JPH0514707B2 - - Google Patents

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JPH0514707B2
JPH0514707B2 JP59098237A JP9823784A JPH0514707B2 JP H0514707 B2 JPH0514707 B2 JP H0514707B2 JP 59098237 A JP59098237 A JP 59098237A JP 9823784 A JP9823784 A JP 9823784A JP H0514707 B2 JPH0514707 B2 JP H0514707B2
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solid acid
alumina
imidazolidinone
reaction
acid
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Kazuhisa Ito
Yoshio Fukuda
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Kawaken Fine Chemicals Co Ltd
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Kawaken Fine Chemicals Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

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−イミダゾリジノンを製
造する従来の方法としては、次のような方法が知
られている。 (1) 米国特許第2422400号明細書記載の方法 (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) 特開昭52−71419号公報記載の方法 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
製造する方法が開占されている。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を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、反応液の中和によつて塩が生成し分離
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
を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2422400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
中和によつ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つた。 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つ
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ム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
ミダゾリジノンの製造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
びアルミナ場合、S/Al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、
(P+S)/Alが0.02なしい0.2で、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。 本発明の固体酸を調製するには、硫酸、リン酸
あるいはそれらのアルミナウム塩またはアンモニ
ウム塩などを水に溶解して得た、硫酸イオンまた
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
れには、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ロ過し、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、
300℃以上、好ましくは500ないし900℃であり、
焼成時間は1なしい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、
ロ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し供し、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、ニツ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、好ましくかパラジ
ウム炭素、ラネーニツ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なしい10重量%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%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100ないし200℃、好ましく
は140ないし170℃、接触還元の際の水素圧力は20
ないし150Kg/cm2、好ましくは40ないし100Kg/cm2
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倍量と水と2時間煮沸した後ロ過し水洗す
という操作を5回くり返しても、さらに900℃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つた。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
も反応後中和する必要もない。したがつて、反応
終了後、固体酸と水素化触媒を反応液からロ別し
て蒸留するという簡単な操作により、高純度と
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、ロ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まま次
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/Alが0.03となるように、100mlの
水に98%硫酸5gを加え、この溶液に撹拌しなが
らγ−アルミナ粉末100gを加えた後、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500℃、3時間焼成し、固体酸102gを得
た。この固体酸は、ハメツトの酸度関数(以下
「Ho」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つた。 製造例 2 (固体酸の調製) 1N硫酸水溶液500mlにγ−アルミナ粉末100g
を加え10分間撹拌した後、ロ過した。ロ別された
γ−アルミナ粉末を乾燥した後、空気雰囲気中で
500℃、3時間焼成し、固体酸102gを得た。一方
ロ液は適定し、ロ液中の硫酸イオン濃度を測定し
た。ロ液中に含まれる硫酸イオンから硫酸イオン
の減少分を求め、得られた固体酸の原子比を算出
したところ、S/Alは0.03であつた。この固体酸
はHo<−8.2の酸強度を示す酸点を多く有してい
た。なお焼成時に硫黄化合物の発生は認められな
かつた。 製造例 3 (固体酸の調製) 原子比の(S+P)/Alが0.11で、S/Pが
0.41となるように、100mlの水に98%硫酸5gと
80%リン酸12.5gを溶解し、この溶液に撹拌しな
がらγ−アルミナ100gを加えた後、エパポレー
ターを使用して減圧下蒸発乾燥し、さらに空気雰
囲気中500℃、3時間焼成し、固体酸108gを得
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、焼成時には硫黄化合物の
発生は認められなかつた。 製造例 4 (固体酸の調製) 原子比の(S+P)/Alが0.09で、S/Pが
0.16となるように、100mlの水に98%硫酸2gと
80%リン酸12.5gを溶解し、この溶解に撹拌しな
がらγ−アルミナ100gを加えた後、製造例3に
従つて固体酸107gを得た。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、
焼成時硫黄化合物の発生は見られなかつた。 製造例 5 (固体酸の調製) 製造例3で得られた固体酸100gに300mlの水を
加え、2時間煮沸後ロ別水洗を行なつた。同様な
操作をさらに4回くり返した後乾燥し、空気雰囲
気中900℃で3時間焼成して、固体酸99gを得た。
このものは、Ho<−8.2で、焼成中硫黄化合物の
発生は見られなかつた。 実施例 1 2−イミダゾリジノン(純度86.3%、含水率
13.5%)33.1gをメタノール40mlに溶かし、これ
に活性炭0.7gを加えて40〜50℃で30分間撹拌し
た。活性炭をロ別した後、46%ホルムアルデヒド
溶液(メタノール44%、水10%)47.8gと製造例
1で得られた固体酸2gと5%パラジウム炭素1
gとともにオートクレープに入れ、水素置換後水
素を導入して、140〜150℃、40〜80Kg/cm2で4時
間反応させた。反応終了後、内容物を取り出し触
媒と固体酸をロ別し、ロ液のPHをPHメーターで測
定したところ、6.1であつた。このロ液から水と
メタノールを留去した後、減圧蒸留を行なうと、
120℃/25mmHgで、1,3−ジメチル−2−イミ
ダゾリジノン32.3g得られた。このものは、収率
が85.0%、ガスクロマトグラフイーによる純度は
99%であつた。 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つた。その結果を
第1表に示す。 【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、S/Al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、
    (S+P)/Alが0.02ないし0.2で、S/Pが0.02
    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 固体酸が、硫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溶液とアルミナの混合物
    を乾燥後、300℃以上で焼成することによつて得
    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、ニツケルまたは
    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。
JP59098237A 1984-05-16 1984-05-16 1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンの製造方法 Granted JPS60243071A (ja)

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CN1179949C (zh) 2001-01-04 2004-12-15 三井化学株式会社 1,3-二烷基-2-咪唑啉酮类的制备方法
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
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
CN121136281A (zh) * 2025-11-18 2025-12-16 天津美亚化工有限公司 一种耐热老化聚丙烯复合材料及其制备方法

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