JPH06720B2 - 2―ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法 - Google Patents

2―ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法

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JPH06720B2
JPH06720B2 JP60113239A JP11323985A JPH06720B2 JP H06720 B2 JPH06720 B2 JP H06720B2 JP 60113239 A JP60113239 A JP 60113239A JP 11323985 A JP11323985 A JP 11323985A JP H06720 B2 JPH06720 B2 JP H06720B2
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芳彦 神原
志郎 浅野
度 磯崎
公一 朝生
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレ
ートの製造方法に関するものである。さらに詳しくは、
2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの合成時
に於ける重合防止に関するものである。
〔従来の技術〕
2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートは、アク
リル酸またはメタクリル酸に触媒の存在下アルキレンオ
キサイドを反応させて合成し、次いで蒸留により精製し
留分として製品を得るのが一般的な製造法である。しか
し2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートは非常
に重合し易いビニルモノマーであり、反応中や蒸留中に
重合する問題が発生し易く、その防止はなかなか困難で
ある。
そのため今まで種々の工夫、例えば特開昭51−8214号で
は分子量300以上の芳香族系ジアミンを重合禁止剤とし
て用いる方法、あるいは特開昭57−42657号では反応液
中のアルキレンオキサイドのモル濃度を触媒であるクロ
ム化合物のモル濃度の3倍を越えて存在させる方法等が
提案されている。その他、重合禁止剤については、ハイ
ドロキノン、フエノチアジン、ハイドロキノンモノメチ
ルエーテル、パラキノンジオキシム、銅塩、硫黄、メチ
レンブルー等様々な提案がなされている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、本発明者等が検討したところによれば、
従来の提案のいずれもが反応中の重合を防止するという
点で十分なものではなかった。
特に、通常実施されている回分式による製造の場合、バ
ッチ間での反応器の洗浄なしで合成を繰り返すと、数バ
ッチ後に合成液のかなりの割合が重合してしまう。この
ため、生産効率を犠牲にしてバッチ毎に、水または上記
で反応器内を洗浄しなければならない。しかしながら、
これらの洗浄によつても除ききれない重合物当が影響す
るためか、やはり反応を数バッチ繰り返すと、合成液が
重合するのが避けられない。
このような問題の対策として、重合禁止剤の量、種類を
変える、あるいは2種類以上併用する等の種々の方法を
検討したが、これ等は何れも有効な解決策とはならなか
った。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、前記問題点を解決するため鋭意検討した
結果、合成液を抜き出した後、反応器に空気など酸素含
有ガスを導入し、一旦反応域内を酸素と接触せしめる処
理をした後、次の合成反応を行うことにより、回分的に
反応を繰り返すうちに発生してくる重合反応を防止しう
ることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち本発
明は、アクリル酸またはメタクリル酸と触媒、及び重合
禁止剤を反応器に仕込んだ後、アルキレンオキサイドを
導入して反応させ、2−ヒドロキシアルキル(メタ)ア
クリレートを回分的に製造する方法において、前回の反
応生成物を排出した後、次回の製造におけるアルキレン
オキサイドを導入するより前の時点で、反応器の反応域
内を酸素または酸素含有ガスで処理した後、反応域内の
酸素または酸素含有ガスを窒素等の不活性ガスで置換
し、実質的に酸素の存在しない雰囲気において、アルキ
レンオキサイドを導入して反応を行うことを特徴とする
2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方
法である。
本発明の方法は、回分式で2−ヒドロキシアルキル(メ
タ)アクリレートを製造するに際し、反応に使用する反
応器内の反応域を回分して反応を実施している。反応と
次の反応との合間、よりくわしく言えば、所定の2−ヒ
ドロキシアルキル(メタ)アクリレートの反応を実施
