JP5575883B2 - ジアルキル酸化錫を含む組成物と、その(メタ)アクリル酸エステル合成のエステル交換触媒としての使用 - Google Patents
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Description
本発明はさらに、上記組成物の存在下でのエステル交換反応による(メタ)アクリル酸エステルの合成方法に関するものである。
(1)5%〜75%のジアルキル酸化錫(アルキルは1〜8つの炭素原子を有する直鎖または分枝したアルキル鎖)、
(2)10%〜80%のアルコールR1OH(I)(ここで、R1は4〜40の炭素原子を有する直鎖または分岐したアルキル基、環式脂肪族基、アリール基、アルキルアリール基またはアリールアルキル基または少なくとも一つのヘテロ原子と3〜40の炭素原子を有する直鎖または分岐したアルキル基を表す)、
(3)10%〜80%の軽質アルキル(メタ)アクリレート(II)(ここで、アルキルは1〜4の炭素原子を有する直鎖または分枝したアルキル鎖)、
(4)0〜80%の4〜40の炭素原子を有する直鎖または分岐したアルキル基または環式脂肪族基、アリール基、アルキルアリール基またはアリールアルキル基または少なくとも一つのヘテロ原子と3〜40の炭素原子とを有する直鎖または分岐したアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル(III)。
(1)50%〜70%のジアルキル酸化錫、好ましくはDBTO、
(2)10%〜40%のアルコールR1OH (I)、
(3)10%〜40%の軽質アルキル(メタ)アクリレート(II)
(4)0〜40%の(メタ)アクリル酸エステル(III)。
(1)55%〜65%のDBTO、
(2)10%〜65%のアルコールR1OH (I)、
(3)10%〜20%の軽質アルキル(メタ)アクリレート(II)
(4)0〜20%の(メタ)アクリル酸エステル(III)。
の(メタ)アクリレートを、式(I):
R1−OH (I)
(ここで、R1は上記の意味を有する)
のアルコールとエステル交換反応させる。
の(メタ)アクリル酸エステルの合成する。本発明方法の特徴は、上記触媒が上記の外界温度で経時的に安定な溶液の形をした組成物である点にある。
触媒組成物はDBTOをベースにするのが好ましい。
MA: アクリル酸メチル
EA: アクリル酸エチル
BuA: アクリル酸ブチル
MMA: メチルメタクリレート
AOH: N,N- ジメチルアミノエタノール
DAMEA: N,N- ジメチルアミノエチルアクリレート
DAMEMA: N,N- ジメチルアミノエチルメタクリレート
PTZ: フェノチアジン
HQME: ハイドロキノン・ジメチルエーテル
BHT: 2,6-ジ(tert-ブチル)-4-メチルフェノール
下記材料をジャケットを備えた機械的撹拌機を有するガラス製反応装置に導入した:
(1) 125gのN,N-ジメチルアミノエタノール(AOH)
(2) 145gのアクリル酸メチル(MA)
(3) 125gのN,N-ジメチルアミノエチル・アクリレート(DAMEA)
(4) 600gのDBTO
(5) 3gのPTZ
(6) 2gのHQME
ジャケットに110℃に温度調整したオイルを循環させて混合物を撹拌下に加熱した。1時間30分後に媒体は完全に透明かつ均室になった。溶液をさらに30分攪拌し続けてから冷却した。溶液は触媒として使用するまで光を遮断した状態で外界温度で保存した。固形物の沈殿はない。この溶液は失活現象なしに数週間に渡って使用できる。
実施例1と同じ条件下で下記から成る溶液を調製した:
(1) 125gのN,N-ジメチルアミノエタノール(AOH)
(2) 145gのメチルメタクリレート(MMA)
(3) 125gのN,N-メタクリル酸ジメチルアミノエチル(DAMEMA)
(4) 600gのDBTO
(5) 3gのPTZ
(6) 2gのHQME
実施例1と同じ条件下で下記から成る溶液を調製した:
(1) 125gのn−ブタノール
(2) 145gのエチルアクリレート(EA)
(3) 125gのブチルアクリレート(BuA)
(4) 600gのDBTO
(5) 3gのPTZ
(6) 2gのHQME
実施例1と同じ条件下で下記から成る溶液を調製した:
