JPH11269129A - Production of polyol (meth)acrylate - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリオール(メ
タ)アクリレートの製造方法に関し、詳しくは、特定の
(メタ)アクリロイル基数を有するポリオール(メタ)
アクリレートを純度よく得ることが可能なポリオール
(メタ)アクリレートの製造方法に関する。The present invention relates to a method for producing a polyol (meth) acrylate, and more particularly, to a polyol (meth) having a specific (meth) acryloyl group number.
The present invention relates to a method for producing a polyol (meth) acrylate capable of obtaining an acrylate with high purity.
【0002】[0002]
【従来の技術】ポリオール(メタ)アクリレートは、活
性エネルギー線硬化型のインキ、塗料、接着剤として、
また各種樹脂の改質剤などとして有用である。このポリ
オール(メタ)アクリレートは、一分子の有する(メ
タ)アクリロイル基数の違いによって、硬化または重合
後における樹脂の強度、伸びおよび対摩耗性等の物性が
異なる。このポリオール(メタ)アクリレートは通常、
(メタ)アクリル酸とポリオールとをエステル化反応さ
せることにより製造されている。2. Description of the Related Art Polyol (meth) acrylates are used as active energy ray-curable inks, paints and adhesives.
It is also useful as a modifier for various resins. This polyol (meth) acrylate has different properties such as strength, elongation, and abrasion resistance of the resin after curing or polymerization due to the difference in the number of (meth) acryloyl groups in one molecule. This polyol (meth) acrylate is usually
It is produced by subjecting (meth) acrylic acid and polyol to an esterification reaction.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、この反応によ
り生成するのは(メタ)アクリロイル基数の異なる複数
のポリオール(メタ)アクリレートからなる混合物であ
って、特定の(メタ)アクリロイル基数を有するポリオ
ール(メタ)アクリレート(以下、「特定(メタ)アク
リレート」ともいう。)のみを生成させることはできな
い。また、反応条件の調節などにより特定(メタ)アク
リレートの比率を高めるには限界がある。エステル化反
応による生成物を精製することにより特定(メタ)アク
リレートの純度を高めることも考えられる。しかし、通
常工業的に用いられる精製方法、例えば蒸留では、特定
(メタ)アクリレートと他の(すなわち、(メタ)アク
リロイル基数の異なる)ポリオール(メタ)アクリレー
ト(以下、「他の(メタ)アクリレート」ともいう。)
との沸点差が小さいため、これらを分離することは困難
である。However, what is produced by this reaction is a mixture of a plurality of polyols (meth) acrylates having different numbers of (meth) acryloyl groups, and a polyol having a specific number of (meth) acryloyl groups ( It is not possible to produce only meth) acrylate (hereinafter also referred to as “specific (meth) acrylate”). Further, there is a limit in increasing the ratio of the specific (meth) acrylate by adjusting the reaction conditions and the like. It is also conceivable to increase the purity of the specific (meth) acrylate by purifying the product of the esterification reaction. However, in a purification method usually used industrially, for example, distillation, a specific (meth) acrylate and another polyol (meth) acrylate having a different number of (meth) acryloyl groups (hereinafter, referred to as “other (meth) acrylate”). Also called.)
It is difficult to separate them from each other because of a small difference in boiling point between them.
【0004】このように類似した構造の化合物を分離す
る従来の方法としては、キャピラリーガスクロマトグラ
フィー(キャピラリーGC)、ゲルパーミエーションク
ロマトグラフィー(GPC)、高速液体クロマトグラフ
ィー(HPLC)などがある。しかしキャピラリーGC
は、分離性能には優れるが、処理できる試料量が極めて
少なくしかも試料を回収できないため、工業的規模で特
定(メタ)アクリレートの精製に用いることは不可能で
ある。また、GPCでは特定(メタ)アクリレートと他
の(メタ)アクリレートとの分離性能が不十分である。
さらに、HPLCを本発明の製造目的であるポリオール
(メタ)アクリレートに適用する場合、被験試料の極性
からは水系溶離液を選択すべきであるが、(メタ)アク
リレートが加水分解してしまう恐れがあるため不適当で
ある。Conventional methods for separating compounds having such a similar structure include capillary gas chromatography (capillary GC), gel permeation chromatography (GPC), and high performance liquid chromatography (HPLC). But Capillary GC
Although is excellent in separation performance, it can not be used for purification of a specific (meth) acrylate on an industrial scale because the amount of sample that can be processed is extremely small and the sample cannot be collected. In addition, GPC has insufficient separation performance between a specific (meth) acrylate and another (meth) acrylate.
Further, when HPLC is applied to the polyol (meth) acrylate which is the production object of the present invention, an aqueous eluent should be selected depending on the polarity of the test sample, but there is a possibility that the (meth) acrylate is hydrolyzed. It is inappropriate because of this.
【0005】以上のような理由により、従来市販されて
いるポリオール(メタ)アクリレートは、特定(メタ)
アクリレートを主成分とするものの、他の(メタ)アク
リレートをも含有する混合物であった。例えば「ペンタ
エリスリトールトリ(メタ)アクリレート」として市販
されているものは、実際には(メタ)アクリレートの二
置換体、四置換体などを含む混合物である。このため、
三置換体以外の(メタ)アクリレートの含有量および組
成比が変動することにより、硬化物または重合物の性能
が不安定になるという問題があった。また、ウレタン
(メタ)アクリレートの製造原料として、1個の水酸基
を有する(メタ)アクリレート、例えば前述したような
ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート(以
下、「PETA」という。)を使用する場合には、前述
の通り市販のPETAには2個の水酸基を有するペンタ
エリスリトールジ(メタ)アクリレート等の成分が含ま
れているため、市販のPETAとイソシアネートとを反
応させて得られる反応混合物は、その粘度が上昇してし
まい、取り扱い難くなる場合がある。高純度の特定(メ
タ)アクリレートを比較的効率よく生産することが可能
であれば、この特定(メタ)アクリレートの用途はさら
に広がると考えられる。[0005] For the above reasons, the polyol (meth) acrylate conventionally commercially available is a specific (meth) acrylate.
