(57)【要約】本発明は低い色数を有する高純度のポリオキシアルキレングリコールを塩基性触媒の存在で相応するアルキレングリコール及びスターターから製造する方法を記載し、その際に重合の際に還元剤が存在している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
低い色数を有する高純度のポリオキシアルキレングリコールを塩基性触媒の存在で相応するアルキレンオキシド及びスターターから製造する方法において、
重合の際に還元剤が存在していることを特徴とする、低い色数を有する高純度のポリオキシアルキレングリコールの製造方法。
【請求項２】
使用されるスターターが工業品質のものである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
還元剤を重合前又は重合の開始時に、好ましくは重合前に添加する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
還元剤を、複合水素化物、好ましくはヒドロホウ酸塩及びアルミン酸塩、特にＬｉＡｌＨ４、ＮａＢＨ４、ＬｉＢＨ４、及びＫＢＨ４、ＢＨ３、アルキルボラン、及び当業者に公知の水素化触媒と組み合わせた水素、並びに前記の還元剤の混合物から選択する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
還元剤量が０．００２〜０．０６質量％、好ましくは０．００２〜０．０２質量％、特に０．００４〜０．０２質量％である、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
塩基性触媒を、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物及びアルコラートから選択する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
塩基性触媒を０．００１〜５質量％、好ましくは０．０１〜１質量％の量で添加する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
還元剤が塩基含量を有するか、又は還元剤自体が塩基性を有し、好ましくは還元剤をアルカリで安定化された、好ましくはＮａＯＨ又はＫＯＨを有する水溶液中のＫＢＨ４及びＮａＢＨ４から選択する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
スターターを、モノエチレングリコールＭＥＧ、ジエチレングリコールＤＥＧ、トリエチレングリコールＴＥＧ、モノプロピレングリコールＭＰＧ、ジプロピレングリコールＤＰＧ、トリプロピレングリコールＴＰＧ、モノブチレングリコール及びジブチレングリコールの群から選択する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
ポリオキシアルキレングリコールがポリエチレングリコールである、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
スターターがトリエチレングリコールである、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
得られるポリエチレングリコールが１５０〜５００ｇ／mol、好ましくは１９０〜３００ｇ／mol、特に１９０〜２５０ｇ／molのモル質量を有する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
スターターがカルボニル含量＞２５ppmを有する、請求項１１又は１２記載の方法。
【請求項１４】
食品及び医薬を製造する際の、特に医薬における、請求項１０から１３までのいずれか１項により得られたポリエチレングリコールの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、還元剤の存在で相応するアルキレングリコールを重合させることによるポリオキシアルキレングリコールの製造方法に関する。その際に少ない色数を有する高純度のポリオキシアルキレングリコール、特にポリエチレングリコールが得られる。
【０００２】
ポリオキシアルキレングリコールを製造する一つの経路は、塩基性触媒、例えばアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコラートによる、相応するアルキレンオキシドの重合である。さらにその際にアルコールはいわゆるスターターとして添加され、その際にスターターへのアルキレンオキシドの付加反応が行われる。
【０００３】
ポリオキシアルキレングリコールの例は、エチレンオキシドＥＯ、プロピレンオキシドＰＯもしくはブチレンオキシドＢＯから製造される、ポリエチレングリコールＰＥＧ、ポリプロピレングリコールＰＰＧ及びポリブチレングリコールＰＢＧである。ＥＯ、ＰＯ及び／又はＢＯの、例えばＥＯとＰＯとの混合ポリマーも公知である。混合ポリマーはランダムポリマー又はブロックコポリマーであってよい。
【０００４】
