JP2003517082A - ポリトリメチレンエーテルグリコールの調製のための連続的な方法 - Google Patents

ポリトリメチレンエーテルグリコールの調製のための連続的な方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、１，３−プロパンジオール反応物からポリトリメチレンエーテルグリコールを調製するための連続的な方法である。さらに本発明は、連続的な多段階の方法を対象とし、この方法はアップフロー型カラム反応器中の液相中で少なくとも１つの反応物を反応させること、ガスまたは蒸気相副産物を形成することを含む方法であって、頂部および少なくとも１つの中間のステージにおいて、このガスまたは蒸気相副産物を連続的に除去する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本発明は、１，３−プロパンジオール反応物からポリトリメチレンエーテルグ
リコールを調製するための方法および反応器に関する。さらに本発明は、ガスま
たは蒸気相副産物を形成することを含めた、アップフロー型カラム反応器中の連
続的な多段階の方法を対象とする。
【０００２】 （発明の技術的背景） 知られているポリアルキレンエーテルグリコールには、ポリエチレングリコー
ル、ポリ−１，２−および１，３−プロピレンエーテルグリコール、ポリテトラ
メチレンエーテルグリコール、ポリヘキサメチレンエーテルグリコール、および
これらのコポリマーが含まれる。潤滑剤として、またはゴムの成型、および繊維
、セラミックスおよび金属の処理において使用される潤滑剤を調製するための出
発物質として、これらは広く使用されている。化粧品および薬剤を調製するため
の出発物質として、水をベースとする塗料、紙のコーティング、接着剤、セロハ
ン、印刷用インク、研磨剤および界面活性剤用の出発物質または添加剤として、
およびアルキド樹脂などの樹脂を調製するための出発物質としてもこれらは使用
されている。ポリウレタン、熱可塑性ポリエステル、および不飽和ポリエステル
樹脂などのコポリマーおよびセグメント化されたコポリマーの調製において、柔
らかく柔軟性のあるセグメントとしてもこれらは使用されている。商業的に重要
なポリエーテルグリコールの例にはポリエチレングリコール、ポリ（１，２−プ
ロピレングリコール）、エチレンオキシド／プロピレンオキシドコポリマー、お
よびポリテトラメチレンエーテルグリコールが含まれる。
【０００３】 ポリエーテルグリコールの中で、最も広く使用されているポリエーテルグリコ
ールは、その低コストのためにポリ（１，２−プロピレングリコール）（ＰＰＧ
）である。このポリマーは非結晶性であり、室温では液体であり、したがって取
り扱いが容易である。しかしながらＰＰＧは、第二級のヒドロキシル末端基を有
し、高いパーセンテージの末端不飽和物を含む。
【０００４】 １，３−プロパンジオールまたはオキセタンのいずれかから、ポリオキシトリ
メチレングリコールまたはポリトリメチレンエーテルグリコールまたはポリ（１
，３−プロピレングリコール）を誘導することができる。これらのポリトリメチ
レンエーテルグリコールは、第一級のヒドロキシル基を有し、低い融点を有し、
非常に柔軟性である。
【０００５】 米国特許第２，５２０，７３３号は、トリメチレングリコールのポリマーおよ
びコポリマー、ならびにヨウ素、無機酸（たとえば硫酸）および有機酸などの脱
水触媒の存在下でトリメチレングリコールからのこれらのポリマーを調製するた
めの方法を開示している。この特許で開示されるトリメチレングリコール誘導型
のポリマーは、色が暗褐色または黒である。この特許で開示される処理法によっ
て、この色を淡黄色に改善することができる。分子量が約１００から約１０，０
００のポリマーが言及されている。しかしながら、２００〜１，５００の分子量
が好ましく、実施例中に示される最も大きな分子量は１０９６である。
【０００６】 米国特許第３，３２６，９８５号は、１，２００〜１，４００の平均分子量を
有するポリトリメチレングリコールを形成するための方法を開示している。最初
にヨウ化水素酸を使用して、約９００の平均分子量を有するポリトリメチレング
リコールが形成される。これに後処理が続き、この処理は１〜６時間窒素の流れ
中で２２０〜２４０℃の範囲の温度、および１〜８ｍｍＨｇ（０．１３２〜１．
０５６ｋＰａ）の圧力でポリグリコールを真空除去することを含む。この生成物
は、ポリウレタンエラストマーを調製する際に有用であると述べられている。１
，５００の分子量を有するポリトリメチレングリコールを生成することを対象と
する比較例も示されている。
【０００７】 米国特許第５，４０３，９１２号は、１３０〜２２０℃の温度における酸性樹
脂触媒の存在下での、２〜２０個の炭素原子を有するアルカンジオールを含めた
ポリヒドロキシ化合物の重合のための方法を開示している。１５０から１０，０
００の分子量が言及されている。２０５０の数平均分子量を有する１，１０−デ
カンジオールと１，３−プロパンジオールのコポリマーが例示された。
【０００８】 開環重合による、オキセタンおよびまたはオキセタンとオキソランの混合物か
らの、エステル末端型ポリエーテルおよびヒドロキシ末端型ポリエーテルの調製
は、米国特許第４，９７０，２９５号中に開示されている。結果として生じるポ
リエーテルは、２５０〜１０，０００、好ましくは５００〜４，０００の範囲の
分子量を有すると述べられている。オキセタンからのポリオキシトリメチレング
リコールの合成は、Ｓ．Ｖ．Ｃｏｎｊｅｅｖａｒａｍ他、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｅ
ｄ．、Ｖｏｌ．２３、ｐｐ４２９〜４４（１９８５）中にも記載されている。
【０００９】 たとえば市販されていないオキセタンからではなく、容易に入手できる物質か
ら前記ポリエーテルグリコールを調製することが望ましい。１，３−プロパンジ
オールの重縮合からこれまでに得られているポリトリメチレンエーテルグリコー
ルは、低分子量であり、非常に変色しているか、および／または長い反応時間を
必要とする。さらに、１，３−プロパンジオール反応物からポリトリメチレンエ
ーテルグリコールを調製するためのこれまでのすべての方法はバッチプロセスで
ある。したがって、好ましくはほとんど着色していないか、またはまったく着色
しておらず、所望の分子量を有するポリトリメチレンエーテルグリコールを、高
い収率で生成する連続的な方法が求められている。
【００１０】 （発明の概要） 本発明は、ポリトリメチレンエーテルグリコールを作製する方法を対象とする
ものであり、以下のことを含む。
【００１１】 （ａ）１，３−プロパンジオール反応物および重縮合触媒を提供すること、お
よび （ｂ）１，３−プロパンジオール反応物をポリトリメチレンエーテルグリコー
ルに連続的に重縮合させること。
【００１２】 ２つ以上の反応段階で、重縮合を行うことが好ましい。
【００１３】 重縮合は、１５０℃より高い温度、より好ましくは１６０℃より高い温度、最
も好ましくは１８０℃より高い温度で行うことが好ましく、２５０℃未満の温度
、より好ましくは２２０℃未満の温度、最も好ましくは２１０℃未満の温度で行
うことが好ましい。
【００１４】 １気圧未満、より好ましくは５００ｍｍＨｇ（６６ｋＰａ）未満、さらに好ま
しくは２５０ｍｍＨｇ（３３ｋＰａ）未満の圧力で重縮合を行うことが好ましい
。一層低い圧力、特に小規模操作には、たとえば１ｍｍＨｇ（０．１３２ｋＰａ
）の低さの圧力さえも使用することができるが、ラージスケールでは、圧力は少
