JPH03118362A - Production of n-substituted maleimide - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、改良されたN−置換マレイミドの製造法に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an improved method for producing N-substituted maleimides.
N−置換マレイミドは、ABS、MMAおよびPVC等
の樹脂の耐熱性改良剤や医薬、農薬の中間体として有用
な化合物である。N-substituted maleimide is a compound useful as a heat resistance improver for resins such as ABS, MMA, and PVC, and as an intermediate for pharmaceuticals and agricultural chemicals.
マレイミド類の製造方法は、古くから種々研究されてい
る。例えば、米国特許第2444536号、特開昭53
−68770号、特公昭51−40078号には、マレ
インアミド酸を脱水イミド化してN−置換マレイミドを
製造する方法が記載されている。Various methods for producing maleimides have been studied for a long time. For example, U.S. Patent No. 2444536, JP
No. 68770 and Japanese Patent Publication No. 51-40078 describe a method for producing N-substituted maleimide by dehydrating and imidizing maleamic acid.
これらとは別に、特公昭46−37588号には、マレ
イン酸半アミド(マレアミド酸)を、また特公昭47−
45339号には、マレイン酸のモノアンモニウム塩を
過加熱水蒸気の存在下で環化脱水してN−置換マレイミ
ドを製造する方法が記載されている。この方法によれば
、簡単な工程により高純度のN−置換マレイミドが得ら
れるという利点がある。しかし、これらの方法には、ホ
スホン酸等の水脱離剤を多量に使用し、かつ反応温度が
200〜250℃という高温度であるために、装置が腐
食するという問題があった。Apart from these, Japanese Patent Publication No. 46-37588 also describes maleic acid half amide (maleamic acid).
No. 45339 describes a method for producing N-substituted maleimides by cyclodehydration of monoammonium salts of maleic acid in the presence of superheated steam. This method has the advantage that highly pure N-substituted maleimide can be obtained through simple steps. However, these methods involve the use of a large amount of a water desorbing agent such as phosphonic acid, and the high reaction temperature of 200 to 250° C., resulting in corrosion of the equipment.
そこで、特開昭61−251658号には、ホスホン酸
等の水脱離剤を使用する代わりに、マレイン酸を用いて
、過加熱水蒸気の存在下で環化脱水してN−置換マレイ
ミドを製造する方法が提案されている。しかし、本発明
者らの追試の結果、この方法でも、収率を上げるために
は、あいかわらず200〜250℃という高い温度を必
要とし、そのため、装置の腐食は防止できるが、装置の
劣化を防止することはできなかった。Therefore, in JP-A No. 61-251658, instead of using a water-eliminating agent such as phosphonic acid, maleic acid is used to produce N-substituted maleimide by cyclization dehydration in the presence of superheated steam. A method has been proposed. However, as a result of follow-up tests by the present inventors, even with this method, a high temperature of 200 to 250°C is still required in order to increase the yield, which prevents corrosion of the equipment, but prevents deterioration of the equipment. I couldn't do it.
ところで近年N−置換マレイミドの中でも、シクロアル
キル置換体あるいはアルキル置換体は、無色であり、M
MA及びPVCなどの透明な樹脂に添加しても樹脂に着
色することなしに樹脂の耐熱性を向上させることができ
るという観点から注目されている。By the way, in recent years, among N-substituted maleimides, cycloalkyl substituted products or alkyl substituted products are colorless, and M
It is attracting attention from the viewpoint that even when added to transparent resins such as MA and PVC, it can improve the heat resistance of the resin without coloring the resin.
そこで本発明の目的は、過加熱水蒸気を用いるにもかか
わらず、200〜250℃という高温度を必要としない
、高純度のN−置換マレイミドを高収率で製造する方法
を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing high-purity N-substituted maleimide in high yield, which does not require high temperatures of 200 to 250°C, although superheated steam is used. .
さらに、本発明の目的は、高収率で高純度のマレイミド
のシクロアルキル置換体およびアルキル置換体を製造す
る方法を提供することにある。A further object of the present invention is to provide a method for producing cycloalkyl-substituted and alkyl-substituted maleimides in high yield and high purity.
そこで本発明は、一般式(1)
で表されるN−置換マレインアミド酸モノエステル(式
中、R1は無置換若しくは置換基を有する炭素数1〜2
0のアルキル基、無置換若しくは置換基を有する炭素数
3〜12のシクロアルキル基、無置換若しくは置換基を
有するフェニル基、または無置換若しくは置換基を有す
るナフチル基を示し、R2は無置換若しくは置換基を有
する炭素数1〜7のアルキル基、または無置換若しくは
置換基を有する炭素数3〜7のシクロアルキル基を示す
)を、酸触媒及び過加熱水蒸気の存在下、脱アルコール
反応により閉環イミド化する、一般式(2)で表される
N−置換マレイミドの製造法に関する。Therefore, the present invention provides an N-substituted maleamic acid monoester represented by the general formula (1) (wherein R1 is unsubstituted or has a substituent and has 1 to 2 carbon atoms)
0 alkyl group, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms that is unsubstituted or has a substituent, a phenyl group that is unsubstituted or has a substituent, or a naphthyl group that is unsubstituted or has a substituent, and R2 is unsubstituted or An alkyl group having 1 to 7 carbon atoms having a substituent, or a cycloalkyl group having 3 to 7 carbon atoms having an unsubstituted or substituent group) is ring-closed by a dealcoholization reaction in the presence of an acid catalyst and superheated steam. The present invention relates to a method for producing an N-substituted maleimide represented by the general formula (2), which is imidized.
