JP2000229919A - Production of aqueous solution of high-purity unsaturated quaternary ammonium salt - Google Patents
Production of aqueous solution of high-purity unsaturated quaternary ammonium saltInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高純度の不飽和第
四級アンモニウム塩水溶液の製法に関するものである。
不飽和第四級アンモニウム塩は、単独重合あるいはその
他のビニルモノマーと共重合、あるいは、他のモノマー
とのグラフト重合により陽イオン性、導電性、水溶性、
接着性などの機能を有するポリマーを容易に与えるた
め、凝集剤、帯電防止剤、土壌改良剤、導電加工剤、染
色改良剤、紙力増強剤、紙の濾水性向上剤、化粧品、樹
脂改質剤などの原料として幅広く用いることのできる有
用なモノマーである。The present invention relates to a method for producing an aqueous solution of a high-purity unsaturated quaternary ammonium salt.
Unsaturated quaternary ammonium salts are cationic, conductive, water-soluble, by homopolymerization or copolymerization with other vinyl monomers, or by graft polymerization with other monomers.
Coagulants, antistatic agents, soil improvers, conductive processing agents, dye improvers, paper strength enhancers, paper drainage improvers, cosmetics, resin modification to easily provide polymers with functions such as adhesiveness It is a useful monomer that can be widely used as a raw material for agents and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、不飽和第四級アンモニウム塩
水溶液の製造方法は数多く報告され、特に高純度の不飽
和第四級アンモニウム塩水溶液の製造方法においては、
原料である(メタ)アクリル酸エステルの加水分解を抑
制するための方法が報告されている。たとえば、特開平
8−268985号公報には、水−アセトンの混合溶媒
中で(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル
に塩化メチルガスを導入、反応させた後、減圧下でアセ
トンを除去する方法が報告されている。この方法では、
重合性の不飽和第四級アンモニウム塩を含有する水―ア
セトン溶液を減圧下で濃縮、アセトン除去を行うために
一部の不飽和第四級アンモニウム塩が重合し、得られた
不飽和第四級アンモニウム塩水溶液中に重合物が混入
し、製品の安定性が低下する。また、濃縮中の重合を低
減するために多量の重合禁止剤を不飽和第四級アンモニ
ウム塩水溶液中に添加する必要があり、製品である不飽
和第四級アンモニウム塩水溶液の着色やこの水溶液を用
いた各種重合製品への着色など品質低下の原因となるな
ど、工業的に安価に製造する方法としては不十分であっ
た。2. Description of the Related Art Conventionally, many methods for producing an aqueous solution of an unsaturated quaternary ammonium salt have been reported.
A method for suppressing the hydrolysis of (meth) acrylic acid ester as a raw material has been reported. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-268895 reports a method of introducing and reacting methyl chloride gas with dimethylaminoethyl (meth) acrylate in a mixed solvent of water and acetone, and then removing acetone under reduced pressure. Have been. in this way,
A water-acetone solution containing a polymerizable unsaturated quaternary ammonium salt is concentrated under reduced pressure, and a portion of the unsaturated quaternary ammonium salt is polymerized to remove acetone. The polymer is mixed into the aqueous solution of a quaternary ammonium salt, and the stability of the product is reduced. In addition, a large amount of a polymerization inhibitor needs to be added to the unsaturated quaternary ammonium salt aqueous solution in order to reduce the polymerization during the concentration. It is insufficient as an industrially inexpensive production method, for example, it causes deterioration in quality such as coloring of various polymer products used.
【0003】また、特開昭52−31016号公報に
は、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル
と塩化メチルを反応させる際、予め(メタ)アクロイル
オキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドを共存
させて反応を行う方法などが報告されている。この方法
では、別途に有機溶媒を用いる方法などで(メタ)アク
ロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド
を製造する必要があること、さらに目的物である(メ
タ)アクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムク
ロライドを添加するため生産効率が低下するなど、工業
的に安価に製造する方法としては不十分であった。JP-A-52-31016 discloses that, when dimethylaminoethyl (meth) acrylate is reacted with methyl chloride, the reaction is carried out in the presence of (meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride in advance. How to do it has been reported. In this method, it is necessary to separately produce (meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride by a method using an organic solvent, and to add (meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride which is a target substance. This method is insufficient as an industrially inexpensive method of production, such as a decrease in production efficiency.