なくとも２０ｍｍＨｇ（２．６４ｋＰａ）、好ましくは少なくとも５０ｍｍＨｇ
（６．６ｋＰａ）である。商業規模では、重縮合圧力は正常では５０（６．６ｋ
Ｐａ）と２５０ｍｍＨｇ（３３ｋＰａ）の間であるはずである。
【００１５】 好ましい一実施形態では、１，３−プロパンジオール反応物は１，３−プロパ
ンジオールおよび／または１，３−プロパンジオールの二量体および三量体、お
よびこれらの混合物からなる群から選択される。他の好ましい実施形態では、１
，３−プロパンジオール反応物は１，３−プロパンジオールまたは少なくとも９
０重量％の１，３−プロパンジオールを含む混合物からなる群から選択される。
他の好ましい実施形態では、１，３−プロパンジオール反応物は１，３−プロパ
ンジオールである。
【００１６】 好ましい一実施形態では、触媒は均質である。ルイス酸、ブレンステッド酸、
超酸、およびこれらの混合物からなる群から触媒が選択されることが好ましい。
触媒は無機酸、有機スルホン酸、ヘテロポリ酸、およびこれらの金属塩からなる
群から選択されることがより好ましい。触媒は硫酸、フルオロスルホン酸、亜リ
ン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、リンタングステン酸、リ
ンモリブデン酸、トリフロロメタンスルホン酸、１，１，２，２−テトラフルオ
ロ−エタンスルホン酸、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパンスル
ホン酸、ビスマストリフレート（ｔｒｉｆｌａｔｅ）、イットリウムトリフレー
ト、イッテルビウムトリフレート、ネオジミウムトリフレート、ランタントリフ
レート、スカンジウムトリフレートおよびジルコニウムトリフレートからなる群
から選択されることがさらに好ましい。最も好ましい触媒は硫酸である。
【００１７】 他の好ましい実施形態では、触媒は不均質である。触媒は、ゼオライト、フッ
素化アルミナ、酸処理したシリカ、酸処理したシリカアルミナ、ヘテロポリ酸お
よびジルコニア、チタニア、アルミナおよび／またはシリカ上に支持されている
ヘテロポリ酸からなる群から選択されることが好ましい。
【００１８】 好ましい実施形態では、反応媒体内に位置する熱源を備えた反応器中で、重縮
合を行う。
【００１９】 好ましい一実施形態では、アップフロー並流型（ｃｏ−ｃｕｒｒｅｎｔ）カラ
ム反応器中で重縮合を行い、１，３−プロパンジオール反応物およびポリトリメ
チレンエーテルグリコールは、ガスおよび蒸気の流れと共に上方へ並流的に流れ
る。反応器は２個以上のステージ、より好ましくは３〜３０個のステージ、さら
に好ましくは４〜２０個のステージ、最も好ましくは８〜１５個のステージを有
する。
【００２０】 好ましい一実施形態では、反応器の多数の位置に１，３−プロパンジオール反
応物を供給する。さらに、１つまたは複数のステージで不活性ガスを反応器に加
えることが好ましい。さらに、この反応の副産物として生成される少なくともい
くらかの量の蒸気（水蒸気）を、少なくとも１つの中間ステージで反応器から除
去することが好ましい。
【００２１】 他の実施形態では、向流縦型反応器中で重縮合を行う。この場合において、１
，３−プロパンジオール反応物およびポリトリメチレンエーテルグリコールは、
ガスおよび蒸気の流れに対して向流式で流れる。反応器は２個以上のステージ、
より好ましくは３〜３０個のステージ、さらに好ましくは４〜２０個のステージ
、最も好ましくは８〜１５個のステージを有する。１，３−プロパンジオール反
応物は、反応器の頂部に供給されることが好ましい。１，３−プロパンジオール
反応物は、反応器に多数の位置で供給されることがさらに好ましい。
【００２２】 他の好ましい実施形態では、少なくとも１つのプレポリメライザー反応器中で
最初に重縮合を行い、次いでカラム反応器中で続ける。１，３−プロパンジオー
ル反応物は、９０重量％以上の１，３−プロパンジオールを含むことが好ましい
。プレポリメライザー反応器中で、１，３−プロパンジオールを触媒で少なくと
も５の重合度に重合させることが好ましい。１，３−プロパンジオールを触媒で
少なくとも１０の重合度に重合させ、カラム反応器は３〜３０個のステージを有
することがより好ましい。少なくとも１つのプレポリメライザー反応器中で、１
，３−プロパンジオールを触媒で少なくとも２０の重合度に重合させることが好
ましい。最も好ましい実施形態では、この少なくとも１つのプレポリメライザー
反応器中で、１，３−プロパンジオールを触媒で少なくとも５〜１０の重合度に
重合させる。この少なくとも１つのプレポリメライザー反応器は、よく混合され
るタンク型反応器であることが最も好ましい。少なくとも１つのプレポリメライ
ザー反応器中で生成する蒸気を除去し、少なくとも１つのプレポリメライザーの
生成物をカラム反応器に供給することが最も好ましい。
【００２３】 不活性ガスをカラム反応器に供給することが好ましい。
【００２４】 本発明は、アップフロー型カラム反応器中の液相中で少なくとも１つの反応物
を反応し、ガスまたは蒸気相副産物を形成することを含む連続的な多段階の方法
であって、頂部および少なくとも１つの中間のステージで、このガスまたは蒸気
相副産物が連続的に除去される方法を指向する。ガスまたは蒸気相副産物は水で
あることが好ましい。
【００２５】 （発明の詳細な説明） 本発明は、重縮合触媒を使用して１，３−プロパンジオール反応物の脱水／縮
合重合から連続的にポリトリメチレンエーテルグリコール、すなわちポリエーテ
ルを製造するための方法である。
【００２６】 本明細書では、「１，３−プロパンジオール反応物」は１，３−プロパンジオ
ールおよび／または２〜９の重合度を有する１，３−プロパンジオールのオリゴ
マーまたはプレポリマー、およびこれらの混合物を意味し、１，３−プロパンジ
オールの二量体および三量体をいうために「オリゴマー」を使用し、４〜９の重
合度を有する１，３−プロパンジオールをベースとする化合物をいうために「プ
レポリマー」を使用する。本明細書では、「ポリトリメチレンエーテルグリコー
ル」またはコポリマーというときは、１０００以上のＭｎを有するポリマーまた
はコポリマーに対してこの言及を行う。
【００２７】 ポリトリメチレンエーテルグリコールは「ポリオキシトリメチレングリコール
」または「３Ｇポリオール」と呼ばれることもあり、１，３−プロパンジオール
は「トリメチレングリコール」または「３Ｇ」と呼ばれることもある。解釈を好
都合かつ容易にするために、本明細書中（但し、実施例以外）で本発明を論じる
際に（たとえば図を説明しながら）、１，３−プロパンジオール、３Ｇを１，３
−プロパンジオール、そのオリゴマー、プレポリマーまたはこれらの混合物を表
すために時々使用する。
【００２８】 大気圧を超える圧力、大気圧、または大気圧未満の範囲の圧力で、本発明の方
法を行うことができる。しかしながら、１０００より大きい数平均分子量を得る
ためには、１気圧未満、好ましくは５００ｍｍＨｇ（６６ｋＰａ）未満、より好
ましくは２５０ｍｍＨｇ（３３ｋＰａ）未満の圧力で、典型的には重縮合（また
は重縮合の少なくとも後半部分）を行う。特に小規模の操作では、一層低い圧力
、たとえば１ｍｍＨｇの低さの圧力さえも使用することができるが、大規模では
、圧力は少なくとも２０ｍｍＨｇ（２．６４ｋＰａ）、好ましくは少なくとも５
０ｍｍＨｇ（６．６ｋＰａ）である。最も適切な圧力は、５０（６．６ｋＰａ）
〜２５０ｍｍＨｇ（３３ｋＰａ）の範囲である。１００ｍｍＨｇ（１３．２ｋＰ
ａ）の圧力を使用して、分子量が１５００より大きいポリトリメチレンエーテル
グリコールを生成することができる。
