JPH0249762A - 三酸化イオウ・アシルオキシベンゼン付加物および貯蔵安定な組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はアシルオキシベンゼンエステルな三酸化硫黄
でスルホン化する分野に関する。

ＫｎａｇｇｓおよびＮｕｓｓｂａｕｗの米国特許第３，
１６９，１４２号は、有機化合物の液体膜を三酸化硫黄
および不活性ガスの気体混合と接触させることによって
、液体有機化合物を三酸化硫黄で硫酸化ならびにスルホ
ン化する連続法を開示している。得られた生成物は次に
通常、界面活性剤として使用されるスルホン酸塩を製造
する場合特に、水性塩基によって中和していた・ この方法を実施した場合、アルキルベンゼンをスルホン
化して例えばドデシルベンゼンスルホン酸のような対応
する中間スルホン酸を直接製造する際に、スルホン化と
中和との間に保持時間を与えることによって、所望のス
ルホン酸収量にわずかな（＠大１．５重量％）増加が得
られることが認められた。この保持時間がかかる収量の
増加を生じたのは、反応されないアルキルベンゼン出発
供給材料と弁＃存在するＳＯ：ｌの残ｂ１の反応による
。

転位は伴わない。

メチルエステルおよび脂肪酸グリセリドのようなエステ
ルはスルホン化の供給原料としてＫｎａｇｇｓおよびＮ
ｕｓｓｂａｕｍの米国特許第３．ＩＨ，１４２号におい
て、多くの他の化合物の中で述べられている。

エステルのスルホン化において、ＳＯ３は明らかにまず
カルボキシル基との付加物を形成する。この付加物は、
中和の前にスルホン酸中間生成物を生じるように転位す
ることが望ましい、脂肪酸メチルエステルの場合には、
転位は吸熱の特徴を有し、アルファスルホン化生成物が
生じる。現在知られる限り、ＳＯ３付加物が転位して環
で換スルホン酸を生成するようなエステル類は今まで知
られていない。

エステルおよび他の以前に使用された有機供給原料を用
いるＫｎａｇｇｓおよびＮｕｓｓｂａｕｍ　ｔ７）米国
特許第３，１８９，１４２号の方法を実施すると、主反
応又は−次反応に加えて副反応を特徴的に生じる。かく
て、多くの個人的および商業的な目的に所望されかつ必
要でさえある比較純粋な硫酸化またはスルホン化生成物
をこの方法で高収量で直接製造することは容易でなく、
ときには不可能でさえある。＠後の精製工程は、所望純
度のスルホン化生成物を得るためにときどき必要である
。かかる精製工程は、生成物製造のコストに加算される
ので望ましくない。

最近、商業用洗剤の配合において、アシル基が脂肪酸か
ら導かれた種類のアシルオキシベンゼンスルホネート化
合物を使用することが提案された。大規模な使用は、安
ｆｄｌｉでしかも比較的高純度の生成物を高収量で製造
し得る合成ルートを要求すると思われる。

まず上記のＫｎａｇｇｓおよびＮｕＳｓｂａｕｍの方法
は、対応するフェニルエステルをスルホン化することに
よってこれらの化合物を製造する。潜在的に安価な合成
ルートとして有望であると思われる。これまで知られる
限り、アシルオキシベンゼンからＳ０３を用いて直接合
成によって７シルオキシベンゼンスルホネー１・を製造
したことはこれまでになかった。しかし、アシルオキシ
ベンゼンをｌＹＪ：５と１２と の米国特許第３，１８９，１４２号を実施トシ÷誉←÷
Ｘ、いろいろと手ごわい予期せぬ問題が生じ、その中の
あるものは有機化合物、特にエステルのＳｏ　スルホン
化においてこれまで一度も経験しなかった問題と思われ
る。これらの問題は商業上の実用性または実用可能性が
ないほど低いアシルオキシベンゼンスルホネートの収量
を生じる。さらに、所望の生成物はかなりの量の不要副
産物、例えばスルホンおよびフェノール物質を伴い、こ
れらは界面活性剤配合においてこのように製造されたア
シルオキシベンゼンスルホネートを使用することの商業
的価値または実施可能性をさらに減じる。

スルホン化のときに生じることがある収量減少の問題の
１つは、アシルオキシベンゼンと三酸化硫黄の反応性か
ら生じる望ましくない分解の発生である６分解は所望の
７シルオキシベンゼンスルホネートの収量を減少させる
だけではなく、色および保存寿命の安定性といったよう
な所望の生成物特性に悪影響を及ぼす副産物をも生成す
る。

さらに、スルホン化と中和との間の加熱温浸（ｄｉｇｅ
ｓｔｉｏｎ）　゛１舅使用に関する先行技術の教示に従
うものとすれば、副反応と分解の両方の問題が複合され
、アシルオキシベンゼンスルホネートの収量は下降する
。従って、ＫｎａｇｇｓおよびＮｕｓｓｂａｕｍの特許
によって教示されたスルホン化法は商業上受は入れられ
る品質および純度のアシルオキシベンゼンスルホネート
を直接製造するには適していない、少なくとも、この方
法によりある種の特殊な末期の「清浄化」段階が、約７
０重量％（全生成物固体重量基準）を越えるアシルオキ
シベンゼンスルホネート含有量の色の薄い生成物を製造
するのに必要とされる。しかしかかる「清浄化」段階は
、最軽生成物製造コストに加算され、望ましくない。

スルホン化に関する上記の考察とは別に、先行技術でこ
れまで、オルガノスルホン酸エステルの中和に用いられ
た条件が所望の生成物用の収量に影響を及ぼすことが認
められている０例えば、脂肪族カルボン酸エステルのス
ルホンＭ（例えばアルファスルホメチル脂肪酸エステル
）のような物質を用いて中和を達成する際の温度および
、■−１が制御されないと、実質的に加水分解された中
和生成物を得ることになり得る。アシルオキシベンゼン
スルホン酸を中和する場合に、特殊条件を用いる中和の
制御がこの酸の加水分解を回避するために必要である。

