JPS61243030A - α−メチルスチレン類のオリゴマ−の製造方法 - Google Patents

α−メチルスチレン類のオリゴマ−の製造方法

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JPS61243030A
JPS61243030A JP59254233A JP25423384A JPS61243030A JP S61243030 A JPS61243030 A JP S61243030A JP 59254233 A JP59254233 A JP 59254233A JP 25423384 A JP25423384 A JP 25423384A JP S61243030 A JPS61243030 A JP S61243030A
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reaction
oligomer
methylstyrene
catalyst
temperature
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Harushige Sugawara
菅原 晴茂
Takashi Okawa
尚 大川
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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】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】 (産業上の利用分野) 本発明は、α−メチルスチレン類のオリゴマーの製造法
に関する。より詳しくは、所望の組成のα−メチルスチ
レン類のオリゴマーの製造方法に関する。
(従来の技術) α−メチルスチレン類のオリゴマーの製造法については
多くの方法がすでに知られている。
例えば、超強酸の塩を用いる方法(特公昭57−108
51号)、有機アルミニウムを用いる方法(特開昭56
−110708号)、また陽イオン交換樹脂を用いる方
法(特開昭48−44240号)が不飽和2量体製造法
として知られている。
特に、陽イオン交換樹脂を用いる方法では触媒として陽
イオン交換樹脂を用いるので、特別の装置□および環境
を必要とせず、しかも、r過、静置分離によって簡単に
純度の良いオリゴマーが得られ・るという特徴を有する
優れた方法である。
(発明が解決しようとする問題点) α−メチルスチレン類のオリゴマー類の用途は多種多様
であり、それ等の用途に応じて特定の分子量分布および
化学構造をもつものが要求されている。このような要求
に対し分子量分布、化学構造を自由に制御して、所望の
オリゴマーを製造する方法は未だ知られていなかった。
本発明の目的は、α−メチルスチレン類のオリゴマーを
その分子量分布および化学構造を制御して製造すること
である。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、この目的を達成する製造方法について、
鋭意検討した結果、特定の触媒を用いて特定の条件下で
反応させることにより、分子量分布および化学構造を制
御出来ることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、α−メチルスチレン類をスルホン
酸型陽イオン交換樹脂の存在下、30〜70℃の範囲の
一定温度で実質的に単量体が存在しなくなるまで反応さ
せ、次いで80℃以上の温度で処理することを特徴とす
るα−メチルスチレン類のオリゴマーの製造方法である
本発明の方法において、使用される原料は、(式中、R
は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表わす)
で表わされるα−メチルスチレン類である。
本発明の方法により得られるα−メチルスチレン類のオ
リゴマーは飽和または不飽和の2量体から5量体である
。その主成分は 一般式(II)    CH3 ・(式中、Rは一般式(I)の場合と同様の意味を表わ
