JPS6023361A - アミノアルキルスルホン酸類の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアミ／アルキルスルホン酸類な安価にかつ高収
率で製造する方法に関する。

アミノアルキルスルホン酸類は医薬品、界面活性剤、Ｉ
ＦＨ緩衡剤等の中間原料として有用な化合物であり、な
かでも、２−アミノエチルスルホン酸はそのもの自体解
毒、疲労回復、滋養強壮等の薬理作用を有する極めて有
用な化合物である。

アミノアルキルスルホン酸類の製造法としては従来広の
様な方法が知られている。すなわち、■エチレンイミン
に亜硫酸ガスと水とを反応させる方法（特公昭４［１−
２３ｒｌＤ７、特公昭４７−１６８０７）、 ■塩化エチレンと卯硫酸すトリウムとを反応させて２−
クロルエチルスルホン酸ナトリウムを製造し、これを加
圧下に無水アンモニアまたは２７係アンモニア水と炭酸
アンモニウムの混合液、あるいはアルキルアミン類と加
熱して反応させる方法（Ｔ　ｒｄ　、　Ｐ、叩、ＣＩ仇
、、す９［’）６（１９４７））、■ヒドロキシアルギ
ルスルホン酸を加圧下にアンモニアまたはアルキルアミ
ンと反応させる方法（Ｕ、　Ｓ、　Ｐ、　１，９３２．
９０７　；　Ｔ、Ｉ、　Ｓ、　Ｐ、　１，９９９．６１
４　）、■２．２−２置換チアゾリジンを過酸化水素で
酸化する方法（特開昭５７−２６６５４）、■２−アミ
ノエタノール硫酸エステルと面硫酸ナトリウムを反応さ
せる方法（、ｒ、　ａムｍ、、　Ｓ　＆ｃ、　、　１９
４３゜４）、 ■２−ハロゲノエチルアミンのハロゲン化水素塩と亜硫
酸塩とを反応させる方法（Ｉ緘Ｅ〜、Ｑ　＆ｍ、　、　
３９９０６（１９４７）’；　Ｊ、ＡｘＯｌ、ｔ、ｍ、
、　５ｔｙａ、、　５８　１９１（１９３６）しかしな
がら、これらの従来法はいづれも次の様な重大な欠点を
有していた。すなわち、方法■では、原料として極めて
毒性が強く発ガン性もあり、かつ高価′ｔ′、（エチレ
ンイミンおよび吸入すると胸痛、咳、呼吸困知を起す亜
硫酸ガスを用いるため、安全上問題がある。そのうえ、
この反応は極度の発熱反応であり、工業的生産にあたっ
ては反応制御上にも大きな問題がある。方法■および■
ではアンモニアまたはアルキルアミンを加圧下、加熱し
て反応させろ必要があり、工業的に製造するには、装置
が極めて高価になる欠点がある。方法■では取扱上危険
性の大きい過酸化水素を用いる必要があり安全上問題が
ある。さらに副生するケトン類の回収、リサイクルが必
要で操作が煩雑になる。方法■および■では、原料とす
る化合物がいづれも安全ブｊ化合物で、しかも取扱いが
容易な利点はあるものの、なお次の様な問題が残ってい
た。すなわち、方法■では硫酸エステルと穐硫酸すトリ
ウムとの反応が極めて遅く、長時間の加熱が必要である
が、硫酸エステルそのものが加水分解をうけ易い化合物
であるため、唾硫酸すトリウムどの反応の際加水分解に
よるモノエタノールアミンの副生を避けられず、収率が
極めて低いうえに副生したモノエタノールアミンの分離
、回収等、種々問題があった。方法■では２−ブロムエ
チルアミンでは収率８０％と比較的高い収率ではあるも
のの、工業化するにはなお不十分であり、さらに収率を
高くするには大過剰の亜硫酸塩を必要とし、その分離、
回収が問題であった。

また、２−クロルエチルアミンの場合は方法■の場合よ
りもさらに低い収率であり、そのま又では工業的製法と
は言えなかった。

以」二のように、従来法では使用する原料自体に重大な
欠点があるか、または原料が安全な物質であるものの、
収率が低いか、後処理に問題が多くいづれも満足すべき
方法とは言えない。

