JPH08198831A - N−アルコキシメチル(メタ)アクリルアミド類の製造法 - Google Patents

N−アルコキシメチル(メタ)アクリルアミド類の製造法

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JPH08198831A
JPH08198831A JP7012513A JP1251395A JPH08198831A JP H08198831 A JPH08198831 A JP H08198831A JP 7012513 A JP7012513 A JP 7012513A JP 1251395 A JP1251395 A JP 1251395A JP H08198831 A JPH08198831 A JP H08198831A
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JP
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meth
acrylamide
aliphatic
mol
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JP7012513A
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Misao Uohama
操 魚浜
Tatsushi Okuda
竜志 奥田
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Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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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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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 N−メチロール(メタ)アクリルアミドと脂
肪族モノアルコール類、例えばN−メチロールアクリル
アミドとi−ブタノールとを、酸触媒の存在下に反応さ
せた後、反応液のpHを7より大きく、かつ9.5以下
の範囲内、好ましくは7.5〜9.5に保ちつつ反応液
の濃縮を行うことを特徴とするN−アルコキシメチル
(メタ)アクリルアミド類の製造法。 【効果】 濃縮工程における副生成物の生成が抑制さ
れ、高純度のN−アルコキシメチル(メタ)アクリルア
ミド類が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、塗料用樹脂の原料とし
て有用なN−アルコキシメチル(メタ)アクリルアミド
類の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】N−アルコキシメチル(メタ)アクリル
アミド類は、通常(メタ)アクリルアミドとホルムアル
デヒドとをアルカリ性条件下で反応させて、N−メチロ
ール(メタ)アクリルアミドとした後、さらに酸触媒の
存在下でブタノール等の脂肪族モノアルコール類との脱
水縮合反応を行うことにより得ることができる(特開昭
63−44555号公報、特公昭47−28765号公
報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のN−メチロール
(メタ)アクリルアミドと脂肪族モノアルコール類との
脱水縮合反応においては、副反応によって、例えばメチ
レンビス(メタ)アクリルアミド、ジ(メタ)アクリル
アミドジメチルエーテル等の副生成物が生成する。これ
らの副生成物の生成は、例えば塗料用樹脂等の原料とし
て用いた場合、得られる塗料の耐水性の低下や粘度増加
をもたらす要因となるため、好ましくない。
【0004】通常、上記のN−メチロール(メタ)アク
リルアミドと脂肪族モノアルコール類との脱水縮合反応
においては、脂肪族モノアルコール類を過剰に用いる
か、または溶剤を使用して、酸性条件下で反応を実施
し、その後pH調整なしに酸性条件下のままで過剰の脂
肪族モノアルコール類または溶剤を回収・濃縮すること
により、目的物のN−アルコキシメチル(メタ)アクリ
ルアミド類を得ているが、上記の副生成物は、脱水縮合
反応工程だけでなく、その後の濃縮工程においても多量
に生成し、目的物の純度を更に低下させる大きな要因と
なっている。そのため、高純度の目的物を得るために
