JP2017141431A - 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 - Google Patents

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Abstract

【課題】温度制御が容易な温度範囲で反応を実施でき、高分子量かつ狭分子量分布を示すハロゲン含有ポリアルキレンオキシドを効率よく製造可能とするハロゲン含有アルキレンオキシドの重合が可能な組成物、それからなるハロゲン含有アルキレンオキシド重合触媒、及びそれを用いたハロゲン含有ポリアルキレンオキシドの製造方法の提供。【解決手段】式(1)で示される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、及びそれを用いてハロゲン含有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、特定の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に関する。本発明の組成物は、例えば、ハロゲン含有アルキレンオキシドの開環重合触媒として有用であると共に、高分子量で分子量分布が狭いハロゲン含有ポリアルキレンオキシドの製造を可能とする新規な組成物である。
副反応により生成するモノオール量が少ないポリアルキレンオキシドの製造触媒としてホスファゼニウム化合物と活性水素含有化合物からなる触媒が報告されている(例えば、特許文献1,2参照。)。
また、ハロゲン含有アルキレンオキシドの重合触媒として、アンモニウムハロゲン化物塩やホスホニウムハロゲン化物塩とアルキルアルミニウムからなる触媒組成物が報告されている(例えば特許文献3、非特許文献1参照。)。
ここで、特許文献1、2に記載のホスファゼニウム化合物と活性水素含有化合物からなる触媒組成物は、ホスファゼニウム化合物が塩基性物質であるため、ハロゲン含有アルキレンオキシドの重合触媒としては使用することができないという課題がある。
非特許文献3に記載のアンモニウムハロゲン化物塩やホスホニウムハロゲン化物塩とアルキルアルミニウムからなる組成物は、ハロゲン含有アルキレンオキシドの重合は可能であるが、反応は室温以下の低温での実施が必要であり、得られるハロゲン含有ポリアルキレンオキシドは、分子量分布が広いという課題があった。更にルイス酸としては大気中での取扱いが困難なアルキルアルミニウムが用いられており、操作上の安全性においても課題を抱えている。
特許第3905638号明細書(特開平11−106500号公報) 特許第5663856号明細書(特開2010−150514号公報) 国際公開第2012/133769号
Macromolecules,2008,41,7058.
本発明は上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度制御が容易な温度範囲で反応を実施でき、高分子量かつ狭分子量分布を示すハロゲン含有ポリアルキレンオキシドを効率よく製造可能とするハロゲン含有アルキレンオキシドの重合が可能な組成物、それからなるハロゲン含有アルキレンオキシド重合触媒、及びそれを用いたハロゲン含有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、特定のホスファゼニウム塩、及びルイス酸を含んでなる組成物が、高分子量かつ狭分子量分布のハロゲン含有ポリアルキレンオキシドを、効率良く製造可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下に示す通りの組成物及びそれを用いたハロゲン含有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]下記一般式(1)で示される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。
Figure 2017141431
(上記一般式(1)中、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、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表し、Xはヒドロキシアニオン、炭素数1〜4のアルコキシアニオン、カルボキシアニオン、炭素数2〜5のアルキルカルボキシアニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、よう素アニオン又は炭酸水素アニオンを表す。Yは炭素原子又はリン原子を表し、aはYが炭素原子のとき2であり、Yがリン原子のとき3である。)
[2]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一種の化合物であることを特徴とする上記[1]に記載の組成物。
[3]上記一般式(1)で示されるホスファゼニウム化合物とルイス酸との割合が、[ホスファゼニウム化合物]:[ルイス酸]=1:1.01〜100(モル比)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]上記[1]乃至[3]のいずれかに記載の組成物からなることを特徴とするハロゲン含有アルキレンオキシド重合触媒。
[5]上記[1]乃至[3]のいずれかに記載の組成物の存在下、ハロゲン含有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ハロゲン含有ポリアルキレングリコールの製造方法。
本発明によれば、高い触媒活性を有するハロゲン含有アルキレンオキシドの重合活性を有する組成物を得ることができる。また、本発明の組成物を用いてハロゲン含有アルキレンオキシドを重合することによって、高分子量かつ狭分子量分布を示すハロゲン含有ポリアルキレンオキシドを効率よく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、下記一般式(1)で示されるホスファゼニウム化合物、及びルイス酸を含む。
Figure 2017141431
(上記一般式(1)中、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、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表し、Xはヒドロキシアニオン、炭素数1〜4のアルコキシアニオン、カルボキシアニオン、炭素数2〜5のアルキルカルボキシアニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、よう素アニオン又は炭酸水素アニオンを表す。Yは炭素原子又はリン原子を表し、aはYが炭素原子のとき2であり、Yがリン原子のとき3である。)
ここで、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。
とRが互いに結合し環構造を形成した場合としては、例えば、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。
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。
そして、これらの中で、R及びRとしては、触媒活性に優れるハロゲン含有アルキレンオキシド重合触媒となることから、メチル基、エチル基、イソプロピル基であることが特に好ましい。
上記ホスファゼニウム塩におけるXは、ヒドロキシアニオン、炭素数1〜4のアルコキシアニオン、カルボキシアニオン、炭素数2〜5のアルキルカルボキシアニオン、又は炭酸水素アニオンである。
炭素数1〜4のアルコキシアニオンとしては、例えば、メトキシアニオン、エトキシアニオン、n−プロポキシアニオン、イソプロポキシアニオン、n−ブトキシアニオン、イソブトキシアニオン、t−ブトキシアニオン等を挙げることができる。
