JP3879779B2 - Purification method of glycidols - Google Patents

Description

で示されるグリシドールの過酸化物である化２
【０００４】
【化２】

、化３
【０００５】
【化３】

および化４
【０００６】
【化４】

で示されるもの等がある。有機過酸化物は重合開始剤となることが知られており、これらの有機過酸化物の存在するグリシドールを用いてアクリル酸グリシジル及びメタクリル酸グリシジルを製造すると、合成反応及び精製時に有機過酸化物が熱分解し重合反応の開始剤として働き、製品収率を著しく低下させ、さらにアクリル酸グリシジル及びメタクリル酸グリシジルのポップコーン重合を引き起こす事故に繋がりかねない。
【０００７】
グリシドール類を精製する方法として特公平５−１２６４号ではアリルアルコールと有機ハイドロパーオキサイドとを反応させて得られる粗グリシドールに低沸点共沸混合物を作る炭化水素溶媒を加えて減圧蒸留する方法が開示されている。また、これを改良しアリルアルコール溶液よりグリシドールを回収する方法（特公平５−３４６６号）が知られている。特開昭６３−１６２６８２号は粗グリシドール中のグリシドアルデヒドを還元処理することを特徴としており、特開平５−１２５０６９号は粗グリシドール溶液を製品化する際、蒸留塔塔頂より水を仕込むことにより安定性の良い製品グリシドールが得られることを開示している。更に、特開平５−１９４４５８号ではグリシドール反応液にグリシドールより高沸点のエステル化合物を希釈剤として添加し、蒸留することによりグリシドールの重合が抑制され、収率が向上すると述べられ、特開平７−２８１９号には粗グリシドールをサイドカット塔を有する蒸留塔で蒸留することにより高純度かつ、熱安定性に優れたグリシドールを製造する方法が記載されている。
しかしながら、これらいずれの方法もグリシドール中に生成した過酸化物の除去についての記載はなく、さらに該過酸化物を含むグリシドールの精製方法についての記述も全く見られない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上記グリシドール中に生成した過酸化物の問題を解決したグリシドール類の精製方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記のような従来技術の問題点を解決すべく検討した結果、グリシドール類をフェノール系酸化防止剤、芳香族アミン系酸化防止剤、有機イオウ系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤の存在下に加熱処理することにより過酸化物を分解することができることを見い出し本発明に至った。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明におけるグリシドール類というのはグリシドール、メチルグリシドール及びエポキシ基と水酸基とを有する化合物である。本発明に使用される酸化防止剤は住友化学（株）、旭電化工業（株）、精工化学（株）、大内新興化学（株）、川口化学工業（株）等のカタログに記載された酸化防止剤、重合防止剤、老化防止剤である。
【００１１】
例えば、フェノール系酸化防止剤としてはｐ−メトキシフェノール、ハイドロキノン、ピロガロール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，２' −メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４' −チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、テトラキス［メチレン３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン等が挙げられる。芳香族アミン系酸化防止剤としてはＮ−イソプロピル−Ｎ' −フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ' −フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ' −ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ' −ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、フェノチアジン等が挙げられる。有機イオウ系酸化防止剤としてはジラウリル−３，３' −チオジプロピオネート、ジミリスチル−３，３' −チオジプロピオネート、ジステアリル−３，３' −チオジプロピオネート、ペンタエリスリチルテトラキス（３−ラウリルチオプロピオネート）、２−メルカプトベンツイミダゾール等が挙げられる。ホスファイト系酸化防止剤としてはトリスノニルフェニルフォスファイト、トリフェニルフォスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フォスファイト等が挙げられる。
【００１２】
これら酸化防止剤の添加量は粗グリシドール中の過酸化物を分解できる最低必要量で良いが、一般的には粗グリシドール類に対して０．０１〜１０重量％の範囲で使用することが望ましい。好ましくは０．０５〜２重量％、更に好ましくは０．１〜１重量％である。グリシドール類と酸化防止剤との加熱温度は３０〜１５０℃の温度範囲で行うことができる。好ましくは４０〜１３０℃、更に好ましくは５０〜１２０℃が良い。温度が高すぎると製品であるグリシドール類の重合及び変質の危険性が大きくなるため好ましくない。逆に温度が低すぎるとグリシドール類中の過酸化物を分解するに必要な活性化エネルギーが得られず反応が進行しない、加熱時間が長くなる等の問題が発生するため良くない。加熱に要する時間はグリシドール類中の過酸化物を分解するに必要な最低限の時間でよい。具体的には温度、過酸化物濃度等によってその時間は異なるが、一般的には７０℃前後の処理温度で０．５〜５時間で十分である。グリシドール類と酸化防止剤とを分離する方法は公知の手法を用いることができる。例えば蒸留法、ろ過法等により分離することが望ましい。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されており、簡便にグリシドール類の品質を向上させることができる。
【００１４】
以下に実施例を挙げて詳細に本発明を説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
【００１５】
【実施例】
過酸化物の定量方法
共栓付き３００ｍｌエルレンマイヤーフラスコに試料３〜５ｇを精秤する。次いで、イソプロパノール３０ｍｌ、酢酸２ｍｌを攪拌しながら加え、フラスコ内を窒素置換した後、ヨウ化カリウム飽和水溶液２ｍｌを攪拌しながら加える。再びフラスコ内を窒素置換して、栓をする。１５〜３０分室温で静置して着色が安定したら、０．０１Ｎチオ硫酸ナトリウム溶液で滴定する。次式により過酸化物量を算出する。
【００１６】
【数１】

