JPH0710835B2 - Ｎ−アルキル置換ラクタムの製造方法 - Google Patents
Ｎ−アルキル置換ラクタムの製造方法Info
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- JPH0710835B2 JPH0710835B2 JP63011303A JP1130388A JPH0710835B2 JP H0710835 B2 JPH0710835 B2 JP H0710835B2 JP 63011303 A JP63011303 A JP 63011303A JP 1130388 A JP1130388 A JP 1130388A JP H0710835 B2 JPH0710835 B2 JP H0710835B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ N-アルキル置換ラクタムは、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。
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。
本発明は、高純度の品質のN-アルキル置換ラクタムの製
造方法に関する。
造方法に関する。
これらのN-アルキル置換ラクタム類の中でも代表的なN-
メチル‐2-ピロリドンなど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広汎に使用さ
れ、これらの用途には特に純度が高いことが望まれ、高
品質の有利な製造方法の開発が望まれている。
メチル‐2-ピロリドンなど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広汎に使用さ
れ、これらの用途には特に純度が高いことが望まれ、高
品質の有利な製造方法の開発が望まれている。
［従来の技術］ 従来より、N-アルキル置換ラクタム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。
法で製造できることが知られている。
ｉ）ラクトン類と第一級アミンとの反応による方法。
ii）ラクタムにアルキル化試剤を作用させ触媒の存在下
においてアルキル化反応させ、N-H結合をN-アルキル結
合に変換する方法。
においてアルキル化反応させ、N-H結合をN-アルキル結
合に変換する方法。
iii）環状のジカルボン酸‐N-置換イミドの接触水添に
よる方法。
よる方法。
iv）N-ヒドロキシアルキル置換ラクタム類、N-ビニルラ
クタム類等の水添分解によりN-アルキル置換ラクタムに
変換し得る出発原料化合物を触媒の存在下に水素化分解
する方法。
クタム類等の水添分解によりN-アルキル置換ラクタムに
変換し得る出発原料化合物を触媒の存在下に水素化分解
する方法。
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）。
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）。
しかし、ラクトンと反応させるアミン類についてはラク
タムの需要に対して第一級アミンの生産が必ずしも充分
でなく、第一級アミンを原料として使用しないでN-アル
キル置換ラクタム類を合成する方法の開発が望まれてい
た。
タムの需要に対して第一級アミンの生産が必ずしも充分
でなく、第一級アミンを原料として使用しないでN-アル
キル置換ラクタム類を合成する方法の開発が望まれてい
た。
このような観点からの製造方法に関して、γ‐ブチロラ
クトンとジメチルアミン及び／又はトリメチルアミンと
を加熱反応させて、N-メチル‐2-ピロリドンを製造する
方法が知られている（特公昭47−18751号公報）。
クトンとジメチルアミン及び／又はトリメチルアミンと
を加熱反応させて、N-メチル‐2-ピロリドンを製造する
方法が知られている（特公昭47−18751号公報）。
しかし、この方法により、N-アルキル置換ラクタムを製
造する場合は、第一級アミンを用いる場合と比較して、
製品の純度が低下し、また、ラクトン化合物に対する選
択率が低く、また、アミンの置換アルキルのうち１個の
