JP4856406B2 - アミンオキシドの製造方法 - Google Patents
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Description
第3級アミンと過酸化水素との反応において、反応温度を50〜75℃とした場合、得られたアミンオキシド水溶液中の未反応アミン残存率を下げるために、反応時間を長く要するという問題がある。
また、前記特許文献4には、ステアリルジメチルアミンと過酸化水素との反応において、反応を促進させつつゲル化を回避するために、アミンと過酸化水素とを同時に滴下し、アミン濃度を5重量%以下にすることが開示されている。
<1> 下記一般式(I)で表されるアミンオキシドの製造方法において、
下記一般式(II)で表される第3級アミンを含む原料アミン溶液に対し、二酸化炭素を下記式(1)で表されるアミン換算酸価〔(AV)/(X)〕が1.6〜15(mg・KOH/g−アミン)となるまで添加した後、前記第3級アミンと過酸化水素とを反応させることを含むことを特徴とするアミンオキシドの製造方法である。
<3>冷却ジャケットを備えてなる反応器内で行われ、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体の温度を制御することにより、反応温度を制御する前記<1>から<2>のいずれかに記載のアミンオキシドの製造方法である。
<4> 原料アミン溶液に対する二酸化炭素の添加が、15〜65℃で行われる前記<1>から<3>のいずれかに記載のアミンオキシドの製造方法である。
<5> 第3級アミンと過酸化水素との反応が、30〜80℃で行われる前記<1>から<4>のいずれかに記載のアミンオキシドの製造方法である。
<6> 第3級アミンと過酸化水素とを反応させる際、過酸化水素の全添加量に対する添加率が50質量%となるまでの間、冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体の温度を25〜45℃とする前記<1>から<5>のいずれかに記載のアミンオキシドの製造方法である。
<7> 前記<1>から<6>のいずれかに記載のアミンオキシドの製造方法により製造されたことを特徴とするアミンオキシドである。
本発明のアミンオキシドの製造方法は、下記反応式によりアミンオキシドを製造する方法であり、第3級アミンを含む原料アミン溶液に二酸化炭素を添加する工程、及び該第3級アミンと過酸化水素とを反応させる工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
<<第3級アミン>>
本発明のアミンオキシドの製造方法に用いられる第3級アミンは、下記一般式(II)で表される。
第3級アミンは、溶媒との混合溶液である前記原料アミン溶液として反応に供することが好ましい。
前記原料アミン溶液における溶媒としては、一般的に水が用いられるが、前記原料アミン溶液の粘度を調整するために、低級アルコール(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等)などの水溶性溶媒を更に添加してもよい。
前記溶媒の添加量が第3級アミン100質量%に対して10質量%未満であると(すなわち、前記質量比として、10/1未満であると)、後述する過酸化水素の添加において、ゲル化が生じて反応の継続が困難となることがあり、150質量%を超えると(すなわち、質量比として2/3を超えると)、反応生成物の濃度が低下し、生産性の低下や運搬費用のコストアップを招くことがあり、さらに、添加する過酸化水素濃度が相対的に高くなるため、反応生成物の色調や臭気の劣化を生じることがある。
前記原料アミン溶液に対する二酸化炭素の添加方法としては、前記原料アミン溶液の下記式(1)で表されるアミン換算酸価が、1.6〜15(mg・KOH/g−アミン)となるように添加される限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、反応器内の気相を二酸化炭素で置換する方法、前記原料アミン溶液中に二酸化炭素を供給する方法、加圧により添加する方法等が挙げられ、添加する対象としては、気相及び液相のいずれであってもよい。
なお、二酸化炭素の添加は、昇温により発泡が生じない範囲で、第3級アミンと過酸化水素との反応中にも継続して行っても良い。
前記温度を制御する方法としては、例えば、前記原料アミン溶液に対する二酸化炭素の添加が冷却ジャケットを備えてなる反応器内で行われる場合、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体の温度を、15〜65℃の所望の温度に制御し、容器内温度及び前記原料アミン溶液の液温を、前記伝熱性媒体と略同一の温度とする方法が挙げられる。
