JPS62164641A - 非イオン表面活性剤の製造 - Google Patents

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〕 本発明は狭い範囲のアルキレンオキシド付加物の分布状
態と含有量の低い残留アルカノールを有するアルカノー
ルアルコキシレート生成物の製造方法に関するものであ
る。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕

例えば、非イオン表面活性剤、湿潤剤並びに乳化剤、溶
剤、および化学中間体として役立つ様々な種類の製品は
、アルキレンオキシドと、１個または２個以上の活性水
素原子を有する有機化合物との付加反応（アルコキシル
化反応）によって製造される。その例として、エチレン
オキシドと、約６〜３０個の炭素原子を有する脂肪族ア
ルコールまたは置換されたフェノールとの反応によって
製造されるアルカノールエトキシレートおよびアルキル
置換フェノールエトキシレートを特に挙げることができ
る。このようなエトキシレート、およびそれよりは価値
の低い対応するプロポキシレートおよび混合したオキシ
エチレン基とオキシプロピレン基を含む化合物は、産業
および家庭で使用する商業的なりリーニング組成物の非
イオン洗浄剤として最もｆｉｌに使用される。

１個のアルカノール分子（式りに対する若干数（ｎ）の
エチレンオキシド分子（式■）を付加してアルカノール
エトキシレート（下記の弐■にて表わされる）が製造さ
れる状態を図解すると、次の式によって表わされる。

ｒ　　　　■　　　　　　　　　　　■アルカノールお
よびその他の活性水素含有化合物に対するアルキレンオ
キシドの付加は、触媒、最も好都合には強酸性または強
塩基性のいずれかを有する触媒により、好ましく促進さ
れることが知られている。当該技術では周期律表の第１
族のアルカリ金属、例えばナトリウム、カリウム、ルビ
ジウムおよびセシウム塩基性塩、および周期律表の第■
族の或種のアルカリ土類金属、例えばカルシウム、スト
ロンチウム、バリウム並びに場合によりマグネシウムの
塩基性塩が好適な塩基性触媒と認められている。従来慣
用されている酸性のアルコキシル化触媒は広くルイス酸
またはフリーデル・クラフッ触媒を包含している。これ
らの触媒の特定の例は硼素、アンチモン、タングステン
、鉄、ニッケル、亜鉛、錫、アルミニウム、チタンおよ
びモリブデンのフッ化物、塩化物、および臭化物である
。このようなハロゲン化物と、例えば、アルコール、エ
ーテル、カルボン酸、およびアミンとの錯体も発表され
ている。公知の酸性アルコキシル化触媒のなおその他の
例は、硫酸および燐酸；過塩素酸およびマグネシウム、
カルシウム、マンガン、ニッケルおよび亜鉛の過塩素酸
塩；金属しゆう酸塩、金属硫酸塩、金属燐酸塩、金属カ
ルボン酸塩および金属酢酸塩；アルカリ土属フルオロ硼
酸塩、チタン酸亜鉛；およびヘンゼンスルホン酸の金属
塩である。

異った数のアルキレンオキシド付加物（オキシアルキレ
ン付加物）、例えば前記の弐■の中の付加物の数ｎにつ
いて異った値を有する種々のアルコキシレート分子生成
物の混合物を生成するアルキレンオキシド付加反応は公
知である。この付加物の数は多くの点でアルコキシレー
ト分子の特性を制御する因子であり、そして生成物の平
均的な付加物の数および／またはその生成物中の付加物
の数の分布を、生成物の意図された用途に合わせる努力
が払われている。

主として塩基性触媒、特に金属ナトリウムおよびカリウ
ム、およびそれらの酸化物および水酸化物の利用に限ら
れていた、従来の商業的なアルコキシレートの製造法は
比較的分布範囲の広い生成物しか生じない。アルカリ金
属触媒によって得られる生成物よりも狭い範囲の生成物
を生成する、酸で触媒作用を働かさせる常套的なアルコ
キシル化反応が長い間知られている。酸で触媒作用を与
える典型的なアルコキシル化生成物の特性は、各個々の
アルコキシレート化合物の相対濃度が次の式によって表
わすことができる統計的なポアソン分布であって、この
式はオリゴマー化および重合技術に携わる者には周知で
あり、 １ｌｅ−Ｎ Ｐ　（ｎ）〜□ 口！ この式の中で、Ｎはアルキレンオキシド反応剤対アルカ
ノール反応剤の全体のモル比を表わし、ｎはアルキレン
オキシド付加物の数を表わし、Ｐ　（ｎ）は付加物の数
ｎを有するアルコキシレート生成物分子のモル％を表わ
し、そしてｅは自然対数の関数を示している。事実上、
この式は、アルコキシル化反応混合物中のすべてのヒド
ロキシル含有化合物（すなわちアルカノール反応剤およ
びアルコキシレート中間体の両方）が同じ割合でアルキ
レンオキシドと反応する反応機構を反映している。

酸触媒は比較的狭り分布の生成物を提供するけれども、
その他の幾つかの点で重大な欠点をもっことが知られて
いる。例えば、酸はアルコキシル化混合物中の触媒とし
て制限された寿命と効力のために屡々不安定である。酸
触媒自体およびその分解生成物はともに、比較的大量の
ポリアルキレングリコールを生成する副反応に接触作用
を及ぼすとともに、アルコキシル化混合物の成分と直接
反応して、その酸の有機誘導体のような、望ましくなく
、かつ屡々容認できない副生物を生ずる。

上記の方法が、Ｃ１〜Ｃ２゜アルカノールのアルコキシ
ル化において、生成物中に残る未反応の（または残留）
アルカノール反応剤の量を最小にできるかどうかもかな
り重要である。残留アルカノールのレベルが高いことは
、貴重な反応剤の損失を意味しているか、あるいはアル
コールを回収するために生成物の処理をさらに遂行する
ことを要求している。さらに未反応のアルカノールが存
在することは、製品の品質および環境上の関係の点から
不利であると考えられる。例えば、製品中のアルカノー
ルは洗浄剤処方物の噴霧乾燥中、揮発性の有機物が発散
する一因となる。

