JP5874285B2 - Process for producing polyalkylene glycol - Google Patents

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Description

本発明は、イミノ基含有ホスファゼニウム塩と活性水素化合物よりなる活性種を用いるポリアルキレングリコールの製造方法に関するものであり、さらに詳細には、イミノ基含有ホスファゼニウム塩よりなるポリアルキレングリコール製造用活性種を用いアルキレンオキシドの重合反応の後、固体酸で処理することにより、ポリアルキレングリコール重合活性種及び/又はその原材料であるイミノ基含有ホスファゼニウム塩を効率よく分離することにより、重合活性種及び/又はその原材料の残存量の低いポリアルキレングリコールを効率よく製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a polyalkylene glycol using an active species comprising an imino group-containing phosphazenium salt and an active hydrogen compound, and more specifically, an active species for producing a polyalkylene glycol comprising an imino group-containing phosphazenium salt. After the polymerization reaction of the alkylene oxide used, by treating with a solid acid, the polyalkylene glycol polymerization active species and / or the imino group-containing phosphazenium salt, which is a raw material thereof, is efficiently separated, thereby allowing the polymerization active species and / or its The present invention relates to a method for efficiently producing a polyalkylene glycol having a low residual amount of raw materials.

ポリアルキレングリコールは、ポリウレタンや界面活性剤の原料として有用であり、工業的規模で製造されている。その一般的な製造方法としては、水酸化カリウム(以下、KOHと記すこともある。)を触媒として用い多官能の活性水素化合物にアルキレンオキシドを付加重合する方法が知られており、該製造方法は、付加重合により粗製ポリアルキレングリコールを製造する重合工程と、粗製ポリアルキレングリコールに酸を添加しKOHを中和した後、脱水乾燥して析出する塩をろ過により除去する精製工程からなるものである。   Polyalkylene glycol is useful as a raw material for polyurethanes and surfactants, and is produced on an industrial scale. As a general production method thereof, there is known a method of addition polymerization of an alkylene oxide to a polyfunctional active hydrogen compound using potassium hydroxide (hereinafter sometimes referred to as KOH) as a catalyst. Consists of a polymerization step for producing a crude polyalkylene glycol by addition polymerization, and a purification step for adding salt to the crude polyalkylene glycol to neutralize KOH, followed by dehydration and drying to remove the deposited salt by filtration. is there.

しかし、KOH触媒を用いポリアルキレングリコールを製造した場合、ポリアルキレングリコールの分子量の増加とともに末端に不飽和基を持つモノオールが副生することが知られており、該モノオールを多量に含有するポリアルキレングリコールをポリウレタン原料として用いた場合、得られるポリウレタンは、硬度や耐久性が低いものとなり、その使用は制限されたものとなる。   However, when a polyalkylene glycol is produced using a KOH catalyst, it is known that a monool having an unsaturated group at the terminal is produced as a by-product with an increase in the molecular weight of the polyalkylene glycol, and a large amount of the monool is contained. When polyalkylene glycol is used as a polyurethane raw material, the resulting polyurethane has low hardness and durability, and its use is limited.

そこで、高分子量かつモノオール量の少ないポリアルキレングリコールを製造する方法が種々検討され、特定のホスファゼン化合物を触媒に用いる方法が提案されている(例えば特許文献1参照。)。そして、このホスファゼン化合物を触媒として用い、ポリアルキレングリコールを生産した場合、その生産性は大幅に向上する反面、このホスファゼン化合物は高価であることに加え、ウレタン化反応に影響を与えることから、得られたポリアルキレングリコールをポリウレタン原料として用いるためには、触媒の除去が必要であった。   Therefore, various methods for producing a polyalkylene glycol having a high molecular weight and a small monool amount have been studied, and a method using a specific phosphazene compound as a catalyst has been proposed (for example, see Patent Document 1). When polyalkylene glycol is produced using this phosphazene compound as a catalyst, the productivity is greatly improved. On the other hand, this phosphazene compound is expensive and affects the urethanization reaction. In order to use the obtained polyalkylene glycol as a polyurethane raw material, it was necessary to remove the catalyst.

その際の触媒除去の方法としては、1)粗ポリアルキレングリコールに酸化合物を添加して触媒を中和後、吸着剤で処理する方法、2)粗ポリアルキレングリコールを水洗後、水相を分離する方法、3)粗ポリアルキレングリコールに水を加えた後、イオン交換樹脂と接触させる方法、等(例えば特許文献2参照。)が提案され、なかでも、大型分子であるホスファゼン化合物の除去には、特定の細孔径と比表面積を持つ固体酸を吸着剤として使用すること(例えば特許文献3参照。)、が提案されている。触媒の回収方法としては、粗ポリアルキレングリコールを酸化合物と接触させ、脱水乾燥後析出するホスファゼニウム化合物を分離回収する方法(例えば特許文献4参照。)等が提案されている。   The catalyst removal method at that time is 1) a method in which an acid compound is added to the crude polyalkylene glycol to neutralize the catalyst and then treated with an adsorbent, and 2) the crude polyalkylene glycol is washed with water, and then the aqueous phase is separated. 3) A method of adding water to the crude polyalkylene glycol and then bringing it into contact with an ion exchange resin, etc. (see, for example, Patent Document 2) has been proposed. Among them, for removing a phosphazene compound that is a large molecule, The use of a solid acid having a specific pore size and specific surface area as an adsorbent has been proposed (for example, see Patent Document 3). As a method for recovering the catalyst, a method of contacting a crude polyalkylene glycol with an acid compound and separating and recovering a phosphazenium compound precipitated after dehydration and drying has been proposed (for example, see Patent Document 4).

一方、前記ホスファゼン化合物よりコンパクトで合成が容易なイミノ基含有ホスファゼニウム塩をポリアルキレングリコール製造触媒として使用する方法(例えば特許文献5参照。)、が提案されている。   On the other hand, a method of using an imino group-containing phosphazenium salt that is more compact and easier to synthesize than the phosphazene compound as a polyalkylene glycol production catalyst has been proposed (for example, see Patent Document 5).

特開平10−77289号公報(例えば特許請求の範囲参照。)Japanese Patent Laid-Open No. 10-77289 (see, for example, claims) 特開平11−106500号公報(例えば特許請求の範囲参照。)Japanese Patent Laid-Open No. 11-106500 (for example, refer to the claims) 特開2001−106780号公報(例えば特許請求の範囲参照。)JP 2001-106780 A (see, for example, the claims). 特開平10−330475号公報(例えば特許請求の範囲参照。)Japanese Patent Laid-Open No. 10-330475 (see, for example, claims) 特開2010−150514号公報(例えば特許請求の範囲参照。)Japanese Patent Laying-Open No. 2010-150514 (for example, refer to the claims)

しかし、特許文献5には、触媒の分離、回収方法については言及されていない。また、イミノ基含有ホスファゼニウム塩は塩基性のため、ポリアルキレングリコール中に残存すると、ポリウレタンとした際の成形性や物性に悪影響を及ぼす恐れがある。これらのことから、アルキレンオキシドの重合反応により得た粗製ポリアルキレングリコールからイミノ基含有ホスファゼニウム塩を効率よく分離する、ポリアルキレングリコールの製造方法が望まれている。   However, Patent Document 5 does not mention a method for separating and recovering the catalyst. Further, since the imino group-containing phosphazenium salt is basic, if it remains in the polyalkylene glycol, it may adversely affect the moldability and physical properties of the polyurethane. For these reasons, a method for producing polyalkylene glycol is desired which efficiently separates an imino group-containing phosphazenium salt from a crude polyalkylene glycol obtained by a polymerization reaction of alkylene oxide.

