JPH0678305B2 - Method for producing N-methyl-2-pyrrolidone - Google Patents

Method for producing N-methyl-2-pyrrolidone

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JPH0678305B2
JPH0678305B2 JP63011305A JP1130588A JPH0678305B2 JP H0678305 B2 JPH0678305 B2 JP H0678305B2 JP 63011305 A JP63011305 A JP 63011305A JP 1130588 A JP1130588 A JP 1130588A JP H0678305 B2 JPH0678305 B2 JP H0678305B2
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methyl
pyrrolidone
butyrolactone
monomethylamine
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正之 大竹
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] N-メチル‐2-ピロリドンは、無毒性で化学的に安定で、
耐熱性の優れた溶媒として使用され、また種々の有機合
成の中間体として有用なものであり、近年その需要が大
巾に伸びている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field] N-methyl-2-pyrrolidone is non-toxic, chemically stable, and
It is used as a solvent having excellent heat resistance and is also useful as an intermediate for various organic syntheses, and the demand thereof has been greatly expanded in recent years.

また、N-メチル‐2-ピロリドンは、特に近年ポリフェニ
レンサルファイド、ポリイミド、ポリエーテルケトン、
アラミド等の高機能性樹脂の重合や成膜加工等に溶剤と
して広汎に使用され、これらの用途には特に高い純度が
要求されるので、高品質の有利な製造方法の開発が望ま
れている。
In addition, N-methyl-2-pyrrolidone, especially recently polyphenylene sulfide, polyimide, polyether ketone,
Since it is widely used as a solvent for polymerization and film forming of highly functional resins such as aramid, and particularly high purity is required for these applications, the development of an advantageous manufacturing method of high quality is desired. .

本発明は、N-メチル‐2-ピロリドンの製造方法の改良に
関するものである。
The present invention relates to an improvement in the method for producing N-methyl-2-pyrrolidone.

[従来の技術] 従来より、N-メチル‐2-ピロリドンは次に示す種々の方
法で製造できることが知られている。
[Prior Art] It is conventionally known that N-methyl-2-pyrrolidone can be produced by the following various methods.

i)γ‐ブチロラクトンとモノメチルアミンとの反応に
よる方法。
i) A method by reacting γ-butyrolactone with monomethylamine.

ii)2-ピロリドンにハロゲン化メチル、メチルアルコー
ルなどのメチル化試剤を作用させ触媒の存在下において
メチル化反応させ、N-H結合をN-CH3結合に変換する方
法。
ii) A method in which a methylation reagent such as methyl halide or methyl alcohol is allowed to act on 2-pyrrolidone to cause a methylation reaction in the presence of a catalyst to convert an NH bond into an N-CH 3 bond.

iii)マレイン酸又は琥珀酸のN-メチルイミドの接触水
添による方法。
iii) A method of catalytic hydrogenation of N-methylimide of maleic acid or succinic acid.

iv)N-ヒドロキシメチル‐2-ピロリドンの水添分解によ
る方法。
iv) A method by hydrogenolysis of N-hydroxymethyl-2-pyrrolidone.

このうち、工業的には、i)の方法が最も一般的に採用
されている。すなわち、この方法は、反応速度的にも、
反応収率の上でも、更には製品の品質面から見ても良好
であり、また腐食性の触媒等の原材料の使用がない等の
点で、実用化に際して極めて有利な条件を有している
[カーク オスマー エンサイクロピディア オブ ケ
ミカル テクノロジィ(Kirk Othmer Encyclopedia of
Chemical Technology)、ウィリー インターサイエン
ス パプリケーション、ジョーン ウィリー アンド
ソン発行(Wiley Intersience Publication,John Wiley
& Sons(1984年)第19巻第517ページ及びウルマン
エンサイクロピディア オブ インダストリー ケミス
トリー(Ulwann Encyclopedia of Industrial Chemistr
y,VCH VerlagsgesellschaftmbH,(1985年)A4巻第495〜
498ページ)。
Of these, the method i) is most commonly used industrially. That is, this method is
In terms of reaction yield and also from the viewpoint of product quality, it has extremely advantageous conditions for practical use in that it does not use raw materials such as corrosive catalysts. [Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology
Chemical Technology), Willie Interscience Publications, Joan Willie &
Published by Wiley Intersience Publication, John Wiley
& Sons (1984) Volume 19 Page 517 and Ullmann
Ulwann Encyclopedia of Industrial Chemistr
y, VCH VerlagsgesellschaftmbH, (1985) A4 Volume 495-
Page 498).