前記温度が15℃未満であると、前記原料アミン溶液における二酸化炭素吸収率が大きくなる反面、過剰に溶存した二酸化炭素によって、その後の反応において発泡やゲル化が生じることがある。一方、前記温度が65℃を超えると、二酸化炭素が溶解し難くなるため、過剰の二酸化炭素が必要になり、また、二酸化炭素の導入とともに前記原料アミン溶液が、反応系外に流出することがある。
本発明のアミンオキシドの製造方法において、第3級アミンと過酸化水素とを反応させる工程は、前記アミン換算酸価が1.6〜15(mg・KOH/g−アミン)の前記原料アミン溶液に対し、過酸化水素を少量ずつ添加し、温度制御を行いながら、攪拌を行う工程である。
前記反応温度を上述の範囲内とするために、過酸化水素の添加によって生じた反応熱の除熱を行う必要があり、冷却ジャケットを備えてなる反応器内で行われることが好ましい。また、本発明のアミンオキシドの製造方法におけるすべての工程が、前記冷却ジャケットを備えてなる反応器内で行われることが好ましい。
なお、前記反応器には、過酸化水素を滴下して添加する手段、攪拌する手段、温度計等が備えられていることが好ましい。
前記攪拌する手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、タービン翼、オーバル3枚後退翼、フルゾーン翼、パドル翼等が挙げられる。
そこで、前記除熱は、過酸化水素の全添加量に対する添加率に応じて、前記伝熱性媒体の温度を制御することにより行うことが好ましい。
本発明のアミンオキシドの製造方法に用いられる過酸化水素としては、濃度3%以上の過酸化水素を含むものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一般的に入手が容易な過酸化水素濃度が30〜60%の過酸化水素水が好ましく、過酸化水素濃度が35〜50%の過酸化水素水がより好ましい。
第3級アミンと過酸化水素との反応において、ゲル生成を回避するために、過酸化水素を水又は有機溶媒で希釈して用いることもできる。この場合、前記有機溶媒としては、例えば、エタノール、2−プロパノール、エチレングリコール、及びプロピレングリコールなどが挙げられる。
前記過酸化水素の添加量が、第3級アミン1モルに対し、1.50モルを超えると、反応生成物中に未反応の過酸化水素が多量に残存し、回収した反応生成物の保存中に過酸化水素の分解による色調等の劣化が生じ、1.00モル未満であると、反応が完結しない。
アミンオキシド中に、未反応の第3級アミンが0.5質量%以上含まれると、アミンオキシドの洗浄力を低下させ、色調及び臭気等を劣化させ、皮膚刺激性を強めてしまうことがある。
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミンオキシド熟成工程、未反応の第3級アミンを低減させる工程、及び残存した過酸化水素を分解する工程等が挙げられる。
前記アミンオキシド熟成工程は、過酸化水素の添加終了後、反応を継続することにより未反応の第3級アミン及び過酸化水素の含有量を低減させる工程であり、例えば、60〜80℃の温度条件下において、すなわち、前記原料アミン溶液と過酸化水素との反応温度を保ちながら、攪拌を継続して行う方法が挙げられる。
前記未反応の第3級アミンを低減させる工程としては、例えば、前記過酸化水素を更に添加する方法などが挙げられる。
前記残存した過酸化水素を分解する工程としては、例えば、反応後に、還元剤又は過酸化水素を分解する物質(例えば、過酸化水素分解酵素等)を添加して前記過酸化水素を分解する方法、前記原料第3級アミンを更に添加する方法等が挙げられる。
本発明のアミンオキシドの製造方法により得られたアミンオキシドは、高品質であり、皮膚に対する刺激性が低く、台所用洗剤や住居用洗剤、シャンプー、ボディシャンプーなど等の身体用洗浄剤、香粧品、化粧品等の幅広い用途に好適に用いることができる。
反応器内に、第3級アミンとして、ラウリルジメチルアミン(商品名:アーミンDM12D、ライオン・アクゾ(株)製)200g(0.94モル)、及び水200gを投入した。気相中に二酸化炭素をフローにより導入しながら原料アミン溶液(ラウリルジメチルアミン水溶液)を攪拌し、25℃で二酸化炭素の添加を行った。
なお、前記反応器としては、冷却ジャケット、過酸化水素滴下装置、攪拌装置、温度計、保温材を備えた容量1Lのセパラブルフラスコを用い、二酸化炭素の添加中は、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体(水)の温度を25℃とした。
