증가 스케일의 반응 기기를 사용해 적절한 유속의 불활성 기체의 존재 하에 수행될 수 있다.
반응 컨테이너의 부피 또는 반응 시스템의 스케일이 가변적일지라도, 반응성은 저하되지 않고, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르가 고수율로 수득될 수 있다.
금속 촉매의 존재 하에 식 (2) 로 나타내는 지방족 알코올과 식 (1) 로 나타내는 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르와의 반응 단계에서, 식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 포함하는 수득한 미정제 조성물의 순도는 정제 단계 또는 정제 방법을 사용해 증가될 수 있다. 정제 단계 또는 정제 방법은 산 수용액을 미정제 조성물에 첨가하고 유기상 및 수상을 분리하고 유기상을 추출하는 단계를 포함한다.
식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 포함하는 미정제 조성물은, 반응 원재료, 촉매 및 반응 부산물과 같은 불순물을 표적 물질인 식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르 외에도 함유하는 조성물을 의미한다. 불순물의 함량은 또한 반응 공정에 따라 상이하다. 불순물의 함량은 통상적으로 미정제 조성물 중에서 1 내지 20 중량%, 바람직하게는 3 내지 10 중량% 이다.
식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 함유하는 미정제 조성물은, 식 (1) 로 나타내는 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르를 식 (2) 로 나타내는 지방족 알코올과 금속 촉매의 존재 하에 반응시키는 단계에서 수득되는 미정제 조성물일 수 있거나, 또는 시판되고 식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 함유하는 미정제 조성물일 수 있다.
표적 물질인 식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 예는 헥사데실 4-히드록시-벤조에이트, 헵타데실 4-히드록시-벤조에이트, 옥타데실 4-히드록시-벤조에이트, 노나데실 4-히드록시-벤조에이트, 이코실 4-히드록시-벤조에이트, 헤니코실 4-히드록시-벤조에이트, 도코실 4-히드록시-벤조에이트, 트리코실 4-히드록시-벤조에이트, 및 테트라코실 4-히드록시-벤조에이트로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다. 이들 중에서, 바람직하게는 헥사데실 4-히드록시-벤조에이트가 사용된다.
미정제 조성물에 함유되는 불순물의 예는 원재료, 예컨대 4-히드록시-벤조산 및 촉매 등의 잔류물을 포함한다. 불순물은 또한 장쇄 알코올의 이량체화 에스테르, 양성자산 촉매와 장쇄 알코올과의 반응에 의해 생성된 술페이트 에스테르 등과 같은 반응 부산물을 포함한다.
유기상 및 수상의 분리의 확립을 위해 산 수용액을 미정제 조성물에 첨가한 후의 유기상의 추출 단계 (이하에서, "추출 단계" 로도 칭함) 에서, 예를 들어 산 수용액을 미정제 조성물에 첨가한 후에 혼합물을 가열하면서 교반하여 유기 물질을 미정제 조성물 중에 용융시키고, 교반을 지속함으로써 촉매를 불활성화시킨다. 유기상 및 수상의 분리의 확립을 위해 반응 시스템을 이후에 본래 그대로 놔두고, 유기상을 수합한다.
바람직하게는, 추출 단계에서 산 수용액에서 사용되는 용매는 물 및 저급 알코올의 혼합물이다. 저급 알코올의 예는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 및 2-프로판올로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다. 이들 중에서, 바람직하게는 메탄올은, 메탄올이 수율 및 경제적 효율에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 사용된다.
물 및 저급 알코올의 중량비 (물/저급 알코올) 는 사용되는 알코올의 유형에 따라 가변적일 수 있다. 따라서, 물 및 저급 알코올의 중량비는 특별히 제한되지 않는다. 물 및 저급 알코올의 중량비는 유리하게는 5/5 내지 2/8, 바람직하게는 4/6 내지 2/8 이다.
물 및 저급 알코올의 중량비가 5/5 초과인 경우, 미정제 조성물 및 산 수용액이 에멀션화되는 경향이 있고, 촉매가 충분히 제거될 수 없는 경향이 있다. 물 및 저급 알코올의 중량비가 2/8 미만인 경우, 전체 반응 시스템은 균일 용액이 되고 따라서 촉매가 또한 충분히 제거될 수 없는 경향이 있다.
산 수용액에 사용되는 산은 촉매를 불활성화시키는 산이고, 산의 예는, 예를 들어 염산, 황산, 질산, 인산, 아세트산, 카르복실산, 및 술폰산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다. 이들 중에서, 바람직하게는 인산은, 수득한 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 색조가 개선된다는 점을 기준으로 사용된다.
산 수용액에 사용되는 산의 양에 관하여, 산의 양은 유리하게는 용매의 양에 대해 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 8 중량%, 더 바람직하게는 1 내지 5 중량% 이다.
산의 양이 용매의 양에 대해 0.1 중량% 미만인 경우, 촉매가 충분히 제거될 수 없는 경향이 있다. 산의 양이 그에 대해 10 중량% 초과인 경우, 산이 불순물로서 잔존하는 경향이 있다.
산 수용액의 양은 유리하게는 미정제 조성물의 중량에 대해 1-배량 이상 (중량 기준), 바람직하게는 2-배량 이상 (중량 기준), 더 바람직하게는 4-배량 이상 (중량 기준) 일 수 있다. 산 수용액의 양이 그에 대해 1-배량 미만 (중량 기준) 인 경우, 유기상 및 수상의 액체 분리 특성이 저하되는 경향이 있고, 촉매가 충분히 제거될 수 없는 경향이 있다.
추출 단계에서, 반응 시스템을 50℃ 이상, 바람직하게는 60℃ 이상의 온도로 가열하여 유기 물질을 반응 시스템에서 용융시킨다. 교반을 상기 온도에서 지속하여 촉매를 불활성화시킨다. 다음으로, 반응 시스템을 유기상 및 수상이 서로로부터 분리될 때까지 본래 그대로 둔다. 그 후, 분리된 유기상을 수합한다.
바람직하게는, 추출 단계에서 수합한 유기상을 결정화 단계에서 결정화시킨다. 결정화 단계에서, 유기 용매를 유기상에 첨가한다. 혼합물을 가열하여 용융시킨다. 이후에, 혼합물을 냉각함으로써 표적 물질을 결정화시킬 수 있다. 고체-액체 분리를 여과 등을 사용해 침전 결정에 대해서 수행한다. 결정을 세정하고, 건조시킨다. 그 후에, 이로써 고순도의 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 수득할 수 있다.
