JP2002167369A - 高重合性n−ビニルカルボン酸アミドの製造方法 - Google Patents

高重合性n−ビニルカルボン酸アミドの製造方法

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JP2002167369A
JP2002167369A JP2000375739A JP2000375739A JP2002167369A JP 2002167369 A JP2002167369 A JP 2002167369A JP 2000375739 A JP2000375739 A JP 2000375739A JP 2000375739 A JP2000375739 A JP 2000375739A JP 2002167369 A JP2002167369 A JP 2002167369A
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acid amide
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ppm
amide
alkoxyethyl
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JP2000375739A
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English (en)
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Masaya Saihata
真哉 才畑
Hitoshi Nakamura
仁至 中村
Etsuko Kadowaki
悦子 門脇
Shunichi Nagamatsu
俊一 長松
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Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 原料中の不純物として含まれる金属成分に着
目した高重合性のN−ビニルカルボン酸アミドの製造方
法を提供すること。更に、高重合性のN−ビニルカルボ
ン酸アミド製造に適した中間体を提供すること。 【解決手段】 金属成分含有量が100ppm以下のN
−(1−アルコキシエチル)カルボン酸アミドまたはエ
チリデンビスカルボン酸アミドあるいはそれらを含む溶
液を熱分解または接触分解することを特徴とするN−
1,3−ブタジエニルカルボン酸アミドの含有量300
ppm以下の高重合性N−ビニルカルボン酸アミドの製
造方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、凝集剤、液体吸収
剤、増粘剤などに利用されるN−ビニルカルボン酸アミ
ド系ポリマーの製造に用いられる産業上有用なモノマー
である高重合性N−ビニルカルボン酸アミドの製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】N−ビニルカルボン酸アミドは単独で重
合させたり、あるいは他のモノマーと共重合させること
によりN−ビニルカルボン酸アミド系ポリマーを得るた
めに用いられる。
【0003】これらのポリマーは、凝集剤、液体吸収
剤、増粘剤などに利用される。いずれも高分子量の重合
体が望まれている。
【0004】N−ビニルカルボン酸アミドの製造方法に
ついて、これまで多くの方法が提案されている。例え
ば、カルボン酸アミド、アセトアルデヒドおよびアルコ
ールから中間体であるN−(1−アルコキシエチル)カ
ルボン酸アミドを製造し、これを熱分解または接触分解
により合成する方法、またカルボン酸アミドとアセトア
ルデヒドからエチリデンビスカルボン酸アミドを合成
し、これをN−ビニルカルボン酸アミドとカルボン酸ア
ミドに分解する方法が知られている。
【0005】一般に、モノマーの重合性は、それに不純
物として含まれる重合阻害物質の含有量によって大きく
変わる。その重合阻害物質は、一般的に、モノマーを各
種方法で精製処理して、許容濃度以下まで含有量を下げ
ている。
【0006】この観点から、上記の熱分解または接触分
解により合成されたN−ビニルカルボン酸アミドを蒸
留、抽出、再結晶などの精製方法で処理して、N−ビニ