Ａ：０．０１Ｎチオ硫酸ナトリウム溶液の滴定量（ｍｌ）
ｆ：０．０１Ｎチオ硫酸ナトリウム溶液のファクター
Ｎ：滴定度（０．０１）
Ｓ：試料採取量（ｇ）
【００１７】
実施例１
窒素ガス導入管、温度計、攪拌機を備え付けた２００ｍｌ−４つ口フラスコに純度９８．３％、過酸化物量５．７ｍｍｏｌ／Ｋｇの粗グリシドール５０ｇとフェノチアジン０．５ｇを仕込み、温度７０℃で３０分放置後、圧力を１０ｍｍＨｇに減圧し、窒素ガス５ｍｌ／ｍｉｎを吹き込みながら温度７０℃で減圧蒸留し、留分３３ｇを回収した。蒸留後得られたグリシドールの過酸化物量は０．０２２ｍｍｏｌ／Ｋｇであった（表１参照）。
【００１８】
実施例２
実施例１と同様な条件でフェノチアジンに代えて２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノールを用いて蒸留を行った。得られたグリシドールの過酸化物量は０．０３１ｍｍｏｌ／Ｋｇであった（表１参照）。
【００１９】
実施例３
窒素ガス導入管、温度計、攪拌機を備え付けた２００ｍｌ−４つ口フラスコに純度９８．３％、過酸化物量５．７０ｍｍｏｌ／Ｋｇの粗グリシドール１００ｇとジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート０．５ｇと２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール０．５ｇを仕込み、温度７０℃で６０分放置後、圧力を１０ｍｍＨｇに減圧し、窒素ガス５ｍｌ／ｍｉｎを吹き込みながら温度７０℃で減圧蒸留し、留分６９ｇを回収した。蒸留後得られたグリシドールの過酸化物量は０．０１ｍｍｏｌ／Ｋｇであった（表１参照）。
【００２０】
実施例４
実施例３と同様な条件でジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート１．０ｇに代えてトリフェニルホスファイト０．１ｇとフェノチアジン０．５ｇを用いて蒸留を行った。得られたグリシドールの過酸化物量は０．０１８ｍｍｏｌ／Ｋｇであった（表１参照）。
【００２１】
比較例１
実施例１と同様の装置に粗グリシドール５０ｇを加え、酸化防止剤は何も添加せずにその後蒸留操作は実施例１と同様に行った。得られたグリシドールの過酸化物量は０．２１ｍｍｏｌ／Ｋｇであった（表１参照）。
【００２２】
【表１】

