Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを製造する方法
本発明は、ラクチドを、ジメチルアミン，ジエチルアミン，及びメチルエチルアミンの１以上から選択されたジアルキルアミンと反応させて、Ｎ，Ｎ−ジメチルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジエチルラクタミド，及びＮ，Ｎ−メチルエチルラクタミドから選択されたジアルキルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド及びジアルキルアミンを含む反応混合物を形成する工程、該反応混合物を分離工程に付してＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを含む生成物流、ジアルキルアミンを含む第一のリサイクル流、及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを含む第二のリサイクル流を形成する工程、 該複数のリサイクル流を反応工程に供給する工程、及び生成物流を単離する工程を含む、ジアルキルラクタミドを製造する方法に関する。本方法は、商業スケールでＮ，Ｎ−ジメチルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジエチルラクタミド，及びＮ，Ｎ−メチルエチルラクタミドの製造を許す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミド、特にジメチルラクタミド、ジエチルラクタミド及びメチルエチルラクタミドを製造する方法に関する。
【０００２】
Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミドは、先行術において公知である。それらは多くの用途、例えば溶媒及び化学中間体、を有する。
【０００３】
Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミド例えばジメチルラクタミドを合成する種々の方法が先行技術において記載されている。
【背景技術】
【０００４】
国際公開第２００７／１０７７４５号は、例えば農芸化学配合物に存在する他の化合物の毒性を下げるラクタミド化合物の使用を記載している。該化合物はラクテートエステル、例えばエチルラクテート又はラクチドをジアルキルアミンと反応させることにより製造され得る。実施例はすべて実験室スケールにおいてであり、それらの多くは長い反応時間を示す。
【０００５】
コバヤシ（Ｙ．コバヤシ、Ｍ．タカセ、Ｙ．イトウ、Ｓ．テラシマ、「エチル（Ｓ）ラクテートから（Ｓ）−２−アルコキシプロパナールの改良された合成方法」、Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．，第６２巻，３０３８−３０４０頁（１９８９年）第６２巻，第９号）は、２日間、７０℃において密封された瓶の中におけるエチルラクテートと無水ジメチルアミンとの反応により実験室スケールでジメチルラクタミドを合成した。生成物は、蒸留により精製された。９３％の収率が報告された。
【０００６】
ウルフ（Ｇ．Ｒ．ウルフ、Ｊ．Ｇ．ミラー、Ａ．Ｒ．デイ、「反応性に対する構造の効果、Ｘ．α−ヒドロキシ置換されたアミドの酢酸メチルのアミノ分解及び加水分解に対する効果」、Ｊ．Ａｍ．Ｓｏｃ，第７８巻，１９５６年，４３７２〜４３７３頁）は、無水メタノール中においてジメチルアミンによるエチルラクテートのアミノ分解によりジメチルラクタミドを製造した。ジメチルラクタミドは蒸留により精製された。
【０００７】
フェイン（フェイン、Ｍ．Ｌ．，フィラチオーネ、Ｅ．Ｍ．，「Ｎ−置換ラクタミド」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ（１９５３年）、第７５巻、２０９７〜９頁）は、ジメチルアミンは室温においてメチルラクテートと容易に反応したが、ジブチルアミンは反応しなかったこと報告した。より高次のジアルキルアミンの場合、ジアルキルアンモニウムラクテートの脱水のルートが推奨される。
【０００８】
ラッチフォード（Ｗ．Ｐ．ラッチフォード，Ｃ．Ｈ．フィッシャー，「メチルラクテートのアミノ分解によるｎ−置換ラクタミドの製造」，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，第１５巻，１９５０年，３１７〜３２５頁）は、ジメチルアミンがメチルラクテートと３５℃において容易に反応してジメチルラクタミドになるが、ジエチルアミンは容易に反応しないことを示した。
【０００９】
ラッチフォード（ラッチフォード、Ｗ．Ｐ．；フィッシャー、Ｃ．Ｈ．，「Ｎ，Ｎ−ジメチル−アルファ−アセトキシプロピオンアミドの熱分解によるＮ，Ｎ−ジメチルアクリルラクタミドの製造」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ（１９４７年），第６９巻，１９１１〜１４頁）は、メチルラクテート及びジメチルアミンから、硫酸を触媒としてジメチルラクタミドを製造した。反応は室温において３週間かかり、蒸留後８６％の収率をもたらした。
【００１０】
米国特許出願公開第２００５／２２２４５８号は、ラクタミド製造のための可能性のあるフィードストックとして乳酸、乳酸エステル、オリゴ乳酸及びラクチドを挙げている。実施例は実験室スケールである（グラムのオーダーの試料）。
【００１１】
ラオ（Ｊ．Ｌ．ラオ，Ｒ．Ｓ．バラクリシュナ，Ｍ．Ｍ．シャーサルカル、「ひまし油からの陰極的に電極堆積可能な新規なコーティング系」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ（１９９２年），第４４巻（第１１号），１８７３〜８１頁）は、乳酸及びジエチルアミンからジエチルラクタミドを製造した。反応の間に形成された水は１１０℃においてトルエンで共沸的に蒸留除去された。
【００１２】
ＥＰ ６２８５３３は、水、アルコール又はアミンとの反応による、ごみからのポリ乳酸の脱重合化を記載している。すべての種類の一級及び二級アミン及びジアミンがラクタミドを得るために使用された。３時間までの反応時間及び７５〜１７０℃の温度が挙げられている。ジメチルアミン及びジエチルアミンが、７５〜１００℃の温度及び０．７５〜１時間の反応時間において実施例で使用されている。
【００１３】
国際特許出願公開第２００６／１２４８９９号は、ラクチドの誘導体の製造方法に関する。ラクタミドは、製造されるべき可能性のある化合物の一つとして挙げられている。
【００１４】
ブライン（Ｇ．Ａ．Ｂｒｉｎｅ，Ｋ．Ｇ．Ｂｏｌｄｔ，Ｄ．Ｐｒａｋａｓｈ，Ｄ．Ｊ．Ｋｏｔｃｈｍａｒ，Ｖ．Ｃ．Ｂｏｎｄｅｓｏｎ，Ｄ．Ｊ．Ｂｒａｄｌｅｙ，Ｐ．Ｓｉｎｇｈ，Ｆ．Ｉ．Ｃａｒｒｏｌｌ，「ｐ−ヒドロキシメタドン：合成、結晶構造及びＣＤ性」、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ，Ｐｅｒｋ．Ｔｒａｎｓ．１：Ｏｒｇ．ａｎｄ Ｂｉｏ−Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．（１９７２〜１９９９）（１９９１年），（８），１８０９〜１４頁）は、Ｉリットルのパール（Ｐａrr）フラスコ（圧力反応器）において（Ｓ）−ジラクチド及びジメチルアミンからジメチルラクタミドを製造した。１時間、４０℃において反応させ終夜冷却した後、蒸留は、水の白い液体としてジメチルラクタミドを７７．５％で与えた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、上で議論された参考文献のほとんどは、実験室スケールでのＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドの製造を記載するだけである。実験室スケールでは、エネルギー効率のよい方法を開発すること及び／又は反応物の最終生成物までの１００％の転化率を達成する方法を開発することは典型的には実行可能ではない。
【００１６】
Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミド、特にＮ，Ｎ−ジメチルラクタミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルラクタミド及びＮ，Ｎ−メチルエチルラクタミドの製造方法であって、以下の条件を満足する、商業的に使用できる方法に対する需要がある：該方法は、速くかつエネルギー効率的であるべきである。相対的に少ない副生物を与えるべきである。投資費用を相対的に低く保つことが相対的に簡単であるべきである。
【００１７】
本発明は、これらの条件が満足される方法を提供する。本発明に従う方法のさらなる利点は以下の明細書から明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、
ラクチドを、ジメチルアミン，ジエチルアミン，及びメチルエチルアミンの１以上から選択されたジアルキルアミンと反応させて、Ｎ，Ｎ−ジメチルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジエチルラクタミド，及びＮ，Ｎ−メチルエチルラクタミドから選択されたジアルキルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド及びジアルキルアミンを含む反応混合物を形成する工程、
該反応混合物を分離工程に付してＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを含む生成物流、ジアルキルアミンを含む第一のリサイクル流、及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを含む第二のリサイクル流を形成する工程、
該複数のリサイクル流を反応工程に供給する工程、及び
生成物流を単離する工程
を含む、ジアルキルラクタミドを製造する方法を提供する。
【００１９】
本方法は、好ましくは、連続的に行われ、分離工程は、２つの分離ユニットを含む分離セクションにおいて実行される。本明細書に記載されるような連続方法において、反応セクションにおいて放出されるいかなる熱も、分離セクションにおいて効率的に使用され、高いエネルギー効率を許す。その上、リサイクル流の最適な配置が可能であり、反応物の生成物への最大の転化率、１００％（の近くまで）の転化率さえ許す。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】反応工程は、２つの反応器を有する反応セクションにおいて行われ、分離工程は、２つの分離ユニットを含む分離セクションにおいて行われる本発明の実施態様。
【図２】反応工程は、１つの反応器を有する反応セクションにおいて行われ、分離工程は、２つの分離ユニットを有する分離セクションにおいて行われる本発明の実施態様。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明において使用されるアルキルアミンは、ジメチルアミン，ジエチルアミン，及びメチルエチルアミンの１以上から選択される。以下において、用語ジアルキルアミンは、他の意味が文脈から明らかでなければ、これらの成分のすべてを含むために使用される。
【００２２】
これらの特定のアミンは、ラクチドの出発物質であるアミン及び生成物であるＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドの沸点の相違のために、加工（process）することが困難であることが見出された。本発明は、この問題に対する解決策を提供する。
【００２３】
本発明において使用されるラクチドは、Ｄ−ラクチド、メソ−ラクチド、Ｌ−ラクチド又はそれらの混合物の任意であり得る。
【００２４】
本発明に従う方法の反応工程において、ラクチドと、ジメチルアミン，ジエチルアミン，及びメチルエチルアミンから選択されるジアルキルアミンが反応されて、中間体であるＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド及び出発のジアルキルアミンとともにＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを含む反応混合物を形成する。Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドより高次のオリゴマーもまた少量形成され得る。
【００２５】
ラクチドは、立体化学的な組成に応じて３５〜９７℃の融点を有する。ジメチルアミンは約７℃の大気圧沸点を有し、ジエチルアミンは、約５６℃の大気圧沸点を有する。メチルエチルアミンは、約３７℃の大気圧沸点を有する。従って、該２つの成分が反応することを許すためには特別な手段が必要である。より特に、本発明に従う方法の反応工程は一般的に、ラクチド、ジアルキルアミン及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドが液相であるような温度及び圧力において実行される。これは以下においてより詳細に説明される。
【００２６】
ジアルキルアミンとラクチドとの反応工程における総モル比は、１．５：１〜１０：１の範囲である。反応は、ラクチドのアミドのポリマー又はオリゴマーの形成を防ぐためにジアルキルアミンの小過剰において実行されることが好ましい。従って、一つの実施態様において、ジアルキルアミンとラクチドのモル比は、２．０：１〜４．０：１、より特に２．１：１〜２．５：１の範囲である。
【００２７】
本発明の一つの実施態様において、本方法は連続的に行われ、反応工程は、２つの反応器を有する反応セクションにおいて行われ、分離工程は、２つの分離ユニットを含む分離セクションにおいて行われる。
【００２８】
この実施態様が図１を参照して説明されるが、この特定の実施態様に限定されない。
【００２９】
図１においてジアルキルアミンのフィード（１）は、リサイクル流（９）からのジアルキルアミンと混合されて、混合されたジアルキルアミン流（３）を形成し、該流（３）は、ラクチドフィード（２）と一緒に、第一反応器（４）に供給され、該反応器（４）において、ジアルキルアミンはラクチドと反応されて、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド及びいくらかのＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを形成する。Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド，及びジアルキルアミンを含む廃液流（５）は、第二反応器（６）に導かれ、該反応器においてＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドは、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミドに転化される。Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド，及びジアルキルアミンを含む廃液流（７）は第一分離ユニット（８）に供給される。このユニットにおいて、混合物は分離されて、ジアルキルアミンを含むトップ流（９）を形成し、該流（９）は第一反応器にリサイクルされる。Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを含むボトム流（１０）は、第二分離ユニット（１１）に供給され、該ユニット（１１）において分離されてＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを含む生成物流（１３）及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを含むボトムリサイクル流（１２）を形成する。ボトムリサイクル流（１２）から、着色された成分の少量のパージ流（１５）が除去され、残ったボトム流（１４）は第二反応器にリサイクルされる。
【００３０】
