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JP6657975B2 - Method for producing hydroxyalkyltriethylenediamine with improved hue - Google Patents
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JP6657975B2 - Method for producing hydroxyalkyltriethylenediamine with improved hue - Google Patents

Method for producing hydroxyalkyltriethylenediamine with improved hue Download PDF

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Description

本発明は、色相の改善されたヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a hydroxyalkyltriethylenediamine having an improved hue.

ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類等の二環式アミン化合物は、例えば、医農薬中間体、有機合成用試薬、化学吸着剤、抗菌剤等に有用な化合物として知られている(例えば、特許文献1、2参照)。   Bicyclic amine compounds such as hydroxyalkyltriethylenediamines are known as compounds useful as, for example, pharmaceutical and agricultural chemical intermediates, reagents for organic synthesis, chemical adsorbents, antibacterial agents and the like (for example, Patent Documents 1 and 2). reference).

ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類の製造方法として、特許文献1では、ピペラジンと2,3−ジブロモプロピオン酸エチルとを反応させて1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン−2−カルボン酸エチルを調製し、次いで得られたエステルを還元することで1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン−2−メタノール(ヒドロキシメチルトリエチレンジアミン)へ誘導している。   As a method for producing hydroxyalkyltriethylenediamines, in Patent Document 1, piperazine is reacted with ethyl 2,3-dibromopropionate to give ethyl 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane-2-carboxylate. The resulting ester is prepared and then reduced to give 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane-2-methanol (hydroxymethyltriethylenediamine).

しかしながら、この製造方法は、第一工程において副生塩が大量に生成するため、精製が非常に煩雑になる他、低い基質濃度が必要となるため生産性に劣る欠点がある。また、第二工程では、還元剤として発火の危険性が高い水素化リチウムアルミニウムを使用するため、工業的にも好ましいとは言えない。また、高価な反応基質を使用することから実用的とは言えない状況にある。   However, this production method has disadvantages that purification is very complicated because a large amount of by-product salt is generated in the first step, and low productivity is inferior because a low substrate concentration is required. In the second step, lithium aluminum hydride, which has a high risk of ignition, is used as the reducing agent, so it is not industrially preferable. In addition, since expensive reaction substrates are used, the situation is not practical.

このため、本件出願人は、一段階で目的物が得られる上、過度な高圧反応が不要な簡便且つ安全な製造方法として、下記式   For this reason, the present applicant has obtained the following formula as a simple and safe production method in which an objective product can be obtained in one step and an excessively high pressure reaction is unnecessary.

(式中、Rは水素原子又は直鎖状若しくは分枝状の炭素数1〜4のアルキル基、nは0〜6の整数を表す。)
で示されるジヒドロキシアルキルピペラジン類を、酸触媒の存在下で分子内脱水縮合反応させて、二環式アミン化合物を製造する方法について既に特許出願している(特許文献2参照)。
(In the formula, R represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 6.)
A patent application has already been filed for a method for producing a bicyclic amine compound by subjecting a dihydroxyalkylpiperazine represented by the following formula to an intramolecular dehydration condensation reaction in the presence of an acid catalyst (see Patent Document 2).

特許文献2に記載の方法は、多段階の反応が不要であり、発火の危険性が高い還元剤を用いることなく、簡便且つ安全に二環式アミン化合物を製造することができるという優れた方法ではあるが、転化率が十分でないために未反応原料の回収工程が必要になることや、この製造方法における酸触媒を気相反応に適用すると、十分な収率が得られない上に反応副生物がタール状となって析出し、反応管を閉塞させる場合があるため、工業的に連続生産する上で未だ改善すべき課題があった。   The method described in Patent Document 2 is an excellent method that does not require a multi-step reaction and can easily and safely produce a bicyclic amine compound without using a reducing agent having a high risk of ignition. However, if the conversion is not sufficient, a step of recovering unreacted raw materials is required, and if an acid catalyst in this production method is applied to a gas phase reaction, a sufficient yield cannot be obtained, and Since organisms may be deposited in the form of tar and clog the reaction tube, there is still a problem to be improved in industrial continuous production.

