JPH0733728A - ジクロログリオキシム有機溶剤溶液の製造法 - Google Patents
ジクロログリオキシム有機溶剤溶液の製造法Info
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Abstract
ル剤、農薬等として用いられるジクロログリオキシムを
安全な形態で、且つ簡便に高収率で製造する方法に関す
る。 【構成】 グリオキシム有機溶剤溶液と塩素化剤を、反
応容器に同時に注入して反応させ、ジクロログリオキシ
ムの有機溶剤溶液を製造することを特徴とするジクロロ
グリオキシム有機溶剤溶液の製造法である。
Description
剤、スライムコントロ−ル剤、農薬等として用いられる
ジクロログリオキシムを安全な形態で、且つ簡便に高収
率で製造する方法に関する。
用抗菌剤、防腐剤、スライムコントロ−ル剤、農薬等に
使用されているが、通常、その使用形態は溶液状態であ
る。そして、ジクロログリオキシム(III)は古くから
知られ、作られてきたが、その製造方法としては、グリ
オキサ−ル(I)を出発原料としてグリオキシム(II)
を生成し、これを塩素化することが一般的であった。
ば、次のような方法が挙げられる。 (1)グリオキサ−ル水溶液にヒドロキシルアミンを作
用させる方法(W.V.Meyer,Chem.Ber.,16,505(1883); Ulp
iani,Gazz.Chem.Ital.,42 I,250(1924); GB 1,307,22
3;US 4,539,405) (2)ジブロモアセトアルデヒドにヒドロキシルアミン
を作用させる方法(Wittorf,Zh.Russ.Fiz.-Khim.O-va,3
2,97(1900)) (3)ジクロロアセトアルドキシムにヒドロキシルアミ
ンを作用させる(Routala,Neovius,Chem.Ber.,57,253(19
24)) これらの方法で(1)のグリオキサ−ル水溶液を原料と
して製造する方法が、原料入手や経済上の点から最も好
ましい。
アミンは、市販のヒドロキシルアミンの無機酸塩、例え
ばヒドロキシルアミン硫酸塩やヒドロキシルアミン塩酸
塩をアルカリで中和することで得られる。グリオキシム
の合成では、この中和をグリオキサ−ル存在下で行い、
沈澱したグリオキシムをろ取することで得られる(GB 1,
307,223;US 4,539,405)。また、他の方法として、ヒド
ロキシルアミンを用いる方法がある。この場合、酸性下
グリオキサ−ルの水溶液に、市販のヒドロキシルアミン
の50%水溶液、またはヒドロキシルアミンの有機溶剤
溶液、例えばメタノ−ル、エタノ−ル、プロパノ−ル、
ブタノ−ルの溶液を加えることによって合成できる。以
上を総括して反応式を書けば、次の通りである。
を例示すると、次の通りである。 (1)α−グリオキシムカルボン酸に塩素を作用させる
方法(Ponzio,de Paolini,Gazz.Chim.Ital.,56,252,(192
6)) (2)フロキサンカルボン酸に塩素を作用させる方法(P
onzio,de Paolini,Gazz.Chim.Ital.,56,252,(1926)) (3)希塩酸中、グリオキシムに塩素を作用させる方法
(Ponzio,Gazz.Chim.Ital.,60,434,(1930); Hauben,Kauf
fmann, Chem.Ber.,46,2826(1913); Steinkopf,Juergen
s, J.Prakt.Chem.,<2>83,467(1911); B.G.White,GB 1,3
07,223) (4)エタノ−ル中、グリオキシムに−20℃で塩素を
作用させる方法(RodneyL. Willer,US 4,539,405)、 原料入手や経済的に合成するなら、(3)または(4)
