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JPH10279545A - N,n−ジメチルアクリルアミドの製造法 - Google Patents

N,n−ジメチルアクリルアミドの製造法

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Publication number
JPH10279545A
JPH10279545A JP9094443A JP9444397A JPH10279545A JP H10279545 A JPH10279545 A JP H10279545A JP 9094443 A JP9094443 A JP 9094443A JP 9444397 A JP9444397 A JP 9444397A JP H10279545 A JPH10279545 A JP H10279545A
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JP
Japan
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compound
ester adduct
dimethylamine
sulfuric acid
adduct
Prior art date
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Application number
JP9094443A
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English (en)
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JP3976831B2 (ja
Inventor
Yuichi Takao
裕一 高尾
Akimoto Nagamoto
明元 永本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kohjin Holdings Co Ltd
Kohjin Co
Original Assignee
Kohjin Holdings Co Ltd
Kohjin Co
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Publication date
Application filed by Kohjin Holdings Co Ltd, Kohjin Co filed Critical Kohjin Holdings Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エステルアダクトをロスすることがなく、ま
たゲル化することもなく安定的に運転できる、N,N−
ジメチルアクリルアミドの簡便で工業的に有利な製法を
提供する。 【解決手段】 アクリル酸メチルとジメチルアミンとを
反応しエステルアダクトに変換し、強塩基性触媒存在下
ジメチルアミンと反応しアミドアダクトとし、中和・回
収後、熱分解してN,N−ジメチルアクリルアミドを製
造する方法において、中和を濃度99〜100%の硫酸
で行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、重合して石油採掘
剤、糊剤等に使用される有用なモノマーであるN,N−
ジメチルアクリルアミドの工業的に有利な製造法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】N,N,−ジメチルアクリルアミドの工
業的に製造する方法として、例えばUS2451436
号、特開平4−208258号、特開平6−19975
2号等に示されるアミンアダクト法が公知である。該方
法は、原料として安価なアクリル酸メチルを用い、以下
の方法でN,N−ジメチルアクリルアミドが製造され
る。 (1)二重結合の保護(アダクト化) アクリル酸メチルとジメチルアミンを反応させ、化3で
表される化合物(以下エステルアダクトという。)に変
換する。
【0003】
【化3】(CH32N−CH2CH2−COOCH3
【0004】(2)アミド化 エステルアダクトにジメチルアミンを反応させ、化4で
表される化合物(以下アミドアダクトという。)に変換
する。
【0005】
【化4】(CH32N−CH2CH2−CON(CH32
【0006】(3)熱分解 アミドアダクトを熱分解し、N,N−ジメチルアクリル
アミドを得る。
【0007】これら反応の内、アミド化反応では、エス
テルアダクトとジメチルアミンとを等モルで反応させる
と反応終期の反応速度が非常に遅くなるため、通常、ど
ちらかを過剰モル用い未反応物を回収する方法がとられ
ており、その際も、ジメチルアミンは沸点が低く回収に
多大な装置等を要するため、エステルアダクトを過剰に
用い、これの未反応物を回収する方法が一般的である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにして回収したエステルアダクトをアミド化反応に再
使用する場合、しばしば反応液中にゲル状物質が生成し
て増粘し、液の取り出し等の作業が困難になり、安定し
た運転が困難であるという欠点があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を解決すべく鋭意研究の結果、ゲル化を起こす物質が
主としてアミド化反応で水分により強塩基触媒存在下エ
ステルアダクトから副成するジメチルβ−アラニンであ
ること、エステルアダクト中の水分が300ppm以下
であるとゲル化を起こさないこと、中和に99〜100
%硫酸を用いることによりこの条件が満足され回収率を
低下させることなく安定した運転が可能であることを見
いだし、本発明を完成するにいたった。すなわち本発明
は、(1)二重結合の保護:アクリル酸メチルとジメチ
ルアミンとを反応し化3で表されるエステルアダクトに
変換し、(2)アミド化:これを強塩基性触媒存在下、
化3で表される化合物の0.4〜0.9倍モルのジメチ
ルアミンと反応し化4で表されるアミドアダクトとし、
(3)中和・回収:中和・化3で表される未反応物の回
収ののち、(4)熱分解:熱分解してN,N−ジメチル
アクリルアミドを製造する方法において、中和を濃度9
9〜100%の硫酸で行うN,N−ジメチルアクリルア
ミドの製造法を提供するものである。
【0010】
【化3】(CH32N−CH2CH2−COOCH3
【0011】
【化4】(CH32N−CH2CH2−CON(CH32
【0012】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
(1)アクリル酸の二重結合へのジメチルアミンの付加
は、両者を混ぜ合わせるだけで無触媒で容易に進行す
る。反応温度は室温から若干高められた温度、好ましく
は30〜40℃である。反応は等モルの使用でも5〜6
時間程度で完結するが、予めアミド化に必要なジメチル
アミンを過剰に使用した方が反応速度も速く、反応終了
後も反応液をそのまま次のアミド化に供することができ
るので好ましい。
【0013】本発明の(2)アミド化も公知の方法が使
用できるが、以下の方法が望ましい。すなわち、エステ
ルアダクト1モルに対してジメチルアミン0.4〜0.
