JPH03240781A - 水酸基を有するエポキシ化合物の製造方法 - Google Patents
水酸基を有するエポキシ化合物の製造方法Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
- C08G65/04—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers only
- C08G65/22—Cyclic ethers having at least one atom other than carbon and hydrogen outside the ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D303/00—Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
- C07D303/02—Compounds containing oxirane rings
- C07D303/12—Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by singly or doubly bound oxygen atoms
- C07D303/16—Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by singly or doubly bound oxygen atoms by esterified hydroxyl radicals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/06—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from hydroxycarboxylic acids
- C08G63/08—Lactones or lactides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/91—Polymers modified by chemical after-treatment
- C08G63/912—Polymers modified by chemical after-treatment derived from hydroxycarboxylic acids
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は塗料、接着剤、エポキシ樹脂等に用いられる種
々の樹脂の原料、変性剤として産業上有用なエポキシ基
と水酸基を有する化合物およびその製造方法に関する。
々の樹脂の原料、変性剤として産業上有用なエポキシ基
と水酸基を有する化合物およびその製造方法に関する。
(従来の技術)
従来エポキシ基および水酸基を有した化合物としてはグ
リシドール等が知られている。
リシドール等が知られている。
しかし、これらの化合物は、微量の酸あるいはアルカリ
に対し不安定であり、エポキシ基と水酸基がすみやかに
反応し重合反応が進行するため貯蔵安定性に欠け、また
、種々の反応に供する時副反応が生じやすい。
に対し不安定であり、エポキシ基と水酸基がすみやかに
反応し重合反応が進行するため貯蔵安定性に欠け、また
、種々の反応に供する時副反応が生じやすい。
一方、エポキシ基と水酸基を有するその他の化合物とし
ては化合物 が知られている。
ては化合物 が知られている。
(発明が解決しようとする課題〉
しかし、上記グリシドール等に比べ安定ではあるが以下
の分子内反応 (発明の目的) 本発明は上記欠点が解決されたエポキシ基および水酸基
を有する化合物を提供することを目的とする。
の分子内反応 (発明の目的) 本発明は上記欠点が解決されたエポキシ基および水酸基
を有する化合物を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段〉
本発明者は、上記目的を達成するべく鋭意研究を重ねた
結果、特定の構造を有する化合物が安定性、開環重合反
応性、可とう性付与特性にすぐれていることを見出し、
また、効率的にその化合物を製造する方法を見出し本発
明に到達した。
結果、特定の構造を有する化合物が安定性、開環重合反
応性、可とう性付与特性にすぐれていることを見出し、
また、効率的にその化合物を製造する方法を見出し本発
明に到達した。
即ち、本発明は、
「以下の構造を有する化合物
が生じるため、種々の用途に用いるには問題があった。
これは分子内で6員環が形成されることによりエントロ
ピー的に安定化するためと思われる。
ピー的に安定化するためと思われる。
また上記化合物(II)は可とう性に欠けるため、例え
ば塗料用途等に供する場合、問題がある。
ば塗料用途等に供する場合、問題がある。
R,(1)
〈Xは3〜7の整数、yは1〜50の整数、Ra。
RbはH1メチル基、プロピル基、RaSRbは同時に
各々の基に入れ換えることができる〉」および 「触媒の存在下 「以下の構造を有する化合物 の構造を有する化合物とラクトン類を30〜200℃で
反応させることを特徴とする以下の構造式%式%(11
) を0〜80℃で、過酸化物を用い、エポキシ化すること
を特徴とする以下の構造式 %式%() 〈Xは3〜7の整数、yは1〜5oの整数、Ra、Rb
はH1メチル基、プロピル基、Ra、Rbは同時に各々
の基に入れ換えることができる〉を有する化合物の製造
方法」 および Rb (1) 〈Xは3〜7の整数、yは1〜50の整数、Ra。
各々の基に入れ換えることができる〉」および 「触媒の存在下 「以下の構造を有する化合物 の構造を有する化合物とラクトン類を30〜200℃で
反応させることを特徴とする以下の構造式%式%(11
) を0〜80℃で、過酸化物を用い、エポキシ化すること
を特徴とする以下の構造式 %式%() 〈Xは3〜7の整数、yは1〜5oの整数、Ra、Rb
はH1メチル基、プロピル基、Ra、Rbは同時に各々
の基に入れ換えることができる〉を有する化合物の製造
方法」 および Rb (1) 〈Xは3〜7の整数、yは1〜50の整数、Ra。
