JPH021480A - 1,3―ジメチル‐2―イミダゾリジノンの精製方法 - Google Patents

1,3―ジメチル‐2―イミダゾリジノンの精製方法

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JPH021480A
JPH021480A JP1027373A JP2737389A JPH021480A JP H021480 A JPH021480 A JP H021480A JP 1027373 A JP1027373 A JP 1027373A JP 2737389 A JP2737389 A JP 2737389A JP H021480 A JPH021480 A JP H021480A
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dmi
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imidazolidinone
mgo
dimethyl
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Tadashi Kobayashi
忠 小林
Seiji Obuchi
省二 大淵
Mitsuo Wada
和田 三男
Hiroshi Takayanagi
高柳 弘
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、l、3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(
以)DMIと略す)の精製方法に関する。さらに詳しく
は、複合塩と接触させるl(により、DMI中に分有さ
れるプロント性不純物を分離除去するDMIの精製方法
に関する。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕
窒素を含む5員環化合物であるDMIは、低毒性の優れ
た特性を持つ高沸点、非プロトン性極性化合物であるl
(から種々の反応溶媒として利用されている。
DMIの製造法は、特開昭57−175170、特開昭
61−172862等に開示されており、最終的に蒸留
によって高純度のDMIか得られ、市販されている。
しかしながら、1:記のような高純度の市販DM■であ
っても、ビュウレット、尿素、アセトアミド、N−メチ
ルホルムアミド(以下NMFと略す)のような副生成物
のプロトン性化合物が不純物として50〜11000p
p含まれており、それらは、DMIの製造条件、あるい
はその後の蒸留条件によって各々の含有量が異なる。
二ねら市販のDMIを用い、例えばイソシアナート類の
ように、プロトン性化合物とすぐに反応してしまう原料
を用いる反応の場合は、満足出来る結果が得られない事
がある。
特に、通常市販されているDMIを、例えば、イソシア
ネート類の重合反応溶媒として使用した場合、DMI中
のプロトン性不純物がイソシアナート基と反応し、重合
停止剤として働くため、望ましい高重合度のポリマーを
安定して得ることは出来ない。
従って、そのような場合には、DMI中に含有されてい
るプロトン性不純物を極力除去する必要がある。これ迄
知られているDMIの精製方法としては、蒸留分離法が
挙げられるが前述した不純物はDMIと同等の蒸気圧を
有しており、はぼ完全に分離する事は困難である。
事実、通常市販のDMIを更に、蒸留精製を行った場合
、多段蒸留塔で還流比を大きくした積装蒸留を行わない
限り、la量に含まれるこれらの不純物を完全に分離除
去する事は困難であった。
また、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ
金属水酸化物や、+12504. リン酸、ショウ酸等
の酸を添加した後、蒸留精製を試みても添加剤の効果は
あまり認められず、この他、一般的によく用いられる活
性炭、ゼオライト(Na2At□・Si、01(+−X
IIJ) 、シリカゲル(Si02・nil□0) 、
活性自上等の吸着剤を用いた精製法を試みても、これら
の不純物を選択的に吸着させる事はできず効果は認めら
れない。
この様にDMI中に含まれるプロトン性不純物を除去す
る為には、多大な時間とコストを要する。
本発明の1−1的は、これらの不純物を容易にしかも安
価に分離除去することのできる1、3−ジメチル−2−
イミダゾリジノンの精製方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明の上記目的は、 1.3−ジメチル−2−イミダ
ゾリジノンを、Mgoおよび/またはSiO□を組成成
分として含む複合塩と接触させることを特徴とする1、
3−ジメチル−2−イミダゾリジノンの精製方法により
達成される。
本発明において複合塩は、先に述べた種々の不純物の吸
着剤として作用する。この複合塩は組成成分として少な
くともMgOおよび/またはSiO2を含む。例えば、
本発明の方法において使用される複合塩は、Na2O、
K2O、l、i20等のアルカリ金属酸化物、GaO、
JO、BcO等のアルカリ土類金属酸化物、Al2O3
、8203等の両性酸化物、CO□、 5i02等の炭
素属酸化物等の化合物から選ばれ、更に、少なくともM
gOまたはSiO2の一種以上を主成分とする無機化合
物である。
例えば、 一般式  A MgO・mAl□0.・n 5i02・
xll□0の組み合せを選択した化合物では、7.m、
nは0から10までの数で任意に選択され、2Mg0・
八h03’XlI20      (/ −2、m−1
、n−0)3 Mg04^1203−xl120   
  (A =3、m−1,nJ)5MgO−八120.
