JP2003160557A - Method for purifying n-alkylmaleimide and n- alkylmaleimide composition - Google Patents
Method for purifying n-alkylmaleimide and n- alkylmaleimide compositionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ABS、PMM
A、PVC等の樹脂の耐熱性向上剤や、医薬、農薬の中
間体として有用なN−アルキルマレイミド類及びN−ア
ルキルマレイミドの精製方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ABS and a PMM.
The present invention relates to a heat resistance improver for resins such as A and PVC, N-alkylmaleimides useful as intermediates for medicines and agricultural chemicals, and a method for purifying N-alkylmaleimides.
【0002】[0002]
【従来の技術】N−アルキルマレイミドの製造方法とし
ては古くから幾つかの方法が知られている。その中でも
一般的な製造方法は、例えば米国特許第2444536
号明細書にも開示されているように無水マレイン酸と一
級アミンとを反応させ、生成するマレインアミド酸を無
水酢酸及び酢酸ナトリウムの存在下で脱水閉環し、イミ
ド化する方法である。また、特開昭−68770号公報
明細書のように、無水マレイン酸と一級アミンとを有機
溶媒中で反応させて生成したマレインアミド酸を単離す
ることなしに、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホ
キシドなどの極性非プロトン性溶媒及び触媒の存在下に
脱水閉環させる方法がある。さらに、特公平6−231
95号公報明細書に開示されているようにマレインアミ
ド酸類を水不溶性又は水不混和性の不活性有機溶媒中で
酸触媒の存在下に加熱し、閉環イミド化させることによ
りマレイミド類を製造する方法がある。2. Description of the Related Art Several methods have long been known as methods for producing N-alkylmaleimides. Among them, a general manufacturing method is described in, for example, US Pat. No. 2,444,536.
As disclosed in the specification, it is a method of reacting maleic anhydride with a primary amine and subjecting the produced maleamic acid to dehydration ring closure in the presence of acetic anhydride and sodium acetate to imidize. In addition, as disclosed in JP-A-68770, maleic acid anhydride and primary amine are reacted in an organic solvent to produce a maleamic acid, which is produced without isolation of dimethylformamide, dimethylsulfoxide and the like. There is a method of performing dehydration ring closure in the presence of a polar aprotic solvent and a catalyst. Furthermore, Japanese Patent Publication 6-231
Maleimides are prepared by heating maleamic acids in a water-insoluble or water-immiscible inert organic solvent in the presence of an acid catalyst to effect ring-closure imidization, as disclosed in Japanese Patent Application Publication No. There is a way.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前記したN−アルキル
マレイミドの製造方法において副生する副生成物は、一
般的に水洗によって水層に抽出し、除去される。本発明
における、N−アルキルマレイミドの副生成物としては
マレイン酸、フマール酸、N−アルキルマレアミン酸、
N−アルキルフマレアミン酸、N−アルキルアミノ無水
コハク酸、2−アルキルアミノ−N−アルキルコハク酸
イミド、2−N−アルキルマレアミン酸−N−アルキル
コハク酸イミド、2−アルキルアミノ−N−アルキルマ
レアミン酸、およびN,N−ジアルキルマレアミン酸で
あり酸性物質が多い。The by-product produced as a by-product in the above-mentioned method for producing N-alkylmaleimide is generally removed by extracting it into the aqueous layer by washing with water. In the present invention, N-alkylmaleimide by-products include maleic acid, fumaric acid, N-alkylmaleamic acid,
N-alkyl fumaramic acid, N-alkylamino succinic anhydride, 2-alkylamino-N-alkyl succinimide, 2-N-alkyl maleamic acid-N-alkyl succinimide, 2-alkylamino-N -Alkyl maleamic acid and N, N-dialkyl maleamic acid, which are mostly acidic substances.
【0004】それゆえ、水洗に使用される水層は通常p
H7以上の弱アルカリ性又はアルカリ性である。このア
ルカリ水溶液で副生成物の酸性物質を中和し、水溶性塩
とすることで水層に抽出し、除去している。しかし、N
−アルキルマレイミドは加水分解しやすい性質を持って
おり、特にアルカリ性での加水分解速度は速い。従っ
て、アルカリ性水溶液で水洗すると副生成物が効率良く
除去できるが、同時に主生成物であるN−アルキルマレ
イミドの加水分解が起こり、水洗時の収率ロスが大きく
なるという問題を有している。また、加水分解により、
上記副生成物が、逆に精製時に発生する恐れもある。Therefore, the water layer used for washing is usually p
It is H7 or more weakly alkaline or alkaline. The acidic substance as a by-product is neutralized with this alkaline aqueous solution to form a water-soluble salt, which is then extracted and removed in the aqueous layer. But N
-Alkylmaleimide has a property of being easily hydrolyzed, and the rate of hydrolysis is high especially in alkaline. Therefore, the by-product can be efficiently removed by washing with an alkaline aqueous solution, but at the same time, the main product, N-alkylmaleimide, is hydrolyzed, resulting in a large yield loss during washing. Also, by hydrolysis,
On the contrary, the above-mentioned by-product may occur during purification.
【0005】また、N−アルキルマレイミドの加水分解
による水洗時の収率ロスを小さくしようとすると中性あ
るいは酸性の水で水洗すれば良いが、副生成物の除去率
が低くなるという問題を有している。上記の何れの方法
で水洗を行ってもN−アルキルアミノ無水コハク酸だけ
は殆ど除去できずに残存し、最終的に製品中に混入し製
品純度が下がる。また、N−アルキルアミノ無水コハク
酸の製品中含有量を下げる為に、蒸留工程で精製を行っ
ても、蒸留時のロスが大きくなり、総合収率が下がると
いう問題を有している。本発明は、上記の様な問題点を
解決するためになされたものであり、本発明の課題は、
水洗時のN−アルキルマレイミドの加水分解を抑制し、
なおかつ従来は除去することが困難であったN−アルキ
ルアミノ無水コハク酸を水洗により容易に除去できるN
−アルキルマレイミドの精製方法を提供することであ
る。Further, in order to reduce the yield loss at the time of washing with water due to the hydrolysis of N-alkylmaleimide, it is sufficient to wash with neutral or acidic water, but there is a problem that the removal rate of by-products becomes low. is doing. Even if water washing is carried out by any of the above-mentioned methods, only N-alkylaminosuccinic anhydride can be hardly removed and remains, and finally it is mixed in the product to lower the product purity. Further, even if purification is carried out in the distillation step in order to reduce the content of N-alkylaminosuccinic anhydride in the product, there is a problem that the loss during the distillation is large and the overall yield is lowered. The present invention has been made to solve the above problems, the problems of the present invention,
Suppresses the hydrolysis of N-alkylmaleimide during washing with water,
Furthermore, N-alkylaminosuccinic anhydride, which has been difficult to remove in the past, can be easily removed by washing with water.
