JPH04136031A - Preparation of polycarbonate - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ポリカーボネートの製造方法に関する。[Detailed description of the invention] Technical field of invention The present invention relates to a method for producing polycarbonate.
発明の技術的背景
ポリカーボネートは、種々の潤滑油またはその成分とし
て有効である。TECHNICAL BACKGROUND OF THE INVENTION Polycarbonates are useful as a variety of lubricating oils or components thereof.
ポリカーボネートの中で、特に分子末端にアルキル基を
有するポリカーボネートは、吸湿性か低いという利点か
ある。このようなポリカーボネートの製造方法は、特開
昭46−3865号公報等に記載されている。すなわち
、特開昭46−3865号公報には、nモルのジオール
と(n−1)モルのジフェニルカーボネートとの混合物
中にて、1または2モルのジオールを1または2モルの
モノアルコールと置換することによってポリカーボネー
トを得ることかできることか記載されている。たとえば
、上記モノアルコールとしてn−デカノールを用い、ジ
オールとしてポリエチレングリコールを用いて減圧下に
加熱し、反応させて、分子末端かデシル基であるポリカ
ーボネートを製造する方法が上記文嶽に記載されている
。Among polycarbonates, polycarbonates having an alkyl group at the end of the molecule have the advantage of low hygroscopicity. A method for manufacturing such polycarbonate is described in Japanese Patent Application Laid-open No. 46-3865 and the like. That is, JP-A-46-3865 discloses that in a mixture of n moles of diol and (n-1) moles of diphenyl carbonate, 1 or 2 moles of diol are replaced with 1 or 2 moles of monoalcohol. It is described how polycarbonate can be obtained by. For example, the above-mentioned Bungaku describes a method for producing polycarbonate having a decyl group at the molecular terminal by using n-decanol as the monoalcohol and polyethylene glycol as the diol, heating under reduced pressure, and reacting. .
上記方法においては、原料カーボネートとしては、反応
性の高いジフェニルカーボネートが好ましく用いられて
いる。さらに、ジフェニルカーボネートは沸点か高く、
反応条件の設定か容易であることからも、好ましく用い
られている。In the above method, highly reactive diphenyl carbonate is preferably used as the raw material carbonate. Furthermore, diphenyl carbonate has a high boiling point,
It is preferably used because it is easy to set reaction conditions.
これに対して、反応性か低く、沸点も低いジメチルカー
ボネートやジエチルカーボネートでは、上記の方法によ
って、分子末端を実質的にアルキル基のみとすることは
容易ではない。また、これらの反応性の低いカーボネー
トを原料とする場合は、触媒を用いることが必要である
が、高沸点の触媒を反応生成物から除去することも、容
易ではない。On the other hand, with dimethyl carbonate and diethyl carbonate, which have low reactivity and a low boiling point, it is not easy to make the molecular terminal substantially only an alkyl group by the above method. Furthermore, when these carbonates with low reactivity are used as raw materials, it is necessary to use a catalyst, but it is also not easy to remove the high-boiling point catalyst from the reaction product.
しかしながら、ジフェニルカーボネートに比べて低廉で
あるジメチルカーボネートやジエチルカーボネートを原
料として用いることは、工業上、経済的に非常に有利で
ある。However, it is industrially and economically advantageous to use dimethyl carbonate or diethyl carbonate, which are cheaper than diphenyl carbonate, as raw materials.
また、一般に、モノアルコールにジメチルカーボネート
のようなカーボネート化合物を反応させて、ポリカーボ
ネートを得ることかできることは、既に、知られている
。Furthermore, it is generally known that polycarbonate can be obtained by reacting a monoalcohol with a carbonate compound such as dimethyl carbonate.
しかしながら、モノアルコールの代わりに、ポリオール
をカーボネート化合物と反応させて、反応終了後、未反
応のカーボネート化合物を加熱留去し、酸にて触媒を中
和する従来の方法によれば、上記未反応のカーボネート
化合物を留去する段階で重合が起こり、目的とするポリ
カーボネートを収率よく得ることができない。However, according to the conventional method in which a polyol is reacted with a carbonate compound instead of a monoalcohol, and after the reaction is completed, the unreacted carbonate compound is distilled off by heating, and the catalyst is neutralized with an acid. Polymerization occurs during the step of distilling off the carbonate compound, making it impossible to obtain the desired polycarbonate in good yield.
ところで、従来技術ではないが、本願出願人は、平成2
年4月27日付けて特許出願した特願平2112.21
2号明細書において、
(a)一般式(I)
R’ (OH)□
(式中、R1は炭素原子数4〜300の脂肪族炭化水素
基を示し、エーテル結合を含んでいてもよい。mは2〜
8の整数を示す。)
て表わされるポリオールおよび
fb)一般式(II)
R20COOR2
(式中、R2は、炭素原子数1〜20のアルキル基を示
す。)
で表わされるカーボネート化合物
を塩基触媒の存在下に加熱しながら、生成するアルコー
ルを蒸留によって反応系外に除去して、反応率95%以
上まで反応させ、
次いで、前記塩基触媒を除去した後、未反応の上記カー
ボネート化合物を蒸留によって反応系外に除去すること
を特徴とする一般式(I[[)%式%)
(式中、RI R2およびmは、前記と同しである。By the way, although it is not a prior art, the applicant has
Patent application filed on April 27, 2012.21
In Specification No. 2, (a) General formula (I) R' (OH)□ (wherein, R1 represents an aliphatic hydrocarbon group having 4 to 300 carbon atoms, and may contain an ether bond. m is 2~
Indicates an integer of 8. ) and fb) a carbonate compound represented by general formula (II) R20COOR2 (wherein R2 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms) in the presence of a base catalyst, The produced alcohol is removed from the reaction system by distillation to allow the reaction to reach a reaction rate of 95% or more, and then, after the base catalyst is removed, the unreacted carbonate compound is removed from the reaction system by distillation. Characterized by the general formula (I[[)% formula%) (wherein RI R2 and m are the same as above).
