(57)【要約】  本方法はハロゲン置換可能アミドもしくはイミド官能基を分子中に１個以上有する化合物の非常に有効なＮ−ハロゲン置換を可能にするものである。本方法は、例えば、反応槽に（ｉ）水、有機塩基、およびＮ−ハロゲン置換を受けさせるべき化合物、例えばヒダントインなどと（ｉｉ）臭素化剤および／または塩素化剤の供給材料を同時に供給することを伴う。これらの供給材料の比率を、ｐＨが５以下、または指定範囲、例えば５．５−８．５の範囲内に保持されかつ前記アミドもしくはイミドの窒素原子の１つ以上が臭素または塩素原子で置換されるような比率にする。本方法の特徴は、これを約９０℃の如き高い温度で反応体の熱分解も生成物の熱分解も評価できるほど起こさせることなく実施することができる点にある。結果として生じた生成物は高収率かつ高純度で連続的に沈澱する。その上、外観が非常に淡い黄色からほとんど純粋に白色の生成物を生じさせることができる。更に、本方法は商業を基に以前に製造された粒径よりもずっと大きな粒径を有する１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインをもたらし得ることも見いだした。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ−ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物のＮ−ハロゲン置換方法であって、（ａ）Ｎ−ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物、（ｂ）無機塩基、（ｃ）臭素化剤および／または塩素化剤および（ｄ）水を反応ゾーンに同時または実質的に同時に供給するが、少なくとも（ａ）と（ｃ）の同時もしくは実質的に同時の供給材料を少なくとも（ａ）と（ｃ）が前記反応ゾーン内で初めて一緒になるように互いから離させ、供給する前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）の比率を、前記アミドもしくはイミドの少なくとも１個の窒素原子が臭素もしくは塩素原子で置換されることで水性反応混合物の液相中で沈澱を起こす生成物が生じるような比率であり、かつ前記液相のｐＨが前記供給を行っている間の全時間または実質的に全時間に渡って連続的または実質的に連続的に約５．５から約８．５の範囲内に維持されるような比率にすることを含んで成る方法。
【請求項２】
前記ｐＨを約６．５から約８．５の範囲内にする請求項１記載の方法。
【請求項３】
（ａ）と（ｂ）と（ｄ）を前以て生じさせておいた単一の水溶液もしくはスラリーの形態で供給する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記方法の開始時に前記供給を、（ｉ）生じさせるべき生成物をもたらした先行する反応で生じた反応混合物の固体含有ヒールまたは（ｉｉ）生じさせるべき生成物をもたらした先行する反応で生じた反応混合物の固体を含まない母液を入れておいた反応槽への供給を行うことで開始する請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記反応ゾーンに同時もしくは実質的に同時に供給する材料が（ａ）と（ｂ）、または（ａ）と（ｄ）、または（ｂ）と（ｄ）、または（ｃ）と（ｄ）、または（ａ）と（ｂ）と（ｄ）を前以て混合することで生じさせておいた供給材料を含んで成る請求項５記載の方法。
【請求項６】
前記前以て混合しておく供給材料を（ａ）と（ｂ）、または（ａ）と（ｄ）、または（ｂ）と（ｄ）、または（ｃ）と（ｄ）、または（ａ）と（ｂ）と（ｄ）を混合装置に供給して（ａ）と（ｂ）、または（ａ）と（ｄ）、または（ｂ）と（ｄ）、または（ｃ）と（ｄ）、または（ａ）と（ｂ）と（ｄ）から生じた流出流れがもたらされるようにすることで生じさせ、そして前記流出流れを前記水性反応混合物がより大きな体積で入っている前記反応槽に供給し、前記流出流れの温度が約９０℃を超える前に前記流れに希釈を前記水性反応混合物中で受けさせ、そして前記水性反応混合物の温度を前記混合装置への供給および前記反応槽への供給を行っている間の全時間または実質的に全時間に渡って約０から約９０℃の範囲に維持する請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記混合装置が固定式ミキサーであり、そして前記ミキサーから出た流出流れを前記水性反応混合物の液相の表面下に供給する請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記混合装置が高速の流れをもたらすジェットミキサーであり、前記流れを前記水性反応混合物の液相の表面下に供給する請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記水性反応混合物を約０から約９０℃の範囲内の１種以上の温度にする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
（ａ）が各アルキル基が独立して炭素原子を約３個以下の数で有する５，５−ジアルキルヒダントインであり、（ｂ）が水溶性アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩基性
塩もしくは酸化物であり、前記塩基の量を前記ヒダントインが有する少なくとも１個の窒素原子を脱プロトン化するに理論的に必要な化学量論的量にするか或は実質的に化学量論的量にし、（ｃ）が（ｉ）臭素、（ｉｉ）塩素、（ｉｉｉ）塩化臭素、（ｉｖ）アルカリ金属の臭化物もしくはこれの水溶液またはアルカリ土類金属の臭化物もしくはこれの水溶液と、臭素をインシトゥで生じさせるに充分な量の塩素または次亜塩素酸塩もしくは次亜塩素酸塩水溶液、または（ｖ）（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）および（ｉｖ）の中のいずれか２つ以上の組み合わせであり、少なくとも気体状態の（ｃ）の全部またはそのような気体状態の部分がもしあればそれを前記水性反応混合物の液相の表面下に供給し、前記水性反応混合物の温度を前記供給を行っている間の全時間または実質的に全時間に渡って連続的または実質的に連続的に約３０から約９０℃の範囲内にし、そして前記供給材料の比率を、供給する５，５−ジアルキルヒダントインにＮ−ハロゲン置換を受けさせる目的で供給する（ｃ）の総量がハロゲンが５，５−ジアルキルヒダントイン１分子当たり約３．８から約４．２原子の範囲内で存在するような総量であるような比率にする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記方法を連続様式で実施し、この場合には、定常状態条件下で前記供給材料１種または２種以上を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）前記反応混合物に１分当たりに供給する（ａ）の前記化合物のモルの比率が１分当たりに１モル当たり約１０から約１００リットルの範囲内であるように維持する請求項１、２または９のいずれか記載の方法。
【請求項１２】
前記方法を少なくとも１基の反応槽内でバッチ様式で実施し、この場合には、反応混合物の体積が反応槽１基または２基以上の全体積の５０パーセントに到達するまでは、前記反応混合物に供給する前記供給材料を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）前記反応混合物に１分当たりに供給する（ａ）の前記化合物のモルの比率が１分当たりに１モル当たり約１０から約１００リットルの範囲内であるように維持し、そして反応混合物の体積が反応槽１基または２基以上の全体積の５０パーセント以上になると、前記反応混合物に供給する前記供給材料を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）前記反応混合物に１分当たりに供給する（ａ）の前記化合物のモルの比率が１分当たりに１モル当たり約３０から約６０リットルの範囲内であるように維持する請求項１、２または９のいずれか記載の方法。
【請求項１３】
ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミド官能基を分子中に少なくとも１個有する化合物のＮ−ハロゲン置換方法であって、反応ゾーンへの
Ａ）（ｉ）ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物と無機塩基から生じさせた水溶液もしくはスラリーと（ｉｉ）臭素化剤および／または塩素化剤の個別供給材料、または
Ｂ）臭素化剤および／または塩素化剤が１つの供給材料でありそして（ａ）および（ｂ）から選択した少なくとも１つと（ｃ）および（ｄ）から選択した少なくとも１つが他の少なくとも２つの供給材料である少なくとも３つの個別の供給材料、
の同時供給を、この同時供給を行っている間の全時間または実質的に全時間に渡って前記アミドもしくはイミドの少なくとも１個の窒素原子が臭素もしくは塩素原子で置換されることで水性反応混合物の液相中で沈澱を起こす生成物が連続的または実質的に連続的に生じるような比率であり、かつ前記液相のｐＨが前記同時供給を行っている間の全時間または実質的に全時間に渡って連続的または実質的に連続的に約５．５から約８．５の範囲内に維持されるような比率で行うことを含んで成り、ここで、
（ａ）が無機塩基から生じさせた水溶液もしくはスラリーであり、
（ｂ）がハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物と無機塩基から生じさせた水溶液もしくはスラリーであり、
（ｃ）がハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個
有する化合物であり、そして
（ｄ）がハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物から生じさせた水溶液もしくはスラリーである、
方法。
【請求項１４】
前記ｐＨを約６．５から約８．５の範囲にする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する前記化合物が環状アミドもしくは環状イミドであり、そして前記臭素化剤および／または塩素化剤が臭素、塩素、塩化臭素またはこれらのいずれか２つまたは３つ全部の組み合わせであり、そしてこれを前記反応混合物の液相の表面下に供給する請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する前記化合物が環状アミドもしくは環状イミドであり、そして前記臭素化剤および／または塩素化剤が（ｉ）アルカリ金属の臭化物またはアルカリ土類金属の臭化物と（ｉｉ）臭素をインシトゥで生じさせるに充分な量の塩素、次亜塩素酸塩もしくは次亜塩素酸塩水溶液であり、そしてもし（ｉｉ）が塩素の場合には少なくとも前記塩素を前記反応混合物の液相の表面下に供給する請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記無機塩基がアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水溶性の塩基性塩もしくは酸化物であり、そして前記塩基の量を前記化合物が有する少なくとも１個のイミド基を脱プロトン化するか或は前記化合物が有する少なくとも１個のアミド基を完全または部分的に脱プロトン化するに理論的に必要な化学量論的量にするか或は実質的に化学量論的量にする請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
前記水性反応混合物を約０から約９０℃の範囲内の１種以上の温度にし、そしてもし前記臭素化剤および／または塩素化剤が蒸気の形態の時には前記蒸気を前記反応混合物の液相の表面下に供給する請求項１３記載の方法。
【請求項１９】
前記方法を連続様式で実施し、この場合には、定常状態条件下で前記供給材料１種または２種以上を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）前記反応混合物に１分当たりに供給するハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する前記化合物のモルの比率が１分当たりに１モル当たり約１０から約１００リットルの範囲内であるように維持する請求項１３−１６のいずれか記載の方法。
【請求項２０】
前記方法を少なくとも１基の反応槽内でバッチ様式で実施し、この場合には、反応混合物の体積が反応槽１基または２基以上の全体積の５０パーセントに到達するまでは、前記反応混合物に供給する前記供給材料を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）前記反応混合物に１分当たりに供給する（ａ）の前記Ｎ−ハロゲン置換可能化合物のモルの比率が１分当たりに１モル当たり約１０から約１００リットルの範囲内であるように維持し、そして前記反応混合物の体積が反応槽１基または２基以上の全体積の５０パーセント以上になると、前記反応混合物に供給する前記供給材料を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）反応混合物に１分当たりに供給する前記Ｎ−ハロゲン置換可能化合物のモルの比率が１分当たりに１モル当たり約３０から約６０リットルの範囲内であるように維持する請求項１３−１６のいずれか記載の方法。
【請求項２１】
前記ｐＨを約６．８から約７．２の範囲内にする請求項１３記載の方法。
【請求項２２】
ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する
前記化合物が５−アルキルヒダントインまたは５，５−ジアルキルヒダントインであり、前記反応混合物の温度を約２０から約８０℃の範囲内にし、そしてもし前記臭素化剤および／または塩素化剤の全部または一部が蒸気の形態の場合には前記蒸気を前記反応混合物の液相の表面下に供給する請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
供給する水と無機塩基と前記化合物の比率を、
Ａ）前記無機塩基が一価カチオンを有する場合には、水１リットル当たりにハロゲン置換可能アミドもしくはイミドの窒素原子が約０．５から約２．５モルおよび前記塩基が約０．５から約２．５モル存在し、そして
Ｂ）前記塩基が二価カチオンを有する場合には、水１リットル当たりにハロゲン置換可能アミドもしくはイミドの窒素原子が約０．５から約２．５モルおよび前記塩基が約０．２５から約１．２５モル存在する、
ような比率にする請求項１３記載の方法。
【請求項２４】
供給する水と無機塩基と前記化合物の比率を、
Ａ）前記無機塩基が一価カチオンを有する場合には、水１リットル当たりにハロゲン置換可能アミドもしくはイミドの窒素原子が約１．０から約１．５モルおよび前記塩基が約１．０から約１．５モル存在し、そして
Ｂ）前記塩基が二価カチオンを有する場合には、水１リットル当たりにハロゲン置換可能アミドもしくはイミドの窒素原子が約１．０から約１．５モルおよび前記塩基が約０．５から約０．７５モル存在する、
ような比率にする請求項１３記載の方法。
【請求項２５】
前記方法をバッチ様式で実施する請求項１３記載の方法。
【請求項２６】
少なくとも約９７％の純度を有する沈澱物が前記同時の個別供給を実施している時間の少なくとも約８０％に渡って生じるようにする請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記方法を連続様式で実施し、前記水性反応混合物の温度を約２０から約９０℃の範囲内にし、そしてハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する前記化合物および前記無機塩基を水中の個別の溶液またはスラリーとしてか或は水中の単一の溶液またはスラリーとして供給する請求項１３記載の方法。
【請求項２８】
定常状態の操作中では（ａ）少なくとも約９７％の純度を有しかつ（ｂ）前記反応槽に供給するハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を少なくとも１個有する前記化合物の量を基準にして少なくとも約８５％の連続的または実質的に連続的な収率で形成される沈澱物が連続的に生じるようにする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
アミドもしくはイミド官能基を分子中に少なくとも１個有する前記化合物がヒダントインであり、これの５位に位置する２つの置換基の各々が独立して水素原子またはヒドロカルビル基である請求項１３記載の方法。
【請求項３０】
前記ヒダントインが５−アルキルヒダントインまたは５，５−ジアルキルヒダントインである請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
前記方法を連続様式で実施し、この場合には、定常状態条件下で前記供給材料１種または２種以上を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）前記反応混合物に１分当たりに供給する前記ヒダントインのモルの比率が１分当たりに１モル当たり約１０から約１００リットルの範囲内であるように維持する請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
