JPH0838910A - イオン交換樹脂 - Google Patents

イオン交換樹脂

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JPH0838910A
JPH0838910A JP6178638A JP17863894A JPH0838910A JP H0838910 A JPH0838910 A JP H0838910A JP 6178638 A JP6178638 A JP 6178638A JP 17863894 A JP17863894 A JP 17863894A JP H0838910 A JPH0838910 A JP H0838910A
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JP
Japan
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exchange resin
ion exchange
triethyl
ion
sulfonic acid
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JP6178638A
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Takahiro Sugawara
貴博 菅原
Michi Watanabe
美地 渡辺
Yoshikazu Shirasaki
美和 白崎
Toshitaka Suzuki
利卓 鈴木
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 N,N,N−トリエチル−3−メルカプトプ
ロピルアンモニウムがイオン結合した強酸性スルホン酸
型イオン交換樹脂。 【効果】 本発明のイオン交換樹脂を触媒として使用す
れば、フェノールとアセトンとの縮合反応により、高い
アセトン転化率で効率的にビスフェノールAを製造する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、強酸性スルホン酸型イ
オン交換樹脂、詳しくは、フェノールとアセトンの縮合
反応によってビスフェノールAを製造する際の触媒とし
て用いられるイオン交換樹脂に関する。ビスフェノール
Aは、エポキシ樹脂やポリカーボネート樹脂の原料とな
る有用な化合物である。
【0002】
【従来の技術】フェノールとアセトンの縮合反応によっ
てビスフェノールAを製造する際の触媒として、強酸性
スルホン酸型イオン交換樹脂と共にメルカプト基を有す
る化合物を併用する方法は公知であり、具体的には、反
応系内にメルカプト基を有する化合物を共存させる方法
(特公昭45−10337号公報、フランス国特許13
73796号明細書等)、メルカプト基を有する化合物
を強酸性イオン交換樹脂に共有結合させる方法(特公昭
37−14721、特開昭56−21650、特開昭5
7−87864号、特開昭59−109503公報
等)、メルカプト基を有するアミン類を強酸性イオン交
換樹脂にイオン結合させる方法等が知られている。
【0003】これらの中で、メルカプトアミン類をイオ
ン結合させた強酸性イオン交換樹脂を使用する方法は、
1)メルカプトアミン類が生成物中に混入しない、2)
触媒の調製が容易であるという点で、メルカプト基を有
する化合物を共有結合させる方法や、単に、反応系内に
メルカプト基を有する化合物を共存させる方法よりも優
れた方法である。
【0004】メルカプトアミン類をイオン結合させた強
酸性イオン交換樹脂を使用する方法としては、2−メル
カプトエチルアミン(特公昭46−19953、特開昭
62−298454号公報)、N−プロピル−3−メル
カプトアルキルアミン(特開昭60−137440号公
報)をイオン結合させた強酸性イオン交換樹脂を用いる
方法が知られている。
【0005】また、四級アンモニウム塩をイオン結合さ
せた強酸性イオン交換樹脂を使用する方法としては、
N,N,N−トリメチル−2−メルカプトエチルアンモ
ニウム、N−(2−ヒドロキシル−3−メルカプトプロ
ピル)ピリジニウム、N−メチル−N−(2−ヒドロキ
シル−3−メルカプトプロピル)モルフォリウム、及
び、N−ベンジル−N,N−ジメチル−2−メルカプト
エチルアンモニウムをイオン結合させた強酸性イオン交
換樹脂を用いる方法(チエコスロバキア国特許1849
88号明細書)が知られている。しかしながら、いずれ
の方法でも、アセトンの転化率は50〜75%程度しか
ないという欠点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アセトンの
転化率が高く、経済的に有利なアセトンとフェノールの
縮合反応によりビスフェノールAを製造するための強酸
性スルホン酸型イオン交換樹脂触媒を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、アセトンとフ
ェノールの縮合反応によりビスフェノールAを製造する
際の触媒として優れた性能を有する、N,N,N−トリ
エチル−3−メルカプトプロピルアンモニウムがイオン
結合した、スルホン化されたスチレン−ジビニルベンゼ
ン共重合体からなる強酸性イオン交換樹脂を提供するも
のである。
【0008】本発明のイオン交換樹脂に使用される、
N,N,N−トリエチル−3−メルカプトプロピルアン
モニウムは、例えば、N,N−ジエチル−3−クロロプ
ロピルアミン塩酸塩とチオ硫酸ナトリウムを反応させて
ブンテ塩とし、これを酸分解してN,N−ジエチル−3
−メルカプトプロピルアミンのジスルフィドを合成し、
ジエチル硫酸等のエチル化剤でエチル化し、これをさら
に還元することにより合成することができる。
【0009】イオン交換樹脂としては、スルホン化され
