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JPH0328412B2 - - Google Patents
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JPH0328412B2 - - Google Patents

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JPH0328412B2
JPH0328412B2 JP19844181A JP19844181A JPH0328412B2 JP H0328412 B2 JPH0328412 B2 JP H0328412B2 JP 19844181 A JP19844181 A JP 19844181A JP 19844181 A JP19844181 A JP 19844181A JP H0328412 B2 JPH0328412 B2 JP H0328412B2
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JP
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compound
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JP19844181A
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Hiroshi Ito
Toshimi Nakagawa
Atsuhiko Nitsuta
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Priority to DE3249628A priority patent/DE3249628C2/de
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Priority to FR8200623A priority patent/FR2498182B1/en
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Priority to US06/881,087 priority patent/US4835312A/en
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、N−アルキル置換不飽和アミド化合
物の改良された製造方法に関する。更に詳しく
は、N−一置換及びN,N−二置換アミド化合物
のいずれをも製造し得る改良された製造方法に関
するものである。 一般にN−置換アミド化合物は分子内の親水基
と疎水基とのバランスがよいため、各種物質との
相溶性がよく、加水分解に対する抵抗も強く、更
に不飽和アミド化合物は単独あるいは共重合性が
優れている等の利点を有するため、接着剤、塗
料、紙加工剤、繊維加工剤、エマルジヨン、ウレ
タン硬化剤、顔料分散剤、プラスチツク添加剤、
高分子凝集剤、イオン交換樹脂等への広範囲な分
野への応用が知られている。また、医薬品、農
薬、アミノ酸、天然物等の複雑な構造を有する化
合物の原料、中間体及び製品とみて、さらにはア
ミノ製造の原料としても有用な化合物である。し
かし、N−置換アミド化合物の安価な工業的製造
法が確立されていないため、大量に使用されるに
至つてはいない。 従来、工業的に用いられているN−置換アミド
化合物の製造法はカルボン酸クロライドとアミン
との反応によるもの、リツター反応を利用する方
法などがあるが、それらの方法では高価なものと
なるかあるいは製造し得る化合物の種類が限定さ
れ、その応用も特定の分野に限られているのが現
状である。 また、一般的なN−置換アミド化合物の製造法
として、アミド化合物とアルカリ金属アルコキシ
ドの如き強塩基性物質の作用で、アルカリ金属置
換アミド化合物をした後、ハロゲン化アルキルの
如きハロゲン置換化合物を作用させて、N−置換
アミド化合物を製造する方法が、例えば W.J.
Hickinbottom著 Reactions of Organic
Compounds 第3版、 Longmans,Gren and
Co.(1957年)第344頁および米国特許第3084191号
などにより知られている。しかし、これらの方法
では製造工程が2つの工程よりなること、塩基性
触媒下でハロゲン置換化合物との反応性の高い液
体アンモニアあるいはアルコールなどのプロトン
性溶媒を反応溶媒として使用すること、アルカリ
金属アミド、同水素化合物、同アルコキシドのよ
うな取り扱いの面倒な極めて塩基性の強い物質を
使用すること等の種々の不都合が存在する。それ
故後述する比較例1,2および3に示す如く、目
的生成物の収量が低いこと、反応させるハロゲン
置換化合物に汎用性がないことおよび目的生成物
がすべてN−一置換アミド化合物となり、また
N.N−二置換アミド化合物を製造する場合には
同様の製造工程を繰り返さなければならない等の
問題を生じ、一般的なN−置換アミド化合物の製
造法として工業的に広範囲に採用されるに至つて
いない。 さらに、近年 G.L.Isele,A.Luttringhous,
Synthesis 1971(5),266ページに開示されてい
る如く、非プロトン性極性溶媒中で予めアミド化
合物と強塩基性物質とを反応させて、アルカリ金
属置換アミド化合物とした後、ハロゲン化アルキ
ルの如きハロゲン置換化合物と反応させてN−ア
ルキル置換アミド化合物を製造する2段方法も知
られている。しかし、このような方法を採用して
も、後述する比較例2に示すごとく、満足する結
果は得られていない。 同様に、R.A.W.Johnstone. M.E.Rose,
Tetrahedron,35巻,2169〜2173頁(1979年)に
は、非プロトン性溶媒中大過剰の強塩基性物質の
存在下で飽和アミド化合物とハロゲン置換化合物
を搬応させてN−置換飽和アミド化合物を製造す
る方法が開示されている。しかし、不飽和アミド
化合物は、比較例4に示した如く、ハロゲン置換
化合物が存在しなくとも、強塩基性物質と反応し
て消失し、したがつて、この方法によつても過剰
の強塩基性物質と不飽和アミド化合物は反応して
しまい効率よく不飽和アミド化合物のN−置換反
応を行わせることはできない。 またUSSR発明者証第667547号では、極性溶媒
中におけるN−アルキル化有機化合物の製造方法
において苛性ソーダの様な塩基性物質を水溶液状
態として添加し、該塩基性物質がすべて液状態で
反応を開始させる方法が開示され、この方法にお
いて反応混合物中における水の存在は反応の進行
上極めて好都合であると記載されている。しかし
乍ら本発明者らの研究によれば、後述する実施例
1,2,3および比較例3の対比により明らかな
如くこの方法による場合は副反応物の生成が著し
く、目的とするN−アルキル置換不飽和アミド化
合物への選択性が低く、目的とするN−置換アミ
ド化合物によつては収率が著しく低下することを
見出した。 本発明者らは前記したN−置換飽和アミド化合
物の製造に関する実状に鑑み、その製造方法の改
良を目的として強塩基性物質と原料不飽和アミド
化合物との量的関係および反応系における水の存
在量と反応性との関係について鋭意検討を進めた
結果、N−アルキル置換不飽和アミド化合物への
選択性に及ぼす影響が極めて大きいことを見出し
本発明に到達した。 即ち、飽和アミド化合物ではさほど問題となら
なかつた強塩基性物質とアミド化合物の量的関係
が不飽和アミド化合物では反応の選択性に大きな
影響を及ぼすこと、また、従来好都合であるとさ
れていた反応系における水の存在が、その推定に
反して副反応を生起して目的とするN−アルキル
置換不飽和アミド化合物の生成を阻害すること、
またN−アルキル置換反応を好適に行わしめるた
めには、従来のアミド化合物と強塩基性物質と反
応をせしめしかるのちハロゲン置換化合物を反応
せしめる方法ではなく、強塩基性物質、アミド化
合物およびハロゲン置換化合物を同時に接触反応
せしめることが必要であることを見出して本発明
に到達した。すなわち、本発明は、強塩基性物
質、不飽和アミド化合物およびハロゲン化アルキ
ルを非プロトン性極性溶媒中で同時に接触させて
反応させ、それによつてN−アルキル置換不飽和
アミド化合物を製造する方法において、該塩基性
物質の添加量をアミド基の水素原子に対して0.5
〜1.5倍モルとして、かつ該塩基性物質の懸濁下
に反応を開始することを特徴とするN−アルキル
置換不飽和アミド化合物の製造方法である。 本発明において、強塩基性物質の懸濁下に反応
を開始せしめる具体的な方法としては、非プロト
ン性極性溶媒に三者を同時に供給混合して強塩基
