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JP7543645B2 - Method for producing highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomer - Google Patents

Method for producing highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomer Download PDF

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JP7543645B2 JP2019236144A JP2019236144A JP7543645B2 JP 7543645 B2 JP7543645 B2 JP 7543645B2 JP 2019236144 A JP2019236144 A JP 2019236144A JP 2019236144 A JP2019236144 A JP 2019236144A JP 7543645 B2 JP7543645 B2 JP 7543645B2
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孝充 小林
直行 田中
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Description

本発明は、高重合性N-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造方法に関する。さらに詳しくは、重合性が改善されたN-ビニルカルボン酸アミド単量体の生産性を高く製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomer. More specifically, the present invention relates to a method for producing an N-vinyl carboxylic acid amide monomer with improved polymerizability with high productivity.

N-ビニルカルボン酸アミドから誘導されるN-ビニルカルボン酸アミドポリマーは水溶性高分子であり、水だけでなく、アルコールやジメチルスルホキシド(DMSO)といった極性溶媒にも溶解する。そして、非イオン性ポリマーであるため塩やpHの影響を受けず、また耐候性が高く、特に熱に対する安定性が高いという特性を有する。これらの特性を活かし、工業的には、バインダーや分散剤、粘着剤・接着剤、増粘剤、凝集剤などに応用されている。 N-vinyl carboxylic acid amide polymers derived from N-vinyl carboxylic acid amides are water-soluble polymers that dissolve not only in water but also in polar solvents such as alcohol and dimethyl sulfoxide (DMSO). As they are non-ionic polymers, they are not affected by salts or pH, and have the properties of being highly weather-resistant, especially stable against heat. Taking advantage of these properties, they are used industrially as binders, dispersants, adhesives, thickeners, flocculants, etc.

N-ビニルカルボン酸アミドの製造方法については、これまで多くの方法が提案されている。例えば、カルボン酸アミド、アセトアルデヒド、アルコールを原料として中間体となるN-(1-アルコキシエチル)カルボン酸アミドを製造し、その後、熱分解または接触分解により合成する方法などである。
このN-ビニルカルボン酸アミドの合成反応中には、N-ビニルカルボン酸アミドの他に、未反応のN-(1-アルコキシエチル)カルボン酸アミドやカルボン酸アミドなどの中間体が含まれる。これらの化合物は沸点、蒸気圧、溶解度などの物性がN-ビニルカルボン酸アミドと近く、N-ビニルカルボン酸アミドを蒸留精製することは困難であった。そこで、N-ビニルカルボン酸アミドの精製方法についても、提案がされている。
Many methods have been proposed for producing N-vinyl carboxylic acid amides, such as a method in which an intermediate N-(1-alkoxyethyl) carboxylic acid amide is produced from a carboxylic acid amide, acetaldehyde, and an alcohol as raw materials, and then the intermediate is synthesized by thermal or catalytic decomposition.
In the synthesis reaction of this N-vinyl carboxylic acid amide, in addition to N-vinyl carboxylic acid amide, intermediates such as unreacted N-(1-alkoxyethyl) carboxylic acid amide and carboxylic acid amide are contained. These compounds have physical properties such as boiling point, vapor pressure, solubility, etc. close to those of N-vinyl carboxylic acid amide, and it has been difficult to purify N-vinyl carboxylic acid amide by distillation. Therefore, a method for purifying N-vinyl carboxylic acid amide has also been proposed.

特許2619204号では、圧力晶析による精製方法が開示されており、高重合性を示すN-ビニルカルボン酸アミドが比較的高純度で得られる。しかし、この方法は設備投資が大きく、工業的には大規模生産でないと安価に製品を提供できない問題がある。また、特許5126764号では、アルコールと脂肪族炭化水素による溶媒晶析法が開示されている。しかし、この溶媒の組み合わせは貧溶媒の使用量が多く、容積効率が低いため生産性が悪い。
またN-ビニルカルボン酸アミドの重合阻害物質として、特許第4099831号公報ではN-1,3-ブタジエニルカルボン酸アミドが、国際公開第17/145569号では不飽和アルデヒドが特定されているが、上記を取り除いてもなお良好な重合性が得られないケースがあった。
Japanese Patent No. 2619204 discloses a purification method using pressure crystallization, which allows N-vinyl carboxylic acid amides showing high polymerizability to be obtained in relatively high purity. However, this method requires a large investment in equipment, and there is a problem that products cannot be provided at low cost unless they are produced industrially on a large scale. In addition, Japanese Patent No. 5126764 discloses a solvent crystallization method using alcohol and aliphatic hydrocarbon. However, this solvent combination requires a large amount of poor solvent and has low volumetric efficiency, resulting in poor productivity.
Furthermore, as a polymerization inhibitor of N-vinyl carboxylic acid amide, Japanese Patent No. 4099831 specifies N-1,3-butadienyl carboxylic acid amide, and WO 17/145569 specifies unsaturated aldehydes. However, there were cases where good polymerizability could not be obtained even after removing the above.

特許第2619204号公報Patent No. 2619204 特許第5126764号公報Patent No. 5126764 特許第4099831号公報Patent No. 4099831 国際公開第17/145569号WO 17/145569

本発明の課題は、効率的にN-ビニルカルボン酸アミドを精製して、高重合性のN-ビニルカルボン酸アミド単量体を製造しうる方法を提供することにある。さらには、製造されたN-ビニルカルボン酸アミド単量体を用いて高分子量のN-ビニルカルボン酸アミドポリマーを製造することにある。 The object of the present invention is to provide a method for efficiently purifying N-vinyl carboxylic acid amide and producing a highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomer. Furthermore, the object of the present invention is to produce a high molecular weight N-vinyl carboxylic acid amide polymer using the produced N-vinyl carboxylic acid amide monomer.

高重合性のN-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造方法について鋭意検討した結果、トルエンと炭素数6~7の脂肪族炭化水素を用いた溶媒晶析により、高重合性のN-ビニルカルボン酸アミド単量体を製造することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research into the production method of highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomers, we discovered that it is possible to produce highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomers by solvent crystallization using toluene and an aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms, and thus completed the present invention.

