JP5722054B2 - α−アシロキシアクリル酸エステルの製造方法 - Google Patents
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Description
このようにα−アシロキシアクリル酸エステルは、特徴的なラジカル重合性モノマーとして種々の用途への展開が期待されることから、工業的な生産手法の確立が求められるところである。α−アシロキシアクリル酸エステルの製造方法に関して、これまでの製造方法を示せば下記反応式のようになる。なお、下記反応式中、Acは、アセチル基を表している。
このような本発明の製造方法は、その合成ルートにおける反応機構からすれば、反応原料として種々の基質を用いることが可能であることを見出し、上記課題を見事に解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。本発明の製造方法は、様々なα−アシロキシアクリル酸エステルの製造方法として工業的に大きな技術的意義を持つものである。
また本発明の製造方法によって得られるα−アシロキシアクリル酸エステルは、上記したようなモノマー特性、ポリマー特性を有することとなり、従来法によって得られたものよりも、製造コスト、工業的に製造できる化合物の種類の豊富さ等の点で優れたものである。
以下に本発明を詳述する。
なお、図1中、R1及びR2は、同一若しくは異なって、水素原子又は炭素数1〜30の有機基を表す。R3は、炭素数1〜30の有機基を表す。Yは、アシル基を表す。−O−Yは、アシロキシ基を表し、YOHは、カルボン酸を表す。
上記アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、メタリル基、ベンジル基、クロチル基、1,1−ジメチル−2−プロペニル基、2−メチル−ブテニル基、3−メチル−2−ブテニル基、3−メチル−3−ブテニル基、2−メチル−3−ブテニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オレイル基、リノール基、リノレン基、シクロペンテニル基、シクロペンテニルメチル基、シクロヘキセニル基、シクロヘキセニルメチル基、4−メチルシクロヘキセニル基、4−t−ブチルシクロヘキセニル基、シクロオクテニル基、ジシクロペンテニル基等が挙げられる。
上記アリール基としては、フェニル基、o−、m−、p−の各種トリル基、o−、m−、p−の各種メトキシフェニル基、o−、m−、p−の各種キシリル基、ヘミメリチル基、クメニル基,プソイドクメニル基、メシチル基、ジュニル基、ペンタフェニメチル基、エチルフェニル基,クメニル基、スチリル基、ビフェニル基、p−テルフェニル基,ジフェニルメチルフェニル基、フェノキシフェニル基、ビベンジリル基、スチルベニル基、インデニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、フリル基、チエニル基等が挙げられる。
上記R1及びR2としては、これらの中でも、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−アミル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、カプリル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ラウリル基、トリデシル基、ミリスチル基、ペンタデシル基、セチル基、ヘプタデシル基、ステアリル基、ノナデシル基、エイコシル基、セリル基、メリシル基、フェニル基、トリル基、o−、m−、p−の各種キシリル基、ビフェニル基、テルフェニル基,フェノキシフェニル基、ビベンジリル基、インデニル基、ナフチル基、アントリル基であることが好ましい。より好ましくは、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、フェニル基であり、最も好ましくは、R1、R2が共に、水素原子であることである。
上記アシル化剤は、これらアシル化剤を1種含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。
上記触媒は、これら触媒を1種含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。
上記中和剤としては、副生するカルボン酸を中和して反応系が酸性側に傾くのを防ぐことができれば、特に制限されないが、例えば、ピリジン、N,N−ジメチルアミノピリジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリシクロヘキシルアミン、N−メチルピロリジン、N−メチルピペリジン、N−エチルピロリジン、N−エチルピペリジン等のアミン類が挙げられる。これらの中でも、ピリジン、トリエチルアミンが好ましい。