このように、先行技術は高収量で高純度のアシルオキシ
ベンゼンスルホネートを製造し得るスルホン化法を提供
しない。

三酸化硫゛黄（ＳＯ３）によるアシルオキシベンゼンの
直接スルホン化、制御された温浸工程、そして次の中間
的に生成したアシルオキシベンゼンスルホン酸から、そ
の用を生成させるための下記の特殊な中和工程、を利用
した高純度および高収量のアシルオキシベンゼンスルホ
ネートの新しい極めて有用な製造法が予想外にも見出さ
れた。

温度制御温浸工程の使用はスルホン化技術において新し
いものと思われる。

スルホン化工程は、新規１つ特別な種類のアシルオキシ
ベンゼンとＳＯとの付加物（アダクト）を生成する結果
となる。これらの付加物は本発明の方法にしたがって、
本願で開示するようにアシルオキシベンゼンスルホン酸
の製造に用いられる。

この方法は、少量のある有機不純物と組み合わされた主
として中和されたアシルオキシベンゼンスルホン酸）　
Ｉｆｆを含む新しい極めて有用なりラスの組成物を直接
製造する（精製工程の介在を全く要しない）、これらの
組成物は水溶液としてまたは乾煙固体の形で製造するこ
とができる。これらの組成物は実質的に無色でありかつ
優れた貯蔵特性を持つことを４［とする、従って、不純
物はアシルオキシベンゼンスルホネートの特性を妨げた
り界面活性剤および洗剤配合物へのこれらの使用能力を
妨げたりしない。

この方法は２例えば高収量および高純度のアシルオキシ
ベンゼンスルホネートを得るためにアシルオキシベンゼ
ンのスルホン化に関する米国特許第３．ｌ［１９，１４
２号のＫｎａｇｇｓおよびＮｕｓｓｂａｕｍの方法を利
用するときに経験した上述の困難を克服する。

本発明のスルホン化工程において、実質的に純粋なアシ
ルオキシベンゼンを、（ａ）次の付加反１５を適度にし
、（ｂ）アシルオキシベンゼンと　ＳＯ３との好ましく
はｌ：１のモル付加物の生成を最大にし、（ｃ）不用な
副産物の生成を最小にし、（ｄ）着色不純物の形成を最
小にし、そして（ｅ）付加物含有反応生成物のスルホン
化中にいかなる転位も抑制する、特殊な条件の下でＳＯ
３と接触させる。

驚くほどかつ予想外に、Ｓ（Ｊ、接触によって形成され
たＳＯ：（アシルオキシベンゼン付加物の中間体は、一
般に先行技術のスルホン化の教示に従って製造された場
合のように不純な形で生成された場合でも、大きな発熱
を伴って転位する著しい傾向を示す、転位により環置換
スルポン酸を生じることができる。　ＳＯｊ付加物のか
かる発熱転位は、これまで知られる限り、決して以前に
報告されていない６例えばＳＯ３−アシルオキシベンゼ
ン付加物が室温で形成されるならば、その形成から約３
０秒以内に反応室酸は約１００″Ｃを越える特徴的な温
度まで一ヒ昇する。付加物形成後のかなりの熱の発生を
伴なう急速な転位が制御されずに組合わされたことによ
り、対応するアシルオキシベンゼンスルホン酸誘導体と
共に過度の量の不用な副産物を含む不良色の転位生成物
が生じる。

本発明の１つの主要な面によると、Ｓ０３アシルオキシ
ベンゼン付加物の形成を制御しかつ温浸工程でのかかる
付加物の転位を制御するための方法が提供され、したが
って好ましくは約８０重量％を越え、そして更に好まし
くは約８７％を越える収率でアシルオキシベンゼンスル
ホネートＦＡ導体が中間の８０３−アシルオキシベンゼ
ン付加物からきまって得られる。かかる制御を達成する
ために、本発明はエステルスルホン化の技術では新しい
制御された温度で行われる１組のスルホン化および温浸
の条件を提供する。さらにかかる制御をＸ！！成するた
めに、スルホン化工程は着色、副産物形成およびスルホ
ン化工程中の付加物分解を最小にする特殊な条件の下で
実施される。

高純度アシルオキシベンゼンスルホン酸誘導体が本発明
の方法の工程の実施によっていったん形成されると、問
囲条件においてさえ比較的安定する。しかし商業的実施
においては、スルホン酸中間体は水性液相条件の下で塩
、特にアルカリ金属、アルカリ土金属、およびアンモニ
アから成る群から選択された陽イオンの鳩に変換（中和
）される、ナトリウムは最も好適な陽イオンである。

かくて、温浸後、得られたアシルオキシベンゼンスルホ
ン酸を中和することが望ましい、エステル加水分解を最
小にしかつ所望の７シルオキシベンゼンスルホネート塩
生成物の収量損失を回避するために、中和はアシルオキ
シベンゼンスルホン酸を陽イオンが、アルカリ金属、ア
ルカリ土金属、アンモニウム、およびその混合物（好ま
しくはナトリウム）から成る群から選択される無機水酸
化物と接触させることによって行うのがｇｊましい、無
機水酸化物は前もって水に溶解して、水性溶液とするこ
とが望ましい０例えば、かかる溶液は溶解された無機水
酸化物を約５〜５０重駄％含有することができる。

生成しＩＪ和されたアシルオキシベンゼンスルホン酸塩
はそのまま溶液の形で使用するか、乾燥して粉末（これ
が現在好ましい）とする、乾燥は任意の便利な操作で実
施されるが、スプレィ乾燥が現在好ましい、アシルオキ
シベンゼンヌルホン酸塩生成物は、典型的には清浄化又
は精製工程を用いることなく、所望により他の成分と直
接配合して合成洗剤組成物、界面活性剤ブレンド等を製
造することができる。

いろいろな目標、狙い、「１的、特徴、利点、変化、変
更、変形などは、特許請求の範囲に記載された本明細書
の教示から当業者にとって自明である。

アシルオキシベンゼン 本発明の方法の実施に用いられるアシルオキシベンゼン
出発材料は実質的に純粋であることが望ましく、すなわ
ち出発アシルオキシベンゼンは少なくとも約９８重ｉ％
の純度であることが望ましい、典型的にはそして好まし
くは、不純物が組み合わされて存在する場合は、フェノ
ール、脂肪酸、ケトンフェノールなどを含む、出発アシ
ルオキシベンゼンは少なくとも約９９重量％の純度であ
ることが最も好ましい。

