JP7739790B2 - Basic iminophosphazenium salt-containing composition, method for producing same, and method for producing polyalkylene glycol using said composition - Google Patents
Basic iminophosphazenium salt-containing composition, method for producing same, and method for producing polyalkylene glycol using said compositionInfo
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Description
本開示は、有機塩基として有用なイミノホスファゼニウム塩含有組成物、その製造方法及び該組成物を用いるポリアルキレングリコールの製造方法に関する。 The present disclosure relates to an iminophosphazenium salt-containing composition useful as an organic base, a method for producing the same, and a method for producing a polyalkylene glycol using the composition.
塩基性イミノホスファゼニウム塩は、有用な有機塩基として知られている。特許文献1では、2級アミンのアルキル化、フェニルアセトニトリルのアルキル化、アルデヒドとα-ハロエステルとの縮合反応によるα,β-エポキシエステルの生成反応(ダーゼン反応)用の触媒としての使用が提案されている。 Basic iminophosphazenium salts are known as useful organic bases. Patent Document 1 proposes their use as catalysts for the alkylation of secondary amines, the alkylation of phenylacetonitrile, and the Dazen reaction, which is the condensation reaction of aldehydes with α-haloesters to produce α,β-epoxy esters.
また、特許文献2では、塩基性イミノホスファゼニウム塩を長期間安定に保存することが可能となる塩基性イミノホスファゼニウム塩溶液からなるポリアルキレングリコール製造用触媒溶液およびそれを用いてなるポリアルキレングリコールの製造方法が提案されている。 Furthermore, Patent Document 2 proposes a catalyst solution for producing polyalkylene glycols, which is a basic iminophosphazenium salt solution that enables stable storage of basic iminophosphazenium salts for long periods of time, and a method for producing polyalkylene glycols using the same.
しかしながら、特許文献1に提案の方法により得られる塩基性イミノホスファゼニウム塩は不安定であり、固体状態で保存しておくと、時間の経過とともに分解が進行するために、合成後に保存をしておくことが困難であり、ポリアルキレングリコールの工業的触媒としては課題を有するものであった。 However, the basic iminophosphazenium salt obtained by the method proposed in Patent Document 1 is unstable, and if stored in a solid state, it decomposes over time, making it difficult to store after synthesis. This poses a problem as an industrial catalyst for polyalkylene glycols.
特許文献2に提案の方法により得られる塩基性イミノホスファゼニウム塩溶液は、室温での保存安定性は有するものの、夏季の保管を想定した高温下(50℃以上)での保存安定性に課題を有するものであった。また、特許文献2には塩基性イミノホスファゼニウム塩溶液中のアルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオン濃度について言及した記載は何ら見当たらない。そして、特許文献2に記載の方法により得られる塩基性イミノホスファゼニウム塩溶液は、溶液中のアルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオンの濃度が5000~50000ppmと高いものであった。そのため、夏季の保管を想定した高温下(50℃以上)で保存しておくと、アルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオン由来の着色が見られたり、冬季の保管を想定した低温下(0℃以下)で保存しておくと、アルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオン由来の析出物が生成し、有機塩基として使用する際のハンドリングに悪影響を与えたりするなどの課題を有するものであった。 While the basic iminophosphazenium salt solution obtained by the method proposed in Patent Document 2 is storage stable at room temperature, it has issues with storage stability at high temperatures (50°C or higher), which are typically used for summer storage. Furthermore, Patent Document 2 does not contain any disclosure regarding the concentration of alkali metal ions or alkaline earth metal ions in the basic iminophosphazenium salt solution. Furthermore, the basic iminophosphazenium salt solution obtained by the method described in Patent Document 2 has a high concentration of alkali metal ions or alkaline earth metal ions, ranging from 5,000 to 50,000 ppm. Therefore, when stored at high temperatures (50°C or higher), which are typically used for summer storage, coloration due to alkali metal ions or alkaline earth metal ions is observed. When stored at low temperatures (0°C or lower), which are typically used for winter storage, precipitates due to alkali metal ions or alkaline earth metal ions form, adversely affecting handling when used as an organic base.
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、有機塩基として有用性が期待される塩基性イミノホスファゼニウム塩を高温下及び低温下でも長期間安定に保存することが可能となる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物、その製造方法及び該組成物を用いるポリアルキレングリコールの製造方法を提供することにある。 The present invention was made in light of this background, and its purpose is to provide a basic iminophosphazenium salt-containing composition that enables stable storage of basic iminophosphazenium salts, which are expected to be useful as organic bases, for long periods of time at both high and low temperatures, a method for producing the same, and a method for producing polyalkylene glycols using the composition.
本発明の各態様は、以下に示す[1]~[5]である。
[1]下記(i)~(iv)を含む塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物。
(i)下記一般式(1)で示される塩基性イミノホスファゼニウム塩:20~50wt%
The embodiments of the present invention are [1] to [5] shown below.
[1] A basic iminophosphazenium salt-containing composition comprising the following (i) to (iv):
(i) A basic iminophosphazenium salt represented by the following general formula (1): 20 to 50 wt %
(上記一般式(1)中、R1及びR2は、各々独立して、水素原子又は炭素数1~20の炭化水素基を表す。なお、R1とR2が互いに結合して環構造を形成していても良いし、R1同士又はR2同士が互いに結合して環構造を形成していても良い。X-はヒドロキシアニオン、炭酸水素アニオン、炭素数1~4のアルコキシアニオン、カルボキシアニオン、又は炭素数2~5のアルキルカルボキシアニオンを表す。)
(ii)水:9~30wt%
(iii)溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒:20~71wt%
(iv)アルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオン:10~1000ppm
[2]溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒が、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール及びt-ブタノールからなる群より選択されるプロトン性有機溶媒である、[1]に記載の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物。
[3]50℃で180日間保管した後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下が3%以下である、[1]又は[2]に記載の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物。
[4]少なくとも下記(1)~(4)工程を経てなる、[1]~[3]のいずれかに記載の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物の製造方法。
(1)工程;下記一般式(2)で示されるハロゲン化イミノホスファゼニウム塩及び溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒を含有するハロゲン化イミノホスファゼニウム塩含有溶液を調製する工程。
(In the above general formula (1), R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R1 and R2 may be bonded to each other to form a ring structure, or R1s or R2s may be bonded to each other to form a ring structure. X- represents a hydroxy anion, a hydrogen carbonate anion, an alkoxy anion having 1 to 4 carbon atoms, a carboxy anion, or an alkylcarboxy anion having 2 to 5 carbon atoms.)
(ii) Water: 9-30wt%
(iii) A protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 : 20 to 71 wt %
(iv) Alkali metal ions or alkaline earth metal ions: 10 to 1000 ppm
[2] The basic iminophosphazenium salt-containing composition according to [1], wherein the protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 is a protic organic solvent selected from the group consisting of ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, and t-butanol.
[3] The basic iminophosphazenium salt-containing composition according to [1] or [2], wherein the purity of the basic iminophosphazenium salt decreases by 3% or less after storage at 50°C for 180 days.
[4] A method for producing the basic iminophosphazenium salt-containing composition according to any one of [1] to [3], which comprises at least the following steps (1) to (4):
Step (1): A step of preparing a solution containing a halogenated iminophosphazenium salt, which contains a halogenated iminophosphazenium salt represented by the following general formula (2) and a protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 :
(上記一般式(2)中、R1及びR2は、前記一般式(1)中のR1及びR2と同じ定義であり、A-は、塩素アニオン又は臭素アニオンを表す。)
(2)工程;(1)工程で得られた溶液に、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を添加し、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩を塩基性イミノホスファゼニウム塩にイオン交換する工程。
(3)工程;(2)工程で得られた反応液のろ過を行い、副生ハロゲン化アルカリ金属塩又はハロゲン化アルカリ土類金属塩を除去する工程。
(4)工程;(3)工程で得られたろ液に水を添加した後、分液操作により下相を除去し、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物とする工程。
[5][1]~[3]のいずれかに記載の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物と活性水素含有化合物を接触させ、溶媒及び副生水の除去を行った後、アルキレンオキシドを添加し、アルキレンオキシドの開環重合を行う、ポリアルキレングリコールの製造方法。
(In the general formula (2), R 1 and R 2 have the same definitions as R 1 and R 2 in the general formula (1), and A 1 − represents a chlorine anion or a bromine anion.)
Step (2): A step of adding an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound to the solution obtained in Step (1) to ion-exchange the halogenated iminophosphazenium salt into a basic iminophosphazenium salt.
Step (3): A step of filtering the reaction solution obtained in step (2) to remove the by-product alkali metal halide salt or alkaline earth metal halide salt.
Step (4): A step of adding water to the filtrate obtained in step (3), and then removing the lower phase by a separation operation to obtain a composition containing a basic iminophosphazenium salt.
[5] A method for producing a polyalkylene glycol, comprising contacting the basic iminophosphazenium salt-containing composition according to any one of [1] to [3] with an active hydrogen-containing compound, removing the solvent and by-product water, and then adding an alkylene oxide to carry out ring-opening polymerization of the alkylene oxide.
本発明の一態様は、有機塩基として有用な塩基性イミノホスファゼニウム塩を高温下及び低温下でも長期間安定に保存することが可能となる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物を提供できる。本発明の他の態様は、該塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物の製造方法を提供できる。本発明のさらに他の態様は、該塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物を用いるポリアルキレングリコールの製造方法を提供できる。得られるポリアルキレングリコールは、ポリウレタン原料、ポリエステル原料、界面活性剤原料、潤滑剤原料等の各種樹脂材料としての利用が期待されるなど、その工業的価値は極めて高いものである。 One aspect of the present invention provides a basic iminophosphazenium salt-containing composition that enables stable storage of basic iminophosphazenium salts, which are useful as organic bases, for long periods of time, even at high and low temperatures. Another aspect of the present invention provides a method for producing the basic iminophosphazenium salt-containing composition. Yet another aspect of the present invention provides a method for producing polyalkylene glycols using the basic iminophosphazenium salt-containing composition. The resulting polyalkylene glycols are expected to be used as various resin materials, such as polyurethane raw materials, polyester raw materials, surfactant raw materials, and lubricant raw materials, and are therefore of extremely high industrial value.
以下に本発明を実施するための例示的な態様を詳細に説明する。
<塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物>
本発明の一態様にかかる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物は、下記(i)~(iv)を含む。
(i)下記一般式(1)で示される塩基性イミノホスファゼニウム塩:20~50wt%
Exemplary embodiments for carrying out the present invention are described in detail below.
<Composition containing basic iminophosphazenium salt>
A basic iminophosphazenium salt-containing composition according to one embodiment of the present invention comprises the following (i) to (iv):
(i) A basic iminophosphazenium salt represented by the following general formula (1): 20 to 50 wt %
(上記一般式(1)中、R1及びR2は、各々独立して、水素原子又は炭素数1~20の炭化水素基を表す。なお、R1とR2が互いに結合して環構造を形成していても良いし、R1同士又はR2同士が互いに結合して環構造を形成していても良い。X-はヒドロキシアニオン、炭酸水素アニオン、炭素数1~4のアルコキシアニオン、カルボキシアニオン、又は炭素数2~5のアルキルカルボキシアニオンを表す。)
(ii)水:9~30wt%
(iii)溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒:20~71wt%
(iv)アルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオン:10~1000ppm
上記塩基性イミノホスファゼニウム塩としては、上記式(1)で示されるイミノホスファゼニウム塩の範疇に属するものであれば如何なるものであってもよい。
(In the above general formula (1), R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R1 and R2 may be bonded to each other to form a ring structure, or R1s or R2s may be bonded to each other to form a ring structure. X- represents a hydroxy anion, a hydrogen carbonate anion, an alkoxy anion having 1 to 4 carbon atoms, a carboxy anion, or an alkylcarboxy anion having 2 to 5 carbon atoms.)
(ii) Water: 9-30wt%
(iii) A protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 : 20 to 71 wt %
(iv) Alkali metal ions or alkaline earth metal ions: 10 to 1000 ppm
The basic iminophosphazenium salt may be any salt as long as it falls within the category of iminophosphazenium salts represented by the above formula (1).
式(1)中、R1およびR2は、各々独立して、水素原子又は炭素数1~20の炭化水素基を表し、R1とR2とが互いに結合した環構造、または、R1同士もしくはR2同士が互いに結合した環構造であっても良い。 In formula (1), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and may be a ring structure in which R 1 and R 2 are bonded to each other, or a ring structure in which R 1 and R 2 are bonded to each other or R 2 and R 2 are bonded to each other.
炭素数1~20の炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、ビニル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、アリル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、シクロブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、へプチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、シクロオクチル基、ノニル基、シクロノニル基、デシル基、シクロデシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基等が挙げられる。 Examples of hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms include methyl, ethyl, vinyl, n-propyl, isopropyl, cyclopropyl, allyl, n-butyl, isobutyl, t-butyl, cyclobutyl, n-pentyl, neopentyl, cyclopentyl, n-hexyl, cyclohexyl, phenyl, heptyl, cycloheptyl, octyl, cyclooctyl, nonyl, cyclononyl, decyl, cyclodecyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, and nonadecyl groups.
R1とR2とが互いに結合した環構造としては、ピロリジニル基、ピロリル基、ピペリジニル基、インドリル基、イソインドリル基等が挙げられる。 Examples of the ring structure formed by bonding R 1 and R 2 to each other include a pyrrolidinyl group, a pyrrolyl group, a piperidinyl group, an indolyl group, and an isoindolyl group.
R1同士もしくはR2同士が互いに結合した環構造としては、例えば、2つのR1もしくは2つのR2が、各々独立に、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基から選ばれる1つの基となって、一方のアルキレン基と、他方のアルキレン基と、が互いに結合した環構造が挙げられる。 Examples of the ring structure in which R1 's or R2 's are bonded to each other include a ring structure in which two R1 's or two R2 's are each independently a group selected from alkylene groups such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and a butylene group, and one alkylene group is bonded to the other alkylene group.
これらの中で、特に強い塩基性を示し、保存安定性に優れる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物となることから、R1およびR2としては、各々独立して、メチル基、エチル基、イソプロピル基であることが好ましい。さらに、R1およびR2がメチル基であることが好ましい。 Among these, R1 and R2 are preferably each independently a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group, since this results in a basic iminophosphazenium salt-containing composition that exhibits particularly strong basicity and has excellent storage stability.Furthermore, it is more preferable that R1 and R2 are a methyl group.
式(1)中、X-は、ヒドロキシアニオン、炭酸水素アニオン、炭素数1~4のアルコキシアニオン、カルボキシアニオン、又は炭素数2~5のアルキルカルボキシアニオンを表す。ここで、炭素数1~4のアルコキシアニオンとしては、例えば、メトキシアニオン、エトキシアニオン、n-プロポキシアニオン、イソプロポキシアニオン、n-ブトキシアニオン、イソブトキシアニオン、t-ブトキシアニオン等を挙げることができる。炭素数2~5のアルキルカルボキシアニオンとしては、例えば、アセトキシアニオン、エチルカルボキシアニオン、n-プロピルカルボキシアニオン、イソプロピルカルボキシアニオン、n-ブチルカルボキシアニオン、イソブチルカルボキシアニオン、t-ブチルカルボキシアニオン等が挙げられる。 In formula (1), X- represents a hydroxy anion, a hydrogen carbonate anion, an alkoxy anion having 1 to 4 carbon atoms, a carboxy anion, or an alkyl carboxy anion having 2 to 5 carbon atoms. Examples of the alkoxy anion having 1 to 4 carbon atoms include a methoxy anion, an ethoxy anion, an n-propoxy anion, an isopropoxy anion, an n-butoxy anion, an isobutoxy anion, and a t-butoxy anion. Examples of the alkyl carboxy anion having 2 to 5 carbon atoms include an acetoxy anion, an ethyl carboxy anion, an n-propyl carboxy anion, an isopropyl carboxy anion, an n-butyl carboxy anion, an isobutyl carboxy anion, and a t-butyl carboxy anion.
これらの中で、X-としては、特に強い塩基性を示し、保存安定性に優れる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物となることから、ヒドロキシアニオン、炭酸水素アニオンが好ましい。 Among these, hydroxy anion and hydrogen carbonate anion are preferred as X − since they exhibit particularly strong basicity and result in a basic iminophosphazenium salt-containing composition with excellent storage stability.
