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JPS6318936B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6318936B2
JPS6318936B2 JP56012124A JP1212481A JPS6318936B2 JP S6318936 B2 JPS6318936 B2 JP S6318936B2 JP 56012124 A JP56012124 A JP 56012124A JP 1212481 A JP1212481 A JP 1212481A JP S6318936 B2 JPS6318936 B2 JP S6318936B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction
group
carbon atoms
polymerization
quaternary ammonium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56012124A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS57126452A (en
Inventor
Akira Okada
Kimihiko Noda
Yoichi Hasegawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Chemical Industries Ltd filed Critical Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority to JP1212481A priority Critical patent/JPS57126452A/ja
Publication of JPS57126452A publication Critical patent/JPS57126452A/ja
Publication of JPS6318936B2 publication Critical patent/JPS6318936B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は第四級アンモニウム塩の製造法に関す
るものである。さらに詳しくは第四級アンモニウ
ム基を有するビニルモノマーの製造法に関するも
のである。
第四級アンモニウム塩を有するビニルモノマー
は単独重含、他のモノマーとの共重合または他の
基材へのグラフト重合などによつて陽イオン性、
導電性、水溶性、接着性などの機能をもつポリマ
ーを容易に与えるため、多くの分野で使用されて
いる。
第四級アンモニウム基を有するビニルモノマー
は通常は第三級アミノ基を有するビニルモノマー
を四級化剤と反応させて得られる。第三級アミン
の四級化剤との反応はメンシユトキン反応と通称
され、通常は第三級アミンの水溶液に四級化剤を
添加して反応が行なわれる。
しかしながら後述するような一般式(1)で示され
る第三級アミノ基含有不飽和酸エステルや不飽和
酸アミドの場合、該ビニルモノマーのエステル基
またはアミド基が極めて加水分解を受け易いため
反応中に相当する不飽和酸(アクリル酸またはメ
タクリル酸)が多量副生する結果を招くことが多
かつた。この様な不飽和酸は四級化物の品質の著
しい低下を招くのみならず第三級アミノ基含有ビ
ニルモノマーおよびその第四級アンモニウム塩の
重合を促進する傾向があり、四級化反応中に予期
せざる重合を惹起する原因となることが多かつ
た。
この様な問題点を解決するため従来から行われ
ている方策の一つは、室温以下の低温で四級化反
応を行うことである。しかしこの場合には加水分
解速度自体は大巾に低下するが同時に四級化反応
速度も著しく低下するため、反応終了までに極め
て長時間を要し、工業的には好適な方法とは言え
なかつた。
本発明者らはこの様な現状に鑑み一般式(1)で示
される第三級ビニルモノマーの四級化方法を鋭意
研究した結果、高品質の四級化物を迅速に且つ反
応中の重合トラブルなく得る方法を見出し本発明
に到つた。すなわち本発明は一般式 (式中R1はHまたはCH3;R2,R3はそれぞれ
独立に炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数
2〜4のヒドロキシアルキル基;AはO(酸素原
子)またはNH、Bは炭素数1〜4のアルキレン
基または炭素数2〜4のヒドロキシアルキレン基
