JP2017141362A - 有機塩基化合物、ルイス酸及び活性水素含有化合物を含む組成物 - Google Patents

有機塩基化合物、ルイス酸及び活性水素含有化合物を含む組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP2017141362A
JP2017141362A JP2016023588A JP2016023588A JP2017141362A JP 2017141362 A JP2017141362 A JP 2017141362A JP 2016023588 A JP2016023588 A JP 2016023588A JP 2016023588 A JP2016023588 A JP 2016023588A JP 2017141362 A JP2017141362 A JP 2017141362A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
active hydrogen
compound
mol
general formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016023588A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6786811B2 (ja
Inventor
善彰 井上
Yoshiaki Inoue
善彰 井上
敏秀 山本
Toshihide Yamamoto
敏秀 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Priority to JP2016023588A priority Critical patent/JP6786811B2/ja
Publication of JP2017141362A publication Critical patent/JP2017141362A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6786811B2 publication Critical patent/JP6786811B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • C08G65/2642Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds characterised by the catalyst used
    • C08G65/2669Non-metals or compounds thereof
    • C08G65/2675Phosphorus or compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • C08G65/2642Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds characterised by the catalyst used
    • C08G65/2645Metals or compounds thereof, e.g. salts
    • C08G65/2654Aluminium or boron; Compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • C08G65/2642Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds characterised by the catalyst used
    • C08G65/2645Metals or compounds thereof, e.g. salts
    • C08G65/266Metallic elements not covered by group C08G65/2648 - C08G65/2645, or compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • C08G65/2642Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds characterised by the catalyst used
    • C08G65/269Mixed catalyst systems, i.e. containing more than one reactive component or catalysts formed in-situ

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyethers (AREA)

Abstract

【課題】 高分子量、低不飽和度かつ狭分子量分布を示すポリアルキレンオキシドを、効率よく製造することが可能となる組成物、及びそれを用いたポリアルキレンオキシドの製造方法を提供する。【解決手段】 pKBHが23以上の有機塩基化合物、ルイス酸、及び活性水素含有化合物を含む組成物、及びそれを用いてアルキレンオキシドの開環重合を行う。【選択図】 なし

