JP5271598B2 - Method for producing oxazoline compound - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a purified oxazoline compound efficiently by using a reactive distillation device and using an N-(hydroxyalkyl)carboxylic acid amide as a raw material. <P>SOLUTION: This method for producing the oxazoline compound by feeding an N-(hydroxyalkyl)carboxyamide into the reactive distillation device and performing cyclodehydration is provided by using the reactive distillation device of which central part of the column is divided into a reaction part and distillation part, and having a structure of communicating the reaction part with the distillation part in each of the upper part and lower part of the column, and having a constitution of feeding the N-(hydroxyalkyl)carboxyamide into the reaction part filled with a solid catalyst, introducing the obtained reaction mixture into the distillation part, separately purifying the oxazoline compound at the distillation part and taking it out. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、オキサゾリン化合物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an oxazoline compound.

オキサゾリン化合物は、反応性の高い複素五員環を有する環式イミノエーテルであり、界面活性剤、腐蝕防止剤、各種中間原料、ポリマーや架橋剤の原料として非常に利用価値の高い化合物である。
オキサゾリン化合物の製造方法としては、アミドアルコールを触媒の存在下、加熱し脱水環化する方法が知られており、触媒として、マンガン、コバルト等の酸化物や無機酸塩、錫のアルカノエート、鉄塩、亜鉛の有機酸塩等が提案されている。しかしながら、これらの方法はいずれも液相反応であり触媒の分離、回収が困難であり、再使用すると触媒活性が低下する等の問題がある。
一方、アミドアルコールをチタン系触媒の存在下で気相反応させてオキサゾリン化合物を得る方法も提案されているが、収率が低いという問題がある。
また、特許文献1には、カルボン酸アミドのN−ヒドロキシエチル誘導体を液相下で脱水環化し、抽出蒸留して水を分離する2−アルキル−2−オキサゾリン類の製造方法が開示されている。
Oxazoline compounds are highly reactive cyclic imino ethers having a hetero five-membered ring, and are very useful compounds as surfactants, corrosion inhibitors, various intermediate materials, polymers and cross-linking agents.
As a method for producing an oxazoline compound, a method in which amide alcohol is heated and subjected to dehydration cyclization in the presence of a catalyst is known. As a catalyst, an oxide or inorganic acid salt such as manganese or cobalt, an alkanoate of tin, or an iron salt Zinc organic acid salts have been proposed. However, any of these methods is a liquid phase reaction, and it is difficult to separate and recover the catalyst.
On the other hand, a method of obtaining an oxazoline compound by gas phase reaction of amide alcohol in the presence of a titanium-based catalyst has been proposed, but there is a problem that the yield is low.
Patent Document 1 discloses a method for producing 2-alkyl-2-oxazolines in which an N-hydroxyethyl derivative of a carboxylic acid amide is subjected to dehydration cyclization in a liquid phase and subjected to extractive distillation to separate water. .

一方、反応蒸留は、反応生成物を沸点差を利用して連続的に反応系外に抜き出すことができるため、平衡常数の小さい反応でも高い反応率を得ることができ、また、未反応物の蒸留分離やリサイクルに要する熱エネルギーを節約できる方法として知られており、一般に多段蒸留塔等が用いられている。
例えば、特許文献2には、原料を3つの異なる段に供給する反応蒸留装置及び反応蒸留方法が開示されている。しかしながら、特許文献2は、均一触媒(液体触媒)を用いる方法であるため、反応時間の制御、反応生成物の分離、及び未反応原料の再利用等が難しいという不利がある。
イオン交換樹脂等の固体触媒を用いて反応蒸留する方法も知られているが、反応塔、原料回収塔、製品精留塔の3つの設備が必要であり、多大な熱エネルギーを要すると共に、熱履歴による副生成物の問題や、平衡反応の反応効率を向上させることが難しいという問題がある。
また、特許文献3には、塔中間部が2つの蒸留部に区分された構造を有する蒸留塔を用いる蒸留方法が開示されている。しかしながら、特許文献3は蒸留方法に関する開示のみで、反応蒸留についての開示はない。
On the other hand, since reactive distillation can continuously extract reaction products out of the reaction system using the difference in boiling point, a high reaction rate can be obtained even in a reaction with a small equilibrium constant, It is known as a method that can save thermal energy required for distillation separation and recycling, and generally a multistage distillation column or the like is used.
For example, Patent Document 2 discloses a reactive distillation apparatus and a reactive distillation method for supplying raw materials to three different stages. However, since Patent Document 2 is a method using a homogeneous catalyst (liquid catalyst), there are disadvantages that it is difficult to control the reaction time, separate reaction products, and reuse unreacted raw materials.
A method of reactive distillation using a solid catalyst such as an ion exchange resin is also known, but it requires three facilities, a reaction tower, a raw material recovery tower, and a product rectification tower. There are problems of by-products due to history and the difficulty of improving the reaction efficiency of equilibrium reactions.
Patent Document 3 discloses a distillation method using a distillation tower having a structure in which a middle part of the tower is divided into two distillation parts. However, Patent Document 3 discloses only the distillation method, and does not disclose the reactive distillation.

特公平1−31504号公報Japanese Patent Publication No. 1-31504 特開平9−308801号公報JP-A-9-308801 特開2004−230251号公報JP 2004-230251 A

本発明は、一つの装置内で反応と蒸留を同時に行い、反応生成物を効率的かつ高収率で生産できる反応蒸留装置を用いて、N−(ヒドロキシアルキル)カルボン酸アミドを原料として、精製されたオキサゾリン化合物を効率的に製造する方法を提供することを課題とする。   In the present invention, the reaction and distillation are simultaneously performed in one apparatus, and a reaction distillation apparatus capable of producing a reaction product in an efficient and high yield is used to purify N- (hydroxyalkyl) carboxylic acid amide as a raw material. It is an object of the present invention to provide a method for efficiently producing a prepared oxazoline compound.

すなわち、本発明は、N−(ヒドロキシアルキル)カルボキシアミドを反応蒸留装置に供給し、脱水環化してオキサゾリン化合物を製造する方法であって、該反応蒸留装置が、塔中央部が反応部と蒸留部に区分され、該塔の上部及び下部のそれぞれにおいて該反応部と該蒸留部が連通する構造を有する反応蒸留装置であって、固体触媒が充填された該反応部にN−(ヒドロキシアルキル)カルボキシアミドを供給し、得られた反応混合物を該蒸留部に導入し、該蒸留部でオキサゾリン化合物を分離精製して抜き出すように構成されている、オキサゾリン化合物の製造方法を提供する。   That is, the present invention is a method for producing an oxazoline compound by supplying N- (hydroxyalkyl) carboxamide to a reactive distillation apparatus and cyclizing by dehydration, wherein the central part of the tower is distilled from the reaction part. A reaction distillation apparatus having a structure in which the reaction section and the distillation section communicate with each other in the upper part and the lower part of the column, respectively, and N- (hydroxyalkyl) is added to the reaction part filled with a solid catalyst. Provided is a method for producing an oxazoline compound, which is configured to supply carboxamide, introduce the obtained reaction mixture into the distillation section, and separate and purify the oxazoline compound in the distillation section.

