メタクリル酸グリシジルの精製方法
【課題】 エピクロロヒドリンとメタクリル酸を原料としてメタクリル酸グリシジルを製造するに際し、反応生成物中に不純物として含まれる１，３−ジクロロ−２−プロパノールを効率的に低減するための方法を提供する。
【解決手段】 １，３−ジクロロ−２−プロパノールを含有する粗メタクリル酸グリシジルを、第４級アンモニウム塩の存在下、分縮器および全縮器を備えた反応器にて減圧下に反応蒸留を行ないながら、分縮器の出口ガス温度を該減圧におけるエピクロロヒドリンの沸点以上かつメタクリル酸グリシジルの沸点未満に調節し、分縮器にて凝縮した液を反応器にリサイクルして全縮器にて凝縮した液を系外に排出することにより該不純物を低減したのち、蒸留によりメタクリル酸グリシジルを回収する。
【解決手段】 １，３−ジクロロ−２−プロパノールを含有する粗メタクリル酸グリシジルを、第４級アンモニウム塩の存在下、分縮器および全縮器を備えた反応器にて減圧下に反応蒸留を行ないながら、分縮器の出口ガス温度を該減圧におけるエピクロロヒドリンの沸点以上かつメタクリル酸グリシジルの沸点未満に調節し、分縮器にて凝縮した液を反応器にリサイクルして全縮器にて凝縮した液を系外に排出することにより該不純物を低減したのち、蒸留によりメタクリル酸グリシジルを回収する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エピクロロヒドリン(以下、ＥｐＣＨと記す)とメタクリル酸(以下、ＭＡＡと記す)を原料としてメタクリル酸グリシジル（以下、ＧＭＡと記す）を製造するに際し、反応生成物中に不純物として含まれる１，３−ジクロロ−２−プロパノール(以下、１，３−ＤＣＰと記す)を効率的に低減するための、ＧＭＡの精製方法に関する。ＧＭＡは耐候性塗料、粉体塗料、接着剤等の原料として様々な分野で使用されている。
【背景技術】
【０００２】
ＥｐＣＨとＭＡＡを原料するＧＭＡの工業的製法は以下のような方法が知られている。
１）ＭＡＡとＥｐＣＨから３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート(以下、ＭＡＣＥと記す)を得、これをアルカリにより脱塩化水素させる(例えば、特許文献１参照)。
２）ＭＡＡとアルカリからＭＡＡのアルカリ金属塩を得、これとＥｐＣＨから脱塩化アルカリさせる(例えば、特許文献１および２参照)。
【０００３】
上記いずれの方法においてもＥｐＣＨを原料として使用するため、反応液には副反応生成物として１，３−ＤＣＰが含まれる。１，３−ＤＣＰは一分子内に塩素原子を２個含み、ＧＭＡの純度低下をもたらすのみならず、樹脂や塗料等の用途に使用した場合に性能を低下させる原因物質にもなり得ることから極力除去されることが好ましい。しかしながら、１，３−ＤＣＰの沸点がＧＭＡと非常に近似しているため、蒸留による分離は相当な労力を要する。そこで、１，３−ＤＣＰを低減または除去する方法がいくつか提案されてきた。
【０００４】
１，３−ＤＣＰ等を含む粗ＧＭＡを第４級アンモニウム塩の存在下、酸素ガスと不活性ガスの混合ガスを吹き込みながらストリッピング処理する方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、この方法は純度の低い製品を長時間加熱し、精製された製品を収率７０％で得るというように非常に効率が悪く、工業化には不向きであった。
【０００５】
また、１，３−ＤＣＰ等の塩素化合物を含む粗ＧＭＡを第４級アンモニウム塩及びアルカリ金属物質の存在下に加熱処理する方法が開示されている（例えば、特許文献４参照）。第４級アンモニウム塩によって１，３−ＤＣＰはＥｐＣＨと塩化水素に分解され、生成した塩化水素をアルカリ金属物質によって中和するとの記載がなされているが、本発明者らの追試では塩化水素の発生は確認されず、逆に粗ＧＭＡに水酸化ナトリウム等のアルカリ金属物質を添加すると、ＧＭＡの加水分解反応によるＧＭＡ収率の著しい低下が起こることが分かった。
【０００６】
他の方法として、粗ＧＭＡを塩基性陰イオン交換樹脂（Ｃｌ型）に接触させる方法も知られている（例えば、特許文献５、非特許文献１参照）。これは塩基性陰イオン交換樹脂（Ｃｌ型）の触媒作用によって、式１に示されるように１，３−ＤＣＰとＧＭＡからＥｐＣＨとＭＡＣＥを生成する方法である。しかし、イオン交換樹脂は非常に高価であるため経済的に不利であり、また、後述するようにこの反応は平衡反応であることから、１，３−ＤＣＰを十分低減させるためにはＥｐＣＨ及びＭＡＣＥが十分少ない粗ＧＭＡにしか適用できない、という問題があった。
【０００７】
（式１） １，３−ＤＣＰ ＋ ＧＭＡ → ＥｐＣＨ ＋ ＭＡＣＥ
【特許文献１】特開平７−１１８２５１号公報
【特許文献２】特公平１−２０１５２号公報
【特許文献３】特許第３０１８４８３号
【特許文献４】特開平７−３０９８５４号公報
【特許文献５】特開２０００−２１２１７７号公報
【非特許文献１】ＧＢ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ Ｌｔｄ．，Ｈａｖａｎｔ，ＮＯ．３８５，ｐａｇｅｓ ２８３−２８４，Ｍａｙ １，１９９６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来技術における上記したような課題を解決し、粗ＧＭＡから１，３−ＤＣＰを効率的に低減し、実質的に１，３−ＤＣＰを含まないＧＭＡを得るための精製方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、１，３−ＤＣＰを含む粗ＧＭＡに第４級アンモニウム塩を添加すると強塩基性陰イオン交換樹脂（Ｃｌ型）と同様の触媒効果を示すこと、すなわち、１，３−ＤＣＰとＧＭＡからＥｐＣＨとＭＡＣＥが生成することを見出した（式１参照）。また、この反応を詳細に検討したところ、平衡反応であることが判明した（７０℃における平衡定数Ｋ＝２．６）。よって、この反応が反応蒸留によってＥｐＣＨを系外に留去しながら行なわれるならば、１，３−ＤＣＰとＧＭＡとの反応が有利に進行し、さらに分縮操作を行なえばＥｐＣＨを効率よく留去できる結果、１，３−ＤＣＰを効率的かつ十分に低減できること、さらに、該反応蒸留を行なったのちアルキルベンゼンスルホン酸塩を添加してから蒸留によってメタクリル酸グリシジルを回収することにより重合その他好ましくない副反応が抑制され、高い収率で精製されたメタクリル酸グリシジルが回収できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下のとおりである。
（１） エピクロロヒドリンとメタクリル酸を原料として得られるメタクリル酸グリシジルの精製方法であって、不純物として１，３−ジクロロ−２−プロパノールを含む粗メタクリル酸グリシジルを、分縮器および全縮器を備えた反応器にて第４級アンモニウム塩の存在下、減圧下において反応蒸留を行ないながら、分縮器の出口ガス温度が該減圧におけるエピクロロヒドリンの沸点以上かつメタクリル酸グリシジルの沸点未満に調整された分縮器に凝縮した液を反応器にリサイクルし、全縮器に凝縮したエピクロロヒドリンを系外に排出することにより該不純物を低減したのち、蒸留によりメタクリル酸グリシジルを回収することを特徴とする粗メタクリル酸グリシジルの精製方法。
（２） 前記反応蒸留を行なった後、さらにアルキルベンゼンスルホン酸塩を添加する上記（１）記載の粗メタクリル酸グリシジルの精製方法。
（３） アルキルベンゼンスルホン酸塩が、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウムである上記（２）記載の粗メタクリル酸グリシジルの精製方法。
（４） 上記（１）〜（３）のいずれかに記載の方法によって得られる精製メタクリル酸グリシジル。
（５） １，３−ジクロロ−２−プロパノールの含有量が２００ｐｐｍ以下である上記（４）記載の精製メタクリル酸グリシジル。
（６） 上記（４）または（５）記載の精製メタクリル酸グリシジルを原料に用いる塗料または接着剤。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、反応で副生した１，３−ＤＣＰを効率的かつ十分に低減したＧＭＡを高い収率で製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。ＧＭＡは一般にＥｐＣＨとＭＡＡを原料として合成されるが、その工業的製法としては以下の２つが知られている。一つは、第４級アンモニウム塩の存在下、ＥｐＣＨとＭＡＡを付加反応させてＭＡＣＥを合成し、次いで塩基性化合物を用いて脱塩化水素反応によりＭＡＣＥを閉環させてＧＭＡを製造する方法である。もう一つはＭＡＡとアルカリ金属物質からＭＡＡのアルカリ金属塩を得、第４級アンモニウム塩の存在下、これをＥｐＣＨと反応させて脱塩化アルカリによりＧＭＡを製造する方法である。
【００１２】
これらの製造方法において使用される第４級アンモニウム塩としては公知の物質が使用できるが、例えば、テトラメチルアンモニウムクロライド、トリメチルエチルアンモニウムクロライド、ジメチルジエチルアンモニウムクロライド、メチルトリエチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等が例示される。
【００１３】
いずれの製造方法においても合成液中には触媒である第４級アンモニウム塩の他、生成したＧＭＡとほぼ等モルの塩化アルカリなど多量の固形物が含まれており、また、収率向上を目的として合成反応はＥｐＣＨ過剰で行なわれる。そこで、通常は合成終了後、濾過や水洗といった方法で合成液から固形物を除去した後、未反応の余剰のＥｐＣＨを蒸留によって回収し、次いでＧＭＡを蒸留によって回収するのが一般的である。蒸留によって回収されたＥｐＣＨは合成原料としてリサイクルされる。以下、合成液から固形物を除去するまでを合成工程といい、合成液から固形物を除去した液を母液、固形物を除去してからの工程を蒸留工程という。
【００１４】
蒸留工程は回分式でも連続式でも良く、単蒸留、精留、薄膜蒸留などを適宜組み合わせて行なうことができる。なお、合成工程は適当な重合禁止剤の存在下で行なうことが好ましく、フェノール類、フェノチアジン、Ｎ−オキシル化合物など公知のものが使用でき、これらを蒸留工程にも使用することが好ましい。また、必要に応じて分子状酸素を供給することにより、より一層重合を防止することができる。
【００１５】
上記いずれの方法においてもＥｐＣＨを原料として使用するため、得られたＧＭＡ中には不純物として１，３−ＤＣＰが含まれる。１，３−ＤＣＰはその沸点がＧＭＡと非常に近似しているため、蒸留による分離は非現実的である。つまり、上述のように蒸留工程においてＥｐＣＨを回収した後、ＧＭＡを回収した場合、合成工程で生成した１，３−ＤＣＰはほとんど全量がＧＭＡと共に回収されてしまう。つぎに、これを低減するための精製方法について詳述する。
【００１６】
１，３−ＤＣＰを含む粗ＧＭＡに第４級アンモニウム塩を添加すると、上記式1に示す平衡反応が進行し、ＥｐＣＨとＭＡＣＥが生成する。生成したＥｐＣＨはＧＭＡに対して低沸点成分であり、ＭＡＣＥはＧＭＡに対して十分沸点が高い。
【００１７】
精製工程において添加する第４級アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムクロライド、トリメチルエチルアンモニウムクロライド、ジメチルジエチルアンモニウムクロライド、メチルトリエチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等が例示される。添加する第４級アンモニウム塩は１種のみを使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。また、添加する第４級アンモニウム塩は合成で使用したものと同一でも良いし異なっていても良い。第４級アンモニウム塩の使用量は粗ＧＭＡに対して０．００１〜１％、好ましくは０．０１〜０．５％、より好ましくは０．０２〜０．４％である。これより少ないと反応が遅くなってしまい、多いと経済的に不利である。
【００１８】
精製工程で使用する第４級アンモニウム塩の形状については特に限定されない。粉状または粒状の固体状態でも良いし、水溶液またはＧＭＡ中にスラリーとして分散された状態でも良い。通常は粒状または粉状のものが使用される。
【００１９】
第４級アンモニウム塩の添加方法についても特に限定されない。固体の場合はホッパー等により反応器に投入しても良いし、粗ＧＭＡ等で押し流して添加しても良い。何度かに分けて分割投入しても良いが、通常は一度に添加される。
【００２０】
第４級アンモニウム塩は、蒸留工程の途中において、粗ＧＭＡに添加されるのが好ましい。蒸留工程前では母液中のＥｐＣＨ濃度が高いため上記式１の平衡反応がほとんど進行しないだけではなく、第４級アンモニウム塩による好ましくない副反応が進行してしまい、ＧＭＡが消費されてグリセロールジメタクリレート（以下、ＧＤＭＡと記す）やグリセロールトリメタクリレート（以下、ＧＴＭＡと記す）等が生成するからである。添加するタイミングについては上述した平衡反応を有利に進めるため、粗ＧＭＡ中のＥｐＣＨ濃度が１０％以下、好ましくは３％以下、より好ましくは１％以下となるまで母液からＥｐＣＨを留去した時点、とするのが良い。ＥｐＣＨの留去方法については前述の通り、回分式でも連続式でも良く、単蒸留でも精留でも良い。
【００２１】
本発明では、粗ＧＭＡに第４級アンモニウム塩を添加して、減圧下で反応蒸留を行なう。この際、ＥｐＣＨを反応系外に留去しながら反応を行なうが、このＥｐＣＨには反応で生成したＥｐＣＨの他に、母液から回収しきれなかった、粗ＧＭＡ中に残存するＥｐＣＨも含まれる。ＥｐＣＨを留去しながら反応蒸留を行なう理由は、目的とする反応（式１参照）が平衡反応であるため、正反応を有利に進めるためである。
【００２２】
本発明で該反応蒸留に使用する反応器は分縮器及び全縮器を備えていなければならないが、反応釜そのものの形状は特に限定されない。例えば、攪拌機を備えたジャケット加熱式反応器や外部熱交換器を有する反応器などが例示される。また、合成釜を兼ねていても良いし、該反応蒸留の前工程でＥｐＣＨを回分式蒸留で回収する際の蒸留釜や、該反応蒸留の後工程でＧＭＡを回分式蒸留で回収する際の蒸留釜を兼ねていても良い。もちろん、該反応蒸留専用の反応釜であっても良い。分縮器及び全縮器の型式や形状についても特に限定はされず、多管円筒式、二重管式、渦巻式、プレート式、空冷式などの一般に使用されている熱交換器が使用される。ただ、後述するように、本発明では分縮器出口ガス温度を制御するため、分縮器には多管円筒式等の温度を制御しやすい熱交換器を使用する必要がある。
【００２３】
反応蒸留条件については、反応温度が５０〜１５０℃、好ましくは６０〜１２０℃、より好ましくは７０〜１００℃となるように、反応釜内の圧力を設定する。釜液組成によって多少の増減はあるが、通常は０．３〜３ｋＰａ、好ましくは０．５〜２ｋＰａ、より好ましくは０．７〜１．５ｋＰａである。圧力が低すぎると反応温度も低くなって反応が遅くなり、圧力が高すぎると反応温度が高くなって重合の危険が増す。処理時間は反応温度や第４級アンモニウム塩の添加量、粗ＧＭＡの組成などに左右されるが、通常０．５〜３時間、好ましくは０．８〜２時間、より好ましくは１〜１．５時間である。
【００２４】
該反応蒸留で発生した蒸気にはＥｐＣＨと共にＧＭＡが含まれるため、これらを分縮器にて分離する必要がある。そのため、分縮器の出口ガス温度が該反応蒸留を行なう圧力におけるＥｐＣＨの沸点以上かつＧＭＡの沸点未満になるよう調節しなければならない。その調節方法としては特に限定されないが、例えば分縮器にシェルアンドチューブ型熱交換器を使用する場合、シェル側に水や温水、減圧スチーム等の冷媒を流し、熱交換器出口ガス温度を測定することでその冷媒の温度および／または量を制御すれば良い。このように分縮器出口ガス温度を調節した場合、分縮器にて凝縮された液（以下、分縮液と記す）の主成分はＧＭＡであり、ほとんどＥｐＣＨを含まないため反応器へリサイクルする。一方、分縮器で凝縮されなかったガスには多量のＥｐＣＨが含まれるため全縮器で凝縮した後（以下、全縮液と記す）、系外へ排出する。系外に排出した全縮液は廃棄しても構わないが、合成原料であるＥｐＣＨを含むため、合成工程や蒸留工程にリサイクルすることにより、合成原料として使用する、またはＥｐＣＨとして蒸留回収する方が経済的にも環境負荷低減の観点からも好ましい。
【００２５】
反応器から分縮器まで、また分縮器から全縮器までは充填材や棚段等を設置して精留効果を持たせても良いが、空塔でも良い。重合の危険が少ないのは空塔であり、また反応蒸留時の減圧度である０．３〜３ｋＰａにおいてもＥｐＣＨとＧＭＡの沸点差は大きく分離が容易なことからも空塔が好ましい。
【００２６】
粗ＧＭＡ中の１，３−ＤＣＰが２００ｐｐｍ以下、好ましくは１００ｐｐｍ以下、より好ましくは５０ｐｐｍ以下に減少した後、第４級アンモニウム塩の不活性化剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩を添加する。反応蒸留後、該不活性化剤を添加しないままＧＭＡを蒸留回収した場合、釜液中で第４級アンモニウム塩による好ましくない副反応が起こり、ＧＭＡが減少してＧＤＭＡやＧＴＭＡ等が生成するからである。本発明で使用するアルキルベンゼンスルホン酸塩としては特に限定されないが、例えば、ｏ−トルエンスルホン酸ナトリウム、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウム、ｐ−トルエンスルホン酸カリウムなどが例示される。アルキルベンゼンスルホン酸塩の添加量は第４級アンモニウム塩の１〜３当量、好ましくは１．１〜２当量、より好ましくは１．２〜１．５当量である。
【００２７】
アルキルベンゼンスルホン酸塩による第４級アンモニウム塩の不活性化は非常に速やかに進行する。そのため、アルキルベンゼンスルホン酸塩添加後、釜液を攪拌しながら該反応蒸留終了時の温度にて５〜１２０分、好ましくは１０〜６０分、より好ましくは１５〜３０分保持すればよい。攪拌は攪拌機を用いても良いし、ポンプ等で釜液を循環させるだけでも良い。なお、一般に第４級アンモニウム塩はＧＭＡにほとんど溶解せず、アルキルベンゼンスルホン酸塩を添加して不活性化してもやはりＧＭＡにはほとんど溶解しない。
【００２８】
アルキルベンゼンスルホン酸塩で第４級アンモニウム塩を不活性化させた後、ＧＭＡを蒸留回収し製品とする。この蒸留方法については本発明では特に制限されないが、例えば、不活性化後そのままスラリーを含んだ釜液を回分式で蒸留する、あるいはろ過等の方法によりスラリーを分離後、精留塔で蒸留することが可能である。さらに前者の方法においては、該反応蒸留器にて蒸留することができ、分縮器出口ガス温度を反応蒸留時と同様、ＧＭＡの沸点未満となるように制御すれば、ＧＭＡは分縮液として得られる。
【００２９】
本発明の方法によって得られる精製ＧＭＡは耐候性塗料、粉体塗料、接着剤等の原料として有用である。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。すなわち、実施例にて説明したＧＭＡの製造条件、製造方法は例示であり、本発明の範囲内において適宜変更することができるし、使用した各種の装置も例示であり、適宜変更することができる。なお、分析にはガスクロマトグラフ（ＧＣ−１７００、水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）、島津製作所製）を使用した。ＥｐＣＨおよび１，３−ＤＣＰの検出限界は１０ｐｐｍであった。
【００３１】
参考例１（ＧＭＡ合成液の調製）
攪拌機と油水分離用のデカンターを有する冷却器を備えたガラス製フラスコに、ＥｐＣＨ（純度>９９．９％）１４７０ｇ、炭酸ナトリウム１１６ｇ、重合禁止剤２，２’−メチレンビス（６−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール）２ｇを入れ、３０ｋＰａに減圧してＥｐＣＨが沸騰する８２℃まで昇温した。留出液をデカンターで水相とＥｐＣＨ相に分離し、下層のＥｐＣＨ相をフラスコに還流しながらＭＡＡ１７２ｇを約１時間かけて滴下した。滴下終了後さらに３０分間還流を続けた後、常圧に戻しＥｐＣＨが沸騰する１２０℃まで昇温した。
次に触媒であるテトラメチルアンモニウムクロライド０．６ｇを添加し、１時間反応させた後、室温まで冷却し水４８０ｇを用いて塩化ナトリウムからなるスラリーを除去した。このようにして得られたＧＭＡ合成液量は１４００ｇで、組成は表１に示した。
【００３２】
参考例２（ＥｐＣＨの回収）
ガラス製単蒸留塔（内径２０ｍｍ）を備えたガラス製フラスコに参考例１で得られたＧＭＡ合成液１４００ｇとフェノチアジン１．４ｇを仕込み、加熱しながら徐々に減圧してＥｐＣＨを回収した。ＥｐＣＨ回収終了時の釜液量１８０ｇ、釜圧力は１．５ｋＰａ、釜液温度は８３℃、組成は表１に示した。なお、ＥｐＣＨ回収終了時の釜液を粗ＧＭＡとした。
【００３３】
実施例１
ジャケット付き分縮器および全縮器を備えたガラス製フラスコに参考例２で得られた粗ＧＭＡ１８０ｇ及びテトラメチルアンモニウムクロライド０．２ｇを仕込み、１．５ｋＰａで１時間反応蒸留を行なった。フラスコと分縮器、および分縮器と全縮器の間はガラス製単管（内径２０ｍｍ）とし、分縮器のジャケットには６８℃の温水を、全縮器のジャケットには−１０℃のブラインを流した。分縮液は全て釜にリサイクルし、全縮液はナスフラスコに受けて釜に戻らないようにした。反応蒸留終了後の釜液温度は８５℃、釜液組成を表１に示した。なお、分縮器出口ガス温度は６１〜６４℃、全縮液量は１５ｇであった。
反応蒸留終了後、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウム０．４ｇを添加し、分縮器、全縮器、減圧度は反応蒸留と同条件のまま、製品を分縮液として回収した結果、全縮液１ｇ、分縮液１２０ｇ、釜残４５ｇを得た。製品回収終了時の釜温度は９４℃であった。分縮液および釜残の組成を表１に示した。製品中に１，３−ＤＣＰは検出されなかった。製品回収前後のＧＭＡ収支は９９．５％以上であった。
【００３４】
実施例２
ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウムを添加しなかった以外は、実施例１と同様に反応蒸留および製品回収を行なった結果、反応蒸留時の全縮液１５ｇ、製品回収時の全縮液１ｇ、分縮液１２０ｇ、釜残４５ｇを得た。組成を表１に示した。製品中に１，３−ＤＣＰは検出されなかった。製品回収前後のＧＭＡ収支は９７％であった。
【００３５】
比較例１
ジャケット付き全縮器のみを備えたガラス製フラスコに参考例２で得られた粗ＧＭＡ１８０ｇおよびテトラメチルアンモニウムクロライド０．２ｇを仕込み、１．５ｋＰａで１時間反応蒸留を行なった。フラスコと全縮器の間はガラス製単管（内径２０ｍｍ）とし、全縮器のジャケットには−１０℃のブラインを流した。全縮液は全て釜にリサイクルした。加熱処理終了後の釜液温度は８５℃、釜液組成を表１に示した。実施例と比較して反応が遅く、反応蒸留後も１，３−ＤＣＰは釜液中に０．０５％残存していた。
反応蒸留終了後、フラスコと全縮器の間にジャケット付き分縮器を設置し、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウム０．４ｇを添加して実施例１と同条件で製品を回収した結果、全縮液１５ｇ、分縮液１２０ｇ、釜残４５ｇを得た。分縮液及び釜残の組成を表１に示した。反応蒸留による１，３−ＤＣＰの低減が不十分であったため、製品中にも１，３−ＤＣＰが０．０５％混入していた。製品回収前後のＧＭＡ収支は９９．５％以上であった。
【００３６】
比較例２
テトラメチルアンモニウムクロライドおよびｐ−トルエンスルホン酸ナトリウムを添加しなかった以外は、実施例１と同様に蒸留および製品回収を行なった結果、蒸留時の全縮液１５ｇ、製品回収時の全縮液１ｇ、分縮液１２０ｇ、釜残４５ｇを得た。組成を表１に示した。触媒のテトラメチルアンモニウムクロライドを添加しなかったため、１，３−ＤＣＰはほとんど低減されず、製品中に１，３−ＤＣＰが０．５％混入していた。製品回収前後のＧＭＡ収支は９９．５％以上であった。
【００３７】
【表１】
ｎｄは検出限界以下
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エピクロロヒドリン(以下、ＥｐＣＨと記す)とメタクリル酸(以下、ＭＡＡと記す)を原料としてメタクリル酸グリシジル（以下、ＧＭＡと記す）を製造するに際し、反応生成物中に不純物として含まれる１，３−ジクロロ−２−プロパノール(以下、１，３−ＤＣＰと記す)を効率的に低減するための、ＧＭＡの精製方法に関する。ＧＭＡは耐候性塗料、粉体塗料、接着剤等の原料として様々な分野で使用されている。
【背景技術】
【０００２】
ＥｐＣＨとＭＡＡを原料するＧＭＡの工業的製法は以下のような方法が知られている。
１）ＭＡＡとＥｐＣＨから３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート(以下、ＭＡＣＥと記す)を得、これをアルカリにより脱塩化水素させる(例えば、特許文献１参照)。
２）ＭＡＡとアルカリからＭＡＡのアルカリ金属塩を得、これとＥｐＣＨから脱塩化アルカリさせる(例えば、特許文献１および２参照)。
【０００３】
上記いずれの方法においてもＥｐＣＨを原料として使用するため、反応液には副反応生成物として１，３−ＤＣＰが含まれる。１，３−ＤＣＰは一分子内に塩素原子を２個含み、ＧＭＡの純度低下をもたらすのみならず、樹脂や塗料等の用途に使用した場合に性能を低下させる原因物質にもなり得ることから極力除去されることが好ましい。しかしながら、１，３−ＤＣＰの沸点がＧＭＡと非常に近似しているため、蒸留による分離は相当な労力を要する。そこで、１，３−ＤＣＰを低減または除去する方法がいくつか提案されてきた。
【０００４】
１，３−ＤＣＰ等を含む粗ＧＭＡを第４級アンモニウム塩の存在下、酸素ガスと不活性ガスの混合ガスを吹き込みながらストリッピング処理する方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、この方法は純度の低い製品を長時間加熱し、精製された製品を収率７０％で得るというように非常に効率が悪く、工業化には不向きであった。
【０００５】
また、１，３−ＤＣＰ等の塩素化合物を含む粗ＧＭＡを第４級アンモニウム塩及びアルカリ金属物質の存在下に加熱処理する方法が開示されている（例えば、特許文献４参照）。第４級アンモニウム塩によって１，３−ＤＣＰはＥｐＣＨと塩化水素に分解され、生成した塩化水素をアルカリ金属物質によって中和するとの記載がなされているが、本発明者らの追試では塩化水素の発生は確認されず、逆に粗ＧＭＡに水酸化ナトリウム等のアルカリ金属物質を添加すると、ＧＭＡの加水分解反応によるＧＭＡ収率の著しい低下が起こることが分かった。
【０００６】
他の方法として、粗ＧＭＡを塩基性陰イオン交換樹脂（Ｃｌ型）に接触させる方法も知られている（例えば、特許文献５、非特許文献１参照）。これは塩基性陰イオン交換樹脂（Ｃｌ型）の触媒作用によって、式１に示されるように１，３−ＤＣＰとＧＭＡからＥｐＣＨとＭＡＣＥを生成する方法である。しかし、イオン交換樹脂は非常に高価であるため経済的に不利であり、また、後述するようにこの反応は平衡反応であることから、１，３−ＤＣＰを十分低減させるためにはＥｐＣＨ及びＭＡＣＥが十分少ない粗ＧＭＡにしか適用できない、という問題があった。
【０００７】
（式１） １，３−ＤＣＰ ＋ ＧＭＡ → ＥｐＣＨ ＋ ＭＡＣＥ
【特許文献１】特開平７−１１８２５１号公報
【特許文献２】特公平１−２０１５２号公報
【特許文献３】特許第３０１８４８３号
【特許文献４】特開平７−３０９８５４号公報
【特許文献５】特開２０００−２１２１７７号公報
【非特許文献１】ＧＢ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ Ｌｔｄ．，Ｈａｖａｎｔ，ＮＯ．３８５，ｐａｇｅｓ ２８３−２８４，Ｍａｙ １，１９９６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来技術における上記したような課題を解決し、粗ＧＭＡから１，３−ＤＣＰを効率的に低減し、実質的に１，３−ＤＣＰを含まないＧＭＡを得るための精製方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、１，３−ＤＣＰを含む粗ＧＭＡに第４級アンモニウム塩を添加すると強塩基性陰イオン交換樹脂（Ｃｌ型）と同様の触媒効果を示すこと、すなわち、１，３−ＤＣＰとＧＭＡからＥｐＣＨとＭＡＣＥが生成することを見出した（式１参照）。また、この反応を詳細に検討したところ、平衡反応であることが判明した（７０℃における平衡定数Ｋ＝２．６）。よって、この反応が反応蒸留によってＥｐＣＨを系外に留去しながら行なわれるならば、１，３−ＤＣＰとＧＭＡとの反応が有利に進行し、さらに分縮操作を行なえばＥｐＣＨを効率よく留去できる結果、１，３−ＤＣＰを効率的かつ十分に低減できること、さらに、該反応蒸留を行なったのちアルキルベンゼンスルホン酸塩を添加してから蒸留によってメタクリル酸グリシジルを回収することにより重合その他好ましくない副反応が抑制され、高い収率で精製されたメタクリル酸グリシジルが回収できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下のとおりである。
（１） エピクロロヒドリンとメタクリル酸を原料として得られるメタクリル酸グリシジルの精製方法であって、不純物として１，３−ジクロロ−２−プロパノールを含む粗メタクリル酸グリシジルを、分縮器および全縮器を備えた反応器にて第４級アンモニウム塩の存在下、減圧下において反応蒸留を行ないながら、分縮器の出口ガス温度が該減圧におけるエピクロロヒドリンの沸点以上かつメタクリル酸グリシジルの沸点未満に調整された分縮器に凝縮した液を反応器にリサイクルし、全縮器に凝縮したエピクロロヒドリンを系外に排出することにより該不純物を低減したのち、蒸留によりメタクリル酸グリシジルを回収することを特徴とする粗メタクリル酸グリシジルの精製方法。
（２） 前記反応蒸留を行なった後、さらにアルキルベンゼンスルホン酸塩を添加する上記（１）記載の粗メタクリル酸グリシジルの精製方法。
（３） アルキルベンゼンスルホン酸塩が、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウムである上記（２）記載の粗メタクリル酸グリシジルの精製方法。
（４） 上記（１）〜（３）のいずれかに記載の方法によって得られる精製メタクリル酸グリシジル。
（５） １，３−ジクロロ−２−プロパノールの含有量が２００ｐｐｍ以下である上記（４）記載の精製メタクリル酸グリシジル。
（６） 上記（４）または（５）記載の精製メタクリル酸グリシジルを原料に用いる塗料または接着剤。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、反応で副生した１，３−ＤＣＰを効率的かつ十分に低減したＧＭＡを高い収率で製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。ＧＭＡは一般にＥｐＣＨとＭＡＡを原料として合成されるが、その工業的製法としては以下の２つが知られている。一つは、第４級アンモニウム塩の存在下、ＥｐＣＨとＭＡＡを付加反応させてＭＡＣＥを合成し、次いで塩基性化合物を用いて脱塩化水素反応によりＭＡＣＥを閉環させてＧＭＡを製造する方法である。もう一つはＭＡＡとアルカリ金属物質からＭＡＡのアルカリ金属塩を得、第４級アンモニウム塩の存在下、これをＥｐＣＨと反応させて脱塩化アルカリによりＧＭＡを製造する方法である。
【００１２】
これらの製造方法において使用される第４級アンモニウム塩としては公知の物質が使用できるが、例えば、テトラメチルアンモニウムクロライド、トリメチルエチルアンモニウムクロライド、ジメチルジエチルアンモニウムクロライド、メチルトリエチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等が例示される。
【００１３】
いずれの製造方法においても合成液中には触媒である第４級アンモニウム塩の他、生成したＧＭＡとほぼ等モルの塩化アルカリなど多量の固形物が含まれており、また、収率向上を目的として合成反応はＥｐＣＨ過剰で行なわれる。そこで、通常は合成終了後、濾過や水洗といった方法で合成液から固形物を除去した後、未反応の余剰のＥｐＣＨを蒸留によって回収し、次いでＧＭＡを蒸留によって回収するのが一般的である。蒸留によって回収されたＥｐＣＨは合成原料としてリサイクルされる。以下、合成液から固形物を除去するまでを合成工程といい、合成液から固形物を除去した液を母液、固形物を除去してからの工程を蒸留工程という。
【００１４】
蒸留工程は回分式でも連続式でも良く、単蒸留、精留、薄膜蒸留などを適宜組み合わせて行なうことができる。なお、合成工程は適当な重合禁止剤の存在下で行なうことが好ましく、フェノール類、フェノチアジン、Ｎ−オキシル化合物など公知のものが使用でき、これらを蒸留工程にも使用することが好ましい。また、必要に応じて分子状酸素を供給することにより、より一層重合を防止することができる。
【００１５】
上記いずれの方法においてもＥｐＣＨを原料として使用するため、得られたＧＭＡ中には不純物として１，３−ＤＣＰが含まれる。１，３−ＤＣＰはその沸点がＧＭＡと非常に近似しているため、蒸留による分離は非現実的である。つまり、上述のように蒸留工程においてＥｐＣＨを回収した後、ＧＭＡを回収した場合、合成工程で生成した１，３−ＤＣＰはほとんど全量がＧＭＡと共に回収されてしまう。つぎに、これを低減するための精製方法について詳述する。
【００１６】
１，３−ＤＣＰを含む粗ＧＭＡに第４級アンモニウム塩を添加すると、上記式1に示す平衡反応が進行し、ＥｐＣＨとＭＡＣＥが生成する。生成したＥｐＣＨはＧＭＡに対して低沸点成分であり、ＭＡＣＥはＧＭＡに対して十分沸点が高い。
【００１７】
精製工程において添加する第４級アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムクロライド、トリメチルエチルアンモニウムクロライド、ジメチルジエチルアンモニウムクロライド、メチルトリエチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等が例示される。添加する第４級アンモニウム塩は１種のみを使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。また、添加する第４級アンモニウム塩は合成で使用したものと同一でも良いし異なっていても良い。第４級アンモニウム塩の使用量は粗ＧＭＡに対して０．００１〜１％、好ましくは０．０１〜０．５％、より好ましくは０．０２〜０．４％である。これより少ないと反応が遅くなってしまい、多いと経済的に不利である。
【００１８】
精製工程で使用する第４級アンモニウム塩の形状については特に限定されない。粉状または粒状の固体状態でも良いし、水溶液またはＧＭＡ中にスラリーとして分散された状態でも良い。通常は粒状または粉状のものが使用される。
【００１９】
第４級アンモニウム塩の添加方法についても特に限定されない。固体の場合はホッパー等により反応器に投入しても良いし、粗ＧＭＡ等で押し流して添加しても良い。何度かに分けて分割投入しても良いが、通常は一度に添加される。
【００２０】
第４級アンモニウム塩は、蒸留工程の途中において、粗ＧＭＡに添加されるのが好ましい。蒸留工程前では母液中のＥｐＣＨ濃度が高いため上記式１の平衡反応がほとんど進行しないだけではなく、第４級アンモニウム塩による好ましくない副反応が進行してしまい、ＧＭＡが消費されてグリセロールジメタクリレート（以下、ＧＤＭＡと記す）やグリセロールトリメタクリレート（以下、ＧＴＭＡと記す）等が生成するからである。添加するタイミングについては上述した平衡反応を有利に進めるため、粗ＧＭＡ中のＥｐＣＨ濃度が１０％以下、好ましくは３％以下、より好ましくは１％以下となるまで母液からＥｐＣＨを留去した時点、とするのが良い。ＥｐＣＨの留去方法については前述の通り、回分式でも連続式でも良く、単蒸留でも精留でも良い。
【００２１】
本発明では、粗ＧＭＡに第４級アンモニウム塩を添加して、減圧下で反応蒸留を行なう。この際、ＥｐＣＨを反応系外に留去しながら反応を行なうが、このＥｐＣＨには反応で生成したＥｐＣＨの他に、母液から回収しきれなかった、粗ＧＭＡ中に残存するＥｐＣＨも含まれる。ＥｐＣＨを留去しながら反応蒸留を行なう理由は、目的とする反応（式１参照）が平衡反応であるため、正反応を有利に進めるためである。
【００２２】
本発明で該反応蒸留に使用する反応器は分縮器及び全縮器を備えていなければならないが、反応釜そのものの形状は特に限定されない。例えば、攪拌機を備えたジャケット加熱式反応器や外部熱交換器を有する反応器などが例示される。また、合成釜を兼ねていても良いし、該反応蒸留の前工程でＥｐＣＨを回分式蒸留で回収する際の蒸留釜や、該反応蒸留の後工程でＧＭＡを回分式蒸留で回収する際の蒸留釜を兼ねていても良い。もちろん、該反応蒸留専用の反応釜であっても良い。分縮器及び全縮器の型式や形状についても特に限定はされず、多管円筒式、二重管式、渦巻式、プレート式、空冷式などの一般に使用されている熱交換器が使用される。ただ、後述するように、本発明では分縮器出口ガス温度を制御するため、分縮器には多管円筒式等の温度を制御しやすい熱交換器を使用する必要がある。
【００２３】
反応蒸留条件については、反応温度が５０〜１５０℃、好ましくは６０〜１２０℃、より好ましくは７０〜１００℃となるように、反応釜内の圧力を設定する。釜液組成によって多少の増減はあるが、通常は０．３〜３ｋＰａ、好ましくは０．５〜２ｋＰａ、より好ましくは０．７〜１．５ｋＰａである。圧力が低すぎると反応温度も低くなって反応が遅くなり、圧力が高すぎると反応温度が高くなって重合の危険が増す。処理時間は反応温度や第４級アンモニウム塩の添加量、粗ＧＭＡの組成などに左右されるが、通常０．５〜３時間、好ましくは０．８〜２時間、より好ましくは１〜１．５時間である。
【００２４】
該反応蒸留で発生した蒸気にはＥｐＣＨと共にＧＭＡが含まれるため、これらを分縮器にて分離する必要がある。そのため、分縮器の出口ガス温度が該反応蒸留を行なう圧力におけるＥｐＣＨの沸点以上かつＧＭＡの沸点未満になるよう調節しなければならない。その調節方法としては特に限定されないが、例えば分縮器にシェルアンドチューブ型熱交換器を使用する場合、シェル側に水や温水、減圧スチーム等の冷媒を流し、熱交換器出口ガス温度を測定することでその冷媒の温度および／または量を制御すれば良い。このように分縮器出口ガス温度を調節した場合、分縮器にて凝縮された液（以下、分縮液と記す）の主成分はＧＭＡであり、ほとんどＥｐＣＨを含まないため反応器へリサイクルする。一方、分縮器で凝縮されなかったガスには多量のＥｐＣＨが含まれるため全縮器で凝縮した後（以下、全縮液と記す）、系外へ排出する。系外に排出した全縮液は廃棄しても構わないが、合成原料であるＥｐＣＨを含むため、合成工程や蒸留工程にリサイクルすることにより、合成原料として使用する、またはＥｐＣＨとして蒸留回収する方が経済的にも環境負荷低減の観点からも好ましい。
【００２５】
反応器から分縮器まで、また分縮器から全縮器までは充填材や棚段等を設置して精留効果を持たせても良いが、空塔でも良い。重合の危険が少ないのは空塔であり、また反応蒸留時の減圧度である０．３〜３ｋＰａにおいてもＥｐＣＨとＧＭＡの沸点差は大きく分離が容易なことからも空塔が好ましい。
【００２６】
粗ＧＭＡ中の１，３−ＤＣＰが２００ｐｐｍ以下、好ましくは１００ｐｐｍ以下、より好ましくは５０ｐｐｍ以下に減少した後、第４級アンモニウム塩の不活性化剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩を添加する。反応蒸留後、該不活性化剤を添加しないままＧＭＡを蒸留回収した場合、釜液中で第４級アンモニウム塩による好ましくない副反応が起こり、ＧＭＡが減少してＧＤＭＡやＧＴＭＡ等が生成するからである。本発明で使用するアルキルベンゼンスルホン酸塩としては特に限定されないが、例えば、ｏ−トルエンスルホン酸ナトリウム、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウム、ｐ−トルエンスルホン酸カリウムなどが例示される。アルキルベンゼンスルホン酸塩の添加量は第４級アンモニウム塩の１〜３当量、好ましくは１．１〜２当量、より好ましくは１．２〜１．５当量である。
【００２７】
アルキルベンゼンスルホン酸塩による第４級アンモニウム塩の不活性化は非常に速やかに進行する。そのため、アルキルベンゼンスルホン酸塩添加後、釜液を攪拌しながら該反応蒸留終了時の温度にて５〜１２０分、好ましくは１０〜６０分、より好ましくは１５〜３０分保持すればよい。攪拌は攪拌機を用いても良いし、ポンプ等で釜液を循環させるだけでも良い。なお、一般に第４級アンモニウム塩はＧＭＡにほとんど溶解せず、アルキルベンゼンスルホン酸塩を添加して不活性化してもやはりＧＭＡにはほとんど溶解しない。
【００２８】
アルキルベンゼンスルホン酸塩で第４級アンモニウム塩を不活性化させた後、ＧＭＡを蒸留回収し製品とする。この蒸留方法については本発明では特に制限されないが、例えば、不活性化後そのままスラリーを含んだ釜液を回分式で蒸留する、あるいはろ過等の方法によりスラリーを分離後、精留塔で蒸留することが可能である。さらに前者の方法においては、該反応蒸留器にて蒸留することができ、分縮器出口ガス温度を反応蒸留時と同様、ＧＭＡの沸点未満となるように制御すれば、ＧＭＡは分縮液として得られる。
【００２９】
本発明の方法によって得られる精製ＧＭＡは耐候性塗料、粉体塗料、接着剤等の原料として有用である。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。すなわち、実施例にて説明したＧＭＡの製造条件、製造方法は例示であり、本発明の範囲内において適宜変更することができるし、使用した各種の装置も例示であり、適宜変更することができる。なお、分析にはガスクロマトグラフ（ＧＣ−１７００、水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）、島津製作所製）を使用した。ＥｐＣＨおよび１，３−ＤＣＰの検出限界は１０ｐｐｍであった。
【００３１】
参考例１（ＧＭＡ合成液の調製）
攪拌機と油水分離用のデカンターを有する冷却器を備えたガラス製フラスコに、ＥｐＣＨ（純度>９９．９％）１４７０ｇ、炭酸ナトリウム１１６ｇ、重合禁止剤２，２’−メチレンビス（６−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール）２ｇを入れ、３０ｋＰａに減圧してＥｐＣＨが沸騰する８２℃まで昇温した。留出液をデカンターで水相とＥｐＣＨ相に分離し、下層のＥｐＣＨ相をフラスコに還流しながらＭＡＡ１７２ｇを約１時間かけて滴下した。滴下終了後さらに３０分間還流を続けた後、常圧に戻しＥｐＣＨが沸騰する１２０℃まで昇温した。
次に触媒であるテトラメチルアンモニウムクロライド０．６ｇを添加し、１時間反応させた後、室温まで冷却し水４８０ｇを用いて塩化ナトリウムからなるスラリーを除去した。このようにして得られたＧＭＡ合成液量は１４００ｇで、組成は表１に示した。
【００３２】
参考例２（ＥｐＣＨの回収）
ガラス製単蒸留塔（内径２０ｍｍ）を備えたガラス製フラスコに参考例１で得られたＧＭＡ合成液１４００ｇとフェノチアジン１．４ｇを仕込み、加熱しながら徐々に減圧してＥｐＣＨを回収した。ＥｐＣＨ回収終了時の釜液量１８０ｇ、釜圧力は１．５ｋＰａ、釜液温度は８３℃、組成は表１に示した。なお、ＥｐＣＨ回収終了時の釜液を粗ＧＭＡとした。
【００３３】
実施例１
ジャケット付き分縮器および全縮器を備えたガラス製フラスコに参考例２で得られた粗ＧＭＡ１８０ｇ及びテトラメチルアンモニウムクロライド０．２ｇを仕込み、１．５ｋＰａで１時間反応蒸留を行なった。フラスコと分縮器、および分縮器と全縮器の間はガラス製単管（内径２０ｍｍ）とし、分縮器のジャケットには６８℃の温水を、全縮器のジャケットには−１０℃のブラインを流した。分縮液は全て釜にリサイクルし、全縮液はナスフラスコに受けて釜に戻らないようにした。反応蒸留終了後の釜液温度は８５℃、釜液組成を表１に示した。なお、分縮器出口ガス温度は６１〜６４℃、全縮液量は１５ｇであった。
反応蒸留終了後、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウム０．４ｇを添加し、分縮器、全縮器、減圧度は反応蒸留と同条件のまま、製品を分縮液として回収した結果、全縮液１ｇ、分縮液１２０ｇ、釜残４５ｇを得た。製品回収終了時の釜温度は９４℃であった。分縮液および釜残の組成を表１に示した。製品中に１，３−ＤＣＰは検出されなかった。製品回収前後のＧＭＡ収支は９９．５％以上であった。
【００３４】
実施例２
ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウムを添加しなかった以外は、実施例１と同様に反応蒸留および製品回収を行なった結果、反応蒸留時の全縮液１５ｇ、製品回収時の全縮液１ｇ、分縮液１２０ｇ、釜残４５ｇを得た。組成を表１に示した。製品中に１，３−ＤＣＰは検出されなかった。製品回収前後のＧＭＡ収支は９７％であった。
【００３５】
比較例１
ジャケット付き全縮器のみを備えたガラス製フラスコに参考例２で得られた粗ＧＭＡ１８０ｇおよびテトラメチルアンモニウムクロライド０．２ｇを仕込み、１．５ｋＰａで１時間反応蒸留を行なった。フラスコと全縮器の間はガラス製単管（内径２０ｍｍ）とし、全縮器のジャケットには−１０℃のブラインを流した。全縮液は全て釜にリサイクルした。加熱処理終了後の釜液温度は８５℃、釜液組成を表１に示した。実施例と比較して反応が遅く、反応蒸留後も１，３−ＤＣＰは釜液中に０．０５％残存していた。
反応蒸留終了後、フラスコと全縮器の間にジャケット付き分縮器を設置し、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウム０．４ｇを添加して実施例１と同条件で製品を回収した結果、全縮液１５ｇ、分縮液１２０ｇ、釜残４５ｇを得た。分縮液及び釜残の組成を表１に示した。反応蒸留による１，３−ＤＣＰの低減が不十分であったため、製品中にも１，３−ＤＣＰが０．０５％混入していた。製品回収前後のＧＭＡ収支は９９．５％以上であった。
【００３６】
比較例２
テトラメチルアンモニウムクロライドおよびｐ−トルエンスルホン酸ナトリウムを添加しなかった以外は、実施例１と同様に蒸留および製品回収を行なった結果、蒸留時の全縮液１５ｇ、製品回収時の全縮液１ｇ、分縮液１２０ｇ、釜残４５ｇを得た。組成を表１に示した。触媒のテトラメチルアンモニウムクロライドを添加しなかったため、１，３−ＤＣＰはほとんど低減されず、製品中に１，３−ＤＣＰが０．５％混入していた。製品回収前後のＧＭＡ収支は９９．５％以上であった。
【００３７】
【表１】
ｎｄは検出限界以下
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エピクロロヒドリンとメタクリル酸を原料として得られるメタクリル酸グリシジルの精製方法であって、不純物として１，３−ジクロロ−２−プロパノールを含む粗メタクリル酸グリシジルを、分縮器および全縮器を備えた反応器にて第４級アンモニウム塩の存在下、減圧下において反応蒸留を行ないながら、分縮器の出口ガス温度が該減圧におけるエピクロロヒドリンの沸点以上かつメタクリル酸グリシジルの沸点未満に調整された分縮器に凝縮した液を反応器にリサイクルし、全縮器に凝縮したエピクロロヒドリンを系外に排出することにより該不純物を低減したのち、蒸留によりメタクリル酸グリシジルを回収することを特徴とする粗メタクリル酸グリシジルの精製方法。
【請求項２】
前記反応蒸留を行なった後、さらにアルキルベンゼンスルホン酸塩を添加する請求項１記載の粗メタクリル酸グリシジルの精製方法。
【請求項３】
アルキルベンゼンスルホン酸塩が、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウムである請求項２記載の粗メタクリル酸グリシジルの精製方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の方法によって得られる精製メタクリル酸グリシジル。
【請求項５】
１，３−ジクロロ−２−プロパノールの含有量が２００ｐｐｍ以下である請求項４記載の精製メタクリル酸グリシジル。
【請求項６】
請求項４または５記載の精製メタクリル酸グリシジルを原料に用いる塗料または接着剤。
【請求項１】
エピクロロヒドリンとメタクリル酸を原料として得られるメタクリル酸グリシジルの精製方法であって、不純物として１，３−ジクロロ−２−プロパノールを含む粗メタクリル酸グリシジルを、分縮器および全縮器を備えた反応器にて第４級アンモニウム塩の存在下、減圧下において反応蒸留を行ないながら、分縮器の出口ガス温度が該減圧におけるエピクロロヒドリンの沸点以上かつメタクリル酸グリシジルの沸点未満に調整された分縮器に凝縮した液を反応器にリサイクルし、全縮器に凝縮したエピクロロヒドリンを系外に排出することにより該不純物を低減したのち、蒸留によりメタクリル酸グリシジルを回収することを特徴とする粗メタクリル酸グリシジルの精製方法。
【請求項２】
前記反応蒸留を行なった後、さらにアルキルベンゼンスルホン酸塩を添加する請求項１記載の粗メタクリル酸グリシジルの精製方法。
【請求項３】
アルキルベンゼンスルホン酸塩が、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウムである請求項２記載の粗メタクリル酸グリシジルの精製方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の方法によって得られる精製メタクリル酸グリシジル。
【請求項５】
１，３−ジクロロ−２−プロパノールの含有量が２００ｐｐｍ以下である請求項４記載の精製メタクリル酸グリシジル。
【請求項６】
請求項４または５記載の精製メタクリル酸グリシジルを原料に用いる塗料または接着剤。
【公開番号】特開２００６−１９３４４９（Ｐ２００６−１９３４４９Ａ）
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１５５（Ｐ２００５−５１５５）
【出願日】平成１７年１月１２日（２００５．１．１２）
【出願人】（０００００４４６６）三菱瓦斯化学株式会社 (1,281)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１２日（２００５．１．１２）
【出願人】（０００００４４６６）三菱瓦斯化学株式会社 (1,281)
【Ｆターム（参考）】
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