JP2021088526A - Method for producing (meth)acrylate - Google Patents

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芙美 大野
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芙美 大野
健 城
Takeshi Jo
健 城
良啓 加門
Yoshihiro Kamon
良啓 加門
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Satoshi Sakuma
諭 佐久間
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Abstract

To provide a production method for efficiently producing (meth)acrylate having a condensed ring or crosslinked ring structure including a γ-butyrolactone structure in a short process.SOLUTION: A method for producing (meth)acrylate represented by the following formula (1) interchanges esters between a compound represented by the following formula (2) and (meth)acrylate. R1, R2, R3 and R4 each independently is a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, A1 and A2 are hydrogen atoms or A1 and A2 form -O-, -CH2- or -CH2CH2-, either X1 or X2 is a hydrogen atom and the other is a (meth)acryloyloxy group, one of Z1 and Z2 is a hydrogen atom and the other is R5-C(=O)-O-, and R5 is a hydrogen atom or an alkyl group.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、(メタ)アクリル酸エステルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a (meth) acrylic acid ester.

γ−ブチロラクトン構造を含む縮合環又は架橋環構造を有する(メタ)アクリル酸エステルは、塗料、接着剤、粘着剤、インキ用レジン、レジスト、成型材料、光学材料等の構成成分樹脂の原料モノマーとして有用である。
特許文献1には、γ−ブチロラクトン構造を含む縮合環又は架橋環構造を有する低級カルボン酸エステルを加水分解し、得られたアルコールを(メタ)アクリルエステル化して上記の(メタ)アクリル酸エステルを得る方法が記載されている。
A (meth) acrylic acid ester having a condensed ring or crosslinked ring structure containing a γ-butyrolactone structure can be used as a raw material monomer for constituent resins such as paints, adhesives, adhesives, ink resins, resists, molding materials, and optical materials. It is useful.
In Patent Document 1, a lower carboxylic acid ester having a condensed ring or a crosslinked ring structure containing a γ-butyrolactone structure is hydrolyzed, and the obtained alcohol is (meth) acrylic esterized to obtain the above (meth) acrylic acid ester. How to get it is described.

特開2002−234882号公報JP-A-2002-234882

しかし、特許文献1の方法は工程が長く、(メタ)アクリル酸エステルの収率が未だ充分ではない。
本発明は、γ−ブチロラクトン構造を含む縮合環又は架橋環構造を有する(メタ)アクリル酸エステルを短い工程で収率良く製造できる製造方法を提供することを目的とする。
However, the method of Patent Document 1 has a long process, and the yield of (meth) acrylic acid ester is not yet sufficient.
An object of the present invention is to provide a production method capable of producing a (meth) acrylic acid ester having a condensed ring or a crosslinked ring structure containing a γ-butyrolactone structure in a short process in a high yield.

本発明は、以下である。
下記式(2)で表される化合物と(メタ)アクリル酸エステルとをエステル交換させる、下記式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステルの製造方法。
The present invention is as follows.
A method for producing a (meth) acrylic acid ester represented by the following formula (1), in which a compound represented by the following formula (2) is transesterified with a (meth) acrylic acid ester.

Figure 2021088526
Figure 2021088526

ただし、R、R、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、メチル基又はエチル基であり、
及びAは共に水素原子であるか、又はAとAとで−O−、−CH−又は−CHCH−を形成しており、
及びXはいずれか一方が水素原子であり、他方が(メタ)アクリロイルオキシ基であり、
及びZはいずれか一方が水素原子であり、他方がR−C(=O)−O−であり、Rは水素原子又はアルキル基である。
However, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen atoms, methyl groups or ethyl groups, respectively.
Or A 1 and A 2 are both hydrogen atom, or -O between A 1 and A 2 -, - CH 2 - or -CH 2 CH 2 - forms a,
One of X 1 and X 2 is a hydrogen atom, and the other is a (meth) acryloyloxy group.
One of Z 1 and Z 2 is a hydrogen atom, the other is R 5- C (= O) -O-, and R 5 is a hydrogen atom or an alkyl group.

本発明によれば、γ−ブチロラクトン構造を含む縮合環又は架橋環構造を有する(メタ)アクリル酸エステルを短い工程で収率良く製造できる。 According to the present invention, a (meth) acrylic acid ester having a condensed ring or a crosslinked ring structure containing a γ-butyrolactone structure can be produced in a short step in good yield.