いかなる理論にも拘束されることを望まないが、発明者は、ジアルキルアミンとラクチドとの反応は、２工程の反応を通っていると認識している。第一の工程において、１モルのラクチドが１モルのジアルキルアミンと反応して、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを形成する。この反応は、発熱的であり高い反応速度において起きる。第二の工程において、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドは、さらなるジアルキルアミンと反応してＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを形成する。第二の反応もまた発熱的であるが、より低い反応速度において起きる。本実施態様では、第一の反応器において本反応の第一の工程、即ちＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを形成する、ラクチドとジアルキルアミンとの反応を行い、主に第二の反応器において本発明の第二の工程、すなわちＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドがさらなるジアルキルアミンと反応してＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを形成する反応を実行することが意図である。
【００３１】
第一反応器は、一般的に１〜２０バールの圧力及び０〜２００℃の温度において操作される。より特に、圧力は５〜１５バールの範囲であってもよい。温度を４０〜２００℃、特に１００〜１７５℃の値に保つことが望ましい。１００〜１５０℃の反応温度の場合、好ましい圧力範囲は５〜１５バールである。低い圧力、例えば１〜２バールの範囲の圧力、において操作することは、反応温度が低く、例えば５０℃より下、に保たれる場合には可能である。
【００３２】
第二反応器は、一般的に１〜１０バールの温度において一般的に操作される。第二反応器の温度は、反応速度を十分に高く保つために一般的に５０〜２００℃、特に１００〜１５０℃の値に保たれる。
【００３３】
第一反応器における滞留時間は、一般的に５秒〜１５分、より特に３０秒〜１０分、さらにより特に３０秒〜５分である。第二反応器における滞留時間は、一般的に１５〜６００分、より特に１５〜３００分、さらにより特に３０〜１２０分である。
第一反応器における滞留時間が第二反応器における滞留時間より短いことを考えると、第一反応器の容積は、第二反応器の容積よりずっと小さくてもよい。一つの実施態様において、第一反応器の容積：第二反応器の容積の比は、少なくとも１：２、より特に少なくとも１：５である。該比は一般的に１：５００以下である。
【００３４】
反応器の性質は、一般的に本発明に重大ではない。第一反応器は、例えば静的ミキサーであってもよい。第二反応器は、例えば撹拌されたタンク反応器又はプラグフロー反応器であってもよい。
【００３５】
滞留時間、転化率、及び反応速度のようなプロセスパラメーターに依存して、第一反応器の容積はキロトン当たり０．５〜２５リットルの範囲、例えばキロトン当たり０．５〜１０リットルの年間生産量であってもよい。第二反応器の容積はキロトンの年間生産量当たり２００〜１０００リットルの範囲であってもよい（２００−１０００ ｌｉｔｅｒ ｐｅｒ ｋｔｏｎｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｐｅｒ ｙｅａｒ）。
【００３６】
この実施態様において、分離セクションは、２つの分離ユニットを含み、該セクションにおいて、第一分離ユニットでジアルキルアミンが分離除去され、第二分離ユニットにおいてＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドがＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドから分離される。
【００３７】
この実施態様において、第一分離ユニットは、任意の慣用の分離ユニット、例えばフラッシュドラム又は蒸留ユニットであってもよい。適切な圧力を決定することは当業者の範囲である。適切な圧力は、一般的に０．０２〜３バール、例えば０．１〜３バールの範囲である。第一分離ユニットは、一般的に１〜２の理論トレイを有する。
【００３８】
第二分離ユニットにおいて、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドは、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミドから分離される。この分離工程は、簡便には蒸留ユニットにおいて実行され、該ユニットにおいてＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドがトップ生成物として回収される。これらの化合物の大気圧沸点が与えられれば（例えばジメチルラクタミドの場合２２０℃）、蒸留を減圧、例えば５〜１００ミリバールの範囲において実行することが好ましいかもしれない。第二分離ユニットは一般的に１〜６、より特に３〜５、の理論トレイを有し得る。
【００３９】
該プロセスは、ジアルキルアミンのリサイクル流及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドのリサイクル流を生成し、いずれの流も反応セクションにリサイクルされる。
【００４０】
ジアルキルアミンは第一反応器、第二反応器、又は両方、にリサイクルされることができる。第一反応器へのリサイクルは、プロセスの効率の理由から魅力的である場合がある。Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを含むリサイクル流は第二反応器にリサイクルされる。
【００４１】
反応セクション、特に第一反応器、において生成された熱は、さらなるプロセス、例えば第一分離ユニット、において効率的に使用され得る。
【００４２】
本発明の別の実施態様において、該プロセスは連続的に行われ、反応工程は、１つの反応器を有する反応セクションにおいて行なわれ、分離工程は、２つの分離ユニットを有する分離セクションにおいて行われる。
【００４３】
この実施態様において、ラクチド及びジアルキルアミンは、液体状態のジアルキルアミン，Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミド，及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを含む反応混合物をすでに含む反応器に連続的に添加される。
【００４４】
この実施態様は、図２を参照して説明されるが、これに又はこれにより制限されない。
【００４５】
図２において、ジアルキルアミンのフィード（１）及びラクチドのフィード（２）は、反応器（６）に供給される。Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド，及びジアルキルアミンを含む廃液流（７）は、第一分離ユニット（８）に供給される。このユニットにおいて、混合物は分離されてジアルキルアミンを含むトップ流（９）を形成し、該流は反応器にリサイクルされる。Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを含むボトム流（１０）は、第二分離ユニット（１１）に供給され、そこで分離されてＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを含む生成物流（１３）及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを含むボトムリサイクル流（１２）を形成する。ボトムリサイクル流（１２）から着色された成分（１５）の少量のパージ流が除去され、残ったボトム流（１４）は反応器にリサイクルされる。
【００４６】
一つの実施態様において、反応器は１〜１０バールの圧力において操作される。この実施態様において、反応器の温度は一般的に１００〜２００℃、特に１００〜１５０℃、の範囲に保たれ、反応速度を十分高く保つ。反応器における滞留時間は、一般的に１５〜３００分、より特に１５〜２００分、さらにより特に３０秒〜９０分である。反応器は、例えば撹拌されたタンク反応器又はプラグフロー反応器であってもよい。
【００４７】
滞留時間、転化率、及び反応時間のようなプロセスパラメーターに依存して、キロトンの年間生成物当たり２００〜１０００リットル（２００−１０００ liter per ktonne product per year)の範囲であってもよい。
【００４８】
