JPH02276821A - Production of polyethers - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はポリエーテル類の製造方法に関するものであり
、特にポリエーテルポリオールの製造方法に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for producing polyethers, and particularly to a method for producing polyether polyols.
[従来の技術]
イニシエーターにアルキレンオキサイドなどのモノエポ
キサイドを開環反応させて得られるポリエーテル類はポ
リウレタンなどの合成樹脂の原料、界面活性剤、潤滑剤
、その他の用途に広く用いられている。イニシエーター
はA(H)。[Prior art] Polyethers obtained by ring-opening reaction of monoepoxides such as alkylene oxides as initiators are widely used as raw materials for synthetic resins such as polyurethane, surfactants, lubricants, and other uses. . The initiator is A(H).
(A;水酸基含有化合物の水酸基の水素原子を除いた残
基、n;1以上の整数)で表わされる水酸基含有化合物
である。イニシエーターとしては、例えば1価アルコー
ル、多価アルコール、1価フェノール、多価フェノール
などがある。また、ヒドロキシアルキルアミノ基を有す
る化合物(アルカノールアミン類やアミン類−アルキレ
ンオキサイド付加物など)もイニシエーターとして用い
られる。さらに上記イニシエーターにモノエポキサイド
を反応させて得られるポリエーテル類もまたイニシエー
ターとして用いられる。It is a hydroxyl group-containing compound represented by (A: a residue obtained by removing the hydrogen atom of the hydroxyl group of the hydroxyl group-containing compound, n: an integer of 1 or more). Examples of initiators include monohydric alcohols, polyhydric alcohols, monohydric phenols, and polyhydric phenols. Compounds having a hydroxyalkylamino group (alkanolamines, amines-alkylene oxide adducts, etc.) are also used as initiators. Furthermore, polyethers obtained by reacting the above-mentioned initiators with monoepoxides can also be used as initiators.
ポリエーテル類は上記イニシエーターにモノエポキサイ
ドを多数開環付加反応させて得られる下記のような化合
物である。Polyethers are the following compounds obtained by subjecting the above initiator to a ring-opening addition reaction of a large number of monoepoxides.
A−jr−f−R−o hH]、。A-jr-f-R-ohH].
→R−0←:モノエボキガイドの開環反応した単位
m:整数
従来、ポリエーテル類を製造する方法としてアルカリ触
媒存在下にモノエポキサイドを反応させる方法が広く用
いられている。アルカリ触媒としては水酸化カリウムや
水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属化合物が使用され
ていた。→R-0←: Ring-opening reaction unit m of monoepoxy guide: Integer Conventionally, as a method for producing polyethers, a method of reacting monoepoxide in the presence of an alkali catalyst has been widely used. Alkali metal compounds such as potassium hydroxide and sodium hydroxide have been used as alkali catalysts.
しかしアルカリ触媒を使用して得られるポリエーテル類
は、次のような問題点があった。すなわちモノエポキサ
イド、特にプロピレンオキサイドの異性化により生成し
た不飽和モノオールが開始剤となり、これにモノエポキ
サイドが開環付加した不飽和ポリエーテルモノオール(
以下、これも不飽和モノオールという)が生成する。However, polyethers obtained using an alkali catalyst have the following problems. In other words, an unsaturated monool produced by isomerization of a monoepoxide, especially propylene oxide, serves as an initiator, and an unsaturated polyether monool (
Hereinafter, this is also referred to as an unsaturated monool).
ポリエーテル類の分子量が高(なるにつれて異性化の割
合は増え、この傾向は、分子M6500以上(3官能の
場合)で顕著になるためモノエポキサイドにプロピレン
オキサイドを用いた場合、分子量6500以上のポリエ
ーテル類の合成は事実上不可能であつ・た。The rate of isomerization increases as the molecular weight of polyethers increases (as the molecular weight increases, and this tendency becomes noticeable when the molecular M is 6,500 or more (in the case of trifunctional). Therefore, when propylene oxide is used as the monoepoxide, Synthesis of ethers was virtually impossible.
[発明の解決しようとする課題]
一方、触媒として複合金属シアン化物錯体を用いてポリ
エーテル類を製造することは知られている(US 32
78457.US 3278458.US 32784
59゜US 3427256.US 3427334.
US 34273351゜この触媒は上記不飽和モノオ
ールの生成が少なく、また極めて高分子量のポリエーテ
ル類を製造することも可能である。[Problem to be solved by the invention] On the other hand, it is known that polyethers can be produced using a multimetal cyanide complex as a catalyst (US 32
78457. US 3278458. US 32784
59°US 3427256. US 3427334.
No. 3,427,351° This catalyst produces less of the unsaturated monools mentioned above, and is also capable of producing extremely high molecular weight polyethers.
しかし上記複合金属シアン化物錯体触媒は以下のような
2つの問題点を有している。第1に、複合金属シアン化
物錯体を触媒に用いてイニジエータ−に炭素数3以上の
モノエボサイドを開環反応して得られるポリエーテル類
は、触媒の除去が困難であった。触媒を濾過によって分
離することも、活性炭のような吸着剤で吸着分離するこ
とも不可能である。However, the above-mentioned multimetal cyanide complex catalyst has the following two problems. First, it was difficult to remove the catalyst from polyethers obtained by ring-opening reaction of a monoeboside having 3 or more carbon atoms as an initiator using a multimetal cyanide complex as a catalyst. It is not possible to separate the catalyst by filtration or by adsorption with adsorbents such as activated carbon.
