JP3609443B2 - Method for producing polyether - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明はポリエーテルの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ポリエーテルの製造方法としては、特公昭42−7799号公報に開示されているように、アルカリ金属水酸化物と2価フェノールモノマーを極性溶媒(例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン)中で反応させて2価フェノールのジアルカリ塩を生成した後、ジハロモノマーを加えて重合する方法がある。
【0003】
(下記反応式(4)、(5)参照)
【0004】
【化4】
【0005】
(式中、Rは−SO−、−S−、−CO−または
【0006】
【化5】
【0007】
、Rは、H、炭素数13以下のアルキル基またはアリール基を表す)
【0008】
【化6】
【0009】
(式中、Rは−SO−、−S−、−CO−または−O−、XはCl、BrまたはIを表す)
この反応で、高分子量の重合体を得ようとする場合、2価フェノールモノマーとジハロベンゼノイドモノマーのモル比が、ほぼ1:1であることが必要である。しかし、反応の1段目(上式(4))の2価フェノールモノマーのカリウム塩化の際に、かりにハロベンゼノイドモノマーが存在すると、水酸化カリウムは下記式(6)に示すように、ハロゲン基を持つモノマーのハロゲン部分のヒドロキシ化(OH)という副反応を生じ、2価フェノールモノマーとジハロベンゼノイドモノマーのモル比のバランスがくずれ、低分子量の重合体しか得られない。
【0010】
【化7】
【0011】
(式中、Rは−SO−、−S−、−CO−または−O−を表す)
そのために1番目の問題点として、ジハロベンゼノイドモノマーを必ず2価フェノールモノマーのカリウム塩化が終わってから添加すること、かつ水酸化カリウムの添加量を厳密に2価フェノールモノマーの2倍のモル量にすることが必要であるという欠点を有していた。さらに、上記した副反応を生じるために、上記各モノマーにヒドロキシハロベンゼノイドモノマーを共重合させることができないという欠点を有していた。
【0012】
また2番目の問題点として、この重合反応で使用しているポリマーおよびアルカリ金属塩を溶解する溶剤は常温で液体もしくはその凝固点が室温に近く、重量反応終了時に該溶液を冷却しても液体もしくはスラリー状である。そのため、重合反応終了後に該溶液からポリマーを精製回収するとき、副生成物であるアルカリ金属塩を除去するためには、ポリマーの良溶媒で一旦該溶液を希釈した後にポリマーに対し貧溶媒である液体中でポリマーを析出させる再沈法という精製法をとらざるを得ない。その際、膨大な量の再沈溶媒が必要であり、しかも1回の洗浄で得られるポリマーの収率が低い等の欠点を有していた。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
これらの問題点に対し、下式(7)、(8)に示すように2価フェノールとアルカリ金属炭酸塩とジハロベンゼノイドとを同時に、ジフェニルスルホン中(特開昭53−112998号公報)もしくはN−メチル−2−ピロリドン(特公昭61−5488号公報)に代表されるアミド系極性溶媒中で加熱することにより重合する方法等が提案されている。
【0014】
【化8】
【0015】
(式中、R10
【0016】
【化9】
【0017】
を表し、R12、R13はH、炭素数8以下のアルキル基またはアリール基を表す)
【0018】
【化10】
【0019】
(式中、R11は−SO−、−S−、−CO−または−O−を表す)
この方法では、反応助剤としてアルカリ金属水酸化物より弱塩基であるアルカリ金属炭酸塩を使用している。そのために、アルカリ金属炭酸塩中のアルカリ金属のモル量が、フェノールモノマー中の水酸基のモル量より多少過剰であっても、モノマーのハロゲン部分を攻撃するという問題は起こらず、またヒドロキシハロベンゼノイドモノマーとも共重合できる。
【0020】
しかしながら、N−メチル−2−ピロリドン等に代表されるアミド系溶媒のようにプロトン受容能力の高い液体を重合溶媒として用いたとき、これらの溶媒は常温で液体であるので、重合反応終了後にポリマーを生成回収する際に、副生成物である無機塩を除去するには、上記特公昭42−7799号公報号公報と同様に、再沈法という効率の悪い洗浄方法をとらざるを得ず、2番目の問題の解決手段なっていない。
【0021】
ところで、ジフェニルスルホンに代表される常温で固体である溶媒を用いてモノマーを重合したときは、重合終了時に溶液を冷却すると固化するために、反応物を細かく粉砕した後ポリマーに対しては貧溶媒であるジフェニルスルホンを溶解する溶剤、及び副生成物である無機塩を溶解する溶剤を順次用いて不純物を抽出する、粉砕法というより効率の良い方法でポリマーの精製を用いることができ、この方法は1番目と2番目の問題両方について解決の手段を与えているように見える。
【0022】
しかし、一般式(9)
【0023】
【化11】
【0024】
(式中、R14、R15はH、アルキル基もしくはアリール基を表す)
に示すように、分子の中心部に電子吸引性の基(−S−、−CO−、−SO−等)を持たない2価フェノールモノマーを使用する場合、モノマーの酸性度(2価フェノールのプロトン基を解離する能力)が低いために、ジフェニルスルホンのようなプロトン受容能力の低い溶媒中では、(7)式に示すモノマーのアルカリ金属塩化が進行せず、重合できないという欠点を有していた。
【0025】
本発明は上記の欠点を解消するためになされたものであって、その目的とするところは、従来不可能であった酸性度の低いモノマー(中心部にS、SO、CO、O等の構造を持たないもの)を用いてポリエーテルを製造する場合でも、生成物を固化物の形で回収でき、従って、粉砕抽出法でポリマーの精製回収を行うことができるポリエーテルの製造方法を提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記問題を鑑み、鋭意研究を行った結果、本製造法を見いだし本発明を完成するに至った。
【0027】
すなわち、本発明は、一般式(1)
【0028】
【化12】
【0029】
(式中、aおよびbは0〜4の整数、RおよびRは、それぞれ独立してH、炭素数8以下のアルキル基またはアリール基、AおよびAは、それぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基またはアリール基を表す)
で示される2価のフェノールモノマーと、
一般式(2)
【0030】
【化13】
【0031】
(式中、cおよびdは0〜4の整数、AおよびAは、それぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基もしくはアリール基、Rは−SO−、−S−、−CO−、または−O−、XはF、Cl、BrまたはIを表す)
で示されるジハロベンゼノイドモノマー、または
一般式(1)、(2)および一般式(3)
【0032】
【化14】
【0033】
(式中、R4は−SO2−、−S−、−CO−または−O−、XはF、Cl、BrまたはI、nは1または2を表す)
で示されるヒドロキシハロベンゼノイドモノマーからポリエーテルを合成し回収する方法において、
(1)ジフェニルスルホン、沸点が150℃以上240℃以下のアミド系溶媒、及び沸点が100℃以上200℃以下の水との共沸溶媒を含む混合溶媒であって、該アミド系溶媒の含有割合が、該ジフェニルスルホン100重量部に対して100重量部以上である混合溶媒の存在下で、一般式(1)、(2)、(3)式で示されるモノマー類の総量を、ジフェニルスルホン100重量部に対し、5〜500重量部とし、上記モノマーの混合物中の水酸基の当量に対して1〜1.2の当量比でアルカリ金属炭酸塩を存在させて、該モノマー混合物と該アルカリ金属炭酸塩とを100〜200℃の温度範囲で加熱し、該共沸溶媒を還流脱水することにより連続的に系中に存在する水を除去しつつ、上記2価フェノールモノマーとアルカリ金属炭酸塩とを反応させ、次に、240〜320℃の温度範囲で加熱することにより、該アミド系溶媒と該共沸溶媒とを全溶媒重量の15%以下になるまで除去しながら、ポリマーの重合を行うこと、あるいは、
(2)ジフェニルスルホン、沸点が150℃以上240℃以下のアミド系溶媒、及び沸点が100℃以上200℃以下の水との共沸溶媒を含む混合溶媒であって、該アミド系溶媒の含有割合が、該ジフェニルスルホン100重量部に対して100重量部以上である混合溶媒の存在下で、
上記モノマーの混合物中の水酸基の当量に対して1〜1.2の当量比でアルカリ金属炭酸塩を存在させて、該モノマー混合物と該アルカリ金属炭酸塩とを100〜200℃の温度範囲で加熱し、該共沸溶媒を還流脱水することにより連続的に系中に存在する水を除去しつつ、上記2価フェノールモノマーとアルカリ金属炭酸塩とを反応させ、
