JPH06184104A - Production of n-arylmaleimides - Google Patents

Production of n-arylmaleimides

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Publication number
JPH06184104A
JPH06184104A JP34031492A JP34031492A JPH06184104A JP H06184104 A JPH06184104 A JP H06184104A JP 34031492 A JP34031492 A JP 34031492A JP 34031492 A JP34031492 A JP 34031492A JP H06184104 A JPH06184104 A JP H06184104A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction
acid catalyst
polar solvent
aprotic polar
maleic anhydride
Prior art date
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Pending
Application number
JP34031492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihide Yamamoto
敏秀 山本
Shoichi Mizuno
昌一 水野
Masato Watanabe
真人 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Priority to JP34031492A priority Critical patent/JPH06184104A/en
Publication of JPH06184104A publication Critical patent/JPH06184104A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To carry out reduction of waste matter and improve economical efficiency and further suppress the formation of by-products difficult to separate and obtain an N-arylmaleimide in high yield by separating and recovering an acid catalyst and an aprotic polar solvent and repeatedly using the catalyst and the solvent. CONSTITUTION:In reacting maleic anhydride with an aromatic pirmary amine in an organic solvent including an aprotic polar solvent in the presence of an acid catalyst, the reaction is carried out by using the aprotic polar solvent and sulfuric acid as an acid catalyst which was previously dehydrated by azeotrope formation with the organic solvent. The molar ratio of the maleic anhydride to the aromatic primary amines to be supplied is kept usually 1.0-3.0, preferably 1.0-1.5 and the reaction is carried out at 80-170 deg.C, preferably 90-150 deg.C. After the reaction is finished, the acid catalyst and the solvent are extracted with water and are separated and recovered by concentration the water extract to provide the objective N-arylmaleimide represented by the formula (R<1> to R<5> are H, halogen, NO2, OH, COOH, 1-6C alkyl, alkoxy, phenyl or sulfonyl).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ABS、PMMA、P
VC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、N−アリールマレイミド類を高収率で製造す
る方法に関する。
The present invention relates to ABS, PMMA, P
The present invention relates to a method for producing N-arylmaleimides in high yield, which is useful as a heat resistance improver for resins such as VC and as an intermediate for medicines and agricultural chemicals.

【0002】[0002]

【従来の技術】マレイミド類の製造技術については、古
くから研究がなされている。マレイミド類を製造する方
法としては例えば、特開昭53−68770号公報に
は、無水マレイン酸と芳香族第一アミン類から得られる
マレインアミド酸を酸触媒及びジメチルアセトアミド等
の非プロトン性極性溶媒の存在下、水非混和性溶媒中、
高温で反応させてマレイミド類を製造する方法が開示さ
れている。また、特開昭63−122666号公報に
は、無水マレイン酸を酸触媒の存在下または不存在下に
ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒を含む
芳香族系有機溶媒中50〜200℃の温度範囲で芳香族
第一アミン類と反応させることによりマレイミド類を製
造する方法が開示されている。しかしながら、これらの
方法によれば、反応に使用された酸触媒及び非プロトン
性極性溶媒は回収されることはなく多量の産業廃棄物と
なることから環境上問題があった。
2. Description of the Related Art Research on the production technology of maleimides has been conducted for a long time. As a method for producing maleimides, for example, JP-A-53-68770 discloses a maleamic acid obtained from maleic anhydride and an aromatic primary amine with an acid catalyst and an aprotic polar solvent such as dimethylacetamide. In a water-immiscible solvent in the presence of
A method for producing maleimides by reacting at high temperature is disclosed. Further, JP-A-63-122666 discloses that maleic anhydride is heated in an aromatic organic solvent containing an aprotic polar solvent such as dimethyl sulfoxide in the presence or absence of an acid catalyst at a temperature of 50 to 200 ° C. A method for producing maleimides by reacting with aromatic primary amines in a range is disclosed. However, according to these methods, the acid catalyst and the aprotic polar solvent used in the reaction are not recovered and become a large amount of industrial waste, which is an environmental problem.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、酸触
媒及び非プロトン性極性溶媒を分離回収し、繰り返し使
用することにより、廃棄物の低減および経済性の向上を
行い、さらに分離困難なN−アリール−3−アリールア
ミノコハクイミド等の副生成物を抑制し、高収率でN−
アリールマレイミド類を製造する方法を提供することに
ある。
The object of the present invention is to reduce the amount of waste and improve the economical efficiency by separating and recovering the acid catalyst and the aprotic polar solvent, and repeatedly using them. By-products such as N-aryl-3-arylaminosuccinimide are suppressed, and N-aryl-3
It is to provide a method for producing an arylmaleimide.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の問
題点に鑑み、鋭意検討を行った結果、以下に示すような
知見を得た。酸触媒として硫酸類を何ら処理すること無
く用いる場合には、反応過程で反応中間体であるマレイ
ンアミド酸および生成したマレイミド類の分解生成物と
考えられる酸性成分からなる除去困難な高粘性の残渣が
反応器内に残ると共に反応収率が低下する。さらに、無
水マレイン酸を含む有機溶媒の還流下に芳香族第一アミ
ン類を添加する方法では、反応系内の水分により無水マ
レイン酸が加水分解を受けてマレイン酸となり反応基質
として作用しなくなるばかりでなく、無水マレイン酸が
生成する水と共に徐々に反応系外に留去される。この結
果、芳香族第一アミン類に対する無水マレイン酸の不足
をきたし、N−アリール−3−アリールコハクイミド等
が多量に副生し、収率を低下させるという知見を得た。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made earnest studies in view of the above-mentioned problems, and have obtained the following findings. When sulfuric acid is used as an acid catalyst without any treatment, it is a highly viscous residue that is difficult to remove and consists of maleic amic acid which is a reaction intermediate in the reaction process and an acidic component which is considered to be a decomposition product of the maleimides formed. Remain in the reactor and the reaction yield decreases. Furthermore, in the method of adding the aromatic primary amines under the reflux of the organic solvent containing maleic anhydride, the maleic anhydride is hydrolyzed by the water in the reaction system to become maleic acid and does not act as a reaction substrate. Instead, maleic anhydride is gradually distilled out of the reaction system together with water. As a result, it was found that maleic anhydride was deficient with respect to the aromatic primary amines, a large amount of N-aryl-3-arylsuccinimide and the like was by-produced, and the yield was reduced.