性物質を懸濁せしめて反応させる方法、非プロト
ン性極性溶媒中に強塩基性物質を懸濁せしめ、し
かる後不飽和アミド化合物およびハロゲン置換化
合物を同時に供給して反応せしめる方法、並びに
非プロトン性極性溶媒に不飽和アミド化合物およ
びハロゲン置換化合物を溶解もしくは懸濁せし
め、しかるのちに、強塩基性物質を添加懸濁せし
めめる等の適宜の方法が採用される。 本発明の対象となる不飽和アミド化合物は、不
飽和モノアミド化合物と不飽和ジアミド化合物以
上の多価不飽和アミド化合物とに大別される。 不飽和モノアミド化合物としては、脂肪族不飽
和カルボン酸アミドが挙げられる。 脂肪族不飽和カルボン酸アミドは、一般式Co
H2o+1-2nCONH2で表わされる化合物(式中nは
2〜20の整数、mは1〜5の整数)で、分子内に
炭素炭素二重結合または/および三重結合を1ケ
以上含む。またニトロ基,シアノ基,アミノ基,
カルボン酸基,スルホン酸基,アルコキシ基,カ
ルボン酸エステル基などの置換基の1種以上が1
つ以上導入されたものも対象となる。 脂肪族不飽和カルボン酸アミドでは、例えばア
クリルアミド,メタクリルアミド,ビニルアセト
アミド,クロトナミド,デセナミド,ノナデセナ
ミド,プロピオラミド,プチナミド,ヘキサジエ
ンカルボキサミド,ペンチナミド,ヘプチナミ
ド,エトキシアクリルアミド,エトキシメタクリ
ルアミド,シアノブテナミド,ニトロブチナミ
ド,アミノブチナミド,カルバモイルプロペンス
ルホン酸,カルバモイルクロトン酸,カルバモイ
ルクロトン酸メチルなどがある。 例示したこれらの不飽和アミド化合物のうち、
非置換不飽和アミド化合物が反応を効率よく行わ
せるという点で好適である。さらに好適なものと
して該不飽和アミド化合物のアミド基が二重結合
に共役している共役系不飽和アミド化合物、例え
ばアクリルアミド,メタクリルアミド,クロトナ
ミドなどの如き脂肪族不飽和アミド化合物などが
ある。 一方、多価不飽和アミド化合物は、脂肪族不飽
和多価カルボン酸アミドなどである。脂肪族不飽
和多価カルボン酸アミドは、一般式CoH2o+2-n-2r
(CONH2nで表わされ、n,m及びrは整数で、
nは2〜20であり、mは2〜4で、rは1〜4で
ある。また、ニトロ基,シアノ基,アミノ基,カ
ルボン酸基,スルホン酸基,アルコキシ基,カル
ボン酸エステル基などの1種以上が1つ以上導入
されたものも対象となる。 脂肪族不飽和多価カルボン酸アミドでは、例え
ばマレアミド,フマラミド,シトラコナミド,メ
サコナミド,デセンジカルボキサミド,テトラデ
センジカルボキサミド,オクタデセンジカルボキ
サミド,ブテンテトラカルボキサミド,ヘキサジ
エンジカルボキサミド,ペンチンジカルボキサミ
ド,メトキシブテンジカルボキサミド,シアノブ
チンジカルボキサミド、ニトロブテンジカルボキ
サミド,アミノブテンジカルボキサミド,ジカル
バモイルブテンスルホン酸,ジカルバモイルブテ
ン酸,ジカルバモイルブテン酸メチルなどであ
る。 例示したこれらの不飽和アミド化合物のうち、
非置換不飽和アミド化合物が反応を効率よく行わ
せるという点で好適である。さらに好適なものと
して該不飽和アミド化合物のアミド基の二重結合
に共役している共役系アミド化合物、例えばフマ
ラミド,マレアミド,シトラコナミドなどの如き
脂肪族不飽和多価アミド化合物などがある。 不飽和アミド化合物と反応させるハロゲン置換
化合物は、ハロゲン化アルキルである。 ハロゲン化アルキルは、一般式CoH2o+1X(X
はハロゲン)で表わされ、nは整数で1〜20であ
る。 以下のハロゲン化アルキルの例示では、塩素置
換、臭素置換、ヨー素置換化合物のいずれもが本
発明の対象になるが、塩素置換化合物を代表とし
て示す。 ハロゲン化アルキルでは、例えばクロロメタ
ン,クロロエタン,クロロプロパン,クロロブタ
ン,クロロペンタン、クロロヘキサン、クロロヘ
プタン,クロロデカン,クロロドデカン,クロロ
テトラデカン,クロロオクタデカンなどがある。 これらの化合物のうち、ハロゲン原子の置換し
ている炭素の構造により、反応性が異なる。ハロ
ゲン原子が1級または2級炭素に置換されている
化合物が本発明の反応に好適である。 本発明で使用する反応溶媒は、非プロトン性極
性媒であればよく、例えば、アセトニトリル,ジ
オキサン,ニトロメタン,ニトロエタン,ニトロ
ベンゼン,ピリジン,ジメトキシエタン,テトラ
ハイドロフラン,テトラハイドロピラン,2−メ
チル−テトラハイドロフラン,ベンゾニトリル,
N,N−ジメチルホルムアミド,N,N−ジメチ
ルアセトアミド,N,N−ジエチルホルムアミ
ド,ジメチルスルホキシド,N−メチルピロリド
ン,ヘキサメチルホスホルアミド,スルホラン,
オキセパン,モノグライム,ジグライム,トリグ
ライム,テトラグライム,の如きグライム類,テ
トラメチル尿素,テトラエチル尿素,1,3−ジ
メチル−2−イミダゾリジノン,1,3−ジメチ
ル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−
ピリミジノンの如きアルキル尿素類等を使用する
ことが出来る。上記した溶媒のうち更に好適な溶
媒としては、アセトニトリル,N,N−ジメチル
ホルムアミド,N,N−ジメチルアセトアミド,
ジメチルスルホキシド,スルホラン,テトラグラ
イム,1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン
などを使用できる。これらの溶媒は一般に水との
親和性が強いので吸水による水の混入あるいは循
環再使用時における水の混入を生ずるので注意が
必要である。 本発明の方法における反応系においては、強塩
基性物質の少なくとも一部が懸濁している状態で
反応を開始せしめることが必要であり、この様な
状態における水の量は反応系における水の量とし
て通常6重量%程度である。而してこの場合の水
の量がこれを越える場合はハロゲン置換化合物あ
るいは不飽和アミド化合物の加水分解等の副反応
が起り易くなり収率は著しく低下する。反応を効
率よく行い、目的物の収率を高めるには、後述す
る実施例2,3および比較例3の記載からも理解
されるようにこの反応系の水含有量を少なくとも
5重量%以下、好ましくは2.5重量%以下、特に
好ましくは10000ppm以下として行うことが必要
である。 溶媒の使用量は特に制限はないが、溶媒を含め
た反応物総量中5〜95重量%好ましくは10〜90重
量%の範囲である。 次に、本発明で使用する強塩基性物質は、固体
状物質であり、水に溶解あるいは懸濁した時、水
溶液のpHが10以上好ましくは11以上のものであ
れば使用できる。ただし、イオン交換樹脂および
その他のイオン交換体を用いる場合は、この条件
の適用外であり、おれについては後述する。その
ような強塩基性物質としては、例えばアルカリ金
属酸化物、アルカリ土類金属酸価物、は反応系に
おける水の量アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属
水素化物、アルカリ土類金属水素化物、アルカリ
金属アミド、アルカリ金属アルコキシド、イオン
交換樹脂、その他のイオン交換体などである。 上記の物質を例示すると、アルカリ金属酸化物
としては、例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウ
ム、酸化リチウム、酸化ルビジウム、酸化セシウ
ムである。アルカリ土類金属酸化物は、例えば、
酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシ
ウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウムであ
る。アルカリ金属水酸化物は、例えば、水酸化ナ
トリウム,水酸化カリウム,水酸化リチウム,水
酸化ルビジウム,水酸化セシウムである。アルカ
リ土類金属水酸化物は、例えば、水酸化ベリリウ
ム,水酸化マグネシウム,水酸化カルシウム,水
酸化ストロンチウム,水酸化バリウムである。 アルカリ金属炭酸塩は、例えば炭酸ナトリウ
ム,炭酸カリウム,炭酸リチウム.炭酸ルビジウ
ム,炭酸セシウムである。アルカリ金属水酸化物
は、例えば、水素化ナトリウム,水素化カリウ
ム,水素化リチウムなどである。アルカリ土類金
属水素化物は、例えば、水素化ベリリウム,水素
化マグネシウム,水素化カルシウムなどである。
アルカリ金属アミドはアンモニアのアルカリ金属
置換化合物で、例えば、ナトリウムアミド,カリ
ウムアミド,リチウムアミドなどである。アルカ
リ金属アルコキシドはアルコールの水酸基のプロ
トンをアルカリ金属で置換した化合物であり、例
えば、ナトリウムメトキシド,ナトリウムエトキ
シド,ナトリウムt−ブトキシドカリウムメトキ
シド,カリウムエトキシド,カリウムt−ブトキ
