JP2001206866A - エステルの製造方法 - Google Patents
エステルの製造方法Info
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Abstract
ルとを反応させるエステルの製法において、得られるエ
ステルの体積固有抵抗を向上させる。 【解決手段】 エステル化反応生成物に多価アルコール
を加えて触媒を不活性化し、水蒸気蒸留して1価アルコ
ールを除去したのち、多価アルコールの吸着剤で処理し
て多価アルコールを除去する。
Description
剤として用いられるエステルの製造方法に関するもので
ある。本発明によれば、高品質でかつ体積固有抵抗の大
きいエステルを容易に製造することができる。
機酸無水物をも意味する)と1価アルコールとからエス
テルを製造することは周知であり、得られたエステルは
可塑剤、樹脂添加剤、合成潤滑油、塗料、接着剤など種
々の分野で広く用いられている。エステルの製造方法は
いくつも知られているが、その代表的な製造方法の一つ
は、有機酸とこれに対して過剰量の1価アルコールとを
有機金属触媒の存在下に反応させ、反応生成液から過剰
の1価アルコールを除去してエステルを取得する方法で
ある。エステルに要求される物性によっては、残存する
触媒金属や未反応の有機酸などを除去するため、得られ
たエステルは更に精製処理に付される。例えば汎用の可
塑剤であるフタル酸エステルの代表的な製造法の一つで
は、先ず無水フタル酸とこれに対して過剰量の1価アル
コールとをテトライソプロピルチタネートなどの有機金
属触媒の存在下に反応させてエステルを生成させ、次い
で反応生成物から減圧下に残存している1価アルコール
を留去する。得られた粗エステルは水を加えて触媒を分
解し、更にアルカリ性物質を加えて残存するフタル酸を
中和したのち、水蒸気蒸留して臭気等の原因となる低沸
点成分を除去すると共に残存している1価アルコールを
極微量にまで低減させる。最後に濾過して触媒残渣等の
固形物を除くと、可塑剤として好適な高品質のフタル酸
エステルが得られる。
一つは、エステル化により得られる反応生成物は高温で
あり、かつ水蒸気蒸留は高温で行われるにもかかわら
ず、水を添加して触媒を分解するため、エステル化反応
生成物をいったん降温させなければならないことであ
る。この問題点の解決策の一つとして、水を用いずに多
価アルコールを用いて触媒を除去する乾式法が提案され
ている。本発明者も先に、エステル化反応生成物にペン
タエリスリトールやジペンタエリスリトール等の多価ア
ルコールを添加して攪拌し、次いで酸化マグネシウム及
び汚性炭を添加して濾過することにより、高品質のフタ
ル酸エステルを製造する方法を提案した(特許第278
5962号公報参照)。この方法は優れた方法である
が、得られるエステルの体積固有抵抗が若干小さいとい
う問題がある。従って本発明は、臭気等の原因となる低
沸点成分や1価アルコールを所望の値にまで容易に低減
させることができ、かつ体積固有抵抗の大きい製品を与
えるエステルの製造方法を提供しようとするものであ
る。
よる触媒除去の利点を生かすべく検討した結果、多価ア
ルコールで触媒を不活性化した状態で水蒸気蒸留して
も、酸価の上昇は認められないこと、及び水蒸気蒸留後
に多価アルコールを吸着除去すると、得られるエステル
の体積固有抵抗が改善されることを見出し、本発明を完
成した。すなわち本発明によれば、有機酸と1価アルコ
ールとを有機金属触媒の存在下に反応させるエステル化
工程、エステル化工程の反応生成物に多価アルコールを
添加したのち水蒸気蒸留して、軽沸物を留去する水蒸気
蒸留工程、及び水蒸気蒸留を経た反応生成物を多価アル
コールの吸着剤で処理する多価アルコール除去工程、の
