JP2008222670A - ビスフェノール類のジオキシエチレンエーテルの製造方法および組成物 - Google Patents

ビスフェノール類のジオキシエチレンエーテルの製造方法および組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】エチレンオキサイド1モル付加物とエチレンオキサイド3モル付加物の含有量が従来より極端に少ないビスフェノール類のジオキシエチレンエーテルの製造方法を提供する。
【解決手段】 ビスフェノール類(A)にエチレンオキサイドを付加して該ビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)を製造する方法において、水および触媒として水酸化リチウムを存在させて製造することを特徴とするビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製造方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ビスフェノール類のエチレンオキサイド1モル付加物(B1)とエチレンオキサイド3モル以上付加物(B2)が少なく、かつ不純物となるビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物(D)、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールをほとんど含有しないビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製造方法に関する。
さらに詳しくは、ポリエステル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂の改質のため、ジオール成分として用いられる純度の高いビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル、およびその製造方法に関する。
従来、ポリエステル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂にビスフェノール骨格を導入する目的で、ビスフェノールそのものよりも反応性の高いビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物が、改質剤として優れていることが知られている(例えば特許文献1、2)。
しかしながら、ポリエステル樹脂にビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物を導入する場合、フェノール性の水酸基は多塩基酸との縮合反応性が低いため、フェノール性の水酸基をなくす必要がある。そのためにアルキレンオキサイドの付加量を多くすると、ビスフェノール類のエチレンオキサイド3モル以上付加物(B2)が増える。これをポリエステル樹脂に導入すると、樹脂のガラス転移点が低下し耐熱性が悪化するなど品質的に満足し得なかった。
また、一般に、ビスフェノール類は、その融点が150℃以上(例えば、ビスフェノールAは158〜159℃)であるため、エチレンオキサイド(以下、EOと略す。)を均一系で付加反応させるには、融点以上で反応させるか、もしくはビスフェノール類を溶融させる反応媒体が必要となる。しかし、溶融させるために反応温度を高くすると、ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加し、これが不純物となり、品質的に満足し得なかった。
反応媒体としては、ビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)そのもの、水、または溶解性の高いトルエン、キシレンなどの有機溶剤が挙げられる。
従来の製造方法では、水とEOが反応し、エチレングリコール、ジエチレングリコール、さらにポリエチレングリコールが副成するため、反応後に大量の水で水洗除去するなどの精製が必要であった(例えば特許文献3)。
有機溶剤を使用する場合は、反応後に減圧留去するなどの有機溶剤の除去操作が必要である。また、除去操作を行ったとしても、多少のVOC(揮発性有機化合物)が残るため、有機溶剤の使用は好ましくない(例えば特許文献4)。
反応媒体としては、ジオキシエチレンエーテル(B)そのものを用いる場合は、均一系にするための分散媒比率が高くなり、生産性が悪くなる。
以上の観点から、EO2モル付加品の純度が高く、未反応原料、EO1モル付加品、3モル以上付加品などの不純物が極度に少なく、環境に配慮した生産性の高いビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製造方法が望まれている。
特開2006−227540号公報 特開平9−136978号公報 特開平3−41045号公報 特開平8−325189号公報
そこで、本発明は、ビスフェノール類のフェノール性水酸基のみに選択的かつ効率的にEOと反応させ、未反応のビスフェノール類がほとんど検出されず、ビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物の合計重量に対して、EO1モル付加物が1重量%以下、EO3モル以上付加物が7.0重量%以下、かつEOと水との副反応による不純物であるエチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールの合計含有量が1重量%以下である、高純度のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(EO2モル付加物)を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、ビスフェノール類(A)にエチレンオキサイドを付加して該ビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)を製造する方法において、水および触媒として水酸化リチウムを存在させて付加反応を行った後、分液、水洗操作をすることなく 製造することを特徴とするビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製造方法;並びにこの製造法で得られた高純度のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)である。
