JP2003502312A - Ｎ−メチル−２−ピロリドンからの汚染物の除去 - Google Patents

Ｎ−メチル−２−ピロリドンからの汚染物の除去

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JP2003502312A
JP2003502312A JP2001503825A JP2001503825A JP2003502312A JP 2003502312 A JP2003502312 A JP 2003502312A JP 2001503825 A JP2001503825 A JP 2001503825A JP 2001503825 A JP2001503825 A JP 2001503825A JP 2003502312 A JP2003502312 A JP 2003502312A
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グリーン、リチャード、エイ
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フイリツプス ピトローリアム カンパニー
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    • C07D207/26—2-Pyrrolidones
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Abstract

(57)【要約】 汚染ＮＭＰから、フェノール、チオフェノール、及び二硫化フェニルからなる群から選択された少なくとも一種類の汚染物を、前記汚染ＮＭＰと少なくとも一種類のモノハロゲン化芳香族化合物及び塩基と反応させることにより除去する方法が与えられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、汚染ＮＭＰからフェノール、チオフェノール、及び二硫化フェニル
からなる群から選択された少なくとも一種類の汚染物を除去する方法の分野に関
する。
【０００２】 （背景技術） ＮＭＰは種々の化学的方法で用いることができる。例えば、ＮＭＰは反応物、
化学反応媒体、再結晶化媒体、又は清浄化剤として用いられている。ＮＭＰは優
れた熱安定性及び化学的安定性を有するので、化学的反応媒体として屡々用いら
れている。
【０００３】 特に、ＮＭＰは、今後Ｐ（ＡＳ）として言及するポリ（硫化アリーレン）の製
造で用いることができる。一般にＰ（ＡＳ）を製造するためには、少なくとも一
種類のハロゲン化芳香族化合物、少なくとも一種類の硫黄原料、及びＮＭＰを重
合条件下で接触させる。Ｐ（ＡＳ）の製造中、フェノール、チオフェノール、及
び二硫化フェニルからなる群から選択された少なくとも一種類の汚染物が発生し
て汚染ＮＭＰを生成することがある。もし汚染ＮＭＰを後の重合で用いると、生
成したＰ（ＡＳ）は、非汚染ＮＭＰを用いて製造したＰ（ＡＳ）に比較して分子
量が著しく減少していることがある。
【０００４】 更に、フェノール、チオフェノール、及び二硫化フェニルは、汚染ＮＭＰから
分離するのが難しい。汚染ＮＭＰの蒸留は、ＮＭＰからフェノール、チオフェノ
ール、及び二硫化フェニルを分離するのに充分ではない。
【０００５】 ＮＭＰからチオフェノール及び二硫化フェニルを除去するためにポリハロゲン
化芳香族化合物が用いられてきた。しかし、非汚染ＮＭＰが回収された後、未反
応アリールハロゲン化物を含めた種々の化合物が残留し、それが廃棄物の処分問
題を起こすことがある。
【０００６】 汚染ＮＭＰから少なくとも一種類の汚染物を除去する効果的な方法で、廃棄物
処分問題を起こさない方法を与えることが工業的に要求されている。本発明は、
そのような方法を与えるものである。
【０００７】 （発明の開示） 本発明は、汚染ＮＭＰからフェノール、チオフェノール、及び二硫化フェニル
からなる群から選択された少なくとも一種類の汚染物を除去する方法を与える。
【０００８】 本発明に従い、汚染ＮＭＰから少なくとも一種類の汚染物を除去する方法にお
いて、 １） 少なくとも一種類のモノハロゲン化芳香族化合物及び少なくとも一種類
