JPS61123627A - ポリテトラメチレングリコ−ルの製法 - Google Patents

ポリテトラメチレングリコ−ルの製法

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JPS61123627A
JPS61123627A JP24249384A JP24249384A JPS61123627A JP S61123627 A JPS61123627 A JP S61123627A JP 24249384 A JP24249384 A JP 24249384A JP 24249384 A JP24249384 A JP 24249384A JP S61123627 A JPS61123627 A JP S61123627A
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JP
Japan
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acid
polymerization
catalyst
water
thf
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Pending
Application number
JP24249384A
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English (en)
Inventor
Shoichiro Tonomura
外村 正一郎
Hiroyuki Fukui
福井 弘行
Atsushi Aoshima
青島 淳
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はテトラヒドロフラン(以下THFと略す)を重
合させ、ポリテトラメチレングリコール(以下、PTM
Gと略す)を製造するに際し、新規な重合触媒を用いる
方法に関する。
(従来の技術) PTMGはスパンデックスや合成皮革等に用いられるウ
レタンの主要原料や、界面活性剤、溶剤、圧力流体等に
用いられる工業的に宵月なポリマーである。
PTMGの分子量によって夫々適合する用途が異なって
おり、種々の分子量を有するものが使われている。
PTMGは、THFの重合によって製造されるが、この
重合反応はカチオン重合であり、しかも容易には進行し
ないためにその触媒としては、超強酸として分類される
酸強度の大なるプロトン酸やルイス酸が使われ、かつし
ばしばこれらにActjvatorを加えたものが使用
されてきている。
前者の代表例は、フルオロスルフォン酸、発煙硫酸であ
り、後者の例としては、過塩素酸−無水酢酸、BFs−
HF−無水酢酸、ナフィオン(弗素化スルフオン酸樹脂
)−無水酢酸が挙げられ、これらは工業的に実施されて
いる。
(発明が解決しようとする問題点) これら従来法に共通の且つ致命的欠点は、THFより一
挙にPTMGを製造する事が出来ない事である。
即ち、PTMGの両末端は水酸基でなければならないが
、従来法(二おいては重合直属の末端基は−80,H基
、或いは一〇〇〇〇Hs基として停止されておリ、これ
に水あるいはアルカリ水を加えて加水分解し、両末端を
水酸基とする。二段法によっているのであり、これが故
罵:多くの工業的不利をもたらしているのである。例え
ば、無水酢酸存在下によって得られる末端アセチル基の
加水分解は、痕跡のアセチル基の残留をも回避するため
還流下/〜j)−b−という苛酷な条件を要し、アルカ
リも必要とし、無水酢酸を消費してしまう事になり、酸
触媒のリサイクル使用も困難にしている。
フルオロスルフォン酸触媒使用の場合は、生成した80
3H基の加水分解は、水を加えるだけで容易に進行する
が、フルオロスルフォン酸は弗化水素と硫酸に分解され
、高価な試薬を多量に消費する事になると共に、発生す
るHF等の処理に多額の設備投資をせざるを得なかった
発煙硫酸を触媒として用いる重合法も知られるが、分子
量/θ00前后に限定される用途には用いられるが、こ
の場合の後処理で水を加えねばならず、触媒のりナイク
ル利用は極めて困難である。
(問題点を解決するための手段) か\る状況下において、本発明者等はActivato
r等を使用せずともTHFを重合させ、且つ一挙に末端
OH基を有するPTMGとしうる方法(二ついて検討を
行った結果、ある種の新規な触媒を用いた場合にその目
的を達することを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明はテトラヒドロフランからポリテトラメチ
