JPH0613465B2 - アルキルアミドの製造方法 - Google Patents

アルキルアミドの製造方法

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JPH0613465B2
JPH0613465B2 JP61104887A JP10488786A JPH0613465B2 JP H0613465 B2 JPH0613465 B2 JP H0613465B2 JP 61104887 A JP61104887 A JP 61104887A JP 10488786 A JP10488786 A JP 10488786A JP H0613465 B2 JPH0613465 B2 JP H0613465B2
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alkylamide
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルキルアミドの製造方法に関し、詳しくは新
規反応によって二塩基酸アミドを選択的に製造する方法
に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕
炭素数nのシクロアルカノン、過酸化水素およびアンモ
ニア水を反応させて製造される1,1′−パーオキシジシ
クロアルキルアミンを、減圧下あるいは常圧下に500
℃以上の高温不活性ガス中に、霧上小滴の形で供給して
熱分解することにより炭素数2n個のシアノアルカン酸
が製造できることが知られている。(J.Chem.Soc.,(C),
1969,2671)。
しかし、ここで得られるシアノアルカン酸からファイン
ケミカル用原料として有用なアルカンの二塩基酸アミド
を得るには、様々な処理を必要とするという問題があっ
た。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らはこの熱分解の際に、反応成分としてアンモ
ニアを供給することにより、直接にアルカンの二塩基酸
アミドであるアルキルアミド、即ちアルカン酸モノアミ
ドおよびアルカン酸ジアミドを選択的に効率よく一段で
製造できることを見出した。
すなわち本発明は炭素数4〜10のシクロアルキル基を
有する1,1′−パーオキシジシクロアルキルアミンを、
アンモニアまたはアンモニア供給物質と反応させること
を特徴とするアルキルアミドの製造方法を提供するもの
である。
本発明においては、アルキルアミドの製造原料として炭
素数4〜10のシクロアルキル基を有する1,1′−パー
オキシジシクロアルキルアミン(以下、原料アミンと略
称する。)を用いる。上記シクロアルキル基としては具
体的にはシクロブチル基,シクロペンチル基,シクロヘ
キシル基,シクロヘプチル基,シクロオクチル基、シク
ロノニル基、シクロデカニル基が挙げられる。このよう
な原料アミンとしては、具体的には1,1′−パーオキシ
ジシクロブチルアミン、1,1′−パーオキシジシクロペ
ンチルアミン,1,1′−パーオキシジシクロヘキシルア
ミン,1,1′−パーオキシジシクロヘプチルアミン,1,
1′−パーオキシジシクロオクチルアミン,1,1′−パー
オキシジシクロノニルアミン,1,1′−パーオキシジシ
クロデカニルアミン等が挙げられる。これらの中でも特
に1,1′−パーオキシジシクロノニアルアミン,1,1′−
パーオキシジシクロペンチルアミン, 1,1′−パーオキシジシクロヘキシルアミン, 1,1′−パーオキシジシクロヘキシルアミン, 1,1′−パーオキシジシクロヘプチルアミン, 1,1′−パーオキシジシクロオクチルアミンが好まし
い。なお、1,1′−パーオキシジシクロヘキシルシクロ
ヘプチルアミンなどのように、二つのシクロアルキル基
が相互に異なるものでもよいが、通常は上述したように
二つのシクロアルキル基が同種の原料アミンが実用上好
適である。またこれらのシクロアルキル基の炭素上にメ
チル基,エチル基,プロピル基などのアルキル基やカル
ボキシル基,アミノ基ニトロ基、水酸基,ハロゲン等の
官能基が結合してもよい。
これらの原料アミンの製造方法としては様々なものがあ