Description

本発明は、有機塩基化合物、ルイス酸及び活性水素含有化合物を含む組成物に関するものである。また、本組成物を触媒として用いる高分子量、低不飽和度かつ狭分子量分布を示すポリアルキレンオキシドの効率的な製造方法に関するものである。
下記一般式(A)で示される有機塩基化合物と活性水素含有化合物の存在下、アルキレンオキシドの開環重合を行う方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
Figure 2017141362
(上記一般式(A)中、l、m及びnは、それぞれ0または3以下の正の整数を表す。Dは同種または異種の、炭素原子数1ないし20の炭化水素基、アルコキシ基、フェノキシ基、チオール残基、チオフェノール残基、一置換アミノ基、二置換アミノ基または5ないし6員環環状アミノ基である。Qは、炭素原子数1ないし20の炭化水素基である。)
また、下記一般式(B)で示される有機塩基化合物と活性水素含有化合物の存在下、アルキレンオキシドの開環重合を行う方法が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
Figure 2017141362
(上記一般式(B)において、Rは、それぞれ同じであっても異なっていてもよく、水素原子、炭素数が1〜12の炭化水素基、または炭素数が1〜12のケイ素原子含有炭化水素基である。)
さらに、下記一般式(C)で示される有機塩基化合物、トリイソブチルアルミニウム、及び活性水素含有化合物の存在下、アルキレンオキシドの開環重合を行う方法が知られている(例えば、非特許文献1参照。)。
Figure 2017141362
特許文献1に提案の方法において、有機塩基化合物と活性水素含有化合物を含む組成物は、分子量3000未満のポリアルキレンオキシドを製造することが可能なものではあったが、分子量3000以上のポリアルキレンオキシドを高い触媒活性で製造することが困難という課題を抱えていた。また、特許文献1において、生成するポリアルキレンオキシド中の不純物量の指標である不飽和度については、何ら注目されていないものであった。
また、特許文献2に提案の方法において、有機塩基化合物と活性水素含有化合物を含む組成物は、分子量3000未満のポリアルキレンオキシドを製造することが可能なものではあったが、分子量3000以上のポリアルキレンオキシドを高い触媒活性で製造することが困難という課題を抱えていた。また、特許文献2に提案の方法では、重合時間を短くすると、生成するポリアルキレンオキシドの不飽和度が高くなるという課題を抱えていた。
さらに、非特許文献1に提案の方法において、有機塩基化合物、トリイソブチルアルミニウム、及び活性水素含有化合物を含む組成物は、分子量8500〜80000の高分子量のポリアルキレンオキシドを製造することが可能なものではあったが、有機塩基化合物として高価なホスファゼン化合物を多量に使用することが必要となり、効率的なポリアルキレンオキシドの製造方法としては課題を有するものであった。また、非特許文献1において、生成するポリアルキレンオキシドの不飽和度については何ら注目されていないものであった。
特許第3534546号 特開2005−232377号
Polymer Chemistry,2012,3,1189.
本発明は上記した背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、高分子量、低不飽和度かつ狭分子量分布を示すポリアルキレンオキシドを、効率よく製造することが可能となる組成物、及びそれを用いたポリアルキレンオキシドの製造方法を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定のpKBHを有する有機塩基化合物、ルイス酸、及び活性水素含有化合物を含む組成物が、高分子量、低不飽和度かつ狭分子量分布のポリアルキレンオキシドを、効率良く製造することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下に示すとおりの組成物、その製造方法及びそれを用いたポリアルキレンオキシドの製造方法に関するものである。
[1]pKBHが23以上の有機塩基化合物、ルイス酸、及び活性水素含有化合物を含む組成物。
[2]pKBHが23以上の有機塩基化合物が、下記一般式(1)
Figure 2017141362
(上記一般式(1)において、R、R及びRは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。ここで、RとRが互いに結合した環構造、R同士又はR同士が互いに結合した環構造を形成してもよい。)
で示される化合物、下記一般式(2)
Figure 2017141362
(上記一般式(2)において、R、R及びRは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。ここで、RとRが互いに結合した環構造、R同士又はR同士が互いに結合した環構造を形成してもよい。)
で示される化合物、下記一般式(3)
Figure 2017141362
(上記一般式(3)において、R、R及びRは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。ここで、R、R及びRのうち2つが互いに結合した環構造、R同士又はR同士が互いに結合した環構造を形成してもよい。)
で示される化合物、下記一般式(4)
Figure 2017141362
(上記一般式(4)において、Rは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。)
で示される化合物、及び下記一般式(5)
Figure 2017141362
(上記一般式(5)において、nは、1〜3の整数を表す。)
で示される化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物であることを特徴とする[1]に記載の組成物。
[3]ルイス酸が、アルミニウム化合物、亜鉛化合物、及びホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物であることを特徴とする上記[1]又は[2]に記載の組成物。
[4]pKBHが23以上の有機塩基化合物とルイス酸との割合が、有機塩基化合物:ルイス酸=1:0.002〜500(モル比)であることを特徴とする上記[1]乃至[3]のいずれかに記載の組成物。
[5]活性水素含有化合物中の活性水素と、pKBHが23以上の有機塩基化合物との割合が、活性水素含有化合物中の活性水素:有機塩基化合物=1:0.001〜10(モル比)であることを特徴とする上記[1]乃至[4]のいずれかに記載の組成物。
[6]活性水素含有化合物中の活性水素とルイス酸との割合が、活性水素含有化合物中の活性水素:ルイス酸=1:0.001〜10(モル比)であることを特徴とする上記[1]乃至[5]のいずれかに記載の組成物。
[7]pKBHが23以上の有機塩基化合物と活性水素含有化合物を混合した後に、ルイス酸を混合することを特徴とする上記[1]乃至[6]のいずれかに記載の組成物の製造方法。
[8]上記[1]乃至[6]のいずれかに記載の組成物からなることを特徴とするアルキレンオキシド重合触媒。
[9]上記[1]乃至[6]のいずれかに記載の組成物の存在下、アルキレンオキシドの開環重合を行うことを特徴とするポリアルキレンオキシドの製造方法。
本発明の組成物は、触媒活性が高いため、効率良くポリアルキレンオキシドを製造することができる。また、本発明の組成物を用いてアルキレンオキシドを重合することによって、高分子量、低不飽和度かつ狭分子量分布なポリアルキレンオキシドを製造することができる。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の組成物は、pKBHが23以上の有機塩基化合物、ルイス酸、及び活性水素含有化合物を含むものである。本発明において、「pKBH」とは、有機塩基化合物(B)のプロトン化により生成した共役酸(BH)の、アセトニトリル中で測定した酸解離定数を表し、下式により算出することができる。
Figure 2017141362
本発明において、有機塩基化合物としては、有機塩基化合物(B)のプロトン化で生成した共役酸(BH)のアセトニトリル中で測定した酸解離定数(pKBH)が、23以上であれば如何なるものであっても良い。有機塩基化合物のpKBHが23未満の場合、高分子量のポリオキシアルキレンポリオールを製造することが困難となるとともに、アルキレンオキシドの重合に長時間を要し、効率的なポリアルキレンオキシドの製造が困難となる。
本発明において、pKBHが23以上の有機塩基化合物としては、例えば、下記一般式(1)
Figure 2017141362
(上記一般式(1)において、R、R及びRは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。ここで、RとRが互いに結合した環構造、R同士又はR同士が互いに結合した環構造を形成してもよい。)
で示される化合物、下記一般式(2)
Figure 2017141362
(上記一般式(2)において、R、R及びRは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。ここで、RとRが互いに結合した環構造、R同士又はR同士が互いに結合した環構造を形成してもよい。)
で示される化合物、下記一般式(3)
Figure 2017141362
(上記一般式(3)において、R、R及びRは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。ここで、R、R及びRのうち2つが互いに結合した環構造、R同士又はR同士が互いに結合した環構造を形成してもよい。)
で示される化合物、下記一般式(4)
Figure 2017141362
(上記一般式(4)において、Rは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。)
で示される化合物、下記一般式(5)
Figure 2017141362
(上記一般式(5)において、nは、1〜3の整数を表す。)
で示される化合物等が挙げられ、これらを単独で又は二種以上を併用して用いることができる。
上記一般式(1)において、R、R及びRは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。ここで、RとRが互いに結合した環構造、R同士又はR同士が互いに結合した環構造を形成してもよい。
炭素数1〜20の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、ビニル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、アリル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、へプチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、シクロオクチル基、ノニル基、シクロノニル基、デシル基、シクロデシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基等を挙げることができる。
