JP7405557B2 - Method for producing phosphate ester of hydroxy compound having aromatic ring - Google Patents
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Description
本発明は、芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステルの製造方法に関する The present invention relates to a method for producing a phosphoric ester of a hydroxy compound having an aromatic ring.
有機ヒドロキシ化合物のリン酸エステルは、難燃剤、洗浄剤、繊維処理剤、乳化剤、防錆剤、液状イオン交換体、医薬品、化粧品等の用途に好適に用いられている。 Phosphate esters of organic hydroxy compounds are suitably used for applications such as flame retardants, cleaning agents, fiber treatment agents, emulsifiers, rust preventives, liquid ion exchangers, pharmaceuticals, and cosmetics.
この有機ヒドロキシ化合物のリン酸エステルは、有機ヒドロキシ化合物をリン酸化剤でリン酸化することにより得られている。有機ヒドロキシ化合物をリン酸化剤でリン酸化する方法としては、たとえば、特許文献1には、有機ヒドロキシ化合物をポリリン酸でリン酸化した後、さらに五酸化二リンで酸化する方法が記載されている。しかしながら、五酸化二リンをリン酸化に用いると、リン酸化の際の発熱により、得られる有機ヒドロキシ化合物のリン酸エステルが着色する問題があった。そこで、特許文献2では、反応液中の五酸化二リンの残存率を特定の範囲とすることで、有機ヒドロキシ化合物のリン酸エステルの着色を抑制することが記載されている。 This phosphoric acid ester of an organic hydroxy compound is obtained by phosphorylating the organic hydroxy compound with a phosphorylating agent. As a method for phosphorylating an organic hydroxy compound with a phosphorylating agent, for example, Patent Document 1 describes a method in which an organic hydroxy compound is phosphorylated with polyphosphoric acid and then further oxidized with diphosphorus pentoxide. However, when diphosphorus pentoxide is used for phosphorylation, there is a problem in that the resulting phosphoric acid ester of an organic hydroxy compound is colored due to heat generation during phosphorylation. Therefore, Patent Document 2 describes that coloring of the phosphate ester of an organic hydroxy compound is suppressed by setting the residual rate of diphosphorus pentoxide in the reaction solution within a specific range.
一方、有機ヒドロキシ化合物のリン酸エステルの用途の一部では、透明性が要求されるため、着色が生じている有機ヒドロキシ化合物のリン酸エステルは用いることができない。しかしながら、有機ヒドロキシ化合物の中でも、芳香環を有するヒドロキシ化合物を五酸化二リンでリン酸化すると、着色の著しい化合物が多かった。 On the other hand, in some applications of phosphoric acid esters of organic hydroxy compounds, transparency is required, so colored phosphoric acid esters of organic hydroxy compounds cannot be used. However, among organic hydroxy compounds, when hydroxy compounds having an aromatic ring were phosphorylated with diphosphorus pentoxide, many compounds were significantly colored.
芳香環を有するヒドロキシ化合物をリン酸化して得られる芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステルの着色を、簡易に抑制することのできる製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a manufacturing method that can easily suppress coloring of a phosphoric acid ester of a hydroxy compound having an aromatic ring obtained by phosphorylating a hydroxy compound having an aromatic ring.
本発明は、たとえば以下の[1]~[5]である。
[1]リン酸化剤と、下記一般式(I)で表される化合物とを反応させてリン酸エステルを製造する方法であって、
リン酸化剤として、大気圧下、25℃において液状であるリン酸化剤のみを用いる、
芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステルの製造方法。
(一般式(I)中、Arは、芳香環を有する基であり(ただし、該芳香環を有する基は、式中に示すm個のXおよび-O-(RO)n-H基以外の置換基は有さない)、m個のXは、炭素数1~4の直鎖状又は分枝状のアルキル基であって、互いに同一であっても、異なっていてもよく、mは0~3の整数であり、n個のROは、炭素数2~4のオキシアルキレン基であって、互いに同一であっても、異なっていてもよく、nは、ROの平均付加モル数を示す0~20の数であり、ROの付加形式は、ホモ、ランダム、ブロック及び交互のいずれでもよい。)
[2]前記リン酸化剤が、ポリリン酸である[1]の芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステルの製造方法。
[3]前記一般式(I)で表される化合物中にリン酸化剤を投入する工程において、冷却を行わない、[1]又は[2]の芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステルの製造方法。
[4]前記一般式(I)中のnが0~10の数である、[1]~[3]のいずれかの芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステルの製造方法。
[5]前記一般式(I)中のArがフェニル基又はナフチル基である、[1]~[4]のいずれかの芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステルの製造方法。
The present invention includes, for example, the following [1] to [5].
[1] A method for producing a phosphoric acid ester by reacting a phosphorylating agent with a compound represented by the following general formula (I), comprising:
As the phosphorylating agent, only a phosphorylating agent that is liquid at 25° C. under atmospheric pressure is used.
A method for producing a phosphoric acid ester of a hydroxy compound having an aromatic ring.