〔研究に基づく知見事項〕

（ｉ）硫黄を含む１種または２種以上の酸と（ｉｉ）ア
ルミニウムの１種または２種以上の可溶性化合物との或
組み合わせは、アルキレンオキシドとＣ６〜Ｃ３０アル
カノールとの付加反応の触媒として極めて有効であり、
しかもアルキレンオキシド付加物の非常に狭い範囲の分
布と非常に低い残留アルカノール含有量の両方によって
特徴づけられるアルコキシレート生成物をもたらすこと
がここに発見された。

〔問題点を解決するための手段〕

したがって、本発明は、（１）硫黄を含む酸１種または
２種以上と（ｉｉ）アルミニウムアルコラードおよびア
ルミニウムフェノラードからなる群から選ばれたアルミ
ニウム化合物１種または２種以上とを接触させることに
よって製造された、触媒として有効な量の触媒の存在下
において、１種または２種以上の０２〜Ｃ４ビシナルア
ルキレンオキシドからなるアルキレンオキシド反応剤と
、１種または２種以上のＣ４〜Ｃ３０アルカノールから
なるアルカノール反応剤とを反応させることがらなる、
狭い範囲のアルキレンオキシド付加物の分布状態と、低
い含を量の残留アルカノールとを有するアルカノールア
ルコキシレート生成物の製造方法に関するものである。

〔発明の詳細な説明〕

本発明の目的のためのアルコキシル化プロセスの触媒成
分またはその前駆体として使用される、硫黄を含む酸は
、好ましくは、三酸化硫黄、硫酸、アルキル硫酸、およ
び有機並びに無機のスルホン酸からなる群から選ばれた
１種または２種以上の化合物である。アルミニウムアル
コラードおよび／またはフェノラート化合物は、それ自
体、すなわち直接プロセス混合物に適用することができ
るし、あるいはその代りに、触媒成分として、または所
望の触媒成分となる前駆体として順に作用するアルミニ
ウムアルコラードおよび／またはフェノラート化合物に
転化できる適当な前駆体を導入することにより、アルコ
ール含有プロセス混合物中でその場で形成することがで
きる。

従来の酸性触媒だけが存在している下で遂行される従来
のアルコキシル化反応と比較すると、本発明方法は、（
１）副生物を比較的台まない高品質の生成物、（２）ア
ルキレンオキシド付加物の狭い分布状態を有する生成物
、および（３）残留アルカノールの低下した含有量を有
する生成物を生ずる。

本発明は１種または２種以上の０２〜Ｃ４ビシナルアル
キレンオキシドを含むアルキレンオキシド（エポキシド
）反応剤を使用する方法に適用される。エチレンオキシ
ド、プロピレンオキシドを含む反応剤、またはエチレン
オキシドとプロピレンオキシドの混合物が好ましい一方
、アルキレンオキシド含有量が実質的にエチレンオキシ
ドからなる反応剤が特に好ましいと考えられる。

アルカノール反応剤は、極めて好適には、６〜３０個の
範囲の炭素数を有するアルカノール１種または２種以上
を含んでいる。第二級アルコールと第三級アルコール、
並びに多価アルカノールはまた、本発明方法において、
単独で、あるいは第−級一価アルカノールと混合した形
で掻めで好適に使用されるけれども、実質的に第−級一
価アルカノールからなるアルカノール反応剤が最も好ま
しいと考えられる。最も好ましくは、アルカノール反応
剤は実質的に１種または２種以上のＣ８〜Ｃ１゜第−級
一価アルカノールからなる。８〜約２０個の炭素原子を
存するアルカノールも好ましいものということができ、
そのうちＣ７〜Ｃ１ｌアルカノールがより好ましいと考
えられ、そしてＣ１〜Ｃ４アルコールが最も好ましいと
考えられる。約５０％以上、より好ましくは約７０％以
上、そして最も好ましくは約９０％以上の分子が線状（
直鎖状）の炭素構造を有するアルカノール反応剤がさら
に好ましいけれども、一般に、アルカノールの炭素鎖は
分枝鎖または線状（直鎖状）構造のいずれでもよい。４
既して、このような選択は、本発明の方法の実施可能性
または成果よりも、商業的な供給における生成物アルコ
キシレートの有用性と価値に深く関係している。

エチレンのオリゴマー化およびその生成した高級オレフ
ィンのヒドロホルミル化または酸化および加水分解を経
て製造された第−級一価アルカノールの商業的に入手で
きる混合物が特に好ましい。

このような商業的に入手できるアルカノール混合物の例
は、ＣＩ＋　　ｃ、。およびＣ１１アルカノールの混合
物（ＮＥＯＤＯＬ　９１）、Ｃ１□およびＣＩ３アルカ
ノールの混合物（ＮＥＯＤＯＬ　２３）、Ｃ１２、ＣＩ
３、ＣＩいおよびＣＩ５アルカノールの混合物（ＮＥＯ
ＤＯＬ　２５）、およびＣ１４およびＣＩＳアルカノー
ルの混合物（ＮＥＯＤＯＬ　４５）を包含する、シェル
　ケミカル　カンパニー（Ｓｈｅｌｌ　Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ）の商標であり、かつそこから販売
されているネオドール　アルコール（ＮＥＯＤＯＬ　Ａ
ｌｃｏｈｏｌｓ）　：　Ｃ＋　ｏおよびＣＩ２フルカノ
ールの混合物（ＡＬＰＯＬ　１０１２）、Ｃ１□および
Ｃ１４アルカノールの混合物（ＡＬＦＯＬ　１２１４）
、ＣＩ６およびＣＩ８アルカノールの混合物（ＡＬＦＯ
Ｌ　１６１Ｂ）　：およびＣ１いＣ１６およびＣ２゜ア
ルカノール １６２０）を包含する、コンチネンタル　オイル　カン
パニー（Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ　Ｏｉｌ　Ｇｏ．）の
商標であり、かつそこから販売されているアルホル　ア
ルコール（ＡＬＦＯＬ　Ａｌｃｏｈｏｌｓ）　；　Ｃ　
１６およびＣＩ２アルカノールの混合物（ＥＰＡＬ　１
０１２）、ＣＩ□およびＣ１４アルカノールの混合物（
ＥＰＡＬ　Ｌ２１４）、およびＣ−１ＣＩ６およびＣ１
ｓアルカノールの混合物（ＥＰＡＬ　１４１８）を包含
する、エシル　ケミカル　カンパニー（ＥｔｈｙＩＣｈ
ｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ）の商標であり、かつそ
こから販売されているエパル　アルコール（ＥＰＡＬＡ
ｌｃｏｈｏｌｓ）　：およびＣ＋Ｚ、Ｃ１３、ＣＩ４、
およびＣＩＳアルカノールの混合物（ＴＥＲＧＩＴＯＬ
−Ｌ　１２５）を包含する、ユニオン　カーバイド　コ
ーポレーション（Ｕｎｉｏｎ　Ｃａｒｂｉｄｅ　Ｃｏｒ
ｐｏｒａｔｉｏｎ）の商標であり、かつそこから販売さ
れているターギトールーエルアルコール（ＴＥＲＧＩＴ
ＯＬ−Ｌ　Ａｌｃｏｈｏｌｓ）を包含している。天然産
の脂肪族エステルの還元によって製造された、商業的に
入手できるアルカノールも非常に適している。

