JPH0840979A - 2−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートの製造法 - Google Patents

2−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートの製造法

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JPH0840979A
JPH0840979A JP6178163A JP17816394A JPH0840979A JP H0840979 A JPH0840979 A JP H0840979A JP 6178163 A JP6178163 A JP 6178163A JP 17816394 A JP17816394 A JP 17816394A JP H0840979 A JPH0840979 A JP H0840979A
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JP
Japan
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hydroxycyclohexyl
acrylate
meth
polymerization
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Withdrawn
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JP6178163A
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Koichi Kameyama
巧一 亀山
Junichi Kanamaru
純一 金丸
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry 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】 アクリル酸又はメタクリル酸と、シクロヘキ
センオキサイドを原料として2−ヒドロキシシクロヘキ
シル(メタ)アクリレートを製造するに際して、触媒と
して2a〜4a族、1b〜7b族および8族元素の化合
物から選ばれる少なくとも1種の化合物を用い、かつ重
合禁止剤としてイオウまたはイオウ原子を含む重合禁止
剤から選ばれる少なくとも1種を用いること特徴とする
2−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートの
製造法。 【効果】 反応中の副反応や反応物の増粘、重合を防止
し、高収率で2−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)ア
クリレートを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、塗料、接着剤、コーテ
ィング剤等の分野に利用される2−ヒドロキシシクロヘ
キシル(メタ)アクリレートの製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】アクリル酸又はメタクリル酸と、シクロ
ヘキセンオキサイドを原料として2−ヒドロキシシクロ
ヘキシル(メタ)アクリレートを製造する方法としては
触媒としてヨウ化トリメチルフェニルアンモニウムを用
いる方法(西政治等、高分子化学、第25巻、第284
号、850頁、1968年)、トリエチルアミンを用い
る方法(Ivkina,A.V.等、Zh.Prik
l.Khim.(Leningrad),47(9)、
2135(1974);ケミカルアブストラクト81
(25):169068m)、メタクリル酸カリウムを
用いる方法(Ivkina,A.V.等、Deposi
ted Doc.,VINITI 2065−74、1
2pp.(1974);ケミカルアブストラクト86
(16):107063a)が知られている。しかしな
がら、これらの方法では(メタ)アクリル酸プロトンの
触媒作用によると推定されるシクロヘキセンオキサイド
のオリゴマー生成等の副反応により、十分な収率で目的
物が得られない。
【0003】その原因は、シクロヘキセンオキサイドは
エポキシ基の酸素原子が結合している炭素が何れも2級
炭素であるため、酸素原子が結合している炭素の何れか
が1級炭素であるエチレンオキサイドやプロピレンオキ
サイドの場合と異なり、シクロヘキセンオキサイドとア
クリル酸又はメタクリル酸との反応においては反応速度
がかなり遅くなり、その結果、副反応がより起こり易い
為と考えられる。
【0004】それに対して本出願人は、2−ヒドロキシ
シクロヘキシル(メタ)アクリレートを製造するに際し
て、触媒として2a〜4a族、1b〜7b族および8族
元素の化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物を用
いることにより主反応を活性化し、収率を向上させる方
法を提案した。(特願平5−293285号公報) しかしながら、2−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)
アクリレートは上記触媒との共存下において、反応中の
特に終期や蒸留精製中に反応液の粘度が上昇し、そのた
め反応あるいは蒸留中の撹はんなどの操作に支障をきた
すことがあり、その場合、回収ロスが多大となるため、
結果的に収率は上がらない。また、反応中における粘度
上昇は、原料であるアクリル酸又はメタクリル酸やシク
ロヘキセンオキサイドの転化率が高くなった反応終期に
顕著に起こるため、増粘を避けつつ原料の転化率を上げ
ることは難しく、原料基準の収率の向上という意味から
も粘度上昇が問題となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、主反応を活
性化しつつ反応中及び精製中の粘度上昇を防止して高収
