JPH1149741A

JPH1149741A - アルカノイルアミドアルキルアミンオキサイドの製造法

Info

Publication number: JPH1149741A
Application number: JP21285297A
Authority: JP
Inventors: Keiji Shibata; 啓二柴田; Mitsugi Morishita; 貢森下; Takashi Kawai; 隆川合
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 1999-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】アルカノイルアミドアルキルアミンオキサイ
ドが45重量％以上の反応物を得ることの可能な製造法の
提供。【解決手段】飽和脂肪族炭化水素類、飽和環状炭化水
素類、芳香族炭化水素類、有機エステル類、アルコール
類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類よりなる群
から選ばれる１種以上の溶媒を３級アミンに対して10〜
60重量％と、１個以上の水酸基を有する多塩基酸または
その塩を３級アミンに対して0.1〜５重量％存在させ、5
0〜100℃の温度で３級アミンと過酸化水素水溶液の反応
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗浄剤等の界面活
性剤として有用なアルカノイルアミドアルキルアミンオ
キサイドの製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルキルアミンオキサイドは、優れた増
泡効果や洗浄力増強作用を示すことが知られており、例
えば各種洗浄剤の補助活性剤として使用されている。ま
たアルカノイルアミドアルキルアミンオキサイドは、生
分解性や安全性に優れ、皮膚に対して低刺激であるとい
った特徴がある。

【０００３】アミンオキサイドは３級アミンを酸化する
ことによって合成されるものであり、一般には過酸化水
素水溶液と反応させることによって製造されている。し
かしながら、アミンオキサイドの濃度が約30重量％を超
えると反応液はゲル状となり、製造は困難になってく
る。そこでゲル化を制御乃至回避してアミンオキサイド
を製造するための方法が幾つか提案されている。

【０００４】特開昭56−61349号公報において植田ら
は、あらかじめアミンに対してその10〜40重量％に相当
する水を混合し、これを加熱攪拌した混合物に対し、濃
度が６〜15重量％の過酸化水素水溶液を滴下反応させる
ことによりアミンオキサイドを得ることを開示してい
る。しかしながら、これによって得られるアミンオキサ
イド水溶液は、アミンオキサイドの濃度が僅かに30〜40
重量％程度のものである。

【０００５】特開平３−120248号公報においてスミスら
は、不活性有機溶剤中でトリアルキルアミンを濃厚な過
酸化水素（例えば70重量％）と反応させることによっ
て、非吸湿性のトリアルキルアミンオキサイド二水和物
を製造することを開示している。しかしながらこの方法
では、過酸化水素の分解によってアミンの転化率が低下
する恐れがあり、またアルカノイルアミドアルキルアミ
ンオキサイドに対する適用例は示されていない。

【０００６】さらに特公昭60−55060号公報には、多塩
基酸又はその塩の存在下で脂肪族３級アミンと過酸化水
素水溶液を反応させることが開示されている。しかし、
この場合もアルカノイルアミドアルキルアミンオキサイ
ドに対する適用例は示されておらず、また生成物の濃度
も低い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、製品中のア
ルカノイルアミドアルキルアミンオキサイドの濃度が高
い、具体的には濃度が45重量％以上の反応物を得るため
の方法を提供することを課題としている。それによっ
て、生産性の向上、輸送コストの低減、配合自由度の増
大などを図るものである。また本発明は、過酸化水素の
分解を抑制し、３級アミンの転化率を向上させることも
課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明者らは種々検討を行い、３級アミンと過酸化
水素水溶液を反応させてアルカノイルアミドアルキルア
ミンオキサイドを製造するに際し、反応を特定の溶媒中
で、しかも多塩基酸またはその塩の存在下に加温下で行
うことにより、反応生成物自体におけるアルカノイルア
ミドアミンオキサイドの濃度を高くできることを見出
し、本発明に到達した。

