JP2005350402A - １価アルコールアルキレンオキシド付加物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 実用上問題のないレベルまで高分子量のジオール成分が減った高純度の１価アルコールアルキレンオキサイド付加物及びそのを提供する。
【解決手段】 ＧＰＣにより得られるクロマトグラムにおいて、溶出開始点から溶出終了点までを結んだ直線をＬ、最大ピークの頂点のＬからの高さをＨ、半値幅をΔＭ、全ピーク面積をＡとしたときの下記関係式（１）を満たすことを特徴とする一般式（２）で示される１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ）及びその製造方法である。
関係式 １．１８≧Ａ／（Ｈ×ΔＭ） （１）
一般式 ＲＯ−（ＡＯ）ｍ／（ＥＯ）ｎ−Ｈ （２）
（式中、Ｒは炭素数１〜２４の脂肪族炭化水素基等；Ａは炭素数３〜８のアルキレン基、Ｅはエチレン基；ｍは０又は１〜４００の整数、ｎは０又は１〜４００の整数であり、ｍ＋ｎは１〜４００である。）
【選択図】 なし
【解決手段】 ＧＰＣにより得られるクロマトグラムにおいて、溶出開始点から溶出終了点までを結んだ直線をＬ、最大ピークの頂点のＬからの高さをＨ、半値幅をΔＭ、全ピーク面積をＡとしたときの下記関係式（１）を満たすことを特徴とする一般式（２）で示される１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ）及びその製造方法である。
関係式 １．１８≧Ａ／（Ｈ×ΔＭ） （１）
一般式 ＲＯ−（ＡＯ）ｍ／（ＥＯ）ｎ−Ｈ （２）
（式中、Ｒは炭素数１〜２４の脂肪族炭化水素基等；Ａは炭素数３〜８のアルキレン基、Ｅはエチレン基；ｍは０又は１〜４００の整数、ｎは０又は１〜４００の整数であり、ｍ＋ｎは１〜４００である。）
【選択図】 なし
Description
本発明は１価アルコールアルキレンオキシド付加物に関するものである。
脂肪族系アルコール類に塩基性触媒又は酸性触媒の存在下でアルキレンオキサイドを付加重合させて得られる脂肪族系アルコールアルキレンオキサイド付加物は、各種界面活性剤、溶剤、化学品中間体等として知られている。
１価アルコールアルキレンオキシド付加物は、１価のアルコールにアルカリ触媒存在下、アルキレンオキシドを付加反応させることにより製造される。このとき反応系中に水のような１分子に水酸基を２個持つ物質が存在すると、水分子にアルキレンオキシドが付加して分子量が目的物の約２倍のジオール成分が副生する。このため、反応系中の水分を管理した１価アルコールのアルキレンオキシド付加物の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
特許３０５０２２８号公報
１価アルコールアルキレンオキシド付加物は、１価のアルコールにアルカリ触媒存在下、アルキレンオキシドを付加反応させることにより製造される。このとき反応系中に水のような１分子に水酸基を２個持つ物質が存在すると、水分子にアルキレンオキシドが付加して分子量が目的物の約２倍のジオール成分が副生する。このため、反応系中の水分を管理した１価アルコールのアルキレンオキシド付加物の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
しかしながら、反応系中の水分を管理しても高分子量のジオール成分が副生し用途によっては問題が生じ実用上不十分であった。実用上問題のないレベルまで高分子量のジオール成分が減った高純度の１価アルコールアルキレンオキサイド付加物及びその製造方法が望まれていた。
上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明はＧＰＣにより得られるクロマトグラムにおいて、溶出開始点から溶出終了点までを結んだ直線をＬ、最大ピークの頂点のＬからの高さをＨ、半値幅をΔＭ、全ピーク面積をＡとしたときの下記関係式（１）を満たすことを特徴とする一般式（２）で示される１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ）；
関係式
１．１８≧Ａ／（Ｈ×ΔＭ） （１）
一般式
ＲＯ−（ＡＯ）ｍ／（ＥＯ）ｎ−Ｈ （２）
（式中、Ｒは炭素数１〜２４の脂肪族炭化水素基、炭素数３〜２４の脂環式炭化水素基又は炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基；Ａは炭素数３〜８のアルキレン基、Ｅはエチレン基であり、ＡＯとＥＯはランダム結合でもブロック結合でもよい；ｍは０又は１〜４００の整数、ｎは０又は１〜４００の整数であり、ｍ＋ｎは１〜４００である。）
並びに、反応系が下記関係式（３）を満たす条件下でアルキレンオキサイドの付加を行う１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ）の製造方法である。
関係式
２０，０００≧［１．５×Ｐ＋０．０６×Ｓ×Ｘ／Ｗ＋０．０１７×Ｃ
＋０．０５６×Ｄ］×Ｍ （３）
［式中、Ｐは１価アルコール中の過酸化物価（ｍｅｑ／ｋｇ）、Ｓは反応容器の1価アルコール仕込み後の空間容量（リットル：Ｌ）、Ｘは常温常圧下での反応系中の酸素濃度（ｐｐｍ）、Ｗは1価アルコールの仕込量（ｇ）、Ｃは1価アルコールのアルデヒド含量（ｐｐｍ）、Ｄは反応系中の水分（ｐｐｍ）、Ｍは1価アルコールの分子量］