そこで、本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、イミノ基含有ホスファゼニウム塩よりなる活性種を用いてポリアルキレングリコールを製造するに際し、重合後のポリアルキレングリコールに特定の固体酸を混合することにより、イミノ基含有ホスファゼニウム塩を効率よく分離できるとともに、重合活性種及び/又は該重合活性種の原材料の残存量の低いポリアルキレングリコールを効率よく製造する方法となることを見出し、本発明を完成させるに至った。   Therefore, as a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have determined that when a polyalkylene glycol is produced using an active species comprising an imino group-containing phosphazenium salt, a specific solid acid is added to the polyalkylene glycol after polymerization. It is found that the imino group-containing phosphazenium salt can be efficiently separated by mixing the polymerization active species and / or polyalkylene glycol with a low residual amount of the raw materials of the polymerization active species, and a method for efficiently producing the same. The present invention has been completed.

即ち、本発明は、少なくとも下記の(A)工程と(B)工程を経てなることを特徴とするポリアルキレングリコールの製造方法に関するものである。
(A)工程;下記一般式(1)に示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩と活性水素化合物によりポリアルキレングリコール製造用活性種を調製した後、アルキレンオキシドの重合反応を行う工程。
That is, this invention relates to the manufacturing method of the polyalkylene glycol characterized by including at least the following (A) process and (B) process.
(A) Process; The process of performing the polymerization reaction of alkylene oxide, after preparing the active seed | species for polyalkylene glycol manufacture with the imino group containing phosphazenium salt shown by following General formula (1), and an active hydrogen compound.

Figure 0005874285
Figure 0005874285

(1)
(ここで、R、Rは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表し、また、RとRが互いに結合して環構造を形成していても良いし、R同士又はR同士が互いに結合して環構造を形成していても良い。Xは、ヒドロキシアニオン、アルコキシアニオン、カルボキシアニオン、炭素数2〜5のアルキルカルボキシアニオン、又は炭酸水素アニオンを表す。)
(B)工程;(A)工程により得られたポリアルキレングリコールに固体酸を接触した後、固体酸を分離する工程。
(1)
(Here, R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and R 1 and R 2 are bonded to each other to form a ring structure. R 1 or R 2 may be bonded to each other to form a ring structure, and X represents a hydroxy anion, an alkoxy anion, a carboxy anion, an alkyl carboxy anion having 2 to 5 carbon atoms, or Represents hydrogen carbonate anion.)
(B) Process; The process of isolate | separating a solid acid, after contacting a solid acid with the polyalkylene glycol obtained by the (A) process.

以下に、本発明に関して詳細に説明する。   The present invention will be described in detail below.

該(A)工程は、アルキレンオキシドの重合反応を行い、ポリアルキレングリコールを製造する工程である。その際のポリアルキレングリコール製造用活性種は、上記一般式(1)で示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩と活性水素含有化合物により調製されるものである。   The step (A) is a step of producing a polyalkylene glycol by conducting a polymerization reaction of an alkylene oxide. The active species for producing polyalkylene glycol at that time is prepared from an imino group-containing phosphazenium salt represented by the above general formula (1) and an active hydrogen-containing compound.

一般式(1)に示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩において、R、Rは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基であり、R、Rを構成する炭素数1〜20の炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、ビニル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、アリル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ヘプチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、シクロオクチル基、ノニル基、シクロノニル基、デシル基、シクロデシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基等を挙げることができる。また、RとRは、互いに結合して環構造を形成していても良く、RとRが互いに結合し環構造を形成した場合としては、例えばピロリジニル基、ピロリル基、ピペリジニル基、インドリル基、イソインドリル基等を挙げることができる。さらに、R同士又はR同士が互いに結合して環構造を形成していても良く、R同士又はR同士が互いに結合して環構造を形成している場合としては、例えば、一方の置換基がエチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基となって、他方の置換基と互いに結合し環構造を形成している場合を挙げることができる。そして、R、Rとしては、原料であるグアニジン類の入手が容易という点から、メチル基、エチル基、イソプロピル基が好ましい。 In the imino group-containing phosphazenium salt represented by the general formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and constitute R 1 and R 2 . Examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, vinyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, allyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, Cyclobutyl group, n-pentyl group, neopentyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, phenyl group, heptyl group, cycloheptyl group, octyl group, cyclooctyl group, nonyl group, cyclononyl group, decyl group, cyclodecyl group , Undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octyl Decyl group, can be exemplified nonadecyl group, and the like. R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a ring structure. When R 1 and R 2 are bonded to each other to form a ring structure, for example, pyrrolidinyl group, pyrrolyl group, piperidinyl group , Indolyl group, isoindolyl group and the like. Furthermore, R 1 or R 2 may be bonded to each other to form a ring structure, and R 1 or R 2 may be bonded to each other to form a ring structure. In the case where the substituents in the above form an alkylene group such as an ethylene group, a propylene group, and a butylene group, and the other substituents are bonded to each other to form a ring structure. As R 1 and R 2 , a methyl group, an ethyl group, and an isopropyl group are preferable because guanidines as raw materials are easily available.

一般式(1)に示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩において、Xは、ヒドロキシアニオン、アルコキシアニオン、カルボキシアニオン、炭素数2〜5のアルキルカルボキシアニオン、又は炭酸水素アニオンであり、Xを構成するアルコキシアニオンとしては、例えばメトキシアニオン、エトキシアニオン、n−プロポキシアニオン、イソプロポキシアニオン、n−ブトキシアニオン、イソブトキシアニオン、t−ブトキシアニオン等が挙げられ、炭素数2〜5のアルキルカルボキシアニオンとしては、例えばアセトキシアニオン、エチルカルボキシアニオン、n−プロピルカルボキシアニオン、イソプロピルカルボキシアニオン、n−ブチルカルボキシアニオン、イソブチルカルボキシアニオン、t−ブチルカルボキシアニオン等が挙げられる。その中でも、該イミノ基含有ホスファゼニウム塩の塩基性が強く、得られるポリアルキレングリコール製造用活性種の重合活性が高くなることから、Xとしては、ヒドロキシアニオンが好ましい。 In the imino group-containing phosphazenium salt represented by the general formula (1), X represents a hydroxy anion, an alkoxy anion, a carboxy anion, an alkyl carboxy anion having 2 to 5 carbon atoms, or a hydrogen carbonate anion, and constitutes X . Examples of the alkoxy anion include a methoxy anion, an ethoxy anion, an n-propoxy anion, an isopropoxy anion, an n-butoxy anion, an isobutoxy anion, a t-butoxy anion, and the like. For example, acetoxy anion, ethyl carboxy anion, n-propyl carboxy anion, isopropyl carboxy anion, n-butyl carboxy anion, isobutyl carboxy anion, t-butyl carboxy anion And the like. Among them, strong basic of the imino group-containing phosphazenium salt, since the polyalkylene glycol producing active species of the polymerization activity obtained is high, X - as a hydroxy anion are preferred.

一般式(1)に示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩は、如何なる方法により入手することも可能であり、例えばイミノ基含有ホスファゼニウム塩化物塩、イミノ基含有ホスファゼニウムヨウ化物塩又はイミノ基含有ホスファゼニウム臭化物塩を塩基性化合物又はイオン交換樹脂を用いてイオン交換する方法を挙げることができ、塩基性化合物としては、例えばアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のアルコキシド、カルボン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸水素化物等を挙げることができ、その中でも、入手が容易で塩基性が強くイオン交換が容易に進行することから、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物が好ましく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが特に好ましい。   The imino group-containing phosphazenium salt represented by the general formula (1) can be obtained by any method, for example, imino group-containing phosphazenium chloride salt, imino group-containing phosphazenium iodide salt or imino group-containing phosphazenium. Examples of the method include ion exchange of a bromide salt using a basic compound or an ion exchange resin. Examples of the basic compound include alkali metal or alkaline earth metal hydroxide, alkali metal or alkaline earth metal. Alkoxides, alkali metal salts or alkaline earth metal salts of carboxylic acids, alkali metal or alkaline earth metal hydrogen carbonates, and the like can be mentioned. Among them, they are easily available, have strong basicity, and facilitate ion exchange. Therefore, an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide is preferable, Sodium oxide, potassium hydroxide is particularly preferred.

