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JP2553049B2 - Process for producing pyrrolidines - Google Patents
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JP2553049B2 - Process for producing pyrrolidines - Google Patents

Process for producing pyrrolidines

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JP2553049B2
JP2553049B2 JP61169197A JP16919786A JP2553049B2 JP 2553049 B2 JP2553049 B2 JP 2553049B2 JP 61169197 A JP61169197 A JP 61169197A JP 16919786 A JP16919786 A JP 16919786A JP 2553049 B2 JP2553049 B2 JP 2553049B2
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alkyl
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、2−ピロリジノン及び/又はN−アルキル
−2−ピロリジノンを接触水素化してピロリジン及び/
又はN−アルキルピロリジンを製造する方法に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention is directed to catalytic hydrogenation of 2-pyrrolidinone and / or N-alkyl-2-pyrrolidinone to produce pyrrolidine and / or
Or, it relates to a method for producing N-alkylpyrrolidine.

本発明の方法によれば、高い反応速度かつ高い収率で
ピロリジン類を効率的に製造することができる。
According to the method of the present invention, pyrrolidines can be efficiently produced with a high reaction rate and a high yield.

本発明で得られるピロリジン類は5員環構造を有する
脂肪族アミンであり、種々の有機合成の中間体、例えば
医薬、農薬等の原料として、あるいは触媒・除触媒など
の添加物として有用な有機化合物である。したがつて、
ピロリジン類を工業的に安価に製造する技術は非常に価
値あるものであると考えられる。
The pyrrolidines obtained in the present invention are aliphatic amines having a 5-membered ring structure, and are useful as intermediates for various organic syntheses, for example, as raw materials for medicines, agricultural chemicals, etc., or as additives such as catalysts / decatalysts. It is a compound. Therefore,
It is considered that the technology for industrially inexpensively producing pyrrolidines is very valuable.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ピロリジン類の合成法としてはピロール又はN−アル
キルプロール類の接触還元〔例えば、N.D.Zelinsky et
al.,ベリヒテ(Ber.,)62、2589(1929)〕、1,4−ジブ
ロモブタンとアルキルアミンとの反応〔例えば、J.V.Br
aun、ベリヒテ(Ber.)、49、966(1916)〕あるいはN
−ハロゲノアルキルブチルアミンと硫酸との反応〔G.H.
Coleman et al,オルガニツクシンセシス(Org.Syn.)、
25、19(1945)〕などがある。さらに、テトラヒドロフ
ランとアンモニア又はアルキルアミンをアルミナ触媒上
で反応させる方法もあるが、いずれの方法も、原料価
格、目的物の収率、反応操作の繁雑さなどに一長一短が
あり、工業的製法として充分技術的に完成された方法と
は言い難い。
Pyrrolidines can be synthesized by the catalytic reduction of pyrrole or N-alkylprols [eg, ND Zelinsky et al.
al., Berichte (Ber.,) 62 , 2589 (1929)], the reaction of 1,4-dibromobutane with an alkylamine [eg JVBr
aun, Berichte (Ber.), 49 , 966 (1916)] or N
-Reaction of halogenoalkylbutylamine with sulfuric acid [GH
Coleman et al, Organic Synthesis (Org.Syn.),
25 , 19 (1945)]. Furthermore, there is also a method of reacting tetrahydrofuran and ammonia or an alkylamine on an alumina catalyst, but each method has advantages and disadvantages in the raw material price, the yield of the target product, the complexity of the reaction operation, etc., and is sufficient as an industrial production method. It is hard to say that it is a technically completed method.

本発明者らは、上記の問題点を解決すべく鋭意検討し
たところ、γ−ブチロラクトン類とアンモニア又はアル
キルアミンから容易に合成することのできる2−ピロリ
ジノン及び又はN−アルキル−2−ピロリジノン類を原
料とする合成経路が工業的に安価な製法となり得るとの
考えに到達した。
The present inventors have conducted extensive studies to solve the above-mentioned problems, and found that 2-pyrrolidinone and / or N-alkyl-2-pyrrolidinone that can be easily synthesized from γ-butyrolactones and ammonia or alkylamines. We have reached the idea that the synthetic route used as a raw material can be an industrially inexpensive manufacturing method.

