JPS6215543B2 - - Google Patents

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JPS6215543B2
JPS6215543B2 JP54164032A JP16403279A JPS6215543B2 JP S6215543 B2 JPS6215543 B2 JP S6215543B2 JP 54164032 A JP54164032 A JP 54164032A JP 16403279 A JP16403279 A JP 16403279A JP S6215543 B2 JPS6215543 B2 JP S6215543B2
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JP
Japan
Prior art keywords
reaction
methacrylic acid
product
vanadium
hema
Prior art date
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Expired
Application number
JP54164032A
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English (en)
Other versions
JPS5687537A (en
Inventor
Akira Itoi
Motoo Kawamata
Tatsuya Oono
Atsuro Yamauchi
Minahito Karasawa
Shigeo Shimizu
Kunimitsu Fukumura
Kozo Takase
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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Publication of JPS5687537A publication Critical patent/JPS5687537A/ja
Publication of JPS6215543B2 publication Critical patent/JPS6215543B2/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はアクリル酸又はメタクリル酸とアルキ
レンオキサイドのエステル化によりβ−ヒドロキ
シアルキルアクリレートまたはβ−ヒドロキシア
ルキルメタクリレートを製造するに際して、触媒
としてバナジウム化合物を用いることを特徴とす
るβ−ヒドロキシアルキルアクリレートまたはβ
−ヒドロキシアルキルメタクリレートの製造法に
関する。 従来から、β−ヒドロキシアルキルアクリレー
トまたはβ−ヒドロキシアルキルメタクリレート
の製造法として、アクリル酸又はメタクリル酸と
アルキレンオキサイドを反応させる方法が知ら
れ、種々の触媒が提案されている。例えば、トリ
メチルアミン、トリエチルアミン、DBUなどの
アミン類、N・N−ジメチルアセトアミドなどの
アミド類、ジフエニルスルホキシド、ジメチルス
ルホキシドなどのスルホキシド類、モノエタノー
ルアンモニウムクロライドなどの第4アンモニウ
ム塩、第4アンモニウムを含むイオン交換樹脂、
三価の鉄化合物及び三価の鉄化合物を主触媒にク
ロム化合物等を助触媒として使用する方法、重ク
ロム酸ナトリウム、ギ酸クロムなどのクロム化合
物、カリウムアルコラート、水酸化リチウムなど
のアルカリ金属化合物、塩化アルミニウム、チタ
ン化合物、ジルコニウム化合物、スズ化合物など
が知られている。 上記反応によりβ−ヒドロキシアルキルアクリ
レートまたはβ−ヒドロキシアルキルメタクリレ
ートを製造する際に特に留意を要する点は、アク
リル酸又はメタクリル酸の転化率が高くなつた場
合に副生するジアクリレートまたはジメタクリレ
ートの生成の抑制、精製中に生ずるポツプコーン
重合の抑制、製品の着色防止などである。 すなわち、触媒として、アミン類、4級アンモ
ニウム塩類を使用した場合、製造が進むに従つ
て、生成したβ−ヒドロキシアルキルアクリレー
トまたはβ−ヒドロキシアルキルメタクリレート
と仕込みのアクリル酸またはメタクリル酸のエス
テル交換反応によりジアクリレートまたはジメタ
クリレートを副生する。このジエステルは1分子
内に二重結合2個を有し重合性に富み極めて有害
なものである。また、これらの触媒を使用した場
