改善された色品質を有するＮ−アルキルラクタムの製造方法
Ｎ−アルキルラクタムに０．０１〜１０質量%のＣ1〜10のアルコール、または０．０１〜１０質量%のＣ1〜10のアルコールを遊離する化合物を添加する、改善された色品質を有するＮ−アルキルラクタムの製造方法である。少なくとも９９．０質量%のＮ−アルキルラクタムと、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコール、または１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコールを遊離する、アセタール、アミナールまたはオルトエステルを含む混合物である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善された色品質（Ｆａｒｂｑｕａｌｉｔａｅｔ）を有するＮ−アルキルラクタムの製造方法、および少なくとも９９．０質量%のＮ−アルキルラクタムと、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコール、または１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコールを遊離する、アセタール、アミナール、またはオルトエステルを含む混合物に関する。
【０００２】
Ｎ−アルキルラクタムは化学工業において重要な製品である。それらの中でも最も広く普及しているのは、Ｎ−アルキルピロリドン（五員環のＮ−アルキルラクタム）である。
【０００３】
Ｎ−アルキルピロリドンは例えば有機溶剤であり、多数の適用に使用される。
【０００４】
Ｎ−アルキルピロリドンは、熱安定性の、化学的に充分に不活性な、無色の、低粘度の、および非プロトン性の、幅広い適用可能性を有する溶剤である。そのため、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、およびＮ−エチル−ピロリドン（ＮＥＰ）、ならびにより高級な同族体は、溶剤、希釈剤、抽出剤、洗浄剤、脱脂剤、吸着剤、および／または分散剤として使用可能である。
【０００５】
ＮＭＰは、石油化学処理における純粋な炭化水素の抽出、ガス、例えばアセチレン、１，３−ブタジエン、またはイソプレンの洗浄および分離、芳香族の抽出、例えばＬＵＲＧＩ ＧｍｂＨのＤｉｓｔａｐｅｘ法において、酸性ガス洗浄、および潤滑油抽出において適用される。さらにＮＭＰは、ポリマー分散液、例えばポリウレタン分散液のための溶剤としても使用することができる。
【０００６】
ＮＭＰは、多くのプラスチック、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタン（ＰＵ）、アクリラート、またはブタジエン−アクリルニトリルのコポリマーのための良好な溶剤でもあり、かつそれらの加工の際に使用される。
【０００７】
ＮＭＰは塗料残渣、およびラッカー残渣の除去の際の洗浄剤としても使用され、ならびに金属表面、セラミック表面、ガラス表面、およびプラスチック表面のための、酸洗い剤および洗浄剤としても使用される。
【０００８】
同様にＮＭＰは、植物保護における作用物質の調製のための溶剤または補助溶剤である。
【０００９】
ＮＥＰ、および他のＮ−アルキルピロリドンは、多くの適用においてＮＭＰで代替することができ、さらには多くの場合において付加的に有利な特性を示す（ＷＯ−Ａ−２００５／０９０４４７、ＢＡＳＦ ＡＧ）。
【００１０】
普及している他のＮ−アルキルラクタムは、Ｎ−アルキルピペリドン、およびＮ−アルキルカプロラクタムである。Ｎ−アルキルカプロラクタム、とりわけＮ−メチルカプロラクタムは、ガス脱酸（Ｇａｓｅｎｔｓａｅｕｅｒｕｎｇ）のための選択的な溶剤として使用することができ、例えばＣｈｅｍ．Ｔｅｃｈｎ．２９巻（１９７７年）、４４５〜４４８ページ、（Ｗｅｈｎｅｒら、ＶＥＢ Ｌｅｕｎａ）に記載されている。また炭化水素の抽出においても、Ｎ−アルキルカプロラクタムが、高度に達成可能な選択性に基づいて適用され、例えばＣｈｅｍ．Ｔｅｃｈｎ．２７巻、（１９７５年）、４０１〜４０５ページ、（Ｗｅｈｎｅｒら、ＶＥＢ Ｌｅｕｎａ）に記載されている。ＷＯ−Ａ−０５／０９２９５３（ＢＡＳＦ ＡＧ）も参照すること。Ｎ−アルキルピペリドン、例えばＮ−メチル−ピペリドンは、これらの適用に同様に使用することができる。
【００１１】
Ｎ−アルキルラクタムの製造は公知である。Ｎ−アルキルピロリドンは、Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、Ａ２２巻、第５版、４５９ページ（１９９３年）と同様に、またはＤＥ−Ａ−１９６２６１２３（ＢＡＳＦ ＡＧ）と同様に、例えば、１当量の水を遊離して、γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）と、モノアルキルアミンとの反応によって行うことができる。同様にＮ−アルキルピロリドンを、無水マレイン酸または他のジカルボン酸誘導体と、モノエチルアミンとから、水素と水素化触媒の存在下で製造することができ、例えばＥＰ−Ａ−７４５５９８（Ｂａｙｅｒ ＡＧ）、またはＷＯ−Ａ−０２／１０２７７３（ＢＡＳＦ ＡＧ）に記載されている。
【００１２】
Ｙａｋｕｇａｋｕ Ｚａｓｓｈｉ ７１（１９５１年）、１３４１ページ（Ｓｕｓａｇａｗａら）によって記載されているように、他のＮ−アルキルラクタム、例えばＮ−アルキルピペリドン、およびＮ−アルキルカプロラクタムを、同様に相応するラクトンからモノアルキルアミンとの反応により製造することができる。さらには、ＤＥ−Ａ−１１９２２０８（ＢＡＳＦ ＡＧ）に開示されているように、これらのラクタムをオキシニトリルとモノメチルアミンとの反応によって得ることもでき、またはＣｈｅｍ．Ｔｅｃｈｎ．３３巻（１９８１年）、１９３〜１９６ページ（Ｗｅｈｎｅｒら、ＶＥＢ Ｌｅｕｎａ）、またはＲＯ １３７２１８（Ｃｅｎｔｒｕｌ ｄｅ Ｃｅｒｃｅｔａｒｉ ｐｅｎｔｒｕ Ｆｉｂｒｅ Ｃｈｉｍｉｃｅ）に記載されているように、酸性触媒、例えばＡｌ2Ｏ3を用いたラクタムとモノアルコールまたはジアルキルエーテルとの反応によって巧妙に得ることもでき、または例えばＪ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２９巻（１９６４年）、２７４８〜２７５０ページ（Ｍｏｒｉａｒｔｙ）に記載されているように、塩基性条件下で他のアルキル化剤、例えば硫酸ジアルキル、またはハロゲン化アルキルを用いて得ることもできる。
【００１３】
Ｎ−アルキルラクタムのための精製方法は公知である。Ｎ−アルキルピロリドンの精製は、例えば分留によって（ＪＰ０６２２８０８８（三菱化成株式会社）に記載されているように多段式でも）、または抽出によって行うことができる。他の、または付加的な精製工程は、ＥＰ−Ａ−１０３８８６７（ＢＡＳＦ ＡＧ）に記載されているように、イオン交換体による処理、またはＷＯ−Ａ−２００５／０９２８５１（Ｌｙｏｎｄｅｌｌ Ｌ．Ｐ．）と同様に、固体の吸着剤、例えば酸化アルミニウムによる処理であり得る。Ｎ−アルキルピロリドンを、さらに酸、例えばトルエンスルホン酸の存在下（例えばＪＰ１１０７１３４６（東燃株式会社）に記載）、またはリン酸の存在下（例えばＪＰ２０２８１４８（大内新興化学）に記載）、蒸留の間に精製することができる。製造の、および／または蒸留の間の他の有利な添加剤は、例えばＵＳ４，８８５，３７１（ＧＡＦ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐ．）に開示されているように、アルカリ金属ボロヒドリド、アルカリ土類金属ボロヒドリド、またはアンモニウムボロヒドリド、ＪＰ７２２２２２５（帝人株式会社）に記載されているように、酸化剤、例えば過マンガン酸カリウム、過ホウ酸ナトリウム、または二クロム酸カリウム、またはＵＳ２，９６４，５３５（Ｍｏｎｓａｎｔｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）に記載されているように、水酸化ナトリウムであり得る。
【００１４】
さらにＪＰ−Ａ−２００１０８９４４６（三菱化学株式会社）は、蒸留の間に水素量がピロリドン含有量に対して０．０１ｍｏｌ％の閾値を、および酸素量がピロリドン含有量に対して０．００２ｍｏｌ％の閾値を超えないようにすれば、より僅少な色を有するきれいなＮＭＰを得ることができることを教示している。ＪＰ６２７９４０１（三菱化成株式会社）によれば、無色のＮ−メチルピロリドンを熱処理（１５０〜２５０℃での「温度処理」）、および引き続いた蒸留によっても得ることができる。
