Az akrilátreaktív hígítószerek szintézismódszerei elsősorban a közvetlen észteresítést, az átészteresítést, a savkloridos módszert, a fázistranszfer katalízist és az addíciós észteresítést foglalják magukban. A többség azonban közvetlen észteresítéssel állítják elő.
(1) Közvetlen észterezés
CH2=CHCOOH + ROH -katalizátor → CH2=CHCOOR + H2O
A közvetlen észteresítéshez gyakran használt katalizátorok közé tartozik a tömény kénsav, a p-toluolszulfonsav és a metánszulfonsav. A tömény kénsav észterező katalizátorként való alkalmazása gyakran mellékreakciókat vált ki, például dehidratációt, oxidációt és a reagensek önészteresítését. Ez különféle melléktermékeket generál, bonyolítja a terméktisztítást és a nyersanyag-kinyerést, megzavarja az utókezelési folyamatokat, és rontja a termék minőségét, miközben korrodálja a berendezéseket. Következésképpen a PTSA-t elsősorban a jelenlegi ipari termelésben használják előnyei miatt, beleértve az alacsony dózisigényt, az alacsony reakcióhőmérsékletet, a magas konverziós arányt és a kiváló termékminőséget. A reakció befejeződése után a katalizátor könnyen elválasztható a terméktől, ami leegyszerűsíti a folyamat munkafolyamatát. Az észterezési reakció során keletkező vizet egy azeotróp vízelvezető szerrel távolítják el. A gyakori vízelvezető szerek közé tartozik a benzol, toluol, xilol, ciklohexán és n-heptán, amelyek azeotrópokat képeznek a reakcióvízzel, hogy elszállítsák azt. Az alkánok drágák és nagyon illékonyak; a xilol forráspontja magas; a benzol forráspontja viszonylag alacsony és illékonysága magas, ami megnehezíti a kinyerését, és magas toxicitást mutat. Ezért általában a toluolt részesítik előnyben vízelvezető szerként. A toluol forráspontja 110 °C, a víz-toluol azeotróp forráspontja pedig 84 °C; könnyen kondenzálódik vákuumdesztillációs oldószeres sztrippelés során, ami magas kinyerési arányt, alacsonyabb toxicitást, mint a benzol, és viszonylag gazdaságos költséget biztosít. Az elmúlt években azonban a bevonatokban, festékekben és ragasztókban található benzol-sorozatú oldószerekre vonatkozó szabályozási korlátozások számos gyártót arra késztettek, hogy fokozatosan kivonják a toluolt az alkán alapú vízelvezető szerek javára. Az észteresítési folyamat során polimerizációs inhibitorokat kell bevezetni, hogy megakadályozzuk az akrilsav monomer és a kapott akrilát termék idő előtti polimerizációját. Az általánosan használt inhibitorok közé tartoznak a fenolos vegyületek (például a hidrokinon [HQ] és a terc-butil-hidrokinon [TBHQ]), amin vegyületek (például a fenotiazin és a p-fenilén-diamin), valamint a réz koordinációs komplexek (például a réz-dimetildietil-ditiokarbamát és a réz-dibutil-ditiokarbamát), amelyeket önmagukban vagy kevert készítményként alkalmaznak. Magasabb szénatomszámú alkil-akrilátok esetén olvadék észteresítés alkalmazható. Ez a módszer kiküszöböli az eszteresítés szükségességét, és csökkenti a katalizátorok és inhibitorok szükséges adagját. A 110–120 °C-on végbemenő reflux reakciót követően dehidratálják, és a fel nem használt akrilsavat és a maradék vizet végül vákuumdesztillációval eltávolítják, így nagy tisztaságú és magas hozamú magasabb szénatomszámú alkil-akrilátokat kapnak.