本発明において、「(メタ)アクリル酸エステル」は、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを意味する。「(メタ)アクリロイルオキシ基」は、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を意味し、CH=CR−C(=O)−O−で表される。Rは水素原子又はメチル基である。
数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
In the present invention, "(meth) acrylic acid ester" means an acrylic acid ester or a methacrylic acid ester. "(Meta) acryloyloxy group" means an acryloyloxy group or a methylenedioxy group, and is represented by CH 2 = CR-C (= O) -O-. R is a hydrogen atom or a methyl group.
"~" Indicating a numerical range means that the numerical values described before and after the numerical range are included as the lower limit value and the upper limit value.

本発明の製造方法では、下記式(2)で表される化合物(以下、「化合物(2)」とも記す。)と(メタ)アクリル酸エステルとをエステル交換させる。これにより、下記式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステル(以下、「(メタ)アクリル酸エステル(1)」とも記す。)が得られる。 In the production method of the present invention, the compound represented by the following formula (2) (hereinafter, also referred to as “compound (2)”) and the (meth) acrylic acid ester are transesterified. As a result, a (meth) acrylic acid ester represented by the following formula (1) (hereinafter, also referred to as “(meth) acrylic acid ester (1)”) can be obtained.

Figure 2021088526
ただし、R、R、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、メチル基又はエチル基であり、
及びAは共に水素原子であるか、又はAとAとで−O−、−CH−又は−CHCH−を形成しており、
及びXはいずれか一方が水素原子であり、他方が(メタ)アクリロイルオキシ基であり、
及びZはいずれか一方が水素原子であり、他方がR−C(=O)−O−であり、Rは水素原子又はアルキル基である。
Figure 2021088526
However, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen atoms, methyl groups or ethyl groups, respectively.
Or A 1 and A 2 are both hydrogen atom, or -O between A 1 and A 2 -, - CH 2 - or -CH 2 CH 2 - forms a,
One of X 1 and X 2 is a hydrogen atom, and the other is a (meth) acryloyloxy group.
One of Z 1 and Z 2 is a hydrogen atom, the other is R 5- C (= O) -O-, and R 5 is a hydrogen atom or an alkyl group.

より具体的に説明すると、化合物(2)とエステル交換させる(メタ)アクリル酸エステル(以下、「原料(メタ)アクリル酸エステル」とも記す。)を下記式(3)で表した場合、化合物(2)と原料(メタ)アクリル酸エステルと間でのエステル相互交換により、(メタ)アクリル酸エステル(1)及びR−C(=O)−O−Rが生成する。
CH=CR−C(=O)−O−R (3)
ただし、Rは水素原子又はメチル基であり、Rは任意の置換基である。
More specifically, when the (meth) acrylic acid ester to be transesterified with the compound (2) (hereinafter, also referred to as “raw material (meth) acrylic acid ester”) is represented by the following formula (3), the compound ( by an ester interchange between 2) as a raw material (meth) acrylic acid esters, (meth) acrylic acid ester (1) and R 5 -C (= O) -O -R 6 is produced.
CH 2 = CR-C (= O) -OR 6 (3)
However, R is a hydrogen atom or a methyl group, and R 6 is an arbitrary substituent.

式(1)中、R、R、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、メチル基又はエチル基であり、水素原子又はメチル基が好ましい。R、R、R及びRのうちメチル基又はエチル基であるのは、0〜4個のいずれでもよいが、0〜2個が好ましい。
及びAは共に水素原子であるか、又はAとAとで−O−、−CH−又は−CHCH−を形成している。A及びAは、AとAとで−O−、−CH−又は−CHCH−を形成していることが好ましく、AとAとで−CH−を形成していることが特に好ましい。
及びXはいずれか一方が水素原子であり、他方が(メタ)アクリロイルオキシ基である。X及びXのどちらが(メタ)アクリロイルオキシであってもよい。
(メタ)アクリル酸エステル(1)の具体例としては、前記した特許文献1に記載のものが挙げられる。
In the formula (1), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen atoms, methyl groups or ethyl groups, and hydrogen atoms or methyl groups are preferable. Of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 , the number of methyl groups or ethyl groups may be any of 0 to 4, but 0 to 2 is preferable.
Or A 1 and A 2 are both hydrogen atoms, or A 1 and A 2 and by -O -, - CH 2 - or -CH 2 CH 2 - are formed. A 1 and A 2, -O between A 1 and A 2 -, - CH 2 - or -CH 2 CH 2 - is preferable to form a, -CH 2 between A 1 and A 2 - of It is particularly preferable that it is formed.
One of X 1 and X 2 is a hydrogen atom, and the other is a (meth) acryloyloxy group. Either X 1 or X 2 may be (meth) acryloyloxy.
Specific examples of the (meth) acrylic acid ester (1) include those described in Patent Document 1 described above.

