JP3194255B2 - 複合金属シアン化物錯体の保存方法およびポリエーテルの製造方法 - Google Patents

複合金属シアン化物錯体の保存方法およびポリエーテルの製造方法

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は複合金属シアン化合物錯体の保存方法および
その錯体を触媒としてポリエーテルを製造する方法に関
するものである。
[従来の技術] 従来、アルキレンオキシドなどのモノエポキシドを開
環反応させる触媒として複合金属シアン化物錯体が知ら
れている(US3278457,US3278458,US3278459)。このと
き用いられる複合金属シアン化物錯体触媒の製造方法は
US3427256,US3941849,US4472560,US4477589などにより
提案されている。
[発明の解決しようとする問題点] 上記複合金属シアン化物錯体触媒の製造方法において
は、ハロゲン化金属水溶液とアルカリ金属シアノメタレ
ート水溶液と有機配位子水溶液とから複合金属シアン化
物錯体触媒を製造しているが、得られた触媒の粉砕が困
難であるという欠点と、得られる複合金属シアン化物錯
体触媒が粉体で取扱が困難であるという欠点と、微粉砕
した複合金属シアン化物錯体触媒の保存が不安定である
という欠点を有している。
[問題点を解決するための手段] 本発明は前述の問題点を解決すべくなされた下記発明
である。
ハロゲン化金属塩水溶液とアルカリ金属シアノメタレ
ート水溶液と有機配位子を使用して得られた複合金属シ
アン化物錯体を保存する方法において、反応、熟成、洗
浄を終えた錯体を、合成に用いたもしくはそれとは異る
有機配位子中で60℃以上160℃以下の温度で熱処理を行
った後に水酸基数1〜8かつ分子量600〜3000のヒドロ
キシ化合物中で乾燥させ、ついで保存容器中で保存する
ことを特徴とする複合金属シアン化物錯体の保存方法。
上記方法で保存された複合金属シアン化物錯体とヒド
ロキシ化合物を用いて、該錯体を触媒とし該ヒドロキシ
化合物を開始剤としてモノエポキシドの重合を行うこと
を特徴とするポリエーテルの製造方法。
上記方法で保存された複合金属シアン化物錯体とヒド
ロキシ化合物を、該ヒドロキシ化合物と同じまたは他の
ヒドロキシ化合物に加え、さらに該錯体を触媒とし該ヒ
ドロキシ化合物混合物を開始剤とし、該モノエポキシド
の重合を行うことを特徴とするポリエーテルの製造方
法。
本発明に用いられるハロゲン化金属塩の金属として
は、Zn(II),Fe(II),Fe(III),Co(II),Ni(II),
Mo(IV),Mo(VI),Al(III),V(V),Sr(II),W(I
V),W(VI),Mn(II)およびCr(III)からなる群より
選ばれる1種または2種以上が好ましく、Zn(II)また
はFe(II)が特に好ましく用いられる。
アルカリ金属シアノメタレートのシアノメタレートを
構成する金属としては、Fe(II),Fe(III),Co(II),
Co(III),Cr(III),Mn(II),Mn(III),V(IV)およ
びV(V)からなる群より選ばれる1種または2種以上
が好ましく、Co(III)またはFe(II)が特に好ましく
用いられる。
有機配位子としてはエーテル、エステル、アルコー
ル、アルデヒド、ケトン、アミド、ニトリルおよびスル
フィドからなる群より選ばれる1種または2種以上の混
合配位子を用いることが好ましく、エーテルまたはエス
テルを用いることが特に好ましい。エチレングリコール
ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエー
テルまたはt−ブチルアルコールを用いることが最も好
ましい。
合成された錯体は、合成に用いた有機配位子またはそ
れ以外の有機配位子中で、60℃以上160℃以下の温度で
熱処理を行ってから、水酸基数1〜8、分子量600〜300
0のヒドロキシ化合物中で乾燥させる。熱処理は60℃以
上160℃以下の温度で数分以上加熱することによって行
