JP2012250915A - Manufacturing method for ester compound - Google Patents

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梓平 元藤
Takao Mukai
孝夫 向井
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晋太郎 樋口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excellently productive manufacturing method for an ester compound that generates little waste such as waste water or the like and almost dispenses with or carries out in a shorter time a filtration process after a reaction compared with conventional techniques.SOLUTION: The manufacturing method for an ester compound comprises subjecting an organic acid (C) and a compound (D) bearing a hydroxy group in the molecule to a dehydrative condensation reaction in carbon dioxide (B) of a supercritical state in the presence of a Broensted acid ionic liquid (A). The organic acid (C) is preferably a carboxylic acid. The Broensted acid ionic liquid (A) is preferably the one represented by specific general formulas (1) to (3).

Description

本発明は、生産性に優れた、エステル化合物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an ester compound having excellent productivity.

エステル化合物の製造法については種々の方法が提案されている。例えば、酸触媒の存在下にカルボン酸とアルコールとを反応させ、生成する水を系外に除去する方法(脱水縮合反応)、及びカルボン酸と低級アルコールのエステルとアルコールとを反応させ、副生する低級アルコールを除去する方法(エステル交換反応)などが一般的である。   Various methods for producing an ester compound have been proposed. For example, a method of reacting a carboxylic acid and an alcohol in the presence of an acid catalyst and removing the produced water out of the system (dehydration condensation reaction), and reacting an ester of a carboxylic acid with a lower alcohol and an alcohol to produce a by-product A method of removing the lower alcohol (transesterification reaction) is generally used.

脱水縮合反応による方法は、反応後に触媒の硫酸やパラトルエンスルホン酸等の強酸及び過剰の有機酸を除去するため、中和・水洗による多量の廃水が生じ、また工程も長くなるという欠点がある。   The dehydration-condensation method has a drawback in that a strong acid such as sulfuric acid and para-toluenesulfonic acid and excess organic acid are removed after the reaction, so that a large amount of waste water is generated by neutralization and washing, and the process is lengthened. .

エステル交換反応による方法は、脱水反応に比べると廃水は少ないが、通常触媒に使用されるチタンアルコキシド等を除去するため加水分解により不溶化濾過することが一般的であり、触媒の加水分解物の濾過性が悪く工程が長い欠点があった。これに対し、チタンアルコキシド等の触媒の迅速な除去を目的として、脱水能力を有する無機物及び高分子凝集剤を添加する方法が提案されている(例えば特許文献1)。しかし脱水させる為に加えた多量の無機物及び高分子凝集剤の濾過工程が必要となる上、廃水等の廃棄物の量が多少軽減される程度であり、好ましい方法とは言えない。   The method based on the transesterification reaction requires less wastewater than the dehydration reaction, but is generally insolubilized and filtered by hydrolysis to remove titanium alkoxide, etc., which is usually used for the catalyst. There was a defect that the process was bad and the process was long. On the other hand, a method of adding an inorganic substance having a dehydrating ability and a polymer flocculant has been proposed for the purpose of quickly removing a catalyst such as titanium alkoxide (for example, Patent Document 1). However, a large amount of inorganic substance and polymer flocculant that are added for dehydration are required to be filtered, and the amount of waste such as waste water is somewhat reduced, which is not a preferable method.

特開2011−037762号公報JP 2011-037762 A

本発明の目的は、廃水等の廃棄物がわずかであり、且つ反応後の濾過工程がほとんど不要もしくは短時間で行える、生産性に優れた、エステル化合物の製造方法を提供する事にある。   An object of the present invention is to provide a method for producing an ester compound that has little productivity such as waste water and that is excellent in productivity and that requires almost no filtration step after reaction or can be performed in a short time.

本発明者らは、上記目的を達成すべく検討を行った結果、本発明に到達した。即ち本発明は、ブレンステッド酸イオン液体(A)の存在下、超臨界状態の二酸化炭素(B)中で、有機酸(C)と分子内に水酸基を有する化合物(D)とを脱水縮合反応させるエステル化合物の製造方法である。   The inventors of the present invention have arrived at the present invention as a result of studies to achieve the above object. That is, the present invention provides a dehydration condensation reaction between an organic acid (C) and a compound (D) having a hydroxyl group in the molecule in carbon dioxide (B) in a supercritical state in the presence of a Bronsted acid ionic liquid (A). This is a method for producing an ester compound.

本発明のエステル化合物の製造方法は、わずかな沈殿物を濾過するのみで濾過工程が短時間で行え、生成する水を系外に除去する事無く、廃棄物がわずかな廃水のみであり、生産性に優れるという効果を奏する。   The production method of the ester compound of the present invention can be carried out in a short time by filtering only a small amount of precipitate, and without producing water out of the system, the waste is only a small amount of waste water. There is an effect that it is excellent in properties.

本発明のエステル化合物の製造方法は、ブレンステッド酸イオン液体(A)の存在下、超臨界状態の二酸化炭素(B)中で、有機酸(C)と分子内に水酸基を有する化合物(D)とを脱水縮合反応させることを特徴とする。   The method for producing an ester compound of the present invention comprises a compound (D) having an organic acid (C) and a hydroxyl group in the molecule in carbon dioxide (B) in a supercritical state in the presence of a Bronsted acid ionic liquid (A). And a dehydration condensation reaction.

本発明におけるブレンステッド酸イオン液体(A)は、分子内にブレンステッド酸基(例えば置換されてもよいスルホン酸基、リン酸基及びホウ酸基等)を有し、40℃以下で液体となる有機塩のことであり、その構造は特に限定されないが、例えば下記一般式(1)〜(3)等が挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。   The Bronsted acid ionic liquid (A) in the present invention has Bronsted acid groups (for example, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and a boric acid group that may be substituted) in the molecule, and is liquid at 40 ° C. or lower. Although the structure is not specifically limited, For example, following General formula (1)-(3) etc. are mentioned. Two or more of these may be used in combination.

Figure 2012250915
Figure 2012250915

式中、R1〜R5、R7〜R10及びR12〜R26はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の1価のアシル基、炭素数1〜20の1価のアルキル基、炭素数1〜20の1価のアルコキシ基、炭素数1〜20の1価のアルキルチオ基、炭素数1〜20の1価のアルキルシリル基、ニトロ基、カルボキシル基、水酸基、メルカプト基、アミノ基、シアノ基、フェニル基及びナフチル基からなる群から選ばれる原子又は置換基であって、R6、R11及びR27は、炭素数1〜20の2価のアルキレン基及び/又は炭素数1〜30の2価のアルキレンオキシド基であり、(X1)-〜(X3)-は、それぞれ陰イオンを表す。 In the formula, R 1 to R 5 , R 7 to R 10 and R 12 to R 26 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a monovalent acyl group having 1 to 20 carbon atoms, or 1 having 1 to 20 carbon atoms. A monovalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent alkylthio group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent alkylsilyl group having 1 to 20 carbon atoms, a nitro group, a carboxyl group, a hydroxyl group, An atom or a substituent selected from the group consisting of a mercapto group, an amino group, a cyano group, a phenyl group and a naphthyl group, wherein R 6 , R 11 and R 27 are a divalent alkylene group having 1 to 20 carbon atoms; / Or a divalent alkylene oxide group having 1 to 30 carbon atoms, wherein (X1) to (X3) each represents an anion.

ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素が挙げられ、フッ素及び塩素が好ましい。   Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine, and fluorine and chlorine are preferable.

