JP5069855B2 - Method for producing alicyclic olefin polyvalent carbonate compound and mixture of alicyclic olefin polyvalent carbonate compound - Google Patents

Method for producing alicyclic olefin polyvalent carbonate compound and mixture of alicyclic olefin polyvalent carbonate compound Download PDF

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Description

本発明は、脂環式オレフィン多価カーボネート化合物の製造方法および脂環式オレフィン多価カーボネートに関するものである。より詳しくは、カーボネート結合を1〜6個有する脂環式オレフィン多価カーボネート化合物の製造方法、並びにカーボネート結合を1〜6個有する塩素分含有率の低い脂環式オレフィン多価カーボネート化合物、及びカーボネート結合を3〜6個有するオリゴマーを含む脂環式オレフィン多価カーボネート化合物に関する。   The present invention relates to a method for producing an alicyclic olefin polyvalent carbonate compound and an alicyclic olefin polyvalent carbonate. More specifically, a method for producing an alicyclic olefin polyvalent carbonate compound having 1 to 6 carbonate bonds, an alicyclic olefin polyvalent carbonate compound having 1 to 6 carbonate bonds and a low chlorine content, and carbonate The present invention relates to an alicyclic olefin polyvalent carbonate compound containing an oligomer having 3 to 6 bonds.

3−シクロヘキセン−1−メタノールの炭酸エステル化合物及びその合成方法は米国特許第3275661号明細書に記載されている。しかしながら、当該明細書に記載の製造方法はΔ3−テトラヒドロベンジルアルコール(3−シクロヘキセン−1−メタノール)とフォスゲンとの反応によるものである。フォスゲンは毒性が強いため、より安全な製造方法が求められている。また、当該米国特許明細書に記載の炭酸エステル化合物は分子内に炭酸エステル基を1または2個有する分子量の小さなモノマー化合物であり、分子内に炭酸エステル基を有し、分子量分布をもつオリゴマー化合物(の混合物)であって、分子末端に3−シクロヘキセン−1−メタノール由来のシクロヘキセン環を有するオリゴマー化合物(の混合物)は知られていない。また、上記米国特許明細書に記載されているフォスゲンを使用して得られた同炭酸エステル化合物は遊離の塩素分の含有率が高いため、たとえば、それをエポキシ化して得られる炭酸エステル結合を有するエポキシ化合物やその硬化物は腐蝕性を有しており、用途が大幅に制限される。 A carbonic acid ester compound of 3-cyclohexene-1-methanol and a synthesis method thereof are described in US Pat. No. 3,275,661. However, the production method described in this specification is based on a reaction between Δ 3 -tetrahydrobenzyl alcohol (3-cyclohexene-1-methanol) and phosgene. Since phosgene is highly toxic, a safer manufacturing method is required. Further, the carbonate ester compound described in the US patent specification is a monomer compound having a small molecular weight having one or two carbonate ester groups in the molecule, and an oligomer compound having a carbonate ester group in the molecule and having a molecular weight distribution. An oligomeric compound (mixture thereof) having a cyclohexene ring derived from 3-cyclohexene-1-methanol at the molecular end is not known. Moreover, since the carbonate compound obtained by using the phosgene described in the above-mentioned US patent specification has a high content of free chlorine, it has, for example, a carbonate bond obtained by epoxidizing it. Epoxy compounds and cured products thereof are corrosive, and their use is greatly limited.

米国特許第3275661号明細書US Pat. No. 3,275,661

本発明の目的は、脂環式オレフィン多価カーボネート化合物の安全な製造方法、並びに分子内に炭酸エステル基を1〜6個有し、分子量分布をもつオリゴマー化合物であって、分子末端に3−シクロヘキセン−1−メタノール由来のシクロヘキセン環を有する遊離の塩素分含有率の低い脂環式オレフィン多価カーボネート化合物を提供することである。本発明の他の目的は、分子内に炭酸エステル基を3〜6個含むオリゴマーを含有し、分子量分布をもつオリゴマー化合物であって、分子末端に3−シクロヘキセン−1−メタノール由来のシクロヘキセン環を有する脂環式オレフィン多価カーボネート化合物を提供することである。   An object of the present invention is to provide a safe method for producing an alicyclic olefin polyvalent carbonate compound, and an oligomeric compound having 1 to 6 carbonic acid ester groups in the molecule and having a molecular weight distribution, wherein 3- An object of the present invention is to provide an alicyclic olefin polyvalent carbonate compound having a low free chlorine content and having a cyclohexene ring derived from cyclohexene-1-methanol. Another object of the present invention is an oligomer compound having an oligomer containing 3 to 6 carbonic acid ester groups in the molecule and having a molecular weight distribution, wherein a cyclohexene ring derived from 3-cyclohexene-1-methanol is attached to the molecular end. It is to provide an alicyclic olefin polyvalent carbonate compound.

本発明者は、鋭意検討した結果、炭酸エステル化合物と3−シクロヘキセン−1−メタノールとジオールとをエステル交換反応に付すことにより上記の目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventor has found that the above object can be achieved by subjecting a carbonate compound, 3-cyclohexene-1-methanol, and a diol to a transesterification reaction, and has completed the present invention.

すなわち、本発明は、下記式(I)

Figure 0005069855
[式中、R1およびR2は、同一又は異なって、炭素数1〜12のアルキル基を示す]
で表されるアルコールの炭酸エステル化合物と、下記式(II)
Figure 0005069855
で表される3−シクロヘキセン−1−メタノールと、ジオール化合物:HO−R−OH (III)とをエステル交換反応させて、下記式(IV)
Figure 0005069855
[式中、Rはアルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキリデン基若しくはアリーレン基、又はこれらが2以上直接又は酸素原子を介して結合した基を示す。nは0〜5の整数であり分布を有する]
で表される化合物を得ることを特徴とする脂環式オレフィン多価カーボネート化合物の製造方法を提供する。 That is, the present invention provides the following formula (I)
Figure 0005069855
[Wherein, R 1 and R 2 are the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms]
And a carbonate ester compound of alcohol represented by the following formula (II):
Figure 0005069855
And a diol compound: HO—R—OH (III) is transesterified to give the following formula (IV):
Figure 0005069855
[Wherein, R represents an alkylene group, a cycloalkylene group, a cycloalkylidene group or an arylene group, or a group in which two or more of these are bonded directly or via an oxygen atom . n is an integer of 0 to 5 and has a distribution]
The manufacturing method of the alicyclic olefin polyvalent carbonate compound characterized by obtaining the compound represented by these is provided.