また、イミノ基含有ホスファゼニウム塩化物塩、イミノ基含有ホスファゼニウム臭化物塩又はイミノ基含有ホスファゼニウムヨウ化物塩の製造方法としては、例えば五塩化リンと下記一般式(2)で示されるグアニジン類を反応する方法を挙げることができる。   In addition, as a method for producing an imino group-containing phosphazenium chloride salt, an imino group-containing phosphazenium bromide salt or an imino group-containing phosphazenium iodide salt, for example, phosphorus pentachloride and a guanidine represented by the following general formula (2) are used. The method of reacting can be mentioned.

Figure 0005874285
Figure 0005874285

(2)
(ここで、R及びRは、上記一般式(1)中のR及びRと同じ定義である。)
そして、一般式(1)に示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩としては、例えばテトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド、テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムメトキシド、テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムエトキシド、テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムカルボキシド、テトラキス(テトラエチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド、テトラキス(テトラエチルグアニジノ)ホスファゼニウムメトキシド、テトラキス(テトラエチルグアニジノ)ホスファゼニウムエトキシド、テトラキス(テトラエチルグアニジノ)ホスファゼニウムカルボキシド等を例示でき、なかでも、容易に製造でき、アルキレンオキシドの重合反応において高い活性を有する活性種を提供できることから、テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシドが好ましい。
(2)
(Wherein, R 1 and R 2 are the same definition as R 1 and R 2 in formula (1).)
Examples of the imino group-containing phosphazenium salt represented by the general formula (1) include tetrakis (tetramethylguanidino) phosphazenium hydroxide, tetrakis (tetramethylguanidino) phosphazenium methoxide, tetrakis (tetramethylguanidino). ) Phosphazenium ethoxide, tetrakis (tetramethylguanidino) phosphazenium carboxyoxide, tetrakis (tetraethylguanidino) phosphazenium hydroxide, tetrakis (tetraethylguanidino) phosphazenium methoxide, tetrakis (tetraethylguanidino) Examples thereof include phosphazenium ethoxide and tetrakis (tetraethylguanidino) phosphazenium carboxyoxide. Among them, they can be easily produced, and are used in the polymerization reaction of alkylene oxide. Because it can provide an active species having high activity Te, tetrakis (tetramethylguanidino) phosphazenium hydroxide are preferred.

該(A)工程において、ポリアルキレングリコール製造用活性種を調製する際に用いられる活性水素含有化合物としては、分子中に活性水素基を有する化合物であればよく、例えばヒドロキシル化合物、アミン化合物、カルボン酸化合物、フェノール化合物、チオール化合物等を挙げることができ、より具体的には、例えば水、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−へキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、ソルビトール、シュークローズ、グルコース等のヒドロキシ化合物;エチレンジアミン、N,N’−ジメチルエチレンジアミン、ピペリジン、ピペラジン等のアミン化合物;安息香酸、アジピン酸等のカルボン酸化合物;2−ナフトール、ビスフェノール等のフェノール化合物;エタンジチオール、ブタンジチオール等のチオール化合物等を挙げることができる。これらは、用途に応じて適宜選択できる。例えば、硬質フォーム用のポリアルキレングリコールを製造する際には、例えばペンタエリスリトール、ソルビトール、シュークローズ、エチレンジアミン等を用いることが好ましく、軟質フォーム用のポリアルキレングリコールを製造する際には、例えばグリセリン、トリメチロールプロパン等を用いるのが好ましい。   In the step (A), the active hydrogen-containing compound used when preparing the active species for producing the polyalkylene glycol may be any compound having an active hydrogen group in the molecule. An acid compound, a phenol compound, a thiol compound, etc. can be mentioned, More specifically, for example, water, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4- Hydroxy compounds such as butanediol, 1,6-hexanediol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, pentaerythritol, diglycerin, sorbitol, sucrose, glucose; ethylenediamine, N, N′-dimethylethylenediamine, Perijin, amine compounds such as piperazine; benzoic acid, carboxylic acid compounds such as adipic acid; 2-naphthol, phenol compounds such as bisphenol; ethanedithiol, can be exemplified thiol compounds such as butane dithiol. These can be appropriately selected according to the application. For example, when producing polyalkylene glycol for rigid foam, it is preferable to use, for example, pentaerythritol, sorbitol, sucrose, ethylenediamine, etc., and when producing polyalkylene glycol for flexible foam, for example, glycerin, Trimethylolpropane or the like is preferably used.

また、活性水素含有化合物として、水酸基を有するポリアルキレングリコールを用いることも可能であり、例えばポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコールグリセリンエーテル等を挙げることができる。この際に使用するポリアルキレングリコールの分子量に特に制限はなく、その中でも、低粘度で流動性に優れ、ハンドリングが容易な分子量200〜3000のポリアルキレングリコールであることが望ましい。   Moreover, it is also possible to use the polyalkylene glycol which has a hydroxyl group as an active hydrogen containing compound, for example, polypropylene glycol, polypropylene glycol glycerol ether, etc. can be mentioned. The molecular weight of the polyalkylene glycol used in this case is not particularly limited, and among these, it is desirable that the polyalkylene glycol has a low viscosity, excellent fluidity, and easy handling.

これら活性水素含有化合物は、単独で用いても良いし、数種類を混合して用いても良い。   These active hydrogen-containing compounds may be used alone or in combination of several kinds.

該(A)工程において、ポリアルキレングリコール製造用活性種を調製する際の一般式(1)で示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩と活性水素含有化合物の割合は任意であり、その中でも、より容易に高分子量を有するポリアルキレングリコールを製造することが可能となることから、該活性水素化合物1モルに対し、一般式(1)で示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩1×10−4〜1×10−1モルで用いることが好ましく、特に5×10−3〜5×10−2モルの範囲であることが好ましい。 In the step (A), the ratio of the imino group-containing phosphazenium salt represented by the general formula (1) and the active hydrogen-containing compound in preparing the active species for producing polyalkylene glycol is arbitrary, and among these, it is easier Since it becomes possible to produce a polyalkylene glycol having a high molecular weight, the imino group-containing phosphazenium salt represented by the general formula (1) 1 × 10 −4 to 1 × 10 per 1 mol of the active hydrogen compound. is preferably used in 1 mole, preferably in the range of particularly 5 × 10 -3 ~5 × 10 -2 mol.

また、該(A)工程においては、一般式(1)で示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩と該活性水素含有化合物により、イミノ基含有ホスファゼニウムカチオンと活性水素含有化合物のアニオンから構成されるポリアルキレングリコール製造用活性種を調製するものであり、その際の調製条件は任意である。なかでも高純度のポリアルキレングリコール製造用活性種を調製することが可能となることから、溶媒や副生物である水を効率よく除去することが望ましく、特に1.3kPa以下の減圧下、60℃以上の温度で調製を行うことが好ましい。   In the step (A), the imino group-containing phosphazenium salt represented by the general formula (1) and the active hydrogen-containing compound are composed of an imino group-containing phosphazenium cation and an anion of the active hydrogen-containing compound. The active species for producing the polyalkylene glycol is prepared, and the preparation conditions at that time are arbitrary. In particular, since it is possible to prepare high-purity active species for producing polyalkylene glycol, it is desirable to efficiently remove the solvent and water as a by-product, particularly at 60 ° C. under reduced pressure of 1.3 kPa or less. It is preferable to prepare at the above temperature.

