JPH04221342A - Acetic acid 3-ethoxybutyl ester compound and production thereof - Google Patents

Acetic acid 3-ethoxybutyl ester compound and production thereof

Info

Publication number
JPH04221342A
JPH04221342A JP2412769A JP41276990A JPH04221342A JP H04221342 A JPH04221342 A JP H04221342A JP 2412769 A JP2412769 A JP 2412769A JP 41276990 A JP41276990 A JP 41276990A JP H04221342 A JPH04221342 A JP H04221342A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ethoxybutyl
reaction
acetic acid
ester
ethoxybutanol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2412769A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2848709B2 (en
Inventor
Koji Shimizu
清水孝二
Tokuo Kametaka
亀高徳夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOKUYAMA SEKIYU KAGAKU KK
Original Assignee
TOKUYAMA SEKIYU KAGAKU KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TOKUYAMA SEKIYU KAGAKU KK filed Critical TOKUYAMA SEKIYU KAGAKU KK
Priority to JP2412769A priority Critical patent/JP2848709B2/en
Publication of JPH04221342A publication Critical patent/JPH04221342A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2848709B2 publication Critical patent/JP2848709B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide acetic acid 3-ethoxybutyl ester which is a new ester compound useful as a solvent, medium, etc.; to clarify the properties, e.g. physical properties and solvent characteristics, of the ester; and to provide a method for profitably produce the acetic acid 3-ethoxybutyl ester from 3-ethoxybutanol and ethyl acetate as raw materials. CONSTITUTION:A new ester compound, 3-ethoxybutyl acetate, was found. The 3-ethoxybutyl acetate can be profitably produced by reacting 3-ethoxybutanol with ethyl acetate in the presence of a porous strong acidic cation exchange resin under a liquid phase condition. The produced new ester compound was identified to be the 3-ethoxybutyl acetate by various kinds of analyses, and the properties of the ester were clarified by the measurement of the physical properties, the solvent characteristics, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は新規エステル化合物およ
びその製造方法に関する。詳しくは、溶媒、溶剤などと
して有用な新規酢酸3−エトキシブチルエステル、およ
び3−エトキシブタノールと酢酸エチルとを原料として
酢酸3−エトキシブチルエステルを製造する方法に関す
る。 【0002】 【従来の技術】従来、溶剤を主用途とする化合物に3−
メトキシブタノールとそれを酢化した酢酸3−メトキシ
ブチルエステルが知られていた。 【0003】類似化合物として3−エトキシブタノール
があるが、この化合物については数件の報告があるのみ
であり(西独特許第579651号、同第599836
号など)、容易に入手できるものではない。また、それ
のエステルである酢酸3−エトキシブチルエステルにつ
いての報告はなく、今まで全く知られていなかった。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】発明が解決しようとす
る課題は、酢酸3−エトキシブチルエステルを提供する
こと、そしてその物理物性、溶剤特性などの性質を明ら
かにすること、および3−エトキシブタノールと酢酸エ
チルとを原料として酢酸3−エトキシブチルエステルを
工業的有利に製造する方法を提供することである。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明者等は上記特許に
基ずいて3−エトキシブタノールを合成し、さらにそれ
のエステル化合物の合成を試み、酢酸3−エトキシブチ
ルエステルの分離精製同定に成功し本発明を完成するに
至った。 【0006】本発明の第1発明は、 下記構造式化2である酢酸3−エトキシブチルエステル
である。 【化2】 【0007】本発明の第2発明は、 3−エトキシブタノールと酢酸エチルとを、多孔質強酸
性カチオン交換樹脂の存在下に液相条件下に反応させる
ことを特徴とする酢酸3−エトキシブチルエステルの製
造方法である。 【0008】本発明の酢酸3−エトキシブチルエステル
は新規物質であり、本発明によって初めてその物理物性
、溶剤特性などが測定されて性質が明らかにされた。 本発明の酢酸3−エトキシブチルエステルはエーテルと
エステルとの両方の特性を有する化合物であり、溶剤と