ルカルボン酸アミドの純度を上げ、その重合性を高めて
いる。その精製方法で開示されているものとしては、特
開昭61−286069号公報では水と芳香族炭化水素
を用いた抽出による方法、特開昭63−132868号
公報では混合有機溶媒からの冷却晶析による方法、特開
平2−188560号公報では無機塩水溶液と芳香族炭
化水素を用いた抽出による方法、米国特許440151
6号では多価アルコールを用いた抽出蒸留による方法な
どが挙げられる。しかし、上記の何れの方法でも、凝集
剤、液体吸収剤、増粘剤などに利用可能な高分子量の重
合体が安定的に得られる重合性良好なN−ビニルカルボ
ン酸アミドを製造することは困難であった。
【0007】特開平8−81428号公報では、高分子
量のN−ビニルカルボン酸アミド系ポリマーを合成する
には、使用されるN−ビニルカルボン酸アミド中のN−
1,3−ブタジエニルカルボン酸アミドの含有量を低減
することが重要であると報告されている。更に、N−
1,3−ブタジエニルカルボン酸アミドの含有量が30
0ppm以下のN−ビニルカルボン酸アミドは、高重合
性であることが明示されている。また、それを低減する
ための精製処理方法が明記されている。しかしながら、
N−ビニルカルボン酸アミド中に含まれる金属成分の不
純物が、N−ビニルカルボン酸アミドの重合性に及ぼす
影響については、開示されていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、原料中の不純物として含まれる金属成分に着目した
N−1,3−ブタジエニルカルボン酸アミドの含有量が
300ppm以下の高重合性のN−ビニルカルボン酸ア
ミドの製造方法を提供することにある。
【0009】更に、この高重合性のN−ビニルカルボン
酸アミド製造に適した中間体を提供することを課題とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、重合性良
好なN−ビニルカルボン酸アミドの製造方法について鋭
意検討した結果、N−(1−アルコキシエチル)カルボ
ン酸アミドまたはエチリデンビスカルボン酸アミドを熱
分解あるいは接触分解によってN−ビニルカルボン酸ア
ミドを製造する際に、そのN−(1−アルコキシエチ
ル)カルボン酸アミドまたはエチリデンビスカルボン酸
アミド中の金属成分含有量を100ppm以下、好まし
くは20ppm以下、更に好ましくは5ppm以下にす
ることによって、N−1,3−ブタジエニルカルボン酸
アミドの含有量が300ppm以下の高重合性N−ビニ
ルカルボン酸アミドを製造できることを見い出し、本発
明を完成した。
【0011】すなわち、本発明は、下記の事項からな
る。
【0012】[1] 金属成分含有量が100ppm以
下であるN−(1−アルコキシエチル)カルボン酸アミ
ドまたはエチリデンビスカルボン酸アミドあるいはそれ
らを含む溶液を熱分解または接触分解することを特徴と
するN−1,3−ブタジエニルカルボン酸アミドの含有
量300ppm以下の高重合性N−ビニルカルボン酸ア
ミドの製造方法。
【0013】[2] 金属成分含有量が、50ppm以
下である[1]の製造方法。
【0014】[3] 金属成分含有量が、20ppm以
下である[2]の製造方法。
【0015】[4] N−(1−アルコキシエチル)カ
ルボン酸アミドまたはエチリデンビスカルボン酸アミド
あるいはそれらを含む溶液の金属成分含有量を分析する
工程、次いでN−(1−アルコキシエチル)カルボン酸
アミドまたはエチリデンビスカルボン酸アミドあるいは
それらを含む溶液を熱分解または接触分解する工程から
なることを特徴とするN−1,3−ブタジエニルカルボ
ン酸アミドの含有量300ppm以下の高重合性N−ビ
ニルカルボン酸アミドの製造方法。
【0016】[5] 金属成分が、アルカリ金属である
[1]〜[4]の製造方法。
【0017】[6] アルカリ金属が、ナトリウムであ
る[5]の製造方法。
【0018】[7] 金属成分含有量を分析する工程と
熱分解または接触分解する工程との間にN−(1−アル
コキシエチル)カルボン酸アミドまたはエチリデンビス
カルボン酸アミドあるいはそれらを含む溶液の金属成分
含有量を低減する工程を含む[4]〜[6]の製造方
法。
【0019】[8] 金属成分含有量を低減する工程
