JP6611729B2

JP6611729B2 - 多価グリシジル化合物の製造方法

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Inventors: 千佳山下; 圭孝石橋
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Description

本発明は、多価グリシジル（エポキシ）化合物の製造方法に関する。さらに詳しくは、硬度、強度、耐熱性に優れ、特に、電子材料分野に適した硬化性樹脂組成物の原料となる多価グリシジル化合物の製造方法に関する。

グリシジル（エポキシ）化合物は電気特性、接着性、耐熱性などに優れるために、塗料分野、土木分野、電気分野などの多くの用途で使用されている。特に、ビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦ型ジグリシジルエーテル、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などの芳香族グリシジル（エポキシ）化合物は、耐水性、接着性、機械物性、耐熱性、電気絶縁性、経済性などが優れることから種々の硬化剤と組み合わせて広く使用されている。

グリシジル化合物及び硬化剤を含む樹脂の物性を向上させるため、グリシジル化合物は目的物性に合うように分子設計される。例えば、ビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテルにおいては、基本骨格のフェノール部位の芳香環を水素化し、脂肪族シクロヘキサン骨格に誘導することで、硬化物の光学特性（透明性）が向上する、又は硬化時の流動性が向上することが知られている。フェノールノボラック型エポキシ樹脂においては、グリシジル化合物の重合度、分子量分布などを調整することで、硬化時の流動性を変化させたり、硬化物の耐熱性、接着性などを制御したりすることができる。

グリシジル化合物及び硬化剤を含む樹脂の硬化物の耐熱性、接着性などを向上させる手法として、グリシジル化合物の多官能化が知られている。樹脂中の反応性官能基の密度（一分子あたりに含まれる官能基の量）を増加させることで、グリシジル化合物と硬化剤の間の反応架橋点を増加することができる。硬化物の単位体積当たりの架橋密度が増加するため、分子のミクロ運動が制御されて硬化物の外部影響に対する耐性が高まる。その結果、硬化物の耐熱性の向上、硬化物への剛性、接着性などの付与が可能となる。

グリシジル化合物の多官能化の一つの手法として、芳香環骨格を有するグリシジル化合物の芳香環骨格に２つ以上のグリシジル基を導入し、架橋密度を向上させる方法が知られている。例えば、特許文献１（特開昭６３−１４２０１９号公報）には、ビスフェノールを基本骨格とする化合物のフェノール部位に結合したグリシジルエーテル基に対し、オルト位又はパラ位にグリシジル基を有する多価グリシジル化合物が金属への良好な接着性、低吸湿性、良好な機械的特性を有することが開示されている。これらの化合物は、ビスフェノール−Ｆなどのフェノール類を出発原料として、フェノールヒドロキシ基の２−アルケニル化、それによって生じた２−アルケニルエーテル基のクライゼン転位によるオルト位又はパラ位の２−アルケニル化、続くエピクロロヒドリンを用いるグリシジルエーテル化、及び側鎖２−アルケニル基の酸化（グリシジル化）により合成されている。

しかしながら、最終段階で行われる酸化（グリシジル化）反応においては、反応点である２−アルケニル基に対し、過酢酸、過ギ酸、ｍ−クロロ過安息香酸、ペルオキソフタル酸などの有機過酸化物、又は過モリブデン酸、過バナジン酸、過タングステン酸などの無機過酸化物を化学当量以上必要とするため、目的物からこれら酸化剤の残渣を除去することが困難である、あるいは酸化剤のコストが高く、工業的に実現性に乏しい場合があった。また、合成過程においてエピクロロヒドリンを使用するため、官能基数の多い化合物を製造する場合、エピクロロヒドリンの使用量の増加に伴い生成物中の有機塩素化合物の含有量が増加する。

有機塩素化合物の混入を回避するためには、グリシジル（エポキシ）化合物の合成にエピクロロヒドリンを使用しない方法を用いることが有効である。例えば、芳香環骨格を有する多価グリシジル化合物の合成方法として、２−アルケニルフェニルエーテルのクライゼン転位によるオルト位又はパラ位の２−アルケニル化、生成したフェノール性ヒドロキシ基の２−アルケニルエーテル化、２−アルケニルエーテル基及びそのオルト位又はパラ位の２−アルケニル基の同時酸化（グリシジル化）を含む方法が考えられる。この方法によれば、エピクロロヒドリンを使用しないため、原理的にグリシジル化合物中の塩素量を大幅に低減することが可能となる。しかし、２−アルケニルエーテル基とそのオルト位又はパラ位の２−アルケニル基の同時酸化は、これらの基の反応性が異なるため一般に反応制御が困難であり、これまでに知られていない。

特開昭６３−１４２０１９号公報

本発明は、過酸化水素水溶液を酸化剤として用いて分子内に２−アルケニルエーテル基と２−アルケニル基を有する化合物の２−アルケニルエーテル基と２−アルケニル基を酸化することにより多価グリシジル化合物を安全に、高収率かつ高純度で製造する方法を提供するものである。

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究し、実験を重ねた結果、分子内に２つ以上の２−アルケニル基及び１つ以上の２−アルケニルエーテル基を有する化合物を、触媒としてタングステン化合物、第四級アンモニウム塩、及び助触媒としてリン酸の存在下、リン酸以外の酸を用いて反応液のｐＨを制御しながら過酸化水素水溶液を酸化剤として用いて酸化（グリシジル化）する際に、反応液への過酸化水素水溶液の添加及び反応液のｐＨを調整するためのリン酸以外の酸の添加を交互に時間を空けて複数回反復することにより、安全に高収率かつ高純度で分子内に３つ以上のグリシジル基を有する多価グリシジル化合物を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は以下のとおりのものである。
［１］分子内に２つ以上の置換又は非置換の２−アルケニル基及び１つ以上の置換又は非置換の２−アルケニルエーテル基を有する２−アルケニルエーテル化合物を、過酸化水素水溶液を酸化剤として用いて、触媒としてタングステン化合物、第四級アンモニウム塩、及び助触媒としてリン酸の存在下、リン酸以外の酸を用いて反応液のｐＨを１．０〜４．０に制御しながら酸化する多価グリシジル化合物の製造方法において、前記反応液への過酸化水素水溶液の添加工程及びリン酸以外の酸の添加工程を交互に時間を空けて複数回反復する工程を含むことを特徴とする多価グリシジル化合物の製造方法。
［２］前記反復工程における過酸化水素水溶液の添加工程及びリン酸以外の酸の添加工程を、両工程の間を各々０．１〜１時間空けて、反応中に２〜２０回反復する［１］に記載の多価グリシジル化合物の製造方法。
［３］前記反応液への過酸化水素水溶液の総添加量が前記２−アルケニルエーテル化合物の有する２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の合計量に対して０．５当量に達するまでに、前記反復工程における過酸化水素水溶液の添加工程及びリン酸以外の酸の添加工程を少なくとも２回反復する［１］又は［２］のいずれかに記載の多価グリシジル化合物の製造方法。
［４］前記反応液への過酸化水素水溶液の添加工程及びリン酸以外の酸の添加工程を反応液の温度が５０℃を超えない範囲で実施する［１］〜［３］のいずれかに記載の多価グリシジル化合物の製造方法。
［５］前記２−アルケニルエーテル化合物が、分子内に芳香環を含み、芳香環に直結した１つ以上の置換又は非置換の２−アルケニルエーテル基と芳香環に直結した２つ以上の置換又は非置換の２−アルケニル基を有し、かつ前記置換又は非置換の２−アルケニルエーテル基に対してオルト位又はパラ位に置換又は非置換の２−アルケニル基が位置する化合物である［１］〜［４］のいずれかに記載の多価グリシジル化合物の製造方法。
［６］前記２−アルケニルエーテル化合物が、一般式（１）：

