JP2001011173A - Method for producing polytetramethylene ether glycol - Google Patents
Method for producing polytetramethylene ether glycolInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 PTMEをアルカリ金属触媒の存在下、低級
脂肪族アルコールによりエステル交換してPTMGを製
造する際に、エステル交換反応の円滑な進行を損なうこ
となく、エステル交換触媒の使用量を減らすことができ
る方法の提供。
【解決手段】 ポリテトラメチレンエーテルグリコール
のジ酢酸エステルをアルカリ金属のアルコキシド又は水
酸化物の存在下、低級脂肪族アルコールによりエステル
交換してポリテトラメチレンエーテルグリコールを製造
する方法において、原料のポリテトラメチレンエーテル
グリコールのジ酢酸エステル中の無水酢酸及び酢酸の合
計濃度が1000ppm以下である。(57) [PROBLEMS] To produce PTMG by transesterifying PTME with a lower aliphatic alcohol in the presence of an alkali metal catalyst, without impairing the smooth progress of the transesterification reaction. Providing ways to reduce consumption. SOLUTION: In a method for producing polytetramethylene ether glycol by transesterifying a polytetramethylene ether glycol diacetate with a lower aliphatic alcohol in the presence of an alkali metal alkoxide or a hydroxide, a raw material polytetramethylene ether glycol is produced. The total concentration of acetic anhydride and acetic acid in the methylene ether glycol diacetate is 1000 ppm or less.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリテトラメチレ
ンエーテルグリコール(以下、PTMGと略記すること
がある)の製造方法に関する。詳しくは、PTMGのジ
酢酸エステル(以下、PTMEと略記することがある)
をアルカリ金属触媒の存在下に低級脂肪族アルコールに
よりエステル交換してPTMGを製造する方法の改良に
関する。PTMGは、ポリエステル樹脂、ポリウレタン
樹脂等のソフトセグメントとして用いられ、ロール等の
工業製品、また靴底、スパンデックス(登録商標)のよ
うな衣料用弾性繊維等に加工されて広く生活に利用され
ている。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing polytetramethylene ether glycol (hereinafter sometimes abbreviated as PTMG). Specifically, diacetate of PTMG (hereinafter sometimes abbreviated as PTME)
To transesterify with a lower aliphatic alcohol in the presence of an alkali metal catalyst to produce PTMG. PTMG is used as a soft segment of polyester resin, polyurethane resin and the like, processed into industrial products such as rolls, and elastic fibers for clothing such as shoe soles and spandex (registered trademark) and widely used in daily life. .
【0002】[0002]
【従来の技術】PTMGの製造方法としては、通常、テ
トラヒドロフラン(以下、THFと略記することがあ
る)を固体酸触媒及び無水酢酸のようなカルボン酸無水
物の存在下に反応させ、PTMEを得、次いでこのジエ
ステルをアルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物又
は水酸化物のようなエステル交換触媒の存在下にメタノ
ールのような低級脂肪族アルコールとエステル交換する
方法が知られている。2. Description of the Related Art PTMG is generally produced by reacting tetrahydrofuran (hereinafter sometimes abbreviated as THF) in the presence of a solid acid catalyst and a carboxylic anhydride such as acetic anhydride to obtain PTME. It is known to then transesterify this diester with a lower aliphatic alcohol such as methanol in the presence of a transesterification catalyst such as an oxide or hydroxide of an alkali metal or alkaline earth metal.
【0003】エステル交換触媒がアルカリ金属の酸化物
又は水酸化物である場合、触媒は反応液に溶解し、均一
相となるため反応が早く、有利に行うことができるが、
均一相であるため生成したPTMGから触媒成分を除去
するには工夫を要する。PTMGは、ポリウレタン樹脂
等の原料に用いられるため、エステル交換触媒がPTM
G中に残留することは好ましくなく、PTMG中に含ま
れるアルカリ金属成分を除去することが必要である。When the transesterification catalyst is an alkali metal oxide or hydroxide, the catalyst dissolves in the reaction solution and becomes a homogeneous phase, so that the reaction can be carried out quickly and advantageously.
Since it is a homogeneous phase, it is necessary to devise to remove the catalyst component from the generated PTMG. Since PTMG is used as a raw material such as polyurethane resin, the transesterification catalyst
It is not preferable to remain in G, and it is necessary to remove an alkali metal component contained in PTMG.
