JPH08188557A - 未変換の1,4−ブタンジオールの水溶液が得られる方法で、(メタ)アクリル酸を1,4−ブタンジオールでエステル化することにより1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレートを製造する方法 - Google Patents

未変換の1,4−ブタンジオールの水溶液が得られる方法で、(メタ)アクリル酸を1,4−ブタンジオールでエステル化することにより1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレートを製造する方法

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JPH08188557A
JPH08188557A JP7263068A JP26306895A JPH08188557A JP H08188557 A JPH08188557 A JP H08188557A JP 7263068 A JP7263068 A JP 7263068A JP 26306895 A JP26306895 A JP 26306895A JP H08188557 A JPH08188557 A JP H08188557A
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butanediol
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ドックナー トニ
Helmut Lermer
レルマー ヘルムート
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ビティンス クラウス
Gerhard Dr Nestler
ネストラー ゲルハルト
Gundo Brauch
ブラウフ グンド
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/48Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C67/60Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by treatment giving rise to chemical modification

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 未変換の1,4−ブタンジオールの水溶液が
得られる方法により、(メタ)アクリル酸を1,4−ブ
タンジオールでエステル化することにより1,4−ブタ
ンジオールモノ(メタ)アクリレートを製造する。 【解決手段】 水溶液中に存在する1,4−ブタンジオ
ールを触媒量の強酸の存在で易揮発性のテトラヒドロフ
ランに変換し、テトラヒドロフランを水溶液から分離す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、未変換の1,4−
ブタンジオールの水溶液が得られる方法で、(メタ)ア
クリル酸を1,4−ブタンジオールでエステル化するこ
とにより1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレ
ートを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】(メタ)アクリル酸は、アクリル酸また
はメタクリル酸の略語として使用される。
【0003】1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アク
リレートは公知である(たとえばUllmanns E
nzyklopaedie der technisc
hen Chemie,Polyakryl−Verb
indungen bisQecksilber(Ch
emie出版)(1980),10ページ参照)。その
二官能価によって(ヒドロキシル基およびモノエチレン
性不飽和基)、これらは興味ある出発化合物である。た
とえば、これらは遊離基重合により製造され、たとえば
バインダーとして適当であるポリマー中のビニル性不飽
和コモノマーとして適当である。しかし、アルコール性
化合物として,これらはまた、たとえばポリマー類縁反
応(たとえば縮合または付加反応)にも適当である。
【0004】一般に、1,4−ブタンジオールモノアク
リレートは,酸性エステル化触媒の存在において1,4
−ブタンジオールでの(メタ)アクリル酸の直接エステ
ル化により、適当な共留剤を用いる共沸蒸留により生成
水の除去下に製造することができることは公知である。
【0005】モノエステルは、実質的に大過剰の二価ア
