JPS62185076A - 1,3−ジアルキル−2−イミダゾリジノンの製造方法 - Google Patents

1,3−ジアルキル−2−イミダゾリジノンの製造方法

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JPS62185076A
JPS62185076A JP61023975A JP2397586A JPS62185076A JP S62185076 A JPS62185076 A JP S62185076A JP 61023975 A JP61023975 A JP 61023975A JP 2397586 A JP2397586 A JP 2397586A JP S62185076 A JPS62185076 A JP S62185076A
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urea
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永田 輝幸
Masaru Wada
勝 和田
Akihiro Tamaoki
晃弘 玉置
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(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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、式1で示されるN、N’−ジアルキルエチレ
ンジアミン (式中、Rは一02H5% −C3H7、−04H9で
ある)と、尿素との反応により式2で示される1、3−
ジアルキル−2−イミダゾリジノン ル (式中、Rは式1のRと同じ。) を製造する方法に関する。
上記式2で示される1、3−ジアルキル−2−イミダゾ
リジノン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。
〔従来の技術〕
1.3−ジアルキル−2−イミダゾリジノンの中でも一
般によく知られている1、3−ジメチル−2−イミダゾ
リジノン(IDMI)の製造法については種々の提案が
ある。
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(エチレン尿素)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する方法な
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’−ジメ
チルエチレンジアミンと尿素を加熱反応させて、中間体
として1,1′−ジメチル−1,1’−れを約300℃
に加熱してDMIを35係の収率で得たとの報告がなさ
れている。ジャーナル オプザ ケミカル ソサイアテ
イ(J、  C,S、 (Perkin Trans 
、  )2 、(1981) 、 319 )。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このように、従来エチレンジアミンと尿素との反応によ
り2−イミダゾリジノンを製造する方法は、工業的には
可能だが、これよりジアルキル化して本発明の式2化合
物を得ることは容易ではない。またN、N’−ジアルキ
ルエチレンジアミンと尿素との反応による1、3−ジア
ルキル−2−イミダゾリジノンの製造においては、上記
文献記載のごとく収率が極めて低く到底工業的満足でき
るものではなかった。
従って、直接N、N’−ジアルキルエチレンジアミンと
尿素より収率良く目的物を製造できるならば極めて簡素
なプロセスとなる。
〔問題を解決するための手段〕
本発明者等はN、N’−ジアルキルエチレンジアミンと
尿素とを反応させ、高収率で対応する1゜3−ジアルキ
ル−2−イミダゾリジノンを得る製造方法につき鋭意検
討した結果、極性溶媒の存在下、180’C以上で反応
させることにより、DM■製造のみならず、前記式1で
示されるN、N’−ジアルキルエチレンジアミンと尿素
の反応においても、その目的が達せられることを見い出
し、本発明を完成した。
本発明において、前記式1で示されるN、N’−ジアル
キルエチレンジアミンとしては、N、N’−ジエチルエ
チレンジアミン、N、N’−ジプロピルエチレンジアミ
ン、N、NI−ジイソプロピルエチレンジアミン、 N
、 N’−ジプチルエチレンジアミンなどである。これ
らのジアルキルエチレンジアミンは、相応するモノアミ
ンとエチレンジクロライドとの反応により容易に得るこ
とができる。
これらのN、NI−ジアルキルエチレンジアミンと尿素
とを用いる本発明方法においては、極性溶媒の存在下1
80℃以上で実施されるが、本発明の反応初期は、中間
体となる1、1′−ジアルキル−1,1’−ジメチレン
ピスウレアを生成するための反応である。
したがって反応初期においては、尿素自身の反応を抑制
させて中間体の1.1′−ジアルキル−1p−ジメチレ
ンピスウレアを定量的に生成するため、180℃以下、
好ましくは140℃以下の温度で行うのが良い。
この程度の温度で行なえば初期反応のN、N’−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N
H3ガスによって反応器内の圧力は次第に上昇し、やが
て一定圧となるので、これにより初期反応の終点は確認
できる。
次いで引続き昇温しで180℃以上、好ましくは200
〜300’Cで、得られたこの中間体を加熱分解反応さ
せることにより高収率で相応の1゜3−ジアルキル−2
−イミダゾリジノンが得られる。1g’O″C以下では
反応速度は小さく、又、300 ’C以上では加熱方法
の点で問題がある。
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、No−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、等極性非プロト
