JP2006192375A - Catalyst for alkoxylation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高級アルコール、アルキルフェノール、脂肪酸、アルキルアミン等の活性水素含有化合物に、エチレンオキサイドその他のアルキレンオキサイドを付加するのに用いる触媒、及びこれを用いてアルキレンオキサイド付加物を製造する方法に関する。 The present invention relates to a catalyst used for adding ethylene oxide and other alkylene oxides to active hydrogen-containing compounds such as higher alcohols, alkylphenols, fatty acids and alkylamines, and a method for producing an alkylene oxide adduct using the same.
上記のようなアルキレンオキサイド付加物は、疎水基の構造と親水基の構造を自由に組み合わせることができるので、家庭用洗剤や工業用界面活性剤、更にはアニオン界面活性剤の原料として広範な用途に利用されている。これらの活性水素を持つ化合物とアルキレンオキサイドから得られるアルキレンオキサイド付加物を製造するために、従来、触媒として、苛性ソーダ、苛性カリ、トリエチルアミン等の塩基性触媒や、三フッ化ホウ素や五塩化アンチモン等の酸性触媒が用いられている(例えば特許文献1)。 Alkylene oxide adducts such as those described above can freely combine the structure of a hydrophobic group and the structure of a hydrophilic group, so they are widely used as raw materials for household detergents, industrial surfactants, and anionic surfactants. Has been used. In order to produce an alkylene oxide adduct obtained from a compound having these active hydrogens and an alkylene oxide, conventionally, as a catalyst, a basic catalyst such as caustic soda, caustic potash, triethylamine, boron trifluoride, antimony pentachloride, etc. An acidic catalyst is used (for example, Patent Document 1).
しかしながら、これらの公知の触媒には以下のような欠点がある。すなわち、塩基性触媒を用いた場合、副生成物が少なく重合度の高いものが容易に得られるが、重合度分布が広くなり、高級アルコール等の活性水素含有化合物の未反応物からアルキレンオキサイド重合度の高いものまで含む混合物となる。未反応物が多いと重合物の臭気が強く、重合物の石油エーテル可溶分などの値が高くなるので、洗浄用の界面活性剤として使用するには問題があり、また、アルキレンオキサイドの重合度の高いものが多いと、疎水性と親水性のバランスが崩れるので、界面活性剤としての性能低下などが問題となる。 However, these known catalysts have the following disadvantages. That is, when a basic catalyst is used, it is easy to obtain a polymer having a low degree of by-products and a high degree of polymerization. It becomes a mixture containing up to a high degree. If there are many unreacted substances, the odor of the polymer is strong and the value of the petroleum ether soluble matter of the polymer is high, so there is a problem in using it as a surfactant for washing, and the polymerization of alkylene oxide If there are many high-grade ones, the balance between hydrophobicity and hydrophilicity will be lost, and there will be a problem such as deterioration in performance as a surfactant.
一方、酸性触媒を用いた場合、高級アルコール等の活性水素含有化合物の未反応物は少なくなるが、ポリエチレングリコールやジオキサンなどの望ましくない副生成物が多く生成する。また、酸性触媒は金属に対する腐食性が強いので、使用する装置が限定され、工業用触媒として不具合な点を有する。 On the other hand, when an acidic catalyst is used, unreacted products of active hydrogen-containing compounds such as higher alcohols are reduced, but many undesirable by-products such as polyethylene glycol and dioxane are generated. Moreover, since an acidic catalyst has strong corrosiveness with respect to a metal, the apparatus to be used is limited and has a fault as an industrial catalyst.
また、従来、重合度分布の狭い触媒として多くのアルコキシル化用触媒が提案されているが、上記問題点を解決しながら重合度分布を十分狭くするものはほとんど得られていないのが実情である。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、アルキレンオキサイド付加用の触媒及びこれを用いるアルキレンオキサイド付加物の製造方法において、未反応物の残留や、重合度分布の過度の広がりに起因する悪影響の発生を防止できるものを提供しようとする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in the catalyst for alkylene oxide addition and the method for producing an alkylene oxide adduct using the same, it is caused by residual unreacted substances and excessive spread of the polymerization degree distribution. We try to provide something that can prevent the occurrence of adverse effects.
