JPH1036334A - アルカンスルホニルクロリドとその対応するアルカンスルホン酸の精製方法 - Google Patents

アルカンスルホニルクロリドとその対応するアルカンスルホン酸の精製方法

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JPH1036334A
JPH1036334A JP9101818A JP10181897A JPH1036334A JP H1036334 A JPH1036334 A JP H1036334A JP 9101818 A JP9101818 A JP 9101818A JP 10181897 A JP10181897 A JP 10181897A JP H1036334 A JPH1036334 A JP H1036334A
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alkanesulfonyl
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JP9101818A
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ジヤン・オリビエ
Annie Commarieu
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    • C07C303/22Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof from sulfonic acids, by reactions not involving the formation of sulfo or halosulfonyl groups; from sulfonic halides by reactions not involving the formation of halosulfonyl groups
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    • C07C303/00Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
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    • C07C303/44Separation; Purification

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 硫酸含量が著しく低いアルカンスルホン酸を
提供するためのアルカンスルホニルクロリドの精製方
法。 【解決手段】 アルカンスルホニルクロリド(ASC)
の硫酸塩含量を低減させるためのアルカンスルホニルク
ロリドの精製方法であって、前記アルカンスルホニルク
ロリドを、水または−0.57から7までのpHを有す
る酸の水溶液から選択する洗浄液と接触させ、その後
で、硫酸塩の大部分を溶解せしめた前記洗浄液から、ア
ルカンスルホニルクロリドを分離させ、こうして処理し
たアルカンスルホニルクロリドの硫酸塩含量の低減を生
じさせることによって精製することを特徴とする前記方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカンスルホニルク
ロリド(ASC)の精製に係わる。特に、本発明は、上
記アルカンスルホニルクロリドの加水分解によって得た
アルカンスルホン酸(ASA)中に含まれる硫酸含量を
著しく減少させる方法に係わる。
【0002】術語「アルカン」は、1個から4個までの
範囲内の炭素数を有する低級アルカン基、特に、メチル
基、エチル基、n−プロピル基、及び、n−ブチル基を
意味すると理解されたい。
【0003】
【従来の技術】電気化学的用途、メタンスルホン酸の表
面処理用途の場合には、硫酸の存在を避けなければなら
ないということが公知である。この理由は、鉛の存在下
では、硫酸鉛が沈殿し、メタンスルホン酸の性能を制限
する恐れがあるからである。更に、上記用途にメタンス
ルホン酸を使用する際の工業用仕様は、硫酸含量が35
0ppm未満でなければならないというものである。
【0004】沈殿又は蒸留によってメタンスルホン酸を
精製することが既に公知である。
【0005】沈殿方法では、硫酸鉛と硫酸バリウムとが
メタンスルホン酸中で不溶性であるという性質が利用さ
れる。しかし、この処理の後にメタンスルホン酸中に残
留する鉛又はバリウムは、不要な汚染物である。
【0006】蒸留方法では、硫酸の沸点がメタンスルホ
ン酸の沸点よりも高いという性質が利用される。実際に
は、この処理はメタンスルホン酸中に微量の硫酸を残す
ので、実際には、メタンスルホン酸をメタンスルホン酸
/硫酸混合物から留去しなければならない。この溶液
は、経済的に不利であるばかりでなく、メタンスルホン
酸の熱分解を回避するために特定の装置(米国特許第
4,938,846号を参照されたい)を必要とする。
メタンスルホン酸中の硫酸含量を1000ppm未満と
することは実際上困難であるが、水中に70重量%の濃
