JP2020132529A - Method for producing tetraacetylethylenediamine crystal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、テトラアセチルエチレンジアミン結晶の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing tetraacetylethylenediamine crystals.
テトラアセチルエチレンジアミン（化学名：N,N’-1,2- Ethanediylbis (N-acetylacertamide)、分子式：C10H16N2O4、CAS number:10543-57-4）は漂白活性化剤であり、過炭酸ナトリウム等の漂白剤と一緒に固体洗浄剤に広く使われている。テトラアセチルエチレンジアミンは、水溶液中で過酸化水素と反応して酸化力の高い過酢酸を生成する。
しかし、テトラアセチルエチレンジアミンは水への溶解速度が低いため、その利用が限定されているのが現状である。
Tetraacetylethylenediamine (chemical name: N, N'-1,2- Ethanediylbis (N-acetylacertamide), molecular formula: C10H16N2O4, CAS number: 10543-57-4) is a bleaching activator and bleaching sodium percarbonate and the like. Widely used in solid bleach along with agents. Tetraacetylethylenediamine reacts with hydrogen peroxide in an aqueous solution to produce peracetic acid with high oxidizing power.
However, the current situation is that the use of tetraacetylethylenediamine is limited due to its low dissolution rate in water.
テトラアセチルエチレンジアミンの水への溶解性に関して、特許文献１には、結晶多形FormIを融解させ、それを再凝固させることで水への溶解度及び溶解速度の高い結晶多形FormIIを製造することが報告されている。
また、特許文献２には、テトラアセチルエチレンジアミンを含む無水酢酸液を冷却してテトラアセチルエチレンジアミンを晶出させる方法、特許文献３には、粗テトラアセチルエチレンジアミンを含む母液から１１p/hの速さで２５℃まで冷却して微細なテトラアセチルエチレンジアミンを晶出させる方法が記載されている。
Regarding the solubility of tetraacetylethylenediamine in water, Patent Document 1 describes that crystalline polymorph Form I is melted and then re-coagulated to produce crystalline polymorph Form II having high solubility and dissolution rate in water. It has been reported.
Further, Patent Document 2 describes a method of cooling an acetic anhydride solution containing tetraacetylethylenediamine to crystallize tetraacetylethylenediamine, and Patent Document 3 describes a method of crystallizing tetraacetylethylenediamine from a mother liquor containing crude tetraacetylethylenediamine at a speed of 11 p / h. A method of cooling to 25 ° C. to crystallize fine tetraacetylethylenediamine is described.
しかしながら、特許文献１のように結晶多形FormIを融解させるには１４０℃を超える高温での加熱が必要で、また、結晶の再凝固には時間とコストを必要とするため、工業的生産性の点で問題がある。また、特許文献３のように結晶を微細化すると粉体の流動性が悪化したり、粉塵爆発の危険性がある。
従って、本発明の課題は、水への溶解速度が高いテトラアセチルエチレンジアミン結晶の製造方法を提供することにある。
However, as in Patent Document 1, melting the polymorphic Form I requires heating at a high temperature of over 140 ° C., and resolidification of the crystal requires time and cost, so that industrial productivity is achieved. There is a problem in that. Further, if the crystal is miniaturized as in Patent Document 3, the fluidity of the powder is deteriorated and there is a risk of dust explosion.
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a tetraacetylethylenediamine crystal having a high dissolution rate in water.
本発明者は、鋭意検討を行ったところ、テトラアセチルエチレンジアミンとアニオン性高分子又は非イオン性高分子を含む溶液から晶析して得られるテトラアセチルエチレンジアミン結晶が高い溶解速度を有することを見出した。 As a result of diligent studies, the present inventor has found that tetraacetylethylenediamine crystals obtained by crystallization from a solution containing tetraacetylethylenediamine and an anionic polymer or a nonionic polymer have a high dissolution rate. ..
すなわち、本発明は、テトラアセチルエチレンジアミン、並びにアニオン性高分子及び非イオン性高分子から選ばれる少なくとも１種の高分子を含む溶液から、テトラアセチルエチレンジアミンの結晶を析出する工程を含む、テトラアセチルエチレンジアミン結晶の製造方法を提供するものである。 That is, the present invention comprises the step of precipitating tetraacetylethylenediamine crystals from a solution containing tetraacetylethylenediamine and at least one polymer selected from anionic and nonionic polymers. It provides a method for producing a crystal.
本発明の方法によれば、水への溶解速度が高いテトラアセチルエチレンジアミン結晶が得られる。 According to the method of the present invention, tetraacetylethylenediamine crystals having a high dissolution rate in water can be obtained.
