JPH1067720A - 不飽和第４級アンモニウム塩の水溶液の製造方法 - Google Patents

不飽和第４級アンモニウム塩の水溶液の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加圧下かつ水の存在下でN, N- ジメチルアミ
ノエチルメタクリレートを第４級化剤としてのＣＨ3 −
Ｃｌと反応させて〔化１〕： 【化１】 に対応する不飽和第４級アンモニウム塩の水溶液を製造
する方法の改良。 【解決手段】 反応をジエチレントリアミン五酢酸の第
５ナトリウム塩の存在下で行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水の存在下で N,N-
ジメチルアミノエチルメタクリレートを第４級化剤とし
てのＣＨ3 −Ｃｌと反応させて〔化２〕：
【化２】 に対応する不飽和第４級アンモニウム塩(I) の水溶液を
製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この塩(I) の水溶液は水処理の凝集剤物
して用いられるポリマーを製造する際に使用される。こ
の化合物の加圧下の合成は熱的に不安定な化合物が生じ
るため、上記方法は現在では大気圧下でのみ行われてい
る。しかし、大気圧下での合成には加圧合成の場合より
大過剰のＣＨ3 −Ｃｌを用いなければならないという欠
点があり、その結果、ＣＨ3 −Ｃｌの排出量が増える。
【０００３】塩(I) を加圧下で製造する方法は特開平5-
103,185 号で公知である。この公知方法では〔化３〕で
表される（メタ）アクリレート：
【化３】 （ここで、Ｙは低級アルキレン基または低級ヒドロキシ
アルキレン基を表し、Ｒ1 およびＲ2 は互いに独立して
低級アルキル基を表す）の50〜80％(w/w) 水溶液をハロ
ゲン化アルキルまたはアルキアリール(alkaryl)と接触
させて、メタクリレートを第４級化する。
【０００４】この特許に記載の唯一の実施例では、第４
級化が4.5 バールの最大圧力下で25〜30℃の温度で塩化
メチルを添加して行われる。この方法は、過剰な塩化メ
チルが出るという上記の欠点がある他に、出発化合物が
多量に加水分解されて、例えばN,N-ジメチルアミノエチ
ルメタクリレートがメタクリル酸へ加水分解されてしま
う。この副反応は反応開始時に混合状態で添加したN,N-
ジメチルアミノエチルメタクリレートと水の導入によっ
て促進される。得られた最終水溶液中にこのメタクリル
酸が存在すると、最終水溶液の分析品質が損われ、用
途、例えば重合では使用価値が損なわれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記の
欠点を解決することにある。本出願人は、驚くべきこと
に、特定の化合物の存在下で実施することによって熱的
に安定な化合物が得られるということを発見した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の対象は、水の存
在下でN, N- ジメチルアミノエチルメタクリレートを第
４級化剤としてのＣＨ3 −Ｃｌと反応させて(I) で表さ
れる不飽和第４級アンモニウム塩の水溶液を製造する方
法にある。本発明はこの反応を加圧下でジエチレントリ
アミン五酢酸の第５ナトリウム塩の存在下で行う点に特
徴がある。
【０００７】
【発明の実施の形態】一般に、ジエチレントリアミン五
酢酸の第５ナトリウム塩は塩(I) の水溶液に対して１〜
100ppm、好ましくは５〜30ppm の比率で導入する。この
第五ナトリウム塩は反応開始時に導入するのが好まし
い。一般に、この第五ナトリウム塩は基本的に水溶液の
形で導入する。すなわち、商品名ヴェルスネクス（Vers
enex) 80で市販のこの第５ナトリウム塩は約40重量％の
水溶液の形をしている。一般に、本発明の反応は２〜９
バール、好ましくは３〜６バールの圧力下かつ35〜65
℃、特に40〜55℃の温度で実施する。
【０００８】本発明反応は、N,N-ジメチルアミノエチル
メタクリレートに対するＣＨ3-Ｃｌのモル比を一般に１
〜1.1 、好ましくは1.01〜1.05にして実施する。また、
反応開始からN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート
に、3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシトルエン、ハイ
ドロキノンメチルエーテル、ハイドロキノン、カテコー
ル、tert- ブチルカテコールおよびこれらの混合物から
なる群の中から選択される少なくとも１種の安定化剤を
組み合わせたものを、塩(I) の水溶液に対して50〜2000
ppm 、好ましくは 100〜1000 ppmの比率で用いるのが有
利である。
【０００９】本発明の特に好ましい具体例は下記のもの
である： (a) N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレートとジエチ
レントリアミン五酢酸の第５ナトリウム塩とを収容した
密閉反応器を１〜３バールの空気で加圧し、40- 55℃の
温度で反応に必要な量の５〜15重量％のＣＨ3-Ｃｌを連
続的に導入し、(b) 次いで、水とＣＨ3-Ｃｌの残部を、
水中に所望濃度の塩(I) が得られるまで45〜55℃の温度
で連続的に添加し、反応終了時の圧力は６〜９バールま
でにすることができ、(c) 反応器を減圧して大気圧へ戻
した後、残留ＣＨ3-Ｃｌを例えば空気でストリッピング
して除去する。この水溶液は水中に約50〜85重量％濃度
の第４級塩(I) を含んでいる。
【００１０】
【実施例】本発明は以下の実施例の説明からより良く理
解できよう。なお、百分率は重量％であり、用いられる
省略記号は下記のものを表す： ＤＡＭＥＭＡ： ジメチルアミノエチルメタクリレート Madquat MC 75: 75％のメタクリルオイルオキシエチル