すなわち、本発明はＧＰＣにより得られるクロマトグラムにおいて、溶出開始点から溶出終了点までを結んだ直線をＬ、最大ピークの頂点のＬからの高さをＨ、半値幅をΔＭ、全ピーク面積をＡとしたときの下記関係式（１）を満たすことを特徴とする一般式（２）で示される１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ）；
関係式
１．１８≧Ａ／（Ｈ×ΔＭ） （１）
一般式
ＲＯ−（ＡＯ）ｍ／（ＥＯ）ｎ−Ｈ （２）
（式中、Ｒは炭素数１〜２４の脂肪族炭化水素基、炭素数３〜２４の脂環式炭化水素基又は炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基；Ａは炭素数３〜８のアルキレン基、Ｅはエチレン基であり、ＡＯとＥＯはランダム結合でもブロック結合でもよい；ｍは０又は１〜４００の整数、ｎは０又は１〜４００の整数であり、ｍ＋ｎは１〜４００である。）
並びに、反応系が下記関係式（３）を満たす条件下でアルキレンオキサイドの付加を行う１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ）の製造方法である。
関係式
２０，０００≧［１．５×Ｐ＋０．０６×Ｓ×Ｘ／Ｗ＋０．０１７×Ｃ
＋０．０５６×Ｄ］×Ｍ （３）
［式中、Ｐは１価アルコール中の過酸化物価（ｍｅｑ／ｋｇ）、Ｓは反応容器の1価アルコール仕込み後の空間容量（リットル：Ｌ）、Ｘは常温常圧下での反応系中の酸素濃度（ｐｐｍ）、Ｗは1価アルコールの仕込量（ｇ）、Ｃは1価アルコールのアルデヒド含量（ｐｐｍ）、Ｄは反応系中の水分（ｐｐｍ）、Ｍは1価アルコールの分子量］
本発明の１価アルコールアルキレンオキシド付加物は高分子量ジオール成分が少ない高純度の１価アルコールアルキレンオキシド付加物である。
本発明の１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ）は、上記関係式（１）を満たすものである。好ましくは関係式（１‘）を満たすものであり、より好ましくは関係式（１‘’）を満たすものである。関係式（１）を満たさないと目的物以外の副生物が多く存在し上記（Ａ）の純度が低下する。
関係式
１．１５≧Ａ／（Ｈ×ΔＭ） （１‘）
関係式
１．１２≧Ａ／（Ｈ×ΔＭ） （１‘’）
関係式
１．１５≧Ａ／（Ｈ×ΔＭ） （１‘）
関係式
１．１２≧Ａ／（Ｈ×ΔＭ） （１‘’）
上記一般式（２）において、Ｒは炭素数１〜２４の脂肪族炭化水素基、炭素数３〜２４の脂環式炭化水素基又は炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基を表す。炭素数１〜２４の脂肪族炭化水素基としては直鎖状でも分岐状でもよく、具体的にはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ラウリル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、２−エチルヘキシル、２−エチルオクチル基等のアルキル基；オクテニル、デセニル、ドデセニル、トリデセニル、ペンタデセニル、オレイル、ガドレイル基等のアルケニル基が挙げられる。炭素数３〜２４の脂環式炭化水素基としては、エチルシクロヘキシル、プロピルシクロヘキシル、オクチルシクロヘキシル基等が挙げられる。炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基としてはフェノール、炭素数１〜１８のアルキルフェノール（ノニルフェノール等）等が挙げられる。これらの中で好ましくは炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基であり、より好ましくは炭素数１〜８の脂肪族炭化水素基である。
Ａは炭素数３〜８のアルキレン基であり、具体的には、１，２−プロピレン基、１，２−ブチレン基、１，４−ブチレン基、１−フェニル−１，２−エチレン基であり、好ましくは１，２−プロピレン基である。Ｅはエチレン基である。ＡＯとＥＯはランダム結合でもブロック結合でもよい。好ましくはランダム結合である。
ｍは０又は１〜４００の整数であり、好ましくは１〜３００であり、より好ましくは
１〜２００である。ｍが４００を超えると粘度が高くなり、取扱いが困難になる。ｎは０又は１〜４００の整数であり、好ましくは５〜３００であり、より好ましくは１０〜２００である。ｎが４００を超えると粘度が高くなり、取扱いが困難になる。
ｍ＋ｎは１〜４００であり、好ましくは１０〜４２０であり、より好ましくは２０〜２００である。ｍ＋ｎが４００を超えると粘度が高くなり、取扱いが困難になる。
数平均分子量は好ましくは７６〜２４，０００であり、より好ましくは２５２〜１８，０００である。
１〜２００である。ｍが４００を超えると粘度が高くなり、取扱いが困難になる。ｎは０又は１〜４００の整数であり、好ましくは５〜３００であり、より好ましくは１０〜２００である。ｎが４００を超えると粘度が高くなり、取扱いが困難になる。
ｍ＋ｎは１〜４００であり、好ましくは１０〜４２０であり、より好ましくは２０〜２００である。ｍ＋ｎが４００を超えると粘度が高くなり、取扱いが困難になる。
数平均分子量は好ましくは７６〜２４，０００であり、より好ましくは２５２〜１８，０００である。
ｎとｍの比ｎ／（ｍ＋ｎ）は好ましくは０．９５以下であり、より好ましくは０．９０以下である。ｎ／（ｍ＋ｎ）が０．９５以下であると、アルコールアルキレンオキシド付加物の低温での取り扱いが容易である。
１価アルコールアルキレンオキシド付加物は、アルカリ触媒存在下、１価のアルコールにアルキレンオキシドを付加反応させることによって製造される。
