JPH01304190A - 界面活性剤及びその製造方法 - Google Patents

界面活性剤及びその製造方法

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JPH01304190A
JPH01304190A JP63134891A JP13489188A JPH01304190A JP H01304190 A JPH01304190 A JP H01304190A JP 63134891 A JP63134891 A JP 63134891A JP 13489188 A JP13489188 A JP 13489188A JP H01304190 A JPH01304190 A JP H01304190A
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外谷 孝四郎
Makoto Kubo
誠 久保
Masanobu Tanigaki
谷垣 雅信
Masaharu Yamanishi
山西 正治
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は2級アミドアミノスルホン酸又はその特定の塩
を主成分とする界面活性剤、更に詳細には水溶性ポリマ
ー等の各種添加剤との相溶性がよく、しかも水溶液とし
た時の低温安定性に優れた界面活性剤並びにその製造法
に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕近年、
安全性、低刺激性に対する要求の高揚に伴って、皮膚や
眼等に対する刺激が温和な活性剤が好まれるようになり
、かかる性質を具備したイミダシリン系界面活性剤がシ
ャンプー基剤、各種洗浄剤等に広く使用されている。
イミダシリン系界面活性剤はアルキルイミダシリンにモ
ノクロロ酢酸又はそのアルカリ金属塩を反応させて両性
化する方法によって製造される。そして、この反応によ
って得られるイミダシリン系界面活性剤は、これまでの
長い間、イミダシリン骨格を有するものと考えられてい
たが、最近の研究によって、イミダシリンが開環した例
えば次の(III)又は(IV)で表される構造のもの
であることが明らかにされた。
CH,COCo 0MCIhC0 Q式中、門はアルカリ金属を示し、Rは炭素数7〜23
のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アラルキル基又
はアルケニル基を示す。)またモノクロロ酢酸ソーダの
代わりに3−クロロ−2−ヒドロキシスルホン酸ソーダ
ヲ用いると次の構造の活性剤(n)、 (V)が得られ
、(III)、 (mV)に比べ洗浄力・気泡力に優れ
ることが知られている。
C)IzCHCHzSOJ ■ 0■ H (式中、R1旧よ前記の意味を有する)このアミドアミ
ノスルホン酸型活性剤はその構造から、アルキルイミダ
シリン又はその加水分解物であるアミドアミンに3−ク
ロロ−2−ヒドロキシスルホン酸又はそのアルカリ金属
塩を反応させることにより製造することが出来る。
しかしこの反応は反応収率を高めるために、酸を中和す
るアルカリ(例えばNa011)の存在下行われる。そ
の結果、得られるアミドアミノスルホン酸型界面活性剤
中に、反応によって副生する無機塩(例えばNaC1)
が多量に混入されることは避けられない。
かかる無機塩を多量に含有するアミドアミノスルホン酸
型活性剤は■製品の粘度上昇、■配合製品の低温安定性
低下、■他の活性剤との配合が困難(乳化破壊)といっ
た欠点を有し製品に配合する場合に種々の制約があった
従って、このアミドアミノスルホン酸型活性剤について
副生無機塩を低減させるため種々の方法を検討した。例
えば溶媒抽出の方法が考えられるが、抽出溶媒の除去、
回収が必要でコスト的に不利なうえ、得られる生成物が
必ずしも各種添加剤との相溶性や低温安定性を満足させ
るものではなかった。
〔課題を解決するための手段] かかる実状において、本発明者は、上記課題を解決せん
と鋭意研究を行った結果、従来アルカリ金属塩として製