トリメチルアンモニウム塩溶液 ＨＱＭＥ ： ハイドロキノンメチルエーテル Versenex 80 ： ジエチレントリアミン五酢酸の第５ナ
トリウム塩
【００１１】実施例１：Madquat MC 75 の製造 耐圧が1.2 ×106 Pa（12バール）で試験圧力が６×106
Pa（60バール) である１リットル容のガラス反応器に気
／液攪拌機、冷却コイル、温度計、圧力計および安全弁
を取付け、その中に 0.083g のVersenex 80(活性物質の
40％水溶液）と800 ppm のＨＱＭＥで安定化させた471
g のＤＡＭＥＭＡとを導入した。反応器を密閉した後、
１バールの空気で加圧した。
【００１２】159 g のＣＨ3-Ｃｌと207.5 g の水を用い
てＤＡＭＥＭＡを第４級化させる。反応条件は〔ＣＨ3
Ｃｌ〕／〔ＤＡＭＥＭＡ〕＝1.05、導入量（単位 g/h)
の比Ｈ2 Ｏ／ＣＨ3 Ｃｌの平均値＝0.7 にした。混合物
を47℃に加熱した後、液体ＣＨ3 Ｃｌの導入を 40g/ 時
の流量で開始した。全塩化メチルの10％（すなわち16g)
を導入した時に、残っている塩化メチルの導入を続けな
がら、水の添加を 28g /時の流量で開始した。
【００１３】ＣＨ3 Ｃｌの導入時間の合計は４時間であ
り、水の全導入時間は７時間であった。反応終了後 (す
なわち水の添加終了後) 、圧力は６×105 Pa（６バー
ル）に達した。次いで、空気を導入して反応器を徐々に
減圧して残留気体／流入空気の比率を１にした（時間：
１時間）。大気圧へ戻した後、残留ＣＨ3 −Ｃｌを空気
で高温ストリッピング（時間：30分）して除去した。81
8 g のMadquat MC 75 が得られた。貯蔵安定性の結果は
〔表１〕に示してある。貯蔵安定性試験は、密封試験管
を試験化合物で80％満たし、92℃の油浴に浸漬し、重合
するまでの時間で安定性を評価した。
【００１４】実施例２ 実施例１を繰り返した。結果は〔表１〕に示してある。
【００１５】実施例３：（比較例） 実施例１を繰り返したが、Versenex 80 を用いなかっ
た。結果は〔表１〕に示してある。
【００１６】
【表１】

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加圧下かつ水の存在下でN, N- ジメチル
    アミノエチルメタクリレートを第４級化剤としてのＣＨ
    3 −Ｃｌと反応させて〔化１〕： 【化１】 に対応する不飽和第４級アンモニウム塩の水溶液を製造
    する方法において、 反応をジエチレントリアミン五酢酸の第５ナトリウム塩
    の存在下で行うことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 ジエチレントリアミン五酢酸の第５ナト
    リウム塩を塩(I) の水溶液に対して５〜30ppm の比率で
    導入する請求項1 に記載の方法。
  3. 【請求項３】 ジエチレントリアミン五酢酸の第５ナト
    リウム塩を反応開始時に導入する請求項１または２に記
    載の方法。
  4. 【請求項４】 ジエチレントリアミン五酢酸の第５ナト
    リウム塩を水溶液の形で導入する請求項１〜３のいずれ
    か一項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 反応を２〜９バール、特に３〜６バール
    の圧力下で行う請求項１〜４のいずれか一項に記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 反応を35〜65℃、特に40〜55℃の温度で
    行う請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 N, N- ジメチルアミノエチルメタクリレ
    ートに対するＣＨ3 −Ｃｌのモル比を１〜1.1 、好まし
    くは1.01〜1.05にして反応させる請求項１〜６のいずれ
    か一項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 反応開始時から、3,5-ジ-tert ブチル-4
    - ヒドロキシ- トルエン、ハイドロキノンメチルエーテ
    ル、ハイドロキノン、カテコール、 tert-ブチルカテコ
    ールおよびこれらの混合物からなる群の中から選択され
    る少なくとも１種の安定化剤と N,N- ジメチルアミノエ
    チルメタクリレートとを組み合わせて、塩(I) の水溶液
    に対して50〜2000 ppm、好ましくは 100〜1000 ppmの比
    率で使用する請求項１〜７のいずれか一項に記載の方
    法。
  9. 【請求項９】 下記を特徴とする請求項１〜８のいずれ
    か一項に記載の方法： (a) N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレートとジエチ
    レントリアミン五酢酸の第５ナトリウム塩とを収容し、
    １〜３バールの空気で加圧した密閉反応器内に、反応に
    必要な量のＣＨ3 −Ｃｌの５〜15重量％を40〜55℃の温
    度で連続的に導入し、 (b) 次いで、所望濃度の水中の塩(I) が得られるまで、
    水とＣＨ3 −Ｃｌの残部とを45〜55℃の温度で連続的に
    添加し、反応終了時の圧力を６〜９バールにし、 (c) 反応器を減圧して大気圧へ戻した後、残留したＣＨ
    3 −Ｃｌを例えば空気でストリッピングして除去する。
  10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか一項の方法で
    得られる水溶液。
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