の塩基を、汚染ＮＭＰと反応させ、第一流を形成し、 然も、前記モノハロゲン化芳香族化合物が、式：
【０００９】
【００１０】 （式中、Ｘはハロゲンであり、 Ｒ1置換基の少なくとも一つは電子吸引性ラジカルであり、残りのＲ1置換基は
、同じか又は異なり、水素及び１ラジカル当たり１〜約１０個の炭素原子を有す
るヒドロカルビルラジカルからなる群から選択され、 Ｒ2置換基は、同じか又は異なり、水素及び１ラジカル当たり１〜約１０個の
炭素原子を有するヒドロカルビルラジカルからなる群から選択される。） によって表され、 前記汚染ＮＭＰは、フェノール、チオフェノール、及び二硫化フェニルからな
る群から選択された少なくとも一種類の汚染物を含有し、 ２） 前記第一流を約１００℃〜約３００℃の範囲の温度へ加熱し、そして ３） 前記第一流を分離し、ＮＭＰに富む流れと、ＮＭＰに乏しい流れとを生
成し、 前記ＮＭＰに富む流れがＮＭＰを含有し、 前記ＮＭＰに乏しい流れが、前記汚染物、前記モノハロゲン化芳香族化合物、
及び前記塩基の反応生成物を含有する、 ことを包含する汚染物除去方法を与える。
【００１１】 （発明の詳細な記述） 汚染ＮＭＰから少なくとも一種類の汚染物を除去する方法を与える。工程１で
は、少なくとも一種類のモノハロゲン化芳香族化合物及び少なくとも一種類の塩
基を汚染ＮＭＰと反応させ、第一流を生成させる。
【００１２】 本発明で用いることができる前記モノハロゲン化芳香族化合物は、式：
【００１３】
【００１４】 （式中、Ｘはハロゲンであり、 Ｒ1置換基の少なくとも一つは電子吸引性ラジカルであり、残りのＲ1置換基は
、水素及び１ラジカル当たり１〜約１０個の炭素原子を有するヒドロカルビルラ
ジカルからなる群から選択され、 Ｒ2置換基は、同じか又は異なり、水素及び１ラジカル当たり１〜約１０個の
炭素原子を有するヒドロカルビルラジカルからなる群から選択される。） によって表される。
【００１５】 前記モノハロゲン化芳香族化合物中の芳香族環から電子密度を移動することが
できるどのような電子吸引性ラジカルでも本発明で用いることができる。電子吸
引性ラジカルは：
【００１６】
【００１７】 （式中、Ｒは、１ラジカル当たり１〜約２０個の炭素原子を有するヒドロカルビ
ルラジカルからなる群から選択される。） からなる群から選択することができる。好ましくは、前記モノハロゲン化芳香族
化合物は、４−クロロフェニルスルホン、４−クロロフェニルビフェニルスルホ
ン、２−クロロフェニルスルホン、４−クロロベンゾニトリル、４−クロロベン
ゾフェノン、及びｐ−ニトロクロロベンゼンからなる群から選択することができ
る。
【００１８】 前記モノハロゲン化芳香族化合物の使用量は、塩基の存在下で汚染物を除去す
るのに充分な量である。一般に、モノハロゲン化芳香族化合物の量は、汚染物１
モル当たり約１モル〜汚染物１モル当たり約５モルの範囲にある。好ましくはモ
ノハロゲン化芳香族化合物の量は、汚染物１モル当たり約１モル〜汚染物１モル
当たり約３モルの範囲にある。モノハロゲン化芳香族化合物の量が汚染物１モル
当たり約１モルより少ないと、汚染物を汚染ＮＭＰから適切に除去できないこと
がある。モノハロゲン化芳香族化合物の量が汚染物１モル当たり５モルより多い
と、汚染ＮＭＰから汚染物を除去するコストが混ざり物のないＮＭＰを購入する
場合よりも高くなることがあるので、その方法は経済的ではなくなることがある
。更に、モノハロゲン化芳香族化合物がＮＭＰに富む流れの中に残留すると、そ
のモノハロゲン化芳香族化合物が高分子量のＰ（ＡＳ）の形成を阻害することが
ある。
【００１９】 本発明で用いるのに適した塩基は、チオフェノールからプロトンを除去するの
に充分な強さのものである。塩基は、アルカリ金属水酸化物及びアルカリ金属炭
酸塩からなる群から選択することができる。アルカリ金属水酸化物は、水酸化リ
チウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウ
ム、及びそれらの混合物からなる群から選択することができる。アルカリ金属炭
酸塩は、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、及びそれらの混合物か
らなる群から選択することができる。塩基は、固体又は水溶液の形で添加するこ
