JP2001261617A - Method for producing ester - Google Patents

Method for producing ester

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JP2001261617A
JP2001261617A JP2000079484A JP2000079484A JP2001261617A JP 2001261617 A JP2001261617 A JP 2001261617A JP 2000079484 A JP2000079484 A JP 2000079484A JP 2000079484 A JP2000079484 A JP 2000079484A JP 2001261617 A JP2001261617 A JP 2001261617A
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JP
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alcohol
unreacted
ester
carboxyl groups
reaction
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JP2000079484A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatomo Asai
政知 浅井
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an ester with high productivity. SOLUTION: This method for producing the ester is characterized in that refluxing of an alcohol is stopped when the resultant reactional product liquid has 0.2-3.0 mgKOH/g acid value and the following formula (1) Y>=1.2×104X (1) (wherein X denotes the ratio of unreacted carboxyl groups based on the sum total of the unreacted carboxyl groups and esterified carboxyl groups in the reactional product liquid; and Y denotes the equivalent ratio of the unreacted alcohol to the unreacted carboxyl groups in the reactional product liquid) is satisfied and the distilling off of the alcohol is then carried out in the method for producing the ester comprising reacting an organic acid with the excessive alcohol under refluxing conditions of the alcohol while removing water, producing the ester and then distilling off the unreacted alcohol from the resultant reactional product liquid.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はエステル、特に可塑
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のエステルを生産性よく製
造することができる。
[0001] The present invention relates to a method for producing an ester, particularly an ester used as a plasticizer. According to the present invention, high-quality esters can be produced with high productivity.

【0002】[0002]

【従来の技術】有機酸(本明細書において有機酸とは有
機酸無水物をも意味する)と1価アルコールとを反応さ
せて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、接着剤など
種々の分野で広く用いられている。
2. Description of the Related Art It is well known that an ester is produced by reacting an organic acid (in the present specification, an organic acid also means an organic acid anhydride) with a monohydric alcohol. It is widely used in various fields such as agents, resin additives, synthetic lubricating oils and adhesives.

【0003】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、残存する触媒や未反応の有機酸、更
には副生した不純物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触媒の存在下に反
応させてエステルを生成させる。この反応の間、副生し
た水はアルコールと共に蒸発させて除去する。発生した
蒸気は反応装置外で凝縮させ、凝縮液は水相とアルコー
ル相とに分液して、アルコール相は反応装置に還流させ
る。無水フタル酸の反応率が所定の値に達したならば、
アルコール相の還流を停止して、減圧下に残存している
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酸分を中
和したのち、水蒸気蒸留して臭気成分などの軽沸分を除
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。
There are many known methods for producing esters. One of the typical methods is to react an organic acid with an excess amount of a monohydric alcohol in the presence of a catalyst. A method in which an excess monohydric alcohol is removed from a reaction product solution to obtain an ester. Depending on the physical properties required for the ester, the obtained ester is further subjected to a purification treatment in order to remove the remaining catalyst, unreacted organic acid, and by-product impurities. For example, in a typical method for producing a phthalic ester, which is a general-purpose plasticizer, first, phthalic anhydride and an excess amount of a monohydric alcohol are added to the phthalic anhydride.
The ester is formed by reacting in the presence of a catalyst such as tetraisopropyl titanate. During this reaction, the by-product water is removed by evaporation together with the alcohol. The generated vapor is condensed outside the reactor, the condensate is separated into an aqueous phase and an alcohol phase, and the alcohol phase is refluxed to the reactor. If the reaction rate of phthalic anhydride reaches a predetermined value,
The reflux of the alcohol phase is stopped and the remaining alcohol is distilled off under reduced pressure. The crude ester obtained is decomposed by adding water to decompose the catalyst, further adding an alkaline substance to neutralize the acid component, and then performing steam distillation to remove light boiling components such as odor components and to retain the remaining monovalent compound. Reduce alcohol to a very small amount. Finally, filtration to remove solids gives a high quality phthalate suitable as a plasticizer.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の方法の問題点の
一つは、反応に要する時間が長く、生産性が若干低いこ
とである。また反応時間が長いことは、生成するエステ
ルが着色しやすいという副次的問題を生ずる。従って本
発明の目的は、生産性のよいエステルの製造方法を提供
することにある。また本発明の更なる目的は、生産性が
よく、かつ着色の少ないエステルの製造方法を提供する
ことにある。
One of the problems of the above-mentioned method is that the reaction requires a long time and the productivity is slightly low. In addition, a long reaction time causes a secondary problem that the produced ester is easily colored. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing an ester with good productivity. It is a further object of the present invention to provide a method for producing an ester having good productivity and little coloring.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、有機酸
とこれに対して過剰量の炭素数4〜13の1価アルコー
ルとを反応装置に仕込み、生成する水をアルコールと共
に蒸発させて反応装置外で凝縮させ、凝縮液を水相とア
ルコール相とに分液してアルコール相を反応装置に還流
させながら反応を行わせ、次いで減圧下にアルコールを
留去するエステルの製造方法において、反応生成液が酸
価0.2〜3.0mgKOH/gで、かつ下記式(1)
を満足する時点で、アルコール相の還流を停止してアル
コールの留去を行うことにより、高品質のエステルを生
産性よく製造することができる。
According to the present invention, an organic acid and an excessive amount of a monohydric alcohol having 4 to 13 carbon atoms are charged into a reactor, and water produced is evaporated together with the alcohol. Condensation outside the reactor, a reaction is carried out while separating the condensate into an aqueous phase and an alcohol phase and refluxing the alcohol phase to the reactor, and then a method for producing an ester in which the alcohol is distilled off under reduced pressure, The reaction product solution has an acid value of 0.2 to 3.0 mgKOH / g and the following formula (1)
Is satisfied, by stopping the reflux of the alcohol phase and distilling off the alcohol, a high-quality ester can be produced with high productivity.