のグリオキシムに塩素を作用させるのが好ましい。
る方法としては、グリオキシムと希塩酸水溶液との懸濁
水溶液中に、または、グリオキシムのエタノ−ルの溶液
中に塩素を吹き込む方法が知られている。しかして、前
者の方法は、ジクロログリオキシムの希塩酸懸濁液とし
て生ずるので、これをろ過、乾燥によって単離すること
ができ、後者の方法は、反応後、エタノ−ルを減圧留去
した後、クロロホルムを加えスラリ−とし、ろ過、乾燥
して単離することができる。
キシム及びジクロログリオキシムを結晶として取り扱う
のであるが、これらの化合物は、共に機械的な衝撃や摩
擦に対して、爆発を起こしやすく、危険性が極めて高
く、したがって、これらの化合物を結晶として取り扱う
ことは危険性が多いことがわかった。したがって、グリ
オキシム及びジクロログリオキシムを結晶として取り扱
うこれらの方法は危険な方法といわざるをえない。
と、イギリス特許 GB 1,307,223の方法では、グリオキ
シム18gと10%HCl70mlに、塩素を約8時間
吹き込んで、収量12g(37.5%)を得ており、Di
rasat-Univ.Jordan,13,185-188(1986)の方法では、グリ
オキシム5gと10%HCl100mlに、塩素を0℃
で吹き込んで、収量3g(33.5%)であって、いず
れも反応は遅く、収率も低く満足の出来る方法ではな
い。
は、グリオキシム17.6gと95%エタノ−ル200
mlの溶液に、塩素を−20℃で30分で吹き込み、収
量24.2−30.2g(77−97%)というもので
あった。この方法は、−20℃という深冷下で短時間に
行わなければ、収率は極端に低いものである。例えば、
−20℃において、5時間かけて塩素を吹き込んで反応
すると収率は50%程度へ大幅に低下した。それを5℃
で5時間行えば、更に収率は10%程度に落ちてしまう
ことが確かめられた。グリオキシムの塩素化について調
べた所、式2のような反応経路が確認された。
ム(III)(以下、DCGと略する)の生成工程は、モノ
クロログリオキシム(IV)(以下、MCGと略する)を中
間体としていることは、反応途中の反応液の高速液体ク
ロマトグラフによる分析の結果確かめられた。反応中間
体のMCG(IV)は、反応中、深冷下でも徐々に、深冷下
でない条件では、かなりすばやく分解し、この故に収率
の低下が起きる。MCGが、工程(3)を経て分解産物
に行かず、工程(2)の方向に向かわせるには、塩素濃
度を高めればよいことが確かめられているが、公知のグ
リオキシムの反応溶液に塩素を吹き込む方法では、出来
たMCGを直ちにDCGに向かわせるだけの塩素濃度は
なく、吹き込まれた塩素は、まず工程(1)の原料のグ
リオキシムのモノクロル化へ優先的に費やされてしまう
のである。そして、できたMCGは、深冷下でも徐々
に、それ以上ではすばやく分解していく。工程(2)の
DCGを生成する反応をするときには、その原料となる
MCGは、上記の分解でかなり少なくなってしまい、結
果的にDCGの収率が大幅に低下することになる。
下、グリオキシム1モルに対し、塩素を化学量論量の2
モルあるいはそれ以上を一時に接触混合させ、分解し易
いMCGを直ちに安定なDCGにする事が必要であるこ
とを見出した。大規模生産の場合には、塩素の供給能力
と反応熱を除熱する冷却能力からいって、グリオキシム
のエタノ−ル溶液に塩素を−20℃を維持しつつ短時間
で吹き込むという前記公知のアメリカ特許(US 4,539,40
5)の実験の方法では、記載された高収率を得ることは不
可能である。
欠点をなくし、工業用抗菌剤、防腐剤、スライムコント
ロ−ル剤、農薬等として用いられるジクロログリオキシ
ムを安全な形態で、且つ簡便に高収率で製造する方法を
種々検討した結果、本発明を完成したもので、本発明の