炭素数1〜20の1価のアシル基としては、例えばホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、イソブチリル基、バレリル基及びシクロヘキシルカルボニル基等が挙げられる。   Examples of the monovalent acyl group having 1 to 20 carbon atoms include formyl group, acetyl group, propionyl group, isobutyryl group, valeryl group, and cyclohexylcarbonyl group.

炭素数1〜20の1価のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−又はiso−プロピル基、n−、sec−又はtert−ブチル基、n−、iso−又はneo−ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基及びオクチル基等が挙げられる。   Examples of the monovalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n- or iso-propyl group, n-, sec- or tert-butyl group, n-, iso- or neo-pentyl group, A hexyl group, a heptyl group, an octyl group, etc. are mentioned.

炭素数1〜20の1価のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、n−又はiso−プロポキシ基、n−、sec−又はtert−ブトキシ基、n−、iso−、又はneo−ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基及びオクチルオキシ基等が挙げられる。   Examples of the monovalent alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, n- or iso-propoxy group, n-, sec- or tert-butoxy group, n-, iso- or neo-pentyl. Examples thereof include an oxy group, a hexyloxy group, a heptyloxy group, and an octyloxy group.

炭素数1〜20の1価のアルキルチオ基としては、例えばメチルチオ基、エチルチオ基、n−又はiso−プロピルチオ基、n−、sec−又はtert−ブチルチオ基、n−、iso−又はneo−ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基及びオクチルチオ基等が挙げられる。   Examples of the monovalent alkylthio group having 1 to 20 carbon atoms include a methylthio group, an ethylthio group, an n- or iso-propylthio group, an n-, sec- or tert-butylthio group, an n-, iso- or neo-pentylthio group. Hexylthio group, heptylthio group, octylthio group and the like.

炭素数1〜20の1価のアルキルシリル基としては、例えばトリメチルシリル基及びトリイソプロピルシリル基等のトリアルキルシリル基等が挙げられる。ここでアルキルは直鎖構造でも分岐構造でも構わない。   Examples of the monovalent alkylsilyl group having 1 to 20 carbon atoms include trialkylsilyl groups such as trimethylsilyl group and triisopropylsilyl group. Here, the alkyl may be a linear structure or a branched structure.

炭素数1〜20の2価のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n−又はiso−プロピレン基、n−、sec−又はtert−ブチレン基、n−、iso−又はneo−ペンチルレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基及びオクチレン基等が挙げられる。   Examples of the divalent alkylene group having 1 to 20 carbon atoms include methylene group, ethylene group, n- or iso-propylene group, n-, sec- or tert-butylene group, n-, iso- or neo-pentylylene group, Examples include a hexylene group, a heptylene group, and an octylene group.

炭素数1〜30の2価のアルキレンオキシド基としては,ジエチレンオキシド基、トリエチレンオキシド基、ヘキサエチレンオキシド基及びオクタプロピレンオキシド基等が挙げられる。   Examples of the divalent alkylene oxide group having 1 to 30 carbon atoms include a diethylene oxide group, a triethylene oxide group, a hexaethylene oxide group, and an octapropylene oxide group.

これらの内、触媒能の観点より、一般式(1)において、R1〜R5は水素原子、R6は炭素数3又は4のアルキレン基であることが好ましく、一般式(2)において、R7は水素原子又はメチル基、R8は炭素数1〜4のアルキル基、R9、R10は水素原子、R11は炭素数3又は4のアルキレン基であることが好ましく、一般式(3)において、R12〜R26は水素原子、R27は炭素数3又は4のアルキレン基であることが好ましい。 Among these, from the viewpoint of catalytic ability, in general formula (1), R 1 to R 5 are preferably hydrogen atoms, and R 6 is preferably an alkylene group having 3 or 4 carbon atoms. In general formula (2), R 7 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, R 8 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 9 and R 10 are each a hydrogen atom, and R 11 is preferably an alkylene group having 3 or 4 carbon atoms. In 3), R 12 to R 26 are preferably a hydrogen atom, and R 27 is preferably an alkylene group having 3 or 4 carbon atoms.

一般式(1)〜(3)において、(X1)-〜(X3)-で表される陰イオンとしては、ハロゲン化物アニオン、水酸化物アニオン、チオシアナートアニオン、炭素数1〜4のジアルキルジチオカルバメートアニオン、炭酸アニオン、炭酸水素アニオン、硫酸アニオン、硫酸水素アニオン、ハロゲンで置換されていてもよい脂肪族又は芳香族カルボキシアニオン(安息香酸アニオン、トリフルオロ酢酸アニオン、パーフルオロアルキル酢酸アニオン、及びフェニルグリオキシル酸アニオン等)、ハロゲンで置換されていてもよい脂肪族又は芳香族スルホキシアニオン(トリフルオロメタンスルホン酸アニオン及びp−トルエンスルホン酸アニオン等)、6フッ化アンチモネートアニオン(SbF6 -)、ホスフィンアニオン[6フッ化ホスフィンアニオン(PF6 -)及び3フッ化トリス(パーフルオロエチル)ホスフィンアニオン(PF3(C253 -)等]及びボレートアニオン(テトラフェニルボレート及びブチルトリフェニルボレートアニオン等)等が挙げられ、これらの内、触媒能の観点から、ハロゲンで置換されていてもよい脂肪族又は芳香族スルホキシアニオン及び/又はハロゲンで置換されていてもよい脂肪族又は芳香族カルボキシアニオンが好ましく、ハロゲンで置換されていてもよい脂肪族又は芳香族スルホキシアニオンが更に好ましい。 In the general formulas (1) to (3), examples of the anion represented by (X1) to (X3) include a halide anion, a hydroxide anion, a thiocyanate anion, and a dialkyl having 1 to 4 carbon atoms. Dithiocarbamate anion, carbonate anion, bicarbonate anion, sulfate anion, hydrogen sulfate anion, aliphatic or aromatic carboxy anion optionally substituted with halogen (benzoate anion, trifluoroacetate anion, perfluoroalkylacetate anion, and Phenylglyoxylate anion, etc.), aliphatic or aromatic sulfoxy anion optionally substituted with halogen (trifluoromethanesulfonate anion and p-toluenesulfonate anion, etc.), hexafluoroantimonate anion (SbF 6 ) Phosphine anion [phosphine hexafluoride On (PF 6 -) and trifluoride tris (perfluoroethyl) phosphine anion (PF 3 (C 2 F 5 ) 3 -) , etc.] and borate anion (tetraphenyl borate and butyl triphenyl borate anion, etc.) and the like include Of these, from the viewpoint of catalytic ability, an aliphatic or aromatic sulfoxy anion optionally substituted with halogen and / or an aliphatic or aromatic carboxy anion optionally substituted with halogen are preferable, and halogen An aliphatic or aromatic sulfoxy anion which may be substituted with is more preferred.

本発明におけるブレンステッド酸イオン液体(A)の添加量は、触媒能の観点から、有機酸(C)と分子内に水酸基を有する化合物(D)の合計重量に対して、好ましくは0.05〜300重量%、更に好ましくは0.1〜200重量%である。   The added amount of Bronsted acid ionic liquid (A) in the present invention is preferably 0.05 with respect to the total weight of organic acid (C) and compound (D) having a hydroxyl group in the molecule from the viewpoint of catalytic ability. It is -300 weight%, More preferably, it is 0.1-200 weight%.