しての性質は高沸点溶剤に分類され、各種合成樹脂の溶
解力は高水準にあり、既知の酢酸3−メトキシブチルエ
ステルと比べて優とも劣らない物性を持っていることを
明らかにすることができた。この樹脂溶解力を活かして
、塗料、インキ、レジストなどの溶剤、各種高分子合成
用の反応溶剤等の用途が期待できる。 【0009】このように広い用途が期待される本発明の
新規化合物の合成方法を鋭意研究した結果、常法により
合成、単離した3−エトキシブタノールを酢酸を用いて
通常の方法によりエステル化して合成することができ、
また3−エトキシブタノールと酢酸エステルとのエステ
ル交換反応によっても合成することができることを見い
だした。 【0010】エステル化反応用触媒としては、硫酸、塩
酸、燐酸、パラトルエンスルホン酸、アルミニウムアル
コラート等を用いることができる。この反応は平衡反応
であるので、平衡をずらすために生成水を系外に除去し
ながら反応させる方法も行われる。水と共沸するエント
レーナーとしてベンゼン、トルエンなどが用いられる。 例えば、反応温度は135〜165℃、常圧下、硫酸触
媒を用い、トルエン共存下で反応蒸留することにより酢
酸エステル体を合成し、得られた反応液を通常の精密蒸
留で高純度の酢酸3−エトキシブチルエステルを分離収
得することができる。 【0011】もう一つの酢化方法であるエステル交換反
応は酢酸3−エトキシブチルエステルの製造方法として
好ましく用いられる。このエステル交換反応に用いる酢
酸アルキルエステルとしては特に制限はないが、酢酸エ
チルを使うと後述するような利点があり好ましい。 【0012】酢酸エチルと3−エトキシブタノールのエ
ステル交換反応について更に詳しく検討した結果、酢酸
エチルと3−エトキシブタノールとのエステル交換反応
は、新規エステル化合物として有用な酢酸3−エトキシ
ブチルエステルを生成すると同時にエタノールを副生す
る反応であり、このエタノールを3−エトキシブタノー
ルの合成反応に有利に利用することができることを見い
だした。 【0013】原料として酢酸を使用するとエステル化反
応の装置に高価な材質を用いなければならないし、また
エタノールは高価な原料であるので製品のコストアップ
が避けられなかったが、酢酸エチルと副生エタノールを
用いる方法によってこの問題を一挙に解決することがで
きた。 【0014】上記のエステル交換反応は一般的に平衡反
応であり、反応を進めるために色々な工夫が行われてい
る。然し、酢酸エチルと3−エトキシブタノールとのエ
ステル交換反応という未知の反応を鋭意検討した結果、
このエステル交換反応は容易に進行することが判り、し
かもその平衡定数は驚くべきことに0.8以上であるこ
とを見いだした。このことは反応率を上げるのに有利で
あることを意味する。通常の酢酸エステル類の平衡定数
が0.4以下であることを考慮すると、酢酸3−エトキ
シブチルエステルの製造において、酢酸による酢化反応
の代わりにエステル交換反応を採用することが有利であ
るという結論に到達した。 【0015】エステル交換反応は触媒の存在下に進行し
、触媒はエステル化反応と同様なものが用いられ、硫酸
、塩酸、燐酸、パラトルエンスルホン酸、アルミニウム
アルコラート、チタニウムアルコラート等を挙げること
ができる。 【0016】反応方法としては、低沸点のアルコールを
蒸留除去しながら反応を進める反応蒸留方式をとること
ができるし、また平衡反応後未反応成分を分離回収して
反応器へ戻す方法も取りうる。また、上記の触媒を用い
、低沸点の酢酸エチルを過剰に使用して副生したエタノ
ールを酢酸エチルの共沸物として留去させながら反応を
行う方法も知られている。 【0017】しかし、これらの方法は工業的に実施する
には難点が多い。例えば、上記の触媒はいずれも均一系
触媒であるので、反応後目的生成物を精製する前に、触
媒を除去するための触媒処理工程が必要である。 【0018】酸触媒はアルカリ水溶液を反応液に添加す
ることにより中和塩として除去されるが、系内に水を入
れることは、水に対して程度の差はあれ溶解するエタノ
ール、3−エトキシブタノール、酢酸エチル、酢酸3−
エトキシブチルエステルが廃水中に失われるばかりでな
く、酢酸エチルを含む有機層にかなりの水が溶解し、水
−エタノール、水−酢酸エチル、水−エタノール−酢酸
エチル、酢酸エチル−エタノール等の共沸物が形成され
、酢酸エチルおよびエタノールの回収操作は非常に煩雑
になる。 【0019】アルコラート触媒は水または酸により加水
分解し水酸化物として除去するか、減圧で蒸発器等によ
り分離するが、この場合も上記のような水の混入に伴う
問題がある。またアルコラート触媒は水分により分解す
るなど活性が不安定であるという欠点もある。 【0020】酢酸エチルを過剰に使用すると副生するエ
タノールは酢酸エチルの共沸物として全量系外に留去さ
れるので、前段の反応に用いるエタノールをこの共沸物
から分離するには更に特別な蒸留操作を必要とする。例
えば、加圧蒸留と常圧または減圧蒸留の組み合わせによ
りエタノールを回収することが提案されているが操作が
煩雑である。 【0021】本発明者等は鋭意検討した結果、触媒とし
て不均一系固体触媒である多孔質の強酸性カチオン交換
樹脂を使用することにより、触媒分離の問題、水分の混
入に伴う反応生成液の分離上の問題、および触媒の活性
のバラツキの問題等を解決し、酢酸3−エトキシブチル
エステルを工業的有利に製造することができることを見
いだした。 【0022】従来のゲル状の強酸性カチオン交換樹脂を
触媒として用いたり、あるいは高い反応温度を用いる従
来公知の方法にそのまま触媒として強酸性カチオン交換
樹脂を用いることは触媒の劣化など実用上、多くの問題
点がある。即ち、通常のゲル状強酸性カチオン交換樹脂
は、本発明に用いる原料および生成物である有機物のみ
が存在する系では、触媒活性が著しく低いばかりでなく
、反応原料中に不純物が含まれると速やかに活性が低下
したり、また前記原料はいずれも「溶剤」の性質を持つ
物質であり、このような系では上記触媒の劣化が著しく
反応器内で簡単に破砕するなどの欠点がある。 【0023】本発明者等は、強酸性カチオン交換樹脂は
その種類によってエステル交換反応の触媒活性および寿
命に大きな差があり、従来知られているゲル状の強酸性
カチオン交換樹脂の代わりに多孔質の強酸性カチオン交
換樹脂を使用すれば、収率が極めて高く、しかも長期に
わたって安定した反応を行うことができることを見いだ
した。 【0024】本発明において触媒として用いられる多孔
質強酸性カチオン交換樹脂はスチレン−ジビニルベンゼ
ン共重合体よりなる骨格を持ち、内部に数百〜数千Åの
孔径の多数の細孔(ミクロポア)を持つ樹脂であり、大
きな内部表面積と細孔容量(ポロシティ)とを持つ点で
従来のゲル状の樹脂とは区別される。多孔質強酸性カチ
オン交換樹脂の物性は製造条件を変えることにより大幅
に変化させることができるが、酢酸エチルと3−エトキ
シブタノールとのエステル交換反応に使用する触媒とし
