WO1988005773A1 - PROCEDE DE PREPARATION DE TETRAKIS (3-(3,5-DI-tert-BUTYL-4-HYDROXYPHENYL)PROPIONYLOXYMETHYL)METHANE - Google Patents
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- C07C69/732—Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety of unsaturated acids of unsaturated hydroxy carboxylic acids
Definitions
- the present invention relates to tetrakis [3- (3,5-di-tertiary-butyl-4-hydropenxifoxynyl) propionyloxymethyl) which has been awarded as an antioxidant such as polyolefin.
- the present invention relates to a method for producing methane (hereinafter may be abbreviated as compound (I)).
- Compound (I) is pentaerythritol and at least a stoichiometric amount with respect to at least pentaerythritol, that is, at least _ mole or more with respect to 1 mole of pentaerythritol.
- (3,5-Ditertiary butyl-4—hydroxyphenyl) propionic acid alkyl ester (hereinafter, also referred to as compound (II)) may be used as a catalyst for catalysts such as, for example, alkali metal lower alkoxide. It is known that it can be produced by carrying out a transesterification reaction in the presence (JP-B-42-19083). According to this method, when the compound (I) is produced, as described in the above-mentioned publication, a product in which the hydroxyl group of pentaerythritol is not completely substituted, that is, a compound represented by the formula
- Tri-substituted pentaerythritol (hereinafter sometimes abbreviated as “by-product”) represented by the following formula is produced as a by-product and is mixed.
- This by-product of the by-product (I) naturally lowers the yield of the target compound (I).
- the compound (H) is used in an excess amount of up to 15% of the stoichiometric amount, that is, the compound ( ⁇ ) is added up to 4.6 mol per mol of pentaerythritol.
- the present inventors have examined in detail the relationship between the molar ratio of the compound (III) and pentaerythritol and the amount of the biogenic (I) produced, and found that pentaerythritol When 4.6 moles or more of the compound (III) is used per mole, the yield of by-product (IE) is about 10%, preferably about 5% or less, based on pentaperitol.
- the present inventors have prepared an expensive compound ( ⁇ ) when producing compound (I) using compound ( ⁇ ) and pentaerythritol as raw materials.
- the aim of the present invention is to provide a method for producing the compound (I) with high yield and high purity by using a small amount of the by-product (II) without using a large amount. As a result of repeated studies, the present invention has been completed.
- the bis [2,2,2—tris (hydroxymethyl) ethoxy] methane (sometimes referred to as the bis-form of pentaerythritol) expressed by the formula And co-exist in a small amount, preferably 0.05 to 1.5% by weight of the reaction system, the amount of by-product (m) can be reduced in a small amount, and the yield is low.
- a small amount preferably 0.05 to 1.5% by weight of the reaction system
- the present invention provides a method for transesterifying a compound ( ⁇ ) with pentaerythritol in the presence of a basic catalyst to obtain bis [2,2,2-tris (hydroxymethyl) ethoxy].
- the amount of the expensive compound (III) used is a slight excess of 4.2 to 4.4 mol per 1 mol of pentaerythritol, the amount of the by-product (S) can be reduced to about 10% or less, preferably about 5% or less based on pentaerythritol, and the compound (I) can be obtained in good yield.
- High purity compound (I) can be obtained only by applying purification by a simple recrystallization method.
- the compound ( ⁇ ) and pentaerythritol Reacts partially with the bis-form of pentaerythritol to produce by-produced di- or tri-substituted forms of the bis-form of pentaerythritol. Since the by-product can be easily removed by the recrystallization method, the purity of the compound (I) is not reduced.
- the alkyl ester of the compound (() is particularly preferably an alkyl ester having 1 to 4 carbon atoms, specifically, methyl ester or ethyl ester.
- the compound (II) is used in a slight excess of the stoichiometric amount with respect to pentaperitol, ie, about 4.2 to 4.4 mol parts per 1 mol part of pentaerythritol is used.
- more may be used.