RbはH1メチル基、プロピル基、Ra、Rbは同時に
各々の基に入れ換えることができる〉を有する化合物の
製造方法」 である。
各々の基に入れ換えることができる〉を有する化合物の
製造方法」 である。
本発明の水酸基を有するエポキシ化合物(1)は以下2
つの方法のいずれでも製造することができる。
つの方法のいずれでも製造することができる。
即ち、化合物(II〉とラクトン類を触媒の存在下反応
させる方法(以下Aルートと称する)↓ Rb 十エポキシ化剤 Rb と化合物(Il+)をエポキシ化剤と反応させる方法(
以下Bルートと称する) である。
させる方法(以下Aルートと称する)↓ Rb 十エポキシ化剤 Rb と化合物(Il+)をエポキシ化剤と反応させる方法(
以下Bルートと称する) である。
Aルートの方法において、原料である化合物(II)
ハ、3−シクロヘキセン1−メタノールをエポキシ化剤
でエポキシ化して得ることができる。
ハ、3−シクロヘキセン1−メタノールをエポキシ化剤
でエポキシ化して得ることができる。
ここで用いるエポキシ化剤としては、たとえば過ギ酸、
過酢酸、過プロピオン酸、過安息香酸、mクロロ過安息
香酸等の有機過カルボン酸、過酸化水素と酢酸、無水酢
酸ないし硫酸によって作られる過酢酸などが挙げられる
。
過酢酸、過プロピオン酸、過安息香酸、mクロロ過安息
香酸等の有機過カルボン酸、過酸化水素と酢酸、無水酢
酸ないし硫酸によって作られる過酢酸などが挙げられる
。
ラクトン類としては、ε−カプロラクトン、トリメチル
カプロラクトン、β−メチルδ−バレロラクトン、ブチ
ロラクトンが挙げられる。
カプロラクトン、β−メチルδ−バレロラクトン、ブチ
ロラクトンが挙げられる。
化合物(1)はこれらを触媒の存在下反応させて得るこ
とができる。
とができる。
用いる触媒は、テトラブトキシチタネート、テトラプロ
ポキシチタネート、テトラエトキシチタネート等のチタ
ン化合物、オクチル酸スズ、ジブチルスズオキシド、ジ
ブチルスズラウレート等の有機スズ化合物、さらには塩
化第1スズ、臭化第1スズ、ヨウ化第1スズ等のハロゲ
ン化スズまた、リンタングステン酸、ケイタングステン
酸等のへテロポリ酸を用いることができる。
ポキシチタネート、テトラエトキシチタネート等のチタ
ン化合物、オクチル酸スズ、ジブチルスズオキシド、ジ
ブチルスズラウレート等の有機スズ化合物、さらには塩
化第1スズ、臭化第1スズ、ヨウ化第1スズ等のハロゲ
ン化スズまた、リンタングステン酸、ケイタングステン
酸等のへテロポリ酸を用いることができる。
反応温度は30〜230℃で行うことができる。
チタンあるいはスズ系の触媒を用いる場合、望ましい温
度としては100℃〜180℃である。
度としては100℃〜180℃である。
反応温度が100℃以下の場合、用いる触媒量が増える
ため、化合物(II)をさらにイソシアネートと反応さ
せウレタン樹脂と反応させる際、悪影響を与えまた塗料
としても着色の原因となる場合があるからである。
ため、化合物(II)をさらにイソシアネートと反応さ
せウレタン樹脂と反応させる際、悪影響を与えまた塗料
としても着色の原因となる場合があるからである。
一方、反応温度が180℃以上の場合、化合物(II)
のエポキシが開環したり、付加したラクトンが解重合を
起す可能性がある。
のエポキシが開環したり、付加したラクトンが解重合を
起す可能性がある。
一方、リンタングステン酸等を用いた場合、30〜10
0℃の低温で反応を進行させることができる。用いる触
媒量は出発原料に対して0.01ppm 〜2000p
pmである。
0℃の低温で反応を進行させることができる。用いる触
媒量は出発原料に対して0.01ppm 〜2000p
pmである。
触媒は上記のように悪影響を与える可能性があるので少
ない方が望ましい。
ない方が望ましい。
しかし、0.O1ppm以下では温度を上げても反応を
完結させるには長時間を要し、経済的な方法ではない。
完結させるには長時間を要し、経済的な方法ではない。
反応させるラクトン類は化合物(II)に対し、l〜1
5モル倍が望ましい。
5モル倍が望ましい。
付加モル数が15モル倍を越える場合、得られる化合物
を塗料として用いた場合、塗膜がやわらかすぎるからで
ある。
を塗料として用いた場合、塗膜がやわらかすぎるからで
ある。
化合物(N)1モルに対し2モルのε−カプロラクトン
を付加させた場合、化合物(11)の水酸基へのラクト
ンの開環反応と生成物のラクトン末端へのラクトンの開
環反応速度は大きく変らないため、反応物は式(1〉で
表わされる化合物でy−0の未反応物からy−1,2,
3い0.の付加物が統計的に分布する。
を付加させた場合、化合物(11)の水酸基へのラクト
ンの開環反応と生成物のラクトン末端へのラクトンの開
環反応速度は大きく変らないため、反応物は式(1〉で
表わされる化合物でy−0の未反応物からy−1,2,
3い0.の付加物が統計的に分布する。
しかし、これらを分離する必要はなく、混合物のままで
ウレタン樹脂等の合成等、種々の用途に用いることがで
きる。
ウレタン樹脂等の合成等、種々の用途に用いることがで
きる。
また使用したラクトンも完全に0%まで反応させる必要
はなく、未反応のラクトンを蒸発させて使用することが
できるが、そのまま合成用原料として用いることができ
る。
はなく、未反応のラクトンを蒸発させて使用することが
できるが、そのまま合成用原料として用いることができ
る。
たとえば、化合物(II)とε−カプロラクトンをテト
ラブトキシチタン(以下TBT)を触媒として140℃
で反応させた後の生成物はε−カプロラクトン C1,
8% 化合物(II) 0.6% 化合物(I) 89.6% TBT O,0010%を含
有した組成物となる。
ラブトキシチタン(以下TBT)を触媒として140℃
で反応させた後の生成物はε−カプロラクトン C1,
8% 化合物(II) 0.6% 化合物(I) 89.6% TBT O,0010%を含
有した組成物となる。
これをそのままイソシアネート化合物と反応させ、ウレ
タン化合物を得ることができる。
タン化合物を得ることができる。
