(57)【要約】本発明は、場合により担持されていてもよい金属触媒を使用したアリールまたはアルキルシアノ化合物によるラクトンの還元的アミノ化によって、Ｎ−（メチルアリール）−２−ラクタム、Ｎ−アルキル−２−ラクタム、およびＮ−（メチルシクロアルキル）−２−ラクタムの製造方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素ガスおよび場合により触媒担体上に担持されていてもよい触媒の存在下で、且つ場合により溶媒の存在下で、ラクトン（Ｉ）をアリールシアノ化合物（ＩＩ）と接触させる工程
【化１】
2006521363.tif 000025
〔式中、
（ｉ）ｎ＝０〜１１であり、
（ｉｉ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は独立して水素、ヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビル、Ｃ１〜Ｃ１８の非置換または置換アルキル、非置換または置換アルケニル、非置換または置換シクロアルキル、少なくとも１個のヘテロ原子を含有する非置換または置換シクロアルキル、非置換または置換アリール、および非置換または置換ヘテロアリールであり、
（ｉｉｉ）Ｒ７は６〜３０個の炭素を有する芳香族基であり、そしてＲ８はＲ７の完全にまたは部分的に還元された誘導体である〕
を含んでなる、Ｎ−（メチルアリール）−２−ラクタム（ＩＩＩ）、Ｎ−（メチルシクロアルキル）−２−ラクタム（ＩＶ）、またはそれらの混合物を含んでなる反応生成物の製造方法。
【請求項２】
水素ガスおよび場合により触媒担体上に担持されていてもよい触媒の存在下で、且つ場合により溶媒の存在下で、ラクトン（Ｉ）をアルキルシアノ化合物（Ｖ）と接触させる工程
【化２】
2006521363.tif 000026
〔式中、
（ｉ）ｎ＝０〜１１であり、
（ｉｉ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は独立して水素、ヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビル、Ｃ１〜Ｃ１８の非置換または置換アルキル、非置換または置換アルケニル、非置換または置換シクロアルキル、少なくとも１種のヘテロ原子を含有する非置換または置換シクロアルキル、非置換または置換アリール、および非置換または置換ヘ
テロアリールであり、
（ｉｉｉ）Ｒ９は１〜３０個の炭素を有するアルキル基であり、Ｒ９はＣ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルケニル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキニル、Ｃ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキル、または少なくとも１種のヘテロ原子を含有するＣ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキルであることができる〕
を含んでなる、Ｎ−アルキル−２−ラクタム（ＶＩ）を含んでなる反応生成物の製造方法。
【請求項３】
触媒が、ニッケル、銅、コバルト、鉄、ロジウム、ルテニウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、パラジウム、少なくとも１種のラネー金属、それらの化合物およびそれらの組み合わせよりなる群から選択される金属から選択される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
触媒がパラジウムおよびその化合物である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
触媒が担持されて、担持金属触媒中の金属の含量が０．１重量％〜２０重量％である、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
触媒担体が、カーボン、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、シリカ−チタニア、チタニア、チタニア−アルミナ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、それらの化合物およびそれらの組み合わせよりなる群から選択される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項７】
カーボンが灰分を有し、灰分が触媒担体の５重量％未満であり、場合によりカーボンが２００ｍ２／ｇを超える表面積を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
助触媒（ｐｒｏｍｏｔｅｒ）の存在下で実施する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項９】
ｎ＝１〜７であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６が独立して水素またはアルキルである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１０】
ｎ＝１、Ｒ５が水素またはメチルであり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ６が独立して水素である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１１】
Ｒ７が６〜１２個の炭素を有する芳香族基であり、Ｒ８が６〜１２個の炭素を有するシクロアルキル基である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
Ｒ７が６〜１２個の炭素を有する芳香族基であり、Ｒ８が６〜１２個の炭素を有するシクロアルキル基である、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１３】
Ｒ９が１〜１２個の炭素を有するアルキルまたはシクロアルキル基である、請求項２に記載の方法。
【請求項１４】
Ｒ９が１〜１２個の炭素を有するアルキルまたはシクロアルキル基である、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１５】
式（ＩＩ）または式（Ｖ）によって表される化合物および式（Ｉ）によって表される化合物が、反応開始時に約０．０１／１〜約１００／１のモル比である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１６】
反応を約５０℃〜約３５０℃の温度で実施する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
反応を約０．３ＭＰａ〜約２０ＭＰａの水素圧で実施する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
担持金属触媒が、カーボン上のパラジウム、炭酸カルシウム上のパラジウム、硫酸バリウム上のパラジウム、アルミナ上のパラジウム、チタニア上のパラジウム、カーボン上の白金、アルミナ上の白金、シリカ上の白金、シリカ上のイリジウム、カーボン上のイリジウム、アルミナ上のイリジウム、カーボン上のロジウム、シリカ上のロジウム、アルミナ上のロジウム、カーボン上のニッケル、アルミナ上のニッケル、シリカ上のニッケル、カーボン上のレニウム、シリカ上のレニウム、アルミナ上のレニウム、カーボン上のルテニウム、アルミナ上のルテニウムおよびシリカ上のルテニウムよりなる群から選択される、請求項５に記載の方法。
【請求項１９】
担持金属触媒が、カーボン上のパラジウム、チタニア上のパラジウム、カーボン上の白金、カーボン上のロジウム、カーボン上のレニウム、カーボン上のルテニウム、カーボン上のイリジウム、およびそれらの組み合わせよりなる群から選択される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