従って、金属シアン化物錯体を用いたポリエーテル類か
ら、この触媒を除去するためには、単に濾過や、吸着剤
等で処理するだけでなく、触媒をアルカリもしくは酸で
分解してイオン化し、その後これら分解物や残留アルカ
リ、残留酸を吸着、濾過によって除去することが必要で
ある。Therefore, in order to remove this catalyst from polyethers using metal cyanide complexes, it is necessary not only to simply filter it or treat it with an adsorbent, but also to decompose the catalyst with an alkali or acid, ionize it, and then It is necessary to remove these decomposition products, residual alkalis, and residual acids by adsorption and filtration.
第2に複合金属シアン化物錯体を触媒に用いて、水酸基
へエチレンオキサイドを反応させることは困難であった
。複合金属シアン化物錯体を触媒に用い、イニシエータ
ーに炭素数3以上のモノエポキサイドを開環反応して得
られるポリエーテル類に引き続きエチレンオキサイドを
フィードすると、エチレンオキサイドの単独重合体であ
るポリエチレングリコールが生成し、ポリエーテル類末
端水酸基へのエチレンオキサイドの均一な付加はおこら
ない。Secondly, it was difficult to react ethylene oxide to hydroxyl groups using a multimetal cyanide complex as a catalyst. When a multimetal cyanide complex is used as a catalyst and ethylene oxide is subsequently fed to polyethers obtained by a ring-opening reaction of a monoepoxide having 3 or more carbon atoms as an initiator, polyethylene glycol, which is a homopolymer of ethylene oxide, is produced. However, uniform addition of ethylene oxide to the terminal hydroxyl groups of polyethers does not occur.
複合金属シアン化物錯体触媒をアルカリで処理して触媒
を失活させ触媒残渣を除去する方法や、アルカリ処理後
エチレンオキサイドを付加させ、その後触媒残渣を除去
する方法が知られている。アルカリで処理する方法とし
ては、アルカリ金属やアルカリ金属ハイドロオキサイド
(US 435518g)、アルカリ金属のハイドライ
ド(US 472181g)を使用する方法が知られて
いる。A method is known in which a multimetal cyanide complex catalyst is treated with an alkali to deactivate the catalyst and remove the catalyst residue, and a method in which ethylene oxide is added after the alkali treatment and then the catalyst residue is removed. As a method for treatment with an alkali, a method using an alkali metal, an alkali metal hydroxide (US 435,518g), or an alkali metal hydride (US 472,181g) is known.
しかしながら、アルカリ金属単体やアルカリ金属ハイド
ライドでは、取扱上危険が伴い、また、アルカリ金属ハ
イドロオキサイドでは、特にポリエーテル類が高分子量
になった場合、脱水処理に時間がかかる等の問題点があ
り、現実的でない。However, simple alkali metals and alkali metal hydrides are dangerous to handle, and alkali metal hydroxides have problems such as the dehydration process taking a long time, especially when polyethers have a high molecular weight. Not realistic.
[課題を解決するための手段]
本発明は、前述の問題点を解決すべくなされた下記の発
明を提供するものである。[Means for Solving the Problems] The present invention provides the following inventions that have been made to solve the above-mentioned problems.
複合金属シアン化物錯体触媒の存在下掛なくとも1個の
水酸基を有するイニシエーターに炭素数3以上のモノエ
ポキサイドを開環付加反応させて得られた上記触媒を含
むポリエーテル類をアルカリ金属アルコラードからなる
処理剤で処理して上記触媒を失活させ、次いで失活した
上記触媒成分と処理剤成分をポリエーテル類から除去す
ることを特徴とするポリエーテル類の製造方法。A polyether containing the above catalyst obtained by ring-opening addition reaction of a monoepoxide having 3 or more carbon atoms with an initiator having at least one hydroxyl group in the presence of a multimetal cyanide complex catalyst is prepared from an alkali metal alcoholade. 1. A method for producing polyethers, which comprises treating the catalyst with a treating agent to deactivate the catalyst, and then removing the deactivated catalyst component and the treating agent component from the polyether.
複合金属シアン化物錯体触媒の存在下掛なくとも1個の
水酸基を有するイニシエーターに炭素数3以上のモノエ
ポキサイドを開環付加反応させて得られた上記触媒を含
むポリエーテル類をアルカリ金属アルコラードからなる
処理剤で処理して上記触媒を失活させ、次に上記ポリエ
ーテル類をイニシエーターとしてそれにエチレンオキサ
イドを反応させ、その後得られたポリエーテル類から失
活した上記触媒成分と処理剤成分を除去することを特徴
とするポリエーテル類の製造方法。A polyether containing the above catalyst obtained by ring-opening addition reaction of a monoepoxide having 3 or more carbon atoms with an initiator having at least one hydroxyl group in the presence of a multimetal cyanide complex catalyst is prepared from an alkali metal alcoholade. The catalyst is deactivated by treatment with a treating agent, and then ethylene oxide is reacted with the polyether using the polyether as an initiator, and then the deactivated catalyst component and the treating agent component are extracted from the polyether obtained. A method for producing polyethers, which comprises removing polyethers.
本発明における複金属シアン化物錯体は前記公知例に示
されているように下記−数式(1)の構造を有すると考
えられる。The double metal cyanide complex in the present invention is considered to have the structure of the following formula (1), as shown in the above-mentioned known examples.
M、[M’、(CN)、1.()l!0)c(R)d−
(1)ただし、MはZn(II)、Fe(■)、Fe(
III)、Co(II)、N1(If)、Al([1)
、5r(II)、Mn(II)、Cr(I[I)、Cu
(If)、5n(II)、pb(II)、Mo(IV)
、No(Vl)、W(IV)、など W(Ml)であり
、M′はFe(II)、Fe(III)、Go(II)
、Go(III )、 Cr(II )。M, [M', (CN), 1. ()l! 0)c(R)d-
(1) However, M is Zn(II), Fe(■), Fe(
III), Co(II), N1(If), Al([1)
, 5r(II), Mn(II), Cr(I[I), Cu
(If), 5n (II), pb (II), Mo (IV)
, No (Vl), W (IV), etc. W (Ml), and M' is Fe (II), Fe (III), Go (II)
, Go(III), Cr(II).
