JP2012046503A - アミノアルキルチオ硫酸化合物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】工業的規模での製造に好適なアミノアルキルチオ硫酸化合物の製造方法が望まれていた。
【解決手段】下記工程（Ａ）〜（Ｄ）を含む式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物の製造方法。（Ａ）：式（２）で示される塩酸塩とチオ硫酸のアルカリ金属塩とを、式（２）で示される塩酸塩１重量部に対して１以上２重量部未満の水の存在下、５０〜１００℃で反応させ、アルカリ金属塩化物を含有する固体と式（１）で示される化合物を含有する液体との混合物を得る工程、（Ｂ）：混合物から固体と液体とを分離する工程、（Ｃ）：液体の温度を−１５℃以上５０℃未満とし、式（１）で示される化合物を含有する固体と水を含有する液体との混合物を得る工程、（Ｄ）：混合物から固体と液体とを分離し、固体としてアミノアルキルチオ硫酸化合物を取得する工程
【選択図】なし
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【選択図】なし
Description
本発明は、アミノアルキルチオ硫酸化合物の製造方法に関する。
アミノアルキルチオ硫酸化合物の製造方法としては、例えば、６−ブロモヘキシルアミン臭化水素酸塩とチオ硫酸ナトリウムとを、６−ブロモヘキシルアミン臭化水素酸塩１重量部に対して２３．２重量部の水の存在下で反応させ、次いで、得られた溶液をその容量が半分になるまで濃縮し、生じた沈殿を濾集する方法が知られている。
工業的規模での製造に好適なアミノアルキルチオ硫酸化合物の製造方法が望まれていた。
本発明は下記〔１〕〜〔３〕に記載される製造方法を提供するものである。
〔１〕下記工程（Ａ）〜（Ｄ）を含むことを特徴とする式（１）
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表すか、Ｒ１とＲ２が一緒になって炭素数２〜９のポリメチレン基を表す。ｎは２〜９の整数を表す。）
で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物の製造方法。
（Ａ）：式（２）
（式中、Ｒ１、Ｒ２及びｎはそれぞれ上記と同じ意味を表す。）
で示されるクロロアルキルアミン化合物の塩酸塩とチオ硫酸のアルカリ金属塩とを、上記式（２）で示されるクロロアルキルアミン化合物の塩酸塩１重量部に対して１重量部以上２重量部未満の水の存在下、５０〜１００℃で反応させ、アルカリ金属塩化物を含有する固体と上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体との混合物を得る工程
（Ｂ）：工程（Ａ）で得られた混合物からアルカリ金属塩化物を含有する固体と上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体とを分離する工程
（Ｃ）：工程（Ｂ）で得られた上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体の温度を−１５℃以上５０℃未満に調整し、上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する固体と水を含有する液体との混合物を得る工程
（Ｄ）：工程（Ｃ）で得られた混合物から上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する固体と水を含有する液体とを分離し、固体としてアミノアルキルチオ硫酸化合物を取得する工程
〔２〕工程（Ａ）におけるチオ硫酸のアルカリ金属塩の使用量が、上記式（２）で示されるクロロアルキルアミン化合物の塩酸塩１．０モルに対して、０．９〜１．５モルである〔１〕記載の製造方法。
〔３〕工程（Ｃ）における、工程（Ｂ）で得られた上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体の温度が−１５℃以上３０℃以下である〔１〕又は〔２〕記載の製造方法。
〔１〕下記工程（Ａ）〜（Ｄ）を含むことを特徴とする式（１）
で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物の製造方法。
（Ａ）：式（２）
で示されるクロロアルキルアミン化合物の塩酸塩とチオ硫酸のアルカリ金属塩とを、上記式（２）で示されるクロロアルキルアミン化合物の塩酸塩１重量部に対して１重量部以上２重量部未満の水の存在下、５０〜１００℃で反応させ、アルカリ金属塩化物を含有する固体と上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体との混合物を得る工程
（Ｂ）：工程（Ａ）で得られた混合物からアルカリ金属塩化物を含有する固体と上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体とを分離する工程
（Ｃ）：工程（Ｂ）で得られた上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体の温度を−１５℃以上５０℃未満に調整し、上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する固体と水を含有する液体との混合物を得る工程
（Ｄ）：工程（Ｃ）で得られた混合物から上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する固体と水を含有する液体とを分離し、固体としてアミノアルキルチオ硫酸化合物を取得する工程
〔２〕工程（Ａ）におけるチオ硫酸のアルカリ金属塩の使用量が、上記式（２）で示されるクロロアルキルアミン化合物の塩酸塩１．０モルに対して、０．９〜１．５モルである〔１〕記載の製造方法。
〔３〕工程（Ｃ）における、工程（Ｂ）で得られた上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体の温度が−１５℃以上３０℃以下である〔１〕又は〔２〕記載の製造方法。
本発明のアミノアルキルチオ硫酸化合物の製造方法は、工業的規模での製造に好適である。
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、上記工程（Ａ）について説明する。工程（Ａ）は、上記式（２）で示されるクロロアルキルアミン化合物の塩酸塩（以下、化合物（２）と記すことがある）とチオ硫酸のアルカリ金属塩とを、化合物（２）１重量部に対して１重量部以上２重量部未満の水の存在下、５０〜１００℃で反応させ、アルカリ金属塩化物を含有する固体と上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体との混合物を得る工程である。
式（２）においてＲ１及びＲ２で示される炭素数１〜６のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基等の直鎖状又は分岐状のものが挙げられる。また、Ｒ１とＲ２が一緒になって表される炭素数２〜６のポリメチレン基としては、エチレン基（ジメチレン基）、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が挙げられる。
Ｒ１及びＲ２は、水素原子であることが好ましい。
Ｒ１及びＲ２は、水素原子であることが好ましい。
化合物（２）としては、例えば、２−クロロエチルアミン塩酸塩、３−クロロプロピルアミン塩酸塩、４−クロロブチルアミン塩酸塩、５−クロロペンチルアミン塩酸塩、６−クロロヘキシルアミン塩酸塩、１−クロロ−３−（メチルアミノ）プロパン塩酸塩、１−クロロ−３−（エチルアミノ）プロパン塩酸塩、１−クロロ−３−（ジメチルアミノ）プロパン塩酸塩、１−クロロ−３−ピペリジノプロパン塩酸塩等が挙げられる。
化合物（２）は、市販のものを用いることもできるし、例えば、式（３）
（式中、ｎは２〜９の整数を表す。）
で示されるアルコール化合物（以下、化合物（３）と記すことがある）と塩化チオニル（ＳＯＣｌ２）とを接触させる方法、ジクロロアルカンとフタルイミドカリウム塩とを反応させ、次いで得られた化合物をヒドラジンまたは１級アミンと接触させる方法等の方法により製造して用いることもできる。
で示されるアルコール化合物（以下、化合物（３）と記すことがある）と塩化チオニル（ＳＯＣｌ２）とを接触させる方法、ジクロロアルカンとフタルイミドカリウム塩とを反応させ、次いで得られた化合物をヒドラジンまたは１級アミンと接触させる方法等の方法により製造して用いることもできる。
チオ硫酸のアルカリ金属塩としては、チオ硫酸リチウム、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸ルビジウム、チオ硫酸セシウムが挙げられる。チオ硫酸ナトリウム又はチオ硫酸カリウムが好ましく、チオ硫酸ナトリウムがより好ましい。チオ硫酸のアルカリ金属塩は水和物であってもよい。
チオ硫酸のアルカリ金属塩の使用量は、化合物（２）１．０モルに対して、０．９モル以上であればよく、０．９〜１．５モルが好ましく、１．０〜１．１モルがより好ましい。
化合物（２）とチオ硫酸のアルカリ金属塩との反応は、化合物（２）１重量部に対して１重量部以上２重量部未満の水の存在下で行われる。チオ硫酸のアルカリ金属塩として水和物を用いる場合は、かかる水和物に含まれる水も、ここでいう水に含まれるものとする。水の使用量が化合物（２）１重量部に対して１重量部以上であれば、本工程において、上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物（以下、化合物（１）と記すことがある）の析出を抑制できる。また、水の使用量が化合物（２）１重量部に対して２重量部未満であれば、本工程において、アルカリ金属塩化物の析出を促進できる。
化合物（２）とチオ硫酸のアルカリ金属塩との反応温度は５０〜１００℃、好ましくは６０〜１００℃、より好ましくは７０〜１００℃である。反応時間は通常１０分〜２４時間の範囲である。反応の進行は、薄層クロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー、１Ｈ−ＮＭＲ等の通常用いられる分析により確認できる。
