JP4163761B2

JP4163761B2 - Ｎ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンの製造方法、該ジイミンからなる安定剤、オルガノシラン組成物、その安定化法、および相転移触媒法

Info

Publication number: JP4163761B2
Application number: JP26981495A
Authority: JP
Inventors: ベルンハルトギュンター; シュテフェンクラウス−ディーター; ハースマルグレート; クラーグルハインツ
Original assignee: Evonik Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1994-10-21
Filing date: 1995-10-18
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2015-10-18
Also published as: GR3030662T3; US5856542A; JP4351689B2; ATE180768T1; DE4437667A1; EP0708081A2; JPH08208581A; JP2006312642A; DE59506088D1; EP0708081A3; CA2160958A1; ES2133632T3; US6147239A; EP0708081B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般式Ｉ：
【０００２】
【化１６】

【０００３】
［式中、Ｒ¹およびＲ²は同じかまたは異なり、かつフェニル基および／または３〜８個のＣ原子を有する直鎖および／または分枝鎖状のアルキル基および／またはシクロヘキシル基を表す］で表されるＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンの製造方法およびその使用に関する。
【０００４】
更に本発明は、一般式ＩＩ：
【０００５】
【化１７】

【０００６】
［式中、Ｒ³は水素原子またはメチル基を表し、Ｒ⁴およびＲ⁵は同じかまたは異なる１〜４個のＣ原子を有するアルキル基を表し、ｍは０、１または２である］で表されるメタクリルオキシ基またはアクリルオキシ基を含有するオルガノシランおよびその製造方法およびその安定化法に関する。一般式ＩＩのオルガノシランは以下にアクリルシランと記載する。
【０００７】
【従来の技術】
一般式ＩのＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンは市販の製品でないが、それにもかかわらず有利な化学的および物理的特性を有する化合物である。
【０００８】
Ｎ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミン（以下にジイミンと記載する）の公知の製造方法のために、出発物質として相当するＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−フェニレンジアミンを使用し、これに酸化剤を作用させて相当するジイミンに移行する。以下にＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−フェニレンジアミンをジアミンと記載する。ジイミンの製造方法は技術水準によりごくわずかの収率または不純な生成物を生じるかまたは不経済であり、またはきわめて有毒な化合物を使用する。
【０００９】
たとえば、希釈した酢酸溶液中でクロム酸で酸化することにより相当するジアミンからＮ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−キノンジイミンを製造することが記載されている（Ｃｈｅｍ．Ｂｅｒ．４６（１９１３）Ｓ．１８５３）。この場合に形成されるジイミンは無定形の精製されにくい形で沈殿し、数回の再結晶により精製しなければならない。副生成物としてかなり多くの量のクロムを含有する酢酸水溶液が生じ、これを除去するために経費がかかる。
【００１０】
更に、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミンのベンゼン溶液をフェリシアン化カリウム水溶液と振出することによりＮ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−キノンジイミンを製造することは公知である（F.Feichtmayr u.F.Wuerstlin,Berichte der Bunsengesellschaft Bd.67(1963)S.435）。反応成分が別々の相に存在するために、反応がきわめて緩慢に進行し、かつ収率が不十分である。
【００１１】
同様の方法がＮ−フェニル−Ｎ′−イソプロピル−ｐ−キノンジイミンおよびＮ−フェニル−Ｎ′−シクロヘキシル−ｐ−キノンジイミンを製造するために記載されている（L.Kotulak et al.Collect.Czech.Chem.Commun.48(1983)12,S.3384〜3395）。
【００１２】
酸化剤としてフェリシアン化カリウムの代りに酸化銀を使用することが提案されている（L.Kotulak et al.Collect.Czech.Chem.Commun.48(1983)12,S.3384〜3395）。しかしながら酸化銀はきわめて高価であり、処理しにくい化学製品である。
【００１３】
相当するジアミンの空気酸化によりＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンを製造することは公知である。
【００１４】
たとえばＮ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミンを大過剰のアゾイソ酪酸ジニトリル（ＡＩＢＮ）の存在下で空気酸素によりジイミンに変換する（C.E.Boozer et al.,Journ.Amer.Chem.Soc.77(1955)S.3233）。使用されるＡＩＢＮの毒性、溶剤としてクロロベンゼンの使用およびこの方法での低い収率が欠点である。
【００１５】
米国特許第２１１８８２６号明細書には、Ｎ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−アリーレンジアミンを固体のアルカリ金属酸化物またはアルカリ土類金属酸化物、−水酸化物、−炭酸塩または−アミドの存在下で空気と酸化することにより相当するｐ−キノンジイミンを製造することが記載されている。固体反応、１３０〜１８０℃の高い反応温度および８時間までの長い反応時間が欠点であり、その際形成されるジイミンのかなりの分解が起こりうる。
【００１６】
触媒として重金属塩の付加的な使用により反応温度を低下することができるが、この塩は得られたＮ，Ｎ′−ジ置換された−ｐ−キノンジイミンから除去しにくい。
【００１７】
欧州特許第０４３７６５３号明細書には、メタクリル酸またはアクリル酸のアルカリ金属塩をテトラアルキルアンモニウムタイプの相転移触媒の存在下で一般式ＩＩＩ：
【００１８】
【化１８】