Cr(III)、Mn(II )、 Mn(III )
、N1(II)、 V(IV)、V (V)などであ
り、Rは有機配位子であり、a。Cr(III), Mn(II), Mn(III)
, N1 (II), V (IV), V (V), etc., R is an organic ligand, and a.
b、xおよびyは、金属の原子価と配位数により変わる
正の整数であり、Cおよびdは金属の配位数により変わ
る正の数である。b, x and y are positive integers that vary depending on the valence and coordination number of the metal, and C and d are positive numbers that vary depending on the coordination number of the metal.
−数式(1)におけるMはZn(I[)が好ましくM′
はFe(If)、Fe(III )、 Go(II )
、Co(III)などが好ましい。有機配位子としては
、たとえばケトン、エーテル、アルデヒド、エステル、
アルコール、アミドなどがある。-M in formula (1) is preferably Zn(I[) M'
are Fe(If), Fe(III), Go(II)
, Co(III), etc. are preferred. Examples of organic ligands include ketones, ethers, aldehydes, esters,
Alcohols, amides, etc.
上述のごとく一般式(1)で表わされる複金属シアン化
物錯体は、金属塩MXa(M、aは上述と同様、XはM
と塩を形成するアニオン)とポリシアノメタレート(塩
) z、[g’、(cN)、lt(M’ + X+ :
Jは上述と同様、2は水素、アルカリ金属、アルカリ土
類金属など、e、fはZ、M’の原子価と配位数により
決まる正の整数)のそれぞれの水溶液または水と有機溶
剤の混合溶媒の溶液を混ぜ合わせ、得られた複金属シア
ン化物に有機配位子Rを接触させた後、余分な溶媒およ
び有機化合物Rを除去することにより製造される。As mentioned above, the double metal cyanide complex represented by the general formula (1) is a metal salt MXa (M, a is the same as above, X is M
anion that forms a salt) and polycyanometalate (salt) z, [g', (cN), lt(M' + X+:
J is the same as above, 2 is hydrogen, alkali metal, alkaline earth metal, etc., e and f are positive integers determined by the valence and coordination number of Z and M') or a mixture of water and an organic solvent. It is produced by mixing solutions of mixed solvents, bringing the resulting double metal cyanide into contact with an organic ligand R, and then removing excess solvent and organic compound R.
ポリシアノメタレート(塩) z、[x′、(cN)、
]、は、Zには水素やアルカリ金属をはじめとする種々
の金属を使用しつるが、リチウム塩、ナトリウム塩、カ
リウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩が好ましい。Polycyanometalate (salt) z, [x', (cN),
], various metals including hydrogen and alkali metals can be used for Z, but lithium salts, sodium salts, potassium salts, magnesium salts, and calcium salts are preferable.
特に好ましくは通常のアルカリ金属塩、即ちナトリウム
塩とカリウム塩である。Particular preference is given to the customary alkali metal salts, namely the sodium and potassium salts.
ポリエーテル類は通常モノエポキサイドとイニシエータ
ーとの混合物に触媒を存在させて反応させることにより
製造される。また、反応系にモノエポキサイドを徐々に
加えながら反応を行うこともできる。反応は常温下でも
起きるが、必要により、反応系を加熱あるいは冷却する
こともできる。触媒の使用量は特に限定されるものでは
ないが、使用するイニシエーターに対して1〜5000
ppm程度が適当であり、30〜11000ppがより
好ましい。触媒の反応系への導入は、初めに一括して導
入してもよいし、順次分割して導入してもよい。Polyethers are usually produced by reacting a mixture of a monoepoxide and an initiator in the presence of a catalyst. Alternatively, the reaction can be carried out while gradually adding monoepoxide to the reaction system. Although the reaction occurs at room temperature, the reaction system can be heated or cooled if necessary. The amount of catalyst used is not particularly limited, but is 1 to 5,000 per initiator used.
Approximately ppm is appropriate, and 30 to 11,000 ppm is more preferable. The catalyst may be introduced all at once into the reaction system, or may be introduced in portions in sequence.
この複金属シアン化物触媒を用いると、不飽和モノオー
ルの含有量の少ない、あるいは不飽和モノオールの含有
量が少なくかつ極めて高分子量の、ポリエーテル類を合
成することが可能である。By using this double metal cyanide catalyst, it is possible to synthesize polyethers with a low content of unsaturated monols, or with a low content of unsaturated monols and an extremely high molecular weight.
本発明におけるアルカリ金属アルコラードとしては、1
価あるいは多価のアルコールのアルコラードが適当であ
る。アルコールとしては、低沸点のアルコールが好まし
い。なぜなら、ポリエーテル類とアルコラードを反応さ
せた後、副生ずるアルコールを除去することがきわめて
容易であるからである。従って、アルコールとしては低
級モノオール、特にメタノールあるいはエタノールが好
ましい、アルカリ金属としてはナトリウムあるいはカリ
ウムが好ましい。The alkali metal alcoholade in the present invention includes 1
Alcolades of monohydric or polyhydric alcohols are suitable. As the alcohol, an alcohol with a low boiling point is preferable. This is because, after reacting polyethers with alcoholade, it is extremely easy to remove the alcohol produced as a by-product. Therefore, the alcohol is preferably a lower monool, particularly methanol or ethanol, and the alkali metal is preferably sodium or potassium.