上記の製造方法において、アルコールの炭酸エステル化合物として例えば炭酸ジメチルを、ジオール化合物として例えば炭素数2〜16のアルカンジオール又は炭素数5〜16の脂環式ジオールを使用できる。   In the above production method, for example, dimethyl carbonate can be used as the carbonate compound of alcohol, and for example, alkanediol having 2 to 16 carbon atoms or alicyclic diol having 5 to 16 carbon atoms can be used as the diol compound.

上記の製造方法の好ましい態様では、n=0の化合物の含有量がn=0〜5の化合物の総量に対して70重量%以下である式(IV)で表される化合物を得る。   In a preferred embodiment of the above production method, a compound represented by the formula (IV) in which the content of the compound with n = 0 is 70% by weight or less with respect to the total amount of the compounds with n = 0 to 5 is obtained.

本発明は、さらに、下記式(IV)

Figure 0005069855
[式中、Rはアルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキリデン基若しくはアリーレン基、又はこれらが2以上直接又は酸素原子を介して結合した基を示す。nは0〜5の整数であり分布を有する]
で表され、n=2〜5の化合物の何れかを少なくとも含有している脂環式オレフィン多価カーボネート化合物の混合物を提供する。 The present invention further provides the following formula (IV):
Figure 0005069855
[Wherein, R represents an alkylene group, a cycloalkylene group, a cycloalkylidene group or an arylene group, or a group in which two or more of these are bonded directly or via an oxygen atom . n is an integer of 0 to 5 and has a distribution]
And a mixture of alicyclic olefin polyvalent carbonate compounds containing at least any of the compounds of n = 2 to 5.

上記の各脂環式オレフィン多価カーボネート化合物の混合物において、n=0の化合物の含有量がn=0〜5の化合物の総量に対して70重量%以下であってもよい。 In the mixture of the above alicyclic olefin polyvalent carbonate compounds, the content of the compound of n = 0 may be 70% by weight or less based on the total amount of the compound of n = 0-5.

本発明により脂環式オレフィン多価カーボネート化合物の安全な製造が可能になり、また、分子量分布を有し、遊離の塩素分含有率の低い汎用性のある脂環式オレフィン多価カーボネート化合物、及び分子量分布を有し、カーボネート結合を3〜6個有するオリゴマーを含有する脂環式オレフィン多価カーボネート化合物が提供されるようになった。同脂環式オレフィン多価カーボネート化合物の二重結合を、たとえば、有機過酸のようなエポキシ化剤を用いてエポキシ化することにより、遊離の塩素分含有率が低く、硬化により透明性、機械物性等に優れる硬化物を与える有用な脂環式エポキシ化合物を製造することができる。   The present invention enables safe production of an alicyclic olefin polyvalent carbonate compound, has a molecular weight distribution, and is a versatile alicyclic olefin polyvalent carbonate compound having a low free chlorine content, and An alicyclic olefin polyvalent carbonate compound containing an oligomer having a molecular weight distribution and having 3 to 6 carbonate bonds has been provided. By epoxidizing the double bond of the same cycloaliphatic olefin polyvalent carbonate compound with an epoxidizing agent such as organic peracid, the content of free chlorine is low, and the transparency is improved by curing. A useful alicyclic epoxy compound that gives a cured product having excellent physical properties and the like can be produced.

本発明における脂環式オレフィン多価カーボネート化合物は、前記式(I)で表されるアルコールの炭酸エステル化合物と、式(II)で表される3−シクロヘキセン−1−メタノール(1,2,5,6−テトラヒドロベンジルアルコール)と、ジオール化合物:HO−R−OH (III)とをエステル交換反応に付すことによって製造される。   The alicyclic olefin polyvalent carbonate compound in the present invention includes an alcohol carbonate compound represented by the formula (I) and 3-cyclohexene-1-methanol (1,2,5 represented by the formula (II). , 6-tetrahydrobenzyl alcohol) and a diol compound: HO—R—OH (III).

式(I)中、R1、R2における炭素数1〜12のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t−ブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル基などの直鎖状又は分岐鎖状のC1-12アルキル基が挙げられる。使用できる式(I)で表されるアルコールの炭酸エステルとしては、炭素数が4以下の低級アルコールの炭酸エステルが好ましいが、そのなかでも炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジイソプロピルが特に好ましい。 In formula (I), examples of the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms in R 1 and R 2 include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, t-butyl, hexyl, octyl, decyl, dodecyl group and the like. And a linear or branched C 1-12 alkyl group. As the carbonate ester of the alcohol represented by the formula (I) that can be used, a carbonate ester of a lower alcohol having 4 or less carbon atoms is preferable, and among them, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and diisopropyl carbonate are particularly preferable.

