JP4667654B2

JP4667654B2 - ビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体

Info

Publication number: JP4667654B2
Application number: JP2001189422A
Authority: JP
Inventors: 俊之坪内; 吉田　　幸生; 元久井戸
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: JP2003002850A; US7507867B2; US20040171898A1; WO2003000632A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体に関し、より詳しくは、粘接着剤用タッキファイアー、ゴムや樹脂のプロセスオイル等に用いられる高粘度炭化水素基材に適したビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高粘度炭化水素基材は、粘接着剤用タッキファイアー、ゴムや樹脂のプロセスオイル等に用いられている。それらの高粘度炭化水素基材として、従来からポリブテン、エチレンプロピレンオリゴマー、ポリα−オレフィン等が使用されているが、各種有機物との相溶性が悪いため、配合する基材が制限されるという課題があった。
【０００３】
また、配合の作業性を考慮すると、混合時にはなるべく低粘度の方が混合し易いので、温度が高い時（混合時）には低粘度で、室温付近（使用時）では高粘度な粘度−温度特性を有することが好ましい。つまり、粘度指数が低い方が好ましいということになるが、前記の従来品は粘度指数が１００以上あり、温度による粘度変化が小さいという課題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記観点からなされたもので、各種有機物との相溶性が良く、粘度指数が低い化合物を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、特定のビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体が上記発明の目的の化合物の特性を有することを見出し本発明を完成したものである。
すなわち、本発明の要旨は下記のとおりである。
１．下記一般式（１）
【０００６】
【化２】

【０００７】
（式中、Ｒ¹及びＲ²は水素又はメチル基を示し、Ｒ³はメチル基又はエチル基を示す。）
で表されるビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体。
２．ビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体が、３−メチル−２−〔（３−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕−２−〔（２，３−ジメチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕ビシクロ［２．２．１］ヘプタンである請求項１記載のビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明のビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体は前記一般式（１）で表される。具体的には、３−メチル−２−〔（３−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕−２−〔（２，３−ジメチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、２−〔（ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕−２−〔（２−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、２−〔（ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）エチル〕−２−〔（２−エチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）エチル〕ビシクロ［２．２．１］ヘプタンなどを挙げることができる。なかでも、化合物の有する効果の点で３−メチル−２−〔（３−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕−２−〔（２，３−ジメチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕ビシクロ［２．２．１］ヘプタンが好ましい。化学構造式では、下記式（２）で表される。
【０００９】
【化３】