ては少なくとも0.10m2/g以上の表面積と、5%
以上のポロシティとを持つ架橋度2〜50の樹脂が好ま
しく用いられる。なお、架橋度が低すぎると、触媒とし
ての寿命が短く、比較的短期間で劣化する。また、架橋
度が高すぎると、活性が低く実用的でない。 【0025】これらの多孔質強酸性カチオン交換樹脂は
、公知の各種の方法で調製することができる。例えば、
スチレンとジビニルベンゼンとを共重合させて、イオン
交換樹脂の母体を製造する際に重合には関与せず、モノ
マーには良溶剤であるが、生成する共重合体を膨潤させ
る能力が全くないか、または小さい非溶剤、例えば3級
アミルアルコール、2級ブチルアルコールなどのアルコ
ール、イソオクタン、n−ヘプタンなどの脂肪族炭化水
素を共存させておくことによって得られる多孔質の母体
樹脂にスルホン基を導入することによって調製すること
ができる。また、スチレンとジビニルベンゼンとを共重
合する際に、重合に関与しない線状ポリマー、例えばポ
リスチレンなどを共存させておき、次いで共重合体から
この線状ポリマーを溶出させることにより得られる多孔
質の母体樹脂にスルホン基を導入することによって調製
することもできる。 【0026】触媒として上記の多孔質強酸性カチオン交
換樹脂を用いることにより触媒の分離操作が不要になり
、水が混入することもなく、連続操作が非常に容易にな
り、少量の触媒で高い転化率を得ることができ、触媒活
性の低下および物理的崩壊がほとんど見られず、長期間
安定した反応を行うことができるので酢酸3−エトキシ
ブチルエステルを工業的に有利に製造することが可能に
なった。 【0027】本発明において、上記の多孔質強酸性カチ
オン交換樹脂に接触させる酢酸エチルと3−エトキシブ
タノールのモル比は、適正でない場合は、反応速度に影
響を及ぼし、また未反応物の分離、回収の費用が増大す
るため適当な空時収率を得、かつ回収の循環量を少なく
するためには通常は1:0.1〜10、好ましくは1:
0.2〜5の範囲であることが望ましい。そして副生し
たエタノールは、後段の分離工程において酢酸エチル、
3−エトキシブタノール、酢酸3−エトキシブチルエス
テルと分離され、3−エトキシブタノールの合成原料と
して使用することができる。 【0028】本発明における反応器は形式として多孔質
強酸性カチオン交換樹脂を充填できる管状の反応器が望
ましい。反応器への原料混合液の流通は、固定層の層流
もしくは逆流のピストン流れ型、または流動層の逆流完
全混合型のいずれでもよく、接触時間が0.2〜5時間
、好ましくは0.5〜3時間になるような速度で供給す
る。反応器の温度は100℃以下、通常は20〜90℃
、好ましくは30〜80℃に保たれる。100℃以上の
高温では触媒の劣化と高沸物の副生が著しくなる。また
、反応圧力は液相を保つのに充分な大きさがあればよく
、通常常圧で差し支えないが、原料組成および反応温度
に応じて5Kg/cm2まで加圧してもよい。 【0029】本発明における酢酸3−エトキシブチルエ
ステルの選択率は非常に高い(99%以上)。 【0030】 【実施例】以下に実施例により本発明について説明する
が本発明はこれによって何ら制限されるものではない。 【0031】[実施例1](合成例) ■アルコール付加反応 クロトンアルデヒド223g(3.2mol )、 エ
タノール620g(13.5mol)を2000mlの
フラスコに入れる。−5℃に冷却された浴槽に反応装置
をセットし攪拌を開始し、反応原料を冷却する。原料が
一定温度になったとき、触媒である水酸化ナトリウムを
総量に対して50〜60ppm 仕込み反応を開始した
。触媒の水酸化ナトリウムは5重量%水酸化ナトリウム
水溶液を用いた。反応時間は4時間であった。反応液を
分析した結果はクロトンアルデヒドの反応率は97%で
あった。この反応液を高さ40cmの充填塔を用い50
torr以下で蒸留し、低沸物と高沸物をカットし60
%濃度の3−エトキシブタナール213g を得た。 【0032】■水添反応この濃縮液213g を容量3
00mlのオートクレーブに入れ、2重量%のラネーニ
ッケル触媒の存在下、水素加圧下100Kg/cm2G
 、温度120℃、1時間の条件で反応させた。■と同
じ蒸留塔で精製し、純度98%の3−エトキシブタノー
ル125g を得た。 【0033】■酢化反応■で得られた3−エトキシブタ
ノール125g と1.5倍モルの酢酸を0.5%の硫
酸とエントレーナーとしてトルエンの存在下、塔頂温9
0〜110℃で水を除去しながら反応させ粗製の液状物
質を得た。この粗製品を精製蒸留し99.9%純度の物
質を得た。 【0034】(分析) 得られた物質を各種分析にかけて構造を決定した。赤外
吸収スペクトル分析からエーテル結合、カルボキシル基
があることが判る。ガスクロマト質量分析ではC2 H
5 O基、CH3 CO基、C2 H5 O(CH3 
)CH基を含むことが明らかになった。以上から3−メ
トキシブタノールの酢化反応により酢酸3−メトキシブ
チルエステルが生成するのと同様に、3−エトキシブタ
ノールの場合も酢化反応により酢酸3−エトキシブチル
エステルが生成していると推定された。更に、1 H−
NMR分析によりこの物質が酢酸3−エトキシブチルエ
ステルであることが同定された。下記の酢酸3−エトキ
シブチルエステルの構造式化3の各水素の位置と等価の
数と1 H−NMRのスペクトルのシグナルの要素がき
れいに一致した。 【0035】 NMR分析(1 H−NMR、溶媒CDCl3 )【化
3】 シグナルNo. ケミカルシフトδ 多重度  スピン
結合定数  水素個数  上記構造式        
      (ppm)              
                        の
相当水素                     
                         
                位置───────
─────────────────────────
────    1            1.14
        d         J=7.1HZ
         3H        e     
2            1.14        
t         J=6.3HZ        
 3H        g     3       
     1.68        q       
  J=6.2Hz         2H     
   c     4            2.0
         s               
          3H        a    
 5            3.43       
 m                       
  1H        d     6      
      3.43        q      
                   2H    
    f     7            4.