本発明の目的のためには、指定された二成分系触媒の存
在下で、アルキレンオキシド反応剤と活性水素反応側と
を必ず接触させる。

この触媒の一方の成分として、本発明方法は硫黄を含む
酸を１種または２種以上使用する。三酸化硫黄および実
験式ＺＳＯ，ｌＩで表わされる種類の酸が特に有用であ
る。この種類の中には、硫酸（前記式の中のＺが一〇Ｈ
を表わすもの）、普通アルキル硫酸ともいわれる、６Ｍ
　Ｈのモノアルキルエステル（Ｚがアルコキシ基を表わ
すもの）、亜硫酸（ＺがＨを表わすもの）、およびＺが
一価の無機原子または有機基を表わすスルホン酸が含ま
れる。

好ましいアルキル硫酸は約１〜３０個の炭素原子のアル
コキシ基を存するアルキル硫酸を包含している。約１〜
２０個の炭素原子のアルコキシ基を有するアルキル硫酸
がより好ましい一方、約８〜２０個の炭素原子のアルコ
キシ基を有するアルキル硫酸が最も好ましいと考えられ
る。

好適な無機スルホン酸の具体的な例は、クロロスルホン
酸（前記の式の中でＺはＣ１である）、フルオロスルホ
ン酸（同、ＺはＦである）、およびスルファミン酸（同
、ＺはＮｕｔである）を包含している。

好適な有機スルホン酸はアルカンスルホン酸およびシク
ロアルカンスルホン酸、並びにアレーンスルホン酸（ａ
ｒｅｎｅ−ｓｕｌｐｈｏｎｉｃ　ａｃｉｄ）および複素
環式スルホン酸を包含している。アルカンスルホン酸の
特定の例は、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プ
ロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ペンタンスルホ
ン酸、ヘキサンスルホン酸、ドデカンスルホン酸、ヘキ
サデカンスルホン酸、トリフルオルメタンスルホン酸、
スルホこはく酸、およびシクロへキシルスルホン酸を包
含している。

アレーンスルホン酸の特定の例はベンゼンスルホン酸、
トルエンスルホン酸、スチレン−（スなわちビニルヘン
ゼン）スルホン酸、５−スルホサリチル酸、フェノール
スルホン酸、およびｌ、６−ナフタレンジスルホン酸を
包含している。複素環式スルホン酸の特定の例はスルフ
ァニル酸を包含している。スルホン酸分子のアルキル基
および了り−ル基は、好適には、比較的不活性な有機お
よび／または無機置換基で置換されている。置換された
有機スルホン酸の例は４−ヒドロキシ安息香酸、トリフ
ルオロメタンスルホン酸、イセチオン酸、およびタウリ
ンを包含している。

触媒のアルミニウム含を成分の場合と同様に、硫黄含有
触媒成分は、好適には、プロセス混合物中に直接導入す
るか、あるいは硫黄を含む酸の前駆体混合物に添加して
その中で形成させる。硫黄を含む酸の混合物が非常に適
している。

硫黄を含む酸の特に好ましい基は、硫酸、三酸化硫黄、
０１〜Ｃ１゜アルキル硫酸、スルファニル酸、トルエン
スルホン酸、スチレンスルホン酸、メタンスルホン酸、
および５−スルホサリチル酸を構成する基である。プロ
セス全体の性能と経済性、および製品の品質からみて、
本発明において使用するためには、硫酸、三酸化硫黄、
およびＣ，−Ｃ３０アルキル硫酸よりなる群から選ばれ
た触媒成分がより好ましいと考えられ、そして硫酸が最
も好ましいと考えられる。

本発明方法の触媒の第二に必要な成分は、好適には、１
種または２種以上のアルミニウムアルコラードまたはフ
ェノラート化合物からなる。好ましくは、この成分は下
記の式を有するアルコキシドまたはフェノキシト１種ま
たは２種以上からな×＋、＞（！およびＸ３のうちの少
なくとも１個は一０Ｒ５を表わし、この基の中でＲ置換
基はアルキル基および随意にアルキル基で置換されたフ
ェニル基、好ましくは０１〜Ｃ１゜アルキル基および随
意に置換されたフェニル基よりなる群から選ばれる。−
ＯＲ基を表わすｘ＋、）（寞およびＸ１置換基は、好適
には、同じか、または異なる一ＯＲ基を表わす。本発明
はプロセス混合物中で、そして特にアルカノール反応剤
の存在下においてＸＩ。