결정화 단계에 사용되는 유기 용매의 예는 알코올, 예컨대 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 및 에틸렌글리콜, 케톤, 예컨대 아세톤, 메틸에틸케톤, 및 메틸이소부틸케톤, 에스테르, 예컨대 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 및 부틸 아세테이트, 아미드-기재 화합물, 예컨대 N,N'-디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈, 및 피리딘, 탄화수소-시리즈 화합물, 예컨대 펜탄, 헥산, 헵탄, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 및 시클로헥산, 유기 할로겐, 예컨대 클로로포름 및 디클로로메탄, 및 에테르, 예컨대 디이소프로필 에테르, 테트라히드로푸란, 및 1,4-디옥산을 포함한다. 이들 중에서, 바람직하게는, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 헥산, 헵탄, 톨루엔, 및 자일렌은, 이들 용매가 용이한 이용가능성 및 산업적 생산성, 예컨대 건조 효율에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 사용되고, 특히 바람직하게는 메탄올은, 메탄올이 수율에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 사용된다.
결정화 단계에서 사용되는 유기 용매의 양은 사용되는 용매의 유형에 따라 가변적이고, 따라서 특별히 제한되지 않는다. 그 양은 유리하게는 미정제 조성물의 중량에 대해 1-배량 내지 20-배량 (중량 기준), 바람직하게는 1.5-배량 내지 10-배량 (중량 기준), 더 바람직하게는 2.5-배량 내지 5-배량 (중량 기준) 이다.
유기 용매의 양이 그에 대해 1-배량 미만 (중량 기준) 인 경우, 불량한 교반이 결정화시 발생하는 경향이 있다. 그 양이 그에 대해 20-배량 초과 (중량 기준) 인 경우, 수율이 감소되는 경향이 있고, 경제적 단점이 발생한다.
결정화 단계에서, 유기 용매의 첨가 후에, 반응 시스템을 가열하여 유기 물질을 유기상 중에 완전 용해시킨다. 그 후에, 교반을 이어서 지속하면서 서서히 냉각시켜 반응 시스템을 결정화시킨다.
과포화 현상이 결정화시 발생하는 경우, 결정화는 시드 결정을 적절히 첨가함으로써 촉진될 수 있다.
고체-액체 분리를, 표적 물질인 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 수합을 위해 여과와 같은 통상의 공정을 사용해 결정화 단계에서 침전된 결정에 대해서 수행한다. 바람직하게는, 고체-액체 분리시에, 결정을 세정하는데, 유기 용매를 그에 적절히 붓는다. 결정화 단계에서 사용되는 유기 용매와 동일한 유기 용매를 고체-액체 분리에서 사용한다.
고체-액체 분리에 의해 수합된 결정을 감압 하에 및 50℃ 이하의 온도에서 결정으로서 그 자체로 건조시키거나, 또는 결정을 50℃ 이상으로 가열하여 결정을 용융시킨다. 그 후에, 용매를 이어서 제거한다. 이로써, 고순도의 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 획득할 수 있다.
하기와 같은 정제 방법 A 내지 C 를 정제 방법 또는 정제 단계에서 수행할 수 있다. 정제 방법 또는 정제 단계를 식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 함유하는 미정제 조성물에 함유된 불순물의 양, 정제 후에 요구되는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 품질 등에 따라 적절히 선택된다. 정제 방법은 각각 단독으로 사용될 수 있거나, 또는 조합되어 사용될 수 있다.
[정제 방법 A]
정제 방법 A 에서, 용융 단계에서, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물을 우선 용융시킨다. 용융 단계에서, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물을 그 용융점 이상 온도로 가열한다. 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물 (이하에서, "용융된 미정제 조성물" 로도 칭함) 용융 온도는 용융 상태가 유지되는한 특별히 제한되지 않고, 바람직하게는 그 온도는 90 내지 110℃ 이다.
결정 침전 단계를 용융된 미정제 조성물에 적용한다. 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 함유하는 미정제 조성물을 지방족 알코올과 4-히드록시-벤조산과의 반응으로부터 그 용융 상태로 수득한다. 따라서, 반응 완료 후에, 용융 상태가 유지되는 온도 범위 내로 온도가 유지된 미정제 조성물을 결정 침전 단계에서 용융된 미정제 조성물로서 그 자체로 사용할 수 있다.
결정 침전 단계에서, 용융된 미정제 조성물을 온도가 45℃ 미만의 온도, 바람직하게는 5 내지 42℃ 에서 교반하에 유지되는 유기 용액에 첨가하여 결정을 침전시킨다.
바람직하게는, 결정 침전 단계에서 사용되는 유기 용액은 물 및 수성 유기 용매의 혼합물이다. 수성 유기 용매의 구체예는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 에틸렌글리콜, 글리세린, 아세톤, 메틸에틸케톤, N,N'-디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈, 피리딘, 테트라히드로푸란, 1,4-디옥산, 아세트산, 아세토니트릴, 및 디메틸술폭시드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다. 이들 중에서, 바람직하게는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 및 2-프로판올은, 이들 물질이 용이한 이용가능성 및 산업적 생산성, 예컨대 건조 효율에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 사용되고, 더 바람직하게는 메탄올은, 메탄올이 수율에 있어서 특히 탁월하다는 점을 기준으로 사용된다.
유기 용액의 양은 유리하게는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물의 양에 대해 1-배량 이상 (중량 기준), 바람직하게는 3-배량 이상 (중량 기준) 일 수 있다. 유기 용액의 양이 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물의 양에 대해 1-배량 (중량 기준) 미만인 경우, 불량한 교반이 다음 단계인 현탁물 세정 단계에서 발생할 수 있고, 정제 효율이 저하되는 경향이 있다.
결정 침전 단계에서, 유기 용액을 사전에 컨테이너 내에 충전하고, 교반한다. 용융 단계에서 용융시킨 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물을 유기 용액에 첨가한다. 용융된 미정제 조성물의 첨가 방법은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 단계적 첨가 또는 점적에 의한 첨가가 온도의 임의의 급격한 증가를 피하기 위해 사용될 수 있다. 미정제 조성물은, 유리하게는 촉매 및 미반응된 카르복실산의 결정 각각의 내부로의 임의의 인테이크(intake) 를 막기 위해 각각이 소형 입자 직경을 갖는 결정으로서 그 자체로 설정될 수 있다. 바람직하게는, 점적을 5 내지 30 g/min 의 속도로 수행할 수 있다.
