JPH0517569A - Production of polyethers - Google Patents

Production of polyethers

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JPH0517569A
JPH0517569A JP19350191A JP19350191A JPH0517569A JP H0517569 A JPH0517569 A JP H0517569A JP 19350191 A JP19350191 A JP 19350191A JP 19350191 A JP19350191 A JP 19350191A JP H0517569 A JPH0517569 A JP H0517569A
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JP
Japan
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polyethers
ethylene oxide
monoepoxide
catalyst
metal cyanide
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Withdrawn
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JP19350191A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromi Takahashi
宏美 高橋
Kazuhiko Yamada
和彦 山田
Hiromitsu Takeyasu
弘光 武安
Shigeyuki Ozawa
茂幸 小沢
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To produce a polyether having a high ratio of primary hydroxy group. CONSTITUTION:Propylene oxide is subjected to ring opening addition to a polyoxypropylene triol having 1,000 molecular weight in the presence of a compounded metal cyanide complex catalyst and N,N-dimethylacetamide and then the reactional product is allowed to react with ethylene oxide to produce a polyether. Conversion of a terminal hydroxyl group of polyether into primary hydroxy group, which has been substantially impossible, can be carried out.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はポリエーテル類の製造方
法に関するものであり、特にポリエーテルポリオールの
製造方法に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing polyethers, and more particularly to a method for producing polyether polyols.

【0002】[0002]

【従来の技術】イニシエータにアルキレンオキシドなど
のモノエポキシドを開環反応させて得られるポリオキシ
アルキレンポリオールなどのポリエーテル類は、ポリウ
レタンなどの合成樹脂の原料、界面活性剤、潤滑剤、そ
の他の用途に広く用いられている。イニシエータはA-
(H)n(A:水酸基含有化合物の水酸基の水素原子を除
いた残基、n:1以上の整数)で表わされる水酸基含有
化合物である。
Polyethers such as polyoxyalkylene polyols obtained by subjecting an initiator to a ring-opening reaction of monoepoxides such as alkylene oxides are used as raw materials for synthetic resins such as polyurethane, surfactants, lubricants and other applications. Widely used in. The initiator is A-
(H) n is a hydroxyl group-containing compound represented by (A: a residue of a hydroxyl group-containing compound from which a hydrogen atom is removed, n: an integer of 1 or more).

【0003】イニシエータとしては、例えば1価アルコ
ール、多価アルコール、1価フェノール、多価フェノー
ルなどがある。また、ヒドロキシアルキルアミノ基を有
する化合物(アルカノールアミン類やアミン類−アルキ
レンオキシド付加物など)もイニシエータとして用いら
れる。さらに上記イニシエータにモノエポキシドを反応
させて得られるポリエーテル類もまたイニシエータとし
て用いられる。
Examples of the initiator include monohydric alcohols, polyhydric alcohols, monohydric phenols and polyhydric phenols. Further, compounds having a hydroxyalkylamino group (alkanolamines, amines-alkylene oxide adducts, etc.) are also used as the initiator. Further, polyethers obtained by reacting the above initiator with a monoepoxide are also used as the initiator.

【0004】ポリエーテル類は上記イニシエータにモノ
エポキシドを開環付加反応させて得られる下記のような
化合物である。 A [-(R−O)m- H]n R−O:モノエポキシドの開環した単位 m,n:1以上の整数
Polyethers are the following compounds obtained by subjecting the above initiators to a ring-opening addition reaction of a monoepoxide. A [-(R-O) m -H] n R-O: monoepoxide ring-opening unit m, n: an integer of 1 or more

【0005】従来、ポリエーテル類を製造する方法とし
て、アルカリ触媒存在下にモノエポキシドを反応させる
方法が広く用いられている。アルカリ触媒としては水酸
化カリウムや水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属化合
物が使用されていた。また、それらを触媒に用いたポリ
エーテル類の精製は、リン酸、炭酸ガスなどの中和剤に
よる中和や、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム
などの吸着剤による吸着処理が行なわれていた。
Conventionally, a method of reacting a monoepoxide in the presence of an alkali catalyst has been widely used as a method for producing polyethers. Alkali metal compounds such as potassium hydroxide and sodium hydroxide have been used as alkali catalysts. Further, the purification of polyethers using them as a catalyst has been carried out by neutralization with a neutralizing agent such as phosphoric acid or carbon dioxide, or adsorption treatment with an adsorbent such as magnesium silicate or aluminum silicate.

【0006】しかし、アルカリ触媒を使用してポリエー
テル類を製造する際、モノエポキシド、特にプロピレン
オキシドの異性化により生成した不飽和モノオールがイ
ニシエータとなり、これにモノエポキシドが付加した不
飽和モノエーテル(以下、これを不飽和モノオールとい
う)が、生成する傾向がある。
However, when producing polyethers using an alkali catalyst, unsaturated epoxides, particularly unsaturated monools produced by isomerization of propylene oxide, become initiators, and unsaturated monoethers to which monoepoxides are added. (Hereinafter, this is called unsaturated monool) tends to be generated.

【0007】特に、ポリエーテル類の分子量が高くなる
につれて異性化の割合は増え、この傾向は分子量6500以
上(3官能の場合)で顕著になるため、モノエポキシド
としてプロピレンオキシドを用いた場合、分子量6500以
上のポリエーテル類の合成は事実上不可能であった。
Particularly, the proportion of isomerization increases as the molecular weight of polyethers increases, and this tendency becomes remarkable when the molecular weight is 6500 or more (in the case of trifunctional). Therefore, when propylene oxide is used as the monoepoxide, the molecular weight is The synthesis of more than 6500 polyethers was virtually impossible.