)
で表わされるポリカーボネート化合物の製造方法を提案
している。上記の一般式(m)で表わされるポリカーボ
ネートのうち、R2が炭素原子数3〜20のアルキル基
であるポリカーボネートを製造する場合には、一般式(
n)において、上記アルキル基に対応してR2が炭素原
子数3〜20のアルキル基であるカーボネート化合物を
用いることになる。しかしなから、これらのカーボネー
ト化合物は、入手か困難であるため、上記ポリカーボネ
ートを製造するに際し、予め合成する必要がある。) proposes a method for producing a polycarbonate compound represented by: Among the polycarbonates represented by the above general formula (m), when producing a polycarbonate in which R2 is an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, the general formula (
In n), a carbonate compound in which R2 is an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms corresponding to the above alkyl group is used. However, since these carbonate compounds are difficult to obtain, they must be synthesized in advance when producing the above polycarbonate.
また、本願出願人は、平成2年4月27日付けで特許出
願した特願平2〜112.211号明細書において、(
a)一般式(T)
HO−R’ −0H
(式中、R1は、
CC,、、R2,0)、C,、R2゜
(式中、mは1〜10の整数を示し、aは1〜100の
整数を示す。)
で表わされるポリアルキレングリコール残基を示す。)
で表わされるポリアルキレングリコールを、(b)一般
式(II)
20H
(式中、R2は、炭素原子数2〜20のアルキル基もし
くはアリール基または一般式
%式%)
(式中、R3は、炭素原子数1〜20のアルキル基また
はアリール基を示し、nは1〜10の整数を示し、bは
1〜100の整数を示す。)て表わされる基を示す。)
て表わされるモノアルコールの存在下または不存在下に
、
(c)一般式(m)
R’ 0COOR4
(式中、R4はメチル基またはエチル基を示す。)で表
わされるカーボネート化合物
と塩基触媒の存在下に常圧または加圧下に加熱しながら
、生成する一般式
て表わされるアルコールを蒸留によって反応系外に除去
して、反応率95%以上まで反応させ、次いて、未反応
の上記カーボネート化合物(I[I)を蒸留によって反
応系外に除去し、この後、減圧下に加熱して、縮合重合
を行なわせ、得られた反応生成物中の塩基触媒を酸にて
中和することを特徴とする一般式
%式%
(式中、R1は、前記と同じであり、R5およびR6は
、それぞれ独立に前記R2か、R4か、またはR2およ
びR4の混合を示し、平均のXは0.5〜10を示す。In addition, in the specification of Japanese Patent Application No. 112.211 filed on April 27, 1990, the applicant of the present application stated that (
a) General formula (T) HO-R' -0H (in the formula, R1 is CC, , R2,0), C,, R2゜ (in the formula, m represents an integer of 1 to 10, a is (indicates an integer from 1 to 100) indicates a polyalkylene glycol residue represented by: ) (b) general formula (II) 20H (wherein R2 is an alkyl group or aryl group having 2 to 20 carbon atoms or a general formula % formula %) (wherein R3 is , represents an alkyl group or aryl group having 1 to 20 carbon atoms, n represents an integer of 1 to 10, and b represents an integer of 1 to 100. ) In the presence or absence of a monoalcohol represented by While heating under normal pressure or increased pressure in the presence of alcohol, the generated alcohol represented by the general formula is removed from the reaction system by distillation to react to a reaction rate of 95% or more, and then the unreacted carbonate compound is removed from the reaction system. (I [I) is removed from the reaction system by distillation, then heated under reduced pressure to perform condensation polymerization, and the base catalyst in the resulting reaction product is neutralized with acid. General formula % Formula % (wherein, R1 is the same as above, R5 and R6 each independently represent R2, R4, or a mixture of R2 and R4, and the average X is 0 .5 to 10 is shown.
)
て表わされるポリアルキレングリコールポリカーボネー
トの製造方法を提案している。この製造方法は、後述す
る本発明に係るポリカーボネートの製造方法と類似して
いるが、本発明と異なり、第2段の反応工程で縮合重合
を行なうため、生成物としては、分子量分布の広いポリ
カーボネートが得られる。) We have proposed a method for producing polyalkylene glycol polycarbonate represented by: This manufacturing method is similar to the method for manufacturing polycarbonate according to the present invention described later, but unlike the present invention, condensation polymerization is performed in the second reaction step, so the product is a polycarbonate with a wide molecular weight distribution. is obtained.
発明の目的
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決し
ようとするものであって、分子末端にアルキル基を有す
るポリカーボネートを、高収率で、かつ経済的に製造す
る方法を提供することを目的としている。Purpose of the Invention The present invention aims to solve the problems associated with the prior art as described above, and provides a method for economically producing polycarbonate having an alkyl group at the end of the molecule in high yield. is intended to provide.