【００１５】
他のＮ−アルキルラクタム、例えばＮ−アルキルピペリドン、およびＮ−アルキルカプロラクタムを、同様の方法で精製することができる。
【００１６】
Ｎ−アルキルラクタムの多くの適用のために、例えば塗料およびラッカー、または接着剤の製造における、またはプラスチック生産における溶剤としてのＮ−アルキルピロリドンの使用のために、この溶剤を可能な限り無色の、すなわち黄変されていない形態で使用することが重要である。
【００１７】
Ｎ−アルキルピロリドンは、貯蔵の際に黄変する傾向があり、製品、例えばラッカー、またはプラスチックで黄変部が得られたままになり、かつこの黄変部はそうした製品では望ましくないので、それらへの適用は従って考慮されない。
【００１８】
従って、Ｎ−アルキルピロリドンの精製またはその他の処理による、黄変の除去のための方法、および貯蔵の間の黄変の回避のための方法が重要である。
【００１９】
分留、多段式蒸留、添加物、例えば酸（例えばｐ−トルエンスルホン酸）、塩基（例えば水酸化ナトリウム）、還元剤（例えばナトリウムボロヒドリド）、および酸化剤（例えば過マンガン酸カリウム）の存在下での蒸留のような精製方法が、Ｎ−アルキルピロリドンの色の改善に、すなわち漂白につながり得ることは、公知である。
【００２０】
その上、酸化アルミニウム、またはマクロ多孔性のイオン交換樹脂を用いた処理による不純物の除去が、色を含む製品特性の改善につながり得ることは公知である。
【００２１】
その上、Ｎ−アルキルピロリドンの合成の間、添加物、例えばナトリウムボロヒドリドが、改善された色特性につながり得ることは既に記載されている。
【００２２】
精製方法、および製造方法のためのこれらの多数の手法が、色特性の改善のために記載されている一方、貯蔵の間の製品の安定化のための工業的な解決法は非常に僅かしかない。
【００２３】
ＪＰ−Ａ−２００３０８１８８５（三菱化学株式会社）には、窒素によるＮ−メチルピロリドンの飽和、および被覆（Ｕｅｂｅｒｌａｇｅｒｕｎｇ）が、非常に僅少な酸素量しか残らないようにし、貯蔵安定性を著しく改善し、かつ酸化的分解の速度を明らかに引き下げることが記載されている。高温（２５０゜以上）におけるＮ−メチルピロリドンの分解に対する熱安定性は、ＵＳ４，１６８，２２６（Ｅｘｘｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．）によれば、最大０．５質量％の水を添加することによっても改善することができる。この場合、ＮＭＰの分解は非常にゆっくりと進行する。
【００２４】
本発明は、加工および貯蔵の間のＮ−アルキルラクタムの黄変の回避および／または遅延のための方法を発見するという課題に基づいていた。改善された色品質、すなわち黄変の低減、および／または色安定性の改善、とりわけ貯蔵における黄変の低減、および／または色安定性の改善、を有するＮ−アルキルラクタムを製造するための、改善された、経済的な、容易に実施できる方法を発見することが望ましかった。
【００２５】
これに応じて、Ｎ−アルキルラクタムに０．０１〜１０質量%の範囲のＣ1〜10のアルコール、または０．０１〜１０質量%の範囲のＣ1〜10のアルコールを遊離する化合物を添加することによって特徴付けられる、改善された色品質を有するＮ−アルキルラクタムの製造方法が判明した。
【００２６】
さらに、少なくとも９９．０質量%のＮ−アルキルラクタムと、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコール、または１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコールを遊離するアセタール、アミナール、またはオルトエステルを含む混合物が判明した。
【００２７】
この方法は好ましくは、Ｎ−アルキルラクタムに０．０２〜２質量％の範囲、とりわけ０．０３〜１質量％、特に０．０３〜０．５質量％、さらに特に０．０３〜０．２質量％、さらに特に０．０３〜０．１質量％のＣ1〜10のアルコール、または０．０２〜２質量％の範囲、とりわけ０．０３〜１質量％、特に０．０３〜０．５質量％、さらに特に０．０３〜０．２質量％、さらに特に０．０３〜０．１質量％のＣ1〜10のアルコールを遊離する化合物を添加することによって特徴付けられる。
【００２８】
本発明による方法を、好ましくは−２０〜４００℃の範囲、特に０〜３５０℃の範囲、さらに特に１０〜２５０℃の範囲の温度で実施する。
【００２９】
さらなる実施形態において、好ましい温度範囲の下限は２０、５０、１００、または２００℃、上限は２２０、または１５０℃である。
【００３０】
この度判明した、Ｎ−アルキルラクタムの発色に関するアルコールの影響は新規である。例えばＵＳ４，１６８，２２６（Ｅｘｘｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．）による、２５０℃以上でのＮ−メチルピロリドンの熱安定化のような工業的教示とは異なり、本発明による方法に記載のアルコール添加、もしくはアルコールの遊離はＮ−アルキルラクタムの分解速度に対して測定可能な肯定的影響を与えないが、それらの色品質、例えば発色に対して肯定的影響を与える。
【００３１】
アルコール添加の正確な作用機構は未だに知られていない。本発明によれば、すべてのＮ−アルキルラクタムをこの方法で処理することができる。Ｎ−アルキルラクタムのラクタム環は、例えば４〜８の炭素原子、好ましくは４（ピロリドン）、５（ピペリドン）、または６（カプロラクタム）を有することができ、特に好ましくは２−ピロリドン、および２−ピペリドンを使用することができる。
【００３２】
好ましくは、本発明による方法において、式ＩのＮ−アルキルラクタム
【化１】
［式中、Ｒは直鎖状、または分枝状の飽和脂肪族基、好ましくはＣ1〜12のアルキル、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソ−ペンチル、ｓ−ペンチル、ネオ−ペンチル、１，２−ジメチルプロピル、ｎ−ヘキシル、イソ−ヘキシル、ｓ−ヘキシル、シクロペンチルメチル、ｎ−ヘプチル、イソ−ヘプチル、シクロヘキシルメチル、ｎ−オクチル、２−エチルヘキシル、ｎ−ノニル、イソ−ノニル、ｎ−デシル、イソ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシル、イソ−ドデシルを意味し、
特に好ましくはＣ1〜8のアルキル、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−オクチル、および２−エチルヘキシル、
極めて特に好ましくはＣ1〜4のアルキル、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチルを意味し、
または１の
３〜１２のＣ原子を有する飽和脂環式基、好ましくはＣ4〜8のシクロアルキル、例えばシクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、およびシクロオクチル、特に好ましくはシンクロペンチル、およびシクロヘキシルを意味し、
かつｎは１〜５の整数を意味し、
かつその際、Ｎで置換されたラクタムの複素環の炭素原子が、条件下で不活性の、１から２の相互に独立している置換基、例えばアルキル基、例えばＣ1〜8のアルキル基、好ましくは１のＣ1〜8のアルキル基、特に１のＣ1〜4のアルキル基を有することができる］
を使用する。
【００３３】
Ｎで置換されたラクタムの複素環の炭素原子が有することができる、Ｃ1〜8のアルキル基の例は：
例えば１，５−ジメチル−２−ピロリドン、および１−エチル−５−メチル−２−ピロリドンにおけるような、
メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソ−ペンチル、および２−エチルヘキシルである。
【００３４】
本発明による方法で特に好ましくは式ＩのＮ−アルキルラクタム
【化２】
［式中、Ｒは先に記載されたようなＣ1〜4のアルキルを意味し、かつｎは１、２、または３を意味し、かつＮで置換されたラクタムの複素環の炭素原子は、１のＣ1〜4のアルキル基、特にメチル基、またはエチル基を有することができる］
を使用する。
【００３５】
使用されるＮ−アルキルラクタムは、９０質量％以上の純度、好ましくは９５質量％以上の純度、さらに好ましくは９９質量％以上の純度を有することができる。