【0008】触媒として複合金属シアン化物錯体を用い
てポリエーテル類を製造することは知られている(US 32
78457,US 3278458,US 3278459)が、この触媒は上記不飽
和モノオールの生成が少なく、また極めて高分子量のポ
リエーテル類を製造することも可能である。
It is known to produce polyethers using complex metal cyanide complexes as catalysts (US 32
78457, US 3278458, US 3278459), but this catalyst produces less unsaturated monool and is also capable of producing extremely high molecular weight polyethers.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記複合金属
シアン化物錯体触媒を用いて、ポリエ−テル類末端水酸
基にエチレンオキシドを付加反応させることは、困難で
あった。複合金属シアン化物錯体を触媒に用い、イニシ
エータに炭素数3以上のモノエポキシドを開環反応して
得られるポリエーテル類に引き続きエチレンオキシドを
供給すると、エチレンオキシドの単独重合体であるポリ
エチレングリコールが生成し、ポリエーテル類末端水酸
基へのエチレンオキシドの均一な付加はおきない。
However, it has been difficult to carry out an addition reaction of ethylene oxide with a hydroxyl group at the terminal of a polyether group using the above-mentioned complex metal cyanide complex catalyst. When a mixed metal cyanide complex is used as a catalyst and ethylene oxide is continuously supplied to polyethers obtained by ring-opening reaction of a monoepoxide having 3 or more carbon atoms to an initiator, polyethylene glycol which is a homopolymer of ethylene oxide is produced, Polyethylenes No uniform addition of ethylene oxide to the terminal hydroxyl groups.

【0010】一方、複合金属シアン化物錯体触媒をアル
カリで処理して触媒を失活させ、ついで、エチレンオキ
シドを付加させ、その後触媒残渣を除去する方法が知ら
れている。この場合、エチレンオキシドはアルカリ触媒
の作用によりポリエーテル類末端水酸基へ付加する。ア
ルカリで処理する方法としては、アルカリ金属やアルカ
リ金属水酸化物(US 4355188)、アルカリ金属水素化物(U
S 4721818)を使用する方法が知られている。
On the other hand, there is known a method of treating a complex metal cyanide complex catalyst with an alkali to deactivate the catalyst, then adding ethylene oxide, and then removing the catalyst residue. In this case, ethylene oxide is added to the hydroxyl group at the end of the polyether by the action of the alkali catalyst. As a method of treating with alkali, alkali metal or alkali metal hydroxide (US 4355188), alkali metal hydride (U
S 4721818) is known.

【0011】しかし、この方法は異なる2種の触媒を使
用する必要があるため、煩雑な製法となっている。しか
も、アルカリ金属単体やアルカリ金属水素化物を使用す
る場合は取扱上危険が伴い、また、アルカリ金属水酸化
物使用の場合は、特にポリエーテル類が高分子量になっ
た場合、脱水処理に時間がかかる等の問題がある。
However, this method is a complicated method because it requires the use of two different catalysts. Moreover, when using an alkali metal simple substance or an alkali metal hydride, there is a danger in handling, and when using an alkali metal hydroxide, especially when the polyethers have a high molecular weight, the dehydration treatment takes time. There are problems such as this.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決すべくなされた下記の発明を提供する。
The present invention provides the following inventions to solve the above-mentioned problems.

【0013】すなわち、複合金属シアン化物錯体触媒及
び数3で表される溶解性パラメータδが10以上である
溶媒の存在下、少なくとも1個の水酸基を有するポリエ
ーテル類にエチレンオキシドを反応させることを特徴と
する1級水酸基の割合の高いポリエーテル類の製造方法
である。
That is, ethylene oxide is reacted with polyethers having at least one hydroxyl group in the presence of a complex metal cyanide complex catalyst and a solvent having a solubility parameter δ represented by the formula 3 of 10 or more. And a method for producing polyethers having a high proportion of primary hydroxyl groups.

【0014】[0014]

【数3】 [Equation 3]

【0015】この数3においてΔei ,Δvi はそれぞ
れ原子または原子団の蒸発エネルギー、モル体積を表
す。
In Equation 3, Δe i and Δv i represent the evaporation energy and the molar volume of the atom or atomic group, respectively.

【0016】本発明において上記エチレンオキシドを反
応させる前のポリエーテル類として特に複合金属シアン
化物錯体触媒を用いて製造されたポリエ−テル類を使用
する場合、ポリエーテル類の精製をすることなくそのま
ま本発明を実施することができるので、有利である。
In the present invention, particularly when polyethers produced by using a complex metal cyanide complex catalyst are used as the polyethers before reacting with the above-mentioned ethylene oxide, the polyethers are directly purified without purification. It is advantageous because the invention can be implemented.

【0017】したがって本発明は、また、複合金属シア
ン化物錯体触媒の存在下少なくとも1個の水酸基を有す
るイニシエータに炭素数3以上のモノエポキシドを開環
付加反応させて得られたポリエ−テル類に、複合金属シ
アン化物錯体触媒及び前記数3で表される溶解性パラメ
ータδが10以上である溶媒の存在下、エチレンオキシ
ドを反応させることを特徴とする1級水酸基の割合の高
いポリエ−テル類の製造方法である。
Therefore, the present invention also provides a polyether obtained by subjecting an initiator having at least one hydroxyl group to a ring-opening addition reaction of a monoepoxide having 3 or more carbon atoms in the presence of a double metal cyanide complex catalyst. A complex metal cyanide complex catalyst and a solvent having a solubility parameter δ represented by Formula 3 of 10 or more in the presence of a solvent, ethylene oxide is reacted with a polyether having a high proportion of primary hydroxyl groups. It is a manufacturing method.

