JPS60243071A - 1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンの製造方法 - Google Patents

1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンの製造方法

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JPS60243071A
JPS60243071A JP59098237A JP9823784A JPS60243071A JP S60243071 A JPS60243071 A JP S60243071A JP 59098237 A JP59098237 A JP 59098237A JP 9823784 A JP9823784 A JP 9823784A JP S60243071 A JPS60243071 A JP S60243071A
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JP
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alumina
imidazolidinone
acid
ions
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Kazuhisa Ito
和久 伊藤
Yoshio Fukuda
芳雄 福田
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Kawaken Fine Chemicals Co Ltd
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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】 本発明は、2−イミダゾリジノンとホルムアルデヒドま
たはパラホルムアルデヒドとを固体酸の存在下、水素化
触媒を用いて接触還元することを特徴とする、1.3−
ジメチル−2−イミダゾリジノンの製造方法に関するも
のである。
1、3− ジメチル−2−イミダゾリジノンは、極性非
プロトン溶媒として重要な位置を占め、有機合成反応用
溶媒、高分子化合物の溶媒、石油精製の際の芳香族炭化
水素および不飽和炭化水素の抽出溶媒などの広範な用途
があり、工業的にきわめて有用な化合物である。
1.3−ジメチル−2−イミダゾリジノンヲ製造する従
来の方法としては1次のような方法が知られている。
方法 (a)2−イミダゾリジノンとホルムアルデヒドからの
塩基性雰囲気におけるメチロール中間体の生成および分
離の工程、(b)反応溶媒のpHを調整した後、触媒に
より接触還元する工程、の2工程を必要とする。
2−イミダゾリジノンとホルムアルデヒドをpH3〜5
の酸性雰囲気中水素添加して、1.3−ジメチル−2−
イミダゾリジノンを1工程で製造する方法が開示されて
いる。特開昭52−71419号公報には、反応液を酸
性にするための物質が特定されておらず不明であるが、
実施例1では、リン酸を添加して反応液1k pH3と
する方法が記載されている。この方法を実施するには耐
蝕性の反応装置が必要となり、しかも反応終了後、反応
液の中和によって塩が生成し分離が困難である。
(3)特開昭53−98965号公報記載の方法酸性物
質の存在下、1.3−ビス(ヒドロキシメチル)−また
は1,3−ビス(アルコキシメチル)−2−イミダゾリ
ジノンを水素化触媒?用いて接触還元する方法が記載さ
れている。しかし、原料である1、3−ビス(ヒドロキ
シメチル)−または1.3−ビス(アルコキシメチル)
−2−イミダゾリジノンを製造するには米国特許第2.
422,400号同様に、2−イミダゾリジノンとホル
ムアルデヒドからメチロール化工程を経由せねばならず
、実質的には2段反応である。
さらに、酸性物質の存在下pH3以下で接触還元を行な
うため、特開昭52−71419号と同じように耐蝕性
の装置が必要となり、反応終了後中和によって生成した
塩の分離という問題が生じる。
以上のように、従来方法は1.3−ジメチル−2−イミ
ダゾリジノンの工業的製造方法として満足しうるもので
はなかった。
本発明者らは、2−イミダゾリジノンから1工程で、し
かも工業的実施が可能な穏やかな条件で1.3−ジメチ
ル−2−イミダゾリジノンを製造する方法を確立すべく
鋭意研究し、特定の固体酸が有効なことを見いだし本発
明を□完成するに至った。
すなわち、本発明は、硫酸イオンおよびアルミナあるい
は硫酸イオン、リン酸イオンおよびアルミナを焼成して
得られる固体酸の存在下に、2−イミダゾリジノンとホ
ルなアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドを水素化触
媒を用いて接触還元することを特徴とする1、3−ジメ
チル−2−イミダゾリジノンの↓遣方法に関するもので
ある。
本発明で用いられる固体酸は、硫酸イオンおよびアルミ
ナ、または硫酸イオン、リン酸イオンおよびアルミナを
焼成して得られるものである。固体酸を構成する各原子
の比率は、硫酸イオンおよびアルミナの場合、8/kl
が0.01ないし0.06で、硫酸イオン、リン酸イオ
ンおよびアルミナの場合、(P+8)/Alが0.02
力いし0.2、S/Pが0.02ないし0.8である。
固体酸を構成する原子がこの範囲にあれば、活性、選択
性とも良好な固体酸が得られる。
して得た、硫酸イオンまたは硫酸イオンとリン酸イオン
を含む水溶液にアルミナを加えてよく混合し、乾燥後焼
成すればよい、なお、硫酸イオンとアルミナから固体酸
を調製するには、上記方法以外に、硫酸イオンを含む水
溶液にアルミナを接触させた後口過し、得られた固体を
焼成してもよい。
本発明の固体酸を調製する際の焼成温度は、300C以
上、好ましくは500ないし900 Cであり、焼成時
間は1ないし10時間、好ましくは2ないし4時間が適
当である。得られた固体酸はそのまま、もしくは2ない
し10倍量の水で煮沸した後、口過水洗して反応に用い
る。なお、固体酸に用いるアルミナはとくに限定されな
いが、実用上粉末またはビーズ状のγ−アルミナが好ま
しい。
本発明の原料の一つであるホルムアルデヒドまたはパラ
ホルムアルデヒドは、水溶液あるいはメタノール溶液と
して反応に供し、その使用量は2−イミダゾリジノンに
対して2ないし4倍モルが適当である。
本発明方法における水素化触媒は、パラジウム、ニッケ
ルまたは白金から得られる水素化触媒であれば特に限定
されないが、好ましくはパラジウム炭素、ラネーニッケ
ルおよび白金炭素触媒から選ばれる少なくとも1種であ
り、特に好ましくはパラジウム炭素である。その使用量
は、2−イミダゾリジノンに対して0.1ないし10重
量優が好ましい。固体酸の使用量は、原料の2−イミダ
ゾリジノンに対して1ないし10重量係が適当であり、
反応溶媒は水もしくはアルコール系溶媒が適当である。
反応温度は10口ないし20011:’、好ましくは1
40ないし170C,接触還元の際の水素圧力は20な
いし! 59 Kg/cl、好ましくは40ないし10
0 KP/cdである。
本発明における固体酸は、焼成時に硫黄化合物の発生も
なく、さらに焼成物の重量等から硫黄化合物およびリン
化合物が固体酸組成に組み込まれていることが確認され
る。しかもこの固体酸は、4倍量の水と2時間煮沸した
後口過し水洗するという操作を5回くり返しても、さら
に900tZ’の高温下で3時間焼成しても本反応にお
ける活性は低下せず、この固体酸を本発明の反応に5回
くり返し再使用することが可能であった。すなわち、熱
や水洗等による固体酸からの硫黄、リン化合物の脱離は
ほとんどないと考えられる。
本発明の特徴的な効果として、本反応がpH6ないし7
の中性状態で行なわれることがあげられる。反応中およ
び反応終了後の反応液のpHが中性付近であるため、反
応装置の腐食の心配がなく、しかも反囚後中和する必要
もない。したがって、反応終了後、固体酸と水素化触媒
を反応液から日別して蒸留するという簡単な操作により
、高純度の1.3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを
得ることができる。反応後、口過により回収された固体
酸と水素化触媒は分離することなくその1ま次の反応に
再使用できるため、本発明方法は工業的にきわめて有利
な方法である。
製造例1(固体酸の調製) 原子比のS/klが0.03となるように、tooml
の水に984硫酸55”k加え、この溶液に攪拌しなか
らγ−アルミナ粉末100f’e加えた後、エバポレー
ターを使用して減圧下蒸発乾燥し、さらに空気雰囲気中
500C13時間焼成し、固体酸102?を得た。この
固体酸は、ノ・メットの酸度関数(以下「HoJで表わ
す) −8,2以下の酸強度を示す酸点を多く有してい
た。また、上記操作において焼成時硫黄化合物の発生は
見られなかった。
製造例2(固体酸の調製) IN硫酸水溶液500プにγ−アルミナ粉末100?を
加え10分間攪拌した後、口過した。
日別されたγ−アルミナ粉末を乾燥した後、空気雰囲気
中で500C53時間焼成し、固体酸1021i”e得
た。一方口液は滴定し、口液中の硫酸イオン濃度を測定
した。口液中に含まれる硫酸イオンから硫酸イオンの減
少分をめ、得られた固体酸の原子比全算出したところ、
S/A71は0.03であった。この固体酸は)io 
(−8,2の酸強度を示す酸点全多く有していた。なお
焼成時に硫黄化合物の発生は認められなかった。
製造例3(固体酸の調製) 原子比の(S+P)/Anが0.11で、S/Pが0.
41となるように、100dの水に984.硫酸5fと
80優リン酸12.5Pを溶解し、この溶液に攪拌しな
からγ−アルミナ100iを加えた後、エバポレーター
を使用して減圧下蒸発乾μし、さらに空気雰囲気中so
o′c、3時間焼成し、固体酸108 PTh得た。こ
のものは、Ho(−8,2の酸強度を示す酸点を多く有
していた。また、焼成時に硫黄化合物の発生は認められ
なかった。
製造例4(固体酸の調製) 原子比の(S+P)/A7が0,09で、S/Pが0.
16となるように、100dの水に98係硫酸2?と8
0係リン酸12.59−を溶解し、この溶解に攪拌しな
からγ−アルミナ100?を加えた後、製造例3に従っ
て固体酸107 ?’に得た。このものは、Ho (−
8,2の酸強度を示す酸点を多くMしていた。また、焼
成時硫黄化合物の発生は見られなかった。
製造例5(固体酸の調製) 様な操作をさらに4回くり返した後乾燥し、空気雰囲気
中900Cで3時間焼成して、固体酸99?を得た。こ
のものは、Ho(−8,2で、焼成中硫黄化合物の発生
は見られなかった。
実施例1 2−イミダゾリジノン(純度86.3m、含水率13.
54)33.1?をメタノール40ゴに溶かし、これに
活性炭0.79−を加えて40〜SOCで30分間攪拌
した。活性炭を口割した後、46嗟ホルムアルデヒド溶
液(メタノール44優、水10チ)47.8Fと製造例
1で得られた固体酸2Li−と54パラジウム炭素1?
とともにオートクレーブに入れ、水素置換後水素を導入
して、140〜150C140〜80 Kti/cdで
4時間反応させた。反応終了後、内容物を取り出し触媒
と固体酸を口割し、口液のpi−1’r pi−1メー
ターで測定したところ、6.1であった。この口液から
水とメタノールを留去した後、減圧蒸留を行なうと、1
20 C/ 25mHpで、1,3−ジメチル−2−イ
ミダゾリジノン32.35’が得られた。このものは、
収率が85.0係、ガスクロマトグラフィーによる純度
は994であった。
実施例2〜5 製造例2〜5で得られた固体酸を使用し、実施例1に準
じて反応と処理を行なった。その結果を第1表に示す。
第 1 表