式(III)中、Rはジオール化合物の残基であり、例えば、置換又は無置換のアルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキリデン基若しくはアリーレン基、又はこれらが2以上直接又は酸素原子等の連結基を介して結合した基などの2価の有機基が挙げられる。使用できるジオール化合物(III)としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチルー1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−ヘキシル−1,3−プロパンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールのような低分子量のジオール化合物、およびビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物のようなオリゴマーなどが挙げられる。これらの中でも、特に1,6−ヘキサンジオールや1,10−デカンジオールなどの炭素数2〜16程度の直鎖状又は分岐鎖状のアルカンジオール等の脂肪族ジオール、シクロヘキサンジメタノールなどのシクロアルカン環等の脂環を含む炭素数5〜16程度の脂環式ジオール(ジオール化合物の残基として脂環のみを有する化合物のほか、脂環とともにアルキレン基を有する化合物も含む)が好ましい。これらのジオール化合物は単独で使用することもできるし、併用することもできる。   In the formula (III), R is a residue of a diol compound, for example, a substituted or unsubstituted alkylene group, cycloalkylene group, cycloalkylidene group, or arylene group, or a linking group such as two or more of these directly or an oxygen atom And a divalent organic group such as a group bonded via each other. Examples of the diol compound (III) that can be used include ethylene glycol, diethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, dipropylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1 , 4-butanediol, 1,5-pentanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2-methyl-1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentane Diol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2-hexyl-1,3-propanediol, Low molecular weight diol compounds such as cyclohexanediol and cyclohexanedimethanol , And the like oligomers, such as alkylene oxide adduct of bisphenol A and the like. Among these, in particular, aliphatic diols such as linear or branched alkanediols having about 2 to 16 carbon atoms such as 1,6-hexanediol and 1,10-decanediol, and cycloalkanes such as cyclohexanedimethanol. An alicyclic diol having about 5 to 16 carbon atoms containing an alicyclic ring such as a ring (including a compound having only an alicyclic ring as a residue of the diol compound and a compound having an alkylene group together with the alicyclic ring) is preferable. These diol compounds can be used alone or in combination.

式(IV)において、Rは前記ジオール化合物の残基を示す。nは0〜5の整数で、各nの数値を有する化合物が分布をもって生成する。したがって、本発明の製造方法により製造された生成物は、式(IV)においてジオール化合物(III)の残基であるRを含まない化合物をかなりの含有率で含み、それとnが1〜5の数値を有する各化合物との混合物として得られる。原料化合物の仕込み比率によっては5を超えるnを有する化合物も微量生成するが、後記の仕込み比率に依れば実質的にはnが5までの化合物の混合物となる。式(IV)で表される脂環式オレフィン多価カーボネート化合物において、nが0である化合物の含有量はnが0〜5の化合物の総量に対して、好ましくは70重量%以下(例えば10〜70重量%)、より好ましくは60重量%以下(例えば20〜60重量%)である。また、式(IV)で表される脂環式オレフィン多価カーボネート化合物としては、nが2〜5の化合物の何れかを少なくとも含有しているのが好ましく、nが2〜5の化合物の総含有量は、例えば、nが0〜5の化合物の総量に対して、5重量%以上(例えば5〜30重量%程度)、好ましくは10重量%以上(例えば10〜30重量%程度)、さらに好ましくは15重量%以上(例えば15〜30重量%程度)であるのが望ましい。   In the formula (IV), R represents a residue of the diol compound. n is an integer of 0 to 5, and compounds having numerical values of n are generated with distribution. Therefore, the product produced by the production method of the present invention contains a compound containing no R which is a residue of the diol compound (III) in the formula (IV) in a considerable content, and n is 1 to 5 Obtained as a mixture with each compound having a numerical value. Depending on the charge ratio of the raw material compounds, a small amount of a compound having n exceeding 5 is produced. However, according to the charge ratio described later, a mixture of compounds having n up to 5 is substantially obtained. In the alicyclic olefin polyvalent carbonate compound represented by the formula (IV), the content of the compound in which n is 0 is preferably 70% by weight or less (for example, 10%) based on the total amount of the compounds in which n is 0 to 5. -70 wt%), more preferably 60 wt% or less (for example, 20-60 wt%). Moreover, as an alicyclic olefin polyvalent carbonate compound represented by Formula (IV), it is preferable to contain at least any one of compounds having n of 2 to 5, and n is a total of compounds having 2 to 5 The content is, for example, 5% by weight or more (for example, about 5 to 30% by weight), preferably 10% by weight or more (for example, about 10 to 30% by weight), based on the total amount of compounds in which n is 0 to 5; It is preferably 15% by weight or more (for example, about 15 to 30% by weight).

なお、用いるジオール化合物の一部を、ヘキサメチレンジアミン、キシレンジアミン、イソホロンジアミン、モノエタノールアミンなどのジアミン又はアミノアルコールなどの一種以上と置き換えて使用してもよい。このようなアミンを添加する目的は分子量を調整するためである。   A part of the diol compound to be used may be replaced with one or more diamines such as hexamethylene diamine, xylene diamine, isophorone diamine, monoethanol amine, or amino alcohol. The purpose of adding such an amine is to adjust the molecular weight.

本発明の製造方法におけるエステル交換反応では、反応を促進するため、エステル化反応で通常用いられるエステル化触媒を使用することが好ましい。本発明に用いられるエステル化触媒としては、例えば、テトラプロピルチタネート、テトラブチルチタネート、テトラステアリルチタネート等のチタン系化合物類、オクチル酸第一スズ、ジブチルスズジラウリレート、塩化第一スズ、臭化第一スズ、ヨウ化第一スズ、ジブチレンジクロライド、ブチルチントリクロライド、ジブチルチンオキサイド等の錫系化合物類、パラトルエンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルベンゼンスルホン酸金属塩類、メタンスルホン酸等のアルキルスルホン酸類、水酸化コバルト、酢酸マンガン、酸化亜鉛、オクチル酸コバルトなどが挙げられる。本発明で好ましいエステル化触媒は、チタン系化合物類、錫系化合物類である。   In the transesterification reaction in the production method of the present invention, in order to accelerate the reaction, it is preferable to use an esterification catalyst usually used in the esterification reaction. Examples of the esterification catalyst used in the present invention include titanium compounds such as tetrapropyl titanate, tetrabutyl titanate, and tetrastearyl titanate, stannous octylate, dibutyltin dilaurate, stannous chloride, Stannous, stannous iodide, dibutylene dichloride, butyltin trichloride, tin compounds such as dibutyltin oxide, alkylbenzenesulfonic acid metal salts such as sodium paratoluenesulfonate, alkylsulfonic acids such as methanesulfonic acid, Examples include cobalt hydroxide, manganese acetate, zinc oxide, and cobalt octylate. Preferred esterification catalysts in the present invention are titanium compounds and tin compounds.

