JPH0446142A - Production of aminomethylated phenols - Google Patents

Production of aminomethylated phenols

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JPH0446142A
JPH0446142A JP15471990A JP15471990A JPH0446142A JP H0446142 A JPH0446142 A JP H0446142A JP 15471990 A JP15471990 A JP 15471990A JP 15471990 A JP15471990 A JP 15471990A JP H0446142 A JPH0446142 A JP H0446142A
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JP
Japan
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phenols
oil
reaction
aminomethylated
water separation
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Application number
JP15471990A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Yao
正 矢尾
Makoto Akiyama
誠 秋山
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0446142A publication Critical patent/JPH0446142A/en
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Abstract

PURPOSE:To efficiently obtain the subject substances at a low cost while suppressing side reaction by reacting phenols with aldehydes and an ammonium salt in an aqueous solvent, carrying out oil-water separation of the reaction mixture, then recycling the aqueous layer and neutralizing the oily layer. CONSTITUTION:Phenols are reacted with aldehydes and an ammonium salt (e.g. ammonium chloride) in an aqueous solvent at 20-100 deg.C for 0.1-10hr in an aminomethylation step and oil-water separation of the reaction mixture is carried out. The aqueous layer is then recycled to the aminomethylation step and the oily layer, as necessary, is washed with water and subsequently neutralized with an aqueous solution of an alkali (e.g. NaOH). The oil-water separation is further performed to afford a mixture consisting essentially of the subject substances. The contained unreacted phenols are recovered by vacuum distillation and recycled to afford the objective substances in high yield. Since the ammonium salt can be previously removed by the oil-water separation, a small amount of the alkali required for the neutralization is sufficiently used. The subject substances are useful as a raw material for heat-resistant epoxy resins.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はアミノメチル化フェノール類の製造方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to a method for producing aminomethylated phenols.

本発明で製造されるアミノメチル化フェノール類は、各
種化学品の原料として、あるいはエポキシ樹脂硬化剤と
して有用な化合物である。
The aminomethylated phenols produced in the present invention are useful compounds as raw materials for various chemical products or as epoxy resin curing agents.

特に、アミノメチル化フェノール類を原料とするエポキ
シ樹脂は低粘度の液状樹脂なので作業性が良好であり、
しかも耐熱性の優れた硬化物を与えるので、各種成形材
料、電子部品の封入剤および基板、複合材料のマトリク
ス樹脂、さらには接着剤、被覆材料等へ幅広い用途を有
している。
In particular, epoxy resins made from aminomethylated phenols have good workability because they are low-viscosity liquid resins.
Moreover, since it provides a cured product with excellent heat resistance, it has a wide range of applications such as various molding materials, encapsulating agents and substrates for electronic parts, matrix resins for composite materials, adhesives, and coating materials.

(従来の技術) FW法(フィラメントワインディング法)は、熱硬化性
樹脂をガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維基材に含浸し
てマンドリルに巻きつけ、樹脂を硬化させた後にマンド
リルを抜き去る(場合によってはマンドリルをそのまま
製品中に残す)ことにより、複合材製品であるFRP 
(繊維強化プラスチック)を製造する方法である。
(Prior art) In the FW method (filament winding method), a reinforcing fiber base material such as glass fiber or carbon fiber is impregnated with a thermosetting resin and wound around a mandrill, and after the resin is cured, the mandrel is removed ( In some cases, the mandrill is left in the product as it is), making it possible to produce FRP, which is a composite material product.
(fiber-reinforced plastic).

FW法によると、繊維を任意の方向に配列して強度、剛
性等の特性を付与することができるので、特に高強度の
FRPの製造に好適な方法である。
According to the FW method, properties such as strength and rigidity can be imparted by arranging fibers in any direction, so this method is particularly suitable for manufacturing high-strength FRP.

代表的な熱硬化性樹脂には、フェノール樹脂、エポキシ
樹脂があるが、フェノール樹脂ではFW法に必要な流動
性と硬化特性との両者を満足しうるものがなかった。一
方、エポキシ樹脂では繊維基材によく含浸する低粘度液
状であり、しかも硬化時間が短い等の硬化特性にすくれ
たものが得られている。
Typical thermosetting resins include phenolic resins and epoxy resins, but none of the phenolic resins has been able to satisfy both the fluidity and curing properties required for the FW method. On the other hand, epoxy resins are low viscosity liquids that easily impregnate fiber base materials, and have excellent curing properties such as short curing times.

エポキシ樹脂の中ではビスフェノールAのグリシジルエ
ーテルがFW法にも特に多用されている。
Among epoxy resins, glycidyl ether of bisphenol A is particularly frequently used in the FW method.

しかし、得られる硬化物のガラス転移温度が低いので、
100 ”C以上の耐熱性が要求される分野には使用で
きない。
However, since the resulting cured product has a low glass transition temperature,
It cannot be used in fields that require heat resistance of 100"C or higher.