.・xll、0       ’(A −5、m=I、
 ロー0)M%・八12(++4si02・X1hO(
7−1、m−1,n−2n−2)2・八1z03・ 5
i02・xl120  (1−2、m−I、  n−1
)n−1):IS+02・xl120       (
A =I、 m−0、n−3)2MgOn−3)2□−
xl120      (1,−2、m−0、n−3)
八1203・!1sio2・xl120      (
A −0、m−1,n−9)等が挙げられる。この他、
Na20−Al2O2・2Si02−xll、0  、
 6JO・八1203−GO□・xl120  、  
CaO−5iO7−xll□0等も挙げられ、その組合
せは前記条件を満足させれば任、Qに選択できる。
これらの無機複合塩は、その4重量%懸濁水溶液のpH
が7.0から11.0を示し、そのカサ比重(m171
0g)は10から60を示し、その比表面積(m2/g
)は50から400を有するものである。また、これら
複合塩は、アルカリ吸着能あるいは酸吸着能のし1ずれ
かをイ丁する。
本発明の方法において使用される複合塩は、0Ml中に
含まわる各々の不純物に対して吸着能力を示すが、複合
塩の種類によって、それらに対する吸着の選択性が異な
る。したがって、DMI中に含まれる不純物の種類とそ
の含有量によって、複合塩の種類とその使用法か適宜選
ばわる。例えば、第一に、DMI中の不純物が前述した
不純物のうち、アセトアミド、尿素、NMF等を多く含
んでいる場合は、複合塩として少なくともSiO2が含
まれるものであり、しかも、アルカリ吸着能をイrする
ものを用いるとよい。
そのような複合塩としては、  A1.03・9SiO
2・xl120 、 Mg0・3Si02・xt120
.2Mg0・3Si02−xH2O、Na2[]−Al
1O,・3SiO2−xl120  、 CaO・5i
02・xll□(1、MgO・Al2O,・2Si02
・xl120等か挙げられる。特に、5i02A120
1系の複合塩はそれら不純物に対する吸着能力が高くよ
り好ましい。
第二に、DMI中の不純物がビュウレット等を多く含ん
でいる場合は、複合塩として、少なくともMgOが含ま
れるものであり、しかも酸吸着能を有するものを用いれ
ばよい。そのような複合塩としては、例えば、6Mg0
−^1203−GO,−xll、0 、 MgO”3S
i02・xl120.2Mg0−:1si02−xl1
20 、 :]]MgO−2AI20.−xll□0が
挙げられる。特にMgO−へl、03系の複合塩類はそ
れら不純物に対する吸着能力が高くより好ましい。
DMI中に含まれる不純物が前述した全てであり、それ
らを除去する場合は、複合塩として、少なくともMgO
−5iO7系の複合塩であり、しかもアルカリ吸着能、
及び酸吸着能を有するものを用いればよい。そのような
複合塩としては、例えば、Mg0−Al2O3−2Si
O7−xll□01JO・3siO,・xll。0.2
Mg0・:1Si02・xl120等があげられる。
また、前述した第一と第二の複合塩を組合せる事によっ
てそれら不純物全てを除去する1fftも可能である。
また、以」二述べた複合塩は一種または二種以上を混合
して用いても良い。
本発明の方法においてDMIと複合塩との接触方法は、
容器内に両者を装入し、一定期間放置する「静置法」で
もよく、容器内をさらにかきまぜる「かきまぜ法」でも
良く、複合塩をカラムにつめて、DMIを一定L1通じ
る「カラム法」でも良く、何らかの形でDMIと複合塩
が接する方法であれば良い。接触、精製したDMIは濾
過することにより容易に分離出来る。rカラム法」を用
いた場合は、濾過を省略可能である。また、複合塩の使
用量はDMI100重π部に対して1〜50重量部がよ
く、吸着能力により、適当に増減して使用する。
本発明の方法においては、接触処理温度は5〜11(0
℃が好ましく、さらに好ましくは15〜100℃の範囲
である。5℃以下ではDMIが凍結する恐れがあり、複
合塩が能力を発揮できず、 180℃以トては複合塩が
壊れる場合かある。また、接触処理時間は10分以上で
あれば良く、接触処理温度80℃でかきまぜる場合は1
時間程度で、吸着はほぼ完了する。
このようにして処理して得られるDMIは、尿素、ビュ
