JP2002249471A - Production method of ester - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はエステルの製造方法
に関する。より詳細には副生物の少ないエステルの製造
方法に関する。The present invention relates to a method for producing an ester. More specifically, the present invention relates to a method for producing an ester having less by-products.
【0002】[0002]
【従来の技術】α,β−不飽和カルボン酸エステルとア
ミノアルコールとのエステル交換反応で得られるα,β
−不飽和カルボン酸アミノアルコールエステルは高分子
凝集剤等の原料であるエステルモノマーとして重要であ
る。上記のエステル交換反応における触媒としては、従
来アルカリ触媒(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
ナトリウムメチラート、カリウム−t−ブトキシド、水
素化ナトリウムアルミニウムなど)、酸触媒〔プロトン
酸(硫酸、パラトルエンスルホン酸、メタンスルホン酸
など)、ルイス酸(塩化亜鉛、塩化アルミニウムなど)
など〕、金属触媒(ジブチルスズジラウレート、酢酸マ
ンガン、鉛アルコキシド、ニッケルアセチルアセトン錯
体など)などが知られている。2. Description of the Related Art α, β obtained by transesterification of α, β-unsaturated carboxylic acid ester with amino alcohol
-Unsaturated carboxylic acid amino alcohol esters are important as ester monomers which are raw materials for polymer flocculants and the like. As the catalyst in the transesterification reaction, a conventional alkali catalyst (sodium hydroxide, potassium hydroxide,
Sodium methylate, potassium-t-butoxide, sodium aluminum hydride, etc., acid catalyst [protic acid (sulfuric acid, paratoluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, etc.), Lewis acid (zinc chloride, aluminum chloride, etc.)
And metal catalysts (such as dibutyltin dilaurate, manganese acetate, lead alkoxide, and nickel acetylacetone complex).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
における触媒は触媒活性が低く、多量の触媒を必要とす
るため、得られたエステルの着色や臭気の原因となって
いた。また、酸触媒を用いた場合は反応装置の腐食の問
題があった。さらにアルカリ触媒によるエステル交換反
応では、反応時に原料のアミノアルコールやエステル交
換によって生成したアルコールがα,β−不飽和カルボ
ン酸エステルの炭素−炭素二重結合に付加反応を起こし
たカルボン酸エステルを多量に副生する。この副生物は
α,β−不飽和カルボン酸アミノアルコールエステルの
重合反応を阻害し、重合物の品質に重大な悪影響を及ぼ
すために精製に多大な労力を必要とした。このため、エ
ステル交換反応を選択的に行うことは長年の課題であっ
た。However, the catalysts in the above-mentioned prior art have low catalytic activity and require a large amount of catalyst, which causes coloring and odor of the obtained ester. When an acid catalyst was used, there was a problem of corrosion of the reactor. Further, in the transesterification reaction using an alkali catalyst, a large amount of the carboxylic acid ester which has undergone an addition reaction to the carbon-carbon double bond of the α, β-unsaturated carboxylic acid ester is converted from the raw material amino alcohol or the alcohol formed by the transesterification during the reaction. By-product. This by-product hindered the polymerization reaction of the α, β-unsaturated carboxylic acid aminoalcohol ester, and required a great deal of labor for purification because it had a serious adverse effect on the quality of the polymer. Therefore, it has been a long-standing problem to selectively carry out the transesterification reaction.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題を
解決するべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。即
ち、本発明は、一般式(1)で示されるエステル(a)
と一般式(2)で示されるアミノアルコール(b)また
はそのケチミン化物(b’)とをエステル交換反応させ
て、α,β−不飽和カルボン酸アミノアルコールエステ
ル(A)またはそのケチミン化物(A’)を製造する方
法において、一般式(3)で示されるチタン触媒(c)
の存在下にエステル交換反応を行うことを特徴とするエ
ステルの製造方法 G−CX=CZ(COOR1) (1) HO−R4−NR2R3 (2) O=Ti(OCOQCOOM1/n)2 (3) [式中、G、XおよびZはそれぞれ独立にH、炭素数1
〜20の炭化水素基およびカルボン酸エステル基から選
ばれる原子または基;R1は炭素数1〜20の炭化水素
基;R2、R3は同一または異なる炭素数1〜20の炭化
水素基であるか、またはR2とR3は結合してエーテル結
合を有していてもよい2価の基となりNとともに環を形
成してもよい;R4は炭素数2〜20の2価の炭化水素
基;Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属;nはM
の原子価で1または2;Qは直接結合またはジカルボン
酸残基を表す。];該製造方法で得られる(A’)を加
水分解させることからなる、α,β−不飽和カルボン酸
アミノアルコールエステル(A)の製造方法;該製造方
法で得られた(A)を中和または4級化してα,β−不
飽和カルボン酸アミノアルコールエステル塩(B)を製
造するエステル塩の製造方法;該製造方法で得られる
(A)および/または(B)および必要により他のモノ
マーとを共重合させ、(A)を用いた場合は必要により
中和または4級化する重合体の製造方法;一般式(1)
で示されるカルボン酸エステル(a)からなるモノマー
を構成単位とする重合体と一般式(2)で示されるアミ
ノアルコール(b)またはそのケチミン化物(b’)と
を反応させて、α,β−不飽和カルボン酸アミノアルコ
ールエステル重合体(J)またはそのケチミン化物
(J’)を製造する方法において、一般式(3)で示さ
れるチタン触媒(c)の存在下にエステル交換反応を行
うことを特徴とするエステル重合体の製造方法 G−CX=CZ(COOR1) (1) HO−R4−NR2R3 (2) O=Ti(OCOQCOOM1/n)2 (3) [式中、G、XおよびZはそれぞれ独立にH、炭素数1
〜20の炭化水素基およびカルボン酸エステル基から選
ばれる原子または基;R1は炭素数1〜20の炭化水素
基;R2、R3は同一または異なる炭素数1〜20の炭化
水素基であるか、またはR2とR3は結合してエーテル基
を有していてもよい2価の基となりNとともに環を形成
してもよい;R4は炭素数2〜20の2価の炭化水素
基;Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属;nはM
の原子価で1または2;Qは直接結合またはジカルボン
酸残基を表す。];該製造方法で得られる(J’)を加
水分解させることからなる、α,β−不飽和カルボン酸
アミノアルコールエステル重合体(J)の製造方法;該
製造方法で得られた(J)を中和または4級化して製造
する、α,β−不飽和カルボン酸アミノアルコールエス
テル塩重合体(K)の製造方法;該製造方法で得られ、
副生物の含量が10重量%以下である一般式(4)で示
されるエステル; G−CX=CZ(COOR4−NR2R3) (4) 該エステルのアミノ基を中和または4級化してなる有機
酸塩、無機酸塩または第4級アンモニウム塩;該エステ
ルおよび/または該エステルの塩からなるモノマーを重
合させて得られ、副生物の含量が重合体中の該エステル
単位の重量に基づいて10%以下である重合体;並び
に、該重合体の製造方法で得られる重合体からなる高分
子凝集剤、紙用加工剤、繊維用加工剤、土質改良剤また
は石油の3次回収用ポリマーである。Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have reached the present invention. That is, the present invention provides an ester (a) represented by the general formula (1)
And an amino alcohol (b) represented by the general formula (2) or a ketimine compound thereof (b ′) are subjected to a transesterification reaction to obtain an α, β-unsaturated carboxylic acid amino alcohol ester (A) or a ketimine compound thereof (A ') In the method for producing the titanium catalyst (c) represented by the general formula (3):
G-CX = CZ (COOR 1 ) (1) HO—R 4 —NR 2 R 3 (2) O = Ti (OCOQCOOM 1 / n) ) 2 (3) wherein G, X and Z are each independently H and have 1 carbon atom
An atom or group selected from a hydrocarbon group and a carboxylate group of from 20 to 20; R 1 is a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms; R 2 and R 3 are the same or different hydrocarbon groups of 1 to 20 carbon atoms; R 2 and R 3 may combine to form a divalent group which may have an ether bond to form a ring together with N; R 4 is a divalent carbon having 2 to 20 carbon atoms A hydrogen group; M is an alkali metal or alkaline earth metal; n is M
Q represents a direct bond or a dicarboxylic acid residue. A method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid amino alcohol ester (A), comprising hydrolyzing the (A ′) obtained by the production method; A method for producing an ester salt for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid amino alcohol ester salt (B) by summing or quaternizing; (A) and / or (B) obtained by the production method and optionally other A method for producing a polymer which is obtained by copolymerizing a monomer and neutralizing or quaternizing as required when (A) is used; General formula (1)
And α, β by reacting a polymer having a monomer composed of a carboxylic acid ester (a) represented by the following formula with an amino alcohol (b) represented by the general formula (2) or a ketiminated compound (b ′) thereof. In the method for producing an unsaturated carboxylic acid amino alcohol ester polymer (J) or a ketiminated compound (J ′) thereof, a transesterification reaction is performed in the presence of a titanium catalyst (c) represented by the general formula (3). G-CX = CZ (COOR 1 ) (1) HO—R 4 —NR 2 R 3 (2) O = Ti (OCOQCOOM 1 / n ) 2 (3) , G, X and Z each independently represent H, carbon number 1
An atom or group selected from a hydrocarbon group and a carboxylate group of from 20 to 20; R 1 is a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms; R 2 and R 3 are the same or different hydrocarbon groups of 1 to 20 carbon atoms; R 2 and R 3 may be bonded to each other to form a divalent group optionally having an ether group to form a ring together with N; R 4 is a divalent carbon having 2 to 20 carbon atoms A hydrogen group; M is an alkali metal or alkaline earth metal; n is M
Q represents a direct bond or a dicarboxylic acid residue. A method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid amino alcohol ester polymer (J), comprising hydrolyzing (J ′) obtained by the production method; (J) obtained by the production method A method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid amino alcohol ester polymer (K), which is produced by neutralizing or quaternizing
G-CX = CZ (COOR 4 —NR 2 R 3 ) (4) Neutralizing or quaternizing the amino group of the ester; An organic acid salt, an inorganic acid salt or a quaternary ammonium salt obtained by polymerizing the ester and / or a monomer comprising the salt of the ester, wherein the content of by-products is based on the weight of the ester unit in the polymer. 10% or less based on the above; and a polymer coagulant, a paper processing agent, a fiber processing agent, a soil improvement agent, or a tertiary recovery of petroleum comprising a polymer obtained by the method for producing the polymer. It is a polymer.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】一般式(1)におけるG、Xおよ
びZの炭化水素基としては、脂肪族、脂環式および芳香
(脂肪)族炭化水素基が挙げられる。脂肪族炭化水素基
としては、直鎖もしくは分岐の飽和炭化水素(メチル、
エチル、n−およびi−プロピル、n−、i−、t−お
よびsec−ブチル、アミル、ヘキシル、オクチル、デ
シル、ドデシル、オクタデシル、エイコシルなど)基、
および不飽和炭化水素(アリル、メタリル、クロチル、
ヘキセニル、オクテニル、デセニル、ドデセニル、オク
タデセニル、エイコセニル、プロパルギル、ブチニル、
ヘキシニル、オクチニル、デシニル、ドデシニル、オク
タデシニル、エイコシニルなど)基が挙げられる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The hydrocarbon groups of G, X and Z in the general formula (1) include aliphatic, alicyclic and aromatic (aliphatic) hydrocarbon groups. As the aliphatic hydrocarbon group, a linear or branched saturated hydrocarbon (methyl,
Ethyl, n- and i-propyl, n-, i-, t- and sec-butyl, amyl, hexyl, octyl, decyl, dodecyl, octadecyl, eicosyl) groups,
And unsaturated hydrocarbons (allyl, methallyl, crotyl,
Hexenyl, octenyl, decenyl, dodecenyl, octadecenyl, eicosenyl, propargyl, butynyl,
Hexynyl, octynyl, decynyl, dodecynyl, octadecynyl, eicosinyl and the like) groups.
