WO2007115943A2 - Verfahren zur herstellung eines n-alkyl-lactams mit verbesserter farbqualität - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines n-alkyl-lactams mit verbesserter farbqualität Download PDF

Info

Publication number
WO2007115943A2
WO2007115943A2 PCT/EP2007/053008 EP2007053008W WO2007115943A2 WO 2007115943 A2 WO2007115943 A2 WO 2007115943A2 EP 2007053008 W EP2007053008 W EP 2007053008W WO 2007115943 A2 WO2007115943 A2 WO 2007115943A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
alkyl
alcohol
weight
ppm
range
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/053008
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2007115943A3 (de
Inventor
Tobias Wabnitz
Rolf Pinkos
Karl Ott
Original Assignee
Basf Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Se filed Critical Basf Se
Priority to US12/296,115 priority Critical patent/US20090182139A1/en
Priority to EP07727480A priority patent/EP2004599B1/de
Priority to JP2009503543A priority patent/JP5264704B2/ja
Priority to AT07727480T priority patent/ATE532767T1/de
Priority to KR1020087027088A priority patent/KR101431845B1/ko
Priority to CN2007800121273A priority patent/CN101415673B/zh
Publication of WO2007115943A2 publication Critical patent/WO2007115943A2/de
Publication of WO2007115943A3 publication Critical patent/WO2007115943A3/de
Priority to US12/842,263 priority patent/US20100286399A1/en
Priority to US12/842,228 priority patent/US20100286411A1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D201/00—Preparation, separation, purification or stabilisation of unsubstituted lactams
    • C07D201/18—Stabilisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D207/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D207/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D207/18—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D207/22—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D207/24—Oxygen or sulfur atoms
    • C07D207/26—2-Pyrrolidones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D207/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D207/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D207/18—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D207/22—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D207/24—Oxygen or sulfur atoms
    • C07D207/26—2-Pyrrolidones
    • C07D207/263—2-Pyrrolidones with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms directly attached to other ring carbon atoms
    • C07D207/267—2-Pyrrolidones with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms directly attached to other ring carbon atoms with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D211/00—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings
    • C07D211/04—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D211/68—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D211/72—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms, with at the most one bond to halogen, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D211/74—Oxygen atoms
    • C07D211/76—Oxygen atoms attached in position 2 or 6
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D223/00—Heterocyclic compounds containing seven-membered rings having one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D223/02—Heterocyclic compounds containing seven-membered rings having one nitrogen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D223/06—Heterocyclic compounds containing seven-membered rings having one nitrogen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D223/08—Oxygen atoms
    • C07D223/10—Oxygen atoms attached in position 2

Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of an N-alkyl-lactam with improved color quality and mixtures containing at least 99.0% by weight of an N-alkyl-lactam and in the range of 100 to 5000 ppm by weight of a Ci-10 Alcohol or an acetal, aminal or an orthoester, which releases in the range of 100 to 5000 ppm by weight of a Ci-10 alcohol.
  • N-alkyl-lactams are important products in the chemical industry. Most widely used among them are N-alkyl-pyrrolidones (N-alkyl-5-membered ring lactams).
  • N-alkyl-pyrrolidones are e.g. organic solvents that are used in a variety of applications.
  • N-alkyl-pyrrolidones are thermally stable, chemically inert, colorless, low viscosity and aprotic solvents of wide applicability.
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • NEP N-ethyl-pyrrolidone
  • the higher homologues can be used as solvents, diluents, extractants, cleaning agents, degreasing agents, adsorbents and / or dispersants.
  • NMP is used in the extraction of pure hydrocarbons in the petrochemical processing, in the purification and separation of gases such as acetylene 1, 3-butadiene or isoprene, in the aromatics extraction, for example in the Distapex process of LURGI GmbH, in the sour gas scrubbing and in the oil extraction.
  • NMP can be used as a solvent for polymer dispersions, for example for polyurethane dispersions.
  • NMP is also a good solvent for many plastics such as polyvinyl chloride (PVC), polyurethanes (PU), acrylates or butadiene-acrylonitrile copolymers and is used in their processing.
  • PVC polyvinyl chloride
  • PU polyurethanes
  • acrylates or butadiene-acrylonitrile copolymers are also used in their processing.
  • NMP is also used as a cleaning agent in the removal of paint and paint residues, as a paint stripper and as a cleaning agent for metal, ceramic, glass and plastic surfaces.
  • NMP is solvent or cosolvent for the formulation of active ingredients in crop protection.
  • NEP and other N-alkyl-pyrrolidones can replace NMP in many applications and, in addition, in many cases additionally show advantageous properties (WO-A-2005/090447, BASF AG).
  • Other common N-alkyl-lactams are N-alkyl-piperidones and N-alkyl-caprolactams.
  • N-alkyl-caprolactams, in particular N-methyl-caprolactam can be used as selective solvents for gas deacidification, as described in Chem. Techn. 29 (1977), pages 445-448 (Wehner et al., VEB Leuna).
  • N-alkyl-caprolactams are also used in the extraction of hydrocarbons because of the high achievable selectivities, as described in Chem. Techn. 27 (1975), pages 401-405 (Wehner et al., VEB Leuna). Comp. also WO-A-05/092953 (BASF AG). N-alkylpiperidones, such as N-methyl-piperidone, may also be used in these applications.
  • N-alkyl-pyrrolidones may be prepared by reacting gamma-butyrolactone ( ⁇ -BL) with monoalkylamines to release one equivalent of water, e.g. B. analogously to Ullmann 's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Volume A22, 5th ed., P. 459 (1993) or analogously to DE-A-19 626 123 (BASF AG).
  • ⁇ -BL gamma-butyrolactone
  • monoalkylamines to release one equivalent of water
  • ⁇ -BL gamma-butyrolactone
  • ⁇ -BL gamma-butyrolactone
  • N-alkyl-lactams such as N-alkyl-piperidones and N-alkyl-caprolactams
  • monoalkylamines such as Yakugaku Zasshi 71 (1951), 1341 (Susagawa et al.). described.
  • these lactams can also be obtained by reacting oxynitriles with monomethylamines, as disclosed in DE-A-1 1 92 208 (BASF AG), or also elegantly by reacting lactams with monoalcohols or
  • Dialkyl ethers of acidic catalysts such as Al2O3, as described in Chem. Techn. 33 (1981), 193-196 (Wehner et al., VEB Leuna) or RO 137218 (sometimes deticianri] Fiber Chimice), or with other alkylating agents such as dialkyl sulfates or alkyl halides under basic conditions as described, for example, in J. Org. Chem. 29 (1964), pages 2748-2750 (Moriarty).
  • N-alkyl-lactams Purification processes for N-alkyl-lactams are known.
  • the purification of N-alkylpyrrolidones can be carried out, for example, by fractional distillation (also repeatedly, as described in JP 06 228 088 (Mitsubishi Kasei Corp.)) or by extraction.
  • Other or additional purification steps may be treatment with ion exchangers, as described, for example, in EP-A-1 038 867 (BASF AG), or with solid adsorbents such as aluminum oxide analogously to WO-A-2005/092851 (Lyondell LP).
  • N-alkylpyrrolidones can also be prepared in the presence of acids such as toluenesulphonic acid (described, for example, JP 1 1071 346 (Tonen Corp.)) or phosphoric acid (described, for example, in JP 2028148 (Ouchi Shinko Chem. )) are purified during the distillation.
  • acids such as toluenesulphonic acid (described, for example, JP 1 1071 346 (Tonen Corp.)) or phosphoric acid (described, for example, in JP 2028148 (Ouchi Shinko Chem. )) are purified during the distillation.
  • Other advantageous additives during the preparation and / or distillation can alkali, alkaline earth or Ammoniumborhydride such as in No. 4,885,371 (GAF Chemicals Corp.), oxidizing agents such as potassium permanganate, sodium perborate or potassium dichromate, as described in JP 72 22 225 (Teijin Ltd.
  • JP-A-2001 089 446 (Mitsubishi Chem. Corp.) teaches that clean NMP can be obtained with low color if, during distillation, the amounts of hydrogen and oxygen have limits of 0.01 ⁇ mol% and 0.002 ⁇ mol%. do not exceed based on the Pyrrolidongehalt.
  • JP 62 79 401 (Mitsubishi Kasei Corp.) colorless N-methyl-pyrrolidone can also be obtained by thermal treatment ("annealing" at 150-250 ° C) and subsequent distillation.
  • N-alkyl-lactams such as N-alkyl-piperidones and N-alkyl-caprolactams, can be purified by analogous routes.
  • N-alkyl-lactams for example the use of N-alkyl-pyrrolidones as solvents in the manufacture of paints and varnishes or adhesives, or in the production of plastics, it is important that these solvents be as colorless as possible, i. not yellowed form are used.
  • N-alkylpyrrolidones tend to yellow when stored and then no longer come into question for such applications, since a part of the discoloration in the products such as paints or plastics is retained and is undesirable there.
  • additives such as sodium borohydride during the synthesis of N-alkyl-pyrrolidones can lead to improved color properties nen. While many of these methods of improving color properties are described for cleaning and manufacturing processes, there are very few technical solutions to stabilize the product during storage.
  • JP-A-2003 081 885 Mitsubishi Chem. Corp.
  • JP-A-2003 081 885 Mitsubishi Chem. Corp.
  • the thermal stability to decomposition at high temperatures (above 250 ° C.) of N-methylpyrrolidone can also be improved according to US Pat. No. 4,168,226 (Exxon Research & Engineering Co.) by adding up to 0.5% by weight of water , In these cases, the decomposition of NMP proceeds greatly slowed down.
  • the present invention has for its object to provide a method for preventing and / or slowing the yellowing of N-alkyl-lactams during processing and storage. It was intended to provide an improved, economical, easy to use process for preparing an N-alkyl lactam of improved color quality, i. Reduction of discoloration and / or improvement in color stability, especially when stored, be found.
  • N-alkyl-lactam with improved color quality was found, which is characterized in that the N-alkyl-lactam in the range of 0.01 to 10 wt .-% of a Ci-10-alcohol or a Compound which releases in the range of 0.01 to 10 wt .-% of a Ci-10-alcohol added.
  • the process is preferably characterized in that the N-alkyl-lactam in the range of 0.02 to 2 wt .-%, in particular 0.03 to 1 wt .-%, particularly 0.03 to 0.5 wt. %, further particularly 0.03 to 0.2 wt .-%, more particularly 0.03 to 0.1 wt .-%, of a Ci-10-alcohol or a compound which is in the range of 0.02 to 2 wt .-%, in particular 0.03 to 1 Gew. -%, in particular 0,03 to 0,5 Gew. -%, further particularly 0,03 to 0,2 Gew. -%, further particularly 0,03 to 0, 1 wt .-%, a CMO alcohol releases added.
  • the process according to the invention is preferably carried out at a temperature in the range from -20 to 400 ° C., in particular in the range from 0 to 350 ° C., more particularly in the range from 10 to 250 ° C.
  • the lower limit of a preferred temperature range is 20, 50, 100, or 200 ° C
  • the upper limit is 220 or 150 ° C.
  • the exact mechanism of action of the alcohol additives is not yet known. According to the invention, all N-alkyl-lactams can be treated in this way.
  • the lactam ring of the N-alkyl-lactams may, for. B. four to eight carbon atoms, preferably four (pyrrolidones), five (piperidones) or six (caprolactams), more preferably 2-pyrrolidones and 2-piperidones can be used.
