JP3862883B2 - 芳香族エポキシ化合物の核水素化方法 - Google Patents
芳香族エポキシ化合物の核水素化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3862883B2 JP3862883B2 JP02591999A JP2591999A JP3862883B2 JP 3862883 B2 JP3862883 B2 JP 3862883B2 JP 02591999 A JP02591999 A JP 02591999A JP 2591999 A JP2591999 A JP 2591999A JP 3862883 B2 JP3862883 B2 JP 3862883B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction
- aromatic epoxy
- catalyst
- acetate
- epoxy compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Epoxy Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、分子内に少なくとも1個のエポキシ基を有する芳香族エポキシ化合物を核水素化し、対応する飽和環式のエポキシ化合物を製造する方法に関し、さらに詳しくは、溶剤および添加成分を選択することにより、活性および選択性を維持しつつ水素化触媒の繰り返し使用を可能とする芳香族エポキシ化合物の核水素化方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
飽和環式のエポキシ化合物、例えば水素化ビスフェノールAのジグリシジルエーテルや水素化ビスフェノールFのジグリシジルエーテル等は、特にエポキシ樹脂の原料および中間体として有用であり、これらを用いたエポキシ樹脂は一般に芳香族系の樹脂よりも耐候性に優れるという特徴を有する。
【0003】
従来、このような飽和環式のエポキシ化合物の製造方法としては、対応する芳香族エポキシ化合物を核水素化する方法、すなわち分子内のベンゼン環を選択的にシクロヘキサン環へ水素化する方法が知られている。例えば、米国特許3336241号公報にはロジウムまたはルテニウムを不活性な担体に担持した担持触媒を使用して核水素化する方法、特開平8−48676号公報にはルテニウム触媒を使用し反応系に水を添加して核水素化する方法、特開平8−53370号公報にはエーテルの存在下にルテニウム化合物を特定の酸化還元電位を持つ金属等で還元処理した均質ルテニウム触媒を用いて核水素化する方法がそれぞれ開示されている。
【0004】
しかし、米国特許3336241号の方法では水素化速度が遅く反応に長時間を要したり、あるいは選択性が十分ではなく水素化分解により収率が低下するといった問題点が有り、また、触媒の選択性を改良した特開平8−53370号の方法では特別な触媒調製を要す上に触媒の再使用が難しいという問題点があった。一方、特開平8−48676号の方法は反応生成物からの触媒の回収および再使用が可能である点で優れるが、反応系に水を添加するため、水分が多い場合にはエポキシ基の開環等の好ましくない副反応が起こり選択率の低下を招くという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の様な問題点を解決し、核水素化反応時において高い転化率と高い選択率を実現し、さらには触媒の繰り返し使用時においても触媒の活性および選択性といった性能を低下することなく触媒の再使用が可能な芳香族エポキシ化合物の核水素化方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、芳香族エポキシ化合物をルテニウム触媒を用いて核水素化する反応において、反応溶媒としてエーテル系溶媒を使用し、かつ、反応系に脂肪酸エステルを添加することにより核水素化反応の転化率および選択率が著しく改善され、しかも触媒の繰り返し使用時においてもこれらの触媒性能を維持して核水素化できることを見出し本発明を完成した。
【0007】
すなわち、本発明は、分子内に少なくとも1個のエポキシ基を有する芳香族エポキシ化合物のベンゼン環をルテニウム担持触媒を用いて水素加圧下に核水素化するに際し、反応をエーテル系溶媒中、脂肪酸エステルの存在下で行うことを特徴とする芳香族エポキシ化合物の核水素化方法である。
【0008】
【発明の実施の形態】
本明細書中において、核水素化とは対象となる化合物の分子に存在する置換基は水素化せず、分子を構成するベンゼン環のみをシクロヘキサン環へ水素化することを意味する。
【0009】
本発明の核水素化方法の特徴は、▲1▼エーテル系溶媒中で反応を行うことおよび▲2▼反応系中に脂肪酸エステルを存在させることである。
【0010】
本発明の核水素化において、出発原料として用いる分子内に少なくとも1個のエポキシ基を有する芳香族エポキシ化合物(以下、単に「芳香族エポキシ化合物」という)としては、例えば、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル、ビスフェノールFのジグリシジルエーテル、4,4'−ジヒドロキシビフェニルのジグリシジルエーテルおよびこれらの物質のオリゴマー等があげられる。本発明ではこれらの中でも特に、ビスフェノールAのジグリシジルエーテルおよびビスフェノールFのジグリシジルエーテルが好ましい原料として使用される。
【0011】
本発明においては、反応溶媒としてエーテル系溶媒を使用する。エーテル系溶媒の種類は特に限定されないが、水素化反応に対して不活性であり選択率の向上等の効果がみられることから環状エーテル系溶媒、具体的にはテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサン、ジオキソラン等が好ましく、テトラヒドロフランが特に好ましい。溶媒の使用量は特に限定されないが、通常は原料の芳香族エポキシ化合物に対して溶媒10〜1000重量%の範囲、好ましくは20〜500重量%の範囲である。
