JPH101490A - 有機りん化合物の製造方法 - Google Patents
有機りん化合物の製造方法Info
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Abstract
た有機及び無機化合物の不純物の含有量が多く、収率も
低かった。 【解決手段】 構造式(1)の有機りん化合物を、過剰
の水及び水に不溶性で反応系に不活性の有機溶媒の共存
下に、加熱し加水分解反応せしめて構造式(2)のビフ
ェニル系りん化合物を得、さらにこのものを加熱脱水環
化反応させて、構造式(3)の有機りん化合物を製造す
る。 【化23】
Description
もよい水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロア
ルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。]で示
されるビフェニル系りん化合物、及び一般式(3)
定義に同じ。]で示される有機環状りん化合物を製造す
る方法に関し、特に高純度、高品質の目的物を製造する
ことができる方法に関する。
自体、有機低分子及び高分子化合物の安定化剤、難燃化
剤等として使用され、またそれらの製造時における品
質、収率向上補助剤として使用されている。またこのも
のからさらに数多くの安定化剤、難燃化剤及び難燃性高
分子化合物の製造原料として、重要な化合物である。
(3)で示される化合物の製造原料として、またさらに
有機低分子及び高分子化合物の安定化剤、難燃化剤の製
造原料として重要である。両化合物とも今後さらにその
用途の拡大が期待されるものである。
される化合物の製造方法としては、一般式(4)
定義に同じ。]で示されるo−フェニルフェノール系化
合物と、一般式(5) PX3 (5) [ここで、Xは塩素原子又は臭素原子を表す。]で示さ
れる三ハロゲン化りんとを、フリーデル・クラフツ型触
媒の存在下に加熱縮合させて、一般式(1)
び一般式(5)における定義に同じ。]で示される化合
物を製造し、このものを過剰の水に注加して加熱し加水
分解し、冷却析出させるか、アルカリ金属水酸化物水溶
液に注加して加熱し、加水分解し冷却後酸析して、一般
式(2)で示される化合物を製造し、さらにこのものを
加熱脱水環化して一般式(3)で示される化合物を製造
している(例えば特公昭49−45397号、特公昭5
0−17979号各公報)。また一般式(1)で示され
る化合物を有機溶媒の存在下に、それと当モル量の水と
加水分解反応を行ない、一般式(3)で示される化合物
を製造する方法が提案されている(特開平7−1451
85号公報)。
うな方法で得られる一般式(2)及び一般式(3)で示
される化合物は、有機低分子及び高分子化合物の安定化
剤や難燃剤として使用される場合、特に電子材料関係や
合成繊維用に使用される場合、さらに半導体封止用や合
成繊維用高分子化合物の製造原料として使用する場合に
は、高度の純度及び品質が要求され、従来方法で製造さ
れた製品ではその要求に対応し難い。
を、加水分解する前に減圧蒸留精製するか、有機不活性
溶媒で再結晶精製するか、あるいは一般式(3)で示さ
れる化合物をアルカリ金属水酸化物水溶液に溶解し、活
性炭処理した後酸析精製するか、あるいはアルコールと
水との混合液で再結晶する等の精製方法が試みられた
が、いずれも収率に問題があるか、及び/又は無機及び
/又は有機不純物の除去が不十分で、目的を達するには
到っていない。
な問題を解決すべく種々検討を重ねた結果、酸アルカリ
や特殊な薬品を使用することなく、また減圧蒸留等繁雑
な操作や特殊材質の装置を必要としないで、高度の純度
及び品質を有する目的物を製造し得る方法を開発し、本
発明を完成した。
もよい水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロア
ルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、Xは塩
素原子又は臭素原子を表す。]で示される有機環状りん
化合物を、水に不溶性で反応系に不活性な有機溶媒及び
過剰の水の存在下に、常圧又は加圧下で、加水分解反応
を行ない次いで有機溶媒層を水洗することを特徴とす
る、一般式(2)
定義に同じ。]で示されるビフェニル系りん化合物を製
造する方法が提供される。
系りん化合物を脱水閉環反応させることにより、一般式
(3)で示される有機環状りん化合物が製造される。
の例について説明する。
略記する)と、構造式(5A) PCl3 (5A) で示される三塩化りんとを、塩化亜鉛触媒の共存下に加
