JP4838538B2 - Method for producing unsaturated carboxylic acid ester and method for producing catalyst therefor - Google Patents

Method for producing unsaturated carboxylic acid ester and method for producing catalyst therefor Download PDF

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本発明は、不飽和カルボン酸エステルの製造方法およびそのための触媒の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an unsaturated carboxylic acid ester and a method for producing a catalyst therefor .

従来、メタクリル酸メチルやアクリル酸メチルのような不飽和カルボン酸エステルとブチルアルコールや2−エチルヘキシルアルコールなどのアルコールとのエステル交換反応により、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルなどの炭素数の多い不飽和カルボン酸エステルを製造する場合、硫酸等の酸触媒やテトラアルコキシチタン、ジブチルスズオキサイド等の触媒が用いられてきた。しかしこれらの触媒は、反応液に溶解するため、回収して再使用することが困難であった。   Conventionally, by transesterification of unsaturated carboxylic acid esters such as methyl methacrylate and methyl acrylate with alcohols such as butyl alcohol and 2-ethylhexyl alcohol, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, butyl acrylate, acrylic In the case of producing an unsaturated carboxylic acid ester having a large number of carbon atoms such as 2-ethylhexyl acid, an acid catalyst such as sulfuric acid and a catalyst such as tetraalkoxytitanium and dibutyltin oxide have been used. However, since these catalysts are dissolved in the reaction solution, it is difficult to recover and reuse them.

この問題の解決手段として、チタンやスズなどの活性成分を不溶化した無機固体触媒を使用することが提案されている。例えば、特許文献1には遷移金属アルコキシドと水とを反応させることによってオリゴマーを予め形成させ、表面ヒドロキシル基を有する固体支持体と混合して製造した触媒を使用することが記載され、特許文献2にはアルコキシチタンと水をケイソウ土等の担体の存在下に反応させた後、脱アルコール処理した触媒を使用することが記載されている。特許文献3には平均細孔直径が5オングストロ−ム以上、150オングストローム以下のシリカにアルキルチタネートを担持させた触媒を使用することが記載され、特許文献4および非特許文献1にはシリカにアルコキシチタン誘導体を担持させた触媒を使用することが記載されている。   As a means for solving this problem, it has been proposed to use an inorganic solid catalyst in which an active component such as titanium or tin is insolubilized. For example, Patent Literature 1 describes that an oligomer is formed in advance by reacting a transition metal alkoxide with water and a catalyst produced by mixing with a solid support having a surface hydroxyl group is used. Describes that a catalyst obtained by reacting alkoxytitanium with water in the presence of a carrier such as diatomaceous earth and then dealcoholizing is used. Patent Document 3 describes the use of a catalyst in which an alkyl titanate is supported on silica having an average pore diameter of 5 angstroms or more and 150 angstroms or less, and Patent Document 4 and Non-Patent Document 1 describe alkoxy on silica. The use of a catalyst carrying a titanium derivative is described.

さらに特許文献4と特許文献5には、シランカップリング剤を使用して、スズ化合物を担持した触媒を使用することが記載されている。   Further, Patent Document 4 and Patent Document 5 describe using a catalyst carrying a tin compound using a silane coupling agent.

しかし、前記文献に記載の方法では、触媒を、リサイクル使用した場合活性低下が大きく、リサイクル使用はできないものであった。   However, in the method described in the above literature, when the catalyst is recycled, the activity is greatly reduced, and the catalyst cannot be recycled.

特開平 6− 9495号公報JP-A-6-9495 特開昭62−140651号公報JP-A-62-140651 特開平 8−337553号公報JP-A-8-337553 特開平11−255782号公報JP 11-255782 A 特表2001−506661号公報JP 2001-506661 A Catal. Lett. 43,1/2,139−142(1997)Catal. Lett. 43, 1/2, 139-142 (1997)

本発明は、上記従来技術の現状に鑑みなされたものであり、触媒の活性を向上させ、または使用により低下した触媒活性を復活させることにより、触媒の再使用または連続使用を可能とし、連続して、または繰り返して長期間にわたり安定して不飽和カルボン酸エステルを製造できる製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the current state of the prior art described above, and by improving the activity of the catalyst or restoring the catalyst activity that has been reduced by use, the catalyst can be reused or continuously used. It is an object of the present invention to provide a production method capable of producing an unsaturated carboxylic acid ester stably over a long period of time or repeatedly.

すなわち、上記課題を解決した本発明は、チタン化合物を担体に担持した第1の触媒の存在下、反応開始時の反応液の水分量を100ppm〜180ppm、反応温度95℃以上の条件で、原料不飽和カルボン酸エステルと原料アルコールとの間で、第1のエステル交換反応を0.1〜50時間行って第2の触媒を調製し、前記第2の触媒の存在下、原料不飽和カルボン酸エステルと原料アルコールとの間で第2のエステル交換反応を行い不飽和カルボン酸エステルを製造する方法である。
また、本発明は、原料不飽和カルボン酸エステルと原料アルコールとの間でエステル交換反応を行い不飽和カルボン酸エステルを製造するための触媒の製造方法であって、チタン化合物を担体に担持したものを、初期の水分量が100ppm〜180ppmである原料不飽和カルボン酸エステルと原料アルコールとを含む液中で、95℃以上、0.1〜50時間処理することを特徴とする方法である。
That is, the present invention in which the above-described problems, first the presence of a catalyst, 100Ppm~180ppm the water content of the reaction mixture at the start of the reaction, the reaction temperature 95 ° C. or more conditions carrying the titanium emission of compounds on a carrier Then, a first transesterification reaction is carried out between the raw material unsaturated carboxylic acid ester and the raw material alcohol for 0.1 to 50 hours to prepare a second catalyst, and in the presence of the second catalyst, In this method, an unsaturated carboxylic acid ester is produced by performing a second transesterification reaction between the saturated carboxylic acid ester and the raw material alcohol.
Further, the present invention is a method for producing a catalyst for producing an unsaturated carboxylic acid ester performed transesterification between a raw material unsaturated carboxylic acid ester and the starting alcohol, a titanium emissions of compounds on a carrier In a method comprising treating a supported material in a liquid containing a raw material unsaturated carboxylic acid ester having an initial water content of 100 ppm to 180 ppm and a raw material alcohol at 95 ° C. or more for 0.1 to 50 hours. is there.

本発明の製造方法によれば、特定の条件で触媒を調製することで、触媒の活性を向上させ、または使用により低下した触媒活性を復活させることができる。そして、不飽和カルボン酸エステルを繰り返して、または連続して製造する場合においても触媒活性を維持することができ、長期間にわたり不飽和カルボン酸エステルを安定して製造することができる。すなわち、触媒のリサイクル使用または連続使用が可能となる。   According to the production method of the present invention, by preparing a catalyst under specific conditions, the activity of the catalyst can be improved, or the catalytic activity that has been reduced by use can be restored. And even when unsaturated carboxylic acid ester is produced repeatedly or continuously, the catalytic activity can be maintained, and the unsaturated carboxylic acid ester can be produced stably over a long period of time. That is, the catalyst can be recycled or continuously used.