反応のための溶媒媒質が、水、アルコール、エーテル、式（ＩＩ）または式（Ｖ）のシアノ化合物、ラクタム、および請求項１または２それぞれの反応生成物よりなる群から選択される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項２１】
ｎ＝１であり、Ｒ５が水素またはメチルであり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ６が独立して水素であり、Ｒ９が１〜１２個の炭素を有するアルキル基または６〜１２個の炭素を有するシクロアルキル基であり、触媒が担持され、担持される触媒がカーボン上のパラジウムまたはチタニア上のパラジウムであり、反応温度が約７５℃〜３００℃であり、反応圧が約１．３ＭＰａ〜約７．６ＭＰａである、請求項２に記載の方法。
【請求項２２】
ｉ）水素ガスおよび場合により担持されていてもよい金属触媒の存在下で、且つ場合により溶媒の存在下で、ラクトン（Ｉ）をアルキルシアノ化合物（Ｖ）と接触させる工程
【化３】
2006521363.tif 000027
〔式中、
（ａ）ｎ＝０〜１１であり、
（ｂ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は独立して水素、ヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビル、Ｃ１〜Ｃ１８の非置換または置換アルキル、非置換または置換アルケニル、非置換または置換シクロアルキル、少なくとも１種のヘテロ原子を含有する非置換または置換シクロアルキル、非置換または置換アリール、および非置換または置換ヘテロアリールであり、
（ｃ）Ｒ９は１〜３０個の炭素を有するアルキル基であり、Ｒ９はＣ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルケニル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキニル、Ｃ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキル、または少なくとも１種のヘテロ原子を含有するＣ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキルであることができる〕
を含んでなる方法を使用してＮ−アルキル−２−ラクタム（ＶＩ）を製造する工程と、
ｉｉ）Ｎ−アルキル−２−ラクタム（ＶＩ）を少なくとも１種の薬学的に治療的な薬剤と接触させる工程と
を含んでなる、薬学的組成物の調製方法。
【請求項２３】
ｉ）水素ガスおよび場合により担持されていてもよい金属触媒の存在下で、且つ場合により溶媒の存在下で、ラクトン（Ｉ）をアルキルシアノ化合物（Ｖ）と接触させる工程
【化４】
2006521363.tif 000028
〔式中、
（ａ）ｎ＝０〜１１であり、
（ｂ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は独立して水素、ヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビル、Ｃ１〜Ｃ１８の非置換または置換アルキル、非置換または置換アルケニル、非置換または置換シクロアルキル、少なくとも１種のヘテロ原子を含有する非置換または置換シクロアルキル、非置換または置換アリール、および非置換または置換ヘテロアリールであり、
（ｃ）Ｒ９は１〜３０個の炭素を有するアルキル基であり、Ｒ９はＣ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルケニル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキニル、Ｃ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキル、または少なくとも１種のヘテロ原子を含有するＣ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキルであることができる〕
を含んでなる方法を使用してＮ−アルキル−２−ラクタム（ＶＩ）を製造する工程と、
ｉｉ）Ｎ−アルキル−２−ラクタム（ＶＩ）を少なくとも１種の農業化学的に有効な薬剤と接触させる工程と
を含んでなる、農業化学的組成物の調製方法。
【請求項２４】
ｉ）水素ガスおよび場合により担持されていてもよい金属触媒の存在下で、且つ場合により溶媒の存在下で、ラクトン（Ｉ）をアルキルシアノ化合物（Ｖ）と接触させる工程
【化５】
2006521363.tif 000029
〔式中、
（ａ）ｎ＝０〜１１であり、
（ｂ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は独立して水素、ヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビル、Ｃ１〜Ｃ１８の非置換または置換アルキル、非置換または置換アルケニル、非置換または置換シクロアルキル、少なくとも１種のヘテロ原子を含有する非置換または置換シクロアルキル、非置換または置換アリール、および非置換または置換ヘテロアリールであり、
（ｃ）Ｒ９は１〜３０個の炭素を有するアルキル基であり、Ｒ９はＣ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルケニル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキニル、Ｃ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキル、または少なくとも１種のヘテロ原子を含有するＣ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキルであることができる〕
を含んでなる方法を使用してＮ−アルキル−２−ラクタム（ＶＩ）を製造する工程と、
ｉｉ）Ｎ−アルキル−２−ラクタム（ＶＩ）を、アニオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、グリコール、グリコールエーテル、脂肪族アルコール、アルカノールアミン、ピロリドン、水、およびそれらの混合物よりなる群から選択される化合物と接触させる工程と
を含んでなる、洗浄用組成物の調製方法。
【請求項２５】
ｉ）水素ガスおよび場合により担持されていてもよい金属触媒の存在下で、且つ場合により溶媒の存在下で、ラクトン（Ｉ）をアルキルシアノ化合物（Ｖ）と接触させる工程
【化６】
2006521363.tif 000030
〔式中、
（ａ）ｎ＝０〜１１であり、
（ｂ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は独立して水素、ヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビル、Ｃ１〜Ｃ１８の非置換または置換アルキル、非置換または置換アルケニル、非置換または置換シクロアルキル、少なくとも１種のヘテロ原子を含有する非置
換または置換シクロアルキル、非置換または置換アリール、および非置換または置換ヘテロアリールであり、
（ｃ）Ｒ９は１〜３０個の炭素を有するアルキル基であり、Ｒ９はＣ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルケニル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキニル、Ｃ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキル、または少なくとも１種のヘテロ原子を含有するＣ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキルであることができる〕
を含んでなる方法を使用してＮ−アルキル−２−ラクタム（ＶＩ）を製造する工程と、