〔テトラアセチルエチレンジアミン結晶の製造方法〕
本発明のテトラアセチルエチレンジアミン結晶の製造方法は、テトラアセチルエチレンジアミン、並びにアニオン性高分子及び非イオン性高分子から選ばれる少なくとも１種の高分子を含む溶液から、テトラアセチルエチレンジアミンの結晶を析出する工程を含むものである。
アニオン性高分子及び非イオン性高分子から選ばれる少なくとも１種の高分子は、テトラアセチルエチレンジアミン結晶の析出時に存在していればよい。テトラアセチルエチレンジアミンを含む溶液に前記高分子を添加するタイミングは特に制限されない。
以下、本明細書において、テトラアセチルエチレンジアミンはTAEDとも云う。
[Method for producing tetraacetylethylenediamine crystals]
The method for producing tetraacetylethylenediamine crystals of the present invention is a step of precipitating tetraacetylethylenediamine crystals from a solution containing tetraacetylethylenediamine and at least one polymer selected from anionic and nonionic polymers. Is included.
At least one polymer selected from the anionic polymer and the nonionic polymer may be present at the time of precipitation of the tetraacetylethylenediamine crystal. The timing of adding the polymer to the solution containing tetraacetylethylenediamine is not particularly limited.
Hereinafter, in the present specification, tetraacetylethylenediamine is also referred to as TAED.
（TAEDを含む溶液）
TAEDは、例えば、無水酢酸を用いてジアセチルエチレンジアミンをアセチル化する方法（特公昭５４−４９２７号公報等を参照）により得ることができる。本発明の結晶化にあたっては、TAEDを合成後、例えば、結晶として取り出さないままのもの、一旦結晶として取り出したものを使用できる。
TAEDを溶解させる溶媒は、TAEDを溶解させることができれば特に制限されず、例えば、水、無水酢酸等が使用される。
TAEDの溶解温度は、TAEDを完全に溶解させる観点から、好ましくは６０℃以上、より好ましくは７０℃以上、更に好ましくは８０℃以上であり、また、TAEDの安定性の観点から、好ましくは１００℃以下、より好ましくは９０℃以下である。TAEDの溶解温度での保持時間は、TAEDを完全に溶解させる観点から、好ましくは１時間以上であり、また、TAEDの安定性の観点から、好ましくは４時間以下である。
(Solution containing TAED)
TAED can be obtained, for example, by a method of acetylating diacetylethylenediamine using acetic anhydride (see Japanese Patent Publication No. 54-4927, etc.). In the crystallization of the present invention, after synthesizing TAED, for example, one that has not been taken out as a crystal or one that has been taken out as a crystal can be used.
The solvent for dissolving TAED is not particularly limited as long as it can dissolve TAED, and for example, water, acetic anhydride and the like are used.
The dissolution temperature of TAED is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, still more preferably 80 ° C. or higher from the viewpoint of completely dissolving TAED, and preferably 100 ° C. from the viewpoint of TAED stability. ° C or lower, more preferably 90 ° C or lower. The retention time of TAED at the dissolution temperature is preferably 1 hour or more from the viewpoint of completely dissolving TAED, and preferably 4 hours or less from the viewpoint of TAED stability.
（TAEDの含有量）
TAEDを含む溶液中のTAEDの含有量は、TAEDの飽和溶解度以下であるが、生産性の観点から、好ましくは１質量％以上、より好ましくは２質量％以上、更に好ましくは２．５質量％以上であり、また、スラリーの流動性等の観点から、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、更に好ましくは３０質量％以下である。
(TAED content)
The content of TAED in the solution containing TAED is less than or equal to the saturated solubility of TAED, but from the viewpoint of productivity, it is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and further preferably 2.5% by mass. From the viewpoint of the fluidity of the slurry and the like, it is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and further preferably 30% by mass or less.
（高分子）
本発明で用いるアニオン性高分子及び非イオン性高分子から選ばれる少なくとも１種の高分子は、TAEDを含む溶液に溶解することが好ましい。斯かる高分子は、塩の状態で用いてもよい。
本発明で用いるアニオン性高分子としては、アニオン性基、例えば、カルボキシル基、硫酸基、スルホン酸基、リン酸基、ボロン酸基等を有するポリマーが挙げられる。具体的には、天然高分子として、キサンタンガムやアラビアガム、アルギン酸、ポリグルタミン酸又はそれらの塩が挙げられる。合成高分子として、(メタ)アクリル酸やマレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、ビニルスルホン酸等のモノマーから構成される重合体又は共重合体とそれらの塩が挙げられる。また、カルボキシメチルセルロース又はカルボキシエチルセルロースといった、カルボキシアルキルセルロース、カルボキシビニルポリマーが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、また複数を組み合わせて用いてもよい。
塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、炭素数１〜２２のアルキル又はアルケニルアンモニウム塩、炭素数１〜２２のアルキル又はアルケニル置換ピリジニウム塩、炭素数１〜２２のアルカノールアンモニウム塩、塩基性アミノ酸塩等が挙げられる。好ましくは、アルカリ金属塩であり、より好ましくはナトリウム塩、カリウム塩である。
アニオン性高分子は、溶解速度の高いTAEDを結晶化させる観点から、好ましくはポリ（メタ）アクリル酸、ポリグルタミン酸、カルボキシアルキルセルロース又はそれらの塩であり、より好ましくはポリ（メタ）アクリル酸又はその塩、又はポリグルタミン酸であり、より好ましくはポリアクリル酸又はその塩である。
(High molecular)
At least one polymer selected from the anionic polymer and the nonionic polymer used in the present invention is preferably dissolved in a solution containing TAED. Such a polymer may be used in a salt state.