本発明のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテルの製法は、付加反応を行った後、分液、水洗操作をすることなく純度の高いジオキシエチレンエーテルが得られ、生産効率もよく、高収率で得られる。また、ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物の含有量も少ない。その結果、従来品よりも融解熱量が大きくなり、各種樹脂に用いた時のガラス転移温度(Tg)も上昇させることができる。
本発明のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製法は、ビスフェノール類(A)にエチレンオキサイドを付加する際に、水および触媒として水酸化リチウムの両方を存在させて付加反応をさせると、反応後に、分液操作や水洗操作をする必要もなく、目的物のジオキシエチレンエーテル(B)を製造することができる方法である。
すなわち、不純物としての(1)ビスフェノール類のエチレンオキサイド1モル付加物(B1)やエチレンオキサイド3モル以上付加物(B2)などの2モル以外の付加物;(2)ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物(D)、および(3)エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールなどの原料のEOに由来する副反応物の含有量が極度に少ないものが得られるのが特長である。
本発明において、ビスフェノール類(A)としては、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールF、及びその炭素数1〜30のアルキル基、ハロゲンが1〜8個置換したもの(例えば、トリクロロビスフェノールA、テトラクロロクロロビスフェノールA、ジブロモビスフェノールF等のハロゲン置換体;2−メチルビスフェノールA、2,6−ジメチルビスフェノールA、2,2‘−ジエチルビスフェノールF等のアルキル置換体)等が挙げられる。これらのうち、好ましくはビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールF、およびハロゲン化ビスフェノールA、特に好ましくはビスフェノールAである。
本発明において、ビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)とは、2つのフェノール性水酸基の両方に1モルずつエチレンオキサイドが付加した化合物である。
本発明において、ビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)とは、ビスフェノール類にエチレンオキサイドが1個以上付加した化合物の総称であり、エチレンオキサイドの付加モル数、ビスフェノールへの付加する位置は問わない。
本発明において、ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物(D)とは、芳香環の2位の炭素原子上に直接エチレンオキサイドが付加した化合物(D1)、芳香環の2位と2’位の2つの炭素原子上に直接エチレンオキサイドが付加した化合物(D2)、これら化合物でエチレンオキサイド付加により生成した新たな末端水酸基にさらにエチレンオキサイドが付加した1群の化合物(D3)をいう。
さらに、フェノール性の水酸基と芳香環の炭素原子の両方にエチレンオキサイドが付加した化合物(D4)、さらにそれぞれの末端水酸基にエチレンオキサイドが付加した化合物(D5)も、便宜上、芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物(D)に含めるものとする。
以下に、ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物(D)に属する化合物(D1)〜(D5)を示す。
本発明のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製造時の反応温度は、通常60〜120℃であり、好ましくは60〜110℃である。
反応温度が120℃を超えると、ビスフェノール類のエチレンオキサイド3モル以上付加物(B2)や、(D)の含有量が増えるため好ましくない。
反応温度が60℃未満では、製造に長時間を要し、生産効率が悪化する。
一方、ビスフェノール類は、一般にその融点が150℃以上(例えば、ビスフェノールAは158〜159℃)であるため、(B)の製造を120℃以下の均一系で行うには、後述する反応媒体が必要となる。
本発明のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製造方法において、反応媒体には水を用いることを必須とする。水は、ビスフェノール類の凝固点を降下させる効果があり、120℃以下で融解でき、均一反応が可能となる。
また、反応媒体は反応終了後に除去する必要がありこの効率が生産性に負荷を与える。水は安全な物質であることや、一般的な用途における含有許容量が比較的高いことなどから、反応後の脱水による生産性への負荷も少ない点で好ましい。
水以外でビスフェノール類に対して凝固点降下を示す化合物としては、トルエン、キシレンなどの有機溶剤が挙げられる。
しかしながら、有機溶剤は水に比べて凝固点を下げる効果が低く、同じ凝固点とするためには水の2倍以上の量を必要とする。さらに、反応後の脱溶剤においてもその含有許容量も法規制の観点から、低く抑える必要があり、単独での使用は好ましくない。
また、ビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)そのものを反応媒体として用いることもできる。しかしその場合、120℃以下で融解させて均一にするためには、ビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)の比率が30重量%以上になるよう加える必要があり、生産性が低下するため、単独での使用は好ましくない。