エステル化触媒の使用量は、3つの出発原料の合計重量に対して、好ましくは0.01〜10000重量ppm、さらに好ましくは、1〜100重量ppmである。エステル化触媒の使用量が0.1重量ppm未満では反応速度が遅く、逆に10000重量ppmを超えると副反応が生じて目的化合物の収率が低下したり、目的化合物が着色したりするので、いずれも好ましくない。   The amount of the esterification catalyst used is preferably 0.01 to 10,000 ppm by weight, more preferably 1 to 100 ppm by weight, based on the total weight of the three starting materials. If the amount of the esterification catalyst used is less than 0.1 ppm by weight, the reaction rate is slow. Conversely, if it exceeds 10000 ppm by weight, side reactions occur and the yield of the target compound decreases, or the target compound is colored. Neither is preferred.

次にエステル交換反応工程について説明する。第一工程は炭酸エステル化反応工程であり、エステル交換反応で用いられる公知の方法を適用できる。すなわち、通常、原料を反応器に仕込んだ後、加熱、撹拌する。その後、常圧で150〜280℃、好ましくは200〜240℃、より好ましくは、220℃程度まで徐々に加熱する。反応温度が150℃未満では、反応速度が遅く、逆に280℃を超える反応温度では、副反応が生じて目的化合物の収率が低下するので、いずれも好ましくない。このようにして所定の反応率に達するまで炭酸エステル化反応を進行させる。   Next, the transesterification reaction step will be described. The first step is a carbonic esterification reaction step, and a known method used in a transesterification reaction can be applied. That is, usually, the raw materials are charged into the reactor, and then heated and stirred. Then, it is gradually heated to 150 to 280 ° C., preferably 200 to 240 ° C., more preferably about 220 ° C. at normal pressure. If the reaction temperature is less than 150 ° C., the reaction rate is slow, and conversely, if the reaction temperature exceeds 280 ° C., side reactions occur and the yield of the target compound decreases, so that neither is preferable. In this way, the carbonation esterification reaction is allowed to proceed until a predetermined reaction rate is reached.

第二工程はメタノール等のアルコールの除去工程である。炭酸エステル化反応を十分進行させるためには、炭酸エステル化合物から脱離したメタノールのような低級アルコール等を0.1〜600torr(13.3pa〜79.8kPa)、さらに好ましくは、10〜200torr(1.33kPa〜26.6kPa)程度で減圧除去しながら行う。   The second step is a step of removing alcohol such as methanol. In order to sufficiently advance the carbonic esterification reaction, a lower alcohol such as methanol desorbed from the carbonic ester compound is 0.1 to 600 torr (13.3 pa to 79.8 kPa), more preferably 10 to 200 torr ( 1.33 kPa to 26.6 kPa) while removing under reduced pressure.

仕込時におけるアルコールの炭酸エステル化合物(I)とジオール化合物(III)およ
び3−シクロヘキセン−1−メタノール(II)の仕込比は、目標とする脂環式オレフィン多価カーボネート化合物(IV)の数平均分子量(分子量分布)によって決定される。通常、モル比で、3−シクロヘキセン−1−メタノール(II)/ジオール化合物(III)/アルコールの炭酸エステル化合物(I)=2/(1〜10)/(1〜9)、好ましくは、2/(1〜5)/(1〜7)、さらに好ましくは、2/(1〜3)/(1〜4)である。
The charging ratio of the carbonate ester compound (I) of alcohol and the diol compound (III) and 3-cyclohexene-1-methanol (II) at the time of charging was the number average of the target alicyclic olefin polyvalent carbonate compound (IV). Determined by molecular weight (molecular weight distribution). Usually, in a molar ratio, 3-cyclohexene-1-methanol (II) / diol compound (III) / carbonic acid ester compound of alcohol (I) = 2 / (1-10) / (1-9), preferably 2 / (1-5) / (1-7), more preferably 2 / (1-3) / (1-4).

すなわち、本発明の製造方法において、アルコールの炭酸エステル化合物(I)の仕込量等を変動させることによって式(IV)で表される脂環式オレフィン多価カーボネート化合物におけるnの数の分布(分子量分布)を任意に調整することができる。したがって、nの値を実質的に5以下に制御することができる。   That is, in the production method of the present invention, the distribution of the number of n (molecular weight) in the alicyclic olefin polyvalent carbonate compound represented by the formula (IV) by varying the amount of the carbonate compound (I) charged with alcohol. Distribution) can be arbitrarily adjusted. Therefore, the value of n can be controlled to be substantially 5 or less.

アルコールの炭酸エステル化合物(I)の仕込み量が相対的に多すぎると、式(IV)におけるnが5を超え、高分子量化に伴い流動性と反応性が低下し、未反応のアルコールの炭酸エステル化合物(I)が残存することになり、3−シクロヘキセン−1−メタノール(II)やジオール化合物(III)の仕込み量が相対的に多すぎると、3−シクロヘキセン−1−メタノール(II)やジオール化合物(III)が未反応のまま残存するので、いずれも好ましくない。ジオール化合物(III)の量が他の2つの化合物に対して相対的に少ないとn=0の化合物の含有率が高くなる。   If the amount of the carbonate compound (I) of alcohol is relatively large, n in the formula (IV) exceeds 5, and the flowability and reactivity decrease with increasing molecular weight, and the carbonation of unreacted alcohol. If ester compound (I) will remain and the amount of 3-cyclohexene-1-methanol (II) or diol compound (III) charged is relatively large, 3-cyclohexene-1-methanol (II) or Since the diol compound (III) remains unreacted, neither is preferable. When the amount of the diol compound (III) is relatively small relative to the other two compounds, the content of the compound with n = 0 increases.

