JPH0717908A - ポリエーテルからのグリコールジエステルの製造 - Google Patents

ポリエーテルからのグリコールジエステルの製造

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JPH0717908A
JPH0717908A JP5315771A JP31577193A JPH0717908A JP H0717908 A JPH0717908 A JP H0717908A JP 5315771 A JP5315771 A JP 5315771A JP 31577193 A JP31577193 A JP 31577193A JP H0717908 A JPH0717908 A JP H0717908A
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JP
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polyol
polyether
lewis acid
anhydride
polyether polyol
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JP5315771A
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Lau S Yang
エス ヤン ラウ
Diane A Kooker Macarevich
エイ クッカー(マカレビッチ) ダイアン
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Lyondell Chemical Technology LP
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Arco Chemical Technology LP
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    • C07C67/24Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or derivatives thereof with a carbon-to-oxygen ether bond, e.g. acetal, tetrahydrofuran

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリエーテルからのグリコールジエステルの
製造方法を開示する。ポリエーテルを非環式脂肪族酸無
水物とルイス酸の存在下に反応させてグリコールジエス
テルを生成する。 【効果】 ポリウレタンから回収されたポリエーテルポ
リオールを、簡単に精製できるグリコールジエステルに
変換することによる、ポリエーテルポリオールの再利用
法を提供する。ジエステルは溶剤として、あるいは化学
中間体として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶剤として、または化
学中間体として有用なグリコールジエステルの製造に関
するものである。より詳細には、本発明は、ポリエーテ
ル特にポリエーテルポリオールからのグリコールジエス
テルの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリエーテルポリオールはポリウレタン
製造用の有用な中間体である。ポリウレタンは塩基加水
分解によって芳香族アミンとポリエーテルポリオールに
変換することができる。ポリウレタンから回収されたポ
リエーテルポリオールを如何にして最良に利用するかが
未解決の問題となっている。1つのアプローチはポリオ
ールを精製して再利用することであるが、精製には費用
がかかり、多くの場合実際的でない。もう1つの可能な
アプローチは、エーテル開裂反応によりポリエーテルポ
リオールを解重合して低分子量の生成物を得ることであ
る。残念ながら、エーテルの開裂には一般に濃硫酸やヨ
ウ化水素酸のような苛酷な試薬類が必要であり、商業上
実用的でない。
【0003】ガナム (Ganum)とスモール (Small) (J. O
rg. Chem. 39 (1974) 3728) は、脂肪族エーテルが温和
な条件下で無水酢酸および塩化第二鉄と反応してエステ
ルを生成することを示した。脂肪族エーテルはルイス酸
の存在下で酸塩化物とも反応してエステルを生成する
が、塩化アルキルも製造される。これらの反応は明らか
にポリエーテルポリオールの解重合に適用されたことが
ない。
【0004】ポリウレタンから回収されたままのポリエ
ーテルポリオールは通常多くの不純物を含んでいる。ポ
リオールは、一般に粘度が非常に高くしかも高分子量で
あるため、精製するのが困難である。低分子量化合物の
精製法として有効な蒸留は、ポリオールの低い揮発性の
ために、通常ポリオールには実用的でない。ポリオール
