メチルメタクリレート（MMA）は重要な有機化学原料およびポリマーモノマーであり、主に有機ガラス、成形プラスチック、アクリル、コーティング、医薬品機能性ポリマー材料などの製造に使用されます。航空宇宙、電子情報、光ファイバー、ロボットなどの分野向けのハイエンド材料です。

材料モノマーとしての MMA は、主にポリメチルメタクリレート (一般にプレキシガラス、PMMA として知られる) の製造に使用され、また、他のビニル化合物と共重合して、ポリ塩化ビニル (PVC) 添加剤 ACR、MBS の製造や、アクリル製造における第 2 のモノマーなど、さまざまな特性を持つ製品を得ることもできます。

現在、国内外でMMAを製造する成熟したプロセスは、メタクリルアミド加水分解エステル化法（アセトンシアノヒドリン法、メタクリロニトリル法）、イソブチレン酸化法（三菱法、旭化成法）、エチレンカルボニル合成法（BASF法、ルーサイトアルファ法）の3種類がある。

1、メタクリルアミド加水分解エステル化経路
このルートは、アセトンシアノヒドリン法とメタクリロニトリル法を含む従来の MMA 製造方法であり、どちらもメタクリルアミド中間体の加水分解、エステル化後に MMA を合成します。

（１）アセトンシアノヒドリン法（ACH法）

ACH法は、米国ルーサイト社によって初めて開発されたMMAの工業的製造方法であり、現在では世界の主流のMMA製造プロセスです。この方法は、アセトン、青酸、硫酸、メタノールを原料とし、反応工程はシアノヒドリン化反応、アミド化反応、加水分解エステル化反応から構成されています。

ACH プロセスは技術的には成熟していますが、次のような重大な欠点があります。

○ 毒性の強い青酸を使用するため、保管、輸送、使用時には厳格な保護措置が必要です。

○ 大量の酸残渣（硫酸と重硫酸アンモニウムを主成分とし、少量の有機物を含む水溶液）が副生し、その量はMMAの2.5～3.5倍に達し、深刻な環境汚染源となっている。

o 硫酸を使用するため、防錆装置が必要となり、装置の構築に費用がかかります。

（２）メタクリロニトリル法（MAN法）

旭化成は、ACHルートをベースとしたメタクリロニトリル（MAN）プロセスを開発しました。すなわち、イソブチレンまたはtert-ブタノールをアンモニアで酸化してMANを得、これを硫酸と反応させてメタクリルアミドを生成し、さらに硫酸とメタノールと反応させてMMAを生成します。MANルートは、アンモニア酸化反応、アミド化反応、加水分解エステル化反応から構成され、ACHプラントの設備をほとんど使用できます。加水分解反応では過剰の硫酸を使用し、中間体メタクリルアミドの収率はほぼ100％です。しかし、この方法では毒性の強い青酸副産物が発生し、青酸と硫酸の腐食性が強く、反応設備の要件が非常に高く、環境への危険性も非常に高くなります。

2、イソブチレンの酸化経路
イソブチレン酸化は、その高い効率性と環境保護性から、世界中の大手企業にとって好ましい技術ルートとなっていますが、技術的ハードルが高く、かつては日本のみが世界でこの技術を保有し、中国への技術移転を阻んでいました。この方法には、三菱法と旭化成法の2種類があります。

（１）三菱法（イソブチレン三段法）

日本の三菱レイヨンは、イソブチレンやtert-ブタノールを原料として、空気による二段階選択酸化でメタクリル酸（MAA）を得て、それをメタノールでエステル化してMMAを製造する新プロセスを開発しました。三菱レイヨンの産業化後、日本の旭化成、日本の京都モノマー、韓国のラッキー社などが次々と産業化を実現しました。国内の上海華誼集団公司は多くの人的資源と資金を投入し、二世代にわたる15年間のたゆまぬ努力を経て、イソブチレンの二段階酸化エステル化によるクリーン生産MMA技術の自主開発に成功し、2017年12月、山東省菏沢市にある合弁会社東明華誼玉皇で生産能力5万トンのMMA工業プラントを完成、稼働させました。これにより、日本の技術独占を打ち破り、中国でこの技術を持つ唯一の企業となりました。これにより、中国はイソブチレンの酸化によるMAAおよびMMAの生産の工業化技術を有する2番目の国となった。

