JP6869542B2 - Method for Producing N-Substituted (Meta) Acrylamide - Google Patents

Method for Producing N-Substituted (Meta) Acrylamide Download PDF

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本発明は、N−置換(メタ)アクリルアミドの簡便な工業的製造方法に関する。 The present invention relates to a simple industrial method for producing N-substituted (meth) acrylamide.

N−置換(メタ)アクリルアミドは、1つの(メタ)アクリルアミド基を有する単官能(メタ)アクリルアミドと2つ以上の(メタ)アクリルアミド基を有する多官能(メタ)アクリルアミドが含まれており、また、置換基の種類と数によって構造が多種多様となり、液体から固体まで、親水性から疎水性まで、物性や機能も幅広くカバーすることができ、塗料、粘着剤、接着剤、各種コ−ティング剤、製紙用薬剤、高分子凝集剤、コンタクトレンズなどの合成原料やUV硬化樹脂用反応性希釈剤、熱重合又は光重合用架橋剤など、極めて多様な分野において使用されており、その製造方法は従来から盛んに検討されてきた。 N-substituted (meth) acrylamides include monofunctional (meth) acrylamides with one (meth) acrylamide group and polyfunctional (meth) acrylamides with two or more (meth) acrylamide groups. The structure varies depending on the type and number of substituents, and it can cover a wide range of physical properties and functions from liquid to solid, hydrophilic to hydrophobic, paints, adhesives, adhesives, various coating agents, etc. It is used in an extremely diverse field such as synthetic raw materials such as papermaking agents, polymer flocculants, and contact lenses, reactive diluents for UV curable resins, and cross-linking agents for thermal polymerization or photopolymerization. Has been actively examined since.

N−置換(メタ)アクリルアミドの工業的製法の一つは、(メタ)アクリル酸エステルを出発物質として用いた方法であり、具体的には、(1)(メタ)アクリル酸エステルとアミンとを強塩基性触媒存在下で直接アミド化反応を行う方法;(2)(メタ)アクリル酸エステルとアミンとを、マイケル付加反応させた後、さらにアミンとをアミド化反応を行い、次にその生成物であるアミノアミドを無触媒或いは酸性触媒存在下で液相熱分解させることによりN−置換(メタ)アクリルアミドを合成する方法である(特許文献1〜3)。 One of the industrial methods for producing N-substituted (meth) acrylamide is a method using a (meth) acrylic acid ester as a starting material. Specifically, (1) (meth) acrylic acid ester and an amine are used. Method of performing direct amidation reaction in the presence of a strongly basic catalyst; (2) After carrying out a Michael addition reaction between a (meth) acrylic acid ester and an amine, an amidation reaction with an amine is further carried out, and then the formation thereof. This is a method for synthesizing N-substituted (meth) acrylamide by liquid-phase thermal decomposition of an aminoamide, which is a substance, in the presence of a non-catalyst or an acidic catalyst (Patent Documents 1 to 3).

しかし、(1)の方法では、(メタ)アクリル酸エステルとアミンのマイケル付加反応がアミド化反応と同時に進行し、アミノエステルを多量に副生する問題があった。(2)は、まず(メタ)アクリル酸エステルとアミンのマイケル付加体としてアミノエステルを合成し、その後塩基性触媒の存在下でアミノエステルとアミンとをアミド化反応をさせ、最後に得られたアミノアミドを無触媒或いは酸性触媒存在下で熱分解させる方法である。この方法では、高純度のアミノアミドを容易に取得することができるが、熱分解工程に持ち込む前に、塩基性触媒を中和させなれれば、重合トラブルが回避できない。また、中和により副生する中和塩の除去が経費も手間も掛かってしまう。さらに、熱分解反応は無触媒で行う場合、脱アミンの分解反応は十分な速度を有しないため、分解後のアミンと(メタ)アクリル酸アミドの再結合が起こりやすくなり、高収率に目的生成物を取得することができない。酸性触媒存在下の熱分解反応では、分解後のアミンによる酸性触媒が中和させ、触媒活性がなくなってしまう問題があった。 However, in the method (1), there is a problem that the Michael addition reaction of the (meth) acrylic acid ester and the amine proceeds at the same time as the amidation reaction, and a large amount of amino ester is produced as a by-product. In (2), an amino ester was first synthesized as a Michael adduct of a (meth) acrylic acid ester and an amine, and then the amino ester and the amine were amidated in the presence of a basic catalyst, and finally obtained. This is a method of thermally decomposing an aminoamide in the presence of a non-catalyst or an acidic catalyst. In this method, high-purity aminoamide can be easily obtained, but if the basic catalyst can be neutralized before being brought into the thermal decomposition step, polymerization trouble cannot be avoided. In addition, it is costly and time-consuming to remove the neutralized salt produced as a by-product by neutralization. Furthermore, when the thermal decomposition reaction is carried out without a catalyst, the decomposition reaction of deamine does not have a sufficient rate, so that the redeposition of the amine and the (meth) acrylic acid amide after the decomposition is likely to occur, which is aimed at high yield. The product cannot be obtained. In the thermal decomposition reaction in the presence of an acidic catalyst, there is a problem that the acidic catalyst by the amine after decomposition is neutralized and the catalytic activity is lost.

特開平4−208258号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-208258 特開平6−199752号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-199752 特開2012−97005号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-97005

本発明の課題は、取り扱いやすい(メタ)アクリル酸エステルを出発原料とし、温和な反応条件においても、N−置換(メタ)アクリルアミド、特に嵩高い環状置換基を有する(メタ)アクリルアミド、長鎖アルキル(メタ)アクリルアミド、多官能(メタ)アクリルアミドなどの高沸点や室温で固体である、公知方法で製造困難なN−置換(メタ)アクリルアミドを高純度、高収率、簡便且つ安価に工業的製造する方法を提供することである。 The subject of the present invention is to use an easy-to-handle (meth) acrylic acid ester as a starting material, and even under mild reaction conditions, N-substituted (meth) acrylamide, particularly (meth) acrylamide having a bulky cyclic substituent, long-chain alkyl. High-purity, high-yield, easy and inexpensive industrial production of N-substituted (meth) acrylamide, which is solid at room temperature and has a high boiling point such as (meth) acrylamide and polyfunctional (meth) acrylamide, which is difficult to produce by known methods. Is to provide a way to do it.

本発明者らはこれらの課題を解決するために鋭意検討を行った結果、(メタ)アクリル酸エステルとアルコ−ル及び/又はアミンとをマイケル付加反応させ、β−アルコキシプロピオン酸エステル、β−アミノプロピオン酸エステルを合成した後、触媒として金属錯体を添加し、アミン化合物とアミド化反応を行い、中間体としてβ−アルコキシプロピオン酸アミドとβ−アミノプロピオン酸アミドを得、その後、触媒として金属錯体存在下、β−アルコキシプロピオン酸アミド、β−アミノプロピオン酸アミドの液相熱分解反応により目的化合物N−置換(メタ)アクリルアミドを得ることを見出し、本発明に到達した。 As a result of diligent studies to solve these problems, the present inventors have carried out a Michael addition reaction between the (meth) acrylic acid ester and alcohol and / or amine, and β-alkoxypropionic acid ester, β- After synthesizing an aminopropionic acid ester, a metal complex is added as a catalyst and an amidation reaction is carried out with an amine compound to obtain β-alkoxypropionic acid amide and β-aminopropionic acid amide as intermediates, and then a metal as a catalyst. We have found that the target compound N-substituted (meth) acrylamide is obtained by the liquid phase thermal decomposition reaction of β-alkoxypropionic acid amide and β-aminopropionic acid amide in the presence of a complex, and arrived at the present invention.

すなわち本発明は、
(1)一般式[1]で示されるβ−置換プロピオン酸アミドを用いて、触媒として金属錯体の存在下で液相熱分解反応を行うことを特徴とする一般式[2]で示されるN−置換(メタ)アクリルアミドの製造方法、

Figure 0006869542
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(各式中、Rは水素原子またはメチル基を表す。nは1〜10の整数であり、かつ、n=1の場合、Rは炭素数11〜36の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、アルキルエーテル基、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素を表し、n=2〜10の整数の場合、Rは水素原子又は炭素数1〜36の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、アルキルエーテル基、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素を表す。Aは、一般式[3]もしくは[4]で表されるアルコキシ基もしくはアミノ基(式中のRは、炭素数1〜6の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、アルキルエーテル基、脂環式炭化水素を表す。RとRは各々独立に水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、アルキルエーテル基、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素を表す。又、RとRは、それらを担持する窒素原子と一緒になって、飽和5〜7員環(酸素原子を有するものを含む)を形成したものでもよい)を表し、Dは水素或いは炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基、アルキレンエーテル基、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、酸素原子を有する環状エーテル基を表し、Eはn価の連結基を表す。)
Figure 0006869542
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(2)一般式[1]で示されるβ−置換プロピオン酸アミドが、一般式[5]で示されるβ−置換プロピオン酸エステルと一般式[6]示されるアミン化合物とを、触媒として金属錯体の存在下で反応させて得ることを特徴とする前記(1)に記載の製造方法、
Figure 0006869542
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(各式中、R、R、n、A、DとEは上記で定義したとおりである。Rは炭素数1〜4の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を表す。)
(3)金属錯体は、1分子中に1個の金属原子又は金属イオンを有する単核金属錯体、又は1分子中に2個以上の金属原子又は金属イオンを有する多核金属錯体であって、かつ、金属原子又は金属イオンはHSAB則における硬いルイス酸或いは中間的な硬さのルイス酸であることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の製造方法、
(4)金属錯体は、1分子中に2個以上の有機配位子又は無機配位子を有し、かつ、少なくとも1個以上の配位子はHSAB則における硬い塩基或いは中間的な硬さの塩基であり、ルイス酸とルイス塩基の組み合わせのいずれか1種であることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の製造方法、
(5)金属錯体の金属原子又は金属イオンは、配位数が4〜12、かつ、イオン半径が0.5〜1.5Åであることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の製造方法、
(6)ルイス塩基は、ハロゲン化物イオン、水酸化イオン、酢酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、メタンスルホン酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオルリン酸イオン、フルオロスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、2−(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホン酸イオン、水、アミン、アルコ−ルからなる群より選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれか1項に記載の製造方法、
(7)金属(原子又はイオン)は、鉄、ニッケル、銅(2価)、チタン、コバルト、ルテニウム、錫、インジウム、マンガン、亜鉛、ガリウム、スカンジウム、バナジウム、イットリウム、ランタノイドからなる群より選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれか1項に記載の製造方法を提供するものである。 That is, the present invention
(1) N represented by the general formula [2], which comprises performing a liquid phase pyrolysis reaction in the presence of a metal complex as a catalyst using the β-substituted propionic acid amide represented by the general formula [1]. -Method for producing substituted (meth) acrylamide,
Figure 0006869542
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(In each equation, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group. When n is an integer of 1 to 10 and n = 1, R 2 is a linear or branched chain having 11 to 36 carbon atoms. Represents an alkyl group, an alkyl ether group, an alicyclic hydrocarbon, or an aromatic hydrocarbon, and in the case of an integer of n = 2 to 10, R 2 is a hydrogen atom or a linear or branched chain having 1 to 36 carbon atoms. Represents an alkyl group, an alkyl ether group, an alicyclic hydrocarbon, or an aromatic hydrocarbon. A is an alkoxy group or an amino group represented by the general formula [3] or [4] (R 3 in the formula is Represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl ether group, and an alicyclic hydrocarbon. R 4 and R 5 are independently linear or branched hydrogen atoms or 1 to 10 carbon atoms, respectively. chain alkyl group, alkyl ether group, an alicyclic hydrocarbon, an aromatic hydrocarbon. Further, R 4 and R 5 together with the nitrogen atom carrying them, a saturated 5 to 7-membered ring It represents (including those having an oxygen atom), and D represents hydrogen or a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylene ether group, an alicyclic hydrocarbon, and an aromatic. It represents a cyclic ether group having a hydrocarbon and an oxygen atom, and E represents an n-valent linking group.)
Figure 0006869542
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(2) The β-substituted propionic acid amide represented by the general formula [1] is a metal complex using the β-substituted propionic acid ester represented by the general formula [5] and the amine compound represented by the general formula [6] as catalysts. The production method according to (1) above, which is obtained by reacting in the presence of.
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(In each formula, R 1 , R 2 , n, A, D and E are as defined above. R 6 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
(3) The metal complex is a mononuclear metal complex having one metal atom or metal ion in one molecule, or a polynuclear metal complex having two or more metal atoms or metal ions in one molecule, and The production method according to (1) or (2) above, wherein the metal atom or metal ion is a hard Lewis acid or an intermediate hardness Lewis acid according to HSAB rules.
(4) The metal complex has two or more organic ligands or inorganic ligands in one molecule, and at least one or more ligands are hard bases or intermediate hardness according to HSAB rule. The production method according to any one of (1) to (3) above, wherein the base is any one of a combination of a Lewis acid and a Lewis base.
(5) Any of the above (1) to (4), wherein the metal atom or metal ion of the metal complex has a coordination number of 4 to 12 and an ionic radius of 0.5 to 1.5 Å. The manufacturing method according to item 1.
(6) Lewis bases are halide ion, hydroxide ion, acetate ion, toluene sulfonic acid ion, methane sulfonic acid ion, perchlorate ion, tetrafluoroborate ion, hexafluorophosphate ion, fluoro sulfonic acid ion. , Trifluoromethanesulfonic acid ion, trifluoroacetate ion, 2- (trifluoromethyl) benzenesulfonic acid ion, water, amine, alcohol, at least one selected from the group. 1) The production method according to any one of (5) to (5).
(7) The metal (atom or ion) is selected from the group consisting of iron, nickel, copper (divalent), titanium, cobalt, ruthenium, tin, indium, manganese, zinc, gallium, scandium, vanadium, ittrium, and lanthanoid. The production method according to any one of (1) to (6) above, which is characterized in that it is at least one kind.

