JPH0359056B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はＮ−置換アミド化合物の改良された製
造方法に関する。さらに詳しくは、Ｎ−一置換及
びＮ，Ｎ−二置換アミド化合物のいずれを製造し
得る改良された製造方法に関するものである。 一般にＮ−置換アミド化合物は、分子内の親水
基と疎水基とのバランスがよいため、各種物質と
の相溶性がよく、加水分解に対する抵抗も強く、
更に不飽和アミド化合物は、単独あるいは共重合
性が優れている等の利点を有するため、接着剤、
塗料、紙加工剤、繊維加工剤、エマルジヨン、ウ
レタン硬化剤、顔料分散剤、プラスチツク添加
剤、高分子凝集剤、イオン交換樹脂等への広範囲
な分野への応用が知られている。また、医薬品、
農薬、アミノ酸、天然物等の複雑な構造を有する
化合物の原料、中間体及び製品として、さらにア
ミン製造の原料としても有用な化合物である。し
かし乍ら、従来Ｎ−置換アミド化合物の安価な工
業的製造法が確立されていないため、大量に使用
されるに至つてはいない。 本発明者らは上記の点に鑑み、既に特願昭56−
198441において、容易にかつ安価にＮ−置換アミ
ド化合物を製造しうる改良された方法を提案して
いる。該製造法に従い、Ｎ−置換アミド化合物を
強塩基性物質、アミド化合物およびハロゲン置換
化合物を非プロトン性極性溶媒中で同時に接触さ
せて反応させ、かつ該塩基性物質のけんだく下に
反応を開始することにより製造する場合、反応系
の水の存在は副反応を生起して目的とするＮ−置
換アミド化合物の生成を阻害するので、反応の開
始時における反応系の水の量を該塩基性物質のけ
んだく状態を保持できる量の概ね５重量％以下に
することを提案した。 そのような方法の採用により、概ね良好な結果
が得られるが、常に満足できる結果が得られるわ
けではない。特に、不飽和アミド化合物のＮ−置
換体或いは、アリル基、グリシジル基等の如き反
応性に富む置換基の導入されたＮ−置換アミド化
合物等の比較的反応性に富むＮ−置換アミド化合
物において、その傾向が明確になつてくる。 すなわち、ガスクロマトグラフの如き分析手段
で定量した結果と実際に分離して得た結果との相
違が、比較的安定な生成物で得られる場合に比較
して大きくなる傾向にあり、収量が低下する。 本発明者らは上記の点を解決すべく鋭意検討し
た結果、酸性物質の添加により反応を停止するこ
とにより、上記の問題点を解決できることを見出
して、本発明に到達した。 本発明は強塩基性物質、アミド化合物およびハ
ロゲン置換化合物を非プロトン性極性溶媒中で同
時に接触させてＮ−置換アミド化合物を製造する
方法において、酸性物質の添加により反応を停止
することを特徴とするＮ−置換アミド化合物の製
法である。 以下、本発明を更に詳細に説明する。 本発明の方法において適用される酸性物質は、
反応に使用する強塩基性物質を中和できる物質で
あればよく、次の４つに大きく分類できる。(a)無
機酸、(b)有機酸、(c)多塩基酸の水素塩及び(d)弱塩
基の強酸塩である。 (a)の無機酸は通常のプロトン酸であり、溶液中
でプロトンを放出するものであればよい。(b)の有
機酸には有機カルボン酸、有機スルホン酸及びイ
オン交換樹脂に大別され、プロトンを放出するも
のであればよい。(c)の多塩基酸の水素塩は、多塩
基酸中のプロトンの少くとも一個が金属イオンで
置換されておらず残存するものであり、強塩基性
物質を中和する能力を有するものである。例えば
二塩基酸では一水素塩が、三塩基酸では一水素塩
及び二水素塩が対象となる。(d)の弱塩基の強酸塩
は、中性塩の形になつているが、そのような酸と
塩基との組合せでは弱い酸として作用することが
知られており、本発明の方法に適用できる。 次にそれらの物質を例示すると、(a)の無機酸で
は、硫酸、リン酸、塩酸、硝酸、過塩素酸、炭