【００３６】
考えられるＮ−アルキルラクタムの不純物としては、好ましくはその都度１質量％以下の量で存在することができる、相応するラクトン（例えばγ−ブチロラクトン）、相応するＮで置換されていないラクタム（例えばピロリドン）、有機過酸化物、相応するモノアルキルアミン（例えばモノエチルアミン）、相応する環式のＮ−アルキルイミド（例えばＮ−アルキルスクシンイミド）、水が考えられ、かつ妨害的ではない。
【００３７】
色安定性の向上のために添加される、もしくは遊離されるアルコールとしては、１または複数のヒドロキシ官能基を有するすべてのアルコールが考慮され、とりわけ１〜１０の、好ましくは１〜８の炭素原子、さらに好ましくは１〜３の炭素原子、極めて特に好ましくは１〜２の炭素原子を有するアルコールである。
【００３８】
好ましい単官能性の（一価の）アルコールは、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、ｎ−ヘプタノール、およびｎ−オクタノールである。
【００３９】
特に有効な多官能性の（多価の）アルコールは、１，２−エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、グリセリン、ペンタエリトリトール、およびソルビトールである。
【００４０】
極めて特に好ましい、添加される、もしくは遊離されるアルコールは、メタノール、および１，２−エチレングリコールである。
【００４１】
本発明の意味において、化学反応、例えば水との反応（加水分解）か、またはアミンとの反応（アミノリシス）後に初めてアルコールを遊離する物質を添加することもでき、それらの物質はＮ−アルキルラクタム中に痕跡で存在することができるか、または添加することができる。
【００４２】
以降アルコール前駆体とも呼ぶ、これらのアルコール源として挙げられるのは、例えば加水分解によってアルコールとエステル、またはアルコールとホルムアルデヒドを遊離する、例えば、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、テトラメトキシメタン、テトラエトキシメタン、オルトギ酸トリメチル、およびオルトギ酸トリエチルである。
【００４３】
もちろんアルコールおよび／またはアルコール前駆体の混合物も使用することができる。この際添加されるアルコールまたはアルコール前駆体の純度は重要ではなく、例えば水、エーテル、エステル、および炭化水素といった不純物は許容される。
【００４４】
アルコールの添加、もしくはアルコール前駆体の添加は、複数の方法で行うことができ、例えばアルコール、もしくはアルコール前駆体をＮ−アルキルラクタムにその合成の直後、ならびにラクタムの精製後、またはラクタムの精製の際に添加することができる。同様に、貯蔵可能な、または輸送可能な容器へのラクタムの充填の際の添加も可能である。アルコールの添加、もしくはアルコール前駆体の添加を、非連続的にも、連続的にも行うことができる。
【００４５】
上記の実施による本発明の対象はまた、
少なくとも９９．０質量％、好ましくは９９．２質量％以上、特に９９．５質量％以上のＮ−アルキルラクタム、および
１００〜５０００質量ｐｐｍ、好ましくは２００〜２０００質量ｐｐｍ、特に３００〜１０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコール、好ましくはＣ1〜8のアルコール、特にＣ1〜3のアルコール、極めて特にＣ1〜2のアルコール、
または１００〜５０００質量ｐｐｍ、好ましくは２００〜２０００質量ｐｐｍ、特に３００〜１０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコール、好ましくはＣ1〜8のアルコール、特にＣ1〜3のアルコール、極めて特にＣ1〜2のアルコールを遊離する、アセタール、アミナール、またはオルトエーテルを含む混合物であり、
とりわけ少なくとも９９．０質量％、好ましくは９９．２質量％以上、特に９９．５質量％以上のＮ−エチル−２−ピロリドン（ＮＥＰ）、および１００〜５０００質量ｐｐｍ、好ましくは２００〜２０００質量ｐｐｍ、特に３００〜１０００質量ｐｐｍの範囲のメタノール、または１，２−エチレングリコールを含む混合物であり、
とりわけ少なくとも９９．０質量％、好ましくは９９．２質量％以上、特に９９．５質量％以上のＮ−エチル−ε−カプロラクタム（ＮＥＣ）、および１００〜５０００質量ｐｐｍ、好ましくは２００〜２０００質量ｐｐｍ、特に３００〜１０００質量ｐｐｍの範囲のメタノール、または１，２−エチレングリコールを含む混合物であり、
とりわけ少なくとも９９．０質量％、好ましくは９９．２質量％以上、特に９９．５質量％以上の１，５−ジメチル−２−ピロリドン、および１００〜５０００質量ｐｐｍ、好ましくは２００〜２０００質量ｐｐｍ、特に３００〜１０００質量ｐｐｍの範囲のメタノール、または１，２−エチレングリコールを含む混合物であり、
とりわけ少なくとも９９．０質量％、好ましくは９９．２質量％以上、特に９９．５質量％以上の１−エチル−５−メチル−２−ピロリドン、および１００〜５０００質量ｐｐｍ、好ましくは２００〜２０００質量ｐｐｍ、特に３００〜１０００質量ｐｐｍの範囲のメタノール、または１，２−エチレングリコールを含む混合物であり、
とりわけ少なくとも９９．０質量％、好ましくは９９．２質量％以上、特に９９．５質量％以上の１−メチル−２−ピペリドン、および１００〜５０００質量ｐｐｍ、好ましくは２００〜２０００質量ｐｐｍ、特に３００〜１０００質量ｐｐｍの範囲のメタノール、または１，２−エチレングリコールを含む混合物でもある。
【００４６】
すべてのｐｐｍの記載は、質量に関する（質量ｐｐｍ）。
【００４７】
実施例
ＡＰＨＡ色数（ハーゼン）をＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ６２７１によって測定した。
【００４８】
Ｎ−アルキルラクタムの純度を測定するためのＧＣ法：
ラクタムを希釈せずにＧＣクロマトグラフ（ＨＰ社、キャリアガス：水素）内で３０ｍのＤＢ５カラム（Ｊ＋Ｗ社）に噴霧し、かつ６０℃〜２６０℃のオーブン温度で（加熱速度、毎分１６ケルビンで２２０℃まで、その後毎分２０ケルビンで２６０℃まで）、水素炎イオン化検出器（温度２９０℃）を用いて分析した。クロマトグラムの信号の積分によって、純度を測定した。
【００４９】
加水分解によって遊離可能なアルコールを含む、Ｎ−アルキルラクタム中のアルコールの全含有率の測定を、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーによって実施した。全量のアルコールを遊離させるため、ガスクロマトグラフへの導入前に、試料（約１００ｍｇ）に希釈した水性のリン酸（約１ｍｌ）を添加し、かつ１時間８０℃で熱処理した。気相部（Ｄａｍｐｆｒａｕｍ）を、ＤＢ１カラム（Ｊ＋Ｗ社）、および水素炎イオン化検出器を有するガスクロマトグラフ（ＨＰ社、キャリアガス：水素）に導入した。評価はクロマトグラムの信号の積分によって行った。試験すべきアルコールの定義された量の添加、および同様の規定による分析によって校正を行った。
【００５０】
実施例１
Ｎ−エチルピロリドン（２５０ｍｌ、ＧＣで純度９９．６９％、ハーゼン色数１２ＡＰＨＡ）にメタノール（５００ｐｐｍ）を加え、かつ設置された還流冷却器と乾燥管を有する５００ｍｌのガラスフラスコ中で空気の存在下、１００℃に加熱した。７２時間（ｈ）後に純度は低下しており（ＧＣで９７．５５％）、一方色数は２０８ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５１】
実施例２
Ｎ−エチルピロリドン（２５０ｍｌ、ＧＣで純度９９．６９％、ハーゼン色数１２ＡＰＨＡ）に１，２−エチレングリコール（５００ｐｐｍ）を加え、かつ設置された還流冷却器と乾燥管を有する５００ｍｌのガラスフラスコ中で空気の存在下、１００℃に加熱した。７２時間後に純度は低下しており（ＧＣで９７．６６％）、一方色数は１７６ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５２】
比較例１
Ｎ−エチルピロリドン（２５０ｍｌ、ＧＣで純度９９．６９％、ハーゼン色数７ＡＰＨＡ）を添加物無しで、設置された還流冷却器と乾燥管を有する５００ｍｌのガラスフラスコ中で空気の存在下、１００℃に加熱した。７２時間後に純度は低下しており（ＧＣで９７．７７％）、一方色数は２８４ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５３】
