(57)【要約】【課題】無水酢酸とイソ酪酸とを反応させ、反応中に生しる酢酸は生成するに従って蒸発させる、無水イソ酪酸の製造方法の改良。【解決手段】最初に、一方の試薬の少なくとも一部と他方の試薬の一部とを試薬の一方のモル比が化学量論量に対して過剰になるように反応器中に導入し、反応が進むにつれて、反応によって生成する酢酸を蒸留させることによって生じる自由空間の大きさに応じて、試薬の所望の全体のモル比に達するまで、反応器中に残りの試薬を加えてながら反応を実施する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
無水酢酸とイソ酪酸とを反応させ、生成する酢酸を順次蒸発させる、無水イソ酪酸の製造方法において、
最初に、一方の試薬の少なくとも一部と他方の試薬の一部とを試薬の一方のモル比が化学量論量に対して過剰になるように反応器中に導入し、反応が進むにつれて、反応によって生成する酢酸を蒸留させることによって生じる自由空間の大きさに応じて、試薬の所望の全体のモル比に達するまで、反応器中に残りの試薬を加えてながら反応を実施することを特徴とする方法。
【請求項２】
一方の試薬の全量と、第２の試薬の一部とを最初に導入する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
イソ酪酸／無水酢酸の全体のモル比を０．５〜５にする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
イソ酪酸／無水酢酸の全体のモル比を１．５〜２．２にする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
イソ酪酸／無水酢酸または無水酢酸／イソ酪酸の最初のモル比を０．２〜１にする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
理論段が少なくとも８段の蒸留カラムを上部に有する撹拌反応器中で反応を実施する請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
７０〜１５０℃の温度、好ましくは１００〜１２０℃の温度で反応を実施する請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
５．３３×１０4Pa（４００mmHg）〜０．６７×１０4（５０mmHg）で反応を実施する請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
全反応中に酢酸の蒸留温度に対応するように圧力の関数でカラム頂部の温度を調節する請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
反応終了後に過剰な無水酢酸と残留無水混合物とを蒸留で分けて粗製品を精製する請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイソ酪酸無水物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無水酢酸と所望カルボン酸の対応無水物とを反応させることで無水カルボン酸を製造できるということは古くから知られている。
下記特許文献には、無水酢酸とプロパノン酸、酪酸またはカプロン酸を反応させ、生成と同時に酢酸を蒸発させることによって無水プロパノン酸、無水酪酸または無水カプロン酸を製造する方法が記載されている。
【特許文献１】フランス国特許第B‐784,458号公報
【０００３】
下記特許文献には、カルボン酸と無水酢酸とを好ましくは化学量論量で反応させて無水安息香酸、無水ヘキサヒドロ安息香酸および無水トリメチル酢酸等の無水カルボン酸を連続的またはバッチで製造する方法が記載されている。
【特許文献２】欧州国特許第A‐4,641号公報
【０００４】
下記特許文献には、プロピレンを液体フッ化水素中でカルボキシル化した後にイソ酪酸フッ素（isobutyryl fluoride）を部分的に加水分解して無水イソ酪酸を製造する方法が記載されている。しかし、この方法を使用材料の性質を考慮すると実施するのは難しいことが分かる。
【特許文献３】フランス国特許第B‐2,514,345号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、特許文献１に記載の方法に比べて純度が優れた条件下で無水イソ酪酸が得られ、しかも、特許文献３に記載の方法よりもはるかに実施が容易で簡単な無水イソ酪酸の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の対象は、無水酢酸とイソ酪酸とを反応させ、生成する酢酸を順次蒸発させる、無水イソ酪酸の製造方法において、最初に、一方の試薬の少なくとも一部と他方の試薬の一部とを試薬の一方のモル比が化学量論量に対して過剰になるように反応器中に導入し、反応が進むにつれて、反応によって生成する酢酸を蒸留させることによって生じる自由空間の大きさに応じて、試薬の所望の全体のモル比に達するまで、反応器中に残りの試薬を加えてながら反応を実施することを特徴とする方法にある。
