JP2915515B2 - O―メチルイソ尿素硫酸塩の製造方法 - Google Patents
O―メチルイソ尿素硫酸塩の製造方法Info
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Description
有用なO−メチルイソ尿素硫酸塩の新規な製造方法に関
し、詳しくは、O−メチルイソ尿素硫酸水素塩と遊離の
O−メチルイソ尿素とをメタノール含有の液状媒体中で
反応させることを特徴とするO−メチルイソ尿素(以
下、OMIUと略称することがある)硫酸塩の製造方法に関
する。
提案されている。
(1955年),第448頁には、結晶シアナミド(0.25モ
ル)の無水メタノール氷冷水溶液に濃硫酸(0.125モ
ル)を加え、少量の不溶分を濾過して除いてから室温で
4日間放置することによりOMIU硫酸塩の結晶を得たこと
が記載されている。
間を要するなど反応速度が極めて遅く、その上、シアナ
ミドに対するOMIU硫酸塩の収率も44%と全く不十分であ
り、工業的なOMIU硫酸塩の製造方法としては採用しえな
いものであった。
等モル量のシアナミドとOMIU硫酸水素塩とを、必須成分
としてメタノールを含有してなる液体媒体中で、該OMIU
硫酸塩生成に要する時間、5〜40℃に保持することより
なるOMIU硫酸塩の調製方法に関して開示されている。
するOMIU硫酸水素塩を引き続きメタノール含有の液体媒
体中で反応式のようにシアナミドと反応させることに
よりOMIU硫酸塩を製造する事実上2段階反応よりなるも
のである。
度は緩慢であるため、反応時間はかなり長くなり、ま
た、シアナミドからのトータルの反応収率も十分とはい
い難い。そのためこの第2の提案では、第1段及び第2
段のOMIU硫酸水素塩及びOMIU硫酸塩分離後の母液をリサ
イクル使用することにより、それぞれOMIU硫酸水素塩及
びOMIU硫酸塩の生成収率を高めることを推奨している。
更に、この提案においても、その製造が煩雑で且つ危険
性のある結晶シアナミドの使用を前提としており、仮
に、例えば、50重量濃度などのシアナミド水溶液を用い
ると、特に第2段目の上記反応式の反応は進行せず、
代わりに次記反応式に示すような尿素生成反応が優先
してしまうという問題点があった。
較的短い反応時間で、高収率に高純度のOMIU硫酸塩を得
るべく研究を行った結果、例えば、シアナミドをメタノ
ール含有溶液中で該シアナミドとほぼ等モル量の濃硫酸
と反応させることによってOMIU硫酸水素塩を生成させ、
一方、このOMIU硫酸水素塩を、例えば、水酸化ナトリウ
ムなどのアルカリ金属の水酸化物などで中和してOMIUを
遊離化させ、次いで、該OMIU硫酸水素塩と該遊離OMIUと
をメタノール含有溶媒などの液状媒体中で反応させるこ
とにより、所期の目的を達成しうることを見出だすとと
もに、シアナミドとして前記のような問題点のある結晶
シアナミドを用いず、例えば、50重量%濃度などのシア
ナミド水溶液を用いてもかなりの高収率で目的OMIU硫酸
塩を生成しうることを見出だし、本発明を完成した。
いて、下記A及びB、 A. O−メチルイソ尿素硫酸水素塩、及び、 B. 上記O−メチルイソ尿素硫酸水素塩1モルに対して
0.95〜1.6モルの遊離O−メチルイソ尿素、をメタノー
ル含有の液状媒体中で反応させることを特徴とするO−
メチルイソ尿素硫酸塩の製造方法を提供するものであ
る。
U)硫酸水素塩(A)は、必ずしも限定されるものでは
ないが、例えば、シアナミドと硫酸とをメタノール含有
溶媒中で反応させて得られるOMIU硫酸水素塩のメタノー
ル含有溶媒の溶液またはスラリー液が特に好適に用いら
れる。次に、この反応について説明する。
OMIU硫酸塩生成のトータル収率の点では最も高くなる。
しかし本発明方法では、シアナミドとして必ずしも結晶
シアナミドの使用に限定されるものではなく、例えば、
特開平2−64009号公報記載の方法によるシアナミドの
メタノール溶液、すなわち、下記反応式に示すよう
に、石灰窒素のメタノール分散液中に炭酸ガスを吹き込
み、副生する固形物を濾過して除去することにより得ら
れるシアナミドのメタノール溶液を、必要に応じて濃縮
または希釈などして用いることができる。
ドの水溶液を用いても、例えば、シアナミド1モルに対
して3モル以上など、多量のメタノールの存在下では、
前記反応式のO−メチル化反応が、前記反応式の尿
素生成反応に優先し、尿素の生成が予想外に少ないこと