ピロリジノン類を接触水素化してピロリジン類を合成
する先行技術として、N−アミル−2−ピロリジノンの
水素化によるN−アミルピロリジンの合成例が、J.H.pa
denらによつて報告されている〔ジヤーナルオブアメリ
カンケミカルソサイエテイ(J.Amer.Chem.Soc.),58,2
487(1936)〕。この報告によると、N−アミル−2−
ピロリジノン0.04モル(6.2g)、溶媒としてジオキサン
約30mlを用い、触媒として銅クロム酸化物触媒3gを使用
し、250〜260℃の温度範囲で、水素圧200〜400atmの高
圧下で反応を行い、87%の収率でN−アミルピロリジン
を得ている。
As a prior art for the catalytic hydrogenation of pyrrolidinones to synthesize pyrrolidines, a synthetic example of N-amylpyrrolidine by hydrogenation of N-amyl-2-pyrrolidinone is described in JHpa
has been by connexion reported to the den, et al. [journal of the American Chemical Soviet Saie Tay (J.Amer.Chem.Soc.), 58, 2
487 (1936)]. According to this report, N-amyl-2-
Pyrrolidinone 0.04 mol (6.2 g), using about 30 ml of dioxane as a solvent, using 3 g of copper chromium oxide catalyst as a catalyst, in a temperature range of 250 to 260 ° C., a reaction under a high pressure of hydrogen pressure of 200 to 400 atm, N-amylpyrrolidine is obtained with a yield of 87%.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、Padenらの方法では、原料に対する触
媒量が約50重量%と非常に高いこと、反応圧力が非常に
高いこと、さらには多量の溶媒を使用するため、溶媒の
分離・回収のためのエネルギーを多く必要することなど
工業的な方法として解決すべき問題点が多い。
However, in the method of Paden et al., The amount of catalyst relative to the raw material is extremely high at about 50% by weight, the reaction pressure is very high, and since a large amount of solvent is used, the energy for separating and recovering the solvent is increased. There are many problems that need to be solved as an industrial method, such as requiring a lot of.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明者らは、これらの問題を解決すべく、2−ピリ
ジノン及び/又はN−アルキル−2−ピロリジノンの反
応挙動、種々の反応生成物の解析等に関し鋭意検討を進
め、従来に較べてきわめて温和な条件で効率的にピロリ
ジン類を製造する技術を確立し、本発明に到達したもの
である。
In order to solve these problems, the present inventors have made diligent studies on the reaction behavior of 2-pyridinone and / or N-alkyl-2-pyrrolidinone, analysis of various reaction products, etc. The present invention has been achieved by establishing a technique for efficiently producing pyrrolidines under mild conditions.

即ち、本発明は、2−ピロリジノン及び/又はN−ア
ルキル−2−ピロリジノンを接触水素化してピロリジン
及び/又はN−アルキルピロリジンを製造する方法にお
いて、実質的に一定の温度に保持した反応帯域液相に銅
系触媒を懸濁せしめ、これに2−ピロリジノン及び/又
はN−アルキル−2−ピロリジノンを供給し、反応生成
物を水素ガス過剰分と共に蒸気相で反応帯域から取り出
すことを特徴とするピロリジン及び/又はN−アルキル
ピロリジンの製造法を提供するものである。
That is, the present invention relates to a method for producing pyrrolidine and / or N-alkylpyrrolidine by catalytic hydrogenation of 2-pyrrolidinone and / or N-alkyl-2-pyrrolidinone, in which the reaction zone liquid is kept at a substantially constant temperature. It is characterized in that a copper-based catalyst is suspended in a phase, 2-pyrrolidinone and / or N-alkyl-2-pyrrolidinone is supplied to the suspension, and a reaction product is taken out from a reaction zone in a vapor phase together with hydrogen gas excess. The present invention provides a method for producing pyrrolidine and / or N-alkylpyrrolidine.

