JP4213467B2 - ビスフェノール製造用アミン修飾触媒 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、アミン修飾酸性樹脂触媒、並びにチオール促進剤の存在下でのヒドロキシ芳香族化合物とアルデヒド又はケトンとの反応に該触媒を使用してビスフェノールA(BPA)等のビスフェノールを合成することに関する。
【0002】
【従来の技術】
BPAのようなビスフェノールは高分子材料の製造に広く使用されており、通例、酸性触媒存在下でのヒドロキシ芳香族化合物とアルデヒド又はケトンの縮合によって製造される。ビスフェノールAは、市販エンジニアリングプラスチック材料であるビスフェノールAポリカーボネートの製造に用いられる主要モノマーである。アセトンとフェノールからのビスフェノールAの生産は世界中で大規模に行われており、BPAの年間生産量は数億ポンドである。通例、酸性触媒及びチオール促進剤の存在下でフェノールをアセトンと反応させる。チオール促進剤は、フェノールとアセトンの酸触媒縮合においてBPA生成速度及び選択性を向上させる働きをもつ。酸性触媒とチオール促進剤の種々異なる組合せが検討されてきており、3−メルカプトプロピオン酸のような何種類かのチオール促進剤がBPAの工業生産に使用されている。ビスフェノールA等のビスフェノールの製造に関する従前の研究開発及びそれに伴うプロセスの大幅な改善にもかかわらず、ヒドロキシ芳香族化合物とアルデヒド又はケトンとの酸触媒縮合におけるビスフェノール生成の速度及び選択性をさらに一段と向上させる必要性が依然として存在している。
【0003】
【発明の概要】
一態様において、本発明はビスフェノールの製造方法であって、チオール促進剤の存在下約25〜約95℃の範囲の温度でヒドロキシ芳香族化合物とケトン又はアルデヒドを含む混合物をアミン修飾酸性樹脂触媒と接触させることを含んでなる方法に関する。別の態様では、本発明はアミン修飾酸性樹脂触媒に関する。
【0004】
【発明の実施の形態】
以下の本発明の好ましい実施形態についての詳細な説明及び実施例を参照すれば、本発明の理解をさらに深めることができよう。本明細書及び特許請求の範囲では多くの用語を参照するが、以下の意味をもつものと定義される。
【0005】
本明細書で用いる「アミン修飾酸性樹脂触媒」とは、その酸性官能基の一部がアミン処理によって中和されている酸性樹脂をいう。例えば、スルホン化ポリスチレン樹脂のSO3H基の約5〜50%を、対応する量のアミンであるピリジンで処理して対応ピリジニウム塩へと変換された樹脂は、アミン修飾酸性樹脂触媒とみなされる。使用するアミンは、アミン基を含むチオール促進剤とは異なる。例えばシステアミンのようにチオール促進剤がアミン基を含む場合、アミン修飾酸性樹脂触媒はチオール促進剤以外の他のアミンを1種類以上含むものと理解される。
【0006】
本明細書中で、「BPA」はビスフェノールAと定義され、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4′−イソプロピリデンジフェノール及びp,p−BPAともいわれる。
【0007】
本明細書中で、「o,p−BPA」はo,p−ビスフェノールAと定義され、2−(2−ヒドロキシフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン及び2,4′−イソプロピリデンジフェノールともいわれる。
【0008】
本明細書で用いる「芳香族基」という用語は、原子価が1以上で、1以上の芳香族基を含む基をいう。芳香族基の例としては、フェニル、ピリジル、フラニル、チエニル、イミダゾリル、ナフチル、フェニレン及びビフェニル基がある。この用語には、ベンジル基のように芳香族成分と脂肪族成分を共に有する基も包含される。また、C3〜C40芳香族基は炭素原子数3〜40の芳香族基である。次式の2−イミダゾリル基(i)はC3芳香族基の一例である。
【0009】
【化4】
【0010】
本明細書で用いる「脂肪族基」という用語は、原子価が1以上で、非環式の線状又は枝分れ配列の原子を含む基をいう。配列は窒素、イオウ及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよいし、或いは主に炭素と水素のみからなるものでもよい。脂肪族基の例としては、メチル、メチレン、エチル、エチレン、ヘキシル及びヘキサメチレン基がある。