本発明者らは、原料が極めて安全で、かつ取扱い易い方
法■について、工業的に実施出来る方法とすることを目
的に詳細に検討した。

その結果、唾硫酸塩とハロゲン化アルキルアミン類との
反応系では、下記の反応式で示す三種の反応が起ってい
ることを見出した。

先に記述した亜硫酸塩とハロゲン化アルキルアミンとを
還流下で反応させる従来の方法では、反応式（１）の主
反応のほかに、反応式（２）の加水分解反応が同時に起
るため、目的ｒｂ合物の収率低下が著しく、また、これ
まで知られていなかった反応式（３）の反応については
、反応式（１）で生成したアミノアルギルスルホン酸に
対Ｉ〜、高温下に大過剰のハロゲン１１″、アルギルア
ミン 反応が起り易い条件下に，しイ）ため、更に収率を低下
させて）原田に７．「つていることを確認した。

本発明者らは、前ｊ１１１反応式（２）および（３）で
表わされる副反応な抑制する方法について鋭意検討を行
い、加熱（−たｌｌｊ．　（ｉｉｆｉｌ酸塩の水Ｍ液中
にハロゲン化アルギルアミンを分割添加することにＪ：
つて副反応を抑制出来ることを！￥１１ｊロア先に出願
した（特願昭５７−１５５２８４）。また、ｌｌＩｉ硫
酸塩とハロゲン化アルキルアミンとの混合水溶液を一定
時間４１ｆに昇温して反応させろ方法も、優れた効果が
得られることを既に見出した。これらの二つの方法げい
づれも９０％以上の収率でアミノアルキルスルホン酸を
製造しうる優れた方２）、：ではあるものの、ノ：ｉ：
お満足すべき方法ではなかった。

すなわち、前者の方法では反応初期の副反応を抑制出来
るが、ハロゲン化アルキルアミンの添加後の温度をは■
一定に保って反応を行うので、反応後半で前記反応式に
示す三種の反応が同時に起る。

そこで、高収率でアミノアルキルスルホン酸ヲ得るため
には、亜硫酸塩の使用量を多くする必要があった。また
、後者の方法では反応初期の温度を低くすると反応時間
が長くなり、温度を短時間で昇温すると副反応、特に反
応式（２）の副反応が起り易くなる。したがって、高収
率でアミノアルキルスルホン酸を得るには、やはり亜硫
酸塩の使用量を多くする必甥があった。この様な理由か
らこれらの方法では、過剰に用いた亜硫酸塩の回収にな
、　お改良の余地があった。本発明者らはこの点を改良
すべく鋭意検討を行った結果、加熱した亜硫酸塩の水浴
液中にハロゲン化アルキルアミンを分割添加ｔ２、その
後、反応温度を段階的に昇温させて反応させることによ
って、はＶ反応当量の亜硫酸塩とハロゲン化アルキルア
ミン類とから、高純度のアミノアルキルスルホン酸類を
高収率で安価に製造しうろことを見出し、本発明を完成
させるに到った。

すなわち、本発明は、一般式（Ｉ） −８０３　（１） （式中、Ｍはアルカリ金属イオンまたはアンモニウムイ
オンを示す）で表わされる亜硫酸塩の５０〜６０゛Ｃに
加熱した水溶液に一般式（１）（式中、Ｉ′Ｌ］、Ｒ２
、およびＴｔ３は水素原子、炭素数１−３のアルキル基
または水酸基を有する炭素数１〜３のアルキル基を示し
、互いに同一でも異ってもよい。Ｘは塩素、臭素、また
はヨウ素を示しηは２またほろの整数を示す）で表わさ
れるハロゲン化アルキルアミン類を亜硫酸塩１モルに対
しハロゲン化アルギルアミン類を平均して０１〜１０モ
ル／／Ｉ　ｒの速度で分割添加した後、沸点までの節囲
内で少なくとも２回以上に分け、段階的に昇温１，て反
応さぜることを特徴とする一般式（１■）（式中、Ｒ１
、几，、Ｒ３およびｎは一般式（ＩＩ）の場合と同じ意
味を示す）で表わされるアミノアルキルスルホンｅＭの
製造法に関するものである。