目的は、安全に、且つ、簡便に高収率でジクロログリオ
キシム有機溶剤溶液を製造する方法を提供することであ
る。
オキシム有機溶剤溶液と塩素化剤を、反応容器に同時に
注入して反応させ、ジクロログリオキシムの有機溶剤溶
液を製造することを特徴とするジクロログリオキシム有
機溶剤溶液の製造法であり、前記グリオキシム有機溶剤
溶液は、グリオキサ−ル水溶液とヒドロキシルアミンの
無機酸塩あるいは有機酸塩とアルカリとを反応させ得ら
れたグリオキシム水溶液に、水より高い沸点を持つ有機
溶剤、あるいは水と共沸する有機溶剤或いは双方を加え
てから、蒸留あるいは共沸蒸留によって水を除去し、次
いで析出した塩を濾過によって除去したもの、或いは、
グリオキサ−ル水溶液を、酸性下ヒドロキシルアミンと
反応させて得られたグリオキシム反応溶液に、水より高
い沸点を持つ有機溶剤、あるいは水と共沸する溶剤、あ
るいは双方を加えてから、蒸留あるいは共沸蒸留によっ
て水を除去したものが好ましく、また、塩素化剤として
は、塩素または塩化スルフリルであることが好ましい。
水溶液をオキシム化してグリオキシム反応溶液を得、こ
れを塩素化してジクロログリオキシムの有機溶剤溶液を
得るのであって、結晶の形態では取り扱うことがないの
で機械的衝撃や摩擦による爆発の危険性がなく、極めて
安全であるのみならず、オキシム化及び塩素化の2工程
を連続して溶液状態で行い、且つ、グリオキシムと塩素
化剤を同時に供給することによって収率が向上し、しか
も、簡便な方法でジクロログリオキシムを製造すること
が出来るのである。
本発明における望ましいオキシム化について述べる。二
つの原料、グリオキサ−ルとヒドロキシルアミンのう
ち、まずグリオキサ−ルは通常、市販品は40%水溶液
で供給され、他方、ヒドロキシルアミンについては、市
販のヒドロキシルアミン塩酸塩または硫酸塩のような無
機酸塩を使用する場合とヒドロキシアミンを使用する場
合がある。市販のヒドロキシルアミンの無機酸塩を使用
する場合、使用時アルカリで中和して遊離のヒドロキシ
ルアミン水溶液を調製して使用する。この中和反応は、
オキシム化反応と同時に行う。即ち、ヒドロキシルアミ
ン無機酸塩水溶液と40%グリオキサ−ル水溶液中に、
アルカリ、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の水溶液または固形物
で中和しながらオキシム化反応を行う。この反応の際、
撹拌を良くするため、水の添加の代わりに、低沸点溶剤
のメタノ−ルやエタノ−ルやアセトニトリル等を加える
のは、困難な水濃縮を軽減するのに好ましい。反応後グ
リオキシムは、一部は水に溶けてる懸濁水溶液を得る。
溶剤として水を使用する公知の方法では、反応後、反応
液をろ過して固形部をろ別し、これを洗浄、乾燥してグ
リオキシムの結晶を得ている。しかし、この結晶は機械
的衝撃や摩擦により爆発の危険性がある。そして、ろ液
には無機塩と共に不可避的に目的物のグリオキシムが一
部逃げ収率低下をもたらしている。グリオキシムの単離
方法として、有機溶剤による抽出も考えられるが、水に
不溶の有機溶剤、例えば、ベンゼン、トルエン、クロロ
ホルム、酢酸エチル、エ−テル等は、グリオキシムを懸
濁水溶液中から効果的に抽出しないことが分かった。
溶液中に、水より沸点の高い有機溶剤あるいは水と共沸
する有機溶剤の1種または2種類以上をオキシム化の反
応溶剤として反応前に、または反応後に添加し、水を蒸
留或いは共沸によって除いて、グリオキシムの有機溶剤
溶液を得る方法である。この際、一般に熱的に不安定と
されるオキシムの分解を防ぐため、減圧下低温で蒸留す
るのが好ましい。水を除去して得たグリオキシム有機溶
剤溶液と析出無機塩の懸濁混合物は、次に、ろ過によっ
