JPH0539251A - 結晶状n−メチロールアクリルアミドの製造法 - Google Patents
結晶状n−メチロールアクリルアミドの製造法Info
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Abstract
は結晶アクリルアミドをも用いることなく、工業的に得
られるアクリルアミド水溶液を直接用いるメチロ−ル化
反応から、高純度の結晶状N−メチロ−ルアクリルアミ
ドを高収率で得ることができる方法を提供することにあ
る。 【構成】濃度が30から50%アクリルアミド水溶液と
ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドとを塩基
性触媒の存在下で反応させたのち、該反応液を減圧濃縮
し、次いで晶析分離する。
Description
アクリルアミドを製造する方法に関するものである。N
−メチロールアクリルアミドは、繊維処理、感光性樹
脂、接着剤、塗料などに広く用いられる架橋性モノマー
である。
造法については、従来から種々の方法が知られている。
例えば、濃度が60〜97%アクリルアミド水溶液とホ
ルムアルデヒドとを水性溶媒中でアルカリ触媒を用いて
反応させ、ついで反応液から冷却晶析させる方法(特公
昭38−15358号公報)、アクリルアミドとホルム
アルデヒドとを無溶媒で、トリエチルアミンやトリエタ
ノールアミンのような三級アミン類を触媒として用いて
反応させ、反応液を冷却固化させる方法(特公昭35−
4208号公報)、または有機溶媒中で塩基性陰イオン
交換樹脂を触媒として反応させ、反応液から冷却晶析さ
せる方法(特開昭49−14418号公報および特開昭
49−36615号公報)等が提案されている。
のアクリルアミド水溶液あるいは結晶アクリルアミドが
ホルムアルデヒドとの反応に使用され、得られた反応生
成物を冷却することにより結晶状N−メチロールアクリ
ルアミドを得ている。そのため、上記方法で使用される
アクリルアミドは、接触水和法あるいは微生物水和法な
どの工業的方法により得られる40〜50%アクリルア
ミド水溶液を濃縮あるいは晶析によって高濃度アクリル
アミド水溶液または結晶状アクリルアミドとする必要が
ある。しかし、アクリルアミドは非常に重合性の大きな
モノマーであるため、高濃度液や結晶取得のため濃縮あ
るいは晶析する際に重合する危険が非常に大きい。ま
た、アクリルアミドには毒性があるため、飛散しやすい
結晶状アクリルアミドは取り扱いがむずかしいという問
題がある。さらに、これら高濃度あるいは無溶媒の方法
では反応における副反応物生成の抑制が十分でないた
め、反応液中に副生成物が蓄積され、得られる結晶状N
−メチロールアクリルアミドは副生物が混入し、製品純
度が著しく低下する。また、これらの方法で得られるN
−メチロ−ルアクリルアミド結晶は、結晶の粒径が不均
一で微細な結晶が多いため、付着母液が多くなり、結晶
純度が低下する。高純度の結晶状N−メチロールアクリ
ルアミドを得るには煩雑な精製工程を必要とする。さら
にまた、有機溶媒を用いる方法では、毒性あるいは可燃
性を有する有機溶媒を多量に使用するうえ、使用した有
機溶媒の回収および精製のための設備が必要であること
など、工業的に実施する方法としては改善すべき問題が
あった。
リルアミドの原料として高濃度アクリルアミド水溶液あ
るいは結晶アクリルアミドを用いることなく、工業的に
得られるアクリルアミド水溶液を直接用いてのメチロ−
ル化反応から高純度の結晶状N−メチロールアクリルア
ミドを高収率で得ることのできる結晶状N−メチロール
アクリルアミドの製造法を提供することにある。
ら60%アクリルアミド水溶液とホルムアルデヒドまた
はパラホルムアルデヒドを塩基性触媒存在下で反応させ
たのち、該反応液を80℃以下の温度およびpH6から
8の範囲の条件下で減圧濃縮し、次いで晶析分離するこ
とを特徴とする結晶状N−メチロールアクリルアミドの
製造法に関するものである。
に用いる出発原料であるアクリルアミド水溶液は接触水
和法あるいは微生物水和法のいずれの方法で得られたも
のでもよく、アクリルアミド濃度30から60%のもの
でよい。また、ホルムアルデヒドは水溶液が好ましく、
市販の37%ホルマリンを用いることができる。パラホ
ルムアルデヒドも市販の純度70から95%のものでよ
い。
ルデヒドあるいはパラホルムアルデヒドとの使用割合
は、アクリルアミド1モルに対しホルムアルデヒドある
いはパラホルムアルデヒド(ホルムアルデヒド換算)は
0.5から2モル、好ましくは0.8から1.5モルの
範囲がよい。
しては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、水酸化ルビジウム、水酸化カルシウムおよび水
酸化バリウムなどのアルカリまたはアルカリ土類金属水
酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸三ナト
リウム、リン酸二ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、
