JP2019500362A - Process for producing hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate - Google Patents

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Abstract

(i)ヒドロキシベンゾフェノンとエチレンカーボネートとを反応させて、ヒドロキシベンゾフェノンモノグリコールエーテルにする工程、(ii)ヒドロキシベンゾフェノンモノグリコールエーテルをエチレンオキシドによりエトキシル化して、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルにする工程、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルとアルキル(メタ)アクリレートとをエステル交換して、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレートにする工程を含む、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレートの製造方法。  (I) a step of reacting hydroxybenzophenone with ethylene carbonate to give hydroxybenzophenone monoglycol ether, (ii) a step of ethoxylating hydroxybenzophenone monoglycol ether with ethylene oxide to give hydroxybenzophenone polyglycol ether, hydroxybenzophenone poly A process for producing hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate, comprising a step of transesterifying glycol ether and alkyl (meth) acrylate to form hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate.

Description

本発明は、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレートの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate.

ヒドロキシベンゾフェノン(メタ)アクリレートは、例えば被覆組成物中でUV架橋剤として使用される。ヒドロキシベンゾフェノン(メタ)アクリレートは、ヒドロキシベンゾフェノンを(メタ)アクリレート化することにより製造され得る。   Hydroxybenzophenone (meth) acrylate is used, for example, as a UV crosslinker in coating compositions. Hydroxybenzophenone (meth) acrylate can be produced by (meth) acrylate conversion of hydroxybenzophenone.

ポリエチレングリコール鎖をベンゾフェノン単位と(メタ)アクリレート基との間に導入することにより、水溶性生成物を得ることができる。しかしながら、ヒドロキシベンゾフェノンを直接アルコキシル化して、引き続き、形成されたヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルを(メタ)アクリレート化する際には、一方で、それ以上(メタ)アクリレート化されず、かつ被覆組成物中での適用において後に被覆マトリックスから移動し得るヒドロキシベンゾフェノンのダイマーおよびトリマー、例えばポリエチレングリコールビスベンゾフェノンが生じる。他方で、メタクリレート化においてジ(メタ)アクリレートを形成することができるポリエチレングリコールが形成される。これは、UV活性化なしですでに架橋剤として働き、ゲル状の非水溶性生成物をもたらす。   By introducing a polyethylene glycol chain between the benzophenone unit and the (meth) acrylate group, a water-soluble product can be obtained. However, when the hydroxybenzophenone is directly alkoxylated and subsequently (meth) acrylated to the formed hydroxybenzophenone polyglycol ether, it is not further (meth) acrylated and in the coating composition. In this application, dimers and trimers of hydroxybenzophenone, such as polyethylene glycol bisbenzophenone, which can later migrate from the coating matrix are produced. On the other hand, polyethylene glycol is formed which can form di (meth) acrylate in methacrylated. This already acts as a crosslinker without UV activation, resulting in a gel-like water-insoluble product.

国際公開第00/15629号(WO00/15629)から、ヒドロキシベンゾフェノンと活性化されたポリエチレングリコールとを反応させてヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルにすることが知られている。活性化されたポリエチレングリコールとしては、アルコキシル化トルエンスルホン酸(ポリエチレングリコールモノトシレート)が使用される。しかしながら、この種の製造は、非常に手間がかかる。   From WO 00/15629 (WO 00/15629) it is known to react hydroxybenzophenone with activated polyethylene glycol to a hydroxybenzophenone polyglycol ether. Alkoxylated toluenesulfonic acid (polyethylene glycol monotosylate) is used as the activated polyethylene glycol. However, this type of manufacturing is very time consuming.

本発明の課題は、高純度の生成物をもたらす、単純に実施可能なヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレートの製造方法を提供することである。   The object of the present invention is to provide a process for the production of hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylates which can be carried out simply, resulting in a highly pure product.

本課題は、
(i)ヒドロキシベンゾフェノンとエチレンカーボネートとを反応させて、ヒドロキシベンゾフェノンモノグリコールエーテルにする工程、
(ii)ヒドロキシベンゾフェノンモノグリコールエーテルをエチレンオキシドによりエトキシル化して、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルにする工程、
(iii)ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルとアルキル(メタ)アクリレートとをエステル交換して、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレートにする工程
を有する、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレートの製造方法により解決される。
This task
(I) a step of reacting hydroxybenzophenone with ethylene carbonate to form hydroxybenzophenone monoglycol ether;
(Ii) a step of ethoxylating hydroxybenzophenone monoglycol ether with ethylene oxide to form hydroxybenzophenone polyglycol ether;
(Iii) A method for producing hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate, comprising transesterifying hydroxybenzophenone polyglycol ether and alkyl (meth) acrylate to form hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate Is done.

ヒドロキシベンゾフェノンをエチレンオキシドにより直接エトキシル化する場合、第一の工程において、塩基、例えばKOHを用いて、芳香族アルコラートが生成されこれがエチレンオキシドと反応する。新たに形成された脂肪族アルコラートはさらに反応する。副反応として、芳香族アルコラートが、すでに形成されているヒドロキシベンゾフェノンのエトキシレートを攻撃して、ポリエチレングリコール鎖を分裂させることがある。生成物として、ポリエチレングリコールビスベンゾフェノンおよびポリエチレングリコールが生じる。

Figure 2019500362
When hydroxybenzophenone is directly ethoxylated with ethylene oxide, in the first step, an aromatic alcoholate is produced and reacted with ethylene oxide using a base, such as KOH. The newly formed aliphatic alcoholate reacts further. As a side reaction, aromatic alcoholates can attack the ethoxylates of hydroxybenzophenone that have been formed, breaking the polyethylene glycol chain. The products are polyethylene glycol bisbenzophenone and polyethylene glycol.
Figure 2019500362

互変異性化により、エノラートのエトキシル化がさらなる副反応として起こることがあり、これは、引き続く反応を通して、トリマーおよびそれより高級な同族体をもたらす。この反応により、光架橋性単位が失われる。   By tautomerization, ethoxylation of the enolate may occur as a further side reaction, which leads to trimers and higher homologues through subsequent reactions. This reaction results in the loss of photocrosslinkable units.

これらの生成物を質量分析(結合型LC−MS)により検出した。   These products were detected by mass spectrometry (binding LC-MS).

驚くべきことに、エチレンオキシドによるエトキシル化の前に、エチレンカーボネートとの反応によりエチレンオキシド基を導入することによって、ヒドロキシベンゾフェノンのダイマーおよびトリマー、ならびにポリエチレングリコールの形成が回避されることが分かった。   Surprisingly, it has been found that the introduction of ethylene oxide groups by reaction with ethylene carbonate prior to ethoxylation with ethylene oxide avoids the formation of hydroxybenzophenone dimers and trimers, and polyethylene glycol.

一般的に、ヒドロキシベンゾフェノンは、4−ヒドロキシベンゾフェノンおよび2−ヒドロキシベンゾフェノン、好ましくは4−ヒドロキシベンゾフェノンである。   In general, the hydroxybenzophenones are 4-hydroxybenzophenone and 2-hydroxybenzophenone, preferably 4-hydroxybenzophenone.