【0004】このため、例えばポリエチレングリコール
の製造時の後処理で採用されているところの、活性白土
によりアルカリ金属を吸着除去する方法が考えられる
が、この場合、活性白土の製造時の酸処理に由来する酸
成分が溶出してくるため好ましくない。これに代るもの
として、エステル交換後の反応液を酸性イオン交換樹脂
で処理して、反応液中に溶解して残存するアルカリ金属
イオンを吸着除去する方法が考えられる。[0004] For this reason, for example, a method of adsorbing and removing an alkali metal by activated clay, which is employed in a post-treatment at the time of producing polyethylene glycol, can be considered. In this case, an acid treatment at the time of producing activated clay is considered. It is not preferable because the derived acid component elutes. As an alternative to this, a method in which the reaction solution after transesterification is treated with an acidic ion-exchange resin to adsorb and remove alkali metal ions remaining dissolved in the reaction solution is considered.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エステ
ル交換反応を円滑に進行させるためには、相当量のアル
カリ金属触媒が必要であり、その結果、エステル交換後
の反応液中からアルカリ金属を吸着除去するためには、
多量のイオン交換樹脂を必要とするという問題があっ
た。本発明は、PTMEをアルカリ金属のアルコキシド
又は水酸化物の存在下、低級脂肪族アルコールによりエ
ステル交換させてPTMGを製造する方法において、エ
ステル交換反応の円滑な進行を妨げることなく、エステ
ル交換触媒の使用量を減らすことができるところのPT
MGの製造方法を提供することを目的とする。However, in order for the transesterification reaction to proceed smoothly, a considerable amount of alkali metal catalyst is required. As a result, the alkali metal is adsorbed and removed from the reaction solution after transesterification. To do
There is a problem that a large amount of ion exchange resin is required. The present invention provides a method for producing PTMG by transesterifying PTME with a lower aliphatic alcohol in the presence of an alkoxide or hydroxide of an alkali metal, without inhibiting the transesterification reaction from proceeding smoothly. PT where usage can be reduced
An object is to provide a method for manufacturing MG.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かゝる事
情に鑑み鋭意検討した結果、原料のPTME中に不純物
として含まれる無水酢酸及び酢酸の合計濃度を低減させ
ることにより、エステル交換反応の円滑な進行を損なう
ことなく、エステル交換触媒の使用量を減らすことがで
き、これにより、イオン交換樹脂による後処理の負荷を
低減させることができ、しかも不純物の少ない良質のP
TMGが得られることを見い出し、本発明を完成するに
至った。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies in view of such circumstances, the present inventors have found that transesterification is achieved by reducing the total concentration of acetic anhydride and acetic acid contained as impurities in the raw material PTME. The amount of the transesterification catalyst can be reduced without impairing the smooth progress of the reaction, whereby the load of the post-treatment with the ion exchange resin can be reduced, and a high-quality P with few impurities can be obtained.
It has been found that TMG can be obtained, and the present invention has been completed.
【0007】即ち、本発明の要旨は、ポリテトラメチレ
ンエーテルグリコールのジ酢酸エステルをアルカリ金属
のアルコキシド又は水酸化物の存在下、低級脂肪族アル
コールによりエステル交換してポリテトラメチレンエー
テルグリコールを製造する方法において、原料のポリテ
トラメチレンエーテルグリコールのジ酢酸エステル中の
無水酢酸及び酢酸の合計濃度が1000ppm以下であ
ることを特徴とするポリテトラメチレンエーテルグリコ
ールの製造方法、にある。以下、本発明を詳細に説明す
る。That is, the gist of the present invention is to produce polytetramethylene ether glycol by transesterification of diacetate of polytetramethylene ether glycol with a lower aliphatic alcohol in the presence of an alkali metal alkoxide or hydroxide. A method for producing polytetramethylene ether glycol, wherein the total concentration of acetic anhydride and acetic acid in the diacetate of polytetramethylene ether glycol as a raw material is 1000 ppm or less. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】本発明に用いられるPTMGのジ
酢酸エステルは、固体酸及び無水酢酸の存在下、THF
を開環重合させて得られる。触媒としては、活性白土、
シリカアルミナ、ジルコニアシリカ等が用いられる。無
水酢酸/THFのモル比については、目的とするPTM
Gの分子量や触媒の種類により異なるが、通常、0.0
01〜0.3である。無水酢酸は、反応液中の濃度が
0.1〜30重量%程度となる量使用され、また、触媒
は、反応液中の濃度が0.1〜20重量%程度となる量
使用される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The diacetate of PTMG used in the present invention is THF in the presence of a solid acid and acetic anhydride.
Is obtained by ring-opening polymerization of Activated clay,
Silica alumina, zirconia silica or the like is used. Regarding the molar ratio of acetic anhydride / THF, the target PTM
Depending on the molecular weight of G and the type of catalyst, it is usually 0.0
01 to 0.3. Acetic anhydride is used in an amount such that the concentration in the reaction solution is about 0.1 to 30% by weight, and the catalyst is used in an amount such that the concentration in the reaction solution is about 0.1 to 20% by weight.
【0009】反応器としては、攪拌機付の反応器、或い
は適当な液上昇速度を有する管型反応器が好適に用いら
れる。反応は、反応温度20〜60℃、好ましくは30
〜50℃、反応圧力は、常圧ないし若干加圧(0〜0.
2MPa)が好ましく、反応液の滞留時間は、触媒の活
性及び濃度により決まるが、通常2〜15時間である。As the reactor, a reactor equipped with a stirrer or a tubular reactor having an appropriate liquid rising speed is suitably used. The reaction is carried out at a reaction temperature of 20-60 ° C, preferably 30 ° C.