【００２９】 方法の温度を調節して本発明の目的、すなわち所望の分子量の高い収率および
最小限の色形成を達成することが好ましい。所望の反応速度を達成するために、
一般に温度範囲は１５０℃より大きく、好ましくは１６０℃より大きく、より好
ましくは１８０℃より大きい。色を最小限にするために、一般に温度は２５０℃
未満、好ましくは２２０℃未満、より好ましくは２１０℃未満である。装置が適
切である場合、反応の行程を通じて温度が上昇する可能性がある。
【００３０】 適切な調節システムは、物質が反応器を通過する際に、すべての物質が同じ順
序の温度および圧力を受けること、または、反応器の１つまたは複数の操作条件
を連続的に調整して、分子量に関係するポリマーのいくつかの測定される特性（
たとえば粘性）を幾分一定値に維持する自動調節メカニズムを、そのシステムが
使用できることを単に保証することからなっていればよい。
【００３１】 本発明の方法が、反応器の構成によって制限されることはない。しかしながら
、ポリトリメチレンエーテルグリコール用の首尾の良い製造方法は、最終途用の
平均分子量を得るため、および生成物を最終用途に不適切なものにするか、また
は取り除くために高価な対策を必要とする望ましくない化学種の生成を制限する
ために、所望の時間内および条件下で生成物を提供すべきである。さらにこの方
法によって、ポリマー生成物から副産物として生成される水の分離の手はずを整
えておくべきである。
【００３２】 連続的な方法のための多数の反応器の構成が化学プロセス産業において知られ
ており、ポリトリメチレングリコールの製造用に使用することもできる。反応器
は、強酸触媒と接したときに腐食に耐えるほど充分であるいかなる材料で構築さ
れていてもよい。ガラスおよびＨａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）金属合金が、好
ましい反応器材料である。本発明の方法において有用な反応器の例には以下のも
のがある： （１）かなりの程度逆混合されており、機械的撹拌機を有するかまたは有さな
い１つの容器。したがって、容器に入る物質の識別される部分の容器中での滞留
時間は多少ランダムである。この容器は水副産物を蒸気に転換するヒータ、明確
な蒸気スペースが保たれるような液体レベルの調節器、および液体の出口のポイ
ントとは別の蒸気の出口のポイントを含むはずである。
【００３３】 （２）一連の逆混合容器で、１つの容器からの反応混合物が連続的または断続
的に次のための供給物を構成するもの。蒸気副産物をそれぞれの容器から次の容
器に送ることもでき、または、蒸気副産物を別のレセプタクルに排出することが
できる。
【００３４】 （３）容器の組み合わせの中へ入るか、またはここから出る物質の主要な流れ
に対して充分大きな速度で、物質をお互いに連続的に交換する容器の組み合わせ
であって、この組み合わせが１つの完全に逆混合されるか、または部分的に逆混
合される容器として働くもの。
【００３５】 （４）横断面の長さ寸法に対する長さの比が大きい横置または縦型容器（すな
わち、パイプおよびカラム）であって、ここを通って反応している物質が流れ、
この中で、この物質の識別される部分が任意の他のポイントとほぼ同じ順序で長
さに沿って任意のポイントを通過する（一般に「プラグフロー」として知られて
いる）。重縮合を行うため、および水副産物を蒸気に変換するために、長さに沿
って熱を加えるべきである。この蒸気は反応混合物と同じ方向に流れるか（「並
流」）、または反対方向に流れる（「向流」）可能性がある。容器の１つの端も
しくは他の端で、または容器のいくつかの中間ポイントで、蒸気の放出のポイン
トが提供されなければならず、ここでは、蒸気が出て行き、無視できるほどの量
の液体のみをそれ自体に伴う可能性がある。パイプまたはカラムは１つまたは複
数の部分障壁を備えていてよく、これは液体および蒸気を所望の方向に通過する
のを可能にするが、主に液体の逆流を妨げる。
【００３６】 （５）一般に連続的である、逆混合容器およびパイプまたはカラムの組み合わ
せ。
【００３７】 （６）大きな垂直表面を構成要素として有している容器であって、この下で反
応混合物が流れ、反応するもの。
【００３８】 （７）大きな可動型の水平表面を構成要素として有している容器であって、こ
の上で反応している物質が運ばれ、反応するもの。
【００３９】 （８）ハイブリッド型バッチ式連続システムであって、その方法の一部がそれ
ぞれのモードで行われるもの。典型的には、供給物質がバッチ中で調製され、連
続的な容器に連続的に供給されるか、または連続的な容器の生成物が個々のバッ
チとしてさらに加工される。
【００４０】 本発明の方法では、モノマーを、任意選択のコモノマー（以下で論じるような
もの）と共に反応器に供給する。凝縮水、任意の未反応モノマーおよび任意の揮
発性副産物を蒸発させ、これらを反応性成分の任意の引き続いた分離およびリサ
イクルのために反応器から出す。方法の経済性および環境への考慮のために、未
反応モノマーまたは低分子量オリゴマーを反応器に連続的にリサイクルすること
が好ましい。
【００４１】 多くの異なる反応器の構成を本発明の連続的な方法に使用することができるが
、反応器はカラム反応器であることが好ましく、縦型カラム反応器であることが
より好ましい。縦型とは、反応器に対して傾斜があるか、またはある角度を有す
る可能性があるということにおいて、実質的に縦型であることを意味する。
【００４２】 並流および向流反応器の両方が、本発明の方法において有用である。並流反応
器は、アップフロー型並流反応器としてさらに記載することができ、これは、モ
ノマーを反応器の底部に入れ、頂部から生成物を取り除くことになる。向流反応
器もまた有用であり、この場合モノマーが頂部に入り、反応器の底部から生成物
が取り除かれる。一実施形態では、反応器はアップフロー型並流反応器である。
【００４３】 本発明において有用なカラム反応器は、１ステージまたは多数ステージの構成
のいずれかであってよい。カラム反応器は、たとえば部分障壁によって提供され
る多数のステージを有することが好ましく、この多数のステージにおいて反応混
合物（モノマー、オリゴマー、ポリマー、溶解された水）が一方向に流れる。反
応器が並流である場合、蒸気（水、不活性ガスで蒸発されたモノマー）は同じ方
向に流れ、流れの逆転もない。反応器が向流である場合、障壁は、蒸気および液
体を相互干渉なしで反対方向に流すことができるように設計される。いずれの場
合も、蒸気と反応混合物の分離は反応器の頂部で起こる。
【００４４】 １ステージの連続的な反応器中で本発明の方法を行うことができるが、少なく
とも２ステージ、より好ましくは３以上のステージ、さらに好ましくは４以上の
ステージ、最も好ましくは８以上のステージが存在することが好ましい。３０ス
テージまで、さらに好ましくは２０ステージまで、最も好ましくは１５ステージ
まで存在することが好ましい。
【００４５】 カラムタイプの反応器は、以下の利点を有する。
【００４６】 （１）部分障壁の開口領域を特定するするための標準的なエンジニアリング法
を使用した、ステージからステージへの反応混合物の少ない逆流、 （２）その濃度が高い下側のステージにおいて蒸発されたモノマーが、上側の
ステージにおいて再凝縮する機会、 （３）下部で生成された蒸気の泡が通過することによる、最下部のステージよ
り上のすべてのステージにおける良好な攪拌、 （４）蒸気を除去することによる揮発性不純物の除去、 （５）窒素が注入される場所より上のすべてのステージを通して送られる、注
入された窒素の効果的な使用、 （６）固定型固体である不均質な触媒の据付けの容易さ。