(In the general formula (I), Ar is a group having an aromatic ring (However, the group having the aromatic ring is a group other than the m X and -O-(RO) n -H groups shown in the formula) (has no substituent), m number of X's is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and may be the same or different from each other, and m is 0 is an integer of ~3, n ROs are oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms, and may be the same or different from each other, and n represents the average number of moles of RO added. It is a number from 0 to 20, and the RO addition format may be homo, random, block, or alternate.)
[2] The method for producing a phosphoric acid ester of a hydroxy compound having an aromatic ring according to [1], wherein the phosphorylating agent is polyphosphoric acid.
[3] Production of a phosphoric acid ester of a hydroxy compound having an aromatic ring according to [1] or [2] in which cooling is not performed in the step of adding a phosphorylating agent into the compound represented by the general formula (I). Method.
[4] The method for producing a phosphoric ester of a hydroxy compound having an aromatic ring according to any one of [1] to [3], wherein n in the general formula (I) is a number from 0 to 10.
[5] The method for producing a phosphoric acid ester of a hydroxy compound having an aromatic ring according to any one of [1] to [4], wherein Ar in the general formula (I) is a phenyl group or a naphthyl group.
本発明の製造方法によれば、芳香環を有するヒドロキシ化合物をリン酸化して得られる芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステルの着色を、簡易に抑制することができる。 According to the production method of the present invention, coloring of the phosphoric acid ester of the hydroxy compound having an aromatic ring obtained by phosphorylating the hydroxy compound having an aromatic ring can be easily suppressed.
本発明は、リン酸化剤と、下記一般式(I)で表される化合物とを反応させてリン酸エステルを製造する方法であって、
リン酸化剤として、大気圧下、25℃において液状であるリン酸化剤のみを用いる、
芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステル(以下、「リン酸エステル」ともいう)の製造方法に関する。
(一般式(I)中、Arは、芳香環を有する基であり(ただし、芳香環を有する基は、式中に示すm個のXおよび-O-(RO)n-H基以外の置換基は有さない)、m個のXは、炭素数1~4の直鎖状又は分枝状のアルキル基であって、互いに同一であっても、異なっていてもよく、mは0~3の整数であり、n個のROは、炭素数2~4のオキシアルキレン基であって、互いに同一であっても、異なっていてもよく、nは、ROの平均付加モル数を示す0~20の数であり、ROの付加形式は、ホモ、ランダム、ブロック及び交互のいずれでもよい。)
The present invention is a method for producing a phosphoric acid ester by reacting a phosphorylating agent with a compound represented by the following general formula (I), comprising:
As the phosphorylating agent, only a phosphorylating agent that is liquid at 25° C. under atmospheric pressure is used.
The present invention relates to a method for producing a phosphoric ester of a hydroxy compound having an aromatic ring (hereinafter also referred to as a "phosphoric ester").
(In the general formula (I), Ar is a group having an aromatic ring (However, the group having an aromatic ring is a substituent other than the m X and -O-(RO) n -H groups shown in the formula) m X's are linear or branched alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and may be the same or different from each other, and m is 0 to 4. is an integer of 3, and n ROs are oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms, and may be the same or different from each other, and n represents the average number of moles of RO added. ~20, and the RO addition format may be homo, random, block, or alternate.)
本発明の製造方法において、リン酸化剤は、大気圧下、25℃において液状であるリン酸化剤を用いる。このようなリン酸化剤を用いることにより、得られる芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステルの着色を抑制することができる。大気圧下、25℃において液状であるリン酸化剤としては、ポリリン酸、オキシ塩化リンが挙げられるが、作業環境の安全性の観点から、ポリリン酸が好ましい。 In the production method of the present invention, a phosphorylating agent that is liquid at 25° C. under atmospheric pressure is used. By using such a phosphorylating agent, it is possible to suppress the coloring of the obtained phosphoric acid ester of the hydroxy compound having an aromatic ring. Examples of the phosphorylating agent that is liquid at 25° C. under atmospheric pressure include polyphosphoric acid and phosphorus oxychloride, and from the viewpoint of safety in the working environment, polyphosphoric acid is preferable.
前記一般式(I)で表される化合物は、芳香環を有するヒドロキシ化合物である。
前記一般式(I)中、Arは、芳香環を有する基である。ただし、該芳香環を有する基は、式中に示すm個のXおよび-O-(RO)n-H基以外の置換基は有さない。芳香環を有する基は、芳香環のみからなる基、及び複数の芳香環が単結合又はアルキレン鎖を介して結合している基が好ましく挙げられ、1~5個の芳香環のみからなる基、及び1~5個の芳香環が単結合又は炭素数1~5の直鎖又は分岐のアルキレン鎖を介して結合している基がより好ましく挙げられる。このような芳香環を有する基としては、フェニル基、ナフチル基、クミルフェニル基、ビフェニル基、フェナントリル基、アントリル基、ターフェニル基、ピレニル基、フルオレニル基、ペリレニル基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基、クミルフェニル基が好ましく、フェニル基、ナフチル基がより好ましく、フェニル基がさらに好ましい。
The compound represented by the general formula (I) is a hydroxy compound having an aromatic ring.