Examples of the anionic polymer used in the present invention include polymers having an anionic group, for example, a carboxyl group, a sulfate group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a boronic acid group and the like. Specific examples of the natural polymer include xanthan gum, gum arabic, alginic acid, polyglutamic acid, and salts thereof. Examples of the synthetic polymer include polymers or copolymers composed of monomers such as (meth) acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, and vinyl sulfonic acid, and salts thereof. .. Further, carboxyalkyl cellulose and carboxyvinyl polymer such as carboxymethyl cellulose and carboxyethyl cellulose can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the salt include alkali metal salt, alkaline earth metal salt, ammonium salt, alkyl or alkenyl ammonium salt having 1 to 22 carbon atoms, alkyl or alkenyl substituted pyridinium salt having 1 to 22 carbon atoms, and alkanol ammonium having 1 to 22 carbon atoms. Examples include salts and basic amino acid salts. Alkali metal salts are preferable, and sodium salts and potassium salts are more preferable.
The anionic polymer is preferably poly (meth) acrylic acid, polyglutamic acid, carboxyalkyl cellulose or a salt thereof, and more preferably poly (meth) acrylic acid or a salt thereof from the viewpoint of crystallizing TAED having a high dissolution rate. The salt, or polyglutamic acid, more preferably polyacrylic acid or a salt thereof.
非イオン性高分子としては、例えば、デンプン系高分子（例えば、カルボキシメチルデンプン、可溶性デンプン、メチルデンプン等）、セルロース系高分子（例えば、メチルセルロース、エチルセルロースといったアルキルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースといったヒドロキシアルキルセルロース等）、ビニル系高分子（例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル等）、ポリアルキレングリコール等が挙げられる。
非イオン性高分子は、溶解速度の高いTAEDを結晶化させる観点から、好ましくはビニル基を有するモノマー（アクリル酸を除く、以下同じ）を重合させたビニル系高分子やヒドロキシアルキルセルロースであり、より好ましくはポリビニルアルコールやヒドロキシエチルセルロースである。
Examples of the nonionic polymer include starch-based polymers (for example, carboxymethyl starch, soluble starch, methyl starch, etc.), cellulose-based polymers (for example, alkyl celluloses such as methyl cellulose and ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl methyl cellulose). (Hydroxyalkyl cellulose, etc.), vinyl-based polymers (for example, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyvinylmethyl ether, etc.), polyalkylene glycol, and the like.
The nonionic polymer is preferably a vinyl polymer or hydroxyalkyl cellulose obtained by polymerizing a monomer having a vinyl group (excluding acrylic acid, the same applies hereinafter) from the viewpoint of crystallizing TAED having a high dissolution rate. More preferably, it is polyvinyl alcohol or hydroxyethyl cellulose.
本発明において高分子は、溶解速度の高いTAEDを結晶化させる観点から、好ましくはポリ（メタ）アクリル酸又はその塩、ポリグルタミン酸、ビニル基を有するモノマーを重合させたビニル系高分子及びヒドロキシアルキルセルロースから選ばれる少なくとも１種であり、より好ましくはポリ（メタ）アクリル酸又はその塩、及びビニル基を有するモノマーを重合させたビニル系高分子から選ばれる少なくとも１種であり、更に好ましくはポリアクリル酸又はその塩及びポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種であり、更に好ましくはポリアクリル酸又はその塩である。 In the present invention, the polymer is preferably a vinyl-based polymer obtained by polymerizing poly (meth) acrylic acid or a salt thereof, polyglutamic acid, a monomer having a vinyl group, and hydroxyalkyl from the viewpoint of crystallizing TAED having a high dissolution rate. It is at least one selected from cellulose, more preferably at least one selected from poly (meth) acrylic acid or a salt thereof, and a vinyl-based polymer obtained by polymerizing a monomer having a vinyl group, and further preferably poly. It is at least one selected from acrylic acid or a salt thereof and polyvinyl alcohol, and more preferably polyacrylic acid or a salt thereof.