【００４７】 本発明にとって重要なことは、カラムから反応物への効率的な熱転移が起こる
ことである。カラム壁の構成を設計すること、またはカラムのそれぞれのステー
ジに、表面と体積の比が最適であるガラスビーズなどの優れた熱転移物質を置く
ことによって、このことを行うことができる。代替的には、反応媒体中に位置す
る熱源を提供することによって、このことを行うことができる。この熱源は内部
の交換可能な熱源であることが好ましく、非流体の加熱用媒体であることが好ま
しい。交換可能とは、ヒータが消耗する場合、装置を停止させて取り除くことを
必要とせずに、熱源を交換することができることを意味する。たとえば、カラム
反応器の中央に配置された内部ヒータが在りうる。本発明に有用な他の熱源は、
よく知られている。
【００４８】 以前に述べたように、１気圧未満の圧力でこの方法を行うことが好ましい。大
気圧未満の圧力によって、反応混合物からの副産物である水の除去が容易になり
、揮発性不純物の除去も容易になる。混合物から水を除去するのをアシストする
ために、不活性ガス（すなわち反応混合物と反応せず、反応混合物中に充分に溶
けないガス、たとえば窒素）を、容器中にその長さに沿っていくつかのポイント
に注入することができる。混合物からの水の除去をさらに助けるために、容器の
長さに沿って蒸気除去の中間ポイントを提供することができる。
【００４９】 添付の図面では、簡潔性のために長方形のボックスとして触媒を示す。これを
使用して、図示するステージ中に触媒が存在し、触媒の形、形状、サイズなどが
変化するであろうことを示す。
【００５０】 本発明の向流の実施形態を、図１に概略的に示す。図１は、４つの反応ステー
ジ（８）のそれぞれにおける固体支持触媒（９）の任意の配置を示す。固体支持
触媒の存在下で、モノマーが（１）に導入される。固体支持触媒の不在下では、
１，３−プロパンジオールおよび触媒は、別々に（触媒は（２）で導入される）
または１，３−プロパンジオール流（１）と予め混合された触媒を用いて、反応
器の第１のステージに導入される。プロセス流は、障壁（３）によって隔てられ
たステージを通って下に移動する。反応混合物が下方に流れ、一方、揮発性物質
は上方に流れ、最終的には（４）において反応器から出るように、これらの障壁
が設計される。ポリトリメチレンエーテルグリコール生成物は（５）においてカ
ラムから出る。温度はカラム全体で均一でありうるか、または異なるステージ、
たとえば（６）と（７）で異なっていてもよい。
【００５１】 アップフロー型反応器の実施形態を図２に示す。図２の実施形態でも、４つの
反応ステージ（８）のそれぞれにおける固体支持触媒（９）の任意の配置を示す
。固体支持触媒の存在下で、モノマーが（１）に導入される。固体支持触媒の不
在下では、１，３−プロパンジオールおよび触媒が、別々に（触媒は（２）に導
入される）または１，３−プロパンジオール流（１）と予め混合された触媒を用
いて、反応器の第１のステージに導入される。プロセス流は、障壁（３）によっ
て隔てられたステージを通って上に移動する。反応混合物が上方に流れ、一方、
揮発性物質も上方に流れ、最終的には（４）において反応器から出るように、こ
れらの障壁が設計される。ポリトリメチレンエーテルグリコール生成物は（５）
においてカラムから出る。温度はカラム全体で均一でありうる、または異なるス
テージ、たとえば（６）と（７）で異なっていてもよい。
【００５２】 多供給型反応器の実施形態を図３に示す。図３でも、４つの反応ステージ（８
）のそれぞれにおける固体支持触媒（９）の任意の配置を示す。固体支持触媒の
存在下では、反応器のステージの一部またはすべてに対応する個々の供給ポイン
ト（１）にモノマーが導入される。固体支持触媒の不在下では、１，３−プロパ
ンジオールおよび触媒が、別々に、または１，３−プロパンジオール流と予め混
合された触媒を用いて、反応器のそれぞれのステージの１つまたは複数のそれぞ
れの供給ポイント（１）に導入される。プロセス流は、障壁（３）によって隔て
られたステージを通って下に移動する。反応混合物が下方に流れ、一方、揮発性
物質は上方に流れ、最終的には（４）において反応器から出るように、これらの
障壁が設計される。ポリトリメチレンエーテルグリコール生成物は（５）におい
てカラムから出る。温度はカラム全体で均一でありうるか、または異なるステー
ジ、たとえば（６）と（７）で異なっていてもよい。
【００５３】 図４は、反応の生成物として生成した濃縮水の蒸気である蒸気を、個々のポイ
ントにおいて除去するための能力を有する、マルチステージの並流アップフロー
型カラム反応器を概略的に示す。下部の反応ステージにモノマーが存在する可能
性もあるので、これらのステージにおいてこのステップが起こらないことが好ま
しい。この図中では、モノマー、１，３−プロパンジオールが反応器の底部（２
０）に加えられる。水蒸気からなる側部の流れは（２１）において除去され、そ
の後の処理（２３）用にこれが反応器（２２）の上部からの水と組み合わされる
。バルブ（２４）を使用して、水蒸気の除去を調節することができる。この図中
で他に示されるのは、（２５）における反応器への不活性ガスの添加であり、こ
こを越えて水が除去される。この不活性ガスは、化学的に不活性であり、反応培
地にほとんど溶けない任意のガスであってよい。窒素は好ましい不活性ガスであ
る。ポリマー生成物は（２６）において反応器から出る。
【００５４】 図５ａは、図４の反応器の内側部分の図を示す。液体レベルが（３０）におい
て反応器のステージを満たし、反応混合物とガスおよび蒸気がステージの間の障
壁（３１）中の開口（３２）を通過する。障壁（３１）中の側部開口（３４）に
よって、不活性ガスの導入が可能になる。中央に位置するヒータ（３３）を示す
。障壁（３１）の上からの図は、ヒータ用の大きな中央開口（３５）、ならびに
、反応混合物とガスおよび蒸気が通過する３つの追加の開口（３２）を示す。
【００５５】 図５ｂは、図４の反応器の代替的な内側部分を示す。この部分には、液体レベ
ル（４０）および蒸気スペース（４６）が存在する。ディップレッグ（４７）は
、上側ステージ（４８）から下側ステージ（４９）中の液体レベル（４０）より
も下に降りて、下側ステージ（４９）から上側ステージ（４８）に通じる、実質
的に反応混合物からの液体の通路を形成する。障壁（４１）の側部には開口（５
０）も提供され、蒸気スペース（４６）から蒸気を除去する。この蒸気は、水蒸
気および反応混合物中の揮発性物質を含む。不活性ガスの導入を可能にするため
に、障壁（４１）中に側部開口（４４）が存在する。中央に位置するヒータ（４
３）を示す。障壁（４１）の上からの図は、ヒータ用の大きな中央開口（４５）
、液体が下側ステージ（４９）から上側ステージ（４８）に通るためのディップ
レッグ（４７）に接続されている１つの追加の開口（４２）を示す。
【００５６】 図６は代替的な実施形態を示し、この実施形態では、この反応の大部分が１つ
または複数のステージを含む非カラム型反応器（５１）中で行われ、反応混合物
が、この容器からマルチステージの並流アップフロー型カラム反応器（５３）の
最下部のステージ（５２）に連続的に送られる。モノマー、１，３−プロパンジ
オール（５４）が容器（５１）に供給され、次いで管（５５）を経てステージ（
５２）に供給される。この反応において生成された蒸気は、（５６）において容
器（５１）から排出される。不活性ガスが（５７）においてステージ（５２）に
加えられるのが示される。ポリマー生成物は（５８）において除去され、反応蒸
気は（５９）において排出される。この構成は、反応の最終部分にカラムを保持