（式中、Ｒ^１及びＲ^２は、各々独立して、下記式（２）で表される基であり、Ｑは、各々独立して、式：−ＣＲ^３Ｒ^４−で表されるアルキレン基、炭素原子数３〜１２のシクロアルキレン基、炭素原子数６〜１０の単独芳香環からなるアリーレン基若しくは２〜３の炭素原子数６〜１０の芳香環が結合してなるアリーレン基、炭素原子数７〜１２の二価の脂環式縮合環、又はこれらを組み合わせた二価基であり、Ｒ^３及びＲ^４は各々独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基、炭素原子数２〜１０のアルケニル基、炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基、又は炭素原子数６〜１０のアリール基であり、ｎは０〜５０の整数を表す。式（２）中のＲ^５、Ｒ^６及びＲ^７は、各々独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基、炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基又は炭素原子数６〜１０のアリール基を表す。）で表される化合物、又は上記一般式（１）のベンゼン骨格の代わりにナフタレン骨格を有する化合物である［１］〜［５］のいずれかに記載の多価グリシジル化合物の製造方法。

［７］前記２−アルケニルエーテル化合物が、ビスフェノール−Ａ、ビスフェノール−Ｆ、フェノールノボラック、トリフェニルメタンフェノール、ビフェニルアラルキル型フェノール、フェニルアラルキル型フェノール、又は無置換のテトラヒドロジシクロペンタジエン骨格のフェノール若しくは両端に−ＣＨ_２−が結合した無置換のテトラヒドロジシクロペンタジエン骨格のフェノールのいずれかの基本骨格を有し、ＯＲ^１に対してＲ^２がオルト位又はパラ位に位置する２−アルケニルエーテル化合物である［６］に記載の多価グリシジル化合物の製造方法。
［８］前記タングステン化合物が、タングステン酸ナトリウムとタングステン酸の混合物、タングステン酸ナトリウムと鉱酸の混合物、又はタングステン酸とアルカリ化合物の混合物のいずれかである［１］〜［７］のいずれかに記載の多価グリシジル化合物の製造方法。
［９］前記第四級アンモニウム塩の窒素原子に結合した置換基の炭素原子数の合計が６以上５０以下である［１］〜［８］のいずれかに記載の多価グリシジル化合物の製造方法。
［１０］リン酸以外の前記酸が、ポリリン酸、ピロリン酸、スルホン酸、硝酸、硫酸、塩酸、及びホウ酸からなる群から選択される少なくとも一種の鉱酸又はベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、及びトリフルオロ酢酸からなる群から選択される少なくとも一種の有機酸である［１］〜［９］のいずれかに記載の多価グリシジル化合物の製造方法。

本発明の多価グリシジル化合物の製造方法によれば、目的物から酸化剤由来残渣の除去が簡便化できるとともに、安価な過酸化水素水溶液を酸化剤として使用するため、製造コストを低減できる。また、反応液のｐＨを１．０〜４．０に制御しながら、過酸化水素水溶液の添加及びｐＨ制御するために投入するリン酸以外の酸の添加を交互に時間を空けて複数回反復して反応液の温度を制御することで、副生する加水分解物の生成量を低減することができ、安全に高収率かつ高純度で多価グリシジル化合物を得ることができる。そのため、本発明により工業的に有用な多価グリシジル化合物を効率的に製造することができる。また、反応工程において、有機塩素化合物を使用しないため、高い電気的信頼性が求められる電子デバイスへの適用が可能である。

以下、本発明を詳細に説明する。本発明の多価グリシジル化合物の製造方法は、分子内に２つ以上の置換又は非置換の２−アルケニル基及び１つ以上の置換又は非置換の２−アルケニルエーテル基を有する２−アルケニルエーテル化合物を、過酸化水素水溶液を酸化剤として用いて、触媒としてタングステン化合物、第四級アンモニウム塩、及び助触媒としてリン酸の存在下、リン酸以外の酸を用いて反応液のｐＨを１．０〜４．０に制御しながら酸化する。この際に反応液への過酸化水素水溶液の添加工程及びリン酸以外の酸の添加工程を交互に時間を空けて複数回反復する。詳細は後述するが、本発明では分子内に存在する２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合を酸化（グリシジル化）することで３つ以上のグリシジル基を有する多価グリシジル化合物を製造する。本明細書において「グリシジル基」とは、置換又は非置換のグリシジル基に加えてグリシジル骨格を有する置換又は非置換のグリシジルエーテル基をも含む。例えば、「３つ以上のグリシジル基」とは置換又は非置換のグリシジル基と置換又は非置換のグリシジルエーテル基の総数が３つ以上であることを意味する。本明細書において「２−アルケニルエーテル基」とは、２−アルケニルオキシ基を意味する。

本発明において酸化反応に用いられる反応基質は、分子内に２つ以上の置換又は非置換の２−アルケニル基及び１つ以上の置換又は非置換の２−アルケニルエーテル基を有する２−アルケニルエーテル化合物であれば特に制限はないが、分子内に芳香環を含み、芳香環に直結した１つ以上の置換又は非置換の２−アルケニルエーテル基と芳香環に直結した２つ以上の置換又は非置換の２−アルケニル基を有し、かつ置換又は非置換の２−アルケニルエーテル基に対してオルト位又はパラ位に置換又は非置換の２−アルケニル基が位置する化合物が比較的容易に入手できる点で好ましい。例えば、好適な２−アルケニルエーテル化合物として以下の一般式（１）で表される化合物が挙げられる。

式中、Ｒ^１及びＲ^２は、各々独立して、下記式（２）で表される基であり、Ｑは、各々独立して、式：−ＣＲ^３Ｒ^４−で表されるアルキレン基、炭素原子数３〜１２のシクロアルキレン基、炭素原子数６〜１０の単独芳香環からなるアリーレン基若しくは２〜３の炭素原子数６〜１０の芳香環が結合してなるアリーレン基（例えば、２つの芳香環が結合してなるアリーレン基としてビフェニル骨格を有するアリーレン基が、３つの芳香環が結合してなるアリーレン基としてトリフェニル骨格を有するアリーレン基が挙げられる）、炭素原子数７〜１２の二価の脂環式縮合環、又はこれらを組み合わせた二価基であり、Ｒ^３及びＲ^４は各々独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基、炭素原子数２〜１０のアルケニル基、炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基、又は炭素原子数６〜１０のアリール基であり、ｎは０〜５０の整数を表す。式（２）中のＲ^５、Ｒ^６及びＲ^７は、各々独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基、炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基又は炭素原子数６〜１０のアリール基を表す。式（２）及び式（３）中の＊は、酸素原子又は芳香環を構成する炭素原子との結合部であることを意味する。

上記一般式（１）で表される具体的な２−アルケニルエーテル化合物として、Ｒ^１及びＲ^２の好ましいものとしてはＲ^５〜Ｒ^７が全て水素原子の式（２）又は式（３）で表される基が挙げられる。Ｑの好ましいものとしては、式：−ＣＲ^３Ｒ^４−で表されるアルキレン基としてＲ^３及びＲ^４が各々独立して、水素原子、炭素原子数が１〜１０のアルキル基、フェニル基、又はナフチル基であるものが挙げられる。炭素原子数３〜１２のシクロアルキレン基の好ましいものとしてはシクロヘキシリデン基、炭素原子数６〜１０の単独芳香環からなるアリーレン基若しくは２〜３の炭素原子数６〜１０の芳香環が結合してなるアリーレン基の好ましいものとしてはフェニレン基、及びビフェニルジイル基が挙げられる。炭素原子数７〜１２の二価の脂環式縮合環の好ましいものとしては二価のテトラヒドロジシクロペンタジエン環が挙げられる。これらを組み合わせた二価基の好ましいものとしては、−ＣＨ_２−Ｐｈ−Ｐｈ−ＣＨ_２−基（本明細書においてＰｈは無置換のベンゼン環を意味する）、及び−ＣＨ_２−Ｐｈ−ＣＨ_２−基が挙げられる。好ましい具体的な化合物としては、ビスフェノール−Ａ、ビスフェノール−Ｆ、フェノールノボラック、トリフェニルメタンフェノール、例えば−ＣＨ_２−Ｐｈ−Ｐｈ−ＣＨ_２−骨格を有するビフェニルアラルキル型フェノール、例えば−ＣＨ_２−Ｐｈ−ＣＨ_２−骨格を有するフェニルアラルキル型フェノール、又は無置換のテトラヒドロジシクロペンタジエン骨格のフェノール若しくは両端に−ＣＨ_２−が結合した無置換のテトラヒドロジシクロペンタジエン骨格のフェノールのいずれかの基本骨格を有し、ＯＲ^１に対してＲ^２がオルト位又はパラ位に位置する２−アルケニルエーテル化合物が挙げられる。また、上記一般式（１）で表される２−アルケニルエーテル化合物以外の２−アルケニルエーテル化合物として、一般式（１）のベンゼン骨格の代わりにナフタレン骨格を有する化合物、例えばナフタレンノボラックも挙げられる。