また、場合によっては芳香族、脂肪族炭化水素、エステ
ル類、エーテル類、アミド、アミン系の溶媒を用いて反
応を行うこともできる。
ル類、エーテル類、アミド、アミン系の溶媒を用いて反
応を行うこともできる。
このとき得られる化合物(1)の使用した溶媒溶液(ド
ープ)はそのまま商品として取り扱うことが可能である
。
ープ)はそのまま商品として取り扱うことが可能である
。
上記反応を行う際、生成物には着色が少ない方が望まし
い。
い。
そこで反応はN2下で行い、酸素による酸化を生じない
様にした方が良好な結果を与える。
様にした方が良好な結果を与える。
一方、化合物(1)は分子量分布を有しているが、−船
釣に高温で長時間反応を行うと分布が広がる傾向がある
。
釣に高温で長時間反応を行うと分布が広がる傾向がある
。
また、Sn系触媒とTi系触媒を比べるとTi系触媒を
用いた方が分布が広がる傾向がある。
用いた方が分布が広がる傾向がある。
狭い分子量分布を有した生成物を得るには、低温で、低
濃度Sn系触媒を用いた方がよい。
濃度Sn系触媒を用いた方がよい。
また、広い分子量分布のものを得るには、高温かつ、T
i系触媒を用いるのが望ましい。
i系触媒を用いるのが望ましい。
分子量分布は、用途により狭いもの、広いものどちらで
も製造することが可能である。
も製造することが可能である。
化合物(I)は、2種類以上のラクトンの共重合により
合成することもできる。
合成することもできる。
たとえば、ε−カプロラクトンとβ−メチルδ−バレロ
ラクトン、ε−カプロラクトンとトリメチルカプロラク
トンとを混合し共重合体である(1)を得ることができ
る。
ラクトン、ε−カプロラクトンとトリメチルカプロラク
トンとを混合し共重合体である(1)を得ることができ
る。
本方法で製造した生成物(1)は反応終了後の粗液をそ
のまま用いることができるが、触媒を含有する。この触
媒は用途により反応の暴走、阻害、着色の原因となりう
ろことがある。
のまま用いることができるが、触媒を含有する。この触
媒は用途により反応の暴走、阻害、着色の原因となりう
ろことがある。
そのため、この粗液に対し、キレート剤等を添加し、触
媒をマスキングすることができる。
媒をマスキングすることができる。
たとえば、2−エチルへキシルアシッドホスフェートを
触媒量に対し1〜100倍モル添加することにより触媒
をマスキングできる。
触媒量に対し1〜100倍モル添加することにより触媒
をマスキングできる。
一方、Bルートの方法では、3−シクロヘキセン1−メ
タノールにラクトンを付加し、これをエポキシ剤でエポ
キシ化することにより化合物(I)を得ることができる
。
タノールにラクトンを付加し、これをエポキシ剤でエポ
キシ化することにより化合物(I)を得ることができる
。
化合物(Ill)は3−シクロヘキセン1−メタノール
に触媒の存在下ラクトンを付加することによって得られ
る。
に触媒の存在下ラクトンを付加することによって得られ
る。
原料テする3−シクロヘキセン1−メタノールはテトラ
ヒドロベンズアルデヒドを水添反応することにより得る
ことができる。
ヒドロベンズアルデヒドを水添反応することにより得る
ことができる。
ラクトン付加に用いる触媒は、テトラブトキシチタネー
ト、テトラプロポキシチタネート、テトラエトキシチタ
ネート、等のチタン化合物、オクチル酸スズ、ジブチル
スズオキシド、ジブチルスズラウレート等の有機スズ化
合物、さらには、塩化第1スズ、臭化第1スズ、ヨウ化
第1スズ等のハロゲン化スズまたリンタングステン酸、
ケイタングステン酸等のへテロポリ酸を用いることがで
きる。
ト、テトラプロポキシチタネート、テトラエトキシチタ
ネート、等のチタン化合物、オクチル酸スズ、ジブチル
スズオキシド、ジブチルスズラウレート等の有機スズ化
合物、さらには、塩化第1スズ、臭化第1スズ、ヨウ化
第1スズ等のハロゲン化スズまたリンタングステン酸、
ケイタングステン酸等のへテロポリ酸を用いることがで
きる。
反応温度は30〜230℃で行うことができる。
チタンあるいはスズ系の触媒を用いる場合、温度として
は100〜180℃が望ましい。
は100〜180℃が望ましい。
100℃以下の場合、用いる触媒量が増え、後のエポキ
シ化反応等に悪影響を与える。
シ化反応等に悪影響を与える。
一方、230℃以上の場合、付加したラクトンが解重合
を起す可能性がある。
を起す可能性がある。
一方、リンタングステン酸等を用いた場合、30〜10
0℃の低温で反応を進行させることができる。用いる触
媒量は0.01ppm〜2000ppmである。
0℃の低温で反応を進行させることができる。用いる触
媒量は0.01ppm〜2000ppmである。
触媒は上記のように悪影響を与える可能性があるので低
い方が望ましい。
い方が望ましい。
しかし、0.0ippm以下では温度を上げても反応を
完結させるには長時間を要し、経済的な方法ではない。
完結させるには長時間を要し、経済的な方法ではない。
反応させるラクトンはテトラヒドロベンジルアルコール
(以下THBAと称する)1モルに対し1〜15モルが
望ましい。
(以下THBAと称する)1モルに対し1〜15モルが
望ましい。
付加モル数が15を越える場合、エポキシ化した製品を
用いた塗料がやわらかすぎるからである。
用いた塗料がやわらかすぎるからである。
THBAはモルに対し2モルのε−カプロラクトンを付
加させた場合、THBAの水酸基へのラクトンの開環反
応と生成物のラクトン末端へのラクトンの開環反応速度
は大きく変らないため、反応物は式(Ill)で表わさ
れる化合物でy−0の未反応物からy−1,2,3・・
・の付加物が統計的に分布する。
加させた場合、THBAの水酸基へのラクトンの開環反
応と生成物のラクトン末端へのラクトンの開環反応速度
は大きく変らないため、反応物は式(Ill)で表わさ
れる化合物でy−0の未反応物からy−1,2,3・・
・の付加物が統計的に分布する。
しかし、これらを分離する必要はなく、混合物のままで
次のエポキシ化工程に用いることができる。また反応に
使用したラクトンも完全に0%とする必要はなく、未反
