JP3814642B2 - ジペンタエリスリトールの製造方法 - Google Patents
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルキッド樹脂、潤滑油および紫外線硬化性樹脂などの原料として有用なジペンタエリスリトール（以下、Ｄ−ＰＥと略記する）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｄ−ＰＥの製造方法としては種々のものが知られている。例えば、▲１▼ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドをアルカリの存在下で反応させてペンタエリスリトール（以下、ＰＥと略記する）を製造する際にＤ−ＰＥを副生させる方法（特公平１−４４６８９号）、▲２▼酸触媒の存在下、ＰＥを脱水縮合させてＤ−ＰＥを製造する方法（特開平６−１５６８５号）
【０００３】
しかしながら、トリペンタエリスリトール（以下、Ｔ−ＰＥと略記する）、テトラペンタエリスリトール（以下、Ｔｅｒａ−ＰＥと略記する）などのポリペンタエリスリトールを出発原料とするＤ−ＰＥの製造方法は提案されていない。ポリペンタエリスリトールは上記従来方法▲１▼及び▲２▼において副生し、しかもＤ−ＰＥの生成率を上げると多量に副生する。そしてポリペンタエリスリトールはＰＥ及びＤ−ＰＥに比べて工業用途が極めて少く、有用性に乏しいものである。したがって、ポリペンタエリスリトールを有効利用できる方法が要望されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ポリペンタエリスリトールを出発原料として用いて、有用なＤ−ＰＥを製造する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、酸触媒の存在下におけるポリペンタエリスリトールと水との反応（すなわち、ポリペンタエリスリトールの酸加水分解）について鋭意研究を行ったところ、２８０℃以上の反応温度にてポリペンタエリスリトールの酸加水分解が進行してＤ−ＰＥを製造できること、さらにはＤ−ＰＥの生成率を上げても、原料のポリペンタエリスリトールよりも高次のポリペンタエリスリトールの副生が極めて少ないことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、酸触媒の存在下、反応温度２８０℃以上でポリペンタエリスリトール（ただし、ジペンタエリスリトールを除く）を水と反応させることを特徴とするジペンタエリスリトールの製造方法に関するものである。
【０００７】
本発明によればＤ−ＰＥ合成時に副生するポリペンタエリスリトールを有用なＤ−ＰＥに転化できるので、本発明方法を従来のＤ−ＰＥの製造方法と組み合わせてよりＤ−ＰＥの生産性を向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明においては、反応温度を２８０℃以上にすることが特に重要である。反応温度が２８０℃未満、例えば通常のエーテルの酸加水分解の反応温度である２５０℃以下ではポリペンタエリスリトールの酸加水分解はほとんど起こらないからである。本発明の好ましい反応温度は３００〜４００℃、さらに好ましい反応温度は３２０〜３６０℃の範囲である。
【０００９】
本発明のポリペンタエリスリトールとしては、Ｔ−ＰＥ、Ｔｅｒａ−ＰＥ、ペンタペンタエリスリトールなどが挙げられ、これらの中でＴ−ＰＥ及びＴｅｒａ−ＰＥが好ましい。
【００１０】
本発明で用いられる酸触媒としては、アルコールの脱水縮合反応に通常使用される無機酸、有機酸などが挙げられる。無機酸としては、リン酸、硫酸等の鉱酸；これら鉱酸の酸性塩；粘土鉱物（例えばモンモリロナイト）、シリカ・アルミナ、ゼオライト等の固体酸触媒などが挙げられる。有機酸としてはギ酸、パラトルエンスルホン酸などが挙げられる。
【００１１】
酸触媒の使用量は特に制限はないが、水溶性の酸触媒を用いる場合には、反応中の反応系内のｐＨが７未満、好ましくは５以下に維持できる量であればよい。また固体酸触媒を用いる場合には、通常、ポリペンタエリスリトールに対して０．１〜１００重量％である。
【００１２】
水の使用量は酸加水分解の理論量以上であれば特に制限はないが、通常、ポリペンタエリスリトールに対して重量比で０．５〜３０の範囲である。この範囲より多いと反応器の容積が大きくなり経済的でない。
【００１３】
本発明方法は、通常、回分法で行われるが、連続法で実施することも可能である。反応圧力は所定の反応温度を維持できる圧力であればよい。
【００１４】
このようにして得られた反応終了液からのＤ−ＰＥおよびＰＥの単離は、一般的に行われている水に対する溶解度差を利用した分別晶析操作を行えば達成できる。
【００１５】
【実施例】
以下に実施例および比較例を示し、更に詳細に本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１６】
実施例１
温度計、圧力計および攪拌機を備えた１００ｃｃ容のステンレス鋼製耐圧反応器に、次の組成の混合物３．０ｇ、水８０．０ｇおよび化学組成Ｋ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・６ＳｉＯ2のゼオライト固体酸触媒３．０ｇを仕込み、窒素雰囲気下、２８０℃に昇温し１７時間反応を行った。この間、圧力は６０ｋｇｆ／ｃｍ2（約５．８８ＭＰａ）であった。