【００１０】
本発明のビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体の好ましい製造方法としては、原料オレフィンを三量化、水素化、蒸留の順に処理を行えばよい。
上記の原料オレフィンとして、メチル基およびメチレン基を有するビシクロ［２．２．１］ヘプタン、メチレン基を有するビシクロ［２．２．１］ヘプタン、エチリデン基を有するビシクロ［２．２．１］ヘプタン、メチル基を有するビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、エチル基を有するビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エンなどを挙げることができる。好ましくは、生成化合物の有する効果の点から、２，３−ジメチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、３−メチル−２−メチレンビシクロ［２．２．１］ヘプタンを挙げることができる。
【００１１】
なお、前記の三量化とは、同種のオレフィンの三量化のみならず、異種の複数のオレフィンの共三量化をも意味する。
上述のオレフィンの三量化は、通常触媒の存在下で必要に応じて溶媒を添加して行う。
この三量化に用いる触媒としては、通常、酸性触媒が使用される。具体的には、ゼオライト，活性白土，モンモリナイト，イオン交換樹脂等の固体酸、フッ化水素酸、ポリリン酸等の鉱酸類、トリフリック酸等の有機酸、塩化アルミニウム，塩化第二チタン，塩化第二鉄，塩化第二スズ，三フッ化ホウ素，三フッ化ホウ素錯体，三臭化ホウ素，臭化アルミニウム，塩化ガリウム，臭化ガリウム等のルイス酸、トリエチルアルミニウム，塩化ジエチルアルミニウム，二塩化エチルアルミニウム等の有機アルミニウム化合物などを挙げることができる。好ましくは、なるべく低い温度で三量化することが好ましい点で、ポリリン酸，三フッ化ホウ素，三フッ化ホウ素錯体，四塩化スズ，四塩化チタン，塩化アルミニウムなどを挙げることができる。
【００１２】
これらの触媒の使用量は、特に制限されないが、通常は原料オレフィンに対して０．１〜１００質量％の範囲である。
この三量化にあたっては、溶媒は必ずしも必要としないが、反応時の原料オレフィンや触媒の取り扱い上あるいは反応の進行を調節する上で用いることもできる。このような溶媒としては、各種ペンタン，各種ヘキサン，各種オクタン，各種ノナン，各種デカン等の飽和炭化水素、シクロペンタン，シクロヘキサン，メチルシクロヘキサン，デカリン等の脂環式炭化水素、ジエチルエーテル，テトラヒドロフラン等のエーテル化合物、塩化メチレン，ジクロルエタン等のハロゲン含有化合物、ニトロメタン，ニトロベンゼン等のニトロ化合物などを挙げることができる。
【００１３】
これら触媒等の存在下で三量化反応を行うが、その反応温度としては、一般に２００℃以下である。好ましくは、異性化を抑えるために、１００℃以下で行った方がよい。なお、経済性との兼ね合いで、−７０℃以上が好ましく、さらに好ましくは−３０℃以上である。
また、その温度範囲で触媒の種類や添加剤等により適当な条件が設定されるが、反応圧力は通常常圧であり、反応時間については、通常０．５〜１０時間である。
【００１４】
次に、このようにして得られた原料オレフィンの三量体を水素化し、目的とする三量体の水素化物とする。
この水素化反応も、通常は触媒の存在下行うが、その触媒としては、ケイソウ土、シリカ−アルミナ、活性炭等の担体に担持されたニッケル，ルテニウム，パラジウム，白金，ロジウム，イリジウム等の水素化用触媒やラネーニッケルを挙げることができる。なかでも、ニッケル／ケイソウ土、ニッケル／シリカ−アルミナ等の担持型ニッケル系触媒が好ましい。触媒の使用量は、通常上記三量化生成物に対して０．１〜１００質量％の範囲である。
【００１５】
また、この水素化反応は、前記三量化反応と同様に、無溶媒下でも進行するが、溶媒を用いることもでき、その場合、溶媒としては、各種ペンタン，各種ヘキサン，各種オクタン，各種ノナン，各種デカン等の飽和炭化水素やシクロペンタン，シクロヘキサン，メチルシクロヘキサン，デカリン等の脂環式炭化水素などを挙げることができる。
【００１６】
反応温度としては、通常１００〜３００℃、好ましくは１６０〜２８０℃である。１００℃より低いと、水素化が十分起こらないことがあり、３００℃より高いと、分解反応により収率が低下する。反応圧力については、常圧から２０ＭＰａ・Ｇの範囲、好ましくは常圧から１０ＭＰａの範囲で行うことができる。反応時間は、通常１〜１０時間である。
生成した水素化物は、蒸留によって精製すればよい。
【００１７】
【実施例】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、これらの実施例になんら制限されるものではない。
〔実施例１〕
２リットルのステンレス製オートクレーブに、クロトンアルデヒド５６１ｇ（８モル）及びジシクロペンタジエン３５２ｇ（２．６７モル）を仕込み、１７０℃で３時間攪拌して反応させた。反応溶液を室温まで冷却した後、ラネーニッケル触媒（川研ファインケミカル社製、Ｍ−３００Ｔ）１８ｇを加え、水素圧０．８８ＭＰａ・Ｇ、反応温度１５０℃で４時間水素化を行った。冷却後、触媒をろ別した後、ろ液を減圧蒸留し、１０５℃／２．６７ｋＰａ留分５６５ｇを得た。
この留分をマススペクトル，核磁気共鳴スペクトルで分析した結果、この留分は２−ヒドロキシメチル−３−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプタンであることを確認した。
【００１８】
次いで、外径２０ｍｍ，長さ５００ｍｍの石英ガラス製流通式常圧反応管に、γ−アルミナ（日揮化学社製，Ｎ６１２）２０ｇを入れ、反応温度２８５℃，重量空間速度（ＷＨＳＶ）１．１ｈｒ^-1で脱水反応を行い、２−メチレン−３−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプタン及び２，３−ジメチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エンを含有する２−ヒドロキシメチル−３−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプタンの脱水反応生成物４９０ｇを得た。
【００１９】
（三量体水素化物の調製）
５００ミリリットルの四つ口フラスコに三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体４．０ｇ及び上記で得たオレフィン化合物２００ｇを入れ、メカニカルスタラーを用いて攪拌しながら、２０℃で６時間攪拌してオリゴマー化反応を行った。この反応混合物を希苛性ソーダ水溶液と飽和食塩水で洗浄した後、１リットルオートクレーブに水素化用ニッケル／ケイソウ土触媒（日揮化学社製、Ｎ−１１３）６ｇを加え、水素圧２．９４ＭＰａ・Ｇ，反応温度２５０℃，反応時間５時間の条件で水素化反応を行った。反応終了後、ろ過により触媒を除き、ろ液を減圧で蒸留することにより、沸点２４０〜２５０℃／１．３３ｋＰａ留分の三量体水素化物３０ｇを得た。この三量体水素化物は、マスクロマトグラフィー、マススペクトログラフィー及び核磁気共鳴スペクトログラフィーにより３−メチル−２−〔（３−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕−２−〔（２，３−ジメチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕ビシクロ［２．２．１］ヘプタンであることを確認した。その化合物のマスクロマトグラムを図１に、マススペクトログラムを図２に、¹Ｈ−ＮＭＲスペクトログラムを図３に、¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトログラムを図４に示し、性状を第１表に示す。
【００２０】
〔比較例１〕
ポリブテン（出光石油化学社製、１００Ｈ）の性状を第１表に示す。
〔比較例２〕
エチレンプロピレンオリゴマー（三井化学社製、ルーカントＨＣ６００）の性状を第１表に示す。
〔比較例３〕
ポリα−オレフィン（アモコ社製、Ｄｕｒａｓｙｎ１８０）の性状を第１表に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
【発明の効果】
本発明のビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体は、各種有機物との相溶性が良く、粘度指数が低い化合物で、高粘度炭化水素基材として、粘接着剤用タッキファイアー、ゴムや樹脂のプロセスオイル等に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】三量体水素化物のマスクロマトグラム
【図２】三量体水素化物のマススペクトログラム
【図３】三量体水素化物の¹Ｈ−ＮＭＲスペクトログラム
【図４】三量体水素化物の¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトログラム

Claims

下記一般式（１）

（式中、Ｒ¹及びＲ²は水素又はメチル基を示し、Ｒ³はメチル基又はエチル基を示す。）
で表されるビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体。
ビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体が、３−メチル−２−〔（３−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕−２−〔（２，３−ジメチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕ビシクロ［２．２．１］ヘプタンである請求項１記載のビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体。