前記比率を１分当たりに１モル当たり約３０から約６０リットルの範囲内にする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記方法を少なくとも１基の反応槽内でバッチ様式で実施し、この場合には、反応混合物の体積が反応槽１基または２基以上の全体積の５０パーセントに到達するまでは、前記反応混合物に供給する前記供給材料を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）前記反応混合物に１分当たりに供給する（ａ）の前記化合物のモルの比率が１分当たりに１モル当たり約１０から約１００リットルの範囲内であるように維持し、そして反応混合物の体積が反応槽１基または２基以上の全体積の５０パーセント以上になると、前記反応混合物に供給する前記供給材料を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）反応混合物に１分当たりに供給する前記ヒダントインのモルの比率が１分当たりに１モル当たり約３０から約６０リットルの範囲内であるように維持する請求項３０記載の方法。
【請求項３４】
前記反応混合物の体積が反応槽１基または２基以上の全体積の５０パーセントに到達するまでは前記反応混合物に供給する前記供給材料を前記比率が１分当たりに１モル当たり約２０から約８０リットルの範囲内であるように維持する請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する前記化合物が各アルキル基が独立して炭素原子を約６個以下の数で有する５，５−ジアルキルヒダントインであり、前記無機塩基がアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩基性塩もしくは酸化物であり、前記塩基の量を前記ヒダントインが有する少なくとも１個の窒素原子を脱プロトン化するに理論的に必要な化学量論的量にするか或は実質的に化学量論的量にし、前記臭素化剤および／または塩素化剤が（ｉ）臭素、（ｉｉ）塩素、（ｉｉｉ）塩化臭素、（ｉｖ）アルカリ金属の臭化物もしくはこれの水溶液またはアルカリ土類金属の臭化物もしくはこれの水溶液と、臭素をインシトゥで生じさせるに充分な量の塩素または次亜塩素酸塩もしくは次亜塩素酸塩水溶液、または（ｖ）（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）および（ｉｖ）の中のいずれか２つ以上の組み合わせであり、少なくとも気体状態の臭素化剤および／または塩素化剤の全部またはそのような気体状態の部分がもしあればそれを前記水性反応混合物の液相の表面下に供給し、前記水性反応混合物の温度を前記供給を行っている間の全時間または実質的に全時間に渡って連続的または実質的に連続的に約２０から約８０℃の範囲内に維持し、そして前記方法を連続様式で実施し、この場合には、定常状態条件下で前記反応混合物に供給する前記供給材料を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）前記反応混合物に１分当たりに供給する前記５，５−ジアルキルヒダントインのモルの比率が１分当たりに１モル当たり約３０から約６０リットルの範囲内であるように維持する請求項１３記載の方法。
【請求項３６】
ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する前記化合物が各アルキル基が独立して炭素原子を約６個以下の数で有する５，５−ジアルキルヒダントインであり、前記無機塩基がアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩基性塩もしくは酸化物であり、前記塩基の量を前記ヒダントインが有する少なくとも１個の窒素原子を脱プロトン化するに理論的に必要な化学量論的量にするか或は実質的に化学量論的量にし、前記臭素化剤および／または塩素化剤が（ｉ）臭素、（ｉｉ）塩素、（ｉｉｉ）塩化臭素、（ｉｖ）アルカリ金属の臭化物またはアルカリ土類金属の臭化物と、臭素をインシトゥで生じさせるに充分な量の塩素、次亜塩素酸塩もしくは次亜塩素酸塩水溶液、または（ｖ）（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）および（ｉｖ）の中のいずれか２つ以上の組み合わせであり、少なくとも気体状態の前記臭素化剤および／または塩素化剤の全部またはそのような気体状態の部分がもしあればそれを前記水性反応混合物の液相の表面下に供給し、前記水性反応混合物の温度を前記供給を行っている間の時間全部または実質的に全部に渡って連続的または実質的に連続的に約２０から約８０℃の範囲内に維持し、そして前記方法を少なくとも１基の反応槽内でバッチ様式で実施し、この場合には、反応混合物の体積が反応槽１基または２基以上の全体積の５０パーセントに到達するまでは前記反応混合物に供給する前記供給材料を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）前記反応混合物に１分当たりに供給する前記５，５−ジアルキルヒダントインのモルの比率が１分当たりに１モル当たり約２０から約８０リットルの範囲内であるように維持し、そして反応混合物の体積が反応槽１基または２基以上の全体積の５０パーセント以上になると、前記反応混合物に供給する供給材料を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）反応混合物に１分当たりに供給する前記５，５−ジアルキルヒダントインのモルの比率が１分当たりに１モル当たり約３０から約６０リットルの範囲内であるように維持する請求項１３記載の方法。
【請求項３７】
前記ｐＨを約６．８から約７．２の範囲内にする請求項３５記載の方法。
【請求項３８】
前記ｐＨを約６．８から約７．２の範囲内にする請求項３６記載の方法。
【請求項３９】
前記５，５−ジアルキルヒダントインが５，５−ジメチルヒダントインである請求項３５記載の方法。
【請求項４０】
５，５−ジアルキルヒダントインが５，５−ジメチルヒダントインである請求項３６記載の方法。
【請求項４１】
前記ｐＨを約６．８から約７．２の範囲内にし、前記温度を約３０から約７０℃の範囲内にしそして前記臭素化剤および／または塩素化剤が臭素である請求項３９記載の方法。
【請求項４２】
前記ｐＨを前記供給を行っている間の全時間または実質的に全時間に渡って連続的または実質的に連続的に約６．８から約７．２の範囲内に維持し、前記水性反応混合物の前記温度を前記供給を行っている間の全時間または実質的に全時間に渡って約３０から約７０℃の範囲内に維持しそして前記臭素化剤および／または塩素化剤が臭素である請求項３０記載の方法。
【請求項４３】
ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミド官能基を分子中に少なくとも１個有する化合物のＮ−ハロゲン置換方法であって、反応ゾーンへの（ｉ）ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物と無機塩基から生じさせた水溶液もしくはスラリーと（ｉｉ）臭素化剤および／または塩素化剤の個別供給材料の同時供給を、この同時供給を行っている間の全時間または実質的に全時間に渡って前記アミドもしくはイミドの少なくとも１個の窒素原子が臭素もしくは塩素原子で置換されそしてその結果として生じた生成物が反応混合物の液相中で沈澱を起こすような比率であり、かつ前記混合物のｐＨが前記同時供給を行っている間の全時間または実質的に全時間に渡って連続的または実質的に連続的に約６．５から約８．５の範囲内に維持されるような比率で行うことを含んで成る方法。
【請求項４４】
（ｉｉ）が臭素、塩素、塩化臭素またはこれらのいずれか２つまたは３つ全部の組み合わせでありそしてこれを前記反応混合物の液相の表面下に供給する請求項４３記載の方法。
【請求項４５】
（ｉｉ）がアルカリ金属の臭化物またはアルカリ土類金属の臭化物と、臭素をインシトゥで生じさせるに充分な量の塩素、次亜塩素酸塩もしくは次亜塩素酸塩水溶液であり、そしてもし（ｉｉ）が塩素の場合には前記塩素を前記反応混合物の液相の表面下に供給する請求項４３記載の方法。
【請求項４６】
前記無機塩基がアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水溶性の塩基性塩もしくは酸化物であり、そして前記塩基の量を前記化合物が有する少なくとも１個のイミド基を脱プロトン化するか或は前記化合物が有する少なくとも１個のアミド基を完全または部分的に脱プロトン化するに理論的に必要な化学量論的量にするか或は実質的に化学量論的量にする請求項４３記載の方法。
【請求項４７】
前記塩基性塩もしくは酸化物が酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、酸化カリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウムまたはこれらのいずれか２種以上の混合物から本質的に成る請求項４６記載の方法。
【請求項４８】
前記ｐＨを約６．８から約７．２の範囲内にする請求項４３記載の方法。
【請求項４９】
前記反応混合物の温度を約０から約９０℃の範囲内にし、そしてもし（ｉｉ）が蒸気の形態の場合には（ｉｉ）を前記反応混合物の液相の表面下に供給する請求項４３記載の方法。
【請求項５０】
前記反応混合物の温度を約３０から約７０℃の範囲内にし、そしてもし（ｉｉ）が蒸気の形態の場合には（ｉｉ）を前記反応混合物の液相の表面下に供給する請求項４３記載の方法。
【請求項５１】
供給する水と無機塩基と前記化合物の比率を、
Ａ）前記無機塩基が一価カチオンを有する場合には、水１リットル当たりにハロゲン置換可能アミドもしくはイミドの窒素原子が約０．５から約２．５モルおよび前記塩基が約０．５から約２．５モル存在し、そして
Ｂ）前記塩基が二価カチオンを有する場合には、水１リットル当たりにハロゲン置換可能アミドもしくはイミドの窒素原子が約０．５から約２．５モルおよび前記塩基が約０．２５から約１．２５モル存在する、
ような比率にする請求項４３記載の方法。
【請求項５２】
供給する水と無機塩基と前記化合物の比率を、
Ａ）前記無機塩基が一価カチオンを有する場合には、水１リットル当たりにハロゲン置換可能アミドもしくはイミドの窒素原子が約１．０から約１．５モルおよび前記塩基が約１．０から約１．５モル存在し、そして
Ｂ）前記塩基が二価カチオンを有する場合には、水１リットル当たりにハロゲン置換可能アミドもしくはイミドの窒素原子が約１．０から約１．５モルおよび前記塩基が約０．５から約０．７５モル存在する、
ような比率にする請求項４３記載の方法。
【請求項５３】
前記方法を少なくとも１基の反応槽内でバッチ様式で実施し、この場合には、反応混合物の体積が反応槽１基または２基以上の全体積の５０パーセントに到達するまでは、前記反応混合物に供給する前記供給材料を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）前記反応混合物に１分当たりに供給する（ａ）の前記Ｎ−ハロゲン置換可能化合物のモルの比率が１分当たりに１モル当たり約１０から約１００リットルの範囲内であるように維持し、そして前記反応混合物の体積が反応槽１基または２基以上の全体積の５０パーセント以上になると、前記反応混合物に供給する前記供給材料を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）反応混合物に１分当たりに供給する前記Ｎ−ハロゲン置換可能化合物のモルの比率が１分当たりに１モル当たり約３０から約６０リットルの範囲内であるように維持する請求項４３記載の方法。
【請求項５４】
前記方法を連続様式で実施し、この場合には、定常状態条件下で前記供給材料１種または２種以上を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）前記反応混合物に１分当たりに供給する前記Ｎ−ハロゲン置換可能化合物のモルの比率が１分当たりに１モル当たり約１０から約１００リットルの範囲内であるように維持する請求項４３記載の方法。
【請求項５５】
アミドもしくはイミド官能基を分子中に少なくとも１個有する前記化合物がヒダントインであり、これの５位に位置する２つの置換基の各々が独立して水素原子またはヒドロカルビル基である請求項４３記載の方法。
【請求項５６】
前記ヒダントインが５−アルキルヒダントインまたは５，５−ジアルキルヒダントインである請求項５５記載の方法。
【請求項５７】
前記方法の開始時に前記供給を（ｉ）生じさせるべき生成物をもたらした先行する反応で生じた反応混合物の固体含有ヒールまたは（ｉｉ）生じさせるべき生成物をもたらした先行する反応で生じた反応混合物の固体を含まない母液を入れておいた反応槽への供給を行うことで開始する請求項４３記載の方法。
【請求項５８】
１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインとＮ，Ｎ’−ブロモクロロ−５，５−ジメチルヒダントインで主に構成されている混合物を製造する方法であって、反応ゾーンへの（ｉ）個別および／または任意組み合わせ１種または２種以上で供給する水と無機塩基と５，５−ジメチルヒダントインと（ｉｉ）臭素化剤の個別供給材料と（ｉｉｉ）塩素化剤の個別供給材料の同時供給を、この同時供給を行っている間の全時間または実質的に全時間に渡って５，５−ジメチルヒダントインのハロゲン置換が起こりそしてその結果として生じたハロゲン置換生成物が水性反応混合物の液相中で沈澱を起こし、かつ前記液相のｐＨが前記同時供給を行っている間の全時間または実質的に全時間に渡って連続的または実質的に連続的に約５．５から約８．５の範囲内に維持されるような比率で行うことを含んで成る方法。
【請求項５９】
前記ｐＨを約６．５から約８．５の範囲内にする請求項５８記載の方法。
【請求項６０】
前記ｐＨを約６．８から約７．２の範囲内にする請求項５８記載の方法。
【請求項６１】
（ｉｉ）が臭素でありそしてこれを前記反応混合物の液相の表面下に供給しそして（ｉｉｉ）が塩素でありそしてこれを前記反応混合物の液相の表面下に供給する請求項５８記載の方法。
【請求項６２】
前記水性反応混合物の温度を約３０から約７０℃の範囲内にする請求項５８記載の方法。
【請求項６３】
前記水性反応混合物の温度を約４０から約６０℃の範囲内にする請求項５８記載の方法。
【請求項６４】
供給する水と無機塩基と５，５−ジメチルヒダントインの比率を、
Ａ）前記無機塩基が一価カチオンを有する場合には、水１リットル当たりに５，５−ジメチルヒダントインが約０．５から約２．５モルおよび前記塩基が約１．０から約５．０モル存在し、そして
Ｂ）前記塩基が二価カチオンを有する場合には、水１リットル当たりに５，５−ジメチルヒダントインが約０．５から約２．５モルおよび前記塩基が約０．５から約２．５モル存在する、
ような比率にする請求項５８記載の方法。
【請求項６５】
供給する水と無機塩基と５，５−ジメチルヒダントインの比率を、
Ａ）前記無機塩基が一価カチオンを有する場合には、水１リットル当たりに５，５−ジメチルヒダントインが約１．０から約１．５モルおよび前記塩基が約２．０から約３．０モル存在し、そして
Ｂ）前記塩基が二価カチオンを有する場合には、水１リットル当たりに５，５−ジメチルヒダントインが約１．０から約１．５モルおよび前記塩基が約１．０から約１．５モル存在する、
ような比率にする請求項５８記載の方法。
【請求項６６】
（ｉｉ）が臭素であり、前記ｐＨを約６．８から約７．２の範囲内にし、前記水性反応混合物の温度を約３０から約７０℃の範囲内にし、そしてもし前記温度が前記臭素の沸点より高い時には前記臭素を前記反応混合物の液相の表面下に供給する請求項６５記載の方法。
【請求項６７】
（ｉｉ）が臭素であり、前記塩基が水酸化ナトリウムであり、前記ｐＨを約６．８から約７．２の範囲内にし、前記水性反応混合物の温度を約４０から約６０℃の範囲内にし、そしてもし前記温度が前記臭素の沸点より高い時には前記臭素を前記反応混合物の液相の表面下に供給する請求項６５記載の方法。
【請求項６８】
（ｉ）の水と無機塩基と５，５−ジメチルヒダントインの導入を５，５−ジメチルヒダントインと無機塩基の水溶液を混合してそれらの３者全部から生じさせた供給材料溶液として行う請求項５８記載の方法。
【請求項６９】
前記供給材料溶液を生じさせる時に用いた無機塩基がアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水溶性の塩基性塩もしくは酸化物であり、そして前記ｐＨを約６．８から約７．２の範囲内にする請求項６８記載の方法。
【請求項７０】
前記供給材料溶液を生じさせる時に用いた無機塩基が酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、酸化カリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウムまたはこれらのいずれか２種以上の混合物から本質的に成り、そして前記塩基の量を前記供給材料溶液を生じさせる時に用いた５，５−ジメチルヒダントインを完全に脱プロトン化するに理論的に必要な化学量論的量にするか或は実質的に化学量論的量にする請求項５８記載の方法。
【請求項７１】
前記方法を（ａ）生じさせるべき１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインをもたらした先行する反応で生じた反応混合物の固体含有ヒールまたは（ｂ）生じさせるべき１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインとＮ，Ｎ’−ブロモクロロ−５，５−ジメチルヒダントインで主に構成されている混合物をもたらした先行する反応で生じた反応混合物の固体を含まない母液を入れておいた反応槽への（ｉ）と（ｉｉ）の同時供給を開始し、そして（ｉ）と（ｉｉ）の同時供給を、前記反応槽が所望レベルにまで満たされた時点で中止することによるバッチ様式で実施する請求項５８記載の方法。
【請求項７２】