とができる。
【００２０】 使用される塩基の量は、一般に汚染物１モル当たり約０．５モル〜汚染物１モ
ル当たり約５モルの範囲にある。使用される塩基の量は、好ましくは汚染物１モ
ル当たり約０．９モル〜汚染物１モル当たり約３モルの範囲にある。塩基の量が
汚染物１モル当たり０．５モルより少ないと、汚染物が汚染ＮＭＰから適切に除
去されないことがある。塩基の量が汚染物１モル当たり５モルより大きいと、そ
の方法が経済的ではなくなることがある。
【００２１】 汚染ＮＭＰは、フェノール、チオフェノール、及び二硫化フェノールからなる
群から選択された少なくとも一種類の汚染物を含有する。一般に汚染ＮＭＰは、
どのような過程から生じたものでもよい。特に汚染ＮＭＰは、Ｐ（ＡＳ）の製造
から発生する。
【００２２】 モノハロゲン化芳香族化合物と塩基とは、当分野で知られているどのような手
段によって汚染ＮＭＰと接触させてもよい。接触時間は、モノハロゲン化芳香族
化合物、塩基、及び汚染ＮＭＰを反応させるのに充分な時間である。一般に接触
時間は、約１分〜約１０時間の範囲にある。
【００２３】 工程２は、ＮＭＰから分離することができる化合物へ汚染物を転化するのに充
分な温度まで第一流を加熱することである。前記第一流を加熱する温度は、使用
されるモノハロゲン化芳香族化合物の種類に依存して変動する。一般に前記第一
流は、約１００℃〜約３００℃の範囲の温度に加熱する。第一流は、約１５０℃
〜約２７０℃の範囲の温度に加熱するのが好ましい。温度が１００℃より低いと
、ＮＭＰから分離することができる化合物へ汚染物を転化するのに必要な時間が
長くなる結果になる。温度が３００℃より高いと、ＮＭＰの分解を起こすことが
ある。一般に加熱は大気圧で行われるが、高圧又は減圧も可能である。
【００２４】 工程３は、第一流を分離してＮＭＰに富む流れとＮＭＰに乏しい流れとを生成
させることにある。ＮＭＰに富む流れはＮＭＰを含有する。ＮＭＰに乏しい流れ
は、汚染物及びモノハロゲン化芳香族化合物から生成した反応生成物を含有する
。分離は当分野で知られているどのような方法によって達成してもよい。例えば
、分離は蒸留装置によって行うことができ、そのような装置には大気圧蒸留装置
及び真空蒸留装置があるが、それらに限定されるものではない。
【００２５】 （実施例） 例１ この実験の目的は、モノハロゲン化芳香族化合物と汚染ＮＭＰとを接触させる
前に脱水されていない汚染ＮＭＰから、チオフェノール及び二硫化フェニルを除
去できるか否かを決定することにある。
【００２６】 ６５０ｇの汚染ＮＭＰ、２１．６７ｇの４−クロロベンゾフェノン、及び３２
．５１ｇの炭酸ナトリウムを、１リットルのステンレス鋼反応器へ導入した。反
応器を５０ｐｓｉｇの窒素を用いた５回の加圧・解放サイクル及び２００ｐｓｉ
ｇの窒素を用いた５回の加圧・解放サイクルにより脱ガスした。反応器を２５０
℃へ加熱し、１．５時間維持した後、室温へ冷却した。
【００２７】 反応器の脱水出口を開き、反応器の圧力を下げた。次に３２ｍｌ／分の流量で
反応器中の窒素パージを開始した。反応器をゆっくり約２０５℃へ加熱した。Ｎ
ＭＰを含有するＮＭＰに富む流れの試料を脱水出口から収集した。次に反応器を
約２１２〜２１４℃へ加熱した。ＮＭＰに富む流れの更に別の試料を収集した。
【００２８】 実験の開始時及び終了時に収集したＮＭＰに富む流れの試料を、ガスクロマト
グラフィーにより分析し、残留するチオフェノール及び二硫化フェニルの量を決
定した。このガスクロマトグラフィー分析では、チオフェノール又は二硫化フェ
ニルは全く検出されなかった。
【００２９】 例２ この実験の目的は、今後ＰＰＳとして言及するポリ（硫化フェニレン）を生成
させるために、多量の水を含んだ例１で生成したＮＭＰに富む流れを用いること
ができるか否かを決定することにあった。
【００３０】 窒素でパージしながら、５８．７７重量％のヒドロ硫化ナトリウムを含有する
ヒドロ硫化ナトリウム溶液１モル、９８．３重量％の水酸化ナトリウム１．００
２７モル、無水酢酸ナトリウム０．６０モル、及び例１で回収されたＮＭＰに富
む流れ２．５モルを、１リットルのチタン反応器へ導入した。５０ｐｓｉｇの窒