本発明において、触媒に使用されるチタンまたはスズ化合物とは、アルキル基やアルコキシ基のような置換基を持つチタン化合物またはスズ化合物をいう。
本発明において使用される第1の触媒は、前記チタンまたはスズ化合物と担体と溶媒とを混合し、加熱して調製する。
In the present invention, the titanium or tin compound used for the catalyst refers to a titanium compound or tin compound having a substituent such as an alkyl group or an alkoxy group.
The first catalyst used in the present invention is prepared by mixing the titanium or tin compound, the support and the solvent, and heating them.

本発明に使用することのできるチタンまたはスズ化合物としては、アルコキシチタンやアルキルスズ等の化合物が挙げられる。
アルコキシチタンとしては、高活性の触媒が得られることから、例えば、テトラブトキシチタン、テトライソプロピルオキシチタン、テトラオクチルオキシチタンが好ましい。
アルキルスズとしては、例えば、ジブチルスズオキサイド、モノブチルスズオキサイド、ジ−n−ブチルスズジラウレート、水素化トリブチルスズ、スズ(IV)t−ブトキシドおよびそれらの誘導体等を挙げることができる。
Examples of titanium or tin compounds that can be used in the present invention include compounds such as alkoxy titanium and alkyl tin.
As alkoxytitanium, for example, tetrabutoxytitanium, tetraisopropyloxytitanium, and tetraoctyloxytitanium are preferable because a highly active catalyst can be obtained.
Examples of the alkyl tin include dibutyl tin oxide, monobutyl tin oxide, di-n-butyl tin dilaurate, tributyl tin hydride, tin (IV) t-butoxide, and derivatives thereof.

本発明では、これらチタンまたはスズ化合物を担持する担体としては、無機担体、有機担体のいずれも使用可能である。
無機担体としては、シリカ、アルミナ、チタニア、マグネシア、ジルコニア、CaO、ZnO、シリカーアルミナ、ゼオライト、活性白土、ケイソウ土、粘土(例えばカオリン、モンモリロナイト、バーミキュレイト、クローライト)などが挙げられる。これらの無機担体のなかでは、チタンまたはスズ化合物との結合が強固でチタンやスズ化合物が溶出しないことから、シリカ、アルミナ、シリカーアルミナ、活性白土、ケイソウ土のようなシリカやアルミナで構成される無機担体が好ましく、触媒活性の向上効果が顕著であることからシリカ−アルミナがより好ましい。触媒活性が良好であることから、シリカ−アルミナのSi/Alの原子比が1〜8であることが好ましく、2〜7であることがより好ましく、4〜6であることがさらに好ましい。
In the present invention, either an inorganic carrier or an organic carrier can be used as a carrier for supporting these titanium or tin compounds.
Examples of the inorganic carrier include silica, alumina, titania, magnesia, zirconia, CaO, ZnO, silica-alumina, zeolite, activated clay, diatomaceous earth, clay (for example, kaolin, montmorillonite, vermiculite, chlorite) and the like. Among these inorganic carriers, it is composed of silica and alumina such as silica, alumina, silica-alumina, activated clay, and diatomaceous earth because the bond with titanium or tin compound is strong and titanium and tin compounds do not elute. An inorganic carrier is preferred, and silica-alumina is more preferred because the effect of improving the catalytic activity is remarkable. In view of good catalytic activity, the Si / Al atomic ratio of silica-alumina is preferably 1-8, more preferably 2-7, and even more preferably 4-6.

チタンまたはスズ化合物は担体に形成される細孔内に担持され、さらに原料不飽和カルボン酸エステルや原料アルコールが細孔内に入る必要があることから、担体は、1nm以上の平均細孔径を有するものが好ましい。細孔内で原料不飽和カルボン酸エステルや原料アルコールがより自由に移動できることから、担体は、2nm以上の平均細孔径を有するものがより好ましい。また、細孔径が大きくなりすぎると担体の強度が低下する傾向が見られるところから平均細孔径は30nm以下であることが好ましく、15nm以下であることがより好ましい。   Since the titanium or tin compound is supported in the pores formed in the carrier, and the raw material unsaturated carboxylic acid ester or raw material alcohol needs to enter the pores, the carrier has an average pore diameter of 1 nm or more. Those are preferred. Since the raw material unsaturated carboxylic acid ester and the raw material alcohol can move more freely in the pores, it is more preferable that the carrier has an average pore diameter of 2 nm or more. In addition, since the strength of the carrier tends to decrease when the pore diameter becomes too large, the average pore diameter is preferably 30 nm or less, and more preferably 15 nm or less.

第1の触媒を調製する際のチタンまたはスズ化合物の担持量は、担体に対し0.1〜30質量%とすることが好ましい。触媒の活性の点から、担持量は、担体に対し5質量%以上とすることがより好ましく、10質量%以上とすることがさらに好ましい。チタンまたはスズ化合物の担持効率や担体の細孔の閉塞を防止する点から、チタンまたはスズ化合物の担持量は、担体に対し25質量%以下とすることがより好ましく、20質量%以下とすることがさらに好ましい。   The amount of titanium or tin compound supported when preparing the first catalyst is preferably 0.1 to 30% by mass relative to the support. From the viewpoint of the activity of the catalyst, the supported amount is more preferably 5% by mass or more, and further preferably 10% by mass or more based on the carrier. From the viewpoint of preventing the loading efficiency of the titanium or tin compound and blocking the pores of the carrier, the loading amount of the titanium or tin compound is more preferably 25% by mass or less with respect to the carrier, and 20% by mass or less. Is more preferable.

第1の触媒を調製する際に用いる有機溶媒としては特に制限はないが、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素系溶媒、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコ−ル、イソプロピルアルコ−ル、n−ブチルアルコ−ル、sec−ブチルアルコ−ル、t−ブチルアルコ−ル、イソブチルアルコ−ル、n−アミルアルコ−ル、イソアミルアルコ−ル、n−へキシルアルコ−ル、n−へプチルアルコ−ル、n−オクチルアルコ−ル、n−ノニルアルコ−ル、n−デシルアルコ−ル、ラウリルアルコ−ル、セチルアルコ−ル、ステアリルアルコ−ル、ベンジルアルコ−ル、トリフェニルカルビノ−ル、エチレングリコ−ル、1,2−プロパンジオ−ル、1,3−プロパンジオ−ル、1,4−ブタンジオ−ル、クレゾール、フェノール、キシレノール等のアルコール系溶媒、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチル−tert−ブチルエーテル等のエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン等の塩素系溶媒などがあげられる。以上の溶媒は二種以上を混合して用いてもよい。これらの溶媒には必要により水を添加しても良い。   The organic solvent used for preparing the first catalyst is not particularly limited. For example, hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, isooctane, cyclopentane, cyclohexane, benzene, toluene, methanol, ethanol N-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, t-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-amyl alcohol, isoamyl alcohol, n-to Xyl alcohol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol, n-nonyl alcohol, n-decyl alcohol, lauryl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, benzyl alcohol, tri Phenylcarbinol, ethylene glycol, 1,2-propanediol Alcohol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, cresol, phenol, xylenol and other alcohol solvents, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, tetrahydrofuran, Examples include ether solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, and methyl-tert-butyl ether; ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; and chlorine solvents such as carbon tetrachloride, chloroform, and methylene chloride. Two or more of the above solvents may be mixed and used. If necessary, water may be added to these solvents.