ン溶媒が良い。また沸点が低い場合、過大な耐圧装置が
必要となる為、180°C以上の沸点を有する溶媒が好
ましく、特に収率及び溶媒分離の煩雑さを避ける意味か
ら反応により自製した所望の1゜3−ジアルキル−2−
イミダゾリジノンを自溶媒とするのが好ましい。
本発明方法においては、このような極性溶媒を用いるこ
とにより、比較的低い温度でマイルドな反応が実施でき
て高収率で所望の目的物が得られる。
仕込まれるN、N’−ジアルキルエチレンジアミンと尿
素の量比は通常、1.0:0.5〜1.0?2.5のモ
ル比で選ばれる。しかしながらN、シージアルキルエチ
レンジアミンに対し2モル以上の尿素を使用する場合は
、即ち理論量もしくはそれ以上用いれば後期の高温加熱
反応時にシアヌル酸が多量副生し、目的生成物の収率低
下やこれを取出す場合の操作も煩雑となる。従って、好
ましくは1.0:0.6〜1.0:1.2のモル比で反
応させるのがよいが、その場合は、後期加熱分解反応に
おいて未反応N、N’−ジ篇エチジエチレンジアミン残
存し、N、’N’−アルキ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、したがって反応を加圧下で行うこと
が必要となる。
したがって、これを避けるため、初期反応仕込みにおい
てはN、N’−ジアルキ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、
NI−ジアルキルエチレンジアミンを添加しながら反応
させて、常圧下に実施することもできる。
本発明方法の好ましい通常の態様を述べれば、還流冷却
器、温度計、及び機械的撹拌機を備えた反応器中に自製
したN、 N’−ジアルキルエチレンジアミン、尿素及
び溶媒を加える。昇温して140°C以下で初期反応後
、引き続き180℃以上に昇温しで反応させる。反応終
了液は蒸留等によって目的生成物を取出すことができる
。特に、反応蒸留時溶媒との分離が必要でなく、極めて
簡素化されたプロセスとなる。
以下実施例を挙げさらに詳細に説明する。
実施例1 500ゴのステンレス製オートクレーブ内に、N、N’
−ジエチルエチレンジアミン116.2g(1,0モル
)、尿素e o、 1y (+ 1. oモル)及び1
゜3−ジエチル−2−イミダゾリジノン100.0.9
を仕込んだ。反応温度210“C迄約30分で昇温し、
その温度で3時間反応させた。
系内圧力は最高14kl?/iG迄達した。反応終了後
蒸留して、約2/3程1,3−ジエチル−2−イミダゾ
リジノンを留出した(沸点120〜b した結晶物を濾過し、引き続きp液を蒸留することによ
り、ガスクロマトグラフィーによる純度99.5係の1
.3−ジエチル−2−イミダゾリジノン留分214.8
gを得た(収率80.0係)。
蒸留後の釜残は一部1,3−ジエチル−2−イミ実施例
2 N、N’−ジエチルエチレンジアミンの代りに、N、 
N’−ジプロピルエチレンジアミン144.3 g(1
,0モル)を使用し、1,3−ジプロピル−2−イミダ
ゾリジノン100.0g中で反応を行った以外、実施例
1と同様に反応、処理した。ガスクロマトグラフィーに
よる純度99.7 %の1,3−ジプロビル−2−イミ
ダゾリジノンが収率81.5係で得られた(沸点146
〜148°C/20〜24m翼Hg)。
実施例3〜10 1.3−ジエチル−2−イミダゾリジノンの代りに各種
溶媒を使用し、実施例1と全く同様に反応、処理して表
の通りの結果を得た。
(以下余白) 3  トルエン                  
  54 1.2−ジクロルエタン         
     20.55  エチレングリコール    
           48,36  イソプロピルア
ルコール             67.77  メ
チルイソブチルケトン            80.
28  N−メチル−2−ピロリドン        
    8159N、N−ジメチルアセトアミド   
       80.8※分析のみの値 実施例11 5QQmj!のステンレス製オートクレーブ内に、N、
N/−ジエチルエチレンジアミン116.2g(1、0
モル)、尿素60.1 g(1,0モル)及び1゜3−
ジエチル−2−イミダゾリジノンtoo、ogを仕込ん
だ。昇温しで、反応温度120℃で8時間反応させた。
反応開始後系内圧力は次第に上昇し、5.5に9/cd
G付近までほぼ一定となったので、引き続き220℃迄
約30分で昇温し、その温度で3時間反応させた。系内
圧力は最高14.0に9/dG迄達した。反応終了後、
減圧下に蒸留して、ガスクロマトグラフィーによる純度
99.5%の1.3−ジエチル−2−イミダゾリジノン
留分237.0.9を得た(収率95.5係)。蒸留後
の釜残は一部1,3−ジエチルー2−イミダゾリジノン
を含んだシアヌル酸であった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)式1で示されN,N′−ジアルキルエチレンジアミ
    ン ▲数式、化学式、表等があります▼(1) (式中、Rは−C_2H_5、−C_3H_7、−C_
    4H_9である。) と、尿素との反応により式2で示される1,3−ジアル
    キル−2−イミダゾリジノン ▲数式、化学式、表等があります▼(2) (式中、Rは式1のRと同じ。) を製造するに際し、極性溶媒の存在下180℃以上で反
    応させることを特徴とする1,3−ジアルキル−2−イ
    ミダゾリジノンの製造方法。 2)極性溶媒が、1,3−ジアルキル−2−イミダゾリ
    ジノン自溶媒である特許請求の範囲第1項記載の方法。 3)反応温度に温度勾配を設け、初期反応の1,1′−
    ジアルキル−1,1′−ジメチレンピスウレアの生成が
    完結するまでは140℃以下で反応させ、引続き昇温し
    て180℃以上で実施する特許請求の範囲第1項記載の
    方法。
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