アクリル酸エチルの调制方法

アクリル酸エチルは、ポリマーおよびコポリマーの製造に使用される重要な有機化合物であり、塗料、接着剤、繊維、およびコーティングに広く適用されています。 その産業上の重要性を考えると、アクリル酸エチルの调制方法化学技術者や化学業界の専門家にとって重要です。 この記事では、詳細な手順、関連する反応、各方法の長所と短所など、アクリル酸エチルを準備するための主な方法を探ります。

1.アクリル酸のエステル化

アクリル酸エチルを準備する最も一般的な方法は、アクリル酸のエステル化エタノールで。 このプロセスはフィッシャーエステル化の典型的な例であり、カルボン酸は酸触媒、通常は硫酸またはp-トルエンスルホン酸の存在下でアルコールと反応します。

反応プロセス:

反応メカニズムは、アクリル酸のプロトン化、それに続くエタノールからの求核攻撃を含む。 その結果、アクリル酸エチルと水が形成されます。

CH₂ = CHCOOH C ₂H → CHCOO C ₂H ₂H ₂O

主な考慮事項:

• 触媒の選択: 硫酸が通常使用されますが、固体酸触媒またはイオン交換樹脂を使用すると、環境への懸念を最小限に抑えることができます。
• 反応条件: 高温 (70〜100 °C) と蒸留による水の継続的な除去は、アクリル酸エチル形成に向けて平衡を推進するために重要です。

利点と欠点:

• 利点: この方法は比較的簡単で、原料 (アクリル酸とエタノール) はすぐに入手できます。
• デメリット: 平衡反応であり、より高い収率を得るには水の除去が必要である。 酸性環境による腐食の問題も発生する可能性があり、特殊な機器が必要になります。

2.プロピレンの触媒酸化

エチルアクリレートの调制のためのもう一つの方法は、プロピレンの触媒酸化アクリル酸に続いてエタノールでエステル化する。 このプロセスは、さまざまなアクリレートエステルを生成するより大きな産業システムに統合できます。

反応の概要:

このプロセスは、モリブデンやバナジウムベースの化合物などの触媒を使用して、プロピレン (C ₃H ₆) をアクリル酸に酸化することから始まります。 アクリル酸が形成されると、それはエタノールと同じエステル化反応を受けてアクリル酸エチルを生成する。

C ₃H ₆ O ₂ → CH ₂ = CHCOOH
CH₂ = CHCOOH C ₂H → CHCOO C ₂H ₂H ₂O

工業用アプリケーション:

• マルチステッププロセス: この方法には、酸化とエステル化の2つの主要な段階が含まれます。 酸化プロセスは、アクリル酸収率を最大にするために、温度、酸素レベル、および触媒活性の正確な制御を必要とする。
• 触媒: 酸化プロセスでは、特定の金属酸化物触媒 (酸化モリブデンまたは酸化バナジウム) を使用します。これは、重要な副生成物を形成することなく、プロピレンからアクリル酸への選択的酸化に効果的です。

长所と短所:

• 利点: この方法は、既存のアクリル酸製造ユニットに統合することができ、大規模製造で費用効果が高くなります。
• デメリット: 酸化ステップはエネルギー集約的であり、副産物の形成や貴重な反応物の損失を防ぐために慎重な管理が必要です。

3.アクリル酸メチルのエステル化

アクリル酸エチルを生産するための代替方法はアクリル酸メチルのエステル交換エタノールで。 このプロセスでは、アクリル酸メチルのアルコール基をエタノールと交換し、アクリル酸エチルとメタノールを形成します。

反応メカニズム:

反応は塩基性または酸性触媒の存在下で起こり、メトキシ基 (-OCH ₃) とエトキシ基 (-O C ₂H) の交換を促進します。

CH ₂ = CHCOOCH ₃ C ₂H → CH ₂ = CHCOO ₂H ₅ H ₅ OH

条件:

• 触媒一般的に使用される触媒は、水酸化ナトリウムまたは硫酸のような強酸触媒を含む。
• 温度: 反応は通常、穏やかな温度 (60〜80 °C) で進行し、メタノールを継続的に除去して、平衡をアクリル酸エチルに向けます。

利点と欠点:

• 利点: このプロセスは、アクリル酸メチルが他の化学プロセスの副生成物として容易に入手できる場合に有用であり得る。 それは穏やかな反応条件および比較的高い収率を可能にする。
• デメリット: この方法は、アクリル酸メチルが簡単に入手できる原材料ではない産業では一般的にあまり好まれず、その幅広い用途が制限されます。

結論

複数ありますアクリル酸エチルの调制方法、それぞれがその利点と産業上の関連性を持っています。 アクリル酸のエステル化は依然として最も簡単で広く使用されている方法ですが、プロピレンの触媒酸化とアクリル酸メチルのエステル交換は、原材料の入手可能性と特定の工業用セットアップに応じて実行可能な代替手段です。 メーカーにとって、方法の選択は、原材料のコスト、環境への配慮、機器の入手可能性などの要因に依存します。