JPH089575B2 - アリルエステル類の製造方法 - Google Patents

アリルエステル類の製造方法

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JPH089575B2
JPH089575B2 JP4005009A JP500992A JPH089575B2 JP H089575 B2 JPH089575 B2 JP H089575B2 JP 4005009 A JP4005009 A JP 4005009A JP 500992 A JP500992 A JP 500992A JP H089575 B2 JPH089575 B2 JP H089575B2
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catalyst
acid
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allyl alcohol
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博 内田
正幸 藤本
保二 田中
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Showa Denko KK
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Showa Denko KK
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は芳香族多塩基酸、例えば
テレフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、ピロメ
リット酸等のアルキルエステルとアリルアルコールまた
はメタリルアルコールとのエステル交換反応により対応
するアリルまたはメタリル(以下(メタ)アリルと称
す)エステル類を合成する方法に関する。本発明の目的
化合物である芳香族多塩基酸の(メタ)アリルエステル
類は反応性の高いモノマーである。各種架橋剤として用
いられるほか、そのもの自身の重合物も、電気特性、寸
法安定性、耐熱性、耐候性、耐薬品性、機械的特性に優
れ各種成形品、積層板、化粧板等に広く使用できる。ま
た近年、優れた光学特性を持つこともわかり、光学材料
としても使用されつつある。
【0002】
【従来の技術】従来この種のエステルの合成法として
は、 1)カルボン酸クロライドとアルコールを原料とする合
成法。 2)カルボン酸のアルカリ塩とアルキルハライドを原料
とする合成法。 3)カルボン酸とアルコールを原料とする合成法。 4)カルボン酸のアルキルエステルとアルコールを原料
とする合成法。 等が知られていた。
【0003】しかし、これらの方法を本発明に関係する
化合物の合成に用いようとした場合には、1)の方法は
原料の酸クロライドが高価であるという致命的欠点があ
る。
【0004】2)の方法を適用した場合には、アルキル
ハライドが加水分解されてアリルアルコールになる副反
応がかなりの割合で起こり、原料と副生物との分離回収
等の操作が複雑になる上に、コストもかかる。
【0005】3)の方法では、一般に芳香族多塩基酸の
溶解度が(メタ)アリルアルコールに対して極めて低
く、円滑に反応を進行させることが困難な上に、通常用
いられる酸触媒に対して(メタ)アリルアルコールが安
定でなく、ジ(メタ)アリルエーテルを副生するという
欠点がある。
【0006】4)の方法については、特開昭48−28
444、48−97833、48−99136、48−
103536、49−1531及び56−71045等
の方法が知られているが、これらはいずれも高価な亜鉛
またはマンガンのβ−ジケトン錯体や有機スズ化合物を
触媒として使用しなければならない。また、本発明者ら
は特開昭62−12747にアルカリ金属の炭酸塩また
は炭酸水素塩を用いる方法を出願したが、この方法では
触媒は安価な化合物を用い、収率は高いものの、反応液
に着色がみられ、特に光学材料として使用する場合には
問題が残った。また、これらの触媒は、一般に水分によ
り失活してしまうので、原料のアリルアルコールの水分
を極力減らす必要があった。
【0007】また、先に発明者らは特開平1−1655
49でアルカリ土類金属の水酸化物を触媒とする方法も
出願したが、この方法では着色や水分の影響については
問題がないものの、活性自体が低く、反応時間を短くし
ようとすれば触媒量を多量に必要とし、後処理に負担が
かかるという問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明では上記のよう
な従来技術の欠点を考慮し、芳香族多塩基酸のアルキル
エステルと(メタ)アリルアルコールを反応させて、芳
香族多塩基酸の(メタ)アリルエステルを得るに際し
て、工業的に有利に生産できて、着色等の品質面での問
題を起こさず、水分等の不純物の共存にも影響を受けに
くい方法を開発し、更に触媒との分離も従来の触媒より