本発明の方法によると、N−置換(メタ)アクリルアミドを出発原料(メタ)アクリル酸エステルから高収率で安価かつ簡便に製造することができる。また、本発明の方法では、リサイクル可能で、かつ、環境負荷の小さい金属錯体を触媒として使用し、嵩高い環状置換基を有する(メタ)アクリルアミド、長鎖アルキル(メタ)アクリルアミド、多官能(メタ)アクリルアミド等のN−置換(メタ)アクリルアミドにおいても十分な速度と高選択率で反応が進行し、重合などのトラブルが発生せず、不純物の副生が少なく、高純度品を高収率で取得することができる。 According to the method of the present invention, N-substituted (meth) acrylamide can be easily produced from a starting material (meth) acrylic acid ester in high yield at low cost. Further, in the method of the present invention, a metal complex that is recyclable and has a small environmental load is used as a catalyst, and has a bulky cyclic substituent (meth) acrylamide, long-chain alkyl (meth) acrylamide, and polyfunctional (meth). ) Even with N-substituted (meth) acrylamide such as acrylamide, the reaction proceeds at a sufficient rate and high selectivity, troubles such as polymerization do not occur, there are few by-products of impurities, and high-purity products are produced in high yield. Can be obtained.

本発明の製造方法において、アミン化合物とβ−置換プロピオン酸エステルのアミド化反応におけるルイス酸とルイス塩基からなる金属錯体の触媒メカニズムについて、反応機構は必ずしも明らかではないが、アミンが硬いルイス塩基であるため、金属の空配位座に配位、或いは、金属の既存配位子を置換して配位されやすく、そのことによりアミンが活性化され、温和な条件下でも反応がスム−ズに進行していくことを発明者らは推測している。また、β−置換プロピオン酸アミドの液相熱分解においても、アルコ−ルやアミンが金属錯体に配位されやすいため、β−置換プロピオン酸アミドから脱離し易く、分解反応が低温領においても十分な速度で進行していくことを発明者らは推測している。 In the production method of the present invention, the catalytic mechanism of the metal complex consisting of Lewis acid and Lewis base in the amidation reaction of the amine compound and β-substituted propionic acid ester is not necessarily clear, but the amine is a hard Lewis base. Therefore, it is easy to coordinate to the empty coordination constellation of the metal or to replace the existing ligand of the metal, thereby activating the amine and smoothing the reaction even under mild conditions. The inventors speculate that it will progress. Also, in the liquid phase thermal decomposition of β-substituted propionic acid amide, alcohol and amine are easily coordinated to the metal complex, so that they are easily desorbed from β-substituted propionic acid amide, and the decomposition reaction is sufficient even in the low temperature region. The inventors speculate that it will proceed at a high speed.

本発明は、下記(イ)と(ロ)の二つの工程からなる、β−置換プロピオン酸アミドとしてβ−アルコキシプロピオン酸アミド(一般式[7])とβ−アミノプロピオン酸アミド(一般式[8])(各式中、R〜R、n、A、DとEは上記で定義したとおりである。)を効率よく工業的に製造する方法を提供するものである。

Figure 0006869542
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The present invention comprises the following two steps (a) and (b), as β-substituted propionic acid amides, β-alkoxypropionic acid amide (general formula [7]) and β-aminopropionic acid amide (general formula [7]). 8]) (wherein, R 1 ~R 5, n, a, D and E is to provide a method for producing is as defined above.) efficiently and industrially.
Figure 0006869542
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本発明は、下記(イ)〜(ハ)の三つの工程からなる、一般式[9](式中、R、R、n、DとEは上記で定義したとおりである。)で示されるN−置換(メタ)アクリルアミドを効率よく工業的に製造する方法を提供するものである。

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The present invention consists of three steps below (a) to (c), the general formula [9] (wherein, R 1, R 2, n , D and E are as defined above.) In It provides a method for efficiently industrially producing the indicated N-substituted (meth) acrylamide.
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(イ) β−置換プロピオン酸エステルの製造
(イ−1)β−アルコキシプロピオン酸エステルの製造工程
(メタ)アクリル酸エステルとアルコ−ルを、塩基性触媒の存在下、モル比(アルコ−ル/(メタ)アクリル酸エステル)が1.0以上、反応温度が0〜120℃の範囲で反応させ、β−アルコキシプロピオン酸エステルを製造することができる。
(A) Production of β-substituted propionic acid ester (a-1) Production process of β-alkoxypropionic acid ester (Meta) Acrylic acid ester and alcohol are mixed in molar ratio (alcoal) in the presence of a basic catalyst. / (Meta) acrylic acid ester) can be reacted in the range of 1.0 or more and the reaction temperature in the range of 0 to 120 ° C. to produce β-alkoxypropionic acid ester.

(イ−2)β−アミノプロピオン酸エステルの製造工程
(メタ)アクリル酸エステルと一級又は二級の単官能アミンを、モル比(アミン/(メタ)アクリル酸エステル)が1.0以上、反応温度が−10〜120℃の範囲で反応させ、β−アミノプロピオン酸エステルを製造することができる。
(A-2) Production process of β-aminopropionic acid ester A reaction of a (meth) acrylic acid ester with a primary or secondary monofunctional amine in a molar ratio (amine / (meth) acrylic acid ester) of 1.0 or more. The β-aminopropionic acid ester can be produced by reacting in a temperature range of −10 to 120 ° C.

(ロ) β−置換プロピオン酸アミドの製造工程
一般式[6]で示されるアミン化合物と一般式[5]で示され、(イ)工程で製造されたβ−置換プロピオン酸エステル(β−アルコキシプロピオン酸エステルとβ−アミノプロピオン酸エステル)とを、金属錯体の存在下で反応させ、一般式[1]で示されるβ−置換プロピオン酸アミド(β−アルコキシプロピオン酸アミドとβ−アミノプロピオン酸アミド)を製造することができる。
(B) Production process of β-substituted propionic acid amide
With the amine compound represented by the general formula [6] and the β-substituted propionic acid ester (β-alkoxypropionic acid ester and β-aminopropionic acid ester) represented by the general formula [5] and produced in the step (a). Can be reacted in the presence of a metal complex to produce β-substituted propionic acid amides (β-alkoxypropionic acid amides and β-aminopropionic acid amides) represented by the general formula [1].

(ハ) N−置換(メタ)アクリルアミドの製造工程
(ロ)工程で製造されたβ−置換プロピオン酸アミドが、金属錯体の存在下で液相熱分解反応によりβ位のアルコ−ル又はアミンを脱離させ、N−置換(メタ)アクリルアミドを製造することができる。
(C) Production step of N-substituted (meth) acrylamide The β-substituted propionic acid amide produced in step (b) produces an alcohol or amine at the β-position by a liquid phase pyrolysis reaction in the presence of a metal complex. It can be desorbed to produce N-substituted (meth) acrylamide.

以下、本発明の各工程を詳述する。
(イ) の工程
この工程は、塩基性触媒存在下で(メタ)アクリル酸エステルとアルコ−ルとを反応させることによって行われ、煩雑な操作を伴わずに収率よく、アルコキシプロピオン酸エステルを取得することができる(イ−1)。また、塩基性触媒の存在下、或いは無触媒条件において、(メタ)アクリル酸エステルと一級又は二級の単官能アミンとを反応させることによって行われ、煩雑な操作を伴わずに収率よく、アミノプロピオン酸エステルを取得することができる(イ−2)。該工程に用いる(メタ)アクリル酸エステルは重合しやすいため、ラジカル重合禁止剤の存在下で実施することが好ましい。
Hereinafter, each step of the present invention will be described in detail.
Step (a) This step is carried out by reacting the (meth) acrylic acid ester with alcohol in the presence of a basic catalyst, and the alkoxypropionic acid ester is produced in good yield without complicated operations. It can be obtained (a-1). Further, it is carried out by reacting a (meth) acrylic acid ester with a primary or secondary monofunctional amine in the presence of a basic catalyst or in a non-catalytic condition, and the yield is good without complicated operations. Aminopropionic acid ester can be obtained (a-2). Since the (meth) acrylic acid ester used in the step is easily polymerized, it is preferably carried out in the presence of a radical polymerization inhibitor.

(イ)の工程において、(メタ)アクリル酸エステルに対するアルコ−ル、或は一級又は二級の単官能アミンの配合比としては、アルコ−ル又はアミンを化学量論的な量を使用することができ、またはそれよりも過剰に用いることで反応の完結が促進されるため、好ましい。一般的に、(メタ)アクリル酸エステル1モルに対して、アルコ−ル又はアミンは1〜30倍モルの範囲で用いられる。また、1.05〜20倍モルの範囲が好ましく、1.1〜10倍モルの範囲が特に好ましい。アルコ−ル又はアミンは反応の原料と同時に反応の溶媒として使用することができる。さらに、アミンは塩基性触媒作用を有するため、別途触媒を添加することなしにも反応が迅速に進行することができる。(メタ)アクリル酸エステルに対して、アルコ−ル又はアミンの配合比は30倍モルを超えると、反応後の回収など経済的な面に不利である。 In step (a), a stoichiometric amount of alcohol or amine should be used as the compounding ratio of alcohol or primary or secondary monofunctional amine to (meth) acrylic acid ester. However, it is preferable to use it in an excessive amount because it promotes the completion of the reaction. Generally, alcohol or amine is used in the range of 1 to 30 times by mole with respect to 1 mol of (meth) acrylic acid ester. Further, the range of 1.05 to 20 times mol is preferable, and the range of 1.1 to 10 times mol is particularly preferable. Alcor or amine can be used as a solvent for the reaction at the same time as the raw material for the reaction. Further, since the amine has a basic catalytic action, the reaction can proceed rapidly without adding a separate catalyst. If the compounding ratio of alcohol or amine exceeds 30 times the molar amount of the (meth) acrylic acid ester, it is disadvantageous in terms of economy such as recovery after the reaction.

(イ)の工程に用いる塩基性化合物は、特に制限はなく、無機塩基又は有機塩基の何れもよい。無機塩基としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩や炭酸水素塩、燐酸塩などが挙げられ、有機塩基としては、第3級アミン、ピリジン、上記アルカリ金属のアルコキシドなどが挙げられる。また、不純物発生防止の観点から、リチウムメトキシド、リチウムエトキシド、リチウムプロポキシド、リチウムブトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプロポキシド、ナトリウムブトキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムプロポキシド、カリウムブトキシドが好ましく、さらに該工程に用いられるアルコ−ルと同一のアルコ−ルからなる金属アルコキシドを使用することが最も好ましい。 The basic compound used in the step (a) is not particularly limited and may be either an inorganic base or an organic base. Examples of the inorganic base include hydroxides of alkali metals such as lithium, sodium and potassium, carbonates, hydrogen carbonates and phosphates, and examples of organic bases include tertiary amines, pyridines and alkoxides of the alkali metals. And so on. In addition, from the viewpoint of preventing the generation of impurities, lithium methoxide, lithium ethoxyoxide, lithium propoxide, lithium butoxide, sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium propoxide, sodium butoxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, potassium propoxide. , Potassium butoxide is preferable, and it is most preferable to use a metal alkoxide made of the same alcohol as the alcohol used in the step.

前記塩基性化合物は、一種を単独使用しても良く、二種以上を組み合わせて使用してもよい。この中で通常市販されていない塩基性金属アルコキシドに関しては、アルコ−ルの沸点差を利用して調製することができる。例えば、原料の第一級アルコ−ルはブチルアルコ−ルである場合、ナトリウムブトキシドやカリウムブトキシド、リチウムブトキシドが好適である。しかし、触媒自体が高価である事から、安価なナトリウムメトキシドにブタノ−ルを添加し、蒸留にてメタノ−ルを留去させることにより簡単にナトリウムブトキシドを得たのちに反応を実施することが好ましい。尚、これら塩基性化合物の添加量は、(イ)工程の(メタ)アクリル酸エステルに対しては0.05〜20モル%が好ましい。 The basic compound may be used alone or in combination of two or more. Among these, basic metal alkoxides that are not usually commercially available can be prepared by utilizing the boiling point difference of alcohol. For example, when the primary alcohol of the raw material is butyl alcohol, sodium butoxide, potassium butoxide, and lithium butoxide are preferable. However, since the catalyst itself is expensive, it is necessary to add butanol to inexpensive sodium methoxide and distill off the metanol to easily obtain sodium butoxide before carrying out the reaction. Is preferable. The amount of these basic compounds added is preferably 0.05 to 20 mol% with respect to the (meth) acrylic acid ester in step (a).

(イ)の工程の反応温度と反応時間は、該反応の出発原料である(メタ)アクリル酸エステルとアルコ−ル、アミンの品種や触媒の品種、配合比に応じて、適切に選定されるが、通常、反応温度は0〜120℃程度で、反応時間は0.5〜48時間の範囲である。また、好ましい反応温度は20〜100℃程度で、反応時間は1〜36時間の範囲である。反応温度は0℃未満、または反応時間は0.5時間未満であると、マイケル付加反応の速度が著しく低下し、一方、反応温度は120℃超えると、アルコ−ルやアミンが反応系外へ脱離しやすくなる同時に生成物の分解や他の副反応が増加するので好ましくない。また、反応時間は48時間を超える場合、生産性やコストにはデメリットが発生する。 The reaction temperature and reaction time of the step (a) are appropriately selected according to the (meth) acrylic acid ester and alcohol, which are the starting materials of the reaction, the type of amine, the type of catalyst, and the compounding ratio. However, usually, the reaction temperature is about 0 to 120 ° C., and the reaction time is in the range of 0.5 to 48 hours. The preferable reaction temperature is about 20 to 100 ° C., and the reaction time is in the range of 1 to 36 hours. If the reaction temperature is less than 0 ° C. or the reaction time is less than 0.5 hours, the rate of the Michael addition reaction will be significantly reduced, while if the reaction temperature exceeds 120 ° C., alcohol and amine will move out of the reaction system. It is not preferable because it facilitates desorption and at the same time increases decomposition of the product and other side reactions. If the reaction time exceeds 48 hours, there will be disadvantages in productivity and cost.