式(2)中のR、R、R、R、A及びAはそれぞれ、式(1)中のR、R、R、R、A及びAと同じである。
及びZはいずれか一方が水素原子であり、他方がR−C(=O)−O−である。式(1)中のXが(メタ)アクリロイルオキシ基である場合はZがR−C(=O)−O−であり、Xが(メタ)アクリロイルオキシ基である場合はZがR−C(=O)−O−である。
は水素原子又はアルキル基である。Rのアルキル基の炭素数は、例えば1〜3である。Rとしては、エステル交換反応が進みやすい点から、水素原子又はメチル基が好ましく、水素原子が特に好ましい。
R 1, R 2, R 3 in the formula (2), R 4, A 1 and A 2 each, R 1, R 2, R 3 in the formula (1), and R 4, A 1 and A 2 It is the same.
One of Z 1 and Z 2 is a hydrogen atom, and the other is R 5- C (= O) -O-. When X 1 in formula (1) is a (meth) acryloyloxy groups Z 1 is R 5 -C (= O) -O-, and if X 2 is (meth) acryloyloxy group Z 2 R 5 -C (= O) is -O-.
R 5 is a hydrogen atom or an alkyl group. The carbon number of the alkyl group of R 5 is, for example, 1-3. The R 5, from the viewpoint of the transesterification reaction tends to proceeds, preferably a hydrogen atom or a methyl group, a hydrogen atom is particularly preferred.

エステル交換反応において、化合物(2)は、一種のみを用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。例えば、ZがR−C(=O)−O−である化合物とZがR−C(=O)−O−である化合物との混合物を用いてもよい。
化合物(2)は、前記した特許文献1に記載の方法により製造できる。
In the transesterification reaction, the compound (2) may be used alone or in combination of two or more. For example, a mixture of a compound in which Z 1 is R 5- C (= O) -O- and a compound in which Z 2 is R 5- C (= O) -O- may be used.
Compound (2) can be produced by the method described in Patent Document 1 described above.

式(3)中、Rは水素原子又はメチル基である。
は任意の置換基である。Rとしては、例えば、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数2〜3のアルケニル基が挙げられる。具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ビニル基が挙げられる。これらのうち、反応性が高い点ではメチル基又はビニル基が好ましく、副生成物が少ない点ではイソプロピル基が好ましい。
In formula (3), R is a hydrogen atom or a methyl group.
R 6 is an arbitrary substituent. Examples of R 6 include an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms and an alkenyl group having 2 to 3 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group and a vinyl group. Of these, a methyl group or a vinyl group is preferable in terms of high reactivity, and an isopropyl group is preferable in terms of a small amount of by-products.

エステル交換反応において、原料(メタ)アクリル酸エステルは、一種のみを用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。例えば、(メタ)アクリル酸メチルと(メタ)アクリル酸ビニルとを併用してもよい。
原料(メタ)アクリル酸エステルを二種以上用いる場合は、二種以上の原料(メタ)アクリル酸エステルを予め混合して化合物(2)と反応させてもよいし、二種以上の原料(メタ)アクリル酸エステルを順次、化合物(2)と反応させてもよい。
In the transesterification reaction, only one kind of raw material (meth) acrylic acid ester may be used, or two or more kinds may be used in combination. For example, methyl (meth) acrylate and vinyl (meth) acrylate may be used in combination.
When two or more kinds of raw material (meth) acrylic acid esters are used, two or more kinds of raw material (meth) acrylic acid esters may be mixed in advance and reacted with compound (2), or two or more kinds of raw materials (meth) acrylic acid esters may be used. ) Acrylic acid ester may be sequentially reacted with compound (2).

化合物(2)1モルに対する原料(メタ)アクリル酸エステルの比率は、2〜15モルが好ましく、3〜10モルがより好ましい。原料(メタ)アクリル酸エステルの比率が前記下限値以上であれば、反応が充分に進行しやすく、前記上限値以下であれば、エステル交換反応後に、反応生成物から未反応の原料(メタ)アクリル酸エステルを除去するのに要する時間がより短くなる。 The ratio of the raw material (meth) acrylic acid ester to 1 mol of the compound (2) is preferably 2 to 15 mol, more preferably 3 to 10 mol. When the ratio of the raw material (meth) acrylic acid ester is equal to or higher than the lower limit, the reaction is likely to proceed sufficiently, and when the ratio is lower than the upper limit, the raw material (meth) unreacted from the reaction product after the transesterification reaction The time required to remove the acrylic ester is shorter.