【0004】また、特開平3−135945号公報に
は、加圧下で所定量の塩化メチルを加圧容器に仕込、
(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル及び
水を同時に連続的に添加する方法が報告されている。こ
の方法では塩化メチルを高圧力で凝縮する必要があり、
工業的には設備面で高コストであり、工業的に安価に製
造する方法としては不十分であった。さらに、いずれの
方法においても、反応系に水が共存するため、原料であ
る(メタ)アクリル酸エステルの加水分解を完全に抑制
することはできず、加水分解生成物である(メタ)アク
リル酸や塩化コリンなどが製品中に混入するなど、工業
的に高品質の不飽和第四級アンモニウム塩水溶液を製造
するには不十分な方法であった。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-135945, a predetermined amount of methyl chloride is charged into a pressurized container under pressure.
A method has been reported in which dimethylaminoethyl (meth) acrylate and water are simultaneously and continuously added. This method requires condensing methyl chloride at high pressure,
It is industrially expensive in terms of equipment, and is insufficient as an industrially inexpensive production method. Further, in any of the methods, since water coexists in the reaction system, it is not possible to completely suppress the hydrolysis of the raw material (meth) acrylic acid ester, and the hydrolysis product (meth) acrylic acid This method is insufficient for industrially producing a high-quality aqueous solution of an unsaturated quaternary ammonium salt, for example, such as contamination of the product with water or choline chloride.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】一般に不飽和第四級ア
ンモニウム塩は単独重合または他のビニルモノマーと共
重合されるため、加水分解により発生する(メタ)アク
リル酸及びアミノアルコールあるいはアミノアルコール
の四級化物は重合性及びポリマーの分子量に影響し、期
待する高分子が得られず、これらの不純物を制御した製
法が望まれていた。本発明の目的は、以上述べてきた従
来技術の課題に鑑み、(メタ)アクリル酸エステルにハ
ロゲン化アルキルを反応させて、不飽和第四級アンモニ
ウム塩水溶液を製造するに当たり、(メタ)アクリル酸
及び未反応(メタ)アクリル酸エステルの少ない高品質
な不飽和第四級アンモニウム塩水溶液を簡便にかつ工業
的に安価に得る方法を提供することにある。Generally, since unsaturated quaternary ammonium salts are homopolymerized or copolymerized with other vinyl monomers, they are generated by hydrolysis of (meth) acrylic acid and amino alcohols or amino alcohols. The graded product affects the polymerizability and the molecular weight of the polymer, and the expected polymer cannot be obtained. Therefore, a production method in which these impurities are controlled has been desired. In view of the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to react an alkyl halide with a (meth) acrylic ester to produce an aqueous solution of an unsaturated quaternary ammonium salt. It is another object of the present invention to provide a method for obtaining a high-quality aqueous solution of an unsaturated quaternary ammonium salt with less unreacted (meth) acrylic acid ester easily and industrially at low cost.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
ついて鋭意検討した結果、(メタ)アクリル酸エステル
にハロゲン化アルキルを直接導入すると、(メタ)アク
リル酸エステル中にハロゲン化アルキルが溶解すると同
時に、その一部が反応し、不飽和第四級アンモニウム塩
の水溶液を高純度で生成することを見出し、本発明を完
成した。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found that when an alkyl halide is directly introduced into a (meth) acrylate, the alkyl halide is dissolved in the (meth) acrylate. At the same time, it was found that a part of the reaction reacted to produce an aqueous solution of an unsaturated quaternary ammonium salt with high purity, and the present invention was completed.
【0007】すなわち、本発明は「下記一般式(1)That is, the present invention provides a compound represented by the following general formula (1)
【化3】 (式中、R1 は水素原子またはメチル基を示し、R2 は
メチル基あるいはエチル基を示し、nは2または3を示
し、XはCl、Br、Iを示す。)で表わされる不飽和
第四級アンモニウム塩の水溶液を製造するにあたり、下
記一般式(2)Embedded image (Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents a methyl group or an ethyl group, n represents 2 or 3, and X represents Cl, Br, or I). In producing an aqueous solution of a quaternary ammonium salt, the following general formula (2)
【化4】 (式中、R1 は水素原子またはメチル基を示し、nは2
または3を示す。)で表わされる(メタ)アクリル酸エ
ステルにハロゲン化アルキルを直接導入し、ハロゲン化
アルキルの導入量が全量の10〜100%になった時点
から、水の添加を開始することを特徴とする、高純度不
飽和第四級アンモニウム塩水溶液の製造方法。」を要旨
とする。Embedded image (Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and n is 2
Or 3 is indicated. )), The alkyl halide is directly introduced into the (meth) acrylate, and the addition of water is started when the introduction amount of the alkyl halide reaches 10 to 100% of the total amount. A method for producing an aqueous solution of a high-purity unsaturated quaternary ammonium salt. ”.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下に本発明の方法を詳細に説明
する。本発明の方法に用いる(メタ)アクリル酸エステ
ルとしては、アクリル酸ジメチルアミノエチルエステ
ル、メタアクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、ア
クリル酸ジメチルアミノプロピルエステル、およびメタ
アクリル酸ジメチルアミノプロピルエステルなどが挙げ
られる。これら(メタ)アクリル酸エステルは工業的に
得られるものであればどのような品質のものでも良い
が、製品品質向上の観点から、できるだけ高純度のもの
が好ましい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method of the present invention will be described below in detail. Examples of the (meth) acrylate used in the method of the present invention include dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminopropyl acrylate, and dimethylaminopropyl methacrylate. These (meth) acrylic acid esters may be of any quality as long as they can be obtained industrially, but from the viewpoint of improving product quality, those having as high a purity as possible are preferred.