  • a linear or branched saturated aliphatic radical preferably Ci-12-alkyl, such as methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n -Pentyl, iso-pentyl, sec-pentyl, neo-pentyl, 1, 2-dimethylpropyl, n-hexyl, iso -hexyl, sec-hexyl, cyclopentylmethyl, n-heptyl, iso-heptyl, cyclohexylmethyl, n-octyl , 2-ethylhexyl, n-nonyl, isononyl, n-decyl, isodecyl, n-undecyl, n-dodecyl, isododecyl, n
  • n represents an integer of 1 to 5 and wherein the carbon atoms of the heterocyclic ring of the N-substituted lactam have one to two under the conditions inert substituents, for.
  • B. alkyl radicals such as. B. Ci-8-alkyl radicals which are independent of one another, preferably a Ci-s-alkyl radical, especially a Ci-4-alkyl radical, can carry.
  • Ci-s-alkyl radicals which can carry the carbon atoms of the heterocyclic ring of the N-substituted lactam are:
  • 5-dimethyl-2-pyrrolidone and 1-ethyl-5-methyl-2-pyrrolidone iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, iso-pentyl and 2-ethyl-hexyl, such as.
  • 5-dimethyl-2-pyrrolidone and 1-ethyl-5-methyl-2-pyrrolidone 1-ethyl-5-methyl-2-pyrrolidone.
  • N-alkyl-lactams of the formula I are particularly preferably used
  • R is Ci-4-alkyl as described above and n is 1, 2 or 3 and wherein the carbon atoms of the heterocyclic ring of the N-substituted lactam can carry a C 1-4 -alkyl radical, especially methyl or ethyl radical.
  • the N-alkyl-lactams used may have a purity of> 90 wt .-%, preferably> 95 wt .-%, more preferably> 99 wt .-%.
  • N-alkyl-lactams Possible impurities of the N-alkyl-lactams are corresponding lactones (such as, for example, gamma-butyrolactone), corresponding N-unsubstituted lactams (for example pyrrolidone), organic peroxides, corresponding monoalkylamines (such as, for example, monoethylamine ), corresponding cyclic N-alkylimides (for example N-alkylsuccinimides), water, which may preferably be present in each case in amounts of ⁇ 1% by weight, are possible and not interfering.
  • lactones such as, for example, gamma-butyrolactone
  • N-unsubstituted lactams for example pyrrolidone
  • organic peroxides corresponding monoalkylamines (such as, for example, monoethylamine )
  • corresponding cyclic N-alkylimides for example N-alkylsuccinimides
  • Alcohols which are added or liberated to increase the color stability are all alcohols having one or more hydroxyl function (s), in particular those having 1 to 10, preferably 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, very particularly preferably 1 to 2 carbon atoms.
  • Preferred monofunctional (monohydric) alcohols are methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, n-pentanol, n-hexanol, n-heptanol and n-octanol.
  • Particularly effective polyfunctional (polyhydric) alcohols are 1, 2-ethylene glycol, 1, 2-propanediol, 1, 3-propanediol, glycerol, pentaerythritol and sorbitol.
  • Very particularly preferred added or released alcohols are methanol and 1,2-ethylene glycol.
  • alcohol sources hereinafter also referred to as alcohol precursors include, for. Dimethoxymethane, diethoxymethane, tetramethoxymethane, tetraethoxymethane, trimethyl orthoformate and triethyl orthoformate, e.g. release by hydrolysis alcohols and esters or alcohols and formaldehyde.
  • a mixture of the alcohols and / or alcohol precursors can be used.
  • the purity of the added alcohols or alcohol precursors is not critical and impurities such. As water, ether, esters and hydrocarbons are tolerated.
  • the alcohol addition or alcohol precursor addition can be done in several ways, for example, the alcohols and / or alcohol precursors can be added to the N-alkyl-lactam directly after its synthesis and after or during the purification of the lactam. Likewise, an addition during filling of the lactam in storable or transportable containers is possible. The addition of the alcohols or alcohol precursors can be carried out either batchwise or continuously.
  • the invention also relates to the above statements
  • mixtures containing at least 99.0 wt .-%, preferably> 99.2 wt .-%, particularly> 99.5 wt .-%, 1, 5-dimethyl-2-pyrrolidone and in the range of 100 to 5000 wt. ppm, preferably 200 to 2000 ppm by weight, especially 300 to 1000 ppm by weight, of methanol or 1,2-ethylene glycol,
  • mixtures containing at least 99.0 wt .-%, preferably> 99.2 wt .-%, particularly> 99.5 wt .-%, 1-ethyl-5-methyl-2-pyrrolidone and in the range of 100 to 5000 Ppm by weight, preferably from 200 to 2000 ppm by weight, especially from 300 to 1000 ppm by weight, of methanol or 1,2-ethylene glycol,
  • mixtures containing at least 99.0 wt .-%, preferably> 99.2 wt .-%, particularly> 99.5 wt .-%, 1-methyl-2-piperidone and in the range of 100 to 5000 ppm by weight , preferably 200 to 2000 ppm by weight, especially 300 to 1000 ppm by weight, methanol or 1, 2-ethylene glycol.
  • the APHA color numbers were determined according to DIN EN ISO 6271.
  • GC method for determining the purity of the N-alkyl-lactams The lactams were injected undiluted into the GC chromatograph (HP, carrier gas: hydrogen) onto a 30 m DB5 column (J + W) and at oven temperatures from 60 ° C to 260 ° C (heating rate 16 Kelvin per minute to 220 ° C, then 20 Kelvin per minute to 260 ° C) with a flame ionization detector (temperature: 290 ° C) analyzed. The purity was determined by integration of the signals of the chromatogram.
  • HP carrier gas: hydrogen
  • N-ethyl pyrrolidone 250 ml, 99.69% purity by GC, Hazen color number: 12 APHA
  • methanol 500 ppm
  • methanol 500 ppm
  • the purity had decreased (to 97.55% by GC), while the color number had increased to 208 APHA.
  • N-ethylpyrrolidone 250 ml, purity 99.69% by GC, Hazen color number: 12 APHA
  • 1,2-ethylene glycol 500 ppm
  • the purity had decreased (to 97.66% by GC), while the color number had increased to 176 APHA.
  • N-ethyl-pyrrolidone 250 ml, purity 99.69% according to GC, Hazen color number: 7 APHA was heated without additives in a 500 ml glass flask with attached reflux condenser and drying tube in the presence of air at 100 ° C. After 72 hours, the purity had decreased (to 97.77% by GC), while the color number had increased to 284 APHA.
  • N-ethylpyrrolidone (10 ml, purity 99.59% by GC, Hazen color number: 7 APHA) was added with dimethyoxymethane (500 ppm). The mixture was heated to 100 ° C in a gas-tight sealed 20 ml glass autoclave. After 72 hours (h), the purity had decreased (to 99.37% by GC), while the color number had risen to 22 APHA.
  • N-ethyl-pyrrolidone (10 ml, purity 99.59% according to GC, Hazen color number: 7 APHA) was heated to 100 ° C. without additions in a gas-tight 20 ml glass autoclave. After 72 hours (h), the purity had decreased (to 99.27% by GC), while the color number had risen to 32 APHA.
  • Example 4 N-ethyl-pyrrolidone (10 ml, purity 99.59% according to GC, Hazen color number: 7 APHA) was heated to 100 ° C. without additions in a gas-tight 20 ml glass autoclave. After 72 hours (h), the purity had decreased (to 99.27% by GC), while the color number had risen to 32 APHA.
  • N-methyl-piperidone (10 ml, purity 99.20% by GC, Hazen color number: 18 APHA) was added with methanol (500 ppm). The mixture was heated to 100 ° C in a gas-tight sealed 20 ml glass autoclave. After 72 hours (h), the purity had decreased (to 98.82% by GC) while the color number had increased to 172 APHA.
  • N-methyl-piperidone (10 ml, purity 99.20% according to GC, Hazen color number: 18 APHA) was heated to 100 ° C. without additions in a gas-tight 20 ml glass autoclave. After 72 hours (h), the purity had decreased (to 98.73% by GC), while the color number had risen to 197 APHA.
  • 1,5-Dimethyl-2-pyrrolidone (10 ml, purity 99.72% according to GC, Hazen color number: 5 APHA) was mixed with methanol (500 ppm). The mixture was heated to 100 ° C in a gas-tight sealed 20 ml glass autoclave. After 72 hours (h), the purity had decreased (to 99.53% by GC) while the color number had increased to 404 APHA.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pyrrole Compounds (AREA)
  • Hydrogenated Pyridines (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines N-Alkyl-lactams mit verbesserter Farbqualität, wobei man dem N-Alkyl-lactam 0,01 bis 10 Gew.-% eines C1-10-Alkohols oder eine Verbindung, die 0,01 bis 10 Gew.-% eines C1-10-Alkohols freisetzt, zusetzt. Mischung enthaltend mindestens 99,0 Gew.-% eines N-Alkyl-lactams und im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm eines C1-10-Alkohols oder eines Acetals, Aminals oder eines Orthoesters, das/der im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm eines C1-10-Alkohols freisetzt.