レングリコールを製造するに際し、/!分子以下の水を
配位又は存在させたヘテロポリ酸塩を触媒として用いる
ポリテトラメチレングリコールの製法である。
本発明に使用する触媒は、その配位した水の数によって
も異なるが、二液相の下層として溶解するか、或いは固
相として存在するが、THF―対する重合活性を有し、
且つ末端がOH基であるポリマーを一段で生成しつると
いう特筆すべき特徴を有している。
従来からの常識では、THF重合の触媒は超強酸の如き
強い酸性が必要とされ、又反応系中の水の存在は重合触
媒を未活させたり、所望の分子量を得るのに障害となる
と考えられて来たため、既述の如き触媒が実用化されて
来たのである。
一方、ヘテロポリ酸塩は従来、THFの重合を阻害する
と信じられている水の存在下であっても、充分なる重合
活性と好適なる平均分子量を与えつつ重合が進行する事
は驚くべき事である。
詳細な作用機構は不明であるが、限定された水和物へテ
ロポリ酸は、そのアニオンに対しTHFや水が配位し、
共に活性化効果を受(すたものと推定される。
本発明(−於けるヘテロポリ酸塩は、MOlW、Vのう
ち、少なくとも一種の酸化物と、他の元素、例えば、P
%8i 、 As、 Ge%B、 Ti 、 Ce%C
等のオキシ酸が縮合して生ずるオキシ酸の総称であるヘ
テロポリ酸の塩である。
これらへテロポリ酸塩の具体例としては、リンモリブデ
ン酸、リンタングステン酸、リンモリブドタングステン
酸、リンモリブドバナジン酸、リンモリブドタングスト
バナジン酸、リンタングストバナジン酸、リンモリブド
ニオブ酸、ケイタングステン酸、ケイモリブデン酸、ケ
イモリブドタングステン酸、ケイそりブドタングストバ
ナクン酸、ゲルマニウムタングステン酸、ホウタングス
テン酸、ホウモリブデン酸、ホクモリプドタングステン
酸、ホウモリブドバカジン酸、ホクモリブドタングスト
バナジン酸、コバルトモリブデン酸、コバルトタングス
テン酸、砒素モリブデン酸、砒素タングステン酸、チタ
ンモリブデン酸、セリクムモリブデン酸などの塩である
。塩の種類は特(=限定されないが例えば、Li 、 
Na、 K%Rh、 Cs。
Cu、Ag、Au等の周期律表1族、Mg、 Ca、 
Sr、B3、Zn %Cd 、 Hg等の■族、8c、
 La、 Ce、人L 1Ga 、  In等のI族、
Fe%Co%Ni 、 Ru。
Pd、Pt等の■族及び、Sn%Pb、 Mn、 Bi
等の金属塩、又はアンモニウム塩、アミン塩等である。
これらの塩を例示すれば、/2−タングストリン酸−/
−リヂクム(L 1H2PWHO4゜)、/2−タング
ストリン酸−2−リテクム(L i 2HPW1204
o )、/2−タングストリン酸−/−ナトリクム(N
 aH2PW1204o )、/2−タングストリン酸
−コーナトリウム(Na2HPW12046 )、/2
−タングストリン酸−ユーカリ9ム(K、HPW、ρ4
0)、/2−タングストリン酸−2−セシウム(Cs迅
FW、ρ4(1)、/2−タングストリン酸−コー銀(
Ag2HPw12o@)、12−タングストリン酸−/
−マグネクロム(rvtgHpwl、o、 )、/2−
タングストリン酸−/−力ルンクム(CaHPW120
@ )、/2−タングストリン酸−/−亜鉛(ZnHP
W12041) )、/λ−タンゲストリン酸−/−イ
ンジジグ(I nPW1z04@ )、/2−タンゲス
トケイ酸−/−ニッケル(N iW8 i%2046 
)、/2−タングストケイ酸−2−リチクム(L Lz
H281W12046 )、7.2−タングストケイ酸
−2−銀(Ag2H18iW1雪04゜)、/2−タン
グストケイ酸−/−マグネクロム(MgH,8iW、、
04゜)、12−タングストケイ酸−/−アルミニクム
(AtH81Wno4o ) 、/ 2−タングストケ
イ酸−/−インクロム(I nH81W11046 )
、/2−タングストケイ酸−7−ガリクム(GaH8i
Ws*ono )、/2−モリブドリン酸−/−リテク
ム(LiH2PMoHO,) 、/ −2−モリブドリ
ン酸−7−マグネクロム(MgHPMot20g)、/
2−タングストリン酸−コーアンモニクム((NH4)
、HPW、、04. )、/コータングストリン酸−/
−アルミニウム□d、1w11046 ) 、 7λ−
タングストリン酸−7−ガリ+7 ム(GaPwl、0
4o)、7.2−タングストリン酸−7−クロム(Cr
PWlloao)、/2−タングストリン酸−/−ビス
マス(B i PW120句)、/2−タングストリン