が見出だされ、40〜60重量%濃度のシアナミド水溶液の
使用も可能であることが判明した。
の使用がよい。硫酸の使用量は、シアナミド1モルに対
して1.0〜1.2モルであるのがよい。
ら、シアナミド1モルに対して2〜10モル、特には3〜
8モルであるのが好ましい。
ドまたはシアナミド溶液を添加する方法、 (ロ)シアナミドのメタノール含有溶液中に濃硫酸を添
加する方法、 等を例示することができるが、(イ)の方法では、硫酸
とメタノールとの副反応(モノメチル硫酸生成反応)を
抑制するために、例えば5℃以下などの低温条件下での
反応が要求されるという問題があるので、(ロ)の方法
を採用するのが好ましい。
下、好ましくは5〜20℃であり、反応時間は反応のスケ
ールにより一概に決められないが、2〜12時間程度であ
る。
ノール含有溶媒の溶液、または、未溶解の該硫酸水素塩
の結晶を含んだ該溶媒のスラリー液の形態を有してい
る。該反応生成物はこのまま、または、必要に応じて濃
縮または希釈して、本発明の前記OMIU硫酸水素塩(A)
として使用することができると共に、後記するように、
遊離OMIU(B)の製造用にも使用できる。なお、該反応
生成物がスラリーの場合には、適量の水および/または
メタノールを添加して析出しているOMIU硫酸水素塩を完
全に溶解させ、均一な溶液として用いることができる。
硫酸水素塩(A)、及び、該OMIU硫酸水素塩1モルに対
して約当モルの遊離OMIU(B)をメタノール含有の液状
媒体中で反応させることにより、目的生成物であるOMIU
硫酸塩を製造する。
はなく、適宜な方法により得られた遊離のOMIU溶液であ
ればよいが、好ましくは、前記OMIU硫酸水素塩(A)の
溶液またはスラリー液(特に好ましくは溶液)を、該OM
IU硫酸水素塩及び生成する遊離のOMIUと好ましくない副
反応を起こすことのない適宜のアルカリ性化合物により
中和し、生ずる該アルカリ性化合物の硫酸塩を濾過によ
り除去して得られる遊離OMIUの溶液を用いるのがよい。
次にこの中和反応について説明する。
たはスラリー液としては、前記OMIU硫酸水素塩生成反応
工程の反応生成物であるOMIU硫酸水素塩のメタノール含
有溶媒溶液(OMIU硫酸水素塩を一般に3.1〜3.5モル/
含有)または該溶媒のスラリー液の使用が好ましい。ま
た、該反応生成物がスラリー液の場合には、前記のよう
に適量の水および/またはメタノールを添加して析出し
ているOMIU硫酸水素塩を完全に溶解させ、均一な溶液と
して用いることもできる。
物としては、前記のように、OMIU硫酸水素塩及び生成す
る遊離OMIUと好ましくない副反応を起こすことのないも
のであることが必要であり、例えば、アルカリ金属の水
酸化物、または、アルカリ土類金属の水酸化物もしくは
酸化物等を挙げることができる。これらのアルカリ性化
合物のうち、反応性のよさ及び生成する遊離OMIU溶液の
分離操作性のよさなどの観点から、例えば、水酸化リチ
ウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ
金属水酸化物の使用が好ましい。
合、この工程の反応は次の反応式に従うものと考えら
れる。
(A)の溶液またはスラリー液中に含まれる水分量によ
って多少異なるが、一般に該溶液中の硫酸水素イオン1
モルに対して1.5〜2当量程度であるのがよく、前記OMI
U硫酸水素塩生成反応工程において、40〜60重量%程度
のシアナミド水溶液を用いた時は1.5〜1.9当量、結晶シ
アナミド又はシアナミドのメタノール溶液などを用いた
時は1.7〜2当量程度がよい。
タノール含有溶液中に、前記工程で得られたOMIU硫酸水
素塩(A)を添加する方法を採用するのが好ましい。
しくは5〜15℃であるのがよく、反応時間は一般に、30
分〜3時間程度であるのがよい。
の、本発明方法において好適に用いることのできるアル
カリ性化合物の硫酸塩は、メタノール過剰の条件下では
ある程度の水の存在下においてもその殆どが析出するの
で、この析出物を濾過して分離することにより容易に遊
離OMIUのメタノール含有溶液を製造することができる。
液は、その溶液中に遊離OMIUを通常0.8〜1.4モル/含
有している。該溶液はこのまま、又は、必要に応じて濃
縮して、後記するOMIU硫酸塩生成反応工程に使用するこ
とができる。
OMIU(B)の溶液を、前記OMIU硫酸水素塩(A)の溶液
またはスラリー液と反応させることにより、本発明方法
