JP6821971B2 - オニウム塩、ルイス酸化合物、及び活性水素含有化合物を含有する組成物 - Google Patents
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[2]ルイス酸が、アルミニウム化合物、亜鉛化合物、及びホウ素化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする上記[1]に記載の組成物。
核磁気共鳴スペクトル測定装置(日本電子社製、(商品名)JNM−ECZ400S/LI)を用い、重溶媒に重クロロホルムを用いて1H−NMRを測定し、2.6〜2.8ppmのモノマー由来のピークと3.3〜4.1ppmのポリマー由来のピークとの積分比から算出した。
核磁気共鳴スペクトル測定装置(日本電子社製、(商品名)JNM−ECZ400S/LI)を用い、重溶媒に重クロロホルムを用いて1H−NMRを測定し、2.6〜2.8ppmのモノマー由来のピークと3.4〜4.4ppmのポリマー由来のピークとの積分比から算出した。
反応したハロゲン含有アルキレンオキシドの量をa(単位:g)、用いたオニウム塩の量をb(単位:mol)、重合に要した時間をc(単位:min)とし、次式により触媒活性を算出した。
JIS K−1557記載の方法により、ハロゲン含有ポリアルキレングリコールの水酸基価d(単位:mgKOH/g)を測定した。得られるハロゲン含有ポリアルキレングリコールの官能基数をeとし、次式によりハロゲン含有ポリアルキレングリコールの分子量を算出した。
攪拌翼を付した0.2リットルの四つ口フラスコに、活性水素含有化合物として2個の水酸基を有する分子量400のポリエーテルポリオール[三洋化成工業社製、(商品名)サンニックスPP400;水酸基価280mgKOH/g]18.8g(47mmol、活性水素量94mmol)、及びテトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド0.64g(1.2mmol、活性水素1molに対して13mmol)を加えた。フラスコ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で2時間脱水処理を行った。その後、トリイソブチルアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液3.5ml(3.5mmol、活性水素1molに対して38mmol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を2時間行い、組成物Aを得た。
実施例1で得られた組成物A(テトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド:1.2mmol)が入った、攪拌翼、滴下ロートを付した0.2リットルの四つ口フラスコを窒素置換した。内温を90℃に昇温し、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン75gを常圧下で間欠的に5.5時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後2時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温85〜90℃の範囲で実施した。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去を行い、無色無臭のポリエピクロロヒドリングリコール95gを得た。転化率は99.9%であり、触媒活性は142g/mol・min、得られたポリエピクロロヒドリングリコールの分子量は1900g/molであった。
(3,4−ジクロロ−1,2−エポキシブタンの重合)
実施例1で得られた組成物A(テトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド:1.2mmol)が入った、攪拌翼、滴下ロートを付した0.2リットルの四つ口フラスコを窒素置換した。内温を90℃に昇温し、ハロゲン含有アルキレンオキシドとして3,4−ジクロロ−1,2−エポキシブタン75gを常圧下で間欠的に5時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後2時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温85〜90℃の範囲で実施した。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留3,4−ジクロロ−1,2−エポキシブタンの除去を行い、無色無臭のポリ3,4−ジクロロ−1,2−ブチレングリコール90gを得た。転化率は94.6%であり、触媒活性は144g/mol・min、得られたポリ3,4−ジクロロ−1,2−ブチレングリコールの分子量は1920g/molであった。
攪拌翼を付した0.2リットルの四つ口フラスコに、活性水素含有化合物として2個の水酸基を有する分子量400のポリエーテルポリオール[三洋化成工業社製、(商品名)サンニックスPP400;水酸基価280mgKOH/g]18.8g(47mmol、活性水素量94mmol)、及びテトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド0.26g(0.47mmol、活性水素1molに対して5.0mmol)を加えた。フラスコ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で2時間脱水処理を行った。その後、トリイソブチルアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液0.9ml(0.9mmol、活性水素1molに対して10mmol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を2時間行い、組成物Bを得た。
実施例3で得られた組成物B(テトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド:0.47mmol)が入った、攪拌翼、滴下ロートを付した0.2リットルの四つ口フラスコを窒素置換した。内温を90℃に昇温し、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン75gを常圧下で間欠的に6時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後6時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温85〜90℃の範囲で実施した。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去を行い、無色無臭のポリエピクロロヒドリングリコール80gを得た。転化率は84.9%であり、触媒活性は189g/mol・min、得られたポリエピクロロヒドリングリコールの分子量は1780g/molであった。
攪拌翼を付した0.2リットルの四つ口フラスコに、活性水素含有化合物として2個の水酸基を有する分子量400のポリエーテルポリオール[三洋化成工業社製、(商品名)サンニックスPP400;水酸基価280mgKOH/g]6.52g(16mmol、活性水素量33mmol)、及びテトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド0.22g(0.41mmol、活性水素1molに対して13mmol)を加えた。フラスコ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で2時間脱水処理を行った。その後、トリイソブチルアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液1.2ml(1.2mmol、活性水素1molに対して38mmol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を2時間行い、組成物Cを得た。
実施例4で得られた組成物C(テトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド:0.41mmol)が入った、攪拌翼、滴下ロートを付した0.2リットルの四つ口フラスコを窒素置換した。内温を90℃に昇温し、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン75gを常圧下で間欠的に6時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後7時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温85〜90℃の範囲で実施した。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去を行い、無色無臭のポリエピクロロヒドリングリコール75gを得た。転化率は91.5%であり、触媒活性は200g/mol・min、得られたポリエピクロロヒドリングリコールの分子量は4980g/molであった。
攪拌翼を付した0.2リットルの四つ口フラスコに、活性水素含有化合物として2個の水酸基を有する分子量400のポリエーテルポリオール[三洋化成工業社製、(商品名)サンニックスPP400;水酸基価280mgKOH/g]18.8g(47mmol、活性水素量94mmol)、及びテトラノルマルブチルアンモニウムクロライド0.33g(1.2mmol、活性水素1molに対して13mmol)を加えた。フラスコ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で2時間脱水処理を行った。その後、トリイソブチルアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液3.5ml(3.5mmol、活性水素1molに対して38mmol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を2時間行い、組成物Dを得た。
実施例5で得られた組成物D(テトラノルマルブチルアンモニウムクロライド:1.2mmol)が入った、攪拌翼、滴下ロートを付した0.2リットルの四つ口フラスコを窒素置換した。内温を90℃に昇温し、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン75gを常圧下で間欠的に5時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後2時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温85〜90℃の範囲で実施した。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去を行い、無色無臭のポリエピクロロヒドリングリコール94gを得た。転化率は99.2%であり、触媒活性は151g/mol・min、得られたポリエピクロロヒドリングリコールの分子量は1940g/molであった。
攪拌翼を付した0.2リットルの四つ口フラスコに、活性水素含有化合物として2個の水酸基を有する分子量400のポリエーテルポリオール[三洋化成工業社製、(商品名)サンニックスPP400;水酸基価280mgKOH/g]18.8g(47mmol、活性水素量94mmol)、及びテトラノルマルブチルホスホニウムブロミド0.40g(1.2mmol、活性水素1molに対して13mmol)を加えた。フラスコ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で2時間脱水処理を行った。その後、トリイソブチルアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液3.5ml(3.5mmol、活性水素1molに対して38mmol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を2時間行い、組成物Eを得た。
実施例6で得られた組成物E(テトラノルマルブチルホスホニウムブロミド:1.2mmol)が入った、攪拌翼、滴下ロートを付した0.2リットルの四つ口フラスコを窒素置換した。内温を90℃に昇温し、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン75gを常圧下で間欠的に5時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後2時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温85〜90℃の範囲で実施した。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去を行い、無色無臭のポリエピクロロヒドリングリコール95gを得た。転化率は99.8%であり、触媒活性は152g/mol・min、得られたポリエピクロロヒドリングリコールの分子量は1880g/molであった。
攪拌翼を付した0.2リットルの四つ口フラスコに、活性水素含有化合物として2個の水酸基を有する分子量400のポリエーテルポリオール[三洋化成工業社製、(商品名)サンニックスPP400;水酸基価280mgKOH/g]18.8g(47mmol、活性水素量94mmol)、及びテトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド0.64g(1.2mmol、活性水素1molに対して13mmol)を加えた。フラスコ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で2時間脱水処理を行った。その後、トリイソプロポキシアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液3.5ml(3.5mmol、活性水素1molに対して38mmol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を2時間行い、組成物Fを得た。
実施例7で得られた組成物F(テトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド:1.2mmol)が入った、攪拌翼、滴下ロートを付した0.2リットルの四つ口フラスコを窒素置換した。内温を90℃に昇温し、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン75gを常圧下で間欠的に4時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後2時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温85〜90℃の範囲で実施した。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去を行い、無色無臭のポリエピクロロヒドリングリコール95gを得た。転化率は99.8%であり、触媒活性は177g/mol・min、得られたポリエピクロロヒドリングリコールの分子量は1970g/molであった。
攪拌翼を付した0.2リットルの四つ口フラスコに、活性水素含有化合物として2個の水酸基を有する分子量400のポリエーテルポリオール[三洋化成工業社製、(商品名)サンニックスPP400;水酸基価280mgKOH/g]18.8g(47mmol、活性水素量94mmol)、及びテトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド0.64g(1.2mmol、活性水素1molに対して13mmol)を加えた。フラスコ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で2時間脱水処理を行った。その後、ジエチル亜鉛の1.0mol/lのトルエン溶液3.5ml(3.5mmol、活性水素1molに対して38mmol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を2時間行い、組成物Gを得た。
実施例9で得られた組成物G(テトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド:1.2mmol)が入った、攪拌翼、滴下ロートを付した0.2リットルの四つ口フラスコを窒素置換した。
内温を90℃に昇温し、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン75gを常圧下で間欠的に4時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後4時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温85〜90℃の範囲で実施した。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去を行い、無色無臭のポリエピクロロヒドリングリコール85gを得た。転化率は90.0%であり、触媒活性は120g/mol・min、得られたポリエピクロロヒドリングリコールの分子量は1750g/molであった。
攪拌翼を付した0.2リットルの四つ口フラスコに、活性水素含有化合物として2個の水酸基を有する分子量1000のポリエーテルポリオール[三洋化成工業社製、(商品名)サンニックスPP1000;水酸基価112mgKOH/g]75.0g(75.0mmol、活性水素量94mmol)、及びテトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド1.03g(1.9mmol、活性水素1molに対して13mmol)を加えた。フラスコ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で2時間脱水処理を行った。その後、トリイソブチルアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液5.6ml(5.6mmol、活性水素1molに対して38mmol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を2時間行い、組成物Hを得た。
実施例10で得られた組成物H(テトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド:1.9mmol)が入った、攪拌翼、滴下ロートを付した0.2リットルの四つ口フラスコを窒素置換した。内温を90℃に昇温し、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン75gを常圧下で間欠的に4時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後1時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温85〜90℃の範囲で実施した。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去を行い、無色無臭のポリエピクロロヒドリングリコール152gを得た。転化率は99.9%であり、触媒活性は133g/mol・min、得られたポリエピクロロヒドリングリコールの分子量は2020g/molであった。
攪拌翼を付した0.2リットルの四つ口フラスコに、活性水素含有化合物として3個の水酸基を有する分子量400のポリエーテルポリオール[三洋化成工業社製、(商品名)サンニックスGP400;水酸基価420mgKOH/g]18.8g(47mmol、活性水素量140mmol)、及びテトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド0.64g(1.2mmol、活性水素1molに対して8.3mmol)を加えた。フラスコ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で2時間脱水処理を行った。その後、トリイソブチルアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液3.5ml(3.5mmol、活性水素1molに対して25mmol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を2時間行い、組成物Iを得た。
実施例11で得られた組成物I(テトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド:1.2mmol)が入った、攪拌翼、滴下ロートを付した0.2リットルの四つ口フラスコを窒素置換した。内温を90℃に昇温し、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン75gを常圧下で間欠的に4.5時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後2時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温85〜90℃の範囲で実施した。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去を行い、無色無臭のポリエピクロロヒドリングリコール94gを得た。転化率は98.9%であり、触媒活性は162g/mol・min、得られたポリエピクロロヒドリングリコールの分子量は1920g/molであった。
攪拌翼を付した0.2リットルの四つ口フラスコに、活性水素含有化合物として2個の水酸基を有する分子量400のポリエーテルポリオール[三洋化成工業社製、(商品名)サンニックスPP400;水酸基価280mgKOH/g]37.5g(94mmol、活性水素量188mmol)、及びテトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド1.28g(2.34mmol、活性水素1molに対して0.013mol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を2時間行い、組成物Jを得た。
比較例1で得られた組成物J19.4g(テトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド:1.2mmol)を攪拌翼、滴下ロートを付した0.5リットルの四つ口フラスコに採り、フラスコ内を窒素置換した。内温を90℃に昇温し、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン25gを常圧下で間欠的に2時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後2時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温85〜90℃の範囲で実施した。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去をおこなったが、転化率は僅か10%であった。
攪拌翼を付した0.2リットルの四つ口フラスコに、活性水素含有化合物として2個の水酸基を有する分子量400のポリエーテルポリオール[三洋化成工業社製、(商品名)サンニックスPP400;水酸基価280mgKOH/g]37.5g(94mmol、活性水素量188mmol)、及びトリイソブチルアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液7ml(7mmol、活性水素1molに対して0.037mol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を2時間行い、組成物Kを得た。
比較例2で得られた組成物K19.6gを攪拌翼、滴下ロートを付した0.5リットルの四つ口フラスコに採り、フラスコ内を窒素置換した。内温を90℃に昇温し、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン25gを常圧下で間欠的に2時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後2時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温85〜90℃の範囲で実施した。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去をおこなったが、転化率は僅か17%であった。
攪拌翼を付した0.5リットルの四つ口フラスコに、テトラノルマルオクチルアンモニウムブロミド0.64g(1.17mmol)をトルエン30mlに溶解させ、0℃に冷却した。トリイソブチルアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液3.5ml(3.5mmol、活性水素1molに対して0.037mol)を加え、15分間撹拌することで、組成物Lを得た。
比較例3で得られた組成物Lのフラスコ内を窒素置換した。内温を0℃のまま、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン75gを常圧下で間欠的に2時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後2時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温−10〜0℃の範囲で実施した。次いで、重合反応液に少量の水を注いで反応を停止した後、90℃、0.5kPaの減圧下でトルエンと残留エピクロロヒドリンの除去を行い、無色無臭のポリエピクロロヒドリン27gを得た。転化率は28%であり、触媒活性は76g/mol・min、得られたポリエピクロロヒドリンの分子量は52,000g/molであり、片方の末端は臭素だった。
攪拌翼を付した0.2リットルの四つ口フラスコに、活性水素含有化合物として2個の水酸基を有する分子量400のポリエーテルポリオール[三洋化成工業社製、(商品名)サンニックスPP400;水酸基価280mgKOH/g]18.8g(47mmol、活性水素量94mmol)、及び16属の原子を含有するオニウム塩であるトリメチルスルホニルブロミド0.19g(1.2mmol、活性水素1molに対して13mmol)を加えた。フラスコ内を窒素雰囲気とした後、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧下で2時間脱水処理を行った。その後、トリイソブチルアルミニウムの1.0mol/lのトルエン溶液3.5ml(3.5mmol、活性水素1molに対して38mmol)を加え、内温を80℃とし、0.5kPaの減圧処理を2時間行い、組成物Mを得た。
実施例6で得られた組成物M(トリメチルスルホニウムブロミド:1.2mmol)が入った、攪拌翼、滴下ロートを付した0.2リットルの四つ口フラスコを窒素置換した。内温を90℃に昇温し、ハロゲン含有アルキレンオキシドとしてエピクロロヒドリン25gを常圧下で間欠的に2時間かけて供給した。エピクロロヒドリン供給後2時間エージングを行った。エピクロロヒドリン供給時及びエージングは、内温85〜90℃の範囲で実施した。次いで、90℃、0.5kPaの減圧下で残留エピクロロヒドリンの除去をおこなったが、転化率は僅か7%であった。
Claims (6)
- 下記一般式(1)で示されるオニウム塩、ルイス酸、及び活性水素含有化合物を含有する組成物を含むことを特徴とするハロゲン含有アルキレンオキシド重合触媒。
- ルイス酸が、アルミニウム化合物、亜鉛化合物、及びホウ素化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請求項1に記載のハロゲン含有アルキレンオキシド重合触媒。
- オニウム塩とルイス酸との割合が、[オニウム塩]:[ルイス酸]=1:1.01〜100(モル比)であることを特徴とする請求項1又は2に記載のハロゲン含有アルキレンオキシド重合触媒。
- 活性水素含有化合物とオニウム塩との割合が、活性水素含有化合物中の活性水素1モルに対して、オニウム塩が0.001〜0.5モルの範囲であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のハロゲン含有アルキレンオキシド重合触媒。
- 活性水素含有化合物が、官能基数が2以上のヒドロキシ化合物、アミン化合物、カルボン酸化合物、チオール化合物、及び水酸基を有するポリエーテルポリオールからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のハロゲン含有アルキレンオキシド重合触媒。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載のハロゲン含有アルキレンオキシド重合触媒の存在下、ハロゲン含有アルキレンオキシドの開環重合を行うことを特徴とするハロゲン含有ポリアルキレングリコールの製造方法。
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