JP6386444B2 - 環状ホスホネート化合物およびその製造方法 - Google Patents
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Description
1.下記一般式(1)で表される環状ホスホネート化合物またはその混合物であって、該化合物またはその混合物の全含有ハロゲン分が80ppm以下であることを特徴とする環状ホスホネート化合物またはその混合物。
5.前記一般式(1)記載の環状ホスホネート化合物またはその混合物が下記一般式(9)または下記一般式(10)で表される環状ホスホネート化合物またはその混合物であることを特徴とする前項3記載の環状ホスホネート化合物またはその混合物の製造方法。
7.前項6記載の難燃性樹脂組成物より形成された成形品。
8.前項6記載の難燃性樹脂組成物より形成されたシート、フィルムまたは繊維。
三塩化リンとペンタエリスリトールとの反応方法として、ペンタエリスリトールの懸濁液に三塩化リンを滴下する、三塩化リンにペンタエリスリトールの懸濁液を滴下する、三塩化リンにペンタエリスリトール粉末を添加する等、種々の方法が適用できる。中でも、ペンタエリスリトールの懸濁液に三塩化リンを滴下することが作業効率の点から好ましい。本反応では、反応系内の温度を、−10℃〜90℃、より好ましくは、0℃〜80℃になるように保てばよい。
該有機塩基化合物の存在割合は、三塩化リンに対して0.1モル%〜100モル%である。実用上、この量比は、1〜20モル%が望ましい。
炭化水素基の炭素数としては、触媒作用がある限り任意の数を用いることができるが、単離する必要がある場合は、炭素数は少ないほうがよい。
また、炭化水素基であれば、別の種類のものであっても、置換することができ、置換体が触媒として作用することが理解される。
好ましい実施形態では、ヒドリド供与体である酸の陰イオンは、硫酸イオン、リン酸イオン、−O−P(O)R6 2、−O−P(O)(OR6)2、ClO4 −、R6CO2 −などである。(ここで、R6は、置換されたまたは置換されていない炭化水素基である。)
そして、いったん特定の酸(たとえば、リン酸など)が触媒として作用することが判明したならば、このグループに属する任意の酸を含む触媒もまた、触媒として作用することが理解される。
好ましい実施形態の無機酸は、H3PO4、H2SO4、(C6H5O)2PO2Hまたは(C6H5)2O2Hである。
好ましい実施形態の有機酸は、酢酸、安息香酸、サリチル酸であり、より好ましくは酢酸である。
R1〜R5がアルキル基の場合のアルキル基としては、例えば炭素数1〜6、好ましくは1〜4のアルキル基が挙げられ、その具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、n−又はiso−プロピル基、n−、iso−、sec−又はtert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基などが挙げられる。
(1)三塩化リンの純度
JIS K8404−1887に準拠し、三塩化リンを加水分解させた後、0.1mol/L硝酸銀水溶液で電位差滴定を行い、算出した。
(2)ペンタエリスリトールの純度
JIS K1510−1993に準拠し、ペンタエリスリトール水溶液にベンズアルデヒド−メタノール溶液と塩酸を加え、生じた沈殿の重量から算出した。
(3)含水率
(A)ペンタエリスリトール
三菱化成工業株式会社製の微量水分測定装置:CA−05型、水分気化装置:VA−05型を用いて電量滴定で試薬の含水率を求めた。
(B)触媒・溶媒
三菱化学株式会社製の電量滴定式水分測定装置:CA−06型を用いて電量滴定により試薬の含水率を求めた。
(4)生成物の構造同定および選択率
日本電子株式会社製400MHz NMR測定装置を用いて求めた。
(5)環状ホスホネートの全含有ハロゲン分測定
炭酸カリウム法により測定を行った。ハロゲン分の検出限界は80ppmであった。
(1)ペンタエリスリトール
広栄化学工業株式会社のペンタリット−S(純度99.4%)を、予め乾燥させたものを使用した。含水率は38ppmであった。
(2)三塩化リン
キシダ化学株式会社から購入した純度99%以上の三塩化リンを、予め窒素気流下で蒸留したものを用いた。
(3)ピリジン
和光純薬工業株式会社から購入した特級グレードを用い、予め含水率を50ppm以下にしたものを用いた。
(4)キシレン
和光純薬工業株式会社から購入した特級グレードを、含水率が50ppm以下になるように乾燥させてから用いた。
(5)ターシャリーブチルアルコール
和光純薬工業株式会社から購入した特級グレードを用いた。
(6)不飽和炭化水素
スチレン:和光純薬工業株式会社から購入した特級グレードを用いた。
α−メチルスチレン:和光純薬工業株式会社から購入した特級グレードを用いた。
4−ビニルフェノール:和光純薬工業株式会社から購入した試薬を用いた。
ジフェニルアセチレン:和光純薬工業株式会社から購入した試薬を用いた。
撹拌装置、還流冷却管、滴下漏斗、オイルバスを備えた10リットル三つ口フラスコに、ペンタエリスリトール681g(5.0mol)、ピリジン15.9g(0.2mol)、キシレン2Lを仕込んだ。窒素気流下、室温で滴下漏斗より三塩化リン1377g(10.0mol)を約2時間かけて滴下し、その後60℃に加熱し、30分更に反応させた。発生する塩化水素は、還流冷却管を通して反応系外の水酸化ナトリウム水溶液に吸収させた。その後放冷し、生じた白色懸濁液についてNMRを測定したところ、ペンタエリスリトールジクロロホスファイトの生成が確認できた(選択率97%)。