該(A)工程において用いるアルキレンオキシドとしては、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド、2,3−ブチレンオキシド、スチレンオキシド又はシクロヘキセンオキシド等のエポキシ化合物を挙げることができる。これらのうち、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド又はスチレンオキシドが好ましく、エチレンオキシド、プロピレンオキシドがより好ましい。また、該アルキレンオキシドは単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。2種類以上のアルキレンオキシドを併用する場合、プロピレンオキシドとエチレンオキシドとの併用が特に好ましい。プロピレンオキシド、エチレンオキシドを併用する場合には、例えば、プロピレンオキシドとエチレンオキシドを同時に添加する方法、プロピレンオキシドの次にエチレンオキシドを添加する方法、又はプロピレンオキシド、エチレンオキシド、プロピレンオキシドと繰り返して添加する方法等をとることができる。このうち、プロピレンオキシドの重合反応の後、エチレンオキシドを添加しさらに重合する方法が好ましい。   Examples of the alkylene oxide used in the step (A) include epoxy compounds such as ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-butylene oxide, 2,3-butylene oxide, styrene oxide, and cyclohexene oxide. Among these, ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-butylene oxide or styrene oxide is preferable, and ethylene oxide and propylene oxide are more preferable. Moreover, this alkylene oxide may be used independently and may use 2 or more types together. When two or more types of alkylene oxide are used in combination, the combined use of propylene oxide and ethylene oxide is particularly preferable. When propylene oxide and ethylene oxide are used in combination, for example, a method of simultaneously adding propylene oxide and ethylene oxide, a method of adding ethylene oxide next to propylene oxide, or a method of repeatedly adding propylene oxide, ethylene oxide and propylene oxide, etc. Can take. Among these, the method of adding ethylene oxide after the polymerization reaction of propylene oxide and further polymerizing is preferable.

そして、該(A)工程におけるアルキレンオキシドの重合反応の際の反応温度、反応圧力は任意に設定できる。なかでも、重合の効率、生産性の観点から、反応温度は、40〜130℃の範囲であることが好ましく、特に80〜120℃の範囲が好ましい。同様に、反応圧力は、0.05〜1.0MPaであることが好ましく、特に0.1〜0.6MPaであることが好ましい。   And the reaction temperature and reaction pressure in the case of the polymerization reaction of alkylene oxide in the step (A) can be arbitrarily set. Among these, from the viewpoint of polymerization efficiency and productivity, the reaction temperature is preferably in the range of 40 to 130 ° C, particularly preferably in the range of 80 to 120 ° C. Similarly, the reaction pressure is preferably 0.05 to 1.0 MPa, particularly preferably 0.1 to 0.6 MPa.

該(A)工程によりポリアルキレングリコールを得ることができ、該ポリアルキレングリコールは、粗製ポリアルキレングリコールであり、一般式(1)で示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩、ポリアルキレングリコール製造用活性種を多量に含有するものである。   A polyalkylene glycol can be obtained by the step (A). The polyalkylene glycol is a crude polyalkylene glycol, and an imino group-containing phosphazenium salt represented by the general formula (1), an active species for producing a polyalkylene glycol is selected. Contains a large amount.

本発明における(B)工程は、(A)工程により得られたポリアルキレングリコールに、平均粒径100〜500μm、比表面積100m/g以上450m/g未満の固体酸を接触した後、固体酸を分離する工程である。すなわち、(A)工程により得られたポリアルキレングリコールと固体酸を接触することにより、ポリアルキレングリコール中に残存するイミノ基含有ホスファゼニウム塩及び/又はポリアルキレングリコール製造用活性種を固体酸に吸着させ、該固体酸を分離することにより、よりイミノ基含有ホスファゼニウム化合物の残存量の低いポリアルキレングリコールとする工程である。 In the step (B) of the present invention, the polyalkylene glycol obtained in the step (A) is contacted with a solid acid having an average particle size of 100 to 500 μm and a specific surface area of 100 m 2 / g or more and less than 450 m 2 / g, and then a solid. This is a step of separating the acid. That is, by contacting the polyalkylene glycol obtained in the step (A) with a solid acid, the imino group-containing phosphazenium salt and / or active species for producing the polyalkylene glycol remaining in the polyalkylene glycol are adsorbed to the solid acid. In this step, the solid acid is separated to obtain a polyalkylene glycol having a lower residual amount of the imino group-containing phosphazenium compound.

この際の固体酸は、固体酸の範疇に属するものであれば如何なるものも用いることができ、例えば合成ケイ酸アルミニウム、合成ケイ酸マグネシウム、活性白土、ゼオライト、酸性白土等が挙げられる。特に好ましく用いられる固体酸は、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、及びこれらの混合物であり、なかでもイミノ基含有ホスファゼニウム塩の吸着能に優れ、高強度で破砕しにくいケイ酸アルミニウムが好ましい。   Any solid acid may be used as long as it belongs to the category of solid acids, and examples thereof include synthetic aluminum silicate, synthetic magnesium silicate, activated clay, zeolite, and acid clay. Particularly preferred solid acids are aluminum silicate, magnesium silicate, and a mixture thereof. Among them, aluminum silicate is preferable because it is excellent in the ability to adsorb an imino group-containing phosphazenium salt and has high strength and is not easily crushed.

使用する固体酸の平均粒径は100〜500μmである。平均粒径が100μm未満である場合、固体酸をろ過分離する際に長時間要し効率的な製造を達成することが困難となる。一方、平均粒径が500μmを超える固体酸の入手は困難である。   The average particle size of the solid acid used is 100 to 500 μm. When the average particle size is less than 100 μm, it takes a long time to separate the solid acid by filtration, making it difficult to achieve efficient production. On the other hand, it is difficult to obtain a solid acid having an average particle size exceeding 500 μm.

また、使用する固体酸の比表面積は100m/g以上450m/g未満である。比表面積が100m/g未満の固体酸である場合、イミノ基含有ホスファゼニウム塩の吸着能に乏しく、吸着処理に長時間要したり、大量の固体酸が必要になる等、経済性、効率の面で劣る製造方法となる。一方、比表面積が450m/gを超える固体酸である場合、固体酸の強度が乏しくなり、イミノ基含有ホスファゼニウム塩を吸着処理する際に破砕が起こり、その後の固体酸のろ過分離除去が困難となり効率的な製造を達成することが困難となる。 The specific surface area of the solid acid used is less than 100 m 2 / g or more 450 m 2 / g. When the specific surface area is a solid acid of less than 100 m 2 / g, the adsorption ability of the imino group-containing phosphazenium salt is poor, the adsorption process takes a long time, and a large amount of solid acid is required. It becomes a manufacturing method inferior in terms of surface. On the other hand, in the case of a solid acid having a specific surface area exceeding 450 m 2 / g, the strength of the solid acid becomes poor, crushing occurs when the imino group-containing phosphazenium salt is adsorbed, and subsequent filtration and removal of the solid acid is difficult. This makes it difficult to achieve efficient production.