本発明方法によれば、N−(ヒドロキシアルキル)カルボン酸アミドを原料として、精製されたオキサゾリン化合物を効率的に製造することができる。   According to the method of the present invention, a purified oxazoline compound can be efficiently produced using N- (hydroxyalkyl) carboxylic acid amide as a raw material.

本発明のオキサゾリン化合物の製造方法は、N−(ヒドロキシアルキル)カルボキシアミドを反応蒸留装置に供給し、脱水環化してオキサゾリン化合物を製造する方法であって、該反応蒸留装置が、塔中央部が反応部と蒸留部に区分され、該塔の上部及び下部のそれぞれにおいて該反応部と該蒸留部が連通する構造を有する反応蒸留装置であって、固体触媒が充填された該反応部にN−(ヒドロキシアルキル)カルボキシアミドを供給し、得られた反応混合物を該蒸留部に導入し、該蒸留部でオキサゾリン化合物を分離精製して抜き出すように構成されていることを特徴とする。   The method for producing an oxazoline compound of the present invention is a method for producing an oxazoline compound by supplying N- (hydroxyalkyl) carboxamide to a reactive distillation apparatus and subjecting it to dehydration cyclization. A reaction distillation apparatus that is divided into a reaction section and a distillation section, and has a structure in which the reaction section and the distillation section communicate with each other at the upper and lower portions of the column. (Hydroxyalkyl) carboxyamide is supplied, and the resulting reaction mixture is introduced into the distillation section, and the oxazoline compound is separated and purified by the distillation section and extracted.

(N−(ヒドロキシアルキル)カルボキシアミド)
本発明において、N−(ヒドロキシアルキル)カルボキシアミドとしては、下記一般式(1)で表される化合物が好ましい。
(N- (hydroxyalkyl) carboxamide)
In the present invention, N- (hydroxyalkyl) carboxamide is preferably a compound represented by the following general formula (1).

Figure 0005271598
Figure 0005271598

(式中、R1は、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数3〜5のアルケニル基を示し、R2〜R5は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。)
一般式(1)におけるR1の具体例としては、CH3−、C25−、C37−、C49−、CH2=CH−、CH2=C(CH3)−等が挙げられるが、メチル基、エチル基、プロピル基、ビニル基、イソプロペニル基がより好ましい。
また、R2〜R5の好適例としては、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基等が挙げられる。
一般式(1)で表されるN−(ヒドロキシアルキル)カルボキシアミドは、対応するカルボン酸又はカルボン酸エステルと、対応するエタノールアミンとを、公知の方法で反応させることによって得ることができる。
(In the formula, R 1 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 3 to 5 carbon atoms, and R 2 to R 5 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Is shown.)
Specific examples of R 1 in the general formula (1) include CH 3 —, C 2 H 5 —, C 3 H 7 —, C 4 H 9 —, CH 2 = CH—, CH 2 = C (CH 3 ). -A methyl group, an ethyl group, a propyl group, a vinyl group, and an isopropenyl group are more preferable.
Moreover, as a suitable example of R < 2 > -R < 5 >, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group etc. are mentioned each independently.
N- (hydroxyalkyl) carboxamide represented by the general formula (1) can be obtained by reacting the corresponding carboxylic acid or carboxylic acid ester with the corresponding ethanolamine by a known method.

(オキサゾリン化合物)
本発明におけるオキサゾリン化合物としては、下記一般式(2)で表される化合物が好ましい。
(Oxazoline compound)
As the oxazoline compound in the present invention, a compound represented by the following general formula (2) is preferable.

Figure 0005271598
Figure 0005271598

(式中、R1〜R5は、前記と同じである。)
オキサゾリン化合物の具体例としては、2−メチル−2−オキサゾリン、2−エチル−2−オキサゾリン、2−イソプロピル−2−オキサゾリン、2,4−ジメチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン等が挙げられる。
上記オキサゾリン化合物の中では、2位の置換基R1が、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数3〜5のアルケニル基であり、R2〜R5が水素原子である、2−置換−2−オキサゾリンが好ましく、R1が、炭素数1〜3のアルキル基であり、R2〜R5が水素原子である、2−置換−2−オキサゾリンがより好ましく、特に2−メチル−2−オキサゾリン、2−エチル−2−オキサゾリン、2−イソプロピル−2−オキサゾリンが好ましい。
(Wherein R 1 to R 5 are the same as described above.)
Specific examples of the oxazoline compound include 2-methyl-2-oxazoline, 2-ethyl-2-oxazoline, 2-isopropyl-2-oxazoline, 2,4-dimethyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-2-oxazoline. Etc.
Among the oxazoline compounds, the 2-substituted substituent R 1 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 3 to 5 carbon atoms, and R 2 to R 5 are hydrogen atoms. 2-oxazoline is preferred, R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 2 to R 5 are hydrogen atoms, more preferably 2-substituted-2-oxazoline, particularly 2-methyl-2 -Oxazoline, 2-ethyl-2-oxazoline, 2-isopropyl-2-oxazoline are preferred.

(反応蒸留装置)
本発明に用いられる反応蒸留装置は、塔中央部が反応部と蒸留部に区分され、該塔の上部及び下部のそれぞれにおいて該反応部と該蒸留部が連通する構造を有する反応蒸留装置であって、固体触媒が充填された該反応部にN−(ヒドロキシアルキル)カルボキシアミドを供給し、得られた反応混合物を該蒸留部に導入し、該蒸留部でオキサゾリン化合物を分離精製して抜き出すように構成されている。
該反応蒸留装置は、いわゆる反応蒸留塔を用いるものであるが、塔中央部が反応部と蒸留部に区分された構造を有する1つの塔(以下、「分割塔」ということがある)からなる。反応部と蒸留部は、塔内で好ましくは鉛直方向に区分される。
反応部と蒸留部の区分の方法は特に制限はなく、仕切り板により塔を縦に分割して一方を反応部、他方を蒸留部としてもよく、又は塔内の中央部(中段部)に内管を挿入して内管の外側と内側に区分して、内管の内側を反応部とし、内管の外側を蒸留部とすることもできる。
(Reactive distillation equipment)
The reactive distillation apparatus used in the present invention is a reactive distillation apparatus having a structure in which a central part of a tower is divided into a reaction part and a distillation part, and the reaction part and the distillation part communicate with each other at the upper part and the lower part of the tower. N- (hydroxyalkyl) carboxamide is supplied to the reaction part filled with a solid catalyst, the resulting reaction mixture is introduced into the distillation part, and the oxazoline compound is separated and purified in the distillation part. It is configured.
The reactive distillation apparatus uses a so-called reactive distillation column, and consists of a single column (hereinafter, sometimes referred to as “divided column”) having a structure in which the central part of the column is divided into a reaction part and a distillation part. . The reaction part and the distillation part are preferably divided in the vertical direction in the column.
There is no particular limitation on the method for dividing the reaction section and the distillation section, and the column may be divided vertically by a partition plate so that one of them is a reaction section and the other is a distillation section. It is also possible to insert a tube and divide it into an outer side and an inner side of the inner tube, and the inner side of the inner tube can be a reaction part and the outer side of the inner pipe can be a distillation part.

