JPH09268150A - ジトリメチロールプロパンの製造方法 - Google Patents
ジトリメチロールプロパンの製造方法Info
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- JPH09268150A JPH09268150A JP8081363A JP8136396A JPH09268150A JP H09268150 A JPH09268150 A JP H09268150A JP 8081363 A JP8081363 A JP 8081363A JP 8136396 A JP8136396 A JP 8136396A JP H09268150 A JPH09268150 A JP H09268150A
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Abstract
に有利に製造する方法を提供する。 【解決手段】トリメチロールプロパンおよび2−エチル
アクロレインと、ホルムアルデヒドを、塩基触媒の存在
下で反応させる。
Description
プロパン(以下、DITMPと称す)の製造方法に関す
るものである。DITMPは、ポリアクリレート、ポリ
エーテルポリオール、ポリウレタン、アルキッド樹脂、
合成潤滑油等の原料として有用である。
プロパン(以下、TMPと称す)製造の副生成物として
得られている。即ちTMPは、ホルムアルデヒドと、ノ
ルマルブチルアルデヒドを塩基触媒の存在下で、アルド
ール反応、引き続くカニツァロ反応を行うことにより合
成され、最終的に蒸留操作により分離精製される。その
際生じる蒸留残渣にDITMPが存在し、この残渣から
の再結晶操作によりDITMPを得るのが、一般的な製
造方法である。この製造方法に関しては、例えば特開昭
47−30611号、特開昭49−133311号等に
記載されている。また、TMPを製造する際に反応条件
をある特定の条件に設定することにより、DITMPの
副生量を増加させる方法が、例えば特開昭57−139
028号、特開昭57−142929号等に記載されて
いる。一方、DITMP自体を合成で得る方法として
は、TMP2分子の脱水縮合によるエーテル結合生成
で、DITMPを得る方法が知られている。その際、触
媒としては、酸触媒が好適に用いられる。この方法とそ
の方法を一部改良した方法でのDITMP合成が、例え
ば特表平6−501470号に記載されている。
造の際の副生成物として得る上記の方法には、次のよう
な問題点がある。即ち現在一般的に行われている製造方
法は、TMPの蒸留残渣からの回収であるため、TMP
製造原料であるホルムアルデヒド、ノルマルブチルアル
デヒド等の、TMP合成反応中、あるいはTMP蒸留回
収中に生じた変性物、またTMPとホルムアルデヒドの
アセタール等のDITMP以外の副生成物から、DIT
MPを効率よく分離回収するために、工程が複雑になら
ざるを得ない。このような工程を経るため、DITMP
の蒸留残渣からの回収率は70%未満に留まっている。
またTMPを製造する際に、反応条件をある特定の条件
に設定することによりDITMPの副生量を増加させる
試みが行われているが、それでもDITMPの生成量
は、ノルマルブチルアルデヒドを基準とした収率で20
モル%程度であり、従来のDITMP生成比の2〜3倍
にすぎない。このような状況では、DITMPはTMP
製造の副生成物であるため、必然的にその生産量はTM
Pの生産量に制約され、今後のDITMPの需要増加に
は対応できないことが予想される。
テル結合生成で、DITMPを合成する方法は、上記の
DITMPの需給問題については解決することが出来
る。しかし1分子内に反応に関与しうるアルコール性水
酸基を3個有するTMP同士の反応であるため、必然的
に起こる3分子以上のエーテル縮合体の生成が避けられ
ない。これを抑えるためには、TPMの脱水縮合反応の
反応率を低く設定しなければならず、それに伴い未反応
TMPの回収が大きな経済的負担となっている。
るアルコール性水酸基の一部を低級脂肪酸のエステルと
して予め反応させたTMPを原料として用いる方法が特
表平6−501470号に記載されている。しかしこの
方法においても、選択的にTMP1分子中のアルコール
性水酸基2個のみを低級脂肪酸のエステルとして反応さ
せうるわけではないので、上記問題点が本質的に解決さ
れたとは言いがたい。またこの方法では、2個ないし2
個のアルコール性水酸基をエステル化されたTMPから
生成したエステル化されたアルコール性水酸基を有する
DITMPから、加水分解によりDITMPを再生する
工程が新たに必要となり、経済的負担が増加する。本発
明の目的は、ジトリメチロールプロパンを効率良く、工
業的に有利に製造する方法を提供することにある。
問題点を有するDITMPの製造方法について鋭意検討
を行った結果、TMPおよび2−エチルアクロレインと
ホルムアルデヒドを、塩基触媒の存在下で反応させる
と、DITMPを効率よく製造できることを見い出し、
本発明を完成させるに至った。即ち本発明は、TMPお
よび2−エチルアクロレインとホルムアルデヒドを、塩
基触媒の存在下で反応させることを特徴とするDITM
Pの製造方法である。以下、本発明を更に詳細に説明す
る。
に示される。
ルアクロレインとホルムアルデヒドを反応させるに際
し、塩基触媒の存在が重要である。塩基触媒を用いるこ
とにより、従来の方法では避けられなかったTMP3分
子以上のエーテル縮合体の生成を抑えることが可能とな
る。本発明の方法で用いられる塩基触媒としては、アル
カリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物、及び炭酸化
物、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸
化カルシウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸
カリウム、炭酸カルシウム、炭酸リチウム等が挙げられ
る。また有機塩基化合物として、脂肪族アミン化合物、
特に第3級アミン、例えばトリメチルアミン、トリエチ
ルアミン、ジエチルメチルアミン、ジメチルエチルアミ
ン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン等が用
いられる。これらの塩基触媒の使用量は、反応に使用す
る2−エチルアクロレイン1モルに対し、1.0〜2.