度のメタンスルホン酸の場合には硫酸含量が350pp
mでなければならない。
【0007】更に、米国特許第4,549,993号で
は、その溶液の全重量を基準として約18重量%以上の
HClを含む水性塩酸溶液で洗浄し、その後で、不活性
気体を流しながら、500トール以下の減圧下で約70
℃以下の温度で、その水性塩酸溶液から分離したアルカ
ンスルホニルクロリドを精留することを含む、アルカン
スルホニルクロリドの精製方法を開示している。この特
許では、技術的目的はメタンスルホン酸を含まないメタ
ンスルホニルクロリド(MSC)を得ることにあるの
で、MSCの加水分解を著しく低減させるためにはHC
l濃度が30重量%から36重量%までであることが好
ましく、この場合に、上記硫酸塩の問題、特に硫酸の問
題は解決されない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、アル
カンスルホン酸(ASA)中の硫酸含量を著しく低減さ
せ得るアルカンスルホン酸の精製方法を提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的が、水、又は、
−0.57から7までのpHを有する酸の水溶液でアル
カンスルホニルクロリド(ASC)を処理することによ
って達成され得、これによって、精製されたASCが得
られ、精製アルカンスルホン酸(ASA)を得るために
高温度で水で完全加水分解を行う前に、精製ASCを中
間生成物として回収することが可能であることを発見し
ている。
【0010】以下の説明では、術語「硫酸塩」は、アル
カンスルホニルクロリド中の不純物として存在し且つ水
の存在下で硫酸2H+ SO4 2-を生じさせるあらゆる化
合物を意味する。例えば、SO4 2-化合物、対立カチオ
ン、硫酸それ自体、硫酸前駆体(例えば、特に、硫酸ス
ルフリル、SO3 、及び、クロロスルホン酸のC1 −C
4 低級アルキルエステル)が、この定義の範囲内に含ま
れる。
【0011】従って、本発明の主題は、第1に、アルカ
ンスルホニルクロリド(ASC)の硫酸塩含量を低減さ
せるためのアルカンスルホニルクロリドの精製方法であ
り、この方法は、アルカンスルホニルクロリドを、水又
は−0.57から7までのpHを有する酸の水溶液から
選択する洗浄液と接触させ、その後で、硫酸塩の大部分
を溶解せしめた洗浄液からアルカンスルホニルクロリド
を分離させ、こうして処理したアルカンスルホニルクロ
リド中の硫酸塩含量を低減させることによって精製する
ことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】上記水が約7のpHを有するこ
と、又は、上記酸の水溶液が約7のpHを有することが
好ましい。これは、例えば、外界空気中に存在する二酸
化炭素(CO2)を溶解した水、又は、微量の酸を含む
水の場合に相当する。この理由は、こうした洗浄液を使
用する場合に、硫酸塩含量の低減が最大となることが認
められるからある。
【0013】アルカンスルホニルクロリドを、メタンス
ルホニルクロリド(MSC)、エタンスルホニルクロリ
ド(ESC)、n−プロパンスルホニルクロリド(PS
C)、及び、n−ブタンスルホニルクロリド(BSC)
から選択する。
【0014】本発明の方法によるアルカンスルホニルク
ロリドの処理を、バッチ単位で又は連続的に行うことが
可能である。本来は非相溶性のアルカンスルホニルクロ
リドと上記水又は水溶液とを適切に接触させるために、
使用する技術的解決策に応じて、例えば、激しい機械的
撹拌を使用することも、或いは、垂直カラムのようなス
タティックミキサーシステムを使用することも可能であ
る。
【0015】バッチ単位の処理の場合には、「ASC/
水」又は「ASC/酸水溶液」混合物を、これら2つの
非相容性液相の界面における接触表面積を一時的に増大
させるために、激しく撹拌する。
【0016】この撹拌の持続時間は、撹拌する媒質の温
度に応じて数秒間から1時間までであるように選択する
ことが有利であり、20℃の温度で3分間から5分間ま
でであることが好ましい。撹拌後は、沈降させることに
よって各相を分離させ、精製ASCを含む有機相を回収
する。
【0017】連続処理の場合には、上記装置が、「AS
C/水」又は「ASC/酸水溶液」混合物に接触させる
ためのミキサーと、有機相と水相とが分離することを可
能にするサイズのデカンタとを含む。
【0018】精製すべきASCの重量の1%から50%
までの重量の洗浄液を使用することが有利である。精製
すべきASCの重量の3%から7%までの重量の洗浄液
を使用することがより好ましい。
【0019】洗浄液/ASCを、0℃から50℃までの
相温度で接触させることが有利である。
【0020】処理コストを引き上げないために、又は、
ASCが著しく加水分解しないために、この温度が10
℃から20℃までであることが好ましい。
【0021】上記酸水溶液が、−0.57から7までの
pHを確保するためにその水溶液の全重量を基準として
18重量%未満の塩酸を含むことが有利である。
【0022】本発明の主題は、更に、硫酸含量が少ない
