JPS62120360A - N−アルキルラクタムの製造方法 - Google Patents

N−アルキルラクタムの製造方法

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JPS62120360A
JPS62120360A JP26051385A JP26051385A JPS62120360A JP S62120360 A JPS62120360 A JP S62120360A JP 26051385 A JP26051385 A JP 26051385A JP 26051385 A JP26051385 A JP 26051385A JP S62120360 A JPS62120360 A JP S62120360A
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JP
Japan
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acid
pyrrolidone
aqueous medium
hydroxyalkyl
reaction
Prior art date
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Pending
Application number
JP26051385A
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English (en)
Inventor
Masayuki Otake
大竹 正之
Isamu Fukushima
勇 福島
Koichi Fujita
幸一 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、N−(α−ヒドロキシアルキル)ラクタム、
例えば、N−(α−ヒドロキシアルキル)−コービロリ
ド/の還元によって対応するN−アルキルラクタム、例
えばN−アルキル−2−ピロリドンを製造する方法に関
する。
「Elynthetic Communication
s J誌7 (<1’)(/り72)!弘り〜−fj2
頁にはN−ヒドロキシメチルピロリドンを還元してN−
メチルピロリドンを製造する方法として、非水系溶媒(
クロロホルム)中、トリフルオロ酢酸の存在下、トリエ
チルシラン、あるいはシアノボロヒドリドなどの還元剤
を用いるか、または水素及び触媒としてPd/Cを用い
て還元する方法が開示されている。
しかしながら、トリフルオロ酢酸のような腐食性の酸を
実際に適用する場合には、きわめて高価な装置材質を要
し、水素及び触媒としてpa、”cを用いて還元する場
合には、Pd /を当シの収率が低いから触媒コストが
相当高くなる。
また、特開昭J’t−/!/sコロθ号公報には、トリ
フルオロ酢酸を存在させずに水溶媒中で水素Pd/C触
媒系で水添してN−メチルピロリドンを製造する方法が
開示されている。しかし、この方法においても触媒のP
d/rあたりの収率が低いこと、更に対応するN−(α
−ヒドロキシアルキル)−2−ピロリドンの熱安定性が
劣るため、=−ピロリドンとメタノールに分解する反応
が併発し、選択性が低下する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、N−(α−ヒドロキシアルキル)ラクタム、
特にN−(α−ヒドロキシアルキル)−2−ピロリドン
を還元して対応するN−アルキルーコービロリドンを製
造する場合に、2−ピロリドンとメタノールへの分解反
応を抑制し〔問題点を解決するための手段〕 本発明者等は、上記実情に鑑み、鋭意検討した結果、N
−(α−ヒドロキシアルキル)ラクタムを水添分解して
、N−アルキルラクタムを製造するにあたυ、酸性に保
たれた水性媒体中で反応を行うことによシ、本発明の目
的が達成されることを見出した。
以下1本発明を更に詳細に説明する。
本発明における出発物質として用いられるN−(α−ヒ
ドロキシアルキル)ラクタムは、一般式(1) で表わされる化合物であり、具体的には、N −(α−
ヒドロキシアルキル)−2−ピロリドン。
N−(a−ヒドロキシアルキル)−コービベリドン等が
挙げられる。N−(α−ヒドロキシアルキル)−一−ピ
ロリドンとしては、例えば、上記一般式(1)のR1が
水素原子または炭素原子数が/〜ダのアルキル基で、且
つR2が水素原子で置換されたもの例えば、N−(α−
ヒドロキシメチル)−コービロリドン及びN−(α−ヒ
ドロキシエチル)−コービロリドンが挙げられる。
N−(α−ヒドロキシアルキル)ラクタムは例えば、ア
メリカ特許第3.θ37.♂ダ3号公報に記載されてい
る方法で製造することが可能である。この方法では強ア
ルカリ性化合物、例えば水酸化カリウムを触媒としてい
