JPH0665149A - アクリル酸エステルのミカエル付加物から有用化合物を製造する方法 - Google Patents

アクリル酸エステルのミカエル付加物から有用化合物を製造する方法

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JPH0665149A
JPH0665149A JP4235172A JP23517292A JPH0665149A JP H0665149 A JPH0665149 A JP H0665149A JP 4235172 A JP4235172 A JP 4235172A JP 23517292 A JP23517292 A JP 23517292A JP H0665149 A JPH0665149 A JP H0665149A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】アクリル酸エステルのミカエル付加物からアク
リル酸エステルからなる有用化合物を製造するに当た
り、副生成物の生成、反応液の増粘、ゲル化を抑制し、
効率良く有用化合物を製造することができる方法を提供
する。 【構成】アクリル酸エステルのミカエル付加物をアルコ
キシチタネートの存在下に加熱分解し、アクリル酸エス
テルからなる有用化合物を回収する、有用化合物を製造
する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アクリル酸エステルの
ミカエル付加物から有用化合物を製造する方法に関する
ものであり、さらに具体的には、アクリル酸エステルの
製造工程等において副生成するアクリロキシプロピオン
酸エステル、アルコキシプロピオン酸エステル等のアク
リル酸エステルのミカエル付加物を分解し、アクリル酸
エステルからなる有用化合物を回収することにより、産
業廃棄物の量を削減し、かつ高収率で工業的に有利にア
クリル酸エステル等を製造する方法を提供するものであ
り、アクリル酸エステルを製造する化学業界で利用され
得るものである。
【0002】
【従来の技術】アクリル酸エステルのミカエル付加物を
分解し、有用化合物を製造する方法としては、ルイス酸
もしくはルイス塩基の存在下に加熱分解し、有用化合物
を回収する方法、更には水を共存させたうえで分解し、
有用化合物を回収する方法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の方法に
は以下のような問題が存在している。まず、ルイス酸を
用いる方法は、分解によって生成したアルコールが分子
内脱水反応もしくは分子間脱水反応を起こし、アルケン
やエーテル等の副生成物が生成しやすいため、工業化す
る場合には、副生成物を除去するための設備を設けなけ
ればならない。
【0004】また、ルイス塩基を用いる方法は、アクリ
ル酸エステルへのアルコールのミカエル付加物であるア
ルコキシプロピオン酸エステルの分解性は比較的優れて
いるが、アクリル酸エステルへのアクリル酸のミカエル
付加物であるアクリロキシプロピオン酸エステルの分解
性は悪く、さらに本発明者の検討では、分解反応の進行
に従い、反応液が増粘、ゲル化するという欠点を有す
る。
【0005】本発明の目的は、このような従来法の欠点
を解決することにある。すなわち、本発明はアクリル酸
エステルのミカエル付加物を、副生成物の生成、反応液
の増粘、ゲル化を抑制しながら効率よく分解し、アクリ
ル酸エステルからなる有用化合物を回収することがで
き、副生成物を除去するための設備が必ずしも必要でな
く、かつ高収率で工業的に有利なアクリル酸エステルの
製造を可能にする、アクリル酸エステルのミカエル付加
物から有用化合物を製造する方法を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ア
クリル酸エステルのミカエル付加物をアルコキシチタネ
ートの存在下に加熱分解し、アクリル酸エステルからな
る有用化合物を回収することを特徴とする有用化合物を
製造する方法である。以下、本発明をさらに詳しく説明
する。
【0007】本発明の対象物である、アクリル酸エステ