ｉｉ）Ｎ−アルキル−２−ラクタム（ＶＩ）を少なくとも１種の着色剤と接触させる工程と
を含んでなる、インクジェットインク組成物の調製方法。
【請求項２６】
ｉ）水素ガスおよび場合により担持されていてもよい金属触媒の存在下で、且つ場合により溶媒の存在下で、ラクトン（Ｉ）をアルキルシアノ化合物（Ｖ）と接触させる工程
【化７】
2006521363.tif 000031
〔式中、
（ａ）ｎ＝０〜１１であり、
（ｂ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は独立して水素、ヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビル、Ｃ１〜Ｃ１８の非置換または置換アルキル、非置換または置換アルケニル、非置換または置換シクロアルキル、少なくとも１種のヘテロ原子を含有する非置換または置換シクロアルキル、非置換または置換アリール，および非置換または置換ヘテロアリールであり、
（ｃ）Ｒ９は１〜３０個の炭素を有するアルキル基であり、Ｒ９はＣ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルケニル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキニル、Ｃ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキル、または少なくとも１種のヘテロ原子を含有するＣ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキルであることができる〕
を含んでなる方法を使用してＮ−アルキル−２−ラクタム（ＶＩ）を製造する工程と、
ｉｉ）Ｎ−アルキル−２−ラクタム（ＶＩ）を少なくとも１種の冷却剤と接触させる工程と
を含んでなる、冷却剤または空調用潤滑剤の調製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、場合により担持されていてもよい金属触媒を使用した、アリールまたはアルキルシアノ化合物によるラクトンの還元的アミノ化によって、Ｎ−（メチルアリール）−２−ラクタム、Ｎ−アルキル−２−ラクタム、およびＮ−（メチルシクロアルキル）−２−ラクタムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラクタム、および特にピロリドンは、化学反応中の溶媒、インクおよびコーティング調合物中の構成要素、電子産業におけるコーティングストリッパー、作物保護製品中の配合剤、および医薬品製造における中間体として、多くの産業上の利用における重要な構成物である。例えばＮ−シクロヘキシル−２−ピロリドンは、電子工業（フォトレジスト剥離溶液）、工業クリーナー、油田／ガス井戸保全、および繊維染色をはじめとする多くの産業上の利用において、溶媒または中間体として使用される。Ｎ−［２−ヒドロキシエチル］−２−ピロリドンは、工業洗浄、印捺インク、およびガソリンおよび油添加剤中で有用である。Ｎ−オクチル−２−ピロリドンは、例えば農産物製造で、工業および金属クリーナーで、印捺インクで、および繊維染色で、洗剤および分散剤として有用である。
【０００３】
ピロリドン誘導体は、一般にγ−ブチロラクトンとアルキルアミンまたはアンモニアとの触媒または非触媒反応によって、工業規模で製造される。例えば特許文献１は、温度２３０〜３００℃および圧力０．３５ＭＰａ〜２．１ＭＰａにおけるγ−ブチロラクトンおよびアンモニアを使用した、２−ピロリドンの製造のための気相法について述べる。ケイ酸マグネシウム触媒が使用されるが、それは反応に続いて分離および再生する必要があり、生成物のかなりの量を捕捉するかもしれない。特許文献２は、触媒不在下であるが高温および高圧で、γ−ブチロラクトンおよびアンモニアから２−ピロリドンを製造するための液相製造法について述べる。反応を２００〜３７５℃および４．８〜１２．４ＭＰａで実施する。特許文献３では、触媒の存在下でメタノールをアンモニアと反応させて、得られるメチルアミン混合物をγ−ブチロラクトンと反応させ、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを形成させる。反応温度は３００〜５００℃、圧力は０．８〜３．６ＭＰａである。特許文献４は、γ−ブチロラクトンおよびモノメチルアミンからのＮ−メチル−ピロリドン製造のための液相非触媒法について述べる。
【０００４】
アリール化合物もまた、ラクトンとの反応中でアミンとして使用されている。例えば特許文献５は、窒素雰囲気下で温度２５０℃で実施する反応における、γ−メチル−γ−ブチロラクトンおよびアニリンからのＮ−フェニル−γ−メチル−γ−ブチロラクタムの合成について述べる。特許文献６は、塩酸存在下でのｐ−クロロアニリンとγ−ブチロラクトンとの反応からの１−（４−クロロフェニル）−２−ピロリドンの合成について述べる。反応は１４０℃までの温度で１７時間実施された。生成物は多段階法で回収された。特許文献７は、アルミノケイ酸塩ゼオライトの存在下でラクトンとアミンまたはアンモニアとを反応させてラクタムを製造する気相法について述べる。反応を１８０〜４００℃および０〜１ＭＰａで実施する。
【０００５】
アリール、アルキル、およびシクロアルキルラクタムの製造のための効率的で低価格の方法は、有利であろう。上述の反応ではニトリルは使用されない。ここで開示されるのは、触媒の存在下でニトリルを使用して、ラクトンをアリール、アルキルおよびシクロアルキルラクタムに変換するための新しいワンステップ法である。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４，８２４，９６７号明細書
【特許文献２】米国特許第５，３９３，８８８号明細書
【特許文献３】米国特許第６，３４８，６０１号明細書
【特許文献４】米国特許第６，２４８，９０２号明細書
【特許文献５】米国特許第３，７７５，４３１号明細書
【特許文献６】米国特許第５，５３８，９８５号明細書
【特許文献７】米国特許第６，３５０，８８３号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、触媒および水素ガス存在下で、ラクトン（Ｉ）をアリールシアノ化合物（ＩＩ）と接触させる工程
【０００８】
【化１】
2006521363.tif 000002
【０００９】
〔式中、
（ｉ）ｎ＝０〜１１であり、
（ｉｉ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は独立して水素、ヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビル、Ｃ１〜Ｃ１８の非置換または置換アルキル、非置換または置換アルケニル、非置換または置換シクロアルキル、少なくとも１個のヘテロ原子を含有する非置換または置換シクロアルキル、非置換または置換アリール、および非置換または置換ヘテロアリールであり、
（ｉｉｉ）Ｒ７は６〜３０個の炭素を有する芳香族基であり、そしてＲ８はＲ７の完全にまたは部分的に還元された誘導体であり、
（ｉｖ）Ｎ−（メチルアリール）−２−ラクタム（ＩＩＩ）、Ｎ−（メチルシクロアルキル）−２−ラクタム（ＩＶ）、またはそれらの混合物が、形成される全生成物の１００重量％を含んでなっても良く、または追加的生成物が生成されても良い）
（ｖ）触媒が、パラジウム、ルテニウム、レニウム、ロジウム、イリジウム、白金、ニッケル、コバルト、銅、鉄、オスミウム、それらの化合物およびそれらの組み合わせよりなる群からの金属から選択される〕
を含んでなる、Ｎ−（メチルアリール）−２−ラクタム（ＩＩＩ）、Ｎ−（メチルシクロアルキル）−２−ラクタム（ＩＶ）、またはそれらの混合物の製造方法に関する。
【００１０】
本発明はまた、触媒および水素ガス存在下で、ラクトン（Ｉ）をアルキルシアノ化合物（Ｖ）と接触させる工程
【００１１】
【化２】
2006521363.tif 000003
