JP2644330B2 - 2,2,4‐トリメチル‐1,2‐ジヒドロキノリンオリゴマーの製造方法 - Google Patents

2,2,4‐トリメチル‐1,2‐ジヒドロキノリンオリゴマーの製造方法

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JP2644330B2
JP2644330B2 JP1144280A JP14428089A JP2644330B2 JP 2644330 B2 JP2644330 B2 JP 2644330B2 JP 1144280 A JP1144280 A JP 1144280A JP 14428089 A JP14428089 A JP 14428089A JP 2644330 B2 JP2644330 B2 JP 2644330B2
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    • 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
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/0683Polycondensates containing six-membered rings, condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
    • C08G73/0688Polycondensates containing six-membered rings, condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms with only one nitrogen atom in the ring, e.g. polyquinolines

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は酸の存在下に加熱することによる単量体2,2,
4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン(=単量体TM
Q)よりの2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン
オリゴマー(=TMQオリゴマー)の製造方法に関するも
のである。
TMQオリゴマーはゴム用の重要な酸化防止剤であり、J
P−OS 145,854/1978は、高い二量体含有量を有する生
成物が優れた作用を特色としていると述べている。
DE−OS(西ドイツ公開明細書)3,028,322は、触媒と
して塩酸を用いる、高い二量体含有量を有するTMQオリ
ゴマーの製造を開示している。ここでは反応混合物中の
塩酸濃度が15ないし25重量%であることが必要である。
この方法では、大量の塩酸を使用しなければならないこ
と、ならばにこの塩酸を中和および洗浄工程により再び
生成物から除去しなければならないことが欠点である。
この方法は不便であり、排水工程に特別の経費がかかる
結果をも生む。
多塩基性脂肪族カルボン酸の存在下、かつ、少量の水
の存在下に単量体2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキ
ノリンを加熱することを特徴とする単量体2,2,4−トリ
メチル−2,2−ジヒドロキノリンよりの2,2,4−トリメチ
ル−1,2−ジヒドロキノリンオリゴマーの製造方法がこ
こに見いだされた。
本発明記載の方法においては、いかなる所望の手法で
製造した粗製または精製単量体2,2,4−トリメチル−1,2
−ジヒドロキノリン(=単量体TMQ)であっても使用す
ることができる。たとえば粗製の形状の、または任意に
蒸留により精製した、アニリンをアセトン、ジアセトン
アルコールまたは酸化メシチルと反応させることによ
り、公知の手法で得た単量体TMQが適当である(たとえ
ばJP−OS(日本公開明細書)40,661/1980を参照)。
好ましくは50重量%以上の、特に好ましくは80重量%