【0005】これらの知見に基づき、硫酸類を芳香族系
の有機溶媒とあらかじめ脱水処理したものを酸触媒とし
て用い、この有機溶媒還流下に無水マレイン酸が芳香族
第一アミン類に対して常に当量以上となるように添加す
ることにより収率よくN−アリールマレイミド類を製造
することができることを見いだした。また、反応に使用
される非プロトン性極性溶媒および酸触媒は、反応終了
時に水抽出することにより反応液中から水相へ移し、こ
れを濃縮することで回収することができるばかりではな
く、繰り返し使用可能であることを見いだし本発明を完
成するに至った。
Based on these findings, sulfuric acid is used as an acid catalyst after dehydration treatment with an aromatic organic solvent, and maleic anhydride is constantly reacted with aromatic primary amines under reflux of this organic solvent. It was found that the N-arylmaleimides can be produced in good yield by adding them in an amount not less than the equivalent amount. Further, the aprotic polar solvent and the acid catalyst used in the reaction can be recovered not only by transferring them from the reaction solution to the aqueous phase by extracting with water at the end of the reaction and concentrating them, but also by repeating them. The inventors have found that they can be used and completed the present invention.

【0006】即ち、本発明は、非プロトン性極性溶媒を
含む有機溶媒中、酸触媒の存在下に無水マレイン酸と芳
香族第一アミン類からN−アリールマレイミド類を製造
するにあたり、非プロトン性極性溶媒として、N−メチ
ル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミドま
たはジメチルスルホキシドを用い、酸触媒として使用す
る硫酸類をあらかじめ、有機溶媒と共に共沸脱水する工
程、無水マレイン酸の芳香族第一アミン類に対するモル
比が常に1.0〜3.0となるように供給する工程、反
応終了後、酸触媒及び非プロトン性極性溶媒を水抽出す
る工程、酸触媒及び非プロトン性極性溶媒を含む水抽出
液を濃縮する工程を含む下記一般式(1)
That is, according to the present invention, in producing N-arylmaleimides from maleic anhydride and aromatic primary amines in the presence of an acid catalyst in an organic solvent containing an aprotic polar solvent, an aprotic Using N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide or dimethylsulfoxide as the polar solvent, a step of azeotropic dehydration of sulfuric acid used as an acid catalyst with an organic solvent in advance, and a maleic anhydride aromatic group. The step of supplying so that the molar ratio to the one amine is always 1.0 to 3.0, the step of extracting the acid catalyst and the aprotic polar solvent with water after the reaction, The following general formula (1) including the step of concentrating the water extract containing

【0007】[0007]

【化2】 [Chemical 2]

【0008】(式中、R1、R2、R3、R4およびR5
それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、水
酸基、カルボキシル基、炭素数1〜6のアルキル基、ア
ルコキシル基、フェニル基およびスルホニル基を示す)
で示されるN−アリールマレイミド類の製造方法及びこ
の方法において回収された酸触媒及び非プロトン性極性
溶媒を有機溶媒と共に共沸脱水し、触媒層中の水分を完
全に除去する工程、無水マレイン酸の芳香族第一アミン
類に対するモル比が常に1.0〜3.0となるように供
給する工程、反応終了後、触媒及び非プロトン性極性溶
媒を反応液中から水抽出する工程、水抽出液を濃縮して
酸触媒及び非プロトン性極性溶媒を分離回収する工程を
含むN−アリールマレイミド類の製造方法である。
(Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxyl group. , Phenyl group and sulfonyl group)
And a step of azeotropically dehydrating the acid catalyst and aprotic polar solvent recovered in this method together with an organic solvent to completely remove water in the catalyst layer, maleic anhydride The step of supplying so that the molar ratio to the aromatic primary amines is always 1.0 to 3.0, the step of extracting the catalyst and the aprotic polar solvent from the reaction solution after completion of the reaction, and the water extraction It is a method for producing N-arylmaleimides, which comprises a step of concentrating a liquid to separate and collect an acid catalyst and an aprotic polar solvent.

