JPH0649663B2 - Method for producing polyvalent alcohol - Google Patents

Method for producing polyvalent alcohol

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JPH0649663B2
JPH0649663B2 JP60113243A JP11324385A JPH0649663B2 JP H0649663 B2 JPH0649663 B2 JP H0649663B2 JP 60113243 A JP60113243 A JP 60113243A JP 11324385 A JP11324385 A JP 11324385A JP H0649663 B2 JPH0649663 B2 JP H0649663B2
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JP
Japan
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ion
choline
producing
polyhydric alcohol
catalyst
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隆良 増田
勝義 浅野
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三井東圧化学株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エポキシ化合物の水和反応による多価アルコ
ール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、グリセリン等によって代表される様な、一分子中
に水酸基を二個以上含有する化合物を総称することとす
る。以下同様)の製造方法に関する。更に詳しくは、二
酸化炭素の共存下、特定の化学構造を有する窒素化合物
を触媒としてエポキシ化合物の水和反応を行なうことに
より多価アルコールを製造する方法に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a polyhydric alcohol obtained by hydration reaction of an epoxy compound (for example, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, etc., in one molecule). Compounds containing two or more hydroxyl groups will be collectively referred to, and the same shall apply hereinafter). More specifically, it relates to a method for producing a polyhydric alcohol by hydrating an epoxy compound in the presence of carbon dioxide with a nitrogen compound having a specific chemical structure as a catalyst.

エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリ
ン等によって代表される多価アルコールは、ポリエステ
ル、不凍液、ポリエーテルポリオール、湿潤剤、界面活
性剤等の原料として有用な化合物である。
Polyhydric alcohols represented by ethylene glycol, propylene glycol, glycerin and the like are compounds useful as raw materials for polyesters, antifreezes, polyether polyols, wetting agents, surfactants and the like.

(従来の技術) 従来、多価アルコール、特にエチレングリコール、プロ
ピレングリコール等のアルキレングリコールを製造する
方法としては、エポキシ化合物であるエチレンオキシ
ド、プロピレンオキシドの如きアルキレンオキシドと水
とを、無触媒条件下、または触媒(通常、硫酸の様な鉱
酸が用いられる)の存在下に水和反応させる方法が工業
的に広く採用されている。(化学工学協会編、化学プロ
セス集成、507〜510頁、585〜589頁(東京化学同人、昭
和43年3月3日発行),S.A.Miller編、Ethylene and
its Industrial Derivatives、588〜594頁(Ernest Be
nn Ltd.、1969年発行)) しかしながら、この方法によれば、ジアルキレングリコ
ール、トリアルキレングリコール等の多量体の副生を極
力抑制する為に、アルキレンオキシドに対して化学量論
量の10〜30モル倍程度の大過剰の水を使用する必要
があり、目的とするアルキレングリコールは低濃度の水
溶液として得られる。この為、濃縮、脱水、精留して最
終製品とする際に多量のエネルギーを消費し、経済的に
不利となる欠点を有している。
(Prior Art) Conventionally, as a method for producing an alkylene glycol such as a polyhydric alcohol, particularly ethylene glycol or propylene glycol, an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide, which is an epoxy compound, and water, under non-catalyst conditions, Alternatively, a method of carrying out a hydration reaction in the presence of a catalyst (usually a mineral acid such as sulfuric acid is used) is widely adopted industrially. (Chemical Engineering Association, edited by Chemical Process, pages 507-510, 585-589 (Tokyo Kagaku Dojin, published March 3, 1964), SAMiller, Ethylene and
its Industrial Derivatives, pp. 588-594 (Ernest Be
nn Ltd., 1969)) However, according to this method, a stoichiometric amount of 10 to the alkylene oxide is used in order to suppress by-products of multimers such as dialkylene glycol and trialkylene glycol as much as possible. It is necessary to use a large excess of about 30 mol times of water, and the target alkylene glycol can be obtained as a low-concentration aqueous solution. For this reason, a large amount of energy is consumed when concentrating, dehydrating, and rectifying into a final product, which is economically disadvantageous.

一方、近年、上述の製造方法の欠点を克服すべく、アル
キレンオキシドと化学量論量に近い量の水とを、二酸化
炭素の存在下に高濃度水和反応させる方法が活発に研究
されており、例えば、アルカリ金属ハロゲン化物、アル
キルアミンのハロゲン化水素酸塩またはテトラアルキル
アンモニウムハライドを触媒として用いる方法(特公昭
49−24448号公報)や第4ホスホニウム塩を触媒とし
て用いる方法(特公昭55-47617号公報)等が提案されて
いる。
On the other hand, in recent years, in order to overcome the drawbacks of the above-mentioned production method, a method of subjecting an alkylene oxide and water in an amount close to a stoichiometric amount to a high-concentration hydration reaction in the presence of carbon dioxide has been actively studied. For example, a method using an alkali metal halide, an alkylamine hydrohalide or a tetraalkylammonium halide as a catalyst (JP-B-49-24448) or a method using a fourth phosphonium salt as a catalyst (JP-B-55-55-). No. 47617) is proposed.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、特公昭49-24448号公報に於ては、反応の
促進とジアルキレングリコール等の多量体の副生を減少
させる為に、上記の触媒のほかに、通常、アルカリ金属
の炭酸塩、炭酸水素塩または水酸化物を併用する必要が
ある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in Japanese Patent Publication No. Sho 49-24448, in addition to the above catalysts, in order to accelerate the reaction and reduce the by-products of multimers such as dialkylene glycol. Usually, it is necessary to use an alkali metal carbonate, hydrogen carbonate or hydroxide together.