分離とリサイクルのより詳細な説明については、２つの反応器を有する実施態様について上で述べられたことを参照すると、唯一の相違は、この場合には、ジアルキルアミン及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミンの両方が一つの反応器にリサイクルされることである。
【００４９】
本発明の一つの実施態様において、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミドは、ジメチルラクタミドであり、ジアルキルアミンはジメチルアミンである。２つの反応器を有する実施態様の使用は、反応の間に形成される熱のより容易な加工を許すので、特に好ましい。
【００５０】
本発明の別の実施態様において、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミドはＮ，Ｎ−ジエチルラクタミドであり、ジアルキルアミンは、ジエチルアミンであるか、又はＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドは、Ｎ，Ｎ−メチルエチルラクタミンであり、ジアルキルアミンはメチルエチルアミンである。ジメチルアミンに比較して、ジエチルアミンは実質的により高い大気圧沸点を有する。これは、一般的に、すべての成分を液相に保つために必要な圧力がジメチルアミンが使用されたときより低いことを意味する。
【００５１】
本発明は、以下の実施例により説明されるが、それらに又はそれらにより制限されない。
【実施例】
【００５２】
実施例１：Ｎ，Ｎ−ジメチルラクトイルラクタミドを形成するジメチルアミンとラクチドとの反応
【００５３】
この実施例は、本発明に従う方法の第一工程を説明する。２５０ｍｌの丸底フラスコに−６０℃に冷却された還流コンデンサーが装着された。フラスコに１００ｇの固体Ｌ−ラクチド及び小さな磁気撹拌卵が添加された。１４分内に、磁気的に撹拌しながら、７３ｇ（２・３当量）の無水ジメチルアミンが添加された。反応混合物は２０〜３０℃の温度に保たれた。あまりにも高い温度の上昇を避けるために、フラスコは氷浴により冷却された。すべてのジメチルアミンの添加後まもなくラクチドが完全に溶解／反応されていた。
【００５４】
ＧＬＣによる分析はラクチドのＮ，Ｎ−ジメチルラクトイルラクタミド（７０％）及び少量のＮ，Ｎ−ジメチルラクタミド（７％）への完全な転化を示した。残りは、主に、未反応のジメチルアミンであった。
【００５５】
実施例２：Ｎ，Ｎ−ジメチルラクタミドを形成するジメチルアミンとラクチドとの反応
実施例１と同様に、反応混合物が２５ｇのＬ−ラクチド及び１８ｇのジメチルアミンから製造された。本発明の方法の第二反応工程を説明するために、得られた生成物はＮ，Ｎ−ジメチルラクトイルラクタミド，未反応のジメチルアミン，及び少量のＮ，Ｎ−ジメチルラクタミド（７％）を含んでいた。２ｍｌの小さな試料フラスコが反応混合物で満たされ、注意深く閉じられ、７６℃においてサーモスタットされた。しばらくするとフラスコは冷却され、ＧＬＣにより分析された。結果は表１に示される。
【００５６】
表１：時間を変えた後の反応混合物のＧＬＣ分析
【００５７】
実施例３
実施例２と同様に、５０℃及び１０３℃の温度において同等の出発組成物を用いて、より動力学的実験が行われた。反応混合物のＧＬＣ分析の結果が表２に示される。
【００５８】
表２：時間を変えた後の反応混合物のＧＬＣ分析
【００５９】
これらのデータから、第二反応の動力学的パラメーター（活性化のエネルギー及び頻度因子（ｐｒｅ−ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ ｆａｃｔｏｒ）がＡｓｐｅｎ（商標）において適合させることにより決定された。これらのデータを使用して、Ａｓｐｅｎ（商標）において動力学的モデルが作られた。この動力学的モデルは、プロセスモデルに含まれ、図１のプロセスは工業スケールにおいてシミュレーションされた。
【００６０】
本プロセスモデルの以下のセッティングが適用された：
【００６１】
【００６２】
カラム１におけるシミュレーションから得られる温度は、１１０℃（トップ）及び１３０℃（ボトム）であり、カラム２においては１０５℃（トップ）及び１３０℃（ボトム）である。滞留時間は反応器１において０．１４時間であり、反応器２においては３．５時間である。
【００６３】
このシミュレーションは、２６００ｋｇ／時の生産能力及び１００％のＤＭＬ収率を与えた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミド、特にジメチルラクタミド、ジエチルラクタミド及びメチルエチルラクタミドを製造する方法に関する。
【０００２】
Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミドは、先行術において公知である。それらは多くの用途、例えば溶媒及び化学中間体、を有する。
【０００３】
Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミド例えばジメチルラクタミドを合成する種々の方法が先行技術において記載されている。
【背景技術】
【０００４】
国際公開第２００７／１０７７４５号は、例えば農芸化学配合物に存在する他の化合物の毒性を下げるラクタミド化合物の使用を記載している。該化合物はラクテートエステル、例えばエチルラクテート又はラクチドをジアルキルアミンと反応させることにより製造され得る。実施例はすべて実験室スケールにおいてであり、それらの多くは長い反応時間を示す。
【０００５】
コバヤシ（Ｙ．コバヤシ、Ｍ．タカセ、Ｙ．イトウ、Ｓ．テラシマ、「エチル（Ｓ）ラクテートから（Ｓ）−２−アルコキシプロパナールの改良された合成方法」、Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．，第６２巻，３０３８−３０４０頁（１９８９年）第６２巻，第９号）は、２日間、７０℃において密封された瓶の中におけるエチルラクテートと無水ジメチルアミンとの反応により実験室スケールでジメチルラクタミドを合成した。生成物は、蒸留により精製された。９３％の収率が報告された。
【０００６】
ウルフ（Ｇ．Ｒ．ウルフ、Ｊ．Ｇ．ミラー、Ａ．Ｒ．デイ、「反応性に対する構造の効果、Ｘ．α−ヒドロキシ置換されたアミドの酢酸メチルのアミノ分解及び加水分解に対する効果」、Ｊ．Ａｍ．Ｓｏｃ，第７８巻，１９５６年，４３７２〜４３７３頁）は、無水メタノール中においてジメチルアミンによるエチルラクテートのアミノ分解によりジメチルラクタミドを製造した。ジメチルラクタミドは蒸留により精製された。
【０００７】
フェイン（フェイン、Ｍ．Ｌ．，フィラチオーネ、Ｅ．Ｍ．，「Ｎ−置換ラクタミド」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ（１９５３年）、第７５巻、２０９７〜９頁）は、ジメチルアミンは室温においてメチルラクテートと容易に反応したが、ジブチルアミンは反応しなかったこと報告した。より高次のジアルキルアミンの場合、ジアルキルアンモニウムラクテートの脱水のルートが推奨される。
【０００８】
ラッチフォード（Ｗ．Ｐ．ラッチフォード，Ｃ．Ｈ．フィッシャー，「メチルラクテートのアミノ分解によるｎ−置換ラクタミドの製造」，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，第１５巻，１９５０年，３１７〜３２５頁）は、ジメチルアミンがメチルラクテートと３５℃において容易に反応してジメチルラクタミドになるが、ジエチルアミンは容易に反応しないことを示した。
【０００９】
ラッチフォード（ラッチフォード、Ｗ．Ｐ．；フィッシャー、Ｃ．Ｈ．，「Ｎ，Ｎ−ジメチル−アルファ−アセトキシプロピオンアミドの熱分解によるＮ，Ｎ−ジメチルアクリルラクタミドの製造」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ（１９４７年），第６９巻，１９１１〜１４頁）は、メチルラクテート及びジメチルアミンから、硫酸を触媒としてジメチルラクタミドを製造した。反応は室温において３週間かかり、蒸留後８６％の収率をもたらした。
【００１０】
米国特許出願公開第２００５／２２２４５８号は、ラクタミド製造のための可能性のあるフィードストックとして乳酸、乳酸エステル、オリゴ乳酸及びラクチドを挙げている。実施例は実験室スケールである（グラムのオーダーの試料）。
