JP3502384B2 - ポリイソブチルヒドロキシ芳香族化合物の製造方法 - Google Patents
ポリイソブチルヒドロキシ芳香族化合物の製造方法Info
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Description
造方法に関する。さらに詳しくは、本発明はヒドロキシ
芳香族化合物を少なくとも約70%のメチルビニリデン異
性体含量を有するポリイソブテンによってアルキル化す
ることを含む、ポリイソブチルヒドロキシ芳香族化合物
の製造方法に関する。
efins)によってヒドロキシ芳香族化合物をアルキル化
してアルキルフェノールを形成することは技術上周知で
ある。しかし、アルキル化反応のために必要な酸性触媒
の使用は、ヒドロキシ芳香族化合物のポリマーアルキル
(polymeric alkyl)置換基のポリマー分解とフラグメ
ント化(fragmentation)とを同時に生ずる。公知の酸
性アルキル化触媒はアルキル化剤のサイズに依存して種
々なフラグメント化効果(fragmenting effect)を有す
る。大抵の触媒は炭素数約20までの、すなわち約280ま
での数平均分子量を有するオレフィンアルキル化剤には
殆ど影響を及ぼさないが、分子量がより大きいアルキル
化剤を用いる場合には重度なフラグメント化が生ずる。
ポリマーアルキル化剤は通常プロピレン又はブテンから
誘導され、主としてポリブテンから成るものがアルキル
化反応中にフラゲメント化を最も受けやすい。300以上
の数平均分子量を有するポリブテンを用いる場合には、
オレフィンポリマー又は置換アルキル基の分子量低下
(molecular weight degradation)が生ずる。
置換基の両方のフラグメント化は、ある一定の反応条件
の使用によって除去されないとしても減ずることを開示
する。これらの条件は、700〜300,000の分子量を有する
モノオレフィンポリマーアルキル化剤1モルにつき三フ
ッ化ホウ素0.1〜1.1モルとフェノール1〜4モルによ
る、酸性触媒としての三フッ化ホウ素−フェノラート
(phenolate)の使用と、0℃〜65℃の温度とを含む。
これらの条件下では、ポリブテンのフラグメント化はせ
いぜい平均分子量の約10%減のレベルまでなお制限され
うるに過ぎない。
ンゼン、フェノール及びナフトールのアルキル化中の分
子量低下を減ずる方法において、芳香族化合物を三フッ
化ホウ素触媒の存在下で末端エチレン単位を有するC3以
上のオレフィンポリマーによってアルキル化することを
含む方法を開示する。
しくはポリブテンを最初にエチレンと反応させて、末端
エチレン単位を有するポリマーを形成する。このような
末端エチレン単位を有するポリマーを次にアルキル化条
件下で芳香族化合物と反応させる。カヒル等は、出発ポ
リブテンのオレフィン構造が主として三置換型であり、
ごく少量のビニリデンと末端ビニル構造とが存在するこ
とを教えている。
ブテンを用いて製造されたポリアルキルフェノールが同
時に起こる解重合反応のための分子量低下を受けること
を教えている。カヒル等に開示されている方法はポリマ
ー分解を減少させるが、所望のアルキル芳香族生成物の
収率は増加しない。実際に、カヒル等が報告したアルキ
ルフェノールの収率は約44〜64%の範囲であった。
持しながら、分子量低下を最小にするか又は無くすヒド
ロキシ芳香族アルキル化方法が当該技術分野で必要とさ
れている。
触媒の存在下で約300〜5,000の範囲内の数平均分子量を
有し、少なくとも約70%のメチルビニリデン異性体を含
むポリイソブテンによってアルキル化することを含む、
ポリイソブテンヒドロキシ芳香族化合物の新規な製造方
法を提供する。