1         t              
           2H        b  【0036】得られた酢酸3−エトキシブチルエステル
の物性を測定した。 酢酸3−エトキシブチルエステルの物性【0037】得
られた酢酸3−エトキシブチルエステルの各種溶剤との
相溶性を調べるため、代表的溶剤と酢酸3−エトキシブ
チルエステルとを容量比1/1の割合で試験管中に採り
、混合して室温で静置して相互溶解性を見た。その結果
、次の溶剤と完全に相溶した。メタノール、エタノール
、イソプロパノール、アセトン、MIBK、酢酸ブチ ル、ベンゼン、トルエン、キシレン、n−ヘキサン、シ
クロヘキサン。 【0038】得られた酢酸3−エトキシブチルエステル
の各種樹脂に対する溶解力を調べた。50m lの三角
フラスコに樹脂を2g 取り、溶剤18m lを加え、
25℃に保ちながら攪拌し、3時間後に樹脂が溶けたか
どうかを目視判定した。その結果を酢酸3−エトキシエ
チル(EGAと略す)の場合と比較して次に示す。酢酸
3−エトキシブチルエステルはEBAと略す。 【0039】[実施例2] 予め充分に乾燥させたスチレン−ジビニルベンゼン共重
合体よりなる骨格を持つ多孔質強酸性カチオン交換樹脂
ダイヤイオン−PK212(H型)(登録商標)(架橋
度6、表面積0.15〜0.20m2/g、 ポロシテ
ィ10%)を触媒として用い連続操作を行った。 【0040】上記触媒を3−エトキシブタノールで膨潤
させた状態で100ml充填したステンレス製ジャケッ
ト付固定床管型反応器に65℃、常圧で順流により、新
たな3−エトキシブタノール25.1wt%、酢酸エチ
ル74.9wt%をモル比で1:4になるように混合し
た混合液を200l /hrの速度で供給した。反応器
から排出される反応生成液を常法によりガスクロマトグ
ラフにより分析した結果、組成は酢酸3−エトキシブチ
ルエステル18.2wt%、エタノール5.2wt%、
酢酸エチル64.8wt%、3−エトキシブタノール1
1.5wt%、その他0.3wt%であった。従って、
反応成績は3−エトキシブタノールの反応率54.0%
、酢酸3−エトキシブチルエステル選択率99.0%で
ある。この連続反応を3か月にわたって実施したが、触
媒の劣化はほとんど認められなかった。 【0041】[実施例3] 予め充分に乾燥させたスチレン−ジビニルベンゼン共重
合体よりなる骨格を持つ多孔質強酸性カチオン交換樹脂
ダイヤイオン−PK216(H型)(登録商標)(架橋
度8、表面積0.15〜0.20m2/g、 ポロシテ
ィ10%)を触媒として用い連続操作を行った。 【0042】上記触媒を3−エトキシブタノールで膨潤
させた状態で100ml充填したステンレス製ジャケッ
ト付固定床管型反応器に65℃、常圧で逆流により、3
−エトキシブタノール87.0wt%、酢酸エチル13
.0wt%の混合液を100l /hrの速度で供給し
た。反応器から排出される反応生成液を常法によりガス
クロマトグラフにより分析した結果、組成は酢酸3−エ
トキシブチルエステル14.6wt%、エタノール4.
2wt%、酢酸エチル4.9wt%、3−エトキシブタ
ノール76.1wt%、その他0.2wt%であった。 従って、反応成績は酢酸エチルの反応率63.0%、酢
酸3−エトキシブチルエステル選択率99.0%である
。この連続反応を3か月にわたって実施したが、触媒の
劣化はほとんど認められなかった。 【0043】 【発明の効果】本発明は新規な酢酸3−エトキシブチル
エステルを提供するものであり、さらにその物理物性、
溶剤特性などの性質を明らかにした。また、本発明は3
−エトキシブタノールと酢酸エチルとを原料として酢酸
3−エトキシブチルエステルを工業的有利に製造する方
法を提供する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel ester compound and a method for producing the same. Specifically, the present invention relates to a novel 3-ethoxybutyl acetate useful as a solvent, a solvent, etc., and a method for producing 3-ethoxybutyl acetate using 3-ethoxybutanol and ethyl acetate as raw materials. [Prior Art] Conventionally, 3-
Methoxybutanol and acetic acid 3-methoxybutyl ester, which is an acetylated version of methoxybutanol, have been known. [0003] 3-ethoxybutanol is a similar compound, but there are only a few reports regarding this compound (West German Patent No. 579,651, West German Patent No. 599,836).