ルコールを使用する場合にのみ高収率で生成する、それ
というのもさもないと多量のジエステルが生じるからで
ある。かかる方法を経済的にするために、この過剰量を
回収することが必要である。
【0006】−アルカンジオール、モノエステルおよび
ジエステルは、減圧下でも高い沸点を有する、 −アルカンジオール、モノエステルおよびジエステルの
沸点は非常に接近しているおよび −ビニル性不飽和のモノエステルおよびジエステルは、
凝縮相中および高めた温度において高い重合傾向を有す
る という事実はかかる分離作業には不利である。
【0007】出発酸としてアクリル酸の場合、大気圧
(1atm)における適切な沸点はたとえば: −1,4−ブタンジオール:230℃(Roempp
Chemie Lexikon,9版(Thieme出
版,シュトットガルト)1989); −1,4−ブタンジオールモノアクリレート:約230
℃(BASF Aktiengesellschaft
の技術情報誌 M/ED1331d,1987から); −1,4−ブタンジオールジアクリレート:約225℃
(UllmannsEnzyklopaedie de
r technischen Chemie,19巻
(Chemie出版,ワインハイム)1980,9ペー
ジ)である。
【0008】かかる条件下で、精溜による分離は経済的
理由に関しては不十分であり、これはドイツ国特許(D
E−A)第4228397号の1ページ、35〜40行
に確認される。それにより、ドイツ国特許第15185
72号およびヨーロッパ特許(EP−A)第46585
3号は、酸性エステル化触媒の存在において1,4−ブ
タンジオールで(メタ)アクリル酸を直接エステル化す
ることにより、適当な共溜剤を用いる共沸蒸溜により生
成水の除去下に1,4−ブタンジオールモノ(メタ)ア
クリレートを製造する方法に関し、ここでは1,4−ブ
タンジオールモノ(メタ)アクリレートのすぐれた収率
は1,4−ブタンジオールの小相対量だけを使用して得
られる。この方法の特徴はジエステルをモノエステル、
ジエステルおよび未変換1,4−ブタンジオールを含有
する生成混合物から抽出し、エステル化に再循環するこ
とであり、さらにヨーロッパ特許(EP−A)第465
853号による方法はエステル化を添加された多量の前
生成ジエステルの存在で実施する。
【0009】ドイツ国特許第1518572号は、同時
に多量のモノエステルを抽出剤の混入から防止するた
め、ジエステルの抽出を水の存在で実施することを推奨
し、水相の不在におけるジエステルの抽出はヨーロッパ
特許(EP−A)第465853号の方法により推奨さ
れるが、その結果この抽出法において抽出剤を混入する
モノエステルは次いで水で該抽出剤を洗浄除去し、得ら
れる水相をモノエステル富有抽出相と合しなければなら
ない。
【0010】従って、ドイツ国特許第1518572号
の方法によっても、ヨーロッパ特許(EP−A)第46
5853号によっても、製造の途中で1,4−ブタンジ
オールモノ(メタ)アクリレートのほかに未変換1,4
−ブタンジオールを含有する水溶液が得られる。
【0011】この水相に関し、ヨーロッパ特許(EP−
A)第465853号はたんにその中に存在する低沸点
化合物を蒸溜により分離することを推奨するにすぎな
い。この方法の欠点は、1,4−ブタンジオールで汚染
されかつ多数の適用に対し殆ど使用されない1,4−ブ
タンジオールモノ(メタ)アクリレートしか得られない
ことである。たとえば、アルカンジオールはその調節効
果により遊離基重合において所望の分子量に不利な影響
を与えるかまたはジイソシアネートとの反応で不所望の
橋かけを生じうる。
【0012】ドイツ国特許第1518572号は、1,
4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレートを水溶液
から適当な有機溶剤で抽出することにより分離し、次に
この抽出剤を蒸溜により除去することを推奨する。しか
し、ドイツ国特許第1518572号は、得られる所望
生成物の水溶液中に1,4−ブタンジオールが残留する
事実を挙げていない。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水溶
液中に得られる未変換1,4−ブタンジオールから所望
生成物の簡単かつ有効な分離が実施される、1,4−ブ
タンジオールで(メタ)アクリル酸をエステル化するこ
とにより1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレ
ートを製造する方法を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】この目的は、未変換1,