【0006】脂環式炭化水素基としては、飽和炭化水素
(シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メ
チルシクロヘキシル、シクロドデシルなど)基、および
不飽和炭化水素(シクロブテニル、シクロペンテニル、
シクロヘキセニル、メチルシクロヘキセニル、シクロド
デセニルなど)基が挙げられる。芳香(脂肪)族炭化水
素基としては、芳香族炭化水素基、たとえばフェニル
基、トルイル基、キシリル基、メシチル基、クメニル
基、ブチルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフ
ェニル基、ナフチル基、メチルナフチル基、アントラセ
ニル基;芳香脂肪族炭化水素基、たとえばベンジル基、
フェネチル基などが挙げられる。Examples of the alicyclic hydrocarbon group include a saturated hydrocarbon group (eg, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, methylcyclohexyl, cyclododecyl) and an unsaturated hydrocarbon group (eg, cyclobutenyl, cyclopentenyl,
Cyclohexenyl, methylcyclohexenyl, cyclododecenyl, etc.) groups. Examples of the aromatic (aliphatic) hydrocarbon group include aromatic hydrocarbon groups such as phenyl, toluyl, xylyl, mesityl, cumenyl, butylphenyl, nonylphenyl, dodecylphenyl, naphthyl, and methylnaphthyl. Group, anthracenyl group; araliphatic hydrocarbon group such as benzyl group,
And a phenethyl group.
【0007】一般式(1)におけるR1としては前記
G、XおよびZの炭化水素基として例示したもののう
ち、脂肪族、脂環式および芳香脂肪族炭化水素基が挙げ
られる。また、G、XおよびZのエステル基としては、
一般式(1)におけるCOOR1と同様のものが挙げら
れる。本発明における(a)を構成するα,β−不飽和
カルボン酸の具体例としては、モノカルボン酸(アクリ
ル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、3
−メチルクロトン酸、2−ヘプテン酸、2−オクテン酸
など);ジカルボン酸(マレイン酸、メチルマレイン
酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸
および桂皮酸など);および3価または4価のポリカル
ボン酸(α,β−ジカルボキシアクリル酸など)が挙げ
られる。As R 1 in the general formula (1), there can be mentioned aliphatic, alicyclic and araliphatic hydrocarbon groups among those exemplified as the aforementioned hydrocarbon groups of G, X and Z. Further, as the ester group of G, X and Z,
The same as COOR 1 in the general formula (1) can be mentioned. Specific examples of the α, β-unsaturated carboxylic acid constituting (a) in the present invention include monocarboxylic acids (acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid,
Dicarboxylic acids (such as maleic acid, methylmaleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid and cinnamic acid); and trivalent or tetravalent acids. (Α, β-dicarboxyacrylic acid and the like).
【0008】(a)を構成するアルコールの具体例とし
ては、脂肪族(メチル、エチル、n−およびi−プロピ
ル、n−、i−、t−およびsec−ブチル、アミル、
デシル、アリル、メタリル、クロチル、ヘキセニル、オ
クテニル、プロパルギル、ブチニル、ヘキシニル、オク
チニルなど)アルコール;脂環式(シクロブチル、シク
ロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル、
シクロドデシル、シクロブテニル、シクロペンテニル、
シクロヘキセニルなど)アルコール;芳香脂肪族(ベン
ジル、フェネチルなど)アルコール;が挙げられる。こ
れらのアルコールのうち、後工程のエステル交換反応中
に系外への除去が容易である観点から、好ましいのは炭
素数1〜5のアルコール、さらに好ましいのはエチルア
ルコール、および特にメチルアルコールである。Specific examples of the alcohol constituting (a) include aliphatic (methyl, ethyl, n- and i-propyl, n-, i-, t- and sec-butyl, amyl,
Decyl, allyl, methallyl, crotyl, hexenyl, octenyl, propargyl, butynyl, hexynyl, octynyl, etc.) alcohols; alicyclic (cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, methylcyclohexyl)
Cyclododecyl, cyclobutenyl, cyclopentenyl,
Cyclohexenyl) alcohol; araliphatic (benzyl, phenethyl, etc.) alcohol; Among these alcohols, preferred are alcohols having 1 to 5 carbon atoms, more preferred are ethyl alcohol, and particularly preferred is methyl alcohol, from the viewpoint that removal to the outside of the system is easy during the transesterification reaction in the subsequent step. .
【0009】(a)の合成方法としては、前記のα,β
−不飽和カルボン酸とアルコールとを無溶剤またはベン
ゼン、トルエンまたはN−ヘキサンなどの溶媒を用い、
硫酸、パラトルエンスルホン酸などの酸触媒を使用して
脱水エステル化反応を行う方法、不飽和カルボン酸を酸
塩化物や酸無水物に変換した後、無溶剤またはピリジ
ン、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミンなどの
3級アミン存在下でアルコールと反応さる方法、および
アルデヒドやケトンにシアン化水素を付加させて得られ
るシアンヒドリン化物に発煙硫酸を反応させて得られる
α,β−不飽和アミドを前記のアルコールによってアル
コリシスする方法などが挙げられる。The synthesis method of (a) is based on the above α, β
-Using an unsaturated carboxylic acid and an alcohol without a solvent or a solvent such as benzene, toluene or N-hexane,
Dehydration esterification reaction using an acid catalyst such as sulfuric acid or paratoluenesulfonic acid, after converting unsaturated carboxylic acid to acid chloride or acid anhydride, without solvent or pyridine, triethylamine, dimethylbenzylamine, etc. And α, β-unsaturated amide obtained by reacting fuming sulfuric acid with a cyanohydrinated compound obtained by adding hydrogen cyanide to an aldehyde or ketone, with the alcohol. And the like.
【0010】一般式(2)におけるR2、R3としては一
般式(1)の前記G、XおよびZで例示した炭化水素
基、またはR2とR3が結合してエーテル結合を有してい
てもよい2価の基となりNとともに環を形成するもの
(モルホリノ基など)などが挙げられ、R4としては、
炭素数2〜20で2価の炭化水素基(エチレン基、ブチ
レン基、2−エチルヘキシレン基、シクロヘキシレン
基、オクチレン基など)が挙げられる。In the general formula (2), R 2 and R 3 are the hydrocarbon groups exemplified for G, X and Z in the general formula (1), or R 2 and R 3 are bonded to form an ether bond. with N becomes divalent group may be to form a ring (such as morpholino group), and examples of R 4 is,
Examples thereof include a divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms (such as an ethylene group, a butylene group, a 2-ethylhexylene group, a cyclohexylene group, and an octylene group).
【0011】一般式(2)で示されるアミノアルコール
(b)の具体例としては、3級アミノアルコールである
ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノプロパノー
ル、ジメチルアミノブタノール、モルホリノエタノール
およびジイソプロピルアミノエタノールなどが挙げられ
る。Specific examples of the amino alcohol (b) represented by the general formula (2) include tertiary amino alcohols such as dimethylaminoethanol, dimethylaminopropanol, dimethylaminobutanol, morpholinoethanol and diisopropylaminoethanol. .
【0012】(b)のケチミン化物(b’)としては第
1級アミノアルコールとケトン[鎖式ケトン(炭素数3
〜10の鎖状ケトン、たとえばアセトン、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトンなどのジアルキルケト
ン、炭素数9〜15の環を有するケトン、たとえばフェ
ニル−2−プロパノン);炭素環式ケトン(炭素数5〜
15、たとえばシクロペンタノン、シクロヘキサノン)
など]の脱水縮合反応によって得られるケチミンアルコ
ール(モノエタノールアミンとメチルエチルケトンとの
ケチミンアルコール、モノプロパノールアミンとメチル
イソブチルケトンとのケチミンアルコールなど)および
第1級アミノアルコールとアルデヒド[鎖式アルデヒド
(炭素数2〜10の鎖状アルデヒド、たとえばアセトア
ルデヒド、ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、
バレルアルデヒド);環式アルデヒド(炭素数7〜15
の環を有するもの、たとえばシクロヘキサンカルバルデ
ヒド、ベンズアルデヒド)など]との脱水縮合反応によ
って得られるアルジミンアルコール(モノエタノールア
ミンとブチルアルデヒドとのアルデヒドアミンアルコー
ル、モノプロパノールアミンとイソブチルアルデヒドの
アルデヒドアミンアルコールなど)などが挙げられる。As the ketimine compound (b ′) of (b), a primary amino alcohol and a ketone [chain ketone (3 carbon atoms)
Chain ketones having 10 to 10 carbon atoms, for example, dialkyl ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, and ketones having a ring having 9 to 15 carbon atoms such as phenyl-2-propanone);
15, for example, cyclopentanone, cyclohexanone)
Alcohols (e.g., ketimine alcohols of monoethanolamine and methyl ethyl ketone, ketimine alcohols of monopropanolamine and methyl isobutyl ketone), and primary amino alcohols and aldehydes [chain aldehydes (carbon number 2-10 chain aldehydes such as acetaldehyde, butyraldehyde, isobutyraldehyde,
Valeraldehyde); Cyclic aldehyde (C7 to C15)
Having a ring of, for example, cyclohexane carbaldehyde, benzaldehyde), etc.] (aldehyde amine alcohols of monoethanolamine and butyraldehyde, aldehyde amine alcohols of monopropanolamine and isobutyraldehyde, etc.) And the like.