（高分子の分子量）
高分子の重量平均分子量は、溶解速度の高いTAEDを結晶化させる観点から、好ましくは３,０００以上、より好ましくは１０,０００以上、更に好ましくは３０,０００以上であり、また、TAED結晶懸濁液のろ過性、ろ過後のケークの含水率の観点から、好ましくは２,０００,０００以下、より好ましくは１,０００,０００以下、更に好ましくは５００,０００以下である。
高分子の重量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により測定することができる。
(Molecular weight of polymer)
The weight average molecular weight of the polymer is preferably 3,000 or more, more preferably 10,000 or more, still more preferably 30,000 or more, and the TAED crystal suspension from the viewpoint of crystallizing TAED having a high dissolution rate. From the viewpoint of the filterability of the turbid liquid and the water content of the cake after filtration, it is preferably 2,000,000 or less, more preferably 1,000,000 or less, and further preferably 500,000 or less.
The weight average molecular weight of the polymer can be measured, for example, by gel permeation chromatography (GPC).
（高分子の含有量）
TAEDを含む溶液中の高分子の含有量は、溶解速度の高いTAEDを結晶化させる観点から、好ましくは０．００１質量％以上、より好ましくは０．００５質量％以上、更に好ましくは０．０１質量％以上、更に好ましくは０．０３質量％以上、更に好ましくは０．０５質量％以上であり、また、工業的生産性、コスト、液粘度の観点から、好ましくは５質量％以下、より好ましくは１．５質量％以下、更に好ましくは１質量％以下、更に好ましくは０．５質量％以下、更に好ましくは０．２質量％以下である。
(Polymer content)
The content of the polymer in the solution containing TAED is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.005% by mass or more, still more preferably 0.01, from the viewpoint of crystallizing TAED having a high dissolution rate. By mass% or more, more preferably 0.03% by mass or more, further preferably 0.05% by mass or more, and from the viewpoint of industrial productivity, cost, and liquid viscosity, preferably 5% by mass or less, more preferably. Is 1.5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, still more preferably 0.5% by mass or less, still more preferably 0.2% by mass or less.
（TAEDの含有量に対する高分子の含有量の質量比）
本発明において、TAEDを含む溶液中のTAEDの含有量に対する高分子の含有量の質量比〔高分子の含有量／TAEDの含有量〕は、溶解速度の高いTAEDを結晶化させる観点から、好ましくは１×１０-4以上、より好ましくは１×１０-3以上、更に好ましくは１×１０-2以上であり、また、晶析液の粘度の観点から、好ましくは０．５以下、より好ましくは０．１以下である。
(Mass ratio of polymer content to TAED content)
In the present invention, the mass ratio of the polymer content to the TAED content in the solution containing TAED [polymer content / TAED content] is preferable from the viewpoint of crystallizing TAED having a high dissolution rate. Is 1 × 10 -4 or more, more preferably 1 × 10 -3 or more, further preferably 1 × 10 −2 or more, and preferably 0.5 or less, more preferably from the viewpoint of the viscosity of the crystallization solution. Is 0.1 or less.
（晶析装置）
TAED結晶の析出は、撹拌翼を有する反応槽を用いて、撹拌しながら行うことが好ましい。撹拌翼は、いずれの形状でもかまわないが、特に結晶の混合を良好にするため、パドル翼、タービン翼、プロペラ翼、アンカー翼、大翼径パドル翼、マックスブレンド翼であることが好ましい。
撹拌の周速は、溶解速度の高いTAEDを均一に晶析させる観点から、好ましくは０．２m/s以上、より好ましくは０．３m/s以上、更に好ましくは０．５m/s以上であり、また、TAED結晶の破砕を抑制する観点から、好ましくは１０m/s以下、より好ましくは５m/s以下、更に好ましくは３m/s以下である。
(Crystalizer)
Precipitation of TAED crystals is preferably carried out while stirring using a reaction vessel having a stirring blade. The stirring blade may have any shape, but is preferably a paddle blade, a turbine blade, a propeller blade, an anchor blade, a large blade diameter paddle blade, or a max blend blade in order to improve crystal mixing.
The peripheral speed of stirring is preferably 0.2 m / s or more, more preferably 0.3 m / s or more, still more preferably 0.5 m / s or more, from the viewpoint of uniformly crystallizing TAED having a high dissolution rate. Further, from the viewpoint of suppressing crushing of TAED crystals, it is preferably 10 m / s or less, more preferably 5 m / s or less, still more preferably 3 m / s or less.