実施例３
Ｎ−エチルピロリドン（１０ｍｌ、ＧＣで純度９９．５９％、ハーゼン色数７ＡＰＨＡ）にジメトキシメタン（５００ｐｐｍ）を加えた。この混合物を気密封止された２０ｍｌのガラスオートクレーブ内で１００℃に加熱した。７２時間（ｈ）後に純度は低下しており（ＧＣで９９．３７％）、一方色数は２２ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５４】
比較例２
Ｎ−エチルピロリドン（１０ｍｌ、ＧＣで純度９９．５９％、ハーゼン色数７ＡＰＨＡ）を添加物無しで、気密封止された２０ｍｌのガラスオートクレーブ内で１００℃に加熱した。７２時間（ｈ）後に純度は低下しており（ＧＣで９９．２７％）、一方色数は３２ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５５】
実施例４
Ｎ−メチルピペリドン（１０ｍｌ、ＧＣで純度９９．２０％、ハーゼン色数１８ＡＰＨＡ）にメタノール（５００ｐｐｍ）を加えた。この混合物を気密封止された２０ｍｌのガラスオートクレーブ内で１００℃に加熱した。７２時間（ｈ）後に純度は低下しており（ＧＣで９８．８２％）、一方色数は１７２ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５６】
比較例３
Ｎ−メチルピペリドン（１０ｍｌ、ＧＣで純度９９．２０％、ハーゼン色数１８ＡＰＨＡ）を添加物無しで、気密封止された２０ｍｌのガラスオートクレーブ内で１００℃に加熱した。７２時間（ｈ）後に純度は低下しており（ＧＣで９８．７３％）、一方色数は１９７ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５７】
実施例５
１，５−ジメチル−２−ピロリドン（１０ｍｌ、ＧＣで純度９９．７２％、ハーゼン色数５ＡＰＨＡ）にメタノール（５００ｐｐｍ）を加えた。この混合物を気密封止された２０ｍｌのガラスオートクレーブ内で１００℃に加熱した。７２時間（ｈ）後に純度は低下しており（ＧＣで９９．５３％）、一方色数は４０４ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５８】
比較例４
１，５−ジメチル−２−ピロリドン（１０ｍｌ、ＧＣで純度９９．７２％、ハーゼン色数５ＡＰＨＡ）を添加物無しで、気密封止された２０ｍｌのガラスオートクレーブ内で１００℃に加熱した。７２時間（ｈ）後に純度は低下しており（ＧＣで９９．４６％）、一方色数は６６９ＡＰＨＡに上昇していた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善された色品質（Ｆａｒｂｑｕａｌｉｔａｅｔ）を有するＮ−アルキルラクタムの製造方法、および少なくとも９９．０質量%のＮ−アルキルラクタムと、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコール、または１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコールを遊離する、アセタール、アミナール、またはオルトエステルを含む混合物に関する。
【０００２】
Ｎ−アルキルラクタムは化学工業において重要な製品である。それらの中でも最も広く普及しているのは、Ｎ−アルキルピロリドン（五員環のＮ−アルキルラクタム）である。
【０００３】
Ｎ−アルキルピロリドンは例えば有機溶剤であり、多数の適用に使用される。
【０００４】
Ｎ−アルキルピロリドンは、熱安定性の、化学的に充分に不活性な、無色の、低粘度の、および非プロトン性の、幅広い適用可能性を有する溶剤である。そのため、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、およびＮ−エチル−ピロリドン（ＮＥＰ）、ならびにより高級な同族体は、溶剤、希釈剤、抽出剤、洗浄剤、脱脂剤、吸着剤、および／または分散剤として使用可能である。
【０００５】
ＮＭＰは、石油化学処理における純粋な炭化水素の抽出、ガス、例えばアセチレン、１，３−ブタジエン、またはイソプレンの洗浄および分離、芳香族の抽出、例えばＬＵＲＧＩ ＧｍｂＨのＤｉｓｔａｐｅｘ法において、酸性ガス洗浄、および潤滑油抽出において適用される。さらにＮＭＰは、ポリマー分散液、例えばポリウレタン分散液のための溶剤としても使用することができる。
【０００６】
ＮＭＰは、多くのプラスチック、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタン（ＰＵ）、アクリラート、またはブタジエン−アクリルニトリルのコポリマーのための良好な溶剤でもあり、かつそれらの加工の際に使用される。
【０００７】
ＮＭＰは塗料残渣、およびラッカー残渣の除去の際の洗浄剤としても使用され、ならびに金属表面、セラミック表面、ガラス表面、およびプラスチック表面のための、酸洗い剤および洗浄剤としても使用される。
【０００８】
同様にＮＭＰは、植物保護における作用物質の調製のための溶剤または補助溶剤である。
【０００９】
ＮＥＰ、および他のＮ−アルキルピロリドンは、多くの適用においてＮＭＰで代替することができ、さらには多くの場合において付加的に有利な特性を示す（ＷＯ−Ａ−２００５／０９０４４７、ＢＡＳＦ ＡＧ）。
【００１０】
普及している他のＮ−アルキルラクタムは、Ｎ−アルキルピペリドン、およびＮ−アルキルカプロラクタムである。Ｎ−アルキルカプロラクタム、とりわけＮ−メチルカプロラクタムは、ガス脱酸（Ｇａｓｅｎｔｓａｅｕｅｒｕｎｇ）のための選択的な溶剤として使用することができ、例えばＣｈｅｍ．Ｔｅｃｈｎ．２９巻（１９７７年）、４４５〜４４８ページ、（Ｗｅｈｎｅｒら、ＶＥＢ Ｌｅｕｎａ）に記載されている。また炭化水素の抽出においても、Ｎ−アルキルカプロラクタムが、高度に達成可能な選択性に基づいて適用され、例えばＣｈｅｍ．Ｔｅｃｈｎ．２７巻、（１９７５年）、４０１〜４０５ページ、（Ｗｅｈｎｅｒら、ＶＥＢ Ｌｅｕｎａ）に記載されている。ＷＯ−Ａ−０５／０９２９５３（ＢＡＳＦ ＡＧ）も参照すること。Ｎ−アルキルピペリドン、例えばＮ−メチル−ピペリドンは、これらの適用に同様に使用することができる。
【００１１】
Ｎ−アルキルラクタムの製造は公知である。Ｎ−アルキルピロリドンは、Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、Ａ２２巻、第５版、４５９ページ（１９９３年）と同様に、またはＤＥ−Ａ−１９６２６１２３（ＢＡＳＦ ＡＧ）と同様に、例えば、１当量の水を遊離して、γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）と、モノアルキルアミンとの反応によって行うことができる。同様にＮ−アルキルピロリドンを、無水マレイン酸または他のジカルボン酸誘導体と、モノエチルアミンとから、水素と水素化触媒の存在下で製造することができ、例えばＥＰ−Ａ−７４５５９８（Ｂａｙｅｒ ＡＧ）、またはＷＯ−Ａ−０２／１０２７７３（ＢＡＳＦ ＡＧ）に記載されている。
【００１２】
Ｙａｋｕｇａｋｕ Ｚａｓｓｈｉ ７１（１９５１年）、１３４１ページ（Ｓｕｓａｇａｗａら）によって記載されているように、他のＮ−アルキルラクタム、例えばＮ−アルキルピペリドン、およびＮ−アルキルカプロラクタムを、同様に相応するラクトンからモノアルキルアミンとの反応により製造することができる。さらには、ＤＥ−Ａ−１１９２２０８（ＢＡＳＦ ＡＧ）に開示されているように、これらのラクタムをオキシニトリルとモノメチルアミンとの反応によって得ることもでき、またはＣｈｅｍ．Ｔｅｃｈｎ．３３巻（１９８１年）、１９３〜１９６ページ（Ｗｅｈｎｅｒら、ＶＥＢ Ｌｅｕｎａ）、またはＲＯ １３７２１８（Ｃｅｎｔｒｕｌ ｄｅ Ｃｅｒｃｅｔａｒｉ ｐｅｎｔｒｕ Ｆｉｂｒｅ Ｃｈｉｍｉｃｅ）に記載されているように、酸性触媒、例えばＡｌ2Ｏ3を用いたラクタムとモノアルコールまたはジアルキルエーテルとの反応によって巧妙に得ることもでき、または例えばＪ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２９巻（１９６４年）、２７４８〜２７５０ページ（Ｍｏｒｉａｒｔｙ）に記載されているように、塩基性条件下で他のアルキル化剤、例えば硫酸ジアルキル、またはハロゲン化アルキルを用いて得ることもできる。