発明の具体的説明 N−アルキル−2−ピロリジノンの水素化反応を回分
式オートクレープを用いて低圧下(例えば60atm)かつ
触媒量を原料に対して10重量%以下とした場合、N−ア
ルキル−2−ピロリジノンの転化速度は反応後期におい
て大幅に低下し、転化率を高めるために反応時間を長く
したり反応温度を高くしたりすると目的生成物であるN
−アルキルピロリジンの選択率がかえつて低下した。こ
れらの反応挙動を解析したところ、N−アルキル−2−
ピロリジンの転化速度が減少する原因として、水素化反
応の進行に伴つて生成する水が反応を阻害し、また生成
した水によつて原料であるN−アルキル−2−ピロリジ
ノンの一部が加水分解されることが推測された。さら
に、生成したN−アルカリピロリジンは反応性が高く、
水素化条件下で比較的速やかに逐次反応を起すために、
選択率の低下を引き起すことも考えられる。すなわち、
N−アルキル−2−ピロリジノンの水素化反応を速やか
に進行せしめ、かつ反応性の高いN−アルキルピロリジ
ンの選択性を保持するためには、水素化反応によつて生
成した水及びN−アルキルピロリジンを速やかに反応系
外に取り出すことが望ましい。
Detailed Description of the Invention When the hydrogenation reaction of N-alkyl-2-pyrrolidinone is carried out at a low pressure (for example, 60 atm) using a batch autoclave and the catalyst amount is 10% by weight or less based on the raw material, N-alkyl- The conversion rate of 2-pyrrolidinone decreases significantly in the latter stage of the reaction, and if the reaction time is increased or the reaction temperature is increased to increase the conversion rate, the target product N
-The selectivity of alkylpyrrolidine is still reduced. Analysis of these reaction behaviors revealed that N-alkyl-2-
As the cause of the decrease in the conversion rate of pyrrolidine, the water produced along with the progress of the hydrogenation reaction inhibits the reaction, and the produced water partially hydrolyzes N-alkyl-2-pyrrolidinone as a raw material. It was supposed to be done. Furthermore, the produced N-alkalipyrrolidine is highly reactive,
In order to cause the successive reactions relatively quickly under hydrogenation conditions,
It is also possible to cause a decrease in selectivity. That is,
In order to accelerate the hydrogenation reaction of N-alkyl-2-pyrrolidinone and maintain the selectivity of highly reactive N-alkylpyrrolidine, water and N-alkylpyrrolidine produced by the hydrogenation reaction are retained. It is desirable to take out the product promptly out of the reaction system.

本発明者らは、かかる観点から種々の検討を行い、実
質的に一定の温度に保持した反応帯域液相に銅系触媒を
懸濁せしめ、これにN−アルキル−2−ピロリジノンを
供給し、反応生成物を水素ガス過剰分と共に蒸気相で反
応帯域から取り出すことによつて高い反応速度及び収率
でN−アルキルピロリジンを製造することが可能である
ことを見い出し、本発明に到達した。
The present inventors have conducted various studies from such a viewpoint, suspending a copper-based catalyst in a reaction zone liquid phase maintained at a substantially constant temperature, and supplying N-alkyl-2-pyrrolidinone thereto, It has been found that it is possible to produce N-alkylpyrrolidines with high reaction rates and yields by withdrawing the reaction product with hydrogen gas excess from the reaction zone in the vapor phase and reached the present invention.