炭素数2〜5のアルキルカルボキシアニオンとしては、例えば、アセトキシアニオン、エチルカルボキシアニオン、n−プロピルカルボキシアニオン、イソプロピルカルボキシアニオン、n−ブチルカルボキシアニオン、イソブチルカルボキシアニオン、t−ブチルカルボキシアニオン等を挙げることができる。
これらの中で、Xとしては、触媒活性に優れるハロゲン含有アルキレンオキシド重合触媒となることから、ヒドロキシアニオン、炭酸水素アニオンが特に好ましい
本発明において、Yが炭素原子の場合、ホスファゼニウム化合物は下記一般式(2)で表される。
Figure 2017141431
(上記一般式(2)中、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。Xはヒドロキシアニオン、炭素数1〜4のアルコキシアニオン、カルボキシアニオン、炭素数2〜5のアルキルカルボキシアニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、よう素アニオン又は炭酸水素アニオンを表す。)
また、本発明において、Yがリン原子の場合、ホスファゼニウム化合物は下記一般式(3)で表される。
Figure 2017141431
(上記一般式(3)中、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。Xはヒドロキシアニオン、炭素数1〜4のアルコキシアニオン、カルボキシアニオン、炭素数2〜5のアルキルカルボキシアニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、よう素アニオン又は炭酸水素アニオンを表す。)
本発明において、ホスファゼニウム化合物としては、具体的には、テトラキス(1,1,3,3−テトラメチルグアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,1,3,3−テトラエチルグアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,1,3,3−テトラ(n−プロピル)グアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,1,3,3−テトライソプロピルグアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,1,3,3−テトラ(n−ブチル)グアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,1,3,3−テトラフェニルグアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,1,3,3−テトラベンジルグアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,3−ジメチルイミダゾリジン−2−イミノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,3−ジメチルイミダゾリジン−2−イミノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,1,3,3−テトラメチルグアニジノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,1,3,3−テトラエチルグアニジノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,1,3,3−テトラ(n−プロピル)グアニジノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,1,3,3−テトライソプロピルグアニジノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,1,3,3−テトラ(n−ブチル)グアニジノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,1,3,3−テトラフェニルグアニジノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,1,3,3−テトラベンジルグアニジノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,3−ジメチルイミダゾリジン−2−イミノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,3−ジメチルイミダゾリジン−2−イミノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート等のホスファゼニウム化合物を例示することができる。
また、テトラキス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス[トリス(ジエチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス[トリス(ジn−プロピルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス[トリス(ジイソプロピルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス[トリス(ジn−ブチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス[トリス(ジフェニルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス[トリス(1,3−ジメチルイミダゾリジン−2−イミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス[トリス(ジエチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス[トリス(ジn−プロピルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス[トリス(ジイソプロピルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス[トリス(ジn−ブチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス[トリス(ジフェニルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス[トリス(1,3−ジメチルイミダゾリジン−2−イミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムハイドロゲンカーボネート等のホスファゼニウム化合物を例示することができる。
これらの中で、触媒性能に優れるハロゲン含有ポリアルキレンオキシド製造触媒となることから、テトラキス(1,1,3,3−テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド、テトラキス(1,1,3,3−テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムヒドロキシドが特に好ましい。
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、ホウ素化合物等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。
本発明の組成物において、ホスファゼニウム化合物とルイス酸との割合は、ホスファゼニウム化合物:ルイス酸=1:1.01〜100(モル比)が好ましく、より好ましくは、ホスファゼニウム化合物:ルイス酸=1:1.1〜10(モル比)、特に好ましくは、ホスファゼニウム化合物:ルイス酸=1:1.2〜5(モル比)が良い。