【0013】本発明におけるチタン触媒(c)を構成す
るMのアルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、
カリウム、ルビジウムおよびセシウムが挙げられ、アル
カリ土類金属としてはベリリウム、カルシウム、マグネ
シウムおよびバリウムが挙げられる。これらの内、触媒
活性の観点から、好ましいのはアルカリ金属であり、さ
らに好ましいのは、リチウムおよびとくにナトリウム、
カリウムである。In the present invention, the alkali metal of M constituting the titanium catalyst (c) is lithium, sodium,
Potassium, rubidium and cesium are included, and alkaline earth metals include beryllium, calcium, magnesium and barium. Among these, from the viewpoint of catalytic activity, preferred are alkali metals, and more preferred are lithium and especially sodium,
Potassium.
【0014】本発明におけるジカルボン酸としては、脂
肪族ジカルボン酸[炭素数2〜12、たとえばシュウ
酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ア
ゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、マレイン酸、
フマル酸、イタコン酸、オキシカルボン酸(酒石酸、タ
ルトロン酸、リンゴ酸など)など];脂環式ジカルボン
酸(炭素数7〜12、たとえばシクロペンタンジカルボ
ン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘプタンジ
カルボン酸など);芳香族ジカルボン酸(炭素数8〜1
5、たとえばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸な
ど)などが挙げられる。Qはジカルボン酸がシュウ酸の
場合は直接結合を表し、その他の上記ジカルボン酸の場
合はそれぞれのジカルボン酸の残基を表す。炭素数3以
上のジカルボン酸の場合の残基としては、炭素数1〜1
0の直鎖もしくは分岐の飽和または不飽和の炭化水素基
[アルキレン(メチレン、エチレン、プロピレン、ヘキ
シレン、デシレンなど)基、アルケニレン(エチニレ
ン、プロペニレン、ヘキセニレンなど)基、シクロアル
キレン(シクロペンチレン、シクロヘキシレン、シクロ
ヘプチレンなど)基、シクロアルケニレン(シクロヘキ
セニレンなど)基、アリーレン(フェニレンなど)基な
ど]が挙げられる。これらのうち好ましいのは直接結合
および炭素数1〜4のアルキレン基、さらに好ましいの
は炭素数1〜2のアルキレン基、およびとくに直接結合
である。As the dicarboxylic acid in the present invention, an aliphatic dicarboxylic acid [having 2 to 12 carbon atoms, for example, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, maleic acid ,
Fumaric acid, itaconic acid, oxycarboxylic acid (tartaric acid, tartronic acid, malic acid, etc.)]; alicyclic dicarboxylic acid (C7-12, for example, cyclopentanedicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, cycloheptanedicarboxylic acid, etc.) An aromatic dicarboxylic acid (having 8 to 1 carbon atoms);
5, for example, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, etc.). Q represents a direct bond when the dicarboxylic acid is oxalic acid, and represents a residue of each dicarboxylic acid in the case of the other dicarboxylic acids. As the residue in the case of a dicarboxylic acid having 3 or more carbon atoms, a residue having 1 to 1 carbon atoms is used.
0, a linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon group [alkylene (methylene, ethylene, propylene, hexylene, decylene, etc.) group, alkenylene (ethynylene, propenylene, hexenylene, etc.) group, cycloalkylene (cyclopentylene, cyclohexene) A silene, cycloheptylene, etc.) group, a cycloalkenylene (cyclohexenylene, etc.) group, an arylene (phenylene, etc.) group, etc.]. Of these, a direct bond and an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms are preferable, and an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms is more preferable, and a direct bond is particularly preferable.
【0015】チタン触媒(c)の具体例としては、シュ
ウ酸チタンアルカリ(ナトリウム、カリウムおよびリチ
ウムなど、以下同じ)、アルキレンジカルボン酸(炭素
数2〜12、たとえばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、
グルタル酸およびアジピン酸)チタンアルカリなどが挙
げられ、これらのうち触媒活性の観点から好ましいのは
シュウ酸チタンアルカリ、マロン酸チタンアルカリ、さ
らに好ましいのはシュウ酸チタンアルカリ、とくにシュ
ウ酸チタンカリウムおよびシュウ酸チタンナトリウムで
ある。Specific examples of the titanium catalyst (c) include alkali titanium oxalate (sodium, potassium, lithium and the like, the same applies hereinafter), alkylenedicarboxylic acid (C2-C12, for example, oxalic acid, malonic acid, succinic acid,
Glutaric acid and adipic acid) titanium alkali and the like. Of these, from the viewpoint of catalytic activity, preferred are titanium oxalate and titanium malonate, more preferred are titanium alkali oxalates, particularly titanium potassium oxalate and oxalate. It is sodium titanate.
【0016】本発明におけるエステル交換反応は通常公
知の方法で実施できる。すなわち、無溶媒または溶媒
中、(a)と(b)または(b’)とを、重合禁止剤の
存在下、チタン触媒(c)を加えて、生成するアルコー
ルを系外に除去しながらエステル交換反応を行う。原料
等の仕込み順序はとくに限定されないが、好ましくは、
無溶媒の場合は(a)、(b)または(b’)、溶媒使
用の場合は、溶媒および(a)、(b)または(b’)
をまず仕込み、続いて重合禁止剤、さらにチタン触媒
(c)を添加する方法である。The transesterification in the present invention can be carried out by a generally known method. That is, (a) and (b) or (b ′) are added without solvent or in a solvent in the presence of a polymerization inhibitor, and a titanium catalyst (c) is added. Perform an exchange reaction. The order of charging the raw materials and the like is not particularly limited, but preferably,
(A), (b) or (b ') when no solvent is used, and (a), (b) or (b') when a solvent is used
Is added first, and then a polymerization inhibitor and further a titanium catalyst (c) are added.
【0017】溶媒としては、炭化水素(ベンゼン、トル
エン、キシレン、エチルベンゼン、N−ヘキサンなど)
溶媒が挙げられる。本発明におけるエステル交換反応は
通常、生成するアルコールを系外に除きながら反応を行
うが、必要に応じてこれらの溶媒を用いてアルコールを
溶媒と共沸留去することもできる。溶媒使用の場合の溶
媒使用量は、通常(a)と(b)または(b’)の合計
重量に基づいて5〜200%である。As the solvent, hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, N-hexane, etc.)
Solvents. The transesterification in the present invention is usually carried out while removing the generated alcohol to the outside of the system. If necessary, these solvents can be used to azeotropically distill the alcohol with the solvent. When a solvent is used, the amount of the solvent used is usually 5 to 200% based on the total weight of (a) and (b) or (b ').
【0018】エステル交換反応における(a)と(b)
または(b’)との当量比は、省エネルギーの観点から
好ましくは(1〜10)/1、さらに好ましくは(1.
1〜5)/1、特に(1.2〜2)/1である。(A) and (b) in the transesterification reaction
Or the equivalent ratio to (b ′) is preferably (1 to 10) / 1, and more preferably (1.
1-5) / 1, especially (1.2-2) / 1.
【0019】重合禁止剤としては、フェノール系(ジ−
t−ブチルヒドロキシトルエン、ハイドロキノン、モノ
メチルハイドロキノン、p−t−ブチルカテコールな
ど)、ヒンダードアミン系(フェノチアジン、フェニル
−β−ナフチルアミン、ジフェニルアミンなど)、キノ
ン系(ハイドロキノン、p−メトキシフェノールな
ど)、メルカプタン系(エチレンチオ尿素など)、硫黄
および銅化合物(銅粉、塩化銅など)などが挙げられ
る。これらの重合禁止剤は単独で使用してもよいし、2
種類以上を併用してもよい。重合禁止剤の使用量は
(a)に対して通常0.01〜1重量%、好ましくは
0.05〜0.8重量%、さらに好ましくは0.1〜
0.5重量%である。重合禁止剤は通常、反応開始時に
反応液中に添加するが、反応途中で反応液中に添加して
もよい。As the polymerization inhibitor, phenolic (di-)
t-butylhydroxytoluene, hydroquinone, monomethylhydroquinone, pt-butylcatechol, etc., hindered amines (phenothiazine, phenyl-β-naphthylamine, diphenylamine, etc.), quinones (hydroquinone, p-methoxyphenol, etc.), mercaptans ( Ethylenethiourea), sulfur and copper compounds (copper powder, copper chloride, etc.). These polymerization inhibitors may be used alone or 2
More than one type may be used in combination. The amount of the polymerization inhibitor to be used is usually 0.01 to 1% by weight, preferably 0.05 to 0.8% by weight, more preferably 0.1 to 1% by weight based on (a).
0.5% by weight. The polymerization inhibitor is usually added to the reaction solution at the start of the reaction, but may be added to the reaction solution during the reaction.
【0020】チタン触媒(c)の使用量は、反応性と生
成するエステル化物の低着色性の観点から、α,β−不
飽和カルボン酸エステル(a)1当量(1モル)に対し
て、好ましくは10-6〜10当量[1当量は(c)1モ
ルに相当]、さらに好ましくは10-5〜5当量、とくに
好ましくは10-4〜1当量である。The amount of the titanium catalyst (c) used is based on 1 equivalent (1 mol) of the α, β-unsaturated carboxylic acid ester (a) from the viewpoint of reactivity and low coloration of the resulting esterified product. It is preferably 10 -6 to 10 equivalents [1 equivalent corresponds to 1 mol of (c)], more preferably 10 -5 to 5 equivalents, and particularly preferably 10 -4 to 1 equivalent.