以下本発明について詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below.
一般式(1)及び(2)において、R1は、無置換若し
くは置換基を有する炭素数1〜20のアルキル基、無置
換若しくは置換基を有する炭素数3〜12のシクロアル
キル基、無置換若しくは置換基を有するフェニル基、ま
たは無置換若しくは置換基を有するナフチル基を示す。In general formulas (1) and (2), R1 is an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms. Indicates a phenyl group having a substituent, or a naphthyl group that is unsubstituted or has a substituent.
アルキル基は、直鎖または分枝アルキル基のいずれでも
よい。好ましいアルキル基として、メチル、エチル、n
−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、
5ec−ブチル、tertブチル、n−ヘキシル、n−
オクチル、n−デシル、n−ドデシル、n−オクタデシ
ル等を挙げることができる。The alkyl group may be a straight chain or branched alkyl group. Preferred alkyl groups include methyl, ethyl, n
-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl,
5ec-butyl, tert-butyl, n-hexyl, n-
Octyl, n-decyl, n-dodecyl, n-octadecyl and the like can be mentioned.
好ましいシクロアルキル基としては、シクロプロピル、
シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シク
ロヘプチル、シクロオクチル、シクロドデシル等を挙げ
ることができる。Preferred cycloalkyl groups include cyclopropyl,
Examples include cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, and cyclododecyl.
上記アルキル基、シクロアルキル基、フェニル基及びナ
フチル基は、いずれも無置換でも、あるいは置換を有し
てもよい。置換基としては、例えば、炭素数1〜10の
アルキル基、フェニル基及びハロゲン(フッ素、塩素、
臭素)を例示することができる。The above alkyl group, cycloalkyl group, phenyl group and naphthyl group may all be unsubstituted or substituted. Examples of substituents include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, phenyl groups, and halogens (fluorine, chlorine,
Bromine) can be exemplified.
置換基を有するフェニル基を例示すると、メチルフェニ
ル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、p
−エチルフェニル基、p−イソプロピルフェニル基、ヒ
ドロキシフェニル基、p−メトキシフェニル基、p−エ
トキシフェニル基、塩化フェニル基、臭化フェニル基、
フッ化フェニル基等を挙げることができる。Examples of phenyl groups having substituents include methylphenyl group, dimethylphenyl group, trimethylphenyl group, p
-ethylphenyl group, p-isopropylphenyl group, hydroxyphenyl group, p-methoxyphenyl group, p-ethoxyphenyl group, phenyl chloride group, phenyl bromide group,
Examples include fluorinated phenyl groups.
また、一般式(1)において、R2は、無置換若しくは
置換基を有する炭素数1〜7のアルキル基、または無置
換若しくは置換基を有する炭素数3〜7のシクロアルキ
ル基を示す。In general formula (1), R2 represents an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, which is unsubstituted or has a substituent, or a cycloalkyl group, which is unsubstituted or has a substituent, and has 3 to 7 carbon atoms.
アルキル基は、直鎖または分枝アルキル基のいずれでも
よい。好ましいアルキル基として、メチル、エチル、n
−プロピル、n−ブチル、イソブチル、n−ヘキシル等
を挙げることができる。The alkyl group may be a straight chain or branched alkyl group. Preferred alkyl groups include methyl, ethyl, n
-propyl, n-butyl, isobutyl, n-hexyl and the like.
好ましいシクロアルキル基としては、シクロヘキシル、
シクロヘプチル等を挙げることができる。Preferred cycloalkyl groups include cyclohexyl,
Examples include cycloheptyl.
上記アルキル基及びシクロアルキル基は、いずれも無置
換でも、あるいは置換基を有してもよい。The above alkyl group and cycloalkyl group may be unsubstituted or may have a substituent.
置換基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基及
びフェニル基を挙げることができる。フェニル基を置換
基として有するアルキル基の例として、ベンジル基を挙
げることができる。Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group. An example of an alkyl group having a phenyl group as a substituent is a benzyl group.