本発明の方法で用いる亜鎖酸頃としては、亜硫酸ナトリ
ウム、加硫１俊カリウム、または亜硫酸アンモニウムで
ある。また、ハロゲン化アルキルアミンとしては、２−
ハロゲノエチルアミン、Ｎ　−メチル−２−ハロゲノエ
チルアミン、Ｎ−エチル−２−ハロゲノエチルアミン、
Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−２−ハロゲノエチルア
ミン、Ｎ　−プロピル−２−ハロゲノエチルアミン、ろ
ーハロゲノプロピルアミン、Ｎ−メチル＝ろーハロゲノ
プロピルアミン、２−ハロゲノプロピルアミン、Ｎ−（
２−ヒドロキシプロピル）−２−ハロゲノプロピルアミ
ン、１−メチル−２−ハロゲノエチルアミン、２−ハロ
ゲノブチルアミン等である。

これらの化合物においてハロゲンは、塩素、臭素および
ヨウ素のいづれであってもよい。これらの化合物は公知
の方法、すなわち、■アルカノールアミンに塩化チオニ
ルを反応させる方法ｃ．！７−。

０１１ｃ７１．、２７０１２１５（１９７Ｂ）　）、■
アルカノールアミンにハロゲン化水素酸を作用させる方
法等により容易に製；ｉ’ｉ＋Ｉ＋来る１゜ 本発明の方法は、亜硫酸塩の水溶液を５ｏ〜６ｏ”Ｃに
加熱Ｉ７ておき、この温度でハロゲン［ヒアルキルアミ
ン類工１のハロゲン化水素塩をそのま匁であるいは水溶
液どして、所定の平均速度で連続的に、あるいは断続的
に分割して添加し、その後、反応温度を所定の方法で段
階的に列部させて反応を完結させる。ハロゲン「ヒアル
キルアミン類のハロゲンｒｌｓ水素塩は、吸湿性のもの
が多いため、水溶液として添加する方が操作上容易であ
る。

亜硫酸塩の水溶液ｊ震度は１０チから飽和までの濃度が
好ましい。１０チ以下の濃度でも反応は十分にＪスＧ行
するが、」゛業的ｊ（は反応装置が大型となり経済的で
ない。ｉｌｌ”、　ｉｆ酸塩を飽和以上としスラリー状
態としても差支えないが、飽和以下の一度で十分な効果
が得られる。

また、ハロゲン化アルキルアミンのハロゲン化水素塩の
水浴液濃度は、１０チから飽和までが好ましい。１０係
以下でも差し支えないが、工業的には装置が大型化する
ので経済的でない。

１１モ硫酸塩はハロゲン［ヒアルキルアミンのハロゲン
「ヒ水素塩に対し、１０〜１５倍当量用いる、好ましく
は１０５〜１．２５倍当量である。１当貴未満では、過
剰のハロゲン「ヒアルキルアミンが好ましくない副反応
を起すためか収率低下をまねく。また１５倍当社越起て
用いても、上記範囲で廿分な結果が得られ、それを更洗
越える効果はえられなくな靭セしろ、過剰の亜硫酸塩の
回収、廃棄等が問題になり好ましくない。

ハロゲン化アルキルアミンの添加速度は亜硫酸ｒ舘１モ
ルに対して０１〜１モル／ＪＬｒであり、添加時間は添
加温度、反応モル比により異るが、通常１時間から１０
時間が好ましい。０１モル／肝以丁の添加速度および１
０時間以−にの添加時間であっても差し支えないが、通
常、前記の添加速度、添加時間で十分な効果が得られる
。１モル／Ｊ！、ｒ以上の添加速度および１時間以下の
添加時間では分割添加の効果が十分ではない。

ハロゲン「に一γルギルアミン添加時の温度は５０〜６
０”Ｃが好まｌ−い。５０℃０℃以上反応は進行するが
、反応時間が長くなり好ましくない。６０℃以上の温度
では、副反応の抑制効果が少なく好ましくない。

本発明の方法でいうハロゲンｆヒアルキルアミン添加後
の反応温度の段階的昇温どは、一定時間おきに所定の温
度［１〕だげ碧温し、その温度を一定時間保つ操作な断
続的に繰返す方法であり、更に詳しくは、ハロゲン化ア
ルキルアミンの添加温度から沸点までの温度範囲内で２
回以上に分け、１回当り５℃以上の温度１１］で昇温し
、同一温度に０．５時間以−１：保つ方法で行われ、特
に好ましくは２〜５回に分けて０５〜６時間ｔ６きに１
０〜３０℃づつ列温させる方法で行われる。０５時間以
内に温度を変えても、副反応抑ｆｌｊｌｌの効果が小さ
く、好ましくない。６時間以上同一温度に保っても、反
応時間が長くなる割に更にその効果の向−トは小さく好
ましくない。

