JPS63425B2 - - Google Patents

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JPS63425B2
JPS63425B2 JP56063486A JP6348681A JPS63425B2 JP S63425 B2 JPS63425 B2 JP S63425B2 JP 56063486 A JP56063486 A JP 56063486A JP 6348681 A JP6348681 A JP 6348681A JP S63425 B2 JPS63425 B2 JP S63425B2
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JP
Japan
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chloroalkylamine
reaction
hydrochloride
hydrochlorides
purity
Prior art date
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Application number
JP56063486A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS57179135A (en
Inventor
Hiromi Inagaki
Kozo Iwasaki
Nobumi Kusuhara
Yasuhiro Sato
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication of JPS63425B2 publication Critical patent/JPS63425B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はクロロアルキルアミン塩酸塩類を製造
する方法に関する。 クロロアルキルアミン塩酸塩類はアミノアルキ
ル化剤として農・医薬、染・顔料その他各種工業
薬品の中間体や高分子化合物の原料として極めて
有用な物質である。このクロロアルキルアミン塩
酸塩の公知の製造方法としては、つぎのような方
法がある。 (イ) クロロホルム等の溶媒存在下、アルカノール
アミンに塩化水素ガスを直接吹込みアルカノー
ルアミンの塩酸塩とした後、塩化チオニルを加
えて塩素化反応を行う方法(ジヤーナル オブ
アメリカン ケミカル ソサイエテイ(J.
Am.Chem.Soc.)63、3124−6(1941))。 (ロ) アルカノールアミンに塩化水素ガスを直接吹
き込み160℃の高温で一段で塩素化反応を行う
方法(ケミカル アブストラクト(Chem.
Abst.)52、10867n(1958))。 (ハ) アルカノールアミンの40〜80重量%の水溶液
を塩酸としての濃度が40〜70重量%となるに足
る塩化水素および少量の硫酸と40気圧の加圧
下、150〜180℃で反応させる方法(Ger.1、
110、167)。 しかしながら、これらの方法のうち、(イ)の方法
は、塩素化剤として高価で且つ取扱いがやつかい
な塩化チオニルを使用しなければならないこと、
および副生物として有害な二酸化イオウガスが発
生するためその処理を必要とするなど難点が多
い。また(ロ)および(ハ)の塩化チオニルを使用しない
方法の場合は、高温、高圧で塩素化反応を実行し
なければならず工業的に実施するためには装置材
質面で問題があるばかりでなく原料及び目的物の
熱分解を起す欠点があつた。 本発明者らは塩化チオニールを用いず、かつ高
温高圧の条件でなくてもすむクロロアルキルアミ
ン塩酸塩類の製造方法を鋭意研究した結果、意外
なことに通常市販されている濃塩酸を用いただけ
で、比較的穏かな条件でも塩素化反応はかなりの
程度まで進行せしめうること、および該塩素化反
応を特定割合以上進行せしめれば、得られる粗ク
ロロアルキルアミン塩酸塩類は有機溶媒を使用し
て再結晶操作により、容易に高純度品(純度98重
量%以上)としうることを見出し本発明を完成す
るに到つた。 すなわち、本発明は、 一般式() (式中R1、R2、R3およびR4は水素原子または低
級アルキル基を示し、互いに同一でも異つていて
もよい。またnは2〜4の整数を意味する。この
とき各炭素原子に付くR3、R4は互いに同一でも
異つていてもよい)で表されるアルカノールアミ
ン類を塩素化して、一般式() (式中R1、R2、R3、R4およびnは一般式()
の場合と同じ意味を示す)で表されるクロロアル
キルアミン塩酸塩類を製造する方法において、塩
素化剤として30〜37重量%の塩化水素酸水溶液を
用い、20Kg/cm2G以下の加圧下、100〜140℃の反
応温度で上記クロロアルキルアミン塩酸塩類への
転化率が少くとも75%以上となるまで塩素化反応
を行い、得られた粗クロロアルキルアミン塩酸塩
類を有機溶媒で再結晶することを特徴とする高純
度クロロアルキルアミン塩酸塩類の製造方法を提
供するものである。 以下、本発明の構成要件を分説して詳細に説明