エステル交換反応の終点は、通常、残存するジオール化合物(III)または炭酸エステル化合物(I)をガスクロマトグラフィー等により定量して確認するのが好ましい。   The end point of the transesterification reaction is usually preferably confirmed by quantifying the remaining diol compound (III) or carbonate compound (I) by gas chromatography or the like.

エステル交換反応終了後、10〜200torr(1.33kPa〜26.6kPa)程度の減圧条件で、メタノールのような低級アルコール等を留出させて目的化合物である脂環式オレフィン多価カーボネート化合物を得ることができる。   After completion of the transesterification reaction, a lower alcohol such as methanol is distilled off under reduced pressure conditions of about 10 to 200 torr (1.33 kPa to 26.6 kPa) to obtain the alicyclic olefin polyvalent carbonate compound as the target compound. be able to.

以上のような反応により、式(IV)で表される脂環式オレフィン多価カーボネート化合物[式(IV)において、nは0〜5の間で確率的に分布]が有毒なフォスゲンを使用しない安全な方法により製造される。したがって、得られる脂環式オレフィン多価カーボネート化合物は遊離の塩素分の含有率が100重量ppm以下、好ましくは50重量ppm以下となる。また、上記方法により、分子量分布を有し、カーボネート結合を3〜6個有するオリゴマーを含有する脂環式オレフィン多価カーボネート化合物が得られる。こうして得られる脂環式オレフィン多価カーボネート化合物をエポキシ化して得られる脂環式エポキシ化合物は、遊離の塩素分が少ないので腐蝕性がなく、また炭酸エステル骨格を有するとともに脂環式エポキシ基の架橋点間の距離が長い化合物を含むため、硬化反応により透明性、機械物性等に優れる硬化物を与える。従って、特に電子材料分野などでは極めて有用なものとなる。   By the reaction as described above, the alicyclic olefin polyvalent carbonate compound represented by the formula (IV) [where n is stochastically distributed between 0 to 5 in the formula (IV)] does not use toxic phosgene. Manufactured in a safe way. Therefore, the obtained alicyclic olefin polyvalent carbonate compound has a free chlorine content of 100 ppm by weight or less, preferably 50 ppm by weight or less. Moreover, the alicyclic olefin polyvalent carbonate compound which has the molecular weight distribution and contains the oligomer which has 3-6 carbonate bonds by the said method is obtained. The alicyclic epoxy compound obtained by epoxidizing the alicyclic olefin polyvalent carbonate compound thus obtained is free from corrosiveness because it has a low free chlorine content, and also has a carbonate skeleton and a cross-linked alicyclic epoxy group. Since a compound having a long distance between points is included, a cured product having excellent transparency and mechanical properties is obtained by a curing reaction. Accordingly, it is extremely useful particularly in the field of electronic materials.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。なお、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー;標準ポリスチレン基準)の測定条件は下記の通りである。
測定装置:東ソー株式会社製高速GPC装置「HLC−8220GPC」
移動相流量:0.350ml/分
移動相:テトラヒドロフラン
カラム温度:40℃
試料注入量:20μl
試料濃度:1%
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, the measurement conditions of GPC (gel permeation chromatography; standard polystyrene standard) are as follows.
Measuring device: High speed GPC device “HLC-8220GPC” manufactured by Tosoh Corporation
Mobile phase flow rate: 0.350 ml / min Mobile phase: tetrahydrofuran Column temperature: 40 ° C
Sample injection volume: 20 μl
Sample concentration: 1%

実施例1
撹拌機、温度計、窒素導入管、理論段数3段相当の充填塔を備えた2リットルの丸底フラスコに、炭酸ジメチル 275.2g(3.06mol)、3−シクロヘキセン−1−メタノール(1,2,5,6−テトラヒドロベンジルアルコール)342.7g(3.06mol)、1,6−ヘキサンジオール 180.5g(1.53mol)、触媒としてテトラブチルチタネート 32mgを仕込み、常圧下で撹拌、加温した。反応器の温度は、徐々に上昇させ、220℃に到達した後8時間220℃で反応させた。反応の途中、サンプリングを行い、残存するジオール成分(ここでは1,6−ヘキサンジオール)をガスクロマトグラフィーにより定量し、エステル交換反応が完結に至ったことを確認して反応を終了させた。
エステル交換反応完結後、100Torr(13.3kPa)に減圧し、生成したメタノールを留出させて得られたカーボネートオリゴマーの性状は、粘度 97mPa・s/25℃、酸価 0.5KOHmg/g、水分 0.01重量%、APHA 70、二重結合当量は158であった。収量は596gであった。
得られたカーボネートオリゴマーの1H−NMRによる分析(図1)で、δ1〜2.5ppm付近にハイドロカーボン鎖上の1Hによるシグナル、δ4ppm付近にエステル結合を構成する酸素原子に隣接する炭素原子上の1Hによるシグナル、δ5.5ppm付近に炭素炭素二重結合上の1Hによるシグナルが観測され、式(IV)で表される脂環式オレフィン多価カーボネート化合物であること、GPC分析で得られたチャート(図2)を解析した結果から、式(IV)におけるnが0のものが59.8重量%、1のものが24.3重量%、2以上(2〜5)のものが15.8重量%であることが確認された。原子吸光法により分析した遊離の塩素分の含有率は31重量ppmであった。
Example 1
A 2 liter round bottom flask equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen inlet tube, and a packed tower corresponding to three theoretical plates was charged with 275.2 g (3.06 mol) of dimethyl carbonate, 3-cyclohexene-1-methanol (1, 2,5,6-tetrahydrobenzyl alcohol) 342.7 g (3.06 mol), 1,6-hexanediol 180.5 g (1.53 mol), tetrabutyl titanate 32 mg as a catalyst, and stirring and heating under normal pressure did. The temperature of the reactor was gradually increased and reacted at 220 ° C. for 8 hours after reaching 220 ° C. Sampling was performed during the reaction, and the remaining diol component (here, 1,6-hexanediol) was quantified by gas chromatography, and it was confirmed that the transesterification reaction was completed, and the reaction was terminated.
After completion of the transesterification, the carbonate oligomer obtained by reducing the pressure to 100 Torr (13.3 kPa) and distilling the produced methanol had a viscosity of 97 mPa · s / 25 ° C., an acid value of 0.5 KOH mg / g, and moisture. 0.01 wt%, APHA 70, double bond equivalent was 158. Yield was 596 g.
In the analysis of the obtained carbonate oligomer by 1 H-NMR (FIG. 1), a signal due to 1 H on the hydrocarbon chain in the vicinity of δ1-2.5 ppm, a carbon atom adjacent to the oxygen atom constituting the ester bond in the vicinity of δ4 ppm signal by 1 H above, is observed signals by 1 H on the carbon-carbon double bond in the vicinity Deruta5.5Ppm, it is an alicyclic olefin polyhydric carbonate compounds represented by formula (IV), by GPC analysis From the result of analyzing the obtained chart (FIG. 2), in formula (IV), n = 0 is 59.8% by weight, 1 is 24.3% by weight, and 2 or more (2-5) Was found to be 15.8% by weight. The content of free chlorine analyzed by the atomic absorption method was 31 ppm by weight.