エステル交換反応は、典型的には、触媒の存在下で行う。
触媒としては、エステル交換反応を進行させるものであれば特に限定されないが、例えば、テトラブトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラメトキシチタン等のテトラアルコキシチタン類、ジブチル錫オキシド、ジオクチル錫オキシド等のジアルキル錫オキシド類、アルミニウムアルコキシレート、及びアルカリ金属アルコキシレート類が挙げられる。これらの触媒は、一種のみを用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
The transesterification reaction is typically carried out in the presence of a catalyst.
The catalyst is not particularly limited as long as it allows the transesterification reaction to proceed, but for example, tetraalkoxytitaniums such as tetrabutoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, and tetramethoxytitanium, and dialkyls such as dibutyltin oxide and dioctyltin oxide. Examples thereof include tin oxides, aluminum alkoxylates, and alkali metal alkoxylates. Only one kind of these catalysts may be used, or two or more kinds of these catalysts may be used in combination.

触媒としては、反応性の点では、テトラブトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラメトキシチタンが好ましく、副生成物が少ない点では、ジブチル錫オキシド、ジオクチル錫オキシド、テトラメトキシチタンが好ましい。反応性が優れ、副反応が少ない点では、テトラメトキシチタンがより好ましく、反応性が優れる点では、テトライソプロポキシチタンがより好ましい。 As the catalyst, tetrabutoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, and tetramethoxytitanium are preferable in terms of reactivity, and dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, and tetramethoxytitanium are preferable in terms of low by-products. Tetramethoxytitanium is more preferable in terms of excellent reactivity and few side reactions, and tetraisopropoxytitanium is more preferable in terms of excellent reactivity.

触媒は、全量を一度に仕込んでもよいし、数回に分けて加えてもよい。触媒を二種以上用いる場合には、全量を一度に仕込んでもよいし、いずれかの触媒を任意のタイミングで加えてもよい。
触媒の使用量は、化合物(2)1モルに対して0.005〜0.2モルが好ましく、0.01〜0.1モルがより好ましい。触媒の使用量が前記下限値以上であれば、反応が進行しやすい。触媒の使用量が前記上限値以下であれば、副生成物が生成しにくい。また反応後の触媒の除去が容易である。
The entire amount of the catalyst may be charged at one time, or may be added in several portions. When two or more kinds of catalysts are used, the whole amount may be charged at one time, or any of the catalysts may be added at an arbitrary timing.
The amount of the catalyst used is preferably 0.005 to 0.2 mol, more preferably 0.01 to 0.1 mol, based on 1 mol of the compound (2). When the amount of the catalyst used is equal to or higher than the lower limit, the reaction is likely to proceed. If the amount of the catalyst used is not more than the upper limit, by-products are unlikely to be produced. In addition, the catalyst can be easily removed after the reaction.

エステル交換反応の反応温度は、50〜150℃が好ましく、80〜130℃がより好ましい。反応温度が前記下限値以上であれば、エステル交換反応を充分に進行させやすく、前記上限値以下であれば、副生成物の生成を抑制しやすい。 The reaction temperature of the transesterification reaction is preferably 50 to 150 ° C, more preferably 80 to 130 ° C. When the reaction temperature is at least the lower limit value, the transesterification reaction is likely to proceed sufficiently, and when it is at least the upper limit value, the formation of by-products is likely to be suppressed.

エステル交換反応の反応時間は、バッチサイズ、触媒、反応温度により異なるが、1〜15時間が好ましく、2〜12時間がより好ましい。反応時間が前記下限値以上であれば、エステル交換反応を充分に進行させやすく、前記上限値以下であれば、副生成物の生成を抑制しやすい。 The reaction time of the transesterification reaction varies depending on the batch size, catalyst and reaction temperature, but is preferably 1 to 15 hours, more preferably 2 to 12 hours. When the reaction time is at least the lower limit value, the transesterification reaction is likely to proceed sufficiently, and when it is at least the upper limit value, the formation of by-products is likely to be suppressed.

