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JPH0853392A - 4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートの製造方法 - Google Patents

4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートの製造方法

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Publication number
JPH0853392A
JPH0853392A JP18742894A JP18742894A JPH0853392A JP H0853392 A JPH0853392 A JP H0853392A JP 18742894 A JP18742894 A JP 18742894A JP 18742894 A JP18742894 A JP 18742894A JP H0853392 A JPH0853392 A JP H0853392A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
organic solvent
meth
aqueous phase
water
monoester
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18742894A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Murai
信行 村井
Hiroya Murai
浩也 村井
Seijiro Nishimura
誠二郎 西村
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.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
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Publication of JPH0853392A publication Critical patent/JPH0853392A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 重合用モノマーとして好適な品質の4−ヒド
ロキシブチル(メタ)アクリレートを蒸留工程を経るこ
となく取得する。 【構成】 1,4−ブタンジオールと(メタ)アクリル
酸との反応混合物を非水溶性有機溶媒と水とで液液抽出
して、4−ヒドロキシブチルメタアクリレートを含む水
相を取得し、これを活性炭で処理したのち極性有機溶媒
で抽出して、4−ヒドロキシブチルメタアクリレートを
有機溶媒相に移行させる。この有機溶媒相から有機溶媒
を留去して4−ヒドロキシブチルメタクリレートを取得
する。 【効果】 活性炭処理という簡単な操作で高品質の製品
を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、塗膜に優れた密着性、
耐候性および対擦傷性を付与するモノマーである、4−
ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートの製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】4−ヒドロキシブチルアクリレート又は
4−ヒドロキシブチルメタクリレート(本明細書では、
これらをまとめて4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリ
レートと記述する)の製造法としては、通常、アクリル
酸又はメタクリル酸(本明細書では、これらをまとめて
(メタ)アクリル酸と記述する)と1,4−ブタンジオ
ールとをエステル化反応させる方法、または、(メタ)
アクリル酸低級アルキルエステルと1,4−ブタンジオ
ールとをエステル交換反応させる方法が知られている。
前者では水が、後者では低級アルコールが副生するが、
一般に水の方が反応混合物からの分離が容易なので、工
業的には(メタ)アクリル酸と1,4−ブタンジオール
とのエステル化反応によるのが好ましい。
【0003】これらの反応で得られる反応混合物には、
通常、目的成分である4−ヒドロキシブチル(メタ)ア
クリレート(本明細書ではこれをモノエステル体とい
う)のほかに、相当量の1,4−ブタンジオールジ(メ
タ)アクリレート(本明細書ではこれをジエステル体と
いう)および未反応の1,4−ブタンジオールが残存し
ているため、これらを分離する必要がある。
【0004】これらの成分は沸点が近く、また(メタ)
アクリレートの高い重合性のため蒸留で分離することは
困難であるので、西独特許DE−1518572(BA
SF社)に示されるように液液抽出による分離が一般的
に行われる。この方法では、反応混合物を水−脂肪族炭
化水素系溶媒で液液抽出してジエステル体を有機溶媒相
に抽出除去した後、水相からモノエステル体を極性有機
溶媒を用いて抽出する。次いでモノエステル体を含む有
機溶媒相から溶媒を除去し、モノエステル体を得る。通
常は、このモノエステル体を蒸留して更に高純度化して
使用に供する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このモノエス
テル体の蒸留工程においても、その高い重合性により、
相当量の損失が生ずることが避けられず、また運転操作
も困難である。そのため、抽出操作のみで実用上問題の
ない品質の4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート
を得られれば好都合である。しかし、従来の抽出操作で
は、製品に着色が残るのに加え、副生した重合物も製品
側に移行するので、溶媒を加えたときに不溶成分が析出
し白濁する場合がある。また、エステル化反応のときに
用いた重合防止剤が製品に混入し、製品の使用に際し障
害となることもある。
【0006】これらの問題点は抽出操作において水の量
を増やせばある程度避けられるが、生産性を落とすこと
になり、また排水の処理量も増加し不利である。本発明
は、かかる状況に鑑み、生産性を落とすことなく、実用
上問題のない品質の4−ヒドロキシブチル(メタ)アク
リレートの簡便な製造法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、反応混合物の抽出工程で得られたモノエステル
体を含む水相を活性炭で処理することにより上記問題点
を解決し、目的を達成できることを見いだし本発明を完
成した。以下に本発明について詳細に説明するに、本発
明では先ず常法に従い、1,4−ブタンジオールと(メ
タ)アクリル酸又はその低級アルキルエステルとを、触
媒及び重合防止剤の存在下に反応させて、4−ヒドロキ
シブチル(メタ)アクリレートを含む反応混合物を生成
させる。通常は(メタ)アクリル酸と1,4−ブタンジ
オールとを、副生する水を除去しながら反応させるのが
好ましい。(メタ)アクリル酸と1,4−ブタンジオー
ルとの仕込比率は通常モル比で1.5:1〜1:2であ
る。
【0008】副生する水を除去する方法としては、無溶
媒で水を常圧下又は減圧下で蒸留分離する方法もある
が、水と共沸する有機溶媒を用いて反応を行ない、水を
共沸により除去する方法が一般的である。特に有機溶媒
として炭化水素系溶剤を用いると、共沸物を静置するだ
けで水と有機溶媒に分離できるので好都合である。この
ような溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキ
サン、トルエン等があげられる。
【0009】水は溶媒とともに反応系外に留去され、凝
縮後水相と溶媒相に分離し、溶媒相のみを反応器へ還流
させて反応を進行させる。留出した水の量が(メタ)ア
クリル酸基準で100モル%になった時点で反応はほぼ
終了している。反応時間は通常2〜20時間で終了す
る。反応温度は溶媒の沸点で決まるが、通常、50〜1
40℃の範囲が好ましく、高すぎると重合等の副反応が
起きやすくなり、低すぎると反応の進行が極めておそく
なる。
【0010】反応圧力は通常、常圧であるが、減圧下ま
たは加圧下でも反応させることができる。エステル化触
媒としては酸触媒が一般的で、硫酸、p−トルエンスル
ホン酸、酸性イオン交換樹脂等を用いることができる。
重合防止剤としては、ハイドロキノン、p−メトキシフ
ェノール等のフェノール系重合防止剤、フェノチアジ
ン、ジフェニルアミン等の芳香族アミン化合物等があげ
られ、これらは単独で使っても良いし、組み合わせて使
うこともできる。フェノチアジン等の芳香族アミンを用
いると重合防止効果が大きい。さらに、反応中に分子状
酸素を系内に導入することで重合防止効果が向上する。
重合防止剤の使用量は、通常、(メタ)アクリル酸に対
して100〜5000ppmである。
【0011】反応終了後、反応混合物は触媒を除去又は
中和し、更に所望により溶媒を除去したのち、次の水と
非水溶性有機溶媒を用いる抽出処理に付する。この抽出
処理では、反応混合物中のジエステル体や重合物を有機
溶媒相中に、モノエステル体を水相中に分配させること
により、モノエステル体からジエステル体や重合物を除
去する。
【0012】抽出に用いる有機溶媒としては、抽出選択
性の面から飽和脂肪族炭化水素が好ましく、例えば、ヘ
キサン、ヘプタン、シクロヘキサン等が用いられる。こ
れらは反応溶媒としても用いることができる。有機溶媒
の使用量は、抽出装置の特性にもよるが、通常、反応混
合物中のジエステル体に対し5〜20倍重量である。水
は、反応混合物中のモノエステル体に対し通常1〜20
重量倍、好ましくは2〜10倍量使用する。
【0013】水の使用量が少ないと、モノエステル体の
有機溶媒相への混入量が増し、不利である。また水相中
のモノエステル体の濃度が高くなるので、水相中へのジ
エステル体や重合物の混入量が増加するようになる。更
に水相中のフェノチアジン等の重合防止剤の濃度も高く
なり、好ましくない。この抽出工程では反応混合物中の
未反応の1,4−ブタンジオールは水相に分配される。
反応混合物の組成によっても異なるが、抽出工程から得
られる水相中の1,4−ブタンジオールの濃度は数%〜
20%(重量)程度である。水相中へのジエステル体、
重合物及び重合防止剤の混入量を少なくし、かつ後述す
る活性炭処理工程でこれらを十分に除去するには、水相
中の水濃度は50(重量)%以上であるのが好ましい。
水相中の水濃度が高いことは、ジエステル体等の混入を
防止する上では好ましいが、一方において生産性が低下
し、かつ廃水処理の負担が増加する。従って水相中のモ
ノエステル体の濃度は5〜45(重量)%、特に10〜
30(重量)%であるのが好ましい。
【0014】抽出工程から得られた水相は、次いで活性
炭で処理して、重合物、重合防止剤、着色成分などを吸
着除去する。活性炭処理の方式としては、バッチ式で活
性炭と混合し後に濾過分離する方法、活性炭の充填層に
通液する方法のどちらも可能である。処理時間はバッチ
式の場合は通常5分〜5時間、好ましくは10分〜2時
間であり、充填層方式の場合は通常SV(空間速度)と
して0.1〜20hr-1である。処理温度は通常、10
〜80℃で、常温で行うのが一般的である。
【0015】活性炭としては石炭系、木質系、ヤシガラ
系など任意のものを用いることができる。形状は、粉末
炭、成形炭のいずれでもよい。使用量も特に制限はない
が、バッチ式の場合には水相中のモノエステル体に対し
て0.5〜10重量%、好ましくは1〜5重量%程度用
いればよい。活性炭処理を経たモノエステル体水溶液中
には、モノエステル体以外に1,4−ブタンジオールや
触媒に由来する塩類などが含まれているので、非水溶性
の有機溶媒で抽出してモノエステル体を1,4−ブタン
ジオールや塩類などの水溶性成分から分離する。抽出に
用いる有機溶媒としては、モノエステル体に対する溶解
力の大きい極性溶媒を用いるのが好ましく、例えば塩化
メチレン等のハロゲン化炭化水素、酢酸エチル等のエス
テル系溶剤、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶
剤、ジエチルエーテル等のエーテル系溶剤などが用いら
れる。またトルエン等の芳香族系溶剤を用いることもで
きる。
【0016】この抽出工程で得られたモノエステル体の
有機溶媒溶液は、常法により溶媒を留去して4−ヒドロ
キシブチル(メタ)アクリレートを取得する。なお、有
機溶媒溶液にはp−メトキシフェノール等の非着色性重
合防止剤を添加しておくのが好ましい。また、抽出工程
で得られた有機溶媒相には、1,4−ブタンジオールが
混入していることがあるので、水洗して1,4−ブタン
ジオールを除去したのち溶媒留去に供するのが好まし
い。洗浄水中には1,4−ブタンジオールに加えて若干
量のモノエステル体が含まれているので、前述の反応混
合物の抽出工程に循環する。
【0017】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り実施例の記述
に限定されるものではない。
【0018】・実施例−1 アクリル酸576g、1,4−ブタンジオール937
g、n−ヘプタン380ml、濃硫酸3ml、フェノチ
アジン3.2gを3Lフラスコに仕込み、空気16ml
/分、窒素43ml/分を液中に吹き込みながらn−ヘ
プタンの還流下に反応を行った。還流開始後3時間で流
出水量が149g(対アクリル酸104モル%)に達し
たので反応を中止した。この反応混合物中には、4−ヒ
ドロキシブチルアクリレート49.3重量%、1,4−
ブタンジオールジアクリレート16.7重量%、1,4
−ブタンジオール20.2重量%が含まれていた。
【0019】得られた反応混合物300gに対し300
gの水を加え、水相中のジエステル体の含有量が水相中
のモノエステル体の含有量に対して1重量%以下になる
までn−ヘプタンで繰り返し回分抽出し、4−ヒドロキ
シブチルアクリレート25重量%、1,4−ブタンジオ
ール11重量%、フェノチアジン180ppm(対4−
ヒドロキシブチルアクリレート)を含有する水溶液49
2gを得た。
【0020】この水溶液80gに活性炭(二村化学社
製:商品名 太閤S)0.4g(対4−ヒドロキシブチ
ルアクリレート2重量%)を加え、室温で2時間攪拌後
濾過した。濾液を塩化メチレンで回分抽出し、モノエス
テル体を分離した。この塩化メチレン溶液に空気を吹き
込みながら加熱して溶媒を除去し、モノエステル体約2
0gを得た。
【0021】このモノエステル体のフェノチアジン含有
量、色相、オリゴマーに由来する濁り具合を下記の方法
により求めた。 フェノチアジン量=ガスクロマトグラフィーにて測定 色相=水をブランクとして440nm光の透過率(%)
を測定 オリゴマーの濁り具合=モノエステル体に対して5倍容
量の酢酸n−ブチルを加えて混和し、2時間放置後の濁
り具合を目視で判定 結果を表−1に示す。
【0022】・比較例−1 実施例1の方法において、反応混合物の抽出で得た水相
を活性炭処理しなかった以外は、実施例1と全く同一の
条件で処理した。結果を表−1に示す。
【0023】・比較例−2 比較例−1で得られたモノエステル体20gに活性炭
(太閤S)0.4gを加え、室温で2時間攪拌後濾過し
た。結果を表−1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、常法による4−ヒドロ
キシブチル(メタ)アクリレートの製造方法において、
反応混合物を水と有機溶媒で抽出処理して得たモノエス
テル体を含む水相に活性炭処理を施すことにより、重合
用モノマーとして好適な品質の製品を得ることができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 67/62

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1,4−ブタンジオールと(メタ)アク
    リル酸又はその低級アルキルエステルとを触媒及び重合
    防止剤の存在下に反応させて得られた反応混合物を、水
    と非水溶性有機溶媒で処理してモノエステル体を水相
    に、ジエステル体を有機溶媒相に分配する第1抽出工
    程、第1抽出工程で得た水相を活性炭で処理する活性炭
    処理工程、活性炭処理した水相を非水溶性有機溶媒で処
    理してモノエステル体を有機溶媒相に移行させる第2抽
    出工程、第2抽出工程で得た有機溶媒相から有機溶媒を
    除去してモノエステル体を回収する回収工程の各工程を
    経ることを特徴とする4−ヒドロキシブチル(メタ)ア
    クリレートの製造方法。
  2. 【請求項2】 重合防止剤がフェノチアジンであること
    を特徴とする請求項1記載の製造方法。
  3. 【請求項3】 第1抽出工程で用いる有機溶媒が脂肪族
    飽和炭化水素であることを特徴とする請求項1又は2記
    載の製造方法。
  4. 【請求項4】 第1抽出工程で得られる水相中のモノエ
    ステル体の濃度が5〜45重量%であることを特徴とす
    る請求項1ないし3のいずれかに記載の製造方法。
  5. 【請求項5】 第2抽出工程で用いる有機溶媒が極性有
    機溶媒であることを特徴とする請求項1ないし4のいず
    れかに記載の製造方法。
JP18742894A 1994-08-09 1994-08-09 4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートの製造方法 Withdrawn JPH0853392A (ja)

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