【００１１】
ラオ（Ｊ．Ｌ．ラオ，Ｒ．Ｓ．バラクリシュナ，Ｍ．Ｍ．シャーサルカル、「ひまし油からの陰極的に電極堆積可能な新規なコーティング系」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ（１９９２年），第４４巻（第１１号），１８７３〜８１頁）は、乳酸及びジエチルアミンからジエチルラクタミドを製造した。反応の間に形成された水は１１０℃においてトルエンで共沸的に蒸留除去された。
【００１２】
ＥＰ ６２８５３３は、水、アルコール又はアミンとの反応による、ごみからのポリ乳酸の脱重合化を記載している。すべての種類の一級及び二級アミン及びジアミンがラクタミドを得るために使用された。３時間までの反応時間及び７５〜１７０℃の温度が挙げられている。ジメチルアミン及びジエチルアミンが、７５〜１００℃の温度及び０．７５〜１時間の反応時間において実施例で使用されている。
【００１３】
国際特許出願公開第２００６／１２４８９９号は、ラクチドの誘導体の製造方法に関する。ラクタミドは、製造されるべき可能性のある化合物の一つとして挙げられている。
【００１４】
ブライン（Ｇ．Ａ．Ｂｒｉｎｅ，Ｋ．Ｇ．Ｂｏｌｄｔ，Ｄ．Ｐｒａｋａｓｈ，Ｄ．Ｊ．Ｋｏｔｃｈｍａｒ，Ｖ．Ｃ．Ｂｏｎｄｅｓｏｎ，Ｄ．Ｊ．Ｂｒａｄｌｅｙ，Ｐ．Ｓｉｎｇｈ，Ｆ．Ｉ．Ｃａｒｒｏｌｌ，「ｐ−ヒドロキシメタドン：合成、結晶構造及びＣＤ性」、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ，Ｐｅｒｋ．Ｔｒａｎｓ．１：Ｏｒｇ．ａｎｄ Ｂｉｏ−Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．（１９７２〜１９９９）（１９９１年），（８），１８０９〜１４頁）は、Ｉリットルのパール（Ｐａrr）フラスコ（圧力反応器）において（Ｓ）−ジラクチド及びジメチルアミンからジメチルラクタミドを製造した。１時間、４０℃において反応させ終夜冷却した後、蒸留は、水の白い液体としてジメチルラクタミドを７７．５％で与えた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、上で議論された参考文献のほとんどは、実験室スケールでのＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドの製造を記載するだけである。実験室スケールでは、エネルギー効率のよい方法を開発すること及び／又は反応物の最終生成物までの１００％の転化率を達成する方法を開発することは典型的には実行可能ではない。
【００１６】
Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミド、特にＮ，Ｎ−ジメチルラクタミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルラクタミド及びＮ，Ｎ−メチルエチルラクタミドの製造方法であって、以下の条件を満足する、商業的に使用できる方法に対する需要がある：該方法は、速くかつエネルギー効率的であるべきである。相対的に少ない副生物を与えるべきである。投資費用を相対的に低く保つことが相対的に簡単であるべきである。
【００１７】
本発明は、これらの条件が満足される方法を提供する。本発明に従う方法のさらなる利点は以下の明細書から明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、
ラクチドを、ジメチルアミン，ジエチルアミン，及びメチルエチルアミンの１以上から選択されたジアルキルアミンと反応させて、Ｎ，Ｎ−ジメチルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジエチルラクタミド，及びＮ，Ｎ−メチルエチルラクタミドから選択されたジアルキルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド及びジアルキルアミンを含む反応混合物を形成する工程、
該反応混合物を分離工程に付してＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを含む生成物流、ジアルキルアミンを含む第一のリサイクル流、及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを含む第二のリサイクル流を形成する工程、
該複数のリサイクル流を反応工程に供給する工程、及び
生成物流を単離する工程
を含む、ジアルキルラクタミドを製造する方法を提供する。
【００１９】
本方法は、好ましくは、連続的に行われ、分離工程は、２つの分離ユニットを含む分離セクションにおいて実行される。本明細書に記載されるような連続方法において、反応セクションにおいて放出されるいかなる熱も、分離セクションにおいて効率的に使用され、高いエネルギー効率を許す。その上、リサイクル流の最適な配置が可能であり、反応物の生成物への最大の転化率、１００％（の近くまで）の転化率さえ許す。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】反応工程は、２つの反応器を有する反応セクションにおいて行われ、分離工程は、２つの分離ユニットを含む分離セクションにおいて行われる本発明の実施態様。
【図２】反応工程は、１つの反応器を有する反応セクションにおいて行われ、分離工程は、２つの分離ユニットを有する分離セクションにおいて行われる本発明の実施態様。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明において使用されるアルキルアミンは、ジメチルアミン，ジエチルアミン，及びメチルエチルアミンの１以上から選択される。以下において、用語ジアルキルアミンは、他の意味が文脈から明らかでなければ、これらの成分のすべてを含むために使用される。
【００２２】
これらの特定のアミンは、ラクチドの出発物質であるアミン及び生成物であるＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドの沸点の相違のために、加工（process）することが困難であることが見出された。本発明は、この問題に対する解決策を提供する。
【００２３】
本発明において使用されるラクチドは、Ｄ−ラクチド、メソ−ラクチド、Ｌ−ラクチド又はそれらの混合物の任意であり得る。
【００２４】
本発明に従う方法の反応工程において、ラクチドと、ジメチルアミン，ジエチルアミン，及びメチルエチルアミンから選択されるジアルキルアミンが反応されて、中間体であるＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド及び出発のジアルキルアミンとともにＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを含む反応混合物を形成する。Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドより高次のオリゴマーもまた少量形成され得る。
【００２５】
ラクチドは、立体化学的な組成に応じて３５〜９７℃の融点を有する。ジメチルアミンは約７℃の大気圧沸点を有し、ジエチルアミンは、約５６℃の大気圧沸点を有する。メチルエチルアミンは、約３７℃の大気圧沸点を有する。従って、該２つの成分が反応することを許すためには特別な手段が必要である。より特に、本発明に従う方法の反応工程は一般的に、ラクチド、ジアルキルアミン及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドが液相であるような温度及び圧力において実行される。これは以下においてより詳細に説明される。
【００２６】
ジアルキルアミンとラクチドとの反応工程における総モル比は、１．５：１〜１０：１の範囲である。反応は、ラクチドのアミドのポリマー又はオリゴマーの形成を防ぐためにジアルキルアミンの小過剰において実行されることが好ましい。従って、一つの実施態様において、ジアルキルアミンとラクチドのモル比は、２．０：１〜４．０：１、より特に２．１：１〜２．５：１の範囲である。
【００２７】