なお、テトラブトキシチタン、テトライソプロピルオキシチタンなどのアルコキシチタンを担体表面へ担持させて触媒を調製する際、極性が高い有機溶媒を使用すると、溶媒の担体表面への吸着が強くなり、アルコキシチタンの吸着を阻害し担持がうまくいかない場合がある。この場合には、第1の触媒の調製時に前記炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチル−tert−ブチルエーテル等の極性の低い溶媒を使用することが好ましい。   When a catalyst is prepared by supporting alkoxytitanium such as tetrabutoxytitanium or tetraisopropyloxytitanium on the support surface, if a highly polar organic solvent is used, the adsorption of the solvent to the support surface becomes stronger, and the alkoxytitanium Adsorption may be hindered and loading may not be successful. In this case, it is preferable to use a low-polarity solvent such as the hydrocarbon solvent, diethyl ether, diisopropyl ether, or methyl-tert-butyl ether when preparing the first catalyst.

第1の触媒を調製する際の溶媒量は、多すぎると担持反応の進行が遅くなる傾向にあり、少なすぎると反応制御が難しくなる傾向にあるので、チタンまたはスズ化合物の1〜100質量倍とすることが好ましく、より好ましくは2〜20質量倍とすることである。   If the amount of the solvent in preparing the first catalyst is too large, the progress of the supporting reaction tends to be slow, and if it is too small, the reaction control tends to be difficult, so 1 to 100 times the mass of the titanium or tin compound It is preferable to be 2-20 mass times.

第1の触媒を調製する際の系の温度は、低すぎると担持反応が完結しなくなる傾向にあり、高すぎると触媒活性が低下する傾向にあるので、20〜150℃が好ましく、50〜120℃がより好ましく、50〜100℃が特に好ましい。
第1の触媒の調製時間は特に限定されないが、10分〜5時間が好ましく、30分〜3時間がより好ましい。
If the temperature of the system for preparing the first catalyst is too low, the supporting reaction tends to be incomplete, and if it is too high, the catalytic activity tends to decrease. ° C is more preferable, and 50 to 100 ° C is particularly preferable.
Although the preparation time of a 1st catalyst is not specifically limited, 10 minutes-5 hours are preferable and 30 minutes-3 hours are more preferable.

上記のチタンまたはスズ化合物は高温では不安定なため、これらの化合物を担体に担持して第1の触媒を調製した後に、高温で乾燥などの処理を行って触媒中の水分を除去することが難しい。例えば、アルコキシチタンまたはアルコキシスズやアルキルスズオキサイド等のチタンまたはスズ化合物を担体に担持した触媒は高温処理により、担持したチタンまたはスズ化合物が分解し、活性が著しく低下する。また、担体に担持したポリチタン酸等の水和水は、数百度で加熱しなければ完全に除去することができない。このような温度で処理すると酸化チタン等になり、活性が著しく低下する。そのため、水を添加しないことが好ましい。水を添加する場合には、その使用量は、チタンまたはスズ化合物に対し15倍モル未満とするのが好ましく、1倍モル未満とするのがより好ましく、0.1倍モル未満とするのがさらに好ましい。   Since the above titanium or tin compounds are unstable at high temperatures, after preparing the first catalyst by supporting these compounds on a support, treatment such as drying at high temperatures may be performed to remove moisture in the catalyst. difficult. For example, a catalyst in which titanium or a tin compound such as alkoxy titanium or alkoxy tin or alkyl tin oxide is supported on a carrier is decomposed by the high temperature treatment, and the activity is remarkably lowered. Further, hydration water such as polytitanic acid supported on a carrier cannot be completely removed unless heated at several hundred degrees. When treated at such a temperature, it becomes titanium oxide or the like, and the activity is significantly reduced. Therefore, it is preferable not to add water. In the case of adding water, the amount used is preferably less than 15-fold mol, more preferably less than 1-fold mol, and less than 0.1-fold mol relative to titanium or tin compound. Further preferred.

チタンまたはスズ化合物を担体に担持した後に第1の触媒を取り出す方法は特に限定されず、ろ過、濃縮等の公知の方法で行うことができる。取り出した第1の触媒はそのまま使用しても良いし、加熱常圧または加熱減圧乾燥してから用いても良い。乾燥条件は特に限定されず、溶媒が蒸発する温度と圧力に設定できれば良い。乾燥温度が高すぎると活性が低下するおそれがあり、低すぎると溶媒が残存するおそれがあるので、0〜200℃が好ましく、より好ましくは30〜180℃、さらにより好ましくは50〜150℃である。   The method of taking out the first catalyst after supporting the titanium or tin compound on the carrier is not particularly limited, and can be performed by a known method such as filtration or concentration. The taken out first catalyst may be used as it is, or may be used after drying under heating normal pressure or heating reduced pressure. The drying conditions are not particularly limited as long as the temperature and pressure at which the solvent evaporates can be set. If the drying temperature is too high, the activity may decrease, and if it is too low, the solvent may remain, so 0 to 200 ° C is preferable, more preferably 30 to 180 ° C, and even more preferably 50 to 150 ° C. is there.

第1の触媒の存在下、原料不飽和カルボン酸エステルと原料アルコールとの間で第1のエステル交換反応を0.1〜50時間行って、第2の触媒を調製する。
その際、第1のエステル交換反応の少なくとも反応開始時の反応液(以下、単に「反応液」という)の水分量は、触媒の活性を向上させ、または使用により低下した触媒活性を復活させるため、180ppm以下とし、反応温度を95℃以上とすることが重要である。
さらに、触媒活性の変動を避け、安定して製造を行うために、反応液の水分量を100ppm以上とする。
In the presence of the first catalyst, a first transesterification reaction is performed for 0.1 to 50 hours between the raw material unsaturated carboxylic acid ester and the raw material alcohol to prepare a second catalyst.
At that time, at least the amount of water in the reaction liquid at the start of the first transesterification reaction (hereinafter simply referred to as “reaction liquid”) improves the activity of the catalyst or restores the catalytic activity that has been reduced by use. , 180 ppm or less, and the reaction temperature is 95 ° C. or more.
Furthermore, in order to avoid fluctuations in the catalyst activity and perform stable production, the water content of the reaction solution is set to 100 ppm or more.