本発明におけるブレンステッド酸イオン液体(A)の製造方法は特に限定されないが、例えば、ピリジン、エチルイミダゾール及びトリフェニルホスフィン等のいずれか1モルに、例えば1,3−プロパンスルトン及び1,4−ブチレンスルトン等のいずれか1モルを反応させて塩構造を形成させた後、例えばp−トルエンスルホン酸を1モル加える事により得られる。   Although the manufacturing method of Bronsted acid ionic liquid (A) in this invention is not specifically limited, For example, it is 1, 3- propane sultone and 1, 4- propane in 1 mol of pyridine, ethyl imidazole, a triphenyl phosphine, etc., for example. For example, 1 mol of p-toluenesulfonic acid is added after reacting any one mole of butylene sultone or the like to form a salt structure.

ブレンステッド酸イオン液体(A)を用いる事で、生成する水を系外に除去する工程を経る事無く、脱水縮合反応によるエステル化合物の製造が可能となる。   By using the Bronsted acid ionic liquid (A), it is possible to produce an ester compound by a dehydration condensation reaction without going through a step of removing generated water out of the system.

本発明における超臨界状態の二酸化炭素(B)は、例えば、臨界温度(31.0℃)及び臨界圧力(7.4MPa)以上の条件を満たした時に見受けられる圧縮性流体の事である。更に、超臨界流体は物質に固有の気液臨界温度、圧力を超えた非凝縮性流体と定義される。臨界温度を超えているために分子の熱運動が激しく、かつ密度を理想気体に近い希薄な状態から液体に対応するような高密度な状態まで圧力を変える事によって連続的に変化させる事ができる。   Carbon dioxide (B) in the supercritical state in the present invention is a compressive fluid that can be found when, for example, the critical temperature (31.0 ° C.) and the critical pressure (7.4 MPa) or higher are satisfied. Furthermore, a supercritical fluid is defined as a non-condensable fluid that exceeds the gas-liquid critical temperature and pressure inherent to the substance. Since the temperature exceeds the critical temperature, the thermal motion of the molecule is intense, and the density can be continuously changed by changing the pressure from a dilute state close to an ideal gas to a high density state corresponding to a liquid. .

また、超臨界状態の二酸化炭素(B)を用いる事で、通常よりも短時間で反応が進行する。その理由として、1つ目は、反応系の遷移状態を安定化し活性化エネルギーを下げるためであり、2つ目は、ルイス酸性場であるが故に脱水縮合反応によるエステル化合物の生成を促進する為であり、超臨界状態の窒素等ではこのような反応を促進する効果は見受けられない。   Further, by using carbon dioxide (B) in a supercritical state, the reaction proceeds in a shorter time than usual. The first is to stabilize the transition state of the reaction system and lower the activation energy, and the second is to promote the formation of an ester compound by dehydration condensation because it is a Lewis acid field. Therefore, supercritical nitrogen or the like does not show the effect of promoting such a reaction.

本発明における二酸化炭素(B)中での反応時の温度は、二酸化炭素の超臨界領域温度の範囲であり、脱水縮合反応の反応速度の観点から31℃〜180℃ が好ましく、更に好ましくは40℃〜150℃である。   The temperature during the reaction in carbon dioxide (B) in the present invention is in the supercritical region temperature range of carbon dioxide, and is preferably 31 ° C. to 180 ° C., more preferably 40 from the viewpoint of the reaction rate of the dehydration condensation reaction. ° C to 150 ° C.

本発明における反応時の圧力は、二酸化炭素の超臨界領域圧力の範囲であり、反応速度、副反応、装置の簡便性の観点から、7.4MPa〜30MPaが好ましく、更に好ましくは10MPa〜20MPaである。
超臨界状態の二酸化炭素(B)は、ブレンステッド酸イオン液体(A)、有機酸(C)、分子内に水酸基を有する化合物(D)、及び必要により後述する溶剤を含む反応系が、反応温度で上記の圧力となる量用いるのが好ましい。
The pressure during the reaction in the present invention is in the supercritical region pressure range of carbon dioxide, and is preferably 7.4 to 30 MPa, more preferably 10 to 20 MPa from the viewpoint of reaction rate, side reaction, and simplicity of the apparatus. is there.
Carbon dioxide (B) in the supercritical state is reacted with a Bronsted acid ionic liquid (A), an organic acid (C), a compound having a hydroxyl group in the molecule (D), and a solvent described later if necessary. It is preferable to use an amount that gives the above pressure at the temperature.

本発明における反応時間は反応温度に応じて調整すればよいが、生産性の観点から0.1〜20時間が好ましく、更に好ましくは0.3〜20時間である。   The reaction time in the present invention may be adjusted according to the reaction temperature, but is preferably from 0.1 to 20 hours, more preferably from 0.3 to 20 hours from the viewpoint of productivity.

本発明における有機酸(C)は、特に限定されないが、カルボン酸、リン酸及びそれらの無水物が挙げられ、例えば以下の(i)〜(x)のものが挙げられる。これらの内、反応効率の観点より、好ましくはカルボン酸である。これらは、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。   Although the organic acid (C) in this invention is not specifically limited, Carboxylic acid, phosphoric acid, and those anhydrides are mentioned, For example, the following (i)-(x) are mentioned. Of these, carboxylic acid is preferred from the viewpoint of reaction efficiency. These may be used alone or in combination of two or more.

(i) 炭素数(COOH基中の炭素を除く、以下同様)1〜30又はそれ以上の脂肪族モノカルボン酸;
飽和脂肪族モノカルボン酸(酢酸、プロピオン酸、オクチル酸、ステアリン酸等)及び不飽和脂肪族モノカルボン酸(アクリル酸、メタクリル酸及びラウリル酸等)。
(I) an aliphatic monocarboxylic acid having 1 to 30 or more carbon atoms (excluding carbon in the COOH group, the same shall apply hereinafter);
Saturated aliphatic monocarboxylic acids (acetic acid, propionic acid, octylic acid, stearic acid, etc.) and unsaturated aliphatic monocarboxylic acids (acrylic acid, methacrylic acid, lauric acid, etc.).

(ii) 炭素数1〜30又はそれ以上の脂肪族多価(好ましくは2〜8価)カルボン酸;
飽和脂肪族多価カルボン酸(コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等)及び不飽和脂肪族多価カルボン酸(マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸及びグルタコン酸等)。
(Ii) an aliphatic polyvalent (preferably 2 to 8 valent) carboxylic acid having 1 to 30 or more carbon atoms;
Saturated aliphatic polycarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, etc.) and unsaturated aliphatic polyvalent carboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, glutaconic acid, etc.).

(iii) 炭素数6〜30又はそれ以上の芳香族モノカルボン酸;
安息香酸、トルイル酸、キノリンカルボン酸及びp−クロロ安息香酸等。
(Iii) an aromatic monocarboxylic acid having 6 to 30 or more carbon atoms;
Benzoic acid, toluic acid, quinolinecarboxylic acid and p-chlorobenzoic acid.

(iv) 炭素数6〜30又はそれ以上の芳香族多価(好ましくは2〜8価)カルボン酸;
イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸及びジフェニルジカルボン酸等。
(Iv) an aromatic polyvalent (preferably 2 to 8 valent) carboxylic acid having 6 to 30 or more carbon atoms;
Isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid and diphenyldicarboxylic acid.

(v) 炭素数3〜30の脂環式モノカルボン酸;
シクロプロパンカルボン酸及びシクロブタンカルボン酸等。
(V) an alicyclic monocarboxylic acid having 3 to 30 carbon atoms;
Cyclopropanecarboxylic acid and cyclobutanecarboxylic acid.