次に、240〜320℃の温度範囲で加熱することにより、該アミド系溶媒と該共沸溶媒とを全溶媒重量の15%以下になるまで除去しながら、ポリマーの重合を行い、
さらに、副生成物として生成するアルカリ金属塩を粉砕抽出法により除去すること
を特徴とするポリエーテルの製造方法である。
【0034】
本発明で使用される一般式(1)で示される2価フェノールモノマーは、中心部が
【0035】
【化15】
【0036】
で示されるように、電子吸引性の基(−S−、−CO−、−SO−、−O−等)でない構造を有するものであり、R、Rとしては、具体的にHもしくは以下のアルキル基またはアリール基があげられる。
【0037】
アルキル基として:
【0038】
【化16】
【0039】
アリール基として:
【0040】
【化17】
【0041】
式(1)中、A、Aとしては、アルキル基としてメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル基;アリール基としてフェニル、4−メチルフェニル、3−ネチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル基があげられる。
【0042】
具体的には次に示すものがあげられる。
【0043】
4,4’−メチレンビスフェノール(ビスフェノールF)、4,4’−エチリデン−ビスフェノール、2,2’−メチレンビス(4−メチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメチルフェノール)、2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、2,2’−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールC)、4,4’−(1,3−ジメチルブチリデン)ビスフェノール、2,2’−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(テトラメチルビスフェノールA)、4,4’−(1−フェニルエチリデン)ビスフェノール(ビスフェノールAP)、2’−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、5,5’−(1−メチルエチリデン)(1,1’−ビフェニル)−2−オール。
【0044】
より好ましくは、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAPが用いられる。
【0045】
本発明で使用される一般式(2)で示されるジハロベンゼノイドのRは−S−、−SO−、−CO−および−O−よりなる群から選ばれた電子吸引性の基であり、A、Aとしては、アルキル基としてメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル基、アリール基としてフェニル、4−メチルフェニル、3−メチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル基があげられる。
【0046】
具体的には次に示すものがあげられる。
【0047】
4,4’−ジフルオロジフェニルスルホン、4,4’−ジクロロジフェニルスルホン、4,4’−ジブロモジフェニルスルホン、4,4’−ジヨードジフェニルスルホン、ビス(2−メチル−4−クロロフェニル)スルホン、ビス(2−メチル−4−クロロフェニル)スルホン、ビス(2,5−ジメチル−4−クロロフェニル)スルホン、ビス(2−メチル−4−フルオロフェニル)スルホン、ビス(2,5−ジメチル−4−フルオロフェニル)スルホン、ビス(2−メチル−4−ブロモフェニル)スルホン、ビス(2,5−ジメチル−4−ブロモフェニル)スルホン、ビス(2−メチル−4−ヨードフェニル)スルホン、ビス(2,5−ジメチル−4−ヨードフェニル)スルホン、ビス(2−フェニル−4−フルオロフェニル)スルホン、ビス(2−フェニル−4−クロロフェニル)スルホン、ビス(2−フェニル−4−ブロモフェニル)スルホン、ビス(2−フェニル−4−ヨードフェニル)スルホン;
4,4’−ジフルオロジフェニルケトン、4,4’−ジクロロジフェニルケトン、4,4’−ジブロモジフェニルケトン、4,4’−ジヨードジフェニルケトン、ビス(2−メチル−4−クロロフェニル)ケトン、ビス(2−メチル−4−クロロフェニル)ケトン、ビス(2,5−ジメチル−4−クロロフェニル)ケトン、ビス(2−メチル−4−フルオロフェニル)ケトン、ビス(2,5−ジメチル−4−フルオロフェニル)ケトン、ビス(2−メチル−4−ブロモフェニル)ケトン、ビス(2,5−ジメチル−4−ブロモフェニル)ケトン、ビス(2−メチル−4−ヨードフェニル)ケトン、ビス(2,5−ジメチル−4−ヨードフェニル)ケトン、ビス(2−フェニル−4−フルオロフェニル)ケトン、ビス(2−フェニル−4−クロロフェニル)ケトン、ビス(2−フェニル−4−ブロモフェニル)ケトン、ビス(2−フェニル−4−ヨードフェニル)ケトン;
4,4’−ジフルオロジフェニルスルフィド、4,4’−ジクロロジフェニルスルフィド、4,4’−ジブロモジフェニルスルフィド、4,4’−ジヨードジフェニルスルフィド、ビス(2−メチル−4−クロロフェニル)スルフィド、ビス(2−メチル−4−クロロフェニル)スルフィド、ビス(2,5−ジメチル−4−クロロフェニル)スルフィド、ビス(2−メチル−4−フルオロフェニル)スルフィド、ビス(2,5−ジメチル−4−フルオロフェニル)スルフィド、ビス(2−メチル−4−ブロモフェニル)スルフィド、ビス(2,5−ジメチル−4−ブロモフェニル)スルフィド、ビス(2−メチル−4−ヨードフェニル)スルフィド、ビス(2,5−ジメチル−4−ヨードフェニル)スルフィド、ビス(2−フェニル−4−フルオロフェニル)スルフィド、ビス(2−フェニル−4−クロロフェニル)スルフィド、ビス(2−フェニル−4−ブロモフェニル)スルフィド、ビス(2−フェニル−4−ヨードフェニル)スルフィド;
4,4’−ジフルオロジフェニルエーテル、4,4’−ジクロロジフェニルエーテル、4,4’−ジブロモジフェニルエーテル、4,4’−ジヨードジフェニルエーテル、ビス(2−メチル−4−クロロフェニル)エーテル、ビス(2−メチル−4−クロロフェニル)エーテル、ビス(2,5−ジメチル−4−クロロフェニル)エーテル、ビス(2−メチル−4−フルオロフェニル)エーテル、ビス(2,5−ジメチル−4−フルオロフェニル)エーテル、ビス(2−メチル−4−ブロモフェニル)エーテル、ビス(2,5−ジメチル−4−ブロモフェニル)エーテル、ビス(2−メチル−4−ヨードフェニル)エーテル、ビス(2,5−ジメチル−4−ヨードフェニル)エーテル、ビス(2−フェニル−4−フルオロフェニル)エーテル、ビス(2−フェニル−4−クロロフェニル)エーテル、ビス(2−フェニル−4−ブロモフェニル)エーテル、ビス(2−フェニル−4−ヨードフェニル)エーテル。
【0048】
特に、重合のしやすさおよび入手のしやすさから、次に示すものが好ましい。4,4’−ジクロロジフェニルスルホン、4,4’−ジフルオロジフェニルケトン、4,4’−ジクロロジフェニルケトン。
【0049】
本発明で使用される一般式(3)で示されるヒドロキシハロベンゼノイド化合物は、Rとして−S−、−SO−、−CO−および−O−よりなる群から選ばれた電子吸引性の基であり、具体的には次のようなものがあげられる。
【0050】
4−クロロ−4’−ヒドロキシジフェニルスルホン、4−クロロ−4’−(P−ヒドロキシフェニル)ジフェニルスルホン、4−クロロ−4’−ヒドロキシジフェニルケトン、4−クロロ−4’−(P−ヒドロキシフェニル)ジフェニルケトン、4−クロロ−4’−ヒドロキシジフェニルスルフィド、4−クロロ−4’−(P−ヒドロキシフェニル)ジフェニルスルフィド;
4−フルオロ−4’−ヒドロキシジフェニルスルホン、4−フルオロ−4’−(P−ヒドロキシフェニル)ジフェニルスルホン、4−フルオロ−4’−ヒドロキシジフェニルケトン、4−フルオロ−4’−(P−ヒドロキシフェニル)ジフェニルケトン、4−フルオロ−4’−ヒドロキシジフェニルスルフィド、4−フルオロ−4’−(P−ヒドロキシフェニル)ジフェニルスルフィド
特に重合のしやすさから、好ましくは、4−クロロ−4’−(P−ヒドロキシフェニル)ジフェニルスルホンである。
【0051】
また(1)、(2)、(3)式で示されるモノマー類の総量は、溶媒の一つであるジフェニルスルホン100重量部に対し、5〜500重量部であることが好ましい。5重量部より少ないと一回の重合で得られる重合体の収率が低下し、500重量部を超えると粉砕処理時に砕け難くなり、精製速度が著しく低下するので好ましくない。
【0052】
本発明の製造方法においては、フェノールモノマー(1)とジハロベンゼノイドモノマー(2)とアルカリ金属塩とを反応させ重縮合させる溶媒に、ジフェニルスルホン、アミド系溶媒、水との共沸溶媒の3種混合溶媒を使うことを特徴としているが、さらに次に述べるようなことも大きな特徴としている。
【0053】