第1のエステル交換反応を行う際の反応時間は、原料や触媒の活性等の条件により異なるが、0.1〜50時間が好ましく、操作上の観点から、0.5時間以上とするのがより好ましく、1時間以上とするのがさらに好ましい。処理に要する時間やエネルギーの消費を抑制する観点から、反応時間は30時間以下とするのがより好ましく、10時間以下とするのがさらに好ましい。
連続式の反応装置では、第1のエステル交換反応と第2のエステル交換反応の間に停止期間を置かずに継続して実施しても良い。
第2の触媒の活性の点からは、第1のエステル交換反応の温度は100℃以上とすることが好ましく、105℃以上とすることがより好ましい。また、第2の触媒の活性部位の安定性および副反応抑制の点からは、170℃以下とすることが好ましく、150℃以下とすることがより好ましい。第1のエステル交換反応の初期または途中で一時的に95℃よりも低い温度となることがあってもよいが、活性が大きく低下するので好ましくない。
The reaction time for performing the first transesterification reaction varies depending on conditions such as the raw material and the activity of the catalyst, but is preferably 0.1 to 50 hours, and from the viewpoint of operation, it is 0.5 hours or more. More preferably, it is more preferably 1 hour or longer. From the viewpoint of suppressing the time required for the treatment and energy consumption, the reaction time is more preferably 30 hours or less, and even more preferably 10 hours or less.
In the continuous reaction apparatus, the reaction may be continuously performed without a stop period between the first transesterification reaction and the second transesterification reaction.
From the viewpoint of the activity of the second catalyst, the temperature of the first transesterification reaction is preferably 100 ° C. or higher, and more preferably 105 ° C. or higher. In addition, from the viewpoint of stability of the active site of the second catalyst and suppression of side reactions, the temperature is preferably 170 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or lower. Although the temperature may be temporarily lower than 95 ° C. in the initial stage or in the middle of the first transesterification reaction, it is not preferable because the activity is greatly reduced.

一般に販売されている溶媒は水分を含んでおり、容器を開封するとさらに水分量が多くなるため、溶媒を使用するときは、脱水処理をするのが好ましい。脱水処理の方法としては、モレキュラーシーブなどの水分吸収剤を使用する方法、ディーンスターク等を使用して水分を分離除去する方法、蒸留により水分を除去する方法などの公知の方法を挙げることができる。また、脱水した溶媒は、密栓をしていても水分量が増加することがあるので、デシケータや乾燥空気でパージした容器中で保管することが好ましい。   Since the solvent sold in general contains water, and the amount of water increases when the container is opened, it is preferable to perform a dehydration treatment when using the solvent. Examples of the dehydration method include known methods such as a method of using a water absorbent such as molecular sieve, a method of separating and removing water using Dean Stark and the like, and a method of removing water by distillation. . Further, since the dehydrated solvent may increase the amount of water even if it is sealed, it is preferably stored in a container purged with a desiccator or dry air.

第1のエステル交換反応の初期または途中で、液中の水分量が180ppmより多くなってしまった場合であっても、例えば、ディーンスターク等の水分分離装置を用いて脱水処理を行い、反応液の水分量を180ppm以下に調整して改めて0.1〜50時間第1のエステル交換反応を行うことで、触媒の活性を向上させることができる。
第1および第2の触媒の使用形態は懸濁式や流動床式、固定床式など任意のものを選択することが出来る。
第1および第2の触媒の連続的な使用方法の例としては、例えば、固定床式または流動床式の触媒層に原料を連続して供給し、前記触媒層を通過した反応液を回収する方法がある。他にも、一度触媒層を通過した反応液から副生したアルコールを除き、再度触媒層に供給する循環方式も使用できる。
また、第1および第2の触媒を繰り返して使用する方法の例としては、例えば、バッチごとに新たな原料を供給して反応させた後、触媒を分離して反応液を回収する操作を繰り返す方法がある。
Even if the amount of water in the liquid has exceeded 180 ppm in the initial stage or in the middle of the first transesterification reaction, for example, a dehydration treatment is performed using a water separator such as Dean Stark, and the reaction liquid The activity of the catalyst can be improved by adjusting the amount of water to 180 ppm or less and performing the first transesterification reaction again for 0.1 to 50 hours.
The usage form of the first and second catalysts can be selected arbitrarily such as suspension type, fluidized bed type, fixed bed type.
As an example of a continuous use method of the first and second catalysts, for example, raw materials are continuously supplied to a fixed bed type or fluidized bed type catalyst layer, and the reaction liquid that has passed through the catalyst layer is recovered. There is a way. In addition, a circulation system that removes by-produced alcohol from the reaction solution that has once passed through the catalyst layer and supplies it again to the catalyst layer can be used.
Moreover, as an example of the method of repeatedly using the first and second catalysts, for example, after supplying and reacting new raw materials for each batch, the operation of separating the catalyst and collecting the reaction liquid is repeated. There is a way.

本発明においては、用いる原料アルコールの炭素数に制限はないが、原料不飽和カルボン酸エステルのアルコキシ基の炭素数よりも多い炭素数を有するアルコールが用いられることが好ましい。   In the present invention, the carbon number of the raw material alcohol to be used is not limited, but an alcohol having a carbon number larger than that of the alkoxy group of the raw material unsaturated carboxylic acid ester is preferably used.

原料アルコールとしては、例えば、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、2−エチルヘキサノール、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール等のアルキルアルコール類、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−メトキシ−2−ブタノール等のアルコキシアルキルアルコール類、2−フェノキシエタノール、1−フェノキシ−2−プロパノール等のフェノキシアルキルアルコール類、シクロヘキサノール、シクロペンタノール、シクロオクタノール等のシクロアルキルアルコール類、2−クロロエタノール、2−ブロモエタノール等のハロアルキルアルコール類、エタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン等のアミノアルキルアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、グリセロール等の多価アルコール類、ベンジルアルコール等が挙げられる。エステル交換反応性の点からこれらのアルコールの中で炭素数が2〜18のものが好ましい。   Examples of the raw material alcohol include ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, n-pentanol, 2-ethylhexanol, lauryl alcohol, stearyl alcohol and other alkyl alcohols, 2-methoxyethanol, 2-ethoxy Alkoxyalkyl alcohols such as ethanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-methoxy-2-butanol, phenoxyalkyl alcohols such as 2-phenoxyethanol, 1-phenoxy-2-propanol, cyclohexanol, cyclopentanol, cyclo Cycloalkyl alcohols such as octanol, haloalkyl alcohols such as 2-chloroethanol and 2-bromoethanol, ethanolamine, N, N-dimethylethanolamine Amino alkyl alcohols, ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, polyhydric alcohols such as glycerol, benzyl alcohol and the like. Among these alcohols, those having 2 to 18 carbon atoms are preferred from the viewpoint of transesterification reactivity.