一方、特公昭55-47617号公報に於ては、触媒性能が十分
ではなく、触媒を相当多量に用いる必要があり、しかも
触媒自体が相当高価であり、その上、ジアルキレングリ
コール等の多量体のほかに、環状炭酸エステルであるア
ルキレンカーボネートも相当多量に副生するという問題
点を有している。
On the other hand, in JP-B-55-47617, the catalyst performance is not sufficient, it is necessary to use a considerably large amount of the catalyst, and the catalyst itself is considerably expensive. Moreover, a polymer such as dialkylene glycol is used. In addition to the above, alkylene carbonate which is a cyclic carbonic acid ester also has a problem that it is by-produced in a considerably large amount.

また、アルキルアミンのハロゲン化水素酸塩、テトラア
ルキルアンモニウムハライドおよび第4ホスホニウム塩
は、生体に対する安全性に問題があるものも多いので、
プロピレングリコールの様に食品、医薬品、化粧品等の
添加物にも用いられる製品を製造するための触媒として
は安全性の観点からも好ましくはない。
In addition, since many alkylamine hydrohalides, tetraalkylammonium halides and quaternary phosphonium salts have a problem in safety to living bodies,
From the viewpoint of safety, it is not preferable as a catalyst for producing a product such as propylene glycol which is also used as an additive for foods, pharmaceuticals, cosmetics and the like.

上述したように、従来公知の触媒は、触媒性能、触媒価
格、生体に対する安全性等の点で少なくともいずれかに
問題があるので、未だ工業的には実用化されていないの
が現状である。
As described above, the conventionally known catalyst has a problem in at least one of the catalyst performance, the catalyst price, the safety to the living body, and the like, and therefore it is the current situation that it has not been put to practical use industrially.

(問題点を解決する為の手段) 本発明者等は、かかる従来技術の欠陥を克服すべく鋭意
検討を重ねた結果、 一般式(I) R1R2R3N C(R4)(R5)C(R6)(R7)OH・X (I) (式中、R1、R2およびR3は脂肪族炭化水素基、脂環式炭
化水素基または芳香族炭化水素基を、また、R4、R5、R6
およびR7は水素原子または脂肪族炭化水素基を、また、
はハロゲンイオン、水酸イオン、炭酸イオン、炭酸
水素イオン、リン酸イオン、リン酸水素イオン、硫酸イ
オン、硫酸水素イオン、硝酸イオン、過塩素酸イオン、
四フッ化ホウ素イオン、カルボン酸イオンおよびスルホ
ン酸イオンより成る群から選択されるアニオンを表わ
す)で示される窒素化合物が良好な触媒作用を有してい
ることを見出し、本発明を完成させるに至ったものであ
る。
(Means for Solving Problems) The inventors of the present invention have made diligent efforts to overcome the defects of the prior art.
As a result of repeated studies, the general formula (I) R1R2R3N C (RFour) (RFive) C (R6) (R7) OH / X (I) (In the formula, R1, R2And R3Is an aliphatic hydrocarbon group, alicyclic carbon
A hydrogenated group or an aromatic hydrocarbon group, and RFour, RFive, R6
And R7Is a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group,
X Is halogen ion, hydroxide ion, carbonate ion, carbonic acid
Hydrogen ion, phosphate ion, hydrogen phosphate ion, sulfate ion
ON, hydrogen sulfate ion, nitrate ion, perchlorate ion,
Boron tetrafluoride ion, carboxylate ion and sulfo
Represents an anion selected from the group consisting of
The nitrogen compound represented by
That is, the present invention has been completed and the present invention has been completed.
It

即ち、炭素数が2〜3であるエポキシ化合物と水とを二
酸化炭素の共存下に均一系水和反応させて多価アルコー
ルを製造する方法に於て、一般式(I) R1R2R3N C(R4)(R5)C(R6)(R7)OH・X (I) (式中、R1、R2およびR3は脂肪族炭化水素基、脂環式炭
化水素基または芳香族炭化水素基を、また、R4、R5、R6
およびR7は水素原子または脂肪族炭化水素基を、また、
はハロゲンイオン、水酸イオン、炭酸イオン、炭酸
水素イオン、リン酸イオン、リン酸水素イオン、硫酸イ
オン、硫酸水素イオン、硝酸イオン、過塩素酸イオン、
四フッ化ホウ素イオン、カルボン酸イオンおよびスルホ
ン酸イオンより成る群から選択されるアニオンを表わ
す)で示される化合物を触媒として用いることを特徴と
する多価アルコールの製造方法を提供するものである。
That is, two epoxy compounds having 2 to 3 carbon atoms and water are used.
Homogeneous hydration in the presence of carbon oxide to give polyvalent alcohol
In the method for producing1R2R3N C (RFour) (RFive) C (R6) (R7) OH / X (I) (In the formula, R1, R2And R3Is an aliphatic hydrocarbon group, alicyclic carbon
A hydrogenated group or an aromatic hydrocarbon group, and RFour, RFive, R6
And R7Is a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group,
X Is halogen ion, hydroxide ion, carbonate ion, carbonic acid
Hydrogen ion, phosphate ion, hydrogen phosphate ion, sulfate ion
ON, hydrogen sulfate ion, nitrate ion, perchlorate ion,
Boron tetrafluoride ion, carboxylate ion and sulfo
Represents an anion selected from the group consisting of
Is used as a catalyst.
The present invention provides a method for producing a polyhydric alcohol.