である。)で示される第三級アミノ基を有するビ
ニルモノマーを四級化剤と反応させて該モノマー
の第四級アンモニウム塩を製造する方法におい
て、反応と並行して水を断続的または連続的に添
加しながら反応を行うことを特徴とする第四級ア
ンモニウム塩の製造法である。
一般式(1)において、R2,R3はそれぞれ炭素数
1〜4のアルキル基または炭素数2〜4のヒドロ
キシアルキル基である。炭素数1〜4のアルキル
基としては、メチル基、エチル基、n−もしくは
iso−プロピル基、およびブチル基をあげること
ができる。炭素数2〜4のヒドロキシアルキル基
としては−CH2CH2OH,−CH2CH2CH2OHおよ
び−CH2CH(CH2OH)CH3をあげることができ
る。Bは炭素数1〜4のアルキレン基または炭素
数2〜4のヒドロキシアルキレン基である。該ア
ルキレン基としては−CH2CH2−,−
CH2CH2CH2−,−CH2CHCH3−があげられ、該
ヒドロキシアルキレン基としては−CH2CH
(OH)CH2−があげられる。
一般式(1)で示されるモノマーとしては具体的に
は下記のモノマーがあげられる。
(A) 第三級アミノ基含有(メタ)アクリレート (a) ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリ
レート ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレー
ト、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレ
ートなど (b) ジアキルアミノヒドロキシアルキル(メ
タ)アクリレート ジメチルアミノ−2−ヒドロキシプロピル
(メタ)アクリレート、ジエチルアミノ−2
−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート
など 上記および以下において(メタ)アクリレート
とはアクリレートおよび/またはメタアクリレー
トという。
(B) 第三級アミノ基含有(メタ)アクリルアミド (a) ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリ
ルアミド ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルア
ミド、ジエチルアミノプロピル(メタ)アク
リルアミドなど (b) ジアルキルアミノヒドロキミアルキル(メ
タ)アクリルアミド ジメチルアミノ−2−ヒドロキシプロピル
(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノ−
2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルア
ミドなど 上記および以下において(メタ)アクリルアミ
ドとはアクリルアミドおよび/またはメタアクリ
ルアミドをいう。
本発明は、これらのモノマー中で四級化剤によ
る副反応(加水分解、重合など)がもつともおこ
り易い第三級アミノ基含有(メタ)アクリレート
の場合にとくに有効であり好ましい。
本発明における四級化剤は公知のものを選ぶこ
とができ、たとえばアルキルハライド(メチルク
ロライド、メチルアイオダイド、ブチルクロライ
ド、オクチルブロマイド、ラウリルブロマイド、
ステアリルアイオダイドなど)、アラルキルハラ
イド(ベンジルクロライド、P−メチルベンジル
クロライド、P−オクチルベンジルクロライド、
フエネチルブロマイドなど)、アルキル硫酸(ジ
メチル硫酸、ジエチル硫酸など)、およびスルホ
ン酸エステル(P−トルエンスルホン酸メチルな
ど)があげられる。これらの中で工業的観点から
メチルクロライド、ベンジルクロライドおよびジ
メチル硫酸が好ましい。
本発明における四級化反応は、反応と並行して
水を断続的または連続的にモノマーに添加しなが
ら行う。四級化反応にさいし、四級化剤は反応開
始前に反応槽内の第三級アミノ基を有するビニル
モノマーに加えておいてもよく、反応と並行して
添加していつてもよいが、反応の暴走を防ぐため
反応と並行して添加する方法が好ましい。
四級化剤を反応と並行して添加する方法をとる
場合、四級化剤と水とは並行して加えてもよく、
交互に加えてもよい。またそれぞれを連続的に加
えてもよく、断続的に加えてもよい。添加の方法
はとくに限定なく常圧で滴下する方法、加圧下に
圧入する(吹込む)方法などがあげられる。
その他の四級化反応の条件は公知の範囲でとく
に限定なく選び得るが、以下の条件は本特許にと
くに有効でありこれらの条件で実施することが好