も簡便である工業的製造法を確立することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、こ
れらの問題を解決すべく研究を重ねた結果、アルカリ土
類金属の水酸化物または酸化物にアルカリ金属の無機酸
または有機酸の塩を共存させた触媒により、このエステ
ル交換反応に対して、従来知られている触媒よりも非常
に優れた活性を有することを見いだした。
【0010】つまり、従来知られている触媒よりも、反
応の活性が高く、アリルアルコール中に含まれる水分の
反応に与える影響も低く、また、反応中の着色もあまり
ない上に、極めて高い活性および選択性を有する。特に
アルカリ土類金属の水酸化物または酸化物を単独に用い
た場合に比較して、同一の活性を得るための触媒量を格
段に減らすことが可能となり、また、触媒との分離につ
いてもロ過により分離しようとした場合に比較して、ロ
過時間が画期的に短縮できるというメリットがある。
【0011】さらに、アルカリ金属の無機酸または有機
酸を単独に用いた場合と比較した場合には、反応活性が
アリルアルコール中の水分の影響を受けることがなく、
また、反応液の着色の度合いが非常に低くなるというメ
リットがある。
【0012】原料の芳香族多塩基酸のポリアルキルエス
テルのアルキル基としては、アリルアルコールよりも低
沸点のアルコールを生成するものが望ましく、このよう
なものとしてC4 以下のアルキル基であり、具体的に
は、メチル、エチル、イソプロピル、t−ブチル基であ
り特にメチル基が工業的に見て好ましい。
【0013】触媒として用いるアルカリ土類金属の水酸
化物または酸化物として具体的には、水酸化カルシウ
ム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、酸化カルシ
ウム、酸化マグネシウムであるが、特に水酸化カルシウ
ム、酸化カルシウムが性能的にみて好ましい。
【0014】また、共存させるアルカリ金属の無機酸ま
たは有機酸の塩として具体的には、酢酸ナトリウム、酢
酸カリウム、酢酸リチウム、塩化カリウム、塩化ナトリ
ウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、炭酸カリウム、
炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸ルビジウム、燐酸
カリウム、硝酸カリウム、炭酸水素ナトリウムなどであ
るが、特に酢酸カリウム、酢酸ナトリウムが好ましい。
【0015】これらの使用比率としては、アルカリ土類
金属の水酸化物または酸化物1に対し、アルカリ金属の
無機酸または有機酸の塩を0.001から1好ましくは
0.01から0.5用いるのが好ましい。アルカリ金属
の無機酸または有機酸の塩がこの範囲よりも少ない場合
には反応時間が長くなるし、この範囲よりも多い場合に
は、反応液の着色がひどくなる。
【0016】反応の形態としては芳香族多塩基酸エステ
ルと(メタ)アリルアルコールを触媒の存在下に加熱す
るという方法をとる。反応温度は30〜200℃、好ま
しくは50〜150℃の範囲から選ばれ、常圧または加
圧下、または必要に応じて減圧下で、不活性ガス雰囲気
中で行われることが望ましい。さらに、反応を効率的に
行うためには、生成するアルコールを反応系外に速やか
に留出させたほうがよい。
【0017】(メタ)アリルアルコールの使用量として
は、原料エステルに対して理論量は最低限必要であり、
反応速度、平衡等を考慮すれば、更に過剰モル使用した
ほうがよい。しかし、(メタ)アリルアルコールをあま
りに大過剰用いても、その過剰量に見合う効果が出ない
ので経済的に好ましくない。よって通常(メタ)アリル
アルコールは原料エステルの理論量に対して、1.2〜
10倍モルより好ましくは1.5〜4倍モル程度を使用
する。その際の仕込方法としては反応の最初に仕込んで
もよいし、反応途中に順次加えて入ってもよい。
【0018】触媒の使用量としては、アルカリ土類金属
の水酸化物または酸化物とアルカリ金属の炭酸塩を合わ
せた重量で、原料エステルに対して0.01wt%〜2wt
%、好ましくは0.1wt%〜1wt%程度である。この場
合も、少なすぎる場合には反応速度が遅くなるし、多い
場合にはその量に見合う効果が得られないばかりか、着
色がひどくなり、また副反応のためにかえって収率が低
下してしまう場合すらある。また、過剰の使用は触媒と
の分離に多大な時間を要す必要があるという問題があ
る。
【0019】本反応系で生成した芳香族多塩基酸のアリ
ルエステルの単離法としては、反応時の着色が比較的少
ないために、(メタ)アリルアルコールを留去後、ロ過
等の適当な手段で触媒を分離後、酸洗浄、アルカリ洗浄
をするだけで、製品として使用できる精製品を得ること
が出来るという大きな特徴を有する。無論、蒸留等の適
当な手段で精製すれば、更に高品質な製品が得られるこ
とはいうまでもない。以下に実施例をあげて説明する。
【0020】
【実施例】実施例1 ジメチルイソフタレート(以下DMIと略記)100
g、アリルアルコール120g、水酸化カルシウム0.