(issues, etc.) are not easily available. Furthermore, there has been no report on its ester, acetic acid 3-ethoxybutyl ester, and it was completely unknown until now. Problems to be Solved by the Invention The problems to be solved by the invention are to provide 3-ethoxybutyl acetate, to clarify its physical properties, solvent properties, and other properties; - To provide an industrially advantageous method for producing 3-ethoxybutyl acetate using ethoxybutanol and ethyl acetate as raw materials. [Means for Solving the Problems] The present inventors synthesized 3-ethoxybutanol based on the above patent, and further attempted to synthesize an ester compound thereof, and separated and purified 3-ethoxybutyl acetate. The identification was successful and the present invention was completed. The first aspect of the present invention is acetic acid 3-ethoxybutyl ester represented by the following structural formula 2. ##STR2## The second invention of the present invention provides acetic acid 3, which is characterized in that 3-ethoxybutanol and ethyl acetate are reacted under liquid phase conditions in the presence of a porous strongly acidic cation exchange resin. - A method for producing ethoxybutyl ester. The 3-ethoxybutyl acetate of the present invention is a new substance, and its physical properties, solvent properties, etc. have been measured for the first time and its properties have been clarified by the present invention. The 3-ethoxybutyl acetate of the present invention is a compound that has the characteristics of both an ether and an ester, and its properties as a solvent are classified as high boiling point solvents, and its ability to dissolve various synthetic resins is at a high level. It was revealed that it has physical properties that are comparable to those of 3-methoxybutyl acetate. Utilizing this resin-dissolving power, it is expected to be used as a solvent for paints, inks, resists, etc., and as a reaction solvent for various polymer syntheses. As a result of intensive research on the method of synthesizing the novel compound of the present invention, which is expected to have wide applications, we found that 3-ethoxybutanol, which had been synthesized and isolated by a conventional method, was esterified with acetic acid by a conventional method. can be synthesized,
It has also been found that it can be synthesized by a transesterification reaction between 3-ethoxybutanol and acetic acid ester. As the catalyst for the esterification reaction, sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, p-toluenesulfonic acid, aluminum alcoholate, etc. can be used. Since this reaction is an equilibrium reaction, a method in which the reaction is carried out while removing produced water from the system is also carried out in order to shift the equilibrium. Benzene, toluene, etc. are used as entrainers that are azeotropic with water. For example, an acetic acid ester is synthesized by reactive distillation in the presence of toluene using a sulfuric acid catalyst at a reaction temperature of 135 to 165°C under normal pressure. - Ethoxybutyl ester can be separated and obtained. Another acetylation method, transesterification, is preferably used as a method for producing 3-ethoxybutyl acetate. Although there are no particular limitations on the acetic acid alkyl ester used in this transesterification reaction, it is preferable to use ethyl acetate because of the advantages described below. As a result of a more detailed study of the transesterification reaction between ethyl acetate and 3-ethoxybutanol, it was found that the transesterification reaction between ethyl acetate and 3-ethoxybutanol produces 3-ethoxybutyl acetate, which is useful as a new ester compound. It has been found that this reaction also produces ethanol as a by-product, and that this ethanol can be advantageously used in the synthesis reaction of 3-ethoxybutanol. [0013] When acetic acid is used as a raw material, expensive materials must be used for the esterification reaction equipment, and ethanol is an expensive raw material, which inevitably increases the cost of the product. This problem could be solved at once by using ethanol. The above transesterification reaction is generally an equilibrium reaction, and various measures have been taken to advance the reaction. However, as a result of intensive investigation into the unknown reaction of transesterification between ethyl acetate and 3-ethoxybutanol,
It was found that this transesterification reaction proceeded easily, and the equilibrium constant was surprisingly found to be 0.8 or more. This means that it is advantageous to increase the reaction rate. Considering that the equilibrium constant of ordinary acetate esters is 0.4 or less, it is said that it is advantageous to adopt transesterification reaction instead of acetic acid reaction with acetic acid in the production of acetic acid 3-ethoxybutyl ester. I have reached a conclusion. [0015] The transesterification reaction proceeds in the presence of a catalyst, and the same catalysts as those for the esterification reaction are used, and examples include sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, para-toluenesulfonic acid, aluminum alcoholate, titanium alcoholate, etc. . [0016] The reaction method can be a reactive distillation method in which the reaction proceeds while distilling off low-boiling alcohols, or a method can be used in which unreacted components are separated and recovered after the equilibrium reaction and returned to the reactor. . Furthermore, a method is also known in which the reaction is carried out using the above-mentioned catalyst while using an excess of low-boiling point ethyl acetate and distilling off the by-produced ethanol as an azeotrope of ethyl acetate. However, there are many difficulties in implementing these methods industrially. For example, since all of the above catalysts are homogeneous catalysts, a catalyst treatment step is required to remove the catalyst after the reaction and before purifying the desired product. The acid catalyst can be removed as a neutralized salt by adding an alkaline aqueous solution to the reaction solution, but adding water to the system will remove ethanol and 3-ethoxy which are soluble in water to varying degrees. Butanol, ethyl acetate, 3-acetic acid
