JPS5839155B2

JPS5839155B2 - 二酸化チオ尿素の製造法

Info

Publication number: JPS5839155B2
Application number: JP53089986A
Authority: JP
Inventors: 一善櫛部; 二郎渡辺; 修藤本
Original assignee: TOKAI ELECTRO CHEMICAL CO
Current assignee: TOKAI ELECTRO CHEMICAL CO
Priority date: 1978-07-25
Filing date: 1978-07-25
Publication date: 1983-08-27
Also published as: US4235812A; JPS5517339A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、二酸化チオ尿素（以下Ｔ、Ｕ、Ｄ、と言
う）の製造法に関するもので、更に詳しくは、チオ尿素
と過酸化水素とを反応させてＴ、Ｕ、Ｄ。

を製造する方法に於いて、Ｔ、Ｕ、Ｄ、を高収率、高純
度に製造する改良法に関するものである。

チオ尿素と過酸化水素とを反応させ、Ｔ、Ｕ、Ｄ、を製
造する方法は、既に良く知られており、反応収率を向上
させ、高純度の製品を得る種々の方法が提案されている
。

例えば反応温度をある一定の範囲内にするもの、チオ尿
素と過酸化水素のフィード方法を改良したもの、反応液
中のチオ尿素と過酸化水素のモル比を管理するもの、反
応液のｐＨを中性ないし、弱酸性に保つもの等、主とし
て反応時の副反応物質の生成を防止し、Ｔ、Ｕ、Ｄ。

の分解を抑制する方法が知られている。

しかし乍ら、いずれの方法でも反応時の副生成物の生成
を防止し、Ｔ、Ｕ、Ｄ、の分解を抑制する方法としては
、不充分で、目的物の収率は低く、製品純度も悪く、満
足出来る結果は得られていない。

これらの方法で使用されている溶媒の種類は、非水系溶
媒と水溶媒に大別し得る。

非水系溶媒（四塩化炭素、クロロホルム等の塩素化溶媒
並びに低級脂肪属アルコール）中でチオ尿素と過酸化水
素とを反応させて、Ｔ、Ｕ、Ｄ、を製造する方法に関
しては、ドイツ特許第９１７５５３号、イタリー特許第５７９１１９号及びフ
ランス特許第２０４０７９７号で提案されている。

この方法の場合、反応により生成したＴ、Ｕ、Ｄ、が溶
媒中に溶解しないので生成したＴ、Ｕ、Ｄ、は全て製品
として回収し得る利点があるが、チオ尿素と過酸化水素
の反応が不均一相反応であるため副生成物の生成量が多
く、又この生成した副生成物も溶媒に溶解しないため、
製品Ｔ、Ｕ、Ｄ、に混入し製品の純度を低下させる上に
、更に使用溶媒を損失する等の欠点があり、工業的に採
用するには不利である。

一方、水溶媒中でＴ、Ｕ、Ｄ、を製造する場合は原料で
あるチオ尿素が水に良く溶解し、均一相を形成するので
副反応生成物の生成量が少く、比較的純度の高い、Ｔ、
Ｕ、Ｄ、が得られる利点があり、現在、もっばらこの方
法が採用されており、この方法に関する改良方法につい
て研究がなされている。

米国特許第２７８３２７２号に於ては、収率及び製品純
度を向上させる方法として反応液のｐＨを２〜６に保つ
方法が提案されており、この中で、反応液のｐＨが２以
下では、Ｔ、Ｕ、Ｄ、は生成せず、ジスルフイツドのみ
になり、又、ｐＨが６以上では、生成したＴ、Ｕ、Ｄ、
が加水分解して、収率が著しく低下するとされている。

この為反応液のｐＨを保つべく、反応液中に未反応チオ
尿素を０．５〜１．０％存在させることにより反応液の
ｐＨを２〜６に保つ方法を提案している。

しかし、この方法では、Ｔ、Ｕ、Ｄ、を高収率、高純度
で製造し得ない。

即ち、チオ尿素と過酸化水素との反応は極めて早く、且
つ反応熱が大きいため、局部面での副生成物の発生は避
けられず、又、副生成物の発生により、Ｔ、Ｕ、Ｄ、の
分解が時間と共に更に進み、多量の硫酸が生成するので
、単にチオ尿素と過酸化水素の添加方法を変化させて反
応液中に未反応チオ尿素を０．５〜１．０％存在させた
だけでは副反応を抑制できず、又、反応液のｐＨの低下
をも防止し得ない。