式(1)で示される塩基性イミノホスファゼニウム塩の具体例としては、テトラキス(1,1,3,3-テトラメチルグアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,1,3,3-テトラエチルグアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,1,3,3-テトラ(n-プロピル)グアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,1,3,3-テトライソプロピルグアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,1,3,3-テトラ(n-ブチル)グアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,1,3,3-テトラフェニルグアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,1,3,3-テトラベンジルグアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,3-ジメチルイミダゾリジン-2-イミノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,3-ジエチルイミダゾリジン-2-イミノ)ホスホニウムヒドロキシド;テトラキス(1,1,3,3-テトラメチルグアニジノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,1,3,3-テトラエチルグアニジノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,1,3,3-テトラ(n-プロピル)グアニジノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,1,3,3-テトライソプロピルグアニジノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,1,3,3-テトラ(n-ブチル)グアニジノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,1,3,3-テトラフェニルグアニジノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,1,3,3-テトラベンジルグアニジノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,3-ジメチルイミダゾリジン-2-イミノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート、テトラキス(1,3-ジエチルイミダゾリジン-2-イミノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネート;等が挙げられる。これらの中でも、特に強い塩基性を示し、保存安定性に優れる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物となることから、テトラキス(1,1,3,3-テトラメチルグアニジノ)ホスホニウムヒドロキシド、テトラキス(1,1,3,3-テトラメチルグアニジノ)ホスホニウムハイドロゲンカーボネートが好ましい。 Specific examples of basic iminophosphazenium salts represented by formula (1) include tetrakis(1,1,3,3-tetramethylguanidino)phosphonium hydroxide, tetrakis(1,1,3,3-tetraethylguanidino)phosphonium hydroxide, tetrakis(1,1,3,3-tetra(n-propyl)guanidino)phosphonium hydroxide, tetrakis(1,1,3,3-tetraisopropylguanidino)phosphonium hydroxide, tetrakis(1,1,3 ,3-tetra(n-butyl)guanidino)phosphonium hydroxide, tetrakis(1,1,3,3-tetraphenylguanidino)phosphonium hydroxide, tetrakis(1,1,3,3-tetrabenzylguanidino)phosphonium hydroxide, tetrakis(1,3-dimethylimidazolidine-2-imino)phosphonium hydroxide, tetrakis(1,3-diethylimidazolidine-2-imino)phosphonium hydroxide; tetrakis(1,1,3,3- Tetrakis(1,1,3,3-tetramethylguanidino)phosphonium hydrogen carbonate, tetrakis(1,1,3,3-tetraethylguanidino)phosphonium hydrogen carbonate, tetrakis(1,1,3,3-tetra(n-propyl)guanidino)phosphonium hydrogen carbonate, tetrakis(1,1,3,3-tetraisopropylguanidino)phosphonium hydrogen carbonate, tetrakis(1,1,3,3-tetra(n-butyl)guanidino)phosphonium Examples of suitable iminophosphazenium salts include tetrakis(1,1,3,3-tetraphenylguanidino)phosphonium hydrogen carbonate, tetrakis(1,1,3,3-tetrabenzylguanidino)phosphonium hydrogen carbonate, tetrakis(1,3-dimethylimidazolidine-2-imino)phosphonium hydrogen carbonate, and tetrakis(1,3-diethylimidazolidine-2-imino)phosphonium hydrogen carbonate. Among these, tetrakis(1,1,3,3-tetramethylguanidino)phosphonium hydroxide and tetrakis(1,1,3,3-tetramethylguanidino)phosphonium hydrogen carbonate are preferred because they exhibit particularly strong basicity and result in a basic iminophosphazenium salt-containing composition with excellent storage stability.
本態様にかかる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物中の塩基性イミノホスファゼニウム塩の含有量は、20~50wt%であり、好ましくは20~42wt%である。塩基性イミノホスファゼニウム塩の含有量が20wt%より少ないと、ポリアルキレングリコール製造用の有機塩基触媒として使用する際、溶媒及び水を除去するのに長時間を要し、溶媒及び水を十分に除去できない場合は触媒活性が発現しないため好ましくない。一方、塩基性イミノホスファゼニウム塩の含有量が50wt%より多いと、塩基性イミノホスファゼニウム塩の保存安定性が低下するため好ましくない。 The content of the basic iminophosphazenium salt in the basic iminophosphazenium salt-containing composition according to this embodiment is 20 to 50 wt %, and preferably 20 to 42 wt %. If the content of the basic iminophosphazenium salt is less than 20 wt %, when used as an organic base catalyst for producing polyalkylene glycol, it takes a long time to remove the solvent and water, and if the solvent and water cannot be sufficiently removed, catalytic activity will not be exhibited, which is undesirable. On the other hand, if the content of the basic iminophosphazenium salt is more than 50 wt %, the storage stability of the basic iminophosphazenium salt will decrease, which is undesirable.
本態様にかかる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物中の水の種類に制限は無く、超純水、蒸留水、イオン交換水、水道水等が挙げられる。 There are no limitations on the type of water used in the basic iminophosphazenium salt-containing composition of this embodiment, and examples include ultrapure water, distilled water, ion-exchanged water, tap water, etc.
水の含有量は、9~30wt%であり、好ましくは13~30wt%、より好ましくは13~28wt%である。水の含有量が9wt%より少ないと、塩基性イミノホスファゼニウム塩の保存安定性が低下するため、好ましくない。一方、水の含有量が30wt%より多いと、ポリアルキレングリコール製造用の有機塩基触媒として使用する際、水を除去するのに長時間を要し、水を十分に除去できない場合は触媒活性が発現しないため好ましくない。 The water content is 9 to 30 wt%, preferably 13 to 30 wt%, and more preferably 13 to 28 wt%. A water content of less than 9 wt% is undesirable because it reduces the storage stability of the basic iminophosphazenium salt. On the other hand, a water content of more than 30 wt% is undesirable because it takes a long time to remove the water when used as an organic base catalyst for producing polyalkylene glycol, and if the water cannot be sufficiently removed, catalytic activity will not be expressed.
本態様にかかる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物は、溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒:20~71wt%を含有する。プロトン性有機溶媒は、溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であれば如何なるものであってもよく、好ましくは10.5~12.5(cal/cm3)1/2、より好ましくは11~12(cal/cm3)1/2である。ここで、非プロトン性溶媒、又は、溶解度パラメータが10(cal/cm3)1/2未満のプロトン性有機溶媒である場合、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物を構成する塩基性イミノホスファゼニウム塩の保存安定性が低下するため、好ましくない。溶解度パラメータが13(cal/cm3)1/2より大きいプロトン性有機溶媒である場合、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物中のハロゲン化イミノホスファゼニウム塩の濃度が高くなったり、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物中のアルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオン濃度が高くなったりするため、好ましくない。 The basic iminophosphazenium salt-containing composition according to this embodiment contains 20 to 71 wt % of a protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ). The protic organic solvent may be any organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ), preferably 10.5 to 12.5 (cal/cm 3 ), and more preferably 11 to 12 (cal/cm 3 ) . Here, aprotic solvents or protic organic solvents having a solubility parameter of less than 10 (cal/cm 3 ) are not preferred because they reduce the storage stability of the basic iminophosphazenium salt that constitutes the basic iminophosphazenium salt-containing composition. A protic organic solvent having a solubility parameter of more than 13 (cal/cm 3 ) 1/2 is not preferred because the concentration of halogenated iminophosphazenium salt in the basic iminophosphazenium salt-containing composition becomes high, or the concentration of alkali metal ions or alkaline earth metal ions in the basic iminophosphazenium salt-containing composition becomes high.
溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒の具体例としては、エタノール(EtOH)(溶解度パラメータ12.7(cal/cm3)1/2)、n-プロパノール(溶解度パラメータ11.9(cal/cm3)1/2)、イソプロパノール(IPA)(溶解度パラメータ11.5(cal/cm3)1/2)、n-ブタノール(溶解度パラメータ11.4(cal/cm3)1/2)、イソブタノール(溶解度パラメータ10.5(cal/cm3)1/2)、t-ブタノール(溶解度パラメータ10.6(cal/cm3)1/2)等のモノアルコール;ジエチレングリコール(溶解度パラメータ12.1(cal/cm3)1/2)、トリエチレングリコール(溶解度パラメータ10.7(cal/cm3)1/2)、プロピレングリコール(溶解度パラメータ12.6(cal/cm3)1/2)、1,3-ブタンジオール(溶解度パラメータ11.6(cal/cm3)1/2)、1,4-ブタンジオール(溶解度パラメータ12.1(cal/cm3)1/2)、2,3-ブタンジオール(溶解度パラメータ11.1(cal/cm3)1/2)等の多価アルコール;エチレングリコールモノメチルエーテル(溶解度パラメータ11.4(cal/cm3)1/2)、エチレングリコールモノエチルエーテル(溶解度パラメータ10.5(cal/cm3)1/2)、エチレングリコールモノベンジルエーテル(溶解度パラメータ10.9(cal/cm3)1/2)、エチレングリコールモノフェニルエーテル(溶解度パラメータ11.5(cal/cm3)1/2)等の多価アルコール誘導体;蟻酸(溶解度パラメータ12.1(cal/cm3)1/2)、酢酸(溶解度パラメータ10.1(cal/cm3)1/2)等の脂肪酸;エチレンジアミン(溶解度パラメータ12.3(cal/cm3)1/2)、アニリン(溶解度パラメータ10.3(cal/cm3)1/2)等の含窒素化合物等が挙げられる。これら溶媒は、2種以上の混合溶媒であってもよい。これらの中で、入手が容易で、特に保存安定性にも優れる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物となることから、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、t-ブタノール等の炭素数2~4であるモノアルコールが好ましく、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノールがより好ましい。 Specific examples of protic organic solvents having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 include monoalcohols such as ethanol (EtOH) (solubility parameter 12.7 (cal/cm 3 ) 1/2 ), n-propanol (solubility parameter 11.9 (cal/cm 3 ) 1/2 ), isopropanol (IPA) (solubility parameter 11.5 (cal/cm 3 ) 1/2 ), n-butanol (solubility parameter 11.4 (cal/cm 3 ) 1/2 ), isobutanol (solubility parameter 10.5 (cal/cm 3 ) 1/2 ), and t-butanol (solubility parameter 10.6 (cal/cm 3 ) 1/2 ); diethylene glycol (solubility parameter 12.1 (cal/cm 3 ) 1/2 ), triethylene glycol (solubility parameter 10.7 (cal/cm 3 ) 1/2 ); polyhydric alcohols such as propylene glycol (solubility parameter 12.6 (cal/cm 3 ) 1/2 ), 1,3-butanediol (solubility parameter 11.6 (cal/cm 3 ) 1/2 ), 1,4-butanediol (solubility parameter 12.1 (cal/ cm 3 ) 1/2 ), and 2,3-butanediol (solubility parameter 11.1 (cal/cm 3 ) 1/2 ); ethylene glycol monomethyl ether (solubility parameter 11.4 (cal/cm 3 ) 1/2 ), ethylene glycol monoethyl ether (solubility parameter 10.5 (cal/cm 3 ) 1/2 ), ethylene glycol monobenzyl ether (solubility parameter 10.9 (cal/cm 3 ) 1/2 ), and ethylene glycol monophenyl ether (solubility parameter 11.5 (cal/cm 3 ) 1/2 ). ), polyhydric alcohol derivatives such as ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, and t-butanol; fatty acids such as formic acid (solubility parameter 12.1 (cal/cm 3 ) 1/2 ) and acetic acid (solubility parameter 10.1 (cal/cm 3 ) 1/2 ); and nitrogen-containing compounds such as ethylenediamine (solubility parameter 12.3 (cal/cm 3 ) 1/2 ) and aniline (solubility parameter 10.3 (cal/cm 3 ) 1/2 ). These solvents may be mixed solvents of two or more kinds. Among these, monoalcohols having 2 to 4 carbon atoms such as ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, and t-butanol are preferred, as they are easily available and provide a basic iminophosphazenium salt-containing composition having excellent storage stability.
上記プロトン性有機溶媒の含有量は、20~71wt%である。プロトン性有機溶媒の含有量が20wt%より少ないと、塩基性イミノホスファゼニウム塩の保存安定性が低下するため好ましくない。一方、プロトン性有機溶媒の含有量が71wt%より多いと、ポリアルキレングリコール製造用の有機塩基触媒として使用する際、溶媒を除去するのに長時間を要し、溶媒を十分に除去できない場合は触媒活性が発現しないため好ましくない。 The content of the protic organic solvent is 20 to 71 wt %. If the content of the protic organic solvent is less than 20 wt %, the storage stability of the basic iminophosphazenium salt will decrease, which is undesirable. On the other hand, if the content of the protic organic solvent is more than 71 wt %, it will take a long time to remove the solvent when used as an organic base catalyst for producing polyalkylene glycol, and if the solvent cannot be sufficiently removed, catalytic activity will not be expressed, which is undesirable.
本態様にかかる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物は、アルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオン:10~1000ppmを含有する。アルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン等が挙げられる。 The basic iminophosphazenium salt-containing composition according to this embodiment contains 10 to 1,000 ppm of alkali metal ions or alkaline earth metal ions. Examples of alkali metal ions or alkaline earth metal ions include lithium ions, sodium ions, potassium ions, rubidium ions, cesium ions, magnesium ions, calcium ions, strontium ions, and barium ions.
アルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオンの含有量は、10~1000ppmが好ましく、より好ましくは20~800ppm、さらに好ましくは50~500ppmである。含有量が10ppmより少ないと、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物を高温下で保存した際に、pHが低下し、ポリアルキレングリコール製造用触媒として使用した際の触媒活性が低下するため、好ましくない。一方、アルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオンの含有量が1000ppmより多いと、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物を高温下で保存した際に、アルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオン由来の着色が見られ、ポリアルキレングリコール製造用触媒として使用した際に、得られるポリアルキレングリコールも着色するため、好ましくない。また、アルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオンの含有量が1000ppmより多いと、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物を低温下で保存した際に、アルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオン由来の析出物が生成し、有機塩基として使用する際に秤量や移液が困難になるなど、ハンドリングに悪影響を与えるため好ましくない。 The alkali metal ion or alkaline earth metal ion content is preferably 10 to 1000 ppm, more preferably 20 to 800 ppm, and even more preferably 50 to 500 ppm. A content of less than 10 ppm is undesirable because the pH of the basic iminophosphazenium salt-containing composition decreases when stored at high temperatures, resulting in reduced catalytic activity when used as a catalyst for producing polyalkylene glycol. On the other hand, a content of more than 1000 ppm is undesirable because discoloration due to the alkali metal ion or alkaline earth metal ion is observed when the basic iminophosphazenium salt-containing composition is stored at high temperatures, and the resulting polyalkylene glycol also becomes discolored when used as a catalyst for producing polyalkylene glycol. Furthermore, if the content of alkali metal ions or alkaline earth metal ions is greater than 1000 ppm, deposits derived from the alkali metal ions or alkaline earth metal ions will form when the basic iminophosphazenium salt-containing composition is stored at low temperatures, which undesirably adversely affects handling, such as making weighing and liquid transfer difficult when used as an organic base.
本態様にかかる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物は、本発明の効果を妨げない範囲で、他の成分を含んでいても良い。 The basic iminophosphazenium salt-containing composition according to this embodiment may contain other components as long as they do not interfere with the effects of the present invention.
本態様にかかる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物において、下記式(2)で示されるハロゲン化イミノホスファゼニウム塩の含有量に特に制限は無いが、5wt%以下であることが好ましく、より好ましくは3wt%以下、さらに好ましくは2wt%以下である。ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩の含有量が5wt%より多いと、ポリアルキレングリコール製造用触媒として使用する際、触媒活性が低下するため、好ましくない。 In the basic iminophosphazenium salt-containing composition of this embodiment, there are no particular restrictions on the content of the halogenated iminophosphazenium salt represented by the following formula (2), but it is preferably 5 wt% or less, more preferably 3 wt% or less, and even more preferably 2 wt% or less. A halogenated iminophosphazenium salt content of more than 5 wt% is undesirable because it reduces catalytic activity when used as a catalyst for producing polyalkylene glycol.
(上記一般式(2)中、R1及びR2は、前記一般式(1)中のR1及びR2と同じ定義であり、A-は、塩素アニオン又は臭素アニオンを表す。)
本態様にかかる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物は、高温下で長期間保存した際に、純度が低下しないことが好ましい。具体的には、50℃で180日間保管した後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下が3%以下であることが好ましい。この際、塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度の測定は、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物の1H-NMR測定により行い、純度低下は製造直後の純度から絶対値として低下した純度値により算出することができる。すなわち、塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下(%)は、次式によって算出した。
(In the general formula (2), R 1 and R 2 have the same definitions as R 1 and R 2 in the general formula (1), and A 1 − represents a chlorine anion or a bromine anion.)