（析出させる方法）
TAED結晶を析出させる方法は、特に制限されず、冷却による析出方法、濃縮による析出方法、反応による析出方法等の操作により行うことができる。これらの析出方法は単独で実施してもよいし、複数の方法を組み合わせて実施してもよい。高い溶解速度のTAED結晶を生成する観点から、好ましくは冷却による析出方法である。
(Method of precipitating)
The method for precipitating TAED crystals is not particularly limited, and can be carried out by operations such as a precipitation method by cooling, a precipitation method by concentration, and a precipitation method by reaction. These precipitation methods may be carried out alone or in combination of a plurality of methods. From the viewpoint of producing TAED crystals having a high dissolution rate, a precipitation method by cooling is preferable.
（冷却による析出方法）
冷却による析出方法は、TAEDを含む溶液を高温から低温に冷却することで、TAED濃度を溶解度以上に高めることによりTAEDを晶析することができる。
冷却前のTAEDを含む溶液の好ましい温度は、TAEDの溶解温度と同じである。
冷却温度は、TAEDの回収率の観点から、好ましくは５０℃以下、より好ましくは４０℃以下、更に好ましくは３０℃以下であり、また、好ましくは０℃以上、より好ましくは５℃以上である。
(Precipitation method by cooling)
In the precipitation method by cooling, TAED can be crystallized by increasing the TAED concentration to a solubility or higher by cooling the solution containing TAED from a high temperature to a low temperature.
The preferred temperature of the solution containing TAED before cooling is the same as the dissolution temperature of TAED.
From the viewpoint of the recovery rate of TAED, the cooling temperature is preferably 50 ° C. or lower, more preferably 40 ° C. or lower, further preferably 30 ° C. or lower, and preferably 0 ° C. or higher, more preferably 5 ° C. or higher. ..
冷却によりTAED結晶を析出させる際の冷却速度（冷却前のTAEDを含む溶液の温度から冷却温度に至るまでに要した時間から算出される平均冷却速度）は、実際の晶析槽において達成可能な冷却速度であれば特に制限されないが、サイクルタイムの観点から、好ましくは０．０１℃/min以上、より好ましくは０．０５℃/min以上、更に好ましくは０．１℃/min以上であり、晶析槽の冷却能力の観点から、好ましくは１０℃/min以下であり、より好ましくは５℃/min以下であり、更に好ましくは１℃/min以下である。 The cooling rate at which TAED crystals are precipitated by cooling (the average cooling rate calculated from the time required from the temperature of the solution containing TAED before cooling to the cooling temperature) can be achieved in an actual crystallization tank. The cooling rate is not particularly limited, but from the viewpoint of cycle time, it is preferably 0.01 ° C./min or more, more preferably 0.05 ° C./min or more, and further preferably 0.1 ° C./min or more. From the viewpoint of the cooling capacity of the crystallization tank, it is preferably 10 ° C./min or less, more preferably 5 ° C./min or less, and further preferably 1 ° C./min or less.
（濃縮による析出方法）
濃縮による析出方法は、TAEDを含む溶液の溶媒（例えば、水）を蒸発させ、濃縮することで、TAED濃度を溶解度以上に高めることにより、TAEDを晶析することができる。
蒸発時の温度は、特に限定されないが、好ましくは１００℃以下、より好ましくは８０℃以下であり、また、好ましくは５℃以上である。
なお、減圧下で蒸発を行ってもよい。
(Precipitation method by concentration)
In the precipitation method by concentration, TAED can be crystallized by increasing the TAED concentration to the solubility or higher by evaporating and concentrating the solvent (for example, water) of the solution containing TAED.
The temperature at the time of evaporation is not particularly limited, but is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower, and preferably 5 ° C. or higher.
In addition, evaporation may be performed under reduced pressure.
（反応による析出方法）
反応による析出方法は、ジアセチルエチレンジアミンと無水酢酸を反応させてTAEDを生成させることで、TAEDを晶析することができる。
斯かる析出方法において、ジアセチルエチレンジアミンと無水酢酸の反応によりTAED濃度を溶解度以上に高めることでTAED結晶を晶析することができる。
ジアセチルエチレンジアミンと無水酢酸の反応は常法に従って行うことができる。反応時の温度は、特に限定されないが、反応速度の観点から、好ましくは５０℃以上であり、また、溶媒の沸点の観点から、好ましくは１００℃以下である。反応時間は、収率の観点から、好ましくは１時間以上であり、また、サイクルタイムの観点から、好ましくは５時間以下である。
(Precipitation method by reaction)
In the precipitation method by reaction, TAED can be crystallized by reacting diacetylethylenediamine with acetic anhydride to generate TAED.
In such a precipitation method, TAED crystals can be crystallized by increasing the TAED concentration to a solubility or higher by the reaction of diacetylethylenediamine and acetic anhydride.
