JPS60340B2 - スルファミン酸グアニジンの製造法 - Google Patents

スルファミン酸グアニジンの製造法

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JPS60340B2
JPS60340B2 JP55029363A JP2936380A JPS60340B2 JP S60340 B2 JPS60340 B2 JP S60340B2 JP 55029363 A JP55029363 A JP 55029363A JP 2936380 A JP2936380 A JP 2936380A JP S60340 B2 JPS60340 B2 JP S60340B2
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紘一 谷原
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C307/00Amides of sulfuric acids, i.e. compounds having singly-bound oxygen atoms of sulfate groups replaced by nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C307/02Monoamides of sulfuric acids or esters thereof, e.g. sulfamic acids

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アンモニアと無水硫酸との気相反応によって
得られるアクアアンモノ硫酸のアンモニウム塩をアンモ
ニア存在下、常圧で尿素と反応して得られる反応混合物
からスルフアミン酸グアニジンを製造する方法に関する
スルフアミン酸アンモニウム、ィミドスルフオン酸アン
モニウム、ニトリド硫酸アンモニウム等のアクアアンモ
ノ硫酸のアンモニウム塩と尿素とのアンモニア存在下又
はアンモニア無添加での常圧反応混合物(以下「常圧反
応混合物」と称する)は、主としてグアニジニウムイオ
ン、アンモニウムイオン、スルフアミン酸根、ィミドス
ルフオン酸根、硫酸根からなり、高圧アンモニア存在下
での反応混合物に比べてィミドスルフオン酸根の含有量
の多いことが特徴である。
「反応混合物」から有用なグアニジン塩である硫酸グア
ニジン又はスルフアミン酸グアニジン塩を分離すること
は、共存イオン種が多く、共存各塩の溶解度が極めて大
きいので、再結晶法、イオン交換法、溶剤分離等の通常
の物理的手段では困難であり、何らかの化学的手段が必
要であるが、これまでに考案された方法は実用性の点で
難点があった。本発明者等は、すでに尿素とアクアアン
モノ硫酸のアンモニウム塩との反応混合物を炭酸カルシ
ウムで処理することによりスルフアミン酸グアニジンを
分離する方法を提案した(特公昭50一17455号)
。しかし、炭酸カルシウムによる処理は煮沸状態で長時
間反応させることを要し、エネルギーコストの高い場合
には経済性に乏しいものであった。加えて、この方法は
アクアアンモノ硫酸のアンモニウム塩としてィミドスル
フオン酸アンモニウム又はニトリド硫酸アンモニウムを
使用した「常圧反応混合物Jにはィミドスルフオン酸ア
ンモニウムが多量に含まれるため適用できない。この欠
点を克服するため、本発明者は「常圧反応混合物」を1
00℃以上で加熱処理して、グアニジニウムイオン、ア
ンモニウムイオン、水素イオン、硫酸根からなる混合物
に変えたのち、消石灰又は生石灰で処理して硫酸グアニ
ジンを得る方法を考案した(特公昭53−7414およ
び特開昭50−96527号)。しかし、高圧操作を要
することはこの方法の大きな制約要因になっていた。本
発明者は、温和な条件で「常圧反応混合物Jからグァニ
ジン塩を分離すべ〈、鋭意検討した結果、グアニジニウ
ムイオンとスルフアミン酸根の含有モル数が近い、グア
ニジニウムィオン、アンモニウムイオン、水素イオン、
スルフアミン酸根、硫酸線からなる混合溶液を消石灰で
処理することにより容易にスルフアミン酸グアニジンを
回収できることを発見し、この知見とィミドスルフオン
酸根が硫酸酸性下で100℃以下でもm式の反応により
加水分解されて水素イオン、スルフアミン酸根、硫酸根
を生成する公知の事実(ジャーナル・オブ・アメリカン
・ケミカル・ソサエテイ、第71巻、第3491頁)に
基づいて、「常圧反応混合物」から簡便にスルフアミン
酸グアニジンを製造できることを見出し、本発明に到達
した。
NH(S03)g−+比0 →H+十S戊‐十日2NS
OZO}すなわち、本発明は、「常圧反応混合物」から
スルフアミン酸グアニジンを製造する方法において、当
該反応混合物の水溶液又は硫酸水溶液を100qC以下
で加熱処理してグアニジニウムイオン、アンモニウムイ
オン、水素イオン、スルフアミン酸根、硫酸根を主成分
とし、かつ、グアニジニゥムィオンとスルフアミン酸根
の含有モル数が接近した混合物を調製し、ついで消石灰
又は生石灰で処理後固液分離することによりグアニジニ
ウムィオン、スルフアミン酸根、およびアンモニアを主
成分とし、硫酸線およびカルシウムイオンの含有量の低
い水溶液に変えることを特徴とするスルファミン酸グア
ニジンの製造法である。
「常圧反応混合物」の水溶液又は硫酸水溶液の処理温度
は、スルフアミン酸根の分解と高圧操業に伴う煩雑な操
作を回避するため100午0以下が好ましい。
すなわち、第1図は、最適条件で得られる「常圧反応混
合物」の組成に近いモデル反応混合物(グアニジニウム
ィオン:14.4、アンモニウムイオン:15.1、ス
ルフアミン酸線:15.1、硫酸楓:30.5、ィミド
スルフオン酸線:24.9重量%)を用いてィミドスル
フオン酸線とスルフアミン酸根の反応温度100qo以
上での加水分解率を調べたものであり、その結果、10
000以上では、スルフアミン酸根の加水分解損失が著
しいため、ィミドスルフオン酸根のみを選択的に加水分
解させる反応条件の設定が困難なことがわかる。一方、
「常圧反応混合物」の水溶液をそのまま100℃以下で
加熱処理したのでは、イミドスルフオン酸根の加水分解
完結までに長時間を要する。
これは、多量の硫酸根存在下ではHSO言の生成により
水素イオンが封鎖されるため、ィミドスルフオン酸根の
加水分解が抑制されるという公知(ジヤーナル・オブ・
アメリカン・ケミカル・ソサエティ、第71巻、第34
91頁)の現象に基づくものである。このような場合に
は、後の精製段階で除去が容易な硫酸を添加して促進さ
せてもよいが、本発明者は、含有するィミドスルフオン
酸根の加水分解に伴う水素イオン放出性に着目して、加
熱処理を完了した処理液の一部を未処理液に混合して(
すなわち循環させて)加熱処理することにより硫酸を加
えなくても処理時間を著しく短縮できることを見出した
。すなわち、第2図および第3図は、上記モデル反応混
合物についての実験結果であり、第2図に示すように循
環比(次の工程に移す量に対する循環量の比とする)を
1/3にすることによりィミドスルフオン酸根の加水分
解速度が顕著に増大する。反応温度700C前後、循環
比1/3〜1に設定するのが、処理時間、単位時間当り
の処理量、スルフアミン酸板の加水分解抑制、作業性の
点で技簿である。また、第3図に示すように、溶費濃度
の影響は小さいので、相当高濃度の条件で処理すること
ができる。なお、反応原料であるアクアアンモ/硫酸の
アンモニウム塩としてニトリド硫酸アンモニウムを使用
した場合、「常圧反応混合物」中に未反応のニトリド硫
酸アンモニウムが含まれることもあるが、ニトリド硫酸
アンモニウムは極めて迅速に加水分解されて、次式によ
りィミドスルフオン酸アンモニウムと硫酸に変わる性質
がある(ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソ
サエテイ、第6畔篭、第194刀頁)ので、とくに支障
はない。
N(S03)き‐+比○→HN(S03)す十日十十S
Og−(21「常圧反応混合物Jは上記のィミドスルフ
オン酸根に対する加水分解処理によって、グアニジニウ
ムィオン、アンモニウムイオン、水素イオン、スルフア
ミン酸板、および硫酸根からなる混合物に変わる。
この混合物中のグアニジニウムィオンとスルフアミン酸
根の含有モル比は1に近いほど好ましい。グアニジニウ
ムィオンとスルフアミン酸根の若干の過不足は、後段の
精製操作に支障をきたすことなく、以下のように調整す
ることができるが、好都合なことに最適反応条件で得ら
れる「常圧反応混合物」を加水分解処理した場合にはグ
アニジニウムィオンとスルフアミン酸線の含有モル比は
比較的1に近いので、粗製スルフアミソ酸グアニジンの
製造を目的とする限りとくにその必要はない。グアニジ
ニウムィオンが過剰なときは、加水分解処理後に過剰量
と当量のスルフアミン酸又はスルフアミン酸アンモニウ
ムを添加するか、あるいは加水分解処理前にスルフアミ
ン酸アンモニウム、ィミドスルフオン酸アンモニウム、
ニトリド硫酸アンモニウムまたはそれらの混合物を加水
分解処理後のグアニジニウムィオンとスルフアミン酸根
のモル数が当量になるように添加すればよい。一方、ス
ルフアミン酸根が過剰なときは、過剰量に当量の硫酸グ
アニジンを添加するかあるいは過剰量に当量の亜硝酸ア
ンモニウムを添加し、次の反応により過剰のスルフアミ
ン酸線を除去すればよい。NQSO★十NH4N02→
N2十NH;十SOき‐十日203}つぎに、消石灰又
は生石灰による処理は、被処理液中に含まれる硫酸と硫
酸アンモニウムに対して当量以上、望ましくは常温では
1.2〜1.3音当量添加し、18分間以上十分かきま
ぜて行なう。
高温では反応速度が増加し、所定時間内に反応を完結す
るために姿する消石灰又は生石灰量は少なくなるが、7
0℃以上ではグアニジニウムィオンの分解を招き好まし
くない。消石灰又は生石灰処理後固液分離した溶液は、
グァニジニウムィオン、スルフアミン酸根、およびアン
モニアを主成分とし、若干量のカルシウムイオンと硫酸
根を含む。
この溶液について適当な物理化学的処理を行なえばスル
ファミン酸グアニジンを得ることができる。以下にその
1例を記すが、本発明がそれによって限定を受けるもの
でないことは勿論である。上記の溶液を炭酸ガスで中性
附近まで処理し、生成した炭酸カルシウムを除去した溶
液を濃縮、乾団することにより、純度85%前後のスル
フアミン酸グアニジンが得られる。この粗製スルフアミ
ン酸グアニジンは再結晶法等公知の技術で容易に精製す
ることができる。前述より明らかな様に、本発明は、尿
素とアクアアンモノ硫酸のアンモニウム塩との常圧反応
混合物を温和な条件で処理し、防災剤として需要のある
スルフアミン酸グアニジンを効率よく製造する方法に関
するものであり、工業上益するところ大と考える。実施
例 I アンモニアと無水硫酸との気相反応混合物〔ィミドスル
フオン酸二アンモニウム:73.2%、スルフアミン酸
アンモニウム:14.6%、硫酸アンモニウム:6.9
%、酸性成分(S03換算):5.3%〕の856夕を
尿素22.2夕と混合して300机のトールビーカーに
とったのち、4本のガス吹込管と1本の排気管をとりつ
けたゴム栓で蓋をした。
なお、ガス吹込管の先端は反応容器の底面に接近させた
。上記反応容器の下半分を油浴に浸せきし、各吹込管よ
りアンモニアを毎分200の【で送入するとともに、排
気管より排出しながら、油格を260℃になるまで毎分
6〜7℃の速度で昇溢し、その温度に12分間保ったの
ち、アンモニアの送入を止めて放冷し、反応混合物10
847夕を得た。その組成は、硫酸グアニジン25.9
9%、硫酸アンモニウム26.14%、ィミドスルフオ
ン酸二アンモニウム28.35%、スルフアミン酸アン
モニウム16.48%ンアヌル酸0.04%、熱水不容
分1.78%であった。この反応混合物5夕を20の‘
の三角フラスコにとり、水2.69タ添加し、ゴム婚を
とりつけて気密にして70℃の陣温槽で縄拝しながら3
47分間反応させて処理液Aを得た(反応初期に硫酸が
存在しないため反応の完結に長時間を要する)。つぎに
この処理液Aに上記の反応混合物5夕と水2.69夕を
添加し(循環比1.0の場合に相当)同様にして700
0で130分間反応させて処理液Bを得た(反応初期に
硫酸が存在するため短時間で処理が完結する)。この処
理液Bと上記処理液Aの組成は一致した。それ故、この
処理液Bの0.5部を次回に循環分として使用し、それ
以降も同様に処理液の50%をその次の回に使用するこ
とにより、各回とも反応混合物を第2回目と同じ所要時
間で処理できることは明らかである。上記処理液Bの0
.5部を水に希釈し、不溶分(0.082夕)を炉則し
た溶液25の‘をガラス容器にとり、消石灰2.62夕
を加えて、60分間振とうした。内容物を炉遇し、不落
分を洗浄した炉液に炭酸ガスをPH8になるまで吹込ん
だ。生成した炭酸カルシウム(0.4夕)を炉別したの
ち、炉液を濃縮、乾固して粗スルフアミン酸グアニジン
2.164夕を得た。その組成を表1に示す。
表1
【図面の簡単な説明】
第1図はモデル反応混合物をテフロン内張耐圧反応容器
中で加水分解処理したときのィミドスルフオン酸線とス
ルフアミン酸根の各加水分解率の時間変化を示すグラフ
であり、第2図はモデル反応混合物を常圧密閉容器中で
加水分解処理したときのィミドスルフオン酸線の加水分
解速度に及ぼす循環比の影響並びに一定の反応時間にお
けるスルフアミン酸根の加水分解率を示したものであり
第3図はモデル反応混合物を常圧密閉容器中で加水分解
処理したときのィミドスルフオン酸根の加水分解速度に
及ぼす溶質濃度の影響を示すグラフである。 髪Z図 多1図 髪3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アンモニアと無水硫酸との気相反応によって得られ
    るアクアアンモノ硫酸のアンモニウム塩(スルフアミン
    酸アンモニウム、イミドスルフオン酸アンモニウム、ニ
    トリド硫酸アンモニウム、又はこれらの混合物)をアン
    モニア存在下、常圧で尿素と反応して得られる反応混合
    物の水溶液又は硫酸水溶液を100℃以下で加熱処理し
    てグアニジニウムイオン、水素イオン、イミドスルフオ
    ン酸根、硫酸根を主成分とし、かつグアニジニウムイオ
    ンとスルフアミン酸根の含有モル数が接近した混合物を
    調整し、ついで消石灰又は生石灰で処理後、固液分離す
    ることにより、グアニジニウムイオン、スルフアミン酸
    根およびアンモニアを主成分とし、硫酸根とカルシウム
    イオンの含有量の低い水溶液に変えることを特徴とする
    スルフアミン酸グアニジンの製造法。 2 アンモニアと無水硫酸との気相反応によって得られ
    るアクアアンモノ硫酸のアンモニウム塩(スルフアミン
    酸アンモニウム、イミドスルフオン酸アンモニウム、ニ
    トリド硫酸アンモニウム、又はこれらの混合物)をアン
    モニア存在下、常圧で尿素と反応して得られる反応混合
    物の硫酸水溶液が当該混合物を含む水溶液又は硫酸水溶
    液を100℃以下で加熱処理して得られるグアニジニウ
    ムイオン、アンモニウムイオン、水素イオン、スルフア
    ミン酸根および硫酸根を主成分とする溶液の一部と当該
    反応混合物を含む水溶液との混合物である特許請求範囲
    第1項記載の方法。
JP55029363A 1980-03-06 1980-03-06 スルファミン酸グアニジンの製造法 Expired JPS60340B2 (ja)

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JPS56125358A JPS56125358A (en) 1981-10-01
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