JPH08325245A - 1,3,5−トリス−(2−ヒドロキシアルキル)−イソシアヌレートの製造方法 - Google Patents

1,3,5−トリス−(2−ヒドロキシアルキル)−イソシアヌレートの製造方法

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JPH08325245A
JPH08325245A JP8066715A JP6671596A JPH08325245A JP H08325245 A JPH08325245 A JP H08325245A JP 8066715 A JP8066715 A JP 8066715A JP 6671596 A JP6671596 A JP 6671596A JP H08325245 A JPH08325245 A JP H08325245A
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JP
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tris
isocyanurate
reaction
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cyanuric acid
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JP8066715A
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Frank Gutschoven
グーチョヴェン フランク
Rainer Becker
ベッカー ライナー
Johann-Peter Dr Melder
メルダー ヨハン−ペーター
Den Brande Etienne Van
ファン デン ブランデ エティエンヌ
Thomas Krader
クラーダー トーマス
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BASF SE
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BASF SE
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D251/00Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
    • C07D251/02Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
    • C07D251/12Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D251/26Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hetero atoms directly attached to ring carbon atoms
    • C07D251/30Only oxygen atoms
    • C07D251/34Cyanuric or isocyanuric esters

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低い温度で高い空時収率で1,3,5−トリ
ス−(2−ヒドロキシアルキル)−イソシアヌレートを
製造することができ、しかもその際問題となる量の副生
成物が形成されない方法を提供する。 【解決手段】 シアヌル酸及び脂肪族エポキシドから
1,3,5−トリス−(2−ヒドロキシアルキル)−イ
ソシアヌレートを製造する方法において、反応を触媒量
の有機隣化合物の存在下に実施する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シアヌル酸及び脂
肪族エポキシドから1,3,5−トリス−(2−ヒドロ
キシアルキル)−イソシアヌレートを製造する方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】1,3,5−トリス−(2−ヒドロキシ
アルキル)−イソシアヌレートを一般にシアヌル酸及び
エポキシドから製造することは公知である(E. Amgewer
d, Chemische Rundschau, Band 23, No. 45 1970)。
【0003】ドイツ国特許出願公告第1670214号
明細書には、前記方法を触媒なしで溶剤として低級アル
コール又は水溶性エーテル中で実施することを推奨して
いる。
【0004】さらに、該反応を触媒としてアルカリ金属
のような塩基の存在下に実施することが提案された(米
国特許第3088948号明細書参照)。
【0005】さらに、触媒として硫酸又は塩酸のような
酸(米国特許第3265694号明細書及び米国特許第
3213577号明細書)又は強酸のアルカリ金属又は
アルカリ土類金属塩(特公昭45−15732号公報)
を使用することは公知である。
【0006】特公昭45−23322号公報には、第三
アミン、又は第四級化されたアミンのような第四アミン
の誘導体のような触媒が記載されている。
【0007】前記の方法は、もちろん、反応速度が高温
でもなお緩慢すぎる及び高い収率は数時間の反応時間後
に初めて得られるという欠点を有する。加えて、それに
結び付いた生成物及び出発物質の熱的負荷により副反応
し易くなる。この結果は、まずサイクル時間を短縮する
ために反応温度を更に高めると、明らかである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、低い
温度で高い空時収率で1,3,5−トリス−(2−ヒド
ロキシアルキル)−イソシアヌレートを製造することが
でき、しかもその際問題となる量の副生成物が形成され
ない方法を提供することであった。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題は、本発明によ