みが使用されるため、アミンに対する製造原単位が大き
くなるという欠点がある。
造する場合は、第一級アミンを用いる場合と比較して、
製品の純度が低下し、また、ラクトン化合物に対する選
択率が低く、また、アミンの置換アルキルのうち１個の
みが使用されるため、アミンに対する製造原単位が大き
くなるという欠点がある。
［発明が解決しようとする問題点］ 原料ラクトンと反応させるもう一方の原料である第一級
アミンは種々の方法で製造されるが、最も一般的には、
低級アルコール、ハロゲン化炭化水素等の原料とアンモ
ニアとの反応による方法、ニトロ化合物、ニトリル化合
物またはその前駆物質の水素化反応による方法及びホフ
マン反応、リッター反応等を利用する方法等で製造され
る。
アミンは種々の方法で製造されるが、最も一般的には、
低級アルコール、ハロゲン化炭化水素等の原料とアンモ
ニアとの反応による方法、ニトロ化合物、ニトリル化合
物またはその前駆物質の水素化反応による方法及びホフ
マン反応、リッター反応等を利用する方法等で製造され
る。
工業的には、上記アルコールとアンモニアによる製造方
法が有利であるが、生成物は単純でなく、通常熱力学的
平衡組成またはそれに近い割合で第一級、第二級及び第
三級アミンが生成してくる。例えば、最も単純なメタノ
ールとアンモニアの反応の場合、モノメチルアミン、ジ
メチルアミン及びトリメチルアミンが生成する。この反
応において、需要の多いモノ及びジメチルアミンの生成
量を増加し、需要の少ないトリメチルアミンの生成量を
低く抑えるための触媒及び反応条件とプロセスに関する
研究や技術開発には非常に多くの努力がなされている
［フランク ジェー ワイゲルト、ジャーナル オブ
キャタリシス（Frank J.Weigert,J.Catal.）第103巻第2
0〜29ページ（1987年）、特開昭61−254号公報、特開昭
61−256号公報及び化学便覧応用化学偏Ｉ、日本化学会
（1986年）第547ページ］。
法が有利であるが、生成物は単純でなく、通常熱力学的
平衡組成またはそれに近い割合で第一級、第二級及び第
三級アミンが生成してくる。例えば、最も単純なメタノ
ールとアンモニアの反応の場合、モノメチルアミン、ジ
メチルアミン及びトリメチルアミンが生成する。この反
応において、需要の多いモノ及びジメチルアミンの生成
量を増加し、需要の少ないトリメチルアミンの生成量を
低く抑えるための触媒及び反応条件とプロセスに関する
研究や技術開発には非常に多くの努力がなされている
［フランク ジェー ワイゲルト、ジャーナル オブ
キャタリシス（Frank J.Weigert,J.Catal.）第103巻第2
0〜29ページ（1987年）、特開昭61−254号公報、特開昭
61−256号公報及び化学便覧応用化学偏Ｉ、日本化学会
（1986年）第547ページ］。
しかし、これらの努力にも拘わらず、各種アミンの中
で、N-アルキル置換ラクタム類の製造に有利である第一
級アミンのみを選択的に製造することは実質的に困難で
あり、また、生成した置換アミン類、未反応アンモニ
ア、アルコール及び水の混合物の中から第一級アミンの
みを蒸留分離するのはエネルギー負荷が大きく、経済性
の点から困難となる。
で、N-アルキル置換ラクタム類の製造に有利である第一
級アミンのみを選択的に製造することは実質的に困難で
あり、また、生成した置換アミン類、未反応アンモニ
ア、アルコール及び水の混合物の中から第一級アミンの
みを蒸留分離するのはエネルギー負荷が大きく、経済性
の点から困難となる。
このような問題点に対処するため、本発明は、N-アルキ
ル置換ラクタムの有利な製造方法として、根本的に第一
級アミンを使用しないN-アルキル置換ラクタム類の製造
法、特に従来より当該ラクタムの製造には品質及び収率
の点で第一級アミンを用いる方法より不利とされていた
第三級アミンをラクトン化合物との反応出発原料として
使用して、N-モノアルキル置換ラクタムを高品質かつ高
収率で製造する方法を提供することを目的とするもので
ある。
ル置換ラクタムの有利な製造方法として、根本的に第一
級アミンを使用しないN-アルキル置換ラクタム類の製造
法、特に従来より当該ラクタムの製造には品質及び収率