유기 용액 및 용융된 미정제 조성물의 혼합 용액의 pH 는 4 내지 9, 바람직하게는 5 내지 8, 더 바람직하게는 6 내지 7 인 것으로 조정된다. 혼합 용액의 pH 가 4 미만인 경우, 불량한 교반이 발생하는 경향이 있고, 침전된 결정이 응집되는 경향이 있기 때문에 촉매 및 미반응된 카르복실산이 결정 내에 들어가는 경향이 있다. 그 pH 가 9 초과인 경우, 교반 적재량이 결정의 소형화로 인해 증가되는 경향이 있다. 그 결과, 불량한 교반이 발생하는 경향이 있다. 추가로, 정제 효율이 저하되는 경향이 있다.
유기 용액을 사전에 실온 이하로 냉각한다. 고온에서 용융된 미정제 조성물을 유기 용액에 첨가한 후 현탁물 세정 단계를 수행하는 경우, 혼합 용액의 온도를 45℃ 미만의 온도, 바람직하게는 5 내지 42℃ 로 유지한다. 혼합 용액의 온도가 45℃ 이상인 경우, 결정이 용해되기 때문에 결정을 제거하기 곤란하다.
용융된 미정제 조성물을 혼합 용액에 첨가하는 경우에, 혼합 용액의 온도가 대략 45℃ 의 온도로 증가될 때, 용융된 미정제 조성물의 첨가를 일시적으로 중단하거나, 또는 혼합 용액을 냉각함으로써 온도를 45℃ 미만의 온도로 유지한다.
현탁물 세정 단계를 결정 침전 단계에서 수득한 결정에 적용한다. 현탁물 세정 단계에서, 교반을 유지하는데, 결정이 침전된 현탁 상태의 혼합 용액의 온도를 45℃ 미만의 온도로 유지할 수 있다. 현탁물 세정은 불순물, 예컨대 촉매, 미반응된 카르복실산 등의 제거 및 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르가 고순도를 갖도록 하는 정제를 가능하게 한다. 현탁물 세정을 유리하게는 1 시간 이상 동안, 바람직하게는 5 시간 이상 동안 수행한다.
현탁물 세정 단계 완료 후에, 결정을 여과와 같은 혼합 용액의 고체-액체 분리로 꺼낼 수 있다. 고체-액체 분리에서, 바람직하게는 세정을 수행할 수 있는데, 물 또는 유기 용매를 첨가한다. 바람직하게는, 세정에 사용되는 유기 용매의 예는, 이들 물질이 용이한 이용가능성, 수율, 및 산업적 생산성, 예컨대 건조 효율에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 및 2-프로판올로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다. 결정을 세정하기 위한 물 및 유기 용매는 유리하게는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물의 양에 대해 0.5-배량 내지 2-배량 (중량 기준) 까지 사용될 수 있다.
고체-액체 분리를 사용해 분리시킨 결정을 필요하다면 추가로 세정할 수 있고, 감압 하에 50℃ 미만의 온도로 결정으로서 그 자체로 건조시킬 수 있거나, 또는 50℃ 이상 온도로 가열하여 결정을 용융시킬 수 있다. 이어서, 용매를 증류해낼 수 있다. 그 결과, 고순도의 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 최종적으로 획득할 수 있다.
[정제 방법 B]
우선, 용해 단계에서, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물을 비극성 용매 및 알코올의 혼합 용매 중에 용해시킬 수 있다.
정제 방법 B 에 사용되는 비극성 용매의 예는 벤젠, 톨루엔, o-자일렌, m-자일렌, p-자일렌, 에틸벤젠, o-디에틸벤젠, m-디에틸벤젠, p-디에틸벤젠, 프로필벤젠, 쿠멘, o-시멘, m-시멘, p-시멘, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로헵탄, 및 시클로옥탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
이들 중에서, 바람직하게는 톨루엔, o-자일렌, m-자일렌, p-자일렌, 헥산, 헵탄, 옥탄, 및 시클로헥산은, 이들 물질이 안전성 및 경제적 효율에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 사용될 수 있다. 더 바람직하게는, 톨루엔, 헵탄 및 헥산은, 이들 물질이 용이한 이용가능성 및 재결정화 후의 제거가능성에 있어서 특히 탁월하다는 점을 기준으로 사용될 수 있다.
정제 방법 B 에 사용되는 알코올의 예는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, t-부틸알코올, 2-메틸-1-프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 및 테트라메틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
이들 중에서, 바람직하게는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 및 1-부탄올은, 이들 물질이 안전성 및 경제적 효율에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 사용될 수 있다. 더 바람직하게는, 메탄올 및 2-프로판올은, 이들 물질이 용이한 이용가능성 및 재결정화 후의 제거가능성에 있어서 특히 탁월하다는 점을 기준으로 사용될 수 있다.
비극성 용매 및 알코올의 비는 사용되는 용매의 유형에 따라 상이할 수 있다. 따라서, 비극성 용매 및 알코올의 비는 특별히 제한되지 않는다. 혼합 용액에 대한 알코올의 비는 10 내지 90 중량%, 바람직하게는 20 내지 80 중량%, 더 바람직하게는 30 내지 70 중량% 일 수 있다.
정제 방법 B 에서, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물 및 혼합 용액의 비는 유리하게는 혼합 용액의 경우 미정제 조성물에 대해 1.2-배량 내지 3-배량 (중량 기준), 바람직하게는 1.5-배량 내지 2-배량 (중량 기준) 인 것으로 설정될 수 있다. 혼합 용액의 비가 그에 대해 1.2-배량 (중량 기준) 미만인 경우, 불순물, 예컨대 원재료, 촉매, 및 부산물이 결정에 포획되는 경향이 있고, 매우 순수한 결정의 획득이 곤란한 경향이 있다. 혼합 용액의 비가 그에 대해 3-배량 (중량 기준) 초과인 경우, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 수율이 상당히 감소되는 경향이 있다.
용해 단계에서, 비극성 용매 및 알코올의 혼합 용매의 온도는 사용되는 비극성 용매의 유형 및 알코올의 유형 및 그 혼합비에 따라 상이할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 온도는 바람직하게는 30℃ 내지 65℃, 더 바람직하게는 40℃ 내지 60℃, 더더욱 바람직하게는 45℃ 내지 55℃ 이다.
결정 침전 단계를 미정제 조성물을 갖는 용액 (미정제 조성물을 용액 중에 용해시킴) 에 적용한다.