【0009】本発明の方法に用いることのできるハロゲ
ン化アルキルとしては、塩化メチル、臭化メチル、ヨウ
化メチル、塩化エチル、臭化エチル、ヨウ化エチル、塩
化ベンジルなどが挙げられる。特に塩化メチル及び塩化
エチルが好ましい。これらハロゲン化アルキルは工業的
に得られるものであればどのような品質のものでも良い
が、製品品質向上の観点から、できるだけ高純度のもの
が好ましい。The alkyl halide that can be used in the method of the present invention includes methyl chloride, methyl bromide, methyl iodide, ethyl chloride, ethyl bromide, ethyl iodide, benzyl chloride and the like. Particularly, methyl chloride and ethyl chloride are preferred. These alkyl halides may be of any quality as long as they can be obtained industrially, but from the viewpoint of improving product quality, those having as high a purity as possible are preferred.
【0010】本発明の方法では、反応温度は0℃〜10
0℃の範囲、好ましくは20℃〜70℃の範囲が良い。
温度の制御は、ハロゲン化アルキルの導入開始前からで
も導入を開始してからでも良い。本発明の方法で用いる
ハロゲン化アルキルの導入は反応液の液面からでも液中
からでも良いが、常温で液体のものはそのまま液面から
滴下すれば良い。ハロゲン化アルキルのうち、常温では
気体の状態のものは対応した導入管を用いれば良く、好
ましくは液中に導入するのが良い。ハロゲン化アルキル
の導入は常圧でも、加圧でも良く、ハロゲン化アルキル
の導入効率を高めるためには、加圧状態で導入すること
が好ましい。ハロゲン化アルキルの導入時間は、3時間
〜24時間の範囲、好ましくは4時間〜18時間の範囲
が良い。ハロゲン化アルキルの導入時及び導入後の圧力
は、0.1kg/cm2 〜20kg/cm2 の範囲、好ましくは
0.5kg/cm2 〜10kg/cm2 の範囲が良い。In the method of the present invention, the reaction temperature is from 0 ° C. to 10 ° C.
A range of 0 ° C, preferably a range of 20 ° C to 70 ° C is good.
The temperature may be controlled before or after the introduction of the alkyl halide. The alkyl halide used in the method of the present invention may be introduced from the liquid surface of the reaction solution or from the liquid, but the liquid at room temperature may be dropped from the liquid surface as it is. Among the alkyl halides, those which are in a gaseous state at ordinary temperature may be used in a corresponding introduction tube, and preferably introduced into a liquid. The introduction of the alkyl halide may be carried out under normal pressure or under pressure. In order to increase the introduction efficiency of the alkyl halide, it is preferable to introduce the alkyl halide in a pressurized state. The introduction time of the alkyl halide is in the range of 3 hours to 24 hours, preferably in the range of 4 hours to 18 hours. Pressure introduction during and after the introduction of an alkyl halide, 0.1kg / cm 2 ~20kg / cm 2 range, preferably from a range of 0.5kg / cm 2 ~10kg / cm 2 .
【0011】本発明の方法における(メタ)アクリル酸
エステルとハロゲン化アルキルの仕込み比率は、(メ
タ)アクリル酸エステルに対してハロゲン化アルキルを
1.0〜1.5倍モルの範囲、好ましくは1.1〜1.
3倍モルの範囲が良い。本発明の方法では、ハロゲン化
アルキルを導入する前に反応装置内を減圧しても良く、
減圧度の範囲は、−0.1kg/cm2 〜−0.9kg/cm2 の
間で任意に定めることができる。The charge ratio of the (meth) acrylate to the alkyl halide in the method of the present invention is in the range of 1.0 to 1.5 moles of the alkyl halide to the (meth) acrylate, preferably 1.1-1.