する。 本発明におけるアルカノールアミン類の塩化水
素による塩素化反応は次式に従つて逐次的に行な
われると考えられる。 すなわち、総括的には、 (上記()、()′、()式中、R1、R2、R3
およびR4は水素原子または低級アルキル基を示
し、互いに同一でも異つていてもよい。またnは
2〜4の整数を意味する。このとき各炭素原子に
付くR3、R4は互いに同一でも異つていてもよい) そして、アルカノールアミン類()からその
塩酸塩()′が生成する前段の反応(1)は中和反
応であり容易かつ迅速に行なわれるのに対し、こ
れがさらに塩素化されているクロロアルキルアミ
ン塩酸塩類()が生成する後段の反応(2)は遅く
律速となると考えられる。 本発明において反応原料として使用するアルカ
ノールアミン類は上記(3)式中一般式()で表わ
される化合物で、たとえば、 2−アミノエタノール、2−ジメチルアミノエ
タノール、2−エチルアミノ−プロパノール、1
−メチル−2−アミノエタノール、1−エチル−
2−メチル−2−アミノエタノール、1・1−ジ
メチル−2−メチル−2−アミノエタノール、
1・1・2・2−テトラメチル−2−ジメチルア
ミノエタノール、3−アミノ−1−プロパノー
ル、3−ジメチルアミノプロパノール、2−アミ
ノ−1−メチル−1−プロパノール、1−アミノ
−2−プロパノール、3−ジメチルアミノ−1・
1・2・2−テトラメチル−1−プロパノール、
4−アミノ−1−ブタノール、3−ジメチルアミ
ノ−1−メチル−1−ブタノールなどがある。 また、本発明により得られるクロロアルキルア
ミン塩酸塩類は上記(3)式中一般式()で表わさ
れる化合物で、たとえば2−クロロエチルアミン
塩酸塩、2−ジメチルアミノエチルクロライド塩
酸塩、2−エチルアミノ−1−プロピルクロライ
ド塩酸塩、1−メチル−2−アミノエチルクロラ
イド塩酸塩、1−エチル−2−メチル−2−アミ
ノエチルクロライド塩酸塩、1・1−ジメチル−
2−メチル−2−アミノエチルクロライド塩酸
塩、1・1・2・2−テトラメチル−2−ジメチ
ルアミノエチルクロライド塩酸塩、3−アミノ−
1−プロピルクロライド塩酸塩、3−ジメチルア
ミノ−1−プロピルクロライド塩酸塩、2−アミ
ノ−1−メチル−1−プロピルクロライド塩酸
塩、1−アミノ−2−プロピルクロライド塩酸
塩、3−ジメチルアミノ−1・1・2・2−テト
ラメチル−1−プロピルクロライド塩酸塩、4−
アミノ−1−ブチルクロライド塩酸塩、3−ジメ
チルアミノ−1−メチル−1−ブチルクロライド
塩酸塩などがある。 本発明において塩素化剤として用いられる塩化
水素酸水溶液は合成法、副生塩酸法、塩分解法等
いかなる方法で製造されたものでもよく、通常市
販されている濃塩酸あるいは工業用濃塩酸が十分
使用可能であり、その他水または希塩酸に上記ア
ルカノールアミン類を溶解したものに塩化水素ガ
スと吹込んで所定の濃度に調整したものでもよ
い。 本発明においては、塩素化剤たる上記塩化水素
酸水溶液を30〜70重量%の濃度で用い、20Kg/cm2
G以下の加圧下、100〜140℃の反応温度で塩素化
反応を行う。 この塩化水素酸水溶液の濃度が30重量%未満で
は反応速度が遅く、塩素化反応にきわめて長時間
を要するばかりでなく、該反応の平衡到達率が低
いため、目的とする再結晶操作が可能である粗ク
ロロアルキルアミン塩酸塩類を得るのに必要な転
化率75%には実質的に達しないので、目的物の分
離精製が困難となる。 すなわち、本発明者らが検討したところによる
と、粗クロロアルキルアミン塩酸塩類を有機溶媒
で再結晶して医薬等各種工業薬品の中間体として
必要な純度98%以上の製品にする場合は、再結晶
前の粗クロロアルキルアミン塩酸塩類自体の純度
がすでにある一定値以上ないと、何回再結晶操作
を施しても意外なことに純度はほとんど向上しな
いのである。この明確な理由は不明であるが、不
純物成分たる未反応のアルカノールアミン類の塩
酸塩を主体とする混合物とクロロアルキルアミン
塩酸塩類とは、類似の構造式を有し、かつ、再結
晶溶剤に対する選択性が非常に近似しているため
かかる挙動を示すと考えられる。しかして、本発
明者らは上記再結晶可能である臨界的な純度が、
転化率75%に相当する値であることを鋭意検討の
結果見出し本発明を完成したものである。一方、
塩化水素酸水溶液濃度が37重量%を越えると、塩
化水素ガスを多量に使用しなければならないばか
りか、反応後目的物を取り出す場合に、37重量%
以上の塩化水素は排出され希塩酸として回収せざ
るを得ないなど、設備的にも塩酸バランスの点で
も工業的に不利となる。 しかして、本発明の反応においては、式(3)に示
すように、クロロアルキルアミン塩酸塩類が1モ
ル生成すると共に水も1モル生成しまた、塩化水
素は2モル消費されるので、反応系内の塩化水素
酸濃度は反応の進行と共に徐々に低下する。した
がつて、塩素化反応のすくなくとも後半におい
て、反応系に塩化水素ガスを導入吸収せしめて、
系内の塩化水素酸濃度を30重量%以上の濃度を保
持せしめるようにすることが好ましい実施の態様