又、更ＶｃＰＨがこのように低下するとジスルフイツド
が多量に生成する。

このジスルフイツドは、副生硫酸と溶解度の小さい塩を
形成し、製品Ｔ、Ｕ、Ｄ、に混入し、製品の純度を低下
させる欠点がある。

又、米国特許第３３５５４８６号ではチオ尿素と過酸化
水素の反応時間を７分以内にして、副反応生成物である
硫酸の生成を出来るだけ少くし、硫酸が生成する以前に
反応を完結し、反応液のｐＨを３〜７に留める方法を提
案している。

しかし、この方法で、Ｔ、Ｕ、Ｄ、を製造した場合、反
応時間が極端に短いため、収率が極度に低下する。

更に、日本特許公報昭４５−１７６６５に於いては、反
応終了後結晶を分離した反応液をアルカリ土類金属の炭
酸塩或いは水酸化物で処理し、反応を阻害する硫酸を反
応液から除去し、これを次の反応液として再使用するこ
とにより、反応ｒ液中に溶存しているＴ、Ｕ、Ｄ、を回
収して、Ｔ、Ｕ、Ｄ、の収率を高めることを提案してい
る。

上記方法の場合、反応中の副生硫酸の発生を抑制できず
、先にも述べた反応副生成物であるジスルフイツドが硫
酸と塩を形成し製品Ｔ、Ｕ、Ｄ、に混入し、製品純度を
低下させる従来方法の欠点を改善するものでなく、只、
反応ｐ過中の溶存Ｔ、Ｕ、Ｄ、を回収してＴ、Ｕ、Ｄ、
の収率を高めることを目的としたものである。

しかし、この方法ではアルカリ土類金属が反応液中に入
り、過酸化水素の分解を促進させるばかりでなく、アル
カリ剤の塩基性度が高すぎて、主目的の硫酸の中和のみ
ならず、Ｔ、Ｕ、Ｄ、の分解をも促進させるので、かえ
って製品収率並びに製品純度の低下をきたす。

特許公開公報昭５０−６２９３４号の中でこの欠点が指
摘されている。

従って、従来の方法では目的物の収率はたかだか７０％
前後であり又製品純度は９６％前後と悪く、これ以上に
収率を向上させ、製品純度を上げることは難しく、不満
足な場合が多い。

以上の通り、従来の発明方法から、チオ尿素と過酸化水
素とを反応させ、ＴＵＤを製造する場合、この反応液の
ｐＨを２〜７に保ちつつ反応を行えば高純度のＴＵＤを
高収率で製造し得ることは明らかであり、中和剤または
、弱酸性のｐＨ緩衝剤を反応液に加えることにより発生
した副生硫酸等を中和すれば、この目的を達成し得るこ
とは容易に考えられる方法である。

そこで、本発明者等は、実際に反応液中に、アルカリ性
の中和剤または弱酸性のｐＨ緩衝剤として第一リン酸、
第ニリン酸あるいは第三リン酸のナトリウム、カリウム
あるいはアンモニウム塩、炭酸のナトリウム、カリウム
あるいはアンモニウム塩、重炭酸のナトリウム、カリウ
ムあるいは、アンモニウム塩、苛性ソーダ、苛性カリ、
並びにアンモニア水等を添加し、広範囲にわたって実験
検討を行ったが、いずれも製品Ｔ、Ｕ、Ｄ、の収率向上
並びに純度向上には効果がなかった。

この理由としては、アルカリ性の中和剤を加えた場合に
は、反応によって生成したＴ、Ｕ、Ｄ、がアルカリの存
在によって容易に分解する性質があるためであり、また
弱酸性物質をｐＨ緩衝剤として使用した場合には、好ま
しいｐＨ範囲に維持するためには、多量のｐＨ緩衝剤を
添加しなげればならず、多量のｐＨ緩衝剤を添加すると
、製品Ｔ、Ｕ、Ｄ、の純度が低下するためである。