【００１７】
【００１８】
反応後、反応液をろ過し、次いでろ液を蒸発乾固した。得られた残渣をシリル化してＧＣ分析を行ったところ、残渣の組成は表１に示すとおりであった。
【００１９】
実施例２
反応温度を３２０℃、反応時間を５．５時間とした以外は実施例１と同様に操作を行った。残渣のＧＣ分析結果を表１に示す。
【００２０】
実施例３
反応温度を３２０℃、反応時間を１６．３時間とした以外は実施例１と同様に操作を行った。残渣のＧＣ分析結果を表１に示す。
【００２１】
比較例
反応温度を２６０℃とした以外は実施例１と同様に操作を行った。残渣のＧＣ分析結果を表１に示す。ＰＥとＤ−ＰＥの生成は極少量であった。
【００２２】
【表１】
【００２３】
実施例４
原料組成がＰＥ ０．７重量％、Ｄ−ＰＥ ２．８重量％、Ｔ−ＰＥ ６３．４重量％、Ｔｅｔｒａ−ＰＥ ２７．８重量％およびその他の成分 ５．３重量％からなる混合物３．０ｇと水８０．０ｇの混合液に、酸触媒としてギ酸０．０３ｇを加えてｐＨ３．９にした以外は実施例２と同様にして反応を行った。反応後、反応液を蒸発乾固した。得られた残渣について実施例１と同様にしてＧＣ分析を行い、その結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルキッド樹脂、潤滑油および紫外線硬化性樹脂などの原料として有用なジペンタエリスリトール（以下、Ｄ−ＰＥと略記する）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｄ−ＰＥの製造方法としては種々のものが知られている。例えば、▲１▼ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドをアルカリの存在下で反応させてペンタエリスリトール（以下、ＰＥと略記する）を製造する際にＤ−ＰＥを副生させる方法（特公平１−４４６８９号）、▲２▼酸触媒の存在下、ＰＥを脱水縮合させてＤ−ＰＥを製造する方法（特開平６−１５６８５号）
【０００３】
しかしながら、トリペンタエリスリトール（以下、Ｔ−ＰＥと略記する）、テトラペンタエリスリトール（以下、Ｔｅｒａ−ＰＥと略記する）などのポリペンタエリスリトールを出発原料とするＤ−ＰＥの製造方法は提案されていない。ポリペンタエリスリトールは上記従来方法▲１▼及び▲２▼において副生し、しかもＤ−ＰＥの生成率を上げると多量に副生する。そしてポリペンタエリスリトールはＰＥ及びＤ−ＰＥに比べて工業用途が極めて少く、有用性に乏しいものである。したがって、ポリペンタエリスリトールを有効利用できる方法が要望されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ポリペンタエリスリトールを出発原料として用いて、有用なＤ−ＰＥを製造する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、酸触媒の存在下におけるポリペンタエリスリトールと水との反応（すなわち、ポリペンタエリスリトールの酸加水分解）について鋭意研究を行ったところ、２８０℃以上の反応温度にてポリペンタエリスリトールの酸加水分解が進行してＤ−ＰＥを製造できること、さらにはＤ−ＰＥの生成率を上げても、原料のポリペンタエリスリトールよりも高次のポリペンタエリスリトールの副生が極めて少ないことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、酸触媒の存在下、反応温度２８０℃以上でポリペンタエリスリトール（ただし、ジペンタエリスリトールを除く）を水と反応させることを特徴とするジペンタエリスリトールの製造方法に関するものである。
【０００７】
本発明によればＤ−ＰＥ合成時に副生するポリペンタエリスリトールを有用なＤ−ＰＥに転化できるので、本発明方法を従来のＤ−ＰＥの製造方法と組み合わせてよりＤ−ＰＥの生産性を向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明においては、反応温度を２８０℃以上にすることが特に重要である。反応温度が２８０℃未満、例えば通常のエーテルの酸加水分解の反応温度である２５０℃以下ではポリペンタエリスリトールの酸加水分解はほとんど起こらないからである。本発明の好ましい反応温度は３００〜４００℃、さらに好ましい反応温度は３２０〜３６０℃の範囲である。
【０００９】
本発明のポリペンタエリスリトールとしては、Ｔ−ＰＥ、Ｔｅｒａ−ＰＥ、ペンタペンタエリスリトールなどが挙げられ、これらの中でＴ−ＰＥ及びＴｅｒａ−ＰＥが好ましい。
【００１０】
本発明で用いられる酸触媒としては、アルコールの脱水縮合反応に通常使用される無機酸、有機酸などが挙げられる。無機酸としては、リン酸、硫酸等の鉱酸；これら鉱酸の酸性塩；粘土鉱物（例えばモンモリロナイト）、シリカ・アルミナ、ゼオライト等の固体酸触媒などが挙げられる。有機酸としてはギ酸、パラトルエンスルホン酸などが挙げられる。
【００１１】