In the general formula (I), Ar is a group having an aromatic ring. However, the group having an aromatic ring does not have any substituents other than the m X and -O-(RO) n -H groups shown in the formula. Preferred examples of the group having an aromatic ring include a group consisting only of an aromatic ring and a group in which a plurality of aromatic rings are bonded via a single bond or an alkylene chain, and a group consisting only of 1 to 5 aromatic rings; More preferred examples include groups in which 1 to 5 aromatic rings are bonded via a single bond or a linear or branched alkylene chain having 1 to 5 carbon atoms. Examples of groups having such aromatic rings include phenyl, naphthyl, cumylphenyl, biphenyl, phenanthryl, anthryl, terphenyl, pyrenyl, fluorenyl, and perylenyl groups. , cumylphenyl group is preferable, phenyl group and naphthyl group are more preferable, and phenyl group is still more preferable.
一般式(I)中、m個のXは、炭素数1~4の直鎖状又は分枝状のアルキル基であって、互いに同一であっても、異なっていてもよい。炭素数1~4の直鎖状又は分枝状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ターシャリーブチル基が挙げられる。これらの中でも、炭素数1~2の直鎖状アルキル基が好ましい。Xの炭素数が前記範囲にあるものは、五酸化二リンでリン酸化した場合に、着色が著しく、大気圧下、25℃において液状であるリン酸化剤を用いてリン酸化した場合における着色の抑制効果が顕著である。 In the general formula (I), m number of X's are linear or branched alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and may be the same or different from each other. Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, and tertiary butyl group. Among these, linear alkyl groups having 1 to 2 carbon atoms are preferred. If the number of carbon atoms in The inhibitory effect is significant.
一般式(I)中、mは0~3の整数であり、0~1の整数が好ましい。 In the general formula (I), m is an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 1.
一般式(I)中、n個のROは、炭素数2~4のオキシアルキレン基であって、互いに同一であっても、異なっていてもよい。Rは、炭素数2~4の直鎖状または分枝状のアルキレン基であり、エチレン基、n-プロピレン基、プロピレン基(-CH2-CH(CH3)-)、n-ブチレン基、1-メチルプロピレン基(-CH2-CH2-CH(CH3)-)、2-メチルプロピレン基(-CH2-CH(CH3)-CH2-)、ジメチルエチレン基(-CH2-C(CH3)2-)、エチルエチレン基(-CH2-CH(CH2CH3)-)、等が挙げられる。また、Rにおいて、(RO)nの主鎖を構成する部分の炭素数は2以下であることが好ましい。すなわち、Rは、エチレン基、プロピレン基およびエチルエチレン基からなる群より選択される少なくとも1種を有することが好ましい。ROは互いに同一であっても、異なっていてもよく、その付加形式は、ホモ、ランダム、ブロック及び交互のいずれでもよいが、互いに同一でありホモ形式であることが好ましい。ROとしては、オキシエチレン基、オキシプロピレン(-O-CH2-CH(CH3)-)基、オキシエチレン基とオキシプロピレン基(-O-CH2-CH(CH3)-)との組み合わせが好ましく、オキシエチレン基がより好ましい。 In the general formula (I), n RO's are oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms, and may be the same or different. R is a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms; ethylene group, n-propylene group, propylene group (-CH 2 -CH(CH 3 )-), n-butylene group, 1-methylpropylene group (-CH 2 -CH 2 -CH(CH 3 )-), 2-methylpropylene group (-CH 2 -CH(CH 3 )-CH 2 -), dimethylethylene group (-CH 2 - C(CH 3 ) 2 -), ethylethylene group (-CH 2 -CH(CH 2 CH 3 )-), and the like. Further, in R, the number of carbon atoms in the portion constituting the main chain of (RO) n is preferably 2 or less. That is, R preferably has at least one selected from the group consisting of an ethylene group, a propylene group, and an ethylethylene group. The ROs may be the same or different, and their addition format may be homo, random, block, or alternating, but it is preferable that they are the same and in the homo format. As RO, oxyethylene group, oxypropylene (-O-CH 2 -CH(CH 3 )-) group, combination of oxyethylene group and oxypropylene group (-O-CH 2 -CH(CH 3 )-) is preferred, and oxyethylene group is more preferred.
