(57)【要約】      （修正有）【課題】タウリンをアルカリイセチオン酸塩から高い全収率で製造するための方法の提供。【解決手段】（ａ）１またはそれ以上の触媒の存在下でアルカリイセチオン酸塩を、アルカリジタウリン酸塩、アルカリトリタウリン酸塩、またはそれらの混合物の溶液と混合する工程；（ｂ）過剰のアンモニアを前記（ａ）に添加し、前記溶液をアンモノリシス反応に供してアルカリタウリン酸塩、アルカリジタウリン酸塩、およびアルカリトリタウリン酸塩の混合物を得る工程；（ｃ）過剰なアンモニアを除去し、酸で中和して、タウリンの結晶性懸濁液を得る工程；及び（ｄ）固液分離によってタウリンを分離する工程を含むアルカリイセチオン酸塩からタウリンを製造するための方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリイセチオン酸塩からタウリンを製造するための方法であって、
（ａ）１またはそれ以上の触媒の存在下でアルカリイセチオン酸塩を、アルカリジタウリン酸塩、アルカリトリタウリン酸塩、またはそれらの混合物の溶液と混合する工程と、
（ｂ）過剰のアンモニアを前記（ａ）に添加し、前記溶液をアンモノリシス反応に供してアルカリタウリン酸塩、アルカリジタウリン酸塩、およびアルカリトリタウリン酸塩の混合物を得る工程と、
（ｃ）過剰なアンモニアを除去し、酸で中和して、タウリンの結晶性懸濁液を得る工程と、
（ｄ）固液分離によってタウリンを分離する工程とを含む
方法。
【請求項２】
アルカリタウリン酸塩およびアルカリトリタウリン酸塩が、ジエタノールアミンおよびトリエタノールアミンからそれぞれ製造される
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
アルカリジタウリン酸塩とアルカリトリタウリン酸塩の混合物が、前記アルカリイセチオン酸塩のアンモノリシス反応の副生成物である
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
酸が、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、および有機カルボン酸から選択される
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
タウリンおよびアルカリ塩を分離した後の母液が連続的に再利用され、前記アンモノリシス反応のためにアルカリイセチオン酸塩の新しいバッチと混合される
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記アンモノリシス反応のための１つの触媒または２以上の触媒の組合せが、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、リン酸塩、および硝酸塩のアルカリ塩から選択される
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
タウリンの前記製造収率が８５％よりも大きい
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
タウリンの前記製造収率が９０％よりも大きい
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
タウリンの前記製造収率が９５％よりも大きく、ほぼ定量的収率までである
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記アルカリ金属が、リチウム、ナトリウム、またはカリウムである
請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルカリジタウリン酸塩またはアルカリトリタウリン酸塩、あるいはそれらの混合物の存在下でアルカリイセチオン酸塩のアルカリタウリン酸塩へのアンモノリシス反応を実行することによる、タウリンをアルカリイセチオン酸塩から高い全収率（すなわち９０％超からほぼ定量的収率まで）で製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タウリンは、２−アミノエタンスルホン酸とも呼ぶことができ、多くの動物の組織に見出されるアミノスルホン酸の１種である。タウリンは、有益な薬理効果、例えば解毒作用、疲労回復、および滋養強壮効果などのある非常に有用な化合物である。結果として、タウリンは、ヒトおよび動物の栄養補給の主成分として応用範囲が広い。
【０００３】