ウレット、NMF、アセトアミドの含有量を1OppI
I+以下まで分離除去されており(実質上、分析では検
知されない)、イソシアネート等のようなプロトン性不
純物と反応する原料用いた反応にも使用できる。
また、それ以外にも、酸無水物とアミンとを原料とする
ポリアミック酸あるいはポリイミド生成反応の溶媒とし
て使用することも有用である。
(実施例〕 以ドに実施例を示すが、実施例及び比較例において使用
した吸着剤としての複合塩、DMI中の不純均分イ「量
および得られたポリマーの物性値は以下の方法により測
定した。
アルカリ1(在侃 0.4’*−KOH−DPG (ジプロピレングリコー
ル)溶液200gに、使用する複合塩2gを加え、95
℃にて30分間攪拌した後ガラス濾過器にて濾過する。
冷却後その7jlt& 40 gをとり、精製水100
tllを加え、p H’e N、l11足し、0.05
N−11CJ溶液にてpH7,8まで測定する。同様に
ブランク試験を行う。
吸着能計算式 吸着能(mg eqに011/g)・ S、=ブランク採取量(g) X、=ブーyンクのuctfn費trl数S2=濾液採
取量(g) X2=試料溶液のnct消費−数 ^榮二ψ起工2に1七 0.05Nジオクチルフタレ一ト溶液100gに、複合
塩0.5gを加え、85℃にて70分間攪拌した後、ガ
ラス濾過器にて3!A遇する。冷却後、その濾液40g
をとり、エチルアルコール50m1を加え、フエ、ノー
ルフタレイン指示薬5滴を加え、 0.IN−に叶溶液
で淡赤色を呈するまで測定する。同様にしてブランク試
験を行なう。
算出式 %式%(1) BET法による測定値(rr127g)アセトアミド 
NMF、  1、ビュウレット高速液体クロマトグラフ
ィー(以下、HPLCと略称)を用いて分析測定した。
分析条件: カラム; TMCI’ack 八−31200S(山村
化学研究断裂) 温 度;室温 流 速; 0.8sl/min 移動相;アセドラトリル3t、水溶液リン酸、(緩衝液
) pl+−2,23 検出W ; u v検出p9 (205nm)アセトア
ミドはRT(保持時間)−4,2m1n、尿素はRT 
−:1.6m1n 、ビュウレットはRT −4,3m
1n。
NMFはRT−4,5m1nのところでピークが検出さ
れ、それぞれ検!it!を作成し、絶対量を算出した。
検出下限界は loppmである。
実施例1−A 攪拌機、温度計を備えた2tの反応容器中へ市販のD 
M 11.5にg(アセトアミド150ppm、  N
 M F60ppm 、尿素500ppm含有)を装入
し、5i02・Al2O3系複合塩 Al2O3・9S
i02・xl120(富国製薬製、トミックスAD−7
00、Al2O31396,5i0269’に、  p
 H=7.5、カサ比ff125 sj/lOg、比表
面積150m27g、アルカリ吸着能3.4mEg/g
)を45g(D M Iの3重量%)添加し、80℃に
保温しながら1時間かきまぜた。冷却後、減圧濾過して
複合塩を除去した結果、1.45Kg(回収率96 、
74k)の積装DMIが得られた。HPLC測定の結果
、アセトアミド、NMFおよび尿素は検出限界以下であ
った。
実施例2−A 実施例!で用いた装置にDMIl、5にg(ビュウレッ
ト120ppm含有)を装入し、MgO−Al2O,I
系複合塩8Mg0・八1゜03・CO□・Xl+20 
 (富[口製薬製、トミックスへ〇−500、八t20
317.21;  % MgO:17.4%  、  
(:028、lL p)(= 8.7、カサ比重30頗
1710g、比表面積150m27g、酸吸着能4.2
mEg/g)を753(DMIの5重Ji[%)添加し
、50℃に保温しながら2時間攪拌した。冷却後、′I
JJA道して複合塩を分離除去した結果、■、42にg
(回収率94.74ji)のDMIが得られた。HPL
C測定の結果、ビュウレットは検出限界以下であった。
実hh例3−A 実施例1で用いた装置コむにDMI  1.5Kg(ア
セトアミドI]Oppm、N M F 120ppm、
尿素:]50ppm、ビュウレット!12ppm含イ1
)を装入し、Sin2−M)(0系複含塩2Mg0・3
Si02・Xl+20 (協和化学製、キョーワードt
ill 、 5i02 B5.1亀、Mg013.6!