合、製品に淡黄色の着色を生じ、活性も劣る。ア
ルカリ金属化合物を使用した場合、アルキレンオ
キサイドよりジオールの副生が起こる。また触媒
の活性も劣る。塩化アルミニウム、四塩化チタ
ン、四塩化スズ、塩化第二鉄等のフリーデルクラ
フト反応触媒として知られる化合物を使用した場
合アルキレンオキサイドの開環重合も起こり、目
的物の選択率が低く、重合物の生成量が多い。三
価の鉄化合物を使用した場合、触媒の活性は高い
が重合禁止剤として特に有利なハイドロキノン類
を使用すると三価の鉄化合物はハイドロキノン類
と反応し、着色の原因となる。 本発明者らはかかる難点を克服すべく鋭意研究
を重ねた結果、アクリル酸又はメタクリル酸とア
ルキレンオキサイドの反応によるβ−ヒドロキシ
アルキルアクリレートまたはβ−ヒドロキシアル
キルメタクリレートの合成に際して、触媒として
バナジウム化合物を用いることによつて上記の各
種の問題を解決し、本発明を完成するに至つた。
すなわち、β−ヒドロキシアルキルアクリレート
またはβ−ヒドロキシアルキルメタクリレートの
製造に際して触媒としてバナジウム化合物を用い
た場合、本触媒はきわめて活性が高く反応が短時
間で終了するのみならず、本触媒による反応の選
択率も高い。特にジアクリレートまたはジメタク
リレートの生成がほとんど認められないので製品
の精製が容易で高純度の製品を得ることができ
る。また、アミン触媒、三価の鉄触媒等に見られ
る製品の着色も認められず、高品質のβ−ヒドロ
キシアルキルアクリレートまたはβ−ヒドロキシ
アルキルメタクリレートを提供する。 本発明におけるアルキレンオキサイドとしては
エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブ
チレンオキサイドなどが用いられる。また、反応
終了時のアクリル酸又はメタクリル酸の残存量は
できるだけ少ない方が精製操作上、および製品の
性状面からも好ましいので、アルキレンオキサイ
ドの使用量はアクリル酸又はメタクリル酸より過
剰に用いるのが有利である。しかし、大過剰のア
ルキレンオキサイドの使用は、アルキレンオキサ
イド回収の際の損失も増すので、アクリル酸又は
メタクリル酸1モルに対して1.0〜2.0モルの範囲
が適当である。また、反応は常圧でアルキレンオ
キサイドを気体又は液状で添加しつつ行なつても
十分進行するが、反応速度、アルキレンオキサイ
ドの揮発によるロスの防止の点からは、大気圧以
上で行なうことが好ましい。反応温度は、150℃
程度の高温を用いることも可能であるが、ジアク
リレート又はジメタクリレートの副成抑制、製品
の着色防止の面からは、50〜120℃の範囲で行な
うことが好ましい。 本反応は重合しやすい物質を取り扱うため、通
常、重合禁止剤を添加する。禁止剤の一例として
は、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチル
エーテル、フエノチアジン、N・N−ジナフチル
パラフエニレンジアミンなどである。添加量は反
応体の全重量に対して100〜2000ppmが有利であ
る。 本発明においてバナジウム化合物としては三塩
化バナジウム、四塩化バナジウムなどの塩化物、
オキシ二塩化バナジウム、オキシ三塩化バナジウ
ムなどのオキシ塩化物、硫酸バナジル()、硫
酸バナジウム()などの硫酸塩、酸化バナジウ
ムアセチルアセトネートなどがあげられ、これら
単独又は混合物としての使用も可能である。本発
明を実施する際に使用する触媒の量は反応条件、
反応原料等により一定ではないが、通常の条件の
場合、アクリル酸又はメタクリル酸に対して0.02
〜10重量%、好ましくは0.1〜5重量%である。 実施例 1 コンデンサー、撹拌器、温度計を付けた三ツ口
円筒型ガラス反応器にメタクリル酸86.1g、三塩
化バナジウム0.32g、ヒドロキノンモノメチルエ
ーテル0.1gを仕込み80℃に昇温する。窒素ガス
で内部を置換後、エチレンオキサイド88gをN2
で希釈し、反応器の底に取り付けたボールフイル
ターを通して吹き込む。この際、内温は反応熱に
より88℃程度まで上昇する。3時間で反応は終了
し反応液のガスクロマトグラフイーによる分析結
果はアクリル酸転化率85.4%、β−ヒドロキシエ
チルメタクリレート(以下HEMAと略)選択率
は99.0%であつた。得られた粗HEMAを精製し
て、103.6gの製品を得た。組成はHEMA98.5
%、メタクリル酸0.45%、エチレンジメタクリレ
ート0.20%であつた。仕込みメタクリル酸基準の
HEMAの収率は78.4%であつた。色相APHAは3
以下であつた。 比較例 1 実施例1と同様の反応を触媒に三塩化バナジウ
ムの代りに塩化第二鉄0.33gを用いて3時間行な
つた。得られた粗HEMAを蒸留精製して105.0g
の製品を得た。組成はHEMA98.0%、メタクリル
酸0.40%、エチレンジメタクリレート0.65%であ
つた。仕込みメタクリル酸基準のHEMA収率は
79.1%であり、色相APHAは8であつた。 比較例 2 実施例1と同様の反応を触媒として塩化アルミ
ニウム0.272gを用いて行なつた。3時間反応後
の反応液をガスクロマトグラフイーによる分析結
果はメタクリル酸転化率42.0%、HEMA選択率
95.8%であつた。 実施例 2 実施例1と同様の反応装置にメタクリル酸86.1
g、三塩化バナジウム0.32g、ハイドロキノン
0.1gを仕込み85℃に昇温する。窒素ガスで反応
器内部を置換後、プロピレンオキサイド116.2g
をガス状で添加する。反応は3時間で終了し、反
応液のガスクロマトグラフイーによる分析結果は
メタクリル酸転化率80.5%、β−ヒドロキシプロ
ピルメタクリレートの選択率は98.5%であつた。
これを精製して、105.9gの製品を得た。組成は
β−ヒドロキシプロピルメタクリレート98.0g、
メタクリル酸0.6%、プロピレンジメタクリレー
ト0.2%であつた。β−ヒドロキシプロピルメタ
クリレートのメタクリル酸基準の収率は72.0%で
あつた。色相APHAは3以下であつた。 実施例 3 500mlオートクレーブにアクリル酸144.1g、三
塩化バナジウム0.63g、ヒドロキノンモノメチル
エーテル0.3gを仕込み容器内を窒素で置換し
た。80℃に昇温後エチレンオキサイド100gを、
窒素で背圧をかけ1g/minの速度で添加した。
エチレンオキサイド添加後も1時間反応を続け
た。反応終了冷却後、未反応のエチレンオキサイ
ドは減圧除去した。反応液のガスクロマトグラフ
イーによる分析から、アクリル酸の転化率97.2
%、β−ヒドロキシエチルアクリレートの選択率
は98.0%であつた。これを蒸留精製して215gの
製品を得た。このものの組成はβ−ヒドロキシエ
チルアクリレート98.3%、アクリル酸0.2%、エ
チレンジアクリレート0.9%であつた。β−ヒド
ロキシエチルアクリレートのアクリル酸基準の収
率は91%であつた。製品の色相はAPHA3以下で
あつた。 実施例 4 実施例3と同様の反応装置にメタクリル酸
172.2g、四塩化バナジウム0.77g、ヒドロキノ
ンモノメチルエーテル0.3gを仕込み容器内を窒
素で置換した。80℃に昇温後エチレンオキサイド
100gを1.0g/minの速度で添加した。エチレン
オキサイド添加後も更に同温度で1時間反応を続
けた。反応終了冷却後、未反応のエチレンオキサ
イドは減圧除去した。反応液は蒸留精製し242g
の製品を得た。このものの組成は、HEMA98.6
%、メタクリル酸0.2%、エチレンジメタクリレ
ート0.3%であつた。また、蒸留釜残9.5gは流動
性良好のものであり、蒸留塔に重合物の付着は全
く認められなかつた。製品の色相はAPHA3以下
であつた。 比較例 3 実施例4と同様の反応を、鉄粉0.234gをメタ
クリル酸144.1gに溶かし、三価の鉄塩とした
後、これを触媒として、メタアクリル酸144.1
g、三塩化バナジウム0.65gの代りに用いて行な
つた。得られた粗HEMAを蒸留精製して247gの
製品を得た。この組成はHEMA98.3%、メタアク
リル酸0.16%、エチレンジメタクリレート0.5%
であつた。製品の色相APHAは8であつた。 比較例 4 実施例3と同様の反応を触媒に三塩化バナジウ
ムの代りにトリエチルアミン0.81gを用いて行な
つた。得られた粗HEMAを蒸留精製して179gの
製品を得た。この組成はHEMA96.0%、メタクリ
ル酸0.6%、エチレンジメタクリレート2.4%であ
つた。色相はAPHA10であつた。 実施例 5 実施例4において四塩化バナジウムの代りに硫
酸バナジウム()0.8g、ヒドロキノンモノメ
チルエーテルの代りにヒドロキノン0.3gを添加
して同様の反応を行ない、製品200gを得た。組
成はHEMA98.5%、メタクリル酸0.5%、エチレ
ンジメタクリレート0.3%であつた。製品の色相
はAPHA3であつた。HEMAのメタクリル酸基準
の収率は76%であつた。 実施例 6 実施例4において四塩化バナジウムの代りにオ
キシ三塩化バナジウム()0.7gを添加して同
様の反応を行ない製品191gを得た。組成は
HEMA98.0%、メタクリル酸1.0%、エチレンジ
メタクリレート0.2%であつた。HEMAのメタク
リル酸基準の収率は72%であつた。製品の色相は
APHA3であつた。 実施例 7 実施例4において、四塩化バナジウムの代りに
バナジウムオキシアセチルアセトネート()
1.0gを添加して同様の反応を行ない製品217gを
得た。組成はHEMA98.2%、メタクリル酸1.0
%、エチレンジメタクリレート0.3%であつた。
HEMAのメタクリル酸基準の収率は82%であつ
た。製品の色相はAPHA3であつた。 実施例 8 実施例3と同様の反応装置にメタクリル酸
172.2g、三塩化バナジウム0.63g、ヒドロキノ
ン0.3gを仕込み容器内を窒素で置換した。80℃
に昇温後プロピレンオキサイド132gを1g/
minの速度で圧入した。プロピレンオキサイド添
加終了後も更に同温度で2時間反応した。反応終
了後、未反応プロピレンオキサイドは減圧除去し
た。反応液は蒸留精製して製品265gを得た。組
成はβ−ヒドロキシプロピルメタクリレート97.0
%、メタクリル酸0.2%、プロピレンジメタクリ
レート0.9%であつた。色相はAPHA3以下であつ
た。 〔参考〕 色相APHA (American Public Health
Associationの略) 黄色から褐色の度合を表わす語 標準溶液の作り方 塩化白金カリウム(PtCl4・2KCl)1.245gと結
晶塩化コバルト1.009gとを塩酸(比重1.18)100
ml中に溶かし、水で薄めて1000mlとし、原液とす
る。この原液30.0mlを水で薄めて500mlとし、標
準溶液はAPHAの30に相当する。各種標準液はNo.
30標準液を希釈して調製する。 色数測定 標準溶液と同じガラス管に、標準溶液と同量の
試料を入れ、側面から光が入らないよう黒いテー
プで包み、標準溶液2本の間に試料を置き、3本
を白地の上方に並べて管の上から見透して液を比
較し、色数を決定する。 DBU 1・8−ジアザビシクロ(5・4・0)ウ
ンデセン−7
【式】 M.W.=152.14 淡黄色透明液体、超強塩基性アミン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 アクリル酸又はメタクリル酸とアルキレンオ
    キサイドを反応させてβ−ヒドロキシアルキルア
    クリレートまたはβ−ヒドロキシアルキルメタク
    リレートを製造するに際して、触媒としてバナジ
    ウム化合物を用いることを特徴とするβ−ヒドロ
    キシアルキルアクリレートまたはβ−ヒドロキシ
    アルキルメタクリレートの製造法。
JP16403279A 1979-12-19 1979-12-19 Preparation of beta-hydroxyalkyl acrylate or beta-hydroxyalkyl methacrylate Granted JPS5687537A (en)

Priority Applications (1)

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JP16403279A JPS5687537A (en) 1979-12-19 1979-12-19 Preparation of beta-hydroxyalkyl acrylate or beta-hydroxyalkyl methacrylate

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JPS5687537A JPS5687537A (en) 1981-07-16
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ID=15785506

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JP2002088022A (ja) * 2000-09-08 2002-03-27 Nippon Shokubai Co Ltd ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法
JP4772997B2 (ja) * 2001-07-30 2011-09-14 株式会社日本触媒 ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法

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