JPS6023360A - アミノアルキルスルホン酸類の製造法 - 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】 本発明は、アミノアルキルスルホン酸類を安価に、かつ
高収率で製造する方法に関する。

アミノアルキルスルホン酸類は医薬品、界面活性剤、ｐ
Ｈ緩衝剤等の中間原料として有用な化合物であり、なか
でも２−アミノエチルスルホン酸は、そのもの自体、解
毒、疲労回復、滋養強壮等の薬理作用を有する極めて有
用な化合物である。

アミノアルキルスルホン酸類の製造法としては、従来、
次の様な方法が知られている。

■エチレンイミンに亜硫酸ガスと水とを反応させる方法
（特公昭４０−２３００７、特公昭４７−１６８０７）
、 ■塩化エチレンと亜硫酸ナトリウムとを反応させて２−
クロルエチルスルホン酸ナトリウムを製造し、これを加
圧下に無水アンモニアまたは２７％−アンモニア水と炭
酸アンモニウムの混合液、あるいはアルキルアミン類と
加熱して反応させる方法（Ｉｎｄ、Ｅｎｇ、Ｃｈｅｍ、
、３９９０６　（１９４，７）　）、■ヒドロキシアル
キルスルホン酸を加圧下にアンモニアまたはアルキルア
ミンと反応させる方法１’Ｕ、Ｓ、Ｐ、　１，９３２，
９０７　；Ｕ、Ｓ、Ｐ、　１，９９９，６１４．）、■
２．２−２置換チアゾリンを過酸化水素で酸化する方法
（特開昭５７−２６６５４）、 ■２−アミンエタノール硫酸エステルと亜硫酸ナトリウ
ムを反応させる方法（Ｊ　、Ｃｈｅｍ、Ｓｏｃ　、　１
，９４３　。

４）、 ■２−ハロゲノエチルアミンのハロゲン化水素塩と亜硫
酸塩とを反応させる方法（Ｉｎｄ、Ｅｎｇ、Ｃｈｅｍ、
。

３９９０６（１９４７）、；　Ｊ、Ａ＋ｎ、Ｃｈｅｍ、
Ｓｏｃ、、５８１９１（１９３６）　）。

しかしながら、これらの従来法はいづれも次の様な重大
な欠点を有している。即ち、方法■では、原料として、
極めて毒性が強（、発ガン性もありかつ高価なエチレン
イミンおよび吸入すると吻痛、咳、呼吸困難を起す亜硫
酸ガスを用いるため安全上問題がある。そのうた、この
反応は極度の発熱反応であり、工業的生産（で当っては
反旧制御上にも大きな問題がある。

方法■および■ではアンモニアまたはアルキルアミンを
加圧下、加熱して反応させる必要があり、工業的に製造
するには、装置が極めて高価になる欠点がある。

方法■では取扱上危険性の大きい過酸化水素を用いる必
要があり、安全−Ｆ問題がある。さらに副生ずるケトン
類の回収リサイクルが必要で操作が煩雑になる。

方法■および■では、原料とする化合物がいづれも安全
な化合物でしかも取扱いが容易な利点はあるものの、な
お、次の様な問題が残っていた。即ち、方法■では硫酸
エステルと亜硫酸ナトリウムとの反応が極めて遅く、長
時間の加熱が必要であるが、硫酸エステルそのものが加
水分解をうけ易い化合物であるので、亜硫酸ナトリウム
との反応の際加水分解によるモノエタノールアミンの副
生を避けられず、収率が極めて低いうえに副生じたモノ
エタノールアミンの分離、回収等、踵々問題があった。

方法■では２−ブロムエチルアミンでは収率８０％と比
較的高い収率ではあるものの、工業化するにはなお不十
分であり、さらに収率な高くするには大過剰の亜硫酸塩
を必要とし、その分離、回収が問題であった。

また２−クロルエチルアミンの場合は方法■の場合より
もさらに低い収率であり、そのま〜では工業的製法とは
言えなかった。

以上記述した様に従来法では使用する原料自体に重大な
欠点があるか、または原料が安全な物質の場合は収率が
低いか、後処理に問題が多（、いづれも満足すべぎ方法
とは言えない。

本発明者らは、原料が極めて安全で、かつ取扱い易い方
法■について、工業的に実施出来る方法とすることを目
的に詳細に検討した。

その結果、亜硫酸塩と］・ロダン化アルキルアミン類と
の反応系では下記の反応式で示す三種の反応５− が起っていることを見出した。

前記の亜硫酸塩とハロゲン化アルキルアミンとを還流下
で反応させる従来の方法では、反応式（１）の主反応の
ほかに反応式（２）の加水分解反応が同時に起るため目
的化合物の収率低下が著しく、ま６− たこれまで知られていなかった反応式（３）の反応につ
いては、反応式（１）で生成したアミノアルキルスルホ
ン酸に対し、高温下に大過剰のハロゲン化アルキルアミ
ンが存在するという極めて反応が起り易い条件下にある
ため、更に収率を低下させる原因になっていると推定さ
れた。

