JPS597701B2 - ２，２，６，６−テトラメチル−４−オキソピペリジンの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高分子材料の光安定剤、医薬などの ３中間
体として有用な、２・２・６・６一テトラメテルー４−
オキソピペリジン（以下「トリアセトンアミン」と称す
る）の製造方法に関するものである。

従来、トリアセトンアミンを製造する方法としては、（
ハ アセトンの縮合生成物であるボロンにアンモニアを
反応させる方法〔Ｗ、ハインソ；アナーレン・デル・ヘ
ミ−第２０３巻３３６頁（１８８０）〕、 （２）アセトンに塩化カルシウムの存在下にアンモニア
ガスを反応させる方法〔Ｈ、に、ホール；Ｊ。

Ａ、Ｃ、Ｓ、第７９巻５４４４頁（１９５７）〕、（３
）２・ ２ ・ ４ ・ ４ ・ ６−ペンタメチルー
２・３・４・５−テトラヒドロピリミジン（以下「アセ
トニン』と称する）を水の存在下にルイス酸と反応させ
る方法〔特公昭４４−１２１４１〕などが知られている
。しかしながら上記（１）の方法は、アセトンからボロ
ンを合成する工程の収率が悪く（約３０％）、しかも２
〜３週間もかゝり工業的にはむかない。

また上記（２）の方法も収率が約２０％程度であり、反
応時間も７日間という長時間を要し、しかも反応生成物
中に他の副生物が多いために精製を繰り返さなければな
らない。さらに上記（３）の方法は、アセトンとアンモ
ニアから製造される出発物質のアセトンを生成混合物か
ら単離し、場合によつてはさらに精製することを必要と
するため、工業的不利益をまぬがれなかつた。

そのために、アセトンとアンモニアとの反応生成物を単
離することなく、直接トリアセトンアミンを製造する方
法が試みられてきた。（特開昭５０−３６４７３）。こ
の方法では、アセトンとアンモニアとを酸触媒の存在下
に反応させた後、アセトンを追加して加熱して反応を完
結させているが、収率がまだ充分でなく（使用アセトン
の３０〜４０％）、またアンモニアの吹き込み温度を１
３〜１７℃に維持しなければならず、工業的価値が低い
ため、その改良が要望されていた。本発明者等は、上記
要望に応え得る方法を提供することを目的として検討を
重ねた結果、好収率・好純度でトリアセトンアミンを製
造する方法を見い出し、本発明を完成した。即ち、本発
明は、アセトンに、アセトンに対し０．０１〜１０．０
ｗｔ％の、ヒドラジンおよび（または）ヒドラジン誘導
体のハロゲン化水素酸塩の存在下に、アンモニアを反応
させてトリアセトンアミンを製造する方法である。

本発明において、触媒として使用されるヒドラジンおよ
び（または）ヒドラジン誘導体のハロゲン化水素酸の塩
は次の一般式で示される。

（上式においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ独立
して置換および未置換アルキル基、シクロアルキル基、
アリール基、アルカリール基、アラルキル、水素原子を
表わし、Ｘは、臭素原子、塩素原子、沃素原子を表わす
。

ｎは１または２を表わす）これらの触媒は単独でも、併
用して使用してもよく、また他の助触媒と併用してもよ
い。上記一般式で示される触媒の例としては、ヒドラジ
ン、Ｎ−メチルヒドラジン、Ｎ−Ｎ−ジメチルヒドラジ
ン、Ｎ−Ｎ７−ジメチルヒドラジン、Ｎ一プロピルヒド
ラジン、Ｎ−イソプロピルヒドラジン、Ｎ−Ｎ−ジプロ
ピルヒドラジン、Ｎ−ＮＩジプロピルヒドラジン、Ｎ−
ブチルヒドラジンＮ−Ｎ−ジブチルヒドラジン、Ｎ−メ
チル−Ｎブチルヒドラジン、Ｎ−アリールヒドラジン、
Ｎ−ヘキサブチルヒドラジン、Ｎ−シクロヘキシルヒド
ラジン、Ｎ−フエニルヒドラジン、Ｎ−Ｎジフエニルヒ
ドラジン、Ｎ−Ｎ７−ジフエニルヒドラジン、Ｎ・Ｎ−
Ｎ仁トリフエニルヒドラジン、Ｎ−ベンジルヒドラジン
、Ｎ−フエニル一Ｎ−ベンジルヒドラジン、Ｎ−メチル
ニトロフエニルヒドラジン、Ｎ−ナフチルヒドラジンな
どのヒドラジン類のモノ一またはジ一臭化水素酸塩、塩
酸塩およびヨウ化水素酸塩があげられる。