耐熱性が要求される分野に通したものとしては、芳香族
アミン化合物のアミノ基の活性水素をエポキシ化して得
たエポキシ樹脂が公知である。具体的にはテトラグリシ
ジルジアミノジフェニルメタン(TG[lDM)、トリ
グリシジル−パラアミノフェノール(TGPAP)、ト
リグリシジル−メタアミノフェノール(TGMAP)、
テトラグリシジルメタキシリレンジアミン(TGMχA
)といったグリシジルアミノ基含有エポキシ樹脂化合物
がある。これらの中で、TGDDM 、TGPAPは低
粘度の液状樹脂であり、硬化条件を選ぶことにより熱変
形温度が200 ’Cを超える硬化物が得られるのでF
W法に適用するのに特に優れている。しかし、これらは
特殊なアミン化合物を原料とするため現状では高価であ
り、大量使用には適していない。また、原料である芳香
族アミン化合物をグリシジル化する際に急激な発熱を伴
うので、樹脂の高分子化等の好ましくない副反応を予防
するためには十分な温度管理を必要とする。
Epoxy resins obtained by epoxidizing the active hydrogen of the amino group of an aromatic amine compound are known as those used in fields where heat resistance is required. Specifically, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane (TG[lDM), triglycidyl-para-aminophenol (TGPAP), triglycidyl-methaminophenol (TGMAP),
Tetraglycidyl metaxylylene diamine (TGMχA
) are glycidylamino group-containing epoxy resin compounds. Among these, TGDDM and TGPAP are low viscosity liquid resins, and by selecting the curing conditions, a cured product with a heat distortion temperature of over 200'C can be obtained.
It is particularly suitable for application to the W method. However, since these are made from special amine compounds, they are currently expensive and are not suitable for large-scale use. In addition, since rapid heat generation occurs when the aromatic amine compound as a raw material is glycidylated, sufficient temperature control is required to prevent undesirable side reactions such as polymerization of the resin.

(発明が解決しようとする課題) 本発明者らは上述したエポキシ樹脂原料が有する問題点
を解決することを目的として、アミノメチル化フェノー
ル類を原料とするエポキシ樹脂の製法を先に桿案した。
(Problems to be Solved by the Invention) In order to solve the problems of the above-mentioned epoxy resin raw materials, the present inventors first devised a method for producing epoxy resins using aminomethylated phenols as raw materials. .

さらに、このアミノメチル化フェノール類の製法として
、フェノール類とアルデヒド類とアンモニウム塩とを反
応させる方法が高分子化等の副反応の抑制に有効であり
、低粘度エポキシ樹脂原料の製法として有用であること
も見出し、先に出願を行った。
Furthermore, as a method for producing aminomethylated phenols, a method in which phenols, aldehydes, and ammonium salts are reacted is effective in suppressing side reactions such as polymerization, and is useful as a method for producing low-viscosity epoxy resin raw materials. I also discovered something and filed an application first.

この方法では、フェノール類としてフェノールを、アル
デヒド類としてホルムアルデヒドを、アンモニウム塩と
して塩化アンモニウムを選択した場合、以下のようにし
てアミノメチル化フェノールが合成される。
In this method, when phenol is selected as the phenol, formaldehyde is selected as the aldehyde, and ammonium chloride is selected as the ammonium salt, aminomethylated phenol is synthesized as follows.

九弧旦り反応 il n・1−3 生m R(JIzN)12・I(C++MO)l  → I’
lCH,N[12+門C1+8.0M=Na  K  
・・・・・ この場合アミノメチル化フェノールは汎用の化学品であ
るフェノール、ホルムアルデヒド、1化一 アンモニウムを原料するので、原料費を安価にできる。
Nine-arc reaction il n・1-3 raw m R(JIzN)12・I(C++MO)l → I'
lCH,N[12+gate C1+8.0M=Na K
... In this case, aminomethylated phenol is made from general-purpose chemicals such as phenol, formaldehyde, and monoammonium monide, so the raw material cost can be reduced.

このアミノメチル化フェノールを原料としてエポキシ樹
脂を合成する場合、混合物のままでも利用できるが、耐
熱性が優れたエポキシ樹脂を得るためには、未反応のフ
ェノール類を分離しておくことが望ましい。
When synthesizing an epoxy resin using this aminomethylated phenol as a raw material, it can be used as a mixture, but in order to obtain an epoxy resin with excellent heat resistance, it is desirable to separate unreacted phenols.

従来、フェノール類のMannich反応では2級゛ア
ミン、例えばジメチルアミンが用いられて2,4.6ト
リ (ジメチルアミノメチル)フェノールが合成され、
エポキシ樹脂の硬化剤に用いられていた。
Traditionally, in the Mannich reaction of phenols, secondary amines such as dimethylamine were used to synthesize 2,4.6-tri(dimethylaminomethyl)phenol.
It was used as a curing agent for epoxy resins.

本発明者等は、このMannich反応を利用し、2級
アミンに代えてアンモニウム塩を用いることで、エポキ
シ樹脂原料を含む化学品原料やエポキシ樹脂硬化側とし
て有用なアミノメチル化フェノール類が合成できること
を見出したものである。
The present inventors have demonstrated that by utilizing this Mannich reaction and using ammonium salts in place of secondary amines, it is possible to synthesize aminomethylated phenols useful as chemical raw materials including epoxy resin raw materials and as epoxy resin curing agents. This is what we discovered.

