JPH11349543A - ヒドロキシアルキルアミドの連続的製造方法 - Google Patents

ヒドロキシアルキルアミドの連続的製造方法

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JPH11349543A JP11133226A JP13322699A JPH11349543A JP H11349543 A JPH11349543 A JP H11349543A JP 11133226 A JP11133226 A JP 11133226A JP 13322699 A JP13322699 A JP 13322699A JP H11349543 A JPH11349543 A JP H11349543A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストが安く、容易で連続的に作業するヒド
ロキシアルキルアミドの連続的製造方法を提供する。 【解決手段】 使用物質の反応を押出機または強力ミキ
サー内で強力に混合し、かつ熱供給下で短時間反応さ
せ、かつ生じるアルコールを同時に除去することにより
行い、かつその後最終生成物を単離する。 【効果】 従来の方法で数時間を要していた反応が、短
時間で進行し、かつ制御が困難であった結晶スラリーの
形成工程が、不要である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カルボン酸エステ
ルとヒドロキシルアミンとをベースとするヒドロキシル
アミドの連続的な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＥ−ＯＳ ２５０９２３７号には、ヒ
ドロキシアルキルアミドの製造方法が記載されている。
この場合、エステルとヒドロキシアルキルアミドとを溶
剤中で、ならびに溶剤なしで不連続的に反応させて最終
生成物が得られる。該反応は、数時間を要する。
【０００３】ＥＰ−Ａ−０４７３３８０号で該方法は改
善される。温度は、反応の間に結晶スラリーが生じるよ
うに選択する。部分的な結晶化は、収率の改善につなが
る。というのも、ヒドロキシアルキルアミンの分離と並
行して現れる、障害となる目的分子のダイマー形成が抑
制されるからである。ここでもまた不連続的に作業して
いる。反応時間は数時間の範囲内である。
【０００４】従来実地で適用されてきたこれらの合成方
法は、種々の欠点を有する：溶剤中で作業する場合、後
で溶剤を再度除去しなくてはならない。
【０００５】通常の製造は、時間のかかるヒドロキシア
ルキルアミンの滴加を必要とする。
【０００６】結晶スラリーでの作業の技術は、粘度と温
度との正確な相関関係を必要とする。というのも、結晶
形成が強すぎると収率が低下するからである。さらに反
応器からの結晶スラリーの排出およびその後の材料のコ
ンパウンド化はコストがかかる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、ヒドロキシアルキルアミドを製造するために、それ
ほどコストがかからず、容易で連続的に作業する、前記
の欠点を有していない方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】意外なことに、押出機ま
たは強力ミキサー中でヒドロキシアルキルアミドを連続
的に製造できることが判明した。
【０００９】本発明の対象は、カルボン酸エステルとア
ルカノールアミドとからヒドロキシアルキルアミドを連
続的に製造するための方法であり、その際、使用物質の
反応は、押出機または強力ミキサー中での強力な混合お
よび熱供給下での短時間の反応および生じるアルコール
の同時除去により行われ、かつその後で最終生成物を単
離する。
【００１０】本発明による方法は、原則的にヒドロキシ
アルキルアミドを連続的に製造するための使用物質とし
て、特殊なカルボン酸エステルおよびアルカノールアミ
ドに限定されていない。
【００１１】本方法の原理は、使用物質を連続的に、例
えば強力ニーダー、一軸スクリュー押出機または多軸ス
クリュー押出機、遊星形ロール押出機(Planetwalzenext
ruder)、特には二軸スクリュー押出機中で、短時間高温
に加熱し、その際真空により、またはガスを用いたスト
リッピングにより相応するアルコールを除去し、かつ引
き続きプロセス生成物を単離することからなる。有利に
は引き続き急速に冷却することにより単離を実施する。
【００１２】意外であったのは、不連続的な方法で数時
間を要していた反応が、短時間で高度に進行することで
あった。従来の技術によれば制御が困難であった、適切
な粘度の結晶スラリーを形成させる工程が、ここでは不
要である。プロセスの開始時に、ダイマー形成を促進す
る高温を適用しても、相応するパラメータを調整する
と、ダイマーの形成はほぼ完全に抑制できる。
【００１３】しかしながら合成目的に応じて、モノマー
以外に付加的にダイマーもまた含有するプロセス生成物
を製造することもできる。ダイマーを主生成物として製
造する可能性もまた存在する。
【００１４】反応相手を反応させるか、または十分に反
応させるため、反応の開始時における押出機または強力
ミキサー中での熱的負荷は短時間で十分であるという事
実は原則である。
【００１５】一般に開始時の温度は少なくとも１００
℃、有利には１５０℃が必要である。
【００１６】本方法の有利な実施態様で、相互に無関係