各工程を順次行うことにより、高品質でかつ体積固有抵
抗の大きいエステルを容易に製造することができる。
ールとの反応そのものは、常法に従って行うことができ
る。反応原料の有機酸としては、フタル酸、イソフタル
酸、テレフタル酸、トリメリット酸などの芳香族多価カ
ルボン酸、安息香酸などの芳香族モノカルボン酸、アジ
ピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、コハク酸、マレイ
ン酸、フマル酸などの飽和又は不飽和の脂肪族多価カル
ボン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの飽和又は不飽
和の脂肪族モノカルボン酸などが用いられる。また無水
フタル酸や無水マレイン酸など、上述のカルボン酸の対
応する酸無水物も用いられる。可塑剤用エステルの場合
には、通常は多価カルボン酸又はその酸無水物が用いら
れる。
としては、通常はn−ブチルアルコール、イソブチルア
ルコール、セカンダリーブチルアルコール、n−ペンチ
ルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−ヘプチル
アルコール、n−オクチルアルコール、2−エチルヘキ
シルアルコール、イソオクチルアルコール、イソノニル
アルコール、n−ノニルアルコール、イソデシルアルコ
ール、n−デシルアルコール、ウンデシルアルコール、
トリデシルアルコールなど、炭素数4〜13の直鎖又は
分岐アルコールが用いられる。有機金属触媒としても、
テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネー
ト、テトラ−2−エチルヘキシルチタネート等のアルキ
ルチタネートや、ジブチル酸化スズ、ブチルスズマレー
ト等のスズ化合物など常用のものが用いられる。
して化学量論量より過剰、通常は10%以上過剰の1価
アルコールとを仕込み、更これに有機金属触媒を添加し
たのち、加熱して反応させればよい。反応により副生す
る水は反応を阻害するので、通常は1価アルコールと共
に水を留出させ、反応器外で水と1価アルコールとに分
液したのち、1価アルコールを反応器に還流させること
により副生する水を除去する。
ば、残存する1価アルコールを減圧下に留去して反応生
成物の粗エステルを取得する。本発明では後続する水蒸
気蒸留により1価アルコールの残存量を所望の値にまで
低減させるので、この段階での1価アルコールの留去は
簡単に行える範囲で行えばよい。通常は1価アルコール
の残存量が2重量%以下となるように留去する。
アルコールを添加して触媒を不活性化したのち、水蒸気
蒸留して臭気成分や1価アルコールなどの軽沸物を所望
の値にまで低減させる。触媒を不活性化させずに水蒸気
蒸留を行うと、エステルの酸価が上昇する。添加する多
価アルコールとしては、ネオペンチルグリコールのよう
な分岐を有するグリコールや、グリセリン、トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリス
リトールなどのような3価以上のアルコールを用いれば
よい。通常は3〜6価アルコールが用いられる。多価ア
ルコールは触媒を不活性化させるのに十分な量で用い
る。通常は次式で示されるR値が0.15以上、好まし
くは0.20以上となるように用いる。 R=C×D/A×B 式中、 A:有機金属触媒の添加モル数 B:有機金属触媒の金属の価数 C:多価アルコールの価数 D:多価アルコールの添加モル数
いると後続する多価アルコール除去工程での負荷が大き
くなるので、多価アルコールはR値が通常は1.5未満
となるように用いる。R値が1.0未満、特に0.8未
満となるように用いるのが好ましい。水蒸気蒸留そのも
のは常法に従って行えばよい。例えばフタル酸ジ−2−