率でアクリル酸又はメタクリル酸と、シクロヘキセンオ
キサイドを原料として2−ヒドロキシシクロヘキシル
(メタ)アクリレートを製造することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ア
クリル酸又はメタクリル酸と、シクロヘキセンオキサイ
ドを原料として2−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)
アクリレートを製造するに際して、触媒として2a〜4
a族、1b〜7b族および8族元素の化合物から選ばれ
る少なくとも1種の化合物を用い、かつ重合禁止剤とし
てイオウまたはイオウ原子を含む重合禁止剤から選ばれ
る少なくとも1種を用いること特徴とする2−ヒドロキ
シシクロヘキシル(メタ)アクリレートの製造法に関す
るものである。
【0007】本発明者らは、当初、重合禁止剤としてヒ
ドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマーの製
造、貯蔵において一般的に効果のあるといわれる重合禁
止剤、例えばハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチ
ルエーテル等のフェノール性水酸基含有化合物やN,
N’−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミン等の
芳香族ジアミン化合物を用いて反応を試みたが、重合に
伴う粘度上昇を抑えることはできなかった。
【0008】ところが、驚くべきことにイオウまたはイ
オウ原子を含む重合禁止剤を用いたところ、反応あるい
は蒸留時の増粘が全く起こらなかった。その理由は定か
ではないが、活性触媒にイオウまたはイオウ原子を含む
重合禁止剤を共存させた場合、活性種に対してイオウ原
子の配位が起こり、選択的に重合活性を抑制する効果を
及ぼしていることが考えられる。
【0009】本発明において触媒として用いられる2a
〜4a族、1b〜7b族あるいは8族元素の化合物であ
り、具体的には、クロム、鉄、銅、亜鉛、チタン、アル
ミニウム、スズ、バナジウム、マンガン、コバルト、ニ
ッケル、モリブデン、タングステン等の単体、ハロゲン
化物、水酸化物、有機カルボン酸塩、無機酸塩、酸化物
等が挙げられる。これらの内、クロム、鉄、銅、亜鉛、
チタン、アルミニウムの単体、ハロゲン化物、水酸化
物、有機カルボン酸塩、無機酸塩、酸化物等、例えば酢
酸クロム、塩化クロム、酸化クロム、塩化第2鉄、水酸
化鉄、硝酸鉄、塩化亜鉛、塩化アルミニウム等を用いる
のが好ましく、特に、酢酸クロム等のクロムの有機カル
ボン酸塩を用いるのがより好ましい。触媒は1種または
2種以上で用いられ、必要に応じて他の助触媒を併用す
ることは差し支えない。
【0010】また、本発明において上記の触媒と組み合
わせて用いられる重合禁止剤としてはイオウまたはイオ
ウ原子を含む重合禁止剤が有効であり、具体的にはイオ
ウ単体あるいはフェノチアジン、ジアルキル化フェノチ
アジン、ジアルキルジチオカルバミン酸銅等が挙げられ
る。触媒の使用量としては、アクリル酸又はメタクリル
酸に対して0.01〜15.0重量%が好ましく、0.
1〜10.0重量%が更に好ましい。濃度が0.01重
量%より低いと触媒の効果が十分でなく副生物が増加
し、又濃度が15.0重量%より高いと触媒の使用量が
大きくなることより経済的でない。
【0011】重合禁止剤の使用量については、通常アク
リル酸又はメタクリル酸に対して1〜10重量%の範囲
で使用される。使用量が1重量%未満の場合は重合禁止
の効果が薄くなり、反応中及び精製中に重合が起こる。
また、10重量%より多い場合でも重合禁止の効果は現
れるが、重合禁止剤の使用量が大きくなることより経済
的でない。
【0012】本発明に於いて、反応温度は20〜200
℃が好ましく、40〜150℃がより好ましい。反応温
度が200℃より高くなると原料のアクリル酸、メタク
リル酸、或いは目的物である2−ヒドロキシシクロヘキ
シル(メタ)アクリレート、ビニル基を有する副生物で
あるジシクロヘキセングリコールモノ(メタ)アクリレ
ート、シクロヘキセングリコールジ(メタ)アクリレー
ト等による重合反応が顕著になり収率の低下を招き好ま
しくない。
【0013】反応圧力は常圧下、加圧下、減圧下で行う
ことが可能であり特に限定されないが、原料は何れも液
状であることから特に必要がない限り常圧または微加圧
下で行われる。反応方法は連続反応、バッチ反応、シク
ロヘキセンオキサイドを逐次添加する等によるセミバッ
チ反応とも可能であり、特に限定されないが反応物の重
合性が高いことからバッチ反応、セミバッチ反応方式の
方がより好ましく用いられる。
【0014】アクリル酸又はメタクリル酸に対するシク
ロヘキセンオキサイドの量比は特に限定されないがモル
比で0.1〜10.0が好ましく、0.5〜1.5がよ
り好ましく、0.8〜1.2が更に好ましい、モル比が
前記の範囲より大きい場合はシクロヘキセンオキサイド
と2−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート
による副反応が、モル比が前記の範囲より小さい場合は
アクリル酸又はメタクリル酸と、2−ヒドロキシシクロ
ヘキシル(メタ)アクリレートによる副反応がそれぞれ
顕著となり収率の低下を招き好ましくない。
【0015】反応終了後、2−ヒドロキシシクロヘキシ
ル(メタ)アクリレートを蒸留等の手段により反応液か
ら分離し精製するが、その際反応液の過加熱による重合
を防ぐために、減圧下、留出温度200℃以下好ましく
は150℃以下で蒸留を行うのが好ましい。また、蒸留
の際の重合反応を防止するためには事前に重合防止剤を
反応液に更に添加してもよい。蒸留の際の留出液は重合
防止剤を含まないため、速やかに冷却する。重合防止剤
を事前に又は速やかに添加する等の手段により重合反応
を防止することが望ましい。この蒸留操作の際に添加す
る重合防止剤としては、特定の物質に限定されず通常の