The basic iminophosphazenium salt-containing composition according to this embodiment preferably does not lose purity when stored at high temperatures for an extended period of time. Specifically, it is preferable that the purity of the basic iminophosphazenium salt loses 3% or less after storage at 50°C for 180 days. In this case, the purity of the basic iminophosphazenium salt is measured by 1H -NMR measurement of the basic iminophosphazenium salt-containing composition, and the purity loss can be calculated from the absolute value of the purity loss from the purity immediately after production. That is, the purity loss (%) of the basic iminophosphazenium salt was calculated using the following formula:
塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下(%)
=(製造直後の純度)-(50℃で180日間保管後の純度)
本態様にかかる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物は、高温下で長期間保存した際に、pHが低下しないことが好ましい。具体的には、50℃で180日間保管した後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物のpH低下が1.0以下であることが好ましい。この際、pHの低下は、製造直後のpHから絶対値として低下したpH値により算出することができる。すなわち、塩基性イミノホスファゼニウム塩のpH低下は、次式によって算出した。
Purity loss of basic iminophosphazenium salt (%)
= (Purity immediately after production) - (Purity after storage at 50°C for 180 days)
The basic iminophosphazenium salt-containing composition according to this embodiment preferably does not decrease in pH when stored at high temperatures for a long period of time. Specifically, it is preferable that the pH decrease of the basic iminophosphazenium salt-containing composition after storage at 50°C for 180 days is 1.0 or less. In this case, the pH decrease can be calculated from the absolute pH value decreased from the pH immediately after production. That is, the pH decrease of the basic iminophosphazenium salt was calculated using the following formula:
塩基性イミノホスファゼニウム塩のpH低下
=(製造直後のpH)-(50℃で180日間保管後のpH)
本発明にかかる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物は、高温下で長期間保管した際に、着色が見られないことが好ましい。具体的には、50℃で180日間保管した後の着色が、50℃で180日間保管する前と比較して変化しないことが好ましい。
pH decrease of basic iminophosphazenium salt = (pH immediately after production) - (pH after storage at 50°C for 180 days)
The basic iminophosphazenium salt-containing composition of the present invention preferably does not show coloration when stored at high temperatures for a long period of time. Specifically, it is preferable that the coloration after storage at 50°C for 180 days remains unchanged compared to before storage at 50°C for 180 days.
本発明にかかる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物は、低温下での長期保存安定性に優れるものである。具体的には、0℃で180日間保管した後に析出物が見られないことが好ましい。
<塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物の製造方法>
本発明の一態様にかかる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物の製造方法は、少なくとも下記(1)~(4)工程を経てなる。
(1)工程;下記一般式(2)で示されるハロゲン化イミノホスファゼニウム塩及び溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒を含有するハロゲン化イミノホスファゼニウム塩含有溶液を調製する工程。
The basic iminophosphazenium salt-containing composition of the present invention has excellent long-term storage stability at low temperatures, and more specifically, it is preferable that no precipitates are observed after storage at 0°C for 180 days.
<Method for producing a basic iminophosphazenium salt-containing composition>
A method for producing a basic iminophosphazenium salt-containing composition according to one embodiment of the present invention comprises at least the following steps (1) to (4):
Step (1): A step of preparing a solution containing a halogenated iminophosphazenium salt, which contains a halogenated iminophosphazenium salt represented by the following general formula (2) and a protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 :
(上記一般式(2)中、R1及びR2は、前記一般式(1)中のR1及びR2と同じ定義であり、A-は、塩素アニオン又は臭素アニオンを表す。)
(2)工程;(1)工程で得られた溶液に、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を添加し、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩を塩基性イミノホスファゼニウム塩にイオン交換する工程。
(3)工程;(2)工程で得られた反応液のろ過を行い、副生ハロゲン化アルカリ金属塩又はハロゲン化アルカリ土類金属塩を除去する工程。
(4)工程;(3)工程で得られたろ液に水を添加した後、分液操作により下相を除去し、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物とする工程。
(In the above general formula (2), R 1 and R 2 have the same definitions as R 1 and R 2 in the above general formula (1), and A − represents a chlorine anion or a bromine anion.)
Step (2): A step of adding an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound to the solution obtained in Step (1) to ion-exchange the halogenated iminophosphazenium salt into a basic iminophosphazenium salt.
Step (3): A step of filtering the reaction solution obtained in step (2) to remove the by-product alkali metal halide salt or alkaline earth metal halide salt.
Step (4): A step of adding water to the filtrate obtained in step (3), and then removing the lower phase by a separation operation to obtain a composition containing a basic iminophosphazenium salt.
上記(1)工程は、上記一般式(2)で示されるハロゲン化イミノホスファゼニウム塩及び溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒を含有するハロゲン化イミノホスファゼニウム塩含有溶液を調製することが可能であれば如何なる方法でも良く、例えば、下記(1-1)~(1-3)工程を経てなる方法を挙げることができる。 The above step (1) may be any method capable of preparing a solution containing a halogenated iminophosphazenium salt represented by the above general formula (2) and a protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 , and an example thereof includes a method comprising the following steps (1-1) to (1-3):
(1-1)工程;不活性ガス雰囲気下、非水溶性溶媒中で、下記一般式(3)で示される五ハロゲン化リンと下記一般式(4)で示されるグアニジン誘導体を反応させ、前記一般式(2)で示されるハロゲン化イミノホスファゼニウム塩を製造する工程。 Step (1-1): A step of reacting a phosphorus pentahalide represented by the following general formula (3) with a guanidine derivative represented by the following general formula (4) in a non-aqueous solvent under an inert gas atmosphere to produce a halogenated iminophosphazenium salt represented by the general formula (2).
(上記一般式(3)中、Yは塩素原子又は臭素原子を表す。) (In the above general formula (3), Y represents a chlorine atom or a bromine atom.)
(上記一般式(4)中、R1及びR2は、前記一般式(1)中のR1及びR2と同じ定義である。)
(1-2)工程;(1-1)工程の後、得られた反応液に水性媒体を添加し油水分離を行い、得られた水相にさらにハロゲン化溶媒を添加し油水分離を行い、反応生成物をハロゲン化溶媒抽出溶液とする工程。
(In the general formula (4), R1 and R2 have the same definitions as R1 and R2 in the general formula (1).)
Step (1-2): After Step (1-1), an aqueous medium is added to the reaction solution obtained to carry out oil-water separation, and a halogenated solvent is further added to the obtained aqueous phase to carry out oil-water separation, thereby obtaining a halogenated solvent extract solution.
(1-3)工程;(1-2)工程の後、得られたハロゲン化溶媒抽出溶液のハロゲン化溶媒を溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒で置換した溶液とする工程。 Step (1-3): After step (1-2), the halogenated solvent in the halogenated solvent extract solution is replaced with a protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 to obtain a solution.
上記(1-1)工程において、五ハロゲン化リンとグアニジン誘導体の割合は、量論的には五ハロゲン化リン1モルに対し、グアニジン誘導体4モルであり、その中でもより反応を効率的に行うことが可能であることから4モル以上とすることが好ましく、特に6~20モルとすることが好ましく、さらに8~12モルの範囲とすることが好ましい。 In the above step (1-1), the stoichiometric ratio of phosphorus pentahalide to guanidine derivative is 1 mole of phosphorus pentahalide to 4 moles of guanidine derivative. Among these, a ratio of 4 moles or more is preferred, as this allows the reaction to proceed more efficiently, with a ratio of 6 to 20 moles being particularly preferred, and a ratio of 8 to 12 moles being even more preferred.
上記(1-1)工程において、非水溶性溶媒量としては、反応系に応じて適宜選択することが可能であり、その中でもより効率的な反応が可能となることから五ハロゲン化リン1モルに対して、0.1~80リットルであることが好ましく、特に0.5~40リットル、さらに1~20リットルの範囲であることが好ましい。 In the above step (1-1), the amount of non-aqueous solvent can be selected appropriately depending on the reaction system. Among these, a range of 0.1 to 80 liters per mole of phosphorus pentahalide is preferred, as this allows for a more efficient reaction, with a range of 0.5 to 40 liters being particularly preferred, and a range of 1 to 20 liters being even more preferred.
上記(1-1)工程において、五ハロゲン化リンとグアニジン誘導体とを反応する際の反応温度としては、反応が進行すれば如何なる温度でもよく、例えば-50℃~180℃で実施することが可能であり、より効率的な反応が可能となることから-30~150℃の範囲であることが好ましい。そして、反応初期の発熱を制御し、反応後期の反応性低下を補填することが可能となることから、反応初期は20℃以下の温度で実施し、反応後期では反応温度を80℃以上にする多段の温度制御を行うことが好ましい。 In the above step (1-1), the reaction temperature when reacting the phosphorus pentahalide with the guanidine derivative can be any temperature as long as the reaction proceeds. For example, the reaction can be carried out at a temperature between -50°C and 180°C. A temperature range of -30°C to 150°C is preferred, as this allows for a more efficient reaction. Furthermore, it is preferable to carry out the reaction at a temperature of 20°C or below in the early stages of the reaction and to use multi-stage temperature control, raising the reaction temperature to 80°C or higher in the later stages of the reaction, in order to control the heat generated in the early stages of the reaction and compensate for the decrease in reactivity in the later stages of the reaction.
上記(1-1)工程におけるハロゲン化イミノホスファゼニウム塩としては、上記式(2)で示されるハロゲン化イミノホスファゼニウム塩の範疇に属するものであれば如何なるものであっても良い。式(2)中、R1及びR2は、前記式(1)で挙げたR1及びR2と同じものが挙げられ、A-は、塩素アニオン又は臭素アニオンを表す。 The halogenated iminophosphazenium salt in the above step (1-1) may be any one that falls within the category of the halogenated iminophosphazenium salt represented by the above formula (2). In formula (2), R1 and R2 are the same as R1 and R2 described in formula (1), and A- represents a chloride anion or a bromide anion.
上記(1-2)工程において、水性媒体としては、水性媒体と称されるものであれば如何なるものでも良く、例えば、超純水、イオン交換水、蒸留水、工業用水、水道水、飲料水等を挙げることができる。そして、用いられる水性媒体の量としては、上記式(2)で示されるハロゲン化イミノホスファゼニウム塩を溶解することが可能であれば如何なる量でも良く、例えば非水溶性溶媒1リットルに対して0.1~3リットル、好ましくは0.2~1リットルの範囲である。 In the above step (1-2), the aqueous medium may be any so-called aqueous medium, such as ultrapure water, ion-exchanged water, distilled water, industrial water, tap water, and drinking water. The amount of aqueous medium used may be any amount capable of dissolving the halogenated iminophosphazenium salt represented by formula (2) above, and is, for example, in the range of 0.1 to 3 liters, preferably 0.2 to 1 liter, per liter of non-aqueous solvent.
上記(1-2)工程において、ハロゲン化溶媒としては、例えばジクロロメタン、クロロホルム、1,1-ジクロロエタン、1,2-ジクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、1,1,2,2-テトラクロロエタンなどを例示することができ、その中でも後の溶媒の除去が容易であることから、好ましくはジクロロメタン又はクロロホルムである。また、ハロゲン化溶媒の使用量としては、水性媒体100重量部に対して5~500重量部であることが好ましく、特に10~200重量部であることが好ましい。 In the above step (1-2), examples of halogenated solvents include dichloromethane, chloroform, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, and 1,1,2,2-tetrachloroethane. Among these, dichloromethane or chloroform are preferred because of the ease of subsequent solvent removal. Furthermore, the amount of halogenated solvent used is preferably 5 to 500 parts by weight, and particularly preferably 10 to 200 parts by weight, per 100 parts by weight of the aqueous medium.
上記(1-3)工程において、溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒としては、前記塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物で説明したプロトン性有機溶媒と同じものが挙げられる。 In the above step (1-3), examples of the protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 include the same protic organic solvents as those described for the basic iminophosphazenium salt-containing composition.
上記(1-3)工程において、溶媒置換をおこなう方法としては、溶媒置換が可能であれば如何なる方法でも良く、例えば(1-2)工程で得られたハロゲン化溶媒抽出溶液より蒸留等の方法によりハロゲン化溶媒を除去した後に、溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒を添加し溶媒置換を行う方法、(1-2)工程で得られたハロゲン化溶媒抽出溶液に溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒を添加し、ハロゲン化溶媒を蒸留等の方法により除去し溶媒置換を行う方法等が挙げられる。 In the above step (1-3), the solvent substitution may be carried out by any method that allows solvent substitution. Examples of the method include a method in which the halogenated solvent is removed from the halogenated solvent extract solution obtained in step (1-2) by a method such as distillation, and then a protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 is added to perform solvent substitution; and a method in which a protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 is added to the halogenated solvent extract solution obtained in step (1-2), and then the halogenated solvent is removed by a method such as distillation to perform solvent substitution.
上記(1-3)工程において、ハロゲン化溶媒の蒸留除去条件は、用いるハロゲン化溶媒、溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒の種類によって適宜選択可能であり、例えばハロゲン化溶媒にジクロロメタン、溶媒度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒としてイソプロパノールを用いる場合には、常圧下、80~100℃の範囲で溶液濃度が25~70重量%の範囲になるようにジクロロメタン及びイソプロパノールを除去する方法を挙げることができる。 In the above step (1-3), the conditions for distillative removal of the halogenated solvent can be appropriately selected depending on the type of halogenated solvent used and the type of protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2. For example, when dichloromethane is used as the halogenated solvent and isopropanol is used as the protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 , an example of a method is to remove dichloromethane and isopropanol under normal pressure at a temperature in the range of 80 to 100° C. so that the solution concentration is in the range of 25 to 70% by weight.
上記(2)工程におけるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物としては、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩を塩基性イミノホスファゼニウム塩にイオン交換することが可能であれば如何なる化合物であってもよく、例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のアルコキシド、カルボン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸水素化物等が挙げられる。 The alkali metal compound or alkaline earth metal compound used in step (2) above may be any compound capable of ion-exchanging a halogenated iminophosphazenium salt into a basic iminophosphazenium salt. Examples include alkali metal or alkaline earth metal hydroxides, alkali metal or alkaline earth metal alkoxides, alkali metal or alkaline earth metal salts of carboxylic acids, and alkali metal or alkaline earth metal hydrogen carbonates.
アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物の具体例としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム;水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム等が挙げられる。 Specific examples of alkali metal or alkaline earth metal hydroxides include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide, barium hydroxide, etc.
アルカリ金属又はアルカリ土類金属のアルコキシドの具体例としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のメトキシド、エトキシド、n-プロポキシド、イソプロポキシド、n-ブトキシド、イソブトキシド、t-ブトキシド、n-ペンチルオキシド、n-ヘキシルオキシド、n-オクチルオキシド、n-ノニルオキシド、n-デシルオキシド、フェノキシド、2-メチルフェノキシド、3-メチルフェノキシド、4-メチルフェノキシド、ベンジルオキシド、エチレングリコキシド、ジエチレングリコキシド、1,2-ジヒドロプロポキシド、数平均分子量200から20000のポリアルキレングリコキシド等が挙げられる。 Specific examples of alkali metal or alkaline earth metal alkoxides include alkali metal or alkaline earth metal methoxide, ethoxide, n-propoxide, isopropoxide, n-butoxide, isobutoxide, t-butoxide, n-pentyl oxide, n-hexyl oxide, n-octyl oxide, n-nonyl oxide, n-decyl oxide, phenoxide, 2-methylphenoxide, 3-methylphenoxide, 4-methylphenoxide, benzyl oxide, ethylene glycooxide, diethylene glycooxide, 1,2-dihydropropoxide, and polyalkylene glycooxides having a number average molecular weight of 200 to 20,000.
カルボン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のギ酸塩(カルボキシド)、酢酸塩(メチルカルボキシド)、プロピオン酸塩(エチルカルボキシド)、酪酸塩(n-プロピルカルボキシド)、イソ酪酸塩(イソプロピルカルボキシド)、吉草酸塩(n-ブチルカルボキシド)、イソ吉草酸塩(イソブチルカルボキシド)、ピバル酸塩(t-ブチルカルボキシド)等が挙げられる。 Examples of alkali metal or alkaline earth metal salts of carboxylic acids include alkali metal or alkaline earth metal formates (carboxylates), acetates (methylcarboxylates), propionates (ethylcarboxylates), butyrates (n-propylcarboxylates), isobutyrates (isopropylcarboxylates), valerates (n-butylcarboxylates), isovalerates (isobutylcarboxylates), and pivalates (t-butylcarboxylates).
アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸水素化物としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等が挙げられる。 Examples of alkali metal or alkaline earth metal bicarbonates include sodium bicarbonate and potassium bicarbonate.
これらの中で、入手が容易で、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩から塩基性イミノホスファゼニウム塩へのイオン交換が効率よく進行することから、アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物の水酸化物が好ましく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが特に好ましい。 Among these, hydroxides of alkali metal compounds or alkaline earth metal compounds are preferred, with sodium hydroxide and potassium hydroxide being particularly preferred, as they are easily available and allow efficient ion exchange from halogenated iminophosphazenium salts to basic iminophosphazenium salts.
アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の使用量としては、適宜選択可能であり、その中でも、効率良く塩基性イミノホスファゼニウム塩を得ることが可能となることから、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩1モルに対して、0.9~1.5モルであることが好ましく、より好ましくは1.0~1.2モル、さらに好ましくは1.1~1.2モルである。 The amount of alkali metal compound or alkaline earth metal compound used can be selected as appropriate, but since this allows for efficient production of a basic iminophosphazenium salt, it is preferably 0.9 to 1.5 mol, more preferably 1.0 to 1.2 mol, and even more preferably 1.1 to 1.2 mol per 1 mol of halogenated iminophosphazenium salt.
上記(2)工程において、イオン交換反応を行う際の反応温度としては適宜選択可能であり、例えば25~100℃の範囲であることが好ましく、40~80℃の範囲が特に好ましい。 In step (2) above, the reaction temperature for the ion exchange reaction can be selected as appropriate; for example, it is preferably in the range of 25 to 100°C, and particularly preferably in the range of 40 to 80°C.