本発明の方法で使用するエポキシ化合物は、分子内に1
個以上の含酸素三員環骨格を有する化合物であれば特に
限定を受けない。
The epoxy compound used in the method of the present invention has 1
There is no particular limitation as long as it is a compound having three or more oxygen-containing three-membered ring skeletons.

これらのエポキシ化合物の具体例としては、例えばエチ
レンオキシド、プロピレンオキシド(別名1,2−エポキ
シプロパン)、1,2−ブチレンオキシド(別名1,2−エポ
キシブタン)、2,3−ブチレンオキシド(別名2,3−エポ
キシブタン)、イソブチレンオキシド(別名1,2−エポ
キシイソブタン)、1,2−エポキシペンタン、1,2−エポ
キシヘキサン、1,2−エポキシオクタン、2,3−エポキシ
オクタン、3,4−エポキシオクタン、1,2−エポキシデカ
ン、1,2−エポキシドデカン、1,2−エポキシテトラデカ
ン、1,2−エポキシヘキサデカン、1,2−エポキシオクタ
デカン、1,2−エポキシエイコサン等の短鎖状または長
鎖状のアルキレンオキシド類、1,3−ブタジエンモノオ
キシド(別名1,3−ブタジエンモノエポキシド)の様な
ジエン化合物のモノエポキシ化合物、1,3−ブタジエン
オキシド(別名1,3−ブタジエンジエポキシド)の様な
ジエン化合物のジエポキシ化合物、シクロヘキセンオキ
シド(別名1,2−エポキシシクロヘキサン)、1−メチ
ルシクロヘキセンオキシド(別名1,2−エポキシ−1−
メチルシクロヘキサン)、1,2−エポキシシクロオクタ
ン、1,2−エポキシシクロドデカン等の脂環式エポキシ
化合物、スチレンオキシド(別名1,2−エポキシエチル
ベンゼン)、α−メチルスチレンオキシド(別名1,2−
エポキシ−2−フェニルプロパン)、m−ジイソプロペ
ニルベンゼンジオキシド、p−ジイソプロペニルベンゼ
ンジオキシド、1,2−エポキシ−3−フェニルプロパン
等の芳香族エポキシ化合物、メチルグリシジルエーテ
ル、エチルグリシジルエーテル、イソプロピルグリシジ
ルエーテル、n−プロピルグリシジルエーテル、n−ブ
チルグリシジルエーテル、sec−ブチルグリシジルエー
テル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、ステア
リルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、
フェニルグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル
類、その他としてエピハロヒドリン、グリシドール等が
あげられる。
Specific examples of these epoxy compounds include ethylene oxide, propylene oxide (also known as 1,2-epoxypropane), 1,2-butylene oxide (also known as 1,2-epoxybutane), and 2,3-butylene oxide (also known as 2). , 3-Epoxybutane), isobutylene oxide (also known as 1,2-epoxyisobutane), 1,2-epoxypentane, 1,2-epoxyhexane, 1,2-epoxyoctane, 2,3-epoxyoctane, 3,4 -Epoxy octane, 1,2-epoxy decane, 1,2-epoxy dodecane, 1,2-epoxy tetradecane, 1,2-epoxy hexadecane, 1,2-epoxy octadecane, 1,2-epoxy eicosane, etc. -Or long-chain alkylene oxides, monoepoxy compounds of diene compounds such as 1,3-butadiene monooxide (also known as 1,3-butadiene monoepoxide), 1,3-butene Diepoxy compounds of such diene compounds diene oxides (also known as 1,3-butadiene diepoxide), cyclohexene oxide (also known as 1,2-epoxy cyclohexane), 1-methyl cyclohexene oxide (also known as 1,2-epoxy-1
Alicyclic epoxy compounds such as methylcyclohexane), 1,2-epoxycyclooctane, and 1,2-epoxycyclododecane, styrene oxide (also known as 1,2-epoxyethylbenzene), α-methylstyrene oxide (also known as 1,2-
Epoxy-2-phenylpropane), m-diisopropenylbenzene dioxide, p-diisopropenylbenzene dioxide, aromatic epoxy compounds such as 1,2-epoxy-3-phenylpropane, methyl glycidyl ether, ethyl glycidyl ether , Isopropyl glycidyl ether, n-propyl glycidyl ether, n-butyl glycidyl ether, sec-butyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, stearyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether,
Glycidyl ethers such as phenyl glycidyl ether, and other examples include epihalohydrin, glycidol and the like.

これらのエポキシ化合物の中、とくにエチレンオキシド
とプロピレンオキシドが好適なエポキシ化合物である。
Among these epoxy compounds, ethylene oxide and propylene oxide are particularly preferable epoxy compounds.

次に、もう一方の反応原料としての水は特に限定を受け
ず、水道水、イオン交換水、水蒸気の凝縮水、本発明の
方法による多価アルコール製造装置に於る粗製の含水多
価アルコールを濃縮、脱水する際に回収される凝縮水等
を任意に使用することができる。
Next, the water as the other reaction raw material is not particularly limited, tap water, ion-exchanged water, condensed water of steam, crude water-containing polyhydric alcohol in the polyhydric alcohol production apparatus by the method of the present invention Condensed water or the like that is recovered when concentrating or dehydrating can be arbitrarily used.