酸、亜硫酸などである。(b)の有機酸のうち有機カ
ルボン酸ではギ酸、酢酸、プロピオン酸、ｎ−酪
酸、安息香酸、ピリヂンカルボン酸、クロトン
酸、ケイ皮酸、乳酸、サリチル酸、クロロ酢酸、
シユウ酸、アジピン酸、酒石酸、クエン酸、コハ
ク酸、マレイ酸、マロン酸、フマル酸、フタル
酸、トリメリト酸、ピロメリツト酸などがあり、
一方有機スルホン酸ではメタンスルホン酸、エタ
ンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ベンゼンスル
ホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ナフタレンス
ルホン酸などがある。 イオン交換樹脂ではプロトンを放出できるＨ型
のカチオン交換樹脂であればよく、強酸性カチオ
ン交換樹脂及び弱酸性カチオン交換樹脂のいずれ
も使用でき、その形状もマクロポーラス型でもゲ
ル型でもいずれでもよい。上記のイオン交換樹脂
をバイエル社製品で例示すると、レバチツトＳ−
100、Ｓ−109、SP−112、SP−120、CNP−80な
どの商品名のものがある。 (c)の多塩基酸の水素塩は、上記した多塩基酸が
すべて適用でき、一方プロトンと置換している金
属イオンは限定はないが、アルカリ金属イオン、
アルカリ土類金属イオン及びアンモニウムイオン
などが通常用いられる。 以下に水素塩の形を例示すると、硫酸水素塩、
リン酸二水素塩、リン酸一水素塩、炭酸水素塩、
亜硫酸水素塩、シユウ酸水素塩、アジピン酸水素
塩、酒石酸水素塩、クエン酸二水素塩、クエン酸
一水素塩、コハク酸水素塩、マレイン酸水素塩、
マロン酸水素塩、フマル酸水素塩、フタル酸水素
塩、トリメリト二水素塩、トリメリト一水素塩、
ピロメリツト三水素塩、ピロメリツト二水素塩、
ピロメリツト一水素塩などである。 (d)の弱塩基の強酸塩は中性塩の形になつている
ので、プロトンは放出されない。それを構成する
強酸として、硫酸、塩酸、硝酸、過塩素酸などが
あり、一方弱塩基としてアルカリ土類金属水酸化
物、遷移金属水酸化物、マンモニア、有機アルキ
ルアミン、芳香族アミン、複素環式アミンなどが
ある。それらの化合物を例示すると、硫酸マグネ
シウム、塩化カルシウム、硫酸鉄、硫安、塩安、
ジメチルアミン塩酸塩、トリメチルアミン硫酸
塩、アニリン硫酸塩、ピリジン硫酸塩などであ
る。 上記した酸性物質は本発明の方法において反応
を停止する際使用されるが、目的物が反応性に富
む場合には使用する酸性物質は限定される場合が
ある。例えばＮ−グリシジル置換或いはＮ−２−
メチルグリシジル置換アミド化合物においては、
無機酸或いは有機産の添加により、オキシラン環
が開環する場合があり、そのような時には多塩基
酸の水素塩或いは弱塩基の強酸塩を使用すること
が好ましい。 そのように、目的化合物の構造に応じて反応の
停止に際して酸性物質の選択を行なえばよい。 また、本発明において、酸性物質を添加して、
反応を停止する具体的方法としては、液体状の酸
性物質を添加する場合はそのまま添加してもよい
し、反応に使用する適宜な溶媒で希釈して添加し
てもよい。固形状の酸性物質の場合はそのまま添
加してもよいし、溶媒に溶解する場合には溶液と
して添加してもよく、また溶解しない場合には溶
媒に懸濁して添加してもよい。以上のように適宜
の方法により酸性物質を添加すればよい。 また、酸性物質の添加時期は、反応液にそのま
ま添加してもよいし、反応液より不溶部を濾別
後、その濾液に酸性物質を添加してもよい。ただ
し、後者のほうが多くの場合、酸性物質の添加量
を少なくすることができて好都合である。 以上のように、酸性物質の添加量は、酸性物質
の種類ならびにその添加時期更には原料物質、反
応溶媒、強塩基性物質、目的化合物等により変化
し、一様には決められない。 そのように酸性物質の添加量は個々のケースに