エステル交換反応の際に、系内の水分が多いと触媒活性が低下したり副生成物が増加したりするため、エステル交換反応を開始する前に、必要に応じて、系内の水分を除去する。エステル交換反応の開始時の系内の水分量としては、1000質量ppm以下が好ましく、500質量ppm以下がより好ましく、200ppm質量以下が更に好ましい。 During the transesterification reaction, if there is a large amount of water in the system, the catalytic activity decreases and by-products increase. Therefore, before starting the transesterification reaction, the water content in the system is removed as necessary. To do. The amount of water in the system at the start of the transesterification reaction is preferably 1000 mass ppm or less, more preferably 500 mass ppm or less, and even more preferably 200 ppm mass or less.

系内の水分を除去する方法としては、特に限定されないが、例えばディーンスタークトラップやデカンター等の装置を用いて、トルエンやメタクリル酸メチル等の高沸点溶剤と共沸させる方法が挙げられる。操作が簡便であることから、化合物(2)をトルエンやメタクリル酸メチルに溶解させ、ディーンスタークトラップ又はデカンターを用いて、トルエンやメタクリル酸メチルを加熱還流させるとともに水を反応系外に除去する方法が好ましい。 The method for removing water in the system is not particularly limited, and examples thereof include a method of azeotropically boiling with a high boiling point solvent such as toluene or methyl methacrylate using an apparatus such as a Dean-Stark trap or a decanter. Since the operation is simple, a method in which compound (2) is dissolved in toluene or methyl methacrylate, and toluene or methyl methacrylate is heated to reflux using a Dean-Stark trap or decanter, and water is removed from the reaction system. Is preferable.

エステル交換反応は、(メタ)アクリル酸エステル等の重合を抑制する点から、重合禁止剤の存在下で行うことが好ましい。空気又は酸素を吹き込みながら反応を行うことも有効である。
重合禁止剤としては、重合を抑制するものであれば特に限定されないが、ヒドロキノン、4−メトキシフェノール、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、p−ベンゾキノン、2,5−ジフェニル−p−ベンゾキノン、フェノチアジン、N−ニトロソジフェニルアミン、銅塩、金属銅、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル等が挙げられる。
The transesterification reaction is preferably carried out in the presence of a polymerization inhibitor from the viewpoint of suppressing the polymerization of the (meth) acrylic acid ester or the like. It is also effective to carry out the reaction while blowing air or oxygen.
The polymerization inhibitor is not particularly limited as long as it suppresses polymerization, but is hydroquinone, 4-methoxyphenol, 2,4-dimethyl-6-t-butylphenol, p-benzoquinone, 2,5-diphenyl-p-. Examples thereof include benzoquinone, phenothiazine, N-nitrosodiphenylamine, copper salt, metallic copper, 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl and the like.

エステル交換反応は、溶媒の存在下で行ってもよい。溶媒としては、特に限定されないが、例えばトルエン、ヘプタン、ヘキサン等が挙げられる。 The transesterification reaction may be carried out in the presence of a solvent. The solvent is not particularly limited, and examples thereof include toluene, heptane, hexane and the like.

エステル交換反応の終了後、反応液を濃縮し、精製して(メタ)アクリル酸エステル(1)を回収する。
エステル交換反応の終了後、反応液をそのまま濃縮し、精製してもよいが、この場合、精製後に触媒が残存する場合がある。そのため、反応液中の触媒を除去した後に精製することが好ましい。
After the transesterification reaction is completed, the reaction solution is concentrated and purified to recover the (meth) acrylic acid ester (1).
After the transesterification reaction is completed, the reaction solution may be concentrated as it is and purified, but in this case, the catalyst may remain after purification. Therefore, it is preferable to purify after removing the catalyst in the reaction solution.

触媒の除去方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。
・水又は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ水溶液で反応液を水洗又は中和水洗する方法。
・炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、酸化マグネシウム等のアルカリ粉末を反応液に加え、攪拌の後、中和塩をろ過する方法。
・水及び塩酸、硫酸等の酸を反応液に加えて触媒を溶解させる方法。
これらの方法のうち、工程が簡略であり、収率が良好であることから、水及び酸を反応液に加えて触媒を溶解させる方法が好ましい。
Examples of the method for removing the catalyst include the following methods.
-A method of washing the reaction solution with water or an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, or sodium hydrogen carbonate.
-A method in which alkaline powder such as sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, magnesium oxide, etc. is added to the reaction solution, stirred, and then the neutralized salt is filtered.
-A method in which water and an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid are added to the reaction solution to dissolve the catalyst.
Of these methods, the method of adding water and an acid to the reaction solution to dissolve the catalyst is preferable because the process is simple and the yield is good.