【００１９】
［Ｒ⁴，Ｒ⁵およびｍは前記のものを表す］で表されるクロロプロピルシランと反応させることによる一般式ＩＩのオルガノシランの製造が記載されており、この場合に好ましくないポリマー形成、特に“ポップコーン”ポリマーの形成を阻止するために安定剤として前記の例のＮ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミンを使用する。たとえば重金属塩が好ましくないアクリルシランの重合を引き起こし、かつアルコキシシラン官能基のシロキサン形成を促進しうることは公知である。アクリルシランの精製は蒸留による手段により行う。
【００２０】
相転移触媒法（以下にＰＴＣ法と記載する）によるアクリルシランの製造は一般に４つの個々の工程からなる。
【００２１】
工程１：アルカリ金属メタクリレートまたはアクリレートの製造、
工程２：前記塩を相転移触媒の存在下でクロロプロピルアルコキシシランと反応させることによるアクリルシランの製造、
工程３：随伴生成物アルカリ金属塩化物の分離、
工程４：粗製生成物の蒸留による処理、
安定剤系の添加は、一般に第１工程、アルカリ金属アクリレートの製造後に行う。
【００２２】
前記の安定剤が第四工程、一般式ＩＩの粗製のオルガノシランの蒸留による処理においてその揮発しにくさのために気相にならないことはＰＴＣ法ではあまり有利でない。これは特に連続的に方法を実施する場合に蒸留カラムまたは管系において“ポップコーン”ポリマーの形成を生じ、それにより運転障害または装置の損失を生じることがある。
【００２３】
ドイツ特許第３８３２６２１号明細書においては、触媒としてＨ₂ＰｔＣｌ₆を使用してトリアルキルシランをアリルメタクリレートに付加する方法により製造したアクリルシランの安定化を改良するために、Ｎ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−フェニレンジアミンおよび立体障害フェノールからなる安定剤の組合せが記載されており、この場合にジアミンが粗製のアクリルシランの蒸留による後処理の際に底部生成物を安定化させ、揮発性のフェノールが気相を安定化させる。この方法の工業的な実施には製造工程の前または終了後に安定剤の添加が用意されている。しかしながら達成可能なアクリルシランの収率は不十分である。
【００２４】
更にＮ，Ｎ′−ジ置換されたジアミンおよび立体障害フェノールからなる安定剤の組合せはＰＴＣ法によりアクリルシランの製造を実施する場合に有効でないと示された。この場合に、第１工程、アルコールのアルカリ金属アルコラート溶液およびメタクリル酸またはアクリル酸からアルカリ金属メタクリレートまたはアクリレートを一般的な方法で製造する工程の経過中または終了後の安定剤組合せの添加により、フェノール成分を非揮発性のアルカリ金属フェノラートに移行し、しかも塩を製造する場合に酸またはアルコラートが存在するかどうかに無関係である。従って粗製のアクリルシランを蒸留により後処理する場合に遊離した揮発性のフェノールを使用せず、それによりカラム中に“ポップコーン”ポリマーの形成を生じ、生成物の収率を劣化させる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、Ｎ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンの経済的なかつ環境に問題のない製造方法を提供し、製造工程中に、特に蒸留による生成物の後処理の際に一般式ＩＩのオルガノシランの重合を阻止する安定剤系を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
意想外にも、アルカリ／アルコール溶液中で適当な酸化剤の存在下で相当するＮ，Ｎ′−ジ置換されたジアミンからｐ−キノンジイミンの形成が特に良好に行われることが判明した。ここで相当するジアミンとは、一般式ＩＶ：
【００２７】
【化１９】

【００２８】
［式中、Ｒ¹およびＲ²は、一般式ＩのＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンにおけるような同一の有機基である］で表されるＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−フェニレンジアミンのことである。適当な酸化剤としてたとえば分子の酸素が挙げられる。これに対して酸性または中性媒体中では酸化は行われないかまたは十分に行われない。更にアルカリ／アルコール媒体としてジアミンの酸化の際にアルカリ金属アルコラート溶液が特に適していることが判明した。好ましくはアルコールをベースとするアルカリ金属水酸化物溶液を使用することができる。
【００２９】
更に、一般式ＩのＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンがアクリルシランの安定化をその製造中に、特に蒸留による後処理の際に底部および気相において同じように引き起こし、改良された収率を生じることが判明した。
【００３０】
Ｎ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンをＰＴＣ法の間に一般式ＩＶのＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−フェニレンジアミンの適当な酸化により製造することができ、方法の実施およびアクリルシランの製造にその他の点で不利に影響しないことは特に意想外である。従って、簡単かつ経済的な方法でＰＴＣ法をなお明らかに改良することができる。
【００３１】
従って、本発明の対象は、一般式Ｉ：
【００３２】
【化２０】