本発明のアルキレンオキサイド付加物用の触媒は、下記一般式(1)〜(3)で示される化合物種の少なくとも一つからなる金属アルコラートと、酸化合物との組み合わせからなることを特徴とする。
これらの一般式中、R1、R2、R3、R4はそれぞれ水素原子、アルキル基又はアルコキシ基であって、各一般式において少なくとも1つはアルコキシ基である。即ち、上記化合物はいずれも少なくとも1つのアルコキシル基を有する。M1は、マグネシウム(Mg)またはカルシウム(Ca)原子であり、M2は、アルミニウム(Al)またはガリウム(Ga)原子であり、M3はチタニウム(Ti)またはジルコニウム(Zr)原子である。上記アルキル基は炭素数が1〜18であり、アルコキシ基は例えば炭素数が1〜22である。また、R1、R2、R3、R4の全てがアルコキシ基であることが、より好ましい。 In these general formulas, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group, and at least one in each general formula is an alkoxy group. That is, all of the above compounds have at least one alkoxyl group. M 1 is a magnesium (Mg) or calcium (Ca) atom, M 2 is an aluminum (Al) or gallium (Ga) atom, and M 3 is a titanium (Ti) or zirconium (Zr) atom. The alkyl group has 1 to 18 carbon atoms, and the alkoxy group has, for example, 1 to 22 carbon atoms. More preferably, all of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are alkoxy groups.
アルキレンオキサイドを付加する対象の活性水素化合物がアルコール化合物である場合、例えば、付加対象のアルコール化合物に対して、該アルコール化合物のアルコキシ基からなる上記のような金属アルコラートを添加した後、酸化合物を加え、引き続いてアルキレンオキサイドを導入する。ここで、アルコール化合物は、特に限定するものでないが、好ましくは、炭素数6〜30の飽和または不飽和の直鎖もしくは分枝構造のアルキル基を有する1級または2級のアルコールである。 When the active hydrogen compound to which the alkylene oxide is to be added is an alcohol compound, for example, after adding the above-described metal alcoholate comprising an alkoxy group of the alcohol compound to the alcohol compound to be added, the acid compound is added. In addition, alkylene oxide is subsequently introduced. Here, the alcohol compound is not particularly limited, but is preferably a primary or secondary alcohol having a saturated or unsaturated linear or branched alkyl group having 6 to 30 carbon atoms.
未反応物の比率、及びこれに起因する重合生成物の臭気を著しく小さくすることができる。また、重合度分布を狭くすることができる。すなわち、アルキレンオキサイド鎖における重合度が高い部分の割合を小さくし、疎水性と親水性のバランスが崩れることなく界面活性剤としての性能低下などが生じないようにすることができる。 The ratio of the unreacted substance and the odor of the polymerization product resulting therefrom can be remarkably reduced. Further, the degree of polymerization distribution can be narrowed. That is, the proportion of the portion having a high degree of polymerization in the alkylene oxide chain can be reduced so that the performance as a surfactant does not deteriorate without losing the balance between hydrophobicity and hydrophilicity.
本発明のアルキレンオキサイド付加用の触媒は、金属アルコラート(金属アルコキシド)と、無機または有機の酸化合物とを組み合わせたものであり、ここで用いる金属アルコラートは、特には、アルコールが少なくとも一つ配位した、配位数2〜4の金属錯体である。金属アルコラートは、炭素数1〜4といった低級アルコールの金属アルコラートでも良く、また、この低級アルコールを付加対象の活性水素化合物で置換したものであっても良い。 The catalyst for addition of an alkylene oxide of the present invention is a combination of a metal alcoholate (metal alkoxide) and an inorganic or organic acid compound, and the metal alcoholate used here is particularly coordinated with at least one alcohol. It is a metal complex having a coordination number of 2 to 4. The metal alcoholate may be a metal alcoholate of a lower alcohol having 1 to 4 carbon atoms, or may be one obtained by replacing this lower alcohol with an active hydrogen compound to be added.
後述するように、アルキレンオキサイドを付加する対象の化合物は、アルコール化合物に限られない。しかし、本願明細書では、アルコール化合物以外の活性水素化合物が金属アルコラートのアルコールと置換したものも含めて「金属アルコラート」と呼ぶこととする。このような「金属アルコラート」は、下記の例示する低級アルコールの金属アルコラートを、付加対象の活性水素化合物に添加した後、脱水を行うことによっても容易に得ることができる。 As will be described later, the compound to which the alkylene oxide is added is not limited to an alcohol compound. However, in the present specification, the term “metal alcoholate” includes those in which an active hydrogen compound other than the alcohol compound is substituted with the alcohol of the metal alcoholate. Such a “metal alcoholate” can also be easily obtained by adding a metal alcoholate of the lower alcohol exemplified below to the active hydrogen compound to be added, followed by dehydration.