一例として、４，４’−ジヒドロキシジフェニルジメチルメタン（ビスフェノール−Ａ）、４，４’−ジヒドロキシジフェニルメタン（ビスフェノール−Ｆ）などのビスフェノール化合物、フェノール及びホルムアルデヒドをベースとしたノボラックなどの公知のポリフェノールを用い、これを相当する２−アルケニルエーテル化合物に変換した後、続けてクライゼン転位を経て、フェノール化合物に誘導化することによりフェノール性水酸基のオルト位又はパラ位に２−アルケニル基が位置する化合物を得ることができる。このフェノール化合物を再度相当する２−アルケニルエーテル化合物に変換することにより一般式（１）で表される化合物を得ることができる。

クライゼン転位段階までの反応は、市販のフェノール化合物を出発物質として用い、下記に示す２−アルケニルエーテル化、続く加熱条件下での転位により変換し、続く２−アルケニルエーテル化合物への変換工程は、例えば米国特許第５５７８７４０号公報に記載されたカルボン酸アリルをアリル化剤として金属触媒を用いる方法が知られている。そこでは、オルト位が２−アルケニル化されたフェノールは、アリルエーテル化反応により、分子内に２−アルケニル基を２つ以上有するアリルエーテル化合物へと変換される。

２−アルケニルエーテル化においては、生成物の２−アルケニルエーテル化合物中の塩素含有量を低くするため、２−アルケニル化剤として塩化２−アルケニルの使用は避けることが好ましい。２−アルケニル化剤として、例えば、酢酸アリル、アリルアルコール、炭酸アリル、カルバミン酸アリルなどが挙げられるが、工業的に安価な、酢酸アリル及びアリルアルコールが望ましい。フェノール性水酸基の２−アルケニル化の例としては、例えば、Ｊ．Ｍｕｚａｒｔら，Ｊ．Ｏｒｇａｎｏｍｅｔ．Ｃｈｅｍ．，３２６，ｐｐ．Ｃ２３−Ｃ２８（１９８７）などに金属触媒を用いてアリルエーテル体へと変換する方法が開示されている。

本発明の多価グリシジル化合物の製造方法においては、反応基質である上記２−アルケニルエーテル化合物の２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合を、過酸化水素水溶液を酸化剤として用いて酸化（グリシジル化）する。過酸化水素水溶液の濃度には特に制限はないが、一般的には約１〜約８０質量％、好ましくは約２０〜約６０質量％の範囲から選ばれる。工業的な生産性の観点、及び分離の際の操作性及び／又はコストの点からは過酸化水素水溶液は高濃度のほうが好ましいが、一方で過度に高濃度の、及び／又は過剰量の過酸化水素水溶液を用いないほうが経済性、安全性などの観点で好ましい。

過酸化水素水溶液を反応液に添加すると、反応液のｐＨは変化する。本発明者らは、反応液のｐＨの制御が本発明の課題を解決するために極めて重要であることに着目し、本発明の実施態様では反応液への過酸化水素水溶液の添加工程（以下、「第一の工程」という）と、ｐＨを制御するためのリン酸以外の酸の添加工程（以下、「第二の工程」という）とを、交互に時間を空けて複数回反復する工程を含むことが極めて有効であることを見出した。具体的には、反復回数をｎ回とし、任意のｋ（２≦ｋ≦ｎ）回目の工程に着目するとき、（ｋ−１）回目の第一の工程終了後間隔Ｔ１を空けて（ｋ−１）回目の第二の工程を実施し、（ｋ−１）回の第二の工程終了後間隔Ｔ２を空けてｋ回目の第一の工程を実施する。（ｋ−１）回目の第一の工程からｋ回目の第一の工程前までの期間を１回の一連工程とし、これをｎ回反復する。ｎ回の反復工程における各々の第一の工程、Ｔ１、第二の工程及びＴ２は同一の条件とすることもできるが、異なる条件とすることもできる。

本反応系は、有機溶媒又は２−アルケニルエーテル化合物自体に基づく有機相と、添加された過酸化水素水溶液に基づく水相との２相系であり、反応液の攪拌に伴い、通常エマルジョン様となる。反応液に過酸化水素水溶液又はリン酸以外の酸を添加する場合、反応初期では反応液中の水相の相対比率が低く、測定対象を水溶液とするｐＨ分析計では、真のｐＨ値が観測できない。そのため、溶液の一部をサンプリングし、水を用いて２〜１０倍程度に希釈して水分比率を高めた上で計測して得られた観測値から反応液のｐＨ値を推定することができる。本発明によれば、過酸化水素水溶液（酸化剤）の添加とリン酸以外の酸（ｐＨ調整剤）の添加の間隔を空けることで、反応系内のｐＨが急激に低下することを防ぐことができる。このようにして、直接的に反応液のｐＨを観測することが難しい反応初期においても、反応液のｐＨを精度よく制御することができる。例えば、１回目の過酸化水素水溶液の添加及びリン酸以外の酸の添加後の反応液のｐＨは見かけ上約５程度に観測されるが、１０倍に希釈後のエマルジョンを測定して得られた値から真のｐＨ値は約４と推定される。

本発明の実施態様では、はじめに基質、触媒などを仕込んだ反応液中に過酸化水素水溶液を添加するが、助触媒として反応液中にリン酸が含まれるためこの段階で反応液のｐＨが１．０〜４．０の範囲外となることはない。実際、リン酸以外の酸を添加する前に、溶液の一部を分取し、水を用いて希釈後、水層部分のｐＨを計測し、実測値から算出された推定ｐＨ値は４．０以下である。リン酸以外の酸を添加することでｐＨは徐々に低下するが、ｐＨが１．０より低くならないように添加量を調整する。

反応液のｐＨをｐＨ分析計で直接測定できるような段階となると、反応液中に過酸化水素、リン酸、リン酸以外の酸（好ましくは硫酸）、及びタングステン化合物が共存することにより緩衝作用を示すようになる。このような段階になると、残りの過酸化水素水溶液及びリン酸以外の酸の添加を一度に行っても反応液の大きなｐＨ変化は起こらない。

本発明の好ましい実施態様では、上記第一の工程及び第二の工程を、両工程の間を各々０．１〜１時間空けて、反応中に複数回、例えば２〜２０回反復する。より具体的な一例としては、反応液中に添加する過酸化水素水溶液の添加量が２−アルケニルエーテル化合物の有する２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の合計量に対して０．０５〜０．３当量の範囲で初回の過酸化水素水溶液の添加（第一の工程）を行い、添加終了後０．１〜１時間（上記Ｔ１に相当）反応を継続した後、初回の第二の工程としてリン酸以外の酸を反応液のｐＨが１．０〜４．０の範囲を保持する範囲内（例えば総添加量の５〜３０質量％の範囲内）で添加し、添加終了後０．１〜１時間（上記Ｔ２に相当）反応を継続する。すなわち、初回の第一の工程終了後第二の工程開始まで０．１〜１時間空け、初回の第二の工程終了後２回目の第一の工程開始まで０．１〜１時間空ける。このような工程とすることで、反応液のｐＨが急激に低下することを防止し、過酸化水素の残存蓄積量も調整することができる。第一の工程及び第二の工程では反応液を撹拌しながら断続的又は連続的に少量ずつ添加を行うことが好ましく、０．１〜１．５時間かけて添加することがより好ましい。両工程間（Ｔ１及びＴ２）も反応液の撹拌を継続することが好ましい。続いて反応液中に添加する過酸化水素水溶液の総添加量（１回目と２回目の合計量）が２−アルケニルエーテル化合物の有する２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の合計量に対して０．１〜０．５当量となる範囲で２回目の過酸化水素水溶液の添加（第一の工程）を行い、添加終了後０．１〜１時間（上記Ｔ１に相当）反応を継続した後、２回目の第二の工程としてリン酸以外の酸を反応液のｐＨが１．０〜４．０の範囲を保持する範囲内（例えば総添加量の５〜３０質量％の範囲内）で添加し、添加終了後０．１〜１時間（上記Ｔ２に相当）反応を継続する。

