JPH10158224A - 不飽和第4級アンモニウム塩の製造法 - Google Patents

不飽和第4級アンモニウム塩の製造法

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JPH10158224A
JPH10158224A JP8330191A JP33019196A JPH10158224A JP H10158224 A JPH10158224 A JP H10158224A JP 8330191 A JP8330191 A JP 8330191A JP 33019196 A JP33019196 A JP 33019196A JP H10158224 A JPH10158224 A JP H10158224A
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JP
Japan
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quaternary ammonium
ammonium salt
solvent
reaction
unsaturated quaternary
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JP8330191A
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English (en)
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Katsuaki Kikuchi
克明 菊池
Tetsuro Nakahama
哲朗 中浜
Fumio Sato
文男 佐藤
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Mitsubishi Chemical Corp
Nitto Riken Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Nitto Chemical Industry Co Ltd
Nitto Riken Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 凝集剤、帯電防止剤などに用いられるカチオ
ン性ポリマーの製造原料となる有用な単量体である式(I
I) (但し、R1 は−Hまたは−CH3 、R2 、R3 、R4
は−CH3 または−C2H5 、XはCl、BrまたはI
を示す)で表される不飽和第4級アンモニウム塩の良質
結晶を高純度かつ工業的に有利に製造する方法の提供。 【解決手段】 式(I) (但し、R1 、R2 及びR3 は前と同じ。)で表される
不飽和第3級アミンとアルキルハライドR4 X(但し、
R4 及びXは前と同じ。)をアセトンまたはN−メチル
ピロリドン中で反応させ、4級化して、上記式(II)の不
飽和第4級アンモニウム塩の良質結晶を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、式(I) (但し、R1 は−Hまたは−CH3 、R2 、R3 は−C
H3 または−C2 H5 を示す)で表される不飽和第3級
アミン(I) を特定の溶媒の存在下にアルキルハライドR
4 X(但し、R4 は−CH3 または−C2 H5 、XはC
l、BrまたはIを示す)を反応させ、4級化して、式
(II) (但し、式中R1 、R2 、R3 、R4 及びXは前と同
じ)で表される不飽和第4級アンモニウム塩(II)の良質
結晶を高純度かつ工業的に有利に製造する方法に関す
る。本発明により得られる不飽和第4級アンモニウム塩
は、凝集剤、帯電防止剤、土壌改良剤、導電加工剤、染
色改良剤、紙力増強剤、紙の濾水性向上剤、化粧品など
に用いられるカチオン性ポリマーの製造原料となる有用
な単量体である。
【0002】
【従来の技術】第3級アミンを4級化剤により4級化し
て第4級アンモニウム塩を製造する反応は、従来、極性
の高い溶媒、例えば、水、アルコールなどの存在下に行
うのが反応が速くて有利であるとされている。しかしな
がら、前記不飽和第3級アミン(I) とアルキルハライド
R4 Xを水、アルコールなどの存在下に反応させた場合
は、生成した不飽和第4級アンモニウム塩(II)は溶媒中
に溶解しているため、結晶として分離するには蒸留など
の手段により溶媒を除去しなければならず手間が大変で
ある。その上、単に溶媒を除去するだけでは、未反応原
料すなわち不飽和第3級アミン(I) とアルキルハライド
R4 Xを除くことは難しい。このため、不飽和第3級ア
ミン(I) とアルキルハライドR4 Xの反応は、極力未反
応原料を少なくするため、多くの場合加圧下反応を行う
ことで、反応率を高めることが報告されているが、これ
も高圧ガス設備が必要であり設備上の問題となる。ま
た、水、アルコールなどの溶媒は反応性が高いため不飽
和第3級アミン(I)の一部を加溶媒分解するが、この分