また、RとRが互いに結合し環構造を形成した場合としては、ピロリジニル基、ピロリル基、ピペリジニル基、インドリル基、イソインドリル基等を挙げることができる。
さらに、R同士又はR同士が互いに結合した環構造としては、例えば一方の置換基がエチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基となって、他方の置換基と互いに結合した環構造を挙げることができる。
上記一般式(1)で示される有機塩基化合物としては、具体的には、1−tert−ブチル−2,2,4,4,4−ペンタ(メチルアミノ)−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)、1−tert−ブチル−2,2,4,4,4−ペンタ(エチルアミノ)−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)、1−tert−ブチル−2,2,4,4,4−ペンタ(イソプロピルアミノ)−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)、1−tert−ブチル−2,2,4,4,4−ペンタキス(ジメチルアミノ)−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)、1−tert−ブチル−2,2,4,4,4−ペンタキス(ジエチルアミノ)−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)、1−tert−ブチル−2,2,4,4,4−ペンタキス(ジイソプロピルアミノ)−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)、1−エチル−2,2,4,4,4−ペンタキス(ジメチルアミノ)−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)、1−tert−オクチル−2,2,4,4,4−ペンタキス(ジメチルアミノ)−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)、1−エチル−2,2,4,4,4−ペンタキス(ジメチルアミノ)−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)等を例示することができる。
上記一般式(2)において、R、R及びRは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。ここで、RとRが互いに結合した環構造、R同士又はR同士が互いに結合した環構造を形成してもよい。
炭素数1〜20の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、ビニル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、アリル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、へプチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、シクロオクチル基、ノニル基、シクロノニル基、デシル基、シクロデシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基等を挙げることができる。
また、RとRが互いに結合し環構造を形成した場合としては、ピロリジニル基、ピロリル基、ピペリジニル基、インドリル基、イソインドリル基等を挙げることができる。
さらに、R同士又はR同士が互いに結合した環構造としては、例えば一方の置換基がエチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基となって、他方の置換基と互いに結合した環構造を挙げることができる。
上記一般式(2)で示される有機塩基化合物としては、具体的には、1−tert−ブチル−2,2,2−トリ(メチルアミノ)ホスファゼン、1−tert−ブチル−2,2,2−トリ(エチルアミノ)ホスファゼン、1−tert−ブチル−2,2,2−トリ(イソプロピルアミノ)ホスファゼン、1−tert−ブチル−2,2,2−トリス(ジメチルアミノ)ホスファゼン、1−tert−ブチル−2,2,2−トリス(ジエチルアミノ)ホスファゼン、1−tert−ブチル−2,2,2−トリス(ジイソプロピルアミノ)ホスファゼン、1−エチル−2,2,2−トリス(ジメチルアミノ)ホスファゼン、1−tert−オクチル−2,2,2−トリス(ジメチルアミノ)ホスファゼン、1−tert−ブチル−2,2,2−トリ(ピロリジノ)ホスファゼン(BTPP)、2−tert−ブチルイミノ−2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチルパーヒドロ−1,3,2−ジアザホスフォリン(BEMP)等を例示することができる。
上記一般式(3)において、R、R及びRは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。ここで、R、R及びRのうち2つが互いに結合した環構造、R同士又はR同士が互いに結合した環構造を形成してもよい。
炭素数1〜20の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、ビニル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、アリル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、へプチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、シクロオクチル基、ノニル基、シクロノニル基、デシル基、シクロデシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基等を挙げることができる。
上記一般式(3)で示される有機塩基化合物としては、具体的には、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン(TMG)、2−tert−ブチル−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン(BTMG)、1,8−ビス(テトラメチルグアニジノ)ナフタレン(TMGN)、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(TBD)、7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(MTBD)等を例示することができる。
上記一般式(4)において、Rは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。
炭素数1〜20の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、ビニル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、アリル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、へプチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、シクロオクチル基、ノニル基、シクロノニル基、デシル基、シクロデシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基等を挙げることができる。
上記一般式(4)で示される有機塩基化合物としては、具体的には、2,8,9−トリメチル2,5,8,9−テトラアザ−1−フォスファビシクロ[3.3.3]ウンデカン、2,8,9−トリエチル2,5,8,9−テトラアザ−1−フォスファビシクロ[3.3.3]ウンデカン、2,8,9−トリ(n−プロピル)2,5,8,9−テトラアザ−1−フォスファビシクロ[3.3.3]ウンデカン、2,8,9−トリイソプロピル2,5,8,9−テトラアザ−1−フォスファビシクロ[3.3.3]ウンデカン、2,8,9−トリ(n−ブチル)2,5,8,9−テトラアザ−1−フォスファビシクロ[3.3.3]ウンデカン、2,8,9−トリイソブチル2,5,8,9−テトラアザ−1−フォスファビシクロ[3.3.3]ウンデカン、2,8,9−トリ(tert−ブチル)2,5,8,9−テトラアザ−1−フォスファビシクロ[3.3.3]ウンデカン等を例示することができる。
上記一般式(5)で示される有機塩基化合物としては、具体的には、例えば1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン(DBN)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)の等を例示することができる。
そして、これら有機塩基化合物の中で、原料の入手が容易で、触媒性能に優れる組成物となることから、1−tert−ブチル−2,2,4,4,4−ペンタキス(ジメチルアミノ)−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)、2−tert−ブチルイミノ−2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチルパーヒドロ−1,3,2−ジアザホスフォリン(BEMP)、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン(TMG)、7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(MTBD)、2,8,9−トリイソプロピル2,5,8,9−テトラアザ−1−フォスファビシクロ[3.3.3]ウンデカン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)が特に好ましい。
本発明において、ルイス酸としては、例えば、アルミニウム化合物、亜鉛化合物、及びホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を挙げることができる。
アルミニウム化合物としては、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリノルマルヘキシルアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、トリイソブトキシアルミニウム、トリフェニルアルミニウム、ジフェニルモノイソブチルアルミニウム、モノフェニルジイソブチルアルミニウム等の有機アルミニウム;メチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、メチル−イソブチルアルミノキサン等のアルミノキサン;塩化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム等の無機アルミニウムを挙げることができる。