の点で第一級アミンを用いる方法より不利とされていた
第三級アミンをラクトン化合物との反応出発原料として
使用して、N-モノアルキル置換ラクタムを高品質かつ高
収率で製造する方法を提供することを目的とするもので
ある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明者らは、ラクトン化合物と第三級アミンを原料と
するときに得られるN-アルキル置換ラクタムの品質と反
応について鋭意研究してきたが、置換アンモニウムイオ
ンが順次脱アルコール分解を起こして、最終的には、閉
環してN-アルキル置換ラクタムを生成すること及び反応
温度が従来実施されていた290℃では収率の低下及び品
質の劣化が起こることを見い出し、特にN-アルキル置換
ラクタムの品質面を改良するため反応温度条件を選定し
て本発明を完成した。
するときに得られるN-アルキル置換ラクタムの品質と反
応について鋭意研究してきたが、置換アンモニウムイオ
ンが順次脱アルコール分解を起こして、最終的には、閉
環してN-アルキル置換ラクタムを生成すること及び反応
温度が従来実施されていた290℃では収率の低下及び品
質の劣化が起こることを見い出し、特にN-アルキル置換
ラクタムの品質面を改良するため反応温度条件を選定し
て本発明を完成した。
すなわち、本発明は、（１）ラクトン化合物に該ラクト
ン化合物に対して３〜５倍モルの水の存在下で第三級ア
ミン又は第三級アンモニウム化合物若しくは第四級アン
モニウム化合物を反応させ、これを温度240〜270℃にお
いて脱アルコール反応させることを特徴とするＮ−アル
キル置換ラクタムの製造方法、（２）ラクトン化合物に
該ラクトン化合物に対して３〜５倍モルの水の存在下で
第三級アミン又は第三級アンモニウム化合物若しくは第
四級アンモニウム化合物を反応させ、これを温度240〜2
70℃においてアルコールの脱離反応をさせ、該脱離アル
コールをアミン製造工程に再循環することを特徴とする
Ｎ−アルキル置換ラクタムの製造方法並びに（３）前記
のこれら製造方法において、ラクトン化合物がγ−ブチ
ロラクトンであり、Ｎ−アルキル置換ラクタムがＮ−ア
ルキル置換−２−ピロリドンであるＮ−アルキル置換ラ
クタムの製造方法を提供するものである。
ン化合物に対して３〜５倍モルの水の存在下で第三級ア
ミン又は第三級アンモニウム化合物若しくは第四級アン
モニウム化合物を反応させ、これを温度240〜270℃にお
いて脱アルコール反応させることを特徴とするＮ−アル
キル置換ラクタムの製造方法、（２）ラクトン化合物に
該ラクトン化合物に対して３〜５倍モルの水の存在下で
第三級アミン又は第三級アンモニウム化合物若しくは第
四級アンモニウム化合物を反応させ、これを温度240〜2
70℃においてアルコールの脱離反応をさせ、該脱離アル
コールをアミン製造工程に再循環することを特徴とする
Ｎ−アルキル置換ラクタムの製造方法並びに（３）前記
のこれら製造方法において、ラクトン化合物がγ−ブチ
ロラクトンであり、Ｎ−アルキル置換ラクタムがＮ−ア
ルキル置換−２−ピロリドンであるＮ−アルキル置換ラ
クタムの製造方法を提供するものである。
本発明の原料として用いるラクトン化合物は、骨格とし
て４〜７員環を有する環状化合物であり、各種のアルキ
ル、アリル置換誘導体、例えば、プロピオラクトン、γ
‐ブチロラクトン、グルタロラクトン、カプロラクト
ン、フタリド、2-ピロン、クマリン、ジヒドロアコン酸
誘導体、ジヒドロベンゾフラノン等、従来ラクタム環を
形成することが知られている種々の化合物を使用するこ
とができる。
て４〜７員環を有する環状化合物であり、各種のアルキ
ル、アリル置換誘導体、例えば、プロピオラクトン、γ
‐ブチロラクトン、グルタロラクトン、カプロラクト
ン、フタリド、2-ピロン、クマリン、ジヒドロアコン酸
誘導体、ジヒドロベンゾフラノン等、従来ラクタム環を
形成することが知られている種々の化合物を使用するこ
とができる。
本発明の製造方法により得られるラクタムは、原料とし
て用いたラクトンの骨格に対応した構造のものが得ら
れ、例えば、プロピオラクトンからN-アルキル置換プロ
ピオラクタムが製造でき、γ‐ブチロラクトンからN-ア