以上の観点から、水を反応媒体として必須成分とする。そして、ビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)そのものや有機溶剤と水との併用は、悪影響のない範囲で差し支えない。
反応媒体の全部または一部としての水の量は、ビスフェノール類(A)に対し、通常5〜30重量%であり、好ましくは5〜20重量%である。
水を5重量%以上加えて加温すると、ビスフェノール類と120℃以下で均一に融解する。
また、後述する触媒としての水酸化リチウムの触媒活性が上がる。
水の含有量が5重量%未満の場合は、均一とするための温度が120℃を超えるため、ビスフェノール類のエチレンオキサイド3モル以上付加物(B2)や、ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物(D)が増えるため好ましくない。
水の含有量が30重量%を超えると、副生成のエチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールが増えるため好ましくない。
さらに本発明のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製造方法においては、触媒に水酸化リチウムを用いることを必須とする。
上述の通り、反応媒体として優れる水を使用することが好ましいが、通常、エチレンオキサイド付加反応時に一定量以上の水が存在すると、水とエチレンオキサイドが反応し、エチレングリコールや、このエチレングリコールにさらにエチレンオキサイドが付加したジエチレングリコール、さらに多数のエチレンオキサイドが付加してポリエチレングリコールが生成することが知られている。
水酸化リチウムは、似た化学構造の水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等に比べて、水への付加反応よりもフェノール性水酸基への付加反応の優先性が高いため、水への付加反応が起こりにくい点で好ましい。
ところで、ビスフェノール類にエチレンオキサイドを付加していく過程において、1モル付加物(B1)の相対比率は一旦経時的に増加していくが、ジオキシエチレンエーテル(B)や3モル以上付加物(B2)が生成するに従って今度は相対比率が減少に転じる。
そこで、ビスフェノール類とビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)の合計重量に対するこの1モル付加物(B1)の含有量が1重量%以下となるまで反応を進行させた反応終期の時点において、副生成物であるエチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールの合計の含有量は、水酸化リチウムを触媒として選択することにより、ビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)の合計重量に対して、通常1重量%以下、好ましくは0.5重量%以下に抑えることができる。
本発明の製造方法による(B)は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、さらにポリエチレングリコールの副生成が極端に少ない。よって、反応後に大量の水で、これらのエチレングリコールなどを水洗除去するなどの精製の必要がない。
エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールの合計重量が1重量%を超えるビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物 (C)を樹脂原料として用いると、樹脂のガラス転移点が低下し耐熱性が悪化する。
また、フェノールとアルキレンオキサイドの付加反応では、フェノール性の水酸基へアルキレンオキサイド付加が優先的に起こるが、一部は、付加反応により生成した水酸基への付加も起こることが知られている。水酸化リチウムは、似た化学構造の水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等に比べ、付加反応により生成した水酸基への付加反応より、フェノール性の水酸基への付加反応の優先性が高く、ビスフェノール類のエチレンオキサイド3モル以上付加物(B2)の副生成が抑制される。
従って、水酸化リチウムを触媒として選択することにより、ビスフェノール類とビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)の合計重量に対するビスフェノール類のエチレンオキサイド3モル以上付加物(B2)の含有量は、通常7.0重量%以下、好ましくは5.0重量%以下であり、さらに好ましくは3.0重量%以下に抑えることができる。
(B2)を7.0重量%を超えて含有したビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)をポリエステル等の原料として用いると、ポリエステル樹脂のガラス転移点が低下し耐熱性が悪化する。
なお、該エチレンオキサイド1モル付加物(B1)の含有量は、通常1.0重量%以下、好ましくは0.5重量%以下であり、さらに好ましくは0.2重量%である。
(B1)はフェノール性の水酸基を有する化合物であり、多塩基酸との縮合反応性が低い。(B1)を1.0重量%を超えて含有したビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)をポリエステル等の原料として使用すると、重合度が上がらないなどの問題が起こる。
本発明において、ビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)に対して、該ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物(D)の含有量が1重量%以下である。好ましくは0.7重量%以下であり、さらに好ましくは0.5重量%以下である。
(D)を1重量%を超えて含有したビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)を用いてポリエステル等の原料として用いると、ポリエステルの溶融時の流動性が悪化する。
触媒の水酸化リチウムの使用量は、通常、ビスフェノール類のフェノール官能基1mol対し0.05〜2mol%である。好ましくは0.07〜1.5mol%,さらに好ましくは0.1〜1.0mol%である。
