DE69913635T2

DE69913635T2 - Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dialkyl-2-Imidazolinonderivaten

Info

Publication number: DE69913635T2
Application number: DE69913635T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko Yokohama-shi Matsuba; Shinichi Yokohama-shi Nakagawa; Takazou Ashigarakami-gun Katou; Yoshihiro Chigasaki-shi Yamamoto
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1998-10-09
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2019-10-09
Also published as: KR100358293B1; EP0992497B1; CN1256268A; CN1210264C; EP1148051A2; DE69913635D1; EP1148052A3; EP1148052A2; EP1148051A3; EP0992497A1; US6492528B1; KR20000028964A

Description

Diese Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone.
1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone wurden häufig verwendet, beispielsweise als aprotische Lösungsmittel; sie sind zum Beispiel nützlich als Lösungsmittel für ein Harz, wie beispielsweise Polyamid, Polystyrol, Polyester, Polyvinylchlorid oder ein Phenolharz; als Reaktionslösungsmittel für verschiedene Arten von organischen Synthesen; oder als Extraktionslösungsmittel zur Extraktion eines aromatischen Kohlenwasserstoffs aus einem aliphatischen Kohlenwasserstoff. Unter den 1,3-Dialkyi-2-imidazolidinonen ist das 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon (nachstehend als "DMI" bezeichnet) besonders nützlich, weil es bemerkenswert stabil ist gegenüber einer starken Base, sich nur wenig zersetzt, wenn es mit einer Lösung eines Alkalimetallhydroxids erhitzt wird, und daher geeigneterweise als Reaktionslösungsmittel für die Dehalogenierung eines aromatischen organischen Halogenids, insbesondere von Polychlorbiphenylen (PCB) verwendet wird.
Es wurden verschiedene Herstellungsverfahren für 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone vorgeschlagen, in denen N,N'-Dialkylethylendiamin als Ausgangsmaterial beteiligt ist; beispielsweise die Umsetzung von N,N'-Dimethylethylendiamin mit Tri chlormethylchlorformiat, wie in JP-A-53-73561 beschrieben; die Umsetzung von N,N'-Dimethylethylendiamin mit Kohlendioxid, wie in JP-A-57-175170 beschrieben; die Umsetzung von N,N'-Dialkylethylendiamin mit Phosgen in Gegenwart von Wasser und einem Dehydrochlorierungsmittel, wie in JP-As-61-109772 und 61-172862 beschrieben; die Umsetzung von N,N'-Dimethylethylendiamin mit Harnstoff in Gegenwart eines polaren Lösungsmittels, wie in JP-A-7-252230 beschrieben. Als Ausgangsmaterial kann N,N'-Dimethylethylendiamin nach einem bekannten Verfahren hergestellt werden, in dem Ethylendichlorid und Monomethylamin, wie in JP-A-57-120570 beschrieben, umgesetzt werden. Ein Problem bei dem Verfahren ist, dass eine große Menge an Nebenprodukt abgeschieden wird, nämlich Natriumchlorid, das mit organischen Verbindungen verunreinigt ist. Es wurde auch eine Reaktion von Ethylenglycol mit Monomethylamin in Gegenwart eines Homogenkatalysators, der Ruthenium und Triphenylphosphin umfasst, vorgeschlagen, um N,N'-Dimethylethylendiamin herzustellen, wie in J. Organometallic Chem., Bd. 407, S. 97 (1991) beschrieben. Es ist jedoch schwierig, einen solchen homogenen Edelmetallkatalysator industriell zurückzugewinnen und zu recyceln. Somit kann man nicht sagen, dass dieses. Verfahren ideal ist, um 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone aus N,N'-Dialkylethylendiamin herzustellen.
Vorgeschlagen wurden auch eine reduktive Addition von 2-Imidazolidinon und Formaldehyd in Gegenwart eines Hydrierkatalysators (JP-A-60-243071) und eine katalytische Reduktion eines Dialkylethers von N,N'-Hydroxymethylimidazolidinon (JP-B-60-3299) als ein weiterer Versuch, um N,N'-Dialkylimidazolidinone herzustellen. Bei diesen gibt es jedoch auch das oben genannte Problem, da das Ausgangsmaterial aus Ethylendiamin hergestellt wird, und da sie wegen der langwierigen Verfahren unpraktisch sind.
Es wurden auch weitere interessante Verfahren beschrieben, beispielsweise Reaktionen von N-Alkylmonoethanolamin mit einem Alkylamin, wie beispielsweise Monomethylamin, und mit Kohlendioxid, Alkylcarbamat-Alkylaminsalz oder 1,3-Dialkylharnstoff (JP-A-57-98268); eine Reaktion von Ethylenglycol mit Kohlendioxid und Monomethylamin bei erhöhter Temperatur und einem hohen Druck (JP-A-59-155364); und eine Reaktion von Ethylencarbonat mit Monoalkylamin (WO96/02516). Hierbei könnte es sich um vielversprechende DMI-Herstellungsverfahren handeln, da es einstufige Reaktionen sind, und die Ausgangsmaterialien, beispielsweise N- Alkylmonoethanolamin, Ethylenglycol und Ethylencarbonat leicht aus Ethylenoxid mit wenig Nebenprodukten hergestellt werden können. Nach unseren Untersuchungen wird jedoch in diesem Verfahren eine große Menge an schwarzem Feststoff gebildet, welcher beim Zurückführen eines Teils oder aller hochsiedenden Produkte nach Gewinnung der 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone in einen Reaktor eine Leitung blockieren kann. Somit sind diese Verfahren industriell unpraktisch und wurden daher auch noch nicht industriell angewendet.
Darüber hinaus enthalten die nach diesen Verfahren hergestellten 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone eine nicht geringe Menge an N-Alkylformamid als Verunreinigung, und sind daher nicht für die Verwendung als Lösungsmittel geeignet.
Weiterhin enthält kommerziell erhältliches DMI 1-Methoxymethyl-3-methyl-2-imidazolidinon als Verunreinigung, welches Probleme, wie beispielsweise eine geringere Ausbeute oder die Bildung von Nebenprodukten, verursachen kann, wenn es als Reaktionslösungsmittel oder Polymerisationslösungsmittel verwendet wird.
Es ist somit ein Gegenstand dieser Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinonen in einer direkten, einstufigen Reaktion aus industriell erhältlichem N-Alkylmonoethanolamin zur Verfügung zu stellen, welches die Bildung von festen Materialien minimiert und leicht in einer industriellen Großproduktion mit hoher Ausbeute und weniger Nebenprodukten durchgeführt werden kann; sowie ein Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinonen, die eine minimale Menge an 1-Methoxymethyl-3-methyl-2-imidazolidinon gemäß dem Verfahren enthalten.
Uns ist bekannt, dass es die europäische Patentanmeldung EP-A-0823427 (Mitsui Toatsu Chemicals) gibt, die ein Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinonen durch Umsetzung von N,N'-Dialkylethylendiamin mit Harnstoff in einem aprotischen Lösungsmittel beschreibt.
Uns ist bekannt, dass es die internationale Patentanmeldung WO9602516A (BASF AG) gibt, die die Herstellung von Imidazolidin-2-onen durch Reaktion von 1,3-Dioxolan-2-on mit mindestens einer Verbindung der Formel RNH₂ beschreibt, in der R beispielsweise Alkyl sein kann.
Uns ist bekannt, dass es das United States Patent US-A-2892843 (Leonard Levine) gibt, welches die Herstellung von 2-Imidazolidinonen durch Umsetzung von 1,2-Alkylencarbonat mit Ammoniak beschreibt.
Uns ist bekannt, dass es die japanische Patentanmeldung JP-10-226679A (Mitsui Chemicals Inc.) gibt, welche die Herstellung von 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinonen durch Reaktion von Ethylencarbonat mit Monoalkylaminen in Gegenwart von Kohlendioxid beschreibt.
Uns ist bekannt, dass es die japanische Patentanmeldung JP-57-098268A (Kawaken Fine Chemicals Co. Ltd.) gibt, welche ein Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinonen mit bis zu 99%-iger Reinheit durch Umsetzung eines N-Alkylethanolamins mit einem Alkylamin und Kohlendioxid beschreibt.
Uns ist auch bekannt, dass es die japanische Patentanmeldung JP-59-155364A (Nissan Chemical Industries Ltd.) gibt, welche die Herstellung von 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon durch Cyclokondensation von Ethylenglycol, Kohlendioxid und Methylamin beschreibt.