第一の工程(i)において、ヒドロキシベンゾフェノンとエチレンカーボネートとを反応させて、ヒドロキシベンゾフェノンモノグリコールエーテルにする。   In the first step (i), hydroxybenzophenone and ethylene carbonate are reacted to form hydroxybenzophenone monoglycol ether.

一般的に、この反応は、例えば国際公開第2011/089385号(WO2011/089385)に記載されているように、触媒としてのヨウ化ナトリウムの存在下で実施される。   In general, this reaction is carried out in the presence of sodium iodide as a catalyst, as described, for example, in WO 2011/089385 (WO2011 / 089385).

この反応は、別個の溶媒、例えばトルエンの存在下で実施され得る。この反応は、別個の溶媒なしでも実施され得る。一般的に、この反応は、100〜200℃、好ましくは120〜180℃の範囲にある温度で実施される。その際、エチレンカーボネートは、好適には化学量論的に僅かに過剰に使用される。反応終了後、形成されたモノエトキシレートに水を添加し、ヒドロキシベンゾフェノンモノグリコールエーテルを有機溶媒、例えばトルエンにより抽出する。   This reaction can be carried out in the presence of a separate solvent, such as toluene. This reaction can be carried out without a separate solvent. In general, the reaction is carried out at a temperature in the range of 100 to 200 ° C, preferably 120 to 180 ° C. In this case, ethylene carbonate is preferably used in a slight stoichiometric excess. After completion of the reaction, water is added to the formed monoethoxylate, and hydroxybenzophenone monoglycol ether is extracted with an organic solvent such as toluene.

第二の工程(ii)において、ヒドロキシベンゾフェノンモノグリコールエーテルをエチレンオキシドによりエトキシル化して、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルにする。一般的に、ヒドロキシベンゾフェノンモノグリコールエーテル1molあたり、2〜100mol、好ましくは2〜50mol、特に好ましくは4〜50molのエチレンオキシドが反応する。   In the second step (ii), the hydroxybenzophenone monoglycol ether is ethoxylated with ethylene oxide to give a hydroxybenzophenone polyglycol ether. In general, 2 to 100 mol, preferably 2 to 50 mol, particularly preferably 4 to 50 mol of ethylene oxide reacts per mol of hydroxybenzophenone monoglycol ether.

エトキシル化は、塩基性触媒の存在下で、ガス状のエチレンオキシドを用いて、一般的に1〜10barの圧力および80〜200℃の温度で実施され得る。適切な塩基性触媒は、例えばNaOH、KOH、ナトリウムメチラートもしくはカリウムメチラート、またはカリウム−tert−ブタノラートである。カリウム−tert−ブタノラートが好ましい。   Ethoxylation can be carried out with gaseous ethylene oxide in the presence of a basic catalyst, generally at a pressure of 1 to 10 bar and a temperature of 80 to 200 ° C. Suitable basic catalysts are, for example, NaOH, KOH, sodium or potassium methylate, or potassium-tert-butanolate. Potassium-tert-butanolate is preferred.

第三の工程(iii)において、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルとアルキル(メタ)アクリレートとをエステル交換して、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレートにする。   In the third step (iii), the hydroxybenzophenone polyglycol ether and the alkyl (meth) acrylate are transesterified into a hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate.

一般的に、エステル交換は、工程(iii−a)〜(iii−d):
(iii−a)アルキル(メタ)アクリレートとヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルとを、触媒および安定化剤の存在下、かつアルキル(メタ)アクリレートにおいて結合したアルコールと共沸物を形成する共沸剤の存在下で反応させる工程、
(iii−b)共沸剤およびアルコールからの共沸物を連続的に留去する工程、ここで工程(ii)および(iii)は、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルが実質的に完全に反応するまで、同時に実施される、
(iii−c)触媒をヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレート含有生成物混合物から分離する工程、
(iii−d)反応していないアルキル(メタ)アクリレートおよび共沸剤を生成物混合物から留去する工程
を含む。
In general, the transesterification is carried out in steps (iii-a) to (iii-d):
(Iii-a) Presence of an azeotropic agent that forms an azeotrope with an alkyl (meth) acrylate and hydroxybenzophenone polyglycol ether in the presence of a catalyst and a stabilizer, and an alcohol bonded in the alkyl (meth) acrylate. Reacting under,
(Iii-b) a step of continuously distilling off the azeotrope from the azeotropic agent and the alcohol, wherein steps (ii) and (iii) are carried out until the hydroxybenzophenone polyglycol ether is substantially completely reacted. Carried out at the same time,
(Iii-c) separating the catalyst from the hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate containing product mixture;
(Iii-d) distilling off unreacted alkyl (meth) acrylate and azeotropic agent from the product mixture.

工程(iii−a)において、アルキル(メタ)アクリレートとヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルとを、触媒および安定化剤の存在下、かつアルキル(メタ)アクリレートにおいて結合したアルコールと共沸物を形成する共沸剤の存在下で反応させ、ここで同時に、工程(iii−b)において、共沸剤およびアルコールからの共沸物を、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルが実質的に完全に反応するまで留去する。つまりエステル交換は、工程(iii−a)および(iii−b)から成る。   In step (iii-a), an azeotrope that forms an azeotrope between an alkyl (meth) acrylate and a hydroxybenzophenone polyglycol ether in the presence of a catalyst and a stabilizer and an alcohol bonded in the alkyl (meth) acrylate. The reaction is carried out in the presence of an agent, wherein simultaneously in step (iii-b) the azeotrope from the azeotropic agent and the alcohol is distilled off until the hydroxybenzophenone polyglycol ether is substantially completely reacted. That is, transesterification consists of steps (iii-a) and (iii-b).

適切なアルキル(メタ)アクリレートは、C〜Cアルキル(メタ)アクリレートである。一般的に、メチル(メタ)アクリレートまたはエチル(メタ)アクリレートが使用され、ここでエステル交換反応において、メタノールまたはエタノールがアルコールとして放出される。 Suitable alkyl (meth) acrylate is a C 1 -C 4 alkyl (meth) acrylate. In general, methyl (meth) acrylate or ethyl (meth) acrylate is used, where methanol or ethanol is released as alcohol in the transesterification reaction.

アルキル(メタ)アクリレートとヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルとの反応は、均一触媒または不均一触媒の存在下で行われる。エステル交換に適したルイス酸またはルイス塩基、例えばスズ、チタンまたはジルコニウムを含有する触媒および無機塩が全て適している。   The reaction between the alkyl (meth) acrylate and the hydroxybenzophenone polyglycol ether is carried out in the presence of a homogeneous catalyst or a heterogeneous catalyst. Catalysts and inorganic salts containing Lewis acids or Lewis bases suitable for transesterification such as tin, titanium or zirconium are all suitable.