て無機塩を除き、グリオキシム有機溶剤溶液を得る。ま
た、ヒドロキシルアミンを用いる方法では、市販の50
%のヒドロキシルアミン水溶液(日進加工(株)FH−
50)を40%のグリオキサ−ルに重合防止のため酸性
下混合させグリオキシムの反応溶液を得た。そこへ、無
機塩使用の際に使用したと同じ有機溶剤を反応前に溶剤
として加えるか、或いは反応後に加え、次いで無機塩使
用の場合と同じように水を蒸留で除いてグリオキシムの
有機溶剤溶液を得る。
うなものが挙げられる。 エチレングリコ−ル系:RO−(CH2CH2O)n−R1 ここで、R、R1=H、Me、Et、Pr、Bu、CH3
CO、n=1〜10の整数 例えば、エチレングリコ−ル、ジエチレングリコ−ル、
トリエチレングリコ−ル、ポリエチレングリコ−ル、2
−メトキシエタノ−ル、2−エトキシエタノ−ル、酢酸
2−メトキシエチル、酢酸2−エトキシエチル、ジエチ
レングリコ−ルモノメチルエ−テル、ジエチレングリコ
−ルモノエチルエ−テル、ジエチレングリコ−ルジメチ
ルエ−テル、ジエチレングリコ−ルジエチルエ−テル、
ジエチレングリコ−ルモノメチルエ−テルアセテ−ト、
ジエチレングリコ−ルモノエチルエ−テルアセテ−ト等
が上げられる
(CH3)CH2O)n'−R3 ここで、R2、R3=H、Me、Et、Pr、Bu、CH
3CO、n’=1〜10の整数 例えば、プロピレングリコ−ル、ジプロピレングリコ−
ル、トリプロピレングリコ−ル、ポリプロピレングリコ
−ル、2−メトキシプロパノ−ル、2−エトキシプロパ
ノ−ル、酢酸2−メトキシプロピル、酢酸2−エトキシ
プロピル、ジプロピレングリコ−ルモノメチルエ−テ
ル、ジプロピレングリコ−ルモノエチルエ−テル、ジプ
ロピレングリコ−ルジメチルエ−テル、ジプロピレング
リコ−ルジエチルエ−テル、ジプロピレングリコ−ルモ
ノメチルエ−テルアセテ−ト、ジプロピレングリコ−ル
モノエチルエ−テルアセテ−ト、等が上げられる
−ル、1−ブタノ−ル、2−ブタノ−ル、イソブタノ−
ル、第3ブタノ−ル、ヘプタノ−ル、ヘキサノ−ル、ヘ
プタノ−ル、オクタノ−ル、ノナノ−ル、デカノ−ル、
ドデカノ−ル等が上げられる。 アミド系:例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、
N,N−ジメチルアセトアミド等 エステル系:例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピ
オン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸
エチル、安息香酸エチル等 もっぱら共沸溶剤として:ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、四塩化炭素、1、2−ジクロロエタン、シクロヘキ
サン、アニソ−ル等から選ばれる。好ましくは、ジエチ
レングリコ−ルモノメチルエ−テル、ジエチレングリコ
−ルモノエチルエ−テルである。これらの方法の優れて
いる点は、グリオキシムの有機溶剤溶液であるため、機
械的衝撃による爆発に対し安全であり、更に生成したグ
リオキシムは、公知の方法のようにろ液として反応系外
に逃げなく高い収率を与えるので有利である。
の望ましい塩素化について述べる。本発明の方法では、
撹拌装置と冷却装置を備えた釜あるはパイプあるいは塔
といった反応容器に、冷却能力に応じて、上記オキシム
化で作られた有機溶剤溶液のグリオキシムと塩素化剤
を、モル比1:2以上の比率で同時に注入するという方
法で成し遂げられる。この時、短く限られた時間内では
モル比1:2以上を維持しつつ、どちらか一方或いは双
方が間欠的に注入することも含む。注入モル比は、好ま
しくは、1:2より1:4で行う。反応温度は、30℃
〜−30℃、好ましくは、+10℃〜−10℃で行う。
