JPH0794444B2 - ２，４‐イミダゾリジンオンの品質改良法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アミノ酸、医薬及び農薬の原料として重要な
2,4−イミダゾリジンジオンの品質改良法に関するもの
である。

〔従来の技術及びその課題〕

従来、2,4−イミダゾリジンジオンは、グリオキザール
又はグリオキシル酸と尿素、グリシンとシアン酸塩、グ
リコロニトリルと重炭酸アンモニウム及びグリシノニト
リルと重炭酸アンモニウムなどを原料として製造されて
いる。

その2,4−イミダゾリジンジオンの製造は、原料の入手
の容易さ、経済性より、グリコロニトリルを用いる方法
が有利であるが、グリコロニトリルは不安定であり、こ
の分解が反応生成物の純度低下を招き着色の原因になり
問題であった。

本発明者らは、この問題を解決する方法として反応系の
アンモニアと炭酸ガスのモル比及びグリコロニトリル濃
度を制限する方法を見出した（特開昭61−83164）。し
かし、この方法は濃度の制限があり効率が悪く、濃度を
高くすると着色が著しくなり品質上好ましくない。ま
た、着色した反応液を活性炭、イオン交換樹脂等で処理
して改善することができるが、精製のためにコストが高
くなり経済的に不利であった。

本発明は、このような活性炭、イオン交換樹脂等を使わ
ずに品質の良い2,4−イミダゾリジンジオンを提供する
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明者らは、このような
課題を解決する方法を種々検討した結果、水を反応溶媒
としてグリコロニトリルを二酸化炭素及びアンモニアと
反応させて2,4−イミダゾリジンジオンを製造する方法
において、原料のグリコロニトリルにグリコール酸を添
加し及び反応液中に亜硫酸ガスを吹き込むか、亜硫酸塩
又は酸性亜硫酸塩を存在させることにより、反応液の着
色が著しく改善し、製品の品質も向上することを見出
し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモ
ニウム若しくはアンモニアと二酸化炭素又はこれらの混
合物とグリコロニトリルを反応させて2,4−イミダゾリ
ジンジオンを製造する方法において、（ａ）グリコロニ
トリルにグリコール酸を添加し、（ｂ）反応系に亜硫酸
ガス、亜硫酸塩又は酸性亜硫酸塩を存在させることを特
徴とする2,4−イミダゾリジンジオンの品質改良法であ
る。

次に、本発明をさらに詳細に説明する． 本発明の2,4−イミダゾリジンジオンの品質改良法は、
重炭酸アンモニウムとアンモニア又は炭酸ガスとアンモ
ニアを含む水溶液に所定量の亜硫酸ガスを吹き込むか、
亜硫酸塩又は酸性亜硫酸塩を添加し、密閉下、予め所定
量のグリコール酸を添加したグリコロニトリルを供給し
反応させる。

反応終了後、濃縮し硫酸処理して、さらに濃縮して冷却
し得られる白色結晶を濾別し、2,4−イミダゾリジンジ
オンを得る。

本発明で使用するグリコロニトリルは、例えば、50重量
％グリコロニトリル水溶液でよい。この水溶液は、ホル
マリンと青酸を反応させて得られるが、未反応青酸を除
去した状態で用いられる。また、少量の硫酸を添加し安
定化させておいてもよい。

このグリコロニトリル水溶液に添加するグリコール酸の
品質については、特別な制限はなく工業用でよい。ま
た、グリコール酸のグリコロニトリル水溶液に対する作
用は不明であるが、グリコロニトリル水溶液中に微量混
入している金属をキレート化させて原料のグリコロニト
リルの分解を抑制していると考えられる。

重炭酸アンモニウムとアンモニア又は炭酸ガスとアンモ
ニアも特別な制限はないが、炭酸ガスとアンモニア水溶
液、液安の組合せが水バランスを考慮したときに好まし
い。

反応系に存在させる亜硫酸ガス、亜硫酸塩又は酸性亜硫
酸塩は、特別の制限はないが、安価で取り扱いの容易
な、アルカリ金属の亜硫酸塩又は酸性亜硫酸塩、例え
ば、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、酸性亜硫酸ナ
トリウム、酸性亜硫酸カリウムが好ましい。また、亜硫
酸ガスを使用する場合は、反応中にアンモニアが存在す
るので実質は亜硫酸アンモニウムが生成し効果が現れ
る。

グリコール酸の添加量は、原料のグリコロニトリル１モ
ルに対して0.001モル以上、好ましくは0.1〜5.0モルで
よい。

亜硫酸ガス、亜硫酸塩又は酸性亜硫酸塩の添加量は、グ
リコロニトリル１モルに対して0.001モル以上、好まし
くは0.1〜2.0モルでよい。

また、反応は回分式、連続式の何れでもよい。反応は、
密閉加圧下で行うのが好ましく、反応温度は、通常60〜
150℃であり、好ましくは80〜120℃の範囲である。

反応時間は反応温度により異なるが、通常0.25〜５時間
の範囲である。

反応後、得られた生成物を硫酸又は塩酸等の酸を酸濃度
10〜30重量％になるように添加し、温度70〜100℃、２
〜３時間撹拌するような酸処理を行い、2,4−イミダゾ
リジンジオン酸及び2,4−イミダゾリジンジオン酸アミ
ドを2,4−イミダゾリジンジオンに環化させることがで
きる。

〔実施例〕

次に本発明の方法について代表的な実施例を示し、さら
に詳細に説明するが、これらは説明のための単なる例示
であり、従って本発明はこれらの例によってなんら制限
されるものではない。

なお、実施例・比較例中の色度の測定は、次の方法によ
った。

塩化白金カリウム（K₂PtCl₆）2.49g、結晶塩化コバルト
（CoCl₂・6H₂0）2.0g及び濃塩酸200mlを加え溶解した
後、水で１に希釈する。この液を比色計を用い、波長
370mμにおける吸光度を測定し、これを色度1000とし、
この液を10倍に希釈したものを色度100とした。

実施例１ 撹拌機、温度計を備えたガラス製の内容量1000mlの耐圧
反応器中に、重炭酸アンモニウム166.6g、28重量％アン
モニア水溶液52.4g、純水481.0g、亜硫酸ナトリウム0.7
gを仕込み、100℃に加温した。100℃になったところ
で、予めグリコール酸2.2gを添加した50重量％グリコロ
ニトリル水溶液110.0gを１時間を要して仕込んだ後、１
時間反応を行い、減圧下、反応液の40重量％まで濃縮し
た液（色度694）に95重量％硫酸を硫酸濃度が15重量％
になるように添加し、90℃で３時間、酸処理を行い（酸
処理後の液の色度298）濾別し、白色の2,4−イミダゾリ
ジンジオン75.3gが得られた。

実施例２ 亜硫酸ナトリウム0.7gの代わりに亜硫酸カリウム0.9g添
加する以外は、実施例１と同じ操作を行った。酸処理後
の液の色度は306で、白色の2,4−イミダゾリジンジオン
75.4gが得られた。

実施例３ 亜硫酸ナトリウム0.7gの代わりに酸性亜硫酸ナトリウム
0.6g添加する以外は、実施例１と同じ操作を行った。酸
処理後の液の色度は316で、白色の2,4−イミダゾリジン
ジオン75.2gが得られた。

実施例４ 亜硫酸ナトリウム0.7gの代わりに亜硫酸ガス125ml添加
する以外は，実施例１と同じ操作を行った。酸処理後の
液の色度は301で、白色の2,4−イミダゾリジンジオン7
4.3gが得られた。

実施例５ 亜硫酸ナトリウム添加量0.7gを1.4gに増やした以外は実
施例１と同じ操作を行った。酸処理後の液の色度は184
で、白色の2,4−イミダゾリジンジオン75.5gが得られ
た。

比較例１ 実施例１と同じ装置を用い、重炭酸アンモニウム166.6
g、28重量％アンモニア水溶液52.4g、純水481.0gを仕込
み、100℃に加温した。100℃になったところで50重量％
グリコロニトリル水溶液110.0gを１時間を要して仕込ん
だ。仕込後、１時間反応を行い、減圧下、反応液の40重
量％まで濃縮した液（色度1655）に95重量％硫酸を硫酸
濃度が15重量％になるように添加し、90℃で３時間、酸
処理を行い（酸処理後の液の色度は1037であった。）、
黄色の2,4−イミダゾリジンジオン69.5gが得られた。

〔発明の効果〕

本発明の品質改良法は、活性炭、インオ交換樹脂等を使
わずに、実施例・比較例から色度比で184/1037〜316/10
37の着色を改善し、白色の品質の良い2,4−イミダゾリ
ジンジオンを得ることができる。また、精製工程が不要
なため工業的に有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム若
   しくはアンモニアと二酸化炭素又はこれらの混合物とグ
   リコロニトリルを反応させて2,4−イミダゾリジンジオ
   ンを製造する方法において、 （ａ）グリコロニトリルにグリコール酸を添加し、 （ｂ）反応系に亜硫酸ガス、亜硫酸塩又は酸性亜硫酸塩
   を存在させる ことを特徴とする2,4−イミダゾリジンジオンの品質改
   良法。