アシルオキシベンゼン製造用の先行技術のいろいろな合
成方法が利用できる０例えば　ＪＡＯＣ９３２第１７０
頁参照。

一般に、本発明の実施に使用されるかかる出発材料は、
下記化学式の少なくとも１つのアシルオキシベンゼンを
含む： ここでＲは約２〜１９個の炭素原子を含む飽和脂肪族基
である。

上記第（１）式の本願で好適なアシルオキシベンゼン化
合物は、Ｒが７．８または９個の原子をおのおの含む飽
和脂肪族ノ、（であり、従ってオクタン酸フェニル、ノ
ナン酸フェニル、インノナン酸フェニル、および／また
はデカン酸フェニルである。直鎖状または枝分れ鎖状ア
ルキル基を好ましく使用できる。

五亙土ヱ部 一般に、本発明の教示によるＳＯ３を用いたアシルオキ
シベンゼンのスルホン化は、液体または気体（もしくは
その混合物）のＳＯ３を液相状態にある少なくとも１種
の（」二連のような）アシルオキシベンゼン出発材料と
接触させることによって行われる。接触は約５０’Ｃ以
下、好ましくは約３０°Ｃ以下の平均温度で行われる。

本発明の実施によって所望によりアシルオキシベンゼン
スルホン酸ｆｆｉ生成物を高純度収量で得るために、ス
ルホン化反応物質の温度を制御して。

実用的な程度に低くすることが必要である。一般に、か
かる平均温度は約５０℃以下、好ましくは約３０″Ｃ以
下でなければならない、かくて、約−３０〜＋５０″Ｃ
１更に好ましくは約−１Ｏ〜＋３０℃の範囲にわたるＳ
Ｏおよびアシルオキシ゛＄ ベンゼンの平均接触温度をＨｌいることが現在好ましい
、かかる温度は、（ａ）所望のＳＯ−アシルオキシベン
ゼン付加物の収量を最大にし、また（ｂ＞　スルホン化
反応帯にある反応物質の滞留中の（１）着色、（２）副
産物形成、および（３）付加物分解を最小にする。

スルホン化反応帯において、ＳＯ対アシルオキシベンゼ
ンの初期モル比は約０．９〜１，１、好ましくは約０．
９５〜１．０５の範囲にわたる。

また、スルホン化帯において、希釈剤（気体。

または好ましくは液体、もしくはその混合体）が存在す
ることができる。希釈剤の存在が好適とされているのは
、かかる希釈剤がスルホン化反応帯において温度を調整
する改良された能力を与えるからである。付加物形成反
応はそれ自体用らかに発熱であり、スルホン化中に局部
に熱が前端しないようにすることが望ましい。

スルホン化反応帯と機能−ヒ組み合わされて設置される
熱交換設備は反応の熱を除去するために望ましく、その
使用は本発明を実施する際にこの反応帯における温度の
制御および維持のために好ましい。

接触条件のいろいろな組合せは、スルホン化技術の下記
例によって示される通り、任意の与えられたスルホン化
について使用される： （Ａ）　　ＬＩＩＪ　（Ｆａｌｌｉｎｇ　Ｆｉｌｍ）Ｋ
ｎａｇｇｓおよびＮｕｓｓｂａｕａ＋の米国特許第３　
、　！６９　、１４２号記載の落下膜スルホン化装置を
使用することができる。ここで、落下液状膜は主として
アシルオキシベンゼンによって構成され、一方気相は三
酸化硫黄および実質的に不活性ガスの混合物より成る気
体組成物によって供給されるが、ここで不活性ガスと三
酸化硫に４との容積比的５：ｌないし５０：１の範囲内
の割合が使用されている。不活性ガスはＫｎａｇｇｓお
よびＮｕｓｓｂａｕｍ　ｃ７）上記米国特許第３，１Ｅ
１９，１４２号に記載される通りであり得（第３欄１．
第４５〜５２行参照）、または所望の場合化の不活性ガ
スであることができる。落下膜を支持しそして閉じ込め
る熱交換表面によって形成される閉じられた反応帯は外
部がジャケットで覆われているのが望ましく、シたがっ
て熱交換流体はそれと熱交換して循環されるので１反応
帯の平均温度は約５０℃以下に、好ましくは３０℃以下
に保つことができる。同様にかつ望ましくは、液体供給
原料および気体供給原料の温度は同様に調整可能であり
、また流出液の温度を監視することもできる。

（Ｂ）　　　ト二一り式（Ｂａｔｃｈ　）アシルオキシ
ベンゼンは、好ましくは約１０℃以下で沸騰する低温沸
騰の液体希釈剤のような溶剤中に事前に溶解されるが、
より高温沸１囮のかかる希釈剤を使用することもできる
。現在好適なかかる希釈剤の一つは液状二酸化硫黄であ
る６次に三酸化硫黄のような反応物を、得られた溶液と
混合（該溶液中に溶解）することが望ましく、所望によ
り出発アシルオキシベンゼンと三酸化硫黄との接触を行
う、アシルオキシベンゼンはＳＯ２オヨび他のより低温
沸騰の液状希釈剤に可溶である。

かかる希釈剤中での反応物の混合は、接触中局部的な過
度のスルホン化を回避するために好ましい、ＳＯ２は大
気圧にて約−ｉｏ’ｃで沸騰するので。

ＳＯを希釈剤として用る場合、スルホン化の間。

加圧条件下に反応帯または接触帯を維持する必要がある
。実用性の理由および、所望の付加物の生産を最大にす
る理由で、反応帯の温度を約１５℃以下に保つことが最
も好ましい、液相条件は、約５〜２０ボンド／平方イン
チ（ゲージ圧）の範囲内の圧力を用し・ることによって
かかる温度に保つことができる。