該固体酸としては、例えば、ケイ酸アルミニウムとして(商品名)KW−700−SN(協和化学工業製)、(商品名)AD−700NS(富田製薬製);ケイ酸マグネシウムとして(商品名)KW−600−SN(協和化学工業製)、(商品名)AD−600NS(富田製薬製)等を市販品として入手することができる。   Examples of the solid acid include aluminum silicate (trade name) KW-700-SN (manufactured by Kyowa Chemical Industry), (trade name) AD-700NS (manufactured by Tomita Pharmaceutical); magnesium silicate (trade name) KW. -600-SN (manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.), (trade name) AD-600NS (manufactured by Tomita Pharmaceutical) and the like can be obtained as commercial products.

ここで、該固体酸の使用量に制限はなく、その中でも効率的な工程が可能となることからポリアルキレングリコール100重量部に対して、0.1〜3重量部が好ましく、特に0.5〜2重量部であることが好ましい。   Here, there is no restriction | limiting in the usage-amount of this solid acid, and since an efficient process is attained among them, 0.1-3 weight part is preferable with respect to 100 weight part of polyalkylene glycol, and especially 0.5. It is preferable that it is -2 weight part.

該(B)工程におけるポリアルキレングリコールと固体酸との接触方法としては任意であり、その際の温度としては、例えば60〜110℃、好ましくは70〜100℃を挙げることができる。また、接触時間としては、例えば0.5〜10時間、好ましくは1〜3時間を挙げることができる。   The method for contacting the polyalkylene glycol and the solid acid in the step (B) is arbitrary, and the temperature at that time is, for example, 60 to 110 ° C., preferably 70 to 100 ° C. In addition, examples of the contact time include 0.5 to 10 hours, preferably 1 to 3 hours.

該(B)工程におけるポリアルキレングリコールと固体酸とを接触する際、水性媒体を共存させてもよい。この場合の水性媒体の量としては、ポリアルキレングリコール100重量部に対して0.1〜10重量部であることが好ましい。また、水性媒体を使用した場合、ポリアルキレングリコールと固体酸とを接触した後に減圧脱水してもよいし、固体酸を分離した後に減圧脱水してもよい。このときの減圧脱水条件に特に制限はなく、例えば80〜120℃、0.01〜5kPaで行うことができる。   In contacting the polyalkylene glycol and the solid acid in the step (B), an aqueous medium may be allowed to coexist. In this case, the amount of the aqueous medium is preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyalkylene glycol. When an aqueous medium is used, dehydration under reduced pressure may be performed after contacting the polyalkylene glycol and the solid acid, or dehydration under reduced pressure after the solid acid is separated. There is no restriction | limiting in particular in vacuum dehydration conditions at this time, For example, it can carry out at 80-120 degreeC and 0.01-5 kPa.

該(B)工程において、ポリアルキレングリコールと固体酸との分離方法は任意であり、例えば減圧濾過、加圧濾過、遠心濾過、デカンテーション、遠心デンカンテーション等の方法を用いることが可能である。また、その際には、ケイソウ土、セルライトなどの濾過助剤を用いることも可能である。   In the step (B), the method for separating the polyalkylene glycol and the solid acid is arbitrary, and for example, methods such as vacuum filtration, pressure filtration, centrifugal filtration, decantation, and centrifugal decantation can be used. . In this case, a filter aid such as diatomaceous earth or cellulite can be used.

該(B)工程において得られるポリアルキレングリコールは、イミノ基含有ホスファゼニウム化合物を分離したものではあるが、まだ、若干のイミノ基含有ホスファゼニウム化合物を含有するポリアルキレングリコールとも言えるものである。ここでいう遊離したイミノ基含有ホスファゼニウム化合物とはあくまでポリアルキレングリコール中に含まれるイミノ基含有ホスファゼニウム塩及び/又はポリアルキレングリコール製造用活性種に由来する化合物であり、必ずしも上記一般式(1)で示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩及び/又はポリアルキレングリコール製造用活性種と一致するものではない。   The polyalkylene glycol obtained in the step (B) is a product obtained by separating the imino group-containing phosphazenium compound, but it can still be said to be a polyalkylene glycol containing some imino group-containing phosphazenium compound. The free imino group-containing phosphazenium compound referred to here is a compound derived from an active species for producing an imino group-containing phosphazenium salt and / or polyalkylene glycol contained in polyalkylene glycol, and is not necessarily represented by the above general formula (1). It does not correspond to the active species for producing imino group-containing phosphazenium salts and / or polyalkylene glycols shown.

該(B)工程においては、ポリアルキレングリコールと固体酸とを接触する際に過酸化物、アルデヒド等の発生を抑制するために酸化防止剤を存在させることが好ましく、その際の酸化防止剤の添加量としては、該ポリアルキレングリコール100重量部に対して、100〜2000ppmであることが好ましく、特に600〜1000ppmであることが好ましい。また、その際の酸化防止剤としては、例えばフェノール系化合物酸化防止剤、アミン系化合物酸化防止剤、亜リン酸エステル系化合物酸化防止剤、等が例示でき、具体的には、フェノール系化合物酸化防止剤としては、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(以下BHTと略することもある。)、2−tert−ブチル−4−メトキシフェノール(以下、BHAと略することもある。)、6−tert−ブチル−2,4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2−tert−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジーtert−ブチル−4−エチルフェノール、等があげられる。また、アミン系化合物酸化防止剤としては、n−ブチル−p−アミノフェノール、4,4−ジメチルジフェニルアミン、4,4−ジオクチルジフェニルアミン(以下DOAと略す。)、4,4−ビス−α,α’−ジメチルベンジルフェニルアミン等が挙げられる。これらの酸化防止剤は単独、もしくは2種類以上併用しても構わない。これらの酸化防止剤の中で好ましくは、BHT、BHA、DOAである。   In the step (B), it is preferable that an antioxidant is present in order to suppress the generation of peroxides, aldehydes and the like when the polyalkylene glycol and the solid acid are brought into contact with each other. The addition amount is preferably 100 to 2000 ppm, particularly 600 to 1000 ppm, based on 100 parts by weight of the polyalkylene glycol. Examples of the antioxidant at that time include phenolic compound antioxidants, amine compound antioxidants, phosphite ester compound antioxidants, and the like. As the inhibitor, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (hereinafter sometimes abbreviated as BHT), 2-tert-butyl-4-methoxyphenol (hereinafter also abbreviated as BHA). 6) -tert-butyl-2,4-methylphenol, 2,6-di-tert-butylphenol, 2-tert-butyl-4-ethylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-ethyl Phenol and the like. Examples of amine compound antioxidants include n-butyl-p-aminophenol, 4,4-dimethyldiphenylamine, 4,4-dioctyldiphenylamine (hereinafter abbreviated as DOA), 4,4-bis-α, α. Examples include '-dimethylbenzylphenylamine. These antioxidants may be used alone or in combination of two or more. Among these antioxidants, BHT, BHA, and DOA are preferable.

本発明のポリアルキレングリコールの製造方法は、上記(A)工程と(B)工程を経てなるものであり、これら工程を経てなるものであれば本発明を逸脱しない限りにおいて如何なる付加工程を付随することも可能である。   The method for producing a polyalkylene glycol according to the present invention includes the steps (A) and (B) described above, and any additional steps are included as long as they are performed through these steps without departing from the present invention. It is also possible.