反応の出発原料であるアルコ−ルやアミンが過剰に配合することによって反応溶媒としての作用も提供できるが、さらに必要に応じて溶媒を使用してもよい。(イ)工程の反応溶媒は、特に限定するものではなく、反応の出発原料、生成物及び塩基性化合物との副反応を起さなければ、一般的な溶媒が使用することができる。 An excess of alcohol or amine, which is a starting material for the reaction, can provide an action as a reaction solvent, but a solvent may be used if necessary. The reaction solvent in the step (a) is not particularly limited, and a general solvent can be used as long as it does not cause a side reaction with the starting material, product and basic compound of the reaction.

(イ)の工程の反応終了後、反応液を必要に応じて、塩酸、硫酸、燐酸、酢酸などの無機や有機系酸性化合物により中和を行い、又は強酸性陽イオン交換樹脂の接触処理により中和を実施することができる。その後、析出した塩類がある場合、ろ過で分離し、常圧又は減圧下において、ろ液中の反応溶媒、未反応アルコ−ルやアミン及びその他の副生成物を除去し、該工程の目的化合物であるβ−アルコキシプロピオン酸エステル、β−アミノプロピオン酸エステルを得ることができる。さらに、必要に応じて減圧蒸留などの精製方法により高純度化することができる。 After the reaction in step (a) is completed, the reaction solution is neutralized with an inorganic or organic acidic compound such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, etc., or by contact treatment with a strong acid cation exchange resin, if necessary. Neutralization can be carried out. Then, if there are precipitated salts, they are separated by filtration, and the reaction solvent, unreacted alcohol, amine and other by-products in the filtrate are removed under normal pressure or reduced pressure, and the target compound of the step is removed. Β-alkoxypropionic acid ester and β-aminopropionic acid ester can be obtained. Further, if necessary, purification can be achieved by a purification method such as vacuum distillation.

(イ)工程の反応はラジカル重合禁止剤の存在下で行うことが好ましい。重合禁止剤としては公知のものが使用できるが、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、tert−ブチルハイドロキノン、2,6−ジ−tert−ブチルパラハイドロキノン、2,5−ジ−tert−ブチルハイドロキノン、2,4−ジメチル−6−tertブチルフェノ−ル、ハイドロキノンモノメチルエーテル等のフェノ−ル化合物、N−イソプロピル−N'−フェニル−パラ−フェニレンジアミン、N−(1,3−ジメチルブチル)−N'−フェニル−パラ−フェニレンジアミン、N−(1−メチルヘプチル)−N'−フェニル−パラ−フェニレンジアミン、N,N'−ジフェニル−パラ−フェニレンジアミン、N,N'−ジ−2−ナフチル−パラ−フェニレンジアミン等のパラフェニレンジアミン類、チオジフェニルアミン等のアミン化合物、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル、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、アセトアミドテトラメチルピペリジン−1−オキシル等のピペリジン−1−オキシルフリ−ラジカル化合物類等を例示することができる。これらの重合禁止剤は、1種又は2種以上を併用しても構わない。また、重合禁止剤の添加量は、(メタ)アクリル酸に対して1〜10000ppm、好ましくは5〜5000ppmである。 The reaction in the step (a) is preferably carried out in the presence of a radical polymerization inhibitor. Known polymerization inhibitors can be used. For example, hydroquinone, methylhydroquinone, tert-butylhydroquinone, 2,6-di-tert-butylparahydroquinone, 2,5-di-tert-butylhydroquinone, 2, Phenol compounds such as 4-dimethyl-6-tertbutylphenyl and hydroquinone monomethyl ether, N-isopropyl-N'-phenyl-para-phenylenediamine, N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl -Para-phenylenediamine, N- (1-methylheptyl) -N'-phenyl-para-phenylenediamine, N, N'-diphenyl-para-phenylenediamine, N, N'-di-2-naphthyl-para- Paraphenylenediamines such as phenylenediamine, amine compounds such as thiodiphenylamine, 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1- Examples thereof include piperidine-1-oxylfree radical compounds such as oxyl and acetamidotetramethylpiperidin-1-oxyl. These polymerization inhibitors may be used alone or in combination of two or more. The amount of the polymerization inhibitor added is 1 to 10000 ppm, preferably 5 to 5000 ppm with respect to (meth) acrylic acid.

(ロ)の工程
この工程は、触媒として金属錯体の存在下で、前記(イ)工程で得られたβ−置換プロピオン酸エステルを用い、煩雑な操作を伴わずに収率よく、一般式[6]で示されるアミン化合物とのアミド化反応により一般式[1]で示されるβ−置換プロピオン酸アミドを製造するものである。
Step (b) In this step, the β-substituted propionic acid ester obtained in step (a) above is used in the presence of a metal complex as a catalyst, and the yield is good without complicated operations. The β-substituted propionic acid amide represented by the general formula [1] is produced by an amidation reaction with the amine compound represented by 6].

本発明に使用されるアミン化合物は、1分子中に第二級アミノ基を1個のみを有する単官能アミン化合物と1分子中に第一級アミノ基1個以上を有し、又は/及び第二級アミノ基2個以上を有する多官能アミン化合物が含まれる。これらの単官能アミン化合物又は多官能アミン化合物は、任意の1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The amine compounds used in the present invention are monofunctional amine compounds having only one secondary amino group in one molecule and one or more primary amino groups in one molecule, and / and the first. A polyfunctional amine compound having two or more secondary amino groups is included. Any one of these monofunctional amine compounds or polyfunctional amine compounds may be used, or two or more thereof may be used in combination.

単官能アミン化合物は、N−モノ置換又はN,N−二置換の炭素数11〜36の置換基(直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、アルキルエーテル基、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素を表しのものを含む)を有する飽和又は不飽和、直鎖又は分岐鎖或いは環状の脂肪族単官能第一級アミンと単官能第二級アミン(芳香環を有するものを含む)、前記同様の炭素数11〜36の置換基を有する単官能第一級芳香族アミンと単官能第二級芳香族アミン、前記同様の炭素数11〜36の置換基を有する単官能第一級アルカノ−ルアミンと単官能第二級アルカノ−ルアミン、前記同様の炭素数11〜36の置換基を有する単官能第一級エーテルアミンと単官能第二級エーテルアミン、前記同様の炭素数11〜36の置換基を有する単官能第一級アミノアミンと単官能第二級アミノアミンである。炭素数11〜36の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基の具体的例としては、ウンデシル基(C11)、ラウリル基(C12)、トリデシル基(C13)、ミリスチル基(C14)、セチル基(C16)、ステアリル基(C18)、オレイル基(C18)、アラキル基(C20)、ベヘニル基(C22)、リグノセリル基(C24)、セロトイル基(C26)、モンタニル基(C28)、メリッシル基(C30)、ドトリアコンタノイル基(C32)、テトラトリアコンタノイルアミン(C34)、ヘキサトリアコンタノイル基(C36)の飽和又は不飽和の直鎖又は分岐鎖が挙げられる。 The monofunctional amine compound is an N-mono-substituted or N, N-disubstituted substituent having 11 to 36 carbon atoms (linear or branched alkyl group, alkyl ether group, alicyclic hydrocarbon, aromatic). Saturated or unsaturated, linear or branched or cyclic aliphatic monofunctional primary amines and monofunctional secondary amines (including those having an aromatic ring) having (including those representing hydrocarbons), said. Monofunctional primary aromatic amines and monofunctional secondary aromatic amines having similar substituents having 11 to 36 carbon atoms, and monofunctional primary alkanos having similar substituents having 11 to 36 carbon atoms. Luamine and monofunctional secondary alkanolamine, monofunctional primary etheramine and monofunctional secondary etheramine having the same substituents having 11 to 36 carbon atoms as described above, and the same substitutions having 11 to 36 carbon atoms as described above. A monofunctional primary aminoamine having a group and a monofunctional secondary aminoamine. Specific examples of linear or branched alkyl groups having 11 to 36 carbon atoms include undecyl group (C11), lauryl group (C12), tridecyl group (C13), myristyl group (C14), and cetyl group (Cetyl group). C16), stearyl group (C18), oleyl group (C18), araquil group (C20), behenyl group (C22), lignoceryl group (C24), cellotoyl group (C26), montanyl group (C28), melissyl group (C30) , Dotria-contanoyl group (C32), tetratria-contanoylamine (C34), hexatria-contanoyl group (C36) saturated or unsaturated linear or branched chains.

多官能アミン化合物は、N−モノ置換又はN,N−二置換の炭素数1〜36の置換基(直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、アルキルエーテル基、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素を表しのものを含む)を有する飽和又は不飽和、直鎖又は分岐鎖或いは環状の脂肪族多官能第一級アミン、多官能第二級アミン又は多官能の第一級と第二級のブレンドアミン、前記同様の炭素数1〜36の置換基を有する多官能第一級芳香族アミン、多官能第二級芳香族アミン又は多官能の第一級と第二級のブレンド芳香族アミン、前記同様の炭素数1〜36の置換基を有する多官能第一級アルカノ−ルアミン、多官能第二級アルカノ−ルアミン又は多官能の第一級と第二級のブレンドアルカノ−ルアミン、前記同様の炭素数1〜36の置換基を有する多官能第一級エーテルアミンと多官能第二級エーテルアミン又は多官能の第一級と第二級のブレンドエーテルアミン、前記同様の炭素数1〜36の置換基を有する多官能第一級アミノアミン、多官能第二級アミノアミン又は多官能の第一級と第二級のブレンドアミノアミンである。炭素数1〜36の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基の具体的例としては、メチル基(C1)、エチル基(C2)、(イソ)プロピル基(C3)、(イソ)ブチル基(C4)、(イソ)ペンチル基(C5)、(イソ)ヘキシル基(C6)、(イソ)ヘプチル基(C7)、(イソ)オクチル基(C8)、(イソ)ノニル基(C9)、(イソ)デシル基(C10)、ウンデシル基(C11)、ラウリル基(C12)、トリデシル基(C13)、ミリスチル基(C14)、セチル基(C16)、ステアリル基(C18)、オレイル基(C18)、アラキル基(C20)、ベヘニル基(C22)、リグノセリル基(C24)、セロトイル基(C26)、モンタニル基(C28)、メリッシル基(C30)、ドトリアコンタノイル基(C32)、テトラトリアコンタノイルアミン(C34)、ヘキサトリアコンタノイル基(C36)の飽和又は不飽和の直鎖又は分岐鎖が挙げられる。 The polyfunctional amine compound is an N-mono-substituted or N, N-disubstituted substituent having 1 to 36 carbon atoms (linear or branched alkyl group, alkyl ether group, alicyclic hydrocarbon, aromatic). Saturated or unsaturated, linear or branched or cyclic aliphatic polyfunctional primary amines, polyfunctional secondary amines or polyfunctional primary and secondary having (including those representing hydrocarbons). Blended amines, polyfunctional primary aromatic amines having the same substituents having 1-36 carbon atoms, polyfunctional secondary aromatic amines, or polyfunctional primary and secondary blended aromatic amines. , Polyfunctional primary alkanolamines, polyfunctional secondary alkanolamines or polyfunctional primary and secondary blended alkanolamines having the same substituents having 1-36 carbon atoms, the same as above. Polyfunctional primary etheramine and polyfunctional secondary etheramine having substituents having 1 to 36 carbon atoms or a polyfunctional primary and secondary blended etheramine, the same as described above having 1 to 36 carbon atoms. It is a polyfunctional primary aminoamine, a polyfunctional secondary aminoamine, or a polyfunctional primary and secondary blended aminoamine having a substituent of. Specific examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 36 carbon atoms include a methyl group (C1), an ethyl group (C2), a (iso) propyl group (C3), and an (iso) butyl group (iso) butyl group ( C4), (iso) pentyl group (C5), (iso) hexyl group (C6), (iso) heptyl group (C7), (iso) octyl group (C8), (iso) nonyl group (C9), (iso) ) Decyl group (C10), undecyl group (C11), lauryl group (C12), tridecyl group (C13), myristyl group (C14), cetyl group (C16), stearyl group (C18), oleyl group (C18), araquil Group (C20), behenyl group (C22), lignoceryl group (C24), cellotoyl group (C26), montanyl group (C28), meliscil group (C30), dotria-contanoyl group (C32), tetratria-contanoylamine ( C34), a saturated or unsaturated linear or branched chain of a hexatria-contanoyl group (C36) can be mentioned.