次に、一般式(1)で表されるマレインアミド酸モノエ
ステルの具体例を示す:
メチルマレインアミド酸メチルエステル、エチルマレイ
ンアミド酸メチルエステル、n−プロピルマレインアミ
ド酸メチルエステル、イソプロピルマレインアミド酸メ
チルエステル、n−ブチルマレインアミド酸メチルエス
テル、シクロへキシルマレインアミド酸メチルエステル
、n−オクタデシルマレインアミド酸メチルエステル、
フェニルマレインアミド酸メチルエステル、p−ニトロ
フェニルマレインアミド酸メチルエステル、O−)ルイ
ルマレインアミド酸メチルエステル、p−トルイルマレ
インアミド酸メチルエステル、p−クロロ−フェニルマ
レインアミド酸メチルエステル、ジクロロ−フェニルマ
レインアミド酸メチルエステル、メチルマレインアミド
酸エチルエステル、エチルマレインアミド酸エチルエス
テル、n−プロピルマレインアミド酸エチルエステル、
イソプロピルマレインアミド酸エチルエステル、n−ブ
チルマレインアミド酸エチルエステル、シクロへキシル
マレインアミド酸エチルエステル、n−オクタデシルマ
レインアミド酸エチルエステル、フェニルマレインアミ
ド酸エチルエステル、p−二トロフェニルマレインアミ
ド酸エチルエステル、o−トルイルマレインアミド酸エ
チルエステル、p−トルイルマレインアミド酸エチルエ
ステル、p−クロロ−フェニルマレインアミド酸エチル
エステル、ジクロロ−フェニルマレインアミド酸エチル
エステル、メチルマレインアミド酸n−プロピルエステ
ル、エチルマレインアミド酸n−プロピルエステル、n
−プロピルマレインアミド酸n−プロピルエステル、イ
ソプロピルマレインアミド酸n−プロピルエステル、n
−ブチルマレインアミド酸n−プロピルエステル、シク
ロへキシルマレインアミド酸n−プロピルエステル、n
−オクタデシルマレインアミド酸n−プロピルエステル
、フェニルマレインアミド酸n−プロピルエステル、p
−ニトロフェニルマレインアミド酸n−プロピルエステ
ル、0−トルイルマレインアミド酸n−プロピルエステ
ル、p−トルイルマレインアミド酸n−プロピルエステ
ル、p−クロロ−フェニルマレインアミド酸n−プロピ
ルエステル、ジクロロ−フェニルマレインアミド酸n−
プロピ0
ルエステル、メチルマレインアミド酸1so−ブチルエ
ステル、エチルマレインアミド酸is。Next, specific examples of maleamic acid monoesters represented by general formula (1) are shown: Methyl maleamic acid methyl ester, ethyl maleamic acid methyl ester, n-propyl maleamic acid methyl ester, isopropyl maleamic acid methyl ester Methyl ester, n-butyl maleamic acid methyl ester, cyclohexyl maleamic acid methyl ester, n-octadecyl maleamic acid methyl ester,
Phenylmaleamide acid methyl ester, p-nitrophenylmaleamide acid methyl ester, O-)ruylmaleamide acid methyl ester, p-tolylmaleamide acid methyl ester, p-chloro-phenylmaleamide acid methyl ester, dichloro-phenyl maleamic acid methyl ester, methyl maleamic acid ethyl ester, ethyl maleamic acid ethyl ester, n-propyl maleamic acid ethyl ester,
Isopropyl maleamic acid ethyl ester, n-butyl maleamic acid ethyl ester, cyclohexyl maleamic acid ethyl ester, n-octadecyl maleamic acid ethyl ester, phenyl maleamic acid ethyl ester, p-nitrophenyl maleamic acid ethyl ester Esters, o-toluylmaleamide acid ethyl ester, p-toluylmaleamide acid ethyl ester, p-chloro-phenylmaleamide acid ethyl ester, dichloro-phenylmaleamide acid ethyl ester, methylmaleamide acid n-propyl ester, ethyl Maleamic acid n-propyl ester, n
-Propylmaleamide acid n-propyl ester, isopropylmaleamide acid n-propyl ester, n
-butyl maleamic acid n-propyl ester, cyclohexyl maleamic acid n-propyl ester, n
-octadecylmaleamide acid n-propyl ester, phenylmaleamide acid n-propyl ester, p
-Nitrophenylmaleamide acid n-propyl ester, 0-toluylmaleamide acid n-propyl ester, p-toluylmaleamide acid n-propyl ester, p-chloro-phenylmaleamide acid n-propyl ester, dichloro-phenylmaleic acid Amic acid n-
Propyl ester, methyl maleamic acid 1so-butyl ester, ethyl maleamic acid is.
ブチルエステル、n−プロピルマレインアミド酸1so
−ブチルエステル、イソプロピルマレインアミド酸1s
o−ブチルエステル、n−ブチルマレインアミド酸1s
o−ブチルエステル、シクロへキシルマレインアミド酸
1so−ブチルエステル、n−オクタデシルマレインア
ミド酸is。Butyl ester, n-propyl maleamic acid 1so
-Butyl ester, isopropyl maleamic acid 1s
o-butyl ester, n-butyl maleamic acid 1s
o-butyl ester, cyclohexyl maleamic acid iso-butyl ester, n-octadecyl maleamic acid is.