【0012】
また、本発明の水素化方法においては、反応系に脂肪酸エステルを存在させることが特徴である。存在させる脂肪酸エステルの種類は特に限定されないが、通常は炭素数が3〜7のものが好ましく、具体的には酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸tert−ブチル、酢酸アミル(各種異性体)、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−プロピル、プロピオン酸イソプロピルおよびこれらの混合物等を挙げることができ、中でも酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸メチルおよびプロピオン酸エチルが特に好ましい。
【0013】
反応系中での脂肪酸エステルの存在量は、原料の芳香族エポキシ化合物に対して0.5〜100重量%の範囲、好ましくは1〜50重量%の範囲である。0.5重量%に満たない量では水素化反応時の転化率および選択率に対して十分な効果を発揮することができず、また100重量%を越える量を使用しても効果の増進は少なく、原料濃度の低下によりかえって生産効率を悪化することになりかねないため、存在量は上記の範囲とすることが好ましい。
【0014】
本発明の核水素化反応は、上記の▲1▼エーテル系溶媒中で反応および▲2▼反応系中での脂肪酸エステルの存在以外は、公知のルテニウム系触媒を用いる水素化反応またはこれに準じて実施することができる。
【0015】
すなわち、本発明の水素化触媒としては公知のルテニウム担持触媒を使用することができる。このルテニウム担持触媒は、活性金属種としてのルテニウムを不活性担体に担持したものであれば特にその種類は限定されないが、担体の種類としては例えば活性炭、シリカ、アルミナ、マグネシアおよびこれらの混合物が好ましく、活性炭が特に好ましい。また、ルテニウムの担持量は通常は触媒重量の0.1〜20%、好ましくは0.5〜10%である。
【0016】
これらの触媒は、含浸法、沈澱法等の通常の方法で調製したものを使用することができ、また、水素化反応用触媒として市販されているものをそのまま使用することもできる。触媒の使用量は特に限定されないが、触媒量が少ないと反応に長時間を要することになるため、通常は原料の芳香族エポキシ化合物に対しルテニウム重量で0.05重量%以上が好ましく、0.1〜2重量%の範囲がさらに好ましい。
【0017】
また、水素化反応の条件も一般的な条件で良く、水素化反応の反応温度および反応圧力は水素化反応が完結できる条件下であれば特に限定されないが、実用的な反応速度が得られる条件として、通常は反応温度として10〜150℃の範囲、好ましくは30〜80℃の範囲であり、反応圧力としては5〜150kg/cm2・Gの範囲、好ましくは20〜100kg/cm2・Gの範囲が採用される。
【0018】
水素化反応が終了するまでの反応時間は、触媒の使用量や上記の反応条件によっても異なるが、通常は0.5〜10時間である。また、水素化反応の反応形式は回分式に限定されるものではなく、ルテニウム担持触媒を適当な形状に成型して固定床反応器に充填し流通式で行うこともできる。
【0019】
水素化反応が終了した後の反応液は、まず、適当な手段により触媒を分離し、次いで通常の蒸留等の手段により溶媒を分離すればそのまま目的物とする飽和環式エポキシ化合物を得ることができ、また、分離した脂肪酸エステルを含む溶媒についてもそのまま再使用することができる。
【0020】
上記の条件を採用して反応を行う本発明方法では、反応液からの触媒の回収および繰り返し使用を容易に実施することができる点に特徴を有する。触媒の繰り返し使用の方法は、例えば、水素化反応後の反応液からろ過または遠心分離等の手段によって触媒を分離し、分離した触媒を反応器に戻し、同様の比率で原料、エーテル系溶媒および脂肪酸エステルを混合し、同様の温度、圧力条件下に反応を行えばよい。
【0021】
本発明者らの知見によれば、本発明の方法によって新しい触媒の追加や触媒の再生処理を行うこと無しに5回以上の触媒の繰り返し使用が可能であり、その間の転化率や選択率の低下は見られなかった。
【0022】
以上のような条件をもって本発明を実施すれば、高選択的に芳香族エポキシ化合物を水素化して目的物の飽和環式のエポキシ化合物を製造することができ、また、活性および選択性といった触媒性能を維持したまま触媒の繰り返し使用が可能であるため製造コストを低減することができる。
【0023】
【実施例】
以下に、実施例および比較例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに何ら制約されるものではない。
【0024】
実 施 例 1
内容積0.3リットルのステンレス製オートクレーブに、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル15g(エポキシ当量188)、ルテニウム/カーボン触媒1g(エヌイーケムキャット社製;ルテニウム担持量5wt%、乾燥品)、テトラヒドロフラン44.6gおよび酢酸エチル0.4g(対原料2.7重量%)を張り込み、系内を窒素、次いで水素で置換した後、内容物を攪拌しながら水素圧70kg/cm2・G、反応温度50℃で6時間反応させた。
【0025】
反応終了後、内容物をろ紙(No.5C)を用いて吸引ろ過し、ろ液をさらにロータリーエバポレーターにより減圧乾燥し、不揮発分として無色透明の反応生成物を得た。
【0026】
反応生成物について、276nmの吸光度をUV分光光度計で測定して核水素化率を求め、また過塩素酸滴定法(JIS−K7236)により、そのエポキシ当量を求めたところ、当該反応生成物の核水素化率は99.8%、エポキシ当量は201(計算値196)であった。また、これらの核水素化率とエポキシ当量からエポキシ基残存率を算出したところ、エポキシ基残存率は97%であった。
