JPS6023667B2 - アクリル酸またはメタクリル酸のジアルキルアミノエチルエステルの製造法 - Google Patents

アクリル酸またはメタクリル酸のジアルキルアミノエチルエステルの製造法

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JPS6023667B2
JPS6023667B2 JP52058726A JP5872677A JPS6023667B2 JP S6023667 B2 JPS6023667 B2 JP S6023667B2 JP 52058726 A JP52058726 A JP 52058726A JP 5872677 A JP5872677 A JP 5872677A JP S6023667 B2 JPS6023667 B2 JP S6023667B2
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Japan
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reaction
catalyst
acrylic acid
ester
producing
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雅哉 亀谷
泰男 飯生
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Mitsubishi Chemical Corp
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Nitto Chemical Industry Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアクリル酸またはメタクリル酸の低級アルキル
エステルとジアルキルアミノエタノールをェステル交換
反応させてアクリル酸またはメタクリル酸のジァルキル
アミノェチルェステルを製造する方法に関するものであ
る。
更に詳しくは一般式CH2=CRQCOOR8(式中、
RQは一日または一CH3をあらわし、R8は一CH3
または−C2戊をあらわす)で示されるアクリル酸ェス
テルまたはメタクリル酸ェステルと一般式(Ry)2N
CQCH20日(式中、Ryは−CH3または−C2鴇
をあらわす)で示されるジァルキルァミノェタノールを
反応させて(但し、CH2=CCH3COOCH3と(
C瓜)2NCH2CH20日を反応させる場合は除く)
、一般式C比=CRQCOOCH2CH2N(Ry)2
(式中、RQおよびRyの定義は前と同じ)で示される
アクリル酸またはメタクリル酸のジアルキルアミノェチ
ルヱステルを製造する方法に関するものである。
アクリル酸またはメタクリル酸〔以下、単に〔メタ)ア
クリル酸という。
〕の低級アルキルェステルとジアルキルアミノエタノー
ルをエステル交換反応させて(メタ)アクリル酸のジア
ルキルアミノェチルェステルを製造する方法は公知であ
って、たとえばメチルメタクリレートとジメチルアミノ
ェタノールをェステル交換させてジメチルアミ/エチル
メタクリレートをつくる反応は次式のように進行する。
C広=CCH3COOCH3 十(CH3)2NCH2C比。
H塾盤C比=CCH3COOCQC日2N(CH3)2
十CH30日 ......
......【1)上記mの反応には、従来、触媒とし
てナトリウムメトキサイド(NaOCH3)のようなア
ルカリ金属ァルコキサィドを用いることが一般に知られ
ている。
しかしながら、アルカル金属アルコキサィドを触媒とし
て上記のェステル交換反応を実施すると、反応中に触媒
の活性が低下するため、反応の途中で何回も触媒を補給
しなければならないという煩雑さがある。
また、この触媒は反応中に原料の(メタ)アクリル酸低
級アルキルェステルの二重結合にもう一方の原料である
ジアルキルアミノヱタノールや創生メタノールが付加す
る副反応を起こさせるばかりか、反応後、反応液を蒸溜
して目的生成物を取得する際にも目的生成物である(メ
タ)アクリル酸ジアルキルアミノェチルェステルの二重
結合に未反応アルコールや副生メタノールが付加する副
反応を起こさせるなどの欠点がある。
他に触媒としてチタンアルコキサイドを用いることが提
案されているが、この触媒は高価であることの外に反応
系内に徴量の水分があっても失効するため、この触媒を
用いた場合は予め反応系内の水分を完全に除去しなけれ
ばならない。
その他、特公昭46−39848号公報にはメチルメタ
クリレートとジメチルアミノエタノールをエステル交換
反応させる際に触媒としてジーnーブチル錫オキサィド
を用いることが提案されているが、この触媒は活性の発
現が遅いので反応速度を遠くすることができない上、こ
の触媒も反応系内に徴量の水分が存在していると失効す
るという欠点がある。
このようなことから本発明者らは上記のような欠点をあ
らわさない触媒を用いてメチルメタクリレートとジメチ
ルアミノェタノールをェステル交換反応させて従来より
も有利にジメチルアミノェチルメタクリレートを製造し
ようとして種々研究した結果、触媒としてジブチル錫ジ
メトキサィド、ジブチル錫ジノ・ィドラィド、ジプチル
錫マレェート、ジオクチル錫オキサイド、トリフェニル
錫メトキサイドまたはビス(トリブチル錫)マレェート
を用いることによってその目的が達成されることを知り
、袴糠昭51一7100針号においてかかる化合物を触
媒として用いてメチルメタクリレ−トとジメチルアミノ
ェタノールをェステル交換反応させてジメチルアミノェ
チルメタクリレートを製造する方法を提案した。
また、その後の研究によりジーn−オクチル錫オキサィ
ドも上記反応の効果的な触媒であることを見出し、袴願
昭51−141306号においてこれを触媒として上記
反応を行なわせる方法を提案した。
ところが、更にその後の研究により、叙上の触媒は単に
メチルメタクリレートとジメチルアミノェタノールのェ
ステル交換反応だけに有効なのではなく、他の(メタ)
アクリル酸低級アルキルェステル類とジアルキルアミ/
エタノールをェステル交換反応させる場合に用いてもす
ぐれた結果が得られることを見出し、本発明を為すに至
った。すなわち、本発明は一般式CH2=CRQCOO
R8(式中、RQは一日または−CH3をあらわし、R
3は−CH3または−C2日5をあらわす)で示される
アクリル酸ェステルまたはメタクリル酸ェステルと一般
式(RQ)2NCQCH20日(式中、RQは−CH3
または−C2日5をあらわす)で示されるジアルキルア
ミノェタノールを反応させて(但し 、 Cは
= CCH3COOCH3 と(CH3)2NCQ
CH20日を反応させる場合は除く)、一般式C比=C
RQCOOCH2CH2N(Ry)2(式中、RQおよ
びRyの定義は前と同じ)で示されるアクリル酸または
メタクリル酸のジアルキルアミノェチルェステルを製造
するに当り、触媒としてジブチル錫ジメトキサイド、ジ
ブチル錫ジハイドライド、ジブチル錫マレェート、ジオ
クチル錫オキサイド、トリフェニル錫メトキサイドおよ
びビス(トリブチル錫)マレェートからなる群から選ば
れた少なくとも1種を用いることを特徴とするアクリル
酸またはメタクリル酸のジアルキルアミノェチルェステ
ルの製造法に係るものである。本発明にしたがえば、原
料(メタ)アクリル酸低級アルキルヱステルとジアルキ
ルアミノェタノールのェステル交換反応の過程で(メタ
)アクリル酸ェステルの二重結合にジアルキルアミノェ
タノールや副生アルコールが附加するような副反応は殆
ど起らないばかりか、反応後、反応液を蒸溜して目的生
成物を取得する過程においても目的生成物の二重結合に
未反応アルコールや副生アルコールが附加する副反応は
殆ど起らず、このため高収率で目的生成物を得ることが
できる。また、本発明に用いる触媒は反応中に活性を失
うことがないため本発明においては触媒は反応関女台時
に反応系に一度に加えればよく、操作が簡単である。
さらに、本発明に用いる触媒は反応系に徴量の水分が存
在していても従来の触媒にくらべてその影響が少ないの
で予め反応系内の水分を完全に除去する必要はない。
さらにその上、本発明に用いる触媒は、塩化ビニル樹脂
の安定剤あるいは農薬として用いられたり、その製造原
料とされるものが多いため通常経済的に入手することが
できる。
本発明においては、ジーnーオクチル錫オキサィドを触
媒として用いるが、既に説明したように特公昭46−3
9848号公報にはメチルメタクリレートとジメチルア
ミノェタノールをヱステル交換反応させる際にジーn−
ブチル錫オキサイドが触媒として用いられるということ
が記載されている。
しかし、このジーn−ブチル錫オキサィドを触媒に用い
て(メタ)アクリル酸低級アルキル酸ヱステル類とジア
ルキルアミノェタノール類をェステル交換反応させても
、ジ−n−ブチル錫オキサィドを触媒として用いた場合
にくらべて反応成績が悪い上、ジーn−ブチル錫オキサ
ィドは毒性が強くて取り扱い難いという欠点がある。本
発明の実施に当り、叙上の触媒の使用量は原料ジアルキ
ルアミノェタノールに対して通常0.1〜5モル%、好
ましくは0.25〜2.5モル%である。
本発明に用いる触媒は概ね反応原料に溶解する。
このため触媒活性の発現が早くて反応速度を速くするこ
とができる。(メタ)アクリル酸ェステルの使用量はジ
アルキルアミノェタノール1モルに対して通常1.2〜
3.5モルの範囲である。
反応に際し、原料(メタ)アクリル酸ェステルおよび目
的生成物である(メタ)アクリル酸ジアルキルェステル
の重合を防止するため、反応系に重合防止剤を添加する
通常用いられる重合防止剤としてはフェノチアジン、ハ
イドロキノンモノメチルェエーテルが挙げられる。反応
温度は通常80〜13000であって、8び○以下では
触媒の活性が低く、130q○以上では重合等の副反応
が起り易くなるので好ましくない。
反応は常圧でも行なえるが、若干減圧にして行なうと副
生メタノールを速やかに系外に蟹出させることができる
ので有利である。
反応を行なうに当り、触媒は分割供聯合する必要はなく
、反応開始時に所要量を一度に添加すればよい。
反応溶媒は通常、必要としないが、用いても差し支えな
い。
用いられる溶媒の種類としては、たとえばベンゼン、ト
ルェンおよびへキサンなどが挙げられる。
反応により副生するアルコールは未反応の(メタ)アク
リル酸ェステルと共瀕するので、反応中、共縦物は蒸溜
塔に導き適当な環流比で反応系内に還流させ乍らその一
部を系外に抜き出す。
還流比は通常1:1〜15:1の間に定められる。本発
明の一般的実施態様について説明すると、先ず、温度計
、蒸留塔に備えた反応器に所定量の原料、触媒、重合防
止剤および必要に応じて溶媒を仕込んで加熱し、全還流
下(液溢は10000前後にする)にいまらく反応させ
、還流が激しくなった時点で還流比を約5:1にしてア
ルコールと(メタ)アクリル酸ェステルの共沸物の一部
を系外に抜き出す。
反応中、蒸溜塔の塔頂温度は約55〜70午Cに保つ。
反応の進行にともない塔頂温度と反応液の温度は上昇す
るが、副反応や重合物の生成を防ぐため反応液の温度は
130qo以下に保つことが望ましい。
反応時間は原料モル比、反応時間、還流比などにより変
動するが、通常は6時間以内である。
反応が終りに近づくと塔頂温度は急激に上昇する。反応
の推移はガスクロマトグラフィ一により反応液中の原料
ジァルキルァミノェタノールの変化率をチェックすれば
よい。反応後、反応液を常法にしたがい減圧蒸溜すれば
、先ず未反応の(メタ)アクリル酸ェステルが留出し、
次いで目的生成物である(メタ)アクリル酸のジアルキ
ルアミノェステルが留出する。
本発明により製造される(メタ)アクリル酸のジアルキ
ルアミノェステルは帯電防止剤、導電加工剤、紙処理剤
、凝集剤等に用いられるカチオン性重合体の製造原料と
なる有用な化合物である。次の本発明の代表的な具体例
を実施例を用いて説明する。実施例 1 渡洋機、温度計およびオルダショウ1の段の蒸溜塔を備
えたフラスコ中にメチルメタクリレート750.8夕、
ジエチルアミノエエタノールル351夕、重合防止剤と
してのフェノチアジン69および触媒としてのジブチル
錫ジメトキサィド8.8夕を入れ、欄拝しつつ沸騰する
まで加熱した。
発生するメタノールとメチルメタクリレートの共沸混合
物を約30分間全還流させたのち還流比を5:1にして
その1部を留出除去しながら反応させた。反応中、蒸留
塔の塔頂温度は64.5〜70℃に保った。ェステル交
換反応は2.虫時間で終了した。反応後、反応混合物を
そのまま減圧蒸溜し、8700/8側Hg〜80qo/
5脚Hgの蟹分離3.6夕を得た。
この留分は核磁気共鳴スペクトル法により分析したとこ
ろジエチルアミノエチルメタクリレートであることが確
認された。
ジェチルアミノェチルメタクリレートの収率は原料ジヱ
チルアミノェタノールに対して97.8%(モル)であ
った。
実施例 2〜7 ジブチル錫ジメトキサィドを触媒として用い、原料アル
コールと原料ェステルの組み合せを種々変化させて種々
のジアルキルアミノェチル(メタ)アクリレートを製造
した。
得られた結果を第1表に示す。
なお、原料アルコールの仕込量は3モルとし、かつ原料
アルコール:原料ェステル:ジブチル錫ジメトキサイド
:フェノチアジン(モル比)=1:2.5:0.01:
0.01とした以外はすべて実施例1と同じ方法でジア
ルキルアミノェチル(メタ)アクリレートを製造した。
第 1 表登 原料アルコールに対するモル多である。
実施例 8〜12触媒としてジブチル錫ジハイドライド
、ジブチル錫マレェート、ジオクチル錫オキサイド、ト
リフェニル錫メトキサィドおよびビス(トリブチル錫)
マレェートの各単独を用いた以外はすべて実施例1と同
様の方法によりジェチルアミノェチルメタクリレートを
製造した。
得られた結果を第2表に示す。
なお、表中、収率とはジヱチルアミノェチルメタクリレ
−トの原料ジェチルアミノェタノールに対するモル%で
ある。
第 2 表

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一般式にCH_2=CRαCOORβ(式中、Rα
    は−Hまたは−CH_3をあらわし、Rβは−CH_3
    または−C_2H_5をあらわす)で示されるアクリル
    酸エステルまたはメタクリル酸エステルと一般式(Rγ
    )_2NCH_2CH_2OH(式中、Rγは−CH_
    3または−C_2H_5をあらわす)で示されるジアル
    キルアミノエタノールを反応させて(但し、CH_2=
    CCH_3COOCH_3と(CH_3)_2NCH_
    2CH_2OHを反応させる場合は除く)、一般式CH
    _2=CRαCOOCH_2CH_2N(Rγ)_2(
    式中、RαおよびRβの定義は前と同じ)で示されるア
    クリル酸またはメタクリル酸のジアルキルアミノエチル
    エステルを製造するに当り、触媒としてジブチル錫ジメ
    トキサイド、ジブチ錫ジハイドライド、ジブチル錫マレ
    エート、ジオクチル錫オキサイド、トリフエニル錫メト
    キサイドおよびビス(トリブチル錫)マレエートからな
    る群から選ばれた少なくとも1種を用いることを特徴と
    するアクリル酸またはメタクリル酸のジアルキルアミノ
    エチルエステルの製造方法。
JP52058726A 1977-05-23 1977-05-23 アクリル酸またはメタクリル酸のジアルキルアミノエチルエステルの製造法 Expired JPS6023667B2 (ja)

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