反復回数ｎは２以上であればよいが、反応時間、反応効率、手間などを考慮すると、ｎは３〜２０であることが好ましく、ｎは４〜１５であることがより好ましく、ｎは５〜１０であることがさらに好ましい。

本発明の好ましい実施態様では、反応液への過酸化水素水溶液の総添加量が２−アルケニルエーテル化合物の有する２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の合計量に対して０．５当量に達するまでに、少なくとも２回の反復工程を実施する。このときｎは３〜２０であることが好ましい。別の好ましい実施態様では、反応液への過酸化水素水溶液の総添加量が２−アルケニルエーテル化合物の有する２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の合計量に対して０．４当量に達するまでに、少なくとも２回の反復工程を実施する。このときｎは４〜１５であることが好ましい。さらに別の好ましい実施態様では、反応液への過酸化水素水溶液の総添加量が２−アルケニルエーテル化合物の有する２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の合計量に対して０．３当量に達するまでに少なくとも２回の反復工程を実施する。このときｎは５〜１０であることが好ましい。第一の工程及び第二の工程を複数回交互に反復し、１回当たりの添加量を少量に抑えることで、両工程を同時にまとめて実施する場合に比べて反応中の反応液のｐＨ制御が容易となり（すなわちｐＨの変動を小さくすることができ）、反応の急激な進行及びそれに伴う温度上昇が抑制され、酸化反応を安全かつ効率的に進行させることができる。

過酸化水素水溶液の添加時間が長くなる（添加速度が遅い）と、系内の過酸化水素濃度が低下し、酸化反応の効率が低下するとともに、加水分解が競合して起こるおそれがある。なお、反応初期に反応液に多量の過酸化水素水溶液を一度にまとめて添加すると反応が急激に進行し危険な場合があるため、過酸化水素水溶液は反応液を撹拌しながら反応液の過酸化水素濃度について反応で消費されているのを確認しつつ連続的又は断続的に添加することが好ましい。過酸化水素水溶液の総添加量は、２−アルケニルエーテル化合物の有する２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の合計量に対して１．０〜５．０当量であり、好ましくは１．１〜３．０当量、より好ましくは１．２〜２．０当量である。１．０当量未満では理論上２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の全てを酸化することができない。５．０当量より多いと過剰な酸化剤をクエンチするための還元剤が多量に必要となり、後処理工程が煩雑となる。

上記反復工程終了後も反応を継続することが好ましい。２−アルケニルエーテル化合物の有する２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の合計量の１．０当量となる過酸化水素水溶液量から反復工程において添加された過酸化水素水溶液量を引いた残りの過酸化水素水溶液量と同量以上の過酸化水素水溶液の添加、及びその後の反応を、反応液を撹拌しながら継続することが好ましい。この段階で必要に応じて反応液のｐＨを調整するためにリン酸以外の酸を添加することができる。リン酸以外の酸の添加は過酸化水素水溶液の添加後間隔を空けてから行わなくてもよく、過酸化水素水溶液の添加と同時に行うこともできる。

上記反復工程を含めて撹拌には磁気撹拌子又は撹拌翼を有するスターラーを用いることが好ましい。撹拌速度は一般に１００〜２０００ｒｐｍの範囲であり、好ましくは３００〜１５００ｒｐｍの範囲である。反応液は、反応基質である２−アルケニルエーテル化合物単体、又は有機溶媒に溶解させた２−アルケニルエーテル化合物を含む有機相と、過酸化水素を含む水相の二相系であり、この二相がエマルジョン様となるよう撹拌することが望ましい。２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の酸化（グリシジル化）反応の進行に伴い、グリシジル化合物が生成し、反応液の粘性は高まる。中間生成物又は最終生成物であるグリシジル化合物のグリシジル基の加水分解及びそれに起因するゲル状物の副生を防ぐため、過酸化水素水溶液の添加終了後、２〜３０時間の範囲で反応を継続した後、撹拌及び加熱を停止して酸化反応を完了することが好ましい。２時間未満で反応を停止すると、反応基質の２−アルケニルエーテル化合物が多く含まれ、目的物の収率が低くなる傾向がある。３０時間より長く反応を継続すると、加水分解物が主生成物となり、場合によってはゲル状物が生成することから、反応液の後処理工程が煩雑となり、目的物の収率が低下する傾向がある。

過酸化水素水溶液を用いた酸化（グリシジル化）は、触媒としてタングステン化合物、第四級アンモニウム塩、及び助触媒としてリン酸の存在下で、リン酸以外の酸を用いて反応液のｐＨを制御しながら実施することができる。これらの化合物は比較的安価であるため、過酸化水素を酸化剤として用いた２−アルケニルエーテル化合物の２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の酸化を低コストで行うことができる。

触媒として用いるタングステン化合物としては、水中でタングステン酸アニオンを生成する化合物が好適であり、例えば、タングステン酸、三酸化タングステン、三硫化タングステン、六塩化タングステン、リンタングステン酸、タングステン酸アンモニウム、タングステン酸カリウム二水和物、タングステン酸ナトリウム二水和物などが挙げられるが、タングステン酸、三酸化タングステン、リンタングステン酸、タングステン酸ナトリウム二水和物などが好ましい。これらタングステン化合物類は単独で使用しても２種以上を混合使用してもよい。

これらの水中でタングステン酸アニオンを生成する化合物の触媒活性は、タングステン酸アニオン１モルに対して、約０．２〜約０．８モルの対カチオンが存在したほうが高い。このようなタングステン組成物の調製法としては、例えばタングステン酸とタングステン酸のアルカリ金属塩を、タングステン酸アニオンと対カチオンが前記比率となるように混合してもよいし、タングステン酸をアルカリ化合物（アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩など）と混合するか、タングステン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とリン酸、硫酸などの鉱酸のような酸性化合物を組み合わせてもよい。これらの好ましい具体例としては、タングステン酸ナトリウムとタングステン酸の混合物、タングステン酸ナトリウムと鉱酸の混合物、又はタングステン酸とアルカリ化合物の混合物が挙げられる。

タングステン化合物の触媒としての使用量は、タングステン原子として、反応基質である２−アルケニルエーテル化合物の２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の合計量に対して、約０．０００１〜約２０モル％、好ましくは約０．０１〜約２０モル％の範囲から選ばれる。

触媒として用いる第四級アンモニウム塩としては、その窒素原子に結合した置換基の炭素原子数の合計が６以上５０以下、好ましくは１０以上４０以下の第四級有機アンモニウム塩が、酸化（グリシジル化）反応の活性が高くて好ましい。

第四級アンモニウム塩としては、塩化トリオクチルメチルアンモニウム、塩化トリオクチルエチルアンモニウム、塩化ジラウリルジメチルアンモニウム、塩化ラウリルトリメチルアンモニウム、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ラウリルジメチルベンジルアンモニウム、塩化トリカプリルメチルアンモニウム、塩化ジデシルジメチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、塩化ベンジルトリメチルアンモニウム、塩化ベンジルトリエチルアンモニウムなどの塩化物；臭化トリオクチルメチルアンモニウム、臭化トリオクチルエチルアンモニウム、臭化ジラウリルジメチルアンモニウム、臭化ラウリルトリメチルアンモニウム、臭化ステアリルトリメチルアンモニウム、臭化ラウリルジメチルベンジルアンモニウム、臭化トリカプリルメチルアンモニウム、臭化ジデシルジメチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、臭化ベンジルトリメチルアンモニウム、臭化ベンジルトリエチルアンモニウムなどの臭化物；ヨウ化トリオクチルメチルアンモニウム、ヨウ化トリオクチルエチルアンモニウム、ヨウ化ジラウリルジメチルアンモニウム、ヨウ化ラウリルトリメチルアンモニウム、ヨウ化ステアリルトリメチルアンモニウム、ヨウ化ラウリルジメチルベンジルアンモニウム、ヨウ化トリカプリルメチルアンモニウム、ヨウ化ジデシルジメチルアンモニウム、ヨウ化テトラブチルアンモニウム、ヨウ化ベンジルトリメチルアンモニウム、ヨウ化ベンジルトリエチルアンモニウムなどのヨウ化物；リン酸水素化トリオクチルメチルアンモニウム、リン酸水素化トリオクチルエチルアンモニウム、リン酸水素化ジラウリルジメチルアンモニウム、リン酸水素化ラウリルトリメチルアンモニウム、リン酸水素化ステアリルトリメチルアンモニウム、リン酸水素化ラウリルジメチルベンジルアンモニウム、リン酸水素化トリカプリルメチルアンモニウム、リン酸水素化ジデシルジメチルアンモニウム、リン酸水素化テトラブチルアンモニウム、リン酸水素化ベンジルトリメチルアンモニウム、リン酸水素化ベンジルトリエチルアンモニウムなどのリン酸水素化物；硫酸水素化トリオクチルメチルアンモニウム、硫酸水素化トリオクチルエチルアンモニウム、硫酸水素化ジラウリルジメチルアンモニウム、硫酸水素化ラウリルトリメチルアンモニウム、硫酸水素化ステアリルトリメチルアンモニウム、硫酸水素化ラウリルジメチルベンジルアンモニウム、硫酸水素化トリカプリルメチルアンモニウム、硫酸水素化ジデシルジメチルアンモニウム、硫酸水素化テトラブチルアンモニウム、硫酸水素化ベンジルトリメチルアンモニウム、硫酸水素化ベンジルトリエチルアンモニウムなどの硫酸水素化物などが挙げられる。