The reaction between diacetylethylenediamine and acetic anhydride can be carried out according to a conventional method. The temperature during the reaction is not particularly limited, but is preferably 50 ° C. or higher from the viewpoint of the reaction rate, and preferably 100 ° C. or lower from the viewpoint of the boiling point of the solvent. The reaction time is preferably 1 hour or more from the viewpoint of yield, and preferably 5 hours or less from the viewpoint of cycle time.
（TAED結晶の分取）
TAEDの結晶は、遠心分離、濾過、デカンテーション等の固液分離操作により分取することができる。TAED結晶は、必要に応じて洗浄を行ってもよい。その後、乾燥することによりTAED結晶を得ることができる。
(Separation of TAED crystals)
TAED crystals can be separated by solid-liquid separation operations such as centrifugation, filtration, and decantation. The TAED crystals may be washed if necessary. After that, TAED crystals can be obtained by drying.
（TAED結晶の乾燥）
乾燥は、棚段乾燥機、コニカルドライヤー、パドルドライヤー、ナウターミキサー、流動層乾燥機、真空撹拌乾燥機、ディスクドライヤー等の通常の乾燥機を使用することができる。TAED結晶構造を維持するために高いせん断をかけない乾燥方法であることが好ましい。
乾燥温度は、好ましくは５０℃以上、より好ましくは６０℃以上であり、また、好ましくは１２０℃以下、より好ましくは１００℃以下である。なお、減圧乾燥を行ってもよい。
乾燥後のTAED結晶は必要に応じて、篩を通す等の処理を行ってもよい。
(Drying TAED crystals)
For drying, a normal dryer such as a shelf dryer, a conical dryer, a paddle dryer, a nouter mixer, a fluidized layer dryer, a vacuum stirring dryer, and a disc dryer can be used. A drying method that does not apply high shear is preferable in order to maintain the TAED crystal structure.
The drying temperature is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and preferably 120 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower. In addition, you may perform vacuum drying.
If necessary, the dried TAED crystals may be subjected to a treatment such as passing through a sieve.
〔TAED結晶〕
かくして水への溶解速度が高いTAED結晶が得られる。従って、本発明のTAED結晶は、水中で過酸化水素と反応して過酢酸を効率よく生成するため、過炭酸ナトリウム等の漂白剤の効果を高める漂白活性化剤等として好適である。
[TAED crystal]
Thus, TAED crystals having a high dissolution rate in water can be obtained. Therefore, the TAED crystal of the present invention reacts with hydrogen peroxide in water to efficiently produce peracetic acid, and is therefore suitable as a bleaching activator or the like that enhances the effect of a bleaching agent such as sodium percarbonate.
[テトラアセチルエチレンジアミン（TAED）]
・N,N,N’,N’-Tetraacetylethylenediamine：Alfa Aesar社製
[アニオン性高分子]
・ポリアクリル酸（PAA、重量平均分子量１，０００，０００、富士フィルム和光純薬（株）製）
・ポリアクリル酸（PAA、重量平均分子量２５０，０００、富士フィルム和光純薬（株）製）
・ポリアクリル酸（PAA、重量平均分子量２５，０００、富士フィルム和光純薬（株）製）
・ポリアクリル酸（PAA、重量平均分子量５，０００、富士フィルム和光純薬（株）製）
[ノニオン性高分子]
・ポリビニルアルコール（PVA、重量平均分子量１００，０００、MP Biomedical社製）
[Tetraacetylethylenediamine (TAED)]
・ N, N, N', N'-Tetraacetylethylenediamine: manufactured by Alfa Aesar
[Anionic polymer]
-Polyacrylic acid (PAA, weight average molecular weight 1,000,000, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
-Polyacrylic acid (PAA, weight average molecular weight 250,000, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
-Polyacrylic acid (PAA, weight average molecular weight 25,000, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
-Polyacrylic acid (PAA, weight average molecular weight 5,000, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
[Nonionic polymer]
-Polyvinyl alcohol (PVA, weight average molecular weight 100,000, manufactured by MP Biomedical)
[水溶解速度の評価]
１Ｌビーカーに５℃の水道水１Ｌを入れ、マグネチックスターラー上で撹拌子（長さ３．５cm、幅０．７cm）を使用して９００r/minの速さで撹拌しているところに０．２ｇのTAED結晶を入れた。TAED結晶を投入して２分が経過した液をステンレスメッシュ２００（細川金網、SUS-316）の篩に注ぎ、メッシュ上に残った固形分を回収した。回収した固形分を乾燥させ、その重量と投入したTAED結晶の重量との差から次式より溶解率（％）を算出した。
溶解率（％）＝〔（投入したTAED結晶（０．２ｇ）−メッシュ上に残った固形分の乾燥重量（ｇ））／投入したTAED結晶（０．２ｇ）〕×１００
[Evaluation of water dissolution rate]
Put 1 L of tap water at 5 ° C in a 1 L beaker and stir it on a magnetic stirrer at a speed of 900 r / min using a stirrer (length 3.5 cm, width 0.7 cm). 2 g of TAED crystals were added. Two minutes after the TAED crystals were added, the liquid was poured into a sieve of stainless mesh 200 (Hosokawa wire mesh, SUS-316), and the solid content remaining on the mesh was recovered. The recovered solid content was dried, and the solubility (%) was calculated from the difference between the weight and the weight of the charged TAED crystals from the following formula.