ブチルエステル、フェニルマレインアミド酸1sO−ブ
チルエステル、p−ニトロフェニルマレインアミド酸1
so−ブチルエステル、0−トルイルマレインアミド酸
1so−ブチルエステル、pトルイルマレインアミド酸
1so−ブチルエステル、p−クロロ−フェニルマレイ
ンアミド酸1SO−ブチルエステル、ジクロロ−フェニ
ルマレインアミド酸1so−ブチルエステル、メチルマ
レインアミド酸n−ヘキシルエステル、エチルマレイン
アミド酸n−ヘキシルエステル、n−プロピルマレイン
アミド酸n−へキシルエステル、イソプロピルマレイン
アミド酸n−へキシルエステ1
ル、n−ブチルマレインアミド酸n−ヘキシルエステル
、シクロへキシルマレインアミド酸n−ヘキシルエステ
ル、n−オクタデシルマレインアミド酸n−ヘキシルエ
ステル、フェニルマレインアミド酸n−ヘキシルエステ
ル、p−ニトロフェニルマレインアミド酸n−ヘキシル
エステル、o−トルイルマレインアミド酸n−ヘキシル
エステル、1)−トルイルマレインアミド酸n−ヘキシ
ルエステル、p−クロロ−フェニルマレインアミド酸n
−ヘキシルエステル、ジクロロ−フェニルマレインアミ
ド酸n−ヘキシルエステル。Butyl ester, phenylmaleamide acid 1sO-butyl ester, p-nitrophenylmaleamide acid 1
so-butyl ester, 0-toluylmaleamide acid 1so-butyl ester, p-toluylmaleamide acid 1so-butyl ester, p-chloro-phenylmaleamide acid 1SO-butyl ester, dichloro-phenylmaleamide acid 1so-butyl ester, Methyl maleamic acid n-hexyl ester, ethyl maleamic acid n-hexyl ester, n-propyl maleamic acid n-hexyl ester, isopropyl maleamic acid n-hexyl ester, n-butyl maleamic acid n-hexyl ester Esters, cyclohexylmaleamide acid n-hexyl ester, n-octadecylmaleamide acid n-hexyl ester, phenylmaleamide acid n-hexyl ester, p-nitrophenylmaleamide acid n-hexyl ester, o-toluylmaleamide acid n-hexyl ester, 1)-toluylmaleamidic acid n-hexyl ester, p-chloro-phenylmaleamidic acid n
-hexyl ester, dichloro-phenylmaleamidic acid n-hexyl ester.
次に、一般式(2)で表されるマレイミドを以下に例示
する:
メチルマレイミド、エチルマレイミド、n−プロピルマ
レイミド、イソプロピルマレイミド、nブチルマレイミ
ド、イソブチルマレイミド、5ec−ブチルマレイミド
、jert−ブチルマレイミド、n−へキシルマレイミ
ド、n−オクチルマレイミド、n−デシルマレイミド、
n−ドデシルマレイミド、n−オクタデシルマレイミド
、シ2
クロへキシルマレイミド、2−メチル−シクロへキシル
マレイミド、4−メチル−シクロへキシルマレイミド、
アリルマレイミド、ベンジルマレイミド、フェニルマレ
イミド、p−ニトロフェニルマレイミド、o−トルイル
マレイミド、p−)ルイルマレイミド、キジリジルマレ
イミド、p−エチル−フェニルマレイミド、エトキシフ
ェニルマレイミド、p−イソプロピルフェニルマレイミ
ド、p−クロロ−フェニルマレイミド、ジクロロ−フェ
ニルマレイミド。Next, the maleimides represented by the general formula (2) are illustrated below: methylmaleimide, ethylmaleimide, n-propylmaleimide, isopropylmaleimide, n-butylmaleimide, isobutylmaleimide, 5ec-butylmaleimide, jet-butylmaleimide, n-hexylmaleimide, n-octylmaleimide, n-decylmaleimide,
n-dodecylmaleimide, n-octadecylmaleimide, cyclohexylmaleimide, 2-methyl-cyclohexylmaleimide, 4-methyl-cyclohexylmaleimide,
Allylmaleimide, benzylmaleimide, phenylmaleimide, p-nitrophenylmaleimide, o-tolylmaleimide, p-)ruylmaleimide, quizyridylmaleimide, p-ethyl-phenylmaleimide, ethoxyphenylmaleimide, p-isopropylphenylmaleimide, p-chloro -phenylmaleimide, dichloro-phenylmaleimide.
以下に本発明の方法について詳細に説明する。The method of the present invention will be explained in detail below.
本発明の方法においては、一般式(1)のマレインアミ
ド酸モノエステルを、酸触媒と過加熱水蒸気の存在下、
脱アルコール反応により閉環イミド化する。In the method of the present invention, maleamic acid monoester of general formula (1) is treated in the presence of an acid catalyst and superheated steam,
Ring-closing imidization is performed by dealcoholization reaction.
この反応は、連続式および回分式のいずれでも行なえる
。This reaction can be carried out either continuously or batchwise.
連続式の場合は、マレインアミド酸モノエステルと酸触
媒の混合物を、過加熱水蒸気と混合しながら、所定の温
度に保たれた反応器内に導入、接3
触させる。この際、マレインアミド酸モノエステルと酸
触媒の混合物は加熱溶融しても、また溶媒に溶解して溶
液として供給してもよい。溶媒を用いてマレインアミド
酸モノエステルと酸触媒の混合物を溶解または懸濁させ
ることにより、原料の反応装置への供給が容易になるの
で、好ましい場合がある。In the case of a continuous method, a mixture of maleamic acid monoester and an acid catalyst is introduced into a reactor maintained at a predetermined temperature and brought into contact with it while being mixed with superheated steam. At this time, the mixture of maleamic acid monoester and acid catalyst may be heated and melted, or may be dissolved in a solvent and supplied as a solution. Dissolving or suspending the mixture of maleamic acid monoester and acid catalyst using a solvent may be preferable because it facilitates the feeding of raw materials to the reactor.