~ 50 ° C, reaction pressure is normal pressure or slightly pressurized (0 ~ 0.
2 MPa) is preferable, and the residence time of the reaction solution is determined by the activity and concentration of the catalyst, and is usually 2 to 15 hours.
【0010】かくして得られた重合反応液には、目的と
するPTMGのジ酢酸エステルの他に、THFのオリゴ
マーのジエステル、未反応原料等を含有するので、通
常、未反応のTHF及び無水酢酸を常圧又は減圧下で留
去させる。留去したTHF及び無水酢酸は、必要に応じ
て精製して再利用することができる。未反応物を除去し
た後の粗PTMGのジ酢酸エステルの組成については、
通常、PTMGのジ酢酸エステル94〜97重量%、2
〜10量体程度のTHFオリゴマーのジエステル2〜5
重量%、無水酢酸1000〜5000ppm、酢酸10
00〜5000ppmである。[0010] The polymerization reaction solution thus obtained contains, in addition to the diacetate of the target PTMG, a diester of an oligomer of THF, unreacted raw materials, and the like. Therefore, usually, unreacted THF and acetic anhydride are used. Distill off under normal pressure or reduced pressure. The evaporated THF and acetic anhydride can be purified and reused if necessary. Regarding the composition of diacetate of crude PTMG after removing unreacted materials,
Usually 94 to 97% by weight of diacetate of PTMG, 2
Diesters of THF oligomers of about 10 to 10 mer
Wt%, acetic anhydride 1000-5000 ppm, acetic acid 10
It is 00-5000 ppm.
【0011】THFオリゴマーのジエステルを除去する
場合には、前記の粗PTMGのジエステルを更に薄膜蒸
発器又は分子蒸留装置を用いた蒸留により分離するのが
好ましい。この場合、蒸留は5Torr(666.5P
a)以下の高真空下、温度250〜350℃以下の条件
下で行われ、通常、5量体以下の分子量のオリゴマーが
留出物として分離され、缶出液としてオリゴマーが減少
したPTMGのジ酢酸エステルが得られる。この場合、
製品中の無水酢酸及び酢酸の合計濃度は、通常、100
0ppm以下となる。In the case of removing the diester of the THF oligomer, it is preferable to further separate the crude PTMG diester by distillation using a thin film evaporator or a molecular distillation apparatus. In this case, the distillation is 5 Torr (666.5 P
a) The reaction is carried out under the following high vacuum at a temperature of 250 to 350 ° C. or less, and usually, oligomers having a molecular weight of pentamer or less are separated as a distillate, and the distillate of PTMG in which the oligomer is reduced as a bottom liquid is obtained. An acetic ester is obtained. in this case,
The total concentration of acetic anhydride and acetic acid in the product is usually 100
It becomes 0 ppm or less.
【0012】本発明においては、原料のPTMGのジ酢
酸エステルとして、無水酢酸及び酢酸の合計濃度が10
00ppm以下のものを用いることが必要である。従っ
て、前記の未反応物を除去した後の粗PTMGのジ酢酸
エステルについて、無水酢酸及び酢酸の合計濃度が10
00ppm以下であれば問題はないが、もしこの値を越
える場合には、更にオリゴマーの除去を兼ねた処理、薄
膜蒸発器又は分子蒸留装置を用いた蒸留による分離、不
活性ガスの吹き込みによる分離等を行うことにより無水
酢酸と酢酸の合計濃度を下げねばならない。In the present invention, as the diacetate of PTMG as a raw material, the total concentration of acetic anhydride and acetic acid is 10%.
It is necessary to use one having a concentration of 00 ppm or less. Therefore, the total concentration of acetic anhydride and acetic acid in the diacetate of crude PTMG after removing the unreacted substances is 10%.
There is no problem if it is less than 00 ppm, but if it exceeds this value, it will be further treated to remove the oligomer, separated by distillation using a thin film evaporator or molecular distillation apparatus, separated by blowing inert gas, etc. , The total concentration of acetic anhydride and acetic acid must be reduced.