しかし、γ‐ブチロラクトンとモノメチルアミンの反応
に際して、メチルアミンの分解不均化反応が起こり、ジ
メチルアミン、トリメチルアミン、アンモニアが少量生
成し、過剰モル化(モノメチルアミン/γ‐ブチロラク
トン>1)で反応しているために、これらは過剰のモノ
メチルアミンの中に溶解して反応系外に排出される。
However, during the reaction between γ-butyrolactone and monomethylamine, the decomposition and disproportionation reaction of methylamine occurs, a small amount of dimethylamine, trimethylamine, and ammonia are produced, and they are reacted in excess mole (monomethylamine / γ-butyrolactone> 1). Therefore, they are dissolved in excess monomethylamine and discharged out of the reaction system.

このため、この方法は、モノメチルアミンの原単位が高
くなり、また過剰モノメチルアミンから副生するジメチ
ルアミン、トリメチルアミン、アンモニアを分離精製後
反応に循環するための消費エネルギーが大きい欠点を有
する。
Therefore, this method has a drawback that the unit consumption of monomethylamine is high and that dimethylamine, trimethylamine, and ammonia, which are by-produced from excess monomethylamine, are consumed and circulated in the reaction after purification.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明者らは、γ‐ブチロラクトンと第二級アミン、第
三級アミンとの反応を詳細に検討したところ、これらが
水の共存下で、特に良くγ‐ブチロラクトンと反応して
N,N-ジメチル‐γ‐ヒドロキシ酪酸アミド、γ‐ヒドロ
キシ酪酸のアンモニウム塩等を生成するが、更に200℃
以上特にγ‐2-ピロリドンとモノメチルアミンの反応に
よりN-メチル‐2-ピロリドンを製造する条件に近い230
℃以上の温度に加熱するとこれ等の化合物が脱メタノー
ル分解して最終的にはN-メチル‐2-ピロリドンに変換し
得ることを見い出した。
[Problems to be Solved by the Invention] The present inventors have studied in detail the reaction of γ-butyrolactone with secondary amines and tertiary amines. -Reacting with butyrolactone
Generates N, N-dimethyl-γ-hydroxybutyric acid amide, ammonium salt of γ-hydroxybutyric acid, etc.
Above all, it is close to the condition for producing N-methyl-2-pyrrolidone by the reaction of γ-2-pyrrolidone and monomethylamine.
It has been found that when heated above ℃, these compounds can be de-methanolized and eventually converted into N-methyl-2-pyrrolidone.

本発明は、ジメチルアミン及びトリメチルアミンを含む
モノメチルアミンを使用して、収率及び品質を低下する
ことなくN-メチル‐2-ピロリドンを製造する方法を提供
することを目的とするものである。
It is an object of the present invention to provide a method for producing N-methyl-2-pyrrolidone using monomethylamine including dimethylamine and trimethylamine without lowering yield and quality.

すなわち、本発明はγ‐ブチロラクトンとモノメチルア
ミンの反応でN-メチル‐2-ピロリドンを製造する際の副
生する第二級アミン及び第三級アミンの有利な処理法を
提供しようとするものであり、特に高い品質に維持しつ
つN-メチル‐2-ピロリドンに最終的には変換することに
より、再循環モノメチルアミンの精製工程を簡略化し、
その経済効率を向上しようとするものである。
That is, the present invention is intended to provide an advantageous treatment method of secondary and tertiary amines, which are by-products in the production of N-methyl-2-pyrrolidone by the reaction of γ-butyrolactone and monomethylamine. Yes, simplifying the purification process of recycled monomethylamine by finally converting to N-methyl-2-pyrrolidone while maintaining particularly high quality,
It seeks to improve its economic efficiency.