The range of 3 moles is good. In the method of the present invention, the pressure in the reactor may be reduced before introducing the alkyl halide,
Range of vacuum degree can be determined arbitrarily between -0.1kg / cm 2 ~-0.9kg / cm 2.
【0012】本発明の方法では、ハロゲン化アルキルの
導入量が全量の10%〜100%導入された時点から水
の添加を開始する。水添加の方法は、連続的に添加して
も一定量ずつ分割して添加しても良い。水添加の終了は
ハロゲン化アルキルの導入終了と同時あるいは、ハロゲ
ン化アルキルの導入が終了してから水の添加が終了する
ように添加速度を調節することが望ましく。ハロゲン化
アルキルの導入終了より水添加の終了が早くなることは
好ましくない。水の添加量は、目的とする濃度の不飽和
第四級アンモニウム塩水溶液を調整するに必要とする量
を反応中に添加しても、反応後濃度調整を行える量を残
して添加しても良く。その量は任意に定めることができ
る。In the method of the present invention, the addition of water is started when the amount of alkyl halide introduced is from 10% to 100% of the total amount. As for the method of adding water, the water may be added continuously or may be added in portions of a fixed amount. It is desirable to adjust the rate of addition of water at the same time as the introduction of the alkyl halide is completed, or so that the addition of water is completed after the introduction of the alkyl halide is completed. It is not preferable that the addition of water is completed earlier than the introduction of the alkyl halide. The amount of water to be added may be added during the reaction in an amount necessary to adjust the aqueous solution of the unsaturated quaternary ammonium salt having a desired concentration, or may be added while maintaining an amount capable of adjusting the concentration after the reaction. well. The amount can be arbitrarily determined.
【0013】本発明の方法では、ハロゲン化アルキル及
び水の導入終了後、熟成時間を取り反応を完結させるこ
とができる。熟成条件は、温度は10℃〜90℃、好ま
しくは20℃〜70℃の範囲、圧力は0.1kg/cm2 〜
20kg/cm2 の範囲、好ましくは0.5kg/cm2 〜10kg
/cm2 の範囲、時間は1時間〜20時間、好ましくは2
時間〜15時間の範囲が良い。本発明の方法で製造する
ことのできる不飽和第四級アンモニウム塩水溶液の濃度
は、不飽和第四級アンモニウム塩が晶析しない濃度であ
れば任意に定めることができ、目的とする濃度に合わせ
て前述の水添加量として定めれば良い。In the method of the present invention, after completion of the introduction of the alkyl halide and water, a ripening time is allowed to complete the reaction. The aging conditions are as follows: temperature is in the range of 10 ° C to 90 ° C, preferably 20 ° C to 70 ° C, and pressure is 0.1 kg / cm 2 to
20 kg / cm 2 range, preferably 0.5 kg / cm 2 to 10 kg
/ cm 2 , the time is from 1 hour to 20 hours, preferably 2 hours.
The range of time to 15 hours is good. The concentration of the aqueous solution of the unsaturated quaternary ammonium salt that can be produced by the method of the present invention can be arbitrarily determined as long as the unsaturated quaternary ammonium salt does not crystallize. May be determined as the above-mentioned water addition amount.
【0014】本発明の方法では、反応系内に重合禁止剤
を共存させても良く、用いることのできる重合禁止剤と
しては、モノメチルハイドロキノン、ハイドロキノン、
フェノチアジン、クペロン、t−ブチルカテコール、硫
酸銅などが挙げられる。重合禁止剤の使用量は、得られ
る不飽和第四級アンモニウム塩水溶液中で、1000p
pm〜20000ppmの濃度範囲となるように添加す
れば良い。In the method of the present invention, a polymerization inhibitor may be present in the reaction system. Examples of the polymerization inhibitor that can be used include monomethylhydroquinone, hydroquinone, and hydroquinone.
Examples include phenothiazine, cuperon, t-butylcatechol, copper sulfate and the like. The amount of the polymerization inhibitor to be used is 1,000 p in the obtained aqueous solution of unsaturated quaternary ammonium salt.
What is necessary is just to add so that it may become a pm-20,000 ppm concentration range.
【0015】[0015]
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例になんら限定されるもの
ではない。EXAMPLES The present invention will now be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0016】実施例1 撹拌機、温度計、圧力計及びガス導入管を付した3L加圧
反応容器にアクリル酸ジメチルアミノエチルエステル1
706gを仕込み、容器を密閉した。容器内圧を−0.