(vi) 炭素数7〜15又はそれ以上の芳香脂肪族カルボン酸;
2−フェニルエタン酸、モノベンジル酢酸及び1,2−ジフェニルヘキサン酸等。
(Vi) an araliphatic carboxylic acid having 7 to 15 or more carbon atoms;
2-phenylethanoic acid, monobenzylacetic acid, 1,2-diphenylhexanoic acid and the like.

(vii) (i)〜(vi)の無水物;
無水マレイン酸、無水アクリル酸、無水メタクリル酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、ヘキサブロモ無水フタル酸、無水ハイミック酸及び無水ヘット酸等。
(Vii) anhydrides of (i) to (vi);
Maleic anhydride, acrylic anhydride, methacrylic anhydride, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, hexabromophthalic anhydride, hymic anhydride, and het acid anhydride.

(viii) 炭素数1〜30又はそれ以上の脂肪族リン酸、亜リン酸、ホスホン酸;
脂肪族リン酸(メチルリン酸、エチルリン酸、ジメチルリン酸、ジエチルリン酸、メチルエチルリン酸、ジブチルリン酸、ジヘキシルリン酸及びジ(2−エチルヘキシル)リン酸等)、脂肪族亜リン酸(メチル亜リン酸、エチル亜リン酸等)及び脂肪族ホスホン酸(メチルホスホン酸及びエチルホスホン酸等)。
(Viii) aliphatic phosphoric acid, phosphorous acid, phosphonic acid having 1 to 30 or more carbon atoms;
Aliphatic phosphoric acid (such as methyl phosphoric acid, ethyl phosphoric acid, dimethyl phosphoric acid, diethyl phosphoric acid, methyl ethyl phosphoric acid, dibutyl phosphoric acid, dihexyl phosphoric acid and di (2-ethylhexyl) phosphoric acid), aliphatic phosphorous acid (methyl sublimation) Phosphoric acid, ethyl phosphorous acid, etc.) and aliphatic phosphonic acids (such as methylphosphonic acid and ethylphosphonic acid).

(ix) 炭素数6〜30又はそれ以上の芳香族リン酸、亜リン酸、ホスホン酸;
芳香脂肪族リン酸(フェニルリン酸、ピリジルリン酸、p−クレシルリン酸ジ及びジフェニルリン酸等)、芳香族亜リン酸(フェニル亜リン酸及びピリジル亜リン酸等)及び芳香族ホスホン酸(フェニルホスホン酸、ピリジルホスホン酸等)。
(Ix) Aromatic phosphoric acid, phosphorous acid, phosphonic acid having 6 to 30 or more carbon atoms;
Aromatic aliphatic phosphoric acid (phenylphosphoric acid, pyridylphosphoric acid, p-cresylphosphoric acid di and diphenylphosphoric acid etc.), aromatic phosphorous acid (phenylphosphorous acid and pyridylphosphorous acid etc.) and aromatic phosphonic acid (phenylphosphon) Acid, pyridylphosphonic acid, etc.).

(x) (viii)〜(ix)の無水物;
メチルリン酸、エチルリン酸、フェニルリン酸等の上記リン酸の無水物。
(X) anhydrides of (viii) to (ix);
An anhydride of the above phosphoric acid such as methyl phosphoric acid, ethyl phosphoric acid, phenyl phosphoric acid.

本発明における分子内に水酸基を有する化合物(D)は、特に限定されないが、低分子アルコール及びポリエーテルアルコール等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。   Although the compound (D) which has a hydroxyl group in the molecule | numerator in this invention is not specifically limited, Low molecular alcohol, polyether alcohol, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

1価の低分子アルコールとしては、炭素数1〜30の脂肪族飽和アルコール(メタノール、エタノール、ブタノール、オクタノール及びステアリルアルコール等)、脂肪族不飽和アルコール(アリルアルコール、プロペニルアルコール、プロパルギルアルコール及びオレイルアルコール等)及び芳香脂肪族アルコール(ベンジルアルコール等)等が挙げられる。   Monovalent low molecular weight alcohols include aliphatic saturated alcohols having 1 to 30 carbon atoms (such as methanol, ethanol, butanol, octanol and stearyl alcohol), aliphatic unsaturated alcohols (allyl alcohol, propenyl alcohol, propargyl alcohol and oleyl alcohol). Etc.) and araliphatic alcohols (benzyl alcohol, etc.).

多価の低分子アルコールとしては、炭素数2〜30の2価アルコール(エチレングリコール、プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチルペンタンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼン及び2,2−ビス(4,4’−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン等)、炭素数2〜30の3価アルコール(グリセリン及び、トリメチロールプロパン等)及び炭素数2〜30の4〜8価のアルコール(ペンタエリスリトール、ジグリセリン、α−メチルグルコシド、ソルビトール、キシリット、マンニット、ジペンタエリスリトール、グルコース、フルクトース及びショ糖等)等が挙げられる。   Examples of the polyhydric low molecular alcohol include dihydric alcohols having 2 to 30 carbon atoms (ethylene glycol, propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,6- Hexanediol, 3-methylpentanediol, diethylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, 1,4-bis (hydroxyethyl) benzene and 2,2-bis (4,4'-hydroxycyclohexyl) Propane, etc.), trihydric alcohols having 2 to 30 carbon atoms (such as glycerin and trimethylolpropane) and 4- to 8-valent alcohols having 2 to 30 carbon atoms (pentaerythritol, diglycerin, α-methylglucoside, sorbitol, Xylit, Mannit, Dipentaerythrito , Glucose, fructose and sucrose, etc.) and the like.