【0009】以下、本発明について詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

【0010】本発明の方法では、まず酸触媒と有機溶媒
との混合物を共沸脱水する。酸触媒とはH2SO4を含有
するものを意味し、具体的には例えば濃硫酸、希硫酸、
発煙硫酸等を挙げることができ、取扱いの容易さ及び共
沸脱水処理の容易さから濃硫酸を用いることが好まし
い。尚、酸触媒に例えばキシレンスルホン酸、トルエン
スルホン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、
エタンスルホン酸、オクタンスルホン酸等のスルホン酸
類を併用しても差し支えない。
In the method of the present invention, first, the mixture of the acid catalyst and the organic solvent is azeotropically dehydrated. The acid catalyst means one containing H 2 SO 4 , and specifically, for example, concentrated sulfuric acid, diluted sulfuric acid,
Fuming sulfuric acid and the like can be mentioned, and it is preferable to use concentrated sulfuric acid from the viewpoint of easy handling and azeotropic dehydration treatment. The acid catalyst may be, for example, xylene sulfonic acid, toluene sulfonic acid, methane sulfonic acid, benzene sulfonic acid,
Sulfonic acids such as ethanesulfonic acid and octanesulfonic acid may be used in combination.

【0011】一方、有機溶媒は、N−アリールマレイミ
ド類及び反応基質に対して不活性であり、水と不混和性
の有機溶媒であれば良い。例えば、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クメン、エチルベンゼン、クロロベンゼ
ン、ニトロベンゼン、メシチレン及びアニソール等を挙
げることができ、反応温度の制御や溶媒の除去の容易さ
からトルエンおよびキシレンを用いることが好ましい。
また、その使用量は芳香族第一アミン類の重量に対して
1〜7倍、好ましくは1〜4倍とすることが適当であ
る。
On the other hand, the organic solvent may be an organic solvent which is inactive with respect to the N-arylmaleimides and the reaction substrate and immiscible with water. Examples thereof include benzene, toluene, xylene, cumene, ethylbenzene, chlorobenzene, nitrobenzene, mesitylene, and anisole, and it is preferable to use toluene and xylene from the viewpoint of control of reaction temperature and easy removal of the solvent.
Further, the amount used is appropriately 1 to 7 times, preferably 1 to 4 times the weight of the aromatic primary amines.

【0012】上記共沸脱水においては、硫酸として例え
ば濃硫酸を用いた場合、濃硫酸中のH2SO41モルに対
して、約0.2モルから1.1モル、より好ましくは
0.4モルから1.1モルの水を留出させることが、マ
レイミド類の収率を高めるという観点から適当である。
硫酸として希硫酸を用いた場合には、水の留出量は上記
の量より一般に多くなる。
[0012] In the above azeotropic dehydration, when using, for example, concentrated sulfuric acid as sulfuric acid, relative to H 2 SO 4 1 mole of concentrated sulfuric acid, 1.1 mol to about 0.2 mol, more preferably 0. It is suitable to distill 4 to 1.1 mol of water from the viewpoint of increasing the yield of maleimides.
When dilute sulfuric acid is used as sulfuric acid, the amount of water distilled out is generally higher than the above amount.

【0013】共沸脱水は、例えば70〜180℃、好ま
しくは80〜160℃で10〜90分間、好ましくは1
5〜60分間加熱することにより行うことができ、常圧
は勿論のこと加圧、減圧のいずれでも行うことができ
る。また、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行
うことが好ましい。
Azeotropic dehydration is carried out, for example, at 70 to 180 ° C., preferably 80 to 160 ° C. for 10 to 90 minutes, preferably 1
It can be carried out by heating for 5 to 60 minutes, and it can be carried out not only at normal pressure but also under pressure or under pressure. In addition, it is preferable to carry out in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon.

【0014】硫酸の使用量は、少なすぎるとイミド化の
反応速度が低下し、反応が充分に進行せず、反応時間が
長くなる傾向がある。また、多すぎると加水分解、重合
および異性化反応による副生成物が多量に生成する傾向
があるため、原料の芳香族第一アミン類100モルに対
して0.5〜30モル、好ましくは1〜15モル使用す
ることが適当である。
If the amount of sulfuric acid used is too small, the reaction rate of imidization decreases, the reaction does not proceed sufficiently, and the reaction time tends to be long. Further, when the amount is too large, a large amount of by-products due to hydrolysis, polymerization and isomerization reaction tends to be generated, so 0.5 to 30 mol, preferably 1 to 100 mol of the aromatic primary amine as a raw material is used. It is suitable to use ~ 15 mol.