り、アヌル酸及び脂肪族エポキシドから1,3,5−ト
リス−(2−ヒドロキシアルキル)−イソシアヌレート
を製造する方法において、反応を触媒量の有機隣化合物
の存在下に実施することにより解決される。
【0010】本発明による方法は、特に式IV:
【0011】
【化1】
【0012】[式中、Xは一般式V:
【0013】
【化2】
【0014】の基を表し、上記式中Ra,Rb,Rc及び
dは水素、C1〜C10−アルキル基又はC5〜C8−シク
ロアルキル基を表す]で示される1,3,5−トリス−
(2−ヒドロキシアルキル)−イソシアヌレートを製造
するために好適である。貴重な中間生成物は、 特に
a,Rb及びRcが水素及びRdがC1〜C10−アルキル
基又はC5〜C8−シクロアルキル基である1,3,5−
トリス−(2−ヒドロキシアルキル)−イソシアヌレー
トである。
【0015】特に経済的に重要であるのは、1,3,5
−トリス−(2−ヒドロキシエチル)−イソシアヌレー
ト、1,3,5−トリス−(2−ヒドロキシプロピル)
−イソシアヌレートである。
【0016】所望の1,3,5−トリス−(2−ヒドロ
キシアルキル)−イソシアヌレート製造は、シアヌル酸
を相応するエポキシドと反応させることにより行う。
【0017】脂肪族エポキシドとしては、特に一般式
I:
【0018】
【化3】
【0019】[式中、R1,R2,R3及びR4は水素C1
〜C10−アルキル基又はC5〜C8−シクロアルキル基を
表す]で示されるものである。特に、廉価な脂肪族エポ
キシド、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシ
ド、ブチレンオキシド及びイソブチレンオキシドが該当
する。
【0020】反応の際には、脂肪族エポキシドをシアヌ
ル酸の窒素原子の量に対してモル過剰で使用することが
有利であることが立証された。従って、脂肪族エポキシ
ドのシアヌル酸に対する比は、少なくとも3:1、有利
には3:1〜3.8:1、特に3.6:1〜3.6〜1
である。
【0021】該反応は、ホスホラン、フォスフィット、
ホスホリジンのような有機化合物の存在下にかつ特に有
利にはホスフィンまたはアミノホスフィンを用いて実施
する。
【0022】適当なホスフィンは、例えば一般式II:
【0023】
【化4】
【0024】[R5,R6及びR7は以下のものを表す:
水素、C1〜C20―、特にC1〜C6―アルキル、C3〜C
8−、特にC5及びC6−シクロアルキル、C6〜C20−ア
リール、特にフェニル、C5〜C20−ヘテロアリール、
7〜C20−アルキルアリール、特にトルイル、C7〜C
20−アリールアルキル、特にベンジル、または一般式I
II:
【0025】
【化5】
【0026】(式中、R8及びR9は水素、 C1〜C
20−、特にC〜C6−アルキル、C3〜C8−、特にC5
及びC6−シクロアルキル、C6〜C20−アリール、特に
フェニル、C5〜C20−ヘテロアリール、C7〜C20−ア
ルキルアリール、特にトルイル、C7〜C20−アリール
アルキル、特にベンジルを表す]で示されるものであ
る。
【0027】市販のホスフィンのうちでは、特にトリフ
ェニルホスフィン、トリフェニル−ホスフィン、トリス
−(ジエチルアミノ)−ホスフィンまたはトリス−(ジ
メチルアミノ)−ホスフィンが適当である。
【0028】有機燐化合物は、有機燐化合物、既にシア
ヌル酸に対して500モルppmの量で有効である。通
常、シアヌル酸に対して50000モルppmまでを使
用する。特に良好な結果は、該化合物をシアヌル酸に対
して2000〜10000モルppmの量で使用すると
達成される。
【0029】有利には、触媒量で有機燐化合物のほかに
共触媒として第三アミンのアンモニム塩、または第四ア
ンモミウム化合物を併用することができる。
【0030】好適であるのは、 C1〜C20−、特にC
〜C6−アルキル、C3〜C8−、C5及びC6−シクロア
ルキル、C6〜C20−アリール、特にフェニル、C5〜C
20−ヘテロアリール、C7〜C20−アルキルアリール、
特にトルイル、C7〜C20−アリールアルキル、特にベ
ンジルのような有機基を持った1個以上の第三アミノ基
を有するアミンである。 C1〜C20−アルキル基及びC
3〜C8−シクロアルキルの場合には、1又は2個の水素
原子はヒドロキシ基により置換されていてもよい。多数
の第三アミノ基を有する第三アミンのうちでは、特に、
窒素原子が、C1〜C10−炭化水素化合物の2個の水素
原子の抽象的概念により導かれる単位、例えばエチレ
ン、ポリパンジイル、ブタンジイルまたはフェニレンの
ような単位と互いに結合されたものが該当する。
【0031】適当な第三アミンの具体的な例は、トリエ
チルアミン、トリエタノールアミン及び1,4−ジアザ
ビシクロ[2.2.2]オクタンである。
【0032】第三アミンは、そのアンモニウム塩の形で
使用することもできる。この場合、特に第三アミンに対
する有機強酸及び鉱酸、例えばハロゲン化水素または硫
酸からなるアダクトが該当する。
【0033】第四アンモニウム塩の有機基としては、第
三アミンの有機基として挙げたものと同じものが該当す
る。
【0034】第四アンモニムウイオンの対イオンとして
は、ヒドロキシルイオンのほかに強有機酸又は鉱酸、例
えばハロゲン化水素酸、硫酸及び燐酸のアニオンが該当
する。
【0035】適当な第四アンモニムウ化合物の例は、ベ
ンジル−トリメチルアンモニムウヒドロキシド、テトラ
キス−(2−ヒドロキシエチル)−アンモニムウヒドロ
キシド又はベンジル−ジメチル−2−ヒドロキシエチル
−アンモニムウ−ヒドロキシドである。
【0036】一般に、隣化合物1モル当たり共触媒0.
05〜20、有利には0.2〜5モルを使用する。
【0037】出発物質は、一般に0〜180℃の温度で
反応させる。該反応は100〜140℃で良好に進行
し、特に良好には該反応は110〜130℃で進行す
る。
【0038】該反応は、標準圧で実施することができ
る。好ましい反応条件において標準圧下でガス状である
脂肪族エポキシドを使用する際には、標準圧よりも高い