【0011】
本明細書で用いる「環式脂肪族基」という用語は、原子価が1以上で、非芳香族系の環状配列の原子を含む基をいう。配列は窒素、イオウ及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよいし、或いは主に炭素と水素のみからなるものでもよい。環式脂肪族基の例としては、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル及びテトラヒドロフラニル基がある。
【0012】
本明細書で用いる「カルバミル基」という用語は、原子配列OCONHを含む官能基をいう。例えば、カルバミル基は、1−ナフチルメチルカルバメート(CAS No.63−25−2)という化合物に例示されるようにアルコール類とイソシアネート類との反応の生成物中に存在する。
【0013】
本明細書で用いる「Boc基」という用語は、tert−ブトキシカルボニル部分を含むアミン保護基をいう。水素原子とBoc基を両方有する窒素原子の組合せはカルバミル基の一例である。
【0014】
本明細書で用いる「チオール促進剤」という用語は、チオール(SH)基を含む分子をいう。チオール促進剤は、酸性触媒存在下でのヒドロキシ芳香族化合物とアルデヒド又はケトンとの縮合時のビスフェノール生成の速度及び選択性を、チオール促進剤の非存在下での同じ反応よりも向上させる作用をもつ。
【0015】
「シリルメタンチオール」という用語は、ケイ素原子とイオウ原子が各々同じ炭素原子に結合しているチオール化合物をいう。
【0016】
本発明は、チオール促進剤及びアミン修飾酸性樹脂触媒の存在下における、フェノール等のヒドロキシ芳香族化合物とブタナール等のアルデヒド又はアセトン等のケトンとの酸触媒縮合によってビスフェノールA等のビスフェノールを製造する方法を提供する。
【0017】
本発明はさらに、ビスフェノールAのようなビスフェノールの製造に用いたときに公知の酸性樹脂触媒系よりも優れた選択性が得られるアミン修飾酸性樹脂触媒を提供する。アミン修飾酸性樹脂触媒は、スルホン酸基のような酸性官能基を含む高分子材料を、酸性官能基の約0.1〜約50%が中和されるような量のアミンで処理することによって製造される。本発明のアミン修飾酸性樹脂は、アミン修飾酸性樹脂及びチオール促進剤の存在下でのフェノールとアセトンとの反応でp,p−BPA生成の選択性の向上として測定されるように、チオール促進剤とスルホン化ポリスチレンのような公知の酸性樹脂触媒との組合せよりも選択性に優れる触媒である。
【0018】
通例、アミン修飾酸性樹脂触媒に変換される酸性樹脂触媒は下記式の構造単位Iを含むスルホン化ポリスチレン誘導体である。構造Iを含む高分子樹脂の例はAmberlyst(登録商標)131、Amberlyst(登録商標)15及びAmberlyst(登録商標)36であり、これらはいずれもRohm and Haas社から入手可能な強酸性イオン交換樹脂である。
【0019】
【化5】
【0020】
本発明のアミン修飾酸性樹脂触媒に変換できる他の適切な高分子酸性樹脂触媒としては、Dupont社から入手可能なNafion(登録商標)というペルフルオロ酸性樹脂がある。
【0021】
通例、酸性樹脂触媒は、樹脂1グラム当たり約0.1〜約6、好ましくは約2〜約5ミリ当量の酸性官能基を有する。通例、酸性官能基はスルホン酸基である。本発明の実施の際、酸性樹脂中に存在する酸性官能基の約0.1〜約50%、好ましくは約5〜約40%、さらに好ましくは約20〜約35%を中和するのに充分な量のアミンで酸性樹脂触媒を処理するのが有利であることが判明した。例えば、樹脂1グラム当たり約5ミリ当量のスルホン酸基(SO3H基)を有する構造単位Iを含むスルホン化ポリスチレン樹脂1グラムを、1ミリ当量のアミン(例えばピリジン)で処理すると、ピリジンと樹脂のスルホン酸基との反応が完全に進むと仮定して20%のスルホン酸基が対応ピリジニウムのスルホン酸塩に変換されたアミン修飾酸性樹脂触媒が得られる。本発明のアミン修飾酸性樹脂触媒は、未修飾酸性樹脂触媒と比較して生成物の選択性の点で優れていることが判明した。生成物の選択性は、生成物混合物中のo,p−ビスフェノール異性体の重量%に対するp,p−ビスフェノール異性体の重量%として表すことができる。また、生成物の選択性は、生成した他の全ての生成物に対する目的p,p−ビスフェノール生成物の重量%として表すことができる。