[問題点を解決するための手段] γ‐ブチロラクトンとモノメチルアミンの反応を230℃
以上の温度で過剰モノメチルアミンの存在下に実施する
とき、反応条件下でモノメチルアミンが分解不均化し
て、少量のジメチルアミン及びトリメチルアミン、更に
アンモニアを含む未反応モノメチルアミンが副生する。
これらを反応で生成する水とともに反応系に循環し、新
たに反応系に導入されるモノメチルアミンとともにγ‐
ブチロラクトンと反応させることを特徴としている。
[Means for Solving Problems] Reaction of γ-butyrolactone and monomethylamine at 230 ° C.
When the reaction is carried out at the above temperature in the presence of excess monomethylamine, the monomethylamine is decomposed and disproportionated under the reaction conditions, and a small amount of dimethylamine and trimethylamine, and further unreacted monomethylamine containing ammonia is by-produced.
These are circulated in the reaction system together with the water produced in the reaction, and γ-is formed with the monomethylamine newly introduced into the reaction system.
It is characterized by reacting with butyrolactone.

この際、第二級アミン及び第三級アミンがγ‐ブチロラ
クトンと反応して最終的に高品質のN-メチル‐2-ピロリ
ドンに変換するためには特定の反応条件の選定が必要で
ある。
At this time, it is necessary to select specific reaction conditions so that the secondary amine and the tertiary amine react with γ-butyrolactone to finally convert into high quality N-methyl-2-pyrrolidone.

本発明者らは、鋭意研究の結果、この目的を達成できる
反応条件を見いだし、本発明を完成するに至った。
As a result of intensive research, the present inventors have found reaction conditions that can achieve this object, and completed the present invention.

すなわち、本発明は、γ‐ブチロラクトンとモノメチル
アミンとを過剰量のモノメチルアミンの存在下で反応さ
せ、N-メチル‐2-ピロリドンを製造する方法において、
製造工程中に副生したジメチルアミン及びトリメチルア
ミンを含有する過剰のモノメチルアミンを反応混合物か
ら分離して、該分離物をそのまま反応系に再循環し、製
造反応系に水をγ‐ブチロラクトンの3〜5倍モル添加
し、240〜265℃の反応温度において、モノメチルアミン
とともに、ジメチルアミン及び/又はトリメチルアミン
をγ‐ブチロラクトンと反応させることを特徴とするN-
メチル‐2-ピロリドンの製造方法よりなるものである。
That is, the present invention is a method for producing N-methyl-2-pyrrolidone by reacting γ-butyrolactone and monomethylamine in the presence of an excess amount of monomethylamine,
Excess monomethylamine containing dimethylamine and trimethylamine, which are by-produced during the production process, is separated from the reaction mixture, and the separated product is directly recycled to the reaction system, and water is added to the production reaction system in the range of 3 to γ-butyrolactone. N-characterized by adding 5 times mol and reacting dimethylamine and / or trimethylamine with γ-butyrolactone together with monomethylamine at a reaction temperature of 240 to 265 ° C.
It comprises a method for producing methyl-2-pyrrolidone.

本発明製造方法においては、水の存在が必須であり、反
応温度として240〜265℃が必要である。
In the production method of the present invention, the presence of water is essential, and the reaction temperature is 240 to 265 ° C.

本発明における水の使用量は、γ‐ブチロラクトンに対
して、3〜5倍モル存在することが必要である。
The amount of water used in the present invention needs to be 3 to 5 times the molar amount of γ-butyrolactone.