が、蒸留工程、晶析工程および/または吸着工程である
[7]の製造方法。
【0020】[9] 金属成分含有量を低減する工程
が、蒸留工程である[8]の製造方法。
【0021】[10] 蒸留工程を単蒸留で行う[9]
の製造方法。
【0022】[11] 単蒸留をミストセパレーターが
具備された単蒸留装置を用いて行う[10]の製造方
法。
【0023】[12] 金属成分含有量を低減する工程
により、金属成分を100ppm以下に低減する[7]
〜[11]の製造方法。
【0024】[13] 金属成分含有量を低減する工程
により、金属成分を20ppm以下に低減する[12]
の製造方法。
【0025】[14] 金属成分含有量を低減する工程
により、金属成分を5ppm以下に低減する[13]の
製造方法。
【0026】[15] N−(1−アルコキシエチル)
カルボン酸アミドが、下記一般式(I)、
【0027】
【化4】 (式中R1は炭素数1〜5のアルキル基を表し、R2およ
びR3は独立に水素原子または炭素数1〜5のアルキル
基、あるいはR2とR3とが結合し炭素数3〜5のアルキ
レン基を表す。)で示される化合物であり、エチリデン
ビスカルボン酸アミドが、下記一般式(II)
【0028】
【化5】 (式中、R2およびR3は、前記と同じ意味を表す。)で
示される化合物であり、N−ビニルカルボン酸アミドが
下記一般式(III)、
【0029】
【化6】 (式中、R2およびR3は水素原子または炭素数1〜5の
アルキル基、あるいはR 2とR3とが結合し炭素数3〜5
のアルキレン基を表す。)で示される化合物である
[1]〜[14]の製造方法。
【0030】[16] N−(1−アルコキシエチル)
カルボン酸アミドが、N−(1−メトキシエチル)アセ
トアミドであり、エチリデンビスカルボン酸アミドが、
エチリデンビスアセトアミドであり、N−ビニルカルボ
ン酸アミドが、N−ビニルアセトアミドである[15]
の製造方法。
【0031】[17] N−(1−アルコキシエチル)
カルボン酸アミドまたはエチリデンビスカルボン酸アミ
ドが、N−(1−メトキシエチル)アセトアミドであ
り、N−ビニルカルボン酸アミドが、N−ビニルアセト
アミドである[1]〜[15]の製造方法。
【0032】[18] N−(1−アルコキシエチル)
カルボン酸アミドあるいはそれを含む溶液が、酸触媒の
存在下、アセトアルデヒド、アルコールとカルボン酸ア
ミドの縮合反応で得られる[1]〜[17]の製造方
法。
【0033】[19] エチリデンビスカルボン酸アミ
ドあるいはそれを含む溶液が、酸触媒の存在下、アセト
アルデヒドとカルボン酸アミドの縮合反応により得られ
る[1]〜[16]の製造方法。
【0034】[20] 金属成分の含有量が、100p
pm以下であるエチリデンビスカルボン酸アミド。
【0035】[21] 金属成分の含有量が、100p
pm以下であるN−(1−アルコキシエチル)カルボン
酸アミド。
【0036】[22] 金属成分の含有量が、100p
pm以下であるN−(1−メトキシエチル)カルボン酸
アミド。
【0037】
【発明の実施の形態】以下、更に詳しく本発明を説明す
る。
【0038】本発明に用いられるN−(1−アルコキシ
エチル)カルボン酸アミドは、好ましくは、次の一般式
(I)
【0039】
【化7】 (式中R1は炭素数1〜5のアルキル基を表し、R2およ
びR3は独立に水素原子または炭素数1〜5のアルキル
基、あるいはR2とR3とが結合し炭素数3〜5のアルキ
レン基を表す。)で示すことができる。
【0040】例えば、N−(1−メトキシエチル)ホル
ムアミド、N−(1−メトキシエチル)−N−メチルホ
ルムアミド、N−(1−エトキシエチル)−N−メチル
ホルムアミド、N−(1−エトキシエチル)ホルムアミ
ド、N−(1−プロポキシエチル)ホルムアミド、N−
(1−イソプロポキシエチル)ホルムアミド、N−(1
−ブトキシエチル)ホルムアミド、N−(1−イソブト
キシエチル)ホルムアミド、N−(1−メトキシエチ
ル)アセトアミド、N−(1−メトキシエチル)−N−
メチルアセトアミド、N−(1−エトキシエチル)アセ
トアミド、N−(1−エトキシエチル)−N−メチルア
セトアミド、N−(1−プロポキシエチル)アセトアミ
ド、N−(1−イソプロポキシエチル)アセトアミド、
N−(1−ブトキシエチル)アセトアミド、N−(1−
