JPH0415776B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、α−置換アクロレインのオキシムか
ら出発してα−置換アクリル酸アミドを製造する
新規な方法に関する。

α−置換アクリルアミドは、適宜のエステルを
アンモニアでアミド化するか又は相当するニトリ
ルを脱水することにより得ることができる。しか
しこのために必要なアクリルエステル及びアクリ
ルニトリルの合成は得られた場合にしか可能でな
く、本質的にアクリル−又はメタクリル化合物に
制限される。そのほかアミド化は工業的に費用が
かかり、副反応例えばミハエル付加が起こること
があるので特に選択的には行われない。

米国特許4365092号明細書の提案によれば、メ
タクリル酸メチルエステルからのメタクリルアミ
ドの製造はアンモニア水を用いて行われる。しか
しその場合長い反応時間を要し、そして比較的多
量の陰イオン性界面活性剤が必要であり、これは
アミドの分離及び精製を困難にする。

メタクリルアミドの他の合成法は、アセトンシ
アンヒドリンから出発して中間生成物であるメタ
クリルアミド−硫酸塩を径由する。しかしこの方
法においては大量の塩が得られ、そのほか費用の
かかる精製を行わねばならない。

文献によれば酸アミドを製造するためにアルド
キシムを転位させることも知られている（J.Am.
Chem.Soc.83巻1983頁1961年、Rec.Trav.Chim.
Pays Bas95巻123頁1976年及び96巻142頁1977年
参照）。このアルドキシムの基礎となるアルデヒ
ドはほとんどが飽和の又は芳香族のアルデヒド群
に属する。触媒としては、ニツケル、亜鉛、パラ
ジウム、コバルト又は銅の塩が用いられる。その
場合酢酸ニツケル（）及び酢酸パラジウム
（）が特に有効であることが認められたが、酢
酸銅（）はベンズアルドキシムを好ましくない
方向に又は劣る収率で反応させる。

特開昭52−128302号明細書には、飽和のアルド
キシム及びベンズアルドキシムの転位のほかに、
銅アセチルアセトナートに存在下の桂皮アルデヒ
ドオキシムの反応についても記載されている。し
かしこの錯塩の使用は、α−アルキル置換アクリ
ル酸アミドの製造においては満足すべき結果をも
たらさないことが知られた。

最後に西ドイツ特許出願公開3205946号明細書
には、メタクロレインオキシムから出発して、
銅／クロムを基礎とする触媒の存在下にメタクリ
ルアミドを製造することが記載されている。この
触媒（これは好ましくは担持触媒の形で使用すべ
きである。）のためには、銅対クロムの特定のモ
ル比が必要である。しかしこの方法においてメタ
クリルアミドの収率はわずかに72％である。その
ほかそこに記載された銅塩（これは触媒の銅成分
を構成し、かつカルボン酸である義酸、酢酸及び
酒石酸から導かれる）の単独使用は、希望の最適
結果を与えない。

これまで知られたα−アルキル置換アクリル酸
アミドの合成が不満足であり、かつ多くはメタク
リルアミドの合成に得られることからみて、本発
明の課題は、より簡単かつ経済的な手段によりこ
れらの化合物を製造することであつた。

本発明者らは、後記のアルドキシムを、担体不
含の２〜18個の炭素原子を有するモノカルボン酸
の銅（）カルボキシレートの存在下に、ならび
に助触媒としての一般式 （式中R²は水素原子を意味するか又は後記の
R¹と同じ意味を有する）で表わされるニトリル
の存在下に、40〜250℃の温度に加熱するとき、
一般式 （式中R¹は後記の意味を有する）で表わされ
るアルドキシムから一般式 （式中R¹は15個までの炭素原子を有する直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基を意味し、これ
はさらに置換されていてもよい）で表わされるα
−置換アクリル酸アミドを有利に製造しうること
を見出した。

本発明方法は、α−位に15個までの炭素原子を
有する直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を持
つアクロレインのオキシムを用いて行われる。こ
れらのアルキル基は、反応条件下で不活性な他の
基、例えば低級アルコキシ基（gem−位であつて
もよい）、低級アシルオキシ基、低級アルコキシ
カルボニル基又は低級のモノ−及びジアルキルア
ミノ基により置換されていてもよい。

例えば次のα−アルキル置換アクロレインオキ
シムがあげられる。α−メタクロレインオキシ
ム、α−エチルアクロレインオキシム、α−ブチ
ルアクロレインオキシム、α−（２−エチルヘキ
シル）アクロレインオキシム、α−ノニルアクロ
レインオキシム、α−シクロヘキシルアクロレイ
ンオキシム、α−（４−メチルシクロヘキシル）
アクロレインオキシム、α−（３−カルボエトキ
シプロピル）アクロレインオキシム又はα−（４，
４−ジメチルアミノブチル）アクロレインオキシ
ム。