このため本件出願人は、二環式アミン化合物を簡便に且つ高収率で得ることができ、また連続生産の支障となる副生タール分が抑制できる製造方法として、下記式   For this reason, the applicant of the present application has obtained a bicyclic amine compound in a simple and high yield, and as a production method capable of suppressing by-product tar components that hinder continuous production, the following formula:

(式中、R〜Rは各々独立して、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、水酸基、ヒドロキシメチル基、又は炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。また、Xは炭素原子又は窒素原子を表し、Yは水素原子、アルキル基、水酸基、又は炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基を表す。)
で示される化合物を、固体触媒として下記式
(Wherein, R 1 to R 8 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, a hydroxymethyl group, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. Represents an atom or a nitrogen atom, and Y represents a hydrogen atom, an alkyl group, a hydroxyl group, or a hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
Represented by the following formula as a solid catalyst

(式中、AはSi、Al、Mg、Ti及びZrからなる群より選ばれる1種又は2種以上の元素を表し、Mはアルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元素を表し、Pはリンを表し、Oは酸素を表す。添字a〜dは各元素のモル数を表し、b/a=0.001〜0.3(モル比)、c/a=0.001〜0.3(モル比)であって、dは各原子の結合状態によって任意に取り得る値を表す。ただし、Aが2種以上の元素を表す場合には、添字aはそのモル数が最も大きい元素のモル数を表す。)
で示される無機酸化物の存在下、気相中で分子内脱水させて、二環式アミン化合物を製造する方法について、既に特許出願している(特許文献3参照)。
(Where A represents one or more elements selected from the group consisting of Si, Al, Mg, Ti and Zr, M represents an alkali metal element or an alkaline earth metal element, and P represents phosphorus. And O represents oxygen, subscripts a to d represent the number of moles of each element, b / a = 0.001 to 0.3 (molar ratio), c / a = 0.001 to 0.3 (mol) D) represents a value that can be arbitrarily determined depending on the bonding state of each atom, provided that when A represents two or more elements, the subscript a is the number of moles of the element having the largest number of moles. Represents.)
A patent application has already been filed for a method for producing a bicyclic amine compound by intramolecular dehydration in the gas phase in the presence of an inorganic oxide represented by the following formula (see Patent Document 3).

特許文献3には、気相反応による製造方法が示されており、気相反応によって生成したガス状の二環式アミン類は、通常、一度冷却することで捕集され、その後、例えば、再結晶法又は蒸留法によって精製される。   Patent Document 3 discloses a production method by a gas phase reaction, and gaseous bicyclic amines generated by a gas phase reaction are usually collected by cooling once, and then, for example, re-used. It is purified by a crystallization method or a distillation method.

再結晶法は、低色相のヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類が得られるものの、母液への残存量が多く、複数回の操作が必要であることや、再結晶溶媒のリサイクルが必要であることから効率的ではない。一方、蒸留法は、精製ロスが少なく、工程時間も短い効率的な精製方法であるものの、蒸留時にヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類自体若しくは不純物の熱分解、又は副反応によって製品の色相が悪化するという課題がある。特にこの色相悪化は、熱履歴によって経時的に進行するという問題があった。   In the recrystallization method, although low-color hydroxyalkyltriethylenediamines can be obtained, the amount remaining in the mother liquor is large, and multiple operations are required, and the recrystallization solvent needs to be recycled. is not. On the other hand, the distillation method is an efficient purification method with a small purification loss and a short process time, but the problem that the color of the product is deteriorated due to thermal decomposition of the hydroxyalkyltriethylenediamine itself or impurities or a side reaction during the distillation. There is. In particular, there is a problem that this hue deterioration progresses with time due to heat history.

特表2001−504855公報JP 2001-504855 Gazette 特開2010−037325公報JP 2010-037325 A 特開2012−149048公報JP 2012-149048 A

本発明は、上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、特にヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類の色相を改善し、高純度で効率的に二環式化合物を得ることができる製造方法を提供するものである。   The present invention has been made in view of the background art described above, and has an object to improve a hue of a hydroxyalkyltriethylenediamine, and a production method capable of efficiently obtaining a bicyclic compound with high purity. Is provided.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成させるに至った。   The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, completed the present invention.