多官能アミン化合物は、1分子中に第一級アミノ基1個以上を有し又は第二級アミノ基2個以上を有するものであり、上記単官能アミン化合物のアミノ基からなる群より任意に選択される2つ以上のアミノ基の組み合わせにより構成される。又、工業上入手しやすい面や安全性高いなどの観点から、脂肪族多官能アミンとしては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、イソプロピレンジアミン、1,3−ジアミノ−2−プロパノール、1,2−ジヒドロキシエチレンジアミン、2,3−ジヒドロキシー1,4−ブタンジアミン、1,8−ジアミン−3,6−ジオキサオクタン、1,10−ジアミノ−4,7−ジオキサデカン、1,1’−(1,2−エタンジイルビス(オキシ))ビス(3−アミノ−2−プロパノール])、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリス(2−アミノエチル)アミン、n−フェニル−エチレンジアミン、プトレスシン(1,4−ブタンジアミン)、スペルミジン(N−(3−アミノプロピル)-1,4−ジアミノブタン)、スペルミン(N,N−ビス(3−アミノプロピル)ブタン−1,4−ジアミン、トリス(3−アミノプロポキシメチル)アミノメタン、4,7,10−トリオキサ−1,13−トリデカンアミン、1,4−ビス(2−ヒドロキシ−3−アミノピロポキシ)ブタン、ポリエーテルジアミン等が好ましく、脂環式多官能アミン類としては、イソホロンジアミン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、4−アミノメチルピペラジン、メンタンジアミン、N−アミノエチルピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカンアダクト、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、メチレンジアニリン等が好ましい。芳香族多官能アミン類としては、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、1,3,5−トリアミノベンゼン、1,2,4−トリアミノベンゼン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、N,N’−ジメチル−m−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノアニソール、アミドール、キシリレンジアミン等が好ましい。これらの多官能アミン化合物は1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The polyfunctional amine compound has one or more primary amino groups or two or more secondary amino groups in one molecule, and is arbitrarily selected from the group consisting of amino groups of the monofunctional amine compound. It is composed of a combination of two or more selected amino groups. From the viewpoint of industrial availability and high safety, the aliphatic polyfunctional amines include ethylenediamine, propylenediamine, isopropylenediamine, 1,3-diamino-2-propanol, and 1,2-dihydroxyethylenediamine. , 2,3-Dihydroxy-1,4-butanediamine, 1,8-diamine-3,6-dioxaoctane, 1,10-diamino-4,7-dioxadecane, 1,1'-(1,2-) Ethandiyl bis (oxy)) bis (3-amino-2-propanol]), diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, iminobispropylamine, bis (hexamethylene) triamine, trimethylhexamethylenediamine, hexamethylenediamine, tris (2-Aminoethyl) amine, n-phenyl-ethylenediamine, ptolessin (1,4-butanediamine), spermidin (N- (3-aminopropyl) -1,4-diaminobutane), spermin (N, N-bis) (3-Aminopropyl) butane-1,4-diamine, tris (3-aminopropoxymethyl) aminomethane, 4,7,10-trioxa-1,13-tridecaneamine, 1,4-bis (2-hydroxy) -3-Aminopyropoxy) butane, polyetherdiamine and the like are preferable, and as the alicyclic polyfunctional amines, isophoronediamine, 1,3-diaminocyclohexane, 1,2-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, piperazine, etc. 2,5-Dimethylpiperazin, 4-aminomethylpiperazin, mentandiamine, N-aminoethylpiperazin, 3,9-bis (3-aminopropyl) 2,4,8,10-tetraoxaspiro (5,5) undecane Adduct, bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, methylenedianiline and the like are preferable. Examples of the aromatic polyfunctional amines include m-phenylenediamine and p-phenylenediamine. o-phenylenediamine, diaminodiphenylmethane, 1,3,5-triaminobenzene, 1,2,4-triaminobenzene, 2,4-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, N, N'-dimethyl-m − Phenylene diamine, 2,4-diaminoanisole, amidol, xylylene diamine and the like are preferable. These polyfunctional amine compounds may be used alone or in combination of two or more.

本発明に用いる金属錯体は、1分子中に1個の金属原子又は金属イオンを有する単核金属錯体及び1分子中に2個以上の金属原子又は金属イオンを有する多核金属錯体からなる群より選択された1種または2種以上のものである。 The metal complex used in the present invention is selected from the group consisting of a mononuclear metal complex having one metal atom or metal ion in one molecule and a polynuclear metal complex having two or more metal atoms or metal ions in one molecule. One or more of the above.

前記単核金属錯体及び多核金属錯体の金属原子又は金属イオンは、HSAB則における硬いルイス酸或いは中間的な硬さのルイス酸である。HSAB則(Hard and Soft Acids and Bases則)はルイス酸とルイス塩基の相性を硬い、柔らかいという表現を使って分類したものと知られており、「硬いルイス酸」とは、電荷密度が高く、分極されにくく、サイズが小さい陽イオン、「軟らかいルイス酸」とは、電荷密度が低く、比較的分極されやすく、サイズが大きい陽イオンという。一方、「硬いルイス塩基」は、電気陰性度が大きくて分極されにくい小さな塩基、「軟らかいルイス塩基」は、電気陰性度が小さくて分極されやすい大きな塩基である。これらの中間的な酸(中間的な硬さのルイス酸)と中間的な塩基(中間的な硬さのルイス塩基)も存在し、HSAB則により、「硬いルイス酸」と「硬いルイス塩基」、「軟らかいルイス酸」と「軟らかいルイス塩基」はお互いに相互作用しやすいという経験則である。 The metal atom or metal ion of the mononuclear metal complex and the polynuclear metal complex is a hard Lewis acid or an intermediate hardness Lewis acid according to HSAB law. The HSAB rule (Hard and Soft Acids and Bases rule) is known to classify the compatibility of Lewis acid and Lewis base using the expression hard and soft, and "hard Lewis acid" has a high charge density and is known to be classified. A cation that is difficult to be polarized and has a small size, "soft Lewis acid," is a cation that has a low charge density, is relatively easy to be polarized, and has a large size. On the other hand, the "hard Lewis base" is a small base having a large electronegativity and is difficult to be polarized, and the "soft Lewis base" is a large base having a small electronegativity and being easily polarized. There are also intermediate acids (Lewis acid with intermediate hardness) and bases (Lewis base with intermediate hardness), and according to HSAB rules, "hard Lewis acid" and "hard Lewis base". , "Soft Lewis acid" and "soft Lewis base" are empirical rules that easily interact with each other.

また、本発明に用いられる金属錯体の金属原子又は金属イオンは、配位数が4〜12、かつ、イオン半径が0.5〜1.5Åであることを特徴とする。配位数とイオン半径がこの範囲内であれば、金属原子又は金属イオンはHSAB則の硬いルイス酸或いは中間的な硬さのルイス酸に該当し、硬いルイス塩基或いは中間的な硬さのルイス塩基との組み合わせにより、本発明のアミド化反応などの触媒として十分な高活性を示すことができる。具体的に、金属(原子又はイオン)として、鉄、ニッケル、銅(2価)、チタン、ルテニウム、錫、インジウム、マグネシウム、カルシウム、マンガン、亜鉛、ガリウム、スカンジウム、バナジウム、イットリウム、ランタノイド金属からなる群より選ばれた少なくとも1種の金属である。 Further, the metal atom or metal ion of the metal complex used in the present invention is characterized by having a coordination number of 4 to 12 and an ionic radius of 0.5 to 1.5 Å. If the coordination number and the ionic radius are within this range, the metal atom or metal ion corresponds to a hard Lewis acid or an intermediate hardness Lewis acid according to HSAB law, and is a hard Lewis base or an intermediate hardness Lewis acid. When combined with a base, it can exhibit sufficiently high activity as a catalyst for the amidation reaction of the present invention. Specifically, the metal (atom or ion) is composed of iron, nickel, copper (divalent), titanium, ruthenium, tin, indium, magnesium, calcium, manganese, zinc, gallium, scandium, vanadium, yttrium, and lanthanoid metal. At least one metal selected from the group.

本発明に用いられる金属錯体は、1分子中に2個以上の有機配位子又は無機配位子を有し、かつ、少なくとも1個以上の配位子はHSAB則における硬いルイス塩基或いは中間的な硬さのルイス塩基である。 The metal complex used in the present invention has two or more organic or inorganic ligands in one molecule, and at least one or more ligands are hard Lewis bases or intermediates in HSAB law. It is a Lewis base with a high hardness.

本発明に用いられるルイス塩基は、ハロゲン化物イオン、水酸化イオン、酢酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、メタンスルホン酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオルリン酸イオン、フルオロスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、2−(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホン酸イオン、水、アミン、アルコ−ルからなる群より選ばれた少なくとも1種の配位子である。 The Lewis base used in the present invention is a halide ion, a hydroxide ion, an acetate ion, a toluene sulfonate ion, a methane sulfonate ion, a perchlorate ion, a tetrafluoroborate ion, a hexafluorophosphate ion, a fluorosulfone. It is at least one ligand selected from the group consisting of acid ion, trifluoromethanesulfonic acid ion, trifluoroacetate ion, 2- (trifluoromethyl) benzenesulfonic acid ion, water, amine, and alcohol.

前記ルイス酸の群から選ばれた少なくとも1種の金属原子又は金属イオンと、前記ルイス塩基の群から選ばれた少なくとも1種の配位子を任意に組み合わせると、いずれか1種以上の金属錯体を得ることができる。本発明に使用される金属錯体触媒は、1分子中に一つの金属原子または金属イオンを中心として、2つ以上の同種或いは異種の配位子から構成される単核金属錯体及び、1分子中に2つ以上の同種或いは異種の金属原子または金属イオンを中心として、1つの金属原子又は金属イオン当たりに2つ以上の同種或いは異種の配位子から構成される多核金属錯体である。さらに、多核金属錯体として金属原子間で結合を有する金属クラスターを含むことである。具体的に本発明の(ロ)工程及び(ハ)工程に使用可能な触媒は、金属として鉄、ニッケル、銅(2価)、チタン、コバルト、ルテニウム、錫、インジウム、マグネシウム、カルシウム、マンガン、亜鉛、ガリウム、スカンジウム、バナジウム、イットリウム、ランタノイドと、配位子としてハロゲン化物イオン、水酸化イオン、酢酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、メタンスルホン酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオルリン酸イオン、フルオロスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、2−(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホン酸イオン、水、アミン、アルコ−ルとの、任意的な組み合わせより構成される単核金属錯体、及び/又はクラスターを含む多核金属触媒が挙げられる。これらの金属錯体は、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。一般的に工業化され、入手しやすい観点から鉄、ニッケル、銅、錫、インジウム、マンガン、亜鉛、スカンジウム、バナジウム、イットリウム、ランタノイドの酢酸塩、トルエンスルホン酸塩、メタンスルホン酸塩、過塩素酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、フルオロスルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、トリフルオロ酢酸塩がより好ましい。 When at least one metal atom or metal ion selected from the group of Lewis acids and at least one ligand selected from the group of Lewis bases are arbitrarily combined, any one or more metal complexes are used. Can be obtained. The metal complex catalyst used in the present invention is a mononuclear metal complex composed of two or more same or different ligands centered on one metal atom or metal ion in one molecule, and one molecule. It is a polynuclear metal complex composed of two or more same or different ligands per one metal atom or metal ion centered on two or more same or different metal atoms or metal ions. Furthermore, it includes a metal cluster having a bond between metal atoms as a polynuclear metal complex. Specifically, the catalysts that can be used in steps (b) and (c) of the present invention include iron, nickel, copper (divalent), titanium, cobalt, ruthenium, tin, indium, magnesium, calcium, manganese, as metals. Zinc, gallium, scandium, vanadium, yttrium, lanthanoid, and as ligands, halide ion, hydroxide ion, acetate ion, toluene sulfonate ion, methane sulfonate ion, perchlorate ion, tetrafluoroborate ion, hexa Consists of any combination of fluorinate ion, fluorosulfonic acid ion, trifluoromethanesulfonic acid ion, trifluoroacetate ion, 2- (trifluoromethyl) benzenesulfonic acid ion, water, amine, alcohol Examples thereof include mononuclear metal complexes and / or polynuclear metal catalysts containing clusters. These metal complexes can be used alone or in admixture of two or more. Iron, nickel, copper, tin, indium, manganese, zinc, scandium, vanadium, yttrium, lanthanoid acetate, toluene sulfonate, methane sulfonate, perchlorate from the standpoint of being generally industrialized and readily available. , Tetrafluoroborate, fluorosulfonate, trifluoromethanesulfonate, trifluoroacetate are more preferred.

(ロ)工程の反応はバッチ方式でも連続方式であってもよい。例えば、バッチ式反応の場合は、金属錯体の形状は粉末状又は微粒子状が好ましい。また、粉末状又は微粒子状の触媒において、原料であるアミン化合物、(イ)工程で得られたβ−置換プロピオン酸エステルや、必要に応じて添加する有機溶剤による均一に溶解又は分散された状態では取り扱い易いので、用いることがより好ましい。例えば、連続式反応の場合は、金属錯体を適宜な触媒担体に固着させた状態で反応に用いることが好ましい。 (B) The reaction in the step may be a batch method or a continuous method. For example, in the case of a batch reaction, the shape of the metal complex is preferably powder or fine particles. Further, in a powdery or fine particle catalyst, a state of being uniformly dissolved or dispersed by an amine compound as a raw material, a β-substituted propionic acid ester obtained in step (a), or an organic solvent added as needed. Since it is easy to handle, it is more preferable to use it. For example, in the case of a continuous reaction, it is preferable to use the metal complex in a state of being fixed to an appropriate catalyst carrier in the reaction.

(ロ)工程において、β−置換プロピオン酸エステルとアミン化合物のモル比はアミン化合物の官能基(アミノ基)とβ−置換プロピオン酸エステルの官能基(エステル基)の何れか一方を過剰に用いることで反応の完結が促進される。本発明において、(ロ)工程の生成物β−置換プロピオン酸アミドが反応液から分離、精製されやすい観点から、アミノ基に対して、エステル基の配合量は1.00〜20倍モルの範囲が好ましく、1.01〜10倍モルの範囲がより好ましい。過剰に用いるβ−置換プロピオン酸エステルは、同時に反応の溶媒として使用することができるが、この配合量を超えると、反応後過剰に仕込だ分の回収など経済的な面に不利である。 In step (b), the molar ratio of the β-substituted propionic acid ester to the amine compound is such that either the functional group (amino group) of the amine compound or the functional group (ester group) of the β-substituted propionic acid ester is excessively used. This promotes the completion of the reaction. In the present invention, the amount of the ester group compounded is in the range of 1.00 to 20 times the molar amount of the amino group from the viewpoint that the product β-substituted propionic acid amide of step (b) can be easily separated and purified from the reaction solution. Is preferable, and a range of 1.01 to 10 times mol is more preferable. The β-substituted propionic acid ester used in excess can be used as a solvent for the reaction at the same time, but if the amount exceeds this amount, it is disadvantageous in terms of economy such as recovery of the excess charged after the reaction.