【0013】かくして得られた無水酢酸及び酢酸の合計
濃度が1000ppm以下のPTMEは、低級脂肪族ア
ルコールと混合し、エステル交換触媒の存在下に反応さ
せPTMGに変換する。エステル交換反応の反応速度
は、アルコール濃度の二乗に比例するので、アルコール
が多い方が進行しやすく、またエステル交換反応は平衡
があるので生成する低級脂肪族アルコールのカルボン酸
エステルを適宜除去しながら行うのが好ましい。ここで
用いる低級脂肪族アルコールとしては、炭素数1〜4の
アルコール、特にメタノール、エタノール、プロパノー
ル等が好ましく用いられる。PTMEとアルコールの比
は、重量比で1:1〜1:3が好適である。アルコール
が少ないと粘度が高く反応が遅くなり、逆に多すぎると
装置が大きくなり、しかも過剰のアルコールの除去に費
用が掛かることとなる。原料アルコールは副生する低級
アルコールのカルボン酸エステルと共沸物を形成し、反
応系から除去されてしまうこともあるので、原料アルコ
ールを適宜補給しても良い。The thus obtained PTME having a total concentration of acetic anhydride and acetic acid of 1000 ppm or less is mixed with a lower aliphatic alcohol and reacted in the presence of a transesterification catalyst to be converted to PTMG. Since the reaction rate of the transesterification reaction is proportional to the square of the alcohol concentration, the higher the alcohol content, the easier the process proceeds, and the transesterification reaction has an equilibrium, so that the carboxylic acid ester of the lower aliphatic alcohol produced is appropriately removed. It is preferred to do so. As the lower aliphatic alcohol used here, alcohols having 1 to 4 carbon atoms, particularly methanol, ethanol, propanol and the like are preferably used. The ratio of PTME to alcohol is preferably 1: 1 to 1: 3 by weight. If the amount of alcohol is small, the viscosity is high and the reaction is slow. On the other hand, if the amount is too large, the size of the apparatus becomes large, and the cost of removing excess alcohol is high. The starting alcohol may form an azeotrope with the by-produced carboxylic acid ester of the lower alcohol, and may be removed from the reaction system. Therefore, the starting alcohol may be appropriately supplied.
【0014】本発明のエステル交換反応の触媒として
は、アルカリ金属のアルコキシド又は水酸化物が用いら
れる。アルカリ金属の具体例としては、リチウム、ナト
リウム、カリウム、セシウム、ルビジウム等が挙げられ
るが、これらの中、ナトリウム及びカリウムが好まし
い。また、アルコキシドの具体例としては、例えばメト
キシド、エトキシド、イソプロポキシド等が挙げられ
る。そして、アルカリ金属のアルコキシド又は水酸化物
の具体例としては、例えばナトリウムメトキシド、ナト
リウムエトキシド、ナトリウムイソプロポキシド、カリ
ウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムイソプ
ロポキシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙
げられる。中でもナトリウムメトキシド、水酸化ナトリ
ウムが好ましい。アルカリ金属のアルコキシド又は水酸
化物の使用量は、PTMEに対して、通常、0.005
〜0.2重量%、好ましくは0.01〜0.05重量%
である。As the catalyst for the transesterification reaction of the present invention, an alkoxide or hydroxide of an alkali metal is used. Specific examples of the alkali metal include lithium, sodium, potassium, cesium, rubidium and the like. Of these, sodium and potassium are preferable. Specific examples of the alkoxide include, for example, methoxide, ethoxide, isopropoxide and the like. Specific examples of the alkali metal alkoxide or hydroxide include, for example, sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium isopropoxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, potassium isopropoxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide And the like. Among them, sodium methoxide and sodium hydroxide are preferable. The amount of the alkali metal alkoxide or hydroxide is usually 0.005 to PTME.
-0.2% by weight, preferably 0.01-0.05% by weight
It is.
【0015】エステル交換反応は常圧又は加圧の条件で
行うことができ、圧力は通常、0.1〜2.0MPa、
好ましくは1〜1.5MPaが好適な条件である。反応
温度は、60〜180℃が好適であるが、副生するカル
ボン酸エステルを除去するために、低級アルコールのカ
ルボン酸エステルとアルコールとが共沸する圧力、温度
条件で反応が行われる。[0015] The transesterification reaction can be carried out under normal pressure or pressurized conditions, and the pressure is usually 0.1 to 2.0 MPa,
Preferably, 1 to 1.5 MPa is a suitable condition. The reaction temperature is preferably from 60 to 180 ° C., but the reaction is carried out under the pressure and temperature conditions under which the carboxylic acid ester of lower alcohol and the alcohol are azeotropic to remove the carboxylic acid ester by-produced.
【0016】反応の進行は化学分析或いは赤外分析等の
常法によって、反応系に残留するPTMEを分析し監視
する。PTMEが検出されなくなった時点で反応を止
め、冷却する。上記のエステル交換反応により得られ反
応混合物から未反応のアルコール(通常はメタノー
ル)、生成したカルボン酸エステル(通常は酢酸メチ
ル)等を蒸留により除いたボトム留分で、通常、PTM
Gを30〜60重量%、アルコールを70〜40重量
%、エステル交換触媒を0.003〜0.1%含むもの
である。なお、その水分含有量は、通常、0.05〜
0.2重量%である。PTMG濃度が高すぎると、粘度
が高くなるので、イオン交換処理で触媒を除去する際に
イオン交換樹脂内での拡散速度の低下により、十分な触
媒除去を行うことができない。PTMG濃度が低すぎる
と、製品効率が低下するので、生産効率が悪くなる。The progress of the reaction is monitored by analyzing the PTME remaining in the reaction system by a conventional method such as chemical analysis or infrared analysis. When no more PTME is detected, stop the reaction and cool. A bottom fraction obtained by removing unreacted alcohol (usually methanol), carboxylic acid ester (usually methyl acetate) and the like from the reaction mixture obtained by the above transesterification reaction by distillation, and is usually a PTM.
