JP2009173614A - ラウロラクタムの製造法 - Google Patents

Abstract

【課題】少量の触媒で、シクロドデカノンオキシムをベックマン転位しラウロラクタムを製造し、多大なエネルギーのロスという上記課題を解決できるラウロラクタムの製造法を提供する事である。
【解決手段】発明者等は、五酸化リン−メタンスルホン酸混合物及び塩化亜鉛を用いることにより、触媒量でシクロドデカノンオキシムのベックマン転位が容易に進行し、ラウロラクタムを製造できることを見出し、触媒量の低減及び多大なエネルギーのロスという上記課題を解決できることを見出した。
本発明は、シクロドデカノンオキシムをベックマン転位することによりラウロラクタムを製造する方法において、触媒量の五酸化リン−メタンスルホン酸混合物及び塩化亜鉛を用いることを特徴とするラウロラクタムの製造法を提供する。
【選択図】 なし

Description

本発明は１２―ナイロンの原料として有用なラウロラクタムの製造法に関するものである。特にシクロドデカノンオキシムをベックマン転位し、ラウロラクタムを製造する方法に関するものである。

本発明の製造法に関連する技術としては、非特許文献１に五酸化リン−メタンスルホン酸混合物を用いてオキシム化合物からアミド化合物を製造する方法が知られている。五酸化リン−メタンスルホン酸混合物は、メタンスルホン酸のみの場合に比して高い収率でアミド化合物が得られるとされている。しかしながら、この方法では、五酸化リン−メタンスルホン酸をオキシム化合物に対して大過剰に用いなければならない。スルホン酸はラウロラクタムと塩を形成する為、目的とするフリーのラウロラクタムを得るためには、通常、水の添加によりスルホン酸を水に溶解する操作が必要とされる。水からのスルホン酸の回収は、容易ではなく、五酸化リン−メタンスルホン酸を大過剰使用することは、多量のスルホン酸の損失、或いは多大なエネルギーのロスにつながる。
Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，３８（２３），４０７１（１９７３）． Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，６２（１１），３５５２（１９９７）． 特公昭５１−４６１０９号公報

少量の触媒で、シクロドデカノンオキシムをベックマン転位しラウロラクタムを製造し、多大なエネルギーのロスという上記課題を解決できるラウロラクタムの製造法を提供する事である。

発明者等は、五酸化リン−メタンスルホン酸混合物及び塩化亜鉛を用いることにより、触媒量でシクロドデカノンオキシムのベックマン転位が容易に進行し、ラウロラクタムを製造できることを見出し、触媒量の低減及び多大なエネルギーのロスという上記課題を解決できることを見出した。
本発明は、シクロドデカノンオキシムをベックマン転位することによりラウロラクタムを製造する方法において、触媒量の五酸化リン−メタンスルホン酸混合物及び塩化亜鉛を用いることを特徴とするラウロラクタムの製造法を提供する。

本発明により、触媒量の低減及び多大なエネルギーのロスを生じる事無く、シクロドデカノンオキシムをベックマン転位してラウロラクタムを製造することができる、工業的に好適なラウロラクタムの製造法が提供される。

本反応は、シクロドデカノンオキシムと、触媒量の五酸化リン−メタンスルホン酸混合物及び塩化亜鉛を溶媒中で加熱攪拌することにより行うことができる。

シクロドデカノンオキシムは、例えば、特許文献１に記載されているように、シクロドデカノンと硫酸ヒドロキシルアミンを反応させることによって得られる。
五酸化リン−メタンスルホン酸混合物は、五酸化リンとメタンスルホン酸により、例えば非特許文献１、非特許文献２に記載の方法等により調製される。市販でも、例えばＥａｔｏｎ‘ｓ試薬等として購入できる。また、反応系に五酸化リンとメタンスルホン酸を別々に加え、その場で調整しても良い。