これらの触媒の使用量は使用アセトンに対して０．０１
〜１０ｗｔ％で好ましくは０．０５〜１０．０ｗｔ％で
ある。

本発明を実施するに際し、＋記触媒と同時に使用するこ
とのできる助触媒としては、例えば、臭素、沃素、臭化
リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、沃化リチウ
ム、沃化ナトリウム、沃化カリウム、臭化アンモニウム
、沃化アンモニウム、口タン化リチウム、口タン化アン
モニウム、硫酸アンモニウム、亜硝酸リチウム、塩化ア
ンモニウム、シアン化リチウム、尿素、チオ尿素の臭化
水素酸塩、沃化水素酸塩、亜硝酸塩、メタンスルホン酸
塩、ベンゼンスルホン酸塩、ｐ−トルエンスルホン酸塩
、マレイン酸ヒドラジッド、チオジエタノール、トリエ
タノールアミン、ジシアンジアミド、水酸化バリウム、
酸化バリウム、ケイソウ土、活性炭、キヨウワードなど
の合成吸着剤などがあげられる。

また本発明においては、従来トリアセトンアミンの合成
触媒として知られているルイス酸、プロトン酸およびこ
れらとアンモニウム塩、含Ｎ有機塩基などの塩も併用し
て用いることが出来、その組み合せいかんではさらに効
果を発揮することもできる。

使用される助触媒の使用量鳴、触媒、助触媒の種類によ
つても異なるが、通常使用アセトンに対して０．０１〜
１０ｗｔ％、好ましくは０．１〜５ｗｔ％である。

反応に使用されるアンモニアは、アセトンに対し、過剰
であることが好ましいので、実際上は飽和させるのがよ
い。

またアンモニアは、通常反応の最初の段階で反応系に数
時間吹き込むことによつて供給するが、反応の途中、数
回にわたり間歇的に吹き込んでもよい。また、使用する
アセトン、触媒、助触媒、溶剤等は、反応頭初から全量
仕込んでもよいし、反応途中で加えてもよい。

また数回、回分法で加えてもよく、反応中連続的に添加
してもよい。しかしながら反応を充分に進行させるため
に、最終の仕込みは反応終了の約１時間程前の方が望ま
しい。本発明は、反応温度０〜６０℃で実施するのが好
ましいが、加圧反応の場合は６０℃を越える場合があり
、その場合でもトリアセトンアミンを効率よく製造する
ことが出来る。また、反応時間は、３時間から２０時間
要するが、途中の反応温度を変えることによつて短縮す
ることも可能である。しかし、反応時間の長い方が通常
トリアセトンアミンの収率が高い。本発明の反応に際し
ては常圧でも反応は充分進行するが場合により１気圧か
ら３０気圧、好ましくは１気圧から５気圧の加圧下で反
応させることも出来る。

本発明を実施するにあたつては、特に溶剤を使用する必
要はないが、反応温度を制御し、反応を円滑に進行させ
るためには、溶剤を使用するのが好ましい。

その例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどの
脂肪族炭化水素類、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水
素類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化
水素類、メチレンクロライド、トリクロロエタン、四塩
化炭素、クロロホルム、エチレンクロライド、クロルベ
ンゼンなどの塩素化炭化水素類、アセトニトリルなどの
ニトリル類、スルホラン、ニトロメタン、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、
ヘキサメチルリン酸アミド、ジメチルスルホキシドなど
の中性極性溶剤、メタノールエタノール、イソプロパノ
ール、ブタノール、Ｔｅｒｔ−ブタノール、２−エチル
ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコー
ル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエー
テル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのア
ルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチル
ケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、ジ一ｎ−プロピ
ルケトン、ジーイソプロピルケトン、ジ一ｎ−ブチルケ
トン、アセチルアセトン、ヘキサン−２・４−ジオン、
シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、メシルオキ
シドなどのケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン
、ジエチルエーテルなどのエーテル類があげられる。本
発明の実施に際しては、反応が進行するに従つて水が生
成してくるので、水を添加することは特に必要がないが
、反応頭初から水を加えることによつてアンモニアの捕
足あるいは触媒の溶解などの効果を出すこともできる。
而して、上述の実施態様に従つて得られた反応液から目
的生成物を取り出すわけであるが、この目的生成物、即
ちトリアセトンアミンを取り出すには、公知の方法でよ
く、例えば水を加えて水和物にするか、塩酸、硫酸、シ
ユウ酸などの酸を加えて塩として取り出すことができる
。

また過剰量のアルカリ、好ましくは水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム水溶液などの濃アルカリを加えて、水層
を除き、蒸留によつて取り出すか、反応終了後、脱溶媒
によつて低沸点物を除いたのちに蒸留によつて取り出す
ことができる。さらに、脱溶媒したトリアセトンアミン
を含む残査からトリアセトンアミンを取り出さないで、
還元その他の処理によつて他の誘導体として取り出すこ
とも可能である。反応終了後、脱溶媒によつて取り出さ
れる低沸点物のほとんどが未反応アセトンで、その他ア
セトンの酸性縮合物使用した溶剤、水などである。従つ
て、これらの低沸点物はそのまＸ次の反応に使用すれば
アセトンの転化率が高められる。しかしながら繰り返し
使用する場合は水分の含有量が多くなるために、一部の
水分を除去した方がよい。それは例えば水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム水溶液などの濃アルカリを加えて水
層を分離させる方法によつて行なわれる。以下に実施例
を示し、本発明の効果を具体的に明らかにするが、本発
明はこれらの実施例によつて限定されるものではない。

実施例 １ 還流冷却器、ガス吹込み管付フラスコにアセトン１８０
ｙ、メタノール９Ｖ．Ｎ−Ｎｌ−ジメチルヒドラジン・
ジ塩酸塩１．８ｙを仕込み４０〜４５゜Ｃで撹拌しなが
らアンモニアガスを５時間吹き込んだ。

ついでアンモニアガスの吹込みをやめ、同温度で１５時
間反応すると無色透明液体がしだいに黄色から淡赤色に
変色してくる。得られた混合物を減圧下に脱溶媒すると
淡赤色残査が残る。これを真空蒸留することによつて９
３．０ｙのトリアセトンアミンが得られた。（使用アセ
トンに対し、収率５８％）。実施例 ２ ５０７のアセトンおよび１．８ｙ′のヒドラジン・モノ
塩酸塩にアンモニアガスを４０〜４５℃で４時間吹き込
んだ後、１３０７のアセトンを追加し、４０〜４５℃で
１５時間反応した。

この生成物を実施例１と同様の方法で処理し１０５．８
ｙのトリアセトンアミンを得た。（収率６６％）。実施
例 ３ ３５０ｙのアセトン、８．５７の水および１７．５７の
Ｎ−フエニルヒドラジン・モノ塩酸塩の混合物に３０〜
３５℃で５時間アンモニアガスを吹き込んだ。

アンモニアの吹き込みを止め反応温度を５０〜５５℃に
あげ１２時間反応した。減圧下に脱溶媒を行つた後、淡
赤色の残査にアセトンを加え、塩化水素ガスをＰＨ−７
になるまで吹き込んだ。析出する結晶を沢過、アセトン
で洗浄し、２１１．９ｙのトリアセトンアミンの塩酸塩
を得た。（使用アセトンに対し収率６２％）実施例 ４
〜９ ２７０７のアセトン、１３．５７のメタノールおよび２
．７ｙの下記触媒の混合物にそれぞれ４５〜５０℃で４
時間アンモニアガスを吹き込んだ。

アンモニアの吹き込みを止め、同温度で１５時間反応を
続けた。得られた反応液はガスクロマトグラフイ一で定
量して下記の結果を得た。なおルイス酸触媒である塩化
亜鉛および塩化アンモニウムを使用した場合も参考とし
て記載した。実施例 １０ １８０７のアセトン、９７のジメチルホルムアミドおよ
び５．５７のヒドラジン・ジ塩酸塩の混合物を４０〜４
５℃に保ちながらアンモニアガスを１時間吹き込んだ。

アンモニアの吹き込みを止め、同温度で２時間反応させ
た後再びアンモニアを１時間吹き込んだ。これを４回繰
り返した。最終の吹き込みを終了した後、同温度で１０
時間反応を続け１１５．８７のトリアセトンアミンを得
た。（収率７３％）実施例 １１〜１６ ２５５７のアセトン、１３７のベンゼン、０．８７のヒ
ドラジンジ塩酸塩および１．３ｆ７の下記助触媒の混合
物を１５〜２０℃に保ちながら、アンモニアガスを６時
間吹き込んだ。

アンモニアの吹き込みを止め、温度を５０〜５５℃にあ
げて、１８時間反応した。得られた反応液は実施例４と
同様にガスクロマトグラフイ一で定量した。実施例 １
７ オートクレーブに１８０Ｖのアセトンおよび１．８ｙ（
７）Ｎ −ブチルヒドラジン・モノ塩酸塩を仕込み、ア
ンモニアガスで充分置換した後９０℃で攪拌しながら２
時間反応した。

常圧にもどし、未反応アセトンの還流下に１２時間反応
した。ガスクロマトグラフイ一により反応液中には１０
１．０ｙのトリアセトンアミンが生成していた。（収率
６３％）実施例 １８〜２０ 触媒を下記の量のＮ−ベンジルヒドラジン・モノ臭化水
素酸塩を用いる他は実施例１と同様の方法を用い、ガス
クロマトグラフイ一で定量した。

実施例 ２１〜２４本発明になる触媒と、従来、トリア
セトンアミン生成触媒として用いられる触媒との併用効
果をみるために、Ｎ−メチル−Ｎ−ニトロフエニルヒド
ラジン・塩酸塩１．８ｙ）アセトン５０ｙ）ジオキサン
９Ｖおよび従来の触媒１．８クを１０〜１５゜Ｃに冷却
しながらＮＨＩスを４時間吹き込んだ後、ＮＨ３ガスの
吹き込みを止め、アセトンを１３０ｙ追加して５０〜５
５゜Ｃで２０時間反応した。

実施例 ２５８３ワのアセトン、１５ｆのイソプロパノ
ールおよび３ｙのＮ−シクロヘキシルヒドラジン・ヨウ
化水素酸塩を４５〜５０℃に保ち、アンモニアガスを吹
き込みながら、２１７ｙのアセトンを３時間にわたつて
滴下した。

アンモニアの吹き込みを止め同温度で１２時間反応し、
１４４．３ダのトリアセトンアミンを得た。（収率５４
％）実施例 ２６ ６８０ｙのアセトン、１３０Ｖのエタノールおよび２４
Ｖのヒドラジン・ジ塩酸塩の混合物を４０〜４５゜Ｃに
保ちながら、アンモニアガスを５時間吹き込んだ。

アンモニアの吹き込みを止め、１８００Ｖのアセトンお
よび１２Ｖのヒドラジン・ジ塩酸塩を加え、同温度で１
５時間反応した。得られた反応液にはガスクロマトグラ
フイ一より１５４６．４ｙのトリアセトンアミンが生成
していた。（収率７０％）実施例 ２７〜３０ １６５ｙのアセトン、６７のＮ−（３−メチルフエニル
）ヒドラジン・モノ塩酸塩および下記の＊助触媒の混合
物を２０〜２５℃に保ち、アンモニガスを５時間吹き込
んだ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アセトンとアンモニアとより２・２・６・６−テト
   ラメチル−４−オキソピペリジンを製造する方法であつ
   て、触媒として上記アセトンに対し０．０１〜１．０．
   ０重量％のヒドラジンおよび（または）ヒドラジン誘導
   体のハロゲン化水素酸塩を使用することを特徴とする２
   ・２・６・６−テトラメチル−４−オキソピペリジンの
   製造方法。