上記中和剤としては、これら中和剤を1種含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。なお、上記副生するカルボン酸が蒸気圧を有する場合は減圧蒸発等の操作により該カルボン酸を系外へ留去することにより、上記中和操作と同じく反応系が酸性に傾くことを防ぐことが可能であり、このような形態も好ましい形態の1つである。
ここで、Yは、アシル基を表すが、これは、反応に用いられたアシル化剤に由来するものである。例えば、アシル化剤として酢酸を用いた場合には、一般式(2)中の−Yは、−(CO)−CH3を、プロピオン酸を用いた場合には、一般式(2)中の−Yは、−(CO)−CH2−CH3を、それぞれ表すこととなる。
このように、本発明の製造方法によって得られるα−アシロキシアクリル酸エステルもまた、本発明の1つである。
上述のことから、本発明のα−アシロキシアクリル酸エステルの製造方法における、好適な形態の1つの反応経路の概略を示せば、図2のようになる。すなわち、アクリル酸エステルを酸化することにより、グリシド酸エステルを得、得られたグリシド酸エステルを無水酢酸等のアシル化剤によってアシル化することにより、α−アセトキシアクリル酸エステル等のα−アシロキシアクリル酸エステルを合成する反応は、本発明の好適な形態の1つである。
なお、図2中、Rは、炭素数1〜30の有機基を表し、Acは、アセチル基を表している。
原料転化率と収率は、ガスクロマトグラフ(製品名「6890N」、アジレント・テクノロジー社製、キャピラリーカラム:DB−WAX(商品名、アジレント・テクノロジー社製、長さ:30m、内径:0.25mm、膜厚:0.25μm))を使用して測定し、事前に作成した検量線を用いて定量した。
グリシド酸メチルの合成
メカニカルスターラー、温度計、還流冷却器、滴下漏斗を備えた3L四つ口フラスコに次亜塩素酸ナトリウム水溶液(和光純薬工業社製、12質量%水溶液、470mL)と酢酸エチル(470mL)を入れ氷浴で0℃に冷却した。アクリル酸メチル(日本触媒社製、60g)を滴下漏斗で2時間かけて加え、1時間攪拌した後、氷浴を取り除いてさらに2時間攪拌した。反応を分液漏斗に移し、分取した油相を0.1Mチオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過し、減圧下にロータリーエバポレーターで軽沸分を留去した。続いて減圧蒸留にて精製し無色液体の目的物33g(収率46%)を得た(沸点62℃/10mmHg)。
グリシド酸エチルの合成
アクリル酸メチルに代えてアクリル酸エチル(日本触媒社製、70g)を原料とした以外は合成例1と同様にして、無色液体の目的物62g(収率76%)を得た(沸点78℃/10mmHg)。
合成例1又は合成例2で得たグリシド酸エステル(10mmol)をテトラヒドロフラン(10mL)に溶解させ、無水酢酸(15mmol)、ピリジン(20mmol)、及び、表1に示した触媒(0.1mmol)を加えて室温で1時間攪拌した。グリシド酸エステルの転化率と2−アセトキシアクリル酸エステルの収率を表1に示す。
また、表1中の略号は、以下の通りである。
DBU:1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカ−7−エン
なお、上記実施例においては、特定の一般式(1)で表されるグリシド酸エステル類、アシル化剤、触媒が用いられているが、一般式(1)で表されるグリシド酸エステル類から一般式(2)で表されるα−アシロキシアクリル酸エステルが得られる推定反応機構は図1に示した通りであり、一般式(1)で表されるグリシド酸エステル類を原料として用いて、一般式(2)で表されるα−アシロキシアクリル酸エステルを得る反応は全て同様の反応機構となる。
従って、上記実施例の結果から、本発明の技術的範囲全般において、また、本明細書において開示した種々の形態において本発明が適用でき、有利な作用効果を発揮することができると言える。
Claims (5)
- 前記グリシド酸エステル類は、アクリル酸エステルを酸化することによって得られることを特徴とする請求項1に記載のα−アシロキシアクリル酸エステルの製造方法。
- 前記反応工程は、触媒として環状3級アミン化合物を用いて行われることを特徴とする請求項1又は2に記載のα−アシロキシアクリル酸エステルの製造方法。
- 前記中和剤は、前記反応工程において生成する、アシル化剤に由来する副生成物の中和剤であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のα−アシロキシアクリル酸エステルの製造方法。
- 前記中和剤は、アミン類であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のα−アシロキシアクリル酸エステルの製造方法。
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