25g、酢酸カリウム0.05gを温度計、精留塔のつ
いた300mlの三ツ口フラスコに仕込み、120℃に
調節した油浴により加熱し反応を行った。反応の進行と
ともに、生成してくるメタノールを精留塔から留出させ
て10時間反応を行った。反応終了後、ガスクロマトグ
ラフィー(以下GCと略)分析によりDMIに対し、9
8.8%のジアリルイソフタレートが生成していること
を確認した。この後系内に残っているアリルアルコール
を減圧下に留去し、ロ過により触媒を除いた。ロ液はほ
ぼ無色透明な液体であり、APHA数は5であった。こ
のロ液を直接減圧蒸留して、沸点140℃〜142℃
(0.2mmHg)の無色透明なジアリルイソフタレート1
20.5g(収率95%)を得た。
【0021】実施例2 実施例1の水酸化カルシウムに代え、種々のアルカリ土
類金属の水酸化物、酸化物で反応を行った。触媒と反応
時間、GC収率を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】実施例3 実施例1の酢酸カリウムに代え、種々のアルカリ金属の
無機酸または有機酸の塩で反応を行った。触媒と反応時
間、GC収率を表2に示す。
【0024】
【表2】
【0025】実施例4 DMI10.0g、メタリルアルコール14.86g、
水酸化カルシウム0.1g、酢酸カリウム0.25gを
温度計、精留塔のついた50mlの三ツ口フラスコに仕
込み、130℃に調節した油浴により加熱し反応を行っ
た。反応の進行とともに、生成してくるメタノールを精
留塔から留出させて15時間反応を行った。反応終了
後、GC分析によりDMIに対し、94.5%のジメタ
リルイソフタレートが生成していることを確認した。
【0026】実施例5 実施例1のDMIの代わりに種々の芳香族カルボン酸の
アルキルエステルで反応を行った。原料と反応時間、G
Cまたは液体クロマトグラフィー(以下LCと略)での
収率を表3に示す。
【0027】
【表3】
【0028】比較例 従来のエステル交換反応の触媒と比較するために、DM
I100g、アリルアルコール120g、触媒を実施例
1と同じ反応装置に仕込み、120℃に調節した油浴で
加熱して反応を行った。表4に結果を示す。
【0029】
【表4】
【0030】この表より、水酸化カルシウムを単独に使
用した場合は、触媒量を多く用いても混合系に比較して
反応時間がかかるうえに、当然触媒残滓が多くなるの
で、ロ過時間がかかるという問題を起こす。また、炭酸
カルシウムは触媒活性は比較的高いものの、反応液の着
色が激しい。Ti(OEt)4 、NaOMeは水分によ
る失活が起こり易く、この場合には途中で反応が停止し
ている。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、芳香族多塩基酸のアリ
ルエステルを反応中の着色がなく、経済的な方法で合成
することが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── 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 27/232 X 31/04 X C07B 61/00 300 (56)参考文献 特開 平1−165549(JP,A) 特開 昭62−12747(JP,A) 特公 昭43−2090(JP,B1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芳香族多塩基酸のアルキルエステルをア
    リルアルコールまたはメタリルアルコールと反応させて
    芳香族多塩基酸のアリルエステルを合成する際に、エス
    テル交換反応の触媒としてアルカリ土類金属の水酸化物
    または酸化物とアルカリ金属の無機酸または有機酸の塩
    とを併用する方法。
JP4005009A 1992-01-14 1992-01-14 アリルエステル類の製造方法 Expired - Lifetime JPH089575B2 (ja)

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