JP2618714B2 - β―ヒドロキシアミノ化合物の精製方法 - Google Patents

β―ヒドロキシアミノ化合物の精製方法

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JP2618714B2 JP17771189A JP17771189A JP2618714B2 JP 2618714 B2 JP2618714 B2 JP 2618714B2 JP 17771189 A JP17771189 A JP 17771189A JP 17771189 A JP17771189 A JP 17771189A JP 2618714 B2 JP2618714 B2 JP 2618714B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明の精製方法によって製造される純度の高いβ−
ヒドロキシアミノ化合物は工業的に重要な化合物であ
り、例えば、1−アミノプロパンジオールや、1−(メ
チルアミノ)−プロパンジオールは、近年需要の伸びで
いるX線造影剤の原料として注目を浴びている。
[従来技術] これまでに、β−ヒドロキシアミノ化合物の製造方法
は、良く知られている。
例えば、下記反応式に示したように、1−アミノプロ
パンジオールの製造方法としてグリシドールとアンモニ
アとを反応させる方法がある(例えば、L.Knorrら、
“Ber.deutsch.Chem.Ges.",Vol.32,750,1899、K.Baum
ら、“J.Org.Chem.",Vol.27,2231,1962、“公開特許
公報”昭和56−161357、同昭56−161355、同昭56−
161356等)。
反応機構的には、グリシドールのエポキシ環の電子不
足の炭素原子への、アンモニアの求核攻撃による開環付
加反応と考えられる。
[発明が解決しようとする課題] しかし、これら従来技術では上記反応式で示される主
反応の他に、下記反応式で示される副反応も多く、した
がって目的物の収率は低く、充分なものではなかった。
副生する塩化水素の量は最大でも仕込んだ原料のグリ
セリン−α−モノクロルヒドリンと当モル量に過ぎな
い。
この程度の量では1−アミノプロパンジオールの収率
は改善されていない。
したがって、この方法は、エポキシ化合物とアミンと
からβ−ヒドロキシアミノ化合物を製造するにあたり、
HClの存在が収率を高めることをなんら示唆していな
い。
また、この方法は本発明に比べて反応速度が小さいと
いう欠点も有している。
そこで、本発明者はエポキシ化合物とアミンとの反応
によってβ−ヒドロキシアミノ化合物を製造する際に、
原料のエポキシ化合物よりも過剰量(モル基準)のハロ
ゲン化水素またはそのアンモニウム塩の存在下に反応を
行うとβ−ヒドロキシアミノ化合物の反応収率が向上す
ることを見出だし、別途特許出願した。
しかしながら、得られた反応液から純度の高いβ−ヒ
ドロキシアミノ化合物を得るために一般的な精製方法で
もある蒸留を試みたが、収率良くβ−ヒドロキシアミノ
化合物を得ることができなかった。
その理由は反応収率を向上させるために添加したハロ
ゲン化水素またはそのアンモニウム塩が反応粗液中にそ
のまま残存しているためであると考えられる。
[発明が解決しようとする課題] 上記のような状況に鑑み本発明者は、鋭意検討した結
果、上記反応粗液をそのまま蒸留するのではなく、反応
粗液中に残存するハロゲン化水素またはそのアンモニウ
ム塩をアルカリで中和した後に蒸留することによって、
収率良くかつ、純度の高いβ−ヒドロキシアミノ化合物
が得られることを見出だし本発明を完成させた。
[発明の構成] すなわち、本発明は、 『下記一般式A−1または、一般式A−2で示されるエ
ポキシ化合物 [但し、上記一般式A−1および一般式A−2中、R1
R2、R3、R4は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ア
リール基、アルコキシ基または、アリールオキシ基の中
から選ばれる同一または異ないづれの組み合わせも取り
得る置換基を示し、Zは主鎖炭素数3または4のアルキ