【００１２】
〔式中、
（ｉ）ｎ＝０〜１１であり、
（ｉｉ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は独立して水素、ヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビル、Ｃ１〜Ｃ１８の非置換または置換アルキル、非置換または置換アルケニル、非置換または置換シクロアルキル、少なくとも１個のヘテロ原子を含有する非置換または置換シクロアルキル、非置換または置換アリール、および非置換または置換ヘテロアリールであり、
（ｉｉｉ）Ｒ９は１〜３０個の炭素を有するアルキル基であり、Ｒ９はＣ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルケニル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキニル、Ｃ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキル、または少なくとも１個のヘテロ原子を含有するＣ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキルであっても良く、
（ｉｖ）Ｎ−アルキル−２−ラクタム（ＶＩ）が、形成される全生成物の１００重量％を含んでなっても良く、または追加的生成物が生成されても良い）
（ｖ）触媒が、パラジウム、ルテニウム、レニウム、ロジウム、イリジウム、白金、ニッケル、コバルト、銅、鉄、オスミウム、それらの化合物およびそれらの組み合わせよりなる群からの金属から選択される〕
を含んでなるＮ−アルキル−２−ラクタム（ＶＩ）の製造方法に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
「アリールシアノ化合物」とは式、Ｒ−ＣＮ（式中、Ｒは芳香族基である）を有する化合物を意味する。
【００１４】
「ヘテロアリール」とは、環中のヘテロ原子総数が４以下であると言う条件で、１または２個のＯおよびＳ原子および／または１〜４個のＮ原子を含有する５または６原子不飽和環であり、あるいは上述のようにＯ、Ｓ、およびＮ原子を含有する５または６員環が、ベンゼンまたはピリジル環に縮合する二環式環を意味する。一般的な例は、フランおよびチオフェンである。
【００１５】
「触媒」とは、反応速度に影響するが反応平衡状態に影響せず、プロセスから化学的に変化せずに出てくる物質を意味する。
【００１６】
「金属触媒」とは、少なくとも１種の金属、少なくとも１種のラネー金属、それらの化合物またはそれらの組み合わせを含んでなる触媒を意味する。
【００１７】
「助触媒」とは、触媒の物理的または化学的機能を向上させるために添加される周期表の元素を意味する。助触媒はまた、望ましくない副反応を遅延させ、および／または反応
速度に影響を与えるためにも添加できる。
【００１８】
「金属助触媒」とは、触媒の物理的または化学的機能を向上させるために添加される金属化合物を意味する。金属助触媒はまた、望ましくない副反応を遅延させ、および／または反応速度に影響を与えるためにも添加できる。
【００１９】
アリール化合物の「完全にまたは部分的に還元された誘導体」とは、芳香族環内の１個もしくはそれ以上の不飽和結合を飽和または還元することで、親化合物から誘導できる化合物を意味する。不飽和化合物は、１個もしくはそれ以上の炭素−炭素二重または三重結合を含有する化合物である。例えばフェニル基の完全に還元された誘導体は、シクロヘキシル基である。
【００２０】
本発明は、触媒および水素ガス存在下におけるラクトン（Ｉ）とアリールシアノ化合物（ＩＩ）との反応
【００２１】
【化３】
2006521363.tif 000004
【００２２】
〔式中、
（ｉ）ｎ＝０〜１１であり、
（ｉｉ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は独立して水素、ヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビル、Ｃ１〜Ｃ１８の非置換または置換アルキル、非置換または置換アルケニル、非置換または置換シクロアルキル、少なくとも１個のヘテロ原子を含有する非置換または置換シクロアルキル、非置換または置換アリール、および非置換または置換ヘテロアリールであり、
（ｉｉｉ）Ｒ７は６〜３０個の炭素を有する芳香族基であり、そしてＲ８はＲ７の完全にまたは部分的に還元された誘導体であり、
（ｉｖ）Ｎ−（メチルアリール）−２−ラクタム（ＩＩＩ）、Ｎ−（メチルシクロアルキル）−２−ラクタム（ＩＶ）またはそれらの混合物が、形成される全生成物の１００重量％を含んでなっても良く、または追加的生成物が生成されても良い〕
からのＮ−（メチルアリール）−２−ラクタム（ＩＩＩ）、Ｎ−（メチルシクロアルキル）−２−ラクタム（ＩＶ）またはそれらの混合物の合成に関する。
【００２３】
さらに本発明は、触媒および水素存在下におけるラクトン（Ｉ）とアルキルシアノ化合物（Ｖ）との反応
【００２４】
【化４】
2006521363.tif 000005
【００２５】
〔式中、
（ｉ）ｎ＝０〜１１であり、
（ｉｉ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は独立して水素、ヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビル、Ｃ１〜Ｃ１８の非置換または置換アルキル、非置換または置換アルケニル、非置換または置換シクロアルキル、少なくとも１個のヘテロ原子を含有する非置換または置換シクロアルキル、非置換または置換アリール、および非置換または置換ヘテロアリールであり、
（ｉｉｉ）Ｒ９は１〜３０個の炭素を有するアルキル基であり、Ｒ９はＣ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルケニル、Ｃ１〜Ｃ３０の非置換または置換アルキニル、Ｃ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキル、または少なくとも１個のヘテロ原子を含有するＣ３〜Ｃ３０の非置換または置換シクロアルキルであっても良く、
（ｉｖ）Ｎ−アルキル−２−ラクタム（ＶＩ）が、形成される全生成物の１００重量％を含んでなっても良く、または追加的生成物が生成されても良い〕
からのＮ−アルキル−２−ラクタム（ＶＩ）の合成に関する。
【００２６】
本発明の方法において、担体有りまたは無しの触媒が存在してアミノ化反応を引き起こしても良い。場合により助触媒を使用して反応を助けても良い。助触媒は金属であることができる。
【００２７】
本発明の方法は、バッチ、逐次バッチ（すなわち一連のバッチ反応器）で、または通例、連続法で用いられるあらゆる装置中において連続モードで実施しても良い（例えばＨ．Ｓ．フォグラー（Ｆｏｇｌｅｒ）「基本化学反応工学（Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）」Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ，Ｉｎｃ．、ＮＪ、ＵＳＡ）参照）。反応生成物として形成される凝縮水は、このような分離のために通例用いられる蒸留などの分離方法によって除去される。
【００２８】
本発明の好ましい実施態様は、ｎ＝１〜７であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６が独立して水素またはアルキルであるものである。より好ましい実施態様は、ｎ＝１であり、Ｒ５が水素またはメチルであり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、およびＲ６が水素であるものである。
【００２９】