１価アルコールとしては、ＲＯＨとして表現することができ、Ｒは前記一般式（２）におけるＲと同じものが挙げられる。好ましいものも同じである。
１価アルコールとしては、ＲＯＨとして表現することができ、Ｒは前記一般式（２）におけるＲと同じものが挙げられる。好ましいものも同じである。
反応は上記関係式（３）を満たす中で行われるのが好ましい。
上記関係式（３）の右辺は反応系中に生成する水分子のモル濃度の大きさを表す。関係式の左辺は２０，０００であり、好ましくは１５，０００であり、より好ましくは１３，０００以下である。関係式（３）の左辺が２０，０００以下であると反応系中で水を生成しにくく、目的物とは異なる高分子量成分が副生しにくくなる。
上記関係式（３）の右辺は反応系中に生成する水分子のモル濃度の大きさを表す。関係式の左辺は２０，０００であり、好ましくは１５，０００であり、より好ましくは１３，０００以下である。関係式（３）の左辺が２０，０００以下であると反応系中で水を生成しにくく、目的物とは異なる高分子量成分が副生しにくくなる。
（過酸化物価の測定法）
過酸化物価とは試料にヨウ化カリウムを作用させたときに遊離するヨウ素を試料１ｇ当たりのミリ当量で表したものである。過酸化物価は、試料をクロロホルムと氷酢酸の混合液に溶解し、ヨウ化カリウムと反応させ、でんぷん指示薬を用い、過酸化物と反応して生成するヨウ素を規定度既知のチオ硫酸ナトリウム水溶液で滴定する方法で分析され、チオ硫酸ナトリウムの滴定量からヨウ素のミリ当量に換算して算出される。
過酸化物価とは試料にヨウ化カリウムを作用させたときに遊離するヨウ素を試料１ｇ当たりのミリ当量で表したものである。過酸化物価は、試料をクロロホルムと氷酢酸の混合液に溶解し、ヨウ化カリウムと反応させ、でんぷん指示薬を用い、過酸化物と反応して生成するヨウ素を規定度既知のチオ硫酸ナトリウム水溶液で滴定する方法で分析され、チオ硫酸ナトリウムの滴定量からヨウ素のミリ当量に換算して算出される。
（アルデヒド含量の測定法）
蓋付きのガラス瓶にサンプルを精秤する。サンプリング量は、予想アルデヒド含量が１００ｐｐｍ未満のときは５０ｇ、１００以上３００ｐｐｍ未満のときは３０ｇ、３００ｐｐｍ以上のときは、２０ｇ又はそれ以下である。アルデヒド含量が不明な時は、まず、サンプリング量２０ｇで測定し、測定値が３００ｐｐｍ未満の場合は、上記のサンプル量で再測定する。サンプリング後、塩酸ヒドロキシルアミン溶液（塩酸ヒドロキシルアミン５０ｇを、純水１５０ｍｌに溶かし、イソプロパノールを加えて１Ｌとしたもの。）５０ｍｌ（２５℃）をホールピペットで加え、よく混合して、密栓して６０℃で３０分間放置する。室温まで冷却した後メタノール５０ｍＬを滴定直前に加え、Ｎ／１０メタノール性ＫＯＨ標準溶液にて電位差滴定を行う。同時に空試験も行う。
アルデヒド含量（ｐｐｍ）＝（Ｋ−Ｂ）×Ｙ×２９００／Ｚ
Ｋ：本試験に要したＮ／１０メタノール性ＫＯＨ標準溶液の滴定ｍｌ数
Ｂ：空試験に要したＮ／１０メタノール性ＫＯＨ標準溶液の滴定ｍｌ数
Ｙ：Ｎ／１０メタノール性ＫＯＨ標準溶液の力価
Ｚ：試料採取量（ｇ）
蓋付きのガラス瓶にサンプルを精秤する。サンプリング量は、予想アルデヒド含量が１００ｐｐｍ未満のときは５０ｇ、１００以上３００ｐｐｍ未満のときは３０ｇ、３００ｐｐｍ以上のときは、２０ｇ又はそれ以下である。アルデヒド含量が不明な時は、まず、サンプリング量２０ｇで測定し、測定値が３００ｐｐｍ未満の場合は、上記のサンプル量で再測定する。サンプリング後、塩酸ヒドロキシルアミン溶液（塩酸ヒドロキシルアミン５０ｇを、純水１５０ｍｌに溶かし、イソプロパノールを加えて１Ｌとしたもの。）５０ｍｌ（２５℃）をホールピペットで加え、よく混合して、密栓して６０℃で３０分間放置する。室温まで冷却した後メタノール５０ｍＬを滴定直前に加え、Ｎ／１０メタノール性ＫＯＨ標準溶液にて電位差滴定を行う。同時に空試験も行う。
アルデヒド含量（ｐｐｍ）＝（Ｋ−Ｂ）×Ｙ×２９００／Ｚ
Ｋ：本試験に要したＮ／１０メタノール性ＫＯＨ標準溶液の滴定ｍｌ数
Ｂ：空試験に要したＮ／１０メタノール性ＫＯＨ標準溶液の滴定ｍｌ数
Ｙ：Ｎ／１０メタノール性ＫＯＨ標準溶液の力価
Ｚ：試料採取量（ｇ）
炭素数３〜８のアルキレンオキシドとしては、１，２−プロピレンオキシド（ＰＯ）、１，２−又は２，３−ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン、スチレンオキシド等が挙げられる。これらのうち好ましくはＰＯである。ＰＯと炭素数２のアルキレンオキシド（エチレンオキシド；ＥＯ）の付加形式はブロックでもランダムでも良い。好ましくはランダム付加である。
炭素数３〜８のアルキレンオキシドやＥＯの付加モル数は前記一般式（１）におけるｍとｎに同じである。好ましいものも同じである。
アルカリ触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、金属ナトリウム、金属カリウム、これらの化合物ＲＯＨのアルコキシド、又はこれらの化合物ＲＯＨの溶液等を挙げることができる。アルキレンオキシド付加物の製造には通常上述のアルカリ触媒の他に、三フッ化硼素や四塩化錫等のルイス酸触媒が用いられているが、酸触媒を用いる１,４−ジオキサン等の環状モノマーや、環状ポリエーテルが副生し、目的の純度の化合物を得ることが困難となるため、好ましくない。
炭素数３〜８のアルキレンオキシドやＥＯの付加モル数は前記一般式（１）におけるｍとｎに同じである。好ましいものも同じである。
