JPH08169866A - イミノカルボン酸塩の取り扱い方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 下記一般式（１） 【化１】 （式中、Ｒは水素原子または水酸基を表し、Ｘはナトリ
ウム、カリウムまたはアンモニウム基を表す）で表され
るイミノカルボン酸塩を長期にわたって安定かつ均一な
水溶液として取り扱う方法を提供する。 【解決手段】 上記イミノカルボン酸塩を取り扱うに際
して、このイミノカルボン酸塩のアスパラギン酸骨格部
分の異性体割合をＤ体／Ｌ体（モル比）＝１／０〜０．
７／０．３またはＤ体／Ｌ体（モル比）＝０／１〜０．
３／０．７とし、かつこのイミノカルボン酸塩を濃度４
０〜７０重量％およびｐＨ７〜１２に調整した水溶液と
して取り扱う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はイミノカルボン酸塩
の取り扱い方法、詳しくは有機キレート剤、洗剤用ビル
ダー、スケール防止剤などとして有用なイミノカルボン
酸塩を、長期にわたりイミノカルボン酸塩結晶の析出な
どがない、安定かつ均一な水溶液として取り扱う方法に
関する。

【０００２】本発明における「取り扱う」との用語は、
イミノカルボン酸塩の水溶液のタンクローリーなどによ
る輸送、タンクなどでの貯蔵、パイプ、バルブ、ノズル
などを含めた配管での移送などを意味する。

【０００３】

【従来の技術および問題点】本発明に係わる一般式
（１）

【０００４】

【化２】

【０００５】（式中、Ｒは水素原子または水酸基を表
し、Ｘはナトリウム、カリウムまたはアンモニウム基を
表す）で表されるイミノカルボン酸塩は、国際公開番号
ＷＯ９２／０２４８９号明細書などにより公知である。
以下、単に「イミノカルボン酸塩」という場合、これは
上記一般式（１）のイミノカルボン酸塩を意味する。イ
ミノカルボン酸塩を粉末あるいは粒状の固体状態で取り
扱う場合には、このイミノカルボン酸塩の吸湿性が高い
ため、取り扱い中に空気中の水分を吸収して固体同士が
融着してしまい粘着性の塊状物となってしまう。

【０００６】このため、イミノカルボン酸塩は水溶液と
して取り扱うのが有利であるが、このような水溶液とし
ての取り扱いについての具体的検討は未だなされておら
ず、本発明者らの検討によって初めてイミノカルボン酸
塩を水溶液として取り扱うに際しては種々の問題がある
ことが分かった。その一つはイミノカルボン酸塩の析出
であり、一般にはできるだけ高い濃度および低い温度で
取り扱うのが経済的であるが、このような高濃度、低温
度の条件下ではイミノカルボン酸塩結晶が析出し、特に
時間の経過とともに析出が著しくなる。場合によって
は、水溶液自体が完全に固化してしまうこともある。特
に、イミノカルボン酸のナトリウム塩は、水に対する溶
解性が他の塩に比べて悪いため、析出の問題は深刻なも
のとなる。他の問題は、イミノカルボン酸塩水溶液の粘
度であり、結晶の析出がなくとも、水溶液の粘度が１
０，０００ｃｐｓを超えると取り扱いが著しく困難とな
ることである。さらに他の問題は、イミノカルボン酸塩
の水溶液を加熱濃縮してその濃度を所望の濃度まで高め
ようとすると、イミノカルボン酸塩もしくはその水溶液
が着色して商品価値が著しく損なわれる上に、イミノカ
ルボン酸塩が析出することである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記一般式
（１）で表されるイミノカルボン酸塩を水溶液として取
り扱う際に遭遇する前記のような問題点を解決して、こ
のイミノカルボン酸塩水溶液を長期にわたって安定的に
取り扱う方法を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
ついて鋭意検討した結果、イミノカルボン酸塩のアスパ
ラギン酸骨格部分のＤ体およびＬ体の異性体のモル比、
水溶液中のイミノカルボン酸塩の濃度および水溶液のｐ
Ｈを特定範囲とすることにより、イミノカルボン酸塩
を、長期にわたり結晶の析出、水溶液の固化などもな
い、安定かつ均一な水溶液として取り扱えることを知
り、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち、本発明は、下記一般式（１）

