JPH11322680A - ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレ―トの連続製造方法 - Google Patents
ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレ―トの連続製造方法Info
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Abstract
アミノアルコールとのエステル交換反応によるジアルキ
ルアミノアルキル(メタ)アクリレートの製造方法。 【解決方法】 エステル交換反応触媒をテトラブチル、
テトラエチルおよびテトラ(2-エチルヘキシル)チタネ
ートから選択し、反応を撹拌反応器で90〜120℃で行
い、その粗反応混合物はテーリングカラム(C1)に送
る。このカラムの上部からの留分はトッピングカラム
(C2)に送り、このカラムの底部からの留分は最終精留
塔(C3)に送り、そこで高純度のジアルキルアミノアル
キル(メタ)アクリレートを得る。
Description
化合物:
1-C5アルキレン基であり、R2およびR3は各々C1-C4アル
キル基を表し、互いに同一でも異なっていてもよい)
と、下記化学式(III)の化合物:
あり、R4は1個または2個の炭素原子を有する直鎖アル
キル基である)とを、エステル交換反応触媒としてのテ
トラアルキルチタネートの存在下且つ少なくとも一種の
重合抑制剤の存在下で、撹拌反応器で反応させ、反応中
に化合物(III)−R4OHの共沸混合物を連続的に除去す
る、下記化学式(I)で表されるジアルキルアミノアルキ
ル(メタ)アクリレートの連続製造方法に関するもので
ある:
味を有する)
HCOOCH(CH3)2またはH2C=CHCOOCH2CH(CH3)2とアルコール
とを例えばn-プロピル、イソプロピルまたはイソブチル
チタネートまたはポリブチルチタネート等の触媒の存在
下で反応させてジメチルアミノエチルアクリレートを製
造する方法が記載されている。この方法の欠点はチタネ
ートと反応中に出る軽質アルコールまたは出発材料のア
ルコールとのエステル交換反応によって反応混合物中に
不純物ができ、製造されたアクリルエステルの精製処理
が複雑になる点にある。フランス特許第2,617,840号に
記載の化学式(I)の化合物の製造方法では、上記問題点
を克服するために、少なくとも一種の重合抑制剤の存在
下且つテトラエチルチタネートの存在下で、20〜200℃
且つ大気圧以下の圧力で、エチル(メタ)アクリレート
と上記化学式(II)のアミノアルコールとを、エチル(メ
タ)アクリレート/アミノアルコール(II)モル比の1.5〜
5の範囲にして反応させ、反応中に共沸混合物であるエ
チル(メタ)アクリレート/エタノールを除去し、得ら
れた化合物(I)を反応の終点で分離する。現在の課題は
上記化合物(I)を工業的規模で連続的かつ高純度に製造
することにある。すなわち、例えばエチルアクリレート
(EA)が100ppm以下で、ジメチルアミノエタノール(DM
AE)が300ppm以下であるジメチルアミノエチルアクリレ
ート(DMAEA)を製造することが求められている。ヨー
ロッパ特許第EP-B-0,160,427号には下記工程からなるDM
AEAの製造方法が記載されている: (1)触媒の調製
反応によるDMAEAの合成
て粗反応混合物から分離する。この操作で得られるDMAE
Aと未反応の過剰メチルアクリレートとを含む軽質相を
蒸留して純粋なDMAEAを単離する。 (3)化合物Aの再生
質相からフラッシュ蒸留によって単離することができ
る。化合物Aを段階(2)に再循環させ、軽質相を蒸留し
てDMAEからメタノールを分離する。このDMAEは段階
(3)へ再循環される。蒸留温度と圧力のデータが全く
与えられておらず、また、かなり複雑であるにもかかわ
らず、上記特許にはこの方法は連続的に実施可能である
と記載されている。
(メチル)アクリレートの連続的なエステル交換反応が
記載されている(DMAEが重質アルコールであるとは記載
されていない)。この方法では管形反応器を蒸発器と組
み合わせて用いる。蒸発器で得られた蒸気の留分は蒸留
塔に送られて下記が分離される: 1)軽質アクリレート/軽質アルコール(メタノール)
共沸混合物(頂部) 2)重質アクリレートおよび重質アルコールと少量の軽
質アクリレート(底部) この最後の留分は精製カラムに送られ、このカラムの頂
部から出る重質アルコールを多く含む留分(stream)は反
応器へ再循環される(トッピング)。このカラムの底部
から出るチタネート(触媒)および重質アクリレートは
最終カラムへ送られ、その頂部から純粋な重質アクリレ
ートが得られ、その底部から触媒が回収される。上記の
要求を満たすDMAEAはこの方法では得られない。
じ反応(同じくアミノアルコールを重質アルコールとし
て特定していない)で、蒸留塔の上部に重質アルコール
と触媒(例:ブチルチタネート)を供給し、底部に軽質
アクリレートを供給している。頂部から出る留分は軽質