実施例2
撹拌機、温度計、窒素導入管、理論段数3段相当の充填塔を備えた2リットルの丸底フラスコに、炭酸ジメチル 295.4g(3.28mol)、3−シクロヘキセン−1−メタノール(1,2,5,6−テトラヒドロベンジルアルコール)245.2g(2.19mol)、1,6−ヘキサンジオール 258.4g(2.19mol)、触媒としてテトラブチルチタネート 32mgを仕込み、常圧下で撹拌、加温した。反応器の温度は、徐々に上昇させ、220℃に到達した後8時間220℃で反応させた。反応の途中、サンプリングを行い、残存するジオール成分(ここでは1,6−ヘキサンジオール)をガスクロマトグラフィーにより定量し、エステル交換反応が完結に至ったことを確認して反応を終了させた。
エステル交換反応完結後、100Torr(13.3kPa)に減圧し、生成したメタノールを留出させて得られたカーボネートオリゴマーの性状は、粘度 124mPa・s/25℃、酸価 0.03KOHmg/g、水分 0.02重量%、APHA 80、二重結合当量 180であった。収量は580gであった。
得られたカーボネートオリゴマーの1H−NMRによる分析(図3)で、δ1〜2.5ppm付近にハイドロカーボン鎖上の1Hによるシグナル、δ4ppm付近にエステル結合を構成する酸素原子に隣接する炭素原子上の1Hによるシグナル、δ5.5ppm付近に炭素炭素二重結合上の1Hによるシグナルが観測され、式(IV)で表される脂環式オレフィン多価カーボネート化合物であること、GPC分析で得られたチャート(図4)を解析した結果から、式(IV)におけるnが0のものが47.2重量%、1のものが34.2重量%、2以上(2〜5)のものが18.6重量%であることが確認された。原子吸光法により分析した遊離の塩素分の含有率は24重量ppmであった。
Example 2
In a 2 liter round bottom flask equipped with a stirrer, thermometer, nitrogen inlet tube, packed tower corresponding to 3 theoretical plates, dimethyl carbonate 295.4 g (3.28 mol), 3-cyclohexene-1-methanol (1, 2,5,6-tetrahydrobenzyl alcohol) 245.2 g (2.19 mol), 1,6-hexanediol 258.4 g (2.19 mol), tetrabutyl titanate 32 mg as a catalyst, stirred under normal pressure, heated did. The temperature of the reactor was gradually increased and reacted at 220 ° C. for 8 hours after reaching 220 ° C. Sampling was performed during the reaction, and the remaining diol component (here, 1,6-hexanediol) was quantified by gas chromatography, and it was confirmed that the transesterification reaction was completed, and the reaction was terminated.
After the transesterification reaction is completed, the pressure is reduced to 100 Torr (13.3 kPa), and the properties of the carbonate oligomer obtained by distilling the produced methanol are viscosity 124 mPa · s / 25 ° C., acid value 0.03 KOH mg / g, moisture 0.02% by weight, APHA 80, double bond equivalent 180. Yield was 580 g.
In the analysis of the obtained carbonate oligomer by 1 H-NMR (FIG. 3), a signal due to 1 H on the hydrocarbon chain in the vicinity of δ1 to 2.5 ppm, a carbon atom adjacent to the oxygen atom constituting the ester bond in the vicinity of δ4 ppm. signal by 1 H above, is observed signals by 1 H on the carbon-carbon double bond in the vicinity Deruta5.5Ppm, it is an alicyclic olefin polyhydric carbonate compounds represented by formula (IV), by GPC analysis From the result of analyzing the obtained chart (FIG. 4), the formula (IV) in which n is 0 is 47.2% by weight, 1 is 34.2% by weight, and 2 or more (2 to 5) Was 18.6% by weight. The content of free chlorine analyzed by the atomic absorption method was 24 ppm by weight.

