JP2011206671A - Carbon dioxide adsorbent composed of cyclic guanidine compound, and method for producing cyclic guanidine compound - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二酸化炭素の吸着/脱着能に優れるとともに、高収率で安価に製造が可能な環状グアニジン化合物及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a cyclic guanidine compound that is excellent in carbon dioxide adsorption / desorption ability and can be produced at high yield and at low cost, and a method for producing the same.
大気中の二酸化炭素濃度の上昇による地球温暖化の問題は、ますます深刻化しており、その対策が至急に求められている中で、二酸化炭素の化学的なトラップ法の開発にも大きな期待が寄せられている。このようなトラップ法に利用可能な化合物として、環状アミジン骨格を有する1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)が知られている(特許文献1)。しかしながらDBUは二酸化炭素の吸着能力が不十分という問題があった。 The problem of global warming due to an increase in the concentration of carbon dioxide in the atmosphere is becoming more and more serious, and there is an urgent need for countermeasures. It is sent. As a compound that can be used for such a trap method, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU) having a cyclic amidine skeleton is known (Patent Document 1). However, DBU has a problem of insufficient carbon dioxide adsorption capacity.
また、環状アミジンよりも強塩基である環状グアニジンの1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(TBD)を用いると、DBUよりも高い二酸化炭素吸着力があることが報告されている(非特許文献1)。しかしながらTBDは非常に高価であるため、二酸化炭素吸着材料のように多量な量を必要とする用途に適しておらず、実用化が困難であるという問題があった。
すなわち、TBDの反応に用いるテトラメトキシメタンが非常に高価であり、そのことは別にしたとしてもジメチルスルホキシド溶液中120℃で二日間を要するなど生産効率上の問題があり、大量合成に適さない。また、TBDは反応性置換基を持たないため、高分子化や担体への化学反応による担持が難しく、二酸化炭素のトラップの実用化が困難であった。
Further, when 1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene (TBD) of cyclic guanidine, which is a stronger base than cyclic amidine, is used, carbon dioxide adsorption power higher than that of DBU is obtained. It has been reported (Non-Patent Document 1). However, since TBD is very expensive, there is a problem that it is not suitable for an application that requires a large amount such as a carbon dioxide adsorbing material and is difficult to put into practical use.
That is, tetramethoxymethane used for the reaction of TBD is very expensive. Even if it is aside from this, there are problems in production efficiency such as requiring two days at 120 ° C. in a dimethyl sulfoxide solution, and it is not suitable for mass synthesis. Further, since TBD does not have a reactive substituent, it is difficult to carry out high molecular weight or chemical support on a carrier, and it is difficult to put carbon dioxide traps into practical use.
また、TBD以外の環状グアニジンが二酸化炭素の吸着能を有することについては知られていない。
そこで、二酸化炭素の吸着/脱着能に優れるとともに、高収率で安価に製造が可能な環状グアニジン化合物及びその製造方法が求められていた。
なお、環状グアニジン類の製造法はいくつかの報告がなされており、アルキルチオ環状アミジン塩とアミンを反応させる方法(例えば、非特許文献2)やハロイミニウム塩とヒドロキシエチルグアニジン類を反応させる方法(特許文献2)が知られている。
Moreover, it is not known that cyclic guanidine other than TBD has the ability to adsorb carbon dioxide.
Accordingly, there has been a demand for a cyclic guanidine compound that is excellent in carbon dioxide adsorption / desorption ability and that can be produced at high yield and at low cost, and a method for producing the same.
Several methods for producing cyclic guanidines have been reported, such as a method of reacting an alkylthio cyclic amidine salt with an amine (for example, Non-Patent Document 2), or a method of reacting a halloinium salt with a hydroxyethylguanidine (patent). Document 2) is known.
前者は、アミンを過剰に用いる反応が多く、このため特に六員環を有するグアニジンの合成では収率が50%前後と非常に低い。最近、160℃条件下でのマイクロウェーブ反応による合成も報告されている(非特許文献3)が、このように高エネルギーを投じても収率は70%前後である。
後者は、原料であるヒドロキシエチルグアニジン類の合成が容易ではなく、更に環状グアニジンが生成する際にハロイミニウム塩と同程度の量の副生成物が生じ、また収率も中程度のため、カラム精製による工程が必要となり、生産効率に劣るものであった。
従って、TBDと同様の、二酸化炭素吸着力を有する環状グアニジンを実用化するため、TBDに替わる環状グアニジンをより安価で効率よく製造することが求められていた。
In the former, there are many reactions in which an amine is excessively used, and therefore, the yield is very low at around 50% particularly in the synthesis of guanidine having a six-membered ring. Recently, synthesis by microwave reaction under the condition of 160 ° C. has also been reported (Non-patent Document 3), but the yield is around 70% even when such high energy is applied.
The latter is not easy to synthesize hydroxyethyl guanidine as a raw material, and when a cyclic guanidine is produced, a by-product is produced in the same amount as a haloiminium salt, and the yield is also medium. The process by was required, and it was inferior to production efficiency.
Therefore, in order to put into practical use a cyclic guanidine having carbon dioxide adsorption power similar to TBD, it has been demanded to produce a cyclic guanidine replacing TBD at a lower cost and more efficiently.
従って、本発明の課題は、TBDと同様の、二酸化炭素吸着力を有する環状グアニジンを実用化するため、TBDに替わる環状グアニジンであって、二酸化炭素の吸着/脱着能に優れるとともに、高収率で安価に製造が可能な環状グアニジン化合物及びその製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a cyclic guanidine having a carbon dioxide adsorption ability similar to TBD, so that it is a cyclic guanidine that is an alternative to TBD, and has excellent carbon dioxide adsorption / desorption ability and high yield. An object of the present invention is to provide a cyclic guanidine compound that can be produced inexpensively and a method for producing the same.
