JPH06135892A - カルボン酸ビニルエステルの製造方法 - Google Patents

カルボン酸ビニルエステルの製造方法

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JPH06135892A
JPH06135892A JP4283221A JP28322192A JPH06135892A JP H06135892 A JPH06135892 A JP H06135892A JP 4283221 A JP4283221 A JP 4283221A JP 28322192 A JP28322192 A JP 28322192A JP H06135892 A JPH06135892 A JP H06135892A
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JP
Japan
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carboxylic acid
reaction
lithium
alkali metal
catalyst
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Application number
JP4283221A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Tajima
康宏 田島
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Kuraray Co Ltd
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Kuraray Co Ltd
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Publication date
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    • 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

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

Abstract

(57)【要約】 【構成】 酢酸ビニルと下記一般式(I) 【化1】 (式中、Rは水素原子または炭素数2以上の炭化水素基
を表す。)で示される有機カルボン酸とをパラジウム化
合物および酸素の存在下にエステル交換反応させて下記
一般式(II) 【化2】 (式中、Rは前記定義のとおりである。)で示されるカ
ルボン酸ビニルエステルを製造するに際し、アルカリ金
属硝酸塩および/または亜硝酸アルキルエステルとアル
カリ金属カルボン酸塩とアルカリ金属ハロゲン化物の存
在下に、均一系で反応させることを特徴とする上記のカ
ルボン酸ビニルエステルの製造方法。 【効果】 一般式(II)で示されるカルボン酸ビニル
エステルを安価な触媒系を用いて簡便に製造することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はカルボン酸ビニルエステ
ルの製造方法に関する。本発明により得られるカルボン
酸ビニルエステルは、例えば、ポリマーの改質剤、塗
料、潤滑油改質剤として用いられる。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】エス
テル交換反応を利用してカルボン酸ビニルエステルを製
造する方法として、脂肪族または芳香族のカルボン酸と
ビニルエステルとを硫酸水銀、酢酸水銀などの水銀塩触
媒の存在下でエステル交換させて、原料ビニルエステル
とは異なるカルボン酸ビニルエステルを生成させる方法
が知られている(特公昭39−19146号公報参
照)。この方法は有害な水銀化合物を使用しており、工
業的な製造方法としては適当ではない。
【0003】パラジウム化合物を触媒とする方法が提案
された(西ドイツ特許第1,127,888号明細書参
照)が、この方法は反応中にパラジウム化合物がメタル
化して触媒活性を失うため、高価なパラジウム化合物を
多量に必要とする。触媒の失活を抑制する目的で、パラ
ジウムのキレ−ト化合物を別途に合成して触媒として利
用する方法も報告されている[テトラヘドロン(Tet
rahedron)、28巻、233頁(1972年)
参照]が、かかるキレ−ト化合物は高価であり、工業生
産用触媒としては使用できない。
【0004】エステル交換反応を酢酸パラジウムを主触
媒とし、酢酸銅、臭化カリウムおよび酢酸カリウムを助
触媒とする触媒系を用いて、酸素の存在下で行う方法が
提案されている(特公昭57−26661号公報参
照)。この方法では、反応速度を高くするには過剰量の
臭化カリウムを使用する必要があり、かかる場合、反応
系は不均一系となるため、生成物の分離過程で濾過操作
が必要となるのみならず、装置の磨耗、装置への付着な
どの問題が生じる。エステル交換反応を上記の触媒系を
担体表面に吸着担持させてなる固体触媒を用いて酸素の
存在下で行う方法も提案されている(特公昭58−48
534号公報参照)。しかしながら、この方法には、触
媒のパラジウム化合物および銅化合物、アルカリ金属化
合物の一部が反応混合液に溶出するため触媒活性が徐々
に低下するという欠点がある。
【0005】一方、ルテニウム化合物を触媒とする方法
が提案されている(特開平2−56438号公報参
照)。この方法には、エステル交換反応に高温を必要と
するのみならず、有毒な一酸化炭素を使用するという問
題点がある。
【0006】しかして、本発明の目的は、上記の従来法
における問題点のないエステル交換触媒系を新たに構築
することにより、カルボン酸ビニルエステルを安価に製
造する簡便な方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記の従来法
における問題点を解決すべく検討した結果、パラジウム
化合物を主触媒とし、アルカリ金属硝酸塩および/また
は亜硝酸アルキルエステルとアルカリ金属カルボン酸塩
とアルカリ金属ハロゲン化物を助触媒とする触媒系を用
いてエステル交換反応を行った場合、反応系が均一系で
進行するのみならず、触媒系が高い反応活性を有するこ
とを見出だし、本発明を完成するに至った。
【0008】すなわち、本発明によれば、上記の目的
は、酢酸ビニルと下記一般式(I)
【0009】
【化3】
【0010】(式中、Rは水素原子または炭素数2以上
の炭化水素基を表す。)で示される有機カルボン酸[以
下、これを有機カルボン酸(I)と称する]とをパラジ
ウム化合物および酸素の存在下にエステル交換反応させ
て下記一般式(II)
【0011】
【化4】
【0012】(式中、Rは前記定義のとおりである。)
で示されるカルボン酸ビニルエステル[以下、これをカ
ルボン酸ビニルエステル(II)と称する]を製造する
に際し、アルカリ金属硝酸塩および/または亜硝酸アル
キルエステルとアルカリ金属カルボン酸塩とアルカリ金
属ハロゲン化物の存在下に、均一系で反応させることを
特徴とするカルボン酸ビニルエステル(II)の製造方
法を提供することによって達成される。
【0013】本発明におけるエステル交換反応では、有
機カルボン酸(I)が有する炭化水素基の炭素数の影響
はなく、その炭素数の上限は特に定める必要はない。有
機カルボン酸(I)としては、蟻酸および炭素数2〜2
0の炭化水素基をもつ飽和カルボン酸が好ましい。かか
る飽和カルボン酸としては、例えば、プロピオン酸、酪
酸、イソ酪酸、吉草酸、ピバリン酸、カプロン酸、カプ
リル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ステアリン酸などを
挙げることができる。有機カルボン酸(I)と酢酸ビニ
ルの使用モル比は、エステル交換反応の平衡関係に応じ
て適宜変更することができるが、25対75〜60対4
0の範囲であることが好ましい。
【0014】エステル交換反応は平衡反応であり、反応
温度が低過ぎる場合にはカルボン酸ビニルエステル(I
I)の収率が低くなり、逆に高過ぎる場合には使用する
触媒が分解するようになり、いずれの場合も好ましくな
い。反応温度としては室温から酢酸ビニルの沸点である
72℃の範囲の温度を採用するのが好ましい。
【0015】エステル交換反応は酸素の存在下に行う。
酸素としては酸素のみである必要はなく、酸素を含有す
るガス、例えば空気の存在下に反応を行うこともでき
る。反応は反応系に酸素を流通させて行うのが好まし
い。反応は通常常圧下で行うが、必要に応じて加圧下で
行ってもよい。エステル交換反応は溶媒の存在下で行う
こともできる。溶媒としては、例えば、テトラヒドロフ
ラン、アセトニトリル、ジエチルエーテルなどを使用す
ることができる。
【0016】主触媒のパラジウム化合物としては、有機
カルボン酸(I)に均一に溶解し得る、エステル交換触
媒として公知の化合物が使用できる。かかるパラジウム
化合物としては、例えば、酢酸パラジウム、プロピオン
酸パラジウム、ピバリン酸パラジウムなどのパラジウム
のカルボン酸塩が挙げられる。パラジウム化合物の使用
量は、有機カルボン酸(I)1モル当たり0.0001
〜0.01モルの範囲の量が適当である。
【0017】助触媒として用いられるアルカリ金属硝酸
塩および亜硝酸アルキルエステルはレドックス剤であ
る。アルカリ金属硝酸塩としては、硝酸リチウム、硝酸
ナトリウム、硝酸カリウムなどが例示されるが、硝酸リ
チウムが特に好ましい。亜硝酸アルキルエステルとして
は、亜硝酸と炭素数1〜10のアルコールから得られる
エステルが好ましく、例えば、亜硝酸プロピル、亜硝酸
ブチル、亜硝酸ペンチル、亜硝酸ヘキシル、亜硝酸ヘプ
チルなどが挙げられる。亜硝酸アルキルエステルとして
は、生成するカルボン酸ビニルエステル(II)と蒸留
分離し易い沸点を有するものを選ぶのが好ましい。亜硝
酸メチル、亜硝酸エチルなどの常温でガス状の亜硝酸エ
ステルを用いる場合には、ジエチルエーテルなどに溶解
させた状態で使用するのが適当である。アルカリ金属硝
酸塩または亜硝酸アルキルエステルの使用量はパラジウ
ム化合物1モル当たり約0.1〜10モルの範囲の量が
好ましい。
【0018】アルカリ金属カルボン酸塩としては、炭素
数1〜20の有機カルボン酸のアルカリ金属塩が好まし
く、例えば、酢酸リチウム、酢酸カリウム、プロピオン
酸リチウム、ピバリン酸リチウムなどが挙げられる。特
に、酢酸リチウムまたは有機カルボン酸(I)のリチウ
ム塩が好ましい。これらは単独で、または2種以上の組
合わせで用いられる。その使用量はパラジウム化合物1
モル当たり約10〜100モルの範囲の量が好ましい。
【0019】アルカリ金属ハロゲン化物としては、例え
ば、塩化リチウム、臭化リチウム、塩化ナトリウムなど
が使用されるが、特に塩化リチウムおよび臭化リチウム
が好ましい。これらは単独で、または2種以上の組合わ
せで用いられる。その使用量はパラジウム化合物1モル
当たり約1〜10モルの範囲の量が好ましい。
【0020】反応終了後、生成したカルボン酸ビニルエ
ステル(II)は反応混合液から常法の蒸留分離操作に
より分離することができる。生成したカルボン酸ビニル
エステル(II)がピバリン酸ビニルである場合、ピバ
リン酸ビニルは例えば、次の操作により反応混合液より
分離取得することができる。まず反応混合液から酢酸ビ
ニルを蒸留分離し、次いでピバリン酸ビニルおよび酢酸
を混合液として蒸留分離し、残留物としてピバリン酸お
よび触媒成分を得る。次に、ピバリン酸ビニルおよび酢
酸の混合液に水を加え、共沸蒸留によってピバリン酸ビ
ニルと水との混合留分を得る。かかる混合留分はピバリ
ン酸ビニル層と水層に分離することから、分液操作でピ
バリン酸ビニルを分離取得することができる。
【0021】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、本発明はこれらの実施例によって何ら限定さ
れるものではない。
【0022】実施例1 攪拌機、温度計および還流冷却器を取り付けた内容積1
lの三つ口フラスコに酢酸ビニル258g、ピバリン酸
102g、酢酸パラジウム224mg、硝酸リチウム6
9mg、塩化リチウム212mgおよび酢酸リチウム
2.64gを仕込み、空気を15ml/hで流し、内温
を60℃に保って2時間反応させた。反応系は均一系で
あった。反応混合液は黄褐色透明であり、ガスクロマト
グラフィ−で分析したところ、ピバリン酸ビニルの生成
量は82gであった。
【0023】実施例2 実施例1においてピバリン酸102gの代りにプロピオ
ン酸74gを用いた以外は同様の方法で2時間反応させ
た。反応系は均一系であった。反応混合液をガスクロマ
トグラフィ−で分析したところ、プロピオン酸ビニルの
生成量は69gであった。
【0024】実施例3 実施例1において硝酸リチウム69mgの代りに亜硝酸
ブチル280mgを用いた以外は同様の方法で2時間反
応させた。反応系は均一系であった。反応混合液をガス
クロマトグラフィ−で分析したところ、ピバリン酸ビニ
ルの生成量は80gであった。
【0025】実施例4 実施例1において酢酸パラジウム672mgを用い、か
つ塩化リチウム212mgの代りに臭化リチウム434
mgを用いた以外は同様の方法で2時間反応させた。反
応系は均一系であった。反応混合液をガスクロマトグラ
フィ−で分析したところ、ピバリン酸ビニルの生成量は
81gであった。
【0026】比較例1 実施例1において酢酸パラジウム224mgの代りに塩
化パラジウム179mgを用いた以外は同様の方法で反
応を行ったところ、塩化パラジウムは大部分溶け残り、
反応系は均一系にならなかった。反応速度は小さく、実
施例1におけると同じ量のピバリン酸ビニルを生成させ
るのに5時間を要した。
【0027】比較例2 実施例1において触媒系を酢酸パラジウム224mg、
酢酸銅182mg、臭化カリウム60mgおよび酢酸カ
リウム3.93gとした以外は同様の方法で反応を行っ
たところ、実施例1におけると同じ量のピバリン酸ビニ
ルを生成させるのに5時間を要した。
【0028】比較例3 比較例2において反応速度を上げるべく臭化カリウムを
200mg使用した以外は同様の方法で反応を行ったと
ころ、臭化カリウムの一部は溶解せず、反応系は均一系
にならなかった。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、上記の実施例から明ら
かなように、安価な触媒系を用いてカルボン酸ビニルエ
ステル(II)を簡便に製造することができる。本発明
においては、触媒失活が小さく、かつ生成物分離に濾過
操作が不要となるうえ、有毒な一酸化炭素を使用しない
という利点がある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酢酸ビニルと下記一般式(I) 【化1】 (式中、Rは水素原子または炭素数2以上の炭化水素基
    を表す。)で示される有機カルボン酸とをパラジウム化
    合物および酸素の存在下にエステル交換反応させて下記
    一般式(II) 【化2】 (式中、Rは前記定義のとおりである。)で示されるカ
    ルボン酸ビニルエステルを製造するに際し、アルカリ金
    属硝酸塩および/または亜硝酸アルキルエステルとアル
    カリ金属カルボン酸塩とアルカリ金属ハロゲン化物の存
    在下に、均一系で反応させることを特徴とする上記のカ
    ルボン酸ビニルエステルの製造方法。
  2. 【請求項2】 硝酸リチウムとカルボン酸リチウムと塩
    化リチウムまたは臭化リチウムの存在下に反応させるこ
    とを特徴とする請求項1記載の製造方法。
JP4283221A 1992-10-21 1992-10-21 カルボン酸ビニルエステルの製造方法 Pending JPH06135892A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10042272B2 (en) 2016-04-14 2018-08-07 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic photosensitive member, method for producing the same, process cartridge and electrophotographic apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10042272B2 (en) 2016-04-14 2018-08-07 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic photosensitive member, method for producing the same, process cartridge and electrophotographic apparatus

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