【0015】本反応系に使用される非プロトン性極性溶
媒としては、例えばN,N−ジメチルホルムアミド、N
−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド等を
挙げることができる。またその使用量は、芳香族第一ア
ミン類100モルに対して0.5〜40モル、好ましく
は1〜30モルとすることが適当である。この非プロト
ン性極性溶媒の添加方法としては、最初に一括して添加
しても良いし、連続的または逐時的に添加しても差し支
えない。非プロトン性極性溶媒の添加量が多くなりすぎ
るとマレイミド類の選択性が低下する傾向がみられ、逆
に少なすぎると反応速度の低下によりマレイミド類の反
応収率が低下する傾向がみられる。
Examples of the aprotic polar solvent used in this reaction system include N, N-dimethylformamide and N
-Methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide and the like can be mentioned. The amount used is 0.5 to 40 mol, preferably 1 to 30 mol, per 100 mol of the aromatic primary amine. The aprotic polar solvent may be added all at once at the beginning or may be added continuously or intermittently. If the addition amount of the aprotic polar solvent is too large, the selectivity of the maleimides tends to decrease, and conversely, if it is too small, the reaction rate of the maleimides tends to decrease due to the decrease of the reaction rate.

【0016】また、本反応系では重合禁止剤として硫酸
銅(II)等の銅の無機塩を用い、その使用量は無水マ
レイン酸に対して0.0002wt%〜5wt%、好ま
しくは0.001wt%〜1wt%である。
In this reaction system, an inorganic copper salt such as copper (II) sulfate is used as a polymerization inhibitor, and the amount thereof is 0.0002 wt% to 5 wt%, preferably 0.001 wt% with respect to maleic anhydride. % To 1 wt%.

【0017】また、本反応に使用される芳香族第一アミ
ン類は、特に限定されるものではなく、芳香環にメチル
基およびエチル基のようなアルキル基、メトキシ基およ
びエトキシ基のようなアルコキシル基、ニトロ基、アミ
ノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホニル
基、フルオロ、クロロ、ブロモ等のハロゲン等の置換基
を有していても一向に差し支えない。
The aromatic primary amines used in this reaction are not particularly limited, and the aromatic ring has an alkyl group such as a methyl group and an ethyl group, an alkoxyl group such as a methoxy group and an ethoxy group. There is no problem even if it has a substituent such as a group, a nitro group, an amino group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonyl group, a halogen such as fluoro, chloro and bromo.

【0018】具体的には、アニリン、2−クロロアニリ
ン、3−クロロアニリン、4−クロロアニリン、4−フ
ルオロアニリン、4−ブロモアニリン、2−ニトロアニ
リン、2−ヒドロキシアニリン、4−ヒドロキシアニリ
ン、2−アミノアニリン、2,6−ジクロロアニリン、
4−メトキシアニリン、4−エトキシアニリン、4−メ
チルアニリン、2,6−ジメチルアニリン、4−カルボ
キシルアニリン、2,4,6−トリクロロアニリン、4
−スルホニルアニリンおよびビフェニルアミン等を挙げ
ることができる。
Specifically, aniline, 2-chloroaniline, 3-chloroaniline, 4-chloroaniline, 4-fluoroaniline, 4-bromoaniline, 2-nitroaniline, 2-hydroxyaniline, 4-hydroxyaniline, 2-aminoaniline, 2,6-dichloroaniline,
4-methoxyaniline, 4-ethoxyaniline, 4-methylaniline, 2,6-dimethylaniline, 4-carboxyaniline, 2,4,6-trichloroaniline, 4
Examples thereof include sulfonylaniline and biphenylamine.

【0019】もう一方の原料である無水マレイン酸は、
いかなる供給源から得られたものを用いてもよく、無水
マレイン酸の使用量は芳香族第一アミン類に対してモル
比で1:3.0であれば特に限定されるものではない
が、好ましくは1:1.0〜2.0、より好ましくは
1:1.0〜1.5のモル比で使用することが経済的で
望ましい。無水マレイン酸の使用量が芳香族第一アミン
類に対してモル比で1未満の場合には、転化率の低下に
よるマレイミド類の収率が低下するばかりではなく、精
製困難なN−アリール−3−アリールコハクイミド等の
副生成物が多く生成する傾向がみられる。
The other raw material, maleic anhydride, is
What is obtained from any source may be used, and the amount of maleic anhydride used is not particularly limited as long as it is 1: 3.0 in a molar ratio with respect to the aromatic primary amines. It is economical and desirable to use it at a molar ratio of preferably 1: 1.0 to 2.0, more preferably 1: 1.0 to 1.5. When the amount of maleic anhydride used is less than 1 in terms of molar ratio with respect to the aromatic primary amines, not only the yield of maleimides decreases due to the decrease in conversion but also N-aryl- which is difficult to purify. There is a tendency that many by-products such as 3-arylsuccinimide are produced.