たスチレン−ジビニルベンゼン共重合体からなる強酸性
イオン交換樹脂が好ましく、共重合体中のジビニルベン
ゼン単位の含有量は2〜40%であるものが好ましい。
イオン交換樹脂の交換容量は、水含有状態で 0.5〜2.5
meq./ml のものが、乾燥状態では 3.0〜7.0 meq./mlの
ものが好ましい。イオン交換樹脂の粒径分布は、200
〜1500μmの粒径のものが95%以上含まれるよう
なものが好ましい。具体的には、例えば、アンバーリス
ト15、31、32(ローム&ハース社製商品名)、ダ
ウエックス50W、88(ダウ・ケミカル社製商品
名)、ダイヤイオンSK1B,SK102、SK10
4、PK208、PK212、RCP160H、RCP
170H(三菱化成社製商品名)などが例示できる。
【0010】これらのイオン交換樹脂は酸型で使用す
る。ナトリウム型の場合は、塩酸等の酸で処理し酸型に
して用いる。これらのイオン交換樹脂は水を含有した状
態で市販されているが、脱水等の特別な処理をすること
なくそのまま使用できる。
【0011】強酸性イオン交換樹脂のスルホン酸基に
N,N,N−トリエチル−3−メルカプトプロピルアン
モニウムを結合するには、イオン交換樹脂のスルホン酸
基のプロトンとN,N,N−トリエチル−3−メルカプ
トプロピルアンモニウムカチオンをイオン交換すればよ
い。具体的には、イオン交換水に溶解したN,N,N−
トリエチル−3−メルカプトプロピルアンモニウムの対
アニオンを、予めアセテートアニオン、炭酸アニオン、
水酸アニオン等のスルホン酸アニオンと容易にイオン交
換するアニオンに変換し、イオン交換水に分散させた強
酸性イオン交換樹脂中に加え、0.1〜2時間撹拌する
ことによりなされる。
【0012】強酸性イオン交換樹脂に対する、N,N,
N−トリエチル−3−メルカプトプロピルアンモニウム
の使用量は、通常、強酸性イオン交換樹脂の全スルホン
酸基に対し、5〜40モル%、好ましくは8〜30モル
%である。イオン結合量が5モル%以下ではN,N,N
−トリエチル−3−メルカプトプロピルアンモニウムに
よる触媒効果が十分発揮されず、また40%以上ではス
ルホン酸量の減少によって触媒活性が低下するため好ま
しくない。本発明のN,N,N−トリエチル−3−メル
カプトプロピルアンモニウムがイオン結合した強酸性イ
オン交換樹脂は、他のものに比べ非常に高いアセトン転
化率を示す。
【0013】上記のようにして得られたN,N,N−ト
リエチル−3−メルカプトプロピルアンモニウムがイオ
ン結合した強酸性イオン交換樹脂(以下、変性樹脂と略
記する)は、アセトンとフェノールの縮合反応に使用す
る場合には、前処理として、変性樹脂の体積の5〜20
0倍のイオン交換水を、20〜80℃の温度で、液時空
間速度(LHSV)0.5〜50hr-1で通液し、さら
に変性樹脂の体積の5〜200倍のフェノールを、40
〜110℃の温度で、LHSV0.5〜50hr-1で通
液する。この処理により変性樹脂は水からフェノールへ
溶媒交換され、反応に使用することができるようにな
る。
【0014】本反応は、通常、変性樹脂を充填した反応
器にフェノールとアセトンを含有する原料混合物を連続
的に供給して反応を行う固定床流通反応方式で行われ
る。原料混合物の供給はLHSV0.1〜20hr-1
好ましくは0.5〜10hr-1の範囲で行われる。反応
温度は40〜120℃、好ましくは60〜100℃の範
囲である。反応温度が40℃以下では反応速度が遅く、
また120℃以上の温度では変性樹脂の劣化が著しく副
生物も増加するため好ましくない。
【0015】フェノールとアセトンのモル比は、アセト
ン1モルに対しフェノールが3〜30モル、好ましくは
5〜20モルの範囲である。フェノールの使用量がこれ
以下だと、副生物が増加するため好ましくなく、30モ
ル以上使用してもその効果にほとんど影響はなく、むし
ろ回収再使用するフェノールの量が増大するため経済的
でない。
【0016】反応混合物から目的物質であるビスフェノ
ールAの分離精製は、例えば、未反応フェノールを回収
しビスフェノールAとフェノールのアダクトを結晶とし
て分離、蒸留等の操作でアダクトからフェノールを回収
するという公知の方法で行うことができる。
【0017】
【実施例】次に、実施例及び反応例により本発明をさら
に具体的に説明する。なお、反応例におけるアセトン転
化率、4,4′−ビスフェノールA(BPA)選択率、
変性率及びスルホン酸残存率は次式より算出した(単位
はいずれも%)。
【0018】
【数1】
【0019】実施例 100mlナス型フラスコにN,N−ジエチル−3−ク
ロロプロピルアミン塩酸塩4.7g、チオ硫酸ナトリウ
ム4.4g及び蒸留水30mlを仕込、還流下2時間加
熱した。35%塩酸2.9gを加えてさらに1時間加熱
還流を続けた。氷浴で冷却しながら水酸化ナトリウム
3.1gを徐々に加えて塩基性とし、酢酸エチル50m
lで2回抽出を行った。無水炭酸カリウムで脱水後、溶
媒を留去し減圧蒸留を行ったところ、無色透明のビス
(N,N−ジエチル−3−アミノプロピル)ジスルフィ
ド3.5gが得られた。このジスルフィドをイソプロパ
ノール30mlに溶解し、ジエチル硫酸3.7gを加え
て、60℃で2時間攪拌した後、溶媒を留去しビス
(N,N−ジエチル−3−アミノプロピルアンモニウ
ム)ジスルフィド ビス(メチルサルフェート)塩の白
色結晶7.6gを得た。
【0020】この結晶をイオン交換水130mlに溶解
し、予めアセテート型にイオン交換した強塩基性イオン
交換樹脂ダイヤイオンPA306(三菱化成社製商品
名)200mlを充填したカラムにLHSV約0.5h
-1で通液し、さらにイオン交換水240mlを通液し
ジスルフィドの対アニオンをメチルサルフェートからア
セテートに交換した。回収されたジスルフィドの水溶液
に1,4−ジオキサン120mlとトリフェニルホスフ
ィン6.3gを加えて窒素雰囲気下60℃で3時間加熱
攪拌した。
【0021】この溶液を予め1,4−ジオキサン50m
l、イオン交換水25mlの混合液に懸濁させたアンバ
ーリスト31(ローム&ハース社製、交換容量1.80
meq/wet−g)55.5gを含むスラリー中に加
え、室温で30分間撹拌した。イオン交換樹脂を濾過
し、ガラス製のカラムに充填し、1,4−ジオキサン/
イオン交換水=1/1の混合液200mlを通液し、樹
脂中のトリフェニルホスフィン及びそのオキシドを完全
に洗い流した。さらにイオン交換水600mlをLHS
V1hr-1で通液し、溶媒を置換した。濾過によって回
収したところ55gの変性アンバーリスト31が得られ
た。メルカプト基及び酸量の分析より、変性率は21.
0%で、スルホン酸残存率は79.0%であった。
【0022】この変性アンバーリスト31、30mlを
内径10.7mm、全長600mmのステンレスカラム
に充填し、70℃でフェノールをLHSV5hr-1で2
4時間流した。次に、フェノール/アセトン=10/1
(モル比)の混合液を70℃、LHSV1.0hr-1
通液し、2000時間連続反応を行った。2000時間
後のアセトン転化率は89.0%、4,4′−BPA選
択率は93.7%であった。
【0023】比較例1〜2 実施例と同様な方法で、N,N−ジメチル−2−クロロ
エチルアンモニウム塩酸塩、及び、2−クロロエチルア
ミンを用いて合成した対応するメルカプトアンモニウム
又はメルカプトアミンがイオン結合した変性アンバーリ
スト31を調製した。これらを用い、実施例と同じ条件
で反応を行なった。50時間及び2000時間後の反応
結果を実施例の結果と併せ表1に示した。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】本発明のイオン交換樹脂を触媒として使
用すれば、フェノールとアセトンとの縮合反応により、
高いアセトン転化率で効率的にビスフェノールAを製造
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 39/16 9155−4H (72)発明者 鈴木 利卓 茨城県稲敷郡阿見町中央8丁目3番1号 三菱油化株式会社筑波総合研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 N,N,N−トリエチル−3−メルカプ
    トプロピルアンモニウムがイオン結合した強酸性スルホ
    ン酸型イオン交換樹脂。
  2. 【請求項2】 結合したN,N,N−トリエチル−3−
    メルカプトプロピルアンモニウムの量が、スルホン酸基
    の5〜40モル%である請求項1記載のイオン交換樹
    脂。
  3. 【請求項3】 イオン交換樹脂が、スチレン−ジビニル
    ベンゼン共重合体である請求項1記載のイオン交換樹
    脂。
JP6178638A 1994-07-29 1994-07-29 イオン交換樹脂 Pending JPH0838910A (ja)

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JP6178638A JPH0838910A (ja) 1994-07-29 1994-07-29 イオン交換樹脂

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8735634B2 (en) 2011-05-02 2014-05-27 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Promoter catalyst system with solvent purification
US9711695B2 (en) 2012-02-03 2017-07-18 Sabic Global Technologies B.V. Light emitting diode device and method for production thereof containing conversion material chemistry
US9771452B2 (en) 2012-02-29 2017-09-26 Sabic Global Technologies B.V. Plastic composition comprising a polycarbonate made from low sulfur bisphenol A, and articles made therefrom
US9772086B2 (en) 2013-05-29 2017-09-26 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Illuminating devices with color stable thermoplastic light transmitting articles
US9821523B2 (en) 2012-10-25 2017-11-21 Sabic Global Technologies B.V. Light emitting diode devices, method of manufacture, uses thereof
US9957351B2 (en) 2011-08-05 2018-05-01 Sabic Global Technologies B.V. Polycarbonate compositions having enhanced optical properties, methods of making and articles comprising the polycarbonate compositions

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