JPS58250A - ビニル化触媒組成物およびこれを用いるピロリドンのビニル化方法 - Google Patents

ビニル化触媒組成物およびこれを用いるピロリドンのビニル化方法

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JPS58250A
JPS58250A JP57098617A JP9861782A JPS58250A JP S58250 A JPS58250 A JP S58250A JP 57098617 A JP57098617 A JP 57098617A JP 9861782 A JP9861782 A JP 9861782A JP S58250 A JPS58250 A JP S58250A
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pyrrolidone
vinylation
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polyoxyalkylene
compound
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JP57098617A
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ア−ル・パルササラシ−
ユ−ゲン・ブイ・ホ−ト
パリトシユ・エム・チヤクラバ−テイ
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 強フルカ1Jill1体の存在でラタタムをアセキレン
でビニル化することは周知のことであり、伺えば未開特
許第m、906,84丁および露、806.8411号
明細書に記構されているaN−ビニルピロリドンの製造
においては、大部分の不揮発生重合体残留物が反応中に
生成し、収率を着しく低下させ1所望生成物の分離およ
び回収を困−にする。従って、従来方法では重合体残留
物の生成を最小にするためにピロリドンの転化を低いレ
ベルに制限するようにしている6しかし1高い転化率を
犠牲にしても、残留物は望ましくないレベルで生成し続
ける。
本発明の目的は上述する欠点を除去した経済的に実施で
きるピロリドンのビニル化方法を提供することである0
本発明の他の目的は重合体残留物を生成しないようにし
たピロリドンのビニル化方法を提供することである。ま
た1本発明の他の目的はビニル化反応を効果的に行う新
規な助触媒を提供することである。
更に為また本発明の他の目的はアセチレンをピロリドン
と反応することによってN−ビニルピロリドンを高杷率
で生成する方法を提供することであり。
本発明において線、ピロリドンをアセチレンと約0.5
〜約5重量憾の触媒の存在で接触させる。
この触媒はオキシエチレンおよび/またはオキシ10ピ
レン単位を含有し、かつ約175〜約jI000の範囲
の数平均分子量を有する全供給物に対し、7約o、ss
〜約8約8慢量慢リオキシアルキレン助触媒およびピロ
リドンのアルカリ金属塩から・なり、かかるポリオキシ
アルキレン化合曹はポリオキシアルキレン ゲリコール
、〆リオキシアルキレン エーテルまたはアルキル基に
より任意に置換したポリオキシアルキレン フェノール
からなる群から選択する。
本発明において助触媒として適当に用いることのできる
代表的なポリオキシアルキレン化合物としては、例えば
ポリオキシエチレン−會たけlリオキシプロピレン−7
エノールおよびその混合物蓼ポリオキシエチレン−tた
はぎリオキシプロピレン−4f リ:ry ルオよびそ
の混合物1ポリオ+シ10ピレン−またはポリオキシエ
チレン−アルキルフェノール(ここにアルキル基はトI
4個の炭素原子を有する)およびその混合物を示すこと
ができ、この重合体助触媒は傘モボリマー、またはラン
ダムまたはブセッタ構造の混合筒すキシエチレンおよび
オキシプロピレン共重合体トシて6〜86個のオキシア
ルキレン単位を含有し、かつ約240〜約xaooの範
囲の数平均分子量を有するのが好ましい。ポリオキシア
ルキレンのエーテル傾は環状構造に+、a*たけ8個の
酸素原子をI有する夕5 f) ンエーテル(0rOy
n ether8 )を包含する。
助触媒の好ましい群は6個の酸素原子を有するポリオキ
シエチレンの18員環のクラウン ニー・チル、次式; %式% (式中nは6〜18の数を示す)を有する6〜11個の
炭素原子を有するアルキルフェノールを末端基とするポ
リオキシエチレン(ここにアルキド#を換基G:!a〜
12個の炭素原子を有する)1およびlリオキシエチレ
ンーおよび/またはポリオキシプロピレン−グリコール
、すなわちY          Y または (式中nは6〜8の数、Yは水素またはメチルおヨヒλ
G’il N2(1個の炭素原子を有するアルキルを示
す)およびその混合物を包含する・ピロリドンのアルカ
リ金属塩、好ましくはカリウムまたはすFリウム塩は戻
応混会豐に直接導入することができ、またはラクタムを
