JPH10330320A - 2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートの製造方法 - Google Patents

2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートの製造方法

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JPH10330320A
JPH10330320A JP9137274A JP13727497A JPH10330320A JP H10330320 A JPH10330320 A JP H10330320A JP 9137274 A JP9137274 A JP 9137274A JP 13727497 A JP13727497 A JP 13727497A JP H10330320 A JPH10330320 A JP H10330320A
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JP
Japan
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meth
ethylene oxide
acrylic acid
reaction
hydroxyethyl
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JP9137274A
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English (en)
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Masanori Tokuda
正徳 徳田
Kenichi Fujimoto
賢一 藤本
Yuji Tsukawaki
祐二 塚脇
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 (メタ)アクリル酸とエチレンオキサイドと
を付加反応させて2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリ
レートを得る際、未反応のエチレンオキサイドを余分の
熱エネルギーを使用することなく、有効に回収、再利用
する。 【解決手段】 未反応のエチレンオキサイドを気化し
て、これを付加反応の他方の原料である(メタ)アクリ
ル酸に接触吸収して再使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、(メタ)アクリル
酸とエチレンオキサイドから2−ヒドロキシエチル(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)アクリル酸とエチレンオキサイ
ドとを付加反応させて、2−ヒドロキシエチル(メタ)
アクリレートを製造する方法は、特開昭55−2874
2号公報、特公平1−6182号公報、特公平8−58
42号公報等で開示されており公知である。これらの2
−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートの製造方法で
は、エチレンオキサイドが(メタ)アクリル酸に対して
等モル以上の割合で仕込まれる一方、この付加反応の反
応率が100%に満たないことが多いため、反応終了時
の反応液中に未反応のエチレンオキサイドが残存する。
このため、従来は未反応エチレンオキサイドを気化させ
て反応液から除去し、水に吸収させたり燃焼するなどし
て処理するか、冷却したり、あるいは溶媒に吸収させた
りして回収して再利用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、除去さ
れたエチレンオキサイドを廃棄処理する方法は経済的に
不利である。また、エチレンオキサイドを冷却して回収
再利用するにしても、冷却に余分なエネルギーが必要と
なるため経済的ではない。エチレンオキサイドを溶媒に
吸収させて回収する場合も、エチレンオキサイドを再利
用するには分離工程が必要になるばかりでなく、熱エネ
ルギーが余分に必要であり経済的ではない。よって、本
発明における課題は、余分な熱エネルギーを使用せず、
エチレンオキサイドを有効に再利用できる2−ヒドロキ
シエチル(メタ)アクリレートの製造方法を提供するこ
とにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
問題点を解決すべく鋭意検討を行った結果、除去された
未反応のエチレンオキサイドを2−ヒドロキシエチル
(メタ)アクリレートの合成のもう一方の原料である
(メタ)アクリル酸に吸収することにより、未反応のエ
チレンオキサイドを有効に利用できることを見い出し、
本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、触媒
存在下、(メタ)アクリル酸とエチレンオキサイドとを
付加反応させて2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ
ートの製造する方法において、未反応のエチレンオキサ
イドを気化させ、これを(メタ)アクリル酸に接触吸収
させ、このエチレンオキサイドを含む(メタ)アクリル
酸を付加反応に再使用することを特徴とする2−ヒドロ
キシエチル(メタ)アクリレートの製造方法である。
【0005】
【発明の実施の形態】以下に本発明を具体的に説明す
る。(メタ)アクリル酸とエチレンオキサイドとの付加
反応により、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
トを製造する反応に使用される触媒としては、公知のも
のであれば特に制限はなく、例えば各種アミン類、四級
アンモニウム塩、三価の鉄化合物と助触媒、クロム化合
物、銀又は水銀、(メタ)アクリル酸金属化合物等が挙
げられる。また、これらの触媒は組み合わせて用いるこ
ともできる。
【0006】反応開始時のエチレンオキサイドの仕込み
量は、(メタ)アクリル酸1モルに対して1.0〜1.
2モルが好ましく、特に好ましくは1.03〜1.10
モルである。エチレンオキサイド仕込み量が1.0モル
未満の場合には、精製困難な(メタ)アクリル酸が製品
に混入し、簡易なフラッシュ蒸留による精製が困難にな
るという問題がある。また、仕込量が1.2モルを超え
ると生産性が低下し、より多くの未反応エチレンオキサ
イドの回収が必要となるという問題がある。反応に使用
する触媒量は(メタ)アクリル酸100重量部に対して
0.01〜10重量部であり、好ましくは0.03〜3
重量部である。触媒量が0.01重量部未満の場合反応
の進行が遅くなるという問題があり、10重量部を超え
ると副生成物が増加したり、触媒コストが増加するとい
う問題がある。
【0007】反応液には重合防止剤が適宜添加される。
使用される重合防止剤としては、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、カテコール、