す、)で表わされる1、1.3− ) ジメチル−3−
フェニルインダン類である飽和二量体、一般式(IID
       c)(3(式中、Rは一般式(I)の場
合と同様の意味を表わす)で表わされる2、4−ジフェ
ニル−4−メチル−1−ペンテン類と、 一般式a′v)CH3 ■ (式中、Rは一般式(I)の場合と同様の意味を表わす
。)で表わされる2、4−ジフェニル−4−メチル−2
−ペンテン類である不飽和二量体等の二量体、 また、一般式(ト) (式中、Rは一般式(I)の場合と同様の意味を表わす
)で表わされる1、3−ジメチル−3−フ二二ルー1−
(2−メチル−2−フェニルプロピル)インダン類であ
る飽和二量体、 一般式(ロ) (式中、Rは一般式(I)の場合と町様の意味を表わす
)で表わされる2、4.6− ) ジフェニル−4,6
−シメチルー1−ヘプテン類、 一般式(■) (式中、Rは一般式(I)の場合と同様の意味を表わす
)で表わされる2、4.6−トリフェニル−4,6−シ
メチルー2−ヘプテン類、 (式中、Rは一般式(I)の場合と同様の意味を表わす
)で表わされる2、4−ジフェニル−3−(1−メチル
−1−フェニルエチル)−4−メチル−1−ペンテン類
(式中、Rは一般式(I)の場合と同じ意味を表わす)
で表わされる2、4−ジフェニル−3−(1−メチル−
1−フェニルエチル)−4−メチル−2−ペンテン類、 一般式(3) (式中、Rは一般式(I)の場合と同じ意味を表わす)
で表わされる2、4.6− )ジフェニル−2,6−シ
メチルー3−ヘプテン類である不飽和三量体等の三量体
がある。
更に、その他に4量体、5量体が知られているが、その
詳細な構造は明らかではない。
本発明の方法で使用されるスルホン型陽イオン交換樹脂
とは、スチレンクビニルベンゼンの共重合体にスルホン
基を導入した構造を有するものであり、一般的に云うゲ
ル状樹脂(例えば、商品名Dowex 50 wx 、
ダウケミカル社製)及び多孔質樹脂(例えば商品名アン
バーリストIR,−15、ロームアンドハース社製、商
品名Lewatit、 5pc−108,118西独バ
イエル社製等)が例示される。
スルホン酸型陽イオン交換樹脂は、使用に際し、オリゴ
マーの品質に影きょうを及ぼす着色物質ならびに酸性物
質を除くため熱水で洗滌し洗液が中性となるまで十分洗
った後、アセトンまたはメタノール、イソプロパツール
等で洗滌しか〜る後、減圧下(5順H9、絶対EE)9
0〜100’Cで10時間乾燥し、実質上水分を含有し
ない樹脂(水分0.1多以下)としたものを使用する。
その使用量は、原料α−メチルスチレン類の単量体に対
して、通常0.4〜2重11%の範囲、好ましくは0.
5〜0,6重iチである。
本発明の方法では、前記原料α−メチルスチレン類(以
下、単量体ともいう)および陽イオン交換樹脂(以下、
単に触媒という)を用い次のように反応を行なう。
すなわち、原料α−メチルスチレン類に触媒を加え、3
0〜70℃の範囲から選ばれるはy一定の温度で、α−
メチルスチレン類が実質的に存在しなくなるまで反応さ
せる前段の反応(以下、前段の反応という)と、この反
応の後、その反応混合物をひきつづき80℃以上に加熱
して処理する後段の処理(以下、後段の処理という)か
らなるものである。
本発明の方法では、前段の反応は、原料α−メチルスチ
レン類を攪拌している系内に触媒を添加して行なうのが
一般的な実施の態様である。
この際、系内はあらかじめ外部加熱により30〜70℃
の範囲の、所望する目的生成物に合わせて選択した温度
にし、これに触媒を添加する。
触媒の添加は1度に全量を加わえると反応熱により反応
液温度が上昇して反応が暴走し制御が不可能となるので
分割添加が好ましい。
すなわち、添加しようとする触媒量を分割し、等量づつ
一定時間毎に添加するか、または、触媒量の1/2〜2
/3を分割し等量づつ一定時間毎に添加し終ってから、
残りを一括添加する方法などが採用できる。触媒添加は
、30〜70℃の一定温度条件忙維持している間に添加
し終るようにする。
触媒として使用したイオン交換樹脂は、何らの支障もな
