(57)【要約】生成物を反応塊から連続的に分離するための担体として発生した水蒸気を使用する、脱水触媒の存在下で対応する糖アルコールまたはモノアンヒドロ糖アルコールを脱水することによってジアンヒドロ糖アルコールを製造するための連続方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジアンヒドロ糖アルコールを製造するための連続方法であって、
ａ）１種または複数種の糖アルコールまたはモノアンヒドロ糖アルコールを含む水溶液を多段反応容器の第１段に連続的に供給する工程と、
ｂ）前記第１段中の前記水溶液を、脱水触媒の存在下で連続的に加熱して、部分的に脱水した反応塊および水蒸気を生成する工程と、
ｃ）工程（ｂ）の水蒸気とともに、前記部分的に脱水した反応塊を、前記第１段から前記多段反応器の上にある１つまたは複数の別の段に連続的に移動させながら、前記糖アルコールをさらに脱水してジアンヒドロ糖アルコールを生成し、同時に、生成した前記ジアンヒドロ糖アルコールの大部分を、前記反応塊から取り出す工程と、
ｄ）水とジアンヒドロ糖アルコール生成物とを含む蒸気の流れを前記反応容器から連続的に取り出し、前記ジアンヒドロ糖アルコールを回収する工程と、
ｅ）前記水溶液の供給速度と連係した速度で、前記反応容器の最終段から液体の流れとして高沸点副生成物を前記反応容器から連続的に取り出すことで、前記多段反応容器中の反応塊の量をほぼ一定に維持する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記糖アルコールがソルビトールであり、前記生成物がイソソルビドであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ソルビトール供給材料が約４５〜５０重量％の水溶液であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記脱水触媒が硫酸であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
硫酸の濃度が前記反応塊の０．２５〜２．５重量％であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
１１０〜１８０℃の温度で実施される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記多段反応容器が１０〜６０ｍｍＨｇの圧力に維持されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記多段反応容器が１５〜２５ｍｍＨｇの圧力に維持されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記多段反応容器が２〜６段を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記多段反応容器が３〜５段を有することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記多段反応容器中の前記反応塊の滞留時間が１〜５時間であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記容器中の前記反応塊の前記滞留時間が２〜３時間であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記蒸気の流れを、前記容器内の生成物の液体の流れと接触させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記生成物の液体の流れが、部分的な内部凝縮によって得られることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記蒸気の流れと前記生成物の液体の流れとの接触に低圧損構造パッキングが使用されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
単位フィート／秒における前記蒸気の流れの速度と、単位ポンド／立方フィートにおける前記蒸気の密度の平方根とを乗じて得られる積が０．２〜１．５となることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
単位フィート／秒における前記蒸気の速度と、単位ポンド／立方フィートにおける前記蒸気の密度の平方根とを乗じて得られる積が０．５〜１．０となることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記蒸気の流れが、低圧損の直接接触噴霧凝縮器中で凝縮されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