そして、本発明の製造方法によれば、イミノ基含有ホスファゼニウム化合物を効率よく除去することが可能となるとともに、イミノ基含有ホスファゼニウム化合物の残存量の低いポリアルキレングリコールを効率的に製造することが可能となる。そして、ポリアルキレングリコール中に残存するイミノ基含有ホスファゼニウム化合物は、ポリウレタン用材料として用いた際に、ポリイソシアネート化合物との反応に悪影響を及ぼす可能性が高く、ポリアルキレングリコールとしては、その残存量の低いものであることが好ましく、本発明の製造方法により得られるポリアルキレングリコールとしては、そのイミノ基含有ホスファゼニウム化合物の残存量が50ppm以下のものが好ましく、特に20ppm以下、さらに10ppm以下のポリアルキレングリコールとすることが好ましい。   According to the production method of the present invention, it is possible to efficiently remove the imino group-containing phosphazenium compound, and it is possible to efficiently produce a polyalkylene glycol having a low residual amount of the imino group-containing phosphazenium compound. It becomes. The imino group-containing phosphazenium compound remaining in the polyalkylene glycol has a high possibility of adversely affecting the reaction with the polyisocyanate compound when used as a polyurethane material. Preferably, the polyalkylene glycol obtained by the production method of the present invention has a residual amount of the imino group-containing phosphazenium compound of 50 ppm or less, particularly 20 ppm or less, more preferably 10 ppm or less. It is preferable that

また、本発明の製造方法により得られるポリアルキレングリコールは、ポリイソシアネート化合物と反応しポリウレタンとした際の着色が少なく、反応制御が容易なポリアルキレングリコールとなることから、pH5.5〜8.0のポリアルキレングリコールとすることが好ましい。なお、ここでいうpHとは、例えばpH計(飽和カロメル電極はスリープ形)を用い、室温における2−プロパノール水溶液(2−プロパノール/水容量比=100/60)により見掛けのpHとして測定することができる。   Moreover, since the polyalkylene glycol obtained by the production method of the present invention reacts with a polyisocyanate compound to form a polyalkylene glycol which is less colored when made into a polyurethane and can be easily controlled, the pH is 5.5 to 8.0. The polyalkylene glycol is preferably used. In addition, pH as used here is measured as an apparent pH with a 2-propanol aqueous solution (2-propanol / water volume ratio = 100/60) at room temperature using, for example, a pH meter (saturated calomel electrode is a sleep type). Can do.

さらに、本発明の製造方法により得られるポリアルキレングリコールとしては、水酸基価5〜500mgKOH/g、特に10〜100mgKOH/g、さらに15〜50mgKOH/gを有すものが好ましい。また、総不飽和度が0.05meq./g以下であるものが好ましく、加えて、分子量分布が1.1以下の狭いものであることが好ましい。また、このようなポリアルキレングリコールを効率的に容易に製造できるものである。   Further, the polyalkylene glycol obtained by the production method of the present invention preferably has a hydroxyl value of 5 to 500 mgKOH / g, particularly 10 to 100 mgKOH / g, and more preferably 15 to 50 mgKOH / g. Further, the total unsaturation is preferably 0.05 meq./g or less, and in addition, the molecular weight distribution is preferably 1.1 or less. Moreover, such a polyalkylene glycol can be produced efficiently and easily.

本発明のポリアルキレングリコールの製造方法により得られるポリアルキレングリコールは、ポリウレタン原料、ポリエステル原料、界面活性剤原料、潤滑剤原料等に有用である。特に各種イソシアネート化合物と反応させることにより、断熱材等に使用される硬質フォームや、自動車のシート・クッション、寝具等に使用される軟質フォーム、接着剤、塗料、シーリング材、熱硬化性エラストマー、熱可塑性エラストマーへの展開が期待される。   The polyalkylene glycol obtained by the method for producing polyalkylene glycol of the present invention is useful for polyurethane raw materials, polyester raw materials, surfactant raw materials, lubricant raw materials and the like. In particular, by reacting with various isocyanate compounds, rigid foam used for heat insulating materials, etc., flexible foam used for automobile seats / cushions, bedding, etc., adhesives, paints, sealing materials, thermosetting elastomers, heat Development to plastic elastomer is expected.

本発明により、ポリウレタン原材料として期待される品質に優れ、重合活性種の残存量の低いポリアルキレングリコールを効率よく製造することが可能となった。   According to the present invention, it has become possible to efficiently produce a polyalkylene glycol having excellent quality expected as a raw material for polyurethane and having a low residual amount of polymerization active species.

以下に本発明の実施例を示し、本発明の態様を明らかにするが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、得られたポリアルキレングリコールは以下に示す方法により評価した。   Examples of the present invention will be shown below to clarify aspects of the present invention, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the obtained polyalkylene glycol was evaluated by the method shown below.

〜ポリアルキレングリコール中の残存イミノ基含有ホスファゼニウム化合物の測定〜
得られたポリアルキレングリコールをメスフラスコに秤量し、シクロヘキサノンを用いて希釈し、次いで微量全窒素分析装置(三菱化学社製、(商品名)TN−100)を用い、ヒーター温度T1:600℃、T2:800℃、ガス流量O:500ml/min、O:200ml/minの条件で該溶液の窒素濃度(cとする。)を測定した。この際の窒素濃度から、下記の式により溶液中のイミノ基含有ホスファゼニウム化合物の濃度を算出した。
~ Measurement of residual imino group-containing phosphazenium compounds in polyalkylene glycol ~
The obtained polyalkylene glycol was weighed into a volumetric flask, diluted with cyclohexanone, and then a trace total nitrogen analyzer (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, (trade name) TN-100) was used, with heater temperature T1: 600 ° C, The nitrogen concentration (referred to as “c”) of the solution was measured under the conditions of T2: 800 ° C., gas flow rate O 2 : 500 ml / min, O 3 : 200 ml / min. From the nitrogen concentration at this time, the concentration of the imino group-containing phosphazenium compound in the solution was calculated from the following formula.

ポリアルキレングリコール中の残存イミノ基含有ホスファゼニウム化合物の残存量(重量%)=c/0.33
〜ポリアルキレングリコールのpH測定〜
JIS K 1557記載の測定方法に準拠し、ポリアルキレングリコールのpHは、pH計(飽和カロメル電極はスリープ形)を用い、室温における2−プロパノール水溶液(2−プロパノール/水容量比=100/60)での見掛けのpHを測定した。
Residual amount of imino group-containing phosphazenium compound in polyalkylene glycol (% by weight) = c / 0.33
-PH measurement of polyalkylene glycol-
According to the measurement method described in JIS K 1557, the pH of the polyalkylene glycol was measured using a pH meter (saturated calomel electrode is a sleep type) and a 2-propanol aqueous solution at room temperature (2-propanol / water volume ratio = 100/60). The apparent pH at was measured.

〜ポリアルキレングリコールの水酸基価および総不飽和度の測定〜
JIS K 1557記載の測定法に準拠し測定した。
-Measurement of hydroxyl value and total unsaturation of polyalkylene glycol-
It measured based on the measuring method of JISK1557.

〜固体酸の比表面積の測定〜
比表面積の測定は、窒素吸着法比表面積・細孔分布測定装置(マイクロメリティクス社製、商品名:ASAP2400)を用い、液体窒素温度および0.001〜0.995の窒素相対圧の条件で行った。
-Measurement of specific surface area of solid acid-
The specific surface area is measured using a nitrogen adsorption specific surface area / pore distribution measuring device (trade name: ASAP2400, manufactured by Micromeritics) under conditions of liquid nitrogen temperature and nitrogen relative pressure of 0.001 to 0.995. went.

〜固体酸の平均粒径の測定〜
粒度分布測定装置(日機装社製、商品名:マイクロトラックMT3000)を用いてジイソプロピルエーテルを分散剤として、体積基準で表される粒径分布の累積カーブが中央値(メディアン径;累積カーブの50%に対応する粒径)である粒子と同じ体積の球の直径を平均粒径とした。
-Measurement of average particle size of solid acid-
Using a particle size distribution measuring device (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., trade name: Microtrac MT3000) and using diisopropyl ether as a dispersant, the cumulative curve of the particle size distribution expressed on a volume basis (median diameter; 50% of the cumulative curve) The diameter of a sphere having the same volume as that of the particles having a particle diameter corresponding to 1) was defined as the average particle diameter.