本発明の組成物の調製方法としては、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、ホスファゼニウム化合物、及びルイス酸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、ホスファゼニウム化合物、及びルイス酸の混合の順序は特に制限は無く、溶媒中で混合することもできる。
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、ハロゲン含有ポリアルキレンオキシドの製造に有用である。
本発明のハロゲン含有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、ハロゲン含有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。
本発明のハロゲン含有ポリアルキレンオキシドの製造方法において、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしては、例えば、炭素数2〜20のハロゲン含有アルキレンオキシドを挙げることができ、具体的には、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリン、3,3−ジクロロプロピレンオキシド、3−クロロ1,2−エポキシブタン、3,4−ジクロロ−1,2−エポキシブタン、1,4−ジクロロ−2,3−エポキシブタン及び3,3,3−トリクロロプロピレンオキシド等が例示される。これらの中で、入手が容易で、得られるハロゲン含有ポリアルキレンオキシドの工業的価値の高いことから、エピクロロヒドリン、3,4−ジクロロ−1,2−エポキシブタンが好ましい。ハロゲン含有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のハロゲン含有アルキレンオキシドを反応させた後、第2、第3のハロゲン含有アルキレンオキシドを反応させても良いし、2種以上のハロゲン含有アルキレンオキシドを同時に反応させても良い。
更に本発明ではアルキレンオキシドを共重合することも可能である。共重合可能なアルキレのキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド等を挙げることができる。
本発明のハロゲン含有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、常圧〜1.0MPaの範囲、好ましくは、常圧〜0.5MPaの範囲が良い。本発明のハロゲン含有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、0〜180℃の範囲であり、30〜130℃の範囲がより好ましい。
本発明のハロゲン含有ポリアルキレンオキシドの製造方法において、重合反応は溶媒中で行うこともできる。使用する溶媒としては、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。
本発明のハロゲン含有ポリアルキレンオキシドの製造方法においては、効率的なハロゲン含有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100g/mol・min以上を示すものであることが好ましく、特に150g/mol・min以上を示すものであることが好ましい。
本発明のハロゲン含有ポリアルキレンオキシドの製造方法により得られるハロゲン含有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、1000〜100000g/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、1.5以下であるもの、特に1.3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、本実施例は何ら本発明を制限するものではない。まず、本発明における触媒活性の算出方法、本発明により製造されるハロゲン含有ポリアルキレンオキシドの分析方法について説明する。
〜ハロゲン含有アルキレンオキシドの転化率〜
核磁気共鳴スペクトル測定装置(日本電子製、(商品名)JNM−ECZ400S/LI)を用い、重溶媒に重クロロホルムを用いてH−NMRを測定し、2.6〜2.8ppmのモノマー由来のピークと3.3〜4.1ppmのポリマー由来のピークとの積分比から算出した。
〜触媒活性(単位:g/mol・min)〜
反応したハロゲン含有アルキレンオキシドの量をa(単位:g)、用いたホスファゼニウム化合物の量を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)
〜ハロゲン含有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、ハロゲン含有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。得られるハロゲン含有ポリアルキレンオキシドの官能基数をeとし、次式によりハロゲン含有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
〜ハロゲン含有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、ハロゲン含有ポリアルキレンオキシドの不飽和度を算出した。
〜ハロゲン含有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)(東ソー社製、(商品名)HLC8020)を用い、テトラヒドロフランを溶媒として、40℃で測定を行い、標準物質としてポリスチレンを用い、ハロゲン含有ポリアルキレンオキシドの分子量分布を算出した。
〜ホスファゼニウム化合物〜
ホスファゼニウム化合物A:テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド:((MeN)C=N)Clは下記合成例1により合成したものを用いた。
ホスファゼニウムハロゲン化合物B:テトラキス[トリス(ジメチルアミノホスホラニリデン)アミノ]ホスホニウムヒドロキシド:[(MeN)P=N]OHは下記合成例2により合成したものを使用した。
合成例1(ホスファゼニウム化合物Aの合成)
特開2013−112645号公報の実施例1に従い、ホスファゼニウム化合物Aとして、テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスホニウムクロリド:((MeN)C=N)Clを合成した。
乾燥後に得られた白色固体は225gであり、該白色個体は、テトラキス(1,1,3,3−テトラメチルグアニジノ)ホスホニウムクロリド((MeN)C=N)Cl)であることを確認した。また、H−NMRより求めた純度は98%であり、収率は92.7%であった。
合成例2(ホスファゼニウム塩Bの合成)
磁気回転子を付した100mlシュレンク管を窒素雰囲気下とし、テトラキス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムクロリド5.7g(7.4mmol、Aldrich社製)、2−プロパノール16mlを加え、25℃で攪拌し溶解させた。攪拌を維持したまま、85重量%水酸化カリウム0.53g〔8.1mmol、テトラキス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムクロリドに対して1.1mol当量〕を2−プロパノールに溶解した溶液を加えた。25℃で5時間攪拌後、析出した副生塩を濾過により除去することによって、目的とするホスファゼニウム塩B[上記一般式(1)におけるRがメチル基、Rがメチル基、Xがヒドロキシアニオン、Yがリン原子、aが3に相当するホスファゼニウム塩]の2−プロパノール溶液32.7gを、濃度17重量%、収率98%で得た。
実施例1.
