JPH05246922A - 触媒として五ハロゲン化アンチモンを用いて同族体の狭い分布を有するアルコキシラートを製造する方法 - Google Patents

触媒として五ハロゲン化アンチモンを用いて同族体の狭い分布を有するアルコキシラートを製造する方法

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JPH05246922A
JPH05246922A JP4139254A JP13925492A JPH05246922A JP H05246922 A JPH05246922 A JP H05246922A JP 4139254 A JP4139254 A JP 4139254A JP 13925492 A JP13925492 A JP 13925492A JP H05246922 A JPH05246922 A JP H05246922A
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イグナツ・ウイムメル
Rainer Kupfer
ライネル・クプフエル
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 少なくとも1つのヒドロキシル基を含む化合
物とアルキレンオキシドとの反応による、同族体の狭い
分布を有するアルコキシラートの製造について開示され
た方法において、五ハロゲン化アンチモンと特定のルイ
ス塩基との複合体を触媒として使用する。 【効果】 同族体の狭い分布および良好な色品質を有す
るアルコキシラートが高い変換率で得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも1つのヒド
ロキシル基を含む化合物とアルキレンオキシドとを、触
媒として五ハロゲン化アンチモン複合体の存在下に反応
させることにより、同族体の狭い分布を有するアルコキ
シラートを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ずっと前から、例えば、英国特許第79
6,508号から、活性H原子(例えば、ヒドロキシル
基の形にある)を含む化合物とアルキレンオキシド(例
えば、エチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキ
シド)との反応において、触媒としての五ハロゲン化ア
ンチモンは、同族体の狭い分布を有するアルコキシラー
トに導くことが知られている。この利点は、五ハロゲン
化アンチモンの多少の困難な取扱い(強い発煙性、腐蝕
性、加水分解に対する感受性など)の欠点だけでなく、
特に、アルコキシラートの不十分な色品質の欠点によっ
て妨害されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】五ハロゲン化アンチモ
ンの上記欠点に打ち勝つために、五ハロゲン化アンチモ
ンとアルコール、エーテル、カルボン酸またはアミンと
の複合体化合物を、アルコキシル化触媒として使用する
試みが既になされている、例えば、米国特許第3,35
9,331号および同第4,375,564号を参照。
五ハロゲン化アンチモンそれ自体と同様に確かにこれら
の触媒は、狭い範囲のアルコキシラートを与えるが、そ
れらの欠点はそれらの比較的低い活性である。
【0004】
【課題を解決するための手段】今や、高いアルコキシル
化活性を有するだけでなく、同族体の狭い分布および良
好な色品質を有するアルコキシラートに導く、特定の五
ハロゲン化アンチモン複合体が見出された。さらに、当
該複合体は、容易にかつ経済的に製造できそして困難な
く取り扱うことができる。当該複合体は、五ハロゲン化
アンチモンおよび特定のルイス塩化から形成される複合
体化合物である。
【0005】少なくとも1つのヒドロキシル基を含む化
合物とアルキレンオキシドとを、触媒として五ハロゲン
化アンチモン複合体の存在下に反応させることによる、
同族体の狭い分布を有するアルコキシラートを製造する
ための本発明による方法は、五ハロゲン化アンチモン
と、DS値24〜36cm-1、好ましくは24〜34c
-1を有するルイス塩基との複合体を用い、その際、ル
イス塩基のDS値は、ガス相中およびルイス塩基中のH