Ｒ７およびＲ８で表されるアリールおよびシクロアルキル基は、好ましくは６〜３０個の炭素を有する。より好ましくはＲ７およびＲ８で表されるアリールおよびシクロアルキル基は、６〜１２個の炭素を有する。Ｒ９で表される非置換または置換アルキルまたはシクロアルキル基は、好ましくは１〜３０個の炭素を有する。より好ましくはＲ９で表される非置換または置換アルキルまたはシクロアルキル基は１〜１２個の炭素を有する。
【００３０】
本発明の方法において、アリールまたはアルキルシアノ化合物とラクトンとのモル比が、反応開始時に約０．０１／１〜約１００／１であることが好ましい。アリールまたはアルキルシアノ化合物とラクトンとのモル比が、反応開始時に約０．１／１〜約５／１であることがさらに好ましい。
【００３１】
本発明の方法では、約５０℃〜約３５０℃の温度範囲が好ましい。約７５℃〜約３００℃の温度範囲がさらに好ましい。
【００３２】
本発明の方法では、約０．３ＭＰａ〜約２０ＭＰａの圧力範囲が用いられる。約１．３ＭＰａ〜約７．６ＭＰａの圧力範囲が好ましい。
【００３３】
本発明の反応は、水、アルコール、エーテル、およびラクタムなどの非反応溶媒中で実施できる。代案としては、過剰なアリールまたはアルキルシアノ化合物も溶媒媒質として作動できる。
【００３４】
本発明において有用な触媒は、反応速度に影響するが反応平衡状態に影響せず、プロセスから化学的に変化せずに出できる物質である。化学的助触媒は、一般に触媒活性を増強する。ここでは助触媒は、触媒構成物の化学的処理のいずれかの工程中で、触媒中に組み込まれても良い。化学的助触媒は、一般に触媒剤の物理的または化学的機能を向上させるが、望ましくない副反応を遅延させるためにも添加できる。
【００３５】
本発明の方法は、触媒の存在下で引き起こされるアリールまたはアルキルシアノ化合物によるラクトンの還元的アミノ化を伴う。ここで有用な触媒の主要構成要素は、パラジウム、ルテニウム、レニウム、ロジウム、イリジウム、白金、ニッケル、コバルト、銅、鉄、オスミウム、それらの化合物およびそれらの組み合わせよりなる群からの金属から選択される。
【００３６】
場合により助触媒を本発明の反応中で使用しても良い。ここでは助触媒は、触媒構成物の化学的処理のいずれかの工程中で、触媒中に組み込まれても良い。本発明の方法に適した助触媒としては、スズ、亜鉛、銅、金、銀、およびそれらの組み合わせから選択される金属が挙げられる。好ましい金属助触媒はスズである。使用できるその他の助触媒は、周期表の１族および２族から選択される元素である。
【００３７】
方法で使用される触媒は、担持されていてもまたは担持されていなくても良い。担持触媒は、その中で活性触媒剤が、スプレー、浸漬または物理的混合とそれに続く乾燥、焼成などのいくつかの方法、そして必要ならば還元または酸化などの方法を通じた活性化によって、担体材料上に付着されているものである。担体として使用されることが多い材料は、触媒の単位重量あたり高濃度の活性部位を提供できる大きい総表面積（外部および内部）を有する多孔性固形物である。触媒担体は触媒剤の機能を向上させても良い。担持金属触媒は、触媒剤が金属である担持触媒である。
【００３８】
触媒担体材料上に担持されていない触媒は、非担持触媒である。非担持触媒は、白金黒またはラネー触媒であっても良い。用語「ラネー触媒」とは、ここでの用法では活性金属およびリーチング可能な金属（通常アルミニウム）を含有する合金を選択的にリーチングした結果、大きい表面積を有する触媒を指す。ラネー触媒という用語は、いかなる特定の材料源を意味することも意図しない。ラネー触媒は、より高い比面積のために高活性を有し、水素付加反応中でのより低い温度の使用を可能にする。ラネー触媒の活性金属としては、ニッケル、銅、コバルト、鉄、ロジウム、ルテニウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、パラジウム、それらの化合物およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【００３９】
また助触媒金属をベースラネー金属に添加して、ラネー触媒の選択性および／または活性に影響を与えても良い。ラネー触媒のための助触媒金属は、元素周期表のＩＩＩＡ〜ＶＩＩＩＡ、ＩＢおよびＩＩＢ族からの遷移金属から選択されても良い。助触媒金属の例としては、典型的に総金属の約２重量％のクロム、モリブデン、白金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、およびパラジウムが挙げられる。
【００４０】
ここで有用な触媒担体は、シリカ、アルミナおよびチタニアなどの酸化物、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、およびカーボンをはじめとするが、これに限定されるものではないあらゆる固形の不活性物質であることができる。触媒担体は、粉末、顆粒、ペレットなどの形態であることができる。
【００４１】
本発明の好ましい担体材料は、カーボン、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、シリカ−チタニア、チタニア、チタニア−アルミナ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、それらの化合物およびそれらの組み合わせよりなる群から選択される。担持金属触媒はまた、１個もしくはそれ以上の化合物からできた担持材料を有することができる。より好ましい担体は、アルミナ、シリカ、チタニアおよびカーボンである。さらに好ましい担体は、１００ｍ２／ｇを超える表面積を有するカーボンである。さらに好ましい担体は、２００ｍ２／ｇを超える表面積を有するカーボンである。好ましくは、カーボンは触媒担体の５重量％未満の灰分を有する。灰分は（カーボンの元の重量の百分率として表される）カーボン灰化後に残る無機残留物である。
【００４２】
本発明中で使用しても良い市販されるカーボンとしては、バンビー＆サトクリフ（Ｂａｍｅｂｙ＆Ｓｕｔｃｌｉｆｆｅ）ＴＭ、ダルコ（Ｄａｒｃｏ）ＴＭ、ニューカー（Ｎｕｃｈａｒ）ＴＭ、コロンビア（Ｃｏｌｕｍｂｉａ）ＪＸＮＴＭ、コロンビア（Ｃｏｌｕｍｂｉａ）ＬＣＫＴＭ、カルゴン（Ｃａｌｇｏｎ）ＰＣＢＴＭ、カルゴン（Ｃａｌｇｏｎ）ＢＰＬＴＭ、ウエストベーコ（Ｗｅｓｔｖａｃｏ）ＴＭ、ノリット（Ｎｏｒｉｔ）ＴＭ、およびバーナビー・チェニー（Ｂａｒｎａｂｙ  Ｃｈｅｎｙ）ＮＢＴＭの商標の元に販売されるものが挙げられる。カーボンは、カルシキャット（Ｃａｌｓｉｃａｔ）Ｃ、シブニット（Ｓｉｂｕｎｉｔ）Ｃ、またはカルゴン（Ｃａｌｇｏｎ）Ｃ（セントール（Ｃｅｎｔａｕｒ）（登録商標）の登録商標の下に市販される）などの市販されるカーボンであることができる。
【００４３】
本発明の方法において、担持触媒中の好ましい金属触媒含有量は、金属触媒重量と担体重量の合計に基づいて、担持触媒の約０．１％〜約２０％である。より好ましい金属触媒含量の範囲は、担持触媒の約１％〜約１０％である。さらに好ましい金属触媒含量は、担持触媒の約３％〜約７％の範囲である。
【００４４】
触媒および担体の組み合わせは、ここで述べた金属のいずれか１つと、ここで述べた担体のいずれかを含んでも良い。好ましい触媒と担体系の組み合わせとしては、カーボン上のパラジウム、炭酸カルシウム上のパラジウム、硫酸バリウム上のパラジウム、アルミナ上のパラジウム、シリカ上のパラジウム、チタニア上のパラジウム、カーボン上の白金、アルミナ上の白金、シリカ上の白金、シリカ上のイリジウム、カーボン上のイリジウム、アルミナ上のイリジウム、カーボン上のロジウム、シリカ上のロジウム、アルミナ上のロジウム、カーボン上のニッケル、アルミナ上のニッケル、シリカ上のニッケル、カーボン上のレニウム、シリカ上のレニウム、アルミナ上のレニウム、カーボン上のルテニウム、アルミナ上のルテニウム、シリカ上のルテニウムおよびそれらの組み合わせが挙げられる。
【００４５】
触媒および担体のさらに好ましい組み合わせとしては、カーボン上のパラジウム、チタ
ニア上のパラジウム、カーボン上の白金、カーボン上のイリジウム、カーボン上のロジウム、カーボン上のルテニウム、カーボン上のレニウムおよびそれらの組み合わせが挙げられる。
