JPS63122649A - 高沸点（メタ）アクリル酸エステルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高沸点を有するアクリル酸またはメタクリル酸
〔以下（メタ）アクリル酸と略記するＪのエステルの製
造方法に関し、着色の少ない高純度（メタ）アクリル酸
エステルを製造する方法に間するものである。

（従来の技術および問題点） 高沸点を有する（メタ）アクリル酸エステルを蒸留間装
するには高温下での蒸留工程を経る必要がある。しかし
くメタ）アクリル酸エステル類は熱重合を起し易いため
一般には高温下の蒸留による精製は適用し難い。合成樹
脂、塗料、インキ等の改質剤として使用される高沸点（
メタ）アクリル酸エステルは着色の少ない製品が望まれ
るが、蒸留操作を経ることなしに￥ｊ造することは困難
であった。

着色の少ない高沸点（メタ）アクリル酸エステルを製造
する方法としては、特開昭４９−２６２２７号に重合防
止剤として銅化合物とポリハイドロキシ化合物を併用す
る方法が開示されている。

この方法は比較的低温下で反応を行うため多量の触媒を
使用し、従って触媒除去のために必要なアルカリ使用量
も多い。また、本発明者らの実験によれば未反応の原料
アルコール〔一般には原料アルコールも製品の（メタ）
アクリル酸エステルと同様に沸点が高く蒸留除去が困難
なため未反応のまま残る〕の転化率を高めるには長時間
の反応時間を要し、重合や着色の原因となるため高純度
品が得られない。また、特開昭６１−１６５３４９号に
は活性炭や活性白土の共存下に反応を行う方法が提案さ
れているが、特別な固体脱色剤を使用しなければならな
い点で経済的にも設備、操作上も不利である。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは（メタ）アクリル酸と高沸点アルコールと
を酸触媒の存在下にエステル化して、着色の少い高沸点
（メタ）アクリル酸エステルを製造する方法について検
討した結果、着色原因が主に反応温度、反応時間、触媒
使用量に依存し、これらの要因が大きい（各々高い、長
い、多い）程製品の着色が著しく、副生ずる不純物も増
加する傾向が認められた。これらの要因は相互に補完し
合うものであるが、反応を完結させるためにはいずれも
大きい程望ましい。工業的生産においては、限られた触
媒量で短時間に反応を完結させることが必要であり、そ
のためには反応温度をできるだけ高く保つことが望まし
い。しかし前述したとおり高い反応温度は製品の着色、
重合、副反応を惹起させる原因となるため好ましくない
。特に反応液が加熱源と接触する熱交換部分においては
、器壁表面温度が反応液温度に比べて１０〜３０″Ｃ高
いため製品品質を劣化させる原因となる。本発明は上記
問題点を解決するための方法を提案するものである。

（メタ）アクリル酸とアルコールとのエステル化反応は
平衡反応であり、生成した水を系外に除去することによ
り反応を完結させることができる。

一般には（メタ）アクリル酸およびアルコールより低沸
点のエントレーナを用いて生成水の共沸脱水蒸留を行う
。本発明はこのような脱水蒸留操作を行うに際して、塔
頂蒸気凝縮液を分液しエントレーナを気化させて、再び
反応液中に供給することを特徴とする高沸点（メタ）ア
クリル酸の製造方法である。本発明の方法によりエステ
ル化反応液が高温の加熱源器壁に接触することが防げる
ため、着色、重合、副反応等の少ない高品質の（メタ）
アクリル酸エステルを製造することができる。

また、エントレーナのみを加熱気化させて反応器に供給
するため、装置腐蝕性の強い反応液を加熱する場合のよ
うに、熱交換器に高価な耐蝕性材料を選択する必要がな
いことも本発明の大きな経済的メリットである。

本発明の対象となる（メタ）アクリル酸エステルとして
は２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル
（メ５）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレー
ト、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、テトラヒド
ロフルフリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）
アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート
、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ポリエチ
レングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピ
レングリコールモノ（メタ）アクリレート、アルコキシ
ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、アルコ
キシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、
フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレー
ト、１．４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、
ネオベンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１．
６−ヘキサンシオールジ（メタ）アクリレート、ポリプ
ロレングリコールジ（メタ）アクリレート、ボリブロビ
レングリコールジ（メタ）アクリレート、２．２−ビス
（Ｐ−（メタ）アクリロキシポリエトキシ）フェニルプ
ロパン、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレ
ート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート
などの高沸点（メタ）アクリル酸エステルのほか、秤々
の高沸点アルコール類から誘導される（メタ）アクリル
酸エステルが含まれる。

本発明において使用する酸触媒としては硫酸、メタンス
ルホン酸、パラトルエンスルホン酸等の通常のエステル
化触媒が使用できる。

生成水の共沸脱水蒸留にもちいられるエントレーナとし
ては、原料アルコールおよび（メタ）アクリル酸より低
沸点でかつ塔頂蒸気凝１縮液が二苦に分離するものであ
ればよく、たとえばヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベ
ンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン等が使用
できる。