イソブトキシエチル)アセトアミド、N−(1−メトキ
シエチル)プロピオンアミド、N−(1−エトキシエチ
ル)プロピオンアミド、N−(1−プロポキシエチル)
プロピオンアミド、N−(1−イソプロポキシエチル)
プロピオンアミド、N−(1−ブトキシエチル)プロピ
オンアミド、N−(1−イソブトキシエチル)プロピオ
ンアミド、N−(1−メトキシエチル)イソブチルアミ
ド、N−(1−エトキシエチル)イソブチルアミド、N
−(1−プロポキシエチル)イソブチルアミド、N−
(1−イソプロポキシエチル)イソブチルアミド、N−
(1−ブトキシエチル)イソブチルアミド、N−(1−
イソブトキシエチル)イソブチルアミドなどが挙げら
れ、好ましくはN−(1−メトキシエチル)ホルムアミ
ド、N−(1−メトキシエチル)アセトアミド、N−
(1−イソプロポキシエチル)アセトアミド、N−(1
−メトキシエチル)イソブチルアミド、更に好ましくは
N−(1−メトキシエチル)アセトアミド、N−(1−
メトキシエチル)−2−ピロリドン、N−(1−イソプ
ロポキシエチル)アセトアミドが挙げられる。
【0041】また、本発明で用いるエチリデンビスカル
ボン酸アミドは、次の一般式(II)
【0042】
【化8】 (式中、R2およびR3は独立に水素原子または炭素数1
〜5のアルキル基、あるいはR2とR3とが結合し炭素数
3〜5のアルキレン基を表す。)で示される。
【0043】例えば、エチリデンビスホルムアミド、エ
チリデンビスアセトアミド、エチリデンビスプロピオン
アミド、エチリデンビスイソブチルアミドなどが挙げら
れ、好ましくはエチリデンビスホルムアミド、エチリデ
ンビスアセトアミド、更に好ましくはエチリデンビスア
セトアミドが挙げられる。
【0044】本発明の製造方法により得られるN−ビニ
ルカルボン酸アミドとは前記のN−(1− アルコキシ
エチル)カルボン酸アミドまたはエチリデンビスカルボ
ン酸アミドに対応するものであり、好ましくは、次の一
般式(III)、
【0045】
【化9】 (式中R2およびR3は前記と同じ意味を表す。)で示さ
れる。例えば、N−ビニルホルムアミド、N−メチル−
N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N
−メチル−N−ビニルアセトアミド、N−ビニルプロピ
オンアミド、N−メチル−N−ビニルプロピオンアミ
ド、N−ビニルイソブチルアミド、N−メチル−N−ビ
ニルイソブチルアミド、N−ビニルピロリドンなどが挙
げられ、好ましくはN−ビニルホルムアミド、N−ビニ
ルアセトアミド、更に好ましくはN−ビニルアセトアミ
ドが挙げられる。
【0046】本発明に用いるN−(1−アルコキシエチ
ル)カルボン酸アミドまたはそれを含む溶液の合成方法
について、特に制限はないが、次のような方法が例示さ
れる。酸触媒の存在下、アセトアルデヒド、アルコール
とカルボン酸アミドの縮合反応による方法、エチリデン
ビスカルボン酸アミドとアルコールとの置換反応による
方法、ビニルアルキルエーテルへのカルボン酸アミドの
付加反応による方法などが挙げられる。
【0047】本発明に用いるエチリデンビスカルボン酸
アミドまたはそれを含む溶液の合成方法について、特に
制限はないが、次のような方法が例示される。酸触媒の
存在下、アセトアルデヒドとカルボン酸アミドの縮合反
応による方法、酸触媒の存在下、アセトアルデヒドアセ
タールのカルボン酸アミドによる置換反応による方法、
カルボン酸ビニルとカルボン酸アミドによる方法、ビニ
ルアルキルエーテルへのカルボン酸アミドの付加反応に
よる方法などが挙げられる。
【0048】N−(1−アルコキシエチル)カルボン酸
アミドまたはエチリデンビスカルボン酸アミドあるいは
それらを含む溶液中に含まれる金属成分としては特に制
限はないが、ナトリウム、カリウム、カルシウム、鉄、
ニッケル、クロムなどが挙げられる。かかる化合物の製
造あるいは貯蔵、輸送のプロセスで混入する可能性が高
い。特にナトリウムが混入する可能性が高い。
【0049】N−(1−アルコキシエチル)カルボン酸
アミドまたはエチリデンビスカルボン酸アミドあるいは
それらを含む溶液中に金属成分が含有する理由としては
種々考えられるが、反応液の中和処理がその一つとして
挙げられる。反応触媒として酸を使用した場合、反応液
のpHは酸性を示す。また酸触媒を用いなくとも、反応
