JP2584802B2 - アルケニルコハク酸無水物の製造法 - Google Patents

アルケニルコハク酸無水物の製造法

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JP2584802B2 JP62315859A JP31585987A JP2584802B2 JP 2584802 B2 JP2584802 B2 JP 2584802B2 JP 62315859 A JP62315859 A JP 62315859A JP 31585987 A JP31585987 A JP 31585987A JP 2584802 B2 JP2584802 B2 JP 2584802B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルケニルコハク酸無水物の製造法に関す
る。詳しくは本発明は、オレフィンと無水マレイン酸と
を熱付加反応させる際、反応を特定の条件下で行なうこ
とにより、タール状副生物の生成を抑制して色相の良好
なアルケニルコハク酸無水物を製造する方法に関する。
〔従来の技術〕
アルケニルコハク酸無水物は、潤滑油添加剤、エポキ
シ樹脂硬化剤、樹脂改質剤、可塑剤、分散剤、防錆剤等
に広い用途をもっており、最近注目されている化合物で
ある。
一般にアルケニルコハク酸無水物はオレフィンと無水
マレイン酸とを180〜250℃の加熱下に熱付加反応させる
ことにより製造されるが、この際、タール状物質や高分
子量重合体等の副生物が生成すると共に著しい着色が生
じ、製品の品質を劣化させ、製品の用途に制限を加える
ことになっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記した副生物の生成を抑制する種々の方法が提案さ
れている。例えば、ヒドロキシ芳香族化合物あるいはア
ミノ芳香族化合物を添加する方法(米国特許第3,412,11
1号)、立体障害性フェノール化合物を添加する方法
(米国特許第3,476,774号)、亜リン酸エステルを添加
する方法(特公昭50−33720号)、リン含有有機金属イ
オン封鎖剤もしくは正リン酸を添加する方法(特公昭49
−26221号)、有機塩素化合物を添加する方法(特公昭5
2−23668号)、ハロゲン又はハロゲン化合物を添加する
方法(特公昭52−39674号)、有機亜リン酸エステルを
添加する方法(特開昭56−112382号)等が報告されてい
る。
これらの方法では上記副生物の生成を抑制する効果は
認められるが、その効果は必ずしも充分とは言えない。
特に反応温度が200℃以上の場合には、有機塩素化合物
やハロゲン化合物を添加する方法においては、副生物の
生成を抑制する効果が小さくなり、しかもハロゲン化合
物の使用は装置の腐蝕の原因となると共に毒性が強く、
作業管理上からも好ましいものとは言えない。また、リ
ン酸、リン酸エステルあるいは亜リン酸エステルはオレ
フィンと無水マレイン酸との反応を行なうような高温条
件下では強酸と同程度の腐食性を示すので、特殊な材質
の装置の使用を必要とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者等は従来技術のかかる状況に鑑み、オレフィ
ンと無水マレイン酸との熱付加反応時におけるタール状
物質等の副生物の生成を抑制する方法を見出すべく鋭意
検討を重ねた結果、オレフィンと無水マレイン酸とを特
定の反応条件下で熱付加反応させることにより、上記副
生物の生成を抑制することができ、着色による製品の色
相、品質の問題が改良されることを見出して、本発明に
到達した。
即ち、本発明の要旨は、オレフィンと無水マレイン酸
とを熱付加反応させてアルケニルコハク酸無水物を製造
する方法において、反応系にオレフィンを予じめ仕込ん
でおき、反応系中の無水マレイン酸濃度が、仕込みオレ
フィン及び無水マレイン酸の合計モル数に対して30モル
%以下に維持するように無水マレイン酸を反応系に添加
すると共に、かつ、該無水マレイン酸の最終的なオレフ
ィンに対する無水マレイン酸の仕込みモル比が1:0.8〜
1:2となるように添加し、かつ、無水マレイン酸の反応
率が少なくとも30%になるまでは170〜210℃の温度で反
応を行ない、ついで、反応温度を少なくとも5℃上昇さ
せて反応を行なうことを特徴とするアルケニルコハク酸
無水物の製造法、に存する。
次に、本発明につき詳細に説明する。
本発明方法における原料のオレフィンはエチレン性不
飽和二重結合を有する化合物であって、その炭素原子数
は通常2〜500、好ましくは4〜300、さらに好ましくは
8〜100である。該オレフィンは、単品であっても、異
なる炭素原子数を有するものの混合物であってもよい。