ルのミカエル付加物としては、例えばアクリル酸の炭素
数1〜8のアルキルエステルまたはシクロアルキルエス
テル等のアクリル酸エステルに対して、アクリル酸がミ
カエル付加したβ−アクリロキシプロピオン酸エステ
ル、及びアルコールがミカエル付加したβ−アルコキシ
プロピオン酸エステル等があり、本発明は、特にアクリ
ロキシプロピオン酸エステルを分解し、有用化合物を製
造するのに優れた方法である。
【0008】アクリロキシプロピオン酸エステルの具体
例としては、アクリロキシプロピオン酸メチル、アクリ
ロキシプロピオン酸エチル、アクリロキシプロピオン酸
プロピル、アクリロキシプロピオン酸ブチル、アクリロ
キシプロピオン酸シクロヘキシル、アクリロキシプロピ
オン酸−2−エチルヘキシル等が挙げられ、アルコキシ
プロピオン酸エステルの具体例としては、メトキシプロ
ピオン酸メチル、エトキシシプロピオン酸エチル、プロ
ポキシプロピオン酸プロピル、ブトキシプロピオン酸ブ
チル、シクロヘキシロキシプロピオン酸シクロヘキシ
ル、2−エチルヘキシロキシプロピオン酸−2−エチル
ヘキシル等が挙げられる。これらはアクリル酸とアルコ
ールとの反応によりアクリル酸エステルを製造する際に
多く副生されるものであるが、本発明はエステル化反応
生成物から分離されたアクリル酸エステルのミカエル付
加物自体は勿論のこと、更にはアクリル酸エステルの製
造工程において副生するその他の生成物や原料を含み廃
棄物として処理されていたもの、すなわち、アクリロキ
シプロピオン酸エステルやアルコキシプロピオン酸エス
テル以外にアルコール、アクリル酸、アクリル酸エステ
ル、アクリル酸エステルの重合体又はその他の種々の成
分を含む混合物にも適用可能である。これらのアクリル
酸エステルのミカエル付加物は、本発明により、アクリ
ロキシプロピオン酸エステルは、アクリル酸エステルを
主成分とする有用化合物に分解し、アルコキシプロピオ
ン酸エステルは、主としてアクリル酸エステルとアルコ
ールに分解される。
【0009】本発明で触媒として使用されるアルコキシ
チタネートは、下記一般式(1)で示されるアルコキシ
チタネート又はアルコキシヒドロキシチタネート化合物
である。 Ti(OR)n (OH) 4-n ‥‥‥(1) (ここで、Rは炭素数1〜8のアルキル、又はシクロア
ルキル基等を示し、nは1〜4の整数である。) アルコキシチタネートとしては、ミカエル付加物を構成
するアクリル酸エステと同じアクリル酸エステルを回収
したい場合には、分解させるアクリル酸エステルのミカ
エル付加物のアルコキシ基と同じアルコキシ基を有する
アルコキシチタネートが使用され、またミカエル付加物
を構成するアクリル酸エステルと回収するアクリル酸エ
ステルが異なっても良い場合には、分解させるアクリル
酸エステルのミカエル付加物のアルコキシ基と異なるも
のを使用することができる。アルコキシチタネートとし
ては、テトラアルコキシチタネートを使用することが、
反応系への溶解性に優れ、副生物の生成が少ないため好
ましい。アルコキシチタネート触媒の好ましい使用量
は、アクリル酸エステルのミカエル付加物1モルに対し
て5〜30モル%である。アルコキシチタネートの使用
量が5モル%に満たない場合は、分解が十分に進行せ
ず、他方30モル%を越える場合は、分解時に副生成物
量が多くなる恐れがある。
【0010】本発明における分解温度は、分解させるア
クリル酸エステルのミカエル付加物の種類や反応圧力に
よって異なるが、通常50〜200℃が好ましく、工業
化する際の設備面や操作性の面から考えると、分解温度
は90〜150℃がより好ましい。
【0011】本発明において、上記アクリル酸エステル
のミカエル付加物の分解後に回収される有用化合物は、
アクリル酸エステルの他にアルコール及び/又はアクリ
ル酸からなっており、これらからなる混合物をそれぞれ
の成分に分離して製品とすること、或いはこれらの混合
物をそのままアクリル酸エステルの製造工程に供給し、
アクリル酸とアルコールを反応させて製品のアクリル酸
エステルとすることができる。これらは、アクリル酸エ
ステルのミカエル付加物の分解により生成するものであ
り、又場合によっては分解する原料に含まれているもの
もある。
【0012】アクリル酸エステルからなる有用化合物の
回収方法としては、分解により生成した有用化合物を、
蒸留により連続的に系外に留出させる方法が、分解反応
をより有利に進行させ、アクリル酸エステルからなる混
合物を効率よく回収できるため好ましい。従って、分解
方法としては、減圧下に加熱分解することが好ましく、
そのときの圧力としては、分解しようとするアクリル酸
エステルのミカエル付加物の種類によって異なるが、分
解温度が好ましくは50〜200℃、より好ましくは9
0〜150℃となるように圧力を調整することが好まし
い。
【0013】本発明において、分解により生成するアク
リル酸エステル類の重合を防止するために、重合禁止剤
を併用することが好ましく、併用される重合禁止剤とし
ては、アクリル酸エステル製造工程で一般的に広く使わ
れている重合禁止剤を用いることができる。具体的に
は、例えば、ハイドロキノン、メトキシハイドロキノ
ン、フェノチアジン、ヒドロキシルアミンなどが挙げら
れる。また、分子状酸素の存在下で分解反応を行うと重
合禁止の効果を高めることが可能である。
【0014】本発明は、回分式でも連続式でも行うこと
が可能である。回分式の方法では、槽型反応器、塔型反
応器のいずれも使用することが可能である。さらに、反
応器に段を有する蒸留塔や反応器と蒸留塔を組み合わせ
た装置を使用することによって、アクリル酸エステルの
ミカエル付加物の留出を抑制する方法をとることは有効
な方法である。連続式の方法では、アクリル酸エステル
のミカエル付加物の分解速度と供給速度が釣り合うよう
にすることが望ましい。
【0015】
【作用】本発明が、アクリル酸エステルのミカエル付加
物、特にアクリロキシプロピオン酸エステルを分解し有
用化合物を回収するのに優れている理由の詳細は不明で
あるが、本発明に使用するアルコキシチタネートは、エ
ステル交換触媒として有効な触媒であることが知られて
おり、そのため、アクリル酸エステルのミカエル付加
物、特にアクリロキシプロピオン酸エステルの分解に顕
著な効果が奏されていると考えられる。
【0016】
【実施例】以下に、本発明をより具体的に説明するため
に、実施例および比較例を挙げて詳細に説明する。な
お、本明細書において用いる分解率、低沸率および回収
率の定義は次のとおりである。
【0017】分解率(%)=〔(留出した有効成分のモ
ル数−仕込液中のアクリル酸エステルのモル数)/(仕
込液中のアクリル酸エステルのミカエル付加物のモル
数)〕×100 低沸率(%)=(留出した低沸成分のモル数/仕込液中
のアクリル酸エステルのミカエル付加物のモル数)×1
00 回収率(%)=(留出した有効成分の重量/仕込液の重
量)×100 有効成分=アルコール、アクリル酸及びアクリル酸エス
テル 低沸成分=アルケン及びエーテル
【0018】〈実施例1〉温度計、攪拌機、ガラス製の
ラッシヒリングを10cm充填した充填塔および冷却器を
備えた500mlのフラスコに、アクリロキシプロピオン
酸ブチルを100.2g(0.501モル)、テトラブ
トキシチタネートを19.2g(0.0565モル)お
よびフェノチアジン0.1gを加え、60mmHgに減圧し
撹拌しながら加熱を開始した。反応温度が95℃付近で
アクリル酸ブチルを主成分とする留出物が留出し始め、
反応温度が120で留出が安定し、さらに130℃まで
加熱した。反応中に反応液は、増粘、ゲル化することが
なかった。留出開始後3時間で留出が停止したので、試
験を終了した。留出液は54.3gとなり、該液をガス
クロマトグラフで分析した結果、その組成はブチルアク
リレートが0.423モル、低沸分が0.00005モ
ルであった。分解率、低沸率および回収率を計算すると
次のようになった。 分解率=84.4%、低沸率=0.01%、回収率=5
4.2%
【0019】〈実施例2〉実施例1と同様の装置に、ア
クリロキシプロピオン酸ブチルを20.2g(0.10
1モル)、ブトキシプロピオン酸ブチルを137.7g
(0.681モル)、アクリル酸ブチルを13.6g
(0.106モル)、テトラブトキシチタネートを3
1.4g(0.0924モル)およびフェノチアジン
0.1gを加え、60mmHgに減圧し撹拌しながら加熱を
開始した。反応温度が95℃付近で留出物が留出し始
め、反応温度が110で留出が安定し、さらに130℃
まで加熱した。反応中に反応液は、増粘、ゲル化するこ
とがなかった。留出開始後2時間で留出物の留出が停止
したので、試験を終了した。留出液は41.7gとな
り、該液をガスクロマトグラフで分析した結果、その組
成はアクリル酸ブチルが0.250モル、ブタノールが
0.129モル、アクリル酸が0.00008モル、低
沸分が痕跡量であった。分解率、低沸率および回収率を
計算すると次のようになった。 分解率=35.0%、低沸率=0.00%、回収率=2
4.2%
【0020】〈比較例1〉実施例1と同様の装置に、ア
クリロキシプロピオン酸ブチルを101.4g(0.5
07モル)、水酸化ナトリウムをモル数で実施例1のテ
トラブトキシチタネートの1.7倍に相当する3.8g
(0.095モル)およびフェノチアジン0.1gを加
え、60mmHgに減圧し撹拌しながら加熱を開始した。反
応温度は120〜130℃で、3時間加熱したが留出物
が留出せず、また反応液がゲル化したので、試験を終了
した。
【0021】〈比較例2〉実施例1と同様の装置に、ア
クリロキシプロピオン酸ブチルを32.8g(0.16
4モル)、ブトキシプロピオン酸ブチルを143.3g
(0.709モル)、アクリル酸ブチルを4.0g
(0.031モル)、水酸化ナトリウムを6.8g
(0.17モル)およびフェノチアジン0.2gを加
え、60mmHgに減圧し撹拌しながら加熱を開始した。反
応温度が95℃付近で留出物が留出し始め、さらに12
0〜130℃まで加熱した。加熱を続けて行くうち、反
応液はゲル化した。留出開始後3.5時間で留出が停止
したので、試験を終了した。留出液は11.0gとな
り、該液をガスクロマトグラフで分析した結果、その組
成はアクリル酸ブチルが0.040モル、ブタノールが
0.080モル、痕跡量のアクリル酸、低沸分が痕跡量
であった。分解率、低沸率および回収率を計算すると次
のようになった。十分な分解を行うことができなった。 分解率=10.2%、低沸率=0.00%、回収率=
6.1%
【0022】〈比較例3〉実施例1と同様の装置に、ア
クリロキシプロピオン酸ブチルを36.1g(0.18
1モル)、ブトキシプロピオン酸ブチルを141.6g
(0.701モル)、アクリル酸ブチルを3.1g
(0.024モル)、硫酸を15.4g(0.157モ
ル)およびフェノチアジン0.2gを加え、50mmHgに
減圧し撹拌しながら加熱を開始した。反応温度が95℃
付近で留出物が留出し始め、反応温度が120で留出が
安定し、さらに130℃まで加熱した。加熱を続けて行
くうち、反応液は増粘した。留出開始後3時間で留出物
の留出が停止したので、試験を終了した。留出液は4
2.4gとなり、該液をガスクロマトグラフで分析した
結果、その組成はアクリル酸ブチルが0.306モル、
ブタノールが0.005モル、アクリル酸が0.036
1モル、低沸分が0.0019モルであった。分解率、
低沸率および回収率を計算すると次のようになった。分
解は十分であったが、低沸成分の発生が見られ、アクリ
ル酸エステル中に低沸成分が混入してくるため、その除
去設備が必要となってくる。 分解率=36.6%、低沸率=0.22%、回収率=2
3.2%
【0023】
【発明の効果】本発明は、アクリル酸エステルの製造工
程より副生成されるアクリル酸エステルのミカエル付加
物を、反応液の増粘、ゲル化、副生成物の発生を抑制し
て効率よく分解し、有用化合物を回収することにより、
産業廃棄物の量を削減し、かつ高収率で工業的に有利な
アクリル酸エステルの製造を可能にするという優れた効
果を奏するのである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクリル酸エステルのミカエル付加物をア
    ルコキシチタネートの存在下に加熱分解し、アクリル酸
    エステルからなる有用化合物を回収することを特徴とす
    る有用化合物を製造する方法。
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