磁気回転子を付した0.1リットルのシュレンク管に、合成例1で得られたホスファゼニウム化合物A3.0g(5.7mmol)を採り、フラスコ内を窒素雰囲気とした後、トリイソブチルアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液17ml(17mmol)を加え組成物Aを得た。
(エピクロロヒドリンの重合)
実施例1で得られた組成物A(ホスファゼニウム化合物A:5.7mmol)及びトルエン(和光純薬製、超脱水)120mlを攪拌翼、滴下ロートを付した0.5リットルの四つ口フラスコに窒素気流下で採り、フラスコ内を窒素置換した。内温を30℃とし、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン50gを常圧下で間欠的に1時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後3時間、同温度でエージングを行った。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去をおこない、無色無臭のポリエピクロロヒドリン54.1gを得た。転化率は99.9%であり、触媒活性は173g/mol・min、得られたポリエピクロロヒドリンの分子量は8700g/mol、不飽和度は0.007meq/g、分子量分布は1.10であった。
実施例2.
磁気回転子を付した0.1リットルのシュレンク管に、合成例1で得られたホスファゼニウム化合物A3.0g(5.7mmol)を採り、フラスコ内を窒素雰囲気とした後、トリイソプロポキシアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液17ml(17mmol)を加え組成物Bを得た。
(エピクロロヒドリンの重合)
実施例2で得られた組成物B3.6ml(ホスファゼニウム化合物A:1.2mmol)及びトルエン(和光純薬製、超脱水)120mlを攪拌翼、滴下ロートを付した0.5リットルの四つ口フラスコに窒素気流下で採り、フラスコ内を窒素置換した。内温を30℃とし、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン50gを常圧下で間欠的に1時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後3時間、同温度でエージングを行った。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去をおこない、無色無臭のポリエピクロロヒドリン53.5gを得た。転化率は98.9%であり、触媒活性は170g/mol・min、得られたポリエピクロロヒドリンの分子量は4500g/mol、不飽和度は0.008meq/g、分子量分布は1.11であった。
実施例3.
攪拌翼を付した0.5リットルの四つ口フラスコに合成例2で得られたホスファゼニウム化合物B25.1g(5.7mmol)とトルエン(和光純薬製、超脱水)120mlを加えた。フラスコ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で2時間脱溶媒を行いホスファゼニウム化合物Bのトルエン溶液17mlを得た。その後、トリイソプロポキシアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液17ml(17mmol)を加え、組成物Cを得た。
(エピクロロヒドリンの重合)
実施例3で得られた組成物C7.2ml(ホスファゼニウム化合物B:1.2mmol)を攪拌翼、滴下ロートを付した0.5リットルの四つ口フラスコに採り、フラスコ内を窒素置換した。内温を40℃に昇温し、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン50gを常圧下で間欠的に1時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後2時間、40℃でエージングを行った。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去をおこない、無色無臭のポリエピクロロヒドリン54.4gを得た。転化率は99.9%であり、触媒活性は231g/mol・min、得られたポリエピクロロヒドリンの分子量は4500g/mol、不飽和度は0.009meq/g、分子量分布は1.15であった。
実施例4.
攪拌翼を付した0.5リットルの四つ口フラスコに、合成例1で得られたホスファゼニウム化合物A0.6g(1.2mmol)及びトルエン(和光純薬製、超脱水)120mlを加えた。フラスコ内を窒素雰囲気とした後、内温を40℃とし、塩化アルミニウム0.45g(3.7mmol)を加え、組成物Dを得た。
(エピクロロヒドリンの重合)
実施例4で得られた組成物Dにハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン50gを常圧下で間欠的に1時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後2.5時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温40℃で実施した。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去をおこない、無色無臭のポリエピクロロヒドリン51gを得た。転化率は99.8%であり、触媒活性は198g/mol・min、得られたポリエピクロロヒドリンの分子量は4200g/mol、不飽和度は0.006meq/g、分子量分布は1.2であった。
実施例5.
