JPH10120653A - 4−ヒドロキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジンの製造方法 - Google Patents

4−ヒドロキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジンの製造方法

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JPH10120653A
JPH10120653A JP8274753A JP27475396A JPH10120653A JP H10120653 A JPH10120653 A JP H10120653A JP 8274753 A JP8274753 A JP 8274753A JP 27475396 A JP27475396 A JP 27475396A JP H10120653 A JPH10120653 A JP H10120653A
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JP
Japan
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taam
hydroxy
formic acid
reaction
formaldehyde
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JP8274753A
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English (en)
Inventor
Masaaki Yasuda
昌明 安田
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Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テト
ラメチルピペリジンに、ホルムアルデヒド、パラホルム
アルデヒドおよびトリオキサンから成る群より選ばれる
少なくとも1つの化合物と、4−ヒドロキシ−2,2,
6,6−テトラメチルピペリジンに対して0以上1モル
倍より少ない量の蟻酸を添加してメチル化反応を行なう
ことを特徴とする4−ヒドロキシ−1,2,2,6,6
−ペンタメチルピペリジンの製造方法。 【効果】 TAAMをホルムアルデヒドによりN−メチ
ル化してN−メチル−TAAMを合成する反応は従来は
等量以上のギ酸を使用することが必須と考えられていた
が、本発明によれば、ギ酸を使用しなくても従来と同様
に高収率、高選択率で目的物を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、4−ヒドロキシ−
2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(トリアセト
ンアルカミンとして知られている。以下TAAMと略す
ことがある。)をメチル化して4−ヒドロキシ−1,
2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン(以下N−メ
チル−TAAMと略すことがある。)を製造する方法に
関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】N−メチ
ル−TAAMは、プラスチックの光安定剤として使用さ
れる立体障害ピペリジン化合物の合成原料として有用で
ある。N−メチル−TAAMはTAAMのメチル化によ
り製造される。例えばホルムアルデヒド/蟻酸を用いて
N−メチル化する反応はエッシュウェイラー・クラーク
反応として知られている。この反応は下記のような機構
で反応が進むと考えられ、蟻酸はエナミン中間体を還元
する役割があると考えられている。
【0003】
【化1】
【0004】USP3,364,220、特開平2−2
12479には、エッシュウェイラー・クラーク反応に
よるN−メチル−TAAMの合成が記載されている。U
SP3,364,220には、18gのTAAMに対し
て37%ホルマリン18gと水1%を含有する蟻酸4m
lを添加してN−メチル化反応を行うことが記載されて
いる。
【0005】特開平2−212479には、TAAMに
もとづいて少なくとも20モル%過剰のホルムアルデヒ
ドまたはパラホルムアルデヒドと、TAAMにもとづい
てほぼ化学量論的量の蟻酸を使用することが記載されて
いる。しかし蟻酸は腐食性が強い物質であり、安全上取
扱いが困難である。また蟻酸フィード装置を耐腐食性に
する必要があり、コストアップの一要因になる。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは蟻酸
の使用量を減少させたところ、意外にも高収率で目的と
するN−メチル−TAAMが得られることを見い出し、
本発明を完成させるに至った。前記の反応機構からする
