JP3174479B2 - 活性水素を有する化合物のアルキレンオキサイド付加物の製造方法 - Google Patents
活性水素を有する化合物のアルキレンオキサイド付加物の製造方法Info
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Description
マグネシウムを焼成活性化して得られるAl−Mg複合
酸化物をアルコキシル化触媒として用いて、活性水素を
有する有機化合物とアルキレンオキサイドとからアルキ
レンオキサイド付加物を製造する方法に関する。
ンオキサイド付加物は、例えば、溶剤、界面活性剤、及
び種々の化学品原料として用いられている。特にアルコ
ール、脂肪酸、アミンあるいはアルキルフェノールなど
をエトキシ化および/あるいはプロポキシ化した化合物
は、非イオン界面活性剤として広範な用途に利用されて
いる。
ル分布をもつアルキレンオキサイド付加物は、広い分布
をもつアルキレンオキサイド付加物に比較して、多くの
利点を有している。例えば、狭いエチレンオキサイド付
加モル分布をもつアルコールエトキシレートは、以下の
利点を有する。 ・残存未反応アルコール量が少ない為、異臭がない。 ・曇点が高い。 ・水への溶解性が高く、水溶液のゲル化領域が狭い。 ・流動点が低い。 ・界面張力低下能が大きい。 ・優れた起泡力、浸透力、可溶化力、洗浄力を示す。
もつアルキレンオキサイド付加物を得る方法としては、
例えば、ルイス酸やフリーデルクラフツ触媒のような酸
触媒を用いる方法が知られているが、この方法では、そ
の分布は充分な狭さを有しておらず、なおかつジオキサ
ン、ジオキソラン又はポリアルキレングリコールのよう
な不所望な副生物が多量に生成し、また、金属に対する
腐食性が強いなど、工業用触媒として不利な性質を多く
有する。
ンオキサイド付加モル分布を狭くするアルキレンオキサ
イド付加物の製造方法として、下記のような方法が提案
されている。
リウムをエトキシ化触媒とし、アルカノールにエチレン
オキサイドを反応させることにより、狭い付加モル分布
をもったエチレンオキサイド付加物を製造する。 2)特開昭58−189128号公報:カルシウム及び
/又はストロンチウムの塩基性塩とリン酸等の助触媒の
存在下、活性水素化合物とアルキレンオキサイドを反応
させることにより、狭い付加モル分布をもったアルキレ
ンオキサイド付加物を製造する。
ミニウム等の金属イオンを添加した酸化マグネシウムを
触媒として、活性水素を有する有機化合物とアルキレン
オキサイドから狭い付加モル分布をもったアルキレンオ
キサイド付加物を製造する。 4)特開平2−71841号公報:焼成ハイドロタルサ
イトを触媒とし、活性水素化合物とアルキレンオキサイ
ドから、狭い付加モル分布をもったアルキレンオキサイ
ド付加物を製造する。
れも副生物が少なくかつ狭いアルキレンオキサイド付加
モル分布をもつが、不均一系触媒である為、反応生成物
から触媒を分離する為の触媒分離工程(例えば濾過等)
が必要となる。この触媒分離工程を効率化し、アルキレ
ンオキサイド付加物のコストダウンを計ることは、実用
上、大変重要なことである。
考えられるが、本発明者らは触媒をより高活性化し、反
応時の触媒使用量を微量化するこによって、触媒分離工
程の負荷を低減し、同工程の効率化を計ることとした。
時間・単位触媒当たりのアルキレンオキサイドの付加量
が増加するので、同量の通常の触媒を用いた場合に比較
して、反応時間を短縮化することもできる。すなわち本
発明の目的は、活性水素を有する有機化合物とアルキレ
ンオキサイドから狭いアルキレンオキサイド付加モル分
布をもつアルキレンオキサイド付加物を製造する方法に
おいて、より高い触媒活性をもった触媒を提供すること
によって、狭いアルキレンオキサイド付加モル分布をも
ち、かつ安価なアルキレンオキサイド付加物を製造する
ことにある。
サイド付加物の製造方法は、下記の化2の一般式(I)
で示される水酸化アルミニウム・マグネシウムを焼成活
性化して得られたAl・Mg複合酸化物触媒の存在下
に、活性水素を有する有機化合物とアルキレンオキサイ
ドとを反応させることを特徴とする。