すなわち、本発明は以下に示すとおりの色相の改善されたヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類の製造方法である。   That is, the present invention is a method for producing a hydroxyalkyltriethylenediamine having an improved hue as described below.

[1]下記一般式(1)   [1] The following general formula (1)

(式中、R〜R10は各々独立して、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基を表す。)
で示されるヒドロキシアルキルトリエチレンジアミンを含む、未精製反応液である粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液を、110〜170℃の温度で酸素と接触させた後、蒸留精製することを特徴とするヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類の製造方法。
(In the formula, R 1 to R 10 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
A crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction solution, which is an unpurified reaction solution, containing the hydroxyalkyltriethylenediamine represented by the formula, is brought into contact with oxygen at a temperature of 110 to 170 ° C., and then purified by distillation. A method for producing ethylenediamines.

[2]粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液を、空気中の酸素と接触させることを特徴とする上記[1]に記載のヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類の製造方法。   [2] The method for producing a hydroxyalkyltriethylenediamine according to the above [1], wherein the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction liquid is brought into contact with oxygen in the air.

[3]粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液と接触させる酸素量が粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミンに対して100vol%以上であることを特徴とする上記[1]又は[2]に記載のヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類の製造方法。   [3] The hydroxyalkyltriethylenediamine according to the above [1] or [2], wherein the amount of oxygen to be brought into contact with the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction liquid is 100 vol% or more based on the crude hydroxyalkyltriethylenediamine. Manufacturing method.

[4]粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液と酸素を接触させる前に、粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液から、低沸点成分及び水を留去することを特徴とする上記[1]乃至[3]のいずれかに記載のヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類の製造方法。   [4] The method according to any one of [1] to [3], wherein the low-boiling component and water are distilled off from the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction solution before contacting the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction solution with oxygen. A method for producing a hydroxyalkyltriethylenediamine according to any one of the above.

[5]粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液を酸素と接触させた後、150℃未満の塔頂温度でヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類を留去することを特徴とする上記[1]乃至[4]のいずれかに記載のヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類の製造方法。
[6]蒸留精製したヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類の加熱試験後のガードナー色数が7以下であることを特徴とする上記[1]乃至[5]のいずれかに記載のヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類の製造方法。
[5] Any of the above-mentioned [1] to [4], wherein after contacting the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction solution with oxygen, the hydroxyalkyltriethylenediamines are distilled off at a top temperature of less than 150 ° C. A method for producing a hydroxyalkyltriethylenediamine according to any one of the above.
[6] The production of hydroxyalkyltriethylenediamines according to any one of [1] to [5], wherein the Gardner color number of the distilled and purified hydroxyalkyltriethylenediamine after heating test is 7 or less. Method.

以下に、本発明をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

本発明の製造方法は、上記式(1)で示されるヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類を含む未精製反応液である、粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液を、110〜170℃の温度で酸素と接触させた後、蒸留精製することをその特徴とする。   In the production method of the present invention, a crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction solution, which is an unpurified reaction solution containing the hydroxyalkyltriethylenediamine represented by the above formula (1), is brought into contact with oxygen at a temperature of 110 to 170 ° C. After that, it is characterized by distillation purification.

上記一般式(1)において、R〜R10は各々独立して、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基を表す。 In the general formula (1), R 1 to R 10 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

上記一般式(1)で示される化合物としては、上記の定義に該当すれば特に限定されるものではないが、例えば、以下に示される化合物を挙げることができる。   The compound represented by the general formula (1) is not particularly limited as long as it satisfies the above definition, and examples thereof include the following compounds.