くとも約70%のメチルビニリデン異性体含量を含むポリ
イソブテンを用いることによって、出発ポリイソブテン
と生成ポリイソブチルヒドロキシ芳香族化合物の分子量
低下を最小にするか又は実質的に無くしながら、酸触媒
反応条件下で高分子量ポリイソブテンによって有意に高
い収率で効果的にアルキル化することができるという意
外な発見に基づく。さらに、ヒドロキシ芳香族化合物が
フェノールである場合には、特に低メチルビニリデン含
量を有する通常のポリブテンから製造されたアルキルフ
ェノールに比べて、生成ポリイソブチルフェノールは高
度のパラ置換を有する。
を酸性アルキル化触媒の存在下で数平均分子量約300〜
5,000であり少なくとも約70%のメチルビニリデン異性
体含量とを有するポリイソブテンによってアルキル化す
ることを含む方法によって、ポリイソブチルヒドロキシ
芳香族化合物を提供する。
リイソブチル置換基は約300〜5,000の範囲内、好ましく
は約400〜3,000の範囲内、より好ましくは約500〜2,000
の範囲内の数平均分子量を有する。
ドロキシ芳香族化合物は1〜4個、好ましくは1〜3個
のヒドロキシ基を有する単核モノヒドロキシ及びポリヒ
ドロキシ芳香族化合物を含む。適当なヒドロキシ芳香族
化合物には、フェノール、カテコール、レゾルシノー
ル、ヒドロキノン、ピロガロール等がある。好ましいヒ
ドロキシ芳香族化合物はフェノールである。
チルビニリデン異性体含量、すなわち少なくとも約70%
のメチルビニリデンを有するポリイソブテンである。適
当な高メチルビニリデンポリイソブテンは三フッ化ホウ
素触媒を用いて製造されるメチルビニリデンポリイソブ
テンを含む。メチルビニリデン異性体が総オレフィン組
成物の高い割合を占める、このようなポリイソブテンの
製造は米国特許第4,152,499号と第4,605,808号に述べら
れており、これらの各特許の開示はここに参考文献とし
て関係する。
300〜5,000の範囲内、好ましくは約400〜3,000の範囲
内、より好ましくは約500〜2,000の範囲内の数平均分子
量を有する。
ブテンの例には、ウルトラヴィス(Ultravis)10、約95
0の分子量と約76%のメチルビニリデン含量とを有する
ポリイソブテンと、ウルトラヴィス30、約1300の分子量
と約74%のメチルビニリデン含量とを有するポリイソブ
テンとがあり、これらの両方ともがブリティシュ ペト
ロリウム(British Petroleum)から入手可能である。
ルキル化触媒のいずれかである。典型的な酸性アルキル
化触媒には、ルイス酸、トリフルオロメタンスルホン
酸、及び酸性モレキュラーシーブ触媒がある。適当なル
イス酸は三塩化アルミニウム、三フッ化ホウ素及び、例
えば三フッ化ホウ素−エーテレート、三フッ化ホウ素ー
フェノール及び三フッ化ホウ素−リン酸のような、三フ
ッ化ホウ素錯体を含む。典型的なモレキュラーシーブ型
触媒には、ローム アンド ハース(Rohm and Haas)
(ペンシルバニア州,フィラデルフィア)から入手可能
なアンバーリスト(Amberlyst)36がある。好ましい酸
性アルキル化触媒はトリフルオロメタンスルホン酸、三
フッ化ホウ素及び三フッ化ホウ素錯体を含む。一般に、
強酸性アルキル化触媒は高分子量ポリイソブテンと共に
用いられる。
℃の範囲内、好ましくは約20℃〜60℃の範囲内である。
反応圧力は一般に大気圧であるが、これより高い又は低
い圧力でも使用可能である。
通常、約1.2:1から5:1までの範囲内であり、好ましくは
約2:1から3:1までの範囲内である。一般に、ポリイソブ
テン1当量あたりの酸性アルキル化触媒の当量数は約0.
005:1から5:1までの範囲内、好ましくは約0.05:1から0.