これら金属のメチラートやエチラートは、取扱い、処理
とも容易で、処理剤として工業的に用い易い、ここで用
いるナトリウムやカリウムのアルコラードは、アルコー
ル溶液として希釈しであるもの、もしくは、粉末の単体
を用いることができる。Methylates and ethylates of these metals are easy to handle and process, and are easy to use industrially as processing agents.The alcoholades of sodium and potassium used here are either diluted as alcohol solutions or used alone as powders. be able to.
複合金属シアン化物錯体を含むポリエーテル類の処理方
法としては、アルカリ金属アルコラードを加え、好まし
くは80〜180℃、特に100〜150℃に加熱し、
必要により減圧処理を行なった後、次いで精製を行う方
法が好ましい、エチレンオキサイドを反応させる場合は
、アルカリ金属アルコラードを加え同様に加熱した後減
圧処理を行なって副生ずるアルコールを除去し、その後
エチレンオキサイドを反応させ、次いで精製を行う方法
が好ましい、精製工程では中和剤、吸着剤、イオン交換
剤などでで処理の後、濾過などで不要物をポリエーテル
類から分離する。これによって、触媒残留物、アルカリ
残留物をすべてポリエーテル類から除去することができ
る。中和剤としては酸や塩基、吸着剤としてはたとえば
合成ケイ酸マグネシウム、アルミノシリケート、シリカ
、ゼオライトなどの金属酸化物、イオン交換剤としては
たとえば陰イオン交換樹脂や陽イオン交換樹脂などのイ
オン交換樹脂、がある。As a method for treating polyethers containing a multimetal cyanide complex, an alkali metal alcoholade is added and heated to preferably 80 to 180°C, particularly 100 to 150°C,
It is preferable to perform vacuum treatment if necessary and then purification. When reacting ethylene oxide, add an alkali metal alcoholide and heat in the same manner, then perform vacuum treatment to remove the by-product alcohol, and then ethylene oxide A method of reacting and then purifying is preferred. In the purification step, after treatment with a neutralizing agent, adsorbent, ion exchange agent, etc., unnecessary substances are separated from the polyethers by filtration or the like. This allows all catalyst residues and alkali residues to be removed from the polyethers. Neutralizing agents include acids and bases, adsorbents include metal oxides such as synthetic magnesium silicate, aluminosilicate, silica, and zeolite, and ion exchange agents include ion exchangers such as anion exchange resins and cation exchange resins. There is resin.
本発明の方法によって得られるポリエーテル類としては
ポリオキシアルキレンポリオールが好ましい、ポリオキ
シアルキレンポリオールは少くとも2個の水酸基を有す
るイニシエーターにアルキレンオキサイドなどのモノエ
ポキサイドを順次開環付加反応させたものである。イニ
シエーターとしては特に2〜8個の水酸基を有するポリ
ヒドロキシ化合物が好ましい。ポリヒドロキシ化合物と
しては、たとえばエチレングリコール、プロピレングリ
コールなどの2価アルコール、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などの3価アルコー
ル、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、デキストロ
ース、ソルビトール、シュークロースなどの4価以上の
アルコール、およびこれらのアルコールにアルキレンオ
キサイドなどのモノエポキサイドを反応させて得られる
目的物よりも低分子量のポリエーテル類がある。また、
ビスフェノールA、レゾール、ノボラックなどのフェノ
ール性水酸基やメチロール基を有する化合物、エタノー
ルアミン、ジェタノールアミンなどの水酸基と他の活性
水素を有する化合物、およびこれらにアルキレンオキサ
イドなどのモノエポキサイドを反応させて得られる目的
物よりも低分子量のポリエーテル類がある。さらに、窒
素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有するモノ
アミンやポリアミンにアルキレンオキサイドなどのモノ
エポキサイドを反応させて得られる目的物よりも低分子
量のポリエーテル類がある。その他、リン酸やその誘導
体。The polyethers obtained by the method of the present invention are preferably polyoxyalkylene polyols, which are obtained by subjecting an initiator having at least two hydroxyl groups to a monoepoxide such as alkylene oxide in a sequential ring-opening addition reaction. It is. As the initiator, polyhydroxy compounds having 2 to 8 hydroxyl groups are particularly preferred. Examples of polyhydroxy compounds include dihydric alcohols such as ethylene glycol and propylene glycol, trihydric alcohols such as glycerin, trimethylolpropane, and hexanetriol, and tetrahydric or higher alcohols such as pentaerythritol, diglycerin, dextrose, sorbitol, and sucrose. There are polyethers that have a lower molecular weight than alcohols and the target products obtained by reacting these alcohols with monoepoxides such as alkylene oxides. Also,
Compounds with phenolic hydroxyl groups and methylol groups such as bisphenol A, resols and novolaks, compounds with hydroxyl groups and other active hydrogens such as ethanolamine and jetanolamine, and compounds obtained by reacting these with monoepoxides such as alkylene oxides. There are polyethers with a lower molecular weight than the target product. Furthermore, there are polyethers having a lower molecular weight than the target product obtained by reacting a monoamine or polyamine having at least two hydrogen atoms bonded to a nitrogen atom with a monoepoxide such as alkylene oxide. Others include phosphoric acid and its derivatives.
その他のポリヒドロキシ化合物も使用できる。Other polyhydroxy compounds can also be used.
これらポリヒドロキシ化合物は2種以上を併用すること
もできる。Two or more types of these polyhydroxy compounds can also be used in combination.
本発明は、また、1価のイニシエーターにモノエポキサ
イドを開環反応せしめてポリエーテルモノオールを製造
する方法にも適用できる。The present invention can also be applied to a method for producing a polyether monool by subjecting a monovalent initiator to a ring-opening reaction with a monoepoxide.
