JPS60209580A - 特定のグリシジル化合物の製造方法 - Google Patents

特定のグリシジル化合物の製造方法

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JPS60209580A
JPS60209580A JP60053195A JP5319585A JPS60209580A JP S60209580 A JPS60209580 A JP S60209580A JP 60053195 A JP60053195 A JP 60053195A JP 5319585 A JP5319585 A JP 5319585A JP S60209580 A JPS60209580 A JP S60209580A
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shrimp
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アンドレ フイアツクス
ジン リー グエン
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Ciba Geigy AG
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は第1工程後に得られたハロヒドリン化合物を単
離及び精製する2工程製造法による特定のグリシジル化
合物の製造方法に関するものである。
グリシジル化合物例えばフェノール又はアルコールのグ
リシジルエーテル、カルボン酸のグリシジルエステル又
はアミンのN−グリシジル化合物はエビハロヒドリンを
相当するフェノール、アルコール、カルボン酸又はアミ
ンと反応させることによる1又は2工程製造法によって
製造することができることが知られている。
この2工程製造法において、低分子量のグリシジル化合
物の製造のためにはエビハロヒドリン例えばエビクロロ
ヒドリンは通常第1工程において過剰に使用されるが、
第2工程でアルカリ水溶液を用いて行う脱ハロゲン化水
素の前に反応溶液から除去するか又は、NaOH溶液に
起因するか若しくは反応中に生成する水を共沸混合物と
して反応混合物から除去するために脱ハロゲン化水素剤
及び溶媒を兼ねて反応溶液中に放置するのが好ましい。
加水分解性ハロゲン含有量の低い純粋な低分子量のグリ
シジル化合物を製造するだめの多くの改良が例えば特定
の溶媒や特定の触媒の使用としてすでに提案されている
。このような改良は例えばエッチ、リー(H,Lee 
)及びケー、ネーヴ(ル(K、 Nevi 11e )
著、″′エポキシ樹脂ハンドブック(Hand boo
k of Epoxy Re5ins )”。
1967年版、第2章に要約されている。
更に、アメリカ合衆国特許第4373073号には触媒
存在下でフェノールとエビクロロヒドリンの実質的に化
学景論的過剰量とを反応させるにあたり、第1工程で生
成したクロロヒドリンエーテルを過剰のエビブロモヒド
リンヲ除去すすることによシ単離し、そして第2工程で
クロロヒドリンエーテルの脱塩化水素をアルカリ水溶液
及び第2の特定触媒存在下で行うグリシジルエーテルの
製造のだめの2工程製造法が開示されている。
加水分解性ハロゲン含有量の低い特定のグリシジル化合
物はエビハロヒドリンを化学量論的に極くわずか過剰に
使用し、この第1工程後得られたハロヒドリン化合物を
単離し、そして水を用いてこれを精製する2工程により
更に簡単で経済的に製造することができる。本発明の第
2段階において触媒の添加は行わなくてもよい。
したがって本発明は、エビハロヒドリンヲ次式Ja、 
na又はlla : A→c−OH)n(I[a)、Y−+−NHz)n(I
lla)(前記各式中、R,R’、 R’、 R2,R
3,R’、 A、n及びYは後記式1ないし■で定義さ
れたものと同じ意味を表わす)で表わされる化合物又は
シアヌル酸と、所望によυ水性溶媒及び/又は水中で安
定な触媒の存在下で反応させ、相当するハロヒドリン化
合物とし、次いで該化合物をアルカリ水溶液を用いて脱
・・ロダン化水素するにあたり、該式1aないしff1
aで表わされる化合物又はシアヌル酸中の反応性水素原