は、水洗や蒸留等の精製操作を実施する必要があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、N−メチロール
(メタ)アクリルアミドと脂肪族モノアルコール類との
脱水縮合反応により、N−アルコキシメチル(メタ)ア
クリルアミド類を得る方法において、反応終了後、反応
液のpHを7より大きく、かつ9.5以下の範囲に保ち
つつ反応液の濃縮を行うことによって、上記の課題であ
る濃縮工程における副生成物の生成が抑制され、高純度
のN−アルコキシメチル(メタ)アクリルアミド類が得
られることを見い出し、本発明を完成させるに至った。
【0006】すなわち、本発明は、N−メチロール(メ
タ)アクリルアミドと脂肪族モノアルコール類とを、酸
触媒の存在下に反応させた後、反応液のpHを7より大
きく、かつ9.5以下の範囲内に保ちつつ反応液の濃縮
を行うことを特徴とするN−アルコキシメチル(メタ)
アクリルアミド類の製造法を提供するものである。
【0007】本発明で用いるN−メチロール(メタ)ア
クリルアミドとしては、例えば(メタ)アクリルアミド
とホルムアルデヒドとを、水酸化ナトリウム等の塩基触
媒と、水、アルコール等の溶媒の存在下に加熱すること
によって得られる。その具体例としては、下記一般式
(1)
【0008】
【化1】 CH2=C(R1)−CONHCH2OH - - - (1) (式中、R1は水素原子またはメチル基を示す)で表さ
れる化合物が挙げられる。尚、上記の方法では、水を溶
媒として用いるのが通常であるが、N−メチロール(メ
タ)アクリルアミドを含む反応液を、そのまま本発明の
原料として使用できる点で、その後の脱水縮合反応に用
いる脂肪族モノアルコール類を溶媒として用いることが
好ましい。
【0009】本発明では、モノアルコール類との脱水縮
合反応を実施するに際して、あらかじめ上記の方法のよ
うに(メタ)アクリルアミドとホルムアルデヒドとを反
応させて得たN−メチロール(メタ)アクリルアミドを
含む反応液をそのまま用いても、また市販のN−メチロ
ール(メタ)アクリルアミドを用いても良い。
【0010】本発明で用いる脂肪族モノアルコール類と
しては、例えば炭素原子数1〜8の脂肪族モノアルコー
ル類、具体的には、メタノール、エタノール、n−プロ
パノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブ
タノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−
ペンタノール、n−ヘキサノール、n−ヘプタノール、
n−オクタノール等を挙げることができる。これらの化
合物の中でもとりわけ、i−ブタノールを用いて得られ
るN−i−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミドが、
樹脂原料としての有用性に優れることから特に好まし
い。
【0011】N−メチロール(メタ)アクリルアミドと
脂肪族モノアルコール類との反応は、酸触媒の存在下に
実施される。触媒として用いられる酸としては、例えば
硫酸、燐酸等の鉱酸類、メタンスルホン酸、ベンゼンス
ルホン酸、p−トルエンスルホン酸等のスルホン酸類、
蓚酸、蟻酸、安息香酸等のカルボン酸類が挙げられ、こ
れらは単独で用いても、複数を組み合わせてもよい。触
媒として用いる酸の量は、適度な反応速度を得、かつ副
生成物の生成量を抑制する量を適宜選択すればよく、特
に限定されないが、通常はpHが1〜7、好ましくは2
〜4となる範囲である。
【0012】本発明で用いるN−メチロール(メタ)ア
クリルアミドと脂肪族モノアルコール類とのモル比は、
N−メチロール(メタ)アクリルアミド1モルに対し
て、脂肪族モノアルコール類が総量で1.0〜8.0モ
ル、好ましくは2.0〜4.0モルとなる範囲である。
【0013】ここで用いる脂肪族モノアルコール類は、
反応開始時に全量を添加してもよいが、反応開始時に、
適当量を添加して反応を開始した後、更に反応途中段階
で分割または連続的に添加することが、反応時間を短縮
しかつ、副生成物の生成を抑制する点で好ましい。例え
ば、反応の開始時には、N−メチロール(メタ)アクリ
ルアミド1モルに対して、脂肪族モノアルコール類を
O.3〜5.0モル、好ましくは0.5〜3.0モルの
範囲で加えて反応を開始し、その後、脂肪族モノアルコ
ール類を分割または連続添加する。反応開始後の脂肪族
モノアルコール類の添加量は、反応開始時に加えられた
脂肪族モノアルコール類の量にも影響されるが、メチロ
ール(メタ)アクリルアミド1モルに対して、通常0.