4−ブタンジオールの水溶液が得られる方法で、1,4
−ブタンジオールで(メタ)アクリル酸をエステル化す
ることにより1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アク
リレートを製造する方法において、水溶液中に存在する
1,4−ブタンジオールを、望ましくは触媒量の酸の存
在で易揮発性のテトラヒドロフランに変換し、テトラヒ
ドロフランを水溶液から分離することを特徴とする方法
によって達成されることを見いだした。望ましくは、強
プロトン酸が使用される。
【0015】Ullmanns Enzyklopae
die der technischen Chemi
e ,12巻,Fungizide bis Holz
werkstoffe(Chemie出版,ワインハイ
ム)4版(1976),20ページ以降によれば、テト
ラヒドロフランは、単純にその良好な溶剤性のため大い
に需要のある飽和環状エーテルである。たとえば、テト
ラヒドロフラン(THF)は、塗料および皮膜工業にお
いて溶剤として、印刷インキおよび接着剤の補助溶剤と
して広く使用される。上記の参照文によれば、THFの
沸点は大気圧(1atm)で66℃である。
【0016】ドイツ国特許第1043342号は、TH
Fは1,4−ブタンジオールの接触脱水により得られる
ことを記載している。同じ刊行物は、好ましくない二次
反応がしばしば起き、方法に使用されるすべての出発物
質は30%より多い水を含有しえないことも記載してい
る。これは多分、1,4−ブタンジオールのTHFへの
接触脱水反応が可逆的であるという事実のためである。
こうして、ドイツ国特許第848945号は、テトラ水
素化5員環状エーテルを水と加熱する場合にジオールが
得られることおよびこの反応が酸性媒体の存在で促進さ
れることを記載している。上記脱水の可逆性はC.R.
Noller,Lehrbuch der organ
ischen Chemie(Verlag出版,ハイ
デルベルク)(1960),653ページに記載されて
いる。
【0017】新規方法の利点は、THFはその沸点が
1,4−ブタンジオールの沸点よりも有意に低いので、
適度のエネルギー消費で簡単に、蒸溜により水溶液から
分離することのできる有用な生成物であることである。
【0018】新規反応のための適当な触媒活性酸は、た
とえばリン酸、硫酸、p−トルエンスルホン酸、メタン
スルホン酸および他の相応する強プロトン酸である。そ
の含量は、一般にブタンジオールの水溶液に対して0.
1〜5重量%、しばしば0.5〜2重量%である。
【0019】新規方法は、1,4−ブタンジオールモノ
(メタ)アクリレートを製造する目的のために、次の方
法条件下に1、4−ブタンジオールでの(メタ)アクリ
ル酸(とくに使用する出発酸がアクリル酸である場合)
のエステル化の途中に得られる未変換1,4−ブタンジ
オールを含有するこれら水溶液の場合にとくに適当であ
る:(メタ)アクリル酸および1,4−ブタンジオール
を初期モル比1:1〜1:3で、エステル化すべき酸に
対して0.1〜3重量%の酸触媒(たとえばp−トルエ
ンスルホン酸、硫酸、メタンスルホン酸およびリン酸)
の存在で、2〜4個の反応容器を包含するカスケード中
で、大気圧(1atm),80〜140℃でエステル化
し、生じる水を共留剤(その沸点が1atmで65〜1
20℃である脂肪族または脂環式炭化水素、望ましくは
シクロヘキサン)を用いる共沸蒸溜により除去する。
【0020】共沸共留剤の量は有利に、反応カスケード
の最後の容器から排出される混合物が共留剤20〜40
重量%を含有するような量である。
【0021】反応容器から排出される混合物は、2〜1
0、望ましくは4〜6理論棚段を有する抽出塔(望まし
くはラシヒリングを含有する充填塔)の中央区間に連続
的に供給される。ここで、抽出塔の中央区間はとくに、
抽出塔の抽出効果を有する区間(抽出効果を有する全帯
域)の中央から考慮して、抽出効果を有する上方区間5
0%と抽出効果を有する下方区間50%を包含する区間
であると了解され、該区間は抽出塔の部分である。
【0022】水は抽出塔の頂部に添加され、低い比重を
有しかつエステル化のために選択される共留剤と化学的
に同じであるように選択される抽出剤は脈動ポンプを経
て塔の下端部に添加される。抽出温度は、20〜40℃
である。抽出剤、抽出すべき物質および水は、下記が適
用可能であるような重量で抽出塔に供給される:添加さ
れた水の重量/添加された抽出すべき物質の重量=2〜
4、望ましくは2〜3および添加された抽出剤の重量/
添加された抽出すべき物質の重量=1〜4、望ましくは
2〜3。
【0023】抽出塔の頂部で連続的に除去される有機相
は、実質的に1,4−ブタンジオールのみを溶解した形