水の使用モルが3未満では反応速度が遅くなり、5を超
えると、反応物のγ‐ブチロラクトンへの逆反応が増
え、製品N-メチル‐2-ピロリドン中のγ‐ブチロラクト
ンの含量が増加する。
If the amount of water used is less than 3, the reaction rate becomes slow, and if it exceeds 5, the reverse reaction of the reaction product to γ-butyrolactone increases and the content of γ-butyrolactone in the product N-methyl-2-pyrrolidone increases. .

本発明者らは、本発明製造工程は次の反応式に従って進
行することを見いだした。
The present inventors have found that the manufacturing process of the present invention proceeds according to the following reaction formula.

すなわち、ジメチルアミン及びトリメチルアミンとγ‐
ブチロラクトンとの間で次式の反応が水の存在下で、22
0℃以上の温度で進行する。式中のRはメチル基(‐C
H3)を表す。
That is, dimethylamine and trimethylamine and γ-
The reaction of the following formula with butyrolactone in the presence of water:
It proceeds at a temperature of 0 ° C or higher. In the formula, R is a methyl group (-C
Representing the H 3).

ここに示したジメチルアミン及びトリメチルアミン付加
体の脱アルコール分解は段階的に進行するものと考えら
れる。
It is considered that the dealcohol decomposition of the dimethylamine and trimethylamine adducts shown here proceeds stepwise.

本発明の反応液中にはアルコールが検出される他、ジメ
チルアミン及びトリメチルアミンの場合には中間段階と
してN-メチル‐γ‐オキシ酪酸アミド(I)が生成して
いるのが観測され、最終的にN-メチル‐2-ピロリドンに
到達するのには、必ず(I)を経由しているものと推定
される。
Alcohol was detected in the reaction solution of the present invention, and in the case of dimethylamine and trimethylamine, it was observed that N-methyl-γ-oxybutyric acid amide (I) was produced as an intermediate step. To reach N-methyl-2-pyrrolidone, it is presumed that it always goes through (I).

当該反応が進行する反応条件は、純粋なモノメチルアミ
ンとγ‐ブチロラクトンの反応によりN-メチル‐2-ピロ
リドンを生成するための反応条件とほぼ同一であり、即
ち220℃以上、350℃以下である。
The reaction conditions under which the reaction proceeds are almost the same as the reaction conditions for producing N-methyl-2-pyrrolidone by the reaction of pure monomethylamine and γ-butyrolactone, that is, 220 ° C or higher and 350 ° C or lower. .

ところが、N-メチル‐2-ピロリドンの純度及び色調等の
品質の厳しい要求を充たすにはより好適な反応条件が存
在し、240℃以上265℃以下の反応温度と適切な水の存在
が必要である。
However, more suitable reaction conditions exist in order to meet strict quality requirements such as purity and color tone of N-methyl-2-pyrrolidone, and a reaction temperature of 240 ° C to 265 ° C and the presence of appropriate water are required. is there.

本発明製造方法では、この両者を満足するために、240
〜265℃の温度範囲で反応を行う必要がある。
In the manufacturing method of the present invention, in order to satisfy both of these, 240
It is necessary to carry out the reaction in the temperature range of ~ 265 ° C.

この温度範囲において、充分高い反応速度と、製品の品
質を充分確保することが可能となる。
In this temperature range, a sufficiently high reaction rate and a sufficient product quality can be ensured.

反応温度が本発明の範囲を越えると、逐次反応が増加し
て副生物を生成させるので重要な製品の色調が悪化する
傾向がある。
If the reaction temperature exceeds the range of the present invention, the color tone of the important product tends to be deteriorated because the sequential reaction increases and a by-product is produced.