A mixture containing acrylate as a main component but also containing other (meth) acrylate. For example, what is commercially available as "pentaerythritol tri (meth) acrylate" is actually a mixture containing di- or tetra-substituted (meth) acrylate. For this reason,
When the content and the composition ratio of the (meth) acrylate other than the trisubstituted compound fluctuate, the performance of the cured product or the polymer becomes unstable. When a (meth) acrylate having one hydroxyl group, for example, pentaerythritol tri (meth) acrylate (hereinafter referred to as “PETA”) as described above is used as a raw material for producing urethane (meth) acrylate. As described above, since commercially available PETA contains components such as pentaerythritol di (meth) acrylate having two hydroxyl groups, the reaction mixture obtained by reacting commercially available PETA with isocyanate has a viscosity May rise, making it difficult to handle. If it is possible to produce a high-purity specific (meth) acrylate relatively efficiently, the use of this specific (meth) acrylate is expected to further expand.
【0006】本発明の目的は、特定の(メタ)アクリロ
イル基数を有するポリオール(メタ)アクリレートを高
純度で得ることが可能なポリオール(メタ)アクリレー
トの製造方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method for producing a polyol (meth) acrylate capable of obtaining a polyol (meth) acrylate having a specific (meth) acryloyl group number with high purity.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、エステル
化反応により得られた混合物を超臨界流体で処理するこ
とにより、この混合物の特定(メタ)アクリレートを濃
縮して高純度の特定(メタ)アクリレートを製造可能で
あることを見いだして本発明を完成した。Means for Solving the Problems The present inventors treat a mixture obtained by an esterification reaction with a supercritical fluid, thereby enriching a specific (meth) acrylate of the mixture to specify a high purity (meth) acrylate. The present invention has been completed by finding that a (meth) acrylate can be produced.
【0008】本発明における第1発明のポリオール(メ
タ)アクリレートの製造方法は、(メタ)アクリル酸と
ポリオールとをエステル化反応させることにより、(メ
タ)アクリロイル基数の異なる複数のポリオール(メ
タ)アクリレートからなる混合物を得る合成工程と、上
記混合物を超臨界流体で処理することにより、特定の
(メタ)アクリロイル基数を有するポリオール(メタ)
アクリレートを他のポリオール(メタ)アクリレートか
ら分離する精製工程と、を備えることを特徴とする。The method for producing a polyol (meth) acrylate according to the first aspect of the present invention is a method for producing a polyol (meth) acrylate having a different number of (meth) acryloyl groups by subjecting (meth) acrylic acid to an esterification reaction with the polyol. A synthesis step of obtaining a mixture comprising: and a polyol (meth) having a specific (meth) acryloyl group number by treating the mixture with a supercritical fluid.
And a purification step of separating the acrylate from other polyol (meth) acrylates.
【0009】また、第2発明のポリオール(メタ)アク
リレートの製造方法は、第1発明の製造方法において、
上記超臨界流体による処理が、超臨界流体による抽出お
よび超臨界流体を溶離液とするカラムクロマト分離から
選択される少なくとも一種の処理であることを特徴とす
る。The method for producing a polyol (meth) acrylate according to the second aspect of the present invention is the method according to the first aspect, wherein
The process using the supercritical fluid is at least one type of process selected from extraction using a supercritical fluid and column chromatography using the supercritical fluid as an eluent.
【0010】上記超臨界流体としては、第3発明のよう
に、CO2からなる流体が好ましく用いられ、第4発明
のように、CO2と低級アルコールとの混合物からなる
流体がさらに好ましく用いられる。As the supercritical fluid, a fluid composed of CO 2 is preferably used as in the third invention, and a fluid composed of a mixture of CO 2 and a lower alcohol is more preferably used as in the fourth invention. .
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本明細書においては、アクリル酸および/または
メタクリル酸を(メタ)アクリル酸と、アクリレートお
よび/またはメタクリレートを(メタ)アクリレート
と、アクリロイル基および/またはメタクリロイル基を
(メタ)アクリロイル基と表す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
In the present specification, acrylic acid and / or methacrylic acid are referred to as (meth) acrylic acid, acrylate and / or methacrylate are referred to as (meth) acrylate, and acryloyl and / or methacryloyl groups are referred to as (meth) acryloyl groups. .
【0012】(1)ポリオールについて 本発明の方法により製造されるポリオール(メタ)アク
リレートは、(メタ)アクリル酸とポリオールとのエス
テル化物である。この「ポリオール」は、二官能でも三
官能でもよく、また四官能以上の多官能ポリオールでも
よい。具体的な二官能ポリオールとしては、エチレング
リコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペ
ンタンジオール、ヘキサンジオール、ノナンジオール、
ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジオール、シ
クロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、ビスフ
ェノールF、ビスフェノールS及びそのアルキル基置換
体等が挙げられる。また、三官能ポリオールとしては、
トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリ
セリン、トリヒドロキシエチルイソシアヌレート(TH
EIC)及びそのアルキル基置換体等が挙げられる。そ
して、四官能以上のポリオールとしては、ペンタエリス
リトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリス
リトール、ジグリセリン及びそのアルキル基置換体等が
挙げられる。(1) Polyol The polyol (meth) acrylate produced by the method of the present invention is an esterified product of (meth) acrylic acid and a polyol. This “polyol” may be difunctional or trifunctional, or may be a polyfunctional polyol having four or more functional groups. Specific bifunctional polyols include ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, hexanediol, nonanediol,
Neopentyl glycol, cyclohexanediol, cyclohexane dimethanol, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, and alkyl group-substituted products thereof are exemplified. Also, as a trifunctional polyol,
Trimethylolpropane, trimethylolethane, glycerin, trihydroxyethyl isocyanurate (TH
EIC) and its alkyl group-substituted products. Examples of tetrafunctional or higher polyols include pentaerythritol, ditrimethylolpropane, dipentaerythritol, diglycerin, and alkyl group-substituted products thereof.