Wir haben intensiv ein Verfahren untersucht, um die 1-Alkoxyalkyl-3-alkyl-2-imidazolidinone als Verunreinigung in 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinonen auf ein Minimum zu reduzieren und die Bildung von Feststoff während der Reaktion zu verringern, und haben schließlich festgestellt, dass die Bildung von Feststoff verringert werden kann, die 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone in höherer Ausbeute hergestellt werden können und die 1-Alkoxyalkyl-3-alkyl-2-imidazolidinone auf ein Minimum reduziert werden können, indem Alkylencarbonat, N-Alkylmonoethanolamin oder Ethylenglycol mit Monoalkylamin und Kohlendioxid, Alkylcarbamat-Alkylaminsalz und/oder 1,3-Dialkylharnstoft bei 50°C oder höher in einem Reaktor erhitzt werden, in dem die Fläche, die mit mindestens einem Teil der Reaktanden und/oder Produkte in Kontakt steht, aus (I) einem Metall, welches Titan oder Zirconium und/oder ein Oxid davon umfasst, oder (II) anorganischen Gläsern hergestellt ist.
Es werden hier Verfahren zur Herstellung von Produkten beschrieben, die nachstehend als (A) bis (D) gekennzeichnet sind:

(A) 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone, dargestellt durch die allgemeine Formel (1):
worin R¹ Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl und R² C₁-C₆-Alkyl ist, die 50 Gew.ppm oder weniger 1-Alkoxyalkyl-3-alkyl-2-imidazolidinone, dargestellt durch die allgemeine Formel (2) enthalten:
worin R¹ und R² wie oben definiert sind; und R³ C₁-C₆-Alkylen ist; oder durch die allgemeine Formel (3):
worin R¹, R² und R³ wie oben definiert sind.
(B) 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, welches 50 Gew.-ppm oder weniger 1-Methoxymethyl-3-methyl-2-imidazolidinon enthält.
(C) 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone, wie in (A) beschrieben, die 0,5 Gew.-% oder weniger N-Alkylformamid, dargestellt durch die allgemeine Formel (4) enthalten: R²NHCHO (4) worin R² wie oben definiert ist.
(D) 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, wie in (B) beschrieben, welches 0,5 Gew.% oder weniger N-Methylformamid enthält.

Die Erfindung stellt das folgende Verfahren zur Herstellung von Produkten zur Verfügung, die als (A) bis (D) gekennzeichnet sind, welches das Erhitzen auf 50°C oder höher von N-Alkylmonoethanolamin, dargestellt durch die allgemeine Formel (5):
worin R¹ und R² wie oben definiert sind; mit

i) einem Monoalkylamin, dargestellt durch die allgemeine Formel (6): R²NH₂, und Kohlendioxid,
ii) einem Alkylcarbamat-Alkylaminsalz, dargestellt durch die allgemeine Formel (7): R²NHCOOH-R²NH₂ (7), und/oder
iii) 1,3-Dialkylharnstoff, dargestellt durch die allgemeine Formel (8): R²NHCONHR² (8), in einem Reaktor, bei dem die Fläche, die mit mindestens einem Teil der Reaktanden und/oder Produkte in Kontakt steht, aus (I) einem Metall, das Titan oder Zirconium und/oder ein Oxid davon umfasst, oder (II) anorganischen Gläsern hergestellt ist.

Gemäß dem Verfahren dieser Erfindung können 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone effektiv und leicht industriell hergestellt werden. Darüber hinaus hat das Verfahren dieser Erfindung das wesentliche Charakteristikum, dass Nebenprodukte, wie beispielsweise Natriumchlorid, das mit organischen Verbindungen verunreinigt ist, nicht gebildet werden, wie es im herkömmlichen Verfahren der Fall ist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Diese Erfindung wird nun genauer beschrieben.
Diese Erfindung stellt ein Herstellungsverfahren für 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone, dargestellt durch die allgemeine Formel (1 ), zur Verfügung, die 50 ppm oder weniger 1-Alkoxyalkyl-3-alkyl-2-imidazolidinon, dargestellt durch die allgemeine Formel (2) oder (3), enthalten.
Darin ist R¹ Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl, R² C₁-C₆-Alkyl und R³ C₁-C₆-Alkylen. Beispiele für das 1-Alkoxyalkyl-3-alkyl-2-imidazolidinon sind 1-Methoxymethyl-3-methyl-2-imidazolidinon, 1-Methoxymethyl-3,4-dimethyl-2-imidazolidinon, 1-Methoxymethyl-3,5-dimethyl-2-imidazolidinon, 1-(1-Ethoxyethyl)-3-ethyl-2-imidazolidinon, 1-(2-Ethoxyethyl)-3-ethyl-2-imidazolidinon, 1-(1-Ethoxyethyl)-3-ethyl-4-methyl-2-imidazolidinon und 1-(2-Ethoxyethyl)-3-ethyl-4-methyl-2-imidazolidinon.
Beispiele für die 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone sind 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, 1,3,4-Trimethyl-2-imidazolidinon, 1,3-Dimethyl-4-ethyl-2-imidazolidinon, 1,3-Dimethyl-4-isopropyl-2-imidazolidinon, 1,3-Diethyl-2-imidazolidinon, 1,3-Diethyl-4-methyl-2-imidazolidinon, 1,3-Diisopropyl-2-imidazolidinon, 1,3-Diisopropyl-4-methyl-2-imidazolidinon, 1,3-Di-n-propyl-2-imidazolidinon, 1,3-Di-n-propyl-4-methyl-2-imidazolidinon, 1,3-Di-tert-butyl-2-imidazolidinon und 1,3-Di-tert-butyl-4-methyl-2-imidazolidinon.
Vorzugsweise können 1-Methoxymethyl-3-methyl-2-imidazolidinon als 1-Alkoxyalkyl-3-alkyl-2-imidazolidinon und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon als 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinon verwendet werden. Somit ist 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, das 50 ppm oder weniger 1-Methoxymethyl-3-methyl-2-imidazolidinon enthält, am bevorzugtesten.
Weiterhin ist ein 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinon bevorzugt, das 0,5 Gew.-% oder weniger N-Alkylformamid, dargestellt durch die allgemeine Formel (4), enthält. Beispiele für das N-Alkylformamid sind N-Methylformamid, N-Ethylformamid, N-Isopropylformamid, N-n-Propylformamid und N-tert-Butylformamid; vorzugsweise N-Methylformamid. Somit ist 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, das 50 ppm oder weniger 1-Methoxymethyl-3-methyl-2-imidazolidinon und 0,5 Gew.-% oder weniger N-Methylformamid enthält, am bevorzugtesten.
Gemäß dieser Erfindung können 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone durch Erhitzen auf 50°C oder höher von N-Alkylmonoethanolamin, dargestellt durch die allgemeine Formel (5) mit i) Monoalkylamin, dargestellt durch die allgemeine Formel (6) und Kohlendioxid, ii) Alkylcarbamat-Alkylaminsalz, dargestellt durch die allgemeine Formel (7) und/oder iii) 1,3-Dialkylharnstoff, dargestellt durch die allgemeine Formel (8) in einem Reaktor hergestellt werden, dessen Fläche, die mit mindestens einem Teil der Reaktanden und/oder Produkte in Kontakt steht, aus (I) einem Metall, das Titan oder Zirconium und/oder ein Oxid davon umfasst, oder (II) anorganischen Gläsern hergestellt ist.
Beispiele für das N-Alkylmonoethanolamin, dargestellt durch die allgemeine Formel (5) als Ausgangsmaterial im Verfahren dieser Erfindung sind solche, in denen R¹ Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl und R² C₁-C₆-Alkyl ist, wie beispielsweise 2-(Methylamino)ethanol, 2-(Ethylamino)ethanol, 2-(n-Propylamino)ethanol, 2-(Isopropylamino)ethanol, 2-(n-Butylamino)ethanol, 2-(sec-Butylamino)ethanol, 2-(Isobutylamino)ethanol, 2-(tert-Butylamino)ethanol, 2-(n-Amylamino)ethanol, 2-(Isoamylamino)ethanol, 2-(2-Methylbutylamino)ethanol, 2-(1-Methylbutylamino)-ethanol, 2-(n-Hexylamino)ethanol, Cyclohexylethanolamin, 1-Methylamino-2-propanol, 1-Ethylamino-2-propanol, 1-(n-Propylamino)-2-propanol, 1-(Isopropylamino)-2-propanol, 1-(n-Butylamino)-2-propanol, 1-(n-Amylamino)-2-propanol, 1-Methylamino-2-butanol, 1-Methylamino-2-pentanol, 1-Methylamino-2-hexanol und 1-Methylamino-2-octanol; vorzugsweise 2-(Methylamino)ethanol, 2-(Ethylamino)ethanol, 2-(Isopropylamino)ethanol und 1-Methylamino-2-propanol; noch bevorzugter 2-(Methylamino)ethanol.
