JP2945355B2 - 不飽和第4級アンモニウム塩の水溶液の製造方法 - Google Patents
不飽和第4級アンモニウム塩の水溶液の製造方法Info
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Description
ジメチルアミノエチルメタクリレートを第4級化剤とし
てのCH3 −Clと反応させて〔化2〕:
製造する方法に関するものである。
して用いられるポリマーを製造する際に使用される。こ
の化合物の加圧下の合成は熱的に不安定な化合物が生じ
るため、上記方法は現在では大気圧下でのみ行われてい
る。しかし、大気圧下での合成には加圧合成の場合より
大過剰のCH3 −Clを用いなければならないという欠
点があり、その結果、CH3 −Clの排出量が増える。
-103,185 号で公知である。この公知方法では〔化3〕
で表される(メタ)アクリレート:
アルキレン基を表し、R1 およびR2 は互いに独立して
低級アルキル基を表す)の50〜80%(w/w) 水溶液をハロ
ゲン化アルキルまたはアルキアリール(alkaryl)と接触
させて、メタクリレートを第4級化する。
級化が4.5 バールの最大圧力下で25〜30℃の温度で塩化
メチルを添加して行われる。この方法は、過剰な塩化メ
チルが出るという上記の欠点がある他に、出発化合物が
多量に加水分解されて、例えばN,N-ジメチルアミノエチ
ルメタクリレートがメタクリル酸へ加水分解されてしま
う。この副反応は反応開始時に混合状態で添加したN,N-
ジメチルアミノエチルメタクリレートと水の導入によっ
て促進される。得られた最終水溶液中にこのメタクリル
酸が存在すると、最終水溶液の分析品質が損われ、用
途、例えば重合では使用価値が損なわれる。
欠点を解決することにある。本出願人は、驚くべきこと
に、特定の化合物の存在下で実施することによって熱的
に安定な化合物が得られるということを発見した。
在下でN, N- ジメチルアミノエチルメタクリレートを第
4級化剤としてのCH3 −Clと反応させて(I) で表さ
れる不飽和第4級アンモニウム塩の水溶液を製造する方
法にある。本発明はこの反応を加圧下でジエチレントリ
アミン五酢酸の第5ナトリウム塩の存在下で行う点に特
徴がある。
酢酸の第5ナトリウム塩は塩(I) の水溶液に対して1〜
100ppm、好ましくは5〜30ppm の比率で導入する。この
第五ナトリウム塩は反応開始時に導入するのが好まし
い。一般に、この第五ナトリウム塩は基本的に水溶液の
形で導入する。すなわち、商品名ヴェルスネクス(Vers
enex) 80で市販のこの第5ナトリウム塩は約40重量%の
水溶液の形をしている。一般に、本発明の反応は2〜9
バール、好ましくは3〜6バールの圧力下かつ35〜65
℃、特に40〜55℃の温度で実施する。
メタクリレートに対するCH3-Clのモル比を一般に1
〜1.1 、好ましくは1.01〜1.05にして実施する。また、
反応開始からN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート
に、3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシトルエン、ハイ
ドロキノンメチルエーテル、ハイドロキノン、カテコー
ル、tert- ブチルカテコールおよびこれらの混合物から
なる群の中から選択される少なくとも1種の安定化剤を
組み合わせたものを、塩(I) の水溶液に対して50〜2000
ppm 、好ましくは 100〜1000 ppmの比率で用いるのが有
利である。
である: (a) N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレートとジエチ
レントリアミン五酢酸の第5ナトリウム塩とを収容した
密閉反応器を1〜3バールの空気で加圧し、40- 55℃の
温度で反応に必要な量の5〜15重量%のCH3-Clを連
続的に導入し、(b) 次いで、水とCH3-Clの残部を、
水中に所望濃度の塩(I) が得られるまで45〜55℃の温度
で連続的に添加し、反応終了時の圧力は6〜9バールま
でにすることができ、(c) 反応器を減圧して大気圧へ戻
した後、残留CH3-Clを例えば空気でストリッピング
して除去する。この水溶液は水中に約50〜85重量%濃度
の第4級塩(I) を含んでいる。
解できよう。なお、百分率は重量%であり、用いられる
省略記号は下記のものを表す: DAMEMA: ジメチルアミノエチルメタクリレート Madquat MC 75: 75%のメタクリルオイルオキシエチル
トリメチルアンモニウム塩溶液 HQME : ハイドロキノンメチルエーテル Versenex 80 : ジエチレントリアミン五酢酸の第5ナ