すなわち、本発明の構成は以下の通りである。
[1]N-ビニルカルボン酸アミド単量体を85~99質量%で含む粗N-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶に、トルエンと炭素数6~7の脂肪族炭化水素との混合溶媒に溶解させたのち、溶媒晶析を行い、固液分離して、N-ビニルカルボン酸アミド単量体精製物を回収する工程を含む、
高重合性N-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造方法。
[2]前記溶媒晶析工程におけるトルエン/N-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶の質量比が、0.01以上0.5以下であり、
前記溶媒晶析工程における炭素数6~7の脂肪族炭化水素/N-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶の質量比が0.5以上3.0以下であることを特徴とする、[1]に記載の高重合性N-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造方法。
[3]前記トルエンの質量は、前記炭素数6~7の脂肪族炭化水素の質量に対して0.003~1.0であることを特徴とする、[1]または[2]に記載の高重合性N-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造方法。
[4] 前記溶媒晶析が、N-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶をトルエンと炭素数6~7の脂肪族炭化水素との混合溶媒に、30℃~80℃で溶解した後、-20℃~35℃に冷却することで行われる、[1]~[3]のいずれか1項に記載の高重合性N-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造方法。
[5] 前記溶媒晶析で使用する炭素数6~7の脂肪族炭化水素が、ノルマルヘキサン、シクロヘキサン、ノルマルヘプタン、シクロへプタンおよびメチルシクロヘキサンから選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする、[1]~[4]のいずれか1項に記載の高重合性N-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造方法。
[6] 前記溶媒晶析工程で固液分離する方法が、ろ過分離であることを特徴とする、[1]~[5]のいずれか1項に記載の高重合性N-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造方法。
[7] 前記N-ビニルカルボン酸アミド単量体がN-ビニルアセトアミド単量体であることを特徴とする、[1]~[5]のいずれか1項に記載の高重合性N-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造方法。
That is, the present invention is configured as follows.
[1] A method for producing a purified N-vinyl carboxylic acid amide monomer, comprising the steps of: dissolving crude N-vinyl carboxylic acid amide monomer crystals containing 85 to 99% by mass of an N-vinyl carboxylic acid amide monomer in a mixed solvent of toluene and an aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms; carrying out solvent crystallization; and recovering a purified N-vinyl carboxylic acid amide monomer product by solid-liquid separation.
A method for producing highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomers.
[2] The mass ratio of toluene/N-vinyl carboxylic acid amide monomer crystals in the solvent crystallization step is 0.01 or more and 0.5 or less;
The method for producing a highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomer according to [1], characterized in that a mass ratio of an aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms/N-vinyl carboxylic acid amide monomer crystals in the solvent crystallization step is 0.5 or more and 3.0 or less.
[3] The method for producing a highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomer according to [1] or [2], characterized in that the mass of the toluene is 0.003 to 1.0 relative to the mass of the aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms.
[4] The method for producing a highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomer according to any one of [1] to [3], wherein the solvent crystallization is carried out by dissolving the N-vinyl carboxylic acid amide monomer crystals in a mixed solvent of toluene and an aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms at 30° C. to 80° C., and then cooling to −20° C. to 35° C.
[5] The method for producing a highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomer according to any one of [1] to [4], characterized in that the aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms used in the solvent crystallization is at least one selected from normal hexane, cyclohexane, normal heptane, cycloheptane, and methylcyclohexane.
[6] The method for producing a highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomer according to any one of [1] to [5], characterized in that the solid-liquid separation method in the solvent crystallization step is filtration separation.
[7] The method for producing a highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomer according to any one of [1] to [5], wherein the N-vinyl carboxylic acid amide monomer is an N-vinyl acetamide monomer.

本発明によれば、従来よりも生産性に優れた高重合性N-ビニルカルボン酸アミド単量体を製造することが出来る。 According to the present invention, it is possible to produce highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomers with higher productivity than conventional methods.

本発明を実施するための方法は、次の工程を含む。
N-ビニルカルボン酸アミド単量体を85~99質量%で含む粗N-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶に、トルエンと炭素数6~7の脂肪族炭化水素との混合溶媒に溶解させたのち、溶媒晶析を行い、固液分離して、N-ビニルカルボン酸アミド単量体精製物を回収する工程。
A method for carrying out the present invention comprises the following steps.
A process of dissolving crude N-vinylcarboxylic acid amide monomer crystals containing 85 to 99% by mass of the N-vinylcarboxylic acid amide monomer in a mixed solvent of toluene and an aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms, followed by solvent crystallization and solid-liquid separation to recover a purified N-vinylcarboxylic acid amide monomer.

なお、本明細書において、「粗N-ビニルカルボン酸アミド単量体」とは、N-ビニルカルボン酸アミド単量体からなる成分とともに、不純物を含むことを意味し、すなわち「精製されていない」N-ビニルカルボン酸アミド単量体である。 In this specification, the term "crude N-vinyl carboxylic acid amide monomer" means that the N-vinyl carboxylic acid amide monomer contains impurities as well as other components, i.e., it is an "unpurified" N-vinyl carboxylic acid amide monomer.

N-ビニルカルボン酸アミド単量体は、例えばN-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、N-メチル-N-ビニルアセトアミド、N-ビニルベンズアミド、N-ビニル-N-メチルホルムアミド、N-ビニル-N-エチルホルムアミド、N-ビニル-N-エチルアセトアミド、N-ビニルピロリドンが挙げられる。好ましくは、N-ビニルアセトアミドである。 Examples of the N-vinyl carboxylic acid amide monomer include N-vinyl formamide, N-vinyl acetamide, N-methyl-N-vinyl acetamide, N-vinyl benzamide, N-vinyl-N-methyl formamide, N-vinyl-N-ethyl formamide, N-vinyl-N-ethyl acetamide, and N-vinyl pyrrolidone. N-vinyl acetamide is preferred.

上記粗N-ビニルカルボン酸アミド単量体は、いずれの製造方法によって得たものでもよい。例えば、カルボン酸アミド、アセトアルデヒドおよびアルコールからN-(1-アルコキシエチル)カルボン酸アミドを合成し、これを熱分解または接触分解して得たものであってもよい(特開昭50-76015号公報参照)。また、カルボン酸アミドとアセトアルデヒドとからエチリデンビスカルボン酸アミドを合成し、これを熱分解して得たものであってもよい(特開昭61-106546号公報参照)。
粗N-ビニルカルボン酸アミド単量体に含まれるN-ビニルカルボン酸アミド単量体以外のものとしては、主に、N-(1-アルコキシエチル)カルボン酸アミド、カルボン酸アミド、炭素数1~5のアルコールなどが含まれ、これらは、N-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造方法などに由来する不純物である。
The crude N-vinyl carboxylic acid amide monomer may be obtained by any production method. For example, it may be obtained by synthesizing N-(1-alkoxyethyl) carboxylic acid amide from carboxylic acid amide, acetaldehyde and alcohol, and subjecting it to thermal or catalytic decomposition (see JP-A-50-76015). It may also be obtained by synthesizing ethylidene bis carboxylic acid amide from carboxylic acid amide and acetaldehyde, and subjecting it to thermal decomposition (see JP-A-61-106546).
The crude N-vinyl carboxylic acid amide monomer mainly contains, other than the N-vinyl carboxylic acid amide monomer, N-(1-alkoxyethyl) carboxylic acid amide, carboxylic acid amide, alcohols having 1 to 5 carbon atoms, etc., which are impurities derived from the production method of the N-vinyl carboxylic acid amide monomer, etc.

上記粗N-ビニルカルボン酸アミド単量体は、N-ビニルカルボン酸アミド単量体を85~99質量%の量で含み、好ましくは90~98質量%で含み、より好ましくは92~98質量%で含むことが望ましい。N-ビニルカルボン酸アミド単量体がこの範囲で含まれている場合は、N-ビニルカルボン酸アミド単量体の回収率を高くでき、得られたN-ビニルカルボン酸アミド単量体は純度が高く、優れた重合性を示すために望ましい。上記粗N-ビニルカルボン酸アミド単量体に含まれるN-ビニルカルボン酸アミド単量体の量が50~85質量%の範囲の場合は、適宜、晶析、蒸留、抽出などの操作によって、N-ビニルカルボン酸アミド単量体の含有量を調整してもよい。またこのような操作で、粗N-ビニルカルボン酸アミド単量体中の不溶成分を予め除去することもできる。 The crude N-vinyl carboxylic acid amide monomer contains the N-vinyl carboxylic acid amide monomer in an amount of 85 to 99% by mass, preferably 90 to 98% by mass, and more preferably 92 to 98% by mass. When the N-vinyl carboxylic acid amide monomer is contained in this range, the recovery rate of the N-vinyl carboxylic acid amide monomer can be increased, and the obtained N-vinyl carboxylic acid amide monomer has high purity and excellent polymerizability, which is desirable. When the amount of the N-vinyl carboxylic acid amide monomer contained in the crude N-vinyl carboxylic acid amide monomer is in the range of 50 to 85% by mass, the content of the N-vinyl carboxylic acid amide monomer may be appropriately adjusted by operations such as crystallization, distillation, and extraction. Insoluble components in the crude N-vinyl carboxylic acid amide monomer can also be removed in advance by such operations.