本発明製造方法では、モノメチルアミンとγ‐ブチロラ
クトンの反応によりN-メチル‐2-ピロリドンを製造する
条件において、副生するジメチルアミン、トリメチルア
ミンは、γ‐ブチロラクトンと反応して消費されるので
反応系内に蓄積されることはない。すなわち、特定反応
条件において副生したジメチルアミン及びトリメチルア
ミンは蓄積量が大きくなれば反応系内で反応して消費さ
れる量も多くなるので、各反応条件において、定常の濃
度が維持され、ジメチルアミン等の反応系内の蓄積量が
連続操業時間とともに次第に増大することはない。
In the production method of the present invention, dimethylamine and trimethylamine, which are by-products, are consumed by reacting with γ-butyrolactone under the condition that N-methyl-2-pyrrolidone is produced by the reaction of monomethylamine and γ-butyrolactone. It is not accumulated in the inside. That is, as the accumulated amount of dimethylamine and trimethylamine by-produced under specific reaction conditions increases, the amount consumed by reaction in the reaction system also increases, so that a steady concentration is maintained under each reaction condition and dimethylamine The accumulated amount in the reaction system does not gradually increase with the continuous operation time.

本発明は、水の共存下、反応温度を適切に選ぶことによ
り、γ‐ブチロラクトンへの再分解や着色性不純物の副
生を極小に抑えつつ副生ジメチルアミン及びトリメチル
アミンをN-メチル‐2-ピロリドンに変換できるのでその
経済効果は大きい。
The present invention, in the coexistence of water, by appropriately selecting the reaction temperature, by-product dimethylamine and trimethylamine N-methyl-2-while suppressing the re-decomposition into γ-butyrolactone and the by-product of coloring impurities to a minimum. Since it can be converted to pyrrolidone, its economic effect is great.

少量副生するアルコールは分離してアンモニアとの反応
によるアミン製造工程に循環使用することもできる。
The small amount of by-produced alcohol can be separated and reused in the amine production process by reaction with ammonia.

[実施例] 以下に実施例を挙げて本発明の効果を説明するが、本発
明を制限するものではない。
[Examples] The effects of the present invention are described below with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1 誘導回転機付きのSUS-316L製の10オートクレーブにγ
‐ブチロラクトン、モノメチルアミン及び水を仕込み、
回分操作によるN-メチル‐2-ピロリドンの製造を行っ
た。
Example 1 γ was added to 10 SUS-316L autoclaves equipped with an induction rotating machine.
-Butyrolactone, monomethylamine and water were added,
N-methyl-2-pyrrolidone was produced by a batch operation.

製造条件として、モノメチルアミン/γ‐ブチロラクト
ンのモル比1.08とし、H2O/γ‐ブチロラクトンのモル比
4.0とし、反応温度255℃、滞留時間3時間として、反応
させた。反応生成液を三本のオルダーショー蒸溜塔を組
み合わせて分溜精製した。
The production conditions were a molar ratio of monomethylamine / γ-butyrolactone of 1.08, and a molar ratio of H 2 O / γ-butyrolactone.
The reaction was carried out at a reaction temperature of 255 ° C. and a residence time of 3 hours. The reaction product solution was fractionated and purified by combining three Oldershaw distillation columns.

第一塔では水及び過剰分のモノメチルアミンの大部分を
塔頂に抜き出し、缶出液を第二塔でさらに水を分離した
後、第三塔で精製蒸溜し中段側留分からN-メチル‐2-ピ
ロリドンを抜き出し製品とした。
In the first tower, most of the water and excess monomethylamine were withdrawn to the top of the tower, the bottom liquid was further separated in the second tower to separate water, and then purified and distilled in the third tower to remove N-methyl- 2-Pyrrolidone was extracted and used as a product.

この場合に、第一塔塔頂から抜き出されるアミン水溶液
を分析したところ、モノメチルアミンは3.51重量%であ
ったが、更にジメチルアミン3700ppm、トリメチルアミ
ン162ppm、アンモニア733ppmを含有していた。
In this case, when the amine aqueous solution extracted from the top of the first tower was analyzed, the content of monomethylamine was 3.51% by weight, but it further contained 3700 ppm of dimethylamine, 162 ppm of trimethylamine, and 733 ppm of ammonia.