次に、本発明の方法の一実施態様を第1図に従い、具
体的に説明する。第1図は、水素化反応器1、還流管
2、凝縮器3、気液分離器4、未反応原料と反応生成物
の分離器5、原料の貯蔵器6及び予熱器7,8とからなる
ものである。触媒を懸濁含有する反応帯域液相を収容し
ている反応器1に管19より原料を管17よりリサイクル未
反応原料を、予熱器8で加熱してから管10を経て供給す
る。水素ガスは管18より送入され予熱器7で予熱してか
ら、管9を経て反応器1に供給する。反応器1は適当な
かくはん装置を取り付けたものが使用できる。。反応器
1から流出する蒸気相は管11を経て凝縮器3に供給して
油分を凝縮させ、更に管12を経て気液分離器4に送つて
気相と凝縮相を分離する。還流管2は流出する蒸気相中
に含まれる原料ピロリジノンと目的生成物であるN−ア
ルキルプロリジンと目的生成物であるN−アルキルピロ
リジンの量比を制御し、原料の反応器1への還流効果
(N−アルキルピロリジンの沸点は対応するN−アルキ
ル−2−ピロリジノンのよれよりも全般にかなり低
い。)を狙つたものである。
Next, one embodiment of the method of the present invention will be specifically described with reference to FIG. FIG. 1 shows a hydrogenation reactor 1, a reflux pipe 2, a condenser 3, a gas-liquid separator 4, an unreacted raw material / reaction product separator 5, a raw material storage 6 and preheaters 7, 8. It will be. In the reactor 1 containing the liquid phase of the reaction zone containing the suspension of the catalyst, the raw material is recycled from the pipe 19 and the unreacted raw material is recycled from the pipe 17 after being heated in the preheater 8 and then supplied via the pipe 10. Hydrogen gas is fed through the pipe 18 and preheated by the preheater 7, and then supplied to the reactor 1 through the pipe 9. The reactor 1 may be equipped with a suitable stirring device. . The vapor phase flowing out from the reactor 1 is supplied to the condenser 3 via the pipe 11 to condense the oil component, and further sent to the gas-liquid separator 4 via the pipe 12 to separate the vapor phase and the condensed phase. The reflux pipe 2 controls the ratio of the amounts of the raw material pyrrolidinone contained in the outflowing vapor phase, the target product N-alkylprolysine and the target product N-alkylpyrrolidine, and the raw material is refluxed to the reactor 1. This is aimed at the effect (the boiling point of N-alkylpyrrolidine is generally much lower than that of the corresponding N-alkyl-2-pyrrolidinone).

気液分離器4からの気相部は主として水素からなるも
のであり、その一部を管20より系外に放出し、残部を管
13により管18からの水素と共に管9を経て反応器1に再
循環する。一方、液相は管14を経て分離器5に送り、原
料と反応生成物を分離し、反応生成物留物は管15を経て
更に精製系に送る。分離した未反応原料を主として含む
留分は管分は管16を経て貯蔵装置6に送る。これは管17
を経て再び反応器1に送ることができる。
The gas phase part from the gas-liquid separator 4 is mainly composed of hydrogen, part of which is discharged from the pipe 20 to the outside of the system, and the rest is piped.
It is recirculated to the reactor 1 via line 9 with hydrogen from line 18 via line 13. On the other hand, the liquid phase is sent to the separator 5 via the pipe 14 to separate the raw material and the reaction product, and the reaction product distillate is sent to the purification system via the pipe 15. The separated fraction mainly containing unreacted raw materials is sent to the storage device 6 via the pipe 16 as a pipe. This is pipe 17
It can be sent again to the reactor 1 via.

第1図のフローチヤートは、本発明の基本的思想を妨
げない限りにおいて種々改変することができ、関連した
装置の増強又は省略は自由であり、第1図に限られるも
のではない。
The flow chart in FIG. 1 can be variously modified without departing from the basic idea of the present invention, and the related devices can be freely enhanced or omitted, and the flow chart is not limited to that in FIG.

