JP3199946B2 - N−置換2−ピロリドンの製造方法 - Google Patents
N−置換2−ピロリドンの製造方法Info
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- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D207/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07D207/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
- C07D207/18—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
- C07D207/22—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
- C07D207/24—Oxygen or sulfur atoms
- C07D207/26—2-Pyrrolidones
- C07D207/263—2-Pyrrolidones with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms directly attached to other ring carbon atoms
- C07D207/267—2-Pyrrolidones with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms directly attached to other ring carbon atoms with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
Description
またはコハク酸またはこれらの酸の官能性誘導体(化合
物II)と第一級アミン(III)との反応によるか、
またはIIおよびIIIから誘導されたアミドまたはイ
ミドを1合成工程中で水素化条件下に反応させ、引き続
き得られる反応混合物から蒸留によりIおよび他の揮発
性成分を単離することによってN−置換2−ピロリドン
(I)を製造する方法に関する。
化合物からのN−置換2−ピロリドンの製造を包含す
る。当該出発化合物は、第一級アミン(II)と無水マ
レイン酸の混合物(ドイツ国特許出願公開)(DE−
A)第4018243号、米国特許出願(US−A)第
3109005号)またはフマル酸、マレイン酸、コハ
ク酸、コハク酸無水物のようなこれらの酸の官能性誘導
体の混合物、またはIIおよび上記酸から誘導されたア
ミドおよびイミドの混合物であり、そのすべては水素化
によりN−置換2−ピロリドンを製造することができ
る。これら出発物質の種類の如何に拘わらず、水素化後
に得られる反応混合物は蒸留によって後処理される。そ
の揮発性のため、所望のピロリドン、より揮発性のピロ
リドンおよび揮発性の低いコハク酸イミドは、蒸留によ
って分離することができる。蒸留条件下で、開鎖コハク
酸アミドは閉環して環状イミドを形成し、こうして分離
することができる。蒸留により、高沸点残留物が残る。
これまで燃焼によって破棄されたこれらの残留物は、通
常出発化合物の数%モルに等しいが、相応するピロリド
ンがとくに高い選択性で生成する水素化条件下ではこの
残留物の量はかなり大きい。
所望の生成物を上記の高沸点残留物から単離することの
できる方法を提供することである。
する残留物にさらに水素化処理を行ない、こうして形成
した化合物(I)を蒸留により単離する上記方法を見出
した。
常、約100mbarの圧力下に200℃以下の温度で
は揮発性でない生成物である。これらの生成物は、オリ
ゴマーの、たぶん置換コハク酸ジアミドであると思われ
る。これらの蒸留残留物に改めて水素化を行なう。
触媒活性成分は周期表に記載されたような第8族の族金
属、クロム、マンガン、レニウムまたは銅を含有する。
体付触媒であるかまたは固体触媒、つまり非担体付触媒
であってもよい。活性炭、二酸化ケイ素、酸化アルミニ
ウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、ケイ酸塩また
はゼオライトのような慣用の担体材料を使用することが
できる。
に先立ち、水素で活性化される。か焼後、一般にその酸
化物の形で存在する活性触媒成分は、大部分、通常相応
する金属に還元される。
使用することができる。反応は、撹拌オートクレーブま
たは管形反応器中で実施することができる。管形反応器
を使用する場合には、出発物質は充てん気泡塔または細
流層塔(trickle bed coumn)中で触
媒を通過することができる。反応は、連続的かまたは回
分式に実施することができる。
量論的量で反応に供給することができる。添加した過剰
水素量は、反応に再循環することができるので、重要で
はない。
℃、望ましくは150°〜300℃、とくに160°〜
280℃の温度で実施され、50〜350bar、望ま
しくは100〜300barの圧力で操作するのが普通
である。
物の水素化は一般に溶媒の存在で実施される。使用され
る溶媒は実質的に、水素化条件下で不活性である任意の
溶媒、たとえば水、脂肪族および芳香族炭化水素、なら
びにジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチ
ル−t−ブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフ
ランのようなエーテル、またはこれら溶媒の混合物であ
ってもよい。溶媒として、本発明の反応において生成す
るようにN−置換2−ピロリドンを使用するのが有利で
ある。水は、殊に、N−メチルピロリドンの製造にはと
くに望ましい。他の方法は、蒸留残留物を溶融液の形で
水素化反応器に配量することである。
原子における置換基に関して識別しうる制限を受けな
い。出発混合物は、第一級アミンIIIとして、たとえ
ば1〜10個、望ましくは1〜4個の炭素原子を有する
脂肪族アミン、5〜8個の炭素原子を有する脂環式炭化
水素、またはアニリンまたはベンジルアミンのような第
一級芳香族および芳香脂肪族アミンを含有しうる。最終
生成物の重要性を考慮すれば、アミンプロピルアミン、
ブチルアミン、ヘキシルアミン、デシルアミン、シクロ
ペンチルアミンおよびシクロヘキシルアミン、とくにメ
チルアミンがとくに重要である。
アミンの不在で、望ましくは、該アミンの存在で行なう
ことができる。蒸留残留物の水素化のための本発明方法
の望ましい実施形では該残留物は合成工程に再循環され
る。
を、最初に蒸留温度よりも高い温度を加えることにより
熱分解し、次いでこうして得られる揮発性生成物を上述
したように水素化することからなる。熱分解は、主生成
物として形成したN−置換コハク酸イミドを単離し、そ
れを合成工程に再循環するのを可能にする。蒸留残留物
の熱分解は、蒸留残留物を水素化工程にフィードバック
する間好ましくない副生成物の累積が生じる場合とくに
推奨される。
度、望ましくは250°〜400℃、より望ましは28
0°〜350℃で実施され、1bar以下の圧力、望ま
しくは0.01〜100mbar.とくに1〜50mb
arで操作するのが普通である。
物の水素化により得られる生成物流出物は、出発化合物
を水素化することにより達成される生成物と比較しうる
組成を示す。
−置換ピロリドンに変換しうる。N−置換ピロリドン、
殊にN−メチルピロリドンは、主として溶剤および抽出
剤として使用される。
うにして得られた:無水マレイン酸およびメチルアミン
の水溶液(無水マレイン酸/メチルアミン20重量%、
モル比1:1.5)を、コバルト触媒上、250℃およ
び250barで水素化した、次いで、水素化生成物流
出物を蒸留による精製を行なうと、N−メチルピロリド
ン71%、N−メチルピロリジン5%およびコハク酸N
−メチルイミド6%が得られた。残留物(コハク酸−N
−メチルアミドとして計算)17%が残在した。
公開(DE−A)第2321101号およびドイツ国特
許出願公開(DE−A)第390483号に記載された
方法により製造)は次の組成を有していた: コバルト(CoOとして計算) 63.4重量% 銅(CuOとして計算) 18.1重量% マンガン(Mn3O4として計算) 6.8重量% モリブデン(MoO3として計算) 3.1重量% ナトリウム(Na2Oとして計算) 0.15重量%および リン酸 3.3重量% 実施例において使用した水素化触媒は、使用に先立ち、
常法で水素で活性化した。
いる管形反応器中で実施した。触媒は2.5〜4mmの
砂利の形で使用した。
barおよび温度205℃で、毎時触媒1Kgあたり蒸
留残留物0.15Kgおよび毎時触媒1Kgあたり水
0.55Kg、ならびに毎時触媒1Kgあたり水素25
00 l(STP)を供給した。
り、N−メチルピロリジン6%およびコハク酸N−メチ
ルイミド7%も認められた。この収率は、蒸留残留物
(コハク酸モノ−N−メチルアミドとして計算)を基準
とする。
触媒は、次の組成を有するニッケル触媒36gを包含し
ていた:NiO 54重量%、CuO 17重量%、Zr
O2 31重量%およびMoO3 2重量%(米国特許(U
S−A)第5037793号に記載されたようにして製
造)、4mmの押出物の形、温度250℃で200ba
rの全圧下で操作する場合、反応器に、毎時触媒1Kg
あたり蒸留残留物0.2Kg、毎時触媒1Kgあたりメ
チルアミン0.1Kgおよび毎時触媒1Kgあたり水
0.7Kg、ならびに毎時触媒1Kgあたり水素250
0 l(STP)を供給した。
留残留物(コハク酸モノ−N−メチルアミドとして計
算)を基準として]であった。
にわたって熱分解した。得られる揮発性生成物を蒸留に
よって取出し、凝縮させた。残留物9.5gがボトムと
して残存した。コハク酸N−メチルイミド24.5gが
単離され[収率57%[蒸留残留物(コハク酸モノ−N
−メチルアミドとして計算)を基準として]、これを合
成工程に供給した。
Claims (1)
- 【請求項1】 マレイン酸、フマル酸またはコハク酸ま
たはこれらの酸の官能性誘導体(化合物II)と第一級
アミン(III)との反応によるか、またはIIおよび
IIIから誘導されたアミドまたはイミドを1合成工程
中で水素化条件下に反応させ、引き続き得られる反応混
合物から蒸留によりIおよび他の揮発性成分を単離する
ことによりN−置換2−ピロリドン(I)を製造する方
法において、蒸留後に存在する残留物にさらに水素化処
理を加え、こうして生成した化合物(I)を蒸留によっ
て単離することを特徴とするN−置換2−ピロリドンの
製造方法。
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