JPH0873437A - 1,3−ジアルキル−2−イミダゾリジノン類の製造方法 - Google Patents

1,3−ジアルキル−2−イミダゾリジノン類の製造方法

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JPH0873437A
JPH0873437A JP16875795A JP16875795A JPH0873437A JP H0873437 A JPH0873437 A JP H0873437A JP 16875795 A JP16875795 A JP 16875795A JP 16875795 A JP16875795 A JP 16875795A JP H0873437 A JPH0873437 A JP H0873437A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1,3−ジアルキル−2−イミダゾリジノン
類の新規な製造方法を提供し、主たる用途も無く、その
用途の開発が望まれていたN,N’,N”−トリアルキ
ルジエチレントリアミン類の有効利用を可能とする。 【解決手段】式(3) 〔式中、Rはアルキル基を示す。〕で表されるビスウレ
ア化合物を熱分解することを特徴とする、式(2) 〔式中、Rはアルキル基を示す。〕で表される1,3−
ジアルキル−2−イミダゾリジノン類の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、式(2)
【化6】 〔式中、Rはアルキル基を示す。〕で表わされる非プロ
トン性極性物質、1,3−ジアルキル−2−イミダゾリ
ジノン類の製造方法に関する。該化合物は、非プロトン
性極性溶媒や医薬、農薬の中間体として有用な物質であ
る。特にポリアミド類、ポリ塩化ビニル、ポリビニルア
ルコール、ポリスチレン、ポリウレタン、フェノール樹
脂などの高分子化合物に優れた溶媒であり、また多くの
無機化合物を容易に溶解し、各種の特徴のある有機反応
の溶媒として用いられる。
【0002】
【従来の技術】式(2)
【化7】 〔式中、Rはアルキル基を示す。〕で表される1,3−
ジアルキル−2−イミダゾリジノン類の製造方法はいく
つか提案されている。例えば、1,3−ジメチル−2−
イミダゾリジノンについてはエチレンジアミンと尿素を
反応させて2−イミダゾリジノンを得、これにホルムア
ルデヒドを付加させた反応生成物をトリクロロ酢酸、蟻
酸などで還元してN,N’−ジメチル化させる方法、ま
たこの還元方法を改良して貴金属触媒を使用し、酸性下
に水素化分解する方法、さらにN,N’−ジメチルエチ
レンジアミンを、ホスゲンともしくはトリクロロホーメ
ートをホスゲンに分解しながら反応させる方法などが知
られている。
【0003】また、N,N’−ジアルキルエチレンジア
ミン類と尿素を反応させ収率よく1,3−ジアルキル−
2−イミダゾリジノン類が得られる工業的製法を本発明
者らは先に提案した(USP 4,731,453)。
しかしながら、原料であるN,N’−ジアルキルエチレ
ンジアミン類をジクロロエタンとアルキルアミンより製
造するに際し、副生成物であるN,N’,N”−トリア
ルキルジエチレントリアミン類が生成するため、ジクロ
ロエタン基準での1,3−ジアルキル−2−イミダゾリ
ジノン類の収率は1,3−ジメチル−2−イミダゾリジ
ノンの場合でも68%、1,3−ジエチル−2−イミダ
ゾリジノンの場合でも70%、1,3−ジプロピル−2
−イミダゾリジノンの場合でも82%、1,3−ジブチ
ル−2−イミダゾリジノンの場合で85%と工業的に満
足できるものではない。副生成物であるN,N’,N”
−トリアルキルジエチレントリアミン類も主なる用途は
開発されておらず、その有用な用途の開発が望まれてい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は1,3−ジア
ルキル−2−イミダゾリジノン類の新規な製造方法を提
供することを目的とする。また、本発明は1,3−ジア
ルキル−2−イミダゾリジノン類の製造に際し副生する
N,N’,N”−トリアルキルジエチレントリアミン類
を有効利用できる製造方法を提供することをも目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
1,3−ジアルキル−2−イミダゾリジノン類の合成法
を検討した結果、N,N’,N”−トリアルキルジエチ
レントリアミン類を原料とし合成しうるビスウレア化合
物を経由する新規な合成法を見出した。
【0006】すなわち、本願発明は 1.式(3)