で含有し、エステル化反応に再循環される。種々のカス
ケード容器への分配は、それから除去すべき水の量によ
り有利に達成される。
【0024】抽出塔の下端部から連続的に除去すべき水
相は、実質的に1,4−ブタンジオールモノ(メタ)ア
クリレートおよび未変換1,4−ブタンジオールを含有
する。 次の塩化メチレンによる公知方法で実施される
抽出により、C1〜C4−アルカンカルボン酸およびC1
〜C5−アルカンジオールまたは炭素原子数4〜8の単
純または混成ジアルキルエーテル、1,4−ブタンジオ
ールモノ(メタ)アクリレートが、水相から分離され
る。使用される望ましい抽出剤は、酢酸イソブチルであ
る。1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート
は、単蒸溜により高い純度で得られる。
【0025】残留水溶液は、一般に、≦10重量%(溶
液に対して)の未変換1,4−ブタンジオールを含有す
る。
【0026】たとえば、この溶液は≦30重量%の含水
量に濃縮することができ、その中に存在する1,4−ブ
タンジオールは、ドイツ国特許第1043342号にお
いて推奨されている方法によりTHFに変換することが
でき、これは自体公知の方法で蒸溜によって分離するこ
とができる。
【0027】しかし、水溶液中に残留する1,4−ブタ
ンジオールをTHFに変換するのは、驚くべきことに予
め水溶液を濃縮せずに、≧90モル%(1,4−ブタン
ジオールに対して)の変換率で実施することができる。
【0028】環化は、望ましくは0.1〜5重量%の強
酸の存在で自己圧下に140〜200℃で実施される。
【0029】反応は、有利に流動管中で10〜100m
inの滞留時間の間実施される。反応は、望ましくは、
直列に接続された2つの反応管中で行われ、生成したT
HFの若干は中間反応釜中で圧力を下げる(望ましくは
1.5atm,110℃)ことによりストリッピングに
より分離される。生成したTHFは、有利には第2反応
管から排出された混合物から精留(普通p=1atm)
により分離され、中間ストリッピングの間に得られた含
水THFは望ましくは塔の上方区間に添加される。得ら
れる共沸THF/水の混合物は、自体公知の方法で処理
される。有利に、直列に接続された2つの反応管中の滞
留時間は、15〜25min(反応管あたり)である。
【0030】上記に概要を述べた方法において、≧99
モル%の1,4−ブタンジオール変換率に関連して≧9
5モル%の(メタ)アクリル酸変換率は、1,4−ブタ
ンジオールモノアクリレートの製造のため1,4−ブタ
ンジオールでの(メタ)アクリル酸の古典的エステル化
において達成される。使用した1,4−ブタンジオール
の98モル%以上は、所望生成物1、4−ブタンジオー
ルモノ(メタ)アクリレートおよびTHFに変換され
る。最終生成物1,4−ブタンジオールモノ(メタ)ア
クリレートは、≧99重量%の純度で得られる。
【0031】もちろん、(メタ)アクリル酸のモノエス
テルへの経路中のすべての工程は、通常の重合抑制剤の
常用量の存在で実施される。これら抑制剤の例は、フェ
ノチアジン、ヒドロキノンおよびヒドロキノンモノメチ
ルエーテルである。
【0032】
【実施例】濃硫酸1重量%(溶液に対して)の添加後、
水中の1,4−ブタンジオールの濃度5重量%の溶液を
直列に接続された2つの反応管に、それぞれの場合20
minの滞留時間の間、180℃および12.5atm
で通した。第1反応管から出た後、混合物は1.5at
mおよび110℃に低下し、生成したTHFは蒸発す
る。反応管から排出した混合物は、中間低下段からの蒸
気と一緒に蒸溜した。
【0033】得られる、1,4−ブタンジオールのTH
Fへの変換率は、≧95モル%であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルムート レルマー ドイツ連邦共和国 ルートヴィッヒスハー フェン ボッケンハイマー シュトラーセ 12 (72)発明者 クラウス ビティンス ドイツ連邦共和国 フランケンタール マ ックス−ペッヒシュタイン−シュトラーセ 4 ゲー (72)発明者 ゲルハルト ネストラー ドイツ連邦共和国 ルートヴィッヒスハー フェン ムンデンハイマー シュトラーセ 170 (72)発明者 グンド ブラウフ ドイツ連邦共和国 ハスロッホ ベルトル ト−ブレヒト−シュトラーセ 8 (54)【発明の名称】 未変換の1,4−ブタンジオールの水溶液が得られる方法で、(メタ)アクリル酸を1,4−ブ タンジオールでエステル化することにより1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレートを 製造する方法