Description

Verfahren zur Herstellung eines N-Alkyl-Iactams mit verbesserter Farbqualität
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines N-Alkyl-Iactams mit verbesserter Farbqualität und Mischungen enthaltend mindestens 99,0 Gew.-% eines N-Alkyl-Iactams und im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm eines Ci-10-Alkohols oder eines Acetals, Aminals oder eines Orthoesters, das/der im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm eines Ci-10-Alkohols freisetzt.
N-Alkyl-Iactame sind wichtige Produkte in der chemischen Industrie. Am weitesten verbreitet sind unter ihnen N-Alkyl-pyrrolidone (N-Alkyl-Iactame mit fünfgliedrigen Ring).
N-Alkyl-pyrrolidone sind z.B. organische Lösungsmittel, die in einer Vielzahl von An- Wendungen zum Einsatz kommen.
N-Alkyl-pyrrolidone sind thermisch stabile, chemisch weitgehend inerte, farblose, niedrigviskose und aprotische Lösungsmittel mit breiter Anwendbarkeit. So sind N-Methyl- pyrrolidon (NMP) und N-Ethyl-pyrrolidon (NEP) sowie die höheren Homologen als Lösungsmittel, Verdünnungsmittel, Extraktionsmittel, Reinigungsmittel, Entfettungsmittel, Adsorptionsmittel und/oder Dispergierungsmittel einsetzbar.
NMP findet Anwendung in der Extraktion von reinen Kohlenwasserstoffen in der petro- chemischen Verarbeitung, in der Reinigung und Abtrennung von Gasen wie Acetylen 1 ,3-Butadien oder Isopren, in der Aromatenextraktion, beispielsweise im Distapex- Verfahren der LURGI GmbH, in der Sauergaswäsche und in der Schmierölextraktion. Außerdem kann NMP als Lösungsmittel für Polymer-Dispersionen, beispielsweise für Polyurethan-Dispersionen, verwendet werden.
NMP ist auch ein gutes Lösungsmittel für viele Kunststoffe wie Polyvinylchlorid (PVC), Polyurethane (PU), Acrylate oder Butadien-Acrylnitril-Copolymere und wird bei deren Verarbeitung eingesetzt.
NMP wird auch als Reinigungsmittel bei der Entfernung von Färb- und Lackresten eingesetzt sowie als Abbeizer und als Reinigungsmittel für Metall-, Keramik-, Glas- und Kunststoffoberflächen.
Ebenso ist NMP Lösungsmittel oder Cosolvens für die Formulierung von Wirkstoffen im Pflanzenschutz.
NEP und andere N-Alkyl-pyrrolidone können NMP in vielen Anwendungen ersetzen und zeigen darüber hinaus in vielen Fällen zusätzlich vorteilhafte Eigenschaften (WO- A-2005/090447, BASF AG). Andere verbreitete N-Alkyl-Iactame sind N-Alkyl-piperidone und N-Alkyl-caprolactame. N-Alkyl-caprolactame, insbesondere N-Methyl-caprolactam, können als Selektivlösungsmittel zur Gasentsäuerung eingesetzt werden, wie in Chem. Techn. 29 (1977), Seiten 445-448 (Wehner et al., VEB Leuna) beschrieben. Auch bei der Extraktion von Kohlenwasserstoffen finden N-Alkyl-caprolactame aufgrund der hohen erreichbaren Selektivitäten Anwendung, wie in Chem. Techn. 27 (1975), Seiten 401-405 (Wehner et al., VEB Leuna) beschrieben. Vergl. auch WO-A-05/092953 (BASF AG). N-Alkyl- piperidone, wie beispielsweise N-Methyl-piperidon, können in diesen Anwendungen ebenfalls zum Einsatz kommen.
Die Herstellung von N-Alkyl-Iactamen ist bekannt. N-Alkyl-pyrrolidone können beispielsweise durch Umsetzung von gamma-Butyrolacton (γ-BL) mit Monoalkylaminen erfolgen unter Freisetzung von einem Äquivalent Wasser, z. B. analog Ullmann's En- cyclopedia of Industrial Chemistry, Band A22, 5. Aufl., S. 459 (1993) oder analog DE- A-19 626 123 (BASF AG). Ebenso können N-Alkyl-pyrrolidone aus Maleinsäureanhydrid oder anderen Dicarbonsäurederivaten und Monoethylaminen in Gegenwart von Wasserstoff und einem Hydrierkatalysator hergestellt werden, z. B. gemäß EP-A- 745 598 (Bayer AG) oder WO-A-02/102773 (BASF AG).
Andere N-Alkyl-Iactame wie N-Alkyl-piperidone und N-Alkyl-caprolactame können e- benfalls aus den entsprechenden Lactonen durch Umsatz mit Monoalkylaminen hergestellt werden, wie beispielsweise durch Yakugaku Zasshi 71 (1951 ), 1341 (Susagawa et al.) beschrieben. Außerdem können diese Lactame auch durch Umsetzung von O- xynitrilen mit Monomethylaminen erhalten werden, wie in DE-A-1 1 92 208 (BASF AG) offenbart, oder auch elegant durch Umsatz von Lactamen mit Monoalkoholen oder
Dialkylethern an sauren Katalysatoren wie AI2O3, wie in Chem. Techn. 33 (1981), 193- 196 (Wehner et al., VEB Leuna) oder RO 137218 (Centrul de Cercetari pentru Fibre Chimice) beschrieben, oder auch mit anderen Alkylierungsmitteln wie Dialkylsulfaten oder Alkylhalogeniden unter basischen Bedingungen, wie beispielsweise in J. Org. Chem. 29 (1964), Seiten 2748-2750 (Moriarty) beschrieben.
Reinigungsverfahren für N-Alkyl-Iactame sind bekannt. Die Reinigung von N-Alkyl- pyrrolidonen kann beispielsweise durch fraktionierte Destillation (auch mehrfach, wie in JP 06 228 088 (Mitsubishi Kasei Corp.) beschrieben) oder durch Extraktion erfolgen. Andere oder zusätzliche Reinigungsschritte können die Behandlung mit lonentau- schern, wie in beispielsweise in EP-A-1 038 867 (BASF AG) beschrieben, oder mit festen Adsorbentien wie Aluminiumoxid analog WO-A-2005/092851 (Lyondell L. P.) sein. N-Alkyl-pyrrolidone können außerdem in Gegenwart von Säuren wie Toluolsul- fonsäure (beschrieben z. B. JP 1 1 071 346 (Tonen Corp.)) oder Phosphorsäure (be- schrieben z. B. in JP 2028148 (Ouchi Shinko Chem.)) während der Destillation gereinigt werden. Andere vorteilhafte Zusätze während der Herstellung und/oder Destillation können Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumborhydride wie beispielsweise in US 4,885,371 (GAF Chemicals Corp.) offenbart, Oxidationsmittel wie Kalimpermanga- nat, Natriumperborat oder Kaliumdichromat, wie in JP 72 22 225 (Teijin Ltd.) beschrieben oder Natriumhydroxid wie in US 2,964,535 (Monsanto Chemicals) beschrieben, sein.
Außerdem lehrt JP-A-2001 089 446 (Mitsubishi Chem. Corp.), dass sauberes NMP mit geringer Farbe erhalten werden kann, wenn während der Destillation die Mengen an Wasserstoff und Sauerstoff Grenzwerte von 0,01 ιmol-% und 0,002 ιmol-% bezogen auf den Pyrrolidongehalt nicht überschreiten. Nach JP 62 79 401 (Mitsubishi Kasei Corp.) kann farbloses N-Methyl-pyrrolidon auch durch thermische Behandlung („Tempern" bei 150-250°C) und anschließende Destillation erhalten werden.
Andere N-Alkyl-Iactame wie N-Alkyl-piperidone und N-Alkyl-caprolactame können auf analogen Wegen gereinigt werden.
Für viele Anwendungen von N-Alkyl-Iactamen, beispielsweise dem Einsatz von N- Alkyl-pyrrolidonen als Lösungsmittel bei der Herstellung von Farben und Lacken oder Klebstoffen oder in der Produktion von Kunststoffen, ist es wichtig, dass diese Lösungsmittel in möglichst farbloser, d.h. nicht vergilbter Form eingesetzt werden.
N-Alkyl-pyrrolidone neigen bei Lagerung zur Vergilbung und kommen dann für solche Anwendungen nicht mehr in Frage, da ein Teil der Verfärbung in den Produkten wie Lacken oder Kunststoffen erhalten bleibt und dort unerwünscht ist.
Methoden zur Entfernung von Vergilbungen durch Reinigung oder sonstige Behand- lung von N-Alkyl-pyrrolidonen und zur Vermeidung der Vergilbung während der Lagerung sind daher wichtig.
Es ist bekannt, dass Reinigungsverfahren wie fraktionierende Destillationen, Mehrfachdestillation, Destillationen in Gegenwart von Zusätzen wie Säuren (z. B. p-Toluol- sulfonsäure), Basen (z. B. Natriumhydroxid), Reduktionsmitteln (z. B. Natriumborhydrid) und Oxidationsmitteln (z. B. Kaliumpermanganat) zu einer Verbesserung, d.h. zu einer Aufhellung, der Farbe von N-Alkyl-pyrrolidonen führen können.
Es ist außerdem bekannt, dass die Entfernung von Verunreinigungen durch Behand- lung mit Aluminiumoxid oder makroporösen lonenaustauscherharzen zu einer Verbesserung von Produkteigenschaften einschließlich der Farbe führen kann.
Außerdem ist bereits beschrieben, dass Zusätze wie z. B. Natriumborhydrid während der Synthese von N-Alkyl-pyrrolidonen zu verbesserten Farbeigenschaften führen kön- nen. Während für Reinigungs- und Herstellungsverfahren zahlreiche dieser Methoden zur Verbesserung der Farbeigenschaften beschrieben sind, gibt es nur sehr wenige technische Lösungen zur Stabilisierung des Produkts während der Lagerung.
In JP-A-2003 081 885 (Mitsubishi Chem. Corp.) wird beschrieben, dass die Sättigung und Überlagerung von N-Methyl-pyrrolidon mit Stickstoff, so dass nur sehr geringe Mengen Sauerstoff zurückbleiben, die Lagerstabilität stark verbessert und die Geschwindigkeit der oxidativen Degradation deutlich herabsetzt. Die thermische Stabilität gegenüber Zersetzung bei hohen Temperaturen (oberhalb 250 °C) von N-Methyl- pyrrolidon kann nach US 4,168,226 (Exxon Research & Engineering Co.) auch dadurch verbessert werden, dass bis zu 0,5 Gew.-% Wasser zugesetzt werden. In diesen Fällen verläuft die Zersetzung von NMP stark verlangsamt ab.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Methode zur Vermeidung und/oder Verlangsamung der Vergilbung von N-Alkyl-Iactamen während Verarbeitung und Lagerung aufzufinden. Es sollte ein verbessertes, wirtschaftliches, einfach durchzuführendes Verfahren zur Herstellung eines N-Alkyl-Iactams mit verbesserter Farbqualität, d.h. Verminderung der Verfärbung und/oder Verbesserung der Farbstabilität, insbesondere bei Lagerung, aufgefunden werden.
Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung eines N-Alkyl-Iactams mit verbesserter Farbqualität gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man dem N- Alkyl-Iactam im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% eines Ci-10-Alkohols oder eine Verbindung, die im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% eines Ci-10-Alkohols freisetzt, zusetzt.
Weiterhin gefunden wurden Mischungen enthaltend mindestens 99,0 Gew.-% eines N- Alkyl-Iactams und im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm eines Ci-10-Alkohols oder eines Acetals, Aminals oder eines Orthoesters, das/der im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm eines Ci-10-Alkohols freisetzt.
Das Verfahren ist bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass man dem N-Alkyl-Iactam im Bereich von 0,02 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,03 bis 1 Gew.-%, besonders 0,03 bis 0,5 Gew.-%, weiter besonders 0,03 bis 0,2 Gew.-%, weiter besonders 0,03 bis 0,1 Gew.-%, eines Ci-10-Alkohols oder eine Verbindung, die im Bereich von 0,02 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,03 bis 1 Gew.-%, besonders 0,03 bis 0,5 Gew.-%, weiter besonders 0,03 bis 0,2 Gew.-%, weiter besonders 0,03 bis 0,1 Gew.-%, eines CMO- Alkohols freisetzt, zusetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von -20 bis 400°C, besonders im Bereich von 0 bis 350 °C, weiter besonders im Bereich von 10 bis 250 °C, durchführt. In weiteren Ausführungsformen liegt die Untergrenze eines bevorzugten Temperaturbereichs bei 20, 50, 100 oder 200 °C, die Obergrenze bei 220 oder 150 °C.
Dieser gefundene Einfluss von Alkoholen auf die Farbentwicklung von N-Alkyl- lactamen ist neu. Im Unterschied zu den technischen Lehren, wie z. B. der thermischen Stabilisierung von N-Methyl-pyrrolidon oberhalb 250 °C aus US 4,168,226 (Exxon Research & Engineering Co.), hat der Alkoholzusatz bzw. die Alkoholfreisetzung gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens keinen messbaren positiven Einfluss auf die Geschwindigkeit der Zersetzung der N-Alkyl-Iactame, aber auf deren Farbqualität, z.B. die Farbentwicklung.
Der genau Wirkungsmechanismus der Alkoholzusätze ist noch nicht bekannt. Erfindungsgemäß können alle N-Alkyl-Iactame auf diese Weise behandelt werden. Der Lactamring der N-Alkyl-Iactame kann z. B. vier bis acht Kohlenstoffatome aufwei- sen, bevorzugt vier (Pyrrolidone), fünf (Piperidone) oder sechs (Caprolactame), besonders bevorzugt können 2-Pyrrolidone und 2-Piperidone eingesetzt werden.
Bevorzugt werden im erfindungsgemäßen Verfahren N-Alkyl-Iactame der Formel I eingesetzt
Figure imgf000006_0001
in der R einen linearen oder verzweigten gesättigten aliphatischen Rest, bevorzugt Ci-12-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1 ,2-Dimethylpropyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, Cyclopentylmethyl, n-Heptyl, iso-Heptyl, Cyclohexylmethyl, n-Octyl, 2-Ethyl-hexyl, n- Nonyl, iso-Nonyl, n-Decyl, iso-Decyl, n-Undecyl, n-Dodecyl, iso-Dodecyl, besonders bevorzugt Ci-s-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso- Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, n-Hexyl, n-Octyl und 2-Ethyl-hexyl, ganz besonders bevorzugt Ci-4-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl,
oder einen
gesättigten cycloaliphatischen Rest mit 3 bis 12 C-Atomen, bevorzugt C4-8-Cycloalkyl, wie Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl und Cyclooctyl, besonders bevorzugt Cyclopentyl und Cyclohexyl,
und n eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeutet und wobei die Kohlenstoffatome des heterocyclischen Rings des N-substituierten Lac- tams ein bis zwei unter den Bedingungen inerte Substituenten, z. B. Alkylreste, wie z. B. Ci-8-Alkylreste, die voneinander unabhängig sind, bevorzugt einen Ci-s-Alkylrest, besonders einen Ci-4-Alkylrest, tragen können.
Beispiele für Ci-s-Alkylreste, die die Kohlenstoffatome des heterocyclischen Rings des N-substituierten Lactams tragen können, sind:
Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl und 2-Ethyl-hexyl, wie z. B. in 1 ,5-Dimethyl-2-pyrrolidon und 1-Ethyl-5-methyl-2-pyrrolidon.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden besonders bevorzugt N-Alkyl-Iactame der Formel I eingesetzt
Figure imgf000007_0001
in der R Ci-4-Alkyl wie oben beschrieben bedeutet und n 1 , 2 oder 3 bedeutet und wobei die Kohlenstoffatome des heterocyclischen Rings des N-substituierten Lactams einen Ci-4-Alkylrest, besonders Methyl- oder Ethylrest, tragen können.
Die eingesetzten N-Alkyl-Iactame können eine Reinheit von > 90 Gew.-% aufweisen, bevorzugt > 95 Gew.-%, weiter bevorzugt > 99 Gew.-%.
Als mögliche Verunreinigungen der N-Alkyl-Iactame sind entsprechende Lactone (wie z. B. gamma-Butyrolacton), entsprechende N-unsubstituierte Lactame (z. B. Pyrroli- don), organische Peroxide, entsprechende Monoalkylamine (wie z. B. Monoethylamin), entsprechende cyclische N-Alkylimide (z. B. N-Alkylsuccinimide), Wasser, die bevorzugt jeweils in Mengen < 1 Gew.-% vorliegen können, möglich und nicht störend.
Als Alkohole, die zur Erhöhung der Farbstabilität zugesetzt bzw. freigesetzt werden, kommen alle Alkohole mit einer oder mehreren Hydroxyfunktion/en in Frage, insbesondere solche mit 1 bis 10, bevorzugt 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, weiter bevorzugt 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, ganz besonders bevorzugt 1 bis 2 Kohlenstoffatomen.
Bevorzugte monofunktionelle (einwertige) Alkohole sind Methanol, Ethanol, n- Propanol, iso-Propanol, n-Butanol, n-Pentanol, n-Hexanol, n-Heptanol und n-Octanol.
Besonders wirksame polyfunktionelle (mehrwertige) Alkohole sind 1 ,2-Ethylenglykol, 1 ,2-Propandiol, 1 ,3-Propandiol, Glycerin, Pentaerythritol und Sorbitol. Ganz besonders bevorzugte zugesetzte bzw. freigesetzte Alkohole sind Methanol und 1 ,2-Ethylenglykol.
Im Sinne der Erfindung können auch solche Stoffe zugesetzt werden, die Alkohole erst nach einer chemischen Umwandlung freisetzen, beispielsweise mit Wasser (Hydrolyse) oder Aminen (Aminolyse), das/die in N-Alkyl-Iactamen in Spuren vorhanden sein kann/können oder zugesetzt werden kann/können.
Zu diesen Alkoholquellen, im folgenden auch als Alkoholvorläufer bezeichnet, zählen z. B. Dimethoxymethan, Diethoxymethan, Tetramethoxymethan, Tetraethoxymethan, Trimethylorthoformiat und Triethylorthoformiat, die z.B. durch Hydrolyse Alkohole und Ester oder Alkohole und Formaldehyd freisetzen.
Natürlich kann auch eine Mischung der Alkohole und/oder Alkoholvorläufer eingesetzt werden. Die Reinheit der zugesetzten Alkohole oder Alkoholvorläufer ist dabei nicht kritisch und Verunreinigungen wie z. B. Wasser, Ether, Ester und Kohlenwasserstoffe werden toleriert.
Die Alkoholzugabe bzw. Alkoholvorläuferzugabe kann auf mehrere Arten geschehen, beispielsweise können die Alkohole und/oder Alkoholvorläufer dem N-Alkyl-Iactam direkt nach dessen Synthese sowie nach oder bei der Reinigung des Lactams zugesetzt werden. Ebenso ist eine Zugabe bei Abfüllung des Lactams in lager- oder transportfähige Gebinde möglich. Die Zugabe der Alkohole bzw. Alkoholvorläufer kann sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich erfolgen.
Gegenstand der Erfindung sind gemäß den obigen Ausführungen auch
Mischungen enthaltend mindestens 99,0 Gew.-%, bevorzugt > 99,2 Gew.-%, besonders > 99,5 Gew.-%, eines N-Alkyl-Iactams und im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm, bevorzugt 200 bis 2000 Gew.-ppm, besonders 300 bis 1000 Gew.-ppm, eines Ci-10-Alkohols, bevorzugt Ci-s-Alkohols, besonders C1-3- Alkohols, ganz besonders Ci-2-Alkohols, oder eines Acetals, Aminals oder eines Orthoesters, das/der im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm, bevorzugt 200 bis 2000 Gew.-ppm, besonders 300 bis 1000 Gew.- ppm, eines Ci-10-Alkohols, bevorzugt Ci-s-Alkohols, besonders Ci-3-Alkohols, ganz besonders Ci-2-Alkohols, freisetzt,
insbesondere Mischungen enthaltend mindestens 99,0 Gew.-%, bevorzugt > 99,2 Gew.-%, besonders > 99,5 Gew.-%, N-Ethyl-2-pyrrolidon (NEP) und im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm, bevorzugt 200 bis 2000 Gew.-ppm, besonders 300 bis 1000 Gew.-ppm, Methanol oder 1 ,2-Ethylenglykol, insbesondere Mischungen enthaltend mindestens 99,0 Gew.-%, bevorzugt > 99,2 Gew.-%, besonders > 99,5 Gew.-%, N-Ethyl-ε-caprolactam (NEC) und im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm, bevorzugt 200 bis 2000 Gew.-ppm, besonders 300 bis 1000 Gew.-ppm, Methanol oder 1 ,2-Ethylenglykol,
insbesondere Mischungen enthaltend mindestens 99,0 Gew.-%, bevorzugt > 99,2 Gew.-%, besonders > 99,5 Gew.-%, 1 ,5-Dimethyl-2-pyrrolidon und im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm, bevorzugt 200 bis 2000 Gew.-ppm, besonders 300 bis 1000 Gew.-ppm, Methanol oder 1 ,2-Ethylenglykol,
insbesondere Mischungen enthaltend mindestens 99,0 Gew.-%, bevorzugt > 99,2 Gew.-%, besonders > 99,5 Gew.-%, 1-Ethyl-5-methyl-2-pyrrolidon und im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm, bevorzugt 200 bis 2000 Gew.-ppm, besonders 300 bis 1000 Gew.-ppm, Methanol oder 1 ,2-Ethylenglykol,