子1当量当りエビハロヒドリンの1を越えるが18未満
の当量を使用し、この第一工程で得られるノ・ロヒドリ
ン化合物から共沸蒸留により過剰のエビノ・ロヒドリン
を除去し、水を用いるストリッピングにより該ノ・ロヒ
ドリン化合物を洗浄し、次いで第二工程において不活性
で実質的に水と混らない有機溶媒中で脱ノ・ロダン化水
素することよりなる次式I (式中、R及びR′は各々独立して水素原子、炭素原子
数1ないし15のアルキル基、フェニル基、シクロヘキ
シル基又はシクロペンチル基を表わし、R1,R2,R
3及びR4は各々独立して塩素原子又は臭素原子を表わ
し、そして2個の置換基Xは各々水素原子又はメチル基
を表わす)で表わされるグリシジルエーテル、次式■X 11 (式中、nは1又は2であり、そしてnが1の場合には
Aは1価脂肪族基を表わすか、又はnが2の場合にばA
は直接結合又は2価脂肪族、芳香族若しくは脂環式基を
表わし、そしてXは水素原子又はメチル基を表わす)で
表わされるグリシジルエステル、次式用: (式中、nは1又は2であり、Y ij n価脂肪族又
は芳香族を表わし、そしてXは水素原子又はメチル基を
表わす)で表わされるN−グリ/ジル化合物、トリグリ
シジルイソシアヌレート又はトリ(β−メチルグリシジ
ル)インシアヌレートの製造方法に関するものである。
本発明の製造方法においては、式1a、 Ila又はl
1la特に式1a又はIlaで表わされる化合物を使用
するのが好ましい。
適スるエビハロヒドリンの例としてはエビクo o ヒ
)” !Jン、β−メチル−エビクロロヒドリン、エビ
ブロモヒドリン、β−メチルエビブロモヒドリン又はク
リセロールジクロロヒドリンが挙げられる。本発明の製
造方法においては、エビクロロヒドリンを使用するのが
好捷しい。
式1aで表わされる化合物の例としては、ビス(3,5
−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2
−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)
プロノくン、1,1−ビス(6゜5−ジクロロ−4−ヒ
ドロキシフェニル)エタン又は2,2−ビス(3,5−
ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)フロノくンが挙ケ
らレル。本発明の製造方法においては、式1aで表わさ
れる化合物としてテトラブロモ化合物を使用するの75
;好ましい。
式中nが1である式11aで表わされる適する化合物の
例としては、酢酸、アクリル酸、メククリル酸、プロピ
オン酸、ラウリン酸及びステアリン酸が挙けられる。式
中nが2である式11aで表わされる化合物の例として
は脂肪族ジカルボン酸例えば蓚酸、コノ・り酸、グルタ
ル酸、アジピン酸、2.2.4−トリメチル−及び2.
4.4−トリメチルアジピン酸及び両異性体を含む混合
物、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸及ヒ2量化リノ
ール酸;芳香族ジカルボン酸例えばフタル酸、インフタ
ル酸、テレフタル酸、2.5=ジメチルテレンタル酸、
ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ナフタレン−1,
8−ジカルボン酸、ナフタレン−2,3−ジカルボン酸
、ジフェニルエーテル−4,4′−ジカルボン酸、ジフ
ェニル−4,4′−ジカルボン酸及びジフェニル−2,
2′−ジカルボン酸、テトラクロロフタル酸及び2゜5
−ジクロロテレフタル酸;及び脂環式ジカルボン酸例え
ばテトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸
、異性化4−メチルテトラヒドロフタル酸、エンドメチ
レンテトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メ
チルへキサヒドロフタル酸、エンドメチレンへキサヒド
ロフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸及ヒヘキサヒド
ロイソフタル酸が挙げられる。
本発明の製造方法においては、弐Uaで表わされるジカ