ROの平均付加モル数を示すnは、0~20であり、0~10が好ましく、2~10がより好ましい。前記範囲であるものは、五酸化二リンでリン酸化した場合に、着色が著しく、大気圧下25℃において液状であるリン酸化剤を用いてリン酸化した場合における着色の抑制効果が顕著である。nが0を超える化合物は、ポリオキシアルキレン鎖を有し、ポリオキシアルキレンアリールエーテルである。 n, which indicates the average number of moles of RO added, is from 0 to 20, preferably from 0 to 10, and more preferably from 2 to 10. Those within the above range show significant coloring when phosphorylated with diphosphorus pentoxide, and have a significant coloring suppression effect when phosphorylated using a phosphorylating agent that is liquid at 25°C under atmospheric pressure. . A compound in which n is greater than 0 has a polyoxyalkylene chain and is a polyoxyalkylene aryl ether.
nが0を超える場合の前記一般式(I)で表される化合物の製造方法は、特に制限されないが、通常、m個のXを有するアリールヒドロキシ化合物を、アルカリの存在下、アルキレンオキシドと反応させることにより得られる。反応は、適宜、加熱、加圧を行う。 The method for producing the compound represented by the general formula (I) when n exceeds 0 is not particularly limited, but usually involves reacting an arylhydroxy compound having m X with an alkylene oxide in the presence of an alkali. It can be obtained by The reaction is performed by heating and pressurizing as appropriate.
得られる芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステルは、リン酸モノエステル、リン酸ジエステル及びそれらの混合物のいずれであってもよく、目的に応じて適宜選択される。 The phosphoric acid ester of the hydroxy compound having an aromatic ring to be obtained may be a phosphoric acid monoester, a phosphoric acid diester, or a mixture thereof, and is appropriately selected depending on the purpose.
前記リン酸化剤と、前記一般式(I)で表される化合物との反応は、以下のようにして行う。
(工程1:リン酸化剤投入工程)
前記一般式(I)で表される化合物を、窒素でバブリング及び攪拌しながら、昇温する。昇温は100℃以下までとする。100℃以下、好ましくは50℃以下において、前記化合物に、リン酸化剤を投入する。前記一般式(I)で表される化合物に対して、リン酸化剤は、モル量(五酸化リン換算)で通常0.5~1.0倍、好ましくは0.6~0.8倍用いる。
The reaction between the phosphorylating agent and the compound represented by the general formula (I) is carried out as follows.
(Step 1: Phosphorizing agent injection step)
The temperature of the compound represented by the general formula (I) is raised while bubbling nitrogen and stirring. The temperature should be raised to 100°C or less. A phosphorylating agent is added to the compound at a temperature of 100°C or lower, preferably 50°C or lower. The phosphorylating agent is usually used in a molar amount (in terms of phosphorus pentoxide) 0.5 to 1.0 times, preferably 0.6 to 0.8 times the amount of the compound represented by the general formula (I). .
反応により発熱が生じ、得られるリン酸エステルの着色の原因となるが、リン酸化剤として前記のリン酸化剤を用い、投入時の温度を前記範囲とすることで、得られるリン酸エステルの着色を抑制することができる。着色を効果的に抑制するために、リン酸化剤は、分割して投入してもよい。分割の回数は、多いほど投入時の発熱は抑制されるが、通常2~5回に分割して投入すれば、着色が生じるような発熱は抑制される。大気圧下25℃において固体であるリン酸化剤を用いた場合は、着色を抑制するためには、数十回に分割して投入することが必要であり、それに比べて大気圧下25℃において液状であるリン酸化剤を用いる本願発明は、作業の効率化の観点からも好ましい。投入の際は、冷却を行なって、着色を抑制することもできるが、前記一般式(I)で表される化合物の液温が100℃以下であれば、冷却を行わなくてもよい。大気圧下25℃において液状であるリン酸化剤を用いると、大気圧下25℃において固体であるリン酸化剤を用いた場合に著しい投入時の発熱、特にリン酸化剤の凝集による局部的な発熱が抑制されるので、投入の分割の回数を適宜調整することにより、冷却を行うことなく投入工程を行うことができる。 The reaction generates heat, which causes the coloring of the phosphoric ester obtained. However, by using the above-mentioned phosphorylating agent as the phosphorylating agent and keeping the temperature at the time of charging within the above range, the coloring of the phosphoric ester obtained can be reduced. can be suppressed. In order to effectively suppress coloring, the phosphorylating agent may be added in portions. The greater the number of divisions, the more heat generated during charging is suppressed, but generally, if divided into 2 to 5 times, heat generation that would cause coloring can be suppressed. When using a phosphorylating agent that is solid at 25°C under atmospheric pressure, it is necessary to divide it into several dozen doses in order to suppress coloring; The present invention using a liquid phosphorylating agent is also preferable from the viewpoint of improving work efficiency. When charging, it is possible to suppress coloring by cooling, but cooling is not necessary as long as the liquid temperature of the compound represented by the general formula (I) is 100° C. or less. When using a phosphorylating agent that is liquid at 25°C under atmospheric pressure, when using a phosphorylating agent that is solid at 25°C under atmospheric pressure, there is significant heat generation during injection, especially localized heat generation due to aggregation of the phosphorylating agent. Therefore, by appropriately adjusting the number of divisions of charging, the charging process can be performed without cooling.