5kg/cm2 まで減圧した後、容器内温を25℃に加温
し、塩化メチルガス700gを6時間かけて導入した。
塩化メチルガス導入開始3時間後から水577gを6時
間かけて導入した。塩化メチルガス導入及び水導入の間
に内圧は、−0.5kg/cm2 から1.5kg/cm2 まで上昇
し、内温は30℃〜37℃まで上昇した。水導入終了
後、35℃、圧力15kg/cm2 の状態で4時間熟成し
た。容器内圧を開放し、エアレーションにより過剰の塩
化メチルガスを除去し、アクリロイルオキシエチルトリ
メチルアンモニウムクロライド80%水溶液2890g
を得た。この溶液をHPLCを用いて分析したところ、加水
分解生成物であるアクリル酸は600ppm、同様に塩化
コリンは1000ppm、原料であるアクリル酸ジメチル
アミノエチルエステルは400ppmであった。Example 1 Acrylic acid dimethylaminoethyl ester 1 was placed in a 3 L pressurized reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, pressure gauge and gas inlet tube.
706 g was charged and the container was sealed. The pressure inside the container is set to -0.
After reducing the pressure to 5 kg / cm 2 , the temperature in the vessel was increased to 25 ° C., and 700 g of methyl chloride gas was introduced over 6 hours.
Three hours after the start of the introduction of methyl chloride gas, 577 g of water was introduced over 6 hours. Pressure between Mechirugasu chloride introduction and water introduced rises from -0.5 kg / cm 2 to 1.5 kg / cm 2, the internal temperature rose to 30 ° C. to 37 ° C.. After completion of the introduction of water, the mixture was aged at 35 ° C. under a pressure of 15 kg / cm 2 for 4 hours. The internal pressure of the container was released, excess methyl chloride gas was removed by aeration, and 2890 g of an 80% aqueous solution of acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride was used.
I got When this solution was analyzed by HPLC, the hydrolysis product of acrylic acid was 600 ppm, the choline chloride was 1000 ppm, and the raw material dimethylaminoethyl acrylate was 400 ppm.
【0017】実施例2 実施例1と同じ加圧反応装置にメタクリル酸ジメチルア
ミノエチルエステル1614gを仕込み、容器を密閉し
た。容器内圧を−0.5kg/cm2 まで減圧した後、容器
内温を25℃に加温し、塩化メチルガス570gを8時
間かけて導入した。塩化メチルガス導入開始2時間後か
ら水533gを8時間かけて導入した。塩化メチルガス
導入及び水導入の間に内圧は、−0.5kg/cm2 から
1.4kg/cm2 まで上昇し、内温は30℃〜37℃まで
上昇した。水導入終了後、35℃、圧力15kg/cm2 の
状態で5時間熟成した。熟成後、容器を開放し、エアレ
ーションにより過剰の塩化メチルガスを除去し、メタク
リロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライ
ド80%水溶液2660gを得た。この溶液をHPLCを用
いて分析したところ、加水分解生成物であるメタクリル
酸は150ppm、同じく塩化コリンは600ppm、原料で
あるメタクリル酸ジメチルアミノエチルエステルは20
0ppmであった。Example 2 The same pressure reactor as in Example 1 was charged with 1614 g of dimethylaminoethyl methacrylate, and the vessel was sealed. After the pressure in the vessel was reduced to -0.5 kg / cm 2 , the temperature in the vessel was heated to 25 ° C, and 570 g of methyl chloride gas was introduced over 8 hours. Two hours after the introduction of the methyl chloride gas, 533 g of water was introduced over 8 hours. Pressure between Mechirugasu chloride introduction and water introduced rises from -0.5 kg / cm 2 to 1.4 kg / cm 2, the internal temperature rose to 30 ° C. to 37 ° C.. After completion of the water introduction, the mixture was aged at 35 ° C. and a pressure of 15 kg / cm 2 for 5 hours. After aging, the container was opened, and excess methyl chloride gas was removed by aeration to obtain 2660 g of an 80% aqueous solution of methacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride. When this solution was analyzed using HPLC, the hydrolysis product methacrylic acid was 150 ppm, the same choline chloride was 600 ppm, and the raw material dimethyl methacrylic acid dimethylaminoethyl ester was 20 ppm.
It was 0 ppm.