【００１３】
Ｎ−アルキルラクタムのための精製方法は公知である。Ｎ−アルキルピロリドンの精製は、例えば分留によって（ＪＰ０６２２８０８８（三菱化成株式会社）に記載されているように多段式でも）、または抽出によって行うことができる。他の、または付加的な精製工程は、ＥＰ−Ａ−１０３８８６７（ＢＡＳＦ ＡＧ）に記載されているように、イオン交換体による処理、またはＷＯ−Ａ−２００５／０９２８５１（Ｌｙｏｎｄｅｌｌ Ｌ．Ｐ．）と同様に、固体の吸着剤、例えば酸化アルミニウムによる処理であり得る。Ｎ−アルキルピロリドンを、さらに酸、例えばトルエンスルホン酸の存在下（例えばＪＰ１１０７１３４６（東燃株式会社）に記載）、またはリン酸の存在下（例えばＪＰ２０２８１４８（大内新興化学）に記載）、蒸留の間に精製することができる。製造の、および／または蒸留の間の他の有利な添加剤は、例えばＵＳ４，８８５，３７１（ＧＡＦ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐ．）に開示されているように、アルカリ金属ボロヒドリド、アルカリ土類金属ボロヒドリド、またはアンモニウムボロヒドリド、ＪＰ７２２２２２５（帝人株式会社）に記載されているように、酸化剤、例えば過マンガン酸カリウム、過ホウ酸ナトリウム、または二クロム酸カリウム、またはＵＳ２，９６４，５３５（Ｍｏｎｓａｎｔｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）に記載されているように、水酸化ナトリウムであり得る。
【００１４】
さらにＪＰ−Ａ−２００１０８９４４６（三菱化学株式会社）は、蒸留の間に水素量がピロリドン含有量に対して０．０１ｍｏｌ％の閾値を、および酸素量がピロリドン含有量に対して０．００２ｍｏｌ％の閾値を超えないようにすれば、より僅少な色を有するきれいなＮＭＰを得ることができることを教示している。ＪＰ６２７９４０１（三菱化成株式会社）によれば、無色のＮ−メチルピロリドンを熱処理（１５０〜２５０℃での「温度処理」）、および引き続いた蒸留によっても得ることができる。
【００１５】
他のＮ−アルキルラクタム、例えばＮ−アルキルピペリドン、およびＮ−アルキルカプロラクタムを、同様の方法で精製することができる。
【００１６】
Ｎ−アルキルラクタムの多くの適用のために、例えば塗料およびラッカー、または接着剤の製造における、またはプラスチック生産における溶剤としてのＮ−アルキルピロリドンの使用のために、この溶剤を可能な限り無色の、すなわち黄変されていない形態で使用することが重要である。
【００１７】
Ｎ−アルキルピロリドンは、貯蔵の際に黄変する傾向があり、製品、例えばラッカー、またはプラスチックで黄変部が得られたままになり、かつこの黄変部はそうした製品では望ましくないので、それらへの適用は従って考慮されない。
【００１８】
従って、Ｎ−アルキルピロリドンの精製またはその他の処理による、黄変の除去のための方法、および貯蔵の間の黄変の回避のための方法が重要である。
【００１９】
分留、多段式蒸留、添加物、例えば酸（例えばｐ−トルエンスルホン酸）、塩基（例えば水酸化ナトリウム）、還元剤（例えばナトリウムボロヒドリド）、および酸化剤（例えば過マンガン酸カリウム）の存在下での蒸留のような精製方法が、Ｎ−アルキルピロリドンの色の改善に、すなわち漂白につながり得ることは、公知である。
【００２０】
その上、酸化アルミニウム、またはマクロ多孔性のイオン交換樹脂を用いた処理による不純物の除去が、色を含む製品特性の改善につながり得ることは公知である。
【００２１】
その上、Ｎ−アルキルピロリドンの合成の間、添加物、例えばナトリウムボロヒドリドが、改善された色特性につながり得ることは既に記載されている。
【００２２】
精製方法、および製造方法のためのこれらの多数の手法が、色特性の改善のために記載されている一方、貯蔵の間の製品の安定化のための工業的な解決法は非常に僅かしかない。
【００２３】
ＪＰ−Ａ−２００３０８１８８５（三菱化学株式会社）には、窒素によるＮ−メチルピロリドンの飽和、および被覆（Ｕｅｂｅｒｌａｇｅｒｕｎｇ）が、非常に僅少な酸素量しか残らないようにし、貯蔵安定性を著しく改善し、かつ酸化的分解の速度を明らかに引き下げることが記載されている。高温（２５０゜以上）におけるＮ−メチルピロリドンの分解に対する熱安定性は、ＵＳ４，１６８，２２６（Ｅｘｘｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．）によれば、最大０．５質量％の水を添加することによっても改善することができる。この場合、ＮＭＰの分解は非常にゆっくりと進行する。
【００２４】
本発明は、加工および貯蔵の間のＮ−アルキルラクタムの黄変の回避および／または遅延のための方法を発見するという課題に基づいていた。改善された色品質、すなわち黄変の低減、および／または色安定性の改善、とりわけ貯蔵における黄変の低減、および／または色安定性の改善、を有するＮ−アルキルラクタムを製造するための、改善された、経済的な、容易に実施できる方法を発見することが望ましかった。
【００２５】
これに応じて、Ｎ−アルキルラクタムに０．０１〜１０質量%の範囲のＣ1〜10のアルコール、または０．０１〜１０質量%の範囲のＣ1〜10のアルコールを遊離する化合物を添加することによって特徴付けられる、改善された色品質を有するＮ−アルキルラクタムの製造方法が判明した。
【００２６】
さらに、少なくとも９９．０質量%のＮ−アルキルラクタムと、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコール、または１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコールを遊離するアセタール、アミナール、またはオルトエステルを含む混合物が判明した。
【００２７】
この方法は好ましくは、Ｎ−アルキルラクタムに０．０２〜２質量％の範囲、とりわけ０．０３〜１質量％、特に０．０３〜０．５質量％、さらに特に０．０３〜０．２質量％、さらに特に０．０３〜０．１質量％のＣ1〜10のアルコール、または０．０２〜２質量％の範囲、とりわけ０．０３〜１質量％、特に０．０３〜０．５質量％、さらに特に０．０３〜０．２質量％、さらに特に０．０３〜０．１質量％のＣ1〜10のアルコールを遊離する化合物を添加することによって特徴付けられる。
【００２８】
本発明による方法を、好ましくは−２０〜４００℃の範囲、特に０〜３５０℃の範囲、さらに特に１０〜２５０℃の範囲の温度で実施する。
【００２９】
さらなる実施形態において、好ましい温度範囲の下限は２０、５０、１００、または２００℃、上限は２２０、または１５０℃である。
【００３０】
この度判明した、Ｎ−アルキルラクタムの発色に関するアルコールの影響は新規である。例えばＵＳ４，１６８，２２６（Ｅｘｘｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．）による、２５０℃以上でのＮ−メチルピロリドンの熱安定化のような工業的教示とは異なり、本発明による方法に記載のアルコール添加、もしくはアルコールの遊離はＮ−アルキルラクタムの分解速度に対して測定可能な肯定的影響を与えないが、それらの色品質、例えば発色に対して肯定的影響を与える。
【００３１】
アルコール添加の正確な作用機構は未だに知られていない。本発明によれば、すべてのＮ−アルキルラクタムをこの方法で処理することができる。Ｎ−アルキルラクタムのラクタム環は、例えば４〜８の炭素原子、好ましくは４（ピロリドン）、５（ピペリドン）、または６（カプロラクタム）を有することができ、特に好ましくは２−ピロリドン、および２−ピペリドンを使用することができる。
【００３２】
好ましくは、本発明による方法において、式ＩのＮ−アルキルラクタム
【化１】
［式中、Ｒは直鎖状、または分枝状の飽和脂肪族基、好ましくはＣ1〜12のアルキル、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソ−ペンチル、ｓ−ペンチル、ネオ−ペンチル、１，２−ジメチルプロピル、ｎ−ヘキシル、イソ−ヘキシル、ｓ−ヘキシル、シクロペンチルメチル、ｎ−ヘプチル、イソ−ヘプチル、シクロヘキシルメチル、ｎ−オクチル、２−エチルヘキシル、ｎ−ノニル、イソ−ノニル、ｎ−デシル、イソ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシル、イソ−ドデシルを意味し、