【0022】
アミン修飾酸性樹脂触媒の製造に適したアミンとしては、該アミンが樹脂と結合できるように充分に塩基性をもつ脂肪族、環式脂肪族及び芳香族アミンがある。結合は、スルホン酸ピリジニウムにみられるように酸性基とアミンとのイオン結合に基づく。
【0023】
脂肪族アミンの例としては、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン及びN,N−ジメチルブチルアミンがある。環式脂肪族アミンの例としては、ピペリジン、モルホリン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデス−7−エン(DBU)及びジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(Dabco)がある。芳香族アミンの例としては、ピリジン、イミダゾール、キノリン及びピペラジンがある。一般に、簡単なC1〜C10脂肪族、C4〜C10環式脂肪族及びC5〜C9芳香族アミンが好ましい。
【0024】
使用できるチオール促進剤としては、脂肪族、環式脂肪族及び芳香族チオールがあり、これらはアミンのような塩基性又はカルボン酸のような酸性基で置換されていてもよい。このチオール促進剤は、「バルク」促進剤、つまりアミン修飾酸性樹脂に結合するようにされていないチオール促進剤として使用してもよいし、「結合型」促進剤として使用してもよい。チオール促進剤がアミンのような塩基性官能基を含有する場合、かかるチオール促進剤はアミン修飾酸性樹脂触媒に結合でき、「結合型」促進剤といわれる。アミノ基以外に、チオール促進剤に存在していて該チオール促進剤とアミン修飾酸性樹脂触媒との結合を容易にする他の官能基としては、アミド、イミド及びカルバメートにそれぞれみられるようなアミド基、イミド基及びカルバミル基がある。
【0025】
バルクチオール促進剤としては、シクロヘキサンチオール及びシクロペンタンチオールのような環式脂肪族チオール、チオフェノール及びベンジルチオールのような芳香族チオール、並びにブタンチオール、ヘキサンチオール、オクタデカンチオール及び3−メルカプトプロピオン酸のような脂肪族チオールがある。
【0026】
結合型チオール促進剤としては、アミン修飾酸性樹脂触媒、例えばスルホン酸基の約20%がピリジンで中和されているスルホン化ポリスチレンに固定化された2−メルカプトメチルピリジン、システアミン及び4−アミノブタンチオールがある。
【0027】
本発明での使用に適した脂肪族チオールのうち、次式の構造IIを有するシリルメタンチオールが特に有効なチオール促進剤であることが判明した。
【0028】
【化6】
【0029】
式中、R1とR2は各々独立に水素、C1〜C40脂肪族基、C3〜C40芳香族基、C3〜C40環式脂肪族基、或いはR1とR2が一緒にC3〜C40環式脂肪族基又はC4〜C40芳香族基を形成しており、R3〜R5は各々独立にC1〜C40脂肪族基、C3〜C40芳香族基又はC3〜C40環式脂肪族基、或いは基R3〜R5のいずれか2つが一緒にC5〜C40環式脂肪族基又はC5〜C40芳香族基を形成しているか、或いは基R3〜R5が一緒にC9〜C40環式脂肪族基又はC10〜C40芳香族基を形成する。
【0030】
構造IIの基R1〜R5のいずれかがアミノ基のような塩基性官能基を含有する場合、そのシリルメタンチオール促進剤はアミン修飾酸性樹脂触媒と結合し得る。アミノ基以外に、シリルメタンチオール中に存在していてその促進剤とアミン修飾酸性樹脂触媒との結合を容易にする他の官能基としては、それぞれアミド、イミド及びカルバメートに見られるようなアミド基、イミド基及びカルバミル基がある。
【0031】
