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RESIN-SUPPORTED CATALYST FOR POLYESTER SYNTHESIS meetings

Patent code P07A010277
Posted date Aug 24, 2007
Application number P2005-017437
Publication number P2006-206653A
Patent number P4734626
Date of filing Jan 25, 2005
Date of publication of application Aug 10, 2006
Date of registration May 13, 2011
Inventor
  • (In Japanese)高須 昭則
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人 名古屋工業大学
Title RESIN-SUPPORTED CATALYST FOR POLYESTER SYNTHESIS meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for using a catalyst composed of scandium triflate supported on a polystyrene resin as a dehydration polycondensation catalyst for a diol and a dicarboxylic acid or a hydroxycarboxylic acid, maximizing the characteristic properties of the catalyst supported on a resin, facilitating the recovery and promoting the reuse of the catalyst.
SOLUTION: It has been revealed in a literature that a rare earth metal triflate is an effective catalyst for the polycondensation of a dicarboxylic acid and a diol. The polycondensation reaction is carried out by using the catalyst supported on a polystyrene resin, and the polymerization is proceeded at 120°C to obtain a polyester having a number-average molecular weight of ≥10,000. The resin-supported catalyst for polyester synthesis can be recovered without using a liquid separation procedure simply by dissolving the polyester in tetrahydrofuran and filtering the solution.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


一般にポリエステルの合成にはジカルボン酸とジオールまたはヒドロキシカルボン酸の直接重合法が採用されているが、非常に高温でエステル化をさせるのが一般的である。また、脂肪族のポリエステルは、耐熱性に劣り、熱分解してしまうこともある。より低温(200℃以下)で反応させるためにはこの反応を効率よく触媒する触媒の検索が必須となるが、ほとんどのルイス酸触媒は、水をはじめとするプロトン性の化合物に対する安定性が非常に低く困難であった。



近年、このような観点から触媒が開発され高分子量の脂肪族ポリエステルも製造されるにいたっている。たとえば、1,4-ブタンジオールとコハク酸等に触媒としてアセトアセトイル型亜鉛キレート化合物等を用いて脂肪族ポリエステルが合成され、市販されている(特開平5-3952、高分子42巻3月号251(1993)。この例では、一旦分子量が15000程度のポリエステルを合成し、これをジイソシアネートを用いて結合して分子量が、35000程度のポリマーを得ているが、この高分子量の脂肪族ポリエステルを直接作成するに至っておらず、反応温度も200℃程度と高い。更に、最近ではジオールとジカルボン酸にスズジスタノキサン(Biomacromolecules 2001, 2, 1267-1270)または、塩化ハフニウム・THF錯体(Science 2000, 290, 1140-1142)を用いて分子量が、1-10万程度の脂肪族ポリエステルが合成されるに至っている。しかし、いずれも有機溶媒を用いる溶液重縮合法であった。最近では、深刻化する環境問題を背景に、有機溶媒やスズなどの重金属触媒の使用に対する法的な規制が大きくなってきている。



発明者はすでに、希土類トリフラートがカルボン酸とアルコールのエステル化を触媒することを見出しており、溶媒を用いない塊状重合により80℃の温度で高分子量と目される分子量1万のポリエステルを得ており、180℃では3万の分子量のポリエステルを合成している(高須昭則、平林忠道、特開2003-306535)。さらにその触媒は、有機溶媒(クロロホルム、テトラヒドロフラン、ヘキサン)と水を用いた洗浄により水層から回収することができた(A. Takasu et al., Macromolecules 2003, 1772-1774、A. Takasu et al., Macromolecules 2005, in press)。しかし、触媒を回収するためには、有機溶媒で希釈した後、繰り返し水で洗浄を行わないと高い回収率にならないという欠点があった。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、アルコールとカルボン酸からエステル化合物を、ジオールとジカルボン酸またはヒドロキシカルボン酸からポリエステルを合成するための触媒およびポリエステルの製法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ジオールとジカルボン酸またはヒドロキシカルボン酸からポリエステルを塊状重合にて合成するための触媒であって、下式で表される塊状重合用のポリエステル合成用触媒。(式中Xは希土類元素を表し、Rはジビニルベンゼン1%を含むポリスチレン樹脂を表す。また、Tfはトリフラートを表す。)
【化1】
 



【請求項2】
 
前記XがSc,Y,YbまたはSmである請求項1に記載のポリエステル合成用触媒。

【請求項3】
 
前記ポリエステルが脂肪族ポリエステルである請求項1又は請求項2記載のポリエステル合成用触媒。

【請求項4】
 
前記ジオールがHO(CH2)nOH(nは任意)で表され、前記ジカルボン酸がHOOC(CH2)nCOOH(nは任意)またはその無水物で表される請求項3に記載のポリエステル合成用触媒。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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16972_03SUM.gif
State of application right Registered
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