造、使用されている式(■)で表されるアミドアミノス
ルホン酸型活性剤の対イオンを特定の方法によって水素
、アンモニウム又はトリエタノールアンモニウムイオン
にすると共に無機塩の含有量を一定以下にすることによ
り上記欠点が解決されることを見出し、本発明を完成し
た。
即ち、本発明は一般式(I) (式中、Rは炭素数7〜23のアルキル基、ヒドロキシ
アルキル基、アラルキル基又はアルケニル基を、Xは水
素原子、アンモニウムイオン又はトリエタノールアンモ
ニウムイオンを示す、)で表される2級アミドアミノス
ルホン酸又はその塩を主成分とし、無機塩の含有量が当
該酸型の2級アミドアミノスルホン酸に換算して100
g当たり0.2モル以下であることを特徴とする界面活
性剤を提供するものである。
2級アミドアミノスルホン酸アルカリ金属塩(II)の
アルカリ金属イオンをXで表される対イオンに変換する
ことは極めて困難であり、例えば(It)を塩酸等の鉱
酸を用いて中和しても、得られるものは次の(n)、 
(VI)、 (■)の混合物であり、(■)式〔(■)
式のX=Hのもの〕の化合物は50%程度しか得られな
い。このことはアンモニウム、トリエタノールアミン等
の対イオンの化合物を得ようとする場合も同様である。
CII zCIICIf□SO3M +lIc1H (n) ■ H (■) (式中、R及び旧よ前記の意味を有する)而して本発明
者は2級アミドアミノスルホン酸アルカリ金属塩(■・
)を、鉱酸又は鉱酸とトリエタノールアミンもしくはア
ンモニアの存在下、電気透析に付することによって有利
に対イオンをXに変換し、且つ無機塩を低減させること
に成功した。
従って、本発明は2級アミドアミノスルホン酸アルカリ
金属塩(II)を鉱酸又は鉱酸とトリエタノールアミン
もしくはアンモニウムの存在下、電気透析に付して無機
塩の含有量が当該酸型の2級アミドアミノスルホン酸に
換算して100g当たり0.2モル以下の(I)式で表
される2級アミドアミノスルホン酸又はその塩を製造す
る方法を提供するものである。
本発明方法の原料である2級アミドアミノスルホン酸ア
ルカリ金属塩(II)はアルキルイミダプリン(■)又
はアミドアミン(IX)をアルカリの存在下に3−ハロ
ー2−ヒドロキシプロパンスルホン酸ソーダと反応させ
ることにより得られる。
−CH1 Czll、0)1 RCNHCJaNHCzllaOH(IX)アルキルイ
ミダシリン又はアミドアミン(以下これらを原料アミン
と称する)と3−ハロー2−ヒドロキシプロパンスルホ
ン酸塩を水溶媒又は低級アルコール溶媒中で反応させる
方法は公知の方法に準じて行われる。具体的に説明する
と、原料アミンがイミダシリンの場合、先ずイミダシリ
ンをアルカリ水溶液で5o=9o°Cで開環を行いアミ
ドアミン(IX)とする、この原料アミンと3−へロー
2−ヒドロキシプロパンスルホン酸又はその塩を水又は
/及び低級アルカリ水溶液溶媒中50〜90°Cで撹拌
しながら反応させ、続いて反応液のpiが8〜9の範囲
に保つようにアルカリを滴下するか、又は原料アミン及
び3−ハロー2−ヒドロキシプロパンスルホン酸塩をN
a、CO,、NaHCO,の様なアルカリ塩と一緒に仕
込んだ後、50〜90°Cで撹拌しながら反応させる。
反応温度は50〜90°Cの範囲が好ましく、50℃以
下では原料アミンが溶解しにくいため反応の進行が遅く
なるし、90℃以上では両性活性剤の着色及び分解が激
しくなるので好ましくない。反応は常圧でも加圧でもよ
い。
本発明方法の原料アミンとしては1−ヒドロキシエチル
−2−へブチルイミダシリン、1−ヒドロキシエチル−
2−ウンデシルイミダシリン、1−、ヒドロキシエチル
−2−ヘプタデシルイミダシリン、N−ラウロイル−N
゛−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、N−ステアロ
イル−N’−ヒドロキシエチルエチレンジアミンなどを
挙げることが出来る。又3−ハロー2−ヒドロキシプロ
パンスルホン酸又はその塩としては3−クロロ−2−ヒ
ドロキシプロパンスルホン酸、3−ブロモ−2−ヒドロ