キレンオキサイド付加モル分布が狭く、しかも、使用触
媒の触媒活性は、例えば従来の焼成ハイドロタルサイト
と比べて約2倍の活性を示すことから、反応時の触媒使
用量の微量化による触媒分離工程における負荷の低減、
あるいは反応時間の短縮が可能となり、工業的に非常に
有利となる。
シウム触媒が高い触媒活性を示す理由としては、焼成前
の水酸化アルミニウム・マグネシウムが、ハイドロタル
サイト等に比べて極度に不定な結晶構造をもつことによ
って、その焼成生成物である焼成水酸化アルミニウム・
マグネシウム触媒が非常に大きな比表面積をもつことな
どが考えられる。
る有機化合物としては、アルコキシ化され得るものなら
ばどのようなものでも良いが、アルコール、脂肪酸、ヒ
ドロキシ脂肪酸、脂肪酸アミド、脂肪アミン、アルキル
フェノール、グリコールエーテル、ポリアルキレングリ
コールおよびそれらの2種以上の混合物が好適に用いら
れる。代表的なものを例示すると、以下の通りである。
炭素数2〜30の一級または二級アルコールが好まし
く、より好ましくは炭素数6〜24の一級アルコールで
ある。脂肪酸としては、炭素数8〜22の脂肪酸、例え
ば、ヤシ油、パーム油、パーム核油、大豆油、ひまわり
油、菜種油、魚脂、牛脂などから脂肪分解によって得ら
れる飽和または不飽和の直鎖脂肪酸(例:カプリル酸、
カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、オレイン酸、
ステアリン酸)およびその混合物を好適に用いることが
できる。
成ヒドロキシ脂肪酸、特に、炭素数16〜22個を含む
もの例えばリシノール酸、12−ヒドロキシステアリン
酸などが好ましい。脂肪酸アミドとしては、飽和または
不飽和の直鎖脂肪酸とアンモニアまたは第一級脂肪族ア
ミンとの反応誘導体が好適である。脂肪アミンとして
は、飽和および不飽和の直鎖脂肪酸または対応する脂肪
族アルコールのニトリルから得られる第一級脂肪アミン
が好適である。
−、トリアルキルフェノール、特に、アルキル基中に炭
素数4〜12個を含むものが好適である。グリコールエ
ーテルとしては、エチレングルコールの炭素数1〜6の
モノアルキルエーテルが例示される。ポリアルキレング
リコールとしては、ポリエチレングリコールまたはポリ
プロピレングリコールが代表的であり、平均重合度は2
〜2000が好ましい。
サイドとしては、炭素数2〜8のものが好ましく、特に
炭素数2〜3のエチレンオキサイドおよびプロピレンオ
キサイドが好ましい。本発明で用いられる触媒は、下記
化3の一般式(I)で表わされる水酸化アルミニウム・
マグネシウム(水酸化アルミニウム・水酸化マグネシウ
ム共沈物に同じ)を焼成によりAl−Mg複合酸化物と
して活性化した高活性触媒である。
〜3が好適であり、特に2.5程度が特に好適に利用し
得る。焼成温度は200〜1000℃が好ましく、より
好ましくは300〜800℃である。
応は通常の操作手順および反応条件の下で容易に行うこ
とができる。反応温度は好ましくは80〜230℃、よ
り好ましくは120〜200℃、最も好ましくは160
〜180℃である。反応圧力は反応温度にもよるが、好
ましくは0〜20atm、より好ましくは2〜8atm
である。触媒の使用量は、反応に供されるアルキレンオ
キサイドとアルコール等の出発原料のモル比によっても
変わるが、通常はアルコール等出発原料の0.05〜2
0重量%が好ましく、0.1〜5重量%がより好まし
い。
ルコール等の出発原料とその触媒を仕込み、窒素置換後
に所定の温度・圧力条件下でアルキレンオキサイドを導
入して反応させる。また、触媒分離の方法は特に限定さ
れないが、反応後、反応生成物を冷却し、例えば、低粘
度化のための水や濾過助剤(珪藻土、セルロース系助
剤、活性白土等)を添加し、触媒を濾別する等の方法が
考えられる。本発明の製造方法で得た生成物は本質的に
中性であり、従って、酸やアルカル添加によって中和す
る必要はない。
物とアルキレンオキサイドとの付加重量反応において、
特定のAl−Mg複合酸化物からなるアルコキシ化触媒
を用いることにより、高活性で反応を進行させることが
