JPH01203371A - アルキル化2―(2―ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾールの液体混合物の製造方法 - Google Patents
アルキル化2―(2―ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾールの液体混合物の製造方法Info
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Abstract
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Description
2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾト
リアゾールをアルキル化スることによる2−(2−ヒド
ロキシフェニル)ベンゾトリアゾール異性体の液体混合
物の製造方法に、及び該方法により得られる混合物に関
する。
−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール類の紫外線
吸収剤は広範な有機材料のための非常に効果的な光安定
剤として長す間知られてきており、市場で確固たる地位
を占めている。そのような紫外線吸収剤の例、それらの
製法及び用途は例えば米国特許明細書簡3004896
.3055896.3072585.3074910゜
3189615及び3230194号に開示されている
。
) IJアゾールは限られた適合性のみを有し、例えば
高めた温度で加工しなければならない時でさえ、滲出、
昇華及び/又は揮発する傾向を示す。これらの性質を改
良するために、上記ベンゾトリアゾールの置換パターン
の改変が行なわれてきた。この点に関しては米国特許明
細書簡4285327.4278590及び43838
63号に記載されている。
フェニル)ベンゾトリアゾールの探究が最近強まってい
るのは、特にこれら化合物が特定の基材例えば写真材料
に混入された時に利点も有するからである。この点に関
しては米国特許明細書簡3985152.4o9624
2及び4129521号に、及びヨーロッパ特許出願公
報A37160号に記載されている。
ニル)ベンゾトリアゾール異性体混合物及びその製造方
法は米国特許明細書第4587546及びab7555
2号に開示されている。これら混合物は室温で液体で6
D、これら二つの特許明細中に引用されている種々の基
材に混入された時に多くの顕著な性質を示す。そこに記
載されている製造方法は実際問題として生成物の大量生
産で求められる必要条件を幾つかの点で充分に満たして
いない。それ故、大規模に実施することができ、そして
高収率かつ高純度に生成物を得ることのできる簡単でコ
スト効果のある製法を提供する必要がある。
度及び高収率で生じさせる製法が今になって発見された
。反応混合物の特定の処理方法と共にアルキル化中、特
定の反応パラメーターを維持することにより問題の解決
が達成された。
キシー5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾールを高め
られた温度で溶融状態の炭素原子数8ないし14のα−
オレフィンでアルキル化することによる、室温で液体の
2− (2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール
混合物を製造するだめの本発明の製造方法は、2−(2
−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾー
ル1モル当シα5モルより少なくナイ酸触媒と1.5な
いし3モルのα−オレフィンを用い、165’ないし1
90℃の温度範囲内でアルキル化を行ない、スルホン酸
相から粗生成物相(上相)を分離し、そして該粗生成物
相を薄膜蒸発器、蒸留カラム付き薄膜蒸発器又は短径路
蒸留装置で蒸留処理することからなる。
好ましくは脂肪族スルホン酸、例えばベンゼンスルホン
酸、パラトルエンスルホン酸のようなトルエンスルホン
酸、メタンスルホン酸又はエタンスルホン酸であってよ
い。実際上はメタンスルホン酸であるのが好ましい。
−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール1モル当り、少
なくとも15モルである。触媒濃度の上限は、たとえス
ルホン酸の量が大量であっても良い結果が得られるので
、重要ではない。その上限は経済性を考慮して決定され
るであろう。それ故、出発物質1モル当シ、α5ないし
10モルの触媒を使用するのが好都合である。少なくと
もスルホン酸(L8モル、例えばa8ないし5モル使用
するのが好ましい。出発物質のベンゾトリアゾール1モ
ル当シ、約1モルのスルホン酸で最も都合良く及び経済
的に製造を行なうことができる。
(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール1モル
当シ、2なl、−>シ3モルの範囲、例えばZ2ないし
2.7モルで、最も好ましくは約2.5モルである。
として使用されてよい。実際には、市販されているα−
オレフィン異性体混合物を使用するのが好都合である。
、アルキル鎖の部分的異性化が起こる。アルキル化は炭
素原子数10ないし24のα−オレフィンで好ましく行
なわれ、1−ドデセンで最も好ましく、それは直鎖又は
枝分れ鏡影状であっても、或は異性体混合物の形態であ
ってもよい。
えば分留ポンプ(fractionating pum
p )により反応混合物に連続的に加えられる。反応混
合物の表面下にオレフィンを加えるのが最も好ましい。
ゴマーの如き副産物の生成を更に減少させる。
利である。このために能率的な攪拌機を使用するのが賢
明である。不活性ガス雰囲気中で、例えば窒素ガス下で
反応させるのも都合がよい。
なわれる。α−オレフィン又はアルキル化により得られ
た最終生成物の混合物が溶媒又は希釈剤として作用する
。
ラメータに依存して変わることができるが、通常半時間
ないし15時間、例えば3ないし10時間である)、粗
生成物を含む相(上相)を二相反応混合物から分離し、
特定の蒸留方法によって後処理する。
を除く(抽出)のが好都合である。
リウム溶液で1ないし5回洗浄することによυ達成され
る。特に好ましいのは後者での抽出とそれに続く水での
抽出である。合わせた洗浄抽出物は好ましくは未反応出
発物質を回収するためにスルホン酸相に加えられる(後
記参照)。
粗生成物相を脱色するのが賢明である。これは慣用脱色
剤、例えば活性炭又は好ましくはフラー土(fulle
r’s earth )を加えることにより行なうこと
ができる。蒸留により粗生成物相から残留水を除くこと
もまた有利である。
iltra−tion)を打力った後、粗生成物の厳密
な意味での後処理を行なうことができる。この後処理は
勿論、任意の抽出、脱色及び脱水工程なしでも、即ち反
応混合物から分離された粗生成物を直接蒸留に付しても
行なうことができる。
ator )、蒸留カラム付き薄膜蒸発器、又は短径路
蒸留装置(5hort path distillat
ion apparatus )で行なわれる。残留量
の出発α−オレフィン、反応中に副産物として生じるオ
レフィンのオリゴマー及び最後には残留量の2−(2−
ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ペンソトリアゾール
ハ蒸留装置中で始めに分離される。残留液体生成物は得
られたままで使用できる。しかしながら、更に精製する
ために、同じか又は既述したのと同種類の異なる蒸留装
置中で生成物を蒸留するのが好都合である。この方法に
より非常に純粋な生成物が得られる。
未反応出発ベンゾトリアゾールを回収し、それをアルキ
ル化に再使用することは有利である。このために、粗生
成物相から分離したスルホン酸相(下相)中に存在する
未反応2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベ
ンゾ) IJアゾールの大部分を、管理した結晶化、好
ましくは水での希釈により及び/又は、もし抽出したの
であれば粗生成物相の抽出から得られる洗浄抽出物で希
釈することにより沈殿させる。スルホン酸相を中和する
ことKよっても沈殿させることができ、また該相は希釈
前に中和することもできる。沈殿した出発ベンゾトリア
ゾールは慣用法の濾過により単離し、中性となるまで洗
浄し、そして所望により又は必要に応じて乾燥し、続け
て次のアルキル化バーIチノタめに再使用することがで
きるが、その場合乾燥が完全であることは必要ない。
、結晶化により例えば好ましくは約0℃への冷却によっ
ても沈殿させることのできる出発ベンゾトリアゾールを
含む。濾過、洗浄及び所望もしくは必要による乾燥後に
、その生成物を再びアルキル化することもできる。
している第1図は本発明製法を更に詳しく説明するのに
役立つであろう。
ルホン酸が触媒として用いられた場合、反応混合物は水
で希釈される。その希釈された反応混合物中の水:スル
ホン酸の比は広い範囲内で変化することができ、Q、5
:1ないし1:10、例えば0.8 :1ないし1:5
の範囲内であり、約1:1が好ましい。反応混合物を水
で希釈した結果として、はとんど全残留量の2−(2−
ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール
がスルホン酸相から粗生成物相へと移る。相分離及び粗
生成物相の後処理は上記の如く行なわれる。次いで分離
された水性スルホン酸相は、例えば第一工程で大部分の
水を除去し、第二工程で希釈メタンスルホン酸(これは
都合よくは再蒸留される)を分離し、そして第三工程で
純粋なメタンスルホン酸を蒸留することからなる5工程
で蒸留することにより都合よく後処理される。後者の生
成物は新たなアルキル化バッチの、ために容易に再使用
できる。この製法変更は一方でスルホン酸相からの未反
応出発ベンゾトリアゾールの回収工程を省くことを可能
にし、他方でスルホン酸をほぼ完全に再生することを可
能にする。この製法は例えば第2図によって説明するこ
とができる。
)ベンゾトリアゾールは知られており、また紫外線吸収
剤として市販されている。
−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾ)
IJアゾールの液体混合物に関する。
アゾールの液体混合物は、多数の基材中に、それらを光
誘導劣化から保護するために混入することのできる有用
な光安定剤である。
7346及び4675352号中に見い出されるであろ
う。その液体混合物はラッカー系において、及びとりわ
け写真材料において特に有利に使用される。
の混合物である。その生成物は主に次式 〔式中、nは8ないし14の整数を表わし、アルキル基
は少なくとも二つ、好ましくは少なくとも三つの異性基
の混合物である〕 で表わされるアルキル化生成物を含む。1種又は2種の
アルキル基がアルキル化によυ導入される。主成分は、
ただ一つの長鎖アルキル基であってそれが本来少なくと
も二つの異性体の混合物である基を有する。nは10な
いし14であるのが好ましく、12であるのが最も好ま
し−。
二つ又はそれ以上の異性アルキル鎖のランダムか混合物
である。異性体混合物がα−オレフィンとして使用でき
るという事実は別として、アルキル鎖の異性化はいずれ
にしてもアルキル化工程中で起こる。特に1−位又は2
−位を通じてα−オレフィンが結合する。前者の場合で
はα−位で枝分れしていないアルキル基が結果として生
じ、また後者の場合ではα−位で枝分れしたアルキル基
が結果として生じる。
に対してオルト−位)にあるのが好ましい。しかしなが
ら本発明の混合物は、式Iでカバーされない外の反応生
成物の取るに足らなh量を含むこともできる。例えばベ
ンゾトリア7”−/Ml!(7)ヘンゼン核中にも痕跡
量のアルキル化、特にオレフィンの短鎖分裂生成物を生
じるアルキル化が起こり得る。このように該ベンゼン核
は例えば炭素原子数が8よりも少ないアルキル基を1個
又はそれ以上含むことができる。
るに足りない程度に置換され得る。他方、オレフィンの
オリゴマー化が反応混合物中で起こシ得る。形成された
オリゴマー、特に二量体は同様にフェノール環をアルキ
ル化することになシ、そのため該環において炭素原子数
14を越えるアルキル鎖、例えば炭素原子数16ないし
28のアルキル鎖により置換された化合物もまた形成さ
れる。最終生成物はこのタイプの化合物を様々な量で、
例えば5チまで、そして個々の場合で10チまで含んで
いてよ論。
リゴマー化、特に二量体化する。そのオリゴマーは精製
蒸留の過程で実質的に除かれるが、生成物はまだそのよ
うな二量体(オリゴマー)を例えばα1ないし5%の量
で、極端な場合10%まで含むかもしれない。
確な組成を決定するのは不可能である。
物の基本的な製造方法は、米国特許明細書簡45873
46及び4675352号に開示されている。そこに特
に開示されている製法(これら二つの特許明細書の実施
例1〜7参照)は低収率しか与えず、また大量生産を達
成するには困難な溶媒抽出による後処理のために、実際
問題として非常に不満足なものである。これらの短所は
特別の反応パラメータ及び特別の後処理方法の本発明に
従う組合せにより克服できる。
れる生成物のオレフィンオリゴマーの分離をスムースに
行なうことができるけれども、他の慣用蒸留装置による
分離はこの結果へと導かないということは驚ろくべくこ
とと考えなければならない。
くべきことに公知製法で得られる生成物よりも多様な潜
在的応用にもっと適する生成物を提供する。
ィンの計量添加は、オレフィンのオリゴマー化を更に抑
制し、過剰オレフィンの低減を可能にする。変換が高ま
り、出発物質の残留量が低くなる。未反応出発物質の好
ましい回収を考慮に入れると、理論値の100俤に近い
収率が得られる。
、上記と同様、部及びチは特記しない限り重量による。
ingpump )付き浸漬計量装置、窒素ガス導入口
、及び水流ポンプに接続した蒸留ヘッドを備えた1、5
1外被フラス:l (jacketed flask
)に、室温で2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニ
ル)ベンゾトリアゾール225.2y(1モル)とメタ
ンスルホン酸91.1 g (1モル)を入れ、そして
窒素ガスでおおう、ゆっくシ攪拌しながらその混合物を
175℃に加熱すると、約125℃で懸濁液は溶液とな
る。該混合物の表面下に、十分に攪拌しながら、n−ド
デカン42I18g(2,5モル)を175℃で6時間
にわたり一様に流し込む。
る。未反応2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル
)−ベンゾトリアゾールの残留量は薄層クロマトグラフ
ィーにより、最初に使用した量の15〜20チに相当す
る3〜5q6であることがわかる。約95℃に冷却後、
メタンスルホン酸及び未反応出発ベンゾトリアゾールを
含む下相を分離する。上相(粗生成物相)を最初4チ重
炭酸ナトリウム100dで、次いで水100dで2度抽
出する。その抽出物を注意深く、分離したメタンスルホ
ン酸相に加え、それにより溶解していた2−(2−ヒド
ロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾールを晶
出させ、濾過により単離し、中性となるまで洗浄し、そ
して乾燥すると出発物質255Fが得られる(使用量を
基にして、11.2%に相当する)。
pid■)10gを加え死後に、125℃/ 5 mb
arまでの蒸留により完全に脱水し、そして100℃ま
での清浄濾過により脱色する。収il=淡黄色の透明粗
生成物的570g。
量でドデセンオリゴマーが2チより少なくそして2−(
2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾ
ールが[2%より少なくiるほどに、α02−薄膜蒸発
器上でジャケット温度240℃及び圧力1〜3 mba
rで蒸留する、最終的に残留物(水ダメ、約320 y
) を薄膜蒸発器上でジャケット温度285℃及び
圧力1〜3mbar(ヘッド温度:約240℃)で蒸留
すると、式1(nは12を表わす)で表わされる化合物
の所望混合物が、屈折率n T:1.5677の淡黄色
液体生成物の形態で得られる。
着攪拌機(anchor agitator )を備え
た350dスルホン化フラスコ中で0℃に冷却すること
により更に16g(最初の使用量に基づき、理論値の7
%に相当)の2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニ
ル)ベンゾトリアゾールを晶出させ、濾過により単離し
、洗浄し乾燥する。それゆえ回収した出発物質の全量は
、最初に用いた量に基づき理論値の約18チである。
ることなく再使用することができる。
ngpump )付き浸漬針■装置、窒素ガス導入口、
及び水流ポンプに接続した蒸留ヘッドを備えた1、51
外被フラス:F (jacketed flask )
に、室温で2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル
)ベンゾトリアゾール225.2 g (1モル)とメ
タンスルホン酸96.1 g(1モル)を入れ、そして
窒素ガスでおおう。ゆっくシ攪拌しながらその混合物を
175℃に加熱すると、約125℃で懸濁液は溶液とな
る。該混合物の表面下に、十分に攪拌しなからn−ドデ
カン42α8g(2,5モル)を175℃で8時間にわ
たり一様に流し込む。
る。未反応2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル
)−ベンゾトリアゾールの最大残留量は薄層クロマトグ
ラフィーにより、最初に使用した量の2〜16 %に相
当する3チであることがわかる。約90℃に冷却した後
、水96dを10分間にわたって加える。90℃で10
分間攪拌した後、メタンスルホン酸を含む下相を注意障
く分離する(後処理のため、下記参照)。
、次いで水100dで2度抽出する。抽出した粗生成物
相を、フラー土(Prol ith Rapid■)1
0gを加えた後に、120℃75 mbarまでの蒸留
によυ完全に脱水し、そして120℃ での清浄濾過に
より脱色する。収景二淡黄色の透明粗生成物的610g
。
量でドデセンオリゴマーカ2 % j り少なくそして
2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾト
リアゾールがα2チより少なくなるほどに、(LO2m
1/薄膜蒸発器上でジャケット温度240℃及び圧力1
〜3 mbarで蒸留する。最終的に残留物(水ダメ、
約347 g)を薄膜蒸発器上でジャケット温度285
℃及び圧力1〜3mbar(ヘッド温度:約240℃)
で蒸留すると、式1(nは12を表わす)で表わされる
化合物の所望混合物326g (収率=理論値の85%
)が、屈折率np −1,5677の淡黄色液体生成物
の形態で得られる。
着攪拌機(anchor agitator ) を
備えた350dスルホン化フラスコ中で0℃ K冷却す
ることにより更に約27g(最初の使用量に基づき、理
論値の12%に相当)の2−(2−ヒドロキシ−5−メ
チルフェニル)ベンゾトリアゾールを晶出させ、濾過に
より単離し、洗浄する。それゆえ回収した出発物質の全
量は、最初に用いた量に基づき理論値の約12チである
。
ことなく再使用することができる。
Vigreuxcolumn )、凝縮器付き蒸留ヘッ
ド、吸湿管アダプター(pig adaptor )及
び100d丸底フラスコを備え、真空回転滑シ羽根ポン
プ(vaccum rotaryvane pump
)に接続した250d洋ナシ形フラスコに、分離した水
性メタンスルホン酸相約185Sを入れる。100 m
bar K減圧した後、約55℃の浴温でフラスコの内
容物を、実質的にもはや水が蒸留されなくなるまで加熱
し、そしてヘッド温度を下げる。このようにして、僅か
に酸性(pH>3)の水約85iuを分離する。 受容
器を変えた後、真空度を約2 mbarにし、メタンス
ルホン酸7.5g(10〜20チ)を蒸留する。該生成
物は次の蒸留で再使用できる。再び受容器を変えた後、
メタンスルホン酸約879を、真空度2 mbar、へ
1ド温度125〜130℃及び浴温155〜175℃下
で蒸留する。このメタンスルホン酸は外観(僅かに褐色
)及び濃度(99チ)の点で工業製品に適合する。水含
有量(15%)では市販製品のそれさえも下まわってい
る。収量はアルキル化に使用されたメタンスルホン酸量
の約90%である。
同様な方法で、又は2段階蒸留装置中にて連続的に行な
うことができる。
懇様を示す工程図である。
Claims (16)
- (1)酸触媒としてのスルホン酸の存在下、2−(2−
ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール
を高められた温度で溶融状態の炭素原子数8ないし14
のα−オレフィンでアルキル化することによる、室温で
液体の2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾ
ール混合物の製造方法であって、2−(2−ヒドロキシ
−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール1モル当り
0.5モルより少なくない酸触媒と1.5ないし3モル
のα−オレフィンを用い、165℃ないし190℃の温
度範囲内でアルキル化を行ない、スルホン酸相から粗生
成物相(上相)を分離し、そして該粗生成物相を薄膜蒸
発器、蒸留カラム付き薄膜蒸発器又は短径路蒸留装置で
蒸留処理することからなる方法。 - (2)触媒がメタンスルホン酸である請求項1記載の方
法。 - (3)アルキル化が170ないし180℃の温度範囲内
で行なわれる請求項1記載の方法。 - (4)2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベ
ンゾトリアゾール1モル当り0.8モルより少なくない
スルホン酸が使用される請求項1又は請求項2いずれか
記載の方法。 - (5)2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベ
ンゾトリアゾール1モル当り2.2ないし2.7モルの
α−オレフィンが使用される請求項1記載の方法。 - (6)1−ドデセンでアルキル化が行なわれる請求項1
ないし5のいずれか記載の方法。 - (7)α−オレフィンが計量装置によって反応混合物に
、好ましくは反応混合物の表面の下に、連続的に加えら
れる請求項1記載の方法。 - (8)反応混合物が相分離の前に水で希釈される請求項
1記載の方法。 - (9)粗生成物相が蒸留前に洗浄(抽出)され、脱色さ
れ、そして蒸留によって実質的に無水にされる請求項1
ないし8のいずれか記載の方法。 - (10)厳密な意味での蒸留が、初めに未反応出発物質
とα−オレフィンのオリゴマーを分離すること、そして
所望により続けて本明細書に記載の装置中で蒸留するこ
とにより生成物それ自身を精製することからなる請求項
1又は請求項9のいずれか記載の方法。 - (11)相分離前に反応混合物が水で希釈されていない
場合、未反応ベンゾトリアゾールが、分離したスルホン
酸相から回収され、アルキル化工程に再利用される請求
項1ないし7のいずれか記載の方法。 - (12)2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)
ベンゾトリアゾールを、管理した結晶化により、好まし
くは水での希釈及び/又は粗生成物相の抽出液から得た
洗浄抽出物の添加により、スルホン酸相中に沈殿させる
請求項11記載の方法。 - (13)粗生成物相から蒸留した混合物を結晶化するこ
とにより2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)
ベンゾトリアゾールを沈殿させる請求項1、9又は10
のいずれか記載の方法。 - (14)蒸留により、水性スルホン酸相から粗生成物相
を分離した後に、スルホン酸を回収する請求項8記載の
方法。 - (15)2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリア
ゾールの液体混合物の大部分が次式 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 〔式中、nは8ないし14の整数を表わし、アルキル基
は少なくとも二つの異性基の混合物である〕で表わされ
る化合物からなる請求項1ないし14のいずれか記載の
方法。 - (16)請求項1にクレームされている方法によって得
ることのできる2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾ
トリアゾールの液体混合物。
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|---|---|---|---|
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| CH503487 | 1987-12-23 |
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