insbesondere Mischungen enthaltend mindestens 99,0 Gew.-%, bevorzugt > 99,2 Gew.-%, besonders > 99,5 Gew.-%, 1-Methyl-2-piperidon und im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm, bevorzugt 200 bis 2000 Gew.-ppm, besonders 300 bis 1000 Gew.- ppm, Methanol oder 1 ,2-Ethylenglykol.
Alle ppm-Angaben beziehen sich auf das Gewicht (Gew.-ppm).
Beispiele
Die APHA-Farbzahlen (Hazen) wurden bestimmt nach DIN EN ISO 6271.
GC-Methode zur Bestimmung der Reinheit der N-Alkyl-Iactame: Die Lactame wurden unverdünnt in den GC-Chromatographen (Firma HP, Trägergas: Wasserstoff) auf eine 30 m DB5-Säule (Firma J+W) gespritzt und bei Ofentemperatu- ren von 60 °C bis 260 °C (Aufheizrate 16 Kelvin pro Minute bis 220 °C, dann 20 Kelvin pro Minute bis 260 °C) mit einem Flammenionisationsdetektor (Temperatur: 290 °C) analysiert. Die Reinheit wurde durch Integration der Signale des Chromatogramms bestimmt.
Die Bestimmung des Gesamtgehalts an Alkohol im N-Alkyl-Iactam, einschließlich der durch Hydrolyse freisetzbaren Alkohole, wurde durch Headspace-Gaschromatographie durchgeführt. Vor dem Einspritzen in den Gaschromatographen wurden die Proben (ungefähr 100 mg) mit verdünnter, wässriger Phosphorsäure (ungefähr 1 ml) versetzt und 1 h auf 80 °C temperiert, um die Gesamtmenge an Alkohol freizusetzen. Der Dampfraum wurde in einen Gaschromatographen (Firma HP, Trägergas: Wasserstoff) mit einer DB1 -Säule (Firma J+W) und einem Flammenionisationsdetektor injiziert. Die Auswertung erfolgte durch Integration der Signale des Chromatogramms. Die Kalibrie- rung erfolgte durch Zugabe definierter Mengen des zu untersuchenden Alkohols und Analyse nach analoger Vorschrift.
Beispiel 1
N-Ethyl-pyrrolidon (250 ml, Reinheit 99,69 % laut GC, Farbzahl nach Hazen: 12 APHA) wurde mit Methanol (500 ppm) versetzt und in einem 500 ml-Glaskolben mit aufgesetztem Rückflusskühler und Trockenrohr in Gegenwart von Luft auf 100 °C erhitzt. Nach 72 Stunden (h) hatte die Reinheit abgenommen (auf 97,55 % laut GC), während die Farbzahl auf 208 APHA angestiegen war.
Beispiel 2
N-Ethyl-pyrrolidon (250 ml, Reinheit 99,69 % laut GC, Farbzahl nach Hazen: 12 APHA) wurde mit 1 ,2-Ethylenglycol (500 ppm) versetzt und in einem 500 ml-Glaskolben mit aufgesetztem Rückflusskühler und Trockenrohr in Gegenwart von Luft auf 100 °C erhitzt. Nach 72 h hatte die Reinheit abgenommen (auf 97,66 % laut GC), während die Farbzahl auf 176 APHA angestiegen war.
Vergleichsbeispiel 1
N-Ethyl-pyrrolidon (250 ml, Reinheit 99,69 % laut GC, Farbzahl nach Hazen: 7 APHA) wurde ohne Zusätze in einem 500 ml-Glaskolben mit aufgesetztem Rückflusskühler und Trockenrohr in Gegenwart von Luft auf 100 °C erhitzt. Nach 72 h hatte die Reinheit abgenommen (auf 97,77 % laut GC), während die Farbzahl auf 284 APHA angestiegen war.
Beispiel 3
N-Ethyl-pyrrolidon (10 ml, Reinheit 99,59 % laut GC, Farbzahl nach Hazen: 7 APHA) wurde mit Dimethyoxymethan (500 ppm) versetzt. Die Mischung wurde in einem gasdicht verschlossenen 20 ml-Glasautoklav auf 100 °C erhitzt. Nach 72 Stunden (h) hatte die Reinheit abgenommen (auf 99,37 % laut GC), während die Farbzahl auf 22 APHA angestiegen war.
Vergleichsbeispiel 2
N-Ethyl-pyrrolidon (10 ml, Reinheit 99,59 % laut GC, Farbzahl nach Hazen: 7 APHA) wurde ohne Zusätze in einem gasdicht verschlossenen 20 ml-Glasautoklav auf 100 °C erhitzt. Nach 72 Stunden (h) hatte die Reinheit abgenommen (auf 99,27 % laut GC), während die Farbzahl auf 32 APHA angestiegen war. Beispiel 4
N-Methyl-piperidon (10 ml, Reinheit 99,20 % laut GC, Farbzahl nach Hazen: 18 APHA) wurde mit Methanol (500 ppm) versetzt. Die Mischung wurde in einem gasdicht ver- schlossenen 20 ml-Glasautoklav auf 100 °C erhitzt. Nach 72 Stunden (h) hatte die Reinheit abgenommen (auf 98,82 % laut GC), während die Farbzahl auf 172 APHA angestiegen war.
Vergleichsbeispiel 3
N-Methyl-piperidon (10 ml, Reinheit 99,20 % laut GC, Farbzahl nach Hazen: 18 APHA) wurde ohne Zusätze in einem gasdicht verschlossenen 20 ml-Glasautoklav auf 100 °C erhitzt. Nach 72 Stunden (h) hatte die Reinheit abgenommen (auf 98,73 % laut GC), während die Farbzahl auf 197 APHA angestiegen war.
Beispiel 5
1 ,5-Dimethyl-2-pyrrolidon (10 ml, Reinheit 99,72 % laut GC, Farbzahl nach Hazen: 5 APHA) wurde mit Methanol (500 ppm) versetzt. Die Mischung wurde in einem gasdicht verschlossenen 20 ml-Glasautoklav auf 100 °C erhitzt. Nach 72 Stunden (h) hatte die Reinheit abgenommen (auf 99,53 % laut GC), während die Farbzahl auf 404 APHA angestiegen war.
Vergleichsbeispiel 4
1 ,5-Dimethyl-2-pyrrolidon (10 ml, Reinheit 99,72 % laut GC, Farbzahl nach Hazen: 5 APHA) wurde ohne Zusätze in einem gasdicht verschlossenen 20 ml-Glasautoklav auf 100 °C erhitzt. Nach 72 Stunden (h) hatte die Reinheit abgenommen (auf 99,46 % laut GC), während die Farbzahl auf 669 APHA angestiegen war.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines N-Alkyl-Iactams mit verbesserter Farbqualität, dadurch gekennzeichnet, dass man dem N-Alkyl-Iactam 0,01 bis 10 Gew.-% ei- nes Ci-io-Alkohols oder eine Verbindung, die 0,01 bis 10 Gew.-% eines CMO-
Alkohols freisetzt, zusetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung eines N-Alkyl-2-pyrrolidons oder N- Alkyl-2-piperidons mit verbesserter Farbqualität.
3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung eines N-(Ci-8-Alkyl)-2-pyrrolidons oder N-(Ci-8-Alkyl)-2-piperidons mit verbesserter Farbqualität.
4. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von N-Ethyl-2-pyrrolidon (NEP), 1 ,5- Dimethyl-2-pyrrolidon, 1-Ethyl-5-methyl-2-pyrrolidon, 1-Methyl-2-piperidon oder
N-Ethyl-ε-caprolactam (NEC) mit verbesserter Farbqualität.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Ci-10-Alkohol um Methanol, Ethanol, n-Propanol, iso- Propanol, n-Butanol, n-Pentanol, n-Hexanol, n-Heptanol, n-Octanol, 1 ,2-Ethylen- glykol, 1 ,2-Propandiol, 1 ,3-Propandiol, Glycerin, Pentaerythritol und/oder Sorbitol handelt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verbindung, die den Ci-10-Alkohol freisetzt, um ein Acetal,
Aminal oder einen Orthoester handelt.
7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verbindung, die den Ci-10-Alkohol freisetzt, um Dimethoxymethan, Diethoxymethan, Tetramethoxymethan, Tetraethoxymethan, Trimethylorthofor- miat und/oder Triethylorthoformiat handelt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man dem N-Alkyl-Iactam 0,02 bis 2 Gew.-% eines Ci-10-Alkohols oder eine Verbindung, die 0,02 bis 2 Gew.-% eines Ci-10-Alkohols freisetzt, zusetzt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man dem N-Alkyl-Iactam 0,03 bis 1 Gew.-% eines Ci-10-Alkohols oder eine Verbindung, die 0,03 bis 1 Gew.-% eines Ci-10-Alkohols freisetzt, zusetzt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man es bei einer Temperatur im Bereich von -20 bis 400 °C durchführt.
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man es bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 250 °C durchführt.
12. Mischung enthaltend mindestens 99,0 Gew.-% eines N-Alkyl-Iactams und im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm eines Ci-10-Alkohols oder eines Acetals, Amin- als oder eines Orthoesters, das/der im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm eines Ci-io-Alkohols freisetzt.
13. Mischung enthaltend mindestens 99,0 Gew.-% N-Ethyl-2-pyrrolidon (NEP) und im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm Methanol oder 1 ,2-Ethylenglykol.
14. Mischung enthaltend mindestens 99,0 Gew.-% N-Ethyl-ε-caprolactam (NEC) und im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm Methanol oder 1 ,2-Ethylenglykol.
15. Mischung enthaltend mindestens 99,0 Gew.-% 1 ,5-Dimethyl-2-pyrrolidon und im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm Methanol oder 1 ,2-Ethylenglykol.
16. Mischung enthaltend mindestens 99,0 Gew.-% 1-Ethyl-5-methyl-2-pyrrolidon und im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm Methanol oder 1 ,2-Ethylenglykol.
17. Mischung enthaltend mindestens 99,0 Gew.-% 1-Methyl-2-piperidon und im Bereich von 100 bis 5000 Gew.-ppm Methanol oder 1 ,2-Ethylenglykol.
PCT/EP2007/053008 2006-04-06 2007-03-29 Verfahren zur herstellung eines n-alkyl-lactams mit verbesserter farbqualität WO2007115943A2 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/296,115 US20090182139A1 (en) 2006-04-06 2007-03-29 Process for the preparation of an n-alkyl lactam with improved colour quality
EP07727480A EP2004599B1 (de) 2006-04-06 2007-03-29 Verfahren zur Herstellung eines Nn-Alkyl-Lactams mit verbesserter Farbqualität
JP2009503543A JP5264704B2 (ja) 2006-04-06 2007-03-29 改善された色品質を有するｎ−アルキルラクタムの製造方法
AT07727480T ATE532767T1 (de) 2006-04-06 2007-03-29 Verfahren zur herstellung eines nn-alkyl-lactams mit verbesserter farbqualität
KR1020087027088A KR101431845B1 (ko) 2006-04-06 2007-03-29 개선된 색상 품질을 갖는 ｎ-알킬락탐의 제조 방법
CN2007800121273A CN101415673B (zh) 2006-04-06 2007-03-29 制备具有改进的颜色质量的n-烷基内酰胺的方法
US12/842,263 US20100286399A1 (en) 2006-04-06 2010-07-23 Process for the preparation of an n-alkyl lactam with improved colour quality
US12/842,228 US20100286411A1 (en) 2006-04-06 2010-07-23 Process for the preparation of an n-alkyl lactam with improved colour quality