【0018】また、あらかじめ製造されたポリオール類
を使用する場合は、エチレンオキシドを反応させる前に
炭素数3以上のモノエポキシドを反応系に導入し、つい
でエチレンオキシドを反応させる。
When using a polyol produced in advance, a monoepoxide having 3 or more carbon atoms is introduced into the reaction system before the reaction with ethylene oxide, and then ethylene oxide is reacted.

【0019】さらに、本発明における上記ポリエ−テル
類は、あらかじめ製造されたものに限られることはな
く、本発明における溶媒を含む反応系中で、複合金属シ
アン化物錯体触媒を用いて製造し、次いでエチレンオキ
シドを反応させてもよい。即ち、複合金属シアン化物錯
体触媒及び数3で表される溶解性パラメータδが10以
上である溶媒の存在下、少なくとも1個の水酸基を有す
るイニシエータに炭素数3以上のモノエポキシドを反応
させ、次いで、エチレンオキシドを反応させることを特
徴とする1級水酸基の割合の高いポリエーテル類の製造
方法である。
Further, the above-mentioned polyethers in the present invention are not limited to those produced in advance, and are produced by using a double metal cyanide complex catalyst in a reaction system containing a solvent in the present invention, Then ethylene oxide may be reacted. That is, an initiator having at least one hydroxyl group is reacted with a monoepoxide having 3 or more carbon atoms in the presence of a complex metal cyanide complex catalyst and a solvent having a solubility parameter δ represented by the formula 3 of 10 or more, and then , A method for producing polyethers having a high proportion of primary hydroxyl groups, which comprises reacting ethylene oxide.

【0020】従来、アルカリ触媒を使用してイニシエー
タにエチレンオキシドとプロピレンオキシドなどのモノ
エポキシドとの混合物を反応させてポリエーテル類を製
造することは広く実施されている。
It has been widely practiced to produce polyethers by reacting an initiator with a mixture of ethylene oxide and a monoepoxide such as propylene oxide using an alkali catalyst.

【0021】また、1級水酸基の割合の低いポリエーテ
ル類にアルカリ触媒存在下エチレンオキシドを反応させ
て1級水酸基の割合を高めることも広く実施されてい
る。
It has also been widely practiced to react polyethers having a low proportion of primary hydroxyl groups with ethylene oxide in the presence of an alkali catalyst to increase the proportion of primary hydroxyl groups.

【0022】エチレンオキシドは他のモノエポキシドに
比較して反応性が高いため、前者の場合エチレンオキシ
ドは他のモノエポキシドよりも早く反応する傾向にあ
り、そのため得られるポリエーテル類の末端基は他のモ
ノエポキシドの残基である割合が高く、よって1級水酸
基の割合は低いものとなる。
Since ethylene oxide is more reactive than other monoepoxides, in the former case ethylene oxide tends to react faster than other monoepoxides, so that the end groups of the resulting polyethers are different from those of other monoepoxides. The proportion of epoxide residues is high, and thus the proportion of primary hydroxyl groups is low.

【0023】後者の場合も、エチレンオキシドとともに
他のモノエポキシドを混合して反応させると、1級水酸
基の割合は両者が均等に反応する仮定した場合に比較し
てはるかに低いものとなる。
Also in the latter case, when other monoepoxide is mixed with ethylene oxide and reacted, the proportion of primary hydroxyl groups becomes much lower than in the case where both are assumed to react uniformly.

【0024】一方、前記のように、複合金属シアン化物
錯体を触媒に用い、ポリエーテル類にエチレンオキシド
を反応させようとしても、エチレンオキシドの単独重合
体であるポリエチレングリコールが生成し、ポリエーテ
ル類末端水酸基へのエチレンオキシドの均一な付加はお
こらない。
On the other hand, as described above, even when an attempt is made to react ethylene oxide with polyethers using a complex metal cyanide complex as a catalyst, polyethylene glycol, which is a homopolymer of ethylene oxide, is produced, and polyethers end hydroxyl groups are formed. There is no uniform addition of ethylene oxide to the.

【0025】本発明の方法によれば、エチレンオキシド
の単独重合体が生成することはなく、ポリエーテル類の
末端基にエチレンオキシドが均一に反応し、高い1級水
酸基率を有するポリエーテル類が得られる。
According to the method of the present invention, a homopolymer of ethylene oxide is not produced, and ethylene oxide uniformly reacts with the end groups of the polyethers to obtain polyethers having a high primary hydroxyl group ratio. .

【0026】以下にさらに詳しく本発明を説明する。本
発明における複合金属シアン化物錯体は、前記公知例に
示されているように下記一般式(1) の構造を有すると考
えられる。
The present invention will be described in more detail below. The complex metal cyanide complex in the present invention is considered to have the structure of the following general formula (1) as shown in the above-mentioned known examples.