本発明は、
[1]一般式(1):
Yは、単結合、二重結合、若しくは三重結合、又は炭素数1〜20のアルキル基であり(前記アルキル基は、主鎖又は側鎖の炭素原子の少なくとも1つが酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子で置換されていることがあり、また、主鎖又は側鎖の水素原子の少なくとも1つがハロゲン原子、1〜3級アミノ基、水酸基、エーテル基、カルボニル基、チオカルボニル基で置換されていることがある)、
Zは、水素原子、水酸基、炭素数1〜10のアルコキシ基、ビニル基、アリール基、ヘテロアリール基であり(前記アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基は、それぞれ独立して、水素原子の少なくとも1つがハロゲン原子、1〜3級アミノ基、水酸基、エーテル基、カルボニル基、チオカルボニル基で置換されていることがある)、
R11及びR12は、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基であり、
R3〜R9は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基であるか(前記アルキル基は、主鎖又は側鎖の炭素原子の少なくとも1つが酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子で置換されていることがあり、また、主鎖又は側鎖の水素原子の少なくとも1つがハロゲン原子、1〜3級アミノ基、水酸基、エーテル基、カルボニル基、チオカルボニル基で置換されていることがある)、あるいは、隣接する基同士で環を形成することができ、
nは、0〜3の整数である]
で表される環状グアニジン化合物又はその誘導体からなることを特徴とする二酸化炭素吸着剤;
[2]前記一般式(1)において、R2〜R9が水素原子である、[1]の二酸化炭素吸着剤;
[3]前記環状グアニジン化合物が、
2−(1−ブチルアミノ)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール、
2−ベンジルアミノ−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール、
2−(1−ブチルアミノ)−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、
又はこれらの誘導体である、[1]又は[2]の二酸化炭素吸着剤;
[4][1]〜[3]のいずれかの二酸化炭素吸着剤を、粒子もしくは繊維に担持させた担持物を含む二酸化炭素吸着シート;
[5]アルキルチオ環状アミジン塩又はその誘導体とアミノ化合物を、エーテル系の非プロトン性極性溶媒を主成分とする溶媒中で反応させることを特徴とする、環状グアニジン構造を骨格とする環状グアニジン化合物の製造方法;
[6]前記エーテル系の非プロトン性極性溶媒がテトラヒドロフランである、[5]の製造方法;
[7]前記アルキルチオ環状アミジン塩が、一般式(2):
R10は、水素原子、−Y−Z、−N(R11)(R12)であり、
Y、Z、R11及びR12は、前記一般式(1)における定義と同じであり、
Xは、ハロゲン原子、HCO2、CH3CO2、CH2ClCO2、CF3CO2、ArCO2、CH3SO3、CF3SO3、ArSO3である]
で表される化合物であり、前記環状グアニジン化合物が、[1]に記載の一般式(1)で表される化合物又はその誘導体である、[5]又は[6]に記載の製造方法;
[8]前記一般式(1)及び(2)において、R2〜R9が水素原子であり、Xがヨウ素原子である、[7]の製造方法;
[9]前記アルキルチオ環状アミジン塩が、
2−(1−メチルチオ)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−ヨウ化水素塩、又は
2−(1−メチルチオ)−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−ヨウ化水素塩
であり、
前記環状グアニジン化合物が、
2−(1−ブチルアミノ)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール、
2−ベンジルアミノ−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール、
2−(1−ブチルアミノ)−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、
又はこれらの誘導体である、[5]〜[8]のいずれかの製造方法;
[10][1]〜[3]のいずれかの二酸化炭素吸着剤を用いて、二酸化炭素を含むガスから二酸化炭素を吸着させることを特徴とする、二酸化炭素の処理方法;
[11]一般式(4):
mは0〜3(小数である場合を含む)であり、
n=3−mである]
で表される化合物
に関する。
The present invention
[1] General formula (1):
Y is a single bond, a double bond, or a triple bond, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (in the alkyl group, at least one of main chain or side chain carbon atoms is an oxygen atom, a nitrogen atom, or It may be substituted with a sulfur atom, and at least one of hydrogen atoms in the main chain or side chain is substituted with a halogen atom, a primary to tertiary amino group, a hydroxyl group, an ether group, a carbonyl group, or a thiocarbonyl group. Sometimes)
Z is a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a vinyl group, an aryl group, or a heteroaryl group (the alkoxy group, aryl group, and heteroaryl group are each independently at least a hydrogen atom) One may be substituted with a halogen atom, a primary to tertiary amino group, a hydroxyl group, an ether group, a carbonyl group, or a thiocarbonyl group),
R 11 and R 12 are each independently a hydrogen atom or a methyl group,
R 3 to R 9 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (in the alkyl group, at least one of main chain or side chain carbon atoms is an oxygen atom, a nitrogen atom, Or at least one hydrogen atom in the main chain or side chain may be substituted with a halogen atom, a primary to tertiary amino group, a hydroxyl group, an ether group, a carbonyl group, or a thiocarbonyl group. Or adjacent groups can form a ring,
n is an integer of 0 to 3]
A carbon dioxide adsorbent comprising a cyclic guanidine compound represented by the formula:
[2] The carbon dioxide adsorbent according to [1], wherein in the general formula (1), R 2 to R 9 are hydrogen atoms;
[3] The cyclic guanidine compound is
2- (1-butylamino) -4,5-dihydro-1H-imidazole,
2-benzylamino-4,5-dihydro-1H-imidazole,
2- (1-butylamino) -1,4,5,6-tetrahydropyrimidine,
Or a carbon dioxide adsorbent according to [1] or [2], which is a derivative thereof;
[4] A carbon dioxide adsorbing sheet comprising a support in which the carbon dioxide adsorbent according to any one of [1] to [3] is supported on particles or fibers;
[5] A cyclic guanidine compound having a cyclic guanidine structure as a skeleton, wherein an alkylthio cyclic amidine salt or a derivative thereof and an amino compound are reacted in a solvent mainly composed of an ether type aprotic polar solvent. Production method;
[6] The production method of [5], wherein the ether-based aprotic polar solvent is tetrahydrofuran;
[7] The alkylthio cyclic amidine salt has the general formula (2):
R 10 is a hydrogen atom, —Y—Z, —N (R 11 ) (R 12 ),
Y, Z, R 11 and R 12 are the same as defined in the general formula (1),
X is a halogen atom, HCO 2 , CH 3 CO 2 , CH 2 ClCO 2 , CF 3 CO 2 , ArCO 2 , CH 3 SO 3 , CF 3 SO 3 , ArSO 3 ]
The production method according to [5] or [6], wherein the cyclic guanidine compound is a compound represented by the general formula (1) according to [1] or a derivative thereof;
[8] The production method of [7], wherein in the general formulas (1) and (2), R 2 to R 9 are hydrogen atoms and X is an iodine atom;
[9] The alkylthio cyclic amidine salt is:
2- (1-methylthio) -4,5-dihydro-1H-imidazole-hydrogen iodide salt, or 2- (1-methylthio) -1,4,5,6-tetrahydropyrimidine-hydrogen iodide salt,
The cyclic guanidine compound is
2- (1-butylamino) -4,5-dihydro-1H-imidazole,
2-benzylamino-4,5-dihydro-1H-imidazole,
2- (1-butylamino) -1,4,5,6-tetrahydropyrimidine,
Or any one of these derivatives, the production method of any of [5] to [8];
[10] A method for treating carbon dioxide, comprising adsorbing carbon dioxide from a gas containing carbon dioxide using the carbon dioxide adsorbent according to any one of [1] to [3];
[11] General formula (4):
m is 0 to 3 (including the case of a decimal),
n = 3-m]
It relates to the compound represented by these.
二酸化炭素の吸着/脱着能に優れるとともに、高収率で安価に製造が可能な環状グアニジン化合物及びその製造方法を提供することが可能となった。
TBDと同様の、二酸化炭素吸着力を有する環状グアニジンの実用化が可能となり、TBDに替わる環状グアニジンをより安価で効率よく製造することが可能となった。
本発明の環状グアニジン化合物の製造方法によれば、当該環状グアニジン化合物の合成は、安価な一級アミン又は二級アミンを用いて温和な条件で定量的に反応が進行するために反応・精製操作も容易であり、安価かつ大量に環状グアニジン化合物を供給することができる。原料であるメチルチオ環状アミジンも、安価な一級アミン・二硫化炭素・ヨウ化メチルより簡便に合成できる。また、反応性水酸基や重合性のビニル基などを有する環状グアニジンも簡便に合成できるため、二酸化炭素の吸着/脱着などの分野において実用化に有利な高分子化や担体への化学反応による担持も容易に行うことができる。
It has become possible to provide a cyclic guanidine compound that is excellent in carbon dioxide adsorption / desorption ability and can be produced at high yield and at low cost, and a method for producing the same.
Similar to TBD, it became possible to put to practical use a cyclic guanidine having carbon dioxide adsorption ability, and it became possible to produce a cyclic guanidine replacing TBD at a lower cost and more efficiently.
According to the method for producing a cyclic guanidine compound of the present invention, the synthesis of the cyclic guanidine compound is carried out by a reaction / purification operation because the reaction proceeds quantitatively under mild conditions using an inexpensive primary amine or secondary amine. It is easy and can supply a cyclic guanidine compound in large quantities at a low cost. The raw material, methylthio cyclic amidine, can also be easily synthesized from inexpensive primary amines, carbon disulfide, and methyl iodide. In addition, since cyclic guanidine having a reactive hydroxyl group or a polymerizable vinyl group can be easily synthesized, it can be polymerized advantageously for practical use in fields such as adsorption / desorption of carbon dioxide and supported by a chemical reaction on a carrier. It can be done easily.