フェノチアジン、N,N−ジ−2ナフチル−p−フェニ
レンジアミン、硝酸又は硝酸塩等が挙げられる。重合防
止剤は単独で使用してもよいが、二種以上を組み合わせ
て使用してもよい。重合防止剤の使用量は、(メタ)ア
クリル酸100重量部に対し0.01〜1重量部が好ま
しい。重合防止剤の使用量が0.01重量部未満の場合
には、反応液が重合するという問題があり、1重量部を
超えると、精製時に重合防止剤の分離が困難になり製品
の品質低下につながるだけでなく、重合防止剤のコスト
が増加するという問題がある。
【0008】反応温度は、通常50〜110℃であり、
好ましくは、60〜90℃である。反応温度が、50℃
未満の場合には、反応の進行が遅くなり、反応率が低下
したり、反応が未完結となるという問題がある。また、
110℃を超えると反応液が重合したり、副生成物が増
加するという問題がある。また、反応は加圧、常圧、減
圧の何れで行ってもよいが、沸点の低いエチレンオキサ
イドを反応温度において液体として存在させ、(メタ)
アクリル酸との接触を良くするためには加圧系で行うこ
とが好ましい。
【0009】通常、反応は精製困難な(メタ)アクリル
酸が製品に混入してくるのを少なくし、簡易なフラッシ
ュ蒸留による精製を可能にするために、反応液の(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%以下となるまで継続する。反応終了時の
(メタ)アクリル酸基準の反応率(以下、反応率とい
う)は90〜100%である。反応終了後、反応釜に残
る未反応エチレンオキサイドを気化させて除去する。こ
の時の釜内の圧力は加圧、常圧、減圧の何れでも良が、
(メタ)アクリル酸、エチレンオキサイドおよび2−ヒ
ドロキシエチルアクリレートの内、最も低沸点であるエ
チレンオキサイドを効率よく除去するためには、100
〜600torrの減圧下で除去することが好ましい。
このときの反応終了液の液温は20〜110℃であり、
好ましくは30〜90℃である。液温が20℃未満の場
合には、エチレンオキサイドの除去率が低くなるという
問題があり、110℃を超えると副生成物が増加した
り、反応液が重合するという問題がある。以上、反応方
式が回分式の場合について説明したが、連続方式で反応
を行う場合についても、連続的に得られる反応終了液か
ら同様にしてエチレンオキサイドを気化して除去するこ
とができる。
【0010】除去されたエチレンオキサイドは、吸収塔
などで2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートの合
成のもう一方の原料である(メタ)アクリル酸と気液接
触させ、(メタ)アクリル酸に接触吸収させることによ
り回収する。つまり、目的生成物が2−ヒドロキシエチ
ルアクリレートの場合にはアクリル酸を、2−ヒドロキ
シエチルメタクリレートの場合はメタクリル酸を吸収液
として使用する。エチレンオキサイドの接触吸収の方法
に特に制限はないが、通常は吸収塔が用いられる。吸収
塔の形式は特に制限されないが、例えば多段式や多管式
等が挙げられる。吸収液である(メタ)アクリル酸の温
度は、その圧力における凝固点以上であればよく、好ま
しくは20〜50℃である。吸収液の温度が、20℃未
満の場合には吸収液が凝固するという問題があり、50
℃を超えるとエチレンオキサイドの吸収率が低下すると
いう問題がある。吸収塔内のエチレンオキサイドは、吸
収液である(メタ)アクリル酸に対して通常1モル以下
であり、好ましくは0.005〜0.1モルである。エ
チレンオキサイドが1モルを超えると吸収液がエチレン
オキサイドを吸収しきれずエチレンオキサイドの回収率
が低下するという問題がある。
【0011】接触吸収の方式は、反応が回分式の場合に
はワンパス式でも循環式でもよいが、循環式の方が効率
よくエチレンオキサイドを吸収できるため好ましい。ま
た、反応が連続式の場合にはワンパス式によりエチレン
オキサイドを吸収する。このようにして得られるエチレ
ンオキサイドを吸収させた(メタ)アクリル酸には、適
宜(メタ)アクリル酸やエチレンオキサイドが加えら
れ、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを製造
する反応の原料として用いられる。このときの仕込原料
割合は、前記の通り(メタ)アクリル酸1モルに対して
エチレンオキサイド1.0〜1.2モルが好ましく、特
に1.03〜1.10モルが好ましい。
【0012】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。なお、実施例
中の「部」は重量部であり、組成比はモル比である。反
応液の分析はガスクロマトグラフィーで行った。
【0013】また、反応率は以下の定義により算出し
た。 反応率(%)=A/B×100 ここではAは反応(メタ)アクリル酸のモル数、Bは仕
込みの(メタ)アクリル酸のモル数を表わす。
【0014】
【実施例1】ステンレス鋼(SUS316)製のオート
クレープに原料であるメタクリル酸430.45部、触
媒であるメタクリル酸鉄3.44部および重合防止剤で
ある亜硝酸ソーダ0.117部を仕込み、液温を反応温
度である70℃まで昇温した。この液にエチレンオキサ
イド255.49部を6時間かけて滴下し、反応を行っ
た。反応中の最高圧力は3.5kg/cm2 であった。
反応終了時のメタクリル酸の反応率は、99.5%であ
った。反応終了後、オートクレープ内部の圧力を20t
orrまで減圧して、エチレンオキサイドを反応液から
気化して除去した。除去したエチレンオキサイドを、多
段式の吸収塔を用いてメタクリル酸430.45部を循
環させながら接触吸収した。得られた吸収液には、エチ
レンオキサイドが24.11部含まれていた。この吸収
液をメタクリル酸原料としてオートクレープに仕込み、
同様にして再度反応を行った。このときエチレンオキサ
イドは吸収液に含まれている24.11部を差し引いた
231.38部を添加した。反応結果は初回と変わら
ず、回収されたエチレンオキサイドは問題なく再使用で
きた。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
によれば、余分な熱エネルギーを使用せず、未反応のエ
チレンオキサイドを有効に再利用して2−ヒドロキシエ
チル(メタ)アクリレートを製造することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 触媒存在下、(メタ)アクリル酸とエチ
    レンオキサイドとを付加反応させて、2−ヒドロキシエ
    チル(メタ)アクリレートの製造する方法において、未
    反応のエチレンオキサイドを気化させ、これを(メタ)
    アクリル酸に接触吸収させ、このエチレンオキサイドを
    含む(メタ)アクリル酸を付加反応に再使用することを
    特徴とする2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート
    の製造方法。
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