解生成物を除くことも困難である。このように、水、ア
ルコールなどを溶媒として、高純度の不飽和第四級アン
モニウム塩(II)結晶を得ることは難しい。
【0003】一方、不飽和第4級アンモニウム塩(II)は
非極性溶媒、例えば炭化水素類には溶け難いので、これ
らの存在下に不飽和第3級アミン(I) とアルキルハライ
ドR4 Xを反応させた場合は、反応させただけで不飽和
第4級アンモニウム塩(II)の結晶が析出するため、反応
後、蒸留などは必要とせず、操作上有利であるが、得ら
れた結晶は粘質で取り扱い難く、溶媒との濾別その他の
操作が容易でないばかりか、未反応物、溶媒などの不純
物を結晶中に含んでいて良質なものとは言えない。特公
昭56−49897号では、アセトニトリルを溶媒とし
て良質結晶を得ることが報告されているが、アセトニト
リルは毒・劇物取締法の第2条劇物に当たり、作業上問
題である。特開昭60−54343号や特開昭61−5
0947号でアセトンを溶媒とする製造法が報告されて
いるが、水との混合溶媒であり、最終的にはアセトンを
留去して水溶液を得るため、加水分解生成物や未反応原
料を除くことはできない。また、特開昭59−1106
60号でアセトンを単独溶媒とする製造法が報告されて
いるが、この方法は反応後、水を加え、水層を分離する
ことで不飽和第4級アンモニウム塩水溶液を得ているた
め、第3級アミンが加溶媒分解したような水溶性不純物
を除くことが出来ず、高純度結晶を得ることはできな
い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の欠点を改善すべくなされたもので、不飽和第3級
アミン(I) と、アルキルハライドR4 Xを、溶媒の存在
下に反応させて不飽和第4級アンモニウム塩(II)の結晶
を得るにあたり、生物に対する安全性の高い溶媒を用い
て不飽和第4級アンモニウム塩(II)の良質結晶を高収率
で製造する方法を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、アセトンまたはN−メ
チルピロリドンを溶媒として用いた場合は、不飽和第4
級アンモニウム塩(II)の良質結晶を高収率で析出するこ
とを見出し、本発明に到達した。
【0006】すなわち、本発明は、式(I) (但し、R1 は−Hまたは−CH3 、R2 及びR3 は−
CH3 または−C2 H5を示す)で表される不飽和第3
級アミン(I) とアルキルハライドR4 X(但し、R4 は
−CH3 または−C2 H5 、XはCl、BrまたはIを
示す)をアセトンまたはN−メチルピロリドン中で反応
させ、四級化して、式(II) (但し、R1 、R2 、R3 、R4 及びXは前と同じ)で
表される不飽和第4級アンモニウム塩の良質結晶を高収
率で製造する方法である。
【0007】本発明に用いる不飽和第3級アミン(I) と
しては、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチ
ルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチル
アクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレートなど
が挙げられる。
【0008】また、アルキルハライドとしては、塩化メ
チル、臭化メチル、沃化メチルのようなメチルハライ
ド、塩化エチル、臭化エチル、沃化エチルのようなエチ
ルハライドなどがあげられる。
【0009】本発明の実施にあたり、不飽和第3級アミ
ン(I) とアルキルハライドR4 Xの反応割合としては、
等モルあるいはアルキルハライドを過剰に用いるのが好
ましく、通常、不飽和第3級アミン(I) 1モルに対して
アルキルハライド1〜2モル、好ましくは1〜1.5モ
ル用いる。
【0010】溶媒の使用量については特に規定しない
が、通常は不飽和第3級アミン(I) 1モルに対して50
〜2000ml用いるのが反応混合物の取り扱いの点か
らみて好ましく、200〜1000mlが特に好まし
い。
【0011】反応は室温でも進行するが、反応速度を速
くさせる点から室温以上の温度で行うのが好ましく、通
常、反応温度は0〜60℃であり、特に20〜60℃が
適当である。
【0012】アルキルハライドR4 Xは沸点が低いの
で、反応方法としては、通常、適宜の反応器に不飽和第
3級アミン(I) と溶媒及び小量の重合禁止剤を仕込み、
その中にアルキルハライドR4 Xを気化して小量ずつ吹
き込むのが良い。
【0013】重合禁止剤は反応中に単量体成分(原料ア
ミン及び生成した第4級アンモニウム塩)が重合するの
を防止するためのものであって、通常、ハイドロキノ
ン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、クペロン、フ
ェノチアジンなどを適量用いる。
【0014】反応時間は、反応温度、アルキルハライド
R4 Xの添加速度などに応じて変化するが、通常は0.
5〜8時間である。
【0015】アルキルハライドR4 Xの添加終了後、必
要に応じて反応系を適宜熟成し、反応を完結させてから
析出結晶を濾別する。次いで得られた結晶は、アセトン
のような結晶の溶解度は低いが、不純物及び溶媒は良く
溶解する溶媒で軽く洗浄した後、加熱あるいは減圧乾燥
により残存溶媒その他の揮発分を除去することによっ
て、高純度の良質結晶として単離される。
【0016】
【実施例】次に、実施例により本発明を説明するが、本
発明は以下の実施例に制約されるものではない。
【0017】実施例1 還流冷却器、撹拌機、温度計、ガス吹き込み管が設けら
れ、かつ湿気を遮断した1000mlの反応器にジメチ
ルアミノエチルメタクリレート157g(1モル)とア
セトン375ml及びハイドロキノンモノメチルエーテ
ル3.1gを仕込んだ。ついで、反応器を外部より40
℃に加熱し、液相を激しく撹拌しながら、塩化メチル6
5g(1.3モル)を6時間にわたって吹き込んで反応
させた。反応の進行にともない結晶の析出量が多くな
る。塩化メチルの吹き込み終了後、反応物を室温に冷却
してから析出結晶を濾別、洗浄した。ついで、濾別結晶
を60℃の温度で乾燥して、残存溶媒その他の揮発分を
除去した。得られた結晶は無色針状非粘質で取り扱い易
く、赤外吸収スペクトルによる分析の結果、CH2 =C
(CH3 )COO(CH2 )2 N(CH3 )3 ・Clで
あることが確認され、収率は92.4%(収量192
g)であった。
【0018】実施例2 実施例1で用いたのと同様の反応器にジメチルアミノエ
チルアクリレート143g(1モル)とアセトン375
ml及びハイドロキノンモノメチルエーテル3.1gを
仕込んだ。以下、実施例1と同様の方法に従い、不飽和
第4級アンモニウム塩の結晶を製造した。その結果、実
施例1の場合と同様の良質の結晶が得られた。赤外吸収
スペクトルによる分析の結果、CH2 =CHCOO(C
H2 )2 N(CH3 )3 ・Clであることが確認され、
収率は、90.2%(収量174.7g)であった。
【0019】実施例3 実施例1で用いたのと同様の反応器にジメチルアミノエ
チルメタクリレート157g(1モル)とN−メチルピ
ロリドン375ml及びハイドロキノンモノメチルエー
テル3.1gを仕込んだ。以下、実施例1と同様の方法
に従い、不飽和第4級アンモニウム塩の結晶を製造し
た。その結果、実施例1の場合と同様の良質の結晶が得
られた。赤外吸収スペクトルによる分析の結果CH2 =
C(CH3 )COO(CH2 )2 N(CH3)3 ・Cl
であることが確認され、収率は92.8%(収量193
g)であった。
【0020】
【発明の効果】本発明においては、上記不飽和第3級ア
ミン(I) とアルキルハライドR4 Xを、アセトンまたは
N−メチルピロリドンを溶媒として反応させるが、両溶
媒ともに不飽和第3級アミン(I) とアルキルハライドR
4 Xの反応には不活性であって、両原料はよく溶かす
が、目的生成物である不飽和第4級アンモニウム塩(II)
はほとんど溶かさない。したがって、アセトンまたはN
−メチルピロリドン溶媒の存在下に、不飽和第3級アミ
ン(I) とアルキルハライドR4 Xを反応させた場合は、
反応が溶媒によって阻害されることがなく、不飽和第4
級アンモニウム塩(II)の結晶が析出するばかりか、好ま
しいことには、析出結晶は非粘質性で取り扱い易く、未
反応物、溶媒などを含まず高純度で、収率も充分高いこ
とが見いだされた。しかも、加溶媒分解生成物も良く溶
かすため、析出した結晶を濾過するだけで高純度の不飽
和第4級アンモニウム塩(II)を得ることが出来る。同様
に未反応原料が残存した場合であっても、分離すること
が容易なため高純度結晶が得られる。このため、反応を
常圧で行うことも可能で、反応率を高めるための加圧反
応の設備も不必要となる。さらに、アセトン溶媒を用い
た場合は揮発性で沸点が低いので(沸点56℃)、反応
後、アセトン溶媒を濾別し去った不飽和第4級アンモニ
ウム塩(II)になお残存する溶媒の除去が容易であって、
たとえば、結晶を単に加熱するだけで溶媒を除去するこ
とが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 文男 東京都千代田区丸の内一丁目5番1号 日 東化学工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(I) (但し、R1 は−Hまたは−CH3 、R2 、R3 は−C
    H3 または−C2 H5 を示す)で表される不飽和第3級
    アミンとアルキルハライドR4 X(但し、R4 は−CH
    3 または−C2 H5 、XはCl、BrまたはIを示す)
    を反応させ、4級化して、式(II) (但し、R1 、R2 、R3 、R4 及びXは前と同じ)で
    表される不飽和第4級アンモニウム塩を製造するにあた
    り、該反応をアセトンまたはN−メチルピロリドン中で
    行わせることを特徴とする、前記不飽和第4級アンモニ
    ウム塩の良質結晶の製造法。
JP8330191A 1996-11-27 1996-11-27 不飽和第4級アンモニウム塩の製造法 Pending JPH10158224A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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