前記したエポキシ化合物に対する水の使用量は化学量論
量迄減らすことが可能であり、また、反応形式によって
はそれ以下でも良いが、実用上の観点からは少なくとも
化学量論量よりも若干過剰に用いることが好ましい。具
体的には、エポキシ化合物中のエポキシ基(含酸素三員
環骨格)1モル当り、水を1.1〜15モル倍程度、好ま
しくは1.1〜7モル倍、最も好ましくは1.1〜5モル倍で
ある。
The amount of water used for the above-mentioned epoxy compound can be reduced to the stoichiometric amount, and may be less than the stoichiometric amount depending on the reaction mode, but from a practical point of view, at least slightly over the stoichiometric amount. It is preferable to use. Specifically, the amount of water is about 1.1 to 15 mole times, preferably 1.1 to 7 mole times, and most preferably 1.1 to 5 mole times per mole of the epoxy group (oxygen-containing three-membered ring skeleton) in the epoxy compound. .

一般に、他の反応条件が同一の場合、水の使用割合が大
きい程ジアルキレングリコール等の多量体の副生率が低
下するという利点を有する反面、水和反応によって生成
する多価アルコールの濃度が低くなるという問題を生じ
るので、上記の上限値を越えて多量の水を使用すること
は実用上のほとんど価値がない。
Generally, when the other reaction conditions are the same, the larger the proportion of water used, the lower the by-product ratio of the multimer such as dialkylene glycol, but on the other hand, the concentration of the polyhydric alcohol produced by the hydration reaction increases. Using a large amount of water above the above upper limit is practically of little value as it causes the problem of lowering.

本発明の方法に用いる二酸化炭素としては、炭酸ガス、
液化炭酸、ドライアイス等のいずれでも良い。
As carbon dioxide used in the method of the present invention, carbon dioxide gas,
Either liquefied carbonic acid or dry ice may be used.

二酸化炭素の使用量は、後述する触媒の種類や量、エポ
キシ化合物と水とのモル比、所望する多価アルコールの
選択率や収率等によって幅広い範囲で変動させることが
可能であり、一律に規定することはできないが、通常、
エポキシ化合物中のエポキシ基1モル当り0.0001〜1モ
ル程度、好ましくは0.001〜1モルである。
The amount of carbon dioxide used can be varied within a wide range depending on the type and amount of the catalyst described later, the molar ratio of the epoxy compound and water, the selectivity and the yield of the desired polyhydric alcohol, and the like. Cannot be specified, but usually
It is about 0.0001 to 1 mol, preferably 0.001 to 1 mol, per 1 mol of the epoxy group in the epoxy compound.

尚、他の反応条件が同一の場合、二酸化炭素の使用量が
増大する程、目的とする多価アルコールの選択率、収率
が向上する傾向を示すが、上述の上限値を越えて用いる
必要は特にない。
When the other reaction conditions are the same, the selectivity and yield of the target polyhydric alcohol tend to improve as the amount of carbon dioxide used increases, but it is necessary to use above the upper limit value. There is no particular.