応のラクトンを蒸発させて使用することができるが、そ
のまま合成用原料として用いることができる。
次のエポキシ化工程に用いることができる。また反応に
使用したラクトンも完全に0%とする必要はなく、未反
応のラクトンを蒸発させて使用することができるが、そ
のまま合成用原料として用いることができる。
たとえば、化合物(Ill)とε−カプロラクトンをテ
トラブトキシチタン(T B T)を触媒として160
℃で反応させた後の生成物は ε−カプロラクトン 0.2% (III) 96. 2%THBA
3.6% TBT O,00
10%を含有した組成物である。
トラブトキシチタン(T B T)を触媒として160
℃で反応させた後の生成物は ε−カプロラクトン 0.2% (III) 96. 2%THBA
3.6% TBT O,00
10%を含有した組成物である。
これをそのままエポキシ化剤と反応させ、製品を得るこ
とができる。
とができる。
上記反応を行う際、生成物には着色が少ない方が望まし
い。
い。
そこで反応はN2下で行い、酸素による酸化を生じない
様にした方が良好な結果を与える。
様にした方が良好な結果を与える。
生成した化合物(II+)を含有した組成物は比較的高
粘度であるので添加するエポキシ化剤を反応系で均一化
させるために、溶剤を添加するのが望ましい。溶媒とし
ては、過酢酸の場合であれば芳香族化合物、エーテル、
脂肪族炭化水素、エステル類等を使用することができる
。
粘度であるので添加するエポキシ化剤を反応系で均一化
させるために、溶剤を添加するのが望ましい。溶媒とし
ては、過酢酸の場合であれば芳香族化合物、エーテル、
脂肪族炭化水素、エステル類等を使用することができる
。
用い得るエポキシ化剤としては過酸類、およびハイドロ
パーオキサイド類をあげることができる。
パーオキサイド類をあげることができる。
過酸類としては過ギ酸、過酢酸、過安息香酸、トリフル
オロ過酢酸などがある。
オロ過酢酸などがある。
このうち、過酢酸は、工業的に大量に製造されており、
安価に人手でき、安定度も高いので好ましいエポキシ化
剤である。
安価に人手でき、安定度も高いので好ましいエポキシ化
剤である。
ハイドロパーオキサイド類としては過酸化水素、ターシ
ャリ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンパーオキ
サイド等がある。
ャリ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンパーオキ
サイド等がある。
エポキシ化反応は、装置や原料物性に応じて溶媒使用の
有無や反応温度を調節して行なう。
有無や反応温度を調節して行なう。
用いるエポキシ化剤の反応性によって使用できる反応温
度域は定まる。
度域は定まる。
好ましいエポキシ化剤である過酢酸についていえば0〜
70℃が好ましい。
70℃が好ましい。
0℃以下では反応が遅く、70℃では過酢酸の分解がお
きる。
きる。
また、ハイドロパーオキサイドの1例であるターシャル
ブチルハイドロパーオキサイド/モリブデン二酸化物ジ
アセチルアセトナート系では同じ理由で20℃〜150
℃が好ましい。
ブチルハイドロパーオキサイド/モリブデン二酸化物ジ
アセチルアセトナート系では同じ理由で20℃〜150
℃が好ましい。
不飽和結合に対するエポキシ化剤の仕込みモル比は不飽
和結合をどれくらい残存させたいかなどの目的に応して
変化させることができる。
和結合をどれくらい残存させたいかなどの目的に応して
変化させることができる。
エポキシ基が多い化合物が目的の場合、エポキシ化剤は
不飽和基に対して等モルかそれ以上加えるのが好ましい
。
不飽和基に対して等モルかそれ以上加えるのが好ましい
。
ただし、経済性、および次に述べる副反応の問題から2
倍モルを越えることは通常不利であり、過酢酸の場合1
〜1.5倍モルが好ましい。
倍モルを越えることは通常不利であり、過酢酸の場合1
〜1.5倍モルが好ましい。
過酸類は微量の金属イオンが存在すると分解し、酸素を
発生することがあるので安定剤を反応系に添加するのが
望ましい。
発生することがあるので安定剤を反応系に添加するのが
望ましい。
たとえば、リン酸、リン酸−カリウム、リン酸−ナトリ
ウム、リン酸水素アンモニウムナトリウム、ピロリン酸
、ビロリン酸カリ、ビロリン酸ナトリウム、2−エチル
へキシルピロリン酸カリウム、2−エチルヘキシルトリ
ポリリン酸ナトリウム、2−エチルヘキシルトリポリリ
ン酸カリウム、2−エチルへキシルテトラポリリン酸ナ
トリウム、2−エチルへキシルテトラポリリン酸カリウ
ムである。添加量は反応粗液中lppm〜11000p
pである。
ウム、リン酸水素アンモニウムナトリウム、ピロリン酸
、ビロリン酸カリ、ビロリン酸ナトリウム、2−エチル
へキシルピロリン酸カリウム、2−エチルヘキシルトリ
ポリリン酸ナトリウム、2−エチルヘキシルトリポリリ
ン酸カリウム、2−エチルへキシルテトラポリリン酸ナ
トリウム、2−エチルへキシルテトラポリリン酸カリウ
ムである。添加量は反応粗液中lppm〜11000p
pである。
反応終了後、粗液より溶剤を除去し、そのまま製品とす
ることができる。
ることができる。
しかし、着色を生じることがあるので溶媒を除去する前
に水を添加し反応粗液を洗浄したのちに溶剤等を除去し
た方が着色の度合いの小さいものを得ることができる。
に水を添加し反応粗液を洗浄したのちに溶剤等を除去し
た方が着色の度合いの小さいものを得ることができる。
たとえば、エポキシ化剤に過酢酸、溶媒として酢酸エチ
ルを用いた場合添加する水は、反応粗液とほぼ同容量で
よい。
ルを用いた場合添加する水は、反応粗液とほぼ同容量で
よい。
洗浄後分液した後下層である水層を除去し、上層を取り
出し溶媒類を除去後残査を製品とすることができる。
出し溶媒類を除去後残査を製品とすることができる。
水洗は更に1.2回繰り返す方が望ましい。
これは着色成分となる微量不純物を除去するためである
。
。
脱低沸条件は常圧で溶媒の沸点まで加熱し留去すること
ができる。
ができる。
しかし、加熱温度は製品自体の分解等を促進するので極
力低温が望ましいので、減圧下で行った方がよい。