前記反応容器内に、過酸化水素とラウリルジメチルアミンとのモル比が、(過酸化水素)/(アミン)=1.010となるように、濃度14.3%の過酸化水素水224.1g(0.944モル)を、前記過酸化水素滴下装置を用いて2時間かけて滴下した。
過酸化水素の添加率が50%となるまでの間、反応容器中の反応液の温度が60〜65℃を維持するように、前記伝熱性媒体の温度を25〜35℃に制御した。過酸化水素の添加率が50%を超えた後は、反応熱の発生が小さくなるため、前記伝熱性媒体の温度を55〜65℃とし、反応容器中の反応液の温度を65℃に保った。
得られた反応液の分析を行ったところ、未反応の第3級アミン含有量0.27質量%、残存過酸化水素含有量0.10質量%のラウリルジメチルアミンオキシド水溶液が得られたことがわかった。
最終的に得られたラウリルジメチルアミンオキシドは、ラウリルジメチルアミンの反応率(転化率)が99.2モル%であり、回収されたラウリルジメチルアミンオキシド水溶液中の有効成分は34.0質量%であった。
なお、昇温中及び過酸化水素滴下中に反応液の発泡は観察されず、過酸化水素滴下中のゲル化もみられなかった。反応条件、及び結果を表1に示す。
実施例1と同じ反応器を用い、該反応器中に、実施例1と同量のラウリルジメチルアミン及び水を投入した。
二酸化炭素の添加は、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体の温度を25℃に保ち、25℃としたラウリルジメチルアミン水溶液中に供給しながら行った。
二酸化炭素の添加終了後、前記反応器内のラウリルジメチルアミン水溶液の酸価を測定したところ、7.3(mg・KOH/g)であり、前記式(1)に従って求めたアミン換算酸価は、14.6(mg・KOH/g−アミン)であった。
過酸化水素の添加率が50%となるまでの間、反応容器中の反応液の温度が60〜65℃となるように、前記伝熱性媒体の温度を25〜35℃に制御した。過酸化水素の添加率が50%を超えた後は、前記伝熱性媒体の温度を55〜65℃として反応容器中の反応液の温度を65℃に保った。
得られた反応液の分析を行ったところ、未反応の第3級アミン含有量0.18質量%、残存過酸化水素含有量0.05質量%のラウリルジメチルアミンオキシド水溶液が得られたことがわかった。
最終的に得られたラウリルジメチルアミンオキシドは、ラウリルジメチルアミンの反応率(転化率)が99.5モル%であり、回収されたラウリルジメチルアミンオキシド水溶液中の有効成分は34.0質量%であった。
なお、昇温中及び過酸化水素滴下中に反応液の発泡は観察されず、過酸化水素滴下中のゲル化もみられなかった。反応条件、及び結果を表1に示す。
実施例1と同じ反応器を用い、該反応器中に、実施例1と同量のラウリルジメチルアミン及び水を投入した。
二酸化炭素の添加は、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体の温度を60℃に保ち、ラウリルジメチルアミン水溶液を攪拌しながら、気相中にフローすることにより行った。
二酸化炭素の添加終了後、時間攪拌後、前記反応器内のラウリルジメチルアミン水溶液の酸価を測定したところ、0.95(mg・KOH/g)であり、前記式(1)に従って求めたアミン換算酸価は、1.9(mg・KOH/g−アミン)であった。
次いで、実施例1と同様にして、実施例1と同量の過酸化水素を2時間かけて滴下した。
過酸化水素の添加率が50%となるまでの間、反応容器中の反応液の温度が60〜65℃となるように、前記伝熱性媒体の温度を25〜35℃にコントロールした。過酸化水素の添加率が50%を超えた後は、前記伝熱性媒体の温度を55〜65℃として反応容器中の反応液の温度を65℃に保った。
過酸化水素の滴下終了後、アミンオキシド熟成工程として、反応液の温度を65℃に維持しながら3.0時間攪拌を続け、反応を継続した。なお、昇温中及び過酸化水素滴下中に反応液の発泡は観察されなかった。
最終的に得られたラウリルジメチルアミンオキシドは、ラウリルジメチルアミンの反応率(転化率)が99.2モル%であり、回収されたラウリルジメチルアミンオキシド水溶液中の有効成分は34.0質量%であった。
なお、昇温中及び過酸化水素滴下中に反応液の発泡は観察されず、過酸化水素滴下中のゲル化もみられなかった。反応条件、及び結果を表1に示す。
実施例1と同じ反応器を用い、該反応器中に、実施例1と同量のラウリルジメチルアミン及び水を投入した。