構造IIを有するシリルメタンチオールは化学文献で知られており、その製造方法は、例えば、J.Org.Chem.53(5)844(1987)、J.Org.Chem.51(18)3428(1986)、及びTetrahedron Letters 26(11)1425(1985)に記載されている。場合によっては、構造IIを有するシリルメタンチオールは、TCI Chemical社(米国オレゴン州ポートランド)から入手可能なトリメチルシリルメタンチオールのように市販されている。この群の他のものは、構造IIIを有するクロロメチルシランと、硫化ナトリウム、チオ酢酸ナトリウム又はチオ尿素のようなイオウ求核剤との反応によって製造できる。硫化ナトリウムを使用すると、シリルメタンチオールIIが直接得られる。チオ酢酸塩を求核剤として使用すると、酢酸誘導体IVが得られる。酢酸誘導体IVは、加溶媒分解、例えばトリエチルアミンのような塩基性触媒の存在下でメタノールと共に酢酸誘導体IVを加熱することによって、対応チオールIIへと容易に変換される。
【0032】
【化7】
【0033】
構造IIIに相当するクロロメチルケイ素化合物は様々な方法で製造でき、特に水素化ケイ素官能性を有するクロロメチルシランVIを用いた構造Vのオレフィンのヒドロシリル化反応によって製造できる。即ち、基R6が基R5よりも2つ炭素の少ない同族体に相当するオレフィンVを貴金属触媒の存在下でクロロメチルシランVIと反応させるとクロロメチルケイ素誘導体IIIが得られる。
【0034】
【化8】
【0035】
クロロメチルシランIIIからシリルメタンチオールII及びシリルメタンチオール酢酸誘導体IVへの変換には様々な反応条件を使用できる。通例、メタノール又はジメチルホルムアミドのような極性溶媒中でクロロメチルシランIIIを若干過剰の硫化ナトリウム又はチオ酢酸ナトリウムと混合し、混合物を、ガスクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィーなどの分析技術で判定して出発物質のクロロメチルシランIIIが消費されるまで約0〜約100℃の温度で攪拌する。しかる後、反応混合物を水と、塩化メチレン、トルエン又は酢酸エチル等の溶媒とに分配させればよい。次いで、有機層を水で洗浄して無機塩を完全に除去した後、硫酸マグネシウムのような適切な乾燥剤で乾燥する。ろ過及び溶媒の蒸発で粗生成物が得られ、これを粗状態でBPA製造におけるチオール促進剤として使用してもよいし、又は例えばカラムクロマトグラフィー又は再結晶によって精製してから使用してもよい。
【0036】
ビスフェノール製造の促進剤として使用できるシリルメタンチオールの例としては、特に限定されないが、トリメチルシリルメタンチオール、トリエチルシリルメタンチオール、トリプロピルシリルメタンチオール、トリブチルシリルメタンチオール、1−トリメチルシリル−1−エチルメタンチオール及び1−トリメチルシリル−1−ベンジルメタンチオールがある。
【0037】
シリルメタンチオール促進剤をバルク促進剤として使用する場合、好ましいシリルメタンチオール促進剤は、入手容易性、製造容易性及び反応生成物からの回収又は除去の点でトリメチルシリルメタンチオールである。
【0038】
場合によっては、本発明の方法にトリメチルシリルメタンチオールアセテートのようなシリルメタンチオール誘導体を使用するのが有利であることがある。かかる状況の下で、シリルメタンチオールアセテートは反応条件下で活性シリルメタンチオール促進剤へと変換されると考えられる。シリルメタンチオールアセテート及び反応条件下でシリルメタンチオールを生ずる他のシリルメタンチオール誘導体はシリルメタンチオール自体とほぼ同レベルで使用するのが有利である。
【0039】
場合によっては、アミン修飾酸性樹脂触媒との結合を形成するのに使用できるアミン官能性を有するシリルメタンチオールのように、シリルメタンチオール促進剤が結合型促進剤として機能し得る。シリルメタンチオールとアミン修飾酸性樹脂触媒との結合は、強い水素結合相互作用又は共有結合によるものであろう。ビスフェノール製造用に結合型促進剤として使用できるシリルメタンチオールの例としては、3−アミノプロピルジメチルシリルメタンチオール、3−N−メチルアミノプロピルジメチルシリルメタンチオール、3−N,N−ジメチルアミノプロピルジメチルシリルメタンチオール、3−(1−ピペラジニル)プロピルジメチルシリルメタンチオール及び2−(4−ピリジル)エチルジメチルシリルメタンチオールがある。
【0040】
遊離アミノ官能性を有するシリルメタンチオールに加えて、かかる物質のアシル化チオール基及び保護アミン基を有する誘導体も使用できる。例えば、N−Boc−3−アミノプロピルジメチルシリルメタンチオール酢酸誘導体VIIはビスフェノール製造用に有効な結合型促進剤として機能することが分かる。チオアセテートVIIは、ビスフェノールの製造に用いられる条件下で3−アミノプロピルジメチル−シリルメタンチオールVIIIに変換されると考えられる。