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 硫酸イオンおよびアルミナ、または硫酸イオン、
    リン酸イオンおよびアルミナを焼成して得られる固体酸
    の存在下に、2−イミダゾリジノンとホルムアルデヒド
    またはバラホルムアルデヒドを水素化触媒を用いて接触
    還元することを特徴とする1、3−ジメチル−2−イミ
    ダゾリジノンの製造方法。 2、固体酸を構成する原子比が、硫酸イオンおよびアル
    ミナの場合、8/AJが0.01ないし0.06.硫酸
    イオン、リン酸イオンおよびアルミナの場合、(8+P
    )/AA!が0.02ないし0.2で、S/Pが0.0
    2ないし0.8の固体酸である特許請求の範囲第1項記
    載の方法。 3、固体ばか、[酸イオンまたは硫酸イオンとリン酸イ
    オンを含有する水浴液とアルミナの混合物を乾燥後、3
    00C以上で焼成することによって得られる固体酸であ
    る特許請求の範囲第1項記載の方法。 4、水素化触媒が、パラジウム、ニッケルマタは白金か
    ら得られる少なくとも1種の水素化触媒である特許請求
    の範囲第1項記載の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6492528B1 (en) 1998-10-09 2002-12-10 Mitsui Chemicals, Inc. 1,3-dialkyl-2-imidazolidinones and a manufacturing process therefor
US6861534B2 (en) 2001-01-04 2005-03-01 Mitsui Chemicals, Inc. Process for producing 1,3-dialkyl-2-imidazolidinone compound
JP2006312605A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Neos Co Ltd 高純度1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンの製造方法
CN114394936A (zh) * 2022-02-19 2022-04-26 河北康壮环保科技股份有限公司 一种基于串联微反应器连续加氢合成1,3-二甲基2-咪唑的方法

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CN114394936B (zh) * 2022-02-19 2023-11-24 河北康壮环保科技股份有限公司 一种基于串联微反应器连续加氢合成1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的方法

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