通常、公知の製造方法で得られる粗N-ビニルカルボン酸アミド単量体中のN-ビニルカルボン酸アミド単量体の含有量の上限は、前記範囲にあるが、この上限より高い粗N-ビニルカルボン酸アミド単量体を本発明の製造方法で処理しても、N-ビニルカルボン酸アミド単量体の精製物を得ることは可能である。 Normally, the upper limit of the content of N-vinyl carboxylic acid amide monomer in crude N-vinyl carboxylic acid amide monomer obtained by known production methods is within the above-mentioned range, but even if crude N-vinyl carboxylic acid amide monomer higher than this upper limit is treated by the production method of the present invention, it is possible to obtain a purified N-vinyl carboxylic acid amide monomer.

溶媒晶析工程
溶媒晶析工程では、回収したN-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶を、晶析溶媒であるトルエンに、貧溶媒である炭素数6~7の脂肪族炭化水素の存在下に溶解させたのち、晶析させる。回収したN-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶は、N-ビニルカルボン酸アミド単量体を88質量%以上の量で含み、好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは92質量%以上の量で含むものが望ましい。N-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶は、N-ビニルカルボン酸アミド単量体以外に、前記晶析母液や、リンズに用いた母液を含むことがある。
Solvent Crystallization Step In the solvent crystallization step, the recovered N-vinyl carboxylic acid amide monomer crystals are dissolved in toluene, which is a crystallization solvent, in the presence of an aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms, which is a poor solvent, and then crystallized. The recovered N-vinyl carboxylic acid amide monomer crystals contain the N-vinyl carboxylic acid amide monomer in an amount of 88% by mass or more, preferably 90% by mass or more, and more preferably 92% by mass or more. The N-vinyl carboxylic acid amide monomer crystals may contain the crystallization mother liquor and the mother liquor used for rinsing, in addition to the N-vinyl carboxylic acid amide monomer.

使用するトルエンの質量は、使用するN-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶の質量に対し、好ましくは0.01以上0.5以下の比率であり、より好ましくは、0.02~0.4、更に好ましくは0.03~0.3である。
また、使用する炭素数6~7の脂肪族炭化水素としては、ノルマルヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ノルマルヘプタン、シクロヘプタンが好ましく、さらに好ましくは、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンが挙げられる。炭素数が5以下の脂肪族炭化水素は沸点が低いため取扱いが難しく、炭素数が8以上の脂肪族炭化水素は沸点が高くなり、結晶から除去しきれない場合がある。また、炭素数6~7の脂肪族炭化水素の質量は、使用するN-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶の質量に対し、好ましくは0.5以上3.0以下の比率であり、より好ましくは0.5~2.0であることが好ましい。この比率の範囲にあると、N-ビニルカルボン酸アミド単量体の再結晶が充分に析出するとともに、溶媒使用量が多くならず、晶析装置の容積効率を高くできるので望ましい。
使用するトルエンの質量は、使用する炭素数6~7の脂肪族炭化水素の質量に対して0.003~1.0が好ましく、0.005~0.8がより好ましく、0.01~0.5がさらに好ましい。
The ratio of the mass of toluene used to the mass of the N-vinylcarboxylic acid amide monomer crystals used is preferably 0.01 to 0.5, more preferably 0.02 to 0.4, and even more preferably 0.03 to 0.3.
In addition, the aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms used is preferably normal hexane, cyclohexane, methylcyclohexane, normal heptane, or cycloheptane, and more preferably cyclohexane or methylcyclohexane. Aliphatic hydrocarbons having 5 or less carbon atoms have a low boiling point and are difficult to handle, while aliphatic hydrocarbons having 8 or more carbon atoms have a high boiling point and may not be completely removed from the crystals. In addition, the mass of the aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms is preferably a ratio of 0.5 to 3.0, more preferably 0.5 to 2.0, relative to the mass of the N-vinyl carboxylic acid amide monomer crystals used. This ratio range is desirable because it allows the recrystallization of the N-vinyl carboxylic acid amide monomer to be sufficiently precipitated, does not increase the amount of solvent used, and can increase the volumetric efficiency of the crystallizer.
The mass of toluene used is preferably 0.003 to 1.0, more preferably 0.005 to 0.8, and even more preferably 0.01 to 0.5, relative to the mass of the aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms used.

N-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶を溶解する温度は30~80℃が好ましく、より好ましくは30~60℃、さらに好ましくは35~45℃である。この温度範囲では、N-ビニルカルボン酸アミドが変性することなく、十分に溶解するため望ましい。
次いで、溶解したN-ビニルカルボン酸アミド単量体を冷却して再結晶を析出させる。この冷却温度は-20℃~35℃が好ましく、より好ましくは-15~30℃、さらに好ましくは10℃~30℃である。この温度範囲にあれば、設備的なコストが小さく、かつ晶析収率が十分となり、望ましい。
N-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶を溶解する温度と溶解したN-ビニルカルボン酸アミド単量体を冷却して再結晶を析出させる温度の差は、1~100℃が好ましく、より好ましくは3~40℃であり、さらに好ましくは5~30℃である。
N-ビニルカルボン酸アミド単量体の再結晶を回収して、N-ビニルカルボン酸アミド単量体精製物が製造される。
The temperature for dissolving the N-vinylcarboxylic acid amide monomer crystals is preferably 30 to 80° C., more preferably 30 to 60° C., and further preferably 35 to 45° C. This temperature range is desirable because the N-vinylcarboxylic acid amide is sufficiently dissolved without being denatured.
Next, the dissolved N-vinyl carboxylic acid amide monomer is cooled to precipitate recrystallization. The cooling temperature is preferably −20° C. to 35° C., more preferably −15° C. to 30° C., and even more preferably 10° C. to 30° C. This temperature range is desirable because it reduces equipment costs and provides a sufficient crystallization yield.
The difference between the temperature at which the N-vinylcarboxylic acid amide monomer crystals are dissolved and the temperature at which the dissolved N-vinylcarboxylic acid amide monomer is cooled to precipitate recrystallization is preferably 1 to 100°C, more preferably 3 to 40°C, and even more preferably 5 to 30°C.
The recrystallized N-vinyl carboxylic acid amide monomer is recovered to produce a purified N-vinyl carboxylic acid amide monomer.