レン基を示す]と、下記一般式Bで示されるアミン [但し、一般式B中、R5は、水素原子、アルキル基また
は、アリール基から選ばれる置換基を示す]との反応に
より、下記一般式C−1または、一般式C−2で示され
るヒドロキシアミノ化合物 を含む反応粗液から、蒸留によって該β−ヒドロキシア
ミノ化合物を精製するにあたり、該反応粗液中のハロゲ
ン化水素またはそのアンモニウム塩をアルカリで中和し
た後に蒸留することを特徴とするβ−ヒドロキシアミノ
化合物の精製方法』である。
以下に本発明のβ−ヒドロキシアミノ化合物の精製方
法について詳細に説明する。
《エポキシ化合物》 本発明の精製方法に供する反応粗液は以下の手順で製
造される。
原料のエポキシ化合物は、下記一般式A−1または、
一般式A−2で示されるエポキシ化合物 [但し、上記一般式A−1および一般式A−2中、R1
R2、R3、R4は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ア
リール基、アルコキシ基または、アリールオキシ基の中
から選ばれる同一または異なるいづれの組み合わせも取
り得る置換基を示し、Zは主鎖炭素数3または4のアル
キレン基を示す]である。
具体的なエポキシ化合物の例としてはグリシドール、
エチレンオキシド、プロピレンオキシド、 具体的なエポキシ化合物の例としてはグリシドール、
エチレンオキシド、プロピレンオキシド、エポキシ化大
豆油、エポキシ化アマニ油、アリルグリシジルエーテ
ル、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエ
ーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、トリ
メチロールプロパンポリグリシジルエーテル、グリセロ
ールポリグリシジルエーテル、エチレングリコールポリ
グリシジルエーテル、シクロヘキセンモノエポキシド、
ビニルシクロヘキセンモノエポキシドなどがあげられ、
これらのエポキシ化合物には、反応に支障のない範囲で
さらに置換基があっても良い。
《アミン》 本発明で使用されるアミンは下記一般式Bで示される
アミン [但し、一般式B中、R5は、水素原子、アルキル基また
は、アリール基から選ばれる置換基を示す]である。
具体的なアミンの例としては、アンモニア、メチルア
ミン、エチルアミン、エタノールアミン、ベンジルアミ
ン、シクロヘキシルアミンなどがあげられ、これらのア
ミンには、反応に支障のない範囲でさらに置換基があっ
ても良い。
これらは、反応系内では、その一部または殆どが、原
料であるアミンおよび/または生成物であるβ−ヒドロ
キシアミノ化合物との塩(アンモニウム塩)として存在
すると考えられ、また、このようなアンモニウム塩の形
態でもβ−ヒドロキシアミノ化合物の収率向上には有効
である。
したがって、反応系に添加する際の形態としては、上
述したハロゲン化水素の形態だけでなく、原料であるア
ミンとのアンモニウム塩または、他のアミン(アンモニ
アを含む)とのアンモニウム塩の形態であっても良い。
本発明で使用されるフッ化水素、塩化水素、臭化水
素、沃化水素などは単独で使用しても良いしまた、数種
を併用しても良い。
価格を考慮すると塩化水素酸、臭化水素酸、沃化水素
酸が好ましく、とくに塩化水素酸がより好ましい。
これらはいずれも無水または水溶液の状態いずれでも
使用し得る。
以上のように反応収率を向上させるために添加したハ
ロゲン化水素またはそのアンモニウム塩は反応によって
消費されるものではないので反応粗液中にそのまま残存
する。
これをそのまま蒸溜装置に供給して蒸溜しても純度の
高い製品は得られない。
《濃度比》 上述した、エポキシ化合物、アミンおよび、ハロゲン
化水素またはそのアンモニウム塩の濃度比は、モル比率
で下記の序列にする必要がある。
エポキシ化合物<ハロゲン化水素またはそのアンモニ
ウム塩<アミン エポキシ化合物の濃度がハロゲン化水素またはそのア
ンモニウム塩の濃度と等しいかまたはそれより大なる場
合は、参考例に示すように収率向上効果がほとんどな
い。