前記方法を（ａ）生じさせるべき１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインをもたらした先行する反応で生じた反応混合物の固体含有ヒールまたは（ｂ）生じさせるべき１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインをもたらした先行する反応で生じた反応混合物の固体を含まない母液を入れておいた反応槽への（ｉ）と（ｉｉ）の同時供給を開始し、そして（ｉ）と（ｉｉ）の同時供給を、前記反応槽が所望レベルにまで満たされた時点で中止することによるバッチ様式で実施する請求項６８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０００年１月１８日付けで出願した共通所有で同時係属中の先行出願番号０９／４８４，８４４（現時点では ［認可］    ）（これの開示は全部引用することによって本明細書に組み入れられる）の一部継続出願である。
【技術分野】
【０００２】
他の出願の言及
本出願の方法を用いて製造可能な１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの粒状固体（この固体は前例の無い向上した特性を有する）および前記粒状固体から結合剤の使用無しに作られた圧縮粒子が特許文献１に記述および請求されている。特許文献２は、一部として、新規な結合剤を用いて１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインを圧縮粒子に変化させることに関する。新規な圧縮もしくは非圧縮形態の１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインを用いて有効な微生物防御を実施する方法が特許文献３に記述および請求されている。特許文献４は、結合剤を用いることなく１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン以外の１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインを圧縮することとそのようにして生じさせた新規な圧縮形態に関する。特許文献５は、平均粒径が小さい１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの顆粒化およびまたそのような顆粒製品を圧縮してより大きな粒子を生じさせることにも関する。
【０００３】
本発明は、Ｎ−ハロゲン置換アミドもしくはイミド、例えばＮ−ハロゲン置換ヒダントイン、スクシナミド、スクシニミド、フタルアミド、フタルイミド、シアヌール酸およびグリコルリル（ｇｌｙｃｏｌｕｒｉｌｓ）などの高度に効率の良い新規な製造方法に関する。本発明の好適な面は、１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインの高度に効率の良い新規な製造方法に関する。ハロゲン、ハロゲン置換およびハロの如き用語を本明細書で用いる場合、これらは臭素および／または塩素を指す。
【背景技術】
【０００４】
いろいろなＮ−ハロゲン置換アミドおよびイミドが有機合成における化学中間体、ハロゲン化剤（ｈａｌｏｇｅｎａｔｉｎｇ  ａｇｅｎｔｓ）、そして殺生物剤として公知の有用性を有する。例えば特許文献６、７および８を参照のこと。
【０００５】
１，３−ジハロ−５，５−ジアルキルヒダントイン、特に１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン、１，３−ジクロロ−５，５−ジメチルヒダントイン、１−ブロモ−３−クロロ−５，５−ジメチルヒダントインおよび１−クロロ−３−ブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン、またはこれらの２種以上の混合物は水処理で用いられる殺生物剤である。このような化合物は一般に水に難溶である。１，３−ブロモ−５，５−ジメチルヒダントインを除くそのような化合物は各々圧縮固体形態、例えば顆粒、錠剤またはブリケット（ｂｒｉｑｕｅｔｔｅｓ）などの形態で供給され、それらは処理を受けさせるべき水に水流でエロージョンフィーダー（ｅｒｏｓｉｏｎ  ｆｅｅｄｅｒ）に通して送り込まれる。
【０００６】
Ｎ−ハロゲン置換アミドもしくはイミドを製造する改良方法を探求する努力が数年に渡ってかなり行われてきた。特許文献９では、アルキルヒダントインに臭素による処理を次亜塩素酸塩が入っている酸性水溶液中で好適には１から４のｐＨで受けさせることでＮ−臭素置換化合物、例えばＮ−臭素置換５，５−ジ−低級アルキルヒダントインを生じさせている。しかしながら、選択された方法はアルキルヒダントインにハロゲン置換を塩基性の水性媒体中で受けさせる方法であった。ハロゲンをアルキルヒダントインが入っている水性媒体に導入するか或はハロゲンを水性媒体中でインシトゥ（ｉｎ  ｓｉｔｕ）生成させることが必ずと言っていいほど行われてきた。これに関連して、特許文献１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、非特許文献１、２、３、４および５を参照のこと。
【０００７】
アミドおよびイミドの従来のＮ−ハロゲン置換方法の欠点には、温度を注意深く管理する必要があること（特に突発的発熱を回避する目的で）、反応時間が長いこと、反応体および／または反応生成物の分解が原因で気体が発生することで発泡が起こること、そして製品の品質が一定でないことが含まれる。
【０００８】
１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインの場合、生成物を比較的大型の粒子として生じさせることを可能にする方法の提供が望ましい目的である。特許文献２３には、比較的大型の粒子を構成しているＮ，Ｎ’−ブロモクロロ−５，５−ジメチルヒダントイン生成物を生じさせることが示されている。しかしながら、不幸なことには、そのような方法ではジメチルヒダントインのハロゲン置換をハロゲン置換脂環式有機化合物、例えばジクロロメタンなどの存在下の水性混合物中でアルカリ性条件下で行う必要がある。
【０００９】
この上に示した欠点を回避するか或は少なくともその度合を最小限にしながらＮ−ハロゲン置換アミドもしくはイミドをもたらす新規な方法を見つけだすことができれば、これはかなりの利点になるであろう。また、今までに知られていた方法を用いた時にもたらされていた平均粒径よりも大きな平均粒径を有する１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインをもたらす方法を見つけだすことができれば、これも多大な利点になるであろう。また、反応混合物にハロゲン置換有機溶媒を用いる必要なく平均粒径が大きい生成物の製造を達成することができれば、これもかなりの利点になるであろう。
【００１０】
別の利点は、１，３−ジハロ−５，５−ジアルキルヒダントイン（好適には１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントイン）の「テーラーメード」混合物が必ずしも大きな平均粒径を有するとは限らなくてもそのような混合物の製造を単一のハロゲン置換段階もしくは操作で実施することを可能にする工程技術を提供することであろう。「テーラーメード」混合物は、ハロゲン置換工程を制御または調節することによって、反応生成物が含有する１，３−ジブロモ−５，５−ジアルキルヒダントインとＮ，Ｎ’−ブロモクロロ−５，５−ジアルキルヒダントイン１種または２種以上と場合により１，３−ジクロロ−５，５−ジアルキルヒダントインの混合物をこの混合物中のそのようなハロゲン置換生成物の比率が前以て決めておいた実験範囲内になるようにそれを制御することが可能な、反応生成物を生じさせることができることを意味する。そのような混合物の数種は新規であり、特に水処理用途で費用効果的殺生物剤として用いるに有用である。
【００１１】
本発明はそのような目的を最も有効かつ効率の良い様式で満足させるものであると考えている。
【特許文献１】我々および我々の同僚の中の１人が２０００年１月１８日付けで出願した共通所有で同時係属中の出願番号０９／４８４，６８７（現在では米国特許第６，５０８，９５４号）
【特許文献２】我々の中の１人および我々の同僚の中の１人が２０００年１月１８日付けで出願した共通所有で同時係属中の出願番号０９／４８７，８１６（現在では米国特許第６，６８０，０７０号）
【特許文献３】我々の同僚の中の数人が２０００年１月１８日付けで出願した共通所有で同時係属中の出願番号０９／４８４，９３８（現在では米国特許第６，５６５，８６８号）
【特許文献４】我々の同僚の中の１人が２０００年１月１８日付けで出願した共通所有で同時係属中の出願番号０９／４８４，８９１（現在では米国特許第６，４９５，６９８号）
【特許文献５】我々の中の１人および我々の同僚の中の１人が２０００年１月１８日付けで出願した共通所有で同時係属中の出願番号０９／４８３，８９６（現在では米国特許第６，４４８，４１０号）
【特許文献６】米国特許第２，８６８，７８７号
【特許文献７】米国特許第２，９２０，９９７号
【特許文献８】米国特許第２，９７１，９５９号
【特許文献９】米国特許第２，９７１，９６０号
【特許文献１０】米国特許第２，３９８，５９８号
【特許文献１１】米国特許第２，７７９，７６４号
【特許文献１２】米国特許第２，８６８，７８７号
【特許文献１３】米国特許第２，９２０，９９７号
【特許文献１４】米国特許第２，９７１，９５９号
【特許文献１５】米国特許第３，１２１，７１５号
【特許文献１６】米国特許第３，１４７，２５９号
【特許文献１７】米国特許第４，５３２，３３０号
【特許文献１８】米国特許第４，５６０，７６６号
【特許文献１９】米国特許第４，６５４，４２４号
【特許文献２０】米国特許第４，６７７，１３０号
【特許文献２１】米国特許第４，７４５，１８９号
【特許文献２２】１９９７年１１月２０日付けで公開されたＷＯ  ９７／４３２６４
【特許文献２３】米国特許第４，７４５，１８９号
【非特許文献１】ＯｒａｚｉおよびＭｅｓｅｒｉ、Ａｎａｌｅｓ  Ａｓｓｏｃ．Ｑｕｉｍ．Ａｒｇｅｎｔｉｎａ、１９４９、３７、１９２−１９６
【非特許文献２】ＯｒａｚｉおよびＭｅｓｅｒｉ、Ａｎａｌｅｓ  Ａｓｓｏｃ．Ｑｕｉｍ．Ａｒｇｅｎｔｉｎａ、１９５０、３８、５−１１
【非特許文献３】ＣｏｒｒａｌおよびＯｒａｚｉ、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．、１９６３、２３、１１００−１１０４
【非特許文献４】Ｊｏｌｌｅｓ、Ｂｒｏｍｉｎｅ  ａｎｄ  ｉｔｓ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ、Ｅｒｎｅｓｔ  Ｂｅｎｎ、Ｌｏｎｄｏｎ、１９６６、３６５頁
【非特許文献５】ＭａｒｋｉｓｈおよびＡｒｒａｄ、Ｉｎｄ．Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．、１９９５、３４、２１２５−２１２７
【発明の開示】
【００１２】
発明の要約
本発明に従い、効率が高く、製品の均一さに一貫性があり、製品の色が良好でありかつ反応体の利用効率が良いことを特徴とする方法を提供する。本発明は、加うるに、Ｎ−ハロゲン置換の発熱反応を費用のかかる冷蔵（ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ）の使用なしに行うことを可能にするものである。その上、本発明の方法はバッチ様式（ｂａｔｃｈ  ｍｏｄｅ）、半バッチ様式または連続様式で実施可能であり、かつ非常に淡い黄色からほとんど純粋に白色の製品が高い収率で得られるように発色基を持たない製品を製造しようとする時に、そのような様式のいずれも使用可能である。加うるに、本発明の方法では如何なる種類のハロ有機溶媒も共溶媒も用いる必要がない。
【００１３】
更に、本発明は、工程中に如何なるハロゲン置換溶媒も共溶媒も用いることなく大きな平均粒径を有する１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインの製造を可能にするものである。現在では、本発明に従い、例えば少なくとも１７５ミクロンの平均粒径を有する１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインを容易に生じさせることができる。実際、本発明の方法を用いて平均粒径が３００ミクロンを超える１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインを製造した。本明細書の以下から分かるであろうように、いろいろな商業源から入手した数種の市販１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインのサンプルに対して実施した測定により、そのような市販品の最大平均粒径はほんの約１６２ミクロンであることが分かった。
【００１４】
本発明の態様の１つは、ハロゲン置換可能な（ｈａｌｏｇｅｎａｔａｂｌｅ）アミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物のＮ−ハロゲン置換（Ｎ−ｈａｌｏｇｅｎａｔｉｏｎ）方法である。この方法は、（ａ）Ｎ−ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物、（ｂ）無機塩基、（ｃ）臭素化剤（ｂｒｏｍｉｎａｔｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）および／または塩素化剤および（ｄ）水を同時または実質的に同時に供給することを含んで成り、ここでは、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）の供給を、これらの供給材料が反応ゾーン内で一緒になるように個別および／または任意組み合わせ１種または２種以上で行う。加うるに、供給する（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）の比率を、前記アミドもしくはイミドの少なくとも１個の窒素原子が臭素もしくは塩素原子で置換されて水性反応混合物中で沈澱を起こす生成物が生じるような比率であり、かつ前記水性反応混合物のｐＨが前記供給を行っている間の時間全部または実質的に全部に渡って連続的または実質的に連続的に約５．５から約８．５の範囲内に維持されるような比率にする。
【００１５】
ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミド官能基を分子中に少なくとも１個有する化合物のＮ−ハロゲン置換を伴う別の態様は、別の同時供給方法である。この場合には、反応槽に個別であるが同時または実質的に同時に供給する供給材料を少なくとも２種類存在させる。一方の前記供給材料は臭素化剤または塩素化剤である。もう一方または更に他の個別供給材料によって、Ｎ−ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物と無機塩基と水を反応槽に送り込む。この態様の好適な方法は、反応ゾーンへの
Ａ）（ｉ）ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物と無機塩基から生じさせた水溶液もしくはスラリーと（ｉｉ）臭素化剤および／または塩素化剤の個別供給材料、または
Ｂ）臭素化剤および／または塩素化剤が１つの供給材料でありそして（ａ）および（ｂ）から選択した少なくとも１つと（ｃ）および（ｄ）から選択した少なくとも１つが他の少なくとも２つの供給材料である少なくとも３つの個別の供給材料［ここで、
（ａ）は、無機塩基から生じさせた水溶液もしくはスラリーであり、
（ｂ）は、ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物と無機塩基から生じさせた水溶液もしくはスラリーであり、
（ｃ）は、ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物であり、そして
（ｄ）は、ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物から生じさせた水溶液もしくはスラリーである］
の同時供給を、この同時供給を行っている間の時間全部または実質的に全部に渡って前記アミドもしくはイミドの少なくとも１個の窒素原子が臭素もしくは塩素原子で置換される結果水性反応混合物中で連続または実質的に連続的に沈澱を起こす生成物が連続的または実質的に連続的に生じるような比率であり、かつ前記混合物のｐＨが前記同時供給を行っている間の時間全部または実質的に全部に渡って連続的または実質的に連続的に約５．５から約８．５の範囲内に維持されるような比率で行うことを含んで成る。
【００１６】
ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミド官能基を分子中に少なくとも１個有する化合物のＮ−ハロゲン置換の別の好適な方法は、所望の反応が起こるように個別の供給材料を本質的に２つ存在させる方法である。このような方法は、供給材料が反応混合物を形成するか或は形成し続けるように個別の供給材料を反応ゾーンに同時に供給することを含んで成る。これらの個別の供給材料を、（ｉ）ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物と無機塩基から生じさせた水溶液もしくはスラリーと（ｉｉ）臭素化剤および／または塩素化剤で構成させ、これらの比率を、この同時供給を行っている間の時間全部または実質的に全部に渡って前記アミドもしくはイミドの少なくとも１個の窒素原子が臭素もしくは塩素原子で置換されそしてその結果として生じた生成物が水性反応混合物中で連続的または実質的に連続的に沈澱を起こすような比率であり、かつ前記混合物のｐＨが連続的または実質的に連続的に約６．５から約８．５の範囲内に維持されるような比率にする。
【００１７】