トリウム塩
Pa(60バール) である1リットル容のガラス反応器に気
/液攪拌機、冷却コイル、温度計、圧力計および安全弁
を取付け、その中に 0.083g のVersenex 80(活性物質の
40%水溶液)と800 ppm のHQMEで安定化させた471
g のDAMEMAとを導入した。反応器を密閉した後、
1バールの空気で加圧した。
てDAMEMAを第4級化させる。反応条件は〔CH3
Cl〕/〔DAMEMA〕=1.05、導入量(単位 g/h)
の比H2 O/CH3 Clの平均値=0.7 にした。混合物
を47℃に加熱した後、液体CH3 Clの導入を 40g/ 時
の流量で開始した。全塩化メチルの10%(すなわち16g)
を導入した時に、残っている塩化メチルの導入を続けな
がら、水の添加を 28g /時の流量で開始した。
り、水の全導入時間は7時間であった。反応終了後 (す
なわち水の添加終了後) 、圧力は6×105 Pa(6バー
ル)に達した。次いで、空気を導入して反応器を徐々に
減圧して残留気体/流入空気の比率を1にした(時間:
1時間)。大気圧へ戻した後、残留CH3 −Clを空気
で高温ストリッピング(時間:30分)して除去した。81
8 g のMadquat MC 75 が得られた。貯蔵安定性の結果は
〔表1〕に示してある。貯蔵安定性試験は、密封試験管
を試験化合物で80%満たし、92℃の油浴に浸漬し、重合
するまでの時間で安定性を評価した。
た。結果は〔表1〕に示してある。
Claims (10)
- 【請求項1】 加圧下かつ水の存在下でN, N- ジメチル
アミノエチルメタクリレートを第4級化剤としてのCH
3 −Clと反応させて〔化1〕: 【化1】 に対応する不飽和第4級アンモニウム塩の水溶液を製造
する方法において、 反応をジエチレントリアミン五酢酸の第5ナトリウム塩
の存在下で行うことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 ジエチレントリアミン五酢酸の第5ナト
リウム塩を塩(I) の水溶液に対して5〜30ppm の比率で
導入する請求項1 に記載の方法。 - 【請求項3】 ジエチレントリアミン五酢酸の第5ナト
リウム塩を反応開始時に導入する請求項1または2に記
載の方法。 - 【請求項4】 ジエチレントリアミン五酢酸の第5ナト
リウム塩を水溶液の形で導入する請求項1〜3のいずれ
か一項に記載の方法。 - 【請求項5】 反応を2〜9バール、特に3〜6バール
の圧力下で行う請求項1〜4のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項6】 反応を35〜65℃、特に40〜55℃の温度で
行う請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項7】 N, N- ジメチルアミノエチルメタクリレ
ートに対するCH3 −Clのモル比を1〜1.1 、好まし
くは1.01〜1.05にして反応させる請求項1〜6のいずれ
か一項に記載の方法。 - 【請求項8】 反応開始時から、3,5-ジ-tert ブチル-4
- ヒドロキシ- トルエン、ハイドロキノンメチルエーテ
ル、ハイドロキノン、カテコール、 tert-ブチルカテコ
ールおよびこれらの混合物からなる群の中から選択され
る少なくとも1種の安定化剤と N,N- ジメチルアミノエ
チルメタクリレートとを組み合わせて、塩(I) の水溶液
に対して50〜2000 ppm、好ましくは 100〜1000 ppmの比
率で使用する請求項1〜7のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項9】 下記を特徴とする請求項1〜8のいずれ
か一項に記載の方法: (a) N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレートとジエチ
レントリアミン五酢酸の第5ナトリウム塩とを収容し、
1〜3バールの空気で加圧した密閉反応器内に、反応に
必要な量のCH3 −Clの5〜15重量%を40〜55℃の温
度で連続的に導入し、 (b) 次いで、所望濃度の水中の塩(I) が得られるまで、
水とCH3 −Clの残部とを45〜55℃の温度で連続的に
添加し、反応終了時の圧力を6〜9バールにし、 (c) 反応器を減圧して大気圧へ戻した後、残留したCH
3 −Clを例えば空気でストリッピングして除去する。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれか一項の方法で
得られる水溶液。
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