亜鉛化合物としては、例えば、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、ジフェニル亜鉛等の有機亜鉛;塩化亜鉛、酸化亜鉛等の無機亜鉛を挙げることができる。
ホウ素化合物としては、例えば、三フッ化ホウ素、三臭化ホウ素、三ヨウ化ホウ素、トリエチルボロン、トリメトキシボロン、トリエトキシボロン、トリイソプロポキシボロン、トリ−n−プロポキシボロン、トリフェニルボロン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン等を挙げることができる。
そして、これらルイス酸の中でも、触媒性能に優れる組成物となることから、有機アルミニウム、アルミノキサン、有機亜鉛、ホウ素化合物が好ましく、特に好ましくは、有機アルミニウムである。
本発明において、活性水素含有化合物としては、例えば、水、ヒドロキシ化合物、アミン化合物、カルボン酸化合物、チオール化合物、水酸基を有するポリエーテルポリオール等を挙げることができる。
ヒドロキシ化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、ソルビトール、シュークローズ、グルコース、2−ナフトール、ビスフェノール等を挙げることができる。
アミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、N,N’−ジメチルエチレンジアミン、ピペリジン、ピペラジン等を挙げることができる。
カルボン酸化合物としては、例えば、安息香酸、アジピン酸等を挙げることができる。チオール化合物としては、例えば、エタンジチオール、ブタンジチオール等を挙げることができる。
水酸基を有するポリエーテルポリオールとしては、例えば、分子量200〜3000のポリエーテルポリオール等を挙げることができる。
そして、これら活性水素含有化合物は、単独で用いても良いし、数種類を混合して用いても良い。
本発明の組成物において、有機塩基化合物とルイス酸との割合は、有機塩基化合物:ルイス酸=1:0.002〜500(モル比)が好ましく、より好ましくは、有機塩基化合物:ルイス酸=1:0.1〜10(モル比)、特に好ましくは、有機塩基化合物:ルイス酸=1:0.5〜5(モル比)である。
本発明の組成物において、活性水素含有化合物中の活性水素と有機塩基化合物との割合は、活性水素含有化合物中の活性水素:有機塩基化合物=1:0.001〜10(モル比)が好ましく、より好ましくは、活性水素含有化合物中の活性水素:有機塩基化合物=1:0.001〜1(モル比)、特に好ましくは、活性水素含有化合物中の活性水素:有機塩基化合物=1:0.001〜0.1(モル比)である。
本発明の組成物において、活性水素含有化合物中の活性水素とルイス酸との割合は、活性水素含有化合物中の活性水素:ルイス酸=1:0.001〜10(モル比)が好ましく、より好ましくは、活性水素含有化合物中の活性水素:ルイス酸=1:0.001〜1(モル比)、特に好ましくは、活性水素含有化合物中の活性水素:ルイス酸=1:0.001〜0.1(モル比)である。
本発明の組成物の製造方法としては、本発明の組成物の調製が可能であれば如何なる方法をも用いることが可能であり、特に限定されない。例えば、有機塩基化合物、ルイス酸、及び活性水素含有化合物を混合する方法を挙げることができる。その際には、溶媒として、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン等を用いても良い。
また、有機塩基化合物、ルイス酸、及び活性水素含有化合物のうち、2成分を混合した後に残り1成分を混合し調製する方法、1成分にあらかじめ混合した残り2成分を混合し調製する方法等の如何なる調製方法を用いても良い。その中でも、触媒性能に優れる組成物となることから、有機塩基化合物と活性水素含有化合物とを混合した後に、ルイス酸とを混合し、組成物を調製することが好ましい。
本発明の組成物を調整する際は、加熱・減圧処理等を行ってもよい。加熱処理の温度としては、例えば、50〜150℃、好ましくは70〜130℃を挙げることができる。また、減圧処理の際の圧力としては、例えば、50kPa以下、好ましくは20kPa以下を挙げることができる。
本発明の組成物は、触媒性能に優れることから、ポリアルキレンオキシドの製造用触媒として有用である。
本発明のポリアルキレンオキシドの製造方法は、上記した本発明の組成物存在下、アルキレンオキシドの開環重合を行うことをその特徴とする。
本発明のポリアルキレンオキシドの製造方法において、アルキレンオキシドとしては、例えば、炭素数2〜20のアルキレンオキシドを挙げることができ、具体的には、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド、2,3−ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、ブタジエンモノオキシド、ペンテンオキシド、スチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド等を挙げることができる。これらの中で、アルキレンオキシドの入手が容易で、得られるポリアルキレンオキシドの工業的価値の高いことから、エチレンオキシド、プロピレンオキシドが好ましい。アルキレンオキシドは、単一で用いても2種以上を混合して用いても良い。2種以上を混合して用いる場合は、例えば第1のアルキレンオキシドを反応させた後、第2、第3のアルキレンオキシドを反応させても良いし、2種以上のアルキレンオキシドを同時に反応させても良い。
本発明のポリアルキレンオキシドの製造方法において、重合圧力は、0.05〜1.0MPaの範囲、好ましくは、0.1〜0.6MPaの範囲が良い。本発明のポリアルキレンオキシドの製造方法において、重合温度は、50〜150℃の範囲、好ましくは70〜140℃の範囲が好ましい。
本発明のポリアルキレンオキシドの製造方法において、重合は、溶媒中または無溶媒中で行うことができ、無溶媒中で行うことが好ましい。溶媒中でおこなう際の溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン等を挙げることができる。
本発明のポリアルキレンオキシドの製造方法においては、効率的なポリアルキレンオキシドの製造方法となることから、触媒活性として200g/mol・min以上を示すものであることが好ましく、特に300g/mol・min以上を示すものであることが好ましい。
本発明のポリアルキレンオキシドの製造方法により得られるポリアルキレンオキシドとしては、JIS K−1557記載の方法により算出した水酸基価と、その官能基数とから算出した分子量が、1000〜50000g/molを有するもの、特に3000〜30000g/molを有するものであることが好ましい。また、JIS K−1557記載の方法により算出した不飽和度が、0.03meq/g以下であるもの、特に0.02meq/g以下であるものが好ましい。さらに、ゲル・パーミェション・クロマトグラフ(GPC)により算出した分子量分布が、1.3以下であるもの、特に1.1以下であるものが好ましい。
以下、実施例により本発明を説明するが、本実施例により本発明は何ら限定して解釈されるものではない。まず、本発明の組成物を用いるポリアルキレンオキシドの製造における、触媒活性の算出方法、本発明により製造されるポリアルキレンオキシドの分析方法について説明する。
(1)触媒活性(単位:g/mol・min)
反応したアルキレンオキシドの量をa(単位:g)、用いた有機塩基化合物の量をb(単位:mol)、重合に要した時間をc(単位:min)とし、次式により触媒活性を算出した。
触媒活性=a/(b×c)
(2)ポリアルキレンオキシドの分子量(単位:g/mol)
JIS K−1557記載の方法により、ポリアルキレンオキシドの水酸基価d(単位:mgKOH/g)を測定した。得られるポリアルキレンオキシドの官能基数をeとし、次式によりポリアルキレンオキシドの分子量を算出した。
分子量=(56100/d)×e
(3)ポリアルキレンオキシドの不飽和度(単位:meq/g)
JIS K−1557記載の方法により、ポリアルキレンオキシドの不飽和度を算出した。
(4)ポリアルキレンオキシドの分子量分布(単位:無し)
ゲル・パーミェション・クロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)社製、(商品名)HLC8020)、標準物質としてポリスチレン、溶媒としてテトラヒドロフランを用い、40℃で測定を行い、ポリアルキレンオキシドの数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
実施例1.
攪拌翼を付した0.2リットルのオートクレーブに、活性水素含有化合物として3個の水酸基を有する分子量1000のポリエーテルポリオール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP1000;水酸基価160mgKOH/g)18g(18mmol、活性水素量54mmol)、および上記一般式(1)に相当する1−tert−ブチル−2,2,4,4,4−ペンタキス(ジメチルアミノ)−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)[有機塩基化合物A、pKBH=33.5]99mg(0.27mmol、活性水素1molに対して0.005mol)を加えた。オートクレーブ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で脱水処理を行った。その後、トリイソブチルアルミニウム(TIBAL)の1.0mol/Lヘキサン溶液0.54ml(0.54mmol、有機塩基化合物A:1molに対して2mol、活性水素1molに対して0.010mol)を加えた後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を行い、本発明の組成物を得た。
得られた組成物の存在下、オートクレーブの内温を90℃とし、プロピレンオキシド110gを反応圧力0.3MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温88〜92℃の範囲で反応させた。次いで、0.5kPaの減圧下で残留プロピレンオキシドの除去をおこない、無色無臭のポリアルキレンオキシド126gを得た。触媒活性は630g/mol・min、得られたポリアルキレンオキシドの分子量は7000g/mol、不飽和度は0.006meq/g、分子量分布は1.05であった。結果を表1に示す。
Figure 2017141362
実施例2.