シドなどである。 イオン交換樹脂では、強塩基性樹脂のOH型及
び強塩基性樹脂の遊離型が使用でき、好ましくは
樹脂含有水分が15%以下のものである。その他の
イオン交換体はアニオン交換現象を示す物質であ
ればよく、アニオン交換セルロース,アニオン交
換セフアデツクス,アニオン交換液,塩基性白雲
石,水和酸化鉄,水和酸化ジルコニウムなどであ
り、塩酸と中和反応を行える型になつていればよ
い。 上記した塩基性物質のうち、本発明の方法の実
施に好適なものは、例えば、アルカリ金属水酸化
物,アルカリ土類金属水酸化物,アルカリ金属酸
化物,アルカリ土類金属酸化物,アルカリ金属炭
酸塩,イオン交換樹脂,その他のイオン交換樹脂
体であり、更に好適なものは、例えば、アルカリ
金属水酸化物,アルカリ土類金属水酸化物,アル
カリ金属酸化物,アルカリ土類金属酸化物,アル
カリ金属炭酸塩,イオン交換樹脂,その他のオン
交換体である。 ただし、不飽和アミド化合物の中でもアクリル
アミド,メタクリルアミドの如き重合活性の高い
不飽和アミド化合物は、熱によるラジカル重合以
外に強塩基性物質による水素移動重合等の副反応
が生起する傾向がある。 そのような場合、本発明の方法を好適に行うに
は強塩基性物質としてアルカリ金属水酸化物、そ
の中でも水酸化ナトリウム或いは水酸価カリウム
を使用することが好ましい。 これらの強塩基性物質は通常固形状のものとし
て反応に供され、反応液中で少なくとも一部は懸
濁された状態で反応は開始される。 本発明の実施において、原料である不飽和アミ
ド化合物、ハロゲン置換化合物および強塩基性物
質の相対的使用量は、ハロゲン置換化合物と不飽
和アミド化合物との反応性、あるいは目的生成物
をN−一置換不飽和アミド化合物とするのか、
N,N−二置換不飽和アミド化合物とするかなど
により異なり、一概に規定するこをは困難である
が、概ねN−一置換不飽和アミ努化合物を製造す
る場合は、ハロゲン置換化合物の使用量は不飽和
アミド化合物に対し0.2−10倍モル好ましくは0.3
−7倍モルの範囲である。 N,N−二置換不飽和アミド化合物を製造する
場合は、ハロゲン置換化合物の使用量は、不飽和
アミド化合物に対して1.0−20モル、好ましくは
1.5−15倍モルの範囲である。 強塩基性物質の添加は、いずれの場合でもアミ
ド基の水素原子に対して、後述する実施例に示す
如く0.5〜1.5倍モルの範囲で行なわれる。この反
応に際して強塩基性物質の量がアミド基の水素原
子に対して1.5倍モルを超過する場合は、目的と
するN−アルキル置換不飽和アミド化合物の収率
が極度に低下する。 更に置換基の異なるN,N−二置換不飽和アミ
ド化合物を製造することも可能であり、その場合
には、2種のハロゲン置換化合物を同時に反応さ
せればよい。2種のハロゲン置換化合物の相対的
使用量はハロゲン置換化合物の反応性により変化
するが、概ね反応性の高いものに対して1.0−20
倍モル、好ましくは1.0−15倍モルの範囲である。
また、置換基の異なるN,N−二置換不飽和アミ
ド化合物を製造する他の方法として、まず第1の
ハロゲン置換化合物と反応させて、N−一置換不
飽和アミド化合物を得たのち次いで第2のハロゲ
ン置換化合物と反応させることも可能である。不
飽和アミド化合物を使用する場合は、反応および
精製工程での原料並びに製品の重合を防止するた
め、重合禁止剤を添加することが好ましい。この
場合の重合禁止剤としては、特に制限はないが、
一般にフエノール系禁止剤,アミン系禁止剤,メ
ルカプタン系禁止剤および銅粉などがあげられ
る。反応方法としては通常の反応釜を使用しても
よいし、溶解性の低い強塩基性物質を使用する場
合には、それを塔に充填して、不飽和アミド化合
物とハロゲン置換化合物との混合溶液を通液循環
する流通式の方法でもよい。しかし乍ら装置の保
守管理には反応釜のほうが好都合である。 反応釜で製造する場合、原料の仕込み順序に制
限はないが、反応性の高いハロゲン置換化合物を
使用する場合には、ハロゲン置換化合物を最後に
添加して反応させたほうが、副反応を抑制する点
で好都合である。反応温度は使用する不飽和アミ
ド化合物およびハロゲン置換化合物の反応性に依
存するが、反応温度が低いと反応の進行が緩慢に
なり、一方温度が高いと不飽和アミド化合物の加
水分解等の副反応を生じ製品の収率が低下する。
従つて通常−20〜100℃、好ましくは−10〜70℃
の温度範囲で反応が行われ、特に好ましくは、特
定のハロゲン置換化合物を除いて、0〜50℃の温
度範囲で行われる。この温度範囲内であれば、必
ずしも反応中温度を一定に保つ必要はなく、反応
の進行を把握し、反応温度を適宜設定して効率よ
く反応を行わせればよい。 また、反応時間も反応温度と同様に使用する不
飽和アミド化合物およびハロゲン置換化合物によ
り変動するが、長くても30時間、通常10時間以内
である。反応の推移は反応系の性状の変化及びガ
スクロマトグラフイーあるいは高速液体クロマト
グラフイーなどにより反応液中の原料及び目的生
成物の濃度を知ることにより把握できる。 反応後、副生する金属塩化物を濾別して常法に
より減圧蒸留すれば高純度の目的生成物が得られ
る。ただし、金属塩化物が反応液に溶解する場合
とか、昇華性の原料不飽和アミド化合物が残存す
る場合には溶媒を留去した後、ベンゼン−水、ク
ロロホルム−水のような二層を形成する溶剤の組
合せで上記物質を除去した後、減圧蒸留すれば高
純度の目的生成物が得られる。また、目的生成物
が高沸点であるとか熱分解性を有する場合には、
溶剤抽出、再結晶等の方法で目的生成物を精製で
きる。 反応溶媒が、ジメチルスルホキシドの如く、水
との親和性が大きく、目的生成物がN−アルキル
置換不飽和アミド化合物の如く親油性に富む場合
には、反応後、反応液に水を添加して目的物を油
層として分離する方法、あるいはベンゼン,トル
エン,クロロホルムの如く水と二層を形成する溶
剤で目的物を抽出分離する方法なども適用でき
る。 本発明によれば、極めて多種類の様々な機能を
有するN−アルキル置換不飽和アミド化合物を一
段で安価に製造することができる。そして従来応
用できなかつた多種用途へ、N−アルキル置換不
飽和アミド化合物を供給することが可能になる。 また、本発明は同一の反応様式をとるので、同
一反応器で多品種のN−アルキル置換不飽和アミ
ド化合物を製造することができ、少量多品種の製
品の生産に向くという利点がある。 次に本発明を実施例により更に説明する。 実施例 1 N−n−プロピルアクリルアミドの製造 N,N−ジメチルホルムアミド150mlに水酸化
カリウム14g(アミノ基の水素原子に対して0.6倍
モル)を添加懸濁せしめ、アクリルアミド14g,
フエノチアジン0.05g及びn−プロピルブロマイ
ド31gを添加し、40℃で3時間撹拌下で反応を行
つた。反応後、ポリエチレングリコール20Mのカ
ラムを使用して、反応液をガスクロマトグラフイ
ーにより分析した結果、N−n−プロピルアクリ
ルアミドが実質量21g(収率92%)生成している
ことを確認した。また、反応液を濾別した後、減
圧下でN,N−ジメチルホルムアミド及び未反応
n−プロピルブロマイドを留去した。 残渣にベンゼン100ml、蒸留水50mlを加え十分
撹拌後、分液し更に水溶液層を50mlのベンゼンで
2回抽出し、ベンゼン層を集め硫酸マグネシウム
で乾燥した。ベンゼン層を減圧蒸留し、81−83
℃/1mm留分を採取し、N−n−プロピルアクリ
ルアミド18g(収率79%)を得た。 この反応における反応系内の水の量は1000ppm
程度であり、この場合はアクリルアミドの転化率
は95%であり、N−n−プロピルアクリルアミド
への選択率は97%であつた。 比較例 1 N−n−プロピルアクリルアミドの製造 カリウムt−ブトキシド22gを溶解したt−ブ
タノール150mlにアクリルアミド14gを室温にて
添加した。N−カリウムアクリルアミドの析出が
終るまで放置した後、室温にてn−プロピルブロ
マイド31g、フエノチアジン0.05gを添加し撹拌
下で3時間反応させた後、析出した臭化カリウム
を濾別した。濾液を減圧蒸留し、81−83℃/1mm
Hg留分を採取し、N−n−プロピルアクリルア
ミド6.0g(収率2%5)を得た。 比較例 2 N.N−ジメチルホルムアミド150mlに水酸化カ
リウム14g,アクリルアミド14g,フエノチアジ
ン0.05gを添加し、40℃で反応を行つた。 反応後30分で水酸化カリウムの表面に白色物が
析出し十分な撹拌は行なえなくなつた。そのまま
の状態で1時間反応させた後、n−プロピルブロ
マイド31gを添加して更に2時間反応を行わせ
た。反応後の処理を実施例と全く同様に行つたと
ころ、N−n−プロピルアクリルアミドは2.0g
(収率9%)得られたにすぎなかつた。 実施例 2 N−n−プロピルアクリルアミドの製造 水を3.5重量%含むN,N−ジメチルホルムア