【0027】 M1 a[ M2 x (CN)y]b (H2 O)cd (1) ただし、M1 はZn(II)、Fe(II)、Fe(III) 、Co
(II)、Ni(II)、Al(III)、Sr(II)、Mn(II)、Cr
(III) 、Cu(II)、Sn(II)、Pb(II)、Mo(IV)、M
o(VI)、W(IV)、W(VI)などであり、M2 はFe(II)、
Fe(III) 、Co(II)、Co(III) 、Cr(II)、Cr(I
II) 、Mn(II)、Mn(III) 、Ni(II)、V(IV)、V
(V) などであり、Rは有機配位子であり、a、b、xお
よびyは金属の原子価と配位数により変わる正の整数で
あり、cおよびdは金属への配位数により変わる正の数
である。
M 1 a [M 2 x (CN) y ] b (H 2 O) c R d (1) where M 1 is Zn (II), Fe (II), Fe (III), Co
(II), Ni (II), Al (III), Sr (II), Mn (II), Cr
(III), Cu (II), Sn (II), Pb (II), Mo (IV), M
o (VI), W (IV), W (VI), etc., M 2 is Fe (II),
Fe (III), Co (II), Co (III), Cr (II), Cr (I
II), Mn (II), Mn (III), Ni (II), V (IV), V
(V) etc., R is an organic ligand, a, b, x and y are positive integers that vary depending on the valence and coordination number of the metal, and c and d are coordination numbers to the metal. Is a positive number that depends on.

【0028】一般式(1) におけるM1 はZn(II)が好ま
しく、M2 はFe(II)、Fe(III)、Co(II)、Co(II
I) などが好ましい。有機配位子としては、例えばケト
ン、エーテル、アルデヒド、エステル、アルコール、ア
ミドなどがある。
In the general formula (1), M 1 is preferably Zn (II), and M 2 is Fe (II), Fe (III), Co (II), Co (II).
I) and the like are preferable. Examples of the organic ligand include ketone, ether, aldehyde, ester, alcohol and amide.

【0029】一般式(1) で表わされる複合金属シアン化
物錯体は、金属塩M1a ( M1 aは上述と同様、Xは
1 と塩を形成するアニオン) とポリシアノメタレート
(塩)Ze[M2 x (CN)y]f(M2 、x、yは上述と同
様。Zは水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属などで
あり、e、fはZ、M2 の原子価と配位数により決まる
正の整数)のそれぞれの水溶液または水と有機溶剤の混
合溶媒の溶液を混合し、得られた複合金属シアン化物に
有機配位子Rを接触させた後、余分な溶媒および有機配
位子Rを除去することにより製造される。
The complex metal cyanide complex represented by the general formula (1) includes a metal salt M 1 X a (M 1 , a is the same as described above, X is an anion forming a salt with M 1 ) and polycyanometallate. (Salt) Z e [M 2 x (CN) y ] f (M 2 , x and y are the same as above. Z is hydrogen, an alkali metal, an alkaline earth metal or the like, and e and f are Z and M 2 (A positive integer determined by the valence and coordination number of) or a mixed solvent solution of water and an organic solvent is mixed, and the obtained complex metal cyanide is brought into contact with the organic ligand R, It is prepared by removing excess solvent and organic ligand R.

【0030】ポリシアノメタレート(塩)Ze[M2 x (C
N)y]fにおいて、Zは水素やアルカリ金属をはじめとす
る種々の金属を使用しうるが、リチウム塩、ナトリウム
塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩が好ま
しい。特に好ましくは通常のアルカリ金属塩、すなわち
ナトリウム塩とカリウム塩である。
Polycyanometallate (salt) Z e [M 2 x (C
In N) y ] f , various metals including hydrogen and alkali metals can be used as Z, but lithium salt, sodium salt, potassium salt, magnesium salt, and calcium salt are preferable. Particularly preferred are conventional alkali metal salts, that is, sodium salts and potassium salts.

【0031】ポリエーテル類は、通常、モノエポキシド
とイニシエータとの混合物に触媒を存在させて反応させ
ることにより製造される。また、反応系にモノエポキシ
ドを徐々に加えながら反応を行うこともできる。反応は
常温下でも起きるが、必要により、反応系を加熱あるい
は冷却することもできる。触媒の使用量は特に限定され
るものではないが、使用するイニシエータに対して1〜
5000ppm 程度が適当であり、30〜1000ppm がより好まし
い。触媒の反応系への導入は、初めに一括して導入して
もよいし、順次分割して導入してもよい。
Polyethers are usually produced by reacting a mixture of a monoepoxide and an initiator in the presence of a catalyst. Further, the reaction can be carried out while gradually adding the monoepoxide to the reaction system. The reaction occurs even at room temperature, but the reaction system can be heated or cooled if necessary. The amount of the catalyst used is not particularly limited, but is 1 to the initiator used.
About 5000 ppm is suitable, and 30 to 1000 ppm is more preferable. Regarding the introduction of the catalyst into the reaction system, it may be introduced all at once, or may be introduced sequentially in a divided manner.

【0032】本発明におけるエチレンオキシドを反応さ
せる前のポリエーテル類としては上記触媒を使用して製
造したポリオキシアルキレンポリオールが好ましい。ポ
リオキシアルキレンポリオールは少くとも2個の水酸基
を有するイニシエータにアルキレンオキシドなどのモノ
エポキシドを順次開環付加反応させたものである。
As the polyether before the reaction with ethylene oxide in the present invention, the polyoxyalkylene polyol produced by using the above catalyst is preferable. The polyoxyalkylene polyol is obtained by sequentially subjecting an initiator having at least two hydroxyl groups to a monoepoxide such as alkylene oxide to undergo ring-opening addition reaction.

【0033】イニシエータとしては特に2〜8個の水酸
基を有するポリヒドロキシ化合物が好ましい。ポリヒド
ロキシ化合物としては、例えばエチレングリコール、プ
ロピレングリコールなどの2価アルコール、グリセリ
ン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールなど
の3価アルコール、ペンタエリスリトール、ジグリセリ
ン、デキストロース、ソルビトール、シュークロースな
どの4価以上のアルコール、およびこれらのアルコール
にアルキレンオキシドなどのモノエポキシドを反応させ
て得られる目的物よりも低分子量のポリエーテル類があ
る。
As the initiator, a polyhydroxy compound having 2 to 8 hydroxyl groups is particularly preferable. Examples of the polyhydroxy compound include dihydric alcohols such as ethylene glycol and propylene glycol, trihydric alcohols such as glycerin, trimethylolpropane and hexanetriol, and tetrahydric or higher alcohols such as pentaerythritol, diglycerin, dextrose, sorbitol and sucrose. There are alcohols and polyethers having a lower molecular weight than the target product obtained by reacting these alcohols with a monoepoxide such as alkylene oxide.