圧力が推奨される。従って、エチレンオキシド及びプロ
ピレンオキシドを使用する際には3〜20バールの圧力
を使用するのが有利である。
【0039】有利には、出発物質の反応は本発明によれ
ば、脂肪族エポキシド及びシアヌル酸と緩慢に反応する
にすぎない慣用の溶剤の存在下に実施する。有利である
のは、1〜6個の炭素原子を有する低級アルコール、特
にプロパノール及びイソプロパノール、2〜6個の炭素
原子を有する低級エーテル、例えばテトラヒドロフラン
又はジオキサン、3〜6個の炭素原子を有するケトン、
例えばアセトン又はブタノン、アミド、例えばジメチル
ホルムアミド又はジメチルアセトアミドである。
【0040】一般に、溶剤は反応体に対して10〜10
00重量%の量で使用する。該量は好ましくは、出発物
質を有利な反応温度において溶解させるのに十分である
ように選択する。
【0041】本発明による方法は、例えば、シアヌル
酸、有機隣化合物及び場合によりCo触媒及び適当な溶
剤からなる溶液に脂肪族エポキシドを前記温度で前記割
合で調合しかつこの温度で、シアヌル酸が殆ど完全に反
応して1,3,5−トリス−(2−ヒドロキシアルキ
ル)−イソシアヌレートになるまで反応させることによ
り実施する。達成される反応は通常の分析法(例えば赤
外線分光分析)により監視することができる。
【0042】1,3,5−トリス−(2−ヒドロキシア
ルキル)−イソシアヌレートの単離は、通所の、当業者
に周知の方法、例えば低温での溶剤及び過剰の脂肪族エ
ポキシドの留去又は1,3,5−トリス−(2−ヒドロ
キシアルキル)−イソシアヌレートの結晶化及び引き続
いての濾別により行う。
【0043】一般には、所望の1,3,5−トリス−
(2−ヒドロキシアルキル)−イソシアヌレートを高い
純度及び収率で得るためには1〜36、有利には3〜6
時間の反応時間で十分である。
【0044】
【実施例】 例1〜5 反応器にシアヌル酸97g(0.75モル)、有機隣化
合物0.0034モル及び場合により(例4及び5)第
三アミン0.0034モル及びn−プロパノール400
mlを装入した。120℃の反応温度で、3hにわたり
連続的に全ての実験で同じ速度でエチレンオキシド総計
51g(1.2モル)を導入した。
【0045】3時間経過した後に、反応器内圧を測定
し、かつ該反応器を引き続き室温に冷却した。反応混合
物は、未反応エチレンオキシド、未反応シアヌル酸、モ
ノヒドロキシエチルイソシアヌレートの他に所望の1,
3,5−トリス−(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌ
レートを主成分として含有していた。
【0046】反応中反応器の容積は一定でありかつ反応
器からの物質の漏洩不可能であることが保証されたの
で、反応速度を間接的に反応器内圧を介して反応時間の
終了時(3h)に確認することができた。反応器内圧が
高くなればなるほど、ますますエチレンオキシドの反応
率は低くなり、従ってますます反応速度は低くなる。
【0047】例6及び7(比較のため) 該実験は例1〜5の類似して実施したが、但し有機隣化
合物0.0034モルの代わりに第三アミン0.003
4モルを使用した。
【0048】実験結果は、表から明らかである。
【0049】
【表1】
【0050】例8〜11 反応器にシアヌル酸97g(0.75モル)、有機隣化
合物及び場合により(例9及び10)第三アミン及びn
−プロパノール400mlを装入した。120℃の反応
温度で、0.5h以内でエチレンオキシド総計17g
(0.39モル)を導入した、この際反応器内圧は8.
1バールに上昇した。その後、記載の温度でエチレンオ
キシド総計89g(2,02モル)を後圧入した。その
際、この圧入は、圧力が一定の8.1バールに維持され
るように行った。この量のエチレンオキシドを後圧入す
るために必要な時間は、反応速度のための尺度でありか
つ別の操作パラメータと共に表2から明らかである。
【0051】隣化合物及びアミン化合物の使用した量
は、例8,9及び11ではそれぞれ0.0034モルで
あった。例10では、相応する量は0.0017モルで
あった。
【0052】例11 例8を繰り返した。この場合には、トリフェニルホスフ
ィンの代わりにトリエタノールアミン0.52g(0.
0034モル)を使用した。
【0053】
【表2】
【0054】例12 反応器にシアヌル酸97g(0.75モル)、トリス−
(ジメチルアミノ)ホスフィン0.55g(0.003
4モル)及びジメチルホルムアミド400mlを装入し
た。引き続き、内圧が室温で3バールになるまでの量の
窒素を導入した。引き続き、反応混合物を120℃に加
熱した。この温度で、3hにわたり一定の調合速度でエ
チレンオキシド51g(1.2モル)を圧入した。内圧
は3h後0.5バールであった。内圧の高さは反応速度
の尺度である。その際、高い内圧はエチレンオキシドの
低い反応率、ひいては低い反応速度を表す。
【0055】例13 例12を繰り返した。但しこの際には、KOH(水酸化
カリウム)0.19g(0.0034モル)を触媒とし
て使用した。内圧はエチレンオキシドの3時間の導入後
に0.7バールであった。
【0056】例14 反応器にシアヌル酸97g(0.75モル)、トリスフ
ェニルホスフィン900mg及びn−プロパノール400
mlを装入した。120℃の温度で17hにわたりプロ
ピレンオキシド総計107g(1.8モル)を導入し
た。引き続き、反応を冷却により中断させ、反応器を法
圧しかつ反応排出物をい分析した。シアヌル酸99.8
モル%に少なくとも1個のプロピレンオキシド単位が付
加された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨハン−ペーター メルダー ドイツ連邦共和国 ノイホーフェン ヤー ンシュトラーセ 35 (72)発明者 エティエンヌ ファン デン ブランデ ベルギー国 カペレン ガルデニアラーン 23 (72)発明者 トーマス クラーダー ベルギー国 カペレン パルムストラート 54