したがって、ハロゲン化水素またはそのアンモニウム
塩の必要量は、エポキシ化合物の1.1モル倍以上、好ま
しくは2倍以上である(いずれもモル比)。
また、アミンは、エポキシ化合物に対して当モル以上
必要なことは反応式から容易にわかるが、系に存在する
ハロゲン化水素またはそのアンモニウム塩に対しても過
剰でなければ、1)反応が完全には進行しない、また、
2)系内が酸性に片寄ることに起因する副反応が増加す
るなどの不都合がある。
したがって、アミンは、ハロゲン化水素またはそのア
ンモニウム塩よりも過剰量で使用されるべきである。
具体的な各成分の濃度比は一概に限定できないが、ハ
ロゲン化水素またはそのアンモニウム塩/エポキシ化合
物モル比は1.1倍以上、好ましくは2モル倍以上であ
る。
100モル倍以上使用することは、精製コストが大きく
なる(中和、アミンの回収)ので好ましくない。アミン
/エポキシ化合物モル比は、2倍以上、好ましくは、5
倍以上である。
大きいほどβ−ヒドロキシアミノ化合物の収率が大き
くなる傾向にあるが、100モル倍以上の使用は、やはり
精製コスト(アミンの回収)が大きくなり不都合であ
る。
《溶媒》 本発明のβ−ヒドロキシアミノ化合物の製造方法に
は、溶媒を使用してもしなくても良い。
溶媒を使用する場合、当然のことながら、反応に不活
性であることが必要である。
好ましい溶媒の例としては、水、アルコール、エーテ
ル、炭化水素などである。
《反応温度》 本発明のβ−ヒドロキシアミノ化合物の製造方法を実
施する場合の反応温度には、とくに限定的範囲はない
が、通常、−50〜150℃、好ましくは、0〜100℃の範囲
で行われる。
《圧力》 本発明のβ−ヒドロキシアミノ化合物の製造方法を実
施する場合の反応圧力には、とくに限定的範囲はない
が、通常、50mmHg〜200atm、好ましくは、常圧50atmの
範囲で行われる。
《反応の形式》 本発明の製造方法における反応は液相反応で行われる
が、その形式にはとくに限定的なものはない。連続流通
式、回分式、半回分式、いずれの反応形式でも良い。
《アルカリ》 中和に使用するアルカリは、工業的に入手容易で安価
な水酸化ナトリウムまたは、水酸化カリウムが好まし
く、水酸化ナトリウムがより好ましい。
これらのアルカリは、固形のままでも良いし、適当な
溶媒に溶解された形態で用いられても良い。
水、低級アルコールなどは適した溶媒である。
《中和時期》 酸を中和する時期は、反応粗液段階でも良いし、反応
粗液からアミンや、溶媒等の低沸成分をある程度蒸留除
去した脱低沸粗液段階でも良い。
しかしながら、中和前に低沸成分を蒸留除去する際、
粗液を高温にすることは好ましくなく、通常120℃以下
で、好ましくは100℃以下、より好ましくは60℃以下の
温度で低沸成分を蒸留除去することが望ましい。
《中和形式》 中和の方法に限定的なものはない。
連続流通式、回分式、半回分式、いずれの中和形式で
も良い。
本発明のβ−ヒドロキシアミノ化合物の精製方法を実
施する場合の具体的な実施態様としては以下のものが考
えられる。
(a)ハロゲン化水素またはそのアンモニウム塩の存在
量が、一方の原料であるエポキシ化合物に対して1.1モ
ル倍以上である請求の範囲記載の方法。
(b)ハロゲン化水素またはそのアンモニウム塩の存在
量が、一方の原料であるエポキシ化合物に対して2モル
倍以上である請求の範囲記載の方法。
(c)アミンが、アンモニアまたはメチルアミンである
請求の範囲記載の方法。
(d)エポキシ化合物がグリシドールである請求の範囲
記載の方法。
(e)中和に用いられるアルカリが、水酸化ナトリウム
である請求の範囲記載の方法。
《実施例》 以下に本発明の効果を実施例を用いて説明するが、本
発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
[実施例1] 攪拌機、コンデンサー、温度計を具備する容積8の
ジャケット付きガラス製反応器に塩化アンモニウム[NH
4Cl]1466g(27.4モル)を添加し、アンモニア(28%)
水を5000kg(内、NH3として82.2モル)張り込んだ。
反応液を攪拌しながら、ジャケットを循環する温水の