溶媒晶析工程で析出したN-ビニルカルボン酸アミド単量体の再結晶を効率よく分離する方法としては、ろ過による分離が好ましい。ろ過による方法に制限はないが、晶析母液との分離や生産性の観点で、遠心分離ろ過や加圧ろ過などが好ましい。また、ろ過後にリンズを行うことも母液との分離性を向上させる上で好ましい。リンズに用いる溶媒としては、晶析溶媒と同様のトルエンと炭素数6~7の脂肪族炭化水素が好ましい。リンズに使用するトルエンの質量は、工程(A)から回収したN-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶の質量に対し、0.01~0.3の比率で使用することが好ましく、より好ましくは0.01~0.2、さらに好ましくは0.02~0.1である。また、リンズに使用する炭素数6~7の脂肪族炭化水素の質量は工程(A)から回収したN-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶の質量に対し、0.1~3.0の比率で使用することが好ましく、より好ましくは0.1~2.0、さらに好ましくは0.1~1.5が好ましい。 As a method for efficiently separating the recrystallized N-vinyl carboxylic acid amide monomer precipitated in the solvent crystallization step, separation by filtration is preferred. There are no limitations on the filtration method, but from the viewpoint of separation from the crystallization mother liquor and productivity, centrifugal filtration, pressure filtration, etc. are preferred. In addition, rinsing after filtration is also preferred in terms of improving separation from the mother liquor. As the solvent used for rinsing, toluene and aliphatic hydrocarbons having 6 to 7 carbon atoms, similar to the crystallization solvent, are preferred. The mass of toluene used for rinsing is preferably used in a ratio of 0.01 to 0.3, more preferably 0.01 to 0.2, and even more preferably 0.02 to 0.1, relative to the mass of the N-vinyl carboxylic acid amide monomer crystals recovered from step (A). In addition, the mass of the aliphatic hydrocarbons having 6 to 7 carbon atoms used for rinsing is preferably used in a ratio of 0.1 to 3.0, more preferably 0.1 to 2.0, and even more preferably 0.1 to 1.5, relative to the mass of the N-vinyl carboxylic acid amide monomer crystals recovered from step (A).

こうして製造された高重合性N-ビニルカルボン酸アミド単量体は、純度が高く、高い重合性を備えている。 The highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomer produced in this way has high purity and high polymerizability.

溶媒晶析工程で回収された母液には、アルコール、カルボン酸アミド、N-(1-アルコキシエチル)カルボン酸アミドなど、N-ビニルカルボン酸アミド単量体の合成原料が含まれている。これらを粗N-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造工程、例えば、N-(1-アルコキシエチル)カルボン酸アミドの合成工程などに回送して再利用してもよい。
こうして製造された高重合性N-ビニルカルボン酸アミド単量体は、適宜重合されて使用できる。たとえば、上記の製造方法によって得られた高純度N-ビニルカルボン酸アミド単量体を含む単量体を重合して得られる単独重合体、またはN-ビニルカルボン酸アミド単量体と他の単量体とを重合して得られる共重合体などとして利用できる。これらの(共)重合体は水溶性であり、種々の用途に用いられる。
The mother liquor recovered in the solvent crystallization step contains raw materials for synthesizing an N-vinyl carboxylic acid amide monomer, such as alcohol, carboxylic acid amide, N-(1-alkoxyethyl) carboxylic acid amide, etc. These may be recycled by being sent to a process for producing a crude N-vinyl carboxylic acid amide monomer, for example, a process for synthesizing an N-(1-alkoxyethyl) carboxylic acid amide.
The highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomer thus produced can be used after appropriate polymerization. For example, it can be used as a homopolymer obtained by polymerizing a monomer containing the high purity N-vinyl carboxylic acid amide monomer obtained by the above-mentioned production method, or as a copolymer obtained by polymerizing the N-vinyl carboxylic acid amide monomer with another monomer. These (co)polymers are water-soluble and can be used for various applications.

上記他の単量体としては、(メタ)アクリル酸またはその塩、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸(イソ)プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリオキシアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸系単量体;(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸またはその塩、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド系単量体;酢酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビニル等のビニルエステル系単量体;スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-メトキシスチレン、m-クロロスチレン等のスチレン系単量体;メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ビニルベンジルエーテル等のビニルエーテル系単量体;無水マレイン酸、マレイン酸またはその塩、フマル酸またはその塩、マレイン酸ジメチルエステル、フマル酸ジエチルエステル等のジカルボン酸系単量体;アリルアルコール、アリルフェニルエーテル、アリルアセテート等のアリル系単量体;(メタ)アクリロニトリル、塩化ビニル、エチレン、プロピレン等の単量体などが挙げられる。 Examples of the other monomers include (meth)acrylic acid or its salts, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, (iso)propyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, methoxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, and polyoxyalkylene glycol mono(meth)acrylate (meth)acrylic acid-based monomers; (meth)acrylamide, N,N-dimethyl(meth)acrylamide, N,N-diethyl(meth)acrylamide, N-methylol(meth)acrylamide, and 2-(meth)acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid or its salts. , N-isopropyl (meth)acrylamide and other (meth)acrylamide-based monomers; vinyl ester-based monomers such as vinyl acetate, vinyl butyrate, and vinyl valerate; styrene-based monomers such as styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, and m-chlorostyrene; vinyl ether-based monomers such as methyl vinyl ether, butyl vinyl ether, and vinyl benzyl ether; dicarboxylic acid-based monomers such as maleic anhydride, maleic acid or its salt, fumaric acid or its salt, maleic acid dimethyl ester, and fumaric acid diethyl ester; allyl-based monomers such as allyl alcohol, allyl phenyl ether, and allyl acetate; and monomers such as (meth)acrylonitrile, vinyl chloride, ethylene, and propylene.

また、上記他の単量体は、単独で用いても、2種類以上組み合わせて用いてもよい。上記他の単量体の量は、共重合体の用途によって適宜決めればよいが、全単量体中、通常60質量%以下、好ましくは40質量%以下の量で用いることが望ましい。 The other monomers may be used alone or in combination of two or more. The amount of the other monomers may be appropriately determined depending on the application of the copolymer, but it is desirable to use them in an amount of usually 60% by mass or less, preferably 40% by mass or less, of the total monomers.

本発明の高重合性N-ビニルカルボン酸アミド単量体を重合する際に、重合開始剤を用いても良い。重合開始剤としては、ビニル化合物のラジカル重合に一般的に使用されるものを限定することなく使用できる。例えば、レドックス系重合開始剤、アゾ化合物系重合開始剤、過酸化物系重合開始剤があげられる。
これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記(共)重合体は、増粘効果、分散効果などの機能を利用して広い分野に好適に用いられる。以下に具体例を例示するが、この限りでない。
A polymerization initiator may be used when polymerizing the highly polymerizable N-vinyl carboxylic acid amide monomer of the present invention. As the polymerization initiator, any initiator generally used in the radical polymerization of vinyl compounds can be used without any limitation. For example, a redox-based polymerization initiator, an azo compound-based polymerization initiator, and a peroxide-based polymerization initiator can be mentioned.
These may be used alone or in combination of two or more.
The above (co)polymers are suitably used in a wide range of fields by utilizing their functions such as thickening effect, dispersing effect, etc. Specific examples are given below, but are not limited to these.

(1)工業用分散剤
例えば、無機・有機の各種粉末の分散剤として用いられる。より具体的には、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム等の無機粉末;タルク、カオリン等の鉱物系粉末;カーボンブラック等の各種顔料粉末;ポリウレタン、ポリアクリル酸エステル、ポリエチレン等の樹脂粉末;ステアリン酸塩等の有機粉末などについて、水などの各種極性溶媒に対する分散剤として用いられる。
(1) Industrial dispersants: For example, they are used as dispersants for various inorganic and organic powders. More specifically, they are used as dispersants for various polar solvents such as water for inorganic powders such as silica, alumina, titania, calcium carbonate, etc.; mineral powders such as talc, kaolin, etc.; various pigment powders such as carbon black, etc.; resin powders such as polyurethane, polyacrylic ester, polyethylene, etc.; and organic powders such as stearates.

