EP1924547A1 - Verfahren zur herstellung von (meth) acrylaten vier- oder mehrwertiger alkohole - Google Patents

Verfahren zur herstellung von (meth) acrylaten vier- oder mehrwertiger alkohole

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EP1924547A1
EP1924547A1 EP06792846A EP06792846A EP1924547A1 EP 1924547 A1 EP1924547 A1 EP 1924547A1 EP 06792846 A EP06792846 A EP 06792846A EP 06792846 A EP06792846 A EP 06792846A EP 1924547 A1 EP1924547 A1 EP 1924547A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
meth
transesterification
alkanols
formula
butyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06792846A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bardo Schmitt
Joachim Knebel
Günther Gräff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roehm GmbH Darmstadt
Original Assignee
Evonik Roehm GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Evonik Roehm GmbH filed Critical Evonik Roehm GmbH
Publication of EP1924547A1 publication Critical patent/EP1924547A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/03—Preparation of carboxylic acid esters by reacting an ester group with a hydroxy group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/02—Preparation of carboxylic acid esters by interreacting ester groups, i.e. transesterification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/52—Esters of acyclic unsaturated carboxylic acids having the esterified carboxyl group bound to an acyclic carbon atom
    • C07C69/533—Monocarboxylic acid esters having only one carbon-to-carbon double bond
    • C07C69/54—Acrylic acid esters; Methacrylic acid esters

Definitions

  • the invention relates to a process for the transesterification of (meth) acrylic acid esters with in particular polyfunctional alkanols using a catalyst.
  • diorganyltin oxides or of organyltin halides as transesterification catalysts is known.
  • DE-AS 1005947 describes that di- and triorganotin compounds effectively catalyze esterification and transesterification reactions of (meth) acrylic acid or (meth) acrylic acid esters.
  • the advantageous effects of the catalysts described therein include high catalytic activity, low tendency to dehydration especially secondary alcohols and high ester yields.
  • EP 663386 describes a process for the transesterification of (meth) acrylic acid esters with in particular polyfunctional alkanols using a mixed catalyst consisting of diorganyltin oxide and organyltin halide. For example, a reaction time of 14 hours is given in EP 663386 for the preparation of pentaerythritol tetramethacrylate. In addition, only 78 mol% of pentaerythritol tetramethacrylate are isolated.
  • the object was to provide a process for the transesterification of (meth) acrylic acid esters with, in particular, polyfunctional alkanols using a catalyst which can, within acceptable reaction times, form reaction products in acceptable purities.
  • R 1 is H or CH 3 and R 2 is an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, with alkanols having four or more esterifiable hydroxyl group, characterized in that as the transesterification catalyst 0.01 to 10 wt .-% based on the entire reaction mixture lithium amide catalysts are used.
  • (meth) acrylic acid esters can be prepared in significantly improved purities by the process.
  • the notation (meth) acrylate stands for the esters of (meth) acrylic acid and means here both methacrylate, such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, etc., as well as acrylate, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, etc., as well as mixtures of the two.
  • the alkanols used in the transesterification preferably have four or more esterifiable hydroxyl groups, for example pentaerythritol, erythritol or threitol.
  • Examples of representatives of penta- and hexafunctional alkanols which can be used as transesterification components are: arabinitol, ribitol, xylitol, sorbitol, glucitol and mannitol, all also known as sugar alcohols (cf., for example, Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd Ed., Vol. 1, pp. 754-789, John Wiley, New York, 1978).
  • the reaction of acrylic or methacrylic esters of the formula I with the tetra- or polyfunctional alkanols in the presence of from 0.01 to 10% by weight of catalyst is preferably from 0.1 to 5% by weight, particularly preferably from 0.2 to 2 wt .-% catalyst based on the total reaction mixture.
  • the reaction of acrylic or Methacrylklam of formula I with the tetra- or polyfunctional alkanols is at temperatures between 30 and 180 0 C, preferably between 50 and 130 degrees in the presence of 0.01 to 10 wt .-%, preferably from 0, 1 to 5 wt .-%, particularly preferably from 0.2 to 2 wt .-%, based on the total reaction mixture of the lithium amide carried out catalyst.
  • the process can be carried out in any inert aprotic solvent. Preference is given to aliphatic or aromatic solvents, particularly preferably xylene, toluene or cyclohexane.
  • inhibitors which prevent free-radical polymerization of the (meth) acrylic groups during the reaction. These inhibitors are well known in the art.
  • inhibitors are used mainly 1, 4-dihydroxybenzenes. However, it is also possible to use differently substituted dihydroxybenzenes.
  • such inhibitors can be represented by the general formula (III)
  • R 6 is a linear or branched alkyl radical having one to eight carbon atoms, halogen or aryl, preferably an alkyl radical having one to four carbon atoms, more preferably methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec Butyl, tert -butyl, Cl, F or Br; o is an integer in the range of one to four, preferably one or two; and
  • R 7 is hydrogen, a linear or branched alkyl radical having one to eight carbon atoms or aryl, preferably an alkyl radical having one to four carbon atoms, more preferably methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec Butyl or tert-butyl.
  • R 7 is hydrogen, a linear or branched alkyl radical having one to eight carbon atoms or aryl, preferably an alkyl radical having one to four carbon atoms, more preferably methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec Butyl or tert-butyl.
  • 1,4-benzoquinone as the parent compound.
  • R 6 and o have the meaning given above.
  • R 8 denotes a linear or branched alkyl radical having one to eight carbon atoms, aryl or aralkyl, propionic acid esters with 1 to 4 valent alcohols, which may also contain heteroatoms such as S, O and N, preferably an alkyl radical having one to four carbon atoms, particularly preferably methyl, Ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl.
  • Another advantageous class of substances are hindered phenols based on triazine derivatives of the formula (VI)
  • the proportion of inhibitors individually or as a mixture is generally 0.01-0.50% (wt / wt), wherein the concentration of the inhibitors is preferably selected so that the color number according to DIN 55945 is not impaired becomes. Many of these inhibitors are commercially available.
  • (Meth) acrylic esters of the formula I and hydroxyl groups of the tetra- or polyfunctional alkanols react to give the desired end products.
  • the reaction can be carried out under atmospheric pressure, underpressure or overpressure, it being possible for the reaction to be carried out batchwise or continuously.
  • the starting materials, (meth) acrylic acid esters I and tetra- or polyfunctional alkanol are heated together in the presence of the lithium amide catalyst to reaction temperature and thereby continuously the eliminated alkanol R 2 OH and the excess (meth) acrylic ester I, preferably together in one Azeotrope, distilled off.
  • the reaction times are generally between 1 and 20 hours, preferably between 2 and 8 hours, and depend on the reaction temperature or on the amount of catalyst used.
  • an inert solvent such as, for example, toluene or cyclohexane.
  • the excess (meth) acrylic ester I is partially or preferably completely, for example distilled off, removed from the reaction product. Subsequently, the separation of the catalyst is carried out by filtration.
  • the tetra- or polyfunctional (meth) acrylic esters are excellent copolymers for reactions in which crosslinking during polymerization is desired.
  • they are used in paints, dental applications, adhesives, in vulcanization or in radiation curing.
  • the mixture is introduced into the reaction apparatus except for lithium amide and dehydrated, then the batch is cooled. At about 80 0 C is added to the lithium amide and the reaction temperature is increased again. The resulting methanol is distilled as MMA / methanol azeotrope over a column top. After the column head temperature no longer falls, the reaction is stopped after a reaction time of 6.7 h and a reaction temperature of 101 0 C to 113 0 C.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Acryl- und Methacrylsäureestern durch Umesterung von (Meth)acrylsäureestem der Formel I: wobei R<SUB>1</SUB> für H oder CH<SUB>3</SUB> und R<SUB>2</SUB> für einen Alkylrest mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen stehen, mit Alkanolen, die vier oder mehr veresterbare Hydroxylgruppe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass als Umesterungskatalysator 0,01 bis 10 Gew.-% bezogen auf das gesamte Reaktionsgemisch Lithiumamid-Katalysatoren eingesetzt werden.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON (METH) ACRYLATEN VIER- ODER MEHRWERTIGER ALKOHOLE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umesterung von (Meth)acryl- säureestem mit insbesondere mehrfunktionellen Alkanolen unter Verwendung eines Katalysators.
Die Verwendung von Diorganylzinnoxiden bzw. von Organylzinnhalogeniden als Umesterungskatalysatoren ist bekannt. So beschreibt beispielsweise DE-AS 1005947, dass Di- und Triorganozinnverbindungen Veresterungs- und Umesterungsreaktionen von (Meth)acrylsäure bzw. (Meth)acrylsäureestem wirksam katalysieren. Die vorteilhaften Wirkungen der dort beschriebenen Katalysatoren umfassen hohe katalytische Wirksamkeit, geringe Neigung zur Dehydratisierung insbesondere sekundärer Alkohole sowie hohe Esterausbeuten.
Die Präparation von vier- oder mehrfunktionellen (Meth)acrylsäureestem durch Umesterung von (Meth)acrylsäureestem, welche kleine Esterreste, beispielsweise Alkylreste, aufweisen, mit vier- oder mehrfunktionellen Alkoholen unter Katalyse von Diorganylzinnoxiden oder Diorganylzinnhalogeniden nach den Verfahren des Standes der Technik, verläuft oftmals mit unbefriedigend geringen Umsätzen der Edukte in akzeptablen Reaktionszeiten. Dies ist insbesondere der Fall bei der Umsetzung von (Meth)acrylsäureestem mit mehrfunktionellen Alkoholen.
Die EP 663386 Beschreibt ein Verfahren zur Umesterung von (Meth)acryl- säureestem mit insbesondere mehrfunktionellen Alkanolen unter Verwendung eines Mischkatalysators bestehend aus Diorganylzinnoxid und Organylzinnhalogenid. Beispielsweise wird in der EP 663386 zur Darstellung von Pentaerythrittetramethacrylat eine Reaktionszeit von 14 Stunden angegeben. Zudem werden nur 78 Mol-% Pentaerythrittetramethacrylat isoliert.
Aufgabe war es, ein Verfahren zur Umesterung von (Meth)acrylsäureestem mit insbesondere mehrfunktionellen Alkanolen unter Verwendung eines Katalysators zur Verfügung zu stellen, das in akzeptablen Reaktionszeiten Reaktionsprodukte in annehmbaren Reinheiten darstellen kann.
Die Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Acryl- und Methacrylsäureestem durch Umesterung von (Meth)acrylsäureestem der Formel I:
wobei R1 für H oder CH3 und R2 für einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen stehen, mit Alkanolen, die vier oder mehr veresterbare Hydroxylgruppe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass als Umesterungskatalysator 0,01 bis 10 Gew.-% bezogen auf das gesamte Reaktionsgemisch Lithiumamid-Katalysatoren eingesetzt werden.
Überraschend wurde gefunden, dass durch die Verwendung eines Katalysators aus der Gruppe der Lithiumamid-Katalysatoren die Reaktionszeiten bei der Umesterung mit höherwertigen Alkanolen erheblich verkürzt werden kann.
Zudem wurde gefunden, dass mit dem Verfahren höherwertige (Meth)acrylsäure-ester in wesentlich verbesserten Reinheiten dargestellt werden können. Die Schreibweise (Meth)acrylat steht für die Ester der (Meth)acrylsäure und bedeutet hier sowohl Methacrylat, wie z.B. Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat usw., als auch Acrylat, wie z.B. Methylacrylat, Ethylacrylat usw., sowie Mischungen aus beiden.
Es wurde gefunden, dass bevorzugt Katalysatoren aus der Gruppe der Lithiumamide eingesetzt werden können.
Bevorzugt weisen die bei der Umesterung verwendeten Alkanole vier oder mehr veresterbare Hydroxylgruppen auf, wie beispielsweise Pentaerythritol, Erythritol oder Threitol.
Besonders bevorzugt eingesetzt werden tetrafunktionelle Alkanole der Formel II:
FT(OH)n II, mit n > 4 wobei R1" für einen gegebenenfalls verzweigten aliphatischen oder aromatisch Rest mit 4 bis 40 Kohlenstoffatomen steht.
Als Vertreter von penta- und hexafunktionellen Alkanolen, die als Umesterungskomponenten eingesetzt werden können, seien beispielhaft genannt: Arabinitol, Ribitol, Xylitol, Sorbitol, Glucitol und Mannitol, alle auch als Zuckeralkohole bekannt (vgl. z. B. Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd Ed., Vol. 1 , Seiten 754 bis 789, John Wiley, New York, 1978).
Als Acryl- oder Methacrylsäureester der Formel I können beispielsweise eingesetzt werden: Alkyl(meth)acrylate von gradkettigen, verzweigten oder cycloaliphatischen Alkoholen mit 1 bis 40 C-Atomen, wie zum Beispiel Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, i- Butyl(meth)acrylat, t-Butyl(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, lsobomyl(meth)acrylat; Aryl(meth)acrylate wie zum Beispiel Benzyl(meth)acrylat oder Phenyl(meth)acrylat die jeweils unsubstituiert oder 1-4-fach substituierte Arylreste aufweisen können; andere aromatisch substituierte (Meth)acrylate wie beispielsweise Naphthyl(meth)acrylat; Mono(meth)acrylate von Ethern, Polyethylenglycolen, Polypropylenglycolen oder deren Mischungen mit 5-80 C-Atomen, wie beispielsweise Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Methoxy(m)ethoxyethylmethacrylat, 1 -Butoxy- propylmethacrylat, Cyclohexyloxymethylmethacrylat,
Benzyloxymethylmethacrylat, Furfurylmethacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 2- Ethoxyethylmethacrylat, Allyloxymethylmethacrylat, 1 -Ethoxybutylmethacrylat, 1 -Ethoxyethylmethacrylat, Ethoxymethylmethacrylat, Poly(ethylenglycol)- methylether(meth)acrylat und Poly(propylenglycol)methylether(meth)acrylat.
Die Umsetzung von Acryl- oder Methacrylestem der Formel I mit den tetra- oder mehrfunktionellen Alkanolen wird in Gegenwart von 0,01 bis 10 Gew.-% Katalysator bevorzugt von 0,1 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,2 bis 2 Gew.-% Katalysator bezogen auf die gesamte Reaktionsmischung durchgeführt.
Die Umsetzung von Acryl- oder Methacrylsäureestem der Formel I mit den tetra- oder mehrfunktionellen Alkanolen wird bei Temperaturen zwischen 30 und 180 0C, vorzugsweise zwischen 50 und 130 Grad in Gegenwart von 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,2 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Reaktionsmischung des Lithiumamid- Katalysators durchgeführt. Das Verfahren kann in beliebigen inerten aprotischen Lösungsmitteln durchgeführt werden. Bevorzugt werden aliphatische oder aromatische Lösungsmittel, besonders bevorzugt XyIoI, Toluol oder Cyclohexan.
Bei der Umesterung der Verbindung(en) der Formel I mit den Alkanolen können Inhibitoren zugesetzt werden, die eine radikalische Polymerisation der (Meth)acrylgruppen während der Reaktion verhindern. Diese Inhibitoren sind in der Fachwelt weithin bekannt.
Eingesetzt werden hauptsächlich 1 ,4-Dihydroxybenzole. Es können jedoch auch anders substituierte Dihydroxybenzole zum Einsatz kommen. Allgemein lassen sich derartige Inhibitoren mit der allgemeinen Formel (IM) wiedergeben
worin
R6 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit eins bis acht Kohlenstoffatomen, Halogen oder Aryl bedeutet, vorzugsweise einen Alkylrest mit eins bis vier Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec-Butyl, tert.-Butyl, Cl, F oder Br; o eine ganze Zahl im Bereich von eins bis vier, vorzugsweise eins oder zwei ist; und
R7 Wasserstoff, einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit eins bis acht Kohlenstoffatomen oder Aryl bedeutet, vorzugsweise einen Alkylrest mit eins bis vier Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso- Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec-Butyl oder tert.-Butyl. Es können jedoch auch Verbindungen mit 1 ,4-Benzochinon als Stammverbindung eingesetzt werden. Diese lassen sich mit der Formel (IV) beschreiben
worin
R6 und o die oben angegebene Bedeutung haben.
Ebenso werden Phenole der allgemeinen Struktur (V) eingesetzt
worin
R8 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit eins bis acht Kohlenstoffatomen, Aryl oder Aralkyl, Propionsäureester mit 1 bis 4 wertigen Alkoholen, welche auch Heteroatome wie S, O und N enthalten können, vorzugsweise einen Alkylrest mit eins bis vier Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec-Butyl, tert.- Butyl bedeutet.
Eine weitere vorteilhafte Substanzklasse stellen gehinderte Phenole auf Basis von Triazinderivaten der Formel (VI) dar
mit R9 = Verbindung der Formel (VII)
worin
R = CpH2p+i mit p = 1 oder 2 ist.