しており、このカラムで、多数の連続的なステージを使用することが反応の効率
のために重要である。所与の生成率を得るために、反応の大部分をより安価な第
１の容器中で行って、カラムのサイズを縮小させることができる。異なる圧力下
で２つの容器を操作することができ、第１の容器はカラムよりも大気圧に近い圧
力で操作されることが好ましい。カラムは真空下で操作されることが好ましい。
（向流モードで操作されているカラムに関して、この構成を使用することもでき
る。）
【００５７】 本発明の方法において使用する触媒は、脱水重縮合触媒である。好ましい均質
な重縮合触媒には、約４未満のｐＫａ、好ましくは約２未満のｐＫａを有する酸
であり、無機酸、有機スルホン酸、ヘテロポリ酸、ペルフルオロアルキルスルホ
ン酸、およびこれらの混合物が含まれる。約４未満のｐＫａを有する酸の金属塩
も好ましく、これらには金属スルホネート、金属トリフルオロアセテート、金属
トリフレート、およびその共役酸を有する塩の混合物を含めたこれらの混合物が
含まれる。触媒の具体例には硫酸、フルオロスルホン酸、リン酸、ｐ−トルエン
スルホン酸、ベンゼンスルホン酸、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、ト
リフロロメタンスルホン酸、１，１，２，２−テトラフルオロエタンスルホン酸
、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパンスルホン酸、ビスマストリ
フレート、イットリウムトリフレート、イッテルビウムトリフレート、ネオジミ
ウムトリフレート、ランタントリフレート、スカンジウムトリフレートおよびジ
ルコニウムトリフレートが含まれる。好ましい触媒は硫酸であり、反応混合物の
０．１から５．０重量％の濃度で使用することが好ましい。好ましい濃度範囲は
０．２５から２．５％である。
【００５８】 適切な不均質な触媒はゼオライト、酸処理されたシリカ、酸処理されたシリカ
アルミナ、酸処理されたクレー、不均質なヘテロポリ酸および硫酸化ジルコニア
である。
【００５９】 一般に、触媒濃度は典型的には反応混合物の約０．１重量％以上であり、より
好ましくは約０．２５重量％以上であり、反応混合物の約２０重量％以下の濃度
、より好ましくは１０重量％以下、さらに好ましくは５重量％以下、最も好まし
くは２．５重量％以下で使用することが好ましい。触媒濃度は不均質な触媒につ
いては２０重量％程度の高さ、可溶性触媒については５重量％未満であってよい
。
【００６０】 触媒の前駆体を使用することもできる。たとえば１，３−ジブロモプロパンは
、１，３−プロパンジオールとの反応後に臭化水素を生成し、次いでこれが脱水
触媒として機能する。１，３−ジヨードプロパンおよび他のジハロアルカンに関
しても、同様の結果が得られる。
【００６１】 本発明の方法は、重合度およびポリマーの色の改善されたポリトリメチレンエ
ーテルグリコールが連続的に提供される。
【００６２】 本発明の方法用の出発物質は任意の１，３−プロパンジオール反応物またはそ
の混合物であってよい。出発物質の質は、高品質のポリマーを生成するのに重要
である。任意のさまざまな化学的経路によって、または生化学的転換経路によっ
て、本発明の方法において使用する１，３−プロパンジオールを得ることができ
る。米国特許第５，０１５，７８９号、５，２７６，２０１号、５，２８４，９
７９号、５，３３４，７７８号、５，３６４，９８４号、５，３６４，９８７号
、５，６３３，３６２号、５，６８６，２７６号、５，８２１，０９２号、５，
９６２，７４５号および６，１４０，５４３号およびＷＯ９８／５７９１３、０
０／１０９５３およびＷＯ００／１４０４１に好ましい経路が記載されている。
１，３−プロパンジオールは９９％を超える純度を有することが好ましい。１，
３−プロパンジオールをベースとする出発物質は、たとえば、ＷＯ００／１０９
５３に記載されるように、分離できる形態に不純物を反応させる高温および反応
時間で、酸触媒により処理することによって、使用前に生成することができる。
【００６３】 いくつかの場合に、利用可能ならば、１０％以上の低分子量オリゴマーを使用
することが望ましいこともある。したがって出発物質が、１，３−プロパンジオ
ールジオールおよびその二量体および三量体から本質的になることが好ましい。
最も好ましい出発物質は９０重量％以上、より好ましくは９９重量％以上の１，
３−プロパンジオールから構成される。
【００６４】 本発明の方法用の出発物質は、１，３−プロパンジオールおよび／またはその
オリゴマーに加えて、５０重量％までの（好ましくは２０％以下）コモノマージ
オールを含むことができる。本発明の方法において使用するのに適したコモノマ
ージオールには、脂肪族ジオール、たとえば１，６−ヘキサンジオール、１，７
−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１
，１０−デカンジオール、１，１２−ドデカンジオール、３，３，４，４，５，
５−ヘキサフルオロ−１，５−ペンタンジオール、２，２，３，３，４，４，５
，５−オクタフルオロ−１，６−ヘキサンジオール、３，３，４，４，５，５，
６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０−ヘキサデカフルオロ−１，１２
−ドデカンジオール、環式脂肪族ジオール、たとえば１，４−シクロヘキサンジ
オール、１，４−シクロヘキサンジメタノールおよびイソソルビド、ポリヒドロ
キシ化合物、たとえばグリセロール、トリメチレンプロパン、およびペンタエリ
トリトールが含まれる。コモノマージオールの好ましいグループは、２−メチル
−１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、
２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、２−エチル−２−（ヒドロキシ
メチル）−１，３−プロパンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オ
クタンジオール、１，１０−デカンジオール、イソソルビドおよびこれらの混合
物からなる群から選択される。必要な場合には、重合混合物または最終ポリマー
に、熱安定剤、抗酸化剤および着色物質を加えることができる。
【００６５】 本発明では連続的な多段階のプロセスを含む連続的な方法も提供され、この方
法は、アップフロー型カラム反応器中において反応物または生成物として液相お
よびガスまたは蒸気相を反応器に提供することを含み、この反応容器では、頂部
および少なくとも１つの中間のステージでガスまたは蒸気相副産物が連続的に除
去される。この方法は、１つまたは複数の反応物を縮合させることによって、こ
の方法がガスまたは蒸気状の生成物を形成する縮合方法であることが好ましい。
このような反応の一例は、たとえば１，３−プロパンジオールの反応物中で水蒸
気が発生して、ポリトリメチレンエーテルグリコールおよび水を生成する脱水反
応である。
【００６６】 本発明の方法は、高純度で高分子量のポリトリメチレンエーテルグリコールの
ポリマーであって、少なくとも１，０００、より好ましくは少なくとも１，５０
０、さらに好ましくは少なくとも１，６５０、および最も好ましくは少なくとも
２，０００の数平均分子量を有するポリマーを提供する。同様に分子量は５，０
００未満（たとえば４，９５０以下）、好ましくは４，０００未満、より好まし
くは３，５００未満である。精製後のポリマーは、本質的に、酸末端基を有して