エチルヘキシルの場合には、5KPa程度の減圧下、1
50℃程度の温度で水蒸気蒸留する。水蒸気蒸留により
1価アルコールの残存量をどこまで低減させるかは、ア
ルコールの除去し易さにより異なる。例えば2−エチル
ヘキサノールであれば通常100〜200ppmである
が、デカノールの場合には150〜300ppmであ
る。逆に除去し易いブタノールの場合には通常は10〜
80ppmまで除去する。
アルコールの吸着剤で処理して、含有されている多価ア
ルコールを除去する。多価アルコール吸着剤としては、
多価アルコールを吸着することができ、エステルを汚染
せず、かつ濾過等によりエステルから容易に分離できる
ものであれば任意のものを用いることができる。通常は
酸性白土、ハイドロタルサイト、モンモリロナイトなど
を用いればよい。これらの吸着剤をエステルに添加し、
攪拌して両者を十分に接触させたのち濾過することによ
りエステルから多価アルコールを除去することができ
る。このとき吸着剤と共に水をエステルに添加するのが
好ましい。前述のようにエステル中の多価アルコールは
エステルの体積固有抵抗を低下させるので、多価アルコ
ールの残存量はできるだけ少ない方が好ましい。通常は
エステル中の多価アルコールが100ppm以下、好ま
しくは50ppm以下となるように吸着操作を行う。な
お、エステル中には有機酸が微量含まれているが、これ
を除去するには常法によりエステルを苛性ソーダ水溶液
や炭酸ソーダ水溶液等のアルカリ性水溶液で処理すれば
よい。
ずれで行ってもよく、また、多価アルコールの除去操作
と同時に行ってもよい。別法として水酸化カルシウムの
ような有機酸と水不溶性塩を形成するアルカリ性物質を
添加して、有機酸塩を析出させて除去することもでき
る。この場合には多価アルコールの吸着剤と水酸化カル
シウム等とを一緒にエステルに添加して攪拌すればよ
く、生成した有機酸塩は吸着剤と一緒に濾過により除去
できる。この場合にも同時に水を添加するのが好まし
い。更には多価アルコールを添加して水蒸気蒸留する際
に、同時に水酸化カルシウムのようなアルカリ性物質を
添加しておいてもよい。
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
ノール1.25モル(163g)とを反応器に仕込み、
これにテトライソプロピルチタネート0.20gを添加
した。攪拌下に加熱して190〜220℃で3時間反応
させた。副生した水は2−エチルヘキサノールと共に留
出させ、水と分離した後の2−エチルヘキサノールは反
応器に戻した。反応終了後、0.65〜5KPaの減圧
下で180〜200℃に加熱して、残留している2−エ
チルヘキサノールを留去した。得られた粗エステル(酸
価0.05mgKOH/g、2−エチルヘキサノール含
有率1.2%)にグリセリンを0.025g添加し、1
40℃で10分間攪拌した。引続いて140℃、8KP
aで水蒸気蒸留して2−エチルヘキサノールの含有量を
150ppmまで低下させた。エステルを120℃に降
温させ、これに水酸化カルシウム0.02g、酸性白土
0.2g及び水6gを添加して10分間攪拌し、120
℃、1.3KPaで10分間脱水したのち濾過した。得
られたエステルの酸価とJISK6751による体積固
有抵抗を表−1に示す。なお、粗エステルの精製に要し
た時間は2時間40分であった。
降温させたのち、水酸化カルシウム0.02gと水6g
とを添加して攪拌した。引続き実施例1と同様にして水
蒸気蒸留したのち脱水・濾過した。得られたエステルの
酸価と体積固有抵抗を表−1に示す。なお、粗エステル
の精製に要した時間は3時間10分であった。
コールを添加せずに実施例1と同様の水蒸気蒸留を施し
た。120℃に降温させ、これに水酸化カルシウム0.