ミドを使用した以外は実施例1と全く同様に反応
及び反応後の処理を行なつた。反応は実施例1と
同様に水酸化カリウムが一部懸濁された状態で開
始した。この反応における転化率は93%、選択率
は90%、生成率は84%であつた。なお、この反応
系における水の量は2.5重量%であつた。 実施例 3 N−n−プロピルアクリルアミドの製造 水を7.0重量%含むN,N−ジメチルホルムア
ミドを使用した以外は実施例1と全く同様に反応
及び反応後の処理を行なつた。反応は実施例1と
同様に水酸化カリウムが懸濁された状態で開始し
た。の反応における転化率は87%、選択率は81
%、生成率は70%であつた。なお、この反応系に
おける水の量は5.0重量であつた。 比較例 3 N−n−プロピルアクリルアミドの製造 N,N−ジメチルホルムアミド150mlにアクリ
ルアミド14g,フエノチアジン0.05g及びn−プロ
ピルブロマイド31gを添加し、撹拌溶解後47.5%
水酸化カリウム水溶液19.9mlを添加し、反応を開
始した。その時反応液は2層を形成し、水酸化カ
リウムはすべて液状態であつた。その後実施例1
と全く同様に操作を行つた。この反応における転
化率は63%、選択率は48%、生成率は30%であつ
た。なお、この反応系における水の量は7.2重量
%であつた。 実施例4−7 表−1記載の原料、強塩基性物質、溶媒の組合
せで、表−1記載の条件で反応を行つた。なお、
実施例4−5ではフエノチアジン0.05gを添加し
て反応を行つた。反応後、実施例1と全く同様の
方法で処理を行い、表−2記載の結果を得た。 実施例 8 N,N,N',N'−テトラメチルフマラミドの
製造 N,N−ジメチルホルムアミド150mlに水酸化
カリウム56g(1.2倍モル)、フマラミド23gを添加
し、撹拌しながら40℃でメチルクロライド56gを
吹込み、4時間反応を行つた。反応後、不溶物を
濾別し濾液を減圧蒸留し、溶剤及び未反応原料を
除去した後、蒸留残渣をエタノールで再結晶し、
融点130−131℃のN,N,N',N'−テトラメチ
ルフマラミド27g(収率79%)を得た。 実施例 9 表−1記載の原料、強塩基性物質、溶媒の組合
せで、表−1記載の条件で反応を行つた。反応
後、実施例8と全く同様の方法で処理を行い、表
−2記載の生成物を表−2記載の再結晶溶媒によ
り結晶化して得た。
The present invention relates to an improved method for producing N-alkyl substituted unsaturated amide compounds. More specifically, the present invention relates to an improved method for producing both N-mono-substituted and N,N-disubstituted amide compounds. In general, N-substituted amide compounds have a good balance between hydrophilic and hydrophobic groups in the molecule, so they have good compatibility with various substances and have strong resistance to hydrolysis. Because of its excellent advantages, it is suitable for adhesives, paints, paper processing agents, textile processing agents, emulsions, urethane curing agents, pigment dispersants, plastic additives,
It is known to be applied to a wide range of fields such as polymer flocculants and ion exchange resins. It is also a useful compound as a raw material, intermediate, and product for compounds with complex structures such as pharmaceuticals, agricultural chemicals, amino acids, and natural products, and also as a raw material for amino production. However, since an inexpensive industrial production method for N-substituted amide compounds has not been established, they have not been used in large quantities. Conventionally, industrially used methods for producing N-substituted amide compounds include the reaction of a carboxylic acid chloride with an amine and the use of the Ritter reaction, but these methods are expensive. Alternatively, the types of compounds that can be produced are limited, and their applications are currently limited to specific fields. In addition, as a general method for producing N-substituted amide compounds, an alkali metal-substituted amide compound is formed by the action of an amide compound and a strong basic substance such as an alkali metal alkoxide, and then a halogen-substituted compound such as an alkyl halide is reacted with the amide compound and a strong basic substance such as an alkali metal alkoxide. A method for producing N-substituted amide compounds is described, for example, in WJ
Written by Hickinbottom Reactions of Organic
Compounds 3rd edition, Longmans, Gren and
Co. (1957) p. 344 and US Pat. No. 3,084,191. However, these methods require the production process to consist of two steps, the use of protic solvents such as liquid ammonia or alcohol that are highly reactive with halogen-substituted compounds under basic catalysts, and the use of alkali metal amides. There are various disadvantages such as the use of highly basic substances such as hydrogen compounds, alkoxides, etc., which are difficult to handle. Therefore, as shown in Comparative Examples 1, 2, and 3 described later, the yield of the target product is low, the halogen-substituted compound to be reacted is not versatile, and the target products are all N-monosubstituted amide compounds.