【0020】本反応における反応条件は、反応温度を8
0〜170℃、好ましくは90〜150℃とすることが
望ましい。反応温度が低すぎると、反応速度が低下し反
応時間が長くなり、マレイミド類の収率が低下する。逆
に反応温度が高くなると加水分解、重合および異性化反
応の抑制が困難となりマレイミド類の選択性が低下す
る。さらに、本反応は前述の温度範囲であれば、常圧下
は勿論のこと加圧下あるいは減圧下においても行うこと
ができる。反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲
気下で好ましく行うことができる。
The reaction conditions in this reaction are that the reaction temperature is 8
It is desirable that the temperature is 0 to 170 ° C, preferably 90 to 150 ° C. If the reaction temperature is too low, the reaction rate decreases, the reaction time increases, and the yield of maleimides decreases. On the contrary, when the reaction temperature becomes high, it becomes difficult to suppress the hydrolysis, polymerization and isomerization reactions, and the selectivity of maleimides decreases. Further, this reaction can be carried out not only under normal pressure but also under pressure or under reduced pressure within the above temperature range. The reaction can be preferably carried out under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon.

【0021】本発明の方法については以下詳しく説明す
る。
The method of the present invention is described in detail below.

【0022】本発明の方法では、まず酸触媒と有機溶媒
を加熱還流下に0.5〜1時間かけて脱水処理を行う。
脱水処理を行った後、前述の非プロトン性極性溶媒の内
から選ばれる少なくとも1種以上を添加する。この混合
物を還流させ、還流下に無水マレイン酸及び芳香族第一
アミン類を同時に添加する。この際、既に添加された芳
香族第一アミン類に対する既に添加された無水マレイン
酸のモル比が常に1以上となるように添加する。添加の
方法は連続的に行っても、断続的に行っても別にかまわ
ない。さらに、芳香族第一アミン類はそのまま使用して
も良いし、溶媒に溶解した後使用しても良い。また、反
応の進行に伴って生成した縮合水を系外に除去すること
が好ましい。
In the method of the present invention, first, the acid catalyst and the organic solvent are heated under reflux for 0.5 to 1 hour for dehydration.
After the dehydration treatment, at least one selected from the above-mentioned aprotic polar solvents is added. The mixture is brought to reflux and maleic anhydride and aromatic primary amines are added simultaneously under reflux. At this time, it is added so that the molar ratio of the already added maleic anhydride to the already added aromatic primary amines is always 1 or more. The method of addition may be continuous or intermittent. Furthermore, the aromatic primary amines may be used as they are, or may be used after being dissolved in a solvent. Further, it is preferable to remove the condensed water generated along with the progress of the reaction to the outside of the system.

【0023】また、無水マレイン酸は、固体のまま添加
してもかまわないが、予め60〜70℃でそのまま溶融
するかまたは、少量の溶媒に溶解して添加する方が好ま
しい。添加に要する時間は、0.5〜8時間であり、好
ましくは1〜4時間である。添加時間が短いと反応中間
体であるマレインアミド酸が多量に残存し、添加後の反
応時間が長くなる。添加時間が長いと、重合、加水分解
等により目的とするマレイミド類の選択性が低下する。
添加が終了した後、更に還流を継続させることにより反
応が完了する。
The maleic anhydride may be added as a solid as it is, but it is preferable that the maleic anhydride is melted as it is at 60 to 70 ° C. in advance or dissolved in a small amount of a solvent and added. The time required for addition is 0.5 to 8 hours, preferably 1 to 4 hours. When the addition time is short, a large amount of maleamic acid, which is a reaction intermediate, remains, and the reaction time after addition becomes long. When the addition time is long, the selectivity of the target maleimides decreases due to polymerization, hydrolysis and the like.
After the addition is completed, the reaction is completed by continuing the reflux.

【0024】原料の添加終了後の反応時間は、反応温度
により異なるが0.5〜2時間程度行うことが好まし
い。これよりも反応時間が短いと、転化率が低くなる。
逆に、反応時間が長いと副反応が起こり易く選択性が低
下し好ましくない。
The reaction time after the addition of the raw materials varies depending on the reaction temperature, but it is preferably about 0.5 to 2 hours. When the reaction time is shorter than this, the conversion rate becomes low.
On the contrary, if the reaction time is long, side reactions are likely to occur and the selectivity is lowered, such being undesirable.

