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JP7665192B2 - Method for producing 2,5-dihydroxyterephthalic acid - Google Patents
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JP7665192B2 - Method for producing 2,5-dihydroxyterephthalic acid - Google Patents

Method for producing 2,5-dihydroxyterephthalic acid Download PDF

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Description

本発明は、2,5-ジヒドロキシテレフタル酸の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing 2,5-dihydroxyterephthalic acid.

2,5-ジヒドロキシテレフタル酸(以下、DHTAと称する場合もある)は、ヒドロキシ基を2個有する芳香族ジカルボン酸であり、例えばポリエステル、ポリアミド、アラミド等の合成樹脂のモノマー、蛍光剤や医薬品中間体などの原料として使用され、その需要は年々高まっている。 2,5-Dihydroxyterephthalic acid (hereinafter sometimes referred to as DHTA) is an aromatic dicarboxylic acid with two hydroxyl groups. It is used, for example, as a monomer for synthetic resins such as polyester, polyamide, and aramid, as well as a raw material for fluorescent agents and pharmaceutical intermediates, and demand for it is increasing year by year.

従来、フェノール性水酸基を有する化合物にカルボキシル基を導入する方法としては、コルベシュミット反応が知られている。コルベシュミット反応としては、例えば、アルカリ金属のフェノキシド(フェノールのアルカリ金属塩)に高温・高圧で二酸化炭素を接触させてオルト位をカルボキシル化させ、酸による中和後にサリチル酸を得る化学反応が挙げられる。 The Kolbe-Schmitt reaction has been known as a method for introducing a carboxyl group into a compound having a phenolic hydroxyl group. An example of the Kolbe-Schmitt reaction is a chemical reaction in which an alkali metal phenoxide (alkali metal salt of phenol) is brought into contact with carbon dioxide at high temperature and pressure to carboxylate the ortho position, and then salicylic acid is obtained after neutralization with an acid.

DHTAの製造に関しても、このコルベシュミット反応によって製造する方法が提案されており、例えば、アルカリ金属炭酸塩の存在下で二価フェノールを二酸化炭素と接触させ、アルカリ金属ギ酸塩の存在下でギ酸塩の融点より高い温度で反応させる方法(特許文献1)や、ハイドロキノンジアルカリ金属塩と二酸化炭素とを、フェノールまたはナフトールのアルカリ金属塩の存在下で反応させる方法(特許文献2)等、主に有機金属塩触媒を添加することによって、生成率が向上することが知られている。 Regarding the production of DHTA, methods of production using this Kolbe-Schmitt reaction have also been proposed. For example, a method of contacting a dihydric phenol with carbon dioxide in the presence of an alkali metal carbonate and reacting in the presence of an alkali metal formate at a temperature higher than the melting point of the formate (Patent Document 1) and a method of reacting a hydroquinone dialkali metal salt with carbon dioxide in the presence of an alkali metal salt of phenol or naphthol (Patent Document 2) are known to improve the production rate mainly by adding an organometallic salt catalyst.

しかしながら、コルベシュミット反応によって製造された粗DHTAには、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属が残留するため、より高純度なものが求められる用途においては、これらを除去する精製操作が必要であった。 However, the crude DHTA produced by the Kolbe-Schmitt reaction contains residual alkali metals such as sodium and potassium, so purification steps to remove these metals are necessary for applications requiring higher purity.

DHTAの精製方法としては、コルベシュミット反応によって製造された粗DHTAをアセチル化した後、再結晶し、加水分解することで再びDHTAを得る方法(特許文献3)が提案されている。しかし、回収率が半分以下であるなど、工業的に有利な方法とは言えないものであった。 As a method for purifying DHTA, a method has been proposed in which crude DHTA produced by the Kolbe-Schmitt reaction is acetylated, then recrystallized and hydrolyzed to obtain DHTA again (Patent Document 3). However, the recovery rate is less than half, so this method cannot be said to be industrially advantageous.

特表平11-515031号公報Special Publication No. 11-515031 特開2013-245214号公報JP 2013-245214 A 特開昭49-11841号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 49-11841

本発明の目的は、アルカリ金属の含有量の少ない高純度の2,5-ジヒドロキシテレフタル酸が得られる製造方法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a manufacturing method that can produce high-purity 2,5-dihydroxyterephthalic acid with a low alkali metal content.