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06112323.8 2006-04-06
EP06112323 2006-04-06

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US12/842,263 Division US20100286399A1 (en) 2006-04-06 2010-07-23 Process for the preparation of an n-alkyl lactam with improved colour quality
US12/842,228 Continuation US20100286411A1 (en) 2006-04-06 2010-07-23 Process for the preparation of an n-alkyl lactam with improved colour quality

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2007115943A2 true WO2007115943A2 (de) 2007-10-18
WO2007115943A3 WO2007115943A3 (de) 2008-03-27

Family

ID=38581447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/053008 WO2007115943A2 (de) 2006-04-06 2007-03-29 Verfahren zur herstellung eines n-alkyl-lactams mit verbesserter farbqualität

Country Status (7)

Country Link
US (3) US20090182139A1 (de)
EP (1) EP2004599B1 (de)
JP (1) JP5264704B2 (de)
KR (1) KR101431845B1 (de)
CN (1) CN101415673B (de)
AT (1) ATE532767T1 (de)
WO (1) WO2007115943A2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010057917A1 (en) * 2008-11-24 2010-05-27 Basf Se Process for preparing an n-alkyllactam with improved color quality
EP2804940A1 (de) 2012-01-17 2014-11-26 Taminco Verwendung von n-alkyl-pyrrolidonlösungsmitteln
WO2021119004A1 (en) * 2019-12-11 2021-06-17 Advansix Resins & Chemicals Llc Process for the synthesis of n-substituted lactams and amides