攪拌翼を付した0.2リットルのオートクレーブに、活性水素含有化合物として3個の水酸基を有する分子量1000のポリエーテルポリオール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP1000;水酸基価160mgKOH/g)18g(18mmol、活性水素量54mmol)、および上記一般式(2)に相当する2−tert−ブチルイミノ−2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチルパーヒドロ−1,3,2−ジアザホスフォリン[有機塩基化合物B、pKBH=27.6]74mg(0.27mmol、活性水素1molに対して0.005mol)を加えた。オートクレーブ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で脱水処理を行った。その後、トリイソブチルアルミニウム(TIBAL)の1.0mol/Lヘキサン溶液0.54ml(0.54mmol、有機塩基化合物B:1molに対して2mol、活性水素1molに対して0.020mol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を行い、本発明の組成物を得た。
得られた組成物の存在下、オートクレーブの内温を90℃とし、プロピレンオキシド110gを反応圧力0.3MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温88〜92℃の範囲で反応させた。次いで、0.5kPaの減圧下で残留プロピレンオキシドの除去をおこない、無色無臭のポリアルキレンオキシド125gを得た。触媒活性は、550g/mol・min、得られたポリアルキレンオキシドの分子量は7000g/mol、不飽和度は0.005meq/g、分子量分布は1.05であった。結果を表1に併せて示す。
実施例3.
攪拌翼を付した0.2リットルのオートクレーブに、活性水素含有化合物として3個の水酸基を有する分子量1000のポリエーテルポリオール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP1000;水酸基価160mgKOH/g)18g(18mmol、活性水素量54mmol)、および上記一般式(3)に相当する7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン[有機塩基化合物C、pKBH=25.5]41mg(0.27mmol、活性水素1molに対して0.005mol)を加えた。オートクレーブ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で脱水処理を行った。その後、トリイソブチルアルミニウム(TIBAL)の1.0mol/Lヘキサン溶液0.81ml(0.81mmol、有機塩基化合物C:1molに対して3mol、活性水素1molに対して0.015mol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を行い、本発明の組成物を得た。
得られた組成物の存在下、オートクレーブの内温を80℃とし、プロピレンオキシド92gを反応圧力0.3MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温88〜92℃の範囲で反応させた。次いで、0.5kPaの減圧下で残留プロピレンオキシドの除去をおこなった後、エチレンオキシド18gを反応圧力0.25MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温108〜112℃の範囲で反応させた。0.5kPaの減圧下で残留エチレンオキシドの除去をおこない、無色無臭のポリアルキレンオキシド126gを得た。触媒活性は、580g/mol・min、得られたポリアルキレンオキシドの分子量は6900g/mol、不飽和度は0.006meq/g、分子量分布は1.06であった。結果を表1に併せて示す。
実施例4.
攪拌翼を付した0.2リットルのオートクレーブに、活性水素含有化合物として3個の水酸基を有する分子量1000のポリエーテルポリオール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP1000;水酸基価160mgKOH/g)9g(9mmol、活性水素量27mmol)、および上記一般式(4)に相当する2,8,9−トリイソプロピル2,5,8,9−テトラアザ−1−フォスファビシクロ[3.3.3]ウンデカン[有機塩基化合物D、pKBH=32.9]81mg(0.27mmol、活性水素1molに対して0.010mol)を加えた。オートクレーブ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で脱水処理を行った。その後、トリイソブチルアルミニウム(TIBAL)の1.0mol/Lヘキサン溶液0.81ml(0.81mmol、有機塩基化合物D:1molに対して3mol、活性水素1molに対して0.030mol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を行い、本発明の組成物を得た。
得られた組成物の存在下、オートクレーブの内温を90℃とし、プロピレンオキシド138gを反応圧力0.3MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温88〜92℃の範囲で反応させた。次いで、0.5kPaの減圧下で残留プロピレンオキシドの除去をおこなった後、エチレンオキシド27gを反応圧力0.25MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温108〜112℃の範囲で反応させた。0.5kPaの減圧下で残留エチレンオキシドの除去をおこない、無色無臭のポリアルキレンオキシド170gを得た。触媒活性は、490g/mol・min、得られたポリアルキレンオキシドの分子量は18000g/mol、不飽和度は0.008meq/g、分子量分布は1.09であった。結果を表1に併せて示す。
実施例5.
攪拌翼を付した0.2リットルのオートクレーブに、活性水素含有化合物として3個の水酸基を有する分子量1000のポリエーテルポリオール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP1000;水酸基価160mgKOH/g)18g(18mmol、活性水素量54mmol)、および上記一般式(5)に相当する1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン[有機塩基化合物E、pKBH=24.3]82mg(0.54mmol、活性水素1molに対して0.010mol)を加えた。オートクレーブ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で脱水処理を行った。その後、トリイソブチルアルミニウム(TIBAL)の1.0mol/Lヘキサン溶液1.08ml(1.08mmol、有機塩基化合物E:1molに対して2mol、活性水素1molに対して0.020mol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を行い、本発明の組成物を得た。
得られた組成物の存在下、オートクレーブの内温を90℃とし、プロピレンオキシド92gを反応圧力0.3MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温88〜92℃の範囲で反応させた。次いで、0.5kPaの減圧下で残留プロピレンオキシドの除去をおこなった後、エチレンオキシド18gを反応圧力0.25MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温108〜112℃の範囲で反応させた。0.5kPaの減圧下で残留エチレンオキシドの除去をおこない、無色無臭のポリアルキレンオキシド125gを得た。触媒活性は、510g/mol・min、得られたポリアルキレンオキシドの分子量は6900g/mol、不飽和度は0.007meq/g、分子量分布は1.07であった。結果を表1に併せて示す。
実施例6.
攪拌翼を付した0.2リットルのオートクレーブに、活性水素含有化合物として3個の水酸基を有する分子量1000のポリエーテルポリオール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP1000;水酸基価160mgKOH/g)18g(18mmol、活性水素量54mmol)、および上記一般式(2)に相当する2−tert−ブチルイミノ−2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチルパーヒドロ−1,3,2−ジアザホスフォリン[有機塩基化合物B、pKBH=27.6]74mg(0.27mmol、活性水素1molに対して0.005mol)を加えた。オートクレーブ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で脱水処理を行った。その後、トリイソプロポキシアルミニウム[Al(OPr)]の1.0mol/Lヘキサン溶液0.54ml(0.54mmol、有機塩基化合物B:1molに対して2mol、活性水素1molに対して0.010mol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を行い、本発明の組成物を得た。
得られた組成物の存在下、オートクレーブの内温を90℃とし、プロピレンオキシド92gを反応圧力0.3MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温88〜92℃の範囲で反応させた。次いで、0.5kPaの減圧下で残留プロピレンオキシドの除去をおこなった後、エチレンオキシド18gを反応圧力0.25MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温108〜112℃の範囲で反応させた。0.5kPaの減圧下で残留エチレンオキシドの除去をおこない、無色無臭のポリアルキレンオキシド126gを得た。触媒活性は、690g/mol・min、得られたポリアルキレンオキシドの分子量は7000g/mol、不飽和度は0.006meq/g、分子量分布は1.06であった。結果を表2に示す。
Figure 2017141362
実施例7.