初めに、100〜200℃で攪拌を行うことにより、アミド系溶媒のプロトン受容力によりフェノールモノマーの水素イオンの解離を促進し、さらにアルカリ金属化の際に発生し且つ反応を阻害する水を、共沸溶媒によって還流脱水することにより、中心部に活性構造を持たない酸性度の低いモノマーでも容易にアルカリ金属塩化できる。
【0054】
次に、240〜320℃で重合を行い、且つ役目の終わったアミド系溶媒を系から除去し、最終的にジフェニルスルホンとポリマーとの混合物の状態で得られる。
【0055】
本発明で用いられる水と共沸する溶媒は、カリウム塩化の際反応を阻害する水を除去するために使用するもので、100℃以上200℃以下の沸点を持つものである。かりに200℃以上を超える沸点の共沸溶媒を使用すると、アミド系溶媒も重合釜から蒸発してくるので好ましくなく、その沸点が100℃未満であると、水と効率的に共沸しないので好ましくない。また、冷却装置の中で液化した後共沸溶媒のみを重合釜に戻すためには、水と速やかに二相分離を起こすもの、すなわち水と非混和性でありかつ水に対し比重が異なっている事が好ましい。好適には、トルエン、クロロベンゼン等が用いられる。
【0056】
本発明で用いられるアミド系溶媒としては、アルカリ金属塩化の際、共沸溶媒と共に系外に溜出されることを防ぐために150℃以上の沸点を持ち、それに続く重合時には系外に追い出すために重合温度(例えば、240℃)以下の沸点を持つものである。
【0057】
好適にはN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルイミダゾリン等が用いられる。またジフェニルスルホンに対するアミド系溶媒の重量比は、ジフェニルスルホン100重量部に対しアミド系溶媒が100重量部以上であり、好ましくはジフェニルスルホン100重量部に対しアミド系溶媒が100〜500重量部の範囲である。アミド系溶媒の量がジフェニルスルホンの重量に対し100重量部未満であると重合度が極度に低下し、500重量部を超えると同一量を生産するのに要する重量釜の容量が大きくなり、コストが増大するので好ましくない。
【0058】
本発明で用いられるアルカリ金属炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビシウム、シュウ酸カリウム、重炭酸カリウムなどが好ましいが、特に好ましくは、炭酸カリウムもしくは炭酸ナトリウムである。またアルカリ金属炭酸塩の量は、系中に存在する全モノマー中の水酸基の当量に対し当量比が1〜1.2の間である。当量比が1未満であると重合反応が進行せず、1.2を超えると副反応が激しくなるので好ましくない。
【0059】
また、最初のアルカリ金属塩化の温度は100〜200℃である。100℃未満であると、共沸による水の除去がほとんど進行せず、200℃を超えると系中に必要なアミド系溶媒まで蒸発してしまうので好ましくない。また、次の重合過程の温度は240〜320℃である。240℃未満であると、液体成分であるアミド系溶媒の蒸発速度が低下するために、重合終了時に固化物の形で回収できず、320℃を超えると副反応による着色、ゲル化、主鎖の切断を招き、好ましくない。
【0060】
本発明のポリエーテルの製造方法において、副生成物としてアルカリ金属塩が生成するが、固化物を粉砕した後に濾過または浸出する粉砕抽出法のような公知の方法によって、用いられた重合溶剤と共にアルカリ金属塩を除去することができる。
【0061】
【実施例】
以下、本発明に関する実施例に付いて述べるが、これをもって本発明を制限するものでない。
【0062】
(実施例1)
撹拌機、ガス導入管、温度計及びデーンシュターク管を付した凝縮器を備えた反応容器に、モノマーとして2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下BisAという)25.68重量部、4,4’−ジクロロジフェニルスルフォン(以下DCDPSという)32.33重量部、4−クロロ−4’−(P−ヒドロキシフェニル)ジフェニルスルホン(以下PBPSという)25.9重量部を加え、さらに無水炭酸カリウム22.8重量部、ジフェニルスルホン(以下DPSという)100重量部を仕込み窒素置換を行った。
【0063】
次に、窒素雰囲気下でN−メチル−2−ピロリドン(以下NMPという)100重量部、トルエン100重量部を仕込み撹拌しながら昇温を開始した。170℃に達したところで昇温を停止して、その状態で5時間、トルエンと水を共沸させて還流脱水を行った。次に、260℃に昇温し、そのまま5時間重合反応を行った。反応終了後、反応液を室温まで冷却する事により、褐色の固形物が得られた。
【0064】
この得られた固形物をオルトクロロフェノールに溶かし、液体クロマトグラフィーでNMPの残量を測定したところ、全溶媒中に1%の割合で含まれていることが確認された。またトルエンについては、全く残存していないことが確認された。
【0065】
固化した試料を粉砕機で1mmの粒径に粗粉砕し、アセトン1.8リットルを注ぎ更にホモジナイザーで細かく粉砕した。さらに、試料を2回アセトン1.8リットルで洗浄する事により混合溶媒を完全に抽出させ、さらに1.8リットルの水で3回洗浄することにより塩化カリウムを完全に除き、真空乾燥機で120℃、24時間乾燥して白色粉末のポリマーが得られた。
【0066】
この得られたポリマーについて30℃、ジメチルホルムアミド中、濃度1g/dlでの還元粘度を測定した。次に、このポリマーを温度300℃の条件にて50×50×105mmの平板形にプレス成形して、無色透明の板を得た。この板の全光線透過率を測定したところ89%であった。以上の結果を表1に示した。(実施例2)
モノマーとして、BisAを34.24重量部およびDCDPSを43.07重量部を仕込み、実施例1と同様に重合反応を行った。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、茶褐色の固化した試料を得た。さらに実施例1の操作と同様に粉砕、精製を行い、白色粉末のポリマーが得られた。
【0067】
この得られたポリマーについて、実施例1と同様に評価を行った。結果を表1に示した。
【0068】
(実施例3)
モノマー、触媒、溶媒量およびその後の還流脱水にいたる操作については、実施例1と同様に行った。
【0069】
次に、260℃に昇温し、そのまま5時間重合反応を行う過程で、系内に5%(残存溶媒中におけるNMPの質量%)のNMPが残存するように、NMPが94.8重量部溜出したところで、デーンシュターク管の排液コックを閉じNMPを還流するようにした。反応終了後、反応液を室温まで冷却する事により、褐色の固形物が得られた。
【0070】
この得られた固形物をオルトクロロフェノールに溶かし、液体クロマトグラフィーでNMPの残量を測定したところ、全溶媒中に5%の割合で含まれていることが確認された。
【0071】
固化した試料を実施例1と同様に処理し、評価した。結果を表1に示した。
【0072】
(実施例4)
実施例3において、NMPが82.4重量部溜出したところで、排液コックを閉じNMPが還流するようにした。反応終了後、反応液を室温まで冷却する事により、褐色の固形物が得られた。
【0073】
この得られた固形物をオルトクロロフェノールに溶かし、液体クロマトグラフィーでNMPの残量を測定したところ、全溶媒中に15%の割合で含まれていることが確認された。後は、実施例1と同様に処理、評価を行った。結果を表1に示した。
【0074】
(比較例1)
溶媒としてDPS100重量部、NMP100重量部、トルエンを0にした以外は、実施例1と同様に重合を行った。
【0075】
反応終了後冷却し、褐色の固形物が得られた。後は実施例1と同様に洗浄を行い、褐色の粉末を得た。後は実施例1と同様に評価を行った。結果を表1に示した。
【0076】
(比較例2)
溶媒としてDPS100重量部、トルエンを100重量部、NMPを0にした以外は、実施例1と同様に重合を行った。
【0077】
反応終了後赤褐色の固形物が得られた。後は実施例1と同様に洗浄を行ったが固形物は全く得られなかった。
【0081】
(比較例
DPSとNMPの配合比率を重量比で3:1に変更した以外は、実施例1と同様に重合を行って茶色の固形物を得た。その後、実施例1と同様に精製、評価を行い、結果を表1に示した。
【0082】
(比較例
炭酸カリウムの対モノマー量比を0.9に変更した以外は、実施例1と同様に重合を行った。結果を表1に示した。
【0083】
(比較例
炭酸カリウムの対モノマー量比を2.0に変更した以外は、実施例1と同様に重合を行った。結果を表1に示した。
【0084】
(比較例
還流脱水温度を90℃に変更した以外は、実施例1と同様に重合を行った。結果を表1に示した。
【0085】
(比較例
還流脱水温度を250℃に変更した以外は、実施例1と同様に重合を行った。結果を表1に示した。
【0086】
(比較例
重合温度を180℃に変更した以外は、実施例1と同様に重合を行った。得られた試料は液体状で、NMPが45%残存していた。この試料にN,N−ジメチルホルムアミドを1リットル注ぎ、次にメタノール9リットル−アセトン9リットル合計18リットルの混合溶媒中に該溶液を注ぎ、ホモジナイザーで撹拌しながら析出させた。そして、1.8リットルのメタノールで2回、1.8リットルの水で3回と順次洗浄することにより反応副生成物を完全に除去し、120℃で24時間真空乾燥して白色のポリマー粉末を得た。評価を行った。結果を表1に示した。
