JP4586414B2 - １，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの回収方法 - Google Patents

Description

本発明は、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの回収方法に関する。

１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンは、耐酸性、耐アルカリ性等に優れた非プロトン性極性溶媒であり、種々の有機合成反応の反応溶媒として使用されている（例えば特許文献１〜５参照。）。かかる反応の目的生成物は、例えば、反応液に、水および水に不溶の有機溶媒を加え、抽出処理する方法、反応液に水を加え、結晶化処理する方法等により取り出されている。一方で、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンは、水に非常によく溶けるため、前記のように反応の後処理時に水を使用すると、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンは、通常水層側へ分配し、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含む水溶液が得られる。工業的な観点や環境面から、得られた前記水溶液は廃棄せず、前記水溶液から１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを回収、再利用することが望まれている。

１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含む水溶液から１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを回収する方法として、例えば前記水溶液に苛性アルカリを加え、分液処理する方法が知られているが、前記水溶液に苛性アルカリが溶解する際に、かなりの発熱が生じ、高濃度のアルカリ水層が得られ、前記水層を中和等により廃棄処理しなければならない等の問題があった。

特開平６−１９２１５６号公報 特開平１１−１２２５３号公報 特開２００２−１２１１８６号公報 特開２００２−２９３７６６号公報 特開２００３−３０６４８７号公報 特開平１１−１５２２７２号公報

このような状況のもと、本発明者は、アルカリを用いることなく、容易に、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの水溶液から１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを回収する方法について検討したところ、塩化ナトリウム等の無機塩の存在下に、ｎ−ブタノールを抽出溶媒として、前記水溶液を抽出処理することにより、前記水溶液中の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンが、ｎ−ブタノール層側に効率的に抽出され、前記ｎ−ブタノール層を蒸留処理することにより、純度よく１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを回収できることを見出し、本発明に至った。

すなわち本発明は、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含む水溶液を、無機塩の存在下に、ｎ−ブタノールで抽出処理し、得られるｎ−ブタノール層を蒸留す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回収方法を提供するものである。

本発明によれば、アルカリを使用することなく、簡便な操作で、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含む水溶液から、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを回収することができるため、工業的に有利である。しかも、抽出溶媒であるｎ−ブタノールも再利用可能であり、環境に対しても有利な回収方法である。

本発明に用いられる１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含む水溶液は特に制限されず、有機物、無機物等が含まれていてもよい。かかる水溶液としては、例えば１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを反応溶媒に用いた有機合成反応を行った後、水と水に不溶の有機溶媒を加えて抽出処理して得られる１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含む水層や前記反応後、水を加え、析出した目的生成物の結晶を濾取した後の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含む濾液等が挙げられる。

かかる水溶液中の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの含量は特に制限されないが、あまり小さいと回収効率が悪くなりやすいため、効率よく１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを回収するという点から、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの含量が１０重量％以上であることが好ましい。かかる水溶液はそのまま本発明に用いてもよいし、例えば前記水溶液を濃縮し、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの含量を調整した後用いてもよい。

本発明の回収方法は、かかる１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含む水溶液を、無機塩の存在下に、抽出溶媒としてｎ−ブタノールを用いて抽出処理するものであり、ｎ−ブタノールの使用量は、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含む水溶液中の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの含量等により適宜決めればよいが、通常は前記水溶液に対して、０．２〜１．５重量倍、好ましくは０．３〜１重量倍、好ましくは０．４〜０．９重量倍のｎ−ブタノールが用いられる。

ｎ−ブタノールの全量を一度に用いて抽出処理を行ってもよいが、抽出効率を高めるという点から、ｎ−ブタノールの全量を二以上に分割し、複数回抽出処理することが好ましい。ｎ−ブタノールを分割し、複数回抽出処理する場合の抽出回数や抽出に用いるｎ−ブタノール量等は特に制限されないが、ｎ−ブタノールの全量のうち、５０〜８０重量％を用いて抽出処理を行った後、抽出処理後の水層を、残りのｎ−ブタノール（全量の２０〜５０重量％）で抽出処理することが好ましい。