特に好ましくはＣ1〜8のアルキル、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−オクチル、および２−エチルヘキシル、
極めて特に好ましくはＣ1〜4のアルキル、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチルを意味し、
または１の
３〜１２のＣ原子を有する飽和脂環式基、好ましくはＣ4〜8のシクロアルキル、例えばシクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、およびシクロオクチル、特に好ましくはシンクロペンチル、およびシクロヘキシルを意味し、
かつｎは１〜５の整数を意味し、
かつその際、Ｎで置換されたラクタムの複素環の炭素原子が、条件下で不活性の、１から２の相互に独立している置換基、例えばアルキル基、例えばＣ1〜8のアルキル基、好ましくは１のＣ1〜8のアルキル基、特に１のＣ1〜4のアルキル基を有することができる］
を使用する。
【００３３】
Ｎで置換されたラクタムの複素環の炭素原子が有することができる、Ｃ1〜8のアルキル基の例は：
例えば１，５−ジメチル−２−ピロリドン、および１−エチル−５−メチル−２−ピロリドンにおけるような、
メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソ−ペンチル、および２−エチルヘキシルである。
【００３４】
本発明による方法で特に好ましくは式ＩのＮ−アルキルラクタム
【化２】
［式中、Ｒは先に記載されたようなＣ1〜4のアルキルを意味し、かつｎは１、２、または３を意味し、かつＮで置換されたラクタムの複素環の炭素原子は、１のＣ1〜4のアルキル基、特にメチル基、またはエチル基を有することができる］
を使用する。
【００３５】
使用されるＮ−アルキルラクタムは、９０質量％以上の純度、好ましくは９５質量％以上の純度、さらに好ましくは９９質量％以上の純度を有することができる。
【００３６】
考えられるＮ−アルキルラクタムの不純物としては、好ましくはその都度１質量％以下の量で存在することができる、相応するラクトン（例えばγ−ブチロラクトン）、相応するＮで置換されていないラクタム（例えばピロリドン）、有機過酸化物、相応するモノアルキルアミン（例えばモノエチルアミン）、相応する環式のＮ−アルキルイミド（例えばＮ−アルキルスクシンイミド）、水が考えられ、かつ妨害的ではない。
【００３７】
色安定性の向上のために添加される、もしくは遊離されるアルコールとしては、１または複数のヒドロキシ官能基を有するすべてのアルコールが考慮され、とりわけ１〜１０の、好ましくは１〜８の炭素原子、さらに好ましくは１〜３の炭素原子、極めて特に好ましくは１〜２の炭素原子を有するアルコールである。
【００３８】
好ましい単官能性の（一価の）アルコールは、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、ｎ−ヘプタノール、およびｎ−オクタノールである。
【００３９】
特に有効な多官能性の（多価の）アルコールは、１，２−エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、グリセリン、ペンタエリトリトール、およびソルビトールである。
【００４０】
極めて特に好ましい、添加される、もしくは遊離されるアルコールは、メタノール、および１，２−エチレングリコールである。
【００４１】
本発明の意味において、化学反応、例えば水との反応（加水分解）か、またはアミンとの反応（アミノリシス）後に初めてアルコールを遊離する物質を添加することもでき、それらの物質はＮ−アルキルラクタム中に痕跡で存在することができるか、または添加することができる。
【００４２】
以降アルコール前駆体とも呼ぶ、これらのアルコール源として挙げられるのは、例えば加水分解によってアルコールとエステル、またはアルコールとホルムアルデヒドを遊離する、例えば、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、テトラメトキシメタン、テトラエトキシメタン、オルトギ酸トリメチル、およびオルトギ酸トリエチルである。
【００４３】
もちろんアルコールおよび／またはアルコール前駆体の混合物も使用することができる。この際添加されるアルコールまたはアルコール前駆体の純度は重要ではなく、例えば水、エーテル、エステル、および炭化水素といった不純物は許容される。
【００４４】
アルコールの添加、もしくはアルコール前駆体の添加は、複数の方法で行うことができ、例えばアルコール、もしくはアルコール前駆体をＮ−アルキルラクタムにその合成の直後、ならびにラクタムの精製後、またはラクタムの精製の際に添加することができる。同様に、貯蔵可能な、または輸送可能な容器へのラクタムの充填の際の添加も可能である。アルコールの添加、もしくはアルコール前駆体の添加を、非連続的にも、連続的にも行うことができる。
【００４５】
上記の実施による本発明の対象はまた、
少なくとも９９．０質量％、好ましくは９９．２質量％以上、特に９９．５質量％以上のＮ−アルキルラクタム、および
１００〜５０００質量ｐｐｍ、好ましくは２００〜２０００質量ｐｐｍ、特に３００〜１０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコール、好ましくはＣ1〜8のアルコール、特にＣ1〜3のアルコール、極めて特にＣ1〜2のアルコール、
または１００〜５０００質量ｐｐｍ、好ましくは２００〜２０００質量ｐｐｍ、特に３００〜１０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコール、好ましくはＣ1〜8のアルコール、特にＣ1〜3のアルコール、極めて特にＣ1〜2のアルコールを遊離する、アセタール、アミナール、またはオルトエーテルを含む混合物であり、
とりわけ少なくとも９９．０質量％、好ましくは９９．２質量％以上、特に９９．５質量％以上のＮ−エチル−２−ピロリドン（ＮＥＰ）、および１００〜５０００質量ｐｐｍ、好ましくは２００〜２０００質量ｐｐｍ、特に３００〜１０００質量ｐｐｍの範囲のメタノール、または１，２−エチレングリコールを含む混合物であり、
とりわけ少なくとも９９．０質量％、好ましくは９９．２質量％以上、特に９９．５質量％以上のＮ−エチル−ε−カプロラクタム（ＮＥＣ）、および１００〜５０００質量ｐｐｍ、好ましくは２００〜２０００質量ｐｐｍ、特に３００〜１０００質量ｐｐｍの範囲のメタノール、または１，２−エチレングリコールを含む混合物であり、
とりわけ少なくとも９９．０質量％、好ましくは９９．２質量％以上、特に９９．５質量％以上の１，５−ジメチル−２−ピロリドン、および１００〜５０００質量ｐｐｍ、好ましくは２００〜２０００質量ｐｐｍ、特に３００〜１０００質量ｐｐｍの範囲のメタノール、または１，２−エチレングリコールを含む混合物であり、
とりわけ少なくとも９９．０質量％、好ましくは９９．２質量％以上、特に９９．５質量％以上の１−エチル−５−メチル−２−ピロリドン、および１００〜５０００質量ｐｐｍ、好ましくは２００〜２０００質量ｐｐｍ、特に３００〜１０００質量ｐｐｍの範囲のメタノール、または１，２−エチレングリコールを含む混合物であり、
とりわけ少なくとも９９．０質量％、好ましくは９９．２質量％以上、特に９９．５質量％以上の１−メチル−２−ピペリドン、および１００〜５０００質量ｐｐｍ、好ましくは２００〜２０００質量ｐｐｍ、特に３００〜１０００質量ｐｐｍの範囲のメタノール、または１，２−エチレングリコールを含む混合物でもある。
【００４６】
すべてのｐｐｍの記載は、質量に関する（質量ｐｐｍ）。
【００４７】
実施例
ＡＰＨＡ色数（ハーゼン）をＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ６２７１によって測定した。
【００４８】
Ｎ−アルキルラクタムの純度を測定するためのＧＣ法：
ラクタムを希釈せずにＧＣクロマトグラフ（ＨＰ社、キャリアガス：水素）内で３０ｍのＤＢ５カラム（Ｊ＋Ｗ社）に噴霧し、かつ６０℃〜２６０℃のオーブン温度で（加熱速度、毎分１６ケルビンで２２０℃まで、その後毎分２０ケルビンで２６０℃まで）、水素炎イオン化検出器（温度２９０℃）を用いて分析した。クロマトグラムの信号の積分によって、純度を測定した。
【００４９】
