JPH05148246A - 環状イミノエーテルの製造方法 - Google Patents

環状イミノエーテルの製造方法

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JPH05148246A
JPH05148246A JP3314556A JP31455691A JPH05148246A JP H05148246 A JPH05148246 A JP H05148246A JP 3314556 A JP3314556 A JP 3314556A JP 31455691 A JP31455691 A JP 31455691A JP H05148246 A JPH05148246 A JP H05148246A
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JP
Japan
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catalyst
nitrile
reaction
alkanolamine
exchange type
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Application number
JP3314556A
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English (en)
Inventor
Ryuichi Ishikawa
隆一 石川
Tetsuo Hayashi
哲郎 林
Kazuyuki Abe
一徹 阿部
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Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Publication date
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】副生物が少なく、高収率、高選択率で、カドミ
ウムなどの有毒な触媒を用いず、かつ触媒の分離が容易
にできる環状イミノエーテル類の製造方法を提供する。 【構成】ニトリルとアルカノールアミンとを反応させて
環状イミノエーテルを製造する方法において、触媒とし
てイオン交換型層状粘土を用いる。 【図6】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明は、ニトリルとアルカノ
ールアミンとの反応による環状イミノエーテル類の製造
方法に関する。環状イミノエーテル類は、有機合成中間
体、高分子原料、医農薬、界面活性剤、樹脂改質材、各
種添加剤などに用いられる有用な化合物である。
【0002】
【従来の技術】 ニトリルとアルカノールアミンとを反
応媒体中で可溶性の金属塩触媒の存在下に反応させて環
状イミノエーテル類を製造することは知られており、こ
れまでに多くの触媒が提案されている。例えば米国特許
第3,741,961号ではコバルト,クロム,カドミ
ウム,ニッケル,亜鉛又は銅の金属塩を、特公昭62−
23755号では硝酸カドミウムを、特公昭49−82
658号ではチオシアン酸カリウムやナトリウムアセテ
ートなどをそれぞれ触媒として提案している。また、ド
イツ公開特許第2,127,776号にはリチウム,
銅,カルシウム,亜鉛,カドミウム,マンガン,コバル
トなどの陽イオンを有する反応媒体中で可溶性の金属塩
触媒を使用することを開示している。
【0003】これら従来の方法では、触媒が反応媒体中
に溶けているため生成物と触媒との分離に煩雑な工程が
必要になり、工業的に有利な方法ではない。例えば、反
応生成物が液体状の場合は反応生成物を蒸留して目的の
環状イミノエーテルを分離・取得する際に生成物が重合
して収率低下を招いたり、蒸留残査から触媒を回収・再
使用するのが困難である、などの問題がある。また、反
応生成物が固体状の場合は、その中に触媒が取り込ま
れ、分離・精製、触媒の回収・再使用が非常に複雑にな
る。更に、カドミウムなどの有毒な触媒を用いる場合、
安全を確保するために更に工程が複雑になるなどの欠点
がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】 本発明の目的は、触
媒の分離が極めて容易で、分離操作中に目的物が重合す
ることなく、目的物が高収率、高選択率で得られ、かつ
カドミウムなどの有毒な触媒を用いない環状イミノエー
テル類の製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】 本発明者等は環状イミ
ノエーテル類の工業的に実用性のある新規な製造方法に
ついて検討した結果、本発明を完成するに致った。即
ち、本発明はニトリルと一般式(1)
【0006】
【図3】
【0007】で表されるアルカノールアミンとを反応さ
せて一般式(2)
【0008】
【図4】