温度を調節して、反応液温度を30℃に昇温した。
次いで、グリシドール406g(5.48モル)を3時間かけ
て滴下した。
グリシドールの滴下と同時に反応液温度が上昇し以降
反応液温度を33℃に保ち、合計5時間反応を続けた(ア
ンモニアは、グリシドールに対して15.0モル倍使用)。
反応終了後、反応液が50℃以上に上昇しないように反
応液から主としてアンモニアをアスピレーターの減圧下
留去したところ、4040gの脱アンモニア粗液が得られ
た。
この脱アンモニア粗液をイオンクロマトグラフィーに
して分析した結果、10.1%の1−アミノプロパンジオー
ルが含まれていた。
これはグリシドールに対して、81.7モル%の反応収率
で1−アミノプロパンジオールが生成したことを示す。
上記脱アンモニア粗液1000g(内、1−アミノプロパ
ンジオール101g)に50%NaOH水溶液543gを、粗液が50℃
以上に上昇しないように冷却しながらゆっくりと加え、
中和した。中和液は、11.4のPHを示していた。
この中和液をロータリー・エバポレーターにてアスピ
レーターの減圧下、アンモニアおよび水を留去させ、湿
ケーキ状の蒸発残渣を得た。
この蒸発残渣にメタノール200mlを加え、40℃で十分
攪拌し可溶分をメタノールに溶解させた。次いで、10℃
に冷却し一日静置させた。
この静置液中の固形物を濾過により除去し、さらに10
0mlの冷メタノールで濾物を洗浄し、洗浄液を先の瀘液
と合わせた。
こうして得られたメタノール溶液を、容積500mlの蒸
発缶を持つガラス製単蒸留装置に張り込み、アスピレー
ターの減圧下、メタノールを留出させた後、高真空下で
の単蒸留を行った。
その結果、沸点146〜151℃(6〜7Torr)を有する精
製された1−アミノプロパンジオール留分80.1gを得
た。
これは、79.3%の精製収率に相当する。
また、この留分をHClで滴定した結果、純度は99.5%
であった。
[比較例1] 実施例1で得られた脱アンモニア粗液を中和せずに精
製を行った。
すなわち、脱アンモニア粗液1000gをそのまま、ロー
タリー・エバポレーターにてアスピレーターの減圧下、
アンモニアおよび水を留去させた。その結果、オイル状
の蒸発残渣を得た。
この蒸発残渣にメタノール300mlを加え、40℃で十分
攪拌したところ、均一な溶液が得られた。
こうして得られたメタノール溶液を、容積500mlの蒸
発缶を持つガラス製単蒸留装置に張り込み、アスピレー
ターの減圧下、メタノールを留出させた後、実施例1と
同様に高真空下での単蒸留を試みた。
しかし、缶温度が約120℃付近になった時点から、留
出液が着色し、次第に缶液の粘度が上昇した。缶温度が
約135℃になった時点で缶液は非常に高粘度のタール状
となり、もはや蒸留を続けることができなかった。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記一般式A−1または、一般式A−2で
    示されるエポキシ化合物 [但し、上記一般式A−1および一般式A−2中、R1
    R2、R3、R4は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ア
    リール基、アルコキシ基または、アリールオキシ基の中
    から選ばれる同一または異なるいづれの組み合わせも取
    り得る置換基を示し、Zは主鎖炭素数3または4のアル
    キレン基を示す]と、下記一般式Bで示されるアミン [但し、一般式B中、R5は、水素原子、アルキル基また
    は、アリール基から選ばれる置換基を示す]との反応に
    より、下記一般式C−1または、一般式C−2で示され
    るヒドロキシアミノ化合物 を含む反応粗液から、蒸留によって該β−ヒドロキシア
    ミノ化合物を精製するにあたり、該反応粗液中のハロゲ
    ン化水素またはそのアンモニウム塩をアルカリで中和し
    た後に蒸留することを特徴とするβ−ヒドロキシアミノ
    化合物の精製方法。
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