【0025】反応終了後、反応液に水を添加することに
よりマレイミド類が含まれる有機相と酸触媒及び極性溶
媒を含む水相に分離する。この時水量は、反応液重量に
対し10〜100wt%、好ましくは15〜70wt%
の水を使用することが適当である。この分離操作を1〜
5回繰り返す。用いる水量が多いと、後の水を除去する
行程での無駄が多くなり、水量が少ないと酸触媒及び非
プロトン性極性溶媒が充分に抽出できないため繰り返し
使用するために極性溶媒を多量に補充する必要があり不
経済となる。この時回収される酸触媒は、用いた酸触媒
全量に対して95〜100%に相当する。また、回収さ
れる極性溶媒は、用いた極性溶媒全量に対して85〜1
00%に相当する。回収した触媒を再度使用するに当た
り、そのまま使用しても反応収率に大きな変化は見られ
ないが、繰り返し何度も使用するためには極性溶媒を損
失分即ち、最初に添加した量の0〜15%分を追加して
反応を行うことが望ましい。また、酸触媒に関しては追
加しても、しなくても大きな影響は無い。分離した酸触
媒及び極性溶媒を含む水相から水を減圧除去し、さらに
反応に用いる有機溶媒と共に共沸脱水することにより繰
り返し酸触媒及び極性溶媒を使用することが可能とな
る。
After completion of the reaction, water is added to the reaction solution to separate it into an organic phase containing maleimides and an aqueous phase containing an acid catalyst and a polar solvent. At this time, the amount of water is 10 to 100 wt%, preferably 15 to 70 wt% with respect to the weight of the reaction liquid.
It is suitable to use the water. This separation operation 1
Repeat 5 times. If the amount of water used is large, the waste in the process of removing water afterwards becomes large, and if the amount of water is small, the acid catalyst and aprotic polar solvent cannot be extracted sufficiently, so a large amount of polar solvent is replenished for repeated use. It is necessary and uneconomical. The acid catalyst recovered at this time corresponds to 95 to 100% of the total amount of the acid catalyst used. Moreover, the polar solvent to be recovered is 85 to 1 with respect to the total amount of the polar solvent used.
Equivalent to 00%. When the recovered catalyst is reused, the reaction yield does not change significantly even if it is used as it is, but in order to use it repeatedly, the loss of the polar solvent, that is, the amount of 0 to It is desirable to carry out the reaction by adding 15%. Moreover, regarding the acid catalyst, there is no significant effect even if it is added or not. By removing water from the separated aqueous phase containing the acid catalyst and the polar solvent under reduced pressure, and further performing azeotropic dehydration with the organic solvent used in the reaction, it becomes possible to repeatedly use the acid catalyst and the polar solvent.

【0026】一方、水抽出後の有機相は、希重曹水で洗
浄後、蒸留することによりN−アリールマレイミド類を
単離することができる。
On the other hand, the organic phase after water extraction can be washed with dilute aqueous sodium hydrogen carbonate and then distilled to isolate N-arylmaleimides.

【0027】本発明の方法により得られる一般式(1)
で示されるN−アリールマレイミド類としては例えば、
N−フェニルマレイミド、N−(2−クロロフェニル)
マレイミド、N−(3−クロロフェニル)マレイミド、
N−(4−クロロフェニル)マレイミド、N−(4−フ
ルオロフェニル)マレイミド、N−(4−ブロモフェニ
ル)マレイミド、N−(4−ニトロフェニル)マレイミ
ド、N−(2−アミノフェニル)マレイミド、N−(2
−ヒドロキシフェニル)マレイミド、N−(4−ヒドロ
キシフェニル)マレイミド、N−(4−メトキシフェニ
ル)マレイミド、N−(4−エトキシフェニル)マレイ
ミド、N−(4−メチルフェニル)マレイミド、N−
(2,6−ジクロロフェニル)マレイミド、N−(2,
6−ジメチルフェニル)マレイミド、N−(4−カルボ
キシルフェニル)マレイミド、N−(2,4,6−トリ
クロロフェニル)マレイミド、N−(2,4,6−トリ
メチルフェニル)マレイミド、N−(4−スルホニルフ
ェニル)マレイミド及びN−ビフェニルマレイミド等を
挙げることができる。
The general formula (1) obtained by the method of the present invention
Examples of N-arylmaleimides represented by
N-phenylmaleimide, N- (2-chlorophenyl)
Maleimide, N- (3-chlorophenyl) maleimide,
N- (4-chlorophenyl) maleimide, N- (4-fluorophenyl) maleimide, N- (4-bromophenyl) maleimide, N- (4-nitrophenyl) maleimide, N- (2-aminophenyl) maleimide, N -(2
-Hydroxyphenyl) maleimide, N- (4-hydroxyphenyl) maleimide, N- (4-methoxyphenyl) maleimide, N- (4-ethoxyphenyl) maleimide, N- (4-methylphenyl) maleimide, N-
(2,6-dichlorophenyl) maleimide, N- (2,
6-dimethylphenyl) maleimide, N- (4-carboxylphenyl) maleimide, N- (2,4,6-trichlorophenyl) maleimide, N- (2,4,6-trimethylphenyl) maleimide, N- (4- Examples thereof include sulfonylphenyl) maleimide and N-biphenylmaleimide.