【0009】で表される構造を有する環状イミノエーテ
ルを製造する方法において、触媒としてイオン交換型層
状粘土を用いることを特徴とする環状イミノエーテルの
製造方法である。
【0010】本発明で用いる触媒はイオン交換型層状粘
土である。イオン交換型層状粘土は、層状構造を有し、
層間にアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンな
どの陽イオンをもつ粘土鉱物であり、該陽イオンはイオ
ン交換性があって他の陽イオンと交換可能である。イオ
ン交換型層状粘土には合成雲母、スメクタイト族粘土、
バーミキュライト族粘土などがあるが、例えば、合成雲
母は一般に二酸化ケイ素を主成分とし、ケイ素はSiO
2 正四面体を基本にして六角網目の板状に連なっており
この板状体が多層に重なり層間に陽イオンとしてアルカ
リ土類金属イオンなどが存在している。更に合成雲母に
は種々の種類があり、具体的には、フッ素金雲母、四ケ
イ素雲母、テニオライトなどが例示される。スメクタイ
ト族粘土は2八面体型スメクタイト及び3八面体スメク
タイトがあって、具体的には、2八面体型スメクタイト
としてはモンモリロナイト、バイデライト、3八面体ス
メクタイトとしてはサポナイト、ヘクトライト、ノント
ロナイト、クロライトなどが例示される。また、これら
のイオン交換型層状粘土を主成分とする粘土鉱物、例え
ば酸性白土やベントナイトなども使用することができ
る。一般に、イオン交換型層状粘土には陽イオンとして
Li+,Na+,K+ などのアルカリ金属イオンやC
2+,Ba2+などのアルカリ土類金属イオンが存在す
る。本発明において触媒として用いるイオン交換型層状
粘土はこれらの陽イオンを有するものをそのまま使用し
てもよいし、陽イオンの一部ないしは全部を例えば
+,Co2+,Cr3+,Cd2+,Ni2+,Zn2+,Cu
2+,Al3+ などのイオンで置換して使用してもよい。
【0011】本発明で使用する触媒の形態は、粉体状、
錠剤状、球状、円柱状などのタブレットやリング状、ハ
ニカム状に成型しても用いることができる。本発明で用
いられる触媒の使用量は、原料化合物や反応条件によっ
ては多少異なるが、通常は原料として仕込んだニトリル
およびアルカノールアミンの100重量部当たり0.1
〜100重量部、好ましくは1〜50重量部である。
【0012】本発明において用いられるニトリルは、脂
肪族、脂環族、芳香族及び複素環族のいずれでもよく、
またモノニトリルに限らず、分子内に複数のニトリル基
を有するニトリルであってもよい。具体例としてはアセ
トニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソ
ブチロニトリル、サクシノニトリル、アジポニトリル、
1,6−ヘキサンジニトリル、1,10−デカメチレン
ジニトリル、シアノシクロヘキサン、ベンゾニトリル、
テレフタロニトリル、イソフタロニトリル、シアノピリ
ジン等を挙げることができる。
【0013】本発明において用いられる前記一般式
(1)で表されるアルカノールアミンは、具体的には、
一般式(1)のnが1であるものとしてはエタノールア
ミン、2−アミノ−1−プロパノール、1−アミノ−2
−プロパノール、2−アミノ−1−ブタノール、2−ア
ミノ−2−メチルプロパノール等を、またnが2である
ものとしては3−アミノ−1−プロパノール等を例示で
きる。
【0014】ニトリルは前記一般式(1)で表わされる
アルカノールアミンと次式に従って反応して環状イミノ
エーテルを形成する。nが1であるアルカノールアミン
を反応させると2−オキサゾリン誘導体が得られ、nが
2であるアルカノールアミンを反応させると5,6−ジ
ヒドロ−4H−1,3−オキサジン誘導体が得られる。
【0015】
【図5】
【0016】ニトリルとしてモノニトリルを用いる場
合、反応に用いるアルカノールアミンとニトリルとのモ
ル比は等モルでよいが、反応の進行を早くするためには
いずれか一方を過剰に、好ましくはいずれか一方の1モ
ルに対して他を1.1〜3モル用いるのがよい。また、
ニトリルとして分子内に複数のニトリル基を有するニト
リルを用いる場合は、ニトリル基1当量あたりアミノ基
が1.1〜3当量になるようにアルカノールアミンを用
いることにより、両方のニトリル基を高い反応率でアル
カノールアミンと反応させることができる。
【0017】反応は無溶媒下に行うこともできるが、原
料ニトリル及び生成する環状イミノエーテルが反応系に
不溶性又は難溶性の場合には反応を円滑にするために溶
剤を用いるとよい。使用する溶剤としては、原料ニトリ
ルおよび生成する環状イミノエーテルを溶解するもので
あればよく、例えばキシレン、クロロベンゼン、クロロ
トルエン等の芳香族炭化水素;ブタノール、ペンタノー
ル、ヘキサノール、オクタノール、エチレングリコー
ル、ブタンジオール等のアルコールを挙げることができ
る。
【0018】反応温度は原料ニトリルや溶剤の種類、触
媒の種類および量に応じて適宣に選択することができる
