KR102019042B1 - 알킬 3-알콕시프로피오네이트의 제조방법 - Google Patents

알킬 3-알콕시프로피오네이트의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알킬 3-알콕시프로피오네이트의 제조방법에 관한 것으로서, 반응 혼합물 중의 수분 함량을 조절하여 전환율을 높일 수 있는 알콕시프로피오네이트의 제조방법이다.

Description

알킬 3-알콕시프로피오네이트의 제조방법{Method for Producing Alkyl 3-Alkoxy Propionate}
본 발명은 알킬 3-알콕시프로피오네이트의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에틸 3-에톡시프로피오네이트의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서 사용되는 유기용제는 제품인 반도체의 전기적 특성에 악영향을 주지 않아야 되기 때문에 초고순도, 초저 아크릴산, 초저산가, 저수분, 초저금속 등의 함량 및 저파티클의 엄격한 품질 기준을 만족하여야 한다.
반도체 제조 공정에서 신너(Thinner)로서 사용되는 EEP(Ethyl 3-Ethoxypropionate) 또한 이러한 초고순도, 초저 아크릴산, 초저산가, 저수분, 초저금속 등의 함량 및 저파티클의 엄격한 품질 기준을 만족하여야 한다.
EEP는 에탄올(Ethanol, EtOH)과 아크릴산 에틸 모노머(Ethyl Acrylate Monomer, EAM)를 원료로 하여 강산 촉매 하에서 (US5081285 참조) 또는 강알칼리 촉매 하에서 (JP1978586 참조) 실험실 규모로 소량으로 합성될 수 있다.
강산 촉매를 사용하여 EEP를 제조하는 경우(US5081285 참조), 수율이 아주 낮고 (약 47wt%) 강산 촉매에 의하여 용매로부터 생성되는 부산물인 디에틸 에테르(Diethyl Ether)가 다량 포함될 수 있으므로 반도체 제조 공정용 EEP 제조 방법으로는 적절하지 않다.
강알칼리 촉매를 사용하여 EEP를 제조하는 경우(JP1978586 참조), 실험실 규모의 0.5 리터 이하 규모에서 원료인 EtOH와 EAM을 단순히 혼합하여 반응하므로 특히 10 킬로리터 이상의 대량 규모 반응 경우에 문제될 수 있는 발명 반응에 따른 문제 및 반응 중 반응 중단에 대한 대책이 전혀 없어 대규모 생산 공정에서는 적용하는 것이 불가능하다.
반도체 제조 공정에서 대량으로 사용되는 EEP는 다음과 같은 반응식 1에 의하여 에탄올(Ethanol, EtOH)과 아크릴산 에틸 모노머(Ethyl Acrylate Monomer, EAM)를 원료로 하고 소듐 에톡사이드(Sodium Ethoxide)를 촉매로 사용하여 반응시켜 제조할 수 있다.
[반응식 1]
Figure 112019038448056-pat00001
이러한 EEP 합성 반응은 두 분자가 반응하여 목표 물질이 생성되고 기타 다른 생성물은 없는 부가반응(Addition Reaction)으로서 발열 반응이다. 더욱 상세하게 설명하면, 이러한 합성 반응은 촉매 존재 하에 반응 혼합물을 가열해야만 반응이 개시되며, 반응이 진행하여 목표 물질인 EEP가 생성되면 EAM 분자의 이중결합 중 하나 대신에 EEP 분자 내에 두 개의 단일결합이 생성되어 여분의 에너지가 생성하여 발열하게 된다.
따라서 이러한 합성 반응은 저비점 반응물(EtOH 비점 78℃, EAM 비점 99℃)를 사용하므로 발열을 효율적으로 제어해야 하며, 특히 10 킬로리터 이상의 큰 규모의 반응에서는 소규모 반응 경우보다 냉각 효율이 저하되기 때문에 발열 현상의 제어가 훨씬 더 어려워질 수 있다.
또한 이러한 EEP 합성 반응은 상기 반응식 1에서 알 수 있는 바와 같이 강알칼리 촉매 존재 하에서 반응의 생성물인 EEP로부터 반응물인 EtOH와 EAM으로 가는 역반응(Reverse Reaction)도 가능하여 반응물로부터 생성물이 생성되는 정반응(Forward Reaction)과 속도가 같아질 경우에 알짜 반응(Net Reaction)이 멈추어서 반응율이 낮아진다는 문제점이 있다.