この留出液全量とγ‐ブチロラクトン及びモノメチルア
ミンを供給してモル比を第一回反応の値に合わせて第二
回の反応を行った。この結果、第一塔塔頂から抜き出さ
れたアミン水溶液中のモノメチルアミン濃度は3.56重量
%、ジメチルアミン3500ppm、トリメチルアミン168pp
m、アンモニア663ppmと濃度の変化は小巾であり、特に
モノメチルアミン以外のアミン類、アンモニアの濃度
が、これ等が全く不活性であると仮定した時には第一回
反応の場合の2倍になると予測されるのにも拘わらず、
実際には変化していないことが明らかである。
The total amount of this distillate, γ-butyrolactone and monomethylamine were supplied to carry out the second reaction by adjusting the molar ratio to the value of the first reaction. As a result, the concentration of monomethylamine in the amine aqueous solution extracted from the top of the first tower was 3.56% by weight, dimethylamine was 3500 ppm, and trimethylamine was 168 pp.
m, Ammonia 663ppm and the change of concentration is small, especially when the concentration of amines other than monomethylamine and ammonia is assumed to be completely inactive, it becomes twice as much as the case of the first reaction. Despite being predicted,
It is clear that it has not actually changed.

この間、γ‐ブチロラクトン基準のN-メチル‐2-ピロリ
ドン収量及びN-メチル‐2-ピロリドンの品質に実質的変
化が認められなかった。
During this period, no substantial change was observed in the N-methyl-2-pyrrolidone yield based on γ-butyrolactone and the quality of N-methyl-2-pyrrolidone.

ここで得られたN-メチル‐2-ピロリドンの純度99.9重量
%であり、着色度はAPHA10であり、γ‐ブチロラクトン
の含有率は0.02重量%であった。
The N-methyl-2-pyrrolidone thus obtained had a purity of 99.9% by weight, a coloring degree of APHA10, and a γ-butyrolactone content of 0.02% by weight.

実施例2 モノメチルアミン/γ‐ブチロラクトンモル比を1.7に
変更し、反応温度を260℃に変更した以外は実施例1と
同様にして反応し、N-メチル‐2-ピロリドンを製造し
た。
Example 2 N-Methyl-2-pyrrolidone was produced by reacting in the same manner as in Example 1 except that the monomethylamine / γ-butyrolactone molar ratio was changed to 1.7 and the reaction temperature was changed to 260 ° C.

反応時間は5時間とした。第一塔塔頂から留出したアミ
ン水溶液中のモノメチルアミンの濃度は6.80重量%であ
り、さらに、ジメチルアミンの濃度は2.16重量%であ
り、トリメチルアミンの濃度は1.76重量%であり、アン
モニアの濃度は0.63重量%であった。
The reaction time was 5 hours. The concentration of monomethylamine in the aqueous amine solution distilled from the top of the first tower was 6.80% by weight, the concentration of dimethylamine was 2.16% by weight, the concentration of trimethylamine was 1.76% by weight, and the concentration of ammonia was Was 0.63% by weight.

次にこの留出液全量とγ‐ブチロラクトン及びモノメチ
ルアミンを追加供給して第二回反応を行った。
Next, the total amount of this distillate, γ-butyrolactone and monomethylamine were additionally supplied to carry out a second reaction.

この際、メチルアミン/γ‐ブチロラクトンのモル比は
1.11に調節し、その他は第一回反応と同一反応条件を採
用した。
At this time, the molar ratio of methylamine / γ-butyrolactone is
The reaction conditions were adjusted to 1.11 and the other reaction conditions were the same as those of the first reaction.

第一塔塔頂からの留出液は分析の結果、モノメチルアミ
ンの濃度4.70重量%、ジメチルアミンの濃度2.04重量
%、トリメチルアミンの濃度1.83重量%、アンモニアの
濃度0.57重量%であった。
As a result of analysis, the distillate from the top of the first tower was found to have a monomethylamine concentration of 4.70% by weight, a dimethylamine concentration of 2.04% by weight, a trimethylamine concentration of 1.83% by weight, and an ammonia concentration of 0.57% by weight.

