JP3500488B2 - ビスフェノール類の製造方法 - Google Patents

ビスフェノール類の製造方法

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康裕 須田
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビスクレゾールフ
ルオレン(BCF)の製造方法に関する。BCFは、ポ
リカーボネート、エポキシ樹脂、ポリエステルなどの原
料として、また、感熱紙の保存安定剤として有用なビス
フェノール類である。
【0002】
【従来の技術】BCFは9,9−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)フルオレンの製造方法と同様に、フルオレノ
ンとクレゾールとを塩酸とメルカプトプロピオン酸等の
触媒を用いて縮合反応させることにより得られる(Ap
pl.Polum.Sci.,27(9),2389,
1982)。また、従来技術として特開平4−4145
0号公報に記載されている方法がある。具体的には、反
応後に未反応のo−クレゾールの少なくとも一部を残し
た状態で、反応混合物に低級脂肪族アルコールを混合し
て均質溶液としたのち、水を添加して結晶を析出する方
法が知られている。
【0003】これらの製法では、通常、収率をよくする
ためと副反応を抑制するためにクレゾールをフルオレノ
ンに対して過剰に使用するので、反応終了後に過剰のク
レゾールを反応液から蒸留して除去したのち、溶媒を用
いて晶析により目的物を得ている。しかしながらこの方
法ではクレゾールの除去のために高温を必要とし、その
ために製品の着色を生じるという問題点があった。ま
た、クレゾールの除去中に結晶が析出し、反応釜中で反
応混合物が固化したりするため、工業的な製造を行う点
において問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、フルオレノ
ンとクレゾールとを原料として、高品質のBCFを製造
するための方法、特に、経済的に有利で且つ工業的に実
施可能な方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来技術
の問題点に鑑み、鋭意研究した結果、フルオレノンとク
レゾールとを触媒の存在下で縮合反応させて得られた反
応混合物から未反応のクレゾールを除去することなく炭
素数6〜12の低級脂肪族炭化水素若しくは芳香族炭化
水素(特に、ベンゼン、トルエン、キシレン)又はこれ
らの混合溶媒のいずれかを溶媒として加え、均質溶液と
したのち、冷却して晶析することにより、高純度で着色
のないBCFが収率よく得られること、さらに結晶を分
離したあとの母液から蒸留によって、未反応のクレゾー
ルを回収することができ、原料として再使用できること
を見いだし、本発明を完成した。すなわち、本発明は、
下記のBCFの製造方法に係わるものである。
【0006】1.フルオレノンとクレゾールとを触媒を
用いて縮合反応させて得られた未反応のクレゾールを含
む反応混合物から(例えば、得られた反応混合物から未
反応のクレゾールを除去することなく)溶媒(好ましく
は炭素数6〜12の低級脂肪族炭化水素若しくは芳香族
炭化水素又はこれらの混合溶媒)を用いて晶析により、
ビスクレゾールフルオレンの結晶を析出させることを特
徴とする構造式1で示すビスクレゾールフルオレンの製
造方法。
【0007】
【化2】
【0008】2.上記項1に記載の方法において、析出
させたビスクレゾールフルオレンの結晶を分離して得ら
れた母液から(例えば蒸留によって)クレゾールを回収
して縮合反応の原料として再使用することを特徴とする
ビスクレゾールフルオレンの製造方法。
【0009】3.上記項1に記載の方法で析出させたビ
スクレゾールフルオレンの結晶を分離して得られた母液
から、蒸留によってクレゾールを回収することを特徴と
するクレゾールの回収方法。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態と
ともに説明する。
【0011】フルオレノンとクレゾールとの縮合反応 フルオレノンとクレゾールとを触媒の存在下で縮合反応
させることにより、BCFを生成させることができる。
触媒としては、公知のもの、例えば、各種の脱水反応用
の触媒を用いることができる。例えば、β−メルカプト
プロピオン酸等のチオール類と塩酸ガス、金属塩化物と
塩素ガス等を用いることができる。クレゾールとしては
オルトクレゾール、メタクレゾール等を用いることがで
きる。例えば、オルトクレゾールを使用した場合、BC
Fを得ることができる。
【0012】原料として使用するクレゾールの純度は、
特に限定はないが、純度95重量%以上、好ましくは9
9重量%以上のものを使用するのがよい。通常、フルオ
レノンに対して過剰のクレゾール(具体的には、フルオ
レノン1重量部当たり、2重量部から6重量部)を用い