本発明者らは、上記課題に鑑み、鋭意検討した結果、2,5-ジヒドロキシテレフタル酸の結晶を水性媒体の存在下、高温条件下で、懸濁状態で洗浄することによって、アルカリ金属の少ない高純度の2,5-ジヒドロキシテレフタル酸を調製し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 In view of the above problems, the inventors conducted intensive research and discovered that high-purity 2,5-dihydroxyterephthalic acid with low alkali metal content can be prepared by washing 2,5-dihydroxyterephthalic acid crystals in a suspended state in the presence of an aqueous medium under high-temperature conditions, thus completing the present invention.

すなわち本発明は、以下の好適な態様を包含する。
〔1〕水性媒体の存在下、粗2,5-ジヒドロキシテレフタル酸を90~200℃の温度下で、懸濁状態で洗浄する工程を含む、高純度2,5-ジヒドロキシテレフタル酸の製造方法であって、粗2,5-ジヒドロキシテレフタル酸に含まれるアルカリ金属の含有量は15ppm以上であり、高純度2,5-ジヒドロキシテレフタル酸に含まれるアルカリ金属の含有量は15ppm未満である、方法。
〔2〕粗2,5-ジヒドロキシテレフタル酸は、ハイドロキノンのアルカリ金属塩と二酸化炭素を反応させ、得られた2,5-ジヒドロキシテレフタル酸のアルカリ金属塩を酸析することによって得られたものである、〔1〕に記載の方法。
〔3〕水性媒体は、濃度90質量%までの水溶性有機溶媒の水溶液である、〔1〕または〔2〕に記載の方法。
〔4〕水溶性有機溶媒は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、エチレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール、アセトン、テトラヒドロフラン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミドおよびN-メチル-2-ピロリドンからなる群から選択される1種以上である、〔3〕に記載の方法。
〔5〕洗浄は、粗2,5-ジヒドロキシテレフタル酸100質量部に対して200~2000質量部の水性媒体の存在下で行う、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の方法。
〔6〕アルカリ金属はナトリウムおよび/またはカリウムである、〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の方法。
〔7〕アルカリ金属の含有量が15ppm未満である、高純度2,5-ジヒドロキシテレフタル酸。
〔8〕アルカリ金属がナトリウムおよび/またはカリウムである、〔7〕記載の高純度2,5-ジヒドロキシテレフタル酸。
That is, the present invention includes the following preferred embodiments.
[1] A method for producing high-purity 2,5-dihydroxyterephthalic acid, comprising a step of washing crude 2,5-dihydroxyterephthalic acid in a suspended state at a temperature of 90 to 200° C. in the presence of an aqueous medium, wherein the content of alkali metals contained in the crude 2,5-dihydroxyterephthalic acid is 15 ppm or more, and the content of alkali metals contained in the high-purity 2,5-dihydroxyterephthalic acid is less than 15 ppm.
[2] The method according to [1], wherein the crude 2,5-dihydroxyterephthalic acid is obtained by reacting an alkali metal salt of hydroquinone with carbon dioxide and precipitating the resulting alkali metal salt of 2,5-dihydroxyterephthalic acid with an acid.
[3] The method according to [1] or [2], wherein the aqueous medium is an aqueous solution of a water-soluble organic solvent having a concentration of up to 90% by mass.
[4] The method according to [3], wherein the water-soluble organic solvent is one or more selected from the group consisting of methanol, ethanol, isopropanol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, ethylene glycol, glycerin, polyethylene glycol, acetone, tetrahydrofuran, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphoramide, and N-methyl-2-pyrrolidone.
[5] The method according to any one of [1] to [4], wherein the washing is carried out in the presence of 200 to 2,000 parts by mass of an aqueous medium relative to 100 parts by mass of crude 2,5-dihydroxyterephthalic acid.
[6] The method according to any one of [1] to [5], wherein the alkali metal is sodium and/or potassium.
[7] High-purity 2,5-dihydroxyterephthalic acid having an alkali metal content of less than 15 ppm.
[8] The high-purity 2,5-dihydroxyterephthalic acid according to [7], wherein the alkali metal is sodium and/or potassium.

本発明によれば、アルカリ金属の含有量の少ない高純度の2,5-ジヒドロキシテレフタル酸を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain high-purity 2,5-dihydroxyterephthalic acid with a low alkali metal content.

本発明において、単に「アルカリ金属塩」という場合は、モノアルカリ金属塩および/またはジアルカリ金属塩を意味する。 In the present invention, the term "alkali metal salt" refers to a monoalkali metal salt and/or a dialkali metal salt.