- the excess amount is such a large amount, the by-product ( ⁇ ) is produced in a considerable amount and is not removed even by recrystallization, so that the purity of the target product (I) is low. Since the amount of by-product (M) is small and can be removed by a simple recrystallization method described later, compound (I) can be obtained as a high-purity product.
- a transesterification catalyst is used.
- a conventionally known catalyst can be used. Specifically, hydrides of alkali metal or alkaline earth metal such as sodium hydride, calcium hydride, and lithium hydride; lithium methoxide, sodium methoxide, and potassium hydride Alkali metal lower alkoxides such as lithium methoxide, lithium ethoxide, sodium tertiary butoxide, and potassium tertiary butoxide; Alkali metals such as metallic sodium and metallic calcium; organic tin oxides such as dibutyl tin oxide, monobutyl tin oxide, and triplyl tin oxide; examples of which include organic metals; The use of tin oxide is preferred.
- a catalyst it is sufficient to use such a catalyst in a conventionally known amount. Usually, 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.3 to 3 parts by weight, per 100 parts by weight of the compound ( ⁇ ) is used. To use. In the transesterification of the present invention, it is preferable to use a solvent.
- the solvents used are dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, tetrahydrofuran, dioxane, diglyme, dimethylacetamide, hexamethylphosphoamide, 1,2-dimethoxetane, and It is a strong force that can exemplify cetonitrile, tertiary butanol, toluene, xylene, hexane, heptane and the like, and among them, toluene and xylene are preferred.
- the solvent is used in an amount of up to 5 parts by weight, preferably from 0.1 to 10 parts by weight, based on 1 part by weight of the compound (II).
- the most important requirement in the present invention is that the bis-isomer of pentaerythritol is present in the reaction system during the distiller exchange reaction, and the amount thereof is determined with respect to pentaerythritol. Preferably, it is 0.05 to 1.5% by weight.
- IE by-product amount of the by-product
- the ester exchange reaction according to the present invention is carried out until the production of alcohol such as methanol or ethanol is substantially completed, and is usually carried out at a temperature of 80 to 200 for 5 to 20 hours.
- the produced alcohol is removed from the reaction system.
- a removing method a usual method for performing a transesterification reaction is employed, and for example, a method of distilling under reduced pressure of 5 to 50 mmHg can be mentioned.
- any reaction vessel equipped with a stirring device, a heating device, and the above-described alcohol distilling device can be used.
- the compound (I) is purified and separated from the reaction product after completion of the transesterification reaction.
- a recrystallization method is preferably used.
- the solvent used at this time include hexane, cyclohexane, heptane, methanol, ethanol, propanol, isobrono, ′ -nor, butanol, and isobutanol.
- methanol or ethanol is used.
- the solvent used in the recrystallization method does not need to be pure. For example, commercially available ethanol has about 5% water content, but it can be used satisfactorily.
- the compound (I) is present in a high yield in the reaction product, and the loss is small because there are few by-products.
- the compound (I) produced by the method of the present invention has a small amount of by-products such as the by-product (m) and a high purity. Yes, for example, it is excellent as an antioxidant.
- a 1-a 4-neck flask equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer and nitrogen inlet tube was charged with 300 g of toluene, 2.0 g of dibutyltin oxide, 44.2 g of pentaerythritol, Purity 99% or more 3-(3, 5-ditertiary butyl-4-hydroxycyclophenyl) methyl propionate 420 g, bis [2, 2, 2-tris (hydroxymethyl) Chill) ethoxy] methane (0.11 g) was added, and the resulting methanol and toluene were distilled off while heating and stirring at 170 to 175'C for 12 hours.
- the candy substance was recrystallized from 95% methanol / water to obtain the desired product as white crystals with a yield of 97%.
- the purity of the crystals is not less than 99% and the amount of the by-products is not more than 1% by weight.
- Example 1 the amount of bis [2,2,2-tris (hydroxymethyl) ethoxy] methane used was 0.5% by weight with respect to pentaerythritol (Example 2). The same operation as in Example 1 was performed, except that 0.05 wt% (Example 3) and 1.5 wt% (Example 4) were used.