【０００９】即ち本発明は、下記の一般式（Ｉ）

【００１０】

【化２】

【００１１】（式中、Ｒ¹は炭素数７〜21の直鎖又は分
岐鎖のアルキル基又はアルケニル基を示し、Ｒ²及びＲ³
はそれぞれ炭素数１〜３のアルキル基又はヒドロキシア
ルキル基を示し、ｎは２〜３の数を示す。）で表される
３級アミンと過酸化水素水溶液を反応させ、アルカノイ
ルアミドアルキルアミンオキサイドを45重量％以上含有
する反応物を製造するに際し、飽和脂肪族炭化水素類、
飽和環状炭化水素類、芳香族炭化水素類、有機エステル
類、アルコール類、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル類よりなる群から選ばれる１種以上の溶媒を３級アミ
ンに対して10〜60重量％と、１個以上の水酸基を有する
多塩基酸またはその塩を３級アミンに対して0.1〜５重
量％存在させ、50〜100℃の温度で反応を行うことを特
徴とする、アルカノイルアミドアルキルアミンオキサイ
ドの製造法を提供するものである。

【００１２】本発明の製法によれば、上記のように反応
生成物中におけるアルカノイルアミドアルキルアミンオ
キサイドの濃度を高くすることができ、また溶媒の除去
を容易に行うことができる。それによってさらに、低濃
度の水溶液から水を除去するような場合に比して、より
小さな消費エネルギーでアルカノイルアミドアルキルア
ミンオキサイドの濃度が高い製品を得ることが可能にな
る。

【００１３】また、溶媒としてポリオキシエチレンアル
キルエーテル類を用いた場合には、溶媒を除去する必要
も無く、反応生成物をそのまま洗浄剤等に配合できると
いう利点がある。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明によって製造されるアミン
オキサイドは、上記の式（Ｉ）に対応して、以下の式
（II）で表されるアルカノイルアミドアルキルアミンオ
キサイドである。

【００１５】

【化３】

【００１６】（式（II）中、R¹〜R³及びｎは前記と同じ
意味を表す。）式（Ｉ）で表される原料の３級アミンとしては、例え
ば、オクチルアミノプロピルジメチルアミン、デシルア
ミノプロピルジメチルアミン、ドデシルアミノプロピル
ジメチルアミン、トリデシルアミノプロピルジメチルア
ミン、テトラデシルアミノプロピルジメチルアミン、ヘ
キサデシルアミノプロピルジメチルアミン、デシルアミ
ノプロピルジヒドロキシエチルアミン、ドデシルアミノ
プロピルジヒドロキシエチルアミン、デシルアミノエチ
ルメチルアミン、ドデシルアミノエチルジメチルアミン
などが挙げられる。これらのうち、洗浄性および起泡性
に優れたアミンオキサイドが得られる点から、デシルア
ミノプロピルジメチルアミン、ドデシルアミノプロピル
ジメチルアミン、トリデシルアミノプロピルジメチルア
ミン、テトラデシルアミノプロピルジメチルアミンなど
がより好ましい。

【００１７】上記の如き３級アミンと反応させる過酸化
水素水溶液は、水溶液中の過酸化水素濃度が好ましくは
40〜90重量％、より好ましくは60〜80重量％、さらに好
ましくは65〜70重量％のものである。水溶液中の過酸化
水素濃度が高すぎると攪拌状態が悪くなり、アミンオキ
サイドの分解が促進される一方で、低すぎると製品の濃
度が低くなり、生産性が悪くなる。上記した好ましい範
囲は、こうした観点に基づいて定められたものである。

【００１８】過酸化水素水溶液は、３級アミンと過酸化
水素のモル比が１：0.9〜1.4の割合となる量で仕込むの
が好ましい。より好ましくは１：1.0〜1.3となる量であ
り、さらに好ましくは１：1.05〜1.25となる量である。
過酸化水素のモル比が少ないと、反応時間が長くなると
共に、残存３級アミンが多くなる傾向が生ずる。逆に過
酸化水素のモル比が大きいと、反応後の残存過酸化水素
量が多くなり、副反応が生じやすくなる。なお、使用す
る過酸化水素水溶液の濃度と量により、製品中の水分量
を所望の値にコントロールすることができる。