[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for purifying glycidols used and produced as a raw material for glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate and as an intermediate for medical and agricultural chemicals.
[0002]
[Prior art]
Glycidols are produced by a method in which allyl alcohols are oxidized with a peracid such as peracetic acid or hydrogen peroxide (Japanese Patent Publication Nos. 51-18407, 52-16088, and 57-52341). It has been found that glycidols produced by these methods produce peroxides with oxygen during storage. These peroxides are
[0003]
[Chemical 1]

Is a peroxide of glycidol represented by
[0004]
[Chemical 2]

, Chemical 3
[0005]
[Chemical 3]

And
[0006]
[Formula 4]

There are things indicated by. Organic peroxides are known to serve as polymerization initiators. When glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate are produced using glycidol in the presence of these organic peroxides, organic peroxides are used during the synthesis reaction and purification. Can be thermally decomposed to act as an initiator for the polymerization reaction, significantly lower the product yield, and can lead to an accident that causes popcorn polymerization of glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate.
[0007]
As a method for purifying glycidols, Japanese Patent Publication No. 5-1264 discloses a method in which a hydrocarbon solvent for forming a low-boiling azeotrope is added to crude glycidol obtained by reacting allyl alcohol with organic hydroperoxide and distilled under reduced pressure. Has been. Moreover, a method (Japanese Patent Publication No. 5-3466) for improving this and recovering glycidol from an allyl alcohol solution is known. Japanese Patent Laid-Open No. 63-162682 is characterized by reducing glycidaldehyde in the crude glycidol, and Japanese Patent Laid-Open No. 5-125069 is charged with water from the top of the distillation column when commercializing the crude glycidol solution. Discloses that a more stable product glycidol can be obtained. Further, JP-A-5-194458 states that by adding an ester compound having a boiling point higher than that of glycidol to a glycidol reaction solution as a diluent and distilling, the polymerization of glycidol is suppressed and the yield is improved. No. 2819 describes a method for producing glycidol having high purity and excellent thermal stability by distilling crude glycidol in a distillation column having a side cut column.
However, in any of these methods, there is no description about the removal of peroxide generated in glycidol, and there is no description about the purification method of glycidol containing the peroxide.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method for purifying glycidols which solves the problem of peroxides generated in the glycidol.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of studies conducted by the present inventors to solve the above-mentioned problems of the prior art, glycidols are converted into phenolic antioxidants, aromatic amine antioxidants, organic sulfur antioxidants, phosphite oxidations. It has been found that peroxides can be decomposed by heat treatment in the presence of an inhibitor, leading to the present invention.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The glycidols in the present invention are glycidol, methyl glycidol and a compound having an epoxy group and a hydroxyl group. The antioxidant used in the present invention is described in catalogs of Sumitomo Chemical Co., Ltd., Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., Seiko Chemical Co., Ltd., Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., Kawaguchi Chemical Co., Ltd. Antioxidants, polymerization inhibitors, and antioxidants.
[0011]
For example, phenolic antioxidants include p-methoxyphenol, hydroquinone, pyrogallol, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol) 4,4′-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), tetrakis [methylene 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, and the like. Aromatic amine antioxidants include N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine, N, N'-diphenyl -P-phenylenediamine, N, N'-di-2-naphthyl-p-phenylenediamine, phenothiazine and the like. Examples of organic sulfur antioxidants include dilauryl-3,3′-thiodipropionate, dimyristyl-3,3′-thiodipropionate, distearyl-3,3′-thiodipropionate, pentaerythrityltetrakis ( 3-laurylthiopropionate), 2-mercaptobenzimidazole and the like. Examples of the phosphite antioxidant include trisnonylphenyl phosphite, triphenyl phosphite, and tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite.
[0012]
The addition amount of these antioxidants may be the minimum necessary amount capable of decomposing the peroxide in the crude glycidol, but it is generally desirable to use in the range of 0.01 to 10% by weight with respect to the crude glycidol. . Preferably it is 0.05 to 2 weight%, More preferably, it is 0.1 to 1 weight%. The heating temperature of the glycidols and the antioxidant can be performed in a temperature range of 30 to 150 ° C. Preferably it is 40-130 degreeC, More preferably, 50-120 degreeC is good. If the temperature is too high, the risk of polymerization and alteration of the product glycidol is increased, which is not preferable. On the other hand, if the temperature is too low, the activation energy necessary for decomposing the peroxide in the glycidols cannot be obtained and the reaction does not proceed and the heating time is prolonged, which is not good. The time required for heating may be the minimum time required for decomposing the peroxide in the glycidols. Specifically, the time varies depending on the temperature, peroxide concentration, etc., but in general, a treatment temperature of around 70 ° C. is sufficient for 0.5 to 5 hours. A known method can be used to separate the glycidols and the antioxidant. For example, it is desirable to separate by a distillation method, a filtration method or the like.
[0013]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and can easily improve the quality of glycidols.
[0014]
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0015]
【Example】
Peroxide determination method 3-5 g of sample is precisely weighed in a 300 ml Erlenmeyer flask with a stopper. Next, 30 ml of isopropanol and 2 ml of acetic acid are added with stirring, the inside of the flask is purged with nitrogen, and then 2 ml of a saturated aqueous solution of potassium iodide is added with stirring. The flask was again purged with nitrogen and capped. When the color is stable after standing at room temperature for 15 to 30 minutes, titrate with 0.01N sodium thiosulfate solution. The peroxide amount is calculated by the following formula.
[0016]
[Expression 1]