결정 침전 단계에서, 침전을 바람직하게는 5 내지 30℃, 더 바람직하게는 5 내지 25℃, 더 바람직하게는 10 내지 20℃ 의 온도에서 수행하는데, 용액을 계속 교반한다.
결정 침전의 온도가 5℃ 미만인 경우, 불순물, 예컨대 원재료, 촉매 및 부산물이 결정에 포획될 수 있고, 매우 순수한 결정의 획득이 곤란해진다. 결정 침전의 온도가 30℃ 초과인 경우, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 수율은 감소될 수 있다.
고체-액체 분리를 표적 물질인 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 수합을 위해 여과와 같은 통상의 공정을 사용해 결정 침전 단계에서 침전시킨 결정에 대해서 수행할 수 있다. 바람직하게는, 고체-액체 분리 후에, 결정을 세정할 수 있는데, 유기 용매를 그에 적절히 붓는다. 바람직하게는, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 및 2-프로판올로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상은 고체-액체 분리에 사용되는 유기 용매로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 유기 용매는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물에 대해 0.5-배량 내지 2-배량 (중량 기준) 까지 사용될 수 있다.
고체-액체 분리를 사용해 수합한 결정을 감압 하에 및 50℃ 미만의 온도에서 결정으로서 그 자체로 건조시킬 수 있거나, 또는 결정을 50℃ 이상으로 가열하여 결정을 용융시킬 수 있다. 그 후에, 용매를 증류해낼 수 있다. 그 결과, 고순도의 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 수득할 수 있다.
[정제 방법 C]
정제 방법 C 에서, 우선 용해 단계에서, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물을 유기 용액 중에 용해시킬 수 있다.
바람직하게는, 용해 단계에 사용되는 유기 용매는 물 및 수성 유기 용매의 혼합물일 수 있다. 수성 유기 용매의 구체예는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 에틸렌글리콜, 글리세린, 아세톤, 메틸에틸케톤, N,N'-디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈, 피리딘, 테트라히드로푸란, 1,4-디옥산, 아세트산, 아세토니트릴, 및 디메틸술폭시드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다. 이들 중에서, 바람직하게는, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 및 2-프로판올은, 이들 물질이 용이한 이용가능성 및 산업적 생산성, 예컨대 건조 효율에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 사용될 수 있다. 더 바람직하게는, 메탄올은, 메탄올이 수율에 있어서 탁월하다는 점을 기준으로 사용될 수 있다.
물 및 수성 유기 용매의 중량비 (물/수성 유기 용매) 는 사용되는 수성 유기 용매의 유형에 따라 가변적일 수 있고, 유리하게는 30/70 내지 1/99, 바람직하게는 20/80 내지 2/98, 더 바람직하게는 15/85 내지 3/97 일 수 있다. 물 및 수성 유기 용매의 비가 30/70 초과인 경우, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르가 용해되기 곤란한 경향이 있다. 비가 1/99 미만인 경우, 수율이 감소되는 경향이 있다.
유기 용액의 양은, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물이 양적으로 용해될 수 있는한 특별히 제한되지 않는다. 그 양은 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물의 양에 대해 4-배량 내지 7-배량 (중량 기준) 인 것으로 설정될 수 있다. 유기 용액의 양이 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물의 양에 대해 4-배량 (중량 기준) 미만인 경우, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르가 용해되기 곤란한 경향이 있다. 그 양이 그에 대해 7-배량 (중량 기준) 초과인 경우, 긴 시간이 다음 농축 단계에서 필수적인 경향이 있다.
유기 용액 중에 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물을 용해시키기 위한 온도는 사용되는 유기 용액의 유형에 따라 상이할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는, 온도는 50 내지 65℃ 일 수 있다. 용해 온도가 50℃ 미만인 경우, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물이 유기 용액 중에 용해되기 곤란한 경향이 있다. 온도가 65℃ 초과인 경우, 미정제 조성물을 유기 용액 중에 용해시키기 전에 유기 용액이 증발되어 유기 용액의 양을 감소시키기 때문에 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물이 또한 용해되기 곤란한 경향이 있다.
농축 단계를 유기 용액 중에 용해시킨 미정제 조성물을 함유하는 용액에 적용한다. 농축 단계를, 미정제 조성물을 함유하는 용액을 가열하고/하거나 용액을 감압 하에 두어 유기 용액을 증발시킴으로써 수행할 수 있다. 가열 및 압력 감소를 각각 단독으로 수행할 수 있거나, 또는 동시에 수행할 수 있다. 바람직하게는, 농축을 가열로 수행한다.
가열 온도는 사용되는 유기 용액의 유형, 양 또는 농도에 따라 상이할 수 있고, 따라서 특별히 제한되지 않는다. 온도는 바람직하게는 50℃ 내지 100℃, 더 바람직하게는 66℃ 내지 95℃, 더더욱 바람직하게는 70℃ 내지 90℃ 이다.
농축을 압력 감소로 수행하는 경우, 압력 감소 동안의 압력은 사용되는 유기 용액의 유형, 양 또는 농도에 따라 상이할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 농축을 통상적으로 30 내지 50 torr 의 압력에서 수행할 수 있다.
가열 및/또는 압력 감소의 시간은 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는, 가열 및/또는 압력 감소를, 표적 물질인 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 수율이 개선된다는 점을 기준으로 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 결정이 침전되기 시작할 때까지 수행할 수 있다.
결정화 단계를 농축 단계에서 농축 용액 중에서 침전되기 시작하는 결정을 갖는 농축 용액에 적용할 수 있다.
결정화 단계를 농축 용액의 냉각으로 수행할 수 있다. 냉각 조건은 사용되는 유기 용액의 유형, 양 또는 농도에 따라 상이할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 냉각을 2 내지 4 시간에 걸쳐, 5 내지 30℃, 바람직하게는 5 내지 25℃, 더 바람직하게는 10 내지 20℃ 에서 수행할 수 있다. 냉각 온도가 5℃ 미만인 경우, 불순물이 또한 결정화되는 경향이 있고, 획득한 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 순도가 저하되는 경향이 있다. 냉각 온도가 30℃ 초과인 경우, 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 수율이 감소되는 경향이 있다.
냉각에 의해 침전된 결정을 여과 등을 사용해 고체-액체 분리로 꺼낼 수 있다. 바람직하게는, 고체-액체 분리에서, 결정을 세정할 수 있는데, 유기 용매를 그에 적절히 붓는다. 바람직하게는, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 및 2-프로판올로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상은 고체-액체 분리에 사용되는 유기 용매로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 유기 용매는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 미정제 조성물에 대해 0.5-배량 내지 2-배량 (중량 기준) 까지 사용될 수 있다.
