JPH06199739A - カルボン酸エステルの製造方法 - Google Patents

カルボン酸エステルの製造方法

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JPH06199739A
JPH06199739A JP4348081A JP34808192A JPH06199739A JP H06199739 A JPH06199739 A JP H06199739A JP 4348081 A JP4348081 A JP 4348081A JP 34808192 A JP34808192 A JP 34808192A JP H06199739 A JPH06199739 A JP H06199739A
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JP
Japan
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reaction
carboxylic acid
alcohol
catalyst
phenol resin
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Pending
Application number
JP4348081A
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English (en)
Inventor
Masayuki Imamura
雅之 今村
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.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • 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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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カルボン酸又はカルボン酸無水物とアルコー
ルとのエステル化反応を効率よく進行せしめ、また反応
に際してオレフィン等の副生成物を殆ど生成することが
ないカルボン酸エステルの製造方法を提供する。 【構成】 カルボン酸または(及び)カルボン酸無水物
と、アルコールとを、スルホン化フェノール樹脂を触媒
として存在させて反応させることを特徴とするカルボン
酸エステルの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、触媒としてスルホン
化フェノール樹脂を使用することによりカルボン酸また
は(及び)カルボン酸無水物と、アルコールとを反応さ
せてカルボン酸エステルを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からカルボン酸とアルコールとを過
フッ化スルホン酸樹脂を触媒として反応させることによ
りカルボン酸エステルを製造する方法が存する(特公昭
61−21543号公報)。またカルボン酸とアルコー
ルとをスルホン酸基を導入したスチレン−ジビニルベン
ゼン共重合体を触媒として反応させることによりカルボ
ン酸エステルを製造する方法も知られている。
【0003】これらの過フッ化スルホン酸樹脂やスチレ
ン−ジビニルベンゼン共重合体のスルホン化物等のイオ
ン交換樹脂を触媒とした場合は、比較的低温で反応が進
行すること、また反応後に触媒の除去が容易であるとい
う利点が存在する。
【0004】しかしながら、過フッ化スルホン酸樹脂や
スチレン−ジビニルベンゼン共重合体のスルホン化物等
のイオン交換樹脂を触媒とした場合は、触媒が膨潤しや
すいため反応に際してオレフィン等の副生成物が多量に
生成し、十分な反応率が得られないという欠点があっ
た。
【0005】これは過フッ化スルホン酸樹脂やスチレン
−ジビニルベンゼン共重合体のスルホン化物等のイオン
交換樹脂は多孔質構造であるため、反応成分であるアル
コールを細孔内に取り込んでしまって脱水反応を促進す
る結果、エステル化反応を選択的に行われ難くしている
ものと推測される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記の欠点
を解消するためになされたものであって、触媒としてス
ルホン化フェノール樹脂を使用することによりカルボン
酸または(及び)カルボン酸無水物と、アルコールとを
反応させてカルボン酸エステルを製造することにより、
反応に際してオレフィン等の副生成物を殆ど生成するこ
とがなく、しかも比較的低温でエステル化反応を選択的
に行うことができる、カルボン酸エステルの製造方法を
提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明においては、カ
ルボン酸または(及び)カルボン酸無水物と、アルコー
ルとを、スルホン化フェノール樹脂を触媒として反応さ
せることを特徴とするカルボン酸エステルの製造方法に
係わるものであり、これにより反応に際してオレフィン
等の副生成物を殆ど生成することがなく、しかも比較的
低温でエステル化反応を選択的に行うことができるもの
となる。
【0008】スルホン化フェノール樹脂としては、下記
の基幹部分の構造式、
【0009】
【化1】
【0010】(式中、AはSO3 HまたはHを示す。ま
たnの範囲は100〜2,000である。)を有し、分
子量が10,000〜400,000であるものが好適
に使用される。
【0011】この発明においては、カルボン酸として
は、炭素数が1〜18個のものが好適であり、例えばギ
酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク
酸、アジピン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン
酸、安息香酸、フタル酸等が使用される。またカルボン
酸無水物としては、例えば無水フタル酸、無水コハク
酸、無水マロン酸等が好適である。
【0012】またこの発明におけるアルコールとして
は、炭素数が1〜20個のものが好適であり、例えばメ
タノール、エタノール、n−プロピルアルコール、n−
ブチルアルコール、ヘプチルアルコール、n−オクチル
アルコール、n−デシルアルコール、イソプロピルアル
コール、イソノニルアルコール、イソデシルアルコー
ル、t−ブチルアルコール、2−エチルヘキシルアルコ
ール、セロソルブ、カルビトール等が使用される。
【0013】カルボン酸または(及び)カルボン酸無水
物と、アルコールとの反応量は、カルボン酸、カルボン
酸無水物の総量に対するアルコールの量がモル比で5:
1〜1:5の範囲に存するのが好適である。
【0014】この発明においてカルボン酸または(及
び)カルボン酸無水物と、アルコールとを接触させてカ
ルボン酸エステルを製造するための触媒として使用され
る上記のスルホン化フェノール樹脂としては、例えばフ
ェノール、ホルマリン、アンモニア水、水酸化カリウム
の混合物を加熱、攪拌して重合反応を行い、得られたフ
ェノール樹脂を硫酸、発煙硫酸等と加熱下に反応させて
スルホン化したものが使用される。
【0015】上記のスルホン化フェノール樹脂の使用量
は、反応成分の混合物の全量を基準として0.001〜
50重量%とされるのが好適である。反応温度は、30
℃〜200℃の範囲が好適であり、70℃〜120℃の
温度範囲が最適である。また圧力は1mmHg〜50気
圧の範囲が好適であり、10mmHg〜1気圧の圧力範
囲が最適である。
【0016】
【作用】この発明においては、カルボン酸または(及
び)カルボン酸無水物と、アルコールとをスルホン化フ
ェノール樹脂を触媒として反応させるものであるため、
比較的低温で反応を生じさせることができる。また反応
に際してエステル化反応が選択的に行われるため、オレ
フィン等の副生成物を殆ど生じることがない。
【0017】これは、触媒であるスルホン化フェノール
樹脂は非多孔質構造のため、反応時に膨潤したり、反応
成分であるアルコールを取り込むことがないからと考え
られる。
【0018】
【実施例】この発明をさらに詳しく説明する為に、以下
に実施例について説明する。
【0019】〔実施例1〕 (スルホン化フェノール樹脂の合成)フェノール50g
(0.53モル)、35重量%ホルマリン45.5g
(0.53モル)、28重量%アンモニア水2ミリリッ
トル、水酸化カリウム0.4gを91℃で10時間をか
けて加熱し、攪拌した。生成した黄色ゴム状塊を取り出
し、水洗後粉砕して50℃で乾燥した。このレゾール3
0gを160℃で3時間加熱し、茶褐色のフェノール樹
脂を得た。
【0020】このフェノール樹脂14gに、硫酸129
g、25重量%発煙硫酸21gを加え、140℃で3時
間加熱した。この反応物を水500ミリリットルの中に
掻き出して砕き、水1000ミリリットルを追加して攪
拌し、静置し、傾瀉した。この操作を5回繰り返し、不
要物を除去した。残った黒色スラリーにメタノール30
0ミリリットルを加えて濾過し、得られた固滓にメタノ
ール300ミリリットルを加え攪拌後、濾過した。この
洗浄操作を4回繰り返して後の固滓に付着した液のPH
は5であり、固滓は若干弾性のある黒色固体であった。
【0021】この固滓に2ーエチルヘキシルアルコール
100ミリリットルを加え、30分間攪拌後、冷却し、
濾過した。この操作をもう一回繰り返した後、得られた
固滓をメタノール150ミリリットルで3回洗浄、濾過
し、更に130℃の油浴で15mmHgの減圧下に蒸留
して揮発成分を除去し、18.2gの黒色固体を得た。
かくして得られたスルホン化フェノール樹脂の分子量は
約16万であった。
【0022】またこのスルホン化フェノール樹脂のスル
ホン化率は次の方法により求めた。スルホン化フェノー
ル樹脂0.1893gに0.1N−KOH(f=1.0
688)10ミリリットルを加え、15分間攪拌した
後、フェノールフタレインを指示薬として、0.1N−
2 SO4 (f=1.002)で滴定した結果、所要量
は3.44ミリリットルであり、71.5%がスルホン
化されていることが判明した。
【0023】このスルホン化フェノール樹脂は2ーエチ
ルヘキシルアルコールをはじめとするアルコール類や大
部分の有機溶剤に不溶であり、また膨潤を生じないもの
であった。
【0024】(エステル化反応)容量500ミリリット
ルの攪拌機付きガラス反応器に、無水フタル酸48g
(0.324モル)、2ーエチルヘキシルアルコール9
7g(0.746モル)を仕込み、102℃で無水フタ
ル酸が溶解するまで加熱攪拌後、触媒として上記のスル
ホン化フェノール樹脂10g(0.0383eq)を加
え、約30mmHgの圧力下、100℃で反応させた。
スルホン化フェノール樹脂は均一に分散し、スラリー状
で反応が進行した。反応開始後、所定時間経過毎に反応
液を採取し、酸価およびガスクロマトグラフィー分析を
行った。
【0025】反応開始後6時間55分経過した時点での
酸価は21.4で、無水フタル酸基準の反応率で83.
0%に達した。またガスクロマトグラフィー分析の結
果、オレフィン等の生成は殆ど認められなかった。また
スルホン化フェノール樹脂の膨潤は生じなかった。
【0026】反応開始後の経過時間と反応率との関係お
よびオレフィン等の副生成物の生成についての測定結果
を表1の実施例1の欄に示す。
【0027】〔実施例2〕実施例1により最終的に得ら
れた反応液を再度昇温し、100℃で反応を継続した。
所定時間経過毎に反応液を採取し、酸価分析を行った。
再開後10時間20分経過後の酸価は1.06であり、
無水フタル酸基準の反応率で99.2%に相当した。
【0028】反応再開後の経過時間と反応率との関係を
表1の実施例2の欄に示す。
【0029】〔実施例3〕100ミリリットルの三つ口
フラスコに油水分離器(Dean Stark型)およ
び温度計を付し、マグネチックスターラーで攪拌するよ
うにした装置に、無水フタル酸16g(0.108モ
ル)と2ーエチルヘキシルアルコール25g(0.19
2モル)を仕込み、100℃〜105℃で無水フタル酸
が溶解するまで攪拌した後、触媒として実施例2から分
離したスルホン化フェノール樹脂(乾燥量基準6.7
g、26.2meq)を2ーエチルヘキシルアルコール
8g(0.062モル)で洗い込み、100℃で、約3
0mmHgの圧力下に反応を行わせた。
【0030】反応開始後、所定時間を経過後に反応液を
採取し、実施例1におけると同様にして酸価を測定し
た。1バッチ目を反応させた後、反応液を冷却して吸引
濾過し、得られた触媒を湿潤状態のままで次の反応に使
用した。3バッチ目以降も同様に触媒を繰り返し使用し
た。
【0031】触媒を使用して総計67時間の反応を行っ
た結果、殆ど触媒の活性低下が認められなかった。また
副生成物であるオレフィンは反応液を濾過した濾液のガ
スクロマトグラフィー分析の結果、殆ど認められなかっ
た。各バッチ毎の反応時間、反応率、濾過して残った触
媒量を測定した結果を表2に示す。
【0032】〔比較例1〕温度計、還流冷却器、磁気回
転子を付設した容量100ミリリットルの三つ口フラス
コに、無水フタル酸20g(0.135モル)、2ーエ
チルヘキシルアルコール40.4g(0.311モ
ル)、触媒としてスチレン−ジビニルベンゼン共重合体
のスルホン化物(商品名 アンバーリスト15(オルガ
ノ社製))15.9g(70meq)を仕込み、温度調
節器を付けた油浴中で実施例1と同様にして100℃に
加熱、攪拌し、反応を行わせた。
【0033】反応開始後、4時間30分を経過後に反応
液を採取し、実施例1におけると同様にして反応率を測
定した結果、無水フタル酸基準で74.8%であった。
また副生成物としてオレフィン等が3.74%生成して
いた。これはスチレン−ジビニルベンゼン共重合体のス
ルホン化物が2ーエチルヘキシルアルコールを選択的に
吸着、脱水していることによると推測される。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】
【発明の効果】この発明によれば、スルホン化フェノー
ル樹脂をカルボン酸エステル化反応触媒として用いるこ
とにより、比較的低温で反応を進行させることができる
とともに、反応に際してオレフィン等の副生成物を生成
することがなく、エステル化反応が選択的に効率よく行
われることとなる。また反応後、分離回収することによ
り繰り返し使用にも十分耐え得るものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カルボン酸または(及び)カルボン酸無
    水物と、アルコールとを、スルホン化フェノール樹脂を
    触媒として存在させて反応させることを特徴とするカル
    ボン酸エステルの製造方法。
JP4348081A 1992-12-28 1992-12-28 カルボン酸エステルの製造方法 Pending JPH06199739A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1013632A1 (en) * 1998-12-24 2000-06-28 Council Of Scientific And Industrial Research Process for production of esters
WO2001007395A1 (fr) * 1999-07-27 2001-02-01 Kawasaki Kasei Chemicals Ltd. Composition contenant un monoester d'acide phtalique
WO2015098922A1 (ja) * 2013-12-26 2015-07-02 フタムラ化学株式会社 樹脂固体酸及びその製造方法

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