攪拌翼を付した0.2リットルのオートクレーブに、活性水素含有化合物として3個の水酸基を有する分子量600のポリエーテルポリオール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP600;水酸基価280mgKOH/g)11g(18mmol、活性水素量54mmol)、および上記一般式(2)に相当する2−tert−ブチルイミノ−2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチルパーヒドロ−1,3,2−ジアザホスフォリン[有機塩基化合物B、pKBH=27.6]74mg(0.27mmol、活性水素1molに対して0.005mol)を加えた。オートクレーブ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で脱水処理を行った。その後、メチル基及びイソブチル基を有するアルミノキサン(東ソーファインケム社製、MMAO−3A)の1.0mol/Lヘキサン溶液0.81ml(0.81mmol、有機塩基化合物B:1molに対して3mol、活性水素1molに対して0.015mol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を行い、本発明の組成物を得た。
得られた組成物の存在下、オートクレーブの内温を110℃とし、プロピレンオキシド99gを反応圧力0.3MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温108〜112℃の範囲で反応させた。次いで、0.5kPaの減圧下で残留プロピレンオキシドの除去をおこなった後、エチレンオキシド18gを反応圧力0.25MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温128〜132℃の範囲で反応させた。0.5kPaの減圧下で残留エチレンオキシドの除去をおこない、無色無臭のポリアルキレンオキシド127gを得た。触媒活性は、970g/mol・min、得られたポリアルキレンオキシドの分子量は7000g/mol、不飽和度は0.009meq/g、分子量分布は1.08であった。結果を表2に併せて示す。
実施例8.
攪拌翼を付した0.2リットルのオートクレーブに、活性水素含有化合物として3個の水酸基を有する分子量400のポリエーテルポリオール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP400;水酸基価420mgKOH/g)7.2g(18mmol、活性水素量54mmol)、および上記一般式(2)に相当する2−tert−ブチルイミノ−2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチルパーヒドロ−1,3,2−ジアザホスフォリン[有機塩基化合物B、pKBH=27.6]74mg(0.27mmol、活性水素1molに対して0.005mol)を加えた。オートクレーブ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で脱水処理を行った。その後、ジエチル亜鉛(ZnEt2)の1.0mol/Lヘキサン溶液0.54ml(0.54mmol、有機塩基化合物B:1molに対して2mol、活性水素1molに対して0.010mol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を行い、本発明の組成物を得た。
得られた組成物の存在下、オートクレーブの内温を110℃とし、プロピレンオキシド103gを反応圧力0.3MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温108〜112℃の範囲で反応させた。次いで、0.5kPaの減圧下で残留プロピレンオキシドの除去をおこなった後、エチレンオキシド18gを反応圧力0.25MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温128〜132℃の範囲で反応させた。0.5kPaの減圧下で残留エチレンオキシドの除去をおこない、無色無臭のポリアルキレンオキシド125gを得た。触媒活性は、430g/mol・min、得られたポリアルキレンオキシドの分子量は6900g/mol、不飽和度は0.007meq/g、分子量分布は1.07であった。結果を表2に併せて示す。
実施例9.
攪拌翼を付した0.2リットルのオートクレーブに、活性水素含有化合物として3個の水酸基を有する分子量250のポリエーテルポリオール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP250;水酸基価670mgKOH/g)4.5g(18mmol、活性水素量54mmol)、および上記一般式(2)に相当する2−tert−ブチルイミノ−2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチルパーヒドロ−1,3,2−ジアザホスフォリン[有機塩基化合物B、pKBH=27.6]74mg(0.27mmol、活性水素1molに対して0.005mol)を加えた。オートクレーブ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で脱水処理を行った。その後、トリエチルボラン(BEt3)の1.0mol/Lヘキサン溶液0.54ml(0.54mmol、有機塩基化合物B:1molに対して2mol、活性水素1molに対して0.010mol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を行い、本発明の組成物を得た。
得られた組成物の存在下、オートクレーブの内温を110℃とし、プロピレンオキシド106gを反応圧力0.3MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温108〜112℃の範囲で反応させた。次いで、0.5kPaの減圧下で残留プロピレンオキシドの除去をおこなった後、エチレンオキシド18gを反応圧力0.25MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温128〜132℃の範囲で反応させた。0.5kPaの減圧下で残留エチレンオキシドの除去をおこない、無色無臭のポリアルキレンオキシド126gを得た。触媒活性は、540g/mol・min、得られたポリアルキレンオキシドの分子量は6900g/mol、不飽和度は0.008meq/g、分子量分布は1.07であった。結果を表2に併せて示す。
比較例1.
攪拌翼を付した0.2リットルのオートクレーブに、活性水素含有化合物として3個の水酸基を有する分子量1000のポリエーテルポリオール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP1000;水酸基価160mgKOH/g)18g(18mmol、活性水素量54mmol)、および上記一般式(2)に相当する2−tert−ブチルイミノ−2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチルパーヒドロ−1,3,2−ジアザホスフォリン[有機塩基化合物B、pKBH=27.6]74mg(0.27mmol、活性水素1molに対して0.005mol)を加えた。オートクレーブ内を窒素雰囲気とし、オートクレーブ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で脱水処理を行った。
オートクレーブの内温を90℃とし、プロピレンオキシドを反応圧力0.3MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温88〜92℃の範囲で反応させた。その結果、プロピレンオキサイドを10g供給した時点で反応が停止した。0.5kPaの減圧下で残留プロピレンオキシドの除去をおこない、無色無臭のポリアルキレンオキシド19gを得た。触媒活性は26g/mol・min、得られたポリアルキレンオキシドの分子量は1100g/mol、不飽和度は0.011meq/g、分子量分布は1.05であった。結果を表3に示す。
Figure 2017141362
比較例2.
攪拌翼を付した0.2リットルのオートクレーブに、活性水素含有化合物として3個の水酸基を有する分子量1000のポリエーテルポリオール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP1000;水酸基価160mgKOH/g)18g(18mmol、活性水素量54mmol)、およびトリイソブチルアルミニウム(TIBAL)の1.0mol/Lヘキサン溶液0.54ml(0.54mmol、活性水素1molに対して0.010mol)を加えた。オートクレーブ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で脱水処理を行った。
オートクレーブの内温を90℃とし、プロピレンオキシドを反応圧力0.3MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温88〜92℃の範囲で反応させた。その結果、プロピレンオキサイドを9g供給した時点で反応が停止した。0.5kPaの減圧下で残留プロピレンオキシドの除去をおこなった結果、原料であるポリエーテルポリオール(三洋化成工業製、サンニックスGP1000)が回収された。結果を表3に併せて示す。
比較例3.
攪拌翼を付した0.2リットルのオートクレーブに、活性水素含有化合物として3個の水酸基を有する分子量1000のポリエーテルポリオール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP1000;水酸基価160mgKOH/g)18g(18mmol、活性水素量54mmol)、およびトリエチルアミン[有機塩基化合物F、pKBH=18.5]27mg(0.27mmol、活性水素1molに対して0.005mol)を加えた。オートクレーブ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で脱水処理を行った。その後、トリイソブチルアルミニウム(TIBAL)の1.0mol/Lヘキサン溶液0.54ml(0.54mmol、有機塩基化合物F:1molに対して2mol、活性水素1molに対して0.010mol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を行った。
オートクレーブの内温を90℃とし、プロピレンオキシドを反応圧力0.3MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温88〜92℃の範囲で反応させた。その結果、プロピレンオキサイドを9g供給した時点で反応が停止した。0.5kPaの減圧下で残留プロピレンオキシドの除去をおこなった結果、原料であるポリエーテルポリオール(三洋化成工業製、サンニックスGP1000)が回収された。結果を表3に併せて示す。
本発明の組成物を用いることにより、効率的にポリアルキレンオキシドを製造することができる。得られるポリアルキレンオキシドは、ポリウレタン原料、ポリエステル原料、界面活性剤原料、潤滑剤原料等に有用である。特に各種イソシアネート化合物と反応させることにより、断熱材等に使用される硬質フォーム、自動車のシート・クッション、寝具等に使用される軟質フォーム、接着剤、塗料、シーリング材、熱硬化性エラストマー、熱可塑性エラストマーへの展開が期待される。