×２およびＸ３のうちの少なくとも１個が−ＯＲ基に転
化される前駆体の基を表わすアルミニウム化合物を使用
する具体化を含むことを意図している。

前駆体として働くこのような基の例は、ハロゲン原子、
特に塩素原子および臭素原子、カルボキシ（例えば酢酸
）基、およびアルキル（例えばメチル基）を包含してい
る。−ＯＲ基、または−ＯＲ基を形成するための前駆体
でないＸｌ、Ｘｌおよび×３のうちの１個または２個以
上は、好適には、プロセス媒体中で実質的に不活性であ
る有機または無機の基を表わしている。最も好ましくは
、ＸｌおよびＸ！およびＸ３はすべて同じか、または異
なる一ＯＲ基を表わす（か、あるいは実際上置じか、ま
たは異なる一ＯＲ基に転化される）。

本発明の目的のための触媒成分として適している好まし
いアルコキシド化合物の特定の例は、低級アルコキシド
、例えばアルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプ
ロポキシドおよびアルミニウム第三級ブトキシド、並び
にプロセスのアルカノール反応剤と同じＣ６〜ＣｔＯの
範囲にあるアルキルＲ置換基、例えばノニル基、デシル
基、ドデシル基、およびヘキサデシル基を１個または２
個以上存する高級アルコキシドを含む、アルミニウムア
ルコキシド（ここでＲは０１〜Ｃ１゜アルキル基である
）を包含している。このように供給するのに役立つ好ま
しいフェノキシト化合物の特定の例は、アルミニウムフ
ェノキシト、低級アルキル基で１換されたフェノール誘
導体、例えばアルミニウムベンジルオキシド、および高
級アルキル基で置換されたフェノール誘導体、例えばＲ
がノニルフェニル基、トリデシルフェニル基、ペンタデ
シルフェニル基等を表わす化合物を包含している。

現場でアルミニウムアルコキシド化合物を形成させる前
駆体として役立つ好ましい化合物の特定の例は、三酢酸
アルミニウムおよびトリアルキルアルミニウム化合物、
例えばトリメチルアルミニウムおよびトリエチルアルミ
ニウムを包含している。

Ｘｌ、ＸｌおよびＸ３置換基のそれぞれが、Ｒが１〜３
０個の範囲の炭素数、より好ましくは１〜２０個の範囲
の炭素数、そして最も好ましくは、与えられたプロセス
の適用において使用される個個のアルカノール反応剤の
炭素数と一致した炭素数を有するアルキル基である場合
の−ＯＲ基である、アルコキシドを使用するのが特に好
ましい。

かくして、例えば、ドデシルアルコール反応剤の反応は
、最も好ましくは、第二の触媒成分のかなりの部分が、
それぞれのＲがドデシル基である、式ＡＩ−（ＯＲ）３
の化合物である触媒を含む触媒の存在下で遂行される０
本発明を一つの理論または作業機構に限定することを意
図しないで、アルコラード化合物およびフェノラート化
合物がアルカノール反応剤の存在下で普通トランスアル
コーリシス（ｔｒａｎｓａｌｃｏｈｏｌｙｓｉｓ）反応
を受けて、少なくとも一部、アルカノール反応剤の炭素
数に相当する炭素数を含むアルキル置換基を有するアル
コキシドに転化するものと考えられる。したがって、例
えば、アルミニウムイソプロポキシド触媒成分が高級ア
ルカノールアルコキシル化反応剤（例えば、Ｃ＋Ｚ〜Ｃ
ＩＳアルカノール混合物）と接触するときに、イソプロ
パツールを発生し、かつアルミニウムイソプロポキシド
の少なくとも一部をＣ０〜ＣＩＳアルキル置換基を存す
るアルミニウムアルコキシドに転化するトランスアルコ
ーリシス反応が起る。

本発明の一つの好ましい具体化においては、炭素数の少
ないアルミニウムアルコキシド（例えば約６個未満のア
ルキル基炭素数によって特徴づけられるアルコキシド）
を、アルキレンオキシド反応剤と接触させる前に、トラ
ンスアルコーリシスにより、低級アルコキシド化合物を
アルコキシド置換基の炭素数（または炭素数分布）〜ア
ルカノール反応剤の炭素数（または炭素数分布）に相当
するアルコキシド化合物へ転化するのに好ましい条件下
で、アルカノール反応剤と混合する。

本発明方法の実施に当っては、０．１：１〜２：１の範
囲にある第一の硫黄含有酸成分対第二のアルミニウム含
有成分のモル比で触媒成分が好ましく適用される、この
相対的な割合が高くなると、反応速度が低下するととも
に副生物の生成割合が増大する一方、前記割合が低くな
ると、反応速度は望ましくないほど低下する。Ｏ，１１
〜ｌ：ｌの範囲にある第一の触媒成分対第二の触媒成分
のモル比がより好ましく、０．４：１〜Ｏ，６：ｔの間
のモル比が最も好ましいと考えられる。

この触媒の組合せは、触媒として有効な量で反応混合物
中に存在する。典型的な実際の操作に対しては、触媒の
量は、望ましくは、二成分を合わせた全体の成分のアル
カノール反応剤に対して少なくとも約０．０１重量％で
ある。触媒の量は狭く制限されないけれども、少なくと
も約０．０５重量％の量の触媒を使用するのが好ましい
と言うことができ、一方０．１〜１重量％の量が最も好
ましいと考えられる。かなり大量の触媒、例えば１０重
量％までの触媒も非常に適している。

処理方法に関しては、本発明のアルコキシル化反応は一
般に慣用されている方法によって遂行することができる
０例えば、触媒成分を最初にアルカノール反応剤と混合
することができる。添加された触媒は必ずしも全部アル
カノール中に溶解する必要はないけれども、実質的に液
体の混合物が形成する。ついでこの混合物を、典型的に
はガス状で導入されるアルキレンオキシド反応剤と、好
ましくは攪拌下で接触させる。