と、TAAMに対して1モル倍以上の蟻酸を使用するこ
とが必要なはずである。しかし、蟻酸の使用量を従来考
えられている量よりも少なくするか、あるいは全く使用
しない場合でも、従来と同様に高収率でN−メチル−T
AAMが得られるのは予想外のことであった。
【0007】即ち本発明は、4−ヒドロキシ−2,2,
6,6−テトラメチルピペリジンに、ホルムアルデヒ
ド、パラホルムアルデヒドおよびトリオキサンから成る
群より選ばれる少なくとも1つの化合物と、4−ヒドロ
キシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンに対し
て0以上1モル倍より少ない量の蟻酸を添加してメチル
化反応を行なうことを特徴とする4−ヒドロキシ−1,
2,2,6,6−ペンタメチルピペリジンの製造方法を
提供する。
【0008】原料として使用されるTAAMは、4−オ
キソ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンを例え
ば水溶媒中でラネーニッケルやルテニウム等の触媒の存
在下、水素添加することにより製造される。本発明では
水素添加後に得られる溶液をそのまま使用してもよい
し、濃縮ないし単離精製して使用してもよい。
【0009】次にTAAMのメチル化反応について説明
する。ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドおよび
トリオキサンは各々単独で使用しても併用してもよい。
ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドおよびトリオ
キサンから成る群より選ばれる少なくとも1つの化合物
の添加量は、TAAMに対してホルムアルデヒド換算で
通常1〜4モル倍、好ましくは1.5〜3.0モル倍を
使用すると、目的物の収率も高く、後の中和工程で使用
する塩基の使用量が少なくなるので好ましい。
【0010】ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド
およびトリオキサンから成る群より選ばれる少なくとも
1つの化合物は反応を開始する際に全量をTAAMに添
加しておいてもよいし、あるいは一部をTAAMと混合
して加熱溶融したのち、残りをフィードさせて反応をお
こなってもよい。ホルムアルデヒドは好ましくは35〜
37%のホルマリンとして使用される。
【0011】蟻酸の添加量はTAAMに対し、通常0以
上1モル倍以下であり、好ましくは0以上0.5モル倍
以下である。添加量0は即ち蟻酸を添加しない態様を意
味し、最も好ましくはこの態様である。蟻酸を添加する
場合、反応を開始する際に全量の蟻酸をTAAMに添加
しておいてもよいし、あるいは一部をTAAM、ホルム
アルデヒド、パラホルムアルデヒドおよびトリオキサン
から成る群より選ばれる少なくとも1つの化合物と混合
して加熱溶融ないし溶解したのち、残りをフィードさせ
て反応をおこなってもよい。
【0012】反応温度は、通常60〜160℃、好まし
くは90〜160℃である。反応時間は、通常1〜10
時間、好ましくは1〜2時間である。反応には溶媒を使
用することができる。溶媒としては、水、メタノールな
ど、好ましくは水を使用するとよい。反応終了前には反
応混合物を120〜160℃、好ましくは130〜16
0℃に昇温しておくと、水分の他、未反応のホルムアル
デヒド、ギ酸、反応で副生する二酸化炭素等が反応混合
物から除去され、N−メチル−TAAMが濃縮されるの
で好ましい。反応圧力は通常大気圧で行われる。
【0013】特に好ましい反応条件は例えば次の通りで
ある。まずTAAMと、TAAMに対してホルムアルデ
ヒド換算で0.5〜1.5モル倍のホルムアルデヒド、
パラホルムアルデヒドおよびトリオキサンから成る群よ
り選ばれる少なくとも1つの化合物を混合、加熱溶融な
いし溶解する。次いで、混合物を撹拌しながら、TAA
Mに対してホルムアルデヒド換算で1.0〜2.0モル
倍のホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドおよびト
リオキサンから成る群より選ばれる少なくとも1つの化
合物を追加フィードし、反応混合物を95〜100℃に
加熱して、0.5〜2時間反応を行う。その後反応混合
物を約140℃〜160℃にまで昇温させて、混合物中
のN−メチル−TAAMを濃縮する。
【0014】反応混合物、あるいは濃縮された反応混合
物(以下粗生成物という。)は、蒸留や晶析等を行なう
ことにより目的とするN−メチル−TAAMを単離・精
製することができる。蒸留や晶析等の操作に先立ち、粗
生成物に、水とほとんど混和しない有機溶媒を添加し
て、N−メチルTAAMを有機溶媒相に移行させてもよ
い。このような有機溶媒としてはベンゼン、トルエン、
キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、n−ヘキサン、n−
ヘプタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等の脂肪族
ないし脂環族の炭化水素、エーテル等が挙げられる。
【0015】また、粗生成物、好ましくは粗生成物を有
機溶媒相に移行させた後に、塩基を添加して、過剰のホ
ルムアルデヒド、蟻酸(反応により生成するN−メチル
−TAAMの蟻酸塩を含む。)を中和して水層を分離除
去した後、蒸留や晶析を行なうのが好ましい。中和後の
水層は再度中和工程にリサイクルしてもよい。塩基とし
ては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等
を例示できる。
【0016】蒸留は例えば大気圧〜2.7Kpaの圧
力、100〜150℃の温度で実施される。晶析溶媒と
してはベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水
素溶媒、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサ
ン、シクロヘプタン等の脂肪族ないし脂環族の炭化水
素、エーテル等が挙げられる。
【0017】晶析後は濾過、乾燥して目的とするN−メ
チル−TAAMの結晶を取得することができる。なお晶
析母液をリサイクルして粗生成物に添加することも可能
である。
【0018】
【発明の実施の形態】
【0019】
【実施例】
〔実施例1〕80%のTAAM水溶液と37%ホルマリ
ンとを反応容器に仕込んだ。混合物を100℃に加熱し
て下記表1の条件で反応させた。結果を表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】〔実施例2〕80%のTAAM水溶液と3
7%ホルマリンとを充填塔(10×1cmφ)付き反応
容器に仕込んだ。混合物を90℃で加熱溶解した後、9
8℃(還流温度)に昇温して大気圧で1時間反応を行な
った。次いで、2時間で反応混合物を140℃にまで昇
温して濃縮した。結果を表2に示す。
【0022】
【表2】
【0023】〔実施例3〕80%のTAAM水溶液(T
AAM 1.0モル)と37%ホルマリンHCHO
1.0モル)とを充填塔(10×1cmφ)付き反応容
器に仕込み、混合物を70℃で加熱溶解した。98℃
(還流温度)に昇温し、次いで37%ホルマリン(HC
HO 1.3モル)を1時間かけてフィードして大気圧
でさらに2時間反応を行なった。次いで、1時間で反応
混合物を140℃にまで昇温して濃縮した。N-メチル-TAAM
収率は99モル%であった。 〔参考例1〕80%のTAAM水溶液と37%ホルマリ
ン、ギ酸とをTAAM:HCHO:HCOOH=1:
2:1(モル比)になるように反応容器に仕込み、混合
物を100℃、大気圧で8時間加熱反応を行なった。T
AAM転化率99モル%、N−メチル−TAAM選択率
99モル%、N−メチル−TAAM収率98モル%であ
った。
【0024】
【発明の効果】TAAMをホルムアルデヒドによりN−
メチル化してN−メチル−TAAMを合成する反応は従
来は等量以上のギ酸を使用することが必須と考えられて
いたが、本発明によれば、ギ酸を使用なくても従来と同
様に高収率、高選択率で目的物を得ることができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テト
    ラメチルピペリジンに、ホルムアルデヒド、パラホルム
    アルデヒドおよびトリオキサンから成る群より選ばれる
    少なくとも1つの化合物と、4−ヒドロキシ−2,2,
    6,6−テトラメチルピペリジンに対して0以上1モル
    倍より少ない量の蟻酸を添加してメチル化反応を行なう
    ことを特徴とする4−ヒドロキシ−1,2,2,6,6
    −ペンタメチルピペリジンの製造方法。
  2. 【請求項2】 蟻酸の添加量が、4−ヒドロキシ−2,
    2,6,6−テトラメチルピペリジンに対して0〜0.
    5モル倍であることを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒ
    ドおよびトリオキサンから成る群より選ばれる少なくと
    も1つの化合物の添加量が、4−ヒドロキシ−2,2,
    6,6−テトラメチルピペリジンに対して、ホルムアル
    デヒド換算で1〜4モル倍であることを特徴とする請求
    項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 蟻酸を添加しないことを特徴とする請求
    項1記載の方法。
JP8274753A 1996-10-17 1996-10-17 4−ヒドロキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジンの製造方法 Pending JPH10120653A (ja)

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