図1は、内部仕切り板を用いて塔中央部を反応部と蒸留部に区分した反応蒸留装置の一例を示す図である。この反応蒸留装置(分割塔)1の塔中央部は、内部仕切り板2により、反応部3及び蒸留部4に区分されている。分割塔1の上部5及び下部6は、それぞれ反応部3及び蒸留部4と連通している。この連通部は、通常の蒸留塔の構造と同じである。
分割塔としては多成分分離が可能なものであれば特に制限はないが、「カラムインカラム」(住重プラントエンジニアリング株式会社、登録商標)等の多段蒸留塔が好ましく用いられる。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a reactive distillation apparatus in which a central part of a tower is divided into a reaction part and a distillation part using an internal partition plate. The central part of the reactive distillation apparatus (dividing tower) 1 is divided into a reaction part 3 and a distillation part 4 by an internal partition plate 2. The upper part 5 and the lower part 6 of the dividing column 1 communicate with the reaction part 3 and the distillation part 4, respectively. This communication part is the same as the structure of a normal distillation column.
The dividing column is not particularly limited as long as multi-component separation is possible, but a multi-stage distillation column such as “Column In Column” (Sumiju Plant Engineering Co., Ltd., registered trademark) is preferably used.

(反応部)
本発明の反応蒸留装置の反応部には固体触媒が充填されている。原料のN−(ヒドロキシアルキル)カルボキシアミド(以下、単に「原料」ともいう)はこの反応部に供給され、固体触媒層と接触して通過する際に反応し、得られた反応混合物は反応部と連通した蒸留部に導入される。
反応部への原料の供給方法は、本発明の反応蒸留装置の特徴を生かす観点から、連続的に供給することが好ましい。
(Reaction part)
The reaction section of the reactive distillation apparatus of the present invention is filled with a solid catalyst. The raw material N- (hydroxyalkyl) carboxamide (hereinafter, also simply referred to as “raw material”) is supplied to the reaction part and reacts when passing through in contact with the solid catalyst layer, and the resulting reaction mixture is the reaction part. It is introduced into a distillation section that communicates with.
It is preferable to supply the raw material to the reaction section continuously from the viewpoint of taking advantage of the features of the reactive distillation apparatus of the present invention.

(固体触媒)
本発明で用いられる固体触媒に特に制限はないが、塔内において、原料との接触面積が大きく、蒸気の円滑な流通を可能とするだけの十分な空隙を有し、その空隙が触媒層に均一に分布する形状であることが好ましい。
固体触媒の形状は、粒状、ペレット状、蒸留塔充填材として用いられているサドル型、ラシヒリング、テラレット、周辺にヒダを持たせた中空円筒状、コイル状等の他、繊維状、線状及びこれらを織布、不織布、ヒモ状、網状としたもの、繊維状物を束ねたもの、織布や不織布をネットと共に円柱状に巻いたもの等の形状であってもよい。また、蒸留塔充填材に用いられている規則充填物に前記粒状、ペレット状等の成型触媒を保持したものも用いることができる。
さらに、金属、セラミックス、その他の機械的強度の高い支持体を管状、平板状、ハニカム状、モノリス形状等に成形し、その支持体表面に触媒コーティング層を形成したフィルム型固体触媒を用いることもできる。
(Solid catalyst)
There is no particular limitation on the solid catalyst used in the present invention, but in the tower, the contact area with the raw material is large, and there are sufficient voids to enable smooth flow of steam, and the voids are in the catalyst layer. A shape that is uniformly distributed is preferable.
The shape of the solid catalyst is granular, pellet, saddle type used as packing material for distillation tower, Raschig ring, terralet, hollow cylinder with crease around the periphery, coil shape, etc. These may be in the form of a woven fabric, a nonwoven fabric, a string shape, a net shape, a bundle of fibrous materials, a woven fabric or a nonwoven fabric wound in a column with a net, and the like. Moreover, what hold | maintained the shaping | molding catalysts, such as the said granular form and a pellet form, to the regular packing used for the distillation column packing material can also be used.
Furthermore, it is also possible to use a film type solid catalyst in which a metal, ceramics, or other high mechanical strength support is formed into a tubular, flat plate, honeycomb, monolith shape, etc., and a catalyst coating layer is formed on the support surface. it can.

固体触媒の例としては、単一又は複合金属酸化物、金属リン酸塩、金属硫酸塩、担体上に担持又は固定化した固定化酸、天然鉱物及び層状化合物、固体のヘテロポリ酸、フッ化スルホン樹脂、合成ゼオライト、イオン交換樹脂、樹脂に各種の反応基をグラフトさせたグラフト重合体等が挙げられる。
単一又は複合金属酸化物としては、例えば、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、含水酸化ジルコニウム、ニオブ酸、シリカアルミナ、シリカチタニア、シリカジルコニア、チタニアジルコニア、酸化亜鉛等が挙げられる。金属リン酸塩としてはリン酸アルミニウム、リン酸鉄等が挙げられ、金属硫酸塩としては硫酸アルミニウム等が挙げられる。
担体上に担持又は固定化した固定化酸としては、硫酸イオン担持ジルコニア、硫酸イオン担持チタニア、五フッ化アンチモン担持シリカアルミナ等が挙げられる。天然鉱物及び層状化合物としては、酸性白土、カオリン、モンモリロナイト等が挙げられる。
上記固体触媒の中では、球状の酸化アルミニウム、リン酸アルミニウム、及び酸化亜鉛から選ばれる1種以上の触媒がより好ましい。また、触媒の形態としては、直径が好ましくは1〜10mm、より好ましくは2〜8mmの球状が好ましい。
これらの固体触媒の製造は、公知の方法により行うことができる。
Examples of solid catalysts include single or mixed metal oxides, metal phosphates, metal sulfates, immobilized acids supported or immobilized on supports, natural minerals and layered compounds, solid heteropolyacids, fluorinated sulfones Examples thereof include resins, synthetic zeolites, ion exchange resins, and graft polymers obtained by grafting various reactive groups to a resin.
Examples of the single or composite metal oxide include aluminum oxide, calcium carbonate, barium titanate, calcium titanate, hydrous zirconium oxide, niobic acid, silica alumina, silica titania, silica zirconia, titania zirconia, and zinc oxide. It is done. Examples of the metal phosphate include aluminum phosphate and iron phosphate, and examples of the metal sulfate include aluminum sulfate.
Examples of the immobilized acid supported or immobilized on the support include sulfate ion supported zirconia, sulfate ion supported titania, and antimony pentafluoride supported silica alumina. Examples of natural minerals and layered compounds include acid clay, kaolin, and montmorillonite.
Among the solid catalysts, one or more catalysts selected from spherical aluminum oxide, aluminum phosphate, and zinc oxide are more preferable. Further, as a form of the catalyst, a spherical shape having a diameter of preferably 1 to 10 mm, more preferably 2 to 8 mm is preferable.
These solid catalysts can be produced by known methods.