適切なスズ含有触媒は、Sn(IV)含有化合物、例えばジアルキルスズジクロリド、ジアルキルスズオキシド、ジアルキルスズジアセテート、ビス(トリアルキルスズ)オキシド、ビス(ジブチルクロロスズ)オキシド、殊にジブチルスズジクロリド、ジメチルスズジクロリドおよびジブチルスズオキシドである。クロリド含有触媒は、アルコラート、例えばナトリウムメチラートと併用することができる。適切なチタン(IV)またはジルコニウム(IV)(ここでは金属(IV)とまとめる)を含有する触媒は、直鎖状または分枝鎖状のC〜Cアルコールの金属(IV)テトラアルコキシレート、好適には金属(IV)テトライソプロピレート、金属(IV)テトラブチレート、ならびに使用される出発アルコールのメタレートまたはこれらの混合物である。様々なアルコールまたはアセチルアセトナートにより置換されたメタレートも可能である。 Suitable tin-containing catalysts are Sn (IV) -containing compounds such as dialkyltin dichloride, dialkyltin oxide, dialkyltin diacetate, bis (trialkyltin) oxide, bis (dibutylchlorotin) oxide, in particular dibutyltin dichloride, dimethyl Tin dichloride and dibutyltin oxide. The chloride-containing catalyst can be used in combination with an alcoholate, such as sodium methylate. Catalysts containing suitable titanium (IV) or zirconium (IV) (collectively referred to herein as metal (IV)) are linear or branched C 1 -C 6 alcohol metal (IV) tetraalkoxylates. , Preferably metal (IV) tetraisopropylate, metal (IV) tetrabutyrate, and the metalate of the starting alcohol used or mixtures thereof. Metalates substituted with various alcohols or acetylacetonates are also possible.

無機塩は、炭酸イオン(CO 2−)、酸化物イオン(O2−)、水酸化物イオン(OH)、炭酸水素イオン(HCO )、リン酸イオン(PO 3−)、リン酸水素イオン(HPO 2−)、リン酸二水素イオン(HPO )、硝酸イオン(NO )、硫酸イオン(SO 2−)、亜硫酸イオン(SO 2−)およびカルボン酸イオン(RCOO)(ここでRは、C〜CアルキルまたはCアリールを意味する)から成る群より選択される少なくとも1種のアニオンを有することが好ましい。酸化物イオン、水酸化物イオンおよびリン酸イオンまたはこれらの混合物が好ましく、リン酸イオンが特に好ましい。無機塩は、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、セリウムイオン、鉄イオン、マンガンイオン、クロムイオン、モリブデンイオン、コバルトイオン、ニッケルイオンまたは亜鉛イオンから成る群より選択される少なくとも1種のカチオンを有することが好ましい。アルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンが好ましく、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンまたはカルシウムイオンが特に好ましい。特に好ましい無機塩(その水和物を含む)は、LiOH、LiNO、LiPO、NaPO、KPO、NaCO、KCOおよびCaOであり、KPOが極めて特に好ましい。 Inorganic salts include carbonate ions (CO 3 2− ), oxide ions (O 2− ), hydroxide ions (OH ), bicarbonate ions (HCO 3 ), phosphate ions (PO 4 3− ), Hydrogen phosphate ion (HPO 4 2− ), dihydrogen phosphate ion (H 2 PO 4 ), nitrate ion (NO 3 ), sulfate ion (SO 4 2− ), sulfite ion (SO 3 2− ) and It is preferable to have at least one anion selected from the group consisting of carboxylate ions (R 6 COO ) (where R 6 means C 1 -C 4 alkyl or C 6 aryl). Oxide ions, hydroxide ions and phosphate ions or mixtures thereof are preferred, and phosphate ions are particularly preferred. The inorganic salt is at least one selected from the group consisting of alkali metal ions, alkaline earth metal ions, ammonium ions, cerium ions, iron ions, manganese ions, chromium ions, molybdenum ions, cobalt ions, nickel ions or zinc ions. It is preferable to have a cation. Alkali metal ions and alkaline earth metal ions are preferred, with lithium ions, sodium ions, potassium ions or calcium ions being particularly preferred. Particularly preferred inorganic salts (including hydrates thereof) are LiOH, LiNO 3 , Li 3 PO 4 , Na 3 PO 4 , K 3 PO 4 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 and CaO, and K 3 PO 4 is very particularly preferred.

例えば独国特許出願公開第2317226号明細書(DE2317226A1)、独国特許出願公開第102004036930号明細書(DE102004036930A1)および国際公開第2009/080380号(WO2009/080380)に記載されているエステル交換法において使用されているように、不均一触媒または不均一な残渣にすることが可能な均一触媒が特に適している。基本的に、触媒または触媒残渣は、濾過、電気濾過、吸着、遠心分離またはデカントにより分離される。   For example, in the transesterification method described in German Patent Application No. 2317226 (DE2317226A1), German Patent Application Publication No. 102004036930 (DE102004036930A1) and International Publication No. 2009/080380 (WO2009 / 080380). As used, heterogeneous catalysts or homogeneous catalysts that can be made into heterogeneous residues are particularly suitable. Basically, the catalyst or catalyst residue is separated by filtration, electrofiltration, adsorption, centrifugation or decanting.

さらに、アルキル(メタ)アクリレートとヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルとの反応は、1種以上の安定化剤(重合禁止剤)の存在下で行われる。ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、フェノチアジン、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、2−tert−ブチルフェノール、4−tert−ブチルフェノール、2,4−ジ−tert−ブチルフェノール、2−tert−ブチル−4−メチルフェノール、6−tert−ブチル−2,4−ジメチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノールおよび2−メチル−4−tert−ブチルフェノールが好ましい。ヒドロキノンモノメチルエーテル(MeHQ)が特に好ましい。   Furthermore, the reaction of alkyl (meth) acrylate and hydroxybenzophenone polyglycol ether is performed in the presence of one or more stabilizers (polymerization inhibitors). Hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, phenothiazine, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, 4-oxo-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, 2- tert-butylphenol, 4-tert-butylphenol, 2,4-di-tert-butylphenol, 2-tert-butyl-4-methylphenol, 6-tert-butyl-2,4-dimethylphenol, 2,6-di- Tert-butyl-4-methylphenol and 2-methyl-4-tert-butylphenol are preferred. Hydroquinone monomethyl ether (MeHQ) is particularly preferred.

有利には、重合禁止剤として酸素をさらに使用することができる。   Advantageously, oxygen can additionally be used as a polymerization inhibitor.

さらなる安定化のために、酸素含有ガス、好ましくは空気、または空気および窒素からの混合物(希薄空気)が存在することができる。   For further stabilization, an oxygen-containing gas, preferably air, or a mixture from air and nitrogen (lean air) can be present.

一般的に、エステル交換反応(工程(iii−a)および(iii−b))は、60〜140℃、好ましくは70〜110℃の温度で実施される。ここで共沸剤およびアルコールからの共沸物を連続的に留去する。   In general, the transesterification reaction (steps (iii-a) and (iii-b)) is carried out at a temperature of 60 to 140 ° C, preferably 70 to 110 ° C. Here, the azeotropic agent and the azeotrope from the alcohol are continuously distilled off.