アルカンスルホン酸の製造方法であり、この方法は、随
意の変更を伴う上記方法によって予め精製したアルカン
スルホニルクロリドに対して完全加水分解を行うことを
特徴とする。
【0023】硫酸含量が少ないアルカンスルホン酸(A
SA)は、特に、メタンスルホン酸(MSA)、エタン
スルホン酸(ESA)、n−プロパンスルホン酸(PS
A)、又は、n−ブタンスルホン酸(BSA)であり得
る。
【0024】上記の説明に加えて、ASCの連続精製方
法を実施する目的で設計した装置を概略的に表す図面を
参照しながら、以下の実施例によって本発明を説明す
る。
【0025】
【実施例】実験セクション ASC中の硫酸塩含量には、硫酸塩アニオンSO4 2-
体と、加水分解によって硫酸アニオンSO4 2-を生じさ
せるあらゆる前駆体が含まれる。この硫酸塩の含量は、
初期ASCの完全加水分解後と精製ASCの完全加水分
解後とに得られるSO4 2-の重量に常に相関している。
加水分解を、水(20g)/ASC(0.5g)混合物
の沸点で少なくとも3分間行う。
【0026】これら2つの含量の間の値の相違は、洗浄
液との接触による精製の有効性を表している。
【0027】硫酸イオンSO4 2-の含量を、完全加水分
解によって得られるアルカンスルホン酸のサンプルの重
量分析又はイオンクロマトグラフィーによって測定す
る。
【0028】実施例1及び実施例2 MSCと、MSC/水混合物の総重量を基準として5重
量%又は10重量%の二重脱イオン水(0.5ppm以
上の全濃度の、イオンを含まない純水)とを、温度20
℃で、分液漏斗の中に注入し、その混合物を3分間激し
く振とうする。24時間に亙って沈降させて相を分離さ
せた後に、MSCと水相を回収し、重量を測定し、分析
する。
【0029】得られた結果を次の表Iに示す。
【0030】
【表1】
【0031】比較実施例3 この実施例の手順は、8ppm未満(上記方法で測定し
た値である)の硫酸塩含量を有する33重量%HCl5
gを実施例1の純水5gの代わりに使用することを除い
て、実施例1の手順と同じである。
【0032】5時間沈降させることによって水相とMS
C相を分離させた後に、MSC相はMSCを基準として
183ppmのSO4 2-含量を有する。
【0033】沈降による分離を24時間に延長する場合
には、SO4 2-含量はMSCを基準として130ppm
に低下する。
【0034】比較実施例4 この実施例の手順は、8ppm未満の硫酸塩含量を有す
る18重量%HCl5gを実施例1の水5gの代わりに
使用することを除いて、実施例1の手順と同じである。
【0035】5時間沈降させることによって水相とMS
C相を分離させた後に、精製MSCはMSCを基準とし
て342ppmのSO4 2-含量を有する。
【0036】24時間の沈降による分離の後に、この含
量は135ppmに低下する。
【0037】実施例5 この実施例の手順は、8ppm未満の硫酸塩含量を有す
る10重量%HClを比較実施例3又は比較実施例4の
33重量%又は18重量%のHClの代わりに使用する
ことを除いて、比較実施例3又は比較実施例4の手順と
同じである。
【0038】5時間沈降させることによって分離させた
後に、精製MSCはMSCを基準として111ppmの
SO4 2-を含む。
【0039】24時間の沈降による分離の後に、この含
量は100ppmに低下する。
【0040】実施例1から実施例5は、水を使用して得
られる硫酸塩の残留含量が、10重量%、18重量%、
又は、33重量%のHClを使用する場合に得られる硫
酸塩の残留含量よりも少ないので、水がより良好な結果
をもたらすことを示している。
【0041】10重量%のHClは、18重量%又は3
3重量%のHClによって得られる結果よりも僅かに良
好な結果をもたらす。
【0042】実施例6 バッチ単位で処理を行う。
【0043】SO4 2-重量当量として計算して950p
pmの硫酸塩を含むMSC 100gを、分液漏斗の中
に蒸留水5gと共に注入する。その後で、この混合物を
30秒間激しく撹拌した後、5時間に亙って沈降させる
ことによって相を分離させる。この沈降の後に、MSC
を水相から分離させ、従来通りに分析する。MSCを基
準としたそのMSC中の最終SO4 2-含量は40ppm
である。
【0044】実施例7 この実施例の手順は、SO4 2-重量当量として計算して
432ppmの硫酸塩を最初に含むエタンスルホニルク
ロリド(ESC)を実施例1のMSCの代わりに使用す
ることを除いて、実施例1の手順と同じである。
【0045】24時間に亙る沈降による相分離の後に、
精製ESCは、そのESCを基準として30ppmの最
終SO4 2-含量を示す。
【0046】実施例8 この実施例の手順は、SO4 2-重量当量として計算して
650ppmの硫酸塩を最初に含むプロパンスルホニル
クロリド(PSC)を実施例1のMSCの代わりに使用
することを除いて、実施例1の手順と同じである。
【0047】24時間に亙る沈降による相分離の後に、
PSCは、そのPSCを基準として25ppmの最終S
4 2-含量を示す。
【0048】実施例9〜実施例14 添付図面に示す装置を使用して連続処理を行う。この装