Besonders erfolgreich werden die Verbindungen 1 ,4-Dihydroxybenzol, 4- Methoxyphenol, 2,5-Dichloro-3,6-dihydroxy-1 ,4-benzochinon, 1 ,3,5-Trimethyl- 2,4,6-tris-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol, 2,6-Di-tert.-butyl-4- methylphenol, 2,4-Dimethyl-6-tert.-butylphenol, 2,2-Bis [3,5-Bis(1 ,1- dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl-1 -oxopropoxymethyl)]1 ,3-propandiylester, 2,2'- Thiodiethylbis-[3-(3,5-di-tert.butyl-4-hydroxyphenyl)]propionat, Octadecyl-3-(3,5- di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat, 3,5-Bis(1 , 1 -dimethylethyl-2,2- Methylenbis-(4-methyl-6-tert.-butyl)phenol, Tris-(4-tert.-butyl-3-hydroxy-2,6- dimethylbenzyl)-s-triazin-2,4,6-(1 H,3H,5H)trion, Tris(3,5-ditert.butyl-4-hydroxy)- s-triazin-2,46-(1 H, 3H,5H)trion oder tert.-Butyl-3,5-dihydroxybenzol eingesetzt. Vorteilhafterweise werden Kombinationen aus 4-Hydroxy-2,2,6,6- tetramethylpiperidinooxyl, gelöstem Sauerstoff, Phenothiazin, 4- (Methacryloyloxy)-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl, N,N-Diethylhydroxylamin, N,N'-Diphenyl-p-phenylendiamin oder Hydrochinonmonomethylether eingesetzt. Bezogen auf das Gewicht der gesamten Reaktionsmischung beträgt der Anteil der Inhibitoren einzeln oder als Mischung im allgemeinen 0,01 - 0,50 % (wt/wt), wobei man die Konzentration der Inhibitoren vorzugsweise so auswählt, dass die Farbzahl gemäß DIN 55945 nicht beeinträchtigt wird. Viele dieser Inhibitoren sind kommerziell erhältlich.
(Meth)acrylsäureester der Formel I und Hydroxylgruppen der tetra- oder mehrfunktionellen Alkanole reagieren zu den gewünschten Endprodukten. In der Praxis ist es zweckmäßig, während der Umsetzung die (Meth)acrylsäureestem I im Überschuß zu halten, wobei die (Meth)acrylsäure I in Mengen von 1 ,2 bis 15 Mol, vorzugsweise 2 bis 10 Mol, pro Mol Hydroxylgruppen eingesetzt werden.
Die Umsetzung kann unter Normaldruck, Unter- oder Überdruck durchgeführt werden, wobei die Reaktionsführung diskontinuierlich oder kontinuierlich erfolgen kann. Im Allgemeinen werden die Edukte, (Meth)acrylsäureester I und tetra- oder mehrfunktioneller Alkanol, gemeinsam in Gegenwart des Lithiumamid-Katalysators auf Reaktionstemperatur erhitzt und dabei kontinuierlich das abgespaltene Alkanol R2OH sowie der überschüssige (Meth)acrylsäureester I, vorzugsweise gemeinsam in einem Azeotrop, abdestilliert. Die Reaktionszeiten liegen im Allgemeinen zwischen 1 und 20 Stunden, vorzugsweise zwischen 2 und 8 Stunden, und hängen von der Reaktionstemperatur bzw. von der eingesetzten Menge des Katalysators ab. Weiterhin ist es möglich, die Umsetzung in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, wie beispielsweise Toluol oder Cyclohexan, durchzuführen.
Nach Beendigung der Umsetzung wird der überschüssige (Meth)acrylsäureester I teilweise oder vorzugsweise vollständig, beispielsweise durch Abdestillieren, aus dem Reaktionsprodukt entfernt. Anschließend erfolgt die Abtrennung des Katalysators durch Filtration.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von (Meth)acrylsäureestem durch Umesterung von (Meth)acrylsäureestem I mit tetra- oder mehrfunktionellen Alkanolen liefert insbesondere bei der Herstellung mehrfunktioneller (Meth)acrylsäureester deutlich höhere Ausbeuten und deutlich weniger Nebenprodukte als die Verfahren des Standes der Technik.
Die tetra- oder mehrfunktionellen (Meth)acrylsäureester sind hervorragende Copolymere für Reaktionen, bei denen eine Vernetzung während der Polymerisation erwünscht ist. Beispielsweise werden sie in Lacken, Dentalanwendungen, Klebstoffen, bei der Vulkanisation oder in der Strahlenhärtung eingesetzt.
Die im Folgenden gegebenen Beispiele werden zur besseren Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung gegeben, sind jedoch nicht dazu geeignet, die Erfindung auf die hierin offenbarten Merkmale zu beschränken.
