JPH01501002A - Ｎ―エポキシプロピルラクタムの合成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｎ−エポキシプロピルラクタムの合成 背景技術 Ｎ−エポキシアルキルラクタム、特にＮ−エポキシプロピル−２−ピロリドンは 、化粧品および医薬分野で広く用いられる重要な界面活性剤中間体である。従来 、ピロリドン化合物は、カリウムピロリドンとエビクロロヒドリンをジエチルエ ーテル中で反応させることにより合成されていた〔イー・ピー・シデルコブカヤ ら（Ｅ、Ｐ、　５ｉｄｅｌｋｏｖｋａｙａｅｔ　ａｌ、）　、　チム・ゲテロシ キ　ソエビン（Ｃｈｉｍ、　Ｇｅｔｅｒｏｓｉ−ｋｉ　５ｏｅｖｉｎ　）　、第 ２巻、第２１２頁、　１９６８）　、しかし、この方法には、水の共沸除去およ びピロリドン成分の広範な開環が含まれる水酸化ピロリドンからのカリウムピロ リドンの製造が必要とされ、このことは著しく望ましくない。更に、カリウムピ ロリドンとエビクロロヒドリンとの反応には生成物の製造コストを増大する溶媒 の使用が必要とされる。また、カリウムｔ−ブトキシドとの反応を含む他の方法 は著しく高価であり、上記合成に起因する低い収率はこの方法を商業的に使用す るのに魅力のないものにする。

従って、本発明の目的は、上記問題点を克服し、高い収率でＮ−エポキシプロピ ルラクタムを製造する商業的に通した方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、Ｎ−エポキシピロリドンを大規模に製造するのに通する一 段階法を提供することにある。

これらおよび他の目的は、以下の記載および開示から明らかになるであろう。

発明の開示 本発明においては、４〜６個の炭素原子を有するラクタム、例えばピロリドン、 ピペリドンまたはカブロラククムをエピハロヒドリン、好ましくはエビクロロヒ ドリンと、アルカリ金属水酸化物、好ましくは水酸化ナトリウムまたは水酸化カ リウムおよびラクタム基準で約１０−１〜約１０−４モル濃度の次式 （式中のｎは３〜１０の値を有する整数、Ｒは４〜１２個の炭素原子を有するア ルキル基、Ｘ−はＣｆ−またはＢｒ−を示す。）で表される相間移動触媒の存在 下で反応させる。

一般に、反応は、大気圧下約３０°Ｃ〜約７５°Ｃの温度で約５〜約３０時間、 好ましくは大気圧下約３２°Ｃ〜約５０°Ｃの温度で約１〜約１８時間の時間に 亘って行う。

上記触媒としてはテトラブチル−またはテトラオクチル硫酸水素アンモニウムが 好ましく、これらはラクタムに対して約１０−１〜約１０−４モル濃度の量で使 用することができる。

しかし、通常、約１０−２〜約１０−３モルの触媒量が適当な時間内で反応を促 伸し完了させるに十分である。

反応に用いるエビハロヒドリンとしてはエビクロロヒドリンが好ましいがエビブ ロモヒドリンを用いることもでき、この反応体は約５：１〜約１：１のエビハロ ヒドリン対ラクタムのモル比で用いるが、エピハロヒドリンを若干過剰に用いる のが通常望ましい、約４〜２：１のモル比が約１〜約１２時間の時間内において 生成物を高収率で製造するのに著しく効果的であることを見出した。

本方法においては、反応体の添加順序は臨界的ではないが、反応体をほぼ全時間 に亘って増分量で接触させるのが望ましく、通常ラクタムを数時間の時間に亘っ て滴下するのが最も効果的で、上記温度範囲内で発熱反応を維持するのに都合が よい。

反応に用いる金属水酸化物は高度に濃縮したものであるのがよい、　６０％程度 に低い水酸化物濃度を有する水溶液を反応に悪影響を及ぼすことなく使用するこ とができるが、反応完了の際における水の除去は工程のコストを著しく増大し回 避されるべきである。従って、本発明の方法においては、アルカリ金属水酸化物 の濃度は約８０〜１００％がよい。

金属水酸化物は、ペレット、フレークまたは濃厚水溶液として使用することがで き、一般にエピハロヒドリンに対して約１：１．５〜約１．５　：　１のモル量 で使用し、等モル程度が好ましい。

反応が完了した際、生成した混合物を濾過し、塩化メチレン、酢酸エチル、トル エン、ベンゼンまたはクロロホルム等で洗浄して遊離の硫酸塩金属を除去する。

生成した混合物を濾過し、濾液を蒸留して過剰のエピハロヒドリンおよび他の低 沸点不純物を除去する。生成物を更に減圧蒸留して、所望生成物を７０％以上の 収率で回収する。