アルカリ触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、金属ナトリウム、金属カリウム、これらの化合物ＲＯＨのアルコキシド、又はこれらの化合物ＲＯＨの溶液等を挙げることができる。アルキレンオキシド付加物の製造には通常上述のアルカリ触媒の他に、三フッ化硼素や四塩化錫等のルイス酸触媒が用いられているが、酸触媒を用いる１,４−ジオキサン等の環状モノマーや、環状ポリエーテルが副生し、目的の純度の化合物を得ることが困難となるため、好ましくない。
反応系を乾燥させ、アルカリ触媒を投入し、系中を脱水したのち、アルキレンオキシドを連続的に好ましくは８０〜２００℃、より好ましくは１００〜１８０℃で反応させることができる。
通常原料として上記１価アルコールの１０倍以上の分子量の１価アルコールアルキレンオキシド付加物は１度アルキレンオキシド付加反応を行った１価アルコールアルキレンオキシド付加物を取り出し、再度アルキレンオキシド付加することによって製造することができる。通常の１価アルコールのアルキレンオキシド付加反応では、反応容器の最低撹拌容量等が限定されるために、１価アルコールの仕込み量は限定され、１度の反応で付加することのできるアルキレンオキシドの量は限定される。従って、原料アルコールとして、１価アルコールには前記のアルコールの他に本発明の１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ）もまた原料アルコールとして用いてもよい。すなわち、上記１価アルコールアルキレンオキシド付加物は１段階反応でもよいし、２段階以上の多段階反応で行ってもよい。各段階における前記関係式（３）の右辺の値の合計値が２０，０００以下である条件下でアルキレンオキシドの付加反応を行うのが好ましい。
本発明の１価アルコールアルキレンオキサイド付加物は、高純度であり、高分子量のジオール成分の含量が少ないため、反応に供した場合において架橋反応のような副反応等を抑制できる点で、末端の水酸基を反応性置換基に変性することで反応性モノマーとして用いることができる。
本発明の１価アルコールアルキレンオキサイド付加物は、高純度であり、高分子量のジオール成分の含量が少ないため、反応に供した場合において架橋反応のような副反応等を抑制できる点で、末端の水酸基を反応性置換基に変性することで反応性モノマーとして用いることができる。
以下、実施例により、本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されない。以下において、部は重量部を示す。
ゲルパーミエーションクロマトグラフ（以下ＧＰＣと略記）による分子量の測定条件は次の通り。
《ＧＰＣの測定条件》
機種 ：ＨＬＣ−８１２０（東ソー株式会社製）
カラム ＴＳＫ ｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ４０００
ＴＳＫ ｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ３０００
ＴＳＫ ｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ２０００
（いずれも東ソー株式会社製）
カラム温度 ：４０℃
検出器 ：ＲＩ
溶媒 ：テトラヒドロフラン
流速 ：０．６ｍｌ／分
試料濃度 ：０．２５％
注入量 ：１０μｌ
標準 ：ポリオキシエチレングリコール
（東ソー株式会社製；ＴＳＫ ＳＴＡＮＤＡＲＤ
ＰＯＬＹＥＴＨＹＬＥＮＥ ＯＸＩＤＥ）
データ処理装置：ＳＣ−８０２０（東ソー株式会社製）
《ＧＰＣの測定条件》
機種 ：ＨＬＣ−８１２０（東ソー株式会社製）
カラム ＴＳＫ ｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ４０００
ＴＳＫ ｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ３０００
ＴＳＫ ｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ２０００
（いずれも東ソー株式会社製）
カラム温度 ：４０℃
検出器 ：ＲＩ
溶媒 ：テトラヒドロフラン
流速 ：０．６ｍｌ／分
試料濃度 ：０．２５％
注入量 ：１０μｌ
標準 ：ポリオキシエチレングリコール
（東ソー株式会社製；ＴＳＫ ＳＴＡＮＤＡＲＤ
ＰＯＬＹＥＴＨＹＬＥＮＥ ＯＸＩＤＥ）
データ処理装置：ＳＣ−８０２０（東ソー株式会社製）
実施例１
事前に１５０℃恒温槽で８時間乾燥した撹拌及び温度調節機能の付いた２リットルのステンレス製オートクレーブに、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（商品名：ブチルジグリコール、日本乳化剤社製）１６２部、４５％水酸化カリウム水溶液４．０部を投入し、混合系内を窒素で置換した。このときの酸素濃度は５０ｐｐｍであった。その後、減圧下（１〜５ｍｍＨｇ）、１００℃にて２時間脱水を行った。このときの水分は２００ｐｐｍであり、使用したジエチレングリコールモノブチルエーテルの過酸化物価は２０ｍｅｑ／ｋｇ，アルデヒド含量は８４０ｐｐｍであった。次いでエチレンオキシド（以下ＥＯと省略）１４９６部、プロピレンオキシド（以下ＰＯと省略）２９０部をゲージ圧が１〜３ｋｇｆ／ｃｍ2となるようにランダム付加するように導入し、１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ−１）を得た。反応条件から求められる関係式（３）の右辺は８９９３であった。（Ａ−１）のＧＰＣ法による分子量測定チャートから求められる関係式（１）の右辺は１．１１４であった。