(2)塗料、インキなどに用いる増粘剤・分散剤
例えば、塗料、インキなどについて、添料分散剤;粘度、レベリングなどの調整剤;濡れ性改良剤として用いられる。
(2) Thickeners and dispersants for paints, inks, etc. For example, they are used as additive dispersants, viscosity and leveling regulators, and wettability improvers for paints, inks, etc.

(3)水および油に用いる処理剤・採取剤
(4)化粧品
例えば、シャンプー、リンズ、ローションなどの化粧品について、乳化安定剤、潤滑剤、乳化型化粧料(乳化剤として使用)、皮膜型パック剤、セット剤に用いられる。
(3) Treatment and collection agents for water and oil. (4) Cosmetics. For example, in cosmetics such as shampoo, rinse, and lotion, they are used as emulsion stabilizers, lubricants, emulsion-type cosmetics (used as an emulsifier), film-type packs, and setting agents.

(5)トイレタリー製品
例えば、液体洗剤(衣料用、台所用、トイレ・タイル用)、歯磨き、クレンザー、柔軟仕上げ剤、工業用洗浄剤などの増粘剤として用いられる。
(5) Toiletry products For example, it is used as a thickening agent in liquid detergents (for clothing, kitchen, toilets and tiles), toothpaste, cleansers, fabric softeners, industrial cleaners, etc.

(6)粘着剤およびその助剤
(7)メディカル分野
例えば、錠剤(徐放性薬剤)、腸溶性薬剤、パップ剤、プラスター剤等の貼付剤用の基材、外用軟膏剤、薬剤放出制御製剤、胃内浮遊徐放性製剤、粘膜投与製剤、外皮用組成物(医療用フィルム)、創傷被覆保護材、歯科用材料、口腔用吸収剤、歯間清掃具等において、薬剤の保持・徐放のために用いられるほか、消毒用オートクレーブで加熱されて反復使用される尿道カテーテル・浣腸器等の医療器具用潤滑剤、診断薬の粘度調整剤として用いられる。
(6) Adhesives and their auxiliaries (7) Medical field For example, they are used for retaining and sustained-release of drugs in base materials for patches such as tablets (sustained-release drugs), enteric-coated drugs, poultices and plasters, external ointments, drug release controlled preparations, intragastric floating sustained-release preparations, mucosal administration preparations, compositions for epidermis (medical films), wound covering protective materials, dental materials, oral absorbents, interdental cleaning tools, etc., as well as lubricants for medical instruments such as urethral catheters and enema devices which are heated in a disinfecting autoclave for repeated use, and as viscosity adjusters for diagnostic drugs.

(8)吸水材、保水剤、シーリング剤、保冷剤
(9)その他
例えば、製紙用処理剤;芳香消臭剤;乾燥剤;発酵助剤;パッキン用材料、古壁等の剥離剤に用いられるほか、玩具、汗取り装身具、超音波探傷用接触媒質、超音波探触子、電池・センサー等の電解質支持体などの増粘剤として用いられる。
(8) Water absorbents, water retention agents, sealing agents, and cooling agents. (9) Others. For example, they are used as papermaking treatment agents, deodorizing agents, drying agents, fermentation aids, packing materials, and stripping agents for old walls, as well as thickening agents for toys, sweat-absorbing accessories, contact media for ultrasonic flaw detection, ultrasonic probes, and electrolyte supports for batteries and sensors.

以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
本発明の製造方法で得られた高重合性N-ビニルアセトアミド単量体の分析方法を以下に示す。なお分析方法は以下に限定されず、公知の方法を採用することが可能である。
The present invention will be described in more detail below based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
The analytical method for the highly polymerizable N-vinylacetamide monomer obtained by the production method of the present invention is described below. However, the analytical method is not limited to the following, and any known method can be used.

・組成分析
実施例・比較例で得られたN-ビニルアセトアミド単量体の純度は、以下の条件のGC分析で定量する。
装置:高性能汎用ガスクロマトグラフ「GC-2014」(株式会社島津製作所製)
カラム:DB-WAX(φ0.25mm × 30m、Agilent Technologies社製)
キャリアガス種類:He
キャリアガス流量:1mL/分
スプリット比:40
カラム温度:40℃(7分)→昇温(25℃/分)→130℃(15分)→昇温(30℃/分)→220℃(7分)の順で昇温プログラムを設定
インジェクション温度:200℃
検出器:水素炎イオン化検出器(FID)
検出器温度:230℃
また、N-ビニルアセトアミド単量体は、高速液体カラムクロマトグラフィー(HPLC)法により、紫外可視分光吸収スペクトルにより確認・同定した。測定条件は次のとおりである。
カラム:昭和電工株式会社製:Shodex(登録商標) SIL-5B
溶離液:イソプロピルアルコール(IPA)/N-ヘキサン=1/9(質量比)
カラム温度:40℃
流量:1.0mL/分
検出器:紫外可視分光検出器、254nm
Composition Analysis The purity of the N-vinylacetamide monomer obtained in the Examples and Comparative Examples is determined by GC analysis under the following conditions.
Equipment: High-performance general-purpose gas chromatograph "GC-2014" (Shimadzu Corporation)
Column: DB-WAX (φ0.25 mm × 30 m, manufactured by Agilent Technologies)
Carrier gas type: He
Carrier gas flow rate: 1 mL/min Split ratio: 40
Column temperature: Set the temperature rise program in the following order: 40°C (7 min) → temperature rise (25°C/min) → 130°C (15 min) → temperature rise (30°C/min) → 220°C (7 min) Injection temperature: 200°C
Detector: Flame ionization detector (FID)
Detector temperature: 230°C
The N-vinylacetamide monomer was confirmed and identified by ultraviolet-visible spectroscopic absorption spectrum by high performance liquid column chromatography (HPLC) under the following measurement conditions.
Column: Showa Denko K.K.: Shodex (registered trademark) SIL-5B
Eluent: isopropyl alcohol (IPA)/n-hexane = 1/9 (mass ratio)
Column temperature: 40°C
Flow rate: 1.0 mL/min Detector: UV-Vis spectrometer, 254 nm

・重合性試験
また、得られたN-ビニルアセトアミド単量体精製物の重合性については、次に示す重合性試験により評価を行う。
Polymerization Test The polymerizability of the resulting N-vinylacetamide monomer purified product is evaluated by the following polymerization test.