液体の形体の二酸化硫黄はアシルオキシベンゼンの液相
スルホン化に用いるのに好適な希釈剤または溶剤である
が、例えば過フッ化炭化水素（例エバ「フレオンＪ系列
のもの）、二１１！化エチレン、塩化メチレン、四項化
炭素、ヘプタンなどのような他の低温沸騰希釈液を使用
することができる。かかる溶剤は、液相スルホン化に使
用されるとき、本発明の実施で用いられる好ましい上限
温浸温度以下でＨ１騰することが好ましい、一般に、以
後の温浸工程が完了する前に、かかる溶剤を沸１岡、排
気などによって取り除くことが望ましい。

本発明の実施に用いるのに適したバッチ式スルホン化法
は下記を含む： （１）アシルオキシベンゼンを溶剤に溶解させ、それに
液体ＳＯ３を添加すること、 （２）アシルオキシベンゼンを溶剤に溶解させ、それに
気体ＳＯ３を添加すること。

（３）アシルオキシベンゼンおよびＳＯ３を別々に溶剤
に溶解させ、得られた溶液を混合擁すること。

など。

要約すると、スルホン化に用いられる一般的条件は下記
第１表に示される通りである：匹−」ニー去 スルホン化の間、ＳＯ３とアシルオキシベンゼンとのモ
ル比は変わり得るが、」二記表示の範囲内に保持するこ
とが好ましく、局部的な瞬間モル比は使用した特定の技
術および他の関連要素に左右されル、−例では、連続式
の落下膜スルホン化において、ＳＯ３とアシルオキシベ
ンゼンとのモル比は約０．９〜１．１の範囲内であるこ
とが好ましい、他の例では、バッチ式スルホン化におい
て、この比は初期値０から最大値（スルホン化の終期値
）約り、ｌまでの範囲となり得る。

かかるスルホン化の生成物を従来の方法で直接分析する
ことは現在不可能である。何故なら、該生成物は反応性
であり、したがって所定の例におけるその正確な組成は
現在未知であるからである。しかし、最も有用な証拠は
、かかる生成物がＳＯ３とアシルオキシベンゼンの付加
物であることを示している。

ＬＪ（Ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ　） 明らかに、スルホン化の間、アシルオキシベンゼンはエ
ステルカルボニル基の位置でＳＯ，との付加物を形成す
る。先行技術では、Ｓｏ　付加物は、脂肪族カルボン醜
エステルがＳＯ，、によりスルホン化されるときに形成
される傾向があるが、かかる先行技術の付加物は非常に
違った特性を有する。

しかし形成後、本願の付加物は予想外に低温でさえ自然
に転位すると思われる。研究により、約７５°Ｃ以下の
平均温度でかかる転位を制御された方法で生じさせるこ
とができることを発見した。

伺加物の転位速度はおおよそ温度に比例する。

温度が約７５°Ｃを越えて増加すると、副反応の速度お
よび頻度が増加するようであり、−実温度が約１５℃以
下であると、転位速度は商業目的には実用的でなくなる
ほど遅くなる傾向がある。約１５〜７５℃の範囲の高端
の温度では、転位物質の制御を維持するのは難かしく、
特に温浸の早期段階で難かしいようである。一般に、温
浸の平均＠度は局部過熱の発生を最小にするため約７５
℃以下に制御される。約４時間を越えたり約０−１時間
未満の温浸時間は、殊に温浸帯で熱交換器などのような
従来の装置を使用する場合、商業上実用的でないようで
ある。

例えば、オクタン酸フェニルの場合に、Ｓ０３付加物は
約３５℃では完全に温浸するのに約４時間かかるが、約
５５°Ｃでは温浸は約１５分（約０．２５時間）で完了
する。実質的に完全な転位を起こさせる時間は一般に、
ここに示された範囲内の付加物／スルホン酸混合物の温
度に反比例する０％ｆ通、典型的には約−１０〜−２０
℃の範囲内の貯蔵温度を使用することによって、スルホ
ン化によるＳｏ５．−−ｙシルオキシベンゼン付加物反
応生成物を冷却しそして中間的に貯蔵できることは明ら
かである。かかる冷却された生成物でさえ明らかに、所
定の時点で温度によって影響される転位の速度で極めて
ゆっくりと転位する。しかし、付加物流出液をスルホン
化反応帯から貯蔵又は保存を介在させることなく直接か
つ即時に温浸帯又はストリッピング帯に転送することが
、本発明の実施に一般に好ましい。

ａｔの間、生成したアシルオキシベンゼンスルホン酸を
液体の形で維持することが好ましい。

上記温度範囲内の温浸温度を保つことによって、５０３
−アシルオキシベンゼン付加物は転位して、所望のアシ
ルオキシベンゼンスルホン酸ヲ最大量生成しそして他の
生成物を最小付生成する。

またかかる温度範囲の温浸によって、着色、付加物の分
解、および副産物形成が最小に押えられる。

付加物と、付加物から生成したアシルオキシベンゼンス
ルホン酸との混合物において、スルホン酸の凝固点また
は融点以下の温度で液相条件の下でさらに温浸（および
転位）が起こる。かかるスルホン酸の凝固は明らかに、
アシルオキシベンゼンスルホン酸のレベルが任意の与え
られた場合において最終生成物の構造に依存すると思わ
れる臨界値に達するまで、起こらない傾向がある０例え
ば、直鎖状のアシルオキシベンゼンスルホン酸のレベル
はかかる酸の凝固が起こる前に約７５％〜８０％の濃度
レベルに達することがある。

本発明による温浸を実施する一つの好適な態様では、出
発アシルオキシベンゼンは低温沸騰液状希釈剤（好まし
くはＳＯ２から成る）の存在下にてバッチ式条件の下で
上述の通りスルホン化され、そしてその後ただちに温浸
が開始される。温浸の間、低温沸騰液状希釈剤を減圧を
用いて蒸発することが好ましい。

、Ｖ発速度は有効かつ本来的に温浸温度を制御するもの
である。そのような希釈剤は蒸発するにつれ、転位する
物体を冷却する。このことは特に。

望ましくない副生物の生成の可能性が最大と思われると
き、最も臨界的な早期段階で温浸を制御するのに有効で
ある。

そのような蒸発及び温度の制御を行うのに必要なら減圧
を用いてもよい、そのような蒸発の際に反応生成物の温
度は約−１θ〜＋１５℃の範囲にあれば都合がよい。

そのような希釈剤を効果的に完全に除いた後。

反応物の温浸を、希釈剤除去の最後に反応物中で達する
温度に近似する温度、あるいは必要ならそれより高い温
度でずつと続けることができる。使用温度は温浸に使用
する装置によって影響を受ける。この操作において好ま
しいのは、転位反応生成物を約１０〜７５℃の範囲の温
度に、反応生成物が実質的に完全に転位するのに充分な
時間保持して、それによってアシルオキシベンゼンスル
ホン酸を最高の収率で得る。温浸の全時間（希釈剤除去
、それに続く温度制御の時間を含む）は好ましくは上記
時間内にあるべきである。

前記のように、温浸中に、上記所望のアシルオキシベン
ゼンスルホン酸への転位が起こると共に、副生物も生じ
得る０例えば、脂肪酸及びスルホン化フェノールが生じ
るような反応が起こりうる。（また別に、もう１つの例
として、いわゆるフリース転位の条件下でアシルオキシ
ベンゼンを転位して、エステル基をケトンフェノールに
転位することができ、そのようなケトンフェノールは更
に脂肪酸副生物と反応して種々のエステルを生成するこ
とができる。）生じうる究極の転位生成物の数及び種類
は実質的であり、得られる副生成ト一般にはアシルオキ
シベンゼンスルホン酸の生成が最大となり、他の物質の
生成は最小になる。

このように本書に記載するように温浸を制御しながら実
施するとさに生ずる副生物の例は次のようなものがある
。未反応の出発アシルオキシベンゼンエステル、ケトン
フェノール、ケトンエステル、スルホン等であるが、更
に別の副生物も存在しうる。所定の制御温浸転位生成物
中に存在する個々の副生物の正確な量は今のところ未知
である。これらの副生物は一般には比較的安定した物質
と思われ２それ自体所望の生成したスルホン酸の安定性
に影響するとは思われない。

一般に、本発明の温浸法により生成したスルホン酸中間
生成物は全組成物をｉｏｏ重縫％として次の組成からな
ることを特徴とする組成物である。

（ａ）約ａｏ〜９２ｆｉｉ％のアシルオキシベンゼン　
スルホン酸、及び （ｂ）約８〜２０重砥％の副生物。

従って、温浸生成物は、以下に実施例で例示するように
、同じ出発材料と同しスルホン化条件を用いても、スル
ホン化だけ（制御された湯漬工程がない）で得ることが
できる含有量よりも高い含有量で７シルオキシベンゼン
スルホン酸を含む組成物である。与えられたいかなる例
でも処理条件を最良にすると、当業者なら容易に知るこ
とができるように、その収率は有意差を生じうることは
明らかである。そのような収率の増加は驚くべきものが
あり、予期しなかったものである。ＳＯ３スルホン化と
温浸だけを直接利用してアシルオキシベンゼンスルホン
酸の収率を高める他の技術又は手段は知られていない。

そのような温浸を利用して生成されるアシルオキシベン
ゼンスルホン酸Ｍ１成物の純度は上記のような範囲であ
りうる。しかし約９３〜９５重量％以上の酸の含ｆｉｔ
（正確な上限は未知である）は、理由ははっきりしない
けれども、本発明の優れた方法によっても達成すること
ができない、しかし、その理由はスルホン化工程の中間
生成物（時折付加物と呼ぶ）が、本願で用いる制御され
た温浸条件下でさえ転位し、いくつかの副生物を生成す
る傾向があることに関連するものと理論づけられる。副
生物の生成は完全に避けることができないことが理論づ
けられる。

そのような収率の増加に加えて、温浸生成物は、以下に
実施例で例示するように、同じ出発材料で同じスルホン
化条件を用いてさえも、スルホン化だけ（制御された温
浸工程がない）で得られる場合よりも薄い色を有する組
成物である。収率の場６合のように、いかなる与えられ
た場合でも処理条件を最良にすると、当業者なら容易に
理解するように、従来技術に比べて有意に色を改良でき
ることは明らかである。このような色における改良は驚
くべきものがあり、予期されなかったものと考える。Ｓ
Ｏ３スルホン化と温浸だけを直接利用してアシルオキシ
ベンゼンスルホン酸の色を増Ｍｄ“る他の技術、手段は
知られていない。

生成物のスルホン酸の色は大部分、中和され脱水された
最終生成物の色を決定する（中和、脱水工程に関しては
以下を参照）、シかしながら、測定の目的で、中和、脱
水した最終生成物の色を測定した。この目的のために、
ＡＰ）（Ａ明度（この場合、評価する試料を１０％水溶
液として測定する）を用いる。市場で受は入れることが
できるには、＠終の中和、脱水生成物の色は約１５０Ａ
ＰＨＡ以下であるべきで、好ましくは約１００以下であ
る。

そのような低い明度は、従来の温浸のないスルホン化だ
けを用いてはス！）ることができず、近づくこともでき
ない０例えば以下の実施例１で示される従来のスルホン
化方法は、約２５０〜４００の範囲のＡＰＨＡ明度を有
する中和酸を生成する。

しかしこの同じ方法を制御温浸と共に用いると。

以下の実施例２で示されるように、ＡＰＨＡ明度はわず
か約１５０である。また実施例５及び６の方法を用いる
とき、ＡＰＨＡ明度はわずか約５０〜６０であり、この
値は従来のスルホン化方法により得られる値の約１７５
以下である。従って、本発明を実施すると劇的な色の改
良が得られる。

主としてこのような色の観点から見て、本願に教示され
たバッチ式スルホン化と引続く温浸との組み合わせは、
未発ＩすＪの現在好ましい態様である。

虹延支１ 上記温浸工程により生成する所望の中間生成物であるス
ルホン酸は、所望により、上記のように、更に処理する
前に貯蔵できる。しかしながら、本発明の好ましい実施
においては、そのような中間の酸生成物は直ちに（その
生成後）ｍ基の予め作られた水溶液と混合される。その
塩ノ、（の陽イオンはＬ記の如くアルカリ全屈、アルカ
リ土類金属及びアンモニウムから成る群から選ばれ、好
ましくはナトリウムである。水性液相条件下で約１５℃
以下の温度で、より好ましくは約５℃以下で、中和を行
うのが好ましい。

本発明による中和はバッチ式でも連続式でも行うことが
できる。もしバッチ式で行うなら、前もって、好まｌ、
　＜は水性液相条件下で実施できる程度に０℃に近い温
度でアシルオキシベンゼンスルホン酸を水に溶かして、
スルホン酸エステルが水中で加水分解するのを最小にす
るのが好ましい。

好ましくは、生じたスルホン酸の水溶液は、溶液の全体
の！！！量を２＆準にして約３〜３０重付％の該スルホ
ン酸を含み、残りは水である。その後、ｆｔ！基の水溶
液を、液相条件で好ましくはアシルオキシベンゼンスル
ホン酸に対してはホ当量モル１λで、好ましくは約１０
℃以下の温度で混合する。

生じた混合物の最終ｐＩ−１は約５〜６の範囲が好まし
い。

もし中和を連続して行うなら、１１Ｘ基の水溶液を、混
合？ｉＦ域あるいは混合室中でスルホン酸エスチル（好
ましくは温浸したばかりのもの）と混合するのが好まし
い、液相条件下で、好ましくは約０〜３５℃の範囲の温
度で混合は迅速に起こる。

これらのｉ！！続混合条件はそのようなスルホン酸エス
テルの加水分解を最小にする。それぞれの量で混合帯域
に供給される塩基溶液及びスルホン酸エステルを連続的
に制御して、混合帯域から出る生成混合物の、■−１を
約４〜７．好ましくは約５〜６に保つようにする。

一般に、１−述の特徴をもつ中和工程により得られる生
成物は約１５０より低いＡＰＨＡ明度を有する水溶液か
水性スラリーであるように思われ、そして全Ｍ１戒物を
１００＠清％として、（ａ）約１０〜４０重量％のアシ
ルオキシベンゼンスルホン酸１口、 （ｂ）約１．０〜１２．０屯令％の副生物、及び（ｃ）
約４８〜８９重量％の水 を含むものである。Ｅ記の塩において、陽イオンはアル
カリ金属、アルカリ土類金属及びアンモニウムからなる
群から選ばれる。アシルノ、ζは前記のとおりである。

副生物は、現在理解されるところでは実質的に未変化の
ままである。

塩中に存在する副生物は１種類及び組成において１本発
明の教示するところにより得られる制御した温浸の生成
物中に存在する前記副生物と実質的に同じである。

従って１例えば、本発明の１つの好ましい方法ではＡＰ
ＨＡ明度が約１００未満のアシルオキシベンゼンスルホ
ン酸塩の製造を可能にする。そのような好ましい方法は
次の一連の工程からなる：〔式中Ｒは炭素原子数が約２
〜１９個（両端を含む）の飽和脂肪族２．’；、である
〕で表わされるアシルオキシベンゼンの少なくとも一種
を、約１０″Ｃ以配合モル比が約０．９〜１．１の反応
生成物を得、（Ｂ）上記反応生成物から上記不活性液を
、上記反応生成物を約−１０〜１５°Ｃの温度に保持旭
するに充分な速度で蒸発させ、 （Ｃ）　ｌ記生成した反応生成物を約ｌＯ〜７５°Ｃの
温度に、上記反応生成物が実質的に完全に転位するまで
保持し、それによりアシルオキシベンゼンスルホン酸を
得、そして （Ｄ）上記酸の流れを、液相条件下約３５゛ｃ以下の温
度で塩基の希釈水溶液の流れと連続的に混合し、その際
生成する混合液の、、Ｉ−１を約４〜７の範囲に保持す
る。

１　　　　　　。

上記のような特徴をもち、上記中和工程により生成した
中和生成物は水性スラリーか水溶液かのどちらかの形を
とることができる。そのまま使用してもよい、また脱水
するか、実質的に完全に乾燥して成形品（普通粒状が好
ましい）を得ることも可能である。乾燥したとき、生成
固形量は主として先に生成物の組成で記載したように、
アシルオキシベンゼンスルホン酸塩からなる。そのよう
な水性中和生成物を、乾燥により固形、粒状の七にする
ことが好ましい１例えば、中和スラリーをドラム乾燥あ
るいは噴霧乾燥できる（後者が好ましい）。

一般に、乾燥品は貯蔵可能の固体であり、全絹戊物をｉ
ｏｏ重量％として。

（ａ）約８０〜９４重量％のアシルオキシベンゼンスル
ホンｍｋＭ、及び （ｂ）約６〜２０重量％の副生物 を含む、そのような塩では、陽イオンはアルカリ金属、
アルカリ土類金属及びアンモニウムからなる群から選ば
れる。アシルノ、（は前記のとおりである。副生物は理
解されるように実質的に未変化のままである。

好ましいそのような乾燥生成物は、全組成物基準で約８
５〜９４重量％の上記アシルオキシベンゼンスルホン酸
塩と約６〜１５重量％の副生物とを含む。

好ましい噴霧乾燥は出発水溶液又はスラリー組成物を液
滴の初期形状で乾燥室中に噴霧し、かつ同時にこの乾燥
室中の前記液滴に約ｌＯＯ〜１７５°Ｃに保持した不活
性ガス流を衝突せしめ、その後このようにして生成した
乾燥−粒状組成物を集めることから成る。

本発明を更に下記の実施例によって説明する。

４註井佳Ｌ−ユ （先行技術） 前述のＫｎａｇｇｓとＨｕｓｓｂａｕｍの米国特許第３
、ＩＨ，１４２号記載のＫｎａｇｇｓ　／　Ｈｕｓｓｂ
ａｕｍ型の落下膜スルホン化装置を用いてフェニルオク
タノエート（組成は下記第■表に示す）のスルホン化を
下記の条件下で行った。

ＳＯ３／空気−５％（容積／容積） ジャケット温度−８℃ 注流率（ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　）　−８＋
４「注流率」という語は円周インチ（管の円周）当りの
フェニルオクタノエートの供給速度（ボンド／時間）の
ことである。

反応器からの反応生成物を集めて経時的温度変化を測定
時毎に記録した。この試料を集めて分析し生成組成物中
に存在するオクタノイルオキシベンゼンスルホン酸のパ
ーセント（乾燥重量基準）を測定した。結果を下記第１
表に示す。