Not only is the ethoxybutyl ester lost in the wastewater, but significant amounts of water are dissolved in the organic layer containing ethyl acetate, resulting in water-ethanol, water-ethyl acetate, water-ethanol-ethyl acetate, ethyl acetate-ethanol, etc. Boils are formed, making the recovery operation of ethyl acetate and ethanol very complicated. The alcoholate catalyst is either hydrolyzed with water or acid and removed as a hydroxide, or separated under reduced pressure using an evaporator or the like, but in this case as well, there are problems associated with water contamination as described above. Alcoholate catalysts also have the disadvantage that their activity is unstable, such as decomposition due to moisture. If ethyl acetate is used in excess, the by-product ethanol will be distilled out of the system in its entirety as an azeotrope of ethyl acetate. Requires extensive distillation operations. For example, it has been proposed to recover ethanol by a combination of pressurized distillation and normal pressure or reduced pressure distillation, but the operation is complicated. As a result of extensive studies, the inventors of the present invention found that by using a porous strongly acidic cation exchange resin, which is a heterogeneous solid catalyst, as a catalyst, problems of catalyst separation and reaction product liquid due to water contamination could be solved. It has been found that 3-ethoxybutyl acetate can be industrially advantageously produced by solving problems such as separation problems and variations in catalyst activity. [0022] Using a conventional gel-like strongly acidic cation exchange resin as a catalyst, or using a strongly acidic cation exchange resin directly as a catalyst in a conventionally known method that uses a high reaction temperature, has many practical problems such as deterioration of the catalyst. There is a problem with this. In other words, the catalytic activity of ordinary gel-like strongly acidic cation exchange resins is extremely low in a system where only organic substances, which are the raw materials and products used in the present invention, are present. In addition, all of the above-mentioned raw materials have the properties of a "solvent", and in such a system, the above-mentioned catalyst deteriorates significantly and is easily crushed in the reactor. The present inventors discovered that strong acidic cation exchange resins have large differences in catalytic activity and lifespan for transesterification reactions depending on their type, and that a porous cation exchange resin was used instead of the conventionally known gel-like strong acid cation exchange resin. We have discovered that by using a strongly acidic cation exchange resin, it is possible to achieve an extremely high yield and to conduct a stable reaction over a long period of time. The porous strongly acidic cation exchange resin used as a catalyst in the present invention has a skeleton made of styrene-divinylbenzene copolymer, and has many pores (micropores) with a pore diameter of several hundred to several thousand angstroms inside. It is distinguished from conventional gel-like resins in that it has a large internal surface area and pore capacity (porosity). The physical properties of the porous strongly acidic cation exchange resin can be changed significantly by changing the manufacturing conditions, but the catalyst used for the transesterification reaction between ethyl acetate and 3-ethoxybutanol should be at least 0.10 m2/g or more. surface area and 5%
A resin having the above porosity and a degree of crosslinking of 2 to 50 is preferably used. Note that if the degree of crosslinking is too low, the catalyst will have a short lifespan and will deteriorate in a relatively short period of time. Moreover, if the degree of crosslinking is too high, the activity will be low and it will not be practical. These porous strongly acidic cation exchange resins can be prepared by various known methods. for example,
When copolymerizing styrene and divinylbenzene to produce the base material for ion exchange resin, it does not participate in the polymerization and is a good solvent for the monomer, but it has no ability to swell the resulting copolymer. , or introducing sulfone groups into a porous base resin obtained by coexisting with a small non-solvent, such as an alcohol such as tertiary amyl alcohol or secondary butyl alcohol, or an aliphatic hydrocarbon such as isooctane or n-heptane. It can be prepared by In addition, when copolymerizing styrene and divinylbenzene, a linear polymer that does not participate in the polymerization, such as polystyrene, is allowed to coexist, and then this linear polymer is eluted from the copolymer. It can also be prepared by introducing a sulfone group into a base resin. By using the porous strongly acidic cation exchange resin described above as a catalyst, separation of the catalyst becomes unnecessary, water does not get mixed in, and continuous operation becomes very easy, allowing high conversion with a small amount of catalyst. 3-ethoxybutyl acetate can be industrially produced advantageously because the reaction can be carried out stably for a long period of time with almost no decrease in catalyst activity or physical collapse. became. In the present invention, if the molar ratio of ethyl acetate and 3-ethoxybutanol brought into contact with the porous strongly acidic cation exchange resin is not appropriate, the reaction rate will be affected, and the separation of unreacted substances, Since the cost of recovery increases, the ratio is usually 1:0.1 to 10, preferably 1:1 in order to obtain an appropriate space-time yield and reduce the amount of circulation for recovery.
A range of 0.2 to 5 is desirable. The by-produced ethanol is then processed into ethyl acetate and ethyl acetate in the subsequent separation process.