【００４６】
本発明の方法によって生成する化合物は、様々な用途において有用な特性を示す。炭素約８個までのアルキル鎖を有するＮ−アルキルピロリドンは、その他の溶媒よりも低い毒性プロフィールを有する非プロトン性化学溶媒として機能する。Ｎ−低級ピロリドンの炭素鎖は、水中でのミセル形成が可能になるほど十分長くない。したがってこれらの化合物は、顕著な界面活性剤特性を示さない。約Ｃ８〜Ｃ１４のアルキル基があるＮ−アルキルピロリドンは界面活性剤特性を示し、より長いＮ−アルキル鎖があるピロリドンは錯化剤として作動する。溶解性、湿潤、粘度樹立、乳化、および錯化などのアルキルピロリドンの表面活性特性については、米国特許第５，２９４，６４４号明細書で述べられている。Ｎ−アルキルピロリドンはまた、コロイド粒子を濃縮するのにも使用できる。それらの溶媒、界面活性剤、および錯化特性のために、ピロリドンは医薬品、パーソナルケア製品、工業、農業、および家庭用化学品および製品を製造する上で非常に有用である。
【００４７】
本発明の方法よって生成するラクタムは、ヒト、動物、爬虫類、および魚で使用するための医薬品製品を調製するのに有用である。ここで開示されるピロリドンは、特に軟膏、クリーム、ローション、ペースト、ゲル、スプレー、エアロゾル、ローション、シャンプー、フォーム、クリーム、ゲル、軟膏、膏薬、ミルク、スティック、スプレー、香膏、エマルジョン、粉末、固形または液体石鹸、または油などの局所調合物において有用である。５−メチル−２−ピロリドンなどのピロリドンを使用して、活性構成要素のヒトまたは動物組織およびシステム中への経皮浸透を向上させることができる。ピロリドンはまた溶解剤として作動して、キャリアシステム中の治療薬の溶解性を向上させることができる。
【００４８】
本発明の方法によって生成するピロリドンはまた、例えば抗微生物、ホルモン、または抗炎症薬などの経皮投与のために、パッチなどのマトリックスシステム中に組み込まれても良い。薬学的組成物の調製方法は、一般に医薬品工業で実施され、本発明の方法で有用である。このような方法の考察については、例えばここで参照として組み込まれた「レミントンの医薬品化学（Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）」（ＡＲジェナーロ（Ｇｅｎｎａｒｏ）編、第２０版、２０００年、Ｗｉｌｌｉａｍｓ＆Ｗｉｌｋｉｎｓ、ＰＡ）を参照されたい。
【００４９】
本発明の方法によって作られるピロリドンは、衣類、生地、およびカーペットなどのテキスタイル、ガラス、金属、セラミック、磁器、合成プラスチック、およびほうろうなどの硬質表面をはじめとする広範な表面の洗浄のために、液体、ゲルまたはエアロゾル洗浄用組成物中で、溶媒または界面活性剤として使用されても良い。ピロリドンはまた、家庭内で、または施設または病院環境などにおける硬質表面、または皮膚表面、または生地表面、または食物調製において、レストランまたはホテル産業において、消毒用調合物中で使用されても良い。さらに洗浄用組成物は、泥、グリース、油、インクなどの工業的汚れの除去のために有用である。ピロリドンはまた、製品または製造装置から、プラスチック樹脂またはポリマーを洗浄、溶媒和、および／または除去するための組成物中で、溶媒として使用しても良い。
【００５０】
ピロリドンに加えて、洗浄用組成物中にその他の構成要素が含まれても良い。これらの追加的構成要素としては、非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、および溶媒が挙げられる。例証的な非イオン界面活性剤は、ヘンケル・コーポレーション（Ｈｅｎｋｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）からのグルコポン（Ｇｌｕｃｏｐｏｎ）などのアルキルポリグリコシド、アルキルフェノールのエチレンオキシドおよび混合エチレンオキシド／プロピレンオキシド付加物、長鎖アルコールまたは脂肪
酸のエチレンオキシドおよび混合エチレンオキシド／プロピレンオキシド付加物、混合エチレンオキシド／プロピレンオキシドブロック共重合体、ソルビタンモノオレアートやアルカノールアミドなどの脂肪酸と親水性アルコールとのエステルである。
【００５１】
例証的なアニオン界面活性剤は、石鹸、直鎖または分枝鎖中の高級アルキル基中に１９〜１６個の炭素を含有する高級アルキルベンゼンスルホネート、Ｃ８〜Ｃ１５アルキルトルエンスルホネート、Ｃ８〜Ｃ１５アルキルフェノールスルホネート、オレフィンスルホネート、パラフィンスルホネート、アルコールおよびアルコールエーテルスルフェート、リン酸エステルなどである。
【００５２】
例証的なカチオン界面活性剤としては、アミン、アミンオキシド、アルキルアミンエトキシレート、ＢＡＳＦ社（ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）からのテトロニック（Ｔｅｔｒｏｎｉｃ）（登録商標）シリーズなどのエチレンジアミンアルコキシレート、四級アンモニウム塩などが挙げられる。
【００５３】
例証的な両性界面活性剤は、アミノおよびカルボキシルラジカルまたはアミノおよびスルホン酸ラジカル、またはアミンオキシドなどそれらの構造中に酸性基および塩基性基の双方を有するものである。適切な両性界面活性剤としては、ベタイン、スルホベタイン、イミダゾリンなどが挙げられる。
【００５４】
例証的な溶媒としては、グリコール、グリコールエーテル、脂肪族アルコール、アルカノールアミン、ピロリドンおよび水が挙げられる。
【００５５】
このような界面活性剤および溶媒については、例えばマカッチャン（ＭｃＣｕｔｃｈｅｏｎ）の第１巻「乳化剤および洗剤（Ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｓ  ａｎｄ  Ｄｅｔｅｒｇｅｎｔｓ）」および第２巻「機能性材料（Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）」、Ｔｈｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｎｆｅｃｔｉｏｎｅｒ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．、Ｇｌｅｎ  Ｒｏｃｋ、ＮＪ（２００２）で述べられている。
【００５６】
洗浄用組成物は、キレート剤、腐蝕阻害剤、抗微生物化合物、緩衝およびｐＨ調製剤、香料または香水、染料、酵素、および漂白剤などの追加的構成要素を含んでも良い。
【００５７】
Ｎ−アルキル−２−ピロリドンは、基材からフォトレジストフィルム（またはその他の同様の有機ポリマー材料フィルム）または層を除去（または剥離）する、あるいは基材から様々なタイプのプラズマ−エッチング残留物を除去または洗浄するのに使用される、洗浄および剥離用調合物において有用である。Ｎ−アルキル−２−ピロリドンはまた、印捺アプリケーターおよび回路アセンブリーからハンダペーストを除去するための洗浄用調合物中で、界面活性剤としても有用である。
【００５８】
５−メチル−Ｎ−オクチル−２−ピロリドンおよび５−メチル−Ｎ−ドデシル−２−ピロリドンなどのＮ−アルキル−２−ピロリドンは、画像に印刷した際にハイライトスミアに対する抵抗性を改善するために、インクジェットインク中に構成要素として含まれて、均一な印刷をもたらし（バンディングの程度を最小化し）、改善された耐水性および／またはより良い乾燥または湿潤こすり特性を与えても良い。５−メチル−Ｎ−シクロヘキシル−２−ピロリドンまたは５−メチル−Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの２−ピロリドンはまた、カラー印捺用ホットメルトまたは相変化インクの調製において溶媒として使用しても良い。
【００５９】
本発明の方法によって作られるピロリドンはまた、除草剤、殺虫剤、殺菌・殺カビ剤、殺バクテリア剤、殺線虫剤、殺藻薬、殺貝剤（ｍｕｌｌｕｓｃｉｃｉｄｅｓ）、抗ウイル