【0028】[0028]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、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 described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0029】実施例1 温度計、水分離器、冷却管および撹拌機を備えた500
ml四つ口フラスコにキシレン90ml、および濃硫酸
0.53mlを加え常圧下、130〜135℃の温度範
囲で30分間撹拌還流して生成する水0.4mlを共沸
により系外に留去した。加熱還流、共沸脱水後、80℃
まで放令し、N−メチル−2−ピロリドン7.2ml及
び重合禁止剤として硫酸銅50mg(無水マレイン酸に
対して200ppm)を加え、この混合物が還流する1
30〜135℃まで昇温した。還流開始後、15mlの
キシレンに溶解したアニリン46.6g(0.5mo
l)および20mlのキシレンに溶解した無水マレイン
酸51.4g(0.525mol)とを各々一定速度で
同時に滴下を始め1.5時間かけて全量を滴下した。反
応により生成する水はキシレンと共に反応系外に留去し
た。アニリンおよび無水マレイン酸の滴下終了後、0.
5時間還流下に反応を継続した。
Example 1 500 equipped with thermometer, water separator, condenser and stirrer
90 ml of xylene and 0.53 ml of concentrated sulfuric acid were added to a 4-ml four-necked flask, and 0.4 ml of water produced by stirring and refluxing for 30 minutes at a temperature range of 130 to 135 ° C. under normal pressure was distilled out of the system by azeotropic distillation. . After heating to reflux and azeotropic dehydration, 80 ℃
And 7.2 ml of N-methyl-2-pyrrolidone and 50 mg of copper sulfate as a polymerization inhibitor (200 ppm with respect to maleic anhydride) are added, and the mixture is refluxed.
The temperature was raised to 30 to 135 ° C. After the start of reflux, 46.6 g (0.5 mo of aniline dissolved in 15 ml of xylene)
1) and 51.4 g (0.525 mol) of maleic anhydride dissolved in 20 ml of xylene were simultaneously added dropwise at a constant rate and the entire amount was added over 1.5 hours. Water generated by the reaction was distilled out of the reaction system together with xylene. After the addition of aniline and maleic anhydride was completed,
The reaction was continued under reflux for 5 hours.

【0030】反応終了後、反応液を50ml(反応液全
重量に対し25wt%)の純水で二回水洗を行った。水
洗後、さらに希重曹水で洗浄後、有機相から減圧下にキ
シレンを除去して黄色固体状のN−フェニルマレイミド
の粗結晶87.7gを得た。
After completion of the reaction, the reaction solution was washed twice with 50 ml of pure water (25 wt% based on the total weight of the reaction solution). After washing with water and further with dilute aqueous sodium hydrogen carbonate, xylene was removed from the organic phase under reduced pressure to obtain 87.7 g of a yellow solid crude crystal of N-phenylmaleimide.

【0031】高速液体クロマトグラフィーにより分析し
たところ、この結晶の純度は95.9wt%であり、収
率は97.1mol%であった。この時反応系外に留出
した無水マレイン酸量は用いた無水マレイン酸に対し
3.2mol%であった。
Analysis by high performance liquid chromatography revealed that the crystals had a purity of 95.9 wt% and a yield of 97.1 mol%. At this time, the amount of maleic anhydride distilled out of the reaction system was 3.2 mol% with respect to the maleic anhydride used.

【0032】実施例2 実施例1で回収した水洗液を減圧下に水を除去し、酸触
媒及びN−メチル−2−ピロリドンを回収し、実施例1
で用いた反応装置により繰り返し反応を行った。回収し
た触媒液を90mlのキシレンと共に、30分間共沸脱
水させて、触媒液中の水分を完全に除去した。共沸脱水
後、80℃まで放冷し、N−メチル−2−ピロリドン
1.4mlを加え、この混合物が還流する130〜13
5℃まで昇温した。還流開始後、15mlのキシレンに
溶解したアニリン46.6g(0.5mol)および2
0mlのキシレンに溶解した無水マレイン酸51.4g
(0.525mol)とを各々一定速度で同時に滴下を
始め1.5時間かけて全量を滴下した。反応により生成
する水はキシレンと共に反応系外に留去した。アニリン
および無水マレイン酸の滴下終了後、0.5時間還流下
に反応を継続した。
Example 2 The washing solution recovered in Example 1 was depressurized to remove water to recover the acid catalyst and N-methyl-2-pyrrolidone.
The reaction was repeated using the reaction apparatus used in. The recovered catalyst solution was azeotropically dehydrated with 90 ml of xylene for 30 minutes to completely remove water in the catalyst solution. After azeotropic dehydration, the mixture is allowed to cool to 80 ° C., 1.4 ml of N-methyl-2-pyrrolidone is added, and the mixture is refluxed 130 to 13
The temperature was raised to 5 ° C. After the start of refluxing, 46.6 g (0.5 mol) of aniline dissolved in 15 ml of xylene and 2
51.4 g maleic anhydride dissolved in 0 ml xylene
And (0.525 mol) were simultaneously added dropwise at a constant rate, and the whole amount was added dropwise over 1.5 hours. Water generated by the reaction was distilled out of the reaction system together with xylene. After the addition of aniline and maleic anhydride was completed, the reaction was continued under reflux for 0.5 hours.

【0033】反応終了後、反応液を60mlの純水で二
回水洗を行った。水洗後、さらに希重曹水で洗浄後、有
機相から減圧下にキシレンを除去して黄色固体状のN−
フェニルマレイミドの粗結晶87.7gを得た。
After completion of the reaction, the reaction solution was washed twice with 60 ml of pure water. After washing with water and further with diluted sodium bicarbonate water, xylene was removed from the organic phase under reduced pressure to obtain a yellow solid N-.
87.7 g of crude phenylmaleimide crystals were obtained.

【0034】高速液体クロマトグラフィーにより分析し
たところ、この結晶の純度は95.9wt%であり、収
率は97.1mol%であった。この時反応系外に留出
した無水マレイン酸量は用いた無水マレイン酸に対し
3.0mol%であった。
Analysis by high performance liquid chromatography revealed that the crystals had a purity of 95.9 wt% and a yield of 97.1 mol%. At this time, the amount of maleic anhydride distilled out of the reaction system was 3.0 mol% with respect to the maleic anhydride used.

【0035】実施例3〜5 実施例2と同様に回収した酸触媒相を繰り返し3回まで
使用して反応を行った。その結果を表1にまとめて示
す。
Examples 3 to 5 The acid catalyst phase recovered in the same manner as in Example 2 was used up to 3 times to carry out the reaction. The results are summarized in Table 1.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明の方法によれば、分離困難な副生
成物の抑制が可能であり、高い収率でN−アリールマレ
イミド類を製造することができるばかりではなく、反応
に使用する極性溶媒及び酸触媒を繰り返し使用するた
め、廃棄物の低減、及び経済性の向上を図ることができ
る。
EFFECT OF THE INVENTION According to the method of the present invention, by-products which are difficult to separate can be suppressed, N-arylmaleimides can be produced in a high yield, and the polarities used in the reaction can be suppressed. Since the solvent and the acid catalyst are repeatedly used, it is possible to reduce waste and improve economical efficiency.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】非プロトン性極性溶媒を含む有機溶媒中、
酸触媒の存在下に無水マレイン酸と芳香族第一アミン類
からN−アリールマレイミド類を製造するにあたり、非
プロトン性極性溶媒を用い、酸触媒として使用する硫酸
類をあらかじめ、有機溶媒と共に共沸脱水する工程、無
水マレイン酸の芳香族第一アミン類に対するモル比が常
に1.0〜3.0となるように供給する工程、反応終了
後、水で酸触媒および非プロトン性極性溶媒を抽出する
工程、さらに酸触媒及び非プロトン性極性溶媒を含む水
抽出液を濃縮する工程を含む下記一般式(1) 【化1】 (式中、R1、R2、R3、R4およびR5はそれぞれ独立
に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、水酸基、カルボ
キシル基、炭素数1〜6のアルキル基、アルコキシル
基、フェニル基およびスルホニル基を示す)で示される
N−アリールマレイミド類の製造方法。
1. An organic solvent containing an aprotic polar solvent,
In producing N-arylmaleimides from maleic anhydride and aromatic primary amines in the presence of an acid catalyst, an aprotic polar solvent is used, and sulfuric acid used as an acid catalyst is azeotroped with an organic solvent in advance. Step of dehydration, step of supplying so that the molar ratio of maleic anhydride to aromatic primary amines is always 1.0 to 3.0, after completion of reaction, acid catalyst and aprotic polar solvent are extracted with water And a step of concentrating an aqueous extract containing an acid catalyst and an aprotic polar solvent, the following general formula (1): (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxyl group, a phenyl group. And a sulfonyl group).
【請求項2】請求項1において回収された酸触媒及び非
プロトン性極性溶媒を有機溶媒と共に共沸脱水し、触媒
液中の水分を完全に除去する工程、無水マレイン酸の芳
香族第一アミン類に対するモル比が常に1.0〜3.0
となるように供給する工程、反応終了後、水抽出するこ
とにより酸触媒及び非プロトン性極性溶媒を反応液中か
ら抽出する工程、水抽出液を濃縮して酸触媒及び非プロ
トン性極性溶媒を分離回収する工程を含む請求項1記載
のN−アリールマレイミド類の製造方法。
2. A step of azeotropically dehydrating the acid catalyst and the aprotic polar solvent recovered in claim 1 together with an organic solvent to completely remove water in the catalyst solution, and a maleic anhydride aromatic primary amine. Molar ratio to the class is always 1.0-3.0
So that the acid catalyst and the aprotic polar solvent are extracted from the reaction solution by water extraction after the reaction, the water extract is concentrated to remove the acid catalyst and the aprotic polar solvent. The method for producing N-arylmaleimides according to claim 1, comprising a step of separating and collecting.
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