【0087】
(比較例
溶媒としてNMP200重量部、トルエン100重量部だけとし、還流脱水温度を160℃、重合温度を180℃とした以外は、実施例1と同様に重合を行った。
【0088】
得られた試料は液体状であった。後は比較例と同様に処理して重合体を得て評価を行った。結果を表1に示した。
【0089】
【表1】
【0090】
【発明の効果】
本発明による製造方法は、従来不可能であった酸性度の低いモノマー(中心部にS、SO、CO、O等の構造を持たないもの)を用いてポリエーテルを製造する場合でも、生成物を固化物の形で回収できる。このことから、副生成物であるアルカリ金属塩を除去するためには再沈法に代わって、粉砕抽出法でポリマーの精製回収を行うことができる。
【0091】
従って、粉砕抽出法で使用する洗浄槽の10倍以上の容積がある再沈槽(ポリマーに対し貧溶媒である液体中で、ポリマーを析出させるために使用する)と、それに付随する再沈溶媒の回収・精製工程を省く事ができる。
【0092】
そのために精製過程において、使用する溶媒の量を減らすことができ、省スペース、低コスト化を図れるという面で工業的価値が大である。
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for producing a polyether.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for producing a polyether, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 42-7799, an alkali metal hydroxide and a dihydric phenol monomer are reacted in a polar solvent (for example, dimethyl sulfoxide, sulfolane). There is a method in which a dialkali salt of a dihydric phenol is produced, and then a dihalo monomer is added for polymerization.
[0003]
(See the following reaction formulas (4) and (5))
[0004]
[Formula 4]
[0005]
(Wherein R5Is -SO2-, -S-, -CO- or
[0006]
[Chemical formula 5]
[0007]
R6, R7Represents H, an alkyl group having 13 or less carbon atoms or an aryl group)
[0008]
[Chemical 6]
[0009]
(Wherein R8Is -SO2-, -S-, -CO- or -O-, X represents Cl, Br or I)
When a high molecular weight polymer is to be obtained by this reaction, the molar ratio of the dihydric phenol monomer to the dihalobenzenoid monomer needs to be approximately 1: 1. However, when halobenzenoid monomer is present in the first stage of the reaction (upper formula (4)) during the potassium chlorination of the dihydric phenol monomer, potassium hydroxide is halogenated as shown in the following formula (6). This causes a side reaction called hydroxylation (OH) of the halogen moiety of the monomer having a group, and the balance of the molar ratio of the dihydric phenol monomer to the dihalobenzenoid monomer is lost, and only a low molecular weight polymer is obtained.
[0010]
[Chemical 7]
[0011]
(Wherein R9Is -SO2Represents-, -S-, -CO- or -O-)
Therefore, the first problem is that the dihalobenzenoid monomer must be added after the potassium chlorination of the dihydric phenol monomer is completed, and the amount of potassium hydroxide added is strictly twice that of the dihydric phenol monomer. It had the disadvantage that it was necessary to make a quantity. Furthermore, in order to produce the above-mentioned side reaction, it had the fault that a hydroxyhalobenzenoid monomer could not be copolymerized with each said monomer.
[0012]
The second problem is that the polymer used in the polymerization reaction and the solvent for dissolving the alkali metal salt are liquid at room temperature or their freezing point is close to room temperature, and even if the solution is cooled at the end of the weight reaction, the liquid or It is a slurry. Therefore, when the polymer is purified and recovered from the solution after completion of the polymerization reaction, in order to remove the alkali metal salt that is a by-product, the polymer is a poor solvent for the polymer after the solution is once diluted with a polymer good solvent. A refining method called a reprecipitation method in which a polymer is precipitated in a liquid must be taken. At that time, a huge amount of reprecipitation solvent is required, and the yield of the polymer obtained by one washing is low.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
To solve these problems, as shown in the following formulas (7) and (8), divalent phenol, alkali metal carbonate and dihalobenzenoid are simultaneously mixed in diphenylsulfone (Japanese Patent Laid-Open No. 53-112998). Alternatively, a method of polymerizing by heating in an amide polar solvent represented by N-methyl-2-pyrrolidone (Japanese Patent Publication No. 61-5488) has been proposed.