ることにより、ビスクレゾールフルオレンを収率よく生
成させること及び副反応を抑制することができる。通
常、反応終了後の反応混合物には、反応生成物であるB
CF以外に、未反応のフルオレノン、未反応のクレゾー
ル、触媒、副反応生成物等が含まれている。
【0013】BCFの結晶取り出し 反応混合物から未反応クレゾール等を除去することによ
り、BCFの結晶を取り出すことができる。例えば、反
応混合物を蒸留することによって未反応クレゾールを除
去することができる。しかしながら、クレゾールの蒸留
には高温を要し、その熱によって製品のBCFが着色す
るという問題がある。また、未反応クレゾールを半分程
度除去した段階で、BCFの結晶が析出し始め、蒸留残
分を反応容器から取り出せなくなるということがあり、
工業的な実施には問題がある。
【0014】本発明では、反応混合物に溶媒を直接加え
て、溶解し、均一溶液としたのち、冷却することによ
り、BCFの結晶が析出してくるので、反応混合物から
BCFの結晶を直接的に分離することができる。溶媒と
して、反応混合物に溶解し且つBCFの溶解度が低い溶
媒を選択することにより、効率よくBCFの結晶を析出
させ、分離することができる。具体的には、炭素数6〜
12の低級脂肪族炭化水素又は芳香族炭化水素(ベンゼ
ン、トルエン、キシレン)は、BCFの溶解度が低いた
めBCFを反応液から析出させるには好適な溶媒であ
る。
【0015】溶媒の使用量は溶媒の種類によって異なる
が、フルオレノン1重量部当たり3〜25重量部、好ま
しくは5〜15重量部とするのがよい。溶媒の使用量を
少なくすると、BCFが反応液に溶解しているため、析
出してこないか、若しくは、析出しても未反応のクレゾ
ールを多く含んだ純度の悪い結晶となる。一方、溶媒の
使用量を多くすると、収率が落ちるだけでなく、原料の
反応釜への有効仕込み量が低下し、経済性が悪くなる。
【0016】反応混合物を溶媒に溶解させる際には、必
要に応じて加熱することができる。加熱された溶液の温
度は、溶媒の種類及び使用量によって完全に溶解する温
度を適宜設定することができる。加熱温度を高くするこ
とにより、反応混合物が溶解しやすくなるが、着色の問
題があるので、100℃以上の高温は避けたほうがよ
い。反応混合物を溶媒に溶かした溶液を冷却することに
より、BCFの結晶を析出させ、晶析を行うことができ
る。冷却温度は溶媒の種類及び使用量によって異なる
が、十分結晶が析出する温度であれば、特に制限されな
い。通常は40℃〜−10℃程度、好ましくは室温〜0
℃である。冷却温度が高すぎると、析出が不十分となる
ため、収率が低くなる。また、冷却温度が低すぎても、
温度が低下するので、生成に要する労力を考えれば有利
ではない。
【0017】析出したBCFの結晶を固液分離の手段に
よって分離することにより、精製BCFを得ることがで
きる。固液分離の手段としては、濾過、遠心分離等を採
用することができる。
【0018】母液からのクレゾールの回収 反応混合物溶液からBCFの結晶を固液分離すると、溶
媒、過剰のクレゾール、反応生成物、触媒、生成水を含
む母液が得られる。工業的に実施する場合、過剰のクレ
ゾールを回収することにより、BCFの生産を経済性の
面から有利にすることができる。母液を蒸留することに
より、クレゾールを最も経済的に回収することができ
る。蒸留は通常、減圧にして行う。
【0019】母液を蒸留すると、残留する触媒(例え
ば、塩酸ガス)、生成水、溶媒、クレゾールがそれぞれ
の沸点で留出し、分離される。反応生成物は蒸留残とし
て釜内に残る。留出する液はそれぞれ十分な沸点差があ
るため、蒸留は単蒸留で十分よく分離することができ
る。従って、精留しなくてもクレゾールを効率よく回収
することができる。回収したクレゾールは通常99重量
%以上の純度があり、反応原料として再使用しても、何
ら反応に問題はなく、BCFの品質への影響もない。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、フルオレノンとクレゾ
ールとの縮合反応混合物に適当な溶媒を加えるて晶析す
ることにより、BCF結晶を分離することができるの
で、クレゾールの蒸留操作による品質及びハンドリング
上の問題点を避けることができる。本発明は、工業的な
製造プロセスとして非常に有用なものである。
【0021】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明の特
徴を一層明確にする。なお、本実施例において、純度は
HPLCで分析し、面積百分率で表示した。収率は(B
CFのモル数)/(フルオレノンのモル数)により計算
した。
【0022】実施例1 撹拌器、冷却器、温度計及び塩化水素ガス導入管を備え
た2Lのガラス容器に99%のフルオレノン90gとo
−クレゾール432g及びβ−メルカプトプロピオン酸
3mlを仕込み、50℃で加熱撹拌し、フルオレノンを
完全に溶解させた。塩化水素ガスを200ml/分で吹