ポリエーテルアルコールとしては、水、上記1価及び多価の低分子アルコール、炭素数6〜30のフェノール類(フェノール、クレゾール、ピロガロ―ル、カテコール及びヒドロキノン等)、ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF及びビスフェノールS等)、炭素数1〜30のアミノ基含有化合物〔アンモニア、アルキルアミン(ブチルアミン等)、アニリン、アルキレンジアミン(エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等)、ポリアルキレンポリアミン(ジエチレントリアミン等)、ピペラジン、N−アミノエチルピペラジン、ジクロヘキシルメタンジアミン、イソホロンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、ジフェニルエーテルジアミン、ポリフェニルメタンポリアミン、ポリアミドポリアミン[例えば多価カルボン酸(ダイマー酸等)と過剰の(酸1モル当たり2モル以上の)ポリアミン(上記アルキレンジアミン、ポリアルキレンポリアミン等)との縮合により得られる低分子量ポリアミドポリアミン];ポリエーテルポリアミン[ポリエーテルアルコール(ポリアルキレングリコール等)のシアノエチル化物の水素化物];シアノエチル化ポリアミン[例えばアクリロニトリルとポリアミン(上記アルキレンジアミン、ポリアルキレンポリアミン等)との付加反応により得られるシアノエチル化ポリアミン、例えばビスシアノエチルジエチレントリアミン等]、ヒドラジン類(ヒドラジン、モノアルキルヒドラジン等)、ジヒドラジット(コハク酸ジヒドラジット、アジピン酸ジヒドラジット、イソフタル酸ジヒドラジット、テレフタル酸ジヒドラジット等)、グアニジン類(ブチルグアニジン、1−シアノグアニジン等)、ジシアンジアミド、モノエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、モノブタノールアミン、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミン及びこれらのジメチル硫酸あるいはベンジルクロリド等の4級化剤による窒素原子4級化物等〕、前記(i)〜(vii)で例示したカルボン酸及びその無水物、炭素数1〜30のチオール基含有化合物(エチレンジチオール、プロピレンジチオール、1,3−ブチレンジチオール、1,4−ブタンジチオール、1、6−ヘキサンジチオール及び3−メチルペンタンジチオール等)、並びに前記(viii)〜(x)で例示したリン酸化合物及びその無水物からなる群から選択された活性水素化合物の、アルキレンオキシド付加物等が挙げられる。
アルキレンオキシドは炭素数2〜4のものが好ましく、より好ましくはエチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(PO)である。付加モル数(1分子あたり)は特に限定されないが、好ましくは2〜100モルである。
Examples of the polyether alcohol include water, the above monovalent and polyvalent low molecular alcohols, phenols having 6 to 30 carbon atoms (phenol, cresol, pyrogallol, catechol, hydroquinone, etc.), bisphenols (bisphenol A, bisphenol F). And bisphenol S, etc.), C1-C30 amino group-containing compounds [ammonia, alkylamine (butylamine, etc.), aniline, alkylenediamine (ethylenediamine, trimethylenediamine, hexamethylenediamine, etc.), polyalkylene polyamine (diethylenetriamine, etc.) Piperazine, N-aminoethylpiperazine, dichloromethanediamine, isophoronediamine, phenylenediamine, tolylenediamine, diethyltolylenediamine, xylylenediamine, diphenyl Condensation of tan diamine, diphenyl ether diamine, polyphenylmethane polyamine, polyamide polyamine [for example, polyvalent carboxylic acid (dimer acid, etc.) and excess (more than 2 mol per mol of acid) polyamine (the above alkylene diamine, polyalkylene polyamine, etc.) Low molecular weight polyamide polyamine obtained by: polyether polyamine [hydride of cyanoethylated polyether alcohol (polyalkylene glycol, etc.)]; cyanoethylated polyamine [eg acrylonitrile and polyamine (alkylenediamine, polyalkylenepolyamine, etc.) Cyanoethylated polyamines obtained by addition reaction, such as biscyanoethyldiethylenetriamine, etc.], hydrazines (hydrazine, monoalkylhydrazine, etc.), di Dragit (succinic acid dihydragit, adipic acid dihydragit, isophthalic acid dihydragit, terephthalic acid dihydragit, etc.), guanidines (butyl guanidine, 1-cyanoguanidine, etc.), dicyandiamide, monoethanolamine, monoisopropanolamine, monobutanolamine, triethanolamine , Quaternized nitrogen atoms with quaternizing agents such as tripropanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine and dimethylsulfuric acid or benzyl chloride Etc.], carboxylic acids exemplified in the above (i) to (vii) and their anhydrides, thiol group-containing compounds having 1 to 30 carbon atoms (ethylene dithiol, propylene dithiol, etc.) 1,3-butylene dithiol, 1,4-butanedithiol, 1,6-hexanedithiol, 3-methylpentanedithiol, etc.), and the phosphoric acid compounds exemplified in the above (viii) to (x) and their anhydrides An alkylene oxide adduct of an active hydrogen compound selected from the group consisting of
The alkylene oxide preferably has 2 to 4 carbon atoms, more preferably ethylene oxide (EO) or propylene oxide (PO). The number of added moles (per molecule) is not particularly limited, but is preferably 2 to 100 moles.

本発明における分子内に水酸基を有する化合物(D)の使用量は、廃棄物低減の観点から、有機酸(C)のカルボキシル基1当量に対する(D)の水酸基の当量が、好ましくは0.5〜2、更に好ましくは0.9〜1.1である。   In the present invention, the amount of the compound (D) having a hydroxyl group in the molecule is preferably the equivalent of the hydroxyl group of (D) to 1 equivalent of the carboxyl group of the organic acid (C) from the viewpoint of reducing waste. It is -2, More preferably, it is 0.9-1.1.

本発明のエステル化合物の製造方法においては、必要により溶剤を使用する事ができる。溶剤としては、ヘキサン、デカン、クロロホルム、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、シクロヘキサノン、及びシクロペンタノン等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。   In the manufacturing method of the ester compound of this invention, a solvent can be used if necessary. Solvents include hexane, decane, chloroform, ethyl acetate, butyl acetate, acetone, methyl isobutyl ketone, toluene, xylene, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, diethylene glycol diethyl Examples include ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, cyclohexanone, and cyclopentanone. These may be used alone or in combination of two or more.

溶剤の使用量は、有機酸(C)と分子内に水酸基を有する化合物(D)の合計重量を基準として0〜96重量%であることが好ましく、更に好ましくは3〜95重量%、特に好ましくは5〜90重量%である。   The amount of the solvent used is preferably 0 to 96% by weight, more preferably 3 to 95% by weight, particularly preferably based on the total weight of the organic acid (C) and the compound (D) having a hydroxyl group in the molecule. Is from 5 to 90% by weight.

本発明の製造方法においては、耐圧容器中の有機酸(C)、分子内に水酸基を有する化合物(D)、ブレンステッド酸イオン液体(A)、及び必要により溶剤の混合物中に、二酸化炭素を超臨界状態となるように導入し、前記の温度、圧力及び時間で脱水縮合反応させるのが好ましい。
反応後の容器内は、生成したエステル化合物の層とブレンステッド酸イオン液体(A)の層(生成水、未反応原料等を含む)の2層に分離しているため、分液操作により、2層を分離する。エステル化合物の層には、通常少量のブレンステッド酸イオン液体(A)が溶解しているため、シリカ等の吸着剤を加えて(A)を吸着し濾別して、目的とするエステル化合物を得るのが好ましい。なお、ブレンステッド酸イオン液体(A)の層は、必要により、蒸留等により、(A)、生成水、未反応原料をそれぞれ分離して、(A)及び未反応原料を再利用してもよい。
In the production method of the present invention, carbon dioxide is added to a mixture of the organic acid (C) in the pressure vessel, the compound (D) having a hydroxyl group in the molecule, the Bronsted acid ionic liquid (A), and, if necessary, the solvent. It is preferably introduced so as to be in a supercritical state and subjected to a dehydration condensation reaction at the above temperature, pressure and time.
Since the inside of the container after the reaction is separated into two layers of the generated ester compound layer and the Bronsted acid ionic liquid (A) layer (including generated water, unreacted raw materials, etc.), Separate the two layers. Since a small amount of Bronsted acid ionic liquid (A) is usually dissolved in the ester compound layer, an adsorbent such as silica is added and (A) is adsorbed and filtered to obtain the target ester compound. Is preferred. In addition, the layer of Bronsted acid ionic liquid (A) may separate (A), produced water, and unreacted raw material by distillation or the like, if necessary, and reuse (A) and unreacted raw material. Good.

以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、%は重量%、部は重量部を示す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, this invention is not limited to these. Hereinafter, “%” represents “% by weight” and “part” represents “part by weight”.

製造例1
<ブレンステッド酸イオン液体(A−1)[下記化学式(4)で示される化合物]の合成>
撹拌機、ガス導入管、冷却管及び温度計を備えたフラスコに、ピリジン79部、1,4−ブタンスルトン136部及びトルエン500部を仕込み、25℃で3時間撹拌した後、析出物215部を濾取した。その析出物215部に、トリフルオロメタンスルホン酸150部を加え、混練する事で、目的とするブレンステッド酸イオン液体(A−1)[下記化学式(4)で示される化合物]365部を得た(収率100%)。
Production Example 1
<Synthesis of Bronsted acid ionic liquid (A-1) [compound represented by the following chemical formula (4)]>
A flask equipped with a stirrer, a gas introduction tube, a cooling tube and a thermometer was charged with 79 parts of pyridine, 136 parts of 1,4-butane sultone and 500 parts of toluene, and stirred at 25 ° C. for 3 hours. It was collected by filtration. By adding 150 parts of trifluoromethanesulfonic acid to 215 parts of the precipitate and kneading, 365 parts of the target Bronsted acid ionic liquid (A-1) [compound represented by the following chemical formula (4)] was obtained. (Yield 100%).