【0018】実施例3 実施例1と同じ加圧反応装置にアクリル酸ジメチルアミ
ノプロピルエステル1640gを仕込み、容器を密閉し
た。容器内圧を−0.5kg/cm2 まで減圧した後、容器
内温を25℃に加温し、塩化メチルガス700gを7時
間かけて導入した。塩化メチルガス導入開始2時間後か
ら水545gを7時間かけて導入した。塩化メチルガス
導入及び水導入の間に内圧は、−0.5kg/cm2 から
1.4kg/cm2 まで上昇し、内温は30℃〜38℃まで
上昇した。水導入終了後、36℃、圧力15kg/cm2 の
状態で5時間熟成した。熟成後、容器を開放し、エアレ
ーションにより過剰の塩化メチルガスを除去し、アクリ
ロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライ
ド80%水溶液2720gを得た。この溶液をHPLCを用
いて分析したところ、加水分解生成物であるアクリル酸
は600ppm、同じくヒドロキシプロピルトリメチルア
ンモニウムクロライドは800ppm、原料であるアクリ
ル酸ジメチルアミノプロピルエステルは500ppmであ
った。Example 3 The same pressure reactor as in Example 1 was charged with 1640 g of dimethylaminopropyl acrylate, and the vessel was sealed. After the pressure in the vessel was reduced to -0.5 kg / cm 2 , the temperature in the vessel was heated to 25 ° C., and 700 g of methyl chloride gas was introduced over 7 hours. Two hours after the introduction of the methyl chloride gas, 545 g of water was introduced over 7 hours. Pressure between Mechirugasu chloride introduction and water introduced rises from -0.5 kg / cm 2 to 1.4 kg / cm 2, the internal temperature rose to 30 ° C. to 38 DEG ° C.. After completion of the water introduction, the mixture was aged at 36 ° C. under a pressure of 15 kg / cm 2 for 5 hours. After aging, the vessel was opened, and excess methyl chloride gas was removed by aeration to obtain 2720 g of an 80% aqueous solution of acryloyloxypropyltrimethylammonium chloride. When this solution was analyzed by HPLC, the hydrolysis product of acrylic acid was 600 ppm, the hydroxypropyltrimethylammonium chloride was 800 ppm, and the raw material dimethylaminopropyl acrylate was 500 ppm.
【0019】実施例4 実施例1と同じ加圧反応装置にメタクリル酸ジメチルア
ミノプロピルエステル1600gを仕込み、容器を密閉
した。容器内圧を−0.5kg/cm2 まで減圧した後、容
器内温を25℃に加温し、塩化メチルガス600gを7
時間かけて導入した。塩化メチルガス導入開始2時間後
から水517gを7時間かけて導入した。塩化メチルガ
ス導入及び水導入の間に内圧は、−0.5kg/cm2 から
1.5kg/cm2 まで上昇し、内温は30℃〜45℃まで
上昇した。水導入終了後、35℃、圧力15kg/cm2 の
状態で4時間熟成した。熟成後、容器を開放し、エアレ
ーションにより過剰の塩化メチルガスを除去し、メタク
リロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウムクロラ
イド80%水溶液2580gを得た。この溶液をHPLCを
用いて分析したところ、加水分解生成物であるメタクリ
ル酸は150ppm同じくヒドロキシプロピルトリメチル
アンモニウムクロライドは500ppm、原料であるメタ
クリル酸ジメチルアミノプロピルエステルは200ppm
であった。Example 4 The same pressure reactor as in Example 1 was charged with 1600 g of dimethylaminopropyl methacrylate, and the vessel was sealed. After reducing the pressure in the container to -0.5 kg / cm 2 , the temperature in the container was increased to 25 ° C.
Introduced over time. Two hours after the introduction of the methyl chloride gas, 517 g of water was introduced over 7 hours. Pressure between Mechirugasu chloride introduction and water introduced rises from -0.5 kg / cm 2 to 1.5 kg / cm 2, the internal temperature rose to 30 ° C. to 45 ° C.. After completion of the introduction of water, the mixture was aged at 35 ° C. under a pressure of 15 kg / cm 2 for 4 hours. After aging, the vessel was opened and excess methyl chloride gas was removed by aeration to obtain 2580 g of an 80% aqueous solution of methacryloyloxypropyltrimethylammonium chloride. When this solution was analyzed using HPLC, methacrylic acid as a hydrolysis product was 150 ppm, hydroxypropyltrimethylammonium chloride was 500 ppm, and dimethylaminopropyl methacrylate as a raw material was 200 ppm.
Met.
【0020】実施例5〜8 実施例1〜4と同様の反応を塩化メチルの代わりに塩化
エチルを用いて実施した。結果を表1、表2に示す。Examples 5 to 8 The same reactions as in Examples 1 to 4 were carried out using ethyl chloride instead of methyl chloride. The results are shown in Tables 1 and 2.