gBr2 分子の対称伸縮振動数の間の値の相違として定
義されることを包含する。
【0006】本発明により使用され得るルイス塩基は知
られている、表題「いくつかの溶剤の配位特性に関して
(On the Coordinating Prop
erties of some Solvents)」
の、雑誌「Inorganica Chimica A
cta」,129(1987),第183頁〜第197
頁に公表されているIngmar Perssonによ
る論文を参照。そこで、検討下のDS値が詳細に記載さ
れており(特に、第183頁、左欄、第二パラグラフ、
第184頁、右欄、および第193頁に続く、第192
頁、右欄、最終パラグラフを参照)、そして、多数の対
応する複合体がそれぞれ列挙されている(第194頁表
Vを参照)。
【0007】従って、本発明の方法において、五ハロゲ
ン化アンチモン、好ましくは、五臭化アンチモンまたは
五塩化アンチモンと、DS値24〜36cm-1、好まし
くは24〜34cm-1を有するルイス塩基との複合体化
合物が使用される。的確に、これらのルイス塩基が所望
の有利な効果を示すことは、驚くべきことである。24
cm-1未満のDS値を有するルイス塩基および36cm
-1より大きいDS値を有するものは、例えば検討下の複
合体の製造に関しておよび/または対応する複合体化合
物の触媒活性に関して、如何なところが多い(比較例を
参照)。
【0008】好ましいルイス塩基は、DS値24〜36
-1cm、好ましくは24〜34cm -1を有し、そして、
O供与体およびN供与体に属するものである。好ましい
ルイス塩基の個々の例は:ジ−C1 −〜C4 −アルキル
スルホキシド、ジ−C1 −〜C4 −アルキルスルホン、
ヘキサ−C1 −〜C4 −アルキルリン酸トリアミド、
N,N−(ジ−C1 −〜C4 −アルキル)アシルアミド
およびN−C1 −〜C4−アルキルピロリドンであり、
その際、「C1 −〜C4 −アルキル」は、好ましくは、
メチルまたはエチルであり、そして、「アシル」は、好
ましくは、ホルミル、アセチルまたはプロピオニルであ
る。
【0009】五ハロゲン化アンチモン、好ましくは、五
臭化アンチモンまたは五塩化アンチモン、および、上記
のルイス塩基の1つからの、本発明により使用される複
合体の製造は簡単である。2つの成分の間の発熱性反応
は、単時間内にかつ定量的に進行する。一般に、2つの
成分を、好ましくは、0〜50℃の温度で攪拌および場
合により冷却しながら(上記温度を維持するために)、
好ましくは、溶剤の存在下に結合することで十分であ
り、その後、沈澱した塩、すなわち、SbX5 /ルイス
塩基複合体を分離し(濾過し)そして乾燥する(X=ハ
ロゲン)。2つの成分は好ましくは、約1:1のモル比
で使用され、そして、溶剤は、ルイス塩基化合物の重量
に対して、3〜15倍の重量で使用される。好ましくは
不活性溶剤は、ハロゲン化炭化水素、例えば、ジクロロ
メタン(沸点40℃)、四塩化炭素(沸点77℃)、ジ
クロロエタン(沸点84℃)および/またはトリフルオ
ロトリクロロエタン(沸点48℃)である。本発明によ
り使用される複合体のための好ましくは製造方法に従っ
て、ルイス塩基化合物および溶剤が先ず反応容器に投入
される。次いで五ハロゲン化アンチモンをこの混合物に
連続的にまたは分けて攪拌しながらそして好ましくは0
〜50℃の温度および、例えば乾燥窒素の、不活性ガス
雰囲気を維持しながら添加する。五ハロゲン化アンチモ
ンの添加後、SbX5 /ルイス塩基複合体は、使用した
溶剤中に塩基ペーストとして存在しそしてそこから、例
えば、それを吸引してまたはせずに濾過し、そして、所
望であれば、溶剤を完全に分離するために、さらに、好
ましくは20〜80℃の温度でそして、所望であれば、
減圧で、乾燥することにより簡単に分離される。こうし
て得られたSbX5 /ルイス塩基複合体化合物は、本発
明により使用されるアルコキシル化触媒を構成する。
【0010】本発明により使用される触媒の量は、広い
範囲内で変えることができそして、一般に、活性H原子
を含む化合物1モルあたり0.0005〜0.05モル
である。0.05モルより多い用量の使用は、通常、よ
り高い触媒効果を達成せずそして0.0005モル未満