加水分解によって遊離可能なアルコールを含む、Ｎ−アルキルラクタム中のアルコールの全含有率の測定を、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーによって実施した。全量のアルコールを遊離させるため、ガスクロマトグラフへの導入前に、試料（約１００ｍｇ）に希釈した水性のリン酸（約１ｍｌ）を添加し、かつ１時間８０℃で熱処理した。気相部（Ｄａｍｐｆｒａｕｍ）を、ＤＢ１カラム（Ｊ＋Ｗ社）、および水素炎イオン化検出器を有するガスクロマトグラフ（ＨＰ社、キャリアガス：水素）に導入した。評価はクロマトグラムの信号の積分によって行った。試験すべきアルコールの定義された量の添加、および同様の規定による分析によって校正を行った。
【００５０】
実施例１
Ｎ−エチルピロリドン（２５０ｍｌ、ＧＣで純度９９．６９％、ハーゼン色数１２ＡＰＨＡ）にメタノール（５００ｐｐｍ）を加え、かつ設置された還流冷却器と乾燥管を有する５００ｍｌのガラスフラスコ中で空気の存在下、１００℃に加熱した。７２時間（ｈ）後に純度は低下しており（ＧＣで９７．５５％）、一方色数は２０８ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５１】
実施例２
Ｎ−エチルピロリドン（２５０ｍｌ、ＧＣで純度９９．６９％、ハーゼン色数１２ＡＰＨＡ）に１，２−エチレングリコール（５００ｐｐｍ）を加え、かつ設置された還流冷却器と乾燥管を有する５００ｍｌのガラスフラスコ中で空気の存在下、１００℃に加熱した。７２時間後に純度は低下しており（ＧＣで９７．６６％）、一方色数は１７６ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５２】
比較例１
Ｎ−エチルピロリドン（２５０ｍｌ、ＧＣで純度９９．６９％、ハーゼン色数７ＡＰＨＡ）を添加物無しで、設置された還流冷却器と乾燥管を有する５００ｍｌのガラスフラスコ中で空気の存在下、１００℃に加熱した。７２時間後に純度は低下しており（ＧＣで９７．７７％）、一方色数は２８４ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５３】
実施例３
Ｎ−エチルピロリドン（１０ｍｌ、ＧＣで純度９９．５９％、ハーゼン色数７ＡＰＨＡ）にジメトキシメタン（５００ｐｐｍ）を加えた。この混合物を気密封止された２０ｍｌのガラスオートクレーブ内で１００℃に加熱した。７２時間（ｈ）後に純度は低下しており（ＧＣで９９．３７％）、一方色数は２２ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５４】
比較例２
Ｎ−エチルピロリドン（１０ｍｌ、ＧＣで純度９９．５９％、ハーゼン色数７ＡＰＨＡ）を添加物無しで、気密封止された２０ｍｌのガラスオートクレーブ内で１００℃に加熱した。７２時間（ｈ）後に純度は低下しており（ＧＣで９９．２７％）、一方色数は３２ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５５】
実施例４
Ｎ−メチルピペリドン（１０ｍｌ、ＧＣで純度９９．２０％、ハーゼン色数１８ＡＰＨＡ）にメタノール（５００ｐｐｍ）を加えた。この混合物を気密封止された２０ｍｌのガラスオートクレーブ内で１００℃に加熱した。７２時間（ｈ）後に純度は低下しており（ＧＣで９８．８２％）、一方色数は１７２ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５６】
比較例３
Ｎ−メチルピペリドン（１０ｍｌ、ＧＣで純度９９．２０％、ハーゼン色数１８ＡＰＨＡ）を添加物無しで、気密封止された２０ｍｌのガラスオートクレーブ内で１００℃に加熱した。７２時間（ｈ）後に純度は低下しており（ＧＣで９８．７３％）、一方色数は１９７ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５７】
実施例５
１，５−ジメチル−２−ピロリドン（１０ｍｌ、ＧＣで純度９９．７２％、ハーゼン色数５ＡＰＨＡ）にメタノール（５００ｐｐｍ）を加えた。この混合物を気密封止された２０ｍｌのガラスオートクレーブ内で１００℃に加熱した。７２時間（ｈ）後に純度は低下しており（ＧＣで９９．５３％）、一方色数は４０４ＡＰＨＡに上昇していた。
【００５８】
比較例４
１，５−ジメチル−２−ピロリドン（１０ｍｌ、ＧＣで純度９９．７２％、ハーゼン色数５ＡＰＨＡ）を添加物無しで、気密封止された２０ｍｌのガラスオートクレーブ内で１００℃に加熱した。７２時間（ｈ）後に純度は低下しており（ＧＣで９９．４６％）、一方色数は６６９ＡＰＨＡに上昇していた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
改善された色品質を有するＮ−アルキルラクタムの製造方法において、Ｎ−アルキルラクタムに０．０１〜１０質量%のＣ1〜10のアルコール、または０．０１〜１０質量%のＣ1〜10のアルコールを遊離する化合物を添加することを特徴とする、改善された色品質を有するＮ−アルキルラクタムの製造方法。
【請求項２】
改善された色品質を有する、Ｎ−アルキル−２−ピロリドンまたはＮ−アルキル−２−ピペリドンを製造するための、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
改善された色品質を有する、Ｎ−（Ｃ1〜8アルキル）−２−ピロリドンまたはＮ−（Ｃ1〜8アルキル）−２−ピペリドンを製造するための、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
改善された色品質を有する、Ｎ−エチル−２−ピロリドン（ＮＥＰ）、１，５−ジメチル−２−ピロリドン、１−エチル−５−メチル−２−ピロリドン、１−メチル−２−ピペリドン、またはＮ−エチル−ε−カプロラクタム（ＮＥＣ）を製造するための、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記Ｃ1〜10のアルコールが、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、ｎ−ヘプタノール、ｎ−オクタノール、１，２−エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、グリセリン、ペンタエリトリトール、および／またはソルビトールであることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
Ｃ1〜10のアルコールを遊離する前記化合物が、アセタール、アミナール、またはオルトエステルであることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
Ｃ1〜10のアルコールを遊離する前記化合物が、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、テトラメトキシメタン、テトラエトキシメタン、オルトギ酸トリメチル、および／またはオルトギ酸トリエチルであることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
Ｎ−アルキルラクタムに０．０２〜２質量%のＣ1〜10のアルコール、または０．０２〜２質量%のＣ1〜10のアルコールを遊離する化合物を添加することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
Ｎ−アルキルラクタムに０．０３〜１質量%のＣ1〜10のアルコール、または０．０３〜１質量%のＣ1〜10のアルコールを遊離する化合物を添加することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
−２０〜４００℃の範囲の温度で実施することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
１０〜２５０℃の範囲の温度で実施することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも９９．０質量%のＮ−アルキルラクタムと、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコール、または１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコールを遊離するアセタール、アミナール、またはオルトエステルを含む混合物。
【請求項１３】