ポリオキシアルキレングリコールは多種多様な適用分野を有する。多くの場合にポリオキシアルキレングリコールの純度及び色数には、例えばヒトにより摂取される製品、例えば食品及び薬剤学的製品において、高い要求が課される。これらの分野において最も頻繁に使用されるポリオキシアルキレングリコールはＰＥＧである。
【０００５】
薬剤学的製品において使用されるＰＥＧへの要求は多種多様な薬局方、例えばドイツ薬局方ＤＡＢ、米国薬局方ＵＳＰ及び欧州薬局方ＥＵＰにおいて定義されている。例えばＵＳＰによればＰＥＧは無色でなければならず、ＥＵＰによれば色数は水中２５％溶液として最大２０ ＡＰＨＡであることが必要である。さらなる要求は例えば最大０．２％の含水量、合わせて最大０．２５％のモノエチレングリコール及びジエチレングリコール含量、最大０．１％の硫酸塩灰含量及び最大３０ppmのアルデヒド含量である（ＨＣＨＯとして表される）。
【０００６】
食品分野もしくは製薬分野における高い要求に応じるポリオキシアルキレングリコール、特にＰＥＧを大工業的に製造するためには、一般的に高純度の出発製品から、すなわちポリオキシアルキレングリコールからも出発される。このことは出発物質の費用のかかる予備精製を必要とし、それゆえ費用集約的である。工業品質(technischer Qualitaet)のアルキレングリコールからのポリオキシアルキレングリコールの製造に関する特許出願は僅かに存在するに過ぎない。
【０００７】
EP-A 1 245 608には、ポリエチレングリコールの製造のためのトリエチレングリコールＴＥＧの使用が記載されており、その際に僅かなモノエチレングリコールＭＥＧ及びジエチレングリコールＤＥＧ含量が達成される。低いＭＥＧ含量及びＤＥＧ含量を有するＰＥＧが得られるが、さらなる要求に関して記載はなされていない。特に得られた生成物の色数も検討されていない。
【０００８】
RO-A 62314には、塩基触媒作用下でのＴＥＧ及びＥＯからのテトラエチレングリコールの製造が記載されている。精製のために生成物は蒸留されなければならない。
【０００９】
JP-A 53 046 907には、生成物の色数を減少させるためのポリアルキレンオキシドの接触水素化が記載されている。
【００１０】
工業品質のアルキレングリコールから高純度のポリオキシアルキレングリコールを製造することを可能にする大工業的に使用可能な方法は今まで僅かに存在するに過ぎないと言える。この方法はしばしば所望の高純度の特定のポリオキシアルキレングリコールを供給するが、他のポリオキシアルキレングリコールは得ることができないか又は所望の純度で得ることができない。
【００１１】
本発明の課題は、工業品質のアルキレングリコールから出発して、色及び純度への高い要求を満たす品質の所望の生成物を供給する、ポリオキシアルキレングリコール、特にＰＥＧの製造方法を提供することにある。本方法は全般的に使用可能であるべきである。好ましくはポリオキシアルキレングリコールもしくはＰＥＧは食品工業及び製薬工業における要求を満たすべきである。特に異なる薬局方において予め設定された要求が満たされるべきである。
【００１２】
この課題は塩基性触媒の存在で相応するアルキレンオキシド及びスターターから低い色数を有する高純度のポリオキシアルキレングリコールを製造する方法により解決され、前記方法は、重合の際に還元剤が存在していることにより特徴付けられる。
【００１３】
好ましくはポリオキシアルキレングリコールはＰＥＧである。
【００１４】
重合反応の間に還元する化合物が存在することにより、高純度及び少ない色数のポリオキシアルキレングリコールが得られることが見出された。
【００１５】
好ましくは還元剤は重合の前に添加される。しかしながら重合の間にも添加されることができる。
【００１６】
当業者に公知である常用の還元剤が使用されることができる。例は、複合水素化物、例えばヒドロホウ酸塩(Boranate)及びアルミン酸塩、好ましくはＬｉＡｌＨ４、ＮａＢＨ４、ＬｉＢＨ４、及びＫＢＨ４、ＢＨ３、アルキルボラン及び当業者に公知の水素化触媒と組み合わせた水素並びに前記の還元剤の混合物を含む。より好ましくはヒドロホウ酸塩であり、特に好ましくはＫＢＨ４又はＮａＢＨ４及びこれらからなる混合物である。
【００１７】
還元剤は０．００２〜０．０６質量％、好ましくは０．００２〜０．０２質量％、特に０．００４〜０．０２質量％の量で使用される。使用は固体の形で又は適している溶剤中の溶液又は懸濁液として行われることができる。適している溶剤は当業者に公知であり、例は、アルカリで安定化された溶液、第三アルコール、第二アルコール、例えばイソプロパノール、又はまた第一アルコール、例えばメタノール及びエタノールを含む。スターターとして使用されるアルコールは溶剤として利用することもできる。
【００１８】
好ましくは還元剤は溶液の形で添加される。
【００１９】
本発明によれば多種多様なスターターが使用されることができ、その際にそれらの使用は得るべきポリオキシアルキレングリコールに依存する。適しているスターターの例はモノエチレングリコールＭＥＧ、ジエチレングリコールＤＥＧ、トリエチレングリコールＴＥＧ、モノプロピレングリコールＭＰＧ、ジプロピレングリコールＤＰＧ、トリプロピレングリコールＴＰＧ、モノブチレングリコール及びジブチレングリコールを含む。
【００２０】
適している塩基性触媒は当業者に公知であり、かつ一般的にアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物及びアルコラートから選択されている。前記触媒は０．００１〜５質量％、好ましくは０．０１〜１質量％の量で添加される。触媒は本発明によれば一般的に還元剤との組合せで使用され、かつスターター又は反応剤との混合物として又は反応すべき反応混合物とは別個に添加されることができる。
【００２１】
還元剤及び触媒の別個の使用に対して選択的に、アルコラートをその場で発生させる強塩基性還元剤を使用することが可能である。そのような塩基性還元剤の例は、アルカリで安定化された水溶液中の、好ましくはＮａＯＨ又はＫＯＨを有する、ＬｉＡｌＨ４、ＫＡｌＨ４及びＮａＢＨ４を含む。
【００２２】
スターターとアルキレンオキシドとの反応は通例、スターター及び触媒及び／又は塩基性還元剤がアルキレンオキシドの添加前に混合され、場合により脱水され、かつ８０℃を上回る反応温度にされるようにして実施される。ついでアルキレンオキシドが添加される。反応が終わった後に、混合物は冷却され、かつ反応器から排出される。好ましくは反応は１０５〜１８０℃、特に好ましくは１１５〜１６０℃の温度範囲で実施される。
【００２３】
工業品質のスターターの重合の際に生じるポリオキシアルキレングリコールの高い色数はアルデヒドの存在により引き起こされると推測される。例に示されるように、工業品質のスターターの重合により得られたポリオキシアルキレングリコールの高い色数はスターター中のカルボニル官能基の量と相関する。本発明により使用される還元剤の添加により、これらのカルボニル官能基（アルデヒド及びケトン）は減少され、ひいては低い色数が達成される。
【００２４】
好ましくは本発明は工業品質のスターターから高純度及び低い色数のポリエチレングリコールＰＥＧを製造するのに使用される。その際に使用されるスターターがトリエチレングリコールＴＥＧである場合がより好ましい。そのような場合において、少ない色数に加えて少量のＭＥＧ及びＤＥＧを有するに過ぎず、故に原則的に食品及び薬剤学的製品における使用に適しているＰＥＧが得られる。
【００２５】
スターターとしてのＴＥＧを用いてエチレンオキシドからＰＥＧを製造するために、特に本発明による方法が使用され、その際にＰＥＧは１５０〜５００mol／ｇ、好ましくは１９０〜３００mol／ｇ、特に１９０〜２５０mol／ｇのモル質量を有する。
【００２６】
工業品質のスターターから本発明により達成される品質のモル質量≦５００ｇ／molのＰＥＧを供給する大工業的な方法は今まで存在していない。
【００２７】
本発明による方法を用いて達成される色数は使用製品の純度並びにまた還元剤の量に依存する。本発明による方法はＰＥＧの製造の際にカルボニル含量＞２５ppmを有するスターターの使用を可能にする。本発明によれば色数＜２０ ＡＰＨＡが問題なく達成されることができ、それにより相応するＰＥＧは欧州薬局方による要求を達成する。反応条件もしくは選択される出発製品を適合させることにより、無色であるＵＳＰによるＰＥＧ品質も得られることができる。これは一般的に＜１０ ＡＰＨＡの色数にあてはまる。
【００２８】
本発明は目下、次の例において説明される。
【実施例】
【００２９】
例１（比較）
トリエチレングリコール９００ｇ（アセトアルデヒドとしてのカルボニル含量４００ppm）をＫＯＨ １．２ｇと共に圧力容器中へ充填する。ついで１２０〜１３０℃でエチレンオキシド３００ｇと反応させる。反応が完了した後に生成物を窒素下に移しかえ、分析する：Hazenによる色数３５４ ＡＰＨＡ。
【００３０】
例２（比較）
ＴＥＧ ３００ｇ（アセトアルデヒドとしてのカルボニル含量２５ppm）をメタノール中の３０％ナトリウムメタノラート１．３３ｇと共に圧力容器中へ充填する。メタノールを８０℃で真空中で（２０mbar）除去する。ついで１２０〜１３０℃でエチレンオキシド１００．３ｇと反応させる。反応が完了した後に生成物を窒素下に移しかえ、分析する：Hazenによる色数２２ ＡＰＨＡ。
【００３１】
例３
ＴＥＧ ３００ｇ（アセトアルデヒドとしてのカルボニル含量４０００ppm）をBorol溶液１．５０ｇ（ＮａＢＨ４約１２％及びＮａＯＨ約４０％の水溶液）と共に圧力容器中へ充填する。水を８０℃で真空中で（２０mbar）除去する。ついで１２０〜１３０℃でエチレンオキシド１００．３ｇと反応させる。反応が完了した後に生成物を窒素下に移しかえ、分析する：Hazenによる色数１２ ＡＰＨＡ。
【００３２】
例４
ＴＥＧ ６００ｇ（アセトアルデヒドとしてのカルボニル含量７５ppm）をBorol溶液０．７２ｇと共に圧力容器中に充填する。水を１００℃で真空中で（２０mbar）除去する。ついで１２０〜１３０℃でエチレンオキシド１００．３ｇと反応させる。反応が完了した後に生成物を窒素下に移しかえ、分析する：Hazenによる色数６ ＡＰＨＡ。
ＧＣ分析 ＭＥＧ＜０．０５％、ＤＥＧ＜０．０５％、硫酸塩灰０．０８％、外観：澄明、粘度４．４３ｍｍ２／ｓ（９８．９℃）、ＯＨ数 ５５７ｍｇ ＫＯＨ／ｇ。
【００３３】
例５
ＴＥＧ ３００ｇ（アセトアルデヒドとしてのカルボニル含量７２ppm）をBorol溶液０．０９ｇと共に圧力容器中へ充填する。水を１００℃で真空中で（５mbar）除去する。ついで１２０〜１３０℃でエチレンオキシド１００．３ｇと反応させる。反応が完了した後に、生成物を窒素下に移しかえ、分析する：Hazenによる色数２ ＡＰＨＡ。
【００３４】
例６
ＴＥＧ ３００ｇ（アセトアルデヒドとしてのカルボニル含量７２ppm）をBorol溶液０．１８ｇと共に圧力容器中へ充填する。水を１００℃で真空中で（５mbar）除去する。ついで１４５〜１５５℃でエチレンオキシド１００．３ｇと反応させる。反応が完了した後に生成物を窒素下に移しかえ、分析する：Hazenによる色数６ ＡＰＨＡ。
【００３５】
挙げられた全ての色数は、水中の生成物の２５％溶液に基づくものである。
【手続補正書】
【提出日】平成17年8月17日(2005.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低い色数を有する高純度のポリオキシアルキレングリコールを塩基性触媒の存在で相応するアルキレンオキシド及びスターターから製造する方法において、
重合の際に還元剤が存在していることを特徴とする、低い色数を有する高純度のポリオキシアルキレングリコールの製造方法。
【請求項２】
使用されるスターターが工業品質のものである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
還元剤を重合前又は重合の開始時に添加する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
還元剤を重合前に添加する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項５】
還元剤を、複合水素化物、アルキルボラン、及び当業者に公知の水素化触媒と組み合わせた水素、並びに前記の還元剤の混合物から選択する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
還元剤量が０．００２〜０．０６質量％である、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
塩基性触媒を、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物及びアルコラートから選択する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
塩基性触媒を０．００１〜５質量％の量で添加する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
還元剤が塩基含量を有するか、又は還元剤自体が塩基性を有する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
還元剤をアルカリで安定化された水溶液中のＫＢＨ４及びＮａＢＨ４から選択する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
スターターを、モノエチレングリコールＭＥＧ、ジエチレングリコールＤＥＧ、トリエチレングリコールＴＥＧ、モノプロピレングリコールＭＰＧ、ジプロピレングリコールＤＰＧ、トリプロピレングリコールＴＰＧ、モノブチレングリコール及びジブチレングリコールの群から選択する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
ポリオキシアルキレングリコールがポリエチレングリコールである、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
スターターがトリエチレングリコールである、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
得られるポリエチレングリコールが１５０〜５００ｇ／molのモル質量を有する、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
スターターがカルボニル含量＞２５ppmを有する、請求項１３又は１４記載の方法。
【請求項１６】
食品及び医薬の製造において、請求項１２から１５までのいずれか１項により得られたポリエチレングリコールを使用する方法。
【国際調査報告】
2006510771.tif 000002
2006510771.tif 000003
2006510771.tif 000004
2006510771.tif 000005
2006510771.tif 000006
2006510771.tif 000007