3〜5.0モル、好ましくは0.5〜3.0モルの範囲
から選ばれる。
【0014】反応開始後、脂肪族モノアルコール類を分
割添加する場合、添加回数には特に制限はないが、通常
1〜5回で等時間の間隔で等量ずつ添加するが、更に回
数を増加させてもよく、また複数回の添加で添加量を変
化させてもよく、特に制限はない。
【0015】反応開始後、脂肪族モノアルコール類を連
続添加する場合、反応開始直後から反応終了時まで継続
的に添加してもよいし、反応開始後一定時間後から供給
を開始してもよく、特に制限はない。
【0016】ただし、上記反応開始後のブタノール類の
添加は、何れの場合でも反応終了の15〜60分前にブ
タノール類の添加を終了させておくことが好ましい。本
発明での脱水縮合反応は、通常溶媒を用いることなく、
反応物質のブタノール類を過剰に用いて実施されるが、
必要に応じて別途溶媒を用いることもできる。用いる溶
媒としては、反応において不活性で、かつ生成する水と
共沸するものであれば特に制限されないが、具体的には
トルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素類、n−ヘキサ
ン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類が挙げられ
る。
【0017】反応温度は、通常反応系の還流温度であ
り、なかでも副生成物の生成量と反応完結までの時間の
増大を防止できる点で70〜120℃の範囲が好まし
い。反応は、生成水を分離しつつ行う方法であれば常圧
で行ってもよく、また減圧下に実施してもよいが、上記
の温度範囲内となるように調節することが必要である。
生成水の分離方法は、特に限定されないが、共沸蒸留に
より分離するのが通常である。反応時間は特に限定され
ないが、通常60〜180分間である。
【0018】本発明では、反応終了後、反応液の濃縮を
行う前に、塩基性化合物を用いて反応液のpHを7より
大きく、かつ9.5以下の範囲、好ましくは7.5〜
9.5の範囲に調節する。ここで用いる塩基性化合物と
しては、例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、水酸化バリウム等の金属水酸化物、炭酸
カリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸バ
リウム等の金属炭酸塩および重炭酸塩、メチルアミン、
エチルアミン、n−プロピルアミン、i−プロピルアミ
ン、n−ブチルアミン、i−ブチルアミン、s−ブチル
アミン、t−ブチルアミン等のモノ、ジおよびトリ置換
脂肪族アミン類、アニリン、フェニレンジアミン、トル
イジン等の芳香族アミン類、シクロヘキシルアミン、ジ
アザビシクロウンデセン等の脂環式アミン類、ナトリウ
ムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムメトシ
キド、カリウムエトキシド、カリウム−t−ブトキシ
ド、ナトリウムフェノキシド等の金属アルコラート類等
が挙げられ、なかでも必要な使用量、価格、pH調節の
容易性等の点で優れることから、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム等の金属水酸化物が好ましい。
【0019】濃縮操作は、生成物の分解を避けるために
減圧下90℃以下の温度で実施することが望ましい。ま
た、濃縮工程中に系のpH変化が認められる場合には、
適時塩基性化合物を添加して、系のpHを上記の範囲内
に保つことが必要である。
【0020】このようにして得たN−ブトキシメチル
(メタ)アクリルアミド類は、高純度を有し、特別な精
製操作を実施しなくとも使用可能であり、さらに高純度
品が必要であれば、蒸留・ろ過等の操作によって得るこ
とができる。
【0021】
【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて本発明を
具体的に説明するが、本発明の内容は実施例のみに限定
されるものではない。また、例中の収率(%)は用いた
N−メチロール(メタ)アクリルアミドに対するモル%
を、純度(%)は反応終了後に濃縮して得られた濃縮物
に対するN−アルコキシメチル(メタ)アクリルアミド
の重量%を、また、その他の%は重量%をそれぞれ表
す。
【0022】参考例1(N−メチロールアクリルアミド
の製造) 還流冷却器、温度計および攪拌機を付けた3lガラス製
四つ口フラスコに、91.6%ホルムアルデヒド水溶液
131g(4.00モル)、アクリルアミド274g
(3.81モル)、i−ブタノール148g(2.00
モル)および水酸化ナトリウム1gをそれぞれ仕込み、
内容物を90℃で2時間加熱して反応させ、N−メチロ
ールアクリルアミド364g(3.60モル)を含む反
応液を得た。N−メチロールアクリルアミドの収率は、
94.8%であった。
【0023】参考例2(同上) アクリルアミド274g(3.81モル)の代わりに、
メタアクリルアミド316g(3.81モル)を用いた
以外は参考例1と同様にして、N−メチロールメタアク
リルアミド416g(3.68モル)を含む反応液を得
た。N−メチロールメタアクリルアミドの収率は、9
6.6%であった。
【0024】実施例1 還流冷却器、水分離器、温度計および攪拌機を付けた3
lガラス製四つ口フラスコに、参考例1で製造したN−
メチロールアクリルアミド364g(3.60モル)を
含む混合液を入れ、i−ブタノール400g(5.40
モル)を加え、さらに酸触媒として蓚酸2gを添加し
て、pHを3.0に調整した。
【0025】次に、内容物を攪拌しながら113℃で加
熱環流して反応させ、生成する水をi−ブタノールと共
沸させて分離した。還流開始1時間後に新たにi−ブタ
ノール200g(2.70モル)を添加して、さらに1
時間加熱環流した。
【0026】反応終了後、pH調節剤として水酸化カリ
ウム4gを加え、pHを9に調整した後、減圧下内温を
90℃以下に保ちながら未反応のi−ブタノールを回収
・濃縮し、N−i−ブトキシメチルアクリルアミド54
1g(3.44モル)を含む生成物576gを得た。N
−i−ブトキシメチルアクリルアミドの収率は90%、
純度は94%であった。
【0027】実施例2〜6 脂肪族モノアルコール類として、表1に示した化合物を
用いた以外は実施例1と同様にして、N−i−アルコキ
シメチルアクリルアミドを得た。結果を表1に示す。
【0028】実施例7〜9 pH調節に用いる塩基性化合物として、表1に示した化
合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、N−i−
ブトキシメチルアクリルアミドを得た。結果を表1に示
す。
【0029】実施例10 参考例1で得たN−メチロールアクリルアミド364g
(3.60モル)を含む混合液の代わりに、参考例2で
得たN−メチロールメタアクリルアミド416g(3.