本発明の実施で用いる特に好適な群の反応体を５−ヒドロカルビル、特に５，５−ジヒドロカルビルヒダントインで構成させる。これらの反応体の中で５，５−ジアルキルヒダントインが更により好適である。従って、本発明の更に別の好適な態様は１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインの製造方法であり、この方法は、（ｉ）個別および／または任意組み合わせ１種または２種以上で供給する水と無機塩基と５，５−ジメチルヒダントインと（ｉｉ）臭素化剤および／または塩素化剤の個別供給材料を同時に供給して互いの供給流れを接触させることを含んで成り、ここでは、それらの比率を、１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインが水性反応混合物（この混合物のｐＨを連続的または実質的に連続的に約６．５から約８．５の範囲内に維持する）中で生じて、前記１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインが、この同時供給を行っている間の時間全部または実質的に全部に渡って、沈澱を起こすような比率にする。
【００１８】
本発明の別の好適な方法は、Ｎ−ハロゲン置換を半バッチ、より好適には連続を基礎に実施する方法である。このような方法は、
Ｉ）水性反応混合物が入っている反応槽への
Ａ）（ｉ）ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物と無機塩基から生じさせた水溶液もしくはスラリーと（ｉｉ）臭素化剤お
よび／または塩素化剤の個別供給材料、または
Ｂ）臭素化剤および／または塩素化剤が１つの供給材料でありそして（ａ）および（ｂ）から選択した少なくとも１つと（ｃ）および（ｄ）から選択した少なくとも１つが他の少なくとも２つの供給材料である少なくとも３つの個別の供給材料［ここで、
（ａ）は、無機塩基から生じさせた水溶液もしくはスラリーであり、
（ｂ）は、ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物と無機塩基から生じさせた水溶液もしくはスラリーであり、
（ｃ）は、ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物であり、そして
（ｄ）は、ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物から生じさせた水溶液もしくはスラリーである］
の同時連続供給を、この同時供給を行っている間の時間全部または実質的に全部に渡って前記アミドもしくはイミドの少なくとも１個の窒素原子が臭素もしくは塩素原子で置換されそしてその結果として生じた生成物の沈澱物が水性反応混合物中で沈澱を起こし、かつ前記反応混合物のｐＨが連続的または実質的に連続的に約５．５から約８．５の範囲内に維持されるような比率で行い、そして
ＩＩ）沈澱物および前記反応混合物の一部を前記反応槽から定期的または連続的に取り出す、
ことを含んで成る。
【００１９】
この上に示した方法のいずれでも臭素化剤を用いる場合には、本発明に従い、本方法で臭化物として生じた臭素価（ｂｒｏｍｉｎｅ  ｖａｌｕｅｓ）を回収することができる。このような操作を行うと本方法全体の経済性が向上し得る。本発明のそのような１つの態様は、
ａ）反応槽への（ｉ）水と無機塩基とハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物（これらの成分を個別および／または任意組み合わせ１種または２種以上で供給する）と（ｉｉ）臭素化剤の個別供給材料の同時供給を（ｉｉｉ）前記アミドもしくはイミドの少なくとも１個の窒素原子が臭素原子で置換され、（ｉｖ）生成物が水性反応混合物（これのｐＨを連続的または実質的に連続的に約５．５から約８．５の範囲内に維持する）中で連続的または実質的に連続的に沈澱しそして（ｖ）共生成物である無機臭化物塩の水溶液が生じるような比率で行い、
ｂ）沈澱物を前記水溶液から分離し、そして
ｃ）前記溶液に入っている共生成物である無機臭化物塩に酸化を受けさせて元素状の臭素を生じさせる、
ことを含んで成る。
【００２０】
この上に示した態様の各々でｐＨを好適には約６．５から約８．５の範囲内に維持する。特に前記Ｎ−ハロゲン置換可能反応体がヒダントインの時には前記ｐＨを約６．８から約７．２の範囲内に維持しながら前記方法を実施するのが特に好適である。
【００２１】
この上に示したように、本発明の方法は各々バッチ様式、半バッチ様式または連続様式で実施可能である。
【００２２】
以下に行う説明および添付請求の範囲から本発明の他の態様および特徴が更に明らかになるであろう。
【００２３】
さらなる詳細な説明
本発明は、ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する幅広く多様な化合物のＮ−ハロゲン置換に適用可能である。従って、そのような化合物が有するハロゲン置換可能官能性は１個のみであってもよいか或はそれらはその
ようなハロゲン置換可能官能基を複数含有していてもよい。その上、このような化合物はハロゲン置換可能なアミド官能性とハロゲン置換可能なイミド官能性の両方を分子中に含んでいてもよい。本発明の方法で使用可能な典型的なＮ−ハロゲン置換可能化合物は、とりわけ、ヒダントイン、スクシナミド、スクシニミド、フタルアミド、フタルイミド、シアヌール酸、グリコルリル（ｇｌｙｃｏｌｕｒｉｌｓ）、オキサゾリジノン、スルホンアミド、バルビツレート、イミダゾリノン、尿素およびオキサゾールの如き種類の化合物である。そのような化合物の言及を容易にする目的で、そのような化合物を本明細書では以降時としてＮ−ハロゲン置換可能化合物と呼ぶ。
【００２４】
アミド基（窒素原子がこれの置換基として水素原子を２原子持ち得る場合）を伴う反応を言及する場合の用語「Ｎ−ハロゲン置換可能」は、本開示の全体に渡って、本文でその水素原子の一方のみを除去すべきであるか或はその水素原子の両方を除去すべきであると明らかに示さない限り、脱プロトン化およびハロゲン置換を受けさせる窒素原子から一方の水素原子または両方の水素原子が除去されることを指す。
【００２５】
大部分のケースで、本発明の方法をＮ−ハロゲン置換可能アミド、特に環状アミドのＮ−ハロゲン置換にか或はＮ−ハロゲン置換可能イミド、特に環状イミドのＮ−ハロゲン置換に適用する。しかしながら、そのようなＮ−ハロゲン置換可能化合物の中でヒダントインが好適である。５−ヒドロカルビルおよび５，５−ジヒドロカルビルヒダントインがより好適である。特に好適なヒダントインは５−アルキルおよび５，５−ジアルキルヒダントイン、特に各アルキル基が含有する炭素原子の数が約６以下のそのようなヒダントインである。各アルキル基が独立して炭素原子を３個以下の数で含有する５，５−ジアルキルヒダントインが更により好適である。５，５−ジメチルヒダントインが最も特に好適である。
【００２６】
幅広く多様な無機塩基が本発明の方法で用いるに適する。それらは典型的にはアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水溶性の塩基性塩もしくは酸化物である。好適な塩基には酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、酸化カリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウムまたはこれらのいずれか２種以上の混合物が含まれる。
【００２７】
本発明に従う反応は水と無機塩基とＮ−ハロゲン置換可能化合物をいろいろな比率で用いて実施可能である。そのような無機塩基が一価カチオンを有する場合、供給する水１リットル当たりに脱プロトン化を受けさせるべきハロゲン置換可能アミドおよび／またはイミドの窒素原子が約０．５から約２．５モルと前記塩基が約０．５から約２．５モル存在するように前記供給材料を管理かつ維持すべきである。他方、そのような無機塩基が二価カチオンを有する場合、供給する水１リットル当たりに脱プロトン化を受けさせるべきハロゲン置換可能アミドおよび／またはイミドの窒素原子が約０．５から約２．５モルと前記塩基が約０．２５から約１．２５モル存在するように前記供給材料を管理かつ維持すべきである。
【００２８】
好適な態様では、供給する水と無機塩基とＮ−ハロゲン置換可能化合物の間の比率を下記：
Ａ）前記無機塩基が一価カチオンを有する場合には、水１リットル当たりにハロゲン置換可能アミドおよび／またはイミドの窒素原子が約１．０から約１．５モルおよび前記塩基が約１．０から約１．５モル存在し、そして
Ｂ）前記塩基が二価カチオンを有する場合には、水１リットル当たりにハロゲン置換可能アミドおよび／またはイミドの窒素原子が約１．０から約１．５モルおよび前記塩基が約０．５から約０．７５モル存在する、
ような比率にする。
【００２９】
５，５−ジアルキルヒダントイン、特に５，５−ジメチルヒダントインの使用を伴う本発明の好適な態様を実施する場合には、供給する水と無機塩基と５，５−ジメチルヒダントインの比率を、一価カチオンを有する無機塩基を用いる場合には供給する水１リットル当たりに５，５−ジメチルヒダントインが約０．５から約２．５モルおよび前記塩基が約１．０から約５．０モル存在、好適には供給する水１リットル当たりに５，５−ジメチルヒダントインが約１．０から約１．５モルおよび前記塩基が約２．０から約３．０モル存在し得るような比率にすべきである。二価カチオンを有する無機塩基を用いる場合には供給する水１リットル当たりに５，５−ジメチルヒダントインが約０．５から約２．５モルおよび前記塩基が約０．５から約２．５モル存在、好適には供給する水１リットル当たりに５，５−ジメチルヒダントインが約１．０から約１．５モルおよび前記塩基が約１．０から約１．５モル存在し得るような比率にすべきである。
【００３０】
最良の結果を達成しようとする時には、使用する塩基の量を、Ｎ−ハロゲン置換可能化合物が有する少なくとも１個のイミド基の窒素原子を脱プロトン化するか或は前記化合物が有する少なくとも１個のアミド基の窒素原子を完全またはある程度脱プロトン化するに理論的に必要な化学量論的量にするか或は実質的に化学量論的量にする。かくしてＮ−ハロゲン置換可能化合物がハロゲン置換可能イミド基を分子中に１個有する（かつハロゲン置換可能アミド基を持たない）場合には、用いる塩基の量を、そのイミド基の窒素原子を完全に脱プロトン化するに充分な量にする。同様に、Ｎ−ハロゲン置換可能化合物がハロゲン置換可能イミド基を分子中に２つ以上有する場合には、用いる塩基の量を、前記イミド基の望まれる数の窒素原子を脱プロトン化するに充分な量にしてもよい。Ｎ−ハロゲン置換可能化合物がハロゲン置換可能アミド基（即ち、式−ＣＯ−ＮＨ２で表される基）を分子中に１個のみ有する場合には、用いる塩基の量を、そのような窒素原子を部分的に脱プロトン化する（それによって、窒素原子に対して一ハロゲン置換を達成する）に充分な量にするか或はそのような窒素原子を完全に脱プロトン化する（それによって、窒素原子に対して二ハロゲン置換を達成する）に充分な量にする。Ｎ−ハロゲン置換可能化合物がハロゲン置換可能アミド基を分子中に２つ以上有する場合には、用いる塩基の量を、そのようなアミドの窒素原子の１つ以上を所望度合にまで脱プロトン化するような量にしてもよい。Ｎ−ハロゲン置換可能化合物がハロゲン置換可能アミド基を少なくとも１つとハロゲン置換可能イミド基を少なくとも１つ含有する（例えばヒダントインの場合のように）場合、アミド基に有意な影響を与えることなくイミド基の窒素原子を選択的に脱プロトン化することも可能である。これを、前記塩基をイミド基（即ち、酸性度が大きい方の官能基）の窒素原子の脱プロトン化に化学量論的に必要な量で用いることで達成する。別法として、そのような基の両方が有する窒素原子を脱プロトン化するに充分な量で塩基を用いることによってイミド基の窒素原子とアミド基の窒素原子を脱プロトン化することも可能である。
【００３１】
前記水と無機塩基とＮ−ハロゲン置換可能化合物の供給は個別にか或は任意の組み合わせまたは混合物として実施可能である。しかしながら、前記無機塩基を水溶液としてＮ−ハロゲン置換可能化合物の共存在の有り無しで供給するのが有利である。このようにして、塩基を水に溶解させる時に起こる熱の発生を、そのような塩基の水溶液を反応ゾーンに導入する前に起こさせる。最も好適には、無機塩基の水溶液を生じさせた後、この溶液にＮ−ハロゲン置換可能化合物を添加する。そのような手順を用いると過度の熱発生に対する防護が得られる（このようにしないとＮ−ハロゲン置換可能化合物が悪影響を受ける可能性がある）ばかりでなく供給操作および供給すべき比率の制御が簡潔になる。最良の結果を得ようとする場合には、Ｎ−ハロゲン置換可能化合物が水１リットル当たりに約０．５から約２．５モルの範囲で入っている供給材料溶液を用いるのが望ましい。そのような溶液を生じさせる時、塩基が水１リットル当たりに約０．５から約５．０モルの範囲内で入っているアルカリ性溶液の使用が好適である。
【００３２】
本発明の実施では、臭素化剤および／または塩素化剤を用いてＮ−ハロゲン置換可能化合物のハロゲン置換を達成する。このように、臭素、塩素、塩化臭素、臭素と塩素、臭化物塩と塩素、および／または次亜塩素酸塩アニオンの源、または有機臭素化剤もしくは有機塩素化剤、例えばＮ−ブロモスクシニミド、Ｎ−クロロスクシニミドまたは三臭化ピリジニウムなどを用いてもよい。このようなハロゲン化剤の中で臭素、塩素、塩化臭素、臭素と塩素、臭化物塩と塩素、および／または次亜塩素酸塩アニオンの源が好適である。臭素、および臭素と塩素の混合物（これは塩化臭素を含有するか或はから成る）が特に好適である。理論的考察で範囲を限定することを望むものではないが、水性反応混合物中でハロゲン置換を起こす実際の種には例えばＢｒ２、Ｃｌ２、ＢｒＣｌ、ＯＢｒ−、ＯＣｌ−、Ｂｒ３−、ＢｒＣｌ２−、Ｃｌ３−、Ｃｌ＋およびＢｒ＋の中の１つ以上が含まれ得ると考えている。実際のハロゲン化種が如何なる種であろうとも、重要なことは、ハロゲン置換を受けさせる化合物が有するアミドもしくはイミド基の少なくとも１個の窒素原子のＮ−ハロゲン置換をもたらすに適切なハロゲン化剤を水性反応混合物に供給することである。
【００３３】
臭素と塩素の両方を用いる場合、それらを個別の供給材料として供給してもよい。別法として、それらを所望の任意比率で前以て混合しておいてもよく、それによって、供給すべき混合物が塩化臭素を含有するようにし、そしてもしそれらを１：１以外のモル比で混合すると、このような混合物はまた過剰量で用いた方のハロゲンも含有するであろう。塩素の代わりにアルカリもしくはアルカリ土類金属の次亜塩素酸塩を塩素源として用いることも可能である。このような次亜塩素酸塩を典型的には水溶液またはスラリーの形態で供給する。しかしながら、また、固体状の次亜塩素酸塩、例えば次亜塩素酸カルシウムなどを前記水性反応混合物に直接供給することも可能である。臭素置換が望まれる場合の供給材料は、アルカリ金属の臭化物またはアルカリ土類金属の臭化物と、臭素をインシトゥで生じさせるに充分な量の塩素源、例えば塩素またはアルカリもしくはアルカリ土類金属の次亜塩素酸塩の水溶液もしくはスラリー、例えば次亜塩素酸ナトリウム溶液などであってもよい。また、臭素をインシトゥで生じさせる目的で固体状の次亜塩素酸塩、例えば次亜塩素酸カルシウムなどを前記水性反応混合物に供給することも可能である。この種類の供給材料を用いると通常は臭素と塩素の両方を分子中に含有する生成物が生じるであろう。原則として、臭素または塩素の他の源、例えば緩く結合した臭素または塩素を含有する有機化合物などを用いることも可能であるが、そのような有機ハロゲン化剤を用いると生成物の処理および回収操作が複雑になる可能性があることから好適ではない。その上、そのような有機ハロゲン化剤の方が臭素もしくは塩素または臭化ナトリウムと塩素の如き給源に比べて高価である傾向がある。
【００３４】
臭素または塩素が使用するＮ−ハロゲン置換化合物と密に接触することを確保する目的で臭素または塩素を反応ゾーンに入っている水相の表面下に供給すべきである。臭素をインシトゥで生じさせる目的でアルカリ金属の臭化物もしくはアルカリ土類金属の臭化物と塩素を用いる場合には、そのような臭化物塩を個別の供給材料、典型的には水溶液として供給してもよいか、或はそれを水溶性塩基とＮ−ハロゲン置換可能化合物から生じさせた水溶液もしくはスラリーと一緒に供給してもよい。そのような如何なる場合にも、それと一緒に用いる塩素を反応ゾーンに入っている水相の表面下に供給すべきである。
【００３５】
塩素を典型的には液体として反応混合物に供給するが、望まれるならば蒸気の状態で供給することも可能である。臭素は気体または液体として反応混合物に供給可能である。この臭素を好適には蒸気の状態で前記水性反応混合物の液相の表面下に供給し、そしてそのように気体状の臭素を不活性ガス、例えば窒素またはアルゴンなどとの混合物の状態で供給するのが望ましい。
【００３６】
二原子ハロゲン（Ｃｌ２、Ｂｒ２、ＢｒＣｌまたはこれらの混合物、そしてＣｌ２自身を塩素化剤として用いるか或は臭素源、例えばアルカリ金属の臭化物および／またはアルカリ土類の臭化物と組み合わせて用いる場合）を水性反応混合物の液相の表面下に供給するのが望ましくかつ好適ではあるが、このような供給を達成する他の方法を用いることも可能である。他の１つの方法は、蒸気状の二原子ハロゲンを反応槽の塔頂空間部に供給しながら水性反応混合物を噴霧しそして／または水を噴霧または霧状にして前記反応槽内でそのような蒸気と密に接触させる方法である。二原子ハロゲンと残りの成分（これらを用いて水性反応混合物を生じさせる）の密な接触を達成する他の方法には、ハロゲンを液体としておよび／または溶液として水性反応混合物に供給しそしてこの場合には前記ハロゲンを望まれるならば水性反応混合物の表面の上に供給してもよいことが含まれる。簡単に述べると、本発明は、ハロゲンの供給を意図したＮ−ハロゲン置換反応が起こるように成分を互いに密に接触させると言った目的を達成すると考えられる如何なる方法で行ってもよいことを意図する。あらゆるケースで、そのような水性反応混合物を撹拌するのが有利である。
【００３７】