(2) Átészteresítés
CH₂=CHCOOCH₃ + ROH → CH₂=CHCOOR + CH₃OH
Amikor magasabb szénatomszámú alkil-akrilátokat vagy funkcionális akrilátokat transzeszterifikációval állítunk elő, a metil-akrilátot jellemzően alacsonyabb szénatomszámú alkil-észter kiindulási anyagként választjuk. Alacsony forráspontja (80 °C) miatt az észterezést alacsonyabb hőmérsékleten kell végezni, ami meghosszabbítja a reakcióidőt. Továbbá a melléktermékként képződő metanol azeotropot képez a metil-akriláttal (forráspont 62–63 °C), ami elszállítja a reaktáns metil-akrilátot, és ennek következtében csökkenti a célzott magasabb szénatomszámú észter hozamát. A metil-akrilát és a magasabb szénatomszámú akrilátok hajlamosak a kopolimerizációra és a homopolimerizációra, ami tovább csökkenti a magasabb szénatomszámú akrilátok hozamát; ezért gyakran nagyobb dózisú inhibitorokra van szükség. A költségek és az utókezelés bonyolultsága miatt ezt a módszert már nem alkalmazzák kereskedelmi forgalomban magasabb szénatomszámú alkil-akrilátok és funkcionális akrilátok szintéziséhez.
(3) Savkloridos módszer
CH2=CHCOOH + SOCl2 → CH2=CHCOCl + HCl + CO₂
CH₂=CHCOCl + ROH → CH₂=CHCOOR + HCl
Ez a módszer először akrilsavat reagáltat tionil-kloriddal, így akriloil-kloridot szintetizál, amely ezután egy alkohollal észteresítési reakción megy keresztül. Nem igényel katalizátorokat vagy vivőanyagokat. Mivel a reakció alacsony hőmérsékleten megy végbe, a polimerizációs inhibitorok hozzáadását is elkerülik. Az észteresítés szinte kvantitatíven megy végbe, kivételes terméktisztaságot eredményezve. Ez azonban egy kétlépéses folyamat, magas termelési költségekkel. A reakció jelentős mennyiségű HCl- és SO₂-gázt termel, ami többlépcsős mosórendszereket igényel híg lúgos oldatokkal és vízzel az abszorpcióhoz.
(4) Fázistranszfer katalízis (PTC)
2CH₂=CH3|C-COOH + Na2CO3 → 2CH₂=CH3|C-COONa + CO₂ + H2O
CH₂=CH3|C-COONa + ClCH2-CH2O → CH2=CH3|C-COOCH2-CH2O + NaCl
A nátrium-metakrilát szilárd halmazállapotban létezik, míg az epiklórhidrin folyékony halmazállapotú. Katalizátor hiányában a reakció közöttük nagyon lassú, ami fázistranszfer katalizátor (PTC) alkalmazását teszi szükségessé. Az alkalmas fázistranszfer katalizátorok közé tartoznak a kvaterner ammóniumsók, a kvaterner foszfóniumsók és a koronaéterek. A kvaterner ammóniumsók a legelterjedtebbek, például a cetil-trimetil-ammónium-klorid (CTAC), a benzil-trimetil-ammónium-klorid (BTMAC) és a tetrametil-ammónium-klorid (TMAC). A nedvesség jelenléte a reakciórendszerben mellékreakciókat vált ki; ezért a hozam optimalizálása érdekében mind a nyersanyagokat, mind a reakciórendszert szigorúan vízmentesen és szárazon kell tartani.
(5) Addíciós észterezés
CH₂=R₁|C-COOH + CH₂-CH₂O-R₂ → CH₂=R₁|C-COO-CH₂-OH|CH₂-R₂
Az etilén-oxid vagy propilén-oxid (met)akrilsavba katalizátor jelenlétében történő közvetlen bevezetésével gyűrűfelnyíló addíciós észteresítés történik, hidroxi-(met)akrilátokat (például HEA, HEMA, HPA vagy HPMA) szintetizálva. 
Közzététel ideje: 2026. június 10.