酸−/−鉄(FeFWI@046 )、/2−タングス
トケイ酸−7−テトラメチルアミン(N(CHI)4H
181W1104@ ) 、等を挙げることが出来る。
また、ヘテロポリ酸との混合物であっても良い。
ヘテロポリ酸塩は、ヘテロポリ酸水溶液を各種金属の炭
酸塩又は硝酸塩、アンモニア、アミン等で滴定し、蒸発
乾固して調製される。
ヘテロポリ酸塩は種類により異なるが通常20〜410
の水和物として合成されるが、この状態でTHFと接触
させても全く重合活性が認められなかった。
しかしながら、上記へテロポリ酸塩を乾燥処理して、そ
の水和数を変化させた後、重合活性を調べるとヘテロポ
リ酸塩−分子に対し、水和数を/夕以下にすると意外な
事に重合活性が出現し、しかも、得られるポリマーの両
末端が一〇H基になり、直接PTMGが得られ、特に水
和数を/〜♂こすると、スパンデックス用原料として好
ましい中分子量のPTMGが得られることが分った。
ヘテロポリ酸塩に配位する水を0.7分子より少なくす
ると、末端OH化の効率が悪くなるので、配位数は0,
7〜/!以下にするのが好ましい。特に好ましくは/〜
♂である。水和数の最適値はそのヘテロポリ酸塩の種数
により若干具なるが、所望する平均分子量や反応温度に
応じて容易に決定出来る。
水和数の調節は、ヘテロポリ酸塩を高温に加熱する事や
、比較的低温で減圧下に保持する事により可能である。
父、必要水和数より少ない状態から所定量の水をTHF
に混合して供給する事によっても調節出来る。反応系に
おける水はヘテロポリアニオンとの動的平衡状態に配位
しているものと考えられる。
水については、末端OH化に伴ない消費される為に必要
量添加して反応系のへテロポリ酸塩C二対する水和量を
維持する様にコントロールする事が肝要である。
使用するヘテロポリ酸塩量は、特に限定されないが反応
器内におけるヘテロポリ酸塩量が少ないと、重合速度が
低(、THF l二対して0.0/〜70倍欧、好まし
くはθ、/〜3倍量使用される。
重合に供されるTHFは、過酸化物等の不純物を含まな
いものが好ましい。
反応温度は高くすると重合度は低下する傾向があり、ま
た、重合収率上θ〜/jO℃、特に30〜?θ℃が好ま
しい。110℃を越えると収率は激減する。0℃未満で
は反応性が極めて低く、実用価値がない。
反応に要する時間は触媒量や反応温度によっても異なる
が、0.6−60時間、好ましくは7〜20時間である
反応はT)IFと所定水和数のへテロポリ酸塩を攪拌し
つつ行なうことが出来るので、特に溶媒は必要としない
が、反応に不活性なものを加えても良い。
反応形式は、種型、基型等、一般に用いられるものが使
用される。また、パッチ式、連続式のいずれも実施可能
である。
触媒は公知の方法で活性炭、シリカアルミナ等に担持さ
せるか、又は反応系中で触媒が固体である場合にはその
ままの形で固定床として用いてもよく、また、担持した
触媒を流動、床として用いてもよい。
反応後は、触媒をデ過、相分離等の通常の方法で分離し
た後、未反応のTH)”を蒸留等の一般の方法で分離す
る。得られた粗PTMGは水洗等公知の方法により、混
入触媒やオリゴマーを除去して精製PTMGを得る事が
出来る。
(効果) 本発明の利点を集約すると下記の如くなる。
Il)水存在下の重合で一挙に末端にOH基を有するP
TMGが得られるのであり、従って、無水酢酸の如き副
原料は不要であり、当然、これらの廃棄処理もない。父
、加水分解操作もなく、プロセスは極めてシンプルであ
る。また、得られるPTMGの分子量は数万から数目の
範囲内である。
(2)  へテロポリ酸塩はこの反応条件下では腐食性
も少なく、ステンレス等で十分であり工業的に使用が容
易である。
(実施例) 以下、実施例を挙げて本発明を説明する。
実施例/及び比較例/ 攪拌装置と還流冷却器を付けた容器に、水分300 p
pmのTHF J 00 Fを仕込み、これに、130
〜300℃の温度で0.5〜コ時間、電気炉中で加熱し
て表−/に示す一定の配位水数に調節したリンタングス
テン酸アルミニクム塩(AjPW11046・nHlo
 )を100?加える。温度を6θ℃に設定して6時間
攪拌を続けた後、室温で静置し、下層の触媒相を分離す
る。上層から未反応のTHFを蒸留で除き、透明で粘性
のあるポリマーを得る。赤外スペクトル測定の結果、ポ
リマーは両末端がOH基であり、PTMGであることを
決定した。重合成績を第1表にまとめて示す。なお、数
平均分子量、についてはゲルパーメインョンクロマトグ
ラフイ−(GPC)を用いて決定した。