生成物を精製する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記糖アルコールの濃度が４０〜５０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生成物を反応塊から連続的に分離するための担体として発生した水蒸気を使用する、脱水触媒の存在下で対応する糖アルコールを脱水することによってジアンヒドロ糖アルコールを製造するための連続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンヒドロ糖アルコール、特に、マンニトール、イジトール、およびソルビトールの誘導体は、治療への使用、および食品への使用が知られている。これらの中の少なくとも１種類のイソソルビドの１，４：３，６−ジアンヒドロソルビトールは、ポリマーおよびコポリマー、特にポリエステルポリマーおよびコポリマーの製造に使用されるモノマーとして有用である。
【０００３】
アンヒドロ糖アルコールは、種々の脱水触媒、典型的にはスルホン化ポリスチレン（Ｈ＋形態）、ならびに種々の鉱酸、たとえばＨＣｌ、Ｈ3ＰＯ4、ＨＦ、およびＨ2ＳＯ4などの強酸触媒の作用によって、対応する糖アルコール（またはモノアンヒドロ糖アルコール）を脱水することによって生成される。酸脱水によってジアンヒドロ糖アルコールを調製するためのバッチ方法は当技術分野で公知である。
【０００４】
ソルビトールからイソソルビドへの脱水は、反応塊から水を効率的に除去しないと非常に遅い速度で進行することが知られている。（非特許文献１）は、１３５℃において、大気圧で実施した場合に反応が完了するまでに１０〜１５時間も要しうるが、減圧下で水を除去すると反応時間が２〜３時間に短縮することを示している。キシレンおよびトルエンなどの有機溶媒を使用しても水の除去が促進される（非特許文献２）。
【０００５】
ジアンヒドロ糖アルコールイソソルビドを生成するためのバッチ方法は、ソルビトールからソルビタン（１，４−モノアンヒドロソルビトール）への分子内脱水と、酸触媒による脱水環化によるソルビタンからイソソルビド（１，４：３，６−ジアンヒドロソルビトール）へのさらなる反応とを含む２段階方法として記載されている。この方法では、ソルビトール水溶液がバッチ反応器に投入される。減圧（３５ｍｍＨｇ）下で温度を１３０  ６Ｃ〜１３５℃まで上昇させて水を除去する。大部分の遊離の水が除去されてから、通常は硫酸である触媒を加え、温度および減圧のレベルを維持する。この反応の操作可能な温度範囲は狭い。より高温では最終生成物の分解および炭化が起こり、一方、より低温では反応速度が低下し、反応の水の除去が困難となる。この反応によってイソソルビドと、より高分子量の副生成物とが生成する。この副生成物は、２つ以上のソルビトール分子から水が脱離することによって生成すると考えられるが、その厳密な性質は明確には明らかとなっていない。（非特許文献１）、および（非特許文献３）を参照されたい。その他のモノアンヒドロ副生成物の２，５−アンヒドロ−Ｌ−イジトールおよび２，５−アンヒドロ−Ｄ−マンニトールは、ある反応条件下で生成されることも知られている（非特許文献４）。
【０００６】
大量のポリマーおよびコポリマー中のモノマーとしてイソソルビドが使用される場合、好ましくは連続方法で、大量に製造される必要がある。
【０００７】
（特許文献１）には、少なくとも１種類の糖アルコールまたはモノアンヒドロ糖アルコールを反応容器に投入する工程と、その糖アルコールまたはモノアンヒドロ糖アルコールを酸触媒および有機溶媒の存在下で脱水して、その有機溶媒に対して少なくとも部分的に可溶性である反応生成物を生成する工程と、反応容器から水を除去する工程と、溶解した反応生成物を含む有機溶媒を反応容器から取り出す工程と、取り出した有機溶媒から反応生成物を分離する工程と、有機溶媒を反応容器に再循環させる工程とを含む、アンヒドロ糖アルコール、特にイソソルビドを製造するための連続方法が記載されている。
【０００８】
米国特許公報（特許文献２）には、少なくとも１種類の糖アルコールまたはモノアンヒドロ糖アルコールと、任意に水とを含有するプロセス流が多段反応器の第１段に導入され、続いて高温で不活性ガスの向流と密接に接触される連続方法が記載されている。この不活性ガスは、プロセス流中に存在する大部分の水を除去する。こうして水が除去されたプロセス流を、次に脱水触媒の存在下で、不活性ガスの向流と高温で接触させて、生成時の反応の水が除去される。最後に、生成物が反応器の底部から取り出される。
【０００９】