ルキル置換γ‐ブチロラクタム（N-アルキル置換‐2-ピ
ロリドン）を製造することができる。これらの内、本発
明の特に好適な実施態様としては、γ‐ブチロラクトン
からN-アルキル置換2-ピロリドンを製造する方法を挙げ
ることができる。
て用いたラクトンの骨格に対応した構造のものが得ら
れ、例えば、プロピオラクトンからN-アルキル置換プロ
ピオラクタムが製造でき、γ‐ブチロラクトンからN-ア
ルキル置換γ‐ブチロラクタム（N-アルキル置換‐2-ピ
ロリドン）を製造することができる。これらの内、本発
明の特に好適な実施態様としては、γ‐ブチロラクトン
からN-アルキル置換2-ピロリドンを製造する方法を挙げ
ることができる。
本発明の他の原料として用いるアミン類としては、C1〜
C20程度の炭素数のアルキル基、アラルキル基、芳香族
基を有する第三級アミンが広く使用できるが、最終目的
生成物を単一物にする目的から、第三級アミンの三つの
置換基が同一である場合が好ましく、例えば、トリメチ
ルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ト
リブチルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリフェ
ニルアミン、トリベンジルアミン等を使用することがで
きる。
C20程度の炭素数のアルキル基、アラルキル基、芳香族
基を有する第三級アミンが広く使用できるが、最終目的
生成物を単一物にする目的から、第三級アミンの三つの
置換基が同一である場合が好ましく、例えば、トリメチ
ルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ト
リブチルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリフェ
ニルアミン、トリベンジルアミン等を使用することがで
きる。
一般に、軽沸点の第三級アミンは水溶液として反応に使
用する場合も多いが、これらは溶液中でトリアルキル置
換アンモニウム水溶液として溶存している。
用する場合も多いが、これらは溶液中でトリアルキル置
換アンモニウム水溶液として溶存している。
本発明の製造方法において、これらの第三級アンモニウ
ム水溶液は、トリアルキル置換アミンと全く同様にラク
トン化合物と反応して対応するω‐ヒドロキシカルボン
酸のアンモニウム塩を与えるので、本発明の出発原料の
一つとして好適に使用することができる。
ム水溶液は、トリアルキル置換アミンと全く同様にラク
トン化合物と反応して対応するω‐ヒドロキシカルボン
酸のアンモニウム塩を与えるので、本発明の出発原料の
一つとして好適に使用することができる。
また、本発明の製造方法に第四級アンモニウム水酸化物
を含有するアルカリ水溶液を使用することができる。例
えばテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶
液とラクトン化合物とを反応して対応するω‐ヒドロキ
シカルボン酸の第四級アンモニウム塩を生成させ、これ
を同様に加熱して最終的に閉環したラクタム誘導体を製
造することができる。
を含有するアルカリ水溶液を使用することができる。例
えばテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶
液とラクトン化合物とを反応して対応するω‐ヒドロキ
シカルボン酸の第四級アンモニウム塩を生成させ、これ
を同様に加熱して最終的に閉環したラクタム誘導体を製
造することができる。
本発明の製造方法のラクトンと第三級アミンの反応及び
N-アルキル置換ラクタムの生成反応は、ブチロラクトン
を例にして示すと、次式のような順で進行する。
N-アルキル置換ラクタムの生成反応は、ブチロラクトン
を例にして示すと、次式のような順で進行する。
HO-CH2CH2CH2COO-N+HR3→ HOCH2CH2CH2COO-N+H2R2＋ROH HO-CH2CH2CH2COO-N+H2R2→ HOCH2CH2CH2COO-N+H3R＋ROH HOCH2CH2CH2COO-N+H3R→HOCH2CH2CH2CONHR＋H2O HOCH2CH2CH2COO-N+H2R2→HOCH2CH2CH2CONR2＋H2O HOCH2CH2CH2CONR2＋H2O→HOCH2CH2CH2CONHR＋ROH 本発明者らは、上式に従って脱アルコール分解が進行す