本資料のどこか（請求の範囲を包含）で用語「表面下」を用いる場合、この用語は、反応ゾーンに塔頂空間部があるべきことを表しているのではないことを特記する。例えば、反応ゾーンが水性反応混合物で完全に満たされている（入って来る流れの速度と出て行く流れの速度が同じである）とすると、この場合の用語「表面下」は、表面下に供給すべき物質を水性反応混合物の本体（これの表面は反応ゾーンを取り囲んでいる壁で限定されている）の中に直接供給することを意味する。
【００３８】
これに関連して、本発明の態様の１つでは、Ｎ−ハロゲン置換可能化合物、無機塩基、臭素化剤および／または塩素化剤および水を個別および／または任意の組み合わせ１種または２種以上（そのような成分全部の組み合わせを包含）で供給してもよい。そのような成分全部を互いの組み合わせとして供給すると、結果として前記成分は典型的な反応槽または反応容器の外側で一緒になる可能性がある。そのような供給を実施する時、前記成分を最初に前記反応槽もしくは反応容器から離れてはいるがそれの近くに位置する混合装置の中で互いに接触させてもよい。適切な混合装置には固定式ミキサー、導管（好適には乱流を存在させる導管）、またはジェットミキサー（高速の流出流れをもたらす）が含まれる。そのような全てのケースで、前記成分の全部が最初に互いに接触する混合装置自身が反応ゾーンの一部である。
【００３９】
本発明の方法は多様な操作様式の中の如何なる操作様式で実施されてもよい。例えば、本方法はバッチ様式、一定したオーバーフローを伴う半バッチ様式、オーバーフローを伴わない半バッチ様式または連続様式で実施可能である。そのような工程操作様式に関する工学詳細は、例えばＰｅｒｒｙ’ｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒ’ｓ  Ｈｎａｄｂｏｏｋ、第４版、ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、著作権１９６３を証拠として本技術分野で良く知られている。
【００４０】
連続操作（これが一般的で好適である）では、前記成分の全部が最初に一緒になる混合装置から出た流出液を容積がより大きな反応槽または反応容器（この中に前記水性反応混合物の本体を入れておく）に供給する。反応は前記成分が互いに接触すると本質的に直ぐに始まることから、反応は一般に前記混合装置内で始まって前記反応槽または反応容器（勿論これもまた反応ゾーンの一部である）に入っている水性反応混合物中で継続して起こる。このように、混合装置を用いる場合には、この混合装置をより大きな容積の反応槽もしくは反応容器に非常に近い所に位置させそして前記成分を前記混合装置の中に迅速に入り込ませ、そこを迅速に通して、そこから迅速に容積がより大きな反応槽または反応容器の中に入っている体積がより大きい水性反応混合物の中に入り込ませるのが望ましい。このようにして前記成分の全部が最初に接触する時と前記水性反応混合物が体積がより大き
い水性反応混合物に接触する時の間の時間をこれが反応混合物の温度が如何なる操作段階でも約９０℃以下、好適には約７０℃以下であるに充分なほど短時間であるように維持する。混合装置を用いる場合には、これを望まれるならば冷却用もしくは冷蔵流体との間接的熱交換で冷却してもよい。
【００４１】
連続操作で中に乱流を起こさせる導管を混合装置として用いる場合、そのような導管自身が反応槽または反応容器全体を構成するようにしてもよい。言い換えれば、前記反応槽または反応容器自身を管状反応槽にしてもよいが、この場合には、これにこれの中で反応と沈澱物の生成が起こるに充分な長さと容積を持たせる。
【００４２】
反応体を好適には少なくとも１基の反応槽で構成されている反応ゾーンに同時供給し、その場合には、それらの成分の全部を個別にか或は任意の副次的組み合わせ１種または２種以上で供給するかに拘らず、前記反応ゾーンの中で全部が初めて一緒になりそしてＮ−ハロゲン置換反応が始まりそして続く。
【００４３】
本発明の方法における同時供給は好適には連続供給である。また、この供給が共供給である、即ち２つの供給材料、即ち（ｉ）ハロゲン置換可能なアミドもしくはイミドの窒素原子を分子中に少なくとも１個有する化合物と無機塩基から生じさせた水溶液もしくはスラリーと（ｉｉ）臭素化剤および／または塩素化剤を用いるのも好適である。しかしながら、また、三供給（ｔｒｉ−ｆｅｅｄ）または他の多供給方法の実施も本発明の範囲内である。実際、例えば共供給および三供給の両方を用いることも可能である（このような操作を行っても特に利点は得られないが）。全てのケースで、供給材料の比率を、分子中に存在するアミドもしくはイミドの少なくとも１個の窒素原子が臭素もしくは塩素原子で置換されるような比率にする。そのような反応成分が互いに接触するとほとんど直ちに生成物の生成が起こり、そして先行する反応に由来する、固体含有ヒール（ｓｏｌｉｄｓ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  ｈｅｅｌ）も固体を含まない母液（ｓｏｌｉｄｓ−ｆｒｅｅ  ｍｏｔｈｅｒ  ｌｉｑｕｏｒ）も用いない時には、その後直ぐ沈澱が始まる。沈澱が始まると、同時供給を行っている間、生成物の生成と沈澱が連続的または実質的に連続的に起こる。先行する反応に由来する固体含有ヒールまたは固体を含まない母液を用いる場合には、同時供給を行うと沈澱がほとんど直ちに始まりそしてその間連続的または実質的に連続的に継続して起こる。前記供給材料の比率を、前記水性反応混合物が示すｐＨが約５．５から約８．５の範囲、好適には約６．５から約８．５の範囲、最も好適には約６．８から約７．２の範囲内に維持されるか或は実質的に連続的に維持されるような比率にする。本方法を実施する時、前記同時供給材料に入っている材料が迅速に互いに密に接触するようにすべきである。従って、そのような迅速で密な接触が起こりそしてその結果として供給した成分が相互作用するように、個別であるが同時の供給材料を互いに近い所または相対的に非常に近い所に導入しかつに充分に撹拌するのが好適である。
【００４４】
本発明の方法の実施では、今日までの観察により、反応と沈澱物の生成が極めて速く起こることが分かっている。先行する反応に由来する固体含有ヒールも固体を含まない母液も用いない時には、同時供給を開始した時に起こる沈澱物生成の開始が若干遅れるが、これは単に前記水性反応混合物が生成物で適切に飽和状態になるのに時間が要することによるものであると考えている。先行する反応に由来する固体含有ヒールまたは固体を含まない母液を用いると、同時供給開始時に起こる沈澱物生成の開始が遅れることはないか或はほとんど遅れない。この反応は迅速に起こることから、同時供給を停止した後に水性反応混合物中で継続して起こる沈澱は非常に短時間のみであり得る。
【００４５】
用語「同時」の使用は、供給中に取るに足らない中断が起こる可能性を排除するものではない。また、この用語は供給を時間的に正確に同じ瞬間に開始すべきであることを意味するものでもない。共供給方法の場合、２つの供給の開始を、この開始と開始の間に時間
的な間隔が存在するように行ってもよい（そのような間隔が工程全体に実質的な悪影響が生じないに充分なほど短い限り）。三供給または多供給操作を行う場合にも同様に個々の供給の間に１つまたは２つの異なる時間的間隔を伴わせてもよいが、この場合も再びそのような時間的間隔が工程全体に実質的な悪影響が生じないに充分なほど短いことを条件とする。
【００４６】
本発明の方法をバッチ様式でか或は半バッチ様式でか或は連続様式で実施するかに拘らず、好適には、供給、反応、沈澱物生成および指定ｐＨの維持の如き事項が反応中に「連続的に」起こるように本方法を実施する。しかしながら、そのような事項の１つ以上に関して取るに足らない障害が起こる可能性はないと言った印象を与えるべきでないほど強力にそれを強調することはできないであろう。本方法の実施に実質的な影響を与えない障害を本発明の範囲から排除するものではない。超技術的で形式的な言葉の解釈に対して保護を与える目的で、本発明の記述で「実質的に連続」の如き用語を用いるのが賢明であると考えた。しかしながら、その用いる用語が如何なる用語であろうとも、本方法は本開示全体を完全かつ偏見なしに読んだ後にその読んだことで得た本発明の精神を保持している本分野の通常の技術を持つ技術者が本方法を実施するであろうように実施されるべきである。
【００４７】
これをバッチ様式で実施するか或は半バッチまたは連続工程を開始する時には、生じさせるべき生成物をもたらした先行する反応で生じた反応混合物の固体含有ヒールまたはそのような先行する反応に由来する固体を含まない母液のいずれかを空の反応槽に最初に仕込むのが好適である（必要ではないが）。そのようなヒールまたは母液は典型的に約６から約７の範囲内のｐＨを示しかつ通常は生成物および／またはこれの前駆体を２重量％以下の量で含有する。次に、適切な比率の供給材料の供給を同時に典型的には室温で開始するとほとんど直ちに沈澱物の生成が始まる（如何なる場合でも数分以内に）。バッチ操作の場合には、供給を典型的には反応槽が所望レベルにまで満たされるか或は反応槽１基または２基以上が所望レベルにまで満たされるまで継続する。通常は、その時点で供給を停止し、生成して沈澱を起こしたＮ−ハロゲン置換生成物を典型的には濾過、遠心分離またはデカンテーションで回収する。この反応は発熱的で急速に起こることから、通常は、供給が終了した時点で長期のライド期間（ｒｉｄｅ  ｐｅｒｉｏｄｓ）を置く必要はない。
【００４８】
操作が連続様式でありそして連続供給を開始した時点で、定常状態の操作で望まれる操作条件を確立して維持する目的で操作を微調整する時に前記供給材料を調整してもよい。そのような操作は典型的に休止、例えばプラント保守のための休止を行う前に長期間に渡って問題なく実施可能である。
【００４９】
従って、操作をバッチ様式でか或は半バッチ様式でか或は連続様式で行うかに拘らず、ヒールまたは母液を用いて反応を開始させると効率の良い定常状態の操作をヒールも母液も用いなかった時よりも迅速に達成することができることが分かるであろう。
【００５０】
前記臭素化剤および／または塩素化剤を前記反応槽に供給する時、そのようなハロゲン源を反応槽内の液体の本体の中、即ち反応を開始する時にはヒールもしくは母液の表面の下、そして反応が始まった後では水性反応混合物の表面の下に直接導入すると最良の結果が達成される。それによって、反応槽内の塔頂空間部にハロゲンがいくらか残存し、従ってそれが反応に参与しない可能性が最小限になる。また、反応槽の内容物の液相の表面下に供給を行うと、例えば液状の臭素が水性混合物の表面に当たる時に起こる可能性がある跳ね返りも回避される。
【００５１】
バッチ操作では、前記供給材料によって水性反応混合物の大部分が作り出されかつ体積が増大する。操作をバッチ、半バッチまたは連続様式で行う場合、反応成分の徹底的な混
合を確保する目的で反応混合物を激しく撹拌するのが非常に望ましい。
【００５２】
反応の時間と沈澱が起こる時間が短い（これが本発明の方法の特徴である）ことから、本方法を半バッチ様式、より好適には連続様式で実施することができ、実際その方が好適である。このことはそれ自身が珍しいことである、と言うのは、アミドもしくはイミドのＮ−ハロゲン置換に関する文献にはバッチ操作のみに関係した教示が豊富に示されているからである。連続様式にすると、製品産出量を損なうことなく反応槽の大きさを実質的に小さくすることができる。
【００５３】
この反応を充分な大きさの反応槽内で実施するならば、反応槽内容物の体積が反応槽内容物の高い体積（ｈｉｇｈ  ｖｏｌｕｍｅ）に到達した時点で迅速な排出を開始させそして前記体積が反応槽内容物の低い体積（ｌｏｗ  ｖｏｌｕｍｅ）に到達した時点で排出を停止させることで、その体積を前以て決めておいた低い体積と高い体積の間で循環させることができる。しかしながら、前記反応槽の内容物（ｃｏｎｔｅｎｔｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｒａｃｔｏｒ）の体積が一定または実質的に一定であるままであるように、前記反応槽の内容物の体積とこの反応槽から取り出す沈澱物と反応混合物の一部の体積が等しいか或は実質的に等しくなるように本方法を実施するのが好適である。このようにすると、体積がより小さい反応槽を用いることが可能になる。
【００５４】
このように、連続反応槽では定常状態の条件を一度達成した後、個別の供給材料を連続して適切な比率で供給して反応槽の内容物を実質的に無限の時間に渡って適切な反応条件下に維持することができる。同時に、沈澱物を含有する前記反応混合物（この混合物は典型的にスラリーの形態である）の一部を前記反応混合物から一般におよび好適には連続的に取り出し、その結果として、前記反応槽の内容物の体積が多少とも一定のままであるようにする。
【００５５】
本発明の別の特徴は、共生成物が比較的高純度の塩水溶液であることで環境上および処分の問題が最小限である点にある。その上、本方法で臭素をハロゲンとして用いかつアルカリもしくはアルカリ土類金属の塩または酸化物を塩基として用いると、結果として生じる共生成物はアルカリもしくはアルカリ土類金属の臭化物が入っている水溶液であり、この溶液に例えば塩素などによる処理を受けさせて臭化物のイオンを酸化させて元素状臭素を生じさせることで臭素を回収することも可能である。
【００５６】
典型的なバッチ操作を適切に実施すると、個別の供給材料を同時に供給している間の時間の少なくとも約８０％、好適には前記時間の少なくとも約９０％に渡って典型的には本質的に高純度の生成物（例えば純度が少なくとも約９７％、しばしば純度が９９．９％の如く高い生成物）である沈澱物が生じる。また、この所望生成物は反応で用いたハロゲン置換可能アミドもしくはイミドの窒素原子を少なくとも１個有する化合物の量を基準にして典型的には少なくとも約８０％、しばしば９４％以上の高い収率で生じる。典型的な連続操作を適切に実施すると、定常状態の操作を達成した後、（ａ）典型的にはまた純度が少なくとも約９６％、しばしば９９．９％の如く高い沈澱物が連続的に生じかつ（ｂ）本方法で反応体として供給したハロゲン置換可能アミドもしくはイミドの窒素原子を少なくとも１個有する化合物の量を基準にして典型的には少なくとも約８５％の実質的に連続した収率で生じる。
【００５７】
本発明の方法を適切に実施すると、平均粒径が少なくとも約２００ミクロン、しばしばこれよりも有意に大きい１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインが生じ得る。
【００５８】
臭素をインシトゥで生じさせる場合には、これを、適切な酸化剤、好適には塩素などと臭素源、例えばアルカリもしくはアルカリ土類金属の水溶性臭化物などの間の反応で最良
に達成する。
【００５９】
本発明の方法はいろいろな様式、例えばバッチ様式、半バッチ様式、または好適には連続様式で実施可能である。これを連続様式で実施する時には、平均滞留時間が約１５から約１００分の範囲、好適には約３０から約６０分の範囲内になるように操作を設計するのが望ましい。本明細書に示した数値範囲の全部と同様に、それからの逸脱が必要であるか或は望ましいと思われる場合にはいつでも容認されるが、但しそのような逸脱によって本方法の効率も有効性も実質的に悪化しないことをただ１つの条件とする。
【００６０】
本発明の重要な特徴は、この上に示した個別の供給材料を同時に供給することにある。再び、用語「同時」は供給を正確に同じ時に開始する必要があることを意味するものでも供給を正確に同じ時に止めるべきであることを意味するものでないことを強調すべきであろう。この用語を、むしろ、示した供給を反応時間の実質的に全体に渡って維持する意味で用いる。また、そのような同時供給は好適には連続同時供給であるが、供給に若干の中断があってもこの中断の期間が反応が実質的に悪化しないに充分なほど短いことを条件として受け入れられることも理解されるべきである。このように、用語「同時」および「連続」を本明細書で用いる場合、これらの用語はこの直ぐ上に示した主要でない逸脱を包含すると理解されるべきである。現実に、本分野の技術者は、同時でない時間ができるだけ短くなるように同時供給を利用する努力をするであろう。同様に、本分野の技術者は、勿論、操作を実施する所定環境下で中断の回数ができるだけ少なくなるように連続供給を維持することを探求するであろう。しかしながら、一般に数日間ならば反応混合物を組成の実質的な変化なしに放置することができることから、完成していない操作（この実施がバッチ様式であるか或は半バッチ様式であるか或は連続様式であるかに拘らず）を中断が必要ならばその時間に渡って中断することも可能である。
【００６１】
本発明の別の非常に重要な特徴は、前記水性反応混合物の正確なｐＨを反応時間の実質的に全体に渡って維持することにある。ここでも再び、ｐＨの若干の逸脱は特に反応の開始時に起こる可能性がある。そのような逸脱は勿論そのような逸脱の結果として実質的な悪影響に直面しないことを条件として本発明の範囲内である。この上に示したように、本発明の方法を典型的には約５．５から約８．５の範囲、好適には約６．５から約８．５の範囲内のｐＨで実施する。しかしながら、最良の結果を得ようする場合にはｐＨを最も好適には約６．８から約７．２の範囲内に維持する。
【００６２】
前記水性反応混合物の所望ｐＨを維持しよとする時に前記塩基およびハロゲン化剤の供給材料を供給する速度が重要な役割を果たす。特にハロゲンをｐＨが所望レベル（例えば５．５、好適には６．５、最も好適には６．８）未満に抑えられるほどの速度で供給すべきでなくまたインシトゥで生じさせるべきでない。言い換えれば、ハロゲンの供給またはハロゲンのインシトゥ生成を前記反応混合物のｐＨが如何なる実質的な時間に渡っても有意に約５．５未満のｐＨにまで低下する（酸性度が高くなる）ように行うべきでない。同様に、前記塩基（単独で供給するか、或は塩基の水溶液として添加するか、或は水との混合物として供給するかに拘らず）とＮ−ハロゲン置換化合物もｐＨが所望レベル（例えば８．５、好適には７．２）より高くなるほどの速度で供給すべきでない。このように、前記供給材料を前記反応混合物のｐＨが本明細書に指定する範囲内に維持されるように適切に調整すべきである。