力低温が望ましいので、減圧下で行った方がよい。
反応は連続もしくはバッチで行うが、連続の場合は完全
混合型ピストンフロー型いずれでも可能である。
混合型ピストンフロー型いずれでも可能である。
脱低沸は工業的には薄膜式蒸発器を用いることかできる
。
。
Bルートの方法で合成した場合、水洗することにより低
分子化合物は水層に溶けるために有機層に残った生成物
は低分子化合物か少なくなることがある。
分子化合物は水層に溶けるために有機層に残った生成物
は低分子化合物か少なくなることがある。
しかし、これは実用上製品に悪影響を与えるものではな
い。
い。
(発明の効果〉
本発明によって得られる化合物は、可撓性を有するポリ
ラクトン鎖の反応性の高い第1級水酸基と、脂環式エポ
キシ基を有する。
ラクトン鎖の反応性の高い第1級水酸基と、脂環式エポ
キシ基を有する。
従って、これは、ポリイソシアネート化合物またはウレ
タンプレポリマーと反応させ、ウレタンエポキシ樹脂を
合成することができる。
タンプレポリマーと反応させ、ウレタンエポキシ樹脂を
合成することができる。
この樹脂はエポキシ基と反応する硬化剤を配合し、柔軟
性、密着性等にすくれた種々の塗料、接着剤、エポキシ
樹脂等に用いることができる。
性、密着性等にすくれた種々の塗料、接着剤、エポキシ
樹脂等に用いることができる。
また、脂環式エポキシ基はカチオン重合性に富んでいる
ため、カチオン硬化を利用した光硬化コティング、低温
硬化コーティング等にも利用出来る。また、この物質を
効率的に製造する2通りの方法を見出だし、工業的に安
価に製造できることができる。
ため、カチオン硬化を利用した光硬化コティング、低温
硬化コーティング等にも利用出来る。また、この物質を
効率的に製造する2通りの方法を見出だし、工業的に安
価に製造できることができる。
以下実施例で説明する。
実施例 1(合成ルートA)
窒素導入管、温度計、攪拌装置を備えたフラスコに化合
物(II)251.7g、ε−カプロラクトン 448
.3g [化合物(II) 1モルに対してε−カプロ
ラクトン2モル]、TBTo、014gを仕込み窒素ガ
スを吹き込みながら130℃で6時間反応させた。
物(II)251.7g、ε−カプロラクトン 448
.3g [化合物(II) 1モルに対してε−カプロ
ラクトン2モル]、TBTo、014gを仕込み窒素ガ
スを吹き込みながら130℃で6時間反応させた。
生成物を分析したところ、
オキシラン酸素3.58%、粘度137cps/45℃
、残存ε−カプロラクトン0.82%、酸価1.I
KOHmg/gであツタ。
、残存ε−カプロラクトン0.82%、酸価1.I
KOHmg/gであツタ。
さらに生成物のNMRスペクトル(第1図)および赤外
吸収スペクトル(第2図)を測定したところ、それらの
スペクトルは化合物(11〉の水酸基にε−カプロラク
トンが平均2モル開環重合したところの化合物(1)の
構造を示すものであった。
吸収スペクトル(第2図)を測定したところ、それらの
スペクトルは化合物(11〉の水酸基にε−カプロラク
トンが平均2モル開環重合したところの化合物(1)の
構造を示すものであった。
さらに分子量分布を測定したところ(第3図)に示すチ
ャートが得られた。
ャートが得られた。
各ピークの面積比よりこの反応生成物は化合物(I)の
構造式においてε−カプロラクトンの付加数か Y−0:9.58% y−1:13.52 % y−2: 16.13 % y−3:15.07 % y−4: 11.77 % y−5以上:33.7% 以下の分布を有する混合物であった。
構造式においてε−カプロラクトンの付加数か Y−0:9.58% y−1:13.52 % y−2: 16.13 % y−3:15.07 % y−4: 11.77 % y−5以上:33.7% 以下の分布を有する混合物であった。
実施例 2(合成ルートA)
実施例1と同様の装置に化合物(II) 64. 0g
1ε−カプロラクトン171.9g [化合物(11〉
1モルに対して3モル] TBTo、0048gを仕
込み窒素ガスを吹き込みなから120”Cて6時間反応
させた。
1ε−カプロラクトン171.9g [化合物(11〉
1モルに対して3モル] TBTo、0048gを仕
込み窒素ガスを吹き込みなから120”Cて6時間反応
させた。
生成物を分析したところオキシラン酸素3. 06%、
粘度179cps/45℃、残存ε−カプロラクトン0
.5%、酸価1.I KOHmg/gであった。
粘度179cps/45℃、残存ε−カプロラクトン0
.5%、酸価1.I KOHmg/gであった。
さらに生成物のNMRスペクトル(第4図)および赤外
吸収スペクトル(第5図)を測定したところそれらのス
ペクトルは化合物(II)の水酸基にε−カプロラクト
ンが平均3モル開環重合したところの化合物(1)の構
造を示すものであった。
吸収スペクトル(第5図)を測定したところそれらのス
ペクトルは化合物(II)の水酸基にε−カプロラクト
ンが平均3モル開環重合したところの化合物(1)の構
造を示すものであった。
さらに分子量分布を測定したところ(第6図)に示すチ
ャートが得られた。
ャートが得られた。
各ピークの面積比よりこの反応生成物は化合物(I)の
構造式においてε−カプロラクトンの付加数が以下の分
布を有する混合物であった。
構造式においてε−カプロラクトンの付加数が以下の分
布を有する混合物であった。
y−07,71%
y−18,44%
y−29,45%
y−39,79%
y−49,06%
y−58,11%
y−6以上 46.96%
実施例 3(合成ルートA)
実施例1と同様の装置に化合物(11) 64.0g1
ε−カプロラクトン171.9g (化合物(11)
1モルに対して3モル) 、TBTo、024gを仕込
み窒素ガスを吹き込みながら120℃で6時間反応させ
た。
ε−カプロラクトン171.9g (化合物(11)
1モルに対して3モル) 、TBTo、024gを仕込
み窒素ガスを吹き込みながら120℃で6時間反応させ
た。
生成物を分析したところオキシラン酸素2.34%、粘
度170cps/45℃、残存ε−カプロラクトン0.