一方、原料不飽和カルボン酸エステルとしては、特に限定されないが、例えばメタクリル酸メチルやアクリル酸メチル、メタクリル酸エチルやアクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルやアクリル酸ブチルなどが挙げられる。   On the other hand, the raw material unsaturated carboxylic acid ester is not particularly limited, and examples thereof include methyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl methacrylate, ethyl acrylate, butyl methacrylate, and butyl acrylate.

第1の触媒の存在下、原料不飽和カルボン酸エステルと原料アルコールとの間で第1のエステル交換反応を行う際の、原料不飽和カルボン酸エステルと原料アルコールの仕込み比率は特に限定されないが、1モルの原料アルコールに対する原料不飽和カルボン酸エステル使用量は0.05〜20モルが好ましく、収率と生産性の兼ね合いから0.1〜10モルとするのがより好ましい   In the presence of the first catalyst, the feed ratio of the raw material unsaturated carboxylic acid ester and the raw material alcohol when performing the first transesterification reaction between the raw material unsaturated carboxylic acid ester and the raw material alcohol is not particularly limited, The amount of raw material unsaturated carboxylic acid ester used relative to 1 mol of raw material alcohol is preferably 0.05 to 20 mol, more preferably 0.1 to 10 mol in view of the balance between yield and productivity.

また、第1のエステル交換反応の際は、溶媒を添加してもよい。添加することのできる溶媒としては、水を含まないものであれば特に制限はないが、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素系溶媒、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチル−tert−ブチルエーテル等のエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン等の塩素系溶媒などがあげられる。以上の溶媒は二種以上を混合しても用いてもよい。
これらの溶媒の使用量は特に限定されないが、少なすぎると脱水効果がなくなるおそれがあり、多すぎると生産性が低下するおそれがあるため、原料総容量に対して0〜100倍容量が好ましく、0〜20倍容量がさらに好ましい。
製造した第2の触媒は回収して第2のエステル交換反応に供してもよいし、回収せず第2のエステル交換反応に供してもよい。
In the first transesterification reaction, a solvent may be added. The solvent that can be added is not particularly limited as long as it does not contain water, for example, hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, isooctane, cyclopentane, cyclohexane, benzene, toluene, Diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, tetrahydrofuran, diethyl ether, diisopropyl ether, ether solvents such as methyl tert-butyl ether, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, carbon tetrachloride, Chlorinated solvents such as chloroform and methylene chloride. Two or more of these solvents may be mixed or used.
The amount of these solvents used is not particularly limited, but if the amount is too small, the dehydration effect may be lost. If the amount is too large, the productivity may decrease. 0-20 times capacity is more preferable.
The produced second catalyst may be recovered and used for the second transesterification reaction, or may not be recovered and used for the second transesterification reaction.

本発明は、短時間の反応により目的の不飽和カルボン酸エステルが得られることから、不飽和カルボン酸エステルの中でも重合性の高いα,β−不飽和カルボン酸エステルの製造に適している。特に工業的に安価かつ容易に入手可能なメタクリル酸メチルやアクリル酸メチル等の不飽和カルボン酸エステルを原料としてエチルアルコール、ブチルアルコール、2−エチルヘキシルアルコールなどのアルコールとの間でエステル交換反応を行い、目的とするメタクリル酸エステルやアクリル酸エステルを製造するのに適している。   Since the target unsaturated carboxylic acid ester can be obtained by a short-time reaction, the present invention is suitable for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid ester having high polymerization among the unsaturated carboxylic acid esters. In particular, transesterification reactions are carried out with ethyl alcohol, butyl alcohol, 2-ethylhexyl alcohol and other alcohols using unsaturated carboxylic acid esters such as methyl methacrylate and methyl acrylate, which are industrially inexpensive and easily available. It is suitable for producing the target methacrylic acid ester and acrylic acid ester.

本発明の不飽和カルボン酸エステルの製造方法は、懸濁式や流動床式などの回分式の反応装置を用いるバッチごとに原料を供給し反応し触媒を分離する回分操作による製造方法や、固定床式の連続式の反応装置等を用いる連続操作による製造方法等いずれの製造方法であってもよい。反応装置は系外からの水分の浸入を防止する措置をすることが好ましい。また、液相反応のほかに気相反応、気液混合系で反応を行うことも可能である。   The production method of the unsaturated carboxylic acid ester of the present invention includes a production method by a batch operation in which a raw material is supplied and reacted to separate a catalyst by batch using a batch type reaction apparatus such as a suspension type or a fluidized bed type, or a fixed type. Any production method such as a production method by continuous operation using a floor-type continuous reaction apparatus or the like may be used. It is preferable that the reactor takes measures to prevent moisture from entering from outside the system. In addition to the liquid phase reaction, it is also possible to carry out the reaction in a gas phase reaction or a gas-liquid mixed system.

第1のエステル交換反応において調製された第2の触媒の存在下、原料不飽和カルボン酸エステルと原料アルコールとの間で第2のエステル交換反応を行い不飽和カルボン酸エステルを製造する。その際の原料不飽和カルボン酸エステルと原料アルコールの仕込み比率は特に限定されないが、1モルの原料アルコールに対する原料不飽和カルボン酸エステル使用量は0.05〜20モルが好ましく、収率と生産性の兼ね合いから0.1〜10モルとするのがより好ましい   In the presence of the second catalyst prepared in the first transesterification reaction, an unsaturated carboxylic acid ester is produced by performing a second transesterification reaction between the raw material unsaturated carboxylic acid ester and the raw material alcohol. The feed ratio of the raw material unsaturated carboxylic acid ester and the raw material alcohol at that time is not particularly limited, but the amount of the raw material unsaturated carboxylic acid ester used with respect to 1 mol of the raw material alcohol is preferably 0.05 to 20 mol, and the yield and productivity. Is more preferably 0.1 to 10 mol in view of

第2の触媒の使用量は、触媒の活性、不飽和カルボン酸エステルの製造プロセス、生産量などから適宜決めることが出来るが、担体に担持されたチタンまたはスズのモル数が、原料アルコールのモル数に対して0.000001〜1倍モルとなる量が好ましく、コストと反応性の兼ね合いから0.00001〜0.5倍モルとなる量が好ましい。   The amount of the second catalyst used can be appropriately determined from the activity of the catalyst, the production process of the unsaturated carboxylic acid ester, the amount of production, etc., but the number of moles of titanium or tin supported on the carrier is the mole of the raw alcohol. The amount that is 0.000001 to 1 times the mole is preferable with respect to the number, and the amount that is 0.00001 to 0.5 times the mole is preferable in terms of cost and reactivity.