(蒸留部)
蒸留部4の構造は、通常の蒸留塔の構造と基本的に同じである。また、反応部3及び蒸留部4との連通部5、6(分割塔1の上部5及び下部6)も、通常の蒸留塔の蒸留部と基本的に同じである。蒸留部4及び連通部5、6としては、精留効果の観点から、段数が2段以上、好ましくは3段以上の棚段、又は段数が2段以上、好ましくは3段以上の充填層のいずれも使用可能である。
棚段に用いるトレイとしては、バルブトレイ、泡鐘トレイ、多孔板トレイ、リフトトレイ、フレキシトレイ、ナッターフロートバルブトレイ等が挙げられる。
充填層に用いられる充填物としては、ラシヒリング、ポールリング等のリング型充填物、ベルサドル、インターロックサドル等のサドル(馬の鞍の形)型充填物の他、マクマホンパッキング、キャノンパッキング、ディクソンパッキング、テラレット、スプレーパック、パナパック、インターパック、グッドローパッキング、ステッドマンパッキング、スルザーパッキン(スルザーケムテック社製)、SFLOW(住重プラントエンジニアリング株式会社製)、モンツパック(モンツ社製)等が挙げられる。これらの中では、塔高さあたりの段数が多く、製品への熱負荷を下げる観点から、圧力損失の少ないスルザーパッキン(スルザーケムテック社製)、SFLOW(住重プラントエンジニアリング株式会社製)、モンツパック(モンツ社製)等の規則充填物を用いることが好ましい。
(Distillation part)
The structure of the distillation part 4 is basically the same as the structure of a normal distillation column. Further, the communication parts 5 and 6 (the upper part 5 and the lower part 6 of the dividing column 1) with the reaction part 3 and the distillation part 4 are basically the same as the distillation part of a normal distillation column. From the viewpoint of the rectification effect, the distillation unit 4 and the communication units 5 and 6 are two or more stages, preferably three or more shelves, or two or more stages, preferably three or more packed beds. Either can be used.
Examples of trays used for the shelves include valve trays, bubble bell trays, perforated plate trays, lift trays, flexi trays, and nutter float valve trays.
The packing used in the packed bed includes ring-type packings such as Raschig rings and pole rings, saddle (horse-shoe-shaped) packings such as bell saddles and interlock saddles, as well as McMahon packing, Canon packing and Dixon packing. , Terralet, Spray Pack, Panapack, Interpack, Good Low Packing, Stedman Packing, Sulzer Packing (manufactured by Sulzer Chemtech), SFLOW (manufactured by Sumiju Plant Engineering Co., Ltd.), and Monz Pack (manufactured by Monz). Among these, there are many stages per tower height, and from the viewpoint of reducing the thermal load on the product, Sulzer Packing (manufactured by Sulzer Chemtech), SFLOW (manufactured by Sumiju Plant Engineering Co., Ltd.), and Monz Pack It is preferable to use a regular packing such as (manufactured by Monz).

分割塔1は塔頂部に還流部を有することが好ましい。還流装置は通常の蒸留塔で用いられる公知の還流装置を用いることができる。還流液は精留効果を持たせるために蒸留部に供給されるが、未反応原料を再度反応に供する場合等は反応部にも供給してもよい。
分割塔1は塔底部に加熱装置を有することが好ましい。加熱装置は通常の蒸留塔で用いられる公知の加熱装置を用いることができる。具体的には、自然循環式(サーモサイホン型)、外部循環型、内挿型、溢流管束型(ケトル型)等を用いることができる。これらの中では、高沸点成分(b)を含む留分の熱履歴による劣化防止の観点から外部循環型とすることが好ましい。熱媒体としては、熱油や高圧水蒸気等を用いることができる。
The dividing tower 1 preferably has a reflux section at the top of the tower. As the reflux apparatus, a known reflux apparatus used in an ordinary distillation column can be used. The reflux liquid is supplied to the distillation section in order to give a rectifying effect, but may be supplied to the reaction section when the unreacted raw material is used again for the reaction.
The dividing tower 1 preferably has a heating device at the bottom of the tower. As the heating device, a known heating device used in a normal distillation tower can be used. Specifically, a natural circulation type (thermo siphon type), an external circulation type, an insertion type, an overflow tube bundle type (kettle type), or the like can be used. Among these, the external circulation type is preferable from the viewpoint of preventing deterioration due to the thermal history of the fraction containing the high-boiling component (b). As the heat medium, hot oil, high-pressure steam, or the like can be used.

分割塔1は、蒸留部4に設けられた抜出し部の他に、塔の上部5及び下部6の少なくとも1ヶ所に抜出し部を有することが好ましい。例えば、反応混合物が(i)反応生成物(オキサゾリン化合物)(m)、(ii)反応生成物(m)より沸点の低い成分〔低沸点成分(a)〕、(iii)反応生成物(m)より沸点の高い成分〔高沸点成分(b)〕、からなる場合には、低沸点成分(a)を分割塔の上部(塔頂部)から、高沸点成分(b)を分割塔の下部(底部)から、反応生成物(m)を蒸留部(塔中央部)から抜出せばよく、この場合には抜出し部は3ヶ所である。   It is preferable that the dividing column 1 has an extraction part in at least one of the upper part 5 and the lower part 6 of the tower in addition to the extraction part provided in the distillation part 4. For example, when the reaction mixture is (i) a reaction product (oxazoline compound) (m), (ii) a component having a lower boiling point than the reaction product (m) [low boiling point component (a)], (iii) a reaction product (m ) When the component has a higher boiling point [high-boiling component (b)], the low-boiling component (a) is introduced from the upper part (top) of the dividing tower, and the high-boiling component (b) is applied to the lower part ( The reaction product (m) may be extracted from the distillation part (column central part) from the bottom part, and in this case, the extraction part is three places.