るが、あとの水添工程でのアルカリの存在は、コービロ
リドンとメタノールへの分解が促進するためアルカリ除
去が必要であり無触媒下で製造することが望ましい。
本発明方法では、上記一般式(+) ’5有するN−(
α−ヒドロキシアルキル)ラクタムを酸性に保たれた水
性媒体中で、水素及び触媒の存在下に水添分解すること
により、下記一般式(11)で表わされるN−アルキル
ラクタムが得られる。
例えば、上記したN−(α−ヒドロキシアルキル)−一
−ピロリドンからはN−アルキ/I/−,2−ピロリド
ンが、N−(α−ヒドロキシメチル)−、z−ピロリド
ンからはN−メチルーコービロリドンが、ま7’h、N
−(α−ヒドロキシエチル)−,2−ヒ01J)’ンか
らHN−エチル−2−ピロリドンがそれぞれ得られる。
水素化触媒としては、通常、Pt、 Ru、 Pd等の
負金属系触媒が使用されるが、特に触媒としてPdを使
用すると良い結果が得られる。これ等の貴金属成分は活
性炭、アルミナ、硫酸バリウム、シリカ等の公知の担体
に担持されても良い。反応は水性媒体中で行われるが、
水性媒体とは水の他に水溶性のケトン類、環状エーテル
類(テトラヒドロフラン、ジオキサン等)を含有しても
よい液体であり、酸性に保つために使用される酸性物質
が解離し、更に不活性であることが望ましい。
水性媒体を酸性に保つために好適な酸性物質としては、
硝酸、硫酸、リン酸、塩酸、亜リン酸、ビロリン酸等の
鉱酸類、縮合リン酸、タングストリン酸、モリブドリン
酸、タングストモリブドリン酸、モリブドバナドリン酸
等のイソポリ酸やヘテロポリリン醗、タングスト硅酸、
モリブド硅酸、タングストモリブド硅酸叫のへ体に酸性
を賦与する塩類、例えば塩化第二鉄。
硝酸ビスマス等の化合物も希望すれば使用できる。しか
し、含ハロゲン化合物は反応系及び精製系材質の腐食性
が強く避けた方が良い。
本発明では更に酢酸、プロピオン酸、酪酸、コハク酸、
乳酸、リンゴ酸、シュウ酸等の有機カルボン醒類も好適
に使用できる。トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ト
リフルオロメタンフルフオン酸等の使用も可能であるが
、これ等は無機系含ハロゲン化物と同様、腐食性の点で
避けた方が良い。
本発明における水性媒体中に存在させる核酸の量として
は、通常、N−(α−ヒドロキシアルキル)ラクタムに
対し、0.5〜j%で良く、好ましくは2.0〜2.5
%とするのが良い。
本発明を実施する場合の還元温度としては、通常、50
〜200℃の範囲で任意に選択でき最適な温度は700
〜/j0℃である。
水素分圧は/ Okg/cil 〜/s o故/−の範
囲から選択すれば良く/j’0/4/−以上の圧力も適
用出来るがこれといった利点はない。より好適には2j
〜/θOk?/−の間から反応圧力を選択するのがよい
本発明は例えば攪拌器付反応器システム、ループ形反応
器又はトリックル相反応器を用いる種々の方法で連続式
か回分式のいずれかで実施出来る。
本発明に従って、例えばN−メチルーコービロリドンを
製造する目的で、対応するコーピロリドンにホルムアル
デヒドを等モル加えることにより得fcN−ヒドロキシ
メチルーコーピロリドンを出発物質とした場合、反応混
合物をさらに精製しなくても、出発物質として用いるこ
とができる。この場合、還元金実施する時に、水性媒体
及び酸性物質を予め存在させておく。
〔実施例〕
以下の実施例において本発明をさらに詳細に説明する。
比較例/ 攪拌器を備えた一〇Otnl容景のオートクレーブにト
ルエンから再結晶させて精製したN−ヒドロキシメチル
ーコービロリドン/θ1、りθ?の水、39の炭素担持
パラジウム触媒(Pdrtiチ)金入れた。オートクレ
ーブを密閉し、水素でフラッシュした。
次にオートクレーブ内に水素全速り圧力を7ok51/
aAKシてから攪拌しながら、オートクレーブ内の混合
物をiso℃に加熱した。この場合の水素圧力を700
kg/lriに保持し、ダ時間半反応した。得られた渭
合物を急冷し、カスクロマトグラフィーでN−メチルー
コービロリドン、メタノールを分析し、未反応のN−ヒ
ドロキシメチルーーービロリドン、コーピロリドンを高
速液体クロマトグラフィーで分析した。
分析の結’J197.4j%のN−ヒドロキシメチルー
コーピロリドンが転化したことが判った。
N−メチルピロリドンの収率は、理論的に可能な値の6
IJJチであった。またコービロリドンへの分解収率は
コ弘、Q%%であった。
実施例/ 比較例/の仕込みに更に酸性物質として酢酸θ、3t2
を入れた以外は比較例/と同一の条件下で反応した。転
化率は100%でN−メチルーーーピロリドンの収率V
i/ /、0 / %であり、2−ピロリドンへの分解
収率はり、2 j %であった。
実施例2〜! 酸性物質として酢酸に変えて表−/に示された化合物を