アルドキシム（）の基礎となるα−置換アク
ロレインは、欧州特許出願公開58927号明細書に
記載の方法により、酸の存在下にアルカナールを
ホルムアルデヒド及び二級アミンと反応させるこ
とによつて容易に入手できる。

本発明方法に必要なアルドキシムは、例えばホ
ウベンーワイル著メトーデン・デル・オルガニツ
シエン・ヘミー10／４巻55頁以下に記載の自体公
知の方法により、α−置換アクロレイン及びヒド
ロキシアンモニウム塩から製造することができ、
その際遊離される酸は塩基で中和される。

これらのアルドキシムの低級同族体（これは４
個までの炭素原子を有する置換されていてもよい
α−アルキル基を有する）を製造する場合には、
意外にも普通は添加される塩基を添加しなくても
よいことが見出された。アルドキシムの生成及び
分離は、酸の中和及び相当する塩の生成なしで行
われる。この水性の酸は返送するか又は中和の目
的に使用することができる。特に有利には工業用
のヒドロキシルアンモニウム塩水溶液を用いるこ
とができる。この種の工業用の溶液中に存在して
いる過剰の酸及びそのアンモニウム塩は妨害には
ならない。

アルドキシムを相当するα−置換アクリル酸ア
ミドに転位する反応は、40〜250℃好ましくは60
〜180℃特に80〜150℃の温度において行われる。
好ましくは反応は大気圧において行われる。多く
の場合高められた圧力（20バールまで）において
反応を行うことも有利である。その際溶剤を用い
ないで又は好ましくは不活性溶剤、例えばトルオ
ール、キシロール、メシチレン、クロルベンゾー
ル、ニトロベンゾール、テトラリン、デカリン、
ジオキサン、ジブチルエーテル又は酢酸−ｎ−ブ
チルエステルの存在下に操作することができる。

本発明によれば転位は、担体不含の２〜18個特
に６〜10個の炭素原子を有するモノカルボン酸の
銅（）カルボキシレートの存在下に行われる。

この種の酸としては、飽和又は不飽和の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基を有する（場合
により置換された）モノカルボン酸、アルアルカ
ン酸、オキサアルカン酸ならびに芳香族カルボン
酸が用いられ、その例は次のものである。酢酸、
プロピオン酸、２−クロルプロピオン酸、イソ酪
酸、２−メチルブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン
酸、２−エチルヘキサン酸、３，５，５−トリメ
チルヘキサン酸、デカン酸、９−デセン酸、９−
ドデセン酸、９−オクタデセン酸、シクロヘキサ
ンカルボン酸、フエニル酢酸、１−フエニルシク
ロペンタン−１−カルボン酸、メトキシ酢酸、安
息香酸、３，５−ジクロル安息香酸又はナフトエ
酸。

本発明方法に必要な銅塩の製造は、自体公知の
方法により、例えばカルボン酸と炭酸銅（）と
の反応又は銅塩とそれぞれのカルボン酸のアルカ
リ金属塩又はアンモニウム塩との反応により行う
ことができる。

銅塩は担体不含で、すなわち触媒工業において
普通の担体材料を用いることなく使用され、そし
てその使用は好ましくはクロムの不在において行
われる。銅（）カルボキシレートの使用量は、
それぞれアルドキシム１モルに対し0.1〜５モル
％好ましくは0.5〜２モル％である。

本発明方法は、助触媒としての一般式 （式中R²は水素原子を意味するか又は前記の
R¹と同じ意味を有する）で表わされるニトリル
の存在下に行われる。ニトリルは、それぞれアル
ドキシム１モルに対し１〜200モル％好ましくは
20〜100モル％の量で使用される。オキシムに対
応するニトリル（R²＝R¹）を使用することが好
ましい。しかし他のアクリルニトリル（R²≠
R¹）、例えば特に有効で入手容易なアクリルニト
リル（R²＝Ｈ）を用いることもできる。

本発明方法を助触媒としてのアクリルニトリル
（式）を用いて行うことによる特別の利点は、
銅（）カルボキシレートの使用を前記の低濃度
に制限しうることである。飽和の又は芳香族のア
ルドキシムの転位（前記の文献参照）についてす
でに知られた効果のほかに、ニトリルの添加が空
時収量を上昇させることが認められる。

本発明方法は通常は次のように実施される。ア
ルドキシムを銅（）カルボキシレートの及びニ
トリルと一緒に、好ましくは不活性溶剤中で前記
の温度に加熱する。その場合、非連続的ならびに
連続的操作法が可能である。発熱反応をより良好
に制御するため、オキシムの一部だけを装入して
おき、残りを反応の経過とともに添加することが
好ましい。

