JPH1045720A - １，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 新規な１，３−ジアルキル−２−イミダゾリ
ジノンの製造方法の提供。 【解決手段】 非プロトン性極性溶媒の存在下、Ｎ，
Ｎ’−ジアルキルエチレンジアミンとイソシアヌル酸と
を反応させる１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノ
ンの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は１，３−ジアルキル
−２−イミダゾリジノンの新規な製造方法に関する。さ
らに詳しくは、Ｎ，Ｎ’−ジアルキルエチレンジアミン
とイソシアヌル酸との反応により１，３−ジアルキル−
２−イミダゾリジノンを製造する方法に関する。

【０００２】１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノ
ンは極性の高い非プロトン性溶媒であり、一般的な非プ
ロトン性極性溶媒と比べて酸、アルカリに対して極めて
安定であり、且つ各種の無機、有機化合物に対して強い
溶解力をもつことから、医薬、農薬、染料、顔料等の合
成溶媒、電子部品、モールド等の洗浄剤、高分子化合物
の重合溶媒等として極めて有用な物質である。

【０００３】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】１，３
−ジアルキル−２−イミダゾリジノンの製造方法は多数
提案されている。例えばエチレンジアミンと尿素を反応
させて２−イミダゾリジノンを得、これにホルマリンを
付加させた反応生成物をトリクロロ酢酸、蟻酸等で還元
してＮ，Ｎ’−ジメチル化させる方法、またこの還元方
法を改良して貴金属触媒を使用し酸性下に水素添加する
方法、さらにＮ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンか
ら、これとホスゲン若しくはトリクロロメチルクロロホ
ーメートをホスゲンに分解しながら反応する方法等が知
られている。

【０００４】さらにはジアリルエチレンジアミンと尿素
より１，３−ジアリル−２−イミダゾリジノンを４０％
の収率で得たとの報告〔Ｊ．Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ
Ｃｈｅｍ．（１９７１），８，５０９〕、Ｎ，Ｎ’−
ジメチルエチレンジアミンと尿素との反応により中間体
として１，１’−ジメチル−ジメチレンビスウレアを
得、これを約３００℃に加熱して１，３−ジメチル−２
−イミダゾリジノンを３５％の収率で得たとの報告
〔Ｊ．Ｃ．Ｓ（Ｐｅｒｋｉｎ Ｔｒａｎｓ．）２．（１
９８１），３１７〕がなされている。

【０００５】しかしながら、これらの技術によると工程
が煩雑であったり、取扱上注意を要する原料を使用した
り、且つ収率等も低く工業的製造方法としては到底満足
いくものではなく、これらの改良が要請されていた。

【０００６】本発明者等はＮ，Ｎ’−ジメチルエチレン
ジアミンと尿素を反応させることにより、前述の課題を
解決した１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの製
造方法を見出し、先に出願した（特開昭６１−２２９８
６６号公報、特開昭６１−２３３６７４号公報、特開昭
６１−２３６７６９号公報）。又、他の１，３−ジアル
キル−２−イミダゾリジノンを製造するに際しても先に
出願した方法により目的が達せられることを確認し、出
願した（特開昭６２−１８５０７６号公報）。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等はさらに鋭意
検討を重ねた結果、驚くべきことに非プロトン性極性溶
媒中にＮ，Ｎ’−ジアルキルエチレンジアミンとイソシ
アヌル酸とを反応させることにより、極めて効率よく、
高収率且つ高純度で１，３−ジアルキル−２−イミダゾ
リジノンが得られることを見出し本発明を完成した。

【０００８】即ち、本発明は、以下に示すものである。 非プロトン性極性溶媒の存在下、一般式（１）

【化３】 〔式中、Ｒはアルキル基を示す。〕で表されるＮ，Ｎ’
−ジアルキルエチレンジアミンとイソシアヌル酸とを反
応させることを特徴とする一般式（２）

【化４】 〔式中、Ｒは前記定義に同じ。〕で表される１，３−ジ
アルキル−２−イミダゾリジノンの製造方法。 一般式（１）中のアルキル基が炭素数１〜４である
記載の方法。 非プロトン性極性溶媒が１，３−ジアルキル−２−
イミダゾリジノン自溶媒である記載の方法。 Ｎ，Ｎ’−ジアルキルエチレンジアミンとイソシア
ヌル酸とを反応させる際の反応温度を１８０℃以上とす
ることを特徴とする記載の方法。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明で用いる前記一般式（１）
で表されるＮ，Ｎ’−ジアルキルエチレンジアミンとし
ては当然所望とする１，３−ジアルキル−２−イミダゾ
リジノンに相応するＮ，Ｎ’−ジアルキルエチレンジア
ミンを選定すればよく、Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジ
アミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチルエチレンジアミン、Ｎ，
Ｎ’−ジプロピルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジイソ
プロピルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジブチルエチレ
ンジアミンなどである。これらのＮ，Ｎ’−ジアルキル
エチレンジアミンは、相応するモノアルキルアミンとエ
チレンジクロライド、エチレンジブロマイド等のエチレ
ンジハライドとの反応により容易に得ることができる。