アルコールを多く含み且つ軽質アクリレートと重質アル
コールとを含む。軽質アクリレートは分離されて上記カ
ラムに再循環される。底部から出る留分は重質アクリレ
ート(例えば2-エチルヘキシルアクリレート)を多く含
み且つ重質アルコールと軽質アクリレートとを含む。
のアルキル(メタ)アクリレート(III)と上記定義のア
ミノアルコール(II)とをエステル交換反応させて得られ
た粗反応混合物に対して、最初にテーリング操作(触媒
と重質物の除去)を行い、次いでトッピング操作と最終
精留とを行うことによって高純度の(メタ)アクリレー
ト(I)を工業的に製造できるということを見出した。
エステル交換反応触媒をテトラブチル、テトラエチルお
よびテトラ(2-エチルヘキシル)チタネートからなる群
の中から選択し、反応を撹拌反応器内で90-120℃の温度
で行い、次いで、下記操作を行うことを特徴とする方法
にある: (a) 所望の重質エステル(I)と、軽質物としての化合物
(II)および未反応の軽質エステル(III)と、重質物と
しての触媒、重合抑制剤および重質反応生成物とを含む
反応粗混合物を減圧下の第1蒸留塔(C1)に送り、この
第1カラム(C1)で蒸留を行って、 1) 触媒を含まないか、ほとんど含まず、重質物を少
量成分として含む、基本的に重質エステル(I)と軽質物
とからなる留分をカラム頂部から取り、 2) 一部の重質エステル(I)および触媒を少量成分とし
て含む、基本的に重質物からなる留分をカラム底部から
取り、次いで、 (b) 第1蒸留塔(C1)の頂部からの留分を減圧下の第2
蒸留塔(C2)へ送り、そこで蒸留を行って、 1) 重質エステル(I) を少量成分として含む、軽質物
留分を頂部で取り、 2) 軽質物、重質反応生成物および痕跡量の重合抑制
剤を含む重質エステル(I)を底部から取り、 (c) 第2蒸留塔(C2)の底部からの留分を減圧下の第3
蒸留塔(C3)へ送り、そこでを精留が行って、所望の重
質エステル(I)を頂部から取り、基本的に重合抑制剤か
らなる成分を底部から取る。
アルキル(メタ)アクリレート(III)/アミノアルコ
ール(II)のモル比を1.1〜3、好ましくは1.7〜2.2にして
行う。触媒はアミノアルコール(II)1モル当たりl0-4
〜10-2モル、好ましくはアミノアルコール(II)1モル当
たり1×l0-3〜8×10-3モルの比率で用いられる。反応は
反応器(R)内で650ミリバール〜大気圧の圧力で行われ
る。安定化剤はフェノチアジン、tert−ブチルカテコー
ル、ハイドロキノンメチルエーテル、ハイドロキノンお
よびこれらの任意比率の混合物からなる群の中から選択
され、反応原料に対して100〜5000ppmの比率で用いられ
る。フェノチアジン等の安定化剤はカラム(C2)に添加す
ることもできる。アミノアルコール(II)の例としてはジ
メチルアミノエタノール(DMAE)、ジメチルアミノプロ
パノールおよびジエチルアミノエタノールを挙げること
ができる。
る: 1) 第1蒸留塔(C1)は3.73×l03〜1.04×104Pa(28-78
mmHg)の圧力でl00〜115℃の底部温度で運転する。 2) 第2蒸留塔(C2)は9.33×l03〜1.07×l04Pa(70-80
mmHg)の圧力で110〜125℃の底部温度で運転する。 3) 第1蒸留塔(C1)の底部からの留分は薄膜蒸発器を
通して精製した後に、第2蒸留塔(C2)の頂部からの留
分と一緒に反応器(R)へ再循環する。 4) 精留塔(C3)は3.73×10-3〜70.7x103Pa(28-53mmH
g)の圧力で82〜94℃で運転する。 以下、本発明の実施例を説明するが、本発明が下記実施
例に限定されるものではない。各操作の結果はまとめて
示してある。パーセンテージは重量%である。カラム
(C1)、(C2)および(C3)を添付図面の構成に配置
し、反応器(R)およびこれら3つのカラムの上部には
還流ポット(RP)を取付けた。各カラムは上記の圧力お
よび温度条件で運転した。
ルチタネートとの存在下で、DMAEとエチルアクリレート
とを連続的に反応させて下記重量%の粗反応混合物1を
た: DMAEA 50〜55% エチルアクリレート 20〜30% DMAE 15〜25% 重質反応生成物、触媒およびフェノチアジン 1.2〜2.5% テーリングカラム(C1)へは連続的に供給した。カラム
(C1)のテール留分2は薄膜蒸発器に通して精製した
後に反応器へ送られる。
ム(C1)上部で回収する: DMAEA 50〜55% エチルアクリレート 20〜30% DMAE 15〜20% 重質反応生成物およびフェノチアジン 1〜5% この留分3はフェノチアジンを用いて安定化させ、トッ
ピングカラム(C2)に送る。
記組成(重量%)を有する: DMAEA 5〜10% エチルアクリレート 40〜60% DMAE 25〜45% このヘッド留分4は反応器へ再循環される。このカラム
(C2)からのテール留分5は下記組成(重量%)を有す
る: DMAEA 99.8〜99.9% エチルアクリレート 0〜10ppm DMAE 50〜150ppm フェノチアジン 500〜600ppm
