JPH09309890A - トリブロモネオペンチルリン酸クロロアルキルエステルの製造方法 - Google Patents

トリブロモネオペンチルリン酸クロロアルキルエステルの製造方法

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JPH09309890A
JPH09309890A JP8127059A JP12705996A JPH09309890A JP H09309890 A JPH09309890 A JP H09309890A JP 8127059 A JP8127059 A JP 8127059A JP 12705996 A JP12705996 A JP 12705996A JP H09309890 A JPH09309890 A JP H09309890A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 極めて高純度のトリブロモネオペンチルリン
酸クロロアルキルエステルを定量的に得ることを課題と
する。 【解決手段】 三塩化リンにアルキレンオキシドを三塩
化リンが化学当量又はそれ以下の量で反応させ、次いで
この化合物に塩素を付加し、更にトリブロモネオペンチ
ルアルコールを反応させることを特徴とする製造方法に
より上記課題を解決する。 【効果】 本発明の製造方法により得られるトリブロモ
ネオペンチルリン酸クロロアルキルエステルは良好な耐
加水分解性を有し、ポリウレタンフォームに適用した場
合遊離ハロゲンを発生しにくく、ポリウレタンフォーム
に良好な難燃性、低いフォギング性、耐スコーチ性及び
耐熱変色性を与える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トリブロモネオペ
ンチルリン酸クロロアルキルエステルの製造方法に関
し、詳しくは、ポリウレタンフォーム用難燃剤として使
用され、ポリウレタンフォームに難燃性、低いフォギン
グ性、耐スコーチ性及び耐熱変色性を付与し、更に遊離
ハロゲンを発生しにくい耐加水分解性を有するトリブロ
モネオペンチルリン酸クロロアルキルエステルの製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱硬化性樹脂として代表的なポリウレタ
ン樹脂及びその発泡体（以下、ポリウレタンフォームと
称する）は、比較的安価に得られ、かつ成形が容易であ
る等の優れた特性を有するため自動車部品をはじめ、生
活用品全般にわたり広く使用されている。しかし、ポリ
ウレタンフォームは可燃性で一度の着火で制御不能の燃
焼を起こす性質があり、その難燃化のためにこの業界で
はさまざまな努力が重ねられてきた。また、今日では自
動車内装品等のポリウレタンフォームの利用分野の一部
では法律で難燃化が義務づけられている。更に、近年環
境問題が社会的にもクローズアップされ、ダイオキシン
問題やフロン問題が騒がれている中、ポリウレタンフォ
ームの自動車部品においても難燃性の他にフォギング性
や耐熱変色性が問題視されている。
【０００３】ポリウレタンフォームに難燃性を付与する
方法として、例えば米国特許第４，０４６，７１９号、
同第４，０８３，８２５号及び特公昭６１−３７９７号
公報で提供されるトリブロモネオペンチルリン酸クロロ
アルキルエステルを添加する方法が知られている。しか
しながら、そこで開示された方法で得られるトリブロモ
ネオペンチルリン酸クロロアルキルエステルには、目的
とする難燃化合物トリブロモネオペンチルビス（クロロ
アルキル）ホスフェートの他に、モノマー成分であるト
リス（クロロアルキル）ホスフェート約１０ｗｔ％、結
晶成分であるビス（トリブロモネオペンチル）クロロア
ルキルホスフェート約２０ｗｔ％、及びトリス（トリブ
ロモネオペンチル）ホスフェート約５ｗｔ％が含まれて
いる。
【０００４】このようなトリブロモネオペンチルリン酸
クロロアルキルエステルを難燃剤として使用する場合、
モノマー成分は、熱により飛散しやすく、フォギング性
に悪影響を及ぼすため、できるだけ少量であることが望
まれる。一方、結晶成分のビス（トリブロモネオペンチ
ル）クロロアルキルホスフェート及びトリス（トリブロ
モネオペンチル）ホスフェートは、製品粘度に影響を及
ぼし高粘度化、固化等作業性にマイナスの効果をもたら
す。
【０００５】三塩化リンからのリン酸エステルの製造方
法としては、米国特許第３，７０７，５８６号及び特開
昭４９−６２４２４号公報にテトラキス（２−ハロゲン
アルキル）アルキレンジリン酸エステルの製造方法が開
示されている。この方法によれば、三塩化リンと酸化エ
チレンを反応させて、トリス（２−クロロエチル）亜リ
ン酸エステルを生成し、この化合物に塩素ガスを反応さ
せて、ビス（２−クロロエチル）ホスホロクロリデート
及び二塩化エチレンを得、更にこの反応生成物にエチレ