の使用は、触媒効果を十分に減じる。従って、SbX 5
/ルイス塩基複合体触媒の好ましい量は、活性H原子を
含む化合物1モルあたり、0.001〜0.01モルで
ある。
【0011】触媒として上記複合体化合物を使用した、
ヒドロキシル基を含む化合物のアルコキシル化、即ち、
このような化合物とアルキレンオキシドとの反応は、通
常の方法で行われる。従って、当該手順は、アルコキシ
ラート化され得る化合物を攪拌しながら40〜160
℃、好ましくは60〜140℃にし、そして、アルキレ
ンオキシドを分けてまたは連続的に、上記温度を維持し
ながら配量する。反応の間、大気圧または高められた圧
力が存在し得る。一般に、アルコキシル化は、2〜6b
arの圧力で行われる。アルキレンオキシドの添加が終
わったら、当該混合物を、後反応の目的のため上記温度
でなおしばらく維持し、その間圧力は下がり続け、こう
して反応の終わりを示す。アルキレンオキシドの量は、
アルコキラートが使用される目的によって決まりそして
アルコキシラート化され得る化合物1モルあたり、一般
に、1〜30モル、好ましくは、2〜15モル、そして
特に2〜8モルである。得られる反応生成物はしばしば
それ自体、すなわち、触媒を分離せずに使用されさえし
得る。触媒のないアルコキシラートを得ることを望む場
合、例えば、触媒を破壊しそして有機相(すなわち、ア
ルコキシラート)を水性相から分離するために、反応生
成物に水または塩基を単に添加することができる。さら
に有効な精製方法は例5に記載されている。
【0012】本発明による方法は多数の利点を有してい
る。記載したSbX5 /ルイス塩基複合体の高い触媒活
性の結果、実質的に完全な変換、すなわち、アルコキシ
ラートの高い収率が、比較的短時間内に達成される。当
該アルコキシラートは、同族体の狭い分布を有するだけ
でなく良好な色品質をも有している。さらに利点は、当
該複合体化合物が困難なしに取り扱われ得そしてSbX
5 化合物それ自体よりも触媒として容易に配量できるこ
とである。得られるアルコキシラートは広い範囲の用途
を有する、例えば、溶剤、界面活性剤(洗剤、清浄剤な
ど)および化学的中間体として使用される、貴重な生成
物である。
【0013】たとえアルキレンオキシドおよびOH基を
含む化合物のタイプが本発明による目的に臨界的でない
としても、次のことを指摘できる:好ましくは使用され
るアルキレンオキシドは、エチレンオキシド、プロピレ
ンオキシドおよび/またはブチレンオキシドであり、そ
の際、エチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキ
シドが好ましい。エチレンオキシドが特に好ましい。
【0014】ヒドロキシル基を含む適当な化合物は、ア
ルコール、アミノアルコール、ペルフルオロアルキルア
ルコール、グリコール、グリコールモノエーテル、グリ
セロール、フェノール、クレゾールなどであり、その
際、アルコールが好ましい。それらは、天然源からまた
は合成方法から生じ得、第一、第二または第三、直鎖ま
たは分枝、飽和または不飽和、一価または多価であり
得、例えば、オキソアルコール、ゲルベアルコール、チ
ーグラーアルコール、脂肪アルコールなどであり得る。
好ましいアルコールは第一または第二、直鎖または分枝
3 −〜C24−アルコール、好ましくはC6 −〜C18
アルコールである。好ましいアルコールの例は:ブタノ
ール、アミルアルコール、ヘキサノール、ノナノール、
イソノニルアルコール、デカノール、ウンデカノール、
イソウンデカノール、ラウリルアルーオル、イソトリデ
シルアルコール、ステアリルアルコール、ココナツ脂肪
アルコールおよびそれらの混合物、さらに、2−エチル
ヘキサノール、2−ヘキシルデカノール、2−オクチル
デカノールおよび同様のゲルベアルコールである。同族
体の狭い範囲および良好な色品質を有するアルコキシラ
ートが、不飽和アルコールの場合およびペルフルオロア
ルコールの場合ですら上記複合体触媒を用いて高収率で
得られることが見出された。このことは、特に、これら
の場合に、五ハロゲン化アンチモンが多かれ少なかれ触
媒として役に立たないことを考慮するとなお一層驚くべ
きことである。好ましい不飽和アルコールは、1〜3の
二重結合を含む、第一、直鎖または分枝、C3 〜C24