約0.b〜約約1量量慢相当するアルカリ蚕属水酸化物
と減圧下□で反応水を除去しながらテロ〜#180℃の
範囲の温度で反応させてその場で生成することがで會る
好適な例においてはラクタム、アルカリ金属水酸化物お
よびlリオキシアルキレン助触媒を混合1・し、水を除
去しながら減圧下で約46〜約85憾にわたり還流する
。必要に応じて、触媒組成物は所望量のポリ−オキシア
ルキレン化合411%アルキル金属水酸化物およびピロ
リドンを混合することにより、または遭流し水をWk書
する鍵に所1置のljリオキシアルキレン化合物をピロ
リドン アルカリ金属塩と混合することにより予しめ作
ることができる。或いは、また必要に応じて助触媒を還
流後ピロリドンおよびピロリドン アルカリ金属塩の反
応混合物に添加することができ、最良の結果−゛を得る
ために全混合愉を還流してビニル化前に水を完全に除去
するのが好ましい。
本発明における反応において、ピロリドン塩触媒は約0
.6〜約6重量暢、好ましくは約46〜約85憾の反応
混合物か−らなる。lリオキシアルキレン化合物は約0
.25〜約8重量係、好ましくは約0.8〜約マ重量嘔
の割合で存在させる。助触媒は全供給物に対して約1〜
約6重置チの割合で用いるのが好ましい。
助触媒の助けによる本発明の方法におけるビニル化反応
は殆んど無水条件および約4〜約sO気圧のアセチレン
分圧下で約100〜約1flO℃−の温度で、好ましく
は約6〜約159L圧のアセチレン分圧下で約115〜
約156°Cの温度で、約46〜約85憾、好ましくは
50〜75%のビニル化を生ずるまで、通常6〜lz時
間にわたり行う。著しく減少した分量の不揮発性重合体
残留物は反応の副生物として生じ、ビニルピロリドンお
よび未転化ピロリドンを含む揮発性生成物から蒸留によ
り容易に分離することができる。ピロリドンは減圧下で
分別蒸留によってビニル化生成物か・ら回収し、都合よ
く再循環することができる。
安全性を考慮して、アセチレン反応物は権釈状態の反応
混合物に、好ましくは窒素の如き不活性ガスまたは飽和
軽質炭化水素、例えばプロパンまたはブタンとの混合物
に導入する。アセチレンガス混合物は合成の処理中増加
させながら導入して反応条件を安全にする。次いで、生
成混合物を上記反応条件下で攪拌および反応して所望生
成物を生成する。
上記条件下での操作はビニルピロリドンおよびピロリド
ン モイエティを含む重合体から主としてなる不揮発性
副生物の生成を最小にでき〜かつ90%以上のN−ビニ
ルピロリドン生成物に対する選択性を達成できる。
本発明は任意の化学理論に制限させる(とな(、高い選
択性がピロリドン塩の陽イオンを取り響く電荷を分離す
る重合体助触媒の能力から得られ、このためにより効果
的なビニル化を達成することができる。反応の機構は後
述する反応式QaJ〜(01玉より説明することができ
、ρおよび−の分、嶋・を高めることによってビニル置
換が容易になるものと思われる。電荷の分離はアルカリ
金属イすンを取り巻くぎりオキシアルキレン鎖の能力に
より行われ、このために陽イオンの位置にアセチレン分
子を進入させ、かつ反応させることができる◎本発明の
方法は重合体材料の生成を減少するゆるやかな反応条件
によって付加的な利益を得ることができる。
本発明の方法におけるビニル化は次に示す反応式(よる
ものと思われる: HO−OH7に+ 所望量の反応が生じた後、生成混合物を真空下・で揮発
性材料な除去し、この際にビニルピロリドンおよび未転
化ピロリドンを重合体副生残留智から分離する。揮発性
材料は分別蒸留してビニルピロリドンを未反応ピロリド
ンから分■する0未反応ビ四リドンは触媒間atたはビ
ニル化に再循環してピロリドンの転化を完全にすること
ができムこの方法は連続的または回分式操作で行うこと
ができる。
次に、本発明を例について説明するが、本発明・・の範
囲はこれにより制限されるものではない6次に記載する
例において、特に示さない限りすべての量は重量で示す
例1〜9 1001Fの怠−ピロリドンを入れた還流容器にKOH
85鳴ベレツ)(商用銘柄)および次の表Iに示す量の
助触媒の混合物を導入した。この混合物を、窒素をゆる
やかに吹込みかつ反応水を除去り、f!カラ115〜I
 ft G℃テ減圧下111Rf&:わたり還流させた
。次いで、生成物をオーシフレ−、プ反応器に送り、こ
こでアセチレンを窒素との50 / 50混合物として
導入した。反応器を・ビニル化がラクタムのビニルピロ
リ・トンへの4.7〜6z鳴転化を達成するまで表工に
示すアセチレンの濁度および分圧に維持し、しかる後に
生成混合物を真空蒸留によって除去および分離した。ビ
ニルピロリドンおよび未転化2−ピロリドンを含有する
留出物をガス クロマトグラフィで分析し、生成物およ
び不揮発性物の収率を表Iに示す。
これらの例において、ポリオキシプロピレンゲリコール
またはアルキルフェノール末端基を有するポリオキシプ
ロピレン ゲリコールヲ置換し。
て同様の優れた効果を確めた0また、混合ポリオキシエ
チレン−ポリオキシプロピレン助触媒をこれらの例にお