少なくとも９９．０質量%のＮ−エチル−２−ピロリドン（ＮＥＰ）と、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のメタノールまたは１，２−エチレングリコールを含む混合物。
【請求項１４】
少なくとも９９．０質量%のＮ−エチル−ε−カプロラクタム（ＮＥＣ）と、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のメタノールまたは１，２−エチレングリコールを含む混合物。
【請求項１５】
少なくとも９９．０質量%の１，５−ジメチル−２−ピロリドンと、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のメタノールまたは１，２−エチレングリコールを含む混合物。
【請求項１６】
少なくとも９９．０質量%の１−エチル−５−メチル−２−ピロリドンと、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のメタノールまたは１，２−エチレングリコールを含む混合物。
【請求項１７】
少なくとも９９．０質量%の１−メチル−２−ピペリドンと、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のメタノールまたは１，２−エチレングリコールを含む混合物。
【請求項１】
改善された色品質を有するＮ−アルキルラクタムの製造方法において、Ｎ−アルキルラクタムに０．０１〜１０質量%のＣ1〜10のアルコール、または０．０１〜１０質量%のＣ1〜10のアルコールを遊離する化合物を添加することを特徴とする、改善された色品質を有するＮ−アルキルラクタムの製造方法。
【請求項２】
改善された色品質を有する、Ｎ−アルキル−２−ピロリドンまたはＮ−アルキル−２−ピペリドンを製造するための、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
改善された色品質を有する、Ｎ−（Ｃ1〜8アルキル）−２−ピロリドンまたはＮ−（Ｃ1〜8アルキル）−２−ピペリドンを製造するための、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
改善された色品質を有する、Ｎ−エチル−２−ピロリドン（ＮＥＰ）、１，５−ジメチル−２−ピロリドン、１−エチル−５−メチル−２−ピロリドン、１−メチル−２−ピペリドン、またはＮ−エチル−ε−カプロラクタム（ＮＥＣ）を製造するための、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記Ｃ1〜10のアルコールが、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、ｎ−ヘプタノール、ｎ−オクタノール、１，２−エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、グリセリン、ペンタエリトリトール、および／またはソルビトールであることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
Ｃ1〜10のアルコールを遊離する前記化合物が、アセタール、アミナール、またはオルトエステルであることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
Ｃ1〜10のアルコールを遊離する前記化合物が、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、テトラメトキシメタン、テトラエトキシメタン、オルトギ酸トリメチル、および／またはオルトギ酸トリエチルであることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
Ｎ−アルキルラクタムに０．０２〜２質量%のＣ1〜10のアルコール、または０．０２〜２質量%のＣ1〜10のアルコールを遊離する化合物を添加することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
Ｎ−アルキルラクタムに０．０３〜１質量%のＣ1〜10のアルコール、または０．０３〜１質量%のＣ1〜10のアルコールを遊離する化合物を添加することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
−２０〜４００℃の範囲の温度で実施することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
１０〜２５０℃の範囲の温度で実施することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも９９．０質量%のＮ−アルキルラクタムと、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコール、または１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のＣ1〜10のアルコールを遊離するアセタール、アミナール、またはオルトエステルを含む混合物。
【請求項１３】
少なくとも９９．０質量%のＮ−エチル−２−ピロリドン（ＮＥＰ）と、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のメタノールまたは１，２−エチレングリコールを含む混合物。
【請求項１４】
少なくとも９９．０質量%のＮ−エチル−ε−カプロラクタム（ＮＥＣ）と、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のメタノールまたは１，２−エチレングリコールを含む混合物。
【請求項１５】
少なくとも９９．０質量%の１，５−ジメチル−２−ピロリドンと、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のメタノールまたは１，２−エチレングリコールを含む混合物。
【請求項１６】
少なくとも９９．０質量%の１−エチル−５−メチル−２−ピロリドンと、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のメタノールまたは１，２−エチレングリコールを含む混合物。
【請求項１７】
少なくとも９９．０質量%の１−メチル−２−ピペリドンと、１００〜５０００質量ｐｐｍの範囲のメタノールまたは１，２−エチレングリコールを含む混合物。
【公表番号】特表２００９−５３２４２０（Ｐ２００９−５３２４２０Ａ）
【公表日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５０３５４３（Ｐ２００９−５０３５４３）
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０５３００８
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１１５９４３
【国際公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【出願人】（５０８０２０１５５）ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア (2,842)
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＳＦ ＳＥ
【住所又は居所原語表記】Ｄ−６７０５６ Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０５３００８
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１１５９４３
【国際公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【出願人】（５０８０２０１５５）ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア (2,842)
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＳＦ ＳＥ
【住所又は居所原語表記】Ｄ−６７０５６ Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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