いない。２，３５０の数平均分子量を有するポリマーについて、ヒドロキシル数
（ＡＳＴＭ Ｅ２２２法）は４７．５である。
【００６７】 有利には、ポリマーは１２０未満、好ましくは１００未満、より好ましくは５
０未満のＡＰＨＡ（いかなる後精製の前にも）（ＡＳＴＭ Ｄ１２０９）色を有
する。また、２％未満、好ましくは１％未満のＯＣＥ（環式エーテルのオリゴマ
ー）含有物（いかなる後精製の前にも）が存在する。
【００６８】 本発明の方法によって調製されるポリエーテルグリコールを、当分野で知られ
る手段によってさらに精製して、存在する酸を除去することができる。いくつか
の適用例においては、さらなる精製なしに生成物を使用することができることが
認識されるべきである。しかしながら、精製プロセスは、ポリマーの質および官
能性を十分に改善し、この精製プロセスは（１）重合中に形成される酸エステル
を加水分解するための加水分解ステップ、（２）典型的には（ａ）酸、未反応モ
ノマー、低分子量線状オリゴマーおよび環式エーテルのオリゴマー（ＯＣＥ）を
除去するための水抽出ステップ、（ｂ）存在する残留酸を中和するための固体塩
基処理、および（ｃ）残留水および固体を除去するためのポリマーの乾燥および
濾過から構成される。
【００６９】 本発明は、３Ｇポリマーまたは改善された質のものを生成するための、コスト
が低く速度効率の良い連続的な方法である。所望の分子量および薄い色を有する
３Ｇポリマーを製造することは特に有利である。
【００７０】 以下の実施例中で本発明を示すが、これらは制限することを意図するものでは
なく、実施例において、他に指示がない限りは、部、パーセンテージなどはすべ
て重量によるものである。
【００７１】 （実施例） 実施例１ １ステージのカラム中での１，３−プロパンジオールの脱水 この実施例では、使用したフロースルー反応カラムは、６００ｍｍのカラム長
および２４／４０グランドガラスジョイントを有する１ステージのＶｉｇｒｅｕ
ｘ蒸留用ガラスカラムであった。Ｌａｂ Ｇｌａｓｓ Ｉｎｃ．、Ｖｉｎｅｌａ
ｎｄ、ＮＪ（Ｍｏｄｅｌ Ｎｏ．ＬＧ−５８９０）からこれを得た。
【００７２】 ガラスカラム反応器を丸底フラスコの頂部にセットし、周囲温度で水を回すこ
とによって冷却される、Ｌｉｅｂｉｇ ｔａｋｅ−ｏｆｆコンデンサを蒸留ヘッ
ドに備え付けた。このコンデンサは目盛り付きフラクションカッターおよび蒸留
物レシーバに合うように作られていた。加熱テープでラッピングすることによっ
てＶｉｇｒｅｕｘカラムを加熱し、これを断熱して２００℃以上に保った。１１
０℃に保ったホットオイルコンデンサをカラムの頂部と蒸留ヘッドの間で使用し
て、重合中にカラム内で蒸発された任意の３Ｇを縮合し、戻してリサイクルした
。
【００７３】 １時間当たり１．５と４００ｍＬの間の範囲の注入速度を有する、ＩＳＣＯ
ＬＣ−５０００シリンジポンプ（ＩＳＣＯ、Ｉｎｃ．、Ｌｉｎｃｏｌｎ、ＮＥ）
のような液体注入ポンプを通して、３Ｇモノマーおよび溶解された触媒をＶｉｇ
ｒｅｕｘカラムの頂部に導入した。高温、この実施例では２００℃以上に保った
、カラムの多数のマニホールドにおいて重合が起こった。調節した窒素をカラム
の底部に導入した。（概算速度：２５ｍｌ／分）。温度調節のために任意に水浴
に浸した丸底フラスコ中に、この反応の３Ｇポリオールポリマー生成物を集めた
。
【００７４】 ベンチスケールのガラス反応カラムパイロット型反応器中での、連続的な３Ｇ
ポリオール重合の第１の例（ラン１）は、反応器の安定性の調節、および最小限
の分解と共に起きるエーテル化を介したモノマーのその脱水を示した。この１ス
テージのカラム中の滞留時間（基本的には、プラグの流れに関するもの）は４５
秒であった。２００℃において、１．３ｍｌ／分の注入速度で、触媒として１％
硫酸を用いて、集められた水凝縮物の量に基づいて２％の収率が得られた。この
濃縮物は、（屈折率によって示されるように）ほぼ純粋な水であり、水凝縮物と
生成液体の両方の色は、水のように澄んでいた。
【００７５】 ラン１、ならびにより高温および／またはより長い保持時間でのラン２〜４の
結果を表１に示す。見かけのカラム温度を２００から２２０℃（実際の反応温度
：１９０から２１０℃）に上昇させると、計算された収率が３００％を超えて改
善された。水凝縮物の量に基づいて計算された収率は、２．１％から７．１％に
上昇した。ここでも濃縮物は本質的に純粋な水であった。濃縮物およびポリマー
液体の両方は水のように澄んでいた。分解の徴候はなかった。重縮合に関する見
かけの活性化エネルギーは、約２０ＫＣａｌ／ｍｏｌｅであると概算された。
【００７６】
【表１】
【００７７】 実施例２ ガラスビーズパック型カラム中での１，３−プロパンジオールの脱水 実施例１のカラムを部分修正して、ステージの数を増やし、滞留時間（および
混合）を長くして収率を上昇させた。この実施例では、ガラスビーズをパックし
た１ステージの従来型蒸留カラムをＶｉｇｒｅｕｘカラムの代わりに使用したこ
と以外、実施例１と同様にガラスカラム反応器中での３Ｇの連続的重合を実証し
た。
【００７８】 この実施例で使用したカラムは、長さが５００ｍｍで２４／４０グランドガラ
スジョイントのＨｅｍｐｅｌタイプの蒸留用カラムであった。（Ｌａｂ Ｇｌａ
ｓｓ Ｉｎｃ．、Ｖｉｎｅｌａｎｄ、ＮＪ、Ｍｏｄｅｌ Ｎｏ．ＬＧ−５８２０
）。これは、底部付近でパッキングするための封入型ガラスハニカム支持体を有
するプレインチューブであった。直径５ｍｍのガラスビーズで、このカラムをパ
ックした（Ｌａｂ Ｇｌａｓｓ Ｉｎｃ．、Ｍｏｄｅｌ Ｎｏ．ＬＧ−６７５０
−１０４）。
【００７９】 他のすべての点において、重合反応器は実施例１のものと同一であった。これ
らの条件下でのカラム中での３Ｇの滞留時間は、約１．５分であった。３Ｇの連
続的重合の結果を表２に要約する。実施例１と同様に、集めた水凝縮物の量から
収率を計算した。ラン６からの生成物の特徴付けは表６に含まれる。
【００８０】
【表２】
【００８１】 実施例３ 多数の通路を有する１ステージのガラスビーズパック型カラム中での１，３−
プロパンジオールの脱水 マルチステージ型反応器をシミュレートするために、実施例２（ビーズパック
型カラム）の条件を繰り返した。反応混合物が実施例２と同様のカラムを完全に
通り過ぎた後に、丸底フラスコから集めた流出液を繰り返しカラムに通した。こ
のようにラン番号１０は、前述のラン５〜９と同様に通路１つの実験であった。
ラン番号１１では、供給物質としてラン１０の生成物を使用する。次いで以下の
ラン番号１４は、５ステージの反応器をシミュレートする通路１つのカラムに５
回通過させた結果である。集めた水凝縮物の量から収率を計算した。ラン番号１
２、１３および１４からの生成物の特徴付けは表６に含まれる。
【００８２】
【表３】
【００８３】 実施例４ マルチステージのカラム中での１，３−プロパンジオールの脱水 実施例１の装置を部分修正した。Ｖｉｇｒｅａｕｘカラムを、２０のステージ
を有するＯｌｄｅｒｓｈａｗ有孔バブルプレート蒸留用カラム（Ｍｏｄｅｌ ｎ
ｏ．ＬＧ−５６２１、Ｌａｂ Ｇｌａｓｓ Ｉｎｃ．、Ｖｉｎｅｌａｎｄ、ＮＪ
）に置き換えた。ラン番号１５〜１８に関する条件を表５に示す。集めた水凝縮
物の量から収率を計算した。ラン番号１５からの生成物の特徴付けは表６に含ま
れる。以下の表７では、２つのバッチ実験（本発明のものではない）と連続的ラ
ン番号１５、１７および１８の結果を比較する。
【００８４】
【表４】
【００８５】
【表５】
【００８６】
【表６】
【００８７】 実施例５ １，３−プロパンジオールを充分な硫酸と混合し、ジオール中に酸が溶けた１
０％溶液を提供した。この溶液を混合ドラムに送りジオールで希釈して、ジオー
