JPH045017B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アミノアルキルスルホン酸類を安価
に、かつ高収率で製造する方法に関する。 アミノアルキルスルホン酸類は医薬品、界面活
性剤、PH緩衝剤等の中間原料として有用な化合物
であり、なかでも２−アミノエチルスルホン酸
は、そのもの自体、解毒、疲労回復、滋養強壮等
の薬理作用を有する極めて有用な化合物である。 アミノアルキルスルホン酸類の製造法として
は、従来、次の様な方法が知られている。 エチレンイミンに亜硫酸ガスと水とを反応さ
せる方法（特公昭40−23007、特公昭47−
16807）、 塩化エチレンと亜硫酸ナトリウムとを反応さ
せて２−クロルエチルスルホン酸ナトリウムを
製造し、これを加圧下に無水アンモニアまたは
27％−アンモニア水と炭酸アンモニウムの混合
液、あるいはアルキルアミン類と加熱して反応
させる方法（Ind.Eng.Chem.，39 906
（1947））、 ヒドロキシアルキルスルホン酸を加圧下にア
ンモニアまたはアルキルアミンと反応させる方
法（U.S.P.1932907；U.S.P.1999614）、 ２，２−２置換チアゾリンを過酸化水素で酸
化する方法（特開昭57−26654）、 ２−アミノエタノール硫酸エステルと亜硫酸
ナトリウムを反応させる方法（J.Chem.Soc，
1943，４）、 ２−ハロゲノエチルアミンのハロゲン化水素
塩と亜硫酸塩とを反応させる方法（Ind.Eng.
Chem.，39 906（1947）．；J.Am.Chem.Soc.，58
191（1936））。 しかしながら、これらの従来法はいづれも次の
様な重大な欠点を有している。即ち、方法で
は、原料として、極めて毒性が強く、発ガン性も
ありかつ高価なエチレンイミンおよび吸入すると
胸痛、咳、呼吸困難を起す亜硫酸ガスを用いるた
め安全上問題がある。そのうえ、この反応は極度
の発熱反応であり、工業的生産に当つては反応制
御上にも大きな問題がある。 方法およびではアンモニアまたはアルキル
アミンを加圧下、加熱して反応させる必要があ
り、工業的に製造するには、装置が極めて高価に
なる欠点がある。 方法では取扱上危険性の大きい過酸化水素を
用いる必要があり、安全上問題がある。さらに副
生するケトン類の回収リサイクルが必要で操作が
煩雑になる。 方法およびでは、原料とする化合物がいづ
れも安全な化合物でしかも取扱いが容易な利点は
あるものの、なお、次の様な問題が残つていた。
即ち、方法では硫酸エステルと亜硫酸ナトリウ
ムとの反応が極めて遅く、長時間の加熱が必要で
あるが、硫酸エステルそのものが加水分解をうけ
易い化合物であるので、亜硫酸ナトリウムとの反
応の際加水分解によるモノエタノールアミンの副
生を避けられず、収率が極めて低いうえに副生し
たモノエタノールアミンの分離、回収等、種々問
題があつた。方法では２−ブロムエチルアミン
では収率80％と比較的高い収率ではあるものの、
工業化するにはなお不十分であり、さらに収率を
高くするには大過剰の亜硫酸塩を必要とし、その
分離、回収が問題であつた。 また２−クロルエチルアミンの場合は方法の
場合よりもさらに低い収率であり、そのまゝでは
工業的製法とは言えなかつた。 以上記述した様に従来法では使用する原料自体
に重大な欠点があるか、または原料が安全な物質
の場合は収率が低いか、後処理に問題が多く、い
づれも満足すべき方法とは言えない。 本発明者らは、原料が極めて安全で、かつ取扱
い易い方法について、工業的に実施出来る方法
とすることを目的に詳細に検討した。 その結果、亜硫酸塩とハロゲン化アルキルアミ
ン類との反応系では下記の反応式で示す三種の反
応が起つていることを見出した。 前記の亜硫酸塩とハロゲン化アルキルアミンと
を還流下で反応させる従来の方法では、反応式(1)
の主反応のほかに反応式(2)の加水分解反応が同時
に起るため目的化合物の収率低下が著しく、また
これまで知られていなかつた反応式(3)の反応につ
いては、反応式(1)で生成したアミノアルキルスル
ホン酸に対し、高温下に大過剰のハロゲン化アル
キルアミンが存在するという極めて反応が起り易
い条件下にあるため、更に収率を低下させる原因