事前に１５０℃恒温槽で８時間乾燥した撹拌及び温度調節機能の付いた２リットルのステンレス製オートクレーブに、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（商品名：ブチルジグリコール、日本乳化剤社製）１６２部、４５％水酸化カリウム水溶液４．０部を投入し、混合系内を窒素で置換した。このときの酸素濃度は５０ｐｐｍであった。その後、減圧下（１〜５ｍｍＨｇ）、１００℃にて２時間脱水を行った。このときの水分は２００ｐｐｍであり、使用したジエチレングリコールモノブチルエーテルの過酸化物価は２０ｍｅｑ／ｋｇ，アルデヒド含量は８４０ｐｐｍであった。次いでエチレンオキシド（以下ＥＯと省略）１４９６部、プロピレンオキシド（以下ＰＯと省略）２９０部をゲージ圧が１〜３ｋｇｆ／ｃｍ2となるようにランダム付加するように導入し、１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ−１）を得た。反応条件から求められる関係式（３）の右辺は８９９３であった。（Ａ−１）のＧＰＣ法による分子量測定チャートから求められる関係式（１）の右辺は１．１１４であった。
実施例２
事前に１５０℃恒温槽で８時間乾燥した撹拌及び温度調節機能の付いた２リットルのステンレス製オートクレーブに、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（商品名：ＨＥＤＧ、日本乳化剤社製）２０２部、４５％水酸化カリウム水溶液４．０部を投入し、混合系内を窒素で置換した。このときの酸素濃度は６０ｐｐｍであった。その後、減圧下（１〜５ｍｍＨｇ）、１００℃にて２時間脱水を行った。このときの水分は１６０ｐｐｍであり、使用したジエチレングリコールモノヘキシルエーテルの過酸化物価は２４ｍｅｑ／ｋｇ，アルデヒド含量は２００ｐｐｍであった。次いでＰＯ１５０８部をゲージ圧が１〜３ｋｇｆ／ｃｍ2となるように導入し、１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ−２）を得た。反応条件から求められる関係式（３）の右辺は９７７５であった。（Ａ−２）のＧＰＣ法による分子量測定チャートから求められる関係式（１）の右辺は１．１１５であった。
事前に１５０℃恒温槽で８時間乾燥した撹拌及び温度調節機能の付いた２リットルのステンレス製オートクレーブに、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（商品名：ＨＥＤＧ、日本乳化剤社製）２０２部、４５％水酸化カリウム水溶液４．０部を投入し、混合系内を窒素で置換した。このときの酸素濃度は６０ｐｐｍであった。その後、減圧下（１〜５ｍｍＨｇ）、１００℃にて２時間脱水を行った。このときの水分は１６０ｐｐｍであり、使用したジエチレングリコールモノヘキシルエーテルの過酸化物価は２４ｍｅｑ／ｋｇ，アルデヒド含量は２００ｐｐｍであった。次いでＰＯ１５０８部をゲージ圧が１〜３ｋｇｆ／ｃｍ2となるように導入し、１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ−２）を得た。反応条件から求められる関係式（３）の右辺は９７７５であった。（Ａ−２）のＧＰＣ法による分子量測定チャートから求められる関係式（１）の右辺は１．１１５であった。
実施例３
事前に１５０℃恒温槽で８時間乾燥した撹拌及び温度調節機能の付いた２リットルのステンレス製オートクレーブに、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（商品名：メチルジグリコール、日本乳化剤社製）１２０部、４５％水酸化カリウム水溶液４．０部を投入し、混合系内を窒素で置換した。このときの酸素濃度は６０ｐｐｍであった。その後、減圧下（１〜５ｍｍＨｇ）、１００℃にて２時間脱水を行った。このときの水分は１６０ｐｐｍであり、使用したジエチレングリコールモノメチルエーテルの過酸化物価は５ｍｅｑ／ｋｇ，アルデヒド含量は６０ｐｐｍであった。次いでＥＯ６６０部をゲージ圧が１〜３ｋｇｆ／ｃｍ2となるように導入し、１価アルコールのアルキレンオキシド付加物（Ａ−３）を得た。反応条件から求められる関係式（３）の右辺は２１０４であった。（Ａ−３）のＧＰＣ法による分子量測定チャートから求められる関係式（１）の右辺は１．０９９であった。
事前に１５０℃恒温槽で８時間乾燥した撹拌及び温度調節機能の付いた２リットルのステンレス製オートクレーブに、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（商品名：メチルジグリコール、日本乳化剤社製）１２０部、４５％水酸化カリウム水溶液４．０部を投入し、混合系内を窒素で置換した。このときの酸素濃度は６０ｐｐｍであった。その後、減圧下（１〜５ｍｍＨｇ）、１００℃にて２時間脱水を行った。このときの水分は１６０ｐｐｍであり、使用したジエチレングリコールモノメチルエーテルの過酸化物価は５ｍｅｑ／ｋｇ，アルデヒド含量は６０ｐｐｍであった。次いでＥＯ６６０部をゲージ圧が１〜３ｋｇｆ／ｃｍ2となるように導入し、１価アルコールのアルキレンオキシド付加物（Ａ−３）を得た。反応条件から求められる関係式（３）の右辺は２１０４であった。（Ａ−３）のＧＰＣ法による分子量測定チャートから求められる関係式（１）の右辺は１．０９９であった。