込むことにより反応を開始し、反応温度を50℃に保
ち、4時間反応を継続した。反応終了後、窒素ガスを5
L/分で30分間吹き込み、反応器内に残留する塩化水
素ガスを追い出した。
【0023】得られた反応液にメタノール540gを加
え、メタノールの還流温度まで加熱撹拌し、反応混合物
を溶解し、均一な溶液とした。次に撹拌しながら10℃
まで冷却を行い、結晶を析出させ濾過によって固形分を
取り出した。得られた固形分はさらに60℃で8時間、
減圧乾燥を行った。得られた粗BCFの純度は96.6
%であり、収率は83.3%であった。
【0024】実施例2 溶媒にn−オクタン540gを使用した以外は実施例1
と同様の方法で行った。得られた粗BCFの純度は9
7.1%であり、収率は78.0%であった。
【0025】実施例3 溶媒にトルエン900gを使用した以外は実施例1と同
様の方法で行った。得られた粗BCFの純度は97.2
%であり、収率は80.5%であった。
【0026】実施例3 溶媒にp−キシレン630gを使用した以外は実施例1
と同様の方法で行った。得られた粗BCFの純度は9
6.0%であり、収率は70.9%であった。
【0027】実施例4 実施例1で得られた母液815gを、2Lのナスフラス
コに窒素ガス吹き込み用キャビラリーと温度計を備えた
Y型連結管を取り付け、Y型連結管に受器を備えた冷却
管と取り付けた単蒸留装置に仕込み、常圧においてn−
ヘキサンを回収した。次に10mmHgの減圧下でo−
クレゾールを蒸留により回収した。得られたo−クレゾ
ールは231gであり、純度は99.1%(ガスクロ分
析値)であった。
【0028】比較例1 溶媒にメチルイソブチルケトン540gを使用した以外
は実施例1と同様の方法で行った。しかし、0℃まで冷
却しても結晶が析出しなかった。
【0029】比較例2 溶媒にt−ブタノール540gを使用した以外は実施例
1と同様の方法で行った。しかし、0℃まで冷却しても
結晶が析出しなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−41450(JP,A) 特開 平6−321836(JP,A) 特開 昭62−230741(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 39/12 - 39/17 C07C 37/00 - 37/88

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フルオレノンとクレゾールとを触媒を用
    いて縮合反応させて得られた未反応のクレゾールを含む
    反応混合物から溶媒を用いて晶析により、ビスクレゾー
    ルフルオレンの結晶を析出させる構造式1で示すビスク
    レゾールフルオレンの製造方法であって、フルオレノン
    1重量部当たりクレゾール2〜6重量部を用いて縮合反
    応させ、溶媒として炭素数6〜12の脂肪族炭化水素若
    しくは芳香族炭化水素又はこれらの混合溶媒を、フルオ
    レノン1重量部当たり3〜25重量部用いて晶析させる
    ことを特徴とするビスクレゾールフルオレンの製造方
    。 【化1】
  2. 【請求項2】 フルオレノンとクレゾールとを触媒を用
    いて縮合反応させて得られた反応混合物から未反応のク
    レゾールを除去することなく溶媒を用いて晶析により、
    ビスクレゾールフルオレンの結晶を析出させるビスクレ
    ゾールフルオレンの製造方法であって、フルオレノン1
    重量部当たりクレゾール2〜6重量部を用いて縮合反応
    させ、溶媒として炭素数6〜12の脂肪族炭化水素若し
    くは芳香族炭化水素又はこれらの混合溶媒を、フルオレ
    ノン1重量部当たり3〜25重量部用いて晶析させるこ
    とを特徴とするビスクレゾールフルオレンの製造方法
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の方法において、
    析出させたビスクレゾールフルオレンの結晶を分離して
    得られた母液からクレゾールを回収して縮合反応の原料
    として再使用することを特徴とするビスクレゾールフル
    オレンの製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2に記載の方法で析出させ
    たビスクレゾールフルオレンの結晶を分離して得られた
    母液から、蒸留によってクレゾールを回収することを特
    徴とするクレゾールの回収方法。
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JP5054299B2 (ja) * 2004-12-14 2012-10-24 大阪瓦斯株式会社 フルオレン誘導体の製造方法
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