그리고 EAM이 EEP로 전환되는 전환율(wtEEPx100/(wtEEP+wtEAM))이 낮을 경우 반응 종료 시점의 반응혼합물(Reaction Mixture)을 분별 증류에 의하여 반도체용 EEP로 정제 시에 산가(Acid Value, 초산 양으로 환산) 및 아크릴산(Acrylic Acid) 함량이 상승하는 심각한 문제가 발생할 수 있다.
이와 같이 반응 종료 시점의 반응혼합물을 가열하여 비점의 차이에 의하여 분리하는 분별증류를 이용하여 정제 공정을 수행할 경우, 반응혼합물 중에 존재하는 수분에 의하여 EEP 등과 같은 에스터(Ester) 류는 가수분해하여 흔히 산가 (Acid Value)가 증가한다. 일반적으로 공업용이나 전자용일 경우 산가 약 150wtppm 이하이면 만족스러우나 반도체용 용매일 경우 산(Acid)은 반도체의 전기적 특성에 영향을 줄 수 있으므로 EEP는 산가 20wtppm 이하의 아주 낮은 산가 기준을 만족하여야 한다.
특히 EEP 제조의 경우 EAM(Ethyl Acrylate Monomer)의 가수분해에 의하여 생성되며 비교적 강한 산인 아크릴 산(Acrylic Acid)은 극미량인 0.5wtppm 이하이어야 하므로 정제에 특별한 기술이 필요하다. 또한 반도체용 용매는 개별 금속 함량이 20wtppt 이하, 파티클(Particle) 0.1μm 이상 200개/밀리리터 이하의 품질 기준을 충족하여야 한다.
미국 특허공보 US5,081,285(1992.01.14) 대한민국 특허공보 특1997-0000138(1997.01.04)
하나의 양상에 있어서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 반도체 제조 공정에서 사용될 수 있는 우수한 품질 수준으로 정제할 수 있는 EEP를 대량 규모로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
또 다른 양상에 있어서, 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 전환율 97 wt% 이상의 고전환율로 EEP를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 하나의 양상에서 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법을 제공한다.
본 발명의 하나의 구체예에 따르는 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법은 아래 반응식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112019038448056-pat00002
여기서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1~C6의 알킬기이며, 촉매(Cat.)는 강알칼리 촉매이며, 상기 제조방법은 a) 반응 용기 중에 알킬알코올과 촉매의 제1 혼합물을 준비하는 단계; b) 물의 함량이 600 ~ 1,000 wtppm이 되도록 상기 제1 혼합물에 물을 첨가하여 제2 혼합물을 생성하는 단계, 여기서 상기 물의 함량은 상기 제2 혼합물 전체 중량을 기준으로 함; c) 상기 제2 혼합물을 30~70℃로 가열하는 단계; d) 상기 제2 혼합물에 알킬 아크릴레이트:알킬 알코올의 몰(mole)비가 1:1 ~ 1:3이 되도록 알킬 아크릴레이트를 적가하여 제3 혼합물을 생성하는 단계; 및 e) 상기 제3 혼합물을 50~70℃로 유지하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법은 f) 상기 제3 혼합물의 반응 종료시의 반응 전환율을 분석하는 단계; 및 g) 상기 반응 전환율이 97wt% 이상이면 반응을 종료하고, 반응 전환율이 97wt% 미만이면 물의 함량이 50 ~ 200 wtppm이 되도록 상기 제3 혼합물에 물을 추가로 첨가하는 단계;를 더욱 포함할 수 있으며, 여기서 물의 함량은 제3 혼합물에 물을 추가한 후의 전체 중량을 기준으로 한다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법에서 사용되는 강알칼리 촉매는 리튬 에톡사이드, 소듐 에톡사이드, 포타슘 에톡사이드, 루비듐 에톡사이드, 세슘 에톡사이드, 베릴륨 에톡사이드, 마그네슘 에톡사이드, 및 칼슘 에톡사이드로 구성된 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 반응식의 R1 및 R2는 서로 독립적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 또는 n-부틸기일 수 있으며, 가장 바람직하게는 R1 및 R2 모두가 에틸기일 수 있다.
본 발명에 따르는 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법은 대규모 생산 공정에서 반도체용 알킬 3-알콕시프로피오네이트를 높은 전환율로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 반응 결과물의 GC 분석을 나타내는 도면이다.