Figure 2012250915
Figure 2012250915

製造例2
<ブレンステッド酸イオン液体(A−2)[下記化学式(5)で示される化合物]の合成>
撹拌機、ガス導入管、冷却管及び温度計を備えたフラスコに、エチルイミダゾール96部、1,3−プロパンスルトン122部、及びトルエン500部を仕込み、25℃で3時間撹拌した後、析出物218部を濾取した。その析出物218部に、p−トルエンスルホン酸190部を加え、混練する事で、目的とするブレンステッド酸イオン液体(A−2)[下記化学式(5)で示される化合物]390部を得た(収率100%)。
Production Example 2
<Synthesis of Bronsted acid ionic liquid (A-2) [compound represented by the following chemical formula (5)]>
A flask equipped with a stirrer, a gas introduction tube, a cooling tube, and a thermometer was charged with 96 parts of ethylimidazole, 122 parts of 1,3-propane sultone, and 500 parts of toluene, and stirred at 25 ° C. for 3 hours. 218 parts were collected by filtration. 190 parts of p-toluenesulfonic acid was added to 218 parts of the precipitate and kneaded to obtain 390 parts of the target Bronsted acid ionic liquid (A-2) [compound represented by the following chemical formula (5)]. (Yield 100%).

Figure 2012250915
Figure 2012250915

製造例3
<ブレンステッド酸イオン液体(A−3)[下記化学式(6)で示される化合物]の合成>
撹拌機、ガス導入管、冷却管及び温度計を備えたフラスコに、トリフェニルホスフィン262部、1,3−プロパンスルトン122部及びトルエン500部を仕込み、25℃で3時間撹拌した後、析出物384部を濾取した。その析出物384部に、トリフルオロ酢酸114部を加え、混練する事で、目的とするブレンステッド酸イオン液体(A−3)498部[下記化学式(6)で示される化合物]を得た(収率100%)。
Production Example 3
<Synthesis of Bronsted acid ionic liquid (A-3) [compound represented by the following chemical formula (6)]>
A flask equipped with a stirrer, a gas introduction tube, a cooling tube and a thermometer was charged with 262 parts of triphenylphosphine, 122 parts of 1,3-propane sultone and 500 parts of toluene, and stirred at 25 ° C. for 3 hours. 384 parts were collected by filtration. By adding 114 parts of trifluoroacetic acid to 384 parts of the precipitate and kneading, 498 parts of the target Bronsted acid ionic liquid (A-3) [compound represented by the following chemical formula (6)] was obtained ( Yield 100%).

Figure 2012250915
Figure 2012250915

実施例1
撹拌機、ガス導入管、冷却管及び温度計を備えた耐圧反応釜に、有機酸(C)として酢酸120部、分子内に水酸基を有する化合物(D)としてジエチレングリコール106部及び製造例1で製造したブレンステッド酸イオン液体(A−1)10部を仕込み、45℃まで昇温した後、液化二酸化炭素をポンプで送り込み、反応釜内を12MPaとし、超臨界状態とした。撹拌しつつ、3時間反応させた後、室温まで冷却し、大気圧まで減圧した。反応釜内は生成したエステル化合物の層とブレンステッド酸イオン液体(A−1)を含む層の2層に分離している為、分液操作により、エステル化合物とブレンステッド酸イオン液体(A−1)を含む混合物を分離した。エステル化合物には約3%のブレンステッド酸イオン液体(A−1)が溶けている為、シリカ粉末[和光純薬(株)製「ワコーゲルC−200」]10部を加え、25℃で1時間撹拌した後、濾過によりブレンステッド酸イオン液体(A−1)をシリカに吸着除去する事で、目的とするエステル化合物(Q−1;ジエチレングリコールジアセテート)188部を得た(収率97%)。
分液操作により回収されたブレンステッド酸イオン液体(A−1)を含む混合物48部の内訳は、ブレンステッド酸イオン液体(A−1)が6部、未反応の原料が6部、生成水が36部であったが、蒸留操作により「廃水36部」と「ブレンステッド酸イオン液体(A−1)6部と未反応原料6部」に分ける事ができ、「ブレンステッド酸イオン液体(A−1)6部と未反応原料6部」は次回反応に再使用できる。つまり、実施例1における廃棄物は「廃水36部」と「精製に使用したシリカ由来の固形物14部」の合計50部のみであった。
Example 1
Manufactured in a pressure-resistant reaction kettle equipped with a stirrer, gas introduction tube, cooling tube and thermometer, with 120 parts of acetic acid as organic acid (C) and 106 parts of diethylene glycol as compound (D) having a hydroxyl group in the molecule and Production Example 1 10 parts of the Brönsted acid ionic liquid (A-1) was charged and the temperature was raised to 45 ° C., and then liquefied carbon dioxide was pumped in to set the inside of the reaction vessel to 12 MPa to be in a supercritical state. After reacting for 3 hours with stirring, the mixture was cooled to room temperature and depressurized to atmospheric pressure. Since the inside of the reaction vessel is separated into two layers, a layer of the produced ester compound and a layer containing the Bronsted acid ionic liquid (A-1), an ester compound and a Bronsted acid ionic liquid (A- The mixture containing 1) was separated. Since about 3% of Bronsted acid ionic liquid (A-1) is dissolved in the ester compound, 10 parts of silica powder [“Wakogel C-200” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] is added, and 1 ° C. at 25 ° C. After stirring for a period of time, 188 parts of the target ester compound (Q-1; diethylene glycol diacetate) was obtained by absorbing and removing the Bronsted acid ionic liquid (A-1) on silica by filtration (yield 97%). ).
The breakdown of 48 parts of the mixture containing the Bronsted acid ionic liquid (A-1) recovered by the liquid separation operation is as follows: 6 parts of Bronsted acid ionic liquid (A-1), 6 parts of unreacted raw material, and produced water Was 36 parts, but can be divided into “36 parts of waste water”, “6 parts of Bronsted acid ionic liquid (A-1) and 6 parts of unreacted raw material” by distillation operation, and “Bronsted acid ionic liquid ( A-1) 6 parts and 6 parts of unreacted raw material "can be reused for the next reaction. That is, the waste in Example 1 was only a total of 50 parts of “36 parts of waste water” and “14 parts of silica-derived solid used for purification”.

実施例2
「酢酸120部」を「アクリル酸432部」に、「ジエチレングリコール106部」を「ジペンタエリスリトール254部」に、「ブレンステッド酸イオン液体(A−1)」を「ブレンステッド酸イオン液体(A−2)」に変更する以外は実施例1と同様にして、エステル化合物(Q−2;ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)555部を得た(収率96%)。
実施例2における廃棄物は、実施例1と同様に、「廃水108部」と「精製に使用したシリカ由来の固形物13部」の合計121部のみであった。
Example 2
“Acetic acid 120 parts” is “Acrylic acid 432 parts”, “Diethylene glycol 106 parts” is “Dipentaerythritol 254 parts”, “Bronsted acid ionic liquid (A-1)” is “Bronsted acid ionic liquid (A -2) "was obtained in the same manner as in Example 1 except that 555 parts of an ester compound (Q-2; dipentaerythritol hexaacrylate) was obtained (yield 96%).
As in Example 1, the waste in Example 2 was only 121 parts in total of “108 parts of waste water” and “13 parts of silica-derived solid material used for purification”.