【００１９】本発明においては溶媒として、飽和脂肪族
炭化水素類、飽和環状炭化水素類、芳香族炭化水素類、
有機エステル類、アルコール類、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル類よりなる群から選ばれる１種以上の溶
媒が用いられる。これらのうち、３級アミンの転化率の
向上、および反応後の溶媒の除去という観点から好まし
い例としては、炭素数５〜10の飽和脂肪族炭化水素類、
炭素数５〜10の飽和環状炭化水素類、炭素数５〜10の芳
香族炭化水素類、炭素数２〜６の脂肪酸と炭素数１〜６
のアルキルよりなる有機エステル類、炭素数３〜８のア
ルコール類、アルキルの炭素数10〜16のポリオキシエチ
レンアルキルエーテル類が挙げられる。これらの具体的
な化合物として、飽和脂肪族炭化水素類としてはｎ−ヘ
キサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタンなど、飽和環状炭
化水素類としてはシクロヘキサン、シクロヘプタンな
ど、芳香族炭化水素類としてはトルエン、キシレンな
ど、有機エステル類としては酢酸メチル、酢酸エチル、
酢酸ブチルなど、アルコール類としてはイソプロピルア
ルコールなど、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類
としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテルなどを
挙げることができる。

【００２０】上記の溶媒は、反応物を攪拌混合するのに
十分な量で用いられる。具体的には、３級アミンに対し
て10〜60重量％の量である。量が少なすぎると反応物の
混合状態が悪くなり、過酸化水素の分解が促進されがち
になる。また多すぎる場合には、反応物中のアルカノイ
ルアミドアルキルアミンオキサイドの濃度が小さくな
り、生産性が低下すると共に、溶媒の除去のコスト効率
が低下する傾向が生じてくる。こうした観点からより好
ましくは、溶媒の量は３級アミンに対して20〜50重量％
である。

【００２１】本発明の製法において、溶媒は反応後に、
留去、晶析濾過等の方法によって除去することができ
る。この場合、水溶液から水を除去するような場合に比
して、より消費エネルギーを小さくすることができる。
また、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類を溶媒と
して用いる場合は、それ自身が活性剤であることから、
除去を行わずにそのまま洗浄剤等に配合することができ
る。

【００２２】本発明によれば、過酸化水素の分解を抑制
し、またアミンの転化率を向上させる目的で、１個以上
の水酸基を有する多塩基酸またはその塩が添加される。
こうした化合物として好ましいものは、クエン酸、イソ
クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、又はこれらのアルカリ金
属塩などである。またその添加量は、３級アミンに対し
て0.1〜５重量％、好ましくは0.2〜２重量％である。添
加量が少なすぎると所期の効果が果たしづらくなり、ま
た多すぎると製品中に多く残留するため、製品中のアル
カノイルアミドアルキルアミンオキサイドの濃度が相対
的に小さくなる。

【００２３】本発明の製法は、３級アミンを先に仕込
み、そこへ過酸化水素を添加する方法、或いは３級アミ
ンと過酸化水素を同時に仕込む方法の何れによっても良
い。例えば３級アミンを先に仕込み、そこへ過酸化水素
水溶液を添加する方法によって仕込みを行う場合、過酸
化水素水溶液の添加時間は、温度と規模に依存する。好
ましくは５分〜24時間。より好ましくは10分〜２時間程
度である。添加時間が短すぎると反応していない過酸化
水素が多く滞留するため、過酸化水素の分解や副反応が
起こり易く、また反応熱により温度が上がり易くなる。
他方、添加時間が長すぎると生産性が悪くなる。

【００２４】過酸化水素を添加した後、転化率を高める
ためには攪拌状態を保つのがよい。そのための時間は温
度にも依存するが、好ましくは30分〜24時間程度であ
り、より好ましくは１〜８時間程度である。ここで本発
明によれば、過酸化水素の添加、および攪拌状態での保
持の際の温度は、反応物が攪拌混合できる温度以上で且
つ生成したアミンオキサイドの分解温度以下、具体的に
は50〜100℃、好ましくは80〜90℃である。なお３級ア
ミンの転化率（Ｙ）とは、Ｙ＝［Ｃ_AO／（Ｃ_A＋Ｃ_AO）］×100 但し式中、Ｙ［％］：３級アミンの転化率Ｃ_A［mol／m³］：３級アミンの濃度Ｃ_AO［mol／m³］：アミンオキサイドの濃度であり、例えば反応物を核磁気共鳴分析装置（ＮＭＲ）
等を用いて分析することによって求めることができる。

【００２５】本発明の製造法によれば、アルカノイルア
ミドアルキルアミンオキサイドは４５重量％以上の濃度
で得られる。好ましくは５０重量％以上の濃度で得ら
れ、より好ましくは60重量％以上の濃度で得ることがで
きる。従ってアミンオキサイドの生産性の向上を図るこ
とができ、付随的に輸送コストの低減などを達成するこ
とができる。

【００２６】反応終了物は溶媒を含有しているが、これ
は前述のように留去、晶析濾過等の方法で容易に除去す
ることができる。これにより、溶媒を含有しない、高濃
度のアルカノイルアミドアルキルアミンオキサイド製品
を得ることができる。なお溶媒としてポリオキシエチレ
ンアルキルエーテル類を用いた場合には、前述の通りそ
れ自身が活性剤であるので除去は不要である。

【００２７】反応終了物中に未反応の過酸化水素がある
場合は、必要に応じ、例えば溶媒除去の前に公知の方法
（例えば水酸化ナトリウム水溶液の添加）によって分解
を行うことができる。なおその際、本発明の溶媒が存在
することにより、泡立ちを抑制できる効果が得られる。

【００２８】本発明の製法によって得られる製品の形態
は、用途に応じて所望のものとすることができる。例え
ば反応終了物から溶媒を留去し、ペースト状とし、これ
をフレーカーや押出機を用いて、フレーク状、ヌードル
状等に成形することができる。また反応終了物から溶媒
を晶析濾過により除去し、結晶状の製品とすることもで
きる。

【００２９】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明するが、本発明
がこれらの実施例に限定されるものでないことは勿論で
ある。

【００３０】実施例１温度計、冷却管、滴下ロート、攪拌翼を備えた容量500m
lの反応槽に、原料のドデシルアミノプロピルジメチル
アミン200ｇと、イソプロピルアルコール40ｇ（対３級
アミン20重量％）、クエン酸１ｇ（対３級アミン0.5重
量％）を仕込み、80℃まで昇温した。その後、攪拌を行
いながら、68重量％過酸化水素水溶液42.2ｇ（対３級ア
ミンモル比1.2）を15分かけて滴下し、80℃のまま６時
間熟成を行い反応を終了した。ＮＭＲにより３級アミン
の転化率を求めると、99.5％であった。ドデシルアミノ
プロピルジメチルアミンオキサイドの濃度は75重量％で
あった。

【００３１】実施例２温度計、冷却管、滴下ロート、攪拌翼を備えた容量500m
lの反応槽に、原料のテトラデシルアミノプロピルジメ
チルアミン200ｇと、酢酸エチル40ｇ（対３級アミン20
重量％）、クエン酸１ｇ（対３級アミン0.5重量％）を
仕込み、80℃まで昇温した。その後、攪拌を行いなが
ら、68重量％過酸化水素水溶液40.2ｇ（対３級アミンモ
ル比1.2）を15分かけて滴下し、80℃のまま６時間熟成
を行い反応を終了した。ＮＭＲにより３級アミンの転化
率を求めると、99.2％であった。テトラデシルアミノプ
ロピルジメチルアミンオキサイドの濃度は75重量％であ
った。

【００３２】実施例３温度計、冷却管、滴下ロート、攪拌翼を備えた容量500m
lの反応槽に、原料のドデシルアミノプロピルジメチル
アミン200ｇと、ｎ−ヘキサン50ｇ（対３級アミン25重
量％）、クエン酸二ナトリウム塩１ｇ（対３級アミン0.
5重量％）を仕込み、80℃まで昇温した。その後、攪拌
を行いながら、68重量％過酸化水素水溶液42.2ｇ（対３
級アミンモル比1.2）を15分かけて滴下し、80℃のまま
６時間熟成を行い反応を終了した。ＮＭＲにより３級ア
ミンの転化率を求めると、99.4％であった。ドデシルア
ミノプロピルジメチルアミンオキサイドの濃度は70重量
％であった。

【００３３】実施例４温度計、冷却管、滴下ロート、攪拌翼を備えた容量500m
lの反応槽に、原料のドデシルアミノプロピルジメチル
アミン200ｇと、ポリオキシエチレンラウリルエーテル1
20ｇ（対３級アミン60重量％）、クエン酸１ｇ（対３級
アミン0.5重量％）を仕込み、80℃まで昇温した。その
後、攪拌を行いながら、68重量％過酸化水素水溶液42.2
ｇ（対３級アミンモル比1.2）を15分かけて滴下し、80
℃のまま８時間熟成を行い反応を終了した。ＮＭＲによ
り３級アミンの転化率を求めると、98.5％であった。ド
デシルアミノプロピルジメチルアミンオキサイドの濃度
は55重量％であった。

【００３４】比較例１溶媒のイソプロピルアルコールを添加しないこと以外
は、実施例１と同様の反応を行った。滴下反応途中か
ら、反応物の粘度が増大し、攪拌が不可能となり、部分
的に白色のペースト状と液状とが混合した不均一の状態
となった。６時間の熟成の後、ＮＭＲにより転化率を求
めると、50％であった。

【００３５】比較例２添加剤のクエン酸を添加しないこと以外は、実施例１と
同様の反応を行った。反応状態は、実施例１とほぼ同様
であった。ＮＭＲにより３級アミンの転化率を求める
と、85％であった。ドデシルアミノプロピルジメチルア
ミンオキサイドの濃度は75重量％であった。

【００３６】以上の結果を表１にまとめて示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、３級アミン
の転化率を向上させることができると共に、製品中のア
ルカノイルアミドアルキルアミンオキサイドの濃度が45
重量％以上と高い反応物を得ることができる。従って生
産性の向上や輸送コストの低減が図られ、また溶媒の除
去も簡便に行いうる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（Ｉ）【化１】（式中、Ｒ¹は炭素数７〜21の直鎖又は分岐鎖のアルキ
ル基又はアルケニル基を示し、Ｒ²及びＲ³はそれぞれ炭
素数１〜３のアルキル基又はヒドロキシアルキル基を示
し、ｎは２〜３の数を示す。）で表される３級アミンと
過酸化水素水溶液を反応させ、アルカノイルアミドアル
キルアミンオキサイドを45重量％以上含有する反応物を
製造するに際し、飽和脂肪族炭化水素類、飽和環状炭化
水素類、芳香族炭化水素類、有機エステル類、アルコー
ル類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類よりなる
群から選ばれる１種以上の溶媒を３級アミンに対して10
〜60重量％と、１個以上の水酸基を有する多塩基酸また
はその塩を３級アミンに対して0.1〜５重量％存在さ
せ、50〜100℃の温度で反応を行うことを特徴とする、
アルカノイルアミドアルキルアミンオキサイドの製造
法。
【請求項２】過酸化水素水溶液中の過酸化水素の濃度
が40〜90重量％である、請求項１の製造法。
【請求項３】溶媒がポリオキシエチレンアルキルエー
テル類である、請求項１又は２の製造法。