j、 、p H= 10.0、カサ比rrj27.4m
l/IOg、比表面積+5on+27g、アルカリ吸着
能3.4m11g/g 、酸吸着能2.5mEg/g 
)を150g(DMIの101■量%)添加し、80℃
に保温しながら3時間攪拌した。冷却後、濾過して吸着
剤を分離除去した結果、1.35Kg (回収率86.
74J)のDMIか1うtられた。HPLC測定の結果
、不純物は全て検出限界以下であった。
実施例4−A 無機複合塩を、SiO□−AI203系複合塩Al2O
3・!1si02・×11□0 453(DMIの3重
111%)と、Mg0−AI201系複合塩6M11i
0・八1203・CO□・xl12045g(D MI
の3市111%)とを混合したものを使用する以外は実
施例3−Aと同様なりMI、装置、操作法で行った。そ
の結果、1.40Kg (回収率93.11;)のDM
Iを得た。HPLC測定の結果、不純物は全て検出限界
以下であった。
実施例5 Sin2−^1203系複合塩AI。03−9Si02
・xll。0500g、Mgo−A1203 、f−複
合塩6Mg0・八I2O3・CO□・xl120500
gの各々を充填したカラム管2本を二段直列につなぎ、
これに実施例3で用いたD M 120.0にgを室温
(20℃)下で1.5Kg/Ilrの流速で通じ、18
.5にg(回収率92.5’りのDMIをIUた。HP
LC測定の結果、不純物は全て検出限界以下であった。
実施例6 SiO□−A!203系複合塩、A1203−9Si0
2・xl120250g、 MgQ−^1□03系複合
塩2.5恥0・八I2O3・Xl+20 250g(協
和化学製、キョーワード300、Mg026.4!l;
 、 Al□0* 26.3!k 、 p H= 8.
3、カサ比重37.:] IIl/IOg、比表面積1
30+n2/g、酸吸着能3.4mF、g/g )を混
合したものを充填したカラム管に、実施例3で用いたD
 M I  IO,OKgを室温(20℃)下で1.5
にg/Ilrの流速で通じ、9.1Kg(回収率91 
、0!k)のDMIを得た。HPLC測定の結果、不純
物は全て検出限界以下であった。
実施例7 実施例1で用いたDMI、複合塩を攪拌することなく、
室温(20℃)下で3時間静置した後複合塩を濾過、分
難除去した結果、1.43にg(回収率95 、3Uの
DMIをf?だ。HPLC測定の結果不純物は全て検出
限界以下であった。
実施例1−BN2−C 実h’tr例1−B〜1−Dは実施例1−Aと同様;実
施例2−BN2−Dは実施例2−Aと同様;実りb例3
−8および3−Cは実施例3−Aと同様;実施例4−B
および4−Cは実施例4−Aと同様のDMI、装置、及
び操作方法で複合塩による処理条件(複合塩のfit、
処理温度、処理時間)を換えて実験を行った結果を第1
表に示した。
なお、実施例1−BN2−Cに示す複合塩の組成分、含
’fr 、!+を及び吸着剤能力(アルカリ吸着能力、
酸吸着能力)を第2表に示す。
比較例1 実/lh例1−Aにおける、Sin、−へ1203複合
塩の代りに、シリカゲル(ワコーゲルC−300,5i
02 )を使用し精製を行った。HPLC測定の結果、
アセトアミド145ppm、 N M F 50ppI
m、水素460ppmであり除去効果は極めて不充分で
あった。
比較例2 実施例2−AにおけるMgO−へl□03系複合塩の代
りに、MgO粉末(試薬特級)を使用し精製を行った。
HPCLiliり定の結果、ビウレット120ppmて
あり、除去効果はなかった。
以ドに、本発明のイf用性を示すためのポリマー合成例
を参考例として記載する。なお、参考例において、得ら
れたポリマーの物性値は、以Fの方法により測定した。
文数IJlFoh 対数粘度は、 A、、、  (t/lo) η1,11、二□で表され、ここで lo=粘度計中の溶媒の流F時間 L=ポリマー希釈溶媒の流ド時間 C=溶媒100nl中のポリマー1−ill骨分グラム
数で表した濃度 であり、 IIt合液のポリマー1.’il形分を千ツ
マー1溶媒什込みlitより算出し、N−メチルピロリ
ドンで0.1gポリマー固形分/100clの濃度とな
るよう稀釈し、174度30℃で測定した。
1肪水子屋 重合液をジメチルホルムアミドで稀釈し、GPCを用い
て、分Y・量分布曲線のピークを測定tノ、ポリスチレ
ンスタンダードによってモ均分−f−tjlを得た。
柾几 通常のBH型粘度計を用い、重合度を23℃の恒温室に
て一晩保管した後、測定した。
参考例 攪拌機、温度計、コンデンサー、滴下ロート、窒素導入