[1]触媒注入管、窒素ガス吹込管、窒素ガス排気管、温度計を備えた、100mlガラス容器を準備する。
[2][1]のガラス容器にN-ビニルアセトアミド単量体精製物 20g、イオン交換水 58gを秤取る。
[3]窒素ガス50cm/分でバブリングしながらウォーターバスで30℃に加温する。窒素ガスは重合終了まで通気する。
[4]重合開始剤として、2,2`-アゾビス[2-(2-イミダゾリン―2-イル)プロパン]二塩酸塩(富士フイルム和光純薬株式会社製 V-044)1.6gにイオン交換水48.4gを加えて溶解する。
[5]重合開始剤として2,2`-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(富士フイルム和光純薬株式会社製 V-50)4.0gにイオン交換水46.0gを加えて溶解する。
[6]窒素ガス通気が1時間経過したところで、[4]の重合開始剤溶液 1.0gを、続けて[5]の重合開始剤溶液 1.0gを注射器により添加する。
[7]ガラス容器をウォーターバスから取り出し、ガラス表面の水分をペーパーで除去してから断熱容器に移し重合を継続させる。
[8]重合温度を監視し、[6]の重合開始剤添加から、標準温度ピーク到達時間(重合開始剤注入から温度ピーク到達までの時間)を重合性の指標とした。重合性の良・不可の判断は、標準温度ピーク到達時間で判断し、120分未満を良とする。
[1] Prepare a 100 ml glass container equipped with a catalyst injection tube, a nitrogen gas inlet tube, a nitrogen gas exhaust tube, and a thermometer.
[2] 20 g of purified N-vinylacetamide monomer and 58 g of ion-exchanged water are weighed into the glass container [1].
[3] Heat to 30° C. in a water bath while bubbling nitrogen gas at 50 cm 3 /min. Continue passing nitrogen gas through until the end of polymerization.
[4] As a polymerization initiator, 1.6 g of 2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] dihydrochloride (V-044 manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is dissolved in 48.4 g of ion-exchanged water.
[5] 4.0 g of 2,2'-azobis(2-methylpropionamidine) dihydrochloride (V-50, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a polymerization initiator is dissolved in 46.0 g of ion-exchanged water.
[6] After one hour of nitrogen gas aeration, 1.0 g of the polymerization initiator solution of [4] and then 1.0 g of the polymerization initiator solution of [5] are added via syringe.
[7] The glass container is removed from the water bath, the moisture on the surface of the glass is removed with paper, and then the container is transferred to an insulated container to continue polymerization.
[8] The polymerization temperature was monitored, and the standard temperature peak arrival time (the time from the injection of the polymerization initiator to the arrival of the temperature peak) was used as an index of polymerization. The polymerization was judged to be good or bad based on the standard temperature peak arrival time, with a time of less than 120 minutes being considered good.

[合成例1]
アセトアルデヒド224g、メタノール325g、アセトアミド100gを硫酸触媒下、40℃にて反応させてpH1.2のN-(1-メトキシエチル)アセトアミドを合成した。その反応液に48質量%水酸化ナトリウム水溶液を加えてpH8.3に調整した。その後、単蒸留装置にて温度60~70℃、圧力33kPa(絶対圧力)で低沸点成分を留去後、温度70℃、圧力0.3kPa(絶対圧力)で水及びメタノールを留去し、純度92質量%のN-(1-メトキシエチル)アセトアミドを151g得た。
続いて、N-(1-メトキシエチル)アセトアミドを400℃、20kPa(絶対圧力)に保たれた反応器(内径20mm、長さ240mmのチューブ型反応器)に、1.5g/分の割合で供給した。反応器出口に設置された冷却管で、熱分解反応で生成したN-ビニルアセトアミドとメタノールの混合物を凝縮して、粗N-ビニルアセトアミド回収物を得た。N-(1-メトキシエチル)アセトアミドの転化率は90%であった。
[Synthesis Example 1]
224 g of acetaldehyde, 325 g of methanol, and 100 g of acetamide were reacted at 40° C. under a sulfuric acid catalyst to synthesize N-(1-methoxyethyl)acetamide with a pH of 1.2. A 48% by mass aqueous solution of sodium hydroxide was added to the reaction solution to adjust the pH to 8.3. Thereafter, low boiling point components were distilled off at a temperature of 60 to 70° C. and a pressure of 33 kPa (absolute pressure) using a simple distillation apparatus, and then water and methanol were distilled off at a temperature of 70° C. and a pressure of 0.3 kPa (absolute pressure) to obtain 151 g of N-(1-methoxyethyl)acetamide with a purity of 92% by mass.
Next, N-(1-methoxyethyl)acetamide was fed at a rate of 1.5 g/min to a reactor (a tubular reactor having an inner diameter of 20 mm and a length of 240 mm) maintained at 400° C. and 20 kPa (absolute pressure). A mixture of N-vinylacetamide and methanol produced by the thermal decomposition reaction was condensed in a cooling tube installed at the reactor outlet to obtain a crude N-vinylacetamide recovered product. The conversion rate of N-(1-methoxyethyl)acetamide was 90%.

次いで0.3%Pd-Al触媒をカラムに充填した(充填量は粗N-ビニルアセトアミド回収物20gに対して触媒量1mlになる量とした)のち、反応温度40℃、水素ガス圧力0.03MPa(ゲージ圧)、触媒充填カラムでの空間速度(SV値)が100/時間になるよう粗N-ビニルアセトアミド回収物を循環流通し、熱分解反応で副生したN-1,3-ブタジエニルアセトアミドを水素化して低減した。
反応時間はN-1,3-ブタジエニルアセトアミド量が30質量ppm以下となるまで実施した。N-1,3-ブタジエニルアセトアミドが低減された粗N-ビニルアセトアミド回収物を、単蒸留装置を用いて真空度0.3kPa(絶対圧力)以下、ボトム温度60℃以下の条件下蒸留しメタノールを除去して、粗N-ビニルアセトアミド単量体を120g得た。この粗N-ビニルアセトアミド単量体中のN-ビニルアセトアミド単量体純度は75質量%であった。
Next, a 0.3% Pd-Al 2 O 3 catalyst was packed into the column (the amount packed was set to 1 ml of catalyst per 20 g of the crude N-vinylacetamide recovered product), and the crude N-vinylacetamide recovered product was circulated and circulated at a reaction temperature of 40° C., a hydrogen gas pressure of 0.03 MPa (gauge pressure), and a space velocity (SV value) in the catalyst-packed column of 100/hour, and N-1,3-butadienylacetamide produced as a by-product in the thermal decomposition reaction was reduced by hydrogenation.
The reaction was continued until the amount of N-1,3-butadienylacetamide was 30 ppm by mass or less. The crude N-vinylacetamide recovered product with reduced N-1,3-butadienylacetamide was distilled using a simple distillation apparatus under conditions of a vacuum degree of 0.3 kPa (absolute pressure) or less and a bottom temperature of 60° C. or less to remove methanol, thereby obtaining 120 g of crude N-vinylacetamide monomer. The N-vinylacetamide monomer purity in this crude N-vinylacetamide monomer was 75% by mass.

[合成例2]
合成例1で得た粗N-ビニルアセトアミド単量体を晶析装置により40℃に昇温し融解させ、40℃から10℃まで6時間で冷却晶析し、遠心分離ろ過器へ移送し、遠心分離ろ過器を用い固液分離を行い、その後にトルエン4g/メチルシクロヘキサン77gにてリンズを行い、N-ビニルアセトアミド単量体の結晶を52g得た。この時のN-ビニルアセトアミドは純度95質量%であった。
[Synthesis Example 2]
The crude N-vinylacetamide monomer obtained in Synthesis Example 1 was heated to 40°C in a crystallizer to melt it, cooled from 40°C to 10°C for 6 hours to cause crystallization, transferred to a centrifugal filter, subjected to solid-liquid separation using the centrifugal filter, and then rinsed with 4 g of toluene/77 g of methylcyclohexane to obtain 52 g of crystals of N-vinylacetamide monomer. The purity of N-vinylacetamide at this time was 95% by mass.