-To provide a method for purifying an alkylmaleimide.
【0006】また本発明の他の課題は、N−アルキルア
ミノ無水コハク酸の含有量が少なく純度の高いN−アル
キルマレイミド組成物を提供することにある。Another object of the present invention is to provide an N-alkylmaleimide composition having a low content of N-alkylaminosuccinic anhydride and high purity.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
を解決する為に鋭意検討したところ、Nアルキルマレイ
ミドの精製方法において、アンモニアの存在下に水洗を
行うとN−アルキルマレイミドの加水分解を抑制し、さ
らにN−アルキルアミノ無水コハク酸がアンモニアと反
応することにより、選択的に水層に抽出されることを見
いだし、この発明を完成させるに至った。すなわち、本
発明は、粗製のN−アルキルマレイミドを含む炭化水素
溶液を、アンモニアを含有する水溶液と攪拌混合させる
ことを特徴とするN−アルキルマレイミドの精製方法に
関する。[Means for Solving the Problems] The inventors of the present invention have conducted extensive studies to solve the above-mentioned problems. It was found that the decomposition was suppressed and the N-alkylaminosuccinic anhydride was selectively extracted into the aqueous layer by reacting with ammonia, and the present invention was completed. That is, the present invention relates to a method for purifying N-alkylmaleimide, which comprises stirring and mixing a hydrocarbon solution containing crude N-alkylmaleimide with an aqueous solution containing ammonia.
【0008】具体的には、N−アルキルマレイミドを含
む炭化水素溶液に、アンモニアを含有する水溶液を加
え、水層と油層を形成し、N−アルキルマレイミドを含
む炭化水素溶液である油層に存在する不純物を水層に移
し、さらに当該油層からN−アルキルマレイミドを分離
することを特徴とするN−アルキルマレイミドの精製方
法である。より具体的には、上記の、アンモニアを含有
する水溶液におけるアンモニアの濃度が、0.1〜10
重量%であるN−アルキルマレイミドの精製方法であ
る。Specifically, an aqueous solution containing ammonia is added to a hydrocarbon solution containing N-alkylmaleimide to form an aqueous layer and an oil layer, which is present in an oil layer which is a hydrocarbon solution containing N-alkylmaleimide. A method for purifying N-alkylmaleimide, which comprises transferring impurities to an aqueous layer and further separating N-alkylmaleimide from the oil layer. More specifically, the concentration of ammonia in the aqueous solution containing ammonia is 0.1 to 10
It is a method for purifying N-alkylmaleimide in a weight percentage.
【0009】本発明における別の形態の発明は、N−ア
ルキルマレイミドの含有量が99.5重量%以上であっ
て、N−アルキルアミノ無水コハク酸含有量が1.0重
量%以下、より好ましくは0.5重量%以下であるN−
アルキルマレイミド組成物に関する。According to another aspect of the present invention, the content of N-alkylmaleimide is 99.5% by weight or more, and the content of N-alkylaminosuccinic anhydride is 1.0% by weight or less, more preferably Is 0.5% by weight or less N-
It relates to an alkylmaleimide composition.
【0010】具体的には、不純物としてのN−アルキル
アミノ無水コハク酸含有量が1.0重量%以下、より好
ましくは0.5重量%以下であるN−アルキルマレイミ
ド組成物に関する。これらのN−アルキルマレイミド組
成物は、本発明に記載されるN−アルキルマレイミドの
精製方法等を採用することで好ましく製造することが可
能である。Specifically, it relates to an N-alkylmaleimide composition having an N-alkylaminosuccinic anhydride content as an impurity of 1.0% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less. These N-alkylmaleimide compositions can be preferably produced by adopting the N-alkylmaleimide purification method described in the present invention.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】本発明に用いられるN−アルキル
マレイミドとしては、N−メチルマレイミド、N−エチ
ルマレイミド、N−(n−プロピル)マレイミド、N−
イソプロピルマレイミド、N−(n−ブチル)マレイミ
ド、N−(sec−ブチル)マレイミド、N−イソブチル
マレイミド、N−(t−ブチル)マレイミド、N−(n
−ヘキシル)マレイミド、N−シクロヘキシルマレイミ
ド、N−(n−オクチル)マレイミド、N−(n−ドデ
シル)マレイミド等が挙げられる。また、上記のN−ア
ルキルマレイミドは併用されていてもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Examples of the N-alkylmaleimide used in the present invention include N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N- (n-propyl) maleimide and N-alkylmaleimide.
Isopropyl maleimide, N- (n-butyl) maleimide, N- (sec-butyl) maleimide, N-isobutyl maleimide, N- (t-butyl) maleimide, N- (n
-Hexyl) maleimide, N-cyclohexylmaleimide, N- (n-octyl) maleimide, N- (n-dodecyl) maleimide and the like. Further, the above N-alkylmaleimide may be used in combination.
【0012】N−アルキルマレイミドを精製する場合、
副生成物であるN−アルキルアミノ無水コハク酸がN−
アルキルマレイミドから分離困難であることから、特に
本発明のN−アルキルマレイミドの精製方法が好適に用
いられる。When purifying N-alkylmaleimide,
The by-product N-alkylaminosuccinic anhydride is N-
Since it is difficult to separate it from alkylmaleimide, the method for purifying N-alkylmaleimide of the present invention is preferably used.