When producing NN-disubstituted amide compounds, problems such as the need to repeat the same production process arise, and this method has come to be widely adopted industrially as a general method for producing N-substituted amide compounds. Not yet. Furthermore, in recent years, GLIsele, A. Luttringhous,
As disclosed in Synthesis 1971 (5), page 266, an amide compound is reacted with a strong basic substance in an aprotic polar solvent to form an alkali metal-substituted amide compound, and then an alkyl metal substituted amide compound such as an alkyl halide is prepared. A two-step process for producing N-alkyl-substituted amide compounds by reaction with halogen-substituted compounds is also known. However, even if such a method is employed, satisfactory results are not obtained, as shown in Comparative Example 2, which will be described later. Similarly, RAWJohnstone.MERose,
Tetrahedron, Vol. 35, pp. 2169-2173 (1979) describes the reaction of a saturated amide compound and a halogen-substituted compound in the presence of a large excess of a strong basic substance in an aprotic solvent to form an N-substituted saturated amide compound. A method of manufacturing is disclosed. However, as shown in Comparative Example 4, the unsaturated amide compound reacts with a strong basic substance and disappears even in the absence of a halogen-substituted compound. The organic substance and the unsaturated amide compound react with each other, making it impossible to carry out the N-substitution reaction of the unsaturated amide compound efficiently. Furthermore, in USSR Inventor's Certificate No. 667547, in a method for producing N-alkylated organic compounds in a polar solvent, a basic substance such as caustic soda is added as an aqueous solution, and the basic substance starts the reaction in a liquid state. A method is disclosed in which the presence of water in the reaction mixture is said to be highly advantageous for the progress of the reaction. However, according to the research conducted by the present inventors, as is clear from the comparison of Examples 1, 2, 3, and Comparative Example 3, which will be described later, when this method is used, the formation of side reactants is significant, and the desired N- It has been found that the selectivity to alkyl-substituted unsaturated amide compounds is low, and the yield is significantly reduced depending on the target N-substituted amide compound. In view of the actual situation regarding the production of the above-mentioned N-substituted saturated amide compound, the present inventors aimed to improve the production method by considering the quantitative relationship between the strong basic substance and the raw material unsaturated amide compound and the presence of water in the reaction system. As a result of intensive studies on the relationship between quantity and reactivity, it was discovered that the influence on selectivity to N-alkyl-substituted unsaturated amide compounds is extremely large, and the present invention was achieved. In other words, the quantitative relationship between a strong basic substance and an amide compound, which did not pose much of a problem with a saturated amide compound, has a large effect on the reaction selectivity with an unsaturated amide compound. The presence of water in the reaction system causes side reactions contrary to expectations and inhibits the production of the target N-alkyl-substituted unsaturated amide compound;
In addition, in order to suitably carry out the N-alkyl substitution reaction, instead of the conventional method of reacting an amide compound with a strong basic substance and then reacting with a halogen-substituted compound, it is necessary to use a strong basic substance, an amide compound, and a halogen-substituted compound. The present invention was achieved by discovering that it is necessary to cause a catalytic reaction of compounds at the same time. That is, the present invention provides a method for producing an N-alkyl-substituted unsaturated amide compound by simultaneously contacting and reacting a strongly basic substance, an unsaturated amide compound, and an alkyl halide in an aprotic polar solvent. , the amount of the basic substance added is 0.5 per hydrogen atom of the amide group.
This is a method for producing an N-alkyl-substituted unsaturated amide compound, characterized in that the reaction is started at ~1.5 times the molar amount and while the basic substance is suspended. In the present invention, a specific method for starting the reaction while suspending a strong basic substance is a method of simultaneously supplying and mixing the three substances in an aprotic polar solvent to suspend the strong basic substance and causing the reaction. , a method in which a strong basic substance is suspended in an aprotic polar solvent, and then an unsaturated amide compound and a halogen-substituted compound are simultaneously supplied and reacted; An appropriate method may be employed, such as dissolving or suspending the compound and then adding and suspending a strong basic substance. The unsaturated amide compounds that are the object of the present invention are roughly divided into unsaturated monoamide compounds and polyunsaturated amide compounds that are higher than unsaturated diamide compounds. Examples of unsaturated monoamide compounds include aliphatic unsaturated carboxylic acid amides. Aliphatic unsaturated carboxylic acid amides have the general formula C o
A compound represented by H 2o+1-2n CONH 2 (in the formula, n is an integer of 2 to 20, m is an integer of 1 to 5), and has one or more carbon-carbon double bonds and/or triple bonds in the molecule. include. Also, nitro group, cyano group, amino group,
One or more substituents such as carboxylic acid group, sulfonic acid group, alkoxy group, carboxylic acid ester group, etc.