(ロ)工程に用いる金属錯体の使用量は、β−置換プロピオン酸エステルとアミン化合物の品種や性状(反応温度における液体または固体)、アミノ基の数、溶解性、反応温度および使用する溶媒によって最適な範囲があるが、通常、アミノ基に対して0.1〜50mol%の範囲、好ましくは0.5〜20mol%の範囲、特に好ましくは1〜10mol%の範囲である。 (B) The amount of the metal complex used in the step depends on the type and properties (liquid or solid at the reaction temperature) of the β-substituted propionic acid ester and amine compound, the number of amino groups, solubility, reaction temperature and the solvent used. Although there is an optimum range, it is usually in the range of 0.1 to 50 mol%, preferably 0.5 to 20 mol%, particularly preferably 1 to 10 mol% with respect to the amino group.

(ロ)工程の反応温度と反応時間は、(イ)工程で合成されるβ−置換プロピオン酸エステルと原料アミン化合物の品種、配合比に応じて、適切に選定されるが、反応の選択率が高く、反応速度が比較的速い理由で、反応温度は0〜150℃程度で、反応時間は0.1〜48時間の範囲である。また、好ましい反応温度は20〜150℃程度で、反応時間は0.5〜36時間の範囲であり、特に好ましい反応温度は40〜100℃程度で、反応時間は1.0〜24時間の範囲である。(イ)工程で得られるβ−置換プロピオン酸エステルが過剰に配合することによって反応溶媒としての作用も提供できるが、さらに必要に応じて溶媒を使用してもよい。反応は常圧下、減圧又はオ−トクレ−ブ等加圧可能な装置を用いる加圧下で実施することができる。反応溶媒は、特に限定するものではなく、反応の出発原料、生成物および金属錯体との副反応を起さなければ、一般的な溶媒を使用することができる。例えば、トルエン、キシレンなどの疎水性溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、エチレングリコール、グリセリンなどの親水性溶媒が挙げられる。溶媒を使用する場合、その使用量としては、通常、β−置換プロピオン酸エステルとアミン化合物の合計に対して20〜1000重量%の範囲、好ましくは50〜500重量%の範囲、特に好ましくは100〜300重量%の範囲である。反応溶媒が、原料の溶解や撹拌効率向上などの目的で使用される場合、20重量%未満と十分な効果が期待できない可能性があり、また、1000重量%を超えると、不経済である同時に反応速度の低下を招くことがある。 The reaction temperature and reaction time of step (b) are appropriately selected according to the type and compounding ratio of the β-substituted propionic acid ester synthesized in step (a) and the raw material amine compound, but the reaction selectivity is selected. The reaction temperature is about 0 to 150 ° C., and the reaction time is in the range of 0.1 to 48 hours because of the high reaction rate and the relatively high reaction rate. The preferred reaction temperature is about 20 to 150 ° C. and the reaction time is in the range of 0.5 to 36 hours, and the particularly preferable reaction temperature is about 40 to 100 ° C. and the reaction time is in the range of 1.0 to 24 hours. Is. (A) The β-substituted propionic acid ester obtained in the step can be excessively blended to provide an action as a reaction solvent, but a solvent may be used if necessary. The reaction can be carried out under normal pressure, reduced pressure, or under pressure using a pressurizing device such as an autoclave. The reaction solvent is not particularly limited, and a general solvent can be used as long as it does not cause a side reaction with the starting material, product and metal complex of the reaction. Examples thereof include hydrophobic solvents such as toluene and xylene, and hydrophilic solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), ethylene glycol and glycerin. When a solvent is used, the amount used is usually in the range of 20 to 1000% by weight, preferably in the range of 50 to 500% by weight, particularly preferably 100, based on the total amount of the β-substituted propionic acid ester and the amine compound. It is in the range of ~ 300% by weight. When the reaction solvent is used for the purpose of dissolving the raw material or improving the stirring efficiency, a sufficient effect may not be expected if it is less than 20% by weight, and if it exceeds 1000% by weight, it is uneconomical at the same time. It may cause a decrease in reaction rate.

(ロ)工程の反応はバッチ方式で行う場合、例えば、反応容器に(イ)工程で得られたβ−置換プロピオン酸エステル、原料であるアミン化合物と金属錯体および溶媒を仕込み、必要に応じて反応容器内および反応液内を不活性ガスで置換した後、撹拌により懸濁或いは溶解状態を維持しながら、反応温度を所定値に調整し、所定時間で反応を行う。また、反応終了後の反応液混合物は、例えば、金属錯体が固形状に存在する場合は、それをフィルタ−で濾別や遠心分離によって固液を分離して回収してもよいし、分離せず、デカンテーションや濃縮、水や他の溶剤による沈殿、抽出などを行い、その後、そのまま再利用(ロ工程)するか次工程(ハ工程)に持ち越してもよい。一方、反応終了後の金属錯体が反応液に溶解した場合は、反応液を濃縮して、その後、そのまま再利用(ロ工程)するか次工程(ハ工程)に持ち越してもよい。さらに、反応終了後の金属錯体の溶解状態又は分散状態によらず、反応液を濃縮しないまま次工程(ハ工程)に持ち越すこともできる。 When the reaction in step (b) is carried out by a batch method, for example, the β-substituted propionic acid ester obtained in step (a), the amine compound as a raw material, a metal complex and a solvent are charged in a reaction vessel, and if necessary. After replacing the inside of the reaction vessel and the inside of the reaction solution with an inert gas, the reaction temperature is adjusted to a predetermined value while maintaining a suspended or dissolved state by stirring, and the reaction is carried out in a predetermined time. Further, in the reaction solution mixture after the reaction is completed, for example, when the metal complex exists in a solid state, the solid solution may be separated and recovered by filtration or centrifugation with a filter, or separated. Instead, it may be decanted, concentrated, precipitated with water or another solvent, extracted, etc., and then reused as it is (step B) or carried over to the next step (step C). On the other hand, when the metal complex after completion of the reaction is dissolved in the reaction solution, the reaction solution may be concentrated and then reused as it is (step B) or carried over to the next step (step C). Further, regardless of the dissolved state or the dispersed state of the metal complex after the completion of the reaction, the reaction solution can be carried over to the next step (step c) without being concentrated.

本発明の(ロ)工程と(ハ)工程において、反応の進行に伴い、触媒である金属錯体の配位構造を変化していっても構わなく、前述したHSAB則における硬い酸或いは中間的な酸に該当する金属原子又は金属イオンと、HSAB則における硬い塩基或いは中間的な硬さの塩基に該当する各種配位子、例えば、原料アミン化合物、反応の生成物や中間体など、との組み合わせにより構成された金属錯体でれば、特に制限するものではない。即ち、配位子の品種、濃度、比例などが反応の進行に連れて変化し、その変化に合わせて、金属錯体の品種や数が変化していく可能性があり、その結果、金属錯体が当該反応系における最適な配位構造を取っていくこととなる。本発明のアミン化合物とβ−置換プロピオン酸エステルのアミド化反応が低温で、高収率高選択率で進行できる理由については明確に解明されているわけではないが、発明者らは、反応状態に応じて金属錯体の構造が常に自己調整により最適な状態を維持できることで触媒の高活性が提供されていると推定している。 In steps (b) and (c) of the present invention, the coordination structure of the metal complex as a catalyst may be changed as the reaction progresses, and the hard acid or intermediate in the HSAB rule described above may be changed. A combination of a metal atom or metal ion corresponding to an acid and various ligands corresponding to a hard base or a base having an intermediate hardness according to HSAB law, for example, a raw material amine compound, a reaction product or an intermediate, and the like. The metal complex composed of the above is not particularly limited. That is, the type, concentration, proportionality, etc. of the ligand may change as the reaction progresses, and the type and number of metal complexes may change according to the change, and as a result, the metal complex may change. The optimum coordination structure in the reaction system will be taken. The reason why the amidation reaction between the amine compound of the present invention and the β-substituted propionic acid ester can proceed at low temperature with high yield and high selectivity is not clearly understood, but the inventors have stated that the reaction state. It is presumed that the high activity of the catalyst is provided by the fact that the structure of the metal complex can always maintain the optimum state by self-adjustment.

(ハ)の工程
この工程は、(ロ)工程で得られたβ−置換プロピオン酸アミドを用いて、所定の反応温度と操作圧力において、液相熱分解反応によるアルコ−ル又はアミンを脱離し、(ロ)工程から持ち込んだ反応溶媒や未反応の原料、副生成物などとともに沸点順で蒸留、回収し、留出成分或いは留出残分として、目的のN−置換(メタ)アクリルアミドを得ることができる。また、目的生成物、原料、副生成物と反応溶媒の物性によって、蒸留の代わりに、沈殿、洗浄、抽出、遠心分離、イオン交換樹脂による分離など公知な方法により目的生成物を分離、精製して取得することができる。さらに、必要に応じて、得られた目的生成物を精密蒸留、再結晶、昇華、浸透、吸着など公知な方法により高純度の目的生成物を得ることができる。該工程の反応は(ロ)工程から得られた粗β−置換プロピオン酸アミドと金属錯体の混合物を用いて行うことができ、また、分離、精製したβ−置換プロピオン酸アミドに金属錯体を添加して行うことができる。(イ)工程と同様に重合禁止剤の存在下で実施することが好ましい。重合禁止剤としては(イ)工程と同様公知のものが使用できる。
Step (c) In this step, the β-substituted propionic acid amide obtained in step (b) is used to desorb the solvent or amine by the liquid phase pyrolysis reaction at a predetermined reaction temperature and operating pressure. , (B) Distillation and recovery in order of boiling point together with the reaction solvent, unreacted raw materials, by-products, etc. brought in from step (b) to obtain the desired N-substituted (meth) acrylamide as a distillate component or distillate residue. be able to. Further, depending on the physical properties of the target product, raw material, by-product and reaction solvent, the target product is separated and purified by a known method such as precipitation, washing, extraction, centrifugation, or separation with an ion exchange resin instead of distillation. Can be obtained. Further, if necessary, the obtained target product can be obtained with a high-purity target product by a known method such as precision distillation, recrystallization, sublimation, permeation, and adsorption. The reaction in this step can be carried out using a mixture of the crude β-substituted propionic acid amide obtained in step (b) and the metal complex, and the metal complex is added to the separated and purified β-substituted propionic acid amide. Can be done. It is preferable to carry out in the presence of a polymerization inhibitor as in the step (a). As the polymerization inhibitor, known ones can be used as in step (a).

(ハ)工程は、(ロ)工程と同じ又は異なる金属錯体触媒を使用してもよく、また、(イ)工程と同じ又は異なる重合禁止剤を使用してもよい。金属錯体の添加量は(ハ)工程の原料β−置換プロピオン酸アミド(アルコキシプロピオン酸アミド又はアミノプロピオン酸アミド)に対しては1〜50モル%が好ましい。重合禁止剤の添加量はβ−置換プロピオン酸アミドに対して1〜10000ppm、好ましくは5〜5000ppmである。 In the step (c), the same or different metal complex catalyst as in the step (b) may be used, or the same or different polymerization inhibitor as in the step (a) may be used. The amount of the metal complex added is preferably 1 to 50 mol% with respect to the raw material β-substituted propionic acid amide (alkoxypropionic acid amide or aminopropionic acid amide) in step (c). The amount of the polymerization inhibitor added is 1 to 10000 ppm, preferably 5 to 5000 ppm with respect to the β-substituted propionic acid amide.

(ハ)工程の反応温度は、通常80〜200℃程度で、反応時間は1〜40時間の範囲である。また、好ましい反応温度は100〜150℃程度で、反応時間は2〜30時間の範囲である。反応温度が80℃未満、または反応時間が1時間未満であると、熱分解反応速度が著しく低下し、一方、反応温度が200℃超えると、生成物の重合や他の副反応が増加するので好ましくない。また、反応時間が40時間を超える場合、生産性やコストにはデメリットが発生する。 (C) The reaction temperature of the step is usually about 80 to 200 ° C., and the reaction time is in the range of 1 to 40 hours. The preferable reaction temperature is about 100 to 150 ° C., and the reaction time is in the range of 2 to 30 hours. If the reaction temperature is less than 80 ° C. or the reaction time is less than 1 hour, the pyrolysis reaction rate will be significantly reduced, while if the reaction temperature exceeds 200 ° C., the polymerization of products and other side reactions will increase. Not preferred. Further, when the reaction time exceeds 40 hours, there are disadvantages in productivity and cost.

(ハ)工程においては必要に応じて、溶媒を使用してもよい。反応溶媒は、特に限定するものではなく、反応の出発物質、生成物や金属錯体との副反応を起こさなければ、一般的な溶媒を使用することができる。溶媒を使用される場合の適切範囲が、通常、β−置換プロピオン酸アミドに対して、10〜1000重量%の範囲、好ましくは50〜500重量%の範囲である。 (C) In the step, a solvent may be used if necessary. The reaction solvent is not particularly limited, and a general solvent can be used as long as it does not cause a side reaction with the reaction starting material, product or metal complex. The appropriate range when a solvent is used is usually in the range of 10 to 1000% by weight, preferably 50 to 500% by weight, based on the β-substituted propionic acid amide.