これらの第四級アンモニウム塩は、単独で使用しても２種以上を混合使用してもよい。その使用量は反応基質の２−アルケニルエーテル化合物の２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の合計量に対して約０．０００１〜約１０モル％が好ましく、より好ましくは約０．０１〜約１０モル％の範囲から選ばれる。

第四級アンモニウム塩として、対アニオンに塩化物イオン、臭化物イオン又はヨウ化物イオンを有する相間移動触媒を用いた場合には、生成物中のハロゲン化物の含有量が増加する。生成物中のハロゲンに由来する不純物を低減するために、特開２０１０−７０４８０号公報などに開示されている第四級アンモニウム塩除去剤を用いることができる。ハロゲン系第四級アンモニウム塩を用いて酸化反応を実施することは可能であるが、第四級アンモニウム塩の除去工程が必要となるため、操作が煩雑となる。

本発明の多価グリシジル化合物の製造方法においては、助触媒としてリン酸を用いる。リン酸は、酸素原子が触媒金属であるタングステン金属中心に配位することで、活性種を生成する。また、リン酸以外の酸を併用することで、反応液のｐＨを１．０〜４．０に制御する。反応液のｐＨは１．２〜３．８であることが好ましく、１．４〜３．７であることがより好ましい。反応液のｐＨが４．０より高いと反応速度が低下するため生産性が低下し、一方、１．０より低い場合、グリシジル基の加水分解が進行して収率が低下する傾向がある。さらに、反応液のｐＨが１．０より低い場合、触媒活性種が急激に生成することに由来すると考えられる反応熱の発生が顕著となり、加熱を行わなくても反応熱により徐々に反応液内温が上昇し、熱暴走を引き起こす可能性がある。リン酸の使用量は反応基質の２−アルケニルエーテル化合物の２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の合計量に対して約０．１〜約１０モル％が好ましく、より好ましくは約１〜約１０モル％の範囲から選ばれる。

リン酸以外の酸としては鉱酸又は有機酸のいずれも用いることができる。鉱酸の例としては、ポリリン酸、ピロリン酸、スルホン酸、硝酸、硫酸、塩酸、及びホウ酸が挙げられる。有機酸の例としては、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、及びトリフルオロ酢酸が挙げられる。その使用量は反応基質の２−アルケニルエーテル化合物の２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の合計量に対して約０．１〜約１０モル％が好ましく、より好ましくは約１〜約１０モル％の範囲から選ばれる。これらの酸の中でも緩衝効果が大きくｐＨを１．０〜４．０の範囲に保持しやすいため硫酸が好ましい。

グリシジル化反応において、有機溶媒を用いないか、必要に応じて有機溶媒を用いて、過酸化水素水溶液と前記した触媒とを混合し、反応基質の２−アルケニルエーテル化合物のグリシジル化反応を進行させることができる。溶媒を用いる場合には、反応速度が遅くなり、溶媒によっては加水分解反応などの望ましくない反応が進行しやすくなることがあるため、適切に選択する必要がある。反応基質の２−アルケニルエーテル化合物の粘度があまりに高い場合や固体である場合には必要最小限の有機溶媒を用いてもよい。用いることができる有機溶媒としては、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、又は脂環式炭化水素が好ましく、例えばトルエン、キシレン、ヘキサン、オクタン、シクロヘキサンなどが挙げられる。濃度については必要最小限の使用に留めた方が製造コストなどの点で有利であり、有機溶媒の使用量は２−アルケニルエーテル化合物１００質量部に対して好ましくは約３００質量部以下、より好ましくは約１００質量部以下である。

また、酸化（グリシジル化）反応において、工業的に安定に生産を行うことを考えると、触媒と基質を最初に反応器に仕込み、反応温度を極力一定に保ちつつ、過酸化水素水溶液については反応で消費されているのを確認しながら、徐々に加えていった方がよい。このような方法を採れば、反応器内で過酸化水素が異常分解して酸素ガスが発生したとしても、過酸化水素の蓄積量が少なく圧力上昇を最小限に留めることができる。

反応温度があまりに高いと副反応が多くなり、低すぎる場合には過酸化水素の消費速度が遅くなり、反応液中に蓄積することがあるので、反応温度は、好ましくは約２０℃以上、約７０℃以下、より好ましくは約２５℃以上、約６０℃以下、さらに好ましくは約３０℃以上、約５０℃以下の範囲で制御する。第一の工程及び第二の工程の反復工程及び反復工程終了後の反応のいずれも上記温度範囲で行うことが好ましい。反応温度を約７０℃より高く設定すると、熱暴走が起こりやすくなり、また、添加した過酸化水素自体の熱分解反応が競合し、可燃性の酸素ガスが発生することがある。好ましい一実施態様では、第一の工程及び第二の工程を反応液の温度が５０℃を超えない範囲で実施する。

反応終了後は、水層と有機層の比重差がほとんど無い場合があるが、その場合には水層に無機化合物の飽和水溶液を混合して、有機層と比重差をつけることにより有機抽出溶媒を使用しなくても二層分離を行うことができる。特にタングステン化合物の比重は重いので、水層を下層に持って来るために、本来触媒として必要な前記した使用量を超えるタングステン化合物を用いてもよい。この場合、水層からのタングステン化合物を再使用して、タングステン化合物の利用効率を高めることが望ましい。

また、逆に基質によっては有機層の比重が１．２近くとなるものもあるので、このような場合には水を追添して、水層の比重を１に近づけることにより、上層に水層、下層に有機層を持って来ることもできる。また、反応液の抽出にトルエン、シクロヘキサン、ヘキサン、塩化メチレンなどの有機溶媒を用いて抽出を実施することもでき、状況に応じて最適な分離方法を選択することができる。

このようにして水層と分離した有機層を濃縮後、蒸留、クロマト分離、再結晶、昇華などの通常の方法によって、得られた多価グリシジル化合物を取り出すことができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。