1価のイニシエーターとしては、たとえばメタノール、
エタノール、ブタノール、ヘキサノール、その他のモノ
オール、フェノール、アルキル置換フェノールなどのフ
ェノール誘導体、およびこれらにアルキレンオキサイド
などのモノエポキサイドを反応させて得られる目的物よ
りも低分子量のポリエーテル類がある。さらに、窒素原
子に結合した水素原子を1個有するモノアミンやポリア
ミンにアルキレンオキサイドなどのモノエポキサイドを
反応させて得られる目的物よりも低分子量のポリエーテ
ル類がある。Examples of monovalent initiators include methanol,
There are polyethers having a lower molecular weight than the target product obtained by reacting ethanol, butanol, hexanol, other monools, phenol, phenol derivatives such as alkyl-substituted phenols, and monoepoxides such as alkylene oxides. Furthermore, there are polyethers having a lower molecular weight than the target product obtained by reacting a monoamine or polyamine having one hydrogen atom bonded to a nitrogen atom with a monoepoxide such as alkylene oxide.
本発明におけるモノエポキサイドは、炭素数3以上のモ
ノエポキサイドであり、特に炭素数3以上のアルキレン
オキサイドが好ましい。The monoepoxide in the present invention is a monoepoxide having 3 or more carbon atoms, and particularly preferably an alkylene oxide having 3 or more carbon atoms.
さらに好ましくは、プロピレンオキサイド、1.2−ブ
チレンオキサイド、2.3−ブチレンオキサイド、エピ
クロルヒドリンなどの炭素数3〜4のアルキレンオキサ
イドが好ましく、最も好ましくはプロピレンオキサイド
である。それら単独あるいはそれらの2種以上またはそ
れらとスチレンオキサイド、グリシジルエーテル、グリ
シジルエステルなどの他のモノエポキサイドを併用して
使用することができる。2種以上のアルキレンオキサイ
ドの使用あるいはアルキレンオキサイドと他のモノエポ
キサイドの使用の場合は、それらを混合して付加しある
いは順次付加し、ランダム重合鎖やブロック重合鎖を形
成することかできる。More preferably, alkylene oxides having 3 to 4 carbon atoms, such as propylene oxide, 1,2-butylene oxide, 2,3-butylene oxide, and epichlorohydrin, are most preferred, and propylene oxide is most preferred. They can be used alone, two or more of them, or in combination with other monoepoxides such as styrene oxide, glycidyl ether, and glycidyl ester. When using two or more alkylene oxides or alkylene oxide and another monoepoxide, they can be added as a mixture or added sequentially to form a random polymer chain or a block polymer chain.
しかし、複合金属シアン化物を触媒に用いてイニシエー
ターやポリエーテル類に直接エチレンオキサイドを反応
させようとしても、エチレンオキサイドのホモポリマー
であるポリエチレングリコールが生成する。このため、
たとえばこの触媒を用いてエチレンオキサイドと他のモ
ノエポキサイドを共重合させることや、複合金属シアン
化物を触媒に用いて得られたポリエーテル類に引き続き
エチレンオキサイドを反応させて1級水酸基の割合の高
いポリエーテル類を得ることは不可能である。ただし、
イニシエーターとしてオキシエチレン基を有するヒドロ
シシ化合物、たとえばオキシエチレン基を有するポリオ
キシアルキレンポリオール、を用いることはできる。However, even if it is attempted to directly react ethylene oxide with an initiator or polyether using a composite metal cyanide as a catalyst, polyethylene glycol, which is a homopolymer of ethylene oxide, is produced. For this reason,
For example, this catalyst can be used to copolymerize ethylene oxide with other monoepoxides, or polyethers obtained by using composite metal cyanide as a catalyst can be subsequently reacted with ethylene oxide to achieve a high proportion of primary hydroxyl groups. It is not possible to obtain polyethers. however,
As initiators it is possible to use hydroxy compounds having oxyethylene groups, for example polyoxyalkylene polyols having oxyethylene groups.
本発明の方法により、ナトリウムアルコラードやカリウ
ムアルコラードで処理することによってポリエーテル類
の水酸基をアルコラード化し、次にエチレンオキサイド
を反応させて分子末端にオキシエチレン基を導入し、さ
らに触媒成分を分離して1級水酸基の割合の高いポリエ
ーテル類を得ることが可能となる。By the method of the present invention, the hydroxyl groups of polyethers are converted to alcoholades by treatment with sodium alcoholade or potassium alcoholade, and then ethylene oxide is reacted to introduce oxyethylene groups at the molecular terminals, and the catalyst components are separated. This makes it possible to obtain polyethers with a high proportion of primary hydroxyl groups.
得られるポリエーテル類の分子量は特に限定されるもの
ではない、しかし、常温で液状である製品がその用途の
面から好ましい。イニシエーター1モルに対するモノエ
ポキサイドの反応量は少なくとも約10モルが好ましく
、少なくとも約50モルがより好ましい。さらに好まし
くは、イニシエーターの水酸基当たり平均少なくとも約
10分子、特に少なくとも約30分子反応させて得られ
るポリエーテル類が好ましい、また水酸基価で表わせば
、200以下、特に100以下が適当である。たとえば
、ポリウレタンの原料としては、水酸基価で表して約5
〜200、特に5〜60の液状ポリエーテルポリオール
が好ましい。他の用途、例えば作動油等の油の原料など
も上記範囲のポリエーテルポリ(あるいはモノ)オール
が好ましい。The molecular weight of the resulting polyethers is not particularly limited, but products that are liquid at room temperature are preferred from the standpoint of their use. The reaction amount of monoepoxide per mole of initiator is preferably at least about 10 moles, more preferably at least about 50 moles. More preferably, polyethers are obtained by reacting an average of at least about 10 molecules, particularly at least about 30 molecules, per hydroxyl group of the initiator, and in terms of hydroxyl value, a value of 200 or less, particularly 100 or less is suitable. For example, as a raw material for polyurethane, expressed in terms of hydroxyl value, approximately 5
-200, especially 5-60 liquid polyether polyols are preferred. For other uses, such as raw materials for oil such as hydraulic oil, polyether poly(or mono)ols within the above range are preferred.