二酸化炭素の導入は、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体の温度を30℃に保ち、ラウリルジメチルアミン水溶液を攪拌しながら気相中にフローすることにより行った。
二酸化炭素の添加終了後、前記反応器内のラウリルジメチルアミン水溶液の酸価を測定したところ、1.7(mg・KOH/g)であり、前記式(1)に従って求めたアミン換算酸価は、3.4(mg・KOH/g−アミン)であった。
過酸化水素の添加率が50%となるまでの間、反応容器中の反応液の温度が60〜65℃となるように、前記伝熱性媒体の温度を25〜35℃にコントロールした。過酸化水素の添加率が50%を超えた後は、前記伝熱性媒体の温度を55〜65℃として反応容器中の反応液の温度を65℃に保った。
得られた反応液の分析を行ったところ、未反応の第3級アミン含有量0.25質量%、残存過酸化水素含有量0.09質量%のラウリルジメチルアミンオキシド水溶液が得られたことがわかった。
最終的に得られたラウリルジメチルアミンオキシドは、ラウリルジメチルアミンの反応率(転化率)が99.3モル%であり、回収されたラウリルジメチルアミンオキシド水溶液中の有効成分は34.0質量%であった。
なお、昇温中及び過酸化水素滴下中に反応液の発泡は観察されず、過酸化水素滴下中のゲル化もみられなかった。反応条件、及び結果を表1に示す。
実施例1と同じ反応器を用い、該反応器中に、実施例1と同量のラウリルジメチルアミン及び水を投入した。
二酸化炭素の導入は、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体の温度を15℃に保ち、ラウリルジメチルアミン水溶液を攪拌しながら気相中にフローすることにより行った。
二酸化炭素の添加終了後、前記反応器内のラウリルジメチルアミン水溶液の酸価を測定したところ、3.5(mg・KOH/g)であり、前記式(1)に従って求めたアミン換算酸価は、7.0(mg・KOH/g−アミン)であった。
過酸化水素の添加率が50%となるまでの間、反応容器中の反応液の温度が60〜65℃となるように、前記伝熱性媒体の温度を25〜35℃にコントロールした。過酸化水素の添加率が50%を超えた後は、前記伝熱性媒体の温度を55〜65℃として反応容器中の反応液の温度を65℃に保った。
得られた反応液の分析を行ったところ、未反応の第3級アミン含有量0.19質量%、残存過酸化水素含有量0.09質量%のラウリルジメチルアミンオキシド水溶液が得られたことがわかった。
最終的に得られたラウリルジメチルアミンオキシドは、ラウリルジメチルアミンの反応率(転化率)が99.4モル%であり、回収されたラウリルジメチルアミンオキシド水溶液中の有効成分は34.0質量%であった。
なお、昇温中及び過酸化水素滴下中に反応液の発泡は観察されず、過酸化水素滴下中のゲル化もみられなかった。反応条件、及び結果を表1に示す。
実施例1と同じ反応器を用い、該反応器中に、ラウリルジメチルアミン200g(0.94モル)、および水300gを投入した。
二酸化炭素の添加は、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体の温度を30℃に保ち、30℃としたラウリルジメチルアミン水溶液中に供給しながら行った。
二酸化炭素の添加終了後、前記反応器内のラウリルジメチルアミン水溶液の酸価を測定したところ、1.6(mg・KOH/g)であり、前記式(1)に従って求めたアミン換算酸価は、4.0(mg・KOH/g−アミン)であった。
前記反応容器内に、過酸化水素とラウリルジメチルアミンとのモル比が、(過酸化水素)/(アミン)=1.010となるように、濃度25.9%の過酸化水素水124.1g(0.944モル)を、前記過酸化水素滴下装置を用いて2時間かけて滴下した。
過酸化水素の添加率が50%となるまでの間、反応容器中の反応液の温度が65℃となるように、前記伝熱性媒体の温度を25〜35℃にコントロールした。過酸化水素の添加率が50%を超えた後は、前記伝熱性媒体の温度を55〜65℃として反応容器中の反応液の温度を65℃に保った。
得られた反応液の分析を行ったところ、未反応の第3級アミン含有量0.26質量%、残存過酸化水素含有量0.10質量%のラウリルジメチルアミンオキシド水溶液が得られたことがわかった。
最終的に得られたラウリルジメチルアミンオキシドは、ラウリルジメチルアミンの反応率(転化率)が99.2モル%であり、回収されたラウリルジメチルアミンオキシド水溶液中の有効成分は34.0質量%であった。
なお、昇温中及び過酸化水素滴下中に反応液の発泡は観察されず、過酸化水素滴下中のゲル化もみられなかった。反応条件、及び結果を表2に示す。
実施例1と同じ反応器を用い、該反応器中に、ラウリルジメチルアミン200g(0.94モル)、および水133.4gを投入した。
二酸化炭素の添加は、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体の温度を30℃に保ち、ラウリルジメチルアミン水溶液を攪拌しながら、気相中にフローして行った。
二酸化炭素の添加終了後、前記反応器内のラウリルジメチルアミン水溶液の酸価を測定したところ、3.5(mg・KOH/g)であり、前記式(1)に従って求めたアミン換算酸価は、5.8(mg・KOH/g−アミン)であった。
前記反応容器内に、過酸化水素とラウリルジメチルアミンとのモル比が、(過酸化水素)/(アミン)=1.010となるように、濃度11.0%の過酸化水素水290.8g(0.944モル)を、前記過酸化水素滴下装置を用いて2時間かけて滴下した。
過酸化水素の添加率が50%となるまでの間、反応容器中の反応液の温度が60〜65℃となるように、前記伝熱性媒体の温度を25〜35℃にコントロールした。過酸化水素の添加率が50%を超えた後は、前記伝熱性媒体の温度を55〜65℃として反応容器中の反応液の温度を65℃に保った。
得られた反応液の分析を行ったところ、未反応の第3級アミン含有量0.26質量%、残存過酸化水素含有量0.10質量%のラウリルジメチルアミンオキシド水溶液が得られたことがわかった。
最終的に得られたラウリルジメチルアミンオキシドは、ラウリルジメチルアミンの反応率(転化率)が99.2モル%であり、回収されたラウリルジメチルアミンオキシド水溶液中の有効成分は34.0質量%であった。
なお、昇温中及び過酸化水素滴下中に反応液の発泡は観察されず、過酸化水素滴下中のゲル化もみられなかった。反応条件、及び結果を表2に示す。
実施例1と同じ反応器を用い、該反応器中に、実施例1と同量のラウリルジメチルアミン及び水を投入し、攪拌した。
二酸化炭素の添加は、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体の温度を30℃に保ち、ラウリルジメチルアミン水溶液を攪拌しながら、気相中にフローして行った。
二酸化炭素の添加終了後、前記反応器内のラウリルジメチルアミン水溶液の酸価を測定したところ、0.5(mg・KOH/g)であり、前記式(1)に従って求めたアミン換算酸価は、1.0(mg・KOH/g−アミン)であった。
過酸化水素の添加率が50%となるまでの間、反応容器中の反応液の温度が60〜65℃となるように、前記伝熱性媒体の温度を25〜35℃にコントロールした。過酸化水素の添加率が50%を超えた後は、前記伝熱性媒体の温度を55〜65℃として反応容器中の反応液の温度を65℃に保った。
反応液中の未反応の第3級アミン含有量が0.3質量%未満となるまで、前記アミンオキシド熟成工程は4.5時間を要した。
最終的に得られたラウリルジメチルアミンオキシドは、ラウリルジメチルアミンの反応率(転化率)が99.3モル%であり、回収されたラウリルジメチルアミンオキシド水溶液中の有効成分は34.0質量%であった。
なお、昇温中及び過酸化水素滴下中に反応液の発泡は観察されず、過酸化水素滴下中のゲル化もみられなかった。反応条件、及び結果を表2に示す。
実施例1と同じ反応器を用い、該反応器中に、実施例1と同量のラウリルジメチルアミン及び水を投入した。
二酸化炭素の添加は、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体の温度を25℃に保ち、25℃としたラウリルジメチルアミン水溶液中に供給しながら行った。
二酸化炭素の添加終了後、前記反応器内のラウリルジメチルアミン水溶液の酸価を測定したところ、10.0(mg・KOH/g)であり、前記式(1)に従って求めたアミン換算酸価は、20.0(mg・KOH/g−アミン)であった。
過酸化水素の添加率が50%となるまでの間、反応容器中の反応液の温度が60〜65℃となるように、前記伝熱性媒体の温度を25〜35℃にコントロールした。過酸化水素の添加率が50%を超えた後は、前記伝熱性媒体の温度を55〜65℃として反応容器中の反応液の温度を65℃に保った。
最終的に得られたラウリルジメチルアミンオキシドは、ラウリルジメチルアミンの反応率(転化率)が99.4モル%であり、回収されたラウリルジメチルアミンオキシド水溶液中の有効成分は34.0質量%であった。
結果を表2に示す。
実施例1と同じ反応器を用い、該反応器中に、実施例1と同量のラウリルジメチルアミン及び水を投入した。
二酸化炭素の添加は、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体の温度を70℃とし、ラウリルジメチルアミン水溶液を攪拌しながら、気相中にフローして行った。
二酸化炭素の添加終了後、前記反応器内のラウリルジメチルアミン水溶液の酸価を測定したところ、0.68(mg・KOH/g)であり、前記式(1)に従って求めたアミン換算酸価は、1.4(mg・KOH/g−アミン)であった。
過酸化水素の添加率が50%となるまでの間、反応容器中の反応液の温度が60〜65℃となるように、前記伝熱性媒体の温度を25〜35℃にコントロールした。過酸化水素の添加率が50%を超えた後は、前記伝熱性媒体の温度を55〜65℃として反応容器中の反応液の温度を65℃に保った。
未反応の前記原料第3級アミン含有量が0.3質量%未満となるまで、前記アミンオキシド熟成工程は4.5時間を要した。
最終的に得られたラウリルジメチルアミンオキシドは、ラウリルジメチルアミンの反応率(転化率)が99.2モル%であり、回収されたラウリルジメチルアミンオキシド水溶液中の有効成分は34.0質量%であった。
なお、昇温中及び過酸化水素滴下中に反応液の発泡は観察されず、過酸化水素滴下中のゲル化もみられなかった。反応条件、及び結果を表2に示す。
◎:ほとんど発泡しない
○:わずかに発泡するが、すぐにおさまる
×:激しく発泡する
*2:下記の基準に基づき、評価した。
○:ゲル化はみられなかった
×:ゲル化がみられた
*3:下記の基準に基づき、評価した。
◎:アミンオキシド熟成工程において、未反応第3級アミンの含有量が0.3質
量%未満となるまで2時間以内であった
○:アミンオキシド熟成工程において、未反応第3級アミンの含有量が0.3質
量%未満となるまで3時間以内であった
×:アミンオキシド熟成工程において、未反応第3級アミンの含有量が0.3質
量%未満となるまで4時間以上要した
*4:下記の基準に基づき、評価した。
○:臭気や色調の劣化がなく、良好な性状である
△:臭気や色調に、やや劣化がみられる
×:臭気や色調に劣化がみられる
反応器内に、前記原料第3級アミンとして、デシルジメチルアミン(商品名:アーミンDM10D、ライオン・アクゾ(株)製)450g(2.32モル)、及び水300gを投入し、気相中に二酸化炭素をフローにより導入しながら原料アミン溶液(デシルジメチルアミン水溶液)を攪拌し、25℃で二酸化炭素の添加を行った。
なお、前記反応器として、冷却ジャケット、過酸化水素滴下装置、攪拌装置、温度計、保温材を備えた容量2Lの四つ口フラスコを用い、二酸化炭素の導入中は、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体(水)の温度を25℃に保った。
前記反応容器内に、過酸化水素とデシルジメチルアミンとのモル比が、(過酸化水素)/(アミン)=1.015となるように、濃度17.8%の過酸化水素水449.5g(2.35モル)を、前記過酸化水素滴下装置を用いて2時間かけて滴下した。
過酸化水素の添加率が50%となるまでの間、反応容器中の反応液の温度が65℃を維持するように、前記伝熱性媒体の温度を25〜35℃にコントロールした。過酸化水素の添加率が50%を超えた後は、反応熱の発生が小さくなるため、前記伝熱性媒体の温度を55〜65℃として反応容器中の反応液の温度を65℃に保った。
得られた反応液の分析を行ったところ、未反応の第3級アミン含有量0.20質量%、残存過酸化水素含有量0.09質量%のデシルジメチルアミンオキシド水溶液が得られたことがわかった。
最終的に得られたデシルジメチルアミンオキシドは、デシルジメチルアミンの反応率(転化率)が99.5モル%であり、回収されたデシルジメチルアミンオキシド中の有効成分は40.0質量%であった。
なお、昇温中及び過酸化水素滴下中に反応液の発泡は観察されず、過酸化水素滴下中のゲル化もみられなかった。反応条件、及び結果を表3に示す。
反応器内に、第3級アミンとして、ココジメチルアミン(商品名:アーミンDMCD、ライオン・アクゾ(株)製)400g(1.76モル)、及び水600gを投入した。気相中に二酸化炭素をフローにより導入しながら原料アミン溶液(ココジメチルアミン水溶液)を攪拌し、30℃で二酸化炭素の添加を行った。
なお、前記反応器としては、冷却ジャケット、過酸化水素滴下装置、攪拌装置、温度計、保温材を備えた容量2Lの四つ口フラスコを用い、二酸化炭素の添加中は、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体(水)の温度を30℃とした。
前記反応容器内に、過酸化水素とココジメチルアミンとのモル比が、(過酸化水素)/(アミン)=1.018となるように、濃度14.8%の過酸化水素水224.1g(0.944モル)を、前記過酸化水素滴下装置を用いて2時間かけて滴下した。
過酸化水素の添加率が50%となるまでの間、反応容器中の反応液の温度が70〜75℃を維持するように、前記伝熱性媒体の温度を30〜45℃にコントロールした。過酸化水素の添加率が50%を超えた後は、反応熱の発生が小さくなるため、前記伝熱性媒体の温度を60〜75℃とし、反応容器中の反応液の温度を70℃に保った。
得られた反応液の分析を行ったところ、未反応の第3級アミン含有量0.21質量%、残存過酸化水素含有量0.09質量%のココジメチルアミンオキシド水溶液が得られたことがわかった。
最終的に得られたココジメチルアミンオキシドは、ココジメチルアミンの反応率(転化率)が99.3モル%であり、回収されたココジメチルアミンオキシド水溶液中の有効成分は30.0質量%であった。
なお、昇温中及び過酸化水素滴下中に反応液の発泡は観察されず、過酸化水素滴下中のゲル化もみられなかった。反応条件、及び結果を表3に示す。
反応器内に、第3級アミンとして、N,N−ジメチルアミノプロピルドデシルアミド(以下、「C12アミドアミン」と表す)400g(1.38モル)、及び水400gを投入した。気相中に二酸化炭素をフローにより導入しながら原料アミン溶液(C12アミドアミン水溶液)を攪拌し、30℃で二酸化炭素の添加を行った。
なお、前記反応器としては、冷却ジャケット、過酸化水素滴下装置、攪拌装置、温度計、保温材を備えた容量2Lの四つ口フラスコを用い、二酸化炭素の添加中は、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体(水)の温度を30℃とした。
前記反応容器内に、過酸化水素とラウリルジメチルアミンとのモル比が、(過酸化水素)/(アミン)=1.025となるように、濃度7.9%の過酸化水素水606.9g(1.41モル)を、前記過酸化水素滴下装置を用いて2時間かけて滴下した。
過酸化水素の添加率が50%となるまでの間、反応容器中の反応液の温度が60〜65℃を維持するように、前記伝熱性媒体の温度を25〜35℃にコントロールした。過酸化水素の添加率が50%を超えた後は、反応熱の発生が小さくなるため、前記伝熱性媒体の温度を55〜65℃とし、反応容器中の反応液の温度を65℃に保った。
得られた反応液の分析を行ったところ、未反応の第3級アミン含有量0.08質量%、残存過酸化水素含有量0.04質量%のC12アミドアミンオキシド水溶液が得られたことがわかった。
最終的に得られたラウリルジメチルアミンオキシドは、ラウリルジメチルアミンの反応率(転化率)が99.8モル%であり、回収されたラウリルジメチルアミンオキシド水溶液中の有効成分は33.0質量%であった。
なお、昇温中及び過酸化水素滴下中に反応液の発泡は観察されず、過酸化水素滴下中のゲル化もみられなかった。反応条件、及び結果を表3に示す。
反応器として、容量100Lのジャケット冷却式反応器を用いた。
前記反応器内に、ラウリルジメチルアミン(商品名:アーミンDM12D、ライオン・アクゾ(株)製)25.0kg(117モル)、及び水25.0kgを投入した。気相中に二酸化炭素をフローにより導入しながら原料アミン溶液(ラウリルジメチルアミン水溶液)を攪拌し、30℃で二酸化炭素の添加を行った。
冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体(水)の温度は30℃とした。
前記反応容器内に、過酸化水素とラウリルジメチルアミンとのモル比が、(過酸化水素)/(アミン)=1.010となるように、濃度16.7%の過酸化水素水24.0kg(118モル)を160分かけて滴下した。
反応容器中の反応液の温度が70℃以下を維持するように、前記伝熱性媒体の温度を30〜35℃にコントロールし、その後、反応容器中の反応液の温度を65℃に保った。
過酸化水素を全量滴下した後、アミンオキシド熟成工程として、反応液の温度を65℃に維持しながら3.0時間攪拌を続け、反応を継続した。
得られた反応液の分析を行ったところ、未反応の第3級アミン含有量0.19質量%、残存過酸化水素含有量0.08質量%のラウリルジメチルアミンオキシド水溶液が得られたことがわかった。
最終的に得られたラウリルジメチルアミンオキシドは、ラウリルジメチルアミンの反応率(転化率)が99.4モル%であり、回収されたラウリルジメチルアミンオキシド水溶液中の有効成分は35.8質量%であった。
なお、昇温中及び過酸化水素滴下中に反応液の発泡は観察されず、過酸化水素滴下中のゲル化もみられなかった。反応条件、及び結果を表4に示す。
実施例11と同じ装置を用い、実施例11と同量のラウリルジメチルアミン及び水を投入し、実施例11と同様にして二酸化炭素の添加を行った。
二酸化炭素の添加終了後、前記反応器内のラウリルジメチルアミン水溶液の酸価を測定したところ、1.8(mg・KOH/g)であり、前記式(1)に従って求めたアミン換算酸価は、3.6(mg・KOH/g−アミン)であった。
過酸化水素の添加とともに、反応液の温度が上昇したため、前記反応液の温度が70℃以下となるように、前記伝熱性媒体の温度を20〜25℃に制御した。
過酸化水素の滴下を継続していくと、前記反応液の温度が70℃を超えたため、過酸化水素の滴下を前記反応液の温度が68℃以下になるまで中断し、その後滴下を再開した。このため、過酸化水素の滴下に要した時間は184分であった。これは、反応容器内の冷却ジャケットとの接触面にはゲルが形成され、熱伝導効率が低下したことによると考えられた。
得られた反応液の分析を行ったところ、未反応の第3級アミン含有量0.26質量%、残存過酸化水素含有量0.10質量%のラウリルジメチルアミンオキシド水溶液が得られたことがわかった。
最終的に得られたラウリルジメチルアミンオキシドは、ラウリルジメチルアミンの反応率(転化率)が99.3モル%であり、回収されたラウリルジメチルアミンオキシド水溶液中の有効成分は35.8質量%であった。反応条件、及び結果を表4に示す。
実施例11と同じ装置を用い、実施例11と同量のラウリルジメチルアミン、及び水12.5kgを投入し、実施例11と同様にして二酸化炭素の添加を行った。
二酸化炭素の添加終了後、前記反応器内のラウリルジメチルアミン水溶液の酸価を測定したところ、12.3(mg・KOH/g)であり、前記式(1)に従って求めたアミン換算酸価は、18.4(mg・KOH/g−アミン)であった。
前記反応容器内に、過酸化水素とラウリルジメチルアミンとのモル比が、(過酸化水素)/(アミン)=1.010となるように、濃度10.9%の過酸化水素水36.8kg(118モル)を滴下した。
過酸化水素の添加とともに、反応液の温度が上昇したため、前記反応液の温度が70℃以下となるように、前記伝熱性媒体の温度を15〜20℃に制御したところ、反応容器内の冷却ジャケットとの接触面にはゲルが形成され、前記反応液の温度が70℃を超えた。そこで、過酸化水素の滴下を前記反応液の温度が68℃以下になるまで中断し、その後滴下を再開した。このため、過酸化水素の滴下に要した時間は285分であった。
得られた反応液の分析を行ったところ、未反応の第3級アミン含有量0.25質量%、残存過酸化水素含有量0.10質量%のラウリルジメチルアミンオキシド水溶液が得られたことがわかった。
最終的に得られたラウリルジメチルアミンオキシドは、ラウリルジメチルアミンの反応率(転化率)が99.3モル%であり、回収されたラウリルジメチルアミンオキシド水溶液中の有効成分は35.7質量%であった。反応条件、及び結果を表4に示す。
また、本発明のアミンオキシドの製造方法により製造されたアミンオキシドは、高品質であり、皮膚に対する刺激性が低く、台所用洗剤や住居用洗剤、シャンプー、ボディシャンプーなど等の身体用洗浄剤、香粧品、化粧品等の幅広い用途に好適に用いることができる。
Claims (5)
- 下記一般式(II)で表される第3級アミンを含む原料アミン溶液に対し、二酸化炭素を添加した後、前記第3級アミンと過酸化水素とを反応させることを含む、下記一般式(I)で表されるアミンオキシドの製造方法であって、
前記二酸化炭素を添加した後であって、前記第3級アミンと前記過酸化水素とを反応させる前に、下記式(1)で表されるアミン換算酸価の測定を行い、該アミン換算酸価〔(AV)/(X)〕を1.6〜15(mg・KOH/g−アミン)の範囲とすることを特徴とするアミンオキシドの製造方法。
- 原料アミン溶液が水を含み、第3級アミンと前記水との質量比が、(第3級アミン)/(水)=10/1〜2/3である請求項1に記載のアミンオキシドの製造方法。
- 原料アミン溶液に対する二酸化炭素の添加が、15℃〜65℃で行われる請求項1から2のいずれかに記載のアミンオキシドの製造方法。
- 第3級アミンと過酸化水素との反応が、30℃〜80℃で行われる請求項1から3のいずれかに記載のアミンオキシドの製造方法。
- 第3級アミンと過酸化水素との反応が、冷却ジャケットを備えてなる反応器内で行われ、前記第3級アミンと前記過酸化水素とを反応させる際、前記過酸化水素の全添加量に対する添加率が50質量%となるまでの間、前記冷却ジャケット内を循環する伝熱性媒体の温度を25℃〜45℃とする請求項1から4のいずれかに記載のアミンオキシドの製造方法。
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