合成例１：基質（４，４’−（ジメチルメチレン）ビス［２−（２−プロペニル）フェニルジアリルエーテル］）の合成
５Ｌ三口丸底フラスコに、炭酸カリウム（日本曹達株式会社製）１３８０ｇ（１０．０ｍｏｌ）を純水１２５０ｇに溶解した溶液、式（３）で表される４，４’−（ジメチルメチレン）ビス［２−（２−プロペニル）フェノール］（大和化成株式会社製）８００ｇ（２．６２ｍｏｌ）、及び炭酸ナトリウム（関東化学株式会社製）５２０ｇ（５．００ｍｏｌ、固体のまま）を仕込み、反応器を窒素ガス置換し８５℃に加熱した。窒素ガス気流下、酢酸アリル（昭和電工株式会社製）２２００ｇ（２１．９ｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン（北興化学株式会社製）２６．２ｇ（１００ｍｍｏｌ）、及び５０％含水５％−Ｐｄ／Ｃ−ＳＴＤタイプ（エヌ・イーケムキャット株式会社製）８４６ｍｇ（０．２００ｍｍｏｌ（Ｐｄ原子として））を入れ、窒素ガス雰囲気中、１０５℃に昇温して４時間反応させた後、酢酸アリル２２０ｇ（２．１９ｍｏｌ）を追添し、加熱を１２時間継続した。反応終了後、反応系を室温まで冷却したのち、純水を析出した塩がすべて溶解するまで加え、分液処理した。有機層を分離し、有機溶媒（７０℃、５０ｍｍＨｇ、２時間）を留去した。純水（２０００ｇ）を添加した後、トルエン２０００ｇを加え、８０℃以上の温度に保持して白色沈殿が析出していないことを確認した後、Ｐｄ／Ｃを濾過（１ミクロンのメンブランフィルター（アドバンテック社製ＫＳＴ−１４２−ＪＡを用いて加圧（０．３ＭＰａ））により回収した。この濾滓をトルエン１０００ｇで洗浄するとともに、水層を分離した。５０℃で有機層を純水２０００ｇで２度洗浄し、水層が中性であることを確認した。有機層を分離後、減圧下、濃縮し、式（４）で表される４，４’−（ジメチルメチレン）ビス［２−（２−プロペニル）フェニルジアリルエーテル］を主成分とする褐色液体（９３６ｇ、２．４１ｍｍｏｌ、９２．０％収率）を得た。この褐色液体を^１Ｈ−ＮＭＲ測定した結果、式（４）で表される化合物を主成分として含むことを確認した。式（４）で表される化合物に帰属する測定データは以下のとおりである。
^１Ｈ−ＮＭＲ｛４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３，２７℃｝，δ１．６６（６Ｈ，ｓ，ＣＨ_３），δ３．３９（４Ｈ，ｄ，ＰｈＣＨ _２ＣＨ＝ＣＨ_２），δ４．９５−５．５５（４Ｈ，ｍ，ＰｈＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ _２），δ５．２５（２Ｈ，ｄ，ＰｈＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＨ），δ５．４２（２Ｈ，ｄ，ＰｈＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＨ），δ５．２５（４Ｈ，ｍ，ＰｈＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２，ＰｈＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２），δ６．７３（ｄ，２Ｈ，ａｒｏｍａｔｉｃ），δ６．９０−７．０８（ｍ，２Ｈ，ａｒｏｍａｔｉｃ），δ７．１３−７．４０（２Ｈ，ｍ，ａｒｏｍａｔｉｃ）．

実施例１：２，２−ビス（３−グリシジル−４−グリシジルオキシ）プロパンの合成
２Ｌ三口丸底フラスコに、上記合成例１で得られた４，４’−（ジメチルメチレン）ビス［２−（２−プロペニル）フェニルジアリルエーテル］１８８ｇ（４８４ｍｍｏｌ）、タングステン酸ナトリウム二水和物（日本無機化学工業株式会社製）１２．８ｇ（３８．７ｍｍｏｌ）、リン酸（和光純薬工業株式会社製）１５．２ｇ（１５５ｍｍｏｌ）、及び硫酸水素化トリオクチルメチルアンモニウム（ＭＴＯＡＨＳ、旭化学工業株式会社製）４０．９ｇ（８７．２ｍｍｏｌ）を入れ、トルエン（純正化学株式会社製）１８０ｇに溶解させた。４０℃まで昇温した後、３５質量％過酸化水素水溶液（菱江化成株式会社製）を１９ｇ（１９６ｍｍｏｌ）添加し、２０分間撹拌した後、３５％希硫酸（濃硫酸（和光純薬工業株式会社製）を純水で希釈し、３５質量％に調整し使用）１．９ｇ（６．７１ｍｍｏｌ）を加え、２０分間撹拌した。この過酸化水素水溶液の添加工程と硫酸の添加工程を交互に各々５回、計３時間２０分かけて行った。ｐＨが１．４になったことを確認した後、過酸化水素水溶液を総添加量が２８２ｇ（２．９１ｍｏｌ）となるように２時間かけて添加した。滴下終了後、４０℃で１６時間撹拌（撹拌速度４００ｒｐｍ）を継続した。添加終了後、１時間の時点での反応液のｐＨは１．１であり、さらに６時間反応後の反応液のｐＨは１．８であった。反応終了後、反応液を室温まで冷却した後、トルエン３００ｇを加え分液処理した。有機層を分離し、亜硫酸ナトリウム水溶液（１０質量％、和光純薬工業株式会社製）１２２０ｇを加えて洗浄することで残存する過酸化水素を還元した。水層を除き、純水５００ｇを加えて再度洗浄した。有機層を単離し、有機溶媒（トルエン）を留去することによりエポキシ化合物の相対含有率（ＥＰｒａｔｉｏ（％）＝（理論エポキシ当量／実測によるエポキシ当量）×１００）が９４．０％である生成物２０１ｇ（４４５ｍｍｏｌ、エポキシ当量１２０、収率９２．０％）を得た。収率は、（上記後処理後、目的とするエポキシ化合物を含む混合物の取得量／反応率１００％で酸化反応が進行した際に得られる物質量）×１００）として算出した。生成物のエポキシ当量が式（５）で表される化合物の理論エポキシ当量と近いことから、生成物中にグリシジル基の加水分解物を殆ど含まないことが示唆される。この生成物を^１Ｈ−ＮＭＲ測定した結果、式（５）で表される化合物を主成分として含むことを確認した。式（５）で表される化合物に帰属する測定データは以下のとおりである。
^１Ｈ−ＮＭＲ｛４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３，２７℃｝，δ１．６４（６Ｈ，ｓ，ＣＨ_３），δ２．５４（２Ｈ，ｍ，ＰｈＣＨ_２ＣＨＣＨＨＯ），δ２．７−２．８（６Ｈ，ｍ，ＰｈＣＨ _２ＣＨＣＨＨＯ，ＰｈＣＨ_２ＣＨＣＨＨＯ），δ２．９０（４Ｈ，ｍ，ＰｈＯＣＨ _２ＣＨＣＨ_２Ｏ），δ３．１７（２Ｈ，ｍ，ＰｈＯＣＨ_２ＣＨＣＨＨＯ），δ３．３５（２Ｈ，ｍ，ＰｈＯＣＨ_２ＣＨＣＨＨＯ），δ３．９５（２Ｈ，ｍ，ＰｈＣＨ_２ＣＨＣＨ_２Ｏ），δ４．２４（２Ｈ，ｄｄ，ＰｈＯＣＨ_２ＣＨＣＨ_２Ｏ），δ６．７４（ｄ，２Ｈ，ａｒｏｍａｔｉｃ），δ７．０２−７．０５（ｍ，４Ｈ，ａｒｏｍａｔｉｃ）．