Dissolution rate (%) = [(charged TAED crystal (0.2 g) -dry weight of solids remaining on the mesh (g)) / charged TAED crystal (0.2 g)] × 100
[過酢酸生成量の測定]
過炭酸ナトリウム（PC-NC、保土谷化学工業（株）製）１ｇとTAED結晶０．２ｇを１Ｌの水道水（５℃）に投入し、マグネチックスターラー上で撹拌子（長さ３．５cm、幅０．７cm）を使用して９００r/minで２分間撹拌し、サンプル液とした。
以下の操作は、ヨードメトリー法に準じて行なった。サンプル液１０mLに、１．５％カタラーゼ（ウシ肝臓由来、富士フィルム和光純薬（株）製）を１mL添加し、系中の過酸化水素を分解した。そこに２０％硫酸１０mL、１０％ヨウ化カリウム水溶液１０mLを添加した後、１／１００Ｎチオ硫酸ナトリウム水溶液を用いて、無色になるまで滴定した。過酢酸生成量は下記の式から算出した。
過酢酸生成量（mM）
＝｛１/１００（N）×（チオ硫酸ナトリウム水溶液滴定量; mL）÷１０００÷２｝÷（１０÷１０００）×１０００
[Measurement of peracetic acid production]
Add 1 g of sodium percarbonate (PC-NC, manufactured by Hodoya Chemical Industry Co., Ltd.) and 0.2 g of TAED crystals to 1 L of tap water (5 ° C), and stirrer (length 3.5 cm) on a magnetic stirrer. , 0.7 cm wide) was stirred at 900 r / min for 2 minutes to prepare a sample solution.
The following operations were performed according to the iodometry method. To 10 mL of the sample solution, 1 mL of 1.5% catalase (derived from bovine liver, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to decompose hydrogen peroxide in the system. After adding 10 mL of 20% sulfuric acid and 10 mL of a 10% potassium iodide aqueous solution, titration was performed using a 1/100 N sodium thiosulfate aqueous solution until it became colorless. The amount of peracetic acid produced was calculated from the following formula.
Peracetic acid production (mM)
= {1/100 (N) x (titration of sodium thiosulfate aqueous solution; mL) ÷ 1000 ÷ 2} ÷ (10 ÷ 1000) x 1000
[比較例１]
５００mLの三角フラスコにイオン交換水２００ｇ、TAED６．０ｇを混合した後、４０分かけて８５℃まで加熱し、８５℃で１２０分間保持することで、TAEDを完全に溶解させた。TAEDが完全に溶解したことを確認した後、振とう機を使用し、１５０r/minで振とうさせながら０．９℃/min(８５℃から３０℃までの平均)の冷却速度で室温３０℃まで冷却した。得られたスラリーは吸引濾過を行った後、６０℃で一晩乾燥させることでTAED結晶を得た。
得られたTAED結晶の溶解率を測定したところ、２６．３％であった。
[Comparative Example 1]
After mixing 200 g of ion-exchanged water and 6.0 g of TAED in a 500 mL Erlenmeyer flask, the TAED was completely dissolved by heating to 85 ° C. over 40 minutes and holding at 85 ° C. for 120 minutes. After confirming that the TAED was completely dissolved, use a shaker and shake at 150 r / min at a cooling rate of 0.9 ° C / min (average from 85 ° C to 30 ° C) at room temperature of 30 ° C. Cooled down to. The obtained slurry was suction-filtered and then dried at 60 ° C. overnight to obtain TAED crystals.
The solubility of the obtained TAED crystals was measured and found to be 26.3%.
[実施例１]
５００mLの三角フラスコにイオン交換水２００ｇ、TAED６．０ｇ、ポリアクリル酸（分子量５，０００）０．２４ｇを混合した後、４０分かけて８５℃まで加熱し、８５℃で１２０分間保持することで、TAEDを完全に溶解させた。TAEDが完全に溶解したのを確認した後、振とう機を使用し、１５０r/minで振とうさせながら０．９℃/min(８５℃から３０℃までの平均)の冷却速度で３０℃まで冷却した。得られたスラリーは吸引濾過を行った後、６０℃で一晩乾燥させることでTAED結晶を得た。
得られたTAED結晶の溶解率を測定したところ、５５．０％であった。
[Example 1]
After mixing 200 g of ion-exchanged water, 6.0 g of TAED, and 0.24 g of polyacrylic acid (molecular weight 5,000) in a 500 mL Erlenmeyer flask, heat to 85 ° C over 40 minutes and hold at 85 ° C for 120 minutes. , TAED was completely dissolved. After confirming that the TAED is completely dissolved, use a shaker and shake at 150 r / min to a cooling rate of 0.9 ° C / min (average from 85 ° C to 30 ° C) to 30 ° C. Cooled. The obtained slurry was suction-filtered and then dried at 60 ° C. overnight to obtain TAED crystals.