れ、カラム(C3)上部(6)で下記組成(重量%)を有す
る純粋なDMAEAが得られる: DMAEA 99.8% エチルアクリレート <l0ppm DMAE 120〜150 ppm フェノチアジン <1ppm
で下記重量%を有するDMAEA生成物を得た: DMAEA 99.5% EA 500ppm DMAE 1000〜2000ppm
ートの連続製造方法を示す図。
Claims (10)
- 【請求項1】 化学式(II)の化合物: 【化1】 (ここで、 Aは直鎖または分岐鎖を有するC1-C5アルキレン基であ
り、 R2およびR3は各々C1-C4アルキル基を表し、互いに同一
でも異なっていてもよい)と、化学式(III)の化合物: 【化2】 (ここで、 R1は水素原子またはメチル基であり、 R4は1個または2個の炭素原子を有する直鎖アルキル基
である)とを、エステル交換反応触媒としてのテトラア
ルキルチタネートの存在下且つ少なくとも一つの重合抑
制剤の存在下で、撹拌反応器内で反応させ、反応中に化
合物(III)−R4OH共沸混合物を連続的に除去して、化学
式(I): 【化3】 (ここで、A、R1、R2およびR3は上記定義のもの)で表
されるジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート
を連続的に製造する方法において、 エステル交換反応触媒をテトラブチル、テトラエチルお
よびテトラ(2-エチルヘキシル)チタネートからなる群
の中から選択し、反応を撹拌反応器内で90-120℃の温度
で行い、次いで、下記操作を行うことを特徴とする方
法: (a) 所望の重質エステル(I)と、軽質物としての化合物
(II)および未反応の軽質エステル(III)と、重質物と
しての触媒、重合抑制剤および重質反応生成物とを含む
反応粗混合物を減圧下の第1蒸留塔(C1)に送り、この
第1カラム(C1)で蒸留を行って、 1) 触媒を含まないか、ほとんど含まず、重質物を少
量成分として含む、基本的に重質エステル(I)と軽質物
とからなる留分をカラム頂部から取り、 2) 一部の重質エステル(I)および触媒を少量成分とし
て含む、基本的に重質物からなる留分をカラム底部から
取り、次いで、 (b) 第1蒸留塔(C1)の頂部からの留分を減圧下の第2
蒸留塔(C2)へ送り、そこで蒸留を行って、 1) 重質エステル(I) を少量成分として含む、軽質物
留分を頂部で取り、 2) 軽質物、重質反応生成物および痕跡量の重合抑制
剤を含む重質エステル(I)を底部から取り、 (c) 第2蒸留塔(C2)の底部からの留分を減圧下の第
3蒸留塔(C3)へ送り、そこでを精留が行って、 所望の重質エステル(I)を頂部から取り、 基本的に重合抑制剤からなる成分を底部から取る。 - 【請求項2】 反応器(R)でアルキル(メタ)アクリ
レート(III)/アミノアルコール(II)のモル比を1.1〜
3にして反応させる請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 触媒をアミノアルコール(II)1モル当
たりl0-4〜10-2モルの比率で用いる請求項1または2に
記載の方法。 - 【請求項4】 反応器(R)で650ミリバール〜大気圧の
圧力で反応を行う請求項1〜3のいずれか一項に記載の
方法。 - 【請求項5】 フェノチアジン、tert−ブチルカテコー
ル、ハイドロキノンメチルエーテル、ハイドロキノンお
よびこれらの任意比率の混合物の中から選択される重合
抑制剤を反応原料に対して100-5000ppmの比率で用いる
請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項6】 アミノアルコール(II)としてジメチルア
ミノエタノール、ジメチルアミノプロパノールまたはジ
エチルアミノエタノールを用いる請求項1〜5のいずれ
か一項に記載の方法。、 - 【請求項7】 第1蒸留塔(C1)を3.73×l03〜1.04×10
4Paの圧力且つl00〜115℃の底部温度で運転する請求項
1〜6のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項8】 第2蒸留塔(C2)を9.33×l03〜1.7×l04
Paの圧力且つ110〜125℃の底部温度で運転する請求項1
〜7のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項9】 第1蒸留塔(C1)の底部からの留分が薄
膜蒸発器を通して精製した後に、第2蒸留塔(C2)の頂
部からの留分と一緒に反応器(R)へ再循環する請求項
1〜8のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項10】 精留塔(C3)を3.73×10-3〜70.7×10
3Paの圧力且つ82〜94℃で運転する請求項1〜9のいず
れか一項に記載の方法。
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