素を用いた５回の加圧・解放サイクル及び２００ｐｓｉｇの窒素を用いた５回の
加圧・解放サイクルにより反応器を脱ガスした。反応器を加熱して水を除去した
。次に０．９８９８モルのｐ−ジクロロベンゼン及び１モルのＮＭＰを反応器へ
導入した。導入容器を４９．５６５ｇのＮＭＰで濯ぎ、次にそれを反応器へ入れ
た。
【００３１】 反応器を２３５℃へ加熱し、１時間維持した。次に反応器を２６０℃へ加熱し
、３０分間維持した。反応器の温度を徐々に２６５℃へ上昇させ、２６０℃に到
達した時からの合計時間は２時間であった。１０ｍｌのＮＭＰを反応器へ導入し
、２６０℃の温度を更に３０分間維持した。次に反応器を室温へ冷却した後、開
けた。粗製ＰＰＳ生成物を反応器から取り出し、水で洗浄してＮＭＰ及び可溶性
塩を除去し、ＰＰＳ生成物を得た。そのＰＰＳ生成物を約１００℃の真空炉中で
一定重量になるまで乾燥した。
【００３２】 得られたＰＰＳ生成物のメルトフローインデックスは、５７６．０４ｇ／１０
分であった。メルトフローインデックスは、５ｋｇの荷重及び３１５℃を用いる
ように修正したＡＳＴＭ Ｄ１２３８−８６、方法Ｂ−自動時間流量測定法（Pr
ocedure B - Automatically Time Flow Rate Procedure）、条件（Condition）
３１６／５，０の方法により決定し、メルトフローの値はｇ／１０分の単位で表
した。メルトフローインデックスは重合体の分子量の尺度になる。メルトフロー
インデックスが低い程、大きな分子量の重合体を示している。
【００３３】 例３ この実験の目的は、モノハロゲン化芳香族化合物と汚染ＮＭＰとを接触させる
前に脱水した汚染ＮＭＰから、チオフェノール及び二硫化フェニルを除去できる
か否かを決定することにあった。
【００３４】 水酸化物ナトリウムペレットを、約６５５ｇの汚染ＮＭＰにｐＨが約１０にな
るまで添加し、ｐＨ調節汚染ＮＭＰを生成させた。ｐＨ調節汚染ＮＭＰを、１リ
ットルのステンレス鋼反応器へ入れた。反応器を５０ｐｓｉｇの窒素を用いた５
回の加圧・解放サイクル及び２００ｐｓｉｇの窒素を用いた５回の加圧・解放サ
イクルにより反応器を脱ガスした。反応器を窒素でパージしながら約２００℃へ
ゆっくり加熱した。脱水出口から水を除去した。
【００３５】 ２１．６７ｇの４−クロロベンゾフェニルを、導入容器中で１００ｇの混ざり
物のないＮＭＰ中に溶解し、次に反応器を導入した。５０ｇの混ざり物のないＮ
ＭＰを用いて導入容器を濯ぎ、次にそれを反応器へ導入した。反応器を２５０℃
へ加熱し、３時間維持した。次に反応器を約１８８ｐｓｉｇの窒素圧力下に維持
しながら、室温へ冷却した。
【００３６】 脱水出口を開くことにより、反応器の圧力を低下した。反応器をゆっくり１１
０℃へ加熱し、脱水出口を開いた。３２ｍｌ／分の窒素を反応器を通って流し始
めた。約２０５℃で、ＮＭＰに富む流れが脱水出口を通って流れ始め、試料を収
集した。ＮＭＰに富む流れの流量が小さくなった時、１００ｐｓｉｇの窒素を反
応器へ添加し、反応器を室温へ冷却した。
【００３７】 実験の開始時と終了時に収集したＮＭＰに富む流れの試料をガスクロマトグラ
フィーにより分析し、残留するチオフェノール及び二硫化フェニルの量を決定し
た。このガスクロマトグラフィー分析では、チオフェノール又は二硫化フェニル
は全く検出されなかった。
【００３８】 例４ 例３で得られたＮＭＰに富む流れを、ＰＰＳを生成させるための重合で用いた
。例２に記載した手順に従った。４１９．５ｇ／１０分のメルトフローインデッ
クスを有するＰＰＳが得られた。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１月１０日（２００１．１．１０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ， ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4C069 AB12 BA01 BC12 CC24 4D076 AA16 BB03 FA02 FA12 HA11 JA03

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 汚染Ｎ−メチル−２−ピロリドンから少なくとも一種類の汚