熱縮合反応させて、構造式(1A)
る)を製造する。
2程度、通常1:1.1〜1.5程度である。
単に「部」と記す)に対し0.05〜3部程度、通常
0.1〜1部程度である。
〜230℃程度で、縮合反応の進行に伴なって塩化水素
ガスが発生し、最終的に210℃付近まで上昇する。塩
化水素ガスの発生が止めば反応が終了したとみなし得
る。
応条件によるが、3〜35時間、通常5〜15時間であ
る。しかしあまりに急激な反応を行なわさせると、塩化
水素ガスの発生が多量となり、三塩化りんの同伴損失を
生じ、また安全操業上も好ましくない。
〜90℃で、好ましくは撹拌下水に不溶性で反応系に不
活性の有機溶媒(以下単に「溶媒」と記す)を加えて溶
解する。ここで使用する溶媒はOPP100部に対して
30〜100部程度、通常40〜70部程度である。
水及び溶媒の混合液に撹拌下に徐々に注加する。この場
合混合液の温度が15〜30℃上昇する。このとき使用
する水の量はOPPと等モル相当量以上、通常5〜20
モル相当量、溶媒の量はOPP100部に対し50〜1
000部程度、通常100〜500部程度である。注加
終了後、撹拌下に昇温して還流温度で加水分解反応を行
なう。加水分解反応時間は1〜10時間程度、通常2〜
5時間程度である。使用する溶媒及び/又は量によって
必要ならば加圧下に加水分解反応温度を高めて、加水分
解速度を早め、又は/及び加水分解生成物の析出防止を
計ることができる。
90℃に冷却して静置し、水層を分離し、油層に60〜
80℃の水を加えて撹拌、静置、分液する。この水洗操
作を通常3回繰り返す。使用する温水の量は反応混合液
の0.2〜1倍量、通常0.3〜0.6倍量程度であ
る。この際も使用する溶媒及び/又は量によっては加水
分解生成物が析出することがあり、そのような場合には
加圧下に行なうことが好ましい。加圧の程度は、使用す
る溶媒及び/又は量にもよるが、通常1〜10m水柱程
度である。
除去して、70〜80℃で脱色処理(活性炭又は/及び
活性白土1%程度対OPP)、濾過後水30〜100
部、通常40〜70部を添加して25℃程度以下に冷却
し、析出物を濾過、洗浄して白色結晶性湿潤濾塊が得ら
れる。このものは、元素分析値及び赤外線吸収分析の結
果から、構造式(2A)
る)であることが確認される。
180℃で脱水環化反応を行なうが、好ましくは室温〜
80度程度でまず付着水を除去し、その後徐々に昇温し
て110〜160℃で脱水環化反応を行なう。脱水環化
反応は120〜160℃/100mmHgで1〜10時
間程度、通常1〜3時間程度である。
物をホーロー引きバットに流し出し、冷却、粗砕して白
色結晶性粗粒体を得る。このものは元素分析値及び赤外
線吸収ペクトル分析の結果、構造式(3A)
する)であることが確認される。
る不活性な有機溶媒、特に後記の有機溶媒と一般式
(2)とを加熱して、共沸脱水せしめると、反応混合物
溶液中の残留水のみならず、一般式(2)で示されるビ
フェニル系りん化合物の脱水閉環反応が効果的に進行し
て、一般式(3)で示される有機環状りん化合物が生成
することが確認された。この場合の共沸脱水温度は、1
00〜130℃程度が好ましく、溶媒の種類等により必
要によっては加圧又は減圧して共沸点を調節することも
できる。
は、その融点、溶融色、液体クロマトグラフ分析及びそ
れに含有される塩素や亜鉛等の微量分析の結果から、極
めて高純度、高品質であることが確認される。
しては、該式のR1 ,R2 及びR3で示せば、(R1 =
R2 =R3 =H),(R1 =C1,R2 =R3 =H),
(R 1 =Br,R2 =R3 =H),(R1 =R2 =C
l,R3 =H),(R1 =R2=Br,R3 =H)、
(R1 =R2 =R3 =Cl),(R1 =R2 =R3 =B
r),(R1 =CH3 ,R2 =R3 =H),(R1 =R
2 =CH3 ,R3 =H),(R1 =R2 =R3 =CH
3 ),(R1 =オクチル,R2 =R3 =H),(R1=
シクロキシル、R2 =R3 =H),(R1 =R3 =H,
R2 =フェニル),(R1 =ベンジル,R2 =R3 =
H),(R1 =R3 =H,R2 =α,α−ジメチルベン
ジル)等が挙げられる。
の例としては、三塩化りん、三臭化りんが挙げられる。
しては、トルエン、o−,m−,p−キシレン、クロル
ベンゼン、o−ジクロルベンゼン、ジクロルエタン等及
びこれらの混合溶媒が挙げられる。
処理装置に連結された還流冷却器を具備した500ml
容反応機に、o−フェニルフェノール204gr(1.