でき、しかもアルキレンオキサイド付加モル分布が非常
に狭いアルキレンオキサイド付加物が得られる。
であるため、少量の触媒使用量でアルキレンオキサイド
の付加重合反応が進行するので、触媒分離工程への負荷
が低減されることによって効率的に触媒分離が可能とな
り、工業的に安価にアルキレンオキサイド付加物が製造
できる。また、触媒活性が高いため、従来量の触媒で反
応を行なうと、大きな速度で反応が進行して反応時間が
短かくなることから、同様に、工業的に安価にアルキレ
ンオキサイド付加物を製造できる。
明をより詳細に説明する。 実施例1 2.5MgO・Al2O3・mH2O なる化学組成の水酸
化アルミニウム・マグネシウム(協和化学製、キョーワ
ード300)25gを500℃で3時間焼成活性化し
て、17gの本発明のAl−Mg複合酸化物触媒粉末を
得た。次に、オートクレーブ中にラウリルアルコール4
00gおよび上記触媒1.2g(0.3重量%対アルコ
ール)を仕込み、オートクレーブ内を窒素で置換した
後、撹拌しながら昇温した。次いで、温度を180℃、
圧力を3atmに維持しながら、エチレンオキサイド
(EO)663gを導入し、反応を行った。触媒活性は
11.3(g−EO/(min・g−cat))であっ
た。続いて熟成後、反応液を80℃に冷却した。水18
8gおよび濾過助剤として活性白土、珪藻土をそれぞれ
3.8g添加した後、触媒を濾別した。このようにして
得られたエトキシレートのEO付加モル分布を図1に示
す。図1において、縦軸はエトキシレートの重量に対す
る各エトキシレート成分の重量%を示し、横軸はEO付
加モル数を示す。
イドロタルサイト(協和化学製、キョーワード500)
25gを500℃で3時間焼成活性化して14.5gの
触媒粉末を得た。触媒に上記焼成ハイドロタルサイトを
用いた以外は、実施例1と全く同様の方法でエトキシ化
反応を行った。触媒活性は6.2(g−EO/(min
・g−cat))であった。
5gを300℃で3時間焼成活性化して、19gの本発
明のAl−Hg複合酸化物触媒粉末を得た。次に、オー
トクレーブ中にラウリルアルコール400gおよび上記
触媒1.2g(0.3重量%対アルコール)を仕込み、
実施例1と全く同様の方法でEO663gを導入してエ
トキシ化反応を行い、平均EO付加モル数7.0のアル
コールエトキシレートを得た。この時の触媒活性は1
4.1(g−EO/(min・g−cat))であっ
た。
混合物からなる合成のC13アルコール、三菱化学社製)
400gを仕込み、実施例1と全く同様の方法でEO
611gを導入し、反応を行った。触媒活性は10.8
(g−EO/(min・g−cat))であった。次
に、実施例1と同様の方法で触媒を濾別して、平均EO
付加モル数7.0のアルコールエトキシレートを得た。
このようにして得られたエトキシレートのEO付加モル
分布を図2に示す。
た触媒を1.2gを仕込み、実施例1と全く同様の方法
でEO 617gを導入し、反応を行った。次いで触媒
を濾別して、平均EO付加モル数7.0のラウリン酸エ
トキシレート1017gを得た。
リコール400gと実施例1で得た触媒を1.2gを仕
込み、実施例1と全く同様の操作でEO 600gを導
入し、反応を行った。次いで触媒を濾別して、平均分子
量1000のポリエチレングリコール1000gを得
た。
例1で得た触媒を0.9gを仕込み、実施例1と全く同
様の操作でEO 500gを導入し、反応を行った。次
いで触媒を濾別することによって、平均EO付加モル数
7.0のEO付加物800gを得た。
1で得た触媒を2.1gを仕込み、反応温度を180
℃、圧力を3.5atmに維持しながら、プロピレンオ
キサイド(PO)737gを導入し、反応を行った。次
に反応液を110℃に冷却し、30min減圧下で生成
物中に微量残存しているPOを留去し、続いて、実施例
1と同様の方法で触媒を濾別し、アルキレングリコール
モノブチルエーテル1487gを得た。
0gと実施例1で得た触媒1.2gを仕込み、実施例1
と全く同様の方法で、EO 410gを導入し、反応を
行った。次いで触媒を濾別し、平均EO付加モル数7.