上記一般式(1)で示されるヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類の製造方法は、特に限定するものではないが、例えば、Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenil,10,1404(1980)や、国際公開第95/18104号パンフレットに記載の方法により製造可能である。また、Journal of Medicinal Chemistry(1993),36(15),2075−2083や、特開2010−120887公報に記載の方法等によって誘導されるヒドロキシアルキルピペラジン類のエチレンオキサイド付加物を分子内環化することによっても製造可能である。さらには、例えば、特開2010−37325公報、特許文献3等に記載の方法、すなわちジヒドロキシアルキルピペラジン類の気相法による分子内脱水環化反応により製造することができる。これらの方法のうち、反応工程及び生産効率の観点から、ジヒドロキシアルキルピペラジン類の分子内脱水環化反応によって製造する方法が好ましい。   The method for producing the hydroxyalkyltriethylenediamine represented by the general formula (1) is not particularly limited. For example, Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedenenil, 10, 1404 (1980), and WO95 / 18104 pamphlet It can be manufactured by the method described. In addition, an ethylene oxide adduct of a hydroxyalkyl piperazine derived by a method described in Journal of Medicinal Chemistry (1993), 36 (15), 2075-2083 or JP-A-2010-120887 is intramolecularly cyclized. It can also be manufactured by this. Further, for example, it can be produced by a method described in JP-A-2010-37325, Patent Document 3, or the like, that is, an intramolecular dehydration cyclization reaction of dihydroxyalkylpiperazines by a gas phase method. Among these methods, a method of producing a dihydroxyalkylpiperazine by intramolecular dehydration cyclization is preferred from the viewpoint of the reaction step and production efficiency.

次に、本発明において粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液を酸素と接触させる工程について説明する。   Next, the step of contacting the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction solution with oxygen in the present invention will be described.

上記した気相反応による製造方法では、通常、200〜500℃の範囲でヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類が生成し、次いで、反応工程で発生したガス状の粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液は、蒸留工程にて、低沸点成分、高沸点成分が除去される。このとき、当該反応液中には、原料の分解由来の低沸分や分子間反応による高沸分、さらにはこれら副生不純物が熱や触媒により変性した不純物等、多種多様の成分が存在する。この原料由来の分解物やヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類は、熱履歴による経時的な着色が進行するため、蒸留時に着色物が同伴し、製品の品質に影響を与えることがある。   In the above-mentioned production method by a gas phase reaction, usually, hydroxyalkyltriethylenediamines are generated in the range of 200 to 500 ° C., and then the gaseous crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction liquid generated in the reaction step is subjected to the distillation step. Thus, low boiling components and high boiling components are removed. At this time, in the reaction solution, there are various components such as low boiling components derived from the decomposition of the raw materials, high boiling components due to the intermolecular reaction, and impurities in which these by-product impurities are denatured by heat or a catalyst. . The decomposition products and hydroxyalkyltriethylenediamines derived from the raw materials are colored with time due to the heat history, so that the coloring materials accompany during distillation, which may affect the quality of the product.

本発明では、蒸留前に予め、粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液と酸素を接触させることで、当該反応液中の不純物の着色を促進させ、後の蒸留中の着色物同伴による色相悪化を低減させることにより、製品の色相を改善する。   In the present invention, before the distillation, the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction solution is brought into contact with oxygen to promote the coloring of impurities in the reaction solution and reduce the hue deterioration due to entrainment of the coloring matter during the subsequent distillation. This improves the hue of the product.

本発明において、粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液と接触させる酸素は純粋な酸素ガスである必要はなく、他の不活性ガスと混合した状態でも何ら問題はない。特に限定するものではないが、好ましくは空気中の酸素分である。   In the present invention, the oxygen to be brought into contact with the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction solution does not need to be pure oxygen gas, and there is no problem even if it is mixed with another inert gas. Although not particularly limited, oxygen content in the air is preferable.

酸素と接触させる際の粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液温度は110〜170℃が好ましく、140〜160℃が特に好ましい。   The temperature of the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction liquid at the time of contacting with oxygen is preferably from 110 to 170 ° C, particularly preferably from 140 to 160 ° C.