ングリコールを反応させ目的のリン酸エステルを得てい
る。
【０００６】また、特公平７−２１０８６号公報には、
三塩化リンとネオペンチルグリコールからハロゲン化リ
ン酸アルキルエステルを得る方法が開示されている。こ
の方法によると、三塩化リンとネオペンチルグリコール
とを反応させ環状リン化合物を得、更に、臭素を反応さ
せ環状リン化合物を開裂させたハロゲン化亜リン酸エス
テルを得、次いでこの化合物にエチレンオキシドを反応
させることによりハロゲン化リン酸アルキルエステルを
得ている。
【０００７】しかしながら、前記２つの製法により得ら
れるリン酸エステルでも、フォギング性、耐熱変色性及
び耐加水分解性において十分ではなく、更に遊離ハロゲ
ンの発生量も十分抑制されていなかった。また、これら
性質を十分満たすトリブロモネオペンチルリン酸クロロ
アルキルエステルの製造方法については知られていなか
った。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリウレタ
ンフォームに難燃性、低フォギング性を付与しうる作業
性良好なトリブロモネオペンチルリン酸クロロアルキル
エステルの製造方法を提供することを目的とする。具体
的には、トリブロモネオペンチルリン酸クロロアルキル
エステルのモノマー成分及び結晶成分の含有量を低減さ
せる製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、先にオキ
シ塩化リンとトリブロモネペンチルアルコールの第一段
反応、第一段反応より得られたエステルとアルキレンオ
キシドの第二段反応によりトリブロモネオペンチルリン
酸クロロアルキルエステルを高純度で製造することを見
いだしている。しかしながら、本発明者等は、鋭意検討
の結果、下記方法によれば、上記方法よりも極めて高純
度なトリブロモネオペンチルリン酸クロロアルキルエス
テルを製造できることを見出し本発明に至った。
【００１０】かくして、本発明によれば、三塩化リンと
アルキレンオキシドとを三塩化リンが化学当量又はそれ
以下の量で反応させて式（１）：
【００１１】
【化４】
【００１２】（式中、Ｒは水素原子、又はアルキル基若
しくはクロロアルキル基 ）のトリス（クロロアルキ
ル）ホスファイトを得、次いで該トリス（クロロアルキ
ル）ホスファイトに塩素を付加反応させて式（２）：
【００１３】
【化５】
【００１４】（式中、Ｒは上記定義と同じ）のビス（ク
ロロアルキル）ホスホロクロリデートを得、次いで該ビ
ス（クロロアルキル）ホスホロクロリデートとトリブロ
モネオペンチルアルコールを反応させることにより式
（３）：
【００１５】
【化６】
【００１６】（式中、Ｒは上記定義と同じ）の化合物を
得ることを特徴とするトリブロモネオペンチルリン酸ク
ロロアルキルエステルの製造方法が提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】まず、式（１）〜（３）のＲとし
ては、水素原子、又はメチル、エチル、ｎ−プロピル、
イソプロピル、ｎ−ブチル、イソペンチル、ｎ−ヘキシ
ル、エチルヘキシル、ｎ−オクチル、イソオクチル等の
アルキル基、又はクロロメチル、クロロエチル等のクロ
ロアルキル基が挙げられる。この内、水素原子又はメチ
ル基が好ましい。
【００１８】以下に本発明のトリブロモネオペンチルリ
ン酸クロロアルキルエステルの合成反応について具体的
に説明する。 （第一段反応）まず、下記反応式（ａ）のように、式
（４）の三塩化リンに式（５）のアルキレンオキシドを
三塩化リンが化学当量又はそれ以下の量で反応させ、式
（１）のトリス（ハロアルキル）ホスファイト化合物を
合成する。
【００１９】
【化７】
【００２０】（式中、Ｒは上記定義と同じ） 上記第一段反応の三塩化リンとアルキレンオキシドの使
用モル比は、三塩化リン１．０モルに対しアルキレンオ
キシドを３．０〜３．６モル、特に３．０〜３．３モル
使用することが好ましい。このような過剰範囲でアルキ
レンオキシドを使用するのは、生成物の酸価を下げるた
めである。なお、三塩化リン１．０モルに対してアルキ
レンオキシド３．０モル以下の場合、最終的に結晶性の
トリス（トリブロモネオペンチル）アルコールやビス
（トリブロモネオペンチル）クロロアルキルホスフェー
トが生成するので好ましくない。一方、アルキレンオキ
シドが３．６モル以上の場合生産効率が悪く不利益であ
るので好ましくない。
【００２１】また、使用しうるアルキレンオキシドとし
ては、エポキシエタン、エポキシプロパン、エポキシブ
タン、エポキシメチルブタン、エポキシペンタン、エポ
キシヘキサン、エポキシメチルヘキサン、エポキシヘプ
タン、エポキシエチルオクタン、エポキシデカン、エポ
キシメチルデカン、エピクロルヒドリン、クロロエポキ