キシプロパンスルホン酸、3−クロロ−2−ヒドロキシ
プロパンスルホン酸ソーダ、3−ブロモ−2−ヒドロキ
シプロパンスルホン酸カリウムなどを挙げることができ
る。アルカリとしてはカセイソーダ、カセイカリ、炭酸
ソーダ、炭酸カリ、重炭酸ソーダ、重炭酸カリ等を挙げ
ることができる。
原料アミンに対する3−ハロー2−ヒドロキシプロパン
スルホン酸又は塩の仕込みモル比は、少なくとも1.0
倍あれば良くそれより低いと原料アミンの両性化率が低
くなるので好ましくない。従って、3−ハロー2−ヒド
ロキシプロパンスルホン酸又はその塩の原料アミンに対
する仕込みモル比は1.0〜3.0倍が好ましい、アル
カリの仕込みモル比は通常3−ハロー2−ヒドロキシプ
ロパンスルホン酸に対して1.6倍〜2倍当量、3−へ
ロー2−ヒドロキシプロパンスルホン酸塩に対しては0
.8〜等モル等量が好ましい。
この様にして得られる反応液中には副生した無機塩(例
えばNaC1)が多量に含まれている。
本発明方法では、2級アミドアミノスルホン酸アルカリ
金属塩を含有するこの反応液をそのまま電気透析処理に
付することか出来る。
本発明において電気透析とは、陽イオン交換膜と陰イオ
ン交換膜を交互に配列し、この2種の膜に挟まれた隔室
(有機物室)に2級アミドアミノスルホン酸アルカリ金
属塩と鉱酸又は鉱酸とアンモニウムもしくはトリエタノ
ールアミンを存在せしめ膜を界して隣り合う室(電解質
室)には電解質溶液を存在せしめて直流電流を通電する
ことにより有機物室から電解l室へ酸、塩又は交換すべ
き塩を移動させることを指称する。
本発明において、鉱酸は特に制限されず、塩酸、硫酸、
リン酸等が挙げられるが、その中でも塩酸が特に好まし
い。
2級アミドアミノスルホン酸アルカリ金属塩への鉱酸及
びトリエタノールアミン又はアンモニアの添加順序はい
ずれが先でも良く、また予めトリエタノールアミン又は
アンモニアと鉱酸との塩を調製したものを添加しても良
い。鉱酸及びトリエタノールアミン又はアンモニアは最
初から2級アミドアミノスルホン酸アルカリ金属塩と共
に有機物室に仕込んでも、また電気透析を行いながら連
続的に滴下しても良い。
トリエタノールアミン又はアンモニアは2級アミドアミ
ノスルホン酸アルカリ金属塩に対し1〜3倍モルが好ま
しく、これより少ないと対イオンの交換が充分行われず
、またこれを越えると電気透析後系内に不純物として残
存するか電気透析に長時間を要し好ましくない。鉱酸は
、トリエタノールアミン又はアンモニアの0.8〜1.
5倍モルが好ましく、これより少ないと対イオン交換が
充分に行われず、これを超えると系内に残存し好ましく
ない。
本発明方法において、電気透析に付す被透析溶液は、透
析中に生成物又は無機塩が析出されないような濃度に設
定することが必要であり、一般には2級アミドアミノス
ルホン酸アルカリ金属塩の濃度が10〜30%程度が好
ましい。
第1図はかかる電気透析に使用される槽の一例を模式的
に図示したものであり、これにより本発明方法を更に詳
しく説明する。第1図のように陰イオン交換膜(A)と
陽イオン交換膜(C)を交互に配列しこれを多数組セッ
トする。これら2枚の膜に挟まれた隔室に2級アミドア
ミノスルホン酸アルカリ金属塩及び鉱酸及びアンモニア
、トリエタノールアミンを存在させる。−方該隔室に隣
り合う隔室には電解質溶液を存在させ、直流電流を通電
させる。使用する電解質は特に限定するものではなく、
水中あるいは電位勾配下で解離する物質であればどのよ
うなものでも使用可能であるが、−船釣には食塩、芒硝
、塩化カリウム、硫酸カリウム、塩化アンモニウム、硫
酸アンモニウム等の無機質が好適にイ★用される。また
、極板に接する室には、極液として上述の電解質水溶液
等を用いれば良い。
これらの各溶液はポンプ等で循環通液するのが好ましい
。また与える電流値は限界電流密度以下が好ましいが、
この限界電流密度は溶液の種類、濃度、温度、透析槽の
形態等により大きく変わる。従って電流密度は特に規定
するものではないが、一般には0.1〜lOアンペア/
dm”程度が適当である。このような電気透析を用いて