Kommerziell erhältliches N-Alkylmonoethanolamin kann verwendet werden, wie es ist, oder es kann vor der Verwendung in der Reaktion durch ein übliches Verfahren, wie beispielsweise Destillation, gereinigt werden.
Beispiele für die Monoalkylamine, dargestellt durch die allgemeine Formel (6) als weiteres Ausgangsmaterial im Verfahren dieser Verbindung sind solche, in denen R² C₁-C₆-Alkyl ist, wie beispielsweise Monomethylamin, Monoethylamin, Mono-n-propylamin, Monoisopropylamin, Mono-n-butylamin, Mono-sec-butylamin, Mono-isobutylamin, Mono-tert-butylamin und Monocyclohexylamin; vorzugsweise Monomethylamin und Monoethylamin; noch bevorzugter Monomethylamin.
Deren Menge ist nicht eingeschränkt, liegt aber im Allgemeinen bei 0,1 bis 100 mol, vorzugsweise 0,3 bis 40 mol, und noch bevorzugter 0,5 bis 20 mol pro einem mol N-Alkylmonoethanolamin.
Kohlendioxid kann im Verfahren dieser Erfindung im gasförmigen, flüssigen oder festen Zustand verwendet werden, oder es kann ein anorganisches Carbonat, wie beispielsweise Ammoniumcarbonat, welches während der Reaktion Kohlendioxid liefert, verwendet werden.
Die Menge an Kohlendioxid ist nicht eingeschränkt, liegt aber im Allgemeinen bei 0,1 bis 200 mol, vorzugsweise 1 bis 100 mol pro einem mol N-Alkylmonoethanolamin.
Beispiele für das Alkylcarbamat-Alkylaminsalz, dargestellt durch die allgemeine Formel (7), als weiteres Ausgangsmaterial im Verfahren dieser Erfindung, sind solche, in denen R² C₁-C₆-Alkyl ist, wie beispielsweise Methylcarbamat-Methylaminsalz, Ethylcarbamat-Ethylaminsalz, n-Propylcarbamat-n-Propylaminsalz, Isopropylcarbamat-Isopropylaminsalz, n-Butylcarbamat-n-Butylaminsalz, sec-Butylcarbamat-sec-Butylaminsalz, Isobutylcarbamat-Isobutylaminsalz, tert-Butylcarbamat-tert-Butylaminsalz und Cyclohexylcarbamat-Cyclohexylaminsalz; vorzugsweise Methylcarbamat-Methylaminsalz und Ethylcarbamat-Ethylaminsalz; noch bevorzugter Methylcarbamat-Methylaminsalz.
Solche Alkylcarbamat-Alkylaminsalze können verwendet werden als Feststoff oder als Lösung, wie beispielsweise eine wässrige Lösung, oder sie können als eine Kombination von Komponenten verwendet werden, die das Salz im Reaktionssystem erzeugen. Ihre Menge ist nicht eingeschränkt, liegt aber im Allgemeinen bei 0,1 bis 50 mol, vorzugsweise 0,3 bis 20 mol, noch bevorzugter bei 0,5 bis 10 mol pro einem mol N-Alkylmonoethanolamin.
Beispiele für den 1,3-Dialkylharnstoff, dargestellt durch die allgemeine Formel (8), als weiteres Ausgangsmaterial im Verfahren dieser Erfindung sind solche, in denen R² C₁-C₆-Alkyl ist, wie beispielsweise 1,3-Dimethylharnstoff, 1,3-Diethylharnstoff, 1,3-Di-n-propylharnstoff, 1,3-Diisopropylharnstoff, 1,3-Di-n-butylharnstoff, 1,3-Di-sec-butylharnstoff, 1,3-Diisobutylharnstoff, 1,3-Di-tert-butylharnstoff und 1,3-Dicyclohexylharnstoff; vorzugsweise 1,3-Dimethylharnstoff und 1,3-Diethylharnstoff; noch bevorzugter 1,3-Dimethylharnstoff.
Kommerziell erhältlicher 1,3-Dialkylharnstoff kann so verwendet werden, wie er ist, oder es kann eine Kombination aus Komponenten verwendet werden, die 1,3-Dialkylharnstoff im Reaktionssystem erzeugt. Ihre Menge ist nicht eingeschränkt, liegt aber im Allgemeinen bei 0,1 bis 50 mol, vorzugsweise 0,3 bis 20 mol, und noch bevorzugter 0,5 bis 10 mol pro einem mol N-Alkylmonoethanolamin.
(a) Monoalkylamin und Kohlendioxid, (b) Alkylcarbamat-Alkylaminsalz und (c) 1,3-Dialkylharnstoff können allein oder gleichzeitig oder als Gemisch verwendet werden.
Im Hinblick auf die häufigen Anwendungen des daraus erhaltenen Produkts DMI als Lösungsmittel können 2-(Methylamino)ethanol als N-Alkylmonoethanolamin, Monomethylamin als Monoalkylamin, Methylcarbamat-Methylaminsalz als Alkylcarbamat-Alkylaminsalz und 1,3-Dimethylharnstoff als 1,3-Dialkylharnstoff am bevorzugtesten verwendet werden.
Gemäß dieser Erfindung können 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone hergestellt werden durch Erhitzen auf 50°C oder höher von N-Alkylmonoethanolamin, dargestellt durch die allgemeine Formel (5), mit einem Alkylcarbamat-Alkylaminsalz, dargestellt durch die allgemeine Formel (7), und/oder einem 1,3-Dialkylharnstoff, dargestellt durch die allgemeine Formel (8), in Gegenwart von Kohlendioxid in einem Reaktor, bei dem die Fläche, die mit mindestens einem Teil der Reaktanden und/oder Produkte in Kontakt steht, aus (I) einem Metall, das Titan oder Zirconium und/oder ein Oxid davon umfasst, oder (II) anorganischen Gläsern hergestellt ist.
Das N-Alkylmonoethanolamin, dargestellt durch die allgemeine Formel (5), das als Ausgangsmaterial im Verfahren dieser Erfindung verwendet wird, kann das Gleiche sein, wie oben beschrieben.
Das Alkylcarbamat-Alkylaminsalz, dargestellt durch die allgemeine Formel (7), kann das Gleiche sein, wie oben beschrieben. Dessen Menge ist nicht eingeschränkt, liegt aber im Allgemeinen bei 0,1 bis 50 mol, vorzugsweise 0,3 bis 20 mol, und noch bevorzugter 0,5 bis 10 mol pro einem mol N-Alkylmonoethanolamin.
Der 1,3-Dialkylharnstoff, dargestellt durch die allgemeine Formel (8), kann der Gleiche sein, wie oben beschrieben. Die Menge ist nicht eingeschränkt, liegt aber im Allgemeinen bei 0,1 bis 50 mol, vorzugsweise 0,3 bis 20 mol, und noch bevorzugter 0,5 bis 10 mol pro einem mol N-Alkylmonoethanolamin.
Diese Reaktion wird vorzugsweise in einer Kohlendioxidatmosphäre durchgeführt. Die Menge an Kohlendioxid ist nicht eingeschränkt, liegt aber im Allgemeinen bei 0,1 bis 1000 mol, vorzugsweise 1 bis 500 mol pro einem mol N-Alkylmonoethanolamin.
Das Alkylcarbamat-Alkylaminsalz und der 1,3-Dialkylharnstoff können allein oder gleichzeitig oder als Gemisch verwendet werden.
Im Hinblick auf die häufigen Anwendungen des daraus erhaltenen Produkts DMI als Lösungsmittel können 2-(Methylamino)ethanol als N-Alkylmonoethanolamin, Methylcarbamat-Methylaminsalz als Alkylcarbamat-Alkylaminsalz und 1,3-Dimethylharnstoff als 1,3-Dialkylharnstoff am bevorzugtesten verwendet werden.
Im Verfahren dieser Erfindung wird ein Reaktor verwendet, bei dem die Fläche, die mit mindestens einem Teil der Reaktanden und/oder Produkte in Kontakt steht, aus (I) einem Metall, das Titan oder Zirconium und/oder ein Oxid davon umfasst, oder (II) anorganischem Glas hergestellt ist. Er kann beispielsweise ganz aus einem Metall hergestellt sein, das Titan oder Zirconium umfasst. Alternativ kann mindestens ein Teil der Innenwand des Reaktors mit einem Metall, das Titan oder Zirconium oder ein Oxid davon umfasst, beschichtet sein, oder die Innenwand kann mit einem anorganischen Glas beschichtet sein. Beispiele für ein Metall, das Titan oder Zirconium umfasst, sind industriell reine Titansorten des Typs JIS 1 bis 4; korrosionsbeständige Titanlegierungen, wie beispielsweise Ti-0,15Pd, Ti-5Ta und Ti-0,3Mo-0,8Ni; α-Typ-Titanlegierungen, wie beispielsweise Ti-2,5Sn, Ti-5Al-2,5Sn, Ti-5Al-2,5Sn (ELI), Ti-2,5Cu, Ti-20-1N-5Fe, Ti-5Ni-0,5Ru, Ti-0,5Pd-3Co und Ti-5,5Al-3,5Sn-3Zr-1Nb-0,3Mo-0,3Si; angenäherte α-Typ-Titanlegierungen, wie beispielsweise Ti-8Al-1Mo-1V, Ti-2,25Al-11Sn-5Zr-1Mo-0,2Si, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-5Al-5Sn-2Zr-2Mo-0,25Sn, Ti-6Al-2Nb-1Ta-0,8Mo, Ti-6Al-5Zr-0,5Mo-0,2Si und Ti-4,5Al-3V-2Fe-2Mo; α+β-Typ-Titanlegierungen, wie beispielsweise Ti-4,5Al-3V-2Fe-2Mo; α+β-Typ-Titanlegierungen, wie beispielsweise Ti-5Al-2Cr-1 Fe, Ti-5Al-5Sn-5Zr-2Cr-1 Fe, Ti-4Al-4Mn, Ti-3Al-2,5V, Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V(ELI), Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-7Al-4Mo, Ti-5Al-2Zr-4Mo-4Cr, Ti-6Al-1,7Fe-0,1Si, Ti-6,4Al-1,2Fe, Ti-15Zr-4Nb-2Ta-2Pd, Ti-6Al-7Nb und Ti-8Mn; β-Typ-Titanlegierungen, wie beispielsweise Ti-13V-11Cr-3Al, Ti-15Mo-5Zr, Ti- 15Mo-0,2Pd, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al, Ti-20V-4Al-1Sn, Ti-22V-4Al und Ti-16V-4Sn-3Al-3Nb; angenäherte β-Typ-Titanlegierungen, wie beispielsweise Ti-10V-2Fe-3Al und Ti-9,5V-2,5Mo-3Al; reines Zirconium; und Zirconiumlegierungen, wie beispielsweise Zircaloy-2, Zircaloy-4, Zr-2,5Nb und Ozenit. Vorzugsweise verwendet man titanhaltige Metalle und reines Zirconium, und noch bevorzugter industriell reines Titan, korrosionsbeständige Titanlegierungen und reines Zirconium. Der Gehalt an Titan oder Zirconium im Metall, das Titan oder Zirconium oder deren Oxid umfasst, liegt im Allgemeinen bei mindestens 30 mol-%, vorzugsweise mindestens 50 mol-%, und noch bevorzugter mindestens 60 mol-% des Gesamtgehalts an metallischen Elementen. Die Innenwand kann nach einem Verfahren mit dem Metall beschichtet werden, das ausgewählt ist aus Plattieren, Wärmebehandeln, thermischem Spritzbeschichten, Dampfabscheidung, Zersetzung oder irgendeiner Kombination davon. Unter diesen können die Plattierverfahren, wie beispielsweise Walzen, Explosionsverdichten, Explosionswalzen und Gießwalzen, sowie das Wärmebehandlungsverfahren bevorzugt verwendet werden. Durch das Verfahren der thermischen Zersetzung, Wärmebehandlung, thermischen Beschichtung, Bildung eines Oxidfilms auf der Metalloberfläche der Innenwand des Reaktors unter Verwendung eines Oxidationsmittels oder durch eine Kombination davon kann die Innenwand mit einem Oxidfilm beschichtet werden. Unter anderem sind bevorzugte Verfahren beispielsweise die Beschichtung mit PdO/TiO₂ durch thermische Zersetzung von PdCl₂ und TiCl₃, oder die Bildung eines Oxidfilms unter Verwendung eines Oxidationsmittels, wie beispielsweise sauerstoffhaltigen Gasen, einschließlich Sauerstoff und Luft; Peroxiden, einschließlich Wasserstoffperoxid und Peressigsäure; und Salpetersäurereagenzien, einschließlich Salpetersäure und einem Gemisch aus Salpetersäure und Fluorwasserstoffsäure. Der Oxidfilm kann vor der Durchführung der Reaktion auf der Innenwand des Reaktors gebildet werden. Alternativ kann der Oxidfilm auch gebildet werden durch Zusatz eines Oxidationsmittels zum Reaktionssystem, während das N-Alkylmonoethanolamin mit Monoalkylamin und Kohlendioxid, Alkylcarbamat-Alkylaminsalz und/oder 1,3-Dialkylharnstoff erhitzt wird. Diese Beschichtungsverfahren können noch weiter kombiniert werden. Beispielsweise kann die Innenwand nach dem Verfahren des Plattierens oder Wärmebehandelns oder einer Kombination davon mit einem Metall, das Titan oder Zirconium umfasst, beschichtet werden, gefolgt von der Bildung eines Oxidfilms auf der Metalloberfläche unter Verwendung eines Oxidationsmittels.
Ein Reaktor, der anorganische Gläser umfasst, kann ein Reaktor sein, der ganz aus anorganischen Gläsern hergestellt ist, ein Metallreaktor, in den ein Behälter aus anorganischem Glas eingesetzt wird, oder ein Metallreaktor, der mit anorganischem Glas ausgekleidet ist; bevorzugt ist ein Metallreaktor, der mit anorganischem Glas ausgekleidet ist.
Anorganische Gläser in der vorliegenden Erfindung sind anorganische Materialien in einem glasartigen Zustand, wie beispielsweise Elementgläser, Gläser mit Wasserstoffbindungen, Oxidgläser, Fluoridgläser, Chloridgläser, Sulfidgläser, Carbonatgläser, Nitridgläser und Sulfatgläser; bevorzugte Oxidgläser umfassen Silicatglas, Phosphatglas und Boratglas; insbesondere umfassen Silicatgläser Kieselgläser, wie beispielsweise Quarzglas, Silicatalkaligläser, wie beispielsweise Wasserglas, Kalknatrongläser, wie beispielsweise Tafelglas und Chromglas, Kalikalkgläser, wie beispielsweise Böhmisches Glas und Kristallglas, Bleigläser, wie beispielsweise Flintglas, Bariumgläser, wie beispielsweise Bariumflintglas, und Borsilicatgläser, wie beispielsweise Elektroglas; noch bevorzugter Kalknatrongläser; am bevorzugtesten Kalknatrongläser, die Aluminium-, Magnesium- oder Calcium-Ionen als modifizierende Ionen enthalten.
Vorzugsweise sind 50 bis 100%, noch bevorzugter 80 bis 100% der Fläche, die mit den Reaktanden und/oder Produkten in Kontakt steht aus (1) einem Metall, das Titan oder Zirconium umfasst oder (II) einem anorganischen Glas hergestellt. Am bevorzugtesten ist der gesamte Reaktor, einschließlich dem Bereich der Gasphase, aus (I) einem Metall, das Titan oder Zirconium undl/der ein Oxid davon umfasst, oder (II) anorganischen Gläsern hergestellt, wobei aber für eine Reaktion, die bei einem Druck von 5 MPa oder höher durchgeführt wird, ein Reaktor, der (I) umfasst, bevorzugter ist als einer, der (II) umfasst.
Die Ausführungsart des Verfahrens dieser Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, solange die verwendeten Materialien effektiv vermischt und miteinander in Kontakt gebracht werden, und umfasst chargenweise, halbkontinuierliche oder Durchfluss-Typen. Beispielsweise können alle Materialien zusammen in einen Reaktor eingebracht werden; mindestens ein Material kann kontinuierlich oder chargenweise zu den anderen Materialien zugegeben werden; oder alle Materialien werden kontinuierlich oder chargenweise dem Reaktor zugeführt.
Im Verfahren dieser Erfindung werden die Reaktanden auf 50°C oder höher, vorzugsweise auf 50 bis 400°C und noch bevorzugter auf 100 bis 300°C erhitzt.
Die Reaktionszeit und der Druck können von der Menge der Materialien, der Reaktionstemperatur und anderen Verfahren abhängen, aber die Reaktionszeit beträgt im Allgemeinen bis zu 200 Stunden, vorzugsweise 0,01 bis 100 Stunden, und noch bevorzugter 0,1 bis 50 Stunden. Die Reaktion wird normalerweise unter einem Druck von vorzugsweise 0,1 bis 50 MPa, und noch bevorzugter 0,2 bis 20 MPa durchgeführt.
Ein Gas, welches zum Austauschen oder unter Druck setzen des Reaktionssystems verwendet wird, kann ein Inertgas, wie beispielsweise Stickstoff oder Argon, oder vorzugsweise Kohlendioxid sein, ist aber nicht darauf eingeschränkt. Kohlendioxid kann im gasförmigen, flüssigen oder festen Zustand verwendet werden, oder es kann als ein anorganisches Carbonat, wie beispielsweise Ammoniumcarbonat, eingebracht werden, welches während der Reaktion Kohlendioxid erzeugt.
Im Verfahren dieser Erfindung kann die Reaktion in Gegenwart eines Lösungsmittels durchgeführt werden. Es kann jedes Lösungsmittel verwendet werden, welches die Reaktion nicht nachteilig beeinflusst. Lösungsmittel, die verwendet werden können, umfassen Wasser; aliphatische und alicyclische Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Cyclohexan und Methylcyclohexan; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Benzol, Toluol und Xylole; aliphatische und aromatische halogenierte Verbindungen, wie beispielsweise Dichlormethan, Chloroform, Fluorbenzol, Chlorbenzol und Dichlorbenzol; Ether, wie beispielsweise Diethylether, Methyl-tert-butylether, Dibutylether, Divinylether, Tetrahydrofuran, Dioxan und Ethylenglycoldiethylether; Ketone, wie beispielsweise Aceton, Diethylketon, Methylisobutylketon und Acetophenon; Nitrile, wie beispielsweise Acetonitril und Propionitril; Nitroverbindungen, wie beispielsweise Nitromethan, Nitrobenzol und Nitrotoluol; Ester, wie beispielsweise Ethylacetat und Ethylpropionat; Carbonate, wie beispielsweise Dimethylcarbonat; nicht-cyclische und cyclische Amide, wie beispielsweise N,N-Dimethylformamid, N,N-Diethylformamid, N,N-Dimethylacetamid und N-Methyl-2- pyrrolidon; cyclische Harnstoffverbindungen, wie beispielsweise 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone, einschließlich DMI (das Produkt des Verfahrens dieser Erfindung); und überkritische Flüssigkeiten, wie beispielsweise überkritisches Kohlendioxid. Weiterhin können diese Lösungsmittel allein oder in Kombination von zwei oder mehr Arten zur gleichen Zeit verwendet werden, und wenn solche Lösungsmittel verwendet werden, kann die Reaktion in einem Mehrphasensystem aus zwei oder mehr Lösungsmittelphasen durchgeführt werden. Unter diesen Lösungsmitteln sind 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinon, welches das Produkt des Verfahrens dieser Erfindung ist, und Wasser bevorzugt.
Ein solches Lösungsmittel kann in einer Menge verwendet werden, die ausreicht, um mindestens eines der Ausgangsmaterialien aufzulösen, im Allgemeinen bis zu 100 Gew.-Teile, vorzugsweise bis zu 50 Gew.-Teile pro einem Teil der N-Alkylmonoethanolamine, einem Ausgangsmaterial.
Im Verfahren dieser Erfindung kann ein Katalysator und/oder ein Additiv verwendet werden, um die Ausbeute und die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Im Verfahren dieser Erfindung kann das Reaktionsgemisch am Ende der Reaktion wie üblich aufgearbeitet werden, beispielsweise durch Destillation, um 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone zu ergeben. Das so erhaltene 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinon enthält 50 ppm oder weniger 1-Alkoxyalkyl-3-alkyl-2-imidazolidinon, welches eine übliche Verunreinigung im herkömmlichen Verfahren ist, und 0,5 Gew.-% oder weniger N-Alkylformamid.
Diese Erfindung wird nun anhand der Beispiele genauer beschrieben, ist aber nicht darauf eingeschränkt.
Bezugsbeispiel 1
44,0 g Ethylencarbonat (0,5 mol) und 18,0 g deionisiertes Wasser (1,0 mol) wurden in einen 400 ml-Autoklaven gegeben, dessen Deckel, Rührschaft und Rührblätter aus industriell reinem Titan vom JIS-Typ 2 hergestellt waren, und bei dem die Innenfläche des Gehäuses mit industriell reinem Titan vom JIS-Typ 2 ausgekleidet war. Nachdem die Gasphase durch Stickstoff ersetzt worden war, wurden 93,2 g Monomethylamin (3,0 mol) eingebracht. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 210°C 24 Stunden lang umgesetzt.
Der Autoklav wurde abgekühlt, und die Reaktionsflüssigkeit wurde herausgenommen. Die Reaktionsflüssigkeit war hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylencarbonat 99% betrug, die Ausbeute des Produkts DMI, bezogen auf das eingesetzte Ethylencarbonat (nachstehend als "DMI-Ausbeute" bezeichnet), 42%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin, Ethylenglycol und 2-(Methylamino)ethanol 38% betrug.
Die Reaktionsflüssigkeit wurde destilliert, um 22,8 g 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon zu liefern, dessen Reinheit 99%.
Dieses DMI enthielt kein 1-Methoxymethyl-3-methyl-2-imidazolidinon und 0,3 Gew.-% N-Methylformamid.
Vergleichsbeispiel 1
Eine Reaktion wurde wie im Bezugsbeispiel 1 durchgeführt, außer dass ein 400 ml-Autoklav (Innenvolumen) aus SUS-316L verwendet wurde.
Nach Abkühlen des Autoklaven wurde die Reaktionsflüssigkeit herausgenommen. Da schwarze Feststoffe, die in der Flüssigkeit schwammen, beobachtet wurden, wurde die Flüssigkeit filtriert, um ein braunes Filtrat zu erhalten. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 3,21 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats zeigte, dass die Umwandlungsrate des Ethylencarbonats 99% betrug, die DMI-Ausbeute 38%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin, Ethylenglycol und 2-(Methylamino)ethanol 44%.
Die Reaktionsflüssigkeit wurde im Vakuum destilliert, um 20,1 g 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon mit einer Reinheit von 99% zu liefern. Dieses DMI enthielt 0,8 Gew.-% N-Methylformamid.
Bezugsbeispiel 2
In den im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Materialien gegeben. Anschließend wurden 44,0 g Kohlendioxid in das Reaktionssystem eingebracht. Die Umsetzung wurde, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, durchgeführt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylencarbonat 99% betrug, die DMI-Ausbeute 68%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin, Ethylenglycol und 2-(Methylamino)ethanol 15%.
Vergleichsbeispiel 2
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Bezugsbeispiel 2 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 4,12 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate des Ethylencarbonats 99% betrug, die DMI-Ausbeute 66%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin, Ethylenglycol und 2-(Methylamino)ethanol 18%.
Bezugsbeispiel 3
In den im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden 44,0 g Ethylencarbonat (0,5 mol), 132,2 g 1,3-Dimethylharnstoff (1,5 mol) und 36,0 g deionisiertes Wasser (2,0 mol) gegeben. Nachdem die Gasphase durch Stickstoff ersetzt worden war, wurden 31,1 g Monomethylamin (1,0 mol) eingebracht. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden die Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 240°C 18 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate des Ethylencarbonats 99% betrug, die DMI-Ausbeute 76%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin, Ethylenglycol und 2-(Methylamino)ethanol 13%.
Vergleichsbeispiel 3
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Bezugsbeispiel 3 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 4,21 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate des Ethylencarbonats 99% betrug, die DMI-Ausbeute 73%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin, Ethylenglycol und 2-(Methylamino)ethanol 16%.
Bezugsbeispiel 4
In einen 80 ml-Autoklaven (Innenvolumen), hergestellt aus SUS-316L, ausgestattet mit einem zylindrischen Behälter, einem Rührschaft und Rührblättern, welche aus Ti-0,15Pd hergestellt waren, wurden 7,0 g Ethylencarbonat (0,08 mol), 34,0 g Methylcarbamat-Methylaminsalz (0,32 mol) und 4,3 g deionisiertes Wasser (0,24 mol) gegeben. Nachdem die Gasphase durch Stickstoff ersetzt worden war, wurden 5,0 g Monomethylamin (0,16 mol) eingebracht. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 220°C 24 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylencarbonat 99% betrug, die DMI-Ausbeute 77%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin, Ethylenglycol und 2-(Methylamino)ethanol 13%.
Vergleichsbeispiel 4
Unter Verwendung eines 80 ml-Autoklaven (Innenvolumen), hergestellt aus SUS-316L, wurden die Materialien, wie im Bezugsbeispiel 4 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 0,70 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylencarbonat 99% betrug, die DMI-Ausbeute 73%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin, Ethylenglycol und 2-(Methylamino)ethanol 17%.
Bezugsbeispiel 5
In einen 80 ml-Autoklaven (Innenvolumen), hergestellt aus SUS-316L, ausgestattet mit einem zylindrischen Behälter, einem Rührschaft und Rührblättern, welche aus Ti-6Al-4V hergestellt waren, wurden 8,2 g Propylencarbonat (0,08 mol), 25,5 g Methylcarbamat-Methylaminsalz (0,24 mol) und 5,8 g deionisiertes Wasser (0,32 mol) gegeben. Nachdem die Gasphase durch Stickstoff ersetzt worden war, wurden 5,0 g Monomethylamin (0,16 mol) eingebracht. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 240°C 15 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Propylencarbonat 99% betrug, die Ausbeute des Produkts 1,3,4-Trimethyl-2-imidazolidinon, bezogen auf das eingesetzte Propylencarbonat, 52%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,2,4-Trimethylpiperadin, Propylenglycol und 1-(Methylamino)-2-propanol 37%.
Vergleichsbeispiel 5
Unter Verwendung eines 80 ml-Autoklaven (Innenvolumen), hergestellt aus SUS-316L, wurden die Materialien, wie im Bezugsbeispiel 5 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 0,60 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Propylencarbonat 99% betrug, die Ausbeute des Produkts 1,3,4-Trimethyl-2-imidazolidinon, bezogen auf das eingesetzte Propylencarbonat, 48%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,2,4-Trimethylpiperadin, Propylenglycol und 1-(Methylamino)-2-propanol 42%.
Beispiel 6
In den im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden 75,1 g 2-(Methylamino)ethanol (1,0 mol) und anschließend 129,5 g einer Lösung von 53,3 Gew.-% Methylcarbamat-Methylaminsalz gegeben, und die Gasphase wurde durch Stickstoff ersetzt. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 250°C 5 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 99% betrug, die Ausbeute an DMI, bezogen auf eingesetztes 2-(Methylamino)ethanol (nachstehend als "DMI-Ausbeute" bezeichnet), 75%, und die Gesamtausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 17%.
Vergleichsbeispiel 6
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Beispiel 6 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 3,15 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 99% betrug, die DMI-Ausbeute 69%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 25%.
Beispiel 7
In eine 25 ml-Glasampulle (Pyrex^TM) wurden 0,526 g 2-(Methylamino)ethanol (7,0 mmol), 7,43 g Methylcarbamat-Methylaminsalz (70 mmol) und 6,53 g deionisiertes Wasser (360 mmol) gegeben. Nachdem die Gasphase durch Stickstoff ersetzt worden war, wurden die Ampulle verschlossen. Die Ampulle wurde in einen 400 ml-Autoklaven (Innenvolumen) aus SUS-316L eingesetzt, und anschließend wurden 200 ml Wasser in den Autoklaven gegeben, der dann mit N₂ auf einen Druck von 2 MPa gebracht wurde. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann bei einer Innentemperatur von 200°C 18 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit farblos, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate des 2-(Methylamino)ethanols 99% betrug, die DMI-Ausbeute 94%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 4%.
Vergleichsbeispiel 7
In einen 50 ml-Autoklaven (Innenvolumen) aus SUS-316L wurden 1,05 g 2-(Methylamino)ethanol (14 mmol), 14,86 g Methylcarbamat-Methylaminsalz (140 mmol) und 13,0 g deionisiertes Wasser (720 mmol) gegeben, und die Gasphase wurde durch Stickstoff ersetzt. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 200°C 18 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 0,33 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats zeigte, dass die Umwandlungsrate des 2-(Methylamino)ethanols 99% betrug, die DMI-Ausbeute 79%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 15%.
Beispiel 8
In den im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden 30,0 g 2-(Methylamino)ethanol (0,4 mol) gegeben, und die Gasphase wurde durch Stickstoff ersetzt. In den Autoklaven wurden dann 74,6 g Monomethylamin (2,4 mol) und 52,8 g Kohlendioxid (1,2 mol) eingebracht. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 230°C 6 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 96% betrug, die DMI-Ausbeute 72%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 17%.
Die Reaktionsflüssigkeit wurde im Vakuum destilliert, um 31,0 g 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon mit einer Reinheit von 99% zu ergeben.
Vergleichsbeispiel 8
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Beispiel 8 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 2,33 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 95% betrug, die DMI-Ausbeute 63%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 25%.
Das Filtrat wurde im Vakuum destilliert, um 26,9 g 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon mit einer Reinheit von 99% zu ergeben.
Beispiel 9
In den im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden 15,0 g 2-(Methylamino)ethanol (0,2 mol), 176,2 g 1,3-Dimethylharnstoff (2,0 mol) und 72,0 g deionisiertes Wasser (4,0 mol) gegeben, und die Gasphase wurde dann durch Stickstoff ersetzt. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 230°C 7 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde deine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 99% betrug, die DMI-Ausbeute 82%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 8%.
Vergleichsbeispiel 9
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Beispiel 9 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Das Filtrat wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 2,53 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 99% betrug, die DMI-Ausbeute 74%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 15%.
Beispiel 10
In einen 80 ml-Autoklaven (Innenvolumen) aus SUS-316L, ausgestattet mit einem zylindrischen Behälter, einem Rührschaft und Rührblättern, welche aus Ti- 0,15Pd hergestellt waren, wurden 6,0 g 2-(Methylamino)ethanol (0,08 mol), 34,0 g Methylcarbamat-Methylaminsalz (0,32 mol) und 2,9 g deionisiertes Wasser (0,16 mol) gegeben, und die Gasphase wurde durch Stickstoff ersetzt. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 220°C 8 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 99% betrug, die DMI-Ausbeute 78%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 14%.
Vergleichsbeispiel 10
Unter Verwendung eines 80 ml-Autoklaven (Innenvolumen) aus SUS-316L wurden die Materialien, wie im Beispiel 10 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ein geben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 0,37 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 99% betrug, die DMI-Ausbeute 68%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin, 22%.
Beispiel 11
In einen 80 ml-Autoklaven (Innenvolumen) aus SUS-316L, ausgestattet mit einem zylindrischen Behälter, einem Rührschaft und Rührblättern, welche aus Ti-6Al-4V hergestellt waren, wurden 7,9 g 1-Ethylamino-2-propanol (0,08 mol), 32,2 g Ethylcarbamat-Ethylaminsalz (0,24 mol) und 1,4 g deionisiertes Wasser (0,08 mol) gegeben, und die Gasphase wurde dann durch Stickstoff ersetzt. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 220°C 6 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 1-Ethylamino-2-propanol 85% betrug, die Ausbeute des Produkts 1,3-Diethyl-4-methyl-2-imidazolidinon, bezogen auf das eingesetzte 1-Ethylamino-2-propanol, 61%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Diethyl-2-methylpiperadin 14%.
Vergleichsbeispiel 11
Unter Verwendung eines 80 ml-Autoklaven (Innenvolumen) aus SUS-316L wurden die Materialien, wie im Beispiel 11 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 0,34 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 1-Methylamino-2-propanol 82% betrug_; die Ausbeute des Produkts 1,3-Diethyl-4-methyl-2-imidazolidinon, bezogen auf das eingesetzte 1-Ethylamino-2-propanol, 52%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Diethyl-2-methylpiperadin 21%.
Beispiel 12
In den im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden 30,0 g 2-(Methylamino)ethanol (0,4 mol), 127,3 g Methylcarbamat-Methylaminsalz (1,2 mol) und 43,3 g deionisiertes Wasser (2,4 mol) gegeben, und die Gasphase wurde durch Stickstoff ersetzt. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 200°C 6 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 35% betrug, die DMI-Ausbeute 25%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 5%.
Die Reaktionsflüssigkeit wurde im Vakuum destilliert, um 9,8 g 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon mit einer Reinheit von 99% zu ergeben.
Vergleichsbeispiel 12
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Beispiel 12 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 1,69 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 38% betrug, die DMI-Ausbeute 21%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 8%.
Die Reaktionsflüssigkeit wurde im Vakuum destilliert, um 9,1 g 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon mit einer Reinheit von 99% zu ergeben.
Beispiel 13
Unter Verwendung des im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Beispiel 12 beschrieben, eingebracht und umgesetzt, und anschließend wurden 52,8 g Kohlendioxid (1,2 mol) in das Reaktionssystem eingebracht. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden die Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 200°C 6 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 86% betrug, die DMI-Ausbeute 73%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 6%.
Die Reaktionsflüssigkeit wurde im Vakuum destilliert, um 30,9 g 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon mit einer Reinheit von 99% zu ergeben.
Vergleichsbeispiel 13
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Beispiel 13 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 1,65 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 85% betrug, die DMI-Ausbeute 67%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethyipiperadin 11%.