中に加水分解などによって酸が発生し、酸性の反応液が
得られる場合もある。このようなpHが酸性の反応液
は、このpH域では、N−(1−アルコキシエチル)カ
ルボン酸アミド、エチリデンビスカルボン酸アミドの安
定性が乏しいため、水酸化ナトリウム、重曹などのアル
カリ溶液を加えてpHを中性域まで高める処理を行う。
これにより、ナトリウムなどの金属成分が含まれること
になる。また、酸触媒を使用することよる装置の腐食等
が起こり、反応液に金属成分が混入することもある。酸
触媒の構成成分に金属成分があり、それが溶出してカル
ボン酸アミド中に金属が含まれることもあり得る。ま
た、N−(1−アルコキシエチル)カルボン酸アミドま
たはエチリデンビスカルボン酸アミドの安定性を高める
ために、そのような金属を含む化合物を加える場合もあ
り得る。
【0050】本発明においてN−(1−アルコキシエチ
ル)カルボン酸アミドまたはエチリデンビスカルボン酸
アミドあるいはそれらを含む溶液中の金属成分含有量を
分析する工程に用いられる分析方法はいかなる方法でも
よいが、通常は簡便な原子吸光法が用いられる。
【0051】本発明においてN−(1−アルコキシエチ
ル)カルボン酸アミドまたはエチリデンビスカルボン酸
アミドあるいはそれらを含む溶液中の金属成分含有量を
分析する工程は、N−(1−アルコキシエチル)カルボ
ン酸アミドまたはエチリデンビスカルボン酸アミドある
いはそれらを含む溶液を熱分解または接触分解する工程
の前に実施される。
【0052】本発明においてN−(1−アルコキシエチ
ル)カルボン酸アミドまたはエチリデンビスカルボン酸
アミドあるいはそれらを含む溶液中の金属成分含有が1
00ppm以下の場合は、このN−(1−アルコキシエ
チル)カルボン酸アミドまたはエチリデンビスカルボン
酸アミドあるいはそれらを含む溶液をそのまま熱分解ま
たは接触分解する工程で使用してもよい。
【0053】100ppmより多い場合は、以下説明す
る金属成分含有量を低減する工程を実施する必要があ
る。
【0054】以下、N−(1−アルコキシエチル)カル
ボン酸アミドまたはエチリデンビスカルボン酸アミドあ
るいはそれらを含む溶液中の金属成分含有量を、100
ppm以下、好ましくは20ppm以下、更に好ましく
は5ppm以下にする実施形態についてさらに詳細に説
明する。
【0055】分離精製法としては、蒸留法、各種晶析装
置を用いた晶析法、吸着法などが挙げられるが、特に制
限はない。経済性、効率性から判断すると、蒸留法が最
も好ましく、単蒸留法、精留塔を備えた蒸留装置による
精密蒸留法など挙げられる。通常、N−(1−アルコキ
シエチル)カルボン酸アミドまたはエチリデンビスカル
ボン酸アミドと金属成分の沸点は大きく異なるため、単
蒸留法で目的金属成分の含有量の少ないN−(1−アル
コキシエチル)カルボン酸アミドまたはエチリデンビス
カルボン酸アミドの留出物の回収することができる。
【0056】単蒸留法で行う場合の装置に特に制限はな
いが、ミスト同伴に伴う留出物中の金属成分含有量の上
昇を抑えるための対策として、例えば、ガスラインにミ
ストセパレーターを設置することも効果的である。
【0057】精密蒸留法で行う場合は、1〜50段の理
論段数を有する棚段塔や精留塔が用いられるが、圧力損
失が少ない、精留性能の優れた蒸留塔を用いるのが好ま
しく、このような例としては、規則充填物を用いた蒸留
塔が挙げられる。還流比は特に制限はない。
【0058】蒸留条件を設定する際は、変質について十
分考慮しなければならない。N−(1−アルコキシエチ
ル)カルボン酸アミドまたはエチリデンビスカルボン酸
アミドは熱に対して変質し易いので、可能な限り低温で
蒸留することが好ましい。従って、10kPa−Abs
以下の減圧下で操作を行うのが適している。また、pH
が低域、高域側でも変質し易く、pHを5〜10、好ま
しくは6〜8に調整して蒸留するのが良い。処理時間に
ついても、変質を抑えるという観点では、より短期間で
行えるような装置を選定するのが好ましい。
【0059】連続的にも、非連続的にも実施できるが、
連続的操作の方が生産性、運転安定性などの点で好まし
い。
【0060】晶析装置を用いた晶析法には、回分式、連
続式のどちらでも良く、装置の構造様式に厳密な条件は
ない。晶析装置としては、回分式晶析装置、D.T.