無機塩としては、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム等のアルカリ金属塩化物、例えば硫酸ナトリウム、硫酸カリウム等のアルカリ金属硫酸塩、例えば塩化カルシウム等のアルカリ土類金属塩化物、例えば臭化ナトリウム、臭化カリウム等のアルカリ金属臭化物、臭化カルシウム等のアルカリ土類金属臭化物等が挙げられる。かかる無機塩は単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。

無機塩の使用量は、あまり少ないと、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの回収率が悪くなりやすく、多すぎると、無機塩の析出のおそれがあるため、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含む水溶液に対して、通常０．０５〜０．２重量倍である。

１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含む水溶液中に無機塩が含まれている場合があるが、その場合には、前記水溶液中に含まれる無機塩の量を考慮し、無機塩の使用量を決めればよい。

抽出処理は、通常前記水溶液、無機塩およびｎ−ブタノールを混合することにより実施される。抽出温度は、通常０〜８０℃、好ましくは５〜７０℃である。

抽出処理後、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含むｎ−ブタノール層が得られ、前記ｎ−ブタノール層を蒸留処理することにより、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを回収することができる。蒸留処理は、通常減圧条件下で実施され、まずｎ−ブタノールを主成分とする留分が得られ、次いで１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを主成分とする留分が得られる。得られた１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを主成分とする留分は、例えば精留処理等により、さらに精製してもよい。また、ｎ−ブタノールを主成分とする留分も、そのままもしくは必要に応じて、例えば精留処理等の通常の精製処理を行った後、本発明の回収方法の抽出溶媒として再利用することができる。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。

参考例１
１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン５４０ｍＬおよびトルエン２４０ｍＬの混合溶媒中で、１−（４−フルオロフェニル）−１，３−ジヒドロベンゾフラン−５−カルボニトリル１２０ｇ、３−（ジメチルアミノ）プロピルクロリド８２ｇおよび６０重量％水素化ナトリウム２４ｇを混合し、内温６０℃で反応させた。反応終了後、反応液に、５重量％塩酸７００ｇを加え、静置後、有機層と水層に分離した。水層を、２５重量％水酸化ナトリウム水溶液１６０ｇで中和した後、トルエンで２回（１回目６００ｍＬ使用、２回目２４０ｍＬ使用）抽出処理し、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含む水溶液１３３０ｇを得た。ガスクロマトグラフィ分析の結果、該水溶液中には、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンが４３６ｇ含まれていた。

実施例１
参考例１で得た１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含む水溶液９００ｇ（１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの含有量：２９５ｇ）に、塩化ナトリウム８１ｇを加え、さらにｎ−ブタノール３６０ｇを加え、室温で十分攪拌した後、静置し、ｎ−ブタノール層（１）と水層に分離した。水層に、ｎ−ブタノール１８０ｇを加え、室温で十分攪拌した後、静置し、ｎ−ブタノール層（２）と水層に分離した。ｎ−ブタノール層（１）とｎ−ブタノール層（２）を合一し、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含むｎ−ブタノール溶液９６８ｇを得た。ガスクロマトグラフィ分析の結果、該ｎ−ブタノール溶液中には、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンが２８４．２ｇ含まれていた。抽出率：９６．３％。

得られた１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含むｎ−ブタノール溶液を、浴温８０℃、操作圧１００〜４０ｍｍＨｇ（１３．３〜５．３ＫＰａ相当）で、ｎ−ブタノールを留去し、得られた濃縮液を、減圧条件下に精留処理（段数：９段）し、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン１９６．５ｇを得た。ガスクロマトグラフィ純度：９９．８％、回収率：６６．６％。

Claims (3)

1. １，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含む水溶液を、前記水溶液に対して０．０５〜０．２重量倍の量の無機塩の存在下に、ｎ−ブタノールで抽出処理し、得られるｎ−ブタノール層を蒸留処理す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回収方法。
2. 無機塩が、塩化ナトリウムである請求項１に記載の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの回収方法。
3. ｎ−ブタノールの使用量が、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを含む水溶液に対して、０．２〜１．５重量倍である請求項１に記載の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの回収方法。