管を備えた1tの反応器中に実施例1−Aで得られたD
 M I 740g、テレフタル酸34.2g(0,2
06モル)を窒素雰囲気中で装入後、攪拌しながら窒素
ガスを通じ200℃に加熱した。さらに、窒素バブリン
グを続けながら1時間加熱した。
次いで 150℃で15時間乾燥処理した弗化カリウム
粉末0.I2Jg (テレフタル酸に対し1.0モル本
)を窒素零四気中で添加し、トリレン−2,4−ジイソ
シアナート:]55.11g0.2060モル)を滴下
ロートより1.5時間に渡って連続的に滴下させた。滴
下終r後30分間200℃で維持した後室温まで冷却し
、淡黄色の重合液を得た。
粘度は47ボイズ、対数粘度はη1□h=1.83、平
均分子1i) 2 R万であった。
この1n合液を通常の湿式紡糸装置を用いて50℃の凝
固液(D M F /Ca(:I2/水)中へ押出した
ところ、糸切れを起こすことなく紡糸出来、乾燥延伸後
2デニールの糸を得た。強度は5g/デニールあった。
参考比較例 実施例1−Aの原料として用いた市販のDMIを用いる
以外は参考例と同様に重合した結果、淡−す色のI[合
液を得たか、粘度は8ポイズと低く、対数粘度ηi++
h = 1.2 、平均分子!iH7,7ガでしかなか
った。
この11合液を参考例と同様に紡糸したが、糸切れをお
こして紡糸出来なかった。
〔発明の効果〕
DMI中に含有するアセトアミド、NMFなとの徴11
【のプロトン性不純物を、さらに実質的に含有されない
高純度のDMIまで積装するには困難を要するが、本発
明方法では容易に達成でき、低コストで高純度のDMI
が得られる。
特許出願人  三井東圧化学株式会社

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを、M
    gOおよび/またはSiO_2を組成成分として含む複
    合塩と接触させることを特徴とする1,3−ジメチル−
    2−イミダゾリジノンの精製方法。
  2. (2)前記複合塩が、Al_2O_3を組成成分として
    含む請求項1記載の精製方法。
  3. (3)前記複合塩が、2MgO−Al_2O_3−xH
    _2O、3MgO−Al_2O_3−xH_2O、5M
    gO−Al_2O_3−xH_2O、MgO−Al_2
    O_3−2SiO_2−xH_2O、2MgO−Al_
    2O_3−SiO_2−xH_2O、MgO−3SiO
    _2−xH_2O、2MgO−3SiO_2−xH_2
    OおよびAl_2O_3−9SiO_2−xH_2Oか
    ら成る群より選ばれた一種以上の複合塩である請求項1
    記載の精製方法。
JP1027373A 1988-01-04 1989-02-08 1,3―ジメチル‐2―イミダゾリジノンの精製方法 Expired - Lifetime JPH0768221B2 (ja)

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JP1027373A JPH0768221B2 (ja) 1988-03-08 1989-02-08 1,3―ジメチル‐2―イミダゾリジノンの精製方法
US07/319,698 US5011936A (en) 1988-01-04 1989-03-07 Process for refining 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone
DE8989302315T DE68904575T2 (de) 1988-03-08 1989-03-08 Verfahren zur raffinierung von 1,3-dimethyl-2-imidazolidinon und verfahren zur herstellung eines aromatischen polyamids unter verwendung des raffinierten produktes.
EP89302315A EP0332425B1 (en) 1988-03-08 1989-03-08 Process for refining 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and a process for preparing an aromatic polyamide by use of the refined product
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