【0006】[0006]

【数4】Y≧1.2×104 X ・・・・・(1)[Equation 4] Y ≧ 1.2 × 10 4 X (1)

【0007】(式中、Xは反応生成液中の未反応カルボ
キシル基及びエステル化されたカルボキシル基の合計に
対する未反応カルボキシル基の割合、Yは反応生成液中
の未反応カルボキシル基に対する未反応アルコールの当
量比をそれぞれ示す)
(Wherein, X is the ratio of unreacted carboxyl groups to the total of unreacted carboxyl groups and esterified carboxyl groups in the reaction product solution, and Y is unreacted alcohol to unreacted carboxyl groups in the reaction product solution) The equivalent ratio of each is shown)

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明では、有機酸と1価アルコ
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、上記のカルボン酸の対
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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, the reaction itself between an organic acid and a monohydric alcohol can be carried out according to a conventional method. Organic acids used as the reaction raw materials include aromatic polycarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid and trimellitic acid, aromatic monocarboxylic acids such as benzoic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, and succinic acid. Or unsaturated aliphatic polycarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, etc .; and saturated or unsaturated aliphatic monocarboxylic acids such as oleic acid and stearic acid. Also, corresponding anhydrides of the above carboxylic acids such as phthalic anhydride and maleic anhydride are used. In the case of an ester for a plasticizer, a polyvalent carboxylic acid or an acid anhydride thereof is usually used.

【0009】もう一方の原料である1価アルコールとし
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−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
岐鎖アルコールが用いられる。
As the other raw material, a monohydric alcohol is usually n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, secondary butyl alcohol, n-pentyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol, A straight-chain or branched-chain alcohol having 4 to 13 carbon atoms such as 2-ethylhexyl alcohol, isooctyl alcohol, isononyl alcohol, n-nonyl alcohol, isodecyl alcohol, n-decyl alcohol, undecyl alcohol, and tridecyl alcohol is used. Can be

【0010】エステル化反応は通常は触媒を用いて行わ
れる。例えば硫酸、パラトルエンスルホン酸、メタンス
ルホン酸などの酸触媒が用いられる。また、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などの有
機金属触媒も用いられる。なかでもアルキルチタネート
に代表される有機チタン化合物を用いるのが好ましい。
[0010] The esterification reaction is usually carried out using a catalyst. For example, an acid catalyst such as sulfuric acid, paratoluenesulfonic acid, and methanesulfonic acid is used. Further, alkyl titanates such as tetraisopropyl titanate, tetrabutyl titanate and tetra-2-ethylhexyl titanate, and organic metal catalysts such as dibutyl tin oxide and butyl tin malate are also used. Among them, it is preferable to use an organic titanium compound represented by an alkyl titanate.

【0011】反応は反応装置に原料の有機酸と、これに
対して化学量論量より過剰、通常は化学量論量の1.0
5〜2.0倍の1価アルコールとを仕込み、更にこれに
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、1価アルコー
ルと一緒に蒸発させ、蒸気として反応装置外に抜出す。
抜出された蒸気は凝縮させ、生成した凝縮液は水相とア
ルコール相とに分液する。水相は系外に排出し、アルコ
ール相は反応装置に還流させる。反応は通常120〜2
50℃で行われるが、150〜230℃で行うのが脱水
効率及びエステルの品質の点からして好ましい。またア
ルコールの還流状態を維持して脱水を促進するため、反
応の進行と共に反応装置内は漸次減圧にするのが好まし
い。
The reaction is carried out in a reactor in which a raw material organic acid and a stoichiometric excess thereof are added, usually 1.0 to the stoichiometric amount.
A 5- to 2.0-fold monohydric alcohol is charged, a catalyst is added thereto, and the mixture is heated to react. Since water produced as a by-product of the reaction hinders the reaction, the water is evaporated together with the monohydric alcohol, and is withdrawn outside the reactor as steam.
The extracted vapor is condensed, and the generated condensate is separated into an aqueous phase and an alcohol phase. The aqueous phase is drained out of the system and the alcohol phase is refluxed to the reactor. The reaction is usually 120-2
The reaction is carried out at 50 ° C., but preferably at 150 to 230 ° C. from the viewpoint of dehydration efficiency and ester quality. Further, in order to maintain the reflux state of the alcohol and promote dehydration, it is preferable to gradually reduce the pressure inside the reaction apparatus as the reaction proceeds.