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シアヌル酸及び脂肪族エポキシドから
    1,3,5−トリス−(2−ヒドロキシアルキル)−イ
    ソシアヌレートを製造する方法において、反応を触媒量
    の有機隣化合物の存在下に実施することを特徴とする、
    1,3,5−トリス−(2−ヒドロキシアルキル)−イ
    ソシアヌレートの製造方法。
JP8066715A 1995-03-22 1996-03-22 1,3,5−トリス−(2−ヒドロキシアルキル)−イソシアヌレートの製造方法 Withdrawn JPH08325245A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19510325.4 1995-03-22
DE19510325A DE19510325A1 (de) 1995-03-22 1995-03-22 Verfahren zur Herstellung von 1,3,5-Tris-(2-hydroxyalkyl)-isocyanuraten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08325245A true JPH08325245A (ja) 1996-12-10

Family

ID=33103722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8066715A Withdrawn JPH08325245A (ja) 1995-03-22 1996-03-22 1,3,5−トリス−(2−ヒドロキシアルキル)−イソシアヌレートの製造方法

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US (1) US5719281A (ja)
EP (1) EP0733623A3 (ja)
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DE (1) DE19510325A1 (ja)

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Also Published As

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EP0733623A2 (de) 1996-09-25
US5719281A (en) 1998-02-17
DE19510325A1 (de) 1996-09-26
EP0733623A3 (de) 1997-01-08

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