【0021】本発明におけるエステル交換反応は、通常
常圧で行うが、(a)、(b)または(b’)および生
成するアルコールの蒸気圧や沸点等の性質による必要性
から、加圧(例えば0.05〜0.5MPa)法、また
は減圧(例えば−0.1〜−0.01MPa)法をとる
こともできる。エステル交換反応の反応温度は、通常2
0〜130℃、好ましくは50〜125℃、さらに好ま
しくは60〜120℃、とくに70〜110℃である。
生成するアルコールを系外へ除去しやすくするために、
必要によって窒素、アルゴンなどの不活性気体または不
活性気体と空気の混合気体を液中バブリングしてもよ
い。バブリング量は反応系全重量1,000kg当た
り、20〜300L/分である。The transesterification in the present invention is usually carried out at normal pressure. However, the necessity due to (a), (b) or (b ') and the properties of the alcohol to be produced, such as the vapor pressure and boiling point, makes it necessary to apply pressure ( For example, a method of 0.05 to 0.5 MPa) or a reduced pressure (for example, -0.1 to -0.01 MPa) method can be employed. The reaction temperature of the transesterification is usually 2
The temperature is 0 to 130 ° C, preferably 50 to 125 ° C, more preferably 60 to 120 ° C, particularly 70 to 110 ° C.
To make it easier to remove the generated alcohol out of the system,
If necessary, an inert gas such as nitrogen or argon or a mixed gas of an inert gas and air may be bubbled in the liquid. The amount of bubbling is 20 to 300 L / min per 1,000 kg of the total weight of the reaction system.
【0022】エステル交換反応の進行状況は留出したア
ルコール量の測定や、反応液のガスクロマトグラフィ
ー、高速液体クロマトグラフィーおよび核磁気共鳴スペ
クトルなどによる未反応の(a)、(b)または
(b’)の定量によって確認することができる。The progress of the transesterification reaction can be determined by measuring the amount of distilled alcohol or measuring the unreacted (a), (b) or (b) by gas chromatography, high performance liquid chromatography, nuclear magnetic resonance spectrum, etc. of the reaction solution. ') Can be confirmed by quantification.
【0023】(a)と(b)または(b’)とのエステ
ル交換反応、さらに(b’)を用いた場合は加水分解さ
せることによって得られたエステル(A)は、そのまま
重合体の製造に使用できる。上記で得られるエステル
(A)は副生物の含量は極めて少なく、通常10重量%
以下、好ましくは0〜5重量%であるが、必要に応じて
蒸留、抽出、ろ過、吸着処理などの精製を行ってもよ
い。なお、ここでいう副生物には未反応の(a)、
(b)または(b’)は含まれない。該副生物は原料の
アミノアルコール(b)やエステル交換反応によって生
成したアルコールが、α,β−不飽和カルボン酸エステ
ルの炭素−炭素二重結合に付加反応を起こして生成する
カルボン酸エステルで、核磁気共鳴スペクトルなどによ
る測定で確認することができるものである。The ester (A) obtained by transesterification between (a) and (b) or (b '), and further, when (b') is used, is subjected to the production of a polymer as it is. Can be used for The ester (A) obtained above has a very low content of by-products, usually 10% by weight.
Hereinafter, the content is preferably 0 to 5% by weight, but if necessary, purification such as distillation, extraction, filtration, and adsorption treatment may be performed. In addition, unreacted (a),
(B) or (b ′) is not included. The by-product is a carboxylic acid ester formed by the addition reaction of the raw material amino alcohol (b) or the alcohol generated by the transesterification reaction to the carbon-carbon double bond of the α, β-unsaturated carboxylic acid ester. It can be confirmed by measurement using a nuclear magnetic resonance spectrum or the like.
【0024】本発明の方法で得られるα,β−不飽和カ
ルボン酸アミノアルコールエステル(A)は有機酸もし
くは無機酸による中和または第4級化剤により4級化し
てα,β−不飽和カルボン酸アミノアルコールエステル
塩(B)とすることができる。ここで、得られる(B)
の中和度は通常98〜100%、(B)のエステル結合
の安定性の観点から好ましくは99.5〜100%であ
り、4級塩の場合は4級化率は通常98〜100%、
(B)のエステル結合の安定性の観点から好ましくは9
9.5〜100%である。The α, β-unsaturated carboxylic acid amino alcohol ester (A) obtained by the method of the present invention is neutralized with an organic or inorganic acid or quaternized with a quaternizing agent to obtain an α, β-unsaturated amino acid. The carboxylic acid amino alcohol ester salt (B) can be used. Here, obtained (B)
Is usually 98 to 100%, from the viewpoint of the stability of the ester bond of (B), preferably 99.5 to 100%. In the case of a quaternary salt, the quaternization ratio is usually 98 to 100%. ,
From the viewpoint of the stability of the ester bond of (B), preferably 9
9.5 to 100%.
【0025】有機酸としては、芳香(脂肪)族、飽和ま
たは不飽和の脂肪族および飽和または不飽和の脂環式の
モノ−およびポリ(ジ、トリ、テトラまたはそれ以上)
−カルボン酸およびスルホン酸が挙げられる。Organic acids include aromatic (aliphatic), saturated or unsaturated aliphatic and saturated or unsaturated alicyclic mono- and poly (di, tri, tetra or higher).
-Carboxylic acids and sulfonic acids.
【0026】芳香(脂肪)族カルボン酸としては炭素数
7〜36(好ましくは7〜18)のモノ−およびポリ
(ジ、トリ、テトラまたはそれ以上)−カルボン酸が挙
げられる。具体的には、モノカルボン酸(安息香酸、ト
ルイル酸、ナフトエ酸など)、ジカルボン酸(イソフタ
ル酸、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸
など)、3価〜4価またはそれ以上のポリカルボン酸
(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げら
れる。The aromatic (aliphatic) carboxylic acids include mono- and poly (di, tri, tetra or higher) carboxylic acids having 7 to 36 (preferably 7 to 18) carbon atoms. Specifically, monocarboxylic acids (such as benzoic acid, toluic acid, and naphthoic acid), dicarboxylic acids (such as isophthalic acid, terephthalic acid, and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid), trivalent to tetravalent or higher polycarboxylic acids Acids (trimellitic acid, pyromellitic acid, etc.) and the like.
【0027】飽和または不飽和の脂肪族カルボン酸とし
ては炭素数1〜36(好ましくは1〜18)のモノ−お
よびポリ−(ジ、トリ、テトラまたはそれ以上)−カル
ボン酸が挙げられる。具体的には、モノカルボン酸(ギ
酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、オクチル酸、ステアリ
ン酸、オレイン酸など)、ジカルボン酸(シュウ酸、マ
ロン酸、コハク酸、アジピン酸など)、および3価〜4
価またはそれ以上のポリカルボン酸(クエン酸など)が
挙げられる。The saturated or unsaturated aliphatic carboxylic acids include mono- and poly- (di, tri, tetra or higher) carboxylic acids having 1 to 36 (preferably 1 to 18) carbon atoms. Specifically, monocarboxylic acids (formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, octylic acid, stearic acid, oleic acid, etc.), dicarboxylic acids (oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, etc.), and trivalent to 4
Or higher polycarboxylic acids, such as citric acid.
【0028】飽和または不飽和の脂環式カルボン酸とし
ては炭素数4〜36(好ましくは4〜18)のモノ−お
よびポリ(ジ、トリ、テトラまたはそれ以上)−カルボ
ン酸が挙げられる。具体的には、モノカルボン酸(シク
ロブタンカルボン酸、シクロペンタンカルボン酸および
シクロヘキサンカルボン酸など)、ジカルボン酸(シク
ロヘキサンジカルボン酸および炭素数12〜18の脂肪
酸を重合して得られる重合脂肪酸など)などが挙げられ
る。The saturated or unsaturated alicyclic carboxylic acids include mono- and poly (di, tri, tetra or higher) carboxylic acids having 4 to 36 (preferably 4 to 18) carbon atoms. Specifically, monocarboxylic acids (such as cyclobutanecarboxylic acid, cyclopentanecarboxylic acid, and cyclohexanecarboxylic acid) and dicarboxylic acids (such as cyclohexanedicarboxylic acid and a polymerized fatty acid obtained by polymerizing a fatty acid having 12 to 18 carbon atoms) are included. No.
【0029】芳香(脂肪)族スルホン酸としては炭素数
6〜36(好ましくは6〜18)のモノ−およびポリ
(ジ、トリ、テトラまたはそれ以上)−スルホン酸が挙
げられる。具体的にはベンゼンスルホン酸、p−トルエ
ンスルホン酸、キシレンスルホン酸、メシチレンスルホ
ン酸およびドデシルベンゼンスルホン酸が挙げられる。Aromatic (fatty) sulfonic acids include mono- and poly (di, tri, tetra or higher) sulfonic acids having 6 to 36 (preferably 6 to 18) carbon atoms. Specific examples include benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, mesitylenesulfonic acid and dodecylbenzenesulfonic acid.
【0030】飽和または不飽和の脂肪族スルホン酸とし
ては炭素数1〜36(好ましくは1〜18)のモノ−お
よびポリ(ジ、トリ、テトラまたはそれ以上)−スルホ
ン酸が挙げられる。具体的には、メタンスルホン酸、エ
タンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ドデシルスルホ
ン酸、スルホコハク酸エステルなどスルホアルキル(メ
タ)アクリレートなどが挙げられる。飽和または不飽和
の脂環式スルホン酸としては炭素数3〜36(好ましく
は3〜18)のスルホン酸が挙げられる。具体的にはシ
クロプロパンスルホン酸、シクロブタンスルホン酸、シ
クロペンタンスルホン酸およびシクロヘキサンスルホン
酸などが挙げられる。無機酸としては硫酸、硝酸、塩酸
およびリン酸などが挙げられる。これらの内、塩のカチ
オン性の強さの観点から、好ましいのは無機酸であり、
さらに好ましいのは硫酸、および特に塩酸である。The saturated or unsaturated aliphatic sulfonic acids include mono- and poly (di, tri, tetra or higher) sulfonic acids having 1 to 36 (preferably 1 to 18) carbon atoms. Specific examples include methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, dodecylsulfonic acid, and sulfoalkyl (meth) acrylates such as sulfosuccinate. Examples of the saturated or unsaturated alicyclic sulfonic acid include a sulfonic acid having 3 to 36 carbon atoms (preferably 3 to 18 carbon atoms). Specific examples include cyclopropanesulfonic acid, cyclobutanesulfonic acid, cyclopentanesulfonic acid, and cyclohexanesulfonic acid. Examples of the inorganic acid include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid. Among these, from the viewpoint of the cationic strength of the salt, preferred are inorganic acids,
Even more preferred are sulfuric acid, and especially hydrochloric acid.
【0031】第4級化剤としては、ハロゲン化アルキル
(炭素数1〜36、例えば塩化メチル、塩化エチル、臭
化メチルなど)、ハロゲン化アラルキル(炭素数7〜3
6、例えば塩化ベンジルなど)およびエステル[炭素数
2〜36、例えば硫酸エステル(ジメチル硫酸、ジエチ
ル硫酸など)、炭酸エステル(炭酸ジメチル、炭酸ジエ
チルなど)、スルホン酸エステル(パラトルエンスルホ
ン酸メチルなど)]などが挙げられる。これらのうち、
塩のカチオン性の強さの観点から、好ましいのはジメチ
ル硫酸、およびさらに塩化メチルである。Examples of the quaternizing agent include alkyl halides (1 to 36 carbon atoms, for example, methyl chloride, ethyl chloride, methyl bromide, etc.) and aralkyl halides (7 to 3 carbon atoms).
6, for example, benzyl chloride, etc.) and esters [2-36 carbon atoms, for example, sulfates (dimethyl sulfate, diethyl sulfate, etc.), carbonates (dimethyl carbonate, diethyl carbonate, etc.), sulfonates (methyl paratoluenesulfonate, etc.) And the like. Of these,
From the standpoint of the cationic strength of the salt, preference is given to dimethyl sulfate and also to methyl chloride.
【0032】本発明の方法で得られる(A)および/ま
たは(B)は必要により他の公知のビニルモノマーを加
え、公知の重合方法によって(共)重合し、(A)を用
いる場合には必要により前記の有機酸または無機酸によ
り中和、または前記第4級化剤により4級化して(共)
重合体を得ることができる。該(共)重合体における前
記副生物の含量は通常極めて少なく、(共)重合体中の
該(A)および/または(B)単位の重量に基づいて1
0重量%以下である。(A)および/または(B)と、
他の公知のビニルモノマーとを共重合させる場合の共重
合割合は、目的に応じて自由に選択できるが、共重合体
の性能の観点から、(A)および/または(B)と他の
公知のビニルモノマーとを含む全モノマーの合計量に基
づく(A)および/または(B)の含量は、好ましくは
50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、さら
に好ましくは80モル%〜100モル%である。(A) and / or (B) obtained by the method of the present invention may be added (co) polymerized by a known polymerization method by adding other known vinyl monomers if necessary, and when (A) is used, If necessary, neutralize with the above organic or inorganic acid, or quaternize with the quaternizing agent (co)
A polymer can be obtained. The content of the by-products in the (co) polymer is usually very low and may be 1% based on the weight of the (A) and / or (B) units in the (co) polymer.
0% by weight or less. (A) and / or (B);
The copolymerization ratio in the case of copolymerizing with other known vinyl monomers can be freely selected according to the purpose, but from the viewpoint of the performance of the copolymer, (A) and / or (B) and other known copolymers may be used. The content of (A) and / or (B) based on the total amount of all the monomers including the vinyl monomer is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and still more preferably 80 mol% to 100 mol. %.
【0033】また、本発明におけるα,β−不飽和カル
ボン酸アミノアルコールエステル(共)重合体(J)
は、本発明におけるカルボン酸エステル(a)および必
要により他の公知のビニルモノマー(共重合割合は上記
に同じ)を構成単位とする(共)重合体を公知の重合方
法によって得た後、チタン触媒(c)の存在下アミノア
ルコール(b)またはそのケチミン化物(b’)とを反
応させ、(b’)を用いた場合はさらに加水分解させて
得ることができる。上記の場合のチタン触媒(c)の使
用量は、(J)の前駆体である(共)重合体中の(a)
のエステル単位の個数に基づいて、好ましくは10-6〜
10当量[1当量は(c)1モルに相当]、さらに好ま
しくは10-5〜5当量、とくに好ましくは10-4〜1当
量である。エステルまた本発明におけるα,β−不飽和
カルボン酸アミノアルコールエステル(共)重合体
(J)の塩(K)は該(J)の前記有機酸もしくは無機
酸による中和または前記第4級化剤により4級化して得
ることができる。ここで、得られる(K)の中和度は通
常98〜100%、(共)重合体(K)のエステル結合
の安定性の観点から好ましくは99.5〜100%であ
り、4級塩の場合は4級化率は通常98〜100%、
(共)重合体(K)のエステル結合の安定性の観点から
好ましくは99.5〜100%である。The α, β-unsaturated carboxylic acid amino alcohol ester (co) polymer (J) in the present invention
Is obtained by a known polymerization method of a (co) polymer having a carboxylic acid ester (a) in the present invention and, if necessary, another known vinyl monomer (copolymerization ratio is the same as above) as a constitutional unit, and then obtaining titanium. It can be obtained by reacting with amino alcohol (b) or its ketimine compound (b ') in the presence of catalyst (c), and further hydrolyzing when (b') is used. In the above case, the amount of the titanium catalyst (c) used is (a) in the (co) polymer which is a precursor of (J).
Based on the number of ester units, preferably 10 -6 to
The equivalent is 10 equivalents [1 equivalent corresponds to 1 mol of (c)], more preferably 10 -5 to 5 equivalents, particularly preferably 10 -4 to 1 equivalent. Ester and the salt (K) of the α, β-unsaturated carboxylic acid amino alcohol ester (co) polymer (J) in the present invention may be neutralized or quaternized with the organic or inorganic acid of the (J). It can be obtained by quaternizing with an agent. Here, the degree of neutralization of the obtained (K) is usually 98 to 100%, preferably 99.5 to 100% from the viewpoint of the stability of the ester bond of the (co) polymer (K). In the case of the quaternization rate is usually 98 to 100%,
From the viewpoint of the stability of the ester bond of the (co) polymer (K), the content is preferably 99.5 to 100%.
【0034】上記他の公知のビニルモノマーとしては、
下記のものが挙げられる。 (イ)非イオン性ビニルモノマー[本発明における
(a)も含む] 下記のもの、およびこれらの混合物 ・(イ−1) (メタ)アクリレート誘導体[ヒドロキ
シエチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコール
モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール
(重合度51〜100)モノ(メタ)アクリレート、ポ
リグリセロール(重合度1〜10)モノ(メタ)アクリ
レートなど] ・(イー2) (メタ)アクリルアミド誘導体[(メ
タ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミ
ド、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなど] ・(イー3) 不飽和アルコール[ビニルアルコール、
(メタ)アリルアルコールなど] ・(イー4) 窒素原子含有ビニルモノマー[N−ビニ
ル−2−ピロリドン、ビニルイミダゾール、N−ビニル
スクシンイミド、p−アミノスチレン、N−ビニルカル
バゾール、2−ビニルピリジン、ビニルモルホリン、2
−シアノエチル(メタ)アクリレート、アクリロニトリ
ルなど]などThe other known vinyl monomers include:
The following are mentioned. (A) Nonionic vinyl monomer [including (a) in the present invention] The following, and a mixture thereof: (a-1) (meth) acrylate derivative [hydroxyethyl (meth) acrylate, diethylene glycol mono (meth) Acrylate, polyethylene glycol (polymerization degree 51-100) mono (meth) acrylate, polyglycerol (polymerization degree 1-10) mono (meth) acrylate, etc.] (E2) (meth) acrylamide derivative [(meth) acrylamide, N -Methyl (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, etc.] (E3) unsaturated alcohol [vinyl alcohol,
(Meth) allyl alcohol, etc.] (E4) Nitrogen atom-containing vinyl monomer [N-vinyl-2-pyrrolidone, vinylimidazole, N-vinylsuccinimide, p-aminostyrene, N-vinylcarbazole, 2-vinylpyridine, vinyl Morpholine, 2
-Cyanoethyl (meth) acrylate, acrylonitrile, etc.]
【0035】(ロ) アニオン性モノマー 下記の酸、これらの塩[アルカリ金属塩、アルカリ土類
金属塩、アンモニウム塩およびアミン(炭素数1〜2
0)塩など]、およびこれらの混合物 ・(ロ−1) 不飽和カルボン酸[(メタ)アクリル
酸、(無水)マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ビニ
ル安息香酸など] ・(ロ−2) 不飽和スルホン酸〔炭素数2〜20の脂
肪族不飽和スルホン酸(ビニルスルホン酸など)、炭素
数6〜20の芳香族不飽和スルホン酸(スチレンスルホ
ン酸)、スルホン酸基含有(メタ)アクリレート[スル
ホアルキル(炭素数4〜23)(メタ)アクリレート
[スルホプロピル(メタ)アクリレート、スルホエチル
(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキ
シ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、p−(メタ)
アクリロイルオキシメチルベンゼンスルホン酸、メタリ
ルスルホン酸]、スルホン酸基含有(メタ)アクリルア
ミド[N−スルホプロピル(メタ)アクリルアミド、N
−スルホエチル(メタ)アクリルアミド、2−アクリロ
イルアミノ−2−メチルプロパンスルホン酸、p−(メ
タ)アクリロイルアミノメチルベンゼンスルホン酸な
ど]、アルキル(炭素数1〜20)(メタ)アリルスル
ホコハク酸エステル[メチル(メタ)アリルスルホコハ
ク酸エステルなど]など〕 ・(ロ−3) (メタ)アクリロイルポリオキシアルキ
レン(炭素数1〜6)硫酸エステル[(メタ)アクリロ
イルポリオキシエチレン(エチレンオキシド付加モル数
2〜50)硫酸エステルなど]など(B) Anionic monomers The following acids and salts thereof [alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts and amines (having 1 to 2 carbon atoms)
0) Salts, etc.], and mixtures thereof. (B-1) Unsaturated carboxylic acid [(meth) acrylic acid, (anhydride) maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, vinylbenzoic acid, etc.] ・ (b-2) Unsaturated sulfonic acid [aliphatic unsaturated sulfonic acid having 2 to 20 carbon atoms (eg vinyl sulfonic acid), aromatic unsaturated sulfonic acid having 6 to 20 carbon atoms (styrene sulfonic acid), sulfonic acid group-containing (meth) acrylate [Sulfoalkyl (C4 to C23) (meth) acrylate [sulfopropyl (meth) acrylate, sulfoethyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxy-2,2-dimethylethanesulfonic acid, p- (meth)
Acryloyloxymethylbenzenesulfonic acid, methallylsulfonic acid], sulfonic acid group-containing (meth) acrylamide [N-sulfopropyl (meth) acrylamide, N
-Sulfoethyl (meth) acrylamide, 2-acryloylamino-2-methylpropanesulfonic acid, p- (meth) acryloylaminomethylbenzenesulfonic acid, etc.), alkyl (C1-20) (meth) allyl sulfosuccinate [methyl ((Meth) allyl sulfosuccinic acid ester etc.)] (b-3) (meth) acryloylpolyoxyalkylene (C1-6) sulfate [(meth) acryloylpolyoxyethylene (ethylene oxide added mole number 2-50) Sulfate ester etc.]