このようにして得たアミノメチル化フェノール類からグ
リシジル化反応によりエポキシ樹脂を合成する際、グリ
シジル化反応は脂肪族アミンの反応であるため、従来の
、例えばアミノフェノール等の芳香族アミンのグリシジ
ル化反応と比べて、急激な発熱を伴わず反応繰作が容易
である。
When synthesizing an epoxy resin from the aminomethylated phenols obtained in this way by a glycidylation reaction, since the glycidylation reaction is a reaction of aliphatic amines, conventional glycidylation of aromatic amines such as aminophenol, etc. Compared to conventional reactions, the reaction is easy to repeat without generating rapid heat generation.

しかし、グリシジル化反応で得られるエポキシ樹脂の低
粘度化を図るためには、アミノメチル化フェノール類製
造時に1級アミンの収率を向上させる必要があり、その
場合以下に述べるような欠点がある。
However, in order to lower the viscosity of the epoxy resin obtained through the glycidylation reaction, it is necessary to improve the yield of primary amines during the production of aminomethylated phenols, but in this case, there are disadvantages as described below. .

即ち、ホルムアルデヒドに対してアンモニウム塩が当量
以下であると、目的生成物である1級アミンはさらにフ
ェノール、ホルムアルデヒドと反応して2級アミン、3
級アミンが生成して高分子化が生じるため、通常ホルム
アルデヒドに対して当量以上のアンモニウム塩を用いる
必要がある。
That is, if the amount of ammonium salt is less than the equivalent amount to formaldehyde, the primary amine, which is the target product, will further react with phenol and formaldehyde to form secondary amine, tertiary amine, etc.
Since a class amine is produced and polymerization occurs, it is usually necessary to use an amount of ammonium salt equal to or more than that of formaldehyde.

このようにアンモニウム塩を当量以上使用することで好
ましくない副反応の進行を防止できるが、その一方、反
応生成物中に未反応のアンモニウム塩が残存することに
なる。
By using an equivalent amount or more of ammonium salt in this manner, undesirable side reactions can be prevented from proceeding, but on the other hand, unreacted ammonium salt remains in the reaction product.

このアンモニウム塩を中和反応で中和する場合、中和の
ためのアルカリの使用量が増え、コストの低減の点で望
ましくない。また、原料費および廃棄処理のコストの低
減の点から、原料や溶媒の効率的利用が望まれる。
When this ammonium salt is neutralized by a neutralization reaction, the amount of alkali used for neutralization increases, which is not desirable in terms of cost reduction. In addition, efficient use of raw materials and solvents is desired from the viewpoint of reducing raw material costs and disposal costs.

従って、本発明の目的はフェノール類とアルデヒド類と
アンモニウム塩とからアミノメチル化フェノール類を製
造する方法において、効率的に反応を行わせる方法を提
供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for efficiently carrying out the reaction in a method for producing aminomethylated phenols from phenols, aldehydes, and ammonium salts.

(課題を解決するための手段) 本発明の要旨は、水性溶媒中でフェノール類をアルデヒ
ド類とアンモニウム塩とでアミノメチル化し、得られた
反応混合物を油水分動した後、油層を中和してアミノメ
チル化フェノール類を得ることを特徴とする、アミノメ
チル化フェノール類の製造方法にある。
(Means for Solving the Problems) The gist of the present invention is to aminomethylate phenols with aldehydes and ammonium salts in an aqueous solvent, move the resulting reaction mixture into oil and water, and then neutralize the oil layer. A method for producing aminomethylated phenols, characterized in that the aminomethylated phenols are obtained by

また、好適態様にあっては、油水分離後の水層を再びア
ミノメチル化工程に循環する。さらに、油水分離後の油
層を中和した後未反応フェノール類を回収し、これをア
ミノメチル化工程に循環させることも好ましい。
In a preferred embodiment, the aqueous layer after oil and water separation is recycled to the aminomethylation step. Furthermore, it is also preferable to neutralize the oil layer after oil-water separation, recover unreacted phenols, and circulate this to the aminomethylation step.

以下に本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明においてはアミノメチル化フェノール類を次のよ
うにして製造する。
In the present invention, aminomethylated phenols are produced as follows.

フェノール類としてはフェノール、クレゾール、キシレ
ノール、エチルフェノール、フェニルフェノール、カテ
コール、レゾルシノール、ヒドロキノン、ナフトール、
メチルナフトール等の少なくとも1個のフェノール性水
酸基を有する化合物を単独であるいは2種以上混合して
使用することができる。以下、フェノールでフェノール
類を代表させて説明する。
Phenols include phenol, cresol, xylenol, ethylphenol, phenylphenol, catechol, resorcinol, hydroquinone, naphthol,
Compounds having at least one phenolic hydroxyl group such as methylnaphthol can be used alone or in combination of two or more. In the following, phenol will be used as a representative of phenols.

アルデヒド類としてはホルムアルデヒド、アセトアルデ
ヒド、ベンズアルデヒド等の脂肪族あるいは芳香族アル
デヒド、またはトリオキサン、パラホルムアルデヒド等
のアルデヒド発生物質を単独あるいは2種以上混合して
使用することができる。以下、ホルムアルデヒドでアル
デヒド類を代表させて説明する。ホルムアルデヒドとし
ては、その水溶液であるホルマリンを使用することもで
きる。
As the aldehydes, aliphatic or aromatic aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde and benzaldehyde, and aldehyde generating substances such as trioxane and paraformaldehyde can be used alone or in combination of two or more. In the following, formaldehyde will be used as a representative example of aldehydes. As formaldehyde, formalin, which is an aqueous solution thereof, can also be used.

ホルムアルデヒドの使用量はフェノールに対して、0.
5〜5(モル比)の範囲であるのが好ましい。0.5未
満あるいは5を超えると、目的とするアミノメチル化フ
ェノールの収率が低下する。
The amount of formaldehyde used is 0.0% relative to phenol.
It is preferably in the range of 5 to 5 (molar ratio). If it is less than 0.5 or more than 5, the yield of the desired aminomethylated phenol will decrease.

アンモニウム塩としては、塩化アンモニウム、硝酸アン
モニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム等が用
いられる。また、アンモニアと無機酸とを反応時に添加
して、これらのアンモニウム塩が反応時に生成するよう
にしてもよい。
As the ammonium salt, ammonium chloride, ammonium nitrate, ammonium sulfate, ammonium acetate, etc. are used. Alternatively, ammonia and an inorganic acid may be added during the reaction so that these ammonium salts are generated during the reaction.

アンモニウム塩の使用量は、ホルムアルデヒドに対して
1〜10(モル比)の範囲が好ましい、1未満では好ま
しくない副反応が進行し易く、他方10を超えると反応
効率が低下する。
The amount of ammonium salt used is preferably in the range of 1 to 10 (molar ratio) relative to formaldehyde; if it is less than 1, undesirable side reactions tend to proceed, while if it exceeds 10, the reaction efficiency will decrease.

アンモニウム塩は水溶液として添加することが好ましい
。水溶液中のアンモニウム塩の濃度は、少なくとも反応
条件下でアンモニウム塩が溶解する濃度以下が望ましい
。溶解する濃度を超えると反応時にアンモニウム塩が析
出して効率的に反応が行えないからである。
Preferably, the ammonium salt is added as an aqueous solution. The concentration of ammonium salt in the aqueous solution is preferably at least below the concentration at which the ammonium salt is dissolved under the reaction conditions. This is because if the concentration exceeds the soluble concentration, ammonium salt will precipitate during the reaction, making it impossible to carry out the reaction efficiently.

アミノメチル化反応の反応条件は特に限定されず、目的
とするアミノメチル化フェノール類生成物の性状に応じ
て適宜決定される。以下に好ましい具体例を説明する。
The reaction conditions for the aminomethylation reaction are not particularly limited, and are appropriately determined depending on the properties of the desired aminomethylated phenol product. Preferred specific examples will be explained below.

反応温度は20〜100℃の範囲が好ましい。反応温度
が20℃未満ではアミノメチル化反応は十分に進行せず
長時間の反応時間を必要とし、反応効率が低下しがちで
ある。他方、100℃をこえると好ましくない副反応が
進行する。
The reaction temperature is preferably in the range of 20 to 100°C. If the reaction temperature is less than 20° C., the aminomethylation reaction will not proceed sufficiently, requiring a long reaction time, and the reaction efficiency will tend to decrease. On the other hand, if the temperature exceeds 100°C, undesirable side reactions will proceed.

反応時間は0,1〜10時間の範囲が好ましい。0.1
時間未満ではアミノメチル化反応は十分進行せず、反応
効率が低い。他方、10時間を超えると好ましくない副
反応が進行する。
The reaction time is preferably in the range of 0.1 to 10 hours. 0.1
If the reaction time is less than 1 hour, the aminomethylation reaction will not proceed sufficiently and the reaction efficiency will be low. On the other hand, if the reaction time exceeds 10 hours, undesirable side reactions will proceed.

アミノメチル化反応により前記(])式で示されるよう
にアミノメチル化フェノール類の酸付加塩が生成する。
The aminomethylation reaction produces acid addition salts of aminomethylated phenols as shown in the above formula ( ]).

塩化アンモニウム以外のアンモニウム塩においても同様
の反応によりそれぞれのアンモニウム塩に対応したアミ
ノメチル化フェノール類の酸付加塩が生成する。また、
ボルムアルデヒド以外のアルデヒドを使用した場合、ア
ルデヒドの種類に応じた置換基を有するアミノメチル基
を含有したフェノール類が得られる。
For ammonium salts other than ammonium chloride, acid addition salts of aminomethylated phenols corresponding to the respective ammonium salts are produced by a similar reaction. Also,
When an aldehyde other than bomaldehyde is used, a phenol containing an aminomethyl group having a substituent depending on the type of aldehyde is obtained.

アミノメチル化反応時の反応溶媒としては、水性溶媒が
用いられる。水性溶媒−はアルコールが含まれていても
よい。
An aqueous solvent is used as a reaction solvent during the aminomethylation reaction. The aqueous solvent may contain alcohol.