本発明において使用される、粗DHTAを得る方法は特に限定されないが、例えば、反応媒体中で、ハイドロキノンのアルカリ金属塩と二酸化炭素とを反応させる、いわゆるコルベシュミット反応の後、得られた2,5-ジヒドロキシテレフタル酸のアルカリ金属塩を酸析することによって得ることができる。 The method for obtaining the crude DHTA used in the present invention is not particularly limited, but it can be obtained, for example, by reacting an alkali metal salt of hydroquinone with carbon dioxide in a reaction medium, the so-called Kolbe-Schmitt reaction, and then subjecting the resulting alkali metal salt of 2,5-dihydroxyterephthalic acid to acid precipitation.

本発明において、粗DHTAとは、アルカリ金属の含有量が15ppm以上のDHTAを意味し、高純度DHTAとは、アルカリ金属の含有量が15ppm未満のDHTAを意味する。 In the present invention, crude DHTA means DHTA having an alkali metal content of 15 ppm or more, and high-purity DHTA means DHTA having an alkali metal content of less than 15 ppm.

コルベシュミット反応において使用される反応装置としては、通常のコルベシュミット反応において使用される反応装置であればよく、例えば、撹拌機を備え、高圧反応に対応可能なオートクレーブが好適に使用できる。さらに、温度制御機能を有し、炭酸ガスや不活性ガスの導入管、温度計支持管、圧力計および排気管などを有するものがより好ましい。 The reactor used in the Kolbe-Schmitt reaction may be any reactor used in a typical Kolbe-Schmitt reaction, and for example, an autoclave equipped with a stirrer and capable of handling high-pressure reactions is suitable. Furthermore, it is more preferable to use one that has a temperature control function and is equipped with an inlet tube for carbon dioxide or an inert gas, a thermometer support tube, a pressure gauge, and an exhaust tube.

コルベシュミット反応において使用されるハイドロキノンのアルカリ金属塩としては、ハイドロキノンのリチウム塩、ハイドロキノンのナトリウム塩、ハイドロキノンのカリウム塩、ハイドロキノンのルビジウム塩、ハイドロキノンのセシウム塩が挙げられるが、入手可能性、コストおよび反応性の点から、ハイドロキノンのナトリウム塩およびハイドロキノンのカリウム塩が好ましく、さらに反応性により優れる点から、ハイドロキノンのカリウム塩がより好ましい。 Examples of the alkali metal salt of hydroquinone used in the Kolbe-Schmitt reaction include the lithium salt of hydroquinone, the sodium salt of hydroquinone, the potassium salt of hydroquinone, the rubidium salt of hydroquinone, and the cesium salt of hydroquinone. From the viewpoints of availability, cost, and reactivity, the sodium salt of hydroquinone and the potassium salt of hydroquinone are preferred, and from the viewpoint of superior reactivity, the potassium salt of hydroquinone is even more preferred.

ハイドロキノンのアルカリ金属塩は、ハイドロキノンを、アルカリ金属水酸化物や、アルカリ金属t-ブトキシド、アルカリ金属メトキシド、アルカリ金属エトキシド、アルカリ金属i-プロポキシドなどのアルカリ金属アルコキシドを用いて、アルカリ金属塩とすることにより得ることができる。特に、経済性を考慮するとハイドロキノンをアルカリ金属水酸化物を用いてアルカリ金属塩とするのが好ましい。 The alkali metal salt of hydroquinone can be obtained by converting hydroquinone into an alkali metal salt using an alkali metal hydroxide or an alkali metal alkoxide such as an alkali metal t-butoxide, an alkali metal methoxide, an alkali metal ethoxide, or an alkali metal i-propoxide. In particular, from the viewpoint of economy, it is preferable to convert hydroquinone into an alkali metal salt using an alkali metal hydroxide.

ハイドロキノンのアルカリ金属塩と二酸化炭素との反応に際し、有機アルカリ金属塩の存在下で反応を実施してもよい。 When reacting an alkali metal salt of hydroquinone with carbon dioxide, the reaction may be carried out in the presence of an organic alkali metal salt.