うことが好ましい。
ヒドロキシ化合物中で乾燥する際に、乾燥方法として
は、0℃以上200℃以下、好ましくは40℃以上140℃以下
の範囲の温度で減圧下において乾燥するか、または0℃
以上200℃以下、好ましくは40℃以上140℃以下の範囲の
温度で、窒素、空気、ヘリウム、酸素、水素および二酸
化炭素からなる群より選ばれる1種または2種以上の混
合気体である乾燥不活性気体を流通させて乾燥させるこ
とが好ましい。
複合金属シアン化物錯体とヒドロキシ化合物の合計中
の、複合金属シアン化物錯体触媒の重量は、10ppmから7
5重量%が好ましく、複合金属シアン化物錯体触媒の保
管体積を考慮して5〜50重量%とすることが特に好まし
い。
複合金属シアン化物錯体の保存容器は、ガラス製、ス
テンレス鋼製、ポリプロピレン製およびポリエチレン製
からなる群から選ばれる1種または2種以上の材料から
なる容器とし、保存雰囲気は、空気、窒素、ヘリウム、
酸素、水素および二酸化炭素からなる群から選ばれる1
種または2種以上の気体中である密閉系または解放系を
選び、好ましくは乾燥窒素雰囲気中で密閉する。
本発明は、複合金属シアン化物錯体をヒドロキシ化合
物中で乾燥させることにより得られるスラリー状物を保
存することに要旨がある。これにより、複合金属シアン
化物錯体をそのまま保存した場合に比較して錯体の乾燥
および乾燥によって得られた固体物質の粉砕の必要がな
くなり、製造工程として非常に簡略化され、さらに工程
の削減にともない性能の安定化、および収率の向上が認
められる。
また、複合金属シアン化物錯体がヒドロキシ化合物に
より保護され複合金属シアン化物錯体触媒の劣化が少な
く高い保存安定性が認められる。さらに得られた複合金
属シアン化物錯体が粉体ではなく、スラリー状のため、
その取扱が容易になる。
本発明に使用するヒドロキシ化合物は、水酸基数1〜
8かつ分子量600〜3000のヒドロキシ化合物であり、特
にアルコール性水酸基を有する化合物が好ましい。この
ヒドロキシ化合物は保存後錯体を利用する場合、錯体と
分離してもよい。
しかしながら、この錯体はモノエポキシドの重合のた
めの触媒として使用されることが多く、かつその重合に
はヒドロキシ化合物が開始剤として使用されることよ
り、本発明におけるヒドロキシ化合物としてはこの開始
剤として使用されるものであることが好ましい。前記の
ように、錯体は保存濃度よりも低濃度で使用されること
が多いので、触媒としての使用に当っては保存に用いた
ヒドロキシ化合物に加えてさらに開始剤を追加して使用
することが多い。この開始剤は保存に用いたヒドロキシ
化合物と同一のものであっても他のものであってもよ
い。
後者の場合、開始剤が2種以上の混合物となるので、
特に官能基数を合せることが好ましい。これにより、重
合体の分子量が高い場合は重合体として実質的に1種類
とみなしうるものが得られる。
上記ヒドロキシ化合物と、開始剤として追加するヒド
ロキシ化合物は、水酸基数1〜8であり特に2〜8が好
ましい。分子量は600〜3000である。特に、アルコール
類、フェノール類、アミン類、その他のモノエポキシド
が反応しうる官能基を1以上有する化合物にモノエポキ
シドを反応させて得られる水酸基を1以上有するポリエ
ーテルが好ましい。特に、水酸基数2〜8のポリオキシ
アルキレンポリオールが好ましい。その分子量は目的と
する重合体の分子量の1/2以下が好ましい。
上記したモノエポキシドとしては炭素数2〜4のアル
キレンオキシドが好ましい。特に、主たるモノエポキシ
ドとしてはプロピレンオキシドとブチレンオキシドが好
ましい。エチレンオキシドや他のモノエポキシドを併用
することもできる。2種以上のモノエポキシドの併用の
場合は混合物を重合させることも別々に順次重合させる
こともできる。
本発明は、前記のように保存した錯体を用いてモノエ
ポキシドを重合するポリエーテルの製造方法でもある。
上記のように、保存に用いたヒドロキシ化合物はモノエ
ポキシドの重合のための開始剤として用いられる。この
ヒドロキシ化合物とともに、錯体使用に際して同一のヒ