メタノールまたはエタノールと共沸混合物を形成する適切な共沸剤はまず、メチルアクリレートおよびメチルメタクリレート、ならびにエチルアクリレートおよびエチルメタクリレート自体である。別個の共沸剤としては、特にシクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、ヘキサンおよびヘプタン、ならびにこれらの混合物が適している。メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレートおよびエチルメタクリレート、ならびにこれらとn−ヘプタンおよびシクロヘキサンとの混合物が好ましい。この意味合いにおいて、共沸剤という用語は、出発物質自体、および場合によっては、さらに使用される別個の溶媒を含む。   Suitable azeotropic agents that form an azeotrope with methanol or ethanol are first methyl acrylate and methyl methacrylate, and ethyl acrylate and ethyl methacrylate itself. As separate azeotropic agents, cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene, hexane and heptane, and mixtures thereof are particularly suitable. Methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate and ethyl methacrylate, and mixtures thereof with n-heptane and cyclohexane are preferred. In this sense, the term azeotropic agent includes the starting material itself, and optionally also a separate solvent used.

好ましい実施形態において、別個の溶媒は共沸剤として使用されない。この場合、出発物質であるアルキル(メタ)アクリレート自体が共沸剤として機能する。   In a preferred embodiment, a separate solvent is not used as an azeotropic agent. In this case, the starting alkyl (meth) acrylate itself functions as an azeotropic agent.

引き続き、反応器内に共沸剤を再び補給することができる。そのために、好ましい実施形態では、アルコールおよび共沸剤からの共沸混合物を適切なカラムにより留去し、混合容器内で水と撹拌し、それから相分離器に移し、ここで、アルコール、一般的にはメタノールまたはエタノールは水に溶け、有機相は上部層として分離する。有機相は、好適にはカラムの頂部を介して反応混合物に再び供給され、よって、少量の損失で循環式に送られる。しかしながら代替的には、新しい共沸剤を追加して、共沸剤・アルコール混合物の後処理を別個の工程で行うこともでき、または共沸剤の補給を完全もしくは部分的に省略することもできる。   Subsequently, the reactor can be refilled with the azeotropic agent. To that end, in a preferred embodiment, the azeotrope from the alcohol and azeotropic agent is distilled off with a suitable column, stirred with water in a mixing vessel and then transferred to a phase separator, where the alcohol, generally In methanol or ethanol dissolves in water, the organic phase separates as the upper layer. The organic phase is preferably fed back into the reaction mixture via the top of the column and is therefore sent cyclically with a small loss. Alternatively, however, a new azeotropic agent can be added and the post-treatment of the azeotropic agent / alcohol mixture can be carried out in a separate step, or the replenishment of the azeotropic agent can be omitted completely or partially. it can.

一般的に、アルキル(メタ)アクリレートは、化学量論的に過剰で使用される。過剰なメチル(メタ)アクリレートは、エステル化させるヒドロキシル基1つあたり、好適には5〜2500mol%、特に好ましくは300〜2000mol%である。   In general, the alkyl (meth) acrylate is used in stoichiometric excess. The excess methyl (meth) acrylate is preferably 5 to 2500 mol%, particularly preferably 300 to 2000 mol%, per hydroxyl group to be esterified.

触媒は、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルの量を基準として、0.1〜10mol%の濃度、好ましくは0.1〜5mol%の濃度で使用される。   The catalyst is used in a concentration of 0.1 to 10 mol%, preferably 0.1 to 5 mol%, based on the amount of hydroxybenzophenone polyglycol ether.

エステル交換は、大気圧でも、正圧または負圧でも実施され得る。一般的に、エステル交換は、300〜1000mbar、好ましくは300〜700mbar(大気圧=1000mbar)で実施される。一般的に、反応時間は、1〜24時間、好適には3〜18時間、特に好ましくは3〜10時間である。エステル交換(工程(iii−a)および(iii−b))は、例えば撹拌釜カスケード内で連続的に行われ得るか、または非連続的に行われ得る。   The transesterification can be carried out at atmospheric pressure, positive pressure or negative pressure. In general, the transesterification is carried out at 300 to 1000 mbar, preferably 300 to 700 mbar (atmospheric pressure = 1000 mbar). In general, the reaction time is 1 to 24 hours, preferably 3 to 18 hours, particularly preferably 3 to 10 hours. The transesterification (steps (iii-a) and (iii-b)) can be carried out continuously, for example in a stirred tank cascade or can be carried out discontinuously.

この反応は、このような反応に適したあらゆる反応器内で実施され得る。このような反応器は当業者に公知である。この反応は撹拌釜反応器内で行われることが好ましい。   This reaction can be carried out in any reactor suitable for such a reaction. Such reactors are known to those skilled in the art. This reaction is preferably carried out in a stirred kettle reactor.

バッチを混合するために、任意の装置、例えば撹拌装置を使用することができる。この混合は、ガス、好適には酸素含有ガスを給送することにより行われ得る。   Any device, such as an agitation device, can be used to mix the batch. This mixing can be done by feeding a gas, preferably an oxygen-containing gas.

形成されたアルコール、一般的にはメタノールまたはエタノールの除去は、共沸剤の存在下で、連続的または段階的に、それ自体が公知の手法で共沸蒸留によって行われる。さらに、メタノールは、ガスによりストリッピングすることによっても除去され得る。   Removal of the alcohol formed, generally methanol or ethanol, is carried out by azeotropic distillation in a manner known per se, continuously or stepwise, in the presence of an azeotropic agent. Furthermore, methanol can also be removed by stripping with gas.

好ましい実施形態では、アルコールを、水で洗浄することにより、工程(iii−b)において留去された共沸剤およびアルコールからの共沸物から分離し、共沸剤を反応容器に返送する。   In a preferred embodiment, the alcohol is separated from the azeotropic agent distilled off in step (iii-b) and the azeotrope from the alcohol by washing with water, and the azeotropic agent is returned to the reaction vessel.

工程(iii−a)および(iii−b)は、使用されたヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルが実質的に完全に反応するまで実施される。これは、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルが、95%、好ましくは97%、特に好ましくは98%反応している場合にあたる。転化の度合いは、最も単純には、水酸基価を特定することにより分析され得る。水酸基価は、水酸基の含量を、合計パラメーターとして、mg KOH/g物質の単位で示し、特定のモル質量のアルコールを前提として、重量パーセントに換算可能である。   Steps (iii-a) and (iii-b) are carried out until the hydroxybenzophenone polyglycol ether used has reacted substantially completely. This is the case when the hydroxybenzophenone polyglycol ether has reacted 95%, preferably 97%, particularly preferably 98%. The degree of conversion can be analyzed most simply by specifying the hydroxyl value. The hydroxyl value indicates the hydroxyl content as a total parameter in units of mg KOH / g substance, and can be converted to weight percent assuming a specific molar mass of alcohol.

工程(iii−c)において、例えば濾過または遠心分離により、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレート含有生成物混合物から触媒を分離する。   In step (iii-c), the catalyst is separated from the hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate containing product mixture, for example by filtration or centrifugation.