実施例４
事前に１５０℃恒温槽で８時間乾燥した撹拌及び温度調節機能の付いた２リットルのステンレス製オートクレーブに、（Ａ−３）７８部、４５％水酸化カリウム水溶液４．０部を投入し、混合系内を窒素で置換した。このときの酸素濃度は３０ｐｐｍであった。その後、減圧下（１〜５ｍｍＨｇ）、１００℃にて２時間脱水を行った。このときの水分は１２０ｐｐｍであり、使用した（Ａ−３）の過酸化物価は２ｍｅｑ／ｋｇ，アルデヒド含量は３０ｐｐｍであった。次いでＥＯ８８０部、ＰＯ５８０部をゲージ圧が１〜３ｋｇｆ／ｃｍ2となるようにランダム付加するように導入し、１価アルコールのアルキレンオキシド付加物（Ａ−４）を得た。反応条件から求められる関係式（３）の右辺は７９９６であり、（Ａ−３）の反応条件から求められる関係式（３）の右辺との和は１０１００であった。（Ａ−４）のＧＰＣ法による分子量測定チャートから求められる関係式（１）の右辺は１．１１７であった。
事前に１５０℃恒温槽で８時間乾燥した撹拌及び温度調節機能の付いた２リットルのステンレス製オートクレーブに、（Ａ−３）７８部、４５％水酸化カリウム水溶液４．０部を投入し、混合系内を窒素で置換した。このときの酸素濃度は３０ｐｐｍであった。その後、減圧下（１〜５ｍｍＨｇ）、１００℃にて２時間脱水を行った。このときの水分は１２０ｐｐｍであり、使用した（Ａ−３）の過酸化物価は２ｍｅｑ／ｋｇ，アルデヒド含量は３０ｐｐｍであった。次いでＥＯ８８０部、ＰＯ５８０部をゲージ圧が１〜３ｋｇｆ／ｃｍ2となるようにランダム付加するように導入し、１価アルコールのアルキレンオキシド付加物（Ａ−４）を得た。反応条件から求められる関係式（３）の右辺は７９９６であり、（Ａ−３）の反応条件から求められる関係式（３）の右辺との和は１０１００であった。（Ａ−４）のＧＰＣ法による分子量測定チャートから求められる関係式（１）の右辺は１．１１７であった。
比較例１
事前に１３０℃恒温槽で３時間乾燥した撹拌装置、精留管、温度計、冷却管、塩化カルシウム乾燥管を取り付けた窒素ガス吹き込み管、蒸留用温度計、容量２リットルの４つ口フラスコ、二股管及び容量１リットルのナス形フラスコ２個を用いて蒸留装置を組み立てた。組み立てた蒸留装置の４つ口フラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（商品名：メチルジグリコール、日本乳化剤社製）１０００部を取った。次いで、金属ナトリウム１０部を入れ、窒素ガス雰囲気下で金属ナトリウムが完全に溶解するまで撹拌した。緩やかに窒素ガスを流しながら徐々に昇温し、５mmHg以下の真空下で蒸留を行った。初留を取ったのち、本留５００部を採取した。本留として得られた脱水蒸留ジエチレングリコールモノメチルエーテルの水分は、０.５ppmであった。得られた脱水蒸留ジエチレングリコールモノメチルエーテル４８０部に、窒素ガス雰囲気下で金属ナトリウム４６部を加えて完全に溶解するまで撹拌し、析出する若干の濁り物質を、窒素ガス雰囲気下で加圧ろ過し、高純度ナトリウムメトキシドのジエチレングリコールモノメチルエーテル溶液（Ａ‘−５）を調製した。
撹拌及び温度調節機能の付いたステンレス製オートクレーブに、脱水トルエン（試薬：水分２.８ppm）３リットルを取り、９０℃に昇温して３０分間撹拌したのち、オートクレーブに付属するブローラインと仕込みラインを十分に洗浄し、窒素ガス加圧下に全量を排出した。各ラインを、トルエンミストがでなくなるまで窒素ガスで十分にパージし、５mmHg以下の真空下１２０℃で５時間反応系を乾燥した。容量２リットルのオートクレーブに、脱水トルエン（水分３．９ppm）１．６リットルを窒素ガス加圧下に圧入し、３０分間撹拌したのち、全量を事前に１５０℃恒温槽で３時間乾燥した圧力容器に抜き取った。抜き取ったトルエンの水分は４．０ppmであり、反応系の計算水分値は０.１ppmであることを確認した。再び各ラインをトルエンミストがでなくなるまで窒素ガスで十分にパージしたのち、５mmHg以下の真空下１２０℃で５時間反応系を乾燥した。
事前に１５０℃恒温槽で８時間乾燥した撹拌及び温度調節機能の付いた２リットルのステンレス製オートクレーブの混合系内を窒素で置換し、（Ａ‘−５）１２３部をシリンジで投入した。このときの酸素濃度は８０ｐｐｍであった。使用した（Ａ’−５）の過酸化物価は９２ｍｅｑ／ｋｇ，アルデヒド含量は１６００ｐｐｍであった。次いでＥＯ１７６０部をゲージ圧が１〜３ｋｇｆ／ｃｍ2となるように導入し、１価アルコールのアルキレンオキシド付加物（Ａ−５）を得た。反応条件から求められる関係式（３）の右辺は２０３５６であった。（Ａ−５）のＧＰＣ法による分子量測定チャートから求められる関係式（１）の右辺は１．１８８であった。
事前に１３０℃恒温槽で３時間乾燥した撹拌装置、精留管、温度計、冷却管、塩化カルシウム乾燥管を取り付けた窒素ガス吹き込み管、蒸留用温度計、容量２リットルの４つ口フラスコ、二股管及び容量１リットルのナス形フラスコ２個を用いて蒸留装置を組み立てた。組み立てた蒸留装置の４つ口フラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（商品名：メチルジグリコール、日本乳化剤社製）１０００部を取った。次いで、金属ナトリウム１０部を入れ、窒素ガス雰囲気下で金属ナトリウムが完全に溶解するまで撹拌した。緩やかに窒素ガスを流しながら徐々に昇温し、５mmHg以下の真空下で蒸留を行った。初留を取ったのち、本留５００部を採取した。本留として得られた脱水蒸留ジエチレングリコールモノメチルエーテルの水分は、０.５ppmであった。得られた脱水蒸留ジエチレングリコールモノメチルエーテル４８０部に、窒素ガス雰囲気下で金属ナトリウム４６部を加えて完全に溶解するまで撹拌し、析出する若干の濁り物質を、窒素ガス雰囲気下で加圧ろ過し、高純度ナトリウムメトキシドのジエチレングリコールモノメチルエーテル溶液（Ａ‘−５）を調製した。