発明の概要
本発明に係るポリカーボネートの製造方法は、一般式
%式%)
[式中、R7およびlは、下記の一般式[I]における
R + 、lと同一てあり、またR2は、下記の一般式
[I]におけるR2と同一であるコて表わされるポリカ
ーボネートの製造方法であり、(a)一般式[I]
R+(oH)z ・・・[I][式[I]
中、R1は、炭素原子数4〜300の脂肪族炭化水素基
、炭素原子数4〜300のエーテル結合を有する脂肪族
炭化水素基、または炭素原子数6〜300のエーテル結
合を有する環状構造の炭化水素基であり、lは2〜8の
整数である]で表わされるポリオール、
(b)一般式[I[]
R,OH・・[II]
[式[II]中、R2は、炭素原子数30以下の炭化水
素基または炭素原子数2〜30のエーテル結合を有する
炭化水素基である]で表わされるモノアルコール、およ
び
(cl 一般式[■]
R,0COOR,・・・[m]
[式[I11]中、R6は、それぞれ独立に、炭素原子
数1〜2のアルキル基である]で表わされ、かつ、R3
0Hの沸点か上記ポリオールおよびモノアルコールの沸
点よりも低く、上記一般式[I]で表わされるポリオー
ルの1倍のモル数(1m+)に対するモル比か2〜50
の範囲となる量のカーボネート化合物
を塩基触媒の存在下に加熱しなから、生成するアルコー
ル(R,OH)を蒸留によって反応系外に除去して、反
応率95%以上まで反応させ、次いて、上記塩基触媒を
除去した後、未反応および最終段階の反応に至らないカ
ーボネート化合物[R40CO2R4(式中、R4は、
それぞれ独立に、R2ないしR3である)]を蒸留によ
って反応系外に除去することを特徴としている。Summary of the Invention The method for producing polycarbonate according to the present invention is based on the general formula %) [wherein R7 and l are the same as R + and l in the following general formula [I], and R2 is the following A method for producing a polycarbonate represented by the same formula as R2 in the general formula [I], (a) General formula [I] R+(oH)z ... [I] [Formula [I]
In the formula, R1 is an aliphatic hydrocarbon group having 4 to 300 carbon atoms, an aliphatic hydrocarbon group having ether bond having 4 to 300 carbon atoms, or a cyclic structure having ether bond having 6 to 300 carbon atoms. a hydrocarbon group, l is an integer of 2 to 8], (b) general formula [I [] R, OH... [II] [In formula [II], R2 is a carbon atom A monoalcohol represented by a hydrocarbon group having a number of 30 or less or a hydrocarbon group having an ether bond having 2 to 30 carbon atoms], and (cl General formula [■] R,0COOR,... [m] [ In formula [I11], R6 is each independently an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms], and R3
The boiling point of 0H is lower than the boiling point of the above polyol and monoalcohol, and the molar ratio to 1 times the number of moles (1 m+) of the polyol represented by the above general formula [I] is 2 to 50.
The amount of carbonate compound in the range of is heated in the presence of a basic catalyst, the alcohol (R,OH) produced is removed from the reaction system by distillation, and the reaction is allowed to reach a reaction rate of 95% or more, and then , after removing the base catalyst, the carbonate compound [R40CO2R4 (wherein R4 is
R2 to R3)] are removed from the reaction system by distillation.
発明の詳細な説明
以下、本発明に係るポリカーボネートの製造方法につい
て具体的に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The method for producing polycarbonate according to the present invention will be specifically described below.
本発明では、特定のポリオール、特定のモノアルコール
および特定のカーボネート化合物か用いられる。In the present invention, certain polyols, certain monoalcohols, and certain carbonate compounds are used.
本発明で用いられるポリオールは、下記の一般式[I]
で表わされる。The polyol used in the present invention has the following general formula [I]
It is expressed as
R+(OH)* ・・・[I]上記の一
般式[I]において、R1は、炭素原子数4〜300の
脂肪族炭化水素基、炭素原子数4〜300のエーテル結
合を有する脂肪族炭化水素基、または炭素原子数6〜3
00のエーテル結合を有する環状構造の炭化水素基であ
り、lは2〜8の整数である。R+(OH)* ...[I] In the above general formula [I], R1 is an aliphatic hydrocarbon group having 4 to 300 carbon atoms, or an aliphatic carbonized group having ether bond having 4 to 300 carbon atoms. Hydrogen group or 6 to 3 carbon atoms
It is a hydrocarbon group with a cyclic structure having 00 ether bonds, and l is an integer of 2 to 8.
上記一般式[I]で表わされるポリオールとしては、具
体的には、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコ
ール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコ
ール、ポリプロピレングリコール等のグリコール;エチ
レンオキサイドとプロピレンオキサイドとを共重合した
ジオールペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトー
ル、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール
、ヘキシレングリコール:ペンタエリスリトール、ジペ
ンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ネオペ
ンチルグリコールまたはヘキシレングリコールとエチレ
ンオキサイドまたはプロピレンオキサイドとの反応生成
物からなるポリオール、プロピレンオキサイドまたはエ
チレンオキサイドとヒドロキシメチルエチレンオキサイ
ドまたはグリセリンとの反応生成物からなるポリオール
グルコビラノース、ガラクトピラノース、マンノピラノ
ース等のピラノース;フルクトフラノース、リボフラノ
ース等のフラノースなどが好ましく用いられるが、ンブ
チレングリコール、トリブチレングリコール、ポリブチ
レングリコールなども用いられる。Specifically, the polyol represented by the above general formula [I] includes glycols such as diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, and polypropylene glycol; ethylene oxide and propylene oxide. Diols copolymerized with pentaerythritol, dipentaerythritol, trimethylolpropane, neopentyl glycol, hexylene glycol: pentaerythritol, dipentaerythritol, trimethylolpropane, neopentyl glycol or hexylene glycol and ethylene oxide or propylene oxide. polyols consisting of reaction products of propylene oxide or ethylene oxide and hydroxymethylethylene oxide or glycerin; pyranoses such as glucobylanose, galactopyranose, mannopyranose; fructofuranose, ribofuranose, etc. Furanose and the like are preferably used, but nbutylene glycol, tributylene glycol, polybutylene glycol and the like can also be used.