リン酸三カリウム、リン酸二カリウム、ホウ酸ナトリウ
ム、アルミン酸ナトリウムおよびケイ酸ナトリウムなど
のアルカリまたはアルカリ土類金属塩類、トリエチルア
ミン、トリエタノールアミン、N−エチルモルホリンお
よびN,N−ジエチルヒドロキシルアミンなどのアミン
類、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエ
チルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウ
ム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化トリメチ
ルベンジルアンモニウム、水酸化セチルエチルジメチル
アンモニウム、水酸化セチルジメチルベンジルアンモニ
ウム、水酸化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、水
酸化トリオクチルメチルアンモニウムおよび水酸化セチ
ルピリジニウムなどの水酸化四級アンモニウム化合物
類、ナトリウムアルコキシドやカリウムエトキシドなど
の金属アルコキシド類、アンバーライトIRA400、
アンバーリストA26などの強塩基性陰イオン交換樹脂
などを挙げることができる。これらの塩基性触媒は2種
類以上を混合して使用することもできる。
アクリルアミド1モルに対して0.001から10モル
%、好ましくは0.01から8モル%の範囲の中から選
ばれる。
デン酸素酸塩またはタングステン酸素酸塩を添加するこ
とにより、さらに触媒の選択性を向上することができ
る。
酸リチウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カ
リウム、リンモリブデン酸リチウム、リンモリブデン酸
ナトリウム、ケイモリブデン酸リチウムおよびケイモリ
ブデン酸ナトリウムなどが挙げることができる。
タングステン酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、
タングステン酸カリウム、リンタングステン酸リチウ
ム、リンタングステン酸ナトリウム、ケイタングステン
酸リチウムおよびケイタングステン酸ナトリウムなどを
挙げることができる。これらのモリブデン酸素酸塩また
はタングステン酸素酸塩は2種類以上を混合して使用す
ることもできる。
ブデン酸素酸塩またはタングステン酸素酸塩は塩基性触
媒1モルに対し、0.01から20モル、好ましくは
0.05から10モルの範囲の中から選ばれる。
ましくは30から60℃の範囲、反応溶液のpHが7以
上、好ましくはpHは8から12の範囲で実施するのが
よい。反応終了後、硫酸、塩酸などの鉱酸を用いて反応
液のpHが6から8の範囲になるように中和する。反応
液のpHが6以下では、メチレンビスアクリルアミドや
ジアクリルアミドジメチルエーテルなどのビス体が副生
し、製品純度が著しく低下する。ビス体の生成量が多く
なると製品を重合した際、重合物の溶解性が著しく低下
する。またpH8以上では、生成物の分解や塩基性条件
下での重合が併発し、製品純度が著しく低下する。
10から300mmHg、好ましくは50から200m
mHgの範囲、濃縮温度は30から80℃、好ましくは
40から70℃の範囲で実施するのがよい。濃縮温度が
80℃以上では急激に重合が起こり、濃縮液全体が固化
する。また、30℃以下では濃縮に長時間を要する。濃
縮はN−メチロールアクリルアミド濃度が70から90
%になるまで行なう。濃度70%以下ではN−メチロー
ルアクリルアミドの析出量が少なく、晶析効率が著しく
悪くなり、90%以上に濃縮すると著しく重合しやす
く、急激に濃縮液全体が重合固化する。濃縮の際、反応
液に酸素または空気を導入し、さらに必要により重合禁
止剤を添加することにより、重合の併発を抑制する。重
合禁止剤としては、ハイドロキノン、p−メトキシフェ
ノール、2,6−ジターシャリーブチルカテコール、フ
ェノチアジン、クペロン、硫酸ヒドロキシルアミン、亜
硝酸ナトリウム、塩化銅、硝酸銅およびシュウ酸などが
用いられる。
ミドの晶析は、濃縮中に析出した結晶を分離するか、も
しくは濃縮液をゆっくり0から50℃の範囲に冷却し、
析出した結晶を分離することにより行なわれる。結晶分
離母液は、再度濃縮あるいは冷却することにより、さら
にN−メチロールアクリルアミドを晶析させるか、ある
いは次回の反応工程へリサイクル使用される。
業的にはさらに有利になる。
アクリルアミド水溶液から、高純度で、結晶の粒径が均
一で大きいN−メチロールアクリルアミドを高収率で製
造することができる。
水溶液は、経時と共に不純物とくに架橋性物質である
N,N’−メチレンビスアクリルアミドが生成し品質が
劣化すること、つまり不安定なものであることが知られ
ている(特開昭62−175449号公報)。しかる
に、本発明の方法において、N−メチロ−ルアクリルア
ミドを含む反応液を濃縮した際に、縮合あるいは重合な
どの副反応を起こすことなく高純度の結晶状N−メチロ
−ルアクリルアミドが得られることは、予想外のことで
ある。
をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例