溶媒としては、比較的沸点の低い炭化水素系化合物、ア
ルコール類、水等を挙げることができる。Examples of the solvent include hydrocarbon compounds with relatively low boiling points, alcohols, water, and the like.
炭化水素系化合物としては、炭素数8以下の脂肪族炭化
水素(例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオク
タン等)、脂環式炭化水素(例えばシクロヘキサン等)
、芳香族炭化水素(例えば、ベンゼン、トルエン、キシ
レン等)を挙げることができる。また、アルコール類と
しては、炭素数4以下のメタノール、エタノール、プロ
パツール、イソプロパツール、ブタノール、イソブタノ
ール等を挙げることができる。所望により、2種類以上
の溶媒を混合して用いることもできる。Examples of hydrocarbon compounds include aliphatic hydrocarbons having 8 or less carbon atoms (e.g., hexane, heptane, octane, isooctane, etc.), alicyclic hydrocarbons (e.g., cyclohexane, etc.)
, aromatic hydrocarbons (eg, benzene, toluene, xylene, etc.). Examples of alcohols include methanol, ethanol, propatool, isoproptool, butanol, isobutanol, and the like, each having 4 or less carbon atoms. If desired, two or more types of solvents can be used in combination.
溶媒の使用量は、原料混合物の濃度が約20〜4
80重量%となるようにすることが、供給に適した粘度
とするために適当である。The appropriate amount of solvent to be used is such that the concentration of the raw material mixture is approximately 20 to 480% by weight in order to obtain a viscosity suitable for supply.
また、回分式の場合は、反応器内にマレインアミド酸モ
ノエステルと酸触媒の混合物を入れ、所定の温度に昇温
し、過加熱水蒸気を導入、接触させる。尚、回分式の場
合は、特に溶媒を使用してもしなくても良い。ただし、
溶媒を含むエステル化反応液をそのまま反応装置に導入
して、閉環イミド化に供することはできる。In the case of a batch method, a mixture of a maleamic acid monoester and an acid catalyst is placed in a reactor, heated to a predetermined temperature, and superheated steam is introduced and brought into contact with it. In addition, in the case of a batch method, a solvent may or may not be used. however,
The esterification reaction solution containing the solvent can be directly introduced into the reaction apparatus and subjected to ring-closing imidization.
本発明において、過加熱水蒸気とは、ある圧力の下で、
水蒸気と水とが平衡を保つために必要な特定の温度以上
に熱せられた水蒸気である。例えば1気圧の下では、1
00℃以上に加熱された水蒸気、2気圧の下では、12
0℃以上に加熱された水蒸気が過加熱水蒸気である。In the present invention, superheated steam is defined as under a certain pressure,
Steam that has been heated above a certain temperature necessary to maintain equilibrium between steam and water. For example, under 1 atmosphere, 1
Steam heated to 00°C or above, under 2 atmospheres, 12
Steam heated to 0°C or higher is superheated steam.
反応温度を高くすると反応速度は速くなるが、フマルア
ミド酸などへの異性化及び重合などの副反応が起こり、
選択率が低下する。そこで反応温度は、60〜180℃
、好ましくは80〜1600Cの範囲とすることが適当
である。Raising the reaction temperature will increase the reaction rate, but side reactions such as isomerization and polymerization to fumaramic acid etc. will occur.
Selectivity decreases. Therefore, the reaction temperature is 60-180℃
, preferably in the range of 80 to 1600C.
5
過加熱水蒸気の温度は、高過ぎるとフマルアミド酸など
への異性化及び重合などの副反応が起きるため適当でな
い。さらに、反応温度をいくつに設定するかにより過加
熱水蒸気の温度と流量をコントロールする必要があるが
、過加熱水蒸気の温度は、100〜200℃、好ましく
は100〜180℃の範囲とすることが適当である。5. The temperature of the superheated steam is not appropriate because if it is too high, side reactions such as isomerization and polymerization to fumaramic acid etc. will occur. Furthermore, it is necessary to control the temperature and flow rate of superheated steam depending on the reaction temperature setting, but the temperature of superheated steam can be set in the range of 100 to 200°C, preferably 100 to 180°C. Appropriate.
また、過加熱水蒸気の導入量は、多過ぎると反応器内部
での平均滞留時間が短くなり、反応が十分に進行しない
うちに未反応物が反応器外に流出するために適当でない
。また、少なすぎると、反応器外に留去することができ
ない反応混合物ができ、その結果、反応器内で重合等の
副反応を起こして収率を低下させる。Furthermore, if the amount of superheated steam introduced is too large, the average residence time inside the reactor will be shortened, and unreacted substances will flow out of the reactor before the reaction has sufficiently progressed, which is not appropriate. On the other hand, if the amount is too small, a reaction mixture that cannot be distilled out of the reactor is formed, and as a result, side reactions such as polymerization occur within the reactor, reducing the yield.
そこで、過加熱水蒸気の導入量は、連続式の場合、反応
原料混合物の導入量毎時100重量部に対して、毎時1
0〜3000重量部、好ましくは20〜2000重量部
とすることが適当である。Therefore, in the case of a continuous system, the amount of superheated steam introduced is 1 part per hour per 100 parts by weight of the reaction raw material mixture introduced.
A suitable amount is 0 to 3,000 parts by weight, preferably 20 to 2,000 parts by weight.