【化8】 〔式中、Rはアルキル基を示す。〕で表されるビスウレ
ア化合物を熱分解することを特徴とする、式(2)
【化9】 〔式中、Rはアルキル基を示す。〕で表される1,3−
ジアルキル−2−イミダゾリジノン類の製造方法、
【0007】2.式(1)
【化10】 〔式中、Rはアルキル基を示す。〕で表されるN,
N’,N”−トリアルキルジエチレントリアミンと尿素
を反応させ、ついで、得られたビスウレア化合物(3)
を取り出すことなく、これを熱分解することよりなる式
(2)で表される1,3−ジアルキル−2−イミダゾリ
ジノン類の製造方法、に関する。
【0008】本発明によれば、その主たる用途がなくそ
の開発が望まれていたN,N’,N”−トリアルキルジ
エチレントリアミンを有効に利用すること可能となり、
本発明の意義は大きい。
【0009】
【発明の実施の形態】本願発明に使用するN,N’,
N”−トリアルキルジエチレントリアミン類は前記式
(1)で表される。また、これを原料として式(3)で
表されるビスウレア化合物が得られる。さらに、これを
原料として対応する式(2)で表される1,3−ジアル
キル−2−イミダゾリジノンが得られる。
【0010】式(1)、(2)および(3)において、
Rはアルキル基を表わす。好ましくは炭素数1〜8のア
ルキル基であり、より好ましくは炭素数1〜4のアルキ
ル基である。具体的には、メチル基、エチル基、n−プ
ロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル
基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、i
−ペンチル基、t−ペンチル基、n−ヘキシル基、i−
ヘキシル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基等
が挙げられる。
【0011】本発明方法において使用されるN,N’,
N”−トリアルキルジエチレントリアミン類は、好まし
くは反応式(A)
【化11】 に示した反応により製造できる。また、必要であれば
N,N’−ジアルキルエチレンジアミン類よりアルキル
アミンの共存下にジクロロエタンと反応させて製造する
ことも出来る。
【0012】原料であるN,N’,N”−トリアルキル
ジエチレントリアミン類の好ましい製造においては、
1,2−ジクロロエタンとアルキルアミンのモル比は
1,2−ジクロロエタンに対してアルキルアミンは4か
ら6倍量が好ましく、アルキルアミンのモル比が高いと
N,N’−ジアルキルエチレンジアミンの生成量が増加
する傾向にある。
【0013】アミノ化反応の温度は適当な反応速度を与
える範囲内であれば制限はないが、好ましくは80〜1
50℃である。アミノ化反応の反応圧力は反応温度に従
い加圧の必要がある。
【0014】生成したN,N’,N”−トリアルキルジ
エチレントリアミン類はアミノ化反応マスを苛性ソーダ
等の適当な塩基を用いて中和を行った後、未反応のアル
キルアミンを留去、回収し蒸留により精製される。この
ようにして得られたN,N’,N”−トリアルキルジエ
チレントリアミン類を本発明の製造方法に使用すること
ができる。
【0015】本発明の式(3)で表される化合物は式
(1)で表される化合物に尿素を反応させることにより
製造することができる。
【0016】反応温度は好ましくは100〜155℃、
さらに好ましくは120〜145℃である。155℃よ
り反応温度が高いと尿素が分解し、100℃より反応温
度が低いと反応速度が小さくなる傾向がある。N,
N’,N”−トリアルキルジエチレントリアミン類と尿
素の使用量はN,N’,N”−トリアルキルジエチレン
トリアミン類に対して尿素が好ましくは1.5〜2.5
モル比となるようにする。過度の尿素の使用は尿素の熱
分解生成物であるシアヌル酸等の固体不純物が反応系に
残り、1.5モル比未満だと副生成物の生成量が増す。
この反応は定量的に進み、その際反応とともに放出され
るアンモニアガスを定量することにより終点を知ること
ができる。
【0017】式(2)の化合物は式(3)の化合物を加
熱分解することにより製造できる。この分解反応におけ
る温度は、好ましくは180℃以上、より好ましくは2
00〜260℃、最も好ましくは210〜240℃であ
る。180℃より反応温度が低いと反応速度が小さくな
る傾向がある。また、300℃付近では加熱方法の点で
問題がある。
【0018】化合物(1)と尿素を反応させ、得られる
化合物(3)を分離することなくこれを熱分解すること
により化合物(2)を製造することもできる。化合物
(1)から化合物(2)を経て化合物(3)を製造する