BEISPIELE
Beispiel 1 :
Der Ansatz wird bis auf Lithiumamid in die Reaktionsapparatur eingefüllt und entwässert, anschließend wird der Ansatz abgekühlt. Bei ca. 80 0C gibt man das Lithiumamid zu und die Reaktionstemperatur wird wieder erhöht. Das entstehende Methanol wird als MMA/Methanol-Azeotrop über einen Kolonnenkopf destilliert. Nach dem die Kolonnenkopftemperatur nicht mehr fällt, wird nach einer Reaktionszeit von 6,7 h und einer Reaktionstemperatur von 101 0C bis 113 0C die Reaktion beendet.
Das erhaltene Rohprodukt wird filtriert und anschließend am Rotationsverdampfer (80 0C / 12 mbar) eingeengt, wobei 193,8 g (= 95 % d. Th.) einer klaren viskosen Flüssigkeit erhalten wird, welche beim Abkühlen zu einer weichen kristallinen Masse erstarrt.
Ansatz:
500,5 g = 5,0 mol Methylmethacrylat
68,1 g = 0,5 mol Pentaerythrit
0,041 g = 200 ppm bez. auf Produkt Hydrochinonmonomethylether
0,41 g = 0,2 % bez. auf Produkt Lithiumamid Reinheit:
82 Mol-% Pentaerythrittetramethacrylat 15% Mol-% Pentaerythrittrimethacrylat <1% Mol-% Pentaerythritdimethacrylat <1% Mol-% Pentaerythritmonomethacrylat >1% Mol-% Monomere mit Funktionalität >4
Verqleichsbeispiel 1 : Pentaerythrittetramethacrylat
Durchführung wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch unter Verwendung von 136 g (1 ,0 Mol) Pentaerythrit, 1000 g (10,0 Mol) Methylmethacrylat, 5,0 g (0,02 Mol) Dibutylzinnoxid und 6,1 g (0,02 Mol) Dibutylzinndichlorid als Mischkatalysator sowie 0,57 g Hydrochinonmonomethylether. Nach 14 Stunden Reaktionszeit wird das überschüssige Methylmethacrylat im Vakuum entfernt. Die H-NMR- spektroskopische Analyse des Reaktionsprodukts zeigt folgende Zusammensetzung:
78 Mol-% Pentaerythrittetramethacrylat 18 Mol-% Pentaerythrittrimethacrylat 3 Mol-% Pentaerythritdimethacrylat 1 Mol-% Pentaerythritmonomethacrylat Verqleichsbeispiel 2:
Herstellung von Pentaerythrittetramethacrylat unter alleiniger Verwendung von Dibutylzinndichlorid als Katalysator.
Durchführung wie in Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, jedoch unter Verwendung von 11 ,4 g (0,038 Mol) Dibutylzinndichlorid als Katalysator. Nach 3,5 Stunden Reaktionszeit hat sich noch kein Methanol gebildet, d. h. es findet keine Umesterung statt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung von Acryl- und Methacrylsäureestem durch Umesterung von (Meth)acrylsäureestem der Formel I:
(I).
wobei R1 für H oder CH3 und R2 für einen Alkylrest mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen stehen, mit Alkanolen, die vier oder mehr veresterbare Hydroxylgruppe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass als Umesterungskatalysator 0,01 bis 10 Gew.-% bezogen auf das gesamte Reaktionsgemisch Lithiumamid-Katalysatoren eingesetzt werden.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Katalysator in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-% bezogen auf das gesamte Reaktionsgemisch eingesetzt wird.
3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Umesterung eingesetzten Alkanole vier oder mehr veresterbare Hydroxylgruppen aufweisen.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkanole mit vier oder mehr veresterbaren Hydroxylgruppen ausgewählt sind aus der Gruppe: tetrafunktionelle Alkanole der Formel II:
FT(OH)n II, wobei n > 4 und
R"1 für einen gegebenenfalls verzweigten aliphatischen oder aromatischen Rest mit 4 bis 40 Kohlenstoffatomen steht.
5. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der (Meth)arcrylsäureester der Formel I in Mengen von 1 ,2 bis 15 Mol pro Mol veresterbare Hydroxylgruppen eingesetzt wird.
6. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umesterungsreaktion bei Temperaturen zwischen 50 und 130 0C durchgeführt wird.
EP06792846A 2005-09-15 2006-08-16 Verfahren zur herstellung von (meth) acrylaten vier- oder mehrwertiger alkohole Withdrawn EP1924547A1 (de)

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