を蒸留によって簡単に精製できる低分子量の生成物に変
換する実用的な方法は大きな価値があるだろう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリエーテ
ルからのグリコールジエステルの製造方法を提供する。
この方法は、ポリエーテルと非環式脂肪族酸無水物とを
効果的な量のルイス酸の存在下に反応させてグリコール
ジエステルを製造することから成っている。この方法に
特に有用なポリエーテルは、ポリウレタンから未精製状
態で回収されたポリエーテルポリオールである。
【0006】この方法は、回収されたポリエーテルポリ
オールを、有用な溶剤および化学中間体となるグリコー
ルジエステルに変換するための驚くほど実用的な方法で
ある。グリコールジエステルは蒸留によって簡単に精製
される。かくして、本発明の方法は、粗製のポリエーテ
ル高分子を高純度で価値のある低分子量グリコールジエ
ステルに変換する効果的な方法に関するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリエーテル
の解重合法と、同時に、グリコールジエステルの製造法
を提供する。ポリエーテルを効果的な量のルイス酸の存
在下で非環式脂肪族酸無水物と反応させると、グリコー
ルジエステルが得られる。
【0008】本発明で用いるのに適したポリエーテル
は、エポキシド、オキセタン、オキソランのような環状
エーテルの塩基または酸−触媒による開環重合から誘導
されるものである。ポリエーテルはオキシアルキレン基
(−O−A−)の反復単位を有し、ここでAは2〜10
個の炭素原子、好ましくは2〜4個の炭素原子を有す
る。ポリエーテルは、それがどのように製造されるかま
たは修飾されるかに応じて、異なる末端基をもつことが
できる。例えば、ポリエーテルはヒドロキシル、エステ
ル、エーテル、酸、またはアミノ末端基など、あるいは
これらの組合せをもつことができる。異なる型のポリエ
ーテルの混合物を用いることもできる。
【0009】本発明方法において有用な好ましいポリエ
ーテルはポリエーテルポリオールである。適当なポリエ
ーテルポリオールには、例えばポリオキシプロピレンポ
リオール、ポリオキシエチレンポリオール、エチレンオ
キシド−プロピレンオキシドコポリマー、ポリテトラメ
チレンエーテルグリコール、オキセタンポリオール、お
よびテトラヒドロフランとエポキシドのコポリマーが含
まれる。一般に、これらのポリオールは約2〜8の平均
ヒドロキシル官能価と、約250〜25,000の数平
均分子量をもつだろう。好ましくは、ポリエーテルポリ
オールはポリウレタンフォーム、エラストマー、シーラ
ントなどから誘導される再循環ポリオールである。
【0010】本発明方法では非環式脂肪族酸無水物が用
いられる。どのような非環式脂肪族酸無水物も使用でき
るが、経済性と効率の理由から、非環式C4 −C10脂肪
族酸無水物を用いることが好適である。好ましい酸無水
物には、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、およ
び無水イソ酪酸が含まれる。安価で、入手しやすく、し
かも簡単に蒸留されるグリコールジエステル生成物をも
たらすので、無水酢酸が最も好ましい。異なる酸無水物
の混合物を使用することもできる。
【0011】用いる非環式脂肪族酸無水物の量は一般に
限定的ではないが、ポリエーテル中の実質的に全てのエ
ーテル基をエステル基に変換するのに効果的な量を使用
することが好ましい。かくして、平均10個のオキシプ
ロピレン単位を有するポリプロピレングリコールの場合
は、例えば、ポリプロピレングリコール1モルにつき少
なくとも約10モルの脂肪族酸無水物を用いることが好
適である。より好ましくは、過剰量の酸無水物を用い
る。酸無水物は有利には溶媒として用いられ、未反応の
酸無水物をグリコールジエステル生成物から蒸留により
簡単に分離して、再循環することができる。
【0012】ルイス酸は本発明方法の触媒として作用す
る。好ましいルイス酸は式MXnの金属ハロゲン化物で
あり、ここでMは酸化数2〜4の金属、Xはハロゲン、
そしてnは2〜4の整数である。適当なルイス酸には、
塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩化第一スズ、臭化第一スズ、塩
化アルミニウム、塩化第二鉄、三フッ化ホウ素など、ま
たはこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されな
い。亜鉛ハロゲン化物とスズ(IV)ハロゲン化物が特に
好ましい。塩化亜鉛と臭化亜鉛が最も好ましい。
【0013】用いるルイス酸の量は限定的ではない。一
般的に、より高い触媒レベルを用いるときに、反応はよ
り速やかに進行する。用いるルイス酸の量はポリエーテ
ルの量に基づいて約1〜50重量%の範囲内であること
が好ましい。より好ましい範囲は約1〜15重量%であ
る。
【0014】本発明方法は、希望する任意の方法または
順序で、ポリエーテルと酸無水物とルイス酸を単に混合
し、この混合物を希望する反応温度に加熱することによ
り行う。任意の反応温度を用いることができるが、一般
には約60〜220℃の範囲内の温度が好ましい。より
好ましい温度範囲は約140〜200℃である。しばし
ば、有利な反応温度は非環式酸無水物の沸点である。例
えば、無水酢酸を用いて行う解重合は、無水酢酸の沸点
付近である140℃あたりで行うことが有利である。
【0015】この反応は、所望により、窒素、アルゴン
などの不活性雰囲気下で行うことができるが、これは必
要ではない。好ましくは、反応中に十分攪拌する。
【0016】反応が希望する程度に完了したら、生成物
を任意の慣用手段で、好ましくは蒸留により分離する。
目的のグリコールジエステル生成物を分離した後に、未
反応の非環式酸無水物を反応器に戻すことができる。
【0017】グリコールジエステルを再蒸留すると、極
めて高純度で、溶剤として価値のある生成物を得ること
ができる。また、グリコールジエステルはグリコールと
エステル生成物に簡単に変換することもできる。例え
ば、プロピレングリコールジアセテートをメタノールと
反応させると、プロピレングリコールと酢酸メチルが得
られる。
【0018】以下の実施例は本発明を単に例示するもの
である。当業者は本発明の精神および特許請求の範囲に
含まれる多くの変更を認識するだろう。
【0019】
【実施例】実施例1 再循環ポリエーテルポリオールからのプロピレングリコ
ールジアセテートの製造−−塩化亜鉛触媒
【0020】250mLの三つ口丸底フラスコに、再循
環ポリエーテルポリオール(30g、軟質スラブストッ
クポリウレタンフォームから回収)と無水酢酸(100
g)を入れた。無水塩化亜鉛(5.0g)を加え、この
混合物を還流下に140℃で20時間加熱した。冷却器
を取り除き、蒸留ヘッドを取り付けた。蒸留により未反
応の無水酢酸を除いた。その後、120℃、20mmで
プロピレングリコールジアセテートを集めた。収量:6
9g(83%)。ガスクロマトグラフィーにより、この
生成物はプロピレングリコールジアセテートの純正サン
プルと同一であることがわかった。プロトンおよび13
NMRスペクトルにより、この生成物の構造も確認し
た。
【0021】実施例2 再循環ポリエーテルポリオールからのプロピレングリコ
ールジアセテートの製造−−塩化第二鉄触媒
【0022】実施例1の手順を行ったが、塩化亜鉛の代
わりに塩化第二鉄(5.0g)を用いた。プロピレング
リコールジアセテートの収量は10g(12%)であっ
た。
【0023】実施例3 分子量3000のポリエーテルトリオールからのプロピ
レングリコールジアセテートの製造−−塩化亜鉛触媒
【0024】1リットルのフラスコに分子量3000の
ポリエーテルトリオール(200g、約15重量%の内
部オキシエチレン含量を有するPO/EOコポリマー;
軟質スラブポリオール)と無水酢酸(500g)と塩化
亜鉛(35g)を入れた。この混合物を140℃で7時
間加熱した。蒸留によりプロピレングリコールジアセテ
ートを80%の収率で単離した。
【0025】実施例4〜8および比較例9〜12 ポリエーテルポリオールの解重合に及ぼす触媒の影響
【0026】250mLの三つ口丸底フラスコに、分子
量3000のポリエーテルトリオール(20g、実施例
3参照)と無水酢酸(40g)と触媒(1g、表1参
照)を入れた。この混合物を6時間還流し、生成物をガ
スクロマトグラフィーで分析した。収率を表1に示す。
【0027】これらの解重合実験から、ルイス酸触媒が
必要で、ハロゲン化亜鉛が最も効果的であることがわか
った。
【0028】実施例13 無水酢酸と塩化第二鉄を用いるポリエチレングリコール
の解重合
【0029】250mLの三つ口丸底フラスコに、分子
量600のポリエチレングリコール(10g)と無水酢
酸(40g)と塩化第二鉄(3.5g)を入れた。この
混合物を還流下(140℃)で2時間加熱した。ガスク
ロマトグラフィー分析によりエチレングリコールジアセ
テートの収率は12%であることがわかった。
【0030】実施例14 無水酢酸と塩化亜鉛を用いるポリエチレングリコールの
解重合
【0031】実施例13の手順を塩化第二鉄の代わりに
2.5gの塩化亜鉛を用いて行った。2時間後、エチレ
ングリコールジアセテートの収率は10%未満であっ
た。
【0032】実施例15 無水酢酸と塩化亜鉛を用いるポリテトラメチレンエーテ
ルグリコール(PTMEG)の解重合
【0033】100mLのフラスコに、分子量1000
のPTMEG(5.0g)と無水酢酸(32g)と塩化
亜鉛(1.0g)を入れた。この混合物を140℃で4
時間還流した。テトラメチレングリコールジアセテート
を31%の収率で得た。
【0034】前記の実施例は単なる例示であり、本発明
の真の境界は特許請求の範囲により規定されるものであ
る。
【0035】
【表1】表1.ポリエーテルポリオールの解重合に及ぼす触媒の影響 プロピレングリコール 実施例番号 触媒 ジアセテート(収率%) 4 塩化アルミニウム 1 5 塩化第二鉄 7 6 塩化第一スズ 8 7 塩化亜鉛 29 8 臭化亜鉛 32 C9 硫酸第一鉄 0 C10 酢酸亜鉛二水和物 0 C11 酸化亜鉛 0 C12 ステアリン酸亜鉛 0
【0036】C−−比較例を表す 反応条件: 1gの触媒/20gのポリエーテルトリオ
ール(分子量3000);6時間、140℃。ガスクロ
マトグラフィーによる収率。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダイアン エイ クッカー(マカレビッ チ) アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 19426 カレジビル エバンスバーグ ロ ード 1233

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリエーテルと非環式脂肪族酸無水物と
    を効果的な量のルイス酸の存在下に反応させてグリコー
    ルジエステルを製造することから成る、ポリエーテルか
    らのグリコールジエステルの製造方法。
  2. 【請求項2】 ポリエーテルがポリオキシプロピレンポ
    リオール、ポリオキシエチレンポリオール、エチレンオ
    キシド−プロピレンオキシドコポリマー、ポリテトラメ
    チレンエーテルグリコール、オキセタンポリオール、お
    よびテトラヒドロフランとエポキシドのコポリマーより
    成る群から選ばれるポリエーテルポリオールである、請
    求項1の方法。
  3. 【請求項3】 非環式酸無水物がC4 −C10非環式脂肪
    族酸無水物である、請求項1の方法。
  4. 【請求項4】 非環式酸無水物が無水酢酸である、請求
    項1の方法。
  5. 【請求項5】 ルイス酸が式MXn(ここでMは酸化数
    2〜4の金属であり、Xはハロゲンであり、そしてnは
    2〜4の整数である)の金属ハロゲン化物である、請求
    項1の方法。
  6. 【請求項6】 ルイス酸が亜鉛ハロゲン化物およびスズ
    (IV)ハロゲン化物より成る群から選ばれる、請求項1
    の方法。
  7. 【請求項7】 ポリエーテルポリオールがポリウレタン
    生成物からの再循環ポリオールである、請求項2の方
    法。
  8. 【請求項8】 ポリエーテルポリオールと無水酢酸とを
    効果的な量のルイス酸の存在下に反応させてグリコール
    ジエステルを製造することから成る、ポリエーテルポリ
    オールからのグリコールジエステルの製造方法。
  9. 【請求項9】 ポリエーテルポリオールがポリオキシプ
    ロピレンポリオール、ポリオキシエチレンポリオール、
    エチレンオキシド−プロピレンオキシドコポリマー、ポ
    リテトラメチレンエーテルグリコール、オキセタンポリ
    オール、およびテトラヒドロフランとエポキシドのコポ
    リマーより成る群から選ばれる、請求項8の方法。
  10. 【請求項10】 ルイス酸が式MXn(ここでMは酸化数
    2〜4の金属であり、Xはハロゲンであり、そしてnは
    2〜4の整数である)の金属ハロゲン化物である、請求
    項8の方法。
  11. 【請求項11】 ルイス酸が亜鉛ハロゲン化物およびスズ
    (IV)ハロゲン化物より成る群から選ばれる、請求項8
    の方法。
  12. 【請求項12】 ポリエーテルポリオールがポリウレタン
    生成物からの再循環ポリオールである、請求項8の方
    法。
  13. 【請求項13】 ポリオキシプロピレンポリオール、ポリ
    オキシエチレンポリオール、エチレンオキシド−プロピ
    レンオキシドコポリマー、ポリテトラメチレンエーテル
    グリコール、オキセタンポリオール、およびテトラヒド
    ロフランとエポキシドのコポリマーより成る群から選ば
    れるポリエーテルポリオールと無水酢酸とを、効果的な
    量の式MXn(ここでMは酸化数2〜4の金属であり、
    Xはハロゲンであり、そしてnは2〜4の整数である)
    のルイス酸の存在下に反応させてグリコールジエステル
    を製造することから成る、ポリエーテルポリオールから
    のグリコールジエステルの製造方法。
  14. 【請求項14】 ルイス酸が亜鉛ハロゲン化物およびスズ
    (IV)ハロゲン化物より成る群から選ばれる、請求項13
    の方法。
  15. 【請求項15】 ポリエーテルポリオールがポリウレタン
    生成物からの再循環ポリオールである、請求項13の方
    法。
JP5315771A 1992-11-23 1993-11-24 ポリエーテルからのグリコールジエステルの製造 Pending JPH0717908A (ja)

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