このような操作態様によれば、目的とするピロリジン
類を効率的に得ることができるが、さらにこの操作態様
の採用により副次的な効果として反応熱制御が容易にな
ること、さらにはん雑な触媒分離工程が不要であること
などが掲げられる。
According to such an operation mode, the target pyrrolidines can be efficiently obtained, but by adopting this operation mode, the reaction heat can be easily controlled as a secondary effect. There is no need for a separate catalyst separation step.

本発明で対象とすることのできる原料ピロリジノン類
とは、2−ピロリジノン類及び/又はN−アルキルピロ
リジノン類である。これらの原料の一例として、2−ピ
ロリジノン、5−メチル−2−ピロリジノン、3−メチ
ル−2−ピロリジノンおよび5−エチル−2−ピロリジ
ノンなどの2−ピロリジノン類、さらにN−メチル−2
−ピロリジノン、N−エチル−2−ピロリジノン、N−
n−プロピル−2−ピロリジノン、N−iso−プロピル
−2−ピロリジノン、N−n−ブチル−2−ピロリジノ
ン、N−iso−ブチル−2−ピロリジノン、N−sec−ブ
チル−2−ピロリジノン、N−n−ヘキシル−2−ピロ
リジノン、N−シクロヘキシル−2−ピロリジノン、N
−フエニル−2−ピロリジノン、N−ベンジル−2−ピ
ロリジノン、N−n−ドデカン−2−ピロリジノン、1,
5−ジメチル−2−ピロリジノン、5−エチル−N−メ
チル−2−ピロリジノンなどのN−アルキル−2−ピロ
リジノン類を挙げることができる。
The raw material pyrrolidinones that can be used in the present invention are 2-pyrrolidinones and / or N-alkylpyrrolidinones. Examples of these raw materials include 2-pyrrolidinones such as 2-pyrrolidinone, 5-methyl-2-pyrrolidinone, 3-methyl-2-pyrrolidinone and 5-ethyl-2-pyrrolidinone, and N-methyl-2.
-Pyrrolidinone, N-ethyl-2-pyrrolidinone, N-
n-propyl-2-pyrrolidinone, N-iso-propyl-2-pyrrolidinone, N-n-butyl-2-pyrrolidinone, N-iso-butyl-2-pyrrolidinone, N-sec-butyl-2-pyrrolidinone, N- n-hexyl-2-pyrrolidinone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidinone, N
-Phenyl-2-pyrrolidinone, N-benzyl-2-pyrrolidinone, Nn-dodecane-2-pyrrolidinone, 1,
Examples thereof include N-alkyl-2-pyrrolidinones such as 5-dimethyl-2-pyrrolidinone and 5-ethyl-N-methyl-2-pyrrolidinone.

本発明で使用する触媒としては、担体に担持又は担体
なしの銅系触媒が有効である。例えば、一般に水素化、
脱水素触媒として使用される酸化銅−酸化クロム触媒、
酸化銅−酸化亜鉛触媒、酸化銅又は金属担持触媒、さら
にはラネ−銅触媒などを掲げることができる。さらに、
これらの触媒の活性・選択性を制御するための添加物を
入れることによつて改質した触媒を使用することができ
る。酸化銅−酸化クロム触媒におけるバリウム或いはマ
ンガン等を添加した触媒がその一例にある。好ましい銅
系触媒の具体的な一例は酸化銅−酸化クロム系触媒であ
る。
As the catalyst used in the present invention, a copper-based catalyst supported on a carrier or without a carrier is effective. For example, hydrogenation in general,
A copper oxide-chromium oxide catalyst used as a dehydrogenation catalyst,
Examples thereof include copper oxide-zinc oxide catalysts, copper oxide or metal-supported catalysts, and Raney-copper catalysts. further,
A catalyst modified by adding an additive for controlling the activity / selectivity of these catalysts can be used. An example is a copper oxide-chromium oxide catalyst to which barium or manganese is added. A specific example of a preferable copper-based catalyst is a copper oxide-chromium oxide-based catalyst.