6:1までの範囲内である。
芳香族化合物とポリイソブテンとの反応に対して不活性
である溶媒の存在下で実施することができる。溶媒を用
いる場合に、典型的な触媒はヘキサンである。
ましくは約3〜20時間にわたって実施される。反応の完
了時に、所望のポリイソブチルヒドロキシ芳香族化合物
を通常の方法によって単離する。
ロート及び窒素供給口を備えたフラスコに、フェノール
203.2gを加えた。フェノールを40℃に加温し、熱源を除
去した。次に、三フッ化ホウ素エーテレート73.5mlを滴
加した。ウルトラヴィス10 ポリイソブテン(分子量95
0,76%メチルビニリデン,ブリティシュ ペトロリウム
から入手可能)1040gをヘキサン1,863ml中を溶解した。
22〜27℃の温度を維持するような速度で、ポリイソブテ
ンを反応に加えた。この反応混合物を室温において16時
間撹拌した。次に、濃水酸化アンモニウム400mlを加
え、続いて、ヘキサン2,000mlを加えた。この反応混合
物を水(3x2,000ml)によって洗浄し、硫酸マグネシウ
ム上で乾燥させ、濾過し、溶媒を真空下で除去して、粗
反応生成物1,056.5gを得た。この粗反応生成物はプロト
ンNMRとシリカゲル上でのクロマトグラフィー(ヘキサ
ンによって溶離、次にヘキサン:酢酸エチル:エタノー
ル(93:5:2)によって溶離)とによって目的生成物80%
を含むことが判明した。
量を有するポリイソブテンを用いて、種々なアルキル化
反応を実施した。これらの反応を、少量のメチルビニリ
デン異性体のみが存在する通常のポリイソブテンを用い
たアルキル化反応と比較した。
イソブテンは、約950の数平均分子量と約76%のメチル
ビニリデン異性体含量とを有するウルトラヴィス10 ポ
リイソブテンと、約1300の数平均分子量と約74%のメチ
ルビニリデン異性体含量とを有するウルトラヴィス30
ポリイソブテンであり、これらの両方はブリティシュ
ペトロリウムから商業的に入手可能である。比較のため
に用いたポリイソブテンは、約950の数平均分子量と約
2%のメチルビニリデン異性体含量とを有するパラポー
ル(Parapol)950ポリイソブテンと、約1300の数平均分
子量と約6%のメチルビニリデン異性体含量とを有する
パラポール1300 ポリイソブテンであり、これらの両方
はエクソン ケミカル カンパニー(Exxon Chemical C
ompany)から入手可能である。
2当量のフェノールと、1当量のポリイソブテンとを用
いて実施された。反応は約15時間の期間にわたって実施
された。
デンポリイソブテンを用いた本発明のアルキル化反応
が、少量のメチルビニリデンを有する通常のポリイソブ
テンを用いたアルキル化反応よりも有意に高い収率で所
望のポリイソブチルフェノールを形成したことを示す。
さらに、本発明によって製造されたポリイソブチルフェ
ノールは最小の分子量低下を示した。その上、本発明に
よって製造されたポリイソブチルフェノールは平均約70
〜%〜100%のパラ置換を含有した。このことは通常の
低ビニリデンポリイソブテンによって製造されたポリイ
ソブチルフェノールの平均約0%〜40%のパラ置換とは
対照的であった。パラ置換したポリイソブチルフェノー
ルは幾つかの用途のために好ましい。例えば、ポリイソ
ブチルフェノールを燃料添加剤として用いる場合には、
パラ置換は一般に燃料添加剤の性能を強化する。
Claims (6)
- 【請求項1】ポリイソブチルヒドロキシ芳香族化合物の
製造方法において、ヒドロキシ芳香族化合物を酸性アル
キル化触媒の存在下で、300〜5,000の範囲内の数平均分
子量を有し、少なくとも70%のメチルビニリデン異性体
を含むポリイソブテンによってアルキル化することを含
み、酸性アルキル化触媒がトリフルオロメタンスルホン
酸又は三フッ化ホウ素又は三フッ化ホウ素錯体であり、
アルキル化温度が0℃〜100℃の範囲内である、前記方
法。 - 【請求項2】ヒドロキシ芳香族化合物がフェノールであ
る請求項1記載の方法。 - 【請求項3】ポリイソブテンが500〜2,000の数平均分子
量を有する請求項1記載の方法。 - 【請求項4】アルキル化温度が20℃〜60℃の範囲内であ
る請求項1記載の方法。 - 【請求項5】ヒドロキシ芳香族化合物対ポリイソブテン
のモル比が2:1から3:1までである請求項1記載の方法。 - 【請求項6】ポリイソブテン1当量あたりの触媒の当量
数が0.05:1から0.6:1までである請求項1記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
US997,982 | 1992-12-28 | ||
US07/997,982 US5300701A (en) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | Process for the preparation of polyisobutyl hydroxyaromatics |
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CA2130838A1 (en) | 1994-06-29 |
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