It contains 30 to 60% by weight of G, 70 to 40% by weight of alcohol, and 0.003 to 0.1% of a transesterification catalyst. In addition, the water content is usually 0.05 to
0.2% by weight. If the PTMG concentration is too high, the viscosity becomes high, so that when the catalyst is removed by the ion exchange treatment, the catalyst cannot be sufficiently removed due to a decrease in the diffusion rate in the ion exchange resin. If the PTMG concentration is too low, the production efficiency will be reduced because the product efficiency will be reduced.
【0017】本発明においては、このエステル交換後の
反応液を酸性イオン交換樹脂で処理する際に、この反応
液の水分含有量を予め0.5〜10重量%、好ましくは
1〜5重量%に調整することがイオン交換処理の負荷を
小さくできる点で好ましい。イオン交換樹脂による処理
は、反応液に対して回分式でも固定床装置を用いる流通
式のいずれの方式で行ってもよいが、後者の方が簡便で
ある。処理条件としては、通常、LHSV(液空間速
度)=0.5〜5hr-1、温度30〜60℃、好ましく
はLHSV=1〜3hr-1、温度40〜50℃である。
LHSVが0.5hr-1より低いと、処理に長時間を要
し、5hr-1を越えると交換効率が悪くなる。また、温
度が30℃より低いと、交換効率が悪くなり、60℃を
越えるとエーテル化及びPTMGの開重合が起こるので
好ましくない。In the present invention, when the transesterified reaction solution is treated with an acidic ion exchange resin, the water content of the reaction solution is previously 0.5 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight. It is preferable in that the load of the ion exchange treatment can be reduced. The treatment with the ion-exchange resin may be performed in any of a batch system and a flow system using a fixed bed apparatus with respect to the reaction solution, but the latter is simpler. The processing conditions are usually LHSV (liquid hourly space velocity) = 0.5 to 5 hr -1 and a temperature of 30 to 60 ° C., preferably LHSV = 1 to 3 hr -1 and a temperature of 40 to 50 ° C.
If the LHSV is lower than 0.5 hr -1 , it takes a long time to process, and if the LHSV exceeds 5 hr -1 , the exchange efficiency becomes poor. On the other hand, if the temperature is lower than 30 ° C., the exchange efficiency becomes poor, and if it exceeds 60 ° C., etherification and PTMG open polymerization occur, which is not preferable.
【0018】また、酸性イオン交換樹脂としては、特に
限定はされないが、スルホン酸基を有する強酸性イオン
交換樹脂が好ましく、その具体例としては、例えば三菱
化学社製陽イオン交換樹脂SK1B−H、SK110−
H、PK216−H、PK220−H等が挙げられる。
かくして得られたPTMGはアルカリ金属として1pp
m以下実質的にエステル交換触媒を含まない製品として
使用することができる。本発明によれば、実効イオン交
換容量は、殆ど理論イオン交換容量と同等になる。従っ
て、イオン交換樹脂の使用量を大幅に減らすことが可能
であり、その結果、イオン交換処理負荷低減によるイオ
ン交換処理設備の小型化、ライフ延長の効果をもたらす
と共に、不純物の少ない良質のPTMGを得ることが可
能となる。The acidic ion exchange resin is not particularly limited, but is preferably a strongly acidic ion exchange resin having a sulfonic acid group. Specific examples thereof include a cation exchange resin SK1B-H manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. SK110-
H, PK216-H, PK220-H and the like.
PTMG thus obtained is 1 pp as an alkali metal.
m or less and can be used as a product substantially free of a transesterification catalyst. According to the invention, the effective ion exchange capacity is almost equal to the theoretical ion exchange capacity. Therefore, it is possible to greatly reduce the amount of the ion exchange resin used. As a result, it is possible to reduce the load of the ion exchange treatment, thereby reducing the size of the ion exchange treatment equipment and extending the life. It is possible to obtain.
【0019】[0019]
【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更
に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限
り、この実施例に限定されるものではない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist.