本発明の一つの実施態様において、本方法は連続的に行われ、反応工程は、２つの反応器を有する反応セクションにおいて行われ、分離工程は、２つの分離ユニットを含む分離セクションにおいて行われる。
【００２８】
この実施態様が図１を参照して説明されるが、この特定の実施態様に限定されない。
【００２９】
図１においてジアルキルアミンのフィード（１）は、リサイクル流（９）からのジアルキルアミンと混合されて、混合されたジアルキルアミン流（３）を形成し、該流（３）は、ラクチドフィード（２）と一緒に、第一反応器（４）に供給され、該反応器（４）において、ジアルキルアミンはラクチドと反応されて、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド及びいくらかのＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを形成する。Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド，及びジアルキルアミンを含む廃液流（５）は、第二反応器（６）に導かれ、該反応器においてＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドは、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミドに転化される。Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド，及びジアルキルアミンを含む廃液流（７）は第一分離ユニット（８）に供給される。このユニットにおいて、混合物は分離されて、ジアルキルアミンを含むトップ流（９）を形成し、該流（９）は第一反応器にリサイクルされる。Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを含むボトム流（１０）は、第二分離ユニット（１１）に供給され、該ユニット（１１）において分離されてＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを含む生成物流（１３）及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを含むボトムリサイクル流（１２）を形成する。ボトムリサイクル流（１２）から、着色された成分の少量のパージ流（１５）が除去され、残ったボトム流（１４）は第二反応器にリサイクルされる。
【００３０】
いかなる理論にも拘束されることを望まないが、発明者は、ジアルキルアミンとラクチドとの反応は、２工程の反応を通っていると認識している。第一の工程において、１モルのラクチドが１モルのジアルキルアミンと反応して、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを形成する。この反応は、発熱的であり高い反応速度において起きる。第二の工程において、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドは、さらなるジアルキルアミンと反応してＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを形成する。第二の反応もまた発熱的であるが、より低い反応速度において起きる。本実施態様では、第一の反応器において本反応の第一の工程、即ちＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを形成する、ラクチドとジアルキルアミンとの反応を行い、主に第二の反応器において本発明の第二の工程、すなわちＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドがさらなるジアルキルアミンと反応してＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを形成する反応を実行することが意図である。
【００３１】
第一反応器は、一般的に１〜２０バールの圧力及び０〜２００℃の温度において操作される。より特に、圧力は５〜１５バールの範囲であってもよい。温度を４０〜２００℃、特に１００〜１７５℃の値に保つことが望ましい。１００〜１５０℃の反応温度の場合、好ましい圧力範囲は５〜１５バールである。低い圧力、例えば１〜２バールの範囲の圧力、において操作することは、反応温度が低く、例えば５０℃より下、に保たれる場合には可能である。
【００３２】
第二反応器は、一般的に１〜１０バールの温度において一般的に操作される。第二反応器の温度は、反応速度を十分に高く保つために一般的に５０〜２００℃、特に１００〜１５０℃の値に保たれる。
【００３３】
第一反応器における滞留時間は、一般的に５秒〜１５分、より特に３０秒〜１０分、さらにより特に３０秒〜５分である。第二反応器における滞留時間は、一般的に１５〜６００分、より特に１５〜３００分、さらにより特に３０〜１２０分である。
第一反応器における滞留時間が第二反応器における滞留時間より短いことを考えると、第一反応器の容積は、第二反応器の容積よりずっと小さくてもよい。一つの実施態様において、第一反応器の容積：第二反応器の容積の比は、少なくとも１：２、より特に少なくとも１：５である。該比は一般的に１：５００以下である。
【００３４】
反応器の性質は、一般的に本発明に重大ではない。第一反応器は、例えば静的ミキサーであってもよい。第二反応器は、例えば撹拌されたタンク反応器又はプラグフロー反応器であってもよい。
【００３５】
滞留時間、転化率、及び反応速度のようなプロセスパラメーターに依存して、第一反応器の容積はキロトン当たり０．５〜２５リットルの範囲、例えばキロトン当たり０．５〜１０リットルの年間生産量であってもよい。第二反応器の容積はキロトンの年間生産量当たり２００〜１０００リットルの範囲であってもよい（２００−１０００ ｌｉｔｅｒ ｐｅｒ ｋｔｏｎｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｐｅｒ ｙｅａｒ）。
【００３６】
この実施態様において、分離セクションは、２つの分離ユニットを含み、該セクションにおいて、第一分離ユニットでジアルキルアミンが分離除去され、第二分離ユニットにおいてＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドがＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドから分離される。
【００３７】
この実施態様において、第一分離ユニットは、任意の慣用の分離ユニット、例えばフラッシュドラム又は蒸留ユニットであってもよい。適切な圧力を決定することは当業者の範囲である。適切な圧力は、一般的に０．０２〜３バール、例えば０．１〜３バールの範囲である。第一分離ユニットは、一般的に１〜２の理論トレイを有する。
【００３８】
第二分離ユニットにおいて、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドは、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミドから分離される。この分離工程は、簡便には蒸留ユニットにおいて実行され、該ユニットにおいてＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドがトップ生成物として回収される。これらの化合物の大気圧沸点が与えられれば（例えばジメチルラクタミドの場合２２０℃）、蒸留を減圧、例えば５〜１００ミリバールの範囲において実行することが好ましいかもしれない。第二分離ユニットは一般的に１〜６、より特に３〜５、の理論トレイを有し得る。
【００３９】
該プロセスは、ジアルキルアミンのリサイクル流及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドのリサイクル流を生成し、いずれの流も反応セクションにリサイクルされる。
【００４０】
ジアルキルアミンは第一反応器、第二反応器、又は両方、にリサイクルされることができる。第一反応器へのリサイクルは、プロセスの効率の理由から魅力的である場合がある。Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを含むリサイクル流は第二反応器にリサイクルされる。