タウリンは、現在、エチレンオキシドかまたはモノエタノールアミンのいずれかから、毎年５０，０００トンを超える量で製造されている。現在のところ、大部分のタウリンは、エチレンオキシドから、３段階法：（１）エチレンオキシドと亜硫酸水素ナトリウムとの付加反応によってイセチオン酸ナトリウムを得る段階；（２）イセチオン酸ナトリウムのアンモノリシスによってタウリン酸ナトリウムを得る段階；（３）酸、すなわち塩酸および、好ましくは硫酸によって中和して、タウリンおよび無機塩を生成する段階、に従って製造される。
【０００４】
エチレンオキシド法は商業生産において確立されていて広く行われているが、全収率はあまり高くなく、８０％未満である。さらに、この方法は大量の廃液流を生成し、これはますます処理が難しくなっている。
【０００５】
エチレンオキシド法の第１段階である、エチレンオキシドと亜硫酸水素ナトリウムの付加反応は、米国特許第２，８２０，８１８号に開示されるように記載条件下でイセチオン酸ナトリウムを高い収率で、実際には定量的収率で生じることが公知である。
【０００６】
そのため、タウリンをエチレンオキシドから製造する際に起こる問題は、イセチオン酸ナトリウムのアンモノリシス、および硫酸ナトリウムからのタウリンの分離から生じる。
【０００７】
米国特許第１，９３２，９０７号は、イセチオン酸ナトリウムが、１：６．８のモル比で２４０〜２５０℃で２時間のアンモノリシス反応を受けた場合に、タウリン酸ナトリウムが８０％の収率で得られることを開示する。米国特許第１，９９９，６１４号は、アンモノリシス反応における触媒、すなわち硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、および炭酸ナトリウムの使用を記載する。タウリン酸ナトリウムとジタウリン酸ナトリウムの混合物は、９７％ほどの収率で得られる。しかし、混合物中のタウリン酸ナトリウムとジタウリン酸ナトリウムの割合は指定されていない。
【０００８】
旧東独国特許第２１９０２３号は、イセチオン酸ナトリウムのアンモノリシス反応の生成物分布の詳細な結果を記載する。イセチオン酸ナトリウムが、触媒として硫酸ナトリウムおよび水酸化ナトリウムの存在下、２５％アンモニア水と１：９のモル比で約２８０℃で４５分間のアンモノリシス反応を受けると、反応生成物は７１％のタウリン酸ナトリウムと２９％のジ−およびトリ−タウリン酸ナトリウムを含む。
【０００９】
国際公開第０１／７７０７１号は、タウリン酸ナトリウムの水溶液を反応媒質の存在下で２１０℃の温度に加熱することによる、ジタウリンの調製のための方法に関する。タウリン酸ナトリウムとジタウリン酸ナトリウムの混合物が得られる。
【００１０】
そのため、前に述べたことから、イセチオン酸ナトリウムのアンモノリシスは、決まってタウリン酸ナトリウム、ジタウリン酸ナトリウム、およびトリタウリン酸ナトリウムの混合物を生じると結論付けられる。タウリン酸ナトリウムの収率の百分率は、これまで８０％を超えることはなかった。
【００１１】
タウリン酸ナトリウムからタウリンを得るために、米国特許第２，６９３，４８８号は、水素形態の強酸イオン交換樹脂、およびその後に塩基形態の陰イオン交換樹脂を含むイオン交換樹脂を使用する方法を開示する。この方法は複雑であり、各製造サイクルでイオン交換樹脂を再生させるために大量の酸と塩基の使用を必要とする。
【００１２】
一方、中国特許第１０１５０８６５７号、同第１０１５０８６５８号、同第１０１５０８６５９号、および同第１０１４８６６６９号は、硫酸を使用してタウリン酸ナトリウムを中和して、タウリンおよび硫酸ナトリウムの溶液を得る方法を記載する。粗タウリンは、冷却後にタウリンの結晶性懸濁液からの濾過によって容易に得られる。しかし、廃棄母液はなおタウリン、硫酸ナトリウム、およびその他の不特定の有機不純物を含み、それらはジタウリン酸ナトリウムとトリタウリン酸ナトリウムの混合物と確認されている。
【００１３】
同時係属出願第１４／１２０，０４６号では、アルカリジタウリン酸塩またはアルカリトリタウリン酸塩、またはそれらの混合物を、アルカリタウリン酸塩に変換するための新規な方法が開示される。
【００１４】