アルコール、好ましくはC6 〜C18−アルコールであ
り、そして、好ましいペルフルオロアルコールは、式R
f (CH2 x −OH〔式中Rf はC4 9 〜C
1837、好ましくはC6 13〜C16 33であり、そし
て、xは1、2、3または4、好ましくは2である。〕
で表されるものである。
【0015】
【実施例】本発明を、例および比較例を用いてより詳細
に説明し、そこでは、先ず、本発明により使用され得る
五ハロゲン化アンチモン/ルイス塩基複合体の製造そし
て次にこれらの複合体を触媒として使用する、活性H原
子を含む化合物のアルコキシル化が記載される。比較例
によって、本発明により使用され得る複合体化合物の選
択的特性を実証するつもりである。
【0016】例1 SbCl5 /ジメチルスルホキシド複合体(触媒A)の
製造:SbCl5 29.20g(0.098モル)を、
ジクロロメタン50g中ジメチルスルホキシド7.65
g(0.098モル)の混合物に30〜50℃の温度で
攪拌しながらそして不活性ガスとしての乾燥窒素下に連
続的に滴加した。生じる塩ペーストを上清のジクロロメ
タン層から濾過しそして乾燥した。得られるSbCl5
/ジメチルスルホキシド複合体化合物=触媒Aは、理論
分子量377を有している。
【0017】例2 SbCl5 /ヘキサメチルリン酸トリアミド複合体(触
媒B)の製造:SbCl5 29.90g(0.10モ
ル)を、ジクロロメタン100g中ヘキサメチルリン酸
トリアミド17.90g(0.10モル)の混合物に2
0〜40℃の温度で攪拌しながらそして不活性ガスとし
ての乾燥窒素下で連続的に滴加した。生じる塩ペースト
を、上清のジクロロメタン層から濾過しそして乾燥し
た。得られるSbCl5 /ヘキサメチルリン酸トリアミ
ド複合体化合物=触媒Bは、理論分子量478を有して
いる。
【0018】例3 SbCl5 /N,N−ジメチルアセトアミド複合体(触
媒C)の製造:ジクロロメタン50g中に溶解したSb
Cl5 29.90g(0.10モル)を、ジクロロメタ
ン50g中N,N−ジメチルアセトアミド8.70g
(0.10モル)の混合物に約0℃の温度で攪拌しなが
らそして不活性ガスとしての乾燥窒素下に連続的に滴加
した。SbCl5 溶液の添加後、生じた複合体を沈澱す
るために、ジエチルエーテル50gを当該混合物に添加
した。塩ペーストを、上清の溶剤層から濾過しそして乾
燥した。得られるSbCl5 /ジメチルアセトアミド複
合体化合物=触媒Cは、理論分子量386を有してい
る。
【0019】例4 SbCl5 /N−メチル−2−ピロリドン複合体(触媒
D)の製造:この複合体を例2の手順で、N−メチルピ
ロリドン9.92g(0.10モル)およびSbCl5
29.90g(0.10モル)を用いて製造した。得ら
れるSbCl5 /N−メチルピロリドン複合体化合物=
触媒Dは理論分子量398を有している。
【0020】例5 n−C12−〜C14−アルカノール混合物198.0g
(1.0モル)および触媒A1.13g(0.003モ
ル)を先ず1リットルの攪拌したオートクレーブに投入
した。80℃に加熱した混合物に、先ず80℃の温度で
そして120℃まで高めてエチレンオキシド176.0
g(4.0モル)を、それが反応する速度で(オートク
レーブ中の圧力は2〜3barであった)配量し、それ
は、3時間のみ反応時間を必要とした。エチレンオキシ
ドの添加後、当該混合物を120℃でさらに2時間、後
反応の目的で攪拌し、その後、圧力は1barで一定の
ままでありそして反応の終わりを示した。触媒を破壊す
るために、次いで10%NaOH溶液12gをオートク
レーブの内容物(反応生成物)に添加し、この混合物を
130℃で2時間それ自身の圧力下で攪拌し、次いで、
リン酸で6.6のpHにし、そして水を減圧下に除去し
た(乾燥した)。濾過によりエトキシラート370gが
得られた。エトキシラートはHazen色数60を有し
(DIN53409により測定した)そして遊離アルカ
ノール含有率は0.6重量%であった(アルカノール含
有率はガスクロマトグラフィーにより求めた)。
【0021】例6 n−C11−およびイソ−C11−アルカノール混合物17
4.0g(1.0モル)および触媒B1.91g(0.