2モル)、三塩化りん140gr及び塩化亜鉛1.2g
rを装入し、徐々に加熱した。30℃付近で内容物が溶
融したので撹拌を開始した。さらに徐々に昇温して18
0〜200℃で三塩化りん66gr(合計206g,
1.5モル)を徐々に添加し、約8時間で210℃に達
した。塩化水素ガスの発生が止んでから、縮合反応生成
物を約100℃に冷却し、クロルベンゼン120grを
添加し、さらに約30℃に冷却した。この反応混合液
を、水240grとクロルベンゼン600grとを装入
した還流冷却器付反応機に、撹拌下に徐々に注加した。
内容物の温度は約20℃から約65℃まで上昇した。さ
らに加熱して還流温度で約3時間加水分解反応を行なっ
た。
静置し、水層を分離(反応分離水層)し、油層に50〜
60℃の温水120grを添加して約1時間撹拌後、同
温度に静置し、水層を分離(洗浄水層)した。この操作
を計3回繰り返した。その後油層中の遊離水分を共沸脱
水し、70〜80℃で活性白土2.6grを加えて脱色
濾過した後、水60grを添加して25℃以下に冷却
し、析出物を濾別し、冷水洗浄して白色結晶性湿潤濾塊
を得た。このものは、一般式(2)で示される化合物に
おいて、R1 =R2 =R3 =Hである化合物(HBPと
略称する)であり、液体クロマトグラフ分析で純度9
9.9%以上を示した。
て溶解し、徐々に減圧し、最終的に80〜100mmH
g,120〜130℃で2時間脱水環化反応を行なっ
た。もはや水分の発生が完全に無くなってから、ほうろ
うバットに内容物を流し出し、冷却して粗砕して白色結
晶性粗粒状物を得た。このものは元素分析値及び赤外線
吸収スペクトル分析から、一般式(3)で示される化合
物であって、R1 =R2=R3 =Hである化合物(HC
Aと略称する)であることが確認された。収量249g
r。収率94%(対OPP理論値)。融点118℃。液
体クロマトグラフ分析による純度99.9%以上。OP
P含量は痕跡。Zn含量1ppm以下。Cl含量1pp
m。Na含量1ppm以下。
冷却して、析出物を濾取してHBP8.4gr(HCA
換算7.8gr,対OPP収率3%)を回収した。HC
A合計収率97%。
4grに代えて2−シクロヘキシル−6−フェニルフェ
ノール301grを使用し、実施例1と同様に操作し
て、一般式(3)で示される化合物であって、R1 =シ
クロヘキシル、R2 =R3 =Hである化合物の白色結晶
性粗粒状物331grを得た。収率93%。純度99.
