JPH05125037A - 高純度2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の製造方法 - Google Patents
高純度2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の製造方法Info
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- JPH05125037A JPH05125037A JP28884191A JP28884191A JPH05125037A JP H05125037 A JPH05125037 A JP H05125037A JP 28884191 A JP28884191 A JP 28884191A JP 28884191 A JP28884191 A JP 28884191A JP H05125037 A JPH05125037 A JP H05125037A
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Abstract
ホン酸を、フェノー系化合物の存在下、水を溶媒として
再結晶することを特徴とする高純度2−アクリルアミド
−2−メチルプロパンスルホン酸の製造方法。 【効果】2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスル
ホン酸を効率よく精製することができ、該精製物は高分
子量重合体の製造に適している。
Description
アミド−2−メチルプロパンスルホン酸(以下「AMP
S」と略すことがある。)を効率よく製造する方法、お
よびその高純度AMPSを用いた重合体の製造方法に関
する。
良剤として用いられるほか、重合により有用な単独重合
体及び共重合体を形成する。これらの重合体は、凝集
剤、石油回収用薬剤、分散剤、接着剤、流動性調節剤等
として使用される。かかるAMPSの一般的な製造方法
としては、過剰のアクリロニトリルを反応溶媒を兼ねて
用い、その中で発煙硫酸とイソブチレンを反応させ、そ
の結果得られたAMPSを反応混合物より直接析出させ
る方法がある。得られた粗結晶はアクリロニトリルで洗
浄後乾燥されるが、必要により溶媒を用い懸濁洗浄また
は再結晶により精製される。しかしながら、再結晶用と
して、工業的に利用しうるAMPSに対し溶解度の高い
溶媒は、水、低級アルコール、ジメチルホルムアミド等
に限定されており、従来、これらの溶媒を用いた場合、
以下のような問題点があった。
最も高いが、重合を起こしやすく不適当である。また、
ジメチルホルムアミドではAMPSの結晶析出が容易で
なく、沸点が高いので乾燥に時間がかかる。更に、メタ
ノール等の低級アルコールでは、収率が悪く、また、精
製効果も不充分である。一方、含水率3〜80重量%の
含水酢酸を溶媒として再結晶する方法も知られている
(特開昭54−106427)。しかしながら、該含水
酢酸へのAMPSの溶解度は低く、効率よく再結晶を行
なうためにはなお不充分である。
に種々の用途が考えられるが、特にAMPSを重合体と
して凝集剤、石油回収用薬剤等に用いる場合は、より高
分子量の製品が要求される。しかしながら、十分に精製
したAMPSを原料としない場合は、かかる高分子量の
重合体を得ることは困難である。そこで、本発明の目的
は、高純度のAMPSをより効率よく製造する方法、お
よびその高純度AMPSを用いて高分子量の重合体を製
造する方法を提供することにある。
の問題を解決し、高純度のAMPSの結晶を効率よく得
る安価な精製方法として、最も溶解度の高い水を溶媒と
した再結晶精製法について鋭意検討した結果、特定の化
合物の結晶溶媒系への添加による顕著な効果を見い出
し、本発明に到達した。すなわち本発明は、粗AMPS
をフェノール系化合物の存在下、水を溶媒として再結晶
することを特徴とする高純度AMPSの製造方法、およ
び、その高純度AMPSをアゾ系重合開始剤の存在下で
重合することを特徴とする重合体の製造方法に関する。
以下、本発明を詳細に説明する。
通常は、前述のようにアクリロニトリル、イソブチレン
および発煙硫酸を用いて合成し、反応系から析出した沈
殿物をアクリロニトリルで洗浄乾燥した粗AMPSが用
いられる。粗結晶のAMPSは、アクリルアミド、アク
リル酸;メタクリル酸等の不純物を通常3,000〜3
0,000ppm程度含有するものである。本発明に使
用されるフェノール系化合物としては、たとえば下記一
般式[I]で示される化合物が用いられる。該フェノー
ル化合物の多くは一般的な重合禁止剤として使用される
ものである。
アルコキシ基、炭素数1〜5の直鎖もしくは分岐のアル
キル基、アリールアルキル基、または、アルキルもしく
は水酸基で置換されたアリールアルキル基を表す。ま
た、R1〜R5は、ヘテロ原子を含むアルキル基もしくは
アリール基、またはヘテロ原子で結合するアルキル基も
しくはアリール基でもよい。)かかるフェノール系化合
物としては、具体的には、ハイドロキノン、p−メトキ
シフェノール、p−ヒドロキシトルエン、2,5−ジ−