合成例２：基質（オルト位又はパラ位にアリル基を有するフェノールノボラック型アリルエーテル（ＢＲＧ−５５６−ＡＬ２と略記）の合成
１Ｌの３口型フラスコに、炭酸カリウム（日本曹達株式会社製）２５８．２ｇ（１．８７ｍｏｌ）を純水１５５．６ｇに溶解した溶液、式（６）で表されるフェノールノボラック（ショウノール（登録商標）ＢＲＧ−５５６、ｏ＝２〜７、平均値：５．１）（昭和電工株式会社製）１００ｇ、及び炭酸ナトリウム（関東化学株式会社製）６５．６ｇ（０．６２ｍｏｌ、固体のまま）を仕込み、反応器を窒素ガス置換し８５℃に加熱した。窒素ガス気流下、酢酸アリル（昭和電工株式会社製）１６８．３ｇ（１．６８ｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン（北興化学工業株式会社製）４．９０ｇ（１８．７ｍｍｏｌ）、及び５０％含水５％−Ｐｄ／Ｃ−ＳＴＤタイプ（エヌ・イーケムキャット株式会社製）１．５９ｇ（０．３７４ｍｍｏｌ（Ｐｄ原子として））を入れ、窒素ガス雰囲気中、１０５℃に昇温して４時間反応させた後、酢酸アリル１８．７ｇ（１８７ｍｍｏｌ）を追添し、加熱を１２時間継続した。その後撹拌を停止し、静置することで有機層と水層の二層に分離した。析出している塩が溶解するまで、純水（２００ｇ）を添加した後、トルエン２００ｇを加え、８０℃以上の温度に保持して白色沈殿が析出していないことを確認した後、Ｐｄ／Ｃを濾過（１ミクロンのメンブランフィルター（アドバンテック社製ＫＳＴ−１４２−ＪＡを用いて加圧（０．３ＭＰａ））により回収した。この濾滓をトルエン１００ｇで洗浄するとともに、水層を分離した。５０℃で有機層を純水２００ｇで２度洗浄し、水層が中性であることを確認した。有機層を分離後、減圧下、濃縮し、褐色油状物を得た（１３７ｇ、定量的）。この褐色油状物を^１Ｈ−ＮＭＲ測定した結果、式（７）で表されるフェノールノボラックアリルエーテル体（以下、ＢＲＧ−５５６−ＡＬと略記）を主成分として含むことを確認した。式（７）で表される化合物に帰属する測定データは以下のとおりである。
^１Ｈ−ＮＭＲ｛４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３，２７℃｝，δ３．６−４．０（４Ｈ，ｍ，ＰｈＣＨ_２Ｐｈ），δ４．４−４．８（２Ｈ，ｍ，ＣＨ _２ＣＨ＝ＣＨ_２），δ５．１−５．３（１Ｈ，ｍ，ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＨ），δ５．３−５．５（１Ｈ，ｍ，ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＨ），δ５．８−６．２（１Ｈ，ｍ，ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２），δ６．６−７．３（１２Ｈ，ｍ，ａｒｏｍａｔｉｃ）．

３００ｍＬのナスフラスコに磁気撹拌子と、上記合成で得られたフェノールノボラックアリルエーテル体１００ｇを入れ、窒素ガス雰囲気下、１９０℃で加熱した。３時間後、冷却し、黒色固体を得た（９８ｇ、定量的）。この黒色固体を^１Ｈ−ＮＭＲ測定した結果、式（８）で表されるフェノールノボラックアリル置換体（以下、ＢＲＧ−５５６−ＣＬと略記）を主成分として含むことを確認した。式（８）で表される化合物に帰属する測定データは以下のとおりである。
^１Ｈ−ＮＭＲ｛４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３，２７℃｝，δ３．２−３．４（２Ｈ，ｍ，ＣＨ _２ＣＨ＝ＣＨ_２），δ３．６−４．０（５Ｈ，ｍ，ＰｈＣＨ_２Ｐｈ，ＯＨ），δ４．６−５．０（１Ｈ，ｍ，ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＨ），δ５．０−５．３（１Ｈ，ｍ，ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＨ），δ５．８−６．１（１Ｈ，ｍ，ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２），δ６．６−７．２（１２Ｈ，ｍ，ａｒｏｍａｔｉｃ）．

合成例１における４，４’−（ジメチルメチレン）ビス［２−（２−プロペニル）フェノール］を上記合成で得られたフェノールノボラックアリル置換体（ＢＲＧ−５５６−ＣＬ）に変更した以外は合成例１と同様に酢酸アリルを用いてオルト位又はパラ位にアリル基を有するフェノールノボラック型アリルエーテルを合成し茶褐色油状物を得た（収率９２％）。この茶褐色油状物を^１Ｈ−ＮＭＲ測定した結果、式（９）で表されるオルト位又はパラ位にアリル基を有するフェノールノボラック型アリルエーテル（以下、ＢＲＧ−５５６−ＡＬ２と略記）を主成分として含むことを確認した。式（９）で表される化合物に帰属する測定データは以下のとおりである。
^１Ｈ−ＮＭＲ｛４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３，２７℃｝，δ３．４−４．０（４Ｈ，ｍ，ＰｈＯＣＨ _２ＣＨ＝ＣＨ_２，ＰｈＣＨ _２ＣＨ＝ＣＨ_２），δ４．３−４．９（４Ｈ，ｍ，ＰｈＣＨ_２Ｐｈ），δ５．２−５．３（４Ｈ，ｍ，ＰｈＯＣＨ_２ＣＨＣ＝ＨＨ，ＰｈＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＨ），δ５．３−５．５（２Ｈ，ｍ，ＰｈＯＣＨ_２ＣＨＣ＝ＨＨ，ＰｈＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＨ），δ５．８−６．２（１Ｈ，ｍ，ＰｈＯＣＨ_２ＣＨＣ＝Ｈ_２，ＰｈＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２），δ６．５−７．３（１２Ｈ，ｍ，ａｒｏｍａｔｉｃ）．

実施例２：フェノールノボラック型多価グリシジル化合物の合成
２００ｍＬ三口丸底フラスコに、上記合成例２で得られたオルト位又はパラ位にアリル基を有するフェノールノボラック型アリルエーテル（ＢＲＧ−５５６−ＡＬ２）１００ｇ（２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合を合計で約５３４ｍｍｏｌ含有（式（９）の繰り返し単位の分子量に基づき算出）、タングステン酸ナトリウム二水和物７．０５ｇ（２１．４ｍｍｏｌ）、リン酸４．１９ｇ（４２．８ｍｍｏｌ）、及びＭＴＯＡＨＳ２２．６ｇ（４８．１ｍｍｏｌ）を入れ、トルエン（純正化学株式会社製）１５０ｇに溶解させた。４０℃まで昇温した後、３５質量％過酸化水素水溶液を１０．０ｇ（１００ｍｍｏｌ）添加し、２０分間撹拌した後、３５質量％希硫酸２ｇ（７．１４ｍｍｏｌ）を加え、２０分間撹拌した。この過酸化水素水溶液の添加工程と硫酸の添加工程を交互に各々４回、計２時間４０分かけて行った。ｐＨが１．８になったことを確認した後、過酸化水素水溶液を総添加量が１５６ｇ（１．６０ｍｏｌ）となるように１時間かけて添加した。滴下終了後、４０℃で１６時間撹拌（撹拌速度４００ｒｐｍ）を継続した。添加終了後、１時間の時点での反応液のｐＨは１．２であり、さらに２時間反応後の反応液のｐＨは２．０であった。反応終了後、反応液を室温まで冷却した後、トルエン１５０ｇを加え分液処理した。有機層を分離し、亜硫酸ナトリウム水溶液（１０質量％）１３０ｇを加えて洗浄することで残存する過酸化水素を還元した。水層を除き、純水２５０ｇを加えて再度洗浄した。有機層を単離し、有機溶媒（トルエン）を留去した。エポキシ当量が１４０．１、ＥＰｒａｔｉｏが７８．２％である茶色高粘性油状物を９３ｇ（４２５ｍｍｏｌ、収率７９．４％）得た。この茶色高粘性油状物を^１Ｈ−ＮＭＲ測定した結果、式（１０）で表されるフェノールノボラック型多価グリシジル化合物を主成分として含むことを確認した。式（１０）で表される化合物に帰属する測定データは以下のとおりである。
^１Ｈ−ＮＭＲ｛４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３，２７℃｝，δ２．５−２．８（２Ｈ，ｍ，ＰｈＯＣＨ _２ＣＨＣＨ_２Ｏ），δ２．８−３．０（４Ｈ，ｍ，ＰｈＣＨ _２ＣＨＣＨ_２Ｏ，ＰｈＣＨ_２ＣＨＣＨ _２Ｏ），δ３．１−３．４（２Ｈ，ｍ，ＰｈＯＣＨ_２ＣＨＣＨ _２Ｏ），δ３．６−４．０（６Ｈ，ｍ，ＰｈＣＨ_２Ｐｈ，ＰｈＯＣＨ_２ＣＨＣＨ_２Ｏ，ＰｈＣＨ_２ＣＨＣＨ_２Ｏ），δ６．６−７．２（１２Ｈ，ｍ，ａｒｏｍａｔｉｃ）．

比較例１
過酸化水素水溶液の添加とリン酸以外の酸の添加を交互に行わず、反応開始時に一度に添加（過酸化水素水溶液添加量：全量２８２ｇ（２．９１ｍｏｌ）、硫酸添加量：９．５ｇ（３３．６ｍｍｏｌ）、反応時間：１８時間）した以外は実施例１と同様にしてグリシジル化反応を行い、エポキシ当量が１８９、ＥＰｒａｔｉｏが５９．７％である生成物８７ｇ（収率２９．８％）を得た。反応開始直後より、反応液温度が上昇し、最終的に１００℃を超え、突沸が起きた。ゲル状物が生成するとともに、褐色に着色した。目的物の取得収率が下がり、ＥＰｒａｔｉｏも低下した。