【０００７】
系中に存在する各種成分の平衡をシフトさせる、いわゆる《後添加、addition differee》法は不連続反応（バッチ反応）で用いられている。本発明者は、驚くべきことに、この方法によって無水イソ酪酸の製造量が著しく増加するということを見出した。
反応は触媒を添加せずに行うのが有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明方法の一実施例では、先ず最初に試薬の一方の全量と第２の試薬の一部とを導入する。
イソ酪酸／無水酢酸の全体のモル比(最初に導入した試薬を後で添加して)は０．５〜５、特に１．５〜２．２にすることができる。
イソ酪酸／無水酢酸または無水酢酸／イソ酪酸の最初のモル比は０．２〜１にするのが有利である。
【０００９】
反応は理論段が少なくとも８段である蒸留カラムを上部に有する撹拌反応器中で実施するのが好ましい。すなわち、蒸留される酢酸の純度はカラムの効率に依存するので、酢酸と一緒に無水酢酸が上昇するのを防止するのに有効なカラムを使用しなければならない。
反応器はジャケット中を循環する加熱流体か熱交換器を用いた再循環で加熱するのが有利である。
カラムの充填物（パッキング）は構造充填物でも、従来のバルクパッキングでも、バルク／構造物混合でもよい。
【００１０】
反応は一般に７０〜１５０℃、好ましくは１００〜１２０℃の温度で実施する。７０℃以下の温度でもよいが、反応エネルギーが無駄になる。
反応器内の圧力を調節することで所望の温度に維持することができる。
反応は一般に５．３３×１０4Pa（４００mmHg）〜０．６７×１０4（５０mmHg）の圧力で実施する。
全反応工程を通じてカラム頂部の温度が酢酸の蒸留温度に対応するように圧力を調節するのが有利である。
【００１１】
反応終了後、過剰な無水酢酸と残留混合無水物を蒸留させて粗製品を精製することができる。得られる粗製品のイソ酪酸無水物の純度は９８％以上であり、粗製品を蒸留することによって９９％以上の純度にすることができる。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではない。実施例で％は重重比（％）を意味する。
【実施例】
【００１２】
実施例１（比較例）
頂部にコンデンサを有し、真空分離器、受け器およびトラップを備え、Multiknit(登録商標)の充填材を入れた理論段９の蒸留カラムを有するジャケット中を循環する加熱流体で加熱する形式の機械撹拌式（アンカー型撹拌器）を備えた反応器中に下記の全てを１度に導入した：
１）  ２３２．３ｇ(２．２８モル)の無水酢酸、
２）  ３２０．６ｇ（３．６４モル）のイソ酪酸
従って、イソ酪酸／無水酢酸のモル比は１．６。
【００１３】
最初の全体量は５５２．９ｇである。
圧力を４．００×１０4Pa（３００mmHg）〜１．０７×１０4Pa（８０mmHg）に段階的に下げて、温度を全反応行程を通じて１１５〜１２０℃に維持した。
反応中に生成する酢酸は生成するに従って蒸発させた。最初の蒸留留分（F1）は２２０ｇである（純度：９６．１％）。
過剰な無水酢酸と残留混合物を１．０７×１０4Pa（８０mmHg）の圧力で蒸留で除去する（留分F2:７１ｇ）。純度９８．７％の粗製品（２６３ｇ）が得られる。
必要な場合には蒸留によって純度が９９％以上のイソ酪酸無水物を得ることもできる。
【００１４】
実施例２（本発明実施例）
実施例１に記載の反応器中に、無水酢酸の全量（４１１ｇ）と、イソ酪酸の一部（１４１．９ｇ）を導入する。すなわち、イソ酪酸／無水酢酸のモル比を０．４にした。
最初の全体量は５５２．９ｇである。
反応中、酢酸の蒸留が進むにつれ、酢酸の蒸留比率に基づいて４２５．６ｇのイソ酪酸を導入して、最終的なイソ酪酸／無水酢酸の全体のモル比が１．６になるようにした。
【００１５】
圧力を５．３３×１０4Pa（４００mmHg）〜１．６０×１０4Pa（１２０mmHg）に段階的に下げて全反応行程を通じて温度を１１５〜１２０℃に維持した。
反応中に生しる酢酸は生成するに従って蒸発させた。最初の蒸留留分（F1）は４１５ｇで、酢酸の純度は９６．１％である。
残りの酢酸、過剰な無水酢酸および残留無水混合物を１．０７×１０4Pa（８０mmHg）の圧力で蒸留して除去した（留分F2:７５ｇ）。
純度９８．３％の粗製品（４７９ｇ）が得られた。
粗製品を蒸留して純度を９９％にすることもできる。
反応時間を変えずに、最初に導入した試薬の生産のゲイン（利得）は約８０％である。