触媒の水酸化リチウムの使用量が0.05mol%未満では、製造に長時間を要し、生産効率が悪化する。
触媒の水酸化リチウムの使用量が2mol%を超えると、ジオキシエチレンエーテル(B)製造後、中和時は不純物である中和塩が増え、分離精製時は除去する触媒の量が増えるため生産効率が悪化し、好ましくない。
以上述べたように、反応媒体の全部または一部として一定量の水を用い、触媒として水酸化リチウムを用いることにより、高選択的にビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)を製造することが可能となる。
本発明のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製造方法において、使用する触媒は、水酸化リチウムのみが好ましいが、本発明のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル組成物の特性を損なわない限り、水酸化リチウム以外の触媒を併用してもよい。
水酸化リチウム以外の触媒としては、水酸化物[KOH、NaOH、CsOH、Ca(OH)2等のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の水酸化物、N(CH34OH等のアンモニウム塩等]、酸化物(Li2O、K2O、CaO、BaO等のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の酸化物等)、炭酸化物(Li2CO3、Na2CO3、CaCO3)、アルカリ金属(Li、Na、K等)、及びその水素化物(LiH、NaH、KH等)、アミン類(トリエチルアミン、トリメチルアミン等)、等が挙げられる。
また、触媒と同時に着色防止目的で水素化ホウ素ナトリウムなどの還元剤を使用してもよい。そのときの使用量はビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の仕上がり量に対して10ppm〜50ppmが好ましい。
反応圧力は0.5MPa以下で行うことが好ましい。0.5MPa以下であれば、反応の暴走による急激な圧力上昇、温度上昇は起こらない。
得られた本発明のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)は、その使用する用途により、反応終了後に、残存した水酸化リチウムを分離する必要がある場合とない場合がある。
触媒の分離が必要でない場合には、塩酸、リン酸などの鉱酸または乳酸、酢酸などの有機酸でpHを6〜8に調整すればよい。
触媒の分離が必要な場合には、吸着剤による吸着ろ過処理等の分離・精製操作を行ってもよい。
本発明のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)は融点温度幅が狭くなるため、水中での造粒もしやすい。造粒後、固液分離、ろ過することにより、容易に粒状物が得られ、その後の使用においてハンドリング性に優れる。
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明の目的主成分のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)、未反応原料のビスフェノール類(A)、ビスフェノール類のエチレンオキサイド1モル付加物(B1)、ビスフェノール類のエチレンオキサイド3モル以上付加物(B2)、ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物(D)の含有比率は液体クロマトグラフィー分析(LC分析)によって測定し、算出できる。一例として、測定条件は次の通りである。
<LCの測定条件>
LCシステム : LC−20AD(島津製作所製)
カラム : 資生堂 CAPCELL PAK C18
(4.6mmO X 250mm)
溶離液 : アセトニトリル/水=30/70(vol%)
流速 : 1.0ml/min
検出器 : SPD−M20A(島津製作所製)
検出波長 : 275nm
注入量 : 2μl
本発明の目的主成分のビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)、副生成のエチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールの含有比率はゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC分析)によって測定して算出できる。一例として、測定条件は次の通りである。
<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
標準物質 :東ソー株式会社製TSK STANDARD POLYETHYLENE OXIDE)
また、本発明のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテルを用いたポリエステル樹脂の分子量とガラス転移転は、以下の条件で測定した。
<GPCによる分子量測定>
装置 : 東ソー(株)製 HLC−8120
カラム : TSK GEL GMH6 2本 (東ソー(株)製)
測定温度 : 25℃
試料溶液 : 0.25重量%のテトラヒドロフラン(THF)溶液
溶液注入量: 200μl
検出装置 : 屈折率検出器
なお、分子量校正曲線は標準ポリスチレンを用いて作成した。
<ガラス転移点>
ASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)。
示差走査熱量計:セイコー電子工業(株)製 DSC20,SSC/580
実施例1
内容量1100mlのガラス製オートクレーブに、ビスフェノールA342.4g(1.50mol)、水34.2g(ビスフェノールAに対して10重量%)、水酸化リチウム・1水和物1.26g(0.03mol)を仕込み、窒素置換を行った後、110℃まで昇温し、ビスフェノールAと水とを均一混合した。その後、EOを70〜90℃、反応圧0.2MPa以下の範囲で滴下反応させた。反応中、適宜サンプリングし、LCで反応物のビスフェノールへの付加モル分布を追跡し、1モル付加物が0.1%以下になった時点で反応を終了し、本発明のビスフェノールAジオキシエチレンエーテル(X−1)を得た。要したEOは137.3g(3.12mol)であり、反応時間は8時間であった。