【００１０】本発明で用いる溶媒としては炭化水素及び
ハロゲン化炭化水素は適さず、非プロトン性極性溶媒を
使用する。好ましい溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ’
−ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、ジメチル
スルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、スルホラ
ン、ジオキサン等が用いられる。

【００１１】しかしながら、使用する溶媒の沸点が低い
場合は過大な設備が必要となるため、１８０℃以上の沸
点を有する溶媒が好ましく、特に溶媒分離の煩雑さを避
ける意味から反応により自製した所望の１，３−ジアル
キル−２−イミダゾリジノンを自溶媒とするのが最適で
ある。使用量は特に限定はされない。

【００１２】本発明に於ける反応温度は１８０℃以上あ
れば問題ないが、工業的見地からは２００〜２５０℃の
間が好ましい。１８０℃未満では反応速度が小さく、２
５０℃を越えると工業的な加熱方法に問題が生じる。

【００１３】本発明に於けるＮ，Ｎ’−ジアルキルエチ
レンジアミンとイソシアヌル酸の量比は化学量論的には
３．０：１．０のモル比である。イソシアヌル酸を過剰
に使用すると精製する際濾過工程が必要になる等の面倒
が生じ、Ｎ，Ｎ’−ジアルキルエチレンジアミンを過剰
に使用すると経済的見地から望ましくない。最適には
２．８：１．０〜３．２〜１．０のモル比で選定するこ
とが好ましい。

【００１４】本発明の態様としては、特に限定はされな
いが、非プロトン性極性溶媒とイソシアヌル酸の混合物
を加熱し、これに反応温度を保持しながらＮ，Ｎ’−ジ
アルキルエチレンジアミンを添加していく方法、加熱し
た非プロトン性極性溶媒中に反応温度を保持しながら
Ｎ，Ｎ’−ジアルキルエチレンジアミンとイソシアヌル
酸を連続的に添加していく方法等がある。又、非プロト
ン性極性溶媒、イソシアヌル酸及びＮ，Ｎ’−ジアルキ
ルエチレンジアミンを一括に仕込み反応する方法もある
が、この場合は使用するＮ，Ｎ’−ジアルキルエチレン
ジアミンの沸点を考慮し、反応温度を保持できるよう
に、非プロトン性極性溶媒の適切な種類と量の選択及び
Ｎ，Ｎ’−ジアルキルエチレンジアミンの仕込み量の選
択が必要である。

【００１５】さらに本発明の方法は回分式、連続式どち
らでも実施できる。連続式で行う場合は、例えば、前述
した態様の一例である加熱した非プロトン極性溶媒中に
反応温度を保持しながらＮ，Ｎ’−ジアルキルエチレン
ジアミンとイソシアヌル酸を連続的に添加する方法を用
い、反応器内の液面が常に一定を保持しうるように反応
生成物を連続的に抜き出せばよい。

【００１６】以上の発明の実施の形態により得られた反
応生成物からは蒸留等の操作により１，３−ジアルキル
−２−イミダゾリジノンを取り出せばよい。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。尚、分析はガスクロマトグラフにより行った。 実施例１ 攪拌機、冷却管、温度計を備えた１ のガラス製反応器
に１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン２５０．０
ｇ（以下、ＤＭＩと略記する）及びイソシアヌル酸１３
０．０ｇを仕込み２１０℃に加熱しそのまま保持した。
これにＮ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミン２６４．５
ｇを５時間かけて滴下し、この間反応器内温は２１０〜
２１５℃に保った。滴下終了後同温度で２時間熟成を行
った。冷却後得られた反応液の重量は５９８．３ｇであ
り、ＤＭＩの純度は９７．４％であった。反応器中に最
初に仕込んだＤＭＩの量を差し引いて求めたＤＭＩの収
率は滴下したＮ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンに対
し、９７．２％であった。引き続き反応液を５段相当の
蒸留塔を用い蒸留することにより、純度９９．７ｗｔ％
のＤＭＩ５６０．０ｇを得た。