(工程2:反応工程)
工程1で得られた反応液に、窒素のバブリング及び攪拌を続けながら、反応液を60~100℃、好ましくは70~90℃に保ちながら3~10時間反応させる。
反応の際は、冷却を行なって、着色を抑制することもできるが、反応液の液温が100℃以下であれば、冷却を行わなくてもよい。大気圧下、25℃において液状であるリン酸化剤を用いると、大気圧下25℃において固体であるリン酸化剤を用いた場合に比べて、反応時の発熱、特にリン酸化剤の凝集による局部的な発熱が抑制されるので、冷却を行うことなく反応工程を行うことも可能である。
(Step 2: Reaction step)
The reaction solution obtained in Step 1 is allowed to react for 3 to 10 hours while being kept at 60 to 100°C, preferably 70 to 90°C, while continuing bubbling nitrogen and stirring.
During the reaction, coloring can be suppressed by cooling, but as long as the temperature of the reaction liquid is 100° C. or less, cooling is not necessary. When using a phosphorylating agent that is liquid at 25°C under atmospheric pressure, compared to using a phosphorylating agent that is solid at 25°C under atmospheric pressure, heat generation during the reaction occurs, especially in local areas due to aggregation of the phosphorylating agent. Since the heat generation is suppressed, it is also possible to carry out the reaction step without cooling.
(工程3:加水分解工程)
工程2で得られた反応液に、水を加え、60~90℃、好ましくは70~80℃で、未反応の前記リン酸化剤の加水分解を行う。水の量は、特に制限はないが、残存しているピロリン酸エステルを効果的に加水分解する観点から、工程1における前記一般式(I)で表される化合物の量に対してモル量で通常1~10倍用いる。
(Step 3: Hydrolysis step)
Water is added to the reaction solution obtained in step 2, and the unreacted phosphorylating agent is hydrolyzed at 60 to 90°C, preferably 70 to 80°C. The amount of water is not particularly limited, but from the viewpoint of effectively hydrolyzing the remaining pyrophosphate ester, it is determined in molar amount relative to the amount of the compound represented by the general formula (I) in Step 1. Usually used 1 to 10 times.
工程3の後に必要に応じて、蒸留、カラム分離等により、リン酸モノエステルとリン酸ジエステルとを分離してもよい。 After Step 3, if necessary, the phosphoric acid monoester and the phosphoric diester may be separated by distillation, column separation, or the like.
<用途>
本発明の製造方法で得られた芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステルは、洗浄剤、乳化剤、繊維処理剤、防錆剤、医療品分野、化粧品等の用途に用いることができる。本発明の製造方法で得られた芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステルは、着色が抑制されているので、特に美観性が重視される用途(塗料、表面処理剤、化粧品)等に好適に用いることができる。
<Application>
The phosphoric acid ester of a hydroxy compound having an aromatic ring obtained by the production method of the present invention can be used in applications such as detergents, emulsifiers, fiber treatment agents, rust preventives, medical products, and cosmetics. The phosphoric acid ester of a hydroxy compound having an aromatic ring obtained by the production method of the present invention has suppressed coloration, so it is particularly suitable for applications where aesthetics are important (paints, surface treatment agents, cosmetics), etc. Can be used.
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
実施例及び比較例では、芳香環を有するヒドロキシ化合物として、ポリオキシエチレンアリールエーテルを使用した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
In Examples and Comparative Examples, polyoxyethylene aryl ether was used as the hydroxy compound having an aromatic ring.
<色調の測定方法>
原料のポリオキシエチレンアリールエーテル及び得られたポリオキシエチレンアリールエーテルのリン酸エステルの色調は、以下の方法で測定した。
<How to measure color tone>
The color tone of the raw material polyoxyethylene aryl ether and the obtained polyoxyethylene aryl ether phosphoric ester was measured by the following method.
(1)APHA指数
JIS K 0071-1:1998に従って、ポリオキシエチレンアリールエーテルのリン酸エステルを比色管に入れた標準液と比較してAPHA指数を測定した。
(1) APHA index The APHA index was measured in accordance with JIS K 0071-1:1998 by comparing it with a standard solution containing a phosphoric acid ester of polyoxyethylene aryl ether in a colorimetric tube.
(2)Gardner指数
JIS K 0071-2:1998に従って、ポリオキシエチレンアリールエーテルのリン酸エステルをガードナー色数標準液と比較して測定した。
(2) Gardner Index According to JIS K 0071-2:1998, the phosphoric acid ester of polyoxyethylene aryl ether was measured by comparing it with the Gardner color number standard solution.
ポリオキシエチレンアリールエーテルのエチレンオキシド平均付加モル数は、ポリオキシエチレンアリールエーテルの水酸基価から算出した。水酸基価はJIS K 1557-1:2007(B法)に従って測定した。 The average number of moles of ethylene oxide added to polyoxyethylene aryl ether was calculated from the hydroxyl value of polyoxyethylene aryl ether. The hydroxyl value was measured according to JIS K 1557-1:2007 (Method B).