本発明は実施されるが、この場合有機物室内に電位勾配
下で解離し、その解離イオンとして水素イオンを含む物
質が必要である。この物質としては、例えば水、あるい
は酢酸、ギ酸、グリコール酸、プロピオン酸等の有機酸
類;硫酸、塩酸、リン酸などの鉱酸類が挙げられ、特に
好ましくは水の存在が適している。この水又は酸類は、
2級アミドアミノスルホン酸アルカリ金属塩の単独溶媒
として存在しても良いし、またアルコール類などの他の
溶媒として存在しても良い、。
〔発明の効果〕
本発明の製造方法により従来、中和や酸性化の方法で得
ることのできなかった酸型、アンモニウム塩及びトリエ
タノールアンモニウム塩の2級アミドアミノスルホン酸
を、簡単な操作で、しかも高収率且つ高品質で得ること
が可能となり、しかも工業的に安全且つ容易に製造する
ことが可能になった。
また、本発明方法で原料として用いられる2級アミドア
ミノスルホン酸アルカリ金属塩は、一般にその製造時生
成した食塩や未反応ハロゲン化スルホン酸及びそれらの
加水分解物等の不純物を多量に含んでいるが、本発明の
方法によれば、これらの不純物の大部分も電気透析によ
って系外に除去され、精製も同時に行えるという利点も
有している。
更にまた、斯くして得られる本発明の界面活性剤は、イ
オン強度が低いので水溶性ポリマー等の各種添加剤との
相溶性に優れ、またクラフト点も低いので水溶液にした
時の低温安定性にも優れている。
〔実施例〕
次に実施例を挙げて説明する。
〈実施例1〉 撹拌機、冷却管、滴下漏斗、温度計を付した4つロフラ
スコに、1−ヒドロキシエチル−2−ラウリルイミダシ
リン’268g (Iモル)、水90g及び水酸化ナト
リウム2gを入れ撹拌しながら80゛Cまで昇温し、そ
のままの温度で約2時間撹拌を続はイミダシリンの開環
を行った。次に重亜硫酸ソーダとエピクロロヒドリンか
ら、米国特許3,304.349号の実施例1と同様に
して3−クロロ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸ソ
ーダを製造し、水−エタノールで再結晶して精製したも
のを393g(2モル)と水330.9gの溶液をこの
容器内に仕込んだ。次に溶液の温度を70〜80″Cに
保ちながら40%水酸化ナトリウム水溶液200gを4
時間かけて滴下した0滴下終了後、更に75〜80℃の
温度で熟成を行い3−(N−ラウロイルアミノエチル−
N−ヒドロキシエチル)アミノ−2−ヒドロキシ−1−
プロパンスルホン酸ソーダの約31%水溶液を得た。こ
の溶液にトリエタノールアミン149.2g (Iモル
)を加え、この溶液を冷却した。溶液は淡黄褐色の液体
で、そのもののpHは約10.5であった。
この樺にして得られた溶液を電気透析にかけた。
電気透析は、第1図において、陰イオン交換膜(A)と
陽イオン交換膜(C)に挾まれた隔室に(有機物室)に
3−(N−ラウロイルアミノエチル−N−ヒドロキシエ
チル)アミノ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン
酸ソーダとトリエタノールアミンの混合溶液をまた隣り
合う隔室(電解質室)には1%NaC1水を、更にまた
極液としては3%芒硝水をそれぞれ循環通液し、直流電
流を印加する方法で行った。この時、この混合溶液に3
5%fMl:1213.8g (2,05モル)を約4
時間かけて均等に加えながら電気透析を行った。
尚、本実施例で用いた電気透析装置は一枚0.02m”
の陰、陽画イオン交換膜を各10枚ずつ配したものであ
る。また与えた電流は初期電流密度1.5アンペア/ 
d m !であり、11時間通電を行った。11時間後
の最終電流密度は0.1アンペア/dn+″であった。
この様にして3−(N−ラウロイルアミノエチル−N−
ヒドロキシエチル)アミノ−2−ヒドロキシ−1−プロ
パンスルホン酸トリエタノールアミン塩の約35%溶液
が得られた。この生成物のNa及び液体クロマトグラフ
ィーでのトリエタノールアミンの分析から、対イオンが
95%交換されていることを、またCIの分析から3−
(N−ラウロイルアミノエチル−N−ヒドロキシエチル
)アミノ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸ト
リエタノールアミン塩135g (酸型として100g
 )に対してNaC1は2.05%(0,035モル)
であることを確認した。得られた生成物の一部を減圧乾
燥しIR分析から上記物質であることを確認した。
〈実施例2〉 撹拌機、冷却管、滴下漏斗、温度計を付した4つロフラ
スコに、1−ヒドロキシエチル−2−ラウリルイミダシ
リン268g (Iモル)、水90g及び水酸化ナトリ
ウム2gを入れ撹拌しながら80℃まで昇温し、そのま
まの温度で約2時間撹拌を続はイミダシリンの開環を行
った0次に実施例1と同様にして3−クロロ−2−ヒド
ロキシプロパンスルホン酸ソーダを製造し、水−エタノ
ールで再結晶して精製したものを393g(2モル)と
水732.0gの溶液をこの容器内に仕込んだ0次に溶
液の温度を70〜80°Cに保ちながら40%水酸化ナ
トリウム水溶液200gを4時間かけて滴下した0滴下
終了後、更に75〜80℃の温度で熟成を行い3−(N
−ラウロイルアミノエチル−N−ヒドロキシエチル)ア
ミノ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸ソーダ
の約26%水溶液を得た。“ この様にして得られた溶液を電気透析にかけた。
電気透析は、第1図において、陰イオン交換膜(A)と
陽イオン交換膜(C)に挟まれた隔室(有機物室)に3
−(N−ラウロイルアミノエチル−N−ヒドロキシエチ
ル)アミノ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸
ソーダの溶液をまた隣り合う隔室(電解質室)には1%
NaC1水を、更にまた極液としては3%芒硝水をそれ
ぞれ循環通液し、直流電流を印加する方法で行った。こ
の時、この混合溶液に20%NlInCl 535g(
2,0モル)を約4時間かけて均等に加えながら電気透
析を行った。
尚、本実施例で用いた電気透析装置は一枚0.02m”
の陰、陽画イオン交換膜を各10枚ずつ配したものであ
る。また与えた電流は初期電流密度2.0アンペア/d
IIIzであり、18時間通電を行った。18時間後の
最終電流密度は0.1アンペア/dm”であった。
この様にして3−(N−ラウロイルアミノエチル−N−
ヒドロキシエチル)アミノ−2−ヒドロキシ−1−プロ
パンスルホン酸アンモニウム塩の約20%溶液が得られ
た。この生成物のNa及びN%の分析から、対イオンが
95%交換されていることを、またCIの分析から3−
(N−ラウロイルアミノエチル−N−ヒドロキシエチル
)アミノ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸ア
ンモニウム塩104g (酸型として100g)に対し
てNaC1は1.64%(0,028モル)であること
を確認した。得られた生成物の一部を減圧乾燥しIR分
析から上記物質であることを確認した。
〈実施例3〉 撹拌機、冷却管、滴下漏斗、温度計を付した4つロフラ
スコに、1−ヒドロキシエチル−2−ラウリルイミダゾ
リン268g (Iモル)水90g及び水酸化ナトリウ
ム2gを入れ撹拌しながら80°Cまで昇温し、そのま
まの温度で約2時間撹拌を続はイミダシリンの開環を行
った0次に、実施例1と同様にして3−クロロ−2−ヒ
ドロキシプロパンスルホン酸ソーダを製造し、水−エタ
ノールで再結晶して精製したものを393g(2モル)
と水843.0gの溶液をこの容器内に約1時間かけて
滴下した。滴下中の溶液温度は70〜80’Cに保った
。次に溶液の温度を70〜80°Cに保ちながら40%
水酸化ナトリウム水溶液200gを4時間かけて滴下し
た。滴下終了後、更に75〜80°Cの温度で熟成を行
い3−(N−ラウロイルアミノエチル−N−ヒドロキシ
エチル)アミノ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホ
ン酸ソーダの約25%水溶液を得た。この溶液を冷却後
、35%塩酸213.8gを約3時間かけて滴下した。
こうして次式 %式% で表される3−(N−ラウロイルアミノエチル−N−ヒ
ドロキシエチル)アミノ−2−ヒドロキシ−1−プロパ
ンスルホン酸ソーダの塩酸塩約24%水溶液2223 
、6gを得た。この溶液は淡黄褐色の粘稠な液体でその
1%水溶液のp旧よ3.8であった。この溶液を実施例
1と同様な電気透析設備で11時間電気透析を行った。
尚、電解質溶液、極液共実施例1に同じである。印加し
た電流値−は初期1.5アンペア/dm” 、11時間
後の最終値0.1アンペア/dm2であった。
この様にして電気透析を行った後、減圧、乾燥して水を
完全に除去して白色粉末結晶を得た。
この生成物のアミン価、AV、 IR,NMR分析から
3−(N−ラウロイルアミノエチル−N−ヒドロキシエ
チル)アミノ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン
酸が生成していることを確認した。酸型としての純度は
、Na、 CIの分析より98%であり、NaC1の割
合は、3−(N−ラウロイルアミノエチル−N−ヒドロ
キシエチル)アミノ−2−ヒドロキシ−1−プロパンス
ルホン酸100gに対して1.8%(0,031モル)
であった。
(試験例〕 第1表に示す洗浄剤を調製し、水溶性高分子〔メチルセ
ルロース(クリミナールMC,ヘンケル社製)〕の溶解
性及び低温安定性(−5°Cで1週間保存)を調べた。
結果を第1表に示す。
(評価基準) 溶解挙動: O:完全溶解 Δニ一部i容解 ×:溶解せず 低温安定性: O:透明液体 Δ:半透明液体 ×:析出
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法に用いられる電気透析槽の一例を
模式的に示した図である。 1:陽極板、2:陰極板、C:陽イオン交換膜A:陰イ
オン交換膜 出願人代理人  古 谷    馨 手続補正書く自発) 昭和63年7月1日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 次の一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、Rは炭素数7〜23のアルキル基、ヒドロキシ
    アルキル基、アラルキル基又はアルケニル基を、Xは水
    素原子、アンモニウムイオン又はトリエタノールアンモ
    ニウムイオンを示す。)で表される2級アミドアミノス
    ルホン酸又はその塩を主成分とし、無機塩の含有量が当
    該酸型の2級アミドアミノスルホン酸に換算して100
    g当たり0.2モル以下であることを特徴とする界面活
    性剤。 2 一般式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、Rは炭素数7〜23のアルキル基、ヒドロキシ
    アルキル基、アラルキル基又はアルケニル基を、Mはア
    ルカリ金属を示す。) で表される2級アミドアミノスルホン酸アルカリ金属塩
    を、鉱酸又は鉱酸とトリエタノールアミンもしくはアン
    モニアの存在下、電気透析に付することを特徴とする一
    般式( I )▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、Rは炭素数7〜23のアルキル基、ヒドロキシ
    アルキル基、アラルキル基又はアルケニル基を、Xは水
    素原子、アンモニウムイオン又はトリエタノールアンモ
    ニウムイオンを示す。)で表される2級アミドアミノス
    ルホン酸又はその塩を主成分とし、無機塩の含有量が当
    該酸型の2級アミドアミノスルホン酸に換算して100
    g当たり0.2モル以下である界面活性剤の製造方法。
JP63134891A 1988-06-01 1988-06-01 界面活性剤及びその製造方法 Expired - Lifetime JP2659212B2 (ja)

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