本発明の二酸化炭素吸着剤は、前記一般式(1)で表される、環状グアニジン構造を骨格とする環状グアニジン化合物、あるいは、その誘導体(以下、一般式(1)で表される環状グアニジン化合物と、その誘導体を総称して、本発明で用いることのできる環状グアニジン化合物、あるいは単に、環状グアニジン化合物と称する)からなる。 The carbon dioxide adsorbent of the present invention is a cyclic guanidine compound having a cyclic guanidine structure represented by the general formula (1) or a derivative thereof (hereinafter, a cyclic guanidine compound represented by the general formula (1)). And their derivatives are collectively referred to as a cyclic guanidine compound that can be used in the present invention, or simply referred to as a cyclic guanidine compound).
前記一般式(1)において、炭素数1〜20のアルキル基には、直鎖又は分岐のアルキル基が含まれ、非置換のアルキル基だけでなく、置換のアルキル基も含まれる。置換アルキル基の例としては、例えば、主鎖又は側鎖の炭素原子の少なくとも1つがヘテロ原子(例えば、酸素原子、窒素原子、及び/又は硫黄原子)で置換されていてもよい。また、前記アルキル基の主鎖又は側鎖の水素原子の少なくとも1つが、ハロゲン原子、1〜3級アミノ基、水酸基、エーテル基、カルボニル基、チオカルボニル基で置換されていてもよい。これらの置換は、いずれか1つの置換であっても、2箇所以上の置換であってもよい。なお、1〜3級アミノ基とは、それぞれ、アンモニア、1級アミン、2級アミンから水素1原子を除いた残基を意味する。
また、前記一般式(1)における炭素数1〜10のアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基においては、非置換であることもできるし、水素原子の少なくとも1つがハロゲン原子、1〜3級アミノ基、水酸基、エーテル基、カルボニル基、チオカルボニル基で置換されていてもよい。
In the general formula (1), the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms includes a linear or branched alkyl group, and includes not only an unsubstituted alkyl group but also a substituted alkyl group. As an example of the substituted alkyl group, for example, at least one of main chain or side chain carbon atoms may be substituted with a hetero atom (for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, and / or a sulfur atom). Further, at least one of the hydrogen atoms in the main chain or side chain of the alkyl group may be substituted with a halogen atom, a primary to tertiary amino group, a hydroxyl group, an ether group, a carbonyl group, or a thiocarbonyl group. These substitutions may be any one substitution or two or more substitutions. The primary to tertiary amino groups mean residues obtained by removing one hydrogen atom from ammonia, primary amine, and secondary amine, respectively.
Moreover, in the said C1-C10 alkoxy group in the said General formula (1), an aryl group, and heteroaryl group, it can also be unsubstituted, and at least 1 of a hydrogen atom is a halogen atom, 1-3 primary amino. It may be substituted with a group, a hydroxyl group, an ether group, a carbonyl group, or a thiocarbonyl group.
前記一般式(1)では、R3〜R9に関して、隣接する2又はそれ以上の基が一緒になって環を形成することができ、例えば、R3とR4とが一緒になって、炭素数2〜5のアルキレン基(例えば、−CH2CH2−や−CH2CH2CH2−)であることができるが、これらに限定されることはない。 In the general formula (1), with respect to R 3 to R 9 , two or more adjacent groups can be combined to form a ring, for example, R 3 and R 4 are combined, alkylene group having 2 to 5 carbon atoms (e.g., -CH 2 CH 2 - or -CH 2 CH 2 CH 2 -) a is can, but is not limited thereto.
前記一般式(1)において、例えば、
R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子、i−プロピル基、t−ブチル基、t−アミル基、アリールメチレン基、ヘテロアリールメチレン基、Yが炭素数1〜20の直鎖アルキル基であり、Zが水素原子、水酸基、メトキシ基、ビニル基である−Y−Zで表される基、−NH2、−N(CH3)2であることができ、
R3〜R9は、それぞれ独立して、水素原子、i−プロピル基、t−ブチル基、t−アミル基、炭素数1〜20の直鎖アルキル基であることができ、
nは、0〜3の整数であることができる。
In the general formula (1), for example,
R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, i-propyl group, t-butyl group, t-amyl group, arylmethylene group, heteroarylmethylene group, and Y is a linear alkyl having 1 to 20 carbon atoms. a group, can Z is a hydrogen atom, a hydroxyl group, a methoxy group, a group represented by -Y-Z is a vinyl group, -NH 2, -N (CH 3 ) is 2,
R 3 to R 9 can each independently be a hydrogen atom, an i-propyl group, a t-butyl group, a t-amyl group, or a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms,
n may be an integer from 0 to 3.
製造原料の価格、及び二酸化炭素の吸着効果の点からいえば、一般式(1)で表される環状グアニジン化合物において、R2〜R9は低分子量の基であることが好ましく、R2〜R9は水素原子であることがより好ましい。また、nは0又は1であることが好ましい。また、R1は、炭素数1〜20の直鎖アルキル基又はアリールメチレン基であることが好ましい。
このような条件を満たすものとして、前記環状グアニジン化合物が、
2−(1−ブチルアミノ)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール、
2−ベンジルアミノ−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール、
2−(1−ブチルアミノ)−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、
又はこれらの化合物の誘導体であることが好ましい。
In terms of the price of the production raw material and the carbon dioxide adsorption effect, in the cyclic guanidine compound represented by the general formula (1), R 2 to R 9 are preferably low molecular weight groups, and R 2 to R 9 is more preferably a hydrogen atom. N is preferably 0 or 1. R 1 is preferably a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an arylmethylene group.
As satisfying such conditions, the cyclic guanidine compound is
2- (1-butylamino) -4,5-dihydro-1H-imidazole,
2-benzylamino-4,5-dihydro-1H-imidazole,
2- (1-butylamino) -1,4,5,6-tetrahydropyrimidine,
Or it is preferable that it is a derivative | guide_body of these compounds.
一般式(1)で表される環状グアニジン化合物に由来する誘導体としては、例えば二酸化炭素の吸着/脱着などの分野において実用化に有利な高分子化や担体への化学反応による担持が可能なように、R1〜R9に反応性水酸基や重合性のビニル基などを有する基を採用したものを挙げることができる。
例えばR1の末端基にシリル基を導入して、シリカに担持可能な環状グアニジン誘導体とすることが可能である。
このようなシリカに担持可能な環状グアニジン誘導体としては、例えば、式:
For example, a silyl group can be introduced into the terminal group of R 1 to form a cyclic guanidine derivative that can be supported on silica.
Examples of the cyclic guanidine derivative that can be supported on silica include, for example, the formula:
一般式(1)で表される環状グアニジン化合物の具体例としては、例えば下記の環状グアニジン化合物(一般式(1)においてR2〜R9=H、n=0〜1)を挙げることができる。これらの環状グアニジン化合物は、後述の実施例で説明するように、何れも本発明の製造方法によって得ることができる化合物である。 Specific examples of the cyclic guanidine compound represented by the general formula (1) include the following cyclic guanidine compounds (in the general formula (1), R 2 to R 9 = H, n = 0 to 1). . These cyclic guanidine compounds are all compounds that can be obtained by the production method of the present invention, as will be described later in Examples.
これらの環状グアニジン化合物には優れた二酸化炭素の吸着効果がある。
例えば、後述の実施例で説明するように、
2−(1−ブチルアミノ)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール、
2−ベンジルアミノ−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール、
2−(1−ブチルアミノ)−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジンを、
乾燥アセトニトリル中に溶解し、室内空気をバブリングすると炭酸塩の結晶を得ることができることから、二酸化炭素の吸着効果を確認することができる。
これら3種の環状グアニジン化合物を比較すると、ブチル基を有する五員環グアニジン化合物が六員環グアニジン化合物よりも吸着効果が優れており、五員環グアニジン化合物であることが好ましい。
These cyclic guanidine compounds have an excellent carbon dioxide adsorption effect.