9倍モル、好ましくは0.7〜0.8倍モルを強塩基性
触媒存在下反応させることにより実施される。使用でき
る強塩基性触媒としてはアルコラート類、中でもソジウ
ムメトキシドが最も好ましい。使用量は、エステルアダ
クトに対して0.01〜0.015モル程度で十分であ
る。反応は常圧で若干高められた温度、好ましくは40
〜60℃で実施され、反応時間は条件にもよるが2〜8
時間程度で完結する。
【0014】アミド化反応終了後、アミドアダクト、メ
タノール、未反応のエステルアダクトの混合物が生成す
る。本発明においては、該混合液を(3)中和後減圧下
蒸留することにより未反応のエステルアダクトを回収す
る。該混合物を中和することなくそのまま蒸留分離する
と、釜液に強塩基性触媒が濃縮され、二量体化その他の
副反応を起こすので好ましくない。中和に使用される酸
は、99〜100%の硫酸である。硫酸の濃度が低いと
回収エステルアダクトを再利用した場合、ゲル化をおこ
し、一方、硫酸濃度が100%を越える場合は、すなわ
ちフリーのSO3 ガスが存在すると、装置の腐食等の問
題が生じるので好ましくない。99〜100%の硫酸
は、濃硫酸と発煙硫酸から容易に製造されるが、濃硫酸
と発煙硫酸とを一定量比で中和工程に同時に添加するこ
ともできる。発煙硫酸は、発煙の程度が少ないSO3
0%程度のものが取扱い易く好ましい。エステルアダク
トの回収は、通常、1塔もしくは2塔で分離される。例
えば1塔の場合、塔頂よりメタノール、塔低よりアミド
アダクト、中段サイドでエステルアダクトが取り出さ
れ、メタノールは廃棄される。
【0015】アミドアダクトは、(4)熱分解工程に導
かれ、公知の方法で熱分解することによりN,N−ジメ
チルアクリルアミドを得ることができる。
【0016】本発明の特徴は、中和に99〜100%硫
酸を用いる点にある。本発明者らは、ゲル化を起こす物
質について検討を重ねたところ、アミド化反応で水分に
より強塩基性触媒存在下、エステルアダクトが加水分解
されたジメチルβ−アラニンであることを見いだした。
中和に使用される濃硫酸には通常3%程度の水分が含ま
れており、未反応のエステルアダクトを回収するととも
に水もリサイクルされている。水を除去する方法の一つ
は蒸留であり、沸点はメタノール<水<エステルアダク
ト<アミドアダクトの順であるので理論的には分離可能
である。しかしながら、例えば蒸留塔の中段温度を高め
にすれば水はメタノール側に完全に排出されるもののエ
ステルアダクトもメタノール中に多く排出されロスが多
く、一方、低めにすればエステルアダクトのロスはない
ものの回収エステルアダクト中に含まれる水分も増加
し、アミド化反応に再使用した場合にゲル化を起こす。
特に連続蒸留においては、フィード液の組成も変化しそ
れに伴い中段温度も変化することからロスあるいはゲル
化を起こすことなく運転することは現実的には不可能で
ある。
【0017】本発明者らは、更にエステルアダクト中の
水分が300ppm以下、あるいは中和反応後の水分が
75ppm以下であると再利用してもゲル化を起こさな
いことを見いだした。かかる知見をもとに99〜100
%の硫酸を中和剤として使用することにより、蒸留塔の
運転条件に左右されることなく、またエステルアダクト
をロスすることもなくゲル化することもなく、安定的に
運転できるという、工業的に極めて優れたものである。
【0018】
【実施例】以下実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。 実施例1〜2、比較例1〜4 エステル化槽で、アクリル酸メチル160kg/hrと
ジメチルアミン167kg/hrとを40℃2時間反応
させて得られた仕込液及び回収エステルアダクトを使用
し、種々の中和剤を用いアミド化反応を実施した。反応
条件は以下の通りである。 ◎アミド化槽…常圧、40℃ ・仕込液:330kg/hr(ジメチルアミン51%、
エステルアダクト49%) ・回収エステルアダクト:75kg/hr ・ソジウムメトキシド28%メタノール溶液:5.3k
g/hr ・中和剤:1.38kg/hr ◎蒸留塔 蒸留塔は1塔で、塔頂よりメタノール、塔低よりアミド
アダクト、中段サイドカットでエステルアダクトを取り
だした。 ・塔低液(主としてアミドアダクト):265kg/h
r ・廃メタノール:65kg/hr ・中段サイドカット(回収エステルアダクト):75k
g/hr 結果を表1に示す。
【0019】
【表1】 * リサイクリした場合のアミド化槽
【0020】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
と、簡便な方法で、エステルアダクトをロスすることも
なくゲル化することもなく、安定的に運転できるとい
う、工業的に極めて優れた製法が提供される。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクリル酸メチルとジメチルアミンとを
    反応し化1で表される化合物に変換し、これを強塩基性
    触媒存在下、化1で表される化合物の0.4〜0.9倍
    モルのジメチルアミンと反応し化2で表される化合物と
    し、中和・化1で表される未反応物の回収ののち、熱分
    解してN,N−ジメチルアクリルアミドを製造する方法
    において、中和を濃度99〜100%の硫酸で行うこと
    を特徴とする、N,N−ジメチルアクリルアミドの製造
    法。 【化1】(CH32N−CH2CH2−COOCH3 【化2】(CH32N−CH2CH2−CON(CH32
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