シブタン等が挙げられ、この内エポキシエタンとエポキ
シプロパンが好ましい。
【００２２】第一段反応の後、過剰分のアルキレンオキ
シドを、真空下で留去しておくことが好ましい。留去の
ための温度条件は、ホスファイト化合物が分解しない温
度範囲が好ましく、具体的には０℃〜１５０℃、特に２
０℃〜８０℃が好ましい。また、圧力は０．１〜５００
ｍｍＨｇが好ましい。
【００２３】（第二段反応）次に、下記反応式（ｂ）の
ように、トリス（ハロアルキル）ホスファイト化合物に
塩素を付加し、式（２）のビス（ハロアルキル）ホスホ
ロクロリデート化合物を合成する。なお、下記反応式
（ｂ）中、式（６）はアルキレンジクロリドを意味す
る。
【００２４】
【化８】
【００２５】（式中、Ｒは上記定義と同じ）上記第二段
反応では、塩素とトリス（ハロアルキル）ホスファイト
化合物の使用モル比は、トリス（ハロアルキル）ホスフ
ァイト化合物１．０モルに対し塩素を１．０〜１．５モ
ル、特に１．０〜１．２モル使用することが好ましい。
また、第二段反応における反応温度は、０℃〜１５０
℃、特に２０℃〜８０℃が好ましい。なお、０℃より低
い温度では、反応が不十分となり好ましくない。一方、
１５０℃より高い温度では、トリス（ハロアルキル）ホ
スファイト化合物が分解するので好ましくない。また、
第二段反応において、トリス（ハロアルキル）ホスファ
イト化合物の安定化剤として、トリエチルアミン、トリ
ブチルアミン等のアミン化合物及びエチレンクロロヒド
リン、プロピレンクロロヒドリン等のヒドリン化合物を
加えてもよい。上記の条件下で反応させれば、第二段反
応を定量的にほぼ１００％進行させることができる。
【００２６】第二段反応では、トリス（ハロアルキル）
ホスファイト化合物と等モル量のアルキレンジクロリド
が生成するが、この化合物は、容易に真空にて留去する
ことができる。アルキレンジクロリドの留去は第二段又
は第三段反応後若しくは、後処理後のいずれで行っても
よい。留去時の温度範囲は３０℃〜１００℃が好まし
く、圧力条件は０．１〜５００ｍｍＨｇが好ましい。な
お、アルキレンジクロリドは比較的沸点の低いものが多
いため、１０ｍｍＨｇ以下の高真空にすることにより１
００℃以上に上げることなく留去可能である。
【００２７】（第三段反応）次に、下記反応式（ｃ）の
ように、ビス（ハロアルキル）ホスホロクロリデート化
合物と式（７）のトリブロモネオペンチルアルコールを
反応させることにより、式（３）のトリブロモネオペン
チルリン酸クロロアルキルエステルを製造することがで
きる。
【００２８】
【化９】
【００２９】（式中、Ｒは上記定義と同じ） 第三段反応では、ビス（ハロアルキル）ホスホロクロリ
デート化合物とトリブロモネオペンチルアルコールの使
用モル比は、ビス（ハロアルキル）ホスホロクロリデー
ト化合物１モルに対しトリブロモネオペンチルアルコー
ルを１．０〜１．５モル、特に１．０〜１．２モル使用
することが好ましい。また、第三段反応における反応温
度は、４０℃〜１５０℃、特に６０℃〜１１０℃が好ま
しい。４０℃より低い温度では反応が不十分となり好ま
しくない。一方、１５０℃より高い温度では、中間体
（ビス（ハロアルキル）ホスホロクロリデート化合物）
が分解するので好ましくない。
【００３０】更に、第三段反応は、ルイス酸触媒の存在
下で行なうことが好ましい。ルイス酸としては、塩化マ
グネシウム、塩化アルミニウム、四塩化チタン等が挙げ
られる。添加量は塩化アルミニウムの場合、トリブロモ
ネオペンチルアルコール１．０モルに対して、２．５〜
６０．０ミリモル、特に５．０〜５０．０ミリモルが好
ましい。
【００３１】第三段反応により得られるトリブロモネオ
ペンチルリン酸クロロアルキルエステルは、モノマー成
分が生成せず、ほぼ１００％の純度である。本発明の製
造方法では、反応で生成する塩酸を除去するためのアミ
ン類の添加を必要としない。従って、トリブロモネオペ
ンチルリン酸ビス（クロロアルキル）ホスフェート中に
アミンが残存せず、ポリウレタンに適用した場合フォギ
ング性に対する悪影響が生じない。
【００３２】なお、本発明の製造方法における反応を完
結させるために必要な反応時間は、原料を経済的に使用
して工業規模の反応で２〜５時間の範囲にある。例えば
式（２）のビス（クロロアルキル）ホスホロクロリデー
ト化合物に対して等モル量のトリブロモネオペンチルア
ルコールを添加し、反応温度６０℃〜１１０℃で反応を
行なった場合、良好な品質をもったトリブロモネオペン
チルリン酸クロロアルキルエステルを得るための滞留時
間は、２〜４時間である。
【００３３】上記第一段〜第三段反応終了後、反応混合
物を、反応器から排出し、洗浄及び脱水工程を経て製品
化することが好ましい。洗浄工程は、一般に公知の方法
で行なわれ、回分法、連続法いずれの方法でも行なうこ
とができる。例えば、反応混合物を硫酸、塩酸等の鉱酸