具体的に説明する。 比較例1 3lの四つ口フラスコに、40%グリオキサ−ル580
g(4mol)と塩酸ヒドロキシルアミン556g(8
mol)と水150mlを入れ、冷却下10〜20℃で
35%水酸化ナトリウム水溶液916g(8mol)を
滴下した。室温で一夜熟成後、100℃まで加熱して析
出結晶を溶解し、徐々に3℃まで冷却して晶析した。結
晶をろ取し、冷水500mlで洗浄後真空乾燥し、白色
結晶294g(収率83.5%)を得た。融点147℃
(dec.)。 比較例2 1lの四つ口フラスコに、グリオキシム35.2g
(0.4mol)とエタノ−ル400mlを入れ、ドラ
イアイス−メタノ−ル浴で冷却して、−20℃以下で塩
素70g(0.984mol)を30分で吹き込んだ。
室温に戻してから、エタノ−ルを減圧留去し、クロロホ
ルム100mlを入れ結晶を分散し、これをろ取し、真
空乾燥して、52.9g(収率84.3%)の淡黄色結
晶を得た。融点204℃。参考例1のグリオキサ−ルよ
りの収率は、70.4%である。
(0.4mol)とエタノ−ル400mlを入れ、ドラ
イアイス−メタノ−ル浴で冷却して、−20℃以下で塩
素70g(0.984mol)を5時間かけて吹き込ん
だ。室温に戻してから、エタノ−ルを減圧留去し、クロ
ロホルム100mlを入れ結晶を分散し、これをろ取
し、真空乾燥して、28.6g(収率45.6%)の白
色結晶を得た。融点202℃。
(1.95mol)のジエチレングリコールモノメチル
エーテル溶液1980gを入れ、冷却下約15℃で塩素
350g(4.94mol)を4.5時間かけて吹き込
んだ。HClガス脱気後、反応溶液は2114gであっ
た。DCGの含量は、HPLCで測定し、絶対検量線法
で算出して1.54%であり、従って収量収率は32.
6g(10.4%)であった。
モニウム32.8g(0.2mol)と40%グリオキ
サ−ル29.0g(0.2mol)を仕込み、10℃以
下で35%水酸化ナトリウム水溶液45.9g(0.4
mol)を滴下し、一夜熟成した。翌日ジエチレングリ
コ−ルモノメチルエ−テル160gを入れ、ロ−タリ−
エバポレ−タ−で水を減圧留去した。硫酸ナトリウムの
析出結晶をろ別し、ろ紙上の結晶をジエチレングリコ−
ルモノメチルエ−テル64gで洗浄し、ろ液と洗液を合
わせた。500mlの四つ口フラスコに、上記のろ液と
洗液を合わせたグリオキシムのジエチレングリコ−ルモ
ノメチルエ−テル溶液を入れ、5℃以下で、塩素29g
(0.409mol)を30分で吹き込んだ。減圧脱気
後、ほぼ無色の溶液260.5gを得た。ジクロログリ
オキシムの含量は、HPLCで測定し、絶対検量線法で
算出して11.2%であり、従って収率は93.0%で
あった。
えて合成し、得られたジクロログリオキシム有機溶剤溶
液の重量とHPLCの絶対検量線法による算出含量より
収率は計算した。以下に、その使用した溶剤とその際の
収率を実施例として列記する。 実施例 2 2−メトキシエタノ−ル 82.6% 実施例 3 ジエチレングリコ−ル 84.9% 実施例 4 メトキシポリエチレングリコ−ル 83.5% 実施例 5 エチレングリコ−ル 21.3% 実施例 6 プロピレングリコ−ル 50.3% 実施例 7 プロピレングリコ−ルモノメチルエ−テル 94.3% 実施例 8 ジエチレングリコ−ルモノメチルエ−テルアセタ−ト 77.2% 実施例 9 ジエチレングリコ−ルジメチルエ−テル 86.1% 実施例10 ジエチレングリコ−ルジアセタ−ト 91.1% 実施例11 N,N−ジメチルホルムアミド 溶剤ピ−クと重なる 実施例12 酢酸ブチル 78.3% 実施例13 安息香酸エチル 66.4%
328g(2mol)と、40%グリオキサ−ル290
g(2mol)と、水350gを入れ、冷却下、15℃
以下で35%水酸化ナトリウム水溶液459g(4mo
l)を滴下した。一夜撹拌熟成後、ジエチレングリコ−
ルモノメチルエ−テル1300gを加え、水を減圧留去
(内温60℃)した。10℃に冷却後、析出硫酸ナトリ
ウムの結晶を減圧ろ過し、この結晶をジエチレングリコ
−ルモノメチルエ−テル200gで洗浄し、ろ液と洗液
を合わせて、褐色の、グリオキシムのジエチレングリコ
−ルモノメチルエ−テル溶液1473gを得た。3l四
つ口フラスコに、ジエチレングリコ−ルモノメチルエ−
テル700gを入れ、5℃以下で上記グリオキシムのジ
エチレングリコ−ルモノメチルエ−テル溶液と塩素を、
溶液中のグリオキシムと塩素の注入モル比率が1:3と
なるように同時に注入した。反応終了後、減圧で溶存塩
化水素を脱気し、淡黄色溶液2477gを得た。HPL
C含量は11.22%であり、従って、収率88.5%
であった。
(200mol)と濃塩酸0.35kgとジエチレング
リコ−ルモノメチルエ−テル50kgを加え、20℃で
50%ヒドロキシルアミン26.4kg(400mo
l)を滴下した。一夜撹拌熟成後、水を減圧留去(内温
60℃)した。褐色のグリオキシムのジエチレングリコ
−ルモノメチルエ−テル溶液155kgを得た。300
lGL反応釜に、ジエチレングリコ−ルモノメチルエ−
テル95kgを入れ、5℃以下で上記グリオキシムのジ
エチレングリコ−ルモノメチルエ−テル溶液と塩素を、
溶液中のグリオキシムと塩素の注入モル比率が1:3と
なるように同時に注入した。10時間の反応後、減圧で
溶存塩化水素を脱気し、淡黄色溶液257kgを得た。
HPLC含量は11.0%であり、従って、収率90.
1%であった。
クロログリオキシム有機溶剤溶液の製造に当たり、グリ
オキシム有機溶剤溶液の塩素化をグリオキシム1モルに
対し2モル以上の塩素量の状態を維持して行うことによ
り高収率でジクロログリオキシム有機溶剤溶液が得ら
れ、特に、有機溶剤溶液状態でグリオキサ−ルよりジク
ロログリオキシムを一貫して製造する場合、爆発の危険
性のある中間体グリオキシムとジクロログリオキシムを
溶液状態にあるので安全な形態で一貫して作ることがで
き、反応溶剤がそのまま最終用途の溶剤という有利性を
持ち、しかも製造において大量の廃液を出さず、簡便に
高収率で製造することができる。
Claims (4)
- 【請求項1】 グリオキシム有機溶剤溶液と塩素化剤
を、反応容器に同時に注入して反応させ、ジクロログリ
オキシムの有機溶剤溶液を製造することを特徴とするジ
クロログリオキシム有機溶剤溶液の製造法。 - 【請求項2】 グリオキシム有機溶剤溶液が、グリオキ
サ−ル水溶液とヒドロキシルアミンの無機酸塩あるいは
有機酸塩とアルカリとを反応させ得られたグリオキシム
反応溶液に、水より高い沸点を持つ有機溶剤、あるいは
水と共沸する有機溶剤、あるいは双方を加えてから、蒸
留あるいは共沸蒸留によって水を除去し、次いで析出し
た塩を濾過によって除去したものである請求項1記載の
ジクロログリオキシム有機溶剤溶液の製造方法。 - 【請求項3】 グリオキシム有機溶剤溶液が、グリオキ
サ−ル水溶液を、酸性下ヒドロキシルアミンと反応させ
て得られたグリオキシム反応溶液に、水より高い沸点を
持つ有機溶剤、あるいは水と共沸する有機溶剤、あるい
は双方を加えてから、蒸留あるいは共沸蒸留によって水
を除去したものである請求項1記載のジクロログリオキ
シム有機溶剤溶液の製造方法。 - 【請求項4】 塩素化剤が、塩素または塩化スルフリル
である請求項1記載のジクロログリオキシム有機溶剤溶
液の製造方法。
Priority Applications (5)
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