ル中に硫酸が溶けた１％溶液を提供した。この溶液を１２０℃の温度に予め加熱
した。
【００８８】 予め加熱された１％硫酸／ジオール溶液を、中心部の加熱ユニットを備える並
流アップフロー型の１５ステージ連続ガラスカラム反応器の底部に導入した。こ
の反応器では、これらのステージが、穴のあいた流れを分配するプレート（トレ
ー）によって隔てられていた。窒素を低流速でカラムの底部に導入して、最初の
撹拌を行った。
【００８９】 頂部付近のカラム反応器の測部からポリマー生成物を排出させて集めた。カラ
ムの頂部から水および水蒸気を取り除き、凝縮し、集めた。これらの条件下での
幾つかのラン、１〜４に関して、結果を以下の表８に示す。
【００９０】 実施例６ カラムを８個の反応ステージに分け、ステージ１および２の温度を１７５℃、
ステージ３〜５の温度を１９０℃、ステージ６〜８の温度を１８０℃にしたこと
以外は、実施例５を繰り返した。ポリマー生成速度は０．８ｋｇ／時間であった
。真空を加え、絶対圧力を１００ｍｍＨｇ（１３．２ｋＰａ）にした。最終ステ
ージでは、０．４ｋｇ／時間の速度で提供される窒素の掃引を行い、これによっ
てステージ８中の蒸気の部分圧が３３ｍｍＨｇ（約４．４ｋＰａ）に低下した。
これらの結果は表８中にラン５として含まれる。
【００９１】 実施例７ ステージ４の頂部において実質的にすべての蒸気を引き出し、１時間当たり０
．４キログラムの速度でステージ５の底部に窒素を加えた以外は、実施例６を繰
り返した。すべてのステージの温度を１８０℃付近に保った。反応器の頂部にお
ける絶対圧力は１００ｍｍＨｇ（１３．２ｋＰａ）であった。ポリマー生成速度
は０．８ｋｇ／時間であった。これらの結果は表８中にラン６として含まれる。
【００９２】 実施例８ 頂部４ステージの温度を１９０℃に上昇させたこと以外は、実施例７を繰り返
した。これらの結果は表８中にラン７として含まれる。
【００９３】
【表７】
【００９４】 表８からわかるように、反応条件を変化させることによって、一定範囲の分子
量を生み出すことができる。
【００９５】 ラン５のポリマーを以下に記載するように精製した。同体積の水をポリマーに
加え、その反応混合物を窒素雰囲気下において１８０ｒｐｍの撹拌スピードで６
時間、１００℃に保った。６時間後、ヒータおよび撹拌機の電源を切り、混合物
を層分離させた。上部の水相をデカンデーションし、さらに蒸留水で３回以上ポ
リエーテル相を洗浄して、酸およびオリゴマーの大部分を抽出した。ポリエーテ
ルグリコール中に残った残留酸を、過剰の水酸化カルシウムを用いて中和させた
。減圧下で２〜３時間ポリマーを１００℃で乾燥させ、次いでその乾燥させたポ
リマーを、Ｃｅｌｉｔｅ濾過助剤で予め被覆したＷｈａｔｍａｎ濾過紙を通して
熱濾過した。ＮＭＲから測定した数平均分子量は、２，１４０であることが分か
った。
【図面の簡単な説明】
【図１】 マルチステージの反応器を概略的に示す図である。この反応器はステージの間
の障壁を使用して４つの分離したステージに分けられており、これらの障壁によ
ってステージからステージへの、蒸気および液体の流れのための通路を分離する
ことが可能である。
【図２】 並流でアップフロー型のマルチステージ反応器を概略的に示す図である。
【図３】 多数の供給ポイントを有するマルチステージの反応器を概略的に示す図である
。
【図４】 中間のステージで蒸気を除去するための能力を有する、マルチステージのカラ
ム反応器を概略的に示す図である。
【図５】 ａは、内部カラム部分を示す図である。これは、ステージの間の液体および蒸
気の通路、およびステージを分離している障壁の外観を示す。 ｂは、内部カラム部分を示す図である。これは、ステージの間の液体、蒸気の
除去、および不活性ガスの添加の経路を示す。
【図６】 ２つの別個の反応器からなる反応器システムを概略的に示す図である。１つは
、１，３−プロパンジオールを、出発物質の分子量を越え所望の最終生成物の分
子量未満である中間的な分子量、たとえば２から２０の重合度、好ましくは５か
ら１０の重合度に重合するためのものであり、２つ目はその中間体をより大きな
分子量に重合するためのものである。
【図７】
【手続補正書】
【提出日】平成１４年７月２日（２００２．７．２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】 図５は、図４の反応器の内側部分の図を示す。液体レベルが（３０）において
反応器のステージを満たし、反応混合物とガスおよび蒸気がステージの間の障壁
（３１）中の開口（３２）を通過する。障壁（３１）中の側部開口（３４）によ
って、不活性ガスの導入が可能になる。中央に位置するヒータ（３３）を示す。
障壁（３１）の上からの図は、ヒータ用の大きな中央開口（３５）、ならびに、
反応混合物とガスおよび蒸気が通過する３つの追加の開口（３２）を示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】 図６は、図４の反応器の代替的な内側部分を示す。この部分には、液体レベル
（４０）および蒸気スペース（４６）が存在する。ディップレッグ（４７）は、
上側ステージ（４８）から下側ステージ（４９）中の液体レベル（４０）よりも
下に降りて、下側ステージ（４９）から上側ステージ（４８）に通じる、実質的
に反応混合物からの液体の通路を形成する。障壁（４１）の側部には開口（５０
）も提供され、蒸気スペース（４６）から蒸気を除去する。この蒸気は、水蒸気
および反応混合物中の揮発性物質を含む。不活性ガスの導入を可能にするために
、障壁（４１）中に側部開口（４４）が存在する。中央に位置するヒータ（４３
）を示す。障壁（４１）の上からの図は、ヒータ用の大きな中央開口（４５）、
液体が下側ステージ（４９）から上側ステージ（４８）に通るためのディップレ
ッグ（４７）に接続されている１つの追加の開口（４２）を示す。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】 図７は代替的な実施形態を示し、この実施形態では、この反応の大部分が１つ
または複数のステージを含む非カラム型反応器（５１）中で行われ、反応混合物
が、この容器からマルチステージの並流アップフロー型カラム反応器（５３）の
最下部のステージ（５２）に連続的に送られる。モノマー、１，３−プロパンジ
オール（５４）が容器（５１）に供給され、次いで管（５５）を経てステージ（
５２）に供給される。この反応において生成された蒸気は、（５６）において容
器（５１）から排出される。不活性ガスが（５７）においてステージ（５２）に
加えられるのが示される。ポリマー生成物は（５８）において除去され、反応蒸
気は（５９）において排出される。この構成は、反応の最終部分にカラムを保持
しており、このカラムで、多数の連続的なステージを使用することが反応の効率
のために重要である。所与の生成率を得るために、反応の大部分をより安価な第
１の容器中で行って、カラムのサイズを縮小させることができる。異なる圧力下
で２つの容器を操作することができ、第１の容器はカラムよりも大気圧に近い圧
力で操作されることが好ましい。カラムは真空下で操作されることが好ましい。
（向流モードで操作されているカラムに関して、この構成を使用することもでき
る。）
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】 マルチステージの反応器を概略的に示す図である。この反応器はステージの間
の障壁を使用して４つの分離したステージに分けられており、これらの障壁によ