本発明において、粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液の着色は、熱と微量の酸素存在下で進行するため、特段高濃度の酸素は必要なく、工業的な安全性の観点から、接触させる酸素濃度は、粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液に対して100vol%以上であることが好ましい。   In the present invention, since the coloring of the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction solution proceeds in the presence of heat and a small amount of oxygen, a particularly high concentration of oxygen is not required, and from the viewpoint of industrial safety, the oxygen concentration to be contacted is It is preferably at least 100 vol% with respect to the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction liquid.

本発明において、粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液の着色を極力抑えるため、当該反応液と酸素との接触は、低沸点成分及び水を留去した後に行なうことが好ましい。   In the present invention, in order to minimize the coloring of the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction solution, it is preferable that the contact between the reaction solution and oxygen is performed after the low-boiling components and water are distilled off.

本発明において、最終的なヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類の蒸留は、熱履歴による色相変化を抑えるため、塔頂温度が150℃未満になるように行うことが好ましい。   In the present invention, the final distillation of hydroxyalkyltriethylenediamine is preferably performed so that the tower top temperature is less than 150 ° C. in order to suppress a change in hue due to heat history.

上記方法によって、従来の蒸留よりも色相の良いヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類を得ることができる。   According to the above method, hydroxyalkyltriethylenediamines having a better hue than conventional distillation can be obtained.

本発明の製造方法によれば、熱履歴を抑制し、色相の改善されたヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン類を、高純度で効率的に製造することができるため、産業的に極めて有用である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the manufacturing method of this invention, since a heat history is suppressed and the hydroxyalkyl triethylene diamines with improved hue can be efficiently manufactured with high purity, it is very useful industrially.

本発明を以下の参考例、実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following Reference Examples and Examples, but the present invention should not be construed as being limited thereto.

なお、本実施例における化合物の色相は、色差計ZE6000(日本電色工業社製)を用いて評価した。   In addition, the hue of the compound in this example was evaluated using a color difference meter ZE6000 (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.).

参考例1 2−ヒドロキシメチルトリエチレンジアミン反応液の調製
特開2012−149225公報の合成例2に記載の方法に従って、2−ヒドロキシメチルトリエチレンジアミンを合成した(下記式参照)。
Reference Example 1 Preparation of 2-Hydroxymethyltriethylenediamine Reaction Solution According to the method described in Synthesis Example 2 of JP-A-2012-149225, 2-hydroxymethyltriethylenediamine was synthesized (see the following formula).

まず、50Lの反応釜に、ピペラジン15.5kg(180モル)、溶媒としてメタノール15.6Lを仕込み、窒素雰囲気下で液温が65℃になるまで昇温した後、3−クロロ−1,2−プロパンジオール 6.06kg(54.8モル)を3時間かけて滴下した。滴下中液温は徐々に上昇し、終了時の液温は75℃であった。その後、反応温度を70℃となるように調整し、さらに3時間熟成した。反応転化率は100%であった。熱源を落とし、一晩放置することで、温度が室温付近まで低下した反応液に、48%水酸化ナトリウム水溶液4.6kg(55モル)をゆっくり滴下させ、副生塩を析出させた。釜底から抜出した反応液をろ過処理により脱塩した後、エバポレーターを用いてメタノールを留去した。さらに、水を加えながら単蒸留することで未反応のピペラジンを共沸留去した後、減圧蒸留によって目的物を単離した(乳白色固体、収量8.1kg、収率91%)。GC−MS及びNMRから3−(1’−ピペラジニル)−1,2−プロパンジオール(1)であることを確認した。   First, 15.5 kg (180 mol) of piperazine and 15.6 L of methanol were charged into a 50 L reaction vessel, and the temperature was raised to 65 ° C. under a nitrogen atmosphere. -6.06 kg (54.8 mol) of propanediol was added dropwise over 3 hours. During the dropwise addition, the liquid temperature gradually increased, and the liquid temperature at the end was 75 ° C. Thereafter, the reaction temperature was adjusted to 70 ° C., and the mixture was aged for 3 hours. The reaction conversion was 100%. The heat source was dropped, and the mixture was allowed to stand overnight. Then, 4.6 kg (55 mol) of a 48% aqueous sodium hydroxide solution was slowly dropped into the reaction solution whose temperature had dropped to around room temperature to precipitate a by-product salt. After the reaction liquid extracted from the bottom of the kettle was desalted by filtration, methanol was distilled off using an evaporator. Furthermore, unreacted piperazine was azeotropically distilled off by simple distillation while adding water, and then the target product was isolated by distillation under reduced pressure (milky white solid, yield 8.1 kg, yield 91%). It was confirmed to be 3- (1'-piperazinyl) -1,2-propanediol (1) from GC-MS and NMR.