本発明のオキサゾリン化合物の製造方法においては、反応部と蒸留部を有する反応蒸留塔を用いることで、オキサゾリン化合物を得る反応と同時に、同一装置内で蒸留操作により反応混合物を精製することができる。オキサゾリン化合物は熱履歴に敏感な化合物であるが、本発明における反応蒸留装置を用いると収率の向上が可能となる。
本発明においては、分割塔を用いて蒸留操作を行う限り、蒸留方法は特に限定されない。蒸留操作としては、回分式又は連続式いずれでもよく、加熱滞留時間の短い連続式蒸留がより好ましい。また蒸留の形式としては、例えば、精留、分子蒸留、水蒸気蒸留の他、第三成分として有機溶剤を供給して行う共沸蒸留、抽出蒸留等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて行うことができる。
In the method for producing an oxazoline compound of the present invention, by using a reactive distillation column having a reaction part and a distillation part, the reaction mixture can be purified by distillation operation in the same apparatus simultaneously with the reaction for obtaining the oxazoline compound. The oxazoline compound is a compound sensitive to heat history, but the yield can be improved by using the reactive distillation apparatus in the present invention.
In the present invention, the distillation method is not particularly limited as long as the distillation operation is performed using a dividing column. The distillation operation may be either batch or continuous, and continuous distillation with a short heating residence time is more preferable. Examples of the distillation method include rectification, molecular distillation, steam distillation, azeotropic distillation performed by supplying an organic solvent as a third component, and extractive distillation. These can be performed alone or in combination of two or more.

本発明においては、オキサゾリン化合物と水との分離の観点から、分割塔の上部(塔頂部)から共沸溶剤を供給して共沸蒸留を行うことが好ましい。
共沸溶剤としては、分割塔1中で水と共沸混合物を形成し、かつ共沸混合物の沸点が、オキサゾリン化合物又はそれらと水との共沸混合物の沸点より低い有機溶剤であればよい。共沸溶剤としては、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロルベンゼン、ベンジン、ブタノール、プロパノール、オクタノール等をあげることができる。これらの中では、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエンがより好ましい。
共沸溶剤の使用量は、水に対して好ましくは5〜50倍量、より好ましくは 15〜40倍量である。これらの共沸溶剤は回収して、再使用することができる。また共沸溶剤は回収、再使用が容易なことから常温で水と分相することが好ましい。
共沸蒸留を行う場合は、図1の分割塔1の塔頂部に共沸溶媒供給口13を設け、そこから連続的に共沸溶媒を供給することが好ましい。
In the present invention, from the viewpoint of separation of the oxazoline compound and water, it is preferable to carry out azeotropic distillation by supplying an azeotropic solvent from the upper part (top part) of the dividing tower.
Any azeotropic solvent may be used as long as it forms an azeotrope with water in the dividing column 1 and the boiling point of the azeotrope is lower than the boiling point of the oxazoline compound or the azeotrope thereof with water. Examples of the azeotropic solvent include cyclohexane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, chlorobenzene, benzine, butanol, propanol, octanol and the like. Among these, cyclohexane, benzene, and toluene are more preferable.
The amount of the azeotropic solvent used is preferably 5 to 50 times, more preferably 15 to 40 times the amount of water. These azeotropic solvents can be recovered and reused. Further, the azeotropic solvent is preferably separated from water at room temperature because it can be easily recovered and reused.
When performing azeotropic distillation, it is preferable to provide an azeotropic solvent supply port 13 at the top of the dividing column 1 of FIG. 1 and continuously supply the azeotropic solvent therefrom.

(反応蒸留方法)
本発明のオキサゾリン化合物の製造方法の一例を、図1を参照して詳細に説明する。
図1の分割塔1において、反応部3には原料供給口7の上下に固体触媒(A、A’)が充填されており、蒸留部4には反応生成物留出口9の上下に規則充填物(B、B’)が充填されており、反応部3及び蒸留部4との連通部5、6には、それぞれ規則充填物(C、D)が充填されている。なお、反応部3の棚段や固体触媒(A、A’)の充填層は、原料供給口7の上下どちらか一方にのみ設けることもできる。
(Reactive distillation method)
An example of the method for producing the oxazoline compound of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
In the dividing column 1 of FIG. 1, the reaction unit 3 is filled with solid catalysts (A, A ′) above and below the raw material supply port 7, and the distillation unit 4 is regularly packed above and below the reaction product distillation outlet 9. Products (B, B ′) are filled, and the communicating parts 5 and 6 with the reaction part 3 and the distillation part 4 are filled with regular packings (C, D), respectively. The shelf of the reaction unit 3 and the packed bed of the solid catalyst (A, A ′) can be provided only on either the upper or lower side of the raw material supply port 7.

反応原料であるN−(ヒドロキシアルキル)カルボキシアミドは、原料供給口7から分割塔1の中央部(中段部)の反応部3に供給される。供給された原料は、反応部3に充填された固体触媒(A、A’)と接触して通過する際に反応し、得られた反応混合物は反応部と連通した蒸留部4に導入される。
分割塔1の塔頂には、低沸点成分(a)を含む留分の留出口8が設けられ、塔中段部には精製品(反応生成物であるオキサゾリン化合物)留出口9が設けられ、塔底には高沸点成分(b)を含む留分の抜出口10が設けられている。塔中段部の精製品留出口9は、内部仕切り板2により区分された反応部3に隣接する蒸留部4に設けられている。
塔頂の留出口8からの低沸点成分(a)を含む留分は蒸気のまま塔外へ排出し、凝縮器11で冷却後、一部を留出液として取出し、一部を還流として塔頂に返してもよく、又は塔頂に設けた内部凝縮器(図示せず)で凝縮液すべてを内部で還流して、一部を留出液として取り出してもよい。また、塔底には塔底温度を調整するための加熱器12が設けられている。なお、分割塔1における各留分の抜き出し口の数や位置は特に限定されない。
N- (hydroxyalkyl) carboxamide, which is a reaction raw material, is supplied from the raw material supply port 7 to the reaction section 3 in the center (middle stage) of the dividing column 1. The supplied raw material reacts when passing in contact with the solid catalyst (A, A ′) filled in the reaction unit 3, and the obtained reaction mixture is introduced into the distillation unit 4 communicating with the reaction unit. .
A distillation outlet 8 for a fraction containing the low-boiling component (a) is provided at the top of the dividing column 1, and a refined product (oxazoline compound as a reaction product) outlet 9 is provided in the middle stage of the tower. At the bottom of the column, a fraction outlet 10 containing the high-boiling component (b) is provided. The refined product outlet 9 in the middle stage of the tower is provided in the distillation section 4 adjacent to the reaction section 3 divided by the internal partition plate 2.
The fraction containing the low-boiling component (a) from the top outlet 8 is discharged out of the tower as vapor, cooled by the condenser 11, and then partly taken out as a distillate and partly refluxed. It may be returned to the top, or all the condensate may be refluxed with an internal condenser (not shown) provided at the top of the column, and a part thereof may be taken out as a distillate. Moreover, the heater 12 for adjusting tower bottom temperature is provided in the tower bottom. In addition, the number and position of the outlet for each fraction in the dividing column 1 are not particularly limited.