この(X−1)を分析したところ、未反応のビスフェノールAは検出されず(以下、N.D.と略記する。)、EO1モル付加物0.1%、EO2モル付加物98.3%、EO3モル以上付加物1.6%、ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物0.3%であった。また、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールはN.D.であった。
実施例2
水の投入量を25.7g(ビスフェノールAに対して7.5重量%)、EO滴下温度を90〜110℃に代えた以外は実施例1と同様にして、本発明のビスフェノールAジオキシエチレンエーテル(X−2)を得た。要したEOは136.4g(3.10mol)であり、反応時間は6時間であった。
この(X−2)を分析したところ、未反応のビスフェノールAはN.D.、EO1モル付加物0.1%、EO2モル付加物97.6%、EO3モル以上付加物2.3%、ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物0.3%であった。また、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールはN.D.であった。
実施例3
EO滴下温度を60〜80℃に代えた以外は実施例1と同様にして、本発明のビスフェノールAジオキシエチレンエーテル(X−3)を得た。要したEOは136.4g(3.10mol)であり、反応時間は10時間であった。
この(X−3)を分析したところ、未反応のビスフェノールAはN.D.、EO1モル付加物0.1%、EO2モル付加物98.7%、EO3モル以上付加物1.2%、ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物0.3%であった。また、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールはN.D.であった。
比較例1
触媒の水酸化リチウムを水酸化カリウム1.68g(0.03mol)に代えた以外は実施例1と同様にして、比較のためのビスフェノールAジオキシエチレンエーテル(Y−1)を得た。要したEOは145.2g(3.30mol)であり、反応時間は6時間であった。
この(Y−1)を分析したところ、未反応のビスフェノールAはN.D.、EO1モル付加物0.1%、EO2モル付加物85.4%、EO3モル以上付加物14.5%、ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物0.4%であった。また、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールは2.1%であった。
比較例2
反応媒体を水からトルエン68.5g(ビスフェノールAに対して20重量%)に代えた以外は実施例1と同様にして、比較のためのビスフェノールAジオキシエチレンエーテル(Y−2)を得た。要したEOは143.0g(3.25mol)であり、反応時間は8時間であった。
この(Y−2)を分析したところ、未反応のビスフェノールAはN.D.、EO1モル付加物0.1%、EO2モル付加物88.0%、EO3モル以上付加物11.9%、ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物0.3%であった。また、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールはN.D.であった。
比較例3
反応媒体である水の投入量を137.0g(ビスフェノールAに対して40重量%)に代えた以外は実施例1と同様にして、比較のためのビスフェノールAジオキシエチレンエーテル(Y−3)を得た。要したEOは149.6g(3.40mol)であり、反応時間は10時間であった。
この(Y−3)を分析したところ、未反応のビスフェノールAはN.D.、EO1モル付加物0.8%、EO2モル付加物92.8%、EO3モル以上付加物6.4%、ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物0.3%であった。また、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールは12.6%であった。
比較例4
EO滴下温度を130〜150℃に代えた以外は実施例1と同様にして、比較のためのビスフェノールAジオキシエチレンエーテル(Y−4)を得た。要したEOは158.4g(3.60mol)であり、反応時間は6時間であった。
この(Y−4)を分析したところ、未反応のビスフェノールAはN.D.、EO1モル付加物0.1%、EO2モル付加物72.0%、EO3モル以上付加物27.9%、ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物2.1%であった。また、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールは2.5%であった。
以上の実施例1〜3および比較例1〜4の製造条件、生成物の組成を表1に示す。
実施例1〜3の評価結果から、本発明のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテルの製造法は、不純物が著しく少ないことが明らかである。
実施例4
実施例3で得られたビスフェノールAジオキシエチレンエーテル(X−3)を、燐酸で触媒を中和し、減圧下で脱水を行い、ビスフェノールAジオキシエチレンエーテル(X’−3)を得た。冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた内容量1lの反応容器に、ビスフェノールAジオキシエチレンエーテル(X’−3)370gとテレフタル酸166g、エステル化触媒であるテトラブトキシチタネート0.5gを仕込み、230℃に昇温し、常圧で生成水を除去しながら反応進めた。常圧で生成水の留出がなくなってから徐々に系内を減圧にし、さらにエステル化反応を進めた。酸価が0.8になった時点で内容物を取り出し、ポリエステル樹脂(C−1)を得た。
