JP2785962B2 - エステルの製造法 - Google Patents

エステルの製造法

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C67/56Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by solid-liquid treatment; by chemisorption

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はエステルの製造法に関するものである。詳し
くは、触媒等の不純物の少ない高品位のエステルを容易
な操作で工業的に有利に製造する方法に関するものであ
る。
(従来の技術) 有機酸又はその無水物とアルコールからエステルを製
造する有利な方法として、テトライソプロピルチタネー
ト、テトラブチルチタネート、テトラ2−エチルヘキシ
ルチタネート等の有機金属化合物を触媒に使用する脱水
エステル化方法が広く知られており、これ等の方法によ
る反応生成物から精製エステルを得るには湿式法と乾式
法がある。
湿式法としては、例えば反応生成物に水を加えて加熱
して触媒を加水分解し、次いでアルカリを加えて未反応
の有機酸を中和した後、得られる粗エステルを更に充分
水洗し、次いでスチーム・ストリッピングもしくは真空
蒸留した後、活性炭、活性白土等により精製処理する方
法が知られている(特開昭55−130937)。また乾式法と
しては、エステル化反応生成物を、水の不存在下で炭酸
ナトリウム等の固体アルカリと加熱接触処理した後に、
あるいは同時に活性白土等の吸着剤と接触処理する方法
が知られている(特開昭54−76517)。
前者の湿式法は、工程が煩雑で精製処理に長時間を要
するうえ、洗浄用水や熱エネルギーの消費量が多い難点
があり、また後者の乾式法は、固−液反応であるため処
理に長時間を要し、また高温の加熱処理によりエステル
の変質を招き易く、更に固体アルカリの使用量がエステ
ルの酸価と当量程度では触媒の除去が困難であり、触媒
除去に充分な量の固体アルカリを使用すると、アルカリ
回収の費用と時間とを要しコスト高となる。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、従来法による上述の欠点がなく、触媒等の
不純物の含量が少ない高品位のエステルを容易な操作に
より工業的に有利に製造することを目的とするものであ
る。
(課題を解決するための手段) 本発明者は、上記の目的を達成するため検討を重ねた
結果、有機酸又はその無水物と一価又は二価アルコール
とを有機チタン酸エステル触媒の存在下で反応させてエ
ステルを製造する際に、エステル化反応生成物を水酸基
価が三価以上の多価アルコール(以下、多価アルコール
と略記することがある。)で処理すると、反応生成物中
に含まれる触媒が固体として容易に分離されるので、従
来の湿式法による精製処理のように長時間を要せず、ま
た洗浄用水や熱エネルギーの消費が少なく、経済的に有
利に高品位のエステルが容易に得られることを確認し本
発明を達成した。即ち、本発明の要旨は、有機酸又はそ
の無水物と一価又は二価アルコールとを有機チタン酸エ
ステル触媒の存在下で反応させることによりエステルを
製造する方法において、触媒を含有するエステル化反応
生成物を、水酸基価が三価以上の多価アルコールで処理
することを特徴とするエステルの製造法に存する。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明における有機酸又はその無水物としては、例え
ばフタル酸、無水フタル酸、テレフタル酸、イソフタル
酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリッ
ト酸などの芳香族多価カルボン酸;アジピン酸、セバシ
ン酸、アゼライン酸などの脂肪族飽和多価カルボン酸;
マレイン酸、フマル酸などの脂肪族不飽和多価カルボン
酸;オレイン酸、ステアリン酸などの脂肪族モノカルボ
ン酸;安息香酸のような芳香族モノカルボン酸等が挙げ
られる。また、これ等有機酸と共にエステルの製造に使
用される一価又は二価アルコールとしては、例えばメチ
ルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコ
ール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコー
ル、イソブチルアルコール、第二級ブチルアルコール、
イソヘプチルアルコール、n−オクチルアルコール、2
−エチルヘキシルアルコール、イソオクチルアルコー
ル、デカノール、ウンデカノール、トリデカノールなど
の脂肪族飽和一価アルコール;エチレングリコール、ジ
エチレングリコール、プロピレングリコールなどの脂肪
族二価アルコールあるいはベンジルアルコールのような
芳香族一価アルコールが挙げられ、これ等アルコールを
混合して使用することもできる。さらに本発明における
有機チタン酸エステル触媒としては、180℃以上の温度
で触媒活性を示すアルキルチタネート類が挙げられ、例
えばテトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタ
ネート、テトラ2−エチルヘキシルチタネート等が使用
される。
有機酸又はその無水物と一価又は二価とアルコールと
の脱水エステル化反応は、周知の方法に従って、例えば
所定量比の原料有機酸及びアルコールを混合し、これに
有機チタン酸エステル触媒を加え180℃程度以上の温度
に加熱して脱水エステル化することにより実施される。
本発明の特徴とするところは、上記のエステル化反応
によって得られる触媒を含む反応生成物を、水酸基価が
三価以上の多価アルコールを用いて処理する点である。
多価アルコールとしては、例えばトリメチロールプロ
パン、トリメチロールブタン、ペンタエリスリトール、
ジペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、
糖類、セルロース、ポリビニルアルコールは単独で又は
2種以上を混合して使用される。多価アルコールの使用
量は、次式で示される量以上であればよい。
多価アルコールの使用量=[(A×B)/C]×M A:有機チタン酸エステル触媒のモル数 B:有機チタン酸エステル触媒の価数 C:多価アルコールの価数 M:多価アルコールの分子量 触媒を含むエステル化反応生成物の多価アルコールに
よる処理は、エステル化反応後、過剰の未反応一価又は
二価のアルコールを留去して得られる触媒を含む反応生
成物に、所定量の多価アルコールを添加して均一に混合
し、前記エステル化温度(180℃以上)よりも低い温
度、好ましくは140℃〜180℃未満の温度で5分間以上保
持した後、140℃以下の温度で濾過することにより実施
され、このような処理によって、有機チタン酸エステル
触媒と多価アルコールとの反応生成物が固体として除去
され、高品位のエステルを得ることができる。なお、上
記の多価アルコールによる処理に際し、酸化マグネシウ
ム及び活性炭のような副生物の吸着剤を併用することに
より、更に高品位のエステルが得られる。
(実施例) 以下に本発明を実施例及び比較例について更に詳細に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これら
に限定されるものではない。
実施例1 無水フタル酸74g(0.5モル)と2−エチルヘキサノー
ル163g(1.25モル)を混合し、これにテトライソプロピ
ルチタネート0.36g(0.001モル)を添加して攪拌下加熱
し、190〜215℃で3時間脱水エステル化反応を行なっ
た。反応終了後5〜40mmHgの減圧下で過剰の2−エチル
ヘキサノールを留去した。
エステル化反応生成物にペンタエリスリトール0.13g
(0.001モル)を添加し、180℃で20分間攪拌した後、12
0℃に冷却して酸化マグネシウム0.2g及び活性炭0.1gを
添加し、同温度で濾過して固形物を除去してジオクチル
フタレート(DOP)を得た。ペンタエリスリトールの添
加以降の精製処理工程の所要時間は1.5時間であり、使
用水量はゼロであった。このようにして得られたジオク
チルフタレートの酸価、JIS K6751による体積固有抵抗
(液体VR)、色相及びチタン含量は次の通りであり、従
来法により得られたDOPのそれ等と同等以上の値を示し
た。
酸 価 :0.01mgKOH/g 液体VR :15×1011 Ωcm 色相(APHA):10 Ti含量 :5ppm以下 実施例2 実施例1の方法により、無水フタル酸及び2−エチル