ましい。すなわち四級化温度は10〜60℃が好まし
く20〜40℃がさらに好ましい。四級化剤の使用量
は三級アミンモノマーのアミノ基1モルに対して
1.00〜1.20モルが好ましく、1.01〜1.10モルがさ
らに好ましい。水の量は一般式(1)で示される第三
級アミノ基を有するビニルモノマーの第四級アン
モニウム塩(四級塩モノマー)の濃度に関係し、
四級化反応終了時の四級塩モノマーの濃度は四級
化時の加水分解を押えるためできるだけ高い方が
好ましいが、高すぎると四級化反応速度が遅くな
ること、四級化中の重合が起り易くなること等の
理由で通常は50〜90重量%、好ましくは70〜85重
量%である。
また、四級化剤を反応と並行して添加する場合
はその添加速度は一般に系中の未反応四級化剤量
が未反応モノマーおよびこれから生成する四級塩
モノマーの合計モル数に対して通常20モル%以
下、好ましくは10モル%以下にするのが好まし
い。
本発明によつて得られる四級塩モノマーは反応
終了時点では四級塩の水溶液となつているがこの
ものを必要に応じてさらに希釈または濃縮しても
よい。また四級塩モノマー水溶液は必要に応じて
更にイオン交換樹脂や活性炭による処理、溶剤抽
出等により精製することができる。さらにハイド
ロキノンモノメチルエーテル、ターシヤリブチル
カテコール、ニトロソベンゼン、バラフエニレン
ジアミン、フエノチアジン、ジエチルヒドロキシ
ルアミンなど公知の重合禁止剤、EDTA、ポリ
リン酸、ニトリロトリ酢酸などの公知のキレート
剤、およびPH調整剤などの添加剤を四級化反応前
または反応後加えてもよい。
本発明の第四級アンモニウム塩ビニルモノマー
は単独でまたはこの第四級アンモニウム塩ビニル
モノマ以外の他のビニルモノマーとともに公知の
(共)重合方法によつて(共)重合体にすること
ができる。(共)重合体を製造する際使用できる
第四級アンモニウム塩以外の他のビニルモノマー
としては、特開昭54−102388号公報に記載の単量
体たとえば親水性の非イオン性ビニル単量体、親
水性の他のカチオン性ビニル単量体、親水性のア
ニオン性ビニル単量体および油溶性のビニル単量
体があげられる。
本発明により安定化されたモノマーは通常の方
法により重合可能である。たとえばラジカル重合
開始剤、紫外線、放射線などを使用する方法で行
うことができる。これらのうち水溶性の過硫酸塩
(過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなど)、
アゾ化合物(アゾビスイソブチロニトリル、アゾ
ビスジメチルワレロニトリルなど)などのラジカ
ル重合開始剤を用いる方法が好ましい。
また重合は公知の方法、たとえば水溶液重合、
乳化重合、懸濁重合、沈澱重合などの方法により
行うことができる。水溶液重合の場合にはたとえ
ば単量体を水溶液(単量体濃度はたとえば10〜90
重量%)とし、系内を不活性ガスで置換したの
ち、ラジカル重合開始剤を加え、通常0〜80℃程
度で数時間重合することにより行うことができ
る。乳化重合の場合は、たとえば特開昭50−
102388号公報に記載の方法により行うことができ
る。
本発明により一般式(1)で示されるモノマーの四
級化に際する加水分解、重合等の不都合な副反応
が効果的に抑止でき、不飽和酸、重合物等の不純
物含有量の極めて低い高品質の第四級アンモニウ
ム塩モノマーの工業的製造が可能となつた。これ
は水を反応と並行して添加しながら四級化を行う
ことにより初めて達成できたものであり従来より
公知の方法では為し得なかつたものである。
本発明によつて得られた第四級アンモニウム塩
モノマーは繊維処理剤、高分子疑豊剤、製紙用薬
剤、接着剤等に用いられる機能性ポリマーの原料
モノマーとして極めて有用性が高い。
以下実施例を以て本発明をさらに説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。
実施例 1 撹拌機、温度計、滴下ロート(2個)およびサ
ンプリング管を備えた2ガラスコルベンに、ジ
メチルアミノエチルメタクリレート628g(4モ
ル)を仕込み、滴下ロートの一方に水300g、他
方にベンジルクロライド512g(4.05モル)を仕
込んだ。コルベン内の液温を25℃に調整し撹拌し
ながら水とベンジルクロライドを同時に滴下開始
し、それぞれ4時間で全量を添加した。この後更
に1時間熟成して濃度79%の第四級アンモニウム
塩水溶液1475gを得た。この間液温は外部冷却に
より25±5℃に保つた。第四級アンモニウム塩の
収率はアミン価から計算して99.8%、メタクリル
酸の副生量は使用したジメチルアミノエチルメタ
クリレートに対して0.05モル%にすぎなかつた。
また四級化反応中の重合も認めなかつた。
比較例 1 実施例1で水を反応中に滴下する代りにあらか
じめ反応前に全量コルベン内に加えた点を除き他
は全く同様の条件で四級化を行つた。この場合に
はジメチルアミノエチルメタクリレートが四級化
中に加水分解し、最終的には第四級アンモニウム
塩の収率は96・0%、メタクリル酸の副生量は使
用したジメチルアミノエチルメタクリレートに対
して1.9%に達していた。また反応液はわずかに
増粘しており0.4%のポリマーを含有していた。
実施例2 (四級化剤と水を断続的に添加する
例) 撹拌機、温度計、滴下ロート(2個)およびサ
ンプリング管を備えた1.5リツトルのガラスオー
トクレーブにモノマーとしてジメチルアミノエチ
ルメタクリレート471g(3モル)を仕込み、滴
下ロートの一方に水156g、他方にメチルクロラ
イド153g(3.03モル)を仕込んだ。オートクレ
ーブ内の液温を20〜25℃に調整し撹拌しながらメ
チルクロライドと水を5回に分けて断続的に添加
した。この場合、添加は最初メチルクロライド30
gと水30gを30分かけて行いその後30分間熟成し
た。更に同じ方法により断続的にメチルクロライ
ドと水を添加してゆき5回目に残り全部を投入し
た後、3時間熟成して濃度80%の第四級アンモニ
ウム塩水溶液780gを得た。第四級アンモニウム
塩の収率は、アミン価から計算して99.5%、メタ
クリル酸の副生量は使用したジメチルアミノエチ
ルメタクリレートに対し0.09モル%であつた。ま
たこの場合実施例1と同じく反応中は重合は認め
られなつかた。
実施例3 (四級化剤と水を別添する例) 実施例2のガラスオートクレーブにモノマーと
してジメチアミノエチルアクリレート429g(3
モル)を仕込み、滴下ロートの一方に水146g、
他方にメチルクロライド153g(3.03モル)を仕
込んだ。オートクレーブ内の液温を20℃に調整し
撹拌しながらメチルクロライドを2時間で全量添
加した。この後水を連続的に2時間かけて全量滴
下した。水の添加終了後、液温を常に20±2℃に
保つて15時間熟成し、濃度80%の第四級アンモニ
ウム塩水溶液725gを得た。第四級アンモニウム
塩の収率は、アミン価から計算して99.5%、アク
リル酸の副生量は使用したジメチルアミノエチル
アクリレートに対し0.12モル%であつた。この場
合も反応中に重合は認められなつかた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式 (式中、R1はHまたはCH3;R2,R3はそれぞ
    れ独立に炭素数1〜4のアルキル基、または炭素
    数2〜4のヒドロキシアルキル基;AはO(酸素
    原子)またはNH、Bは炭素数1〜4のアルキレ
    ン基または炭素数2〜4のヒドロキシアルキレン
    基である。)で示される第三級アミノ基を有する
    ビニルモノマーに四級化剤を加えて反応させて該
    モノマーの第四級アンモニウム塩を製造する方法
    において、反応と並行して水を断続的または連続
    的に添加しながら反応を行うことを特徴とする第
    四級アンモニウム塩の製造法。 2 第三級アミノ基を有するビニルモノマーに四
    級化剤の添加と並行して水を断続的または連続的
    に添加する特許請求の範囲第1項記載の製造法。
JP1212481A 1981-01-28 1981-01-28 Preparation of quaternary ammonium salt Granted JPS57126452A (en)

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JP1212481A JPS57126452A (en) 1981-01-28 1981-01-28 Preparation of quaternary ammonium salt

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Publication Number Publication Date
JPS57126452A JPS57126452A (en) 1982-08-06
JPS6318936B2 true JPS6318936B2 (ja) 1988-04-20

Family

ID=11796785

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