[実施例1]
合成例2で得たN-ビニルアセトアミド単量体結晶52gに、トルエン10g、メチルシクロヘキサン57gを加え、40℃に加熱して溶解後、5℃/時間で30℃に冷却することで溶媒晶析して、N-ビニルアセトアミド単量体の再結晶を析出させた。その後、再結晶を含むスラリーを遠心分離ろ過器へ移送し、遠心分離ろ過器を用い固液分離を行い、その後にトルエン1g/メチルシクロヘキサン25gにてリンズを行い、再結晶を回収して、N-ビニルアセトアミド単量体の精製物を得た。得られた精製物は41gで、N-ビニルアセトアミド単量体の純度は99.7質量%であった。
得られたN-ビニルアセトアミド単量体精製物について、重合性試験を行った。その結果は、100分であった。
[Example 1]
10 g of toluene and 57 g of methylcyclohexane were added to 52 g of the N-vinylacetamide monomer crystals obtained in Synthesis Example 2, and the mixture was heated to 40° C. to dissolve, and then cooled to 30° C. at 5° C./hour to perform solvent crystallization, thereby precipitating recrystallized N-vinylacetamide monomer. Thereafter, the slurry containing the recrystallized product was transferred to a centrifugal filter, and solid-liquid separation was performed using the centrifugal filter, followed by rinsing with 1 g of toluene/25 g of methylcyclohexane, and the recrystallized product was recovered to obtain a purified product of N-vinylacetamide monomer. The obtained purified product weighed 41 g, and the purity of the N-vinylacetamide monomer was 99.7% by mass.
The resulting purified N-vinylacetamide monomer was subjected to a polymerization test, and the result was 100 minutes.

[実施例2]
溶媒晶析において、使用量をトルエン31g、メチルシクロヘキサン57gとし、溶媒晶析の冷却終点温度を20℃とした以外は、実施例1と同様にしてN-ビニルアセトアミド単量体の再結晶を析出させた。その後、再結晶を含むスラリーを遠心分離ろ過器へ送液し、固液分離を行い、リンズを行ったのち再結晶を回収して、N-ビニルアセトアミド単量体の精製物を得た。得られた精製物は47gで、純度が99.8質量%であった。重合性試験の結果は、112分であった。
[Example 2]
Recrystallization of N-vinylacetamide monomer was precipitated in the same manner as in Example 1, except that in the solvent crystallization, the amounts of toluene and methylcyclohexane used were 31 g and 57 g, respectively, and the cooling end point temperature of the solvent crystallization was 20° C. Thereafter, the slurry containing the recrystallization was sent to a centrifugal separator for solid-liquid separation, and after rinsing, the recrystallization was recovered to obtain a purified product of N-vinylacetamide monomer. The obtained purified product weighed 47 g and had a purity of 99.8% by mass. The result of the polymerization test was 112 minutes.

[実施例3]
溶媒晶析において、使用量をトルエン52g、メチルシクロヘキサン57gとし、溶媒晶析の冷却終点温度を15℃とした以外は、実施例1と同様にしてN-ビニルアセトアミド単量体の再結晶を析出させた。その後、再結晶を含むスラリーを遠心分離ろ過器へ送液し、固液分離を行い、リンズを行ったのち再結晶を回収して、N-ビニルアセトアミド単量体の精製物を得た。得られた精製物は47gで、純度が99.8質量%であった。重合性試験の結果は、108分であった。
[Example 3]
Recrystallization of N-vinylacetamide monomer was precipitated in the same manner as in Example 1, except that in the solvent crystallization, the amounts of toluene and methylcyclohexane used were 52 g and 57 g, respectively, and the cooling end point temperature of the solvent crystallization was 15° C. Then, the slurry containing the recrystallization was sent to a centrifugal separator for solid-liquid separation, and after rinsing, the recrystallization was recovered to obtain a purified product of N-vinylacetamide monomer. The obtained purified product weighed 47 g and had a purity of 99.8% by mass. The result of the polymerization test was 108 minutes.

[実施例4]
溶媒晶析およびリンズにおいて、メチルシクロヘキサンの代わりにノルマルヘキサンを用いた以外は、実施例1と同様にしてN-ビニルアセトアミド単量体の再結晶を析出させた。その後、再結晶を含むスラリーを遠心分離ろ過器へ送液し、遠心分離ろ過器を用い固液分離を行い、リンズを行ったのち、再結晶を回収して、N-ビニルアセトアミド単量体を得た。得られた精製物は46gで、純度が99.8質量%であった。重合性試験の結果は、104分であった。
[Example 4]
Recrystallization of N-vinylacetamide monomer was precipitated in the same manner as in Example 1, except that normal hexane was used instead of methylcyclohexane in the solvent crystallization and rinsing. Thereafter, the slurry containing the recrystallization was sent to a centrifugal filter, and solid-liquid separation was performed using the centrifugal filter. After rinsing, the recrystallization was recovered to obtain N-vinylacetamide monomer. The obtained purified product weighed 46 g and had a purity of 99.8% by mass. The result of the polymerization test was 104 minutes.

[実施例5]
溶媒晶析およびリンズにおいて、メチルシクロヘキサンの代わりにシクロヘキサンを用いた以外は、実施例1と同様にしてN-ビニルアセトアミド単量体の再結晶を析出させた。その後、再結晶を含むスラリーを遠心分離ろ過器へ送液し、遠心分離ろ過器を用い固液分離を行い、リンズを行ったのち、再結晶を回収して、N-ビニルアセトアミド単量体を得た。得られた精製物は43gで、純度が99.8質量%であった。重合性試験の結果は、98分であった。
[Example 5]
Recrystallization of N-vinylacetamide monomer was precipitated in the same manner as in Example 1, except that cyclohexane was used instead of methylcyclohexane in the solvent crystallization and rinsing. Thereafter, the slurry containing the recrystallization was sent to a centrifugal filter, and solid-liquid separation was performed using the centrifugal filter. After rinsing, the recrystallization was recovered to obtain N-vinylacetamide monomer. The obtained purified product weighed 43 g and had a purity of 99.8% by mass. The result of the polymerization test was 98 minutes.

[実施例6]
合成例1、合成例2および実施例1と同様の操作を行い、純度が99.7質量%、重合性試験が106分であったN-ビニルアセトアミド単量体を、20℃にて1.5年間保管した。保管後の純度は97.2質量%、重合性試験結果が130分であった。このN-ビニルアセトアミド単量体52gを、実施例1と同様にしてN-ビニルアセトアミド単量体の精製物を得た。得られた精製物は40gで、純度が99.7質量%であった。重合性試験の結果は、102分であった。
[Example 6]
N-vinylacetamide monomer having a purity of 99.7% by mass and a polymerization test result of 106 minutes, which was obtained by carrying out the same operations as in Synthesis Examples 1, 2 and Example 1, was stored at 20° C. for 1.5 years. After storage, the purity was 97.2% by mass, and the result of the polymerization test was 130 minutes. A purified product of N-vinylacetamide monomer was obtained from 52 g of this N-vinylacetamide monomer in the same manner as in Example 1. The obtained purified product weighed 40 g and had a purity of 99.7% by mass. The result of the polymerization test was 102 minutes.

[比較例1]
合成例2で得られたN-ビニルアセトアミド単量体の結晶52g(純度95質量%)について、重合性試験を実施の結果、160分となり重合性不良の結果であった。
[Comparative Example 1]
A polymerization test was carried out on 52 g (purity 95% by mass) of the crystals of the N-vinylacetamide monomer obtained in Synthesis Example 2. The polymerization time was 160 minutes, which was a poor result.