【0020】実施例1 無水酢酸及び酢酸がガスクロ分析にて検出限界以下(2
00ppm以下)の数平均分子量2000のPTME1
000部、メタノール1000部及びナトリウムメチラ
ート0.2部を混合し、混合物を沸点加熱し、分留塔
(理論段数14段)により生成した酢酸メチルをメタノ
ールとの共沸混合物として5時間留去させた。塔頂温度
がメタノールの沸点に等しくなったところで50℃に冷
却した。反応液約5gを採取し、圧力4〜5kg/cm
2の窒素ガスを吹きつけて未反応メタノール及び酢酸メ
チルを揮発させ、赤外分析法によって、反応系に残留す
るPTMEの分析を行ったところ、カルボニル基1μ当
量/g以下であった。次いで、反応液を、三菱化学社製
陽イオン交換樹脂のSK1B−Hを5倍容量のメタノー
ルで置換洗浄した樹脂充填塔に、温度50℃に保持した
樹脂塔の上方より通液速度LHSV=1hr-1にて通液
を行い、流通後液よりメタノールを留去してPTMGと
した。このPTMGを灰化、酸溶解後、原子吸光分析に
てナトリウム濃度を測定した結果、0.1ppm以下で
あった。またイオンクロマト分析にて残留イオンを分析
した結果、酢酸イオン0.1ppm、硫酸イオン0.1
ppm、塩素イオン0.1ppm以下であった。Example 1 Acetic anhydride and acetic acid were detected below the detection limit (2
PTME1 having a number average molecular weight of 2000
000 parts, 1000 parts of methanol and 0.2 parts of sodium methylate are mixed, the mixture is heated to the boiling point, and methyl acetate produced by a fractionation tower (14 theoretical plates) is distilled off as an azeotropic mixture with methanol for 5 hours. I let it. When the overhead temperature became equal to the boiling point of methanol, the mixture was cooled to 50 ° C. About 5 g of the reaction solution is collected, and the pressure is 4 to 5 kg / cm.
Blowing 2 in nitrogen gas to evaporate the unreacted methanol and methyl acetate, by infrared analysis, it was analyzed. PTME remaining in the reaction system was below the carbonyl group 1μ equivalent / g. Next, the reaction solution was passed through a resin packed tower in which SK1B-H, a cation exchange resin manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, was replaced and washed with 5 times the volume of methanol. After passing through the solution at -1, methanol was distilled off from the solution after circulation to obtain PTMG. After incineration and acid dissolution of this PTMG, the sodium concentration was measured by atomic absorption spectroscopy. As a result, it was 0.1 ppm or less. In addition, as a result of analyzing residual ions by ion chromatography, 0.1 ppm of acetate ions and 0.1% of sulfate ions were analyzed.
ppm and chlorine ion were 0.1 ppm or less.
【0021】実施例2 無水酢酸30ppm、酢酸30ppmを含む数平均分子
量2000のPTME1000部、メタノール1000
部及びナトリウムメチラート0.2部を混合し、混合物
を沸点加熱し、分留塔(理論段数14段)により生成し
た酢酸メチルをメタノールとの共沸混合物として5時間
留去させた。塔頂温度がメタノールの沸点に等しくなっ
たところで50℃に冷却した。実施例1と同様に赤外分
析法によって、反応系に残留するPTMEの分析を行っ
たところ、カルボニル基1μ当量/g以下であった。次
いで、反応液を三菱化学社製陽イオン交換樹脂のSK1
B−Hを5倍容量のメタノールで置換洗浄した樹脂充填
塔に、温度50℃に保持した樹脂塔の上方より通液速度
LHSV=1hr-1にて通液を行い、流通後液よりメタ
ノールを留去してPTMGとした。このPTMGを灰
化、酸溶解後、原子吸光分析にてナトリウム濃度を測定
した結果、0.1ppm以下であった。またイオンクロ
マト分析にて残留イオンを分析した結果、酢酸イオン
0.5ppm、硫酸イオン0.1ppm、塩素イオン
0.1ppm以下であった。Example 2 1000 parts of PTME containing 30 ppm of acetic anhydride and 30 ppm of acetic acid and having a number average molecular weight of 2000, and 1000 parts of methanol
And 0.2 part of sodium methylate were mixed, the mixture was heated to the boiling point, and methyl acetate produced by a fractionating tower (14 theoretical plates) was distilled off as an azeotrope with methanol for 5 hours. When the overhead temperature became equal to the boiling point of methanol, the mixture was cooled to 50 ° C. When PTME remaining in the reaction system was analyzed by infrared analysis in the same manner as in Example 1, the result was 1 μeq / g or less of carbonyl groups. Then, the reaction solution was cation-exchange resin SK1 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
BH was passed through the resin packed tower, which was replaced and washed with 5 times the volume of methanol, at a flow rate of LHSV = 1 hr -1 from above the resin tower maintained at a temperature of 50 ° C., and methanol was removed from the liquid after the flow. It was distilled off to obtain PTMG. After incineration and acid dissolution of this PTMG, the sodium concentration was measured by atomic absorption spectrometry. As a result, it was 0.1 ppm or less. Further, as a result of analyzing residual ions by ion chromatography analysis, it was found that acetate ion was 0.5 ppm, sulfate ion was 0.1 ppm, and chloride ion was 0.1 ppm or less.