【0013】さらに、上記ポリオールにアルキレンオキ
サイドを付加させたポリオールであってもよい。このア
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等を使用可能
である。このうち、エチレンオキサイド又はプロピレン
オキサイドを用いることが好ましい。アルキレンオキサ
イドの付加モル数は1〜10モルであることが好まし
く、より好ましくは1〜5モルである。Further, a polyol obtained by adding an alkylene oxide to the above polyol may be used. As the alkylene oxide, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide and the like can be used. Among them, it is preferable to use ethylene oxide or propylene oxide. The added mole number of the alkylene oxide is preferably 1 to 10 moles, and more preferably 1 to 5 moles.
【0014】(2)エステル化反応について 上記ポリオールと(メタ)アクリル酸とのエステル化反
応は、従来より知られた方法に従えばよい。例えば、
(メタ)アクリル酸とポリオールとを触媒の存在下にお
いて加熱攪拌する方法が挙げられる。この場合、反応は
脱水反応であるため、反応系内より水を留去して反応を
行うことが好ましい。例えば、ベンゼン、トルエン、キ
シレン、酢酸エチル、酢酸ブチルおよび/またはメチル
イソブチルケトン等の水と完全には混合しない溶媒を用
いて、反応で生成する水を前記溶媒と共沸させて反応系
外に留去しながら反応を行うことが好ましい。この場合
の溶媒の使用量は、得られるポリオール(メタ)アクリ
レート混合物の濃度が20〜80重量%となる量が好ま
しい。(2) Esterification Reaction The esterification reaction between the polyol and (meth) acrylic acid may be performed according to a conventionally known method. For example,
A method of heating and stirring (meth) acrylic acid and a polyol in the presence of a catalyst may be used. In this case, since the reaction is a dehydration reaction, it is preferable to carry out the reaction by distilling water from the reaction system. For example, using a solvent that is not completely mixed with water, such as benzene, toluene, xylene, ethyl acetate, butyl acetate, and / or methyl isobutyl ketone, water produced in the reaction is azeotroped with the solvent to leave the reaction system. It is preferable to carry out the reaction while distilling off. The amount of the solvent used in this case is preferably such that the concentration of the obtained polyol (meth) acrylate mixture becomes 20 to 80% by weight.
【0015】エステル化反応の触媒としては、硫酸、メ
タンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸等の酸性触媒
を用いる。好ましい触媒量は、反応液に対して0.1〜
5重量%である。反応温度は、使用する溶剤の沸点等に
よって適宜決定すれば良いが、一般的には60〜140
℃とすることが好ましい。また、この反応では、反応を
安定に行うために、ハイドロキノン、ハイドロキノンモ
ノメチルエーテル等の重合禁止剤の添加や、分子状酸素
の吹き込みなどを行うことが好ましい。重合禁止剤を使
用する場合は、反応液に対して10wtppm〜2wt
%の範囲で使用することが好ましい。As a catalyst for the esterification reaction, an acidic catalyst such as sulfuric acid, methanesulfonic acid or p-toluenesulfonic acid is used. The preferred amount of the catalyst is 0.1 to
5% by weight. The reaction temperature may be appropriately determined depending on the boiling point of the solvent to be used and the like.
It is preferably set to ° C. In this reaction, it is preferable to add a polymerization inhibitor such as hydroquinone or hydroquinone monomethyl ether, or to blow in molecular oxygen in order to stably perform the reaction. When using a polymerization inhibitor, 10 wtppm to 2 wt% based on the reaction solution.
% Is preferably used.
【0016】(3)超臨界流体による処理について 本発明の製造方法では、エステル化反応により得られた
ポリオール(メタ)アクリレートの混合物を超臨界流体
で処理することにより、前記混合物を精製して高純度の
特定(メタ)アクリレートを得る。この「処理」として
は、超臨界流体による抽出、超臨界流体を溶離液とする
カラムクロマト分離(以下、「超臨界流体クロマトグラ
フィー」または「SFC」という。)などが挙げられ
る。また、これらの処理を組み合わせて行ってもよい。(3) Treatment with Supercritical Fluid In the production method of the present invention, the mixture of polyol (meth) acrylate obtained by the esterification reaction is treated with a supercritical fluid, so that the mixture is purified and highly purified. A specific (meth) acrylate of purity is obtained. Examples of the "treatment" include extraction with a supercritical fluid, column chromatography separation using the supercritical fluid as an eluent (hereinafter, referred to as "supercritical fluid chromatography" or "SFC"). Further, these processes may be performed in combination.