以上の、特に90重量%以上のTMQ含有量を有する単量体T
MQを本発明記載の方法に使用する。使用する単量体TMQ
中に存在する可能性のある他の成分は、たとえばアニリ
ンおよび/または単量体TMQと異性体である化合物であ
る。
本発明記載の方法の特定の具体例は、アニリンをアセ
トンと、溶媒としてのトルエン中で、p−トルエンスル
ホン酸を触媒として添加して、110ないし150℃の釜底温
度(bottom temperature)で、アニリン、トルエンおよ
び触媒を最初に導入し、この混合物をトルエンの還流温
度に加熱し、ついでアセトンの導入を開始し、反応の開
始−水の排除により検出し得る−ののちに生成する反応
生成物の水をトルエンとの共沸混合物として、蒸留によ
り除去し、さらにアセトンの添加をその消費と同一の速
度で継続して反応させることにより得た単量体TMQを使
用することよりなるものである。
本発明の基本的な態様は触媒としての多塩基性脂肪族
カルボン酸の使用である。適当な触媒は、たとえば式
(I) HOOC−(−CR1R2−)−COOH (I) 式中、 R1は水素またはOHを表し、 R2は水素またはCOOHを表し、 nは0ないし4の整数を表す のものである。
式(I)に数個の−(−CR1R2−)−基が現れる(n
>1)ならば、これらは同一であっても相互に異なって
いてもよい。たとえばこの種の基が2個存在するなら
ば、これらはたとえば2個のCH2基、1個のCH2と1個の
H−C−OH基、または1個のCH2と1個のHO−C−COOH
基が可能である。
好ましい触媒はシュウ酸、マレイン酸、コハク酸、酒
石酸およびクエン酸である。シュウ酸が特に好ましい。
2種または3種以上の多塩基性脂肪族カルボン酸の混合
物も触媒として使用することができる。
上記の多塩基性脂肪族カルボン酸は不飽和酸、たとえ
ばフマル酸であってもよい。
本発明に従って使用する触媒は、使用する単量体TMQ
を基準にして、たとえば0.01ないし10重量%の量で使用
することができる。この量は、好ましくは0.1ないし5
重量%である。
本発明記載の方法は少量の水の存在下に実施する。水
はたとえば、使用する多塩基性脂肪族カルボン酸ととも
に結晶水の形で上記の反応混合物に導入することもでき
るが、これに替えて、適宜に付加的に、単独で反応混合
物に添加することもできる。水はたとえば、使用する多
塩基性脂肪族カルボン酸の量の0.1ないし3倍の量で存
在することができる。この量は好ましくは0.5ないし2.5
倍である。
本発明記載の方法は、たとえば80ないし180℃の範囲
の温度で実施することができる。100ないし150℃の範囲
の温度が好ましい。本発明記載の方法は一般に大気圧で
実施するが、たとえば10ミリバールないし5バールの減
圧または加圧下で本件方法を実施することも可能であ
る。本発明記載の方法は回分法で(たとえば撹拌反応器
中で)実施することも、たとえば管状反応器中で連続的
に実施することもできる。本発明記載の反応は、通常は
1ないし20時間の反応時間ののちに完了するが、比較的
大量の多塩基性脂肪族カルボン酸を使用すれば、一般に
は反応時間が比較的に短くなる。
オリゴマー化反応が完了したのちに、たとえば1000な
いし1ミリバールの範囲の圧力、220℃以内の釜底温度
で蒸留して未反応の単量体TMQを除去して反応混合物後
処理することができる。この操作中に、使用した触媒は
分解して、この蒸留条件下では気体である化合物(たと
えばCO2,COおよびH2O)になる。ここで、妨害成分を含
有せず、50重量%を超える、しばしば60重量%を超える
二量体TMQを含有するTMQオリゴマーが残留する。蒸留に
より除去した単量体TMQはTMQオリゴマーの製造に再循環
させることができる。
本発明に従ってTMQオリゴマーを製造したのち、芳香
族溶媒、たとえばトルエンまたはキシレンと水とを添加
し、激しく混合したのちに有機相を分離し、真空中で芳
香族溶媒と単量体TMQとを有機相から直接に除去し、TMQ
オリゴマーを残留物として得ることにより、TMQオリゴ
マーを反応混合物より単離することもできる。
本発明記載の方法の特に好ましい具体例においては以