触媒として広く用いられるテトラアルコキシチタン類は、水と接触した際に大量の不溶物が発生し、この不溶物を溶解するのは困難である。一方で、テトラアルコキシチタン類は、酸と接触させることでも不溶物が発生するが、この不溶物は水溶性の塩であるため、水を加えると溶解する。したがって、テトラアルコキシチタン類を溶解するためには、反応液に酸を加えた後に、水を加えることが好ましい。このとき加える酸としては、特に限定されないが、使用量が少なくできる点から、硫酸、硝酸、塩酸等の強酸が好ましく、取り扱いが容易である点から、硫酸が特に好ましい。 Tetraalkoxytitaniums, which are widely used as catalysts, generate a large amount of insoluble matter when they come into contact with water, and it is difficult to dissolve this insoluble matter. On the other hand, tetraalkoxytitaniums generate insoluble matter even when they are brought into contact with an acid, but since this insoluble matter is a water-soluble salt, it dissolves when water is added. Therefore, in order to dissolve the tetraalkoxytitaniums, it is preferable to add water after adding the acid to the reaction solution. The acid to be added at this time is not particularly limited, but a strong acid such as sulfuric acid, nitric acid, or hydrochloric acid is preferable from the viewpoint that the amount used can be reduced, and sulfuric acid is particularly preferable from the viewpoint of easy handling.

触媒を溶解する前に、必要に応じて、反応液を有機溶媒で希釈する。希釈に用いる有機溶媒としては、トルエン、ベンゼン、ヘキサン、シクロヘキサン、酢酸エチル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等が挙げられる。これらの中では、抽出効率が高く、溶媒の使用量を少なくできる点から、トルエン、酢酸エチル、ジエチルエーテルが好ましく、収率がより優れる点から、トルエン、酢酸エチルがより好ましい。
触媒を溶解した後、必要に応じて、反応液を濃縮する。
If necessary, the reaction solution is diluted with an organic solvent before the catalyst is dissolved. Examples of the organic solvent used for dilution include toluene, benzene, hexane, cyclohexane, ethyl acetate, diethyl ether, diisopropyl ether and the like. Among these, toluene, ethyl acetate and diethyl ether are preferable from the viewpoint of high extraction efficiency and the amount of solvent used can be reduced, and toluene and ethyl acetate are more preferable from the viewpoint of more excellent yield.
After dissolving the catalyst, the reaction solution is concentrated if necessary.

精製方法としては、カラムクロマトグラフィー、蒸留等が挙げられる。溶媒、微量金属等の不純物が低減できる点から、単蒸留、薄膜蒸留等の減圧蒸留が好ましい。
精製を行う際には、重合が起こる場合があるため、重合禁止剤を共存させることが好ましい。重合禁止剤としては、重合を抑制するものであれば特に限定されず、エステル交換反応時に使用するものと同様のものが使用できる。空気又は酸素を吹き込みながら精製を行うことも重合抑制に有効である。
Examples of the purification method include column chromatography and distillation. Vacuum distillation such as simple distillation and thin film distillation is preferable from the viewpoint that impurities such as solvent and trace metal can be reduced.
When purification is performed, polymerization may occur, so it is preferable to coexist with a polymerization inhibitor. The polymerization inhibitor is not particularly limited as long as it suppresses polymerization, and the same ones used in the transesterification reaction can be used. Purification while blowing air or oxygen is also effective in suppressing polymerization.

従来は、化合物(2)の加水分解によりアルコールを得、アルコールを(メタ)アクリルエステル化して(メタ)アクリル酸エステル(1)を得ていた。工程が長いため、操作が煩雑であり、個々の工程でのロスにより、全体での収率が低くなっていた。また、加水分解の際にラクトン環の開環が生じる場合があり、ラクトン環の開環は、収率のさらなる低下を引き起こす。
これに対し、本発明の製造方法では、化合物(2)からエステル交換の1工程で(メタ)アクリル酸エステル(1)を合成できる。また、この工程自体の収率も高い。また、従来の方法に比べ、ラクトン環の開環が生じにくい。そのため、(メタ)アクリル酸エステル(1)を短い工程で収率良く製造できる。
Conventionally, an alcohol has been obtained by hydrolyzing the compound (2), and the alcohol has been converted into a (meth) acrylic ester to obtain a (meth) acrylic acid ester (1). Since the process is long, the operation is complicated, and the overall yield is low due to the loss in each process. In addition, ring opening of the lactone ring may occur during hydrolysis, and the ring opening of the lactone ring causes a further decrease in yield.
On the other hand, in the production method of the present invention, the (meth) acrylic acid ester (1) can be synthesized from the compound (2) in one step of transesterification. Moreover, the yield of this step itself is also high. In addition, ring opening of the lactone ring is less likely to occur as compared with the conventional method. Therefore, the (meth) acrylic acid ester (1) can be produced in a short process with good yield.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。「%」は質量%を意味する。
以下の各例における生成物の同定はH−NMRにより行った。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. "%" Means mass%.
The products in each of the following examples were identified by 1 1 H-NMR.