触媒成分と反応剤および反応剤を接触させる順序は本発
明にとって決定的に重要でないことがわかった。したが
って、例えば、アルミニウム化合物触媒成分と硫黄含有
成分をアルカノール反応剤と接触させる前に予め混合す
るのが好都合な習慣テする。アルコールとエチレンオキ
シドの不存在下での２種の触媒成分を予め混合するとき
にそれらの成分の間の反応が認められると、この２種の
特定の成分が、さもないと同定されなかった一つの有効
な触媒の前駆体として実際に役立つことが示唆される。

したがって、触媒は、２種の特定の成分を接触させるこ
とによって製造される触媒の組合せを挙げて表わすか、
あるいはその触媒と同等に表現される。

アルカノール反応剤の存在下において接触させること、
例えば２種の成分を反応剤に別個に添加することによっ
て２種の成分を結合させることも非常に好ましく、また
便宜上一般に好ましい。

硫酸アルミニウム塩が所望の反応のための触媒として有
効でないという知識からみると、２種の成分のこのよう
な混合または予（ＩＭ混合がアルコキシル化反応に対し
て活性な触媒をもたらすということは驚くべきことと考
えられる。

全般に、この２種の反応剤は、所望の平均付加物数、例
えば典型的には、１未満〜約３０の平均付加物数を有す
るアルコキシレート生成物を生ずるように予め決められ
た量で使用される。一般に、適当で好ましいプロセス温
度は７０〜２００℃であり、そして大気圧よりも高い圧
力が好ましい。

重要な反応速度にとっては約７０℃以上、特に１００℃
以上の温度が典型的に好まし、一方生成物の減成を最小
限に抑えるためには、２００℃未満、特に１８０℃未満
、そして最も特別には１７０℃未満の温度が典型的に望
ましい０本発明において使用される二成分触媒は活性が
高いので、発熱反応の温度を制御する注意を払わなけれ
ばならない。大気圧よりも高い圧力、例えば０．７〜１
１バール（ゲージ圧）の圧力が好ましい。これらの方法
はバッチ式の操作方法を示しているけれども、本発明は
連続プロセスにも等しく適用できる。

アルカノール反応剤は一般に液体であり、そしてアルキ
レンオキシド反応剤はこのような反応については一般に
蒸気である。ついで、液体のアルカノールと触媒結合体
の二成分を含む圧力反応器の中にガス状のアルキレンオ
キシドを導入することによってアルコキシル化が好適に
遂行される。

プロセスの安全を考慮すると、低級アルキレンオキシド
反応剤の分圧は、好ましくは、例えば約４バール未満に
制限され、そして／または反応剤は好ましくは窒素のよ
うな不活性ガスによって、例えば約５０％以下の蒸気相
濃度に稀釈される。しかしながら、爆発の危険を管理す
るために当該技術において公知の適当な予防措置をとる
ならば、より高いアルキレンオキシド濃度、より高い全
圧、およびより高いアルキレンオキシドの分圧において
反応を安全に遂行することができる。１〜４バール（ゲ
ージ圧）のアルキレンオキシド分圧と３〜８バール（ゲ
ージ圧）の全圧が特に好ましいとともに、１．５〜３．
５バール（ゲージ圧）のアルキレンオキシド分圧と３．
５〜６．５バール（ゲージ圧）の全圧がより好ましいと
考えられる。

エトキシル化反応が完了した後、触媒を脱活性化させる
ために、生成物は好ましくは中和される。

中和は、好適には、酸性の生成物混合物に水酸化ナトリ
ウムまたは水酸化カリウムのような塩基を添加すること
によって達成される。中和した触媒残渣は、極めて好適
には、生成物中に残されるか、あるいは所望ならば、例
えば沈澱または抽出または類似方法によって除去するこ
とができる。

本発明方法によって製造されたアルコキシレートは、典
型的には、残留アルカノール反応剤の低い含有量ばかり
でなく、ポリアルキレングリコールとその他の副生物の
比較的低い含有量を有する、非常に満足な品質を備えた
生成物である。残留アルカノールの含有量は一つのアル
コキシル化生成物から別のアルコキシル化生成物にわた
って変化するとともに、アルコキシル化度、すなわち平
均アルキレンオキシド付加物数によって左右されるけれ
ども、本発明によって製造され、かつ与えられた平均付
加物数を有する生成物の残留アルカノール含有量は、従
来の酸で触媒作用を与えるアルコキシル化によって製造
された、同じ平均付加物数を有する生成物の中の残留ア
ルカノール含有量よりも少ない。

〔実施例および発明の効果〕

別に言及されている場合を除き、各々の実施例および比
較例は以下の手順の下に遂行した。１１のステンレス鋼
製のオートクレーブの中ですべてのアルコキシル化反応
を遂行した。各々の場合、エチレンオキシドとアルカノ
ール反応剤からなるアルキレンオキシド反応剤は、１２
個と１３個の炭素原子（Ｃ＋　ｚ約４０モル％およびＣ
Ｉ３約６０モル％）を有する、８０％が直鎖状（２０％
が分枝鎮状）の第一級アルカノール混合物として特徴づ
けられるＮＥＯＤＯＬ　２３　Ａｌｃｏｈｏｌ　（シェ
ル　ケミカルカンパニーの商標名）であった。初めに、
１３０°Ｃにおいて窒素を１時間散布することによって
、液体のアルカノール反応剤を約４ｏｐｐｍの水分含有
量（カール　フィッシャー水分析によって示される）ま
で乾燥した。ガラス製の多頭丸底フラスコの中の乾燥し
たアルカノール約１５０ｇ（０，７７３モル）中に、約
２．０ｇ（０，０１モル）の第一の（アルミニウム化合
物）触媒成分を１００℃において溶解させた。反応混合
物を約３０℃まで冷却し、その温度で約０．５ｇ（０，
００５モル）の第二の（硫黄を含む酸）成分をアルカノ
ール？容液中に７容解して、無色透明な？８液を生成さ
せた。この溶液を窒素雰囲気の下でオートクレーブに移
し、そして反応器を密閉してから１２０℃に加熱した。