【００４１】
反応セクション、特に第一反応器、において生成された熱は、さらなるプロセス、例えば第一分離ユニット、において効率的に使用され得る。
【００４２】
本発明の別の実施態様において、該プロセスは連続的に行われ、反応工程は、１つの反応器を有する反応セクションにおいて行なわれ、分離工程は、２つの分離ユニットを有する分離セクションにおいて行われる。
【００４３】
この実施態様において、ラクチド及びジアルキルアミンは、液体状態のジアルキルアミン，Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミド，及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを含む反応混合物をすでに含む反応器に連続的に添加される。
【００４４】
この実施態様は、図２を参照して説明されるが、これに又はこれにより制限されない。
【００４５】
図２において、ジアルキルアミンのフィード（１）及びラクチドのフィード（２）は、反応器（６）に供給される。Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド，及びジアルキルアミンを含む廃液流（７）は、第一分離ユニット（８）に供給される。このユニットにおいて、混合物は分離されてジアルキルアミンを含むトップ流（９）を形成し、該流は反応器にリサイクルされる。Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを含むボトム流（１０）は、第二分離ユニット（１１）に供給され、そこで分離されてＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを含む生成物流（１３）及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを含むボトムリサイクル流（１２）を形成する。ボトムリサイクル流（１２）から着色された成分（１５）の少量のパージ流が除去され、残ったボトム流（１４）は反応器にリサイクルされる。
【００４６】
一つの実施態様において、反応器は１〜１０バールの圧力において操作される。この実施態様において、反応器の温度は一般的に１００〜２００℃、特に１００〜１５０℃、の範囲に保たれ、反応速度を十分高く保つ。反応器における滞留時間は、一般的に１５〜３００分、より特に１５〜２００分、さらにより特に３０秒〜９０分である。反応器は、例えば撹拌されたタンク反応器又はプラグフロー反応器であってもよい。
【００４７】
滞留時間、転化率、及び反応時間のようなプロセスパラメーターに依存して、キロトンの年間生成物当たり２００〜１０００リットル（２００−１０００ liter per ktonne product per year)の範囲であってもよい。
【００４８】
分離とリサイクルのより詳細な説明については、２つの反応器を有する実施態様について上で述べられたことを参照すると、唯一の相違は、この場合には、ジアルキルアミン及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミンの両方が一つの反応器にリサイクルされることである。
【００４９】
本発明の一つの実施態様において、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミドは、ジメチルラクタミドであり、ジアルキルアミンはジメチルアミンである。２つの反応器を有する実施態様の使用は、反応の間に形成される熱のより容易な加工を許すので、特に好ましい。
【００５０】
本発明の別の実施態様において、Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミドはＮ，Ｎ−ジエチルラクタミドであり、ジアルキルアミンは、ジエチルアミンであるか、又はＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドは、Ｎ，Ｎ−メチルエチルラクタミンであり、ジアルキルアミンはメチルエチルアミンである。ジメチルアミンに比較して、ジエチルアミンは実質的により高い大気圧沸点を有する。これは、一般的に、すべての成分を液相に保つために必要な圧力がジメチルアミンが使用されたときより低いことを意味する。
【００５１】
本発明は、以下の実施例により説明されるが、それらに又はそれらにより制限されない。
【実施例】
【００５２】
実施例１：Ｎ，Ｎ−ジメチルラクトイルラクタミドを形成するジメチルアミンとラクチドとの反応
【００５３】
この実施例は、本発明に従う方法の第一工程を説明する。２５０ｍｌの丸底フラスコに−６０℃に冷却された還流コンデンサーが装着された。フラスコに１００ｇの固体Ｌ−ラクチド及び小さな磁気撹拌卵が添加された。１４分内に、磁気的に撹拌しながら、７３ｇ（２・３当量）の無水ジメチルアミンが添加された。反応混合物は２０〜３０℃の温度に保たれた。あまりにも高い温度の上昇を避けるために、フラスコは氷浴により冷却された。すべてのジメチルアミンの添加後まもなくラクチドが完全に溶解／反応されていた。
【００５４】
ＧＬＣによる分析はラクチドのＮ，Ｎ−ジメチルラクトイルラクタミド（７０％）及び少量のＮ，Ｎ−ジメチルラクタミド（７％）への完全な転化を示した。残りは、主に、未反応のジメチルアミンであった。
【００５５】
実施例２：Ｎ，Ｎ−ジメチルラクタミドを形成するジメチルアミンとラクチドとの反応
実施例１と同様に、反応混合物が２５ｇのＬ−ラクチド及び１８ｇのジメチルアミンから製造された。本発明の方法の第二反応工程を説明するために、得られた生成物はＮ，Ｎ−ジメチルラクトイルラクタミド，未反応のジメチルアミン，及び少量のＮ，Ｎ−ジメチルラクタミド（７％）を含んでいた。２ｍｌの小さな試料フラスコが反応混合物で満たされ、注意深く閉じられ、７６℃においてサーモスタットされた。しばらくするとフラスコは冷却され、ＧＬＣにより分析された。結果は表１に示される。
【００５６】
表１：時間を変えた後の反応混合物のＧＬＣ分析
【００５７】
実施例３
実施例２と同様に、５０℃及び１０３℃の温度において同等の出発組成物を用いて、より動力学的実験が行われた。反応混合物のＧＬＣ分析の結果が表２に示される。
【００５８】
表２：時間を変えた後の反応混合物のＧＬＣ分析
【００５９】
これらのデータから、第二反応の動力学的パラメーター（活性化のエネルギー及び頻度因子（ｐｒｅ−ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ ｆａｃｔｏｒ）がＡｓｐｅｎ（商標）において適合させることにより決定された。これらのデータを使用して、Ａｓｐｅｎ（商標）において動力学的モデルが作られた。この動力学的モデルは、プロセスモデルに含まれ、図１のプロセスは工業スケールにおいてシミュレーションされた。
【００６０】
本プロセスモデルの以下のセッティングが適用された：
【００６１】
【００６２】
カラム１におけるシミュレーションから得られる温度は、１１０℃（トップ）及び１３０℃（ボトム）であり、カラム２においては１０５℃（トップ）及び１３０℃（ボトム）である。滞留時間は反応器１において０．１４時間であり、反応器２においては３．５時間である。
【００６３】
このシミュレーションは、２６００ｋｇ／時の生産能力及び１００％のＤＭＬ収率を与えた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジアルキルラクタミドを製造する方法において、
ラクチドを、ジメチルアミン，ジエチルアミン，及びメチルエチルアミンの１以上から選択されたジアルキルアミンと反応させて、Ｎ，Ｎ−ジメチルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジエチルラクタミド，及びＮ，Ｎ−メチルエチルラクタミドから選択されたジアルキルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド及びジアルキルアミンを含む反応混合物を形成する工程、
該反応混合物を分離工程に付してＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを含む生成物流、ジアルキルアミンを含む第一のリサイクル流、及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを含む第二のリサイクル流を形成する工程、