次に、内径40mmの石英ガラス管中央部に、気相反応用触媒として市販のリン酸アルミニウム(キシダ化学社品)と硝酸セシウム(和光純薬工業社品)を混合、脱水し、グラファイト1重量%添加後、打錠成型、焼成(450℃、6時間)により得た成型品(直径5mm、厚み2mm)品を160mL、その上下部に外径5mmのラッシヒリングを充填した。電気炉で触媒層及びラッシヒリング層を360℃に保ち、上部より、3−(1’−ピペラジニル)−1,2−プロパンジオール(1)1.6kg(10モル)の水溶液(2モル%)を、GHSV=1,500Hr−1の速度で滴下した。また、希釈ガスとして窒素ガスをGHSV=750Hr−1で同伴させた。通液開始から3時間後、反応液を1時間かけて採取し、ガスクロマトグラフィーで分析した結果、転化率は100%であった。得られた成分をGC−MS解析後、蒸留、カラムクロマトグラフによる単離を行い、NMR、元素分析により解析したところ、上記した例示化合物1で示される2−ヒドロキシメチルトリエチレンジアミンであることを確認した。収率は44%であった。その他の生成物は、1,5−ジアザビシクロ[3.2.2]ノナン−3−オール(5%)、また側鎖が脱離したピペラジン(22%)及びトリエチレンジアミン(1%)であった。 Next, a commercially available aluminum phosphate (Kishida Chemical Co., Ltd.) and cesium nitrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were mixed and dehydrated in the center of a quartz glass tube having an inner diameter of 40 mm as a catalyst for a gas phase reaction, and 1% by weight of graphite After the addition, 160 mL of a molded product (diameter: 5 mm, thickness: 2 mm) obtained by tableting and baking (450 ° C., 6 hours), and the upper and lower portions thereof were filled with a Raschig ring having an outer diameter of 5 mm. The catalyst layer and the Raschig ring layer were maintained at 360 ° C. in an electric furnace, and 1.6 kg (10 mol) of 3- (1′-piperazinyl) -1,2-propanediol (1) aqueous solution (2 mol%) was added from above. , GHSV = 1,500Hr −1 . Also, a nitrogen gas was entrained as a diluent gas at GHSV = 750 Hr −1 . After 3 hours from the start of the passage, the reaction solution was collected over 1 hour and analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion was 100%. After GC-MS analysis of the obtained component, distillation and isolation by column chromatography were performed, and analysis by NMR and elemental analysis confirmed that it was 2-hydroxymethyltriethylenediamine represented by Exemplified Compound 1 described above. did. The yield was 44%. Other products were 1,5-diazabicyclo [3.2.2] nonan-3-ol (5%), piperazine (22%) and triethylenediamine (1%) from which side chains had been eliminated. .

実施例1
反応で得られた粗ヒドロキシメチルトリエチレンジアミン反応液の低沸点成分及び水を留去した後、大気圧下、150℃にて空気を反応液に対して9vol%/min(酸素換算で1.9vol%/min)の割合で1時間接触させた。接触させた酸素量は113vol%であった。
Example 1
After distilling off the low boiling point components and water of the crude hydroxymethyltriethylenediamine reaction solution obtained by the reaction, air was added to the reaction solution at atmospheric pressure at 150 ° C. at 9 vol% / min (1.9 vol. In terms of oxygen). % / Min) for 1 hour. The contacted oxygen amount was 113 vol%.