【0013】これらの中でも、特にN−シクロヘキシル
マレイミドを精製する場合、副生成物であるN−シクロ
ヘキシルアミノ無水コハク酸がN−シクロヘキシルマレ
イミドから分離することが困難であるので上記の本発明
を好適に用いることができる。本発明に用いるアンモニ
ア水とはあらかじめ市販の濃アンモニア水を水に溶解さ
せ濃度を調整しておいても良いし、アンモニアガスを水
に溶解させて濃度を調整しておいても良い。また、水洗
時に希釈水を釜内に先に投入し、次いで濃アンモニア水
を投入して所望の濃度に調整しても良い。また、アンモ
ニア水としての物性、本発明への適応の上で問題がなけ
れば水以外の溶媒が混入されていても良い。例えば、水
溶性有機溶媒等であれば10重量%未満であれば混入し
ていても良い。本発明の精製方法で使用するアンモニア
を含有する水洗用液体である、アンモニアを含有する水
溶液におけるアンモニアの濃度は、N−アルキルアミノ
無水コハク酸の除去効果及び経済的な面で0.1〜10
重量%の範囲が好ましい。より好ましくは、0.5重量
%〜7重量%の範囲である。Among these, particularly when purifying N-cyclohexylmaleimide, it is difficult to separate N-cyclohexylaminosuccinic anhydride, which is a by-product, from N-cyclohexylmaleimide. Can be used. As the ammonia water used in the present invention, commercially available concentrated ammonia water may be dissolved in water to adjust the concentration in advance, or ammonia gas may be dissolved in water to adjust the concentration in advance. Further, when washing with water, the dilution water may be charged into the kettle first, and then concentrated ammonia water may be charged to adjust the concentration to a desired value. In addition, a solvent other than water may be mixed if there is no problem in terms of physical properties as ammonia water and application to the present invention. For example, a water-soluble organic solvent or the like may be mixed if it is less than 10% by weight. The concentration of ammonia in the aqueous solution containing ammonia, which is the washing liquid containing ammonia used in the purification method of the present invention, is 0.1 to 10 in terms of the effect of removing N-alkylaminosuccinic anhydride and economical aspects.
A weight% range is preferred. More preferably, it is in the range of 0.5% by weight to 7% by weight.
【0014】また、水洗に用いるアンモニアを含有する
水溶液は純粋なアンモニア水でも良いし、中性塩または
酸性塩を任意の割合で含んでいても良い。本発明におい
て含有することのできる酸性塩は、硫酸アンモニウム、
リン酸アンモニウムおよび塩化アンモニウムから選択さ
れる少なくとも一つが挙げられる。本発明における効果
に支障のない限りは、これ以外の酸性塩であってもかま
わない。また、本発明において含有することのできる中
性塩としては、硫酸ナトリウム、硫酸カリウムおよび塩
化ナトリウムから選択される少なくとも一つが挙げられ
る。本発明における効果に支障のない限りは、これ以外
の酸性塩であってもかまわない。また、上記中性塩と酸
性塩は共存されていてもかまわない。The aqueous solution containing ammonia used for washing with water may be pure aqueous ammonia, or may contain a neutral salt or an acidic salt in an arbitrary ratio. The acidic salt that can be contained in the present invention is ammonium sulfate,
At least one selected from ammonium phosphate and ammonium chloride is included. Other acid salts may be used as long as they do not interfere with the effect of the present invention. The neutral salt that can be contained in the present invention includes at least one selected from sodium sulfate, potassium sulfate and sodium chloride. Other acid salts may be used as long as they do not interfere with the effect of the present invention. Further, the neutral salt and the acidic salt may coexist.
【0015】本発明における、N−アルキルマレイミド
の精製方法は、N−アルキルマレイミドを含む炭化水素
溶液にアンモニアを含有する水溶液を加え、水層と油層
を形成し、N−アルキルマレイミドを含む炭化水素溶液
である油層に存在する不純物を水層に移し、さらに当該
油層からN−アルキルマレイミドを分離する工程を含ん
でいる。The method for purifying N-alkylmaleimide according to the present invention comprises adding an aqueous solution containing ammonia to a hydrocarbon solution containing N-alkylmaleimide to form an aqueous layer and an oil layer, and then adding a hydrocarbon containing N-alkylmaleimide. It includes a step of transferring impurities existing in the oil layer, which is a solution, to the water layer, and further separating the N-alkylmaleimide from the oil layer.
【0016】本発明における、N−アルキルマレイミド
の精製方法において、上記の、アンモニアを含有する水
溶液を加え、水層と油層を形成し、N−アルキルマレイ
ミドを含む炭化水素溶液である油層に存在する不純物を
水層に移す工程は、言い換えると、油層を水洗する工程
である。この水洗の工程は、例えば、粗製のN−アルキ
ルマレイミドを含む炭化水素溶液に、所望の濃度に調整
されたアンモニア水を投入し、所望の液温、時間で水洗
を行うことが好ましい。アンモニア水による水洗は何回
行っても良い。また、水洗工程の次工程に移る前にアン
モニアの残留をなくすために、純水による水洗を1回以
上行うのが好ましい。なお、上記のアンモニアを含有す
る水溶液を加え、水層と油層を形成し、N−アルキルマ
レイミドを含む炭化水素溶液である油層に存在する不純
物を水層に移す工程は、水洗工程、分液工程が実行可能
な公知の装置を使用して行えばよい。例えば、取り出し
口のついた混合攪拌装置であってもよいし、振動装置の
ある分液装置であってもよく特に限定されない。In the method for purifying N-alkylmaleimide according to the present invention, the above-mentioned aqueous solution containing ammonia is added to form an aqueous layer and an oil layer, which is present in the oil layer which is a hydrocarbon solution containing N-alkylmaleimide. In other words, the step of transferring the impurities to the water layer is a step of washing the oil layer with water. In the step of washing with water, for example, it is preferable to add ammonia water adjusted to a desired concentration to a hydrocarbon solution containing crude N-alkylmaleimide, and wash with water at a desired temperature and time. Washing with aqueous ammonia may be performed any number of times. In addition, it is preferable to perform washing with pure water once or more in order to eliminate residual ammonia before proceeding to the next step of the washing step. The step of adding an aqueous solution containing ammonia to form an aqueous layer and an oil layer and transferring impurities existing in the oil layer, which is a hydrocarbon solution containing N-alkylmaleimide, to the aqueous layer is a water washing step and a liquid separation step. It may be performed using a known device capable of executing. For example, it may be a mixing / stirring device with a take-out port, or a liquid separating device with a vibration device, and is not particularly limited.