である。 また、本発明においては塩素化剤として濃塩酸
を使うことから反応器材質としてガラスライニン
グのものが汎用されるため、圧力として20Kg/cm2
G以下の加圧下とすることが望ましい。これを越
えると反応器の気密性を確保するのが困難とな
り、長期間の運転に支障を来たすことになる。 本発明における反応温度は100〜140℃である。
100℃未満の温度では、反応速度が非常に遅く反
応の完結に多大な時間を要し、実用的でない。ま
た、反応温度が140℃を越えると反応速度は増加
し反応時間が短縮される点では有利となる反面、
系の着色が極めて大きくなり、かつ熱分解により
逆の目的物の収率や純度の低下という事態を招く
ため好ましくない。 なお、本発明の方法で用いる塩化水素酸水溶液
の使用量は、平衡到達率を上記のごとく転化率75
%以上とする関係から、アルカノールアミン類1
モルに対し塩化水素酸として3モル以上必要であ
る。 反応操作は次のように行われる。まず(1)式によ
つて中和反応を行うが、アルカノールアミン類と
濃塩酸との接触の方法により操作は多少異る。す
なわち、アルカノールアミン類1モルを3倍モル
の濃塩酸(36wt%)中に添加する場合は中和反
応(発熱)のため、急激な温度上昇を来たすの
で、これを防止するため添加速度を調節しながら
徐々に温度を上げていく。一方アルカノールアミ
ン類に濃塩酸を添加する場合は、前記中和反応が
完結し熱の発生が無くなるまで冷却し温度上昇を
抑えながら行う。このようにして中和反応が終了
した後、温度を100〜140℃の任意の温度に上げ、
10〜60時間塩素化反応を行なう。反応時間は採用
する反応温度により自動的に決められる。反応の
進行に伴い系内の塩化水素酸濃度が徐々に低下す
るので、圧力が2Kg/cm2Gまで低下したら塩化水
素ガスを導入吸収せしめて初期の圧力まで戻し残
る反応を進行せしめる。反応は回分式でも連続式
でも良い。回分式の場合塩化水素ガスを導入する
までの時間は採用する温度により異なるが、反応
中圧力を一定に保持するように塩化水素ガスを最
初から連続的に導入せしめれば、塩素化反応の進
行上一層有利となる。 なお、本発明において転化率(%)は式(3)にも
とづいて次のごとく定義される。 転化率=生成したクロロアルキルアミン塩酸塩類
のモル数/仕込みアルカノールアミン類のモル数×100 転化率がすくなくとも75%、好ましくは85%に
達した時点で、塩素化反応を終了し、かくて得ら
れた反応混合物から水および塩化水素を100mmHg
以下の減圧下に100℃以下でほぼ全量留去し、濃
縮乾固することにより、未反応のアルカノールア
ミン類の塩酸塩および副生物を含有する粗クロロ
アルキルアミン塩酸塩類(その純度は上記転化率
75%以上に対してはほぼ80%以上である)を得
る。なお、濃縮乾固した粗クロロアルキルアミン
塩酸塩類中に水および塩化水素が残存している
と、再結晶溶剤中に混入し蓄積するので、溶剤の
再使用時に精製が必要となるため、濃縮乾固に際
しては水および塩化水素が実質上残らないように
することが望ましい。 以上のごとくして得られた粗クロロアルキルア
ミン塩酸塩類を目的とする純度98%以上の精製ク
ロロアルキルアミン塩酸塩類とするには、以下の
如き再結晶操作を行う。 再結晶操作に使用する溶剤としては、極性溶剤
であれば、水等の無機系のもの、メタノール、エ
タノール等のアルコール類、酢酸エチル、酢酸イ
ソブチル等のエステル、フオルムアミド、N・N
−ジメチルフオルムアミド、アセトアミド等の酸
アミド、さらにジメチルスルフオキシド等有機系
のものが使用可能であるが、有機系の溶剤がより
好ましく、中でもアルコール類は溶解度が大きい
ため特に好ましく、その中でメタノール、エタノ
ール、2−プロパノールが最も好ましい。 まず、上記溶剤を、処理すべき上記粗アミノク
ロロアルキルアミン塩酸塩類に対し、適当量添加
した後、十分撹拌しつつ加熱昇温溶解し、均一な
溶液とする。溶剤添加量は使用溶剤を溶解度等を
考慮して適当量を選択すればよいが、通常は粗ク
ロロアルキルアミン塩酸塩類100重量部に対して
10〜200重量部の範囲である。たとえばメタノー
ルの場合は20〜60重量部を添加する。この際の昇
温温度は任意の温度でよいが、溶解度は温度と共
に増加するから、溶剤添加量を少くして溶解温度
を高くする方が、晶析を好収量で行う点から望ま
しい。したがつて、たとえばメタノールの場合は
その沸点まで昇温して溶解するのが好ましい。 ついで、上記均一溶液から、クロロアルキルア
ミン塩酸塩類を晶析させる。この晶析方法は溶剤
除去法、冷却法等通常のいかなる方法を用いても
構わないが、クロロアルキルアミン塩酸塩類の溶
解度曲線から冷却晶析が好ましい。冷却温度は特
に限定されないが、好ましくは20℃以下、より好
ましくは10℃以下に冷却して晶析させる。 晶析した精製クロロアルキルアミン塩酸塩類の
結晶(純度98%以上)は別して減圧乾燥するこ
とにより製品とする。 なお、上記クロロアルキルアミン塩酸塩類を晶
析分離した後の再結晶母液(液)中には、かな
りの量のクロロアルキルアミン塩酸塩類および多
少の未反応のアルカノールアミン類の塩酸塩等よ
りなる粗生成物が溶解しているが、この粗生成物
を母液から回収し、前記塩素化工程に循環するこ
とにより、クロロアルキルアミン塩酸塩類を回収
し、ないし、未反応のアミン塩酸塩は繰返し反応
に供することができるので、最終的には実質上、
ほぼ定量的に、目的物である精製クロロアルキル
アミン塩酸塩類を得ることができる。 なお、この粗生成物を塩素化工程に循環するに
際し、再結晶溶剤が同伴されると、不純物が生成
蓄積するおそれがあるので、溶剤は減圧乾燥等の
手段で除去してから、循環操作を行うのが好まし
い。 以下、実施例により、本発明の実施の態様を具
体的に例示して説明するが、これらの実施例は例
示であり、本発明の技術的範囲(特許法第70条)
はなんらこれらにより限定されるものではない。 実施例 1 撹拌機、温度制御手段、圧力制御手段を備えた
500c.c.のガラス製オートクレーブに、36.7重量%
の濃塩酸200c.c.(塩化水素として2.37モル)と2
−アミノエタノール30.5g(0.5モル)を仕込み
温度を徐々に上げて120℃で24時間反応を継続し
た。この間、圧力は6.0Kg/cm2Gから3Kg/cm2
(塩酸濃度23.6重量%)まで変化した。反応終了
後冷却して内容物を取出し、30mmHgの減圧下80
℃で2時間濃縮乾固し、粗生成物(2−クロロエ
チルアミン塩酸塩として純度81.0重量%)56.0g
を得た(すなわち転化率78.2%)。 この粗生成物100重量部に対して40重量部の割
合でメタノールを加え、撹拌しつつメタノールの
沸点まで加熱して完全に溶解した後、5℃に冷却
し結晶を析出せしめた。析出結晶を吸引過し、
30mmHgの減圧下60℃で2時間乾燥し40重量部の
純白の結晶(純度98.2%)を得た。 実施例 2 実施例1と同様の方法で、36.7重量%の濃塩酸
200c.c.(2.37モル)に予め2−アミノエタノール
30.5g(0.5モル)を冷却混合したものを同様の
反応器に仕込み、温度を徐々に上げ130℃で反応
を継続した。最初の圧力は7Kg/cm2Gであつた
が、5時後に4Kg/cm2Gに低下したので、これに
塩化水素ガスを導入し内圧を7Kg/cm2Gに保ちな
がら更に10時間反応を行つた。反応終了後冷却し
て内容物を取出し、減圧で濃縮乾固し、粗生成物
57.6gを得た。このものの純度を測定したところ
2−クロロエチルアミン塩酸塩として95.3重量%
であつた(すなわち転化率94.5%)。この粗生成
物100重量部に対して60重量部の割合でエタノー
ルを加え、よく撹拌しつつ78℃まで加熱して安全
に溶解した後、5℃まで冷却して結晶を析出せし
めた。析出結晶を吸引過し、得られた結晶を減
圧下60℃で2時間乾燥し、62重量部の純白の結晶
(純度99.4%)を得た。 実施例 3 実施例1と同様の方法で種々のアルカノールア
ミンについて塩素化反応を行つた結果を第1表に
示した。
The present invention relates to a method for producing chloroalkylamine hydrochlorides. Chloroalkylamine hydrochlorides are extremely useful substances as aminoalkylating agents, intermediates for agricultural and pharmaceutical products, dyes and pigments, and various other industrial chemicals, and raw materials for polymeric compounds. Known methods for producing this chloroalkylamine hydrochloride include the following methods. (a) A method in which hydrogen chloride gas is directly blown into alkanolamine in the presence of a solvent such as chloroform to form the alkanolamine hydrochloride, and then thionyl chloride is added to carry out the chlorination reaction (Journal of American Chemical Society (J.
Am.Chem.Soc.) 63 , 3124-6 (1941)). (b) A method in which hydrogen chloride gas is directly blown into alkanolamine to carry out a chlorination reaction in one step at a high temperature of 160°C (Chemical Abstract (Chem.
Abst.) 52 , 10867 n (1958)). (c) A method in which a 40 to 80% by weight aqueous solution of an alkanolamine is reacted with enough hydrogen chloride and a small amount of sulfuric acid to have a concentration of 40 to 70% by weight as hydrochloric acid at 150 to 180°C under a pressure of 40 atmospheres ( Ger.1,
110, 167). However, among these methods, method (a) requires the use of thionyl chloride, which is expensive and difficult to handle, as a chlorinating agent;
It also has many disadvantages, such as the generation of harmful sulfur dioxide gas as a by-product, which requires treatment. In addition, in the case of methods (b) and (c) that do not use thionyl chloride, the chlorination reaction must be carried out at high temperature and pressure, and there are problems with the equipment material for industrial implementation. However, it had the disadvantage of causing thermal decomposition of raw materials and target materials. The present inventors conducted extensive research on a method for producing chloroalkylamine hydrochlorides that does not use thionyl chloride and does not require high temperature and high pressure conditions. The chlorination reaction can proceed to a considerable extent even under relatively mild conditions, and if the chlorination reaction is allowed to proceed at a certain rate or more, the resulting crude chloroalkylamine hydrochloride can be recycled using an organic solvent. The present invention was completed by discovering that a highly pure product (purity of 98% by weight or more) can be easily obtained by crystallization. That is, the present invention is based on the general formula () (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or a lower alkyl group, and may be the same or different from each other. Also, n means an integer of 2 to 4. In this case, each carbon R 3 and R 4 attached to atoms may be the same or different) are chlorinated to form the general formula () (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and n are general formulas ()
In the method for producing chloroalkylamine hydrochlorides represented by Performing the chlorination reaction at a reaction temperature of 100 to 140°C until the conversion rate to the above chloroalkylamine hydrochloride reaches at least 75%, and recrystallizing the obtained crude chloroalkylamine hydrochloride with an organic solvent. The present invention provides a method for producing high-purity chloroalkylamine hydrochlorides characterized by the following. Hereinafter, the constituent elements of the present invention will be divided and explained in detail. It is believed that the chlorination reaction of alkanolamines with hydrogen chloride in the present invention is carried out sequentially according to the following formula. In other words, overall, (In the above formulas (), ()′, (), R 1 , R 2 , R 3
and R 4 represent a hydrogen atom or a lower alkyl group, and may be the same or different from each other. Moreover, n means an integer of 2 to 4. (At this time, R 3 and R 4 attached to each carbon atom may be the same or different.) The first reaction (1) in which alkanolamines () produce their hydrochloride ()' is a neutralization reaction. However, the subsequent reaction (2) in which further chlorinated chloroalkylamine hydrochlorides (2) are produced is slow and rate-limiting. The alkanolamines used as reaction raw materials in the present invention are compounds represented by the general formula () in the above formula (3), such as 2-aminoethanol, 2-dimethylaminoethanol, 2-ethylamino-propanol, 1
-Methyl-2-aminoethanol, 1-ethyl-
2-methyl-2-aminoethanol, 1,1-dimethyl-2-methyl-2-aminoethanol,
1,1,2,2-tetramethyl-2-dimethylaminoethanol, 3-amino-1-propanol, 3-dimethylaminopropanol, 2-amino-1-methyl-1-propanol, 1-amino-2-propanol , 3-dimethylamino-1.
1,2,2-tetramethyl-1-propanol,
Examples include 4-amino-1-butanol and 3-dimethylamino-1-methyl-1-butanol. In addition, the chloroalkylamine hydrochlorides obtained by the present invention are compounds represented by the general formula () in the above formula (3), such as 2-chloroethylamine hydrochloride, 2-dimethylaminoethyl chloride hydrochloride, 2-ethylamino -1-propyl chloride hydrochloride, 1-methyl-2-aminoethyl chloride hydrochloride, 1-ethyl-2-methyl-2-aminoethyl chloride hydrochloride, 1,1-dimethyl-
2-Methyl-2-aminoethyl chloride hydrochloride, 1,1,2,2-tetramethyl-2-dimethylaminoethyl chloride hydrochloride, 3-amino-
1-Propyl chloride hydrochloride, 3-dimethylamino-1-propyl chloride hydrochloride, 2-amino-1-methyl-1-propyl chloride hydrochloride, 1-amino-2-propyl chloride hydrochloride, 3-dimethylamino- 1,1,2,2-tetramethyl-1-propyl chloride hydrochloride, 4-
Examples include amino-1-butyl chloride hydrochloride and 3-dimethylamino-1-methyl-1-butyl chloride hydrochloride. The aqueous hydrochloric acid solution used as a chlorinating agent in the present invention may be produced by any method such as a synthetic method, a by-product hydrochloric acid method, or a salt decomposition method, and commercially available concentrated hydrochloric acid or industrial concentrated hydrochloric acid is sufficient. Alternatively, hydrogen chloride gas may be blown into a solution of the above alkanolamines in water or dilute hydrochloric acid to adjust the concentration to a predetermined concentration. In the present invention, the above-mentioned aqueous hydrochloric acid solution as a chlorinating agent is used at a concentration of 30 to 70% by weight, and 20Kg/cm 2
The chlorination reaction is carried out at a reaction temperature of 100 to 140° C. under pressure of G or less. If the concentration of this aqueous hydrochloric acid solution is less than 30% by weight, the reaction rate will be slow and the chlorination reaction will not only take a very long time, but also the rate at which the reaction will reach equilibrium will be low, making it impossible to carry out the desired recrystallization operation. Since the conversion rate of 75% required to obtain certain crude chloroalkylamine hydrochlorides is not substantially reached, separation and purification of the target product becomes difficult. In other words, according to the inventors' studies, when recrystallizing crude chloroalkylamine hydrochlorides in an organic solvent to produce a product with a purity of 98% or higher, which is necessary as an intermediate for various industrial chemicals such as pharmaceuticals, recrystallization is necessary. Unless the purity of the crude chloroalkylamine hydrochloride itself before crystallization is already above a certain value, surprisingly, the purity hardly improves no matter how many times the recrystallization operation is performed. Although the exact reason for this is unknown, a mixture mainly consisting of unreacted alkanolamine hydrochloride as an impurity component and chloroalkylamine hydrochloride have similar structural formulas and are resistant to recrystallization solvents. It is thought that this behavior is exhibited because the selectivities are very similar. Therefore, the present inventors found that the critical purity that allows recrystallization is
As a result of extensive research, we found that this value corresponds to a conversion rate of 75%, and completed the present invention. on the other hand,
If the concentration of the hydrochloric acid aqueous solution exceeds 37% by weight, not only will it be necessary to use a large amount of hydrogen chloride gas, but also the concentration of 37% by weight will not only be required when taking out the target product after the reaction.