【0041】
【化9】
【0042】
既に述べた通り、本発明は、アミン修飾酸性樹脂触媒をチオール促進剤と併用してヒドロキシ芳香族化合物とアルデヒド又はケトンとの縮合を行うビスフェノールAのようなビスフェノールの製造方法を提供する。ヒドロキシ芳香族化合物の例としては、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、2−t−ブチルフェノール、2−プロピルフェノール及び1−ナフトールがある。アルデヒドの例としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド及びブタナールがある。ケトンの例としては、アセトン、シクロヘキサノン、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン、2−ブタノン及びフルオレノンがある。
【0043】
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)シクロヘキサン及び1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンのような多種多様なビスフェノールを本発明の方法で製造することができる。本発明の最適な具体例は、ヒドロキシ芳香族化合物であるフェノールとケトンであるアセトンとの縮合反応によるビスフェノールAの製造における使用である。フェノールとアセトンを含む混合物を、約20〜約100℃、好ましくは約40〜約90℃、さらに好ましくは約50〜約80℃の温度でアミン修飾酸性樹脂触媒及びチオール促進剤と接触させればよい。
【0044】
本発明の方法は回分法又は連続法のいずれにおいても使用できる。本発明を連続法で用いる場合、アミン修飾酸性樹脂触媒を固定床又は攪拌槽反応器に入れて、反応体のフェノール、アセトン及びチオール促進剤を連続的に触媒に接触させ、触媒から除去すればよい。また、アミン修飾酸性樹脂触媒を、アミン修飾酸性樹脂触媒に結合し得るアミン又はカルバメートのような官能基を有するチオール促進剤で前処理してもよい。結合型チオール促進剤を使用すると、フェノールとアセトンを含む供給材料流にチオール促進剤を導入する必要がなくなる。塩基性官能基を含有するチオール促進剤を使用する場合、チオール促進剤はアミン修飾酸性樹脂自体に結合させてもよいし、又は未修飾酸性樹脂からアミン修飾酸性樹脂を製造する間に導入してもよい。
【0045】
本発明の方法を連続法として使用する場合、反応体を混合して供給材料混合物とし、混合物を触媒1ポンド当たり毎時約0.1〜約6、好ましくは約1〜約4、さらに好ましくは約2〜約3.5ポンドの供給材料混合物の重量毎時空間速度で導入する。供給材料混合物は、約0.1〜約10重量%のアセトン及び約70〜約99重量%のフェノール、好ましくは約3〜約8重量%のアセトン及び約85〜約96重量%のフェノール、さらに好ましくは約3〜約6重量%のアセトン及び約90〜約96重量%のフェノールを含む。バルク促進剤として使用する場合、チオール促進剤は供給材料1リットル当たり約5〜約100、好ましくは約10〜約75、さらに好ましくは約20〜約40ミリモル(mmol/L)の範囲の量で存在することができる。結合型促進剤として使用する場合、チオールはアミン修飾酸性樹脂触媒1グラム当たり約0.1〜約3、好ましくは約0.5〜約2ミリ当量の範囲の量で存在する。
【0046】
【実施例】
本発明の方法をどのように評価するかの詳細な開示と説明を当業者に示すべく以下に実施例を記載する。特に断らない限り、部は重量部であり、温度はセ氏である。ここに示す結果を得るのに使用した材料と試験法は次の通り。
【0047】
出発材料と生成物の組成は、Hewlett Packard社5890型ガスクロマトグラフでガスクロマトグラフィー分析により決定した。GC−マススペクトルデータは、Hewlett Packard社5971A型GC−MSで得た。使用した実験室用ロボットは、溶融フェノール溶液を移すことができるように修正した8−プローブ型Gilson 215であった。反応ブロックは加熱ブロックを用いて加熱し、反応温度は70℃±1℃であった。
【0048】
アミン修飾酸性樹脂触媒の予想外の効果は、連続運転される攪拌槽反応器として機能すべく設計された反応容器中で実験室規模で立証された。サンプリングは定常状態条件下で行った。酸性樹脂触媒の修飾は以下の通り行った。小型磁気攪拌子を備えた隔膜封止96ウェルポリプロピレンブロックの各ウェルに、Amberlyst(登録商標)131のような固体酸性樹脂触媒(47〜49ミリグラム)を入れ、さらに実験室用ロボットを用いて、ピリジンのようなアミンを含有し、場合によってシステアミンのように樹脂に結合し得るチオール促進剤を含有する溶液を入れた。アミンと促進剤の量は、樹脂上の酸部位の総数の5〜50%が中和されるようにした。チオール促進剤がアミンのような塩基性官能基を有しておらず酸性樹脂触媒に結合させることができない場合には、触媒修飾段階でアミンと共に導入させる代わりに、フェノール−アセトン供給材料混合物の一部として加えた。アミン及び場合によりチオール促進剤を含有する固体酸性樹脂触媒とフェノールの混合物を約1時間70℃で攪拌・加熱して、アミン修飾酸性樹脂触媒を得た。次に、反応体のフェノール、アセトン及び場合によりチオール促進剤を加え、しかる後混合物を7分間70℃で攪拌・加熱した。この時点で反応混合物の一部を取り出した。その際、固体触媒を取り込まないように注意して上清の液体を取り除いた。さらに7分後、反応体溶液を、前段階で取り除いた体積に等しい量加えた。この反応容積の新しい反応体による「追加補充」によってサイクルが完了する。液体滞留時間は約1時間で、原液の処理量は樹脂触媒1グラム当たり毎時約3グラムの原液とした。40サイクル後反応混合物は定常状態に達したと考え、反応混合物から試料を採取し、ガスクロマトグラフィーで分析した。各反応は二回ずつ行った。
【0049】
実施例1〜35及び比較例1〜6
反応器に4%架橋スルホン化ポリスチレンビーズを入れ、一般的実験手順の欄に記載した通り、表1に記載のアミンで処理した。反応体原液は約4.5重量%のアセトン、約95重量%のフェノールを含んでいた。原液はさらに、チオール促進剤(3−メルカプトプロピオン酸、ベンジルメルカプタン又はトリメチルシリルメタンチオール)を約20.5〜約41ミリモル/リットルの濃度で含んでいた。データを表1〜3に示す。実施例1〜35はアミン修飾酸性樹脂触媒の選択性の向上を立証している。比較例1〜6は未修飾酸性樹脂触媒を使用したときの選択性が低いことを例証している。
【0050】
【表1】
【0051】
【表2】
【0052】
【表3】
【0053】
実施例36〜55及び比較例7〜10
反応器に4%架橋スルホン化ポリスチレンビーズを入れ、一般的実験手順の欄に記載した通り、アミン及びチオール促進剤システアミンで処理した。アミン及び結合型チオール促進剤システアミンの総量は、樹脂触媒1グラム当たり約0.5〜約2ミリ当量であった。反応体の原液は約4.5重量%のアセトン、約95.5重量%のフェノールを含んでいた。データを表4に示す。実施例36〜55は結合型促進剤システアミンを含有するアミン修飾酸性樹脂触媒の優れた選択性を立証している。例えば、実施例36〜40及び比較例7は、酸性樹脂触媒1グラム当たり2ミリ当量のシステアミンで観察された選択性が、ピリジンを含有し、総アミン含量を一定に保ったアミン修飾酸性樹脂触媒で維持されていることを例証している。これらのデータは、ビスフェノールA合成時の選択性を損なうことなく低レベルのシステアミンを使用できることを立証している。実施例41〜45及び比較例8は、異なる濃度で実施例46〜50及び比較例9と同じ効果を示している。実施例51〜55及び比較例10は、システアミンをピリジンに置き替えるにつれて、酸性樹脂触媒1グラム当たりアミン0.5ミリ当量という比較的低いレベルで、系のp,p−BPA生成に対する選択性が低下することを例証している。
【0054】
【表4】
【0055】
シリルメタンチオール誘導体 VII の製造