になつていると推定された。 本発明者らは前記反応式(2)(3)の副反応を抑制す
る方法について鋭意検討した結果、驚くべきこと
に亜硫酸塩とハロゲノエチルアミン類とを含む水
溶液を段階的に昇温させながら反応させることに
よつて90％以上の収率でアミノアルキルスルホン
酸類を製造出来ることを見出し本発明を完成させ
るに到つた。 即ち、本発明は、一般式（） （式中、R₁、R₂およびR₃は水素原子、炭素数
１〜３のアルキル基、または水酸基をもつ炭素数
１〜３のアルキル基を示し、互いに同一でも異つ
ていてもよい。Ｘは塩素、臭素またはヨウ素を示
し、ｎは２または３の整数である）で表わされる
ハロゲン化アルキルアミン類を亜硫酸塩とを含む
水溶液を常温乃至65℃および50℃乃至該水溶液の
還流温度のそれぞれの温度範囲で少なくとも１回
以上の定温反応を行なわしめる工程を含む、少な
くとも２回以上に分けて段階的に昇温して反応さ
せる一般式（） （式中、R₁、R₂、R₃およびｎは一般式（）
の場合と同じ意味を示す）で表わされるアミノア
ルキルスルホン酸類の製造方法である。 本発明の方法で用いるハロゲン化アルキルアミ
ン類は前記一般式（）で表わされるものであ
り、具体的には、２−ハロゲノエチルアミン、Ｎ
−メチル−２−ハロゲノエチルアミン、Ｎ−エチ
ル−２−ハロゲノエチルアミン、Ｎ−（２−ヒド
ロキシルエチル）−２−ハロゲノエチルアミン、
Ｎ−プロピル−２−ハロゲノエチルアミン、３−
ハロゲノプロピルアミン、Ｎ−メチル−３−ハロ
ゲノプロピルアミン、２−ハロゲノプロピルアミ
ン、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）−２−ハロゲ
ノプロピルアミン、１−メチル−２−ハロゲノエ
チルアミン、２−ハロゲノブチルアミン等があげ
られる。 これらの化合物においてハロゲンは塩素、臭
素、およびヨウ素のいづれであつてもよい。これ
らの化合物は、公知の方法、即ちアルカノール
アミンに塩化チオニルを反応させる方法（Ger.
Offen2701215（1978））アルカノールアミンに
ハロゲン化水素酸を作用させる方法等により容易
に製造出来る。 本発明の方法で用いる亜硫酸塩は、亜硫酸ナト
リウム、亜硫酸カリウム等の亜硫酸のアルカリ金
属塩または亜硫酸アンモニウムである。 本発明のアミノアルキルスルホン酸類の製造方
法は、亜硫酸塩とハロゲン化アルキルアミン類の
ハロゲン化水素塩を常温で水に溶解し、両者を含
む水溶液とした後、少なくとも２回以上に分けて
温度を段階的にあげる方法で行われる。 亜硫酸塩およびハロゲン化アルキルアミン類の
水溶液濃度はともに10％から飽和までの濃度が好
ましい。10％以下の濃度でも反応は十分に進行す
るが、工業的には反応装置が大型となり経済的で
ない。亜硫酸塩を飽和以上に加えスラリー状態と
しても差し支えないが飽和以下の濃度で十分な効
果が得られる。 亜硫酸塩はハロゲン化アルキルアミンのハロゲ
ン化水素塩に対し１〜３倍当量用いるのが好まし
い。１当量未満では過剰のハロゲン化アルキルア
ミンが好ましくない副反応をおこすためか、収率
低下をまねく。また、上記の範囲で十分な結果が
得られるので、３倍当量を越えて用いる必要はな
く、むしろ過剰の亜硫酸塩の回収廃棄等問題にな
り好ましくない。 本発明の方法では、本発明の目的を達成するた
めに反応を段階的に昇温させて行なう。すなわ
ち、常温から水溶液の還流温度までの範囲内で、
少なくとも２回以上に分けて昇温を段階的に行な
う。とくに、常温乃至65℃、好ましくは常温乃至
60℃、および50℃乃至水溶液の還流温度、好まし
くは65℃乃至水溶液の還流温度のそれぞれの温度
範囲で少なくとも１回の定温反応の工程を含むよ
うにし、少なくとも２回以上に分けて段階的に昇
温して反応させる。このような条件を満たすため
に、例えば常温から水溶液の還流温度の範囲内で
２〜５回に分け、0.5〜４時間毎に10〜30℃づつ
昇温させて反応を実施する方法があげられる。ま
た、前記の各温度範囲における定温反応は、常温
乃至60℃の温度範囲で、好ましくは0.5〜10時
間／所定温度で、および50℃乃至水溶液の還流温
度の範囲で、少なくとも１回、0.5〜４時間／所
定温度で反応させる工程を意味し、反応は反応全
体として少なくとも２回以上の前記のような定温
反応を含み段階的に昇温し反応を完結させる方法
で実施する。 上記のような条件により常温乃至60℃での反応
で、前記反応式(2)で示す加水分解反応を抑制し
て、ついで、昇温して50℃乃至還流温度で段階的
に昇温させながら反応させることにより、前記反
応式(3)で示す反応を抑制し、結果として副生物の
生成を抑え、目的のアミノアルキルスルホン酸類
を高い収率で得ることができる。 本発明での加熱時間は昇温速度または温度によ
つて異るが、３時間から20時間が好ましい。３時
間以下では反応が終了していないため、低収率と
なり、20時間以上では反応時間が長くなつて好ま
しくない。 反応終了後、反応液からアミノアルキルスルホ
ン酸類の単離は公知の方法で実施出来る。例え
ば、反応液から水を蒸留によつて除いた後、塩酸
を加えてアミノアルキルスルホン酸類のみを溶解
し、無機塩を別する。このアミノアルキルスル
ホン酸を含む塩酸溶液を濃縮し、これにエタノー
ルを加え、目的物を析出させ、これを過によつ
て取出すことが出来る。 本発明の方法によれば極めて安全で取扱い易
く、しかも安価な原料を用いて、高純度のアミノ
アルキルスルホン酸類を高収率で製造することが
出来る。 次に、本発明の方法を実施例によつて、更に詳
細に説明する。 実施例 １ 撹拌機、温度計、還流冷却器およびN₂吹き込
み口を備えた500mlの四ツ口フラスコに無水亜硫
酸ナトリウム50.4ｇ（0.4モル）と水178ｇを加
え、N₂気流下で撹拌し溶解した。この溶液に２
−クロルエチルアミンの塩化水素塩の50％−水溶
液46.4ｇ（0.2モル）を加えた。湯浴で内温を55
℃まで加熱しこの温度で５時間加熱撹拌した。加
熱を強めて内温65℃で２時間、80℃で２時間、90
℃で２時間さらに沸点で１時間加熱撹拌し、反応
を行つた。以上の反応は全てN₂気流中で行つた。 反応終了後、減圧下で水を除去し、濃塩酸150
mlを加えて生成したタウリンを溶解した。不溶の
無機塩を別し、更に無機塩を濃塩酸で５回（塩
酸量は１回当り20〜25ml）洗浄した。液と洗液
を一緒にし減圧下に約100mlまで濃縮した。エタ
ノール100mlを加えタウリンを析出させ、過し
て単離し、減圧乾燥した。 収量23.9ｇ、収率95.6％、IRおよびNMRは標
準品と一致した。元素分析値は次の通りであつ
た。 元素分析 C₂H₇NO₃Sとして Ｃ Ｈ Ｎ Ｓ 理論値(%) 19.19 5.64 11.19 25.62 分析値(%) 19.31 5.78 11.03 25.35 比較例 実施例１において亜硫酸ナトリウム水溶液と２
−クロルエチルアミンの塩化水素塩の水溶液とを
混合した後、加熱して内温100℃で８時間反応を
行わせる他は実施例１と同様の操作を行つた。実
施例１と同様に後処理を行い、タウリンを得た。 収量18.1ｇ、収率72.4％、IRおよびNMRは標
準品と一致した。またこのものの元素分析値は次
の通りであつた。 元素分析 C₂H₇NO₃Sとして Ｃ Ｈ Ｎ Ｓ 理論値(%) 19.19 5.64 11.19 25.62 分析値(%) 19.28 5.76 11.05 25.37 実施例 ２〜７ 実施例１と同様の装置を用い表−１に示した原
料を用いて表−１の条件で反応を行つた。実施例
１と同様の後処理を行い表−１の結果を得た。な
お得られた製品はIRおよびNMRで同定した。 【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式（） （式中、R₁，R₂およびR₃は炭素原子、炭素数
   １〜３のアルキル基または水酸基を有する炭素数
   １〜３のアルキル基を示し、互いに同一でも異つ
   ていてもよい。Ｘは塩素原子、臭素原子または沃
   素原子を示し、ｎは２または３の整数である）で
   表わされるハロゲン化アルキルアミン類と、亜硫
   酸塩とを含む水溶液を常温乃至65℃および50℃乃
   至該水溶液の還流温度のそれぞれの温度範囲で少
   くとも１回以上の定温反応を行なわしめる工程を
   含む、少なくとも２回以上に分けて昇温し反応さ
   せることを特徴とする 一般式（） （式中、R₁，R₂，R₃およびｎは一般式（）
   の場合と同じ意味を示す）で表わされるアミノア
   ルキルスルホン酸類の製造方法。