り、特に制限はない。たとえば炭素数4〜10のシクロ
アルカノン、過酸化水素およびアンモニア水を反応させ
ることによって製造することができる。また、その他い
かなる方法で製造されたものであっても良く、市販品を
用いても良い。これら原料アミンは通常、常温では固体
であるのでベンゼン,トルエン,キシレン,シクロアル
カン等の溶剤に溶解させて反応系に導入することが好ま
しい。
本発明では上述の如き原料アミンにアンモニアまたはア
ンモニア供給物質を反応させることを特徴とする。ここ
で、アンモニア供給物質とは、熱分解等によりアンモニ
アを生ずる物質であり、具体的にはアンモニア水,塩化
アンモニウム,硫酸アンモニウム,消散アンモニウム,
炭酸アンモニウム,シュウ酸アンモニウム,ギ酸アンモ
ニウム,酢酸アンモニウム、その他の脂肪族カルボン酸
アンモニウムあるいはこれらの混合物を好適なものとし
て挙げることができる。これらアンモニアあるいはアン
モニア供給物質の使用量は通常原料アミン1モルに対し
てアンモニア(アンモニア供給物質の場合はアンモニア
に換算して)を1〜50モル、好ましくは5〜30モル
が適当である。アンモニア(供給物質)の使用量が上記
範囲未満であると目的化合物であるアルキルアミドの収
率が悪くなり、上記範囲を超えた場合、反応終了後の中
和処理に多量の酸が必要となるため好ましくない。
本発明の方法においては、上述の二成分を反応させるこ
とにより、二塩基酸モノアミドおよび二塩基酸ジアミド
の二種のアルキルアミドが生成する。たとえば下式 で示される1,1′−パーオキシジシクロペンチルアミン
とアンモニア(NH3)を反応させることにより、式 で示されるセバシン酸モノアミドおよび/または式 で示されるセバシン酸ジアミドが生成する。その他、前
記した原料アミンの種類に応じて種々の二塩基酸モノア
ミドおよび/または二塩基酸ジアミドを製造することが
できる。
前述した原料アミンとアンモニア(供給物質)との反応
は、様々な条件下で進行する。反応は流通式,回分式な
どの方式で行なうことができる。反応温度としては15
0〜700℃、特に250〜600ど好ましい。また、
この反応は水蒸気の存在下、または不存在下のいずれで
も進行するが、適当量の水蒸気の存在下に行なうことが
好ましい。すなわち反応に用いる水蒸気の濃度は原料ア
ミン1モルに対して0〜500モル、好ましくは10〜
200モルであり、水蒸気の量が少なすぎると反応を流
通式で行なった場合、滞留時間が長くなり、副反応が起
ることがあるため好ましくない。また水蒸気量が多すぎ
ると反応後に大容量の中和、濾過等の処理が必要となり
合理的でない。さらに、目的とするアルキルアミドの種
類によっては、(たとえば二塩基酸モノアミドの生成を
所望する場合)特に、水蒸気の存在下で反応を行なうこ
とが好ましい。なお、二塩基酸モノアミドは反応温度が
高い程多く生成され、一方二塩基酸ジアミドは350℃
前後に最も多く生成される。その他の反応条件として、
反応時間は反応を流通式で行なう場合、滞留時間は通常
0.001〜10秒であるが、0.01〜3秒が好ましい。また、不
活性ガスの導入は必ずしも必要ではないが、流通式にお
ける滞留時間の短縮のために導入することもできる。こ
の場合に用いる不活性ガスとしては窒素ガス,アルゴ
ン,炭酸ガス等熱に安定なものであれば制限なく使用で
きる。該不活性ガスの使用量についても限定はないが、
多すぎる場合、不活性ガス中に反応生成物が飛散し、そ
の回収設備が必要となることがあるので好ましくない。
なお、反応系内にはガラス玉,セラミックボール,金属
玉,金属片等の充填材を必ずしも存在させる必要はない
が、滞留時間の調節および反応原料を効率よく加熱する
という点からこれらの充填材を存在させることが好まし
い。
上述の反応によって得られる反応混合物から目的とする
アルキルアミドが得られる。この反応混合物からアルキ
ルアミドを精製する場合、その精製法については特に制
限はないが、通常は次の様にして行なうことができる。
すなわち該反応混合物をその融点以下の温度、通常は1
00℃以下の温度に冷却することにより、二塩基酸ジア
ミドであるアルキルアミドが析出沈殿する。この沈殿物
を濾過等によって溶液と分離することにより、二塩基酸