溶液で洗浄した後、アルカリ洗浄及び水洗浄して減圧下
に脱水する方法が挙げられる。或いは、反応混合物を鉱
酸で洗浄することなく、アルカリで洗浄し、生成した水
に不溶のアルミ化合物（触媒成分）を濾過又は遠心分離
で除去し、水洗浄し減圧下で脱水する方法も挙げられ
る。
【００３４】本発明の製造方法で得られるトリブロモネ
オペンチルリン酸クロロアルキルエステルは、ポリウレ
タンフォーム用難燃剤として使用することが好ましい。
この場合、例えば、ポリウレタンフォームの原料である
ポリオール１００重量部に対し、式（１）のトリブロモ
ネオペンチルリン酸クロロアルキルエステル０．１〜６
０重量部と、必要に応じて難燃性可塑剤として作用する
非反応性有機リン化合物０〜４０重量部とペンタエリス
リトールのブロムヒドリン化合物０〜５０重量部、及び
酸化防止剤０〜５重量部の組成で使用することができ
る。
【００３５】ポリオールとしては、一般にポリウレタン
形成の原料として使用されるものであれば特に限定され
ないが、一分子当たり約２〜８個の水酸基を含有し、約
２５０〜６５００の分子量を有するポリエステルポリオ
ール及びポリエーテルポリオール等のポリオールが好適
に用いられる。分子量が２５０より小さい場合は、活性
が強くウレタンフォーム形成に適さず、分子量が６５０
０より大きい場合は、粘度が高くなり作業性が悪くな
る。
【００３６】ポリオールの例としては、ジオール；トリ
オール；及びソルビトール、スクロース、又はエチレン
ジアミン等のアミン類等を開始剤としてエチレンオキシ
ド及び／又はプロピレンオキシドを重合させたポリオー
ル等が挙げられる。具体的には、ポリオキシエチレング
リコール、ポリオキシプロピレングリコール等のジオー
ル；ポリオキシエチレングリセロール、ポリオキシプロ
ピレングリセロール、ポリ（オキシエチレン）ポリ（オ
キシプロピレン）グリセロール、ポリオキシエチレンネ
オヘキサントリオール、ポリオキシプロピレンペンタネ
オヘキサントリオール、ポリ（オキシエチレン）ポリ
（オキシプロピレン）ネオヘキサントリオール、ポリ
（オキシプロピレン）１，２，６−ヘキサントリオー
ル、及びポリオキシプロピレンアルカノール等のトリオ
ール；ポリ（オキシエチレン）ポリ（オキシプロピレ
ン）エチレンジアミン；ポリオキシエチレンソルビトー
ル、ポリオキシプロピレンソルビトール等のヘキソー
ル；ポリオキシエチレンスクロース、ポリオキシプロピ
レンスクロース等のオクトール；及びこれらの混合物等
が挙げられる。更に、特殊グレードとして市販されてい
るメラミン又はポリリン酸アンモニウムが分散された、
ポリオール及び含リンポリオール等も使用されうる。好
ましくは、ポリ（オキシエチレン／オキシプロピレン）
トリオール類で平均分子量が約２５０〜約６５００の範
囲のポリエーテルポリオールが挙げられる。
【００３７】難燃性可塑剤としては、分子量が小さいと
熱により飛散しやすいことから平均分子量３５０以上の
ものが好ましい。具体的には、トリス（ジクロロプロピ
ル）ホスフェート、アンチブレーズ７８〔塩素化ポリホ
スホネート〕（Ａ＆Ｗ社製）、サーモリン１０１〔テト
ラキス（２−クロロエチル）エチレンジホスフェート〕
（オーリン社製）、フォースガード２ＸＣ２０〔２，２
ビス（クロロメチル）−１，３−プロパンビス（クロロ
エチル）ジホスフェート〕（モンサント社製）、ＣＲ−
５３０、ＣＲ−５７０、ＣＲ−５０９〔含ハロゲン系ホ
スフェートホスホネートオリゴマーエステル〕（大八化
学社製）、ＣＲ−５０４、ＣＲ−５０５〔含ハロゲン系
ジホスフェートオリゴマーエステル〕（大八化学社
製）、クレジルジフェニルホスフェート、トリクレジル
ホスフェート等があげられる。
【００３８】ペンタエリスリトールのブロムヒドリン化
合物は、具体的には、ジブロモネオペンチルグリコー
ル、トリブロモネオペンチルアルコールなどであり、融
点をもつ固体である。これらは、加熱撹拌により、液体
とすることができ、更に常温に戻しても液状を保つこと
ができる。酸化防止剤としては、式（８）：
【００３９】
【化１０】
【００４０】（式中、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 は、そ
れぞれ水素原子又はＣ1 〜Ｃ14のアルキル基）で示され
るヒドロキノン化合物及び／又は３価の有機リン化合物
が挙げられる。上記ヒドロキノン化合物の具体例として
は、ヒドロキノン、２，５−ジ−ｔ−アミルヒドロキノ
ン、２，５−ジオクチルヒドロキノン、ｔ−アミルヒド
ロキノン、ｔ−ブチルヒドロキノン、オクチルヒドロキ
ノン等が挙げられ、特に耐熱性に優れたヒドロキノン化
合物として、２，５−ジ−ｔ−アミルヒドロキノン、
２，５−ジ−ｔ−ブチルヒドロキノン等が挙げられる。
【００４１】上記３価の有機リン化合物の具体例として