9%。融点163℃。2−シクロヘキシル−6−フェニ
ルフェノールは痕跡。Cl含量1ppm。Zn含量1p
pm以下。Na含量1ppm以下。
られた縮合反応生成混合物を、約100℃に冷却し、ト
ルエン120grを添加し、さらに約30℃に冷却し
た。この反応混合液を、水240grとトルエン600
grとを装入した還流冷却器付反応機に、撹拌下に徐々
に注加した後、加熱して還流温度で約3時間加水分解反
応を行なった。その後反応混合液を加圧(4m水柱)下
に80〜90℃で、塩酸酸性水150ml/回で3回、
水150ml/回で2回洗浄した後、還流冷却器を流出
冷却器に切り換え、常圧下で加熱して共沸脱水して閉環
反応を行なって、HBPをHCAとなし、内容混合物の
温度が約115℃付近に達したところでもはや水の共沸
流出がなくなった。内容混合液を活性白土2.6grで
脱色濾過した後、5℃付近に冷却して析出物を濾別、ト
ルエン洗浄、乾燥して白色粉末251.1grを得た。
融点118℃。このものは元素分析、赤外線スペクトル
分析の結果からHCAであることが確認された。純度9
9.9%。OPP,Zn,Cl及びNa含量はいずれも
1ppm又はそれ以下であった。収率88%(対OPP
理論値)。析出物濾過液とトルエン洗浄液との併合液中
にはHCA28.5grが含有されており、前記の単離
HCAとの合計量279.6grは収率98%(対OP
P理論値)に相当する。
られた縮合反応混合物を約100℃に冷却し、撹拌しな
がら8.5%水酸化ナトリウム水溶液1,700gr中
に注加した。この間注加混合液は25℃から70℃に上
昇した。約1時間撹拌後稀硫酸でpH4.5に調節し、
活性炭15grを添加して50〜60℃で0.5時間撹
拌してから濾過した。濾液を25℃以下で稀硫酸でpH
1.5まで酸性化して、析出物を濾過、水洗して白色結
晶性粒状のHBPを得た。このものを実施例1における
と同じように減圧下に加熱して脱水環化反応を行なっ
て、白色結晶性粗粒状のHCAを得た。収量233g
r。収率90%。融点117〜118℃。純度99.3
%。OPP含量4000ppm。Cl含量100pp
m。Zn含量7ppm。Na含量200ppm。
られた縮合反応混合物を、撹拌下に210℃付近でさら
に1mmHgの減圧下に保ち、塩化水素ガス及び三塩化
りんを除去した。約100℃に冷却して、クロルベンゼ
ン220grを添加し、約70℃に保った。これに水2
16gr(1.2モル)を約6時間で添加し、次いで徐
々に昇温して還流温度で9〜10時間反応せしめた。塩
化水素ガスの発生が止んで、反応終了後反応混合物を約
100℃に冷却した後、クロルベンゼン350grを追
加添加し70〜80℃で活性白土1.5grで脱色処理
して濾過し、25℃以下で析出物を濾過、クロルベンゼ
ン洗浄、減圧乾燥して、白色結晶性粉末のHCAを得
た。収量246gr。収率95%。純度98.5%。融
点115〜117℃。OPP含量20ppm。Cl含量
40ppm。Zn含量30ppm。
特殊な薬品類や材質の装置を必要とすることなく、操作
も容易に、高純度、高品質、特に原料や副生成の有機化
合物、無機化合物の含有量が極めて少ない目的の有機り
ん化合物を高収率で製造することができる。
Claims (8)
- 【請求項1】 一般式(1) 【化1】 [ここで、R1 ,R2 及びR3 は同一又は異なっていて
もよい水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロア
ルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、Xは塩
素原子又は臭素原子を表す。]で示される有機環状りん
化合物を、水に不溶性で反応系に不活性な有機溶媒及び
過剰の水の存在下に、常圧又は加圧下で、加水分解反応
を行ない次いで有機溶媒層を水洗することを特徴とす
る、一般式(2) 【化2】 [ここで、R1 ,R2 及びR3 は一般式(1)における
定義に同じ。]で示されるビフェニル系りん化合物を製
造する方法。 - 【請求項2】 一般式(1) 【化3】 [ここで、R1 ,R2 及びR3 は同一又は異なっていて
もよい水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロア
ルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、Xは塩
素原子又は臭素原子を表す。]で示される有機環状りん
化合物を、水に不溶性で反応系に不活性な有機溶媒及び
過剰の水の存在下で、常圧又は加圧下で、加水分解反応