（ｌｏＯｉｌｉ［量％基準） フェノール　　　　　　　　　０．３４％オクタン酸　
　　　　　　　　０．４４％フェニルオクタノエート　
　９８．９％フェニルデカノエー）　　　　　０．３４
％庇−ユー玉 時間　温度（℃）活性分（Ａｃｔｉｖｅ）位置及び注釈 ０秒　　４９ ２０秒　１０４ ４０秒　　９８ ６０秒 ９０秒　　−一 ３４．１ ７５．９ ７８．５ ７７．８ ７７．５ 反応届出てコ ビーゴー中で関拌 活性分のパーセントは／＼イアミン混合指示薬の滴定に
よって測定した。

精確な測定を行なうために、ここでは収率の計算は中和
塩に基〈のでなく非中和酸に基いて行なった。しかし、
第■表中のスルホフェニルオクタノエートの試料のいく
つかは氷水中に溶解し、１０％ＮａＯＨ水溶液を添加し
てｐ１１５，５に中和した。各試料について生成した活
性ナトリウムスルホフェニルオクノエートを第■表に示
す。

０秒　　　４９ ２０秒　　　１０４　　７７．４ ４０秒　　　９８ ６０秒　　　−−８１，４ ９０秒　　　−−８０，０ これらの中和した酸（塩）生成物は水中１０％の固形分
溶液として測定した場合的２７５〜４００のＡＰＨＡ色
を有すると概算される。この測定法はＡＳＴＭ試験法０
２１０８−７１に記載されている。

即ち、この非毒卓では温浸帯を用いず、スルホン化反応
器からの流出液を発熱の制御や反応生成物の冷却を行な
わずに温度変化を受けさせた。したがって、この方法は
前述のＫｎａｇｇＳ及びＮｕＳｓｂａｕｓの米国特許中
での教示するところに相占するものである。

呟遣削−」：」 （１例１のスルホン化法を同じフェニルオクタ／エート
を用いて繰り返した。しかし木実施例では反応器からの
流出液をただちに反応域から、移送ポンプを連続的に運
転するラインを経て、多管式熱交換器の管の中に入れた
。ポンプと熱交換器との間の供給ライン中にラインミキ
サーを配置した。移送ライン及び熱交換器の管に沿った
種々の位置で温度の測定を行なった。また、試料を下記
の如き種々の位置から内温的に捕集した。

（ａ）反応器の出口 （ｂ）ポンプの前 （Ｃ）ポンプの後 （ｄ）　　ミキサーの後 （ｅ）熱交換器の後 次に試料を分析して回収したアシルオキシベンゼンスル
ホン酸の重量パーセントを測定した。この操作を３回繰
り返した。結果を下記の第Ｘ表に示す。

操作ＩＩ　　　５秒　　８０　７２．４　　ポンプの後
（嫡ｆ１ｊ３）　１５秒　　７２８２．８　　熱交換器
の前１６５秒　４３　８２．３　　熱交換器の後０秒　
　　　　　−一　反応器出口 ３秒　　９５　５８．０　　ポンプの前操作■　　５秒
　　９０７４．７　　ポンプの後（嵜ｌ４）１５秒　　
７９　７５．３　　熱交換器の前１６５　　４２　８３
．３　　執　　器の詩　間　温度℃　活性性 ０秒 ３秒 操作上　　５秒 （ザζＮ餐５（シリ２）　　１　、秒 １６５秒 ０秒 ３秒 ３６．５ ６３．４ ８２．３ ５１．３ 位　　置 反応器出口 ポンプの前 ポンプの後 熱交換器の前 熱交換器の後 反応器出口 ポンプの前 第Ｘ表の結果は温浸工程を用いることによりオクタノイ
ルオギシベンゼンスルホネートの収率が約５〜６％増大
したことを示している。

第Ｘ表はまた、温浸温度が約７５℃よりも高くなると３
乃至５秒の時間内では温浸を完了できないことを示して
いる。

これらの温浸した酸生成物のいくつかを０℃で中和し９
例１の方法で分析して中和が収率に及ぼす影響を調べた
。その結果を第刈表に示す。

が−」Ｌ−去 時　　間 ０秒 ３秒 操作■　　　　５秒 （１ト翔仁例２）　　　１５秒 １６５秒 ０秒 ３秒 操作ＴＩ　　　　　５秒 （セ邑−例２）　　１５秒 １６５秒 活性性 ８５：５ ８２．８ ７８．４ ７７．９ これらの中和の結果は収率の計算にスルホン酸を基準と
して用いるのが適切であることを示している。何故なら
ば酸の収率と酸から直接得られた塩の収率との間には相
違があるからである。このような相違の正確な原因はわ
かっていないが、ある証拠によるとこの中和工程により
ある程度の加水分解が起こるようである。生成した塩の
収率と１１例１で生成した塩の収率とを比較するのは適
切でないと思われる。何故ならば操作上の相違、特に中
和温度に相違があるからである。

このようにして中和した酸の水中１０重量％固形分溶液
の色はＡＰＨＡ分析により約１５０であ０秒 ３秒 操作■　　　　５秒 （号普参例３）　　１５秒 同じフェニルオクタノニー）１１０ｇ（０，５モル）を
ドライアイス−ア七トン冷却器、攪拌機。

及びガス導入管を備えた５００１フラスコ中に入れた。

ガス状ＳＯ２をこのフラスコ中に通しバツチ式スルホン
化を行なった。ガスが冷却器中を上昇して行くとき液化
しフラスコ中に落下した。約２００１の液体ＳＯ２が添
加されたとき添加を中１トした。環流温度は約Ｏ乃至−
５℃であった。）！Ｊ！拌を続けた。

ガス状ＳＯ２をゆっくりと流し続けると、液体レベルの
下で約１時間で４１．５　ｇ　（０，５２モル）のＳＯ
３が並流的に気化しスルホン化が完了した。

その後、制御した温浸を開始するために、フラスコを真
空源と接続し５５℃の水浴中に浸しＳＯ□を約４５分か
けてＩ統帥に蒸発せしめた。ＳＯ□の蒸発の間に制御し
た条件下で若干の温浸が起こった。温浸温度は蒸発する
ＳＯ２の温度によって調箇した。真空レベルを調整する
ことにより発泡を回避した。ＳＯ２の除去に続いて、転
位が完了する迄■５乃至３０分間５５℃で温浸を続けた
。