本発明で使用する触媒は、反応条件下で液体となる溶
媒に懸濁させて使用される。この際、溶媒に懸濁する触
媒の濃度は0.001〜30重量%、好ましくは0.01〜20重量
%である。一般に触媒の活性は反応初期に高活性である
から、反応初期には低濃度で反応させ、触媒活性がある
程度低下したところで触媒を随時追加して、より高濃度
で反応を行わせる方法が採用される。
The catalyst used in the present invention is used by suspending it in a solvent which becomes liquid under the reaction conditions. At this time, the concentration of the catalyst suspended in the solvent is 0.001 to 30% by weight, preferably 0.01 to 20% by weight. Generally, the activity of the catalyst is high in the early stage of the reaction, so a method is adopted in which the catalyst is added at a low concentration in the early stage of the reaction, and the catalyst is added at any time when the catalyst activity has decreased to a certain extent to carry out the reaction at a higher concentration. It

本発明で使用する溶媒は、反応条件下で液体であるこ
とが必須条件となるが、反応生成物(ピロリジン、N−
アルキルピロリジン)の沸点と極度に隣接したり、本反
応条件下で水素化分解されたり、触媒性能を著しく低下
させたりあるいは原料及び/又は反応生成物と反応性が
高く、副反応を助長させたりすることがない限りにおい
て広く一般に使用される高沸点溶媒を用いることができ
る。
The solvent used in the present invention must be liquid under the reaction conditions, but the reaction product (pyrrolidine, N-
It is extremely close to the boiling point of (alkylpyrrolidine), is hydrolyzed under this reaction condition, significantly reduces the catalytic performance, or has high reactivity with the raw material and / or reaction product, and promotes a side reaction. Unless otherwise specified, a widely used high-boiling solvent can be used.

これらの溶媒の一例としては炭化水素化合物、含酸素
化合物および含窒素化合物などが挙げられる。さらに具
体的には、炭化水素化合物としてはn−ドデカン、n−
ヘキサデカン、流動パラフイン、テトラリン、オクタヒ
ドロアントラセン、重質アルキルベンゼンなどを挙げる
ことができる。また、含酸素化合物としては、オルト−
ジメトキシカテコール、ジフエニルエーテル、ポリエチ
レングリコールのジアルキルエーテル(例えばテトラエ
チレングリコールジメトキシエーテル、ドリエチレング
リコールジエトキシエーテル)などを挙げることができ
る。含窒素化合物としては第3級アミン類(特に、飽和
アミン)が好ましい。例えば、トリブチルアミン、トリ
ヘキシルアミン、N−ドデシルピロリジンなどを挙げる
ことができる。また、ピロリジン類の製造工程において
微量生成してくる高沸点アミンを溶媒とすることも可能
である。なお、原料として使用されるピロリジノン類は
一般に生成するピロリジン類と沸点差が大きいことか
ら、これを反応溶媒とする方法も考えられるが、水素化
によつて生成してきた水によつて一部加水分解を受けた
り、一部重合物へ変化したりするので好ましい方法では
ない。
Examples of these solvents include hydrocarbon compounds, oxygen-containing compounds and nitrogen-containing compounds. More specifically, the hydrocarbon compound is n-dodecane, n-
Hexadecane, liquid paraffin, tetralin, octahydroanthracene, heavy alkylbenzene and the like can be mentioned. Further, as the oxygen-containing compound, ortho-
Examples thereof include dimethoxycatechol, diphenyl ether, and dialkyl ether of polyethylene glycol (eg, tetraethylene glycol dimethoxy ether, doryethylene glycol diethoxy ether). As the nitrogen-containing compound, tertiary amines (particularly saturated amine) are preferable. For example, tributylamine, trihexylamine, N-dodecylpyrrolidine, etc. can be mentioned. It is also possible to use a high boiling point amine, which is produced in a trace amount in the production process of pyrrolidines, as a solvent. Since the pyrrolidinone used as a raw material generally has a large boiling point difference from the pyrrolidines produced, a method of using this as a reaction solvent can be considered, but it is partially hydrolyzed by the water produced by hydrogenation. It is not a preferable method because it is decomposed or partially converted into a polymer.