- Table 1 shows the results regarding the yield, yield, by-product yield and purity of compound (I) together with Example 1.
- the desired tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-14-hydroxyphenyl) propionyloxymethyl] methane is produced in high yield and high purity.
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Description
明 細 書
テ ト ラキス 〔 3 — ( 3 , 5 —ジ第 3級ブチル一 4 ーヒ ドロキ シフユニル) ブロ ピオニルォキシメ チル〕 メ タ ンの製造法
「技術分野」
本発明は、 ポリ オ レフ イ ンなどの酸化防止剤と して賞用され ているテ ト ラキス 〔 3 — ( 3 , 5 —ジ第 3級プチルー 4 —ヒ ド 口キ シフヱニル) プロ ピオニルォキシメ チル〕 メ タ ン 〔以下、 化合物 ( I ) と略することもある〕 の製造法に関する。
「背景技術」
化合物 ( I ) はペ ンタエリ スリ トールと、 少な く ともペンタ エリ スリ トールに対して化学量論量以上の、 すなわち、 少な く ともペ ンタエ リ ス リ トール 1 モルに対して _ モル以上の 3 — ( 3 , 5 —ジ第 3級プチルー 4 —ヒ ドロキシフエニル) プロビ オ ン酸アルキルエステル 〔以下、 化合物 ( II ) と赂することも ある〕 とを、 たとえばアルカ リ金属低級ァルコキシ ドなどの触 媒の存在下にエステル交換反応を行なう ことにより製造し得る ことは公知である (特公昭 4 2 — 1 9 0 8 3号公報明細書) 。 こ の方法により、 化合物 ( I ) を製造する際に前記公報明細 書に記載されるように、 不純物として、 特にペ ンタエリ .スリ ト ールの水酸基が置換不完了の生成物、 すなわち式
で表わされるペ ンタエ リ ス リ トールの ト リ置換物 〔以下、 副生 物と略することもある〕 が副生し混入する。
この副生物 ( I ) の副生は、 当然のことながら目的とする化 合物 ( I ) の収率を低下させる。 さらに、 本発明者らの知見に よれば副生物 ( ΠΓ ) は単なる再結晶法によつては、 化合物 ( I ) との分離が困難であり、 化合物 ( I ) の純度を向上できなかつ た。 したがって、 副生物 ( ΙΠ ) の生成を抑制させることは工業 上極めて好ま しいことである。
一方、 当該公報明細書では化合物 ( H ) を化学量論量より最 大 1 5 %までの過剰量、 すなわち、 ペンタエリ スリ トール 1 モ ルに対して、 該化合物 ( Π ) を最大 4. 6 モルまで使用して副生 物 ( m ) の生成を抑制する旨の示唆が記載されている。 本発明 者らは、 こ の示唆に基づき化合物 ( Π ) とペンタエリ ス リ トー ルとのモル比と蓟生物 ( I ) 生成量との関係を詳細に調べたと こ-ろ、 ペ ンタエリ ス リ トール 1 モルに対して化合物( Π )を 4. 6 モル以上使用すれば、 副生物 ( IE ) の生成量をペンタヱリ スリ トールを基準として約 1 0 %、 好まし く は約 5 %以下の収率に 抑制でき、 .その後の精製工程を終えることにより、 実質的に斟 生物 ( ΠΙ ) の存在しない目的物 ( I ) が得られることを知った が、 この方法では高価な化合物—( Π ) をま反応のままに損失せ ざるを得な く、 製品コ ス トが高いものであった。
「発明の開示」
以上の問題点を解決すベく本発明者らは、 原料として化合物 ( Π ) とペ ンタエリ スリ ト一ルとを使用して、 化合物 ( I ) を 製造する際に高価な化合物 ( Π ) を多量に使用することなく、 副生物 ( Μ ) の生成量を少量として、 収率よ く純度の高い化合 物 ( I ) を製造する方法を提供することを目的として、 鋭意研
究を重ねた結果、 本発明を完成させるに至った。
すなわち、 本発明者らは化合物 ( II ) とペンタエ リ スリ トー ルとをエステル交換反応させる際、 式
CH20H CH20H
I I HOH2C-C-CH20-CH2 -0-CH2-C-CH2OH
I I CHz0H CHz0H
で表わされる ビス 〔 2 , 2 , 2 — ト リ ス (ヒ ドロキシメ チル) エ トキ シ〕 メ タ ン (ペンタエ リ ス リ トールのビス体と赂するこ ともある) をペンタエ リ ス リ トールに対して、 好ま し く は-少量、 就中 0. 0 5〜 1. 5重量%反応系に共存させると、 副生物 ( m ) の生成を少量とするこ とができ、 しかも、 収率よ く 目的物 ( I ) を ることができるという驚く べき事実を見出した。
したがって、 本発明は塩基性触媒の存在下、 化合物 ( Π ) と ペンタエ リ ス リ トールとをエステル交換反応させるに際し、 ビ ス 〔 2 , 2 , 2 — ト リ ス ( ヒ ドロキシメ チル) エ トキ シ〕 メ タ ンの存在下に反応を行なう ことを特徴とするテ ト ラキス 〔 3 — ( 3 , 5 —ジ第 3級プチルー 4一ヒ ドロキシフヱニル) プロ ビ ォニルォキシメ チル〕 メ タ ンの製 if法に関する。
本発明の方法に徒えば、 高価な化合物 ( Π ) の使用量がペン タエリ ス リ トール 1 モルに対して、 4. 2〜 4. 4 モルとわずかな 過剰量であっても、 副生物 ( ΙΠ ) の生成量をペンタエ リ ス リ ト ール基準で収率約 1 0 %以下、 好まし く は約 5 %以下とするこ とができ、 しかも収率よ く化合物 ( I ) を得ることができ、 単 純な再結晶法による精製を適用するだけで高純度の化合物 ( I ) を得ることができる。 なお、 化合物 ( Π ) とペンタエ リ ス リ ト
ールのビス体とは、 一部反応し、 ペンタエリ スリ トールのビス 体のジまたは ト リ置換体が副生するが、 その量はわずかである ので、 化合物 ( I ) の損失は少なく、 また再結晶法により 当該 副生物を容易に除去できるので化合物 ( I ) の純度を下げるこ とはない。
以下、 本発明を詳述するが、 これにより本発明の構成、 利点 がよりよ く理解されるであろう。
本発明では、 化合物 ( Π ) のアルキルエステルとしては、 特 に炭素数 1 〜 4 のアルキルエステル、 具体的にはメ チルエステ ルまたはェチルエステルが好ましい。
化合物 ( II ) は、 ペンタヱリ ス リ トールに対して化学量論量 よりやや過剰、 すなわち、 ペンタエリ ス リ トール 1 モル部に対 して、 約 4. 2〜 4. 4 モル部使用することが好ましいが、 それ以 上使用してもよい。 従来法では、 この程度の過剰量では、 前記 副生物 ( ΠΙ ) が相当量生成し、 再結晶によっても除去されない ので、 目的物 ( I ) の純度が低かったが、 本発明の方法では副 生物 ( M ) の副生量が少なく、 後記する単純な再結晶法により 除去できるので、 高純度の製品として化合物 ( I ) が得られる。
本発明の方法にあっては、 エステル交換反応触媒を使用する。 その塩基性触媒としては、 従来公知の触媒が使用できる。 具体 的には、 水素化ナ ト リ ウム、 水素化カルシゥム、 水素化リ チウ ムなどのアルカ リ金属またはアル力 リ土類金属の水素化物 ; リ チウムメ トキシ ド、 ナ ト リ ウムメ トキシ ド、 カ リ ウムメ トキシ ド、 リ チウムエ トキシ ド、 ナ ト リ ウム第 3級ブ トキシ ド、 カ リ ゥム第 3級ブ トキシ ドなどのアルカ リ金属低級アルコキシ ド ;