(実施例1)
撹拌機、温度計、ディーンスターク管、コンデンサーを備えたフラスコに、8−ホルミルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オンと9−ホルミルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オンとの混合物60.2g(0.31mol)、メタクリル酸メチル122.6g(1.22mol)、4−メトキシフェノール62mg(0.50mmol)、トルエン60.1g、チタンテトライソプロポキシド2.6g(0.0092mol)を入れ、メタノールを含む留出液を抜き出しながら8時間還流させた。その後、硫酸10.2g(0.10mol)、トルエン30.4g、水60.1gを加えて洗浄し、続いて5%重曹水、水で順次洗浄した後、溶媒を留去した。これを蒸留精製し、透明な液体の8−メタクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オンと9−メタクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オンとの混合物55.7g(0.24mol、収率77%)を得た。
(Example 1)
In a flask equipped with a stirrer, thermometer, Dean-Stark tube, and condenser, 8-formyloxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane-3-one and 9-formyloxy- 4- Oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] Mixture with decane-3-one 60.2 g (0.31 mol), methyl methacrylate 122.6 g (1.22 mol), 4-methoxyphenol 62 mg (0.50 mmol), 60.1 g of toluene and 2.6 g (0.0092 mol) of titanium tetraisopropoxide were added, and the mixture was refluxed for 8 hours while extracting the distillate containing methanol. Then, 10.2 g (0.10 mol) of sulfuric acid, 30.4 g of toluene and 60.1 g of water were added for washing, followed by washing with 5% aqueous sodium hydrogen carbonate and water in that order, and then the solvent was distilled off. This was distilled and purified, and the transparent liquid 8-methacryloyloxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane-3-one and 9-methacryloyloxy-4-oxatricyclo [5] were distilled and purified. 2.1.0 2,6 ] A mixture with decane-3-one was obtained in an amount of 55.7 g (0.24 mol, 77% yield).

Figure 2021088526
Figure 2021088526

(比較例1)
撹拌機、温度計、コンデンサーを備えたフラスコに、8−ホルミルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オンと9−ホルミルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オンとの混合物35.3g(0.18mol)、メタノール100mLを入れた。これに10%水酸化カリウム水溶液100gを加え、室温で12時間撹拌してアルカリ加水分解し、メタノールを留去した。続いて残さを酢酸エチルで抽出し、有機層を合わせて水で洗浄した後、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、透明な液体の8−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オンと9−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オンとの混合物26.1g(0.16mol、収率86%)を得た。
次いで撹拌機、2つの滴下ロート、温度計、コンデンサーを備えたフラスコに、8−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オンと9−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オンとの混合物16.8g(0.10mol)、乾燥ジクロロメタン80mLを入れた。滴下ロートの一方にはトリエチルアミン13.2g(0.13mol)を、もう一方にはメタクリル酸クロリド12.5g(0.12mol)を仕込み、フラスコの内部を窒素置換し、系内を約−5℃にした。そして、フラスコ内を撹拌しながら、トリエチルアミンとメタクリル酸クロリドを、メタクリル酸クロリドに対してトリエチルアミンが小過剰になるように調整しながら、1時間かけて滴下した。滴下終了後、ジメチルアミノピリジン0.3g(0.002mol)を加え、系内が室温に戻るのに任せ24時間撹拌を続けた。そして、反応液に注意深くメタノール100mLを加え、水、飽和重曹水で順次洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、透明な液体の8−メタクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オンと9−メタクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オンとの混合物18.4g(0.078mol、収率78%)を得た。
以上より全収率は(86/100)×(78/100)×100≒67%であった。
(Comparative Example 1)
8-formyloxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane-3-one and 9-formyloxy-4-oxatri in a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser. 35.3 g (0.18 mol) of a mixture with cyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane-3-one and 100 mL of methanol were added. To this, 100 g of a 10% potassium hydroxide aqueous solution was added, and the mixture was stirred at room temperature for 12 hours for alkaline hydrolysis, and methanol was distilled off. Subsequently, the residue was extracted with ethyl acetate, the organic layers were combined, washed with water, dried over sodium sulfate, and the solvent was distilled off. This was purified by silica gel column chromatography, and the clear liquid 8-hydroxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane-3-one and 9-hydroxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] 26.1 g (0.16 mol, yield 86%) of a mixture with decane-3-one was obtained.
Then, in a flask equipped with a stirrer, two dropping funnels, a thermometer and a condenser, 8-hydroxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-3-one and 9-hydroxy- 16.8 g (0.10 mol) of a mixture with 4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-3-one and 80 mL of dry dichloromethane were added. 13.2 g (0.13 mol) of triethylamine was charged in one of the dropping funnels, and 12.5 g (0.12 mol) of methacrylic acid chloride was charged in the other. The inside of the flask was replaced with nitrogen, and the inside of the system was about -5 ° C. I made it. Then, while stirring the inside of the flask, triethylamine and methacrylic acid chloride were added dropwise over 1 hour while adjusting so that triethylamine was slightly excessive with respect to the methacrylic acid chloride. After completion of the dropping, 0.3 g (0.002 mol) of dimethylaminopyridine was added, and the system was allowed to return to room temperature, and stirring was continued for 24 hours. Then, 100 mL of methanol was carefully added to the reaction solution, washed successively with water and saturated aqueous sodium hydrogen carbonate, dried over magnesium sulfate, and the solvent was distilled off. This was purified by silica gel column chromatography, and the clear liquid 8-methacryloyloxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane-3-one and 9-methacryloyloxy-4-oxa A mixture with tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane-3-one was obtained in an amount of 18.4 g (0.078 mol, yield 78%).
From the above, the total yield was (86/100) × (78/100) × 100 ≈67%.