水素化反応条件は本プロセスの実施態様に問題が生じ
ない限り任意の条件を設定することが可能である。反応
温度は100〜400℃程度、好ましくは150〜300℃程度であ
る。反応圧力は常圧から200気圧、好ましくは2〜150気
圧程度である。水素流速は反応生成物を反応帯域から取
り出す量で充分であり、通常原料に対する水素のモル比
で2〜10,000、好ましくは3〜5,000の水素流速が用い
られる。
The hydrogenation reaction conditions can be set to any conditions as long as there is no problem in the embodiment of this process. The reaction temperature is about 100 to 400 ° C, preferably about 150 to 300 ° C. The reaction pressure is from atmospheric pressure to 200 atm, preferably 2 to 150 atm. The hydrogen flow rate is sufficient if the reaction product is taken out from the reaction zone, and a hydrogen flow rate of 2 to 10,000, preferably 3 to 5,000, is usually used in terms of the molar ratio of hydrogen to the raw material.

〔実施例〕〔Example〕

実施例−1 第1図のフローチヤートに示す装置において、反応器
1(内容積300ml)に150mlの流動パラフインを導入し、
市販の酸化銅−酸化クロム触媒(日揮化学社製N−20
3)5gを懸濁させた。若干の水素ガスを管18から管9を
経て反応器1へ供給しながら、反応温度240℃、還流管
温度140℃になるように加熱制御したのち、反応圧力を5
0Kg/cm2に設定し、ガス流出管20での水素ガス流速が200
Nl/時になるように制御した。次いで管19より管10を経
て原料N−メチルピロリジノンを100ミリモル/時の速
度で供給した(なお、本実施例では管13及び17を用いた
ガス及び原料の循環使用は行なわなかつた)。管14から
得られた液状生成物を捕集し、液状生成物の分析をガス
クロマトグラフで実施した。反応は数時間でほぼ安定状
態となり、安定状態に入つてから4時間の液状生成物の
分析結果から、N−メチルピロリジノンの単流転化率9
5.9モル%で、転化したN−メチルピロリジノンからN
−メチルピロリジンへの選択率は99モル%であつた。
Example 1 In the apparatus shown in the flow chart of FIG. 1, 150 ml of fluid paraffin was introduced into the reactor 1 (internal volume 300 ml),
Commercially available copper oxide-chromium oxide catalyst (N-20 manufactured by JGC Corporation)
3) 5 g was suspended. While supplying a small amount of hydrogen gas from the pipe 18 to the reactor 1 through the pipe 9, while controlling the heating to a reaction temperature of 240 ° C. and a reflux pipe temperature of 140 ° C., the reaction pressure was set to 5
Set 0Kg / cm 2, 200 is a hydrogen gas flow rate in the gas outlet pipe 20
It was controlled to be Nl / hour. Then, the raw material N-methylpyrrolidinone was supplied from the pipe 19 through the pipe 10 at a rate of 100 mmol / hour (note that in this example, the gas and the raw material were not circulated using the pipes 13 and 17). The liquid product obtained from the tube 14 was collected, and the liquid product was analyzed by gas chromatography. The reaction reached a stable state within a few hours, and the analysis results of the liquid product for 4 hours after entering the stable state showed that the single-stream conversion of N-methylpyrrolidinone was 9%.
5.9 mol% of converted N-methylpyrrolidinone to N
The selectivity to methylpyrrolidine was 99 mol%.