第1回と比較して、モノメチルアミンを始め、各アミン
間の濃度変化は少なく、かつγ‐ブチロラクトン基準の
N-メチル‐2-ピロリドン収量の増加があり、かつN-メチ
ル‐2-ピロリドンの品質には実質的変化がなかった。ジ
メチルアミン、トリメチルアミンの一部分はN-メチル‐
2-ピロリドンに変化していることが確認できた。
Compared to the 1st time, there is little change in concentration between each amine including monomethylamine, and γ-butyrolactone standard
There was an increase in N-methyl-2-pyrrolidone yield and there was no substantial change in the quality of N-methyl-2-pyrrolidone. Dimethylamine, part of trimethylamine is N-methyl-
It was confirmed that it was changed to 2-pyrrolidone.

結果は次の表に示す。The results are shown in the table below.

参考例 ジメチルアミン、トリメチルアミンから水の共存下にγ
‐ブチロラクトンと反応してN-メチル‐2-ピロリドンを
生成するための条件についてモデル実験により検討し
た。
Reference example γ in the presence of water from dimethylamine and trimethylamine
The conditions for reacting with -butyrolactone to form N-methyl-2-pyrrolidone were investigated by model experiments.

i)ジメチルアミンとγ‐ブチロラクトンとを反応さ
せ、N,N-ジメチル‐γ‐オキシ酪酸アミドを得て、これ
を加熱分解してメタノール及びN-メチル‐2-ピロリドン
の生成を測定した。
i) Dimethylamine was reacted with γ-butyrolactone to obtain N, N-dimethyl-γ-oxybutyric acid amide, which was decomposed by heating to measure the formation of methanol and N-methyl-2-pyrrolidone.

この分解反応は、温度210℃では反応が進行せず、出発
物質への逆反応によるγ‐ブチロラクトンが一部検出さ
れたが、220℃以上特に240℃以上ではN-メチル‐2-ピロ
リドンの生成が確認できた。
This decomposition reaction did not proceed at a temperature of 210 ° C, and some γ-butyrolactone was detected due to the reverse reaction to the starting material, but N-methyl-2-pyrrolidone was formed above 220 ° C, especially above 240 ° C. Was confirmed.

さらに、温度を上げて、温度255℃にすると、モノメチ
ルアミンの場合のN-メチル‐γ‐オキシ酪酸アミドの脱
水閉環(N-メチル‐2-ピロリドン化)とほぼ同等の速度
でジメチルアミンの場合の閉環反応が進行した。
Furthermore, when the temperature was raised to 255 ° C, the case of dimethylamine was almost the same as the dehydration ring closure (N-methyl-2-pyrrolidone) of N-methyl-γ-oxybutyric acid amide in the case of monomethylamine. Of the ring closure reaction of.

ii)トリメチルアミンについても同様の実験を行った。ii) The same experiment was conducted for trimethylamine.

この場合は、温度220℃以上でメタノールが検出される
ようになるが、N-メチル‐γ‐オキシ酪酸アミド、N,N-
ジメチル‐γ‐オキシ酪酸アミドが生成しており、更
に、240℃以上の温度でN-メチル‐2-ピロリドンの生成
が確認できた。
In this case, methanol is detected at a temperature of 220 ° C or higher, but N-methyl-γ-oxybutyric acid amide, N, N-
It was confirmed that dimethyl-γ-oxybutyric acid amide was produced and that N-methyl-2-pyrrolidone was produced at a temperature of 240 ° C or higher.

しかし、N-メチル‐2-ピロリドンの生成量は、255℃の
反応温度でもモノメチルアミン又はジメチルアミンとγ
‐ブチロラクトンの反応におけるよりもかなり低いこと
が判明した。
However, the amount of N-methyl-2-pyrrolidone produced was not as high as that of monomethylamine or dimethylamine at the reaction temperature of 255 ° C.
It was found to be significantly lower than in the reaction of -butyrolactone.