고체-액체 분리를 사용해 수합한 결정을 감압 하에 및 50℃ 미만의 온도에서 결정으로서 그 자체로 건조시킬 수 있거나, 또는 결정을 50℃ 이상 온도로 가열하여 결정을 용융시킬 수 있다. 그 후에, 용매를 이어서 증류해낸다. 그 결과, 고순도의 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 수득할 수 있다.
본 발명은 실시예를 참조하여 상세하게 기재될 것이지만, 본 발명이 그에 제한되지 않는다.
[실시예]
[전환율 및 잔류율]
지방족 알코올의 충전량에 대한 각 성분의 생성량의 mol 비를 전환율로서 사용하였다. 각 출발 물질의 충전량에 대한 잔류량의 mol 비를 잔류율로서 사용하였다.
각 성분의 생성량 및 각 출발 물질의 잔류량을 하기와 같은 조건 하에서 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC) 및 기체 크로마토그래피 (GC) 를 사용해 정량 분석으로 획득하였다.
[고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)]
기기: Waters Alliance 2487/2996
컬럼 모델: L-Column
액체량: 1.0 mL/min
용매 비: H2O (pH 2.3)/CH3OH=58/42 (30 분)→5 분→10/90 (55 분), 구배 분석
파장: 229 nm/254 nm
컬럼 온도: 40℃
[기체 크로마토그래피 (GC)]
기기: 제조사 Shimadzu Corporation, GC-2014/GC-14A
컬럼 모델: G-100
주입량: 1.0 μL
오븐 온도: 310℃
캐리어 가스: 헬륨
검출기: FID
실시예 1
179 g 의 헥사데칸올 (CeOH) 을 교반기, 온도 센서, 및 Dean-and-Stark 기기를 포함하는 1-L 4-구 플라스크에 첨가하고, 그 온도를 질소의 기체 유동 하에 70℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 용융시켰다. 125 g 의 메틸 4-히드록시-벤조에이트 (MOB) 및 촉매로서 3.76 g 의 티타늄 테트라이소프로폭시 (TIPT) 를 그에 첨가하고, 내용물의 온도를 1 시간에 걸쳐 160℃ 까지 증가시켜 동일한 온도에서 6 시간 동안 그 내용물을 반응시켰다.
정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 반응 액체에 대해서 수행하였다. 그 결과, 충전된 CeOH 로부터의 전환율은 헥사데실 4-히드록시-벤조에이트 (CEPB) 의 경우 96.2 mol% (91.5 중량%) 였고, MOB 의 경우 8.2 mol% (3.5 중량%) 및 CeOH 의 경우 2.6 mol% (1.6 중량%) 가 남아있었다. 술페이트 에스테르인 헥사데실-p-톨루엔-술포네이트 (PTS-Ce) 및 에테르인 디세틸 에테르 (Ce2O) 에 대해서는 그 생성이 측정되지 않았다.
비교예 1
258 g 의 CeOH 를 교반기, 온도 센서, 및 Dean-and-Stark 기기를 포함하는 1-L 4-구 플라스크에 첨가하고, 그 온도를 질소의 기체 유동 하에 70℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 용융시켰다. 150 g 의 4-히드록시-벤조산 (POB), 5.0 g 의 p-톨루엔-술폰산 1 수화물, 및 2.4 g 의 차아인산을 그에 첨가하고, 내용물의 온도를 1 시간에 걸쳐 130℃ 까지 증가시켜 동일한 온도에서 8 시간 동안 그 내용물을 반응시켰다. 정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 반응 액체에 대해 수행하고, 그 결과 충전된 CeOH 로부터의 전환율은 CEPB 의 경우 92.9 mol% (86.1 중량%) 였고, POB 의 경우 8.7 mol% (2.8 중량%) 및 CeOH 의 경우 3.4 mol% (1.4 중량%) 가 남아있었다. 에테르인 Ce2O 의 전환율은 2.5 mol% (1.8 중량%) 였고, 술페이트 에스테르인 PTS-Ce 의 전환율은 0.81 mol% (1.0 중량%) 였다. 부산물의 생성이 측정되었다.
실시예 2
263 g 의 테트라코사놀 (TcOH) 을 CeOH 대신에 원재료로서 첨가하는 것을 제외하고는, 실시예 1 과 유사하게 반응을 수행하였다. 충전된 TcOH 로부터의 전환율은 테트라코실 4-히드록시-벤조에이트 (TCPB) 의 경우 94.8 mol% (89.1 중량%) 였고, MOB 의 경우 9.5 mol% (3.9 중량%) 및 TcOH 의 경우 3.8 mol% (2.5 중량%) 가 남아있었다. 술페이트 에스테르인 테트라코실 p-톨루엔-술포네이트 (PTS-Tc) 및 에테르인 디테트라코실 에테르 (Tc2O) 에 대해서는 그 생성이 측정되지 않았다.
비교예 2
347 g 의 TcOH 를 CeOH 대신에 원재료로서 첨가하는 것을 제외하고는, 비교예 1 과 유사하게 반응을 수행하였다. 충전된 TcOH 로부터의 전환율은 TCPB 의 경우 92.3 mol% (88.6 중량%) 였고, POB 의 경우 9.0 mol% (3.2 중량%) 및 TcOH 의 경우 3.7 mol% (2.5 중량%) 가 남아있었다. 에테르인 Tc2O 의 전환율은 2.7 mol% (1.8 중량%) 였고, 술페이트 에스테르인 PTS-Tc 의 전환율은 0.90 mol% (1.0 중량%) 였고, 부산물의 생성이 측정되었다.
실시예 3
부틸-4-히드록시-벤조에이트 (NBE) 를 MOB 대신에 원재료로서 첨가하는 것을 제외하고는, 실시예 1 과 유사하게 반응을 수행하였다. 충전된 CeOH 로부터의 CEPB 전환율은 70.3 mol% 였고, NBE 의 경우 43.8 mol% 및 CeOH 의 경우 29.7 mol% 가 남아있었다. 술페이트 에스테르인 PTS-Ce 및 에테르인 Ce2O 에 대해서는 그 생성이 측정되지 않았다.