に何ら限定されるものではない。 実施例1 撹拌機、温度計、pH計を備えた200cc反応器に、
120gの50%アクリルアミド水溶液を投入し、内温
を50℃にする。触媒として10%水酸化ナトリウム水
溶液を加え、溶液のpHを10に調整する。ついで、9
5%パラホルムアルデヒド27.2gを加え、前記触媒
溶液を用いて反応溶液のpHを10に保ちながら反応さ
せる。反応に要した触媒の合計は0.03モル%(対ア
クリルアミド)であった。反応開始1時間後、反応液を
高速液体クロマトグラフで分析したところ、反応溶液中
のN−メチロールアクリルアミドの生成率は88.7
%、副生物は0.6%であった。この反応液を1N−硫
酸水溶液を用いてpH7に中和した後、100から15
0mmHgの減圧下、反応液中にキャピラリーから少量
の空気を導入しながら50℃でN−メチロールアクリル
アミド濃度が80%になるまで濃縮した。得られた濃縮
液をゆっくりと10℃まで冷却した後ろ別すると、4
2.5gの結晶N−メチロールアクリルアミドが得られ
た。高速液体クロマトグラフで分析したところ、N−メ
チロールアクリルアミドの純度は96.7%であった。
び晶析条件を用いて、実施例1と同様の方法でアクリル
アミドとホルムアルデヒドあるいはパラホルムアルデヒ
ドとの反応を行ない、反応終了後、反応液を減圧濃縮し
N−メチロールアクリルアミドを晶析分離した。
す。
易な濃度30から60%のアクリルアミド水溶液を直接
原料として用いて、高純度の結晶状N−メチロールアク
リルアミドが容易に得られる。また本発明は次のような
利点も有する。 (1)アクリルアミド水溶液を使用するため、粉体の飛
散がなく取り扱いが容易で安全性が高い。 (2)副生物が少なく精製が容易である。 (3)副生物が少ないため結晶N−メチロールアクリル
アミドを取得した後の分離母液のリサイクル使用が容易
である。 (4) 粒径が均一で大きな結晶が得られる。
Claims (2)
- 【請求項1】 濃度が30から60%のアクリルアミド
水溶液とホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒド
とを塩基性触媒存在下で反応させたのち、該反応液を8
0℃以下の温度およびpH6から8の範囲の条件下で減
圧濃縮し、次いで晶析分離することを特徴とする結晶状
N−メチロールアクリルアミドの製造法。 - 【請求項2】 塩基性触媒が、四級アンモニウム化合
物、モリブデン酸素酸塩またはタングステン酸素酸塩の
少なくとも1種を含む触媒である請求項1記載の製造
法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3216526A JP3014180B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 結晶状n−メチロールアクリルアミドの製造法 |
TW081102481A TW226364B (ja) | 1991-04-12 | 1992-04-01 | |
US07/865,270 US5220065A (en) | 1991-04-12 | 1992-04-08 | Method for producing n-methylolacrylamide |
DE69206307T DE69206307T2 (de) | 1991-04-12 | 1992-04-10 | Verfahren zur Herstellung von N-Methylolacrylamid. |
EP92106245A EP0508455B1 (en) | 1991-04-12 | 1992-04-10 | Method for producing N-methylolacrylamide |
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JP3216526A Expired - Lifetime JP3014180B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-08-02 | 結晶状n−メチロールアクリルアミドの製造法 |
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Country | Link |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN115417784A (zh) * | 2022-10-12 | 2022-12-02 | 浙江鑫甬生物化工股份有限公司 | 一种n-羟甲基丙烯酰胺粉剂及水剂产品的联产制备方法 |
-
1991
- 1991-08-02 JP JP3216526A patent/JP3014180B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP3014180B2 (ja) | 2000-02-28 |
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