反応は通常重合防止剤の存在下に常圧下、７０〜１５０
℃の温度で行われる。反応および共沸脱水蒸留に必要な
熱量の大部分は、外部気化されたエントレーナによって
供給され、熱収支上不足する熱量のみが反応槽のジャケ
ット加熱等によって補われるため、反応液が高温度の加
熱源器壁に長時間接触することが防げる。

反応終了後、反応液を中和、水洗して触媒および未反応
の原料を除去し、次いで減圧下にエントレーナを蒸留除
去することによって、極めて着色の少ない高品質の（メ
タ）アクリル酸エステルを得ることができる。

（発明の効果） 蒸留による精製が困難な高沸点（メタ）アクリル酸エス
テルに対して本発明の製造方法を適用することにより、
着色、副反応生成物が極めて少い高品位の製品が得られ
るとともに、少量の触媒で短時間に反応を完結させるこ
とができる。また、装置材質面でも高級材料を使用しな
くてもよいメリットがある。

（実施例） 実施例−１ ネオペンチルグリコール１０４０部、メタクリル酸１８
９２部、濃硫酸６２．４部、ｎ−へブタン１０２５部お
よびヒドロキノン５．２部をかくはん機、温度計および
空気吹込管を備えた反応器に入れ少量の空気を吹込みな
がら反応器を油浴で加熱した。蒸発した、ｎ−へブタン
およびエステル化反応で生成した水の共沸組成物をコン
デンサーで凝縮し、水分離器で両成分を層分離すると共
に、水層は系外へ抜出し、ｎ−へブタンは全量ポンプを
経て加熱器に導き、気化させて再び反応器へもどした。

反応器加熱用油浴の温度を１２３℃に保持し、反応を３
．５時間続けて留去した生成水が理論量の９９．７％に
達したところで反応を中止した。

冷却後、反応液を２０％苛性ソーダ水溶液８５５部で中
和し、次いで各５００部の水で洗液が中性になるまで数
回洗浄した。有握層にヒドロキノンモノメチルエーテル
０．１２部を添加し、減圧下９５℃以下でｎ−へブタン
を留去してネオペンチルグリコールジメタクリレート９
９．３％を含む製品２２８１部を得た。この製品の色数
はＡＰＨＡ　　１０であった。

比較例−１ 実施例−１と同種、同量の原料をかくはんｎ１温度計お
よび空気吹込管を備えた反応器に入れ、少量の空気を吹
込みながら反応器を油浴で加熱した。蒸発した、ｎ−へ
ブタンおよびエステル化反応で生成した水の共沸組成物
をコンデンサーで凝縮し水分離器で両成分を分離すると
ともに水層は系外へ抜出し、ｎ−へブタンは液のまま反
応器にもどした。

反応器加熱用油浴の温度を１４２℃に保持し、反応を８
時間続けて、留去した生成水が理論量の９９．７％に達
したところで反応を中止した。

以下、実施例−１と同様に処理して、ネオペンチルグリ
コールジメタクリレート９８．４％を含む製品２２７７
ｇを得た。この製品の色数はＡＰＨＡ　　４０であった
。

実施例−２ トリメチロールプロパン９３８部、メタクリル［１１２
１６７部、パラトルエンスルホン酸１８８部、ｎ−へブ
タン７２０部およびヒドロキノン４．７部を実施例−１
で使用した装置に入れ、同様の方法でエステル化を行っ
た。

反応器加熱用油浴の温度を１２５℃に保持し、反応を４
時間続けて留去した生成水が理論量の９９．７％に達し
たところで反応を中止した。

冷却後、反応液を２０％苛性ソーダ水溶液１４６０部で
中和し、次いで各５００部の水で洗液が中性になるまで
数回洗浄した。有＃１層にヒドロキノンモノメチルエー
テル０．１２部を添加し、減圧下９５℃以下でｎ−へブ
タンを留去してトリメチロールプロパントリメタクリレ
ート２３１０部を得た。この製品の色数はＡＰＨＡ　　
３０であった。

比較例−２ 実施例−２と同種、同量の原料を比較例−１で使用した
装置に入れ、同様の方法でエステル化を行った。反応器
加熱用油浴の温度を１４０’Ｃに保持し、反応を９時間
続けて、留去した生成水が理論量の９９．７％に達した
ところで反応を中止した。

以下、実施例−２と同様に処理して、トリメチロールプ
ロパントリメタクリレート２３１３部を傳だ。この製品
の色数はＡＰＨＡ　　９０であった。

実施例−３，４ 実施例−１で使用した装置で１，６ヘキサンジオールジ
アクリレートおよびステアリルメタクリレートを合成し
、表−１の結果を得た。

以下余白 表−１ 比較例−３，４ 比較例−１で使用した装置で１，６ヘキサンジオールジ
アクリレートおよびステアリルメタクリレートを合成し
、表−２の結果を得た。

以下余白

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクリル酸またはメタクリル酸と高沸点アルコー
   ルとを酸触媒の存在下にエステル化するに際して、アク
   リル酸またはメタクリル酸およびアルコールより低沸点
   のエントレーナを用いて反応生成水の共沸脱水蒸留を行
   い、塔頂蒸気凝縮液を分液し、エントレーナを気化させ
   て再び反応液中に供給することを特徴とする高沸点のア
   クリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルの製造方
   法。