本発明で用いられるモノアルコールは、下記の一般式[
I1]で表わされる。The monoalcohol used in the present invention has the following general formula [
I1].
R20H・・・[II’1
上記の一般式[I1]において、R2は、炭素原子数3
0以下の炭化水素基または炭素原子数2〜30のエーテ
ル結合を有する炭化水素基である。R20H...[II'1 In the above general formula [I1], R2 has 3 carbon atoms
It is a hydrocarbon group having 0 or less hydrocarbon groups or a hydrocarbon group having 2 to 30 carbon atoms and having an ether bond.
下記R2の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、指
環族炭化水素基、芳香族炭化水素基、芳香脂肪族炭化水
素基および一般式
%式%]
(式中、R5は、炭素原子数2〜3のアルキレン基であ
り、R6は炭素原子数28以下の炭化水素基であり、q
は1〜20の整数である)で表わされるグリコールエー
テル基が挙げられる。Examples of the hydrocarbon group R2 below include an aliphatic hydrocarbon group, a ring hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, an aromatic aliphatic hydrocarbon group, and the general formula % formula % (wherein, R5 is the number of carbon atoms is an alkylene group of 2 to 3, R6 is a hydrocarbon group having 28 or less carbon atoms, and q
is an integer of 1 to 20).
上記R2における脂肪族炭化水素基の具体的な例として
は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピ
ル基、n−ブチル基、イソブチル基、Sブチル基、l−
ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル
基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、n−ヘプチル基
、イソヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、
n−ノニル基、イソノニル基、n−デシル基、イソデシ
ル基、n−ウンデシル基、イソウンデシル基、n−ドデ
ンル基、イソドデシル基、n−トリデシル基、イソトリ
デシル基、nテトラデシル基、イソテトラデシル基、n
−ペンタデシル基、イソペンタデシル基、n−ヘキサデ
シル基、イソヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、イ
ソヘプタデシル基、n−オクタデシル基、イソオクタデ
シル基、n−ノニルデシル基、イソノニルデシル基、n
−アイコサニル基、イソアイコサニル基、2−エチルヘ
キシル基、2−(4−メチルペンチル)基などを挙げる
ことができる。Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group for R2 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, S-butyl group, l-
Butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, isohexyl group, n-heptyl group, isoheptyl group, n-octyl group, isooctyl group,
n-nonyl group, isononyl group, n-decyl group, isodecyl group, n-undecyl group, isoundecyl group, n-dodenyl group, isododecyl group, n-tridecyl group, isotridecyl group, n-tetradecyl group, isotetradecyl group, n
-pentadecyl group, isopentadecyl group, n-hexadecyl group, isohexadecyl group, n-heptadecyl group, isoheptadecyl group, n-octadecyl group, isooctadecyl group, n-nonyldecyl group, isononyldecyl group, n
Examples include -icosanyl group, isoicosanyl group, 2-ethylhexyl group, and 2-(4-methylpentyl) group.
また、R2における脂環族炭化水素基の具体的な例とし
ては、シクロヘキシル基、1−シクロへキセニル基、メ
チルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、デ
カヒドロナフチル基、トリシクロデカニル基などを挙げ
ることかできる。Further, specific examples of the alicyclic hydrocarbon group in R2 include a cyclohexyl group, 1-cyclohexenyl group, methylcyclohexyl group, dimethylcyclohexyl group, decahydronaphthyl group, tricyclodecanyl group, etc. I can do it.
さらに、R2における芳香族炭化水素基の具体的な例と
しては、フェニル基、o−トリル基、p−トリル基、ツ
ートリル基、2.4−キシリル基、メシチル基、l−ナ
フチル基などを挙げることかできる。Further, specific examples of the aromatic hydrocarbon group for R2 include phenyl group, o-tolyl group, p-tolyl group, tutolyl group, 2,4-xylyl group, mesityl group, l-naphthyl group, etc. I can do it.
さらにまた、R2における芳香脂肪族炭化水素基の具体
的な例としては、ヘンシル基、メチルベンジル基、β−
フェニルエチル基(フェネチル基)、1−フェニルエチ
ル基、1−メチル−1−フェニルエチル基、p−メチル
ベンジル基、スチリル基、シンナミル基などを挙げるこ
とができる。Furthermore, specific examples of the aromatic aliphatic hydrocarbon group for R2 include Hensyl group, methylbenzyl group, β-
Examples include phenylethyl group (phenethyl group), 1-phenylethyl group, 1-methyl-1-phenylethyl group, p-methylbenzyl group, styryl group, and cinnamyl group.
上記R5におけるアル牛しン基の具体的な例としては、
エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基を挙げる
ことができる。Specific examples of the alkyushin group in R5 above are:
Examples include ethylene group, propylene group, and isopropylene group.
また、上記R,,における炭化水素基としては、脂肪族
炭化水素基、脂環族炭化水素基および芳香族炭化水素基
が挙げられる。これらの具体的な例としては、それぞれ
上述したR2における脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水
素基、芳香族炭化水素基の具体的な例として列挙した基
と同様の基を挙げることかできる。Further, examples of the hydrocarbon group in R, , above include an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. Specific examples of these include the same groups as those listed as specific examples of the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group for R2, respectively. .