に熱的に制御することのできる、複数の同じかまたは異
なったケーシングを有する押出機または強力ミキサー中
で反応を行う。このことは、適切な混合室の装備もしく
はスクリュー形態の構成により、ならびに強力に熱交換
すると同時に強力かつ急速に混合することにより可能で
ある。このことによりできる限り均一な滞留時間で長さ
方向の均一な貫流が保証される。熱交換は、個々の装置
ケーシングまたは装置部分での異なった温度処理により
行う。個々のケーシング内の温度は反応の開始時に１０
０℃〜２５０℃で変動し、かつ引き続き低下する。
【００１７】使用物質は通常、別々の生成物流で供給さ
れるが、しかし部分的にまとめて供給してもよい。しか
しすべての原料を含有する１つの原料流のみを計量供給
することも可能である。ヒドロキシルアミンもしくは種
々のヒドロキシルアミンの混合物および／またはカルボ
ン酸エステルおよび／または触媒および／または添加
剤、例えば流れ調整剤および安定剤を１つの生成物流に
まとめることができる。カルボン酸エステル、エステル
の混合物ならびに前記の添加剤および触媒も同様であ
る。
【００１８】物質流は分割し、かつ例えば異なった割合
で押出機または強力ミキサーの種々の箇所で供給するこ
ともできる。この方法で適切に濃度勾配を調整し、この
ことにより完全に反応させることができる。
【００１９】連続した生成物流の入口箇所は変化しても
よく、かつ時間をずらして処理してもよい。
【００２０】アミド化の際に生じるアルコールを除去す
ることにより、完全な反応が保証される。この除去は有
利には、押出機または強力ミキサーのケーシング中の開
口部を介した真空を用いて、および／または強力に混合
した反応混合物に気体流を導通することによりアルコー
ルを除去することにより行い、その際、気体流の揮発性
アルコールが排出される。
【００２１】反応は触媒により促進することができる。
アルカリ金属の水酸化物および／またはアルコラート、
例えば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム、ナトリ
ウムメタノラートまたはカリウムメタノラート、第四水
酸化アンモニウム、アルコキシドおよび／またはその他
の強塩基は有利である。濃度は、使用したカルボン酸エ
ステルに対して０．０１〜５％、有利には０．１〜１％
である。
【００２２】真空ドームもしくは気体の導通箇所の配置
は異なっていてもよく、かつ原料および生じるアルコー
ルの種類に相応させる。実際の反応部分に後方接続され
たアルコール残留量の除去のための付加的な箇所もまた
可能である。
【００２３】急速な反応に後続する、有利には急速で強
力な冷却は、反応部分に統一されていてもよく、複数ケ
ーシングの実施態様、例えば押出機またはコンテルナ(C
onterna)装置の形であってもよい。さらに、管束、コイ
ル管、冷却ロール、空気搬送装置および金属製のコンベ
アベルトを使用することもできる。
【００２４】製造は、最終生成物の粘度に応じてまず相
応する前記の装置を用いて適切な温度にさらに冷却する
ことにより行う。次いで錠剤化するか、または破砕ロー
ル、ディスクミル、ハンマーミル、フレーキングロール
(Schuppwalzen)などを用いて所望の粒径に解砕する。
【００２５】本発明の有利な実施態様は、カルボン酸エ
ステルとアルカノールアミドとから式Ｉ：
【００２６】
【化４】
【００２７】［式中、置換基は以下のものを表す： Ｘ：結合、ｍ＝０の場合には水素、１〜２４個の炭素原
子を有するアルキル基、アリール基、アルケニル基、ア
ルコキシカルボニル基またはカルボキシアルケニル基あ
るいはこれらのヘテロ原子置換された基、 Ｒ1：水素、１〜２４個の炭素原子を有するアルキル
基、アルケニル基、アリール基またはアラルキル基、こ
れらのヘテロ原子置換された基あるいは
【００２８】
【化５】
【００２９】Ｒ2：互いに無関係に、水素、１〜２４個
の炭素原子を有するアルキル基、アリール基、アラルキ
ル基またはアルケニル基あるいはこれらのヘテロ原子置
換された基から選択された、同じかまたは異なった基、 ｎ：１〜１０の整数、 ｍ：０〜２の整数］のヒドロキシアルキルアミドを連続
的に製造する方法である。
【００３０】本方法は、特に、
【００３１】
【化６】
【００３２】の製造のために適切である。
【００３３】
【発明の実施の形態】二軸スクリュー押出機の供給ケー
シングにカルボン酸エステルを温度２５〜２２０℃で供
給し、その際同時に温度２５〜２００℃を有するヒドロ
キシアルキルアミンを供給する。両方の物質流の一方
は、溶解した触媒を含有する。両方の物質流の一方を必
要に応じて（わずかな反応率のために）分割してもよ
い。従って前記の流の計量供給は、主要量（５０％以
上）が、供給ケーシングに供給され、他方、より少ない
流がその後のケーシングに供給されて後反応が可能とな
るように行う。
【００３４】使用される押出機は種々のケーシングから
構成されており、その際通常は少なくとも半分を熱的に
制御することができる。
【００３５】８個のケーシングを有する押出機の場合、
温度を以下のように調整する： Ｇ１：１００〜２２０℃、Ｇ２〜Ｇ６：８０〜２２０
℃、Ｇ７、Ｇ８：６０〜１６０℃。
【００３６】原料流を分割する場合、第二の供給箇所の
温度はＧ１と全く同様か、または類似させて選択する。
【００３７】Ｇ１の後の２つのケーシングの上に反応中