有機アルカリ金属塩としては、フェノール、ナフトール、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、イソ酪酸、パルミチン酸およびステアリン酸からなる群から選択される1種以上の有機化合物のアルカリ金属塩が好適に使用でき、特に、収率に優れることから、酢酸カリウムがより好適に使用できる。 As the organic alkali metal salt, an alkali metal salt of one or more organic compounds selected from the group consisting of phenol, naphthol, formic acid, acetic acid, propionic acid, isobutyric acid, palmitic acid, and stearic acid can be preferably used, and potassium acetate is particularly preferably used because of its excellent yield.

ハイドロキノンのアルカリ金属塩と二酸化炭素との反応に用いる反応媒体は、反応温度および反応圧力において液体であり、ハイドロキノンのアルカリ金属塩と二酸化炭素との反応に対して不活性なものである。好ましくは、反応媒体は大気圧での沸点が220℃以上のものである。 The reaction medium used in the reaction of the alkali metal salt of hydroquinone with carbon dioxide is liquid at the reaction temperature and pressure, and is inert to the reaction between the alkali metal salt of hydroquinone and carbon dioxide. Preferably, the reaction medium has a boiling point of 220°C or higher at atmospheric pressure.

反応媒体としては、脂肪族、脂環族もしくは芳香族の炭化水素またはこれらの残基を有するエーテル化合物が好適に使用され、例えば、軽油、灯油、ガソリン、潤滑油、白油、アルキルベンゼン、アルキルナフタリン、水素化トリフェニル、ジフェニルエーテル、アルキルフェニルエーテル、アルキルジフェニルエーテル、iso-オクチルアルコールなどの高沸点高級アルコールなど、およびこれらの混合物が挙げられる。 As the reaction medium, aliphatic, alicyclic or aromatic hydrocarbons or ether compounds having residues of these are preferably used, examples of which include light oil, kerosene, gasoline, lubricating oil, white oil, alkylbenzene, alkylnaphthalene, hydrogenated triphenyl, diphenyl ether, alkylphenyl ether, alkyldiphenyl ether, high-boiling higher alcohols such as iso-octyl alcohol, and mixtures of these.

反応媒体の使用量は、ハイドロキノンのアルカリ金属塩に対して0.5倍質量以上、好ましくは1~15倍質量、より好ましくは3~12倍質量であるのがよい。 The amount of reaction medium used is at least 0.5 times, preferably 1 to 15 times, and more preferably 3 to 12 times the weight of the alkali metal salt of hydroquinone.

ハイドロキノンのアルカリ金属塩と二酸化炭素との反応温度は、150~320℃、好ましくは200~300℃、より好ましくは230~290℃である。150℃より低温では、反応が進行せず、320℃より高温では、反応が頭打ちとなりエネルギーが損失するとともに、副反応が生じるおそれがある。 The reaction temperature between the alkali metal salt of hydroquinone and carbon dioxide is 150 to 320°C, preferably 200 to 300°C, and more preferably 230 to 290°C. At temperatures below 150°C, the reaction does not proceed, and at temperatures above 320°C, the reaction plateaus, resulting in energy loss and the risk of side reactions.

ハイドロキノンのアルカリ金属塩と二酸化炭素との反応時の圧力は、通常0~10MPaであり、好ましくは0~5MPa、より好ましくは0~1MPaの二酸化炭素圧力下で行う。反応時の圧力が10MPaを超えると高圧に耐える装置が必要となるなど、工業的に有利ではない。 The pressure during the reaction between the alkali metal salt of hydroquinone and carbon dioxide is usually 0 to 10 MPa, preferably 0 to 5 MPa, and more preferably 0 to 1 MPa of carbon dioxide pressure. If the pressure during the reaction exceeds 10 MPa, equipment that can withstand high pressure is required, and this is not industrially advantageous.

反応時間は数分ないし15時間、好ましくは10分~10時間、より好ましくは20分~10時間、特に好ましくは1~5時間の間で適宜選択することができる。 The reaction time can be appropriately selected from a few minutes to 15 hours, preferably 10 minutes to 10 hours, more preferably 20 minutes to 10 hours, and particularly preferably 1 to 5 hours.

かかる反応により得られたDHTAのアルカリ金属塩を酸析などの常套の酸への変換手段に供することにより、本発明で使用する粗DHTAを得ることができる。 The alkali metal salt of DHTA obtained by this reaction can be subjected to a conventional method of conversion to an acid, such as acid precipitation, to obtain the crude DHTA used in the present invention.