【0034】また、ビスフェノールA、レゾール、ノボ
ラックなどのフェノール性水酸基やメチロール基を有す
る化合物、エタノールアミン、ジエタノールアミンなど
の水酸基と他の活性水素を有する化合物、およびこれら
にアルキレンオキシドなどのモノエポキシドを反応させ
て得られる目的物よりも低分子量のポリエーテル類があ
る。
Further, a compound having a phenolic hydroxyl group or a methylol group such as bisphenol A, resole or novolac, a compound having a hydroxyl group such as ethanolamine or diethanolamine and another active hydrogen, and a monoepoxide such as an alkylene oxide are reacted therewith. There are polyethers having a lower molecular weight than the target product obtained by the above process.

【0035】さらに、窒素原子に結合した水素原子を少
なくとも2個有するモノアミンやポリアミンにアルキレ
ンオキシドなどのモノエポキシドを反応させて得られる
目的物よりも低分子量のポリエーテル類がある。その
他、リン酸やその誘導体、その他のポリヒドロキシ化合
物も使用できる。これらのポリヒドロキシ化合物は2種
以上を併用することもできる。
Further, there are polyethers having a lower molecular weight than the target product obtained by reacting a monoamine or polyamine having at least two hydrogen atoms bonded to nitrogen atoms with a monoepoxide such as alkylene oxide. In addition, phosphoric acid and its derivatives, and other polyhydroxy compounds can also be used. Two or more of these polyhydroxy compounds can be used in combination.

【0036】本発明は、また1価のイニシエータにアル
キレンオキシドを開環反応せしめてポリエーテルモノオ
ールを製造する方法にも適用できる。1価のイニシエー
タとしては、たとえばメタノール、エタノール、ブタノ
ール、ヘキサノール、その他のモノオール、フェノー
ル、アルキル置換フェノールなどのフェノール誘導体、
およびこれらにアルキレンオキシドなどのモノエポキシ
ドを反応させて得られる目的物よりも低分子量のポリエ
ーテル類がある。
The present invention can also be applied to a method for producing a polyether monool by subjecting a monovalent initiator to an alkylene oxide ring-opening reaction. Examples of monovalent initiators include methanol, ethanol, butanol, hexanol, other monools, phenols, phenol derivatives such as alkyl-substituted phenols,
Further, there are polyethers having a lower molecular weight than the intended product obtained by reacting these with a monoepoxide such as alkylene oxide.

【0037】さらに、窒素原子に結合した水素原子を1
個有するモノアミンやポリアミンにアルキレンオキシド
などのモノエポキシドを反応させて得られる目的物より
も低分子量のポリエーテル類がある。
Further, 1 hydrogen atom bonded to the nitrogen atom
There are polyethers having a lower molecular weight than a target product obtained by reacting a monoamine or a polyamine having a unit with a monoepoxide such as an alkylene oxide.

【0038】エチレンオキシドを反応させる前のポリエ
ーテル類を製造するための炭素数3以上のモノエポキシ
ドとしては、炭素数3〜4のアルキレンオキシドが好ま
しく、特にプロピレンオキシドが好ましい。2種以上の
アルキレンオキシドの使用の場合は、それらを混合して
付加しあるいは順次付加し、ランダム重合鎖やブロック
重合鎖を形成することができる。
As the monoepoxide having 3 or more carbon atoms for producing polyethers before reacting with ethylene oxide, an alkylene oxide having 3 to 4 carbon atoms is preferable, and propylene oxide is particularly preferable. When two or more kinds of alkylene oxides are used, they can be mixed and added or sequentially added to form a random polymer chain or a block polymer chain.

【0039】なお、本発明においてエチレンオキシドを
反応させる前のポリエーテル類としては、必ずしも複合
金属シアン化物錯体を触媒に用いて得られたポリエーテ
ル類に限られるものではなく、他の触媒、例えばアルカ
リ触媒を使用して製造したポリエーテル類を使用するこ
とができる。
In the present invention, the polyethers before reacting with ethylene oxide are not necessarily limited to the polyethers obtained by using the complex metal cyanide complex as a catalyst, but other catalysts such as alkali can be used. Polyethers produced using a catalyst can be used.

【0040】また、本発明はあらかじめ、製造され、精
製されたポリエーテル類も使用できる。この場合、エチ
レンオキシドを反応させる前に前記炭素数3以上のモノ
エポキシドを反応させ、次いでエチレンオキシドを反応
させる。
In the present invention, polyethers produced and purified in advance can also be used. In this case, the monoepoxide having 3 or more carbon atoms is reacted before the ethylene oxide is reacted, and then the ethylene oxide is reacted.

【0041】しかし、複合金属シアン化物錯体を触媒に
用いて得られたポリエーテル類であれば引き続きエチレ
ンオキシドを反応させることができ、有利である。
However, the polyethers obtained by using the double metal cyanide complex as a catalyst are advantageous because they can be subsequently reacted with ethylene oxide.

