JPS6348257B2 - - Google Patents

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JPS6348257B2
JPS6348257B2 JP17564982A JP17564982A JPS6348257B2 JP S6348257 B2 JPS6348257 B2 JP S6348257B2 JP 17564982 A JP17564982 A JP 17564982A JP 17564982 A JP17564982 A JP 17564982A JP S6348257 B2 JPS6348257 B2 JP S6348257B2
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JP
Japan
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man
unreacted
yield
reaction
water
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Application number
JP17564982A
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English (en)
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JPS5965041A (ja
Inventor
Hidekazu Munemura
Hiroyuki Oohashi
Akiichi Myamoto
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.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5965041A publication Critical patent/JPS5965041A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメタクリロニトリル(以後MANと略
記する)から未反応MANが数十ppmという極め
て少いメタクリル酸メチル(以後MMAと略記す
る)を高収率で製造する方法に関する。
MMA中に未反応MANが残存している場合は
そのポリマーの色度や物性に悪影響を与える懸念
があり、未反応MANは極力低減することが望ま
しい。
従来、不飽和ニトリルを鉱酸及び水で加水分解
し、次いでエステル化して不飽和カルボン酸エス
テルを製造する方法は公知であるが、エステル中
の残存ニトリルについては、論じたものが少く又
ppmの水準について論じたものは皆無であつた。
未反応ニトリルを低減する一般的な方法として
エステル化後の蒸留による分離及びアミド化反応
及びエステル化反応時の条件設定による低減が代
表的なものとして上げられる。ところが通常の蒸
留方法による精製で数百〜数千ppmという低濃度
の未反応ニトリルを分離するには相当の困難性が
あり、さらにMANとそのエステルであるMMA
の場合の様に沸点が近い場合には著しく困難とな
る。
また反応による未反応ニトリルの一般的な低減
方法としては硫酸及び水のモル比を上げる方法、
反応温度を上げる方法、滞留時間を増す方法が上
げられる。例えば、特公昭52−6974号公報には、
アクリロニトリルからアクリルアミド硫酸塩を製
造する場合における未反応ニトリルの低減方法と
して、収率低下や副生成物の増加を招かない範囲
で、化学量論量より過剰量の硫酸と水を使用する
方法が記載されており、ニトリル1モル当り硫酸
及び水のモル比は1.0〜1.3が最適だとしている。
しかしMANよりMMAを製造する場合の実施例
をみる限り、未反応MANは供給MANを基に2
%残存しており数十から数百ppmの水準について
は論議されていない。さらに本発明者らの検討に
よれば未反応MANを極力低減する目的で上記公
報記載の条件で反応を行つた所、供給MAN1モ
ル当りの水モル比が1.10未満の場合には、反応温
度を高くするか又は反応時間を長くしても、反応
系内に若干水が残存するにもかかわらず未反応
MANは100ppm以下には低減せず、むしろアミ
ド化収率が低下するという問題がある事が判明し
た。
また工化誌69―6(1966)にはMANより
MMAを合成する方法に於いてMANとメタノー
ルの混合溶液に硫酸を滴下しメタクリル酸アミド
のモノアルキル硫酸塩とし、次いでメタノール水
を加えエステル化する方法は、硫酸水溶液に
MANを滴下しメタクリルアミド硫酸塩とし、次
いでメタノールを加えエステル化を行う方法に比
べ、未反応ニトリルを低減出来ると記載されてい
るが具体例によると前者の方法の場合でも未反応
MANが供給MANを基にして約2%程度残存し
ており、数十〜数百ppmの水準には低減できてい
ない。
この様に収率を低下させる事なく、未反応
MANを極力低減する工業技術は未完成である。
本発明者らは上記状況にあるMANを原料とす
るMMAの製造方法について鋭意研究を重ねた結
果、MANと硫酸及び水と反応させメタクリルア
ミド硫酸塩を製造する場合には一種の平衡現象が
有り、未反応MANを数十ppmの水準に低減する
には、水が極めて重要な働きをする事を見い出し
本発明に至つた。さらに詳述すればMANと硫酸
及び水と反応させた場合に、反応の進行に従い最
大のアミド化収率(=アミド液中の実測二重結合
量/供給MAN中の理論二重結合量)が得られる
時点があるが、この時点では未反応MANは未だ
数百〜数千ppm残存しており品質面の要求を満た
さない。反応を続行し未反応MANの低減を行う
場合には、本発明者らが見い出した以下のポイン
トに留意する必要がある。第一に未反応MANの
最小到達濃度は反応生成物中の水濃度により規定
される事(第1図参照)、第二に反応温度が低い
場合の方が反応温度が高い場合に比し、未反応
MANの最小到達濃度が低くなる傾向が見られる
事(第1図参照)、第三に硫酸はMANに対し等
モル以上存在すれば、未反応MANの低減速度に
は関係するものの未反応MANの最小到達濃度に
は関係しない事(第2図参照)の諸要点である。
さらにはアミド化収率を維持するには反応温度を
高くしない事及びMANに対する硫酸モル比を高
くしない事への留意が必要である。
上述の現象に対し本発明者らはMANとメタク
リルアミド及びメタクリル酸の間に平衡現象が起
つている為と解釈している。すなわちMANを硫
酸及び水と反応させた場合にはメタクリルアミド
硫酸塩が生成するが水が理論量より過剰にある場
合には遂次反応によりメタクリル酸が生成する。
この場合にMANと硫酸及び水からメタクリルア
ミド硫酸塩が生成する速度はメタクリルアミド硫
酸塩と水からメタクリル酸が生成する速度に比し
速い為に、まずMANよりメタクリルアミド硫酸
塩が生成する反応が主体的に進行してMANとメ
タクリルアミド硫酸塩の間が大略平衡状態とな
り、続いてメタクリルアミド硫酸塩とメタクリル
酸の間が平衡状態となり、この時点で三者間の平
衡に到達するものと考えられる。この様な平衡を
考えれば、発熱反応であるMANからメタクリル
アミドが生成する反応に於いて反応温度が高い場
合に未反応MANの水準が高くなる現象は容易に
理解される。
上述の様に、未反応MANを反応により低減す
る際には、水が極めて重要な働きをするが、この
水も必要量以上に多い場合には未反応MANの低
減速度が減少し、エステル化した場合にはメタク
リル酸の副生率が増大し、且つメタクリル酸が
MMAに比し沸点が高く重合し易い為か、MMA
とメタクリル酸を合計した留出収率の低下が起こ
る。
この為未反応MANを低減せしめる工程の残存
する水のモル比は、供給MAN1モル当り0.03〜
0.3モルの範囲が適する。上記範囲に水モル比を
設定する方法としては、アミド化工程と未反応
MAN低減工程に分割する方法及びアミド化工程
に全量供給する方法のいずでも可能である。
また未反応MAN低減工程の反応温度は、アミ
ド化収率の低下を抑制する為及び未反応MANの
水準を低くする為の二つの理由から90〜120℃と
いう温度が好ましい。またこの工程は工業的には
反応工学上の理由から管型反応器の使用が好まし
い。この様にして未反応MANを極めて低い水準
に低減せしめた反応生成物を、通常の方法でエス
テル化し精製することにより高品質なMMAを収
率よく得る事ができる。
本発明は第一に残存ニトリル低減の為に苛酷な
反応条件を選ばざるを得なかつた従来法に対し、
温和な条件を設定する事が可能となり、収率低下
や副生成物の増加をほとんど起こさずに未反応
MANを低減する事が出来る。第二に従来法に比
し比較的低い硫酸モル比を選ぶ事が可能となり、
硫酸使用量の低減及び副生重硫安液量の低減にも
寄与する。第三に未反応MANを低減する為の特
別な添加物質や処理剤を必要とせず極めて簡単で
あり且つ経済的である。第四にエステル化後の精
製工程で蒸留により未反応MANを分離する方法
と比較し、設備費が低く、蒸気量も少く極めて経
済的である。この様に本発明は品質面及び経済面
の両面に優れたプロセスを提供するものである。
次に本発明を実施例により詳細に説明するが、
本発明はその要旨をこえない限り以下の実施例に
限定されるものではない。
実施例 1 MAN及び84.5%硫酸水溶液をそれぞれ7.0ml/
分、6.0ml/分(MAN/H2SO4/H2O=1/
1.1/1.1)の速度で第一槽反応器に供給する。第
一槽反応器は1フラスコに撹拌機及び凝縮機を
付してあり測管により連続的に混合液を抜出せる
構造を持つ。油浴温度を調整して反応温度を110
℃に保ち40分間反応させる。第一槽反応器の抜出
液は高度差により第二槽反応器に連続的に供給さ
れる。第二槽反応器は第一槽反応器と同じ構造で
あり、第一槽反応器抜出液を120℃で40分間反応
させる。つぎに第二槽反応器抜出液を高度差によ
り内径15mm長さ1.0mの細管形反応器に導びき油
浴により反応器の内温を120℃に保ち15分間反応
させる。細管形反応器の抜出液を分析した所、未
反応MAN濃度は510ppm(供給MAN1モル基準の
モル比率。以後アミド中の未反応ニトリルの濃度
は同じ表現をする。)であり、残存水は供給
MAN1モル当り0.05モルであり、アミド化収率は
98.5%であつた。続いて前工程の細管型反応器の
出し液を連続的に、滞留時間1分間の混合槽に導
びき0.15ml/分の速度で供給される水と混合した
後内径15mm長さ2.0mの細管型反応器に導びき110
℃で30分間反応させ、反応器出口液を分析した
所、未反応MANは36ppm、残存水は供給MAN1
モル当り0.06モル、アミド化収率は98.2%であつ
た。
つぎに5槽の反応器をオーバーフロー形式で直
列に接続したエステル化装置でエステル化を行
う。各反応器には撹拌機及び蒸気留出配管が付し
てあり、第1〜第3反応器の液容量は各々1000ml
であり第4及び第5槽の液容量は各々500mlであ
る。前工程の細管型反応器の出口液及び61.4%メ
タノール水溶液を8.3ml/分の速度でエステル化
第一槽に供給し、順次第二槽から第五槽までを通
過させてエステル化を行う。各槽の反応条件は第
一槽が90℃、第二槽が110℃、第三槽が120℃、第
四槽が130℃、第五槽が140℃の温度であり、第四
槽及び第五槽には各々熱水を1.5g/分の割合で
供給する。
各槽の蒸発成分を反応系外に取り出し凝縮させ
て得られた液中のMMA、メタクリル酸、未反応
MANを分析した結果、供給MAN基準のMMA
収率は94.2%であり、メタクリル酸収率は3.1%
であつた。又MMA及びメタクリル酸の合計重量
に対する未反応MANの重量比は29ppmであつ
た。
実施例 2 実施例1の第一工程と同条件で反応を実施して
得られる反応生成物を、0.45ml/分の速度で供給
される水と混合した後、細管型反応器に導びき
110℃で120分間反応させる。得られた反応生成物
を分析した所、未反応MANは16ppm、残存水は
供給MAN1モル当り0.22モル、アミド化収率は
97.5%であつた。続いて実施例1と同条件でエス
テル化を実施し、得られた留出液を分析した所、
供給MAN基準のMMA収率は91.1%であり、メ
タクリル酸収率は5.2%であつた。またMMA及
びメタクリル酸の合計重量に対する未反応MAN
の重量比は14ppmであつた。
実施例 3 実施例1の第一工程と同条件で反応を実施して
得られた反応生成物を、水を添加せずにそのまま
細管型反応器に導びき110℃で50分間反応させる。
得られた反応生成物を分析した所、未反応MAN
は75ppm、残存水は供給MAN1モル当り0.03モ
ル、アミド化収率は98.0%であつた。続いて実施
例1と同条件でエステル化を実施し、得られた留
出液を分析した所、供給MAN基準のMMA収率
は94.5%であり、メタクリル酸収率は2.6%であ
つた。またMMA及びメタクリル酸の合計重量に
対する未反応MANの重量比は62ppmであつた。
実施例 4 MAN及び83.3%硫酸水溶液をそれぞれ7.0ml/
分、6.1ml/分(MAN/H2SO4/H2O=1/
1.1/1.2)の速度で第一槽反応器に供給し、110
℃で40分反応させる。続いて第二槽反応器で120
℃で40分間、細管型反応器で120℃で15分間反応
させる。この細管型反応器の出口液を分析した
所、未反応MANは405ppm、残存水は供給
MAN1モル当り0.09モル、アミド化収率は98.4%
であつた。続いて前工程の反応器出口液を水に添
加せずにそのまま細管型反応器に導びき110℃で
30分間反応させ、得られた反応生成物を分析した
所、未反応MANは38ppm、残存水は供給MAN1
モル当り0.05モル、アミド化収率は98.1%であつ
た。続いて実施例1と同条件でエステル化を実施
し、得られた留出液を分析した所、供給MAN基
準のMMA収率は93.9%であり、メタクリル酸収
率は3.3%であつた。またMMA及びメタクリル
酸の合計重量に対する未反応MANの重量比は
33ppmであつた。
比較例 1 MAN及び85.0%硫酸水溶液をそれぞれ7.0ml/
分、5.95ml/分(MAN/H2SO4/H2O=1/
1.1/1.06)の速度で第一槽反応器に供給し110℃
で40分間反応させる。引続き第二槽反応器に於い
て120℃で40分間、細管型反応器に於いて120℃で
15分間反応させる。細管型反応器の出口では未反
応MANは1200ppmであり、アミド化収率は97.8
%であつた。また残存水分は供給MAN1モル当
り0.01モルであつた。続いて前工程の反応生成物
を細管型反応器に導びき110℃で30分間反応させ
たが、未反応MANは790ppmと高濃度であり、
アミド化収率は97.2%であつた。さらに細管型反
応器を継ぎ足す事により、110℃で60分間及び90
分間反応出来る様にしたが、60分間反応させた場
合には未反応MANは805ppm、アミド化収率は
96.5%であり、90分間反応させた場合には未反応
MANは830ppm、アミド化収率は95.8%と30分間
反応をさせた場合に較べ未反応MANは逆に若干
増加し、アミド化収率は低下した。
比較例 2 比較例1の第一工程の出口液を細管型反応器に
導びき、130℃で30分間反応させたが、未反応
MANは1160ppmと、ほとんど低減せずアミド化
収率は96.3%と低下した。又130℃で60分間反応
させた場合も未反応MANは1240ppmと低減せ
ず、アミド化収率は94.9%と大幅に低下した。
比較例 3 実施例1の第一工程と同条件で反応を実施して
得られる反応生成物を、0.9ml/分の速度で供給
される水と混合した後、細管型反応器に導びき
110℃で180分間反応させる。得られた反応生成物
を分析した所、未反応MANは9ppm、残存水は
供給MAN1モル当り0.35モル、アミド化収率97.2
%であつた。続いて実施例1と同条件でエステル
化を行い、得られた留出液を分析した所、供給
MAN基準のMMA収率は86.8%であり、メタク
リル酸収率は7.5%であつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は残存水分量と未反応MANとの相関グ
ラフ、第2図は反応時間と未反応MANとの相関
グラフである。
【特許請求の範囲】
1 一般式() 〔式中、Xは一般式()、()、()、()
、
()または式()
【式】
【式】
JP17564982A 1982-10-06 1982-10-06 メタクリル酸メチルの製造法 Granted JPS5965041A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01158491U (ja) * 1988-04-26 1989-11-01
JPH04312721A (ja) * 1991-03-11 1992-11-04 John Fluke Mfg Co Inc キーパッド組立体及びそれを用いた機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01158491U (ja) * 1988-04-26 1989-11-01
JPH04312721A (ja) * 1991-03-11 1992-11-04 John Fluke Mfg Co Inc キーパッド組立体及びそれを用いた機器

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JPS5965041A (ja) 1984-04-13

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