一連の反応を示したものを反応式(B)に示す。
【0019】反応式(B)
【化12】 この反応においては化合物(3)、(2)を製造する前
述の反応温度、条件で段階的に反応を行う。
【0020】化合物(1)から化合物(3)を製造する
方法、化合物(3)から化合物(2)を製造する方法、
および化合物(1)から化合物(3)を取り出すことな
く化合物(2)を製造するいずれの方法においても反応
溶媒としてエタノール、メチルイソブチルケトン、N−
メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミ
ダゾリジノン、ジエチレングリコールジメチルエーテ
ル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等が使用
できるが、本発明方法では溶媒の留去等の工程の煩雑さ
を避ける意味からも無溶媒で反応を行うことが望まし
い。生成した1,3−ジアルキル−2−イミダゾリジノ
ン類は蒸留により精製される。
【0021】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。
【0022】製造例1〔化合物(1)の合成〕 温度計及び撹拌装置を備えた5.0リットルの加圧反応
装置に1,2−ジクロロエタン1286.5g(13モ
ル)、メチルアミン2018.9g(65モル)を装入
し、反応器内を撹拌しながら100℃まで昇温し、その
温度に保ったまま2時間アミノ化反応を続けた。次いで
反応液を室温まで冷却し、ガスクロマトグラフィーを用
いて分析したところ1,2−ジクロロエタンの転化率は
100.0%であった。次にフレーク苛性ソーダを10
72.2g装入し中和した後、蒸留により残存するメチ
ルアミンを回収した。このメチルアミンは再利用でき
る。蒸留後の反応マスに析出した塩化ナトリウムを濾別
し、濾液を蒸留することでN,N’,N”−トリメチル
ジエチレントリアミン229.4gを取り出した。
【0023】製造例2〔化合物(3)の合成〕 製造例1で得られたN,N’,N”−トリメチルジエチ
レントリアミン171.3g(1.0モル)と尿素12
0.1g(2.0モル)を還流冷却器、温度計および撹
拌装置を備えた0.5リットルのフラスコに装入し、反
応器内を撹拌しながら昇温し、反応温度を125〜14
0℃に保ったまま3時間反応させた。その後、冷却する
と90℃付近で反応マスは固化した。この固化した反応
マスを粉砕し60℃のエタノールに溶解させ、ヘキサン
を用いて晶析、濾過、洗浄、乾燥を行うとビスウレア化
合物が186.1g(収率80.2%)得られた。この
ビスウレア化合物の融点は145〜147℃であり、そ
の構造は1H NMR,13C NMR,IR,および
FAB−MS(NH+/Z=232) で確認した。以
下に1H NMR,13C NMR,IRの分析結果を
示す。 1H NMR;(DMSO−d6,ppm) δ=2.2(s,3H),2.4(t,4H),2.8
(s,6H),3.2(t,4H),5.8(s,b
r,4H) 13C NMR;(DMSO−d6,ppm) δ=34(q),42(q),46(t),55
(t),159(s) IR;(KBr錠剤)1657cm-1(C=O)
【0024】実施例1〔化合物(3)から化合物(2)
の合成〕 製造例2で得られたビスウレア化合物115.7g
(0.5モル)を還流冷却器、温度計および撹拌装置を
備えた0.5リットルのフラスコに装入し、反応器内を
撹拌しながら昇温するとビスウレア化合物は145℃付
近から融解しはじめ160℃で完全に液体となった。そ
のまま昇温を続け215〜225℃で4時間撹拌を続け
た。その後冷却してガスクロマトグラフィーにより分析
すると1,3−ジアルキル−2−イミダゾリジノンの反
応収率は87.5%であった。
【0025】実施例2〔化合物(1)から化合物(2)
の合成〕 製造例1で得たN,N’,N”−トリメチルエチレント
リアミン217.9g(1.5モル)と尿素180.2
g(3.0モル)を還流冷却器、温度計及び撹拌装置を
備えた0.5リットルのフラスコに装入し、反応器内を
撹拌しながら125〜140℃に保ったまま4時間反応
させた後、引き続いて215〜225℃に昇温し、同温
度で4時間ビスウレア化合物の分解反応を行った。反応
終了後ガスクロマトグラフィーにより1,3−ジメチル
−2−イミダゾリジノンを定量したところN,N’,
N”−トリメチルジエチレントリアミン基準での生成収
率は88.0%であった。その後反応液を蒸留すると1
5mmHgの減圧下、沸点105℃を有する純度99.