酸触媒の使用量は特に制限はないが、水溶性の酸触媒を用いる場合には、反応中の反応系内のｐＨが７未満、好ましくは５以下に維持できる量であればよい。また固体酸触媒を用いる場合には、通常、ポリペンタエリスリトールに対して０．１〜１００重量％である。
【００１２】
水の使用量は酸加水分解の理論量以上であれば特に制限はないが、通常、ポリペンタエリスリトールに対して重量比で０．５〜３０の範囲である。この範囲より多いと反応器の容積が大きくなり経済的でない。
【００１３】
本発明方法は、通常、回分法で行われるが、連続法で実施することも可能である。反応圧力は所定の反応温度を維持できる圧力であればよい。
【００１４】
このようにして得られた反応終了液からのＤ−ＰＥおよびＰＥの単離は、一般的に行われている水に対する溶解度差を利用した分別晶析操作を行えば達成できる。
【００１５】
【実施例】
以下に実施例および比較例を示し、更に詳細に本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１６】
実施例１
温度計、圧力計および攪拌機を備えた１００ｃｃ容のステンレス鋼製耐圧反応器に、次の組成の混合物３．０ｇ、水８０．０ｇおよび化学組成Ｋ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・６ＳｉＯ2のゼオライト固体酸触媒３．０ｇを仕込み、窒素雰囲気下、２８０℃に昇温し１７時間反応を行った。この間、圧力は６０ｋｇｆ／ｃｍ2（約５．８８ＭＰａ）であった。
【００１７】
反応後、反応液をろ過し、次いでろ液を蒸発乾固した。得られた残渣をシリル化してＧＣ分析を行ったところ、残渣の組成は表１に示すとおりであった。
【００１９】
実施例２
反応温度を３２０℃、反応時間を５．５時間とした以外は実施例１と同様に操作を行った。残渣のＧＣ分析結果を表１に示す。
【００２０】
実施例３
反応温度を３２０℃、反応時間を１６．３時間とした以外は実施例１と同様に操作を行った。残渣のＧＣ分析結果を表１に示す。
【００２１】
比較例
反応温度を２６０℃とした以外は実施例１と同様に操作を行った。残渣のＧＣ分析結果を表１に示す。ＰＥとＤ−ＰＥの生成は極少量であった。
【００２２】
【表１】
実施例４
原料組成がＰＥ ０．７重量％、Ｄ−ＰＥ ２．８重量％、Ｔ−ＰＥ ６３．４重量％、Ｔｅｔｒａ−ＰＥ ２７．８重量％およびその他の成分 ５．３重量％からなる混合物３．０ｇと水８０．０ｇの混合液に、酸触媒としてギ酸０．０３ｇを加えてｐＨ３．９にした以外は実施例２と同様にして反応を行った。反応後、反応液を蒸発乾固した。得られた残渣について実施例１と同様にしてＧＣ分析を行い、その結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
Claims (4)
- 酸触媒の存在下、反応温度２８０℃以上でポリペンタエリスリトール（ただし、ジペンタエリスリトールを除く）を水と反応させることを特徴とするジペンタエリスリトールの製造方法。
- 反応系内のｐＨを７未満に維持しながら反応させることを特徴とする請求項１記載の方法。
- 酸触媒が固体酸触媒である請求項１記載の方法。
- ジペンタエリスリトールとともにペンタエリスリトールを製造することを特徴とする請求項１、２又は３記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24095295A JP3814642B2 (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | ジペンタエリスリトールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24095295A JP3814642B2 (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | ジペンタエリスリトールの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0959199A JPH0959199A (ja) | 1997-03-04 |
| JP3814642B2 true JP3814642B2 (ja) | 2006-08-30 |
Family
ID=17067101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24095295A Expired - Fee Related JP3814642B2 (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | ジペンタエリスリトールの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3814642B2 (ja) |
-
1995
- 1995-08-24 JP JP24095295A patent/JP3814642B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0959199A (ja) | 1997-03-04 |
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