本発明により得られるポリエーテルポリオールは、それ
単独であるいは他のポリオール類と併用して用いられる
ポリウレタン原料用のポリオールとして最も有用である
。また、本発明により得られるポリエーテルポリ(ある
いはモノ)オールは、ポリウレタン以外の合成樹脂の原
料や添加剤の用途にも用いられる。さらに、潤滑油、絶
縁油、作動油、その他の油として、あるいはその原料と
して用いることができる。The polyether polyol obtained by the present invention is most useful as a polyol for polyurethane raw materials used alone or in combination with other polyols. Furthermore, the polyether poly(or mono)ol obtained by the present invention can also be used as a raw material or additive for synthetic resins other than polyurethane. Furthermore, it can be used as a lubricating oil, an insulating oil, a hydraulic oil, and other oils, or as a raw material thereof.
さらに、本発明により得られたポリエーテル類はアルキ
ルエーテル化物やアシル化物などの他の化合物に変換し
て種々の用途に使用しつる。Furthermore, the polyethers obtained according to the present invention can be converted into other compounds such as alkyl ether compounds and acylated compounds and used for various purposes.
以下に本発明を実施例および比較例により具体的に説明
するが、本発明は、これら実施例にのみ限定されるもの
ではない。EXAMPLES The present invention will be specifically explained below using Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited only to these Examples.
【実施例]
下記のポリオキシプロピレンポリオールをナトリウムア
ルコラードまたはカリウムアルコラードで処理し、次い
でエチレンオキサイドの反応および残留物の除去を行っ
た。EXAMPLE The following polyoxypropylene polyol was treated with sodium or potassium alcolade, followed by reaction of ethylene oxide and removal of residue.
下記のポリオキシプロピレンポリオールは、分子量的5
00のポリオキシプロピレントリオールをイニシエータ
ーとし、これに亜鉛へキサシアノコパルテート錯体触媒
を添加し、プロピレンオキサイドを供給して約120℃
で所定分子量になるまで反応させて得られたポリオキシ
プロピレントリオールである。製造されたこのポリオキ
シプロピレントリオールは、触媒として下記の量の金属
成分を含有していた。The following polyoxypropylene polyol has a molecular weight of 5
00 polyoxypropylene triol as an initiator, a zinc hexacyanocopartate complex catalyst was added thereto, propylene oxide was supplied, and the temperature was heated to about 120°C.
It is a polyoxypropylene triol obtained by reacting until a predetermined molecular weight is reached. This polyoxypropylene triol produced contained the following amount of metal component as a catalyst.
ポリオールA:亜鉛へキサシアノコパルテート錯体(Z
n 35ppm、 Co 18ppm)を含有する分子
量5000のポリオキシプロピレントリオールポリオー
ルB;亜鉛へキサシアノコパルテート錯体(Zn 60
ppm 、 Co 31ppm)を含有する分子量70
00のポリオキシプロピレントリオールポリオールC;
亜鉛へキサシアノコパルテート錯体(Zn 80ppm
、Co 39ppm)を含有する分子量9000のポ
リオキシプロピレントリオールポリオールD;亜鉛へキ
サシアノコパルテート錯体(Zn 1100pp 、C
o 49ppa+)を含有する分子量15,000のポ
リオキシプロピレントリオール実施例1
ポリオールA1000gにナトリウムメチラート(30
%メタノール溶液)20gを添加し、脱メタノール反応
を70℃、1OTorr、1時間行った後、エチレンオ
キサイド3θOgを導入し、100℃で3Hr反応を行
った。Polyol A: Zinc hexacyanocopartate complex (Z
Polyoxypropylene triol polyol B with a molecular weight of 5000 containing Zn 35 ppm, Co 18 ppm); Zinc hexacyanocopartate complex (Zn 60
ppm, Co 31ppm) with a molecular weight of 70
00 polyoxypropylene triol polyol C;
Zinc hexacyanocopartate complex (Zn 80ppm
Polyoxypropylene triol polyol D with a molecular weight of 9000 containing Zn 1100 ppm, Co
Polyoxypropylene triol with a molecular weight of 15,000 containing o 49 ppa+) Example 1 Sodium methylate (30
% methanol solution) was added, and the demethanol reaction was performed at 70° C. and 1 O Torr for 1 hour, then ethylene oxide 3θOg was introduced and the reaction was performed at 100° C. for 3 hours.
反応後、生成物に吸着剤(合成ケイ酸マグネシウム)を
添加し、触媒残留物とナトリウム分を吸着剤に吸着させ
た後濾過し、透明なポリオールを得た。得られたポリオ
ールの性状値は以下の通りである。After the reaction, an adsorbent (synthetic magnesium silicate) was added to the product, and the catalyst residue and sodium content were adsorbed onto the adsorbent, followed by filtration to obtain a transparent polyol. The properties of the obtained polyol are as follows.
比較例1
ポリオールA1000gにナトリウムメチラート処理を
行なうことなく、直接実施例1と同様の操作でEOの反
応を行った。得られたポリオールには、白色沈殿がみら
れた。Comparative Example 1 1000 g of polyol A was directly subjected to an EO reaction in the same manner as in Example 1 without being treated with sodium methylate. A white precipitate was observed in the obtained polyol.