ジアミドが単離できる。一方、ここで得られた溶液を静
置すると有機層と水層がそれぞれ形成される。この有機
層中には副生成物としてシクロアルカノン,1,ω−ジ
シアノアルカン等が含まれる。一方、水層中には二塩基
酸モノアミドであるアルキルアミドが含まれ、さらに
水、未反応のアンモニア、副生成物等が含有されている
ので適当な酸(塩酸,硫酸,硝酸など)を用いて中和し
て二塩基酸モノアミドを析出沈殿させる。この沈殿物を
濾過,水洗物により溶液と分離すれば、二塩基酸モノア
ミドが単離できる。なお、ここで得られる溶液を常法に
よってエーテル抽出することにより、ω−シアノアルカ
ン酸等のカルボン酸が得られる。
〔発明の効果〕
叙上の如き本発明の方法によれば1,1′−パーオキシジ
シクロアルキルアミンから新規反応によって、一段階で
直接アルキルアミドを製造することができる。また、本
発明の方法では反応条件、特に温度条件を調整すること
によって二塩基酸モノアミドであるアルキルアミドを選
択的に製造することができる。これらのアミド類はイソ
シアナート等のファインケミカル用原料や重合用触媒
(Chem.Ab.,95:81594h)として利用されるほ
か、これらアミド類を加水分解することにより、容易に
ナイロンや可塑剤の原料となる二塩基酸へと導くことが
できる。
したがって本発明の方法は種々の化学工業の分野で有用
である。
〔実施例〕
次に、本発明を実施例により詳しく説明する。
実施例1 シクロペンタノン,過酸化水素およびアンモニア水を酢
酸アンモニウムの存在下で反応させて、過酸化物である
1,1′−パーオキシジシクロペンチルアミンを得た。こ
の1,1′−パーオキシジシクロペンチルアミン2.0g(1
0.9ミリモル)をp−キシレン10g(94.34ミリモル)
中に溶解し、内部に直径い約3mmのガラス玉を充填し、
400℃に加熱した長さ20cm内径6mmのステンレス管
(空間体積3.3cm3(空間体積=反応管の内容積−ガラス
玉の体積))に、冷却水で反応管の直前まで冷却したこ
の溶液を、400℃に予熱した窒素ガス、スチームおよ
びアンモニアガスと共に噴霧させて熱分解を行なった。
1,1′−パーオキシジシクロペンチルアミンのp−キシ
レン溶液は1時間あたり、8.3g(1,1′−パーオキシジ
シクロペンチルアミン0.127ミリモル/分、p−キシレ
ン1.10ミリモル/分)の割合でポンプで供給し、アンモ
ニアガス,スチームおよび窒素ガスは、それぞれ2.38ミ
リモル/分,12.74ミリモル/分,1.22ミリモル/分の
割合で供給した。滞留時間は0.5秒であった。
反応管下部より流出した反応液を冷却すると固形物を含
む溶液が得られた。固形物を分解乾燥し秤量したところ
0.38gの重量があった。このものをガスクロマトグラフ
質量分析計,赤外分光光度計,プロトン核磁気共鳴(1H
−NMR),同位体炭素による該磁気共鳴(13C−NM
R)で測定した結果、セバシン酸ジアミド(1.89ミリモ
ル,収率17.3モル%)であった。
一方、固形物を分離した後の反応溶液はp−キシレン層
と水層に分離した。p−キシレン層からはp−キシレン
を留去してシクロペンタノン0.14g(1.7ミリモル)が
得られた。一方、水層は塩酸で中和し、さらにpHを酸性
にしたところ白色の沈殿物が析出した。沈殿物を分離乾
燥し秤量したところ0.88gであった。この沈殿物を上記
と同様にガスクロマトグラフ質量分析計等で分析したと
ころセバシン酸モノアミド(4.37ミリモル,収率40.1モ
ル%)であった。残りの母液のエーテル抽出を行なった
ところ、9−シアノノナン酸等のカルボン酸(吉草酸,
4−ペンテン酸およびそのアミドを小量含むことを確
認)0.12gが得られた。また母液からはδ−バレロラク
タム,吉草酸,4−ペンテン酸が認められた。以上結果
を第1表に示す。
実施例2〜5 実施例1におて、熱分解の温度を第1表に示す温度にし
たこと以外は、実施例1と同様の条件で処理した。結果
を第1表に示す。
実施例6〜8 実施例1においてスチーム,アンモニアガス,窒素ガス
の流量を第2表に示す如く変更したこと以外は、実施例
1と同様に処理した。結果を第2表に示す。
比較例1,2 実施例1においてアンモニアガスを用いなかったこと、