比較例２
硫酸の添加工程における硫酸の添加量を全ての工程で２倍（１９．０ｇ（６７．１ｍｍｏｌ））にした以外は実施例１と同様にしてグリシジル化反応を行った。硫酸をすべて加えた際の反応溶液のｐＨが０．８になったことを確認した。反応終了後、エポキシ当量が１９７、ＥＰｒａｔｉｏが５３．９％である生成物１２０ｇ（収率４１．３％）を得た。反応開始直後より、反応液温度が上昇し、最終的に１００℃を超え、突沸が起きた。ゲル状物が生成するとともに、褐色に変色した。目的物の取得収率が下がり、ＥＰｒａｔｉｏも低下した。加水分解物と考えられる褐色状のゲル状物が多量に析出（８００ｇ、含水状）し、目的物を反応液から抽出することは困難であった。反応液は全体がゲル化し、粘稠なスポンジ状となった。ゲル状物をろ取して、酢酸エチル（５００ｍＬ）、メタノール（５００ｍＬ）で順次洗浄後、ろ紙で挟み溶媒分を吸収後、固形分を減圧下乾燥し、褐色固体を得た。加水分解物に帰属されると推察できる信号データは以下のとおりである。
^１Ｈ−ＮＭＲ｛４００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ_６，２７℃｝δ１．６０（６Ｈ，ｓ，ＣＨ_３），δ３．３−３．５（２Ｈ，ｂｒｍ，ＰｈＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２（ＯＨ），ＰｈＯＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２（ＯＨ）），δ３．６（２Ｈ，ｂｒｍ，ＰｈＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ _２（ＯＨ）），δ３．８（２Ｈ，ｍ，ＰｈＯＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ _２（ＯＨ）），δ３．９（２Ｈ，ｂｒｍ，ＰｈＯＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２（ＯＨ）），δ４．４（２Ｈ，ｂｒｍ，ＰｈＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２（ＯＨ）），δ４．６（２Ｈ，ｂｒｍ，ＰｈＯＣＨ _２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２（ＯＨ）），δ４．９（２Ｈ，ｂｒｍ，ＰｈＣＨ _２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２（ＯＨ）），δ６．８（ｂｒｍ，２Ｈ，ａｒｏｍａｔｉｃ），δ６．９−７．１（ｍ，４Ｈ，ａｒｏｍａｔｉｃ）．

本発明の多価グリシジル化合物の製造方法によれば、分子内に置換又は非置換の２−アルケニル基を２つ以上有する置換又は非置換の２−アルケニルエーテル化合物と過酸化水素水溶液との反応から、簡便な操作で安全に、高収率（グリシジルエーテル基の加水分解を抑制）かつ低コストで置換又は非置換の多価グリシジル化合物を製造できるため、工業的に有用である。

Claims

分子内に２つ以上の置換又は非置換の２−アルケニル基及び１つ以上の置換又は非置換の２−アルケニルエーテル基を有する２−アルケニルエーテル化合物を、過酸化水素水溶液を酸化剤として用いて、触媒としてタングステン化合物、第四級アンモニウム塩、及び助触媒としてリン酸の存在下、リン酸以外の酸を用いて反応液のｐＨを１．０〜４．０に制御しながら酸化する多価グリシジル化合物の製造方法において、前記反応液への過酸化水素水溶液の添加工程及びリン酸以外の酸の添加工程を交互に時間を空けて複数回反復する工程を含むことを特徴とする多価グリシジル化合物の製造方法。
前記反復工程における過酸化水素水溶液の添加工程及びリン酸以外の酸の添加工程を、両工程の間を各々０．１〜１時間空けて、反応中に２〜２０回反復する請求項１に記載の多価グリシジル化合物の製造方法。
前記反応液への過酸化水素水溶液の総添加量が前記２−アルケニルエーテル化合物の有する２−アルケニル基及び２−アルケニルエーテル基の炭素−炭素二重結合の合計量に対して０．５当量に達するまでに、前記反復工程における過酸化水素水溶液の添加工程及びリン酸以外の酸の添加工程を少なくとも２回反復する請求項１又は２のいずれかに記載の多価グリシジル化合物の製造方法。
前記反応液への過酸化水素水溶液の添加工程及びリン酸以外の酸の添加工程を反応液の温度が５０℃を超えない範囲で実施する請求項１〜３のいずれか一項に記載の多価グリシジル化合物の製造方法。
前記２−アルケニルエーテル化合物が、分子内に芳香環を含み、芳香環に直結した１つ以上の置換又は非置換の２−アルケニルエーテル基と芳香環に直結した２つ以上の置換又は非置換の２−アルケニル基を有し、かつ前記置換又は非置換の２−アルケニルエーテル基に対してオルト位又はパラ位に置換又は非置換の２−アルケニル基が位置する化合物である請求項１〜４のいずれか一項に記載の多価グリシジル化合物の製造方法。
前記２−アルケニルエーテル化合物が、一般式（１）：

（式中、Ｒ^１及びＲ^２は、各々独立して、下記式（２）で表される基であり、ＯＲ ^１に対してＲ ^２はオルト位又はパラ位に位置し、Ｑは、各々独立して、式：−ＣＲ^３Ｒ^４−で表されるアルキレン基、炭素原子数３〜１２のシクロアルキレン基、炭素原子数６〜１０の単独芳香環からなるアリーレン基若しくは２〜３の炭素原子数６〜１０の芳香環が結合してなるアリーレン基、炭素原子数７〜１２の二価の脂環式縮合環、又は−ＣＨ _２ −Ｐｈ−Ｐｈ−ＣＨ _２ −基、−ＣＨ _２ −Ｐｈ−ＣＨ _２ −基、若しくは無置換のテトラヒドロジシクロペンタジエン骨格の両端に−ＣＨ _２ −が結合した基であり、ここでＰｈは無置換のベンゼン環を意味し、Ｒ^３及びＲ^４は各々独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基、炭素原子数２〜１０のアルケニル基、炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基、又は炭素原子数６〜１０のアリール基であり、ｎは０〜５０の整数を表す。式（２）中のＲ^５、Ｒ^６及びＲ^７は、各々独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基、炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基又は炭素原子数６〜１０のアリール基を表す。）で表される化合物、又は上記一般式（１）のベンゼン骨格の代わりにナフタレン骨格を有する化合物である請求項１〜５のいずれか一項に記載の多価グリシジル化合物の製造方法。
前記２−アルケニルエーテル化合物が、ビスフェノール−Ａ、ビスフェノール−Ｆ、フェノールノボラック、トリフェニルメタンフェノール、ビフェニルアラルキル型フェノール、フェニルアラルキル型フェノール、又は無置換のテトラヒドロジシクロペンタジエン骨格のフェノール若しくは両端に−ＣＨ_２−が結合した無置換のテトラヒドロジシクロペンタジエン骨格のフェノールのいずれかの基本骨格を有し、ＯＲ^１に対してＲ^２がオルト位又はパラ位に位置する２−アルケニルエーテル化合物である請求項６に記載の多価グリシジル化合物の製造方法。
前記タングステン化合物が、タングステン酸ナトリウムとタングステン酸の混合物、タングステン酸ナトリウムと鉱酸の混合物、又はタングステン酸とアルカリ化合物の混合物のいずれかである請求項１〜７のいずれか一項に記載の多価グリシジル化合物の製造方法。
前記第四級アンモニウム塩の窒素原子に結合した置換基の炭素原子数の合計が６以上５０以下である請求項１〜８のいずれか一項に記載の多価グリシジル化合物の製造方法。
リン酸以外の前記酸が、ポリリン酸、ピロリン酸、スルホン酸、硝酸、硫酸、塩酸及びホウ酸からなる群から選択される少なくとも一種の鉱酸、又はベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸及びトリフルオロ酢酸からなる群から選択される少なくとも一種の有機酸である請求項１〜９のいずれか一項に記載の多価グリシジル化合物の製造方法。