より異なるので、便宜的に次の方法により添加量
を決めると都合が良い。 すなわち、反応液中にPHメーター或いはPH試験
紙の如きPH検出器を浸漬して、酸性物質の添加に
ともなうPHの変化を追跡して、PHの指針が中性付
近すなわち５〜８になつた時に酸性物質の添加を
終了させるという方法を採用している。概ねこの
方法により本発明の方法を好適に実施できる。 また本発明に適用できるアミド化合物、ハロゲ
ン置換化合物、非プロトン性極性溶媒及び強塩基
性物質については、特願昭56−198441に記載され
ている化合物すべてが適用できる。 すなわち、アミド化合物では、モノアミド化合
物として脂肪族飽和カルボン酸アミド、脂肪族不
飽和カルボン酸アミド、芳香族カルボン酸アミ
ド、脂環式カルボン酸アミド、尿素及びその誘導
体などである。多価アミド化合物として脂肪族飽
和多価カルボン酸アミド、脂肪族不飽和多価カル
ボン酸アミド、芳香族多価カルボン酸アミド、脂
環式多価カルボ酸アミドなどである。 それらの化合物のうち、代表的なものを例示す
ると、ホルムアミド、アセトアミド、プロピオナ
ミド、ステアラミド、エトキシアセトアミド、ア
クリルアミド、メタクリルアミド、クロトナミ
ド、エトキシアクリルアミド、ヘプチナミド、ベ
ンズアミド、ニトロベンズアミド、トルアミド、
ナフタミド、フエニルアセトアミド、シンナミ
ド、シクロペンタンカルボキシサミド、シクロヘ
キサンカルボキサミド、シクロヘキシルプロピオ
アミド、ピリジンカルボキサミド、尿素、オキサ
ミド、マロナミド、グルタラミド、アジパミド、
マレアミド、フマラミド、カンホラミド、シクロ
ヘキサンジカルボキサミド、フタラミド、イソフ
タラミド、テレフタラミドなどがあげられる。 アミド化合物と反応させるハロゲン置換化合物
では、ハロゲン化アルキル、ポリハロゲン化アル
キル、ハロゲン化脂環式化合物、ハロゲン化アリ
ール、ハロゲン化アルキルアリール、ハロゲン化
アルケニル、ハロゲン化アルケニルアリール、カ
ルボン酸ハライド、スルホン酸ハライド、ハロゲ
ン置換カルボン酸およびそのエステル、ハロゲン
置換エーテル、複素環含有ハロゲン化物、異種原
子含有ハロゲン化物などがあげられる。 それらの化合物のうち、代表的なものを塩素置
換化合物として例示すると、クロロメタン、クロ
ロエタン、クロロプロパン、クロロブタン、クロ
ロデカン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジ
クロロプロパン、ジクロロブタン、ジクロロヘプ
タン、ジクロロヘキサン、クロロシクロヘキサ
ン、クロロメチルシクロヘキサン、クロロベンゼ
ン、クロロトルエン、クロロスチレン、クロロニ
トロベンゼン、クロロアニソール、クロロアリル
ベンゼン、クロロナフタレン、ベンジルクロライ
ド、フエネチルクロライド、クロロメチルナフタ
レン、クロロベンジルクロライド、アリルクロラ
イド、クロロアリルクロライド、プロパルギルク
ロライド、メタリルクロライド、スチリルクロラ
イド、シンナミルクロライド、ホルミルククロラ
イド、アセチルクロライド、プロピオニルクロラ
イド、ブチリルクロライド、ステアロイルクロラ
イド、アジポイルクロライド、アクリロイルクロ
ライド、メタクリロイルクロライド、クロトノイ
ルクロライド、フマロイルクロライド、ベンゾイ
ルクロライド、フエニルアセチルクロライド、フ
タロイルクロライド、エタンスルホニルクロライ
ド、ベンゼンスルホニルクロライド、クロロ酢
酸、クロロプロピオン酸、クロロアクリル酸、ク
ロロ酢酸メチル、クロロ酢酸アリル、クロロプロ
ピオン酸フエニル、クロロマロン酸ジエチル、酢
酸クロロエチル、アクリル酸クロロエチル、ニト
ロ安息香酸クロロエチル、クロロメチルメチルエ
ーテル、クロロエチルエチルエーテル、クロロメ
チルビニルエーテル、クロロメチルフエニルエー