ることを脱離アルコールの存在により、確認し、引き続
きその条件についても鋭意研究して、製品の純度、収率
の向上を達成した。
ることを脱離アルコールの存在により、確認し、引き続
きその条件についても鋭意研究して、製品の純度、収率
の向上を達成した。
本発明製造方法における該脱アルコール分解は反応温度
240〜270℃、好ましくは、250〜265℃で行うのが望まし
い。
240〜270℃、好ましくは、250〜265℃で行うのが望まし
い。
反応温度が240℃未満の温度では極めて反応速度が遅
く、反応温度を270℃を超えると生成物が逐次熱分解に
より副生物が生じて、ラクトンに対する選択率の低下と
ともに、着色発生等の製品の品質が劣化を起こす。
く、反応温度を270℃を超えると生成物が逐次熱分解に
より副生物が生じて、ラクトンに対する選択率の低下と
ともに、着色発生等の製品の品質が劣化を起こす。
本発明製造方法では、反応は前記のように多段的に進行
しているが、これらの反応は実質的には無触媒下に実施
することができる。
しているが、これらの反応は実質的には無触媒下に実施
することができる。
通常、ラクトンと第三級アミンの反応は水の共存下に実
施するので、本発明製造方法は原料の仕込みから熱分解
までそのまま密閉容器中で加圧する方法を採用すること
ができる。
施するので、本発明製造方法は原料の仕込みから熱分解
までそのまま密閉容器中で加圧する方法を採用すること
ができる。
本発明製造方法に使用する水は、ラクトン１モルに対し
て、水３〜５モル、好ましくは、3.5〜4.4のモル比率で
使用するのが望ましい。
て、水３〜５モル、好ましくは、3.5〜4.4のモル比率で
使用するのが望ましい。
この水の使用モル比率が３未満では、反応速度が低く、
５を超えて使用しても、水の使用量に見合う反応速度の
向上はなく、かえって製品中の未反応ラクトンの含量が
増加し品質が低下し、また反応後の蒸留精製のエネルギ
ー消費が大きくなる点でも経済的でない。
５を超えて使用しても、水の使用量に見合う反応速度の
向上はなく、かえって製品中の未反応ラクトンの含量が
増加し品質が低下し、また反応後の蒸留精製のエネルギ
ー消費が大きくなる点でも経済的でない。
本発明の好適な製造実施工程の態様としては、例えば、
ラクトン、第三級アミン又は第三級アミン水溶液（アン
モニウム化合物として存在する）及び水を反応条件下又
は反応の前段階で混合して、該混合物又は反応物を240
℃以上の反応ゾーンに導入して目的生成物のラクタム化
合物に変換することができる。
ラクトン、第三級アミン又は第三級アミン水溶液（アン
モニウム化合物として存在する）及び水を反応条件下又
は反応の前段階で混合して、該混合物又は反応物を240
℃以上の反応ゾーンに導入して目的生成物のラクタム化
合物に変換することができる。
本発明製造方法においては、アルコールが生成するの
で、これを反応系外に分離しつつ反応を進めるのが平衡
論的に望ましい。
で、これを反応系外に分離しつつ反応を進めるのが平衡
論的に望ましい。
ここで分離されたアルコールは、アンモニアと反応させ
て、アミン類の製造工程に循環して使用するのが望まし
い。このように再循環することにより、第一級アミンと
の比較で予想される第三級アミンの余分のアルキル置換
基に基づく物質損失は殆ど回収することができる。
て、アミン類の製造工程に循環して使用するのが望まし
い。このように再循環することにより、第一級アミンと
の比較で予想される第三級アミンの余分のアルキル置換
基に基づく物質損失は殆ど回収することができる。
本発明に原料として用いる第三級アミンは、第一級及び
／又は第二級アミンとの混合物であっても支障ない。
／又は第二級アミンとの混合物であっても支障ない。
これにより、一般的に第三級アルキルアミンを製造する
ときに、相当量含有される第一級アミン及び第二級アミ
ンを分離しないでそのまま原料として使用しても、収率
及び品質の低下はないので好都合である。