ドロキシ化合物や他のヒドロキシ化合物からなる開始剤
を追加して用いることができる。
[実施例] 以下、本発明を実施例等により具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
「例1(実施例)」 塩化亜鉛水溶液とヘキサシアノコバルト酸カリウム水
溶液とジエチレングリコールジメチルエーテル水溶液と
により反応、熟成を行いスラリー溶液を得た。その後濾
過し、濾塊を得た。この濾塊をエチレングリコールジメ
チルエーテル水溶液で洗浄した後さらに濾過をして濾塊
を得、ついでエチレングリコールジメチルエーテルで洗
浄し濾過した。
この濾塊をエチレングリコールジメチルエーテル中で
80℃で熱処理を行い、数平均分子量700の2官能ポリエ
ーテルポリオールを、乾燥した複合金属シアン化物錯体
触媒の含有量が30重量%となるように添加し、乾燥した
窒素を流通させ120℃で1時間乾燥することにより、ス
ラリー状の複合金属シアン化物錯体触媒を得、空気中に
開放した状態でガラス容器で保存した。
「例2(実施例)」 塩化亜鉛水溶液とヘキサシアノコバルト酸カリウム水
溶液とジエチレングリコールジメチルエーテル水溶液と
により反応、熟成を行いスラリー溶液を得た。その後濾
過し、濾塊を得た。この濾塊をエチレングリコールジメ
チルエーテル水溶液で洗浄した後さらに濾過をして濾塊
を得た。
この濾塊をエチレングリコールジメチルエーテル中で
80℃で熱処理を行い、数平均分子量1200の4官能ポリエ
ーテルポリオールを、乾燥した複合金属シアン化物錯体
触媒の含有量が300ppmとなるように添加し、乾燥した窒
素を流通させ120℃で5時間乾燥することにより、スラ
リー状の複合金属シアン化物錯体触媒を得、空気中で密
閉したガラス容器中で保存した。
「例3(比較例)」 塩化亜鉛水溶液とヘキサシアノコバルト酸カリウム水
溶液とジエチレングリコールジメチルエーテル水溶液と
により反応、熟成を行いスラリー溶液を得た。その後濾
過し、濾塊を得た。この濾塊をジエチレングリコールジ
メチルエーテル水溶液で洗浄した後さらに濾過をして濾
塊を得、ついでジエチレングリコールジメチルエーテル
で洗浄し濾過した。
この濾塊を減圧乾燥し、触媒の塊を得、その後ハンマ
ーにより砕きボールミルで粉砕し、ふるいにより72メッ
シュ以下の触媒を分離し、空気中で密閉したガラス容器
中で保存した。
「例4(比較例)」 塩化亜鉛水溶液とヘキサシアノコバルト酸カリウム水
溶液とジエチレングリコールジメチルエーテル水溶液と
により反応、熟成を行いスラリー溶液を得た。その後濾
過し、濾塊を得た。この濾塊をエチレングリコールジメ
チルエーテル水溶液で洗浄した後さらに濾過をして濾塊
を得、ついでエチレングリコールジメチルエーテルで洗
浄し濾過した。
この濾塊を減圧乾燥し、触媒の塊を得、その後ハンマ
ーにより砕きボールミルで粉砕し、ふるいにより72メッ
シュ以下の触媒を分離し、空気中密閉したガラス容器中
で保存した。
「例5(比較例)」 塩化亜鉛水溶液とヘキサシアノコバルト酸カリウム水
溶液とエチレングリコールジメチルエーテル水溶液とに
より反応、熟成を行いスラリー溶液を得た。その後濾過
し、濾塊を得た。この濾塊をエチレングリコールジメチ
ルエーテル水溶液で洗浄した後さらに濾過をして濾塊を
得、ついでエチレングリコールジメチルエーテルで洗浄
し濾過した。
この濾塊を140℃で乾燥し、触媒の塊を得、その後ハ
ンマーにより砕きボールミルで粉砕し、ふるいにより72
メッシュ以下の触媒を分離し、窒素を充填したポリプロ
ピレン製容器中で保存した。
以上の方法で合成した複合金属シアン化物錯体触媒5
サンプルに対してその触媒の粉砕の難易の程度、複合金
属シアン化物錯体触媒の収率およびプロピレンオキシド
の開環重合の反応速度比、重合可能量比(合成直後およ
び1カ月後)の結果を表1に示す。開環重合開始剤とし
ては、例3、4、5では数平均分子量1000の3官能ポリ
エーテルポリオールを、例1では数平均分子量700の2