上記一般式(1)〜(3)で表される化合物の具体例として、2価の金属アルコラート(M1の場合)としては、マグネシウムジエチラート、マグネシウムメトキシエチラート、カルシウムジエチラート、カルシウムメトキシエチラートなど、または、これら化合物のアルコキシル基を後述する付加対象の活性水素化合物で置換したものが挙げられる。 Specific examples of the compounds represented by the above general formulas (1) to (3) include divalent metal alcoholates (in the case of M 1 ) such as magnesium diethylate, magnesium methoxyethylate, calcium diethylate, calcium. Examples include methoxyethylate or the like, or those obtained by replacing the alkoxyl group of these compounds with an active hydrogen compound to be added, which will be described later.
また、3価の金属アルコラート(M2の場合)としては、アルミニウムトリイソプロピレート、モノsec−ブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリsec−ブチレート、アルミニウムトリtert−ブチレート、アルミニウムトリエチレート、ガリウムトリイソプロピレートなど、または、これら化合物のアルコキシル基を後述する付加対象の活性水素化合物で置換したものが挙げられる。 Trivalent metal alcoholates (in the case of M 2 ) include aluminum triisopropylate, mono sec-butoxyaluminum diisopropylate, aluminum trisec-butyrate, aluminum tritert-butyrate, aluminum triethylate, gallium triisopropylate. And the like, or those obtained by replacing the alkoxyl group of these compounds with an active hydrogen compound to be added, which will be described later.
また、4価の金属アルコラート(M3の場合)としては、テトライソプロピルチタネート、テトラメチルチタネート、ジルコニウムテトライソプロピレートなどが挙げられる。 Examples of the tetravalent metal alcoholate (in the case of M 3 ) include tetraisopropyl titanate, tetramethyl titanate, and zirconium tetraisopropylate.
上記の中でも好ましいのは、3価の金属アルコラートであるアルミニウムアルコラートであり、より具体的には、アルミニウムイソプロピレート(Al(iso−C3H7O)3)、モノsec−ブトキシアルミニウムジイソプロピレート(Al(iso−C3H7O)2(sec−C4H9O))、アルミニウムsec−ブチレート(Al(sec−C4H9O)3)、アルミニウムエチレート(Al(O−C2H5O)3)、アルミニウムトリtert−ブチレート(Al(tert−C4H9O)3)など、または、これら化合物のアルコキシル基を後述する付加対象の活性水素化合物で置換したものが挙げられる。 Preferred among the above are aluminum alcoholate is a trivalent metal alcoholate, more specifically, aluminum isopropylate (Al (iso-C 3 H 7 O) 3), mono-sec- butoxy aluminum diisopropylate (Al (iso-C 3 H 7 O) 2 (sec-C 4 H 9 O)), aluminum sec- butylate (Al (sec-C 4 H 9 O) 3), aluminum ethylate (Al (O-C 2 H 5 O) 3 ), aluminum tri tert-butyrate (Al (tert-C 4 H 9 O) 3 ), or the like, or those obtained by replacing the alkoxyl group of these compounds with the active hydrogen compound to be added later. It is done.
アルミニウムアルコラートは市販品を用いることも出来るが、アルミニウムトリハライド又はトリアルキルアルミニウムと、アルコールとを反応させて得られる、アルミニウムのモノアルコラート,ジアルコラート及びトリアルコラートからなる混合物を用いることも出来る。なお、この場合もトリアルコラートの含有量が多くなる方が好ましい。 As the aluminum alcoholate, a commercially available product can be used, but a mixture of aluminum monoalcolate, dialcolate and trialcolate obtained by reacting aluminum trihalide or trialkylaluminum with alcohol can also be used. In this case as well, it is preferable that the content of the trialcolate is increased.