このように、単に中和剤またはｐＨ緩衝剤を用いて最適
ｐＨ範囲を維持することでは高純度のＴ、Ｕ、Ｄ、を高
収率で得ることは困難であることが判明した。

更に本発明者等は、チオ尿素と過酸化水素との反応に於
ける種々の薬剤の作用機構の研究を重ねる内に、重炭酸
アンモニウムを反応液に添加すると、他の薬剤では得ら
れない、特異的な効果があることを発見した。

即ち、チオ尿素と、過酸化水素との反応に於いて、反応
液に、重炭酸アンモニウムを連続的に添加すると、副反
応生成物質の生成並びにＴ、Ｕ、Ｄ。

の加水分解をそれぞれ抑制し且つ又、Ｔ、Ｕ、Ｄ。

の製造工程での防害物質とならず、反応収率が従来の７
０％から８５％以上に飛躍的に向上し、更に製品純度も
従来の方法で得られるものより向上することを見出した
。

特に注目すべきことは、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリ
ウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム並びに炭酸アンモ
ニウムでは効果が認められないにも拘らず、重炭酸アン
モニウムのみに、効果が認められたことである。

多分重炭酸アンモニウムは、チオ尿素と過酸化水素との
反応に於ける副反応並びに生成したＴ、Ｕ、Ｄ、の加水
分解反応の負触媒的な作用を有するものと考えられるが
、その作用機構は不明である。

重炭酸アンモニウムの添加量は、反応条件により若干異
るが、通常、反応液中のＴ、Ｕ、Ｄ、１モル当り、重炭
酸アンモニウム０．０１〜０．２モルの割合になるよう
に連続的に加える。

又、重炭酸アンモニウムの添加方法は、チオ尿素、過酸
化水素及び重炭酸アンモニウムをそれぞれ別間に反応液
に添加する方法か、あるいはチオ尿素水溶液中に重炭酸
アンモニウムを溶解させて、反応液に添加する方法が採
用される。

本発明に於いて、反応に用いる過酸化水素の濃度は、２
０〜７０％の範囲、好ましくは３５％〜６５％の間で使
用するのが適当である。

７０％以上の濃度の過酸化水素を使用すると副反応生成
物が多くなり、又３５％以下では、反応液量が多くなっ
て、Ｔ、Ｕ、Ｄ、の溶解損失が増加する欠点があ
る。

又、反応に用いるチオ尿素水溶液中のチオ尿素の濃度は
５％溶液から飽和水溶液迄の範囲が製造上好ましいがチ
オ尿素の固液混合のスラリー液を用いても差し支えない
。

チオ尿素濃度が高い程、反応液量は少くてすみ、溶解損
失量は減少し、収率向上につながる。

しかし濃度を必要以上に高めることは、反応時、Ｔ、Ｕ
、Ｄ、の局部分解を起し好ましくない。

又、反応温度は、１０℃以下が好ましく、副反応を抑制
する為にも、出来るだけ低い方が良い。

冷却方法は、通常工業的に採用されている冷凍機による
方法、或は、真空蒸発による冷却方法等いずれの方法も
採用し得る。

更に、チオ尿素と、過酸化水素との反応方法として、反
応液中のモル比は、チオ尿素を過酸化水素量に対し、常
に過剰に加えることが好ましいが、大過剰にすることは
、チオ尿素の損失量が多（なり経済的でない。

従って反応液中のチオ尿素と過酸化水素のモル比は１：
１．５〜１：２の範囲が好ましい。

又、各原料薬品の添加方法は、必要とするチオ尿素溶液
に過酸化水素と重炭酸アンモニウム溶液を添加する方法
か或は、チオ尿素・過酸化水素・重炭酸アンモニウムの
各溶液を同時に反応槽に添加する方法がよい。

前者の方式は主にバッチ式で採用し得るものであるが、
後者は、バッチ式でも或は米国特許第３３５５４８６号
に記載されている如き連続方式でも採用可能である。

本発明の好ましい態様を示せば、以下の通りである。

即ち、チオ尿素水溶液（濃度１３０？／ｌ）に重炭
酸アンモニウム（１０ｒ／ｇ）を加え混合液を調合し、
この混合液と過酸化水素（濃度６００？／ｌ）とを激
しく攪拌し乍ら、液温を１０℃以下に保ちつつ、反応器
に同時に添加する。