合成例1(イミノ基含有ホスファゼニウム塩の調製)
〜イミノ基含有ホスファゼニウム塩化物塩の合成〜
攪拌翼を付した500mlの4つ口フラスコを窒素雰囲気とし、五塩化リン11.5g(55mmol)とトルエン225mlを加え、−20℃で攪拌した。フラスコ内を−20℃に維持したまま、テトラメチルグアニジン65g(550mmol)を滴下し、−20℃で1時間攪拌を継続した。さらに、110℃に昇温し15時間攪拌を行った。得られた白色懸濁液を濾過し、濾物として白色固体を得た。この白色固体をアセトンに溶解し、濾過を行い、無色透明の濾液を得た。得られた濾液を濃縮し、目的とするテトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムクロリドの粗生成物を白色固体として得た。
Synthesis Example 1 (Preparation of imino group-containing phosphazenium salt)
-Synthesis of imino group-containing phosphazenium chloride salts-
A 500 ml four-necked flask equipped with a stirring blade was placed in a nitrogen atmosphere, 11.5 g (55 mmol) of phosphorus pentachloride and 225 ml of toluene were added, and the mixture was stirred at -20 ° C. While maintaining the inside of the flask at −20 ° C., 65 g (550 mmol) of tetramethylguanidine was added dropwise, and stirring was continued at −20 ° C. for 1 hour. Furthermore, it heated up at 110 degreeC and stirred for 15 hours. The resulting white suspension was filtered to obtain a white solid as a filtrate. This white solid was dissolved in acetone and filtered to obtain a colorless transparent filtrate. The obtained filtrate was concentrated to obtain a target crude product of tetrakis (tetramethylguanidino) phosphazenium chloride as a white solid.

得られた粗生成物をクロロホルムと水で分液抽出した。クロロホルム相を濃縮し、目的とするテトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムクロリド25.5g(48.5mmol;収率88%)を白色固体として得た。   The obtained crude product was subjected to liquid separation extraction with chloroform and water. The chloroform phase was concentrated to obtain 25.5 g (48.5 mmol; yield 88%) of the desired tetrakis (tetramethylguanidino) phosphazenium chloride as a white solid.

〜イミノ基含有ホスファゼニウム塩の合成〜
磁気回転子を備えた300mlのシュレンクフラスコにテトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムクロリド21g(40mmol)を加え、フラスコ内を窒素雰囲気下とした。そこへ水酸化カリウム2.2g(40mmol)、エタノール80mlを加え、室温中で1時間撹拌した。反応終了後に得られる白色固体を含む懸濁液を濾紙を付した漏斗を用い、減圧下にて濾過を行った。濾液側に目的とするテトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド(一般式(1)におけるRがメチル基、Rがメチル基、Xがヒドロキシアニオンに相当するイミノ基含有ホスファゼニウム塩)のエタノール溶液が得られ、濾物側に副生塩である塩化カリウムが得られた。
-Synthesis of imino group-containing phosphazenium salts-
Tetrakis (tetramethylguanidino) phosphazenium chloride 21 g (40 mmol) was added to a 300 ml Schlenk flask equipped with a magnetic rotator, and the inside of the flask was placed under a nitrogen atmosphere. Potassium hydroxide 2.2g (40mmol) and ethanol 80ml were added there, and it stirred at room temperature for 1 hour. The suspension containing the white solid obtained after completion of the reaction was filtered under reduced pressure using a funnel equipped with filter paper. The target tetrakis (tetramethylguanidino) phosphazenium hydroxide (imino group-containing phosphazenium salt in which R 1 in the general formula (1) is a methyl group, R 2 is a methyl group, and X is a hydroxy anion on the filtrate side) ) Was obtained, and potassium chloride as a by-product salt was obtained on the filtrate side.

得られたテトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド−エタノール溶液にイオン交換水80mlを加え、減圧下溶媒除去を行い、40mlになるまで濃縮し、さらにイオン交換水80mlを加え、減圧下溶媒除去を行い、40mlになるまで濃縮し、イミノ基含有ホスファゼニウム塩水溶液を得た。このイミノ基含有ホスファゼニウム塩の純度は99.6%、水溶液濃度は50重量%であった。   To the resulting tetrakis (tetramethylguanidino) phosphazenium hydroxide-ethanol solution was added 80 ml of ion exchange water, the solvent was removed under reduced pressure, the solution was concentrated to 40 ml, and further 80 ml of ion exchange water was added. The solvent was removed, and the solution was concentrated to 40 ml to obtain an imino group-containing phosphazenium salt aqueous solution. The imino group-containing phosphazenium salt had a purity of 99.6% and an aqueous solution concentration of 50% by weight.

実施例1
(A工程)
撹拌翼を備えた2リットルのオートクレーブに、合成例1により得られたイミノ基含有ホスファゼニウム塩水溶液(50重量%;テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド)4.0gおよび活性化水素化合物として3官能性のポリアルキレングリコール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP−1000;水酸基価160mgKOH/g)175g(175mmol)を加え、オートクレーブ内を窒素雰囲気下とし、内温を80℃とし、0.2kPaの減圧下で溶媒及び副生水の除去を行い、ポリアルキレングリコール製造用活性種の調製を行った。
Example 1
(Process A)
In a 2 liter autoclave equipped with a stirring blade, 4.0 g of an imino group-containing phosphazenium salt aqueous solution (50 wt%; tetrakis (tetramethylguanidino) phosphazenium hydroxide) obtained in Synthesis Example 1 and an activated hydrogen compound 175 g (175 mmol) of trifunctional polyalkylene glycol (manufactured by Sanyo Chemical Industries, (trade name) Sannix GP-1000; hydroxyl value 160 mg KOH / g) was added, and the inside of the autoclave was placed in a nitrogen atmosphere, and the internal temperature was 80 ° C. Then, the solvent and by-product water were removed under a reduced pressure of 0.2 kPa to prepare an active species for producing polyalkylene glycol.

その後、内温を90℃とし、プロピレンオキシド880gを反応圧力0.3MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温90℃を維持しながら8時間開環重合反応を行った。次いで、0.2kPaの減圧下で残留プロピレンオキシドの除去を行った後、エチレンオキシド210gを反応圧力0.4MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温90℃を維持しながら6時間開環重合反応を行った。そして0.2kPaの減圧下で残留エチレンオキシドの除去を行い、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体1200gを得た。   Thereafter, the internal temperature was set to 90 ° C., and 880 g of propylene oxide was intermittently supplied so as to maintain the reaction pressure of 0.3 MPa or less, and the ring-opening polymerization reaction was performed for 8 hours while maintaining the internal temperature of 90 ° C. Next, after removing the residual propylene oxide under a reduced pressure of 0.2 kPa, 210 g of ethylene oxide was intermittently supplied so as to keep the reaction pressure at 0.4 MPa or less, and the internal temperature was maintained at 90 ° C. for 6 hours. A ring polymerization reaction was performed. The residual ethylene oxide was removed under a reduced pressure of 0.2 kPa to obtain 1200 g of a polypropylene glycol-polyethylene glycol block copolymer.