金属ナ ト リ ゥム、 金属カ リ ゥムなどのアルカ リ金属 ; ジブチル 錫ォキシ ド、 モノ ブチル錫ォキシ ド、 ト リ プチル錫ォキシ ドな どの有機錫酸化物などを例示できるが、 なかでも有機錫酸化物 の使用が好ま しい。 このよう な触媒は、 従来公知の量を使用す れば充分であり、 通常、 化合物 ( Π ) 100 重量部に対して 0. 1 〜 1 0重量部、 好ま し く は 0. 3 〜 3重量部使用する。 また、 本 発明のエステル交換反応においては、 溶媒を使用することが好 ま しい。 使用される'溶媒としてはジメ チルスルホキシ ド、 ジメ チルホルムア ミ ド、 テ ト ラ ヒ ドロフラ ン、 ジォキサン、 ジグラ ィ ム、 ジメ チルァセ トア ミ ド、 へキサメ チルホスホア ミ ド、 1 , 2 —ジメ トキシェタ ン、 ァセ トニ ト リ ル、 第 3級ブタノ ール、 トルエ ン,、 キ シ レン、 へキサン、 ヘプタ ンなどを例示するこ と ができる力く、 なかでも ト ルエ ン、 キシレ ンの使用が好ましい。 溶媒は、 化合物 ( Π ) 1重量部に対して最大 5重量部使用され、 好ま し く は 0. 1 〜 1 0重量部使用される。
本発明において最も重要な要件は、 ヱスチル交換反応時にぺ ンタエ リ ス リ トールのビス体を反応系内に存在させる こ とであ り、 かつ、 その量をペ ンタエ リ ス リ トールに対して、 好ま し く は 0. 0 5 〜 1. 5重量%とするこ とである。 このような手段を採 用するこ とにより、 前記副生物 ( IE ) の副生量をペンタエリ ス リ トール基準で約 1 0 %、 好ま し く約 5 %以下の収率とするこ とが可能となる。 ペンタエリ ス リ トールのビス体の量が 0. 0 5 重量%未満では副生物 ( ΠΙ ) の生成量が多く 、 1. 5重量%を越 えるとペ ンタエリ ス リ ト ールのビス体と化合物 ( Π ) との反応 が無視できない程進行し、 高価な化合物 ( Π ) を無駄に損失す
るとともに、 後記する精製工程で目的物 ( I ) の再結晶率が著 しく低下するなどの欠点を有する。
本発明のヱステル交換反応は、 実質的にメ タノール、 ェタノ . ールなどのアルコールの生成が終了するまで行なわれ、 通常 80 . 〜2 0 0 ての温度で 5〜 2 0時間実施される。 該生成アルコ一 ルは反応系から除去される。 除去方法は、 エステル交換反応を 行なう際の通常の手段が採用され、 たとえば 5〜 5 0 m m H g の減圧下で留出させる方法などがあげられる。
その際、 特別な装置は必要とせず撹拌装置、 加熱装置、 上記 アルコールの留出装置を付した反応容器であれば、 いずれも使 用できる。
次に、 エステル交換反応終了後の反応生成物から化合物 ( I ) が精製分離される。 この精製分離手段としては、 好ましく は再 結晶法が探用される。 このとき使用される溶媒としては、 へキ サン、 シク ロへキサン、 ヘプタ ン、 メ タノ ール、 エタノール、 プロパノ ール、 イ ソブロノ、'ノール、 ブタノ ール、 イ ソブタノー ルなどを例示できるが、 好ましく はメタノールまたはエタノー ルが使用される。 再結晶法に使用される溶媒は純粹である必要 はな く、 たとえば市販のェタノ一ルは約 5 %の水分を舍有して いるが、 これでも充分使用可能である。
この再結晶法による精製分離操作では、 前記反応生成物中に 化合物 ( I ) が高収率で存在し、 しかも副生物が少ないので損 失が少ない。
以上、 詳逮した本発明の方法により製造される化合物 ( I ) は、 前記副反応物 ( m ) などの副生物の舍量が少な く高純度で