【００１０】

【化３】

【００１１】（式中、Ｒは水素原子または水酸基を表
し、Ｘはナトリウム、カリウムまたはアンモニウム基を
表す）で表されるイミノカルボン酸塩を取り扱うに際し
て、該イミノカルボン酸塩のアスパラギン酸骨格部分の
異性体割合をＤ体／Ｌ体（モル比）＝１／０〜０．７／
０．３またはＤ体／Ｌ体（モル比）＝０／１〜０．３／
０．７とし、かつ該イミノカルボン酸塩を濃度４０〜７
０重量％およびｐＨ７〜１２に調整した水溶液として取
り扱うことを特徴とするイミノカルボン酸塩の取り扱い
方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】前記一般式（１）で表されるイミ
ノカルボン酸塩は公知の方法により調製することができ
る。一般式（１）においてＲが水酸基の化合物は、アス
パラギン酸塩とエポキシコハク酸塩とを水性媒体中でア
ルカリ条件下に反応させることにより得られる。また、
一般式（１）においてＲが水素原子の化合物は、アスパ
ラギン酸塩とマレイン酸塩とを水性媒体中でアルカリ条
件下に反応させることにより得られる。

【００１３】なお、一般式（１）において、４つのＸは
すべて同一である必要はなく、それぞれ異なっていても
よく、一般式（１）で表されるイミノカルボン酸塩に
は、テトラ（４）ナトリウム塩のほかにジ（２）ナトリ
ウムジ（２）カリウム塩、モノ（１）ナトリウムトリ
（３）カリウム塩なども包含される。これら塩のうち、
特にテトラ（４）ナトリウム塩の場合、本発明の取り扱
い方法が効果的に用いられる。

【００１４】本発明の取り扱い方法の第一の要件は、イ
ミノカルボン酸塩のアスパラギン酸骨格のＤ体とＬ体の
モル比（Ｄ体／Ｌ体＝）を、１／０〜０．７／０．３
（Ｄ体＋Ｌ体＝１モル）または０／１〜０．３／０．７
（Ｄ体＋Ｌ体＝１モル）の範囲にすることである。イミ
ノカルボン酸塩のアスパラギン酸骨格のＤ体とＬ体とを
上記範囲内とするには、イミノカルボン酸塩の製造前に
あらかじめＤ−アスパラギン酸塩およびＬ−アスパラギ
ン酸塩の仕込モル比を上記範囲内としておくか、あるい
はＤ−アスパラギン酸塩とＬ−アスパラギン酸塩とから
それぞれ単独に製造したイミノカルボン酸塩を上記モル
比となるように混合してもよい。イミノカルボン酸塩の
アスパラギン酸骨格のＤ体とＬ体との割合が上記範囲外
の組成のイミノカルボン酸塩を水溶液として取り扱う場
合、他の取り扱い要件が満たされていても、短時間で結
晶が析出し、不均一なスラリー状態となってしまう。こ
れを均一なスラリーとして取り扱うためには撹拌、ポン
プによる強制循環などの特別な混合操作が必要となるだ
けではなく、ポンプなどによる移送時の詰まりなどのト
ラブルの原因となる。

【００１５】本発明の取り扱い方法の第二の要件は、イ
ミノカルボン酸塩の水溶液濃度を４０〜７０重量％とす
ることである。水溶液濃度が４０重量％より低い場合に
は、安定な水溶液として取り扱うことができるが、希薄
水溶液なため貯蔵および輸送の設備が大型なものになっ
てしまい不経済である。また、水溶液濃度が７０重量％
を超えると水溶液から結晶が析出して取り扱いが困難と
なる。上記水溶液濃度範囲ではイミノカルボン酸のナト
リウム塩の場合も安定した水溶液として取り扱うことが
できる。

【００１６】本発明の取り扱い方法の第三の要件は、イ
ミノカルボン酸塩の水溶液のｐＨを７〜１２の範囲に調
整することである。イミノカルボン酸塩水溶液のｐＨが
７より低いとイミノカルボン酸塩が析出し、均一な水溶
液として取り扱うことができない。また、１２を超える
と貯蔵時の水溶液の着色およびイミノカルボン酸塩の分
解が進行して製品品質が劣化する。イミノカルボン酸塩
水溶液のｐＨが高い場合には塩酸、硫酸、リン酸などの
無機酸、あるいはマレイン酸、酒石酸、酢酸などの有機
酸を用いて、またｐＨが低い場合には水酸化ナトリウム
などのアルカリ金属水酸化物を用いて７〜１２の範囲に
調整する。

【００１７】本発明によれば、上記３つの要件を満たす
ことにより、イミノカルボン酸塩を、結晶の析出や水溶
液の固化もなく、長期間安定で均一な水溶液として取り
扱うことが可能である。しかも、このイミノカルボン酸
塩水溶液の粘度は１０，０００ｃｐｓ以下であって取り
扱いが容易である。

【００１８】本発明におけるイミノカルボン酸塩水溶液
の取り扱い温度には特に制限はなく任意の温度で取り扱
うことができる。しかし、本発明の取り扱い方法によれ
ば、特に−１０〜１０℃あるいは３０〜７０℃の範囲の
低温あるいは高温といった過酷な温度条件において、そ
の作用効果が顕著に発揮される。したがって、本発明の
好ましい形態は、前記イミノカルボン酸塩水溶液を−１
０〜１０℃あるいは３０〜７０℃の範囲の温度で取り扱
うことである。本発明の取り扱い方法によれば、１０℃
以下の低温でも前記のような高濃度のイミノカルボン酸
塩水溶液から結晶の析出や水溶液の固化がなく取り扱い
が容易であり、また３０℃以上の高温でも長期保存中に
イミノカルボン酸塩の分解や着色がなく取り扱いが容易
となる。なお、取り扱い温度が−１０℃より低くなると
水溶液の流動性が極端に低下し移送や輸送が困難となる
ことがある。また、７０℃を超えるとイミノカルボン酸
塩自体が分解してしまい、製品の純度低下の原因となる
ことがある。

【００１９】イミノカルボン酸塩水溶液は、前記のよう
に、アスパラギン酸塩とエポキシコハク酸塩またはマレ
イン酸塩とを水性媒体中で反応させて得られるが、反応
中における結晶の析出などを防止するために、反応終了
後の反応溶液、すなわち生成イミノカルボン酸塩の水溶
液中のイミノカルボン酸塩の濃度が４０重量％より低く
なるような濃度の出発原料を用いて反応を行う場合もあ
る。この場合、イミノカルボン酸塩水溶液を加熱濃縮し
てイミノカルボン酸塩濃度が４０〜７０重量％の水溶液
とする必要があるが、この加熱濃縮は減圧下に３０〜８
０℃の範囲の温度および７〜１２の範囲のｐＨで行うの
が望ましい。８０℃を超える温度ではイミノカルボン酸
塩の一部が分解して着色し、その製品価値が著しく損な
われる。また、３０℃より低い温度での濃縮は減圧度を
高くする必要があるなどの理由から工業的には望ましく
ない。また、７より低いｐＨで濃縮するとイミノカルボ
ン酸塩が析出し、また１２を超えるｐＨで濃縮するとイ
ミノカルボン酸塩水溶液が着色して好ましくない。

【００２０】したがって、本発明の一つの形態において
は、アスパラギン酸塩とエポキシコハク酸塩またはマレ
イン酸塩とを反応させて得られる、イミノカルボン酸塩
のアスパラギン酸骨格部分の異性体割合がＤ体／Ｌ体
（モル比）＝１／０〜０．７／０．３またはＤ体／Ｌ体
（モル比）＝０／１〜０．３／０．７であるイミノカル
ボン酸塩の水溶液を温度３０〜８０℃およびｐＨ７〜１
２の条件下に加熱濃縮して濃度４０〜７０重量％および
ｐＨ７〜１２のイミノカルボン酸塩水溶液を調製し、こ
れを３０〜７０℃の範囲の温度で取り扱う。この形態に
よれば、濃縮過程での着色が防止できるとともに、イミ
ノカルボン酸塩を結晶の析出および固化のない安定かつ
均一な水溶液として取り扱うことができる。

【００２１】本発明の取り扱い方法によれば、イミノカ
ルボン酸塩を常に均一な水溶液として取り扱うことがで
きるため、保温、撹拌などの特別な装置を必要とするこ
となく、貯蔵容器に蓄えられたり、反応槽、貯槽などか
ら直接目的とする場所へ配管を経由して送液したり、タ
ンクローリー、タンク貨車、コンテナ、ドラム缶などに
充填して輸送することができる。貯蔵あるいは輸送に当
たっての気相部の条件に特に制限はなく、窒素、アルゴ
ンなどの不活性ガス、空気などを用いることができる。

【００２２】イミノカルボン酸塩水溶液を取り扱う際
の、例えばタンクに貯蔵する場合のタンクの構成材料と
しては炭素鋼、ステンレススチール鋼、ハステロイ鋼、
チタン合金鋼、ニッケル鋼などが用いられるが、イミノ
カルボン酸塩水溶液が接触する部分をグラスライニン
グ、テフロンなどによる樹脂ライニング、ゴムライニン
グなどとしてもよい。特に、ステンレススチール鋼が好
適に用いられる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。

【００２４】合成例１ エポキシコハク酸２ナトリウム塩８８ｇ、Ｌ−アスパラ
ギン酸２ナトリウム８８．５ｇおよび水２１０ｇを撹拌
機、還流冷却器付の４つ口フラスコに仕込み８０℃で８
時間反応させた。反応後の反応液を高速液体クロマトグ
ラフィー（島津製作所製ＬＣ−１０Ａ）を用いて分析し
た結果、前記一般式（１）においてＲ＝ＯＨ、Ｘ＝Ｎａ
であるＬ体（Ｄ／Ｌ（モル比）＝０／１）のイミノカル
ボン酸の４ナトリウム塩が１６５ｇ含まれていた。

【００２５】合成例２ 合成例１において、Ｌ−アスパラギン酸２ナトリウムの
代わりにＤ−アスパラギン酸２ナトリウムを用いた以外
は合成例１と同様にして、前記一般式（１）においてＲ
＝ＯＨ、Ｘ＝ＮａであるＤ体（Ｄ／Ｌ（モル比）＝１／
０）のイミノカルボン酸４ナトリウムを１６４．５ｇを
含む水溶液を得た。

【００２６】合成例３ Ｌ−アスパラギン酸２ナトリウム塩水溶液（濃度２６．
５重量％）３３４ｇおよびエポキシコハク酸２ナトリウ
ム塩水溶液（濃度３０重量％）２９３ｇを用い合成例１
と同様にして前記一般式（１）においてＲ＝ＯＨ、Ｘ＝
ＮａであるＬ体（Ｄ／Ｌ（モル比）＝０）のイミノカル
ボン酸４ナトリウム塩１６２．４ｇを含む水溶液を得
た。

【００２７】実施例１〜８、１０〜１５および比較例１
〜５ 合成例１および２で得られたＬ−イミノカルボン酸４ナ
トリウムおよびＤ−イミノカルボン酸４ナトリウムの水
溶液を混合し、表１に示すＤ体／Ｌ体のモル比、ｐＨお
よび濃度を有するイミノカルボン酸４ナトリウムの水溶
液を調製し、この水溶液を表１に示す温度にて保存し
た。調製直後の水溶液の外観および１ケ月間保存した後
の水溶液を外観を観察し、その結果を表１に示した。ま
た、調製直後の水溶液の粘度も表１に示した。

【００２８】表１の結果から、前記４つの要件を満足さ
せることにより、イミノカルボン酸４ナトリウム塩を安
定かつ均一な水溶液として取り扱えることが分かる。

【００２９】実施例９ 合成例３で得られた濃度２６重量％のＬ−イミノカルボ
ン酸４ナトリウム塩水溶液をロータリーエバポレーター
を用いて内温７０℃で濃縮して濃度５５重量％の水溶液
とした。この際水溶液の着色は認められなかった。得ら
れた水溶液を表１に示す条件にて保存した。調製直後の
水溶液の外観および１ケ月間保存した後の水溶液の外観
を観察し、その結果を表１に示した。また、調製直後の
水溶液の粘度も表１に示した。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明の方法によれば、イミノカルボン
酸塩を水溶液として長期にわたって、イミノカルボン酸
塩結晶の析出あるいは水溶液の固化を生じることなく、
安定的に取り扱うことができる。

【００３２】本発明の方法によれば、イミノカルボン酸
塩水溶液の粘度が１０，０００ｃｐｓ以下なので、この
水溶液の取り扱いが容易である。

【００３３】本発明の方法によれば、イミノカルボン酸
塩を長期にわたり安定かつ均一な水溶液として取り扱う
ことが可能であり、保温、撹拌などの特別な装置を必要
とすることないので、その取り扱いが簡便かつ容易であ
る。本発明の方法によれば、−１０〜１０℃あるいは３
０〜７０℃という低温あるいは高温においてもイミノカ
ルボン酸塩を安定かつ均一な水溶液として取り扱うこと
ができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１） 【化１】 （式中、Ｒは水素原子または水酸基を表し、Ｘはナトリ
   ウム、カリウムまたはアンモニウム基を表す）で表され
   るイミノカルボン酸塩を取り扱うに際して、該イミノカ
   ルボン酸塩のアスパラギン酸骨格部分の異性体割合をＤ
   体／Ｌ体（モル比）＝１／０〜０．７／０．３またはＤ
   体／Ｌ体（モル比）＝０／１〜０．３／０．７とし、か
   つ該イミノカルボン酸塩を濃度４０〜７０重量％および
   ｐＨ７〜１２に調整した水溶液として取り扱うことを特
   徴とするイミノカルボン酸塩の取り扱い方法。
2. 【請求項２】 水溶液を３０〜７０℃の範囲の温度で取
   り扱う請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 水溶液を−１０〜１０℃の範囲の温度で
   取り扱う請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 一般式（１）におけるＸがナトリウムで
   ある請求項１、２または３記載の方法。