ス剤、植物に抵抗性を誘導する化合物、鳥、動物、および昆虫忌避剤、および植物成長調節物質、またはそれらの混合物をはじめとするが、これに限定されるものではない農業用化学物質の製造において使用できる。製造方法は、当業者に知られている農業化学的に効果的な薬剤を、本発明のいずれかの方法によって生成された少なくとも１種のピロリドンと接触させる工程を含んでなる。農業化学的組成物は、一般に農業用化学物質工業で使用されるように、場合により補助的な追加的構成要素を含んでなることができる。
【００６０】
５−メチル−Ｎ−メチルピロリドンおよび５−メチル−Ｎ−シクロヘキシルピロリドンなどのピロリドンを水不溶性の極性補助溶媒として使用して、水不溶性の有害生物防除剤およびその他の農業用化学物質を可溶化し、活性成分の有効量を増大できる。Ｎ−アルキルピロリドン、好ましくはＮ−Ｃ３〜１５アルキルピロリドン、特に５−メチル−Ｎ−オクチルピロリドンおよび５−メチル−Ｎ−ドデシルピロリドンは、乳化剤として支援する非イオン界面活性剤として使用できる。植物成長調節剤は、農業植物の経済的収量を改善するために使用される。５−メチル−Ｎ−オクチルピロリドンおよび５−メチル−Ｎ−ドデシルピロリドンは、植物成長調節剤を含有するエマルジョン中の溶媒として使用できる。
【００６１】
さらにピロリドンは、ヒトによる昆虫忌避剤の皮膚への塗布のために、液体またはエアロゾル調合物中で使用できる。例としては蚊およびダニ忌避剤が挙げられる。このような昆虫忌避剤の製造は、有効量の少なくとも１種の昆虫忌避剤を、本発明の少なくとも１種の方法を使用して生成された少なくとも１種の生成物と接触させることを含んでなる。
【００６２】
５−メチル−Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどのピロリドンはまた、動物サイレージの保存のための抗微生物調合物中で使用できる。
【００６３】
５−メチル−Ｎ−アルキル−２−ピロリドンはまた、伝統的溶媒に代えて、環境により優しく配慮した界面活性剤および圧密化二酸化炭素を含む、衣類をドライクリーニングする方法の一部として使用できる。
【００６４】
さらに５−メチル−２−ピロリドンは、車などの塗装表面で使用される保護組成物中で構成要素として使用できる。ピロリドンは表面を濡らす役目をして、保護剤の塗布性を増進させる。
【００６５】
異なるプラスチック材料は混和性でないことが多く、不十分な機械的特性を示す生成物がもたらされる。モノマーおよびポリマー５−メチル−ピロリドン含有化合物は、プラスチック組成物のための相溶化剤として使用できる。相溶化剤は、それ自身を関与するポリマー間の境界面に付着させ、またはポリマー中に浸透させ、それによってポリマー間の接着を改善して機械的特性を向上させる。
【００６６】
５−メチル−Ｎ−ピロリドンはまた、冷却および空調産業において相溶化剤として使用できる。クロロフルオロカーボンからヒドロフルオロカーボン冷媒への移行は、ミネラルオイル、ポリα−オレフィン、およびアルキルベンゼンなどの従来の潤滑剤との不混和性のために、新たなクラスの潤滑剤の使用を必要にした。しかし潤滑剤の新しいクラスは高価であり、また非常に引湿性である。水の吸収は、冷却システムの酸形成および腐蝕、ならびにスラッジの形成をもたらす。従来の潤滑剤中でのヒドロフルオロカーボンの溶解性の欠如は、非圧縮機ゾーンにおける高度に粘稠な潤滑剤をもたらし、不十分な潤滑剤が圧縮機内に戻る。これはやがて、圧縮機の過熱および急停止、そして冷却システム内の不十分な熱伝達をはじめとするいくつかの問題をもたらす。相溶化剤は、非圧縮機ゾーン内で、極性ハロゲン化炭化水素冷媒および従来の非極性潤滑剤を可溶化し、圧縮機ゾーンへの潤滑剤の効率的な返還がもたらされる。相溶化剤としては、５−メチル−Ｎ−アルキル−
および５−メチル−Ｎ−シクロアルキル−２−ピロリドンが挙げられる。
【００６７】
ピロリドンはまた、燃料および潤滑剤添加剤として使用できる。例えばＮ−アルキル−２−ピロリドンを燃料添加剤組成物中で洗剤および分散剤として使用して、バルブ、キャブレター、およびインジェクションシステムを清潔に保つことにより、燃焼特性を改善して沈着物を削減することで、大気汚染排気を削減できる。さらに５−メチル−Ｎ−メチル−２−ピロリドンを使用して、粗潤滑油留出物または脱アスファルト残留潤滑油素材から不飽和炭化水素を除去し、溶媒精製基油を潤滑剤として製造できる。
【００６８】
洗浄、剥離、農業用化学物質およびプラスチック調合物の調製方法は、当業者には良く知られている。同様に、昆虫忌避剤、インクジェットインク、塗料保護調合物、燃料添加剤および潤滑剤、冷却および空調用潤滑剤、およびドライクリーニング用の調製方法は、技術分野で良く知られている。ピロリドンは、これらの調合物中で溶媒、界面活性剤、分散剤、洗剤、乳化剤、粘度ビルダー、および錯化剤として作動できる。適切なピロリドンは、製品性能についての標準スクリーニング手順に基づいて選択される。特定の調合物に、医薬品または農業用化学物質活性剤または着色剤などの追加的構成要素を主要機能構成要素として添加しても良い。機能構成要素または構成要素群の性質は、特定の用途によって定まる。また調合物の有効性を向上させる、またはそれにとって重要な補助構成要素を添加しても良い。補助構成要素としては、溶媒または補助溶媒、増粘剤、抗酸化剤、展着剤、防腐剤、接着剤、乳化剤、脱泡剤、保湿剤、分散剤、界面活性剤、適切なキャリア、マトリックスシステム、デリバリビヒクル、香料、塩、エステル、アミド、アルコール、エーテル、ケトン、酸、塩基、アルカン、シリコーン、蒸発調節剤、パラフィン、脂肪族または芳香族炭化水素、キレート剤、エアロゾル用、噴霧剤またはドライクリーニング用ガス、油および水が挙げられる。ここで述べる用途に適した補助構成要素は、当業者には知られている。
【００６９】
以下の実施例は本発明を例証する。実施例１〜１６は実際の実施例であり、実施例１７〜２２は予言的なものである。
【実施例】
【００７０】
以下の略語が使用される。
ＥＳＣＡＴ−ＸＸＸ：ニュージャージー州イズリンのエンゲルハルト・コープ（Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ  Ｃｏｒｐ．（Ｉｓｅｌｉｎ、ＮＪ））によって提供される一連の触媒
ＪＭ−ＸＸＸＸ：ニュージャージー州のＷ．デットフォードのジョンソン・マッティ（Ｊｏｈｎｓｏｎ  Ｍａｔｔｈｅｙ、Ｉｎｃ．（Ｗ．Ｄｅｐｔｆｏｒｄ、ＮＪ））からの一連の触媒
ＳＣＣＭ：標準立方センチメートル毎分
ＧＣ：ガスクロマトグラフィー
ＧＣ−ＭＳ：ガスクロマトグラフィー−質量分析法
【００７１】
触媒調製のためには、カーボン、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナまたはチタニアなどの市販される担体を金属塩による初期湿潤（ｉｎｃｉｐｉｅｎｔ  ｗｅｔｎｅｓｓ）によって含浸させた。使用した触媒前駆物質は、マサチューセッツ州ワードヒルのアルファ・ケミカル（Ａｌｆａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（Ｗａｒｄ  Ｈｉｌｌ、ＭＡ））からのＮｉＣｌ２・６Ｈ２Ｏ、アルファ・ケミカル（Ａｌｆａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）からのＲｅ２Ｏ７、アルファ・ケミカル（Ａｌｆａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）からのＰｄＣｌ２、アルファ・ケミカル（Ａｌｆａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）からのＩｒＣｌ３・３Ｈ２Ｏ、ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチ・ケミカル（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ）からのＲｕＣｌ３・ｘＨ２Ｏ、ジョンソン・マッティ（Ｊｏｈｎｓｏｎ  Ｍａｔｔｈｅｙ、Ｉｎｃ．）からの