【0042】また、本発明における溶媒を含む反応系中
で、複合金属シアン化物錯体触媒を用いて少なくとも1
個の水酸基を有するイニシエータに炭素数3以上のモノ
エポキシドを反応させてポリエーテル類を製造し、引き
続きエチレンオキシドを反応させてもよい。
Further, in the reaction system containing the solvent in the present invention, at least 1 is used by using the double metal cyanide complex catalyst.
It is also possible to react an initiator having one hydroxyl group with a monoepoxide having 3 or more carbon atoms to produce polyethers, and subsequently react with ethylene oxide.

【0043】少なくとも1個の水酸基を有するイニシエ
ータ及び炭素数3以上のモノエポキシドとしては前記載
のエチレンオキシドを反応させる前のポリエーテル類を
製造する際に使用できるものが同じく使用できる。
As the initiator having at least one hydroxyl group and the monoepoxide having 3 or more carbon atoms, those which can be used in producing the above-mentioned polyethers before reacting with ethylene oxide can also be used.

【0044】本発明において溶解性パラメータδとは液
体の混合性の尺度となる液体の特性値のことである。Fe
dorsらの方法[R.F.Fedors:Polym.Eng.Sci.,14[2],147
(1974) ]によれば溶解度パラメータは以下の数4で表
される。
In the present invention, the solubility parameter δ is a characteristic value of the liquid, which is a measure of the miscibility of the liquid. Fe
The method of dors et al. [RFFedors: Polym.Eng.Sci., 14 [2], 147
(1974)], the solubility parameter is expressed by the following equation 4.

【0045】[0045]

【数4】 [Equation 4]

【0046】この数4においてΔei ,Δvi はそれぞ
れ原子または原子団の蒸発エネルギー、モル体積を示
す。
In Equation 4, Δe i and Δv i represent the evaporation energy and the molar volume of the atom or atomic group, respectively.

【0047】本発明における溶媒は25℃における溶解
性パラメータδが10以上のものである。具体例を挙げ
るとN,N−ジメチルアセトアミド(δ=10.6
0)、N,N−ジメチルホルムアミド(δ=10.6
3)などが挙げられるが、これらに限定されない。又、
たとえばテトラヒドロフラン(δ=8.99)、ter-ブ
タノール(δ=9.74)は、本発明の溶媒としては、
適さない。
The solvent in the present invention has a solubility parameter δ at 25 ° C. of 10 or more. Specific examples include N, N-dimethylacetamide (δ = 10.6
0), N, N-dimethylformamide (δ = 10.6
3) and the like, but not limited thereto. or,
For example, tetrahydrofuran (δ = 8.99) and ter-butanol (δ = 9.74) are used as the solvent of the present invention.
Not suitable.

【0048】溶媒の使用量は、エチレンオキシドを反応
させるポリエーテル類に対して0.1〜50重量%、特
に0.1〜20重量%が好ましい。最も好ましい使用量
は0.1〜50重量%である。
The amount of the solvent used is preferably 0.1 to 50% by weight, more preferably 0.1 to 20% by weight, based on the polyethers that react with ethylene oxide. The most preferred amount used is 0.1 to 50% by weight.

【0049】上記エチレンオキシドを反応させる前のポ
リエーテル類の分子量は特に限定されるものではない
が、水酸基価で表わして約80以下が好ましい。その下限
は約5が好ましい。特に、水酸基価5〜60のポリオキシ
アルキレンポリオールが好ましい。
The molecular weight of the polyethers before reacting with the ethylene oxide is not particularly limited, but is preferably about 80 or less in terms of hydroxyl value. The lower limit is preferably about 5. Particularly, polyoxyalkylene polyol having a hydroxyl value of 5 to 60 is preferable.

【0050】上記エチレンオキシドを反応させる前のポ
リエーテル類は、前記のように本発明の目的から1級水
酸基の割合の低いものである必要がある。特に限定され
るものではないが、その1級水酸基割合は50%以下が適
当であり、特に30%以下が好ましい。複合金属シアン化
物錯体を用いプロピレンオキシドのみを開環付加重合し
て得られるポリエーテル類の1級水酸基割合は、通常15
%以下である。
For the purpose of the present invention, it is necessary that the polyethers before the reaction with the above ethylene oxide have a low proportion of primary hydroxyl groups. Although not particularly limited, the proportion of primary hydroxyl groups is suitably 50% or less, and particularly preferably 30% or less. The proportion of primary hydroxyl groups in polyethers obtained by ring-opening addition polymerization of only propylene oxide using a complex metal cyanide complex is usually 15
% Or less.

【0051】エチレンオキシドを反応させた後、通常は
得られたポリエーテル類から触媒として使用した複合金
属シアン化物錯体を除去する必要がある。触媒の除去方
法としては例えば、アルカリを添加して触媒を失活させ
た後、吸着剤やイオン交換樹脂で失活した触媒成分やア
ルカリを処理し濾過等でそれらを除去する方法がある。
しかし、複合金属シアン化物錯体を除去する方法はこれ
らに限られるものではない。
After reacting with ethylene oxide, it is usually necessary to remove the complex metal cyanide complex used as catalyst from the obtained polyethers. As a method of removing the catalyst, for example, there is a method of deactivating the catalyst by adding an alkali, treating the deactivated catalyst component or alkali with an adsorbent or an ion exchange resin, and removing them by filtration or the like.
However, the method for removing the complex metal cyanide complex is not limited to these.

