| 化学的特性 |
1,4-シクロヘキサンジメタノールは、融解すると白色のワックス状固体または無色透明の粘性液体になります。融点は43度（シス）、70度（トランス）。昇華温度は160度で、水およびアルコールと混和し、ケトンに溶け、脂肪族炭化水素およびエーテルにはほとんど溶けません。 |
| 特徴 |
1,4-シクロヘキサンジメタノール（CHDM）は、硬くて柔軟性があり、TGが高く、優れた熱安定性、良好な溶解性、良好な耐候性を備えています。ポリエステル化合物の反応性を高め、ポリマーの加水分解安定性、可塑性、光沢、透明性、印刷性、加工性を向上させることができます。 |
| 用途 |
1,4-シクロヘキサンジメタノールは、ポリエステル繊維、ポリエステル電気製品、不飽和ポリエステル樹脂、ポリエステル釉薬、ポリウレタンフォームの製造、および潤滑剤や油圧流体の製造に使用されます。 |
| 用途 |
1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンの重要な用途は、PETの製造です。少量のCHDMを使用して特性を変更します。たとえば、透明度を高め、融点を下げ、結晶化速度を低下させて、PETのプロセスウィンドウを広げます。成形プロセスを低温で実行できるため、副産物の生成が少なくなります。たとえば、自動車、電車、バス、航空宇宙、および一般的な工業用コーティングに使用されます。CHDMは結晶性が高く、線状グリコールよりもガラス転移温度の高いポリエステルが得られます。粉体コーティング用の結晶性ポリエステルはこれを利用しています。ゲルコート、ガラス繊維強化プラスチック、シート成形コンパウンド用の不飽和ポリエステルは、CHDMが非常に優れた耐腐食性を発揮するその他の用途です。CHDMからのポリカーボネートジオールは、高性能ポリウレタンに使用されます。アルコキシル化CHDMのアクリレートは、強靭性と弾力性を付与する放射線硬化性コーティングに使用されます。 |
| 生産方法 |
CHDM を製造するための商業的に重要なプロセスは、メタノール溶液または溶融状態のジメチルヘキサヒドロテレフタル酸 (DMHT) を介してジメチルテレフタル酸 (DMT) を水素化することである。水素化プラントは 2 つのリアクターで構成される。最初のリアクターでは、生成物 DMHT と DMT の連続循環が維持される。溶融 DMT は、市販の担持 Pd 触媒を使用して 30～48 MPa、160～180 度で動作するこのリアクターの入口にポンプで送り込まれる。温度制御は、生成物 DMHT の約 10 % の混合物の十分に高い断面負荷で動作することによって達成される。これにより、リアクター壁を介して放射状に熱が放散され、高温ピークを大幅に回避できる。冷却されたリアクター流出物には、未反応の DMT が微量しか含まれておらず、8～10 部分がポンプと熱交換器を介してリアクター入口に再循環される。 残りの 1-2 部 (正確な量は新鮮な DMT の量に相当) は、最終的な Pd 触媒水素化のために 2 番目の反応器に連続的に供給されます。
このプロセスの利点は、大量の液体を扱わずに、DMT を約 10 % の希釈原料として水素化できることです。DMHT の収率は通常 97～98 % で、主な副産物としてメチル 4-メチル-4- シクロヘキサンカルボン酸メチルエステルといくらかの 1-ヒドロキシメチル-4-メチルシクロヘキサンが生成されます。1,4-ビス (ヒドロキシメチル) シクロヘキサン (CHDM) は、水素化の第 2 段階で生成されます。
工業プロセスでは、市販の銅クロマイト触媒を使用します。触媒、滞留時間、温度の影響は、CHDM 製品のシス/トランス比を 1/3 ～ 1/4 にするために慎重に調整する必要があります。シスおよびトランス CHDM のポリエステルの結晶構造は異なり、ポリエステル繊維の融点範囲と密度に影響を与えるため、ポリエステル形成における CHDM のさらなる処理には、一定の異性体比が重要です。
第一水素化段階の副生成物に加えて、エステル水素化の第二段階では、4-メチルオキシメチルヒドロキシメチルシクロヘキサンおよびビス（4-ヒドロキシメチルシクロヘキシル）エーテルが形成される可能性がある。イーストマン法では、高沸点化合物の形成が回避されるため、真空中での分留による面倒な副生成物の分離が不要になる。ジオールは、メタノールおよび低沸点化合物を除去するだけで精製される。この方法で得られる繊維品質のCHDMは、約99％純粋である。また、廃棄ポリ（1,4-シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート）をリサイクルして、まずポリエステルを低分子量アルコールの存在下で分解し、次に得られた混合物を上記と同様の水素化にかけることで、純粋なCHDMを得ることもできる。
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| 応用 |
1,4-シクロヘキサンジメタノールはポリエステルの前駆体です。ポリエチレンテレフタレート（PET）またはポリエチレンテレフタル酸エステル（PETE）の製造において最も重要なコモノマーの1つです。1,4-シクロヘキサンジメタノールはポリケタールコポリマーの合成に使用されています。1,3-プロピレン-コ-1,4-シクロヘキサンジメチレンサクシネートに基づくポリエステルカーボネートの合成中にジオールコモノマーとして使用されました。 |
| 準備 |
第一段階では、プロリン触媒によるホルムアルデヒド、クロトンアルデヒド、エチルアクリレートの形式的[3+1+2]環化付加により、ドミノマンニッヒ縮合とディールス・アルダー（D-A）過程を経てエチル4-ホルミルシクロヘキセンカルボキシレート（化合物1）が得られます。
化合物1から1,4-シクロヘキサンジメタノール（CHDM）およびCHDAを合成します。銅ベースの触媒は、エステルをアルコールに水素化するために広く使用されています。化合物1は、市販のCu / Zn / Al触媒でCHDMに水素化できます。最適化された反応条件（240度、4.0 MPaのH2、12時間）では、CHDMの高収率（84％）が達成されました。最初のステップで化合物1の最適化された収率（91％）を考慮に入れると、ホルムアルデヒド、クロトンアルデヒド、およびエチルアクリレートから出発したCHDMの総収率は76％に達しました。 |
| 概要 |
1,4-シクロヘキサンジメタンは、ポリマー産業において架橋剤として広く使用されています。 |
| 反応性プロファイル |
1,4-シクロヘキサンジメタノール (CHDM) は、2 つの主要なヒドロキシル官能基を持つジオールの特徴的な反応を起こします。1,2- および 1,3- ジオールとは対照的に、CHDM とアルデヒドまたはケトンとの反応では、1,3-ジオキソランや 1,3-ジオキセナンなどの複素環式生成物は生成されません。 |
| 水への溶解度 |
20 度（100 g 溶媒中 g）での溶解度は、ベンゼンでは 1.1、トリクロロメタンでは 5.7、水では 92.0、メタノールでは 92.2 です。 |