反応生成物中には、熱負荷がかかることにより変質したり、臭気を発生する物質が存在したり、また、反応生成物自体も熱負荷により変質したり、臭気物質の発生を伴うことがあるため、蒸留操作は反応生成物及びその他の熱分解性物質の熱分解を抑えるために、なるべく熱負荷の低い条件下におくことが好ましい。
そこで、分割塔内の塔底液温は、好ましくは100〜350℃、より好ましくは150〜280℃、塔底圧力は、好ましくは10〜80kPa、より好ましくは20〜60kPaの条件下で反応蒸留を行うことにより、精製されたオキサゾリンを効率的かつ高収率で生産することができる。
なお、分割塔内の液温は、高沸点成分の分離を妨げない範囲で低くすることが好ましい。また、分割塔内の底部から高圧水蒸気や不活性ガスを吹込む方法やフラッシュ蒸発させる方法等も採用可能である。
原料の供給速度は反応部3における滞留時間や蒸留部4及び連通部5、6におけるF-factor(上昇蒸気の負荷を表す係数)等から設定すればよい。
分割塔の還流比及び理論段数は、原料成分の物性値から、蒸留シミュレーターにより算出した値を利用することができる。分割塔の段数は、好ましくは2〜50段、より好ましくは4〜40段、更に好ましくは5〜30段、特に好ましくは5〜20段である。
The reaction product may change in quality due to heat load, or there may be substances that generate odors. Also, the reaction product itself may change in quality due to heat loads, which may be accompanied by generation of odorous substances. Therefore, the distillation operation is preferably performed under a condition with as low a heat load as possible in order to suppress thermal decomposition of the reaction product and other pyrolyzable substances.
Therefore, the column bottom liquid temperature in the dividing column is preferably 100 to 350 ° C., more preferably 150 to 280 ° C., and the column bottom pressure is preferably 10 to 80 kPa, more preferably 20 to 60 kPa. By performing the above, purified oxazoline can be produced efficiently and in high yield.
In addition, it is preferable to make low the liquid temperature in a division tower in the range which does not prevent the separation of a high boiling point component. Also, a method of blowing high-pressure steam or inert gas from the bottom of the dividing tower, a method of flash evaporation, or the like can be employed.
What is necessary is just to set the supply rate of a raw material from the residence time in the reaction part 3, F-factor (coefficient showing the load of ascending steam) in the distillation part 4, and the communication parts 5 and 6.
As the reflux ratio and the theoretical plate number of the dividing column, values calculated by a distillation simulator from the physical property values of the raw material components can be used. The number of stages of the dividing tower is preferably 2 to 50, more preferably 4 to 40, still more preferably 5 to 30, and particularly preferably 5 to 20.

(反応蒸留装置を適用しうるその他の反応)
本発明における反応蒸留装置は、例えば、有機ヒドロキシ化合物と芳香族カルボン酸とのエステル化反応、芳香族ヒドロキシ化合物と脂肪族カルボン酸エステルとのエステル交換反応、芳香族ヒドロキシ化合物と脂肪族炭酸エステルとのエステル交換反応、芳香族カルボン酸エステルと脂肪族炭酸エステル及び/又は脂肪族・芳香族炭酸エステルとのエステル交換反応等の、種々の平衡反応を伴う化学反応を実施するに際して、有効に適用することができる。
より具体的には、エチルアルコールと酢酸のエステル化反応により酢酸エチルを得る反応、フェノールとジメチルカーボネートのエステル交換反応によりジフェニルカーボネートを得る反応、アセトアルデヒドとメタノールのアセタール化反応によりジメチルアセタールを得る反応等に適用することができる。
(Other reactions to which reactive distillation equipment can be applied)
The reactive distillation apparatus in the present invention includes, for example, an esterification reaction between an organic hydroxy compound and an aromatic carboxylic acid, an ester exchange reaction between an aromatic hydroxy compound and an aliphatic carboxylic acid ester, an aromatic hydroxy compound and an aliphatic carbonate ester. It is effectively applied in conducting chemical reactions involving various equilibrium reactions, such as transesterification reactions, transesterification reactions of aromatic carboxylic acid esters with aliphatic carbonates and / or aliphatic / aromatic carbonates. be able to.
More specifically, a reaction to obtain ethyl acetate by esterification reaction of ethyl alcohol and acetic acid, a reaction to obtain diphenyl carbonate by transesterification reaction of phenol and dimethyl carbonate, a reaction to obtain dimethyl acetal by acetalization reaction of acetaldehyde and methanol, etc. Can be applied to.

実施例1
図1に示す「カラムインカラム」塔〔住重プラントエンジニアリング株式会社製、理論段数12段(図1中の反応部3、蒸留部4、及び連通部5、6はそれぞれ3段)〕の反応部3に固体触媒(A')として球状酸化アルミニウム(直径5mmの球状、住友化学株式会社製、KHO−46)を充填し、蒸留部4、連通部5、6に規則充填物(住重プラントエンジニアリング株式会社製、SFLOW700G)を充填した反応蒸留装置(ただし、共沸溶媒供給口13は使用せず)を用いて、原料供給口7から250℃のN−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミドを10kg/hで連続供給し、塔底液温213℃、塔底圧力40kPa、塔頂還流比5で運転を行った。
定常状態において、N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミドの反応部3(A’)における滞留時間は7分であった。また、塔頂からの低沸点成分(a)を含む留分の外部への抜出量は2kg/h、塔中段からの精製品の抜出量は1.3kg/h、塔底からの高沸点成分(b)を含む留分の外部への抜出量は6.7kg/hであった。
このとき、精製品(反応生成物)留出口9から抜き出した留分の2−エチル−2−オキサゾリンの純度は99.4%であった。精製品留出口9及び塔頂から抜き出した2−エチル−2−オキサゾリンの合計収率(工程収率)は31.9%であった。結果を表1に示す。
Example 1
Reaction of the “column-in-column” tower shown in FIG. 1 (supplied by Sumiju Plant Engineering Co., Ltd., 12 theoretical plates (reaction unit 3, distillation unit 4, and communication units 5 and 6 in FIG. 1 are each three)) Part 3 is filled with spherical aluminum oxide (spherical with a diameter of 5 mm, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., KHO-46) as a solid catalyst (A ′), and regular packing (Sumiju Plant) is used for distillation part 4 and communication parts 5 and 6. Using a reactive distillation apparatus (not using the azeotropic solvent supply port 13) filled with Engineering Corporation, SFLOW 700G), N- (2-hydroxyethyl) propionamide at 250 ° C. was supplied from the raw material supply port 7. Continuous supply was carried out at 10 kg / h, and operation was performed at a column bottom liquid temperature of 213 ° C., a column bottom pressure of 40 kPa, and a column top reflux ratio of 5.
In a steady state, the residence time of N- (2-hydroxyethyl) propionamide in the reaction part 3 (A ′) was 7 minutes. Also, the amount of the fraction containing the low boiling point component (a) from the top of the column is withdrawn to the outside is 2 kg / h, the amount of the purified product from the middle column is 1.3 kg / h, and the amount from the bottom of the column is high. The extracted amount of the fraction containing the boiling component (b) to the outside was 6.7 kg / h.
At this time, the purity of 2-ethyl-2-oxazoline of the fraction extracted from the purified product (reaction product) outlet 9 was 99.4%. The total yield (process yield) of 2-ethyl-2-oxazoline extracted from the purified product outlet 9 and the top of the column was 31.9%. The results are shown in Table 1.