このようにして得られたスルホ−フェニルオクタノエー
ト活性体は下記の分析値を有していた。

酸度−３，３０ＭＥ／Ｇ 活性体−８９，０％ その後、得られた（転位した）スルホン酸を温度が約ｌ
Ｏ℃よりも高くならないようにゆっくりと１０１００Ｏ
の冷水（０〜５℃）に添加した。

次に生成物を　Ｊ−１が約５．０〜６．０になる迄１０
％ＮａＯＨを加えて０〜５℃で中和した。冷水中Ｏ〜５
℃で酸は約４時間安定であった。この中和した酸は室温
においても実質的にもつと安定であった。

得られた溶液は噴霧乾燥するか、ドラム乾燥して白色の
粉末を生成することができる。たとえば実験室サイズの
８０ＣＨＩ　１９０　ミニ噴霧乾燥機中での噴霧乾燥は
下記の如き条件下で行なうことができる。

スラリー濃度 スラリー流速 空気温 空気温度（内部） ／／　　（外部） この噴霧乾燥した生成物は８ 固形分１５％ ３〜４ｃｃ／分 ４５Ｍ／分 １３０℃ ９０℃ ９．１％の中和酸 （ｆ！ｉ　）活性体を有する白色の粉末であった。

水中ｌＯ重礒％固形分溶液の色はＡＰＨＡ分析により５
０であることがわかった。この色は６例１及び２〜４の
生成物の色と同等であつ・た。

壇遣哨−」 鳴巷例５の方法に従い、１１７　ｇ　（０，５モル）の
フェニルペラルゴネート（組成は下記第■表に示す）を
４１．８　ｇ　（０，５２モル）の８０３で処理した。

得られた脱ガス及び温浸したスルホフェニルペラルゴネ
ートは下記の分析値をもっていた。

酸度　　　３．１６　　ＭＥ／Ｇ 活性分　　　８９％ 古妻例５と同様にして中和及び噴霧乾燥すると９０．７
％の活性分を有する白色粉末が得られた。

ＡＰＨＡによる色は６０（１０％固形）であつた。

フェノール ０．３７％ ２−メチルフェニルオクタノエート　２．５９％クエニ
ルノナノネー）　　　　　　　９６．５７％（Ａ）アシ
ルオキシベンゼン出発物質が炭素数１０又１ｔ１２のア
シル基を有するか、（Ｂ）アシルオキシベンゼン出発物
質がアシル基が炭素原子８．９．１０．１１及び１２の
飽和脂肪族鎖より成る異なったアシルオキシベンゼン化
合物の混合物である時は、饗修例２〜４及び５及び６と
同様な結果が生じた。

このような混合アシルオキシベンゼン出発物質を用いた
ときには単独アシルオキシベンゼン出発物質を用いたと
きの収率よりも低い収率とはならなかった。また、この
ような混合アシルオキシベンゼン出発物質を用いた時に
同等の収率を得るためには純粋の出発物質を用いた場合
よりも処理条件を変化せしめる必要はなかった。

出発アシルオキシベンゼンの分子量が大くなるにつれて
、分子量の小さい出発物質を使用したときの温浸温度よ
りもわずかに高い温浸温度が好ましい。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）三酸化イオウおよびアシルオキシベンゼンの付加
   物。
2. （２）三酸化イオウ対アシルオキシベンゼンの結合モル
   比が約０．９ないし１．１である特許請求の範囲第１項
   の付加物。
3. （３）該アシルオキシベンゼンが式： ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中Ｒは炭素原子２ないし１９個を含む飽和脂肪族基
   である）で表わされることを特徴とする、特許請求の範
   囲第１項の付加物。
4. （４）該モル比が約１：１である特許請求の範囲第１項
   の付加物。
5. （５）該飽和脂肪族基がオクチル基を含む、特許請求の
   範囲第４項の付加物。
6. （６）該飽和脂肪族基がイソオクチル基を含む、特許請
   求の範囲第４項の付加物。
7. （７）約１５０未満のＡＰＨＡ色を有しそして全組成物
   を１００重量％として （Ａ）アシルオキシベンゼンスルホン酸塩約１０ないし
   ４０重量％、 （Ｂ）副生物約１．０ないし１２．０重量％、および （Ｃ）水約４８ないし８９重量％ を含み、そして該塩において陽イオンがアルカリ金属、
   アルカリ土類金属、およびアンモニウムから成る群から
   選ばれ、そして該アシル基が炭素原子２ないし１９個を
   含む飽和脂肪族基を含む、貯蔵可能な水性組成物。
8. （８）約４ないし７のｐＨを有する特許請求の範囲第７
   項の組成物。
9. （９）該陽イオンがナトリウムを含む、特許請求の範囲
   第８項の組成物。
10. （１０）該アシル基の脂肪族基がノニルを含む、特許請
    求の範囲第８項の組成物。
11. （１１）該アシル基の脂肪族基がイソノニルを含む、特
    許請求の範囲第８項の組成物。
12. （１２）約１５０未満のＡＰＨＡ色を有しそして全組成
    物を１００重量％として （Ａ）アシルオキシベンゼンスルホン酸塩約８０ないし
    ９４重量％、および （Ｂ）副生物約６ないし２０重量％ を含み、そして該塩において陽イオンがアルカリ金属、
    アルカリ土類金属、およびアンモニウムから成る群から
    選ばれ、そして該アシル基が炭素原子２ないし１９個を
    含む飽和脂肪族基を含む、貯蔵可能な実質的に無色の固
    体組成物。
13. （１３）該陽イオンがナトリウムを含む特許請求の範囲
    第１２項の組成物。
14. （１４）該アシル基がノニルを含む特許請求の範囲第１
    ２項の組成物。
15. （１５）該アシル基がイソノニルを含む特許請求の範囲
    第１２項の組成物。