B.型晶析装置、Krystal−Oslo型晶析装
置、M.W.B.型晶析装置、B.M.C.型晶析装
置、圧力晶析装置などが挙げられる。再結晶溶媒を用い
る場合の溶媒としては、トルエン,キシレンなどの芳香
族炭化水素、ヘキサン、シクロヘキサン、ペンタン、ヘ
プタンなどの脂肪族炭化水素、メタノール、エタノー
ル、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコー
ル、n−ブタノール、イソブタノールなどのアルコール
類、塩化メチレン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化
水素、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル
類、ジエチルエーテルなどのエーテル類などが挙げら
れ、特にメタノール、イソプロピルアルコール、トルエ
ン,シクロヘキサンが好ましい。または、これらを組み
合わせて用いても良い。
【0061】吸着処理する場合は、N−(1−アルコキ
シエチル)カルボン酸アミドまたはエチリデンビスカル
ボン酸アミドを直接吸着剤と接触させてもよいが、それ
らと反応性がなく、適度な溶解性を有する溶媒に溶解し
た後、吸着剤と接触させても良い。その溶媒は、再結晶
溶媒と例示したものの他に水が挙げられる。
【0062】N−(1−アルコキシエチル)カルボン酸
アミドまたはエチリデンビスカルボン酸アミドまたはそ
れらを含む溶液中に含まれる金属成分の濃度は、中和処
理前の酸量、装置の腐食度合い、触媒からの溶出度合い
などによってその濃度は決まる。精製処理を効率的に高
回収率で行うにはその濃度が低い方が好ましい。
【0063】N−(1−アルコキシエチル)カルボン酸
アミドまたはエチリデンビスカルボン酸アミドのN−ビ
ニルカルボン酸アミドへの変換のための熱分解や接触分
解は公知の方法による。それらの条件として、例えば気
相または液相で、反応温度60〜600℃、反応時間
0.3秒から2時間、操作圧0.1kPa−Abs〜大
気圧が挙げられる。気相で、反応温度300〜600
℃、反応時間0.3秒から1分、操作圧10〜30kP
a−Absの条件下、無触媒で熱分解反応を行うのが好
ましい。
【0064】N−ビニルカルボン酸アミドへの変換ため
の熱分解や接触分解を気相反応で行う場合、反応原料を
ガス化させる必要があるが、反応原料中に金属成分が含
まれると、ベーパーライザー部で完全にガス化せず、そ
れが高温に保たれた反応器内に飛沫同伴等で送られるこ
とになる。それが装置表面に付着して、反応に悪影響を
及ぼすことともなる。N−(1−アルコキシエチル)カ
ルボン酸アミドまたはエチリデンビスカルボン酸アミド
の金属成分の濃度を低くすることによって、ベーパーラ
イザー、反応器内に発生するこのようなスケーリングの
防止策ともなり得る。
【0065】N−(1−アルコキシエチル)カルボン酸
アミドまたはエチリデンビスカルボン酸アミドあるいは
それらを含む溶液を熱分解あるいは接触分解によってN
−ビニルカルボン酸アミドを製造する際に、そのN−
(1−アルコキシエチル)カルボン酸アミドまたはエチ
リデンビスカルボン酸アミドあるいはそれらを含む溶液
中の金属成分含有量を各成分毎100ppm以下にする
ことで、熱分解あるいは接触分解によって得られるN−
ビニルカルボン酸アミド中に含まれるN−1,3−ブタ
ジエニルカルボン酸アミドのような重合阻害性物質の濃
度が300ppm以下に抑えられる。
【0066】重合阻害性物質であるN−1,3−ブタジ
エニルカルボン酸アミドの濃度が抑えられる理由は定か
ではないが、金属成分が重合阻害性物質であるN−1,
3−ブタジエニルカルボン酸アミドの生成反応に対して
触媒的な作用をしていると推定される。また、N−ビニ
ルカルボン酸アミドへの変換のための熱分解あるいは接
触分解を気相反応で行う場合、反応原料に金属成分が多
く含まれるとベーパーライザー部で完全にガス化せず、
それが高温に保たれた反応器内に飛沫同伴等で送られる
ことになる。それに付着した成分が炭化し、それが装置
表面に付着して、異常反応を引き起こし、N−1,3−
ブタジエニルカルボン酸アミドを生成していることも考
えられる。
【0067】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、何ら本発明の技術範囲を制限するものではない。
【0068】[実施例−1]アセトアルデヒド、メタノー
ル、アセトアミドを酸触媒下、反応させて得られたpH
2.3の混合液に、5%水酸化ナトリウム水溶液を加
え、pHを8付近に調整した。これを、精留塔(理論段