Die Reaktionsflüssigkeit wurde im Vakuum destilliert, um 28,1 g 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon mit einer Reinheit von 99% zu ergeben.
Beispiel 14
In den im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden 22,5 g 2-(Methylamino)ethanol (0,3 mol), 105,7 g 1,3-Dimethylharnstoff (1,2 mol) und 54,1 g deionisiertes Wasser (3,0 mol) gegeben. Nachdem die Gasphase durch Stickstoff ersetzt worden war, wurden 52,8 g Kohlendioxid (1,2 mol) in das Reaktionssystem eingebracht. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 200°C 8 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 97% betrug, die DMI-Ausbeute 86%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 5%.
Vergleichsbeispiel 14
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Beispiel 14 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 1,77 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 97% betrug, die DMI-Ausbeute 78%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 14%.
Beispiel 15
Der im Bezugsbeispiel 1 beschriebene Autoklav wurde an der Luft auf 300°C erhitzt, um einen Oxidfilm auf der Innenfläche des Autoklaven zu bilden. In den Autoklaven wurden 30,0 g 2-(Methylamino)ethanol (0,4 mol), 84,9 g Methylcarbamat-Methylaminsalz (0,8 mol) und 18,0 g deionisiertes Wasser (1,0 mol) gege ben. Nachdem die Gasphase durch Stickstoff ersetzt worden war, wurden 66,0 g Kohlendioxid (1,5 mol) eingebracht. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 210°C 6 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 98% betrug, die DMI-Ausbeute 77%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 9%.
Vergleichsbeispiel 15
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Beispiel 15 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 1,88 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats zeigte, dass die Umwandlungsrate des 2-(Methylamino)ethanols 98% betrug, die DMI-Ausbeute 67%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 18%.
Beispiel 16
Ein zylindrischer Behälter aus reinem Zirconium wurde in den im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven eingesetzt. In den zylindrischen Behälter wurden 15,0 g 2-(Methylamino)ethanol (0,2 mol), 88,1 g 1,3-Dimethylharnstoff (1,0 mol) und 36,0 g deionisiertes Wasser (2,0 mol) gegeben. Nachdem die Gasphase durch Stickstoff ersetzt worden war, wurden 44,0 g Kohlendioxid (1,0 mol) eingebracht. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 200°C 6 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 98% betrug, die DMI-Ausbeute 88%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 4%.
Vergleichsbeispiel 16
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Beispiel 16 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 1,60 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 99% betrug, die DMI-Ausbeute 79%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 10%.
Beispiel 17
In den im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden 30,0 g 2-(Methylamino)ethanol (0,4 mol), 106,1 g Methylcarbamat-Methylaminsalz (1,0 mol) und 22,8 g DMI gegeben. Nachdem die Gasphase durch Stickstoff ersetzt worden war, wurden 52,8 g Kohlendioxid (1,2 mol) eingebracht. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 200°C 6 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 86% betrug, die Ausbeute des gebildeten DMI, bezogen auf das eingesetzte 2-(Methylamino)ethanol, 72%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 5%.
Vergleichsbeispiel 17
Unter Verwendung des im Beispiel 17 beschriebenen Autoklaven wurde eine Reaktion, wie im Beispiel 17 beschrieben, durchgeführt, außer dass DMI durch 22,8 g Methanol ersetzt wurde.
Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit braun, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie des Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 2-(Methylamino)ethanol 73% betrug, die DMI-Ausbeute 58%, und die Ausbeute des Nebenprodukts 1,4-Dimethylpiperadin 8%.
Bezugsbeispiel 18
In den im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden 24,8 g Ethylenglycol (0,4 mol) gegeben. Nachdem die Gasphase durch Stickstoff ersetzt worden war, wurden 74,6 g Monomethylamin (2,4 mol) und 52,8 g Kohlendioxid (1,2 mol) eingebracht. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 220°C 24 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylenglycol 91% betrug, die Ausbeute des gebildeten DMI, bezogen auf das eingesetzte Ethylenglycol (nachstehend als "DMI-Ausbeute" bezeichnet), 70%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin und 2-(Methylamino)ethanol 11%.
Die Reaktionsflüssigkeit wurde im Vakuum destilliert, um 30,6 g 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon mit einer Reinheit von 99% zu ergeben.
Vergleichsbeispiel 18
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Bezugsbeispiel 18 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 3,89 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylenglycol 88% betrug, die DMI-Ausbeute 66%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin und 2-(Methylamino)ethanol 16%.
Das Filtrat wurde im Vakuum destilliert, um 28,1 g 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon mit einer Reinheit von 99% zu ergeben.
Bezugsbeispiel 19
In den im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden 24,8 g Ethylenglycol (0,4 mol), 141,0 g 1,3-Dimethylharnstoff (1,6 mol) und 28,8 g deionisiertes Wasser (1,6 mol) gegeben. Nachdem die Gasphase durch Stickstoff ersetzt worden war, wurde die Reaktion, wie im Bezugsbeispiel 18 beschrieben, durchgeführt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylenglycol 95% betrug, die DMI-Ausbeute 74%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin und 2-(Methylamino)ethanol 8%.
Vergleichsbeispiel 19
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Bezugsbeispiel 19 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 4,01 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylenglycol 91% betrug, die DMI-Ausbeute 70%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin und 2-(Methylamino)ethanol 13%.
Bezugsbeispiel 20
In den im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden 25,4 g Ethylenglycol (0,41 mol) und 56 g deionisiertes Wasser (3,1 mol) gegeben. Nachdem die Gasphase durch Stickstoff ersetzt worden war, wurden 102,0 g Methylamin (3,3 mol) und 72,5 g Kohlendioxid (1,65 mol) eingebracht. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 250°C 15 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylenglycol 91% betrug, die DMI-Ausbeute 70%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin und 2-(Methylamino)ethanol 5%.
Vergleichsbeispiel 20
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Bezugsbeispiel 20 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 4,32 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylenglycol 91% betrug, die DMI-Ausbeute 64%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin und 2-(Methylamino)ethanol 8%.
Bezugsbeispiel 21
In einen 80 ml-Autoklaven (Innenvolumen) aus SUS-316L, ausgestattet mit einem zylindrischen Behälter, einem Rührschaft und Rührblättern, welche aus Ti-0,15Pd hergestellt waren, wurden 5,0 g Ethylenglycol (0,08 mol), 42,4 g Methylcarbamat-Methylaminsalz (0,40 mol) und 2,9 g deionisiertes Wasser (0,16 mol) gegeben, und die Gasphase wurde durch Stickstoff ersetzt. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 240°C 18 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate des Ethylenglycols 93% betrug, die DMI-Ausbeute 73%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin und 2-(Methylamino)ethanol 6%.
Vergleichsbeispiel 21
Unter Verwendung eines 80 ml-Autoklaven (Innenvolumen) aus SUS-316L wurden die Materialien, wie im Bezugsbeispiel 21 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 0,66 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylenglycol 90% betrug, die DMI-Ausbeute 71%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin und 2-(Methylamino)ethanol 8%.
Bezugsbeispiel 22
In einen 80 ml-Autoklaven (Innenvolumen) aus SUS-316L, ausgestattet mit einem zylindrischen Behälter, einem Rührschaft und Rührblättern, welche aus Ti-6Al-4V hergestellt waren, wurden 6,1 g 1,2-Propandiol (0,08 mol), 34,0 g Methylcarbamat-Methylaminsalz (0,32 mol) und 4,3 g deionisiertes Wasser (0,24 mol) gegeben, und die Gasphase wurde durch Stickstoff ersetzt. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 250°C 12 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 1,2-Propandiol 66% betrug, die Ausbeute des gebildeten 1,3,4-Trimethyl-2-imidazolidinons, bezogen auf das eingesetzte 1,2-Propandiol, 48%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,2,4-Trimethylpiperadin und 1-Methylamino-2-propanol 7%.
Vergleichsbeispiel 22
Unter Verwendung eines 80 ml-Autoklaven (Innenvolumen) aus SUS-316L wurden die Materialien, wie im Bezugsbeispiel 22 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 0,51 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von 1,2-Propandiol 64% betrug, die Ausbeute des gebildeten 1,3,4-Trimethyl-2-imidazolidinons, bezogen auf das eingesetzte 1,2-Propandiol, 45%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,2,4-Trimethylpiperadin und 1-Methylamino-2-propanol 9%.