本発明を上述の如く説明したが、以下参考のため実施例を記載する。実施例は好 適例を示すが、上述および添付した請求の範囲と同様に広く記載した本発明の範 囲を限定するものではない。

災施桝上 かき混ぜ機、還流冷却器、温度計およびエビクロロヒドリン（３２９ｍｊ！、４ モル）を含有した滴下ロートを備えた２１の四つロフラスコに、水酸化ナトリウ ム（ベレット、１６０ｇ、４モル）および水（１６ｍｆ）をかき混ぜながら加え た。

次いで、テトラブチル硫酸水素アンモニウム（４，４ｇ、０．０１３モル）をか き混ぜの間に導入した。

この反応混合物を室温で１５分間かき混ぜ、反応により約３５°Ｃの温度に発熱 した。次いで、上記反応混合物に、２−ピロリドン（７６ｍｊ２．１モル）を２ 時間に亘って滴下した。

生じた発熱反応を氷水浴を用いて３５〜４５°Ｃの温度に維持した。２−ピロリ ドンの添加が完了した後、反応混合物を更に５時間かき混ぜ濾過し、濾液を収集 した。沈澱した塩を塩化メチレン（４Ｘ１００　ｍｊ２）で洗浄した。濾液と塩 化メチレン洗浄液を混合し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、再び濾過して硫酸ナ トリウムを除去した。濾液を回転蒸発器中でストリップして塩化メチレンを除去 し、残留物（３１７，１ｇ）を蒸留フラスコに入れ、この蒸留フラスコにおいて 過剰のエビクロロヒドリンおよび他の低沸点不純物を３０〜７５°Ｃの温度およ び約０　、２５　ｍｍ　ｌ（ｇで除去した。所望生成物を、９０〜９５°Ｃの温 度（０，２ｍｍ１ｇ）および７５％の収率で得た。この化合物の構造は、次式 で表されることがＩＩＣおよび’ＨＮＭＲデークにより確認された。

１隻孤Ｉ ２モルの２−ピロリドンを用いたのみ以外は、実施例１の反応を繰返した。同様 の反応条件および方法を用い、同様のエポキシド生成物を７２％の収率で回収し た。

裏施伝主 トリカプリルメチルアンモニウムを相間移動触媒として用い１時間反応させた以 外は実施例１の反応を繰返した。

生成Ｔｈ　２．３−エポキシプロピルピロリドンを蒸留により７３％の収率で単 離した。

他のラクタム種、例えばピペリドンまたはカプロラクタムを上述の実施例で代わ りに用いて、対応するエポキシプロビル生成物を高い収率および高い純度で得る ことが理解される。また、エビブロモヒドリンをエビクロロヒドリンの代わりに 用いて同様の収率および純度を得ることができる。

本発明のこれらおよび他の例は明らかであり、本発明の範囲に含れまれる。

国際調査朝牛

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．４〜６個の炭素原子を有するラクタムを、少なくとも６０％程度の高さの濃 度で用いるアルカリ金属水酸化物水溶液または１００％のアルカリ金属水酸化物 と次式〔Ｈ（ＣＨ２）ｎ〕４■・ＨＳＯ４■および（Ｒ）３■・Ｘ■（式中のｎ は３〜１０の値を有する整数、Ｒは４〜１２個の炭素原子を有するアルキル基、 Ｘ−はＣｌ−またはＢｒ−を示す。）で表される化合物から成る群から選ばれた 第四級触媒の存在下でエピクロロヒドリンおよびエピブロモヒドリンから成る群 から選ばれたエピハロヒドリンでエボキシル化して対応するＮ−エポキシプロピ ルラクタムを製造することを特徴とする液相方法。
2. ２．ラクタムが２−ピロリドンであることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．エピハロヒドリンがエピクロロヒドリンであることを特徴とする請求項１記 載の方法。
4. ４．触媒がテトラブチル硫酸水素アンモニウムであることを特徴とする請求項１ 記載の方法。
5. ５．アルカリ金属水酸化物が水酸化ナトリムウまたは水酸化カリウムであること を特徴とする請求項１記載の方法。
6. ６．金属水酸化物をペレットの形態で用いることを特徴とする請求項５記載の方 法。
7. ７．約３０℃〜約７５℃の温度で行うことを特徴とする請求項１記載の方法。
8. ８．大気圧下約３２℃〜約５０℃の温度で行うことを特徴とする請求項７記載の 方法。