【0017】上記処理に用いる超臨界流体としては、特
定(メタ)アクリレートと他の(メタ)アクリレートと
を分離可能なものを適宜選択して用いればよい。例え
ば、二酸化炭素、エタン、トルエンなどから選択される
一種または二種以上の化合物からなる流体を用いること
ができる。なお、上記処理中において超臨界流体の組成
を徐々にあるいは段階的に変化させてもよい。これによ
り超臨界流体の極性などを調整して、(メタ)アクリロ
イル基の数の異なるポリオール(メタ)アクリレートを
順次分離することができる。As the supercritical fluid used in the above treatment, a fluid capable of separating a specific (meth) acrylate from another (meth) acrylate may be appropriately selected and used. For example, a fluid composed of one or more compounds selected from carbon dioxide, ethane, toluene and the like can be used. Note that the composition of the supercritical fluid may be changed gradually or stepwise during the above processing. This makes it possible to adjust the polarity and the like of the supercritical fluid and sequentially separate polyol (meth) acrylates having different numbers of (meth) acryloyl groups.
【0018】本発明においては、二酸化炭素からなる超
臨界流体が好ましく用いられる。この二酸化炭素は上記
処理後に目的物から除去し易く、しかも除去された後に
不純物を残さず、かつ取り扱いが容易なためである。ま
た、二酸化炭素と低級アルコールとからなる超臨界流体
を用いることがさらに好ましい。この「低級アルコー
ル」としては炭素数1〜4のアルキルアルコールが挙げ
られ、メチルアルコールおよびエチルアルコールが特に
好ましく用いられる。また、超臨界流体中における二酸
化炭素と低級アルコールとの混合比は、二酸化炭素10
0体積%に対して低級アルコール1〜50体積%とする
ことが好ましい。In the present invention, a supercritical fluid composed of carbon dioxide is preferably used. This is because the carbon dioxide is easily removed from the target substance after the above treatment, does not leave any impurities after being removed, and is easy to handle. Further, it is more preferable to use a supercritical fluid composed of carbon dioxide and a lower alcohol. Examples of the “lower alcohol” include an alkyl alcohol having 1 to 4 carbon atoms, and methyl alcohol and ethyl alcohol are particularly preferably used. The mixing ratio of carbon dioxide and lower alcohol in the supercritical fluid is 10 carbon dioxide.
It is preferable that the lower alcohol is 1 to 50% by volume relative to 0% by volume.
【0019】流体を超臨界状態にするためには、使用す
る流体に応じて温度および圧力を設定すればよい。たと
えば流体としてCO2を用いる場合には、温度31℃お
よび圧力72.9atmという臨界条件を超える温度お
よび圧力を、分離しようとする特定(メタ)アクリレー
トに応じて適宜設定すればよい。In order to bring the fluid into a supercritical state, the temperature and pressure may be set according to the fluid used. For example, when CO 2 is used as the fluid, the temperature and pressure exceeding critical conditions of a temperature of 31 ° C. and a pressure of 72.9 atm may be appropriately set according to the specific (meth) acrylate to be separated.
【0020】超臨界流体クロマトグラフィーとしては種
々の方法が採用される。例えば、特定(メタ)アクリレ
ートを含む混合物と超臨界流体との混合物をカラムに導
入し、カラムから分離される分離混合物を、各時間毎に
紫外線吸収スペクトルなどにより確認し、特定(メタ)
アクリレートとそれ以外の成分とのフラクションに分離
する方法などが挙げられる。使用するカラムは、目的と
する特定(メタ)アクリレートおよび使用する流体に応
じて、その種類、長さおよび直径などを適宜選択すれば
よい。また、カラム内の温度および圧力などの条件につ
いても、目的とする特定(メタ)アクリレートおよび使
用する流体に応じて適宜選択すればよい。一般に、処理
の後半においては、特定(メタ)アクリレート以外の成
分をカラム中から追い出すために、カラム温度の降温お
よび/またはカラム圧力の上昇を行うことが好ましい。Various methods are employed for supercritical fluid chromatography. For example, a mixture of a mixture containing a specific (meth) acrylate and a supercritical fluid is introduced into a column, and the separated mixture separated from the column is confirmed at each time by an ultraviolet absorption spectrum or the like, and the specific (meth)
A method of separating into a fraction of an acrylate and other components is exemplified. The type, length, diameter, etc. of the column to be used may be appropriately selected depending on the specific (meth) acrylate to be used and the fluid to be used. In addition, conditions such as temperature and pressure in the column may be appropriately selected according to the target specific (meth) acrylate and the fluid to be used. Generally, in the latter half of the treatment, it is preferable to lower the column temperature and / or increase the column pressure in order to drive out components other than the specific (meth) acrylate from the column.
【0021】超臨界流体による抽出処理としては種々の
方法が採用される。例えば、特定(メタ)アクリレート
を含む混合物を抽出器に注入し、この混合物と特定種類
の超臨界流体とを接触させ抽出する方法などが挙げられ
る。抽出液中の特定(メタ)アクリレートは、温度およ
び圧力を低下させることにより流体と分離される。抽出
される成分を変える方法としては、前述のように、CO
2とアルコールとの混合割合を調整して流体の極性を変
更する方法などが挙げられる。Various methods are employed for the extraction treatment with the supercritical fluid. For example, there is a method of injecting a mixture containing a specific (meth) acrylate into an extractor, and bringing the mixture into contact with a specific type of supercritical fluid to perform extraction. The specific (meth) acrylate in the extract is separated from the fluid by lowering the temperature and pressure. As a method for changing the components to be extracted, as described above, CO 2
A method of adjusting the mixing ratio of 2 and alcohol to change the polarity of the fluid, and the like.
【0022】本発明の方法によると、特定(メタ)アク
リレートの純度が非常に高い(例えば70%以上)ポリ
オール(メタ)アクリレートを製造することができる。
また本発明の方法によると、エステル化反応により合成
された特定(メタ)アクリレート(すなわち、上記混合
物中に含まれる特定(メタ)アクリレート)のうち70
重量%以上(より好ましくは80重量%以上、さらに好
ましくは90重量%以上)を上記のような高純度で回収
することが可能である。According to the method of the present invention, it is possible to produce a polyol (meth) acrylate having a very high purity (for example, 70% or more) of the specific (meth) acrylate.
Further, according to the method of the present invention, 70% of the specific (meth) acrylate synthesized by the esterification reaction (that is, the specific (meth) acrylate contained in the mixture).
By weight or more (more preferably 80% by weight or more, more preferably 90% by weight or more) can be recovered with high purity as described above.
【0023】[0023]
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。The present invention will be described more specifically with reference to the following examples.
【0024】(実施例1)この実施例1は、本発明の方
法を用いてペンタエリスリトールトリアクリレートおよ
びペンタエリスリトールテトラアクリレートを製造した
例である。(Example 1) Example 1 is an example in which pentaerythritol triacrylate and pentaerythritol tetraacrylate were produced by using the method of the present invention.
【0025】(1)ポリオールアクリレートの合成 還流冷却管及び水分定量受器を備えた500mlの反応
器に、ペンタエリスリトール68g(500mmo
l)、アクリル酸108g(1,500mmol)、ト
ルエン180g、パラトルエンスルホン酸一水和物3.
8g(20mmol)および重合禁止剤としてのメチル
ハイドロキノン0.05gを仕込んだ。ついで、反応器
をトルエン還流雰囲気まで加熱し、エステル化反応によ
り副生する水を留去しながらエステル化反応を進行させ
た。また、アクリル酸の重合を防止するために、反応液
中に空気を吹き込みつつ反応を行った。水の留出がなく
なるまで上記条件を継続させた後、系を冷却して反応を
終了させた。得られた反応液を5%NaOH水溶液によ
り洗浄し、トルエンにより有機層を抽出した。この有機
層を水洗して中性雰囲気とした。さらに、硫酸ナトリウ
ムにより有機層を脱水した後、減圧下にて溶剤を除去し
てろ過し、ポリオールアクリレート混合物138gを得
た。(1) Synthesis of Polyol Acrylate 68 g of pentaerythritol (500 mmo) was placed in a 500 ml reactor equipped with a reflux condenser and a water content receiver.
l), acrylic acid 108 g (1,500 mmol), toluene 180 g, p-toluenesulfonic acid monohydrate
8 g (20 mmol) and 0.05 g of methylhydroquinone as a polymerization inhibitor were charged. Then, the reactor was heated to a toluene reflux atmosphere, and the esterification reaction was allowed to proceed while distilling off water produced as a result of the esterification reaction. Further, in order to prevent polymerization of acrylic acid, the reaction was performed while blowing air into the reaction solution. After the above conditions were continued until no water distilled out, the reaction was terminated by cooling the system. The obtained reaction solution was washed with a 5% aqueous NaOH solution, and an organic layer was extracted with toluene. The organic layer was washed with water to make a neutral atmosphere. Furthermore, after dehydrating the organic layer with sodium sulfate, the solvent was removed under reduced pressure, followed by filtration to obtain 138 g of a polyol acrylate mixture.
【0026】(2)ポリオールアクリレート混合物の分
析 上記(1)により得られた混合物をアセトンに溶解して
100mg/mlの濃度に調製した。この溶液につき、
下記条件のキャピラリーGCにより組成分析を行った。
各ピークの面積比から求めた組成比を表1に示す。表1
から判るように、この混合物中にはペンタエリスリトー
ルジアクリレート(すなわち二置換体)11.9%、ペ
ンタエリスリトールトリアクリレート(すなわち三置換
体)55.9%、およびペンタエリスリトールテトラア
クリレート(すなわち四置換体)24.2%が含まれて
いた。(2) Analysis of Polyol Acrylate Mixture The mixture obtained in the above (1) was dissolved in acetone to prepare a concentration of 100 mg / ml. For this solution,
The composition was analyzed by capillary GC under the following conditions.
Table 1 shows the composition ratio determined from the area ratio of each peak. Table 1
As can be seen, this mixture contains 11.9% pentaerythritol diacrylate (ie, disubstituted), 55.9% pentaerythritol triacrylate (ie, trisubstituted), and pentaerythritol tetraacrylate (ie, tetrasubstituted). ) 24.2%.
【0027】<キャピラリーGC条件> 装置 :横河ヒューレットパッカード株式会社製、商品
名「HP5890」 カラムの種類と形状:ウルトラアロイ、15m×0.5
mm 注入口および検出器温度:350℃ カラム温度:昇温速度10℃/minで130℃から3
20℃まで昇温。 キャリアガスおよび流量:He 40kpa、SP比
約1:50 試料注入量:1μl<Capillary GC conditions> Apparatus: "HP5890" (trade name, manufactured by Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd.) Type and shape of column: Ultraalloy, 15m × 0.5
mm Inlet and detector temperature: 350 ° C Column temperature: 130 ° C to 3 at a rate of 10 ° C / min
Heat up to 20 ° C. Carrier gas and flow rate: He 40 kpa, SP ratio
About 1:50 Sample injection volume: 1 μl
【0028】(3)ポリオールアクリレートの精製 本実施例においては、上記混合物中に含まれるアクリレ
ートのうち三置換体および四置換体を「特定アクリレー
ト」として、下記条件の超臨界流体クロマトグラフィー
によりこれらの精製を行った。SFC用の試料として
は、上記混合物を500mg/mlのCH2Cl2溶液と
したものを用いた。(3) Purification of Polyol Acrylate In this example, tri- and tetra-substituted acrylates among the acrylates contained in the above mixture were defined as “specific acrylates” and were subjected to supercritical fluid chromatography under the following conditions. Purification was performed. As a sample for SFC, the above mixture was used as a 500 mg / ml CH 2 Cl 2 solution.
【0029】<SFC条件1> 装置 :日本分光株式会社製、商品名「Jasco S
UPER−201」 カラムの種類と形状:superpack SIL、1
0mmφ×250mm 溶離液およびその流量:CO2 5.0ml/min EtOH 0.5ml/min 圧力 :初期20MPa、試料注入から30分以降は2
5Mpa 温度 :降温速度1℃/minで120℃から90℃ま
で降温。試料注入から30分以降は40℃ 試料注入量:500μl(試料負荷量250mg)<SFC Condition 1> Apparatus: "Jasco S" manufactured by JASCO Corporation
UPER-201 ”Column type and shape: superpack SIL, 1
0 mmφ × 250 mm Eluent and its flow rate: CO 2 5.0 ml / min EtOH 0.5 ml / min Pressure: initial 20 MPa, 2 after 30 minutes from sample injection
5 Mpa temperature: The temperature is lowered from 120 ° C. to 90 ° C. at a temperature lowering rate of 1 ° C./min. 40 ° C after 30 minutes from the sample injection Sample injection volume: 500 μl (sample loading 250 mg)
【0030】このSFCにおいて、フォトダイオードア
レイ検出器を用いて多波長同時測定を行って得られたク
ロマトグラムを図1に示す。図1の上段は、横軸に保持
時間、縦軸に波長をとった等高線プロットである。この
等高線プロットにおける極大吸収の部分を横軸に投影し
た極大吸収クロマトグラム(通常のクロマトグラム)を
下段に示す。クロマトグラムの下に表示してある期間
(F1およびF2)のフラクションをそれぞれ分取し
た。FIG. 1 shows a chromatogram obtained by performing simultaneous multi-wavelength measurement using a photodiode array detector in this SFC. The upper part of FIG. 1 is a contour plot with the retention time on the horizontal axis and the wavelength on the vertical axis. The maximum absorption chromatogram (normal chromatogram) in which the maximum absorption portion in this contour plot is projected on the horizontal axis is shown in the lower part. The fractions for the periods (F1 and F2) indicated below the chromatogram were respectively collected.
【0031】これらのフラクションF1およびF2につ
き、1H−NMRにより構造を同定した。フラクション
F1の1H−NMRチャートを図2(a)に、フラクシ
ョンF2の1H−NMRチャートを図2(b)に示す。1
H−NMRの帰属結果については図2(a)、(b)中
に併せて示した。化学シフトから、ペンタエリスリトー
ルのメチレンプロトンがアルコール体であるかエステル
体であるかを区別することが可能である。これらのシグ
ナルに着目して、アルコール体のメチレン基に帰属され
るシグナルeが観察されないフラクションF1が四置換
体であることが確認された。一方、F2にはシグナルe
が観察され、エステル体のメチレン基に帰属されるシグ
ナルdとの積分比が約1:3であることから三置換体を
主成分とすることが確認された。この結果から、フラク
ションF1は四置換体からなり、フラクションF2は三
置換体からなることが判る。また、上記(2)に記した
条件のキャピラリーGCにより、これらのフラクション
の定量分析を行った。各ピークの面積比から求めた各フ
ラクションの組成比を表1に示す。The structures of these fractions F1 and F2 were identified by 1 H-NMR. A 1 H-NMR chart of fraction F1 in FIG. 2 (a), a 1 H-NMR chart of the fraction F2 in FIG. 2 (b). 1
H-NMR assignment results are also shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). From the chemical shift, it is possible to distinguish whether the methylene proton of pentaerythritol is an alcohol or an ester. Focusing on these signals, it was confirmed that the fraction F1 in which the signal e attributed to the methylene group of the alcohol was not observed was a tetra-substituted product. On the other hand, F2 has a signal e.
Was observed, and the integration ratio with the signal d attributed to the methylene group of the ester form was about 1: 3, confirming that the tri-substituted form was the main component. From this result, it is understood that the fraction F1 is composed of a tetrasubstituted product and the fraction F2 is composed of a trisubstituted product. These fractions were quantitatively analyzed by capillary GC under the conditions described in (2) above. Table 1 shows the composition ratio of each fraction obtained from the area ratio of each peak.
【0032】[0032]
【表1】 [Table 1]
【0033】表1から判るように、フラクションF1は
純度90%以上のペンタエリスリトールテトラアクリレ
ートからなり、またフラクションF2は純度90%以上
のペンタエリスリトールトリアクリレートからなる。す
なわち、SFCによってこれらの特定アクリレートをそ
れぞれ90%以上の純度に濃縮することができた。ま
た、混合物中に含まれる各特定アクリレートの90重量
%以上をこのように純度良く回収することができた。As can be seen from Table 1, fraction F1 is composed of pentaerythritol tetraacrylate having a purity of 90% or more, and fraction F2 is composed of pentaerythritol triacrylate having a purity of 90% or more. That is, each of these specific acrylates could be concentrated to a purity of 90% or more by SFC. Further, 90% by weight or more of each specific acrylate contained in the mixture could be recovered in such a high purity.
【0034】(実施例2)本実施例は、実施例1の製造
方法においてSFC条件を変えた例である。実施例1と
同様に、ペンタエリスリトールのアクリレート三置換体
および四置換体を「特定アクリレート」とした。また、
SFC条件は下記に示すとおりとし、SFC用の試料と
しては上記混合物を50mg/mlのCH2Cl2溶液と
したものを用いた。(Embodiment 2) This embodiment is an example in which the SFC conditions are changed in the manufacturing method of Embodiment 1. As in Example 1, the tri- and tetra-substituted acrylates of pentaerythritol were designated as “specific acrylates”. Also,
The SFC conditions were as shown below, and as the sample for SFC, a mixture of the above mixture in a 50 mg / ml CH 2 Cl 2 solution was used.
【0035】<SFC条件2> 装置 :日本分光株式会社製、商品名「Jasco S
UPER−201」 カラムの種類と形状:superpack SIL、
4.6mmφ×250mm 溶離液およびその流量:CO2 3.0ml/min EtOH 0.5ml/min 圧力 :20MPa 温度 :降温速度3℃/minで80℃から40℃まで
降温。 試料注入量:3μl(試料負荷量150μg)<SFC condition 2> Apparatus: "Jasco S" manufactured by JASCO Corporation
UPER-201 "Column type and shape: superpack SIL,
4.6 mmφ × 250 mm Eluent and its flow rate: CO 2 3.0 ml / min EtOH 0.5 ml / min Pressure: 20 MPa Temperature: Temperature decrease from 80 ° C. to 40 ° C. at a temperature decrease rate of 3 ° C./min. Sample injection volume: 3 μl (sample loading 150 μg)
【0036】実施例1と同様に多波長同時測定を行って
得られたクロマトグラムを図3に示す。各成分の分離状
態は良好であった。また、この試料負荷量ではわずか1
0分でSFCが終了した。FIG. 3 shows a chromatogram obtained by performing multi-wavelength simultaneous measurement in the same manner as in Example 1. The separation state of each component was good. Also, with this sample loading, only 1
The SFC ended in 0 minutes.
【0037】なお、上記超臨界流体による処理として超
臨界流体による抽出を行う場合には、例えば図4に示す
構成の装置を用いることができる。溶離液としてCO2
を用いる場合、このCO2は、CO2ボンベ10から溶離
液供給管11を通り、圧縮機14および熱交換器13、
15によって所望の圧力および温度に調製されて抽出槽
20へと供給される。(メタ)アクリロイル基数の異な
る複数のポリオール(メタ)アクリレートからなる混合
物は、混合物供給管21からこの抽出槽20に供給され
る。抽出槽20において超臨界流体状態のCO2によっ
て抽出された成分は分離槽30へと送られ、ここでCO
2と分離されて系外へと取り出される。抽出物から除去
されたCO2は、リサイクル管12から溶離液供給管1
1へと戻り、再度抽出槽20に供給される。この装置に
おいて、例えば、CO2ボンベ10および圧縮機14の
圧力を72.8atm、熱交換器13におけるCO2の
冷却温度を0〜10℃、熱交換器15におけるCO2の
冷却温度を31.1℃、抽出槽20内の圧力を300〜
100kg/cm2、分離槽30内の圧力を50〜60
kg/cm2とすることができる。When the supercritical fluid is used for the extraction with the supercritical fluid, for example, an apparatus having the structure shown in FIG. 4 can be used. CO 2 as eluent
When CO 2 is used, the CO 2 passes from the CO 2 cylinder 10 through the eluent supply pipe 11, and passes through the compressor 14 and the heat exchanger 13.
The mixture is adjusted to a desired pressure and temperature by 15 and supplied to the extraction tank 20. A mixture composed of a plurality of polyol (meth) acrylates having different numbers of (meth) acryloyl groups is supplied to the extraction tank 20 from a mixture supply pipe 21. The components extracted by the supercritical fluid state CO 2 in the extraction tank 20 are sent to a separation tank 30 where CO 2 is extracted.
It is separated from 2 and taken out of the system. The CO 2 removed from the extract is transferred from the recycle pipe 12 to the eluent supply pipe 1
It returns to 1 and is again supplied to the extraction tank 20. In this apparatus, for example, 72.8Atm pressure of CO 2 gas cylinder 10 and the compressor 14, 0 ° C. The cooling temperature of the CO 2 in the heat exchanger 13, the cooling temperature of the CO 2 in the heat exchanger 15 31. 1 ° C., the pressure in the extraction tank 20 is 300 to
100 kg / cm 2 , the pressure in the separation tank 30 is 50-60
kg / cm 2 .
【0038】(比較例1)実施例1で得たポリオールア
クリレート混合物をテトラヒドロフランに溶解して5m
g/mlの濃度に調製した。この溶液につき、下記条件
のGPCにより三置換体および四置換体の精製を試み
た。 <GPC分析条件> 装置 :東ソー株式会社製、商品名「HLC−802
0」カラムの種類および形状:TSK−Gel GMH
XL-L(7.8mmφ×300mm)×4本 溶離液およびその流量:テトラヒドロフラン 1.0m
l/min 試料注入量:100μlComparative Example 1 The polyol acrylate mixture obtained in Example 1 was dissolved in tetrahydrofuran,
g / ml. With respect to this solution, purification of the tri-substituted product and the tetra-substituted product was attempted by GPC under the following conditions. <GPC analysis conditions> Apparatus: manufactured by Tosoh Corporation, trade name "HLC-802"
0 ”column type and shape: TSK-Gel GMH
XL-L (7.8 mm φ x 300 mm) x 4 Eluent and flow rate: Tetrahydrofuran 1.0 m
l / min Sample injection volume: 100 μl
【0039】得られたクロマトグラムを図5に示す。3
1.0minおよび33.5min付近にピークが認め
られる。保持時間から、33.5minのピークはアク
リレート二、三、四置換体を含む一量体であり、31.
0minのピークは二量体であると推察される。このよ
うに、GPCによっては、ポリオールアクリレートをア
クリロイル基の数毎に分離することは全くできなかっ
た。FIG. 5 shows the obtained chromatogram. 3
Peaks are observed around 1.0 min and 33.5 min. From the retention time, the peak at 33.5 min is a monomer containing a di-, tri-, or tetra-substituted acrylate.
The peak at 0 min is presumed to be a dimer. As described above, it was not possible to separate the polyol acrylate by the number of acryloyl groups by GPC at all.
【0040】なお、本発明においては、前記具体的実施
例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の
範囲内で種々変更した実施例とすることができる。例え
ば、上記実施例ではポリオールアクリレートの精製を一
度のSFCのみによって行ったが、フラクションF1、
F2を試料として再度SFCを行うことにより各化合物
の純度をさらに高めることも可能である。また、上記実
施例では三置換体と四置換体とを精製対象としたが、一
種類の置換体のみを精製対象として超臨界流体による処
理を行ってもよいし、また全ての置換体について各置換
体を高純度で含むフラクションをそれぞれ分取してもよ
い。The present invention is not limited to the specific embodiments described above, but may be variously modified within the scope of the present invention in accordance with the purpose and application. For example, in the above example, the purification of the polyol acrylate was performed by only one SFC, but the fraction F1,
It is also possible to further increase the purity of each compound by performing SFC again using F2 as a sample. Further, in the above embodiment, the tri-substituted and tetra-substituted substances were subjected to purification, but the treatment with a supercritical fluid may be performed with only one type of substituted object as the object of purification, or each of all substituted substances may be treated. Fractions containing the substituted product with high purity may be fractionated.
【0041】[0041]
【発明の効果】本発明の方法によると、特定の(メタ)
アクリロイル基数を有するポリオール(メタ)アクリレ
ートを高純度で、比較的生産性よく、かつ収率よく製造
することが可能である。この特定(メタ)アクリレート
は組成のばらつきが少ないので、その硬化物などの性能
が安定する。さらに、純度が高いことを利用して、従来
とは異なる分野への展開も可能である。According to the method of the present invention, a specific (meth)
It is possible to produce a polyol (meth) acrylate having an acryloyl group with high purity, relatively high productivity and high yield. Since the specific (meth) acrylate has less variation in composition, the performance of the cured product and the like is stable. Further, by utilizing the high purity, it is also possible to develop into a field different from the conventional one.
【図1】実施例1において、SFCにより得られたクロ
マトグラムである。FIG. 1 is a chromatogram obtained by SFC in Example 1.
【図2】実施例1のSFCで得られたフラクションのう
ち、(a)はフラクションF1の1H−NMRチャート
であり、(b)はフラクションF2の1H−NMRチャ
ートである。2 (a) is a 1 H-NMR chart of a fraction F1, and FIG. 2 (b) is a 1 H-NMR chart of a fraction F2 among the fractions obtained by the SFC of Example 1. FIG.
【図3】実施例2において、SFCにより得られたクロ
マトグラムである。FIG. 3 is a chromatogram obtained by SFC in Example 2.
【図4】本発明の製造方法において、超臨界抽出を行う
際に用いられる装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of an apparatus used for performing supercritical extraction in the production method of the present invention.
【図5】比較例1において、GPCにより得られたクロ
マトグラムである。FIG. 5 is a chromatogram obtained by GPC in Comparative Example 1.
10 CO2ボンベ 11 溶離液供給管 12 リサイクル管 20 抽出槽 21 混合物供給管 30 分離槽Reference Signs List 10 CO 2 cylinder 11 Eluent supply pipe 12 Recycle pipe 20 Extraction tank 21 Mixture supply pipe 30 Separation tank
Claims (4)
ステル化反応させることにより、(メタ)アクリロイル
基数の異なる複数のポリオール(メタ)アクリレートか
らなる混合物を得る合成工程と、 上記混合物を超臨界流体で処理することにより、特定の
(メタ)アクリロイル基数を有するポリオール(メタ)
アクリレートを他のポリオール(メタ)アクリレートか
ら分離する精製工程と、 を備えることを特徴とするポリオール(メタ)アクリレ
ートの製造方法。1. A synthesis step of obtaining a mixture comprising a plurality of polyol (meth) acrylates having different numbers of (meth) acryloyl groups by subjecting (meth) acrylic acid and a polyol to an esterification reaction; (Meth) polyol having a specific (meth) acryloyl group number
A method for producing a polyol (meth) acrylate, comprising: a purification step of separating an acrylate from another polyol (meth) acrylate.
体による抽出および超臨界流体を溶離液とするカラムク
ロマト分離から選択される少なくとも一種の処理である
請求項1記載のポリオール(メタ)アクリレートの製造
方法。2. The polyol (meth) acrylate according to claim 1, wherein the treatment with the supercritical fluid is at least one treatment selected from extraction with a supercritical fluid and column chromatography separation using the supercritical fluid as an eluent. Manufacturing method.
ある請求項1または2記載のポリオール(メタ)アクリ
レートの製造方法。3. The method for producing a polyol (meth) acrylate according to claim 1, wherein the supercritical fluid is a fluid composed of CO 2 .
ルとの混合物からなる流体である請求項1から3のいず
れか一項記載のポリオール(メタ)アクリレートの製造
方法。4. The method for producing a polyol (meth) acrylate according to claim 1, wherein the supercritical fluid is a fluid composed of a mixture of CO 2 and a lower alcohol.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10092733A JPH11269129A (en) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | Production of polyol (meth)acrylate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10092733A JPH11269129A (en) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | Production of polyol (meth)acrylate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11269129A true JPH11269129A (en) | 1999-10-05 |
Family
ID=14062631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10092733A Pending JPH11269129A (en) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | Production of polyol (meth)acrylate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11269129A (en) |
Cited By (5)
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| EP0995738A1 (en) * | 1998-10-19 | 2000-04-26 | Ucb, S.A. | Process for the preparation of (meth)acrylate esters and polyester (meth)acrylates |
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-
1998
- 1998-03-19 JP JP10092733A patent/JPH11269129A/en active Pending
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