濾過は、例えば加圧濾過ヌッチェを用いて実施され得る。方法技術的には、本発明による方法における濾過に、それ自体が公知のあらゆる濾過法および濾過装置、例えばUllmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry、第7版、2013年電子版発行、章:Filtration,1.Fundamentals und Filtration 2.Equipmentに記載のものを使用することができる。これらは、例えばカートリッジフィルター、フィルタープレス、圧力板フィルター、バッグフィルターまたはドラムフィルターであり得る。好適には、カートリッジフィルターまたは圧力板フィルターを使用する。濾過は、濾過助剤ありまたはなしで実施され得る。適切な濾過助剤は、珪藻土、パーライトおよびセルロースに基づく濾過助剤である。   Filtration can be performed using, for example, a pressure filtration Nutsche. Methodologically, any filtration method and apparatus known per se, such as Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 7th edition, 2013 electronic edition, chapter: Filtration, 1 . Fundamentals and Filtration Those described in Equipment can be used. These can be, for example, cartridge filters, filter presses, pressure plate filters, bag filters or drum filters. Preferably, a cartridge filter or a pressure plate filter is used. Filtration can be performed with or without a filter aid. Suitable filter aids are filter aids based on diatomaceous earth, perlite and cellulose.

適切な遠心機および分離器も、当業者に公知である。方法技術的には、本発明による方法における遠心分離に、それ自体が公知のあらゆる遠心分離法および遠心分離装置、例えばUllmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry、第7版、2013年電子版発行、章:Centrifuges,Filtering und Centrifuges,Sedimentingに記載されているものを使用することができる。   Suitable centrifuges and separators are also known to those skilled in the art. Methods Technically, the centrifugation in the method according to the invention can be carried out by any centrifugation method and device known per se, such as the Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 7th edition, 2013 electronic edition, chapter: Those described in Centrifuges, Filtering und Centrifuges, Sedimenting can be used.

また、触媒の分離は、水抽出として、水を添加することにより行われ得る。そのために、まだ反応していないアルキル(メタ)アクリレート、および場合によっては、別個の共沸剤、ならびに安定化剤および触媒を含有する生成物混合物を水と接触させる。複数の洗浄工程、例えば3回の洗浄工程を実施することもできる。洗浄水の量は、洗浄工程1回あたり、一般的に生成物混合物の0.1〜2倍、好ましくは0.2〜0.5倍である。   Further, the catalyst can be separated by adding water as water extraction. To do so, the product mixture containing the alkyl (meth) acrylate which has not yet reacted, and optionally a separate azeotropic agent, and a stabilizer and catalyst, is contacted with water. A plurality of washing steps, for example, three washing steps may be performed. The amount of washing water is generally 0.1 to 2 times, preferably 0.2 to 0.5 times the product mixture per washing step.

洗浄は、例えば撹拌容器またはその他の従来の装置、例えばカラムまたはミキサー・セトラー装置内で実施され得る。   Washing can be performed, for example, in a stirred vessel or other conventional apparatus, such as a column or mixer / settler apparatus.

方法技術的には、本発明による方法における洗浄に、それ自体が公知のあらゆる抽出法および洗浄法、ならびに洗浄装置、例えばUllmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry、第6版、1999年電子版発行、章「Liquid−Liquid Extraction−Apparatus」に記載されているものを使用することができる。これは、例えば1段階以上、好ましくは1段階の抽出、および並流または向流稼働法での抽出であり得る。   Methods Technically, all the extraction and cleaning methods known per se, as well as cleaning devices such as, for example, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th edition, 1999 electronic edition, chapter, are used for the washing in the method according to the invention. What is described in "Liquid-Liquid Extraction-Apparatus" can be used. This can be, for example, one or more stages, preferably one stage extraction, and extraction in co-current or countercurrent operation.

場合によっては、目的生成物において、安定化剤が所望の濃度、例えば100ppmに達するように、洗浄された反応混合物に貯蔵安定化剤を添加する。本方法により任意に調整可能なこの濃度は、それぞれ最終生成物の仕様に応じ、例えば市販のアルキル(メタ)アクリレートについては15〜200ppmの範囲にある。貯蔵安定化剤としては、基本的に、フェノール、例えば2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、6−tert−ブチル−2,4−ジメチルフェノール、ヒドロキノンおよびヒドロキノンモノメチルエーテルの群から選択される安定化剤が役立ち、ヒドロキノンモノメチルエーテルが好ましい。   In some cases, a storage stabilizer is added to the washed reaction mixture so that in the desired product, the stabilizer reaches a desired concentration, eg, 100 ppm. This concentration, which can be arbitrarily adjusted by the present method, is in the range of 15 to 200 ppm, for example for commercially available alkyl (meth) acrylates, depending on the specifications of the final product. Storage stabilizers are basically from the group of phenols such as 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 6-tert-butyl-2,4-dimethylphenol, hydroquinone and hydroquinone monomethyl ether. The stabilizer chosen is useful and hydroquinone monomethyl ether is preferred.

引き続き、蒸留工程(iii−d)において、反応していないアルキル(メタ)アクリレート、および場合によっては別個の共沸剤、ならびに場合によっては水を生成物混合物から留去する。この蒸留は、一般的に40〜100℃、好ましくは60〜80℃の温度および2〜700mbarで可変な圧力で行われる。さらに、これらの成分は、ガス、好適には酸素含有ガスによりストリッピングすることによっても除去され得る。   Subsequently, in the distillation step (iii-d), unreacted alkyl (meth) acrylate, and optionally a separate azeotropic agent, and optionally water are distilled off from the product mixture. This distillation is generally carried out at a temperature of 40 to 100 ° C., preferably 60 to 80 ° C. and a variable pressure of 2 to 700 mbar. Furthermore, these components can also be removed by stripping with a gas, preferably an oxygen-containing gas.

蒸留による分離は、例えばダブルジャケット加熱部および/または内部の加熱コイルを有する撹拌釜において減圧下で行われる。   Separation by distillation is performed under reduced pressure, for example, in a stirring vessel having a double jacket heating section and / or an internal heating coil.

当然のことながら、蒸留は、流下膜式蒸発器または薄層蒸発器内でも行われ得る。そのために、反応混合物は、好ましくは複数回、循環式、減圧下で、例えば20〜700mbar、好ましくは30〜500mbar、特に好ましくは50〜150mbarで、かつ40〜80℃の温度で装置を通して送られる。   Of course, the distillation can also take place in falling film evaporators or thin layer evaporators. To that end, the reaction mixture is preferably sent through the apparatus several times under circulation, under reduced pressure, for example 20-700 mbar, preferably 30-500 mbar, particularly preferably 50-150 mbar and at a temperature of 40-80 ° C. .