【００６３】
このｐＨ制御問題に関していくつかの追加的指摘を行うことは考慮に価する。まず最初に、操作を低いｐＨ（即ち約５．５から約６．５の範囲）で行うことは技術的に可能ではあるが、ハロゲンを反応混合物に不必要に過剰量で存在させることになることから経済性の観点からあまり望ましくはない。加うるに、そのように酸性度が高い条件にすると製品の品質がいくらか低下する可能性もあり得る。他方、ｐＨが変動していくらか有意な時間
に渡って約８．５より高いｐＨになってしまうような操作は望ましくない、と言うのは、所望生成物が水性反応混合物中で示す溶解度は一般にそのようにｐＨが高い条件下では高くなってしまう傾向があるからである。理想的な操作条件（これをプラント規模の操作で達成することができるとしても稀である）下では、本方法を正確に７．０のｐＨで行う。しかしながら、実際事項として不可避的にそのような理想的な条件からの逸脱に遭遇することになるであろう。このように、本発明の方法を用いた操作を微調整する時に、少なくとも反応時間の大部分に渡って、ハロゲン置換が所望レベルに到達する所まで完了することが達成されることを確保する目的でＮ−ハロゲン置換可能化合物を基準にしてハロゲン源が化学量論的量より非常に僅かに過剰量で供給されるようにする努力を払うべきである。例えば、ハロゲン置換可能窒素原子を２つ以上有するＮ−ハロゲン置換可能化合物に一ハロゲン置換を受けさせることを望む場合には、供給を実施している時間の実質的に全体に渡ってＮ−ハロゲン置換可能化合物を基準にしてハロゲンが１当量より若干高い量で存在するように反応混合物を維持するのが好ましい。同様に、ハロゲン置換可能窒素原子を２つ以上有するＮ−ハロゲン置換可能化合物に多ハロゲン置換を受けさせることを望む場合には、不完全ハロゲン置換（ｕｎｄｅｒｈａｌｏｇｅｎａｔｉｏｎ）の度合を最小限にする目的で、このＮ−ハロゲン置換可能化合物に導入すべきハロゲン原子の当量数よりも若干多い量でハロゲンを用いるべきでありかつそれを供給を実施している時間の実質的に全体に渡って反応混合物中に維持すべきである。
【００６４】
Ｎ−ハロゲン置換可能化合物に対する臭素化剤および／または塩素化剤の比率を、ハロゲンがハロゲン置換を受けさせるべきハロゲン置換可能アミドもしくはイミドの窒素原子１個当たりに約１．９から約２．１原子の範囲で存在するような比率にすべきである。従って、５，５−ジヒドロカルビルヒダントイン、例えば５，５−ジメチルヒダントインの場合に反応ゾーンに同時供給すべき比率は、ハロゲンが５，５−ジアルキルヒダントイン１分子当たりに約３．８から約４．２原子の範囲で存在するような比率である。この上に示したように、理想的な条件下ではハロゲン置換を受けさせるべきアミドもしくはイミドの窒素原子１原子当たりのハロゲン原子の数は、正確には、選択した化学量論からの逸脱が全く起こらないとしたならば、所望生成物をもたらすに必要な量であろう。この上に示した範囲がそのような理想的な比率よりも下であることおよびそれよりも上であることは、単に、実際の大規模なプラント操作条件下で達成することができる最適な結果に比べて実質的な悪影響なしに理想的な比率よりも若干低いか或は理想的な比率よりも若干高い比率で操作しても構わないことを示している。可能な度合までであるが、反応混合物に入っているＮ−ハロゲン置換可能化合物を基準にしてハロゲンが若干過剰（即ち、ハロゲン置換を受けさせるべきハロゲン置換可能アミドもしくはイミドの窒素原子１原子当たり約２．０から約２．１原子の範囲のハロゲン）の状態で操作を行う方が好適である（約２．０から約１．９の範囲で連続的に操作するよりも）。それによって、ハロゲンを過剰量で用いることなく、従って原料の損失なしに、ハロゲン置換が所望度合にまで充分に起こることが確保される。
【００６５】
このように、臭素を用いるか或は臭素をインシトゥで生じさせそして白色の生成物、例えば１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインを生じさせようとする時に臭素添加速度または臭素生成速度を監視する便利な方法は、反応混合物の色が明るい黄色から赤色がかった黄色になるような速度で臭素を供給するか或は発生させる方法である。反応混合物を見た時の色が赤色がかっていることは、臭素が過剰量で存在していることを示している。望まれるならば、ハロゲンの存在を監視する他の方法を用いることも可能であり、例えばｐＨメーターおよび／または化学的ｐＨ指示装置などを用いることも可能である。また、ｐＨを測定するに適した任意の２つ以上の方法を組み合わせてハロゲンの供給または発生を監視することも可能であり、例えばこのパラグラフの上に記述した如き色観察と１つ以上のｐＨメーターの使用を同時もしくは逐次的または他の何らかの適切な様式で組み合わせることなどで監視を行うことも可能である。２つ以上のｐＨ測定方法の組み合わ
せを用いそしてｐＨ測定結果が偶然に異なる時には、最も正確で再現可能な結果を得る目的で、実際の実施で以前に測定した方法に頼るべきである。較正を注意深く受けさせておいた市販のｐＨメーターの使用が最も信頼できるｐＨ測定方法の１つであると現在のところ考えているが、本発明の範囲をｐＨメーターの使用に限定することを意図するものでない。
【００６６】
本発明の更に別の特徴は、前記成分を同時に供給すると反応を高温（例えば４０から約９０℃）で大部分のＮ−ハロゲン置換可能化合物またはＮ−ハロゲン置換を受けたそれの生成物が実質的な分解を起こすことなく実施することができるに充分なほど低い濃度の水性反応混合物を反応槽の中に維持することができる点にある（勿論、これは用いる個々の化合物が示す熱分解温度に依存するが）。それとは正に対照的に、今までは、ハロゲンを添加する装置内に塩基を過剰量で存在させていたことから、そのような分解の問題を軽減する目的で反応槽を約５℃の如き低い温度に冷却することが一般に行われていた。本発明に従い、操作を連続様式で実施する時には、水性反応混合物を構成する成分を、（ｉ）水性反応混合物の体積（リットルで表す）と（ｉｉ）前記反応混合物に１分当たりに供給するＮ−ハロゲン置換可能化合物のモルの比率が１分当たりに１モル当たり約１０から約１００リットルの範囲、好適には１分当たりに１モル当たり約３０から約６０リットルの範囲の比率になるような量で供給するのが好適である。前記供給材料を少なくとも１基の反応槽に供給するバッチ様式で操作を行う場合にも同様に、反応混合物の体積が反応槽１基または２基以上の全体積の５０パーセントに到達するまでは、前記反応混合物に供給する前記供給材料を、（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）前記反応混合物に１分当たりに供給するＮ−ハロゲン置換可能化合物のモルの比率が１分当たりに１モル当たり約１０から約１００リットルの範囲、好適には１分当たりに１モル当たり約２０から約８０リットルの範囲の比率になるように維持する。次に、前記反応混合物の体積が反応槽１基または２基以上の全体積の５０パーセント以上になると、前記反応混合物に供給する供給材料を（ｉ）リットルで表す前記反応混合物の体積と（ｉｉ）反応混合物に１分当たりに供給するＮ−ハロゲン置換可能化合物のモルの比率が１分当たりに１モル当たり約３０から約６０リットルの範囲の比率になるようにする。前記比率を用いて操作を連続、半バッチまたはバッチ方法で行うと、Ｎ−ハロゲン置換可能化合物およびＮ−ハロゲン置換を受けたそれの誘導体が本質的に中性のｐＨ条件（例えば６．８−７．２）下で反応熱によって熱分解を起こす感受性が低下する。
【００６７】
本発明の方法を実施する時の反応温度はかなりの範囲内で多様であり得る。この反応温度は典型的に約０から約９０℃の範囲内であるが、特定の状況下のある種の条件下では前記温度範囲からの逸脱も容認され得る。しばしば約２０から約８０℃もしくは約９０℃の範囲の温度がより有効であることが分かるであろう。しかしながら、約３０から約７０℃の範囲の温度で反応を実施すると生成物が最も高い収率で生じる傾向があることから、そのような温度が一般に好適である。特に５，５−ジメチルヒダントインの如きヒダントインを用いかつ臭素をハロゲン源として用いた時には反応を約４０から約６０℃の範囲の温度で実施するのが最も好適である。約４０から約６０℃の範囲の温度が最も好適である、と言うのは、操作をそのような範囲内で行うと大きな粒径を有する生成物が速い反応速度および最も高い費用効果的様式で高収率で生じるからである。このＮ−ハロゲン置換反応を供給するハロゲンの沸騰温度より高い温度で実施する時には、このハロゲンを水性反応混合物の液相の表面下に供給するのが望ましい。そのような場合には、ハロゲンを不活性ガスで希釈して供給するのが特に望ましい。
【００６８】
典型的には、本発明の水性反応混合物を本質的に４種類の成分、即ちＮ−ハロゲン置換可能化合物、臭素化剤および／または塩素化剤、無機塩基および水から生じさせる。この水性反応混合物に含める成分の数を最小限にするのが好ましくても、そのような混合物に追加的成分を１種以上含めることも可能であるが、但し、勿論、そのような他の成分１種
または２種以上が反応にも沈澱物の生成にも実質的な悪影響をもたらさないことを条件とする。例えば、通常は推奨しないが、特定の有機溶媒、特に水に混和し得る有機溶媒を前記水性反応混合物に含めることも可能である。そのような有機溶媒１種または２種以上の比率を結果として溶液中に残存する所望のＮ−ハロゲン置換を受けた最終生成物が不調和に多量にならないような比率にすべきである（勿論、前記溶媒を後で例えば蒸留などで除去しない場合であるが）。有機溶媒の少なくとも１つの可能な有益な使用は、反応ゾーン内に蓄積して来る可能性がある沈澱物外皮を溶解させるか或は除去する目的で、本方法を連続様式で操作する場合の反応ゾーンに供給する供給材料に１種以上の有機溶媒を定期的に入れることを伴う。有機溶媒を水性反応混合物に入れる場合には、その溶媒は意図したＮ−ハロゲン置換反応に不必要に悪影響を与えるべきでないことに加えて通常の状況下で臭素も塩素も消費すべきでない。また、この溶媒は意図したＮ−ハロゲン置換生成物と反応すべきでなく、臭素のインシトゥ生成（もしこれを利用する場合）を妨害すべきでなく、かつ結果として処理不能であるか或は過度にペースト状もしくは粘着性の沈澱物の生成をもたらすべきでない、即ち、一般的には本方法の実施にもさらなる実施にも決して他の実質的な悪影響を与えるべきでない。使用を考慮してもよい有機溶媒の数例はＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキサイド、１種以上のＣ１−４アルカノール、テトラヒドロフランまたは他の飽和エーテルなどである。従って、用語「水性反応混合物」を本資料のどこか（請求の範囲を包含）で用いる場合、これは、特に明記しない限り、１種以上の有機溶媒の存在を排除するものではないが、但しそのような溶媒１種または２種以上が反応混合物全体の総量を基準にした存在量で存在することによって反応にも沈澱物の生成にも生成物の特徴にも実質的な悪影響を与えないことを条件とする。
【００６９】
この反応混合物の成分の撹拌をハロゲンが局所的に濃縮することも塩基が局所的に濃縮することも回避されるに充分な度合で行うべきである。従って、例えば実験室規模の操作で反応容器内に良好な混合を達成しようとする時には約３００−６００ｒｐｍの範囲の撹拌速度が望ましいことを確認した。従って、プラント規模の操作では連続撹拌式反応槽の使用を推奨する。
【００７０】
本発明の更に別の特徴は、本方法を反応槽による処理率を実質的に低下させることなく断熱的に実施することができる点にある。従って、本方法を反応混合物に熱エネルギーを添加することも冷蔵を頼みにすることも流動する液体である伝熱剤を用いることも他の様式の冷却（反応槽の壁を通して取り巻いている大気に至る通常は補助なしの伝熱が起こる可能性を除いて）を用いることもなく実施した時でも、供給速度を実質的に遅くすることなく発熱反応による熱蓄積を容易に制御することができる。このような制御は、例えば反応混合物の体積と１分当たりに供給するＮ−ハロゲン置換可能化合物のモルの比率を本明細書の上に記述した如き比率で用いて連続、半バッチまたはバッチ方法を操作することなどで水性反応混合物を希釈された状態に維持することで達成可能である。それにも拘らず、そのような希釈を行ったとしても、反応および沈澱物の生成はそのような断熱条件下で迅速に進行し得る。
【００７１】
本発明の方法を特に連続様式で実施する時には断熱操作を行うことが可能ではあるが、反応混合物中に定常状態の温度条件が維持されることを確保する目的で、反応槽の内容物との間接的な熱交換が起こるように冷却水または他の熱交換液の流れを用いる方が好適である。しかしながら、望まれるならば、冷蔵を用いて本発明の方法を実施することも可能である。
【００７２】
本発明は高品質の生成物が迅速な反応で高収率でもたらされるように調節可能な反応変数を相互に関係させることを伴うことがこの上に示したことから分かるであろう。このように、本発明は、とりわけ、反応成分を同時供給することに加えて供給速度を用いてｐＨの指定制御を行うことを特徴とする。好適な態様では、温度を調整および制御することで
大きな粒径を有する生成物を高い収率で迅速に生じさせることができる。また、好適な態様では反応混合物を高度に希釈された状態で用いるが、これが高い収率に実質的に貢献しかつ操作温度の柔軟度をより高くしている。その上、定常状態で沈澱物が迅速に生じることから、連続操作の時に短い滞留時間を用いることが可能になり、従って、このことがプラントの処理率が実質的に向上することに貢献している。
【００７３】
本明細書の以下に示す実施例から容易に分かるであろうように、本発明を用いると大きな平均粒径を有する１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインを生じさせることができる。例えば、本発明を用いると、現在では、少なくとも約１７５ミクロンの平均粒径を有する粒状の１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン固体を製造することができる。実際、本方法の技術を用いて２００ミクロン以上、３００ミクロン以上、そして５００ミクロンさえ超える如き大きな平均粒径を有する粒状の１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン固体を得た。ある種のヒダントイン化合物ではこれが大きな粒子を構成するように製造を行うことができるが、知る限りでは、今までに製造された１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの平均粒径は１７５ミクロン以上ではなかった。その上、本発明の方法では１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインを製造する時に如何なるハロゲン置換有機溶媒も存在させず、例えば塩化メチレンなどを存在させないで生成物を生じさせることから、これには有機ハロゲン化物である溶媒の残渣が痕跡量も存在しない。
【００７４】
本発明を用いると反応生成物である１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインを直接生じさせることができかつその回収した粒状の１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン固体が少なくとも１７５ミクロンの平均粒径を有することから、本技術分野に非常に大きないくつかの進展をもたらし得る。例えば、平均粒径が１７５ミクロンを超える粒状の１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン固体は
ａ）粉じんを発生する傾向がずっと低いことから取り扱いがずっと容易であり、
ｂ）パイプおよび導管を通す時の流動特性およびホッパーから入れる時の流動特性がずっと優れており、
ｃ）結合剤を用いなくても形状を保持する錠剤を破壊なしに圧縮固化させることができる（一方、いくつかの異なる給源から商業的に入手した粒状の１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン固体のサンプルを同じ様式で錠剤に変換した時、この変換を破壊なしに行うのは不可能であった）、
ことを見いだした。
【００７５】
前記および関連して見いだした事項はこの上に示した共通所有で同時係属中の出願番号０９／４８４，６８７に詳細に記述されている。
【００７６】
以下に示す実施例は本発明の実施そして本発明が可能にする利点を説明する目的で示すものである。本実施例は本発明の範囲を本明細書に記述する特別な操作にも条件にも限定することを意図したものでなくかつ限定するとして解釈されるべきでない。実施例１−１０および実施例１３の各実験でｐＨメーターを用いてｐＨを監視しそして臭素の供給をＣｏｌｅ−Ｐａｒｍｅｒ  Ｍａｓｔｅｒｆｌｅｘコンピューター制御ドライブおよびＥａｓｙ−Ｌｏａｄ（商標）ポンプヘッドを用いて行った。実施例９および１０の連続操作を実施する時には、結果として生じた反応スラリーを反応槽の下部から手で時々集めた。各画分を５００ｍＬのフラスコに集めた。
【実施例１】
【００７７】
１８００ｇの水にＮａＯＨを２３５グラム（５．８５モル）溶解させた後、このＮａＯＨ溶液に５，５−ジメチルヒダントインを３７５ｇ（２．９３モル）加える。臭素貯蔵槽にＢｒ２を９３５ｇ（５．５８モル）存在させる。１リットルのジャケット付きフラスコ