For example, as described in the examples below,
2- (1-butylamino) -4,5-dihydro-1H-imidazole,
2-benzylamino-4,5-dihydro-1H-imidazole,
2- (1-butylamino) -1,4,5,6-tetrahydropyrimidine
When dissolved in dry acetonitrile and bubbling indoor air, carbonate crystals can be obtained, so that the carbon dioxide adsorption effect can be confirmed.
When these three kinds of cyclic guanidine compounds are compared, the five-membered ring guanidine compound having a butyl group has a better adsorption effect than the six-membered ring guanidine compound, and is preferably a five-membered ring guanidine compound.
本発明の環状グアニジン構造を骨格とする環状グアニジン化合物の製造方法は、アルキルチオ環状アミジン塩又はその誘導体とアミノ化合物を、エーテル系の非プロトン性極性溶媒を主成分とする溶媒中で反応させることを特徴とする。
本発明の製造方法で用いるアルキルチオ環状アミジン塩としては、例えば、前記の一般式(2)で表される構造を骨格とする化合物を挙げることができる。
製造原料の価格、及び二酸化炭素の吸着効果の点からいえば、一般式(2)で表されるアルキルチオ環状アミジン塩において、R3〜R9は低分子量の基であることが好ましく、R3〜R9は水素原子であることがより好ましい。また、nは0又は1であることが好ましい。
The method for producing a cyclic guanidine compound having a cyclic guanidine structure of the present invention comprises reacting an alkylthiocyclic amidine salt or a derivative thereof with an amino compound in a solvent mainly composed of an ether-based aprotic polar solvent. Features.
Examples of the alkylthio cyclic amidine salt used in the production method of the present invention include compounds having a structure represented by the general formula (2) as a skeleton.
From the viewpoint of the price of the production raw material and the carbon dioxide adsorption effect, in the alkylthiocyclic amidine salt represented by the general formula (2), R 3 to R 9 are preferably low molecular weight groups, and R 3 more preferably to R 9 is a hydrogen atom. N is preferably 0 or 1.
前記アルキルチオ環状アミジン塩としては特に限定されないが、ハロゲン化水素塩が好ましく、ヨウ化水素塩であることがより好ましい。
このような条件を満たすものとして、
前記アルキルチオ環状アミジン塩が、
2−(1−メチルチオ)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−ヨウ化水素塩、
2−(1−メチルチオ)−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−ヨウ化水素塩、
又はこれらの化合物の誘導体であることが好ましい。
Although it does not specifically limit as said alkylthio cyclic amidine salt, A hydrogen halide salt is preferable and it is more preferable that it is a hydrogen iodide salt.
As satisfying these conditions,
The alkylthio cyclic amidine salt is
2- (1-methylthio) -4,5-dihydro-1H-imidazole-hydrogen iodide salt,
2- (1-methylthio) -1,4,5,6-tetrahydropyrimidine-hydrogen iodide salt,
Or it is preferable that it is a derivative | guide_body of these compounds.
前記アルキルチオ環状アミジン塩の誘導体としては、例えば二酸化炭素の吸着/脱着などの分野において実用化に有利な高分子化や担体への化学反応による担持が可能なように、R3〜R9に反応性水酸基や重合性のビニル基などを有する基を採用したものを挙げることができる。 Examples of the derivative of the alkylthio cyclic amidine salt include reaction with R 3 to R 9 so that the polymer can be polymerized and supported by a chemical reaction, which is advantageous for practical use in the field of carbon dioxide adsorption / desorption. And those using a group having a polymerizable hydroxyl group or a polymerizable vinyl group.
本発明の製造方法で用いる前記アミノ化合物としては、一般式(3):
R1−NH−R2 (3)
[式中、R1及びR2は、前記一般式(1)における定義と同じである]
で表されるアミノ化合物(第一級アミン化合物又は第二級アミン化合物)又はその誘導体を挙げることができる。
一般式(3)で表されるアミノ化合物としては、R2がHである第1級アミン化合物であることが、環状グアニジン製造の収率及び環状グアニジンの二酸化炭素吸着力が大きいため、好ましい。
また、後述の実施例や下記に例示するように、R1の末端基にシリル基を導入して、シリカに担持可能な環状グアニジン誘導体を製造することも可能である。
R 1 —NH—R 2 (3)
[Wherein, R 1 and R 2 are the same as defined in the general formula (1)]
The amino compound (a primary amine compound or a secondary amine compound) represented by these, or its derivative (s) can be mentioned.
As the amino compound represented by the general formula (3), a primary amine compound in which R 2 is H is preferable because the yield of cyclic guanidine production and the carbon dioxide adsorption power of cyclic guanidine are large.
Further, as illustrated in the examples described later and below, it is also possible to produce a cyclic guanidine derivative that can be supported on silica by introducing a silyl group into the terminal group of R 1 .
なお、前述のシリル基を導入した環状グアニジン誘導体の製造に際して得られる、前記の一般式(4)で表される化合物は新規な物質である。 In addition, the compound represented by the general formula (4) obtained in the production of the cyclic guanidine derivative having the silyl group introduced therein is a novel substance.
本発明の製造方法では、前記アルキルチオ環状アミジン塩又はその誘導体と前記アミノ化合物を、エーテル系の非プロトン性極性溶媒を主成分とする溶媒中で反応させることが必要である。このような方法により、後述の実施例で示すように、環状グアニジン化合物又はその誘導体を、従来の製造方法と比較して、より安価で効率よく製造することが可能である。 In the production method of the present invention, it is necessary to react the alkylthio cyclic amidine salt or a derivative thereof with the amino compound in a solvent containing an ether-based aprotic polar solvent as a main component. By such a method, as shown in the below-mentioned Examples, it is possible to produce a cyclic guanidine compound or a derivative thereof at a lower cost and more efficiently than a conventional production method.
エーテル系の非プロトン性極性溶媒としては、例えばジオキサンやテトラヒドロフランなどを挙げることができ、特にTHF(テトラヒドロフラン)を使用することが好ましい。その理由としては、エーテル系の非プロトン性極性溶媒は、プロトン性極性溶媒と比較して、水酸基による副生成物が抑制されるため収率が向上するのではないかと考えられる。また、この抑制効果は同じ非プロトン性極性溶媒であるDMFやCH2Cl2よりも優れるためではないかと考えられる。
前述の「エーテル系の非プロトン性極性溶媒を主成分とする溶媒」とは、エーテル系の非プロトン性極性溶媒と他の溶媒とが混合された溶媒において、エーテル系の非プロトン性極性溶媒の質量が50%以上含まれる溶媒のことを意味する。
Examples of the ether-based aprotic polar solvent include dioxane and tetrahydrofuran, and it is particularly preferable to use THF (tetrahydrofuran). The reason is considered that the yield of the ether-based aprotic polar solvent is improved as compared with the protic polar solvent because a by-product due to a hydroxyl group is suppressed. Moreover, it is thought that this inhibitory effect is superior to DMF and CH 2 Cl 2 which are the same aprotic polar solvent.
The above-mentioned “solvent having an ether-based aprotic polar solvent as a main component” refers to a solvent in which an ether-based aprotic polar solvent is mixed with another solvent and an ether-based aprotic polar solvent. It means a solvent containing 50% or more by mass.
溶媒がエーテル系の非プロトン性極性溶媒であれば温和な条件下でも高効率の反応が可能であり、例えば0〜80℃で可能であり、25〜60℃であることが好ましく、25〜45℃であることがより好ましい。 If the solvent is an ether-based aprotic polar solvent, a highly efficient reaction is possible even under mild conditions. For example, it can be performed at 0 to 80 ° C, and preferably 25 to 60 ° C. More preferably, it is ° C.
本発明の二酸化炭素の処理方法は本発明の二酸化炭素吸着剤を用いて、二酸化炭素を含むガスから二酸化炭素を吸着させることを特徴とする。
具体的には、例えば、初めに前記二酸化炭素吸着剤を粒状で又は液状で、粒子若しくは繊維(好ましくは、多孔質の粒子若しくは繊維)、又は当該繊維からなる織物、編物、不織布などの通気性のシート状物に担持させた担持物を形成する。次いで、これらの担持物又はこれらの担持物と他の素材とを複合させた複合物からなる二酸化炭素吸着シートを形成する。次いで、これらの担持物や二酸化炭素吸着シートをフィルタとして、空調設備に配置して、大気中の二酸化炭素を吸着させ、必要に応じて脱着させることで、室内空気中の二酸化炭素濃度を調整することができる。
The carbon dioxide treatment method of the present invention is characterized in that carbon dioxide is adsorbed from a gas containing carbon dioxide using the carbon dioxide adsorbent of the present invention.
Specifically, for example, the carbon dioxide adsorbent is first granular or liquid, particles or fibers (preferably porous particles or fibers), or air permeability such as a woven fabric, a knitted fabric, or a nonwoven fabric made of the fibers. A carrier supported on the sheet is formed. Next, a carbon dioxide adsorbing sheet made of a composite material obtained by combining these supported materials or these supported materials with other materials is formed. Next, these loaded materials and carbon dioxide adsorbing sheets are used as filters to arrange them in air conditioning equipment, adsorb carbon dioxide in the atmosphere, and desorb as necessary to adjust the carbon dioxide concentration in the indoor air. be able to.
本発明の二酸化炭素吸着剤を多孔質粒子に担持させた担持物と通気性のシート状物とを複合させる方法としては、例えば、前記二酸化炭素吸着剤を溶媒に希釈した溶液を用意して、この溶液を活性炭粒子に散布して、攪拌した後、50〜100℃の比較的低温で乾燥(好ましくは真空乾燥)を行い、添着活性炭粒子を作製する。
次いで、図1に例示するように、ホットメルト不織布10の表面に添着活性炭粒子3を配した後、加熱処理によって該ホットメルト不織布と該添着活性炭粒子3とが接する部分に樹脂凝集部2を形成し、かつ樹脂凝集部2とホットメルト樹脂からなる連結部1とからなるウエブを形成する第一の工程と、該添着活性炭粒子のうち、該ウエブに固着された添着活性炭粒子のみを残存せしめて積層単位4を形成する第二の工程と、積層単位4の添着活性炭粒子3に接してホットメルト不織布10”を積層し、続いて、ホットメルト不織布10”の表面に添着活性炭粒子3’を配した後、前記第一の工程と前記第二の工程とを順次行う方法がある。
As a method of combining a support in which the carbon dioxide adsorbent of the present invention is supported on porous particles and a breathable sheet-like material, for example, a solution in which the carbon dioxide adsorbent is diluted in a solvent is prepared, After spraying this solution on activated carbon particles and stirring, drying is performed at a relatively low temperature of 50 to 100 ° C. (preferably vacuum drying) to produce impregnated activated carbon particles.
Next, as illustrated in FIG. 1, after the impregnated activated
この方法によれば、ホットメルト不織布10の表面に添着活性炭粒子3を配した後、この状態の積層物を乾熱若しくは湿熱による加熱を行うことによって、ホットメルト樹脂が可塑化し、その一部は繊維形態を残したまま連結部1となり、原材料であるホットメルト不織布を構成していた比較的細い繊維成分は溶融切断されて、添着活性炭粒子3との接触部分に凝集して樹脂凝集部2を構成することとなる。なお、ホットメルト不織布10のかわりに、不織布等の通気性のシート状物5及び5’にホットメルト不織布を付着させたシートを用いることにより、二酸化炭素吸着剤を多孔質粒子(活性炭粒子)に担持させた担持物(添着活性炭粒子)と通気性のシート状物(不織布)とを複合させた二酸化炭素吸着シート13を得ることができる。
According to this method, after placing the impregnated activated
粒子担体としては活性炭以外にも、例えば、鱗片状シリカ、シリカゲル、ゼオライトなどの金属酸化物粒子を挙げることができる。また、これらの金属酸化物粒子は比表面積の大きい粒子であることが好ましい。
前記鱗片状シリカ粒子は、具体的な形状として、例えば薄片1次粒子の粒子径が厚さ0.05μm以下の鱗片形状粒子であり、葉状シリカ2次粒子の厚さが0.05〜0.5μm(平均粒子径が0.1〜1.5μm)である鱗片状シリカ粒子を挙げることができ、市販されているものを適用することができる。例えば、市販のSiO2一次粒子が三次凝集した白色粉体である、サンラブリーC(AGCエスアイテック株式会社製)(平均粒径:4〜6μm、比表面積67m2/g、シラノール基:55μmol/m2)を適用することができる。
Examples of the particle carrier include metal oxide particles such as flaky silica, silica gel, and zeolite in addition to activated carbon. These metal oxide particles are preferably particles having a large specific surface area.
The scale-like silica particles are concretely shaped, for example, scale-like particles having a particle size of thin primary particles of 0.05 μm or less, and the thickness of the leaf-like silica particles is 0.05-0. A scaly silica particle having an average particle diameter of 5 μm (an average particle diameter of 0.1 to 1.5 μm) can be exemplified, and commercially available ones can be applied. For example, Sunlabry C (manufactured by AGC S-Tech Co., Ltd.) (average particle size: 4 to 6 μm, specific surface area 67 m 2 / g, silanol group: 55 μmol /) is a white powder in which commercially available SiO 2 primary particles are tertiary aggregated. m 2 ) can be applied.
本発明では、二酸化炭素吸着剤をこのような金属酸化物からなる粒子や繊維へ担持させるに際して、例えばR1に反応性水酸基や重合性のビニル基などを有する基を採用し、好ましくはシリル基を導入して、シリル基と金属酸化物とを化学的に結合させて担持することも可能である。また、このように環状グアニジン化合物が金属酸化物粒子に結合した二酸化炭素吸着粒子や二酸化炭素吸着繊維を更に前述の通気性のシート状物に担持させることにより、二酸化炭素吸着シートを構成することができる。 In the present invention, when the carbon dioxide adsorbent is supported on particles or fibers made of such a metal oxide, for example, a group having a reactive hydroxyl group or a polymerizable vinyl group is adopted as R 1 , and preferably a silyl group Silyl group and metal oxide can be chemically bonded and supported. Further, the carbon dioxide adsorbing sheet can be constituted by further supporting the carbon dioxide adsorbing particles and carbon dioxide adsorbing fibers in which the cyclic guanidine compound is bonded to the metal oxide particles on the air-permeable sheet. it can.
通気性のシート状物としては、通気性を有する限り特に限定されず、例えば織物、編物、不織布、又は多孔膜などが適用可能である。
前記不織布としては、例えばバインダ接着不織布、水流絡合不織布、ニードルパンチ不織布、繊維融着不織布、スパンボンド不織布、或いは紙などを単独で、又は適宜組み合わせた不織布を適用することができる。
また、不織布の材質は特に限定されず、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系繊維、ナイロン6、ナイロン66などのポリアミド系繊維、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系繊維、ポリビニルアルコール繊維及び合成パルプなどの合成繊維に限らず、レーヨンなどの半合成繊維、綿及びパルプ繊維などの天然繊維、あるいはガラス繊維、セラミックス繊維、金属繊維などを単独で、又は適宜組み合わせて適用することができる。
The air-permeable sheet is not particularly limited as long as it has air permeability, and for example, a woven fabric, a knitted fabric, a non-woven fabric, or a porous membrane can be applied.
As the non-woven fabric, for example, a binder-bonded non-woven fabric, a hydroentangled non-woven fabric, a needle punched non-woven fabric, a fiber-bonded non-woven fabric, a spunbonded non-woven fabric, or a non-woven fabric that is appropriately combined can be applied.
The material of the nonwoven fabric is not particularly limited, and polyester fibers such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyamide fibers such as nylon 6 and nylon 66, polyolefin fibers such as polypropylene and polyethylene, and acrylic fibers such as polyacrylonitrile. , Not only synthetic fibers such as polyvinyl alcohol fiber and synthetic pulp, but also semi-synthetic fibers such as rayon, natural fibers such as cotton and pulp fibers, or glass fibers, ceramic fibers, metal fibers, etc. can do.
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but these do not limit the scope of the present invention.
《実施例1》
(1)N,N’−トリメチレンチオウレアの合成
1H及び13C NMR分析より、純粋な目的物であることを確認した(GC99.9%)。
Example 1
(1) Synthesis of N, N′-trimethylenethiourea
From 1 H and 13 C NMR analysis, it was confirmed to be a pure target product (GC 99.9%).
(2)2−(1−メチルチオ)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−ヨウ化水素塩の合成
1H及び13C NMR分析より、純粋な目的物であることを確認した(GC>99.9%,サンプルはCH2Cl2/40%NaOH処理後のフリーアミジン)。
(2) Synthesis of 2- (1-methylthio) -4,5-dihydro-1H-imidazole-hydrogen iodide salt
From 1 H and 13 C NMR analysis, it was confirmed to be a pure target product (GC> 99.9%, sample was free amidine after treatment with CH 2 Cl 2 /40% NaOH).
(3)2−(1−メチルチオ)−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−ヨウ化水素塩の合成
1H及び13C NMR分析より、純粋な目的物であることを確認した(GC99.5%,サンプルはCH2Cl2/40%NaOH処理後のフリーアミジン)。
(3) Synthesis of 2- (1-methylthio) -1,4,5,6-tetrahydropyrimidine-hydrogen iodide salt
From 1 H and 13 C NMR analysis, it was confirmed to be a pure target product (GC 99.5%, sample was free amidine after treatment with CH 2 Cl 2 /40% NaOH).
《実施例2》
五員環及び六員環グアニジン化合物の合成
Synthesis of five-membered and six-membered guanidine compounds
合成した環状グアニジン化合物の構造式を以下に示す。枠内の化合物は新規の環状グアニジン化合物である。また、各化合物の下に記載した「時間」は、各種アミンと各種メチルチオアミジンヨウ化水素酸との反応を実施した時間であり、「パーセンテージ」は、環状グアニジン化合物の収率である。
なお、反応の後処理に際して水酸基を有する五員環及び六員環グアニジン化合物については、Amberlist A−26(OH)/MeOHでヨウ化水素の除去を行った。
The structural formula of the synthesized cyclic guanidine compound is shown below. The compound in the frame is a novel cyclic guanidine compound. In addition, “time” described under each compound is the time when various amines and various methylthioamidine hydroiodic acids are reacted, and “percentage” is the yield of the cyclic guanidine compound.
In addition, about the 5-membered ring and 6-membered ring guanidine compound which have a hydroxyl group in the post-process of reaction, the hydrogen iodide was removed by Amberlist A-26 (OH) / MeOH.
《比較例1》
従来法による2−(1−ブチルアミノ)−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジンの合成
実施例2に記載の2−(1−ブチルアミノ)−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジンの合成(原料として、1−ブチルアミンと、実施例1(3)で合成した2−(1−メチルチオ)−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−ヨウ化水素塩を使用)において、テトラヒドロフランをプロトン性極性溶媒のメタノールに代えたこと以外は実施例2と同様にして、六員環グアニジン化合物を合成した。
得られた六員環グアニジン化合物は、純度および収率の点で、実用化には耐えられないものであった。
<< Comparative Example 1 >>
Synthesis of 2- (1-butylamino) -1,4,5,6-tetrahydropyrimidine by a conventional method The synthesis of 2- (1-butylamino) -1,4,5,6-tetrahydropyrimidine described in Example 2 In synthesis (using 1-butylamine as raw material and 2- (1-methylthio) -1,4,5,6-tetrahydropyrimidine-hydrogen iodide synthesized in Example 1 (3)), tetrahydrofuran is protonated. A six-membered guanidine compound was synthesized in the same manner as in Example 2 except that the polar solvent was changed to methanol.
The obtained six-membered ring guanidine compound was unsuitable for practical use in terms of purity and yield.
《実施例3》
室温付近での2−(1−ブチルアミノ)−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン合成における反応条件のスクリーニング
結果を表1に示す。表1において、「生成物収率(%)」及び「原料残存率(%)」は、GC分析による測定値から算出した値であり、「副生成物(%)」は、下記式:
100(%)−〔生成物収率(%)+原料残存率(%)〕
により算出した値である。
Example 3
Screening of reaction conditions in the synthesis of 2- (1-butylamino) -1,4,5,6-tetrahydropyrimidine near room temperature
The results are shown in Table 1. In Table 1, “product yield (%)” and “raw material residual rate (%)” are values calculated from the measured values by GC analysis, and “byproduct (%)” is represented by the following formula:
100 (%)-[product yield (%) + raw material remaining rate (%)]
The value calculated by
最初にメタノールを用いたところ、室温でも反応が進行した(run1)。しかし副反応のほうが支配的であり、室温下でもプロトン性の極性溶媒は六員環のグアニジン化には適さないと考えられた。なお、プロトン性の極性溶媒でも級数の増加に伴い副反応は抑制された(run1−4)が、非プロトン性極性溶媒を用いると全般的に副反応は抑制され、中でもTHFが最も適した溶媒であることを見出した(run11−14)。
また、メタノールを用いると収率が非常に低く、これに対して非プロトン性極性溶媒を用いると、収率は向上するが、特にエーテル系の非プロトン性極性溶媒であるTHFを用いると収率が非常に高くなることが分かった。
When methanol was first used, the reaction proceeded even at room temperature (run 1). However, side reactions were more dominant, and it was thought that protic polar solvents were not suitable for guanidination of six-membered rings even at room temperature. In addition, side reactions were suppressed as the series increased even with a protic polar solvent (run1-4), but side reactions were generally suppressed when aprotic polar solvents were used, and THF was the most suitable solvent among them. (Run 11-14).
In addition, when methanol is used, the yield is very low. On the other hand, when an aprotic polar solvent is used, the yield is improved. In particular, when ether, THF, which is an aprotic polar solvent, is used, the yield is improved. Was found to be very high.
《実施例4》
(1)3−アミノプロピルトリメトキシシランのグアニジル化
(1) Guanidylation of 3-aminopropyltrimethoxysilane
(2)ヨウ化水素塩のフリーグアニジル化
2−[3−(トリヒドロキシシリル)プロピルアミノ]−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾールの合成
得られたグアニジン化合物は、粉末ガラス状結晶であり、担体に担持して使用することもでき、また担持させずにそのまま、二酸化炭素吸着剤として使用することもできる。
(2) Free guanidylation of hydrogen iodide salt Synthesis of 2- [3- (trihydroxysilyl) propylamino] -4,5-dihydro-1H-imidazole
The obtained guanidine compound is a powdery glassy crystal and can be used by being supported on a carrier, or can be used as it is as a carbon dioxide adsorbent without being supported.
《実施例5》
五員環及び六員環グアニジン化合物のCO2吸着反応
すなわち、
2−(1−ブチルアミノ)−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン(776mg)から無色結晶の炭酸塩(685mg)が得られ(収率63.1%)、
2−(1−ブチルアミノ)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール(706mg)から無色結晶の炭酸塩(635mg)が得られ(収率82.2%)、
2−ベンジルアミノ−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール(706mg)から双性イオン(700mg)が得られた(収率99.2%)。
このように、五員環及び六員環グアニジン化合物に優れたCO2吸着性能があることが確認された。
Example 5
CO 2 adsorption reaction of 5-membered and 6-membered guanidine compounds
That is,
Colorless crystalline carbonate (685 mg) was obtained from 2- (1-butylamino) -1,4,5,6-tetrahydropyrimidine (776 mg) (yield 63.1%)
Colorless crystalline carbonate (635 mg) was obtained from 2- (1-butylamino) -4,5-dihydro-1H-imidazole (706 mg) (yield 82.2%)
Zwitterion (700 mg) was obtained from 2-benzylamino-4,5-dihydro-1H-imidazole (706 mg) (yield 99.2%).