酸析に使用される酸は特に限定されないが、鉱酸が好適に用いられる。鉱酸としては、例えば、塩酸、フッ化水素酸のような二元酸、硫酸、硝酸、リン酸、過塩素酸のようなオキソ酸が挙げられる。また、酢酸、プロピオン酸などの有機酸などを用いることもできる。これらの中でも硫酸が特に好ましい。 The acid used for the acid precipitation is not particularly limited, but a mineral acid is preferably used. Examples of mineral acids include binary acids such as hydrochloric acid and hydrofluoric acid, and oxo acids such as sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, and perchloric acid. Organic acids such as acetic acid and propionic acid can also be used. Of these, sulfuric acid is particularly preferred.

これらの酸析に使用される酸は、反応温度等を制御し易い点から水溶液であるものが好ましく、例えば70質量%硫酸水溶液が好適に使用される。 The acids used for these acid precipitations are preferably in the form of an aqueous solution, since it is easier to control the reaction temperature, etc. For example, an aqueous solution of 70% by weight sulfuric acid is preferably used.

これらの酸は、水性媒体溶液のpHが好ましくは1.0~3.0、より好ましくは1.2~2.5、さらに好ましくは1.5~2.1になるまで滴下される。 These acids are added dropwise until the pH of the aqueous medium solution is preferably 1.0 to 3.0, more preferably 1.2 to 2.5, and even more preferably 1.5 to 2.1.

酸析時間は、反応装置のスケールなどにより異なるが、好ましくは10~150分、より好ましくは30~120分であるのがよい。 The acid precipitation time varies depending on factors such as the scale of the reactor, but is preferably 10 to 150 minutes, and more preferably 30 to 120 minutes.

酸析は、窒素やヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下に行うのが好ましい。 Acid precipitation is preferably carried out under an inert gas atmosphere such as nitrogen or helium.

酸析によって析出した結晶は濾過等の常套手段により固液分離し、目的物である粗DHTAを回収する。固液分離に際し、適宜溶媒を注いで結晶を洗浄するのが好ましい。固液分離の際に用いる溶媒としては、水が好ましい。 The crystals precipitated by acid precipitation are separated into solid and liquid by conventional means such as filtration, and the target product, crude DHTA, is recovered. During solid-liquid separation, it is preferable to wash the crystals by pouring in an appropriate solvent. Water is the preferred solvent for use in solid-liquid separation.

このようにして得られた粗DHTAは精製工程に供される。 The crude DHTA obtained in this way is subjected to the purification process.

本発明の製造方法において、精製工程は、水性媒体の存在下、粗DHTAを90~200℃の温度条件下で、懸濁状態で洗浄することによって行われる。 In the production method of the present invention, the purification step is carried out by washing the crude DHTA in a suspended state in the presence of an aqueous medium at a temperature of 90 to 200°C.

精製工程における温度が90℃未満である場合、アルカリ金属の除去効果が低下する。精製工程における温度が200℃超である場合、装置内の圧力が非常に高くなり、装置の破損や破裂などを引き起こすおそれがある。 If the temperature in the refining process is below 90°C, the effect of removing alkali metals will decrease. If the temperature in the refining process is above 200°C, the pressure inside the device will become very high, which may cause the device to break or burst.

精製工程は、密閉系で実施することが好ましい。精製工程に用いられる密閉系の装置としては、オートクレーブ等の耐熱耐圧の精製装置であることが好適であり、内部に攪拌装置を有しているものが好ましい。 The purification process is preferably carried out in a closed system. The closed system used in the purification process is preferably a heat-resistant and pressure-resistant purification device such as an autoclave, and preferably has an internal stirring device.

精製工程における精製装置内の圧力は、好ましくは1.5MPa以下、より好ましくは1.0MPa以下である。精製装置内の圧力が1.5MPaを超えると、装置の破損や破裂などを引き起こすおそれがある。 The pressure inside the refining device during the refining process is preferably 1.5 MPa or less, and more preferably 1.0 MPa or less. If the pressure inside the refining device exceeds 1.5 MPa, there is a risk of the device being damaged or bursting.

精製工程において、洗浄に用いる水性溶媒は、濃度90質量%までの水溶性有機溶媒の水溶液であることが好ましい。 In the purification process, the aqueous solvent used for washing is preferably an aqueous solution of a water-soluble organic solvent with a concentration of up to 90% by mass.

本発明で用いる水溶性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、エチレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミドおよびN-メチル-2-ピロリドンからなる群から選択される1種以上が挙げられる。不純物除去効果に優れる点から、メタノール、イソプロパノール、アセトンおよびテトラヒドロフランからなる群から選択される1種以上が好ましい。これらの水溶性有機溶媒は2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The water-soluble organic solvent used in the present invention may be one or more selected from the group consisting of methanol, ethanol, isopropanol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, ethylene glycol, glycerin, polyethylene glycol, acetone, tetrahydrofuran (THF), N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphoramide, and N-methyl-2-pyrrolidone. In terms of excellent impurity removal effect, one or more selected from the group consisting of methanol, isopropanol, acetone, and tetrahydrofuran are preferred. Two or more of these water-soluble organic solvents may be used in combination.

水性媒体の使用量は、粗DHTA100質量部に対して200~2000質量部であることが好ましい。水性媒体の使用量がDHTA100質量部に対して200質量部未満である場合、アルカリ金属の除去効果が低下することがある。また、水性媒体の使用量がDHTA100質量部に対して2000質量部を超える場合、過剰な水性媒体が無駄となる等、生産効率の低下を引き起こすことがある。 The amount of aqueous medium used is preferably 200 to 2,000 parts by mass per 100 parts by mass of crude DHTA. If the amount of aqueous medium used is less than 200 parts by mass per 100 parts by mass of DHTA, the effect of removing alkali metals may decrease. Furthermore, if the amount of aqueous medium used is more than 2,000 parts by mass per 100 parts by mass of DHTA, excess aqueous medium may be wasted, which may result in a decrease in production efficiency.

精製工程における洗浄時間は、10~500分が好ましく、30~360分がより好ましい。洗浄時間が10分未満である場合、DHTAの結晶中からのアルカリ金属の除去効果が低下することがある。また、洗浄時間が500分超である場合、精製効率が頭打ちとなり、エネルギーの損失となるとともに、副生成物が生じるおそれがある。 The washing time in the purification step is preferably 10 to 500 minutes, more preferably 30 to 360 minutes. If the washing time is less than 10 minutes, the effect of removing alkali metals from the DHTA crystals may decrease. If the washing time exceeds 500 minutes, the purification efficiency will reach a plateau, resulting in a loss of energy and the risk of by-products being generated.

精製工程で得られたDHTAのスラリー(懸濁液)は、遠心分離、フィルタープレスによるろ過などの常套手段により、スラリーからDHTAが分離され回収される。回収されたDHTAの結晶は、必要により、冷水、温水などにより洗浄した後に乾燥させる。 The DHTA slurry (suspension) obtained in the purification process is separated and recovered from the slurry by conventional means such as centrifugation or filtration using a filter press. The recovered DHTA crystals are washed with cold water, hot water, etc., as necessary, and then dried.

このようにして得られた高純度DHTAは、種々の化成品を調製するための原料として好適に用いられる。 The high-purity DHTA obtained in this way is suitable for use as a raw material for preparing various chemical products.

本発明の方法により得られた高純度DHTAに含まれるアルカリ金属の含有量は15ppm未満である。このようなアルカリ金属は、DHTAの塩、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩などとして存在し得る。 The content of alkali metals in the high-purity DHTA obtained by the method of the present invention is less than 15 ppm. Such alkali metals may be present as salts of DHTA, such as hydrochloride, sulfate, nitrate, phosphate, etc.

このように、本発明は、アルカリ金属の含有量が15ppm未満であるDHTAを提供する。 Thus, the present invention provides DHTA having an alkali metal content of less than 15 ppm.

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。目的物である2,5-ジヒドロキシテレフタル酸は、以下の方法によって分析した。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but these are not intended to limit the scope of the present invention. The target substance, 2,5-dihydroxyterephthalic acid, was analyzed by the following method.

[高速液体クロマトグラフィー(HPLC)]
装置: Waters アライアンス 2690/2996
カラム型番: L-Column
液量: 1.0mL/分
溶媒比: HO(pH2.3)/CHCN=95/5(10分)→80/20(3.5分)→5/95(23.5分)、グラジエント分析
波長: 229nm
カラム温度: 40℃
[High Performance Liquid Chromatography (HPLC)]
Equipment: Waters Alliance 2690/2996
Column model number: L-Column
Liquid volume: 1.0 mL/min Solvent ratio: H2O (pH 2.3)/ CH3CN = 95/5 (10 min) → 80/20 (3.5 min) → 5/95 (23.5 min), gradient analysis Wavelength: 229 nm
Column temperature: 40°C

参考例1(粗DHTAの調製)
撹拌機および温度センサーを備えた1Lの四ツ口フラスコにハイドロキノン78.2g(0.7モル)および酢酸92.4g(1.4モル)を仕込み、攪拌した。窒素気流下の混合液を水浴で冷却および攪拌しながら48質量%水酸化カリウム水溶液332.2g(2.8モル)を2時間かけて滴下した後、50℃で1時間保持してハイドロキノンジカリウム塩/酢酸カリウム塩水溶液を調製した。
Reference Example 1 (Preparation of crude DHTA)
78.2g (0.7mol) of hydroquinone and 92.4g (1.4mol) of acetic acid were charged into a 1L four-neck flask equipped with a stirrer and a temperature sensor and stirred. While cooling and stirring the mixture in a water bath under nitrogen flow, 332.2g (2.8mol) of 48% by mass aqueous potassium hydroxide solution was added dropwise over 2 hours, and the mixture was then kept at 50°C for 1 hour to prepare an aqueous solution of hydroquinone dipotassium salt/potassium acetate salt.

調製した水溶液および軽油529.3gを窒素で置換した2Lオートクレーブに移して攪拌した。次いで混合液を窒素気流下にて攪拌しながら160℃まで昇温した。軽油を218.9g追加して160℃で2時間保持した後、密閉して230℃まで昇温した。窒素を炭酸ガスに置き換えて攪拌しながら0.3MPa、230~250℃で3時間反応した。 The prepared aqueous solution and 529.3 g of diesel were transferred to a 2 L autoclave purged with nitrogen and stirred. The mixture was then heated to 160°C while being stirred under a nitrogen stream. 218.9 g of diesel was added and the mixture was kept at 160°C for 2 hours, after which it was sealed and heated to 230°C. The nitrogen was replaced with carbon dioxide gas and the reaction was carried out at 0.3 MPa and 230-250°C for 3 hours while being stirred.

反応終了後100℃まで冷却し、水532.9gおよび70%硫酸23.2gを追加し、内容物を撹拌機および温度センサーのついた5L底抜きフラスコに移し、水1896.4gを追加して窒素気流下、90℃にて攪拌しながら30分保持し、水層を取り出した。水層を撹拌機および温度センサーのついた5L底抜きフラスコに移し、活性炭5.5gを追加し、窒素気流下、90℃で30分攪拌した後、フィルターろ過にて不溶分を除去した。ろ過液を窒素気流下で90℃まで加熱昇温し、同温度で攪拌しながら70質量%硫酸をpHが2.0になるまで90分かけて滴下し、粗DHTAを析出させた。得られた懸濁液を70℃まで冷却した後、固液分離し、次いで水493.2gで洗浄した。得られた粗結晶を100℃で12時間乾燥することにより、粗DHTA108.5gを得た。 After the reaction was completed, the mixture was cooled to 100°C, 532.9g of water and 23.2g of 70% sulfuric acid were added, and the contents were transferred to a 5L bottomless flask equipped with a stirrer and a temperature sensor, 1896.4g of water was added, and the mixture was stirred at 90°C for 30 minutes under a nitrogen stream, and the aqueous layer was removed. The aqueous layer was transferred to a 5L bottomless flask equipped with a stirrer and a temperature sensor, 5.5g of activated carbon was added, and the mixture was stirred at 90°C for 30 minutes under a nitrogen stream, and then insoluble matter was removed by filter filtration. The filtrate was heated to 90°C under a nitrogen stream, and 70% sulfuric acid was added dropwise over 90 minutes while stirring at the same temperature until the pH reached 2.0, to precipitate crude DHTA. The resulting suspension was cooled to 70°C, and then solid-liquid separation was performed, followed by washing with 493.2g of water. The resulting crude crystals were dried at 100°C for 12 hours to obtain 108.5g of crude DHTA.

得られた粗DHTAについて、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)および結晶誘導結合プラズマ(ICP)発光光分析にて定量分析を行った。結果を表1に示す。 The obtained crude DHTA was quantitatively analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) and inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometry. The results are shown in Table 1.