くくり返し使用が可能であり、もし活性低下したならば
イソプロパツールまたはアセトン等で洗滌しオリゴマー
を取り除いて減圧下船熱乾燥する。
前記のように触媒を分割添加することにより、反応溶媒
を必要とせず、原料であるα−メチルスチレン類単量体
に触媒を一定量添加するだけで反応を行うことができる
この前段の反応で重要なことは、実質的に単量体が存在
しなくなるまでの反応を、30〜70℃の範囲で選ばれ
た一定の温度で行なうことである。
このような温度で反応を行なうことによって、その特定
温度に対応した所望組成のオリゴマーが得られる。
この前段の反応では1反応源度によって不飽和結合を含
有するオリゴマーの生成割合が左右される。このような
オリゴマーは後段の処理で飽和型インダン構造に変化す
るので、後段の処理による目的オリゴマーの分子量分布
及び組成の変化の自由度を大きくするには、前段の反応
温度は比較的不飽和結合を含有するオリゴマーの生成割
合の大きい55〜65℃で行なうのが好ましい。
この前段の反応において、実質的に単量体が存在しなく
なるまで反応させるとは、α−メチルスチレン類の80
重量%以上、好ましくは90重量%以上が2量体以上に
変化するまで反応させることである。
この段階における反応で単量体が多量に残存するまへ、
後段の処理を行なうと、単量体が2量体。
3量体になると同時に異性化が進行し、所望の分子量分
布及び組成のα−メチルスチレン類を得ることが出来な
くなる。したがって、単量体の反応率によって組成の変
化しない30〜70℃の温度で出来る限り反応率を高<
シ、単量体を少なくするのが望ましい。勿論、所望する
オリゴマー〇分子量分布及び組成によっては単量体が残
存したま〜後段の処理を行なってもよいが、好ましい方
法ではない。
また、単量体の製品中への残存は、臭気の問題を生じる
ので、この点からも留意する必要がある。
以上のような方法による前段の反応の後、ひきつづき以
下の後段の処理を行なう。
この後段の処理で、得られるオリゴマーの分子量分布お
よび化学構造を所望のものとすることが出来る。80℃
以上で熱処理することで、不飽和結合を含有するオリゴ
マーは、飽和型インダン構造に変化し、また、3量体以
上の不飽和結合を含有するオリゴマーは特に温度を10
0℃以上にすることで飽和型インダン構造をもつ2量体
に変化する。
後段の処理は、前段の反応の終了後、通常、反応混合物
をそのま入船熱処理を行なう。加熱処理温度は、80℃
以上、好ましくは80〜100℃である。100℃を越
える温度で段の処理を行なうと不飽和結合を有するオリ
ゴマーが飽和型インダン構造に異性化する速度が大きく
なり、異性化を制御して所望の組成とするのが困難とな
る。また、触媒の耐熱性からも好ましくなく、製品オリ
ゴマーが着色するなど不利益をもたらす。
反応終了後、速かに冷却し、40℃以下の温度にして触
媒を分離し製品を得る。
この分離操作は1通常、濾過方法によればよく。
特別のf過装置や方法は必要としない。
極く一般的に、反応液を静置して触媒を分離後上澄液を
抜き出して1反応器中の触媒はそのま〜繰り返し反応に
使用し、一方、前記の抜き出した目的物中に僅かに混入
する触媒はr別して回収する。
このような連続的な反応方法によらない場合は。
反応終了液をそのま〜r遇して触媒をr別して回収して
もよい。
(作用および発明の効果) α−メチルスチレン類をスルホン酸型陽イオン交換樹脂
の存在下、30〜70℃の温度で反応させると選択した
反応温度に応じて不飽和二量体、二量体を主として含む
、所望組成のα−メチルスチレン類のオリゴマーが得ら
れ、単量体が実質的に存在しな(なるまで反応させた後
、つづいて80℃以上で処理すると、さらに不飽和のオ
リゴマーが異性化し飽和の二量体、二量体がえられる。
したがって、本発明の方法によれば、所望のα−メチル
スチレン類オリゴマーを取得することが容易に出来ると
共に5工程が簡単で高収率での生産が可能である、α−
メチルスチレン類のオリゴマーはシーリング材の可塑剤
として有用であり二重結合を水素化したものはポリスチ
レン溶剤、絶縁油、感圧紙溶剤等に5また芳香環まで完