上記のような方法によって得られた反応生成物は、約７０〜８０％のイソソルビドと、２０〜３０％の望ましくない反応副生成物とを含有する。したがって、この反応生成物は、イソソルビドを単離するために、蒸発、蒸留、またはクロマトグラフィー分離などの１つまたは複数の分離工程を実施してイソソルビドを単離する必要がある。クロマトグラフィー分離は、米国特許公報（特許文献３）に開示されている。気化または蒸留による分離は、イソソルビドの蒸気圧が低いために困難である。１４０℃では、イソソルビドの蒸気圧はわずか１．７５ｍｍＨｇである。生成物の分解を最小限にし、良好な純度のイソソルビドを得るためには、約１４０℃の温度における蒸発または蒸留が望ましいが、回収率は低い。たとえば１７０℃などのより高温では、より多くのイソソルビドが回収されるが、品質はより低くなる。
【００１０】
このような方法に使用されるソルビトールは、典型的には約５０重量％のソルビトールを含有する水溶液として製造される。次にこの「原」溶液は、典型的には約７０重量％のソルビトールまで製造元で蒸発によって濃縮される。イソソルビドを製造するための蒸気方法で使用されるのはこの濃縮溶液である。したがって、本来のより希薄な溶液を効率的に使用できる方法は、蒸発工程が不要であるので、より経済的となる。
【００１１】
【特許文献１】国際公開第００／１４０８１号パンフレット
【特許文献２】米国特許第６，４０７，２６６号明細書
【特許文献３】米国特許出願第６０／２４６０３８号明細書
【非特許文献１】Ｇ．フレシェ（Ｆｌｅｃｈｅ）およびＭ．ユシェット（Ｈｕｃｈｅｔｔｅ）、Ｓｔａｒｃｈ／Ｓｔａｒｋｅ（１９８６）、３８（ｃ）、２６−３０
【非特許文献２】Ｐｒｚｅｍ．Ｃｈｅｍ．４８（１１）ｐｐ．６６５−６６８（１９６９）
【非特許文献３】ローランド・ベック（Ｒｏｌａｎｄ  Ｂｅｃｋ）、Ｐｈａｒｍ．Ｍｆｇ  Ｉｎｃ．（１９９６）、９７−１００
【非特許文献４】Ｋ．ボック（Ｂｏｃｋ）ら、Ａｃｔａ．Ｃｈｅｍ．Ｓｃａｎｄ．Ｂ  ３５、４４１−４４９（１９８１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、供給材料の糖アルコールが希薄水溶液であってもよく、反応および分離が１つの多段反応器中で同時に行われ、遊離の水および反応で発生した水が分離を促進するために使用される経済的に魅力的な連続方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の目的によると、ジアンヒドロ糖アルコールを製造するための連続方法であって、
ａ）１種または複数種の糖アルコールまたはモノアンヒドロ糖アルコールを含む水溶液を多段反応容器の第１段に連続的に供給する工程と、
ｂ）前記第１段中の前記水溶液を、脱水触媒の存在下で連続的に加熱して、部分的に脱水した反応塊および水蒸気を生成する工程と、
ｃ）工程（ｂ）の水蒸気とともに、前記部分的に脱水した反応塊を、前記第１段から前記多段反応器の上にある１つまたは複数の別の段に連続的に移動させながら、前記糖アルコールをさらに脱水してジアンヒドロ糖アルコールを生成し、同時に、生成した前記ジアンヒドロ糖アルコールの大部分を、前記反応塊から取り出す工程と、
ｄ）水とジアンヒドロ糖アルコール生成物とを含む蒸気の流れを前記反応容器から連続的に取り出し、前記ジアンヒドロ糖アルコールを回収する工程と、
ｅ）前記水溶液の供給速度と連係した速度で、前記反応容器の最終段から液体の流れとして高沸点副生成物を前記反応容器から連続的に取り出すことで、前記多段反応容器中の反応塊の量をほぼ一定に維持する工程とを含む方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の開示により、対応する糖アルコールまたはモノアンヒドロ糖アルコールからジアンヒドロ糖アルコールを製造するための方法を説明する。
【００１５】
本発明の方法では、ジアンヒドロ糖アルコールを生成する脱水反応、および反応塊からの生成物の分離が同時に行われる。これは、反応容器に糖アルコールの「希薄」（好ましくは約４５〜５０重量％）水溶液が連続的に供給され、発生した水蒸気が、反応塊の混合および撹拌に使用し、さらに生成したジアンヒドロ糖アルコールの取り出しも促進することによって実現される。反応容器は、２つ以上の段に仕切られており、それによって、十分に混合される多数の直列した反応器中での反応のように反応が行われる。これによって、反応が完了するまでに必要な滞留時間が短縮され、反応塊が長時間高温にさらされることがない。さらに、反応塊は水蒸気自体によってある段から次の段に運ばれる。
【００１６】