【0036】(ハ) カチオン性モノマー 下記のもの、これらの塩(例えば、塩酸塩、硫酸塩、メ
チルクロライド塩、ジメチル硫酸塩およびベンジルクロ
ライド塩)]、およびこれらの混合物 ・(ハ−1) 窒素原子含有(メタ)アクリレート誘導
体[N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレー
ト、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレ
ート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレ
ート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリ
レートなど] ・(ハ−2) 窒素原子含有(メタ)アクリルアミド誘
導体[N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリル
アミドなど] ・(ハ−3) アミノ基を有するビニル化合物[ビニル
アニリン、ビニルピリジン、(メタ)アリルアミン、ジ
アリルアミン、ジメチルジアリルアミンなど]など (ハ−4) アミンイミド基を有する化合物[1,1,
1−トリメチルアミン(メタ)アクリルイミド、1,1
−ジメチル−1−エチルアミン(メタ)アクリルイミ
ド、1,1−ジメチル−1−(2’−フェニル−2’−
ヒドロキシエチル)アミン(メタ)アクリルイミド、
1,1,1−トリメチルアミン(メタ)アクリルイミド
など]など(C) Cationic monomers The following, salts thereof (for example, hydrochloride, sulfate, methyl chloride, dimethyl sulfate and benzyl chloride)], and mixtures thereof. (C-1) Nitrogen Atom-containing (meth) acrylate derivatives [N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminopropyl ( (Meth) acrylate, etc.] (C-2) Nitrogen atom-containing (meth) acrylamide derivative [N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, etc.] (C-3) Vinyl compound having amino group [vinylaniline, vinyl Pyridine, (meth) allylamine, diallylamine, dimethyl Allylamine, etc.], etc. (c -4) amine imide having a group [1,1,
1-trimethylamine (meth) acrylimide, 1,1
-Dimethyl-1-ethylamine (meth) acrylimide, 1,1-dimethyl-1- (2′-phenyl-2′-
Hydroxyethyl) amine (meth) acrylimide,
1,1,1-trimethylamine (meth) acrylimide etc.]
【0037】(ニ) 疎水性ビニルモノマー 下記の(ニ−1)〜(ニー2)、およびこれらの混合物 ・(ニー1) 炭素数4〜23の(メタ)アクリレート
[炭素数1〜20の脂肪族および脂環式アルコールの
(メタ)アクリレート、例えば、メチル(メタ)アクリ
レート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)
アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクタ
デシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)
アクリレート、炭素数4〜20のエポキシ基含有(メ
タ)アクリレート、例えば、グリシジル(メタ)アクリ
レートなど](D) Hydrophobic vinyl monomer The following (d-1) to (knee 2) and mixtures thereof (knee 1) (meth) acrylate having 4 to 23 carbon atoms [fat having 1 to 20 carbon atoms] (Meth) acrylates of aromatic and cycloaliphatic alcohols, such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth)
Acrylate, lauryl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth)
Acrylate, epoxy group-containing (meth) acrylate having 4 to 20 carbon atoms, such as glycidyl (meth) acrylate]
【0038】・(ニー2) ポリプロピレングリコール
[プロピレンオキシド(以下POと略記)付加モル数2
〜50][モノアルキル(炭素数1〜20)、モノシク
ロアルキル(炭素数3〜12)もしくはモノフェニルエ
ーテル]不飽和カルボン酸モノエステル〔モノオールま
たはジオールのPO付加物、例えばモノオール(炭素数
1〜20)PO付加物の(メタ)アクリル酸エステル
[ω−メトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)
アクリレート、ω−エトキシポリプロピレングリコール
モノ(メタ)アクリレート、ω−プロポキシポリプロピ
レングリコールモノ(メタ)アクリレート、ω−ブトキ
シポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレー
ト、ω−シクロヘキシルポリプロピレングリコールモノ
(メタ)アクリレート、ω−フェノキシポリプロピレン
グリコールモノ(メタ)アクリレートなど]、ジオール
(炭素数1〜20)PO付加物の(メタ)アクリル酸エ
ステル[ω−ヒドロキシエチル(ポリ)オキシプロピレ
ンモノ(メタ)アクリレートなど]など〕(Knee 2) polypropylene glycol [propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO) number of added moles 2
To 50] [monoalkyl (C1 to C20), monocycloalkyl (C3 to C12) or monophenyl ether] unsaturated carboxylic acid monoester [PO adduct of monool or diol, for example, monool (carbon (1-20) (meth) acrylic acid ester of PO adduct [ω-methoxypolypropylene glycol mono (meth)
Acrylate, ω-ethoxy polypropylene glycol mono (meth) acrylate, ω-propoxy polypropylene glycol mono (meth) acrylate, ω-butoxy polypropylene glycol mono (meth) acrylate, ω-cyclohexyl polypropylene glycol mono (meth) acrylate, ω-phenoxy polypropylene Glycol mono (meth) acrylate etc.], (meth) acrylic acid ester of diol (C1-20) PO adduct [ω-hydroxyethyl (poly) oxypropylene mono (meth) acrylate etc.] etc.]
【0039】・(ニー3) 炭素数3〜20の不飽和ニ
トリル[(メタ)アクリロニトリルなど] ・(ニー4) 炭素数2〜30の不飽和炭化水素モノマ
ー[エチレン、ノネン、スチレン、1−メチルスチレン
など] ・(ニー5) 不飽和アルコール[ビニルアルコール、
(メタ)アリルアルコール]の炭素数2〜20のカルボ
ン酸エステル(例えば酢酸ビニル) ・(ニー6) ハロゲン含有モノマー(例えば塩化ビニ
ル)など(アクリルアミド、アクリロニトリル、N−ビ
ニルピロリドンなど)、アニオン性ビニルモノマー
〔(メタ)アクリル酸ナトリウム、メタリルスルホン酸
ナトリウム、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸
ナトリウムなど〕、カチオン性ビニルモノマー〔ジアリ
ルアミン塩酸塩、ジメチルジアリルアンモニウムクロラ
イド、ビニルピリジンなど〕、およびこれらの混合物が
挙げられる。(Knee 3) unsaturated nitrile having 3 to 20 carbon atoms [(meth) acrylonitrile and the like] (knee 4) unsaturated hydrocarbon monomer having 2 to 30 carbon atoms [ethylene, nonene, styrene, 1-methyl Styrene, etc.] ・ (Knee 5) unsaturated alcohol [vinyl alcohol,
(Meth) allyl alcohol] carboxylic acid ester having 2 to 20 carbon atoms (eg, vinyl acetate) (Knee 6) Halogen-containing monomer (eg, vinyl chloride) (acrylamide, acrylonitrile, N-vinylpyrrolidone, etc.), anionic vinyl Monomers (eg, sodium (meth) acrylate, sodium methallylsulfonate, sodium acrylamidomethylpropanesulfonate), cationic vinyl monomers (eg, diallylamine hydrochloride, dimethyldiallylammonium chloride, vinylpyridine), and mixtures thereof. .
【0040】重合体を得る公知の重合方法としては、乳
化重合、懸濁重合、水または有機溶剤による溶液重合な
どが挙げられる。ポリマーの純度の観点から好ましいの
は溶液重合である。溶液重合で用いられる溶媒として
は、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコ
ール、トルエン、アセトン、テトラヒドロフランなどお
よびこれらの溶媒の混合物が挙げられる。溶媒に対する
モノマーの濃度は通常10〜80重量%、好ましくは1
5〜60重量%である。Known polymerization methods for obtaining the polymer include emulsion polymerization, suspension polymerization, solution polymerization with water or an organic solvent, and the like. Solution polymerization is preferred from the viewpoint of the purity of the polymer. Examples of the solvent used in the solution polymerization include water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, toluene, acetone, tetrahydrofuran, and the like, and a mixture of these solvents. The concentration of the monomer with respect to the solvent is usually 10 to 80% by weight, preferably 1 to 80% by weight.
5 to 60% by weight.
【0041】重合開始剤としては公知のもの、例えば無
機過酸化物(過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムな
ど)有機過酸化物(t−ブチルパーヒドロキサイド、ベ
ンゾイルパーオキサイドなど)、アゾ化合物[2,2’
−アゾビスイソブチロニトリル、4,4’アゾビス−
(4−シアノ吉草酸)など]、レドックス系開始剤〔過
酸化物(過酸化水素、過硫酸カリウムなど)と還元剤
(亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第一鉄など)との組み合
わせ〕などが挙げられる。重合開始剤の使用量は、モノ
マー重量に基づいて通常0.1〜1万ppm、好ましく
は0.5〜5,000ppm、さらに好ましくは1〜
2,000ppmである。また、重合温度は通常20〜
100℃、好ましくは30〜80℃である。Known polymerization initiators, for example, inorganic peroxides (ammonium persulfate, potassium persulfate, etc.), organic peroxides (t-butylperoxide, benzoyl peroxide, etc.), azo compounds [2,2 '
-Azobisisobutyronitrile, 4,4'azobis-
(4-cyanovaleric acid), etc.], and a redox initiator [combination of a peroxide (hydrogen peroxide, potassium persulfate, etc.) and a reducing agent (sodium bisulfite, ferrous sulfate, etc.)], and the like. . The amount of the polymerization initiator to be used is usually 0.1 to 10,000 ppm, preferably 0.5 to 5,000 ppm, more preferably 1 to 10,000 ppm based on the weight of the monomer.
2,000 ppm. The polymerization temperature is usually 20 to
The temperature is 100 ° C, preferably 30 to 80 ° C.
【0042】本発明の方法で得られる、(A)および/
または(B)の(共)重合体、並びに(共)重合体
(J)または(K)の分子量は、固有粘度で表され、該
固有粘度は、カチオン性高分子凝集剤では通常3〜20
dl/g、好ましくは4〜15dl/g、両性高分子凝
集剤では通常3〜15dl/g、好ましくは4〜12d
l/gである。ここで固有粘度は、30℃で1Nの硝酸
ソーダ水溶液中で測定した値で、単位はdl/gであ
る。(A) and / or (A) obtained by the method of the present invention.
Alternatively, the molecular weight of the (co) polymer (B) and the (co) polymer (J) or (K) is represented by an intrinsic viscosity, which is typically 3 to 20 for cationic polymer flocculants.
dl / g, preferably 4 to 15 dl / g, and usually 3 to 15 dl / g, preferably 4 to 12 d for an amphoteric polymer flocculant.
1 / g. Here, the intrinsic viscosity is a value measured in a 1N aqueous solution of sodium nitrate at 30 ° C., and the unit is dl / g.
【0043】本発明の方法で得られる上記(A)および
/または(B)の(共)重合体、並びに(共)重合体
(J)および(K)は、高分子凝集剤(汚泥脱水剤、廃
水処理剤など)、紙用加工剤(紙力増強剤など)、繊維
用加工剤(帯電防止剤、染料固着剤など)、土質改良剤
および石油の3次回収用ポリマーなどに利用できる。The (co) polymers (A) and / or (B) and the (co) polymers (J) and (K) obtained by the method of the present invention are polymer coagulants (sludge dewatering agents). , Wastewater treatment agents, etc.), paper processing agents (paper strength enhancers, etc.), fiber processing agents (antistatic agents, dye fixing agents, etc.), soil conditioners, and tertiary oil recovery polymers.
【0044】[0044]
【実施例】以下の実施例により、本発明を詳細に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。The present invention will be described in detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the present invention is limited thereto.
【0045】実施例1 攪拌機、温度計、精留塔を取り付けた1Lのガラス製反
応容器にメタクリル酸メチル380g(3.8モル)、
ジメチルアミノエタノール178g(2モル)、シュウ
酸チタンカリウム0.51g(0.0014モル)、フ
ェノチアジン1.0gを仕込み、塔頂温度を60〜64
℃に保ちながらメタノールとメタクリル酸メチルの共沸
混合物を系外へ除きながら8時間反応させた。ジメチル
アミノエタノールの反応率は98%であった。−0.0
9MPaで未反応のメタクリル酸メチルを減圧留去し
た。得量は312g(収率99.4%)であった。高速
液体クロマトグラフィー(カラム;ODSφ7.5×2
50mm、移動相;アセトニトリル/水=50/50)
による分析の結果、メタクリル酸ジメチルアミノエチル
の含量は99.5%であった。また、ハーゼン単位色数
は50であり、アミン臭がわずかに認められた。Example 1 380 g (3.8 mol) of methyl methacrylate was placed in a 1 L glass reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and rectification column.
178 g (2 mol) of dimethylaminoethanol, 0.51 g (0.0014 mol) of potassium potassium oxalate, and 1.0 g of phenothiazine were charged, and the temperature at the top was adjusted to 60 to 64.
The reaction was carried out for 8 hours while keeping the temperature at 0 ° C and removing the azeotropic mixture of methanol and methyl methacrylate out of the system. The conversion of dimethylaminoethanol was 98%. −0.0
Unreacted methyl methacrylate was distilled off under reduced pressure at 9 MPa. The obtained amount was 312 g (yield 99.4%). High performance liquid chromatography (column; ODS φ7.5 × 2
50 mm, mobile phase; acetonitrile / water = 50/50)
Analysis revealed that the content of dimethylaminoethyl methacrylate was 99.5%. The Hazen unit color number was 50, and a slight amine odor was recognized.
【0046】実施例2 実施例1のジメチルアミノエタノールに代えて、2−モ
ルホリノエタノール262g(2モル)を使用して、実
施例1と同様のエステル交換反応を行った。得量は39
5g(収率99.2%)であり、高速液体クロマトグラ
フィーによる分析の結果、メタクリル酸−2−モルホリ
ノエチルの含量は99.4%であった。また、ハーゼン
単位色数は60であり、アミン臭がわずかに認められ
た。Example 2 The same transesterification reaction as in Example 1 was carried out using 262 g (2 mol) of 2-morpholinoethanol in place of dimethylaminoethanol of Example 1. The gain is 39
The amount was 5 g (yield 99.2%), and as a result of analysis by high performance liquid chromatography, the content of 2-morpholinoethyl methacrylate was 99.4%. The Hazen unit color number was 60, and a slight amine odor was observed.
【0047】比較例1 実施例1のシュウ酸チタンカリウムに代えて、ナトリウ
ムメトキシド3.0g(0.056モル)を使用して、
実施例1と同様のエステル交換反応を行った。得量は3
02g(収率96.2%)であり、高速液体クロマトグ
ラフィーによる分析の結果、メタクリル酸ジメチルアミ
ノエチルの含量は71.4%であった。核磁気共鳴スペ
クトルより、α−メチル−β−ジメチルアミノエトキシ
プロピオン酸メチルが15.2%、α−メチル−β−メ
トキシプロピオン酸メチルが13.4%副生しているこ
とが確認された。また、ハーゼン単位色数は150であ
り、強い特異臭が認められた。Comparative Example 1 In place of potassium titanium oxalate of Example 1, 3.0 g (0.056 mol) of sodium methoxide was used.
The same transesterification reaction as in Example 1 was performed. The gain is 3
The amount was 02 g (yield 96.2%), and as a result of analysis by high performance liquid chromatography, the content of dimethylaminoethyl methacrylate was 71.4%. From the nuclear magnetic resonance spectrum, it was confirmed that 15.2% of methyl α-methyl-β-dimethylaminoethoxypropionate and 13.4% of methyl α-methyl-β-methoxypropionate were by-produced. The Hazen unit color number was 150, and a strong peculiar smell was observed.
【0048】比較例2 実施例1のシュウ酸チタンカリウムに代えて、塩化亜鉛
2.5g(0.018モル)を使用して、実施例1と同
様のエステル交換反応を行った。得量は189g(収率
60.2%)であり、高速液体クロマトグラフィーによ
る分析の結果、メタクリル酸ジメチルアミノエチルの含
量は89.7%であった。核磁気共鳴スペクトルより、
α−メチル−β−ジメチルアミノエトキシプロピオン酸
メチルが6.4%、α−メチル−β−メトキシプロピオ
ン酸メチルが3.9%副生していることが確認された。
また、ハーゼン単位色数は120であり、強い特異臭が
認められた。Comparative Example 2 The same transesterification reaction as in Example 1 was carried out using 2.5 g (0.018 mol) of zinc chloride instead of potassium potassium oxalate of Example 1. The amount obtained was 189 g (yield 60.2%). As a result of analysis by high performance liquid chromatography, the content of dimethylaminoethyl methacrylate was 89.7%. From the nuclear magnetic resonance spectrum,
It was confirmed that 6.4% of methyl α-methyl-β-dimethylaminoethoxypropionate and 3.9% of methyl α-methyl-β-methoxypropionate were by-produced.
The Hazen unit color number was 120, and a strong peculiar smell was observed.
【0049】実施例3 実施例1で得られたモノマー1モルと水200gを混合
したものに、撹拌しながら塩化メチル1モルを40℃で
吹き込み、メタアクリロイルオキシエチルトリメチルア
ンモニウムクロライドを得た。この水溶液に水500g
を混合したものを窒素置換した後、内径30cm、深さ
5cmのガラス製容器に入れ窒素置換した後、過硫酸ア
ンモニウム0.1gを加えて40〜45℃に保った。
重合は直ちに開始し、1時間後に完結した。得られた重
合体を取り出し細断し、100℃の乾燥機で固形分濃度
90%まで乾燥した後、粉砕して粉末状の重合体を得
た。該重合体についてpH4におけるコロイド当量およ
び固有粘度を測定した。コロイド当量はトルイジンブル
ー指示薬を用いて、N/400ポリビニル硫酸カリウム
試薬で滴定を行い、測定試料が青色から赤紫色に変色し
た点を滴定終点とした。固有粘度は1N−NaNO3水
溶液中、30℃の条件で測定した。該重合体を0.1%
イオン交換水溶液とし、N市下水処理場余剰汚泥〔pH
6.9、TS(総固形分)2.3%、有機分80%〕に
ポリマーとして0.85%/TSずつ添加して、小型ベ
ルトプレス脱水機を用いて脱水試験を行い、得られたケ
ーキの含水率を測定した。結果は表1に示す。Example 3 1 mol of methyl chloride was blown into a mixture of 1 mol of the monomer obtained in Example 1 and 200 g of water at 40 ° C. while stirring to obtain methacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride. 500 g of water in this aqueous solution
Was replaced with nitrogen, placed in a glass container having an inner diameter of 30 cm and a depth of 5 cm, and replaced with nitrogen. Then, 0.1 g of ammonium persulfate was added and kept at 40 to 45 ° C.
The polymerization started immediately and was completed after one hour. The obtained polymer was taken out, cut into pieces, dried in a dryer at 100 ° C. to a solid content concentration of 90%, and then pulverized to obtain a powdery polymer. The colloid equivalent and the intrinsic viscosity at pH 4 of the polymer were measured. The colloid equivalent was titrated with an N / 400 polyvinyl potassium sulfate reagent using a toluidine blue indicator, and the point at which the measurement sample changed color from blue to reddish purple was defined as the titration end point. The intrinsic viscosity was measured in a 1N-NaNO 3 aqueous solution at 30 ° C. 0.1% of the polymer
Ion exchange aqueous solution, N city sewage treatment plant excess sludge [pH
6.9, 2.3% TS (total solid content), 80% organic content) as a polymer, and a dehydration test was performed using a small belt press dehydrator to obtain a polymer. The moisture content of the cake was measured. The results are shown in Table 1.
【0050】比較例3 実施例3の実施例1で得られたモノマーに代えて、比較
例1で得られたモノマーを用いた以外は実施例3と同様
にして重合体を合成し、実施例3と同様の性能評価を行
った。結果は表1に示す。Comparative Example 3 A polymer was synthesized in the same manner as in Example 3 except that the monomer obtained in Comparative Example 1 was used instead of the monomer obtained in Example 1 of Example 3. The same performance evaluation as in No. 3 was performed. The results are shown in Table 1.
【0051】[0051]
【表1】 [Table 1]
【0052】表1の結果から実施例3で得られた重合体
は比較例3で得られた重合体よりも高い脱水率(低いケ
ーキ含水率)を示し、高分子凝集剤としての性能が優れ
ていることがわかる。From the results shown in Table 1, the polymer obtained in Example 3 shows a higher dehydration rate (lower cake water content) than the polymer obtained in Comparative Example 3, and has excellent performance as a polymer flocculant. You can see that it is.
【0053】[0053]
【発明の効果】本発明は次の効果を奏する。 1.高純度のエステルが得られる。 2.触媒量が極めて少なく、着色、臭気の少ないエステ
ルが得られる。 3.反応装置の腐食の恐れがない。 従って得られた高純度エステルを原料とした(共)重合
体は高純度であり、高分子凝集剤、紙用加工剤、繊維用
加工剤、土質改良剤または石油の3次回収用ポリマーな
どとして極めて有用である。The present invention has the following effects. 1. A highly pure ester is obtained. 2. An ester with a very small amount of a catalyst and little coloring and odor is obtained. 3. No risk of corrosion of reactor. Therefore, the (co) polymer obtained from the high-purity ester as a raw material has high purity, and is used as a polymer flocculant, a paper processing agent, a fiber processing agent, a soil conditioner, or a tertiary oil recovery polymer. Extremely useful.
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 Fターム(参考) 4C056 AA02 AB01 AC03 EA04 EA07 4H006 AA02 AC48 BA10 BA32 BT12 4H039 CA66 CD90 4J100 AD00Q AJ00Q AL01P AL01Q AL02Q AL08P AL08Q AL16P AM02Q AM14Q AM21Q AP01Q AQ06Q BA08Q BA31P BA31Q BA55Q BA56Q BC79P CA01 CA04 HA31 JA11 JA13 JA15 JA18 JA67 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 F term (reference) 4C056 AA02 AB01 AC03 EA04 EA07 4H006 AA02 AC48 BA10 BA32 BT12 4H039 CA66 CD90 4J100 AD00Q AJ00Q AL01P AL01Q AL02Q AL08P AL08Q AL16P AM02Q AM14Q AM21Q AP01Q AQ06Q BA08Q BA31P BA31Q BA55Q BA56Q BC79P CA01 CA04 HA31 JA11 JA13 JA15 JA18 JA67
Claims (12)
と一般式(2)で示されるアミノアルコール(b)また
はそのケチミン化物(b’)とをエステル交換反応させ
て、α,β−不飽和カルボン酸アミノアルコールエステ
ル(A)またはそのケチミン化物(A’)を製造する方
法において、一般式(3)で示されるチタン触媒(c)
の存在下にエステル交換反応を行うことを特徴とするエ
ステルの製造方法。 G−CX=CZ(COOR1) (1) HO−R4−NR2R3 (2) O=Ti(OCOQCOOM1/n)2 (3) [式中、G、XおよびZはそれぞれ独立にH、炭素数1
〜20の炭化水素基およびカルボン酸エステル基から選
ばれる原子または基;R1は炭素数1〜20の炭化水素
基;R2、R3は同一または異なる炭素数1〜20の炭化
水素基であるか、またはR2とR3は結合してエーテル結
合を有していてもよい2価の基となりNとともに環を形
成してもよい;R4は炭素数2〜20の2価の炭化水素
基;Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属;nはM
の原子価で1または2;Qは直接結合またはジカルボン
酸残基を表す。]An ester (a) represented by the general formula (1)
And an amino alcohol (b) represented by the general formula (2) or a ketimine compound thereof (b ′) are subjected to a transesterification reaction to obtain an α, β-unsaturated carboxylic acid amino alcohol ester (A) or a ketimine compound thereof (A ') In the method for producing the titanium catalyst (c) represented by the general formula (3):
A transesterification reaction in the presence of a compound. G-CX = CZ (COOR 1 ) (1) HO—R 4 —NR 2 R 3 (2) O = Ti (OCOQCOOM 1 / n ) 2 (3) wherein G, X and Z are each independently H, carbon number 1
An atom or group selected from a hydrocarbon group and a carboxylate group of from 20 to 20; R 1 is a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms; R 2 and R 3 are the same or different hydrocarbon groups of 1 to 20 carbon atoms; R 2 and R 3 may combine to form a divalent group which may have an ether bond to form a ring together with N; R 4 is a divalent carbon having 2 to 20 carbon atoms A hydrogen group; M is an alkali metal or alkaline earth metal; n is M
Q represents a direct bond or a dicarboxylic acid residue. ]
(A’)を加水分解させることからなる、α,β−不飽
和カルボン酸アミノアルコールエステル(A)の製造方
法。2. A method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid amino alcohol ester (A), comprising hydrolyzing (A ′) obtained by the production method according to claim 1.
れた(A)を中和または4級化してα,β−不飽和カル
ボン酸アミノアルコールエステル塩(B)を製造するエ
ステル塩の製造方法。3. An ester salt for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid amino alcohol ester salt (B) by neutralizing or quaternizing (A) obtained by the production method according to claim 1 or 2. Production method.
得られる(A)および/または(B)および必要により
他のモノマーとを共重合させ、(A)を用いた場合は必
要により中和または4級化する重合体の製造方法。4. The copolymer (A) and / or (B) obtained by the production method according to any one of claims 1 to 3 and another monomer as required, and when (A) is used, if necessary, A method for producing a polymer to be neutralized or quaternized.
テル(a)からなるモノマーを構成単位とする重合体と
一般式(2)で示されるアミノアルコール(b)または
そのケチミン化物(b’)とを反応させて、α,β−不
飽和カルボン酸アミノアルコールエステル重合体(J)
またはそのケチミン化物(J’)を製造する方法におい
て、一般式(3)で示されるチタン触媒(c)の存在下
にエステル交換反応を行うことを特徴とするエステル重
合体の製造方法。 G−CX=CZ(COOR1) (1) HO−R4−NR2R3 (2) O=Ti(OCOQCOOM1/n)2 (3) [式中、G、XおよびZはそれぞれ独立にH、炭素数1
〜20の炭化水素基およびカルボン酸エステル基から選
ばれる原子または基;R1は炭素数1〜20の炭化水素
基;R2、R3は同一または異なる炭素数1〜20の炭化
水素基であるか、またはR2とR3は結合してエーテル結
合を有していてもよい2価の基となりNとともに環を形
成してもよい;R4は炭素数2〜20の2価の炭化水素
基;Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属;nはM
の原子価で1または2;Qは直接結合またはジカルボン
酸残基を表す。]5. A polymer comprising a monomer composed of a carboxylic acid ester (a) represented by the general formula (1) as a constituent unit and an amino alcohol (b) represented by the general formula (2) or a ketiminated compound thereof (b ′) ) To form an α, β-unsaturated carboxylic acid amino alcohol ester polymer (J)
Alternatively, in the method for producing the ketimine compound (J '), a transesterification reaction is carried out in the presence of a titanium catalyst (c) represented by the general formula (3). G-CX = CZ (COOR 1 ) (1) HO—R 4 —NR 2 R 3 (2) O = Ti (OCOQCOOM 1 / n ) 2 (3) wherein G, X and Z are each independently H, carbon number 1
An atom or group selected from a hydrocarbon group and a carboxylate group of from 20 to 20; R 1 is a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms; R 2 and R 3 are the same or different hydrocarbon groups of 1 to 20 carbon atoms; R 2 and R 3 may combine to form a divalent group which may have an ether bond to form a ring together with N; R 4 is a divalent carbon having 2 to 20 carbon atoms A hydrogen group; M is an alkali metal or alkaline earth metal; n is M
Q represents a direct bond or a dicarboxylic acid residue. ]
体(J’)を加水分解させることからなる、α,β−不
飽和カルボン酸アミノアルコールエステル重合体(J)
の製造方法。6. An α, β-unsaturated carboxylic acid amino alcohol ester polymer (J) comprising hydrolyzing the polymer (J ′) obtained by the production method according to claim 5.
Manufacturing method.
れた(J)を中和または4級化して製造するα,β−不
飽和カルボン酸アミノアルコールエステル塩重合体
(K)の製造方法。7. Production of an α, β-unsaturated carboxylic acid amino alcohol ester polymer (K) produced by neutralizing or quaternizing (J) obtained by the production method according to claim 5 or 6. Method.
10-6〜10当量である請求項1〜7いずれか記載の製
造方法。8. The method according to claim 1, wherein the amount of (c) used is 10 -6 to 10 equivalents per equivalent of (a).
副生物の含量が10重量%以下である一般式(4)で示
されるエステル。 G−CX=CZ(COOR4−NR2R3) (4)9. Obtained by the method according to claim 1 or 2,
An ester represented by the general formula (4) having a by-product content of 10% by weight or less. G-CX = CZ (COOR 4 -NR 2 R 3) (4)
中和または4級化してなる有機酸塩、無機酸塩または第
4級アンモニウム塩。10. An organic acid salt, an inorganic acid salt or a quaternary ammonium salt obtained by neutralizing or quaternizing the amino group of the ester according to claim 9.
は請求項10記載のエステルの塩からなるモノマーを重
合させて得られ、副生物の含量が重合体中の該エステル
単位の重量に基づいて10%以下である重合体。11. A polymer obtained by polymerizing a monomer comprising an ester according to claim 9 and / or a salt of the ester according to claim 10, wherein the content of by-products is 10% based on the weight of the ester unit in the polymer. % Polymer.
製造方法で得られる重合体からなる高分子凝集剤、紙用
加工剤、繊維用加工剤、土質改良剤または石油の3次回
収用ポリマー。12. A tertiary recovery of a polymer flocculant, a paper processing agent, a fiber processing agent, a soil improvement agent, or petroleum comprising the polymer obtained by the method for producing a polymer according to any one of claims 4 to 8. For polymers.
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