撹拌及び温度調節機能の付いたステンレス製オートクレーブに、脱水トルエン（試薬：水分２.８ppm）３リットルを取り、９０℃に昇温して３０分間撹拌したのち、オートクレーブに付属するブローラインと仕込みラインを十分に洗浄し、窒素ガス加圧下に全量を排出した。各ラインを、トルエンミストがでなくなるまで窒素ガスで十分にパージし、５mmHg以下の真空下１２０℃で５時間反応系を乾燥した。容量２リットルのオートクレーブに、脱水トルエン（水分３．９ppm）１．６リットルを窒素ガス加圧下に圧入し、３０分間撹拌したのち、全量を事前に１５０℃恒温槽で３時間乾燥した圧力容器に抜き取った。抜き取ったトルエンの水分は４．０ppmであり、反応系の計算水分値は０.１ppmであることを確認した。再び各ラインをトルエンミストがでなくなるまで窒素ガスで十分にパージしたのち、５mmHg以下の真空下１２０℃で５時間反応系を乾燥した。
事前に１５０℃恒温槽で８時間乾燥した撹拌及び温度調節機能の付いた２リットルのステンレス製オートクレーブの混合系内を窒素で置換し、（Ａ‘−５）１２３部をシリンジで投入した。このときの酸素濃度は８０ｐｐｍであった。使用した（Ａ’−５）の過酸化物価は９２ｍｅｑ／ｋｇ，アルデヒド含量は１６００ｐｐｍであった。次いでＥＯ１７６０部をゲージ圧が１〜３ｋｇｆ／ｃｍ2となるように導入し、１価アルコールのアルキレンオキシド付加物（Ａ−５）を得た。反応条件から求められる関係式（３）の右辺は２０３５６であった。（Ａ−５）のＧＰＣ法による分子量測定チャートから求められる関係式（１）の右辺は１．１８８であった。
比較例２
事前に１５０℃恒温槽で８時間乾燥した撹拌及び温度調節機能の付いたステンレス製オートクレーブに、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（商品名：ブチルジグリコール、日本乳化剤社製）１６２部、４５％水酸化カリウム水溶液４．０部を投入し、混合系内を窒素で置換した。このときの酸素濃度は６０ｐｐｍであった。その後、減圧下（１〜５ｍｍＨｇ）、１００℃にて２時間脱水を行った。このときの水分は２２０ｐｐｍであり、使用したジエチレングリコールモノブチルエーテルの過酸化物価は６５ｍｅｑ／ｋｇ，アルデヒド含量は１０００ｐｐｍであった。次いでＥＯ１４９６部、ＰＯ２９０部をゲージ圧が１〜３ｋｇｆ／ｃｍ2となるようにランダム付加するように導入し、アルコールのアルキレンオキシド付加物（Ａ−６）を得た。反応条件から求められる関係式（３）の右辺は２０５５１であった。（Ａ−６）のＧＰＣ法による分子量測定チャートから求められる関係式（１）の右辺は１．１９０であった。
事前に１５０℃恒温槽で８時間乾燥した撹拌及び温度調節機能の付いたステンレス製オートクレーブに、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（商品名：ブチルジグリコール、日本乳化剤社製）１６２部、４５％水酸化カリウム水溶液４．０部を投入し、混合系内を窒素で置換した。このときの酸素濃度は６０ｐｐｍであった。その後、減圧下（１〜５ｍｍＨｇ）、１００℃にて２時間脱水を行った。このときの水分は２２０ｐｐｍであり、使用したジエチレングリコールモノブチルエーテルの過酸化物価は６５ｍｅｑ／ｋｇ，アルデヒド含量は１０００ｐｐｍであった。次いでＥＯ１４９６部、ＰＯ２９０部をゲージ圧が１〜３ｋｇｆ／ｃｍ2となるようにランダム付加するように導入し、アルコールのアルキレンオキシド付加物（Ａ−６）を得た。反応条件から求められる関係式（３）の右辺は２０５５１であった。（Ａ−６）のＧＰＣ法による分子量測定チャートから求められる関係式（１）の右辺は１．１９０であった。
表１に以上の値を纏めて記載した。この表から明らかなように比較例１、２のアルコールアルキレンオキシドは副生ジオール含量が多い。これに対して実施例１〜４の１価アルコールアルキレンオキシド付加物は高純度である。
試験例
＜グリシジルエーテル化＞
撹拌装置、温度制御措置、湿式粉砕機（反応槽の外側に付属）を設置した反応槽に、上記（Ａ−１）、エピクロルヒドリンをモル比で１：２の割合で計５００部、トルエン５００部を仕込み、反応槽内を窒素雰囲気下、粒状水酸化ナトリウムを（Ａ−１）の2倍モル量を１９〜２９℃で９．５時間かけて断続滴下する。この間反応槽内の水酸化ナトリウムは湿式粉砕機を使用して粉砕させる。その後２５〜２９℃で５時間反応熟成し、（Ａ−１）をグリシジルエーテル化して（Ｂ−１）を得た。
（Ａ−２）〜（Ａ−６）も同様の操作を行い、グリシジルエーテル化して（Ｂ−２）〜（Ｂ−６）を合成した。
＜グリシジルエーテル化＞
撹拌装置、温度制御措置、湿式粉砕機（反応槽の外側に付属）を設置した反応槽に、上記（Ａ−１）、エピクロルヒドリンをモル比で１：２の割合で計５００部、トルエン５００部を仕込み、反応槽内を窒素雰囲気下、粒状水酸化ナトリウムを（Ａ−１）の2倍モル量を１９〜２９℃で９．５時間かけて断続滴下する。この間反応槽内の水酸化ナトリウムは湿式粉砕機を使用して粉砕させる。その後２５〜２９℃で５時間反応熟成し、（Ａ−１）をグリシジルエーテル化して（Ｂ−１）を得た。
（Ａ−２）〜（Ａ−６）も同様の操作を行い、グリシジルエーテル化して（Ｂ−２）〜（Ｂ−６）を合成した。