有利には、不活性ガス、好ましくは酸素含有ガス、特に好ましくは空気、または空気および窒素からの混合物(希薄空気)を蒸留装置に導入することができ、これは、反応混合物の体積を基準として、例えば0.1〜1m/mh、好ましくは0.2〜0.8m/mh、特に好ましくは0.3〜0.7m/mhである。 Advantageously, an inert gas, preferably an oxygen-containing gas, particularly preferably air, or a mixture of air and nitrogen (lean air) can be introduced into the distillation apparatus, which is based on the volume of the reaction mixture , for example 0.1~1m 3 / m 3 h, preferably 0.2~0.8m 3 / m 3 h, particularly preferably 0.3~0.7m 3 / m 3 h.

工程(iii−c)および(iii−d)の実施後、高い純度を有する生成物が底部生成物として残る。この底部生成物は、一般的に少なくとも95重量%、好ましくは少なくとも98重量%である。   After performing steps (iii-c) and (iii-d), a product with high purity remains as the bottom product. This bottom product is generally at least 95% by weight, preferably at least 98% by weight.

また本発明の対象は、5〜100個のエチレンオキシド単位を有するヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレート、および5〜100個のエチレンオキシド単位を有するヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレートの、放射線硬化性被覆組成物におけるUV架橋剤としての使用でもある。   The subject of the present invention is also radiation curable of hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate having 5 to 100 ethylene oxide units and hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate having 5 to 100 ethylene oxide units. It is also used as a UV crosslinker in coating compositions.

以下の実施例により、本発明をより詳細に説明する。   The following examples illustrate the invention in more detail.

実施例
実施例1 ヒドロキシエトキシベンゾフェノン(HEBP)の合成
エチレンカーボネート94.2g(1.07mol)、4−ヒドロキシベンゾフェノン(HBP)206g(1.02mol)、ヨウ化ナトリウム4.5g(0.030mol)およびトルエン8.0gを予め装入し、撹拌しながらゆっくりと165℃に加熱する。135℃を超えると、ガスが発生し始める。1時間にわたり165℃で撹拌する。室温に冷却した後に、水およびトルエンを添加し、相を分離し、有機相を水で洗浄し、乾燥させ、濃縮する。常温のトルエン中の固体を取り出し、吸引する。明るいベージュ色の固体が194g(0.802mol、理論値の79%)得られる。
Examples Example 1 Synthesis of hydroxyethoxybenzophenone (HEBP) 94.2 g (1.07 mol) ethylene carbonate, 206 g (1.02 mol) 4-hydroxybenzophenone (HBP), 4.5 g (0.030 mol) sodium iodide and 8.0 g toluene is pre-charged and slowly heated to 165 ° C. with stirring. Beyond 135 ° C, gas begins to evolve. Stir at 165 ° C. for 1 hour. After cooling to room temperature, water and toluene are added, the phases are separated, the organic phase is washed with water, dried and concentrated. Remove solid from toluene at room temperature and aspirate. 194 g (0.802 mol, 79% of theory) of a light beige solid are obtained.

実施例2 4個のEOを有するHEBPの合成
HEBP242g(1.00mol)を、KOtBu834mg(7.43mmol)と一緒に80℃でオートクレーブ内に予め装入する。120℃でエチレンオキシド176g(4.00mol)を計量供給し、10時間にわたり、この温度で撹拌する。室温に冷却した後に、ロータリーエバポレーターにより、この混合物から揮発分を除去する。茶色の液体が415g得られる。
OH価=139.6mgKOH/g(理論値:134.4mgKOH/g)。
Example 2 Synthesis of HEBP with 4 EOs 242 g (1.00 mol) of HEBP are precharged in an autoclave at 8O 0 C together with 834 mg (7.43 mmol) of KOtBu. 176 g (4.00 mol) of ethylene oxide are metered in at 120 ° C. and stirred at this temperature for 10 hours. After cooling to room temperature, volatiles are removed from the mixture on a rotary evaporator. 415 g of a brown liquid are obtained.
OH value = 139.6 mg KOH / g (theoretical value: 134.4 mg KOH / g).

水酸基価は、理論値から4%の誤差がある。   The hydroxyl value has an error of 4% from the theoretical value.

実施例3 9個のEOを有するHEBPの合成
HEBP80.7g(0.33mol)を、KOtBu425mg(3.79mmol)と一緒に80℃でオートクレーブ内に予め装入する。120℃でエチレンオキシド132g(3.00mol)を計量供給し、10時間にわたり、この温度で撹拌する。室温に冷却した後に、ロータリーエバポレーターにより、この混合物から揮発分を除去する。茶色の液体が210g得られる。
OH価=84.3mgKOH/g(理論値:87.8mgKOH/g)。
Example 3 Synthesis of HEBP with 9 EO 80.7 g (0.33 mol) of HEBP is pre-charged in an autoclave at 80 ° C. with 425 mg (3.79 mmol) of KOtBu. At 120 ° C., 132 g (3.00 mol) of ethylene oxide are metered in and stirred at this temperature for 10 hours. After cooling to room temperature, volatiles are removed from the mixture on a rotary evaporator. 210 g of a brown liquid are obtained.
OH value = 84.3 mgKOH / g (theoretical value: 87.8 mgKOH / g).

水酸基価は、理論値から4%の誤差がある。   The hydroxyl value has an error of 4% from the theoretical value.

実施例4 10個のEOを有するHEBPの合成
HEBP80.7g(0.33mol)を、KOtBu720mg(6.43mmol)と一緒に80℃でオートクレーブ内に予め装入する。120℃でエチレンオキシド279g(6.33mol)を計量供給し、3時間にわたり、この温度で撹拌する。室温に冷却した後に、ロータリーエバポレーターにより、この混合物から揮発分を除去する。茶色の固体が368g得られる。
OH価=53.1mgKOH/g(理論値:52.0mgKOH/g)。
Example 4 Synthesis of HEBP with 10 EOs 80.7 g (0.33 mol) of HEBP are precharged in an autoclave at 80 ° C. with 720 mg (6.43 mmol) of KOtBu. 279 g (6.33 mol) of ethylene oxide are metered in at 120 ° C. and stirred at this temperature for 3 hours. After cooling to room temperature, volatiles are removed from the mixture on a rotary evaporator. 368 g of a brown solid are obtained.
OH value = 53.1 mg KOH / g (theoretical value: 52.0 mg KOH / g).

水酸基価は、理論値から2%の誤差がある。   The hydroxyl value has an error of 2% from the theoretical value.