Bezugsbeispiel 23
In den im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden 24,8 g Ethylenglycol (0,4 mol), 127,3 g Methylcarbamat-Methylaminsalz (1,2 mol) und 54,1 g deionisiertes Wasser (3,0 mol) gegeben, und die Gasphase wurde durch Stickstoff ersetzt. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 210°C 20 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylenglycol 43% betrug, die DMI-Ausbeute 32%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin und 2-(Methylamino)ethanol 6%.
Die Reaktionsflüssigkeit wurde im Vakuum destilliert, um 12,8 g 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon mit einer Reinheit von 99% zu ergeben.
Vergleichsbeispiel 23
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Bezugsbeispiel 23 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 2,20 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate des Ethylenglycols 43% betrug, die DMI-Ausbeute 28%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin und 2-(Methylamino)ethanol 8%.
Das Filtrat wurde im Vakuum destilliert, um 12,1 g 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon mit einer Reinheit von 99% zu ergeben.
Bezugsbeispiel 24
In den im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die im Bezugsbeispiel 25 beschriebenen Materialien gegeben, und anschließend wurden 52,8 g Kohlendioxid (1,2 mol) eingebracht. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 210°C 20 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reakti onsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylenglycol 83% betrug, die Ausbeute an DMI 66%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte, einschließlich 1,4-Dimethylpiperadin (nachstehend als "Nebenproduktausbeute" bezeichnet), 8%.
Die Reaktionsflüssigkeit wurde im Vakuum destilliert, um 28,5 g 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon mit einer Reinheit von 99% zu ergeben.
Vergleichsbeispiel 24
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Bezugsbeispiel 24 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 2,11 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylenglycol 85% betrug, die DMI-Ausbeute 62%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin und 2-(Methylamino)ethanol 12%.
Das Filtrat wurde im Vakuum destilliert, um 26,3 g 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon mit einer Reinheit von 99% zu ergeben.
Bezugsbeispiel 25
In den im Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden 18,6 g Ethylenglycol (0,3 mol), 132,2 g 1,3-Dimethylharnstoff (1,5 mol) und 27,0 g deionisiertes Wasser (1,5 mol) gegeben. Nachdem die Gasphase durch Stickstoff ersetzt worden war, wurden 66,0 g Kohlendioxid (1,5 mol) eingebracht. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 200°C 30 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylenglycol 78% betrug, die DMI-Ausbeute 68%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin und 2-(Methylamino)ethanol 7%.
Vergleichsbeispiel 25
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien, wie im Bezugsbeispiel 25 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 1,93 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylenglycol 79% betrug, die DMI-Ausbeute 65%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin und 2-(Methylamino)ethanol 11%.
Bezugsbeispiel 26
Ein zylindrischer Behälter aus Zirconium wurde in den im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven eingesetzt. In den zylindrischen Behälter wurden 24,8 g Ethylenglycol (0,4 mol), 105,7 g 1,3-Dimethylharnstoff (1,2 mol) und 21,6 g deionisiertes Wasser (1,2 mol) gegeben. Nachdem die Gasphase durch Stickstoff ersetzt worden war, wurden 66,0 g Kohlendioxid (1,5 mol) eingebracht. Während der Autoklav von außen geheizt wurde, wurden diese Materialien dann unter Rühren bei einer Innentemperatur von 200°C 30 Stunden lang umgesetzt. Nach der Reaktion war die Reaktionsflüssigkeit hellgelb, und es wurde keine Bildung von festem Material darin beobachtet.
Die Gaschromatographie der Reaktionsflüssigkeit, wie im Bezugsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylenglycol 74% betrug, die DMI-Ausbeute 60%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin und 2-(Methylamino)ethanol 5%.
Vergleichsbeispiel 26
Unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurden die Materialien wie im Bezugsbeispiel 26 beschrieben, eingebracht und umgesetzt. Nach der Reaktion wurden schwimmende, schwarze Feststoffmaterialien beobachtet. Die Flüssigkeit wurde, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, filtriert, um ein braunes Filtrat zu ergeben. Das Trockengewicht der schwarzen Feststoffe betrug 1,59 g.
Die Gaschromatographie des Filtrats, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zeigte, dass die Umwandlungsrate von Ethylenglycol 71% betrug, die DMI-Ausbeute 55%, und die Gesamtausbeute der Nebenprodukte 1,4-Dimethylpiperadin und 2-(Methylamino)ethanol 7%.

Claims

Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinonen, dargestellt durch die allgemeine Formel (1):
worin R¹ Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl und R² C₁-C₆-Alkyl ist, die 50 Gew.ppm oder weniger 1-Alkoxyalkyl-3-alkyl-2-imidazolidinon, dargestellt durch die allgemeine Formel (2), enthalten:
worin R¹ und R² wie oben definiert sind; und R³ C₁-C₆-Alkylen ist; oder durch die allgemeine Formel (3)
worin R¹, R² und R³ wie oben definiert sind, und 0,5 Gew.-% oder weniger N-Alkylformamid, dargestellt durch die allgemeine Formel (4), enthalten: R²NHCHO (4) worin R² wie oben definiert ist, und welches das Erhitzen des N-Alkylmonoethanolamins, dargestellt durch die allgemeine Formel (5), auf 50°C oder höher
worin R¹ und R² wie oben definiert sind; mit i) Monoalkylamin, dargestellt durch die allgemeine Formel (6): R²NH₂ (6) und Kohlendioxid, ii) Alkylcarbamat-Alkylaminsalz, dargestellt durch die allgemeine Formel (7): R²NHCOOH-R²NH₂ (7), und/oder iii) 1,3-Dialkylharnstoff, dargestellt durch die allgemeine Formel (8), R²NHCONHR² (8), in einem Reaktor, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Reaktors, die mit mindestens einem Teil der Reaktionsteilnehmer und/oder Produkte in Kontakt steht, aus (I) einem Metall, das Titan oder Zirconium und/oder ein Oxid davon umfasst, oder (II) anorganischen Gläsern hergestellt ist, umfasst.
Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinonen nach Anspruch 1, umfassend das Erhitzen von N-Alkylmonoethanolamin, dargestellt durch die allgemeine Formel (5), auf 50°C oder höher mit Alkylcarbamat-Alkylaminsalz, dargestellt durch die Formel (7), und/oder 1,3-Dialkylharnstoff, dargestellt durch die allgemeine Formel (8), in Gegenwart von Kohlendioxid in einem Reaktor, worin die Fläche des Reaktors, die mit mindestens einem Teil der Reaktionsteilnehmer und/oder Produkte in Kontakt steht, aus (I) einem Metall, das Titan oder Zirconium und/oder ein Oxid davon umfasst, oder (II) anorganischen Gläsern hergestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, worin das N-Alkylmonoethanolamin 2-(Methylamino)ethanol ist; das Monoalkylamin Monomethylamin ist; das Alkylcarbamat-Alkylaminsalz Methylcarbamat-Methylaminsalz ist; und der 1,3-Dialkylharnstoff 1,3-Dimethylharnstoff ist.
Verfahren nach Anspruch 2 zur Herstellung von 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, worin das N-Alkylmonoethanolamin 2-(Methylamino)ethanol ist; das Alkylcarbamat-Alkylaminsalz Methylcarbamat-Methylaminsalz ist; und der 1,3-Dialkylharnstoff 1,3-Dimethylharnstoff ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, worin der Reaktor, der aus einem Metall hergestellt ist, das Titan oder Zirconium und/oder ein Oxid davon umfasst, ein Reaktor ist, der vollständig aus Metall besteht, das Titan oder Zirconium umfasst, oder mindestens ein Teil der Innenwand mit einem Metall beschichtet ist, das Titan oder Zirconium und/oder ein Oxid davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, worin der Reaktor, bei dem mindestens ein Teil der Innenwand mit einem Metall beschichtet ist, das Titan oder Zirconium umfasst, unter Verwendung eines Verfahrens beschichtet wird, das aus einem Plattierverfahren, wie beispielsweise Walzen, Explosionsverdichten, Explosionswalzen und Gießwalzen sowie Wärmebehandlungsverfahren ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, worin der Reaktor, bei dem mindestens ein Teil der Innenwand mit einem Oxid aus einem Metall, das Titan oder Zirconium umfasst, beschichtet ist, ein Reaktor ist, der durch ein Verfahren des Bildens eines Oxidfilms unter Verwendung eines Oxidationsmittels oder durch thermische Zersetzung beschichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, worin das Metall, das Titan oder Zirconium umfasst, aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus industriell reinem Titan , korrosionsbeständiger Titanlegierung und reinem Zirconium besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, worin die Reaktion bei 100 bis 300°C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, worin die 1,3-Dialkyl-2-imidazolidinone, dargestellt durch die allgemeine Formel (I), oder Wasser als Lösungsmittel verwendet werden.