A: Titration volume of 0.01N sodium thiosulfate solution (ml)
f: Factor of 0.01N sodium thiosulfate solution N: Titration degree (0.01)
S: Sampling amount (g)
[0017]
Example 1
A 200 ml four-necked flask equipped with a nitrogen gas inlet tube, a thermometer, and a stirrer was charged with 50 g of crude glycidol having a purity of 98.3% and a peroxide amount of 5.7 mmol / Kg and 0.5 g of phenothiazine at a temperature of 70 ° C. After standing for a minute, the pressure was reduced to 10 mmHg and distilled under reduced pressure at a temperature of 70 ° C. while blowing nitrogen gas at 5 ml / min to recover 33 g of a fraction. The amount of peroxide of glycidol obtained after distillation was 0.022 mmol / Kg (see Table 1).
[0018]
Example 2
Distillation was performed using 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol instead of phenothiazine under the same conditions as in Example 1. The peroxide amount of the obtained glycidol was 0.031 mmol / Kg (see Table 1).
[0019]
Example 3
In a 200 ml four-necked flask equipped with a nitrogen gas inlet tube, a thermometer, and a stirrer, 100 g of crude glycidol having a purity of 98.3% and a peroxide amount of 5.70 mmol / Kg and dilauryl-3,3′-thiodipropionate 0 0.5 g and 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol 0.5 g, left at a temperature of 70 ° C. for 60 minutes, reduced pressure to 10 mmHg, and blown with nitrogen gas 5 ml / min at a temperature of 70 ° C. Under reduced pressure to recover 69 g of a fraction. The amount of peroxide of glycidol obtained after distillation was 0.01 mmol / Kg (see Table 1).
[0020]
Example 4
Distillation was carried out using 0.1 g of triphenyl phosphite and 0.5 g of phenothiazine in place of 1.0 g of dilauryl-3,3′-thiodipropionate under the same conditions as in Example 3. The amount of peroxide of glycidol obtained was 0.018 mmol / Kg (see Table 1).
[0021]
Comparative Example 1
50 g of crude glycidol was added to the same apparatus as in Example 1, no antioxidant was added, and the distillation operation was performed in the same manner as in Example 1. The peroxide amount of the obtained glycidol was 0.21 mmol / Kg (see Table 1).
[0022]
[Table 1]

Claims (3)

Glycidol was heat-treated in the presence of at least one antioxidant selected from phenolic antioxidants, aromatic amine antioxidants, organic sulfur antioxidants, and phosphite antioxidants. Then, the purification method of glycidol characterized by isolate | separating glycidol and antioxidant. The method for purifying glycidol according to claim 1, wherein the addition amount of the antioxidant is 0.01 wt% to 10 wt% with respect to the glycidol. The method for purifying glycidol according to claim 1, wherein the temperature at which glycidol and an antioxidant are added and heated is 30 to 150 ° C.