表−ノ 村)仕込み時の触媒の配位水数、ん!PWl、04f、
)l、Qのnの値で示す。
実施例コ 攪拌−!!置と還流冷却器を付けた容器ζ二2.0重量
係の水分を含むT)LFを200?仕込み、これに30
0℃で3時間、電気炉で加熱した無水のケイタングステ
ン酸−ノーリチワム(L IH181W1204゜)l
θθ2を加える(この時重合系の触媒相中に存在する水
分量は配位数に換算して約≦水分であった)。6夕Cで
6時間攪拌を続けた後、実施例/と同様の操作で、数平
均分子量/300のPTMGを収率10’lsで得た。
実施例3及び比較例コ 攪拌装置と還流冷却器を付けた容器に、水分/ o o
 ppmのTHFを/10?仕込み、これ(=、750
〜300℃の温度でθ、j−2時間電気炉中で加熱して
、表−2(二示す一定の配位水数に調節したヘテロポリ
酸塩l夕O?を加える。温度を60℃に設定して、5時
間攪拌を続けた後、室温で静置して下層の触媒相を分離
し、上層から未反応のTHFを蒸留留去して、透明で粘
性を打する液状のPTMGを得た。その結果を表−一に
示す。
(以下余白) 表−2 実施例q 第1図に示す連続重合装置を用いて重合を行なう。まず
、容積3jO−の、攪拌装置と還流冷却器を持った重合
槽1に、配位水数3.3の72−タングストリン酸−/
−リチウム(L i H2P%204゜・3.3H,0
)/3.ftを仕込み、水分20θppmのTHFを2
702加えて攪拌する。重合槽温度を6重℃に設定し、
0.3重([の水分を含むTHFを601/時間の速度
でフィードする。重合槽液を相分離槽2との間で循環さ
せ、相分離した上層を60 t7F@’、f)の速度で
抜き出す。この液に同体積の水を加えて攪拌し、その後
室温で静置して相分離させる。ここで下層には微量の触
媒とPTMGオリゴマーが含まれる。
上層からTHFと水を蒸留で除き、精製PTMGを得る
。260時間連続運転し、数平均分子欧/♂00のPT
MGを7.4tり得た。
【図面の簡単な説明】
第7図は、実施例り(=おける連続重合装置の概略図で
ある。図中、lは重合槽、2.3は相分離槽、4は蒸留
塔を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. テトラヒドロフランを重合するに際し、15分子以下の
    水を配位または存在させた、ヘテロポリ酸塩を触媒とし
    て用い重合させることを特徴とするポリテトラメチレン
    グリコールの製法
JP24249384A 1984-11-19 1984-11-19 ポリテトラメチレングリコ−ルの製法 Pending JPS61123627A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0503393B1 (de) * 1991-03-13 1997-08-27 BASF Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung von Polyoxyalkylenglykol-Monoethern von einwertigen Alkoholen
WO1999065968A1 (en) * 1998-06-15 1999-12-23 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Process for producing tetrahydrofuran polymer

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WO1999065968A1 (en) * 1998-06-15 1999-12-23 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Process for producing tetrahydrofuran polymer
US6414109B1 (en) 1998-06-15 2002-07-02 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Process for producing tetrahydrofuran polymer
EP1004610A4 (en) * 1998-06-15 2003-06-04 Asahi Chemical Ind METHOD FOR PRODUCING POLYTETRAHYDROFURAN

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