실시예 4 내지 6
CeOH 의 양을 표 1 에 나열된 당량 각각으로 설정하고, 반응 온도를 180℃ 로 설정하고, 반응 시간을 4 시간으로 설정하는 것을 제외하고는, 실시예 1 과 유사하게 반응을 수행하였다. 그 결과가 표 1 에 나타나 있다.
MOB: 메틸 4-히드록시-벤조에이트
CeOH: 헥사데칸올
CEPB: 헥사데실 4-히드록시-벤조에이트
Ce2O: 디세틸 에테르
PTS-Ce: 헥사데실 p-톨루엔-술포네이트
CeOH 당량: 원재료 MOB 에 대한 충전량의 CeOH 의 mol 비
잔류율: 충전량의 출발 물질에 대한 각 잔존 출발 물질의 mol%
전환율: 충전량의 CeOH 에 대한 각 생성 성분의 mol%
N.D.: 검출 한계량인 양 또는 그 미만의 양
실시예 7 내지 10
조건을 CeOH 당량, 촉매, 촉매량, 반응 온도, 및 반응 시간에 관한 표 2 에 나열된 것들로 설정하는 것을 제외하고는, 실시예 1 과 유사하게 반응을 수행하였다. 그 결과가 실시예 1 의 결과를 포함해 표 2 에 나타나 있다.
TIPT: 티타늄 테트라이소프로폭시드
PTS·H2O: P-톨루엔-술폰산 1 수화물
MBTO: 모노부틸-주석 옥시드
DBTO: 디부틸-주석 옥시드
Sb(OAc)3: 안티몬 아세테이트
Zr(OBu)4: 지르코늄 테트라부톡시드
실시예 11 내지 13
촉매량을 표 3 에 나열된 양 각각으로 설정하는 것을 제외하고는, 실시예 1 과 유사하게 반응을 수행하였다. 그 결과가 표 3 에 나타나 있다.
실시예 14 내지 16
반응 온도를 표 4 에 나열된 온도 각각으로 설정하는 것을 제외하고는, 실시예 1 과 유사하게 반응을 수행하였다. 그 결과가 표 4 에 나타나 있다.
실시예 17 내지 19
반응 시간을 표 5 에 나열된 시간 각각으로 설정하는 것을 제외하고는, 실시예 1 과 유사하게 반응을 수행하였다. 그 결과가 표 5 에 나타나 있다.
실시예 20
185 g 의 CeOH 를 교반기, 온도 센서, 및 Dean-and-Stark 기기를 포함하는 2-L 4-구 플라스크에 첨가하고, 그 온도를 질소의 기체 유동 하에 70℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 용융시켰다. 129 g 의 MOB 및 촉매로서 6.5 g 의 TIPT 를 상기에 첨가하고, 내용물의 온도를 1 시간에 걸쳐 150℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 동일한 온도에서 8 시간 동안 반응시켰다. 상기 동안, 반응 컨테이너 중의 질소의 유동을 50 ml/min (MOB 및 CeOH 의 전체량의 1 g 당 0.16 ml/min) 로 설정하였다.
정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 수득한 반응 액체에 대해서 수행하였다. 그 결과가 표 6 에 나타나 있다.
실시예 21
질소의 유동을 65 ml/min (MOB 및 CeOH 의 전체량의 1 g 당 0.20 ml/min) 로 설정하는 것을 제외하고는, 실시예 20 과 유사하게 반응 액체를 획득하였다. 정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 수득한 반응 액체에 대해서 수행하였다. 그 결과가 표 6 에 나타나 있다.
실시예 22
질소의 유동을 97 ml/min (MOB 및 CeOH 의 전체량의 1 g 당 0.30 ml/min) 로 설정하는 것을 제외하고는, 실시예 20 과 유사하게 반응 액체를 수득하였다. 정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 수득한 반응 액체에 대해서 수행하였다. 그 결과가 표 6 에 나타나 있다.
비교예 3
질소의 유동을 16 ml/min (MOB 및 CeOH 의 전체량의 1 g 당 0.05 ml/min) 로 설정하는 것을 제외하고는, 실시예 20 과 유사하게 반응 액체를 수득하였다. 정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 수득한 반응 액체에 대해서 수행하였다. 그 결과가 표 6 에 나타나 있다.
실시예 23
832 g 의 CeOH 를 교반기, 온도 센서, 및 Dean-and-Stark 기기를 포함하는 2-L 4-구 플라스크에 첨가하고, 그 온도를 70℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 용융시켰다. 580 g 의 MOB 및 촉매로서 29.2 g 의 TIPT 를 상기에 첨가하고, 내용물의 온도를 1 시간에 걸쳐 150℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 동일한 온도에서 8 시간 동안 반응시켰다. 상기 동안, 반응 컨테이너 중의 질소의 유동을 429 ml/min (MOB 및 CeOH 의 전체량의 1 g 당 0.30 ml/min) 로 설정하였다.
정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 수득한 반응 액체에 대해서 수행하였다. 그 결과가 표 6 에 나타나 있다.
실시예 24
5-L 4-구 플라스크를 반응 컨테이너로서 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 23 과 유사하게 반응 액체를 획득하였다. 정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 획득한 반응 액체에 대해서 수행하였다. 그 결과가 표 6 에 나타나 있다.
비교예 4
질소의 유동을 71 ml/min (MOB 및 CeOH 의 전체량의 1 g 당 0.65 ml/min) 로 설정하는 것을 제외하고는, 실시예 23 과 유사하게 반응 액체를 획득하였다. 정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 획득한 반응 액체에 대해서 수행하였다. 그 결과가 표 6 에 나타나 있다.
비교예 5
질소의 유동을 923 ml/min (MOB 및 CeOH 의 전체량의 1 g 당 0.65 ml/min) 로 설정하는 것을 제외하고는, 실시예 23 과 유사하게 반응 액체를 획득하였다. 정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 획득한 반응 액체에 대해서 수행하였다. 그 결과가 표 6 에 나타나 있다.
MOB: 메틸 4-히드록시-벤조에이트
CEPB: 헥사데실 4-히드록시-벤조에이트
Ce2O: 디세틸 에테르
잔류율: 충전량의 출발 물질에 대한 각 잔존 출발 물질의 mol%
전환율: 충전량의 CeOH 에 대한 각 생성 성분의 mol%
본 발명의 제조 방법에 따라, 고순도의 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 출발 물질인 장쇄 알코올의 이량체화에 의해 생성된 에테르, 양성자산 촉매와 장쇄 알코올과의 반응에 의해 생성된 술페이트 에스테르 등과 같은 어떠한 부산물의 생성 없이도 수득할 수 있는 것으로 상기와 같이 나타내어질 수 있다. 또한, 본 발명의 제조 방법에 따라, 심지어 스케일의 증가시에도 반응성이 저하되지 않는 것으로 나타내어질 수 있다.