【0052】最終的に得られるポリエーテル類の分子量
は特に限定されるものではない。しかし、常温で液状で
ある製品がその用途の面から好ましい。このポリエーテ
ル類の水酸基価は約70以下が好ましく、特に5〜40が好
ましい。その水酸基数は、エチレンオキシド含有混合物
反応前のポリエーテル類の水酸基数と同一であり、1以
上であり、2〜8が好ましく、特に2〜6が好ましい。
The molecular weight of the finally obtained polyethers is not particularly limited. However, a product that is liquid at room temperature is preferable from the viewpoint of its application. The hydroxyl value of the polyethers is preferably about 70 or less, more preferably 5 to 40. The number of hydroxyl groups is the same as the number of hydroxyl groups of the polyethers before the reaction of the ethylene oxide-containing mixture, and is 1 or more, preferably 2 to 8 and particularly preferably 2 to 6.

【0053】本発明により得られるポリエーテル類は、
それ単独であるいは他のポリエ−テル類と併用して用い
られるポリウレタン原料用のポリオールとして最も有用
である。また、本発明により得られるポリエーテルリ類
は、ポリウレタン以外の合成樹脂の原料や添加剤の用途
にも用いられる。さらに、潤滑油、絶縁油、作動油、そ
の他の油として、あるいはその原料として用いることが
できる。さらに、本発明により得られたポリエーテル類
はアルキルエーテル化物やアシル化物などの他の化合物
に変換して種々の用途に使用しうる。
The polyethers obtained by the present invention are
It is most useful as a polyol for a polyurethane raw material used alone or in combination with other polyethers. The polyethers obtained by the present invention are also used as raw materials for synthetic resins other than polyurethane and as additives. Further, it can be used as a lubricating oil, an insulating oil, a hydraulic oil, other oils, or as a raw material thereof. Furthermore, the polyethers obtained by the present invention can be converted into other compounds such as alkyl ether compounds and acyl compounds to be used for various purposes.

【0054】[0054]

【実施例】以下に本発明を実施例および比較例により具
体的に説明するが、本発明は、これら実施例にのみ限定
されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0055】[実施例1]分子量1000のポリオキシ
プロピレントリオール40g、亜鉛ヘキサシアノコバル
テート触媒0.020g(イニシエータのトリオールに
対して500ppm)及びN,N−ジメチルアセトアミド
0.40g(イニシエータに対して1%)をリアクタに
仕込み、窒素置換を充分に行った後、120℃に昇温し
た。この後プロピレンオキシド(以下POという)80
gを供給し、反応を行い、分子量が3000になった
後、エチレンオキシド(以下EOという)10gを投入
し、120℃で4時間反応を行った。得られたポリオー
ルは微橙色透明であり、その1級水酸基割合は42%で
あった。
Example 1 40 g of polyoxypropylene triol having a molecular weight of 1000, 0.020 g of zinc hexacyanocobaltate catalyst (500 ppm with respect to the initiator triol) and 0.40 g of N, N-dimethylacetamide (1 with respect to the initiator). %) Was charged into the reactor, the nitrogen was sufficiently replaced, and then the temperature was raised to 120 ° C. After this, propylene oxide (hereinafter referred to as PO) 80
g was supplied and the reaction was carried out. After the molecular weight reached 3000, 10 g of ethylene oxide (hereinafter referred to as EO) was added and the reaction was carried out at 120 ° C. for 4 hours. The obtained polyol was slightly orange and transparent, and its primary hydroxyl group ratio was 42%.

【0056】[比較例1]N,N−ジメチルアセトアミ
ドを使用しない他は実施例1と同様に行った。得られた
ポリオールは白濁しており、その1級水酸基割合は21
%であった。
[Comparative Example 1] The same procedure as in Example 1 was carried out except that N, N-dimethylacetamide was not used. The obtained polyol was cloudy and had a primary hydroxyl group ratio of 21.
%Met.

【0057】[実施例2]分子量10000のポリオキ
シプロピレントリオール50gと亜鉛ヘキサシアノコバ
ルテート触媒0.015g(イニシエータのトリオール
に対して300ppm )、N,N−ジメチルアセトアミド
0.50g(イニシエータに対して1%)及び5.0g
のPOをリアクタに仕込み、窒素置換を充分に行った
後、120℃に昇温した。これにEOを5.0gを投入
し、120℃で4時間反応を行った。得られたポリオー
ルは微橙色透明であり、その1級水酸基割合は39%で
あった。
Example 2 50 g of polyoxypropylene triol having a molecular weight of 10,000, 0.015 g of zinc hexacyanocobaltate catalyst (300 ppm with respect to the initiator triol), 0.50 g of N, N-dimethylacetamide (1 with respect to the initiator). %) And 5.0 g
PO was charged into the reactor, the nitrogen was sufficiently replaced, and then the temperature was raised to 120 ° C. 5.0 g of EO was added to this, and it reacted at 120 degreeC for 4 hours. The obtained polyol was slightly orange and transparent, and its primary hydroxyl group ratio was 39%.

【0058】[比較例2]N,N−ジメチルアセトアミ
ドを使用しない他は実施例2と同様に行った。得られた
ポリオールは白濁しており、その1級水酸基割合は12
%であった。
[Comparative Example 2] The same procedure as in Example 2 was carried out except that N, N-dimethylacetamide was not used. The polyol obtained was cloudy and had a primary hydroxyl group ratio of 12
%Met.