본 발명자들은 상기와 같은 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조상의 문제점을 해결하기 위하여 장기간 다양한 연구를 통하여 다음과 같이 유기합성적으로 대량 규모로 반도체용 알킬 3-알콕시프로피오네이트를 제조할 수 있는 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법을 발명하였다.
본 발명의 하나의 양상에 따르는 알킬 3-알콕시프로피오네이트 합성 반응을 아래 반응식 2로 나타낼 수 있다.
[반응식 2]
Figure 112019038448056-pat00003
상기 반응식에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1~C6의 알킬기일 수 있으며, 바람직하게는 R1 및 R2가 서로 독립적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 또는 n-부틸기일 수 있으며, 가장 바람직하게는 R1 및 R2 모두가 에틸기일 수 있다.
상기 반응식에서 촉매(Cat.)는 강알칼리 촉매일 수 있으며, 예를 들어 리튬 에톡사이드, 소듐 에톡사이드, 포타슘 에톡사이드, 루비듐 에톡사이드, 세슘 에톡사이드, 베릴륨 에톡사이드, 마그네슘 에톡사이드, 및 칼슘 에톡사이드로 구성된 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있으며, 여기에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 하나의 양상에 따르는 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법은 다음 단계를 포함할 수 있다:
1) 반응 용기 중에 알킬알코올과 촉매의 제1 혼합물을 준비하는 단계;
2) 물의 함량이 600 ~ 1,000 wtppm이 되도록 상기 제1 혼합물에 물을 첨가하여 제2 혼합물을 생성하는 단계, 여기서 상기 물의 함량은 상기 제2 혼합물 전체 중량을 기준으로 함;
3) 상기 제2 혼합물을 30~70℃로 가열하는 단계;
4) 상기 제2 혼합물에 알킬 아크릴레이트:알킬알코올의 몰(mole)비가 1:1 ~ 1:3이 되도록 알킬 아크릴레이트를 적가하여 제3 혼합물을 생성하는 단계; 및
5) 상기 제3 혼합물을 50~70℃로 유지하는 단계.
본 발명의 또 다른 양상에 따르는 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법은 다음 단계를 더욱 포함할 수 있다:
6) 상기 제3 혼합물의 반응 종료시의 반응 전환율을 분석하는 단계; 및
7) 상기 반응 전환율이 97wt% 이상이면 반응을 종료하고, 반응 전환율이 97wt% 미만이면 물의 함량이 50 ~ 200 wtppm이 되도록 상기 제3 혼합물에 물을 추가로 첨가하는 단계, 여기서 물의 함량은 제3 혼합물에 물을 추가한 후의 전체 중량을 기준으로 함.
이하에서는 본 발명에 따르는 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법의 각 단계에 대하여 상세하게 설명한다.
일반적으로 유기합성에 의한 제조 공정의 경우 최종 수율(Yield)은 90wt% 이상이 바람직하며 본 발명자의 연구에 의하면 반도체용 품질 특성을 만족시키는 알킬 3-알콕시프로피오네이트로 정제하기 위하여 일반적인 유기합성의 수율 기준보다 높은 반응 중 전환율 97wt% 이상의 고전환율이 필요하다.
먼저 유기합성적으로 알킬 3-알콕시프로피오네이트를 합성하기 위하여 촉매 존재 하에서 반응물인 알킬알코올과 알킬 아크릴레이트를 반응시킬 경우 수분 함량이 400wtppm 이하로 낮거나 0.12wt% 이상으로 너무 높으면 수율에 직접적인 영향을 주는 알킬 아크릴레이트로부터 알킬 3-알콕시프로피오네이트로의 전환율이 70~80wt%의 낮은 전환율에서 반응이 멈추는 문제가 발생할 수 있다.
반응이 중단되는 이러한 현상은 촉매 존재 하에 생성물인 알킬 3-알콕시프로피오네이트가 반응물인 알킬알코올과 알킬 아크릴레이트로 분해되는 역반응의 속도가 점점 커져서 역반응이 반응물로부터 생성물이 생성되는 정반응과 같아지는 현상 때문이다.
본 발명자는 이 문제를 해결하기 위하여 연구한 결과, 본 발명의 하나의 양상에 따르는 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법은 1) 반응 용기 중에 알킬알코올과 촉매의 제1 혼합물을 준비하는 단계, 2) 물의 함량이 600 ~ 1,000 wtppm이 되도록 상기 제1 혼합물에 물을 첨가하여 제2 혼합물을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 상기 물의 함량은 물이 첨가된 상기 제2 혼합물 전체 중량을 기준으로 한다. 즉 반응 시작 전에 반응물 겸 용매인 알킬알코올과 촉매 혼합물에 물을 첨가하여 물의 함량이 600 ~ 1,000wtppm이 되도록 조절함으로써 전환율을 높일 수 있다. 물의 함량이 600 ~ 1,000wtppm 범위를 벗어나면 반응물인 알킬 아크릴레이트로부터 생성물인 알킬 3-알콕시프로피오네이트로의 전환율이 70~80wt%의 낮은 전환율에서 반응이 멈추는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 하나의 구체예에 따르는 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법에서 사용되는 촉매는 강알칼리 촉매일 수 있으며, 예를 들어 리튬 에톡사이드, 소듐 에톡사이드, 포타슘 에톡사이드, 루비듐 에톡사이드, 세슘 에톡사이드, 베릴륨 에톡사이드, 마그네슘 에톡사이드, 및 칼슘 에톡사이드로 구성된 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있으며, 여기에 한정되는 것은 아니다. 첨가되는 상기 촉매는 촉매 작용을 할 수 있을 정도의 양으로 첨가될 수 있다.
한편, 알킬 3-알콕시프로피오네이트를 유기합성적으로 대량 규모로 제조하기 위하여 반응물인 알킬알코올과 알킬 아크릴레이트를 촉매 존재 하에 반응할 경우 발열이 문제가 될 수 있다. 이러한 발열 문제는 반응 규모가 10 킬로리터 이상으로 대량일 경우 큰 문제가 될 수 있다. 이러한 발열 문제를 해결하기 위하여 발명자는 반응물 및 촉매의 사용량 비율, 혼합 순서, 원료의 투입 속도, 반응온도 등을 변화시켜 가며 다양하게 연구한 결과 반응물 사용량의 비율을 반응물 알킬 아크릴레이트의 1.0 ~ 3.0 몰(mole) 배의 과량의 알킬알코올을 용매 겸 반응물로 사용함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있음을 밝혔다.
따라서 반응 시작 전 알킬알코올, 촉매 및 물의 혼합물을 30~70℃로 가열한 후 알킬 아크릴레이트를 서서히 적가한다. 알킬 아크릴레이트는 연속식으로 또는 반-연속식으로 부가될 수 있으며 알킬 아크릴레이트를 원하는 알콕시프로피오네이트 생성물로 원하는 전환율만큼 전환시키기에 충분한 속도여야한다. 한편, 이 범위 이외의 온도에서 조작하게되면 알킬 아크릴레이트가 생성물로 전환되는 전환율 또는 알킬알코올 반응물의 분해에 의해 반응 속도 및/또는 수율이 나빠지게 된다. 알킬 아크릴레이트가 알킬알코올, 촉매 및 물의 혼합물에 투입되면서 반응이 시작되고 발열 현상이 나타나므로 알킬 아크릴레이트의 적가 속도와 적절한 냉각에 의하여 반응계 내부의 온도 50~70℃로 제어할 수 있다. 이 범위의 온도로 제어함으로써 대량 규모에서 문제될 수 있는 반응의 발열 문제를 해결할 수 있다.
따라서 본 발명의 하나의 양상에 따르는 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법은 전술한 바와 같이 1) 반응 용기 중에 알킬알코올과 촉매의 제1 혼합물을 준비하는 단계, 2) 물의 함량이 600 ~ 1,000 wtppm이 되도록 상기 제1 혼합물에 물을 첨가하여 제2 혼합물을 생성하는 단계에 부가하여, 3) 상기 제2 혼합물을 30~70℃로 가열하는 단계, 4) 상기 제2 혼합물에 알킬 아크릴레이트:알킬알코올의 몰(mole)비가 1:1 ~ 1:3이 되도록 알킬 아크릴레이트를 적가하여 제3 혼합물을 생성하는 단계, 및 5) 상기 제3 혼합물을 50~70℃로 유지하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 이러한 반응이 종결된 이후 전환율을 분석한 결과, 전환율 90~95wt%에서 반응이 중단될 수 있다. 이 문제는 반응 과정 중에 촉매가 상당량 존재하면서도 전환률 90~95wt%에서 반응 혼합물 중의 수분 함량이 50wtppm 이하로 너무 낮아질 경우에는 촉매 역할 및 재생 과정 중에 촉매 반응에 필수적인 촉매의 재생이 원활하지 못하여 반응이 중단되는 것으로 판단된다. 여기서 수분 함량은 전환률 90~95wt%로 측정되는 반응 혼합물의 전체 중량을 기준으로 한다.. 알킬 아크릴레이트 적가 완료 후에 반응 혼합물을 분석해 보았을 때 전환율이 90~95wt%으로 낮으면 바로 그 전환율을 분석했던 반응 혼합물인 시료의 물 함량을 분석하면 수분 함량이 50wtppm 이하가 된다.
이 문제를 해결하기 위하여 반응 시작 전에 촉매를 포함한 알킬알코올에 0.12wt% 이상의 다량으로 투입하면 오히려 촉매가 다량의 수분에 의하여 상당량이 파괴되어 전환율이 낮아져서 해결책이 될 수 없음을 알 수 있었다.
상기 전환율 90~95wt%에서 중단되는 문제를 해결하기 위하여 연구한 결과 위에서 설명한 바와 같이 정반응 중간에 촉매가 재생이 원활하지 못한 점이 문제로 판단되어 추가 수분 첨가 후의 수분 함량이 50~200wtppm이 되도록 물을 중간 반응 혼합물(Reaction Mixture)에 추가 투입하거나 촉매를 소량 추가 투입한 후 반응을 지속하면 전환율 97wt% 이상으로 반응을 완결할 수 있다.
따라서 본 발명의 또 다른 양상에 따르는 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법은 6) 상기 제3 혼합물의 반응 종료시의 반응 전환율을 분석하는 단계, 및 7) 상기 반응 전환율이 97wt% 이상이면 반응을 종료하고, 반응 전환율이 97wt% 미만이면 추가 수분 첨가 후 전체 반응 혼합물의 중량을 기준으로 물의 함량이 50 ~ 200 wtppm이 되도록 상기 제3 혼합물에 물을 추가로 첨가하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
실시예
실시예 1 ~ 4
실시예 1 ~ 4에서 반응물인 알킬 아크릴레이트와 알킬알코올로부터 생성물인 알킬 3-알콕시프로피오네이트를 합성하기 위한 실험을 하였다. 알킬 아크릴레이트로서 EAM(에틸 아크릴레이트 모노머)을 사용하였으며, 알킬알코올로서 에탄올을 사용하였다. 또한 알킬 아크릴레이트:알킬알코올의 몰(mole)비가 1:1 ~ 1:3이 되도록 EAM과 EtOH의 함량을 사용하였다. 반응의 생성물은 EEP(Ethyl 3-Ethoxypropionate)가 생성되었다. 수분 함량은 알킬알코올, 촉매 및 추가되는 물의 혼합물의 전체 중량을 100 wt% 기준으로 하였다.
먼저 18 킬로리터 크기의 대형 반응기에 아래 표 1에 기재된 바와 같은 중량의 EtOH에 강알칼리 촉매로서 EtOH 중의 20wt% 소듐 에톡사이드(Sodium Ethoxide, CH3CH2O-Na+) 용액을 아래 표 1에 기재된 중량으로 투입하고 교반하여 균일하게 혼합시켰다. 그 후 이 혼합물에 수분 함량 아래 표 1에 기재된 함량이 되도록 물을 투입하였다. 이 혼합물을 교반하면서 60℃로 가열하고 아래 표 1에 기재된 중량의 EAM을 60분에 걸쳐서 적가 투입하여 반응시켰다.
발열 반응이 멈추면 반응이 완료된 반응 생성물의 샘플을 채취하여 GC(Gas Chromatography)로 분석하였다.
분석 결과 전환율이 97wt% 이하이면 아래 표 1에 기재된 함량으로 수분을 추가로 투입하여 추가 30분 동안 교반하였다.
실시예 EtOH
무게		 EAM
무게		 수분함량
(ppm)		 촉매
무게		 반응온도
(℃)		 반응시간
(분)		 추가
수분		 전환율
(%)
1 138g 200g 746 0.80g 60 60 0.034g 97.7
2 1.4kg 2.0kg 714 8.0g 50 80 0.34g 97.6
3 2.4kg 3.5kg 729 13.1g 50 70 0.59g 98.9
4 41.4kg 60.0kg 800 225g 60 60 10.1g 98.2
추가 반응 후 반응 생성물을 샘플을 채취하여 GC(Gas Chromatography)로 분석하여 전환율 97wt% 이상을 얻었다. 추가 반응 후 반응 혼합물의 GC 분석 결과는 아래 절차에 따라 얻었다.
반응 진행 중에 EAM으로부터 EEP로 전환된 비율을 알아야 어떤 시점에 반응을 중단하고 정제를 착수해야 할지를 알 수 있기 때문에 (EtOH는 몰비로 과량이므로 EAM 의 전환률만 알면 반응의 진행 정도를 알 수 있음) 모든 원료, 목표물질 및 생성된 불순물이 액체이기 때문에 GC로 분석하는 것이 적절하다.
분석 원리는 시료를 기화시켜 칼럼 (Capillary column)을 통과시켜 성분 등을 분리하여 (배출 시간 차) 검출장치 (Flame Ignition Detector 적용)로 검출한다. GC 및 FID가 상당히 정량적인 결과를 주고 감도가 우수한 것으로 알려져 있고 EAM이나 EEP가 모두 에스터 류이기 때문에 정량적인 에스터 전환률로 판단할 수 있어서 일반적으로 적용되는 방법이다.
즉, 도 1에 표시된 GC 분석 결과의 경우 전환률은 목표물질 EEP 무게 (79.3476) x 100/ 총 에스터 무게 (EEP 무게 79.3476 + EAM 무게 1.2842) = 98.4% (각 성분 무게는 상기 GC 결과로부터 얻은 면적의 백분율인 비율임)이다. (위 GC차트 중 성분명 EAM 및 EEP 부분의 면적% 참조).
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 ~4에서 생성물로부터 반응물이 생성되는 전환율(wtEEPx100/(wtEEP+wtEAM))이 모두 97wt% 이상이었다.
비교예
비교예 1 ~ 4
전술한 실시예 1~4와 동일하게 반응을 진행하였으나, 각 반응물 및 촉매, 수분 함량은 아래 표 2에 기재된 중량을 사용하였다.
비교예 EtOH
무게		 EAM
무게		 수분함량
(ppm)		 촉매
무게		 반응온도
(℃)		 반응시간
(분)		 전환율
(%)
1 138g 200g 562 0.80g 60 60 86.1
2 138g 200g 1,059 0.84g 60 60 82.9
3 138g 200g 1,210 0.80g 50 60 71.4
4 41.4kg 60.4kg 1,352 225g 60 60 79.6
상기 표 2를 참조하면, 비교예 1 ~ 4는 모두 수분함량이 600 ~ 1,000 wtppm의 범위를 벗어나 있으며, 이에 따라 전환율이 모두 97wt% 미만으로 나타났다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 아래 반응식으로 나타낼 수 있는 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법으로서,
    Figure 112019075979281-pat00004

    여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1~C6의 알킬기이며, 촉매(Cat.)는 소듐 에톡사이드 또는 포타슘 에톡사이드이며,
    상기 제조방법은,
    a) 반응 용기 중에 알킬알코올과 촉매의 제1 혼합물을 준비하는 단계;
    b) 물의 함량이 600 ~ 1,000 wtppm이 되도록 상기 제1 혼합물에 물을 첨가하여 제2 혼합물을 생성하는 단계, 여기서 상기 물의 함량은 상기 제2 혼합물 전체 중량을 기준으로 함;
    c) 상기 제2 혼합물을 30~70℃로 가열하는 단계;
    d) 상기 제2 혼합물에 알킬 아크릴레이트:알킬알코올의 몰(mole)비가 1:1 ~ 1:3이 되도록 알킬 아크릴레이트를 적가하여 제3 혼합물을 생성하는 단계;
    e) 상기 제3 혼합물을 50~70℃로 유지하는 단계;
    f) 상기 제3 혼합물의 반응 종료시의 반응 전환율을 분석하는 단계; 및
    g) 상기 반응 전환율이 97wt% 이상이면 반응을 종료하고, 반응 전환율이 97wt% 미만이면 물의 함량이 50 ~ 200 wtppm이 되도록 상기 제3 혼합물에 물을 추가로 첨가하는 단계, 여기서 물의 함량은 제3 혼합물에 물을 추가한 후의 전체 중량을 기준으로 함;
    를 포함하는 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    R1 및 R2는 서로 독립적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 또는 n-부틸기인 것을 특징으로 하는 알킬 3-알콕시프로피오네이트 제조방법.
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