原料不飽和カルボン酸エステルが重合反応を起こすおそれのある場合、例えばメタアクリル酸エステルやアクリル酸エステル等の場合には、反応系内に重合防止剤を存在させることが好ましい。重合防止剤は目的の機能を有するものならば、特に限定されないが、アルコキシチタンやジブチルスズオキサイドなどを使用したエステル交換反応に使用可能なものが良好な効果を示す。例として、ハイドロキノン、パラメトキシフェノール等のフェノール系化合物、N,N’−ジイソプロピルパラフェニレンジアミン、N,N’−ジ−2−ナフチルパラフェニレンジアミン、N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)パラフェニレンジアミン、フェノチアジン等のアミン系化合物、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−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル等のN−オキシル系化合物などがあげられる。これらの重合防止剤は1種を用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
第2のエステル交換反応を行う際にも、第1のエステル交換反応と同様に溶媒を使用してもよい。
When the raw material unsaturated carboxylic acid ester may cause a polymerization reaction, for example, in the case of a methacrylic acid ester or an acrylic acid ester, it is preferable that a polymerization inhibitor is present in the reaction system. The polymerization inhibitor is not particularly limited as long as it has a desired function, but those that can be used for the transesterification reaction using alkoxytitanium, dibutyltin oxide, and the like exhibit a good effect. Examples include phenolic compounds such as hydroquinone and paramethoxyphenol, N, N′-diisopropylparaphenylenediamine, N, N′-di-2-naphthylparaphenylenediamine, N-phenyl-N ′-(1,3- (Dimethylbutyl) amine compounds such as paraphenylenediamine and phenothiazine, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, 4-benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine And N-oxyl compounds such as -N-oxyl. These polymerization inhibitors may be used alone or in combination of two or more.
When performing the second transesterification reaction, a solvent may be used as in the first transesterification reaction.

第2のエステル交換反応を行う際の反応温度は、通常、95〜200℃とするのが好ましい。触媒の活性の点から反応温度は、100℃以上とすることがより好ましく、105℃以上とすることがさらに好ましい。また、触媒の活性部位の安定性および副反応抑制の点から反応温度は、170℃以下とすることが好ましく、150℃以下とすることがより好ましい。反応の初期または途中で95℃よりも低い温度となることがあってもよいが、95℃を下回ると活性が大きく低下するので、反応の間上記温度範囲に維持することが好ましい。   In general, the reaction temperature for performing the second transesterification reaction is preferably 95 to 200 ° C. In view of the activity of the catalyst, the reaction temperature is more preferably 100 ° C. or higher, and further preferably 105 ° C. or higher. The reaction temperature is preferably 170 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower, from the viewpoint of stability of the active site of the catalyst and suppression of side reactions. Although the temperature may be lower than 95 ° C. in the initial stage or in the middle of the reaction, the activity is greatly reduced when the temperature is lower than 95 ° C. Therefore, it is preferable to maintain the temperature range during the reaction.

第2のエステル交換反応を行う際の反応時間は、原料や触媒の活性等の条件により異なるが、回分式の反応装置であれば0.1〜50時間とすることが好ましく、操作上の観点から、反応時間は0.5時間以上とするのがより好ましく、1時間以上とするのがさらに好ましい。生産性の観点から反応時間は30時間以下とするのがより好ましく、10時間以下とするのがさらに好ましい。流通式などの連続式の反応装置であれば、接触時間は0.000001〜0.1秒・g/mlとすることが好ましく、操作上の観点から、接触時間は0.00001秒・g/ml以上とするのがより好ましく、0.0001秒・g/ml以上とするのがさらに好ましい。生産性の観点から接触時間は0.01秒・g/ml以下とするのがより好ましく、0.005秒・g/ml以下とするのがさらに好ましい。
連続式の反応装置で行う反応時間は、活性を十分向上させるためには3時間以上が好ましく、5時間以上がより好ましく、10時間以上が特に好ましい。
The reaction time for performing the second transesterification reaction varies depending on conditions such as the raw material and the activity of the catalyst, but is preferably 0.1 to 50 hours in the case of a batch-type reaction apparatus. Therefore, the reaction time is more preferably 0.5 hours or more, and even more preferably 1 hour or more. From the viewpoint of productivity, the reaction time is more preferably 30 hours or less, and further preferably 10 hours or less. In the case of a continuous reaction apparatus such as a flow type, the contact time is preferably 0.000001 to 0.1 second · g / ml, and from the viewpoint of operation, the contact time is 0.00001 second · g / ml. More preferably, it is more than ml, and further more preferably 0.0001 second · g / ml. From the viewpoint of productivity, the contact time is more preferably 0.01 seconds · g / ml or less, and further preferably 0.005 seconds · g / ml or less.
The reaction time performed in the continuous reaction apparatus is preferably 3 hours or more, more preferably 5 hours or more, and particularly preferably 10 hours or more in order to sufficiently improve the activity.

反応圧力はいずれの圧力でも処理可能であるが、液相で反応を行うときは原料や溶媒等の還流温度が上記温度範囲となるような圧力に調整することが好ましい。   The reaction pressure can be processed at any pressure, but when the reaction is carried out in the liquid phase, it is preferable to adjust the pressure so that the reflux temperature of the raw materials, the solvent and the like is within the above temperature range.

反応時に、副生する原料カルボン酸エステル由来のアルコールを反応系から除去することが、逆反応を抑制し、反応時間を短縮することができることから好ましい。   During the reaction, it is preferable to remove the alcohol derived from the starting carboxylic acid ester as a by-product from the reaction system because the reverse reaction can be suppressed and the reaction time can be shortened.

以下、本発明を実施例によって詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。
また、実施例において反応液の水分量は、カールフィッシャー水分計を使用して測定した。また、原料液および反応液組成は、ガスクロマトグラフィー(GCと表す)を使用して分析し、原料アルコールの転化率(%)は、反応液における原料アルコールのモル数(Nal)および生成不飽和カルボン酸エステルのモル数(Nes)の測定値から次式により算出した。
転化率(%)=100×Nes/[Nal+Nes
触媒の活性は第1のエステル交換反応開始90分後のn−ブタノールの転化率で評価した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these.
In the examples, the water content of the reaction solution was measured using a Karl Fischer moisture meter. The composition of the raw material liquid and the reaction liquid was analyzed using gas chromatography (represented as GC), and the conversion rate (%) of the raw material alcohol was determined by the number of moles of raw material alcohol (N al ) It calculated by the following formula from the measured value of the number of moles of saturated carboxylic acid ester (N es ).
Conversion (%) = 100 × N es / [N al + N es ]
The activity of the catalyst was evaluated by the conversion rate of n-butanol 90 minutes after the start of the first transesterification reaction.