[미정제 조성물 1]
179 g 의 CeOH 를 교반기, 온도 센서, 및 Dean-and-Stark 기기를 포함하는 1-L 4-구 플라스크에 첨가하고, 그 온도를 질소의 기체 유동 하에 70℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 용융시켰다. 125 g 의 MOB 및 촉매로서 3.76 g 의 TIPT 를 상기에 첨가하고, 내용물의 온도를 1 시간에 걸쳐 160℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 동일한 온도에서 6 시간 동안 반응시켰다. 그 결과, 미정제 조성물 1 을 수득하였다.
정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 미정제 조성물 1 에 대해서 수행하고, 그 결과 충전된 CeOH 로부터의 전환율은 CEPB 의 경우 96.2 mol% (91.5 중량%) 였고, MOB 의 경우 8.2 mol% (3.5 중량%) 및 CeOH 의 경우 2.6 mol% (1.6 중량%) 가 남아있었다. 술페이트 에스테르인 PTS-Ce 및 에테르인 Ce2O 에 대해서는 그 생성이 측정되지 않았다.
[미정제 조성물 2]
263 g 의 TcOH 를 교반기, 온도 센서, 및 Dean-and-Stark 기기를 포함하는 1-L 4-구 플라스크에 첨가하고, 그 온도를 질소의 기체 유동 하에 70℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 용융시켰다. 125 g 의 MOB 및 촉매로서 3.76 g 의 TIPT 를 그에 첨가하고, 내용물의 온도를 1 시간에 걸쳐 160℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 동일한 온도에서 6 시간 동안 반응시켰다.
정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 미정제 조성물 2 에 대해서 수행하고, 그 결과 충전된 TcOH 로부터의 전환율은 TCPB 의 경우 94.8 mol% (89.1 중량%) 였고, MOB 의 경우 9.5 mol% (3.9 중량%) 및 TcOH 의 경우 3.8 mol% (2.5 중량%) 가 남아있었다. 술페이트 에스테르인 PTS-Tc 및 에테르인 Tc2O 에 대해서는 그 생성이 측정되지 않았다.
실시예 25
372 g 의 물, 875 g 의 메탄올, 및 15 g 의 인산의 혼합 용액 85 중량% 를, 하부에 코크(cock) 를 포함하는 배출구를 갖고 교반기, 온도 센서, 및 냉각 파이프를 포함한 2-L 4-구 플라스크에 충전하였다. 273 g 의 미정제 조성물 1 을 110℃ 로 냉각한 후, 혼합 용액에 첨가하였다. 용액의 온도를 60℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 용융시킨 후, 동일한 온도에서 1 시간 동안 교반하였다. 교반을 중지하고, 용액을 동일한 온도에서 1 시간 동안 본래 그대로 두었다. 이로써, 유기상 및 수상을 서로로부터 분리하고, 하부상인 유기상을 하부의 배출구를 통해 수합하였다.
688 g 의 메탄올을 수합한 유기상에 첨가하고, 혼합물의 온도를 다시 60℃ 까지 증가시켜 혼합물을 용해시킨 후, 혼합물을 15℃ 로 냉각하여 결정을 침전시켰다. 결정 침전에 의해 수득한 고체 물질을 여과를 사용해 꺼내고, 230 g 의 메탄올을 사용해 세정한 후, 45℃ 및 10 mmHg 의 조건 하에 건조시켜 236 g 의 결정을 수득하였다.
정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 획득한 결정에 대해서 수행하고, 그 결과 순도는 99.4 중량% 였고, 결정은 0.2 중량% 의 CeOH 및 0.8 중량% 의 CE(PB)2 를 함유하였고, 티타늄의 함량은 1.2 ppm 이었다. 에테르인 Ce2O 및 술페이트 에스테르인 PTS-Ce 는 검출되지 않았다.
비교예 6
450 g 의 물, 1,050 g 의 메탄올, 및 4.5 g 의 수산화나트륨의 혼합 용액 48 중량% 를 하부에 코크를 포함하는 배출구를 갖고 교반기, 온도 센서, 및 냉각 파이프를 포함한 2-L 4-구 플라스크에 충전하였다. 386 g 의 미정제 조성물 1 을 110℃ 로 냉각한 후, 혼합 용액에 첨가하였다. 용액의 온도를 60℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 용융시킨 후, 동일한 온도에서 1 시간 동안 교반하였다. 교반을 중지하고, 용액을 동일한 온도에서 1 시간 동안 본래 그대로 두었다. 이로써, 유기상 및 수상을 서로로부터 분리하였다.
하부층인 유기상을 하부의 배출구를 통해 수합하였다. 825 g 의 메탄올을 수합한 유기상에 첨가하고, 그 온도를 다시 60℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 용융시켰다. 그 내용물을 15℃ 로 냉각하여 결정을 침전시켰다. 결정 침전에 의해 획득한 고체 물질을 여과를 사용해 꺼내고, 300 g 의 메탄올을 사용해 세정한 후, 45℃ 및 10 mmHg 의 조건 하에 건조시켜 352 g 의 결정을 획득하였다.
정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 획득한 결정에 대해서 수행하고, 그 결과 순도는 97.5 중량% 였고, 결정은 0.2 중량% 의 CeOH 및 1.6 중량% 의 CE(PB)2 를 함유하였고, 티타늄의 함량은 7,300 ppm 이었다. 에테르인 Ce2O 도 술페이트 에스테르인 PTS-Ce 도 검출되지 않았다.
실시예 26 및 27
추출에서 사용된 물 및 메탄올의 중량비를 표 7 에 나열된 것들 각각으로 설정하는 것을 제외하고는, 실시예 25 와 동일한 작업을 수행하였다. 액체 분리 특성을 체크하고, CEPB 를 액체 분리 공정이 성공적인 것들로 획득하였다. 그 결과가 표 7 에 나타나 있다.
CE(PB)2: 4-히드록시-벤조산 4-(헥사데실옥시카르보닐)-페닐 에스테르
Ce2O: 디세틸 에테르
POB: 4-히드록시-벤조산
Ti: 티타늄
실시예 28 내지 31
추출에 사용되는 산을 표 8 에 나열된 산 각각으로 변경하는 것을 제외하고는, 실시예 25 와 동일한 작업을 수행하였다. 그 결과가 표 8 에 나타나 있다.