置は、スタティックミキサーとして機能する垂直カラム
(3)の底部に通じる共通パイプ(7)を有する、水
(5)を供給するための流量調節ポンプ(1)と、MS
C(6)を供給するための流量調節ポンプ(2)とを含
む。このカラム(3)は高さ400mmで内径10mm
(有効容積19mL)であり、外径4mmのガラスリン
グが充填されている。MSCと水相との混合物が、長さ
350mmで内径100mmの管状水平デカンタ(4)
の2つの側端部の一方に通じるパイプ8を通って垂直カ
ラムの頂部から流出する。デカンタ(4)の他方の端部
に通じる水相取出し用パイプ(11)と、水相よりも高
密度のMSCを取り出すための、デカンタ(4)の下側
基部に通じる精製MSC取出し用パイプ(12)とによ
って、水相(9)とMSCをデカンタ(4)内で一定不
変の液面高さに維持する。
【0049】デカンタ内のMSCの滞留時間は4.5時
間から5.5時間の範囲内であることが可能であり、デ
カンタ内の水の滞留時間は3時間から59時間の範囲内
であることが可能である。
【0050】こうして得た結果を次の表IIに示す。
【0051】
【表2】
【図面の簡単な説明】
【図1】ASCの連続精製方法ための装置の略図であ
る。
【符号の説明】
1、2 流量調節ポンプ 3 垂直カラム 4 管状水平デカンタ 5 水 6 MSC 7 パイプ 11 水相取出しパイプ 12 精製MSC取出しパイプ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルカンスルホニルクロリド(ASC)
    の硫酸塩含量を低減させるためのアルカンスルホニルク
    ロリドの精製方法であって、前記アルカンスルホニルク
    ロリドを、水または−0.57から7までのpHを有す
    る酸の水溶液から選択する洗浄液と接触させ、その後
    で、硫酸塩の大部分を溶解せしめた前記洗浄液から、ア
    ルカンスルホニルクロリドを分離させ、こうして処理し
    たアルカンスルホニルクロリドの硫酸塩含量の低減を生
    じさせることによって精製することを特徴とする前記方
    法。
  2. 【請求項2】 前記水が約7のpHを有することを特徴
    とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記酸の水溶液が約7のpHを有するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記アルカンスルホニルクロリドを、メ
    タンスルホニルクロリド(MSC)、エタンスルホニル
    クロリド(ESC)、n−プロパンスルホニルクロリド
    (PSC)、及び、n−ブタンスルホニルクロリド(B
    SC)から選択することを特徴とする請求項1から3の
    いずれか一項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 精製すべきアルカンスルホニルクロリド
    の重量の1%から50%までの重量の前記洗浄液を使用
    することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に
    記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記重量が、精製すべきアルカンスルホ
    ニルクロリドの重量の3%から7%の範囲内であること
    を特徴とする請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記洗浄液とアルカンスルホニルクロリ
    ドを0℃から50℃までの相温度で接触させることを特
    徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記温度が10℃から20℃までである
    ことを特徴とする請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記酸水溶液が、pHが−0.57から
    7までとなるように、その水溶液の全重量を基準として
    18重量%未満の塩酸を含むことを特徴とする請求項1
    から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 【請求項10】 請求項1から9のいずれか一項に記載
    の方法によって予め精製したアルカンスルホニルクロリ
    ドに対して完全加水分解を行うことを特徴とする、硫酸
    含量の低いアルカンスルホン酸の製造方法。
JP9101818A 1996-04-24 1997-04-18 アルカンスルホニルクロリドとその対応するアルカンスルホン酸の精製方法 Pending JPH1036334A (ja)

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CN (1) CN1166485A (ja)
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