ってステージからステージへの、蒸気および液体の流れのための通路を分離する
ことが可能である。
【図２】 並流でアップフロー型のマルチステージ反応器を概略的に示す図である。
【図３】 多数の供給ポイントを有するマルチステージの反応器を概略的に示す図である
。
【図４】 中間のステージで蒸気を除去するための能力を有する、マルチステージのカラ
ム反応器を概略的に示す図である。
【図５】 内部カラム部分を示す図である。これは、ステージの間の液体および蒸気の通
路、およびステージを分離している障壁の外観を示す。
【図６】 内部カラム部分を示す図である。これは、ステージの間の液体、
蒸気の除去、および不活性ガスの添加の経路を示す。
【図７】 ２つの別個の反応器からなる反応器システムを概略的に示す図で
ある。１つは、１，３−プロパンジオールを、出発物質の分子量を越え所望の最
終生成物の分子量未満である中間的な分子量、たとえば２から２０の重合度、好
ましくは５から１０の重合度に重合するためのものであり、２つ目はその中間体
をより大きな分子量に重合するためのものである。
───────────────────────────────────────────────────── 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，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，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，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 アーネスト キース マーチルドン カナダ ケー７エム ４ティーエル オン タリオ キングストン ノルディック ア ベニュー 842 (72)発明者 ハワード チュン−ホ ング カナダ ケー７ピー ２ビー４ オンタリ オ キングストン ノッティングヒル ア ベニュー 896 (72)発明者 レオ イー．マンザー アメリカ合衆国 19803 デラウェア州 ウィルミントン バーンレイ ロード 714 Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AC43 BD20 BD21 BD60 BD80 BD81 GN05 GP01 GP10 4J005 AA21 BB02

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリトリメチレンエーテルグリコールを作製する方法であっ
    て、 （ａ）１，３−プロパンジオール反応物および重縮合触媒を提供すること、お
    よび （ｂ）１，３−プロパンジオール反応物をポリトリメチレンエーテルグリコー
    ルに連続的に重縮合させることを含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 １５０〜２５０℃の温度で重縮合を行うことを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 温度が１６０〜２１０℃であることを特徴とする請求項１に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】 ５００ｍｍＨｇ（６６ｋＰａ）未満の圧力で重縮合を行うこ
    とを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】 圧力が２５０ｍｍＨｇ（３３ｋＰａ）未満であることを特徴
    とする請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 １，３−プロパンジオール反応物が１，３−プロパンジオー
    ルおよび／または１，３−プロパンジオールの二量体および三量体、およびこれ
    らの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１から５のいずれ
    かに記載の方法。
  7. 【請求項７】 １，３−プロパンジオール反応物が１，３−プロパンジオー
    ルまたは少なくとも９０重量％の１，３−プロパンジオールを含む混合物からな
    る群から選択されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】 １，３−プロパンジオール反応物が１，３−プロパンジオー
    ルであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項９】 反応器が３〜３０個のステージを有することを特徴とする請
    求項１から８のいずれかに記載の方法。
  10. 【請求項１０】 反応器が８〜１５個のステージを有することを特徴とする
    請求項１から９のいずれかに記載の方法。
  11. 【請求項１１】 重縮合がアップフロー並流型カラム反応器中で行われ、１
    ，３−プロパンジオール反応物およびポリトリメチレンエーテルグリコールがガ
    スおよび蒸気の流れと共に上方へ並流的に流れることを特徴とする請求項１から
    １０のいずれかに記載の方法。
  12. 【請求項１２】 １，３−プロパンジオール反応物が反応器の多数の位置に
    供給されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 反応の副産物として生成される少なくともいくらかの量の
    蒸気（水蒸気）が、少なくとも１つの中間ステージで反応器から除去されること
    を特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 重縮合が向流縦型反応器中で行われ、１，３−プロパンジ
    オール反応物およびポリトリメチレンエーテルグリコールがガスおよび蒸気の流
    れに対して向流の形態で流れることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに
    記載の方法。
  15. 【請求項１５】 １，３−プロパンジオール反応物が反応器の多数の位置に
    供給されることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の方法。
  16. 【請求項１６】 重縮合が、少なくとも１つのプレポリメライザー反応器中
    で最初に行われ、次いでカラム反応器中で続けられ、１，３−プロパンジオール
    反応物が９０重量％以上の１，３−プロパンジオールを含み、プレポリメライザ
    ー反応器中で１，３−プロパンジオールが、触媒を用いて少なくとも５の重合度
    に重合されることを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の方法。
  17. 【請求項１７】 少なくとも１つのプレポリメライザー反応器中で１，３−
    プロパンジオールが、触媒を用いて少なくとも１０の重合度に重合され、カラム
    反応器が３〜３０のステージを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 アップフロー型カラム反応器中の液相中で少なくとも１つ
    の反応物を反応させること、ガスまたは蒸気相副産物を形成することを含む連続
    的な多段階の方法であって、ガスまたは蒸気相副産物が頂部および少なくとも１
    つの中間のステージで連続的に除去されることを特徴とする方法。
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