<ポリオキシエチレンアリールエーテルの合成>
[合成例1]
フェノール94質量部及び水酸化カリウム0.5質量部をオートクレーブに仕込み、150℃まで昇温した後、エチレンオキシド88質量部を0.5MPa以下の条件にて圧入し、5時間反応させ、オキシエチレンの平均付加モル数2のポリオキシエチレンフェニルエーテルを得た。
<Synthesis of polyoxyethylene aryl ether>
[Synthesis example 1]
After charging 94 parts by mass of phenol and 0.5 parts by mass of potassium hydroxide into an autoclave and raising the temperature to 150°C, 88 parts by mass of ethylene oxide was injected under conditions of 0.5 MPa or less, and the mixture was reacted for 5 hours to produce oxyethylene. Polyoxyethylene phenyl ether having an average number of added moles of 2 was obtained.
[合成例2]
エチレンオキシドの量を132質量部とした以外は、合成例1と同様にしてオキシエチレンの平均付加モル数3のポリオキシエチレンフェニルエーテルを得た。
[Synthesis example 2]
Polyoxyethylene phenyl ether having an average number of added moles of oxyethylene of 3 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the amount of ethylene oxide was 132 parts by mass.
[合成例3]
エチレンオキシドの量を440質量部とした以外は、合成例1と同様にしてオキシエチレンの平均付加モル数10のポリオキシエチレンフェニルエーテルを得た。
[Synthesis example 3]
Polyoxyethylene phenyl ether having an average number of added moles of oxyethylene of 10 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the amount of ethylene oxide was 440 parts by mass.
[合成例4]
エチレンオキシドの量を880質量部とした以外は、合成例1と同様にしてオキシエチレンの平均付加モル数20のポリオキシエチレンフェニルエーテルを得た。
[Synthesis example 4]
Polyoxyethylene phenyl ether having an average number of added moles of oxyethylene of 20 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the amount of ethylene oxide was 880 parts by mass.
[合成例5]
エチレンオキシドの量を1320質量部とした以外は、合成例1と同様にしてオキシエチレンの平均付加モル数30のポリオキシエチレンフェニルエーテルを得た。
[Synthesis example 5]
Polyoxyethylene phenyl ether having an average number of added moles of oxyethylene of 30 was obtained in the same manner as Synthesis Example 1 except that the amount of ethylene oxide was 1320 parts by mass.
[合成例6]
エチレンオキシドの量を1760質量部とした以外は、合成例1と同様にしてオキシエチレンの平均付加モル数40のポリオキシエチレンフェニルエーテルを得た。
[Synthesis example 6]
Polyoxyethylene phenyl ether having an average number of added moles of oxyethylene of 40 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the amount of ethylene oxide was 1760 parts by mass.
[合成例7]
クレゾール108質量部及び水酸化カリウム0.5質量部をオートクレーブに仕込み、150℃まで昇温した後、エチレンオキシド176質量部を0.5MPa以下の条件にて圧入し、5時間反応させ、オキシエチレンの平均付加モル数4のポリオキシエチレンクレジルエーテルを得た。
[Synthesis example 7]
After charging 108 parts by mass of cresol and 0.5 parts by mass of potassium hydroxide into an autoclave and raising the temperature to 150°C, 176 parts by mass of ethylene oxide was introduced under pressure at a pressure of 0.5 MPa or less, and the mixture was reacted for 5 hours to produce oxyethylene. Polyoxyethylene cresyl ether having an average number of added moles of 4 was obtained.
[合成例8]
β―ナフトール144質量部及び水酸化カリウム0.7質量部をオートクレーブに仕込み、150℃まで昇温した後、エチレンオキシド176質量部を0.5MPa以下の条件にて圧入し、5時間反応させ、オキシエチレンの平均付加モル数4のポリオキシエチレンβ―ナフチルエーテルを得た。
[Synthesis example 8]
After charging 144 parts by mass of β-naphthol and 0.7 parts by mass of potassium hydroxide into an autoclave and raising the temperature to 150°C, 176 parts by mass of ethylene oxide was injected under conditions of 0.5 MPa or less, and reacted for 5 hours. Polyoxyethylene β-naphthyl ether having an average number of added moles of ethylene of 4 was obtained.
[合成例9]
クミルフェノール212質量部及び水酸化カリウム1.0質量部をオートクレーブに仕込み、150℃まで昇温した後、エチレンオキシド352質量部を0.5MPa以下の条件にて圧入し、5時間反応させ、オキシエチレンの平均付加モル数8のポリオキシエチレンクミルフェニルエーテルを得た。
[Synthesis example 9]
After charging 212 parts by mass of cumylphenol and 1.0 parts by mass of potassium hydroxide into an autoclave and raising the temperature to 150°C, 352 parts by mass of ethylene oxide was introduced under pressure at a pressure of 0.5 MPa or less and reacted for 5 hours. Polyoxyethylene cumyl phenyl ether having an average number of added moles of ethylene of 8 was obtained.