It is separated from 3-ethoxybutanol and 3-ethoxybutyl acetate and can be used as a raw material for the synthesis of 3-ethoxybutanol. The reactor used in the present invention is preferably a tubular reactor capable of being filled with a porous strongly acidic cation exchange resin. The flow of the raw material mixture to the reactor may be either a fixed bed laminar flow or counterflow piston flow type, or a fluidized bed counterflow complete mixing type, and the contact time is 0.2 to 5 hours, preferably 0.2 to 5 hours. Feed at a rate such that it lasts 5-3 hours. The temperature of the reactor is below 100℃, usually 20-90℃
, preferably kept at 30-80°C. At high temperatures of 100° C. or higher, deterioration of the catalyst and by-products of high-boiling substances become significant. Further, the reaction pressure only needs to be large enough to maintain the liquid phase, and usually normal pressure may be used, but the pressure may be increased to 5 kg/cm2 depending on the raw material composition and reaction temperature. The selectivity of 3-ethoxybutyl acetate in the present invention is very high (99% or more). [0030] The present invention will be explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto in any way. [Example 1] (Synthesis Example) (2) Alcohol addition reaction 223 g (3.2 mol) of crotonaldehyde and 620 g (13.5 mol) of ethanol are placed in a 2000 ml flask. The reaction apparatus is set in a bathtub cooled to -5°C, stirring is started, and the reaction raw materials are cooled. When the raw material reached a constant temperature, 50 to 60 ppm of sodium hydroxide as a catalyst was added to the total amount to start the reaction. As the sodium hydroxide catalyst, a 5% by weight aqueous sodium hydroxide solution was used. The reaction time was 4 hours. Analysis of the reaction solution showed that the reaction rate of crotonaldehyde was 97%. This reaction solution was poured into a packed column with a height of 40 cm for 50 min.
Distilled below torr to cut out low boiling and high boiling substances.60
213 g of 3-ethoxybutanal in % concentration were obtained. ■Hydrogenation reaction 213g of this concentrated liquid was added to a volume of 3
00ml autoclave in the presence of 2% by weight Raney nickel catalyst under hydrogen pressure of 100Kg/cm2G.
The reaction was carried out at a temperature of 120° C. for 1 hour. It was purified using the same distillation column as in (2) to obtain 125 g of 3-ethoxybutanol with a purity of 98%. ■ 125 g of 3-ethoxybutanol obtained in the acetylation reaction ■ and 1.5 times the mole of acetic acid were mixed with 0.5% sulfuric acid and toluene as an entrainer at a tower top temperature of 9.
The reaction was carried out at 0 to 110° C. while removing water to obtain a crude liquid material. This crude product was purified and distilled to obtain a material with 99.9% purity. (Analysis) The obtained substance was subjected to various analyzes to determine its structure. Infrared absorption spectrum analysis reveals that there are ether bonds and carboxyl groups. In gas chromatography mass spectrometry, C2H
5 O group, CH3 CO group, C2 H5 O (CH3
) It was revealed that it contains a CH group. From the above, it is presumed that in the same way that 3-methoxybutyl acetate is produced by the acetylation reaction of 3-methoxybutanol, 3-ethoxybutyl acetate is produced by the acetylation reaction of 3-ethoxybutanol. Ta. Furthermore, 1 H-
NMR analysis identified this material as acetic acid 3-ethoxybutyl ester. The positions and equivalent numbers of each hydrogen in Structural Formula 3 of acetic acid 3-ethoxybutyl ester below clearly matched the signal elements of the 1 H-NMR spectrum. NMR analysis (1H-NMR, solvent CDCl3) [Chemical formula 3] Signal No. Chemical shift δ Multiplicity Spin coupling constant Number of hydrogens Structural formula above
(ppm)
equivalent hydrogen

Location───────
──────────────────────────
──── 1 1.14
d J=7.1Hz
3H e
2 1.14
tJ=6.3Hz
3H g 3
1.68 q
J=6.2Hz 2H
c4 2.0
s
3H a
5 3.43
m
1H d 6
3.43 q
2H
f 7 4.
1 t
2H b The physical properties of the obtained acetic acid 3-ethoxybutyl ester were measured. Physical properties of acetic acid 3-ethoxybutyl ester [0037] In order to examine the compatibility of the obtained acetic acid 3-ethoxybutyl ester with various solvents, a typical solvent and acetic acid 3-ethoxybutyl ester were mixed at a volume ratio of 1/1. The mixture was placed in a test tube, mixed, and allowed to stand at room temperature to check mutual solubility. As a result, it was completely miscible with the following solvents. Methanol, ethanol, isopropanol, acetone, MIBK, butyl acetate, benzene, toluene, xylene, n-hexane, cyclohexane. The solubility of the obtained 3-ethoxybutyl acetate to various resins was investigated. Take 2g of resin in a 50ml Erlenmeyer flask, add 18ml of solvent,
The mixture was stirred while being kept at 25° C., and after 3 hours it was visually determined whether the resin had melted. The results are shown below in comparison with the case of 3-ethoxyethyl acetate (abbreviated as EGA). Acetic acid 3-ethoxybutyl ester is abbreviated as EBA. [Example 2] A porous strongly acidic cation exchange resin Diaion-PK212 (H type) (registered trademark) (crosslinking degree 6, Continuous operation was carried out using a catalyst with a surface area of 0.15 to 0.20 m2/g and a porosity of 10%. 25.1 wt % of fresh 3-ethoxybutanol was added to a stainless steel jacketed fixed bed tubular reactor filled with 100 ml of the above catalyst swollen with 3-ethoxybutanol at 65° C. and normal pressure. A mixture of 74.9 wt% ethyl acetate at a molar ratio of 1:4 was supplied at a rate of 200 l/hr. As a result of analyzing the reaction product liquid discharged from the reactor by gas chromatography using a conventional method, the composition was found to be 18.2 wt% acetic acid 3-ethoxybutyl ester, 5.2 wt% ethanol,
Ethyl acetate 64.8wt%, 3-ethoxybutanol 1
The content was 1.5 wt%, and the other content was 0.3 wt%. Therefore,
The reaction result was a reaction rate of 3-ethoxybutanol of 54.0%.