は、トリフェニルホスファイト、トリス（ノニルフェニ
ル）ホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイ
ト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタ
エリスリト−ルジホスファイト、テトラキス−（２，４
−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−４，４−ジフェニレンホ
スホナイト等の化合物が挙げられる。
【００４２】また上記組成物を用いたポリウレタンフォ
ームの製造方法の一例を示す。すなわち、ポリオールと
トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）の反応に、触媒、
水又は発泡剤、分散剤等の共存下、上記組成物を添加、
撹拌加熱して製造する。ＴＤＩとしては、２，４及び
２，６−トルエンジイソシアネートの異性体を含み、こ
れらの異性体の濃度は制限的でないが、通常８０／２０
ＴＤＩの比率が約８０〜１２０のインデックスを有する
のが好ましい。
【００４３】触媒としては、第３級アミン触媒（トリエ
チレンジアミン、ジメチルエタノールアミン、Ｎ−エチ
ルモルホリン等）を用いることができる。発泡剤として
は、水、フロロカーボン、メチレンクロリド等のような
低沸点化合物を用いることができる。分散剤としては、
エーテル型、エーテルエステル型、エステル型などの非
イオン性界面活性剤が使用できる。具体例としては、ア
ルキル（メチル、エチル、プロピル、ブチル、アミル、
ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、トリ
デシル）及びアリール（フェニル、トリル、キシリル、
ビフェニル、ナフチル）ポリオキシエチレンエーテル、
アルキルアリールホルムアルデヒド縮合ポリオキシエチ
レンエーテル、グリセリンエステルのポリオキシエチレ
ンエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、
プロピレングリコールエステル、ポリグリセリン、ソル
ビタンエステル、脂肪酸モノグリセリド、及びこれらの
混合物等が挙げられる。
【００４４】本発明は、三塩化リンとアルキレンオキシ
ドとを三塩化リンが化学当量又はそれ以下の量で反応さ
せてトリス（クロロアルキル）ホスファイトを得、次い
で該トリス（クロロアルキル）ホスファイトに塩素を付
加反応させてビス（クロロアルキル）ホスホロクロリデ
ートを得、次いで該ビス（クロロアルキル）ホスホロク
ロリデートとトリブロモネオペンチルアルコールを反応
させることによりトリブロモネオペンチルリン酸クロロ
アルキルエステルを合成する三段階の反応工程からなる
ので、作業性が良く、かつフォギングの発生原因となる
モノマー成分の含有量の少ないトリブロモネオペンチル
リン酸クロロアルキルエステルが提供できる。更に、モ
ノマー成分及び結晶成分であるビス（トリブロモネオペ
ンチル）クロロアルキルホスフェート及びトリス（トリ
ブロモネオペンチル）ホスフェートもほぼ０ｗｔ％に低
減できるので、作業性が向上する。すなわち、本発明
は、難燃性、低フォギング性、高い熱安定性及び耐スコ
ーチ性を付与しうる作業性良好なポリウレタンフォーム
用難燃剤の製造方法をも提供する。
【００４５】このように本発明により製造されるトリブ
ロモネオペンチルリン酸クロロアルキルエステルは、難
燃性、低フォギング性、熱安定性及び耐スコーチ性に優
れていることから、難燃剤として使用した場合、自動車
及び家具工業用に好ましい物性を有する製品を提供する
ことができる。
【００４６】
【実施例】次に実施例により詳細に説明するが、これら
の実施例は本発明の範囲を限定するものではない。以下
で特に断りのない限り、％はｗｔ％を示す。また、塩素
％は電位差滴定により測定したＰ−Ｃｌ結合の塩素の定
量値を表す。
【００４７】実施例１ （第一段反応）撹拌機、温度計及び水スクラバーを連結
したコンデンサーを装着した１リットルの４つ口フラス
コに、三塩化リン１３７．５ｇ（１．０モル）、トリエ
チルアミン０．３ｇ（３．０ミリモル）、エチレンクロ
ルヒドリン０．２ｇ（２．５ミリモル）を充填した。こ
のフラスコを６０℃迄加熱し、この温度を維持しながら
エポキシエタン１３８．６ｇ（３．２モル）を約２時間
吹き込んだ。その後温度６０℃で１時間保持し、この温
度を維持しながら１０ｍｍＨｇで更に１時間保持し、過
剰のエポキシエタンを除去した。合成されたトリス（ク
ロロエチル）ホスファイトは、２６７．３ｇ（収率：９
９％）で酸価は、０．９ＫＯＨｍｇ／ｇであった。
【００４８】（第二段反応）合成されたトリス（クロロ
エチル）ホスファイトに塩素ガス７１．０ｇ（１．０モ
ル）を２０℃で約１時間で吹き込み、更に１時間この温