ルボン酸化合物として特に脂環式ジカルボン酸を使用す
るのが好ましい。
成用aで表わされる適するモノアミンの例としては、n
−ブチルアミン、エタノールアミン、2−エチルヘキシ
ルアミン、2−フェニルエチルアミン、2−ブトキシエ
チルアミン、n−オクチルアミン、ベンジルアミン及び
アニリンが挙げられる。式11aで表わされる適するジ
アミンの例としてはm−キシリレンジアミン、ビス(4
〜アミノフエニル)メタン、4,4′−ジアミノジフェ
ニル、ビス(3−アミノフェニル)スルホン、ビス(4
−アミノフェニル)スルホン、1.2−ビス(4−アミ
ノフェニル)エタン、2゜2−ビス(4−アミノフェニ
ル)プロパン及び2.2−ビス(3,5−ジブロモ−4
−アミノフェニル)プロパンが挙げられる。
本発明の製造方法において、式maで表わされるジアミ
ンとして特に次式■: (式中、R,R’、 R’、 R2,R3及びR4は式
Iで定義されたものと同じ意味を表わし、そしてR1な
いしR4Fi又、各々水素原子を表わす)で表わされる
ジアミン化合物を使用するのが好ましい。
本発明の製造方法においては、エビハロヒドリン及び式
1aないし川aで表わされる化合物及びシアヌル酸は、
例えば式1aないし[laで表わされる化合物又はシア
ヌル酸中の反応性水素原子1当量当りエビハロヒドリン
が化学量論的に極くわずか過剰例えば1を越えるが18
未満好ましくは105ないし15当量反応溶媒中に存在
するような量使用される。
本発明の製造方法の第1工程は水性溶媒中で行うのが好
捷しい。反応混合物中に添加する水の量は原則として限
界量ではなく、容易に攪拌できる反応混合物を与えるた
めに正に充分な量であるのが都合がよい。
エビハロヒドリンと式1aないしilaで表わされる化
合物及びシアヌル酸との反応は水中で安定な触媒の存在
下で行うのが好ましく、アルカリ触媒を用いるのが好捷
しい。
用いられるアルカリ触媒の適する例としては第4アンモ
ニウム塩のような相間移動触媒例えばテトラメチルアン
モニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリド
、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジル
トリメチルアンモニウムアセテート、メチルトリエチル
アンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムクロ
リド又はテトラブチルアンモニウムスルフェート;第4
アンモニウム塩基例えば水酸化ベンジルトリメチルアン
モニウム;並びにクラウンエーテル例えば12−クラウ
ン−4エーテル(1,4,7,10−テトラオキサシク
ロドデカン)、15−クラウン−5エーテル(1,4゜
7.10.13−ペンタオキサシクロペンタデカン)、
18−クラウン−6エーテル又はジベンゾ−18−クラ
ウン−6エーテルが挙げられる。更に好捷しい触媒とし
ては第3アミン例えば2.4.6−トリス(ジメチルア
ミノメチル)フェノール、ベンジルジメチルアミン、1
−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダ
ゾール又はアミノピリジンが挙げられる。
反応は50°ないし95℃の範囲の高められた温度好1
しくけ70°ないし95℃で反応溶液を攪拌しながら行
うのが都合が良い。反応は通常約1時間後に完了する。
続く反応のために、反応溶液はゆるやかな還流下で更に
約1時間保持するのが都合がよい。
未反応のエピハロヒドリン及び他の揮発性成分を蒸留に
よって除去した後、残部ノ・ロヒドリン化合物を水を用
いてストリッピングすることによって更に精製し、これ
によりノ・ロヒドリン化合物は水中に懸濁され、そして
残った揮発性成分は真空蒸留によって水とともに除去さ
れる。
必要であれば、共留剤として水を使用することによりこ
の操作を数回繰シ返すことができる。
この操作によって精製した/・ロヒドリン化合物を次い
で不活性で実質的に水と混らない有機溶媒中でアルカリ
水溶液を用いて脱ノ・ロダン化水素する。
適する不活性で実質的に水と混らガい有機溶媒の例とし
ては、ケトン例えばメチルエチルケトン又はメチルイソ