実施例3
撹拌機、温度計、窒素導入管、理論段数3段相当の充填塔を備えた2リットルの丸底フラスコに、炭酸ジメチル 262.2g(2.91mol)、3−シクロヘキセン−1−メタノール(1,2,5,6−テトラヒドロベンジルアルコール)326.5g(2.91mol)、1,10−デカンジオール 209.9g(1.46mol)、触媒としてテトラブチルチタネート 32mgを仕込み、常圧下で撹拌、加温した。反応器の温度は、徐々に上昇させ、220℃に到達した後8時間220℃で反応させた。反応の途中、サンプリングを行い、残存するジオール成分(ここでは1,10−デカンジオール)をガスクロマトグラフィーにより定量し、エステル交換反応が完結に至ったことを確認して反応を終了させた。
エステル交換反応完結後、100Torr(13.3kPa)に減圧し、生成したメタノールを留出させて得られたカーボネートオリゴマーの性状は、粘度 253mPa・s/25℃、酸価 0.03KOHmg/g、水分 0.01重量%、APHA 50、二重結合当量 162であった。収量は604gであった。
得られたカーボネートオリゴマーの1H−NMRによる分析(図5)で、δ1〜2.5ppm付近にハイドロカーボン鎖上の1Hによるシグナル、δ4ppm付近にエステル結合を構成する酸素原子に隣接する炭素原子上の1Hによるシグナル、δ5.5ppm付近に炭素炭素二重結合上の1Hによるシグナルが観測され、式(IV)で表される脂環式オレフィン多価カーボネート化合物であること、GPC分析で得られたチャート(図6)を解析した結果から、式(IV)におけるnが0のものが51.1重量%、1のものが31.7重量%、2以上(2〜5)のものが17.2重量%であることが確認された。原子吸光法により分析した遊離の塩素分の含有率は27重量ppmであった。
Example 3
In a 2 liter round bottom flask equipped with a stirrer, thermometer, nitrogen inlet tube, packed tower corresponding to 3 theoretical plates, dimethyl carbonate 262.2 g (2.91 mol), 3-cyclohexene-1-methanol (1, 2,5,6-tetrahydrobenzyl alcohol) 326.5 g (2.91 mol), 1,10-decanediol 209.9 g (1.46 mol), and 32 mg of tetrabutyl titanate as a catalyst were stirred and heated under normal pressure. did. The temperature of the reactor was gradually increased and reacted at 220 ° C. for 8 hours after reaching 220 ° C. Sampling was performed during the reaction, and the remaining diol component (here, 1,10-decanediol) was quantified by gas chromatography, and it was confirmed that the transesterification reaction was completed, and the reaction was terminated.
After the transesterification reaction is completed, the pressure is reduced to 100 Torr (13.3 kPa), and the properties of the carbonate oligomer obtained by distilling the produced methanol are viscosity 253 mPa · s / 25 ° C., acid value 0.03 KOH mg / g, moisture 0.01% by weight, APHA 50, double bond equivalent 162. The yield was 604g.
In the analysis of the obtained carbonate oligomer by 1 H-NMR (FIG. 5), a signal due to 1 H on the hydrocarbon chain in the vicinity of δ1 to 2.5 ppm, a carbon atom adjacent to the oxygen atom constituting the ester bond in the vicinity of δ4 ppm. signal by 1 H above, is observed signals by 1 H on the carbon-carbon double bond in the vicinity Deruta5.5Ppm, it is an alicyclic olefin polyhydric carbonate compounds represented by formula (IV), by GPC analysis From the result of analyzing the obtained chart (FIG. 6), in formula (IV), n = 0 is 51.1% by weight, 1 is 31.7% by weight, 2 or more (2-5) Of 17.2% by weight. The content of free chlorine analyzed by the atomic absorption method was 27 ppm by weight.

実施例4
撹拌機、温度計、窒素導入管、理論段数3段相当の充填塔を備えた2リットルの丸底フラスコに、炭酸ジメチル 241g(2.67mol)、3−シクロヘキセン−1−メタノール(1,2,5,6−テトラヒドロベンジルアルコール)299.8g(2.67mol)、1,4−シクロヘキサンジメタノール 259.4g(1.34mol)、触媒としてテトラブチルチタネート 32mgを仕込み、常圧下で撹拌、加温した。反応器の温度は、徐々に上昇させ、220℃に到達した後8時間220℃で反応させた。反応の途中、サンプリングを行い、残存するジオール成分(ここでは1,4−シクロヘキサンジメタノール)をガスクロマトグラフィーにより定量し、エステル交換反応が完結に至ったことを確認して反応を終了させた。
エステル交換反応完結後、100Torr(13.3kPa)に減圧し、生成したメタノールを留出させて得られたカーボネートオリゴマーの性状は、粘度 110mPa・s/25℃、酸価 0.02KOHmg/g、水分 0.01重量%、APHA 50、二重結合当量 178であった。収量は615gであった。
得られたカーボネートオリゴマーの1H−NMRによる分析(図7)で、δ1〜2.5ppm付近にハイドロカーボン鎖上の1Hによるシグナル、δ4ppm付近にエステル結合を構成する酸素原子に隣接する炭素原子上の1Hによるシグナル、δ5.5ppm付近に炭素炭素二重結合上の1Hによるシグナルが観測され、式(IV)で表される脂環式オレフィン多価カーボネート化合物であること、GPC分析で得られたチャート(図8)を解析した結果から、式(IV)におけるnが0のものが59.7重量%、1のものが24.3重量%、2以上(2〜5)のものが16.0重量%であることが確認された。原子吸光法により分析した遊離の塩素分の含有率は19重量ppmであった。
Example 4
To a 2 liter round bottom flask equipped with a stirrer, thermometer, nitrogen inlet tube, packed tower corresponding to 3 theoretical plates, 241 g (2.67 mol) of dimethyl carbonate, 3-cyclohexene-1-methanol (1, 2, 5,6-tetrahydrobenzyl alcohol) 299.8 g (2.67 mol), 1,4-cyclohexanedimethanol 259.4 g (1.34 mol), and tetrabutyl titanate 32 mg as a catalyst were stirred and heated under normal pressure. . The temperature of the reactor was gradually increased and reacted at 220 ° C. for 8 hours after reaching 220 ° C. Sampling was performed during the reaction, and the remaining diol component (here, 1,4-cyclohexanedimethanol) was quantified by gas chromatography to confirm that the transesterification reaction was completed, and the reaction was terminated.
After completion of the transesterification, the carbonate oligomer obtained by reducing the pressure to 100 Torr (13.3 kPa) and distilling the produced methanol has a viscosity of 110 mPa · s / 25 ° C., an acid value of 0.02 KOH mg / g, and moisture. 0.01% by weight, APHA 50, double bond equivalent 178. The yield was 615g.
In the analysis of the obtained carbonate oligomer by 1 H-NMR (FIG. 7), a signal due to 1 H on the hydrocarbon chain in the vicinity of δ1 to 2.5 ppm and a carbon atom adjacent to the oxygen atom constituting the ester bond in the vicinity of δ4 ppm signal by 1 H above, is observed signals by 1 H on the carbon-carbon double bond in the vicinity Deruta5.5Ppm, it is an alicyclic olefin polyhydric carbonate compounds represented by formula (IV), by GPC analysis From the result of analyzing the obtained chart (FIG. 8), in formula (IV), n = 0 is 59.7% by weight, 1 is 24.3% by weight, and 2 or more (2-5) Was 16.0% by weight. The content of free chlorine analyzed by the atomic absorption method was 19 ppm by weight.