Items that have been introduced more than once are also eligible. Examples of aliphatic unsaturated carboxylic acid amides include acrylamide, methacrylamide, vinylacetamide, crotonamide, decenamide, nonadesenamide, propiolamide, putinamide, hexadiene carboxamide, pentinamide, heptinamide, ethoxyacrylamide, ethoxymethacrylamide, cyanobutenamide, nitrobutinamide, aminobutinamide, Carbamoyl propene These include sulfonic acid, carbamoyl crotonic acid, and methyl carbamoyl crotonate. Among these exemplified unsaturated amide compounds,
Unsubstituted unsaturated amide compounds are preferred in that the reaction can be carried out efficiently. More preferred are conjugated unsaturated amide compounds in which the amide group of the unsaturated amide compound is conjugated to a double bond, such as aliphatic unsaturated amide compounds such as acrylamide, methacrylamide, crotonamide, and the like. On the other hand, polyunsaturated amide compounds include aliphatic unsaturated polycarboxylic acid amides. Aliphatic unsaturated polycarboxylic acid amide has the general formula C o H 2o+2-n-2r
(CONH 2 ) is represented by n , where n, m and r are integers,
n is 2-20, m is 2-4, and r is 1-4. Furthermore, those into which one or more of a nitro group, a cyano group, an amino group, a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, an alkoxy group, a carboxylic acid ester group, etc. have been introduced are also targeted. Aliphatic unsaturated polycarboxylic acid amides include, for example, maleamide, fumaramide, citraconamide, mesaconamide, decenedicarboxamide, tetradecenedicarboxamide, octadecenedicarboxamide, butenetetracarboxamide, hexadienedicarboxamide, pentinedicarboxamide, methoxybutenedicarboxamide , cyanobutine dicarboxamide, nitrobutene dicarboxamide, aminobutene dicarboxamide, dicarbamoylbutenesulfonic acid, dicarbamoylbutenoic acid, methyl dicarbamoylbutenoate, and the like. Among these exemplified unsaturated amide compounds,
Unsubstituted unsaturated amide compounds are preferred in that the reaction can be carried out efficiently. More preferred are conjugated amide compounds conjugated to the double bond of the amide group of the unsaturated amide compound, such as aliphatic unsaturated polyamide compounds such as fumaramide, maleamide, citraconamide, and the like. The halogen-substituted compound reacted with the unsaturated amide compound is an alkyl halide. Alkyl halides have the general formula C o H 2o+1
is represented by halogen), and n is an integer from 1 to 20. In the following examples of alkyl halides, chlorine-substituted, bromine-substituted, and iodine-substituted compounds are all subject to the present invention, but chlorine-substituted compounds are shown as representative. Examples of alkyl halides include chloromethane, chloroethane, chloropropane, chlorobutane, chloropentane, chlorohexane, chloroheptane, chlorodecane, chlorododecane, chlorotetradecane, and chlorooctadecane. Among these compounds, the reactivity differs depending on the structure of the carbon in which the halogen atom is substituted. Compounds in which a halogen atom is substituted with a primary or secondary carbon are suitable for the reaction of the present invention. The reaction solvent used in the present invention may be any aprotic polar medium, such as acetonitrile, dioxane, nitromethane, nitroethane, nitrobenzene, pyridine, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 2-methyl-tetrahydr Furan, benzonitrile,
N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N,N-diethylformamide, dimethylsulfoxide, N-methylpyrrolidone, hexamethylphosphoramide, sulfolane,
Glymes such as oxepane, monoglyme, diglyme, triglyme, tetraglyme, tetramethylurea, tetraethylurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro -2(1H)-
Alkylureas such as pyrimidinone can be used. Among the above-mentioned solvents, more preferable solvents include acetonitrile, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide,
Dimethyl sulfoxide, sulfolane, tetraglyme, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, etc. can be used. Since these solvents generally have a strong affinity for water, care must be taken as water may be mixed in due to water absorption or water may be mixed in during circulation and reuse. In the reaction system of the method of the present invention, it is necessary to start the reaction in a state where at least a part of the strong basic substance is suspended, and the amount of water in such a state is equal to the amount of water in the reaction system. It is usually about 6% by weight. If the amount of water in this case exceeds this, side reactions such as hydrolysis of halogen-substituted compounds or unsaturated amide compounds tend to occur, resulting in a significant decrease in yield. In order to carry out the reaction efficiently and increase the yield of the target product, as will be understood from the descriptions of Examples 2 and 3 and Comparative Example 3, the water content of the reaction system should be at least 5% by weight or less. The content is preferably 2.5% by weight or less, particularly preferably 10,000 ppm or less. The amount of the solvent to be used is not particularly limited, but is in the range of 5 to 95% by weight, preferably 10 to 90% by weight, based on the total amount of reactants including the solvent. Next, the strong basic substance used in the present invention is a solid substance, and can be used as long as the pH of the aqueous solution when dissolved or suspended in water is 10 or more, preferably 11 or more. However, when using ion exchange resins and other ion exchangers, this condition is not applicable, and will be described later. Such strong basic substances include, for example, alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, the amount of water in the reaction system, alkali metal carbonates, alkali metal hydrides, alkaline earth metal hydrides, alkali metal These include amides, alkali metal alkoxides, ion exchange resins, and other ion exchangers. Examples of the above-mentioned substances include, as the alkali metal oxide, sodium oxide, potassium oxide, lithium oxide, rubidium oxide, and cesium oxide. Alkaline earth metal oxides are, for example,
They are beryllium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, and barium oxide. Examples of alkali metal hydroxides include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide. Examples of alkaline earth metal hydroxides include beryllium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide. Examples of alkali metal carbonates include sodium carbonate, potassium carbonate, and lithium carbonate. Rubidium carbonate and cesium carbonate. Examples of the alkali metal hydroxide include sodium hydride, potassium hydride, and lithium hydride. Examples of alkaline earth metal hydrides include beryllium hydride, magnesium hydride, and calcium hydride.
Alkali metal amides are alkali metal substituted compounds of ammonia, such as sodium amide, potassium amide, lithium amide, and the like. Alkali metal alkoxides are compounds in which the protons of the hydroxyl groups of alcohols are replaced with alkali metals, such as sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium t-butoxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, and potassium t-butoxide. As the ion exchange resin, OH type of strongly basic resin and free type of strongly basic resin can be used, and preferably resin containing water content is 15% or less. Other ion exchangers may be substances that exhibit an anion exchange phenomenon, such as anion exchange cellulose, anion exchange Cephadex, anion exchange liquid, basic dolomite, hydrated iron oxide, and hydrated zirconium oxide. You just need to be able to perform a sum reaction. Among the above-mentioned basic substances, those suitable for carrying out the method of the present invention are, for example, alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, alkali metal carbonates, ion exchange resins, and other ion exchange resin bodies, and more preferred ones include, for example, alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, Alkali metal carbonates, ion exchange resins, and other on exchangers. However, among unsaturated amide compounds, unsaturated amide compounds with high polymerization activity such as acrylamide and methacrylamide tend to cause side reactions such as hydrogen transfer polymerization due to strong basic substances in addition to radical polymerization due to heat. In such a case, in order to suitably carry out the method of the present invention, it is preferable to use an alkali metal hydroxide, particularly sodium hydroxide or potassium hydroxide, as the strong basic substance. These strong basic substances are usually used in the reaction in solid form, and the reaction is initiated while at least a portion of them is suspended in the reaction solution. In carrying out the present invention, the relative amounts of the unsaturated amide compound, halogen-substituted compound, and strong basic substance used as raw materials are determined by the reactivity of the halogen-substituted compound and the unsaturated amide compound, or by Is it a substituted unsaturated amide compound?
It differs depending on whether the amide compound is an N,N-disubstituted unsaturated amide compound, and it is difficult to make a general rule, but in general, when producing an N-monosubstituted unsaturated amide compound, use of a halogen-substituted compound is required. The amount is 0.2-10 times the mole of the unsaturated amide compound, preferably 0.3
-7 times the molar range. When producing an N,N-disubstituted unsaturated amide compound, the amount of the halogen-substituted compound used is 1.0-20 mol, preferably 1.0 to 20 mol, based on the unsaturated amide compound.
The range is 1.5-15 times the mole. In any case, the strong basic substance is added in an amount of 0.5 to 1.5 times the molar amount of the hydrogen atom of the amide group, as shown in the examples below. If the amount of the strong basic substance exceeds 1.5 moles per hydrogen atom of the amide group in this reaction, the yield of the desired N-alkyl-substituted unsaturated amide compound will be extremely reduced. Furthermore, it is also possible to produce N,N-disubstituted unsaturated amide compounds having different substituents, in which case two types of halogen-substituted compounds may be reacted simultaneously. The relative amounts of the two types of halogen-substituted compounds vary depending on the reactivity of the halogen-substituted compounds, but in general, it is 1.0-20% for the one with high reactivity.
The amount is twice the molar amount, preferably 1.0 to 15 times the molar amount.
Another method for producing N,N-disubstituted unsaturated amide compounds having different substituents is to first react with a first halogen-substituted compound to obtain an N-monosubstituted unsaturated amide compound; It is also possible to react with a halogen-substituted compound of 2. When using an unsaturated amide compound, it is preferable to add a polymerization inhibitor to prevent polymerization of raw materials and products during the reaction and purification steps. There are no particular restrictions on the polymerization inhibitor in this case, but
Common examples include phenolic inhibitors, amine inhibitors, mercaptan inhibitors, and copper powder. For the reaction method, a normal reaction vessel may be used, or if a strongly basic substance with low solubility is used, it may be packed in a column and mixed with an unsaturated amide compound and a halogen-substituted compound. A flow type method in which the solution is passed through and circulated may also be used. However, a reaction vessel is more convenient for equipment maintenance and management. When producing in a reaction vessel, there is no restriction on the order in which raw materials are added, but when using a highly reactive halogen-substituted compound, it is better to add the halogen-substituted compound last and react to suppress side reactions. It is convenient in this respect. The reaction temperature depends on the reactivity of the unsaturated amide compound and halogen-substituted compound used, but if the reaction temperature is low, the reaction progresses slowly, while if the temperature is high, side reactions such as hydrolysis of the unsaturated amide compound may occur. This results in a decrease in product yield.
Therefore, usually -20 to 100°C, preferably -10 to 70°C
The reaction is carried out in a temperature range of 0 to 50°C, particularly preferably in a temperature range of 0 to 50°C, except for certain halogen-substituted compounds. As long as it is within this temperature range, it is not necessarily necessary to keep the temperature constant during the reaction, but it is sufficient to monitor the progress of the reaction and appropriately set the reaction temperature to carry out the reaction efficiently. Further, the reaction time also varies depending on the unsaturated amide compound and halogen-substituted compound used, as well as the reaction temperature, but it is at most 30 hours, and usually within 10 hours. The progress of the reaction can be understood by observing changes in the properties of the reaction system and the concentrations of raw materials and target products in the reaction solution by gas chromatography or high performance liquid chromatography. After the reaction, by-produced metal chlorides are filtered off and distilled under reduced pressure using a conventional method to obtain a highly pure target product. However, if the metal chloride is dissolved in the reaction solution or if a sublimable raw material unsaturated amide compound remains, two layers such as benzene-water and chloroform-water are formed after the solvent is distilled off. After removing the above substances using a combination of solvents, a highly pure target product can be obtained by distillation under reduced pressure. In addition, if the target product has a high boiling point or is thermally decomposable,
The desired product can be purified by methods such as solvent extraction and recrystallization. When the reaction solvent has a high affinity for water, such as dimethyl sulfoxide, and the target product is highly lipophilic, such as an N-alkyl-substituted unsaturated amide compound, water may be added to the reaction solution after the reaction. A method in which the target product is separated as an oil layer, or a method in which the target product is extracted and separated using a solvent that forms two layers with water, such as benzene, toluene, or chloroform, can also be applied. According to the present invention, N-alkyl-substituted unsaturated amide compounds having an extremely wide variety of functions can be produced in one step at low cost. In addition, it becomes possible to supply N-alkyl-substituted unsaturated amide compounds to various uses that could not be applied conventionally. Furthermore, since the present invention uses the same reaction pattern, it is possible to produce a wide variety of N-alkyl-substituted unsaturated amide compounds in the same reactor, which has the advantage of being suitable for producing a wide variety of products in small quantities. Next, the present invention will be further explained by examples. Example 1 Production of N-n-propylacrylamide 14 g of potassium hydroxide (0.6 times the mole relative to the hydrogen atom of the amino group) was added and suspended in 150 ml of N,N-dimethylformamide, and 14 g of acrylamide,
0.05 g of phenothiazine and 31 g of n-propyl bromide were added, and the reaction was carried out at 40° C. for 3 hours with stirring. After the reaction, the reaction solution was analyzed by gas chromatography using a 20M polyethylene glycol column, and as a result, it was confirmed that 21 g (yield: 92%) of Nn-propylacrylamide was produced in substantial amount. Further, after the reaction solution was filtered, N,N-dimethylformamide and unreacted n-propyl bromide were distilled off under reduced pressure. 100 ml of benzene and 50 ml of distilled water were added to the residue, and after thorough stirring, the layers were separated, and the aqueous layer was extracted twice with 50 ml of benzene. The benzene layer was collected and dried over magnesium sulfate. The benzene layer was distilled under reduced pressure, and 81−83
A C/1 mm fraction was collected to obtain 18 g of N-n-propylacrylamide (yield 79%). The amount of water in the reaction system in this reaction is 1000ppm
In this case, the conversion rate of acrylamide was 95%, and the selectivity to Nn-propylacrylamide was 97%. Comparative Example 1 Production of N-n-propylacrylamide 14 g of acrylamide was added at room temperature to 150 ml of t-butanol in which 22 g of potassium t-butoxide was dissolved. After leaving to stand until the precipitation of N-potassium acrylamide was completed, 31 g of n-propyl bromide and 0.05 g of phenothiazine were added at room temperature and reacted for 3 hours with stirring, and then the precipitated potassium bromide was filtered off. The filtrate was distilled under reduced pressure at 81-83℃/1mm.
The Hg fraction was collected to obtain 6.0 g of Nn-propylacrylamide (yield 2%5). Comparative Example 2 14 g of potassium hydroxide, 14 g of acrylamide, and 0.05 g of phenothiazine were added to 150 ml of NN-dimethylformamide, and a reaction was carried out at 40°C. Thirty minutes after the reaction, a white substance precipitated on the surface of the potassium hydroxide, and sufficient stirring became impossible. After reacting as it was for 1 hour, 31 g of n-propyl bromide was added and the reaction was continued for an additional 2 hours. When the post-reaction treatment was carried out in exactly the same manner as in the example, 2.0g of N-n-propylacrylamide was obtained.