ついで窒素とエチレンオキシドとの混合物を、５．２バ
ールの全圧（窒素３．２バールおよびエチレンオキシド
２バール）になるまで反応器に導入した。直ちにアルコ
キシル化（エトキシル化）が開始した。発熱性の反応混
合物の温度を１４０℃まで上昇するにまかせてから、反
応器を冷却してその温度を維持した。需要に応じて、す
なわち約一定の圧力を維持するのに必要な速度でエチレ
ンオキシドを反応器に添加した。所望の平均エチレンオ
キシド付加物数を有する生成物を生産するために十分な
エチレンオキシドを反応器に加えた。ついでエチレンオ
キシドの導入を中止し、そして系内にある未反応のエチ
レンオキシドを実質的に消費するために、反応器をさら
に１時間１４０　’Ｃに維持した。この時間が経過した
後、反応器を９０℃に冷却し、そして生成物を窒素雰囲
気の下で試料びんに移してから、塩基（すなわち水酸化
カリウム）で約６．５のｐＨまで中和した。生成物をＧ
Ｌ−ＬＣ方法により分析して、エトキシレートの数平均
付加物数、エトキシレートのエチレンオキシド付加物の
分布状態、生成物中の残留アルカノール反応剤の含を量
、および生成したポリエチレングリコール副生物の量を
測定した。　　、 実施例１ 第一の触媒成分としてアルミニウムイソプロポキシド（
Ａ　ｌ　（ＯＲ）　３、ここでＲはイソプロピル店であ
る）を使用し、そして第二の触媒成分として濃硫酸（ａ
度９６％）を使用して、上に要点を述べたーＣ的な手順
に従って実施例１を遂行した。アルコキシル化の目的の
ために、３０分間にわたって７５ｇ（２，２モル）のエ
チレンオキシドをオートクレーブに加えた。

アルカノールエトキシレート生成物は２．０の数平均付
加物数（ｍｅａｎ　ａｖｅｒａｇｅ　ａｄｄｕｃｔ　ｎ
ｕｍｂｅｒ）をもち、かつ４．４重量％の残留アルカノ
ール反応剤を含んでいることがわかった。この生成物は
また０、６重量％のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）
を含んでいた。

生成物のエチレンオキシド付加物の分布状態を第１表に
示すとともに、ｆｌｌ従来の水酸化カリウム触媒を使用
して製造した当量の平均付加物数を有するエトキシレー
トのエチレンオキシド付加物分布状態および（２）従来
の酸で触媒作用を与えたエトキシル化反応に特有な（計
算で算出された）ポアソン分布と比較した。この分布は
、ナトリウムまたはカリウムまたはその他の第１族金属
の化合物並びにバリウムまたはその他の第■族金属の化
合物によって接触作用を受ける反応を包含する、塩基で
触媒作用を受ける従来のエトキシル化反応に特有な分布
よりもかなり狭い。さらに、この分布は硫酸のような従
来の酸触媒を使用して得られる分布よりも狭い。

第　　１　　表 コール） １　　　　　　１５．５　　　　２２．９　　　　２７
．４２　　　　　　１５．７　　　　２７．１　　　　
３３．０３　　　　　　１３．１　　　　２０．９　　
　　１Ｂ、０４　　　　　　９．５　　　　１１．９　
　　　１１．２５　　　　　　６．６　　　　５．３　
　　　４．３６　　　　　　４．６　　　　２．０　　
　　１．５７　　　　　　３．０　　　　０．６ ８　　　　　　２．０　　　　０．２ ９１．５ １０　　　　　　１．１ １１　　　　　　０．８ １２　　　　　　０．６ １３　　　　　　０．６ １４　　　　　　０．５ １５　　　　　　０、３ 実施例２ 実施例２については、実質的にすべてのアルミニウムイ
ソプロポキシドをＣ＋Ｚ〜ＣＩ３フルカノールのアルミ
ニウムアルコキシドに転化する別個の処理段階を付加し
て、実施例１と同様に一般的な手順を再び繰り返した。

乾燥したアルカノール反応剤１５０ｇに第二の（硫酸）
触媒成分を添加した後で、しかもアルカノール／触媒混
合物をオートクレーブに移す前に、この混合物を１３０
℃に加熱し、そして窒素を吹込みながらこの温度に２時
間維持した。これらの条件の下で、アルミニウムイソプ
ロポキシドとＣ＋ＺおよびＣ１１アルカノールとの間で
トランスアルコーリシス反応が起った。

アルコリーシスによって放出されたイソプロパツールを
窒素の吹き込みによって系から除去した。

トランスアルコーリシスにつづいて、混合物を３０°Ｃ
に冷却し、そして窒素雰囲気の下でオートクレーブに移
した。

エトキシル化反応の間、６０分の時間にわたり、全部で
７６ｇのエチレンオキシドを反応器に加えた。その生成
物を測定すると、２．４の数平均付加物を有し、かつ３
．１重量％の残留アルコールと０．５重量％のＰＥＧを
含んでいた。またエチレンオキシド付加物分布を測定し
て、比較用のポアソン分布とともに第２表の中に示す。

玉−１−１ 触　媒　系　　　　　　（ポアソン）　　ＡＩ（ＯＲ）
ｚ／ＨｇＳＯ４歎王ユ仕麓宜斂　　　　　２．５　　　
　　２．４付■宜生歎 ０　（残留アルコール）５．３重量％　　３．１重量％
１　　　　　　　　　１６、１　　　　１９．４２　　
　　　　　　　２３、８　　　　２７．６３　　　　　
　　　　２２、９　　　　２３．８４　　　　　　　　
　１６、３　　　　１４．６５　　　　　　　　　　９
、１　　　　　６．９６　　　　　　　　　　４、２　
　　　　２．７？　　　　　　　　　　　１．６　　　
　　１．　ｆｉ８　　　　　　　　　　０、６　　　　
　０．２９０．２ 実施例３ 第一の触媒成分としてアルミニウム第三級ブトキシド（
ＡＩ　（ＯＲ）　３、ここでＲは第三級ブチル基である
）を使用して、本発明のアルコキシル化方法を遂行した
。この実施例３では、乾燥したアルカノール反応剤約３
００ｇ（１，５５モル）中に約５．０ｇ（０，０２モル
）のアルミニウム第三級ブトキシドを１００℃において
溶解した。混合物を３０°Ｃに冷却してから約１．０ｇ
（０，０１モル）の濃硫酸を加えて、僅かに曇った無色
の溶液を生成させた。