上記の一般式で表わされるグリコールエーテル基として
は、具体的には、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル基、ジエチレングリコールモノn−ブチルエーテル基
、トリエチレングリコールモノエチルエーテル基、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテル基、ジプロピレン
グリコールモノエチルエーテル基、トリプロピレングリ
コールモノローブチルエーテル基などを挙げることがで
きる。Specifically, the glycol ether group represented by the above general formula includes ethylene glycol monomethyl ether group, diethylene glycol mono-n-butyl ether group, triethylene glycol monoethyl ether group, propylene glycol monomethyl ether group, dipropylene glycol monoethyl Examples include ether group, tripropylene glycol monobutyl ether group, and the like.
フロンR134aなどのオゾン層非破壊性フロンガスを
冷媒として使用する冷凍機用潤滑油の場合には、R2は
、メチル基、エチル基、イソプロピル基、n−ブチル基
等の低級アルキル基、エチレングリコールモノメチルエ
ーテル基、ジエチレングリコールモノメチルエーテル基
、トリエチレングリコールモノメチルエーテル基、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテル基、ジプロピレン
グリコールモノエチルエーテル基、トリプロピレングリ
コールモノn−ブチルエーテル基等のアルキレングリコ
ールモノアルキルエーテル基なとが好ましい。In the case of lubricating oil for refrigerators that uses ozone layer non-depleting fluorocarbon gas such as Freon R134a as a refrigerant, R2 is a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, or an n-butyl group, or an ethylene glycol monomethyl group. Preferred are alkylene glycol monoalkyl ether groups such as ether group, diethylene glycol monomethyl ether group, triethylene glycol monomethyl ether group, propylene glycol monomethyl ether group, dipropylene glycol monoethyl ether group, and tripropylene glycol mono-n-butyl ether group.
本発明で用いられるカーボネート化合物は、下記の一般
式[I11]で表わされる。The carbonate compound used in the present invention is represented by the following general formula [I11].
R,0COOR3由 [■コ
上記の一般式[II[]において、R3は、それぞれ独
立に、炭素原子1〜2のアルキル基である。R,0COOR3 [■] In the above general formula [II], R3 each independently represents an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms.
一般式[I11]で表わされるカーボネート化合物とし
ては、具体的には、ジメチルカーボネート、ジエチルカ
ーボネート、エチルメチルカーボネートが挙げられる。Specific examples of the carbonate compound represented by the general formula [I11] include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethylmethyl carbonate.
これらのカーボネート化合物は、容易に入手することが
できる。These carbonate compounds are easily available.
本発明に係るポリカーボネートの製造方法は、上記のよ
うなポリオール、モノアルコールおよびカーボネート化
合物を用いて、下記の一般式[■]で表わされるポリカ
ーボネートを製造する方法である。The method for producing polycarbonate according to the present invention is a method for producing polycarbonate represented by the following general formula [■] using the above-described polyol, monoalcohol, and carbonate compound.
R+ (OCOOR2) s ・・・[I
V]上記の一般式[IV]において、R7およびlは、
一般式[IIにおけるR、 、iと同一であり、またR
2は、一般式[I1]におけるR2と同一である。R+ (OCOOR2) s...[I
V] In the above general formula [IV], R7 and l are
Same as R, , i in general formula [II, and R
2 is the same as R2 in general formula [I1].
まず、(a)一般式[II
R,(OH)、 ・・ [I]で表わさ
れるポリオール、
(h)一般式[II]
R20H・ [■]
で表わされるモノアルコール、および
(c)一般式[]
R30COOR,・・・ [I[[]
で表わされ、かつ、R30Hの沸点が上記ポリオールお
よびモノアルコールの沸点よりも低く、上記一般式[I
]で表わされるポリオールの1倍のモル数(1m1)に
対するモル比が2〜50の範囲となる量のカーボネート
化合物
を塩基触媒の存在下に加熱しなから、生成するアルコー
ル(R,OH)を蒸留によって反応系外に除去して、反
応率95%以上まで反応させる。First, (a) a polyol represented by the general formula [II R, (OH), ... [I], (h) a monoalcohol represented by the general formula [II] R20H [■], and (c) a general formula [] R30COOR, ... [I[[] and the boiling point of R30H is lower than the boiling point of the above polyol and monoalcohol,
] is heated in the presence of a base catalyst in an amount such that the molar ratio of the carbonate compound to 1 times the number of moles (1 ml) of the polyol is in the range of 2 to 50, and then the resulting alcohol (R,OH) is heated. It is removed from the reaction system by distillation and allowed to react to a reaction rate of 95% or more.
上記1m、のlは、ポリオールの水酸基の個数を表わす
。1 in the above 1m represents the number of hydroxyl groups in the polyol.
なお、上記反応を行なうに際し、反応器内の空気を窒素
置換することか望ましいか、窒素置換しなくてもよい。In carrying out the above reaction, it may be desirable to replace the air in the reactor with nitrogen, or it may not be necessary to replace the air with nitrogen.
次いて、上記塩基触媒を除去した後、未反応および最終
段2階の反応に至らないカーボネート化合物[R40C
O2R4(式中、R4は、それぞれ独立に、R2ないし
R3である)コを蒸留によって反応系外に除去し、上記
一般式[IV]で表わされるポリカーボネートを得る。Next, after removing the base catalyst, unreacted carbonate compounds [R40C
O2R4 (in the formula, R4 is each independently R2 or R3) is removed from the reaction system by distillation to obtain a polycarbonate represented by the above general formula [IV].
この方法では、カーボネート化反応で生成するアルコー
ルを反応系外に蒸留にて除去しつつ、カーボネート化反
応を進行させるので、この反応で生成するアルコール、
すなわち、R,OHて表わされるアルコールは、上記ポ
リオールおよびモノアルコールよりも沸点が低いことが
必要である。In this method, the alcohol produced in the carbonation reaction is removed from the reaction system by distillation while the carbonation reaction proceeds, so the alcohol produced in this reaction,
That is, the alcohol represented by R, OH needs to have a lower boiling point than the polyol and monoalcohol.