【0021】[0021]
【表1】 [Table 1]
【表2】 [Table 2]
【0022】比較例1 実施例1の装置に、アクリル酸ジメチルアミノエチルエ
ステル1706g及び水581gを仕込み、容器を密閉
した。容器内圧を−0.5kg/cm2 まで減圧した後、容
器内温を25℃に加温し、塩化メチルガス700gを6
時間かけて導入した。塩化メチルガス導入の間に内圧
は、−0.5kg/cm2 から1.5kg/cm2 まで上昇し、内
温は30℃〜38℃まで上昇した。塩化メチルガス導入
終了後、35℃、圧力15kg/cm2 の状態で4時間熟成
した。容器内圧を開放し、エアレーションにより過剰の
塩化メチルガスを除去し、アクリロイルオキシエチルト
リメチルアンモニウムクロライド80%水溶液2880
gを得た。この溶液をHPLCを用いて分析したところ、加
水分解生成物であるアクリル酸2500ppm、同様に塩
化コリンは3000ppm、原料であるアクリル酸ジメチ
ルアミノエチルエステルは1500ppmであった。Comparative Example 1 The apparatus of Example 1 was charged with 1706 g of dimethylaminoethyl acrylate and 581 g of water, and the vessel was sealed. After reducing the pressure in the container to -0.5 kg / cm 2 , the temperature in the container was increased to 25 ° C.
Introduced over time. Pressure between Mechirugasu chloride introduction rises from -0.5 kg / cm 2 to 1.5 kg / cm 2, the internal temperature rose to 30 ° C. to 38 DEG ° C.. After completion of the introduction of the methyl chloride gas, the mixture was aged at 35 ° C. and a pressure of 15 kg / cm 2 for 4 hours. The internal pressure of the container was released, excess methyl chloride gas was removed by aeration, and acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride 80% aqueous solution 2880 was used.
g was obtained. When this solution was analyzed using HPLC, it was found that the hydrolysis product was 2,500 ppm of acrylic acid, similarly, choline chloride was 3,000 ppm, and dimethylaminoethyl acrylate, a raw material, was 1500 ppm.
【0023】比較例2 実施例1の装置に、メタクリル酸ジメチルアミノエチル
エステル1614g及び水533gを仕込み、容器を密
閉した。容器内圧を−0.5kg/cm2 まで減圧した後、
容器内温を25℃に加温し、塩化メチルガス580gを
6時間かけて導入した。塩化メチルガス導入の間に内圧
は、−0.5kg/cm2 から1.5kg/cm2 まで上昇し、内
温は30℃〜39℃まで上昇した。塩化メチルガス導入
終了後、37℃、圧力15kg/cm2 の状態で5時間熟成
した。容器内圧を開放し、エアレーションにより過剰の
塩化メチルガスを除去し、メタクリロイルオキシエチル
トリメチルアンモニウムクロライド80%水溶液266
0gを得た。この溶液をHPLCを用いて分析したところ、
加水分解生成物であるメタクリル酸は1500ppm、同
様に塩化コリンは3000ppm、原料であるアクリル酸
ジメチルアミノエチルエステルは2000ppmであっ
た。Comparative Example 2 The apparatus of Example 1 was charged with 1614 g of dimethylaminoethyl methacrylate and 533 g of water, and the vessel was sealed. After depressurizing the internal pressure of the container up to -0.5 kg / cm 2,
The temperature in the vessel was heated to 25 ° C., and 580 g of methyl chloride gas was introduced over 6 hours. Pressure between Mechirugasu chloride introduction rises from -0.5 kg / cm 2 to 1.5 kg / cm 2, the internal temperature rose to 30 ° C. ~ 39 ° C.. After completion of the introduction of the methyl chloride gas, the mixture was aged at 37 ° C. under a pressure of 15 kg / cm 2 for 5 hours. The internal pressure of the container was released, excess methyl chloride gas was removed by aeration, and methacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride 80% aqueous solution 266 was used.
0 g was obtained. When this solution was analyzed using HPLC,
Methacrylic acid as a hydrolysis product was 1500 ppm, choline chloride was 3000 ppm, and dimethylaminoethyl acrylate as a raw material was 2000 ppm.