し、反応が終了した反応生成物を排出したのち、次回の
反応を実施する前に、酸素または酸素含有ガスで処理す
るところに特徴がある。
本発明の方法を2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリ
レートを製造する実施態様も含めて、以下に説明する。
本発明の方法において使用されるアルキレンオキサイド
は、エチレンオキサイド、プロピンオキサイド等のアル
キレンオキサイド、エピクロルヒドリン等のオキシラン
化合物である。使用する触媒としては、アルカリ性触
媒、亜鉛化合物と炭酸カドミウム、四級アンモニウム
塩、主触媒として3価の鉄化合物と助触媒としての銀ま
たは水銀等の組合わせ、クロム化合物等がいずれも用い
られる。使用する触媒量は、一般的には原料の(メタ)
アクリル酸に対し0.01〜10重量%、好ましくは0.03〜3
重量%である。重合禁止剤はハイドロキノン、ハイドロ
キノンモノメチルエーテル、カテコール、フェノチアジ
ン、N,N′−ジ−2−ナフチル−P−フエニレンジア
ミン、硫黄等から一種または二種以上を用いてもよい。
重合禁止剤濃度は、(メタ)アクリル酸に対し通常0.01
〜3重合%、好ましくは0.03〜1重合%である。
反応は、回分的に行うが、その各反応は原料(メタ)ア
クリル酸を加熱および冷却手段と攪拌装置を備えた反応
器に液状で供給し、触媒と重合禁止剤を粉末状または
(メタ)アクリル酸等の適当な液体に溶解または懸濁さ
せて投入し混合する。この際、(メタ)アクリル酸等を
仕込む前または後に反応器内空間が爆発性となる危険を
避けるため、窒素ガス等の不活性気体で置換し、ついで
液温を50〜110℃、さらに好ましくは60〜90℃に昇温す
る。次にアルキレンオキサイドをガス状または液状で反
応器に供給して反応を開始する。空気存在下では大きい
爆発性を有するので、不活性ガス雰囲気下にし、アルキ
レンオキサイドの供給により、反応が始まり、液温が上
昇を始めるので、冷却することによって、反応温度を50
〜110℃、好ましくは70〜90℃に保つ。
アルキレンオキサイド供給量が(メタ)アクリル酸に対
し、モル比で1.0〜1.2好ましくは1.03〜1.10となつた時
点で供給を停止し、合成液中の(メタ)アクリル酸濃度
が1.0重量%以下、好ましくは0.5重量%以下となるまで
上記反応温度を維持して反応を継続する。
反応終了後、得られた反応生成物を抜き出し、この反応
生成物を常法により処理して目的物を得る。本発明の方
法では、上記のように反応生成物を排出した反応器につ
いて、次回の前記のような反応を実施する前に次の処理
を行う。
すなわち、前回の反応生成物を排出した後の反応器に、
あるいは次回のアルキレンオキサイド以外の原料を送入
した 反応器に酸素または酸素含有ガスを導入し器内の
反応域と接触させる。
反応器内は、前回の反応生成物を排出した後、酸素また
は酸素含有ガスの導入に先立って、とくに洗浄する必要
がなく、反応生成物を排出した後、そのまま、またはア
ルキレンオキサイド以外の原料を送入した後、酸素又は
酸素含有ガスを導入する。使用する酸素含有ガスとして
は、酸素含有量1容量%以上あれば良い。通常空気が最
も簡便な酸素含有ガスとして多用される。接触時間はと
くに限定されない。反応器の操業を考慮して適宜選ばれ
た時間であればよい。したがって、数分間以上いくら長
くてもよいが、生産効率の上からは短い方がよく、通常
5分間から1時間であれば充分である。その際の反応器
内温度は特に制限はないが、0〜100℃、通常は20〜70
℃である。接触処理の終了後、再び不活性ガスで反応器
内ガスを置換して、実質的に反応域内の酸素を完全に除
去したのち、アルキレンオキサイドを導入し反応を開始
する。
尚、酸素または酸素含有ガスとの接触は、各バツチ毎に
毎回行うのが最も好ましい。しかし、使用する触媒、重
合禁止剤の種類によつては、バッチ間の処理回数を適宜
減らしても良く、3〜4バッチ毎に行うことで充分な効
果が得られる場合もある。
〔発明の効果〕
従来、2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを
回分式に繰り返し合成する際、合成液の重合を防止する
ことは極めて困難であつたが、本発明の方法により、殆
ど生産効率を落とすことなく、且つ簡便に防止すること
が可能となった。
〔実施例〕
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例1 メタクリル酸661g、塩化第2クロム(6水塩)4.10g、
及びフエノチアジン0.66gを容積1.5の攪拌機付ステン
レス鋼製反応器に仕込み、反応器を窒素ガス置換した後
80℃に昇温し、内圧を2.2気圧とした。351gの酸化エチ
レンを約4時間かけてほぼ等速で供給し、この間80℃を
維持して反応させた。
供給終了後、90℃に昇温して3時間反応を継続した後、
合成液の一部を採取し分析したところ、メタクリル酸濃
度0.27%、酸化エチレン濃度400ppmであり、直ちに冷却