【0012】従来は、酸の反応率をできるだけ高くする
ために、アルコールの還流下に反応生成液の酸価が0.
1mgKOH/g以下、通常は酸価が0.05mgKO
H/g程度に達するまで反応を行わせ、次いでアルコー
ルの還流を停止して残存するアルコールを留去する方法
が行われていた。従ってアルコールの留去中には反応は
殆んど進行せず、アルコールの還流を停止した時点の反
応生成液の酸価と、アルコールの留去が終了した時点で
の反応生成液の酸価とはほぼ同一であった。場合によっ
ては、特に有機金属触媒を用いて反応を行った場合に
は、アルコールの留去中に酸価が上昇することもあっ
た。エステル化反応は、系内の水分量が低く、かつ酸に
対するアルコールの当量比が大きいほど進行し易いと考
えられるため、従来は事実上最終反応率に到達するまで
アルコールの還流下、すなわち脱水操作を行いながら反
応を行わせていたのである。
Conventionally, in order to increase the reaction rate of an acid as much as possible, the acid value of the reaction product is reduced to 0.1 under reflux of the alcohol.
1 mg KOH / g or less, usually an acid value of 0.05 mg KO
A method has been performed in which the reaction is carried out until H / g is reached, and then the reflux of the alcohol is stopped to distill off the remaining alcohol. Therefore, the reaction hardly proceeds during the distillation of the alcohol, and the acid value of the reaction product at the time when the reflux of the alcohol is stopped and the acid value of the reaction product at the time when the distillation of the alcohol is completed. Were almost identical. In some cases, especially when the reaction was performed using an organometallic catalyst, the acid value sometimes increased during the distillation of the alcohol. The esterification reaction is considered to proceed more easily when the amount of water in the system is lower and the equivalent ratio of the alcohol to the acid is larger.Therefore, the esterification reaction is conventionally performed under reflux of the alcohol until the final reaction rate is reached, that is, the dehydration operation. The reaction was performed while performing the reaction.

【0013】しかしながら、本発明者の検討によれば、
従来の方法においても、反応の末期には、反応量は極め
て小さく、従って副生する水も少量なので、アルコール
の還流操作を行っても水は殆んど除去されない。すなわ
ち発生した蒸気は殆んどがアルコールなので、これを凝
縮させて凝縮液を相分離させても、凝縮液中の水は水相
として分離せずに、アルコールに含有されたままで反応
装置に戻ってくることが判明した。このことは還流操作
はエネルギーの損失をもたらすだけで、反応率の向上に
は寄与していないことを意味する。従って反応の末期で
は、反応装置内の水分量を低下させるには、アルコール
を還流させずにそのまま留去する方が好ましい。
However, according to the study of the present inventors,
Even in the conventional method, at the end of the reaction, the amount of the reaction is extremely small and the amount of by-produced water is also small. Therefore, even if the alcohol is refluxed, almost no water is removed. That is, most of the generated steam is alcohol, so even if the condensate is condensed by condensing it, the water in the condensate does not separate as an aqueous phase, but returns to the reactor as it is contained in the alcohol. It turned out to come. This means that the reflux operation only causes a loss of energy and does not contribute to the improvement of the conversion. Therefore, at the end of the reaction, to reduce the amount of water in the reactor, it is preferable to distill off the alcohol without reflux.

【0014】本発明では反応末期の有機酸は殆んどが反
応したが未だ反応が完結していない時点、すなわち反応
生成液の酸価が0.20〜3.0mgKOH/g、好ま
しくは0.25〜2.0mgKOH/gの時点で、アル
コールの還流を停止してアルコールの留去を開始する。
これにより反応時間を短縮し、生産性を向上させること
ができる。また反応生成液が高温にさらされる時間が短
くなるので、得られるエステルの品質を向上させること
ができる。本発明のこれらの利点を十分に享受するに
は、反応液の酸価が0.5mgKOH/g以上の時点で
アルコールの留去を開始するのが特に好ましい。このよ
うに酸価の高い時点でアルコールの留去を開始しても、
アルコールの留去を適切に行うならば、その過程で酸価
を十分に低下させることができる。
In the present invention, most of the organic acid at the end of the reaction has reacted, but the reaction has not been completed yet, that is, the acid value of the reaction product solution is 0.20 to 3.0 mgKOH / g, preferably 0.1 to 3.0 mgKOH / g. At the time of 25 to 2.0 mgKOH / g, the reflux of the alcohol is stopped and the distillation of the alcohol is started.
Thereby, the reaction time can be shortened, and the productivity can be improved. Further, since the time during which the reaction product liquid is exposed to high temperature is shortened, the quality of the obtained ester can be improved. In order to fully enjoy the advantages of the present invention, it is particularly preferable to start the distillation of the alcohol when the acid value of the reaction solution is 0.5 mgKOH / g or more. Even if the distillation of alcohol is started at such a high acid value,
If the alcohol is properly distilled off, the acid value can be sufficiently reduced in the process.