ブチルケトン、芳香族炭化水素例えばベンゼン、トルエ
ン又はキシレン、あるいけ脂肪族炭化水素例えばヘキサ
ン、ヘプタン又はオクタンも又挙げられる。
強アルカリは通常脱ハロゲン化水素のために使用される
。NaOH水溶液を使用するのが好ましいが、しかし他
のアルカリ例えば水酸化カリウム、水酸化バリウム、水
酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムも使用
し得る。本発明の製造方法において20な?l、100
%NaOH溶液を使用することが好ましい。脱ハロゲン
化水素は通常化学量論量で行われるが、ハロヒドリン化
合物中の加水分解性ハロゲン含有量に対して必要な化学
量論量の20%過剰1でのアルカリを使用することが脱
ハロゲン化水素に対しては都合がよい。
脱ハロゲン化水素の間2相系が存在するので、反応溶液
を効果的に攪拌することは都合がよい。
高められた温度例えば40°ないし90℃で脱・・ロダ
ン化水素を行うことけ更に都合がよい。脱ハロゲン化水
素は常圧又は共沸条件で行うことができる。
脱−・ロダン化水素が完了したとき、エポキシ樹脂を含
む有機相は水相より分離され、次いで好首しくは共沸蒸
留により有機溶媒を除去する。
残部エポキシ樹脂は同様にして水を除去するのが好まし
い。本発明の製造方法によって得られるエポキシ樹脂は
加水分解性ノ・ロダン含有量が比較的低く、そして金属
に対する腐食作用が低いので電気工業における絶縁用樹
脂として使用するのが最も適している。
本発明の製造方法における第1工程で単離されるハロヒ
ドリン化合物のいくつかは公知化合物である。新規なこ
れらの化合物は同様に本発明の目的を構成する。特に純
粋に単離された化合物としての塩素−及び臭素−置換ビ
スフェノールのジ(ハロヒドリンエーテル)はまだ文献
に記載されていない。したがって、本発明は次(式中、
R,R’、 R1,R2,R3,R4及びXは式■にお
いて定義されたものと同じ意味を表わし、そしてR5及
びR6は各々臭素原子又は塩素原子を表わす)で表わさ
れるジ(ハロヒドリンエーテル)にも又関するものであ
る。
本発明の製造方法によって得られる式■で表わされる化
合物は脱ハロゲン化水素によってグリシジル化合物を得
る中間体として有用であり、このグリシジル化合物は不
純物特に毒性の原因である次式: で表わされるジグリンジルエーテルを実質的に含まない
以下の実施例において、百分率は重量百分率を表わす。
2.2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェ
ニル)プロパン(テトラヒドロビスフェノールA344
り(2当量)を市販のエビクロロヒドリン9Z5y (
1当量)、水44ノ及びベンジルトリメチルアンモニウ
ムクロリドの50係水溶液57ノとともに反応容器中で
攪拌する。
この反応混合物を還流のため90°〜95℃に加熱し、
次いでエビクロロヒドリン185y(2当量)を60分
かけて加える。この反応混合物を30分間還流下で保持
する。外部温度を上昇させ且つ減圧して、反応混合物よ
りエビクロロヒドリン75y及び水44yを除去する。
得られたテトラブロモビスフェノールA−ジ(クロロヒ
ドリンエーテル)を水70dを加えてストリッピングし
精製して、固体すなわち融点44.8゜〜462℃の淡
黄色生成物を得る。
加水分解性塩素含有率 9.6〜98%全塩素含有率 
9.7〜9.8チ エポキシド含有率 0,1〜02当量/Ky分解温度 
190℃ 前記テトラブロモビスフェノールA−ジ(クロロヒドリ
ンエーテル)を次いでメチルイソブチルケトン5672
中に溶解する。攪拌しながら、50 tiy NaOH
水溶液179pi120分かけて加え、次いでこの反応
混合物を85℃で30ないし60分撹拌する。冷却後、
水相を有機相から分離し、次いでこの有機相より共沸蒸
留によって痕跡の水を除去する。濾過助剤1.6yを添
加し、5分間攪拌した後、樹脂溶液を0.98ないし1
.96バールの圧力下で”ザイッ スプラ(5eitz
 5upra )80 ”を通して濾過する。メチルイ
ンブチルケトンを真空蒸留によって除去し、次いで残部
樹脂を水を30WLeづつ2回加えてストリンピングし
、次いで乾燥した。