    染物を除去する方法において、 １） 少なくとも一種類のモノハロゲン化芳香族化合物及び少なくとも一種類
    の塩基を、汚染Ｎ−メチル−２−ピロリドンと接触させ、第一流を形成し、然も
    、前記モノハロゲン化芳香族化合物が、式： （式中、Ｘはハロゲンであり、Ｒ1置換基の少なくとも一つは電子吸引性ラジカ
    ルであり、残りのＲ1置換基は、同じか又は異なり、水素又は１ラジカル当たり
    １〜約１０個の炭素原子を有するヒドロカルビルラジカルであり、Ｒ2置換基は
    、水素又は１ラジカル当たり１〜約１０個の炭素原子を有するヒドロカルビルラ
    ジカルである。） によって表され、汚染Ｎ−メチル−２−ピロリドンが、フェノール、チオフェノ
    ール、及び二硫化フェニルである少なくとも一種類の汚染物を含有し、 ２） 前記第一流を約１００℃〜約３００℃の範囲の温度へ加熱し、そして ３） 前記第一流を分離し、ＮＭＰに富む流れと、ＮＭＰに乏しい流れとを生
    成し、前記ＮＭＰに富む流れがＮ−メチル−２−ピロリドンを含有し、前記ＮＭ
    Ｐに乏しい流れが、前記汚染物、前記モノハロゲン化芳香族化合物、及び前記塩
    基の反応生成物を含有する、 ことを包含する汚染物除去方法。
  2. 【請求項２】 第一流の加熱を、約１５０℃〜約２７０℃の範囲の温度で行
    う、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 モノハロゲン化芳香族化合物、塩基、及び汚染ＮＭＰの接触
    時間が、約１分〜約１０時間の範囲にある、請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 汚染ＮＭＰが、Ｐ（ＡＳ）の製造で生じたものである、請求
    項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 分離を蒸留により行う、請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 少なくとも一つの電子吸引性ラジカルが、 （式中、Ｒは、１ラジカル当たり１〜約２０個の炭素原子を有するヒドロカルビ
    ルラジカルである。） である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 汚染ＮＭＰと接触させるモノハロゲン化芳香族化合物の量が
    、前記汚染物１モル当たり約１モル〜約５モルの範囲にある、請求項１〜５のい
    ずれか１項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 汚染ＮＭＰと接触させるモノハロゲン化芳香族化合物の量が
    、前記汚染物１モル当たり約１モル〜約３モルの範囲にある、請求項７に記載の
    方法。
  9. 【請求項９】 モノハロゲン化芳香族化合物が、４−クロロフェニルスルホ
    ン、４−クロロフェニルビフェニルスルホン、２−クロロフェニルスルホン、４
    −クロロベンゾニトリル、４−クロロベンゾフェノン、又はｐ−ニトロクロロベ
    ンゼンである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 使用される塩基の量が、前記汚染物１モル当たり約０．９
    モル〜約３モルの範囲にある、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 ここに記載したのと実質的に同じようにして、汚染Ｎ−メ
    チル−２−ピロリドンから少なくとも一種類の汚染物を除去する方法。
  12. 【請求項１２】 実施例のいずれかに関連してここに記載したのと実質的に
    同じようにして、汚染Ｎ−メチル−２−ピロリドンから少なくとも一種類の汚染
    物を除去する方法。
JP2001503825A 1999-06-11 2000-05-22 Ｎ−メチル−２−ピロリドンからの汚染物の除去 Pending JP2003502312A (ja)

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