[比較例2]
合成例1と同様にして得られたメタノールを除去した後の粗N-ビニルアセトアミド単量体100gに対して、冷却晶析を実施せずに、トルエン20g、メチルシクロヘキサン110gを加えて40℃に加熱して溶解後、7時間で5℃に冷却することで溶媒晶析を実施したが、さらに1時間掛けて0℃に冷却しても結晶の析出が見られず、N-ビニルアセトアミド単量体を得ることが出来なかった。
[Comparative Example 2]
To 100 g of crude N-vinylacetamide monomer obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 after removing methanol, 20 g of toluene and 110 g of methylcyclohexane were added and the mixture was heated to 40° C. to dissolve, and then cooled to 5° C. over 7 hours to carry out solvent crystallization. However, even when the mixture was further cooled to 0° C. over 1 hour, no crystal precipitation was observed, and N-vinylacetamide monomer could not be obtained.

[比較例3]
溶媒晶析において、トルエンを20g用い、メチルシクロヘキサンを使用せず、溶媒晶析の終点温度を10℃とした以外は、実施例1と同様にしてN-ビニルアセトアミド単量体の再結晶を析出させた。溶媒量が少なく、スラリーの流動性がかなり悪化したが、N-ビニルアセトアミド単量体の再結晶を遠心分離ろ過器へ移送し、遠心分離ろ過器を用い固液分離を行い、その後にトルエン1g/メチルシクロヘキサン25gにてリンズを行い、再結晶を回収した。得られた精製物は41gで、純度が99.7質量%であった。重合性試験の結果は、116分であった。
[Comparative Example 3]
Recrystallization of N-vinylacetamide monomer was precipitated in the same manner as in Example 1, except that in the solvent crystallization, 20 g of toluene was used, no methylcyclohexane was used, and the end point temperature of the solvent crystallization was set to 10°C. Although the amount of solvent was small and the fluidity of the slurry was considerably deteriorated, the recrystallized N-vinylacetamide monomer was transferred to a centrifugal filter, and solid-liquid separation was performed using the centrifugal filter, and then rinsing was performed with 1 g of toluene/25 g of methylcyclohexane to recover the recrystallized product. The obtained purified product weighed 41 g and had a purity of 99.7% by mass. The result of the polymerizability test was 116 minutes.

[比較例4]
溶媒晶析において、使用量をトルエン31g、メチルシクロヘキサン208gを使用したため、晶析装置を大きくする必要が生じて、容積効率が4分の1に大きく低下した。また、溶媒晶析の終点温度を10℃とした。それ以外は、実施例1と同様にしてN-ビニルアセトアミド単量体の再結晶を析出させた。溶媒使用量が多いため、N-ビニルアセトアミド単量体の再結晶を含む析出液を遠心分離ろ過器へ分割投入して、遠心分離ろ過器を用い固液分離を行い、その後にトルエン1g/メチルシクロヘキサン25gにてリンズを行い、再結晶を回収した。得られた精製物は49g、純度99.7質量%であった。重合性試験の結果は、180分であった。
晶析条件および評価結果を合わせて表1に示す。
[Comparative Example 4]
In the solvent crystallization, 31 g of toluene and 208 g of methylcyclohexane were used, so that it became necessary to enlarge the crystallization apparatus, and the volume efficiency was greatly reduced to one-fourth. In addition, the end point temperature of the solvent crystallization was set to 10°C. Except for that, the recrystallization of N-vinylacetamide monomer was precipitated in the same manner as in Example 1. Since the amount of solvent used was large, the precipitate containing the recrystallized N-vinylacetamide monomer was divided and charged into a centrifugal filter, and solid-liquid separation was performed using the centrifugal filter, and then rinsing was performed with 1 g of toluene/25 g of methylcyclohexane to recover the recrystallization. The obtained purified product had a weight of 49 g and a purity of 99.7% by mass. The result of the polymerizability test was 180 minutes.
The crystallization conditions and the evaluation results are shown in Table 1.

Figure 0007543645000001
Figure 0007543645000001

本発明によって得られたN-ビニルカルボン酸アミド単量体を使用することにより、凝集剤、増粘剤、分散剤、粘着剤などに利用されるN-ビニルカルボン酸アミドポリマーの製造に利用される。


The N-vinyl carboxylic acid amide monomer obtained by the present invention can be used to produce N-vinyl carboxylic acid amide polymers that are used as flocculants, thickeners, dispersants, adhesives, etc.


Claims (5)

N-ビニルカルボン酸アミド単量体を85~99質量%で含む粗N-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶に、トルエンと炭素数6~7の脂肪族炭化水素との混合溶媒に溶解させたのち、溶媒晶析を行い、固液分離して、N-ビニルカルボン酸アミド単量体精製物を回収する工程を含み、
前記トルエンの質量は、前記炭素数6~7の脂肪族炭化水素の質量に対して0.003~1.0であり、
N-ビニルカルボン酸アミド単量体がN-ビニルアセトアミド単量体である、
N-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造方法。
The method includes a step of dissolving crude N-vinyl carboxylic acid amide monomer crystals containing 85 to 99% by mass of the N-vinyl carboxylic acid amide monomer in a mixed solvent of toluene and an aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms, followed by solvent crystallization and solid-liquid separation to recover a purified N-vinyl carboxylic acid amide monomer product,
the mass of the toluene is 0.003 to 1.0 relative to the mass of the aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms;
The N-vinyl carboxylic acid amide monomer is an N-vinyl acetamide monomer;
Method for producing N-vinyl carboxylic acid amide monomer.
前記溶媒晶析工程におけるトルエン/N-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶の質量比が、0.01以上0.5以下であり、
前記溶媒晶析工程における炭素数6~7の脂肪族炭化水素/N-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶の質量比が0.5以上3.0以下であることを特徴とする、請求項1に記載のN-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造方法。
the mass ratio of toluene/N-vinyl carboxylic acid amide monomer crystals in the solvent crystallization step is 0.01 or more and 0.5 or less;
The method for producing an N-vinyl carboxylic acid amide monomer according to claim 1, characterized in that a mass ratio of an aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms/N-vinyl carboxylic acid amide monomer crystals in the solvent crystallization step is 0.5 or more and 3.0 or less.
前記溶媒晶析が、N-ビニルカルボン酸アミド単量体結晶をトルエンと炭素数6~7の脂肪族炭化水素との混合溶媒に、30℃~80℃で溶解した後、-20℃~35℃に冷却することで行われる、請求項1または請求項2に記載のN-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造方法。 The method for producing an N-vinyl carboxylic acid amide monomer according to claim 1 or 2, wherein the solvent crystallization is carried out by dissolving the N-vinyl carboxylic acid amide monomer crystals in a mixed solvent of toluene and an aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms at 30°C to 80°C, and then cooling the mixture to -20°C to 35°C. 前記溶媒晶析で使用する炭素数6~7の脂肪族炭化水素が、ノルマルヘキサン、シクロヘキサン、ノルマルヘプタン、シクロへプタンおよびメチルシクロヘキサンから選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載のN-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造方法。 The method for producing an N-vinyl carboxylic acid amide monomer according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the aliphatic hydrocarbon having 6 to 7 carbon atoms used in the solvent crystallization is at least one selected from normal hexane, cyclohexane, normal heptane, cycloheptane, and methylcyclohexane. 前記溶媒晶析工程で固液分離する方法が、ろ過分離であることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載のN-ビニルカルボン酸アミド単量体の製造方法。

The method for producing an N-vinyl carboxylic acid amide monomer according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the method for solid-liquid separation in the solvent crystallization step is filtration separation.

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