The above amount of hydrogen chloride must be discharged and recovered as dilute hydrochloric acid, which is industrially disadvantageous in terms of equipment and hydrochloric acid balance. Therefore, in the reaction of the present invention, as shown in formula (3), 1 mole of chloroalkylamine hydrochloride is produced, 1 mole of water is also produced, and 2 moles of hydrogen chloride are consumed, so the reaction system The concentration of hydrochloric acid in the reactor gradually decreases as the reaction progresses. Therefore, at least in the latter half of the chlorination reaction, hydrogen chloride gas is introduced into the reaction system and absorbed,
In a preferred embodiment, the concentration of hydrochloric acid in the system is maintained at 30% by weight or more. In addition, since concentrated hydrochloric acid is used as the chlorinating agent in the present invention, glass-lined reactors are commonly used as the reactor material, so the pressure is 20 Kg/cm 2
It is desirable to apply pressure of G or less. If this value is exceeded, it will be difficult to ensure the airtightness of the reactor, which will impede long-term operation. The reaction temperature in the present invention is 100 to 140°C.
At temperatures below 100°C, the reaction rate is very slow and it takes a long time to complete the reaction, making it impractical. Furthermore, when the reaction temperature exceeds 140°C, the reaction rate increases and the reaction time is shortened, which is advantageous.
This is not preferable because the coloring of the system becomes extremely large and thermal decomposition causes a decrease in the yield and purity of the target product. The amount of the hydrochloric acid aqueous solution used in the method of the present invention is such that the equilibrium attainment rate is adjusted to the conversion rate of 75 as described above.
% or more, alkanolamines 1
At least 3 moles of hydrochloric acid are required per mole. The reaction operation is carried out as follows. First, a neutralization reaction is carried out according to equation (1), but the procedure differs slightly depending on the method of contacting the alkanolamines with concentrated hydrochloric acid. In other words, when 1 mole of alkanolamines is added to 3 times the mole of concentrated hydrochloric acid (36wt%), a rapid temperature rise occurs due to the neutralization reaction (heat generation), so the addition rate is adjusted to prevent this. While doing so, gradually raise the temperature. On the other hand, when concentrated hydrochloric acid is added to alkanolamines, it is carried out while cooling and suppressing temperature rise until the neutralization reaction is completed and no heat is generated. After the neutralization reaction is completed in this way, the temperature is raised to any temperature between 100 and 140℃,
Carry out the chlorination reaction for 10-60 hours. The reaction time is automatically determined by the reaction temperature employed. As the reaction progresses, the concentration of hydrochloric acid in the system gradually decreases, so when the pressure drops to 2 Kg/cm 2 G, hydrogen chloride gas is introduced and absorbed to return the pressure to the initial level, allowing the remaining reaction to proceed. The reaction may be carried out batchwise or continuously. In the case of a batch method, the time required to introduce hydrogen chloride gas will vary depending on the temperature used, but if hydrogen chloride gas is introduced continuously from the beginning to maintain a constant pressure during the reaction, the chlorination reaction will proceed. It will be even more advantageous. In the present invention, the conversion rate (%) is defined as follows based on formula (3). Conversion rate = Number of moles of chloroalkylamine hydrochloride produced/Number of moles of charged alkanolamine x 100 When the conversion rate reaches at least 75%, preferably 85%, the chlorination reaction is terminated, and the thus obtained water and hydrogen chloride from the reaction mixture at 100 mmHg.
By distilling off almost the entire amount at 100℃ or less under the following reduced pressure and concentrating to dryness, crude chloroalkylamine hydrochloride containing unreacted alkanolamine hydrochloride and by-products (its purity is determined by the conversion rate shown above)
(almost 80% or more) compared to 75% or more. Note that if water and hydrogen chloride remain in the crude chloroalkylamine hydrochloride that has been concentrated to dryness, they will be mixed into the recrystallization solvent and accumulate, so purification will be required when the solvent is reused. During solidification, it is desirable that substantially no water or hydrogen chloride remain. In order to convert the crude chloroalkylamine hydrochloride obtained as described above into purified chloroalkylamine hydrochloride having a purity of 98% or more, the following recrystallization operation is performed. Solvents used in the recrystallization operation include polar solvents such as inorganic ones such as water, alcohols such as methanol and ethanol, esters such as ethyl acetate and isobutyl acetate, formamide, and N/N.
- Acid amides such as dimethyl formamide and acetamide, and organic solvents such as dimethyl sulfoxide can be used, but organic solvents are more preferable, and alcohols are particularly preferable because of their high solubility. Most preferred are methanol, ethanol and 2-propanol. First, an appropriate amount of the above-mentioned solvent is added to the above-mentioned crude aminochloroalkylamine hydrochloride to be treated, and then heated and heated to dissolve while stirring sufficiently to form a uniform solution. The amount of solvent to be added can be selected by considering the solubility of the solvent used, but usually it is added to 100 parts by weight of crude chloroalkylamine hydrochloride.
It ranges from 10 to 200 parts by weight. For example, in the case of methanol, add 20 to 60 parts by weight. The heating temperature at this time may be any temperature, but since solubility increases with temperature, it is desirable to increase the dissolution temperature by reducing the amount of solvent added in order to perform crystallization in a good yield. Therefore, for example, in the case of methanol, it is preferable to raise the temperature to its boiling point and dissolve it. Then, chloroalkylamine hydrochlorides are crystallized from the homogeneous solution. Any conventional method such as a solvent removal method or a cooling method may be used for this crystallization method, but cooling crystallization is preferable from the solubility curve of chloroalkylamine hydrochlorides. Although the cooling temperature is not particularly limited, it is preferably cooled to 20°C or lower, more preferably 10°C or lower for crystallization. The crystallized purified chloroalkylamine hydrochloride crystals (purity of 98% or more) are separated and dried under reduced pressure to produce a product. In addition, the recrystallization mother liquor (liquid) after crystallizing and separating the above-mentioned chloroalkylamine hydrochlorides contains a considerable amount of crude chloroalkylamine hydrochlorides and some unreacted alkanolamine hydrochlorides. Although the product is dissolved, the crude product is recovered from the mother liquor and recycled to the chlorination step to recover the chloroalkylamine hydrochloride, or the unreacted amine hydrochloride can be repeatedly reacted. Finally, in effect,
The target product, purified chloroalkylamine hydrochloride, can be obtained almost quantitatively. Note that when circulating this crude product to the chlorination process, if the recrystallization solvent is entrained, impurities may form and accumulate, so the solvent should be removed by means such as vacuum drying before the circulation operation. It is preferable to do so. Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically illustrated and explained using Examples, but these Examples are merely illustrative and do not exceed the technical scope of the present invention (Article 70 of the Patent Law).
is not limited to these in any way. Example 1 Equipped with a stirrer, temperature control means, and pressure control means
36.7% by weight in a 500c.c. glass autoclave
of concentrated hydrochloric acid (2.37 moles as hydrogen chloride) and 2
- 30.5 g (0.5 mol) of aminoethanol was charged and the temperature was gradually raised to continue the reaction at 120°C for 24 hours. During this time, the pressure increased from 6.0Kg/cm 2 G to 3Kg/cm 2 G.
(Hydrochloric acid concentration 23.6% by weight). After the reaction was completed, the contents were cooled, taken out, and heated to 80°C under a reduced pressure of 30mmHg.
Concentrate to dryness at °C for 2 hours to obtain 56.0 g of crude product (purity 81.0% by weight as 2-chloroethylamine hydrochloride).
(i.e., conversion rate of 78.2%). Methanol was added at a ratio of 40 parts by weight to 100 parts by weight of this crude product, heated to the boiling point of methanol while stirring to completely dissolve it, and then cooled to 5°C to precipitate crystals. Suction the precipitated crystals,
It was dried at 60° C. for 2 hours under a reduced pressure of 30 mmHg to obtain 40 parts by weight of pure white crystals (purity 98.2%). Example 2 In the same manner as in Example 1, 36.7% by weight concentrated hydrochloric acid
2-aminoethanol in advance to 200 c.c. (2.37 mol)
A cooled mixture of 30.5 g (0.5 mol) was charged into a similar reactor, and the temperature was gradually raised to continue the reaction at 130°C. The initial pressure was 7 kg/cm 2 G, but after 5 hours it had dropped to 4 kg/cm 2 G, so hydrogen chloride gas was introduced and the reaction was continued for another 10 hours while maintaining the internal pressure at 7 kg/cm 2 G. I went. After the reaction is complete, cool it down, take out the contents, concentrate to dryness under reduced pressure, and obtain the crude product.
57.6g was obtained. The purity of this product was measured and was 95.3% by weight as 2-chloroethylamine hydrochloride.
(i.e. conversion rate 94.5%). Ethanol was added at a ratio of 60 parts by weight to 100 parts by weight of this crude product, heated to 78°C with thorough stirring to safely dissolve it, and then cooled to 5°C to precipitate crystals. The precipitated crystals were filtered under suction, and the obtained crystals were dried under reduced pressure at 60° C. for 2 hours to obtain 62 parts by weight of pure white crystals (purity 99.4%). Example 3 Table 1 shows the results of chlorination reactions of various alkanolamines carried out in the same manner as in Example 1.

【表】【table】

【表】 実施例 4〜10 実施例1で分離された再結晶液を濃縮乾固す
る。得られた粗生成物13.6gを新たな2−アミノ
エタノール30.5g(0.5モル)と共に同様の反応
器に仕込み、以下実施例1と同様の方法で2−ク
ロロエチルアミン塩酸塩の合成および再結晶を行
ない、以後同様の方法を8回繰返して得られた結
果を第2表に示した。
[Table] Examples 4 to 10 The recrystallized liquid separated in Example 1 was concentrated to dryness. 13.6 g of the obtained crude product was charged into the same reactor together with 30.5 g (0.5 mol) of fresh 2-aminoethanol, and the synthesis and recrystallization of 2-chloroethylamine hydrochloride were carried out in the same manner as in Example 1. The same method was repeated eight times, and the results are shown in Table 2.

【表】 粗結晶重量
比較例 1〜2 実施例1と同様の方法で、36.0%の濃塩酸200
c.c.(2.37モル)に予め2−アミノエタノール30.5
g(0.5モル)を冷却混合したものを同様の反応
器に仕込み、温度を徐々に上げ120℃で反応を継
続した。反応時間を種々変えたものについて得ら
れた粗生成物の純度、転化率およびこれをメタノ
ールで再結晶処理して得られた結晶の純度および
収率を第3表に示した。
[Table] Crude crystal weight comparison examples 1 to 2 In the same manner as in Example 1, 36.0% concentrated hydrochloric acid 200
cc (2.37 mol) in advance with 2-aminoethanol 30.5
g (0.5 mol) was cooled and mixed and charged into a similar reactor, and the temperature was gradually raised to continue the reaction at 120°C. Table 3 shows the purity and conversion rate of the crude product obtained with various reaction times and the purity and yield of the crystal obtained by recrystallizing the crude product with methanol.

【表】 再結晶重量
* 収率=
[Table] Recrystallization weight * Yield =

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式() (式中、R1、R2、R3およびR4は水素原子または
低級アルキル基を示し、互いに同一でも異つてい
てもよい。またnは2〜4の整数を意味する。こ
のとき各炭素原子に付くR3、R4は互いに同一で
も異つていてもよい)で表されるアルカノールア
ミン類を塩素化して、一般式() (式中R1、R2、R3、R4およびnは一般式()
の場合と同じ意味を示す)で表されるクロロアル
キルアミン塩酸塩類を製造する方法において、塩
素化剤として30〜37重量%の塩化水素酸水溶液を
用い、20Kg/cm2G以下の加圧下、100〜140℃の反
応温度で上記クロロアルキルアミン塩酸塩類への
転化率が少くとも75%以上となるまで塩素化反応
を行い、得られた粗クロロアルキルアミン塩酸塩
類を有機溶媒で再結晶することを特徴とする高純
度クロロアルキルアミン塩酸塩類の製造方法。 2 特許請求の範囲第1項記載の方法において、
塩素化反応の後半において、反応系に塩化水素ガ
スを導入吸収せしめて、上記反応系内の塩化水素
酸水溶液濃度をすくなくとも30重量%以上の濃度
に保持せしめるようにすることを特徴とする高純
度クロロアルキルアミン塩酸塩類の製造方法。 3 特許請求の範囲第1項または第2項記載の方
法において、クロロアルキルアミン塩酸塩類への
転化率が75モル%以上の反応混合物を得、該混合
物から塩化水素及び水を除去した後、得られた粗
クロロアルキルアミン塩酸塩類を有機溶媒で再結
晶することを特徴とする高純度クロロアルキルア
ミン塩酸塩類の製造方法。 4 特許請求の範囲第1項、第2項または第3項
のいずれかに記載の方法において、クロロアルキ
ルアミン塩酸塩類を晶析分離した後の再結晶母液
中に溶解している粗生成物を回収し、該粗生成物
を前記塩素化工程に循環することを特徴とする高
純度クロロアルキルアミン塩酸塩類の製造方法。
[Claims] 1 General formula () (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or a lower alkyl group, and may be the same or different from each other. Also, n means an integer of 2 to 4. In this case, each R 3 and R 4 attached to the carbon atom may be the same or different) are chlorinated to form the general formula () (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and n are general formulas ()
In the method for producing chloroalkylamine hydrochlorides represented by (having the same meaning as in the case of Performing the chlorination reaction at a reaction temperature of 100 to 140°C until the conversion rate to the above chloroalkylamine hydrochloride reaches at least 75%, and recrystallizing the obtained crude chloroalkylamine hydrochloride in an organic solvent. A method for producing high-purity chloroalkylamine hydrochlorides, characterized by: 2. In the method described in claim 1,
High purity, characterized in that in the latter half of the chlorination reaction, hydrogen chloride gas is introduced and absorbed into the reaction system to maintain the concentration of the hydrochloric acid aqueous solution in the reaction system at a concentration of at least 30% by weight or more. A method for producing chloroalkylamine hydrochlorides. 3. In the method according to claim 1 or 2, a reaction mixture having a conversion rate of 75 mol % or more to chloroalkylamine hydrochloride is obtained, and after removing hydrogen chloride and water from the mixture, A method for producing high-purity chloroalkylamine hydrochlorides, which comprises recrystallizing the obtained crude chloroalkylamine hydrochlorides in an organic solvent. 4. In the method according to any one of claims 1, 2, or 3, the crude product dissolved in the recrystallization mother liquor after crystallizing and separating the chloroalkylamine hydrochloride is A method for producing high-purity chloroalkylamine hydrochlorides, which comprises recovering and recycling the crude product to the chlorination step.
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