上記(3)工程において、ろ過を行う際の条件としては、副生ハロゲン化アルカリ金属塩又はハロゲン化アルカリ土類金属塩の除去が可能であれば如何なる方法でも良く、加圧下で行うことも、減圧下で行うこともできる。また、ろ過を行う際の温度としては、例えば0~80℃を挙げることができ、副生ハロゲン化アルカリ金属塩又はハロゲン化アルカリ土類金属塩を効率良く除去することが可能となることから、特に10~60℃が好ましい。 In the above step (3), the filtration conditions may be any method that allows for the removal of by-product alkali metal halide salts or alkaline earth metal halide salts, and filtration can be performed under either pressure or reduced pressure. Furthermore, the filtration temperature can be, for example, 0 to 80°C, with 10 to 60°C being particularly preferred, as this allows for efficient removal of by-product alkali metal halide salts or alkaline earth metal halide salts.
上記(4)工程では、(3)工程で得られたろ液に水を添加した後、分液操作により下相を除去し、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物とする。(4)工程を行わないと、得られる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物中のアルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオン濃度が高くなるため、好ましくない。 In the above step (4), water is added to the filtrate obtained in step (3), and the lower phase is then removed by a separation operation to obtain a basic iminophosphazenium salt-containing composition. If step (4) is not performed, the alkali metal ion or alkaline earth metal ion concentration in the resulting basic iminophosphazenium salt-containing composition will be high, which is undesirable.
上記(4)工程で添加する水の量は、9~30wt%が好ましく、より好ましくは13~30wt%、さらに好ましくは13~28wt%である。水の添加量が9wt%より少ないと、得られる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物の保存安定性が低下するため、好ましくない。一方、水の添加量が30wt%より多いと、水を添加した後に2相分離が進行せず、下相を除去することができなくなるため好ましくない。下相を除去できない場合、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物中のアルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオン濃度が高くなるため、好ましくない。
<ポリアルキレングリコールの製造方法>
本発明の一態様にかかるポリアルキレングリコールの製造方法は、上記塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物と活性水素含有化合物を接触させ、溶媒及び副生水の除去を行った後、アルキレンオキシドを添加し、アルキレンオキシドの開環重合を行う。
The amount of water added in the above step (4) is preferably 9 to 30 wt %, more preferably 13 to 30 wt %, and even more preferably 13 to 28 wt %. If the amount of water added is less than 9 wt %, the storage stability of the resulting basic iminophosphazenium salt-containing composition will decrease, which is not preferred. On the other hand, if the amount of water added is more than 30 wt %, two-phase separation will not proceed after the addition of water, and the lower phase will not be able to be removed, which is not preferred. If the lower phase cannot be removed, the alkali metal ion or alkaline earth metal ion concentration in the basic iminophosphazenium salt-containing composition will be high, which is not preferred.
<Method of producing polyalkylene glycol>
In one aspect of the present invention, a method for producing polyalkylene glycol comprises contacting the basic iminophosphazenium salt-containing composition with an active hydrogen-containing compound, removing the solvent and by-product water, adding alkylene oxide, and carrying out ring-opening polymerization of the alkylene oxide.
上記活性水素含有化合物としては、例えばヒドロキシ化合物、アミン化合物、カルボン酸化合物、フェノール化合物、チオール化合物等が挙げられる。より具体的には、水、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、ソルビトール、シュークローズ、グルコース等のヒドロキシ化合物;エチレンジアミン、N,N’-ジメチルエチレンジアミン、ピペリジン、ピペラジン等のアミン化合物;安息香酸、アジピン酸等のカルボン酸化合物;2-ナフトール、ビスフェノール等のフェノール化合物;エタンジチオール、ブタンジチオール等のチオール化合物等が挙げられる。また、水酸基を有するポリエーテルポリオールを用いることも可能であり、例えばポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコールグリセリンエーテル等を挙げることができ、この際のポリエーテルポリオールの分子量に特に制限はなく、その中でも低粘度で流動性に優れる分子量200~3000のポリエーテルポリオールが好ましい。また、これら活性水素含有化合物は単独でも数種類を混合して用いても良い。 Examples of the active hydrogen-containing compound include hydroxy compounds, amine compounds, carboxylic acid compounds, phenol compounds, and thiol compounds. More specifically, examples include hydroxy compounds such as water, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, pentaerythritol, diglycerin, sorbitol, sucrose, and glucose; amine compounds such as ethylenediamine, N,N'-dimethylethylenediamine, piperidine, and piperazine; carboxylic acid compounds such as benzoic acid and adipic acid; phenol compounds such as 2-naphthol and bisphenol; and thiol compounds such as ethanedithiol and butanedithiol. It is also possible to use polyether polyols containing hydroxyl groups, such as polypropylene glycol and polypropylene glycol glycerin ether. There are no particular restrictions on the molecular weight of the polyether polyol, but polyether polyols with a molecular weight of 200 to 3000, which have low viscosity and excellent fluidity, are preferred. These active hydrogen-containing compounds may be used alone or in combination.
塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物に含まれている溶媒及び副生水を除去する方法としては、例えば減圧下で溶媒および副生水を除去する方法を挙げることができ、その際の減圧度としては、例えば50kPa以下、好ましくは10kPa以下、特に好ましくは5kPa以下の減圧下を挙げることができる。また、その際の温度条件としては、例えば30~130℃の温度範囲、好ましくは40~100℃の範囲を挙げることができる。また、その際の時間としては、例えば4~6時間での実施が挙げられる。 One method for removing the solvent and by-product water contained in the basic iminophosphazenium salt-containing composition is to remove the solvent and by-product water under reduced pressure. The degree of pressure reduction can be, for example, 50 kPa or less, preferably 10 kPa or less, and particularly preferably 5 kPa or less. The temperature conditions for this removal can be, for example, in the range of 30 to 130°C, preferably 40 to 100°C. The removal time can be, for example, 4 to 6 hours.
上記アルキレンオキシドとしては、例えば炭素数2~20のアルキレンオキシドを挙げることができ、具体的には、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2-ブチレンオキシド、2,3-ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、ブタジエンモノオキシド、ペンテンオキシド、スチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド等を挙げることができる。これらの中で、入手容易で工業的価値の高いことから、エチレンオキシド、プロピレンオキシドが好ましい。アルキレンオキシドは、単一で用いても2種以上を混合して用いても良い。2種以上を混合して用いる場合は、例えば第1のアルキレンオキシドを反応させた後、第2のアルキレンオキシドを反応させても良いし、2種以上のアルキレンオキシドを同時に反応させても良い。 The alkylene oxide may be, for example, an alkylene oxide having 2 to 20 carbon atoms. Specific examples include ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-butylene oxide, 2,3-butylene oxide, isobutylene oxide, butadiene monoxide, pentene oxide, styrene oxide, and cyclohexene oxide. Among these, ethylene oxide and propylene oxide are preferred due to their ease of availability and industrial value. Alkylene oxides may be used alone or in combination of two or more. When using a combination of two or more, for example, a first alkylene oxide may be reacted followed by a second alkylene oxide, or two or more alkylene oxides may be reacted simultaneously.
上記ポリアルキレングリコールの製造方法によって得られるポリアルキレングリコールは、水酸基価の異なるポリアルキレングリコールとすることが可能であり、得られるポリアルキレングリコールの水酸基価に特に制限は無く、その中でも、5~500mgKOH/gの範囲が好ましく、特に10~170mgKOH/gの範囲であることが好ましい。 The polyalkylene glycol obtained by the above-mentioned method for producing polyalkylene glycol can have a different hydroxyl value. There are no particular restrictions on the hydroxyl value of the resulting polyalkylene glycol, but a range of 5 to 500 mgKOH/g is preferred, and a range of 10 to 170 mgKOH/g is particularly preferred.
上記ポリアルキレングリコールは、ポリウレタン原料、ポリエステル原料、界面活性剤原料、潤滑剤原料等に有用である。特に各種イソシアネート化合物と反応させることにより、断熱材等に使用される硬質フォームや、自動車のシート・クッション、寝具等に使用される軟質フォーム、接着剤、塗料、シーリング材、熱硬化性エラストマー、熱可塑性エラストマーへの展開が期待される。 The above polyalkylene glycols are useful as raw materials for polyurethanes, polyesters, surfactants, lubricants, etc. In particular, by reacting them with various isocyanate compounds, they are expected to be used in rigid foams used in insulation, flexible foams used in automobile seat cushions and bedding, adhesives, paints, sealants, thermosetting elastomers, and thermoplastic elastomers.
以下、実施例により本発明を説明するが、本実施例は何ら本発明を制限するものではない。 The present invention will be explained below using examples, but these examples are not intended to limit the scope of the present invention.
実施例および比較例において用いた評価・測定方法を示す。
(1)塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物中の塩基性イミノホスファゼニウム塩の含有量(単位:wt%)
高速液体クロマトグラフィー(HPLC)装置(東ソー社製8020)を使用し、カラム:L-column2ODS(粒子径:5μm、φ:4.6mm、L:250mm)、展開溶媒:メタノール/水/無水トリフルオロ酢酸=150ml/850ml/1ml、サンプル濃度:250μg/g、サンプル注入量:5μl、UV波長:230nm、流速:1ml/minの条件にて、HPLC分析を行い、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物中の塩基性イミノホスファゼニウム塩の含有量を測定した。
(2)塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物中の水含有量(単位:wt%)
カールフィッシャー水分計(三菱化学製CA-05型)を用い、測定溶液としてアクアミクロンCXU及びアクアミクロンAXを用い、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物中の水含有量を測定した。
(3)塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物中の溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒の含有量(単位:wt%)
上記塩基性イミノホスファゼニウム塩中の塩基性イミノホスファゼニウム塩の含有量及び水含有量を用いて、下記計算式によって算出した。
塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物中の溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2以上であるプロトン性有機溶媒の含有量=100-(組成物中の塩基性イミノホスファゼニウム塩の含有量)-(組成物中の水含有量)
(4)塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物中のアルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオン濃度(単位:ppm)
パーキンエルマー製Optima8300を用い、高周波誘導結合プラズマ-発光分光分析(ICP-AES)を行い、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物中のアルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオン濃度を算出した。アルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオンとして、カリムイオンの濃度を測定する際は、測定波長766.490nmにて測定をおこなった。
(5)塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物中の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度(単位:%)
核磁気共鳴(NMR)スペクトル測定装置(JEOL製、製品名:JNM-ECZ400S/LI)を用い、重溶媒に重水を使用して1H-NMRを測定した。2.60~3.10ppmの範囲のピークの面積中の2.85ppmのピークの面積の割合により、塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度を算出した。
(6)塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物のpH(単位:無し)
pHメーター(YOKOGAWA社製pH/ORPメータPH72)を使用して、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物のpHを測定した。
(7)塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物の高温下での着色
塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物を50℃で180日間保管した際の外観を目視にて観察した。50℃、180日間保管前と比較して、着色に変化が無いものを◎、ほとんど変化が無いものを〇、着色が濃くなったものを×とした。
(8)塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物の低温下での析出物
塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物を0℃で180日間保管した際の外観を目視にて観察した。保管容器底部に析出物が確認されなかったものを◎、析出物がほとんど確認されなかったものを〇、析出物が確認されたものを×とした。
(9)ポリアルキレングリコールの水酸基価(単位:mgKOH/g)
JIS K-1557-1に記載の方法により算出した。
The evaluation and measurement methods used in the examples and comparative examples are shown below.
(1) Content of basic iminophosphazenium salt in basic iminophosphazenium salt-containing composition (unit: wt%)
HPLC analysis was performed using a high performance liquid chromatography (HPLC) apparatus (8020 manufactured by Tosoh Corporation) under the following conditions: column: L-column 2 ODS (particle diameter: 5 μm, φ: 4.6 mm, L: 250 mm), developing solvent: methanol/water/trifluoroacetic anhydride=150 ml/850 ml/1 ml, sample concentration: 250 μg/g, sample injection amount: 5 μl, UV wavelength: 230 nm, flow rate: 1 ml/min, and the content of the basic iminophosphazenium salt in the basic iminophosphazenium salt-containing composition was measured.
(2) Water content in the basic iminophosphazenium salt-containing composition (unit: wt%)
The water content in the basic iminophosphazenium salt-containing composition was measured using a Karl Fischer moisture meter (Model CA-05 manufactured by Mitsubishi Chemical) and Aquamicron CXU and Aquamicron AX as measuring solutions.
(3) The content (unit: wt %) of a protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 in the basic iminophosphazenium salt-containing composition.
The content of the basic iminophosphazenium salt and the water content in the basic iminophosphazenium salt were used to calculate the content according to the following formula.
Amount of protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 or more in the basic iminophosphazenium salt-containing composition=100−(amount of basic iminophosphazenium salt in the composition)−(amount of water in the composition)
(4) Concentration of alkali metal ions or alkaline earth metal ions in the basic iminophosphazenium salt-containing composition (unit: ppm)
The alkali metal ion or alkaline earth metal ion concentration in the basic iminophosphazenium salt-containing composition was calculated by inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy (ICP-AES) using a PerkinElmer Optima 8300. When measuring the concentration of potassium ions as alkali metal ions or alkaline earth metal ions, the measurement was performed at a measurement wavelength of 766.490 nm.
(5) Purity of the basic iminophosphazenium salt in the basic iminophosphazenium salt-containing composition (unit: %)
H -NMR was measured using a nuclear magnetic resonance (NMR) spectrometer (manufactured by JEOL, product name: JNM-ECZ400S/LI) and heavy water as the heavy solvent. The purity of the basic iminophosphazenium salt was calculated from the ratio of the area of the peak at 2.85 ppm to the area of the peaks in the range of 2.60 to 3.10 ppm.
(6) pH of the composition containing basic iminophosphazenium salt (no unit)
The pH of the basic iminophosphazenium salt-containing composition was measured using a pH meter (PH72 pH/ORP meter manufactured by Yokogawa Corporation).
(7) Coloration of Basic Iminophosphazenium Salt-Containing Composition at High Temperature The appearance of a basic iminophosphazenium salt-containing composition was visually observed after storage for 180 days at 50° C. Compared to before storage at 50° C. for 180 days, compositions showing no change in coloration were marked with ⊚, compositions showing almost no change were marked with ◯, and compositions showing a deepening of coloration were marked with ×.
(8) Precipitates in Basic Iminophosphazenium Salt-Containing Compositions at Low Temperatures The appearance of basic iminophosphazenium salt-containing compositions was visually observed after storage at 0° C. for 180 days. Compositions in which no precipitate was observed on the bottom of the storage container were marked with a double circle, compositions in which almost no precipitate was observed were marked with a circle, and compositions in which precipitate was observed were marked with an x.
(9) Hydroxyl value of polyalkylene glycol (unit: mgKOH/g)
It was calculated according to the method described in JIS K-1557-1.
実施例1
攪拌翼を付した2リットルの4つ口フラスコを窒素雰囲気下とし、五塩化リン96g(0.46mol)、脱水トルエン800mlを加え、20℃で攪拌した。撹拌を維持したまま、1,1,3,3-テトラメチルグアニジン345g(2.99mol)を3時間かけて滴下した後、100℃に昇温し、さらに1,1,3,3-テトラメチルグアニジン107g(0.92mol)を1時間かけて滴下した。得られた白色のスラリー溶液を100℃で14時間攪拌した後、80℃まで冷却し、イオン交換水250mlを加え、30分間撹拌した。撹拌を止めると、スラリーは全て溶解し、2相溶液が得られた。得られた2相溶液の油水分離を行い、水相を回収した。得られた水相にジクロロメタン100mlを加え、油水分離を行い、ジクロロメタン相を回収した。得られたジクロロメタン溶液をイオン交換水100mlで洗浄した。得られたジクロロメタン溶液を、撹拌翼を付した2リットルの四つ口フラスコに移液し、イソプロパノール(IPA)900gを加えた後、常圧下で温度を80~100℃に昇温し、ジクロロメタンを除去することによって、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩(上記式(2)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、A-が塩素アニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)のイソプロパノール溶液を得た。
Example 1
A 2-liter, four-necked flask equipped with a stirring blade was placed under a nitrogen atmosphere, and 96 g (0.46 mol) of phosphorus pentachloride and 800 ml of dehydrated toluene were added and stirred at 20°C. While continuing to stir, 345 g (2.99 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine was added dropwise over 3 hours, followed by heating to 100°C and adding 107 g (0.92 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine dropwise over 1 hour. The resulting white slurry solution was stirred at 100°C for 14 hours, then cooled to 80°C, and 250 ml of ion-exchanged water was added and stirred for 30 minutes. When stirring was stopped, all of the slurry dissolved, yielding a two-phase solution. The resulting two-phase solution was subjected to oil-water separation, and the aqueous phase was recovered. 100 ml of dichloromethane was added to the resulting aqueous phase, and oil-water separation was performed, and the dichloromethane phase was recovered. The obtained dichloromethane solution was washed with 100 ml of ion-exchanged water. The obtained dichloromethane solution was transferred to a 2-liter four-neck flask equipped with a stirring blade, and 900 g of isopropanol (IPA) was added. The temperature was then raised to 80 to 100°C under normal pressure, and the dichloromethane was removed to obtain an isopropanol solution of a halogenated iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and A- corresponds to a chlorine anion in the above formula (2)).
得られたハロゲン化イミノホスファゼニウム塩のイソプロパノール溶液を撹拌しながら内部温度を60℃に放冷した後、85質量%水酸化カリウム31g(0.47mol、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩1モルに対して1.1モル)を加えて、60℃で2時間撹拌した。その後、温度を25℃まで冷却し、析出した副生塩を濾過により除去した。得られたろ液に水95gを加え、2相分離するまで静置した後、下相を除去することによって、塩基性イミノホスファゼニウム塩(上記式(1)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、X-がヒドロキシアニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)含有組成物Aを得た。得られた塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物A中の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量は23wt%、水含有量は9wt%、イソプロパノール含有量は68wt%、カリウムイオン濃度は800ppmであった。 The obtained isopropanol solution of the halogenated iminophosphazenium salt was allowed to cool to an internal temperature of 60°C while stirring, and then 31 g (0.47 mol, 1.1 mol per 1 mol of the halogenated iminophosphazenium salt) of 85% by mass potassium hydroxide was added, and the mixture was stirred at 60°C for 2 hours. Thereafter, the temperature was cooled to 25°C, and the precipitated by-product salt was removed by filtration. 95 g of water was added to the obtained filtrate, and the mixture was allowed to stand until two phases separated. The lower phase was then removed, yielding a composition A containing a basic iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 is a methyl group, R2 is a methyl group, and X- corresponds to a hydroxy anion in the above formula (1)). The obtained basic iminophosphazenium salt-containing composition A had a basic iminophosphazenium salt content of 23 wt%, a water content of 9 wt%, an isopropanol content of 68 wt%, and a potassium ion concentration of 800 ppm.
この塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Aを50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下は1.5%、pH低下は0.1であり、着色の変化はほとんど見られず(判定:〇)、高温下での高い保存安定性を示した。また、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Aを0℃で180日間の環境下に置いた後の外観にほとんど変化は無く(判定:〇)、低温下での高い保存安定性を示した。 After storing this basic iminophosphazenium salt-containing composition A in an environment at 50°C for 180 days, the purity of the basic iminophosphazenium salt decreased by 1.5%, the pH decreased by 0.1, and there was almost no change in color (rating: Good), demonstrating high storage stability at high temperatures. Furthermore, after storing basic iminophosphazenium salt-containing composition A in an environment at 0°C for 180 days, there was almost no change in appearance (rating: Good), demonstrating high storage stability at low temperatures.
そして、攪拌翼を付した2リットルのオートクレーブに、50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩組成物A5.5g(塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)、分子量600のポリプロピレントリオール100gを加え、内温80℃、0.5kPaの減圧下で溶媒及び副生水の除去を6時間行った。続いて、内温90℃、圧力0.3MPa以下を保持しながら、プロピレンオキシド946gを間欠的に供給し、プロピレンオキシドの重合反応をおこなった後、0.5kPaの減圧下で未反応のプロピレンオキシドを除去した。さらに、内温130℃、圧力0.3MPa以下を保持しながら、エチレンオキシド173gを間欠的に供給し、エチレンオキシドの重合反応をおこなった後、0.5kPaの減圧下で未反応のエチレンオキシドを除去することによって、ポリアルキレングリコール(1206g)を得た。得られたポリアルキレングリコールは、無色で、水酸基価は24mgKOH/gであった。 5.5 g of basic iminophosphazenium salt composition A (basic iminophosphazenium salt content: 1.3 g) that had been stored at 50°C for 180 days and 100 g of polypropylene triol with a molecular weight of 600 were added to a 2-liter autoclave equipped with a stirring blade. The solvent and by-product water were removed for 6 hours at an internal temperature of 80°C and a reduced pressure of 0.5 kPa. Next, while maintaining an internal temperature of 90°C and a pressure of 0.3 MPa or less, 946 g of propylene oxide was intermittently added to polymerize the propylene oxide, followed by removal of unreacted propylene oxide under a reduced pressure of 0.5 kPa. Furthermore, while maintaining an internal temperature of 130°C and a pressure of 0.3 MPa or less, 173 g of ethylene oxide was intermittently added to polymerize the ethylene oxide, followed by removal of unreacted ethylene oxide under a reduced pressure of 0.5 kPa, yielding polyalkylene glycol (1,206 g). The resulting polyalkylene glycol was colorless and had a hydroxyl value of 24 mg KOH/g.
実施例2
塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物の製造において、イオン交換およびろ過後のろ液に加える水の量を95gから140gに変更する以外は、実施例1と同様の操作を行い、塩基性イミノホスファゼニウム塩(上記式(1)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、X-がヒドロキシアニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)含有組成物Bを得た。得られた塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物B中の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量は22wt%、水含有量は13wt%、イソプロパノール含有量は65wt%、カリウムイオン濃度は500ppmであった。
Example 2
In the production of a basic iminophosphazenium salt-containing composition, the same operations as in Example 1 were carried out, except that the amount of water added to the filtrate after ion exchange and filtration was changed from 95 g to 140 g, to obtain a basic iminophosphazenium salt-containing composition B (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and X- corresponds to a hydroxy anion in the above formula (1)). The basic iminophosphazenium salt content in the obtained basic iminophosphazenium salt-containing composition B was 22 wt %, the water content was 13 wt %, the isopropanol content was 65 wt %, and the potassium ion concentration was 500 ppm.
この塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Bを50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下は0.8%、pH低下は0.2であり、着色の変化は見られず(判定:◎)、高温下での高い保存安定性を示した。また、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Bを0℃で180日間の環境下に置いた後の外観に変化は無く(判定:◎)、低温下での高い保存安定性を示した。 After storing this basic iminophosphazenium salt-containing composition B in an environment at 50°C for 180 days, the purity of the basic iminophosphazenium salt decreased by 0.8%, the pH decreased by 0.2, and no change in color was observed (rating: ◎), demonstrating high storage stability at high temperatures. Furthermore, after storing basic iminophosphazenium salt-containing composition B in an environment at 0°C for 180 days, there was no change in appearance (rating: ◎), demonstrating high storage stability at low temperatures.
そして、50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物B5.8g(塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリアルキレングリコールの合成を行った。重合は効率良く進行し、ポリアルキレングリコール(1206g)を得た。得られたポリアルキレングリコールは、無色で、水酸基価は24mgKOH/gであった。 Polyalkylene glycol was synthesized in the same manner as in Example 1, except that 5.8 g of basic iminophosphazenium salt-containing composition B (basic iminophosphazenium salt content: 1.3 g) that had been left in an environment at 50°C for 180 days was used. Polymerization proceeded efficiently, yielding polyalkylene glycol (1,206 g). The resulting polyalkylene glycol was colorless and had a hydroxyl value of 24 mg KOH/g.
実施例3
塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物の製造において、イオン交換およびろ過後のろ液に加える水の量を95gから190gに変更する以外は、実施例1と同様の操作を行い、塩基性イミノホスファゼニウム塩(上記式(1)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、X-がヒドロキシアニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)含有組成物Cを得た。得られた塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物C中の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量は21wt%、水含有量は17wt%、イソプロパノール含有量は62wt%、カリウムイオン濃度は140ppmであった。
Example 3
In the production of a basic iminophosphazenium salt-containing composition, the same operations as in Example 1 were carried out, except that the amount of water added to the filtrate after ion exchange and filtration was changed from 95 g to 190 g, to obtain a basic iminophosphazenium salt-containing composition C (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and X- corresponds to a hydroxy anion in the above formula (1)). The obtained basic iminophosphazenium salt-containing composition C had a basic iminophosphazenium salt content of 21 wt%, a water content of 17 wt%, an isopropanol content of 62 wt%, and a potassium ion concentration of 140 ppm.
この塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Cを50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下は0.3%、pH低下は0.2であり、着色の変化は見られず(判定:◎)、高温下での高い保存安定性を示した。また、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Cを0℃で180日間の環境下に置いた後の外観に変化は無く(判定:◎)、低温下での高い保存安定性を示した。 After storing this basic iminophosphazenium salt-containing composition C in an environment at 50°C for 180 days, the purity of the basic iminophosphazenium salt decreased by 0.3%, the pH decreased by 0.2, and no change in color was observed (rating: ◎), demonstrating high storage stability at high temperatures. Furthermore, after storing basic iminophosphazenium salt-containing composition C in an environment at 0°C for 180 days, there was no change in appearance (rating: ◎), demonstrating high storage stability at low temperatures.
そして、50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物C6.1g(塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリアルキレングリコールの合成を行った。重合は効率良く進行し、ポリアルキレングリコール(1206g)を得た。得られたポリアルキレングリコールは、無色で、水酸基価は24mgKOH/gであった。 Polyalkylene glycol was synthesized in the same manner as in Example 1, except that 6.1 g of basic iminophosphazenium salt-containing composition C (basic iminophosphazenium salt content: 1.3 g) that had been left in an environment at 50°C for 180 days was used. Polymerization proceeded efficiently, yielding polyalkylene glycol (1,206 g). The resulting polyalkylene glycol was colorless and had a hydroxyl value of 24 mg KOH/g.
実施例4
塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物の製造において、イオン交換およびろ過後のろ液に加える水の量を95gから240gに変更する以外は、実施例1と同様の操作を行い、塩基性イミノホスファゼニウム塩(上記式(1)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、X-がヒドロキシアニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)含有組成物Dを得た。得られた塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物D中の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量は20wt%、水含有量は20wt%、イソプロパノール含有量は60wt%、カリウムイオン濃度は80ppmであった。
Example 4
In the production of a basic iminophosphazenium salt-containing composition, the same operations as in Example 1 were carried out, except that the amount of water added to the filtrate after ion exchange and filtration was changed from 95 g to 240 g, to obtain a basic iminophosphazenium salt-containing composition D (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and X- corresponds to a hydroxy anion in the above formula (1)). The basic iminophosphazenium salt content in the obtained basic iminophosphazenium salt-containing composition D was 20 wt %, the water content was 20 wt %, the isopropanol content was 60 wt %, and the potassium ion concentration was 80 ppm.
この塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Dを50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下は0.1%、pH低下は0.2であり、着色の変化は見られず(判定:◎)、高温下での高い保存安定性を示した。また、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Dを0℃で180日間の環境下に置いた後の外観に変化は無く(判定:◎)、低温下での高い保存安定性を示した。 After storing this basic iminophosphazenium salt-containing composition D in an environment at 50°C for 180 days, the purity of the basic iminophosphazenium salt decreased by 0.1%, the pH decreased by 0.2, and no change in color was observed (rating: ◎), demonstrating high storage stability at high temperatures. Furthermore, after storing basic iminophosphazenium salt-containing composition D in an environment at 0°C for 180 days, there was no change in appearance (rating: ◎), demonstrating high storage stability at low temperatures.
そして、50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物D6.4g(塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリアルキレングリコールの合成を行った。重合は効率良く進行し、ポリアルキレングリコール(1206g)を得た。得られたポリアルキレングリコールは、無色で、水酸基価は24mgKOH/gであった。 Polyalkylene glycol was synthesized in the same manner as in Example 1, except that 6.4 g of basic iminophosphazenium salt-containing composition D (basic iminophosphazenium salt content: 1.3 g) that had been left in an environment at 50°C for 180 days was used. Polymerization proceeded efficiently, yielding polyalkylene glycol (1,206 g). The resulting polyalkylene glycol was colorless and had a hydroxyl value of 24 mg KOH/g.
実施例5
攪拌翼を付した2リットルの4つ口フラスコを窒素雰囲気下とし、五塩化リン96g(0.46mol)、脱水トルエン800mlを加え、20℃で攪拌した。撹拌を維持したまま、1,1,3,3-テトラメチルグアニジン345g(2.99mol)を3時間かけて滴下した後、100℃に昇温し、さらに1,1,3,3-テトラメチルグアニジン107g(0.92mol)を1時間かけて滴下した。得られた白色のスラリー溶液を100℃で14時間攪拌した後、80℃まで冷却し、イオン交換水250mlを加え、30分間撹拌した。撹拌を止めると、スラリーは全て溶解し、2相溶液が得られた。得られた2相溶液の油水分離を行い、水相を回収した。得られた水相にジクロロメタン100mlを加え、油水分離を行い、ジクロロメタン相を回収した。得られたジクロロメタン溶液をイオン交換水100mlで洗浄した。得られたジクロロメタン溶液を、撹拌翼を付した2リットルの四つ口フラスコに移液し、イソプロパノール900gを加えた後、常圧下で温度を80~100℃に昇温し、ジクロロメタンを除去することによって、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩(上記式(2)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、A-が塩素アニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)のイソプロパノール溶液を得た。
Example 5
A 2-liter, four-necked flask equipped with a stirring blade was placed under a nitrogen atmosphere, and 96 g (0.46 mol) of phosphorus pentachloride and 800 ml of dehydrated toluene were added and stirred at 20°C. While continuing to stir, 345 g (2.99 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine was added dropwise over 3 hours, followed by heating to 100°C and adding 107 g (0.92 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine dropwise over 1 hour. The resulting white slurry solution was stirred at 100°C for 14 hours, then cooled to 80°C, and 250 ml of ion-exchanged water was added and stirred for 30 minutes. When stirring was stopped, all of the slurry dissolved, yielding a two-phase solution. The resulting two-phase solution was subjected to oil-water separation, and the aqueous phase was recovered. 100 ml of dichloromethane was added to the resulting aqueous phase, and oil-water separation was performed, and the dichloromethane phase was recovered. The resulting dichloromethane solution was washed with 100 ml of ion-exchanged water. The resulting dichloromethane solution was transferred to a 2-liter four-neck flask equipped with a stirring blade, and 900 g of isopropanol was added. The temperature was then raised to 80 to 100°C under normal pressure, and the dichloromethane was removed to obtain an isopropanol solution of a halogenated iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and A- corresponds to a chlorine anion in the above formula (2)).
得られたハロゲン化イミノホスファゼニウム塩のイソプロパノール溶液を撹拌しながら内部温度を60℃に放冷した後、85質量%水酸化カリウム31g(0.47mol、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩1モルに対して1.1モル)を加えて、60℃で2時間撹拌した。その後、温度を25℃まで冷却し、析出した副生塩を濾過により除去した。得られたろ液を430gまで濃縮した後、水180gを加え、2相分離するまで静置した後、下相を除去することによって、塩基性イミノホスファゼニウム塩(上記式(1)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、X-がヒドロキシアニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)含有組成物Eを得た。得られた塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物E中の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量は36wt%、水含有量は28wt%、イソプロパノール含有量は36wt%、カリウムイオン濃度は50ppmであった。 The obtained isopropanol solution of the halogenated iminophosphazenium salt was allowed to cool to an internal temperature of 60°C while stirring, and then 31 g (0.47 mol, 1.1 mol per 1 mol of the halogenated iminophosphazenium salt) of 85% by mass potassium hydroxide was added, and the mixture was stirred at 60°C for 2 hours. Thereafter, the temperature was cooled to 25°C, and the precipitated by-product salt was removed by filtration. The obtained filtrate was concentrated to 430 g, and 180 g of water was added. The mixture was allowed to stand until two phases separated, and the lower phase was then removed, thereby obtaining a composition E containing a basic iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and X- corresponds to a hydroxy anion in the above formula (1)). The obtained basic iminophosphazenium salt-containing composition E had a basic iminophosphazenium salt content of 36 wt %, a water content of 28 wt %, an isopropanol content of 36 wt %, and a potassium ion concentration of 50 ppm.
この塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Eを50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下は0.8%、pH低下は0.2であり、着色の変化は見られず(判定:◎)、高温下での高い保存安定性を示した。また、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Eを0℃で180日間の環境下に置いた後の外観に変化は無く(判定:◎)、低温下での高い保存安定性を示した。 After storing this basic iminophosphazenium salt-containing composition E in an environment at 50°C for 180 days, the purity of the basic iminophosphazenium salt decreased by 0.8%, the pH decreased by 0.2, and no change in color was observed (rating: ◎), demonstrating high storage stability at high temperatures. Furthermore, after storing basic iminophosphazenium salt-containing composition E in an environment at 0°C for 180 days, there was no change in appearance (rating: ◎), demonstrating high storage stability at low temperatures.
そして、50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物E3.6g(塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリアルキレングリコールの合成を行った。重合は効率良く進行し、ポリアルキレングリコール(1200g)を得た。得られたポリアルキレングリコールは、無色で、水酸基価は24mgKOH/gであった。 Polyalkylene glycol was synthesized in the same manner as in Example 1, except that 3.6 g of basic iminophosphazenium salt-containing composition E (basic iminophosphazenium salt content: 1.3 g) that had been left in an environment at 50°C for 180 days was used. Polymerization proceeded efficiently, yielding polyalkylene glycol (1,200 g). The resulting polyalkylene glycol was colorless and had a hydroxyl value of 24 mg KOH/g.