（２）旭化成プロセス（イソブチレン二段法）

日本の旭化成株式会社は長年にわたり、MMA製造のための直接エステル化法の開発に取り組んでおり、1999年に川崎市で6万トンの工業プラントで開発・稼働を開始し、その後10万トンに拡張しました。 この技術ルートは2段階反応で構成され、Mo-Bi複合酸化物触媒の作用下でイソブチレンまたはtert-ブタノールを気相で酸化してメタクロレイン（MAL）を生成し、続いてPd-Pb触媒の作用下で液相でMALの酸化エステル化を行ってMMAを直接生成します。 このMMA製造ルートでは、MALの酸化エステル化が重要なステップです。 旭化成のプロセス方法はシンプルで、反応は2段階のみ、副産物は水のみで、環境に優しいですが、触媒の設計と調製は非常に要求が厳しいです。旭化成の酸化エステル化触媒が第一世代のPd-Pb触媒から新世代のAu-Ni触媒にアップグレードされたと報道されています。

旭化成の技術が産業化されてから、2003年から2008年にかけて、国内の研究機関がこの分野で研究ブームを起こし、河北師範大学、中国科学院プロセス工学研究所、天津大学、ハルビン工程大学など多くの機関がPd-Pb触媒などの開発と改良に力を入れました。 2015年以降、国内でAu-Ni触媒の研究が新たなブームを迎え、その代表が中国科学院大連化学工学研究所で、小規模パイロットスタディで大きな進歩を遂げ、ナノ金触媒調製プロセスの最適化、反応条件のスクリーニング、垂直アップグレードの長サイクル操作評価テストを完了し、現在、積極的に企業と協力して産業化技術を開発しています。

3、エチレンカルボニルの合成経路
エチレンカルボニル合成経路の工業化技術には、BASF プロセスとエチレンプロピオン酸メチルエステル プロセスが含まれます。

（１）エチレンプロピオン酸法（BASFプロセス）

このプロセスは4つのステップから構成されています。エチレンをヒドロホルミル化してプロピオンアルデヒドを得る、プロピオンアルデヒドをホルムアルデヒドと凝縮させてMALを得る、MALを管状固定床反応器で空気酸化してMAAを得る、そしてMAAを分離・精製し、メタノールとのエステル化によってMMAを得る、というものです。この反応が鍵となるステップです。このプロセスは4つのステップを必要とするため、比較的煩雑で、設備と投資コストも高くなりますが、原材料コストが低いという利点があります。

国内では、エチレン・プロピレン・ホルムアルデヒド（MMA）合成技術開発においても大きな進展が見られました。2017年、上海華誼集団公司は、南京NOAO新材料公司および天津大学と協力し、1,000トンのプロピレン・ホルムアルデヒドとホルムアルデヒドを縮合してメタクロレインを製造するパイロット試験を完了し、9万トン規模の工業プラント向けプロセスパッケージを開発しました。また、中国科学院プロセス工学研究所は、河南省エネルギー化学グループと協力し、1,000トン規模の工業プラントを完成し、2018年に安定稼働を達成しました。

（２）エチレンメチルプロピオネート法（ルーサイトアルファ法）

Lucite Alpha プロセスの操作条件は穏やかで、製品の収率が高く、設備投資と原材料コストが低く、単一ユニットの規模を大きくすることが容易であるため、現在、この技術は世界で Lucite 社のみが独占的に管理しており、外部に譲渡されていません。

アルファプロセスは 2 つのステップに分かれています。

最初のステップはエチレンとCOとメタノールの反応でプロピオン酸メチルを生成することである。

パラジウムベースの均一カルボニル化触媒を使用し、高活性、高選択性（99.9％）、長寿命などの特徴があり、反応は穏やかな条件下で行われるため、装置への腐食性が低く、建設資本投資が削減されます。

第二段階はメチルプロピオネートとホルムアルデヒドの反応でMMAを形成する。

独自の多相触媒を採用し、高いMMA選択性を有しています。近年、国内企業はメチルプロピオネートとホルムアルデヒドの縮合によるMMAの技術開発に多大な熱意を注ぎ、触媒および固定床反応プロセスの開発において大きな進歩を遂げていますが、触媒寿命は未だ産業応用の要求に達していません。