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103069294B (zh) * 2010-08-11 2014-07-09 丰田自动车株式会社 矫顽力分布磁体的矫顽力性能判定装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2964535A (en) * 1957-07-22 1960-12-13 Monsanto Chemicals Purification of nu-methyl pyrrolidone
DE1785124A1 (de) * 1968-08-13 1971-11-11 Prym Werke William Reissverschluss
CH547805A (de) * 1970-10-01 1974-04-11 Inventa Ag Verfahren zur reinigung von lactamen.
US4168226A (en) * 1977-04-08 1979-09-18 Exxon Research & Engineering Co. Thermal stabilization of N-methyl-2-pyrrolidone
JPS61191674A (ja) * 1985-02-20 1986-08-26 Mitsubishi Chem Ind Ltd Ｎ−メチルピロリドンの分離回収法
US4812951A (en) * 1987-03-20 1989-03-14 Aerovox M, Inc. Electrolytic capacitor and electrolyte therefor
US4885371A (en) * 1989-06-22 1989-12-05 Gaf Chemicals Corporation Process for the preparation of purified N-alkyl lactams
US5496491A (en) * 1991-01-25 1996-03-05 Ashland Oil Company Organic stripping composition
JP2936949B2 (ja) * 1993-03-26 1999-08-23 三菱化学株式会社 Ｎ−メチル−２−ピロリドンの精製方法
JP2701731B2 (ja) * 1994-01-31 1998-01-21 日本電気株式会社 コンピュータ接続対応無線選択呼出受信機
FR2734819B1 (fr) * 1995-05-31 1997-07-04 Adir Nouveaux composes de la piperazine, de la piperidine et de la 1,2,5,6-tetrahydropyridine, leur procede de preparation et les compositions pharmaceutiques les contenant
US5663135A (en) * 1995-08-10 1997-09-02 Corpex Technologies, Inc. Terpene-based cleaning composition
US5777131A (en) * 1995-11-21 1998-07-07 Basf Corporation Post manufacture process for improving the properties of lactones and substituted lactams
JP3629831B2 (ja) * 1996-08-13 2005-03-16 Ｊｓｒ株式会社 液晶配向剤および液晶表示素子
US5853794A (en) * 1997-10-31 1998-12-29 Kemet Electronics Corp. Doped polyaniline solutions
US5966804A (en) * 1997-11-03 1999-10-19 National Center For Manufacturing Sciences Printed wiring board assemblies
DE19910504A1 (de) * 1999-03-10 2000-09-14 Basf Ag Verfahren zur Reinigung von N-substituierten Lactamen
AU2001247848A1 (en) * 2000-03-31 2001-10-15 Michigan State University Process for the preparation of 1,5-dideoxy-1,5-imino hexitols from oximes or imines
US20020036158A1 (en) * 2000-08-08 2002-03-28 Austin Douglas P. Batch process for refining used oil
DE10129336A1 (de) * 2001-06-19 2003-01-02 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Pyrrolidonen
EP1727844B1 (de) * 2004-03-15 2009-01-07 Basf Se N-ethylpyrrolidon in der herstellung von polyurethandispersionen
GB0412875D0 (en) * 2004-06-09 2004-07-14 Davy Process Techn Ltd Process
US20060128589A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 Bg Products, Inc. Low VOC air intake system cleaner
JP3956977B2 (ja) 2005-03-29 2007-08-08 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び、記録媒体

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010057917A1 (en) * 2008-11-24 2010-05-27 Basf Se Process for preparing an n-alkyllactam with improved color quality
EP2804940A1 (de) 2012-01-17 2014-11-26 Taminco Verwendung von n-alkyl-pyrrolidonlösungsmitteln
WO2021119004A1 (en) * 2019-12-11 2021-06-17 Advansix Resins & Chemicals Llc Process for the synthesis of n-substituted lactams and amides
CN115244032A (zh) * 2019-12-11 2022-10-25 艾德凡斯化学公司 合成n-取代内酰胺和酰胺的方法
US11618732B2 (en) 2019-12-11 2023-04-04 AdvanSix Resins & Chemical LLC Process for the synthesis of n-substituted lactams and amides

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007115943A3 (de) 2008-03-27
KR101431845B1 (ko) 2014-08-25
CN101415673B (zh) 2011-02-02
CN101415673A (zh) 2009-04-22
US20090182139A1 (en) 2009-07-16
US20100286411A1 (en) 2010-11-11
JP5264704B2 (ja) 2013-08-14
JP2009532420A (ja) 2009-09-10
EP2004599A2 (de) 2008-12-24
EP2004599B1 (de) 2011-11-09
US20100286399A1 (en) 2010-11-11
KR20090023557A (ko) 2009-03-05
ATE532767T1 (de) 2011-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1945602B1 (de) Hydrogen katalysiertes verfahren zur herstellung von (meth)acrylaten von n-hydroxyalkylierten lactamen
EP2004599B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Nn-Alkyl-Lactams mit verbesserter Farbqualität
EP3048097A1 (de) Verfahren zur herstellung einer n-methylsubstituierten triacetonaminverbindung
EP2651861A1 (de) Verfahren zur herstellung eines n,n-dialkyl-ethanolamins mit hoher farbstabilität
DE60104398T2 (de) Verfahren zur herstellung von triethanolamin und nach dem verfahren erhaltenes produkt
DE4203527A1 (de) Verfahren zur herstellung von pyrrolidon und n-alkylpyrrolidonen
EP0581115B1 (de) Verfahren zur Abtrennung von Methanol aus Dimethylcarbonat/Methanol-Gemischen
EP2602247B1 (de) Verfahren zur Reinigung von N-alkyl-substituierten Pyrrolidonen durch Hydrierung
EP2373617B1 (de) Mischungen aus itaconsäure oder itaconsäurederivaten und primären aminen zur herstellung von 1,3- und 1,4-alkylmethylpyrrolidonen
EP1240140B1 (de) Verfahren zur herstellung von n-alkenyl-amiden
EP2070912B1 (de) Verfahren zur Vinylierung von Amiden
WO2002102773A1 (de) Verfahren zur herstellung von pyrrolidonen
DE2758391A1 (de) Verfahren zur verarbeitung eines benzylbenzoathaltigen teeres
WO2008098885A1 (de) Katalytisches verfahren zur herstellung von (meth)acrylsäureestern von n-hydroxyalkylierten lactamen
EP2121559B1 (de) Katalytisches verfahren zur herstellung von (meth)acrylsäureestern von n-hydroxyalkylierten lactamen
EP0697399B1 (de) Verfahren zur Herstellung von N-Alkenylcarbonsäureamiden
DE19962405A1 (de) Verfahren zur Herstellung von N-Alkenyl-amiden
EP0838454B1 (de) Verfahren zur Acetylierung sterisch gehinderter Diamine
DE3506473A1 (de) Verfahren zur herstellung von n,n-verknuepften bis-lactamverbindungen
EP2602246A1 (de) Verfahren zur Reinigung von N-alkyl-substituierten Pyrrolidonen
WO2005087711A1 (de) Verfahren zur herstellung von acetamid-acetalen
DE1770351A1 (de) Neue Lincomycinderivate und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2937815A1 (de) Verfahren zur herstellung von 3,3-dimethyl-pent-4-en-saeureamiden
WO1999010336A1 (de) 2-(1,4-dioxan-2-on-3-yl)-essigsäureester
DEF0014057MA (de)

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07727480

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12296115

Country of ref document: US

Ref document number: 2009503543

Country of ref document: JP

Ref document number: 200780012127.3

Country of ref document: CN

Ref document number: 2007727480

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 6000/CHENP/2008

Country of ref document: IN

Ref document number: 1020087027088

Country of ref document: KR