実施例5 5個のEOを有するHBPメタクリレートの合成
アンカー式攪拌機、空気導入部、分離カラムおよび液体分配器を備える750mLのダブルジャケット反応器内で空気を導入しながらエステル交換を行う。この装置内に、室温で、HBP(5個のEO)347g、メチルヒドロキノン(MEHQ)0.1gおよびメチルメタクリレート(15ppmのMEHQで安定化させたMMA)600gを予め装入する。リン酸カリウム9.1gを添加し、反応混合物を100℃の浴温度で加熱する。圧力を300mbar(絶対圧)に調整し、メタノールおよびMMAからの共沸物を連続的に留去し、ここで、底部温度を63〜68℃に調整する。還流比は、2:1〜10:1の間で変化する(還流量:排出量)。反応終了後、生成物をペーパーフィルターにより濾過し、反応混合物を真空で濃縮する。転化率は99%超であると、TAI NMRにより特定される。水酸基価は2未満である。安定化剤含量はMEHQ170ppmである(HPLCにより特定)。
Example 5 Synthesis of HBP methacrylate with 5 EO Transesterification is performed while introducing air in a 750 mL double jacket reactor equipped with an anchor stirrer, air inlet, separation column and liquid distributor. In this apparatus, at room temperature, 347 g of HBP (5 EO), 0.1 g of methylhydroquinone (MEHQ) and 600 g of methyl methacrylate (MMA stabilized with 15 ppm of MEHQ) are preliminarily charged. 9.1 g of potassium phosphate are added and the reaction mixture is heated at a bath temperature of 100 ° C. The pressure is adjusted to 300 mbar (absolute pressure) and the azeotrope from methanol and MMA is continuously distilled off, where the bottom temperature is adjusted to 63-68 ° C. The reflux ratio varies between 2: 1 and 10: 1 (reflux amount: discharge amount). After completion of the reaction, the product is filtered through a paper filter and the reaction mixture is concentrated in vacuo. The conversion is determined by TAI NMR to be over 99%. The hydroxyl value is less than 2. The stabilizer content is 170 ppm MEHQ (specified by HPLC).

実施例6 10個のEOを有するHBPメタクリレートの合成
実施例5の装置内に、室温で、ベンゾフェノン(10個のEO)163g、メチルヒドロキノン(MEHQ)0.06gおよびメチルメタクリレート(15ppmのMEHQで安定化させたMMA)400gを予め装入する。リン酸カリウム2.9gを添加し、反応混合物を100℃の浴温度で加熱する。圧力を300mbar(絶対圧)に調整し、メタノールおよびMMAからの共沸物を連続的に留去し、ここで、底部温度を66℃に調整する。還流比は、2:1〜25:1の間で変化する(還流量:排出量)。反応終了後、生成物をペーパーフィルターにより濾過し、反応混合物を真空で濃縮する。転化率は99%超であると、TAI NMRにより特定される。水酸基価は2未満である。安定化剤含量はMEHQ260ppmである(HPLCにより特定)。
Example 6 Synthesis of HBP methacrylate with 10 EO In the apparatus of Example 5 at room temperature, 163 g benzophenone (10 EO), 0.06 g methylhydroquinone (MEHQ) and methyl methacrylate (stable with 15 ppm MEHQ) MMA) 400 g is charged in advance. 2.9 g of potassium phosphate are added and the reaction mixture is heated at a bath temperature of 100 ° C. The pressure is adjusted to 300 mbar (absolute pressure) and the azeotrope from methanol and MMA is continuously distilled off, where the bottom temperature is adjusted to 66 ° C. The reflux ratio varies between 2: 1 and 25: 1 (reflux amount: discharge amount). After completion of the reaction, the product is filtered through a paper filter and the reaction mixture is concentrated in vacuo. The conversion is determined by TAI NMR to be over 99%. The hydroxyl value is less than 2. The stabilizer content is 260 ppm MEHQ (identified by HPLC).

実施例7 20個のEOを有するHBPメタクリレートの合成
実施例5の装置内に、室温で、ベンゾフェノン(20個のEO)300g、メチルヒドロキノン(MEHQ)0.08gおよびメチルメタクリレート(15ppmのMEHQで安定化させたMMA)600gを予め装入する。リン酸カリウム4.8gを添加し、反応混合物を100℃の浴温度で加熱する。圧力を300mbar(絶対圧)に調整し、メタノールおよびMMAからの共沸物を連続的に留去し、ここで、底部温度を66℃に調整する。還流比は、5:1〜10:1の間で変化する(還流量:排出量)。反応終了後、生成物をペーパーフィルターにより濾過し、反応混合物を真空で濃縮する。転化率は99%超であると、TAI NMRにより特定される。
Example 7 Synthesis of HBP methacrylate with 20 EO In the apparatus of Example 5, at room temperature, 300 g benzophenone (20 EO), 0.08 g methylhydroquinone (MEHQ) and methyl methacrylate (stable with 15 ppm MEHQ) MMA) 600 g is charged in advance. 4.8 g of potassium phosphate are added and the reaction mixture is heated at a bath temperature of 100 ° C. The pressure is adjusted to 300 mbar (absolute pressure) and the azeotrope from methanol and MMA is continuously distilled off, where the bottom temperature is adjusted to 66 ° C. The reflux ratio varies between 5: 1 and 10: 1 (reflux amount: discharge amount). After completion of the reaction, the product is filtered through a paper filter and the reaction mixture is concentrated in vacuo. The conversion is determined by TAI NMR to be over 99%.

比較例1 10個のEOでのヒドロキシベンゾフェノン(HBP)の直接エトキシル化
ヒドロキシベンゾフェノン496g(2.50mol)をKOH水溶液6.38g(56.9mmolのKOH)と一緒にオートクレーブ内に予め装入し、140℃および25mbarで、2時間にわたり脱水する。140℃で12時間以内にエチレンオキシドを1100g(25.0mol)計量供給し、これを8時間にわたり、この温度で撹拌する。室温に冷却した後に、ロータリーエバポレーターにより、この混合物から揮発分を除去する。茶色の液体が1590g得られる。
OH価=105.8mgKOH/g(理論値:87.8mgKOH/g)。
Comparative Example 1 Direct ethoxylation of hydroxybenzophenone (HBP) with 10 EO 496 g (2.50 mol) of hydroxybenzophenone together with 6.38 g of KOH aqueous solution (56.9 mmol KOH) were pre-charged in an autoclave, Dehydrate at 140 ° C. and 25 mbar for 2 hours. Within 12 hours at 140 ° C., 1100 g (25.0 mol) of ethylene oxide are metered in and stirred at this temperature for 8 hours. After cooling to room temperature, volatiles are removed from the mixture on a rotary evaporator. 1590 g of a brown liquid are obtained.
OH value = 105.8 mg KOH / g (theoretical value: 87.8 mg KOH / g).

水酸基価は、理論値から21%の誤差がある。   The hydroxyl value has an error of 21% from the theoretical value.

この物質を結合型LC−MSにより調査した。この混合物は、所望の生成物だけでなく、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールビスベンゾフェノン、ならびにヒドロキシベンゾフェノンのトリマーおよびそれより高級な同族体を含有する。   This material was investigated by coupled LC-MS. This mixture contains not only the desired product, but also polyethylene glycol, polyethylene glycol bisbenzophenone, and hydroxybenzophenone trimer and higher homologues.

比較例2 20個のEOでのHBPの直接エトキシル化
ヒドロキシベンゾフェノン297g(1.50mol)をKOH水溶液6.46g(57.6mmolのKOH)と一緒にオートクレーブ内に予め装入し、140℃および25mbarで、2時間にわたり脱水する。140℃で12時間以内にエチレンオキシドを1320g(30.0mol)計量供給し、これを8時間にわたり、この温度で撹拌する。室温に冷却した後に、ロータリーエバポレーターにより、この混合物から揮発分を除去する。茶色の固体が1610g得られる。
OH価=79.0mgKOH/g(理論値:52.0mgKOH/g)。
Comparative Example 2 Direct ethoxylation of HBP with 20 EO 297 g (1.50 mol) of hydroxybenzophenone together with 6.46 g of KOH aqueous solution (57.6 mmol of KOH) were precharged in an autoclave at 140 ° C. and 25 mbar. And dehydrate for 2 hours. Within 12 hours at 140 ° C., 1320 g (30.0 mol) of ethylene oxide are metered in and stirred at this temperature for 8 hours. After cooling to room temperature, volatiles are removed from the mixture on a rotary evaporator. 1610 g of a brown solid are obtained.
OH value = 79.0 mgKOH / g (theoretical value: 52.0 mgKOH / g).

水酸基価は、理論値から52%の誤差がある。   The hydroxyl value has an error of 52% from the theoretical value.

この物質を結合型LC−MSにより調査した。この混合物は、所望の生成物だけでなく、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールビスベンゾフェノン、ならびにヒドロキシベンゾフェノンのトリマーおよびそれより高級な同族体を含有する。   This material was investigated by coupled LC-MS. This mixture contains not only the desired product, but also polyethylene glycol, polyethylene glycol bisbenzophenone, and hydroxybenzophenone trimer and higher homologues.

水酸基価の比較

Figure 2019500362
Comparison of hydroxyl values
Figure 2019500362

Claims (14)

(i)ヒドロキシベンゾフェノンとエチレンカーボネートとを反応させて、ヒドロキシベンゾフェノンモノグリコールエーテルにする工程、
(ii)ヒドロキシベンゾフェノンモノグリコールエーテルをエチレンオキシドによりエトキシル化して、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルにする工程、
(iii)ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルとアルキル(メタ)アクリレートとをエステル交換して、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレートにする工程
を含む、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレートの製造方法。
(I) a step of reacting hydroxybenzophenone with ethylene carbonate to form hydroxybenzophenone monoglycol ether;
(Ii) a step of ethoxylating hydroxybenzophenone monoglycol ether with ethylene oxide to form hydroxybenzophenone polyglycol ether;
(Iii) A method for producing hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate, comprising a step of transesterifying hydroxybenzophenone polyglycol ether and alkyl (meth) acrylate to form hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate.
工程(i)で、ヒドロキシベンゾフェノンとエチレンカーボネートとの反応が、ヨウ化ナトリウムの存在下で実施されることを特徴とする、請求項1記載の製造方法。   The process according to claim 1, wherein in step (i), the reaction of hydroxybenzophenone and ethylene carbonate is carried out in the presence of sodium iodide. 工程(ii)で、ヒドロキシベンゾフェノンモノグリコールエーテル1molあたり、2〜50molのエチレンオキシドを反応させることを特徴とする、請求項1または2記載の製造方法。   The process according to claim 1 or 2, wherein 2 to 50 mol of ethylene oxide is reacted per 1 mol of hydroxybenzophenone monoglycol ether in the step (ii). 工程(ii)で、エトキシル化が、触媒としてのカリウム−tert−ブタノラートの存在下で実施されることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の製造方法。   The process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in step (ii) the ethoxylation is carried out in the presence of potassium tert-butanolate as catalyst. エステル交換が、工程(iii−a)〜(iii−d):
(iii−a)アルキル(メタ)アクリレートとヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルとを、触媒および安定化剤の存在下、かつアルキル(メタ)アクリレートにおいて結合したアルコールと共沸物を形成する共沸剤の存在下で反応させる工程、
(iii−b)共沸剤およびアルコールからの共沸物を連続的に留去する工程、ここで工程(ii)および(iii)は、ヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテルが実質的に完全に反応するまで、同時に実施される、
(iii−c)前記触媒をヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレート含有生成物混合物から分離する工程、
(iii−d)反応していないアルキル(メタ)アクリレートおよび共沸剤を生成物混合物から留去する工程
を含むことを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の製造方法。
Transesterification is performed in steps (iii-a) to (iii-d):
(Iii-a) Presence of an azeotropic agent that forms an azeotrope with an alkyl (meth) acrylate and hydroxybenzophenone polyglycol ether in the presence of a catalyst and a stabilizer, and an alcohol bonded in the alkyl (meth) acrylate. Reacting under,
(Iii-b) a step of continuously distilling off the azeotrope from the azeotropic agent and the alcohol, wherein steps (ii) and (iii) are carried out until the hydroxybenzophenone polyglycol ether is substantially completely reacted. Carried out at the same time,
(Iii-c) separating the catalyst from a hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate-containing product mixture;
(Iii-d) The process according to any one of claims 1 to 4, comprising the step of distilling off the unreacted alkyl (meth) acrylate and azeotropic agent from the product mixture. .
前記共沸剤がアルキル(メタ)アクリレートであることを特徴とする、請求項5記載の製造方法。   The production method according to claim 5, wherein the azeotropic agent is an alkyl (meth) acrylate. 前記共沸剤が、アルキル(メタ)アクリレートとは異なる別個の溶媒であることを特徴とする、請求項5記載の製造方法。   6. The production method according to claim 5, wherein the azeotropic agent is a separate solvent different from the alkyl (meth) acrylate. 前記共沸剤が、n−ヘプタンおよびシクロヘキサンから成る群より選択されることを特徴とする、請求項7記載の製造方法。   The method according to claim 7, wherein the azeotropic agent is selected from the group consisting of n-heptane and cyclohexane. 工程(iii−a)で使用される触媒がリン酸カリウムであることを特徴とする、請求項5から8までのいずれか1項記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 5 to 8, wherein the catalyst used in the step (iii-a) is potassium phosphate. 工程(iii−a)で使用される安定化剤がヒドロキノンモノメチルエーテルであることを特徴とする、請求項5から9までのいずれか1項記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 5 to 9, wherein the stabilizer used in step (iii-a) is hydroquinone monomethyl ether. 工程(iii)で使用されるアルキル(メタ)アクリレートがメチル(メタ)アクリレートまたはエチル(メタ)アクリレートであることを特徴とする、請求項1から10までのいずれか1項記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 10, wherein the alkyl (meth) acrylate used in step (iii) is methyl (meth) acrylate or ethyl (meth) acrylate. 5〜100個のエチレンオキシド単位を有するヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレート。   Hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate having 5 to 100 ethylene oxide units. 請求項1から11までのいずれか1項記載の製造方法により製造可能である、請求項12記載のヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレート。   The hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylate according to claim 12, which can be produced by the production method according to any one of claims 1 to 11. 5〜100個のエチレンオキシド単位を有するヒドロキシベンゾフェノンポリグリコールエーテル(メタ)アクリレートの、放射線硬化性被覆におけるUV架橋剤としての使用。   Use of hydroxybenzophenone polyglycol ether (meth) acrylates having 5 to 100 ethylene oxide units as UV crosslinkers in radiation curable coatings.
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