そのため、本発明の目的は、タウリンをアルカリイセチオン酸塩から高い全収率（すなわち９０％超からほぼ定量的収率まで）で製造するための方法を開示することである。本発明の方法によれば、アルカリジタウリン酸塩またはアルカリトリタウリン酸塩、またはそれらの混合物の溶液をアルカリイセチオン酸塩と混合して、アルカリジタウリン酸塩およびトリタウリン酸塩副生成物の形成を抑制することにより、そして１またはそれ以上の触媒の存在下で副生成物をアルカリタウリン酸塩に変換することにより、アンモノリシス反応の収率を増加させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第２，８２０，８１８号明細書
【特許文献２】米国特許第１，９３２，９０７号明細書
【特許文献３】米国特許第１，９９９，６１４号明細書
【特許文献４】旧東独国特許第２１９０２３号明細書
【特許文献５】国際公開第０１７７０７１号パンフレット
【特許文献６】米国特許第２，６９３，４８８号明細書
【特許文献７】中国特許第１０１５０８６５７号明細書
【特許文献８】中国特許第１０１５０８６５８号明細書
【特許文献９】中国特許第１０１５０８６５９号明細書
【特許文献１０】中国特許第１０１４８６６６９号明細書
【特許文献１１】同時係属出願第１４／１２０，０４６号
【発明の概要】
【００１６】
本発明は、副生成物の形成を抑制し、製造収率を増加させ、製造プロセスからの廃棄物の排出を著しく低減するための、アルカリジタウリン酸塩もしくはアルカリトリタウリン酸塩、またはそれらの混合物の存在下で、アルカリイセチオン酸塩のアンモノリシス反応によるタウリンの製造のための方法に関する。
【００１７】
本発明によるプロセスは、アルカリジタウリン酸塩もしくはアルカリトリタウリン酸塩、またはそれらの混合物の溶液とアルカリイセチオン酸塩を混合することによって開始し、過剰なアンモニアの添加が後に続く。アンモノリシスは、１６０℃〜２６０℃の温度で自発生圧力から２６０バールまでの圧力下で１〜６時間行われる。
【００１８】
アンモノリシス反応の後、過剰なアンモニアは、反応溶液から追い出され、再利用のために回収される。アルカリタウリン酸塩の溶液は、アルカリジタウリン酸塩、アルカリトリタウリン酸塩、および微量の未反応アルカリイセチオン酸塩と一緒に得られる。
【００１９】
この強塩基性溶液を酸でｐＨ５〜９に中和して、アルカリ塩、アルカリジタウリン酸塩、アルカリトリタウリン酸塩、および少量の未反応のアルカリイセチオン酸塩の溶液中のタウリンの結晶性懸濁液を得る。初期懸濁液を所望により濃縮し、その後２８〜３５℃に冷却してタウリンを結晶させる。タウリンは、固液分離によって得られる。
【００２０】
アルカリジタウリン酸塩、アルカリトリタウリン酸塩、またはそれらの混合物の、アルカリイセチオン酸塩に対する比は、重量で０．０１から１０まで、好ましくは０．１から１まで、より好ましくは０．２から０．５まで、最も好ましくは０．３から０．４まで変動し得る。
【００２１】
この比が低い、すなわち＜０．１である場合、大量のアルカリイセチオン酸塩が、望ましいアルカリタウリン酸塩の代わりにアルカリジタウリン酸塩に変換され、したがって製造収率および効率を低下させる。この比が大きすぎる、すなわち＞１．０である場合、再利用される副生成物は非常に多くなり、生産能力は低下する。さらに、副生成物は実際に変換されたアルカリタウリン酸塩であるので、循環プロセスは安定していない。
【００２２】
有用かつ効果的な触媒は、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸水素塩、硫酸塩、亜硫酸水素塩、亜硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、塩素酸塩、および過塩素酸塩のアルカリ塩に見出される。そのような塩は、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、炭酸リチウム、炭酸水素リチウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、リン酸リチウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、亜硫酸リチウム、亜硫酸ナトリウム、および亜硫酸カリウムである。
【００２３】
アルカリイセチオン酸塩のアンモノリシス反応の触媒は、１つの成分であってもよいし、２以上の成分の組合せであってもよい。反応系に対し外因性の触媒を使用することができるが、製造プロセスに本来存在する触媒が好ましい。硫酸を中和酸として使用する場合、硫酸塩のアルカリ塩が好ましい。亜硫酸塩のアルカリ塩は、二酸化硫黄のプロセスに好ましい。
【００２４】
好ましい触媒は水酸化アルカリであり、最も好ましい触媒は水酸化ナトリウムである。
【００２５】
使用する触媒の量は限定されないが、通常、アルカリイセチオン酸塩に対する触媒のモル比で０．０１〜１０である。この比は好ましくは０．０１〜１、より好ましくは０．１〜０．５、最も好ましくは０．２〜０．３の範囲内である。触媒の適量は、アンモノリシス反応が望ましい時間で完了するように当業者によって選択され得る。
【００２６】
中和プロセスで使用される酸は、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸、および１〜６個の炭素を含有する有機カルボン酸から選択される。硫酸が最も好ましく使用される。
【００２７】
表Ｉ〜ＩＩＩは、アルカリジタウリン酸塩もしくはアルカリトリタウリン酸塩、またはそれらの混合物の存在の、アルカリイセチオン酸塩のアルカリタウリン酸塩へのアンモノリシスへの有効性をそれぞれ示す。アルカリイセチオン酸塩のアルカリタウリン酸塩への変換が、開示される条件下でほぼ定量的収率に達し得ることが明らかとなる。
【００２８】
表ＩＶは、アルカリイセチオン酸塩のアルカリタウリン酸塩へのアンモノリシスへの、異なる触媒の効果を示す。アンモノリシス反応に触媒を全く添加しない場合、アルカリイセチオン酸塩の低変換が観察される。
【００２９】
本発明によるプロセスは、不連続的に、半連続的に、そして連続的に実行することができる。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（１）（ａ）１またはそれ以上の触媒の存在下でアルカリイセチオン酸塩を、アルカリジタウリン酸塩、アルカリトリタウリン酸塩、またはそれらの混合物の溶液と混合すること；
【００３１】
（ｂ）過剰のアンモニアを（ａ）に添加し、溶液をアンモノリシス反応に供してアルカリタウリン酸塩、アルカリジタウリン酸塩、およびアルカリトリタウリン酸塩の混合物を得ること；
【００３２】
（ｃ）過剰なアンモニアを除去し、酸で中和して、タウリンの結晶性懸濁液を得ること；ならびに（ｄ）固液分離によってタウリンを分離することを含む、アルカリイセチオン酸塩からタウリンを製造するための方法。
【００３３】
アルカリタウリン酸塩およびアルカリトリタウリン酸塩が、ジエタノールアミンおよびトリエタノールアミンからそれぞれ製造される、（１）の方法。
【００３４】
アルカリジタウリン酸塩とアルカリトリタウリン酸塩の混合物が、アルカリイセチオン酸塩のアンモノリシス反応の副生成物である、（１）の方法。
【００３５】
酸が、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、および有機カルボン酸から選択される、（１）の方法。
【００３６】
タウリンおよびアルカリ塩を分離した後の母液が連続的に再利用され、アンモノリシス反応のためにアルカリイセチオン酸塩の新しいバッチと混合される、（１）の方法。
【００３７】
アンモノリシス反応のための１つの触媒または２以上の触媒の組合せが、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、リン酸塩、および硝酸塩のアルカリ塩から選択される、（１）の方法。
【００３８】
タウリンの製造収率が８５％よりも大きい（１）の方法。
【００３９】
タウリンの製造収率が９０％よりも大きい（１）の方法。
【００４０】
タウリンの製造収率が９５％よりも大きく、ほぼ定量的収率までである（１）の方法。
【００４１】
アルカリ金属が、リチウム、ナトリウム、またはカリウムである、（１）の方法。
【実施例】
【００４２】
以下の実施例は、本発明の実施を説明するものであるが、その範囲を制限するものではない。
【実施例１】
【００４３】
この実施例の組は、ジタウリン酸ナトリウムの存在下、そして水酸化ナトリウムの存在下でのイセチオン酸ナトリウムのアンモノリシスに関する。
【００４４】
全ての実施例は、３５ｍＬの２０％アンモニア水溶液に、１：８のイセチオン酸ナトリウム対アンモニアのモル比で溶解した０．０５モルのイセチオン酸ナトリウムに対するものである。その後、計算した量のジタウリン酸ナトリウムおよび水酸化ナトリウムを溶液に添加する。アンモノリシス反応は、自発生圧力下、２２０℃の１００ｍＬオートクレーブ中で２時間実行する。タウリン、ジタウリン、およびトリタウリンの含有量は、ＨＰＬＣ分析によって検定する。収率は、次式に従って計算する：
【００４５】
タウリン酸塩の収率（％）＝［タウリン］／［イセチオン酸ナトリウム］
【００４６】
ジ＋トリタウリン酸塩の収率（％）＝［ジ＋トリタウリン−付加したジタウリン］／［イセチオン酸ナトリウム］
【００４７】
表Ｉ．ジタウリン酸ナトリウムの存在下でのイセチオン酸ナトリウムのアンモノリシス
【表１】
2018021003.tif 000002
【実施例２】
【００４８】
この実施例の組は、トリタウリン酸ナトリウムの存在下、そして水酸化ナトリウムの存在下でのイセチオン酸ナトリウムのアンモノリシスに関する。
【００４９】
全ての実施例は、３５ｍＬの２０％アンモニア水溶液に、１：８のイセチオン酸ナトリウム対アンモニアのモル比で溶解した０．０５モルのイセチオン酸ナトリウムに対するものである。その後、計算した量のトリタウリン酸ナトリウムおよび水酸化ナトリウムを溶液に添加する。アンモノリシス反応は、自発生圧力下、２２０℃の１００ｍＬオートクレーブ中で２時間実行する。タウリン、ジタウリン、およびトリタウリンの含有量は、ＨＰＬＣ分析によって検定する。収率は、次式に従って計算する：
【００５０】
タウリン酸塩の収率（％）＝［タウリン］／［イセチオン酸ナトリウム］
【００５１】
ジ＋トリタウリン酸塩の収率（％）＝［ジ＋トリタウリン−付加したジタウリン］／［イセチオン酸ナトリウム］
【００５２】
表ＩＩ．トリタウリン酸ナトリウムの存在下でのイセチオン酸ナトリウムのアンモノリシス
【表２】
2018021003.tif 000003
【実施例３】
【００５３】
この実施例の組は、タウリン結晶化の母液から得たジタウリン酸ナトリウムおよびトリタウリン酸ナトリウムの混合物の存在下、そして水酸化ナトリウムおよび硫酸ナトリウムの存在下でのイセチオン酸ナトリウムのアンモノリシスに関する。
【００５４】
全ての実施例は、３５ｍＬの２０％アンモニア水溶液に、１：８のイセチオン酸ナトリウム対アンモニアのモル比で溶解した０．０５モルのイセチオン酸ナトリウムに対するものである。その後、計算した量の水酸化ナトリウムを溶液に添加する。特許出願第１４／１２０，０４６号に記載される結晶化母液から得たジタウリン酸ナトリウムおよびトリタウリン酸ナトリウムの混合物を使用する。アンモノリシス反応は、自発生圧力下、２２０℃の１００ｍＬオートクレーブ中で２時間実行する。タウリン、ジタウリン、およびトリタウリンの含有量は、ＨＰＬＣ分析によって検定する。収率は、次式に従って計算する：
【００５５】
タウリン酸塩の収率（％）＝［タウリン］／［イセチオン酸ナトリウム］
【００５６】
ジ＋トリタウリン酸塩の収率（％）＝［ジ＋トリタウリン−（付加したジ＋トリタウリン）］／［イセチオン酸ナトリウム］
【００５７】
表ＩＩＩ．ジタウリン酸ナトリウムとトリタウリン酸ナトリウムの混合物の存在下でのイセチオン酸ナトリウムのアンモノリシス
【表３】
2018021003.tif 000004
【実施例４】
【００５８】
この実施例の組は、タウリン結晶化の母液から得たジタウリン酸ナトリウムおよびトリタウリン酸ナトリウムの混合物の存在下での、イセチオン酸ナトリウムのアンモノリシスへの異なる触媒の効果を示す。
【００５９】
全ての実施例は、３５ｍＬの２０％アンモニア水溶液に、１：８のイセチオン酸ナトリウム対アンモニアのモル比で溶解した０．０５モルのイセチオン酸ナトリウムに対するものである。計算した量の触媒および特許出願第１４／１２０，０４６号に記載される結晶化母液から得たジタウリン酸ナトリウムおよびトリタウリン酸ナトリウムの混合物を溶液に添加する。（ジ＋トリタウリン酸塩）／イセチオン酸塩の重量比を０．３で固定する。アンモノリシス反応は、自発生圧力下、２２０℃の１００ｍＬオートクレーブ中で２時間実行する。タウリン、ジタウリン、およびトリタウリンの含有量は、ＨＰＬＣ分析によって検定する。収率は、次式に従って計算する：
【００６０】
タウリン酸塩の収率（％）＝［タウリン］／［イセチオン酸ナトリウム］
【００６１】
ジ＋トリタウリン酸塩の収率（％）＝［ジ＋トリタウリン−（付加したジ＋トリタウリン）］／［イセチオン酸ナトリウム］
【００６２】
表ＩＶ．ジタウリン酸ナトリウムとトリタウリン酸ナトリウムの混合物の存在下でのイセチオン酸ナトリウムのアンモノリシスへの触媒の影響
【表４】
2018021003.tif 000005
【００６３】
前述の実施例および説明が、説明目的のためだけのものであり、本発明の様々な変更が当業者に自明であることは当然理解される。そのような変更は、本願の精神および範囲ならびに添付される特許請求の範囲に含まれるものである。
【外国語明細書】
2018021003000001.pdf