【0059】[実施例3]分子量10000のポリオキ
シプロピレントリオール100gと亜鉛ヘキサシアノコ
バルテート触媒0.050g(イニシエータのトリオー
ルに対して500ppm )、N,N−ジメチルホルムアミ
ド2.0g(イニシエータに対して2%)及び8.0g
のPOをリアクタに仕込み、窒素置換を充分に行った
後、120℃に昇温した。これにEOを7.0gを投入
し、120℃で4時間反応を行った。得られたポリオー
ルは微橙色透明であり、その1級水酸基割合は27%で
あった。
Example 3 100 g of polyoxypropylene triol having a molecular weight of 10,000, 0.050 g of zinc hexacyanocobaltate catalyst (500 ppm with respect to the initiator triol), 2.0 g of N, N-dimethylformamide (2 with respect to the initiator). %) And 8.0 g
PO was charged into the reactor, the nitrogen was sufficiently replaced, and then the temperature was raised to 120 ° C. 7.0 g of EO was added to this, and it reacted at 120 degreeC for 4 hours. The obtained polyol was slightly orange and transparent, and its primary hydroxyl group ratio was 27%.

【0060】[比較例3]N,N−ジメチルホルムアミ
ドの代わりにテトラヒドロフランを用いる以外は実施例
2と同様に行った。得られたポリオールは白濁してお
り、その1級水酸基割合は11.5%であった。
Comparative Example 3 The procedure of Example 2 was repeated except that tetrahydrofuran was used instead of N, N-dimethylformamide. The obtained polyol was cloudy and its primary hydroxyl group ratio was 11.5%.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明は、従来複合金属シアン化物錯体
触媒を使用しては実質上不可能であったポリエーテル類
の末端水酸基の1級化を可能としたものである。従っ
て、複合金属シアン化物錯体触媒を用いてポリエーテル
類を製造する際に本発明を適用することにより、1級水
酸基の割合の高いポリエーテル類を容易に製造できる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention makes it possible to primaryize the terminal hydroxyl groups of polyethers, which has not been practically possible by using the conventional composite metal cyanide complex catalyst. Therefore, by applying the present invention when producing polyethers using a double metal cyanide complex catalyst, polyethers having a high proportion of primary hydroxyl groups can be easily produced.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小沢 茂幸 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Shigeyuki Ozawa             1150 Hazawa-machi, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Asahi Glass Co., Ltd. Central Research Laboratory

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複合金属シアン化物錯体触媒及び数1で表
される溶解性パラメータδが10以上である溶媒の存在
下、少なくとも1個の水酸基を有するポリエーテル類
に、エチレンオキシドを反応させることを特徴とする1
級水酸基の割合の高いポリエーテル類の製造方法。 【数1】 この数1においてΔei ,Δvi はそれぞれ原子または
原子団の蒸発エネルギー、モル体積を表す。
1. A method of reacting ethylene oxide with a polyether having at least one hydroxyl group in the presence of a complex metal cyanide complex catalyst and a solvent having a solubility parameter δ represented by the formula 1 of 10 or more. Characteristic 1
A method for producing polyethers having a high proportion of primary hydroxyl groups. [Equation 1] In this formula 1, Δe i and Δv i represent the evaporation energy and the molar volume of the atom or atomic group, respectively.
【請求項2】ポリエーテル類が、複合金属シアン化物錯
体触媒の存在下少なくとも1個の水酸基を有するイニシ
エータに炭素数3以上のモノエポキシドを開環付加反応
させて得られたポリエ−テル類である請求項1の製造方
法。
2. Polyethers obtained by subjecting an initiator having at least one hydroxyl group to a ring-opening addition reaction of a monoepoxide having 3 or more carbon atoms in the presence of a complex metal cyanide complex catalyst. The manufacturing method according to claim 1.
【請求項3】エチレンオキシドを反応させる前に反応系
に炭素数3以上のモノエポキシドを導入し、次いでエチ
レンオキシドを反応させる請求項1の製造方法。
3. The process according to claim 1, wherein a monoepoxide having 3 or more carbon atoms is introduced into the reaction system before the reaction with ethylene oxide, and then ethylene oxide is reacted.
【請求項4】複合金属シアン化物錯体触媒及び数2で表
される溶解性パラメータδが10以上である溶媒の存在
下、少なくとも1個の水酸基を有するイニシエータに、
炭素数3以上のモノエポキシドを反応させ、次いでエチ
レンオキシドを反応させることを特徴とする1級水酸基
の割合の高いポリエーテル類の製造方法。 【数2】 この数2においてΔei ,Δvi はそれぞれ原子または
原子団の蒸発エネルギー、モル体積を表す。
4. An initiator having at least one hydroxyl group in the presence of a complex metal cyanide complex catalyst and a solvent having a solubility parameter δ represented by the formula 2 of 10 or more,
A method for producing polyethers having a high proportion of primary hydroxyl groups, which comprises reacting a monoepoxide having 3 or more carbon atoms and then reacting with ethylene oxide. [Equation 2] In Equation 2, Δe i and Δv i represent the evaporation energy and the molar volume of an atom or atomic group, respectively.
【請求項5】溶解性パラメータδが10以上である溶媒
が、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル
アセトアミドである請求項1あるいは請求項4の製造方
法。
5. The method according to claim 1, wherein the solvent having a solubility parameter δ of 10 or more is N, N-dimethylformamide or N, N-dimethylacetamide.
【請求項6】溶媒の使用量が、ポリエーテル類の0.1
〜50重量%である請求項1あるいは請求項4の製造方
法。
6. The amount of the solvent used is 0.1% of the polyethers.
The manufacturing method according to claim 1 or 4, wherein the content is -50% by weight.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003503516A (en) * 1999-06-19 2003-01-28 バイエル アクチェンゲゼルシャフト Flexible polyurethane foam made from polyether polyol
US6696383B1 (en) 2002-09-20 2004-02-24 Bayer Polymers Llc Double-metal cyanide catalysts which can be used to prepare polyols and the processes related thereto
US6835801B2 (en) 2002-07-19 2004-12-28 Bayer Antwerp, N.V. Activated starter mixtures and the processes related thereto

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