【００１８】実施例２ 反応器に１，３−ジエチル−２−イミダゾリジノン２５
０．０ｇ（以下、ＤＥＩと略記する）、Ｎ，Ｎ’−ジエ
チルエチレンジアミン３４８．６ｇを８時間かけて滴下
した以外は実施例１と同様の反応を行った。実施例１と
同様の方法で求めたＤＥＩの収率は９７．０％であっ
た。

【００１９】実施例３ 反応器にＮ−メチル−２−ピロリドン２５０．０ｇ、イ
ソシアヌル酸１３０．０ｇを仕込み２００℃に加熱しそ
のまま保持した。これにＮ，Ｎ’−ジブチルエチレンジ
アミン５１６．９ｇを６時間かけて滴下した。滴下中反
応器は加熱を行い反応器内温は２００〜２３０℃となっ
た。滴下終了後反応器内温２３０〜２３５℃を保持しな
がら２時間熟成を行った。冷却後得られた反応液の重量
は８５０．２ｇ、１，３−ジブチル−２−イミダゾリジ
ノンの濃度は５８．８ｗｔ％であり、これより求めた
１，３−ジブチル−２−イミダゾリジノンの収率は滴下
したＮ，Ｎ’−ジブチルエチレンジアミンに対し、９
６．７％であった。

【００２０】実施例４ フラスコの底部より抜き出し管を設け、ポンプに連結し
ポンプの吐出部は１の反応器に導入する装置を準備し
た。反応器の胴体部には抜き出し管、冷却管、受器を設
けた。反応器の抜き出し部迄の内容量は６００ であ
る。フラスコにＮ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミン１
４３０ｇとイソシアヌル酸７００ｇを仕込み攪拌した。
反応器中にはＤＭＩ６００ｇを仕込み攪拌しながら内温
を２２０℃に保ち、引き続きポンプより１００ｇ／Ｈの
速度でＮ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンとイソシア
ヌル酸の混合物を反応器中に添加した。添加は２０時間
行い、この間反応器内温は２１５〜２２０℃に保持し、
反応生成物は受器に貯槽された。添加終了、冷却後の反
応器中の量は５９６ｇ、ＤＭＩの純度は９７．９ｗｔ
％、受器中の量は１７４３ｇ、ＤＭＩの純度は９７．３
ｗｔ％であった。反応器及び受器中のＤＭＩの得量は２
２７９ｇであり、反応器中に最初に仕込んだＤＭＩの量
を差し引いて求めたＤＭＩの収率は添加したＮ，Ｎ’−
ジメチルエチレンジアミンに対し、９６．６％であっ
た。引き続き、受器中の液を５段相当の蒸留塔を用い蒸
留することにより純度９９．６％のＤＭＩ１６４５ｇを
得た。

【００２１】

【発明の効果】本発明によって、高収率且つ高純度での
１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノンの工業的製
造が可能となった。本発明は実施例に示す通り、Ｎ，
Ｎ’−ジアルキルエチレンジアミンとイソシアヌル酸と
の反応により従来の技術と比較し、煩雑な工程や取り扱
い上注意を要する原料を使用することなく極めて簡素な
プロセスが実現し、１，３−ジアルキル−２−イミダゾ
リジノンを容易に効率よく、且つ高収率で得られること
は明白であり、本発明の意義は大きい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永田 輝幸 福岡県大牟田市浅牟田町30番地 三井東圧 化学株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非プロトン性極性溶媒の存在下、一般式
   （１） 【化１】 〔式中、Ｒはアルキル基を示す。〕で表されるＮ，Ｎ’
   −ジアルキルエチレンジアミンとイソシアヌル酸とを反
   応させることを特徴とする一般式（２） 【化２】 〔式中、Ｒは前記定義に同じ。〕で表される１，３−ジ
   アルキル−２−イミダゾリジノンの製造方法。
2. 【請求項２】 一般式（１）中のアルキル基が炭素数１
   〜４である請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 非プロトン性極性溶媒が１，３−ジアル
   キル−２−イミダゾリジノン自溶媒である請求項１記載
   の方法。
4. 【請求項４】 Ｎ，Ｎ’−ジアルキルエチレンジアミン
   とイソシアヌル酸とを反応させる際の反応温度を１８０
   ℃以上とすることを特徴とする請求項１記載の方法。