[合成例10]
ノニルフェノール220質量部及び水酸化カリウム1.1質量部をオートクレーブに仕込み、150℃まで昇温した後、エチレンオキシド352質量部を0.5MPa以下の条件にて圧入し、5時間反応させ、オキシエチレンの平均付加モル数8のポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを得た。
[Synthesis example 10]
After charging 220 parts by mass of nonylphenol and 1.1 parts by mass of potassium hydroxide into an autoclave and raising the temperature to 150°C, 352 parts by mass of ethylene oxide was introduced under pressure at a pressure of 0.5 MPa or less, and the mixture was reacted for 5 hours to produce oxyethylene. Polyoxyethylene nonylphenyl ether having an average number of added moles of 8 was obtained.
[実施例1]
合成例1のオキシエチレンの平均付加モル数2のポリオキシエチレンフェニルエーテル1.0molを窒素でバブリング及び攪拌しながら25℃とした中に、ポリリン酸(日本化学工業社製、オルトリン酸当量で116重量%)0.8mol(五酸化リン換算)を2回に分けて投入した。投入操作中、ポリオキシエチレンフェニルエーテルの液温は25~80℃であったため、冷却は行わなかった。
その後、反応液を80~100℃に保ち5時間反応させた。
反応後の反応液に、水2molを加え、80~90℃で2時間加水分解を行ない、ポリオキシエチレンフェニルエーテルのリン酸エステルを得た(収率99.5%)。ポリオキシエチレンフェニルエーテルのリン酸エステルが得られたことは、液体クロマトグラフ質量分析計(LC-MS)により確認した。
[Example 1]
Polyphosphoric acid (manufactured by Nihon Kagaku Kogyo Co., Ltd., orthophosphoric acid equivalent: 116 Weight %) 0.8 mol (in terms of phosphorus pentoxide) was added in two portions. During the charging operation, the polyoxyethylene phenyl ether liquid temperature was 25 to 80°C, so cooling was not performed.
Thereafter, the reaction solution was kept at 80 to 100°C and reacted for 5 hours.
After the reaction, 2 mol of water was added to the reaction solution and hydrolysis was carried out at 80 to 90°C for 2 hours to obtain a phosphoric acid ester of polyoxyethylene phenyl ether (yield 99.5%). It was confirmed by a liquid chromatograph mass spectrometer (LC-MS) that a phosphoric acid ester of polyoxyethylene phenyl ether was obtained.
[実施例2~7]
ポリオキシエチレンアリールエーテルとして、オキシエチレンの平均付加モル数2のポリオキシエチレンフェニルエーテルの代わりに、合成例2~4、7~9で得られたポリオキシエチレンアリールエーテルを用いた以外は、実施例1と同様にして、ポリオキシエチレンアリールエーテルのリン酸エステルを得た。
[Examples 2 to 7]
Except that the polyoxyethylene aryl ether obtained in Synthesis Examples 2 to 4 and 7 to 9 was used instead of polyoxyethylene phenyl ether having an average number of added moles of oxyethylene of 2 as the polyoxyethylene aryl ether. In the same manner as in Example 1, a phosphoric acid ester of polyoxyethylene aryl ether was obtained.
[比較例1~3]
ポリオキシエチレンアリールエーテルとして、オキシエチレンの平均付加モル数2のポリオキシエチレンフェニルエーテルの代わりに、合成例5、6、10で得られたポリオキシエチレンアリールエーテルを用いた以外は、実施例1と同様にして、ポリオキシエチレンアリールエーテルのリン酸エステルを得た。
[Comparative Examples 1 to 3]
Example 1 except that the polyoxyethylene aryl ether obtained in Synthesis Examples 5, 6, and 10 was used instead of polyoxyethylene phenyl ether having an average number of added moles of oxyethylene of 2 as the polyoxyethylene aryl ether. In the same manner as above, a phosphoric acid ester of polyoxyethylene aryl ether was obtained.
[比較例4]
合成例1のオキシエチレンの平均付加モル数2のポリオキシエチレンフェニルエーテル1.0molを窒素でバブリング及び攪拌しながら30℃とした中に、五酸化二リン0.5molを20回に分けて投入し、冷却をしながら60℃に保持した。
その後、反応液を50~70℃に保ち5時間反応させた。
反応後の反応液に、水2molを加え、80~90℃で2時間加水分解を行ない、ポリオキシエチレンフェニルエーテルのリン酸エステルを得た。(収率99.4%)。ポリオキシエチレンフェニルエーテルのリン酸エステルが得られたことは、液体クロマトグラフ質量分析計(LC-MS)により確認した。
[Comparative example 4]
0.5 mol of diphosphorus pentoxide was added in 20 portions into 1.0 mol of polyoxyethylene phenyl ether of Synthesis Example 1 with an average number of added moles of oxyethylene of 2 at 30° C. while bubbling with nitrogen and stirring. The temperature was maintained at 60°C while cooling.
Thereafter, the reaction solution was kept at 50 to 70°C and allowed to react for 5 hours.
After the reaction, 2 mol of water was added to the reaction solution, and hydrolysis was carried out at 80 to 90°C for 2 hours to obtain a phosphoric acid ester of polyoxyethylene phenyl ether. (Yield 99.4%). It was confirmed by a liquid chromatograph mass spectrometer (LC-MS) that a phosphoric acid ester of polyoxyethylene phenyl ether was obtained.