(B工程)
(A)工程により得たポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体100重量部に対して5重量部に相当するイオン交換水、固体酸として合成ケイ酸アルミニウム(富田製薬(株)製:(商品名)AD−700SN)2重量部を添加し、85℃で3時間撹拌した。その後、昇温及び減圧をしながら脱水を開始し、最終的に120℃、5kPaの条件で3時間減圧脱水操作を行った。得られた共重合体スラリー60gを、ADVANTEC社製のろ紙5A(保留粒子径:7μm)を備えた有効ろ過面積12.5cmの加圧ろ過器に投入し、0.3MPaの圧力でろ過を行い、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Aと固体酸を分離することによりポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Aの製造を行った。分離に要した時間は11分と短く生産効率に優れるものであった。
(Process B)
(A) Ion exchange water equivalent to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polypropylene glycol-polyethylene glycol block copolymer obtained by the step, synthetic aluminum silicate as a solid acid (manufactured by Tomita Pharmaceutical Co., Ltd .: (trade name) ) AD-700SN) 2 parts by weight was added and stirred at 85 ° C. for 3 hours. Thereafter, dehydration was started while the temperature was increased and the pressure was reduced, and finally a vacuum dehydration operation was performed at 120 ° C. and 5 kPa for 3 hours. 60 g of the obtained copolymer slurry was put into a pressure filter having an effective filtration area of 12.5 cm 2 equipped with a filter paper 5A (retained particle diameter: 7 μm) manufactured by ADVANTEC, and filtered at a pressure of 0.3 MPa. Then, the polypropylene glycol-polyethylene glycol block copolymer A was separated from the solid acid to produce a polypropylene glycol-polyethylene glycol block copolymer A. The time required for the separation was as short as 11 minutes and was excellent in production efficiency.

得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Aは、水酸基価は24mgKOH/g、不飽和度は0.021meq./g、イミノ基含有ホスファゼニウム化合物残存量は6ppm、pH7.0を有するものであった。その結果を表1に示す。   The resulting polypropylene glycol-polyethylene glycol block copolymer A had a hydroxyl value of 24 mgKOH / g and an unsaturation of 0.021 meq. / G, the remaining amount of the imino group-containing phosphazenium compound was 6 ppm, pH 7.0. The results are shown in Table 1.

実施例2〜3
実施例1の(B)工程における固体酸を、表1に示す固体酸種、その使用量、条件等を表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法により、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体の製造を行った。結果を表2に示す。
Examples 2-3
Polypropylene glycol in the same manner as in Example 1 except that the solid acid in Step (B) of Example 1 was changed as shown in Table 2 in terms of the solid acid species, the amount used, and the conditions shown in Table 1. -A polyethylene glycol block copolymer was produced. The results are shown in Table 2.

ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体と固体酸を分離に要する時間は短く、生産効率に優れるものであった。また、得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体は品質にも優れるものであった。   The time required for separating the polypropylene glycol-polyethylene glycol block copolymer and the solid acid was short, and the production efficiency was excellent. Moreover, the obtained polypropylene glycol-polyethylene glycol block copolymer was excellent in quality.

比較例1〜3
実施例1の(B)工程における固体酸を、表1に示す固体酸種、その使用量、条件等を表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法により、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体の製造を行った。結果を表2に示す。
Comparative Examples 1-3
Polypropylene glycol in the same manner as in Example 1 except that the solid acid in Step (B) of Example 1 was changed as shown in Table 2 in terms of the solid acid species, the amount used, and the conditions shown in Table 1. -A polyethylene glycol block copolymer was produced. The results are shown in Table 2.

ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体と固体酸の分離に長時間を要し、その生産効率は著しく低下したものであった。   It took a long time to separate the polypropylene glycol-polyethylene glycol block copolymer and the solid acid, and the production efficiency was remarkably reduced.

Figure 0005874285
Figure 0005874285

Figure 0005874285
Figure 0005874285

本発明の製造方法によれば、触媒として用いたイミノ基含有ホスファゼニウム塩を効率よく除去でき、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量が低く、pH特性にも優れるポリアルキレングリコールを効率的に供給することが可能である。得られたポリアルキレングリコールは、ウレタン化反応性に優れ、品質に優れるポリウレタン製品を提供することができ、産業上の利用可能性は極めて高いものである。   According to the production method of the present invention, the imino group-containing phosphazenium salt used as a catalyst can be efficiently removed, and the residual amount of the imino group-containing phosphazenium salt is low, and polyalkylene glycol having excellent pH characteristics can be efficiently supplied. Is possible. The obtained polyalkylene glycol is excellent in urethanization reactivity and can provide a polyurethane product excellent in quality, and its industrial applicability is extremely high.

Claims (5)

少なくとも下記の(A)工程と(B)工程を経てなることを特徴とするポリアルキレングリコールの製造方法。
(A)工程;下記一般式(1)に示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩と活性水素化合物によりポリアルキレングリコール製造用活性種を調製した後、アルキレンオキシドの重合反応を行う工程。
Figure 0005874285
(1)
(ここで、R、Rは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表し、また、RとRが互いに結合して環構造を形成していても良いし、R同士又はR同士が互いに結合して環構造を形成していても良い。Xは、ヒドロキシアニオン、アルコキシアニオン、カルボキシアニオン、炭素数2〜5のアルキルカルボキシアニオン、又は炭酸水素アニオンを表す。)
(B)工程;(A)工程により得られたポリアルキレングリコールに、平均粒径100〜500μm、比表面積100m2/g以上450m2/g未満の固体酸を接触した後、固体酸を分離する工程。
A method for producing a polyalkylene glycol, comprising at least the following steps (A) and (B).
(A) Process; The process of performing the polymerization reaction of alkylene oxide, after preparing the active seed | species for polyalkylene glycol manufacture with the imino group containing phosphazenium salt shown by following General formula (1), and an active hydrogen compound.
Figure 0005874285
(1)
(Here, R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and R 1 and R 2 are bonded to each other to form a ring structure. R 1 or R 2 may be bonded to each other to form a ring structure, and X represents a hydroxy anion, an alkoxy anion, a carboxy anion, an alkyl carboxy anion having 2 to 5 carbon atoms, or Represents hydrogen carbonate anion.)
(B) Step; After contacting the polyalkylene glycol obtained in Step (A) with a solid acid having an average particle size of 100 to 500 μm and a specific surface area of 100 m 2 / g or more and less than 450 m 2 / g, the solid acid is separated. Process.
(A)工程におけるアルキレンオキシドの重合反応が、プロピレンオキシドの重合反応後、エチレンオキシドをさらに重合する、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体の重合反応であることを特徴とする請求項1に記載のポリアルキレングリコールの製造方法。 The polymerization reaction of alkylene oxide in the step (A) is a polymerization reaction of a polypropylene glycol-polyethylene glycol block copolymer in which ethylene oxide is further polymerized after the polymerization reaction of propylene oxide. A method for producing polyalkylene glycol. (B)工程において、固体酸としてケイ酸アルミニウム及び/又はケイ酸マグネシウムを用いることを特徴とする請求項1または2に記載のポリアルキレングリコールの製造方法。 (B) In the process, aluminum silicate and / or magnesium silicate is used as a solid acid, The method for producing polyalkylene glycol according to claim 1 or 2. イミノ基含有ホスファゼニウム化合物残存量50ppm以下、pH5.5〜8.0のポリアルキレングリコールを製造することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリアルキレングリコールの製造方法。 The method for producing a polyalkylene glycol according to any one of claims 1 to 3, wherein a polyalkylene glycol having an imino group-containing phosphazenium compound residual amount of 50 ppm or less and a pH of 5.5 to 8.0 is produced. 水酸基価10〜100mgKOH/g、総不飽和度0.05meq/g以下のポリアルキレングリコールを製造することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のポリアルキレングリコールの製造方法。 The method for producing a polyalkylene glycol according to any one of claims 1 to 4, wherein a polyalkylene glycol having a hydroxyl value of 10 to 100 mgKOH / g and a total degree of unsaturation of 0.05 meq / g or less is produced.
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