いて置換して用いることができた。
KOHの代りにNaOHt−11を替えて上述するよう
にして作ったラクタムのナトリウム塩を触媒組成物の触
媒部分に置換して不揮発性残留物を減少する同様の優れ
た結果を得た。
例10 上記例において触@/助触媒組成物を%10りのピロリ
ドンを0.5りの原石およびトiりの助触媒、例えばg
pのイゲパsr (Igepal ) 00−6δOと
混合するか1亥たは10炉のピロリドン5中の1炉のカ
リウム塩を例えばmfのイケ/< A10o −a 2
10と混合し、これらの混合物を触媒調■容器中の約9
0gのピロリドンに添加した・試験により上記表Iに示
すと同様の優れた結果を得た・例11 触媒組成物を1重量憾のKOH触媒/番重量憾の助触媒
(全供給物に対して)とし、反応温度を115°Cに繍
持し、ビニル化反応温度をill″Cに維持しおよびビ
ニル化をビニルビーリドンに78.6憾転化するように
行う以外は例1に記載する処理を繰返した。この場合、
ビニルピロリドンの理論鳴収率はg4重量鳴であり、残
留物は4.8重置嗟であった・ 上述する例は当業者により本発明の範lI管逸脱しない
限り種実変更を加えることができる。また−・″、上述
する助触媒は本明細書および特許請求のl1lNに記載
する温度および圧力のバッメー・倉内でビニル化するた
めに用いることができる・ 特許出願人  ジー・ニー・エフ・ コーボレーシ曹ン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L 触媒としてのピロリドンのアルカリ金属塩、および
    オキシエチレンまたはオキシプロピレン単位からなりか
    つ約175〜約1000の範囲の数平均分子量を有する
    有効な共作用触媒量のポリオキシアルキレン化合物を含
    み、譲ポリオキシアルキレン化合物をポリオキシアルキ
    レン エーテル、ポリオキシアルキレン フェノールお
    よびlリオキシアルキレンゲリコールからなる群から選
    択したことを特許するビニル化触媒組成物〇 凰 前記ポリオキシアルキレン化合物を4,6または8
    個の酸素原子を有するクラウン エーテルとした特許請
    求の範囲第1項記載のビニル化触媒組成物〇 & 前記ポリオキシアルキレン化合物を6個の酸素原子
    を有する18員票クラウン エーテルとした特許請求の
    IIH菖怠項記載のビニル化触媒組塵物。 森 前記ぎりオキシアルキレン化合物はオキシエチレン
    単位を含む特許−家の範11箇3項記叡のビニル化触媒
    ffi成物@ 狐 前記がリオキシアルキレン化合物はアル中ルで任意
    に置換したフェノキシ基を少なくとも一端における末端
    基とするオキシエチレン単位を含む特許請求の範囲第1
    項記載のビニル化触媒組成物。 all記ぎりオキシアルキレン化合物はアルキル基を末
    端基とするオキシエチレン単位を含む特許請求の範囲第
    1項記職のビニル化触媒組成物。 t 前記ポリオキシアルキレン化合物はヒト■キシル基
    を末端基とするオキシエチレン単位を含む特許11*の
    範囲第1項記載のビニル化触媒組成物・ 龜 前記触媒をN−カリウム−露−ビロ9ドンとした特
    許請求の範囲第1項記載のビニル化触媒組成物。 亀 ピロリドンをアセチレンにより触媒量、のど!リド
    ンのアルカリ金属塩の存在で約10゜〜1fiO℃の範
    囲の温度および約番〜約20気圧の圧力でビニル化する
    ピロリドンのビニル化方法において、約175〜約20
    00の範囲の数平均分子量を有し、かつgtたは8個の
    炭素原子を有するオキシアルキレン単位を有する錬媒促
    進量のぎりオキシアルキレン化合物を添加することを特
    徴とするピロリドンのビニル化方法O 1a#記ポリオキシ了ルキレン化合物を全供給物に対し
    て約0.26〜約8重量僑の割合で添加する特許請求の
    範囲第9項記載のピロリドンのビニル化方法。 IL  前記ポリオキシアルキレン化合物を4.6また
    は8個の酸素原子を有するクラウン エーテルとする特
    許請求の範囲第10項記載のピロリドンのビニル化方法
    。 lL前記ポリオキシアルキレン化合物はアルキル基で任
    意に置換したフェノール基を一端における末端基とする
    すキシエチレン単位を含む特許請求の範囲第10項記載
    のピロリドンのビニル化方法、 1& 前記ポリオキシアルキレン化合物はヒトUキシル
    基を少なくとも一端における末端基とするオキシエチレ
    ン単位を含む特許請求の範II第1Q]J紀載のピロリ
    ドンのビニル化方法。
JP57098617A 1981-06-12 1982-06-10 ビニル化触媒組成物およびこれを用いるピロリドンのビニル化方法 Pending JPS58250A (ja)

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