【0017】本発明における炭化水素溶液とは、N−ア
ルキルマレイミドと後述の有機溶剤から形成されるもの
である。The hydrocarbon solution in the present invention is formed from N-alkylmaleimide and the organic solvent described later.
【0018】上記の、本発明の、アンモニアを含有する
水溶液を加え、水層と油層を形成し、N−アルキルマレ
イミドを含む炭化水素溶液である油層に存在する不純物
を水層に移す工程の温度、言い換えると、油層を水洗す
る工程における水洗時の液温は、20〜100℃である
のが好ましい。その中でも30〜90℃がより好まし
い。水洗時の液温が20℃に満たない場合は水洗後の水
分離に多大な時間を要し、水洗時間が伸び、生産性が下
がる場合がある。また、100℃を越える場合は水層と
油層の界面が乱れ、水分離が不十分となる場合がある。
本発明の、上記の水洗時間は5〜90分が好ましい。そ
の中でも10〜60分がより好ましい。水洗時間が5分
に満たない場合は副生成物の除去率が小さくなる場合が
ある。また、90分を越える場合は水洗時間が伸び、生
産性が下がる場合がある。本発明の、N−アルキルマレ
イミドの炭化水素溶液に使用される有機溶剤としては、
水不溶性ないし水不混和性の有機溶剤が好適に用いられ
る。上記の有機溶剤としては、ベンゼン、トルエン、沸
点50〜120℃の石油留分、キシレン類(具体的には
オルソキシレン)、エチルベンゼン、クメン、プソイド
クメン、メシチレン、t−ブチルベンゼン、オクタン、
ノナン、デカン、クロルベンゼン等が挙げられ、上記列
記される少なくとも一つを使用できる。The temperature of the above-mentioned step of adding an aqueous solution containing ammonia to form an aqueous layer and an oil layer and transferring impurities existing in the oil layer, which is a hydrocarbon solution containing N-alkylmaleimide, to the aqueous layer. In other words, the liquid temperature during water washing in the step of washing the oil layer is preferably 20 to 100 ° C. Among them, 30 to 90 ° C is more preferable. When the liquid temperature during washing with water is less than 20 ° C., it takes a long time to separate the water after washing with water, and the washing time may be prolonged and the productivity may be lowered. On the other hand, if the temperature exceeds 100 ° C, the interface between the water layer and the oil layer may be disturbed, resulting in insufficient water separation.
The above-mentioned water washing time of the present invention is preferably 5 to 90 minutes. Among them, 10 to 60 minutes are more preferable. If the water washing time is less than 5 minutes, the removal rate of by-products may be small. On the other hand, if it exceeds 90 minutes, the washing time may be prolonged and the productivity may be lowered. Examples of the organic solvent used in the hydrocarbon solution of N-alkylmaleimide of the present invention include:
A water-insoluble or water-immiscible organic solvent is preferably used. Examples of the organic solvent include benzene, toluene, petroleum fraction having a boiling point of 50 to 120 ° C., xylenes (specifically orthoxylene), ethylbenzene, cumene, pseudocumene, mesitylene, t-butylbenzene, octane,
Nonane, decane, chlorobenzene and the like can be mentioned, and at least one listed above can be used.
【0019】なお、上記有機溶媒は、実質的に水と不溶
性であればよい。水への溶解度が大きい有機溶剤では、
目的物と水へ溶解性のある不純物を油層と水層に分離す
るときに、不都合をきたすので好ましくはない。また、
水への溶解度が比較的低い有機溶媒であれば、本発明の
有機溶媒として使用可能であるが、水への溶解度が低く
ても、上記と同じ問題が起きる可能性があるので、本発
明で使用する有機溶媒としては、実質的に水と不溶性の
有機溶媒を選択することが好ましい。The organic solvent should be substantially insoluble in water. For organic solvents that have high solubility in water,
This is not preferable because it causes inconvenience when separating the target substance and impurities soluble in water into the oil layer and the water layer. Also,
As long as the organic solvent has a relatively low solubility in water, it can be used as the organic solvent of the present invention. However, even if the solubility in water is low, the same problem as described above may occur. As the organic solvent used, it is preferable to select an organic solvent which is substantially insoluble in water.
【0020】本発明に使用されるN−アルキルマレイミ
ドの炭化水素溶液の副生成物を含めた固形分濃度は1〜
100重量%が好ましい。その中でも10〜50重量%
がより好ましい。The solid content concentration including the by-products of the hydrocarbon solution of N-alkylmaleimide used in the present invention is 1 to
100% by weight is preferred. Among them, 10 to 50% by weight
Is more preferable.
【0021】本発明に使用される水洗液である、アンモ
ニアを含有する水溶液の使用量であるが、上記アンモニ
アを含有する水溶液の使用量としての、N−アルキルマ
レイミド炭化水素溶液に対する比率は1〜200重量%
が好ましい。その中でも5〜150重量%がより好まし
い。The amount of the aqueous solution containing ammonia, which is the washing liquid used in the present invention, is used. The ratio of the aqueous solution containing ammonia is 1 to the N-alkylmaleimide hydrocarbon solution. 200% by weight
Is preferred. Among them, 5 to 150% by weight is more preferable.