[実施例1]
第1の触媒の調製
テトラ−n−ブチルチタネート8.36g(12.3モル)をトルエン121gに溶解し、これに150℃で12時間真空乾燥した粒径1mmのシリカ−アルミナ(Si/Al原子比=5.5、平均細孔径4.4nm)42gを攪拌しながら少しずつ添加しスラリーを得た。このスラリーを60℃に加熱して、2時間攪拌した後、溶媒をバス温60℃のエバポレータで溜去し、130℃で12時間真空乾燥して第1の触媒を得た。
[Example 1]
Preparation of First Catalyst Tetra-n-butyl titanate 8.36 g (12.3 mol) was dissolved in 121 g of toluene and vacuum-dried at 150 ° C. for 12 hours. 42 g) (a ratio = 5.5, average pore diameter 4.4 nm) was added little by little with stirring to obtain a slurry. The slurry was heated to 60 ° C. and stirred for 2 hours, and then the solvent was distilled off with an evaporator having a bath temperature of 60 ° C. and vacuum dried at 130 ° C. for 12 hours to obtain a first catalyst.

第2の触媒の調製(第1のエステル交換反応)
20段オールダーショウとディーンスターク、触媒を保持する100meshのSUS製の網でできた触媒容器を備え付けた2Lガラス製四つ口フラスコに、モレキュラーシーブで脱水処理したメタクリル酸メチル(MMA)902g(9.0モル)と、同様に脱水処理したn−ブタノール370g(5.0モル)、重合防止剤として2,2,6,6−テトラメチル−4−アセトアミノピペリジン−N−オキシル0.15gを供給し、油浴で加熱して、MMAと水を共沸させ、ディーンスタークで水を除去することにより脱水を行った。
抜き出したMMAとブタノールを補充しながら脱水処理を行い、この液中の水分量を分析し、液中の水分量が30ppmになったところで、この脱水操作を終了した。上記で得られた第1の触媒10gを上記四つ口フラスコに備えた触媒容器に導入し、第1のエステル交換反応開始時の反応液の水分量を測定したところ、32ppmであった。それから油浴で反応液を加熱して、副生するメタノールを抜き出しながらフラスコ内温103〜135℃にて第1のエステル交換反応を行い、140分後にn−ブタノールの転化率が99%に達したので反応を終了した。反応液を冷却後、第2の触媒を触媒容器を取り出して回収し、デシケータ中で乾燥した。反応液の組成をガスクロマトグラフ(GC)で分析した。第1のエステル交換反応開始90分後のn−ブタノールの転化率を表1に示した(繰り返し操作番号1)。
Preparation of second catalyst ( first transesterification reaction)
902 g of methyl methacrylate (MMA) dehydrated with molecular sieves in a 2 L glass four-necked flask equipped with a 20-stage Older Show, Dean Stark, and a catalyst container made of 100 mesh SUS mesh holding the catalyst. 9.0 mol), 370 g (5.0 mol) of n-butanol similarly dehydrated, and 0.15 g of 2,2,6,6-tetramethyl-4-acetaminopiperidine-N-oxyl as a polymerization inhibitor. The mixture was heated in an oil bath to azeotrope MMA and water, and dewatered by removing water with Dean Stark.
Dehydration treatment was performed while supplementing the extracted MMA and butanol, and the water content in this liquid was analyzed. When the water content in the liquid reached 30 ppm, this dehydration operation was terminated. 10 g of the first catalyst obtained above was introduced into a catalyst container provided in the four-necked flask, and the water content of the reaction liquid at the start of the first transesterification reaction was measured and found to be 32 ppm. Then, the reaction liquid was heated in an oil bath, and the first transesterification reaction was performed at a flask internal temperature of 103 to 135 ° C. while extracting by-product methanol. After 140 minutes, the conversion of n-butanol reached 99%. The reaction was terminated. After cooling the reaction solution, the second catalyst was recovered by taking out the catalyst container and dried in a desiccator. The composition of the reaction solution was analyzed by gas chromatography (GC). The conversion rate of n-butanol 90 minutes after the start of the first transesterification reaction is shown in Table 1 (repeated operation number 1).

第2のエステル交換反応
次に、上記で調製された第2の触媒を用いて、上記の第1のエステル交換反応と同様の操作を繰り返して第2のエステル交換反応を行い(繰返し操作番号2)、触媒を回収した。回収した触媒を用いて同様の第2のエステル交換反応を繰り返し3回行った。各々の操作における第2のエステル交換反応開始時の反応液の水分量、反応開始90分後のn−ブタノールの転化率を纏め表1に示した(繰り返し操作番号2〜5)。
Second transesterification reaction Next, using the second catalyst prepared above, the same operation as the first transesterification reaction is repeated to perform the second transesterification reaction (repeated operation number 2). ), And the catalyst was recovered. The same second transesterification reaction was repeated three times using the recovered catalyst. The water content of the reaction liquid at the start of the second transesterification reaction in each operation and the conversion rate of n-butanol 90 minutes after the start of the reaction are summarized in Table 1 (repeated operation numbers 2 to 5).

Figure 0004838538
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反応を繰り返すにつれて反応開始90分後のn−ブタノールの転化率は向上した。 As the reaction was repeated, the conversion of n-butanol was improved 90 minutes after the start of the reaction.

[比較例1]
触媒として実施例1で調製した第1の触媒を用い、原料の脱水処理を行わず、反応開始時の反応液の水分量が230ppmであり、反応時間を180分(n−ブタノールの転化率が99%に到達)とした以外は実施例1と同様にして第1のエステル交換反応を行い、第2の触媒を調製し、反応液を分析した。さらに、上記第1のエステル交換反応と同様にして、第2のエステル交換反応を4回繰り返した。
各々の操作における反応開始時の反応液の水分量、反応開始90分後のn−ブタノールの転化率を纏め表2に示した。
[Comparative Example 1]
The first catalyst prepared in Example 1 was used as the catalyst, the raw material was not dehydrated, the water content of the reaction solution at the start of the reaction was 230 ppm, and the reaction time was 180 minutes (the conversion rate of n-butanol was The first transesterification reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the second catalyst was reached, and the reaction solution was analyzed. Further, the second transesterification reaction was repeated four times in the same manner as the first transesterification reaction.
Table 2 summarizes the water content of the reaction liquid at the start of the reaction and the conversion rate of n-butanol 90 minutes after the start of the reaction in each operation.

[実施例2]
比較例1の繰返し操作番号5において回収した触媒を用いた以外は実施例1と同様にして、第1の触媒の調整、第1のエステル交換反応を行った。さらに、実施例1と同様にして第2のエステル交換反応を4回繰返した。
各々の操作における反応開始時の反応液の水分量、反応開始90分後のn−ブタノールの転化率を纏め表2に示した。
[Example 2]
The first catalyst was adjusted and the first transesterification was carried out in the same manner as in Example 1 except that the catalyst recovered in the repeated operation number 5 of Comparative Example 1 was used. Further, the second transesterification reaction was repeated four times in the same manner as in Example 1.
Table 2 summarizes the water content of the reaction liquid at the start of the reaction and the conversion rate of n-butanol 90 minutes after the start of the reaction in each operation.