＜重合試験＞
温度計、窒素導入管、攪拌機、分水器、還流冷却器を取り付けたフラスコにテレフタル酸ジメチル１００部（０．５１モル）とエチレングリコール６２部（１モル）、酢酸カルシウム1水塩０．０６部を仕込み、窒素気流下で撹拌しながら加熱し、反応温度を２２０℃まで昇温してメタノール留去しながら4時間エステル交換反応を行った。その後、リン酸トリメチル０．１部、三酸化アンチモンを０．０５部、（Ｂ−１）を５０部加え、１ｍｍＨｇ以下の減圧下２８０℃で３時間重合を行い、得られた重合物の外観を観察した。
（Ｂ−２）〜（Ｂ−６）も同様の操作を行った。
温度計、窒素導入管、攪拌機、分水器、還流冷却器を取り付けたフラスコにテレフタル酸ジメチル１００部（０．５１モル）とエチレングリコール６２部（１モル）、酢酸カルシウム1水塩０．０６部を仕込み、窒素気流下で撹拌しながら加熱し、反応温度を２２０℃まで昇温してメタノール留去しながら4時間エステル交換反応を行った。その後、リン酸トリメチル０．１部、三酸化アンチモンを０．０５部、（Ｂ−１）を５０部加え、１ｍｍＨｇ以下の減圧下２８０℃で３時間重合を行い、得られた重合物の外観を観察した。
（Ｂ−２）〜（Ｂ−６）も同様の操作を行った。
表２に重合試験の結果を記載した。この表から明らかなように本願発明の（Ａ−１）〜（Ａ−４）を用いて合成したグリシジルエーテルである（Ｂ−１）〜（Ｂ−４）を用いて反応を行うとゲル化を起こしていない。これに対して比較例の（Ａ−５）〜（Ａ−５）を用いて合成したグリシジルーテルである（Ｂ−５）〜（Ｂ−６）を用いて反応を行うとジオール成分が多かったため、重合中にゲル化を起こしている。
本発明のアルコールアルキレンオキシド付加物は高純度であり、末端の水酸基を反応性置換基に変性することで反応性モノマーとして有用である。ポリエステル、エポキシ樹脂等の反応原料に用いることができる。
Claims (4)
- ＧＰＣにより得られるクロマトグラムにおいて、溶出開始点から溶出終了点までを結んだ直線をＬ、最大ピークの頂点のＬからの高さをＨ、半値幅をΔＭ、全ピーク面積をＡとしたときの下記関係式（１）を満たすことを特徴とする一般式（２）で示される１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ）。
関係式
１．１８≧Ａ／（Ｈ×ΔＭ） （１）
一般式
ＲＯ−（ＡＯ）ｍ／（ＥＯ）ｎ−Ｈ （２）
（式中、Ｒは炭素数１〜２４の脂肪族炭化水素基、炭素数３〜２４の脂環式炭化水素基又は炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基；Ａは炭素数３〜８のアルキレン基、Ｅはエチレン基であり、ＡＯとＥＯはランダム結合でもブロック結合でもよい；ｍは０又は１〜４００の整数、ｎは０又は１〜４００の整数であり、ｍ＋ｎは１〜４００である。） - ｎ／（ｍ＋ｎ）が０．９５以下であることを特徴とする請求項１に記
載の１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ）。 - １価アルコールにアルキレンオキシドを付加して１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ）を製造する方法において、下記関係式（３）を満たす条件下で該付加を行う請求項１又は２記載の１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ）の製造方法。
関係式
２０，０００≧［１．５×Ｐ＋０．０６×Ｓ×Ｘ／Ｗ＋０．０１７×Ｃ
＋０．０５６×Ｄ］×Ｍ （３）
［式中、Ｐは１価アルコール中の過酸化物価（ｍｅｑ／ｋｇ）、Ｓは反応容器の1価アルコール仕込み後の空間容量（リットル：Ｌ）、Ｘは常温常圧下での反応系中の酸素濃度（ｐｐｍ）、Ｗは1価アルコールの仕込量（ｇ）、Ｃは1価アルコールのアルデヒド含量（ｐｐｍ）、Ｄは反応系中の水分（ｐｐｍ）、Ｍは1価アルコールの分子量］ - １価アルコールにアルキレンオキシドを付加して１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ）を製造し、取り出した後さらに該（Ａ）にアルキレンオキシドを付加する、多段階でアルキレンオキシドを付加する製造方法において、各段階における前記関係式（３）の右辺の値の合計値が２０，０００以下であることを特徴とする請求項３記載の１価アルコールアルキレンオキシド付加物（Ａ）の製造方法。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007186429A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | アルキレンオキサイド付加物の製造方法 |
| JP2011509930A (ja) * | 2008-01-14 | 2011-03-31 | ライオンデル ケミカル テクノロジー、 エル．ピー． | プロピレングリコールモノアルキルエーテルの精製 |
| CN106242954A (zh) * | 2016-08-01 | 2016-12-21 | 山东诺威新材料有限公司 | 聚醚胺用低分子量聚醚多元醇的制备方法 |
-
2004
- 2004-06-11 JP JP2004173690A patent/JP2005350402A/ja active Pending
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