収量“エポキシド含有量2.98当量7に9の樹脂66
6ノ(理論量の97チ)。
120℃における粘度: 263mPa−5加水分解性
塩素含有率:0.015% 全塩素含有率:0.15% 攪拌しながら、ヘキサヒドロフタル酸300p(54g
当量)及び市販のエビクロロヒドリン339ノ(五67
描量)を反応容器中で95℃に加熱する。次いで50%
テトラメチルアンモニウムクロリド水溶液11.5Fを
加え、この反応混合物を95℃で210分加熱する。真
空中でエビクロロヒドリン&9yf除去した後、残部の
へキサヒドロフタル酸ジ(クロロヒドリンエステル)を
水100dを用いてストリッピングすることにより精製
して、加水分解性塩素含有率1a4〜1a9%、全塩素
含有率194〜19.9%の黄色粘性液体を得る。エポ
キシド含有率は0.03〜0.6当量/に9であり、分
解温度は240℃である。
前記へキサヒドロフタル酸ジ(クロロヒドリンエステル
)全メチルイソブチルケトン600り中に溶解し、次い
でこの溶液を42°〜44℃に加熱する。52ミリバー
ルの真空下で、50%Na OH水溶液305ノを56
0分間に加え1.この間に水を共沸混合物として反応溶
液より除去する。
Na0)1溶液の添加完了後、この反応溶液を更に90
分間同一反応条件下で保持する。充分に攪拌しながら、
水600−を反応中に生成したNaC7を溶解するため
に加える。15分後に水相を有機相より分−離1−る。
この有機相を10%塩酸水溶液8Mで中和し、次いで水
200dを用いて洗浄スる。メチルイソブチルケトンを
真空蒸留によって除去し、次いで水を25gJづつ6回
用いてストリッピングし、次いで″ザイツ(Seitz
)AS“フィルターを通して#遇する。
エポキシド含有量5.82当量/に9の黄色低活性液体
387y(理論量の78%)が得られる。
25℃における粘度: 951mPa−5加水分解性塩
素含有率 [1046% 全塩素含有率:α29% 攪拌しながら、4.4−ジアミノジフェニルメタン19
8り(4,0当量)及び水180ノを反応容器中で70
℃に加熱する。次いで、この温度で市販のエビクロロヒ
ドリン444り(4,8当量)を90分かけて加えるが
、その方法は1分当り4yを最初の30分に加え、1分
当り5ノを次の30分で加え、そして1分当り5.67
yi最後 −の30分で加える。次いで、この反応混合
物を70℃で更に70分充分に攪拌する。次いで過剰の
エビクロロヒドリンを真空蒸留によって除去してエビク
ロロヒドリン45りを回収する。
次いで残部のN、 N、 N(N’ −テトラクロロヒ
ドリン−4,4′−ジアミノジフェニルメタンを水1a
05t’に用いてストリッピングすることにより精製し
て融点105°〜110℃(分解)の白色固体生成物を
得る。
加水分解性塩素含有率: 2α4〜20.9%全塩素含
有率: 21.7〜22.1%エポキシド含有量: 1
8〜1.2当量/に9上記N、 N、 N’、 N’−
テトラクロロヒドリン−4,4′−ジアミノジフェニル
メタンをメチルイソブチルケトン500yに溶解し、こ
の溶液を65℃に加熱し、次いで50 % NaOH水
溶液1969を攪拌しながら45分にわたって加える。
Mail溶液の添加完了後、反応溶液を更に10分間攬
拝する。次いで水相を有機相より分離する。68°〜4
0℃及び91ミリバールの真空下で、別の50%NaO
H水溶液196ノを有機相に加え、その間共沸混合物と
して反応混合物より水を除去し、そして反応容器中にメ
チルインブチルケトンをもどす。N a OH溶液の添
加完了後、この反応混合物を更に90分同一反応条件下
で保持する。水380りを反応中生成したNaCt ’
c除去するために反応混合物に加える。水相を分離した
後、共沸蒸留によって有機相を乾燥し、次いで″ザイツ
 スブラ80″フィルターを通して濾過する。メチルイ
ソブチルケトンを真空中テロ−タリーエバポレータによ
って除去し、次いで得ら力、た樹脂を水を307dづつ
2回用いて処理する。
収量:黄褐色樹脂409y (理論量の97チ)エポキ
シド含有量、a72当量/に9 50℃における粘度:8190mPa S加水分解性塩
素含有率:0.0066%全塩素含有率:052チ 実施例4 : 2.2−ビス(4−グリシジルオキシベ