tert−ブチルハイドロキノン、2,5−ジ−ter
t−アルミハイドロキノン、2,2’−メチレンビス
(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、
2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−
ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(6−
tert−ブチル−3−メチルフェノール)、4,4’
−チオビス(6−tert−ブチル−3−メチルフェノ
ール)、1,1’−ビス(4−ヒドロキシフェノール)
シクロヘキサン、2,6−ジ−tert−ブチル−4−
メチルフェノール、モノまたはトリ(α−メチルベンジ
ル)フェノール、dl−α−トコフェロール、ブチルヒ
ドロキシルアニソール等が例示されるが、特にハイドロ
キノン、p−メトキシフェノール等の親水性のフェノー
ル系化合物が好ましい。
Sに対して、通常0.002〜1.0重量%、好ましく
は0.01〜0.5重量%である。該範囲により少ない
場合はAMPSの精製操作中の重合抑制の効果が充分に
期待できない。また、該範囲を越える場合は、精製を行
ったAMPS中に残存するフェノール系化合物により、
精製AMPSを更に重合する際に重合阻害を起こすおそ
れがあるので好ましくない。本発明に使用される溶媒の
水は、通常蒸留水、脱イオン水が好ましいが、場合によ
りアクリロニトリルの飽和水溶液等のAMPSの精製を
阻害しない程度の物質を含む水溶液を用いることも可能
である。すなわち、AMPS精製時にアクリロニトリル
を反応溶媒を兼ねて用い、その中で発煙硫酸とイソブチ
レンを反応させてAMPSの結晶スラリーを得て、フェ
ノール系化合物と水を加えて加温溶解後、上層のアクリ
ロニトリル層を分離し、下層の水溶液より再結晶させる
方法も採用することができる。
結晶のAMPSにフェノール系化合物と水を加えて加温
溶解し、その後、温度を下げて再結晶させるものであ
る。AMPSの溶解温度は、通常30〜90℃である
が、結晶効率、及びモノマーの安定性、安全性等を考慮
すると40〜60℃で溶解するのが好ましい。また、結
晶化温度は結晶収率を上げるため、5〜20℃の低温が
好ましい。再結晶の効率を更に上げるには、40〜60
℃で粗AMPSを溶解した後、系内を減圧にして水を蒸
発、濃縮させ、水の気化熱を利用して冷却しながら結晶
化し、次に5〜10℃の低温に保持して結晶化を完結す
る方法が有利である。かくして得られたAMPSの結晶
は、素早く濾過または遠心分離した後、乾燥される。こ
の結果、不純物が通常1000ppm以下好ましくは5
00ppm以下の高純度AMPSの結晶が得られる。
はアクリル酸またはメタクリル酸およびそれらの誘導
体、アクリルアミド、メタクリルアミドおよびそれらの
誘導体等と共重合することができる。特に高分子量の重
合体を得るためには、使用するラジカル重合開始剤はア
ゾ系の重合開始剤が好ましい。例えば2,2’−アゾビ
ス−(2−アミジノプロパン)・2塩酸塩、アゾビス−
(N,N−ジメチレンイソブチルアミジン)・2塩酸
塩、4,4’−アゾビス−(4−シアノ吉草酸)−2−
ナトリウム等が挙げられる。ラジカル重合開始剤の使用
量は、単独重合の場合はAMPS、また共重合の場合は
AMPSと他の共重合可能なモノマーの混合物の重量に
対して通常0.005〜5重量%、好ましくは0.05
〜0.5重量%である。重合温度は、通常10〜150
℃の範囲で目的の重合物の分子量に応じて選択される。
水溶液状で重合する場合、好ましい温度は40〜80℃
である。
重合を例示するならば撹拌下重合する方法、静置容器中
で断熱状態で重合する方法、シート状で除熱しつつ重合
する方法、油中水型エマルジョンまたは分散状態で重合
する方法が例示される。撹拌下重合する方法としては、
AMPSのナトリウム塩水溶液に窒素ガスを通じて酸素
を除いたのち、ラジカル重合開始剤を添加し、窒素ガス
気流下、所定温度に保持する方法が例示される。
明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。 (粗AMPSの製造例)撹拌器、温度計、ガス吹込管を
備えた反応器にアクリロニトリル100モル部、発煙硫
酸22モル部を仕込み−40℃に保持した。そこへ20
モル部のイソブチレンを20分かけて吹きこんだ。この
間反応器内の温度を−45〜−35℃に保持した。吹込
み終了後、反応液の温度を55℃まで昇温し、更に60
分間保持して反応を完結させた。イソブチレンの吹き込
み終了と同時にAMPSの結晶が析出し始め、スラリー
状となった。この結晶を濾過し、アクリロニトリルで洗
浄後30℃の減圧乾燥器で8時間乾燥し、AMPS粗結
晶を得た。
グラフィー(以下HPLCと略す)で分析したところ、
AMPS以外の不純物(アクリルアミド、アクリル酸、
メタクリル酸等)は、8,300ppm含まれていた。 実施例1 撹拌器と冷却管、温度計を備えた300mlの四ッ口フ
ラスコに、前記製造例で得られたAMPS粗結晶150
g、p−メトキシフェノール0.05g及び脱塩水10
0gを入れ、40℃の温浴に浸して撹拌した。均一に溶
解した後、冷却管を取り外し、キャピラリーを取り付け
た。抜き出し側に冷却管、トラップを取り付け、5mm
Hgで減圧脱水しながら約50gの水を留去した時点で
浴を外し、内部の沸騰が納まった後で常圧に戻した。次
に、5℃の恒温槽に浸して結晶化を完結させた。次に、
結晶を含む液をとりだし、グラスフィルターで減圧濾過
し、5℃の冷水50mlで2回洗浄した後、更に35℃
で8時間減圧乾燥を行い、103gの精製AMPS結晶
を得た。
果を表−1に示す。得られた精製AMPS結晶を、水溶
液中で水酸化ナトリウムで中和して30重量%のAMP
Sのナトリウム塩(以下AMPS−Naと略す)水溶液
を調製した。この溶液9.06gを50mlの封管に取
り、更に、15.94gの30重量%アクリルアミド水
溶液および2.75gの脱塩水を入れ、均一に溶解し
た。次に、重合開始剤として0.2重量%のNN’−ア
ゾビス−(2−アミジノプロパン)・2塩酸塩水溶液
2.25gを入れ、全量を30gとした。封管内を窒素
ガスで充分に置換し、密封した後、50℃の恒温水槽中
で4時間重合させたところ、25重量%のアクリルアミ
ド/AMPS−Naの共重合体を得た。このときの重合
率を臭素法により測定した。また、該重合体を0.1g
/dlの濃度に溶解し、25℃でオストワルド粘度計を
用いて還元粘度(ηsp/c)を求めた。結果を表−1
に示す。
代わりに表−1に示す化合物を0.05g用いた以外は
実施例1と同様にAMPSの再結晶及び重合を行った。
結果を表−1に示す。 比較例1、2 フェノール系化合物の代わりに、重合禁止剤として一般
的に用いられる表−1に示す化合物を0.05g用いた
以外は実施例1と同様にAMPSの再結晶及び重合を行
った。結果を表−1に示す。 比較例3 再結晶精製を行うことなく、AMPSの粗結晶をそのま
ま使用して実施例1と同様に重合した結果を表−1に示
す。 参考例1 実施例1において重合開始剤としてアゾ化合物の代わり
に過硫酸アンモニウムを用いた以外は同様に重合したと
ころ、重合率が99.6%、得られた重合体の還元粘度
は13.5であった。
口フラスコに、AMPS粗結晶150g、p−メトキシ
フェノール0.05gおよび脱塩水100gを入れ、4
0℃の温浴に浸して撹拌した。AMPSの粗結晶が溶解
した後、撹拌しながら浴を10℃まで冷却し、更に撹拌
を止めて5℃にするとAMPSの結晶が析出した。5℃
で8時間保持した後、グラスフィルターで減圧濾過し
た。次に、5℃の冷水50mlで2回洗浄した後、更
に、得られた結晶を35℃で8時間減圧乾燥を行った。
得られた結晶は50.6gであり、HPLCで分析した
不純物量は106ppmであった。また、該結晶を用い
て実施例1と同様に重合を行なったところ、重合率は1
00%、重合体の還元粘度は26.7であった。
酸を入れ、40℃の温浴に浸し、そこにAMPS粗結晶
を少しづつ加えて撹拌したが、溶解しにくかったので更
に温浴の温度を60℃とし、12gのAMPS粗結晶を
溶解させた。次に、実施例4と同様に再結晶の操作を行
ったが、得られた結晶は6.6gにすぎず、結晶収率は
極めて低く、また不純物量も226ppmであった。
アミド−2−メチルプロパンスルホン酸)の製造方法に
よれば、工業的に安価な方法で、効率よく高純度のAM
PSの結晶を得ることができるのみならず、該結晶を用
いれば極めて高分子量の(共)重合体を得ることがで
き、水溶性または親水性高分子等の用途分野、例えば高
分子凝集剤や石油回収用薬剤に寄与するところが大であ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 粗2−アクリルアミド−2−メチルプ
ロパンスルホン酸を、フェノール系化合物の存在下、水
を溶媒として再結晶することを特徴とする高純度2−ア
クリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の製造方
法。 - 【請求項2】 請求項1の高純度2−アクリルアミド
−2−メチルプロパンスルホン酸を、アゾ系重合開始剤
の存在下で重合することを特徴とする2−アクリルアミ
ド−2−メチルプロパンスルホン酸重合体の製造方法。
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JP28884191A JP3412158B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸重合体の製造方法 |
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JP28884191A Expired - Lifetime JP3412158B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸重合体の製造方法 |
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