ついでエトキシル化反応のために一般的な手順を再び繰
り返した。

全体で１５０ｇのエチレンオキシドを１４０℃において
９０分の反応にわたって消費させた。中和した生成物の
分析によって、４．５重量％の残留アルカノールと１．
８重量％のＰＥＧを含む、２．１の数平均付加物数のア
ルコキシレートが示された。

生成物のエチレンオキシド分布は実施例１で得られたも
のと同様であった 実施例４ １：１のモル比で２種の触媒成分、すなわち第一の成分
（アルミニウムイソプロポキシド）１部と第二の成分（
濃硫酸）１部を含む触媒を使用して、本発明のアルコキ
シル化方法を遂行した。この目的のために、予め乾燥し
たアルカノール反応剤１５０ｇ中に第一の成分約１．１
ｇ（０，００５モル）を１００℃において？８解した。

ついでこのン昆合物を３０℃に冷却してから、約０．５
ｇ（０，００５モル）の硫酸を加えた。

全体で約７０ｇのエチレンオキシドが１２０分の時間に
わたって消費された。この生成物は２．０の数平均付加
物数を有し、かつ４．４重量％の残留アルカノールと２
．１重量％のＰＥＧを含んでいた。

実施例５ 実施例５については、第二の触媒成分として三酸化硫黄
を使用した。１００℃において１５０ｇのアルカノール
反応剤に約２．７　ｇ　（０，０１３モル）のアルミニ
ウムイソプロポキシドを溶解した。混合物を３０’ｃに
冷却してから１．０６　ｇ　（０，０１３モル）の三酸
化硫黄を加えた。

３０分間のエトキシル化反応の間に全体で７５ｇのエチ
レンオキシドが消費された。アルコキシル化生成物は２
．３の数平均付加物数を有し、かつ５．０！！Ｉ％の残
留アルカノールと１．１重量％のポリエチレングリコー
ルを含んでいた。

実施例６ 本発明による別のアルコキシル化方法を遂行し、この場
合第二の触媒成分としてｐ−トルエンスルホン酸を使用
した。予め乾燥したアルカノール反応剤１５０ｇ（０，
７７３モル）に約３．３ｇ（０，０２モル）のｐ−）ル
エンスルホン酸−水和物を加えてから、この混合物を１
３０℃において窒素を吹き込みながら、さらに３０分間
乾燥させた。ついでこの混合物に約２．０ｇ（０，０１
モル）のアルミニウムイソプロポキシドを加え、そして
生成した混合物に１３０℃でさらに３０分間窒素を吹き
付けて、トランスアルコーリシス反応によって放出され
たイソプロパツールを除去した。

１７０℃においてエトキシル化を遂行し、全体で７５ｇ
のエチレンオキシドが９０分間にねたつて消費された。

生成物を分析すると、１．９の数平均付加物数を有し、
かつ７．５重量％の残留アルコールと２．５重量％のＰ
ＥＧを含んでいた。

実施例７ アルカノール反応剤の中に触媒を導入する前に、予め混
合された成分を含む触媒を使用して、本発明のアルコキ
シル化方法を遂行した。この目的のために、室温で４．
９３　ｇ　（０，０２モル）のアルミニウム第二級ブト
キシド（ＡＩ（ＯＲ）ｉ、ここでＲは第二級ブチル基で
ある）に、１．０ｇ（０，０１モル）の９５重量％硫酸
を徐々に加えた０発熱反応が始まり、そして混合物を９
５℃で１時間撹拌して、淡桃色の半固体生成物を生成さ
せた。ついで混合物を２５℃においてさらに１６時間攪
拌した。

予め乾燥したアルカノール反応剤３００ｇに、予め混合
した触媒を４０℃で加えた。生成した混合物を１００℃
に加熱して触媒を溶解してから、オートクレーブ反応器
に移した。ついで上に明示した方法に従ってエトキシル
化反応を遂行し、１００分間の時間にわたって１１６ｇ
のエチレンオキシドを消費させた。中和後に生成物を分
析すると、１．７の数平均付加物数が示された。この生
成物は８．６重量％のアルコールと１．０重量％のポリ
エチレングリコールを含んでいた。この実施例の方法に
よって製造された生成物のエトキシレート分布状態は第
３表に示されており、そしてこの表はまた従来の酸（三
フッ化硼素）で触媒作用が与えられる反応の生成物につ
いて得られた分布状態も比較のために示している０本発
明方法によって製造された生成物は従来方法の生成物よ
りも著しく狭い分布をもっていた。

以下余白 茅−」Ｌ−表 触一」［−展　　　　　　　ＢＦ、　　　　ＡＩ（ＯＲ
）ｓ／ＨｘＳＯａＯ（残留アルコール）１３．２重量％
　　８．６重置％１　　　　　　　　　２７、５　　　
　３４．９２　　　　　　　　　２７、７　　　　３０
．６３　　　　　　　　　１８、１　　　　１６．８４
　　　　　　　　　　　Ｂ、　８　　　　　６．５５　
　　　　　　　　　３、３　　　　　１．９６　　　　
　　　　　　１、０　　　　　０．４７　　　　　　　
　　　０、３　　　　　０．２比較例Ａ 前に要点を述べた一般的な手順の下に、しかし第一の触
媒成分（アルミニウム化合物）の不存在下に、したがっ
て本発明によらないで、アルコキシル化方法を遂行した
。この実験で使用した唯一の触媒は硫黄を含む酸、特に
硫酸であった。