本発明の実施例と比較例に使用した触媒を表1に示す。ここに示す金属錯体は単に本発明を説明するためのものであり、本発明をいかにも限定するものではない。 Table 1 shows the catalysts used in the examples and comparative examples of the present invention. The metal complex shown here is merely for explaining the present invention, and does not limit the present invention in any way.

Figure 0006869542
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以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例及び比較例に記載するβ−置換プロピオン酸エステル、β−置換プロピオン酸アミド、N−置換(メタ)アクリルアミドおよび用いた材料の略称は以下の通りである。
(1)(メタ)アクリル酸エステル
MA:アクリル酸メチル
EA:アクリル酸エチル
BA:アクリル酸ブチル
MMA:メタクリル酸メチル
(2)アミン化合物
DMA:ジメチルアミン
DEA:ジエチルアミン
DBA:ジブチルアミン
LA:ラウリルアミン
SA:ステアリスアミン
BAN:ビス(アミノメチル)ノルボルナン
EDA:エチレンジアミン
IPDA:イソプロピレンジアミン
BDA:ブチレンジアミン
OBBA:4,4’−オキシビス(ベンゼンアミン)
DTA:ジエチレントリアミン
APDA:N−(3−アミノプロピル)−1,3−プロパンジアミン
TETA:トリエチレンテトラミン
BPDA:N,N’−ビス(2−アミノエチル)−1,3−プロパンジアミン
TEPA:テトラエチレンペンタミン
NEDA:ノナエチレンデカミン
BABB:1,4−ビス(2−ヒドロキシ−3−アミノプロポキシ)ブタン
DAHO:1,6−ジアミノ−2,5−ヘキサンジオール
DADO:1,8-ジアミン−3,6−ジオキサオクタン
DADD:1,10−ジアミノ−4,7−ジオキサデカン
BHBA:N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)−1,4−ブタンジアミン
BMHA:N,N’−ビスメトキシメチル−1,6−ヘキサンジアミン
TAPA:トリス(3-アミノプロポキシメチル)アミノメタン
TODA:4,7,10−トリオキサトリデカン−1,3−ジアミン
PTPA:3,3’,3”−(1,2,3−プロパントリイルトリス(オキシ)トリス(1-プロパナミン)
(3)β−置換プロピオン酸エステル
MPM:β−メトキシプロピオン酸メチル
MPE:β−メトキシプロピオン酸エチル
EPE:β−エトキシプロピオン酸エチル
EPM:β−エトキシプロピオン酸メチル
MPB:β−メトキシプロピオン酸ブチル
DMAPM:β−ジメチルアミノプロピオン酸メチル
DEAPM:β−ジエチルアミノプロピオン酸メチル
DMAPE:β−ジメチルアミノプロピオン酸エチル
DEAPE:β−ジエチルアミノプロピオン酸エチル
DBAPM:β−ジブチルアミノプロピオン酸メチル
(4)β−アルコキシプロピオン酸アミド
EPM−LA:MPMとLAのアミド化反応生成物
MPM−SA:EPMとSAのアミド化反応生成物
MPM−BAN:MPMとBANのアミド化反応生成物
EPE−EDA:EPEとEDAのアミド化反応生成物
MPB−BDA:MPBとBDAのアミド化反応生成物
MPM−OBBA:MPMとOBBAのアミド化反応生成物
MPM−DAHO:MPMとDAHOのアミド化反応生成物
MPE−BPDA:MPEとBPDAのアミド化反応生成物
MPM−BHBA:MPMとBHBAのアミド化反応生成物
MPE−BMHA:MPEとBMHAのアミド化反応生成物
(5)β−アミノプロピオン酸アミド
DMAPM−DTA:DMAPAとDTAのアミド化反応生成物
DEAPM−IPDA:DEAPMとIPDAのアミド化反応生成物
DBAPM−SA:DBAPMとSAのアミド化反応生成物
DEAPM−APDA:DEAPMとAPDAのアミド化反応生成物
DMAPE−TETA:DMAPEとTETAのアミド化反応生成物
DEAPM−TEPA:DEAPMとTEPAのアミド化反応生成物
DEAPE−NEDA:DEAPEとNEDAのアミド化反応生成物
DMAPM−BABB:DMAPMとBABBのアミド化反応生成物
DEAPE−DADO:DEAPEとDADOのアミド化反応生成物
DEAPE−DADD:DEAPEとDADDのアミド化反応生成物
DBAPM−TAPA:DBAPMとTAPAのアミド化反応生成物
DEAPM−TODA:DEAPMとTODAのアミド化反応生成物
DEAPE−PTPA:DEAPEとPTPAのアミド化反応生成物
(6)N−置換(メタ)アクリルアミド
LMAM:ラウリルメタクリルアミド
SAM:ステアリルアクリルアミド
NBBAM:ノルボルナンビスアクリルアミド
EBA:N,N’−エチレンビスアクリルアミド
IPBA:イソプロピレンビスアクリルアミド
BBA:ブチレンビスアクリルアミド
OBBAM:4,4’−オキシビス(ベンゼンアクリルアミド)
TADTA:N,N’,N”−トリスアクリロイルジエチレントリアミン
BPPA:N,N−ビス(3−((1−オキソ−2−プロペン−1−イル)アミノ)プロピル)−2−プロペンアミド
TAETA:N,N’,N”,N’”−テトラアクリロイルエチレンテトラアミン
PPPA:N,N’−1,3−プロパンエジルビス(N−(2-(1-オキソ-2-プロペン−1−イル)アミノ)エチル)−2−プロペンアミド
PAETA:ペンタアクリロイルエチレンペンタアミン
NAEDA:ノナクリロイルエチレンデカアミン
BBBA:N,N’−(1,4−ブタンエジルビス(オキソ(2−ハイドロキシ−3,1−プロパンエジル))ビス(2−プロペンアミド)
BAMHO:1,6−ビスアクリルアミド−2,5−ヘキサンジオール
BHBAM:N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)−1,4−ブチレンビスアクリルアミド
BAMDO:1,8-ビスアクリリルアミド−3,6−ジオキサオクタン
BMADO:1,8-ビスメタクリリルアミド−3,6−ジオキサオクタン
BAMDD:1,10−ビスアクリルアミド−4,7−ジオキサデカン
BMHAM:N,N’−ビスメトキシメチル−1,6−ヘキシルジアクリルアミド
TAPAM:N−(トリス(3−アクリルアミドプロポキシメチル)メチル)アクリルアミド
TDBAM:N,N’−(4,7,10−トリオキサトリデカメチレン)ビスアクリルアミド
PTPAM:N,N‘’,N“”−(1,2,3−プロパントリイル(オキシ−3,1−プロパンジイル))トリス(2−プロペナミド)
(7)アルコ−ル化合物
MeOH:メタノール
EtOH:エタノ−ル
BuOH:ブタノ−ル
(8)塩基性触媒
SM:ナトリウムメトキシド
SE:ナトリウムエトキシド
LiOMe: リチウムメトキシド
KOMe:カリウムメトキシド
KOEt:カリウムエトキシド
KOBu:カリウムブトキシド
NaOH:水酸化ナトリウム
KOH:水酸化カリウム
(9)重合禁止剤
TDA:チオジフェニルアミン
HQ:ハイドロキノン
MEHQ:ハイドロキノンモノメチルエーテル
TEMPO:2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル
TBC:4−tert−ブチルカテコ−ル
BHT:ジブチルヒドロキシトルエン
DDA:スチリル化−N−−アミノビフェニ−ル
W−300:4,4‘−ブチリデンビス(6−tert−ブチル−m−クレゾ−ル)
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. The abbreviations for β-substituted propionic acid ester, β-substituted propionic acid amide, N-substituted (meth) acrylamide and the materials used described in Examples and Comparative Examples are as follows.
(1) (Meta) Acrylic acid ester MA: Methyl acrylate EA: Ethyl acrylate BA: Butyl acrylate MMA: Methyl methacrylate (2) Amine compound DMA: Dimethylamine DEA: Diethylamine DBA: Dibutylamine LA: Laurylamine SA : Stearis amine
BAN: Bis (aminomethyl) norbornane
EDA: Ethylenediamine
IPDA: Isopropylenediamine
BDA: Butyrene diamine
OBBA: 4,4'-oxybis (benzeneamine)
DTA: Diethylenetriamine
APDA: N- (3-aminopropyl) -1,3-propanediamine
TETA: Triethylenetetramine
BPDA: N, N'-bis (2-aminoethyl) -1,3-propanediamine
TEPA: Tetraethylene pentamine
NEDA: Nonaethylenedecamine
BABB: 1,4-bis (2-hydroxy-3-aminopropoxy) butane
DAHO: 1,6-diamino-2,5-hexanediol
DADO: 1,8-diamine-3,6-dioxaoctane
DADD: 1,10-diamino-4,7-dioxadecane
BHBA: N, N'-bis (2-hydroxyethyl) -1,4-butanediamine
BMHA: N, N'-bismethoxymethyl-1,6-hexanediamine
TAPA: Tris (3-aminopropoxymethyl) aminomethane
TODA: 4,7,10-trioxatridecane-1,3-diamine
PTPA: 3,3', 3 "-(1,2,3-propanetriyltriyltris (oxy) tris (1-propanamin)
(3) β-substituted propionic acid ester MPM: β-methoxypropionate methyl MPE: β-methoxypropionate ethyl EPE: β-ethoxypropionate ethyl EPM: β-ethoxypropionic acid methyl MPB: β-methoxypropionate butyl DMAPM : Methyl β-dimethylaminopropionate DEAPM: Methyl β-diethylaminopropionate DMAPE: Ethyl β-dimethylaminopropionate DEAPE: Ethyl β-diethylaminopropionate DBAPM: Methyl β-dibutylaminopropionate (4) β-alkoxypropionic acid Amide EPM-LA: MPM and LA amidation reaction product MPM-SA: EPM and SA amidation reaction product MPM-BAN: MPM and BAN amidation reaction product EPE-EDA: EPE and EDA amidation Reaction product MPB-BDA: MPB and BDA amidation reaction product MPM-OBBA: MPM and OBBA amidation reaction product MPM-DAHO: MPM and DAHO amidation reaction product MPE-BPDA: MPE and BPDA Amidation reaction product MPM-BHBA: Amidation reaction product of MPM and BHBA MPE-BMHA: Amide reaction product of MPE and BMHA (5) β-aminopropionic acid amide DMAPM-DTA: Amidation of DMAPA and DTA Reaction product DEAPM-IPDA: Amide reaction product of DEAPM and IPDA DBAPM-SA: Amide reaction product of DBAPM and SA DEAPM-APDA: Amide reaction product of DEAPM and APDA DMAPE-TETA: DMAPE and TETA Amidation reaction product DEAPM-TEPA: Amidation reaction product of DEAPM and TEPA DEAPE-NEDA: Amidation reaction product of DEAPE and NEDA DMAPM-BABB: Amidation reaction product of DMAPM and BABB DEAPE-DADO: With DEAPE DADO amidation reaction product DEAPE-DADD: DEAPE and DADD amidation reaction product DBAPM-TAPA: DBAPM and TAPA amidation reaction product DEAPM-TODA: DEAPM and TODA amidation reaction product DEAPE-PTPA: Amidation reaction product of DEAPE and PTPA (6) N-substituted (meth) acrylamide LMAM: Lauryl methacrylate SAM: Stearyl acrylamide
NBBAM: Norbornane Bisacrylamide EBA: N, N'-Ethylene Bisacrylamide IPBA: Isopropylene Bisacrylamide
BBA: Butylene bisacrylamide
OBBAM: 4,4'-oxybis (benzeneacrylamide)
TADTA: N, N', N "-tris-acryloyl diethylenetriamine
BPPA: N, N-bis (3-((1-oxo-2-propen-1-yl) amino) propyl) -2-propene amide
TAETA: N, N', N ", N'"-tetraacryloylethylenetetraamine PPPA: N, N'-1,3-propane Özilbis (N- (2- (1-oxo-2-propene-1-) Il) amino) ethyl) -2-propene amide
PAETA: Pentaacryloyl ethylenepentaamine
NAEDA: Nonacryloyl ethylenedecaamine
BBBA: N, N'-(1,4-butane Özil bis (oxo (2-hydroxy-3,1-propane Özil)) bis (2-propene amide)
BAMHO: 1,6-bisacrylamide-2,5-hexanediol
BHBAM: N, N'-bis (2-hydroxyethyl) -1,4-butylene bisacrylamide
BAMDO: 1,8-bisacrylylamide-3,6-dioxaoctane
BMADO: 1,8-bismethacrylamide-3,6-dioxaoctane
BAMDD: 1,10-bisacrylamide-4,7-dioxadecane
BMWA: N, N'-bismethoxymethyl-1,6-hexyldiacrylamide
TAPAM: N- (tris (3-acrylamide propoxymethyl) methyl) acrylamide TDBAM: N, N'-(4,7,10-trioxatridecamethylene) bisacrylamide PTPAM: N, N'', N ""- (1,2,3-Propanetriyl (oxy-3,1-propanediyl)) Tris (2-propenamide)
(7) Alcor compound MeOH: Methanol EtOH: Ethanol BuOH: Butanol (8) Basic catalyst SM: Sodium methoxyde SE: Sodium ethoxydo LiOMe: Lithium methoxyde KOMe: Potassium methoxyde KOEt: Potassium ethoxy Do KOBu: Potassium Butoxyd NaOH: Sodium Hydroxide KOH: Potassium Hydroxide (9) Antipolymer TDA: Thiodiphenylamine HQ: Hydroquinone MeOH: Hydroquinone Monomethyl Ether TEMPO: 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-oxyl TBC: 4-tert-Butylcatechol BHT: Dibutylhydroxytoluene DDA: Styrylated-N-aminobiphenyl W-300: 4,4'-butylidenebis (6-tert-butyl-m-cresol)

実施例1
(イ−1) 攪拌装置、温度計、滴下装置とコンデンサーを備えた1000mLのフラスコに、アクリル酸メチル(MA)259.0g(3mol)とMEHQ 0.13gを仕込み、これにナトリウムメトキシド(SM)0.16g (3mmol)とメタノ−ル(MeOH)106.0g(3.3mol)からなる混合溶液を攪拌しながら徐々に添加した。その間、反応混合液の温度は40℃以下に保った。添加終了後、反応混合物を撹拌しながら60℃に昇温し、さらにメタノ−ルを還流させながら6時間反応を続けた。その後、反応液を室温に戻し当量の硫酸で中和した後、蒸留により未反応の原料を除去し、β−メトキシプロピオン酸メチル(略称MPM)352.5gを得た。純度は99.9%、収率は99%であった。
Example 1
(A-1) 259.0 g (3 mol) of methyl acrylate (MA) and 0.13 g of MEHQ were placed in a 1000 mL flask equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping device and a condenser, and sodium methoxyde (SM) was charged therein. ) A mixed solution consisting of 0.16 g (3 mmol) and 106.0 g (3.3 mol) of methanol (MeOH) was gradually added with stirring. During that time, the temperature of the reaction mixture was kept below 40 ° C. After completion of the addition, the temperature of the reaction mixture was raised to 60 ° C. with stirring, and the reaction was continued for 6 hours while further refluxing the metalol. Then, the reaction solution was returned to room temperature and neutralized with the equivalent amount of sulfuric acid, and then the unreacted raw material was removed by distillation to obtain 352.5 g of methyl β-methoxypropionate (abbreviated as MPM). The purity was 99.9% and the yield was 99%.

