JPWO2015045969A1 - エステル化合物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
反応時間を短縮して生産効率およびエネルギー効率を改善することができ、かつ、製品色調の良好なエステル化合物を得ることができるエステル化合物の製造方法を提供する。有機カルボン酸または有機カルボン酸無水物とアルコールとを反応させるエステル化合物の製造方法において、触媒としてジルコニウム化合物を用い、全反応過程のうち、一部を加圧条件下で行うことを特徴とするエステル化合物の製造方法である。反応温度は、300℃以下であることが好ましい。
Description
本発明は、エステル化合物の製造方法に関し、詳しくは、反応時間を短縮して生産効率およびエネルギー効率を改善することができ、かつ、製品色調の良好なエステル化合物を得ることができる、エステル化合物の製造方法に関する。
エステル化合物の製造方法として、酸とアルコールを原料としたエステル化反応が広く工業的に用いられている。従来、エステル化合物の製造に用いられる触媒はパラトルエンスルホン酸や硫酸等の酸触媒や、チタンやスズ等の有機金属触媒が一般的である。酸触媒を使用した場合、比較的低温条件下で反応させることができるが副生成物の生成が多い等の問題を有している。一方、有機金属触媒を使用した場合、副生成物の生成は少ないが、高温条件下でないと反応が進行せず、熱履歴による着色や、エネルギーコストが大きいといった問題があった。
このエステル化反応は平衡反応であるため、目的とするエステル化合物の収率を挙げる為には、原料のアルコールを化学量論量より過剰に使用したり、副生する水を系外に排出したりする等、平衡反応を生成物側に促進する手法が一般的にとられている。副生する水は精留塔による分離、もしくは共沸により留出した留出液の相分離のいずれかの方法により、水とアルコールとを分離し、水は系外に排出し、アルコールは反応系に還流させている。
しかしながら、エステル化反応の反応温度は一般に水の沸点より高いため、常圧下で行うと水と共にアルコールが多量に還流してしまう。そのため、蒸発潜熱により熱量が奪われることで、系内の温度が上がり難くなり、反応速度が低下する。その結果、反応時間が延長し、生産効率の低下、製品色調の更なる悪化、エネルギー効率の低下等の問題が生じる。
従来、製品の色調の悪化に対しては、例えば、製品製造後に活性炭等の脱色剤を用いた脱色工程により着色物質を吸着除去する方法により色調の改善を行われてきた。他方、エネルギー効率の低下に対しては、例えば、特許文献1では、有機カルボン酸またはその無水物とアルコールとの加圧反応による、チタンまたはスズ触媒下でのエステル製造方法が反応時間短縮とエネルギー効率の観点から有効であることが開示されている。さらに、特許文献2では、チタン触媒下での加圧反応によるテレフタル酸と2−エチルヘキサノールとのジエステル化合物に関し、チタン触媒を用いることにより反応時間短縮効果が開示されている。
しかしながら、脱色工程による色調改善は、製造工程数の増加や脱色剤の使用によりコスト面で不利であるのに加え、高粘度の製品に対して適応できない等の欠点もある。また、特許文献1および特許文献2は、共に反応時間の短縮および生産効率の改善に対して解決手段を示したものであり、製品色調の改善に対しては開示も示唆もされていない。
そこで本発明の目的は、反応時間を短縮して生産効率およびエネルギー効率を改善することができ、かつ、製品色調の良好なエステル化合物を得ることができるエステル化合物の製造方法を提供することにある。
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、有機カルボン酸または有機カルボン酸無水物と、アルコールと、を反応させてエステル化合物を製造するに当たって、所定の触媒を用い、かつ、所定の反応条件とすることにより、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明のエステル化合物の製造方法は、有機カルボン酸または有機カルボン酸無水物と、アルコールと、を反応させるエステル化合物の製造方法において、
触媒としてジルコニウム化合物を用い、全反応過程のうち、一部を加圧条件下で行うことを特徴とするものである。
触媒としてジルコニウム化合物を用い、全反応過程のうち、一部を加圧条件下で行うことを特徴とするものである。
本発明のエステル化合物の製造方法は、炭素原子数2〜18のアルコールを用いる場合に好適に適用することができる。本発明のエステル化合物の製造方法は、反応温度が、300℃以下であることが好ましい。また、本発明のエステル化合物の製造方法は、反応初期は加圧条件下で反応を行い、反応後期は減圧条件下で反応を行うことが好ましい。さらに、本発明のエステル化合物の製造方法は、前記反応初期における加圧条件下での反応を、下記の式(1)で表されるエステル化率が96%以上になるまで行うことが好ましい。
エステル化率=100−A/B×100・・・・(1)
(式(1)中、Aは、カルボン酸またはアルコール末端残存量を表し、Bは、仕込んだカルボン酸またはアルコール末端量を表す。末端量とは末端官能基のモル数であり、酸無水物の場合は加水分解して得られる末端のモル数を表わし、カルボン酸またはアルコール末端のうち、仕込んだモル数の少ないものを用いるものとする。)
エステル化率=100−A/B×100・・・・(1)
(式(1)中、Aは、カルボン酸またはアルコール末端残存量を表し、Bは、仕込んだカルボン酸またはアルコール末端量を表す。末端量とは末端官能基のモル数であり、酸無水物の場合は加水分解して得られる末端のモル数を表わし、カルボン酸またはアルコール末端のうち、仕込んだモル数の少ないものを用いるものとする。)
本発明によれば、反応時間を短縮して生産効率およびエネルギー効率を改善することができ、かつ、製品色調の良好なエステル化合物を得ることができる、エステル化合物の製造方法を提供することができる。
以下、本発明のエステル化合物の製造方法について詳細に説明する。本発明のエステル化合物の製造方法は、有機カルボン酸または有機カルボン酸無水物とアルコールとを反応させてエステル化合物を製造する方法である。本発明においては、触媒としてジルコニウム化合物を用い、全反応過程のうち、一部を加圧条件下で行う。全反応過程のうち、一部を加圧条件下で行うとは、反応のある段階までは加圧条件下で行い、それ以降は常圧もしくは減圧条件下で行う、または、その逆等、反応の進行過程のうち一部の期間を加圧条件下で行うことをいう。本発明においては、反応の初期段階を加圧条件下で行うことが好ましく、反応の初期段階を加圧条件下で行い、その後は減圧条件下で行うことがより好ましい。エステル化反応は平衡反応であり、反応が進行し、系内に副生成物である水が蓄積すると反応が進まなくなることから、減圧して系内の水分を除去することが好ましいためである。
この場合の反応初期とは、エステル反応開始時から、エステル化合物が一定程度生成されるまでをいう。好ましくは、反応初期とは、下記式(1)で定義されるエステル化率が、96%に達するまでをいう。
エステル化率=100−A/B×100・・・・(1)
ここで、式(1)中、Aは、カルボン酸またはアルコール末端残存量を表し、Bは、仕込んだカルボン酸またはアルコール末端量を表す。末端量とは末端官能基のモル数であり、酸無水物の場合は加水分解して得られる末端のモル数を意味し、カルボン酸またはアルコール末端のうち、仕込んだモル数の少ないものを用いる。
エステル化率=100−A/B×100・・・・(1)
ここで、式(1)中、Aは、カルボン酸またはアルコール末端残存量を表し、Bは、仕込んだカルボン酸またはアルコール末端量を表す。末端量とは末端官能基のモル数であり、酸無水物の場合は加水分解して得られる末端のモル数を意味し、カルボン酸またはアルコール末端のうち、仕込んだモル数の少ないものを用いる。
本発明に用いられる有機カルボン酸は特に限定されないが、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、ドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸等の脂肪族モノカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸等の脂肪族多価カルボン酸;乳酸、リンゴ酸、クエン酸等のヒドロキシ酸;安息香酸、サリチル酸、没食子酸、桂皮酸等の芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、メリト酸、ビフェニルジカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族多価カルボン酸;ピルビン酸等のオキソカルボン酸;およびこれらの無水物またはこれらの混合物等が挙げられる。
これらの中でも、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族多価カルボン酸、ヒドロキシ酸、芳香族モノカルボン酸、芳香族多価カルボン酸が好ましく、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族多価カルボン酸、芳香族モノカルボン酸、芳香族多価カルボン酸がより好ましく、酢酸、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、サリチル酸、桂皮酸、ビフェニルジカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸が更に好ましい。
本発明に用いられるアルコールは特に限定されないが、モノアルコール、ジアルコール、トリアルコール、ポリアルコールおよびこれらの混合物等が挙げられる。以下に、本発明に用いることができるアルコールについて例を示すが、特に、炭素原子数2〜18のアルコールが好ましい。
モノアルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アミルアルコール、ヘキサノール、ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ドデシルアルコール、イソドデシルアルコール、トリデシルアルコール、イソトリデシルアルコール、テトラデシルアルコール、ペンタデシルアルコール、ヘキサデシルアルコール、ヘプタデシルアルコール、オクタデシルアルコール、フェノール、ベンジルアルコール、クレゾール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
ジアルコールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
トリアルコールとしては、例えば、グリセリン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、2−メチル−1,2,3−プロパントリオール、1,2,3−ペンタントリオール、1,2.4−ペンタントリオール、1,3,5−ペンタントリオール、2,3,4−ペンタントリオール、2−メチルー2,3,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、2,3,4−ヘキサントリオール、2−エチルー1,2,3−ブタントリオール、トリメチロールプロパン、4−プロピルー3,4,5−ヘプタントリオール、ペンタメチルグリセリン(2,4−ジメチルー2,3,4−ペンタントリオール)等が挙げられる。
ポリアルコールとしては、例えば、ペンタエリスリトール、1,2,3,4−ペンタンテトロール、1,2,4,5−ペンタンテトロール、1,3,4,5−ヘキサンテトロール、2,3,4,5−ヘキサンテトロール、ジグリセリン、ジトリメチロールプロパン、ソルビタン、アドニトール、アラビトール、キシリトール、トリグリセリン、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、イジトール、イノシトール、ダルシトール、タロース、アロース等が挙げられる。
これらの中でも、好ましくはモノアルコール、ジアルコール、トリアルコールが挙げられ、より好ましくは、下記一般式(2)で表されるモノアルコールまたはジアルコールが挙げられる。
(式(2)中、nは0〜100の整数であり、R1およびR3は各々独立に水素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜20の芳香族基を表わし、R2は炭素原子数2〜4のアルキレン基を表す。ただし、nが0の時は、R1およびR3が同時に水素原子になることはなく、nが1以上の時は、R1およびR3のいずれか一方、もしくは両方が水素原子である。)
(式(2)中、nは0〜100の整数であり、R1およびR3は各々独立に水素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜20の芳香族基を表わし、R2は炭素原子数2〜4のアルキレン基を表す。ただし、nが0の時は、R1およびR3が同時に水素原子になることはなく、nが1以上の時は、R1およびR3のいずれか一方、もしくは両方が水素原子である。)
R1およびR3が取り得る炭素原子数1〜20のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ターシャリブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、ヘプチル基、イソヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ウンデシル基、イソウンデシル基、ドデシル基、イソドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、イソテトラデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基等が挙げられる。
R2が取り得る炭素原子数2〜4のアルキレン基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられる。
R1およびR3が取り得る炭素原子数6〜20の芳香族基としては、例えば、フェニル基、トルイル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ベンジル基、フェネチル基、スチリル基、シンナミル基、ベンズヒドリル基、トリチル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、ヘプチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ウンデシルフェニル基、ドデシルフェニル基、スチレン化フェニル基、p−クミルフェニル基、フェニルフェニル基、ベンジルフェニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基等が挙げられる。
これらの中でも、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、ジエチレングリコールモノベンジルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールが好ましく、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオールがより好ましく、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオールが更に好ましい。
本発明において、触媒として用いられるジルコニウム化合物は特に限定されないが、テトラプロピルジルコニウム、テトラブチルジルコニウム、n―プロピル酸オキソジルコニウム、オクチル酸オキソジルコニウム、ステアリン酸オキソジルコニウム、テトラアセチルアセトナトジルコニウム、塩化ジルコニウム等が挙げられる。
これらの中でも、テトラプロピルジルコニウム、テトラブチルジルコニウム、n―プロピル酸オキソジルコニウム、オクチル酸オキソジルコニウム、ステアリン酸オキソジルコニウム、テトラアセチルアセトナトジルコニウムが好ましく、テトラプロピルジルコニウム、テトラブチルジルコニウム、n―プロピル酸オキソジルコニウム、オクチル酸オキソジルコニウム、テトラアセチルアセトナトジルコニウムがより好ましく、テトラプロピルジルコニウム、テトラブチルジルコニウム、n―プロピル酸オキソジルコニウム、オクチル酸オキソジルコニウムが更に好ましい。
本発明に用いられるジルコニウム触媒の濃度は、特に限定されないが、得られるエステル化合物に対して、ジルコニウム濃度として0.00001〜1.0質量%になるように添加するのが好ましく、0.0001〜0.1質量%がより好ましく、0.0001〜0.05質量%が更に好ましい。ジルコニウム濃度が0.00001質量%より少ない場合は、エステル化反応が十分に進行しない場合があり、1.0質量%より多い場合は、色調悪化、耐加水分解性の低下が起こる場合がある。
本発明の製造方法においては、加圧時の圧力は限定されていないが、102〜1013kPaが好ましく、102〜507kPaがより好ましく、102〜304kPaが更に好ましい。圧力が102kPa未満では、アルコールと副生する水との混合物が共沸しやすく、反応時間が長時間かかる。また、本発明においては、所定の温度における圧力をアルコールと副生する水との混合物が呈する蒸気圧以上にすればその目的は達成されるので、圧力が1013kPaを超えても効果は変わらず、エネルギーコストの面から上記範囲が好ましい。
反応系を加圧条件下にする方法としては、反応原料および触媒を仕込んだ反応容器を密閉にして、窒素等の不活性ガスを加圧で流入させる方法、反応容器からガスが流出する量と反応容器に流入するガスの量が加圧状態でバランスするように流出量を制御する方法、反応容器を密閉にしてから加熱することにより反応容器内のガスを熱膨張させる方法、原料の蒸気が発生すること等で加圧条件下にする方法等が挙げられるが特に制限されるものではない。
圧力は窒素等の不活性ガスにより外部からかけることが可能であるが、反応器を密閉系にさえしてしまえば、系内の反応液の蒸気圧によってもある程度は加圧にすることが可能である。コスト面からは後者の方法が好ましい。上記のように、加圧下で反応を行なう期間は、反応開始からエステル化率が96%以上になるまでの期間が好ましい。
エステル化率は下記一般式(1)で表される。
エステル化率=100−A/B×100・・・・(1)
ここで、式(1)中、Aは、カルボン酸またはアルコール末端残存量を表し、Bは、仕込んだカルボン酸またはアルコール末端量を表す。また、末端量とは末端官能基のモル数であり、酸無水物の場合は加水分解して得られる末端のモル数を意味し、カルボン酸またはアルコール末端のうち、仕込んだモル数の少ないものを用いる。
エステル化率=100−A/B×100・・・・(1)
ここで、式(1)中、Aは、カルボン酸またはアルコール末端残存量を表し、Bは、仕込んだカルボン酸またはアルコール末端量を表す。また、末端量とは末端官能基のモル数であり、酸無水物の場合は加水分解して得られる末端のモル数を意味し、カルボン酸またはアルコール末端のうち、仕込んだモル数の少ないものを用いる。
エステル化反応は平衡反応であるため、反応の後期は減圧することにより系内の水分を留去する必要がある。減圧時の圧力は限定されていないが、0.2〜101kPaが好ましく、20〜90kPaがより好ましく、30〜80kPaが更に好ましい。これにより反応の収率を上昇させることが可能となる。圧力が0.2kPa未満では、商業的にエネルギーコストがかかるため好ましくなく、圧力が101kPaを超えると未反応物や不純物等が多く残存するため好ましくない。
加圧下で反応を行なう期間は、反応開始からエステル化率が96%以上になるまでであれば、特に限定されないが、0.5時間〜100時間程度であり、0.5〜80時間が好ましく、0.5〜60時間がより好ましく、0.5〜50時間が更に好ましい。
また、減圧反応における時間は、特に限定されないが、0.5時間〜100時間程度であり、0.5〜80時間が好ましく、0.5〜60時間がより好ましく、0.5〜50時間が更に好ましい。
本発明の製造方法においては、反応温度は特に限定されないが、更なる副生成物の生成や色調悪化の観点から、反応温度は300℃以下が好ましく、100℃以上280℃以下がより好ましく、150℃以上260℃以下が更に好ましい。
なお、本発明の製造方法において、エステル化反応終了後に公知の方法を用いて過剰のアルコールの除去、処理剤による触媒の失活および/または除去、水洗、中和等を行なうことができる。また、必要に応じて、精製処理(単蒸留、精留、薄膜蒸留、ろ過等)を行ない、製品を得ることができる。
処理剤の種類は、シリカゲル、珪酸ゲル、珪藻土、高表面積酸化アルミニウム類および酸化アルミニウム水和物、クレー、炭酸塩、活性炭、活性白土が挙げられ、シリカゲル、珪酸ゲル、珪藻土、高表面積酸化アルミニウム類および酸化アルミニウム水和物、クレー、活性炭、活性白土が好ましく、クレー、活性炭、活性白土がより好ましく、活性炭、活性白土が更に好ましい。
処理剤の量は、得られるエステル化合物に対して、0.01〜5.0質量%が好ましく、0.1〜3.0質量%がより好ましく、0.5〜1.0質量%が更に好ましい。
また、本発明の製造方法においてアルコール過剰で製造されるエステル化合物は、末端にヒドロキシ基が存在するので、反応終了後、モノカルボン酸と反応させることで末端が有機カルボン酸で封止されたエステル化合物とすることもできる。多価のカルボン酸過剰で製造されるエステル化合物は、末端にカルボン酸が存在するので、反応終了後、モノヒドロキシ化合物と反応させることで末端がモノヒドロキシ化合物で封止されたエステル化合物とすることもできる。本発明の製造方法は、中間体としてのエステル化合物の製造と最終目的物としてのエステル化合物の製造との両方に適用することも可能であり、反応中間体の製造に用いる場合には次の反応に応じて、ジルコニウム触媒をそのまま使用することも可能である。
以下、実施例を示して本発明であるエステルの製造方法について更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<<色調の評価>>
色調は、日本油化学会の基準油脂分析試験法II.C.1.5.APHA法(American Public Healthy Association)に基づいて行なった。
色調は、日本油化学会の基準油脂分析試験法II.C.1.5.APHA法(American Public Healthy Association)に基づいて行なった。
(実施例1)
まずコハク酸(221g、1.9mol)、テレフタル酸(317g、1.9mol)を、次にエチレングリコール(207g、3.3mol)、プロピレングリコール(254g、3.3mol)を、精留塔、凝縮器、デカンターを備えた容量3Lの加圧反応槽に仕込み、減圧窒素置換後にオクチル酸オキソジルコニウム(全量に対して0.0025質量%)を仕込んだ時点を反応開始点とし、加圧昇温を開始した。反応開始後60分で圧力は約111kPaに到達した。引き続き、反応温度が230℃に到達した後、圧力と温度を保持したまま、グリコールの還流を続けた(副生する水とグリコールは精留塔により分離し、デカンターにより水は系外に留去、グリコールは還流ラインから系内に戻した)。反応開始から230分で副生する水の留出率が100%に到達した。その時点で加圧反応を終了し、このときの酸価は8.0mgKOH/gであった。その後、徐々に減圧し酸価が0.2mgKOH/g以下となった時点で、減圧反応を終了した。その後、過剰のアルコールを留去する為に、温度を180℃にして1.5時間かけて1.0kPa以下まで減圧し、水酸基価が209mgKOH/gとなった時点で反応を終了した。得られたエステルのAPHAは50であった。
まずコハク酸(221g、1.9mol)、テレフタル酸(317g、1.9mol)を、次にエチレングリコール(207g、3.3mol)、プロピレングリコール(254g、3.3mol)を、精留塔、凝縮器、デカンターを備えた容量3Lの加圧反応槽に仕込み、減圧窒素置換後にオクチル酸オキソジルコニウム(全量に対して0.0025質量%)を仕込んだ時点を反応開始点とし、加圧昇温を開始した。反応開始後60分で圧力は約111kPaに到達した。引き続き、反応温度が230℃に到達した後、圧力と温度を保持したまま、グリコールの還流を続けた(副生する水とグリコールは精留塔により分離し、デカンターにより水は系外に留去、グリコールは還流ラインから系内に戻した)。反応開始から230分で副生する水の留出率が100%に到達した。その時点で加圧反応を終了し、このときの酸価は8.0mgKOH/gであった。その後、徐々に減圧し酸価が0.2mgKOH/g以下となった時点で、減圧反応を終了した。その後、過剰のアルコールを留去する為に、温度を180℃にして1.5時間かけて1.0kPa以下まで減圧し、水酸基価が209mgKOH/gとなった時点で反応を終了した。得られたエステルのAPHAは50であった。
(実施例2)
触媒量を0.00125質量%に変えて行なった以外は、実施例1と同様に仕込みおよび反応を行なった結果、得られたエステルのAPHAは25であった。
触媒量を0.00125質量%に変えて行なった以外は、実施例1と同様に仕込みおよび反応を行なった結果、得られたエステルのAPHAは25であった。
(比較例1)
触媒をテトライソプロピルチタネート(全量に対して0.0025質量%)に変えて行なった以外は、実施例1と同様に仕込みおよび反応を行なった結果、得られたエステルのAPHAは100であった。
触媒をテトライソプロピルチタネート(全量に対して0.0025質量%)に変えて行なった以外は、実施例1と同様に仕込みおよび反応を行なった結果、得られたエステルのAPHAは100であった。
(比較例2)
触媒をジブチルスズオキサイド(全量に対して0.0025質量%)に変えて行なった以外は、実施例1と同様に仕込みおよび反応を行なった結果、得られたエステルのAPHAは90であった。
触媒をジブチルスズオキサイド(全量に対して0.0025質量%)に変えて行なった以外は、実施例1と同様に仕込みおよび反応を行なった結果、得られたエステルのAPHAは90であった。
上記、実施例1および2から、ジルコニウム化合物を触媒として用いることによって、比較例1および2と比較して、得られたエステルの顕著な色調改善効果があることが明らかとなった。
Claims (5)
- 有機カルボン酸または有機カルボン酸無水物とアルコールとを反応させるエステル化合物の製造方法において、
触媒としてジルコニウム化合物を用い、全反応過程のうち、一部を加圧条件下で行うことを特徴とするエステル化合物の製造方法。 - アルコールが炭素原子数2〜18である請求項1記載のエステル化合物の製造方法。
- 反応温度が、300℃以下である請求項1記載のエステル化合物の製造方法。
- 反応初期は加圧条件下で反応を行い、反応後期は減圧条件下で反応を行う請求項1記載のエステル化合物の製造方法。
- 前記反応初期における加圧条件下での反応を、下記の式(1)で表されるエステル化率が96%以上になるまで行う請求項4記載のエステル化合物の製造方法。
エステル化率=100−A/B×100・・・・(1)
(式(1)中、Aは、カルボン酸またはアルコール末端残存量を表し、Bは、仕込んだカルボン酸またはアルコール末端量を表し、末端量とは末端官能基のモル数であり、酸無水物の場合は加水分解して得られる末端のモル数を表し、カルボン酸またはアルコール末端のうち、仕込んだモル数の少ないものを用いるものとする。)
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