【0022】以上の様にして水洗された、N−アルキル
マレイミド炭化水素溶液とアンモニアを含有する水溶液
の混合溶液は、油層と水層の2層が生成するので、該油
層と水層を通常の手段で分離し、分離された油層から蒸
留等の手段により、精製されたN−アルキルマレイミド
を得ることが好ましいものである。もし、アンモニア水
を使用せずに水洗を行った場合、分離困難なN−アルキ
ルアミノ無水コハク酸が殆ど除去されずに残存し、次工
程で薄層蒸留等の蒸留を行っても、相当量のN−アルキ
ルアミノ無水コハク酸を含んだ留出液が留出し、製品の
品質を落としてしまう。また、製品の品質を上げようと
して蒸留条件を工夫しても通常の蒸留条件では、相当量
のN−アルキルアミノ無水コハク酸が残存する。またそ
の蒸留条件は経済的、工業的な実施条件としては非常に
実施困難な蒸留条件となり、結局、相当量のN−アルキ
ルアミノ無水コハク酸を含んだ留出液しか得ることがで
きない。The mixed solution of the N-alkylmaleimide hydrocarbon solution and the aqueous solution containing ammonia washed with water as described above produces two layers, an oil layer and an aqueous layer. It is preferable to obtain purified N-alkylmaleimide from the separated oil layer by means such as distillation from the separated oil layer. If washing is performed without using ammonia water, N-alkylaminosuccinic anhydride, which is difficult to separate, remains without being removed, and even if distillation such as thin-layer distillation is performed in the next step, a considerable amount is obtained. The distillate containing the N-alkylaminosuccinic anhydride distills out and deteriorates the quality of the product. Further, even if the distillation conditions are devised to improve the quality of the product, a considerable amount of N-alkylaminosuccinic anhydride remains under normal distillation conditions. Further, the distillation conditions are very difficult to carry out economically and industrially, and after all, only a distillate containing a considerable amount of N-alkylaminosuccinic anhydride can be obtained.
【0023】一方、本発明における精製方法の様に、N
−アルキルマレイミドを含む炭化水素溶液にアンモニア
を含有する水溶液を加え、水層と油層を形成し、N−ア
ルキルマレイミドを含む炭化水素溶液である油層に存在
する不純物を水層に移し、さらに当該油層からN−アル
キルマレイミドを分離する工程では、油層に存在する殆
どのN−アルキルアミノ無水コハク酸が、水層に移動す
る。具体的には、アンモニア水を使用して水洗を行った
場合、水洗工程で殆どのN−アルキルアミノ無水コハク
酸が除去される。よって、次工程の薄層蒸留等の蒸留が
より効率的な条件で行うことができる。また、製品中の
N−アルキルアミノ無水コハク酸が極めて低レベルとな
り、N−アルキルマレイミドを含む製品の品質を著しく
高めることができる。On the other hand, as in the purification method of the present invention, N
An aqueous solution containing ammonia is added to a hydrocarbon solution containing an alkylmaleimide to form an aqueous layer and an oil layer, impurities existing in the oil layer, which is a hydrocarbon solution containing an N-alkylmaleimide, are transferred to the aqueous layer, and the oil layer is further added. In the step of separating the N-alkylmaleimide from the above, most of the N-alkylaminosuccinic anhydride present in the oil layer moves to the water layer. Specifically, when washing with ammonia water is performed, most of the N-alkylaminosuccinic anhydride is removed in the washing step. Therefore, distillation such as thin layer distillation in the next step can be performed under more efficient conditions. In addition, the N-alkylaminosuccinic anhydride content in the product becomes extremely low, and the quality of the product containing the N-alkylmaleimide can be significantly improved.
【0024】本発明のN−アルキルマレイミドの精製方
法における、上記の水洗後の、油層と水層の分離の方法
としては、水洗後の不純物を含んだ水層は下層となるの
で釜下部から容易に水層のみを抜き出すことができ、上
層の油層と分離できる。次に、水洗後の油層からのN−
アルキルマレイミドの分離であるが、不純物であるN−
アルキルアミノ無水コハク酸が本発明の水洗工程で殆ど
除去されているので、目的物である、N−アルキルマレ
イミドと沸点の近い物質、具体的には、N−アルキルア
ミノ無水コハク酸との分離には不利な蒸留装置である、
単蒸留あるいは薄層蒸留によっても製品純度の高い製品
を得ることができ、本発明の精製に用いることができ
る。また、通常の蒸留であっても、N−アルキルマレイ
ミドと沸点の近い物質であるN−アルキルアミノ無水コ
ハク酸が分離されているので、通常の蒸留条件であって
も十分に精製されたN−アルキルマレイミドを得ること
が可能になる。In the method for purifying N-alkylmaleimide of the present invention, as a method for separating the oil layer and the water layer after the above-mentioned water washing, since the water layer containing impurities after the water washing becomes the lower layer, it can be easily carried out from the bottom of the pot. Only the water layer can be extracted and can be separated from the upper oil layer. Next, N- from the oil layer after washing with water
Separation of alkylmaleimide but N- which is an impurity
Alkylaminosuccinic anhydride is almost removed in the washing step of the present invention, and therefore, the target product, N-alkylmaleimide and a substance having a close boiling point, specifically, N-alkylaminosuccinic anhydride can be separated. Is a disadvantageous distillation device,
A product with high product purity can also be obtained by simple distillation or thin layer distillation, and can be used for the purification of the present invention. Further, even in ordinary distillation, since N-alkylmaleimide and N-alkylaminosuccinic anhydride, which is a substance having a close boiling point, are separated, N-alkylmaleimide which has been sufficiently purified even under ordinary distillation conditions is obtained. It becomes possible to obtain an alkylmaleimide.
【0025】よって、本発明のN−アルキルマレイミド
の精製方法を工程に含むN−アルキルマレイミドの製造
方法は、純度の高いN−アルキルマレイミドを製造する
工程として非常に好ましい実施形態である。Therefore, the method for producing an N-alkylmaleimide including the method for purifying an N-alkylmaleimide of the present invention in a step is a very preferable embodiment as a step for producing a highly pure N-alkylmaleimide.