本発明の方法に用いる触媒は、前記一般式(I)で示され
る窒素化合物であり、具体的には、例えば(2−ヒドロ
キシエチル)トリメチルアンモニウム塩(R1,R2,R3=CH
3、R4,R5,R6,R7=H)、即ち、塩化コリン(X =C
l )、臭化コリン(X =Br )、遊離のコリン塩基
(X =OH )、コリン重炭酸塩(X =HCO3 )、コ
リンリン酸塩(X =H2PO4 )、コリン硫酸塩(X
=HSO4 )、コリン硝酸塩(X =NO3 )、コリン過
塩素酸塩(X =ClO4 )、コリン四フッ化ホウ素塩
(X =BF4 )、コリン重酒石酸塩(X =HOOCCH(O
H)-CH(OH)COO )、コリン酢酸塩(X =CH3COO )、
コリンクエン酸塩 等のいわゆるコリン系化合物が代表的な例であるが、こ
のほかに、コリン系化合物と類似の構造を有するエチル
(2−ヒドロキシエチル)ジメチルアンモニウム塩
(R1,R2=CH3、R3=C2H5、R4,R5,R6,R7=H、アニオン
は前述の定義に合致するものである限り、その種類
を問わない。以下同様)、ジエチル(2−ヒドロキシエ
チル)メチルアンモニウム塩(R1=CH3、R2,R3=C2H5
R4,R5,R6,R7=H)、トリエチル(2−ヒドロキシエチ
ル)アンモニウム塩(R1,R2,R3=C2H5、R4,R5,R6,R7
H)、(2−ヒドロキシエチル)イソプロピルジメチル
アンモニウム塩(R1,R2=CH3、R3=(CH3)2CH、R4,R5,
R6,R7=H)、(2−ヒドロキシエチル)トリプロピル
アンモニウム塩(R1,R2,R3=C3H7、R4,R5,R6,R7
H)、トリブチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウ
ム塩(R1,R2,R3=C4H9、R4,R5,R6,R7=H)、(2−ヒ
ドロキシエチル)ジメチルオクチルアンモニウム塩
(R1,R2=CH3、R3=C8H17、R4,R5,R6,R7=H)、デシル
(2−ヒドロキシエチル)ジメチルアンモニウム塩
(R1,R2=CH3、R3=C10H21、R4,R5,R6,R7=H)、セチ
ル(2−ヒドロキシエチル)ジメチルアンモニウム塩
(R1,R2=CH3、R3=C16H33、R4,R5,R6,R7=H)、ベン
ジル(2−ヒドロキシエチル)ジメチルアンモニウム塩
(R1,R2=CH3、R3=C6H5CH2、R4,R5,R6,R7=H)、ベン
ジルジエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム塩
(R1,R2=C2H5、R3=C6H5CH2、R4,R5,R6,R7=H)、
(2−ヒドロキシエチル)ジメチルフェニルアンモニウ
ム塩(R1,R2=CH3、R3=C6H5、R4,R5,R6,R7=H)、シ
クロヘキシル(2−ヒドロキシエチル)ジメチルアンモ
ニウム塩(R1,R2=CH3、R3=C6H11、R4,R5,R6,R7
H)、(2−ヒドロキシプロピル)トリメチルアンモニ
ウム塩(R1,R2,R3=CH3、R4,R5,R6=H、R7=CH3)、エ
チル(2−ヒドロキシプロピル)ジメチルアンモニウム
塩(R1,R2=CH3、R3=C2H5、R4,R5,R6=H、R7=C
H3)、トリブチル(2−ヒドロキシプロピル)アンモニ
ウム塩(R1,R2,R3=C4H9、R4,R5,R6=H、R7=CH3)、
(2−ヒドロキシブチル)トリメチルアンモニウム塩
(R1,R2,R3=CH3、R4,R5,R6=H、R7=C2H5)、トリエ
チル(2−ヒドロキシペンチル)アンモニウム塩(R1,R
2,R3=C2H5、R4,R5,R6=H、R7=C3H7)、トリエチル
(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)アンモニウム塩
(R1,R2,R3=C2H5、R4=CH3、R5,R6,R7=H)、(2−
ヒドロキシプロピル)ジメチルフェニルアンモニウム塩
(R1,R2=CH3、R3=C6H5、R4,R5,R6=H、R7=CH3)等
もコリン系化合物と同様に使用することができる。
The catalyst used in the method of the present invention is represented by the above general formula (I).
Nitrogen compound, specifically, for example, (2-hydro
Xyethyl) trimethylammonium salt (R1, R2, R3= CH
3, RFour, RFive, R6, R7= H), that is, choline chloride (X = C
l ), Choline bromide (X = Br ), Free choline base
(X = OH ), Choline bicarbonate (X = HCO3 ),
Phosphorus phosphate (X = H2POFour ), Choline sulfate (X
= HSOFour ), Choline nitrate (X = NO3 ), Choline
Chlorate (X = ClOFour ), Choline boron tetrafluoride salt
(X = BFFour ), Choline bitartrate (X = HOOCCH (O
H) -CH (OH) COO ), Choline acetate (X = CH3COO ),
Choline citrateTypical examples are so-called choline compounds such as
In addition to, ethyl having a structure similar to choline compounds
(2-hydroxyethyl) dimethyl ammonium salt
(R1, R2= CH3, R3= C2HFive, RFour, RFive, R6, R7= H, anion
X Is the type, as long as it meets the definition above.
It doesn't matter. The same shall apply hereinafter), diethyl (2-hydroxy ether)
Chill) methyl ammonium salt (R1= CH3, R2, R3= C2HFive,
RFour, RFive, R6, R7= H), triethyl (2-hydroxyethyl)
Lu) ammonium salt (R1, R2, R3= C2HFive, RFour, RFive, R6, R7=
H), (2-hydroxyethyl) isopropyldimethyl
Ammonium salt (R1, R2= CH3, R3= (CH3)2CH, RFour, RFive,
R6, R7= H), (2-hydroxyethyl) tripropyl
Ammonium salt (R1, R2, R3= C3H7, RFour, RFive, R6, R7=
H), tributyl (2-hydroxyethyl) ammonium
Mu salt (R1, R2, R3= CFourH9, RFour, RFive, R6, R7= H), (2-hi
Droxyethyl) dimethyloctyl ammonium salt
(R1, R2= CH3, R3= C8H17, RFour, RFive, R6, R7= H), Decyl
(2-hydroxyethyl) dimethyl ammonium salt
(R1, R2= CH3, R3= CTenHtwenty one, RFour, RFive, R6, R7= H), Sech
(2-hydroxyethyl) dimethyl ammonium salt
(R1, R2= CH3, R3= C16H33, RFour, RFive, R6, R7= H), Ben
Zir (2-hydroxyethyl) dimethyl ammonium salt
(R1, R2= CH3, R3= C6HFiveCH2, RFour, RFive, R6, R7= H), Ben
Zirdiethyl (2-hydroxyethyl) ammonium salt
(R1, R2= C2HFive, R3= C6HFiveCH2, RFour, RFive, R6, R7= H),
(2-hydroxyethyl) dimethylphenylammoniu
Mu salt (R1, R2= CH3, R3= C6HFive, RFour, RFive, R6, R7= H),
Chlohexyl (2-hydroxyethyl) dimethylammo
Nium salt (R1, R2= CH3, R3= C6H11, RFour, RFive, R6, R7=
H), (2-hydroxypropyl) trimethylammoni
Umm salt (R1, R2, R3= CH3, RFour, RFive, R6= H, R7= CH3), D
Cyl (2-hydroxypropyl) dimethyl ammonium
Salt (R1, R2= CH3, R3= C2HFive, RFour, RFive, R6= H, R7= C
H3), Tributyl (2-hydroxypropyl) ammoni
Umm salt (R1, R2, R3= CFourH9, RFour, RFive, R6= H, R7= CH3),
(2-hydroxybutyl) trimethylammonium salt
(R1, R2, R3= CH3, RFour, RFive, R6= H, R7= C2HFive), Trier
Cyl (2-hydroxypentyl) ammonium salt (R1, R
2, R3= C2HFive, RFour, RFive, R6= H, R7= C3H7), Triethyl
(1-Methyl-2-hydroxyethyl) ammonium salt
(R1, R2, R3= C2HFive, RFour= CH3, RFive, R6, R7= H), (2-
Hydroxypropyl) dimethyl phenyl ammonium salt
(R1, R2= CH3, R3= C6HFive, RFour, RFive, R6= H, R7= CH3)etc
Can be used similarly to the choline compound.