(1) 125gのN,N-ジメチルアミノエタノール(AOH)
(2) 125gのアクリル酸メチル(MA)
(3) 280gのDBTO
(4) 1.6gのPTZ
(5) 1.1gのHQME
透明な溶液が得られるまで混合物を4時間、100℃に加熱した。溶液をさらに30分間撹拌し続けた後に冷却した。溶液は光を遮断した状態で外界温度で保存した。
MAからDAMEAの合成
MAとAOHのエステル交換反応によってDAMEAを製造するのに実施例1の触媒溶液を用いた。
反応はジャケット中に熱管理されたオイルを循環して加熱された撹拌機付きガラス製反応装置中で実行した。反応装置にはコンデンサ、還流ヘッド、減圧レシーバ、回収容器およびトラップを備えた蒸留塔を乗せた。反応装置にMA(432.7g)、AOH(279.9g)、重合禁止剤(PTZ 4000ppm、BHT 2000ppm)を導入し、さらに、実施例1で調整した触媒溶液(13.05g、すなわち反応に使用する1モルのAOHに対して0.01モルのDBTO)を導入した。
MA/AOHモル比:1.6/1
生成したメタノールはMA/メタノールの形の共沸混合物で留出させて反応の平衡をシフトさせた。反応は反応装置中の圧力を調整することによって110℃を超えないようにして実行した。その後、粗生成物を13kPa〜8kPaの圧力で蒸留した。重合抑制剤と触媒を含む残留物にMAとAOHとを供給して4回の運転を連続して実行した。
EAからBuAの合成
実施例5に記載の装置を使用した。反応装置にEA(494.2g)、ブタノール(228.6g)、重合抑制剤(PTZ 4000ppm、BHT 2000ppm)および実施例3の触媒溶液(12.8g、すなわち反応に使用するブタノールの1モル当たり0.01モルのDBTO)を導入した。
EA/ブタノール・モル比:1.6/1
生成するエタノールはEA/エタノールの形の共沸混合物として留出して反応平衡をシフトさせた。反応は反応装置中の圧力を調整することによって110℃を超えないようにして実行した。その後、粗生成物を13kPa〜8kPaの圧力下に蒸留した。
反応時間:4時間30分
ブタノールの添加率:99.3%
BuAの選択性:99.5%
MMAからDAMEMAの合成
実施例5に記載の装置を使用した。反応装置にMMA(581.2g)、AOH(258.6g)、重合抑制剤(PTZ 4000ppm、BHT 2000ppm)および実施例2の触媒溶液(12.1g、すなわち0.01のモルDBTO/1モルのAOH)を導入した。
MMA/AOHモル比:1.6/1
生成したメタノールはMMA/メタノールの形の共沸混合物として留出させて反応平衡をシフトさせた。反応は反応装置中の圧力を調整することによって110℃以下で実行した。その後、粗生成物を13kPa〜8kPaの圧力下に蒸留した。
反応時間:5時間30分
AOHの転換率:99.7%
DAMEMAの選択率:95.5%
MAからDAMEAの合成
テスト5〜7に記載の装置を使用した。反応物(MA、AOH、重合抑制剤)の混合物を156.7グラム/時の流速でポンプを使用して連続的に反応装置に導入した。実施例1の触媒溶液はポンプを用いて3.1グラム/時の流速で導入した。生成したメタノールはMA/メタノールの形の共沸混合物として留出させて反応平衡をシフトさせた。
MA/AOHモル比:1.4/1
触媒:0.01モルのDBTO/1モルのAOH
反応装置通過時間:6時間
重合抑制剤:3000ppm PTZ/BHT 1000ppm
T°:95℃
テスト継続期間:72時間
その後、粗生成物を13kPa〜8kPaの圧力下に蒸留した。触媒を含む残留液を次のテストのために連続的にリサイクルした。軽質蒸留分を新しいMAおよびAOHと一緒に次のテストのためにリサイクした。触媒を含む残留液の90%を追加量の新しい触媒溶液と一緒にリサイクルした。下記条件下に3回のテストを実行した。
固体のDBTOを使用して実施例5の合成を繰り返した。DBTO/AOHモル比は両方の実施例で0.01である。
Claims (8)
- 下記の(1)〜(4)から成る外界温度で経時的に固体沈殿物が生じない安定な溶液の形をした組成物(全体で100重量%):
(1)5%〜75%のジアルキル酸化錫(アルキルは1〜8つの炭素原子を有する直鎖または分枝したアルキル鎖)、
(2)10%〜80%のブタノール、2-エチルヘキサノール、デカノールまたはN,N- ジメチルアミノエタノール、N,N- ジメチル-アミノプロパノール、N,N- ジエチルアミノエタノールまたはtert-ブチルアミノエタノールの中から選択されるアルコールR1OH(I)、
(3)10%〜80%のメチル(メタ)アクリレートまたはエチル(メタ)アクリレートの中から選択される軽質アルキル(メタ)アクリレート(II)、
(4)0〜75%のブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル・アクリレート(DAMEA)、ジメチルアミノプロピルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、tert-ブチルアミノエチルアクリレートまたはジメチルアミノエチルメタクリレート(DAMEMA)の中から選択される(メタ)アクリル酸エステル(III)。 - 下記から成る請求項1に記載の組成物:
(1)50%〜70%のジアルキル酸化錫、
(2)10%〜40%のアルコールR1OH(I)、
(3)10%〜40%の軽質アルキル(メタ)アクリレート(II)
(4)0〜30%の(メタ)アクリル酸エステル(III) - ジアルキル酸化錫がジブチル酸化錫(DBTO)である請求項1または2に記載の組成物。
- (メタ)アクリレートとアルコールとのエステル交換反応による軽質アルキル(メタ)アクリル酸エステル合成でのエステル交換触媒としての、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物の使用。
- 組成物中に存在する化合物(I)および(II)がそれぞれ上記エステル交換反応で使用したアルコールおよび軽質アルキル(メタ)アクリレートであり、化合物(III)がこの反応によって製造された(メタ)アクリル酸エステルである請求項4に記載の使用。
- 下記(1)〜(4)から成る外界温度で経時的に固体沈殿物が生じない安定な溶液の形をした組成物の、N,N-ジメチル−アミノエタノールとメチル(メタ)アクリレートまたはエチル(メタ)アクリレートとからジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートを合成するためのエステル交換反応触媒としての使用(全体で100重量%):
(1)55%〜65%のDBTO、
(2)10%〜20%のN,N-ジメチルアミノエタノール、
(3)10%〜20%のメチル(メタ)アクリレートまたはエチル(メタ)アクリレート
(4)0〜20%のジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、 - エステル交換反応触媒の存在下で、軽質アルキルのエステル交換反応によってメチル(メタ)アクリレートまたはエチル(メタ)アクリレートの中から選択される軽質アルキル(メタ)アクリレート(II)を、ブタノール、2-エチルヘキサノール、デカノールまたはN,N- ジメチルアミノエタノール、N,N- ジメチル-アミノプロパノール、N,N- ジエチルアミノエタノールまたはtert-ブチルアミノエタノールの中から選択されるアルコールR1OH(I)とエステル交換反応させて、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル・アクリレート(DAMEA)、ジメチルアミノプロピルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、tert-ブチルアミノエチルアクリレートまたはジメチルアミノエチルメタクリレート(DAMEMA)の中から選択される(メタ)アクリル酸エステル(III)を合成する方法であって、
上記触媒が請求項1〜3のいずれか一項に記載の外界温度で経時的に固体沈殿物が生じない安定な溶液の形をした組成物であることを特徴とする方法。 - 上記組成物中の化合物(I)および(II)がそれぞれ上記のエステル交換反応で使用した上記アルコールおよび軽質アルキル(メタ)アクリレートであり、化合物(III)がこの反応によって製造された(メタ) アクリル酸エステルである請求項7に記載の方法。
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