表2に示したように、本発明の方法では、反応液中の水分の影響で低下した活性を復活させるばかりでなく、触媒の活性を大きく向上させることができた。これに対し、比較例1の方法ではエステル交換反応を繰り返すにつれ、触媒の活性は低下した。   As shown in Table 2, according to the method of the present invention, not only the activity decreased due to the influence of moisture in the reaction solution but also the activity of the catalyst could be greatly improved. On the other hand, in the method of Comparative Example 1, the activity of the catalyst decreased as the transesterification reaction was repeated.

Figure 0004838538
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[実施例3]
粒径1mmのシリカ−アルミナ(Si/Al原子比=2.2、平均細孔径5.6nm)を使用した以外は、実施例1と同様にして第1の触媒を調製した。また、この触媒を用い、反応開始時の反応液の水分量を35ppmとし、反応時間を150分(n−ブタノールの転化率が99%に到達)とした以外は実施例1と同様にして、脱水処理を行い、第1のエステル交換反応を行い、第2の触媒を調製した。得られた第2の触媒を用いて、実施例1と同様にして第2のエステル交換反応を4回繰返した。
各々の操作における反応開始時の反応液の水分量、反応開始90分後のn−ブタノールの転化率を纏め表3に示した。
[Example 3]
A first catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that silica-alumina having a particle diameter of 1 mm (Si / Al atomic ratio = 2.2, average pore diameter 5.6 nm) was used. Further, using this catalyst, the water content of the reaction solution at the start of the reaction was 35 ppm, and the reaction time was 150 minutes (the conversion of n-butanol reached 99%). A dehydration treatment was performed, a first transesterification reaction was performed, and a second catalyst was prepared. The second transesterification reaction was repeated 4 times in the same manner as in Example 1 using the obtained second catalyst.
Table 3 summarizes the water content of the reaction solution at the start of the reaction and the conversion rate of n-butanol 90 minutes after the start of the reaction in each operation.

Figure 0004838538
Figure 0004838538

[実施例4]
粒径1mmのシリカ(平均細孔直径10nm)を使用した以外は、実施例3と同様にして第1の触媒を調製した。またこの触媒を用い、実施例3と同様にして、第1のエステル交換反応を行い、第2の触媒を調製した。得られた第2の触媒を用いて実施例3と同様にして第2のエステル交換反応を4回繰返した。
各々の反応開始時の反応液の水分量、反応開始90分後のn−ブタノールの転化率を纏め表4に示した。
[Example 4]
A first catalyst was prepared in the same manner as in Example 3 except that silica having a particle diameter of 1 mm (average pore diameter of 10 nm) was used. Further, using this catalyst, a first transesterification reaction was carried out in the same manner as in Example 3 to prepare a second catalyst. The second transesterification reaction was repeated 4 times in the same manner as in Example 3 using the obtained second catalyst.
Table 4 summarizes the water content of the reaction solution at the start of each reaction and the conversion rate of n-butanol 90 minutes after the start of the reaction.

Figure 0004838538
Figure 0004838538

[実施例5]
触媒として実施例1にて調製した第1の触媒を用い、反応開始時の反応液の水分量を142ppmとし、反応時間を155分(n−ブタノールの転化率が99%に到達)とした以外は実施例1と同様にして、第1のエステル交換反応を行い、第2の触媒を調製した。得られた第2の触媒を用いて実施例1と同様にして第2のエステル交換反応を4回繰り返した。
各々の操作における反応開始時の反応液の水分量、反応開始90分後のn−ブタノールの転化率を纏め表5に示した。
[Example 5]
The first catalyst prepared in Example 1 was used as the catalyst, except that the water content of the reaction liquid at the start of the reaction was 142 ppm, and the reaction time was 155 minutes (the conversion of n-butanol reached 99%). Was carried out in the same manner as in Example 1 to carry out a first transesterification reaction to prepare a second catalyst. The second transesterification reaction was repeated 4 times in the same manner as in Example 1 using the obtained second catalyst.
Table 5 summarizes the water content of the reaction liquid at the start of the reaction and the conversion rate of n-butanol 90 minutes after the start of the reaction in each operation.

Figure 0004838538
Figure 0004838538

以上に示したように、本発明の製造方法によれば、触媒の活性を向上させまたは使用により低下した触媒活性を復活させること、および高い活性を維持することができる。これにより繰り返してまたは連続して長期間にわたり不飽和カルボン酸エステルを安定して製造することができる。   As described above, according to the production method of the present invention, it is possible to improve the activity of the catalyst or restore the catalyst activity which has been lowered by use and maintain high activity. Thereby, the unsaturated carboxylic acid ester can be stably produced over a long period of time repeatedly or continuously.

Claims (2)

チタン化合物を担体に担持した第1の触媒の存在下、反応開始時の反応液の水分量を100ppm〜180ppm、反応温度95℃以上の条件で、原料不飽和カルボン酸エステルと原料アルコールとの間で、第1のエステル交換反応を0.1〜50時間行って第2の触媒を調製し、前記第2の触媒の存在下、原料不飽和カルボン酸エステルと原料アルコールとの間で第2のエステル交換反応を行い不飽和カルボン酸エステルを製造する方法。 First in the presence of a catalyst a titanium emission reduction compound was supported on a carrier, 100Ppm~180ppm the water content of the reaction at the start of the reaction solution at a reaction temperature 95 ° C. above conditions, the raw material unsaturated carboxylic acid ester and the starting alcohol The first transesterification reaction is performed for 0.1 to 50 hours to prepare a second catalyst, and in the presence of the second catalyst, between the raw material unsaturated carboxylic acid ester and the raw material alcohol A method for producing an unsaturated carboxylic acid ester by performing a second transesterification reaction. 原料不飽和カルボン酸エステルと原料アルコールとの間でエステル交換反応を行い不飽和カルボン酸エステルを製造するための触媒の製造方法であって、チタン化合物を担体に担持したものを、初期の水分量が100ppm〜180ppmである原料不飽和カルボン酸エステルと原料アルコールとを含む液中で、95℃以上、0.1〜50時間処理することを特徴とする方法。 A process for preparing a catalyst for producing an unsaturated carboxylic acid ester performed transesterification between a raw material unsaturated carboxylic acid ester and the starting alcohol, the the titanium emission of compounds those supported on a carrier, the initial A method comprising treating at 95 ° C. or more for 0.1 to 50 hours in a liquid containing a raw material unsaturated carboxylic acid ester having a water content of 100 ppm to 180 ppm and a raw material alcohol.
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