実施例−2〜6 実施例−1と同様な方法で各種原料を用い反応条件を
表に示す条件に変更して、2−ピロリジノン(実施例−
2)、N−メチルピロリジノン(実施例−3)、N−エ
チルピロリジノン(実施例−4)、N−sec−ブチルピ
ロリジノン(実施例−5)およびN−シクロヘキシルピ
ロリジノン(実施例−6)を原料した実験を行つた。そ
の反応結果を表1に示す。
Examples-2 to 6 Using the various raw materials in the same manner as in Example-1, the reaction conditions were changed to the conditions shown in the table, and 2-pyrrolidinone (Example-
2), N-methylpyrrolidinone (Example-3), N-ethylpyrrolidinone (Example-4), N-sec-butylpyrrolidinone (Example-5) and N-cyclohexylpyrrolidinone (Example-6) as raw materials The experiment was done. The reaction results are shown in Table 1.

比較例−1 内容積50mlの誘導回転撹拌付きオートクレーブにN−
メチルピロリジノン14.1g、実施例−1と同じ触媒1.0g
を仕込み、ガス置換を行つたのち、反応圧力60Kg/cm
2G、250℃で4時間の反応を行つた。冷却後、反応生成
物をガスクロマトグラフイー(内部標準法)で分析した
ところ、N−メチルピロリジノン転化率として45.2モル
%、N−メチルピロリジン選択率として84モル%の値が
得られた。同一条件で反応時間を6時間まで延長した
が、ガス吸収速度は反応初期に較べて大巾に減少し、転
化率も50モル%を越えなかつた。
Comparative Example-1 N- in an autoclave with induction rotary stirring having an internal volume of 50 ml
Methylpyrrolidinone 14.1 g, the same catalyst as in Example-1 1.0 g
And gas replacement, then the reaction pressure is 60 Kg / cm
The reaction was carried out at 2 G and 250 ° C. for 4 hours. After cooling, the reaction product was analyzed by gas chromatography (internal standard method). As a result, an N-methylpyrrolidinone conversion rate of 45.2 mol% and an N-methylpyrrolidine selectivity of 84 mol% were obtained. Although the reaction time was extended to 6 hours under the same conditions, the gas absorption rate was greatly reduced compared to the initial stage of the reaction, and the conversion rate did not exceed 50 mol%.

比較例−2 反応温度を280℃、反応時間を6時間とした以外は比
較例−1と同じ条件で反応を行つたところ、N−メチル
ピロリジノンの転化率は41モル%であり、N−メチルピ
ロリジンへの選択率は34モル%であつた。
Comparative Example-2 When the reaction was carried out under the same conditions as in Comparative Example-1 except that the reaction temperature was 280 ° C and the reaction time was 6 hours, the conversion rate of N-methylpyrrolidinone was 41 mol%, and N-methylpyrrolidinone was obtained. The selectivity to pyrrolidine was 34 mol%.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明を説明するためのフローチヤートであ
る。 1……反応器、2……還流管、4……分離器 5……分離器、6……貯蔵器
FIG. 1 is a flow chart for explaining the present invention. 1 ... Reactor, 2 ... Reflux tube, 4 ... Separator 5 ... Separator, 6 ... Reservoir

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】2−ピロリジノン及び/又はN−アルキル
−2−ピロリジノンを接触水素化してピロリジン及び/
又はN−アルキルピロリジンを製造する方法において、
実質的に一定の温度に保持した反応帯域液相に銅系触媒
を懸濁せしめ、これに、2−ピロリジノン及び/又はN
−アルキル−2−ピロリジノンを供給し、反応生成物を
水素ガス過剰分と共に蒸気相で反応帯域から取り出すこ
とを特徴とするピロリジン類の製造法。
1. A catalytic hydrogenation of 2-pyrrolidinone and / or N-alkyl-2-pyrrolidinone to produce pyrrolidine and / or
Or in the method for producing N-alkylpyrrolidine,
A copper-based catalyst is suspended in a liquid phase of a reaction zone maintained at a substantially constant temperature, and 2-pyrrolidinone and / or N 2 are suspended therein.
-Alkyl-2-pyrrolidinone is supplied and the reaction product is taken out of the reaction zone in vapor phase together with hydrogen gas excess, a process for producing pyrrolidines.
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