(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と非混和性の有機溶媒と水との混合溶媒中、酸触媒を用いて、ペンタエリスリトールとヒドロキシピバルアルデヒドとを反応させて３，９−ビス（２−ヒドロキシ−１，１−ジメチルエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカンを製造するに当たり、ペンタエリスリトールに対し、水と非混和性の有機溶媒を０．０５〜２重量倍含み、水と非混和性の有機溶媒に対する水の量が３重量倍以上である混合溶媒を２．２〜２０重量倍使用する工程を含むことを特徴とする３，９−ビス（２−ヒドロキシ−１，１−ジメチルエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカンの製造方法。（但し、得られた３，９−ビス（２−ヒドロキシ−１，１−ジメチルエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカンを１１０℃以上の温度で加熱処理する工程を含まない。）
【請求項２】
水と非混和性の有機溶媒が、芳香族または脂肪族の炭化水素である請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
芳香族の炭化水素が、トルエンおよびキシレンから選ばれる少なくとも１種である請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
脂肪族の炭化水素が、ヘキサンおよびヘプタンから選ばれる少なくとも１種である請求項２に記載の製造方法。
【請求項５】
水と非混和性の有機溶媒に対する水の量が５〜２５重量倍である請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
反応を４０〜８０℃で実施する請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水と非混和性の有機溶媒と水との混合溶媒中、酸触媒を用いて、ペンタエリスリトールとヒドロキシピバルアルデヒドとを反応させて３，９−ビス（２−ヒドロキシ−１，１−ジメチルエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカン（以下スピログリコールと略称する）を製造するに当たり、水と非混和性の有機溶媒を特定量含んだ混合溶媒を特定量使用することを特徴とするスピログリコールの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術、発明が解決しょうとする課題】
スピログリコールは、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテルポリオール、エポキシ樹脂などの高分子化合物の中間体として、さらには、合成潤滑油、架橋剤、反応性希釈剤、可塑剤、接着剤、改質剤、酸化防止剤などの原料として、また光硬化性、耐薬品性、耐熱性、耐摩耗性、耐候性および／または耐衝撃性樹脂などの原料として知られており、溶媒中、酸触媒を用いて、ペンタエリスリトールとヒドロキシピバルアルデヒドとを６５〜８５℃で反応せしめることにより製造することも知られている（米国特許第３，０９２，６４０号）。
【０００３】
しかしながら、この方法で得られたスピログリコールは、粒径が小さいため、静電気を帯び易く流動性が悪いという難点、更には反応マスから濾別する際の濾過性も悪いという難点があった。
一方、かかる難点を改善する方法として、例えば水又は水と有機溶媒との混合溶媒中でスピログリコールを生成せしめた後、１１０℃以上の温度で加熱処理する方法等が提案されている（特開平３−２７３８４号公報、特開平７−２１５９８０号公報）。
しかしながら、この方法では、スピログリコールを一旦生成せしめた後、さらにこれを加熱処理するため、工程が煩雑になるという問題があった。
【０００４】