加えた以外は実施例/と同一条件下で反応した。反応結
果を表−/に示した。
比較例コ 比較例/の仕込みに更にアルカリ物質として炭酸カリウ
ムをθ、//を入れ比較例/と同一条件下で反応した。
N−ヒドロキシーコーピロリドンの転化率はワタ。3j
チ、N−メチルーコーピロリドンの収率はり、77%で
あり、コービロリドンへの分解収率はタダ、9t3%で
あった。
実施例6 コーヒロリトンj/2とホルマリンダタ2(3’7Ft
%のホルムアルデヒド)をオートクレーブに仕込み、常
圧下、内容物を73θ℃に加熱し3時間反応後、更にリ
ン酸/、7P、32の炭素担持パラジウム触媒(Pcl
ji(ri%)を圧入した後、水素を用いて圧力を/θ
θに9/ailにした。攪拌しながら反応混合物を75
0℃に昇温し、グ時間半反応した。冷却後反応渭合物を
分析した所、コーピロリドンの転化率はタコ、と7%で
あり転化ピロリドンのうち、jに、7チが所望物質に転
化していた。
実施例7 酸性物質としてリン酸を用い、以下の反応条件でリン酸
の添加量の影響を調べた。結果を表−一に示した。
反応条件   N−ヒドロキシーコーメチルビロリドン
濃度 65% 炭素担持パラジウム触媒(paj重 量%)3ノ 反応温度  150℃ 反応圧力  !θkF!/洲 表−コ * N−ヒドロキシメチル−λ−ピロリドンに対する重
−i%実施例! コービロリドンダ3.ダ?(θ、j/mot)とアセト
アルデヒド/ 4tOf (L/ / mo/: )を
フラスコに仕込み、水酸化カリウムθ、a nnot%
 (対コービロリドン)を加えて、27℃で弘時間反応
を行った後1.200.1のオートクレーブに反応液を
/θ??供給し、リン酸(/j%水溶液)0.32及び
3.3tの炭素担持パラジウム触媒(Pdj重量%)を
加えて、さらに水素を供給してj Oh/crAa、 
/s o℃の反応条件下でQ、5時間反応を行った。冷
却後反応混合物を分析シた所、N−ヒドロキシエチルー
コービロリドンの転換率は/θθチで、N−エチル−2
−ピロリドンの収率はタコ、3にチであり、コービロリ
ドンへの分解収草は/、/弘チであった。
比較例コ N−ヒドロキシメチル−2=ピロリドン704L?、ク
ロロホルム220?、p、2?のj%Pd/C!、トリ
フルオロ酢酸、2ダ、j fを7ラスコに仕込み、常圧
、常温(30℃)で窒素を吹き込みながら3時間反応を
行った。反応成績はN−ヒドロキシーコービロリドン転
換率9?、9%、N−メチル−2−ピロリドン収率2t
r、9%であった。
出 願 入  三テ化、IN、工業株式会社代 理 人
  弁理士 長谷用   −ほか/名

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・・・・
    ・( I ) 〔式中、nは2、3または4を表わし、 R^1、R^2は水素原子、または炭素数1〜4のアル
    キル基をそれぞれ表わす。〕 で表わされる、N−(α−ヒドロキシアルキル)ラクタ
    ムを水添分解して、 一般式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・・・・
    ・・・(II) 〔式中、n、R^1およびR^2は( I )と同じ意味
    を表わす。〕 で表わされる、N−アルキルラクタムを製造するにあた
    り、酸性に保たれた水性媒体中で反応を行うことを特徴
    とする、N−アルキルラクタムの製造方法。
  2. (2)N−アルキルラクタムがN−アルキル−4−ピロ
    リドンであることを特徴とする、特許請求範囲第1項記
    載の方法。
JP26051385A 1985-11-20 1985-11-20 N−アルキルラクタムの製造方法 Pending JPS62120360A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6603021B2 (en) 2001-06-18 2003-08-05 Battelle Memorial Institute Methods of making pyrrolidones
US7199250B2 (en) 2002-12-20 2007-04-03 Battelle Memorial Institute Process for producing cyclic compounds

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US8501963B2 (en) 2002-12-20 2013-08-06 Battelle Memorial Institute Process for producing cyclic compounds

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