【0026】本発明のN−アルキルマレイミド組成物
は、例えば、前記した本発明の精製方法により、好適に
製造される。本発明のN−アルキルマレイミド組成物
は、N−アルキルマレイミドの含有量が99.5%以上
であって、かつ不純物としてのN−アルキルアミノ無水
コハク酸含有量が、1.0重量%以下であり、より好ま
しくは0.7重量%であり、さらに好ましくは0.5質
量%以下である。The N-alkylmaleimide composition of the present invention is preferably produced, for example, by the above-mentioned purification method of the present invention. The N-alkylmaleimide composition of the present invention has an N-alkylmaleimide content of 99.5% or more and an N-alkylaminosuccinic anhydride content of 1.0% by weight or less as an impurity. %, More preferably 0.7% by weight, and further preferably 0.5% by mass or less.
【0027】本発明のN−アルキルマレイミド組成物
は、上述の様にN−アルキルアミノ無水コハク酸含有量
が特定量範囲以下であるN−アルキルマレイミドの純度
の高い組成物である。さらに好ましくは、0.3重量%
以下であり、最も好ましくは0.15重量%以下であ
る。The N-alkylmaleimide composition of the present invention is a high-purity N-alkylmaleimide composition having a N-alkylaminosuccinic anhydride content within a specific range as described above. More preferably, 0.3% by weight
It is below, and most preferably 0.15% by weight or less.
【0028】非常に加水分解反応を受けやすい、N−ア
ルキルマレイミドにおいて、本発明で開示する特定の精
製条件を採用することで、余分な加水分解をうけずに非
常に良好な条件下で精製を行う事によって、上述の不純
物が少ないN−アルキルマレイミド組成物を得ることが
できる。このような精製を行う事によって得られる、不
純物が少ないN−アルキルマレイミド組成物は、本発明
の精製方法における好ましい実施形態の一つである。By adopting the specific purification conditions disclosed in the present invention, the N-alkylmaleimide, which is very susceptible to hydrolysis reaction, can be purified under extremely good conditions without being subjected to excessive hydrolysis. By doing so, the N-alkylmaleimide composition containing less impurities described above can be obtained. The N-alkylmaleimide composition containing less impurities, which is obtained by performing such purification, is one of the preferred embodiments of the purification method of the present invention.
【0029】より具体的には、N−アルキルマレイミド
の含有量が99.5%以上であって、かつ不純物として
のN−アルキルアミノ無水コハク酸含有量が、1.0重
量%以下であるN−アルキルマレイミド組成物は、N−
アルキルアミノ無水コハク酸に由来して発生すると考え
られる長期の貯蔵時における着色性等の外観変化が少な
い組成物となる。本発明の上記のN−アルキルマレイミ
ド組成物は、貯蔵安定性に優れている。More specifically, the N-alkylmaleimide content is 99.5% or more, and the N-alkylaminosuccinic anhydride content as an impurity is 1.0% by weight or less. -The alkylmaleimide composition is N-
The composition is a composition that causes little change in appearance such as colorability during long-term storage, which is considered to occur due to alkylaminosuccinic anhydride. The above N-alkylmaleimide composition of the present invention has excellent storage stability.
【0030】なお、N−アルキルマレイミドの含有量お
よびN−アルキルアミノ無水コハク酸等の不純物の含有
量の測定は、高速液体クロマトグラフにより定量したも
のである。The content of N-alkylmaleimide and the content of impurities such as N-alkylaminosuccinic anhydride were quantified by high performance liquid chromatography.
【0031】[0031]
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。なお、N−シクロヘキシルマレイミドの純度及
び、N−シクロヘキシルアミノ無水コハク酸の除去率に
ついては高速液体クロマトグラフィーにより、以下の条
件にて分析を行い定量し、算出した。EXAMPLES The present invention will now be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The purity of N-cyclohexylmaleimide and the removal rate of N-cyclohexylaminosuccinic anhydride were analyzed and quantified by high performance liquid chromatography under the following conditions and calculated.
【0032】<高速液体クロマトグラフィー条件>
液体クロマトグラフィポンプ:島津LC−10AD
カラムオーブン:島津CTO−10A
検出器:島津SPD−10A
データ処理機:島津C−R6A
カラム:東ソー社製 TSK-GEL ODS-80TM(4.6φ×150m
m+4.6φ×250mm)
キャリアー:水/アセトニトリル=3/4(wt/wt)
(KH2PO4=0.008mol/kg-H20) リン酸にてpH
3.0に調製する。
流速:0.6ml/min
カラム温度:50℃
検出器:UV(220nm)
内部標準物質:安息香酸イソプロピル
製造例1(粗製N−シクロヘキシルマレイミドの合成)
温度計および水分離器を備えた冷却管と、滴下ロートと
攪拌機とを備えたフラスコに、オルソキシレン100g
を仕込み、これに無水マレイン酸98.1gを加えてフ
ラスコ内の温度を100℃にして無水マレイン酸を溶解
した。次いで、上記溶媒600gにシクロヘキシルアミ
ン99.2gを溶解した溶液を撹拌下に1時間で全量滴
下してN−シクロヘキシルマレアミン酸の上記溶媒のス
ラリー液を合成した。次に、上記スラリー液にオルソリ
ン酸85g、ジブチルジチオカルバミン酸銅0.1gを
加えて加熱して撹拌下147℃に保ち、反応により生成
する水を溶媒と共に系外に留去せしめながら7時間反応
させた。反応終了後、147℃で反応液から下層に分離
した酸触媒層を分離除去し、粗N−シクロヘキシルマレ
イミド溶液が865.3g得られた。<High performance liquid chromatography conditions> Liquid chromatography pump: Shimadzu LC-10AD Column oven: Shimadzu CTO-10A Detector: Shimadzu SPD-10A Data processor: Shimadzu C-R6A Column: Tosoh TSK-GEL ODS- 80TM (4.6φ x 150m
m + 4.6φ × 250mm) Carrier: Water / acetonitrile = 3/4 (wt / wt) (KH 2 PO 4 = 0.008mol / kg-H 2 0) pH with phosphoric acid
Adjust to 3.0. Flow rate: 0.6 ml / min Column temperature: 50 ° C Detector: UV (220 nm) Internal standard substance: Isopropyl benzoate Production Example 1 (Synthesis of Crude N-Cyclohexylmaleimide) 100 g of ortho-xylene was placed in a flask equipped with a cooling tube equipped with a thermometer and a water separator, a dropping funnel and a stirrer.