官能ポリエーテルポリオールを、例2では数平均分子量
1200の4官能ポリエーテルポリオールを用いた。
例3、4、5、特には例4、5においては乾燥後の粉
砕が非常に困難であるが、例1、2はいずれも乾燥後の
粉砕が不要である。例3、4、5の収率が低いのは乾燥
後の固体複合金属シアン化物錯体触媒を粉砕し、分粒操
作をする際の損失である。
例2は、例3に対しプロピレンオキシドの付加重合反
応速度が1.8倍と高く、また、例1においては、例3に
対してプロピレンオキシドの付加重合可能量が1.5倍以
上あることが認められた。例1、2の反応速度比、重合
可能量比が高いのは、開始剤に複合金属シアン化物錯体
触媒が非常によく微分散しているためと考えられる。
さらに、例1、2は、いずれもスラリーの物質であ
り、例3、4、5の微粉体物質に比べ、取扱が容易であ
った。
また、例1、2のいずれも合成直後の性能に比べ1カ
月保存後の性能に大きな差がないことが認められる。特
に、例1と例4は、同一の保管方法を取っているが例4
の性能がかなり劣化しているのに対して、例1では劣化
が非常に少ないことがわかる。これは例4においては複
合金属シアン化物錯体が、空気中の水分等により劣化し
てしまったが、例1のように開始剤含有複合金属シアン
化物錯体触媒とすることにより、複合金属シアン化物錯
体が、開始剤に保護されたためと考えられる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C07C 43/11 C07C 43/11

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハロゲン化金属塩水溶液とアルカリ金属シ
    アノメタレート水溶液と有機配位子を使用して得られた
    複合金属シアン化物錯体を保存する方法において、反
    応、熟成、洗浄を終えた錯体を、合成に用いたもしくは
    それとは異る有機配位子中で60℃以上160℃以下の温度
    で熱処理を行った後に水酸基数1〜8かつ分子量600〜3
    000のヒドロキシ化合物中で乾燥させ、ついで保存容器
    中で保存することを特徴とする複合金属シアン化物錯体
    の保存方法。
  2. 【請求項2】ヒドロキシ化合物中で乾燥させるに際し、
    0℃以上200℃以下の範囲の温度で減圧下において乾燥
    させるか、または、0℃以上200℃以下の範囲の温度
    で、窒素、空気、ヘリウム、酸素、水素および二酸化炭
    素からなる群より選ばれる1種または2種以上の混合気
    体である乾燥不活性気体を流通させて乾燥させる請求項
    1に記載の複合金属シアン化物錯体の保存方法。
  3. 【請求項3】ヒドロキシ化合物として、複合金属シアン
    化物錯体触媒を用いて炭素数3以上のモノエポキシドを
    開環重合させる際に使用される開始剤またはそれと官能
    基数が同等のヒドロキシ化合物を用いる請求項1に記載
    の複合金属シアン化物錯体の保存方法。
  4. 【請求項4】複合金属シアン化物錯体とヒドロキシ化合
    物の合計中の複合金属シアン化物錯体触媒の重量が5〜
    50重量%である、請求項1に記載の複合金属シアン化物
    錯体の保存方法。
  5. 【請求項5】請求項1に記載の方法で保存された複合金
    属シアン化物錯体とヒドロキシ化合物を用いて、該錯体
    を触媒とし該ヒドロキシ化合物を開始剤としてモノエポ
    キシドの重合を行うことを特徴とするポリエーテルの製
    造方法。
  6. 【請求項6】請求項1に記載の方法で保存された複合金
    属シアン化物錯体とヒドロキシ化合物を、該ヒドロキシ
    化合物と同じまたは他のヒドロキシ化合物に加え、さら
    に該錯体を触媒とし該ヒドロキシ化合物混合物を開始剤
    とし、該モノエポキシドの重合を行うことを特徴とする
    ポリエーテルの製造方法。
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