0モルであり、好ましくは、1.1〜1.3モルであ
る。
の工業製品を精製せずにそのまま使用できる。もう一方
の原料であるホルムアルデヒドも、通常の工業規格のも
のであれば、その形態に制限はない。即ち、各規格濃度
のホルマリン水溶液でも、固体のパラホルムアルデヒド
でも、当該製造方法に最も適した形態のものを選択する
ことができる。TMPの使用量は、反応に使用する2−
エチルアクロレイン1モルに対し、1.0〜10.0モ
ル、好ましくは、3.0〜5.0モルの範囲である。使
用するTMP量は2−エチルアクロレインに対し大過剰
の方が、2−エチルアクロレインを基準としたDITM
Pの収率は向上するが、反面、未反応のTMPの回収の
点からは、TMPを過剰とすることは好ましくはない。
ホルムアルデヒドの使用量は2−エチルアクロレイン1
モルに対し、2.0〜5.0モル、好ましくは、2.1
〜2.3モルの範囲である。TMP及びホルムアルデヒ
ドの使用量が、この範囲より両方、あるいは片方でも少
ない場合は、DITMPの生成量が少なく、かつ副生成
不純物の量が増加し、DITMPの回収が経済的に不利
となる。またホルムアルデヒドの使用量がこの範囲より
多い場合も、未反応ホルムアルデヒドの回収量が多くな
り、かつ、ホルムアルデヒドとTMPのアセタ−ル等の
副生成物の生成が多くなるので、経済的に不利となる。
液に同伴する水以外に、特に溶媒を用いずに、TMPの
融点付近以上の温度に加温して、なかば溶融状態で反応
を行うこともできるが、必要に応じて溶媒を用いること
もできる。好ましい溶媒としては、水の他に、ジオキサ
ン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジグライ
ム、テトラグライム等の脂肪族エーテルが挙げられる。
これらの溶媒は、単独でも、また混合溶媒としても使用
できる。
により、反応に適した範囲に設定される。例えば、水酸
化ナトリウムや水酸化カリウムでは、40〜60℃、ト
リエチルアミン等の脂肪族アミン化合物では、80〜1
20℃の範囲である。一般に反応温度が10℃以下で
は、反応速度が極めて遅く実際的ではない。また反応温
度が120℃を越えると、副反応が著しくなりDITM
Pの収率低下や、DITMPの分離精製に支障をきた
す。反応温度を90〜100℃以上にした場合、所定の
反応温度を維持するために、反応系内を常圧以上、通常
は1〜5 Kg/cm2 に保つことができる。必要であれば窒
素、アルゴン等の不活性ガスで加圧してもよい。反応時
間は、反応温度、触媒の種類等により一律ではないが、
通常は0.5〜6時間、好ましくは、1.0〜3.0時
間の範囲に設定される。
物より未反応の低沸点原料や副生物を順次蒸留操作で回
収、除去した後、反応生成物を水により再結晶すること
によって、目的とするDITMPを、結晶として得るこ
とができる。
するが、もちろん本発明はこれらの実施例により限定さ
れるものではない。
ルデヒド水溶液165.0g(ホルムアルデヒド2.2
0モル相当)、2−エチルアクロレイン84.0g
(1.00モル)、トリエチルアミン111.1g
(1.10モル)を、撹拌機を備えた1Lガラス製耐圧
容器に混合し、90℃で2時間反応させた。反応液をガ
スクロマトグラフィーで分析したところ、DITMPが
116.8g(0.47モル)生成していた。これは原
料2−エチルアクロレインを基準とした収率で46.7
モル%に相当する。
g、40%ホルムアルデヒド水溶液165.0g(2.
20モル)を、撹拌機を備えた3Lガラス製反応器に混
合した。ここに、2−エチルアクロレイン84.0g
(1.00モル)、50%水酸化ナトリウム水溶液9
6.0g(水酸化ナトリウム1.20モル相当)を、室
温下、30分で滴下した。滴下終了後、60℃に加温
し、更に30分反応させた。反応液をガスクロマトグラ
フィーで分析したところ、DITMPが88.0g
(0.35モル)生成していた。これは原料2−エチル
アクロレインを基準とした収率で35.2モル%に相当
する。
以外は、実施例1と全く同様の方法で反応させた。反応
液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、DIT
MPが171.5(0.69g)生成していた。これは
原料2−エチルアクロレインを基準とした収率で68.
6モル%に相当する。
gを、撹拌機を備えたフラスコに混合し、5mmHgの
圧力下で、165℃に加熱した。4時間後に反応液をガ
スクロマトグラフィーで分析したところ、DITMP9
0.0g(0.36モル)、未反応のTMP1051.
3g(7.85モル)を含んでいた。これは原料のTM
Pを基準として、反応率21.5モル%、選択率33.
5モル%、収率7.2モル%に相当する。
ン202.0g(2.00モル)を、実施例1と全く同
様の手順で反応させた。反応液をガスクロマトグラフィ
ーで分析したところ、DITMP0.0g、未反応TM
P267.1g(1.99モル)を含んでいた。これは
原料のTMPが99.7%モル未反応で回収されたこと
に相当する。
ンおよび2−エチルアクロレインと、ホルムアルデヒド
から、DITMPを効率よく製造できる。本発明の方法
では反応生成物より低沸点の未反応原料を蒸留により回
収して循環使用することができ、副生物も蒸留操作で容
易に除去できるので、本発明は工業的に極めて優れた方
法である。
Claims (1)
- 【請求項1】トリメチロールプロパンおよび2−エチル
アクロレインと、ホルムアルデヒドを、塩基触媒の存在
下で反応させることを特徴とするジトリメチロールプロ
パンの製造方法
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