下の手順を使用する:単量体TMQを全体で0.5ないし5重
量%の無水シュウ酸、マレイン酸、コハク酸、酒石酸お
よび/またはクエン酸と、0.8ないし2倍重量(使用す
る酸を基準にして)の水の存在下に混合し、この混合物
を撹拌しながら4ないし12時間還流する。ついで、200
ないし1ミリバールの圧力、220℃以内の釜底温度で蒸
留して未反応の単量体TMQを除去し、回収する。同時に
使用した触媒より生成した蒸留条件下で気体の分解生成
物を反応混合物から除去する。適宜に濾過し、包装した
蒸留残留物は、ゴム用の酸化防止剤として特に適してい
る。
本発明記載の方法は幾つかの利点を有している。大き
な比率の二量体TMQを含有するTMQオリゴマーが得られ
る。この型のTMQオリゴマーはゴム用の酸化防止剤とし
ての使用に特に適している。加えて、本発明記載の方法
には従来法よりも少量の触媒を使用することができ、本
件方法を実施したのちに、本発明に従って使用した触媒
を中和操作および/または洗浄操作なしに簡単に除去す
ることが可能になる。TMQオリゴマー中に残留する使用
した触媒のいかなる痕跡量も、TMQオリゴマーの有用性
を損なわない。本発明記載の方法を用いれば、DE−OS
(西ドイツ公開明細書)3,028,322の方法と比較して、
より純粋な生成物が得られる。多塩基性脂肪族カルボン
酸は従来用いられている塩酸よりかなり弱い酸であり、
また、TMQオリゴマーの収量が反応混合物の水分含有量
に依存することはこれまで知られていなかったのである
から、本発明記載の方法を用いてこのように良好な結果
が達成されることは極めて驚くべきである。
実施例 実施例 1 アニリン130重量部、トルエン50重量部およびp−ト
ルエンスルホン酸2重量部を、蒸留装置と水分分離器と
を装備した撹拌フラスコに導入し、このバッチをトルエ
ンの還流温度に加熱した。ついで、アセトン160重量部
を徐々に添加し、この間、反応により生成した水を沸騰
トルエンとともに同時に除去し、水分分離器で分離し
た。アセトンの添加が完了したのち、それ以上水が分離
されなくなるまで、撹拌を継続した。
まず未反応のアセトンとトルエンとを、ついで真空中
で未反応のアニリンと生成単量体TMQとを蒸留により除
去した。p−トルエンスルホン酸をも含有する少量の樹
脂状残留物が残留する。
蒸留によりアセトン、トルエンおよびアニリンを除去
し、樹脂状残留物を次のバッチに再使用した。単量体TM
Qの収率は、使用したアニリンを基準にして、理論量の7
3.0%であった。
この方法で得た単量体TMQの100重量部を2重量部の無
水シュウ酸および2重量部の水と、蒸留装置を装備した
撹拌フラスコ中で混合し、この混合物を120℃で6時
間、撹拌しながら還流させた。
ついで、5ミリバールの圧力で220℃の釜底温度まで
蒸留して未反応の単量体TMQを除去した。この際、シュ
ウ酸は実質的に完全にCO2、COおよび水に分解した。こ
れらの物質は真空を用いて気体状で除去した。
フラスコ中の樹脂状残留物はTMQオリゴマーよりなる
ものであった。TMQオリゴマーの収率は、使用した単量
体TMQを基準にして理論量の55.8%であった。蒸留によ
り除去した単量体TMQは次のバッチに再使用した。
この方法で得たTMQオリゴマーは58.6重量%の二量体T
MQ含有量を有していた。これは、DE−OS(西ドイツ公開
明細書)3,028,322に従って製造したTMQオリゴマーより
も有意に純粋であった。DE−OS(西ドイツ公開明細書)
3,028,322に従って製造したTMQオリゴマーのHPLCスペク
トルは、本実施例に従って得たTMQオリゴマーのHPLCス
ペクトルよりも有意に多数の、かつ強いバンドを有して
いた。
実施例 2 手順は実施例1のものと同様であったが、ただ、100
重量部の単量体TMQを5重量部のクエン酸および5重量
部の水とともに使用し、この混合物を120℃で12時間還
流させた。後処理後に52.3重量部の特に純粋なTMQオリ
ゴマーが得られた。
実施例 3(比較例−水を使用せず) 手順は実施例1のものと同様であったが、ただ、水は
添加しなかった。後処理後のTMQオリゴマーの収量は20.