ときに、相当量含有される第一級アミン及び第二級アミ
ンを分離しないでそのまま原料として使用しても、収率
及び品質の低下はないので好都合である。
［実施例］ 以下に、N-メチル‐2-ピロリドンの製造方法の実施例に
より本発明をさらに詳細に説明するが、これは本発明の
製造方法を限定するものでない。
より本発明をさらに詳細に説明するが、これは本発明の
製造方法を限定するものでない。
実施例１ γ‐ブチロラクトン20g（0.2323モル）及びトリメチル
アミンの30重量％の水溶液91.4g（0.4639モル）を500ml
のオートクレーブ中に仕込み、温度70℃に加温して反応
させた後、減圧濃縮して過剰の水及びアミンを留去し
た。
アミンの30重量％の水溶液91.4g（0.4639モル）を500ml
のオートクレーブ中に仕込み、温度70℃に加温して反応
させた後、減圧濃縮して過剰の水及びアミンを留去し
た。
これに水15.0g（モル比H2O/γ‐ブチロラクトン＝3.58
に相当する）を添加して、温度255℃で３時間反応させ
た。
に相当する）を添加して、温度255℃で３時間反応させ
た。
この反応の間、圧力は43kg/cm2Gを維持した。
反応後、オートクレーブを冷却し、生成物を分析した。
本発明の目的生成物であるN-メチル‐2-ピロリドンの収
量は、1.8g（0.0182モル）であったが、その前駆物質と
考えられる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多量に検出されたほか、
γ‐ブチロラクトン、2-ピロリドン等もメタノールとと
もに検出され、脱メタノール分解が進行していることが
確認された。
量は、1.8g（0.0182モル）であったが、その前駆物質と
考えられる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多量に検出されたほか、
γ‐ブチロラクトン、2-ピロリドン等もメタノールとと
もに検出され、脱メタノール分解が進行していることが
確認された。
また、一次生成物であるγ‐オキシ酪酸のアンモニウム
塩として相当量溶存していた。
塩として相当量溶存していた。
N-メチル‐2-ピロリドン及びその前駆体である有効成分
の合計の選択率は、87.5％であった。
の合計の選択率は、87.5％であった。
実施例２ 反応温度255℃を265℃に変えた以外は実施例１とと全く
同じ操作を行いN-メチル‐2-ピロリドンを製造し、前記
有効成分の合計量の選択率として、85.1％を得た。
同じ操作を行いN-メチル‐2-ピロリドンを製造し、前記
有効成分の合計量の選択率として、85.1％を得た。
比較例１ 実施例１と同様の操作により、γ‐ブチロラクトンとモ
ノメチルアミンの反応を行いN-メチル‐γ‐オキシ酪酸
アミドを製造した。このN-メチル‐オキシ‐酪酸アミド
103gを500mlのオートクレーブに仕込み255℃で３時間反
応させた。N-メチル‐2-ピロリドンの収量は61.8gであ
り、N-メチルアミド体の変換率は75.4％であって、選択
率は92.3モル％であった。
ノメチルアミンの反応を行いN-メチル‐γ‐オキシ酪酸
アミドを製造した。このN-メチル‐オキシ‐酪酸アミド
103gを500mlのオートクレーブに仕込み255℃で３時間反
応させた。N-メチル‐2-ピロリドンの収量は61.8gであ
り、N-メチルアミド体の変換率は75.4％であって、選択
率は92.3モル％であった。
反応液中には未反応のN-メチルアミド体及び水の他に、
γ‐ブチロラクトン4.0重量％、2-ピロリドン28.5ppmが
検出された。
γ‐ブチロラクトン4.0重量％、2-ピロリドン28.5ppmが
検出された。
実施例３ γ‐ブチロラクトン2.0kg、トリメチルアミン1.5kg及び
水1.65kgを10容量の誘導攪拌器付きオートクレーブに
仕込み、温度255℃で25時間反応させた後、生成液を三
本のオルダーショー蒸溜塔の組み合わせにより脱アミ
ン、脱水及び精製を行って製品N-メチル‐2-ピロリドン
を得た。
水1.65kgを10容量の誘導攪拌器付きオートクレーブに
仕込み、温度255℃で25時間反応させた後、生成液を三
本のオルダーショー蒸溜塔の組み合わせにより脱アミ
ン、脱水及び精製を行って製品N-メチル‐2-ピロリドン
を得た。
精製塔では中段より製品を抜き出し、高沸分を含む缶残
を定常的に系外に抜き出した。
を定常的に系外に抜き出した。
製品の純度は99.9％であり、その色調（APHA）は５〜10
と極めて良好であった。
と極めて良好であった。
γ‐ブチロラントン含有率は、0.05％であった。
比較例２ 前項の実施例３と同装置を用い、特公昭47-18751号公報
記載の実施例２と同じ290℃の反応温度とし、反応時間
を６時間に変更した以外は同一条件で反応及び精製を行
った。
記載の実施例２と同じ290℃の反応温度とし、反応時間
を６時間に変更した以外は同一条件で反応及び精製を行
った。
得られた製品の化学純度は97.8％に低下し、γ‐ブチロ
ラクトン含有率が1.2％に増大した上、その色調（APH
A）は40と不良であった。
ラクトン含有率が1.2％に増大した上、その色調（APH
A）は40と不良であった。
比較例３ 反応時間25時間を４時間とし、トリメチルアミン1.5kg
の代わりにモノメチルアミン0.8kgに変更した以外は実
施例３と同様に反応してN-メチル‐2-ピロリドンを製造
した。
の代わりにモノメチルアミン0.8kgに変更した以外は実
施例３と同様に反応してN-メチル‐2-ピロリドンを製造
した。
製品の化学純度は99.9％であり、γ‐ブチロラクトンの
含有率は0.04％であった。また色調（APHA）は５〜10と
良好であった。
含有率は0.04％であった。また色調（APHA）は５〜10と
良好であった。
比較例４ 水の使用量を1.65kgから3.25kg（モル比水／ラクトン＝
7.7）に変更した以外は実施例３と同様にしてN-メチル
‐2-ピロリドンを製造した。
7.7）に変更した以外は実施例３と同様にしてN-メチル
‐2-ピロリドンを製造した。
製品中のγ‐ブチロラクトンの含有率は0.42％に増加し
た。
た。
［発明の効果］ 本発明により、従来用途の少なかった第三級アミンを特
定反応条件でラクトン及び水の存在下に反応させて高品
質のラクタムを製造することができる。
定反応条件でラクトン及び水の存在下に反応させて高品
質のラクタムを製造することができる。
第一級アミンとラクトンを原料とする従来の技術に比し
て、第三級アミンを利用することにより、アミン製造工
程での生成物分布に関する制約を解消し、かつ、従来利
用されることの少なかった第三級アミンの使用を可能に
する点で利点が認められる。しかも、本発明の製造方法
において、第一級アミン及び第二級アミンは第三級アミ
ンと同様に反応するので、本発明にはこれら低級アミン
を含んだ混合物を使用することができ、第三級アミンを
精製する必要がない利点がある。
て、第三級アミンを利用することにより、アミン製造工
程での生成物分布に関する制約を解消し、かつ、従来利
用されることの少なかった第三級アミンの使用を可能に
する点で利点が認められる。しかも、本発明の製造方法
において、第一級アミン及び第二級アミンは第三級アミ
ンと同様に反応するので、本発明にはこれら低級アミン
を含んだ混合物を使用することができ、第三級アミンを
精製する必要がない利点がある。
本発明の製造方法において、副生するアルコールはアミ
ン製造工程にリサイクルすることができるので、第一級
アミンを使用する場合と比較して物質損失と殆ど変わら
ない。
ン製造工程にリサイクルすることができるので、第一級
アミンを使用する場合と比較して物質損失と殆ど変わら
ない。
また、従来の第二級アミン及び第三級アミンを使用する
N-アルキル置換ピロリドンの製造方法は品質面及び選択
率が悪かったが、本発明においては、第一級アミンとほ
ぼ同等に品質及び収率が向上しており、工業的に有利な
製造方法を提供するものである。
N-アルキル置換ピロリドンの製造方法は品質面及び選択
率が悪かったが、本発明においては、第一級アミンとほ
ぼ同等に品質及び収率が向上しており、工業的に有利な
製造方法を提供するものである。
Claims (3)
- 【請求項１】ラクトン化合物に該ラクトン化合物に対し
て３〜５倍モルの水の存在下で第三級アミン又は第三級
アンモニウム化合物若しくは第四級アンモニウム化合物