また、回分式の場合には、反応原料混合物100重量部
に対して、毎時10〜3000重量部、好6
ましくけ20〜2000重量部の過加熱水蒸気を反応終
了まで導入することが適当である。In the case of a batch method, it is appropriate to introduce 10 to 3,000 parts by weight, preferably 20 to 2,000 parts by weight of superheated steam per hour to 100 parts by weight of the reaction raw material mixture until the reaction is completed. .
反応時間(連続式の場合には、滞留時間)は、反応温度
およびマレインアミド酸モノエステルの種類等により変
化するが、例えば約1〜7時間、好ましくは1〜4時間
とすることが適当である。The reaction time (residence time in the case of a continuous method) varies depending on the reaction temperature, the type of maleamic acid monoester, etc., but it is appropriate to set it to, for example, about 1 to 7 hours, preferably 1 to 4 hours. be.
反応により生成したN−置換マレイミドは、熱反応ガス
として反応器外に導かれる。この熱反応ガスを冷却する
ことにより水蒸気凝縮水と粗生成物とに分離される。The N-substituted maleimide produced by the reaction is led out of the reactor as a hot reaction gas. By cooling this hot reaction gas, it is separated into steam condensed water and crude products.
酸触媒としては、硫酸、無水硫酸、p−トルエンスルホ
ン酸、メタスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、エチルス
ルホン酸、オクチルスルホン酸、リン酸、マレイン酸等
のブレンステッド酸及び酸性のイオン交換樹脂等を用い
ることができる。As the acid catalyst, Brønsted acids such as sulfuric acid, sulfuric anhydride, p-toluenesulfonic acid, metasulfonic acid, benzenesulfonic acid, ethylsulfonic acid, octylsulfonic acid, phosphoric acid, maleic acid, and acidic ion exchange resins are used. be able to.
酸触媒の使用量は、少な過ぎると反応の進行が遅くなり
反応時間がながくなる。また、多過ぎると副反応生成物
が多量に生成する傾向があるために好ましくない。そこ
で、マレインアミド酸モノエステル100重量部に対し
て、0.5〜30重7
承部、好ましくは2〜20重量部とすることが適当であ
る。If the amount of acid catalyst used is too small, the progress of the reaction will be slow and the reaction time will be prolonged. On the other hand, if the amount is too large, a large amount of side reaction products tend to be produced, which is not preferable. Therefore, it is appropriate to use 0.5 to 30 parts by weight, preferably 2 to 20 parts by weight, per 100 parts by weight of maleamic acid monoester.
反応圧力は、上記温度範囲であれば、常圧、加圧、減圧
のいずれで行っても良い。The reaction pressure may be normal pressure, increased pressure, or reduced pressure as long as it is within the above temperature range.
本発明の方法によれば、マレインアミド酸モノエステル
から、高純度のマレイミドのシクロアルキル置換体等を
高収率で製造することができる。According to the method of the present invention, a highly purified cycloalkyl-substituted maleimide, etc. can be produced in high yield from maleamic acid monoester.
さらに、本発明の方法によれば、従来の方法に比べて比
較的低い温度でマレイミドのシクロアルキル置換体等を
製造することができるので、酸触媒を用いるにもかかわ
らず、製造装置の腐食を有効に防止できる。また、反応
温度が低いために、ガラスライニングを施した反応装置
を用いてもガラスに亀裂等が入る恐れもない。Furthermore, according to the method of the present invention, cycloalkyl-substituted maleimides can be produced at a relatively low temperature compared to conventional methods, so corrosion of production equipment can be avoided even though an acid catalyst is used. Can be effectively prevented. Furthermore, since the reaction temperature is low, there is no fear of cracks in the glass even if a glass-lined reaction apparatus is used.
以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。ただ
し、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。The present invention will be explained in more detail below using examples. However, the present invention is not limited to these examples.
参考例(N−シクロへキシルマレインアミド酸8
1so−ブチルエステルの調製)
温度計、水分離器を備えた冷却管及び攪拌器を備えた2
1三つロフラスコにN−シクロへキシルマレインアミド
酸157.6g(0゜8mol)、1so−ブチルアル
コール177.9g (2,4mol) 、ベンゼン7
2〇−及び濃硫酸4.0−を仕込み、加熱攪拌下80℃
に保ち、反応により生成する水をベンゼンと共に系外に
留去させながら1時間エステル化反応を行った。Reference Example (Preparation of N-cyclohexylmaleamidic acid 8 1so-butyl ester) 2 equipped with a thermometer, a cooling tube equipped with a water separator, and a stirrer
157.6 g (0°8 mol) of N-cyclohexyl maleamic acid, 177.9 g (2.4 mol) of 1so-butyl alcohol, 7 benzene
20- and concentrated sulfuric acid 4.0- were charged and heated to 80°C with stirring.
The esterification reaction was carried out for 1 hour while the water produced by the reaction was distilled off from the system together with benzene.
このエステル化反応液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液
600yd及び水600−で2回洗浄し、無水硫酸ナト
リウム上で乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。This esterification reaction solution was washed twice with 600 yd of a saturated aqueous sodium bicarbonate solution and 600 yd of water, dried over anhydrous sodium sulfate, and then the solvent was distilled off under reduced pressure.