実施例1、比較例1で得られたポリオールの性状を表−
1に示す。The properties of the polyols obtained in Example 1 and Comparative Example 1 are shown below.
Shown in 1.
表−1
実施例2
ポリオールB 1000gにカリウムメチラート(30
%メタノール溶液)21gを添加し、脱メタノール反応
を70℃、10Torr、1時間行った後、反応生成物
に対して重量で2倍量のn−ヘキサンと1倍量の水を加
え70℃、3 Hr、処理の後、n−ヘキサンとポリオ
ールからなる上澄を分離し、上澄よりn−ヘキサンを蒸
留により分離してポリオールを回収した。Table-1 Example 2 Potassium methylate (30 g
% methanol solution) was added, and the demethanol reaction was carried out at 70°C and 10 Torr for 1 hour. Then, twice the weight of n-hexane and one weight of water were added to the reaction product at 70°C. After treatment for 3 hours, a supernatant consisting of n-hexane and polyol was separated, and n-hexane was separated from the supernatant by distillation to recover the polyol.
比較例2
ポリオールB 1000gに水酸化カリウム(48%水
溶液) 12gを加え、実施例2と同様の処理を行った
。脱水操作にて水分は0.4%以下には下げられなかっ
た。Comparative Example 2 12 g of potassium hydroxide (48% aqueous solution) was added to 1000 g of polyol B, and the same treatment as in Example 2 was performed. The water content could not be lowered below 0.4% during the dehydration operation.
また得られたポリオールには、わずかな濁りが見られた
。Moreover, slight turbidity was observed in the obtained polyol.
実施例2、比較例2で得られたポリオールの性状を表−
2に示す。The properties of the polyols obtained in Example 2 and Comparative Example 2 are shown below.
Shown in 2.
表−2
実施例3
ポリオールC1000gに、カリウムメチラート(30
%メタノール溶液)7gを添加し、脱メタノール反応を
90℃、1OTorr、1時間行った後エチレンオキサ
イド100gを導入し、100℃で、3時間反応させた
。Table-2 Example 3 To 1000 g of polyol C, potassium methylate (30
% methanol solution) was added, and the methanol removal reaction was carried out at 90° C. and 1 O Torr for 1 hour. Then, 100 g of ethylene oxide was introduced and the reaction was carried out at 100° C. for 3 hours.
反応後生酸物に、T)IF(テトラヒドロフラン)を5
00 g、 HgOを100 g加えた後、陽イオン交
換樹脂と陰イオン交換樹脂を通し、最後に、THFとH
,0を加熱、真空下に除去し、透明な生成物を得た。After the reaction, add 5 T) IF (tetrahydrofuran) to the raw acid.
After adding 00 g and 100 g of HgO, it was passed through a cation exchange resin and an anion exchange resin, and finally, THF and HgO were added.
,0 was removed under heat and vacuum to give a clear product.
比較例3
ポリエーテルCにナトリウム金属(鉱油中に分散)を加
えて、同上に反応処理を行った。Comparative Example 3 Sodium metal (dispersed in mineral oil) was added to Polyether C, and the same was subjected to a reaction treatment.
得られたポリオールには、着色、濁りが見られた。Coloration and turbidity were observed in the obtained polyol.
実施例3、比較例3で得られたポリオールの性状を表−
3に示す。The properties of the polyols obtained in Example 3 and Comparative Example 3 are shown below.
Shown in 3.
表−3
実施例4
ポリオールD1500gにナトリウムメチラート(30
%メタノール溶液) 15gを添加し、脱メタノール反
応を100℃、10Torr、 1時間行った後、エ
チレンオキサイド100gを導入し、100℃で3Hr
反応を行った。Table 3 Example 4 Sodium methylate (30 g
% methanol solution) was added and the demethanol reaction was carried out at 100°C and 10 Torr for 1 hour, then 100g of ethylene oxide was introduced and the mixture was heated at 100°C for 3 hours.
The reaction was carried out.
反応後、生成物に吸着剤(合成ケイ酸マグネシウム)を
添加し、触媒残留物とナトリウム分を吸着剤に吸着させ
た後濾過し、透明なポリオールを得た。得られたポリオ
ールの性状値は以下の通りである。After the reaction, an adsorbent (synthetic magnesium silicate) was added to the product, and the catalyst residue and sodium content were adsorbed onto the adsorbent, followed by filtration to obtain a transparent polyol. The properties of the obtained polyol are as follows.
比較例4
ポリオールD1500gを水酸化カリウム(48%水溶
液) 9.5 gを添加し、脱水を120℃、10To
rrで3時間行った。脱水操作にて水分は0.2%以下
には下げられなかった。Comparative Example 4 9.5 g of potassium hydroxide (48% aqueous solution) was added to 1500 g of Polyol D, and dehydration was carried out at 120°C and 10 To
I went for 3 hours by rr. The water content could not be lowered below 0.2% during the dehydration operation.
このポリオールに実施例4と同様な操作でエチレンオキ
サイドを反応させ精製を行なった。This polyol was purified by reacting it with ethylene oxide in the same manner as in Example 4.
得られたポリオールは、白濁していた。The obtained polyol was cloudy.
実施例4、比較例4で得られたポリオールの性状を表−
4に示す。The properties of the polyols obtained in Example 4 and Comparative Example 4 are shown below.
4.