実施例1のスチレンをα−メチルスチレン1181.8g(10.0mol)とした以外は同様の反応を行い、白色結晶が2066g得られた。得られた白色結晶のNMRを測定したところ、ペンタエリスリトールジヒドロホスホネートのα−メチルスチレン付加物であることが確認できた(収率89%、FR−2と称する)。さらに得られた白色結晶の含有ハロゲン分を測定したところ、ハロゲン分は検出されなかった(80ppm以下)。
実施例1のスチレンを4−ビニルフェノール1201.5g(10.0mol)とした以外は同様の反応を行い、白色結晶が1990g得られた。得られた白色結晶のNMRを測定したところ、ペンタエリスリトールジヒドロホスホネートの4−ビニルフェノール付加物であることが確認できた(収率85%)。さらに得られた白色結晶の含有ハロゲン分を測定したところ、ハロゲン分は検出されなかった(80ppm以下)。
実施例1のスチレンをジフェニルアセチレン1782.3g(10.0mol)とした以外は同様の反応を行い、白色結晶が2192g得られた。得られた白色結晶のNMRを測定したところ、ペンタエリスリトールジヒドロホスホネートのジフェニルアセチレン付加物であることが確認できた(収率75%)。さらに得られた白色結晶の含有ハロゲン分を測定したところ、ハロゲン分は検出されなかった(80ppm以下)。
温度計、コンデンサー、滴下ロートを備えた反応容器にペンタエリスリトール816.9g(6.0mol)、ピリジン19.0g(0.24mol)、トルエン2250.4g(24.4mol)を仕込み、攪拌した。該反応容器に三塩化リン1651.8g(12.0mol)を該滴下ロートを用い添加し、添加終了後、60℃にて加熱攪拌を行った。反応後、室温まで冷却し、得られた反応物に塩化メチレン26.50部を添加し、氷冷しながらターシャリーブタノール889.4g(12.0mol)および塩化メチレン150.2g(1.77mol)を滴下した。得られた結晶をトルエンおよび塩化メチレンにて洗浄しろ過した。得られたろ取物を80℃、1.33×102Paで12時間乾燥し、白色の固体1341.1g(5.88mol)を得た。得られた固体はNMR測定により2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン,3,9−ジヒドロ−3,9−ジオキサイドである事を確認した。
FR−1:実施例1にて得られた白色個体
FR−2:実施例2にて得られた白色個体
FR−3:比較例1にて得られた白色個体
HIPS(PSジャパン株式会社製スタイロンH9152を用いた)100重量部に対してFR−1〜FR−3を10重量部添加し、タンブラーにて配合し、15mmφ二軸押出機(テクノベル製、KZW15)にてペレット化し、得られたペレットを70℃の熱風乾燥機にて4時間乾燥を行った。該ペレットを射出成形機((株)日本製鋼所製、J75Si)にて成形した。射出成形時に230℃、20分間滞留させた後に得られた成形板の色相を目視にて観察した。評価基準および評価結果を下記に示す。
○:着色無し
×:ヤケ状の着色あり
Claims (10)
- 前記一般式(1)記載の環状ホスホネート化合物の混合物が下記一般式(9)および下記一般式(10)で表される環状ホスホネート化合物の混合物であることを特徴とする請求項1記載の環状ホスホネート化合物の混合物。
- ペンタエリスリトールに三塩化リンを反応させ下記一般式(5)で表されるペンタエリスリトールジクロロホスファイトを製造する工程、下記一般式(5)で表されるペンタエリスリトールジクロロホスファイトに水素導入剤を反応させ下記一般式(6)で表されるペンタエリスリトールジヒドロホスホネートを製造する工程、および下記一般式(6)で表されるペンタエリスリトールジヒドロホスホネートに下記一般式(7)または下記一般式(8)で表される不飽和炭化水素化合物を反応させ下記一般式(1)で表される環状ホスホネート化合物の混合物を製造する工程を含むことを特徴とする請求項1記載の環状ホスホネート化合物の混合物の製造方法。
- 前記一般式(6)で表されるペンタエリスリトールジヒドロホスホネートに前記一般式(7)または前記一般式(8)で表される不飽和炭化水素化合物を反応させ前記一般式(1)で表される環状ホスホネート化合物の混合物を製造する工程において、金属錯体化合物を触媒として用いる付加反応工程を含むことを特徴とする請求項4記載の環状ホスホネート化合物の混合物の製造方法。
- 前記一般式(1)記載の環状ホスホネート化合物の混合物が下記一般式(9)および下記一般式(10)で表される環状ホスホネート化合物の混合物であることを特徴とする請求項4記載の環状ホスホネート化合物の混合物の製造方法。
- ペンタエリスリトールに三塩化リンを反応させ下記一般式(5)で表されるペンタエリスリトールジクロロホスファイトを製造する工程、下記一般式(5)で表されるペンタエリスリトールジクロロホスファイトに水素導入剤を反応させ下記一般式(6)で表されるペンタエリスリトールジヒドロホスホネートを製造する工程、および下記一般式(6)で表されるペンタエリスリトールジヒドロホスホネートに下記一般式(8)で表されるジフェニルアセチレンである不飽和炭化水素化合物を反応させ下記一般式(1)で表されるペンタエリスリトールジヒドロホスホネートのジフェニルアセチレン付加物である環状ホスホネート化合物を製造する工程を含むことを特徴とする請求項3記載の環状ホスホネート化合物の製造方法。
- 有機重合体100重量部に対して請求項1記載の環状ホスホネート化合物の混合物または請求項3記載の環状ホスホネート化合物を0.1〜100重量部添加することを特徴とする難燃性樹脂組成物。
- 請求項8記載の難燃性樹脂組成物より形成された成形品。
- 請求項8記載の難燃性樹脂組成物より形成されたシート、フィルムまたは繊維。
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