スチームの流量を第2表に示す量に増加したこと、かつ
反応温度を第2表に示す温度にしたこと以外は実施例1
と同様に処理した。結果を第2表に示す。
実施例9 シクロヘキサノン,過酸化水素およびアンモニア水を反
応させて過酸化物である1,1′−パーオキシジシクロヘ
キシルアミンを得た。この1,1′−パーオキシジシクロ
ヘキシルアミン2.1g(9.94ミリモル)をベンゼン10
g(128ミリモル)中に溶解し、実施例1と同様、内
部に直径約3mmのガラス玉を充填し400℃に加熱した
長さ20cm内径6mmのステンレス管に、この溶液を窒素
ガス,スチームおよびアンモニアガスと共に噴霧させて
熱分解を行なった。
1,1′−パーオキシジシクロヘキシルアミンのベンゼン
溶液は1時間あたり8.2g(1,1′−パーオキシジシクロ
ヘキシルアミン0.112ミリモル/分,ベンゼン1.45ミリ
モル/分)の割合でポンプで供給し、アンモニアガス,
スチームおよび窒素ガスはそれぞれ2.38ミリモル/分,
12.7ミリモル/分,1.22ミリモル/分の割合で供給し
た。滞留時間は0.5秒であった。
反応管下部より流出した反応液を冷却すると固形物を含
む溶液が得られた。固形物を分離乾燥し秤量したところ
0.362gの重量があった。このものを実施例1と同様に
ガスクロマトグラフ質量分析計,赤外分光光度計等で測
定した結果、ドデカン二酸ジアミド(1.59ミリモル,収
率16.0モル%)であった。
一方、固形物を分離した後の反応溶液は、ベンゼン層と
水層に分離した。水層は、塩酸で中和しさらにpHを酸性
にしたところ、白色の沈殿物が析出した。沈殿物を分離
乾燥し秤量したところ0.561gであった。この沈殿物を
上記と同様にガスクロマトグラフ質量分析計等で分析し
たところドデカン二酸モノアミド(2.45ミリモル,収率
24.6%)であった。残りの母液のエーテル抽出を行なっ
たところ、11−シアノウンデカン酸等のカルボン酸0.
37gが得られた。また、母液からは、ε−カプロラクタ
ム,カプロン酸,5−ヘキセン酸が確認された。
比較例3 実施例9においてアンモニアガスを用いなかったことお
よびスチームの流量を15.1ミリモル/分に増加したこと
以外は実施例9と同様の条件で熱分解を行なった。得ら
れた固形物を含む反応液に少量のアンモニア水を加えて
アルカリ性とし、よく攪拌した後固形物を分離乾燥し秤
量したところ0.081gの重量があった。このものを実施
例9と同様にガスクロマトグラフ質量分析計等により分
析したところドデカン二酸ジアミド(0.36ミリモル,収
率3.6%)であった。
一方、得られた反応溶液は、ベンゼン層と水層に分離し
た。水層は、塩酸で中和しさらにpHを酸性にしたとこ
ろ、白色の沈殿物を得た。沈殿物を分離乾燥し秤量した
ところ0.447gであった。この沈殿物を上記と同様にガ
スクロマトグラフ質量分析計等で分析したところドデカ
ン二酸モノアミド(0.95ミリモル,収率9.6モル%)で
あった。また、残りの母液のエーテル抽出を行なったと
ころ、11−シアノウンデカン酸等のカルボン酸0.201
gが得られた。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭素数4〜10のシクロアルキル基を有す
    る1,1′−パーオキシジシクロアルキルアミンを、アン
    モニアまたはアンモニア供給物質と反応させることを特
    徴とするアルキルアミドの製造方法。
  2. 【請求項2】1,1′−パーオキシジシクロアルキルアミ
    ンが1,1′−パーオキシジシクロペンチルアミン,1,1′
    −パーオキシジシクロヘキシルアミン,1,1′−パーオ
    キシジシクロヘプチルアミンあるいは1,1′−パーオキ
    シジシクロオクチルアミンである特許請求の範囲第1項
    記載の製造方法。
  3. 【請求項3】反応温度が150〜700℃である特許請
    求の範囲第1項記載の製造方法。
  4. 【請求項4】反応を水蒸気の存在下で行なう特許請求の
    範囲第1項記載の製造方法。
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