6重量部であった。
実施例 4(比較例−大量の水を使用) 手順は実施例1のものと同様であったが、ただ、10重
量部の水を使用した。後処理後のTMQオリゴマーの収量
は25.8重量部であった。
実施例 5 実施例1に従って得た単量体TMQ100重量部を結晶水を
有する6重量部のシュウ酸および3重量部の水と、蒸留
装置を装備した撹拌フラスコ中で混合し、この混合物を
120−140℃で6時間、撹拌しながら還流させた。
ついで、このバッチを150重量部のトルエンと混合
し、50重量部ずつの水で2回洗浄した。
ついで有機相−トルエン、単量体TMQおよびTMQオリゴ
マーを含有する−をストリッパー中に、真空中で加熱
し、トルエンと単量体TMQとを残留物から除去した。こ
の残留物はTMQオリゴマーよりなるものであった。収率
は使用した単量体TMQを基準にして64.8%であった。
実施例 6 手順は実施例5のものと同様であったが、ただ、オリ
ゴマー化ののちのバッチに溶媒としてのキシレン、水お
よび付加的に1重量部の炭酸ナトリウムを添加した。こ
の混合物を撹拌し、安定後に水相を分離し、有機相を水
で洗浄し、実施例5に記載したものと同様にして後処理
した。
TMQオリゴマーの収率は、使用した単量体TMQを基準に
して、理論量の59.6%であった。
本発明の主なる特徴および態様は以下のとおりであ
る。
1.多塩基性脂肪族カルボン酸の存在下に、かつ、少量の
水の存在下に単量体2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロ
キノリンを加熱することを特徴とする単量体2,2,4−ト
リメチル−1,2−ジヒドロキノリンよりの2,2,4−トリメ
チル−1,2−ジヒドロキノリンオリゴマーの製造方法。
2.アニリンをアセトンと、溶媒としてのトルエン中
で、p−トルエンスルホン酸を触媒として添加して、11
0ないし150℃の釜底温度で、アニリン、トルエンおよび
触媒を最初に導入し、この混合物をトルエンの還流温度
に加熱し、ついでアセトンの導入を開始し、反応開始の
のちに生成する反応生成物の水をトルエンとの光沸混合
物として蒸留により除去し、アセトンの添加をその消費
と同一の速度で継続して反応させる方法により得た単量
体2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンを使用す
ることを特徴とする、上記の第1項記載の方法。
3.使用する多塩基性脂肪族カルボン酸が式(I) HOOC−(−CR1R2−)−COOH (I) 式中、 R1は水素またはOHを表し、 R2は水素またはCOOHを表し、 nは0ないし4の整数を表す に一致するものであることを特徴とする上記の第1およ
び第2項記載の方法。
4.不飽和多塩基性脂肪族カルボン酸を使用することを特
徴とする上記の第1および第2項記載の方法。
5.多塩基性脂肪族カルボン酸がシュウ酸、マレイン酸、
コハク酸、酒石酸、クエン酸またはフマル酸であること
を特徴とする上記の第1ないし第4項記載の方法。
6.使用する単量体2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキ
ノリンを基準にして0.01ないし10重量%の多塩基性脂肪
族カルボン酸を使用することを特徴とする上記の第1な
いし第5項記載の方法。
7.使用する多塩基性脂肪族カルボン酸の量の0.1ないし
3倍重量の水を使用することを特徴とする上記の第1な
いし第6項記載の方法。
8.上記の混合物を80ないし180℃の範囲の温度に加熱す
ることを特徴とする上記の第1ないし第7項記載の方
法。
9.未反応の単量体2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキ
ノリンを1000ないし1ミリバールの範囲の圧力、220℃
以下の釜底温度で蒸留、除去して反応後に存在する反応
混合物を後処理することを特徴とする上記の第1ないし
第8項記載の方法。
10.反応後に存在する反応混合物に芳香族溶媒および水
を添加し、激しく撹拌したのちに有機相を分離し、その
後に芳香族溶媒および単量体2,2,4−トリメチル−1,2−
ジヒドロキノリンを真空中で除去して反応後に存在する
反応混合物を後処理することを特徴とする上記の第1な
いし第8項記載の方法。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多塩基性脂肪族カルボン酸の存在下に、か
    つ、少量の水の存在下に単量体2,2,4−トリメチル−1,2
    −ジヒドロキノリンを加熱することを特徴とする単量体
    2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンよりの2,2,
    4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンオリゴマーの製
    造方法。
JP1144280A 1988-06-10 1989-06-08 2,2,4‐トリメチル‐1,2‐ジヒドロキノリンオリゴマーの製造方法 Expired - Lifetime JP2644330B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3819776.6 1988-06-10
DE3819776A DE3819776A1 (de) 1988-06-10 1988-06-10 Verfahren zur herstellung von oligomerem 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydrochinolin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0236174A JPH0236174A (ja) 1990-02-06
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EP (1) EP0345579B1 (ja)
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DE (2) DE3819776A1 (ja)
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