実施例1
1Lオートクレーブに参考例1で得られた粗DHTA100.0gと50質量%メタノール水500.9gを加えた後、窒素置換を行い、懸濁状態で攪拌しながら100℃まで加熱し、同温度で1時間保持した。懸濁液を30℃まで冷却した後、固液分離し、次いで水301.2gで洗浄した。得られたDHTAを100℃で12時間乾燥し、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)および結晶誘導結合プラズマ(ICP)発光光分析にて定量分析を行った。結果を表1に示す。
Example 1
100.0 g of crude DHTA obtained in Reference Example 1 and 500.9 g of 50% by weight methanol water were added to a 1 L autoclave, and then nitrogen replacement was performed, and the suspension was heated to 100 ° C. while stirring, and the temperature was maintained for 1 hour. The suspension was cooled to 30 ° C., and then solid-liquid separation was performed, followed by washing with 301.2 g of water. The obtained DHTA was dried at 100 ° C. for 12 hours, and quantitative analysis was performed by high performance liquid chromatography (HPLC) and inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometry. The results are shown in Table 1.

実施例2~5、比較例1~3
表1に記す精製条件に変更した以外は実施例1と同様にしてDHTAを得た。得られたDHTAを高速液体クロマトグラフィー(HPLC)および結晶誘導結合プラズマ(ICP)発光光分析にて定量分析を行った。結果を表1に示す。
Examples 2 to 5, Comparative Examples 1 to 3
DHTA was obtained in the same manner as in Example 1, except that the purification conditions were changed as shown in Table 1. The obtained DHTA was quantitatively analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) and inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometry. The results are shown in Table 1.

表1に示す通り、水性媒体で粗DHTAを懸濁洗浄する際、90~200℃の温度下で実施する本発明の実施例1~5は、比較例1~3と比較してアルカリ金属の含有量を有意に低下させることができる。

Figure 0007665192000001
As shown in Table 1, in the case of suspending and washing crude DHTA in an aqueous medium, Examples 1 to 5 of the present invention, which are carried out at temperatures of 90 to 200° C., can significantly reduce the alkali metal content compared to Comparative Examples 1 to 3.
Figure 0007665192000001

Claims (5)

濃度30~90質量%の水溶性有機溶媒の水溶液である水性媒体の存在下、粗2,5-ジヒドロキシテレフタル酸を90~200℃の温度下で、懸濁状態で洗浄する工程を含む、高純度2,5-ジヒドロキシテレフタル酸の製造方法であって、粗2,5-ジヒドロキシテレフタル酸に含まれるアルカリ金属の含有量は15ppm以上であり、高純度2,5-ジヒドロキシテレフタル酸に含まれるアルカリ金属の含有量は15ppm未満である、方法。 A method for producing high-purity 2,5-dihydroxyterephthalic acid, comprising a step of washing crude 2,5-dihydroxyterephthalic acid in a suspended state at a temperature of 90 to 200°C in the presence of an aqueous medium that is an aqueous solution of a water-soluble organic solvent having a concentration of 30 to 90% by mass, wherein the content of alkali metals contained in the crude 2,5-dihydroxyterephthalic acid is 15 ppm or more, and the content of alkali metals contained in the high-purity 2,5-dihydroxyterephthalic acid is less than 15 ppm. 粗2,5-ジヒドロキシテレフタル酸は、ハイドロキノンのアルカリ金属塩と二酸化炭素を反応させ、得られた2,5-ジヒドロキシテレフタル酸のアルカリ金属塩を酸析することによって得られたものである、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the crude 2,5-dihydroxyterephthalic acid is obtained by reacting an alkali metal salt of hydroquinone with carbon dioxide and precipitating the resulting alkali metal salt of 2,5-dihydroxyterephthalic acid with an acid. 水溶性有機溶媒は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、エチレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール、アセトン、テトラヒドロフラン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミドおよびN-メチル-2-ピロリドンからなる群から選択される1種以上である、請求項1または2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the water-soluble organic solvent is one or more selected from the group consisting of methanol, ethanol, isopropanol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, ethylene glycol, glycerin, polyethylene glycol, acetone, tetrahydrofuran, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphoramide, and N-methyl-2-pyrrolidone. 洗浄は、粗2,5-ジヒドロキシテレフタル酸100質量部に対して200~2000質量部の水性媒体の存在下で行う、請求項1~3のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the washing is carried out in the presence of 200 to 2,000 parts by mass of an aqueous medium per 100 parts by mass of crude 2,5-dihydroxyterephthalic acid. アルカリ金属はナトリウムおよび/またはカリウムである、請求項1~4のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the alkali metal is sodium and/or potassium.
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