アミノメチル化反応終了後の反応混合物を油水分離する
前に、好ましくない副反応を防止するために、アルコー
ルを添加して一定時間放置することが望ましい。添加す
るアルコールの種類に特に制限はないが、蒸留で水と分
離し易いメタノールが好ましい。その使用量も制限され
ないが、アミノメチル化反応を行った反応温度以下で反
応生成物と未反応原料の全量が溶解することが望ましい
Before separating the reaction mixture from oil and water after the completion of the aminomethylation reaction, it is desirable to add alcohol and leave it for a certain period of time in order to prevent undesirable side reactions. There are no particular restrictions on the type of alcohol to be added, but methanol, which can be easily separated from water by distillation, is preferred. Although the amount used is not limited, it is desirable that the entire amount of the reaction product and unreacted raw material be dissolved at a temperature below the reaction temperature at which the aminomethylation reaction was performed.

アルコールを添加した場合は一定時間放置後、反応生成
物よりアルコールを蒸留等で除去する。なお、アルコー
ルを添加した際に、反応生成物中にアンモニウム塩の結
晶が析出することがあるが、アルコールを留去する前に
この結晶をろ別等により除去しておくことが好ましい。
If alcohol is added, the alcohol is removed from the reaction product by distillation or the like after it is left for a certain period of time. Note that when alcohol is added, ammonium salt crystals may precipitate in the reaction product, but it is preferable to remove these crystals by filtration or the like before distilling off the alcohol.

というのは、アルコール留去後ではこの結晶と油層が混
在し、結晶の分離が困難になるからである。
This is because after the alcohol is distilled off, the crystals and the oil layer coexist, making it difficult to separate the crystals.

アルコール留去後の反応混合物は放冷後、油水分離を行
う。
After the alcohol has been distilled off, the reaction mixture is left to cool, and then oil and water are separated.

油水分離の際、水層に再びアンモニウム塩の結晶が析出
することがある。その場合も、結晶と油層との混在を防
止するため、析出した結晶を除去することが望ましい。
During oil-water separation, ammonium salt crystals may precipitate again in the water layer. In that case as well, it is desirable to remove the precipitated crystals in order to prevent the crystals from coexisting with the oil layer.

油水分離後、水層中にはアンモニウム塩とその他の未反
応原料であるフェノールとホルムアルデヒドが若干台ま
れる。この水層は再びアミノメチル化工程へ循環させる
ことができる。その際、原料の仕込み量はこの水層の分
析値に基づいて調整すればよい。また、前述の除去して
おいたアンモニウム塩の結晶もまた、水層とともに循環
させることができる。
After oil and water separation, ammonium salt and other unreacted raw materials such as phenol and formaldehyde are present in the water layer. This aqueous layer can be recycled to the aminomethylation step again. At that time, the amount of raw materials to be charged may be adjusted based on the analytical value of this aqueous layer. In addition, the ammonium salt crystals that have been removed can also be circulated together with the water layer.

油水分離後の油層には、アミノメチル化フェノール類の
酸付加塩と未反応フェノールが含まれている。この油層
を、必要に応じ水洗した後、アルカリ水溶液で中和する
。中和に用いるアルカリの種類は制限されないが、水酸
化ナトリウムや水酸化カリウム等が使用できる。その使
用量は、若干アルカリ側となるような量で添加するのが
望ましい。本発明においては予めアンモニウム塩が除去
しであるので、油層の中和に要するアルカリ水溶液の使
用量が少なくてすむ。
The oil layer after oil-water separation contains acid addition salts of aminomethylated phenols and unreacted phenol. This oil layer is washed with water if necessary, and then neutralized with an aqueous alkaline solution. The type of alkali used for neutralization is not limited, but sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. can be used. It is desirable to add it in an amount that makes it slightly alkaline. In the present invention, since the ammonium salt is removed in advance, the amount of alkaline aqueous solution required to neutralize the oil layer can be reduced.

アルカリ水溶液による中和後、さらに油水分離を行い、
必要に応し水洗を行うと、目的物であるアミノメチル化
フェノール類を主成分とする混合物が得られる。この混
合物より未反応フェノール類を蒸留等によって回収でき
る。未反応フェノール類の蒸留条件には特に制限はない
が、好ましくない副反応を予防するために減圧で実施す
ることが望ましい。回収した未反応フェノール類は再び
アミノメチル化工程に循環させることができる。
After neutralization with an alkaline aqueous solution, oil and water separation is performed.
By washing with water if necessary, a mixture containing the target aminomethylated phenol as a main component is obtained. Unreacted phenols can be recovered from this mixture by distillation or the like. Although there are no particular restrictions on the conditions for distilling unreacted phenols, it is desirable to carry out the distillation under reduced pressure in order to prevent undesirable side reactions. The recovered unreacted phenols can be recycled to the aminomethylation step.

本発明によれば、上述のようにして1級アミンであるア
ミノメチル化フェノール類を高収率で得ることができ、
低粘度エポキシ樹脂の製造原料として好適である。しか
も、アミノメチル化フェノール類の製造において原料を
効率的に使用でき、また廃棄処理の負担を少なくできる
。詳しくは、アミノメチル化反応で当量以上使用したア
ンモニウム塩を、油水分離によって予め取り除いておく
ことが可能なので、中和に要するアルカリの使用量が少
なくてすむ。また、油水分離後の水層および回収した未
反応フェノール類を再びアミノメチル化工程に循環する
ことで、原料費およびこれらの処理に要する費用の節減
も図れる。さらに、油水分離の前に、結晶として析出し
たアンモニウム塩を油層から分離しておけば、油層の中
和に要するアルカリの使用量が少なくてすみ、しかも油
層中へのアンモニウム塩の混入を防止できるので、アミ
ノメチル化フェノール類製品の品質向上にもなる。また
、未反応フェノール類を除去することにより、耐熱性の
優れたエポキシ樹脂を得るための原料とすることができ
る。
According to the present invention, aminomethylated phenols, which are primary amines, can be obtained in high yield as described above,
Suitable as a raw material for producing low-viscosity epoxy resins. Furthermore, raw materials can be used efficiently in the production of aminomethylated phenols, and the burden of waste treatment can be reduced. Specifically, since the ammonium salt used in an equivalent or more amount in the aminomethylation reaction can be removed in advance by oil-water separation, the amount of alkali required for neutralization can be reduced. Further, by recycling the water layer after oil-water separation and the recovered unreacted phenols to the aminomethylation step, it is possible to reduce the raw material cost and the cost required for these treatments. Furthermore, if the ammonium salts that have precipitated as crystals are separated from the oil layer before oil/water separation, the amount of alkali required to neutralize the oil layer can be reduced, and furthermore, it is possible to prevent ammonium salts from being mixed into the oil layer. Therefore, it also improves the quality of aminomethylated phenol products. Moreover, by removing unreacted phenols, it can be used as a raw material for obtaining an epoxy resin with excellent heat resistance.

本発明により得られたアミノメチル化フェノール類は、
各種化学品原料、エポキシ樹脂硬化剤としてを用である
。特に、アミノメチル化フェノール類を常法によりアル
カリ金属水酸化物の存在下でエピハロヒドリンと反応さ
せて、アミノメチル化フェノール類のフェノール性水酸
基およびN−アミノメチル基の一部または全部をエポキ
シ化して低粘度液状エポキシ樹脂を得るのに適している
The aminomethylated phenols obtained by the present invention are
It is used as a raw material for various chemicals and as a curing agent for epoxy resins. In particular, aminomethylated phenols are reacted with epihalohydrin in the presence of an alkali metal hydroxide by a conventional method to epoxidize some or all of the phenolic hydroxyl groups and N-aminomethyl groups of the aminomethylated phenols. Suitable for obtaining low viscosity liquid epoxy resin.

こうして得られたエポキシ樹脂は、常温で低粘度の液状
樹脂であり成形性に優れるとともに、常用の硬化剤を用
いて短時間で硬化させ、耐熱性に優れた硬化物とするこ
とができる。
The epoxy resin thus obtained is a liquid resin with low viscosity at room temperature and has excellent moldability, and can be cured in a short time using a commonly used curing agent to form a cured product with excellent heat resistance.

(実施例) 以下、実施例により本発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples.

実施例1 攪拌装置、還流冷却器、窒素導入管、温度針、滴下ロー
トを備えた容量11の50フラスコにフェノール94 
g (1モル)、40%塩化アンモニウム水溶液270
g(2モル)を仕込み、攪拌しながら50°Cまで昇温
させた。
Example 1 Phenol 94 was added to a 50 flask of capacity 11 equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet tube, temperature needle and dropping funnel.
g (1 mol), 40% ammonium chloride aqueous solution 270
g (2 mol) was charged, and the temperature was raised to 50°C while stirring.

その温度で37%ホルマリン水溶液108g(1モル)
を徐々に滴下した。反応熱による発熱に注意しながら6
0゛Cまで昇温させ、その温度で1時間保持した。反応
終了後、反応混合物をビーカーに移し、メタノール30
0ccを添加して1時間撹拌した後、■昼夜静置した。
At that temperature, 108g (1 mol) of 37% formalin aqueous solution
was gradually added dropwise. 6 while being careful to avoid heat generation due to reaction heat.
The temperature was raised to 0°C and held at that temperature for 1 hour. After the reaction is complete, transfer the reaction mixture to a beaker and add 30 methanol
After adding 0 cc and stirring for 1 hour, the mixture was allowed to stand overnight.

そのビーカー中に塩化アンモニウムの結晶が析出したの
でろ別した。ろ液からメタノールをエバポレーターで完
全に留去し、静置した。再び塩化アンモニウムの結晶が
析出したので、結晶をろ側稜、油水分離を行った。析出
した塩化アンモニウムの重量は約30gであった。
Ammonium chloride crystals were deposited in the beaker and were filtered out. Methanol was completely distilled off from the filtrate using an evaporator, and the mixture was allowed to stand still. Ammonium chloride crystals were deposited again, so the crystals were filtered to the filter side and oil and water were separated. The weight of the precipitated ammonium chloride was about 30 g.

油水分離後の水層は約150gであり、その水層中には
約30重量%の塩化アンモニウムが含まれていた。
The aqueous layer after oil and water separation weighed about 150 g, and contained about 30% by weight of ammonium chloride.