【0015】本発明ではアルコールの留去を開始する時
点での、反応生成液中の未反応のカルボキシル基、エス
テル化されたカルボキシル基及び未反応のアルコールが
下記式(1)で示される関係にあることが重要である。
In the present invention, the unreacted carboxyl group, the esterified carboxyl group and the unreacted alcohol in the reaction product at the time of starting the distillation of the alcohol have the relationship represented by the following formula (1). It is important that there is.

【0016】[0016]

【数5】Y≧1.2×104 X ・・・・・(1)[Equation 5] Y ≧ 1.2 × 10 4 X (1)

【0017】(式中、Xは反応生成液中の未反応カルボ
キシル基及びエステル化されたカルボキシル基の合計に
対する未反応カルボキシル基の割合、Yは反応生成液中
の未反応カルボキシル基に対する未反応アルコールの当
量比をそれぞれ示す)すなわち、アルコールを留去しつ
つエステル化反応を進行させるので、アルコールの留去
開始時点ではカルボキシル基の未反応率が高いほど、未
反応カルボキシル基に対する未反応アルコールの当量比
を大きくしておくことが必要である。
(Where X is the ratio of unreacted carboxyl groups to the total of unreacted carboxyl groups and esterified carboxyl groups in the reaction product solution, and Y is unreacted alcohol to unreacted carboxyl groups in the reaction product solution) In other words, since the esterification reaction proceeds while distilling off the alcohol, the higher the unreacted rate of the carboxyl group at the start of the distillation of the alcohol, the higher the equivalent ratio of the unreacted alcohol to the unreacted carboxyl group. It is necessary to keep the ratio high.

【0018】未反応カルボキシル基に対する未反応アル
コールの当量比が大きいほどエステル化反応は進行し易
いので、アルコールの留去を開始する時点での反応生成
液中の未反応カルボキシル基、エステル化されたカルボ
キシル基及び未反応アルコールは、下記式(2)で示さ
れる関係にあるのが好ましい。
Since the esterification reaction proceeds more easily as the equivalent ratio of the unreacted alcohol to the unreacted carboxyl group increases, the unreacted carboxyl group in the reaction product at the time of starting the distillation of the alcohol is converted to the esterified one. The carboxyl group and the unreacted alcohol preferably have a relationship represented by the following formula (2).

【0019】[0019]

【数6】Y≧1.5×104 X ・・・・・(2)[Equation 6] Y ≧ 1.5 × 10 4 X (2)

【0020】(式中、Xは反応生成液中の未反応カルボ
キシル基及びエステル化されたカルボキシル基の合計に
対する未反応カルボキシル基の割合、Yは反応生成液中
の未反応カルボキシル基に対する未反応アルコールの当
量比をそれぞれ示す。)本発明の好ましい態様では、ア
ルコールの留去中にエステル化反応が更に進行するのを
助長するため、アルコールの留去を下記式(3)を満足
するように行う。
(Wherein, X is the ratio of unreacted carboxyl groups to the total of unreacted carboxyl groups and esterified carboxyl groups in the reaction product solution, and Y is unreacted alcohol to unreacted carboxyl groups in the reaction product solution) In a preferred embodiment of the present invention, the alcohol is distilled off so as to satisfy the following formula (3) in order to further promote the esterification reaction during the distillation of the alcohol. .

【0021】[0021]

【数7】 0.4×T1 /T≦M≦1.2×T1 /T ・・・・・(3) 0<T1 ≦0.5T 0.4 × T 1 /T≦M≦1.2×T 1 / T (3) 0 <T 1 ≦ 0.5T

【0022】(式中、MはT1 時間内に留去されたアル
コールの全未反応アルコールに対する比であり、Tは全
未反応アルコールの85%を留去するに要した時間であ
る)上記式(3)は、アルコールの留去中でのエステル
化反応を助長するため、アルコール留去の前半はアルコ
ールが急激に留去されないように行われることを意味し
ている。すなわち留去に際し当初からアルコールを急激
に留去すると、エステル化反応が十分に進行しないうち
に未反応アルコール量が著るしく減少してしまい、エス
テル化反応が阻害される。また留去の前半でのアルコー
ルの留去量が過少であると、副生水の除去が不十分とな
り、やはりエステル化反応が阻害される。これに対し、
上記式(3)の条件を満足するようにアルコールの留去
を行うならば、留去中でのエステル化反応の進行が容易
で、留去が終了した時点での反応生成液の酸価を、従来
法に於けると同じく0.1mgKOH/g以下、好まし
くは0.05mgKOH/g程度にまで容易に低下させ
ることができる。
(Where M is the ratio of the alcohol distilled off within 1 hour to the total unreacted alcohol, and T is the time required to distill off 85% of the total unreacted alcohol) The formula (3) means that the first half of the alcohol distillation is performed so that the alcohol is not rapidly distilled to promote the esterification reaction during the alcohol distillation. That is, when alcohol is rapidly distilled off from the beginning during the distillation, the amount of unreacted alcohol is significantly reduced before the esterification reaction proceeds sufficiently, and the esterification reaction is inhibited. If the amount of alcohol removed in the first half of the distillation is too small, the removal of by-produced water becomes insufficient, and the esterification reaction is also inhibited. In contrast,
If the alcohol is distilled off so as to satisfy the condition of the above formula (3), the esterification reaction proceeds easily during the distillation, and the acid value of the reaction product at the time when the distillation is completed is reduced. As in the conventional method, it can be easily reduced to 0.1 mgKOH / g or less, preferably to about 0.05 mgKOH / g.