The solubility of the obtained TAED crystals was measured and found to be 55.0%.
[実施例２]
ポリアクリル酸（分子量５，０００）をポリアクリル酸（分子量２５，０００）に変えた以外は実施例１と同様にしてTAED結晶を得た。
得られたTAED結晶の溶解率を測定したところ、４２．５％であった。
[Example 2]
TAED crystals were obtained in the same manner as in Example 1 except that polyacrylic acid (molecular weight 5,000) was changed to polyacrylic acid (molecular weight 25,000).
The solubility of the obtained TAED crystals was measured and found to be 42.5%.
[実施例３]
ポリアクリル酸（分子量５，０００）をポリアクリル酸（分子量２５０，０００）に変えた以外は実施例１と同様にしてTAED結晶を得た。
得られたTAED結晶の溶解率を測定したところ、９５．８％であった。
[Example 3]
TAED crystals were obtained in the same manner as in Example 1 except that polyacrylic acid (molecular weight 5,000) was changed to polyacrylic acid (molecular weight 250,000).
The solubility of the obtained TAED crystals was measured and found to be 95.8%.
[実施例４]
ポリアクリル酸（分子量５，０００）をポリアクリル酸（分子量１，０００，０００）に変えた以外は実施例１と同様にしてTAED結晶を得た。
得られたTAED結晶の溶解率を測定したところ、５０．５％であった。
[Example 4]
TAED crystals were obtained in the same manner as in Example 1 except that polyacrylic acid (molecular weight 5,000) was changed to polyacrylic acid (molecular weight 1,000,000).
The solubility of the obtained TAED crystals was measured and found to be 50.5%.
[実施例５]
ポリアクリル酸（分子量５，０００）の添加量を０．２４ｇから０．１２ｇに変えた以外は実施例１と同様にしてTAED結晶を得た。
得られたTAED結晶の溶解率を測定したところ、４０．０％であった。
[Example 5]
TAED crystals were obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of polyacrylic acid (molecular weight 5,000) added was changed from 0.24 g to 0.12 g.
The solubility of the obtained TAED crystals was measured and found to be 40.0%.
[実施例６]
ポリアクリル酸（分子量５，０００）の添加量を０．２４ｇから０．４８ｇに変えた以外は実施例１と同様にしてTAED結晶を得た。
得られたTAED結晶の溶解率を測定したところ、３９．０％であった。
[Example 6]
TAED crystals were obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of polyacrylic acid (molecular weight 5,000) added was changed from 0.24 g to 0.48 g.
The solubility of the obtained TAED crystals was measured and found to be 39.0%.
[実施例７]
ポリアクリル酸（分子量５，０００）をポリビニルアルコール（分子量１００，０００）に変えた以外は実施例１と同様にしてTAED結晶を得た。
得られたTAED結晶の溶解率を測定したところ、３１．０％であった。
[Example 7]
TAED crystals were obtained in the same manner as in Example 1 except that polyacrylic acid (molecular weight 5,000) was changed to polyvinyl alcohol (molecular weight 100,000).
The solubility of the obtained TAED crystals was measured and found to be 31.0%.
比較例１及び実施例１〜７で得られたTAED結晶について、水溶解速度の評価結果を表１に示す。また、比較例１及び実施例２〜４で得られたTAED結晶について、過酢酸生成量の測定結果を表２に示す。 Table 1 shows the evaluation results of the water dissolution rate of the TAED crystals obtained in Comparative Example 1 and Examples 1 to 7. Table 2 shows the measurement results of the amount of peracetic acid produced in the TAED crystals obtained in Comparative Example 1 and Examples 2 to 4.
表１及び表２のとおり、本発明の方法により晶析されたTAED結晶は、比較例１のTAED結晶と比べて、冷水中でも高い溶解速度を示すこと及び過酸化水素と反応して過酢酸を効率よく生成することが確認された。 As shown in Tables 1 and 2, the TAED crystals crystallized by the method of the present invention show a higher dissolution rate even in cold water and react with hydrogen peroxide to generate peracetic acid as compared with the TAED crystals of Comparative Example 1. It was confirmed that it was generated efficiently.
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