【実施例】
【0050】
本発明を以下の実施例および比較例によりさらに具体的に説明するが、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。
【0051】
(実施例1)
撹拌機、温度計、恒温装置、粉末添加装置、塩酸回収装置(水スクラバーを連結したコンデンサー)および還流管を備えた1リットルの4つ口フラスコに、三ハロゲン化リンとしての三塩化リン137.5g(1.0モル、ネオペンチルグリコールと等モル)および溶剤としてのトルエン135.2gを充填した。この混合溶液を窒素雰囲気下、恒温装置により温度5℃に冷却し、同条件で撹拌しながら、粉末添加装置を用いてアルキレングリコール化合物としてのネオペンチルグリコール104.0g(1.0モル)を4時間かけて徐々に添加した。添加終了後、得られた混合溶液を同条件(窒素雰囲気下、温度5℃)で1時間撹拌して反応させ、発生する塩化水素(塩酸ガス)69.4gを塩酸回収装置で回収した。その後、得られた反応混合物を温度40℃まで加熱し、フラスコ内の圧力を150torr(20kPa)まで減圧し、同条件で1時間撹拌して、残存する塩化水素を取り除き、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液1を得た。
得られた溶液1を用いて、後述する化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表1に示す。
表1では、アルキレングリコール化合物(II)に対する三ハロゲン化リン(III)の使用する割合を「仕込みモル比」として示す。
【0052】
(実施例2)
三塩化リンの使用量を136.2g(0.99モル、ネオペンチルグリコールに対して1モル%過小)にしたこと以外は実施例1と同様にして、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液2を得た。
得られた溶液2を用いて、後述する化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表1に示す。
【0053】
(実施例3)
三塩化リンの使用量を140.3g(1.02モル、ネオペンチルグリコールに対して2モル%過剰)にしたこと以外は実施例1と同様にして、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液3を得た。
得られた溶液3を用いて、後述する化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表1に示す。
【0054】
(実施例4)
三塩化リンの使用量を143.0g(1.04モル、ネオペンチルグリコールに対して4モル%過剰)にしたこと以外は実施例1と同様にして、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液4を得た。
得られた溶液4を用いて、後述する化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表1に示す。
【0055】
(実施例5)
ネオペンチルグリコールの添加時間を10時間にしたこと以外は実施例1と同様にして、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液5を得た。
得られた溶液5を用いて、後述する化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表1に示す。
【0056】
(実施例6)
ネオペンチルグリコールの添加時の温度を40℃にしたこと以外は実施例1と同様にして、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液6を得た。
得られた溶液6を用いて、後述する化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表1に示す。
【0057】
(実施例7)
ネオペンチルグリコールの代わりに2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール160.0g(1.0モル)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、5−ブチル−2−クロロ−5−エチル−1,3,2−ジオキサホスホリナンを主成分とする溶液7を得た。
得られた溶液7を用いて、後述する化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表1に示す。
【0058】
(比較例1)
撹拌機、温度計、恒温装置、滴下装置(ロート)、塩酸回収装置(水スクラバーを連結したコンデンサー)および還流管を備えた1リットルの4つ口フラスコに、アルキレングリコール化合物としてのネオペンチルグリコール104.0g(1.0モル)および溶剤としてのトルエン135.2gを充填した。この混合溶液を窒素雰囲気下、恒温装置により温度5℃に冷却し、同条件で撹拌しながら、滴下装置を用いて三ハロゲン化リンとしての三塩化リン137.5g(1.0モル、ネオペンチルグリコールと等モル)を4時間かけて徐々に添加した。添加終了後、得られた混合溶液を同条件(窒素雰囲気下、温度5℃)で1時間撹拌して反応させ、発生する塩化水素(塩酸ガス)69.4gを塩酸回収装置で回収した。その後、得られた混合溶液を温度60℃まで加熱し、フラスコ内の圧力を150torr(20kPa)まで減圧し、同条件で1時間撹拌して、残存する塩化水素を取り除き、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液1Cを得た。
得られた溶液1Cを用いて、後述する化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表1に示す。
【0059】
(比較例2)
三塩化リンの使用量を136.2g(0.99モル、ネオペンチルグリコールに対して1モル%過小)にしたこと以外は比較例1と同様にして、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液2Cを得た。
得られた溶液2Cを用いて、後述する化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表1に示す。
【0060】
(比較例3)
三塩化リンの使用量を143.0g(1.04モル、ネオペンチルグリコールに対して4モル%過剰)にしたこと以外は比較例1と同様にして、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液3Cを得た。
得られた溶液3Cを用いて、後述する化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表1に示す。
【0061】
(比較例4)
三塩化リンの添加時間を10時間にしたこと以外は比較例1と同様にして、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液4Cを得た。
得られた溶液4Cを用いて、後述する化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表1に示す。
【0062】
(比較例5)
三塩化リンの添加時の温度を20℃にしたこと以外は比較例1と同様にして、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液5Cを得た。
得られた溶液5Cを用いて、後述する化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表1に示す。
【0063】
(比較例6)
三塩化リンの使用量を134.8g(0.98モル、ネオペンチルグリコールに対して2モル%過小)にしたこと以外は実施例1と同様にして、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液6Cを得た。
得られた溶液6Cを用いて、後述する化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表1に示す。
【0064】
(比較例7)
三塩化リンの使用量を165.0g(1.2モル、ネオペンチルグリコールに対して20モル%過剰)にしたこと以外は実施例1と同様にして、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液7Cを得た。
得られた溶液7Cを用いて、後述する化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表1に示す。
【0065】
(比較例8)
ネオペンチルグリコールの添加時の温度(反応温度)を−10℃にしたこと以外は実施例5と同様にして反応を試みたが、塩化水素の発生などによる反応の進行が確認できなかった。蓄積した未反応原料による暴走反応の危険があったため途中で実験を中止した。
【0066】
(比較例9)
ネオペンチルグリコールの添加時の温度(反応温度)を70℃にしたこと以外は実施例5と同様にして反応を試みたが、還流が激しくなり危険であったため途中で実験を中止した。
【0067】
(化合物1の合成)
撹拌機、温度計、恒温装置、滴下装置(ロート)、塩酸回収装置(水スクラバーを連結したコンデンサー)および還流管を備えた1リットルの4つ口フラスコに、アルコール化合物としてのジブチル(1−ヒドロキシ−1−メチルエチル)ホスホネート226.8g(0.9モル)、ハロゲン化水素捕捉剤としてのトリエチルアミン111.1g(1.1モル)、触媒としての塩化マグネシウム1.14g(0.012モル)および有機溶剤としてのトルエン20.8gを充填し、撹拌した。得られた混合溶液を恒温装置により温度60℃に保持しつつ、実施例および比較例にて合成した溶液の全量を2時間かけて滴下装置を用いて徐々に添加した。添加終了後、得られた反応混合物を温度60℃で1時間撹拌して反応を完結させた。
【0068】
次いで、得られた反応混合物に水200gを加え、温度60℃で30分間撹拌した後、静置して分相させ、水相を回収し、副生したトリエチルアミン塩酸塩を除去した。
次いで、反応混合物に、30%水酸化ナトリウム水溶液3.0g(0.02モル)を添加し、恒温装置により温度20〜60℃に保持しつつ、35%過酸化水素水溶液97.1g(過酸化水素として1.0モル)を2時間掛けて滴下装置を用いて徐々に添加した。添加終了後、得られた反応混合物を温度60℃で1時間撹拌して反応を完結させた。
【0069】
次いで、得られた反応混合物を塩酸水溶液および炭酸ナトリウム水溶液で順次洗浄し、最後に水洗した。得られた反応混合物を温度100〜140℃まで加熱しつつ、圧力100torr(13.3kPa)まで減圧して、水とトルエンを回収した。さらに温度100〜140℃、圧力20torr(2.7kPa)の減圧下で水蒸気蒸留を行い、低沸点成分を除去して無色透明の液体(化合物1)を得た。
得られた液体をガスクロマトグラフィーで分析し、予め構造が既知の環状リン酸エステルのガスクロマトグラフィーの分析結果と比較することにより、得られた液体の主成分が下記の環状リン酸エステルであることを確認した。
【0070】
(環状リン酸エステルA:実施例1〜6および比較例1〜7)
【化6】
【0071】
(環状リン酸エステルB:実施例7)
【化7】
【0072】
【表1】
【0073】
表1の結果から、次のことがわかる。
(1)三ハロゲン化リン中にアルキレングリコール化合物を添加(追加)して反応させた実施例1〜7は、アルキレングリコール化合物に三ハロゲン化リンを添加(追加)して反応させた比較例1〜5と比較して、化合物1中のハロゲン含有量が格段に少なくなっていること
【0074】
(2)実施例3および4のようにアルキレングリコール化合物に対する三ハロゲン化リンの使用量が過剰になると、化合物1中のハロゲン含有量が減少する傾向にあるが、比較例7のように三ハロゲン化リンの過剰率が20%になると不純物が多くなり、目的とする環状リン酸エステルの純度が低下すること
【0075】
(3)実施例1と実施例5との比較から、三ハロゲン化リン中へのアルキレングリコール化合物の添加時間は、化合物1中のハロゲン含有量に殆ど影響を与えないこと
【0076】
(4)実施例1と実施例6との比較から、三ハロゲン化リン中へのアルキレングリコール化合物の添加時の温度が高くなると、化合物1中のハロゲン含有量が増加する傾向にあること
【0077】
(5)実施例1と実施例7との比較から、アルキレングリコール化合物のネオペンチルグリコールを2−ブチル−2−エチル−1,2−プロパンジオールに代えても、同様に化合物1中のハロゲン含有量の低減効果が得られること
【0078】
(実施例8)
実施例1と同様にしてネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液1を得た。
次いで、溶液1を用い、ジブチル(1−ヒドロキシ−1−メチルエチル)ホスホネートの代わりにn−ブタノール70.3g(0.48モル)を用いたこと以外は化合物1の合成と同様にして、無色透明の液体193.6gを得た。
得られた液体をガスクロマトグラフィーで分析し、予め構造が既知の環状リン酸エステルのガスクロマトグラフィーの分析結果と比較することにより、得られた液体の主成分が下記の環状リン酸エステルであることを確認し、塩素含有量を後述の方法で測定した。
得られた結果を表2に示す。
【0079】
(環状リン酸エステルC:実施例8)
【化8】
【0080】
(実施例9)
トルエンの代わりにクロロベンゼンを用いたこと以外は実施例1と同様にして、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液1’を得た。
次いで、溶液1’を用い、ジブチル(1−ヒドロキシ−1−メチルエチル)ホスホネートの代わりに1,4−ブタンジオール43.2g(0.48モル)を用いたこと以外は化合物1の合成と同様にして、白色粉末164.1gを得た。
得られた粉末をガスクロマトグラフィーで分析し、予め構造が既知の環状リン酸エステルのガスクロマトグラフィーの分析結果と比較することにより、得られた粉末の主成分が下記の環状リン酸エステルであることを確認し、塩素含有量を後述の方法で測定した。
得られた結果を表2に示す。
【0081】
(環状リン酸エステルD:実施例9)
【化9】
【0082】
(実施例10)
実施例1と同様にしてネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液1を得た。
次いで、溶液1を用い、ジブチル(1−ヒドロキシ−1−メチルエチル)ホスホネートの代わりにo−フェニルフェノール161.7g(0.95モル)を用いたこと以外は化合物1の合成と同様にして、白色粉末288.3gを得た。
得られた粉末をガスクロマトグラフィーで分析し、予め構造が既知の環状リン酸エステルのガスクロマトグラフィーの分析結果と比較することにより、得られた粉末の主成分が下記の環状リン酸エステルであることを確認し、塩素含有量を後述の方法で測定した。
得られた結果を表2に示す。
【0083】
(環状リン酸エステルE:実施例10)
【化10】
【0084】
(比較例10)
溶液1の代わりに比較例1の溶液1Cを用いたこと以外は実施例8と同様にして、環状リン酸エステルCを主成分とする無色透明の液体191.2gを得、その液体の塩素含有量を後述の方法で測定した。
得られた結果を表2に示す。
【0085】
(比較例11)
トルエンの代わりにクロロベンゼンを用いたこと以外は比較例1と同様にして、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液1C’を得た。
次いで、溶液1の代わりに溶液1C’を用いたこと以外は実施例9と同様にして、環状リン酸エステルDを主成分とする白色粉末166.7gを得、その粉末の塩素含有量を後述の方法で測定した。
得られた結果を表2に示す。
【0086】
(比較例12)
溶液1の代わりに比較例1の溶液1Cを用いたこと以外は実施例10と同様にして、環状リン酸エステルEを主成分とする白色粉末292.6gを得、その粉末の塩素含有量を後述の方法で測定した。
得られた結果を表2に示す。
【0087】
【表2】
【0088】
実施例8〜10ならびに比較例1および10〜12の結果から、本発明の製造方法によれば、ハロゲン含有量が極めて少ない、目的とする環状リン酸エステルが製造できることがわかる
【0089】
(実施例11)
撹拌機、温度計、恒温装置、粉末添加装置、塩酸回収装置(水スクラバーを連結したコンデンサー)および還流管を備えた2500リットルの反応容器に、三ハロゲン化リンとしての三塩化リン889kg(6.47キロモル、ネオペンチルグリコールに対して4モル%過剰)および溶剤としてのトルエン850kgを充填した。この混合溶液を窒素雰囲気下、恒温装置により温度15℃に冷却し、15〜20℃で撹拌しながら、粉末添加装置を用いてアルキレングリコール化合物としてのネオペンチルグリコール650kg(6.25キロモル)を6時間かけて徐々に添加した。添加終了後、得られた混合溶液を同条件(窒素雰囲気下、温度15〜20℃)で2時間撹拌して反応させ、発生する塩化水素(塩酸ガス)433kgを塩酸回収装置で回収した。その後、得られた反応混合物を温度40℃まで加熱し、反応容器内の圧力を150torr(20kPa)まで減圧し、同条件で2時間撹拌して、残存する塩化水素を取り除き、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液11を得た。
得られた溶液11を用いて、前述の化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表3に示す。
表3では、アルキレングリコール化合物(II)に対する三ハロゲン化リン(III)の使用する割合を「仕込みモル比」として示す。
【0090】
(比較例13)
撹拌機、温度計、恒温装置、滴下装置、塩酸回収装置(水スクラバーを連結したコンデンサー)および還流管を備えた2500リットルの反応容器に、アルキレングリコール化合物としてのネオペンチルグリコール650kg(6.25キロモル)および溶剤としてのトルエン845kgを充填した。この混合溶液を窒素雰囲気下、恒温装置により温度5℃に冷却し、5〜10℃で撹拌しながら、滴下装置を用いて三ハロゲン化リンとしての三塩化リン859kg(6.25キロモル、ネオペンチルグリコールと等モル)を10時間かけて徐々に添加した。添加終了後、得られた混合溶液を同条件(窒素雰囲気下、温度5〜10℃)で2時間撹拌して反応させ、発生する塩化水素(塩酸ガス)437kgを塩酸回収装置で回収した。その後、得られた混合溶液を温度60℃まで加熱し、反応容器内の圧力を150torr(20kPa)まで減圧し、同条件で3時間撹拌して、残存する塩化水素を取り除き、ネオペンチレンホスホロクロリダイトを主成分とする溶液13Cを得た。
得られた溶液13Cを用いて、前述の化合物1を合成し、得られた化合物中の塩素含有量および環状リン酸エステルの純度を、後述する方法で測定した。
得られた結果を原料および反応条件と共に表3に示す。
【0091】
【表3】
【0092】
(環状リン酸エステルの純度の測定)
測定する化合物を、下記の装置および条
件により、ガスクロマトグラフィーで分析し、予め既知の環状リン酸エステルのガスクロマトグラフィーの分析結果と対照することにより、環状リン酸エステルを同定し、ガスクロマトグラフィーにおける、そのリン酸エステルの面積%を環状エステルの純度とした。
装置:株式会社島津製作所製、型式:GC−17A
カラム:DB−1(Agilent製)
Length30m、I.D.0.32mm、Film0.25μm
温度条件:INJ200℃、DET250℃
COL35℃ 5min → 10℃/min → 200℃
25min hold → 10℃/min → 250℃
【0093】
(化合物中の塩素含有量の測定)
測定する化合物を、n−ブタノール中で金属ナトリウムにより分解し、電位差滴定装置(平沼産業株式会社製、型式:COM−2000)を用いた硝酸銀水溶液での電位差滴定により、化合物中の塩素含有量(ppm)を測定した。