全水素化したものは、特殊潤滑油のベースオイルとなる
その他懸濁剤、沈降防止剤、含浸剤等に用途を持ってい
る1本発明の方法はこのように広範な用途を持つα−メ
チルスチレン類を用途に合わせて所望の組成として製造
することのできる工業的に極めて価値のある方法である
(実施例) 以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。
実施例−1 市販のスルホン酸型陽イオン交換樹脂(アンバーリスト
IR−15.ロームアンドハース社製多孔質樹脂)H型
を純水で良く洗滌し着色物質及び酸性物質を除去し洗滌
が中性になった時点でインプロパツールに浸漬し1着色
がなくなるまで洗滌、ついで減圧下(5zzH9,絶対
圧)90℃で10時間乾燥した。このものは実質上水分
を含有しない触媒樹脂(水分0.1重量%以下)を調製
した。
逆流コンデンサー、攪拌機付フラスコにα−メチルスチ
レンモノマー10009ヲ装入し、オイルバスに浸漬、
加温し40℃に調節した。
次いで前記触媒0.49を秤取し添加した。
反応熱により液温か50℃を越えない様にオイルバス温
度を調節6時間反応する。その間1時間毎に1反応マス
をサンプリングしガスクロマトグラフィーで分析した結
果を表−1に示す。
反応開始から、6時間後 反応率は92.3 %に達し
た。
実施例−2〜7 実施例−1の触媒を用い、反応温度ならびに触媒添加量
を変えて反応し、反応マスの分析結果を表−1に示す。
実施例−8 実施例−1の触媒を用い1反応源度60℃、触媒添加量
0156 % (1/2量を5分割添加し、残りを1括
添加)を添加しながら反応開始後5hr、 6hr、8
hr目に各々サンプリングし分析した。
それぞれ反応率は83.3%、89.7%、95チであ
った1反応生成物の組成を表−1に示す。
比較例−1〜2 実施例−1の触媒を用い、反応温度を80’C1及び1
00℃として、触媒1%を1/8分割し添加一定時間反
応後反応マスについて分析した結果を表−1に示す。
実施例−9〜10 実、悔例1で調製した触媒を用い、触媒添加量を0.5
6%、1チとし、反応温度60℃一定で反応させた後反
応マスの分析を行(弓1続き後段の反応を90℃,10
0℃で実施、反応マスについて分析した結果を表−2に
示す。
いずれも反応率98%以上で残存モノマーも少なく反応
物の組成も所望のものが得られ色相もハーゼン40以下
と良好な品質のものが得られた。
実施例−11 実施例−9と同様に前段の反応を実施した後、後段の処
理を110℃で実施した反応マスの分析結果は表−2の
通りであった。
反応マスをr過した製品は淡黄色に着色ハーゼン煮で1
00と高かった。
実施例−12 実施例−9と同様の操作でα−メチルスチレンの代りに
m及びp−メチルα−メチルスチレン(m一体/p一体
比 60/40の混合物)を原料として反応せしめた。
反応液について分析した結果を表−3に示す。
実施例1〜8に示すように70℃以下で一定温度で反応
せしめることで反応率にかかわらず一定組成のオリゴマ
ーが生成することがわかる。特に実施例ではDLの生成
量が多く後段の反応によって組成を変えうろことが比較
例1〜2と比較するとよくわかる。また、実施例9〜1
2に示すように後段の処理によって所望の組成比に変え
ることができることがわかる。後段の処理を110℃で
行うと組成をかえることはできるが色相が不良となる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)α−メチルスチレン類をスルホン酸型陽イオン交換
    樹脂の存在下、30〜70℃の範囲の温度で、実質的に
    単量体が存在しなくなるまで反応させ、ついで、80℃
    以上の温度で処理することを特徴とするα−メチルスチ
    レン類のオリゴマーの製造方法。
JP59254233A 1984-12-03 1984-12-03 α−メチルスチレン類のオリゴマ−の製造方法 Granted JPS61243030A (ja)

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