油層に5%NaOH水溶液をpHが8になるまで添加し
た後油水分離した。5%NaOH水溶液の使用量は約1
20gであった。さらに、油層の水洗を繰り返し、目的
生成物であるアミノメチル化フェノール(前記式(1)
においてn=1の生成物)を主成分とする混合物約85
gを得た。この混合物を減圧蒸留して未反応フェノール
を主成分とする留出油約8gを分離し、約77gのアミ
ノメチル化フェノール生成物を得た。
A 5% NaOH aqueous solution was added to the oil layer until the pH reached 8, and then the oil and water were separated. The amount of 5% NaOH aqueous solution used is approximately 1
It was 20g. Furthermore, the oil layer was repeatedly washed with water, and the target product, aminomethylated phenol (formula (1))
85 mixtures based on n=1 product)
I got g. This mixture was distilled under reduced pressure to separate about 8 g of distillate oil mainly composed of unreacted phenol, yielding about 77 g of an aminomethylated phenol product.

アミノメチル化フェノール生成物の原料フェノールに対
する収率は約82重量%であり、この生成物には未反応
フェノールが約5重量%含まれていた。
The yield of the aminomethylated phenol product based on the starting phenol was about 82% by weight, and the product contained about 5% by weight of unreacted phenol.

実施例2 実施例1で得られた塩化アンモニウムの結晶30gと水
層150gに42gの塩化アンモニウムと水48gを加
えて40%の塩化アンモニウム水溶液270g(2モル
)を調製した。攪拌装置、還流冷却器、窒素導入管、温
度計、滴下ロートを備えた容量1!の50フラスコにフ
ェノール94 g (1モル)と、上記塩化アンモニウ
ム水溶液270g(2モル)を仕込み、攪拌しながら5
0″Cまで昇温させた。
Example 2 42 g of ammonium chloride and 48 g of water were added to 30 g of the ammonium chloride crystals obtained in Example 1 and 150 g of the water layer to prepare 270 g (2 moles) of a 40% ammonium chloride aqueous solution. Capacity 1 with stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet tube, thermometer and dropping funnel! 94 g (1 mol) of phenol and 270 g (2 mol) of the above ammonium chloride aqueous solution were placed in a 50 flask, and while stirring,
The temperature was raised to 0''C.

その温度で37°Cホルマリン水溶液108g(1モル
)を徐々に滴下した。反応熱による発熱に注意しながら
60°Cまで昇温し、その温度で1時間保持した。
At that temperature, 108 g (1 mol) of a 37°C formalin aqueous solution was gradually added dropwise. The temperature was raised to 60°C while being careful to avoid heat generation due to reaction heat, and maintained at that temperature for 1 hour.

反応終了後、反応混合物をビーカーに移し、メタノール
300ccを添加して1時間攪拌した後、1昼夜静宜し
た。
After the reaction was completed, the reaction mixture was transferred to a beaker, 300 cc of methanol was added thereto, and the mixture was stirred for 1 hour and then allowed to stand overnight.

以下、実施例1と同様の操作を行い、約70gのアミノ
メチル化フェノール生成物(式(1)でn=1の生成物
)を得た。
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to obtain about 70 g of an aminomethylated phenol product (product where n=1 in formula (1)).

アミノメチル化フェノール生成物の原料フェノールに対
する収率は約82%であり、この生成物には未反応フェ
ノールが約4重量%含まれていた。
The yield of the aminomethylated phenol product based on the starting phenol was about 82%, and the product contained about 4% by weight of unreacted phenol.

比較例1 攪拌装置、還流冷却器、窒素導入管、温度計、滴下ロー
トを備えた容量11の50フラスコにフェノール94 
g (1モル)と、20%塩化アンモニウム水溶液58
5g(2モル)を仕込み、攪拌しながら50℃まで昇温
させた。
Comparative Example 1 Phenol 94 was added to a 50 flask with a capacity of 11 equipped with a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet tube, a thermometer, and a dropping funnel.
g (1 mol) and 20% ammonium chloride aqueous solution 58
5 g (2 mol) was charged, and the temperature was raised to 50°C while stirring.

その温度で37°Cホルマリン水溶液108g(1モル
)を徐々に滴下した6反応熱による発熱に注意しなから
60°Cまで昇温し、その温度で1時間保持した反応終
了後、反応混合物をビーカーに移し、メタノール300
ccを添加して1時間攪拌した後、l昼夜静置した。 
               反々 i合物からメタノールをエバポレーターで完全に留去し
、5%NaOH水溶液1600 g (2モルフで中和
した。
At that temperature, 108 g (1 mol) of a 37°C formalin aqueous solution was gradually added dropwise.6 The temperature was raised to 60°C, being careful not to generate heat due to the reaction heat, and the temperature was maintained at that temperature for 1 hour.After the reaction was completed, the reaction mixture was Transfer to a beaker and add 300 methanol
After adding cc and stirring for 1 hour, the mixture was left standing for 1 day and night.
Methanol was completely distilled off from the compound using an evaporator, and the mixture was neutralized with 1600 g of 5% NaOH aqueous solution (2 morphs).

中和後、油水分離を行った後、さらに水洗を行い、アミ
ノメチル化フェノールを主成分とする混合物的80gを
得た。
After neutralization, oil and water separation was performed, and water washing was further performed to obtain 80 g of a mixture containing aminomethylated phenol as a main component.

この混合物中には未反応フェノールが約15重量%含ま
れていた。
This mixture contained about 15% by weight of unreacted phenol.