실시예 32 내지 34
추출에 사용되는 인산의 양을 표 9 에 나열된 것들 각각으로 설정하는 것을 제외하고는, 실시예 28 과 동일한 작업을 수행하였다.
실시예 35
372 g 의 물, 875 g 의 메탄올, 및 15 g 의 인산의 혼합 용액 85 중량% 를, 하부에 코크를 포함하는 배출구를 갖고 교반기, 온도 센서, 및 냉각 파이프를 포함한 2-L 4-구 플라스크에 충전하였다. 395 g 의 미정제 조성물 2 를 110℃ 로 냉각한 후, 혼합 용액에 첨가하였다. 용액의 온도를 60℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 용융시킨 후, 동일한 온도에서 1 시간 동안 교반하였다. 교반을 중지하고, 용액을 동일한 온도에서 1 시간 동안 본래 그대로 두었다. 이로써, 유기상 및 수상을 서로로부터 분리하였다. 하부상인 유기상을 하부의 배출구를 통해 수합하였다.
688 g 의 메탄올을 수합한 유기상에 첨가하고, 그 온도를 다시 60℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 용융시켰다. 이후, 그 내용물을 15℃ 로 냉각하여 결정을 침전시켰다. 결정 침전에 의해 획득한 고체 물질을 여과를 사용해 꺼내고, 230 g 의 메탄올을 사용해 세정한 후, 45℃ 및 10 mmHg 의 조건 하에 건조시켜 349 g 의 결정을 수득하였다.
정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 수득한 결정에 대해서 수행하고, 그 결과 순도는 98.0 중량% 였고, 결정은 0.2 중량% 의 TcOH 및 1.5 중량% 의 Tc(PB)2 를 함유하였고, 티타늄의 함량은 1.8 ppm 이었다. 에테르인 Tc2O 도 술페이트 에스테르인 PTS-Tc 도 검출되지 않았다.
비교예 7
450 g 의 물, 1,050 g 의 메탄올, 및 4.5 g 의 수산화나트륨의 혼합 용액 48 중량% 를, 하부에 코크를 포함하는 배출구를 갖고 교반기, 온도 센서, 및 냉각 파이프를 포함한 2-L 4-구 하부-제거된 플라스크에 충전하였다. 474 g 의 미정제 조성물 2 를 110℃ 로 냉각한 후, 혼합 용액에 첨가하였다. 용액의 온도를 60℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 용융시킨 후, 동일한 온도에서 1 시간 동안 교반하였다. 교반을 중지하고, 용액을 동일한 온도에서 1 시간 동안 본래 그대로 두었다. 이로써, 유기상 및 수상을 서로로부터 분리하였다.
하부상인 유기상을 바닥의 배출구를 통해 수합하였다. 825 g 의 메탄올을 수합한 유기상에 첨가하고, 그 온도를 다시 60℃ 까지 증가시켜 그 내용물을 용해시켰다. 이후, 그 내용물을 15℃ 로 냉각하여 결정을 침전시켰다. 결정 침전에 의해 획득한 고체 물질을 여과를 사용해 꺼내고, 300 g 의 메탄올을 사용해 세정한 후, 45℃ 및 10 mmHg 의 조건 하에 건조시켜 403 g 의 결정을 수득하였다.
정량 분석을 HPLC 및 GC 를 사용해 획득한 결정에 대해서 수행하고, 그 결과 순도는 97.1 중량% 였고, 결정은 0.3 중량% 의 TcOH 및 1.6 중량% 의 Tc(PB)2 를 함유하였고, 티타늄의 함량은 7,800 ppm 이었다. 에테르인 Tc2O 도 술페이트 에스테르인 PTS-Tc 도 검출되지 않았다.
상기와 같이, 본 발명의 정제 방법에 따라, 고순도의 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를, 산 수용액을 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 함유하는 미정제 조성물에 첨가해 유기상 및 수상을 서로로부터 분리하고 유기상을 추출함으로써 수득할 수 있다.

Claims (27)

  1. 금속 촉매의 존재 하에 식 (1) 로 나타내는 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르를 식 (2) 로 나타내는 지방족 알코올과 반응시키는 단계를 포함하고, 상기 금속 촉매가 티타늄-기재 촉매, 안티몬-기재 촉매, 및 지르코늄-기재 촉매로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인, 식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르의 제조 방법:

    [식 중, "m" 은 1 내지 11 의 정수를 나타내고, "n" 은 15 내지 23 의 정수를 나타냄].
  2. 제 1 항에 있어서, 식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르가 헥사데실 4-히드록시-벤조에이트인 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 식 (1) 로 나타내는 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르가 메틸 4-히드록시-벤조에이트인 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 0.1 내지 3 mol 의 지방족 알코올을 1 mol 의 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르와 반응시키는 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부(들) 의 금속 촉매가 존재하는 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르 및 지방족 알코올을 120 내지 200℃ 의 온도에서 반응시키는 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르 및 지방족 알코올을 4-히드록시-벤조산 단쇄 에스테르 및 지방족 알코올의 전체량의 1 g 당 0.10 내지 0.50 mL/min 의 불활성 기체의 기체 유동 하에 반응시키는 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 불활성 기체가 질소, 이산화탄소, 아르곤, 헬륨, 네온, 제논, 및 크립톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 단계에서, 식 (3) 으로 나타내는 4-히드록시-벤조산 장쇄 에스테르를 함유하는 미정제 조성물이 수득되는 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 산 수용액을 미정제 조성물에 첨가하고, 미정제 조성물을 유기상 및 수상으로 분리하고, 유기상을 추출하는 단계를 추가로 포함하는 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 추출 단계에서, 산 수용액에 함유된 용매가 물 및 저급 알코올의 혼합물인 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 저급 알코올이 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 및 2-프로판올로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 물 및 저급 알코올의 중량비가 5/5 내지 2/8 인 제조 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 추출 단계에서, 산 수용액에 함유된 산이 염산, 황산, 질산, 인산, 카르복실산, 및 술폰산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 제조 방법.
  16. 제 11 항에 있어서, 산 수용액 중의 산의 함량이 0.1 내지 10 중량% 인 제조 방법.
  17. 제 11 항에 있어서, 유기 용매를 추출된 유기상에 첨가한 후 결정을 침전시키는 단계를 추가로 포함하는 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 유기 용매가 메탄올인 제조 방법.
  19. 삭제
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