実施例2
図2に示す「カラムインカラム」塔〔住重プラントエンジニアリング株式会社製、理論段数12段(図1中の反応部3、蒸留部4、及び連通部5、6はそれぞれ3段)〕の反応部3に固体触媒(A')として球状酸化アルミニウム(直径5mmの球状、住友化学株式会社製、KHO−46)を充填し、蒸留部4、連通部5、6に規則充填物(住重プラントエンジニアリング株式会社製、SFLOW700G)を充填した反応蒸留装置を用いて、原料供給口7から250℃のN−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミドを10kg/hで連続供給し、共沸溶媒供給口13からシクロヘキサンを37kg/hで連続供給し、塔底液温216℃、塔底圧力40kPaで運転を行った。
定常状態において、N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミドの反応部3(A’)における滞留時間は7分であった。また、塔頂からの低沸点成分(a)を含む留分の外部への抜出量は38.1kg/h、塔中段からの精製品の抜出量は3.4kg/h、塔底からの高沸点成分(b)を含む留分の外部への抜出量は5.4kg/hであった。
塔頂からの低沸点成分(a)は凝縮器11で凝縮した後、水相と溶剤相に分相した。溶媒相の量は36.8kg/hであり、共沸溶媒供給口13にリサイクルした。水相の量は1.3kg/hであり、水相の成分は水が87.9重量%、2−エチル−2−オキサゾリンが9.2重量%であった。
このとき、精製品(反応生成物)留出口9から抜き出した留分の2−エチル−2−オキサゾリンの純度は99.6%であった。精製品留出口9及び塔頂から抜き出した2−エチル−2−オキサゾリンの合計収率(工程収率)は43.6%であった。結果を表1に示す。
Example 2
Reaction of the “column-in-column” tower shown in FIG. 2 (supplied by Sumiju Plant Engineering Co., Ltd., 12 theoretical plates (reaction section 3, distillation section 4, and communication sections 5 and 6 in FIG. 1 are each three stages)) Part 3 is filled with spherical aluminum oxide (spherical with a diameter of 5 mm, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., KHO-46) as a solid catalyst (A ′), and regular packing (Sumiju Plant) is used for distillation part 4 and communication parts 5 and 6. Using a reactive distillation apparatus filled with SFLOW 700G manufactured by Engineering Co., Ltd., N- (2-hydroxyethyl) propionamide at 250 ° C. is continuously supplied at 10 kg / h from the raw material supply port 7, and the azeotropic solvent supply port 13. Was continuously supplied at 37 kg / h, and the operation was performed at a column bottom liquid temperature of 216 ° C. and a column bottom pressure of 40 kPa.
In a steady state, the residence time of N- (2-hydroxyethyl) propionamide in the reaction part 3 (A ′) was 7 minutes. The amount of the fraction containing the low-boiling component (a) from the top of the column is withdrawn to the outside is 38.1 kg / h, the amount of the purified product withdrawn from the middle column is 3.4 kg / h, The amount of the fraction containing the high-boiling component (b) extracted to the outside was 5.4 kg / h.
The low boiling point component (a) from the top of the column was condensed in the condenser 11 and then separated into an aqueous phase and a solvent phase. The amount of the solvent phase was 36.8 kg / h, and it was recycled to the azeotropic solvent supply port 13. The amount of the aqueous phase was 1.3 kg / h, and the components of the aqueous phase were 87.9% by weight of water and 9.2% by weight of 2-ethyl-2-oxazoline.
At this time, the purity of 2-ethyl-2-oxazoline of the fraction extracted from the purified product (reaction product) distillation outlet 9 was 99.6%. The total yield (process yield) of 2-ethyl-2-oxazoline extracted from the purified product outlet 9 and the top of the column was 43.6%. The results are shown in Table 1.