得られた生成物を40°Cで一昼夜真空乾燥して白色粉
末状のN−シクロへキシルマレインアミド酸1so−ブ
チルエステルを222.6g得た。The obtained product was vacuum dried at 40° C. for one day and night to obtain 222.6 g of N-cyclohexyl maleamic acid 1so-butyl ester in the form of a white powder.
高速液体クロマトグラフィーによる分析の結果、この白
色粉末状のN−シクロへキシルマレインアミド酸1so
−ブチルエステルの純度は、86゜5%であり、収率は
94.3%であった。As a result of analysis by high performance liquid chromatography, this white powdery N-cyclohexyl maleamic acid 1so
The purity of the -butyl ester was 86.5% and the yield was 94.3%.
9
実施例1
上部に過加熱水蒸気と原料の混合物の導入管及び熱反応
ガスの出口を有する、内容量1007nlの円筒形チタ
ン製オートクレーブを、反応装置として使用した。過加
熱水蒸気と原料の混合物の導入管は、反応装置の底部近
くまで届くように設置した。また、熱反応ガスの出口は
、80℃のり−ビッヒ冷却管を介して受容器に接続した
。9 Example 1 A cylindrical titanium autoclave with an internal capacity of 1007 nl and having an inlet tube for a mixture of superheated steam and raw materials and an outlet for a hot reaction gas in the upper part was used as a reaction apparatus. The inlet pipe for the superheated steam and raw material mixture was installed so that it reached near the bottom of the reactor. Further, the outlet of the hot reaction gas was connected to the receiver via an 80° C. glue-Big cooling pipe.
参考例で調製した、N−シクロへキシルマレインアミド
酸1so−ブチルエステル50.7gに固形マレンイ酸
5.07gを添加し、60〜80℃で溶融した。得られ
た混合物を3時間かけて、毎時50gの量の120℃の
過加熱水蒸気とともに、125〜145℃に保たれた反
応装置に導入した。熱反応ガスは、80℃の冷却管に通
し、析出してくる白色結晶物を水蒸気凝縮液とともに受
容器に受けた。得られた白色結晶物をろ過し、40℃で
一昼夜真空乾燥して、25.43gのN−シクロへキシ
ルマレイミド(白色結晶物)を得た。5.07 g of solid maleic acid was added to 50.7 g of N-cyclohexylmaleamidic acid 1so-butyl ester prepared in Reference Example and melted at 60 to 80°C. The resulting mixture was introduced over a period of 3 hours into a reactor maintained at 125-145° C. together with superheated steam at 120° C. in the amount of 50 g per hour. The hot reaction gas was passed through a cooling tube at 80° C., and the precipitated white crystals were received in a receiver along with a steam condensate. The obtained white crystalline substance was filtered and vacuum-dried at 40°C overnight to obtain 25.43 g of N-cyclohexylmaleimide (white crystalline substance).
高速液体クロマトグラフィーによる分析の結果、0
この白色粉末状のN−シクロへキシルマレイミドの純度
は、90.1%であり、収率は73.9%であった。As a result of analysis by high performance liquid chromatography, the purity of this white powdery N-cyclohexylmaleimide was 90.1%, and the yield was 73.9%.
実施例2
温度計、水分離器を備えた冷却管及び攪拌器を備えた5
00−三つロフラスコに参考例で得たN−シクロへキシ
ルマレインアミド酸39゜4g(0、2mol) 、ベ
ンゼン180−1iso−ブチルアルコール43. 4
g (0,6mol)及び濃硫酸1.0−を仕込み、
加熱攪拌下80℃に保ち、反応により生成する水をベン
ゼンとともに共沸蒸留させながら、1時間エステル化反
応を行った。Example 2 5 equipped with thermometer, cooling tube with water separator and stirrer
00-39.4 g (0.2 mol) of N-cyclohexyl maleamic acid obtained in the reference example, 180 benzene, and 43.0 iso-butyl alcohol in a three-necked flask. 4
g (0.6 mol) and concentrated sulfuric acid 1.0-,
The esterification reaction was carried out for 1 hour while maintaining the temperature at 80° C. with heating and stirring and azeotropically distilling the water produced by the reaction together with benzene.
得られたエステル化反応液を減圧下で濃縮後、この濃縮
液に濃硫酸1.1−を添加した。After concentrating the obtained esterification reaction solution under reduced pressure, concentrated sulfuric acid 1.1- was added to this concentrated solution.
この混合物を、N−シクロへキシルマレインアミド酸1
so−ブチルエステルと固形マレンイ酸の混合物に代え
て用いた他は実施例1と同様に操作して、白色粉末状の
N−シクロへキシルマレイミドを31.47g得た。高
速液体クロマトグラフィーによる分析の結果、この白色
粉末状のN−1
シクロへキシルマレイミドの純度は、79.5%であり
、収率は69.8%であった。This mixture was mixed with 1 N-cyclohexyl maleamic acid.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the mixture of so-butyl ester and solid maleic acid was used instead, to obtain 31.47 g of white powdery N-cyclohexylmaleimide. As a result of analysis by high performance liquid chromatography, the purity of this white powdery N-1 cyclohexylmaleimide was 79.5%, and the yield was 69.8%.