実施例3
「酢酸120部」を「トリメリット酸210部」に、「ジエチレングリコール106部」を「アリルアルコール174部」に、「ブレンステッド酸イオン液体(A−1)」を「ブレンステッド酸イオン液体(A−3)」に変更する以外は実施例1と同様にして、エステル化合物(Q−3;トリメリット酸トリアリルエステル)380部を得た(収率99%)。
実施例3における廃棄物は、実施例1と同様に、「廃水54部」と「精製に使用したシリカ由来の固形物14部」の合計68部のみであった。
Example 3
“Acetic acid 120 parts” is “trimellitic acid 210 parts”, “diethylene glycol 106 parts” is “allyl alcohol 174 parts”, and “Bronsted acid ionic liquid (A-1)” is “Bronsted acid ionic liquid (A -3) "except that 380 parts of an ester compound (Q-3; trimellitic acid triallyl ester) was obtained in the same manner as in Example 1 (99% yield).
As in Example 1, the waste in Example 3 was only 68 parts in total: “54 parts of waste water” and “14 parts of silica-derived solid material used for purification”.

実施例4
「酢酸120部」を「メタクリル酸172部」に、「ジエチレングリコール106部」を「ポリエチレングリコール(数平均分子量=200;三洋化成工業製「PEG−200」)200部」に変更する以外は実施例1と同様にして、エステル化合物(Q−4;ポリエチレングリコールジメタクリレート)326部を得た(収率97%)。
実施例4における廃棄物は、実施例1と同様に、「廃水36部」と「精製に使用したシリカ由来の固形物15部」の合計51部のみであった。
Example 4
Example except for changing “120 parts of acetic acid” to “172 parts of methacrylic acid” and “106 parts of diethylene glycol” to “200 parts of polyethylene glycol (number average molecular weight = 200;“ PEG-200 ”manufactured by Sanyo Chemical Industries)” In the same manner as in Example 1, 326 parts of an ester compound (Q-4; polyethylene glycol dimethacrylate) was obtained (yield 97%).
As in Example 1, the waste in Example 4 was only 51 parts in total: “36 parts of waste water” and “15 parts of silica-derived solid used for purification”.

比較例1(超臨界窒素中での反応)
「液化二酸化炭素」を「液化窒素」に変更する以外は実施例1と同様にして、超臨界状態にて反応した所、エステル化合物(Q−1;ジエチレングリコールジアセテート)は生成しておらず、原料回収のみであった(原料回収率100%)。
Comparative Example 1 (Reaction in supercritical nitrogen)
Except for changing “liquefied carbon dioxide” to “liquefied nitrogen” in the same manner as in Example 1, the ester compound (Q-1; diethylene glycol diacetate) was not produced when reacted in a supercritical state. It was only raw material recovery (raw material recovery rate 100%).

比較例2(ブレンステッド酸基の無いイオン液体での反応)
「ブレンステッド酸イオン液体(A−1)」を「1−エチル−3−メチルイミダゾリウム硫酸水素塩[東京化成(株)製]」に変更する以外は実施例1と同様にして反応した所、エステル化合物(Q−1;ジエチレングリコールジアセテート)は生成しておらず、原料回収のみであった(原料回収率100%)。
Comparative Example 2 (Reaction with an ionic liquid having no Bronsted acid group)
A reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that “Bronsted acid ionic liquid (A-1)” was changed to “1-ethyl-3-methylimidazolium hydrogensulfate [manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]”. The ester compound (Q-1; diethylene glycol diacetate) was not produced, and only the raw material was recovered (raw material recovery rate 100%).

比較例3(液化二酸化炭素中での反応)
「12MPa」を「5MPa」に変更し、液化二酸化炭素中で反応させる以外は実施例1と同様にして反応した所、エステル化合物(Q−1;ジエチレングリコールジアセテート)は生成しておらず、原料回収のみであった(原料回収率100%)。
Comparative Example 3 (Reaction in liquefied carbon dioxide)
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that “12 MPa” was changed to “5 MPa” and reacted in liquefied carbon dioxide, and no ester compound (Q-1; diethylene glycol diacetate) was produced. It was only recovery (raw material recovery rate 100%).

比較例4(イオン液体では無いブレンステッド酸での反応)
「ブレンステッド酸イオン液体(A−1)」を「p−トルエンスルホン酸」に変更する以外は実施例1と同様にして反応した所、エステル化合物(Q−1;ジエチレングリコールジアセテート)14部を得た(収率7%)。
Comparative Example 4 (Reaction with Bronsted acid that is not an ionic liquid)
When the reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that “Bronsted acid ionic liquid (A-1)” was changed to “p-toluenesulfonic acid”, 14 parts of an ester compound (Q-1; diethylene glycol diacetate) was added. Obtained (yield 7%).

比較例5(通常の脱水エステル化反応)
撹拌機、ガス導入管、冷却管及び温度計を備えたフラスコに、有機酸(C)として酢酸120部、分子内に水酸基を有する化合物(D)としてジエチレングリコール106部、p−トルエンスルホン酸1水和物10部及びトルエン500部を仕込み、120℃まで昇温した後、生成水を系外に除去しながら24時間反応させた。室温まで冷却し、5%水酸化ナトリウム水溶液500部で水洗、分液した。減圧留去によりトルエンを除去する事で、エステル化合物(Q−1;ジエチレングリコールジアセテート)188部を得た(収率97%)。
比較例5における廃棄物は「廃水516部」であり(減圧留去したトルエンは回収、再使用可能)、実施例1の10倍以上の廃棄物が副産された。
Comparative Example 5 (ordinary dehydration esterification reaction)
In a flask equipped with a stirrer, a gas introduction tube, a cooling tube and a thermometer, 120 parts of acetic acid as the organic acid (C), 106 parts of diethylene glycol as the compound (D) having a hydroxyl group in the molecule, 1 water of p-toluenesulfonic acid 10 parts of Japanese product and 500 parts of toluene were charged, and the temperature was raised to 120 ° C., followed by reaction for 24 hours while removing generated water from the system. The mixture was cooled to room temperature, washed with 500 parts of a 5% aqueous sodium hydroxide solution and separated. Toluene was removed by distillation under reduced pressure to obtain 188 parts of an ester compound (Q-1; diethylene glycol diacetate) (yield 97%).
The waste in Comparative Example 5 was “waste water 516 parts” (toluene distilled under reduced pressure can be recovered and reused), and more than 10 times the waste of Example 1 was by-produced.

本発明のエステル化合物の製造方法は、わずかな沈殿物を濾過するのみでよく濾過行程が短時間で済み、且つ生成する水を系外に除去する事無く、廃棄物がわずかな廃水のみであり、生産性に優れている為、得られるエステル化合物の構造に限定される事なく使用でき、有用である。   In the method for producing an ester compound of the present invention, only a small amount of precipitate needs to be filtered, the filtration process is short, and the generated water is not removed from the system, and the waste is only a small amount of waste water. Since it is excellent in productivity, it can be used without being limited to the structure of the resulting ester compound, and is useful.

Figure 2012250915
Figure 2012250915

式中、R1〜R5、R7〜R10及びR12〜R26はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の1価のアシル基、炭素数1〜20の1価のアルキル基、炭素数1〜20の1価のアルコキシ基、炭素数1〜20の1価のアルキルチオ基、炭素数1〜20の1価のアルキルシリル基、ニトロ基、カルボキシル基、水酸基、メルカプト基、アミノ基、シアノ基、フェニル基及びナフチル基からなる群から選ばれる原子又は置換基であって、R6、R11及びR27は、炭素数1〜20の2価のアルキレン基及び/又は炭素数1〜30の2価のアルキレンオキシド基であり、(X1)-〜(X3)-は、それぞれ陰イオンを表す。 In the formula, R 1 to R 5 , R 7 to R 10 and R 12 to R 26 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a monovalent acyl group having 1 to 20 carbon atoms, or 1 having 1 to 20 carbon atoms. A monovalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent alkylthio group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent alkylsilyl group having 1 to 20 carbon atoms, a nitro group, a carboxyl group, a hydroxyl group, An atom or a substituent selected from the group consisting of a mercapto group, an amino group, a cyano group, a phenyl group and a naphthyl group, wherein R 6 , R 11 and R 27 are a divalent alkylene group having 1 to 20 carbon atoms; / Or a divalent alkylene oxide group having 1 to 30 carbon atoms, wherein (X 1 ) to (X 3 ) each represents an anion.

一般式(1)〜(3)において、(X1)-〜(X3)-で表される陰イオンとしては、ハロゲン化物アニオン、水酸化物アニオン、チオシアナートアニオン、炭素数1〜4のジアルキルジチオカルバメートアニオン、炭酸アニオン、炭酸水素アニオン、硫酸アニオン、硫酸水素アニオン、ハロゲンで置換されていてもよい脂肪族又は芳香族カルボキシアニオン(安息香酸アニオン、トリフルオロ酢酸アニオン、パーフルオロアルキル酢酸アニオン、及びフェニルグリオキシル酸アニオン等)、ハロゲンで置換されていてもよい脂肪族又は芳香族スルホキシアニオン(トリフルオロメタンスルホン酸アニオン及びp−トルエンスルホン酸アニオン等)、6フッ化アンチモネートアニオン(SbF6 -)、ホスフィンアニオン[6フッ化ホスフィンアニオン(PF6 -)及び3フッ化トリス(パーフルオロエチル)ホスフィンアニオン(PF3(C253 -)等]及びボレートアニオン(テトラフェニルボレート及びブチルトリフェニルボレートアニオン等)等が挙げられ、これらの内、触媒能の観点から、ハロゲンで置換されていてもよい脂肪族又は芳香族スルホキシアニオン及び/又はハロゲンで置換されていてもよい脂肪族又は芳香族カルボキシアニオンが好ましく、ハロゲンで置換されていてもよい脂肪族又は芳香族スルホキシアニオンが更に好ましい。
In the general formulas (1) to (3), examples of the anion represented by (X 1 ) to (X 3 ) include a halide anion, a hydroxide anion, a thiocyanate anion, and a carbon number of 1 to 4. Dialkyldithiocarbamate anion, carbonate anion, bicarbonate anion, sulfate anion, hydrogen sulfate anion, aliphatic or aromatic carboxy anion optionally substituted with halogen (benzoate anion, trifluoroacetate anion, perfluoroalkylacetate anion) , And phenylglyoxylate anions), aliphatic or aromatic sulfoxy anions optionally substituted with halogen (such as trifluoromethanesulfonate anion and p-toluenesulfonate anion), hexafluoroantimonate anions (SbF 6) -), phosphine anion [hexafluoride phosphine A On (PF 6 -) and trifluoride tris (perfluoroethyl) phosphine anion (PF 3 (C 2 F 5 ) 3 -) , etc.] and borate anion (tetraphenyl borate and butyl triphenyl borate anion, etc.) and the like include Of these, from the viewpoint of catalytic ability, an aliphatic or aromatic sulfoxy anion optionally substituted with halogen and / or an aliphatic or aromatic carboxy anion optionally substituted with halogen are preferable, and halogen An aliphatic or aromatic sulfoxy anion which may be substituted with is more preferred.

Claims (6)

ブレンステッド酸イオン液体(A)の存在下、超臨界状態の二酸化炭素(B)中で、有機酸(C)と分子内に水酸基を有する化合物(D)とを脱水縮合反応させるエステル化合物の製造方法。   Production of an ester compound in which dehydration condensation reaction of an organic acid (C) and a compound having a hydroxyl group in the molecule (D) is performed in carbon dioxide (B) in a supercritical state in the presence of Bronsted acid ionic liquid (A). Method. 前記有機酸(C)が、カルボン酸である請求項1記載のエステル化合物の製造方法。   The method for producing an ester compound according to claim 1, wherein the organic acid (C) is a carboxylic acid. 前記ブレンステッド酸イオン液体(A)が、下記一般式(1)〜(3)で表される1種以上の化合物である請求項1または2記載のエステル化合物の製造方法。
Figure 2012250915
[式中、R1〜R5、R7〜R10及びR12〜R26はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の1価のアシル基、炭素数1〜20の1価のアルキル基、炭素数1〜20の1価のアルコキシ基、炭素数1〜20の1価のアルキルチオ基、炭素数1〜20の1価のアルキルシリル基、ニトロ基、カルボキシル基、水酸基、メルカプト基、アミノ基、シアノ基、フェニル基及びナフチル基からなる群から選ばれる原子又は置換基であって、R6、R11及びR27は、炭素数1〜20の2価のアルキレン基及び/又は炭素数1〜30の2価のアルキレンオキシド基であり、(X1)-〜(X3)-は、それぞれ陰イオンを表す。]
The method for producing an ester compound according to claim 1 or 2, wherein the Bronsted acid ionic liquid (A) is one or more compounds represented by the following general formulas (1) to (3).
Figure 2012250915
[Wherein R 1 to R 5 , R 7 to R 10 and R 12 to R 26 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a monovalent acyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a group having 1 to 20 carbon atoms. Monovalent alkyl group, monovalent alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, monovalent alkylthio group having 1 to 20 carbon atoms, monovalent alkylsilyl group having 1 to 20 carbon atoms, nitro group, carboxyl group, hydroxyl group , An atom or a substituent selected from the group consisting of a mercapto group, an amino group, a cyano group, a phenyl group and a naphthyl group, wherein R 6 , R 11 and R 27 are a divalent alkylene group having 1 to 20 carbon atoms. And / or a divalent alkylene oxide group having 1 to 30 carbon atoms, wherein (X1) to (X3) each represents an anion. ]
前記一般式(1)におけるR1〜R5が水素原子であり、R6が炭素数3又は4のアルキレン基である請求項3記載のエステル化合物の製造方法。 The method for producing an ester compound according to claim 3, wherein R 1 to R 5 in the general formula (1) are hydrogen atoms, and R 6 is an alkylene group having 3 or 4 carbon atoms. 前記一般式(2)におけるR7が水素原子又はメチル基であり、R8が炭素数1〜4のアルキル基であり、R9、R10が水素原子であり、R11が炭素数3又は4のアルキレン基である請求項3記載のエステル化合物の製造方法。 In the general formula (2), R 7 is a hydrogen atom or a methyl group, R 8 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 9 and R 10 are hydrogen atoms, and R 11 is 3 or 3 carbon atoms. 4. The method for producing an ester compound according to claim 3, which is an alkylene group of 4. 前記一般式(3)におけるR12〜R26が水素原子であり、R27が炭素数3又は4のアルキレン基である請求項3記載のエステル化合物の製造方法。 The method for producing an ester compound according to claim 3, wherein R 12 to R 26 in the general formula (3) are hydrogen atoms, and R 27 is an alkylene group having 3 or 4 carbon atoms.
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