を行った。液温度が45℃になったところで攪拌を止め、
反応器底迄達しているサンプリング管を使い、反応器内
圧力を利用して合成液を抜き出した。
次いで、空気及び窒素供給ノズルより空気を5N/時
で20分間送気した。続いて、原料供給ノズルより酸化
エチレン以外の原料を仕込み、前記の空気及び窒素ノズ
ルより今度は窒素を送入し、反応器内を窒素ガスで置換
し酸素を排除した後、前回同様昇温し、酸化エチレンを
導入して反応させ合成を行った。
以下同様に合成→合成液抜き出し→空気送入→酸化エチ
レンを除く原料の仕込み→窒素置換による酸素排除→酸
化エチレン導入合成、のサイクルを繰り返し、合成を計
15バッチ行った。
この間、合成液の粘度はほぼ4.8cts(30℃)を保ち、糸
引き、増粘等の重合の兆候は全く無く、15バッチ終了後
反応器を解体点検したところ、重合物の存在は認められ
なかった。
比較例1 空気送入をしないこと以外は、実施例1と同様に行っ
た。その結果、1〜3バッチ目では以上は無かったもの
の(合成液粘度4.8cst(30℃))、4バッチ目で若干増
粘し(同5.1cst)、5バッチ目では更に増粘し(同5.6c
st)、6バッチ目では合成液の抜き出しが途中で不能と
なり、解体点検すると合成液の約1/2がゼリー状重合物
となっていた。その他、反応器の壁や攪拌棒、翼等各所
に多量の重合物の付着がみられた。
比較例2 合成液抜き出し後、水1.2を反応器に注入し、10分間
攪拌して器内を洗浄し、次いで洗浄水を抜き出した以外
は比較例1と同様に行った。
その結果、1〜5バッチ目では異常はなかったものの、
6バッチ目より合成液は増粘し、8バッチ目では合成液
の抜き出しが途中で不能となり、解体点検すると合成液
の約2/3がゼリー状重合物となっており、その他、反応
器の壁や攪拌棒、翼等各所に多量の重合物の付着がみら
れた。
実施例2 メタクリル酸等の酸化エチレン以外の原料仕込みを空気
送入の前に行ったこと以外は、実施例1と同様に行っ
た。15バッチを繰り返して合成を行ったが、その間合成
液に異常は無く、15バッチ終了後、反応器を解体点検し
たところ重合物は殆ど認められなかった。
実施例3 空気送入に替え、酸素1容量%、窒素99%のガスを反応
器に送入した以外は実施例2と同様に行った。10バッチ
合成を繰り返したが、その間合成液に異常に無く10バッ
チ終了後、反応器を解体点検したところ、重合物は殆ど
認められなかった。
実施例4 触媒としてテトラメチルアンモニウムクロリド16.7g、
重合禁止剤としてハイドロキノンを0.66g、及びメタク
リル酸661gを容積1.5の攪拌機付ステンレス鋼製反応
器に仕込み、反応器を窒素ガス置換した後80℃昇温し、
内圧を2.2気圧とした。356gの酸化エチレンを約4時間
かけ等速度で供給し、この間80℃を維持した。
供給終了後、90℃に昇温して4.5時間反応を継続した
後、合成液を分析するとメタクリル酸濃度0.72%であっ
たので、直ちに冷却を行った。
以後合成液抜き出し→空気送入→原料仕込み→窒素置換
酸素排除→合成、を実施例1と同様に、また反応は上記
の様に行って、計10バッチの反応を繰り返した。この
間、合成液には増粘等の重合の兆候は全く無く、10バッ
チ終了後、オートクレーブを解体点検すると、攪拌翼と
反応器壁に僅かの重合物が認められただけであった。
比較例3 空気送入をしない以外は、実施例4と同様に行った。そ
の結果、1〜2バッチ目では異常は無かったものの(合
成液粘度4.8cst(30℃))、3バッチ目では増粘し(同
5.3cst)、4バッチ目では合成液の抜き出しが途中で不
能となった。解体点検すると合成液の約1/3が完全なゼ
リー状重合物となり、その他反応器内各所に多量の重合
物の付着が見られた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクリル酸またはメタクリル酸と触媒、及
    び重合禁止剤を反応器に仕込んだ後、アルキレンオキサ
    イドを導入して反応させ、2−ヒドロキシアルキル(メ
    タ)アクリレートを回分的に製造する方法において、前
    回の反応生成物を排出した後、次回の製造におけるアル
    キレンオキサイドを導入するより前の時点で、反応器の
    反応域内を酸素または酸素含有ガスで処理した後、反応
    域内の酸素または酸素含有ガスを窒素等の不活性ガスで
    置換し、実質的に酸素の存在しない雰囲気において、ア
    ルキレンオキサイドを導入して反応を行うことを特徴と
    する2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製
    造方法。
JP60113239A 1985-05-28 1985-05-28 2―ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法 Expired - Lifetime JPH06720B2 (ja)

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