68モル)を含む反応液を用いた以外は実施例1と同様
にして、N−i−ブトキシメチルメタアクリルアミドを
得た。結果を表1に示す。
【0030】実施例11 還流冷却器、水分離器、温度計および攪拌機を付けた3
lガラス製四つ口フラスコに、参考例1で製造したN−
メチロールアクリルアミド364g(3.60モル)を
含む混合液を入れ、i−ブタノール600g(8.1モ
ル)を加え、さらに酸触媒として蓚酸2gを添加して、
pHを3.0に調整した。
【0031】次いで、内容物を攪拌しながら113℃で
加熱環流して反応させ、生成する水をi−ブタノールと
共沸させて分離した。還流開始後、8時間後に反応が終
了した。
【0032】反応終了後、実施例1と同様の操作を実施
して、N−i−ブトキシメチルアクリルアミドを得た。
結果を表1に示す。 比較例1 反応終了後、pH調節剤を添加することなく、濃縮を実
施した以外は実施例1と同様にして、N−i−ブトキシ
メチルアクリルアミドを得た。結果を表1に示す。
【0033】比較例2 還流冷却器、水分離器、温度計および攪拌機を付けた3
lガラス製四つ口フラスコに、参考例1で製造したN−
メチロールアクリルアミド364g(3.60モル)を
含む混合液を入れ、i−ブタノール600g(8.1モ
ル)を加え、さらに酸触媒として蓚酸2gを添加して、
pHを3.0に調整した。
【0034】次に、内容物を攪拌しながら113℃で加
熱環流して反応させ、生成する水をi−ブタノールと共
沸させて分離した。還流開始後、8時間後に反応が終了
した。
【0035】反応終了後、pH調節剤を添加することな
く、濃縮を実施した以外は実施例1と同様にして、N−
i−ブトキシメチルアクリルアミドを得た。結果を表1
に示す。
【0036】
【表1】
【0037】
【発明の効果】本発明の製法によれば、濃縮工程におけ
る副生成物の生成が抑制され、高純度のN−アルコキシ
メチル(メタ)アクリルアミド類が得られる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 N−メチロール(メタ)アクリルアミド
    と脂肪族モノアルコール類とを、酸触媒の存在下に反応
    させた後、反応液のpHを7より大きく、かつ9.5以
    下の範囲内に保ちつつ反応液の濃縮を行うことを特徴と
    するN−アルコキシメチル(メタ)アクリルアミド類の
    製造法。
  2. 【請求項2】 反応終了後、反応液のpHを7.5〜
    9.5の範囲内に保ちつつ反応液の濃縮を行う請求項1
    記載の製造法。
  3. 【請求項3】 脂肪族モノアルコール類が、炭素原子数
    1〜8の脂肪族モノールである請求項1または2記載の
    製造法。
  4. 【請求項4】 脂肪族モノアルコール類が、i−ブタノ
    ールである請求項1または2記載の製造法。
JP7012513A 1995-01-30 1995-01-30 N−アルコキシメチル(メタ)アクリルアミド類の製造法 Pending JPH08198831A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08198833A (ja) * 1995-01-30 1996-08-06 Dainippon Ink & Chem Inc N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド類の製法
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