比較例 実施例1において、第二回目の反応のγ‐ブチロラクト
ン1モルに対する水のモル比を8.5に変更した以外は全
く同様にしてN-メチル‐2-ピロリドンを製造した。N-メ
チル‐2-ピロリドンの色調はAPHA10で良好であったがγ
‐ブチロラクトン含有率が、0.02重量%から0.23重量%
に増加していた。
Comparative Example N-Methyl-2-pyrrolidone was produced in the same manner as in Example 1, except that the molar ratio of water to 1 mol of γ-butyrolactone in the second reaction was changed to 8.5. The color tone of N-methyl-2-pyrrolidone was good with APHA10, but γ
-Butyrolactone content from 0.02% to 0.23% by weight
Was increasing.

[発明の効果] 従来、γ‐ブチロラクトン及び過剰量のモノメチルアミ
ンの反応によりN-メチル‐2-ピロリドンを製造する工程
において、反応条件下で副生するジメチルアミン、トリ
メチルアミン及びアンモニアを分離除去することなしに
過剰分のモノメチルアミンを反応系に循環再使用するこ
とができる。
EFFECT OF THE INVENTION Conventionally, in a process of producing N-methyl-2-pyrrolidone by reacting γ-butyrolactone and an excess amount of monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine and ammonia by-produced under reaction conditions are separated and removed. Excess monomethylamine can be recycled to the reaction system without any recycling.

本発明により選定された反応条件では、再循環されたジ
メチルアミン及びトリメチルアミンは、γ‐ブチロラク
トンと反応して有効に消費されるので反応工程にこれら
副生物が蓄積されることはなく、一定の濃度に維持する
ことができる。
Under the reaction conditions selected according to the present invention, the recycled dimethylamine and trimethylamine are effectively consumed by reacting with γ-butyrolactone, so that these by-products do not accumulate in the reaction process and the concentration is constant. Can be maintained at.

本発明は、モノメチルアミン精製のための設備及びエネ
ルギー消費が不要となり、製造工程の合理化が可能とな
る。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention eliminates the need for equipment and energy consumption for purifying monomethylamine, and makes it possible to rationalize the manufacturing process.

また、本発明により得たN-メチル‐2-ピロリドン製品の
品質も実質的に影響を受けないなどの利点がある。
Further, there is an advantage that the quality of the N-methyl-2-pyrrolidone product obtained by the present invention is not substantially affected.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】γ‐ブチロラクトンとモノメチルアミンと
を過剰量のモノメチルアミンの存在下で反応させ、N-メ
チル‐2-ピロリドンを製造する方法において、製造工程
中に副生したジメチルアミン及びトリメチルアミンを含
有する過剰のモノメチルアミンを反応混合物から分離し
て、該分離物をそのまま反応系に再循環し、製造反応系
に水をγ‐ブチロラクトンの3〜5倍モル添加し、240
〜265℃の反応温度において、モノメチルアミンととも
に、ジメチルアミン及び/又はトリメチルアミンをγ‐
ブチロラクトンと反応させることを特徴とするN-メチル
‐2-ピロリドンの製造方法。
1. A method for producing N-methyl-2-pyrrolidone by reacting γ-butyrolactone with monomethylamine in the presence of an excess amount of monomethylamine, wherein dimethylamine and trimethylamine produced as by-products during the production process are used. The excess monomethylamine contained is separated from the reaction mixture, the separated product is recycled to the reaction system as it is, and water is added to the production reaction system in an amount of 3 to 5 times mol of γ-butyrolactone.
At a reaction temperature of ~ 265 ° C, dimethylamine and / or trimethylamine together with γ-
A method for producing N-methyl-2-pyrrolidone, which comprises reacting with butyrolactone.
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