尚、上記の触媒の中では、コリン系化合物、特に塩化コ
リンが飼料添加物用として工業的に大量生産されている
為、入手の容易さや価格の点で極めて有利であり、また
生体に対する安全性の点でも全く問題がない。
Among the above catalysts, choline compounds, especially choline chloride, are industrially mass-produced for feed additives, which is extremely advantageous in terms of availability and cost, and is safe for living bodies. There is no problem at all.

これらの触媒は一種類を単独使用しても良いし、また、
二種類以上を併用しても良い。さらに、従来公知の触媒
と併用することも可能である。
These catalysts may be used alone, or,
You may use 2 or more types together. Furthermore, it is also possible to use it together with a conventionally known catalyst.

触媒の使用量は、触媒の種類や分子量にも依存するの
で、一律に規定することはできないが、エポキシ化合物
に対して通常、0.01〜20重量%、好ましくは0.05〜1
0重量%、最も好ましくは0.1〜5重量%である。
The amount of the catalyst used depends on the type and molecular weight of the catalyst and therefore cannot be specified uniformly, but is usually 0.01 to 20% by weight, preferably 0.05 to 1 with respect to the epoxy compound.
It is 0% by weight, most preferably 0.1 to 5% by weight.

触媒の使用量が上記した範囲の下限値未満の場合には、
効果が充分に発揮されず、また、上限値を越えて多量に
使用した場合には経済的でないので、いずれも好ましく
ない。
When the amount of the catalyst used is less than the lower limit of the above range,
The effect is not sufficiently exhibited, and when it is used in a large amount exceeding the upper limit value, it is not economical, so both are not preferable.

水和反応は、通常、均一系液相で実施され、反応形式は
回分式、半回分式並びに連続式のいずれでも良い。尚、
反応器の型式は、エポキシ化合物、水、二酸化炭素およ
び触媒の四者が充分に接触できる様に工夫されているも
のである限り、特に限定を受けない。
The hydration reaction is usually carried out in a homogeneous liquid phase, and the reaction system may be a batch system, a semi-batch system or a continuous system. still,
The type of the reactor is not particularly limited as long as it is devised so that four members of the epoxy compound, water, carbon dioxide and the catalyst can be sufficiently contacted.

反応温度は、触媒の種類や使用量、エポキシ化合物の種
類、反応当初の反応液組成等によって異なるが、通常3
0〜300℃、好ましくは50〜250℃、最も好ましくは8
0〜200℃である。
The reaction temperature varies depending on the type and amount of catalyst used, the type of epoxy compound, the composition of the reaction solution at the beginning of the reaction, etc.
0-300 ° C, preferably 50-250 ° C, most preferably 8
It is 0 to 200 ° C.

又、反応圧力は、原料であるエポキシ化合物が液相を保
つ程度が好ましく、通常0〜100kg/cm2G、好ましくは3
〜70kg/cm2G、最も好ましくは5〜50kg/cm2Gである。
The reaction pressure is preferably such that the raw material epoxy compound maintains a liquid phase, and is usually 0 to 100 kg / cm 2 G, preferably 3
˜70 kg / cm 2 G, most preferably 5 to 50 kg / cm 2 G.

水和反応終了後、反応生成物中に存在する水、二酸化炭
素および触媒を任意の方法によって除去し、目的物であ
る多価アルコールを蒸留等によって精製することによ
り、高純度の製品を取得することができる。
After completion of the hydration reaction, water, carbon dioxide and catalyst present in the reaction product are removed by an arbitrary method, and the target polyhydric alcohol is purified by distillation or the like to obtain a highly pure product. be able to.

尚、二酸化炭素や触媒は実質的に消費されないので、回
収して再使用すれば一層経済的である。
Since carbon dioxide and the catalyst are not substantially consumed, it is more economical to collect and reuse them.

(作用) 本発明の方法は、水和反応の際に使用する水の量を大幅
に低減することができるので、水和反応終了後の反応マ
スが多価アルコールの高濃度水溶液として得られるこ
と、しかも目的とする多価アルコールを高選択率、か
つ、高収率で製造することを可能とする。
(Function) Since the method of the present invention can significantly reduce the amount of water used in the hydration reaction, the reaction mass after the hydration reaction is obtained as a highly concentrated aqueous solution of polyhydric alcohol. In addition, the target polyhydric alcohol can be produced with high selectivity and high yield.

また、触媒自体が安価であり、しかも生体に対する安全
性が高いのも大きな特徴である。
Another major feature is that the catalyst itself is inexpensive and highly safe for living organisms.