0のEO付加物810gを得た。
で得た触媒を1.2gを仕込み、実施例1と全く同様の
方法で、EO 620gを導入し、反応を行った。次
に、実施例1の同様の方法で触媒を濾別し、平均EO付
加モル数7.0のEO付加物1020gを得た。
実施例1で得た触媒0.6gを仕込み、実施例1と全く
同様の方法で、EO 447gを導入し、反応を行っ
た。次いで触媒を濾別し、平均EO付加モル数10のイ
ソオクチルフェノールエトキシレート647gを得た。
O)付加物のEO付加モル数分布を示すグラフである。
O)付加物のEO付加モル数分布を示すグラフである。
Claims (8)
- 【請求項1】 下記の化1の一般式(I)で示される水
酸化アルミニウム・マグネシウムを焼成活性化して得ら
れたAl・Mg複合酸化物触媒の存在下に、活性水素を
有する有機化合物とアルキレンオキサイドとを反応させ
ることを特徴とする、アルキレンオキサイド付加物の製
造方法。 【化1】 nMgO・Al2O3・mH2O …(I) (n,m:正数) - 【請求項2】 活性水素を有する有機化合物が、アルコ
ール、脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸、脂肪酸アミド、脂肪
アミン、アルキルフェノール、グリコールエーテル、ポ
リアルキレングリールの群から選ばれる化合物である請
求項1に記載のアルキレンオキサイド付加物の製造方
法。 - 【請求項3】 アルコールが炭素数2〜30の直鎖ある
いは分岐をもった一級あるいは二級アルコールおよびそ
れらの混合物である請求項2に記載のアルキレンオキサ
イド付加物の製造方法。 - 【請求項4】 アルコールが、炭素数6〜24の一級ア
ルコールおよびこれらの混合物である請求項2に記載の
アルキレンオキサイド付加物の製造方法。 - 【請求項5】 脂肪酸が、炭素数8〜22の脂肪酸また
はこれらの混合物である請求項2に記載のアルキレンオ
キサイド付加物の製造方法。 - 【請求項6】 グルコールエーテルがエチレングリコー
ルの炭素数1〜6のモノアルキルエーテルである請求項
2記載のアルキレンオキサイド付加物の製造方法。 - 【請求項7】 水酸化アルミニウム・マグネシウムを示
す一般式(I)において、nが1〜3である請求項1に
記載のアルキレンオキサイド付加物の製造方法。 - 【請求項8】 水酸化アルミニウム・マグネシウムを焼
成活性化する際の焼成温度を200〜1000℃とする
請求項1に記載のアルキレンオキサイド付加物の製造方
法。
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US08/702,037 US5750796A (en) | 1995-03-28 | 1996-08-23 | Method of producing an alkylene oxide adduct of a compound having one or more active hydrogen |
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EP (1) | EP0826715B1 (ja) |
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