8%、酸価0.9 KOHmg/gであった。
度170cps/45℃、残存ε−カプロラクトン0.
8%、酸価0.9 KOHmg/gであった。
さらに生成物のNMRスペクトル(第7図)および赤外
吸収スペクトル(第8図)を測定したところそれらのス
ペクトルは化合物(11)の水酸基にε−カプロラクト
ンが開環重合した化合物(1)の構造を示すものであっ
た。
吸収スペクトル(第8図)を測定したところそれらのス
ペクトルは化合物(11)の水酸基にε−カプロラクト
ンが開環重合した化合物(1)の構造を示すものであっ
た。
さらに分子量分布を測定したところ(第9図)に示すチ
ャートが得られた。
ャートが得られた。
各ピークの面積比よりこの反応生成物は化合物(1)の
構造式においてと一カプロラクトンの付加数が以下の分
布をもった混合物であった。
構造式においてと一カプロラクトンの付加数が以下の分
布をもった混合物であった。
y−。
実施例 4(ルートB)
実施例1と同様の装置に化合物(III)を675゜3
g、ε−カプロラクトン1374.7g (化合物(I
Iり 1モルに対して2モル) 、TBT・0.020
gを仕込み、170℃で3時間30分反応させたところ
残存するε−カプロラクトンが0. 31%となり、化
合物(Ill)のラクトン付加物を得た。この化合物
(Ill)のラクトン付加物1090gと酢酸エチル5
00gを反応器に仕込み、40℃に保ちつつ安定剤とし
てリン酸ソーダを1.0gと26.5%の過酢酸の酢酸
エチル溶液1012gを反応させエポキシ化を行った。
g、ε−カプロラクトン1374.7g (化合物(I
Iり 1モルに対して2モル) 、TBT・0.020
gを仕込み、170℃で3時間30分反応させたところ
残存するε−カプロラクトンが0. 31%となり、化
合物(Ill)のラクトン付加物を得た。この化合物
(Ill)のラクトン付加物1090gと酢酸エチル5
00gを反応器に仕込み、40℃に保ちつつ安定剤とし
てリン酸ソーダを1.0gと26.5%の過酢酸の酢酸
エチル溶液1012gを反応させエポキシ化を行った。
反応終了後、反応混合物を水洗し、溶媒を蒸留で除去し
、化合物(I)を得た。
、化合物(I)を得た。
このものを分析したところ、オキシラン酸素2゜78%
、粘度172cps/’45℃、ヨウ素価3゜3、酸価
3.3 KOHmg/gであツタ。
、粘度172cps/’45℃、ヨウ素価3゜3、酸価
3.3 KOHmg/gであツタ。
さらに、NMRスペクトル(第1O図)および赤外吸収
スペクトル(第11図)を測定したところ、化合物(1
)の構造を示した。
スペクトル(第11図)を測定したところ、化合物(1
)の構造を示した。
さらに、分子量分布を測定したところ(第12図)に示
すチャートが得られた。
すチャートが得られた。
各ピークの面積比よりこの反応生成物は化合物(1)の
構造式において、・ε−カプロラクトンの付加数が以下
の分布を有する混合物であった。
構造式において、・ε−カプロラクトンの付加数が以下
の分布を有する混合物であった。
Y−01,04%
y−112,61%
y−216,17%
)r−314,96%
y−413,04%
y−5以上 41.86%
実施例 5(ルートB)
実施例1と同様の装置に化合物(IIりを259゜0g
、ε−カプロラクトン791.0g (化合物(Ill
)1モルに対して3モル)、テトラブトキシチタン0.
01gを仕込み、170℃で3時間30分反応させたと
ころ残存するε−カプロラクトンが0.62%となり、
化合物(Ill)のラクトン付加物を得た。
、ε−カプロラクトン791.0g (化合物(Ill
)1モルに対して3モル)、テトラブトキシチタン0.
01gを仕込み、170℃で3時間30分反応させたと
ころ残存するε−カプロラクトンが0.62%となり、
化合物(Ill)のラクトン付加物を得た。
この化合物 (Ill)のラクトン付加物271gと酢
酸エチル110gを反応器に仕込み、40”Cに保ちつ
つリン酸ソーダ0.27gと29.5%の過酢酸の酢酸
エチル溶液を181g加え、エポキシ化反応を行った。
酸エチル110gを反応器に仕込み、40”Cに保ちつ
つリン酸ソーダ0.27gと29.5%の過酢酸の酢酸
エチル溶液を181g加え、エポキシ化反応を行った。
反応終了後、反応混合物を水洗し、次に溶媒を蒸留によ
って除去し、化合物(I)を得た。
って除去し、化合物(I)を得た。
このものを分析したところ、オキシラン酸素2.57%
、粘度179cps/45℃、ヨウ素価2゜3、酸価2
.9 KOHmg/gであった。
、粘度179cps/45℃、ヨウ素価2゜3、酸価2
.9 KOHmg/gであった。
NMRスペクトル(第13図)、赤外吸収スペクトル(
第14図)共に化合物(1)の構造を示すものであった
。
第14図)共に化合物(1)の構造を示すものであった
。
さらに、分子量分布(第15図)の測定よりこの反応生
成物は化合物(1)の構造においてε−カプロラクトン
の付加数が以下の分布を有する混合物であった。
成物は化合物(1)の構造においてε−カプロラクトン
の付加数が以下の分布を有する混合物であった。
y−00,4%
y−18,31%
y−212,0%
y−312,6%
y−4 11.4%
y−51,1,1%
y−6以上 43.6%
実施例 6(ルートB)
実施例1と同様の装置に化合物(I I +)を106
1g、ε−カプロラクトン1081g (化合物(+1
1)1モルに対し1モル)、テトラブトキシチタン0.