[比較例5~13]
ポリオキシエチレンアリールエーテルとして、オキシエチレンの平均付加モル数2のポリオキシエチレンフェニルエーテルの代わりに、合成例2~10で得られたポリオキシエチレンアリールエーテルを用いた以外は、比較例4と同様にして、ポリオキシエチレンアリールエーテルのリン酸エステルを得た。
[Comparative Examples 5 to 13]
Same as Comparative Example 4 except that polyoxyethylene aryl ether obtained in Synthesis Examples 2 to 10 was used instead of polyoxyethylene phenyl ether having an average added mole number of 2 of oxyethylene as polyoxyethylene aryl ether. Then, a phosphoric acid ester of polyoxyethylene aryl ether was obtained.
Arがフェニル基であり、置換基Xを有さない場合、ポリリン酸でリン酸化すると、得られたリン酸エステルは、オキシエチレンの繰り返し単位数が少ないほど、着色が著しいことがわかる。
Arがナフチレン基である場合、五酸化二リンでリン酸化すると着色が著しいが、ポリリン酸でリン酸化すると着色が抑制できることがわかる。
Arが、フェニル基であり、Xが炭素数1のクレジル基である場合と、Xが炭素数9のノニルフェニル基である場合とを比較すると、ノニルフェニルでは、リン酸化剤として五酸化二リンを用いた場合も、ポリリン酸を用いた場合も着色が少ないのに対し、クレジルでは、リン酸化剤として五酸化二リンを用いた場合は、着色が著しいのに対し、ポリリン酸を用いた場合は、着色が抑制されていることがわかる。
It can be seen that when Ar is a phenyl group and does not have a substituent X, when phosphorylated with polyphosphoric acid, the resulting phosphoric acid ester becomes more markedly colored as the number of repeating units of oxyethylene decreases.
It can be seen that when Ar is a naphthylene group, phosphorylation with diphosphorus pentoxide causes significant discoloration, but phosphorylation with polyphosphoric acid suppresses discoloration.
Comparing the cases where Ar is a phenyl group and X is a cresyl group with 1 carbon number and the case where X is a nonylphenyl group with 9 carbon atoms, in nonylphenyl, diphosphorus pentoxide is used as a phosphorylating agent. In Cresyl, when diphosphorus pentoxide is used as the phosphorylating agent, the coloration is significant, whereas when polyphosphoric acid is used, there is little coloration. It can be seen that coloring is suppressed.
本発明の製造方法で得られた芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステルは、洗浄剤、乳化剤、繊維処理剤、防錆剤、医療品分野、化粧品等の用途に用いることができる。 The phosphoric acid ester of a hydroxy compound having an aromatic ring obtained by the production method of the present invention can be used in applications such as detergents, emulsifiers, fiber treatment agents, rust preventives, medical products, and cosmetics.
Claims (4)
前記リン酸化剤として、大気圧下、25℃において液状であるリン酸化剤のみを用いる、芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステルの製造方法であって、
前記リン酸化剤が、ポリリン酸である、
芳香環を有するヒドロキシ化合物のリン酸エステルの製造方法。
(一般式(I)中、Arは、フェニル基、ナフチル基、クミルフェニル基、ビフェニル基、フェナントリル基、アントリル基、ターフェニル基、ピレニル基、フルオレニル基又はペリレニル基であり(ただし、Arは、式中に示すm個のXおよび-O-(RO)n-H基以外の末端基は有さない)、m個のXは、炭素数1~4の直鎖状又は分枝状のアルキル基であって、互いに同一であっても、異なっていてもよく、mは0~3の整数であり、n個のROは、炭素数2~4のオキシアルキレン基であって、互いに同一であっても、異なっていてもよく、nは、ROの平均付加モル数を示す0超20以下の数であり、ROの付加形式は、ホモ、ランダム、ブロック及び交互のいずれでもよい。) A method for producing a phosphoric acid ester by reacting a phosphorylating agent with a compound represented by the following general formula (I) which is a polyoxyalkylene aryl ether , the method comprising:
A method for producing a phosphoric acid ester of a hydroxy compound having an aromatic ring, using only a phosphorylating agent that is liquid at 25° C. under atmospheric pressure as the phosphorylating agent ,
the phosphorylating agent is polyphosphoric acid;
A method for producing a phosphoric acid ester of a hydroxy compound having an aromatic ring .
(In the general formula (I), Ar is a phenyl group, a naphthyl group, a cumylphenyl group, a biphenyl group, a phenanthryl group, an anthryl group, a terphenyl group, a pyrenyl group, a fluorenyl group, or a perylenyl group (however, Ar is a formula m Xs are linear or branched alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. , which may be the same or different from each other, m is an integer of 0 to 3, and n ROs are oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms, and may be the same or different from each other. n is a number greater than 0 and less than or equal to 20 indicating the average number of moles of RO added, and the addition form of RO may be homo, random, block, or alternating.)
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