磁気回転子を付した0.1リットルのシュレンク管に、合成例1で得られたホスファゼニウム化合物A3.0g(5.7mmol)を採り、フラスコ内を窒素雰囲気とした後、トリイソブチルアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液17ml(17mmol)を加え組成物Aを得た。
(エピクロロヒドリンとエチレンオキシドの共重合)
実施例1で得られた組成物A(ホスファゼニウム化合物A:5.7mmol)及びトルエン(和光純薬製、超脱水)120mlを0.5Lオートクレーブに窒素気流下で採り、0.5Lオートクレーブ内を窒素置換した。内温を30℃とし、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン50gを常圧下で間欠的に1時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後3時間、同温度でエージングを行った。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去をおこなった。エピクロロヒドリンを除去した後、130℃に昇温し、ゲージ圧で0.12MPaの窒素を導入した。その後ゲージ圧で0.4MPaを超えないようにエチレンオキシド10gを0.5時間かけて供給した。0.5時間130℃でエージングした後、130℃のまま減圧し、残留するエチレンオキシドを除去した後、無色無臭のポリエピクロロヒドリン74.1gを得た。転化率は99.9%であった。得られたエピクロロヒドリン・エチレンオキシド共重合体の分子量は10400g/mol、不飽和度は0.007meq/g、分子量分布は1.10であった。
比較例1.
磁気回転子を付した0.1リットルのシュレンク管に、合成例1で得られたホスファゼニウム化合物A3.0g(5.7mmol)及びトルエン(和光純薬製、超脱水)17mlを採り、フラスコ内を窒素雰囲気とし、組成物Eを得た。
(エピクロロヒドリンの重合)
比較例1で得られた組成物E3.6ml(ホスファゼニウム化合物A:1.2mmol)及びトルエン(和光純薬製、超脱水)120mlを攪拌翼、滴下ロートを付した0.5リットルの四つ口フラスコに窒素気流下で採り、フラスコ内を窒素置換した。内温を30℃とし、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン25gを常圧下で間欠的に1時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後5時間、同温度でエージングを行った。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去をおこなった。転化率は僅か5%であった。
比較例2.
攪拌翼、滴下ロートを付した0.5リットルの四つ口フラスコにトリイソブチルアルミニウム1mol/lのトルエン溶液17ml及びトルエン(和光純薬製、超脱水)120mlを採り、フラスコ内を窒素置換した。内温を40℃とし、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン25gを常圧下で間欠的に2時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後5時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温40℃で実施した。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去をおこなった。転化率は僅か17%であった。
比較例3.
磁気回転子を付した0.5リットルのシュレンク管に、テトラn−オクチルアンモニウムブロミド3.9g(和光純薬製)を採り、フラスコ内を窒素雰囲気とした後、トルエン(和光純薬製、超脱水)120ml及びトリイソプロポキシアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液14ml(14mmol)を加えた。内温を30℃とし、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン25gを常圧下で間欠的に2時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後3時間、同温度でエージングを行った。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去をおこなった。転化率は僅か2%であった。
本発明の組成物を用いることにより、効率的にハロゲン含有ポリアルキレンオキシドを製造することができる。得られるハロゲン含有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、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 (5)

  1. 下記一般式(1)で示される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。
    Figure 2017141431
    (上記一般式(1)中、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、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表し、Xはヒドロキシアニオン、炭素数1〜4のアルコキシアニオン、カルボキシアニオン、炭素数2〜5のアルキルカルボキシアニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、よう素アニオン又は炭酸水素アニオンを表す。Yは炭素原子又はリン原子を表し、aはYが炭素原子のとき2であり、Yがリン原子のとき3である。)
  2. 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. 上記一般式(1)で示されるホスファゼニウム化合物とルイス酸との割合が、[ホスファゼニウム化合物]:[ルイス酸]=1:1.01〜100(モル比)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. 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の組成物からなることを特徴とするハロゲン含有アルキレンオキシド重合触媒。
  5. 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の組成物の存在下、ハロゲン含有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ハロゲン含有ポリアルキレンオキシドの製造方法。
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WO2018139553A1 (ja) * 2017-01-27 2018-08-02 東ソー株式会社 ハロゲン含有ポリエーテルポリオールおよびポリウレタン

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JP2017171709A (ja) * 2016-03-18 2017-09-28 東ソー株式会社 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
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