02gを仕込み、170℃で3時間30分反応させたと
ころ残存するε−カプロラクトンが0.81%となり、
化合物(III)のラクトン付加物を得た。
1g、ε−カプロラクトン1081g (化合物(+1
1)1モルに対し1モル)、テトラブトキシチタン0.
02gを仕込み、170℃で3時間30分反応させたと
ころ残存するε−カプロラクトンが0.81%となり、
化合物(III)のラクトン付加物を得た。
このものを800g、酢酸エチル400gを反応器に仕
込み、40℃に保ちつつ安定剤のリン酸ソーダ0.8”
gと26.5%の過酢酸の酢酸エチル溶液984gを加
え、エポキシ化反応を行った。反応混合物を水洗し次に
溶媒を蒸発によって除去し、化合物(1)を得た。
込み、40℃に保ちつつ安定剤のリン酸ソーダ0.8”
gと26.5%の過酢酸の酢酸エチル溶液984gを加
え、エポキシ化反応を行った。反応混合物を水洗し次に
溶媒を蒸発によって除去し、化合物(1)を得た。
このものを分析したところ、
オキシラン酸素3.27%、粘度156cps/45℃
、ヨウ素価2.01酸価3.7KOHmg/gてあった
。
、ヨウ素価2.01酸価3.7KOHmg/gてあった
。
NMRスペクトル(第16図)、赤外吸収スペクトル(
第17図)共に化合物(1)の構造を示すものであった
。
第17図)共に化合物(1)の構造を示すものであった
。
さらに、分子量分布(第18図)の測定よりこの反応生
成物は化合物(I)の構造においてε−カプロラクトン
の付加数が以下の分布を有する混合物であった。
成物は化合物(I)の構造においてε−カプロラクトン
の付加数が以下の分布を有する混合物であった。
y−03,63%
y−123,44%
y−222,42%
y−316,05%
y−410,59%
y−5以上 23.59%
実施例 7
実施例1と同様の装置に化合物(Ill)を691゜8
g、ε−カプロラクトン1408g (化合物(111
)1モルに対し1モル)、塩化第−スズ0.04gを仕
込み、140℃で9時間反応させたところ残存するε−
カプロラクトンが0.88%となり、化合物(Ill)
のラクトン付加物を得た。
g、ε−カプロラクトン1408g (化合物(111
)1モルに対し1モル)、塩化第−スズ0.04gを仕
込み、140℃で9時間反応させたところ残存するε−
カプロラクトンが0.88%となり、化合物(Ill)
のラクトン付加物を得た。
このものを1321.2gを反応器に仕込み、40℃に
保ちつつ安定剤のリン酸ソーダ1.3gと29,3%の
過酢酸の酢酸エチル溶液1109gを加え、エポキシ化
反応を行った。
保ちつつ安定剤のリン酸ソーダ1.3gと29,3%の
過酢酸の酢酸エチル溶液1109gを加え、エポキシ化
反応を行った。
反応混合物を水洗し次に溶媒を蒸発によって除去し、化
合物(I)を得た。
合物(I)を得た。
このものを分析したところ、
オキシラン酸素2,64%、粘度184CpS/45℃
、ヨウ素価0.9、酸価2.9KOHmg/gであった
。
、ヨウ素価0.9、酸価2.9KOHmg/gであった
。
さらに、NMRスペクトル(第19図)および赤外吸収
スペクトル(第20図)よりこの反応生成物は化合物(
I)の構造を示した。
スペクトル(第20図)よりこの反応生成物は化合物(
I)の構造を示した。
さらに分子量分布を測定したところ(第21図)に示す
チャートが得られた。
チャートが得られた。
各ピークの面積よりこの反応生成物は(I)の構造にお
いてε−カプロラクトンの付加数が以下の分布を有する
混合物であった。
いてε−カプロラクトンの付加数が以下の分布を有する
混合物であった。
y−o o、29%
y−18,82%
Y−219,96%
Y−324,49%
y−418,89%
y−5以上 27.54%
実施例 8
実施例1と同様の装置に化合物(Ill)を691゜8
g、ε−カプロラクトン1408g (化合物(+11
)1モルに対し1モル)、塩化第−スズ0.01gを仕
込み、150℃で6時間反応させたところ残存するε−
カプロラクトンが0.41%となり、化合物(III)
のラクトン付加物を得た。
g、ε−カプロラクトン1408g (化合物(+11
)1モルに対し1モル)、塩化第−スズ0.01gを仕
込み、150℃で6時間反応させたところ残存するε−
カプロラクトンが0.41%となり、化合物(III)
のラクトン付加物を得た。
このものを1301gを反応器に仕込み、45℃に保ち
つつ安定剤のリン酸ソーダ29.4gと29.4%の過
酢酸の酢酸エチル溶液1061gを加え、エポキシ化反
応を行った。
つつ安定剤のリン酸ソーダ29.4gと29.4%の過
酢酸の酢酸エチル溶液1061gを加え、エポキシ化反
応を行った。
反応混合物をスミス式薄膜蒸発器で脱低沸を行った後同
量の酢酸エチルで希釈を行い、2倍量の2.5%NaO
H溶液で中和した。
量の酢酸エチルで希釈を行い、2倍量の2.5%NaO
H溶液で中和した。
この後水洗を行い、PHが6〜7になったところで溶媒
を蒸溜除去した後化合物(1)を得た。
を蒸溜除去した後化合物(1)を得た。
このものを分析したところ、
オキシラン酸素3.45%、粘度135cps/45℃
、ヨウ素価0.9、酸価1.OKOHmg/gであった
。
、ヨウ素価0.9、酸価1.OKOHmg/gであった
。
さらに、NMRスペクトル(第22図)および赤外吸収
スペクトル(第23図)よりこの反応生成物は化合物(
1)の構造を示した。
スペクトル(第23図)よりこの反応生成物は化合物(
1)の構造を示した。
さらに分子量分布を測定したところ(第24図)に示す
チャートが得られた。
チャートが得られた。
各ピークの面積よりこの反応生成物は(1)の構造にお
いてε−カプロラクトンの付加数が以下の分布を有する
混合物であった。
いてε−カプロラクトンの付加数が以下の分布を有する
混合物であった。
y−00,46%
y−113,11%
y=2 24.13%
y−323,36%
y−416,69%
y−5以上 22.26%
第1図は実施例 1て得られた生成物のNMRスペクト
ルチャート、第2図は同赤外吸収スペクトルチャート、
第3図は分子量分布を測定したチャートである。 第4図は実施例 2で得られた生成物のNMRスペクト
ルチャート、第5図は同赤外吸収スペクトルチャート、
第6図は同分子量分布を測定したチャートである。 第7図は実施例 3で得られた生成物のNMRスペクト
ルチャート、第8図は同赤外吸収スペクトルチャート、
第9図は同分子量分布を測定したチャートである。 第10図は実施例 4て得られた生成物のNMRスペク
トルチャート、第11図は同赤外吸収スペクトルチャー
ト、第12図は同分子量分布を測定したチャートである
。 第13図は実施例 5て得られた生成物のNMRスペク
トルチャート、第14図は同赤外吸収スペクトルチャー
ト、第15図は同分子量分布を測定したチャートである
。 第16図は実施例 6で得られた生成物のNMRスペク
トルチャート、第17図は同赤外吸収スペクトルチャー
ト、第18図は同分子量分布を測定したチャートである
。 第19図は実施例 7で得られた生成物のNMRスペク
トルチャート、第20図は同赤外吸収スペクトルチャー
ト、第21図は同分子量分布を測定したチャートである
。 第22図は実施例 8で得られた生成物のNMRスペク
トルチャート、第23図は同赤外吸収スペクトルチャー
ト、第24図は同分子量分布を測定したチャートである
。
ルチャート、第2図は同赤外吸収スペクトルチャート、
第3図は分子量分布を測定したチャートである。 第4図は実施例 2で得られた生成物のNMRスペクト
ルチャート、第5図は同赤外吸収スペクトルチャート、
第6図は同分子量分布を測定したチャートである。 第7図は実施例 3で得られた生成物のNMRスペクト
ルチャート、第8図は同赤外吸収スペクトルチャート、
第9図は同分子量分布を測定したチャートである。 第10図は実施例 4て得られた生成物のNMRスペク
トルチャート、第11図は同赤外吸収スペクトルチャー
ト、第12図は同分子量分布を測定したチャートである
。 第13図は実施例 5て得られた生成物のNMRスペク
トルチャート、第14図は同赤外吸収スペクトルチャー
ト、第15図は同分子量分布を測定したチャートである
。 第16図は実施例 6で得られた生成物のNMRスペク
トルチャート、第17図は同赤外吸収スペクトルチャー
ト、第18図は同分子量分布を測定したチャートである
。 第19図は実施例 7で得られた生成物のNMRスペク
トルチャート、第20図は同赤外吸収スペクトルチャー
ト、第21図は同分子量分布を測定したチャートである
。 第22図は実施例 8で得られた生成物のNMRスペク
トルチャート、第23図は同赤外吸収スペクトルチャー
ト、第24図は同分子量分布を測定したチャートである
。
Claims (6)
- (1)以下の構造を有する化合物 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・( I ) <xは3〜7の整数、yは1〜50の整数、Ra、Rb
はH、メチル基、プロピル基、Ra、Rbは同時に各々
の基に入れ換えることができる> - (2)触媒の存在下 ▲数式、化学式、表等があります▼ の構造を有する化合物とラクトン類を30〜200℃で
反応させることを特徴とする以下の構造式▲数式、化学
式、表等があります▼・・・( I ) <xは3〜7の整数、yは1〜50の整数、Ra、Rb
はH、メチル基、プロピル基、Ra、Rbは同時に各々
の基に入れ換えることができる>を有する化合物の製造
方法。 - (3)スズ、チタン、タングステン触媒を用いることを
特徴とする特許請求の範囲第(2)項記載の製造方法。 - (4)ラクトン類がε−カプロラクトン、トリメチルカ
プロラクトン、β−メチルδ−バレロラクトンであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第(2)項記載の製造方
法。 - (5)以下の構造を有する化合物 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(III) を0〜80℃で、過酸化物を用い、エポキシ化すること
を特徴とする以下の構造式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・( I ) <xは3〜7の整数、yは1〜50の整数、Ra、Rb
はH、メチル基、プロピル基、Ra、Rbは同時に各々
の基に入れ換えることができる>を有する化合物の製造
方法。 - (6)リン化合物の存在下でエポキシ化することを特徴
とする特許請求の範囲第(5)項記載の製造方法。
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US07/773,653 US5155243A (en) | 1990-02-15 | 1991-02-15 | Composition comprising epoxy compounds having hydroxyl group and process for producing the same |
PCT/JP1991/000191 WO1991012248A1 (en) | 1990-02-15 | 1991-02-15 | Composition comprising hydroxylated epoxy compound and preparation thereof |
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US08/123,980 US5367088A (en) | 1990-02-15 | 1993-09-21 | Process for producing a composition comprising an epoxy compound having a hydroxyl group |
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DE (1) | DE69103702T2 (ja) |
WO (1) | WO1991012248A1 (ja) |
Cited By (2)
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JP2002371073A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-26 | Asahi Kasei Corp | エポキシ含有脂環式エステルの製法 |
JP2002371072A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-26 | Asahi Kasei Corp | エポキシ含有脂環式エステルの製造方法 |
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