表−4
C発明の効果コ
本発明においてアルカリ金属アルコラードを処理剤とし
て使用することにより、複合金属シアン化物錯体触媒を
容易に失活させることができ、しかもその後失活した触
媒成分と処理剤成分をポリエーテル類から分離除去する
こともも容易になる。さらに、複合金属シアン化物錯体
触媒を失活させた後エチレンオキサイドをポリエーテル
類の水酸基に反応させることが可能となり、1級水酸基
の割合の高いポリエーテル類が容易に得られる。Table 4 Effects of Invention C: By using an alkali metal alcolade as a treatment agent in the present invention, the composite metal cyanide complex catalyst can be easily deactivated, and the deactivated catalyst component and treatment agent component can be easily deactivated. It also becomes easier to separate and remove the polyethers from the polyethers. Furthermore, after deactivating the multimetal cyanide complex catalyst, it becomes possible to react ethylene oxide with the hydroxyl groups of polyethers, and polyethers with a high proportion of primary hydroxyl groups can be easily obtained.
Claims (1)
個の水酸基を有するイニシエーターに炭素数3以上のモ
ノエポキサイドを開環付加反応させて得られた上記触媒
を含むポリエーテル類をアルカリ金属アルコラードから
なる処理剤で処理して上記触媒を失活させ、次いで失活
した上記触媒成分と処理剤成分をポリエーテル類から除
去することを特徴とするポリエーテル類の製造方法。 2、触媒を含むポリエーテル類にアルカリ金属アルコラ
ードからなる処理剤を添加して加熱した後、触媒成分と
処理剤成分をポリエーテル類から除去する、請求項第1
項の方法。 3、複合金属シアン化物錯体触媒の存在下少なくとも1
個の水酸基を有するイニシエーターに炭素数3以上のモ
ノエポキサイドを開環付加反応させて得られた上記触媒
を含むポリエーテル類をアルカリ金属アルコラードから
なる処理剤で処理して上記触媒を失活させ、次に上記ポ
リエーテル類をイニシエーターとしてそれにエチレンオ
キサイドを反応させ、その後得られたポリエーテル類か
ら失活した上記触媒成分と処理剤成分を除去することを
特徴とするポリエーテル類の製造方法。 4、アルカリ金属アルコラードが、ナトリウムアルコラ
ードおよびカリウムアルコラードから選ばれる少なくと
も1種のアルカリ金属アルコラードである、請求項第3
項の方法。 5、アルカリ金属アルコラードが、炭素数4以下のアル
コールのアルコラードである、請求項第3項の方法。 6、アルカリ金属アルコラードが、ナトリウムおよびカ
リウムから選ばれたアルカリ金属とメタノールおよびエ
タノールから選ばれたアルコールとのアルコラードであ
る、請求項第3項の方法。 7、炭素数3以上のモノエポキサイドが、炭素数3ある
いは4のアルキレンオキサイドである、請求項第3項の
方法。 8、炭素数3以上のモノエポキサイドが、プロピレンオ
キサイドである、請求項第3項の方法。 9、触媒を含むポリエーテル類にアルカリ金属アルコラ
ートからなる処理剤を添加して加熱し、次いで副生する
アルコールを除去し、その後エチレンオキサイドを反応
させる、請求項第3項の方法。 10、加熱温度が100〜150℃である、請求項第9
項の方法。 11、アルコールの除去を減圧によって行なう、請求項
第9項の方法。 12、ポリエーテル類が、イニシエーター1モルに対し
少なくとも50モルの炭素数3以上のモノエポキサイド
を反応させて得られるポリエーテル類である、請求項第
3項の方法。[Claims] 1. At least 1 in the presence of a multimetal cyanide complex catalyst
A polyether containing the above-mentioned catalyst obtained by subjecting an initiator having hydroxyl groups to a ring-opening addition reaction of a monoepoxide having 3 or more carbon atoms is treated with a treatment agent consisting of an alkali metal alcoholade to deactivate the above-mentioned catalyst. A method for producing polyethers, which comprises: then removing the deactivated catalyst component and processing agent component from the polyether. 2. Claim 1, wherein a treating agent made of an alkali metal alcoholade is added to polyethers containing a catalyst and heated, and then the catalyst component and the treating agent component are removed from the polyethers.
Section method. 3. At least 1 in the presence of a multimetal cyanide complex catalyst
A polyether containing the above-mentioned catalyst obtained by subjecting an initiator having hydroxyl groups to a ring-opening addition reaction of a monoepoxide having 3 or more carbon atoms is treated with a treatment agent consisting of an alkali metal alcoholade to deactivate the above-mentioned catalyst. , Next, using the polyether as an initiator, it is reacted with ethylene oxide, and then the deactivated catalyst component and the treating agent component are removed from the obtained polyether. . 4. Claim 3, wherein the alkali metal alcoholade is at least one alkali metal alcoholade selected from sodium alcoholade and potassium alcoholade.
Section method. 5. The method according to claim 3, wherein the alkali metal alcoholade is an alcoholade of an alcohol having 4 or less carbon atoms. 6. The method of claim 3, wherein the alkali metal alcoholade is an alcoholade of an alkali metal selected from sodium and potassium and an alcohol selected from methanol and ethanol. 7. The method according to claim 3, wherein the monoepoxide having 3 or more carbon atoms is an alkylene oxide having 3 or 4 carbon atoms. 8. The method according to claim 3, wherein the monoepoxide having 3 or more carbon atoms is propylene oxide. 9. The method according to claim 3, wherein a treating agent consisting of an alkali metal alcoholate is added to the polyether containing the catalyst and heated, the by-product alcohol is removed, and then ethylene oxide is reacted. 10. Claim 9, wherein the heating temperature is 100 to 150°C.
Section method. 11. The method of claim 9, wherein the alcohol is removed by vacuum. 12. The method according to claim 3, wherein the polyether is a polyether obtained by reacting at least 50 moles of a monoepoxide having 3 or more carbon atoms with 1 mole of initiator.
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