Thus, it was confirmed that the 5-membered and 6-membered guanidine compounds have excellent CO 2 adsorption performance.
《比較例2》
五員環アミジン化合物及び五員環チオアミジン化合物のCO2吸着反応
CO 2 adsorption reaction of 5-membered ring amidine compounds and 5-membered ring thioamidine compounds
これらの結果が示すとおり、全般的に吸着力の劣っていた五員環アミジン化合物に対して、グアニジン基の効果は非常に大きなものであった。これは、グアニジンのエナミン構造による塩基性の増大が吸着力及び炭酸塩の安定性に寄与しているためと考えられる。
このように、五員環アミジン化合物のCO2吸着性能(53%)は、五員環グアニジン化合物の吸着性能(82.2%)よりも劣ることが確認された。
As these results show, the effect of the guanidine group was very large on the five-membered ring amidine compounds which were generally poor in adsorption power. This is presumably because the increase in basicity due to the enamine structure of guanidine contributes to adsorption power and carbonate stability.
Thus, it was confirmed that the CO 2 adsorption performance (53%) of the five-membered ring amidine compound is inferior to the adsorption performance (82.2%) of the five-membered ring guanidine compound.
《実施例6》
実施例2で合成した2−ベンジルアミノ−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾールを、メタノールで10倍に希釈した溶液を用意した。
次いで、市販の活性炭粒子『クラレコールGW 32/60メッシュ』〔クラレケミカル(株)製〕50gに対し、上述の溶液を20g散布して、十分攪拌した後、60℃、8時間の真空乾燥を行い、グアニジン化合物3.8mass%が担持された添着活性炭粒子を得た。
また、熱可塑性ポリアミド系樹脂(190℃におけるメルトインデックス:80)を溶融紡糸して、面密度20g/m2の蜘蛛の巣状のホットメルト不織布を形成した後、直ちに面密度20g/m2のポリエステルスパンボンド不織布〔ユニチカ(株)製マリックス70020WSO〕の上に積層した。ホットメルト不織布は冷却されると同時にそれぞれのカバー材に付着して、図1に示すように、ポリエステルスパンボンド不織布5にホットメルト不織布10が付着した面密度40g/m2の支持体を得た。
次いで、図1に例示するように、ホットメルト不織布10の表面に、添着活性炭粒子3を面密度130g/m2となるようにして散布した。続いて、約5kg/cm2の水蒸気処理をカバー材5側(ホットメルト不織布10側)から約7秒間行い、ホットメルト不織布10を可塑化溶融して、ホットメルト樹脂からなる連結部1と樹脂凝集部2とで構成されたウエブに、樹脂凝集部2を介して添着活性炭粒子3を固着させた。続いて、固着した添着活性炭粒子以外を除去することにより、添着活性炭粒子3が、各々の粒径に応じて固着され、しかもポリエステルスパンボンド不織布5と接着された1層目の積層単位4を得た。更に、この状態の積層単位4に面密度20g/m2のホットメルト不織布10”を積層し、面密度150g/m2となるようにして添着活性炭粒子3’散布、水蒸気処理、並びに固着されていない添着活性炭粒子の除去を経て2層目の積層単位4’を形成した。
次に前述の支持体と同様のポリエステルスパンボンド不織布5にホットメルト不織布10が付着した面密度40g/m2の支持体である5’を、ホットメルト不織布10’側が積層単位4’に接するようにして積層単位4’の上に積層し、約5kg/cm2の水蒸気処理をカバー材5’側(ホットメルト不織布10’側)から約7秒間行い、ホットメルト不織布10’を可塑化溶融して、ホットメルト樹脂からなる連結部1’と樹脂凝集部2’とで構成されたウエブに、樹脂凝集部2’を介して添着活性炭粒子3’を固着させて二酸化炭素吸着シート13を得た。
この二酸化炭素吸着シートの厚さは約1mmであり、面密度は380g/m2であり、グアニジン化合物添着活性炭の担持量は約280g/m2であり、風速10cm/sec.での圧力損失は12Paであり、フィルタとして好適な二酸化炭素吸着シートであった。
Example 6
A solution was prepared by diluting 2-benzylamino-4,5-dihydro-1H-imidazole synthesized in Example 2 10 times with methanol.
Next, 20 g of the above solution is sprayed on 50 g of commercially available activated carbon particles “Kuraray Coal GW 32/60 mesh” [Kuraray Chemical Co., Ltd.], and after sufficient stirring, vacuum drying is performed at 60 ° C. for 8 hours. Then, the impregnated activated carbon particles carrying 3.8 mass% of the guanidine compound were obtained.
The thermoplastic polyamide resin (melt at 190 ° C. Index: 80) by melt spinning, after forming a focal hot melt nonwoven spider surface density 20 g / m 2, immediately the surface density 20 g / m 2 It was laminated on a polyester spunbonded nonwoven fabric [Marix 70020WSO manufactured by Unitika Ltd.]. As the hot melt nonwoven fabric was cooled, it adhered to each cover material, and as shown in FIG. 1, a support having a surface density of 40 g / m 2 in which the hot melt nonwoven fabric 10 was adhered to the polyester spunbond nonwoven fabric 5 was obtained. .
Next, as illustrated in FIG. 1, the impregnated activated
Next, 5 ′ which is a support having a surface density of 40 g / m 2 in which the hot-melt nonwoven fabric 10 is adhered to the polyester spunbond nonwoven fabric 5 similar to the above-described support is placed so that the hot-melt nonwoven fabric 10 ′ side contacts the
The thickness of the carbon dioxide adsorbing sheet is about 1 mm, the surface density is 380 g / m 2, the amount of supported guanidine compound-impregnated activated carbon is about 280 g / m 2, air velocity 10 cm / sec. The pressure loss at 12 was 12 Pa, which was a carbon dioxide adsorbing sheet suitable as a filter.
本発明の二酸化炭素吸着剤は、二酸化炭素を含むガスから二酸化炭素を吸着させる用途に適用することができる。 The carbon dioxide adsorbent of the present invention can be applied to applications in which carbon dioxide is adsorbed from a gas containing carbon dioxide.
1・・・連結部;2,2’,2”・・・樹脂凝集部;3,3’・・・添着活性炭粒子;
4,4’・・・積層単位;5,5’・・・通気性のシート状物、スパンボンド不織布;
10,10’,10”・・・ホットメルト不織布;13・・・二酸化炭素吸着シート。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Connection part; 2, 2 ', 2 "... Resin aggregation part; 3, 3' ... Impregnated activated carbon particle;
4, 4 '... laminated unit; 5, 5' ... breathable sheet, spunbonded nonwoven fabric;
10, 10 ', 10 "... hot melt nonwoven fabric; 13 ... carbon dioxide adsorption sheet.
Claims (11)
Yは、単結合、二重結合、若しくは三重結合、又は炭素数1〜20のアルキル基であり(前記アルキル基は、主鎖又は側鎖の炭素原子の少なくとも1つが酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子で置換されていることがあり、また、主鎖又は側鎖の水素原子の少なくとも1つがハロゲン原子、1〜3級アミノ基、水酸基、エーテル基、カルボニル基、チオカルボニル基で置換されていることがある)、
Zは、水素原子、水酸基、炭素数1〜10のアルコキシ基、ビニル基、アリール基、ヘテロアリール基であり(前記アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基は、それぞれ独立して、水素原子の少なくとも1つがハロゲン原子、1〜3級アミノ基、水酸基、エーテル基、カルボニル基、チオカルボニル基で置換されていることがある)、
R11及びR12は、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基であり、
R3〜R9は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基であるか(前記アルキル基は、主鎖又は側鎖の炭素原子の少なくとも1つが酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子で置換されていることがあり、また、主鎖又は側鎖の水素原子の少なくとも1つがハロゲン原子、1〜3級アミノ基、水酸基、エーテル基、カルボニル基、チオカルボニル基で置換されていることがある)、あるいは、隣接する基同士で環を形成することができ、
nは、0〜3の整数である]
で表される環状グアニジン化合物又はその誘導体からなることを特徴とする二酸化炭素吸着剤。 General formula (1):
Y is a single bond, a double bond, or a triple bond, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (in the alkyl group, at least one of main chain or side chain carbon atoms is an oxygen atom, a nitrogen atom, or It may be substituted with a sulfur atom, and at least one of hydrogen atoms in the main chain or side chain is substituted with a halogen atom, a primary to tertiary amino group, a hydroxyl group, an ether group, a carbonyl group, or a thiocarbonyl group. Sometimes)
Z is a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a vinyl group, an aryl group, or a heteroaryl group (the alkoxy group, aryl group, and heteroaryl group are each independently at least a hydrogen atom) One may be substituted with a halogen atom, a primary to tertiary amino group, a hydroxyl group, an ether group, a carbonyl group, or a thiocarbonyl group),
R 11 and R 12 are each independently a hydrogen atom or a methyl group,
R 3 to R 9 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (in the alkyl group, at least one of main chain or side chain carbon atoms is an oxygen atom, a nitrogen atom, Or at least one hydrogen atom in the main chain or side chain may be substituted with a halogen atom, a primary to tertiary amino group, a hydroxyl group, an ether group, a carbonyl group, or a thiocarbonyl group. Or adjacent groups can form a ring,
n is an integer of 0 to 3]
A carbon dioxide adsorbent comprising a cyclic guanidine compound represented by the formula:
2−(1−ブチルアミノ)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール、
2−ベンジルアミノ−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール、
2−(1−ブチルアミノ)−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、
又はこれらの誘導体である、請求項1又は2に記載の二酸化炭素吸着剤。 The cyclic guanidine compound is
2- (1-butylamino) -4,5-dihydro-1H-imidazole,
2-benzylamino-4,5-dihydro-1H-imidazole,
2- (1-butylamino) -1,4,5,6-tetrahydropyrimidine,
Or the carbon dioxide adsorption agent of Claim 1 or 2 which is these derivatives.
nは、0〜3の整数であり、
R10は、水素原子、−Y−Z、−N(R11)(R12)であり、
Yは、単結合、二重結合、若しくは三重結合、又は炭素数1〜20のアルキル基であり(前記アルキル基は、主鎖又は側鎖の炭素原子の少なくとも1つが酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子で置換されていることがあり、また、主鎖又は側鎖の水素原子の少なくとも1つがハロゲン原子、1〜3級アミノ基、水酸基、エーテル基、カルボニル基、チオカルボニル基で置換されていることがある)、
Zは、水素原子、水酸基、炭素数1〜10のアルコキシ基、ビニル基、アリール基、ヘテロアリール基であり(前記アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基は、それぞれ独立して、水素原子の少なくとも1つがハロゲン原子、1〜3級アミノ基、水酸基、エーテル基、カルボニル基、チオカルボニル基で置換されていることがある)、
R11及びR12は、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基であり、
Xは、ハロゲン原子、HCO2、CH3CO2、CH2ClCO2、CF3CO2、ArCO2、CH3SO3、CF3SO3、ArSO3である]
で表される化合物であり、前記環状グアニジン化合物が、請求項1に記載の一般式(1)で表される化合物又はその誘導体である、請求項5又は6に記載の製造方法。 The alkylthio cyclic amidine salt has the general formula (2):
n is an integer of 0 to 3,
R 10 is a hydrogen atom, —Y—Z, —N (R 11 ) (R 12 ),
Y is a single bond, a double bond, or a triple bond, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (in the alkyl group, at least one of main chain or side chain carbon atoms is an oxygen atom, a nitrogen atom, or It may be substituted with a sulfur atom, and at least one of hydrogen atoms in the main chain or side chain is substituted with a halogen atom, a primary to tertiary amino group, a hydroxyl group, an ether group, a carbonyl group, or a thiocarbonyl group. Sometimes)
Z is a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a vinyl group, an aryl group, or a heteroaryl group (the alkoxy group, aryl group, and heteroaryl group are each independently at least a hydrogen atom) One may be substituted with a halogen atom, a primary to tertiary amino group, a hydroxyl group, an ether group, a carbonyl group, or a thiocarbonyl group),
R 11 and R 12 are each independently a hydrogen atom or a methyl group,
X is a halogen atom, HCO 2 , CH 3 CO 2 , CH 2 ClCO 2 , CF 3 CO 2 , ArCO 2 , CH 3 SO 3 , CF 3 SO 3 , ArSO 3 ]
The production method according to claim 5 or 6, wherein the cyclic guanidine compound is a compound represented by the general formula (1) according to claim 1 or a derivative thereof.
2−(1−メチルチオ)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−ヨウ化水素塩、又は
2−(1−メチルチオ)−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−ヨウ化水素塩
であり、
前記環状グアニジン化合物が、
2−(1−ブチルアミノ)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール、
2−ベンジルアミノ−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール、
2−(1−ブチルアミノ)−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、
又はこれらの誘導体である、請求項4〜8のいずれか一項に記載の製造方法。 The alkylthio cyclic amidine salt is
2- (1-methylthio) -4,5-dihydro-1H-imidazole-hydrogen iodide salt, or 2- (1-methylthio) -1,4,5,6-tetrahydropyrimidine-hydrogen iodide salt,
The cyclic guanidine compound is
2- (1-butylamino) -4,5-dihydro-1H-imidazole,
2-benzylamino-4,5-dihydro-1H-imidazole,
2- (1-butylamino) -1,4,5,6-tetrahydropyrimidine,
Or the manufacturing method as described in any one of Claims 4-8 which is these derivatives.
mは0〜3であり、
n=3−mである]
で表される化合物。 General formula (4):
m is 0-3,
n = 3-m]
A compound represented by
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---|---|---|---|---|
WO2016031474A1 (en) * | 2014-08-27 | 2016-03-03 | 大阪ガスケミカル株式会社 | Adsorbent |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4832113B1 (en) * | 1969-11-06 | 1973-10-04 | ||
JPH067634A (en) * | 1992-06-24 | 1994-01-18 | Nippondenso Co Ltd | Deodorant and its production |
JP2000198775A (en) * | 1999-01-07 | 2000-07-18 | Shiratori Seiyaku Kk | Cyclic guanidine and its production |
JP2001104778A (en) * | 1999-10-13 | 2001-04-17 | Tosoh Corp | Acidic gas adsorbent |
-
2010
- 2010-03-30 JP JP2010076703A patent/JP2011206671A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4832113B1 (en) * | 1969-11-06 | 1973-10-04 | ||
JPH067634A (en) * | 1992-06-24 | 1994-01-18 | Nippondenso Co Ltd | Deodorant and its production |
JP2000198775A (en) * | 1999-01-07 | 2000-07-18 | Shiratori Seiyaku Kk | Cyclic guanidine and its production |
JP2001104778A (en) * | 1999-10-13 | 2001-04-17 | Tosoh Corp | Acidic gas adsorbent |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016031474A1 (en) * | 2014-08-27 | 2016-03-03 | 大阪ガスケミカル株式会社 | Adsorbent |
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