Claims (9)

  1. pKBHが23以上の有機塩基化合物、ルイス酸、及び活性水素含有化合物を含む組成物。
  2. pKBHが23以上の有機塩基化合物が、下記一般式(1)
    Figure 2017141362
    (上記一般式(1)において、R、R及びRは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。ここで、RとRが互いに結合した環構造、R同士又はR同士が互いに結合した環構造を形成してもよい。)
    で示される化合物、下記一般式(2)
    Figure 2017141362
    (上記一般式(2)において、R、R及びRは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。ここで、RとRが互いに結合した環構造、R同士又はR同士が互いに結合した環構造を形成してもよい。)
    で示される化合物、下記一般式(3)
    Figure 2017141362
    (上記一般式(3)において、R、R及びRは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。ここで、R、R及びRのうち2つが互いに結合した環構造、R同士又はR同士が互いに結合した環構造を形成してもよい。)
    で示される化合物、下記一般式(4)
    Figure 2017141362
    (上記一般式(4)において、Rは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。)
    で示される化合物、及び下記一般式(5)
    Figure 2017141362
    (上記一般式(5)において、nは、1〜3の整数を表す。)
    で示される化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物であることを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  3. ルイス酸が、アルミニウム化合物、亜鉛化合物、及びホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の組成物。
  4. pKBHが23以上の有機塩基化合物とルイス酸との割合が、有機塩基化合物:ルイス酸=1:0.002〜500(モル比)であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の組成物。
  5. 活性水素含有化合物中の活性水素と、pKBHが23以上の有機塩基化合物との割合が、活性水素含有化合物中の活性水素:有機塩基化合物=1:0.001〜10(モル比)であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の組成物。
  6. 活性水素含有化合物中の活性水素とルイス酸との割合が、活性水素含有化合物中の活性水素:ルイス酸=1:0.001〜10(モル比)であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の組成物。
  7. pKBHが23以上の有機塩基化合物と活性水素含有化合物を混合した後に、ルイス酸を混合することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の組成物の製造方法。
  8. 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の組成物からなることを特徴とするアルキレンオキシド重合触媒。
  9. 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の組成物の存在下、アルキレンオキシドの開環重合を行うことを特徴とするポリアルキレンオキシドの製造方法。
JP2016023588A 2016-02-10 2016-02-10 有機塩基化合物、ルイス酸及び活性水素含有化合物を含む組成物 Active JP6786811B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016023588A JP6786811B2 (ja) 2016-02-10 2016-02-10 有機塩基化合物、ルイス酸及び活性水素含有化合物を含む組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016023588A JP6786811B2 (ja) 2016-02-10 2016-02-10 有機塩基化合物、ルイス酸及び活性水素含有化合物を含む組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017141362A true JP2017141362A (ja) 2017-08-17
JP6786811B2 JP6786811B2 (ja) 2020-11-18