テル、ビスクロロエーテル、クロロキノリン、ク
ロロエチルピペリジン、クロロプロピルカルバゾ
ール、エピクロルヒドリン、クロロプロピオニト
リル、クロロアクリロニトリル、クロロニトロプ
ロパン、クロロエタンスルホン酸、Ｎ−（クロロ
エチル）ジメチルアミン塩、クロロメチルエチル
スルフイド、ビスクロロエチルスルフイドなどが
ある。次に反応溶媒であるが、非プロトン性極性
溶媒であれば特に限定はないが、反応を行う上で
好適なものとしてアセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、テトラ
グライム、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジ
ノンなどをあげることができる。 溶媒の使用量は特に制限はないが、溶媒を含め
た反応物総量中５〜95重量％好ましくは10〜90重
量％の範囲である。 一方、本発明で使用する強塩基性物質は固体状
物質でも、またそれを水に溶解した水溶液のもの
も、液体状のものも使用できるが、反応を好適に
行わせるには、強塩基性物質の一部が少くともけ
んだくしている状態で反応を開始せしめることが
好ましいので、固体状の強塩基性物質を使用する
ことが好ましい。塩基性の強さは水に溶解あるい
はけんだくした時、水溶液のPHが10以上好ましく
は11以上のものであれば使用できる。ただし、イ
オン交換樹脂及びその他のイオン交換体はこの条
件の適用外であり、後で例示する。そのような条
件に合致する強塩基性物質は多種にわたり、それ
らはいずれも適用可能であるが、それらのうちで
本発明の方法の実施に好適なものは、例えば、ア
ルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化
物、及びイオン交換樹脂である。上記物質を例示
すると、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸
化セシウム、水酸化ベリリウム、水酸化マグネシ
ウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウ
ム、水酸化バリウム、OH型の強塩基性イオン交
換樹脂及び遊離型の弱塩基性イオン交換樹脂など
である。 また、原料であるアミド化合物、ハロゲン置換
化合物及びアルカリ金属水酸化物の相対的使用量
は、ハロゲン置換化合物とアミド化合物との反応
性、あるいは目的生成押をＮ−一置換アミド化合
物とするのか、Ｎ，Ｎ−二置換アミド化合物とす
るのかなどにより異り、一概に規定するのは困難
であるが、概ね−一置換アミド化合物を製造する
場合は、ハロゲン置換化合物の使用量はアミド化
合物に対し0.2−10倍モル好ましくは0.3−７倍モ
ルの範囲であり、強塩基性物質の使用量はアミド
化合物に対し0.3−10倍モル好ましくは0.5−７倍
モルの範囲である。Ｎ，Ｎ−二置換アミド化合物
を製造する場合は、ハロゲン置換化合物の使用量
はアミド化合物に対して1.0−20倍モル好ましく
は1.5−15倍モルの範囲であり、強塩基性物質の
使用量はアミド化合物に対して1.5〜20倍モル、
好ましくは2.0〜15倍モルの範囲である。 更に置換基の異なるＮ，Ｎ−二置換アミド化合
物を製造することも可能であり、その場合には、
２種のハロゲン置換化合物を同時に反応させれば
よい。２種のハロゲン置換化合物の相対的使用量
は、ハロゲン置換化合物の反応性により変化する
が、概ね反応性の高いものに対して1.0〜20倍モ
ル、好ましくは1.0〜15倍モルの範囲である。ま
た、置換基の異なるＮ，Ｎ−二置換アミド化合物
を製造する他の方法として、まず第１のハロゲン
置換化合物と反応させた後に、第２のハロゲン置
換化合物と反応させることも可能である。 また、ハロゲン置換化合物としてジハロゲン置
換化合物を使用すると、Ｎ−アシル複素環式化合