実施例6
攪拌翼を付した2リットルの4つ口フラスコを窒素雰囲気下とし、五塩化リン96g(0.46mol)、脱水トルエン800mlを加え、20℃で攪拌した。撹拌を維持したまま、1,1,3,3-テトラメチルグアニジン345g(2.99mol)を3時間かけて滴下した後、100℃に昇温し、さらに1,1,3,3-テトラメチルグアニジン107g(0.92mol)を1時間かけて滴下した。得られた白色のスラリー溶液を100℃で14時間攪拌した後、80℃まで冷却し、イオン交換水250mlを加え、30分間撹拌した。撹拌を止めると、スラリーは全て溶解し、2相溶液が得られた。得られた2相溶液の油水分離を行い、水相を回収した。得られた水相にジクロロメタン100mlを加え、油水分離を行い、ジクロロメタン相を回収した。得られたジクロロメタン溶液をイオン交換水100mlで洗浄した。得られたジクロロメタン溶液を、撹拌翼を付した2リットルの四つ口フラスコに移液し、イソプロパノール900gを加えた後、常圧下で温度を80~100℃に昇温し、ジクロロメタンを除去することによって、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩(上記式(2)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、A-が塩素アニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)のイソプロパノール溶液を得た。
Example 6
A 2-liter, four-necked flask equipped with a stirring blade was placed under a nitrogen atmosphere, and 96 g (0.46 mol) of phosphorus pentachloride and 800 ml of dehydrated toluene were added and stirred at 20°C. While continuing to stir, 345 g (2.99 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine was added dropwise over 3 hours, followed by heating to 100°C and adding 107 g (0.92 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine dropwise over 1 hour. The resulting white slurry solution was stirred at 100°C for 14 hours, then cooled to 80°C, and 250 ml of ion-exchanged water was added and stirred for 30 minutes. When stirring was stopped, all of the slurry dissolved, yielding a two-phase solution. The resulting two-phase solution was subjected to oil-water separation, and the aqueous phase was recovered. 100 ml of dichloromethane was added to the resulting aqueous phase, and oil-water separation was performed, and the dichloromethane phase was recovered. The resulting dichloromethane solution was washed with 100 ml of ion-exchanged water. The resulting dichloromethane solution was transferred to a 2-liter four-neck flask equipped with a stirring blade, and 900 g of isopropanol was added. The temperature was then raised to 80 to 100°C under normal pressure, and the dichloromethane was removed to obtain an isopropanol solution of a halogenated iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and A- corresponds to a chlorine anion in the above formula (2)).
得られたハロゲン化イミノホスファゼニウム塩のイソプロパノール溶液を撹拌しながら内部温度を60℃に放冷した後、85質量%水酸化カリウム31g(0.47mol、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩1モルに対して1.1モル)を加えて、60℃で2時間撹拌した。その後、温度を25℃まで冷却し、析出した副生塩を濾過により除去した。得られたろ液を360gまで濃縮した後、水170gを加え、2相分離するまで静置した後、下相を除去することによって、塩基性イミノホスファゼニウム塩(上記式(1)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、X-がヒドロキシアニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)含有組成物Fを得た。得られた塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物F中の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量は42wt%、水含有量は30wt%、イソプロパノール含有量は28wt%、カリウムイオン濃度は20ppmであった。 The obtained isopropanol solution of the halogenated iminophosphazenium salt was allowed to cool to an internal temperature of 60°C while stirring, and then 31 g (0.47 mol, 1.1 mol per 1 mol of the halogenated iminophosphazenium salt) of 85% by mass potassium hydroxide was added, and the mixture was stirred at 60°C for 2 hours. Thereafter, the temperature was cooled to 25°C, and the precipitated by-product salt was removed by filtration. The obtained filtrate was concentrated to 360 g, and 170 g of water was added. The mixture was allowed to stand until it separated into two phases, and the lower phase was then removed, thereby obtaining composition F containing a basic iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and X- corresponds to a hydroxy anion in the above formula (1)). The obtained basic iminophosphazenium salt-containing composition F had a basic iminophosphazenium salt content of 42 wt %, a water content of 30 wt %, an isopropanol content of 28 wt %, and a potassium ion concentration of 20 ppm.
この塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Fを50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下は1.5%、pH低下は0.4であり、着色の変化は見られず(判定:◎)、高温下での高い保存安定性を示した。また、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Fを0℃で180日間の環境下に置いた後の外観に変化は無く(判定:◎)、低温下での高い保存安定性を示した。 After storing this basic iminophosphazenium salt-containing composition F in an environment at 50°C for 180 days, the purity of the basic iminophosphazenium salt decreased by 1.5%, the pH decreased by 0.4, and no change in color was observed (rating: ◎), demonstrating high storage stability at high temperatures. Furthermore, after storing basic iminophosphazenium salt-containing composition F in an environment at 0°C for 180 days, there was no change in appearance (rating: ◎), demonstrating high storage stability at low temperatures.
そして、50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物F3.1g(塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリアルキレングリコールの合成を行った。重合は効率良く進行し、ポリアルキレングリコール(1160g)を得た。得られたポリアルキレングリコールは、無色で、水酸基価は25mgKOH/gであった。 Polyalkylene glycol was synthesized in the same manner as in Example 1, except that 3.1 g of basic iminophosphazenium salt-containing composition F (basic iminophosphazenium salt content: 1.3 g) that had been left in an environment at 50°C for 180 days was used. Polymerization proceeded efficiently, yielding polyalkylene glycol (1,160 g). The resulting polyalkylene glycol was colorless and had a hydroxyl value of 25 mg KOH/g.
実施例7
攪拌翼を付した2リットルの4つ口フラスコを窒素雰囲気下とし、五塩化リン96g(0.46mol)、脱水トルエン800mlを加え、20℃で攪拌した。撹拌を維持したまま、1,1,3,3-テトラメチルグアニジン345g(2.99mol)を3時間かけて滴下した後、100℃に昇温し、さらに1,1,3,3-テトラメチルグアニジン107g(0.92mol)を1時間かけて滴下した。得られた白色のスラリー溶液を100℃で14時間攪拌した後、80℃まで冷却し、イオン交換水250mlを加え、30分間撹拌した。撹拌を止めると、スラリーは全て溶解し、2相溶液が得られた。得られた2相溶液の油水分離を行い、水相を回収した。得られた水相にジクロロメタン100mlを加え、油水分離を行い、ジクロロメタン相を回収した。得られたジクロロメタン溶液をイオン交換水100mlで洗浄した。得られたジクロロメタン溶液を、撹拌翼を付した2リットルの四つ口フラスコに移液し、イソプロパノール900gを加えた後、常圧下で温度を80~100℃に昇温し、ジクロロメタンを除去することによって、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩(上記式(2)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、A-が塩素アニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)のイソプロパノール溶液を得た。
Example 7
A 2-liter, four-necked flask equipped with a stirring blade was placed under a nitrogen atmosphere, and 96 g (0.46 mol) of phosphorus pentachloride and 800 ml of dehydrated toluene were added and stirred at 20°C. While continuing to stir, 345 g (2.99 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine was added dropwise over 3 hours, followed by heating to 100°C and adding 107 g (0.92 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine dropwise over 1 hour. The resulting white slurry solution was stirred at 100°C for 14 hours, then cooled to 80°C, and 250 ml of ion-exchanged water was added and stirred for 30 minutes. When stirring was stopped, all of the slurry dissolved, yielding a two-phase solution. The resulting two-phase solution was subjected to oil-water separation, and the aqueous phase was recovered. 100 ml of dichloromethane was added to the resulting aqueous phase, and oil-water separation was performed, and the dichloromethane phase was recovered. The resulting dichloromethane solution was washed with 100 ml of ion-exchanged water. The resulting dichloromethane solution was transferred to a 2-liter four-neck flask equipped with a stirring blade, and 900 g of isopropanol was added. The temperature was then raised to 80 to 100°C under normal pressure, and the dichloromethane was removed to obtain an isopropanol solution of a halogenated iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and A- corresponds to a chlorine anion in the above formula (2)).
得られたハロゲン化イミノホスファゼニウム塩のイソプロパノール溶液を撹拌しながら内部温度を60℃に放冷した後、85質量%水酸化カリウム31g(0.47mol、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩1モルに対して1.1モル)を加えて、60℃で2時間撹拌した。その後、温度を25℃まで冷却し、析出した副生塩を濾過により除去した。得られたろ液を310gまで濃縮した後、水140gを加え、2相分離するまで静置した後、下相を除去することによって、塩基性イミノホスファゼニウム塩(上記式(1)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、X-がヒドロキシアニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)含有組成物Gを得た。得られた塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物G中の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量は50wt%、水含有量は29wt%、イソプロパノール含有量は21wt%、カリウムイオン濃度は10ppmであった。 The obtained isopropanol solution of the halogenated iminophosphazenium salt was allowed to cool to an internal temperature of 60°C while stirring, and then 31 g (0.47 mol, 1.1 mol per 1 mol of the halogenated iminophosphazenium salt) of 85% by mass potassium hydroxide was added, and the mixture was stirred at 60°C for 2 hours. Thereafter, the temperature was cooled to 25°C, and the precipitated by-product salt was removed by filtration. The obtained filtrate was concentrated to 310 g, and 140 g of water was added. The mixture was allowed to stand until it separated into two phases, and the lower phase was then removed, thereby obtaining a composition G containing a basic iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and X- corresponds to a hydroxy anion in the above formula (1)). The obtained basic iminophosphazenium salt-containing composition G had a basic iminophosphazenium salt content of 50 wt %, a water content of 29 wt %, an isopropanol content of 21 wt %, and a potassium ion concentration of 10 ppm.
この塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Gを50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下は1.9%、pH低下は0.6であり、着色の変化は見られず(判定:◎)、高温下での高い保存安定性を示した。また、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Gを0℃で180日間の環境下に置いた後の外観に変化は無く(判定:◎)、低温下での高い保存安定性を示した。 After storing this basic iminophosphazenium salt-containing composition G in an environment at 50°C for 180 days, the purity of the basic iminophosphazenium salt decreased by 1.9%, the pH decreased by 0.6, and no change in color was observed (rating: ◎), demonstrating high storage stability at high temperatures. Furthermore, after storing basic iminophosphazenium salt-containing composition G in an environment at 0°C for 180 days, there was no change in appearance (rating: ◎), demonstrating high storage stability at low temperatures.
そして、50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物G2.6g(塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリアルキレングリコールの合成を行った。重合は効率良く進行し、ポリアルキレングリコール(1150g)を得た。得られたポリアルキレングリコールは、無色で、水酸基価は25mgKOH/gであった。 Polyalkylene glycol was synthesized in the same manner as in Example 1, except that 2.6 g of basic iminophosphazenium salt-containing composition G (basic iminophosphazenium salt content: 1.3 g) that had been left in an environment at 50°C for 180 days was used. Polymerization proceeded efficiently, yielding polyalkylene glycol (1,150 g). The resulting polyalkylene glycol was colorless and had a hydroxyl value of 25 mg KOH/g.
実施例8
塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物の製造において、イソプロパノールの代わりにエタノール(EtOH)を用いる以外は、実施例1と同様の操作を行い、塩基性イミノホスファゼニウム塩(上記式(1)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、X-がヒドロキシアニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)含有組成物Hを得た。得られた塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物H中の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量は23wt%、水含有量は9wt%、エタノール含有量は68wt%、カリウムイオン濃度は1000ppmであった。
Example 8
The same operations as in Example 1 were carried out, except that ethanol (EtOH) was used instead of isopropanol in the production of a basic iminophosphazenium salt-containing composition, to obtain a basic iminophosphazenium salt-containing composition H (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and X- corresponds to a hydroxy anion in the above formula (1)). The basic iminophosphazenium salt content in the obtained basic iminophosphazenium salt-containing composition H was 23 wt%, the water content was 9 wt%, the ethanol content was 68 wt%, and the potassium ion concentration was 1000 ppm.
この塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Hを50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下は1.1%、pH低下は0.1であり、着色の変化はほとんど見られず(判定:〇)、高温下での高い保存安定性を示した。また、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Hを0℃で180日間の環境下に置いた後の外観にほとんど変化は無く(判定:〇)、低温下での高い保存安定性を示した。 After storing this basic iminophosphazenium salt-containing composition H in an environment at 50°C for 180 days, the purity of the basic iminophosphazenium salt decreased by 1.1%, the pH decreased by 0.1, and there was almost no change in color (rating: Good), demonstrating high storage stability at high temperatures. Furthermore, after storing basic iminophosphazenium salt-containing composition H in an environment at 0°C for 180 days, there was almost no change in appearance (rating: Good), demonstrating high storage stability at low temperatures.
そして、50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物H5.5g(塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリアルキレングリコールの合成を行った。重合は効率良く進行し、ポリアルキレングリコール(1160g)を得た。得られたポリアルキレングリコールは、無色で、水酸基価は25mgKOH/gであった。 Polyalkylene glycol was synthesized in the same manner as in Example 1, except that 5.5 g of basic iminophosphazenium salt-containing composition H (basic iminophosphazenium salt content: 1.3 g) that had been left in an environment at 50°C for 180 days was used. Polymerization proceeded efficiently, yielding polyalkylene glycol (1,160 g). The resulting polyalkylene glycol was colorless and had a hydroxyl value of 25 mg KOH/g.
比較例1
攪拌翼を付した2リットルの4つ口フラスコを窒素雰囲気下とし、五塩化リン96g(0.46mol)、脱水トルエン800mlを加え、20℃で攪拌した。撹拌を維持したまま、1,1,3,3-テトラメチルグアニジン345g(2.99mol)を3時間かけて滴下した後、100℃に昇温し、さらに1,1,3,3-テトラメチルグアニジン107g(0.92mol)を1時間かけて滴下した。得られた白色のスラリー溶液を100℃で14時間攪拌した後、80℃まで冷却し、イオン交換水250mlを加え、30分間撹拌した。撹拌を止めると、スラリーは全て溶解し、2相溶液が得られた。得られた2相溶液の油水分離を行い、水相を回収した。得られた水相にジクロロメタン100mlを加え、油水分離を行い、ジクロロメタン相を回収した。得られたジクロロメタン溶液をイオン交換水100mlで洗浄した。得られたジクロロメタン溶液を、撹拌翼を付した2リットルの四つ口フラスコに移液し、イソプロパノール900gを加えた後、常圧下で温度を80~100℃に昇温し、ジクロロメタンを除去することによって、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩(上記式(2)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、A-が塩素アニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)のイソプロパノール溶液を得た。
Comparative Example 1
A 2-liter, four-necked flask equipped with a stirring blade was placed under a nitrogen atmosphere, and 96 g (0.46 mol) of phosphorus pentachloride and 800 ml of dehydrated toluene were added and stirred at 20°C. While continuing to stir, 345 g (2.99 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine was added dropwise over 3 hours, followed by heating to 100°C and adding 107 g (0.92 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine dropwise over 1 hour. The resulting white slurry solution was stirred at 100°C for 14 hours, then cooled to 80°C, and 250 ml of ion-exchanged water was added and stirred for 30 minutes. When stirring was stopped, all of the slurry dissolved, yielding a two-phase solution. The resulting two-phase solution was subjected to oil-water separation, and the aqueous phase was recovered. 100 ml of dichloromethane was added to the resulting aqueous phase, and oil-water separation was performed, and the dichloromethane phase was recovered. The resulting dichloromethane solution was washed with 100 ml of ion-exchanged water. The resulting dichloromethane solution was transferred to a 2-liter four-neck flask equipped with a stirring blade, and 900 g of isopropanol was added. The temperature was then raised to 80 to 100°C under normal pressure, and the dichloromethane was removed to obtain an isopropanol solution of a halogenated iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and A- corresponds to a chlorine anion in the above formula (2)).
得られたハロゲン化イミノホスファゼニウム塩のイソプロパノール溶液を撹拌しながら内部温度を60℃に放冷した後、85質量%水酸化カリウム31g(0.47mol、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩1モルに対して1.1モル)を加えて、60℃で2時間撹拌した。その後、温度を25℃まで冷却し、析出した副生塩を濾過により除去した。得られたろ液を720gまで濃縮した後、水15gを加えた結果、2相分離は確認されなかった。得られた塩基性イミノホスファゼニウム塩(上記式(1)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、X-がヒドロキシアニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)含有組成物I中の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量は29wt%、水含有量は2wt%、イソプロパノール含有量は69wt%、カリウムイオン濃度は6000ppmであった。 The obtained isopropanol solution of the halogenated iminophosphazenium salt was allowed to cool to an internal temperature of 60°C while stirring, and then 31 g (0.47 mol, 1.1 mol per 1 mol of halogenated iminophosphazenium salt) of 85% by mass potassium hydroxide was added, and the mixture was stirred at 60°C for 2 hours. Thereafter, the temperature was cooled to 25°C, and the precipitated by-product salt was removed by filtration. The obtained filtrate was concentrated to 720 g, and 15 g of water was added, but no two-phase separation was observed. The obtained composition I containing a basic iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 is a methyl group, R2 is a methyl group, and X- corresponds to a hydroxy anion in the above formula (1)) had a basic iminophosphazenium salt content of 29 wt%, a water content of 2 wt%, an isopropanol content of 69 wt%, and a potassium ion concentration of 6000 ppm.
この塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Iを50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下は30%、pH低下は1.5で、着色は50℃で180日間保管する前と比較して濃くなっており(判定:×)、高温下での保存安定性を保持できなかった。また、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Iを0℃で180日間の環境下に置いた結果、析出部が確認され(判定:×)、低温下での保存安定性を保持できなかった。 After storing this basic iminophosphazenium salt-containing composition I in an environment at 50°C for 180 days, the purity of the basic iminophosphazenium salt decreased by 30%, the pH decreased by 1.5, and the color became darker compared to before storage at 50°C for 180 days (rating: x), indicating that storage stability at high temperatures could not be maintained. Furthermore, after storing basic iminophosphazenium salt-containing composition I in an environment at 0°C for 180 days, precipitation was observed (rating: x), indicating that storage stability at low temperatures could not be maintained.
そして、50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物I4.5g(純度低下前の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリアルキレングリコールの合成を行った。その結果、触媒の活性が発現せず、開環重合反応は進行しなかった。 Then, polyalkylene glycol was synthesized in the same manner as in Example 1, except that 4.5 g of basic iminophosphazenium salt-containing composition I (basic iminophosphazenium salt content before purity reduction: 1.3 g) that had been left in an environment at 50°C for 180 days was used. As a result, the catalyst was not activated, and the ring-opening polymerization reaction did not proceed.
比較例2
攪拌翼を付した2リットルの4つ口フラスコを窒素雰囲気下とし、五塩化リン96g(0.46mol)、脱水トルエン800mlを加え、20℃で攪拌した。撹拌を維持したまま、1,1,3,3-テトラメチルグアニジン345g(2.99mol)を3時間かけて滴下した後、100℃に昇温し、さらに1,1,3,3-テトラメチルグアニジン107g(0.92mol)を1時間かけて滴下した。得られた白色のスラリー溶液を100℃で14時間攪拌した後、80℃まで冷却し、イオン交換水250mlを加え、30分間撹拌した。撹拌を止めると、スラリーは全て溶解し、2相溶液が得られた。得られた2相溶液の油水分離を行い、水相を回収した。得られた水相にジクロロメタン100mlを加え、油水分離を行い、ジクロロメタン相を回収した。得られたジクロロメタン溶液をイオン交換水100mlで洗浄した。得られたジクロロメタン溶液を、撹拌翼を付した2リットルの四つ口フラスコに移液し、イソプロパノール900gを加えた後、常圧下で温度を80~100℃に昇温し、ジクロロメタンを除去することによって、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩(上記式(2)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、A-が塩素アニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)のイソプロパノール溶液を得た。
Comparative Example 2
A 2-liter, four-necked flask equipped with a stirring blade was placed under a nitrogen atmosphere, and 96 g (0.46 mol) of phosphorus pentachloride and 800 ml of dehydrated toluene were added and stirred at 20°C. While continuing to stir, 345 g (2.99 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine was added dropwise over 3 hours, followed by heating to 100°C and adding 107 g (0.92 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine dropwise over 1 hour. The resulting white slurry solution was stirred at 100°C for 14 hours, then cooled to 80°C, and 250 ml of ion-exchanged water was added and stirred for 30 minutes. When stirring was stopped, all of the slurry dissolved, yielding a two-phase solution. The resulting two-phase solution was subjected to oil-water separation, and the aqueous phase was recovered. 100 ml of dichloromethane was added to the resulting aqueous phase, and oil-water separation was performed, and the dichloromethane phase was recovered. The resulting dichloromethane solution was washed with 100 ml of ion-exchanged water. The resulting dichloromethane solution was transferred to a 2-liter four-neck flask equipped with a stirring blade, and 900 g of isopropanol was added. The temperature was then raised to 80 to 100°C under normal pressure, and the dichloromethane was removed to obtain an isopropanol solution of a halogenated iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and A- corresponds to a chlorine anion in the above formula (2)).
得られたハロゲン化イミノホスファゼニウム塩のイソプロパノール溶液を撹拌しながら内部温度を60℃に放冷した後、85質量%水酸化カリウム31g(0.47mol、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩1モルに対して1.1モル)を加えて、60℃で2時間撹拌した。その後、温度を25℃まで冷却し、析出した副生塩を濾過により除去した。得られたろ液に水190gを加えた。なお、水を加えた後の分液操作は実施しなかった。得られた塩基性イミノホスファゼニウム塩(上記式(1)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、X-がヒドロキシアニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)含有組成物J中の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量は21wt%、水含有量は18wt%、イソプロパノール含有量は61wt%、カリウムイオン濃度は6000ppmであった。 The obtained isopropanol solution of the halogenated iminophosphazenium salt was allowed to cool to an internal temperature of 60°C while stirring, and then 31 g (0.47 mol, 1.1 mol per 1 mol of the halogenated iminophosphazenium salt) of 85% by mass potassium hydroxide was added, and the mixture was stirred at 60°C for 2 hours. The temperature was then cooled to 25°C, and the precipitated by-product salt was removed by filtration. 190 g of water was added to the obtained filtrate. No separation operation was performed after adding the water. The obtained composition J containing a basic iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 is a methyl group, R2 is a methyl group, and X- corresponds to a hydroxy anion in the above formula (1)) had a basic iminophosphazenium salt content of 21 wt%, a water content of 18 wt%, an isopropanol content of 61 wt%, and a potassium ion concentration of 6,000 ppm.
この塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Jを50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下は0.2%、pH低下は0.2であったが、50℃で180日間保管する前と比較して、着色が濃くなっており(判定:×)、高温下での保存安定性を保持できなかった。また、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Jを0℃で180日間の環境下に置いた結果、析出部が確認され(判定:×)、低温下での保存安定性を保持できなかった。 After storing this basic iminophosphazenium salt-containing composition J in an environment at 50°C for 180 days, the purity of the basic iminophosphazenium salt decreased by 0.2% and the pH decreased by 0.2. However, the color had deepened compared to before storage at 50°C for 180 days (rating: x), and storage stability at high temperatures could not be maintained. Furthermore, after storing basic iminophosphazenium salt-containing composition J in an environment at 0°C for 180 days, precipitation was observed (rating: x), and storage stability at low temperatures could not be maintained.
そして、50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物J6.2g(塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリアルキレングリコールの合成を行った。その結果、ポリアルキレングリコール(1100g)を得た。ポリアルキレングリコールの回収率は90%と低く、水酸基価は27mgKOH/gと高かった。また、得られたポリアルキレングリコールは着色しており、ウレタン原料として使用する際に悪影響を与えるものであった。 Polyalkylene glycol was synthesized in the same manner as in Example 1, except that 6.2 g of basic iminophosphazenium salt-containing composition J (basic iminophosphazenium salt content: 1.3 g) that had been left in an environment at 50°C for 180 days was used. As a result, polyalkylene glycol (1,100 g) was obtained. The recovery rate of the polyalkylene glycol was low at 90%, and the hydroxyl value was high at 27 mg KOH/g. Furthermore, the obtained polyalkylene glycol was colored, which had a negative effect on its use as a urethane raw material.
また、0℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物J6.2g(塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリアルキレングリコールの合成を行った。その結果、ポリアルキレングリコール(1100g)を得た。ポリアルキレングリコールの回収率は90%と低く、水酸基価は27mgKOH/gと高かった。また、得られたポリアルキレングリコールのカリウム残渣が多いため、白濁しており、ウレタン原料として使用する際の反応制御が困難であった。 Furthermore, polyalkylene glycol was synthesized in the same manner as in Example 1, except that 6.2 g of basic iminophosphazenium salt-containing composition J (basic iminophosphazenium salt content: 1.3 g) that had been stored at 0°C for 180 days was used. As a result, polyalkylene glycol (1,100 g) was obtained. The recovery rate of polyalkylene glycol was low at 90%, and the hydroxyl value was high at 27 mg KOH/g. Furthermore, the obtained polyalkylene glycol contained a large amount of potassium residue, making it cloudy and difficult to control the reaction when used as a urethane raw material.
比較例3
攪拌翼を付した2リットルの4つ口フラスコを窒素雰囲気下とし、五塩化リン96g(0.46mol)、脱水トルエン800mlを加え、20℃で攪拌した。撹拌を維持したまま、1,1,3,3-テトラメチルグアニジン345g(2.99mol)を3時間かけて滴下した後、100℃に昇温し、さらに1,1,3,3-テトラメチルグアニジン107g(0.92mol)を1時間かけて滴下した。得られた白色のスラリー溶液を100℃で14時間攪拌した後、80℃まで冷却し、イオン交換水250mlを加え、30分間撹拌した。撹拌を止めると、スラリーは全て溶解し、2相溶液が得られた。得られた2相溶液の油水分離を行い、水相を回収した。得られた水相にジクロロメタン100mlを加え、油水分離を行い、ジクロロメタン相を回収した。得られたジクロロメタン溶液をイオン交換水100mlで洗浄した。得られたジクロロメタン溶液を、撹拌翼を付した2リットルの四つ口フラスコに移液し、イソプロパノール900gを加えた後、常圧下で温度を80~100℃に昇温し、ジクロロメタンを除去することによって、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩(上記式(2)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、A-が塩素アニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)のイソプロパノール溶液を得た。
Comparative Example 3
A 2-liter, four-necked flask equipped with a stirring blade was placed under a nitrogen atmosphere, and 96 g (0.46 mol) of phosphorus pentachloride and 800 ml of dehydrated toluene were added and stirred at 20°C. While continuing to stir, 345 g (2.99 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine was added dropwise over 3 hours, followed by heating to 100°C and adding 107 g (0.92 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine dropwise over 1 hour. The resulting white slurry solution was stirred at 100°C for 14 hours, then cooled to 80°C, and 250 ml of ion-exchanged water was added and stirred for 30 minutes. When stirring was stopped, all of the slurry dissolved, yielding a two-phase solution. The resulting two-phase solution was subjected to oil-water separation, and the aqueous phase was recovered. 100 ml of dichloromethane was added to the resulting aqueous phase, and oil-water separation was performed, and the dichloromethane phase was recovered. The resulting dichloromethane solution was washed with 100 ml of ion-exchanged water. The resulting dichloromethane solution was transferred to a 2-liter four-neck flask equipped with a stirring blade, and 900 g of isopropanol was added. The temperature was then raised to 80 to 100°C under normal pressure, and the dichloromethane was removed to obtain an isopropanol solution of a halogenated iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and A- corresponds to a chlorine anion in the above formula (2)).
得られたハロゲン化イミノホスファゼニウム塩のイソプロパノール溶液を撹拌しながら内部温度を60℃に放冷した後、85質量%水酸化カリウム31g(0.47mol、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩1モルに対して1.1モル)を加えて、60℃で2時間撹拌した。その後、温度を25℃まで冷却し、析出した副生塩を濾過により除去した。得られたろ液を540gまで濃縮した後、水350gを加えたが、2相分離は確認されなかった。得られた塩基性イミノホスファゼニウム塩(上記式(1)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、X-がヒドロキシアニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)含有組成物K中の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量は24wt%、水含有量は39wt%、イソプロパノール含有量は37wt%、カリウムイオン濃度は5000ppmであった。 The obtained isopropanol solution of the halogenated iminophosphazenium salt was allowed to cool to an internal temperature of 60°C while stirring, and then 31 g (0.47 mol, 1.1 mol per 1 mol of halogenated iminophosphazenium salt) of 85% by mass potassium hydroxide was added and stirred at 60°C for 2 hours. Thereafter, the temperature was cooled to 25°C, and the precipitated by-product salt was removed by filtration. The obtained filtrate was concentrated to 540 g, and 350 g of water was added, but no two-phase separation was observed. The obtained composition K containing a basic iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 is a methyl group, R2 is a methyl group, and X- corresponds to a hydroxy anion in the above formula (1)) had a basic iminophosphazenium salt content of 24 wt%, a water content of 39 wt%, an isopropanol content of 37 wt%, and a potassium ion concentration of 5000 ppm.
この塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Kを50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下は0.1%、pH低下は0.1であったが、50℃で180日間保管する前と比較して、着色が濃くなっており(判定:×)、高温下での保存安定性を保持できなかった。また、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Kを0℃で180日間の環境下に置いた結果、析出物が確認され(判定:×)、低温下での保存安定性を保持できなかった。 After storing this basic iminophosphazenium salt-containing composition K in an environment at 50°C for 180 days, the purity of the basic iminophosphazenium salt decreased by 0.1% and the pH decreased by 0.1. However, the color had deepened compared to before storage at 50°C for 180 days (rating: x), and storage stability at high temperatures could not be maintained. Furthermore, when basic iminophosphazenium salt-containing composition K was stored in an environment at 0°C for 180 days, precipitates were observed (rating: x), and storage stability at low temperatures could not be maintained.
そして、50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物K5.4g(塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリアルキレングリコールの合成を検討した。しかしながら、内温を80℃とし、0.2kPaの減圧下で6時間、溶媒及び副生水の除去を行った際、溶媒及び副生水を十分に除去できなかったため、触媒の活性が発現せず、開環重合反応は進行しなかった。 The synthesis of polyalkylene glycol was investigated using the same method as in Example 1, except that 5.4 g of basic iminophosphazenium salt-containing composition K (basic iminophosphazenium salt content: 1.3 g) that had been left in an environment at 50°C for 180 days was used. However, when the internal temperature was set to 80°C and the solvent and by-product water were removed under a reduced pressure of 0.2 kPa for 6 hours, the solvent and by-product water could not be sufficiently removed, so the catalyst did not become active and the ring-opening polymerization reaction did not proceed.
比較例4
攪拌翼を付した2リットルの4つ口フラスコを窒素雰囲気下とし、五塩化リン96g(0.46mol)、脱水トルエン800mlを加え、20℃で攪拌した。撹拌を維持したまま、1,1,3,3-テトラメチルグアニジン345g(2.99mol)を3時間かけて滴下した後、100℃に昇温し、さらに1,1,3,3-テトラメチルグアニジン107g(0.92mol)を1時間かけて滴下した。得られた白色のスラリー溶液を100℃で14時間攪拌した後、80℃まで冷却し、イオン交換水250mlを加え、30分間撹拌した。撹拌を止めると、スラリーは全て溶解し、2相溶液が得られた。得られた2相溶液の油水分離を行い、水相を回収した。得られた水相にジクロロメタン100mlを加え、油水分離を行い、ジクロロメタン相を回収した。得られたジクロロメタン溶液をイオン交換水100mlで洗浄した。得られたジクロロメタン溶液を、撹拌翼を付した2リットルの四つ口フラスコに移液し、イソプロパノール900gを加えた後、常圧下で温度を80~100℃に昇温し、ジクロロメタンを除去することによって、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩(上記式(2)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、A-が塩素アニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)のイソプロパノール溶液を得た。
Comparative Example 4
A 2-liter, four-necked flask equipped with a stirring blade was placed under a nitrogen atmosphere, and 96 g (0.46 mol) of phosphorus pentachloride and 800 ml of dehydrated toluene were added and stirred at 20°C. While continuing to stir, 345 g (2.99 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine was added dropwise over 3 hours, followed by heating to 100°C and adding 107 g (0.92 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine dropwise over 1 hour. The resulting white slurry solution was stirred at 100°C for 14 hours, then cooled to 80°C, and 250 ml of ion-exchanged water was added and stirred for 30 minutes. When stirring was stopped, all of the slurry dissolved, yielding a two-phase solution. The resulting two-phase solution was subjected to oil-water separation, and the aqueous phase was recovered. 100 ml of dichloromethane was added to the resulting aqueous phase, and oil-water separation was performed, and the dichloromethane phase was recovered. The resulting dichloromethane solution was washed with 100 ml of ion-exchanged water. The resulting dichloromethane solution was transferred to a 2-liter four-neck flask equipped with a stirring blade, and 900 g of isopropanol was added. The temperature was then raised to 80 to 100°C under normal pressure, and the dichloromethane was removed to obtain an isopropanol solution of a halogenated iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and A- corresponds to a chlorine anion in the above formula (2)).
得られたハロゲン化イミノホスファゼニウム塩のイソプロパノール溶液を撹拌しながら内部温度を60℃に放冷した後、85質量%水酸化カリウム31g(0.47mol、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩1モルに対して1.1モル)を加えて、60℃で2時間撹拌した。その後、温度を25℃まで冷却し、析出した副生塩を濾過により除去した。得られたろ液を310gまで濃縮した後、水35gを加え、2相分離するまで静置した後、下相を除去することによって、塩基性イミノホスファゼニウム塩(上記式(1)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、X-がヒドロキシアニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)含有組成物Lを得た。得られた塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物L中の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量は64wt%、水含有量は9wt%、イソプロパノール含有量は27wt%、カリウムイオン濃度は5ppmであった。 The obtained isopropanol solution of the halogenated iminophosphazenium salt was allowed to cool to an internal temperature of 60°C while stirring, and then 31 g (0.47 mol, 1.1 mol per 1 mol of the halogenated iminophosphazenium salt) of 85% by mass potassium hydroxide was added, and the mixture was stirred at 60°C for 2 hours. Thereafter, the temperature was cooled to 25°C, and the precipitated by-product salt was removed by filtration. The obtained filtrate was concentrated to 310 g, and 35 g of water was added. The mixture was allowed to stand until it separated into two phases, and the lower phase was then removed, thereby obtaining a composition L containing a basic iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and X- corresponds to a hydroxy anion in the above formula (1)). The obtained basic iminophosphazenium salt-containing composition L had a basic iminophosphazenium salt content of 64 wt %, a water content of 9 wt %, an isopropanol content of 27 wt %, and a potassium ion concentration of 5 ppm.
この塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Lを50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下は20%、pH低下は1.4であり、高温下での保存安定性を保持できなかった。また、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Lを0℃で180日間の環境下に置いた後の外観に変化は無かった。 After storing this basic iminophosphazenium salt-containing composition L in an environment at 50°C for 180 days, the purity of the basic iminophosphazenium salt decreased by 20% and the pH decreased by 1.4, indicating that storage stability at high temperatures was not maintained. Furthermore, there was no change in the appearance of basic iminophosphazenium salt-containing composition L after storing it in an environment at 0°C for 180 days.
そして、50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物L2.1g(純度低下前の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリアルキレングリコールの合成を検討した。その結果、触媒の活性が発現せず、開環重合反応は進行しなかった。 Then, the synthesis of polyalkylene glycol was investigated using the same method as in Example 1, except that 2.1 g of basic iminophosphazenium salt-containing composition L (basic iminophosphazenium salt content before purity reduction: 1.3 g) that had been left in an environment at 50°C for 180 days was used. As a result, the catalyst was not activated, and the ring-opening polymerization reaction did not proceed.
比較例5
攪拌翼を付した2リットルの4つ口フラスコを窒素雰囲気下とし、五塩化リン96g(0.46mol)、脱水トルエン800mlを加え、20℃で攪拌した。撹拌を維持したまま、1,1,3,3-テトラメチルグアニジン345g(2.99mol)を3時間かけて滴下した後、100℃に昇温し、さらに1,1,3,3-テトラメチルグアニジン107g(0.92mol)を1時間かけて滴下した。得られた白色のスラリー溶液を100℃で14時間攪拌した後、80℃まで冷却し、イオン交換水250mlを加え、30分間撹拌した。撹拌を止めると、スラリーは全て溶解し、2相溶液が得られた。得られた2相溶液の油水分離を行い、水相を回収した。得られた水相にジクロロメタン100mlを加え、油水分離を行い、ジクロロメタン相を回収した。得られたジクロロメタン溶液をイオン交換水100mlで洗浄した。得られたジクロロメタン溶液を濃縮することによって、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩(上記式(2)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、A-が塩素アニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)を白色固体として得た。得られたハロゲン化イミノホスファゼニウム塩2.2gをイオン交換水に溶解させて、0.01mol/Lの溶液を調製した。この溶液を200ml/hの流速で、100mlの水酸基型陰イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIRA4100H)を充填したカラム(直径30mm、高さ600mm)に室温で流通し、さらに150mlのイオン交換水を同流速で流通した。流出液を濃縮することによって、塩基性イミノホスファゼニウム塩を得た。得られた塩基性イミノホスファゼニウム塩に、水0.9g、イソプロパノール6gを加え、塩基性イミノホスファゼニウム塩(上記式(1)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、X-がヒドロキシアニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)含有組成物Mを得た。得られた塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物M中の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量は23wt%、水含有量は10wt%、イソプロパノール含有量は67wt%、カリウムイオン濃度は0ppmであった。
Comparative Example 5
A 2-liter, four-necked flask equipped with a stirring blade was placed under a nitrogen atmosphere, and 96 g (0.46 mol) of phosphorus pentachloride and 800 ml of dehydrated toluene were added and stirred at 20°C. While continuing to stir, 345 g (2.99 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine was added dropwise over 3 hours, followed by heating to 100°C and adding 107 g (0.92 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine dropwise over 1 hour. The resulting white slurry solution was stirred at 100°C for 14 hours, then cooled to 80°C, and 250 ml of ion-exchanged water was added and stirred for 30 minutes. When stirring was stopped, all of the slurry dissolved, yielding a two-phase solution. The resulting two-phase solution was subjected to oil-water separation, and the aqueous phase was recovered. 100 ml of dichloromethane was added to the resulting aqueous phase, and oil-water separation was performed, and the dichloromethane phase was recovered. The resulting dichloromethane solution was washed with 100 ml of ion-exchanged water. The resulting dichloromethane solution was concentrated to obtain a halogenated iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R 1 corresponds to a methyl group, R 2 corresponds to a methyl group, and A − corresponds to a chlorine anion in the above formula (2)) as a white solid. 2.2 g of the halogenated iminophosphazenium salt was dissolved in ion-exchanged water to prepare a 0.01 mol/L solution. This solution was passed at a flow rate of 200 ml/h through a column (diameter 30 mm, height 600 mm) packed with 100 ml of hydroxyl group-type anion exchange resin (Amberlite IRA4100H manufactured by Organo Corporation) at room temperature, and 150 ml of ion-exchanged water was passed through the column at the same flow rate. The effluent was concentrated to obtain a basic iminophosphazenium salt. To the obtained basic iminophosphazenium salt were added 0.9 g of water and 6 g of isopropanol to obtain a basic iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and X- corresponds to a hydroxy anion in the above formula (1))-containing composition M. The obtained basic iminophosphazenium salt-containing composition M had a basic iminophosphazenium salt content of 23 wt%, a water content of 10 wt%, an isopropanol content of 67 wt%, and a potassium ion concentration of 0 ppm.
この塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Mを50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下は1.1%、pH低下は2.1であり、高温下での保存安定性を保持できなかった。また、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Mを0℃で180日間の環境下に置いた後の外観に変化は無かった。 After storing this basic iminophosphazenium salt-containing composition M in an environment at 50°C for 180 days, the purity of the basic iminophosphazenium salt decreased by 1.1% and the pH decreased by 2.1, indicating that storage stability at high temperatures was not maintained. Furthermore, there was no change in the appearance of basic iminophosphazenium salt-containing composition M after storing it in an environment at 0°C for 180 days.
そして、50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物M5.7g(塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリアルキレングリコールの合成を検討した。その結果、触媒の活性が発現せず、開環重合反応は進行しなかった。 The synthesis of polyalkylene glycol was investigated using the same method as in Example 1, except that 5.7 g of basic iminophosphazenium salt-containing composition M (basic iminophosphazenium salt content: 1.3 g) that had been left in an environment at 50°C for 180 days was used. As a result, the catalyst was not activated, and the ring-opening polymerization reaction did not proceed.
比較例6
攪拌翼を付した2リットルの4つ口フラスコを窒素雰囲気下とし、五塩化リン96g(0.46mol)、脱水トルエン800mlを加え、20℃で攪拌した。撹拌を維持したまま、1,1,3,3-テトラメチルグアニジン345g(2.99mol)を3時間かけて滴下した後、100℃に昇温し、さらに1,1,3,3-テトラメチルグアニジン107g(0.92mol)を1時間かけて滴下した。得られた白色のスラリー溶液を100℃で14時間攪拌した後、80℃まで冷却し、イオン交換水250mlを加え、30分間撹拌した。撹拌を止めると、スラリーは全て溶解し、2相溶液が得られた。得られた2相溶液の油水分離を行い、水相を回収した。得られた水相にジクロロメタン100mlを加え、油水分離を行い、ジクロロメタン相を回収した。得られたジクロロメタン溶液をイオン交換水100mlで洗浄した。得られたジクロロメタン溶液を、撹拌翼を付した2リットルの四つ口フラスコに移液し、メタノール(MeOH)900gを加えた後、常圧下で温度を80~100℃に昇温し、ジクロロメタンを除去することによって、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩(上記式(2)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、A-が塩素アニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)のメタノール溶液を得た。なお、メタノールの溶解度パラメータは14.5(cal/cm3)1/2である。
Comparative Example 6
A 2-liter, four-necked flask equipped with a stirring blade was placed under a nitrogen atmosphere, and 96 g (0.46 mol) of phosphorus pentachloride and 800 ml of dehydrated toluene were added and stirred at 20°C. While continuing to stir, 345 g (2.99 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine was added dropwise over 3 hours, followed by heating to 100°C and adding 107 g (0.92 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine dropwise over 1 hour. The resulting white slurry solution was stirred at 100°C for 14 hours, then cooled to 80°C, and 250 ml of ion-exchanged water was added and stirred for 30 minutes. When stirring was stopped, all of the slurry dissolved, yielding a two-phase solution. The resulting two-phase solution was subjected to oil-water separation, and the aqueous phase was recovered. 100 ml of dichloromethane was added to the resulting aqueous phase, and oil-water separation was performed, and the dichloromethane phase was recovered. The obtained dichloromethane solution was washed with 100 ml of ion-exchanged water. The obtained dichloromethane solution was transferred to a 2-liter four-neck flask equipped with a stirring blade, and 900 g of methanol (MeOH) was added. The temperature was then raised to 80-100°C under normal pressure, and the dichloromethane was removed to obtain a methanol solution of a halogenated iminophosphazenium salt (an iminophosphazenium salt in which R1 corresponds to a methyl group, R2 corresponds to a methyl group, and A- corresponds to a chlorine anion in the above formula (2)). The solubility parameter of methanol is 14.5 (cal/ cm3 ) 1/2 .
得られたハロゲン化イミノホスファゼニウム塩のメタノール溶液を撹拌しながら内部温度を60℃に放冷した後、85質量%水酸化カリウム31g(0.47mol、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩1モルに対して1.1モル)を加えて、60℃で2時間撹拌した。その後、温度を25℃まで冷却し、析出した副生塩を濾過により除去した。得られたろ液に水95gを加えたが、2相分離は確認されなかった。得られた塩基性イミノホスファゼニウム塩(上記式(1)におけるR1がメチル基、R2がメチル基、X-がヒドロキシアニオンに相当するイミノホスファゼニウム塩)含有組成物N中の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量は23wt%、水含有量は10wt%、メタノール(MeOH)含有量は67wt%、カリウムイオン濃度は15000ppmであった。 The obtained methanol solution of halogenated iminophosphazenium salt was allowed to cool to an internal temperature of 60°C while stirring, and then 31 g (0.47 mol, 1.1 mol per 1 mol of halogenated iminophosphazenium salt) of 85% by mass potassium hydroxide was added, and the mixture was stirred at 60°C for 2 hours. Thereafter, the temperature was cooled to 25°C, and the precipitated by-product salt was removed by filtration. 95 g of water was added to the obtained filtrate, but no two-phase separation was observed. The obtained composition N containing basic iminophosphazenium salt (iminophosphazenium salt in which R1 is a methyl group, R2 is a methyl group, and X- corresponds to a hydroxy anion in the above formula (1)) had a basic iminophosphazenium salt content of 23 wt%, a water content of 10 wt%, a methanol (MeOH) content of 67 wt%, and a potassium ion concentration of 15,000 ppm.
この塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Nを50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩の純度低下は0.1%、pH低下は0.1であったが、50℃で180日間保管する前と比較して、着色が濃くなっており(判定:×)、高温下での保存安定性を保持できなかった。また、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物Nを0℃で180日間の環境下に置いた結果、析出部が確認され(判定:×)、低温下での保存安定性を保持できなかった。 After storing this basic iminophosphazenium salt-containing composition N in an environment at 50°C for 180 days, the purity of the basic iminophosphazenium salt decreased by 0.1% and the pH decreased by 0.1. However, the color had deepened compared to before storage at 50°C for 180 days (rating: x), and storage stability at high temperatures could not be maintained. Furthermore, after storing basic iminophosphazenium salt-containing composition N in an environment at 0°C for 180 days, precipitation was observed (rating: x), and storage stability at low temperatures could not be maintained.
そして、50℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物N6.2g(塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、ポリアルキレングリコール(1100g)を得た。ポリアルキレングリコールの回収率は90%と低く、水酸基価は27mgKOH/gと高かった。また、得られたポリアルキレングリコールは着色しており、ウレタン原料として使用する際に悪影響を与えるものであった。 Then, the same procedure as in Example 1 was carried out, except that 6.2 g of basic iminophosphazenium salt-containing composition N (basic iminophosphazenium salt content: 1.3 g) that had been left in an environment at 50°C for 180 days was used, to obtain polyalkylene glycol (1,100 g). The recovery rate of the polyalkylene glycol was low at 90%, and the hydroxyl value was high at 27 mg KOH/g. Furthermore, the obtained polyalkylene glycol was colored, which had a negative effect on its use as a urethane raw material.
また、0℃で180日間の環境下に置いた後の塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物N5.7g(塩基性イミノホスファゼニウム塩含有量1.3g)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、ポリアルキレングリコール(1000g)を得た。ポリアルキレングリコールの回収率は82%と低く、水酸基価は29mgKOH/gと高かった。また、得られたポリアルキレングリコールのカリウム残渣が多いため、白濁しており、ウレタン原料として使用する際の反応制御が困難であった。 Furthermore, polyalkylene glycol (1,000 g) was obtained by the same procedure as in Example 1, except that 5.7 g of basic iminophosphazenium salt-containing composition N (basic iminophosphazenium salt content: 1.3 g) that had been stored at 0°C for 180 days was used. The recovery rate of the polyalkylene glycol was low at 82%, and the hydroxyl value was high at 29 mg KOH/g. Furthermore, the obtained polyalkylene glycol contained a large amount of potassium residue, making it cloudy, making it difficult to control the reaction when used as a urethane raw material.
本発明の一態様にかかる塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物は、ポリアルキレングリコール製造用触媒などの有機塩基触媒として有用である。得られるポリアルキレングリコールは、ポリウレタン原料、ポリエステル原料、界面活性剤原料、潤滑剤原料等に有用である。特に各種イソシアネート化合物と反応させることにより、断熱材等に使用される硬質フォーム、自動車のシート・クッション、寝具等に使用される軟質フォーム、接着剤、塗料、シーリング材、熱硬化性エラストマー、熱可塑性エラストマーへの展開が期待される。
The basic iminophosphazenium salt-containing composition according to one embodiment of the present invention is useful as an organic base catalyst, such as a catalyst for producing polyalkylene glycols. The resulting polyalkylene glycols are useful as raw materials for polyurethanes, polyesters, surfactants, lubricants, etc. In particular, by reacting the composition with various isocyanate compounds, it is expected to be used in rigid foams used in insulation, flexible foams used in automobile seat cushions and bedding, adhesives, paints, sealants, thermosetting elastomers, and thermoplastic elastomers.
Claims (5)
(i)下記一般式(1)で示される塩基性イミノホスファゼニウム塩:20~50wt%
(ii)水:9~30wt%
(iii)溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒:20~71wt%
(iv)アルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオン:10~1000ppm A basic iminophosphazenium salt-containing composition comprising the following (i) to (iv):
(i) A basic iminophosphazenium salt represented by the following general formula (1): 20 to 50 wt %
(ii) Water: 9-30wt%
(iii) A protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 : 20 to 71 wt %
(iv) Alkali metal ions or alkaline earth metal ions: 10 to 1000 ppm
(1)工程;下記一般式(2)で示されるハロゲン化イミノホスファゼニウム塩及び溶解度パラメータが10~13(cal/cm3)1/2であるプロトン性有機溶媒を含有するハロゲン化イミノホスファゼニウム塩含有溶液を調製する工程。
(2)工程;(1)工程で得られた溶液に、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を添加し、ハロゲン化イミノホスファゼニウム塩を塩基性イミノホスファゼニウム塩にイオン交換する工程。
(3)工程;(2)工程で得られた反応液のろ過を行い、副生ハロゲン化アルカリ金属塩又はハロゲン化アルカリ土類金属塩を除去する工程。
(4)工程;(3)工程で得られたろ液に水を添加した後、分液操作により下相を除去し、塩基性イミノホスファゼニウム塩含有組成物とする工程。 A method for producing the basic iminophosphazenium salt-containing composition according to any one of claims 1 to 3, comprising at least the following steps (1) to (4):
Step (1): A step of preparing a solution containing a halogenated iminophosphazenium salt, which contains a halogenated iminophosphazenium salt represented by the following general formula (2) and a protic organic solvent having a solubility parameter of 10 to 13 (cal/cm 3 ) 1/2 :
Step (2): A step of adding an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound to the solution obtained in Step (1) to ion-exchange the halogenated iminophosphazenium salt into a basic iminophosphazenium salt.
Step (3): A step of filtering the reaction solution obtained in step (2) to remove the by-product alkali metal halide salt or alkaline earth metal halide salt.
Step (4): A step of adding water to the filtrate obtained in step (3), and then removing the lower phase by a separation operation to obtain a composition containing a basic iminophosphazenium salt.
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