以上の結果から、本発明により塩素分含有率の低い脂環式オレフィン多価カーボネートオリゴマーの安全な製造が可能となった。   From the above results, the present invention enabled safe production of alicyclic olefin polyvalent carbonate oligomers having a low chlorine content.

実施例1で得られたカーボネートオリゴマーの1H−NMRスペクトル分析のチャートである。1 is a chart of 1 H-NMR spectrum analysis of a carbonate oligomer obtained in Example 1. 実施例1で得られたカーボネートオリゴマーのGPC分析のチャートである。2 is a GPC analysis chart of the carbonate oligomer obtained in Example 1. FIG. 実施例2で得られたカーボネートオリゴマーの1H−NMRスペクトル分析のチャートである。2 is a chart of 1 H-NMR spectrum analysis of a carbonate oligomer obtained in Example 2. FIG. 実施例2で得られたカーボネートオリゴマーのGPC分析のチャートである。3 is a GPC analysis chart of the carbonate oligomer obtained in Example 2. FIG. 実施例3で得られたカーボネートオリゴマーの1H−NMRスペクトル分析のチャートである。2 is a chart of 1 H-NMR spectrum analysis of a carbonate oligomer obtained in Example 3. FIG. 実施例3で得られたカーボネートオリゴマーのGPC分析のチャートである。4 is a GPC analysis chart of the carbonate oligomer obtained in Example 3. 実施例4で得られたカーボネートオリゴマーの1H−NMRスペクトル分析のチャートである。2 is a chart of 1 H-NMR spectrum analysis of a carbonate oligomer obtained in Example 4. FIG. 実施例4で得られたカーボネートオリゴマーのGPC分析のチャートである。6 is a GPC analysis chart of the carbonate oligomer obtained in Example 4.

Claims (6)

下記式(I)
Figure 0005069855
[式中、R1およびR2は、同一又は異なって、炭素数1〜12のアルキル基を示す]
で表されるアルコールの炭酸エステル化合物と、下記式(II)
Figure 0005069855
で表される3−シクロヘキセン−1−メタノールと、ジオール化合物:HO−R−OH (III)とをエステル交換反応させて、下記式(IV)
Figure 0005069855
[式中、Rはアルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキリデン基若しくはアリーレン基、又はこれらが2以上直接又は酸素原子を介して結合した基を示す。nは0〜5の整数であり分布を有する]
で表される化合物を得ることを特徴とする脂環式オレフィン多価カーボネート化合物の製造方法。
Formula (I)
Figure 0005069855
[Wherein, R 1 and R 2 are the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms]
And a carbonate ester compound of alcohol represented by the following formula (II):
Figure 0005069855
And a diol compound: HO—R—OH (III) is transesterified to give the following formula (IV):
Figure 0005069855
[Wherein, R represents an alkylene group, a cycloalkylene group, a cycloalkylidene group or an arylene group, or a group in which two or more of these are bonded directly or via an oxygen atom . n is an integer of 0 to 5 and has a distribution]
The manufacturing method of the alicyclic olefin polyvalent carbonate compound characterized by obtaining the compound represented by these.
アルコールの炭酸エステル化合物が炭酸ジメチルである請求項1記載の脂環式オレフィン多価カーボネート化合物の製造方法。   The method for producing an alicyclic olefin polyvalent carbonate compound according to claim 1, wherein the alcohol carbonate compound is dimethyl carbonate. ジオール化合物が炭素数2〜16のアルカンジオール又は炭素数5〜16の脂環式ジオールである請求項1記載の脂環式オレフィン多価カーボネート化合物の製造方法。   The method for producing an alicyclic olefin polyvalent carbonate compound according to claim 1, wherein the diol compound is an alkanediol having 2 to 16 carbon atoms or an alicyclic diol having 5 to 16 carbon atoms. n=0の化合物の含有量がn=0〜5の化合物の総量に対して70重量%以下である式(IV)で表される化合物を得る請求項1〜3の何れかの項に記載の脂環式オレフィン多価カーボネート化合物の製造方法。   The compound represented by Formula (IV) whose content of the compound of n = 0 is 70 weight% or less with respect to the total amount of the compound of n = 0-5 is described in any one of Claims 1-3 obtained. A method for producing an alicyclic olefin polyvalent carbonate compound. 下記式(IV)
Figure 0005069855
[式中、Rはアルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキリデン基若しくはアリーレン基、又はこれらが2以上直接又は酸素原子を介して結合した基を示す。nは0〜5の整数であり分布を有する]
で表され、n=2〜5の化合物の何れかを少なくとも含有している脂環式オレフィン多価カーボネート化合物の混合物
Formula (IV) below
Figure 0005069855
[Wherein, R represents an alkylene group, a cycloalkylene group, a cycloalkylidene group or an arylene group, or a group in which two or more of these are bonded directly or via an oxygen atom . n is an integer of 0 to 5 and has a distribution]
And a mixture of alicyclic olefin polyvalent carbonate compounds containing at least any of compounds of n = 2 to 5.
n=0の化合物の含有量がn=0〜5の化合物の総量に対して70重量%以下である請求項5記載の脂環式オレフィン多価カーボネート化合物の混合物 The mixture of alicyclic olefin polyvalent carbonate compounds according to claim 5 , wherein the content of the compound of n = 0 is 70% by weight or less based on the total amount of the compounds of n = 0-5.
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