従って、省エネルギー、省資源的な観点からも極めて有
利であり、産業上の利用価値の高いものである。
Therefore, it is extremely advantageous from the viewpoint of energy saving and resource saving, and has high industrial utility value.

(実施例) 以下、実施例により本発明を詳細に説明する。(Examples) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.

実施例1 攪拌機、温度計および圧力計を備えた内容積200mの
ステンレススチール製オートクレーブにプロピレンオキ
シド58g(1モル)、水36g(2モル)および塩化
コリン1.16g(2重量%/プロピレンオキシド)を仕込
んだ後、オートクレーブの内圧が5kg/cm2Gとなる迄炭
酸ガスを常温で圧入した。
Example 1 A stainless steel autoclave having an internal volume of 200 m equipped with a stirrer, a thermometer and a pressure gauge was charged with 58 g (1 mol) of propylene oxide, 36 g (2 mol) of water and 1.16 g (2% by weight / propylene oxide) of choline chloride. After charging, carbon dioxide gas was injected at room temperature until the internal pressure of the autoclave reached 5 kg / cm 2 G.

その後、該オートクレーブを電気炉に設置し、攪拌下、
内温が160℃になる迄昇温し、その温度で1時間反応を
行なった。反応器内圧は最高22kg/cm2G迄上昇し、そ
の後水和反応の進行につれて内圧が低下し、反応終了時
点の内圧は17kg/cm2Gであった。
Then, the autoclave was placed in an electric furnace and stirred,
The internal temperature was raised to 160 ° C., and the reaction was carried out at that temperature for 1 hour. The internal pressure of the reactor increased to a maximum of 22 kg / cm 2 G, then decreased as the hydration reaction proceeded, and the internal pressure at the end of the reaction was 17 kg / cm 2 G.

反応終了後、オートクレーブを室温迄冷却し、反応液の
一部をサンプリングしてガスクロマトグラフィーを用い
て内部標準法により、未反応プロピレンオキシドおよび
生成物であるプロピレングリコール、ジプロピレングリ
コールおよびトリプロピレングリコールの定量分析を行
なった。結果を表に示した。
After completion of the reaction, the autoclave was cooled to room temperature, a part of the reaction solution was sampled, and unreacted propylene oxide and the products propylene glycol, dipropylene glycol and tripropylene glycol were analyzed by an internal standard method using gas chromatography. Was quantitatively analyzed. The results are shown in the table.

尚、反応液中にはプロピレンカーボネート等の副生物は
認められなかった。
No by-products such as propylene carbonate were found in the reaction solution.

実施例2〜16 実施例1と同一のオートクレーブを使用し、原料仕込
量、触媒の種類と仕込量、反応温度等を表に記載の様に
種々変化させてプロピレンオキシドの水和反応を行なっ
た。結果を表に示した。
Examples 2 to 16 The same autoclave as in Example 1 was used to carry out the hydration reaction of propylene oxide by varying the raw material charging amount, the catalyst type and charging amount, the reaction temperature, etc. as shown in the table. . The results are shown in the table.

比較例1 炭酸ガス及び触媒を全く使用しない以外は実施例1と同
様の条件でプロピレンオキシドの水和反応を行なった。
結果を表に示した。
Comparative Example 1 The hydration reaction of propylene oxide was carried out under the same conditions as in Example 1 except that carbon dioxide gas and a catalyst were not used at all.
The results are shown in the table.

比較例2 触媒を全く使用しない(炭酸ガスは使用)以外は実施例
1と同様の条件でプロピレンオキシドの水和反応を行な
った。結果を表に示した。
Comparative Example 2 A propylene oxide hydration reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that no catalyst was used (carbon dioxide gas was used). The results are shown in the table.

実施例17 実施例1と同一のオートクレーブに、エチレンオキシド
44g(1モル)、水21.6g(1.2モル)および塩化コ
リン1.76g(4重量%/エチレンオキシド)を仕込んだ
後、オートクレーブの内圧が40kg/cm2Gとなる迄常温
で炭酸ガスを圧入した。その後、攪拌下、160℃迄昇温
し、該温度で1.5時間反応を行なった。
Example 17 The same autoclave as in Example 1 was charged with 44 g (1 mol) of ethylene oxide, 21.6 g (1.2 mol) of water and 1.76 g of choline chloride (4% by weight / ethylene oxide), and then the internal pressure of the autoclave was 40 kg / cm. Carbon dioxide was injected at room temperature until it reached 2 G. Then, the temperature was raised to 160 ° C. with stirring, and the reaction was carried out at the temperature for 1.5 hours.

実施例1と同様の方法で反応液の分析を行なった結果、
エチレンオキシドの転化率は100%であり、また、生成
物はエチレングリコール97.1重量%およびジエチレング
リコール2.9重量%より成り、トリエチレングリコール
やエチレンカーボネートは検出されなかった。
As a result of analyzing the reaction solution by the same method as in Example 1,
The conversion of ethylene oxide was 100%, the product was composed of 97.1% by weight of ethylene glycol and 2.9% by weight of diethylene glycol, and triethylene glycol and ethylene carbonate were not detected.