【0022】実施例3 実施例2で得られたPTMG500部と4,4−ジフェ
ニルメタンジイソシアネート125部を70℃で60分
間反応させ、両末端イソシアネートのプレポリマーとし
た。これにジメチルホルムアミド1120部を加えて溶
解し均一溶液にした。この溶液を0℃に冷却し、ジメチ
ルホルムアミド246部に溶解した19部の1,2−プ
ロピレンジアミンの溶液を添加して鎖延長反応を行っ
た。1,2−プロピレンジアミンの溶液の90%を添加
して25℃で2500ポイズに達した。この時点でジメ
チルホルムアミド18部に溶解した3部のモノエタノー
ルアミンを加えて重合体溶液の遊離イソシアネートを消
失させ、その後ジメチルホルムアミド18部に溶解した
3部の無水酢酸を加えてポリマー溶液の粘度を安定化し
た。得られた固形分32%、25℃における粘度220
0ポイズの重合体溶液を得た。Example 3 500 parts of PTMG obtained in Example 2 and 125 parts of 4,4-diphenylmethane diisocyanate were reacted at 70 ° C. for 60 minutes to prepare a prepolymer of isocyanate at both ends. To this, 1120 parts of dimethylformamide was added and dissolved to form a homogeneous solution. The solution was cooled to 0 ° C., and a solution of 19 parts of 1,2-propylenediamine dissolved in 246 parts of dimethylformamide was added to carry out a chain extension reaction. 90% of the solution of 1,2-propylenediamine was added to reach 2500 poise at 25 ° C. At this point, 3 parts of monoethanolamine dissolved in 18 parts of dimethylformamide are added to eliminate the free isocyanate of the polymer solution, and then 3 parts of acetic anhydride dissolved in 18 parts of dimethylformamide are added to reduce the viscosity of the polymer solution. Stabilized. The obtained solid content is 32%, and the viscosity at 25 ° C. is 220.
A 0 poise polymer solution was obtained.
【0023】比較例1 無水酢酸2000ppm、酢酸2000ppmを含む数
平均分子量2000のPTME1000部、メタノール
1000部及びナトリウムメチラート0.5部を混合
し、混合物を沸点加熱し、分留塔(理論段数14段)に
より生成した酢酸メチルをメタノールとの共沸混合物と
して留去させた。10時間反応経過後も、塔頂温度はメ
タノールの沸点に等しくならず、その時点で反応を停止
して50℃に冷却した。実施例1と同様に赤外分析法に
よって、反応系に残留するPTMEの分析を行ったとこ
ろ、カルボニル基20μ当量/g以上であった。次い
で、反応液を、三菱化学社製陽イオン交換樹脂のSK1
B−Hを5倍容量のメタノールで置換洗浄した樹脂充填
塔に、温度50℃に保持した樹脂塔の上方より通液速度
LHSV=1hr-1にて通液を行い、流通後、液よりメ
タノールを留去してPTMGとした。このPTMGを灰
化、酸溶解後、原子吸光分析にてナトリウム濃度を測定
した結果、0.1ppm以下であった。またイオンクロ
マト分析にて残留イオンを分析した結果、酢酸イオン
3.5ppm、硫酸イオン0.5ppm、塩素イオン
1.7ppmであった。COMPARATIVE EXAMPLE 1 1000 parts of PTME having a number average molecular weight of 2,000 containing 2,000 ppm of acetic anhydride and 2,000 ppm of acetic acid, 1,000 parts of methanol and 0.5 part of sodium methylate were mixed, and the mixture was heated to the boiling point. The methyl acetate formed in step (d) was distilled off as an azeotrope with methanol. Even after 10 hours of reaction, the top temperature was not equal to the boiling point of methanol, at which point the reaction was stopped and cooled to 50 ° C. When PTME remaining in the reaction system was analyzed by infrared analysis in the same manner as in Example 1, the carbonyl group was found to be at least 20 μeq / g. Next, the reaction solution was subjected to cation exchange resin SK1 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
BH was passed through the resin-packed tower, which had been replaced and washed with 5 times the volume of methanol, at a flow rate of LHSV = 1 hr -1 from above the resin tower maintained at a temperature of 50 ° C., and after flowing, methanol was removed from the liquid. Was distilled off to obtain PTMG. After incineration and acid dissolution of this PTMG, the sodium concentration was measured by atomic absorption spectrometry. As a result, it was 0.1 ppm or less. Further, as a result of analyzing residual ions by ion chromatography analysis, it was found that acetate ions were 3.5 ppm, sulfate ions were 0.5 ppm, and chlorine ions were 1.7 ppm.