物を製造でき、例えばジハロアルカン化合物より
Ｎ−アシル環状イミン化合物を、ビスハロアルキ
ルエーテル化合物より例えばＮ−アシルモルホリ
ンを、ビスハロアルキルスルフイド化合物より例
えばＮ−アシルチオモルホリンを製造することが
できる。不飽和アミド化合物を使用する場合は、
反応及び精製工程での原料及び製品の重合を防止
するため、重合禁止剤を添加することが好まし
い。この場合の重合禁止剤としては、特に制限は
ないが、一般にフエノール系禁止剤、アミン系禁
止剤、メルカプタン系禁止剤及び銅粉などがあげ
られる。 次に実際の操作であるが、まず原料の仕込み順
序は特に制限はない。ただし、反応性の高いハロ
ンゲン置換化合物を使用する場合には、ハロゲン
置換化合物を最後に添加して反応させたほうが、
副反応を抑制する点で好都合である。 反応温度は使用するアミド化合物及びハロゲン
置換化合物の反応性に依存するが、反応温度が低
いと反応の進行が緩慢になり、一方温度が高いと
アミド化合物の加水分解等の副反応を生じ製品の
収率が低下する。従つて通常−20〜100℃、好ま
しくは−10〜90℃の温度範囲で反応が行われ、特
に好ましくは、特定のハロゲン置換化合物を除い
て、０〜70℃の温度範囲で行われる。この温度範
囲内であれば、必ずしも反応中温度を一定に保つ
必要はなく、反応の進行を把握し、反応温度を適
宜設定して効率よく反応を行わせればよい。 また、反応時間も反応温度と同様に使用するア
ミド化合物及びハロゲン置換化合物により変動す
るが、長くとも30時間、通常10時間以内である。
反応の推移は反応系の性状の変化及びガスクロマ
トグラフイーあるいは高速液体クロマトグラフイ
ーなどにより反応液中の原料及び目的生成物の濃
度を知ることにより把握できる。 次に本発明の方法によれば、反応の停止を酸性
物質の添加により行うが、その添加時期は反応液
より不溶部を濾別する前後のいずれでもよいが、
濾別後のほうが好ましい。 酸性物質の添加により、不溶物があるが、その
場合には濾別した後、濾液を常法により減圧蒸留
すれば高純度の目的生成物を得ることができる。
ただし、アルカリ金属塩化物が反応液に溶解する
場合とか、昇華性の原料アミド化合物が残存する
場合には溶媒を留去した後、ベンゼン一水、クロ
ロホルム一水のような二層を形成する溶剤の組合
せで上記物質を除去した後、減圧蒸留すれば高純
度の目的生成物が得られる。また、目的生成物が
高沸点であるとか熱分解性を有する場合には、溶
剤抽出、再結晶等の方法で目的生成物を精製でき
る。また、反応溶媒がジメチルスルホキシドの如
く、水との親和性が大きく、目的生成物がＮ−ア
ルキル置換アミド化合物の如く親油性に富む場合
には、反応後反応液に水を添加して目的物を油層
として分離する方法、あるいはベンゼン、トルエ
ン、クロロホルムの如く水と二層を形成する溶剤
で目的物を抽出分離する方法なども適用できる。 本発明の方法に従い、酸性物質を添加して反応
を停止することにより、反応停止後の後処理工程
での目的生成物の損失を最小にすることができ、
結果として目的物の収率を向上させることができ
る。 次に本発明を実施例により更に説明する。 実施例 １ Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドの製造： Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下DMFと
略す。）３にアクリルアミド266ｇ、水酸化カリ
ウム462ｇ及びフエノチアジン0.75ｇを添加し、
撹拌しながら、40℃にてメチルクロライド530ｇ
を吹込み、６時間反応を行つた。反応後、不溶物
を濾別し、溶液を５等分した。その瀘液につい
て、ポリエチレングリコール20Mのカラムを使用
して、ガスクロマトグラフイーにより分析した結