の目的物であるOMIU硫酸塩を生成させる。次にこの反応
について説明する。
れる。
液として、前記OMIU硫酸水素塩生成反応工程で得られる
OMIU硫酸水素塩のメタノール含有溶液の使用が好まし
く、また、遊離OMIU(B)の溶液として、前記OMIU硫酸
水素塩中和反応工程で得られた遊離OMIUのメタノール含
有溶液の使用が好ましい。
水素塩(A)に対して約等モルとなるような量、すなわ
ち、該OMIU硫酸水素塩1モルに対して、該遊離OMIU0.95
〜1.5モル程度の量であるのがよい。
はないが、例えば、OMIU硫酸水素塩のメタノール含有溶
液の中に、遊離OMIUのメタノール含有溶液を添加する方
法が好適に採用できる。なお、この場合の液体媒体は、
該OMIU硫酸水素塩を溶解しているメタノール含有溶媒で
ある。このように、本発明方法における液状媒体として
は、OMIU硫酸水素塩を溶解しているメタノール含有溶
媒、例えば、メタノール−水混合溶媒でよい。
反応時間は一般に、30分〜1時間程度であるのがよい。
に対する溶解度が小さいので、反応の進行に伴って析出
してくる。従って反応終了後、析出している結晶を濾別
して乾燥することによりOMIU硫酸塩を得ることができ
る。
3ツ口フラスコに、メタノール128g(約4モル)及び結
晶シアナミド(純度98重量%、約1モル)を入れて撹拌
溶解した後、撹拌しながら、0〜10℃の条件下に98重量
%濃度の濃硫酸110g(約1.1モル)を約3時間かけて滴
下して反応させて、OMIU硫酸水素塩(A)のメタノール
含有溶媒のスラリー液281gを得た。このスラリー液中に
は0.95モルのOMIU硫酸水素塩(反応収率95%)が含まれ
ていた。
ル)及び水酸化ナトリウム53g(純度99重量%、約1.32
モル)を入れて撹拌溶解した後、撹拌しながら、0〜5
℃の条件下に、(1)で作成したスラリー液169gを約60
分間かけて滴下して反応させる。次いで析出物(硫酸ナ
トリウム)を濾別してメタノール50gで洗浄し、この洗
浄液と濾液を合わせることにより、遊離OMIUのメタノー
ル含有溶液352gを得た。この溶液中には0.51モルのOMIU
が含まれていた。
ツ口フラスコに、(2)で作成した溶液352g(遊離OMIU
0.51モル含有)を入れ、撹拌しながら、0〜15℃の条件
下に、(1)で作成したスラリー液112g(OMIU硫酸水素
塩0.38モル、硫酸0.065モル含有)を約30分間かけて滴
下して反応させ、析出した結晶を濾過し、乾燥してOMIU
硫酸塩98.5g(純度約99重量%、約0.4モル)を得た。原
料のシアナミドに対する収率は約80%であった。
128g(約4モル)及び50重量%濃度のシアナミド水溶液
84g(約1モル)を入れて撹拌溶解した後、撹拌しなが
ら、0〜10℃の条件下に98重量%濃度の濃硫酸110g(約
1.1モル)を約3時間かけて滴下して反応させて、OMIU
硫酸水素塩のメタノール含有溶液322gを得た。この溶液
中には0.85モルのOMIU硫酸水素塩(反応収率85%)及び
0.15モルの尿素が含まれていた。
ル)及び水酸化ナトリウム66g(純度99重量%、約1.64
モル)を入れて撹拌溶解した後、撹拌しながら、0〜5
℃の条件下に、(1)で作成した溶液196gを約60分間か
けて滴下して反応させる。次いで析出物(硫酸ナトリウ
ム)を濾別してメタノール129gで洗浄し、この洗浄液と
濾液を合わせることにより、遊離OMIUのメタノール含有
溶液528gを得た。この溶液中には0.52モルのOMIUが含ま
れていた。
ツ口フラスコに、(2)で作成した溶液528g(遊離OMIU
0.52モル含有)を入れ、撹拌しながら、0〜15℃の条件
下に、(1)で作成した溶液126g(OMIU硫酸水素塩0.33
モル、硫酸0.10モル含有)を約30分間かけて滴下して反
応させ、析出した結晶を濾過し、乾燥してOMIU硫酸塩86
g(純度約99重量%、約0.35モル)を得た。原料のシア
ナミドに対する収率は約70%であった。
Claims (1)
- 【請求項1】O−メチルイソ尿素硫酸塩の製法におい
て、下記A及びB、 A. O−メチルイソ尿素硫酸水素塩、及び、 B. 上記O−メチルイソ尿素硫酸水素塩1モルに対し
て、0.95〜1.6モルの遊離O−メチルイソ尿素、 をメタノール含有の液状媒体中で反応させることを特徴
とするO−メチルイソ尿素硫酸塩の製法。
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