空気との接触後、分析によりヒドロキシメチルトリエチレンジアミンの純度に変化はなかったが、反応液の高沸点成分は10.2%から12.6%に上昇した。続いて、圧力3mmHg、釜底温度160〜200℃、塔頂温度100〜120℃、還流比3で蒸留を行い、低沸点成分を含むヒドロキシメチルトリエチレンジアミン留分を留去し、高沸点成分は蒸留塔底より抜き出した。続いて、得られた低沸点成分を含むヒドロキシメチルトリエチレンジアミンを圧力3mmHg、釜底温度140℃、塔頂温度110〜115℃、還流比20で蒸留を行い、低沸点成分を留去し、純度99.6%のヒドロキシメチルトリエチレンジアミンを蒸留塔底より採取した。得られたヒドロキシメチルトリエチレンジアミンを窒素雰囲気下、120℃で4時間加熱した後のガードナー色数を表1に示す。   After contact with air, the analysis showed that the purity of hydroxymethyltriethylenediamine did not change, but the high-boiling component of the reaction solution increased from 10.2% to 12.6%. Subsequently, distillation was performed at a pressure of 3 mmHg, a bottom temperature of 160 to 200 ° C., a top temperature of 100 to 120 ° C., and a reflux ratio of 3 to distill off a hydroxymethyltriethylenediamine fraction containing a low-boiling component. It was extracted from the bottom of the distillation column. Subsequently, the obtained hydroxymethyltriethylenediamine containing a low-boiling component is distilled at a pressure of 3 mmHg, a bottom temperature of the vessel of 140 ° C., a top temperature of 110 to 115 ° C., and a reflux ratio of 20, to remove the low-boiling component and purify the purity. 99.6% of hydroxymethyltriethylenediamine was collected from the bottom of the distillation column. Table 1 shows the Gardner color number after heating the obtained hydroxymethyltriethylenediamine at 120 ° C. for 4 hours under a nitrogen atmosphere.

実施例2
実施例1において、得られたヒドロキシメチルトリエチレンジアミンを160℃で加熱した以外は実施例1と同様の方法で行った。結果を表1に示す。
Example 2
Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1 except that the obtained hydroxymethyltriethylenediamine was heated at 160 ° C. Table 1 shows the results.

実施例3
反応で得られた粗ヒドロキシメチルトリエチレンジアミン反応液の低沸点成分及び水を留去した後、大気圧下、150℃にて空気を反応液に対して9vol%/min(酸素換算で1.9vol%/min)の割合で5時間接触させた。接触させた酸素量は567vol%であった。実施例1と同様の方法で蒸留精製を行い、純度99.7%のヒドロキシメチルトリエチレンジアミンを蒸留塔底より採取した。得られたヒドロキシメチルトリエチレンジアミンを窒素雰囲気下、120℃で4時間加熱した後のガードナー色数を表1に示す。
Example 3
After distilling off the low boiling point components and water of the crude hydroxymethyltriethylenediamine reaction solution obtained by the reaction, air was added to the reaction solution at atmospheric pressure at 150 ° C. at 9 vol% / min (1.9 vol. In terms of oxygen). % / Min) for 5 hours. The contacted oxygen amount was 567 vol%. Purification by distillation was performed in the same manner as in Example 1, and hydroxymethyltriethylenediamine having a purity of 99.7% was collected from the bottom of the distillation column. Table 1 shows the Gardner color number after heating the obtained hydroxymethyltriethylenediamine at 120 ° C. for 4 hours under a nitrogen atmosphere.

実施例4
実施例3において、得られたヒドロキシメチルトリエチレンジアミンを160℃で加熱した以外は実施例3と同様の方法で行った。結果を表1に示す。
Example 4
Example 3 was carried out in the same manner as in Example 3, except that the obtained hydroxymethyltriethylenediamine was heated at 160 ° C. Table 1 shows the results.