004モル)を先ず1リットルの攪拌したオートクレー
ブに投入した。80℃に加熱した混合物に先ず80℃の
温度でそして120℃まで高めて、エチレンオキシド3
52.0g(8.0モル)を、それが反応する速度で配
量し、それは、4時間のみの反応時間を必要とした。さ
らに例5と同様に処理しそして仕上げ処理した。エトキ
シラート523gが得られた。それは、Hazen色数
60を有しそして遊離アルカノール含有率は0.1重量
%であった。
【0022】例7 不飽和n−C16−〜C18−アルコール混合物(ヨウ素価
75)529.0g(2.0モル)および触媒C3.9
0g(0.01モル)を先ず1リットルの攪拌したオー
トクーブに投入した。70℃に加熱した混合物に、この
温度でエチレンオキシド264.0g(6.0モル)を
それが反応する速度で配量し、それは、3時間のみの反
応時間を必要とした。さらに例5と同様に処理しそして
仕上げ処理した。エトキシラート785gが得られた。
それは、Hazen色数160を有しそして遊離アルカ
ノール含有率は4重量%であった。
【0023】例8 ペルフルオロオクチルエタノール(C8 172 4
H)464.0g(1.0モル)および触媒D2.0g
(0.005モル)を先ず1リットルの攪拌したオート
クレーブに投入した。80℃に加熱した混合物に、80
〜90℃の温度で、エチレンオキシド176.0g
(4.0モル)を、それが反応する速度で配量し、それ
は、3時間のみの反応時間を必要とした。さらに例5と
同様に処理しそして仕上げ処理した。ペルフルオロオク
チルエタノールエトキシラート641gが得られた。そ
れはHazen色数60を有しそして遊離アルコール含
有率は2.2重量%であった。
【0024】例9 2−エチルヘキサノール260.0g(2.0モル)お
よび触媒D1.60g(0.004モル)を先ず1リッ
トルの攪拌したオートクレーブに投入した。60℃に加
熱した混合物に、60〜80℃の温度で、エチレンオキ
シド176.0g(4.0モル)を、それが反応する速
度で配量し、それは2時間のみの反応時間を必要とし
た。さらに例5と同様に処理しそして仕上げ処理した。
エトキシラート430gが得られた。それはHazen
色数100を有しそして遊離2−エチルヘキサノール含
有率は4.1重量%であった。
【0025】例5〜9のエトキシラートは、ガスクロマ
トグラフィーによって求められるように、同族体の、所
望の狭い分布を有していた。 比較例1 触媒Aの代わりに、触媒としてSbCl5 /ジエチルエ
ーテル複合体1.12g(0.003モル)が使用され
た(ジエチルエーテルのDS値は12cm-1である)こ
とを除いて、例5が繰り返された。配量時間は3時間で
はなく5時間であった。エトキシラートは、Hazen
色数140を有しそして遊離アルコール含有率は0.7
重量%であった。
【0026】比較例2 触媒Cの代わりに純粋なSbCl5 3.0g(0.01
モル)が使用されたことを除いて、例7の手順が繰り返
された。70℃に加熱したそして不飽和C16−〜C18
アルコールを含む混合物にエチレンオキシド264.0
g(6.0モル)を配量した際、エチレンオキシド約4
4g(0.5モル)の添加後、反応が停止したことが見
出された。
【0027】比較例3 触媒Dの代わりに純粋なSbCl5 1.50g(0.0
05モル)が使用されたことを除いて、例8の手順が繰
り返された。得られたペルフルオロオクチルエタノール
エトキシラート中の遊離アルコール含有率は例8のよう
に2.2重量%でなく7.4重量%であった。
【0028】比較例4 触媒Aの代わりに触媒としてSbCl5 /ピリジン複合
体1.17g(0.003モル)が使用された(ピリジ
ンのDS値は38cm-1である)ことを除いて、例5が