を行なって、一般式(2) 【化4】 [ここで、R1 ,R2 及びR3 は一般式(1)における
定義に同じ。]で示されるビフェニル系りん化合物と
し、次いで該ビフェニル系りん化合物を含有する有機溶
媒層を水洗したのち、該ビフェニル系りん化合物を脱水
閉環反応を行なうことを特徴とする、一般式(3) 【化5】 [ここで、R1 ,R2 及びR3 は一般式(1)における
定義に同じ。]で示される有機環状りん化合物を製造す
る方法。 - 【請求項3】 一般式(4) 【化6】 [ここで、R1 ,R2 及びR3 は同一又は異なっていて
もよい水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロア
ルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。]で示
されるo−フェニルフェノール系化合物と、一般式
(5) PX3 (5) [ここで、Xは塩素原子又は臭素原子を表す。]で示さ
れる三ハロゲン化りんとを、フリーデル・クラフツ型触
媒の存在下に縮合反応を行なって、一般式(1) 【化7】 [ここで、R1 ,R2 及びR3 は同一又は異なっていて
もよい水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロア
ルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、Xは塩
素原子又は臭素原子を表す。]で示される有機環状りん
化合物とし、ついで該有機環状りん化合物を、水に不溶
で反応系に不活性な有機溶媒及び過剰の水の存在下に、
常圧又は加圧下で、加水分解反応を行ない次いで有機溶
媒層を水洗することを特徴とする、一般式(2) 【化8】 [ここで、R1 ,R2 及びR3 は一般式(1)における
定義に同じ。]で示されるビフェニル系りん化合物を製
造する方法。 - 【請求項4】 一般式(4) 【化9】 [ここで、R1 ,R2 及びR3 は同一又は異なっていて
もよい水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロア
ルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。]で示
されるo−フェニルフェノール系化合物と、一般式
(5) PX3 (5) [ここで、Xは塩素原子又は臭素原子を表す。]で示さ
れる三ハロゲン化りんとを、フリーデル・クラフツ型触
媒の存在下に縮合反応させて、一般式(1) 【化10】 [ここで、R1 ,R2 及びR3 は一般式(4)における
定義に、Xは一般式(5)における定義に同じ。]で示
される有機環状りん化合物とし、次いで該有機環状りん
化合物を、水に不溶性で反応系に不活性な有機溶媒及び
過剰の水の存在下に、常圧又は加圧で加水分解反応させ
て、一般式(2) 【化11】 [ここで、R1 ,R2 及びR3 は一般式(4)における
定義に同じ。]で示されるビフェニル系りん化合物と
し、次いで該ビフェニル系りん化合物を含有する有機溶
媒層を水洗したのち、該ビフェニル系りん化合物を脱水
閉環反応せしめることを特徴とする、一般式(3) 【化12】 [ここで、R1 ,R2 及びR3 は一般式(4)における
定義に同じ。]で示される有機環状りん化合物を製造す
る方法。 - 【請求項5】 請求項2における加水分解反応後の水洗
有機溶媒溶液から一般式(2)で示されるビフェニル系
りん化合物を単離して、加熱脱水閉環反応を行なう、請
求項2記載の一般式(3)で示される有機環状りん化合
物を製造する方法。 - 【請求項6】 請求項4における加水分解反応後の水洗
有機溶媒溶液から一般式(2)で示されるビフェニル系
りん化合物を単離して、加熱脱水閉環反応を行なう、請
求項4記載の一般式(3)で示される有機環状りん化合
物を製造する方法。 - 【請求項7】 請求項2における加水分解反応後の水洗
有機溶媒溶液を加熱して、共沸脱水により一般式(2)
で示されるビフェニル系りん化合物を脱水閉環反応を行
なう、請求項2記載の一般式(3)で示される有機環状
りん化合物を製造する方法。 - 【請求項8】 請求項4における加水分解反応後の水洗
有機溶媒溶液を加熱して、共沸脱水により一般式(2)
で示されるビフェニル系りん化合物を脱水閉環反応を行
なう、請求項4記載の一般式(3)で示される有機環状
りん化合物を製造する方法。
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