例えば炭素原子数12及び14のα−オレフィンの混合物
(例えば、三菱化成工業(株)製“ダイヤレン124"(登
録商標))、炭素原子数16及び18のα−オレフィンの混
合物(同じく“ダイヤレン168")、炭素原子数20〜28の
α−オレフィン混合物(同じく“ダイヤレン208")、炭
素原子数30〜60のα−オレフィン混合物(同じく“ダイ
ヤレン30")等が好適に用いられる。
本発明においては、上記オレフィンと無水マレイン酸
とを熱付加反応させてアルケニルコハク酸無水物を製造
する際、まず、反応系中の無水マレイン酸濃度を原料の
仕込みオレフィン及び無水マレイン酸の合計モル数に対
して30モル%以下、好ましくは25モル%以下、さらに好
ましくは2〜25モル%の範囲に維持し、かつ無水マレイ
ン酸の反応率が少なくとも30%、好ましくは40〜80%、
さらに好ましくは50〜75%になるまで、反応温度を170
〜210℃、好ましくは170〜200℃、さらに好ましくは170
〜190℃の範囲に維持して第一段の反応を行なう。
上記第一段反応において、反応系中の無水マレイン酸
の濃度が上記の上限値より高いと、上記タール状物質等
の副生物の生成が著しく増加し、また、無水マレイン酸
の反応率が上記の下限値未満で第二段の反応に移行する
と、該第二段の反応において、上記タール状物質等の副
生物が増加し、さらに第一段の反応における反応温度が
上記の上限値より高いと、上記タール状物質等の副生物
が著しく増加するので好ましくない。
上記第一段反応の方式として、反応器に予めオレフィ
ンを所定量仕込んでおき、所定温度下で無水マレイン酸
を反応系中の無水マレイン酸濃度が上記範囲となるよう
に連続的にまたは間欠的に添加して反応させる方法が採
用される。上記反応におけるオレフィン対無水マレイン
酸の仕込みモル比は、1:0.8〜1:2好ましくは1:1〜1:2の
範囲である。また、反応は通常、無溶媒で行なわれる。
さらに、反応は通常、大気圧下で実施するのが好ましい
が、加圧下あるいは減圧下でも実施することができる。
上記第一段の反応液は次いで第二段の反応に供せら
れ、反応温度を第一段反応の反応温度に対して5℃以上
高い温度、好ましくは5〜60℃高い温度、さらに好まし
くは10〜40℃高い温度として反応を行なうことにより、
無水マレイン酸の反応率を80〜100%まで高めることが
できる。
なお、未反応の無水マレイン酸及びオレフィンは、必
要に応じて、減圧下に加熱して除去することができる。
かくして得られるアルケニルコハク酸無水物はタール
状副生物の生成が殆どなく、色相も良好なものであり、
その融点は通常−50〜95℃の範囲であり、また100℃に
おける粘度は通常10〜1000cpである。
〔実施例〕
次に本発明の実施の態様を実施例によりさらに具体的
に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以
下の実施例によって限定されるものではない。
なお、以下の実施例における各物性の測定方法は次の
通りである。
融点:自動融点測定装置(メトラーFP)を用いて測定し
た。
色調:ASTM−D−1544に従い、100℃にて測定した。
針入度:ASTM−D−1321−6/Tに従い、25℃にて測定し
た。
ケン化価:JIS K0070に準拠して測定した。
分子量:GPCにより次の条件で測定した。
装置−東洋曹達工業(株)製、GPC−8000 カラムーTSKgelG(1000+2000+3000+4000)H×L、
7.8mmφ×300mm 溶離液−THF1ml/分 検量線−ポリスチレン標準試料 実施例−1 炭素数16〜18のα−オレフィン混合物(三菱化成工業
(株)製、“ダイヤレン168"(登録商標))21.9kg(9
1.8モル)及びハイドロキノン0.031kgをSUS−316製槽型
反応器に仕込み、窒素ガスで十分置換した。その後、こ
れに温度180℃において無水マレイン酸9.0kg(91.8モ
ル)を3時間かけて一定速度で連続的に滴下した。無水
マレイン酸滴下終了直後の反応液中の残存無水マレイン
酸濃度は仕込みオレフィン及び無水マレイン酸の合計モ
ル数に対して19.1モル%であり、かつ、無水マレイン酸
反応率は61.8%であった。
次いで、上記反応液を温度200℃で6.2時間熟成した。
得られた反応液は無水マレイン酸の反応率が93.0%であ
った。
その後、圧力5mmHg、温度183℃において反応液から未
反応物を除去した。
得られた反応液はタール状副生物が全くなく、かつ製
品色相も良好なものであった。
ケン化価:337 融点:44℃ 色相(ガードナーNo.):12〜13 比較例−1 炭素数16〜18のα−オレフィン混合物(“ダイヤレン
168")29.3kg(123モル)無水マレイン酸12.1kg(123モ
ル)及びハイドロキノン0.041kgをSUS−316製槽型反応
器に仕込み、窒素ガスで十分置換した。ついで、これを
温度200℃に加熱し、7.1時間反応させたところ、無水マ
レイン酸の反応率は92.7%であった。
その後、圧力7mmHg、温度210℃において反応液から未
反応物を除去した。
得られた反応液は、タール状副生物が下部に沈降して
層をなしていた。このタール状副生物を除去した後の製
品は下記のようなものであった。
ケン化価:345 融点:33℃ 色相(ガードナーNo.):16〜17 実施例−2 炭素数30〜60のα−オレフィン混合物(三菱化成工業
(株)製、“ダイヤレン30"(登録商標))749g(1.12
モル)及びハイドロキノン0.86gをパイレックスガラス
製反応器に仕込み、100℃に加熱して窒素ガスで十分置
換した。その後、これに温度180℃において無水マレイ
ン酸110g(1.12モル)を5時間50分かけて一定速度で連
続的に滴下した。無水マレイン酸滴下終了直後の反応液
中の残存無水マレイン酸濃度は、仕込オレフィン及び無
水マレイン酸の合計モル数に対して14.8モル%であり、
かつ、無水マレイン酸の反応率は70.5%であった。
次いで、上記反応液を温度210℃で3.5時間熟成した。
得られた反応液は無水マレイン酸の反応率が89.3%であ
った。
その後、圧力5mmHg、温度161℃において反応液から未
反応物を除去した。
得られた反応液は、タール状副生物の生成がごく僅か
であった。
融点:70℃ ケン化価:81 分子量:1730 針入度:7.5 実施例−3 炭素数30〜60のα−オレフィン混合物(“ダイヤレン
30")696g(1.04モル)をパイレックスガラス製反応器
に仕込み、100℃に加熱して窒素ガスで十分置換した。
その後これに温度180℃において無水マレイン酸102g
(1.04モル)を2.9時間かけて一定速度で連続的に滴下
した。無水マレイン酸滴下終了直後の反応液中の残存無
水マレイン酸濃度は、仕込オレフィン及び無水マレイン
酸の合計モル数に対して21.9モル%であり、かつ無水マ
レイン酸の反応率は56.2%であった。
次いで上記反応液を温度210℃で4.0時間熟成した。得
られた反応液は、無水マレイン酸の反応率が89.0%であ
った。
得られた反応液は、タール状副生物の生成がごく僅か
であった。
融点:75℃ ケン化価:121 分子量:2370 比較例−2 炭素数30〜60のα−オレフィン混合物(“ダイヤレン
30")544g(0.812モル)及び無水マレイン酸79.6g(0.8
12モル)をパイレックスガラス製反応器に仕込み、100
℃に加熱して窒素ガスで十分置換した。ついで、これを
温度210℃に加熱し、7.0時間反応させたところ、無水マ
レイン酸の反応率は96.0%であった。
その後、圧力7mmHg、温度160℃において、反応液から
未反応物を除去した。
得られた反応液は、タール状副生物が下部に沈降して
層をなしていた。このタール状副生物を除去した後の製
品は下記のようなものであった。
融点:73.5℃ ケン化価:114 分子量:2550 針入度:4.5 〔発明の効果〕 本発明方法により、オレフィンと無水マレイン酸とを
熱付加反応させてアルケニルコハク酸無水物を製造する
際の副生物の生成が抑制され、また製品の色相及び品質
が改善される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−76516(JP,A) 特開 昭56−115783(JP,A) 特開 昭55−100374(JP,A) 特開 昭61−172866(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オレフィンと無水マレイン酸とを熱付加反
    応させてアルケニルコハク酸無水物を製造する方法にお
    いて、反応系にオレフィンを予じめ仕込んでおき、反応
    系中の無水マレイン酸濃度が、仕込みオレフィン及び無
    水マレイン酸の合計モル数に対して30モル%以下に維持
    するように無水マレイン酸を反応系に添加すると共に、
    かつ、該無水マレイン酸の最終的なオレフィンに対する
    無水マレイン酸の仕込みモル比が1:0.8〜1:2となるよう
    に添加し、かつ、無水マレイン酸の反応率が少なくとも
    30%になるまでは170〜210℃の温度で反応を行ない、つ
    いで、反応温度を少なくとも5℃上昇させて反応を行な
    うことを特徴とするアルケニルコハク酸無水物の製造
    法。
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