数20段)付き蒸留装置を用いて、真空度25kPa―
Abs、ボトム温度100℃、還流比0.5の条件下、
連続的に供給した。ボトムからは、純度92質量%のN
−(1−メトキシエチル)アセトアミドが得られ、その
他低沸点成分(アセトアルデヒド、メタノール、ジメチ
ルアセタール、水など)は装置上部または中段から回収
された。ボトムから回収されたN−(1−メトキシエチ
ル)アセトアミドを原子吸光法により分析すると、ナト
リウムが3000ppm含まれていた。これを引き続
き、真空度1kPa−Abs、温度80〜100℃で単
蒸留操作を行い、下記に示す組成の混合物を得た。
【0069】 原料組成 N−(1−メトキシエチル)アセトアミド 94質量% アセトアミド 5質量% N−ビニルアセトアミド 1質量% ナトリウム(原子吸光) 5ppm これを、430℃、圧力13kPa−Absに保たれた反応
器(内径20mm、長さ6mのチューブ型反応器)に、
20g/分の割合で供給した。反応器出口に設置された
冷却管で、熱分解反応で生成したN−ビニルアセトアミ
ドとメタノールの混合物を濃縮して、回収した。N−
(1−メトキシエチル)アセトアミドの転化率は90%
であり、反応副生物N−1,3−ブタジエニルカルボン
酸アミドの生成物中の濃度は300ppmであった。
【0070】[実施例−2]下記の組成の混合物を、430
℃、圧力18kPa−Absに保たれた反応器(内径2
0mm、長さ6mのチューブ型反応器)に、30g/分
の割合で供給した。
【0071】 原料組成 N−(1−メトキシエチル)アセトアミド 94質量% アセトアミド 5質量% N−ビニルアセトアミド 1質量% ナトリウム(原子吸光) 5ppm 反応器出口に設置された冷却管で、熱分解反応で生成し
たN−ビニルアセトアミドとメタノールの混合物を濃縮
して、回収した。N−(1−メトキシエチル)アセトア
ミドの転化率は89%であり、反応副生物N−1,3−
ブタジエニルカルボン酸アミドの生成物中の濃度は28
0ppmであった。
【0072】[比較例−1]下記に示す組成の混合物を、
430℃、圧力13kPa−Absに保たれた反応器(内
径20mm、長さ6mのチューブ型反応器)に、20g
/分の割合で供給した。
【0073】 原料組成 N−(1−メトキシエチル)アセトアミド 94質量% アセトアミド 5質量% N−ビニルアセトアミド 1質量% ナトリウム(原子吸光) 120ppm 反応器出口に設置された冷却管で、熱分解反応で生成し
たN−ビニルアセトアミドとメタノールの混合物を濃縮
して、回収した。N−(1−メトキシエチル)アセトア
ミドの転化率は89%であり、反応副生物N−1,3−
ブタジエニルカルボン酸アミドの生成物中の濃度は3,
200ppmであった。
【0074】
【発明の効果】本発明により、N−1,3−ブタジエニ
ルカルボン酸アミドの含有量300ppm以下の高重合
性のN−ビニルカルボン酸アミドを安定的に製造するこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 門脇 悦子 大分県大分市大字中の洲2番地 昭和電工 株式会社大分生産・技術統括部内 (72)発明者 長松 俊一 大分県大分市大字中の洲2番地 昭和電工 株式会社大分生産・技術統括部内 Fターム(参考) 4H006 AA02 AC26 AD11 AD15 AD17 BC10 BC13 BV22 4H039 CA61 CA71 CD10 CF30

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属成分含有量が100ppm以下であ
    るN−(1−アルコキシエチル)カルボン酸アミドまた
    はエチリデンビスカルボン酸アミドあるいはそれらを含
    む溶液を熱分解または接触分解することを特徴とするN
    −1,3−ブタジエニルカルボン酸アミドの含有量30
    0ppm以下の高重合性N−ビニルカルボン酸アミドの
    製造方法。
  2. 【請求項2】 金属成分含有量が、50ppm以下であ
    る請求項1に記載の製造方法。
  3. 【請求項3】 金属成分含有量が、20ppm以下であ
    る請求項2に記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 N−(1−アルコキシエチル)カルボン
    酸アミドまたはエチリデンビスカルボン酸アミドあるい
    はそれらを含む溶液の金属成分含有量を分析する工程、
    次いでN−(1−アルコキシエチル)カルボン酸アミド
    またはエチリデンビスカルボン酸アミドあるいはそれら
    を含む溶液を熱分解または接触分解する工程からなるこ