予め乾燥したアルカノール１５０ｇ（０，７７３モル）
の中に約０．５　ｇ　（０，００５モル）の硫酸を３０
℃で溶かした（この混合物にはアルミニウム化合物を加
えなかった）、この溶液を反応器に移してから、一般的
な手順の下にエチレンオキシドと接触させた。１４０℃
において反応が認められなかった０反応器の温度を徐々
に上昇させるに従って、アルコキシル化が約１６０°〜
１７０℃において開始した。４時間の時間にわたって約
５７ｇのエチレンオキシドが消費された。この生成物は
約１．０の数平均付加物数を存し、そして５．８重量％
のＰＥＧと、それ以外の同定されなかった副生物をかな
りの量含んでいることがわがった。この副生物の性質と
量によってエトキシレートの分布を測定することができ
なかった。

比較例Ｂ 同じ一般的な手順の下に、しかし第二の触媒成分（硫黄
を含む酸）の不存在下でアルコキシル化方法を遂行した
。換言すれば、アルミニウムイソプロポキシドは存在さ
せても、硫黄を含む酸は存在させずに、本方法を遂行し
た。

アルミニウムイソプロポキシド約１．０ｇ（０，００５
モル）を乾燥したアルカノール反応剤６８ｇ（０，３５
モル）と混合した。混合物に１３０℃において窒素を３
０分吹き付け、ついでこの混合物を３００＋＊ｊ！のス
テンレス鋼製オートクレーブ反応器に移してから１７０
℃に加熱した。

エチレンオキシドと窒素を反応器に供給して全圧を５．
９バール（窒素３．９バールおよびエチレンオキシド２
バール）に至らせた。エトキシル化が開始したが、極め
て緩慢で、５時間の間に僅か１２．３ｇのエチレンオキ
シドが消費されたにすぎなかった。生成物を分析すると
、０．９の数平均付加物数と３７．４重量％の残留アル
カノール含有量を有するアルコキシドが生成しているこ
とがわかった。

比較例に の比較例は、硫酸アルミニウムがアルコキシル化触媒と
して有効でないことを示している。全体で０．５８ｇの
硫酸アルミニウムと１５０ｇ（０，７７３モル）の乾燥
したアルカノール反応剤とをオートクレーブ反応器の中
で混合した。この混合物を１３０℃に加熱してから、５
．２バールの全圧（窒素３．２バールおよびエチレンオ
キシド２バール）の下でエチレンオキシドと接触させた
。

これらの条件の下では反応は起きなかった。混合物の温
度を徐々に１７０℃まで上昇させ、そして全体で４時間
の間攪拌しながらその温度に維持した。エチレンオキシ
ドは消費されず、そしてアルカノール反応剤は未変化の
ままで回収された。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ｉ）硫黄を含む酸１種または２種以上と、（ｉ
   ｉ）アルミニウムアルコラードおよびアルミニウムフェ
   ノラードからなる群から選ばれたアルミニウム化合物１
   種または２種以上とを接触させることによって製造され
   た、触媒として有効な量の触媒の存在下において、１種
   または２種以上のＣ＿２〜Ｃ＿４ビシナルアルキレンオ
   キシドからなるアルキレンオキシド反応剤と、１種また
   は２種以上のＣ＿６〜Ｃ＿３＿０アルカノールからなる
   アルカノール反応剤とを反応させることからなる、狭い
   範囲のアルキレンオキシド付加物の分布状態と低い含有
   量の残留アルカノールとを有するアルカノールアルコキ
   シレート生成物の製造方法。
2. （２）アルカノール反応剤が、１種または２種以上のＣ
   ＿６〜Ｃ＿３＿０第一級一価アルカノールからなる、特
   許請求の範囲第（１）項記載の製造方法。
3. （３）アルカノール反応剤が１種または２種以上のＣ＿
   ８〜Ｃ＿２＿０第一級一価アルカノールからなる、特許
   請求の範囲第（２）項記載の製造方法。
4. （４）アルカノール反応剤が１種または２種以上のＣ＿
   １＿１〜Ｃ＿１＿６第一級一価アルカノールからなる、
   特許請求の範囲第（３）項記載の製造方法。
5. （５）硫黄を含む酸１種または２種以上が、三酸化硫黄
   、硫酸、アルキル硫酸、亜硫酸、および有機並びに無機
   のスルホン酸からなる群から選ばれる、特許請求の範囲
   第（１）項〜（４）項のいずれか一つに記載の製造方法
   。
6. （６）硫黄を含む酸１種または２種以上が、Ｃ＿１〜Ｃ
   ＿３＿０アルキル硫酸、スルファニル酸、トルエンスル
   ホン酸、スチレンスルホン酸、メタンスルホン酸、およ
   び５−スルホサリチル酸からなる群から選ばれる、特許
   請求の範囲第（５）項記載の製造方法。
7. （７）１種または２種以上のアルミニウム化合物が下記
   の式を有する、特許請求の範囲第（１）項〜第（６）項
   のいずれか一つに記載の製造方法、▲数式、化学式、表
   等があります▼ 式中、Ｘ＾１、Ｘ＾２およびＸ＾３のうちの少なくとも
   １個は−ＯＲ基を表わし、そしてこの基の中のＲはＣ＿
   １〜Ｃ＿３＿０アルキル基または随意にアルキル基で置
   換されたフェニル基である。
8. （８）Ｘ＾１、Ｘ＾２およびＸ＾３のそれぞれが−ＯＲ
   基を表わし、そしてこの基の中のＲが１〜３０個の範囲
   の炭素数を有するアルキル基である、特許請求の範囲第
   （７）項記載の製造方法。
9. （９）Ｒが１〜２０個の範囲の炭素数を有するアルキル
   基である、特許請求の範囲第（８）項記載の製造方法。
10. （１０）触媒中の（ｉ）対（ｉｉ）のモル比が０．１：
    １〜２：１の範囲にある、特許請求の範囲第（１）項記
    載の製造方法。
11. （１１）（ｉ）対（ｉｉ）のモル比が０．４：１〜１：
    １の範囲にある、特許請求の範囲第（１０）項記載の製
    造方法。
12. （１２）温度が５０〜２００℃の範囲にある、特許請求
    の範囲第（１）項〜第（１１）項のいずれか一つに記載
    の製造方法。