, the selectivity for acetic acid 3-ethoxybutyl ester was 99.0%. Although this continuous reaction was carried out for three months, almost no deterioration of the catalyst was observed. [Example 3] Diaion-PK216 (H type) (registered trademark), a porous strongly acidic cation exchange resin having a skeleton made of a styrene-divinylbenzene copolymer that had been sufficiently dried in advance (degree of crosslinking: 8, Continuous operation was carried out using a catalyst with a surface area of 0.15 to 0.20 m2/g and a porosity of 10%. [0042] A stainless steel jacketed fixed bed tubular reactor filled with 100 ml of the above catalyst swollen with 3-ethoxybutanol was heated with 3-ethoxybutanol at 65°C and normal pressure by backflow.
-Ethoxybutanol 87.0wt%, ethyl acetate 13
.. A 0 wt % mixed solution was supplied at a rate of 100 l/hr. The reaction product liquid discharged from the reactor was analyzed by gas chromatography using a conventional method, and the composition was found to be 14.6% by weight of 3-ethoxybutyl acetate and 4% by weight of ethanol.
2 wt%, ethyl acetate 4.9 wt%, 3-ethoxybutanol 76.1 wt%, and other 0.2 wt%. Therefore, the reaction results were 63.0% conversion of ethyl acetate and 99.0% selectivity of 3-ethoxybutyl acetate. Although this continuous reaction was carried out for three months, almost no deterioration of the catalyst was observed. Effects of the Invention The present invention provides a novel acetic acid 3-ethoxybutyl ester, and furthermore provides its physical properties,
Properties such as solvent properties were clarified. Moreover, the present invention provides 3
- Provides an industrially advantageous method for producing 3-ethoxybutyl acetate using ethoxybutanol and ethyl acetate as raw materials.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  下記構造式化1である酢酸3−エトキ
シブチルエステル。 【化1】
1. Acetic acid 3-ethoxybutyl ester represented by the following structural formula 1. [Chemical formula 1]
【請求項2】  3−エトキシブタノールと酢酸エチル
とを、多孔質強酸性カチオン交換樹脂の存在下に液相条
件下に反応させることを特徴とする酢酸3−エトキシブ
チルエステルの製造方法。
2. A method for producing 3-ethoxybutyl acetate, which comprises reacting 3-ethoxybutanol and ethyl acetate under liquid phase conditions in the presence of a porous strongly acidic cation exchange resin.
JP2412769A 1990-12-21 1990-12-21 Acetic acid 3-ethoxybutyl ester compound and method for producing the same Expired - Fee Related JP2848709B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2412769A JP2848709B2 (en) 1990-12-21 1990-12-21 Acetic acid 3-ethoxybutyl ester compound and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2412769A JP2848709B2 (en) 1990-12-21 1990-12-21 Acetic acid 3-ethoxybutyl ester compound and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04221342A true JPH04221342A (en) 1992-08-11
JP2848709B2 JP2848709B2 (en) 1999-01-20

Family

ID=18521540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2412769A Expired - Fee Related JP2848709B2 (en) 1990-12-21 1990-12-21 Acetic acid 3-ethoxybutyl ester compound and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2848709B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010099573A (en) * 2008-10-22 2010-05-06 Mitsubishi Chemicals Corp Strongly acidic cation exchange resin for manufacturing methacrylic acid ester

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010099573A (en) * 2008-10-22 2010-05-06 Mitsubishi Chemicals Corp Strongly acidic cation exchange resin for manufacturing methacrylic acid ester

Also Published As

Publication number Publication date
JP2848709B2 (en) 1999-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS638929B2 (en)
EP0353990A2 (en) Process for preparing trans-1, 4 cyclohexanedimethanol
JPH04221342A (en) Acetic acid 3-ethoxybutyl ester compound and production thereof
JP4979230B2 (en) Tetrahydropyran compound production method and tetrahydropyran compound produced by the production method
JPS63165365A (en) Production of caprolactam
US5072049A (en) Process for the preparation of bis(4-hydroxyphenyl) sulfone
CN112812124B (en) Novel spiro-expansion monomer containing unsaturated bond and ester group and preparation method thereof
JPH0225435A (en) Synthesis of butane diol mixture
CN113004228A (en) Synthesis process of D-calcium pantothenate intermediate D-pantolactone
CN112300101A (en) Method for preparing bis- (5-formylfurfuryl) ether from 5-hydroxymethylfurfural
JPS63196532A (en) Production of 3-methoxybutanol
JP4598917B2 (en) Method for producing lactone
US7019154B2 (en) Process for the production of 5-benzyl-3-furfuryl alcohol
JP2686824B2 (en) Process for producing dipentaerythritol hexaester compound
WO1992003439A1 (en) Method of producing acetals
JP3175334B2 (en) Method for producing N- (α-alkoxyethyl) -carboxylic acid amide
JP4995456B2 (en) Process for producing substituted adamantylethanol
JPS6241492B2 (en)
Zengel et al. A New Process for the Production of p-Phenylenediamine Alternatively from Polyester Waste, Terephthalic Ester, or Terephthalic Acid
JP2990680B2 (en) Method for producing epoxidized tetrahydrobenzyl alcohol composition
SU1698246A1 (en) Method of producing 9-fluorenyl ethylene glycol
JPH08109170A (en) Production of hexahydropyridazine
JP4022413B2 (en) Perfluoroalkylacrylic acid multimers and multimer compositions and methods for their production
JPH0210140B2 (en)
JP2727359B2 (en) 4,4'-Difluorodibenzylamine and process for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees