JP2015147737A - PURIFICATION METHOD OF N-tert-BUTYLACRYLAMIDE - Google Patents

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青山 武嗣
Takeshi Aoyama
武嗣 青山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a purification method performed under specific conditions which, when purifying N-tert-butylacrylamide (TBAM) by a sublimation method, can provide TBAM of high purity with little impurity contained in TBAM after purification and little coloration.SOLUTION: The purification method of TBAM comprises: separating from a reaction mixture 2-acrylamido-2-propanesulfonic acid obtained by reacting acrylonitrile, sulfuric acid, and isobutylene; recovering byproduct TBAM contained in the reaction mixture after the separation as crude crystals; and thereafter subliming the crude crystals from a molten liquid of 135 to 160°C under 600 Torr or less, and cooling the sublimation gas in stages in the order of 130 to 150°C at the outlet of a melting tank, 80 to 100°C at an upper part of a sublimation and collection tower, and 40 to 60°C at a lower part of the sublimation and collection tower. A content of the impurity, 3,3'-iminopropionitrile, in TBAM is 1000 ppm or less.

Description

本発明は、下記式(1)で表すN−tert−ブチルアクリルアミド(以下、TBAMと略す)の精製方法に関し、詳しくは、TBAMの粗結晶を溶融して、昇華精製することを特徴とするTBAMの精製方法に関するものである。
また、褐色、淡黄色および/または青緑色の着色の少なく、かつ不純物の含有量少ない高純度のTBAMの製造方法に関する。
The present invention relates to a method for purifying N-tert-butylacrylamide (hereinafter abbreviated as TBAM) represented by the following formula (1), and more specifically, TBAM crude crystals are melted and purified by sublimation. It is related with the purification method.
The present invention also relates to a method for producing high-purity TBAM with little brown, pale yellow and / or blue-green coloration and low impurity content.

Figure 2015147737
Figure 2015147737

TBAMは、アクリルアミド、アクリル酸エステル、アクリル酸およびメタクリル酸等のモノマーと共重合させることで、化粧品原料、塗料・インク原料、接着剤原料、医薬品原料などの広い産業分野で使用されている。
しかしながら、特に、化粧品の用途では、原料成分に含まれる不純物による皮膚刺激や炎症が問題となる恐れがあり、また、着色が原因で製品の色相が変わってしまうと、商品価値を著しく落とすことになるため、着色のない原料が求められるようになってきた。
TBAM is used in a wide range of industrial fields such as cosmetic raw materials, paint / ink raw materials, adhesive raw materials, and pharmaceutical raw materials by copolymerizing with monomers such as acrylamide, acrylic ester, acrylic acid and methacrylic acid.
However, especially in cosmetic applications, skin irritation and irritation caused by impurities contained in the raw material components may be a problem, and if the hue of the product changes due to coloring, the product value may be significantly reduced. Therefore, a raw material without coloring has been demanded.

従来、TBAMの製造方法としては、アクリロニトリルとtert−ブチルアルコールとを硫酸等の強酸下で反応させる方法が一般的に採用されている。この方法においては、得られる反応液中に種々の不純物が含まれており、反応後の精製プロセスが要点になっている。しかしながら、沸点の関係から、TBAMを蒸留することは容易ではないため、その精製法としては晶析等の固体の精製に用いる方法が使用されている。
例えば、上記の反応により得られる反応液に水もしくは低級アルコールの水溶液を添加して、TBAMの結晶を析出するにあたり、pHを0.1〜3に調整した水もしくは水溶液を前記反応液に添加する方法(特許文献1)、あるいは、キレート剤であるアミノポリ燐酸またはアミノカルボン酸の存在下に、アルカリ水溶液で中和してTBAMを析出する方法(特許文献2)などが知られている。
Conventionally, as a method for producing TBAM, a method in which acrylonitrile and tert-butyl alcohol are reacted under a strong acid such as sulfuric acid is generally employed. In this method, various impurities are contained in the obtained reaction liquid, and the purification process after the reaction is the main point. However, since it is not easy to distill TBAM because of the boiling point, a method used for purification of solids such as crystallization is used as the purification method.
For example, in order to precipitate TBAM crystals by adding water or an aqueous solution of lower alcohol to the reaction solution obtained by the above reaction, water or an aqueous solution adjusted to pH 0.1 to 3 is added to the reaction solution. There are known a method (Patent Document 1) or a method of depositing TBAM by neutralization with an alkaline aqueous solution in the presence of aminopolyphosphoric acid or aminocarboxylic acid as a chelating agent (Patent Document 2).

一方、アクリロニトリル、硫酸およびイソブチレンの付加反応により、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸を製造する際に、TBAMが副生物として生成する。副生するTBAMは、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸に対しては不純物であるため、従来は産業廃棄物として処分していたが、TBAMを粗結晶として回収し、その粗結晶をアクリロニトリルなどの溶媒により、再結晶精製する方法(特許文献3)が提案されている。   On the other hand, when 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid is produced by addition reaction of acrylonitrile, sulfuric acid and isobutylene, TBAM is produced as a by-product. TBAM produced as a by-product is an impurity for 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and has been disposed of as industrial waste in the past. However, TBAM was recovered as crude crystals, and the crude crystals were recovered as acrylonitrile. A method of recrystallization purification using a solvent such as (Patent Document 3) has been proposed.

しかしながら、特許文献1および特許文献2に記載の方法は、TBAMを精製するのに大過剰のメタノール水が必要であり、使用されたメタノール水は、廃液として廃棄され、環境に対する負荷の増大を招き、経済的にも不利である。
また、特許文献3に記載の方法は、簡便な方法であり、着色していても良い用途、分野への適用は十分であるが、TBAM結晶が青緑に着色する課題が残っている。
このため、従来技術では、近年、高まった環境に対する負荷を低減すること、また、高純度や着色に対する要求を満たすには不十分である。
However, the methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2 require a large excess of methanol water to purify TBAM, and the used methanol water is discarded as a waste liquid, resulting in an increase in environmental burden. It is also disadvantageous economically.
In addition, the method described in Patent Document 3 is a simple method and may be applied to a use or field that may be colored, but there remains a problem that the TBAM crystal is colored blue-green.
For this reason, the prior art is insufficient to reduce the environmental load that has recently increased and to satisfy the demand for high purity and coloring.

さらに、再結晶法によらない画期的な精製方法として、発明者らは昇華法によるTBAMの精製方法を発明した(特許文献4)。
特許文献4に記載の方法は、再結晶溶媒等を必要とせずに、着色の少ないTBAMを得ることができ、優れた方法であるが、着色に関する効果については十分とはいえず、また、最近では、さらにTBAM中の不純物が少ないものが要求されるようになってきた。
Furthermore, the inventors have invented a method for purifying TBAM by a sublimation method as an epoch-making purification method not based on a recrystallization method (Patent Document 4).
The method described in Patent Document 4 is an excellent method because it can obtain TBAM with little coloring without requiring a recrystallization solvent or the like. However, the effect on coloring is not sufficient, and recently, Then, the thing with few impurities in TBAM has come to be requested | required.

特開平10−87587号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-87587 特開平9−124568号公報JP-A-9-124568 特開2005−29476号公報JP 2005-29476 A 特開2012−25672号公報JP 2012-25672 A

TBAMを昇華方法により精製するにあたり、精製後のTBAMに含まれる不純物が少なく、また、着色の少ない高純度のTBAMが得られる特定な条件での精製方法を提供することを課題とする。   In purifying TBAM by a sublimation method, it is an object of the present invention to provide a purification method under specific conditions in which high-purity TBAM with little impurities and less coloration is obtained in the purified TBAM.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、アクリロニトリル、硫酸およびイソブチレンを反応させて得られる反応液から分離したTBAMの粗結晶を、特定な条件で昇華することで、メタノール水を使用することなく、褐色、淡黄色および/または青緑色の着色が少なく、主な不純物である、下記式(2)で表される3,3’−イミノジプロピオニトリルの含有量が1000ppm以下である高純度のTBAMが得られることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention sublimed crude crystals of TBAM separated from a reaction solution obtained by reacting acrylonitrile, sulfuric acid and isobutylene under specific conditions to obtain methanol. Without using water, the content of 3,3′-iminodipropionitrile represented by the following formula (2), which is a main impurity and has little coloring of brown, light yellow and / or blue-green, is 1000 ppm. It was found that the following high purity TBAM was obtained.

Figure 2015147737
Figure 2015147737

すなわち、本発明の第一発明は、アクリロニトリル、硫酸およびイソブチレンを反応させて得られる2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸を反応液から分離し、その後の反応液中に含まれるN−tert−ブチルアクリルアミドを精製するに際し、N−tert−ブチルアクリルアミドを粗結晶として回収した後に、当該粗結晶を昇華させた昇華ガスを、溶融槽出口で130〜150℃、続いて昇華捕集塔上部で80℃〜100℃、さらに昇華捕集塔下部で40〜60℃の順に段階をおって冷却することを特徴とするN−tert−ブチルアクリルアミドの精製方法である。   That is, in the first invention of the present invention, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid obtained by reacting acrylonitrile, sulfuric acid and isobutylene is separated from the reaction solution, and N-tert- contained in the reaction solution thereafter. When purifying butylacrylamide, after collecting N-tert-butylacrylamide as crude crystals, sublimation gas obtained by sublimating the crude crystals is 130-150 ° C. at the outlet of the melting tank, followed by 80 at the top of the sublimation collection tower. It is a purification method of N-tert-butylacrylamide characterized by cooling in steps of 40 to 60 ° C. in the order of 100 ° C. to 100 ° C. and further at the lower part of the sublimation collection tower.

本発明の第二発明は、N−tert−ブチルアクリルアミドの粗結晶を昇華させる時の溶融液の温度が135℃〜160℃であることを特徴とする第一発明に記載のN−tert−ブチルアクリルアミドの精製方法である。   The second invention of the present invention is the N-tert-butyl according to the first invention, characterized in that the temperature of the melt when sublimating the crude crystals of N-tert-butylacrylamide is 135 ° C to 160 ° C. This is a method for purifying acrylamide.

本発明の第三発明は、N−tert−ブチルアクリルアミドの粗結晶を昇華させる時の真空度が600Torr以下であることを特徴とする第一発明または第二発明に記載のN−tert−ブチルアクリルアミドの精製方法である。   The third invention of the present invention is the N-tert-butylacrylamide according to the first or second invention, wherein the degree of vacuum when sublimating the crude crystals of N-tert-butylacrylamide is 600 Torr or less. This is a purification method.

本発明の第四発明は、昇華による精製後のN−tert−ブチルアクリルアミドの5質量%メチルアルコール溶液の着色がAPHA20以下、かつ、a*が0〜+0.20、かつ、b*が0〜+1.50であることを特徴とする第一発明〜第三発明のいずれかに記載のN−tert−ブチルアクリルアミドの精製方法である。   According to the fourth aspect of the present invention, the coloring of a 5% by mass methyl alcohol solution of N-tert-butylacrylamide after purification by sublimation is APHA 20 or less, a * is 0 to +0.20, and b * is 0 to 0. It is +1.50, It is a purification method of N-tert- butyl acrylamide in any one of 1st invention-3rd invention characterized by the above-mentioned.

本発明の第五発明は、第一発明〜第四発明のいずれかの精製方法により得られたN−tert−ブチルアクリルアミドに含まれる、3,3’−イミノジプロピオニトリルの含有量が1000ppm以下である高純度N−tert−ブチルアクリルアミドの製造方法である。   In the fifth invention of the present invention, the content of 3,3′-iminodipropionitrile contained in N-tert-butylacrylamide obtained by the purification method of any of the first to fourth inventions is 1000 ppm or less. This is a method for producing high purity N-tert-butylacrylamide.

本発明の精製方法によれば、得られるTBAMの結晶が褐色、淡黄色および/または青緑色に着色しないため、使用分野が制限されることがない。また、有機溶媒等の再結晶溶媒を必要としないため、従来技術の再結晶による精製方法では発生する有機溶媒等の廃液を低減でき、環境負荷の削減および経済的にも有利な方法である。   According to the purification method of the present invention, since the TBAM crystals obtained are not colored brown, light yellow and / or blue-green, the field of use is not limited. Further, since a recrystallization solvent such as an organic solvent is not required, waste liquid such as an organic solvent generated can be reduced by the conventional purification method by recrystallization, which is a method that is environmentally advantageous and economical.

N−tert−ブチルアクリルアミドの粗結晶の昇華精製装置の概略図を示す。The schematic of the sublimation purification apparatus of the crude crystal | crystallization of N-tert- butyl acrylamide is shown.

以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明におけるTBAMの粗結晶は、アクリロニトリル、硫酸およびイソブチレンを付加反応させて得られる2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の製造時に副生成物として得られる化合物である。
2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の製造は公知の方法で行なうことができ、製造例は以下のとおりである。
硫酸およびイソブチレンに対するアクリロニトリルの使用量としては、それらの10〜20倍モルが好ましい。3成分の反応に際しては、−20℃〜−10℃に冷却したアクリロニトリル中に硫酸を混合した後、得られる混合液の撹拌下に、イソブチレンガスを吹き込む。イソブチレンガスの吹き込みにより反応が開始する。反応は、常圧下で30〜70℃の温度において30分以上おこなうことが好ましい。
反応により生成する2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸は、溶媒であるアクリロニトリルに不溶であるため、反応液はアクリロニトリル中に2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の結晶が析出したスラリーとして得られる。該スラリーにおける固形分濃度は、通常10〜25質量%である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The crude crystal of TBAM in the present invention is a compound obtained as a by-product during the production of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid obtained by addition reaction of acrylonitrile, sulfuric acid and isobutylene.
Production of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid can be carried out by a known method, and production examples are as follows.
The amount of acrylonitrile used relative to sulfuric acid and isobutylene is preferably 10 to 20 moles. In the reaction of the three components, sulfuric acid is mixed in acrylonitrile cooled to −20 ° C. to −10 ° C., and then isobutylene gas is blown into the resultant mixed liquid with stirring. The reaction is started by blowing isobutylene gas. The reaction is preferably performed at a temperature of 30 to 70 ° C. for 30 minutes or more under normal pressure.
Since 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid produced by the reaction is insoluble in acrylonitrile as a solvent, the reaction solution is obtained as a slurry in which crystals of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid are precipitated in acrylonitrile. It is done. The solid content concentration in the slurry is usually 10 to 25% by mass.

上記スラリーを濾過または遠心分離などの操作で、固液分離することにより、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の結晶を得る。
一方、上記固液分離によって得られる濾液、すなわちアクリロニトリル溶液には、通常、TBAMが1質量%以上の濃度で含まれているので、濾液からTBAMを分離する目的で、アクリロニトリルを蒸発させて濃縮するが、濾液中には前記の反応で用いた硫酸が一部未反応で残っているため、濾液の濃縮前にアルカリ洗浄によりかかる硫酸の除去を行なうことが好ましい。
Crystals of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid are obtained by solid-liquid separation of the slurry by an operation such as filtration or centrifugation.
On the other hand, the filtrate obtained by the above solid-liquid separation, that is, the acrylonitrile solution usually contains TBAM at a concentration of 1% by mass or more. Therefore, acrylonitrile is evaporated and concentrated for the purpose of separating TBAM from the filtrate. However, since some of the sulfuric acid used in the above reaction remains unreacted in the filtrate, it is preferable to remove the sulfuric acid by alkali washing before concentration of the filtrate.

ここで、濾液の濃縮前の硫酸除去を目的とするアルカリ洗浄においてアンモニアを使用した場合、当該濾液中に残存するアクリロニトリルとアンモニアが反応し、本発明の精製TBAMにおける不純物である3,3’−イミノジプロピオニトリルが生成する。3,3’−イミノジプロピオニトリルは、前記式(2)で表され、融点が−6℃、沸点が205℃/25mmHgの化合物である。   Here, when ammonia is used in the alkaline washing for the purpose of removing sulfuric acid before concentration of the filtrate, acrylonitrile remaining in the filtrate reacts with ammonia, and 3,3′− which is an impurity in the purified TBAM of the present invention. Iminodipropionitrile is formed. 3,3'-iminodipropionitrile is a compound represented by the above formula (2) and having a melting point of -6 ° C and a boiling point of 205 ° C / 25 mmHg.

さらに、酸性物質が除去された濾液を加熱し、アクリロニトリルを蒸発させ、固形分濃度50〜70質量%のアクリロニトリル溶液を得る。この操作は通常の単蒸留等により行われ、これによって留出するアクリロニトリルは必要によりさらに精製された後、再び、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸製造用の原料として使用され、本発明の目的物であるTBAMは、蒸留後の缶液(一般には釜残と称される)中に濃縮する。
蒸留に際しては、ラジカル重合性を有するアクリロニトリルおよびTBAM等の重合を防止するために、酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスを蒸留缶液中に吹き込んだり、また、コンデンサー塔頂よりハイドロキノンモノメチルエーテル(以下、MQという)等の重合禁止剤を噴霧したりすることが好ましい。
Furthermore, the filtrate from which the acidic substance has been removed is heated to evaporate acrylonitrile to obtain an acrylonitrile solution having a solid content of 50 to 70% by mass. This operation is performed by ordinary simple distillation or the like, and acrylonitrile distilled thereby is further purified as necessary, and then used again as a raw material for producing 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid. The target product, TBAM, is concentrated in the can after distillation (generally referred to as the kettle residue).
During distillation, in order to prevent polymerization of acrylonitrile and TBAM having radical polymerizability, a mixed gas of oxygen gas and inert gas is blown into the distillation can, or hydroquinone monomethyl ether ( Hereinafter, it is preferable to spray a polymerization inhibitor such as MQ).

上記濃縮液からTBAMの粗結晶を得る方法とし、特に限定されるものではないが、次の二つの方法がある。ひとつは上記濃縮液から析出させた粗結晶を使用すること、もうひとつは水などのようにTBAMの溶解性が低い大量の溶媒に注ぐことで、TBAMの結晶を析出させ、ろ過により、粗結晶を得る。   A method for obtaining TBAM crude crystals from the concentrated liquid is not particularly limited, and there are the following two methods. One is to use the crude crystals precipitated from the concentrated solution, and the other is to pour TBAM crystals into a large amount of solvent such as water, which has low solubility of TBAM. Get.

本発明は、上記の操作により得られたTBAMの粗結晶を溶融させ、昇華方法により精製を行なうことである。昇華方法は、バッチ式および連続式のどちららでも良いが、TBAMの粗結晶を溶解して昇華ガスを発生させる溶融槽と、発生した昇華ガスを冷却し、TBAMの結晶を捕集するための昇華捕集塔が設置された装置で行なう必要がある。代表的な装置の例を図1に示すが、これに限定されるものではない。   The present invention is to melt a crude crystal of TBAM obtained by the above operation and purify it by a sublimation method. The sublimation method may be either a batch type or a continuous type. For melting a TBAM crude crystal and generating a sublimation gas, a sublimation gas is cooled, and the generated sublimation gas is cooled to collect the TBAM crystal. It is necessary to carry out with an apparatus in which a sublimation collection tower is installed. Although the example of a typical apparatus is shown in FIG. 1, it is not limited to this.

本発明の精製方法について、図1に沿って説明する。
1)溶融槽
溶融槽は、加熱装置が付いた箱型、球形、円筒形の容器が例示され、加熱効率の点から、円筒形が好ましい。加熱には、マントルヒーターやバンドヒーターなど電熱により溶融槽を直接温める方法があるが、水、スチーム、オイル等の熱媒体を使用してジャケットや温浴で加熱する方法が好ましい。
溶融槽へのTBAMの粗結晶の供給は、固体物、溶融物、スラリーのいずれの形態でも良く、溶融槽では、TBAMの昇華ガスの発生を促進するために、攪拌機で攪拌することが望ましい。
さらに、TBAMの昇華ガスの発生効率を高めるために、TBAMの溶融液の表面積を大きくする装置が望ましい。具体的には、ロータリーエバポレーター、関西化学機械製造製ウォールウエッター、神鋼環境ソリューション製ワイプレンに代表される薄膜蒸発器等が挙げられる。
溶融槽の材質は、ステンレス、チタン等の金属、ほう珪酸ガラス等の耐熱ガラス、グラスライニング等が挙げられる。
溶融槽内へは、TBAM昇華ガスの爆発防止、酸化防止の目的で、窒素、アルゴン等の不活性ガスを流すことが望ましい。
The purification method of the present invention will be described with reference to FIG.
1) Melting tank The melting tank is exemplified by a box-shaped, spherical, or cylindrical container with a heating device, and a cylindrical shape is preferable from the viewpoint of heating efficiency. For heating, there is a method of directly warming the melting tank by electric heating such as a mantle heater or a band heater, but a method of heating with a jacket or a warm bath using a heat medium such as water, steam or oil is preferred.
The supply of the crude crystals of TBAM to the melting tank may be in the form of a solid, a melt, or a slurry. In the melting tank, it is desirable to stir with a stirrer in order to promote the generation of TBAM sublimation gas.
Furthermore, in order to increase the generation efficiency of TBAM sublimation gas, an apparatus that increases the surface area of the TBAM melt is desirable. Specific examples include a rotary evaporator, a wall wetter manufactured by Kansai Chemical Machinery Co., Ltd., and a thin film evaporator represented by a wiper manufactured by Shinko Environmental Solution Co., Ltd.
Examples of the material of the melting tank include metals such as stainless steel and titanium, heat resistant glass such as borosilicate glass, and glass lining.
An inert gas such as nitrogen or argon is preferably flowed into the melting tank for the purpose of preventing the explosion of TBAM sublimation gas and preventing oxidation.

使用するTBAMの粗結晶の含水率に特に限定はないが、TBAMの昇華ガスの発生量を増加させる目的で、TBAMの溶融液中から水蒸気を発生させ、昇華ガスを水蒸気に同伴させることが好ましい。そのため、TBAMの粗結晶の含水率として、10〜50質量%が好ましく、20〜40質量%がより好ましい。
また、含水率10%未満まで乾燥させたTBAMの粗結晶を使用することもでき、また、溶融槽に水を滴下することもできる。
Although there is no particular limitation on the water content of the crude TBAM crystal used, it is preferable to generate steam from the TBAM melt and entrain the sublimation gas in the steam for the purpose of increasing the amount of TBAM sublimation gas generated. . Therefore, the water content of the crude TBAM crystal is preferably 10 to 50% by mass, and more preferably 20 to 40% by mass.
Moreover, the coarse crystal | crystallization of TBAM dried to moisture content less than 10% can also be used, and water can also be dripped at a melting tank.

溶融槽でのTBAMの粗結晶溶融液の内部温度は135℃〜160℃であることが好ましく、135℃〜155℃がさらに好ましい。
溶融槽の内部温度が135℃未満では、高純度のTBAMが得られない。TBAMの融点は128℃〜130℃であるが、粗TBAMの状態では135℃未満では、完全溶融しない。そのため、溶融槽内で一部が固体のまま残留する。溶融槽で固体の粗TBAMが存在すると、昇華ガスの気流に粗TBAMの粉体が同伴し、製品槽に流入するため高純度のTBAMが得られない。
一方、溶融槽でのTBAMの粗原料の内部温度が160℃を超えると、TBAMが分解による恐れがあり、TBAMの収率が低下する。
The internal temperature of the TBAM crude crystal melt in the melting tank is preferably 135 ° C to 160 ° C, and more preferably 135 ° C to 155 ° C.
If the internal temperature of the melting tank is less than 135 ° C., high-purity TBAM cannot be obtained. The melting point of TBAM is 128 ° C. to 130 ° C., but in the state of crude TBAM, it does not melt completely at less than 135 ° C. Therefore, a part remains in the melting tank as a solid. When solid crude TBAM is present in the melting tank, the powder of crude TBAM is entrained in the gas flow of the sublimation gas and flows into the product tank, so that high-purity TBAM cannot be obtained.
On the other hand, when the internal temperature of the raw material of TBAM in the melting tank exceeds 160 ° C., TBAM may be decomposed, and the yield of TBAM is lowered.

2)溶融槽と昇華捕集塔の接続配管
溶融槽と昇華捕集塔を接続する配管中でのTBAM結晶の生成を防止するため、溶融槽と昇華捕集塔を接続する配管を140℃以上に保温することが望ましい。保温方法は、断熱材による方法、ジャケットによる方法、防爆型ヒーター等が挙げられる。
2) Connection pipe between melting tank and sublimation collection tower In order to prevent the formation of TBAM crystals in the pipe connecting the melting tank and sublimation collection tower, the pipe connecting the melting tank and sublimation collection tower should be 140 ° C or higher. It is desirable to keep warm. Examples of the heat retaining method include a method using a heat insulating material, a method using a jacket, and an explosion-proof heater.

3)昇華捕集塔
昇華捕集塔は、円筒状のものが好ましい。設置方向は水平、垂直のいずれでも良く、傾斜させても良い。昇華生成したTBAMを製品槽に落下させやすくするため、垂直方向が望ましい。
昇華捕集塔および配管の材質は、ステンレス、チタン等の金属、ほう珪酸ガラス等の耐熱ガラス等が挙げられる。
昇華捕集塔内の圧力は限定されるものではなく、大気圧、減圧、加圧のいずれでも良く、昇華速度を大きくするためには、減圧であることが好ましく、真空度が600Torr以下であることが好ましい。
3) Sublimation collection tower The sublimation collection tower is preferably cylindrical. The installation direction may be horizontal or vertical, and may be inclined. In order to make it easy to drop the sublimated TBAM into the product tank, the vertical direction is desirable.
Examples of the material of the sublimation collection tower and the pipe include metals such as stainless steel and titanium, and heat-resistant glass such as borosilicate glass.
The pressure in the sublimation collection tower is not limited, and any of atmospheric pressure, reduced pressure, and increased pressure may be used. In order to increase the sublimation rate, reduced pressure is preferable, and the degree of vacuum is 600 Torr or less. It is preferable.

昇華捕集塔では、高純度のTBAM結晶を生成させるため、昇華ガスをゆっくり段階をおって冷却することが好ましい。昇華ガスをゆっくり冷却するとは、溶融槽の内部温度を135℃〜160℃で加温し、発生した昇華ガスは、溶融槽出口で130〜150℃、配管の外部を130〜150℃で加温した配管を経由し、昇華ガスを昇華捕集塔上部で80℃〜100℃、さらに昇華捕集塔下部で40℃〜60℃の順に段階をおって冷却することであり、製品槽に高純度のTBAM結晶が捕集される。
一方、130℃〜150℃の昇華ガスを、いきなり40℃以下に冷却した場合は、高純度のTBAM結晶が得られない。溶融槽において、TBAMの昇華ガスと同時に発生している不純物である3,3’−イミノジプロピオニトリルの蒸気が、TBAMの昇華ガスが急冷され結晶化すると同時に取り込まれるため、高純度のTBAMが得られないと推定している。
In the sublimation collection tower, in order to produce high purity TBAM crystals, it is preferable to cool the sublimation gas through a slow stage. To cool the sublimation gas slowly, the internal temperature of the melting tank is heated at 135 to 160 ° C., and the generated sublimation gas is heated at 130 to 150 ° C. at the outlet of the melting tank and the outside of the pipe at 130 to 150 ° C. The sublimation gas is cooled in steps of 80 ° C. to 100 ° C. at the upper part of the sublimation collection tower and further from 40 ° C. to 60 ° C. at the lower part of the sublimation collection tower. Of TBAM crystals are collected.
On the other hand, when a sublimation gas at 130 ° C. to 150 ° C. is suddenly cooled to 40 ° C. or less, a high-purity TBAM crystal cannot be obtained. In the melting tank, the vapor of 3,3′-iminodipropionitrile, which is an impurity generated simultaneously with the sublimation gas of TBAM, is taken in at the same time as the sublimation gas of TBAM is quenched and crystallized, so that high purity TBAM is produced. It is estimated that it cannot be obtained.

昇華捕集塔内には、TBAMの昇華ガスの流通を確保するため、綿菓子状に発生したTBAM結晶を機械的に掻き落とす攪拌機を設置することもできる。昇華捕集塔内に窒素ガスのパルスを発生させること、機械的衝撃や超音波によりTBAM結晶を製品槽へ落下させることも可能である。   In the sublimation collection tower, a stirrer that mechanically scrapes TBAM crystals generated in a cotton candy shape can be installed in order to ensure the circulation of the sublimation gas of TBAM. It is also possible to generate a pulse of nitrogen gas in the sublimation collection tower and drop the TBAM crystal into the product tank by mechanical impact or ultrasonic waves.

昇華捕集塔の替わりに伝導伝熱型溝型攪拌冷却機を利用してTBAM結晶を得ることもできる。伝導伝熱型溝型攪拌冷却機としては、例えば、奈良機械製作所製ブーノクーラーが挙げられる。
なお、TBAMの粗結晶には、TBAMの重合防止のために、MQ等の重合禁止剤を添加することができる。
Instead of the sublimation collection tower, a TBAM crystal can be obtained by using a conductive heat transfer type grooved stirring and cooling machine. Examples of the conductive heat transfer type grooved agitator cooler include a Bono cooler manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.
In addition, a polymerization inhibitor such as MQ can be added to the coarse crystal of TBAM in order to prevent the polymerization of TBAM.

4)製品槽
製品槽のTBAM結晶の回収方法としては、ロータリーバルブ、モーノポンプによる輸送、空気、窒素による輸送等が適用でき、開放式、密閉式のどちらでも良い。
4) Product tank As a method for recovering the TBAM crystal in the product tank, a rotary valve, transportation by a mono pump, transportation by air, nitrogen, etc. can be applied, and either an open type or a sealed type may be used.

昇華により得られた結晶は、そのままでも良いが、更に含水率を低減したい場合は乾燥することで、様々な産業用の用途に供することができるTBAMが得られる。乾燥方法としては、静置棚段乾燥器、回転乾燥機、パドルドライヤー等の攪拌式乾燥機、ろ過乾燥機、振動乾燥機、流動乾燥機等が適用できる。乾燥雰囲気は限定するものではないが、TBAMが有機物であることから熱による変質を低減すべく低温で乾燥するため、減圧乾燥が好ましい   Crystals obtained by sublimation may be used as they are, but when further reducing the water content, drying allows to obtain TBAM that can be used for various industrial purposes. As a drying method, a stationary shelf dryer, a rotary dryer, a paddle dryer or other agitation dryer, a filtration dryer, a vibration dryer, a fluid dryer, or the like can be applied. Although the drying atmosphere is not limited, since TBAM is an organic substance, it is dried at a low temperature to reduce alteration due to heat.

本発明の精製方法で得られたTBAMを25℃で1週間保存した後に、5質量%メチルアルコール溶液における色相が、a*が0〜+0.20、b*が0〜+1.50であり、かつ、APHAが20以下であることが好ましい。
a*及びb*は、クロマネティックス指数であり、CIELAB色度図から求められる値である。a*は、+が大きいと赤方向に、−が大きいと緑方向に着色する。b*は、+が大きいと黄方向に、−が大きいと青方向に変化する。
目視による官能評価で青味または緑味がなく、黄色味も感じないレベルは、a*が−0.20〜+0.40、b*が0〜+3.00の範囲に相当する。
After TBAM obtained by the purification method of the present invention is stored at 25 ° C. for 1 week, the hue in a 5% by mass methyl alcohol solution is a * of 0 to +0.20, b * of 0 to +1.50, And it is preferable that APHA is 20 or less.
a * and b * are chromatic index, which is a value obtained from the CIELAB chromaticity diagram. a * is colored in the red direction when + is large, and in the green direction when-is large. b * changes in the yellow direction when + is large, and in the blue direction when-is large.
The level at which the sensory evaluation by visual inspection has no blueness or greenness and no yellowness corresponds to a range where a * is −0.20 to +0.40 and b * is 0 to +3.00.

APHAは、ハーゼンナンバーとも呼ばれ、黄色から褐色まで段階を付けた比色管(ハーゼン標準液)と測定物を比較することにより、着色度合を測定する。値が大きくなるほど、黄色から薄褐色、さらには濃褐色になる。
目視の官能評価でほとんど白色〜無色であるAPHAが20以下であることが好ましく、より好ましくは5以下である。
APHA, also called Hazen number, measures the degree of coloring by comparing a colorimetric tube (Hazen standard solution) graded from yellow to brown with a measured object. The higher the value, the more yellow, light brown, and dark brown.
APHA which is almost white to colorless in visual sensory evaluation is preferably 20 or less, more preferably 5 or less.

以下、実施例および比較例により、本発明を具体的に説明する。粗TBAMを得る方法を参考例1〜参考例3に示すが、特に限定するものではなく、特開2012−25672号公報等に記載の公知の方法が利用できる。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. Although the method of obtaining crude TBAM is shown in Reference Examples 1 to 3, it is not particularly limited, and a known method described in JP 2012-25672 A can be used.

(参考例1)2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の製造例
混合撹拌装置を備えた2基の反応器を連結し、次に示す反応条件下で、第1段目の反応器にアクリロニトリルおよび発煙硫酸を導入して、アクリロニトリルと硫酸の混合工程を行い、第1段目の反応器の混合物を第2段目の反応器に導き、第2段目の反応器にはイソブチレンガスを導入し、反応を連続して行った。原料仕込み比は、発煙硫酸1モルに対し、アクリロニトリルを11モル、イソブチレンを0.9モルの割合で供給した。なお、発煙硫酸の濃度(硫酸中の三酸化イオウの濃度)は9%である。また、第1段目の反応器は−5〜−15℃に維持し、反応液の滞留時間を10分とし、第2段目の反応器は40〜60℃に維持し、反応液の滞留時間を40分とした。
第2段目の反応器から流出した2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の分散液をグラスフィルターで濾過し、結晶ケークと濾液に分離した。グラスフィルター上のケークをその2質量倍のアクリロニトリルを流下させることにより洗浄し、洗浄濾液を分離した。洗浄後のケークを乾燥することにより、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸が得られた。
Reference Example 1 Production Example of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid Two reactors equipped with a mixed stirring apparatus were connected, and acrylonitrile was connected to the first-stage reactor under the reaction conditions shown below. And introducing fuming sulfuric acid, mixing step of acrylonitrile and sulfuric acid, leading the mixture of the first stage reactor to the second stage reactor, and introducing isobutylene gas into the second stage reactor The reaction was carried out continuously. The raw material charge ratio was 11 mol of acrylonitrile and 0.9 mol of isobutylene with respect to 1 mol of fuming sulfuric acid. The concentration of fuming sulfuric acid (concentration of sulfur trioxide in sulfuric acid) is 9%. The first stage reactor is maintained at -5 to -15 ° C, the residence time of the reaction solution is 10 minutes, the second stage reactor is maintained at 40 to 60 ° C, and the reaction solution is retained. The time was 40 minutes.
The dispersion of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid that flowed out from the second-stage reactor was filtered through a glass filter, and separated into a crystal cake and a filtrate. The cake on the glass filter was washed by flowing down 2 times its mass of acrylonitrile, and the washing filtrate was separated. 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid was obtained by drying the cake after washing.

(参考例2)無水粗TBAMの製造例
参考例1で得られた濾液と洗浄濾液を合わせたアクリロニトリル溶液110kgを25%の水酸化アンモニウム水溶液で中和処理した後、水層を分離除去してTBAMを約4質量%含有するアクリロニトリル溶液115kgを取得した。この溶液にハイドロキノンモノメチルエーテルを加え、500ppmに濃度調整し、5%酸素を含有する窒素ガスを溶液に吹き込みながら減圧濃縮し、TBAMを約60質量%含有する溶液7.6kgを得た。この蒸留において約100kgのアクリロニトリルを分離した。得られた濃縮液を冷却して固体化し、無水粗TBAM7.6kgを得た。
(Reference Example 2) Production Example of Anhydrous Crude TBAM After neutralizing 110 kg of the acrylonitrile solution, which is a combination of the filtrate obtained in Reference Example 1 and the washing filtrate, with a 25% aqueous ammonium hydroxide solution, the aqueous layer was separated and removed. 115 kg of an acrylonitrile solution containing about 4% by mass of TBAM was obtained. Hydroquinone monomethyl ether was added to this solution, the concentration was adjusted to 500 ppm, and the solution was concentrated under reduced pressure while blowing nitrogen gas containing 5% oxygen into the solution to obtain 7.6 kg of a solution containing about 60% by mass of TBAM. About 100 kg of acrylonitrile was separated in this distillation. The obtained concentrated liquid was cooled and solidified to obtain 7.6 kg of anhydrous crude TBAM.

(参考例3)含水粗TBAMの製造
参考例2で得られた濃縮液7.6kgを純水にゆっくり注ぎ込み、粗TBAMのスラリーを得た。当該スラリーをろ過器にて固液分離し、含水粗TBAM5.5kgを得た。
(Reference Example 3) Production of hydrous crude TBAM The concentrated liquid 7.6 kg obtained in Reference Example 2 was slowly poured into pure water to obtain a crude TBAM slurry. The slurry was subjected to solid-liquid separation with a filter to obtain 5.5 kg of hydrous crude TBAM.

参考例2および参考例3で得られた無水粗TBAMおよび含水粗TBAMをガスクロマトグラフィーで分析したところ、以下の組成であった。また、5質量%メチルアルコール溶液として、色差計:日本電色工業株式会社製OME2000にて色相を測定した。
なお、乾燥残分は乾燥機内で110℃の温度で30分間乾燥させて測定した。
無水粗TBAM
TBAM 86.6%
3,3’−イミノジプロピオニトリル 3.2%
アクリルアミド 1.0%
APHA 178 a +0.25 b +14.4
乾燥残分 99.9%
含水粗TBAM
TBAM 81.0%
3,3’−イミノジプロピオニトリル 9116ppm
アクリルアミド 1678ppm
APHA 63 a +0.23 b +5.65
乾燥残分 83.0%
The anhydrous crude TBAM and hydrous crude TBAM obtained in Reference Example 2 and Reference Example 3 were analyzed by gas chromatography, and the following composition was obtained. Further, as a 5% by mass methyl alcohol solution, the hue was measured with a color difference meter: OME2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.
The dry residue was measured by drying in a dryer at a temperature of 110 ° C. for 30 minutes.
Anhydrous crude TBAM
TBAM 86.6%
3,3′-iminodipropionitrile 3.2%
Acrylamide 1.0%
APHA 178 a +0.25 b +14.4
Dry residue 99.9%
Hydrous TBAM
TBAM 81.0%
3,3'-iminodipropionitrile 9116ppm
Acrylamide 1678ppm
APHA 63 a +0.23 b +5.65
Dry residue 83.0%

ガスクロマトグラフィーの測定条件は、以下のとおりである。
なお、実施例において昇華精製したTBAMの組成分析も同一の条件で測定した。3,3’−イミノジプロピオニトリルの検出限界は300ppmである。
島津製作所(株)製 ガスクロマトグラフィーGC−1700
検出器 FID
カラム J&B製 DB−1 ID0.32mm×30m 膜厚0.5μm
検出器制御ガス 空気/水素/ヘリウム
分析法 内部標準法
注入量 1.0μL
The measurement conditions for gas chromatography are as follows.
In addition, the composition analysis of the sublimated TBAM in the examples was also measured under the same conditions. The detection limit of 3,3′-iminodipropionitrile is 300 ppm.
Gas chromatography GC-1700 manufactured by Shimadzu Corporation
Detector FID
Column J & B DB-1 ID 0.32mm x 30m, film thickness 0.5μm
Detector control gas Air / hydrogen / helium Analysis method Internal standard method Injection volume 1.0μL

昇華により得られた昇華物は、以下の式で収率を求めた。
収率(%)= 昇華物の質量÷(粗TBAMの質量×粗TBAMの乾燥残分(%)/100)
The yield of the sublimate obtained by sublimation was determined by the following formula.
Yield (%) = mass of sublimate / (mass of crude TBAM × dry residue of crude TBAM (%) / 100)

実施例1 無水粗TBAM使用 80℃加温あり、200Torr
図1に示す昇華装置を用いて実験を行った。300mLガラス製フラスコ(溶融槽)をオイルバス中に設置した。参考例2で得られた無水粗TBAM80.0gを当該溶融槽に投入した。氷水に浸漬したガラス製コールドトラップ経由で真空ポンプに接続した。オイル温度を140〜148℃にて加温した。溶融槽のTBAM溶融液の温度が140〜145℃になるようにオイルバス温度を調整した。溶融槽と昇華捕集塔を接続するガラス製配管の外側にはリボンヒーターを巻きつけ140℃で加温した。高さ300mmの昇華捕集塔の上部半分の150mmの部分にリボンヒーターを巻きつけ80℃で加温した。昇華捕集塔の下部半分はリボンヒーターを巻かずに、室温で昇華ガスを冷却した。製品槽は加温も冷却もせず室温で保持した。溶融槽の出口ガス温度は140℃を維持した。
溶融槽の内部温度が140℃に達し、無水粗TBAMが完全に溶融していることを確認してから、溶融槽の真空度を200Torrに保持した。溶融槽に窒素を2.0L/分で流しながら、120分間連続的に継続した。
開始から120分間で得られた昇華結晶物TBAMは47.9gであり、収率は59.5%であった。得られた昇華精製物TBAMは白色であり、釜残は26.0gであった。
なお、得られた精製結晶物TBAMは、前述したGC条件で分析した結果、3,3’−イミノジプロピオニトリルの含有量は検出限界以下であった。
5質量%メチルアルコール溶液に溶解して、色差計:日本電色工業株式会社製OME2000にて色相を測定したところ、a*は+0.05、b*は+0.37であり、APHAを測定したところ4であった。結果は表1および表3に示した。
Example 1 Anhydrous crude TBAM used Heating at 80 ° C., 200 Torr
Experiments were performed using the sublimation apparatus shown in FIG. A 300 mL glass flask (melting tank) was placed in the oil bath. 80.0 g of anhydrous crude TBAM obtained in Reference Example 2 was charged into the melting tank. It was connected to a vacuum pump via a glass cold trap immersed in ice water. The oil temperature was warmed at 140-148 ° C. The oil bath temperature was adjusted so that the temperature of the TBAM melt in the melting tank was 140 to 145 ° C. A ribbon heater was wound around the outside of the glass pipe connecting the melting tank and the sublimation collection tower and heated at 140 ° C. A ribbon heater was wrapped around a 150 mm portion of the upper half of a 300 mm high sublimation collection tower and heated at 80 ° C. The lower half of the sublimation collection tower was cooled with sublimation gas at room temperature without winding a ribbon heater. The product tank was kept at room temperature without heating or cooling. The outlet gas temperature of the melting tank was maintained at 140 ° C.
After confirming that the internal temperature of the melting tank reached 140 ° C. and anhydrous crude TBAM was completely melted, the degree of vacuum of the melting tank was maintained at 200 Torr. It continued continuously for 120 minutes, flowing nitrogen into the melting tank at 2.0 L / min.
The sublimated crystal TBAM obtained in 120 minutes from the start was 47.9 g, and the yield was 59.5%. Obtained purified sublimation TBAM was white, and the residue was 26.0 g.
As a result of analyzing the obtained purified crystalline substance TBAM under the above-mentioned GC conditions, the content of 3,3′-iminodipropionitrile was below the detection limit.
When dissolved in a 5% by mass methyl alcohol solution and the hue was measured with a color difference meter: OME2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., a * was +0.05, b * was +0.37, and APHA was measured. However, it was 4. The results are shown in Tables 1 and 3.

実施例2 含水粗TBAM使用、80℃加温あり、200Torr
実施例1において、昇華のための原料として参考例2で得られた無水TBAMの替わりに参考例3で得られた含水粗TBAMを80.0g使用し、実験時間を150分に変更した以外は実施例1と同様の操作をした。
実験開始から150分間で得られた昇華結晶物TBAMは50.3gであり、収率は75.8%であった。得られた昇華精製物TBAMは白色であり、釜残は11.0gであった。
なお、得られた精製結晶物TBAM、および釜残を前述したGC条件で分析し、3,3’−イミノジプロピオニトリルの含有量は検出限界以下であった。
5質量%メチルアルコール溶液になるように溶解して、色差計:日本電色工業株式会社製OME2000にて色相を測定したところ、a*は+0.03、b*は+0.49であり、APHAを測定したところ5であった。結果は表1および表3に示した。
Example 2 Water-containing crude TBAM used, heated at 80 ° C., 200 Torr
In Example 1, 80.0 g of the hydrous crude TBAM obtained in Reference Example 3 was used in place of the anhydrous TBAM obtained in Reference Example 2 as a raw material for sublimation, and the experiment time was changed to 150 minutes. The same operation as in Example 1 was performed.
Sublimation crystal TBAM obtained in 150 minutes from the start of the experiment was 50.3 g, and the yield was 75.8%. The obtained purified sublimation TBAM was white and the residue in the kettle was 11.0 g.
The obtained purified crystal TBAM and the residue were analyzed under the GC conditions described above, and the content of 3,3′-iminodipropionitrile was below the detection limit.
When dissolved in a 5% by mass methyl alcohol solution and measured for hue with a color difference meter: OME2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., a * is +0.03, b * is +0.49, APHA Was measured to be 5. The results are shown in Tables 1 and 3.

実施例3 含水粗TBAM使用、100℃加温あり、200Torr
実施例2において、高さ300mmの昇華捕集塔の上部半分の150mmの部分にリボンヒーターを巻きつけ加温する温度を100℃に変更し、実験時間を180分に変更した以外は実施例2と同様の操作をした。
実験開始から180分間で得られた昇華結晶物TBAMは52.8gであり、収率は79.5%であった。得られた昇華精製物TBAMは白色であり、釜残は6.2gだった。
なお、得られた精製結晶物TBAM、および釜残を前述したGC条件で分析し、3,3’−イミノジプロピオニトリルの含有量は検出限界以下であった。
5質量%メチルアルコール溶液になるように溶解して、色差計:日本電色工業株式会社製OME2000にて色相を測定したところ、a*は+0.05、b*は+0.43であり、APHAを測定したところ5であった。結果は表1および表3に示した。
Example 3 Use of hydrous crude TBAM, heating at 100 ° C., 200 Torr
Example 2 is the same as Example 2 except that the temperature at which the ribbon heater is wrapped around the upper half of the 300 mm high sublimation collection tower is changed to 100 ° C. and the experiment time is changed to 180 minutes. The same operation was performed.
Sublimation crystal TBAM obtained in 180 minutes from the start of the experiment was 52.8 g, and the yield was 79.5%. The obtained sublimated purified product TBAM was white, and the residue in the kettle was 6.2 g.
The obtained purified crystal TBAM and the residue were analyzed under the GC conditions described above, and the content of 3,3′-iminodipropionitrile was below the detection limit.
When dissolved in a 5% by mass methyl alcohol solution and measured for hue with a color difference meter: OME2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., a * is +0.05, b * is +0.43, APHA Was measured to be 5. The results are shown in Tables 1 and 3.

実施例4 含水粗TBAM使用、100℃加温あり、500Torr
実施例3において、溶融槽の真空度を500Torrに変更した以外は実施例3と同様の操作をした。
実験開始から180分間で得られた昇華結晶物TBAMは50.0gであり、収率は75.3%であった。得られた昇華精製物TBAMは白色であり、釜残は6.6gだった。
なお、得られた精製結晶物TBAM、および釜残を前述したGC条件で分析し、3,3’−イミノジプロピオニトリルの含有量は検出限界以下であった。
5質量%メチルアルコール溶液になるように溶解して、色差計:日本電色工業株式会社製OME2000にて色相を測定したところ、a*は+0.04、b*は+0.33であり、APHAを測定したところ4であった。結果は表1および表3に示した。
Example 4 Water-containing crude TBAM used, heated at 100 ° C., 500 Torr
In Example 3, the same operation as in Example 3 was performed except that the degree of vacuum of the melting tank was changed to 500 Torr.
Sublimation crystal TBAM obtained in 180 minutes from the start of the experiment was 50.0 g, and the yield was 75.3%. The obtained purified sublimation TBAM was white and the residue in the kettle was 6.6 g.
The obtained purified crystal TBAM and the residue were analyzed under the GC conditions described above, and the content of 3,3′-iminodipropionitrile was below the detection limit.
When dissolved in a 5% by mass methyl alcohol solution and measured for hue with a color difference meter: OME2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., a * is +0.04, b * is +0.33, APHA Was measured to be 4. The results are shown in Tables 1 and 3.

比較例1 含水粗TBAM使用、ヒーターなし、200Torr
実施例2において、高さ300mmの昇華捕集塔の上部半分の150mmの部分にリボンヒーターを巻きつけないことに変更した以外は実施例2と同様の操作をした。
実験開始から150分間で得られた昇華結晶物TBAMは53.1gであり、収率は80.0%であった。得られた昇華精製物TBAMは白色であり、釜残は9.8gだった。
なお、得られた精製結晶物TBAMおよび釜残を前述したGC条件で分析し、3,3’−イミノジプロピオニトリルの含有量は1532ppmであった。
5質量%メチルアルコール溶液になるように溶解して、色差計:日本電色工業株式会社製OME2000にて色相を測定したところ、a*は+0.05、b*は+0.71であり、APHAを測定したところ8であった。結果は表2および表3に示した。
Comparative Example 1 Using hydrous crude TBAM, no heater, 200 Torr
In Example 2, the same operation as in Example 2 was performed except that the ribbon heater was not wound around the 150 mm portion of the upper half of the 300 mm-high sublimation collection tower.
Sublimation crystal TBAM obtained in 150 minutes from the start of the experiment was 53.1 g, and the yield was 80.0%. The obtained purified sublimation TBAM was white and the residue in the kettle was 9.8 g.
The obtained purified crystal TBAM and the residue were analyzed under the GC conditions described above, and the content of 3,3′-iminodipropionitrile was 1532 ppm.
When dissolved in a 5% by mass methyl alcohol solution and measured for hue with a color difference meter: OME2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., a * is +0.05, b * is +0.71, APHA Of 8 was measured. The results are shown in Tables 2 and 3.

比較例2 含水粗TBAM使用 ヒーターなし、500ppm
比較例1において、溶融槽の真空度を500Torrに変更した以外は、比較例2と同様の操作をした。
実験開始から150分間で得られた昇華結晶物TBAMは51.2gであり、収率は77.1%であった。得られた昇華精製物TBAMは白色であり、釜残は10.3gだった。
なお、得られた精製結晶物TBAM、および釜残を前述したGC条件で分析し、3,3’−イミノジプロピオニトリルの含有量は1232ppmであった。
5質量%メチルアルコール溶液になるように溶解して、色差計:日本電色工業株式会社製OME2000にて色相を測定したところ、a*は+0.05、b*は+0.02であり、APHAを測定したところ7であった。結果は表2および表3に示した。
Comparative Example 2 Water-containing crude TBAM used No heater, 500 ppm
In Comparative Example 1, the same operation as in Comparative Example 2 was performed except that the degree of vacuum of the melting tank was changed to 500 Torr.
Sublimation crystal TBAM obtained in 150 minutes from the start of the experiment was 51.2 g, and the yield was 77.1%. The obtained sublimated purified product TBAM was white, and the residue in the kettle was 10.3 g.
The obtained purified crystal TBAM and the residue were analyzed under the GC conditions described above, and the content of 3,3′-iminodipropionitrile was 1232 ppm.
When dissolved in a 5% by mass methyl alcohol solution and measured for hue with a color difference meter: OME2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., a * is +0.05, b * is +0.02, APHA Of 7 was measured. The results are shown in Tables 2 and 3.

比較例3
比較例1において、オイル温度を130〜138℃にて加温した。溶融槽の内部の温度が130〜133℃になるようにオイルバス温度を調整した以外は比較例1と同様の操作をした。
その結果、含水粗TBAMは実験完了までの間、一部は溶融したものの大部分は固体のまま溶融することはなかった。
実験開始から270分間で得られた昇華結晶物TBAMは57.8gであり、収率は87.3%であった。得られた昇華精製物TBAMは白色であり、釜残は8.0gだった。
なお、得られた精製結晶物TBAM、および釜残を前述したGC条件で分析し、3,3’−イミノジプロピオニトリルの含有量は9746ppmであった。
5質量%メチルアルコール溶液になるように溶解して、色差計:日本電色工業株式会社製OME2000にて色相を測定したところ、a*は+0.05、b*は+0.75であり、APHAを測定したところ8であった。結果は表2および表3に示した。
Comparative Example 3
In Comparative Example 1, the oil temperature was heated at 130 to 138 ° C. The same operation as in Comparative Example 1 was performed except that the oil bath temperature was adjusted so that the temperature inside the melting tank was 130 to 133 ° C.
As a result, the water-containing crude TBAM partially melted until the completion of the experiment, but most of the water-containing crude TBAM did not melt as a solid.
Sublimation crystal TBAM obtained in 270 minutes from the start of the experiment was 57.8 g, and the yield was 87.3%. The obtained sublimated purified product TBAM was white, and the residue in the kettle was 8.0 g.
The obtained purified crystal TBAM and the residue were analyzed under the GC conditions described above, and the content of 3,3′-iminodipropionitrile was 9746 ppm.
When dissolved in a 5% by mass methyl alcohol solution and measured for hue with a color difference meter: OME2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., a * is +0.05, b * is +0.75, APHA Of 8 was measured. The results are shown in Tables 2 and 3.

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実施例1〜4は、昇華精製したTBAMに含まれる3,3’−イミノジプロピオニトリルが検出限界の300ppm以下であり、APHAが5以下、かつ、a*が0〜+0.20の範囲、b*が0〜+1.5の範囲であり、精製TBAMの着色が少なく、不純物も少なく優れている。
一方、比較例1〜3は、3,3’−イミノジプロピオニトリルの含有量が1000ppmを超えており、APHAは5を超えている。
In Examples 1 to 4, 3,3′-iminodipropionitrile contained in sublimated and purified TBAM has a detection limit of 300 ppm or less, APHA is 5 or less, and a * is 0 to +0.20. , B * is in the range of 0 to +1.5, and the purified TBAM is less colored and has fewer impurities.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, the content of 3,3′-iminodipropionitrile exceeds 1000 ppm, and APHA exceeds 5.

本発明のTBAMの精製方法によれば、メタノール水等の有機溶媒の廃液を発生させることなく、工業的に容易な方法で、褐色、淡黄色および/あるいは青緑の着色が少なく、また、不純物の少ない結晶物を得ることができる。当該精製方法で得られた精製TBAMは、結晶物の着色、および不純物が少ないので、産業上、使用分野が制限されることがなく、あらゆる用途に使用可能であり、産業上、極めて有益である。   According to the method for purifying TBAM of the present invention, there is little coloration of brown, light yellow and / or blue-green, and no impurities in an industrially easy method without generating waste liquid of organic solvent such as methanol water. Can be obtained. The purified TBAM obtained by the purification method has less crystal coloring and impurities, so that the field of use is not restricted industrially and can be used for any application, and is extremely useful industrially. .

1. 溶融槽
2. オイルバス
3. 窒素ガス導入管
4. 昇華ガス流路(配管)
5. 昇華捕集塔上部加温ヒーター
6. 昇華捕集塔
7. 製品槽
8. 真空ポンプ
1. Melting tank 2. Oil bath 3. 3. Nitrogen gas introduction pipe Sublimation gas flow path (pipe)
5. 5. Heating heater at the top of the sublimation collection tower 6. Sublimation collection tower Product tank 8. Vacuum pump

Claims (5)

アクリロニトリル、硫酸およびイソブチレンを反応させて得られる2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸を反応液から分離し、その後の反応液中に含まれるN−tert−ブチルアクリルアミドを精製するに際し、N−tert−ブチルアクリルアミドを粗結晶として回収した後に、当該粗結晶を昇華させた昇華ガスを、溶融槽出口で130〜150℃、続いて昇華捕集塔上部で80℃〜100℃、さらに昇華捕集塔下部で40〜60℃の順に段階をおって冷却することを特徴とするN−tert−ブチルアクリルアミドの精製方法。   When 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid obtained by reacting acrylonitrile, sulfuric acid and isobutylene is separated from the reaction solution, and N-tert-butylacrylamide contained in the subsequent reaction solution is purified, N-tert-butylacrylamide is purified. -After recovering butylacrylamide as crude crystals, the sublimation gas obtained by sublimating the crude crystals is 130 to 150 ° C at the outlet of the melting tank, then 80 to 100 ° C at the top of the sublimation collection tower, and further the sublimation collection tower A method for purifying N-tert-butylacrylamide, wherein cooling is performed in stages in the order of 40 to 60 ° C. at the bottom. N−tert−ブチルアクリルアミドの粗結晶を昇華させる時の溶融液の温度が135℃〜160℃であることを特徴とする請求項1に記載のN−tert−ブチルアクリルアミドの精製方法。   The method for purifying N-tert-butylacrylamide according to claim 1, wherein the temperature of the melt when sublimating the crude crystals of N-tert-butylacrylamide is 135 ° C to 160 ° C. N−tert−ブチルアクリルアミドの粗結晶を昇華させる時の真空度が600Torr以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のN−tert−ブチルアクリルアミドの精製方法。   The method for purifying N-tert-butylacrylamide according to claim 1 or 2, wherein the degree of vacuum when sublimating the crude crystals of N-tert-butylacrylamide is 600 Torr or less. 昇華による精製後のN−tert−ブチルアクリルアミドの5質量%メチルアルコール溶液の着色がAPHA20以下、かつ、a*が0〜+0.20、かつ、b*が0〜+1.50であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のN−tert−ブチルアクリルアミドの精製方法。   Coloring of 5% by mass methyl alcohol solution of N-tert-butylacrylamide after purification by sublimation is APHA20 or less, a * is 0 to +0.20, and b * is 0 to +1.50. The method for purifying N-tert-butylacrylamide according to any one of claims 1 to 3. 請求項1〜請求項4のいずれかの精製方法により得られたN−tert−ブチルアクリルアミドに含まれる、3,3’−イミノジプロピオニトリルの含有量が1000ppm以下である高純度N−tert−ブチルアクリルアミドの製造方法。   A high-purity N-tert- having a content of 3,3'-iminodipropionitrile contained in the N-tert-butylacrylamide obtained by the purification method according to any one of claims 1 to 4 of 1000 ppm or less. A method for producing butylacrylamide.
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