[0014]
[Chemical 8]
[0015]
(Wherein R10Is
[0016]
[Chemical 9]
[0017]
Represents R12, R13Represents H, an alkyl group having 8 or less carbon atoms or an aryl group)
[0018]
[Chemical Formula 10]
[0019]
(Wherein R11Is -SO2Represents-, -S-, -CO- or -O-)
In this method, an alkali metal carbonate which is a weaker base than an alkali metal hydroxide is used as a reaction aid. Therefore, even if the molar amount of the alkali metal in the alkali metal carbonate is slightly more than the molar amount of the hydroxyl group in the phenol monomer, the problem of attacking the halogen portion of the monomer does not occur, and the hydroxyhalobenzenoid It can also be copolymerized with monomers.
[0020]
However, when a liquid having a high proton accepting ability such as an amide solvent represented by N-methyl-2-pyrrolidone or the like is used as a polymerization solvent, these solvents are liquid at room temperature. In order to remove the inorganic salt that is a by-product when producing and recovering the product, as in the above Japanese Patent Publication No. 42-7799, it is necessary to take an inefficient washing method called a reprecipitation method, It is not a solution for the second problem.
[0021]
By the way, when a monomer is polymerized using a solvent that is solid at room temperature typified by diphenylsulfone, the reaction product is solidified when the solution is cooled at the end of the polymerization. In this method, the purification of the polymer can be performed by a more efficient method called a pulverization method in which impurities are extracted by sequentially using a solvent that dissolves diphenylsulfone and a solvent that dissolves an inorganic salt as a by-product. Seems to give a solution to both the first and second problems.
[0022]
However, the general formula (9)
[0023]
Embedded image
[0024]
(Wherein R14, R15Represents H, an alkyl group or an aryl group)
As shown in FIG. 2, an electron-withdrawing group (—S—, —CO—, —SO2In the case of using a dihydric phenol monomer having no-etc.), the acidity of the monomer (the ability to dissociate the proton group of the dihydric phenol) is low, so in a solvent having a low proton accepting ability such as diphenyl sulfone, (7) Alkali metal chlorination of the monomer represented by the formula does not proceed and the polymerization cannot be performed.
[0025]
The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks. The object of the present invention is to provide a monomer having low acidity (S, SO2, CO, O, etc., which do not have a structure), the product can be recovered in the form of a solidified product, and thus the polymer can be purified and recovered by the pulverization extraction method. It is to provide a method for producing ether.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, the present inventor has intensively studied, and as a result, found the present manufacturing method and completed the present invention.
[0027]
That is, the present invention relates to the general formula (1)
[0028]
Embedded image
[0029]
Wherein a and b are integers from 0 to 4, R1And R2Are each independently H, an alkyl or aryl group having 8 or less carbon atoms, A1And A2Each independently represents an alkyl or aryl group having 1 to 8 carbon atoms)
A divalent phenol monomer represented by:
General formula (2)
[0030]
Embedded image
[0031]
Wherein c and d are integers from 0 to 4, A3And A4Are each independently an alkyl or aryl group having 1 to 8 carbon atoms, R3Is -SO2-, -S-, -CO-, or -O-, X represents F, Cl, Br or I)
A dihalobenzenoid monomer represented by
General formula (1), (2) and general formula (3)
[0032]
Embedded image
[0033]
(Wherein RFourIs -SO2-, -S-, -CO- or -O-, X represents F, Cl, Br or I, and n represents 1 or 2)
In a method for synthesizing and recovering a polyether from a hydroxyhalobenzenoid monomer represented by:
(1)A mixed solvent comprising diphenylsulfone, an amide solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and 240 ° C. or lower, and an azeotropic solvent with water having a boiling point of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, wherein the content ratio of the amide solvent is In the presence of a mixed solvent that is 100 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of diphenylsulfone,The total amount of the monomers represented by the general formulas (1), (2), and (3) is 5 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of diphenylsulfone,Heating the monomer mixture and the alkali metal carbonate in a temperature range of 100 to 200 ° C. in the presence of an alkali metal carbonate at an equivalent ratio of 1 to 1.2 relative to the equivalent of the hydroxyl group in the monomer mixture. The divalent phenol monomer and the alkali metal carbonate are reacted while continuously removing water present in the system by refluxing and dehydrating the azeotropic solvent, and then at a temperature of 240 to 320 ° C. Polymerization is performed while removing the amide solvent and the azeotropic solvent to 15% or less of the total solvent weight by heating in a range.Or
(2) A mixed solvent containing diphenyl sulfone, an amide solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and 240 ° C. or lower, and an azeotropic solvent with water having a boiling point of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, the content ratio of the amide solvent In the presence of a mixed solvent that is 100 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the diphenylsulfone,
Heating the monomer mixture and the alkali metal carbonate in a temperature range of 100 to 200 ° C. in the presence of an alkali metal carbonate at an equivalent ratio of 1 to 1.2 relative to the equivalent of the hydroxyl group in the monomer mixture. The dihydric phenol monomer and the alkali metal carbonate are reacted while continuously removing water present in the system by refluxing and dehydrating the azeotropic solvent,
Next, the polymer is polymerized while removing the amide solvent and the azeotropic solvent to 15% or less of the total solvent weight by heating in a temperature range of 240 to 320 ° C.
Furthermore, the alkali metal salt produced as a by-product should be removed by the pulverization extraction method.
Is a method for producing a polyether.
[0034]
The dihydric phenol monomer represented by the general formula (1) used in the present invention has a central portion.
[0035]
Embedded image
[0036]
As shown by electron-withdrawing groups (—S—, —CO—, —SO2-, -O-, etc.) and R1, R2Specifically, H or the following alkyl group or aryl group can be mentioned.
[0037]
As an alkyl group:
[0038]
Embedded image
[0039]
As an aryl group:
[0040]
Embedded image
[0041]
In formula (1), A1, A2Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, and butyl groups; and the aryl group includes phenyl, 4-methylphenyl, 3-netylphenyl, and 3,5-dimethylphenyl groups.
[0042]
Specific examples include the following.
[0043]
4,4′-methylenebisphenol (bisphenol F), 4,4′-ethylidene-bisphenol, 2,2′-methylenebis (4-methylphenol), 4,4′-methylenebis (2,6-dimethylphenol), 2 , 2′-bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A), 2,2′-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol C), 4,4 ′-(1,3-dimethyl) Butylidene) bisphenol, 2,2′-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) propane (tetramethylbisphenol A), 4,4 ′-(1-phenylethylidene) bisphenol (bisphenol AP), 2 ′ -Bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) propane, 5,5 '-(1-methylethylidene (1,1'-biphenyl) 2-ol.
[0044]
More preferably, bisphenol A, bisphenol F, or bisphenol AP is used.
[0045]
R of the dihalobenzenoid represented by the general formula (2) used in the present invention3-S-, -SO2An electron-withdrawing group selected from the group consisting of-, -CO- and -O-;3, A4Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, and butyl groups, and the aryl group includes phenyl, 4-methylphenyl, 3-methylphenyl, and 3,5-dimethylphenyl groups.
[0046]
Specific examples include the following.
[0047]
4,4′-difluorodiphenylsulfone, 4,4′-dichlorodiphenylsulfone, 4,4′-dibromodiphenylsulfone, 4,4′-diiododiphenylsulfone, bis (2-methyl-4-chlorophenyl) sulfone, bis (2-methyl-4-chlorophenyl) sulfone, bis (2,5-dimethyl-4-chlorophenyl) sulfone, bis (2-methyl-4-fluorophenyl) sulfone, bis (2,5-dimethyl-4-fluorophenyl) ) Sulfone, bis (2-methyl-4-bromophenyl) sulfone, bis (2,5-dimethyl-4-bromophenyl) sulfone, bis (2-methyl-4-iodophenyl) sulfone, bis (2,5- Dimethyl-4-iodophenyl) sulfone, bis (2-phenyl-4-fluorophenyl) sulfone, Scan (2-phenyl-4-chlorophenyl) sulfone, bis (2-phenyl-4-bromophenyl) sulfone, bis (2-phenyl-4-iodophenyl) sulfone;
4,4′-difluorodiphenyl ketone, 4,4′-dichlorodiphenyl ketone, 4,4′-dibromodiphenyl ketone, 4,4′-diiododiphenyl ketone, bis (2-methyl-4-chlorophenyl) ketone, bis (2-methyl-4-chlorophenyl) ketone, bis (2,5-dimethyl-4-chlorophenyl) ketone, bis (2-methyl-4-fluorophenyl) ketone, bis (2,5-dimethyl-4-fluorophenyl) ) Ketone, bis (2-methyl-4-bromophenyl) ketone, bis (2,5-dimethyl-4-bromophenyl) ketone, bis (2-methyl-4-iodophenyl) ketone, bis (2,5- Dimethyl-4-iodophenyl) ketone, bis (2-phenyl-4-fluorophenyl) ketone, bis (2-phenyl-4-chloro) Phenyl) ketone, bis (2-phenyl-4-bromophenyl) ketone, bis (2-phenyl-4-iodophenyl) ketone;
4,4′-difluorodiphenyl sulfide, 4,4′-dichlorodiphenyl sulfide, 4,4′-dibromodiphenyl sulfide, 4,4′-diiododiphenyl sulfide, bis (2-methyl-4-chlorophenyl) sulfide, bis (2-methyl-4-chlorophenyl) sulfide, bis (2,5-dimethyl-4-chlorophenyl) sulfide, bis (2-methyl-4-fluorophenyl) sulfide, bis (2,5-dimethyl-4-fluorophenyl) ) Sulfide, bis (2-methyl-4-bromophenyl) sulfide, bis (2,5-dimethyl-4-bromophenyl) sulfide, bis (2-methyl-4-iodophenyl) sulfide, bis (2,5- Dimethyl-4-iodophenyl) sulfide, bis (2-phenyl-4-phenyl) Orofeniru) sulfide, bis (2-phenyl-4-chlorophenyl) sulfide, bis (2-phenyl-4-bromophenyl) sulfide, bis (2-phenyl-4-iodophenyl) sulfide;
4,4′-difluorodiphenyl ether, 4,4′-dichlorodiphenyl ether, 4,4′-dibromodiphenyl ether, 4,4′-diiododiphenyl ether, bis (2-methyl-4-chlorophenyl) ether, bis (2-methyl -4-chlorophenyl) ether, bis (2,5-dimethyl-4-chlorophenyl) ether, bis (2-methyl-4-fluorophenyl) ether, bis (2,5-dimethyl-4-fluorophenyl) ether, bis (2-methyl-4-bromophenyl) ether, bis (2,5-dimethyl-4-bromophenyl) ether, bis (2-methyl-4-iodophenyl) ether, bis (2,5-dimethyl-4-) Iodophenyl) ether, bis (2-phenyl-4-fluorophenyl) ether, Scan (2-phenyl-4-chlorophenyl) ether, bis (2-phenyl-4-bromophenyl) ether, bis (2-phenyl-4-iodophenyl) ether.
[0048]
In particular, the following are preferred from the viewpoint of ease of polymerization and availability. 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone, 4,4'-difluorodiphenyl ketone, 4,4'-dichlorodiphenyl ketone.
[0049]
The hydroxyhalobenzenoid compound represented by the general formula (3) used in the present invention is R4-S-, -SO2An electron-withdrawing group selected from the group consisting of —, —CO— and —O—, and specifically includes the following.
[0050]
4-chloro-4'-hydroxydiphenylsulfone, 4-chloro-4 '-(P-hydroxyphenyl) diphenylsulfone4-Chloro-4'-hydroxydiphenyl ketone, 4-chloro-4 '-(P-hydroxyphenyl) diphenyl ketone4-Chloro-4'-hydroxydiphenyl sulfide, 4-chloro-4 '-(P-hydroxyphenyl) diphenylsulfiDe;
4-fluoro-4'-hydroxydiphenylsulfone, 4-fluoro-4 '-(P-hydroxyphenyl) diphenylsulfone4-Fluoro-4'-hydroxydiphenyl ketone, 4-fluoro-4 '-(P-hydroxyphenyl) diphenyl ketone4-Fluoro-4'-hydroxydiphenyl sulfide, 4-fluoro-4 '-(P-hydroxyphenyl) diphenyl sulfide
In particular, 4-chloro-4 '-(P-hydroxyphenyl) diphenylsulfo is preferred because of its ease of polymerization.Inis there.
[0051]
The total amount of the monomers represented by the formulas (1), (2) and (3) is preferably 5 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of diphenylsulfone which is one of the solvents. If the amount is less than 5 parts by weight, the yield of the polymer obtained by one polymerization is lowered, and if it exceeds 500 parts by weight, it is difficult to crush during the pulverization process, and the purification rate is remarkably lowered.
[0052]
In the production method of the present invention, an azeotropic solvent of diphenyl sulfone, an amide solvent, and water is used as a solvent for reacting and polycondensing the phenol monomer (1), the dihalobenzenoid monomer (2) and the alkali metal salt. Although it is characterized by using three kinds of mixed solvents, the following is also a major feature.
[0053]
First, by stirring at 100 to 200 ° C., water that promotes dissociation of hydrogen ions of the phenol monomer by the proton accepting power of the amide solvent, and further generates water that inhibits the reaction during alkali metalation, By refluxing and dehydrating with an azeotropic solvent, even a low acidity monomer having no active structure in the center can be easily alkali metalized.
[0054]
Next, the polymerization is carried out at 240 to 320 ° C., and the amide solvent which has finished its function is removed from the system, and finally it is obtained in the state of a mixture of diphenylsulfone and polymer.
[0055]
The solvent azeotroped with water used in the present invention is used to remove water that inhibits the reaction during potassium chlorination, and has a boiling point of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. If an azeotropic solvent having a boiling point exceeding 200 ° C. is used, the amide solvent is also not preferable because it evaporates from the polymerization kettle, and if the boiling point is less than 100 ° C., it is not preferable because it does not efficiently azeotrope with water. Absent. In addition, in order to return only the azeotropic solvent to the polymerization kettle after liquefaction in the cooling device, it causes two-phase separation rapidly with water, that is, is immiscible with water and has a specific gravity different from that of water. It is preferable that Preferably, toluene, chlorobenzene or the like is used.
[0056]
The amide solvent used in the present invention has a boiling point of 150 ° C. or higher in order to prevent being distilled out together with the azeotropic solvent during alkali metal chlorination, and is polymerized to drive out of the system during the subsequent polymerization. It has a boiling point below the temperature (for example, 240 ° C.).
[0057]
N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylimidazoline and the like are preferably used. The weight ratio of the amide solvent to diphenyl sulfone is 100 parts by weight or more of the amide solvent with respect to 100 parts by weight of diphenyl sulfone, and preferably 100 to 500 parts by weight of the amide solvent with respect to 100 parts by weight of diphenyl sulfone. It is. If the amount of the amide solvent is less than 100 parts by weight with respect to the weight of diphenylsulfone, the degree of polymerization will extremely decrease, and if it exceeds 500 parts by weight, the capacity of the weight kettle required to produce the same amount will increase, and the cost will increase. Is unfavorable because it increases.
[0058]
As the alkali metal carbonate used in the present invention, sodium carbonate, potassium carbonate, rubidium carbonate, potassium oxalate, potassium bicarbonate and the like are preferable, and potassium carbonate or sodium carbonate is particularly preferable. The amount of the alkali metal carbonate is such that the equivalent ratio is between 1 and 1.2 with respect to the equivalents of hydroxyl groups in all monomers present in the system. If the equivalent ratio is less than 1, the polymerization reaction does not proceed, and if it exceeds 1.2, the side reaction becomes violent.
[0059]
Moreover, the temperature of the first alkali metal chloride is 100-200 degreeC. If it is less than 100 ° C., removal of water by azeotropy hardly proceeds, and if it exceeds 200 ° C., the amide solvent required in the system is evaporated, which is not preferable. Moreover, the temperature of the next polymerization process is 240-320 degreeC. If the temperature is lower than 240 ° C., the evaporation rate of the amide solvent, which is a liquid component, decreases, so that it cannot be recovered in the form of a solidified product at the end of the polymerization, and if it exceeds 320 ° C., coloring due to side reactions, gelation, main chain This is not preferable.
[0060]
In the method for producing the polyether of the present invention, an alkali metal salt is produced as a by-product, but the alkali is added together with the polymerization solvent used by a known method such as a pulverization extraction method in which the solidified product is pulverized and then filtered or leached. Metal salts can be removed.
[0061]
【Example】
Hereinafter, although the Example regarding this invention is described, it does not restrict | limit this invention with this.
[0062]
(Example 1)
25.68 parts by weight of 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) propane (hereinafter referred to as BisA) as a monomer was added to a reaction vessel equipped with a condenser equipped with a stirrer, a gas introduction tube, a thermometer, and a Dane Stark tube. 4,4′-dichlorodiphenylsulfone (hereinafter referred to as DCDPS) 32.33 parts by weight, 4-chloro-4 ′-(P-hydroxyphenyl) diphenylsulfone (hereinafter referred to as PBPS) 25.9 parts by weight, and further anhydrous Nitrogen substitution was performed by charging 22.8 parts by weight of potassium carbonate and 100 parts by weight of diphenylsulfone (hereinafter referred to as DPS).
[0063]
Next, 100 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as NMP) and 100 parts by weight of toluene were charged in a nitrogen atmosphere, and the temperature was increased while stirring. When the temperature reached 170 ° C., the temperature increase was stopped, and in that state, toluene and water were azeotroped for 5 hours to perform reflux dehydration. Next, the temperature was raised to 260 ° C., and the polymerization reaction was carried out for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature to obtain a brown solid.
[0064]
When the obtained solid was dissolved in orthochlorophenol and the remaining amount of NMP was measured by liquid chromatography, it was confirmed that it was contained at a rate of 1% in the total solvent. In addition, it was confirmed that toluene did not remain at all.
[0065]
The solidified sample was coarsely pulverized to a particle size of 1 mm with a pulverizer, poured with 1.8 liters of acetone, and finely pulverized with a homogenizer. Further, the mixed solvent was completely extracted by washing the sample twice with 1.8 liters of acetone, and potassium chloride was completely removed by washing with 1.8 liters of water three times. Drying at 24 ° C. for 24 hours gave a white powder polymer.
[0066]
The obtained polymer was measured for reduced viscosity at a concentration of 1 g / dl in dimethylformamide at 30 ° C. Next, this polymer was press-molded into a flat plate of 50 × 50 × 105 mm at a temperature of 300 ° C. to obtain a colorless and transparent plate. The total light transmittance of this plate was measured and found to be 89%. The above results are shown in Table 1. (Example 2)
As monomers, 34.24 parts by weight of BisA and 43.07 parts by weight of DCDPS were charged, and the polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature to obtain a brown solidified sample. Further, pulverization and purification were performed in the same manner as in Example 1, and a white powder polymer was obtained.
[0067]
The obtained polymer was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
[0068]
(Example 3)
The operations for monomer, catalyst, solvent amount and subsequent reflux dehydration were carried out in the same manner as in Example 1.
[0069]
Next, in the process of raising the temperature to 260 ° C. and performing the polymerization reaction as it is for 5 hours, NMP is 94.8 parts by weight so that 5% (mass% of NMP in the residual solvent) of NMP remains in the system. When it was distilled off, the drain cock of the Dane-Stark tube was closed to recirculate NMP. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature to obtain a brown solid.
[0070]
When the obtained solid was dissolved in orthochlorophenol and the remaining amount of NMP was measured by liquid chromatography, it was confirmed that it was contained in a proportion of 5% in the total solvent.
[0071]
The solidified sample was processed and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
[0072]
(Example 4)
In Example 3, when 82.4 parts by weight of NMP was distilled off, the drain cock was closed so that NMP was refluxed. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature to obtain a brown solid.
[0073]
When the obtained solid was dissolved in orthochlorophenol and the remaining amount of NMP was measured by liquid chromatography, it was confirmed that it was contained at a ratio of 15% in the total solvent. Thereafter, processing and evaluation were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
[0074]
(Comparative Example 1)
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that 100 parts by weight of DPS, 100 parts by weight of NMP, and toluene were changed to 0.
[0075]
After completion of the reaction, the mixture was cooled to obtain a brown solid. Thereafter, washing was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a brown powder. Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
[0076]
(Comparative Example 2)
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that 100 parts by weight of DPS, 100 parts by weight of toluene, and 0 of NMP were used as solvents.
[0077]
A reddish brown solid was obtained after the reaction. Thereafter, washing was carried out in the same manner as in Example 1, but no solid matter was obtained.
[0081]
(Comparative example3)
Polymerization was performed in the same manner as in Example 1 except that the blending ratio of DPS and NMP was changed to 3: 1 by weight to obtain a brown solid. Thereafter, purification and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
[0082]
(Comparative example4)
Potassium carbonate vs monomerThisPolymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the quantitative ratio was changed to 0.9. The results are shown in Table 1.
[0083]
(Comparative example5)
Potassium carbonate vs monomerThisPolymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the quantitative ratio was changed to 2.0. The results are shown in Table 1.
[0084]
(Comparative example6)
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the reflux dehydration temperature was changed to 90 ° C. The results are shown in Table 1.
[0085]
(Comparative example7)
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the reflux dehydration temperature was changed to 250 ° C. The results are shown in Table 1.
[0086]
(Comparative example8)
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the polymerization temperature was changed to 180 ° C. The obtained sample was liquid and 45% of NMP remained. Pour 1 liter of N, N-dimethylformamide into this sample,Next, the solution was poured into a mixed solvent of a total of 18 liters of 9 liters of methanol and 9 liters of acetone, and precipitated while stirring with a homogenizer. Then, the reaction by-product is completely removed by washing successively with 1.8 liters of methanol twice and 1.8 liters of water three times, followed by vacuum drying at 120 ° C. for 24 hours to obtain a white polymer powder. Got.Evaluation was performed. The results are shown in Table 1.
[0087]
(Comparative example9)
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that only 200 parts by weight of NMP and 100 parts by weight of toluene were used as the solvent, the reflux dehydration temperature was 160 ° C., and the polymerization temperature was 180 ° C.
[0088]
The obtained sample was liquid. After the comparative example8In the same manner as above, a polymer was obtained and evaluated. The results are shown in Table 1.
[0089]
[Table 1]
[0090]
【The invention's effect】
The production method according to the present invention has a low acidity monomer (S, SO2Even when a polyether is produced using a compound having no structure such as CO, O, etc., the product can be recovered in the form of a solidified product. From this, in order to remove the alkali metal salt as a by-product, the polymer can be purified and recovered by a pulverization extraction method instead of the reprecipitation method.
[0091]
Therefore, a reprecipitation tank (used to precipitate the polymer in a liquid that is a poor solvent for the polymer) having a volume more than 10 times the washing tank used in the pulverization extraction method, and the accompanying reprecipitation solvent The recovery and purification process can be omitted.
[0092]
Therefore, in the purification process, the amount of the solvent to be used can be reduced, and the industrial value is great in terms of space saving and cost reduction.

Claims (2)

一般式(1)
(式中、aおよびbは0〜4の整数、R1およびR2はそれぞれ独立してH、炭素数8以下のアルキル基またはアリール基、A1およびA2はそれぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基またはアリール基を表す)
で示される2価のフェノールモノマーと、
一般式(2)
(式中、cおよびdは0〜4の整数、A3およびA4はそれぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基もしくはアリール基、R3は−SO2−、−S−、−CO−、または−O−、XはF、Cl、BrまたはIを表す)
で示されるジハロベンゼノイドモノマー、または
一般式(1)、(2)および一般式(3)
(式中、R4は−SO2−、−S−、−CO−または−O−、XはF、Cl、BrまたはI、nは1または2を表す)
で示されるヒドロキシハロベンゼノイドモノマーからポリエーテルを合成し回収する方法において、
ジフェニルスルホン、沸点が150℃以上240℃以下のアミド系溶媒、及び沸点が100℃以上200℃以下の水との共沸溶媒を含む混合溶媒であって、該アミド系溶媒の含有割合が、該ジフェニルスルホン100重量部に対して100重量部以上である混合溶媒の存在下で、
一般式(1)、(2)、(3)式で示されるモノマー類の総量を、ジフェニルスルホン100重量部に対し、5〜500重量部とし、
上記モノマーの混合物中の水酸基の当量に対して1〜1.2の当量比でアルカリ金属炭酸塩を存在させて、該モノマー混合物と該アルカリ金属炭酸塩とを100〜200℃の温度範囲で加熱し、該共沸溶媒を還流脱水することにより連続的に系中に存在する水を除去しつつ、上記2価フェノールモノマーとアルカリ金属炭酸塩とを反応させ、
次に、240〜320℃の温度範囲で加熱することにより、該アミド系溶媒と該共沸溶媒とを全溶媒重量の15%以下になるまで除去しながら、ポリマー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。
General formula (1)
(Wherein, a and b are integers of 0 to 4, R 1 and R 2 are each independently H, an alkyl group or aryl group having 8 or less carbon atoms, and A 1 and A 2 are each independently 1 carbon atom. Represents an alkyl group or an aryl group of ~ 8)
A divalent phenol monomer represented by
General formula (2)
(Wherein c and d are integers of 0 to 4, A 3 and A 4 are each independently an alkyl group or aryl group having 1 to 8 carbon atoms, R 3 is —SO 2 —, —S—, —CO; -, Or -O-, X represents F, Cl, Br or I)
Or a dihalobenzenoid monomer represented by the general formulas (1), (2) and (3)
(Wherein R 4 represents —SO 2 —, —S—, —CO— or —O—, X represents F, Cl, Br or I, and n represents 1 or 2)
In a method for synthesizing and recovering a polyether from a hydroxyhalobenzenoid monomer represented by:
A mixed solvent comprising diphenylsulfone, an amide solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and 240 ° C. or lower, and an azeotropic solvent with water having a boiling point of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, wherein the content ratio of the amide solvent is In the presence of a mixed solvent that is 100 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of diphenylsulfone,
The total amount of the monomers represented by the general formulas (1), (2), and (3) is 5 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of diphenylsulfone,
Heating the monomer mixture and the alkali metal carbonate in a temperature range of 100 to 200 ° C. in the presence of an alkali metal carbonate at an equivalent ratio of 1 to 1.2 relative to the equivalent of the hydroxyl group in the monomer mixture. Then, while continuously removing water existing in the system by refluxing and dehydrating the azeotropic solvent, the dihydric phenol monomer and the alkali metal carbonate are reacted,
Next, the polymer is polymerized while being heated in a temperature range of 240 to 320 ° C. while removing the amide solvent and the azeotropic solvent to 15% or less of the total solvent weight. A method for producing a polyether.
一般式(1)General formula (1)
(式中、aおよびbは0〜4の整数、RWherein a and b are integers from 0 to 4, R 11 およびRAnd R 22 はそれぞれ独立してH、炭素数8以下のアルキル基またはアリール基、AAre each independently H, an alkyl or aryl group having 8 or less carbon atoms, A 11 およびAAnd A 22 はそれぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基またはアリール基を表す)Each independently represents an alkyl or aryl group having 1 to 8 carbon atoms)
で示される2価のフェノールモノマーと、A divalent phenol monomer represented by:
一般式(2)General formula (2)
(式中、cおよびdは0〜4の整数、AWherein c and d are integers from 0 to 4, A 3Three およびAAnd A 4Four はそれぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基もしくはアリール基、RAre each independently an alkyl or aryl group having 1 to 8 carbon atoms, R 3Three は−SOIs -SO 22 −、−S−、−CO−、または−O−、XはF、Cl、BrまたはIを表す)-, -S-, -CO-, or -O-, X represents F, Cl, Br or I)
で示されるジハロベンゼノイドモノマー、またはA dihalobenzenoid monomer represented by
一般式(1)、(2)および一般式(3)General formula (1), (2) and general formula (3)
(式中、R(Wherein R 4Four は−SOIs -SO 22 −、−S−、−CO−または−O−、XはF、Cl、BrまたはI、nは1または2を表す)-, -S-, -CO- or -O-, X represents F, Cl, Br or I, and n represents 1 or 2)
で示されるヒドロキシハロベンゼノイドモノマーからポリエーテルを合成し回収する方法において、In a method for synthesizing and recovering a polyether from a hydroxyhalobenzenoid monomer represented by:
ジフェニルスルホン、沸点が150℃以上240℃以下のアミド系溶媒、及び沸点が100℃以上200℃以下の水との共沸溶媒を含む混合溶媒であって、該アミド系溶媒の含有割合が、該ジフェニルスルホン100重量部に対して100重量部以上である混合溶媒の存在下で、A mixed solvent comprising diphenylsulfone, an amide solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and 240 ° C. or lower, and an azeotropic solvent with water having a boiling point of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, wherein the content ratio of the amide solvent is In the presence of a mixed solvent that is 100 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of diphenylsulfone,
上記モノマーの混合物中の水酸基の当量に対して1〜1.2の当量比でアルカリ金属炭酸塩を存在させて、該モノマー混合物と該アルカリ金属炭酸塩とを100〜200℃の温度範囲で加熱し、該共沸溶媒を還流脱水することにより連続的に系中に存在する水を除去しつつ、上記2価フェノールモノマーとアルカリ金属炭酸塩とを反応させ、Heating the monomer mixture and the alkali metal carbonate in a temperature range of 100 to 200 ° C. in the presence of an alkali metal carbonate at an equivalent ratio of 1 to 1.2 relative to the equivalent of the hydroxyl group in the monomer mixture. Then, while continuously removing water existing in the system by refluxing and dehydrating the azeotropic solvent, the dihydric phenol monomer and the alkali metal carbonate are reacted,
次に、240〜320℃の温度範囲で加熱することにより、該アミド系溶媒と該共沸溶媒とを全溶媒重量の15%以下になるまで除去しながら、ポリマーの重合を行い、Next, by heating in the temperature range of 240 to 320 ° C., the polymer is polymerized while removing the amide solvent and the azeotropic solvent to 15% or less of the total solvent weight,
さらに、副生成物として生成するアルカリ金属塩を粉砕抽出法により除去することを特徴とする、ポリエーテルの製造方法。Furthermore, the manufacturing method of polyether characterized by removing the alkali metal salt produced | generated as a by-product by the grinding | pulverization extraction method.
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