果、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドが実質量
342ｇ（収率92％）生成していることを確認した。
次に、５等分した濾別の１つにPH電極を浸漬し、
10％H₂SO₄ DMF瀘液を1.5ml添加し、PH指針を
6.0とした。不溶部を濾別した後、瀘液を蒸留し
80−81℃／20mmHg留分を採取し、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルアクリルアミド64ｇ（収率86％）を得た。 比較例１、実施例２〜４ 表−１記載の酸性物質を添加して、反応を停止
した以外は実施例１と同様に瀘液の処理を行い、
表−１記載の結果を得た。

【表】 実施例 ５ Ｎ，Ｎ−ジアリルアクリルアミドの製造： DMF3にアクリルアミド266ｇ、アリルブロ
マイド998ｇ、水酸化カリウム462ｇ及びフエノチ
アジン0.75ｇを添加し、20℃で６時間反応を行つ
た。 反応後、不溶物を濾別し、濾液を５等分した。
その濾液について、ポリエチレングリコール20M
のカラムを使用して、ガスクロマトグラフイーに
より分析した結果、Ｎ，Ｎ−ジアリルアクリルア
ミドが実質量538ｇ（収率95％）生成しているこ
とを確認した。 次に、５等分した濾液の１つにPH電極を浸漬
し、10％リン酸DMF溶液を1.4ml添加し、PH指針
を6.0とした。不溶物を濾別した後、溶媒及び原
料を留去し、残液にベンゼン250ml、蒸留水125ml
を加え、十分撹拌後分液し、更に水溶液層を125
mlのベンゼンで２回抽出し、ベンゼン層を集め、
硫酸マグネシウムで乾燥した。 ベンゼンを留去後、残分を蒸留し68〜70℃／１
mmHg留分を採取し、Ｎ，Ｎ−ジアリルアクリル
アミド102ｇ（収率90％）を得た。 比較例２、実施例６〜８ 表−２記載の酸性物質を添加して、反応を停止
した以外は実施例５と同様に濾液の処理を行い、
表−２記載の結果を得た。 実施例 ９ Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアクリルアミドの製造： ジメチルスルホキシド（以下DMSOと略す。）
３中にアクリルアミド355ｇ、エピクロルヒド
リン1.388ｇ、水酸化ナトリウム480ｇ及びフエノ
チアジン0.75ｇを添加し、40℃で５時間反応を行
つた。 反応後、不溶物を濾別し、濾液を３等分した。
その濾液について、ポリエチレングリコール20M
のカラムを使用して、ガスクロマトグラフイーに
より分析した結果、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアクリ
ルアミドが実質量782ｇ（収率85％）生成してい
ることを確認した。 次に、３等分した濾液にリン酸−ナトリウム20
ｇを添加し、30分間撹拌した。不溶部を濾別した
後、原料及び溶媒を留去し、残液にベンゼン1.4
、蒸留水0.7を加え、十分撹拌後分液し、更
に水溶液層を0.7のベンゼンで２回抽出し、ベ
ンゼン層を集めて、硫酸マグネシウムで乾燥し
た。 ベンゼンを留去後、残分を蒸留し118〜120℃／
３mmHg

【表】 留分を採取し、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアクリル
アミド235ｇ（収率78％）を得た。 比較例３、実施例10 表−３記載の酸性物質を添加して、反応を停止
した以外は実施例９と同様に濾液の処理を行い、
表−３記載の結果を得た。

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 強塩基性物質、アミド化合物およびハロゲン
   置換化合物を非プロトン性極性溶媒中で同時に接
   触させてＮ−置換アミド化合物を製造する方法に
   おいて、酸性物質の添加により反応を停止するこ
   とを特徴とするＮ−置換アミド化合物の製法。