Figure 2021088526
Figure 2021088526

本発明の製造方法によれば、(メタ)アクリル酸エステル(1)を短い工程で収率良く製造できる。
得られる(メタ)アクリル酸エステル(1)は、塗料、接着剤、粘着剤、インキ用レジン、レジスト、成型材料、光学材料等の構成成分樹脂の原料モノマーとして有用である。
According to the production method of the present invention, the (meth) acrylic acid ester (1) can be produced in a short process with good yield.
The obtained (meth) acrylic acid ester (1) is useful as a raw material monomer for constituent resins such as paints, adhesives, adhesives, ink resins, resists, molding materials, and optical materials.

Claims (1)

下記式(2)で表される化合物と(メタ)アクリル酸エステルとをエステル交換させる、下記式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステルの製造方法。
Figure 2021088526
ただし、R、R、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、メチル基又はエチル基であり、
及びAは共に水素原子であるか、又はAとAとで−O−、−CH−又は−CHCH−を形成しており、
及びXはいずれか一方が水素原子であり、他方が(メタ)アクリロイルオキシ基であり、
及びZはいずれか一方が水素原子であり、他方がR−C(=O)−O−であり、Rは水素原子又はアルキル基である。
A method for producing a (meth) acrylic acid ester represented by the following formula (1), in which a compound represented by the following formula (2) is transesterified with a (meth) acrylic acid ester.
Figure 2021088526
However, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen atoms, methyl groups or ethyl groups, respectively.
Or A 1 and A 2 are both hydrogen atom, or -O between A 1 and A 2 -, - CH 2 - or -CH 2 CH 2 - forms a,
One of X 1 and X 2 is a hydrogen atom, and the other is a (meth) acryloyloxy group.
One of Z 1 and Z 2 is a hydrogen atom, the other is R 5- C (= O) -O-, and R 5 is a hydrogen atom or an alkyl group.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008162946A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Mitsubishi Rayon Co Ltd Method for producing (meth)acrylate
JP2016011292A (en) * 2014-06-04 2016-01-21 三菱レイヨン株式会社 Method of producing mixed acid anhydride
WO2016098699A1 (en) * 2014-12-18 2016-06-23 三菱レイヨン株式会社 Carboxylic acid ester production method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008162946A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Mitsubishi Rayon Co Ltd Method for producing (meth)acrylate
JP2016011292A (en) * 2014-06-04 2016-01-21 三菱レイヨン株式会社 Method of producing mixed acid anhydride
WO2016098699A1 (en) * 2014-12-18 2016-06-23 三菱レイヨン株式会社 Carboxylic acid ester production method

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