本発明者らは前記反応式（２）（３）の副反応を抑制す
る方法について観念検討・した結果、驚くべきことに亜
硫酸塩とハロゲノエチルアミン類とを含む水溶液を段階
的に昇温させながら反応させることによって９０係以上
の収率でアミノアルキルスルホン酸類を製造出来ること
を見出し本発明を完成させるに到った。

即ち、本発明は、一般式（■） （式中、Ｒ，、Ｒλおよび穐は水素原子、炭素数１〜３
のアルキル基、または水酸基をもつ炭素数１〜３のアル
キル基を示し、互いに同一でも異っていてもよい。Ｘは
塩素、臭素またはヨウ素を示し、ｎは２または３の整数
である）で表わされるハロゲン化アルキルアミン類と亜
硫酸塩とを含む水溶液を常温乃至６５°Ｃおよび５０’
Ｃ乃至該水溶液の還流温度のそれぞれの温度範囲で少な
くとも１回以上の定温反応を行なわしめる工程を含む、
少なくとも２回は上に分けて段階的に昇温しで反応させ
る一般式（ＴＩ） （式中Ｒ１、Ｒ１、Ｒ，およびｎは一般式（■）ノ場合
と同じ意味を示す）で表わされるアミノアルキルスルホ
ン酸類の製造方法である。

本発明の方法で用いるハロゲン化アルキルアミン類は前
記一般式（Ｉ）で表わされるものであり、具体的には、
２−ハロゲノエチルアミン、Ｎ−メチル−２−ハロゲノ
エチルアミン、Ｎ−エチル−２−ハロゲノエチルアミン
、　Ｎ−（２−ヒドロキシルエチル）−２−ハロゲノエ
チルアミン、Ｎ−プロピル−２−ハロゲノエチルアミン
、３−ハロゲノプロピルアミン、Ｎ−メチル−３−ハロ
ゲノプロピルアミン、２−ハロゲノプロピルアミン、Ｎ
−（２−ヒドロキシプロピル）−２−ノ）ロケノフロビ
ルアミン、■−メチルー２−ハロゲノエチルアミン、２
−ハロゲノブチルアミン等があげられる。

これらの化合物（（おいて〕・ロゲンは塩素、臭素、お
よびヨウ素のいづれであってもよい。これらの化合物は
、公知の方法、即ち■アルカノールアミンに塩化チオニ
ルを反応させる方法（Ｇｅｒ、０ｆｆｅｎ２７０１２１
５（１９７８）　）■アルカノールアミンにハロゲン化
水素酸を作用させる方法　等により容易に製造出来る。

本発明の方法で用いる亜硫酸塩は、亜硫シ俊ナトリウム
、亜硫酸カリウム等の亜硫酸のアルカリ金属塩または亜
硫酸アンモニウムである。

本発明のアミノアルキルスルホン酸類の製造方法は、亜
硫酸塩とハロゲン化アルキルアミン類のノｈロゲン化水
素塩を常温で水に溶解し、両者を含む水溶液とした後、
少なくとも２回以上に分けて温９一 度を段階的にあげる方法で行われる。

亜硫酸塩およびハロゲン化アルキルアミン類の水溶液濃
度はともに１０係から飽和までの濃度が好ましい。１０
％以下の濃度でも反応は十分に進行するが、工業的には
反応装置が大型となり経済的でない。亜硫酸塩を飽和以
上に加えスラリー状態としても差し支えないが飽和以下
の濃度で」−分な効果が得られる。

亜硫酸塩はハロゲン化アルキルアミンのハロゲン化水素
塩に対し１〜３倍当量用いるのが好ましい。

１当量未満では過剰のハロゲン化アルキルアミンが好ま
しくない副反応をおこすためか、収率低下をまねく。ま
た、上記の範囲で十分な結果が得られるので、３倍当量
を越えて用いる必要はなく、むしろ過剰の亜硫酸塩の回
収廃棄等問題になり好ましくない。

本発明の方法では、本発明の目的を達成するために反応
を段階的に昇温させて行なう。すなわち、常温から水溶
液の還流温度までの範囲内で、少なくとも２回以上に分
けて昇温を段階的に行なう。

＝１０− とくに、常温乃至６５℃、好ましくは常温乃至６０℃、
および５０°Ｃ乃至水溶液の還流温度、好ましくは６５
℃乃至水溶液の還流温度のそれぞれの温度範囲で少なく
とも１回の定温反応の工程を含むようにし、少なくとも
２回以上に分けて段階的に昇温して反応させる。このよ
うな条件を満たずために、例えば常温から水溶液の還流
温度の範囲内で２〜５回に分け、０．５〜４時間毎に１
０〜３０℃づつ昇温させて反応を実施する方法があげら
れる。また、前記の各温度範囲における定温反応は、常
温乃至６０℃の温度範囲で、好ましくは０．５〜１０時
間／所定温度で、および５０°Ｃ乃至水溶液の還流温度
の範囲で、少なくとも１回、０．５〜４時間／所定温度
で反応させる工程を意味し、反応は反応全体として少な
くとも２回以上の前記のような定温反応を含み段階的に
昇温し反応を完結させる方法で実施する。

上記のような条件により常温乃至６０°Ｃでの反応で、
前記反応式（２）で示す加水分解反応を抑制して、つい
で、昇温しで５０℃乃至還流温度で段階的に昇温させな
がら反応させることにより、前記反応式（３）で示す反
応を抑制し、祷果として副生物の生成を抑え、目的のア
ミノアルキルスルホン酸類を高い収率で得ることができ
る。

本発明での加熱時間は昇温速度または温度１（よって異
るが、３時間から２０時間が好ましい。３時間以下では
反応が終了していないため、低収率となり、２０時間以
上では反応時間が長くなって好ましくない。

反応終了後、反応液からアミノアルキルスルホン酸類の
単離は公知の方法で実施出来る。例えば、反応液から水
を蒸留によって除いた後、塩酸を加えてアミノアルキル
スルホン酸類のみを溶解し、無機塩をｆ別する。このア
ミノアルキルスルホン酸を含む塩酸溶液を濃縮し、これ
にエタノールを加え、目的物を析出させ、これをｒ過に
よって取出すことが出来る。

本発明の方法によれば極めて安全で取扱い易（、しかも
安価な原料を用いて、高純度のアミノアルキルスルホン
酸類を高収率で製造することが出来る。

次に、本発明の方法を実施例によって、更に詳細に説明
する。

実施例−１ 攪拌機、温度計、還流冷却器およびＮ□吹き込み口を備
えた５００ｄの四ツ目フラスコに無水亜硫酸ナトリウム
５０．４ｇ（０，４モル）と水１７８ｑを加え、Ｎ、気
流下で攪拌し溶解した。この溶液に２−クロルエチルア
ミンの塩化水素塩の５０％−水溶液４６．４９（０，２
モル）を加えた。湯浴で内温を５５°Ｃまで加熱しこの
温度で５時間加熱攪拌した。加熱を強めて内温６５°Ｃ
で２時間、８０℃で２時間、９０℃で２時間さらに沸点
で１時間加熱嘩拌し、反応を行った。以上の反応は全て
Ｎ、気流中で行った。

反応終了後、減圧下で水を除去し、濃塩酸１５０づを加
えて生成したタウリンを溶解した。不溶の無機塩をｒ別
し、更に無機塩を濃塩酸で５回（塩酸量は１回当り２０
〜２５ｒｎｌ）洗浄した。ｒ液と洗液を一緒にし減圧下
に約１００−まで濃縮した。

１３− エタノール１００ｄを加えタウリンを析出させ、ｒ過し
て単離し、減圧乾燥した。

収量２３．９　ｇ、収率９５．６チ、ＩＲおよびＮＭＲ
，は標準品と一致した。元素分析値は次の通りであった
。

元素分析　Ｃ２Ｈ，Ｎ０３Ｓとして ＣＨＮ　Ｓ 理論値Ｃ％）　１９，１９　５，６４　１１，１９　２
５．６２分析値（％）　１９，３１　５，７８　１１．
０３　２５，３５比較例 実施例−１において亜硫酸す）　ＩＪウム水溶液と２−
クロルエチルアミンの塩化水素塩の水溶液とを混合した
後、加熱して内温１００°Ｃで８時間反応を行わせる他
は実施例−１と同様の操作を行った。

実施例−１と同様に後処理を行い、タウリンを得た。

収量　１．８．１ｇ、収率７２．４係、ＩＲおよびＮＭ
Ｒは標準品と一致した。またこのものの元素分析値は次
の通りであった。

＝１４− 元素分析　へＨ７Ｎｏ、Ｓとして ＣＴ−Ｉ　Ｎ　Ｓ 理論値（爆）　１９，１９　５．６４　１１，１９　２
５．６２分析値（媛）　１９，２８　５．７６　１１，
０５　２５．３７実施例−２〜７ 実施例−１と同様の装置を用い表−１に示した原料を用
いて表−１の条件で反応を行った。実施例−１と同様の
後処理を行い表−１の結果を得た。

なお得られた製品はＩＲ，およびＮＭＲで同定した。

１５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一般式（Ｄ （式中、鴇、Ｒ１およびへは炭素原子、炭素数１〜３の
   アルキル基または水酸基を有する炭素数１〜３のアルキ
   ル基を示し、互いに同一でも異っていてもよい。Ｘは塩
   素原子、臭素原子または沃素原子を示し、ｎは２または
   ３の整数である）で表わされるハロゲン化アルキルアミ
   ン頑と、亜硫酸塩とを含む水溶液を常温乃至６５℃およ
   び５０℃乃至該水溶液の還流温度のそれぞれの温度範囲
   で少くとも１回以上の定温反応を行なわしめる工程を含
   む、少な（とも２回以上に分けて昇温し反応させること
   を特徴とする 一般式（ＩＩ） （式中、Ｒ１、鳥、Ｒうおよびｎは一般式（Ｉ）の場合
   と同じ意味を示す）で表わされるアミノアルキルスルホ
   ン酸類の製造方法。