が、通常は50℃〜200℃、好ましくは80℃〜16
0℃の温度で行なわれる。
【0019】反応形式は回分式、連続式などいずれの方
法でも実施可能である。
【0020】本発明の方法によれば触媒が反応液中に溶
出しない。従って、反応生成物を濾過して触媒を分離
し、蒸留、晶析、抽出などの通常の分離・精製操作を経
て簡便に反応生成物から目的の環状イミノエーテルを得
ることができる。
【0021】
【発明の効果】 本発明の方法により、触媒の分離は濾
過のような簡単な方法で実施することができる。従っ
て、従来法に比べて製造プロセスが著しく簡素化される
とともに、分離操作時に目的物が重合することもなく好
収率かつ高純度のものが得られ、さらに前記したごとく
触媒は回収して繰返し使用することが可能である。
【0022】
【実施例】 以下、実施例により本発明を具体的に説明
する。但し、本発明はこれらの実施例により制限される
ものではない。
【0023】実施例1a 温度計、水冷還流器、磁気攪拌機を備えた100mlガラ
ス製反応器に触媒としてNa−ヘクトライト(トピー工
業社製)9.0g、ベンゾニトリル0.30モルおよび
モノエタノールアミン0.60モルを加え、窒素雰囲気
下に生成するアンモニアを排除しながら125℃、18
時間反応させた。
【0024】反応終了後、ガスクロマトグラフィーで分
析したところ、2−フェニルー2ーオキサゾリンが使用
したベンゾニトリル基準で97.2モル%の収率で生成
していることが認められた。結果を表1に示した。
【0025】次いで触媒を濾過して除いた反応混合液を
減圧下に蒸留し、13mmHg、119〜122℃の留分を
2−フェニル−2−オキサゾリンとして得た。得られた
2−フェニル−2−オキサゾリン留分は純度99.8%
であった。なお、蒸留時に重合の兆候は認められなかっ
た。
【0026】実施例1b 実施例1aで濾過分離した後の触媒をアセトンで洗浄し
乾燥した後、実施例1aと同一条件で繰返し反応した。
2−フェニル−2−オキサゾリンを96.5モル%の収
率で得ることができた。このことは、触媒の繰り返し使
用が可能であることを示す。
【0027】実施例2 モノエタノールアミンの使用量を0.39モル、ベンゾ
ニトリルの使用量を0.30モルとした以外は、実施例
1と同一条件で反応を行なった。結果を表1に示した。
【0028】実施例3 Na−ヘクトライトの代わりにLi−ヘクトライトを使
用した以外は、実施例1と同一条件で反応を行なった。
結果を表1に示した。
【0029】実施例4〜6 Na−ヘクトライトの代わりにNa−テトラシリシック
マイカ(トピー工業製、Na−TSMと略す)を触媒と
し、実施例1と同じ装置を用い、表1に示した条件で反
応を行ない表1に示した結果を得た。
【0030】実施例7 イオン交換水1lにNa−TSM20.29gを分散懸
濁させた液に、硝酸カドミウム・4水和物20.32g
をイオン交換水に溶解して200.3gとした液を攪拌
下に40分で滴下し、更に終夜攪拌を続け、Na−TS
MのNa+ をCd2+に置換した。固体を吸引濾過により
分離、水洗した後、50mmHg減圧下、80℃で10時間
乾燥し、Cd−TSM触媒とした。
【0031】Na−TSMの代わりにCd−TSMを触
媒に用いた以外は実施例6と同一条件で反応を行なっ
た。表1に結果を示した。
【0032】実施例8 Na−ヘクトライトの代わりにスメクタイト(クニミネ
工業社製、商品名スメクトンSA)を触媒とした以外は
実施例1と同一条件で反応を行なった。
【0033】結果を表1に示した。
【0034】
【表1】
【0035】実施例9 実施例1と同じ装置に、触媒としてNa−ヘクトライト
9.0g、溶媒としてo−クロロトルエン50ml、原料
としてイソフタロニトリル0.010モルおよびモノエ
タノールアミン0.040モルを仕込み、125℃で1
8時間反応させた。
【0036】反応終了後ガスクロマトグラフィーで分析
した結果、1,3−フェニレン−ビス−2−オキサゾリ
ンが使用したイソフタロニトリル基準で65%の収率で
生成していることが認められた。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ニトリルと一般式(1) 【図1】 で表されるアルカノールアミンとを反応させて一般式
    (2) 【図2】 で表される構造を有する環状イミノエーテルを製造する
    方法において、触媒としてイオン交換型層状粘土を用い
    ることを特徴とする環状イミノエーテルの製造方法。
  2. 【請求項2】イオン交換型層状粘土が合成雲母、スメク
    タイト族粘土、バーミュキライト族粘土から選ばれる少
    なくとも1種である請求項1に記載の方法。
JP3314556A 1991-11-28 1991-11-28 環状イミノエーテルの製造方法 Pending JPH05148246A (ja)

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