度で保持した。この後、系内を窒素雰囲気下として塩素
ガスを除去した。合成されたモノクロロジ（クロロエチ
ル）ホスフェートと１，２−ジクロロエタンの混合物
は、３３７．６ｇで、塩素％は１０．３％（理論計算値
１０．５％）であった。
【００４９】（第三段反応）合成されたモノクロロジ
（クロロエチル）ホスフェートと１，２−ジクロロエタ
ンの混合物に塩化アルミニウム２．４ｇ（１８．０ミリ
モル）を加え８０℃迄加熱した。この温度を維持しなが
らトリブロモネオペンチルアルコール３２４．７ｇ
（１．０モル）を１時間かけて追加し更に３時間反応さ
せた。
【００５０】この反応物をソーダ灰溶液でアルカリ洗浄
し水層から分離後、真空で低沸分及び１，２−ジクロロ
エタンを回収して目的のリン酸エステル５０３ｇ（収率
９５％）を得た。生成した化合物は、ＧＰＣ（ゲル浸透
クロマトグラフィー）分析の面積比より、トリブロモネ
オペンチルビス（クロロエチル）ホスフェートが１００
％であった。
【００５１】実施例２ （第一段反応）実施例１においてエポキシエタンをエポ
キシプロパン１８２．７ｇ（３．２モル）に代えた以外
は、実施例１と同様に行った。合成されたトリス（クロ
ロプロピル）ホスファイトは、３０８．４ｇ（収率：９
９％）で、酸価は、０．９ＫＯＨｍｇ／ｇであった。
【００５２】（第二段反応）実施例１と同様に第二段反
応を行った。合成されたモノクロロジ（クロロプロピ
ル）ホスフェートと１，２−ジクロロプロパンの混合物
は、３７８．７ｇで、塩素％は９．２％であった。 （第三段反応）実施例１と同様に第三段反応を行ない、
目的のリン酸エステル５３５ｇ（収率９６％）を得た。
生成した化合物は、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィ
ー）分析の面積比より、トリブロモネオペンチルビス
（クロロプロピル）ホスフェートが１００％であった。
【００５３】比較例１ オキシ塩化リンからの合成−１ （第一段反応）撹拌機、温度計及び水スクラバーを連結
したコンデンサーを装着した１リットルの４つ口フラス
コに、オキシ塩化リン３０７．０ｇ（２．０モル）、ト
リブロモネオペンチルアルコール３２４．７ｇ（１．０
モル）、塩化マグネシウム０．３ｇ（３．２ミリモル）
を充填した。次いで、７０℃まで加熱して６時間反応さ
せた。反応後、生成した塩酸と未反応のオキシ塩化リン
を７０℃、真空度５ｍｍＨｇ、２時間で除去した。更に
窒素を流量５ｍ3 ／時間、真空度２０ｍｍＨｇで２時間
吹き込み、中間体のリン酸エステルを４４０ｇ得た。塩
素含有量は１６．１％であった。 （第二段反応）この中間体に、触媒として四塩化チタン
０．４ｇ（２．３ミリモル）を添加して８０℃まで加熱
し、この温度を維持しながらエチレンオキシド９２．４
ｇ（２．１モル）を約１時間で吹き込んだ。その後、９
０℃まで昇温し、１時間保持した。
【００５４】この反応物をソーダ灰溶液でアルカリ洗浄
し、水層から分離後、真空で低沸分を回収して目的のリ
ン酸エステルを５０３ｇ得た。この比較例１において、
収率は、出発原料のトリブロモネオペンチルアルコール
が全て所望のトリブロモネオペンチルビス（クロロアル
キル）ホスフェートに合成された場合を１００として算
出した。生成した化合物は、ＧＰＣ（ゲルパーメーショ
ンクロマトグラフィー）分析の面積比より、トリブロモ
ネオペンチルビス（クロロエチル）ホスフェートが９５
％、ビス（トリブロモネオペンチル）クロロエチルホス
フェートが４％、トリス（クロロエチル）ホスフェート
が１％であった。
【００５５】比較例２ オキシ塩化リンからの合成−２ リン酸エステルの合成に際し、温度９０℃、真空度２０
ｍｍＨｇの薄膜塔を通過させ、塩酸とオキシ塩化リンを
除去する以外は、比較例１と同じ方法で中間体のリン酸
エステル４４０ｇを得た。塩素％は１６．１％であっ
た。この中間体に触媒として四塩化チタン０．４ｇ
（２．３ミリモル）を添加し、８０℃まで加熱し、この
温度を維持しながらプロピレンオキシド１２１．８ｇ
（２．１モル）を１時間で吹き込んだ。その後、９０℃
まで昇温し、１時間保持した。この反応物を比較例１に
記載された方法で、後処理を行った。得られた目的のリ
ン酸エステルは５２４ｇであった。生成した化合物は、
ＧＰＣ分析の面積比より、トリブロモネオペンチルビス
（クロロプロピル）ホスフェートが９５％、ビス（トリ
ブロモネオペンチル）クロロプロピルホスフェートが４
％、トリス（クロロプロピル）ホスフェートが１％であ
った。
【００５６】比較例３ 米国特許第４，０４６，７１９
号の合成例 トリブロモネオペンチルアルコール５００ｇ（１．５モ
ル）と酸化マグネシウム０．８ｇをフラスコに充填し、
６０℃に加温した。次いで、オキシ塩化リンを２３１．
５ｇ（１．５モル）を２時間かけて添加し、その反応生
成物を１３８℃まで昇温し、３時間保持した。その際、
発生する塩酸は除去した。得られた中間体のリン酸エス
テルは６７４ｇ、塩素％は１６．２％であった。次に９
５℃まで冷却し、９２℃で還流させながら１時間保持し
た。その時の酸価は、０．１２であった。その後、水酸
化ナトリウム等で後処理し、７２８ｇの製品を得た。得
られた化合物は、ＧＰＣ分析の面積比より、トリブロモ
ネオペンチルビス（クロロプロピル）ホスフェートが６
５％、ビス（トリブロモネオペンチル）クロロプロピル
ホスフェートが２０％、トリス（トリブロモネオペンチ
ル）ホスフェートが５％、トリス（クロロプロピル）ホ
スフェートが１０％であった。
【００５７】
【表１】
【００５８】表１から明らかなように、本発明の製造方
法によれば、トリブロモネオペンチルリン酸クロロアル
キルエステルを高純度で得られることがわかる。
【００５９】実施例３ 低フォギング性難燃ポリウレタ
ンフォームの製造 （処方） ポリオール（三井東圧化学社製、ポリエーテルポリオール、分子量3000） ： 100部 イソシアネート（三井東圧化学社製、トリレンジイソシアネート 42,4/2,6 80/20）：59.5部 シリコン油（信越シリコン株式会社 商品名F-242T） ： 1.2部 錫系触媒（三共有機合成株式会社 商品名STANN BL） ： 0.3部 アミン系触媒（花王株式会社 商品名カオライザーNO.1） ： 0.1部 水 ： 4.5部 メチレンクロリド ：所要部 難燃剤（トリブロモネオペンチルリン酸クロロアルキルエステル）：所要部 上記の処方でワンショット法によって軟質ウレタン発泡
体を製造した。 （ポリウレタンフォームの製造法）ポリオール、シリコ
ン油、触媒、水及び難燃剤を上記の処方に示した数量を
配合し、３０００ｒｐｍの回転数を持つ攪拌機で１分間
撹拌して均一に混和した後、イソシアネートを加え、更
に３０００ｒｐｍで５〜７秒間撹拌後、内容物を手早く
正方形のボール箱に注いだ。直ちに発泡が起こり、数分
後最大の容積に達した。このものを更に３０分間８０℃
の炉内で硬化せしめた。得られた発泡体は、白色軟質気
泡型セル組織であった。
【００６０】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、極めて高純
度のトリブロモネオペンチルリン酸クロロアルキルエス
テルが定量的に得られるので、従来の製法に比べて、遊
離ハロゲン等の揮発性の副反応物が極めて少なく、耐加
水分解性が良好であり、ポリウレタンフォームに適用し
た場合、難燃性と低いフォギング性、耐スコーチ性及び
耐熱変色性をポリウレタンフォームに与えるトリブロモ
ネオペンチルリン酸クロロアルキルエステルを製造する
ことができる。
【００６１】更に、結晶成分であるビス（トリブロモネ
オペンチル）クロロアルキルホスフェート及びトリス
（トリブロモネオペンチル）ホスフェートの含量を極め
て少なくすることができるので、粘度が低く、作業性が
良好な難燃剤を得ることができる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年７月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】また、特公平７−２１０８６号公報には、
三塩化リンとネオペンチルグリコールからハロゲン化リ
ン酸アルキルエステルを得る方法が開示されている。こ
の方法によると、三塩化リンとネオペンチルグリコール
とを反応させ環状リン化合物を得、更に、臭素を反応さ
せ環状リン化合物を開裂させたハロゲン化リン酸エステ
ルを得、次いでこの化合物にエチレンオキシドを反応さ
せることによりハロゲン化リン酸アルキルエステルを得
ている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】以下に本発明のトリブロモネオペンチルリ
ン酸クロロアルキルエステルの合成反応について具体的
に説明する。 （第一段反応）まず、下記反応式（ａ）のように、式
（４）の三塩化リンに式（５）のアルキレンオキシドを
三塩化リンが化学当量又はそれ以下の量で反応させ、式
（１）のトリス（クロロアルキル）ホスファイト化合物
を合成する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】（第二段反応）次に、下記反応式（ｂ）の
ように、トリス（クロロアルキル）ホスファイト化合物
に塩素を付加し、式（２）のビス（クロロアルキル）ホ
スホロクロリデート化合物を合成する。なお、下記反応
式（ｂ）中、式（６）はアルキレンジクロリドを意味す
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】
【化８】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】（式中、Ｒは上記定義と同じ）上記第二段
反応では、塩素とトリス（クロロアルキル）ホスファイ
ト化合物の使用モル比は、トリス（クロロアルキル）ホ
スファイト化合物１．０モルに対し塩素を１．０〜１．
５モル、特に１．０〜１．２モル使用することが好まし
い。また、第二段反応における反応温度は、０℃〜１５
０℃、特に２０℃〜８０℃が好ましい。なお、０℃より
低い温度では、反応が不十分となり好ましくない。一
方、１５０℃より高い温度では、トリス（クロロアルキ
ル）ホスファイト化合物が分解するので好ましくない。
また、第二段反応において、トリス（クロロアルキル）
ホスファイト化合物の安定化剤として、トリエチルアミ
ン、トリブチルアミン等のアミン化合物及びエチレンク
ロロヒドリン、プロピレンクロロヒドリン等のヒドリン
化合物を加えてもよい。上記の条件下で反応させれば、
第二段反応を定量的にほぼ１００％進行させることがで
きる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】第二段反応では、トリス（クロロアルキ
ル）ホスファイト化合物と等モル量のアルキレンジクロ
リドが生成するが、この化合物は、容易に真空にて留去
することができる。アルキレンジクロリドの留去は第二
段又は第三段反応後若しくは、後処理後のいずれで行っ
てもよい。留去時の温度範囲は３０℃〜１００℃が好ま
しく、圧力条件は０．１〜５００ｍｍＨｇが好ましい。
なお、アルキレンジクロリドは比較的沸点の低いものが
多いため、１０ｍｍＨｇ以下の高真空にすることにより
１００℃以上に上げることなく留去可能である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】（第三段反応）次に、下記反応式（ｃ）の
ように、ビス（クロロアルキル）ホスホロクロリデート
化合物と式（７）のトリブロモネオペンチルアルコール
を反応させることにより、式（３）のトリブロモネオペ
ンチルリン酸クロロアルキルエステルを製造することが
できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】（式中、Ｒは上記定義と同じ）第三段反応
では、ビス（クロロアルキル）ホスホロクロリデート化
合物とトリブロモネオペンチルアルコールの使用モル比
は、ビス（クロロアルキル）ホスホロクロリデート化合
物１モルに対しトリブロモネオペンチルアルコールを
１．０〜１．５モル、特に１．０〜１．２モル使用する
ことが好ましい。また、第三段反応における反応温度
は、４０℃〜１５０℃、特に６０℃〜１１０℃が好まし
い。４０℃より低い温度では反応が不十分となり好まし
くない。一方、１５０℃より高い温度では、中間体（ビ
ス（クロロアルキル）ホスホロクロリデート化合物）が
分解するので好ましくない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３４】本発明の製造方法で得られるトリブロモネ
オペンチルリン酸クロロアルキルエステルは、ポリウレ
タンフォーム用難燃剤として使用することが好ましい。
この場合、例えば、ポリウレタンフォームの原料である
ポリオール１００重量部に対し、式（３）のトリブロモ
ネオペンチルリン酸クロロアルキルエステル０．１〜６
０重量部と、必要に応じて難燃性可塑剤として作用する
非反応性有機リン化合物０〜４０重量部とペンタエリス
リトールのブロムヒドリン化合物０〜５０重量部、及び
酸化防止剤０〜５重量部の組成で使用することができ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 三塩化リンとアルキレンオキシドとを三
    塩化リンが化学当量又はそれ以下の量で反応させて式
    （１）： 【化１】 （式中、Ｒは水素原子、又はアルキル基若しくはクロロ
    アルキル基 ）のトリス（クロロアルキル）ホスファイ
    トを得、次いで該トリス（クロロアルキル）ホスファイ
    トに塩素を付加反応させて式（２）： 【化２】 （式中、Ｒは上記定義と同じ）のビス（クロロアルキ
    ル）ホスホロクロリデートを得、次いで該ビス（クロロ
    アルキル）ホスホロクロリデートとトリブロモネオペン
    チルアルコールを反応させることにより式（３）： 【化３】 （式中、Ｒは上記定義と同じ）の化合物を得ることを特
    徴とするトリブロモネオペンチルリン酸クロロアルキル
    エステルの製造方法。
  2. 【請求項２】 三塩化リンとアルキレンオキシドのモル
    比が、１．０モル：３．０〜３．６モルである請求項１
    に記載のトリブロモネオペンチルリン酸クロロアルキル
    エステルの製造方法。
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