(Yield: 9%). Example 2 Production of N-n-propylacrylamide The reaction and post-reaction treatment were carried out in exactly the same manner as in Example 1, except that N,N-dimethylformamide containing 3.5% by weight of water was used. The reaction was started in the same manner as in Example 1, with potassium hydroxide partially suspended. The conversion rate in this reaction was 93%, the selectivity was 90%, and the production rate was 84%. Note that the amount of water in this reaction system was 2.5% by weight. Example 3 Production of N-n-propylacrylamide The reaction and post-reaction treatment were carried out in exactly the same manner as in Example 1, except that N,N-dimethylformamide containing 7.0% by weight of water was used. The reaction was started in the same manner as in Example 1 with potassium hydroxide suspended. The conversion rate in the reaction is 87% and the selectivity is 81
%, and the production rate was 70%. Note that the amount of water in this reaction system was 5.0 weight. Comparative Example 3 Production of N-n-propylacrylamide 14 g of acrylamide, 0.05 g of phenothiazine and 31 g of n-propyl bromide were added to 150 ml of N,N-dimethylformamide, and after stirring and dissolving, the concentration was 47.5%.
19.9 ml of potassium hydroxide aqueous solution was added to start the reaction. At that time, the reaction solution formed two layers, and all of the potassium hydroxide was in a liquid state. Then Example 1
The operation was performed in exactly the same way. The conversion rate in this reaction was 63%, the selectivity was 48%, and the production rate was 30%. Note that the amount of water in this reaction system was 7.2% by weight. Example 4-7 A reaction was carried out using the combinations of raw materials, strong basic substances, and solvents listed in Table 1 under the conditions listed in Table 1. In addition,
In Example 4-5, the reaction was carried out by adding 0.05 g of phenothiazine. After the reaction, treatment was carried out in exactly the same manner as in Example 1, and the results shown in Table 2 were obtained. Example 8 Production of N,N,N',N'-tetramethylfumaramide 56g of potassium hydroxide (1.2 times the mole) and 23g of fumaramide were added to 150ml of N,N-dimethylformamide, and methylated at 40°C with stirring. 56 g of chloride was blown into the reactor, and the reaction was carried out for 4 hours. After the reaction, the insoluble matter was filtered out, the filtrate was distilled under reduced pressure, the solvent and unreacted raw materials were removed, and the distillation residue was recrystallized with ethanol.
27 g (yield 79%) of N,N,N',N'-tetramethylfumaramide with a melting point of 130-131°C was obtained. Example 9 A reaction was carried out using the combinations of raw materials, strong basic substances, and solvents listed in Table 1 under the conditions listed in Table 1. After the reaction, treatment was carried out in exactly the same manner as in Example 8, and the products listed in Table 2 were crystallized using the recrystallization solvents listed in Table 2.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例 10 N,N−ジメチルメタクリルアミドの製造 ジメチルスルホキシド150mlにメタクリルアミ
ド17g、フエノチアジン0.005g、水酸化ナトリウ
ム18g(1.1倍モル)を添加し、撹拌しながら40℃
でメチルクロライド30gを吹込み、3時間反応を
行つた。 反応後、不溶物を濾別し、ベンゼン150ml、水
150mlを添加し、十分撹拌、処理した。 分液後、ベンゼン層を採取し、水層については
更にベンゼン100mlで2回抽出した。ベンゼン層
を硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧蒸留し65−67
℃/10mmHg留分を採取し、N,N−ジメチル
メタクリルアミド19g(収率86%)を得た。実施
例 11 N,N−ジメチルアクリルアミドの製造 20gのジメチルスルホキシドに1.7gの水酸化カ
リウム(1.5倍モル)を加え、室温で5分撹拌し
たのち、0.7gのアクリルアミドと5.7gの沃化メ
チルを加え、5分間撹拌下に反応させた。反応完
結後、反応混合物は20Mポリエチレングルコール
のカラムを用いてガスクロマト法で分析した。結
果は0.9gのN,N−ジメチルアクリルアミドの生
成(収率92%)が確認された。 比較例4および5 実施例11の方法において水酸化カリウムの量を
0.3g(0.3倍モル)および2.2g(2.0倍モル)に変え
た以外は同様に反応を行つた結果、それぞれ、収
率9%(アクリルアミドの転化率56%)および収
率41%(アクリルアミドの転化率99%)であつ
た。
[Table] Example 10 Production of N,N-dimethyl methacrylamide 17 g of methacrylamide, 0.005 g of phenothiazine, and 18 g (1.1 times the mole) of sodium hydroxide were added to 150 ml of dimethyl sulfoxide, and the mixture was heated at 40°C with stirring.
Then, 30 g of methyl chloride was blown into the solution, and the reaction was carried out for 3 hours. After the reaction, filter out the insoluble matter and add 150ml of benzene and water.
150 ml was added, thoroughly stirred and treated. After separation, the benzene layer was collected, and the aqueous layer was further extracted twice with 100 ml of benzene. After drying the benzene layer with magnesium sulfate, it was distilled under reduced pressure to give 65−67
A C/10 mmHg fraction was collected to obtain 19 g of N,N-dimethylmethacrylamide (yield: 86%). Example 11 Production of N,N-dimethylacrylamide 1.7g of potassium hydroxide (1.5 times the mole) was added to 20g of dimethyl sulfoxide, and after stirring at room temperature for 5 minutes, 0.7g of acrylamide and 5.7g of methyl iodide were added. The mixture was added and reacted for 5 minutes with stirring. After the reaction was completed, the reaction mixture was analyzed by gas chromatography using a 20M polyethylene glycol column. As a result, it was confirmed that 0.9 g of N,N-dimethylacrylamide was produced (yield: 92%). Comparative Examples 4 and 5 In the method of Example 11, the amount of potassium hydroxide was
The reaction was carried out in the same manner except that the amounts were changed to 0.3 g (0.3 times the mole) and 2.2 g (2.0 times the mole), resulting in a yield of 9% (56% conversion of acrylamide) and 41% (conversion of acrylamide), respectively. The conversion rate was 99%).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 強塩基性物質、不飽和アミド化合物およびハ
ロゲン化アルキルを非プロトン性極性溶媒中で同
時に接触させて反応させ、それによつてN−アル
キル置換不飽和アミド化合物を製造する方法にお
いて、該塩基性物質の添加量をアミド基の水素原
子に対して0.5〜1.5倍モルとして、かつ該塩基性
物質の懸濁下に反応を開始することを特徴とする
N−アルキル置換不飽和アミド化合物の製造方
法。 2 反応の開始時における反応系の水の量が5重
量%以下である特許請求の範囲第1項記載の方
法。
[Claims] 1. A method for producing an N-alkyl-substituted unsaturated amide compound by simultaneously contacting and reacting a strong basic substance, an unsaturated amide compound, and an alkyl halide in an aprotic polar solvent. N-alkyl-substituted unsaturated, characterized in that the amount of the basic substance added is 0.5 to 1.5 times the molar amount to the hydrogen atom of the amide group, and the reaction is started under suspension of the basic substance. A method for producing an amide compound. 2. The method according to claim 1, wherein the amount of water in the reaction system at the start of the reaction is 5% by weight or less.
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