実施例18 実施例1と同一のオートクレーブに、グリシドール37
g(0.5モル)、水18g(1モル)および塩化コリン
0.74g(2重量%/グリシドール)を仕込んだ後、オー
トクレーブの内圧が10kg/cm2Gとなる迄常温で炭酸ガ
スを圧入した。その後、攪拌下、130℃迄昇温し、該温
度で2時間反応を行ない、反応液を分析した結果、グリ
シドールの転化率は100%であり、また、生成物はグリ
セリン91.2重量%、ジグリセリン8.4重量%およびトリ
グリセリン0.4重量%であった。
Example 18 Glycidol 37 was added to the same autoclave as in Example 1.
g (0.5 mol), water 18 g (1 mol) and choline chloride
After charging 0.74 g (2% by weight / glycidol), carbon dioxide gas was injected at room temperature until the internal pressure of the autoclave reached 10 kg / cm 2 G. Then, the temperature was raised to 130 ° C. with stirring, the reaction was carried out at the temperature for 2 hours, and the reaction solution was analyzed. As a result, the conversion of glycidol was 100%, and the product was glycerin 91.2% by weight and diglycerin. It was 8.4 wt% and triglycerin 0.4 wt%.

比較例3 塩化コリンおよび炭酸ガスを全く使用しない以外は実施
例18と同様の条件でグリシドールの水和反応を行なっ
た結果、グリシドールの転化率は99.1%であり、また、
生成物はグリセリン62.5重量%、ジグリセリン29.1重量
%およびトリグリセリン8.4重量%であった。
Comparative Example 3 As a result of hydration reaction of glycidol under the same conditions as in Example 18 except that choline chloride and carbon dioxide were not used at all, the conversion rate of glycidol was 99.1%, and
The product was 62.5 wt% glycerin, 29.1 wt% diglycerin and 8.4 wt% triglycerin.

(発明の効果) 以上実施例および比較例で詳述した様に、本発明の多価
アルコールの製造方法は、二酸化炭素の共存下に、塩化
コリン等のいわゆるコリン系化合物によって代表される
特定の窒素化合物を触媒として使用することにより、エ
ポキシ化合物の高濃度水和反応が可能となり、しかも、
目的物であるプロピレングリコール、エチレングリコー
ル、グリセリン等の多価アルコールを高選択率、高収
率、かつ、充分に満足できる反応速度で製造できること
があきらかである。
(Effects of the Invention) As described in detail in the above Examples and Comparative Examples, the method for producing a polyhydric alcohol of the present invention, in the coexistence of carbon dioxide, is a specific compound represented by a so-called choline compound such as choline chloride. By using a nitrogen compound as a catalyst, a high-concentration hydration reaction of an epoxy compound becomes possible, and moreover,
It is clear that the target polyhydric alcohols such as propylene glycol, ethylene glycol, and glycerin can be produced with high selectivity, high yield, and a sufficiently satisfactory reaction rate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07B 61/00 300 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location C07B 61/00 300

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭素数が2〜3であるエポキシ化合物と水
とを二酸化炭素の共存下に均一系水和反応させて多価ア
ルコールを製造する方法に於て、一般式(I) R1R2R3N C(R4)(R5)C(R6)(R7)OH・X (I) (式中、R1、R2およびR3は脂肪族炭化水素基、脂環式炭
化水素基または芳香族炭化水素基を、また、R4、R5、R6
およびR7は水素原子または脂肪族炭化水素基を、また、
はハロゲンイオン、水酸イオン、炭酸イオン、炭酸
水素イオン、リン酸イオン、リン酸水素イオン、硫酸イ
オン、硫酸水素イオン、硝酸イオン、過塩素酸イオン、
四フッ化ホウ素イオン、カルボン酸イオンおよびスルホ
ン酸イオンより成る群から選択されるアニオンを表わ
す)で示される化合物を触媒として用いることを特徴と
する多価アルコールの製造方法。
1. An epoxy compound having 2 to 3 carbon atoms and water.
Are allowed to undergo a homogeneous hydration reaction in the presence of carbon dioxide,
In the method for producing rucor, the general formula (I) R1R2R3N C (RFour) (RFive) C (R6) (R7) OH / X (I) (In the formula, R1, R2And R3Is an aliphatic hydrocarbon group, alicyclic carbon
A hydrogenated group or an aromatic hydrocarbon group, and RFour, RFive, R6
And R7Is a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group,
X Is halogen ion, hydroxide ion, carbonate ion, carbonic acid
Hydrogen ion, phosphate ion, hydrogen phosphate ion, sulfate ion
ON, hydrogen sulfate ion, nitrate ion, perchlorate ion,
Boron tetrafluoride ion, carboxylate ion and sulfo
Represents an anion selected from the group consisting of
Is used as a catalyst.
A method for producing a polyhydric alcohol.
【請求項2】触媒がコリン系化合物である特許請求の範
囲第1項記載の多価アルコールの製造方法。
2. The method for producing a polyhydric alcohol according to claim 1, wherein the catalyst is a choline compound.
【請求項3】コリン系化合物が塩化コリンである特許請
求の範囲第2項記載の多価アルコールの製造方法。
3. The method for producing a polyhydric alcohol according to claim 2, wherein the choline compound is choline chloride.
【請求項4】コリン系化合物が遊離のコリン塩基である
特許請求の範囲第2項記載の多価アルコールの製造方
法。
4. The method for producing a polyhydric alcohol according to claim 2, wherein the choline compound is a free choline base.
【請求項5】コリン系化合物がリン酸コリンである特許
請求の範囲第2項記載の多価アルコールの製造方法。
5. The method for producing a polyhydric alcohol according to claim 2, wherein the choline compound is choline phosphate.
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