溶媒としては、特に限定されず、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、クメン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素類、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−ノナン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン、シクロドデカン、ハイドロクメンなどの脂肪族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロドデカノン等のケトン化合物、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリノン等のアミド類、ジメチルスルホキシド、スルホラン等のスルホキシド、スルホン類、蟻酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、ブタン酸エチル等のエステル類、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸等のカルボン酸類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類等、ヘキサメチルリン酸トリアミド等のリン酸アミド類、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール類を挙げることができる。好ましくは、トルエンやアセトニトリルである。
また、溶媒は、単独で用いることも出来るし、２種以上の溶媒を混合して用いてもよい。
溶媒の使用量は、特に限定されないが、通常シクロドデカノンオキシムに対して、０．３〜１００重量倍、好ましくは１〜５０重量倍である。

五酸化リン−メタンスルホン酸混合物の使用量は、シクロドデカノンオキシムに対して１０重量％以下であり、好ましくは５重量％以下である。
五酸化リン−メタンスルホン酸混合物における五酸化リンとメタンスルホン酸の割合は特に限定されないが、好ましくは重量比（五酸化リン：メタンスルホン酸）で１：３０〜１：１、特に好ましくは重量比１：１０である。
塩化亜鉛は、触媒量、即ち、シクロドデカノンオキシムに対して１０モル％以下であり、好ましくは５モル％以下で使用される。

反応温度は、特に制限はないが、好ましくは２５〜１２０℃である。
反応圧力は、特に制限されず、常圧又は加圧条件下で行うことができる。
反応時間は、前記濃度、温度等の反応条件によって変化するが、通常０．０１〜２４時間で行うことができる。好ましくは、０．０５〜６時間である。

反応後の処理としては、例えば、溶媒を留去回収した後、水を添加することにより、酸フリーのラウロラクタムを得ることができる。
反応装置は、特に制限はなく通常の攪拌装置を備えた反応器で実施することができる。

本発明で得られたラウロラクタムは、蒸留・結晶化等により分離・精製することができる。

次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。

［実施例１］
シクロドデカノンオキシム １．０ｇ（５ｍｍｏｌ）、五酸化リン：メタンスルホン酸（重量比）が１：１０の五酸化リン−メタンスルホン酸混合物０．０２７ｇ（１０重量％アセトニトリル溶液として添加）、及びシクロドデカノンオキシムに対し２モル％の塩化亜鉛をトルエン５ｇに添加し、油温９５℃のオイルバス中で１時間加熱攪拌した。ガスクロマトクロマトグラフィーの内部標準法により定量したところ、ラウロラクタムの収率は９１％であった。

［実施例２］
シクロドデカノンオキシム １．０ｇ（５ｍｍｏｌ）、五酸化リン：メタンスルホン酸（重量比）が１：１０の五酸化リン−メタンスルホン酸混合物０．０２７ｇ（１０重量％アセトニトリル溶液として添加）、及びシクロドデカノンオキシムに対し２モル％の塩化亜鉛をトルエン５ｇに添加し、油温１１０℃のオイルバス中で１時間加熱攪拌した。ガスクロマトクロマトグラフィーの内部標準法により定量したところ、ラウロラクタムの収率はほぼ１００％であった。

［比較例１］
シクロドデカノンオキシム １．０ｇ（５ｍｍｏｌ）、五酸化リン：メタンスルホン酸（重量比）が１：１０の五酸化リン−メタンスルホン酸溶液０．０２７ｇ（１０重量％アセトニトリル溶液として添加）をトルエン５ｇに添加し、油温９５℃のオイルバス中で１時間加熱攪拌した。ガスクロマトクロマトグラフィーの内部標準法により定量したところ、ラウロラクタムの収率は１％であった。

Claims (4)

1. シクロドデカノンオキシムをベックマン転位することによりラウロラクタムを製造する方法において、五酸化リン−メタンスルホン酸混合物及び塩化亜鉛を用いることを特徴とするラウロラクタムの製造法。
2. 五酸化リン−メタンスルホン酸混合物がシクロドデカノンオキシムに対して１０重量％以下である請求項１記載のラウロラクタムの製造法。
3. 五酸化リン−メタンスルホン酸混合物における五酸化リンとメタンスルホン酸の割合が重量比（五酸化リン：メタンスルホン酸）で１：３０〜１：１であることを特徴とする請求項１又は２記載のラウロラクタムの製造法。
4. 塩化亜鉛の量がシクロドデカノンオキシムに対して１０モル％以下である請求項１、２又は３記載のラウロラクタムの製造法。