【００３３】
［式中、Ｒ¹およびＲ²は同じかまたは異なり、かつフェニル基および／または３〜８個のＣ原子を有する直鎖および／または分枝鎖状のアルキル基および／またはシクロヘキシル基を表す］で表されるＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンの製造方法であり、該方法は相当するＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−フェニレンジアミンをアルカリ／アルコール溶液中で酸化することを特徴とする。
【００３４】
更に、本発明の対象は、一般式Ｉ：
【００３５】
【化２１】

【００３６】
［式中、Ｒ¹およびＲ²は同じかまたは異なり、かつフェニル基および／または３〜８個のＣ原子を有する直鎖および／または分枝鎖状のアルキル基および／またはシクロヘキシル基を表す］で表されるＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンを、一般式ＩＩ：
【００３７】
【化２２】

【００３８】
［式中、Ｒ³は水素原子またはメチル基を表し、Ｒ⁴およびＲ⁵は同じかまたは異なる１〜４個のＣ原子を有するアルキル基を表し、ｍは０、１または２である］で表されるメタクリルオキシ基またはアクリルオキシ基を含有するオルガノシランを安定化するために使用することである。
【００３９】
本発明の対象は、更に安定剤として一般式Ｉ：
【００４０】
【化２３】

【００４１】
［式中、Ｒ¹およびＲ²は同じかまたは異なり、かつフェニル基および／または３〜８個のＣ原子を有する直鎖および／または分枝鎖状のアルキル基および／またはシクロヘキシル基を表す］で表される１種以上のＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンを含有する一般式ＩＩ：
【００４２】
【化２４】

【００４３】
［式中、Ｒ³は水素原子またはメチル基を表し、Ｒ⁴およびＲ⁵は同じかまたは異なる１〜４個のＣ原子を有するアルキル基を表し、ｍは０、１または２である］で表されるメタクリルオキシ基またはアクリルオキシ基を含有するオルガノシランである。
【００４４】
更に、本発明の対象は、一般式ＩＩ：
【００４５】
【化２５】

【００４６】
［式中、Ｒ³は水素原子またはメチル基を表し、Ｒ⁴およびＲ⁵は同じかまたは異なる１〜４個のＣ原子を有するアルキル基を表し、ｍは０、１または２である］で表されるメタクリルオキシ基またはアクリルオキシ基を含有するオルガノシランを安定化する方法であり、該方法は、安定剤として一般式Ｉ：
【００４７】
【化２６】

【００４８】
［式中、Ｒ¹およびＲ²は同じかまたは異なり、かつフェニル基および／または３〜８個のＣ原子を有する直鎖および／または分枝鎖状のアルキル基および／またはシクロヘキシル基を表す］で表されるＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンを使用することを特徴とする。
【００４９】
本発明のほかの対象は、一般式ＩＩ：
【００５０】
【化２７】

【００５１】
［式中、Ｒ³は水素原子またはメチル基を表し、Ｒ⁴およびＲ⁵は同じかまたは異なる１〜４個のＣ原子を有するアルキル基を表し、ｍは０、１または２である］で表されるメタクリルオキシ基またはアクリルオキシ基を含有するオルガノシランを製造するための相転移触媒法（ＰＴＣ法）であり、該方法は、一般式ＩＩの粗製のオルガノシランをＰＴＣ法の間に、一般式Ｉ：
【００５２】
【化２８】

【００５３】
［式中、Ｒ¹およびＲ²は同じかまたは異なり、かつフェニル基および／または３〜８個のＣ原子を有する直鎖および／または分枝鎖状のアルキル基および／またはシクロヘキシル基を表す］で表されるＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンにより安定化することを特徴とする。
【００５４】
本発明による一般式Ｉのｐ−キノンジイミンの製造方法においては、相当するジアミンの酸化の際にアルカリ／アルコール溶液のアルカリ成分としてアルカリ金属アルコラートおよび／またはアルカリ金属水酸化物を使用することができる。
【００５５】
アルカリ／アルコール溶液は有利にはアルカリ金属アルコラートを５〜１５重量％含有する。これより高いまたは低いアルコラート濃度を使用することができるが、１５重量％より高い濃度では増加する程度で副生成物としてＮ，Ｎ′−ジ置換された２，５−ジアルコキシ−ｐ−キノンジイミンを生じ、５重量％より低い濃度では酸化がますます緩慢に進行する。アルカリ金属アルコラートは有利にはナトリウムおよびカリウムのメチラートおよびエチラートである。
【００５６】
この場合にアルコールとして、たとえば炭素骨格中に１〜６個のＣ原子を有する一級、二級または三級アルコールを使用することができ、メタノールおよびエタノールが有利である。
【００５７】
酸化のために、使用される一般式ＩＶのジアミンは完全にまたは一部分だけ使用されるアルコラート溶液に溶けて存在してもよい。
【００５８】
副生成物の形成を少なく維持するために、急速な酸化が有利である。酸化は有利には１０〜６０℃の温度で、より有利には２０〜４０℃の温度で、特に有利には２５〜３５℃の温度で実施する。
【００５９】
酸化剤として分子の酸素を使用することができる。酸化剤として有利には窒素との混合物の酸素を使用する。その際、酸化剤として有利には０．１容量％以上および２１容量％以下の酸素、特に有利には０．１容量％以上および８．４容量％以下の酸素を含有する酸素／窒素混合物を使用する。有利には放圧で作動する。しかしながら高圧で、好ましくは５バールで作動することができる。
【００６０】
本発明により製造されるまたは使用されるジイミンは純粋でない形で存在してもよく、その際酸化反応の生成物はＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−フェニレンジアミンおよびＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンの混合物を含有することができる。すでにジアミンからジイミンへの１０％の転化率において一般式ＩＩのオルガノシランへの添加は安定化作用することができるが、ジアミン転化率は３０％以上でなければならない。
【００６１】
本発明により製造されるジイミンは、通常の後処理法、たとえば減圧下の蒸留による後処理、再結晶またはカラムクロマトグラフィーにより、純粋の形で製造することができる。しかしながら分析による純粋の形の使用は本発明によるジイミンの使用の前提条件でない。本発明による一般式ＩＩのオルガノシランのためには、一般式Ｉのｐ−キノンジイミン含量は、有利には０．０００５重量％以上１．５重量％まで、より有利には０．０１〜１．０重量％、特に有利には０．１〜０．５重量％である。
【００６２】
付加的な安定剤として、本発明によるオルガノシランは、一般式ＩＶ：
【００６３】
【化２９】

【００６４】
［式中、Ｒ¹およびＲ²は同じかまたは異なり、かつフェニル基および／または３〜８個のＣ原子を有する直鎖および／または分枝鎖状のアルキル基および／またはシクロヘキシル基を表す］で表されるＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−フェニレンジアミンおよび／または一般式Ｖ：
【００６５】
【化３０】

【００６６】
［式中、Ｒ⁶は１〜４個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基を表す］で表される揮発性の立体障害フェノールを含有することができる。
【００６７】
冒頭に記載のＰＴＣ法においては、一般式ＩＩのオルガノシランはアルカリ金属メタクリレートまたはアルカリ金属アクリレートおよび一般式ＩＩＩ：
【００６８】
【化３１】

【００６９】
［式中、Ｒ⁴およびＲ⁵は同じかまたは異なる１〜４個のＣ原子を有するアルキル基を表し、ｍは０，１または２である］で表されるクロロプロピルアルコキシシランから得られる。
【００７０】
本発明による一般式ＩＩのメタクリルオキシ基またはアクリルオキシ基を含有するオルガノシランの安定化法により、安定剤として使用される一般式Ｉのｐ−キノンジイミンを一般式ＩＩのオルガノシランの製造工程中に添加することができる。
【００７１】
しかしながら、安定剤として使用される一般式Ｉのｐ−キノンジイミンを一般式ＩＩのオルガノシランの製造工程中に製造することもできる。この場合は一般式Ｉのｐ−キノンジイミンを相当する一般式ＩＶのｐ−フェニレンジアミンの酸化により製造することができる。酸化剤として、有利には窒素との混合物の酸素を使用する。酸化は有利には１０〜６０℃の温度で、より有利には２０〜４０℃の温度で、特に有利には２５〜３５℃の温度で実施する。
【００７２】
一般式Ｉのｐ−キノンジイミンはたとえばＰＴＣ法の第１工程の反応媒体中で相当する一般式ＩＶのｐ−フェニレンジアミンの酸化により製造することができる。
【００７３】
従って、まず装入したアルカリ金属アルコラート量をメタクリル酸またはアクリル酸の添加により中和し、たとえばメタノール溶液中に生じた塩量を取り去った後に残った、溶けたアルカリ金属アルコラートの重量割合が５〜１５重量％であるように実施することができる。
【００７４】
一般式ＩＶのＮ，Ｎ′−ジ置換されたジアミンを導入後、適当なＯ₂酸化によりジアミンからジイミンへの所望の転化を生じることができる。酸化剤として使用される分子の酸素を、前記の系に存在する成分のいずれとも爆発可能の混合物を生じないように不活性ガス、有利には窒素により希釈することができる。
【００７５】
引き続き、化学量論的な塩の形成のために更に酸を加えることができる。しかしながら、わずかに過剰のアルコラートが残留してもよく、従って水で１：１の比に混合した均一のアルコール塩試料は８〜１１のｐＨ値に達する。
【００７６】
このアルカリ／アルコール媒体中で本発明により製造されたジイミンは長時間にわたって安定であると示された。
【００７７】
第２工程の相転移触媒作用した反応の実施後にまたは第３工程の塩の分離後に今や一般式ＩＩの粗製のオルガノシランが存在する。本発明によりここで安定化した一般式ＩＩの粗製のオルガノシランは、一般式Ｉのｐ−キノンジイミンを有利には０．０００５重量％より多く１．５重量％まで、より有利には０．０１〜１．０重量％、特に有利には０．１〜０．５重量％含有する。
【００７８】
有利にはＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンは、安定化すべきアクリルシランの沸点より高くない揮発性を有するものである。有利にはジイミンの揮発性はアクリルシランの沸点よりわずかに低い。
【００７９】
実際に示されるように、ＰＴＣ工程中に安定剤として使用される一般式Ｉのｐ−キノンジイミンを添加および／または製造することができる。
【００８０】
しかしながら、一般式ＩＩのオルガノシランを安定化する本発明による方法のために、付加的な安定剤として、一般式ＩＶ：
【００８１】
【化３２】

【００８２】
［式中、Ｒ¹およびＲ²は同じかまたは異なり、かつフェニル基および／または３〜８個のＣ原子を有する直鎖および／または分枝鎖状のアルキル基および／またはシクロヘキシル基を表す］で表されるＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−フェニレンジアミンおよび／または一般式Ｖ：
【００８３】
【化３３】

【００８４】
［式中、Ｒ⁶は１〜４個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基を表す］で表される揮発性の立体障害フェノールを使用することもできる。好ましくはフェノール安定剤は一般式ＩＩのアクリルシランに匹敵する沸点を有する。
【００８５】
一般式ＩＩのオルガノシランの精製は一般に蒸留処理により行う。これは簡単な蒸発または薄層蒸発および／または精留塔蒸留により行うことができる。
【００８６】
一般式Ｉのｐ−キノンジイミンを含有する一般式ＩＩの粗製のオルガノシランは高沸点物を分離するために有利にはフラッシュ蒸留する。フラッシュ蒸留とはたとえば薄層蒸発機による蒸留による前精製のことである。
【００８７】
アクリルシランの粗製生成物の蒸留による後処理の有利な構成はフラッシュ蒸留（前工程）と精留塔蒸留の組合せである。前工程で触媒、未反応のジアミン、残留塩およびわずかの量のポリマーを分離することができる。
【００８８】
フラッシュ留出物は、有利には５重量ｐｐｍより多く１５０００重量ｐｐｍまで、より有利には１０〜３０００重量ｐｐｍおよび特に有利には５０〜１０００重量ｐｐｍの量の一般式Ｉのｐ−キノンジイミンを用いて安定化する。
【００８９】
引き続きフラッシュ留出物を好ましくは分別蒸留する。
【００９０】
本発明により製造されるおよび使用されるジイミンの利点は、該ジイミンが高い揮発性を有し、アクリルシランの蒸留の際に気相になり、更にそこで安定化する、すなわち重合阻止作用をすることである。その際カラムの頭部を介して蒸留したメタクリルオキシ基またはアクリルオキシ基を含有するオルガノシランが、有利には一般式Ｉのｐ−キノンジイミンを含まずに得られる。
【００９１】
一般式ＩＩのメタクリルオキシ基またはアクリルオキシ基を含有するオルガノシランに、有利には分別蒸留後に、一般式Ｖの無色の、立体障害フェノールを更に安定化するために添加する。有利には２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノールを添加する。蒸留による後処理はバッチ法でおよび連続法で実施可能である。
【００９２】
Ｎ，Ｎ′−ジ置換されたジイミンの濃度測定は好ましくは光度測定法により行う。
【００９３】
本発明によるＰＴＣ法においては、一般式Ｉのｐ−キノンジイミンおよび一般式ＩＶ：
【００９４】
【化３４】

