JPS61236769A - 1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンの製法 - Google Patents

1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンの製法

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JPS61236769A
JPS61236769A JP7665785A JP7665785A JPS61236769A JP S61236769 A JPS61236769 A JP S61236769A JP 7665785 A JP7665785 A JP 7665785A JP 7665785 A JP7665785 A JP 7665785A JP S61236769 A JPS61236769 A JP S61236769A
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dimethylethylenediamine
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urea
dimethyl
dmi
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永田 輝幸
Nobuyuki Kajimoto
梶本 延之
Masaru Wada
勝 和田
Hideki Mizuta
秀樹 水田
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 上の・1 本発明は1#3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(以
下DMIと略称)の製造方法に関する。
DMIは極性非プロトン溶媒として極めて有用な物質で
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、また無機塩類の
多くのものと錯塩を形成して溶解し、多くの有機反応の
溶媒としても用いられる有用な物質である。
”J(7)’。
DMIの製造方法は多数提案されている。
例えば、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、これにホルマリンを付加させた反応
生成物をトリクロロ酢酸、ギ酸などで還元して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、酸性下に水素添加する方法、さら
にN、N’−ジメチルエチレンジアミンから、これとホ
スゲンもしくはトリクロロメチル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。
また1本発明方法と類似の方法として、N、N’−ジア
リルエチレンジアミンと尿素より1.3−ジアリル−2
−イミダゾリジノンを40俤:の収率で得たとの報告(
J、 Heterocyclic Cham−(197
1)8.509)も公知である。
さらに、N、N’−ジメチルエチレンジアミンと尿素を
加熱反応させた場合、中間体として1.1’−ジメチル
−1,1’−ジメチレンビスウレアれている。(J、 
C−5(Perkil Trans、 )2m(198
1)、 317 )。
発明が解決しようとする問題点 N、 N’−ジメチルエチレンジアミンと尿素より、D
MIを製造する方法はこの様に公知であるが、収率が極
めて低く工業的方法としては到底満足できるものではな
か9た。
このような理由で、従来この尿素を使用する方法はエチ
レンジアミンとの反応において2−イミダゾリジノンを
製造する方法に適用され、前述の如く引き続きホルマリ
ンとの生成物を還元する事によりDMIが製造されてい
た。従って、直接N、N’−ジメチルエチレンジアミン
と尿素より収率よ<DMIを製造できるならば極めて簡
素なプロセスとなり、且つ安価に製造でき工業的に価値
ある方法となる。
問題を解決するための手段 本発明者等はN、N’−ジメチルエチレンジアミンと尿
素とを反応させ安価に且つ高収率でDMIを得る工業的
製造方法につき鋭意検討した結果、極性溶媒の存在下に
180℃以上で反応させる方法、さらに改良して最初の
反応を140℃以下で反応させ、引き続き、180℃以
とで反応させる方法により、その目的が達せられること
を見い出し、先に出願した。
この方法は、初期反応を140℃以下で実施し、好まし
くはN、N’−ジメチルエチレンジアミンと尿素との仕
込量比を等モル程度用いることによりシアヌル酸の副生
成を抑制した方法である。
しかしながら該方法においてN、N’−ジメチルエチレ
ンジアミンに対して尿素を等モル程度用いた場合は、後
期分解反応において未反応N、N’−ジメチルエチレン
ジアミンが過剰残存し、N、N’−ジメチルエチレンジ
アミンの沸点が後期の分解反応温度よりも低いので所望
の温度まで常圧下には昇温できず、したがって反応をD
0圧下で行う必要がある。
本発明者等はさらに検討を行い、後期反応の180℃以
上で反応させる際、新たにN、 N’−ジメチルエチレ
ンジアミンを添加しながら反応させることにより、より
効率的な製造方法となることを見い出し、本発明を完成
した。
即ち本発明は、初期反応においてはN、 N’−ジメチ
ルエチレンジアミンに対し当量付近の2モル程度の尿素
を用いて反応を実施し、引き続き昇温しで180℃以上
で後期分解反応を行う際、N、N’−ジメチルエチレン
ジアミンを添加しながら反応させる方法であり、全反応
を通じて常圧下にDMIを製造することができる。しか
も、後期分解反応時にN、N’−ジメチルエチレンジア
ミンを添加することによりシアヌル酸の副生が抑制され
、且つ、添加されたN、N’−ジメチルエチレンジアミ
ンも極めて高い選択率でDMIに転化されることを見い
出した。
本発明方法の最初の初期反応においては140℃以下で
反応させることにより、収率良<1.1’−ジメチル−
1,1′−ジメチレンビスウレア〔融点(分解)262
℃〕が製造される。反応温度は尿素自身での反応を抑制
する必要から140℃以下に保持する必要があり、好ま
しくは100〜130℃で反応させるのが良く、はぼ定
量的収率で1,1′ジメチル−1,1′−ジメチレンビ
スウレアが得られる。100℃以下で反応させても良い
が反応速度が小さくなり、 1.1’−ジメチル−入1
′−ジメチレンビスウレアの製造に約10時間以上を要
し不経済である。初期反応のNN’−ジメチルエチレン
ジアミンと尿素との反応においては反応は定量的に進み
、その際反応の進行とともに放出されるNHaガスを定
量することにより終点を知ることができる。
次いで、引き続き昇温して180’C以上、好ましくは
200〜260℃で新たにN、 N’−ジメチルエチレ
ンジアミンを添加しながら、 1.1’−ジメチル−1
,1′−ジメチレンビスウレアの分解反応を行うことに
より極めて高収率でDMIが得られる。
180℃以下では反応速度が小さく、また300℃付近
では加熱方法の点で問題がある。
本発明方法の180℃以上に昇温して実施する後期反応
は、初期反応で得られた1、シージメチル−1,1’−
ジメチレンビスウレアのDMIへの分解反応である。そ
の際、系内にN、N’−ジメチルエチレンジアミンが存
在しない場合は多量のシアヌル酸が副生じ、尿素に対す
るDMIの収率は50係未満となる。従って本発明にお
いては初期反応仕込時の原料をほぼ当量用いているので
、°後期反応において系内に1,1′−ジメチル−1,
1′−ジメチレンビスウレアに対し望ましくはほぼ等モ
ルのN、N/−ジメチルエチレンジアミンを添加して存
在させることによりシアヌル酸の副生を抑制できる。
本発明方法において使用される溶媒としては、炭化水素
及びハロゲン化炭化水素は適さず、極性溶媒を使用する
。好ましい溶媒としてはN、N−ジメチルホルムアミド
、 N、N−ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素
、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド
、スルホラン、メチルイソブチルケトン、ニトロベンゼ
ン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、DMI等極性非
プロトン溶媒が良い。持に180℃以、ヒの沸点を有す
る溶媒が好ましく、収率及び溶媒分離の煩雑さを避ける
意味からDMIを溶媒とするのが好ましい。
初期反応において仕込まれるN、N’−ジメチルエチレ
ンジアミンと尿素の量比はほぼ1:2モル付近が選ばれ
る。N、N’−ジメチルエチレンジアミンがこれより極
端に多い時は180 ’C以上での1,1′−ジメチル
−1、1’−ジメチレンビスウレアの分解反応の際、 
N、N’−ジメチルエチレンジアミンの沸点(120℃
/ 760s+m I(g )が低い為耐圧装置を必要
とし道に尿素が多い時には初期反応の終了後昇温する際
にシアヌル酸を生成する。
引き続き180℃以上に昇温して分解反応を行うが、そ
の専断たに添加されるN、N’−ジメチルエチレンジア
ミンの量は1.1′−ジメチル−1,1′−ジメチレン
ビスウレアに対しほぼ等モルとなるよう選ばれる。即ち
、全反応において使用されるN、 N−ジメチルエチレ
ンジアミンと尿素の1比はほぼ等モルとなるよう選ばれ
、 N、N’−ジメチルエチレンジアミンについては初
期反応及び分解反応工程でほぼ2分割して使用する◎ 本発明方法の通常の態様を述べれば、還流冷却器、温度
計、滴下ロート及び機械的撹拌機を備えた反応器に凡N
′−ジメチルエチレンジアミン、尿素及び溶媒を所定量
加える。その際、例えばDMIを溶媒に使用すれば以下
の反応は常圧下に実施できる。昇温して14o’C以下
で反応する◎反応の進行とともにNH3ガスが発生し、
反応の終点はガスの発生が停止することで知ることがで
きるり引き続き180℃に昇温する。180℃付近より
新たに所定量のN、N’−ジメチルエチレンジアミンを
少量ずつ滴下しながら180℃以上で反応する。反応終
了液は直接蒸留するのみでDMIを取出すことができる
。特にD M Iを溶媒とした場合、蒸留時の溶媒との
分離を必要とせず、極めて簡素化されたプロセスとなる
。さらに反応終了液の一部を抜き出して、蒸留後DMI
を取出し、残液はそのまま次回の反応の溶媒として使用
することも可能である。
以下実施例を挙げさらに詳細に説明する。
実施例1 還流冷却器、温度計1滴下ロート及び撹拌薗を備えた3
00:nlのガラス製フラスコ中にN、 N’−ジメチ
ルエチレンジアミン44.1 fI(0,5モル)、尿
素60.1!i(1,0モル)及び溶媒としてDMll
oo、(lを仕込んだ。滴下ロート中にはN、N’−ジ
メチルエチレンジアミン44.1.!9を用意した。
120℃に昇温し反応した。反応の進行とともにNH3
ガスが発生し、反応液中に結晶が析出してくる。約2時
間抜NH3ガスの発生が停止した所より、さらに210
℃迄昇温した。200℃付近から滴下ロート中よりN、
N’−ジメ、チルエチレンジアミンを約2時間かけて滴
下した。その後1時間同温度で反応した。反応終了液を
減圧下に蒸留して、ガスクロマトグラフィーによる純度
99.51のDM工留分211.3Nを得た(収率97
.0チ)。
実施例2 溶媒がエチレングリコールである以外実施例1と同様の
反応器1こ、同様の組成で原料を仕込んだ。
120℃で2時間反応後昇温して180℃とし、実施例
1と同様反応した所、1.sl−ジメチル−1,1’−
ジメチレンビスウレアは認められず、反応液中には禍色
タール物が認められた。実施例1同様に処理して収率s
o、o%でDMIを得た。
実施例3 、         DMIの替りに各種溶媒を使用し
、実施例1と同一条件で反応、処理して表の通りの結果
を得た。
但し、使用した溶媒の沸点が全て210℃/760wa
g以下であったため、反応器は300 mgのステンレ
ス製オートクレーブを使用した。
表溶媒種別

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)N,N′−ジメチルエチレンジアミンと尿素より
    1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを製造するに
    際し、極性溶媒の存在下に、N,N′−ジメチルエチレ
    ンジアミンに対し尿素を約2モル倍仕込み、初期反応の
    1,1′−ジメチル−1,1′−ジメチレンビスウレア
    の生成が完結するまでは140℃以下で反応させ、引き
    続き180℃以上でN,N′−ジメチルエチレンジアミ
    ンを添加しながら反応させ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. (2)180℃以上の反応において添加されるN,N′
    −ジメチルエチレンジアミンの添加量が、全反応におい
    て使用されるN,N′−ジメチルエチレンジアミンと尿
    素がほぼ等モルとなるように添加する特許請求の範囲第
    (1)項記載の方法。
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