【0027】
実 施 例 2
酢酸エチルの混合量を4.5g(対原料30重量%)とした以外は実施例1と同様にして反応を行った。反応生成物を実施例1と同様の方法で分析したところ、核水素化率は99.8%、エポキシ当量は198であり、算出されたエポキシ基残存率は99%であった。
【0028】
実 施 例 3
酢酸エチルに代えてプロピオン酸メチル4.5g(対原料30重量%)を混合した以外は実施例2と同様にして反応を行った。反応生成物を実施例1と同様の方法で分析したところ、核水素化率は99.6%、エポキシ当量は199であり、算出されたエポキシ基残存率は98%であった。
【0029】
比 較 例 1
酢酸エチルに代えて水1gを添加した以外は実施例1と同様にして反応を行った。反応生成物を実施例1と同様の方法で分析したところ、核水素化率は97.1%、エポキシ当量は210であり、算出されたエポキシ基残存率は93%であった。
【0030】
実 施 例 4 〜 7
実施例2で使用した触媒を回収し、この回収触媒を使用して実施例2と同様の条件下に反応を行った。また、これと同様の触媒の繰り返し使用の反応を5回行った。各反応生成物を実施例1と同様の方法で分析した結果を表1に示す。
【0031】
【表1】
【0032】
本発明の方法によれば触媒の5回の繰り返し使用においても、触媒性能の劣化はほとんどみられなかった。
【0033】
実 施 例 8
ビスフェノールAのジグリシジルエーテルに代えて、ビスフェノールFのジグリシジルエーテル15g(エポキシ当量170)を原料として使用した以外は実施例2と同様にして反応を行った。
【0034】
反応生成物の分析を実施例1と同様にして行ったところ、核水素化率は99.8%、エポキシ当量は179(計算値177)であり、算出したエポキシ基残存率は99%であった。
【0035】
【発明の効果】
本発明によれば、高い選択性をもって芳香族エポキシ化合物を核水素化することができ、また、活性および選択性といった触媒性能を低下することなく触媒の繰り返し使用が可能であるため、エポキシ樹脂の原料等として有用な飽和環式エポキシ化合物を安価に効率よく製造することができる。
以 上
Claims (4)
- 分子内に少なくとも1個のエポキシ基を有する芳香族エポキシ化合物のベンゼン環をルテニウム担持触媒を用いて水素加圧下に核水素化するに際し、反応をエーテル系溶媒中、脂肪酸エステルの存在下で行うことを特徴とする芳香族エポキシ化合物の核水素化方法。
- 反応系中に存在させる脂肪酸エステルの量が、芳香族エポキシ化合物に対し0.5〜100重量%である請求項第1項記載の芳香族エポキシ化合物の核水素化方法。
- 脂肪酸エステルが、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸メチルおよびプロピオン酸エチルから選ばれた脂肪酸エステルの少なくとも1種である請求項第1項または第2項記載の芳香族エポキシ化合物の核水素化方法。
- 分子内に少なくとも1個のエポキシ基を有する芳香族エポキシ化合物が、ビスフェノールAのジグリシジルエーテルまたはビスフェノールFのジグリシジルエーテルである請求項第1項ないし第3項の何れかの項に記載の芳香族エポキシ化合物の核水素化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02591999A JP3862883B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 芳香族エポキシ化合物の核水素化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02591999A JP3862883B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 芳香族エポキシ化合物の核水素化方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000226380A JP2000226380A (ja) | 2000-08-15 |
JP3862883B2 true JP3862883B2 (ja) | 2006-12-27 |
Family
ID=12179199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02591999A Expired - Fee Related JP3862883B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 芳香族エポキシ化合物の核水素化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3862883B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002037856A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-02-06 | Dainippon Ink & Chem Inc | エポキシ樹脂組成物 |
JP2002097251A (ja) * | 2000-09-21 | 2002-04-02 | New Japan Chem Co Ltd | グリシジル基含有脂環式化合物、その製造方法並びにそれを用いたエポキシ樹脂組成物 |
JP3904458B2 (ja) * | 2002-01-17 | 2007-04-11 | 三菱化学株式会社 | 脂環式エポキシ化合物の製造方法 |
JP2003026763A (ja) * | 2001-07-13 | 2003-01-29 | New Japan Chem Co Ltd | エポキシ樹脂組成物 |