3%の1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンが13
7.0g得られた。
【0026】実施例3〔化合物(1)から化合物(2)
の合成〕 N,N’,N”−トリメチルジエチレントリアミンの代
わりにN,N’,N”−トリエチルジエチレントリアミ
ンを使用した以外は実施例2と同様に反応、分析を行っ
た。その結果、1,3−ジエチル−2−イミダゾリジノ
ンのN,N’,N”−トリエチルジエチレントリアミン
基準での生成収率は85.4%であった。この反応液を
蒸留すると15mmHgの減圧下、沸点109℃を有す
る純度99.4%の1,3−ジエチル−2−イミダゾリ
ジノンが163.5g得られた。
【0027】実施例4〔化合物(1)から化合物(2)
の合成〕 N,N’,N”−トリメチルジエチレントリアミンの代
わりにN,N’,N”−トリプロピルジエチレントリア
ミンを使用した以外は実施例2と同様に反応、分析を行
った。その結果、1,3−ジプロピル−2−イミダゾリ
ジノンの生成率は81.2%であった。この反応液を蒸
留すると5mmHgの減圧下、沸点110℃を有する純
度99.6%の1,3−ジプロピル−2−イミダゾリジ
ノンが134.6g得られた。
【0028】実施例5〔化合物(1)から化合物(2)
の合成〕 N,N’,N”−トリメチルジエチレントリアミンの代
わりにN,N’,N”−トリブチルジエチレントリアミ
ンを使用した以外は実施例2と同様に反応、分析を行っ
た。その結果、1,3−ジブチル−2−イミダゾリジノ
ンのN,N’,N”−トリブチルジエチレントリアミン
基準での生成収率は80.3%であった。この反応液を
蒸留すると10mmHgの減圧下、沸点127℃を有す
る純度99.6%の1,3−ジブチル−2−イミダゾリ
ジノンが210.1g得られた。
【0029】
【発明の効果】本発明はビスウレア化合物を用いる1,
3−ジアルキル−2−イミダゾリジノン類の製造方法で
あり、1,3−ジアルキル−2−イミダゾリジノン類の
新規な製造方法を提供することができると共に、主たる
用途も無く、その用途の開発が望まれていたN,N’,
N”−トリアルキルジエチレントリアミン類の有効利用
が可能となる。
フロントページの続き (72)発明者 永田 輝幸 福岡県大牟田市浅牟田町30 三井東圧化学 株式会社内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(3) 【化1】 〔式中、Rはアルキル基を示す。〕で表されるビスウレ
    ア化合物を熱分解することを特徴とする、式(2) 【化2】 〔式中、Rはアルキル基を示す。〕で表される1,3−
    ジアルキル−2−イミダゾリジノン類の製造方法。
  2. 【請求項2】 反応温度が180℃以上である請求項1
    記載の方法。
  3. 【請求項3】 無溶媒で反応をおこなう請求項1記載の
    方法。
  4. 【請求項4】 式(2)および式(3)においてRが炭
    素数1〜8のアルキル基である請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 式(2)および式(3)においてRが炭
    素数1〜4のアルキル基である請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】 式(1) 【化3】 〔式中、Rはアルキル基を示す。〕で表されるN,
    N’,N”−トリアルキルジエチレントリアミン類と尿
    素を反応させ、ついで、得られた式(3) 【化4】 〔式中、Rはアルキル基を示す。〕で表されるビスウレ
    ア化合物を取り出すことなく、これを熱分解することよ
    りなる、式(2) 【化5】 〔式中、Rはアルキル基を示す。〕で表される1,3−
    ジアルキル−2−イミダゾリジノン類の製造方法。
  7. 【請求項7】 100〜155℃でビスウレア化合物を
    生成させ、これを180℃以上で熱分解する請求項6記
    載の方法。
  8. 【請求項8】 無溶媒で反応をおこなう請求項6記載の
    方法。
  9. 【請求項9】 式(1)および式(2)においてRが炭
    素数1〜8のアルキル基である請求項6記載の方法。
  10. 【請求項10】 式(1)および式(2)においてRが
    メチル基である請求項6記載の方法。
  11. 【請求項11】 尿素/N,N’,N”−トリアルキル
    ジエチレントリアミン類の仕込みモル比が1.5〜2.
    5である請求項6記載の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000186074A (ja) * 1998-10-09 2000-07-04 Mitsui Chemicals Inc 1,3―ジアルキル―2―イミダゾリジノン類及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000186074A (ja) * 1998-10-09 2000-07-04 Mitsui Chemicals Inc 1,3―ジアルキル―2―イミダゾリジノン類及びその製造方法

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