参考例(アミノメチル化フェノールのエポキシ化)攪拌
装置、温度計、窒素導入管、滴下ロート、および、エビ
クロロヒドリンと水との共沸混合物を凝縮分離して下層
のエビクロロヒドリン層を反応器に戻すための分離器を
備えた50フラスコに実施例1で得られたアミノメチル
化フェノール約70g、エビクロロヒドリン660g、
50%塩化テトラメチルアンモニウム水溶液60gを仕
込み、攪拌しながら昇温し、60’Cで1時間付加反応
を実施した。
Reference example (Epoxidation of aminomethylated phenol) Stirrer, thermometer, nitrogen inlet tube, dropping funnel, and condensation separation of an azeotrope of shrimp chlorohydrin and water to remove the lower shrimp chlorohydrin layer. Approximately 70 g of aminomethylated phenol obtained in Example 1, 660 g of shrimp chlorohydrin, were placed in a 50 flask equipped with a separator for returning to the reactor.
60 g of a 50% aqueous tetramethylammonium chloride solution was charged, the temperature was raised while stirring, and addition reaction was carried out at 60'C for 1 hour.

さらに、同温度でエビクロロヒドリンが沸騰する圧力ま
で減圧した後、エビクロロヒドリンと水との共沸混合物
から下層のエビクロロヒドリンを反応器に戻しながら、
水酸化ナトリウム102 gを4時間かけて添加し、脱
塩化水素反応を実施した。
Furthermore, after reducing the pressure to the boiling pressure of shrimp chlorohydrin at the same temperature, while returning the shrimp chlorohydrin in the lower layer from the azeotropic mixture of shrimp chlorohydrin and water to the reactor,
102 g of sodium hydroxide was added over 4 hours to carry out a dehydrochlorination reaction.

エビクロロヒドリンをエバポレーターで留出させた後、
トルエン300 gの加えて濾過し、トルエン可溶性成
分を分離した。さらに、トルエンをエバポレーターで留
出させ、トルエン可溶性のエポキシ樹脂約150gを回
収した。
After distilling shrimp chlorohydrin with an evaporator,
300 g of toluene was added and filtered to separate toluene-soluble components. Furthermore, toluene was distilled off using an evaporator, and about 150 g of toluene-soluble epoxy resin was recovered.

このエポキシ樹脂のエポキシ当量は約150 g1モル
であり、芳香族アミンであるアンカミンと理論量混合し
、190°Cで3時間硬化したところ、耐熱性に優れた
硬化物が得られた。
The epoxy equivalent of this epoxy resin was about 150 g/mol, and when it was mixed with an aromatic amine, ancamine, in a theoretical amount and cured at 190°C for 3 hours, a cured product with excellent heat resistance was obtained.

(発明の効果) 本発明の方法によれば、アミノメチル化フェノール類を
副反応を抑えながら、効率よく、しかも低コストで製造
することができる。
(Effects of the Invention) According to the method of the present invention, aminomethylated phenols can be produced efficiently and at low cost while suppressing side reactions.

本発明では油水分離によりアンモニウム塩を予め除去で
きるので、中和に要するアルカリの量が少なくて済み経
済的である。また、油水分離後のアンモニウム塩を含む
水層を再使用でき、また油層より回収した未反応フェノ
ールも再使用できるので、原料費の低減および廃棄処理
費の軽減を図れる。
In the present invention, since ammonium salts can be removed in advance by oil-water separation, the amount of alkali required for neutralization is small, making it economical. Furthermore, since the aqueous layer containing ammonium salt after oil and water separation can be reused, and unreacted phenol recovered from the oil layer can also be reused, raw material costs and disposal costs can be reduced.

本発明により得られたアミノメチル化フェノール類から
は、成形性および硬化特性の優れたエポキシ樹脂を製造
でき、このエポキシ樹脂は耐熱性に優れた硬化物を形成
しうる。
From the aminomethylated phenols obtained according to the present invention, an epoxy resin with excellent moldability and curing properties can be produced, and this epoxy resin can form a cured product with excellent heat resistance.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)水性溶媒中でフェノール類をアルデヒド類とアン
モニウム塩とでアミノメチル化し、得られた反応混合物
を油水分離した後、油層を中和してアミノメチル化フェ
ノール類を得ることを特徴とする、アミノメチル化フェ
ノール類の製造方法。
(1) It is characterized by aminomethylating phenols with aldehydes and ammonium salts in an aqueous solvent, separating the resulting reaction mixture from oil and water, and then neutralizing the oil layer to obtain aminomethylated phenols. , a method for producing aminomethylated phenols.
(2)油水分離後、得られた水層を再びアミノメチル化
工程に循環させる請求項1記載の製造方法。
(2) The production method according to claim 1, wherein after oil and water separation, the obtained aqueous layer is recycled to the aminomethylation step.
(3)中和後の油層から未反応フェノール類を回収し、
回収した未反応フェノール類をアミノメチル化工程に循
環させる請求項1または2記載の方法。
(3) Recovering unreacted phenols from the oil layer after neutralization,
3. The method according to claim 1, wherein the recovered unreacted phenols are recycled to the aminomethylation step.
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