したがって本発明の方法は、アンヒドロ糖アルコールの製造に関し、一般に、好ましくは約４０重量％〜５０重量％の少なくとも１種類の糖アルコールの水溶液を多段反応容器を導入する工程と、この水溶液の大部分の水を蒸発させ、触媒の存在下で糖アルコールを脱水してアンヒドロ糖アルコールとさらなる水蒸気とを生成する工程と、生成した蒸気とともに複数の段を通って反応塊を移動させる工程と、後に使用またはさらに精製するために、アンヒドロ糖アルコール生成物を水蒸気とともに反応器上部から取り出す工程とを含む。高沸点副生成物は、液体の流れとして反応器から取り出される。さらに、この方法は、糖アルコールを導入する工程、生成物蒸気の流れを取り出す工程、および高沸点副生成物を取り出す工程が同時に行われるという点で連続的であり、これらの速度は、反応器中の反応塊の量が一定に維持されるように調整される。
【００１７】
凝縮、および任意にイオン交換、溶液または溶融結晶化、活性炭処理、またはそれらの組み合わせなどの１つまたは複数の精製工程を行うことによって、蒸気の流れから生成物を回収することができる。生成物の精製は、連続方法の一部として、または独立した工程として行うことができる。高沸点副生成物の流れは他の用途で使用することができるし、安全な方法で処分することもできる。この中に存在する有用な化学種は回収される。たとえば、流れの中に存在する回収されなかったアンヒドロ糖アルコールは、薄膜蒸発装置で回収することができる。
【００１８】
各段への内部加熱コイルの装備、または外部熱交換器を介する反応塊の循環などのあらゆる好適な手段によって、反応容器を所望の高温に維持することができる。各段で独立した入熱のため、各段で温度制御が可能であり、最適な温度分布で操作することができる。外部熱交換器は、その段の過剰な水の大部分を蒸発させるために必要な大きな熱負荷を扱う特に大規模での製造を容易にするためには、第１段において好ましい。
【００１９】
反応容器は、複数の段が形成されるようにシーブトレイで仕切られている。シーブトレイの孔径および孔面積は、反応器で意図されている蒸気速度において、下の段に戻る漏れ（「滲出」）が最小限となるように、ある段から上の段までシーブトレイを通って一緒に移動させることによって、蒸気の流れが反応塊を運搬できるように設計されている。反応容器の蒸気速度は、反応塊を十分に撹拌しこれと接触するために十分速いが、反応器を離れる蒸気の流れによる反応塊のキャリーオーバーがわずかとなるためには十分遅い速度となるように計画される。一般に、この速度は、単位フィート／秒における蒸気速度と、単位ポンド／立方フィートにおける蒸気密度の平方根とを乗じて得られる積が０．２〜１．５、好ましくは０．５〜１．０となるような速度である。シーブトレイの孔面積は、全面積の１〜１０％、好ましくは３〜５％であってよく、孔の直径は１／１６〜３／８インチ、好ましくは１／８〜１／４インチであってよい。
【００２０】
テトリトール、ペンチトール、およびヘキシトールなどの典型的な糖アルコールは、本発明の方法において出発物質として使用すると好適である。出発物質は、糖アルコール、モノアンヒドロ糖アルコール、またはそれらの混合物であってよい。特に好ましい出発物質としては、エリスリトール、トレイトール、キシリトール、アラビニトール、リビトール、グルシトール（Ｄ−ソルビトールまたはソルビトールとも呼ばれる）、Ｄ−マンニトール（マンニトール）、ガラクチトールおよびイジトールが挙げられる。ソルビトールを使用することが最も好ましいが、その理由は、ソルビトールは容易に入手可能であり、グルコースを水素で還元することにより大規模な工業規模で得ることができ、その脱水生成物のイソソルビドは、ポリエステルポリマーおよびコポリマーの調製に使用すると特に有用であるからである。ソルビトールの好ましい形態は、７０重量％の市販製品まで濃縮される前の約４５重量％の水溶液としての形態である。
【００２１】
糖アルコールは一般に水溶液として製造され、これを後に蒸発させて典型的には約７０重量％糖アルコールの濃縮溶液、または固体形態の糖アルコールにされるので、経済的な理由から「希薄」（すなわち、実質的に７０重量％未満）水溶液が好ましい供給材料である。本発明において本来の希薄溶液を使用することで、処理工程が省略される。
【００２２】
より濃縮された糖アルコール溶液（たとえば、７０％）を反応容器に供給し、液体の水または蒸気の独立した流れを注入することと、本発明によりさらに希薄な糖アルコールの流れで出発することとは同等である。不活性ガスの流れ（たとえば、窒素またはＣＯ2）を使用して、水蒸気と同じ目的を果たす、すなわち、反応容器の複数の段に反応塊を移動させ、生成物のジアンヒドロ糖アルコールを反応塊から分離させることもできる。
【００２３】
脱水反応の促進に使用される触媒は、典型的には強酸触媒である。使用可能な酸触媒の種類としては、可溶性の酸が挙げられる。このような酸触媒の例としては、硫酸、リン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸などが挙げられる。この種類では硫酸が好ましい触媒である。
【００２４】
あるいは、酸陰イオン交換樹脂を使用することもでき、スルホン化ポリスチレン、たとえば、バイオラド（ＢｉｏＲａｄ）のＡＧ５０Ｗ−Ｘ１２、または過フッ素化イオン交換ポリマー、たとえば本願特許出願人より入手可能なナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ）（登録商標）などを使用することができる。酸性ゼオライトなどの無機イオン交換材料も使用することができる。特に、デグサ（Ｄｅｇｕｓｓａ）（ドイツのフランクフルト（Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ））のＨ−ベータゼオライトは、本明細書に開示される方法に使用することができる。
【００２５】
本発明の方法では、可溶性触媒が好ましく、硫酸が最も好ましい。この最も好ましい形態では、硫酸は、反応塊の０．２５重量％〜２．５重量％を構成し、好ましくは０．５重量％〜１．５重量％を構成する。硫酸は１０％〜９７％の硫酸の範囲の水溶液として反応器に供給される。酸の強度および注入方法は、投入時における好ましくない副生成物の生成が最小限となるようなものであるべきである。酸触媒は、糖アルコール供給材料の流れとともに注入することができるし、または第１段で反応容器に直接注入することもできる。
【００２６】
脱水は１００〜１８０℃の間の高温で実施され、好ましくは１１５〜１６０℃の間の温度、最も好ましくは１２０〜１４５℃の間の温度で実施される。高温の脱水反応によって、出発物質の迅速な脱水が促進される。しかし、高すぎる温度または長時間の高温操作によって、副生成物の生成が促進され、時間がたつと所望の生成物から望ましくない二次的な生成物へのさらなる転化が促進される。したがって、さらなる反応または分解を防止するために、所望の反応生成物を高温反応混合物から迅速に取り出すことが望ましい。
【００２７】
水を効率的に除去するため、および生成した生成物を反応塊から揮発させるために、脱水は減圧下で実施されることが好ましい。圧力は、反応温度、生成物１モル当たりで利用できる水蒸気のモル数、および希望する生成物の分離の程度に依存する。生成した生成物の大部分を揮発させる場合、圧力は一般に１０〜６０ｍｍＨｇであり、好ましくは１０〜５０ｍｍＨｇであり、最も好ましくは１５〜２５ｍｍＨｇである。
【００２８】
イソソルビド（１，４：３，６−ジアンヒドロソルビトール）を製造する場合、好ましい供給材料の流れは、水中に約４５〜５０重量％のソルビトールである。４５重量％のソルビトール溶液によって、脱水反応により生成するイソソルビド１モル当たり約１８モルの水蒸気（水溶液および脱水の水）が発生する（ソルビトールからイソソルビドの転化率が８０％であると仮定）。本発明では、この大量の水蒸気（モル基準で全蒸気の９５％まで）が生成したときに、これとともにイソソルビドの大部分を反応塊から移動させる。また、蒸留などによる、イソソルビドを反応塊から取り出す後の分離工程は省略される。反応塊が長時間高温にさらされることによって発生する分解反応も最小限になる。本発明の方法の一実施態様では、少量のイソソルビドの液体の流れと接触させることによって、反応器中でさらに生成物を精製することができる。この液体イソソルビドの流れ、蒸気の流れを部分的に凝縮させることによって、または後の精製工程の流れを導入することによって、反応器内に生成することができる。
【００２９】
アンヒドロ糖アルコールを生成するための好ましい実施態様について、図１と関連させて以下に説明する。記載される操作条件は、出発物質がソルビトールであり、生成物がイソソルビドである場合の条件である。図１に示されるように、脱水は、多段操作のためのシーブプレートが取り付けられヒーター（５１、５２、および５３）が備え付けられた反応容器（５０）中で行われる。糖アルコール水溶液（１）および酸触媒（２０）などの出発物質の供給ライン、ならびに生成物蒸気の取り出し（２）および高沸点物質の除去（１２）のための出口ラインが設けられている。
【００３０】
反応容器を所望の温度に維持するために、あらゆる加熱手段を使用してよい。それぞれ第２段および第３段のヒーター（５２）および（５３）用の内部蒸気コイルが、図１に概略的に示されている。第１段では、大部分の水を蒸発させるために大部分の熱を供給する必要があり、製造を容易にするため外部熱交換器（５１）が選択される。このヒーターは、熱サイホン作用によって反応塊を循環させる蒸気シェルチューブ型熱交換器が好ましい。これによって、循環ポンプを使用しなくても効率的に熱移動が行える。このような外部ヒーターが使用され、供給材料および触媒は、このヒーターとライン（１−１）を経由して、再循環の流れとともに反応器に供給される。
【００３１】
本発明の方法は複数の段で実施されることが好ましい。この段の数は好ましくは少なくとも２段であり、より好ましくは３〜６段である。図１は、３段（６１）、（６２）、および（６３）の使用が示されており、このため図示されるように２枚のシーブプレートが使用されている。
【００３２】
外部循環ヒーター（５１）によって第１段（６１）中で大部分の水が蒸発する。この水蒸気によって反応塊が第２段（６２）まで運ばれ、さらなる脱水などが行われ、第３段まで運ばれて、脱水は実質的に完了し、生成した大部分のイソソルビドは液体反応塊から蒸気相に移動する。約１８〜２２ｍｍＨｇの減圧下および約１４５℃の反応温度において、高沸点副生成物は気化しないが、第３段（６３）中で液体として残留し、ライン（１２）から抜き取られる。
【００３３】
これらの反応条件下で、イソソルビド生成物の揮発性は、最も近い高沸点成分の約５０倍である。したがって、第３段を離れる蒸気の非水成分の約９８％がイソソルビドである。この蒸気を、図１に概略的に示される冷却コイル（５４）を使用して蒸気から内部凝縮させた少量の液体イソソルビドと接触させることによって、約９９％までイソソルビドの純度を高めることができる。蒸気と液体の接触は、当技術分野で公知のあらゆる適切な装置を使用して実現することができる。図１には概略的に低圧損（約２ｍｍＨｇ）構造パッキング（７０）が示されている。主として水とイソソルビドとを含有する蒸気の流れは、ライン２を介して反応器から取り出される。これは、減圧に維持するための減圧源と接続された凝縮装置中で回収することができる。凝縮装置は当技術分野で公知のあらゆる設計のものであってよい。低圧損の理由から直接接触噴霧凝縮器が好ましい。
【００３４】
反応温度が１３０℃〜１５０℃であり、触媒注入速度がソルビトール供給材料の速度の約０．５〜１％（水を除いたものを基準とする）であると仮定した場合に、イソソルビド反応塊の滞留時間が１〜５時間、好ましくは２〜３時間となるように、図１の反応器の寸法が決定され、流速が調整される。本発明の方法の好ましい一実施態様では、イソソルビド生成速度および収率が最適化されるように、段階的に増加する温度分布が維持され、その温度は、第１段（６１）で約１２５℃であり、第２段（６２）で１３５℃であり、第３段（６３）で１４５℃である。
【実施例】
【００３５】
（公称１５００万〜１６００万ポンド／年でのイソソルビドの製造）
（反応器の寸法はおよそ直径１２フィート×高さ１５フィート）
４５重量％のソルビトール（残部は水）の流れを、８４９０ポンド／時の速度で入口（１）に導入する。これは２１ポンド−モルのソルビトールおよび約２５９ポンド−モルの水を含有する。０．５〜０．６重量％のソルビトール供給材料（水を除いたものが基準）で硫酸濃度が維持されるのに十分な量で、１０重量％硫酸水溶液を２００ポンド／時の速度でライン（２０）から注入する。段のヒーター（５１）、（５２）、および（５３）への入熱は、温度がそれぞれ１２５℃、１３５℃、および１４５℃に維持されるように調節される。第３段より上のヘッドスペース中の圧力は約１８〜２０ｍｍＨｇに維持される。全段を通した脱水反応で、約１６．８ポンド−モルのイソソルビド（収率８０％）が得られる。４．２ポンド−モルの出発ソルビトールからは、モノアンヒドロソルビトール誘導体、ダイマー、オリゴマー、およびポリマーの物質、ならびに分解生成物を含む副生成物が得られる。供給材料の流れの蒸発、およびソルビトールの脱水によって発生した水蒸気の総量は約３１２ポンド−モルである。これらの反応条件下で、生成したイソソルビドの約８０％が、９８％の純度で水蒸気中に揮発する。缶出液はライン（１２）から約１１１０ポンド／時の速度で抜き取られる。これらの条件において、滞留時間は約３時間である。約１０％の内部還流と接触させた後の蒸気の流れは、純度が９９％を超えるイソソルビド（水を除いたものを基準とする）となり、１６ｍｍＨｇの圧力でライン（２）を介して反応容器から取り出される。これは３１２ポンド−モル／時または５６１６ポンド／時の水蒸気、および１３．４４ポンド−モル／時または１９６２ポンド／時のイソソルビドを含む。凝縮することによって、公称１５００万〜１６００万ポンド／年のイソソルビドが約２５．９％水溶液として製造される。生成物の意図する用途に応じて、これを濃縮したり、さらに精製したりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の好ましい方法の概略図である。
【図１】
2005523325.tif 000002
【国際調査報告】
2005523325.tif 000003
2005523325.tif 000004