あり、 たとえば酸化防止剤として優れている。
〔実施例〕
以下、 具体的に実施例により本発明を説明するが、 本発明は これにより限定されるものではない。
実施例 1
撹拌機、 還流冷却器、 温度計および窒素導入管を備えた 1 a 容 4 口フラスコに ト ルエ ン 3 0 0 g ジブチル錫ォキシ ド 2. 0 g、 ペンタエ リ ス リ トール 4 4. 2 g、 純度 9 9 %以上の 3 — ( 3 , 5 —ジ第 3級プチルー 4 —ヒ ドロキ シフエニル) プロ ビ オン酸メ チル 4 2 0 g、 ビス 〔 2 , 2 , 2 — ト リ ス (ヒ ドロキ シメ チル) エ トキシ〕 メ タ ン 0. 1 1 gを加え、 1 7 0 〜 1 7 5 'Cで 1 2時間加熱撹拌しながら、 生成するメ タノールおよび ト ルェンを留去した。 - 反応終了後、 ト ルエ ン 3 0 0 g、 シユウ酸 2. 0 gおよびソ ルカフロ ック 1 2 gを加え、 還流下に脱水した < トルェ ンに不溶のジブチル錫ォキ シ ドのシュ ゥ酸塩およびソル カフ口 ッ クを濾過して除き、 次いで トルエンを減圧下に留去し たところ、 淡黄色飴状物質 4 2 0 gを得た。 この飴状物質を分 圻した結果、 テ ト ラキス 〔 3 — ( 3 , 5 —ジ第 3級ブチル一 4 ー ヒ ドロキシフヱニル) プロ ピオニルォキ シメ チル〕 メ タ ンが ペンタエリ ス リ トール基準で、 理論収率 9 7. 0 %で生成してい ることおよび副生物がペ ンタエリ スリ トール基準で、 理 侖収率 2. 8 %で生成していることが認められた。
続いて、 飴状物質を 9 5 %メ タノール一水で再結晶すると、 白色結晶として 9 7 %の得率で目的物を得た。 この結晶の純度 は 9 9 %以上であり、 前記副生物の舍量は 1重量%以下であつ
た。
実施例 2〜 4
実施例 1 において、 ビス 〔 2 , 2 , 2 — ト リ ス (ヒ ドロキシ メ チル) エ トキシ〕 メ タ ンの使用量をペンタエリ ス リ トールに 対して各々 0. 5重量% (実施例 2 ) 、 0. 0 5重量% (実施例 3) . 1. 5重量% (実施例 4 ) とする以外ば、 実施例 1 と同一の操作 を行なった。
化合物 ( I ) の収率、 得率、 副生物の収率および純度に関す る結果を、 実施例 1 とあわせて第 1表に示した。
なお、 実施例 3、 4 で得られた結晶をイ ソプロバノ ールを用 いて再度再結晶を行なったが純度は第 1表に示された値と同一 であった。 . - 第 1 表
Claims
請求の範囲
塩基性触媒の存在下に、 3 — ( 3 , 5 —ジ第 3級ブチル— 4 —ヒ ドロキ シフ ヱニル) プロ ビオ ン酸アルキルエステルとペン タエ リ ス リ トールをエステル交換反応させるに際し、 ビス 〔 2 , 2 , 2 — ト リ ス ( ヒ ドロ キ シメ チル) エ ト キ シ〕 メ タ ンの存在 下に反応を行なう ことを特徴とするテ トラキス 〔 3 — ( 3 , 5 ージ第 3級ブチルー 4 — ヒ ドロキ シフエニル) プロ ピオニルォ キ シメ チル〕 メ タ ンの製造法。
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| PCT/JP1988/000088 Ceased WO1988005773A1 (fr) | 1987-02-03 | 1988-02-01 | PROCEDE DE PREPARATION DE TETRAKIS (3-(3,5-DI-tert-BUTYL-4-HYDROXYPHENYL)PROPIONYLOXYMETHYL)METHANE |
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