(C−1)のピークトップ分子量は7360、ガラス転移点は66℃であった。
比較例5
実施例4で用いたビスフェノールAジオキシエチレンエーテル(X−3)を比較例1で得られたビスフェノールAジオキシエチレンエーテル(Y−1)に代えた以外は実施例4と同様にし、ポリエステル樹脂(C−2)を得た。
(C−2)のピークトップ分子量は7380、ガラス転移点は57℃であった。
これらのピークトップ分子量およびガラス転移点の測定結果を表2に示す。
本発明の製造法により得られた高純度のビスフェノールAジオキシエチレンエーテルを使用したポリエステル樹脂は、3モル以上付加物やエチレングリコールなどを不純物として含有する従来法により得られた低純度のビスフェノールAジオキシエチレンエーテルを使用したポリエステル樹脂に比べ、ガラス転移点が高いことがわかる。
本発明の製造法で得られたビスフェノール類のジオキシエチレンエーテルは、従来品よりも不純物が少ないため、ポリエステル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネートの改質剤として有用である。また、本発明のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテルの水酸基を変性、例えばエピクロルヒドリンによるエポキシ変性、アリルクロライドによるアリル変性、(メタ)アクリル酸によるアクリル変性しても、従来とは物性の異なる樹脂原料となり有用である。

Claims (10)

  1. ビスフェノール類(A)にエチレンオキサイドを付加して該ビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)を製造する方法において、水および触媒として水酸化リチウムを存在させて製造することを特徴とするビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製造方法。
  2. ビスフェノール類のエチレンオキサイド1モル付加物(B1)の含有量が、ビスフェノール類とビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)の合計重量に対して1重量%以下となるまで反応させた際に、副生成物のエチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールの合計重量が、ビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)の合計重量に対して1重量%以下である請求項1記載のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製造方法。
  3. 該ビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)以外に、該ビスフェノール類のエチレンオキサイド1モル付加物(B1)の含有量が、ビスフェノール類とビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)の合計重量に対して1重量%以下であって、かつ該ビスフェノール類のエチレンオキサイド3モル以上付加物(B2)の合計含有量が7.0重量%以下である請求項1または2記載のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製造方法。
  4. 該ビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)に対して、該ビスフェノール類の芳香環の炭素原子に直接エチレンオキサイドが付加した化合物(D)の含有量が1重量%以下である請求項1〜3いずれかに記載のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製造方法。
  5. 付加反応の反応温度が60〜120℃である請求項1〜4いずれかに記載のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製造方法。
  6. ビスフェノール類(A)に対する水の含有量が5〜30重量%である請求項1〜5いずれかに記載のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製造方法。
  7. 該ビスフェノール類(A)が、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールFおよびハロゲン化ビスフェノールAからなる群より選ばれる1種以上である請求項1〜6いずれかに記載のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)の製造方法。
  8. 請求項1〜7いずれかに記載の製造方法で得られ、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールの合計重量が、ビスフェノール類とビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物(C)の合計重量に対して1重量%以下であるビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)。
  9. 該ビスフェノール類のエチレンオキサイド1モル付加物(B1)の含有量がビスフェノール類とビスフェノール類のオキシエチレンエーテルの合計重量に対して1重量%以下、かつ該ビスフェノール類のエチレンオキサイド3モル以上付加物(B2)の合計含有量が7.0重量%以下である請求項8記載のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)。
  10. 該ビスフェノール類のベンゼン環に直接エチレンオキサイドが付加した化合物(D)の含有量がビスフェノール類およびビスフェノール類のオキシエチレンエーテルの合計重量に対して1重量%以下であることを特徴とする請求項8または9に記載のビスフェノール類のジオキシエチレンエーテル(B)。
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