    とを特徴とするN−1,3−ブタジエニルカルボン酸ア
    ミドの含有量300ppm以下の高重合性N−ビニルカ
    ルボン酸アミドの製造方法。
  5. 【請求項5】 金属成分が、アルカリ金属である請求項
    1乃至4のいずれかに記載の製造方法。
  6. 【請求項6】 アルカリ金属が、ナトリウムである請求
    項5に記載の製造方法。
  7. 【請求項7】 金属成分含有量を分析する工程と熱分解
    または接触分解する工程との間にN−(1−アルコキシ
    エチル)カルボン酸アミドまたはエチリデンビスカルボ
    ン酸アミドあるいはそれらを含む溶液の金属成分含有量
    を低減する工程を含む請求項4乃至6のいずれかに記載
    の製造方法。
  8. 【請求項8】 金属成分含有量を低減する工程が、蒸留
    工程、晶析工程および/または吸着工程である請求項7
    に記載の製造方法。
  9. 【請求項9】 金属成分含有量を低減する工程が、蒸留
    工程である請求項8に記載の製造方法。
  10. 【請求項10】 蒸留工程を単蒸留で行う請求項9に記
    載の製造方法。
  11. 【請求項11】 単蒸留をミストセパレーターが具備さ
    れた単蒸留装置を用いて行う請求項10に記載の製造方
    法。
  12. 【請求項12】 金属成分含有量を低減する工程によ
    り、金属成分を100ppm以下に低減する請求項7乃
    至11のいずれかに記載の製造方法。
  13. 【請求項13】 金属成分含有量を低減する工程によ
    り、金属成分を20ppm以下に低減することを特徴と
    する請求項12に記載の製造方法。
  14. 【請求項14】 金属成分含有量を低減する工程によ
    り、金属成分を5ppm以下に低減することを特徴とす
    る請求項13に記載の製造方法。
  15. 【請求項15】 N−(1−アルコキシエチル)カルボ
    ン酸アミドが、下記一般式(I)、 【化1】 (式中R1は炭素数1〜5のアルキル基を表し、R2およ
    びR3は独立に水素原子または炭素数1〜5のアルキル
    基、あるいはR2およびR3とが結合し炭素数3〜5のア
    ルキレン基を表す。)で示される化合物であり、エチリ
    デンビスカルボン酸アミドが、下記一般式(II) 【化2】 (式中、R2およびR3は独立に水素原子または炭素数1
    〜5のアルキル基、あるいはR2およびR3とが結合し炭
    素数3〜5のアルキレン基を表す。)で示される化合物
    であり、N−ビニルカルボン酸アミドが下記一般式(II
    I)、 【化3】 (式中、R2およびR3は前記と同じ意味を表す。)で示
    される化合物である請求項1乃至14のいずれかに記載
    の製造方法。
  16. 【請求項16】 N−(1−アルコキシエチル)カルボ
    ン酸アミドが、N−(1−メトキシエチル)アセトアミ
    ドであり、エチリデンビスカルボン酸アミドが、エチリ
    デンビスアセトアミドであり、N−ビニルカルボン酸ア
    ミドが、N−ビニルアセトアミドである請求項15に記
    載の製造方法。
  17. 【請求項17】 N−(1−アルコキシエチル)カルボ
    ン酸アミドまたはエチリデンビスカルボン酸アミドが、
    N−(1−メトキシエチル)アセトアミドであり、N−
    ビニルカルボン酸アミドが、N−ビニルアセトアミドで
    ある請求項1乃至15のいずれかに記載の製造方法。
  18. 【請求項18】 N−(1−アルコキシエチル)カルボ
    ン酸アミドあるいはそれを含む溶液が、酸触媒の存在
    下、アセトアルデヒド、アルコールとカルボン酸アミド
    の縮合反応で得られる請求項1乃至17のいずれかに記
    載の製造方法。
  19. 【請求項19】 エチリデンビスカルボン酸アミドある
    いはそれを含む溶液が、酸触媒の存在下、アセトアルデ
    ヒドとカルボン酸アミドの縮合反応により得られる請求
    項1乃至16のいずれかに記載の製造方法。
  20. 【請求項20】 金属成分の含有量が、100ppm以
    下であるエチリデンビスカルボン酸アミド。
  21. 【請求項21】 金属成分の含有量が、100ppm以
    下であるN−(1−アルコキシエチル)カルボン酸アミ
    ド。
  22. 【請求項22】 金属成分の含有量が、100ppm以
    下であるN−(1−メトキシエチル)カルボン酸アミ
    ド。
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