ハロゲンｆヒアルキルアミン添加後の加熱時間は２ 温度によって異るが、１時間から１０時間が好ましい。

１時間以内では反応が終了していないため低収率となり
、１０時間以−ヒでは反応時間が長くなって好ましくな
い。

反応後、反応液からアミノアルキルスルホン酸類な単離
する方法は既知である。すなわち、水を蒸留して除き、
その後、塩酸を加えアミノアルキルスルホン酸だけを溶
解し、無機塩を沢別する。

このアミノアルキルスルホン酸を含む塩酸溶液を濃縮し
、とれにエタノールを加えることによって目的物を析出
させ、これをｒ過によって取り出すことが出来る。

この様にして本発明の製造方法により、極めて安全でか
つ取扱い易く、しかも安価な原料を用いて高収率で高純
度のアミノアルキルスルホン酸類を製造することが出来
る。

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明する。

実施例１ 攪拌機、温度計、滴下ロート、還流冷却器およびＮ、吹
込み口を備えた５００ｍ１の五ツロフラスコに無水＋１
［（硫酸すトリウム５　ｎ、　４９　（０，４モル）と
水１７８．７を入れ、Ｎ２気３１＋、下で攪拌し溶角了
しブこ。

滴下ロートに２−クロルエチルアミンの塩ｆヒ水素塩の
８０％水／？ず液５５．１　、ｑ　（０，３８モル）を
入れプこ。

フラスコ中の加硫１唆すｌ・リウム溶液を５５℃に加熱
し、こび’　Ｗｉｉ’１度で、滴下ロートより２−クロ
ルエチルアミンの塩化水素塩の水溶液を４時間で滴下し
た。滴下速度は平均して、亜硫酸す）　ＩＪウム１モル
に対して、２−クロルエチルアミンの塩化水素塩０．２
　／１モル／Ｉ、であった。

滴下後、５５τ゛で１時間攪１゛１′続けた後、加熱を
強め、６５′”Ｃで２時間、８０”Ｃで２時間、９０℃
で２時間、沸点（１０５°Ｃ）で１時間反応を行わせた
。以−にの反り、ｚ−、は全てＮ、気流下で行った。

反応終了後、減圧下で水を除去した後、これにり 濃酸塩１５０ｍ１を加え、生成した夕１ンを溶解した。

５ 不溶の無機塩を沢別し、更に無機塩を濃塩酸で５回（塩
酸量は１回当り２０〜２！３ｍ１）洗浄した。

ｉコ液と洗液を一緒にし減圧下に約１１］Ｏｍ６まで濃
縮し、エタノール１００ｍ１を加えてタウリンを析出さ
せた。沢過してタウリンを単離し減圧下に乾燥１〜だ。

収量４６６ｇ、収率９８１％、Ｉｎ、およびＮＭＲは標
檗品と一致した。

このものの元素分析の結果は次の通りであった。

元素分析　Ｃ２■■７ＮＯ３Ｓとして ＯＨＮ　Ｓ 理論値（暢　１９．１９　５．６４　１１．１９　２５
．６２分析値（％）　１９２８　５．８１　１１．０６
　２５．４１実施例２ 攪拌機、温度計、滴下ロート、還流冷却器およびＮ２吹
込み口を備えた５００ｍ１の五ツロフラスコに無水亜硫
酸カリウム６４．８　ｇ（０，２２モル）と水３５ｇを
入れ、Ｎ２気流下に攪拌して溶解した。さらに滴下ロー
トに５０％の２−ブロムエチルアミンの臭化水素塩の水
浴液８２　ｊｊ　（０，２モル６ ）を入れた。

＋１Ｔｉ、硫酸カリウム水溶液を５５℃に加熱し、この
温度で、滴下ロートから２−ブロムエチルアミンの水浴
液を５時間で滴下した。滴下速度は平均して！１１１硫
酸カリウム１モルに対して０１８モル、７Ｊ１．ｒであ
った。