【0024】比較例2 比較例1で得られたPTMG500部と4,4−ジフェ
ニルメタンジイソシアネート125部を70℃で60分
間反応させ、両末端イソシアネートのプレポリマーとし
た。これにジメチルホルムアミド1120部を加えて溶
解し均一溶液にした。この溶液を0℃に冷却し、ジメチ
ルホルムアミド246部に溶解した19部の1,2−プ
ロピレンジアミンの溶液を添加して鎖延長反応を行っ
た。1,2−プロピレンジアミンの溶液の90%を添加
した時点での粘度は25℃で1700ポイズと低かっ
た。Comparative Example 2 500 parts of PTMG obtained in Comparative Example 1 and 125 parts of 4,4-diphenylmethane diisocyanate were reacted at 70 ° C. for 60 minutes to obtain a prepolymer of both ends isocyanate. To this, 1120 parts of dimethylformamide was added and dissolved to form a homogeneous solution. The solution was cooled to 0 ° C., and a solution of 19 parts of 1,2-propylenediamine dissolved in 246 parts of dimethylformamide was added to carry out a chain extension reaction. The viscosity at the time when 90% of the solution of 1,2-propylenediamine was added was as low as 1700 poise at 25 ° C.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明によれば、PTMEをアルカリ金
属触媒の存在下、低級脂肪族アルコールによりエステル
交換してPTMGを製造する際に、エステル交換反応の
円滑な進行を損なうことなく、エステル交換触媒の使用
量を減らすことができ、これによりイオン交換樹脂によ
る後処理の負荷を低減させることができ、しかも不純物
の少ない良質のPTMGを得ることができる。According to the present invention, when PTME is produced by transesterification of PTME with a lower aliphatic alcohol in the presence of an alkali metal catalyst, transesterification can be carried out without impairing the smooth progress of the transesterification reaction. The use amount of the catalyst can be reduced, whereby the load of the post-treatment with the ion exchange resin can be reduced, and high-quality PTMG with few impurities can be obtained.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 竹尾 弘 三重県四日市市東邦町1番地 三菱化学株 式会社四日市事業所内 (72)発明者 田中 秀俊 三重県四日市市東邦町1番地 三菱化学株 式会社四日市事業所内 Fターム(参考) 4H006 AA02 AC41 AD32 BA02 BA29 BA32 BD10 GP01 GP10 4H039 CA60 CD10 CD90 4J005 AA08 BB01 BD02 ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72) Inventor Hiroshi Takeo 1 Tohocho, Yokkaichi City, Mie Prefecture Mitsubishi Chemical Corporation Yokkaichi Office (72) Inventor Hidetoshi Tanaka 1 Tohocho, Yokkaichi City, Mie Prefecture Mitsubishi Chemical Corporation Yokkaichi Office F-term (reference) 4H006 AA02 AC41 AD32 BA02 BA29 BA32 BD10 GP01 GP10 4H039 CA60 CD10 CD90 4J005 AA08 BB01 BD02
Claims (3)
のジ酢酸エステルをアルカリ金属のアルコキシド又は水
酸化物の存在下、低級脂肪族アルコールによりエステル
交換してポリテトラメチレンエーテルグリコールを製造
する方法において、原料のポリテトラメチレンエーテル
グリコールのジ酢酸エステル中の無水酢酸及び酢酸の合
計濃度が1000ppm以下であることを特徴とするポ
リテトラメチレンエーテルグリコールの製造方法。1. A process for producing polytetramethylene ether glycol by transesterifying a polytetramethylene ether glycol diacetate with a lower aliphatic alcohol in the presence of an alkali metal alkoxide or hydroxide. A method for producing polytetramethylene ether glycol, wherein the total concentration of acetic anhydride and acetic acid in the diacetate of tetramethylene ether glycol is 1000 ppm or less.
換樹脂で処理して、反応液中に含まれるアルカリ金属イ
オンを除去することを特徴とする請求項1に記載のポリ
テトラメチレンエーテルグリコールの製造方法。2. The polytetramethylene ether glycol according to claim 1, wherein the transesterified reaction solution is treated with an acidic ion exchange resin to remove alkali metal ions contained in the reaction solution. Production method.
する強酸性イオン交換樹脂であることを特徴とする請求
項1又は2に記載のポリテトラメチレンエーテルグリコ
ールの製造方法。3. The method for producing polytetramethylene ether glycol according to claim 1, wherein the acidic ion exchange resin is a strongly acidic ion exchange resin having a sulfonic acid group.
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---|---|---|---|
JP11184907A JP2001011173A (en) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | Method for producing polytetramethylene ether glycol |
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JP11184907A JP2001011173A (en) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | Method for producing polytetramethylene ether glycol |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007506811A (en) * | 2003-07-08 | 2007-03-22 | ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト | Process for obtaining oligomers of polytetrahydrofuran or tetrahydrofuran copolymer |
US20150158976A1 (en) * | 2012-06-22 | 2015-06-11 | Invista North America S.A.R.L. | Alkanolysis process and method for separating catalyst from product mixture |
WO2016056872A1 (en) * | 2014-10-10 | 2016-04-14 | 엘지이노텍 주식회사 | Silicon carbide epitaxial wafer and semiconductor device including same |
CN105985260A (en) * | 2015-03-19 | 2016-10-05 | 赢创德固赛有限公司 | Process for removing cations from an isophoronenitrile product mixture |
-
1999
- 1999-06-30 JP JP11184907A patent/JP2001011173A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105985260A (en) * | 2015-03-19 | 2016-10-05 | 赢创德固赛有限公司 | Process for removing cations from an isophoronenitrile product mixture |
JP2016175902A (en) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | エボニック デグサ ゲーエムベーハーEvonik Degussa GmbH | Method for separating cation from isophorone nitrile product mixture |
US9868699B2 (en) | 2015-03-19 | 2018-01-16 | Evonik Degussa Gmbh | Process for removing cations from an isophoronenitrile product mixture |
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