Was charged, and 98.1 g of maleic anhydride was added to this to adjust the temperature in the flask to 100 ° C. to dissolve maleic anhydride. Next, the total amount of a solution prepared by dissolving 99.2 g of cyclohexylamine in 600 g of the above solvent was added dropwise under stirring for 1 hour to synthesize a slurry liquid of N-cyclohexylmaleamic acid in the above solvent. Next, 85 g of orthophosphoric acid and 0.1 g of copper dibutyldithiocarbamate were added to the above slurry liquid, and the mixture was heated and kept at 147 ° C. with stirring, and the reaction was carried out for 7 hours while distilling water generated by the reaction out of the system together with the solvent. It was After completion of the reaction, the acid catalyst layer separated into the lower layer from the reaction solution was separated and removed at 147 ° C. to obtain 865.3 g of a crude N-cyclohexylmaleimide solution.
【0033】粗N−シクロヘキシルマレイミド溶液中の
固形分(固形分:マレイン酸、フマール酸、N−シクロ
ヘキシルマレアミン酸、N−シクロヘキシルフマレアミ
ン酸、N−シクロヘキシルアミノ無水コハク酸の総和)
重量は165.3gであり、固形分濃度は19.1重量
%であった。高速液体クロマトグラフで分析した結果、
粗N−シクロヘキシルマレイミド中のN−シクロヘキシ
ルマレイミドの純度は83重量%(対固形分)であり、
N−シクロヘキシルアミノ無水コハク酸が3.2重量%
(対固形分)含まれていた。この粗N−シクロヘキシル
マレイミド溶液を用いて、以下の実施例及び比較例に供
した。Solid content in crude N-cyclohexylmaleimide solution (solid content: sum of maleic acid, fumaric acid, N-cyclohexylmaleamic acid, N-cyclohexylfumareic acid, N-cyclohexylaminosuccinic anhydride)
The weight was 165.3 g, and the solid content concentration was 19.1% by weight. As a result of analysis by high performance liquid chromatography,
The purity of N-cyclohexylmaleimide in the crude N-cyclohexylmaleimide is 83% by weight (relative to solid content),
3.2% by weight of N-cyclohexylamino succinic anhydride
(Vs. solid content). This crude N-cyclohexylmaleimide solution was used for the following Examples and Comparative Examples.
【0034】<実施例1>温度計と冷却器と攪拌機とを
備えたジャケット及び水分離用コック付き1000ml
セパラブルフラスコに上記の粗N−シクロヘキシルマレ
イミド溶液500gを仕込み、ジャケットに温水を流し
て液温を80℃に調節した。 次にアンモニア濃度が5
重量%のアンモニア水溶液150gを一括投入し、30
分間攪拌し、洗浄を行った。洗浄後10分間静置し、下
層の水層をフラスコ下部から抜き出した。<Example 1> 1000 ml with a jacket equipped with a thermometer, a cooler, and a stirrer, and a cock for water separation
A separable flask was charged with 500 g of the above crude N-cyclohexylmaleimide solution, and warm water was poured into the jacket to adjust the liquid temperature to 80 ° C. Next, the ammonia concentration is 5
30 g of 150% by weight aqueous ammonia solution is added at once.
It was stirred for a minute and washed. After washing, the mixture was allowed to stand for 10 minutes, and the lower aqueous layer was extracted from the bottom of the flask.
【0035】水洗浄後の油層を高速液体クロマトグラフ
ィーにて分析した結果、N−シクロヘキシルアミノ無水
コハク酸の除去率は99.1重量%であった。また、N
−シクロヘキシルマレイミドの加水分解率は12.9重
量%であった。続いて、油層に水を110g投入して液
温80℃で30分間撹拌水洗し、水層を分離した。この
操作を2回繰り返した後、有機層から10mmHg(a
bs)の減圧下溶媒を留去した。The oil layer after washing with water was analyzed by high performance liquid chromatography, and as a result, the removal rate of N-cyclohexylaminosuccinic anhydride was 99.1% by weight. Also, N
The hydrolysis rate of -cyclohexylmaleimide was 12.9% by weight. Subsequently, 110 g of water was added to the oil layer, and the mixture was stirred and washed at a liquid temperature of 80 ° C. for 30 minutes to separate the water layer. After repeating this operation twice, 10 mmHg (a
The solvent of bs) was distilled off under reduced pressure.
【0036】次に、フラスコ中に新たに0.3gのジブ
チルジチオカルバミン酸銅を加え、5mmHg(ab
s)の減圧下、内温130〜150℃に保ちながら30
分かけてN−シクロヘキシルマレイミドの蒸留を行っ
た。その結果、121.9gのN−シクロヘキシルマレ
イミドの白色結晶を得た。このものの純度は99.97
重量%であり、収率は原料シクロヘキシルアミンに対し
て68モル%に相当する。結果を表1に示す。Next, 0.3 g of copper dibutyldithiocarbamate was newly added to the flask, and 5 mmHg (ab
30) under reduced pressure of s) while maintaining the internal temperature at 130 to 150 ° C.
The N-cyclohexylmaleimide was distilled over the course of minutes. As a result, 121.9 g of N-cyclohexylmaleimide white crystals were obtained. The purity of this product is 99.97.
% By weight, and the yield corresponds to 68 mol% based on the starting material cyclohexylamine. The results are shown in Table 1.
【0037】<実施例2>実施例1のアンモニア濃度を
5重量%から1重量%にした以外は、同様の実験を行っ
た。結果を表1に示す。Example 2 The same experiment was conducted except that the ammonia concentration in Example 1 was changed from 5% by weight to 1% by weight. The results are shown in Table 1.
【0038】<実施例3>アンモニアの他に硫酸ナトリ
ウムを硫酸ナトリウム水溶液の濃度として5重量%にな
るように加えた以外は実施例1と同様の実験を行った。
結果を表1に示す。Example 3 The same experiment as in Example 1 was conducted except that sodium sulfate was added in addition to ammonia so that the concentration of the aqueous sodium sulfate solution was 5% by weight.