実施例3及び4
酸触媒として、固形マレンイ酸に代えて、オルトリン酸
(実施例3)またはp−)ルエンスルホン酸(実施例4
)を用いた他は実施例1と同様に操作して、白色粉末状
のN−シクロへキシルマレイミドを得た。生成物の収率
及び純度は、表1に示す。Examples 3 and 4 Orthophosphoric acid (Example 3) or p-)luenesulfonic acid (Example 4) was used instead of solid maleic acid as an acid catalyst.
) was used in the same manner as in Example 1 to obtain white powdery N-cyclohexylmaleimide. The yield and purity of the product are shown in Table 1.
比較例
温度計、滴下ロート及び攪拌装置備えた20〇−三つロ
フラスコにマレイン酸29.02g(0,25mol)
及び水36m7!を仕込んだ。この液を攪拌しつつ50
℃に保ちながら、滴下ロートからシクロヘキシルアミン
24.8g (0,25mol)を30分間かけて滴下
した。滴下終了後、さらに30分間攪拌した。Comparative Example 29.02 g (0.25 mol) of maleic acid was placed in a 200-3-necked flask equipped with a thermometer, dropping funnel, and stirring device.
And 36m7 of water! I prepared it. While stirring this liquid,
While maintaining the temperature at °C, 24.8 g (0.25 mol) of cyclohexylamine was added dropwise from the dropping funnel over 30 minutes. After the dropwise addition was completed, the mixture was stirred for an additional 30 minutes.
得られたマレイン酸のモノアンモニウム塩水溶液に、固
形マレイン酸5.3gを加えて溶かした。5.3 g of solid maleic acid was added and dissolved in the obtained monoammonium salt aqueous solution of maleic acid.
この水溶液を、実施例1のN−シクロへキジルマ2
レインアミド酸1so−ブチルエステルと固形マレンイ
酸の混合物に代えて用いた他は実施例1と同様に操作し
て、淡黄色粘稠固体としてN−シクロへキシルマレイミ
ド(18,97g)を得た。This aqueous solution was used in the same manner as in Example 1, except that the mixture of N-cyclohexylma 2 leamic acid 1so-butyl ester and solid maleic acid in Example 1 was used, and a pale yellow viscous solid was obtained. N-cyclohexylmaleimide (18.97 g) was obtained.
高速液体クロマトグラフィーによる分析の結果、この淡
黄色粘稠固体のN−シクロへキシルマレイミドの純度は
、35.8%であり、収率は15,2%であった。As a result of analysis by high performance liquid chromatography, the purity of this pale yellow viscous solid N-cyclohexylmaleimide was 35.8%, and the yield was 15.2%.
実施例1〜4及び比較例の結果を、まとめて表1に示す
。The results of Examples 1 to 4 and Comparative Example are collectively shown in Table 1.
表 1Table 1
Claims (1)
中、R^1は無置換若しくは置換基を有する炭素数1〜
20のアルキル基、無置換若しくは置換基を有する炭素
数3〜12のシクロアルキル基、無置換若しくは置換基
を有するフェニル基、または無置換若しくは置換基を有
するナフチル基を示し、R^2は無置換若しくは置換基
を有する炭素数1〜7のアルキル基、または無置換若し
くは置換基を有する炭素数3〜7のシクロアルキル基を
示す)を、酸触媒及び過加熱水蒸気の存在下、脱アルコ
ール反応により閉環イミド化する、一般式(2) ▲数式、化学式、表等があります▼ で表されるN−置換マレイミドの製造法。(1) General formula (1) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼
20 alkyl group, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms that is unsubstituted or has a substituent, a phenyl group that is unsubstituted or has a substituent, or a naphthyl group that is unsubstituted or has a substituent, and R^2 is nothing. A substituted or substituted alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted cycloalkyl group having 3 to 7 carbon atoms) is subjected to a dealcoholization reaction in the presence of an acid catalyst and superheated steam. A method for producing N-substituted maleimide represented by the general formula (2) ▲ Numerical formula, chemical formula, table, etc. ▼ which undergoes ring-closing imidization.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25500889A JPH03118362A (en) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Production of n-substituted maleimide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25500889A JPH03118362A (en) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Production of n-substituted maleimide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03118362A true JPH03118362A (en) | 1991-05-20 |
Family
ID=17272919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25500889A Pending JPH03118362A (en) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Production of n-substituted maleimide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03118362A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5523414A (en) * | 1993-10-06 | 1996-06-04 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for production of maleinamic acid, esters thereof, and maleinimide |
US8382374B2 (en) | 2007-03-29 | 2013-02-26 | Thk Co., Ltd. | Sealing member for rolling device and rolling device |
CN115583907A (en) * | 2022-11-10 | 2023-01-10 | 河南省科学院高新技术研究中心 | Continuous production process of N-substituted maleimide |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP25500889A patent/JPH03118362A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5523414A (en) * | 1993-10-06 | 1996-06-04 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for production of maleinamic acid, esters thereof, and maleinimide |
US8382374B2 (en) | 2007-03-29 | 2013-02-26 | Thk Co., Ltd. | Sealing member for rolling device and rolling device |
CN115583907A (en) * | 2022-11-10 | 2023-01-10 | 河南省科学院高新技术研究中心 | Continuous production process of N-substituted maleimide |
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