に発生するアルコールを除去するための真空ドームが存
在する。
【００３８】すべての温度は、希望温度である。ニーダ
ーのケーシング内の温度調整は電気的加熱および水冷ま
たは空冷式（ニューマチック）で行う。
【００３９】搬送要素および混練要素の全長上に構成さ
れている二軸スクリューの回転数は、１０〜３８０ｒｐ
ｍである。
【００４０】エステル基対ヒドロキシルアミン分子の比
は、１：０．５〜１．５、有利には１：１である。
【００４１】反応生成物は、冷却するか、引き続き粉砕
するか、または成形し、かつ充填する。
【００４２】
【実施例】アジピン酸ジメチルエステル（ＡＤＭ）とジ
エタノールアミン（ＤＥＡ）との反応からのアミドエス
テル（ＡＤＥ）。
【００４３】ＡＤＭ１モルあたりＤＥＡ２モルを反応さ
せる。触媒としてＫＯＨを使用する（ＡＤＭの量に対し
て０．２％）。
【００４４】物質流１は、ＡＤＭからなり、物質流２
は、その中にＫＯＨが溶解しているＤＥＡからなる。物
質流は分割しない。添加は、二軸スクリュー押出機の第
一のケーシング中で行う。２つの真空ドームで、生じる
メタノールを十分に吸引する。生じる生成物を冷却ベル
トに載せる。押出機中の滞留時間は１分以下である。13 Ｃ−ＮＭＲによる生成物の組成： ＤＥＡ ２．０％ ＡＤＥ ９７．５％ ＣＨ3ＯＨ ０．５％
フロントページの続き (72)発明者 トーマス ヴァイラウフ ドイツ連邦共和国 デュルメン シュトッ クホーファー ヴェーク ３ (72)発明者 クラウス ベーレント ドイツ連邦共和国 ヘルネ シュヒターマ ンシュトラーセ 133 (72)発明者 ジルヴィア ヘルダ ドイツ連邦共和国 ヘルネ ブルンネンシ ュトラーセ 36 ツェー

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カルボン酸エステルとアルカノールアミ
    ドとからヒドロキシアルキルアミドを連続的に製造する
    方法において、押出機または強力ミキサー中で強力に混
    合し、かつ熱供給下で短時間反応させ、かつ生じるアル
    コールを同時に除去することにより使用物質を反応さ
    せ、かつその後で最終生成物を単離することを特徴とす
    る、ヒドロキシアルキルアミドの連続的製造方法。
  2. 【請求項２】 溶剤なしで反応を行う、請求項１記載の
    方法。
  3. 【請求項３】 一軸スクリュー押出機、多軸スクリュー
    押出機または遊星形ロール押出機中で反応を行う、請求
    項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 二軸スクリュー押出機中で反応を行う、
    請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 強力ニーダーまたはスタティックミキサ
    ー中で反応を行う、請求項１または２記載の方法。
  6. 【請求項６】 触媒および／または添加剤の存在下で反
    応を行う、請求項１から５までのいずれか１項記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 相互に無関係に熱的に制御することがで
    き、複数の同一または異なったケーシングを有する押出
    機または強力ミキサー中で反応を行う、請求項１から６
    までのいずれか１項記載の方法。
  8. 【請求項８】 反応の開始時の温度が少なくとも１００
    ℃〜２５０℃であり、かつその後に低下する、請求項７
    記載の方法。
  9. 【請求項９】 使用物質および／または添加剤を別個に
    またはまとめて使用する、請求項１から８までのいずれ
    か１項記載の方法。
  10. 【請求項１０】 生じるアルコールを真空により、およ
    び／または強力に撹拌した反応混合物に不活性気体流を
    導通することにより除去する、請求項１から９までのい
    ずれか１項記載の方法。
  11. 【請求項１１】 急速で強力な冷却により最終生成物を
    得る、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】 カルボン酸エステルとアルカノールア
    ミドとから式Ｉ： 【化１】 ［式中、置換基は以下のものを表す： Ｘ：結合、ｍ＝０の場合には水素、１〜２４個の炭素原
    子を有するアルキル基、アリール基、アルケニル基、ア
    ルコキシカルボニル基またはカルボキシアルケニル基あ
    るいはこれらのヘテロ原子置換された基、 Ｒ1：水素、１〜２４個の炭素原子を有するアルキル
    基、アルケニル基、アリール基またはアラルキル基ある
    いはこれらのヘテロ原子置換された基あるいは 【化２】 Ｒ2：互いに無関係に、水素、１〜２４個の炭素原子を
    有するアルキル基、アリール基、アラルキル基またはア
    ルケニル基あるいはこれらのヘテロ原子置換された基か
    ら選択された、同じかまたは異なった基、 ｎ：１〜１０の整数、 ｍ：０〜２の整数］のヒドロキシアルキルアミドを連続
    的に製造するための請求項１から１１までのいずれか１
    項記載の方法。
  13. 【請求項１３】 【化３】 を製造するための、請求項１から１２までのいずれか１
    項記載の方法。
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