還流冷却器、窒素導入口、温度計加熱マントル、均圧添加漏斗及び磁気攪拌機を備えた250mLの三ツ首丸底フラスコに、14.36g(91.3mmol)のN−アリルカルバミン酸t−ブチルと150mLのトルエンを入れた。オレフィンと溶媒を攪拌し、約70℃に加熱し、次いで10マイクロリットルのKarstedt触媒(5%Pt溶液、オレフィンを基準にして約30ppmのPt)を加えた。20mLトルエン中の12g(110.5mmol)クロロメチルジメチルシランの溶液を、約80〜約100℃の反応温度を維持するのに充分な割合で約30分にわたって注意深く添加した。添加完了後、温度を攪拌し、約1時間約85℃に加熱した。GC−MSは、シリル化化合物N−Boc−3−アミノプロピルクロロメチルジメチルシランを形成するオレフィンの反応が完了したことを示した。この溶液を500ml一口丸底フラスコに移し、溶媒と過剰のシランを回転蒸発器でストリッピングして25gの粗生成物(オレフィンを基準にして定量的収率)を得た。
【0056】
窒素を充満させたドライボックス中で磁気攪拌機を備えた125mL反応瓶に固体チオ酢酸カリウム(1.37g、0.012mol)を入れた。この瓶に隔膜を付け、ドライボックスから取り出した。メタノール(30mL)を加え、混合物を攪拌してチオール酢酸カリウムを溶解させた。次に、粗N−Boc−3−アミノプロピルクロロメチルジメチルシラン(2.65g、0.01mol)を注射器で加え、混合物を約4.5時間約50°に暖めた。その後、混合物を約48時間室温に放置した。水(50mL)と塩化メチレン(50mL)を加え、相を分離した。有機層を水で二回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、シリカゲルカラムに通してろ過し、減圧下で濃縮して、ほぼ無色のオイルとしてN−Boc−3−アミノプロピルジメチルシリルメタンチオール酢酸誘導体VII(2.84g)を得た。その1H−NMR、13C−NMR及びGC−MSは構造VIIとよく一致していた。
【0057】
本発明を特にその好ましい実施形態に関して詳細に説明してきたが、本発明の思想と範囲内で変更と修正をなすことができるものと了解されたい。
Claims (10)
- ヒドロキシ芳香族化合物とケトン又はアルデヒドを含む混合物を、それ自身アミン基を含むチオール促進剤の存在下、25〜95℃の範囲の温度で、酸性官能基を含む酸性樹脂からその酸性官能基の一部をアミンで中和することによって調製したアミン修飾酸性樹脂触媒と接触させることを含んでなる、ビスフェノールの製造方法であって、前記アミンがチオール基を含む分子とは異なる、製造方法。
- 前記アミン修飾酸性樹脂触媒が樹脂1グラム当たり0.1〜6ミリ当量のスルホン酸基を含む、請求項2記載の方法。
- 前記アミン修飾酸性樹脂の製造に用いられるアミンが脂肪族アミン、芳香族アミン又は環式脂肪族アミンである、請求項1記載の方法。
- 前記チオール促進剤が、脂肪族チオール、環式脂肪族チオール及び芳香族チオールからなる群から選択される、請求項1記載の方法。
- 前記ビスフェノールが、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン及び9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンからなる群から選択される、請求項1記載の方法。
- 前記ヒドロキシ芳香族化合物とケトン又はアルデヒドを含む混合物が、0.1〜10重量%のアセトン及び70〜99重量%のフェノールを含有する、請求項1記載の方法。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載のビスフェノールAの製造方法であって、アミン修飾酸性樹脂触媒の存在下、50〜80℃の範囲の温度でフェノールとアセトンの混合物及びチオール促進剤を接触させることを含んでなり、フェノールが90〜95重量%の範囲の量で存在し、アセトンが4〜6重量%の範囲の量で存在し、チオール促進剤が反応体の10〜100mmol/Lの量で存在する、方法。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載のビスフェノールAの製造方法であって、アミン修飾酸性樹脂触媒の存在下、50〜80℃の範囲の温度でフェノールとアセトンの混合物を接触させることを含んでなり、フェノールが混合物の90〜95重量%の範囲の量で存在し、アセトンが混合物の4〜6重量%の範囲の量で存在し、チオール促進剤が触媒に結合し、結合型チオール促進剤が樹脂1グラム当たり0.5〜2mmolの量で存在する、方法。
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