Family

ID=59628910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016023588A Active JP6786811B2 (ja) 2016-02-10 2016-02-10 有機塩基化合物、ルイス酸及び活性水素含有化合物を含む組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6786811B2 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109096481A (zh) * 2018-08-28 2018-12-28 浙江大学 一种用于制备含聚醚的聚合物的催化体系及多种含聚醚的聚合物的制备方法
CN109517158A (zh) * 2018-10-12 2019-03-26 华南理工大学 一种基于三组份无金属催化引发体系制备聚醚的方法
CN109734895A (zh) * 2019-01-03 2019-05-10 华南理工大学 一种以羧酸为引发剂可控制备聚醚的方法
CN109776773A (zh) * 2019-01-15 2019-05-21 华中科技大学 一种可生物降解嵌段共聚物的制备方法
CN109776774A (zh) * 2019-01-03 2019-05-21 华南理工大学 一种苯酐与环氧化合物共聚及序列控制方法
CN110437435A (zh) * 2019-07-16 2019-11-12 华南理工大学 一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法
CN110498915A (zh) * 2019-07-16 2019-11-26 华南理工大学 一种α-羧基-ω-羟基聚醚的简易、可控合成方法
WO2021154783A1 (en) * 2020-01-31 2021-08-05 Dow Global Technologies Llc Alkylene oxide polymerization using aluminum compounds and phosphorus-nitrogen bases
CN113307963A (zh) * 2021-06-08 2021-08-27 华南理工大学 一种合成缩水甘油基线形聚合物的方法
WO2024120049A1 (zh) * 2022-12-05 2024-06-13 华南理工大学 一种伯醇类化合物的选择性功能化修饰方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109096481A (zh) * 2018-08-28 2018-12-28 浙江大学 一种用于制备含聚醚的聚合物的催化体系及多种含聚醚的聚合物的制备方法
CN109517158A (zh) * 2018-10-12 2019-03-26 华南理工大学 一种基于三组份无金属催化引发体系制备聚醚的方法
CN109776774B (zh) * 2019-01-03 2021-07-20 华南理工大学 一种苯酐与环氧化合物共聚及序列控制方法
CN109734895A (zh) * 2019-01-03 2019-05-10 华南理工大学 一种以羧酸为引发剂可控制备聚醚的方法
CN109776774A (zh) * 2019-01-03 2019-05-21 华南理工大学 一种苯酐与环氧化合物共聚及序列控制方法
CN109734895B (zh) * 2019-01-03 2021-10-22 华南理工大学 一种以羧酸为引发剂可控制备聚醚的方法
CN109776773A (zh) * 2019-01-15 2019-05-21 华中科技大学 一种可生物降解嵌段共聚物的制备方法
CN109776773B (zh) * 2019-01-15 2020-06-02 华中科技大学 一种可生物降解嵌段共聚物的制备方法
CN110498915A (zh) * 2019-07-16 2019-11-26 华南理工大学 一种α-羧基-ω-羟基聚醚的简易、可控合成方法
CN110437435A (zh) * 2019-07-16 2019-11-12 华南理工大学 一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法
WO2021154783A1 (en) * 2020-01-31 2021-08-05 Dow Global Technologies Llc Alkylene oxide polymerization using aluminum compounds and phosphorus-nitrogen bases
CN115119510A (zh) * 2020-01-31 2022-09-27 陶氏环球技术有限责任公司 使用铝化合物和磷-氮碱的环氧烷聚合
CN113307963A (zh) * 2021-06-08 2021-08-27 华南理工大学 一种合成缩水甘油基线形聚合物的方法
WO2024120049A1 (zh) * 2022-12-05 2024-06-13 华南理工大学 一种伯醇类化合物的选择性功能化修饰方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6786811B2 (ja) 2020-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6786811B2 (ja) 有機塩基化合物、ルイス酸及び活性水素含有化合物を含む組成物
KR102391669B1 (ko) 알킬렌 옥사이드 중합 촉매 및 이것을 이용한 폴리알킬렌 옥사이드의 제조 방법
JP6878861B2 (ja) ホスファゼニウム化合物、ルイス酸、及び活性水素含有化合物を含有する組成物
RU2696272C2 (ru) Катализаторы
CN106536045B (zh) 催化剂
JP2012131897A (ja) ポリアルキレングリコールの製造方法
JP5825028B2 (ja) ポリアルキレングリコールの製造方法
JP5609354B2 (ja) ポリアルキレングリコール製造用触媒溶液及びそれを用いたポリアルキレングリコールの製造方法
Al Maksoud et al. Docking of tetra-methyl zirconium to the surface of silica: a well-defined pre-catalyst for conversion of CO 2 to cyclic carbonates
JP5302298B2 (ja) アルキレンオキサイド重合用の高活性触媒
JP6631079B2 (ja) ポリアルキレンオキシド及びその製造方法
CN104558583B (zh) 聚醚多元醇的制备方法
JP6520012B2 (ja) アルキレンオキシド重合触媒およびそれを用いたポリアルキレンオキシドの製造方法
JP6658028B2 (ja) アルキレンオキシド重合触媒及びそれを用いるポリアルキレンオキシドの製造方法
JP6878860B2 (ja) ホスファゼニウム化合物、及びルイス酸を含有する組成物
CN1696123A (zh) 一种合成环状碳酸酯的方法
JP6350103B2 (ja) ポリアルキレングリコール製造触媒
JP6617470B2 (ja) アルキレンオキシド重合触媒及びそれを用いたポリアルキレンオキシドの製造方法
JP6711052B2 (ja) 環状エステル重合触媒及びそれを用いた環状エステル重合体の製造方法
JP6520013B2 (ja) アルキレンオキシド重合触媒およびそれを用いたポリアルキレンオキシドの製造法
JP6350095B2 (ja) ポリアルキレングリコールの製造方法
JP2005232377A (ja) アルキレンオキシド開環重合用触媒及びこれを用いたポリエーテル類の製造方法
JP2016535143A (ja) エポキシドモノマーの重合のための亜鉛触媒/添加剤システム
JP2017503034A (ja) エポキシドモノマーの重合のための亜鉛触媒/添加剤システム
JP6122222B2 (ja) エポキシドモノマーの重合のための亜鉛触媒/添加剤システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190121

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200218

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200407

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200929

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201012

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6786811

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151