滴下終了後、加熱を強めて６５℃で２時間、８０℃で２
時間、９０℃で１時間反応を行った。以上の反応は全て
Ｎ２気流中で行った。

反応終了後、実施例１と同様の後処理を行い、タウリン
を得た。

収量２４６ｇ、収率９８．２係、このもののＩＲ。

ＮＭＲはタウリンの標準品と一致し、また、元素分析結
果は次の通りであった。

元素分析　０２１１７ＮＯ３Ｓとして ＣＪ　１１　Ｎ　Ｓ 理論ｎ１ｘ（！ｆＡ１９１９　５６４１１．１９　２５
．６２分析値（僑　１９．２３　５．７４　１１．１５
　２５．３８実施例ろ 攪拌機、温度計、還流冷却器、粉体投入口およびＮ２吹
込み口を備えた３ｏｏｍｌの五ツロフラスコに２０％亜
硫酸ナトリウム水溶液１３２．５．９（０２１モル）を
入れ、Ｎ２気流下に５５°Ｃに加熱した。この液に２−
クロルエチルアミンの塩化水素２５．２　ｇ（０，２モ
ル）を２時間で分割添加した。

添加速度は平均して亜硫酸ナトリウム１モル当り０、４
８モル／７−ｒであった。添加後７０″Ｃで２時間、８
５℃で２時間、１００℃で１時間反応を行った。反応後
、実施例１と同様の後処理を行い、タウリンを得た。こ
のもののＩＬＮＭＲは標準品と一致した。

収量２４４ｇ、収率９７６％ 元素分析　０２Ｈ，Ｎ０３Ｓとして ＯＨＮ　Ｓ 理論値（勉　１９，１９　５．６４’　１１．１９　２
５．６２分析値（→　１９．２Ｂ　５．７８　１１．２
４　２５．５１実漉例４〜９ 実施例１と同様の装置を用い、表−１に示した原料を用
い表−１の条件で反応を行った。

反応後、実施例１と同様の後処理を行い表−１の結果を
得た。

なお、イ（１られた製品ばＩＲおよびＮＭＩＩで同定し
た。

比較例 攪１゛１′機、温度旧、還流冷却器およびＮ、吹き込み
口を備えた５ｏｏｍｆｆの四ツロフラスコに無水１石硫
酸すトリウム５　Ｄ、　、（、ｑ　（ｏ、　４モル）ど
水１７８μを加え、Ｎ２気流■Ｊで攪拌し溶解した。こ
の溶液に２−クロルエチルアミンの塩化水素塩の５０％
水溶液４６．　Ａ　、５１’　（０，２モル）を加えた
。油浴で加熱し、還流下に８時間反応を行った。

反応終了後、実施例１と同様に後処理を行いタウリンを
召Ｉだ。

収量１８１１ｇ１収率７３６係であり、このもののＴ１
１．、　ＮＭＩＬは標ｆｆ／を品と一致した。また、こ
のものの元素分析値は次の通りであった。

元素分析　（１２＋１・ＩＮ（’１．．ＳとしてＯＩＩ
　Ｎ　Ｓ 理論値（％１ｌ）１９．１９　５．６４　１１．１９　
２５．６２分析値（％）　１９，２８　５．７６　１１
．０５　２５．３７特許出願人　三井東圧化学株式会社 １ ４５７−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式（１） ％式％（） （式中、Ｍはアルカリ金属イオンまたはアンモニウムイ
   オンを示す）で表わされる亜硫酸塩の５０〜６０”Ｃに
   加熱した水溶液し１淋一般式（■）（式中、＋１．１、
   Ｒ２およびＲ，３は水素原子、炭素数１〜ろのアルキル
   基にたけ水酸基を有する炭素数１〜乙のアルキル！１（
   ；を示し、互いに同一でも異ってもよい。Ｘは塩素、臭
   素またはヨウ素を示し、ｎは２またはろの整数を示す）
   で表わされるノーロゲン化アルキルアミン類’ａテ：ｌ
   ｌｊ　硫酸塩１モルに対してハロゲン化アルキルアミン
   類を平均して０１〜１０モル／Ｊｌｒの速度で分割添加
   した後、沸点までの範囲内で少なくとも２回以」二に分
   けて段階的に昇温して反応させることを特徴とする一般
   式（Ｉ）（式中、ＴＬ）、Ｒ２、Ｒ３およびｎは一般式
   （ＩＩ）の場合と同じ意味を示す）で表わされるアミノ
   アルキルスルホン酸類の製造法。