【００９５】
［式中、Ｒ¹およびＲ²は同じかまたは異なり、かつフェニル基および／または３〜８個のＣ原子を有する直鎖および／または分枝鎖状のアルキル基および／またはシクロヘキシル基を表す］で表されるＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−フェニレンジアミンをエダクト混合物におよび／または反応混合物におよび／または一般式ＩＩの粗製のオルガノシランにおよび／またはフラッシュ留出物におよび／または蒸留による後処理のほかの箇所に添加することができる。更に一般式ＩＩの粗製のオルガノシランにおよび／またはフラッシュ留出物におよび／または蒸留による後処理のほかの箇所におよび／または純粋留出物に、一般式Ｖ：
【００９６】
【化３５】

【００９７】
［式中、Ｒ⁶は１〜４個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基を表す］の揮発性の、立体障害フェノールを添加することができる。
【００９８】
すべての蒸留は好ましくは減圧下で実施し、有利には作動圧は０．０１〜５０ミリバールである。
【００９９】
適当なＮ，Ｎ′−ジ置換されたジイミンは、たとえば
Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−キノンジイミン、
Ｎ，Ｎ′−ジ−（１−メチルヘプチル）−ｐ−キノンジイミン、
Ｎ，Ｎ′−ジ−（１−エチル−３−メチルペンチル）−ｐ−キノンジイミン、
Ｎ，Ｎ′−ジ−（１，４−ジメチルペンチル）−ｐ−キノンジイミン、
Ｎ，Ｎ′−ジ−ｓ−ブチル−ｐ−キノンジイミン、
Ｎ−フェニル−Ｎ′−シクロヘキシル−ｐ−キノンジイミン、
Ｎ−フェニル−Ｎ′−イソプロピル−キノンジイミンである。
【０１００】
適当なＮ，Ｎ′−ジ置換されたジアミンは、たとえば
Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、
Ｎ，Ｎ′−ジナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、
Ｎ，Ｎ′−ジ−（１−メチルヘプチル）−ｐ−フェニレンジアミン、
Ｎ，Ｎ′−ジ−（１−エチル−３−メチルペンチル）−ｐ−フェニレンジアミン、
Ｎ，Ｎ′−ジ−（１，４−ジメチルペンチル）−ｐ−フェニレンジアミン、
Ｎ，Ｎ′−ジ−ｓ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、
Ｎ−フェニル−Ｎ′−シクロヘキシル−ｐ−フェニレンジアミンまたは
Ｎ−フェニル−Ｎ′−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミンである。
【０１０１】
適当な立体障害フェノールは、たとえば
２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、
２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、
２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メトキシフェノールである。
【０１０２】
Ｎ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンを製造する本発明による方法は、特にＰＴＣ法で一般式ＩＩのメタクリルオキシ基またはアクリルオキシ基を含有するオルガノシランを製造する場合に、簡単なやり方で“ポップコーン”重合を阻止し、アクリルシランを高い純度で無色の外観で得ることを可能にする。特にポリマーを製造するために使用される一般式ＩＩのオルガノシランは、前記の高い品質要求に相当する。
【０１０３】
本発明による方法のほかの重要な利点は、本発明に定義したアクリルシランの収率およびこれによりＰＴＣ法の経済効率を更になお向上できることである。
【０１０４】
【実施例】
本発明を以下の実施例により詳細に説明する。
【０１０５】
例
例１
Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−キノンジイミンの製造
溶融範囲１３４〜１４０℃を有する工業的に製造したＮ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（Ａｋｚｏ社の市販の製品ＰｅｒｍａｎａｘＤＰＰＤ（Ｒ））５７ｇを窒素下で０．１ミリバールで蒸留した。１９６〜２００℃で留出するフラクションを収集した。収量４４．５ｇ、ほぼ理論値の７８．１％、融点１３５〜１３８℃。留出物３３ｇをアセトン／メタノールから再結晶した。収率、理論値の８２．０％、融点１４９〜１５０℃。
【０１０６】
８％カリウムメチラート／−メタノール溶液５ｌ中のＮ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン２２ｇの溶液中に、撹拌しながらほぼ３０℃の温度で、Ｏ₂およびＮ₂（１：１１）からなる強いガス流を導入した。３時間後Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−キノンジイミン収率は７８％であった。この収率は吸収最大４４２ｎｍでの吸光から光度測定法により測定した。沈殿した固形物を濾過した。融点はアセトン／メタノールから再結晶後に決定した。１８１〜１８３℃。
【０１０７】
例２
２５．４％カリウムメチラート溶液９２６．１ｇに撹拌および冷却しながらメタクリル酸２８９．０ｇを加えた。例１により製造したＮ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−キノンジイミン４．２ｇ、テトラブチルアンモニウムブロミド１５．２ｇおよび３−クロロプロピルトリメトキシシラン６８０．３ｇを加え、短いカラムを介して、場合により真空に設定して、１１５℃で発熱反応が開始するまでメタノールを留去した。鎮静した後で１２０℃で更に２時間加熱した。冷却した混合物から沈殿した塩化カリウムを濾過し、これをメタノールで洗浄した。メタノールを分離した濾液を０．４ミリバールでクライゼン橋を介してフラッシュした。沸点８８〜９０℃。留出物量７６６．８ｇ、ほぼ理論値の９２．１％。黄色−オレンジ色に着色した留出物は光度測定法によりＮ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−キノンジイミン８０ｍｇ／ｋｇを含有した。
【０１０８】
ラッシヒリングを装備した充填体カラムを介した分別蒸留により、３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン７２２．３ｇ、ほぼ理論値の８６．７％が得られた。沸点８１〜８２℃／０．２ミリバール。ＧＣ純度９９．７％。
【０１０９】
純粋蒸留の開始前に、蒸留受け器に２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール（Ｓｈｅｌｌ社の市販の製品ＩｏｎｏｌＣＰ）１４４ｍｇを装入した。フラッシュ蒸留および純粋蒸留の間にカラム底部にＯ₂：Ｎ₂の比１：１１．５を有するわずかの量のＯ₂／Ｎ₂混合物を導入した。
【０１１０】
蒸留後利用した装置、留出物および底部に“ポップコーン”ポリマーが確認されなかった。
【０１１１】
例３
撹拌反応器中で、メタノールの２５．７％カリウムメチラート溶液１３．６１３ｋｇに冷却しながら水不含のメタクリル酸２．８６８ｋｇを加え、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン６２．５ｇを添加後、ほぼ２０〜３０℃で酸素／窒素１：１２の量の混合物からなる強いガス流を、光度測定可能なＮ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−キノンジイミンに関して５５％のジアミン転化率が示されるまで貫流させた。更にメタクリル酸１．４３２ｋｇを添加後、再びカリウムメチラート溶液を、水で１：１の比に希釈後、取り出された均一化されたメタノール／塩混合物がｐＨ値９．５を有するまで加えた。
【０１１２】
テトラブチルアンモニウムブロミド２２５．８ｇおよび３−クロロプロピルトリメトキシシラン１０．０ｋｇを添加後、短いカラムを介して１１８℃で発熱反応が開始するまでメタノールを留去し、反応混合物を冷却することにより１２０℃未満の温度に保った。発熱反応が鎮静した後で１２０℃でなお２時間加熱した。冷却した反応混合物から形成された塩化カリウムを遠心分離し、メタノールで洗浄した。メタノール不含の濾液中に、光度測定法によりジイミン含量２．８ｇ／ｋｇを測定した。
【０１１３】
毎時１７５０ｍｌの酸素／窒素流（量比１：１２）下で、蒸発温度９４℃および作動圧０．４ミリバールで簡単な蒸発機（Ｌｅｙｂｏｌｄ−Ｈｅｒａｅｕｓ社の形式ＫＤ１０）を介して蒸留した後で、蒸留収量１１．５５７ｋｇ、ほぼ９３．２％が達成された。光度測定法により測定したジイミン含量は留出物１ｋｇ当り９２ｍｇであった。
【０１１４】
２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール３．４６７ｇを添加後、長さ４０ｃｍのカラム（充填体Ｖ₄Ａ金網）を介して毎時１５０ｌのＯ₂／Ｎ₂流（量比１：１１．９）下で分別蒸留した。３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、収量１１．１４６ｋｇ、理論値の９０．０％、沸点７６〜７７℃／０．２５ミリバール、ＧＣ純度９９．６％。
【０１１５】
蒸留残留物にも簡単な蒸発機にも蒸留カラムにも“ポップコーン”ポリマーが確認されなかった。
【０１１６】
例４
撹拌反応器中で２５．７％のメタノールのカリウムメチラート溶液９．８０７ｋｇに冷却しながらアクリル酸１．７１１ｋｇを加え、粉末状のＮ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン４５ｇを添加後ほぼ３０〜４０℃で２時間、酸素／窒素混合物（１：１１．５）からなる強いガス流が反応混合物を貫流した。この時間後、光度測定法により測定したジアミン転化率は６３％であった。更にアクリル酸０．８８２ｋｇを添加し、試料を取り出した後でこの試料は水で１：１の比に希釈後ｐＨ値８．５を示した。
【０１１７】
テトラブチルアンモニウムブロミド１６３ｇおよび３−クロロプロピルトリメトキシシラン７．１９０ｋｇを添加後、１１５℃で発熱反応が開始するまで短いカラムを介してメタノールを留去した。鎮静した後で１２０℃で１．５時間更に加熱した。冷却後、形成された塩化カリウムを遠心分離し、メタノールで洗浄した。メタノールを分離した濾液中で、光度測定法により濾液１ｋｇ当りジイミン含量３．２ｇが測定された。