比較例1
下記の反応工程、脱水工程、及び精留工程を、3つの設備を用いて行った。
(反応工程)
凝縮器及び留分受器を具備したガラス製3Lの4つロフラスコに流動パラフィン480g及び球状酸化アルミニウム(直径5mmの球状、住友化学株式会社製、KHO−46)48.3gを仕込んだ。撹拌しながら230℃まで昇温し、滴下漏斗を用いてN−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド973gを21時間かけて一定流速で滴下した。滴下中に連続的に生成する2−エチル−2−オキサゾリン及び副生水は混合液として凝縮器に受けた。留分中の2−エチル−2−オキサゾリン収率は47.2%であった。
(脱水工程)
凝縮器及び留分受器を具備したガラス製1Lの4つロフラスコに反応で得られた留分混合液459g及びシクロヘキサン230gを仕込んだ。撹拌しながら圧力40kPaとし、さらに45℃まで昇温後に温度を維持しながら、シクロヘキサン及び反応留分混合液中の水を留去し留分受器に受けた。脱水後の槽内に存在する2−エチル−2−オキサゾリンの量から算出した収率は64.2%であった。
(精留工程)
蒸留塔(規則充填物スルザーラボパッキング、理論段数12段)を用い、塔底圧力20kPa、スチル温度69℃の条件で、脱水工程で得られた槽内液250gを蒸留した。留分のうち2−エチル−2−オキサゾリン純度99.8%のものとして得られた収率は82.7%であった。
従って、2−エチル−2−オキサゾリンの工程収率は25.1%であった。結果を表1に示す。
Comparative Example 1
The following reaction process, dehydration process, and rectification process were performed using three facilities.
(Reaction process)
480 g of liquid paraffin and 48.3 g of spherical aluminum oxide (spherical with a diameter of 5 mm, KHO-46, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) were charged into a 3 L glass flask equipped with a condenser and a fraction receiver. The temperature was raised to 230 ° C. with stirring, and 973 g of N- (2-hydroxyethyl) propionamide was added dropwise at a constant flow rate over 21 hours using a dropping funnel. 2-Ethyl-2-oxazoline and by-product water continuously produced during the dropping were received as a mixed solution in the condenser. The yield of 2-ethyl-2-oxazoline in the fraction was 47.2%.
(Dehydration process)
Into a glass 1 L four-round flask equipped with a condenser and a fraction receiver, 459 g of the fraction mixture obtained by the reaction and 230 g of cyclohexane were charged. While stirring, the pressure was set to 40 kPa, and while maintaining the temperature after raising the temperature to 45 ° C., the cyclohexane and water in the reaction fraction mixture were distilled off and received in a fraction receiver. The yield calculated from the amount of 2-ethyl-2-oxazoline present in the tank after dehydration was 64.2%.
(Rectification process)
Using a distillation column (regular packed sulzer lab packing, 12 theoretical plates), 250 g of the liquid in the tank obtained in the dehydration step was distilled under the conditions of a column bottom pressure of 20 kPa and a still temperature of 69 ° C. The yield obtained with a 2-ethyl-2-oxazoline purity of 99.8% of the fraction was 82.7%.
Therefore, the process yield of 2-ethyl-2-oxazoline was 25.1%. The results are shown in Table 1.

Figure 0005271598
Figure 0005271598

表1において、比較例1と実施例1を対比すれば、本発明の反応蒸留装置を用いる製造方法によれば、N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミドから、精製された2−エチル−2−オキサゾリンを効率的かつ高収率で生産できることが分かる。また、塔頂部に水との共沸溶剤を供給しながら、本発明の反応蒸留法を行えば、さらに高収率で2−エチル−2−オキサゾリンを製造できることが分かる。   In Table 1, when Comparative Example 1 and Example 1 are compared, according to the production method using the reactive distillation apparatus of the present invention, purified 2-ethyl-2 from N- (2-hydroxyethyl) propionamide. It can be seen that oxazoline can be produced efficiently and in high yield. It can also be seen that 2-ethyl-2-oxazoline can be produced in a higher yield by carrying out the reactive distillation method of the present invention while supplying an azeotropic solvent with water to the top of the column.

内部仕切り板を用いて塔中央部を区分した反応蒸留装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reactive distillation apparatus which divided the tower center part using the internal partition plate.

符号の説明Explanation of symbols

1:反応蒸留装置(分割塔)
2:内部仕切り板
3:反応部
4:蒸留部
5:塔の上部
6:塔の下部
7:原料(N−(ヒドロキシアルキル)カルボキシアミド)供給口
8:低沸点成分(a)を含む留分の留出口
9:精製品(反応生成物:オキサゾリン化合物)留出口
10:高沸点成分(b)を含む留分の抜出口
11:塔頂の凝縮器
12:塔底の加熱器
13:共沸溶媒供給口
1: Reactive distillation device (split tower)
2: Internal partition plate 3: Reaction unit 4: Distillation unit 5: Upper part of tower 6: Lower part of tower 7: Feed port for raw material (N- (hydroxyalkyl) carboxyamide) 8: Fraction containing low-boiling component (a) 9: Refined product (reaction product: oxazoline compound) distillation outlet 10: Drain outlet containing high-boiling component (b) 11: Condenser at the top of the tower 12: Heater at the bottom of the tower 13: Azeotropy Solvent supply port

Claims (6)

N−(ヒドロキシアルキル)カルボキシアミドを反応蒸留装置に供給し、脱水環化してオキサゾリン化合物を製造する方法であって、該反応蒸留装置が、塔中央部が反応部と蒸留部に区分され、該塔の上部及び下部のそれぞれにおいて該反応部と該蒸留部が連通する構造を有する反応蒸留装置であって、固体触媒が充填された該反応部にN−(ヒドロキシアルキル)カルボキシアミドを供給し、得られた反応混合物を該蒸留部に導入し、該蒸留部でオキサゾリン化合物を分離精製して抜き出すように構成されている、オキサゾリン化合物の製造方法。   A method of supplying N- (hydroxyalkyl) carboxamide to a reactive distillation apparatus to produce an oxazoline compound by dehydration cyclization, wherein the reactive distillation apparatus is divided into a reaction part and a distillation part at the center of the column, A reactive distillation apparatus having a structure in which the reaction part and the distillation part communicate with each other at the upper part and the lower part of a column, respectively, and supplying N- (hydroxyalkyl) carboxamide to the reaction part filled with a solid catalyst; A method for producing an oxazoline compound, wherein the obtained reaction mixture is introduced into the distillation part, and the oxazoline compound is separated and purified by the distillation part. 固体触媒が、酸化アルミニウム、リン酸アルミニウム、及び酸化亜鉛から選ばれる1種以上である、請求項1に記載のオキサゾリン化合物の製造方法。   The method for producing an oxazoline compound according to claim 1, wherein the solid catalyst is one or more selected from aluminum oxide, aluminum phosphate, and zinc oxide. オキサゾリン化合物が、2−置換−2−オキサゾリン(ただし、2位の置換基は、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数3〜5のアルケニル基である)である、請求項1又は2に記載のオキサゾリン化合物の製造方法。   The oxazoline compound is 2-substituted-2-oxazoline (provided that the substituent at the 2-position is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 3 to 5 carbon atoms). The manufacturing method of the oxazoline compound of description. 塔の上部から低沸点成分(a)を含む留分を抜き出し、塔の下部から高沸点成分(b)を含む留分を抜き出し、塔中央部の蒸留部からオキサゾリン化合物を抜き出す、請求項1又は2に記載のオキサゾリン化合物の製造方法。   The fraction containing the low boiling point component (a) is extracted from the upper part of the column, the fraction containing the high boiling point component (b) is extracted from the lower part of the column, and the oxazoline compound is extracted from the distillation part at the center of the column. 2. A method for producing an oxazoline compound according to 2. 蒸留部に規則充填物を充填した、請求項1〜4のいずれかに記載のオキサゾリン化合物の製造方法。   The manufacturing method of the oxazoline compound in any one of Claims 1-4 which filled the distillation part with the regular packing. 塔頂部に水との共沸溶剤を供給して行う、請求項1〜5のいずれかに記載のオキサゾリン化合物の製造方法。   The manufacturing method of the oxazoline compound in any one of Claims 1-5 performed by supplying an azeotropic solvent with water to a tower top part.
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