反応の進行に伴い、Ｔ、Ｕ、Ｄ、の結晶が析出し固液混
合相となるが析出結晶を連続的に分離しても良く、又、
反応終了迄、固液混合相としておくことも差し支えない
。

好ましくは、チオ尿素と過酸化水素との反応を完結させ
、その後Ｔ、Ｕ、Ｄ、の結晶を熟成させた後、結晶
を分離濾過するのが良い。

この様な操作により、収率８５〜９０％、純度９９％以
上のＴ、Ｕ、Ｄ、を得ることが出来る。

以下、比較例並びに本発明の実施例を挙げるが、これら
は、例示を目的とするものであって、これにより本発明
を限定するものではない。

比較例１４０℃の温水３１中に、チオ尿素４５０２を加え良く攪
拌し、チオ尿素を完全に溶解させ、更に、温水を加えて
、最終液量を３．６１に調整した（濃度１２５ｆ？／Ｊ
）。

このチオ尿素水溶液を冷却した後、液温を１０℃以下に
保つ速度で過酸化水素（濃度５０％品）０．７４Ｊを徐
々に添加し、添加終了後、０℃迄耐冷却せ、約３０分間
攪拌を続は結晶を熟成させた。

結晶熟成後、固液混合液を０℃のまま直ちに沢過し、分
別した結晶を５０℃で乾燥し、４４０１を得た。

かくして得た結晶は純度９５．３％、収率は６９％であ
った。

比較例２比較例１と同様に４０℃の温水３１の中ヘチオ尿素４５
０ｆＩを溶解し、チオ尿素を完全に溶解させた後、更に
温水を加え、最終濃度１２５？／Ｉｇの液を３．６１
作成した。

又、別に炭酸アンモニウム３０１／７３の液を０．６Ｊ
準備した。

その後、比較例１と同様の反応を行ない、炭酸アンモニ
ウム溶液の添加は、過酸化水素の添加と同時に開始し、
添加速度は反応終了時に０．６１を完結する速度とした
。

この様にして得た結晶は純度９５．７％、収率６４．５
％であった。

比較例３比較例２の方法の中で、炭酸アンモニウムの代りに苛性
ソーダ２０？／ｌの液を使用し、比較例２と同様の操
作でＴ、Ｄ、０．を合成した。

得られた結晶の純度は９６．４％、収率は６０．２％で
あった。

比較例４比較例２の方法の中で、炭酸アンモニウムの代りに第一
リン酸ソーダｒ５ｆｌ／ｌの液を使用し、比較例２と同
様の操作でＴ、Ｄ、Ｏ，を合成した。

得られた結晶純度は８４，２％、収率は６５．４％であ
った。

比較例５比較例２の方法の中で、炭酸アンモニウムの代りにアン
モニア水５２／ｌの液を使用し、比較例２と同様の操作
でＴ、Ｄ、０．を合成した。

得られた結晶の純度は８８６３％、収率は６９．３％で
あった。

実施例１比較例と同様に４０℃の温水３１の中ヘチオ尿素４５０
１を溶解し、チオ尿素を完全に溶解させた後、最終濃度
１２５ｔ／ｌの液を３．６ｅ作成した。

又、別に重炭酸アンモニウム５０１？／ｌの液を０．６
Ｊ準備した。

チオ尿素を冷却した後、液温を１０℃以下に保ちながら
過酸化水素０．７４１を徐々に添加し、又、過酸（ｔ７
に未添加と同時に重炭酸アンモニウム液の添加も開始、
添加量を液中のＴ、Ｄ、０．１モル当り０．０８モルに
なる様添加した。

添加終了後、液温を０℃迄冷却させ、更に約３０分間、
攪拌を続け、結晶を熟成させた。

結晶熟成後、結晶を戸別し５０℃で乾燥し、目的物５３
１１を得た。

この様にして得た結晶の純度は９９．２％、収率は８７
％であった。

実施例２実施例１の方法の中でチオ尿素水溶液３．６ｅの代りに
、重炭酸アンモニウム３０グをも溶かし込んだチオ尿素
・重炭酸アンモニウム混合液を用いた他は、実施例１の
方法と同様の操作を実施した。

かくして得た結晶の純度は９９．４％、収率は８８．４
％であった。

Claims

【特許請求の範囲】

１水溶媒中でチオ尿素と過酸化水素とを反応させて二
酸化チオ尿素を製造するに当り、反応液に適時、重炭酸
アンモニウムを添加することを特徴とする二酸化チオ尿
素の製造法。