反応終了後、目的生成物は結晶化又は抽出によ
り分離され、そして多くの用途のためにそのまま
で使用できる。目的生成物を再結晶により精製
し、そして場合によりイオン交換体により痕跡量
の銅を除去することもできる。反応終了後、通常
は単一蒸留により、助触媒として用いられたニト
リル量の95〜100％が回収される。

本発明方法の他の利点は、アクリルエステルに
比して容易に入手しうるアクロレイン（これはし
ばしばアクリルエステル合成のための前段物質と
して用いられる）を使用すること、ならびに反応
条件下で特に選択的にアルドキシム転位が行われ
ることである。

本発明方法により得られるアミドは、例えば分
散液及びワニス用の変性しうる重合体を製造する
ための価値の高い中間体である。

例 １ メタクロレインオキシムの製造 硫酸ヒドロキシルアンモニウム490.3ｇ、硫酸
19.25ｇ及び硫酸アンモニウム30.83ｇを含有する
溶液1510mlに、約３℃で激しく撹拌しながらメタ
クロレイン（純度98％）370ｇを１時間に滴加す
る。次いで冷却を取りやめ、２時間撹拌すると、
反応混合物の温度は21℃に上昇する。ガスクロマ
トグラフ分析によれば、メタクロレインの97％が
反応している。有機相を分離し、水相を２回エー
テル抽出し、一緒にした有機相を硫酸マグネシウ
ム上で乾燥し、回転蒸発器で蒸発濃縮する。残留
物を薄層蒸発器（82℃／16ミリバール）により蒸
留すると、メタクロレインオキシム387ｇ（反応
したメタクロレインに対する収率90％、純度99.6
％）が得られる。

例 ２ メタクロレインオキシム30ｇ、メタクリルニト
リル239.1ｇ及び２−エチルヘキサン酸銅（）
12.35ｇ（オキシムに対し１モル％）を、ｏ−キ
シロール1800ｇ中で撹拌しながら110℃に加熱す
る。次いでさらにメタクロレインオキシム270ｇ
を15分間に滴加し、添加終了後10分間撹拌したの
ち室温に冷却する。沈殿したメタクリルアミドを
吸引漏斗により別する。

前記の手段により実験をさらに３回繰り返し、
ただし最初の混合物からの母液を用い、そして新
しいメタクリルニトリルを添加しない。すべての
４種の装入物から、粗製のメタクリル酸アミドが
合計で1105ｇ（92.3％）得られる。母液を仕上げ
蒸留すると、使用したメタクリルニトリルの201
ｇ（85％）が回収される。

例 ３ α−ノニルアクロレインオキシム（純度94％）
418.8ｇ、ｏ−キシロール1030ｇ、α−ノニルア
クリルニトリル（純度95％）94.6ｇ及び２−エチ
ルヘキサン酸銅（）13.9ｇ（オキシムに対し２
モル％）を130℃に加熱する。激しい発熱反応が
起こり、それが衰えたのち110℃で1.5時間撹拌す
る。ガスクロマトグラフ分析によれば使用したオ
キシムの98.8％が反応している。反応混合物に石
油エーテル1.2を添加し、−20℃に冷却し、沈殿
した粗製アミドを吸引過する。シクロヘキサン
から再結晶すると、α−ノニルアクリルアミドが
無色結晶として332ｇ（84％）得られ、これは80
〜81℃で溶融する。

例 ４ 100容の撹拌釜中で、キシロール（異性体混
合物）35.5Kg、エチルアクリルニトリル1.06Kg及
び酢酸銅（）0.215Kgを還流（約135℃）加熱
し、次いでエチルアクロレインオキシム（純度83
％）7.8Kgを25分間に添加する。10分後、反応混
合物の温度が−６℃になるまで、撹拌しながらま
ず水で、次いで塩水で冷却する。エチルアクリル
アミドを吸引漏斗により吸引過し、石油エーテ
ルで洗浄する。粗収量は5.956Kg（92％）である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 後記のアルドキシムを、担体不含の２〜18個
   の炭素原子を有するモノカルボン酸の銅（）カ
   ルボキシレートの存在下に、ならびに助触媒とし
   ての一般式 （式中R²は水素原子を意味するか又は後記の
   R¹と同じ意味を有する）で表わされるニトリル
   の存在下に、40〜250℃の温度に加熱することを
   特徴とする、一般式 （式中R¹は後記の意味を有する）で表わされ
   るアルドキシムからの一般式 （式中R¹は15個までの炭素原子を有する直鎖
   状、分岐状又は環状のアルキル基を意味し、これ
   はさらに置換されていてもよい）で表わされるα
   −置換アクリル酸アミドの製法。 ２ 反応を60〜180℃の温度において行うことを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ３ 反応を大気圧において行うことを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４ 方法を不活性溶剤の存在下に行うことを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項に記載の方法。