繰り返された。80℃に加熱したそしてC12−〜C14
アルコールを含む混合物にエチレンオキシドを配量した
際、反応は、エチレンオキシド約44g(0.5モル)
の添加後、非常に遅くなり、次いで停止した。
【0029】比較例5 触媒Aの代わりに触媒としてSbCl5 /トリエチルア
ミン複合体1.20g(0.003モル)が使用された
(トリエチルアミンのDS値は23cm-1である)こと
を除いて、例5が繰り返された。80℃に加熱したそし
てC12−〜C14−アルコールを含む混合物にエチレンオ
キシドを配量した際、反応は、エチレンオキシド約44
g(0.5モル)の添加後、停止した。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 触媒としての五ハロゲン化アンチモンの
    存在下の、少なくとも1つのヒドロキシル基を含む化合
    物とアルキレンオキシドとの反応による、同族体の狭い
    分布を有するアルコキシラートの製造方法であって、五
    ハロゲン化アンチモンと、DS値24〜36cm-1を有
    するルイス塩基との複合体を用い、その際、ルイス塩基
    のDS値は、ガス相中およびルイス塩基中のHgBr2
    分子の対称伸縮振動数間の値の相違として定義されるこ
    とを特徴とする、上記方法。
  2. 【請求項2】 五ハロゲン化アンチモンとDS値24〜
    34cm-1を有するルイス塩基との複合体が使用され
    る、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 五ハロゲン化アンチモンとルイス塩基と
    の複合体が使用され、その際、ルイス塩基は、O供与体
    およびN供与体からなる群から選択される、請求項1ま
    たは2記載の方法。
  4. 【請求項4】 五ハロゲン化アンチモンとルイス塩基と
    の複合体が使用され、その際、ルイス塩基は、ジ−C1
    −〜C4 −アルキルスルホキシド、ジ−C1−〜C4
    アルキルスルホン、ヘキサ−C1 −またはC4 −アルキ
    ルリン酸トリアミド、N,N−(ジ−C1 −〜C4 −ア
    ルキル)アシルアミドおよびN−C1−〜C4 −アルキ
    ルピロリドンからなる群から選択される、請求項1記載
    の方法。
  5. 【請求項5】 触媒が、ヒドロキシル基を含む化合物1
    モルあたり、0.0005〜0.05モルの量で使用さ
    れる、請求項1〜4のいずれか1項またはそれ以上に記
    載の方法。
  6. 【請求項6】 使用する五ハロゲン化アンチモンが、五
    臭化アンチモンまたは五塩化アンチモンであり、使用さ
    れるアルキレンオキシドが、エチレンオキシドまたはプ
    ロピレンオキシドでありそしてヒドロキシル基を含む化
    合物が、直鎖または分枝の、飽和したまたは不飽和の第
    一C3 〜C24−アルカノールまたは式Rf (CH2 ) x
    −OH〔式中、Rf はC4 9 〜C1837でありそして
    xは1〜5の整数である。〕で表されるペルフルオロア
    ルキルアルコールである、請求項1〜5のいずれか1項
    またはそれ以上に記載の方法。
  7. 【請求項7】 アルコキシル化が、40〜160℃の温
    度および2〜6barの圧力で行われる、請求項1〜6
    のいずれか1項またはそれ以上に記載の方法。
JP4139254A 1991-05-31 1992-05-29 触媒として五ハロゲン化アンチモンを用いて同族体の狭い分布を有するアルコキシラートを製造する方法 Withdrawn JPH05246922A (ja)

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