The results are shown in Table 1.
【0039】<実施例4>アンモニアの他にリン酸アン
モニウムをリン酸アンモニウムの濃度として5重量%に
なるように加えた以外は実施例1と同様の実験を行っ
た。結果を表1に示す。<Example 4> The same experiment as in Example 1 was carried out except that ammonium phosphate was added so that the concentration of ammonium phosphate was 5% by weight in addition to ammonia. The results are shown in Table 1.
【0040】<比較例1〜2>実施例1と同様の装置
で、アンモニアの代わりに炭酸ナトリウムを使用して実
施例1と同様に炭酸ナトリウムの濃度が5重量%になる
ようにして操作を繰り返した。結果を表1に示す。<Comparative Examples 1 and 2> In the same apparatus as in Example 1, sodium carbonate was used instead of ammonia, and the concentration of sodium carbonate was adjusted to 5% by weight as in Example 1. I repeated. The results are shown in Table 1.
【0041】<比較例3>実施例1と同様の装置で、ア
ンモニアの代わりに硫酸を使用して実施例1と同様に硫
酸の濃度が5重量%になるようにして操作を繰り返し
た。結果を表1に示す。Comparative Example 3 The same operation as in Example 1 was repeated except that sulfuric acid was used instead of ammonia so that the concentration of sulfuric acid was 5% by weight. The results are shown in Table 1.
【0042】[0042]
【表1】 [Table 1]
【0043】[0043]
【0044】[0044]
【発明の効果】本発明によれば、N−アルキルマレイミ
ドの加水分解を抑制し、なおかつ水洗により分離困難な
不純物であるN−アルキルアミノ無水コハク酸の水洗除
去が可能となる。あるいは他の精製条件では、N−アル
キルマレイミドが加水分解を受け場合によりかえって生
成してしまう傾向にある、上記のN−アルキルアミノ無
水コハク酸の量を特定量範囲内に調製することが可能に
なる。その結果得られたN−アルキルマレイミド組成物
は、N−アルキルアミノ無水コハク酸の量が特定量範囲
内に調整されており、保存安定性が良好である。具体的
には、N−アルキルマレイミドの長期保存における外観
変化を抑え、また着色性を低く抑えることができる。つ
まり、製造初期時の外観からの状態変化をなくし、外観
を維持することが可能になる。According to the present invention, hydrolysis of N-alkylmaleimide can be suppressed, and N-alkylaminosuccinic anhydride, which is an impurity that is difficult to separate by washing with water, can be removed by washing with water. Alternatively, under other purification conditions, the amount of the above N-alkylaminosuccinic anhydride, which tends to be generated rather than the N-alkylmaleimide when it undergoes hydrolysis, can be adjusted within a specific amount range. Become. The resulting N-alkylmaleimide composition has the amount of N-alkylaminosuccinic anhydride adjusted within a specific amount range, and has good storage stability. Specifically, it is possible to suppress the appearance change of the N-alkylmaleimide during long-term storage and to suppress the coloring property to be low. That is, it is possible to maintain the appearance by eliminating the state change from the appearance at the initial stage of manufacturing.
【0045】本発明のN−アルキルマレイミド組成物
は、各種重合反応用単量体組成物として、またABS、
PMMA、PVC等の熱可塑性樹脂の耐熱性向上剤や、
医薬、農薬の中間体として有用である。The N-alkylmaleimide composition of the present invention is used as a monomer composition for various polymerization reactions, ABS,
A heat resistance improver for thermoplastic resins such as PMMA and PVC,
It is useful as an intermediate for medicines and agricultural chemicals.
【0046】具体的には、N−アルキルアミノ無水コハ
ク酸の量が特定量範囲内に調整されているので、単量体
組成物としても純度が高く、各種の重合体を製造する上
での非常に有効な原料となる。また同様に、原料として
の純度が高いので、医薬、農薬の中間体として非常に有
効である。Specifically, since the amount of N-alkylaminosuccinic anhydride is adjusted within a specific amount range, the monomer composition has high purity and is suitable for producing various polymers. It is a very effective raw material. Similarly, since it has a high purity as a raw material, it is very effective as an intermediate for medicines and agricultural chemicals.
【0047】また、上記の耐熱性向上剤としても、ま
た、N−アルキルアミノ無水コハク酸の量が特定量範囲
内に調整されているので、各種樹脂、具体的には熱可塑
性樹脂に使用した場合、不純物に起因する問題(例え
ば、成型時のシルバーストリーク性等)が発生し難い。Also as the heat resistance improver, the amount of N-alkylaminosuccinic anhydride is adjusted within a specific amount range, so that it was used for various resins, specifically, thermoplastic resins. In this case, problems caused by impurities (for example, silver streak property during molding) are unlikely to occur.
Claims (3)
溶液に、アンモニアを含有する水溶液を加え、水層と油
層を形成し、N−アルキルマレイミドを含む炭化水素溶
液である油層に存在する不純物を水層に移し、さらに当
該油層からN−アルキルマレイミドを分離することを特
徴とするN−アルキルマレイミドの精製方法。1. An aqueous solution containing ammonia is added to a hydrocarbon solution containing N-alkylmaleimide to form a water layer and an oil layer, and impurities existing in the oil layer, which is a hydrocarbon solution containing N-alkylmaleimide, are mixed with water. A method for purifying N-alkylmaleimide, which comprises transferring to a layer and further separating N-alkylmaleimide from the oil layer.
おけるアンモニアの濃度が、0.1〜10重量%である
ことを特徴とする請求項1記載のN−アルキルマレイミ
ドの精製方法。2. The method for purifying N-alkylmaleimide according to claim 1, wherein the concentration of ammonia in the aqueous solution containing ammonia is 0.1 to 10% by weight.
9.5重量%以上であって、N−アルキルアミノ無水コ
ハク酸含有量が1.0重量%以下であるN−アルキルマ
レイミド組成物。3. The content of N-alkylmaleimide is 9
An N-alkylmaleimide composition having a content of 9.5% by weight or more and an N-alkylaminosuccinic anhydride content of 1.0% by weight or less.
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