ヘキサノールを、テトライソプロピルチタネートを触媒
に使用して脱水エステル化反応を行ない、反応終了後、
過剰の2−エチルヘキサノールを留去して得られた反応
生成物に、ペンタエリスリトール0.13g(0.001モル)を
添加して160℃で20分間攪拌し、以下実施例1と同様に
処理してDOPを得た。ペンタエリスリトールの添加以降
の精製処理工程の所要時間は1.5時間であり、使用水量
はゼロであった。このようにして得られたDOPの酸価、
液体VR、色相及びチタン含量は次の通りであった。
酸 価 :0.01mgKOH/g 液体VR :14×1011Ωcm 色相(APHA):10 Ti含量 :5ppm以下 実施例3 実施例1の方法により、無水フタル酸及び2−エチル
ヘキサノールを、テトライソプロピルチタネートを触媒
に使用してエステル化反応を行ない、反応終了後、過剰
の2−エチルヘキサノールを留去して得られた反応生成
物に、ペンタエリスリトール0.03g(0.00025モル)を添
加して180℃で20分間攪拌し、以下実施例1と同様に処
理してDOPを得た。ペンタエリスリトールの添加以降の
精製処理工程の所要時間は1.5時間であり、使用水量は
ゼロであった。このようにして得られたDOPの酸価、液
体VR、色相及びチタン含量は次の通りであった。
酸 価 :0.01mgKOH/g 液体VR :13×1011 Ωcm 色相(APHA):15 Ti含量 :5ppm以下 を得た。
比較例1 実施例1の方法により、無水フタル酸及び2−エチル
ヘキサノールを、テトライソプロピルチタネートを触媒
に使用してエステル化反応を行ない、反応終了後、過剰
の2−エチルヘキサノールを留去して得られた反応生成
物に、該生成物に対して50%量(重量)の水と0.5%量
(重量)の炭酸ナトリウムを添加して100℃で攪拌した
後、分液して水層を除去し、更に同量の水を用いて2回
洗浄した後、昇温して140℃でスチーム・ストリッピン
グを行ない、110℃で濾過し固形物を除去してDOPを得
た。水及び炭酸ナトリウム添加以降の精製処理工程の所
要時間は5時間であり、また使用水量は600mlであっ
た。得られたDOPの酸化、液体VR、色相及びチタン含量
は次の通りであった。
酸 価 :0.01mgKOH/g 液体VR :13×1011 Ωcm 色相(APHA):15 Ti含量 :5ppm以下 実施例4 実施例1の方法により、無水フタル酸及び2−エチル
ヘキサノールを、テトライソプロピルチタネートを触媒
に使用してエステル化反応を行ない、反応終了後、過剰
の2−エチルヘキサノールを留去して得られた反応生成
物に、ジペンタエリスリトール0.17g(0.001モル)を添
加して180℃で20分間攪拌し、以下実施例1と同様に処
理してDOPを得た。ジペンタエリスリトールの添加以降
の精製処理工程の所要時間は1.5時間であり、使用水量
はゼロであった。このようにして得られたDOPの酸価、
液体VR、色相及びチタン含量は次の通りであった。
酸 価 :0.01mgKOH/g 液体VR :14×1011cm 色相(APHA):10 Ti含量 :5ppm以下 (発明の効果) 上記の実施例及び比較例に示されるように、本発明の
方法により、エステル化反応生成物を多価アルコールで
処理すれば、反応生成物中に含まれる触媒が容易に除去
されるので、従来の湿式法による精製処理のように長時
間を要せず、また洗浄用水や熱エネルギーの消費も少な
く、経済的に有利にエステルを得ることができる。しか
も得られるエステルの品質も従来法に比し遜色のない優
れたものである。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 69/80 C07C 67/08 C07C 67/60 B01J 31/38 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機酸又はその無水物と一価又は二価アル
    コールとを有機チタン酸エステル触媒の存在下で反応さ
    せることによりエステルを製造する方法において、触媒
    を含有するエステル化反応生成物を水酸基価が三価以上
    の多価アルコールで処理することを特徴とするエステル
    の製造法。
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