また、カーボネート化合物は、上記一般式[I]で表わ
されるポリオールの1倍のモル数(l m + )に対
するモル比が2〜50の範囲となる量で用いられる。こ
のようにカーボネート化合物の使用量を制限することに
より、高重合度のポリカーボネートの生成を抑制するこ
とかできる。Further, the carbonate compound is used in an amount such that the molar ratio to 1 times the number of moles (l m + ) of the polyol represented by the above general formula [I] is in the range of 2 to 50. By limiting the amount of the carbonate compound used in this way, it is possible to suppress the production of polycarbonate with a high degree of polymerization.
この方法においては、反応は、上記のようなポリオール
とモノアルコールとカーボネート化合物を反応容器に仕
込み、塩基触媒の存在下に加熱しながら、生成するアル
コールを蒸留によって反応系外に除去して、反応率95
%以上まで反応させ、次いで、上記塩基触媒を除去した
後、未反応および最終段階の反応に至らないカーボネー
ト化合物[R40CO2RJ(式中、R4は、それぞれ
独立に、R2ないしR3である)]を蒸留によって反応
系外に除去する。反応率95%以上とは、上記生成する
アルコールか1m、のモル数の0.95倍モル以上生成
するまで、反応させることをいう。In this method, the reaction is carried out by charging the above-mentioned polyol, monoalcohol, and carbonate compound into a reaction vessel, heating it in the presence of a base catalyst, and removing the generated alcohol from the reaction system by distillation. rate 95
% or more, and then, after removing the base catalyst, the unreacted carbonate compound [R40CO2RJ (in the formula, R4 is each independently R2 to R3)] that does not reach the final stage reaction is distilled. It is removed from the reaction system by A reaction rate of 95% or more means that the reaction is performed until 0.95 times the number of moles of the alcohol produced above is produced.
上記塩基触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸
水素ナトリウム等のアルカリ金属炭酸塩や炭酸水素塩、
ナトリウムメトキシド、カリウムメトキンド、リチウム
メトキシド、セシウムメトキシド等のアルカリ金属アル
コラード、水素化ナトリウム、ナトリウムアミド等のア
ルカリ金属化合物が好ましく用いられる。これらのうち
では、特に、アルカリ金属アルコラードが好ましい。こ
のほか、たとえば、水酸化マグネシウム、水酸化カルシ
ウム等のアルカリ土類金属化合物、トリメチルアミン、
トリエチルアミン、イミダゾール、テトラメチルアンモ
ニウムハイドロオキシド等の有機アミノ化合物も用いら
れる。これら触媒の使用量は、通常、触媒のモル数/1
m(モル比)が10−1〜10 、好ましくは10〜1
0−5となる範囲で用いられる。The above-mentioned base catalysts include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkali metal carbonates and hydrogen carbonates such as sodium carbonate and sodium hydrogen carbonate,
Alkali metal alcoholades such as sodium methoxide, potassium methoxide, lithium methoxide, and cesium methoxide, and alkali metal compounds such as sodium hydride and sodium amide are preferably used. Among these, alkali metal alcoholades are particularly preferred. In addition, for example, alkaline earth metal compounds such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide, trimethylamine,
Organic amino compounds such as triethylamine, imidazole, and tetramethylammonium hydroxide are also used. The amount of these catalysts used is usually the number of moles of catalyst/1
m (molar ratio) is 10-1 to 10, preferably 10-1
It is used within the range of 0-5.
この方法においては、反応は、通常、50〜300℃、
好ましくは60〜200℃の温度で行なわれる。反応時
間は、通常、0.5〜200時間、好ましくは1〜10
0時間である。In this method, the reaction is usually carried out at 50 to 300°C,
Preferably it is carried out at a temperature of 60 to 200°C. The reaction time is usually 0.5 to 200 hours, preferably 1 to 10 hours.
It is 0 hours.
反応終了後の触媒の除去は、水洗または酸で中和するこ
とによって行なわれる。酸としては、スルホン酸型イオ
ン交換樹脂等の固体酸:炭酸、炭酸アンモニウム、塩化
アンモニウム、塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸;酢酸、
フェノール等の有機酸か用いられる。これらのなかでは
、たとえば、スルホン酸型イオン交換樹脂や、炭酸アン
モニウムのような弱酸の無機酸が好ましく用いられる。After the reaction is completed, the catalyst is removed by washing with water or neutralizing with acid. Examples of acids include solid acids such as sulfonic acid type ion exchange resins; inorganic acids such as carbonic acid, ammonium carbonate, ammonium chloride, hydrochloric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid; acetic acid,
Organic acids such as phenol are used. Among these, for example, sulfonic acid type ion exchange resins and weak inorganic acids such as ammonium carbonate are preferably used.
この方法によれば、このように、塩基触媒を除去した後
、未反応のカーボネート化合物を減圧下に蒸留除去する
ことによって、塩基触媒の存在下で未反応のカーボネー
ト化合物を蒸留によって除去するときに生じるポリカー
ボネートの重合を防止して、高収率にて目的とするポリ
ヵーボネートを得ることができる。According to this method, after removing the base catalyst, the unreacted carbonate compound is removed by distillation under reduced pressure. Polymerization of the resulting polycarbonate can be prevented and the desired polycarbonate can be obtained in high yield.
このようにして得られたポリカーボネートは、必要に応
じて、活性白土、活性炭等の吸着剤にて処理または水洗
して、微量の不純物を除去してもよい。特に、かかる処
理によれば、微量のイオン性化合物や極性化合物を除去
できるので、得られたポリカーボネートを安定に保持す
ることかできる。The polycarbonate thus obtained may be treated with an adsorbent such as activated clay or activated carbon or washed with water to remove trace amounts of impurities, if necessary. In particular, according to such a treatment, trace amounts of ionic compounds and polar compounds can be removed, so that the obtained polycarbonate can be stably maintained.
上記のような方法によれば、上記反応において、カーボ
ネート化合物としてジメチルカーボネートを用いる場合
、メタノールをジメチルカーボネートとの共沸物として
反応系から除去する代わりに、予め反応系にシクロヘキ
サン、ヘンゼン、ヘキサン等を共沸溶剤として加え、メ
タノールをこれら共沸溶剤との共沸物として、反応系外
に除去することもできる。上記共沸溶剤は、ジメチルカ
ーボネート100重量%に対して、通常、5〜100重
量%の割合で用いられる。According to the above method, when dimethyl carbonate is used as the carbonate compound in the above reaction, instead of removing methanol from the reaction system as an azeotrope with dimethyl carbonate, cyclohexane, hexane, hexane, etc. is added to the reaction system in advance. can be added as an azeotropic solvent, and methanol can be removed from the reaction system as an azeotrope with these azeotropic solvents. The azeotropic solvent is generally used in an amount of 5 to 100% by weight based on 100% by weight of dimethyl carbonate.
この方法によれば、反応において、メタノールを上記共
沸溶剤との共沸物として、反応系外に除去し、反応の終
了後、反応混合物から未反応ジメチルカーボネートを回
収するので、その回収率を高めることかできる。According to this method, in the reaction, methanol is removed from the reaction system as an azeotrope with the azeotropic solvent, and after the reaction is completed, unreacted dimethyl carbonate is recovered from the reaction mixture, so the recovery rate can be reduced. It can be improved.
また、別の方法として、上述したように、メタノールを
ジメチルカーボネートとの共沸物として回収した後、こ
の共沸物に上記共沸溶剤を加え、メタノールをこれら共
沸溶剤との共沸物としてジメチルカーボネートから除去
して、ジメチルカーボネートを回収することもてきる。Alternatively, as described above, methanol is recovered as an azeotrope with dimethyl carbonate, and then the above azeotropic solvent is added to this azeotrope, and methanol is recovered as an azeotrope with these azeotropes. Dimethyl carbonate can also be recovered by removing it from dimethyl carbonate.
発明の効果
本発明によれば、ポリオールとカーボネート化合物との
反応の終了後、用いた塩基触媒を除去した後に、未反応
のカーボネート化合物を除去するので、目的とするポリ
カーボネートを高収率にて得ることかできる。Effects of the Invention According to the present invention, after the reaction between the polyol and the carbonate compound is completed, the base catalyst used is removed, and then the unreacted carbonate compound is removed, so that the desired polycarbonate can be obtained in high yield. I can do it.
また、本発明では、カーボネート化合物として、入手容
易なジメチルカーボネート、ジメチルカーボネートまた
はエチルメチルカーボネートを用いるのて、ポリカーボ
ネートの製造に際し、予めこれらのカーボネート化合物
を合成する必要がない。Furthermore, in the present invention, since readily available dimethyl carbonate, dimethyl carbonate, or ethyl methyl carbonate is used as the carbonate compound, there is no need to synthesize these carbonate compounds in advance when producing polycarbonate.
したがって、本発明によれば、目的とするポリカーボネ
ートを経済的に製造することができる。Therefore, according to the present invention, the desired polycarbonate can be economically produced.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、こ
れら実施例に限定されるものではない。EXAMPLES The present invention will be explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
実施例1
蒸留塔(10段シーブトレー)を備えた3g容器のフラ
スコに、トリプロピレングリコール192 g (1,
00モル)、2−エチルヘキサノール1301 g (
9,99モル)、ジメチルカーボネート901 g (
10,01モル)および28重量%のN a OCHs
のメタノール溶液(NaOCH30,001モル)を仕
込んだ。Example 1 192 g of tripropylene glycol (1,
00 mol), 2-ethylhexanol 1301 g (
9.99 mol), dimethyl carbonate 901 g (
10,01 mol) and 28% by weight of Na OCHs
A methanol solution (NaOCH 30,001 mol) was charged.
この混合物を常圧下に96〜175℃で12時間加熱し
、生成するメタノールを留出させた。留出したメタノー
ル量は365 g (11,41モル)であった。This mixture was heated at 96 to 175° C. for 12 hours under normal pressure, and the methanol produced was distilled off. The amount of methanol distilled out was 365 g (11.41 mol).
次いて、系内を徐々に減圧して760mmHgから10
■■)Igの圧力下にし、170〜190℃で5時間反
応を行ない、メタノール17g1ジメチルカーボネート
139g、2−エチルヘキサノール6gおよびメチル−
2−エチルへキンルカーボネート44gを留出させた。Next, the pressure inside the system was gradually reduced from 760 mmHg to 10
■■) Under the pressure of Ig, the reaction was carried out at 170 to 190°C for 5 hours, and 17 g of methanol, 139 g of dimethyl carbonate, 6 g of 2-ethylhexanol and methyl
44 g of 2-ethyl hequinle carbonate was distilled out.
留出したメタノールは理論生成量の99.8%であった
。こうして得られた反応混合物1600g(回収率99
.7%)に用いたNa0CH,の5倍モル量の炭酸アン
モニウムを含有する水溶液で触媒を中和し、さらに水洗
を3回行ない、水層を分離した。次いて、油層部を減圧
下に未反応のジー[2−エチルへキシル]カーボネート
を蒸留除去して、カーボネート反応生成物446gを得
た。The amount of methanol distilled out was 99.8% of the theoretical amount. 1600 g of the reaction mixture thus obtained (recovery rate 99
.. The catalyst was neutralized with an aqueous solution containing ammonium carbonate in an amount 5 times the molar amount of Na0CH used in the solution (7%), and further washed with water three times to separate the aqueous layer. Next, unreacted di[2-ethylhexyl]carbonate was distilled off from the oil layer under reduced pressure to obtain 446 g of a carbonate reaction product.
得られたカーボネート反応生成物の収率は89%であっ
た。The yield of the carbonate reaction product obtained was 89%.
この生成物の動粘度(100℃、JIS K−2283
>は5.1cStであった。また、生成カーボネート中
のナトリウム残存量は0.01ppm以下であり、全酸
価は0.01以下であった。Kinematic viscosity of this product (100°C, JIS K-2283
> was 5.1 cSt. Further, the residual amount of sodium in the produced carbonate was 0.01 ppm or less, and the total acid value was 0.01 or less.
NMR分析の結果、主生成物が、トリプロピレングリコ
ール−ジー[2−エチルへキシル]カーボネートである
ことが確認された。As a result of NMR analysis, it was confirmed that the main product was tripropylene glycol-di[2-ethylhexyl]carbonate.
実施例2〜3
実施例1において、トリプロピレングリコール、2−エ
チルヘキサノール、ジメチルカーボネートおよび28重
量%のN a OCH3のメタノール溶液の仕込量を表
1に示すように変えた以外は、実施例1と同様にして反
応を行なってカーボネート反応生成物を得た。Examples 2 to 3 Example 1 except that the amounts of tripropylene glycol, 2-ethylhexanol, dimethyl carbonate, and 28% by weight methanol solution of Na OCH3 were changed as shown in Table 1. The reaction was carried out in the same manner as above to obtain a carbonate reaction product.
その結果を表1に示す。The results are shown in Table 1.
実施例4〜10
実施例1において、ポリオール[R1(OH)、]およ
びモノアルコール[R20H]の種類および仕込量を表
1に示すように変えた以外は、実施例1と同様にして反
応を行なってカーボネート反応生成物を得た。Examples 4 to 10 The reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that the types and amounts of polyol [R1(OH),] and monoalcohol [R20H] were changed as shown in Table 1. A carbonate reaction product was obtained.
その結果を表1に示す。The results are shown in Table 1.
Claims (1)
肪族炭化水素基、炭素原子数4〜300のエーテル結合
を有する脂肪族炭化水素基、または炭素原子数6〜30
0のエーテル結合を有する環状構造の炭化水素基であり
、lは2〜8の整数である]で表わされるポリオール、 (b)一般式[II] R_2OH…[II] [式[II]中、R_2は、炭素原子数30以下の炭化水
素基または炭素原子数2〜30のエーテル結合を有する
炭化水素基である]で表わされるモノアルコール、およ
び (c)一般式[III] R_3OCOOR_3…[III] [式[III]中、R_3は、それぞれ独立に、炭素原子
数1〜2のアルキル基である]で表わされ、かつ、R_
3OHの沸点が上記ポリオールおよびモノアルコールの
沸点よりも低く、上記一般式[ I ]で表わされるポリ
オールのl倍のモル数(lm_1)に対するモル比が2
〜50の範囲となる量のカーボネート化合物 を塩基触媒の存在下に加熱しながら、生成するアルコー
ル(R_3OH)を蒸留によって反応系外に除去して、
反応率95%以上まで反応させ、次いで、上記塩基触媒
を除去した後、未反応および最終段階の反応に至らない
カーボネート化合物[R_4OCO_2R_4(式中、
R_4は、それぞれ独立に、R_2ないしR_3である
)]を蒸留によって反応系外に除去することを特徴とす
る一般式R_1(OCOO−R_2)、 [式中、R_1および、は、一般式[ I ]におけるR
_1、lと同一であり、またR_2は、一般式[II]に
おけるR_2と同一である]で表わされるポリカーボネ
ートの製造方法。(1) (a) General formula [I] R_1(OH)_2... [I] [In formula [I], R_1 is an aliphatic hydrocarbon group having 4 to 300 carbon atoms, Aliphatic hydrocarbon group having an ether bond or having 6 to 30 carbon atoms
a hydrocarbon group with a cyclic structure having 0 ether bonds, l is an integer of 2 to 8], (b) General formula [II] R_2OH...[II] [In formula [II], R_2 is a hydrocarbon group having 30 or less carbon atoms or a hydrocarbon group having an ether bond having 2 to 30 carbon atoms], and (c) general formula [III] R_3OCOOR_3...[III] [In formula [III], R_3 is each independently an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms], and R_
The boiling point of 3OH is lower than the boiling point of the above polyol and monoalcohol, and the molar ratio to 1 times the number of moles (lm_1) of the polyol represented by the above general formula [I] is 2.
While heating an amount of carbonate compound in the range of ~50 in the presence of a basic catalyst, the alcohol (R_3OH) produced is removed from the reaction system by distillation,
After reacting to a reaction rate of 95% or more and then removing the base catalyst, the unreacted carbonate compound [R_4OCO_2R_4 (in the formula,
R_1 (OCOO-R_2), characterized in that R_4 is each independently R_2 or R_3)] is removed from the reaction system by distillation, [wherein R_1 and is the general formula [I ] in R
_1, l are the same, and R_2 is the same as R_2 in general formula [II].
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