本発明者らは、かかる問題点を改善すべく、混合溶媒について、鋭意検討を重ねた結果、混合溶媒として、ペンタエリスリトールに対し、水と非混和性の有機溶媒を特定量含む混合溶媒を特定量使用することにより、加熱処理することなしでも容易に粒径の大きいスピログリコールが生成することを見出し、本発明を完成した。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、水と非混和性の有機溶媒と水との混合溶媒中、酸触媒を用いて、ペンタエリスリトールとヒドロキシピバルアルデヒドとを反応させて３，９−ビス（２−ヒドロキシ−１，１−ジメチルエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカンを製造するに当たり、ペンタエリスリトールに対し、水と非混和性の有機溶媒を０．０５〜２重量倍含む混合溶媒を２．２〜２０重量倍使用することを特徴とする工業的に優れた３，９−ビス（２−ヒドロキシ−１，１−ジメチルエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカンの製造方法を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明は、溶媒として、ペンタエリスリトールに対し、水と非混和性の有機溶媒を０．０５〜２重量倍含む水との混合溶媒を２．２〜２０重量倍使用するものであるが、本発明に用いられる水と非混和性の有機溶媒としては、例えば芳香族炭化水素や脂肪族炭化水素、これらの混合物などが挙げられる。
芳香族炭化水素の代表例としては、例えばキシレン、トルエン、エチルベンゼン、モノクロロベンゼンなどが挙げられる。また脂肪族炭化水素の代表例としては、例えばヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタンなどが挙げられる。
好ましい水と非混和性の有機溶媒としては、キシレン、トルエン、ヘキサン、ヘプタンなどが挙げられる。これら２種以上の混合物等も使用し得る。
水と非混和性の有機溶媒は、ペンタエリスリトールに対し０．０５〜２重量倍使用されるが、好ましくは０．１〜１重量倍程度である。０．０５重量倍未満の場合及び２重量倍を超える場合には、粒径が小さくなり、いずれの場合も好ましくない。
【０００７】
また水は、混合溶媒がペンタエリスリトールに対し２．２〜２０重量倍、好ましくは３〜８重量倍程度となるように使用される。水と非混和性の有機溶媒に対しては、通常３重量倍以上、好ましくは５〜２５重量倍程度使用される。
混合溶媒量が２．２重量倍未満の場合には、目的物が反応容器の器壁にスケーリングしてその収率が低下する傾向があり、また２０重量倍を超える場合には、反応容器当たりの生産性が低下するので、いずれの場合も好ましくない。
【０００８】
本発明は、上記のような混合溶媒中、酸触媒の存在下でペンタエリスリトールとヒドロキシピバルアルデヒドとを反応させるものである。用いる酸触媒に特に制限はないが、例えば硫酸、燐酸、塩酸、硝酸のような鉱酸、またはｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸のような有機酸を用いることができる。酸触媒の使用量は、酸触媒の種類により異なるが、系内を酸性にできる量あればよく、ペンタエリスリトール対して、一般には１〜６０モル％、好ましくは３〜３０モル％の範囲から選択される。酸触媒は１種だけ用いてもよいし、２種以上組み合わせて使用してもよい。
【０００９】
またペンタエリスリトールは、ヒドロキシピバルアルデヒドに対し、通常０．３〜０．６モル倍程度使用される。より好ましくは０．４〜０．５モル倍程度である。０．３モル倍より少ないと副生成物が増加し収率が低下する傾向にあり、０．６モル倍より多い場合も副生成物が増加し収率が低下する傾向があるので、いずれの場合も好ましくない。
反応温度は、通常４０〜８０℃程度、好ましくは５０〜７０℃程度の範囲で行われる。４０℃より低いと反応速度が遅くなり、スピログリコールの収率も低下する傾向にあり、また８０℃より高い場合も副生成物が増加し収率が低下する傾向にあるので、いずれの場合も好ましくない。
【００１０】
ペンタエリスリトールとヒドロキシピバルアルデヒドとの反応方法も特に制限はないが、例えば次のような方法を採用することができる。
▲１▼ペンタエリスリトール、ヒドロキシピバルアルデヒド、水、有機溶媒および酸触媒の混合物を、反応温度で加熱する方法
▲２▼反応温度下で、ペンタエリスリトール、水および有機溶媒のとの混合物中に、ヒドキシピバルアルデヒド水溶液と酸触媒とを連続的または断続的に併注する方法
▲３▼反応温度下で、ペンタエリスリトール、水、有機溶媒および酸触媒との混合物中に、ヒドキシピバルアルデヒド水溶液を連続的または断続的に添加する方法
▲４▼反応温度下で、ヒドキシピバルアルデヒド、水および有機溶媒のとの混合物中に、ペンタエリスリトール水溶液と酸触媒とを連続的または断続的に併注する方法
▲５▼反応温度下で、ヒドキシピバルアルデヒド、水、有機溶媒および酸触媒との混合物中に、ペンタエリスリトール水溶液を連続的または断続的に添加する方法
▲６▼反応温度下で、ペンタエリスリトール、ヒドキシピバルアルデヒド、水、有機溶媒との混合物中に、酸触媒を連続的または断続的に添加する方法など
【００１１】
ペンタエリスリトールとヒドロキシピバルアルデヒドの反応は、ガスクロマトグラフィー等の分析手段により追跡できる。反応は、▲１▼の場合は、反応温度で通常８〜２４時間保温攪拌を続けることにより、▲２▼〜▲６▼の場合は、添加または並注後、反応温度で通常８〜２４時間保温攪拌をさらに続けることにより完了する。
反応により、スピログリコールを含むスラリー状混合物が得られるので、必要に応じて水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムのようなアルカリの水溶液で中和した後、濾過などにより固液分離し、次いで水あるいは有機溶媒で洗浄し、乾燥することにより目的とするスピログリコールを得ることができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、ペンタエリスリトールとヒドロキシピバルアルデヒドとの反応を、水と非混和性の有機溶媒を特定量含んだ水との混合溶媒を用いることにより、反応後の加熱処理をすることなしでも、粒径の大きなスピログリコールを容易にしかも効率良く製造することができ、濾過性や乾燥時等の操作性も改善される。
【００１３】
【実施例】
以下に実施例を示して、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。以下において、％および部は特にことわらない限り、それぞれ重量％および重量部を意味する。
【００１４】
製造例（ヒドロキシピバルアルデヒドの製造）
イソブチルアルデヒド５６部とトリエチルアミン３．１部との混合物を６０℃に昇温した後、これに３５％ホルムアルデヒド水溶液６６部を４時間かけて滴下した。その後、同温度で４時間攪拌を続けてヒドロキシピバルアルデヒドを６０．５％含むアルドール反応液を１２５部を得た。
【００１５】
実施例１
ペンタエリスリトール５０部を水１８０部とキシレン１８部からなる混合物に懸濁させ、６０℃まで昇温した。そこへ、上記製造例で得られたヒドロキシピバルアルデヒドを６０．５％含むアルドール液１２４部、および５０％硫酸９部を約２時間かけて併注した。その後、同温度に保ちながら１２時間攪拌した後、４８％苛性ソーダ水溶液で中和した。得られたスラリー状混合物を濾過し、水で洗浄後乾燥することにより１０１．６部のスピログリコールを得た（収率８９．７％、製品純度９８．７％）。得られたスピログリコールの粒径は、０．１〜０．３ｍｍであった。
【００１６】
実施例２
キシレンを９部を使用した以外は、実施例１に準拠して実施することにより、１０２．７部のスピログリコールを得た（収率８９．４％、製品純度９７．３％）。得られたスピログリコールの粒径は、０．１〜０．３ｍｍであった。
【００１７】
実施例３
キシレンを４５部を使用した以外は、実施例１に準拠して実施することにより、９０．４部のスピログリコールを得た（収率７８．４％、製品純度９６．９％）。得られたスピログリコールの粒径は、０．１〜０．３ｍｍであった。
【００１８】
実施例４
キシレンに代えてトルエン１８部を使用した以外は、実施例１に準拠して実施しすることにより、９８．４部のスピログリコールを得た（収率８６．３％、製品純度９８％）。得られたスピログリコールの粒径は、０．１〜０．３ｍｍであった。
【００１９】
実施例５
キシレンに代えてヘプタン１８部を使用した以外は、実施例１に準拠して実施することにより、１０１．６部のスピログリコールを得た（収率８９％、製品純度９７．９％）。得られたスピログリコールの粒径は、０．０５〜０．２ｍｍであった。
【００２０】
比較例１
水とキシレンを水４３３部に、硫酸を６０％硝酸９．５部に代えた以外は、実施例１に準拠して実施することにより、９９．２部のスピログリコールを得た（収率８５．７％、製品純度９６．５％）。得られたスピログリコールの粒径は、０．００１〜０．０５ｍｍであった。
【００２１】
比較例２
水とキシレンをキシレン３１１部に、硫酸を２５％硝酸１５部に代えた以外は、実施例１に準拠して実施することにより、９８．８部のスピログリコールを得た（収率８８％、製品純度９７．４％）。得られたスピログリコールの粒径は、０．００１〜０．０５ｍｍであった。
【００２２】
以上の実施例および比較例における反応条件および成績を、表１にまとめて示した。
【００２３】
【表１】
0004576667.tif 000002