(ロ−1)攪拌機、温度計とコンデンサーを付けた2000mLの四つ口フラスコに(イ−1)工程で得られたMPM 300g(2.5 mol、純度99.9%)、SA 539g(2.0mol)、金属錯体としてトリフルオロメタンスルホン酸鉄(II)34.6g(0.1 mol)及び溶媒としてDMF 420mLを投入し、攪拌しながら反応液を80℃に加熱し、さらに副生成物であるメタノールを抜きながら80℃にて2時間反応を続けた。反応終了後、反応液の温度を室温に戻し、サンプリングにより反応収率が98%に達したことを確認した。その後、反応液を蒸留装置に移し、溶媒、未反応原料を回収した。アセトンを用いて留出残分の再結晶を2回行い、白色固体を得た。ガスクロマトグラフィー分析により生成物の純度は99.9%であり、核磁気共鳴スペクトル(H−NMR)との赤外吸収スペクトル(IR)の解析により該生成物は目的化合物β−メトキシ−N−ステアリルアミド(略称MPM−SA)であることを確認した。 (B-1) 300 g (2.5 mol, purity 99.9%) of MPM obtained in step (a-1), SA 539 g (2) in a 2000 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser. .0 mol), 34.6 g (0.1 mol) of iron (II) trifluoromethanesulfonate as a metal complex and 420 mL of DMF as a solvent were added, and the reaction solution was heated to 80 ° C. with stirring, and further as a by-product. The reaction was continued at 80 ° C. for 2 hours while removing some methanol. After completion of the reaction, the temperature of the reaction solution was returned to room temperature, and it was confirmed by sampling that the reaction yield reached 98%. Then, the reaction solution was transferred to a distillation apparatus, and the solvent and unreacted raw materials were recovered. The distillate residue was recrystallized twice with acetone to obtain a white solid. The purity of the product was 99.9% by gas chromatography analysis, and the product was the target compound β-methoxy-N by analysis of the infrared absorption spectrum (IR) with the nuclear magnetic resonance spectrum (1 H-NMR). -It was confirmed that it was stearylamide (abbreviated as MPM-SA).

実施例2〜8
(イ−2)〜(イ−10)および(ロ−2)〜(ロ−10) 実施例1において、出発原料、触媒、溶媒、重合禁止剤および各工程の反応条件を表2に示す通りに変更し、実施例1と同様に(イ)工程および(ロ)工程の反応を行い、それぞれの生成物の同定はH−NMRとIR分析により行った。各工程の反応収率を表2に示す。なお、反応温度によって、反応中に副生成するアルコールを抜かず、反応終了後に常圧又は減圧下で蒸留により除去させることができる。また、反応に溶媒を使用した場合、反応終了後、蒸留により溶媒を回収することができる。さらに、目的化合物の状態、溶解性などの物性に応じて、中和、洗浄、抽出、再結晶、イオン交換樹脂処理、クロマトグラフィーなどの公知方法により精製を行うことができる。
Examples 2-8
(A-2) to (I-10) and (B-2) to (B-10) In Example 1, the starting material, catalyst, solvent, polymerization inhibitor and reaction conditions of each step are as shown in Table 2. The reaction of step (a) and step (b) was carried out in the same manner as in Example 1, and the identification of each product was carried out by 1 H-NMR and IR analysis. Table 2 shows the reaction yield of each step. Depending on the reaction temperature, the alcohol produced as a by-product during the reaction can be removed by distillation under normal pressure or reduced pressure after the reaction is completed. When a solvent is used in the reaction, the solvent can be recovered by distillation after the reaction is completed. Further, purification can be performed by a known method such as neutralization, washing, extraction, recrystallization, ion exchange resin treatment, and chromatography, depending on the state of the target compound and physical properties such as solubility.

Figure 0006869542
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実施例11
(イ−11) 1000mLのオートクレーブに、MA 216.0g(2.5mol)とMEHQ 0.11g、SM 0.07g(1mmol)を順に仕込んだ後、混合液を0℃に冷却し、液化DMA 124.4g(2.8mol)を添加した。添加後、反応混合物を撹拌しながら40℃に昇温し、加圧条件下にて6時間反応を続けた。その後、反応液を室温に戻し、当量の硫酸で中和した後、蒸留により未反応の原料を除去し、β−ジメチルアミノ−プロピオン酸メチル(略称DMAPM)323.7gを得た。純度は99.9%、収率は98%であった。
Example 11
(A-11) MA 216.0 g (2.5 mol), MEHQ 0.11 g, and SM 0.07 g (1 mmol) were charged in this order in a 1000 mL autoclave, and then the mixed solution was cooled to 0 ° C. and liquefied DMA 124. .4 g (2.8 mol) was added. After the addition, the reaction mixture was heated to 40 ° C. with stirring, and the reaction was continued for 6 hours under pressurized conditions. Then, the reaction solution was returned to room temperature, neutralized with an equivalent amount of sulfuric acid, and then the unreacted raw material was removed by distillation to obtain 323.7 g of methyl β-dimethylamino-propionate (abbreviated as DMAPM). The purity was 99.9% and the yield was 98%.

(ロ−11)攪拌機、温度計とコンデンサーを付けた2000mLの四つ口フラスコに(イ−11)工程で得られたDMAPM 300g(2.3 mol、純度99.9%)、DTA 51.6g(0.5mol)、トリフルオロメタンスルホン酸ニッケル(II)11.1g(0.03 mol)を投入し、攪拌しながら反応液を60℃に加熱し、さらに副生成物であるメタノールを抜きながら60℃にて1時間反応を続けた。反応終了後、反応液の温度を室温に戻し、サンプリングにより反応収率が98%に達したことを確認した。その後、反応液を蒸留装置に移し、溶媒、未反応原料を回収し、白色固体を得た。ガスクロマトグラフィー分析により生成物の純度は99.2%であり、核磁気共鳴スペクトル(H−NMR)との赤外吸収スペクトル(IR)の解析により該生成物はDMAPMとDTAのアミド化反応で得られる目的化合物(略称DMAPM−DTA)であることを確認した。 (B-11) DMAPM 300 g (2.3 mol, purity 99.9%), DTA 51.6 g obtained in step (a-11) in a 2000 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser. (0.5 mol), 11.1 g (0.03 mol) of nickel trifluoromethanesulfonate (II) was added, the reaction solution was heated to 60 ° C. with stirring, and 60 while removing methanol as a by-product. The reaction was continued at ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, the temperature of the reaction solution was returned to room temperature, and it was confirmed by sampling that the reaction yield reached 98%. Then, the reaction solution was transferred to a distillation apparatus, and the solvent and unreacted raw materials were recovered to obtain a white solid. The purity of the product was 99.2% by gas chromatography analysis, and the product was an amidation reaction between DMAPM and DTA by analysis of infrared absorption spectrum (IR) with nuclear magnetic resonance spectrum (1 H-NMR). It was confirmed that it was the target compound (abbreviated as DMAPM-DTA) obtained in.

実施例12〜22
(イ−12)〜(イ−22)および(ロ−12)〜(ロ−22) 実施例11において、出発原料、触媒、溶媒、重合禁止剤および各工程の反応条件を表3に示す通りに変更し、実施例11と同様に(イ)工程および(ロ)工程の反応を行い、それぞれの生成物の同定はH−NMRとIR分析により行った。各工程の反応収率を表3に示す。なお、反応条件によって、反応中に副生成するアルコールを抜かず、反応終了後に常圧又は減圧下で蒸留により除去させることができる。常圧下の反応において、オートクレーブの代わりに、攪拌装置、温度計とコンデンサーを備えた1000mLのフラスコを用いた。また、反応に溶媒を使用した場合、反応終了後、蒸留により溶媒を回収することができる。さらに、目的化合物の状態、溶解性などの物性に応じて、中和、洗浄、抽出、再結晶、イオン交換樹脂処理、クロマトグラフィーなどの公知方法により精製を行うことができる。
Examples 12-22
(I-12) to (I-22) and (B-12) to (B-22) In Example 11, the starting material, catalyst, solvent, polymerization inhibitor and reaction conditions of each step are as shown in Table 3. The reaction of step (a) and step (b) was carried out in the same manner as in Example 11, and the identification of each product was carried out by 1 H-NMR and IR analysis. The reaction yield of each step is shown in Table 3. Depending on the reaction conditions, the alcohol produced as a by-product during the reaction can be removed by distillation under normal pressure or reduced pressure after the reaction is completed. In the reaction under normal pressure, a 1000 mL flask equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser was used instead of the autoclave. When a solvent is used in the reaction, the solvent can be recovered by distillation after the reaction is completed. Further, purification can be performed by a known method such as neutralization, washing, extraction, recrystallization, ion exchange resin treatment, and chromatography, depending on the state of the target compound and physical properties such as solubility.

Figure 0006869542
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実施例23
(ハ−23) 攪拌機、温度計、ガス導入ラインとコンデンサーを備えた1000mLの反応蒸留装置を用いて、(ロー1)工程の実施例1にて得られた高純度品のMPM−SA 355.6g(1.0mol)、重合禁止剤としてTDA 0.711g、金属錯体としてトリフルオロメタンスルホン酸銅(II)36.2g(0.1mol)と溶媒としてキシレン250gを添加した。その後、微量窒素ガスをキャリアーとして流し、反応混合物を撹拌しながら110℃に昇温し、常圧下、液相熱分解反応により生成したMeOHを留出させた。反応終了後、反応液の温度を室温に戻し、析出した固形物をろ過で分離し、粗モノマーを得た。得られた粗モノマーをアセトンにより再結晶を2回行い、融点71〜72℃の白色粉末を取得した。ガスクロマトグラフィー分析により生成物の純度は99.4%であり、核磁気共鳴スペクトル(H−NMR)との赤外吸収スペクトル(IR)の解析により該生成物は目的化合物ステアリルアクリルアミド(略称SMA)であることを確認した。
Example 23
(H-23) The high-purity MPM-SA 355 obtained in Example 1 of step (1) using a 1000 mL reactive distillation apparatus equipped with a stirrer, a thermometer, a gas introduction line and a condenser. 6 g (1.0 mol), 0.711 g of TDA as a polymerization inhibitor, 36.2 g (0.1 mol) of copper (II) trifluoromethanesulfonate as a metal complex, and 250 g of xylene as a solvent were added. Then, a trace amount of nitrogen gas was flowed as a carrier, the temperature of the reaction mixture was raised to 110 ° C. while stirring, and MeOH produced by the liquid phase pyrolysis reaction was distilled off under normal pressure. After completion of the reaction, the temperature of the reaction solution was returned to room temperature, and the precipitated solid substance was separated by filtration to obtain a crude monomer. The obtained crude monomer was recrystallized twice with acetone to obtain a white powder having a melting point of 71 to 72 ° C. The purity of the product was 99.4% by gas chromatography analysis, and the product was obtained by analysis of the infrared absorption spectrum (IR) with a nuclear magnetic resonance spectrum (1 H-NMR). ) Was confirmed.

実施例24〜32
(ハ−24)〜(ハ−32) 実施例23において、出発原料、触媒、溶媒、重合禁止剤および各工程の反応条件を表4に示す通りに変更し、実施例23と同様に熱分解反応を行い、それぞれの目的生成物を取得した。なお、(ロ)工程で得られた反応液を精製せず、(ハ)の熱分解工程を用いることができる。また。目的化合物の物性に応じて、洗浄、抽出、再結晶、イオン交換樹脂処理、クロマトグラフィーなどの公知方法により精製を行うことができる。
Examples 24-32
(H-24) to (C-32) In Example 23, the starting material, catalyst, solvent, polymerization inhibitor and reaction conditions of each step were changed as shown in Table 4, and thermal decomposition was carried out in the same manner as in Example 23. The reaction was carried out to obtain each target product. The thermal decomposition step (c) can be used without purifying the reaction solution obtained in the step (b). Also. Purification can be performed by a known method such as washing, extraction, recrystallization, ion exchange resin treatment, and chromatography, depending on the physical characteristics of the target compound.