次に、上記工程（Ｂ）について説明する。工程（Ｂ）は、上記工程（Ａ）で得られた混合物からアルカリ金属塩化物を含有する固体と化合物（１）を含有する液体とを分離する工程である。
上記工程（Ａ）で得られた混合物は、部分濃縮したり水を加えたりした後に工程（Ｂ）に供することもできるが、上記工程（Ａ）で使用した水の使用量が上記の範囲であれば、通常、その必要はない。
アルカリ金属塩化物を含有する固体と化合物（１）を含有する液体との分離は、通常、上記工程（Ａ）と同じ温度範囲で行われる。かかる分離は、例えば濾過やデカンテーション等の通常の固液分離操作により実施される。
かかる分離操作により得られる固体には、通常、化合物（１）を含有する液体が付着しており、水を用いて固体を洗浄処理することにより、化合物（１）を含有する液体を回収することができる。
次に、上記工程（Ｃ）について説明する。工程（Ｃ）は、工程（Ｂ）で得られた化合物（１）を含有する液体の温度を−１５℃以上５０℃未満に調整し、化合物（１）を含有する固体と水を含有する液体との混合物を得る工程である。
上記工程（Ｂ）で得られた上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体は、部分濃縮したり水を加えたりした後に工程（Ｃ）に供することもできるが、通常、その必要はない。
上記工程（Ｂ）で得られた上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体の温度を−１５℃以上５０℃未満、好ましくは−１５℃以上３０℃以下に調整することにより、化合物（１）を析出させることができる。上記工程（Ｂ）で得られた上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体の温度が−１５℃以上であれば、液体にアルカリ金属塩化物が含まれる場合にその析出を抑制でき、操作性も良好である。また、５０℃未満であれば、化合物（１）の析出を促進できる。化合物（１）の析出が十分でないときは温度を下げ、アルカリ金属塩化物の析出が多いときは温度を上げることにより、両者の析出量のバランスを所望の範囲に調整することができる。
かかる温度操作により、化合物（１）を主に含有する固体と水を含有する液体との混合物を得ることができる。
なお、工程（Ａ）〜（Ｃ）において有機溶媒を用いてもよいが、化合物（１）の析出量が少なくなったり、アルカリ金属塩化物が析出したりすることがあるので、有機溶媒の使用量は少ない方が好ましく、有機溶媒は使用しない方がより好ましい。
最後に、上記工程（Ｄ）について説明する。工程（Ｄ）は、工程（Ｃ）で得られた混合物から化合物（１）を含有する固体と水を含有する液体とを分離し、固体として化合物（１）を取得する工程である。
上記工程（Ｃ）で得られた混合物は、部分濃縮したり水を加えたりした後に工程（Ｄ）に供することもできるが、通常、その必要はない。
化合物（１）を含有する固体とアルカリ金属塩化物を含有する液体との分離は、通常、上記工程（Ｃ）と同じ温度範囲で行われる。かかる分離は、例えば濾過やデカンテーション等の通常の固液分離操作により実施される。
かかる分離操作により得られる固体には、通常、液体が付着しており、固体を水又は水溶性有機溶媒（例えば、メタノールやエタノール等のアルコール溶媒）等を用いて洗浄処理することにより、液体を除去することができる。さらに、必要に応じて固体を乾燥処理することもできる。
かくして得られる固体に含有される化合物（１）としては、例えばＳ−（２−アミノエチル）チオ硫酸、Ｓ−（３−アミノプロピル）チオ硫酸、Ｓ−（４−アミノブチル）チオ硫酸、Ｓ−（５−アミノペンチル）チオ硫酸、Ｓ−（６−アミノヘキシル）チオ硫酸、Ｓ−（３−メチルアミノプロピル）チオ硫酸、Ｓ−（３−エチルアミノプロピル）チオ硫酸、Ｓ−（３−ジメチルアミノプロピル）チオ硫酸、Ｓ−（３−ピペリジノプロピル）チオ硫酸等が挙げられる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１
窒素置換された反応容器に３−クロロプロピルアミン塩酸塩９９．２６ｇ（０．７６ｍｏｌ）を仕込み、水１００ｍＬを加えて３−クロロプロピルアミン塩酸塩を溶解させた。
得られた水溶液を室温（約２０℃〜約２５℃）に保温し、そこにチオ硫酸ナトリウム五水和物１９９．０ｇ（０．８１ｍｏｌ）を加えた後、反応容器を浴温７０℃で加熱しながら、その中の溶液を攪拌した。浴温７０℃で６．５時間攪拌した（以上、工程（Ａ））。得られた混合物を同温度で濾過することにより、上記の結晶を取得した（以上、工程（Ｂ））。結晶の取得量は３５．８ｇであった。該結晶の１Ｈ−ＮＭＲを測定したところ、結晶中にＳ−（３−アミノプロピル）チオ硫酸が２．９ｇ含まれていることが分かった。
工程（Ｂ）にて得られた濾液を５℃まで冷却し、１．５時間攪拌したところ、Ｓ−（３−アミノプロピル）チオ硫酸を主に含有する結晶が析出した（以上、工程（Ｃ））。得られた混合物を濾過することにより、上記の結晶を取得し、冷水６０ｍＬ、メタノール４０ｍＬで順次洗浄した後、減圧下、５０℃で乾燥させた（以上、工程（Ｄ））。
結晶の取得量は１００．８ｇであった。得られた結晶中の塩化物イオン濃度をイオンクロマトグラフィーにより測定したところ、０．０３％（塩化ナトリウムとして０．０５重量％）であった。Ｓ−（３−アミノプロピル）チオ硫酸の取得率：７７．１％
ここでＳ−（３−アミノプロピル）チオ硫酸の取得率とは、結晶の取得量から塩化ナトリウムの含有量を除いたものをＳ−（３−アミノプロピル）チオ硫酸の取得量として求めたＳ−（３−アミノプロピル）チオ硫酸の収率をいう。
窒素置換された反応容器に３−クロロプロピルアミン塩酸塩９９．２６ｇ（０．７６ｍｏｌ）を仕込み、水１００ｍＬを加えて３−クロロプロピルアミン塩酸塩を溶解させた。
得られた水溶液を室温（約２０℃〜約２５℃）に保温し、そこにチオ硫酸ナトリウム五水和物１９９．０ｇ（０．８１ｍｏｌ）を加えた後、反応容器を浴温７０℃で加熱しながら、その中の溶液を攪拌した。浴温７０℃で６．５時間攪拌した（以上、工程（Ａ））。得られた混合物を同温度で濾過することにより、上記の結晶を取得した（以上、工程（Ｂ））。結晶の取得量は３５．８ｇであった。該結晶の１Ｈ−ＮＭＲを測定したところ、結晶中にＳ−（３−アミノプロピル）チオ硫酸が２．９ｇ含まれていることが分かった。
工程（Ｂ）にて得られた濾液を５℃まで冷却し、１．５時間攪拌したところ、Ｓ−（３−アミノプロピル）チオ硫酸を主に含有する結晶が析出した（以上、工程（Ｃ））。得られた混合物を濾過することにより、上記の結晶を取得し、冷水６０ｍＬ、メタノール４０ｍＬで順次洗浄した後、減圧下、５０℃で乾燥させた（以上、工程（Ｄ））。
結晶の取得量は１００．８ｇであった。得られた結晶中の塩化物イオン濃度をイオンクロマトグラフィーにより測定したところ、０．０３％（塩化ナトリウムとして０．０５重量％）であった。Ｓ−（３−アミノプロピル）チオ硫酸の取得率：７７．１％
ここでＳ−（３−アミノプロピル）チオ硫酸の取得率とは、結晶の取得量から塩化ナトリウムの含有量を除いたものをＳ−（３−アミノプロピル）チオ硫酸の取得量として求めたＳ−（３−アミノプロピル）チオ硫酸の収率をいう。
実施例２
実施例１において、工程（Ｃ）における冷却温度を−４℃とする以外は実施例１と同様にして結晶を取得した。
得られた結晶中の塩化物イオン濃度をイオンクロマトグラフィーにより測定したところ、０．０４％（塩化ナトリウムとして０．０７重量％）であった。Ｓ−（３−アミノプロピル）チオ硫酸の取得率：７９．６％
実施例１において、工程（Ｃ）における冷却温度を−４℃とする以外は実施例１と同様にして結晶を取得した。
得られた結晶中の塩化物イオン濃度をイオンクロマトグラフィーにより測定したところ、０．０４％（塩化ナトリウムとして０．０７重量％）であった。Ｓ−（３−アミノプロピル）チオ硫酸の取得率：７９．６％
本発明のアミノアルキルチオ硫酸化合物の製造方法は、工業的規模での製造に好適である。
Claims (3)
- 下記工程（Ａ）〜（Ｄ）を含むことを特徴とする式（１）
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表すか、Ｒ１とＲ２が一緒になって炭素数２〜９のポリメチレン基を表す。ｎは２〜９の整数を表す。）
で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物の製造方法。
（Ａ）：式（２）
（式中、Ｒ１、Ｒ２及びｎはそれぞれ上記と同じ意味を表す。）
で示されるクロロアルキルアミン化合物の塩酸塩とチオ硫酸のアルカリ金属塩とを、上記式（２）で示されるクロロアルキルアミン化合物の塩酸塩１重量部に対して１重量部以上２重量部未満の水の存在下、５０〜１００℃で反応させ、アルカリ金属塩化物を含有する固体と上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体との混合物を得る工程
（Ｂ）：工程（Ａ）で得られた混合物からアルカリ金属塩化物を含有する固体と上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体とを分離する工程
（Ｃ）：工程（Ｂ）で得られた上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体の温度を−１５℃以上５０℃未満に調整し、上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する固体と水を含有する液体との混合物を得る工程
（Ｄ）：工程（Ｃ）で得られた混合物から上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する固体と水を含有する液体とを分離し、固体としてアミノアルキルチオ硫酸化合物を取得する工程 - 工程（Ａ）におけるチオ硫酸のアルカリ金属塩の使用量が、上記式（２）で示されるクロロアルキルアミン化合物の塩酸塩１．０モルに対して、０．９〜１．５モルである請求項１記載の製造方法。
- 工程（Ｃ）における、工程（Ｂ）で得られた上記式（１）で示されるアミノアルキルチオ硫酸化合物を含有する液体の温度が−１５℃以上３０℃以下である請求項１又は２記載の製造方法。
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