該複数のリサイクル流を反応工程に供給する工程、及び
生成物流を単離する工程
を含む前記方法。
【請求項２】
反応工程において、ジアルキルアミン：ラクチドのモル比が、１．５：１〜１０：１の範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
反応工程における圧力が、ラクチド、ジアルキルアミン及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドが液相であるように選択される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミドがジメチルラクタミドであり、かつジアルキルアミンがジメチルアミンである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミドがＮ，Ｎ−ジエチルラクタミドであり、かつジアルキルアミンがジエチルアミンであるか、又はＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドがＮ，Ｎ−メチルエチルラクタミンであり、かつジアルキルアミンがメチルエチルアミンである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記方法が連続的に行われ、分離工程は２つの分離ユニットを有する分離セクションにおいて行われる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
反応工程が、２つの反応器を有する反応セクションにおいて行われる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第一反応器における滞留時間が第二反応器における滞留時間より短く、かつ第一反応器の容積が第二反応器の容積より小さい、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを含むリサイクル流が、第二反応器に供給され、ジアルキルアミンを含むリサイクル流が第一反応器にリサイクルされる、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
反応工程が、１つの反応器を有する反応セクションにおいて行われる、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
第一分離ユニットにおいてジアルキルアミンが分離除去され、第二分離ユニットにおいてＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドがＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドから分離される、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１】
ジアルキルラクタミドを製造する方法において、
ラクチドを、ジメチルアミン，ジエチルアミン，及びメチルエチルアミンの１以上から選択されたジアルキルアミンと反応させて、Ｎ，Ｎ−ジメチルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジエチルラクタミド，及びＮ，Ｎ−メチルエチルラクタミドから選択されたジアルキルラクタミド，Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミド及びジアルキルアミンを含む反応混合物を形成する工程、
該反応混合物を分離工程に付してＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドを含む生成物流、ジアルキルアミンを含む第一のリサイクル流、及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを含む第二のリサイクル流を形成する工程、
該複数のリサイクル流を反応工程に供給する工程、及び
生成物流を単離する工程
を含む前記方法。
【請求項２】
反応工程において、ジアルキルアミン：ラクチドのモル比が、１．５：１〜１０：１の範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
反応工程における圧力が、ラクチド、ジアルキルアミン及びＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドが液相であるように選択される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミドがジメチルラクタミドであり、かつジアルキルアミンがジメチルアミンである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクタミドがＮ，Ｎ−ジエチルラクタミドであり、かつジアルキルアミンがジエチルアミンであるか、又はＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドがＮ，Ｎ−メチルエチルラクタミンであり、かつジアルキルアミンがメチルエチルアミンである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記方法が連続的に行われ、分離工程は２つの分離ユニットを有する分離セクションにおいて行われる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
反応工程が、２つの反応器を有する反応セクションにおいて行われる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第一反応器における滞留時間が第二反応器における滞留時間より短く、かつ第一反応器の容積が第二反応器の容積より小さい、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
Ｎ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドを含むリサイクル流が、第二反応器に供給され、ジアルキルアミンを含むリサイクル流が第一反応器にリサイクルされる、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
反応工程が、１つの反応器を有する反応セクションにおいて行われる、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
第一分離ユニットにおいてジアルキルアミンが分離除去され、第二分離ユニットにおいてＮ，Ｎ−ジアルキルラクトイルラクタミドがＮ，Ｎ−ジアルキルラクタミドから分離される、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１２−５０５８２８（Ｐ２０１２−５０５８２８Ａ）
【公表日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２９５４４（Ｐ２０１１−５２９５４４）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０６２６８３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０３７７７６
【国際公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【出願人】（３０６００３４１９）ピュラック バイオケム ビー．ブイ． (40)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０６２６８３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０３７７７６
【国際公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【出願人】（３０６００３４１９）ピュラック バイオケム ビー．ブイ． (40)
【Ｆターム（参考）】
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