モノマー貯蔵や製造に用いられる重合防止剤を用いる。
【0016】
【実施例1】温度計、撹はん機、還流冷却管を備え付け
たフラスコにメタクリル酸31.6g、フェノチアジン
0.78g、酢酸第2クロム0.96gを仕込み、78
℃で加熱撹はんした。定量フィードポンプでシクロヘキ
センオキサイド36.8gを2時間かけてフラスコ中へ
滴下した。滴下後更に80分加熱撹はんを行った。反応
液のガスクロマトグラフィー分析によると、シクロヘキ
センオキサイドの転化率99.9%、メタクリル酸の転
化率98.9%、シクロヘキセンオキサイド基準の2−
ヒドロキシシクロヘキシルメタクリレートへの選択率9
6.5%であり、反応中の重合は全く起こらなかった。
【0017】この反応液を3Torr、90℃で単蒸留
し、2−ヒドロキシシクロヘキシルメタクリレート6
4.5gを回収した。仕込みシクロヘキセンオキサイド
に対しての蒸留回収した2−ヒドロキシシクロヘキシル
メタクリレートの収率は93.5%であった。蒸留中の
重合は全く起こらず、蒸留釜残の増粘もなかった。釜残
中に2−ヒドロキシシクロヘキシルメタクリレートの残
存も確認でき、さらに蒸留回収を行うことにより収率の
向上も可能である。
【0018】
【比較例1】フェノチアジンの代わりにノンフレックス
F(N,N’−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジア
ミン、精工化学社製)1.43gを用いた以外は実施例
1と全く同じ方法で反応を行った。その結果、シクロヘ
キセンオキサイドの滴下中に増粘、重合が起こり、滴下
途中で反応を終了した。重合直前のシクロヘキセンオキ
サイドの転化率90%、メタクリル酸の転化率98%、
シクロヘキセンオキサイド基準の2−ヒドロキシシクロ
ヘキシルメタクリレートへの選択率91%であった。
【0019】
【比較例2】フェノチアジンの代わりにハイドロキノン
モノメチルエーテル0.5gを用いた以外は実施例1と
全く同じ方法で反応を行った。その結果、シクロヘキセ
ンオキサイドの滴下中に増粘、重合が起こり、滴下途中
で反応を終了した。重合直前のシクロヘキセンオキサイ
ドの転化率90%であった。
【0020】
【比較例3】酢酸第2クロムの代わりにトリエチルアミ
ン0.53gを用いた以外は実施例1と全く同じ方法で
反応を行った。滴下終了3時間後のシクロヘキセンオキ
サイドの転化率73%、シクロヘキセンオキサイド基準
の2−ヒドロキシシクロヘキシルメタクリレートへの選
択率60%であった。
【0021】
【実施例2〜4】重合禁止剤にフェノチアジンを用い、
酢酸第2クロムの代わりに表1に示す金属化合物を触媒
として用いた以外は実施例1と全く同じ方法で反応を行
った。反応結果を表1に示した。
【0022】
【比較例4】フェノチアジンの代わりにノンフレックス
Fを用いた以外は実施例4と全く同じ方法で反応を行っ
た。反応結果を実施例4と併せて表1に示した。
【0023】
【実施例5】アクリル酸205g、酢酸第2クロム6.
4g、フェノチアジン7.8gを仕込み、実施例1と全
く同じ方法でシクロヘキセンオキサイド295gをフィ
ードし反応を行った。反応中の増粘はなく、滴下終了2
時間後のシクロヘキセンオキサイドの転化率96.3
%、アクリル酸の転化率98.6%、シクロヘキセンオ
キサイド基準の2−ヒドロキシシクロヘキシルアクリレ
ートへの選択率93%であった。この反応液を単蒸留
し、蒸留後の2−ヒドロキシシクロヘキシルアクリレー
トの収率は92%であった。蒸留中の重合は全く起こら
ず、蒸留釜残の増粘もなかった。釜残中に2−ヒドロキ
シシクロヘキシルアクリレートの残存も確認でき、さら
に蒸留回収を行うことにより収率の向上も可能である。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、反応中の副反応や反応
物の増粘、重合を防止し、高収率で、アクリル酸又はメ
タクリル酸と、シクロヘキセンオキサイドを原料として
2−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートを
製造することができ、その工業的価値はきわめて高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 27/128 X C07B 61/00 300

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクリル酸又はメタクリル酸と、シクロ
    ヘキセンオキサイドを原料として2−ヒドロキシシクロ
    ヘキシル(メタ)アクリレートを製造するに際して、触
    媒として2a〜4a族、1b〜7b族および8族元素の
    化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物を用い、か
    つ重合禁止剤としてイオウまたはイオウ原子を含む重合
    禁止剤から選ばれる少なくとも1種を用いること特徴と
    する2−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレー
    トの製造法。
  2. 【請求項2】 触媒としてクロム、鉄、銅、亜鉛、チタ
    ン、アルミニウム、スズ、バナジウム、マンガン、コバ
    ルト、ニッケル、モリブデン、タングステンの金属化合
    物から選ばれる少なくとも1種の化合物を用いる請求項
    1記載の2−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリ
    レートの製造法。
JP6178163A 1994-07-29 1994-07-29 2−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートの製造法 Withdrawn JPH0840979A (ja)

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