JP2003026766A (ja) * | 2001-07-13 | 2003-01-29 | New Japan Chem Co Ltd | エポキシ系反応性希釈剤及び該希釈剤を含む液状エポキシ樹脂組成物 |
TWI427094B (zh) * | 2010-10-25 | 2014-02-21 | Nanya Plastics Corp | 一種提高丙二酚型氫化環氧樹脂產率的氫化方法 |
-
1999
- 1999-02-03 JP JP02591999A patent/JP3862883B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000226380A (ja) | 2000-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4603744B2 (ja) | 3−ヒドロキシプロパナールの1,3−プロパンジオールへの接触水素添加 | |
US6297408B1 (en) | Two-stage process for the production of 1,3-propanediol by catalytic hydrogenation of 3-hydroxypropanal | |
US4628129A (en) | Process for the preparation of ethylene glycol | |
EP3227268B1 (en) | Process for production of 2,5-bis-hydroxymethylfuran, 2,5-bis-hydroxymethyltetrahydrofuran, 1,6-hexanediol and 1,2,6-hexanetriol from 5-hydroxymethylfurfural | |
UA72617C2 (en) | A method for the preparation of vinyl acetate | |
JPS6346752B2 (ja) | ||
JP2008505154A (ja) | 99.5%を上回る純度の1,6−ヘキサンジオールの製造法 | |
JPWO2019240009A1 (ja) | 1,3−ブチレングリコールの製造方法 | |
EP3230241B1 (en) | Process for the preparation of cis-2,2,4,4-tetramethylcyclobutane-1,3-diol | |
JP3862883B2 (ja) | 芳香族エポキシ化合物の核水素化方法 | |
EP3374344B1 (en) | Improved process for the reductive amination of halogen-containing substrates | |
JPH10180111A (ja) | 触媒及び2−ブテン−1−オール化合物の製造方法 | |
US9238603B1 (en) | Batch process for the preparation of cis-2,2,4,4-tetramethylcyclobutane-1,3-diol | |
WO2008151102A2 (en) | Hydrogenation process | |
JP2002186854A (ja) | 選択水素化反応用触媒および該触媒を用いた選択水素化反応方法 | |
CN107353180B (zh) | 3-羟基丙醛水溶液加氢制备1,3-丙二醇联产1,2-丙二醇的方法 | |
KR100550962B1 (ko) | 테레프탈산의 수소화 정제용 촉매 | |
JP2002069032A (ja) | トランス−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸の精製方法 | |
JPWO2003076072A1 (ja) | 実用的キラルジルコニウム触媒 | |
JPS62129231A (ja) | ジイソプロピルカルビノ−ルの製造方法 | |
JPS63303967A (ja) | 4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンの製造方法 | |
JP2553146B2 (ja) | グリコールエーテルの精製法 | |
KR102667204B1 (ko) | 시스-2,2,4,4-테트라메틸사이클로부탄-1,3-다이올의 제조 방법 | |
JP4200704B2 (ja) | フッ素化ベンゾニトリルの製造方法 | |
JPH092998A (ja) | グリコール酸水溶液の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060110 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060905 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060927 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091006 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101006 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111006 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121006 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121006 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131006 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |