JPH0747281A - ビスフェノールf製造用触媒およびビスフェノールfの製造方法 - Google Patents

ビスフェノールf製造用触媒およびビスフェノールfの製造方法

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JPH0747281A
JPH0747281A JP5198140A JP19814093A JPH0747281A JP H0747281 A JPH0747281 A JP H0747281A JP 5198140 A JP5198140 A JP 5198140A JP 19814093 A JP19814093 A JP 19814093A JP H0747281 A JPH0747281 A JP H0747281A
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JP
Japan
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bisphenol
catalyst
exchange resin
acidic cation
phenol
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JP5198140A
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English (en)
Inventor
Satoru Ito
悟 伊藤
Shigeru Iimuro
茂 飯室
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 触媒等の不純物を含まない高純度なビスフェ
ノールFを得る。 【構成】 下記一般式(1)で示される構造のアミノ酸
誘導体で中和された酸性陽イオン交換樹脂からなるビス
フェノールF製造用触媒の存在下にフェノールとホルム
アルデヒドとを反応させてビスフェノールFを製造す
る。 (但し、式(1)中、R1 〜R5 はH、またはアルキル
基である。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はビスフェノールF製造用
触媒およびビスフェノールFの製造方法に関する。詳し
くは本発明は、ビスフェノールFの異性体である4,
4’−ジヒドロキシジフェニルメタンの含有率を向上さ
せ、且つ触媒等の不純物を含まない高純度な、ビスフェ
ノールFを製造する方法に関するものである。ビスフェ
ノールFはエポキシ樹脂またはポリカーボネートの原料
として、また低粘度の樹脂の原料として広く利用されて
いる。また近年、特に環境保全を目的とした無溶媒型エ
ポキシ樹脂の原料として更なる改良が望まれている。
【0002】
【従来の技術】一般にビスフェノールFは、フェノール
にホルムアルデヒド加え、酸性触媒下で加熱し脱水縮合
させることで得られる。
【0003】ここで、従来ビスフェノールFと称される
ものは、4,4’−ジヒドロキシジフェニルメタン、汎
用ビスフェノールF、高純度ビスフェノールFの3種類
に大別される。
【0004】汎用ビスフェノールFは、4,4’−ジヒ
ドロキシジフェニルメタン(以下、4,4’−体と称す
る。)、2,4−ジヒドロキシジフェニルメタン(以
下、2,4’−体と称する。)、2,2’−ジヒドロキ
シジフェニルメタン(以下、2,2’−体と称する。)
を88〜93重量%程度含み、他に未反応フェノールお
よびフェノールとホルムアルデヒドが重縮合した3核体
以上の成分を含む混合物である(三井東圧化学製ビスフ
ェノールF−Mが相当)。
【0005】高純度ビスフェノールFは、粗ビスフェノ
ールF(ここでは汎用ビスフェノールFに相当する。)
から2核体成分を取り出して得られる物で、2核体を9
5重量%以上含み、他に未反応のフェノールおよびフェ
ノールとホルムアルデヒドが重縮合した3核体成分を少
量含む混合物である(三井東圧化学製ビスフェノールF
−ST、本州化学製ビスフェノールF−Dが相当す
る。)
【0006】前述した一般的な製造方法で得られる汎用
ビスフェノールFの異性体の含有率は、4、4’−体が
28〜38重量%、2,4’−体が40〜50重量%、
2,2’−体が17〜22重量%である。
【0007】低粘度の樹脂の用途として異性体中の4,
4’−体の含有率が高いものが好適であるとされ、更に
含有率を高めるための製造法もいくつか開示されてい
る。例えば、特開平1−190713号明細書には大量
の酸性陽イオン交換樹脂を触媒として用い、4,4’−
体の選択率を向上させる方法が記載されている。また特
公告46−19953号明細書には、活性基の一部をア
ルキルメルカプトアミンで中和、変性した酸性陽イオン
交換樹脂を触媒として用いることにより、4,4’−体
選択率が向上できると示されている。
【0008】しかしながら、大量の酸性イオン交換樹脂
を反応に使用することは生成したジヒドロキシジフェニ
ルメタンがイオン交換樹脂に吸着されることにより収率
を悪化させる原因となり、また、大量に使用することに
より、酸性陽イオン交換樹脂触媒から脱離する遊離酸が
増加し、生成物を汚染するおそれがある。
【0009】一方、アルキルメルカプトアミンによる変
性は中和処理工程での悪臭、生成物の臭気、また大気中
へ漏洩した場合の環境面に影響を与える点を考慮すれば
改善すべき方法である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は従来技
術で満足されなかった、低粘度のエポキシ樹脂原料とし
て4,4’−体の選択率を向上させた異性体成分組成を
有し、且つ触媒等の不純物を含まない高純度なジヒドロ
キシジフェニルメタンの製造方法を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
如き従来技術の問題点を解決するために鋭意検討した結
果、反応触媒として実質的に水、有機溶剤に不溶である
酸性陽イオン交換樹脂をアミノ酸誘導体で中和し、酸性
陽イオン交換樹脂を改良することによって従来法より、
4,4’−体の選択率を向上させ、且つ触媒等の不純物
を含まない高純度なエポキシ樹脂用途として好適な成分
組成を有するビスフェノールFが得られることを見出
し、本発明を完成するに到ったものである。
【0012】即ち、本発明の要旨は、フェノールとホル
ムアルデヒドを触媒の存在下縮合反応させてビスフェノ
ールFを得るに際し、触媒としてアミノ酸誘導体で中和
された酸性陽イオン交換樹脂を用て、フェノールとホル
ムアルデヒドとを反応させることを特徴とするビスフェ
ノールFの製造方法であり、更にはこれに用いられる触
媒である。
【0013】本発明において酸性陽イオン交換樹脂を部
分的に中和するアミノ酸誘導体は、下記一般式(1)
〔化2〕でされ、
【化2】 (但し、式(1)中のR1 〜R5 はH、又はアルキル基
である。)具体的には、グリシンアミド、グリシルグリ
シン、グリシル−L−アラニンなどが挙げられる。
【0014】またアミノ酸誘導体に中和される酸性陽イ
オン交換樹脂としては交換基がスルホン酸であるゲル
型、マクロポーラス型などの酸性陽イオン交換樹脂が挙
げられる。
【0015】アミノ酸誘導体による酸性陽イオン交換樹
脂の中和の程度は特に制限はないが、より十分な効果を
発揮させるためには、中和処理前の酸性度に対し、5%
以上中和せしめる、即ち部分的に中和せしめるのが望ま
しい。
【0016】本発明における改良された酸性陽イオン交
換樹脂の使用量は特に限定されない。例えば回分方式に
おいて使用される触媒量はフェノールの重量に対して5
〜20重量%が好ましい。触媒量が5%重量未満では反応
速度が遅くなり、また20重量%を越えると当該樹脂に
吸着されるビスフェノールF等が増えるため収率を低下
させる原因となる。
【0017】本発明においては、フェノール(P)とホ
ルムアルデヒド(F)とのモル比(P/F)を2〜10
0の範囲で縮合反応させることが好ましい。特に好まし
くは10〜40の範囲である。モル比が2を超えると高
次縮合物が多くなり、また100未満では高次縮合物は
少なくなるがビスフェノールFの収量も少なくなる。
【0018】また、縮合反応の温度としては、50〜9
0℃が好ましく、さらに好ましくは60〜80℃であ
る。反応温度が90℃を超えると当該樹脂の劣化が早ま
り好ましくなく、50℃未満では反応速度が遅くなり生
産性が悪くなる。
【0019】本発明において改良された酸性陽イオン交
換樹脂の存在下におけるフェノールとホルムアルデヒド
との反応態様として特に制限はなく、例えば、3者の混
合物を混合攪拌で反応させる方法等の回分式、または改
良された酸性陽イオン交換樹脂の固定層に出発原料の混
合物を通過させて反応させる方法等の連続式が挙げられ
る。
【0020】回分反応後の生成物と当該樹脂の分離方法
としては特に制限はなく、反応の形態に応じて従来から
の公知の分離操作に従って実施すればよい。
【0021】触媒を分離後、過剰なフェノール、生成水
を蒸留によって除去する。蒸留操作として特に制限はな
く、公知の常圧蒸留、減圧蒸留のいずれであってもよ
く、また残留フェノールをより減少させるため水蒸気蒸
留を行ってもよい。蒸留によって回収したフェノールは
再び原料として使用することが出来る。
【0022】他方、この方法で製造された汎用ビスフェ
ノールFを用い、減圧蒸留等により2核体成分を取り出
すことで4,4’−体の含有率を向上させた高純度ビス
フェノールFが製造できることは勿論である。
【0023】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれらの実施例によって限定されるものではな
い。
【0024】実施例1 触媒製造 乾燥状態で4.33meq/gの酸性度を有する酸性陽
イオン交換樹脂 (バイエルキャタリスト K−2611
西独バイエル社製)50gに対し等量の蒸留水、5.
5gのグリシンアミド塩酸塩を加え、80℃で6時間保
ち交換基を部分中和せしめた。改良された酸性陽イオン
交換樹脂は乾燥後3.34meq/gの酸性度であり、
部分中和前の酸性度に対し77.1%であった。これは
グリシンアミドによる部分中和に相当する。
【0025】実施例2 コンデンサー、攪拌機を備えたフラスコにフェノール1
00gと実施例1で製造した、部分中和された酸性陽イ
オン交換樹脂を5g入れ、内温を80℃に保ち1時間攪
拌後、37重量%のホルマリン8.6gを装入し3時間
攪拌した。ついで酸性陽イオン交換樹脂を濾別した。濾
液から過剰な水、フェノールを蒸留し、ビスフェノール
F20gを得た。得られたビスフェノールFの2核体含
有率、異性体成分の含有率の値を表1に示す。
【0026】実施例3 コンデンサー、攪拌機を備えたフラスコにフェノール1
00gと実施例1で製造した、部分中和された酸性陽イ
オン交換樹脂を5g入れ、内温を80℃に保ち1時間攪
拌後、37重量%のホルマリン4.3gを装入し3時間
攪拌した。ついで酸性陽イオン交換樹脂を濾別した。濾
液から過剰な水、フェノールを蒸留し、ビスフェノール
F12gを得た。得られたビスフェノールFの2核体含
有率、異性体成分の含有率の値を表1に示す。
【0027】比較例1 コンデンサー、攪拌機を備えたフラスコにフェノール1
00gとシュウ酸0.28gを入れ、内温を80に保ち
30分攪拌後、37重量%のホルマリン8.6gを1時
間かけて滴下し、その後3時間攪拌した。ついで過剰な
水、フェノールを蒸留し、ビスフェノールF20gを得
た。得られたビスフェノールFの2核体含有量、異性体
成分の含有率の値を表1に示す。
【0028】比較例2 コンデンサー、攪拌機を備えたフラスコにフェノール1
00gと酸性陽イオン交換樹脂(バイエルキャタリスト
K−2611 西独バイエル社製)を5g入れ、内温
を80℃に保ち1時間攪拌後、37重量%のホルマリン
8.6gを装入し3時間攪拌した。ついで酸性陽イオン
交換樹脂を濾別した。濾液から過剰な水、フェノールを
蒸留し、ビスフェノールF19gを得た。得られたビス
フェノールFの2核体含有率、異性体成分の含有率の値
を表1に示す。
【0029】
【表1】 2核体含有率、異性体成分(Wt%) は高速液体クロマトグ
ラフィー分析による。
【0030】
【発明の効果】本発明はフェノールとホルムアルデヒド
との縮合反応の際、アミノ酸誘導体で中和された酸性陽
イオン交換樹脂を触媒として用いることで、触媒等の不
純物を含まない高純度なビスフェノールFが得られ、さ
らに、改良された酸性陽イオン交換樹脂の効果により、
ビスフェノールF中の4,4’−体含有率を向上させし
めた低粘度エポキシ樹脂の原料として有用なビスフェノ
ールFが提供される。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)〔化1〕で示される構
    造のアミノ酸誘導体で中和された酸性陽イオン交換樹脂
    からなることを特徴とするビスフェノールF製造用触
    媒。 【化1】 (但し、式(1)中、R1 〜R5 はH、又はアルキル基
    である。)
  2. 【請求項2】 アミノ酸誘導体がグリシンアミド、グリ
    シルグリシン、グリシル−L−アラニンから選ばれたも
    のであることを特徴とする請求項1のビスフェノールF
    製造用触媒。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のアミノ酸誘導体で中和さ
    れた酸性陽イオン交換樹脂の存在下にフェノールとホル
    ムアルデヒドとを反応させることを特徴とするビスフェ
    ノールFの製造方法
  4. 【請求項4】 フェノール(P)とホルムアルデヒド
    (F)とのモル比(P/F)が2〜100の範囲である
    条件下に縮合反応を行うことを特徴とする請求項3記載
    のビスフェノールFの製造方法。
  5. 【請求項5】 縮合反応を50〜90℃で行うことを特
    徴とする請求項3または4記載のビスフェノールFの製
    造方法。
JP5198140A 1993-08-10 1993-08-10 ビスフェノールf製造用触媒およびビスフェノールfの製造方法 Pending JPH0747281A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8436055B2 (en) 2003-09-30 2013-05-07 Mitsui Chemicals, Inc. Modified acidic ion-exchange resin and method for preparing bisphenol

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8436055B2 (en) 2003-09-30 2013-05-07 Mitsui Chemicals, Inc. Modified acidic ion-exchange resin and method for preparing bisphenol

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040106