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 未変換の1,4−ブタンジオールの水溶
    液が得られる方法で、(メタ)アクリル酸を1,4−ブ
    タンジオールでエステル化することにより1,4−ブタ
    ンジオールモノ(メタ)アクリレートを製造する方法に
    おいて、水溶液中に存在する1,4−ブタンジオールを
    テトラヒドロフランに変換し、テトラヒドロフランを水
    溶液から分離することを特徴とする1,4−ブタンジオ
    ールモノ(メタ)アクリレートの製造方法。
JP7263068A 1994-10-11 1995-10-11 未変換の1,4−ブタンジオールの水溶液が得られる方法で、(メタ)アクリル酸を1,4−ブタンジオールでエステル化することにより1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレートを製造する方法 Withdrawn JPH08188557A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4436241A DE4436241A1 (de) 1994-10-11 1994-10-11 Verfahren zur Herstellung von 1,4-Butandiolmono(meth)acrylat durch Veresterung von (Meth)acrylsäure mit 1,4-Butandiol, bei dem eine wäßrige Lösung an nicht umgesetztem 1,4-Butandiol anfällt
DE4436241.2 1994-10-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08188557A true JPH08188557A (ja) 1996-07-23

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ID=6530439

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JP7263068A Withdrawn JPH08188557A (ja) 1994-10-11 1995-10-11 未変換の1,4−ブタンジオールの水溶液が得られる方法で、(メタ)アクリル酸を1,4−ブタンジオールでエステル化することにより1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレートを製造する方法

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US (1) US5637760A (ja)
EP (1) EP0706991B1 (ja)
JP (1) JPH08188557A (ja)
DE (2) DE4436241A1 (ja)
DK (1) DK0706991T3 (ja)
ES (1) ES2112005T3 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE202020103215U1 (de) 2020-06-04 2020-06-17 Basf Se Klebstoff, enthaltend Polymere aus 4-Hydroxybutylacrylat und weiterem Monomer, und Artikel umfassend den Klebstoff

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE848945C (de) * 1950-12-23 1952-09-08 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Diolen
DE1043342B (de) * 1957-11-19 1958-11-13 Basf Ag Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Tetrahydrofuran
DE1518572A1 (de) * 1965-07-20 1969-01-30 Basf Ag Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Monoestern zweiwertiger Alkohole
JP2884433B2 (ja) * 1990-07-11 1999-04-19 三菱レイヨン株式会社 4―ヒドロキシブチルアクリレート又はメタクリレートの製造法
DE4228397A1 (de) * 1992-08-26 1994-03-03 Roehm Gmbh Verfahren zur Herstellung von Hydroxyalkyl(meth)acrylsäureestern

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DE4436241A1 (de) 1996-04-18
EP0706991A1 (de) 1996-04-17
EP0706991B1 (de) 1998-02-11
DE59501437D1 (de) 1998-03-19
ES2112005T3 (es) 1998-03-16
US5637760A (en) 1997-06-10
DK0706991T3 (da) 1998-03-09

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