本発明において、上記金属アルコラートと組み合わされる酸化合物としては、一般的な有機酸または無機酸を適宜用いることができる。好ましいものとしては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、炭酸、ギ酸、酢酸、シュウ酸、酒石酸、安息香酸、及びパラトルエンスルホン酸を挙げることができ、これらの1種または任意の組み合わせを用いることができる。特に好ましいものとしては、カルボキシル基とアルキレンオキサイドとの反応といった副反応のおそれがなく、揮散や反応容器に対する腐食のおそれが少ない、硫酸及びリン酸を挙げることができる。 In the present invention, as the acid compound combined with the metal alcoholate, a general organic acid or inorganic acid can be appropriately used. Preferable examples include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, carbonic acid, formic acid, acetic acid, oxalic acid, tartaric acid, benzoic acid, and paratoluenesulfonic acid, and use one or any combination thereof. Can do. Particularly preferred are sulfuric acid and phosphoric acid, which have no fear of side reaction such as reaction between a carboxyl group and alkylene oxide, and are less likely to volatilize or corrode the reaction vessel.
上記の金属アルコラートに対する、酸化合物の配合モル比は、0.5〜4、好ましくは1〜3、より好ましくは1.5〜2.5である。酸化合物の配合量がこの範囲より少ないと、酸化合物配合による本発明の効果が充分得られない。一方、酸化合物の配合量がこの範囲よりも高い場合には、ポリエチレングリコールやジオキサンなどの副生物の生成量が増加することから好ましくない。 The compounding molar ratio of the acid compound to the metal alcoholate is 0.5 to 4, preferably 1 to 3, and more preferably 1.5 to 2.5. When the compounding amount of the acid compound is less than this range, the effect of the present invention due to the compounding of the acid compound cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the compounding amount of the acid compound is higher than this range, the amount of by-products such as polyethylene glycol and dioxane increases, which is not preferable.
本発明で用いられるアルキレンオキサイドは、活性水素を持つ化合物と反応してアルコキシレートを生成し得るものであればどのようなものでも良いが、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のオキシラン環を持つものが好ましく、特に好ましいのはエチレンオキサイドである。 The alkylene oxide used in the present invention may be any alkylene oxide that can react with a compound having active hydrogen to produce an alkoxylate, but has an oxirane ring such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, and the like. Of these, ethylene oxide is particularly preferable.
アルキレンオキサイドを付加する活性水素含有化合物は、特に限定するものではないが、好ましくは、減圧しても実質上蒸発しないものであり、例えば、炭素数6以上のアルコール類、多価アルコール類、フェノール類、炭素数6以上のカルボン酸類、アミン類およびそれらの混合物等である。アルコール類としては、炭素数6〜30の飽和または不飽和の直鎖もしくは分枝構造のアルキル基を有する1級アルコールや2級アルコール、アリールアルキルアルコール等が挙げられる。具体的には、1級アルコールとしては、n−オクタノール、n−デカノール、n−ドデカノール、オレイルアルコール、2−エチルヘキサノール等、2級アルコールとしては、2−デカノール、2−ドデカノール等である。 The active hydrogen-containing compound to which the alkylene oxide is added is not particularly limited, but is preferably one that does not substantially evaporate even under reduced pressure. For example, alcohols having 6 or more carbon atoms, polyhydric alcohols, phenols Carboxylic acids having 6 or more carbon atoms, amines and mixtures thereof. Examples of alcohols include primary alcohols, secondary alcohols, and arylalkyl alcohols having a saturated or unsaturated linear or branched alkyl group having 6 to 30 carbon atoms. Specific examples of the primary alcohol include n-octanol, n-decanol, n-dodecanol, oleyl alcohol, and 2-ethylhexanol. Examples of the secondary alcohol include 2-decanol and 2-dodecanol.
多価アルコール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等が挙げられる。フェノール類としては、オクチルフェノール、ノニルフェノール等が挙げられる。カルボン酸類としては、炭素数6〜30の飽和または不飽和の直鎖もしくは分枝構造のアルキル基を有する脂肪酸等が挙げられる。具体的には、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が挙げられる。また、アミン類としては、炭素数8〜30の飽和または不飽和のアルキル基を有する1級または2級アミン等が挙げられる。具体的には、オクチルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン、ジステアリルアミン等が挙げられる。 Examples of the polyhydric alcohols include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol and the like. Examples of phenols include octylphenol and nonylphenol. Examples of the carboxylic acids include fatty acids having a saturated or unsaturated linear or branched alkyl group having 6 to 30 carbon atoms. Specific examples include lauric acid, stearic acid, oleic acid and the like. Examples of amines include primary or secondary amines having a saturated or unsaturated alkyl group having 8 to 30 carbon atoms. Specific examples include octylamine, laurylamine, stearylamine, distearylamine and the like.
これらの活性水素原子含有化合物の中では、炭素数8〜22の飽和または不飽和の直鎖もしくは分枝構造のアルキル基を有する1級アルコールおよび2級アルコール類が好ましく、特に好ましいのは炭素数10〜18の直鎖もしくは分枝構造の飽和の1、2級アルコールである。 Among these active hydrogen atom-containing compounds, primary alcohols and secondary alcohols having a saturated or unsaturated linear or branched alkyl group having 8 to 22 carbon atoms are preferable, and carbon number is particularly preferable. It is a saturated primary or secondary alcohol having 10 to 18 linear or branched structures.
アルキレンオキサイドの付加反応は、オートクレーブ等の圧力反応器で、通常の操作手順および反応条件で容易に行うことができる。その際、反応温度は、60〜150℃であることが好ましく、より好ましくは80〜130℃である。 The addition reaction of alkylene oxide can be easily carried out in a pressure reactor such as an autoclave under normal operating procedures and reaction conditions. In that case, it is preferable that reaction temperature is 60-150 degreeC, More preferably, it is 80-130 degreeC.
なお、触媒の使用量は、特に限定されないが、活性水素含有化合物に対して、0.1〜5.0重量%であることが好ましい。 In addition, the usage-amount of a catalyst is although it does not specifically limit, It is preferable that it is 0.1 to 5.0 weight% with respect to an active hydrogen containing compound.
アルキレンオキサイド付加反応の終了後、好ましくは、次のようにして触媒の失活及び除去を行う。まず、水を加えて加温し、触媒を加水分解させる。そして、吸着剤を添加して触媒を吸着し、ろ過により吸着剤とともに触媒を除去する。吸着剤としては、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等を含有する複合金属酸化物を使用することができる。吸着剤は、粉体状であるのが好ましく、例えば、酸化マグネシウム20〜80重量%および酸化アルミニウム5〜50重量%を含有する複合金属酸化物などが好ましい。このような吸着剤の市販品としては、例えば協和化学工業(株)の「キョーワード300」、「キョーワード500」、「キョーワード1000」、「キョーワード2000」、富田製薬(株)の「トミックスAD500」などが挙げられる(かぎかっこ内はいずれも商品名)。吸着剤は、例えば、粗製物に対して、2.0〜10.0重量%添加し、40〜100℃で1〜5時間処理を行う。一方、触媒の失活及び除去のためには、水を加えて加温し触媒を加水分解させた後、温水で水洗を行い、この水洗の後に吸着剤を添加して、濾過により触媒を除去することもできる。 After completion of the alkylene oxide addition reaction, the catalyst is preferably deactivated and removed as follows. First, water is added and heated to hydrolyze the catalyst. Then, an adsorbent is added to adsorb the catalyst, and the catalyst is removed together with the adsorbent by filtration. As the adsorbent, a composite metal oxide containing magnesium oxide, aluminum oxide, silicon oxide or the like can be used. The adsorbent is preferably in the form of powder, for example, a composite metal oxide containing 20 to 80% by weight of magnesium oxide and 5 to 50% by weight of aluminum oxide. Examples of such commercially available adsorbents include “KYOWARD 300”, “KYOWARD 500”, “KYOWARD 1000”, “KYOWARD 2000” of Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., “Toyo Pharmaceutical Co., Ltd.” Tomix AD500 "(the names in brackets are trade names). For example, the adsorbent is added at 2.0 to 10.0% by weight with respect to the crude product, and the treatment is performed at 40 to 100 ° C. for 1 to 5 hours. On the other hand, in order to deactivate and remove the catalyst, water is added and heated to hydrolyze the catalyst, followed by washing with warm water, after which the adsorbent is added and the catalyst is removed by filtration. You can also
以下に、実施例1〜2及び比較例1〜3の製造方法及びその結果について説明する。 Below, the manufacturing method of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3 and its result are demonstrated.
なお、図1には、実施例1〜2及び比較例1により得られたアルキレンオキサイド付加物の付加モル数のグラフを示す。図1の付加モル数分布の測定、及び、残留未反応アルコールの含量測定は、下記条件でのGPC測定(ゲル濾過クロマトグラフィー)による。また、副生成物の測定は、下記条件のHPLC(液体クロマトグラフィー)で行った。 In addition, in FIG. 1, the graph of the addition mole number of the alkylene oxide adduct obtained by Examples 1-2 and the comparative example 1 is shown. The measurement of the added mole number distribution and the residual unreacted alcohol content in FIG. 1 are based on GPC measurement (gel filtration chromatography) under the following conditions. Moreover, the measurement of the by-product was performed by HPLC (liquid chromatography) under the following conditions.
<GPC・HPLC測定条件>
(1)GPC(ゲル濾過クロマトグラフィー)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
カラム:Megapak GEL 201F、25℃
検出器:示差屈折計(RI)
(2)HPLC(液体クロマトグラフィー)
溶離液:アセトニトリル/水
カラム:ODS-H、25℃
検出器:示差屈折計(RI)
<実施例1>
ステンレス製オートクレーブにラウリルアルコールを186g(1モル)と、アルミニウムsec−ブチレート(ASDB)[Al(sec−C4H9O)3]2.8g(0.011モル)を添加後、オートクレーブ内をチッソ置換した。この後、温度を80℃に上げ、2.6kPa以下に減圧して、アルミニウムsec−ブチレート(ASDB)中のブタノールを除去することにより、アルミニウムラウレートに変換した。そして、硫酸2.2g(0.022モル)を加えることで、アルミニウムラウレートと硫酸とが組み合わさったアルコキシル化触媒とした。
<GPC / HPLC measurement conditions>
(1) GPC (gel filtration chromatography)
Eluent: Tetrahydrofuran (THF)
Column: Megapak GEL 201F, 25 ° C
Detector: Differential refractometer (RI)
(2) HPLC (liquid chromatography)
Eluent: Acetonitrile / water Column: ODS-H, 25 ° C
Detector: Differential refractometer (RI)
<Example 1>
After adding 186 g (1 mol) of lauryl alcohol and 2.8 g (0.011 mol) of aluminum sec-butyrate (ASDB) [Al (sec-C 4 H 9 O) 3] to the stainless steel autoclave, Chisso substitution. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C., the pressure was reduced to 2.6 kPa or less, and butanol in aluminum sec-butyrate (ASDB) was removed to convert to aluminum laurate. Then, 2.2 g (0.022 mol) of sulfuric acid was added to obtain an alkoxylation catalyst in which aluminum laurate and sulfuric acid were combined.
次いで、温度を120℃まで昇温し、この温度で0.2MPaに維持しながら、オートクレーブ内にエチレンオキサイドを88g(2モル)を徐々に導入することで反応を行った。引き続き、同温で1時間熟成した後、80℃に冷却した。その後、水を9.5g加え、90℃で攪拌後、「キョーワード500、700」(協和化学工業(株)の商品名)を添加して吸着処理を行い、減圧脱水後、ろ過により触媒を除去した。得られたアルキレンオキサイド付加物の平均付加モル数は2.0であった。分子量分布をGPCで測定した結果、未反応アルコール量は4.2%であった。また、付加モル数が4.0以上の区分は、全体の18.0%であり、付加モル数が6.0以上の区分は、全体の3.0%であった。 Next, the temperature was raised to 120 ° C., and the reaction was carried out by gradually introducing 88 g (2 mol) of ethylene oxide into the autoclave while maintaining the temperature at 0.2 MPa. Subsequently, the mixture was aged at the same temperature for 1 hour and then cooled to 80 ° C. Then, after adding 9.5 g of water and stirring at 90 ° C., “Kyoward 500, 700” (trade name of Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) is added for adsorption treatment, and after dehydration under reduced pressure, the catalyst is filtered. Removed. The average addition mole number of the obtained alkylene oxide adduct was 2.0. As a result of measuring the molecular weight distribution by GPC, the amount of unreacted alcohol was 4.2%. Moreover, the division | segmentation whose addition mole number is 4.0 or more was 18.0% of the whole, and the division | segmentation whose addition mole number was 6.0 or more was 3.0% of the whole.
<実施例2>
ステンレス製オートクレーブにラウリルアルコールを186g(1モル)と、アルミニウムイソプロピレート(AIPD)[Al(iso−C3H7O)3]2.2g(0.011モル)を添加後、オートクレーブ内をチッソ置換した。この後、温度を100℃に上げ、2.6kPa以下に減圧して、アルミニウムイソプロピレート(AIPD)中のイソプロピルアルコールを除去することにより、アルミニウムラウレートに変換した。そして、リン酸2.2g(0.022モル)を加えることで、アルミニウムラウレートとリン酸とが組み合わさったアルコキシル化触媒とした。
<Example 2>
After adding 186 g (1 mol) of lauryl alcohol and 2.2 g (0.011 mol) of aluminum isopropylate (AIPD) [Al (iso-C 3 H 7 O) 3 ] to the stainless steel autoclave, the inside of the autoclave is Replaced. Thereafter, the temperature was raised to 100 ° C., the pressure was reduced to 2.6 kPa or less, and isopropyl alcohol in aluminum isopropylate (AIPD) was removed to convert to aluminum laurate. Then, 2.2 g (0.022 mol) of phosphoric acid was added to obtain an alkoxylation catalyst in which aluminum laurate and phosphoric acid were combined.
次いで、温度を120℃まで昇温し、この温度で0.2MPaに維持しながら、オートクレーブ内にエチレンオキサイドを88g(2モル)を徐々に導入することで反応を行った。引き続き、同温で1時間熟成した後、80℃に冷却した。その後、水を9.5g加え、90℃で攪拌後、「キョーワード500、700」(協和化学工業(株)の商品名)を添加して吸着処理を行い、減圧脱水後、ろ過により触媒を除去した。得られたアルキレンオキサイド付加物の平均付加モル数は2.0であった。分子量分布をGPCで測定した結果、未反応アルコール量は3.8%であった。また、付加モル数が4.0以上の区分は、全体の18.7%であり、付加モル数が6.0以上の区分は、全体の3.5%であった。 Next, the temperature was raised to 120 ° C., and the reaction was carried out by gradually introducing 88 g (2 mol) of ethylene oxide into the autoclave while maintaining the temperature at 0.2 MPa. Subsequently, the mixture was aged at the same temperature for 1 hour and then cooled to 80 ° C. Then, after adding 9.5 g of water and stirring at 90 ° C., “Kyoward 500, 700” (trade name of Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) is added for adsorption treatment, and after dehydration under reduced pressure, the catalyst is filtered. Removed. The average addition mole number of the obtained alkylene oxide adduct was 2.0. As a result of measuring the molecular weight distribution by GPC, the amount of unreacted alcohol was 3.8%. Moreover, the division | segmentation whose addition mole number is 4.0 or more was 18.7% of the whole, and the division | segmentation whose addition mole number was 6.0 or more was 3.5% of the whole.
<実施例3>
ステンレス製オートクレーブにラウリルアルコールを186g(1モル)と、アルミニウムラウレート[Al(C12H25O)3]6.4g(0.011モル)を添加し、次にリン酸2.2g(0.022モル)添加後、オートクレーブ内をチッソ置換した。120℃に昇温後、次に温度120℃、圧力0.2MPaに維持しながらエチレンオキサイドを88g(2モル)を徐々に導入し、反応を行った。引き続き、同温で1時間熟成した後、80℃に冷却した。その後、水を9.5g加え、90℃で攪拌後、キョーワード500、700を添加して吸着処理を行い、減圧脱水後、ろ過により触媒を除去した。得られたアルキレンオキサイド付加物の平均付加モル数は2.0であった。分子量分布をGPCで測定した結果、未反応アルコール量は4.3%であった。
<Example 3>
186 g (1 mol) of lauryl alcohol and 6.4 g (0.011 mol) of aluminum laurate [Al (C 12 H 25 O) 3 ] are added to a stainless steel autoclave, and then 2.2 g (0 After the addition, the inside of the autoclave was replaced with nitrogen. After the temperature was raised to 120 ° C., 88 g (2 mol) of ethylene oxide was gradually introduced while maintaining the temperature at 120 ° C. and the pressure at 0.2 MPa to carry out the reaction. Subsequently, the mixture was aged at the same temperature for 1 hour and then cooled to 80 ° C. Thereafter, 9.5 g of water was added and stirred at 90 ° C., then Kyoward 500 and 700 were added for adsorption treatment. After dehydration under reduced pressure, the catalyst was removed by filtration. The average addition mole number of the obtained alkylene oxide adduct was 2.0. As a result of measuring molecular weight distribution by GPC, the amount of unreacted alcohol was 4.3%.
<比較例1>
ステンレス製オートクレーブにラウリルアルコールを186g(1モル)とKOH 0.6g(0.011モル)を添加後、オートクレーブ内をチッソ置換した。次いで、温度を120℃まで昇温し、この温度で0.2MPaに維持しながら、オートクレーブ内にエチレンオキサイドを88g(2モル)を徐々に導入することで反応を行った。引き続き、同温で1時間熟成した後、80℃に冷却した。得られたアルキレンオキサイド付加物の平均付加モル数は2.0であった。分子量分布をGPCで測定した結果、未反応アルコール量は20.1%であった。また、また、付加モル数が4.0以上の区分は、全体の36.2%であり、付加モル数が6.0以上の区分は、全体の19.5%であった。
<Comparative Example 1>
After adding 186 g (1 mol) of lauryl alcohol and 0.6 g (0.011 mol) of KOH to a stainless steel autoclave, the inside of the autoclave was replaced with nitrogen. Next, the temperature was raised to 120 ° C., and the reaction was carried out by gradually introducing 88 g (2 mol) of ethylene oxide into the autoclave while maintaining the temperature at 0.2 MPa. Subsequently, the mixture was aged at the same temperature for 1 hour and then cooled to 80 ° C. The average addition mole number of the obtained alkylene oxide adduct was 2.0. As a result of measuring molecular weight distribution by GPC, the amount of unreacted alcohol was 20.1%. Moreover, the division | segmentation whose addition mole number is 4.0 or more was 36.2% of the whole, and the division | segmentation whose addition mole number was 6.0 or more was 19.5% of the whole.
<比較例2>
ステンレス製オートクレーブにラウリルアルコールを186g(1モル)と硫酸(0.004モル)添加後、オートクレーブ内をチッソ置換した。次いで、温度を100℃まで昇温し、この温度で0.2MPaに維持しながら、オートクレーブ内にエチレンオキサイドを88g(2モル)を徐々に導入することで反応を行った。引き続き、同温で1時間熟成した後、80℃に冷却した。得られたアルキレンオキサイド付加物の平均付加モル数は1.0と小さく、副生物として大量のジオキサンが生成し、正常なアルキレンオキサイド付加物が得られなかった。また、分子量分布をGPCで測定した結果、未反応アルコール量は15.3%であった。
<Comparative example 2>
After adding 186 g (1 mol) of lauryl alcohol and sulfuric acid (0.004 mol) to a stainless steel autoclave, the inside of the autoclave was replaced with nitrogen. Next, the temperature was raised to 100 ° C., and while maintaining the temperature at 0.2 MPa, 88 g (2 mol) of ethylene oxide was gradually introduced into the autoclave to carry out the reaction. Subsequently, the mixture was aged at the same temperature for 1 hour and then cooled to 80 ° C. The average addition mole number of the obtained alkylene oxide adduct was as small as 1.0, a large amount of dioxane was produced as a by-product, and a normal alkylene oxide adduct could not be obtained. Moreover, as a result of measuring molecular weight distribution by GPC, the amount of unreacted alcohol was 15.3%.
<比較例3>
ステンレス製オートクレーブにラウリルアルコールを186g(1モル)と、アルミニウムsec−ブチレート(ASDB)[Al(sec−C4H9O)3]2.8g(0.011モル)添加後、オートクレーブ内をチッソ置換した。次いで、温度を120℃まで昇温し、この温度で0.2MPaに維持しながら、エチレンオキサイドを導入し反応を行った。このとき、エチレンオキサイドを88g(2モル)導入しようとしたが、44g(1モル)までしか導入することができず、導入を中止した。引き続き、同温で5時間熟成した後、80℃に冷却した。その結果、アルキレンオキサイド付加物の平均付加モル数は0.5であり、十分な触媒作用が得られなかった。
<Comparative Example 3>
After adding 186 g (1 mol) of lauryl alcohol and 2.8 g (0.011 mol) of aluminum sec-butyrate (ASDB) [Al (sec-C 4 H 9 O) 3 ] to the stainless steel autoclave, the inside of the autoclave is Replaced. Next, the temperature was raised to 120 ° C., and the reaction was carried out by introducing ethylene oxide while maintaining the temperature at 0.2 MPa. At this time, 88 g (2 mol) of ethylene oxide was tried to be introduced, but only 44 g (1 mol) could be introduced, and the introduction was stopped. Subsequently, after aging at the same temperature for 5 hours, it was cooled to 80 ° C. As a result, the average addition mole number of the alkylene oxide adduct was 0.5, and sufficient catalytic action was not obtained.
Claims (2)
The acid compound is at least one selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, carbonic acid, formic acid, acetic acid, oxalic acid, tartaric acid, benzoic acid, and paratoluenesulfonic acid. Item 4. The alkoxylation catalyst according to Item 1.
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