【0024】[0024]
【発明の効果】本発明の方法により、原料である(メ
タ)アクリル酸エステルの加水分解により生成する(メ
タ)アクリル酸の量を100〜1000ppmまで少な
くすることができ、高純度の不飽和第四級アンモニウム
塩水溶液を容易に得ることができる。また、本発明の方
法で得られる高品質の不飽和第四級アンモニウム塩水溶
液は、加水分解生成物である(メタ)アクリル酸、アミ
ノアルコール、アミノアルコール四級化物の含有量が低
いため、これを用いた単独重合物あるいは他のビニルモ
ノマーとの共重合物への影響が低減されるのみならず、
経時劣化も極めて少ないものである。According to the method of the present invention, the amount of (meth) acrylic acid produced by hydrolysis of the raw material (meth) acrylic acid ester can be reduced to 100 to 1000 ppm, and a highly pure unsaturated methacrylic acid can be obtained. A quaternary ammonium salt aqueous solution can be easily obtained. In addition, the high-quality aqueous solution of unsaturated quaternary ammonium salt obtained by the method of the present invention has a low content of hydrolysis products (meth) acrylic acid, amino alcohol, and amino alcohol quaternary product. Not only reduces the effect on homopolymers or copolymers with other vinyl monomers using
The deterioration with the passage of time is extremely small.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 高潮 福島県いわき市常磐関船町宮下2−2 日 東理研工業株式会社内 (72)発明者 中濱 哲朗 福島県いわき市常磐関船町宮下2−2 日 東理研工業株式会社内 Fターム(参考) 4H006 AA02 AC52 BB31 BD21 BE60 BT12 BU32 BU50 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Takashi Sato, Inventor 2-2 Miyashita, Joban Sekifune-cho, Iwaki, Fukushima Prefecture Inside of Toriken Industrial Co., Ltd. (72) Tetsuro Nakahama 2-2, Miyashita, Joban Sekifune-cho, Iwaki, Fukushima Nitto Riken Kogyo Co., Ltd. F-term (reference) 4H006 AA02 AC52 BB31 BD21 BE60 BT12 BU32 BU50
Claims (3)
メチル基あるいはエチル基を示し、nは2または3を示
し、XはCl、Br、Iを示す。)で表わされる不飽和
第四級アンモニウム塩の水溶液を製造するにあたり、 下記一般式(2) 【化2】 (式中、R1 は水素原子またはメチル基を示し、nは2
または3を示す。)で表わされる(メタ)アクリル酸エ
ステルにハロゲン化アルキルを直接導入し、ハロゲン化
アルキルの導入量が全量の10〜100%になった時点
から、水の添加を開始することを特徴とする、高純度不
飽和第四級アンモニウム塩水溶液の製造方法。(1) The following general formula (1): (Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents a methyl group or an ethyl group, n represents 2 or 3, and X represents Cl, Br, or I). In producing an aqueous solution of a quaternary ammonium salt, the following general formula (2): (Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and n is 2
Or 3 is indicated. )), The alkyl halide is directly introduced into the (meth) acrylate, and the addition of water is started when the introduction amount of the alkyl halide reaches 10 to 100% of the total amount. A method for producing an aqueous solution of a highly pure unsaturated quaternary ammonium salt.
酸ジメチルアミノエチルエステル又はメタアクリル酸ジ
メチルアミノエステルである請求項1記載の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the (meth) acrylate is dimethylaminoethyl acrylate or dimethylamino methacrylate.
エチルである請求項1記載の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the alkyl halide is methyl chloride or ethyl chloride.
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---|---|---|---|
JP11034098A JP2000229919A (en) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | Production of aqueous solution of high-purity unsaturated quaternary ammonium salt |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013518047A (en) * | 2010-01-21 | 2013-05-20 | ナルコ カンパニー | Continuous production of quaternary salt |
CN105541646A (en) * | 2015-12-09 | 2016-05-04 | 黎明职业大学 | Organic monomer for synthesizing amphoteric polycarboxylic superplasticizer and preparation method |
JP2018002720A (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングEvonik Roehm GmbH | Preparation of n,n-(di)alkylaminoalkyl(meth)acrylamide or n,n-(di)alkylaminoalkyl(meth)acrylate, and quaternary ammonium salts thereof as flocculating aids and gelling agents |
-
1999
- 1999-02-12 JP JP11034098A patent/JP2000229919A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013518047A (en) * | 2010-01-21 | 2013-05-20 | ナルコ カンパニー | Continuous production of quaternary salt |
CN105541646A (en) * | 2015-12-09 | 2016-05-04 | 黎明职业大学 | Organic monomer for synthesizing amphoteric polycarboxylic superplasticizer and preparation method |
JP2018002720A (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングEvonik Roehm GmbH | Preparation of n,n-(di)alkylaminoalkyl(meth)acrylamide or n,n-(di)alkylaminoalkyl(meth)acrylate, and quaternary ammonium salts thereof as flocculating aids and gelling agents |
JP7038495B2 (en) | 2016-06-28 | 2022-03-18 | エボニック オペレーションズ ゲーエムベーハー | Production of N, N- (di) alkylaminoalkyl (meth) acrylamide or N, N- (di) alkylaminoalkyl (meth) acrylates and quaternary ammonium salts thereof as agglutination aids and gelling agents. |
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