【０１１８】
簡単な蒸発機（Ｌｅｙｂｏｌｄ−Ｈｅｒａｅｕｓ社の形式ＫＤ１０）を介して蒸留した後で、蒸発機温度９５℃および作動圧０．４ミリバールで、毎時１０５０ｍｌの酸素／窒素混合物（量比１：１５）を導入して理論値の９４．３％の蒸留収率が達成された。光度測定法により測定したジイミン含量は留出物１ｋｇ当り８０ｍｇであった。
【０１１９】
２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール１．９ｇを添加後、高さ４０ｃｍの充填体カラムを介して前記の酸素／窒素比および導入されるガス量毎時１００ｍｌで分別蒸留した。３−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、純収量、７．９９１ｋｇ、ほぼ８９．５％。沸点６３〜６４℃／０．１〜０．１５ミリバール。ＧＣ純度９９．３％。
【０１２０】
蒸留残留物にも簡単な蒸発機にも蒸留カラムにも“ポップコーン”ポリマーが含まれていなかった。
【０１２１】
例５
撹拌器、滴下漏斗、温度計および冷却器を有する多口フラスコ中でアリルメタクリレート２５５ｇおよび２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール３ｇを装入し、弱い酸素／窒素混合物（量比１：１１．９）を貫流させて１０５℃に加熱した。滴下漏斗からトリメトキシシラン２４０ｇを滴加した。シランの１／４の添加後、１／２の添加後および３／４の添加後およびシラン添加終了後に、Ｈ₂ＰｔＣｌ₆の１０％アセトン溶液それぞれ２５０ｍｇを加えた。反応中に温度を１００〜１０５℃に保った。２時間の反応時間後に得られた粗製生成物を真空下でフラッシュした。
【０１２２】
Ｎ−フェニル−Ｎ′−イソプロピル−ｐ−キノンジイミン４．５ｇを添加後、残留物を減圧下で短い充填体カラムを介して蒸留し、その際主要フラクションとして１１０〜１１２℃（３ミリバール）で３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン４１７．６ｇを留出し、これは使用されるアリルメタクリレートに対して８５．６％の収率に相当した。
【０１２３】
カラム中に“ポップコーン”ポリマーが存在せず、蒸留残留物は希溶液状であり、留出物は１０以下のハーゼン数を有した。
【０１２４】
比較例Ａ
例２と異なり、ここではＮ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−キノンジイミンの代りにＮ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン４．２ｇを十分に酸素を排除して使用した。フラッシュ留出物はほとんど無色であり、留出物１ｋｇ当りジイミン５ｍｇ以下を含有した。酸素を含有する保護ガスを使用しないカラムを介した純粋蒸留においてはカラムおよび底部にかなりの量の“ポップコーン”ポリマー形成を生じた。収率は４２％であった。
【０１２５】
比較例Ｂ
例２と異なり、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−キノンジイミンの代りにＮ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン４．２ｇおよび２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール０．２３ｇをカリウムメタクリレートの形成後すぐに添加した。反応を十分に酸素を排除して実施した。
【０１２６】
フラッシュ留出物は実際に無色であり、留出物１ｋｇ当りジイミン５ｍｇ以下を有した。ＧＣ分析によりフラッシュ留出物中に２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノールは確認されなかった。
【０１２７】
酸素を含有する保護ガスを使用しないカラムを介した純粋蒸留においてはカラムおよび底部にかなりの量の“ポップコーン”ポリマー形成を生じた。収率は３９％であった。

Claims

一般式Ｉ：

［式中、Ｒ^１およびＲ^２は同じかまたは異なり、かつフェニル基、３〜８個のＣ原子を有する直鎖または分枝鎖状のアルキル基およびシクロヘキシル基のいずれかを表す］で表されるＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンの製造方法において、相当するＮ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−フェニレンジアミンを、酸化剤として分子の酸素を使用して、アルカリ金属アルコラート５〜１５質量％を含有するアルカリ／アルコール溶液中で、１０〜６０℃の温度で酸化することを特徴とする、Ｎ，Ｎ′−ジ置換されたｐ−キノンジイミンの製造方法。
酸化剤として窒素との混合物の酸素を使用する請求項１記載の方法。
酸化剤として０．１容量％以上および２１容量％以下の酸素を含有する酸素／窒素混合物を使用する請求項１または２記載の方法。
酸化剤として０．１容量％以上および８．４容量％以下の酸素を含有する酸素／窒素混合物を使用する請求項３記載の方法。
酸化を２０〜４０℃の温度で実施する請求項１記載の方法。
酸化を２５〜３５℃の温度で実施する請求項５記載の方法。