【0023】反応生成液からアルコールを留去して得ら
れたエステルは、公知の方法で精製することができる。
例えば有機チタン化合物を触媒としてエステル化を行っ
た場合には、得られたエステルに水を加えて触媒を失活
させたのち水蒸気蒸留して臭気成分や残留している未反
応アルコールを留去し、更にアルカリ性物質で処理して
酸分を中和したのち、濾過して固形物を除去することに
より、高品質のエステルとすることができる。
The ester obtained by removing the alcohol from the reaction solution can be purified by a known method.
For example, when esterification is performed using an organic titanium compound as a catalyst, water is added to the obtained ester to deactivate the catalyst, and then steam distillation is performed to distill off odor components and remaining unreacted alcohol. After neutralizing the acid content by further treating with an alkaline substance, the solid matter is removed by filtration, whereby a high-quality ester can be obtained.

【0024】[0024]

【実施例】以下に実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。なお、酸価及び色相はJIS K−6751に準
拠して測定した。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples. The acid value and hue were measured according to JIS K-6751.

【0025】実施例1 攪拌機、及び留出した蒸気を凝縮させ、生成した凝縮液
を相分離してアルコール相を還流させるアルコール還流
手段を備えた反応装置に、2−エチルヘキサノール97
5g(7.5モル)、無水フタル酸444g(3.0モ
ル)及びテトライソプロピルチタネート0.6gを仕込
み、加熱して220℃でアルコールを還流させながらエ
ステル化反応を進行させた。反応生成液の酸価が1.0
3mgKOH/gに達した時点で反応を停止した。反応
液を分析した結果、反応生成液中の未反応のカルボキシ
ル基とエステル化されたカルボキシル基の合計に対する
未反応カルボキシル基の割合(X)は0.004であっ
た。また2−エチルヘキサノールの含有量は14.5重
量%であり、従って未反応カルボキシル基に対する未反
応アルコールの当量比(Y)は63.5であった。加熱
開始から反応停止までの経過時間は3時間15分であっ
た。
Example 1 A reactor equipped with a stirrer and an alcohol reflux means for condensing distillate vapor, separating a condensate produced and refluxing an alcohol phase was placed in a reactor equipped with 2-ethylhexanol 97.
5 g (7.5 mol), 444 g (3.0 mol) of phthalic anhydride and 0.6 g of tetraisopropyl titanate were charged, and the esterification reaction was allowed to proceed while heating and refluxing the alcohol at 220 ° C. The acid value of the reaction product liquid is 1.0
The reaction was stopped when 3 mg KOH / g was reached. As a result of analyzing the reaction solution, the ratio (X) of the unreacted carboxyl group to the total of the unreacted carboxyl group and the esterified carboxyl group in the reaction product solution was 0.004. Further, the content of 2-ethylhexanol was 14.5% by weight, and therefore, the equivalent ratio (Y) of the unreacted alcohol to the unreacted carboxyl group was 63.5. The elapsed time from the start of heating to the stop of the reaction was 3 hours and 15 minutes.

【0026】得られた反応生成液を3等分し、その一に
ついて順次減圧度を高めながら、45分間かけてアルコ
ールの留去を行った。反応生成液の温度は220℃から
順次低下し180℃となった。留去時間とそれまでに留
出したアルコール量との関係は次の通りであった。
The obtained reaction product liquid was divided into three equal parts, and the alcohol was distilled off over 45 minutes while sequentially increasing the degree of vacuum for one of the liquids. The temperature of the reaction solution gradually decreased from 220 ° C. to 180 ° C. The relationship between the distillation time and the amount of alcohol distilled off was as follows.

【0027】[0027]

【数8】 T1 =0.1T M=0.06 T1 =0.3T M=0.20 T1 =0.5T M=0.44[Equation 8] T 1 = 0.1T M = 0.06 T 1 = 0.3T M = 0.20 T 1 = 0.5T M = 0.44

【0028】得られたエステルの性状は次の通りであっ
た。 酸価 0.040mgKOH/g 色相 10APHA アルコール含有量 1.23重量%
The properties of the obtained ester were as follows. Acid value 0.040mgKOH / g Hue 10APHA Alcohol content 1.23% by weight

【0029】実施例2 実施例1で得られた反応生成液を3等分したうちの他の
一について、順次減圧度を高めながら、40分間かけて
アルコールの留去を行った。留去時間とそれまでに留出
したアルコール量との関係は次の通りであった。
Example 2 The other reaction solution obtained in Example 1 was divided into three equal parts, and the alcohol was distilled off over 40 minutes while gradually increasing the degree of vacuum. The relationship between the distillation time and the amount of alcohol distilled off was as follows.

【0030】[0030]

【数9】 T1 =0.1T M=0.16 T1 =0.3T M=0.38 T1 =0.5T M=0.68[Equation 9] T 1 = 0.1T M = 0.16 T 1 = 0.3T M = 0.38 T 1 = 0.5T M = 0.68

【0031】また、得られたエステルの性状は次の通り
であった。 酸価 0.072mgKOH/g 色相 20APHA アルコール含有量 1.45重量%
The properties of the obtained ester were as follows. Acid value 0.072mgKOH / g Hue 20APHA Alcohol content 1.45% by weight

【0032】実施例3 実施例1で得られた反応生成液を3等分したうちの他の
一について、順次減圧度を高めながら、40分間かけて
アルコールの留去を行った。留去時間とそれまでに留出
したアルコール量との関係は次の通りであった。
Example 3 The alcohol was distilled off over 40 minutes while gradually increasing the degree of vacuum in the other three equal parts of the reaction product liquid obtained in Example 1. The relationship between the distillation time and the amount of alcohol distilled off was as follows.

【0033】[0033]

【数10】 T1 =0.1T M=0.03 T1 =0.3T M=0.07 T1 =0.5T M=0.15T 1 = 0.1 T M = 0.03 T 1 = 0.3 T M = 0.07 T 1 = 0.5 T M = 0.15

【0034】また、得られたエステルの性状は次の通り
であった。 酸価 0.063mgKOH/g 色相 10APHA アルコール含有量 1.53重量%
The properties of the obtained ester were as follows. Acid value 0.063mgKOH / g Hue 10APHA Alcohol content 1.53% by weight

【0035】比較例1 攪拌機及び留出した蒸気を凝縮させ、生成した凝縮液を
相分離してアルコール相を還流させるアルコール還流手
段を備えた反応装置に、2−エチルヘキサノール325
モル(2.5モル)、無水フタル酸148g(1.0モ
ル)及びテトライソプロピルチタネート0.2gを仕込
み、加熱して220℃でアルコールを還流させながらエ
ステル化反応を進行させた。反応生成液の酸価が0.0
55mgKOH/gに達した時点で反応を停止した。反
応生成液を分析した結果、未反応カルボキシル基とエス
テル化したカルボキシル基の合計に対する未反応カルボ
キシル基の割合(X)は0.0001であった。また2
−エチルヘキサノールの含有量は14.3重量%であ
り、従って未反応カルボキシル基に対する未反応アルコ
ールの当量比(Y)は約2500であった。加熱開始か
ら反応停止までの経過時間は4時間35分であった。得
られた反応液について、順次減圧度を高めながら、30
分間かけてアルコールの留去を行った。留去時間とそれ
までに留出したアルコール量との関係は次の通りであっ
た。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 A reaction apparatus equipped with a stirrer and an alcohol reflux means for condensing distillate vapor, separating a condensate produced and refluxing an alcohol phase was placed in a reactor equipped with 2-ethylhexanol 325.
Mol (2.5 mol), 148 g (1.0 mol) of phthalic anhydride and 0.2 g of tetraisopropyl titanate were charged, and the esterification reaction was allowed to proceed while heating and refluxing the alcohol at 220 ° C. The acid value of the reaction product solution is 0.0
The reaction was stopped when it reached 55 mgKOH / g. As a result of analyzing the reaction product liquid, the ratio (X) of the unreacted carboxyl group to the total of the unreacted carboxyl group and the esterified carboxyl group was 0.0001. Also 2
The content of -ethylhexanol was 14.3% by weight, so that the equivalent ratio (Y) of unreacted alcohol to unreacted carboxyl groups was about 2500. The elapsed time from the start of heating to the stop of the reaction was 4 hours and 35 minutes. While gradually increasing the degree of reduced pressure of the obtained reaction solution, 30
The alcohol was distilled off over a period of minutes. The relationship between the distillation time and the amount of alcohol distilled off was as follows.

【0036】[0036]

【数11】 T1 =0.1T M=0.07 T1 =0.3T M=0.23 T1 =0.5T M=0.45T 1 = 0.1 T M = 0.07 T 1 = 0.3 T M = 0.23 T 1 = 0.5 T M = 0.45

【0037】また、得られたエステルの性状は次の通り
であった。 酸価 0.0038mgKOH/g 色相 25APHA アルコール含有量 1.35重量% 実施例1と比較するとアルコール還流下でほぼ最終反応
率まで反応を進めたので、反応時間が長く、かつ色相が
悪化している。
The properties of the obtained ester were as follows. Acid value 0.0038 mgKOH / g Hue 25 APHA Alcohol content 1.35% by weight Compared with Example 1, the reaction proceeded to almost the final reaction rate under alcohol reflux, so the reaction time was long and the hue was deteriorated. .

【0038】実施例4 攪拌機及び留出した蒸気を凝縮させ、生成した凝縮液を
相分離してアルコール相を還流させるアルコール還流手
段を備えた反応装置に、2−エチルヘキサノール286
g(2.2モル)、無水フタル酸148g(1.0モ
ル)及びテトライソプロピルチタネート0.2gを仕込
み、加熱して220℃でアルコールを還流させながらエ
ステル化反応を進行させた。反応生成液の酸価が0.3
2mgKOH/gに達した時点反応を停止した。反応生
成液を分析した結果、未反応カルボキシル基とエステル
化したカルボキシル基の合計に対する未反応カルボキシ
ル基の割合(X)は0.0011であった。また2−エ
チルヘキサノールの含有量は6.98重量%であり、従
って未反応カルボキシル基に対する未反応アルコールの
当量比(Y)は92であった。加熱開始から反応停止ま
での経過時間は4時間5分であった。得られた反応液に
ついて、順次減圧度を高めながら、35分間かけてアル
コールの留去を行った。留去時間とそれまでに留出した
アルコール量との関係は次の通りであった。
Example 4 2-Ethylhexanol 286 was added to a reactor equipped with a stirrer and an alcohol reflux means for condensing distillate vapor, separating the condensate produced and refluxing the alcohol phase.
g (2.2 mol), 148 g (1.0 mol) of phthalic anhydride and 0.2 g of tetraisopropyl titanate were charged, and the esterification reaction was allowed to proceed while heating and refluxing the alcohol at 220 ° C. The acid value of the reaction product solution is 0.3
The reaction was stopped when 2 mg KOH / g was reached. As a result of analyzing the reaction product solution, the ratio (X) of the unreacted carboxyl group to the total of the unreacted carboxyl group and the esterified carboxyl group was 0.0011. Further, the content of 2-ethylhexanol was 6.98% by weight, and therefore, the equivalent ratio (Y) of the unreacted alcohol to the unreacted carboxyl group was 92. The elapsed time from the start of heating to the stop of the reaction was 4 hours and 5 minutes. With respect to the obtained reaction solution, alcohol was distilled off over 35 minutes while sequentially increasing the degree of vacuum. The relationship between the distillation time and the amount of alcohol distilled off was as follows.

【0039】[0039]

【数12】 T1 =0.1T M=0.09 T1 =0.3T M=0.25 T1 =0.5T M=0.49[Number 12] T 1 = 0.1T M = 0.09 T 1 = 0.3T M = 0.25 T 1 = 0.5T M = 0.49

【0040】また、得られたエステルの性状は次の通り
であった。 酸価 0.045mgKOH/g 色相 15APHA アルコール含有量 1.02重量%
The properties of the obtained ester were as follows. Acid value 0.045mgKOH / g Hue 15APHA Alcohol content 1.02% by weight

【0041】比較例2 実施例4と全く同様にして無水フタル酸と2−エチルヘ
キサノールを反応させ、反応生成液の酸価が0.984
mgKOH/gに達した時点で反応を停止させた。反応
生成液を分析した結果、未反応カルボキシル基とエステ
ル化されたカルボキシル基の合計に対する未反応カルボ
キシル基の割合(X)は0.0035であった。また2
−エチルヘキサノールの含有量は6.92重量%であ
り、従って未反応カルボキシル基に対する未反応アルコ
ールの当量比(Y)は約30であった。加熱開始から反
応停止までの経過時間は3時間50分であった。得られ
た反応液について、実施例4と同様にして、35分間か
けてアルコールの留去を行った。留去時間とそれまでに
留出したアルコール量との関係は次の通りであった。
Comparative Example 2 Phthalic anhydride and 2-ethylhexanol were reacted in exactly the same manner as in Example 4, and the acid value of the reaction solution was 0.984.
The reaction was stopped when mg KOH / g was reached. As a result of analyzing the reaction product solution, the ratio (X) of the unreacted carboxyl group to the total of the unreacted carboxyl group and the esterified carboxyl group was 0.0035. Also 2
The content of -ethylhexanol was 6.92% by weight, so that the equivalent ratio (Y) of unreacted alcohol to unreacted carboxyl groups was about 30. The elapsed time from the start of heating to the stop of the reaction was 3 hours and 50 minutes. About the obtained reaction liquid, alcohol was distilled off for 35 minutes in the same manner as in Example 4. The relationship between the distillation time and the amount of alcohol distilled off was as follows.

【0042】[0042]

【数13】 T1 =0.1T M=0.09 T1 =0.3T M=0.28 T1 =0.5T M=0.53[Number 13] T 1 = 0.1T M = 0.09 T 1 = 0.3T M = 0.28 T 1 = 0.5T M = 0.53

【0043】また、得られたエステルの性状は次の通り
であった。 酸価 0.124mgKOH/g 色相 20APHA アルコール含有量 1.02重量%
The properties of the obtained ester were as follows. Acid value 0.124mgKOH / g Hue 20APHA Alcohol content 1.02% by weight

【0044】実施例4と比較すると、アルコール留去開
始時の酸に対するアルコールの当量比が過小なので、酸
価が実施例4のものよりも劣っている。
Compared with Example 4, the acid value is inferior to that of Example 4 because the equivalent ratio of alcohol to acid at the start of alcohol distillation is too small.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機酸とこれに対し過剰量の炭素数4〜
13の1価アルコールとを反応装置に仕込み、生成する
水をアルコールと共に蒸発させて反応装置外で凝縮さ
せ、凝縮液を水相とアルコール相とに分液してアルコー
ル相を反応装置に還流させながら反応を行わせ、次いで
減圧下にアルコールを留去するエステルの製造方法にお
いて、反応生成液が酸価0.2〜3.0mgKOH/g
で、かつ下記式(1)を満足する時点で、アルコールの
還流を停止してアルコールの留去を行うことを特徴とす
る方法。 【数1】Y≧1.2×104 X ・・・・・(1) (式中、Xは反応生成液中の未反応カルボキシル基及び
エステル化されたカルボキシル基の合計に対する未反応
カルボキシル基の割合、Yは反応生成液中の未反応カル
ボキシル基に対する未反応アルコールの当量比をそれぞ
れ示す)
1. An organic acid and an excessive amount thereof having 4 to 4 carbon atoms.
The monohydric alcohol of No. 13 was charged into the reactor, the produced water was evaporated together with the alcohol and condensed outside the reactor, the condensate was separated into an aqueous phase and an alcohol phase, and the alcohol phase was refluxed to the reactor. In the method for producing an ester, wherein the alcohol is distilled off under reduced pressure, the reaction product solution has an acid value of 0.2 to 3.0 mg KOH / g.
And when the following formula (1) is satisfied, the reflux of the alcohol is stopped and the alcohol is distilled off. [Formula 1] Y ≧ 1.2 × 10 4 X (1) (in the formula, X is an unreacted carboxyl group based on the total amount of unreacted carboxyl groups and esterified carboxyl groups in the reaction product solution) , Y indicates the equivalent ratio of unreacted alcohol to unreacted carboxyl groups in the reaction product liquid)
【請求項2】 反応生成液が、酸価0.25〜2.0m
gKOH/gで、かつ下記式(2)を満足する時点で、
アルコールの還流を停止してアルコールの留去を行うこ
とを特徴とする請求項1記載のエステルの製造方法。 【数2】Y≧1.5×104 X ・・・・・(2) (式中、Xは反応生成液中の未反応カルボキシル基及び
エステル化されたカルボキシル基の合計に対する未反応
カルボキシル基の割合、Yは反応生成液中の未反応カル
ボキシル基に対する未反応アルコールの当量比をそれぞ
れ示す。)
2. The reaction product solution has an acid value of 0.25 to 2.0 m.
When gKOH / g and the following formula (2) are satisfied,
The method for producing an ester according to claim 1, wherein the reflux of the alcohol is stopped to distill off the alcohol. Y ≧ 1.5 × 10 4 X (2) (where X is an unreacted carboxyl group relative to the total of unreacted carboxyl groups and esterified carboxyl groups in the reaction product solution) , And Y represents the equivalent ratio of unreacted alcohol to unreacted carboxyl groups in the reaction product liquid.)
【請求項3】 アルコールの還流を停止してアルコール
の留去を開始した時点からT1 時間内に系外に留去され
たアルコール量が下記式(3)を満足するように、アル
コールの留去を行うことを特徴とする請求項1又は2記
載のエステルの製造方法。 【数3】 0.4×T1 /T≦M≦1.2×T1 /T ・・・・・(3) 0<T1 ≦0.5T (式中、Tは反応生成液中の全未反応アルコールの85
%を留去するに要した時間であり、MはT1 時間内に留
去されたアルコールの全未反応アルコールに対する比で
ある。)
3. The distillation of alcohol such that the amount of alcohol distilled out of the system within T 1 hour from the time when the reflux of alcohol is stopped and the distillation of alcohol is started, satisfies the following formula (3). 3. The method for producing an ester according to claim 1, wherein the ester is removed. ## EQU3 ## 0.4 × T 1 /T≦M≦1.2×T 1 / T (3) 0 <T 1 ≦ 0.5T (where T is the reaction product liquid) 85 of all unreacted alcohol
%, Where M is the ratio of alcohol distilled off within 1 hour to the total unreacted alcohol. )
【請求項4】 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3
のいずれかに記載のエステルの製造方法。
4. The organic acid according to claim 1, wherein the organic acid is a polycarboxylic acid or a polycarboxylic anhydride.
The method for producing an ester according to any one of the above.
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