02gと水6gとを添加して攪拌したのち脱水・濾過し
た。得られたエステルの酸価と体積固有抵抗を表−1に
示す。
を0.03g添加し、140℃で10分間攪拌した。引
続いて実施例1と同様にして水蒸気蒸留したのち、12
0℃に降温させた。これに水酸化カルシウム0.02g
と水6gを添加し、攪拌したのち脱水・濾過した。得ら
れたエステルの酸価と体積固有抵抗を表−1に示す。
Claims (14)
- 【請求項1】 有機酸と1価アルコールとを有機金属触
媒の存在下に反応させるエステル化工程、 エステル化工程の反応生成物に多価アルコールを添加し
たのち水蒸気蒸留して、軽沸物を留去する水蒸気蒸留工
程、及び水蒸気蒸留を経た反応生成物を多価アルコール
の吸着剤で処理して多価アルコールを吸着除去する多価
アルコール除去工程、の各工程を順次行うことを特徴と
するエステルの製造方法。 - 【請求項2】 有機酸とこれに対して過剰量の1価アル
コールとを有機金属触媒の存在下に反応させるエステル
化工程、 エステル化工程の反応生成物に多価アルコールを添加し
たのち水蒸気蒸留して、軽沸物を留去する水蒸気蒸留工
程、及び水蒸気蒸留を経た反応生成物に多価アルコール
の吸着剤を添加したのち濾過する多価アルコール除去工
程、の各工程を順次行うことを特徴とするエステルの製
造方法。 - 【請求項3】 有機酸とこれに対して過剰量の1価アル
コールとを有機金属触媒の存在下に反応させるエステル
化工程、 エステル化工程の反応生成物に多価アルコールとアルカ
リ性物質を添加したのち水蒸気蒸留して、軽沸物を留去
する水蒸気蒸留工程、及び水蒸気蒸留を経た反応生成物
に多価アルコールの吸着剤を添加したのち濾過する多価
アルコール除去工程、の各工程を順次行うことを特徴と
するエステルの製造方法。 - 【請求項4】 多価アルコールを、下記式で示されるR
値が0.15以上となるように反応生成物に添加するこ
とを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の
エステルの製造方法。 R=C×D/A×B 式中、 A:有機金属触媒のモル数 B:有機金属触媒の金属の価数 C:多価アルコールの価数 D:多価アルコールの添加モル数 - 【請求項5】 多価アルコールを、下記式で示されるR
値が0.20以上となるように反応生成物に添加するこ
とを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の
エステルの製造方法。 R=C×D/A×B 式中、 A:有機金属触媒のモル数 B:有機金属触媒の金属の価数 C:多価アルコールの価数 D:多価アルコールの添加モル数 - 【請求項6】 エステル中の残存多価アルコールが10
0ppm以下となるように多価アルコール除去工程を行
うことを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記
載のエステルの製造方法。 - 【請求項7】 エステル中の残存多価アルコールが50
ppm以下となるように多価アルコール除去工程を行う
ことを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記載
のエステルの製造方法。 - 【請求項8】 有機酸が多価カルボン酸又は多価カルボ
ン酸無水物であることを特徴とする、請求項1ないし7
のいずれかに記載のエステルの製造方法。 - 【請求項9】 1価アルコールが炭素数4〜13の分岐
を有していてもよい鎖状アルコールであることを特徴と
する、請求項1ないし8のいずれかに記載のエステルの
製造方法。 - 【請求項10】 多価アルコールが3〜6価アルコール
であることを特徴とする、請求項1ないし9のいずれか
に記載のエステルの製造方法。 - 【請求項11】 多価アルコールの吸着剤が酸性白土、
ハイドロタルサイト及びモンモリロナイトより成る群か
ら選ばれたものであることを特徴とする、請求項1ない
し10のいずれかに記載のエステルの製造方法。 - 【請求項12】 水蒸気蒸留を経た反応生成物を多価ア
ルコールの吸着剤で処理する際に水を共存させることを
特徴とする、請求項1ないし11のいずれかに記載のエ
ステルの製造方法。 - 【請求項13】 水蒸気蒸留を経た反応生成物を多価ア
ルコールの吸着剤とアルカリ性物質とで処理することを
特徴とする、請求項1ないし12のいずれかに記載のエ
ステルの製造方法。 - 【請求項14】 エステルが可塑剤であることを特徴と
する、請求項1ないし13のいずれかに記載のエステル
の製造方法。
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KR101170185B1 (ko) * | 2003-08-29 | 2012-07-31 | 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드 | 프탈레이트 가소제 에스터의 개선 또는 이와 관련된 개선 |
WO2013062042A1 (ja) | 2011-10-28 | 2013-05-02 | 三菱化学株式会社 | 窒化物結晶の製造方法および窒化物結晶 |
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