を反応させ、これを温度240〜270℃において脱アルコー
ル反応させることを特徴とするＮ−アルキル置換ラクタ
ムの製造方法。 - 【請求項２】ラクトン化合物に該ラクトン化合物に対し
て３〜５倍モルの水の存在下で第三級アミン又は第三級
アンモニウム化合物若しくは第四級アンモニウム化合物
を反応させ、これを温度240〜270℃においてアルコール
の脱離反応をさせ、該脱離アルコールをアミン製造工程
に再循環することを特徴とするＮ−アルキル置換ラクタ
ムの製造方法。 - 【請求項３】ラクトン化合物がγ−ブチロラクトンであ
り、Ｎ−アルキル置換ラクタムがＮ−アルキル置換−２
−ピロリドンである特許請求の範囲第１項又は第２項記
載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63011303A JPH0710835B2 (ja) | 1988-01-21 | 1988-01-21 | Ｎ−アルキル置換ラクタムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63011303A JPH0710835B2 (ja) | 1988-01-21 | 1988-01-21 | Ｎ−アルキル置換ラクタムの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01186863A JPH01186863A (ja) | 1989-07-26 |
| JPH0710835B2 true JPH0710835B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=11774231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63011303A Expired - Lifetime JPH0710835B2 (ja) | 1988-01-21 | 1988-01-21 | Ｎ−アルキル置換ラクタムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0710835B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4203527A1 (de) * | 1992-02-07 | 1993-08-12 | Akzo Nv | Verfahren zur herstellung von pyrrolidon und n-alkylpyrrolidonen |
| BE1012946A6 (fr) * | 1999-10-27 | 2001-06-05 | Pantochim Sa | Procede de production de n-methyl pyrrolidone en utilisant de la gamma-butyrolactone et des methylamines mixtes comme materiaux de depart. |
| DE10004909A1 (de) * | 2000-02-04 | 2001-08-09 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) |
| US6603021B2 (en) | 2001-06-18 | 2003-08-05 | Battelle Memorial Institute | Methods of making pyrrolidones |
| US7199250B2 (en) | 2002-12-20 | 2007-04-03 | Battelle Memorial Institute | Process for producing cyclic compounds |
-
1988
- 1988-01-21 JP JP63011303A patent/JPH0710835B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01186863A (ja) | 1989-07-26 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |