(57)【要約】  本発明は、グリセロールモノメタクリレート（ＧＭＭＡ）を製造するための方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ｉ
【化１】
2007509849.tif 000005
［式中、Ｒ１はＨまたはＣＨ３であり、
Ａは（ＣＨ２）であり、その際、ｍは０または１の値であってもよく、
Ｒ２〜６は、同一または異なって、ＯＨ、Ｈ、脂肪族または芳香族炭化水素を示していてもよく、たとえばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル（等）であり、
ｎは０、１または２の値であってもよい］の化合物を製造するための方法において、
一般式ＩＩ
【化２】
2007509849.tif 000006
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ａ、ｍおよびｎは前記意味を有し、かつＲ７およびＲ８は同一かまたは異なって、メチル、エチルまたはプロピルを示していてもよい］の化合物を、少量の水と一緒に（化合物（ＩＩ）と水との比１：１〜１：３）、酸性イオン交換体上で、固体床中で反応させ、かつ、得られた化合物ＩＩＩ
Ｒ７Ｒ８Ｃ＝Ｏ
を連続的に反応媒体から取り出すことを特徴とする、式Ｉの化合物を製造するための方法。
【請求項２】
トコフェロール誘導体を用いて重合および着色に対して安定化させる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
モノマー混合物に対して１０ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの量のトコフェロールを用いて安定化させる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
コンタクトレンズを製造するための、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法により得られたモノマー混合物の使用。
【請求項５】
水溶性ポリマーを製造するための、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法により得られたモノマー混合物の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エステル基中に複数個のヒドロキシル基を有する、（メト）アクリル酸の置換エステルの製造方法に関する。
【０００２】
技術水準
Beinert, HildおよびRempp（Die Makromolekulare Chemie, 175, 2069-2077 (1974)）では、ヘキサメチレンリン酸トリアミド（ＨＭＰＴ）およびジエチルエーテルから成る溶剤混合物中に含有されるメタクリル酸と塩化チオニルとを含む混合物を、２，３−Ｏ−イソプロピリデングリセリンとを反応させることによる、（２，２−ジメチル−１，３−ジオキオラン−４−イル）メチルメタクリレートの製造が記載されている。得られたメタクリレートをアニオン重合する。ポリマー類似反応中で、ポリマーをポリ（２，３−ジヒドロキシプロピルメタクリレート）に変換する。
【０００３】
モノマーの製造は、−５℃〜１５℃で、毒性的に問題のある溶剤中で実施する。この方法は、毒性の問題から工業的には使用することはできない。
【０００４】
ＷＯ００／６３１４９（Hydron Ltd.）では、メタクリル酸の保護グリシン−誘導体と、酸性イオン交換体の形で固定化された酸とを反応させることによって、重合可能なジオールを製造するための方法が記載されている。得られたアセトンは、反応系からの空気と一緒に吹きとばした。
【０００５】
反応容器に（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メチルメタクリレート、脱イオン水および洗浄されたカチオン交換体を導入した。引き続いて、反応混合物の混合を確実なものとする空気流を、４８時間に亘って混合物に通過させた。
【０００６】
反応完了後に、イオン交換体を濾別し、かつ過剰量の水を、乾燥空気流によって搬出した。
【０００７】
ＷＯ００／６３１４９の方法は、多くの欠点を有する：
−反応混合物中への空気流の吹き込みによって、イオン交換体の高い摩耗が生じる。生成物純度を高く要求する場合には、摩耗は、濾過によってさえも完全に除去されず、許容されるものではない。
−乾燥空気の吹き込みによって生成物の含水量を減少させる方法は、許容されない収率損失を招く。刊行物においては記載されていないが、生成物損失を減少させるためのなんらかの手段がとられるものである。
−いくつかの適用に関して含水量は高すぎる。含水量を確実かつ再現可能な程度に調整する方法に関しては開示されていない。
【０００８】
ＷＯ００／６３１５０（Hydron Ltd.）では同様に、アセトンの排除下での、メタクリル酸の保護グリセリン誘導体のイオン交換体接触反応による重合可能なジオールの製造方法が記載されている。これに関して副生成物として得られたメタクリル酸は、塩基性イオン交換体を用いて、第２工程において除去される。
【０００９】
さらにこれらの方法は以下の欠点を有する：
−イオン交換体の再度の使用によって、生成物中の摩耗物の割合が増加する。
−生成物の含水量は、乾燥空気の貫流によって＜３％に調整される。この方法は、収率損失と結びつく。
−架橋剤（グリセリンメタクリレート）含量は０．８％に達する。
【００１０】
課題
前記で検討された技術水準に基づき、本発明の課題は、グリセリンモノメタクリレート（ＧＭＭＡ）を製造するための方法を提供することであり、この場合、これらはもはや技術水準における欠点を有することなく、かつ、特には、
−反応混合物の熱負荷は可能なかぎり少なく、
−生成物は、定められた可能な限り少ない含水量を有し、
−大規模な処理をおこなうことなく、イオン交換体の問題となる摩耗を防止し、
−バッチ方法の代わりに半連続的方法をおこない、
−技術水準で常用の安定剤の量よりも少ない量で実施され、
−変色しないかまたはわずかにのみ変色する、貯蔵安定性の生成物が得られ、
−無毒の重合安定剤を用いて、生成物を処理する。
【００１１】
高い熱負荷によってモノマー中に生じる架橋化合物は、モノマー中ですでに重合しており、かつモノマーを使用不可能なものとする望ましくない粘度増加を招く。さらには、すでにモノマー中での少ない架橋剤の量が、ポリマーの性質変化を招き、この場合、これは同様に望ましいものではない。したがって製造方法において増加する熱負荷が可能な限り小さく維持されるべきである。
【００１２】
したがって、本発明の課題は、式Ｉ
【００１３】
【化１】
2007509849.tif 000002
［式中、Ｒ１はＨまたはＣＨ３であり、
Ａは（ＣＨ２）であり、その際、ｍは０または１の値であってもよく、
Ｒ２〜６は、同一または異なって、ＯＨ、Ｈ、脂肪族または芳香族炭化水素を示していてもよく、たとえばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第３級ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル、イソボルニル、ヘプチル、オクチル、置換された炭化水素、たとえばヒドロキシエチル、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチル、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピル、２−ヒドロキシプロピル、２−ヒドロキシエチル、２−エチルヘキシル、イソオクチルであり、
ｎは０、１または２の値であってもよい］の化合物を製造するための方法に関し、この場合、この方法は、一般式ＩＩ
【００１４】
【化２】
2007509849.tif 000003
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ａ、ｍおよびｎは前記意味を有し、かつＲ７およびＲ８は同一かまたは異なって、メチル、エチルまたはプロピルを示していてもよい］の化合物を、少量の水と一緒に、酸性イオン交換体中で、固定床中で反応させ、かつ得られた化合物ＩＩＩ
Ｒ７Ｒ８Ｃ＝Ｏ                                            （ＩＩＩ）
を連続的に反応媒体から取り出し、かつ生成物を、トコフェロール誘導体を用いて重合および変色に対して安定化させることを特徴とする。化合物ＩＩと水との有利な比は１：１〜１：３である。極めて良好な結果は１：１．１〜１：２．５の比で達成される。
【００１５】
本発明の好ましい実施態様は、１：１．２〜１：２の比での使用によりもたらされる。特に好ましくは、１：１．５の比である。前記すべてのデータにおいて、イオン交換体中に存在する水の割合も考慮される。
【００１６】
本発明の範囲内において、好ましくはトコフェロール化合物を、エチレン性不飽和モノマーの貯蔵安定化および着色安定化のために使用する。
【００１７】
本発明の範囲内において使用可能なトコフェノール化合物は、２位で４．８．１２−トリメチルトリデシル基で置換されたクロマン−６−オール（３，４−ジヒドロ−２Ｈ−１−ベンゾピラン−６−オール）である。本発明に関して、好ましくは使用可能なトコフェロールはα−トコフェロール、β−トコフェノール、γ−トコフェノール、δ−トコフェロール、ζ２−トコフェノールおよびエタ−トコフェロールであり、前記すべての化合物はそれぞれ（２Ｒ、４’Ｒ、８’Ｒ）−型で、ならびに、α−トコフェロールは（ａｌｌ−ｒａｃ）−型であってもよい。好ましくはα−トコフェロールは、（２Ｒ，４Ｒ’，８’Ｒ）−型（俗称：ＲＲＲ−α−トコフェロール）ならびに合成されたラセミ体α−トコフェノール（ａｌｌ−ｒａｃ−α−トコフェロール）である。なかでも、かなり低いコストに基づいて、合成されたラセミ体α−トコフェノール（ａｌｌ−ｒａｃ−α−トコフェロール）が特に好ましい。
【００１８】
ベース安定化モノマーの貯蔵および色安定性のために使用することができる、トコフェロール化合物の量は、モノマーおよび所望の効率にしたがって、広範囲に亘って異なっていてもよい。多くの使用分野のために、モノマー量に対して１０００ｐｐｍまでの量で十分である。しばしばすでに１０ｐｐｍまでのわずかな添加量であっても、貯蔵安定性および着色安定性における顕著な改善を達成するのには十分である。しかしながら、１０ｐｐｍを下廻る量で使用する場合には、貯蔵安定性および着色安定性は一般的にはみられない。したがって、添加すべき量の好ましい範囲としては、モノマー質量に対して１０〜１０００ｐｐｍのトコフェロール化合物である。極めて良好な結果は５０〜８００ｐｐｍで達成される。本発明の好ましい実施態様は、１００〜６００ｐｐｍの使用量でもたらされる。特に好ましくは、約５００ｐｐｍのトコフェロール化合物を使用する。
【００１９】
（メト）アクリルの用語はメタクリル、アクリルおよびこれらの混合物を包含する。
【００２０】
工程の説明
イソプロピリデングリセリンメタクリレート（ＩＰＧＭＡ）の、グリセリンモノメタクリレート（ＧＭＭＡ）への加水分解は、実験室系において試験した。この系のフロー図は図１に示す。
【００２１】
充填；分離カラム（３）の塔底（４）に、ヒドロキノンモノメチルエーテルでベース安定化したＩＰＧＭＡ５００ｇを充填した。
【００２２】
ベース安定化とは、（メト）アクリレート化学において常用の、モノマーまたはモノマー混合物の安定化を意味し、この場合、これらは、ヒドロキノン、たとえばヒドロキノンモノメチルエーテル、４−メチル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，４−ジメチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、フェノチアジン、Ｎ−ニトロソフェニルヒドトキシアミン、ジエチルヒドロキシアミン、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−α−（ジメチルアミノ）−ｐ−クレゾールまたは４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（ｒａｄ．）（たとえば、ＴＥＭＰＯＬ（Ｒ））またはこれら化合物の混合物を用いて安定化させることを意味するものと解する。使用された安定剤の量は、それぞれ別個の基質に対して３５ｐｐｍである。ベース安定化は、反応前に負荷される。モノマーを、前記ベース安定化に混合する場合には、反応後に、貯蔵安定剤として添加されるトコフェロール量は、モノマー量に対して１０〜１０００ｐｐｍである。
【００２３】
モノマーについてベース安定化をおこなわない場合には、反応後に貯蔵安定剤として使用されるトコフェロール量は１００〜６００ｐｐｍである。
前反応：試験開始の際に、塔底内容物を周囲圧で、ギアポンプを用いて、塔頂から、温度調節された（４０℃）湿性のイオン交換体−固定床上（たとえば、Dowex M-31:Dow Chemical）（１、２）に導入した。イオン交換体中に存在する水は、ＧＭＭＡおよびアセトンを形成しながらＩＰＧＭＡと反応した。引き続いて、反応混合物は、分離カラムを通過させ、アセトンを反応混合物から留去し（６）、さらにここから塔底に戻し、その際、これを再度固定床に、ポンプで装入した（循環様式）。
主反応：一定の時間の後に（約３０分）、一定量の水（約４５ｇ）を、固定床（５）の上流に、一定の時間間隔（約１時間）で、ポンプを用いて直接的に計量供給した。同時に、圧力を、反応循環系中で約１５０ｍバールに減圧し、可能なかぎり完全にアセトンを除去した。
後反応；引き続いて、圧力を段階的に、さらに約２０ｍバールに減圧し、アセトンの残量および過剰量の水を除去した。一定の時間間隔の後に（約２時間）、プラントの運転を停止し、かつ最終的な反応生成物を、塔底および固定床から搬出した。
符号の説明
番号                    説明
１                    イオン交換体
２                    加熱ジャケット
３                    分離カラム
４                    塔底
５                    給水装置
６                    アセトン−／水−留出物
表は、濁度測定の結果を示す。
【００２４】
濁度測定は、実験室用濁度計２１００ＡＮ型（Hach社）を用いて実施した。これは、濁度０〜１０．０００ＮＴＵを測定するものである（比濁計濁度単位；ホルマジン濁度単位の定義に相当する＝ＴＥ／Ｆ）。濁度計は、標準ＥＮ２７０２７（ＩＳＯ７０２７）に相当する。このホルマジン標準は、ＡＷＷＡ（American Waterworks Association）により刊行された第１３版（１９７１）で、水および廃水試験の標準方法として定められたものである。
【００２５】
測定すべき試料を、分析キュベット中に充填した。引き続き、これを糸くずのない布地でこすり、さらにシリコーン油の薄層を表面に滴加した。濁度計中にフィルターモジュールを挿入した後にキュベットを挿入し、かつ濁度を測定した。
【００２６】
【表１】
2007509849.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による系のフロー図
【符号の説明】
【００２８】
１  イオン交換体、  ２  加熱ジャケット、  ３  分離カラム、  ４  塔底、  ５  給水装置、  ６  アセトン−／水−留出物
【図１】
2007509849.tif 000007
【国際調査報告】
2007509849.tif 000008
2007509849.tif 000009
2007509849.tif 000010
2007509849.tif 000011