Figure 0006869542
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実施例33
(ハ−33) (ロー21)工程で得られた16時間反応終了後の工程反応液500gを用いて、(ハ−23)同様の反応蒸留装置に仕込んで、80℃に昇温し、減圧下、6時間の熱分解反応により生成したブチレンジアミンを留出させ、粗モノマーを得た。得られた粗モノマーをメタノールとアセトンの混合溶媒により再結晶を2回行い、融点57〜58℃の白色粉末を取得した。ガスクロマトグラフィー分析により生成物の純度は99.0%であり、核磁気共鳴スペクトル(H−NMR)との赤外吸収スペクトル(IR)の解析により該生成物は目的化合物N,N’−(4,7,10−トリオキサトリスデカメチレン)ビスアクリルアミド(略称TDBAM)であることを確認した。
Example 33
(C-33) Using 500 g of the step reaction solution obtained in the step (Low 21) after the completion of the 16-hour reaction, the mixture was charged into the same reaction distillation apparatus as in (C-23), heated to 80 ° C., and depressurized. Below, butylene diamine produced by a thermal decomposition reaction for 6 hours was distilled off to obtain a crude monomer. The obtained crude monomer was recrystallized twice with a mixed solvent of methanol and acetone to obtain a white powder having a melting point of 57 to 58 ° C. The purity of the product was 99.0% by gas chromatography analysis, and the product was found to be the target compound N, N'-by analysis of the infrared absorption spectrum (IR) with the nuclear magnetic resonance spectrum (1 H-NMR). It was confirmed that it was (4,7,10-trioxatris decamethylene) bisacrylamide (abbreviated as TDBAM).

実施例34〜44
(ハ−34)〜(ハ−44) 実施例23又は実施例33において、出発原料、触媒、溶媒、重合禁止剤および各工程の反応条件を表5に示す通りに変更し、実施例23又は実施例33と同様に熱分解反応を行い、それぞれの目的生成物を取得した。なお、目的化合物の物性に応じて、中和(例えば、酸による残存β-アミノプロピオン酸エステルのアミノ基の中和、分離)、洗浄、抽出、再結晶、イオン交換樹脂による吸着処理、クロマトグラフィーなどの公知方法により精製を行うことができる。
Examples 34-44
(C-34) to (C-44) In Example 23 or 33, the starting material, catalyst, solvent, polymerization inhibitor and reaction conditions of each step were changed as shown in Table 5, and Example 23 or The thermal decomposition reaction was carried out in the same manner as in Example 33, and the respective target products were obtained. Depending on the physical properties of the target compound, neutralization (for example, neutralization and separation of the amino group of the residual β-aminopropionic acid ester with an acid), washing, extraction, recrystallization, adsorption treatment with an ion exchange resin, and chromatography. Purification can be performed by a known method such as.

Figure 0006869542
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比較例1〜4
実施例1において、出発原料、触媒、溶媒、重合禁止剤および各工程の反応条件を表6に示す通りに変更したこと以外は、実施例1に記載した方法に準じて反応を行った。反応結果を表6に示す。なお、これらの比較例では生成物の精製操作は行わなかった。
Comparative Examples 1 to 4
In Example 1, the reaction was carried out according to the method described in Example 1 except that the starting material, the catalyst, the solvent, the polymerization inhibitor and the reaction conditions of each step were changed as shown in Table 6. The reaction results are shown in Table 6. No product purification operation was performed in these comparative examples.

Figure 0006869542
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比較例5〜10
実施例23において、出発原料、触媒、溶媒、重合禁止剤および各工程の反応条件を表7に示す通りに変更したこと以外は、実施例23に記載した方法に準じて反応を行った。結果を表7に示す。なお、これらの比較例では生成物の精製操作は行わなかった。
Comparative Examples 5-10
In Example 23, the reaction was carried out according to the method described in Example 23, except that the starting material, the catalyst, the solvent, the polymerization inhibitor and the reaction conditions of each step were changed as shown in Table 7. The results are shown in Table 7. No product purification operation was performed in these comparative examples.

Figure 0006869542
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実施例1−22と比較例1−4の結果から、(ロ)工程のアミド化反応では、原料の仕込み比や反応温度、時間などの反応条件が同等にしても、本発明提案の金属錯体が存在しないと反応は進行しないことが分かった。 From the results of Examples 1-22 and Comparative Example 1-4, in the amidation reaction of step (b), even if the reaction conditions such as the charging ratio of the raw materials, the reaction temperature, and the time are the same, the metal complex proposed in the present invention It was found that the reaction did not proceed in the absence of.

実施例23−44と比較例5−10の結果から、(ハ)工程の熱分解反応において、原料の仕込み比や反応温度、時間などの反応条件が同等にしても、本発明提案の金属錯体が存在しないと反応は進行しないことが分かった。また、従来の酸性触媒による熱分解反応では、高温でなければ、反応が起こらなく、一方、高温反応による重合トラブルが発生しやすくなり、特に多官能のN−置換(メタ)アクリルアミドを取得することができなかった。 From the results of Examples 23-44 and Comparative Example 5-10, even if the reaction conditions such as the charging ratio of the raw materials, the reaction temperature, and the time are the same in the thermal decomposition reaction of the step (c), the metal complex of the present invention is proposed. It was found that the reaction did not proceed in the absence of. Further, in the conventional thermal decomposition reaction using an acidic catalyst, the reaction does not occur unless the temperature is high, and on the other hand, polymerization troubles due to the high temperature reaction are likely to occur, and in particular, polyfunctional N-substituted (meth) acrylamide is obtained. I couldn't.

以上説明してきたように、本発明の方法は、(メタ)アクリル酸エステルを出発物質とする、触媒として金属錯体を用いる場合、温和な反応条件においても短時間、効率よく、β−アルコキシプロピオン酸エステル、β−アミノプロピオン酸エステルおよび高純度のN−置換(メタ)アクリルアミドを製造することができる。また、金属錯体触媒の選定により、常圧、低温でも十分な速度と高選択率で反応が進行し、重合などのトラブルが発生せず、不純物の副生が少なく、高純度品を高収率で取得することができる。
本発明の製法方法で取得するN−置換(メタ)アクリルアミドは、単独または他の重合性モノマーと共重合した機能性ポリマ−として、日常生活において、その利便性から、塗料、粘着剤、接着剤、各種コ−ティング剤、紙力増強剤などの製紙用薬剤、産業排水や生活排水の処理に用いる高分子凝集剤、高分子改質剤、分散剤、増粘剤、コンタクトレンズや生体用ゲルなどの合成原料、UV硬化樹脂用反応性希釈剤など、極めて多様な分野において好適に使用することができる。
As described above, in the method of the present invention, when a metal complex is used as a catalyst using a (meth) acrylic acid ester as a starting material, β-alkoxypropionic acid can be efficiently used for a short time even under mild reaction conditions. Esters, β-aminopropionic acid esters and high-purity N-substituted (meth) acrylamides can be produced. In addition, by selecting a metal complex catalyst, the reaction proceeds at a sufficient rate and high selectivity even at normal pressure and low temperature, troubles such as polymerization do not occur, there are few by-products of impurities, and a high-purity product is produced in high yield. You can get it at.
The N-substituted (meth) acrylamide obtained by the production method of the present invention is used as a functional polymer alone or copolymerized with other polymerizable monomers in daily life because of its convenience, and is used as a paint, an adhesive, or an adhesive. , Various coating agents, paper-making agents such as paper strength enhancers, polymer flocculants used in the treatment of industrial wastewater and domestic wastewater, polymer modifiers, dispersants, thickeners, contact lenses and biological gels. It can be suitably used in extremely various fields such as synthetic raw materials such as, and reactive diluents for UV curable resins.

Claims (6)

一般式[1]で示されるβ−置換プロピオン酸アミドを用いて、触媒として金属錯体の存在下で液相熱分解反応を行うことを特徴とする一般式[2]で示されるN−置換(メタ)アクリルアミドの製造方法であり、
Figure 0006869542
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(各式中、Rは水素原子またはメチル基を表す。nは1〜10の整数であり、かつ、n=1の場合、Rは炭素数11〜36の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、アルキルエーテル基、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素を表し、n=2〜10の整数の場合、Rは水素原子又は炭素数1〜36の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、アルキルエーテル基、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素を表す。Aは、一般式[3]もしくは[4]で表されるアルコキシ基もしくはアミノ基(式中のRは、炭素数1〜6の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、アルキルエーテル基、脂環式炭化水素を表す。RとRは各々独立に水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、アルキルエーテル基、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素を表す。又、RとRは、それらを担持する窒素原子と一緒になって、飽和5〜7員環(酸素原子を有するものを含む)を形成したものでもよい)を表し、Dは水素或いは炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基、アルキレンエーテル基、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、酸素原子を有する環状エーテル基を表し、Eはn価の連結基を表す。)
Figure 0006869542
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前記金属錯体は、下記ルイス酸の群から選ばれた少なくとも1種の金属原子又は金属イオンと、下記ルイス塩基の群から選ばれた少なくとも1種との組み合わせからなることを特徴とする、N−置換(メタ)アクリルアミドの製造方法。
ルイス酸:鉄、ニッケル、銅(2価)、コバルト、亜鉛、スカンジウム、イットリウム及びランタノイド
ルイス塩基:酢酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン及びトリフルオロ酢酸イオン
Using the β-substituted propionic acid amide represented by the general formula [1], the liquid phase pyrolysis reaction is carried out in the presence of a metal complex as a catalyst, and the N-substituted (N-substituted) represented by the general formula [2]. Meta) A method for producing acrylamide,
Figure 0006869542
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(In each equation, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group. When n is an integer of 1 to 10 and n = 1, R 2 is a linear or branched chain having 11 to 36 carbon atoms. Represents an alkyl group, an alkyl ether group, an alicyclic hydrocarbon, or an aromatic hydrocarbon, and in the case of an integer of n = 2 to 10, R 2 is a hydrogen atom or a linear or branched chain having 1 to 36 carbon atoms. Represents an alkyl group, an alkyl ether group, an alicyclic hydrocarbon, or an aromatic hydrocarbon. A is an alkoxy group or an amino group represented by the general formula [3] or [4] (R 3 in the formula is Represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl ether group, and an alicyclic hydrocarbon. R 4 and R 5 are independently linear or branched hydrogen atoms or 1 to 10 carbon atoms, respectively. chain alkyl group, alkyl ether group, an alicyclic hydrocarbon, an aromatic hydrocarbon. Further, R 4 and R 5 together with the nitrogen atom carrying them, a saturated 5 to 7-membered ring It represents (including those having an oxygen atom), and D represents hydrogen or a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylene ether group, an alicyclic hydrocarbon, and an aromatic. It represents a cyclic ether group having a hydrocarbon and an oxygen atom, and E represents an n-valent linking group.)
Figure 0006869542
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The metal complex comprises a combination of at least one metal atom or metal ion selected from the group of Lewis acids below and at least one selected from the group of Lewis bases below. A method for producing a substituted (meth) acrylamide.
Lewis acid: iron, nickel, copper (divalent), cobalt, zinc, scandium, yttrium and lanthanides
Lewis base: acetate ion, toluene sulfonate ion, trifluoromethane sulfonate ion and trifluoro acetate ion
一般式[1]で示されるβ−置換プロピオン酸アミドが、一般式[5]で示されるβ−置換プロピオン酸エステルと一般式[6]示されるアミン化合物とを、触媒として前記金属錯体の存在下で反応させて得ることを特徴とする請求項1に記載のN−置換(メタ)アクリルアミドの製造方法。
Figure 0006869542
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(各式中、R、R、n、A、DとEは上記で定義したとおりである。Rは炭素数1〜4の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を表す。)
Formula [1] beta-substituted propionic acid amide represented by is a general formula beta-substituted propionic acid esters of the general formula represented by [5] [6] amine compound represented, the presence of the metal complex as a catalyst The method for producing N-substituted (meth) acrylamide according to claim 1, which is obtained by reacting underneath.
Figure 0006869542
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(In each formula, R 1 , R 2 , n, A, D and E are as defined above. R 6 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
一般式[1]で示されるβ−置換プロピオン酸アミドが、一般式[7]で示されるβ−アルコキシプロピオン酸アミドであることを特徴とする請求項1又は2に記載のN−置換(メタ)アクリルアミドの製造方法。The N-substituted (meth) according to claim 1 or 2, wherein the β-substituted propionic acid amide represented by the general formula [1] is the β-alkoxypropionic acid amide represented by the general formula [7]. ) Method for producing acrylamide.
Figure 0006869542
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一般式[1]で示されるβ−置換プロピオン酸アミドが、一般式[8]で示されるβ−アミノプロピオンアミドであることを特徴とする請求項1又は2に記載のN−置換(メタ)アクリルアミドの製造方法。The N-substituted (meth) according to claim 1 or 2, wherein the β-substituted propionic acid amide represented by the general formula [1] is the β-aminopropionic amide represented by the general formula [8]. Method for producing acrylamide.
Figure 0006869542
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前記金属錯体の使用量が、β−置換プロピオン酸アミドに対して1〜30モル%であることを特徴とする請求項1に記載のN−置換(メタ)アクリルアミドの製造方法。The method for producing N-substituted (meth) acrylamide according to claim 1, wherein the amount of the metal complex used is 1 to 30 mol% with respect to β-substituted propionic acid amide. 前記金属錯体の使用量が、アミン化合物の官能基であるアミノ基の数に対して0.1〜50モル%であることを特徴とする請求項2に記載のN−置換(メタ)アクリルアミドの製造方法。The N-substituted (meth) acrylamide according to claim 2, wherein the amount of the metal complex used is 0.1 to 50 mol% with respect to the number of amino groups which are functional groups of the amine compound. Production method.
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