ンジルトリメチルアンモニウムクロリドの代りにテトラ
メチルアンモニウムクロリドヲ使用して実施例1金繰り
返す。中間段階で得られたテトラブロモビスフェノール
A−ジ(クロロヒドリンエーテル)は下記特性を有する
加水分解性塩素含有率: 96〜98%全塩素含有率:
9.7〜99% エポキシド含有量: o1〜(t 2 当i/l(。
分解温度: 190℃

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11エビノ・ロヒドリンを次式1a、 la又は1l
    la :A−(−C−OH)、(Ila)、Y−(−N
    Hz)n(nla)(前記各式中、R,R’、 R’、
     R2,R”、 R’、 A、 n及びYは後記式iな
    いし式■で定義されたものと同じ意味を表わす)で表わ
    される化合物又はシアヌル酸と、所望によシ水性溶媒及
    び/又は水中で安定な触媒の存在下で反応させ相当する
    ノ・ロヒドリン化合物とし、次いで該化合物をアルカリ
    水溶液を用いて脱ノ・ロダン化水素するにあたり、該式
    1aないし[[aで表わされる化合物又はシアヌル酸中
    の反応性水素原子1当量当りエビ−・ロヒドリンの1を
    越えるが1.8未満の自量を使用し、この第一工程で得
    られるハロヒドリン化合物から共沸蒸留により過剰のエ
    ビハロヒドリンを除去し、水を用いるストリッピングに
    より該ハロヒドリン化合物を洗浄し、次いで第二工程に
    おいて不活性で実質的に水と混らない有機溶媒中で脱ハ
    ロゲン化水素することよりなる次式I:(式中、R及び
    R′は各々独立して水素原子、炭素原子数1ないし15
    のアルキル基、フェニル基、シクロヘキシル基又はシク
    ロペンチル基を表わし、R1,R2,R3及びR4は各
    々独立して塩素原子又は臭素原子を表わし、そして2個
    の置換基XI′i各々水素原子又はメチル基を表わす)
    で表わされるグリシジルエーテル、次式■: 0 x (式中、nは1又は2であシ、そしてnが1の場合には
    Aは1価脂肪族基を表わすか、又はnが2の場合にはA
    は直接結合又は2価脂肪族、芳香族若しくは脂環式基を
    表わし、そしてXは水素原子又はメチル基を表わす)で
    表わされるグリシジルエステル、次式■:(式中、nv
    ′i1又は2であり、Yは1価脂肪族又は芳香族基を表
    わし、そしてXは水素原子又はメチル基を表わす)で表
    わされるN−グリシジル化合物、トリグリシジルイソシ
    アヌレート又はトリ(β−メチルグリシジル)イノシア
    ヌレートの製造方法。 (2)反応性水素原子1当量当りエビハロヒドリン1.
    05ないし1.5当量を使用する特許請求の範囲第1項
    記載の方法。 。 (3) エビハロヒドリンと式1a、 Ila若しくは
    I[laで表わされる化合物又はシアヌル酸との反応を
    水性溶媒中で行う特許請求の範囲第1項記載の方法。 (4) エビハロヒドリンと式1a、 Ila若しくは
    I[laで表わされる化合物又はシアヌル酸との反応を
    水中で安定な触媒の存在下で行う特許請求の範囲第1項
    記載の方法。 (51次式■: (式中、R及びR′は各々独立して水素原子、炭素原子
    数1ないし15のアルキル基、フェニル基、シクロヘキ
    シル基又はシクロペンチル基を表わし、そしてR1,R
    2,R3,R4,R5及びR6は各々塩素原子又は臭素
    原子を表わし、そして2個の置換基Xは各々水素原子又
    はメチル基を表わす)で表わされるジ(ハロヒドリン 
    エーテル)。 (6) 前記式Vにおいて、R及びR′の各々がメチル
    基を表わし、2個の置換基Xが各々水素原子を表わし、
    ”+ ”+ R”及びR4が各々臭素原子を表わし、そ
    してR5及びR6が各々塩素原子を表わす特許請求の範
    囲第5項記載のジ(ハロヒドリン エーテル)。
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