比較例1
実施例1において、空気と接触させる操作を行なわない以外は実施例1と同様の方法で蒸留精製を行い、純度99.7%のヒドロキシメチルトリエチレンジアミンを蒸留塔底より採取した。得られたヒドロキシメチルトリエチレンジアミンを窒素雰囲気下、120℃で4時間加熱した後のガードナー色数を表1に示す。
Comparative Example 1
Distillation purification was performed in the same manner as in Example 1 except that the operation of bringing into contact with air was not performed, and hydroxymethyltriethylenediamine having a purity of 99.7% was collected from the bottom of the distillation column. Table 1 shows the Gardner color number after heating the obtained hydroxymethyltriethylenediamine at 120 ° C. for 4 hours under a nitrogen atmosphere.

比較例2
比較例1において、得られたヒドロキシメチルトリエチレンジアミンを160℃で加熱した以外は比較例1と同様の方法で行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 2
Comparative Example 1 was carried out in the same manner as in Comparative Example 1, except that the obtained hydroxymethyltriethylenediamine was heated at 160 ° C. Table 1 shows the results.

この表1から、実施例1〜4で得られたヒドロキシアルキルトリエチレンジアミンの方が比較例1及び2で得られたヒドロキシアルキルトリエチレンジアミンよりもガードナー色数が小さく、熱履歴が抑制され、色相も改善していることが明らかとなった。   From Table 1, the hydroxyalkyltriethylenediamine obtained in Examples 1 to 4 has a smaller Gardner color number than the hydroxyalkyltriethylenediamine obtained in Comparative Examples 1 and 2, the heat history is suppressed, and the hue is also reduced. It is clear that it has improved.

Claims (6)

以下に示される化合物
のいずれかで示されるヒドロキシアルキルトリエチレンジアミンを含む、未精製反応液である粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液を、110〜170℃の温度で酸素と接触させた後、蒸留精製することを特徴とするヒドロキシアルキルトリエチレンジアミンの製造方法。
Compounds shown below
Including hydroxyalkyltriethylenediamine represented by either, which is a crude reaction crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction liquid, after contacting with oxygen at a temperature of 110 to 170 ° C., and wherein the purification by distillation method for producing a hydroxyalkyl triethylene di Amin.
粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液を、空気中の酸素と接触させることを特徴とする請求項1に記載のヒドロキシアルキルトリエチレンジアミンの製造方法。 The crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction solution, method for producing hydroxyalkyl triethylene di Amin of claim 1, wherein the contacting with oxygen in air. 粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液と接触させる酸素量が粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミンに対して100vol%以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のヒドロキシアルキルトリエチレンジアミンの製造方法。 Producing a hydroxyalkyl triethylene di Amin of claim 1 or claim 2 the amount of oxygen contacting the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction solution is equal to or is 100 vol% or more with respect to crude hydroxyalkyltriethylenediamine Method. 粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液と酸素を接触させる前に、粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液から、低沸点成分及び水を留去することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のヒドロキシアルキルトリエチレンジアミンの製造方法。 The low-boiling component and water are distilled off from the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction solution before the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction solution is brought into contact with oxygen. the method for producing a hydroxyalkyl triethylene di Amin. 粗ヒドロキシアルキルトリエチレンジアミン反応液を酸素と接触させた後、150℃未満の塔頂温度でヒドロキシアルキルトリエチレンジアミンを留去することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のヒドロキシアルキルトリエチレンジアミンの製造方法。 After the crude hydroxyalkyltriethylenediamine reaction was allowed to contact with oxygen, to any one of claims 1 to 4, characterized in that distilling off the hydroxyalkyl triethylene di Amin at top temperature of less than 0.99 ° C. method for producing a hydroxyalkyl triethylene di Amin described. 蒸留精製したヒドロキシアルキルトリエチレンジアミンの加熱試験後のガードナー色数が7以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のヒドロキシアルキルトリエチレンジアミンの製造方法。 Method for producing a hydroxyalkyl triethylene di Amin according to any one of claims 1 to 5, wherein the Gardner color number after the heating test of distillation purified hydroxyalkyltriethylenediamine of 7 or less.
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