Ｈ２ＰｔＣｌ６、アルファ・ケミカル（Ａｌｆａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）からのＲｈＣｌ３・ｘＨ２Ｏ、およびアルファ・ケミカル（Ａｌｆａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）からのＩｒＣｌ３・３Ｈ２Ｏであった。サンプルはＨ２下で２時間、３００〜４５０℃で乾燥し還元させた。
【００７２】
ラネー触媒は、メリーランド州コロンビアのＷ．Ｒ．グレース＆カンパニー（Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ＆Ｃｏ．（Ｃｏｌｕｍｂｉａ、ＭＤ））から入手できる。バレロラクトン、ベンゾニトリル、プロピオニトリルおよびジオキサンは、イリノイ州シカゴのフィッシャー・サイエンティフィック（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（Ｃｈｉｃａｇｏ、ＩＬ））から入手できる。
【００７３】
触媒調製：酸洗浄カルシキャット（Ｃａｌｓｉｃａｔ）カーボン上の５％Ｐｔ
１５０ｍｌビーカー内に、４．５ｍｌまでの０．３Ｍ  Ｈ２ＰｔＣｌ６と４．０ｍｌの脱イオン水の溶液を作った。ビーカーに４．７５ｇのカルシキャット（Ｃａｌｓｉｃａｔ）酸洗浄カーボンを添加した（１２×２０メッシュ、１２０℃で一晩乾燥させた）。スラリーを時々撹拌しながら室温に１時間放置して、続いて頻繁に撹拌しながら（易流動性になるまで）１２０℃で一晩乾燥させた。
【００７４】
石英被覆管状炉内のアルミナボート内で、触媒を室温で１５分間５００ＳＣＣＭのＮ２で、次に室温で１５分間１００ＳＣＣＭのＨｅでパージした。触媒を１５０℃に加熱して、Ｈｅ下で１時間１５０℃に保った。この次点で１００ＳＣＣＭのＨ２を添加し、サンプルをＨｅおよびＨ２下で１時間１５０℃に保った。温度を３００℃に上昇させ、Ｈｅ−Ｈ２下で８時間、触媒を３００℃で還元した。Ｈ２を停止し、サンプルをＨｅ下で３０分間３００℃に保持し、次にＨｅ気流内で室温に冷却した。触媒を室温で１時間、５００ＳＣＣＭのＮ２中の１．５％Ｏ２内で最終的に不動態化し取り出したところ４．９３ｇの重量があった。
【００７５】
本発明中で使用した追加的触媒は、同様の手順に従って調製した。
【００７６】
γ−バレロラクトンの５−メチル−Ｎ−メチルアリール−２−ピロリドンおよび５−メチル−Ｎ−メチルシクロアルキル−２−ピロリドンへのバッチ還元
５ｍｌの圧力容器に、５０ｇの触媒、および３０重量％のγ−バレロラクトン、３０％のアリールシアノ化合物および４０％のジオキサンを含有する１ｇの溶液を添加した。容器を密封して５．５２ＭＰａの水素を装入し、２２５℃で４時間加熱した。反応経過中、圧力を５．５２ＭＰａに維持した。反応終了時に容器を氷中で迅速に冷却し、排気して内部ＧＣ標準のメトキシエチルエーテルを添加した。ピペットを用いて溶液を触媒から分離し、ＦＦＡＰ  ７７１７（３０ｍ）カラムを装着したカリフォルニア州パロ・アルトのアジレント（Ａｇｉｌｅｎｔ（Ｐａｌｏ  Ａｌｔｏ、ＣＡ））からのＨＰ  ６８９０を使用してＧＣ−ＭＳによって分析した。下の表に示す結果は面積％を基準とする。
【００７７】
下で述べる実施例は、各実施例で示す条件下で同様の手順に従って実施した。
【００７８】
実施例１〜４
アリールニトリルとしてベンゾニトリル（ＢＮ）を使用したバレロラクトン（ＶＬ）のバッチ還元による５−メチル−Ｎ−ベンジル−２−ピロリドン（ＢｚＭＰ）および５−メチル−Ｎ−（メチルシクロヘキシル）−２−ピロリドン（ＣＨＭＭＰ）の製造
反応をそれぞれ２２５℃および５．５２ＭＰａの温度および圧力で４時間実施した。原材料は、比率（重量％）３０／３０／４０のバレロラクトン／ベンゾニトリル／ジオキサンであった。結果を下の表に示す。
【００７９】
【表１】
2006521363.tif 000006
【００８０】
実施例５〜１６
アルキルニトリルとしてプロピオニトリル（ＰＮ）を使用したバレロラクトン（ＶＬ）のバッチ還元による５−メチル−Ｎ−プロピル−２−ピロリドン（ＰｒＭＰ）の製造
反応を５．５２ＭＰａの圧力で４時間実施した。原材料は、比率（重量％）４０／２２／３８のバレロラクトン／プロピオニトリル／ジオキサンであった。結果を下の表に示す。
【００８１】
【表２】
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【００８２】
実施例１７：医薬品調合物
【００８３】
【表３】
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【００８４】
【表４】
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【００８５】
手順：
キサンタンガムを水に分散し、静置する。相１構成要素および相２構成要素を別々に７５℃に加熱する。高速に撹拌しながら相１を相２中に混和する。１０分間の撹拌の間、温度を７５℃に維持する。次に低速で撹拌しながら、混合物を緩慢に冷却する。４０℃で相３を添加する。次にナフチフィンをトランスクトール（Ｔｒａｎｓｃｕｔｏｌ）中に良く混ぜて、混合物をクリームに添加し、良く混合してクリームを室温に冷却する。
【００８６】
【表５】
2006521363.tif 000010
【００８７】
実施例１８：洗浄用組成物
【００８８】
【表６】
2006521363.tif 000011
【００８９】
【表７】
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【００９０】
【表８】
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【００９１】
【表９】
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【００９２】
【表１０】
2006521363.tif 000015
【００９３】
【表１１】
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【００９４】
抗微生物ふき取り繊維は、基材を上記組成物に含浸して作ることができる。基材は、７
０：３０の比率でビスコース／ポリエステルを含んでなり、比重量が５０ｇ／ｍ２のスパンレースであることができる。組成物と基材の比は、約２．６：１である。
【００９５】
【表１２】
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【００９６】
【表１３】
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【００９７】
実施例１９：剥離／洗浄用調合物
【００９８】
【表１４】
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【００９９】
実施例２０：インクジェットインク
【０１００】
【表１５】
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【０１０１】
実施例２１：農業化学的組成物
【０１０２】
【表１６】
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【０１０３】
【表１７】
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【０１０４】
【表１８】
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【０１０５】
実施例２２：塗装自動車表面保護組成物用調合物
【０１０６】
【表１９】
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【国際調査報告】
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