に前記Ｂｒ２と５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液を供給して冷却用浴で２５℃に維持する。前記５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液をＢｒ２とは別であるが同時に前記反応フラスコに共供給する。Ｂｒ２の供給を開始する直前（例えば３−４分前）に前記５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液の供給を開始した。この５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液の供給速度を１０ｍＬ／分にしそしてＢｒ２の供給速度を１．６０−１．７０ｍＬ／分にする。機械的撹拌機を３５０−４００ｒｐｍの速度で用いて反応混合物を撹拌する。反応中のｐＨは７．４から７．９の範囲であった。反応の進行につれて生じたスラリーを反応フラスコに入っている溶液のレベルが一定のままであるような速度で集める。この反応フラスコの下部から生成物の５００ｍＬ画分を１画分当たり３０分の平均時間で集める。前記５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液の供給が終了した時点で前記臭素貯蔵槽内に残存しているＢｒ２は８６ｇ（０．５４モル）である。
【００７８】
各生成物画分を濾過し、５００ｍＬづつの水で３回洗浄した後、その固体を窒素流下で乾燥させる。１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの単離収量は６７３ｇであり、５，５−ジメチルヒダントインを基準にした収率は８０％であり、またはＢｒ２を基準にした収率は８９％である。ヨウ素還元滴定で測定した時の活性臭素含有量は少なくとも９９％である。
【実施例２】
【００７９】
３３８ｇの水にＮａＯＨを４４グラム（１．１モル）溶解させた後、このＮａＯＨ溶液に５，５−ジメチルヒダントインを７０．４ｇ（０．５５モル）加える。臭素貯蔵槽にＢｒ２を１７５．１ｇ（１．１モル）存在させる。反応フラスコに前記Ｂｒ２と５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液を供給して加熱用浴で３５℃に維持する。この反応フラスコに１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン濾液（母液）のヒールを〜２００ｍＬ（２３８ｇ）仕込む。前記５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液をＢｒ２とは別であるが同時に前記反応フラスコに共供給する。機械的撹拌機を４００ｒｐｍの速度で用いて反応混合物を撹拌する。反応中のｐＨは６．９から８．２の範囲であった。この反応温度は０．５時間の添加時間に渡って３７℃で安定であった。反応体の添加が終了した時点で、オレンジ色のスラリーを３５℃で濾過した後、６５０ｍＬの水で洗浄した。結果として得た白色固体を窒素流下で一晩乾燥させる。１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの単離収量は１４７．６ｇであり、収率は９４％であり、そしてヨウ素還元滴定で測定した時の１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの活性臭素含有量は５５．１重量％（理論値の９８．６％）である。
【実施例３】
【００８０】
３３８ｇの水にＮａＯＨを４４グラム（１．１モル）溶解させた後、このＮａＯＨ溶液に５，５−ジメチルヒダントインを７０．４ｇ（０．５５モル）加える。臭素貯蔵槽にＢｒ２を１７２．０ｇ（１．０７モル）存在させる。反応フラスコに前記Ｂｒ２と５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液を供給して加熱用浴で６７℃に維持する。この反応フラスコに１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン濾液（母液）のヒールを〜２００ｍＬ（２３８ｇ）仕込む。前記５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液をＢｒ２とは別であるが同時に前記反応フラスコに共供給する。前記臭素を窒素で希釈して、前記反応フラスコに入っている溶液の表面の下方に供給する。機械的撹拌機を４００ｒｐｍの速度で用いて反応混合物を撹拌し、反応中のｐＨは６．７から７．１の範囲であった。この反応温度は０．５時間の添加時間に渡って６７℃で安定であった。反応体の添加が終了した時点で、オレンジ色のスラリーを反応フラスコから排出させてビーカーに入れた後、ゆっくり冷却する。このスラリーを〜４５℃で濾過した後、５００ｍＬづつの水で２回洗浄する。結果として得た白色固体を窒素流下で一晩乾燥させる。１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの単離収量は１３０．５ｇであり、５，５−ジメチルヒダントインを基準にした収率は〜８３％であり、またはＢｒ２を基準にした収率は〜８５％である。ヨウ素還元滴定で測定した時の１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの活性臭素含有量は５５．９重量％（理論値の１００％）である。この操作で生じた１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン生成物の代表的な乾燥サンプルを基にした粒径データを表１に要約する。
【００８１】
【表１】
2008509997.tif 000002
【実施例４】
【００８２】
２７００ｇの水にＮａＯＨを３５４グラム（８．８５モル）溶解させる。このＮａＯＨ溶液に５，５−ジメチルヒダントインを５６２ｇ（４．３８６モル）加える。この反応フラスコに１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン濾液（母液）のヒールを５００ｍＬ仕込む。そのジャケット付きフラスコを加熱も冷却もしないでこれに前記５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液をＢｒ２とは別であるが同時に共供給する。この５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液の供給速度を１０ｍＬ／分にし、そしてＢｒ２の供給速度を最初は１．７０ｍＬ／分にしたが、後で反応混合物のｐＨを〜７．０に維持する目的で１．８６ｍＬ／分に調整する。機械的撹拌機を４００ｒｐｍの速度で用いて反応混合物を撹拌し、反応温度を約４２℃で安定させる。反応の進行につれて生じたスラリーを反応フラスコに入っている溶液のレベルが一定のままであるような速度で集める。この反応フラスコの下部から生成物の５００ｍＬ画分を１画分当たり３０分の平均時間で８画分集めた。この反応中に添加したＢｒ２の総量は１３７４．５ｇ（８．５９モル）である。
【００８３】
各生成物画分を濾過し、５００ｍＬの水で１回洗浄した後、その固体を真空オーブンに入れて５０℃で一晩乾燥させる。１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの単離総収量は１１５２ｇであり、５，５−ジメチルヒダントインを基準にした収率は９２％であり、またはＢｒ２を基準にした収率は９４％である。ヨウ素還元滴定で測定した時の１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの活性臭素含有量は５５．４重量％から５５．７重量％（理論値の９９．１％から９９．７％）の範囲である。この１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの平均粒径は１５０μを超えている。
【実施例５】
【００８４】
６７６ｇの水にＮａＯＨを８９グラム（２．２モル）溶解させた後、このＮａＯＨ溶液に５，５−ジメチルヒダントインを１４１ｇ（１．１モル）加える。臭素貯蔵槽にＢｒ２を３５０ｇ（２．２モル）存在させる。反応フラスコに前記Ｂｒ２と５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液を供給して加熱用浴で６７℃に維持する。この反応フラスコに１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン濾液（母液）のヒールを〜４００ｍＬ（４８３ｇ）仕込む。前記５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液をＢｒ２とは別
であるが同時に前記反応フラスコに共供給する。機械的撹拌機を４００ｒｐｍの速度で用いて反応混合物を撹拌する。反応中のｐＨは６．８から７．１の範囲であった。この反応温度は６６分の添加時間に渡って６７℃で安定であった。反応体の添加が終了した時点で、オレンジ色のスラリーを４３℃で濾過した後、１０００ｍＬ（２ｘ５００ｍＬ）の水で洗浄した。結果として得た白色固体を窒素流下で一晩乾燥させる。前記反応フラスコに供給したＢｒ２は３０７．３ｇ（１．９２モル）であった。１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの単離収量は２１２．５ｇであり、Ｂｒ２を基準にした収率は７７％であり、そして５，５−ジメチルヒダントインを基準にした収率は６８％であり、ヨウ素還元滴定で測定した時の１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの活性臭素含有量は５５．９重量％（理論値の１００％）である。
【実施例６】
【００８５】
３３８ｇの水にＮａＯＨを８８グラム（２．２モル）溶解させた後、このＮａＯＨ溶液に５，５−ジメチルヒダントインを１４０．８ｇ（１．１モル）加える。臭素貯蔵槽にＢｒ２を３５２ｇ（２．２モル）存在させる。反応フラスコに前記Ｂｒ２と５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液を供給して加熱用浴で６９℃に維持する。この反応フラスコに１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン濾液（母液）のヒールを〜２００ｍＬ（２４０ｇ）仕込む。前記５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液をＢｒ２とは別であるが同時に前記反応フラスコに共供給する。機械的撹拌機を４００ｒｐｍの速度で用いて反応混合物を撹拌する。反応中のｐＨは６．８から７．０の範囲であった。この反応温度は３９分の添加時間に渡って６８−６９℃で安定であった。反応体の添加が終了した時点で、オレンジ色のスラリーを４０℃で濾過した後、５００ｍＬの水で洗浄する。結果として得た白色固体を窒素流下で一晩乾燥させる。前記反応フラスコに供給したＢｒ２は２８５．５ｇ（１．７８モル）であった。１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの単離収量は１８６．８ｇであり、Ｂｒ２を基準にした収率は７３％であり、そして５，５−ジメチルヒダントインを基準にした収率は６０％であり、ヨウ素還元滴定で測定した時の１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの活性臭素含有量は５３．４重量％（理論値の９６％）である。
【００８６】
表２に実施例５および６の生成物に関する粒径データを要約する。
【００８７】
【表２】
2008509997.tif 000003
【実施例７】
【００８８】
３３８ｇの水にＮａＯＨを４４．２グラム（１．１モル）溶解させた後、このＮａＯＨ溶液に５，５−ジメチルヒダントインを７０．４ｇ（０．５５モル）加える。臭素貯蔵槽にＢｒ２を１７３ｇ（１．０８モル）存在させる。反応フラスコに前記Ｂｒ２と５，５−
ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液を供給して加熱用浴で５７℃に維持する。この反応フラスコに１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン濾液（母液）のヒールを〜２００ｍＬ（２４４ｇ）仕込む。前記５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液をＢｒ２とは別であるが同時に前記反応フラスコに共供給する。機械的撹拌機を４００ｒｐｍの速度で用いて反応混合物を撹拌する。反応中のｐＨは６．８から７．２の範囲であった。臭素の供給速度を調整することで所望ｐＨの維持を達成した。この反応温度は３３分の添加時間に渡って５７℃で安定であった。反応体の添加が終了した時点で、オレンジ色のスラリーを３８℃で濾過した後、５００ｍＬの水で洗浄する。結果として得た白色固体を窒素流下で一晩乾燥させる。１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの単離収量は１３９．８ｇであり、Ｂｒ２を基準にした収率は９１％であり、そして５，５−ジメチルヒダントインを基準にした収率は８９％であり、ヨウ素還元滴定で測定した時の１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの活性臭素含有量は５５．７重量％（理論値の９９．７％）である。
【実施例８】
【００８９】
３３８ｇの水にＮａＯＨを４４．２グラム（１．１モル）溶解させた後、このＮａＯＨ溶液に５，５−ジメチルヒダントインを７０．３ｇ（０．５５モル）加える。臭素貯蔵槽にＢｒ２を１７２．５ｇ（１．０８モル）存在させる。反応フラスコに前記Ｂｒ２と５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液を供給して加熱用浴で４８℃に維持する。この反応フラスコに１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン濾液（母液）のヒールを〜２００ｍＬ仕込む。前記５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液をＢｒ２とは別であるが同時に前記反応フラスコに共供給する。機械的撹拌機を４００ｒｐｍの速度で用いて反応混合物を撹拌する。反応中のｐＨは６．８から７．２の範囲であった。臭素の供給速度を調整することで所望ｐＨの維持を達成した。この反応温度は３４分の添加時間に渡って４８℃で安定であった。反応体の添加が終了した時点で、オレンジ色のスラリーを３８℃で濾過した後、５００ｍＬの水で洗浄した。結果として得た白色固体を窒素流下で一晩乾燥させる。１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの単離収量は１４４．８ｇであり、Ｂｒ２を基準にした収率は９４％であり、そして５，５−ジメチルヒダントインを基準にした収率は９２％であり、ヨウ素還元滴定で測定した時の１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの活性臭素含有量は５５．０重量％（理論値の９８．４％）である。
【００９０】
表３に実施例７および８の生成物に関する粒径データを要約する。
【００９１】
【表３】
2008509997.tif 000004
【実施例９】
【００９２】
この実施例では工程を連続様式で実施した。９重量％のＮａＯＨ溶液に５，５−ジメチルヒダントインを５，５−ジメチルヒダントインの濃度が約１．１Ｍになるような量で添加することで５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨの供給材料溶液を生じさせた。この５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液をＢｒ２とは別であるが同時に前記反応フラスコに共供給した。このフラスコを加熱浴の中に吊るした。機械的撹拌機を５００ｒｐｍの速度で用いて反応混合物を撹拌した。この反応混合物を約７．０±０．２のｐＨに維持しかつ反応温度を５５℃に維持した。生成物の画分を１画分当たり３０分の平均時間で１０画分集めた。１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの単離収率は５，５−ジメチルヒダントインを基準にして９０％でありそして添加したＢｒ２を基準にして９２％であった。白色の結晶性生成物である１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの純度は理論的臭素含有量を基準にして９９．８％であった。画分５−１０は、定常状態の操作条件中に生じたままの生成物の粒径を表している。表４に、連続方法の定常状態操作中に取り出したそのような画分各々のサンプルを基にした画分５−１０に関する平均粒径データおよび粒径分布データを要約する。測定の結果、生じた生成物は二頂分布を示すことが分かった。この生成物が全体として示した平均粒径は５１２．３ミクロンであった。
【００９３】
【表４】
2008509997.tif 000005
【実施例１０】
【００９４】
実施例９の様式に類似した様式で別の連続操作を実施した。３５５０ｇの水にＮａＯＨを３５５ｇ（８．８７モル）溶解させることを通して供給材料の溶液を生じさせた。この溶液に５，５−ジメチルヒダントインを５６０ｇ（４．３７モル）加えた。水性反応混合物のｐＨを７．０±０．２に維持すように同時供給を調整した。温度を５５℃に維持した。供給した臭素（Ｂｒ２）の総量は１３５９．４ｇ（８．５０モル）であった。実施例９と同様にして反応混合物を１０画分集めた。しかしながら、この操作では、平均滞留時間が１画分当たり約１時間になるように添加速度を調整した。１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの総単離収率は使用した５，５−ジメチルヒダントインを基準にして８８％でありそして添加した臭素を基準にして９０％であった。この１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン生成物を白色の結晶性固体として得た。表５に、この反応で生じた生成物に関する平均粒径データおよび生成物分布データを要約する。画分５−１０は、定常状態の操作条件中に生じたままの生成物の粒径を表している。この生じた生成物は実施例９の場合と同様に二頂であった。表５に示す「ｎ．ｄ．」は粒径が大きい方の画分の粒径測定を行わなかったことを示しており、用いた装置では粒径が２０００ミクロンを超える粒子を測定するのは不可能であった。この生成物が全体として示した平均粒径は少なくとも４５５．５ミクロンであった。
【００９５】
【表５】
2008509997.tif 000006
【実施例１１】
【００９６】
市販のＮ，Ｎ’−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインのサンプルを入手して、これらにＣｏｕｌｔｅｒ（商標）ＬＳ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒを用いた標準的な試験手順を受けさせることで、それらの平均粒径を測定した。表６に、それらの平均粒径測定の結果を要約し、かつまた、実施例４で生じさせた本発明の１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン生成物の代表的なサンプルに対して同じ様式で得たデータも挙げる。表７に、市販１，３−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインに関する粒径分布データを要約する。表７では下記の省略形を用いる：ＤＣＤＭＨは１，３−ジクロロ−５，５−ジメチルヒダントインであり、ＢＣＤＭＨはＮ，Ｎ’−ブロモクロロ−５，５−ジメチルヒダントインであり、そしてＤＢＤＭＨは１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインである。
【００９７】
【表６】
2008509997.tif 000007
【００９８】
【表７】
2008509997.tif 000008
【実施例１２】
【００９９】
Ｈｕｎｔｅｒ  Ｌａｂ  Ｃｏｌｏｒ  Ｑｕｅｓｔ  Ｍｏｄｅｌ  ４５０装置を用いて、実施例６に示した臭素含有Ｎ，Ｎ’−ジハロ−５，５−ジメチルヒダントインのサンプルが示す色の特徴を測定した。この試験では、ＡＳＴＭ試験表示Ｅ３１３−９６「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ  ｆｏｒ  Ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ  Ｙｅｌｌｏｗｎｅｓｓ
ａｎｄ  Ｗｈｉｔｅｎｅｓｓ  Ｉｎｄｉｃｅｓ  ｆｒｏｍ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｌｌｙ  Ｍｅａｓｕｒｅｄ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ」に従って使用が認められている前記装置を用いて粉末の黄色指数を測定した。前記装置には、色の特徴に関する試験を受けさせるべき粉末が入るるつぼを受け取るステーションと前記るつぼの上に位置する１対の光源が含まれている。１番目の前記光源は光線を前記るつぼの内容物の水平な上表面に対して９０゜の角度で導くように前記るつぼおよびこれの内容物の表面の上に間隔を置いて直接配置されている。２番目の前記光源は光線を前記るつぼの内容物の水平な上表面に対して４５゜の角度で導くように間隔を置いて配置されている。１つの光電子増倍管検出器が前記１番目の光源から出た光線を受けた表面から反射して来る光を受け取るように前記１番目の光源の直ぐ上に配置されている。別の光電子増倍管検出器が前記２番目の光源から出た光線を受けた表面から反射して来る光を受け取るように前記２番目の光源から出る光線に対して９０°の角度で配置されている。前記光電子増倍管は各々が反射して来る光線の波長および量を測定しそしてそのデータをこのデータから粉末の黄色指数値を計算するようにプログラムされているマイクロプロセッサーに入力する。これらの評価の結果を前記黄色指数（ＹＩ）に換算して表８に要約する。黄色指数の数値が高ければ高いほど生成物がより黄色である。
【０１００】
【表８】
2008509997.tif 000009
【実施例１３】
【０１０１】
ガラス製反応槽を用いて、これに５，５−ジメチルヒダントインとＮａＯＨから生じさせた水溶液と臭素の個別供給材料を連続を基礎に同時供給することで、別の連続操作を実施した。９重量％のＮａＯＨ水溶液に５，５−ジメチルヒダントインを添加することで、前記水溶液を生じさせた。この溶液の５，５−ジメチルヒダントイン含有量は約２２．４重量％でＮａＯＨ含有量は７重量％であった。外径が７２ミリメートルの錨型撹拌機が備わっている内径が８２ミリメートルのジャケット付き１リットル反応槽を用い、前記ジャケットの中にシリコン流体（Ｒｈｏｄｅｒｓｉｌ  ４７２０Ｖ２０流体；Ｒｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃ）を循環させた。反応温度を３８℃に調節した。両方の供給をポンプで調節し、Ｐｒｏｍｉｎｅｎｔ  Ｇａｍｍｍａ  Ｇ／４Ａ容積移送式ポンプを用いて前記５，５−ジメチルヒダントイン／ＮａＯＨ溶液を１５．８４グラム／分の平均供給速度で供給し、そしてＭａｓｔｅｒｆｌｅｘ  Ｅａｓｙ−Ｌｏａｄぜん動ポンプを用いて臭素を４．６７グラム／分の平均供給速度で供給した。反応混合物を４００ｒｐｍで撹拌した。ｐＨメーターを用いて流出液のｐＨを測定することで反応のｐＨを監視し、反応中のｐＨは６．０６から６．３６の範囲であった。この反応槽から取り出す生成物の速度もまたポンプで調節した。滞留時間は１画分当たり平均で３０分であり、各画分は約５００ｍＬであった。１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインを前記反応槽に供給した５，５−ジメチルヒダントインの量を基準にして９０．５％の収率で得た。この１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインの活性臭素含有量は標準的ヨウ素還元滴定で測定して＞５５．３％であった。従って、この生成物の純度は９９．０％を超えていた。
【０１０２】
表９に、実施例１３の連続操作で生じた１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン生成物に関する粒径データを要約する。これらのデータは、連続操作中に定常状態になった後、即ち本質的に定常状態に到達した後の異なる時間に採取した２サンプルを基にした平均データである。
【０１０３】
【表９】
2008509997.tif 000010
【０１０４】
実施例１４−１８では液状の臭素（Ａｌｄｒｉｃｈ）を反応混合物の表面下に供給する。Ｃｏｌｅ−Ｐａｒｍｅｒ  Ｍａｓｔｅｒｆｌｅｘコンピューター制御ドライブ（２ポンプヘッド、１から６０ｒｐｍ）およびＥａｓｙ−Ｌｏａｄポンプヘッドを用いて液状の臭素およびＤＭＨ／ＮａＯＨ溶液の両方を反応槽にポンプ輸送する。臭素ではＶｉｔｏｎ配管をＴｅｆｌｏｎと協力させて用いる。ＤＭＨ／ＮａＯＨ溶液ではＣ−Ｆｌｅｘ配管を用いる。塩素ガスを反応スラリーのまた表面下に吹き込む。普通の水道水を用いてＮａＯＨ溶液を作成し、次に室温に冷却した後、ＤＭＨを添加して透明な溶液を生じさせる。
【０１０５】
連続実施（実施例１８）では、反応槽のレベルが一定に維持されるように画分（滞留時間）を手動で集めた。各画分（典型的には５００ｍＬ）を濾過した後、数日以内に元々の濾液を分析した。その固体を水道水で洗浄した。乾燥を漏斗中で窒素下でか或は真空オーブン内で〜５５℃で実施した。一緒に供給する反応体をｐＨメーターを用いて監視した。出発ＤＭＨ（９７％）はＡｌｄｒｉｃｈから購入したＤＭＨであった。あらゆる反応を１Ｌのジャケット付き４つ口ガラス製フラスコ内で実施した。その反応槽に機械的撹拌機、熱電対およびｐＨメーターを装備した。結果として生じた反応スラリーを反応槽の底から時々手動で集めた。各画分を５００ｍＬのフラスコの中に集めた。
【０１０６】
実施例１４−１８に関連して下記の分析手順を用いた：ＤＢＤＭＨまたはＢＣＤＭＨの粒径をＣｏｕｌｔｅｒ  ＬＳ粒径分析装置をサンプル当たり１分の典型的な実行時間で用いて測定した。固体状ＤＢＤＭＨおよびこれの濾液の両方に入っている臭素の純度をヨウ素還元滴定で測定した。プロトンＮＭＲスペクトルをＢｒｕｋｅｒ／ＧＥ  Ｏｍｅｇａ  ４００ＷＢを用いて無水ＣＤ２Ｃｌ２中で得た。そのスペクトルは１３Ｃ付随体が除去されるように分離したブロードバンドＣ−１３であった。重水素化溶媒の残存プロトン共鳴を５．３２ｐｐｍに割り当てた。臭素置換種および塩素置換種の正規化した重量％を計算した。ＢＣＤＭＨを１Ｈ−ＮＭＲで無水重水素化塩化メチレン中で分析することで異性体
の比率を測定した。各化学シフトはヒダントイン分子中のゲム（ｇｅｍ）ジメチル基（６Ｈ、ｓ）に相当していた。
【実施例１４】
【０１０７】
３５℃、ｐＨ〜６−８におけるバッチ式三供給操作
機械的撹拌機（４００ｒｐｍ）と熱電対とｐＨメーターを取り付けておいた循環浴による加熱式の１Ｌのジャケット付き４つ口ガラス製フラスコに５％のＮａＣｌ溶液のヒールを２００ｍＬ仕込む。４４．５ｇ（１．１１モル）のＮａＯＨを３３９ｇの水に溶解させそして室温に冷却した後に５，５−ジメチルヒダントイン（ＤＭＨ）（７０．４ｇ、０．５４９モル）を加えることでＤＭＨ溶液を調製する。このＤＭＨ溶液を１０．０ｍＬ／分の供給速度で供給しながら臭素を〜０．８０ｍＬ／分で表面下に供給する。また、塩素も一緒に混合物のｐＨが６から８の範囲になるような速度で表面下に供給する。反応温度を約５３℃にする。ＤＭＨの供給が終了した時点で消費された臭素の量は約８６．４ｇである（０．５４０モル、ＤＭＨ全体の臭素置換に要する臭素の〜９８％）。消費された塩素の総量は約０．８モル付近である。この三供給の４４分の間、反応スラリーの上部は黄色からオレンジ色のままであった。濾過そして生成物を水で洗浄することでオフホワイトの固体（１４９．４ｇ、〜９６％の収率）を得た。濾液を分析した結果、活性臭素が〜０．２重量％、臭化物が〜０．３重量％および塩化物が〜７．２％存在することが分かった。分析データを表１０に要約する。得たＤＢＤＭＨの純度は＞９８％であり、ジクロロ種は全く存在せずかつＢＣＤＭＨの量は〜１重量％のみであった。
【実施例１５】
【０１０８】
５２℃、ｐＨ〜５−７におけるバッチ式三供給操作
反応体の調製を実施例１４と同様に実施し、そして塩素をより速く吹き込むことでスラリーのｐＨを５−７の範囲（たいていは５−６の範囲）に維持する以外は同様に工程を実施する。３８分間の三供給の間に消費された臭素の量は約８７．７ｇである（０．５４８モル、これはＤＭＨ全体の臭素置換に要する臭素の〜９９％である）。三供給中に添加した塩素の量は〜４０．５ｇ（０．５７１モル）である。反応スラリーは主に黄色であったが、添加終了時に反応表面に赤色がかった色が現れそしてスラリーが室温に到達した時点で黄色に変わる。処理および乾燥を実施することでオフホワイトの固体（１４９．２ｇ、〜９５％）を得る。分析データを表１０に要約する。ＤＢＤＭＨの純度は〜９２％であり、生じたＢＣＤＭＨの量は７重量％でありかつ１，３−ジクロロ種の量は痕跡量である。
【０１０９】
【表１０】
2008509997.tif 000011
【実施例１６】
【０１１０】
５３℃、ｐＨ〜６−７におけるバッチ式三供給操作
機械的撹拌機（４００−４７５ｒｐｍ）と熱電対とｐＨメーターを取り付けておいた加熱式の１Ｌのジャケット付き４つ口ガラス製フラスコに５％のＮａＣｌ溶液のヒールを２００ｍＬ仕込んだ。４４．５ｇ（１．１１モル）のＮａＯＨを３３９ｇの水に溶解させそして室温に冷却した後にＤＭＨ（７０．４ｇ、０．５４９モル）を加えることで〜１．３７Ｍの均一な溶液を〜４００ｍＬ生じさせることでＤＭＨ溶液を調製した［注：ここでは、〜２００ｍＬのヒールを用いたことから最終的なハロゲン置換ＤＭＨ濃度は〜０．９Ｍである。それによって、ある程度ではあるが、以下の連続実施例１８の初期滞留時間の間の色はかなり白色ではあるが、後期滞留時間の間の色がより暗いことを説明することができる］。このＤＭＨ溶液を１０．０ｍＬ／分の供給速度で供給しながら臭素を〜０．４０ｍＬ／分で表面下に供給した。塩素を反応混合物のｐＨが６から７の範囲になりかつ反応温度がほぼ５３℃で安定になるような速度で表面下に吹き込んだ。ＤＭＨの供給が終了した時点で消費された臭素の量は約４３．７ｇ（０．２７３モル）であることに加えて塩素の量は６６．６ｇ（〜０．９３９モル、即ち添加した塩素：臭素は３．４：１、即ち塩素を〜１３％の過剰量で用いる）であった。この三供給の３７分の間、スラリーの上部はレモンイエロー色のままでありそして実施例１４−１７で観察した如くスラリーの上部に赤色がかった色が蓄積することはなかった。スラリーを濾過（３６℃）し、水（５００ｍＬ）で洗浄した後、窒素下で一晩乾燥させることで非常に白色（ＹＩ  ６．７５）の固体（１１８．３ｇ、〜９０％の収率）を得た。その無色の濾液を一晩放置するとそれに浮遊する結晶が少し含まれていることを確認し、このことは、濾過を室温以下で実施すべきであることを示している。その単離したＢＣＤＭＨの異性体分布および他の分析データを表１１および１２に要約する。異性体の分布は商業的サンプルのそれと同様である。
【実施例１７】
【０１１１】
５３℃、ｐＨ〜７におけるバッチ式三供給操作
反応体の調製を実施例１６と同様にして実施した。異性体の分布に影響を与える試みで臭素供給速度を〜１２％低くして０．３５ｍＬ／分の速度にすると同時に塩素吹き込み速度を変えることで反応を約７．０のｐＨで実施する以外は反応を同様に実施した。消費された臭素の量は約４２．５ｇ（０．２６６モル）でありかつ添加した塩素の量は５３．５ｇ（〜０．７５モル、即ち添加した塩素：臭素は２．８：１、即ち必要な塩素の〜９３％）であった。
【０１１２】
４１分間の三供給の間、反応スラリーはほとんど無色であり、ハロゲンの着色は見られなかった。スラリーを濾過（３０℃）し、水（７００ｍＬ）で洗浄した後、窒素下で一晩乾燥させることで白色（ＹＩ  ７．６０）の固体（１０５．１ｇ、〜８０％の収率）を得た。単離したＢＣＤＭＨの異性体分布および他の分析データを表１１および１２に要約する。得たＤＢＤＭＨの比率は予想より高く、これは、明らかに、操作をｐＨ６．０以上で行いかつ添加する塩素の量を必要な化学量論的量より少くした結果であった。
【０１１３】
表１１では下記の省略形を用いる：
ＢＣはＮ，Ｎ’−ブロモクロロ−５，５−ジメチルヒダントインを指し、
ＤＢは１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインを指し、
ＤＣは１，３−ジクロロ−５，５−ジメチルヒダントインを指し、
ＭＢはＮ−および／またはＮ’−モノブロモ−５，５−ジメチルヒダントインを指し、
ＭＣはＮ−および／またはＮ’−モノクロロ−５，５−ジメチルヒダントインを指し、
ＹＩは黄色指数を示し、
ＡＰＳは平均粒径（ミクロン）を指す。
【０１１４】
【表１１】
2008509997.tif 000012
【０１１５】
【表１２】
2008509997.tif 000013
【０１１６】
実施例１６および１７で添加した塩素の重量を三供給工程を開始する前と後の重量の差を計算することで決定した。表１２に示した結果から、塩素の制御をより良好に行いかつ塩素の重量を連続的に監視することで反応中に生じる混合物に入っている意図した生成物の前以て選択しておいた比率をより正確に達成することができると結論付けた。一般的に言って、おおよそ〜０．５５モルのＤＭＨに要する総塩素量＝０．２６６モル、即ち１８．９ｇの臭化物を酸化させるに充分な塩素に加えて０．５５モル、即ち３９．０ｇのＣｌ２、即ち全体で少なくとも５７．９ｇの塩素。
【０１１７】
この上に示した実施例１４−１７をバッチ操作として実施した。本明細書の以下に示す実施例１８を連続工程として実施した。操作を連続工程で実施する時の主な利点のいくつかは、生じた熱を連続的に除去することができることに加えてその発熱臭素置換／インシトゥ酸化／塩素置換反応の生成物を連続的に取り出すことができる点にある。ＤＭＨ／ＮａＯＨとハロゲンの個別供給材料を供給することの利点は、所定時間における所定反応体の濃度蓄積が最小限になる点にある。それによって、高温における反応速度がより速くなりかつ結果として生じた生成物（例えばＢＣＤＭＨおよびＤＢＤＭＨ）がほとんど直ちに結晶形態で溶液から確実に析出することが可能になる。反応槽の中の反応混合物は主に生成物のスラリーでありかつ存在するハロゲンの濃度もＤＭＨの濃度もＮａＯＨの濃度も非常に限られた濃度のみであることは明らかであろう。存在する臭化物の量は典型的に最低限のみでありかつ臭素の量は本質的にゼロである。供給材料の供給速度はそれらがほぼ化学量論的量（即ちＢＣＤＭＨをもたらす理論的量）（ＮａＯＨ：ＤＭＨ：Ｂｒ２：Ｃｌ２＝２．０：１．０：０．５：１．５）で存在しかつ全部が低い濃度で存在するように調整
可能である。分かるであろうように、ＢＣＤＭＨをもたらす理論的な量にすると実際結果としてＢＣＤＭＨとＤＢＤＭＨの両方が豊富に存在する生成物の生成がもたらされる。
【実施例１８】
【０１１８】
５３℃、ｐＨ〜５．８−６．８における連続三供給操作
この連続三供給工程では、６画分（即ち６バッチの滞留時間に相当する連続操作）を反応槽のレベルが一定になるような速度で手動で集めた。画分１と２を一緒にした。また、画分４と５も一緒にした。最終的な反応槽内容物に画分＃６の標識を付けた。各画分（５００ｍＬ）を濾過した後、元々の濾液を独立して分析した。固体を水道水で洗浄した。乾燥を漏斗中で窒素下でか或は真空オーブン内で〜６０℃で実施した。また、得た固体画分も独立してヨウ素還元滴定、プロトン−ＮＭＲおよび粒径測定で分析した。
【０１１９】
機械的撹拌機（４００ｒｐｍの撹拌速度）と熱電対とｐＨメーターを取り付けておいた１Ｌのジャケット付き４つ口ガラス製フラスコに３００ｍＬの水と先行するバッチ実験（実施例１８または１９のいずれか）の濾液２００ｍＬで構成させた５００ｍＬのヒールを仕込んだ。循環加熱浴を用いて反応槽の温度を一定に維持した。２２２．５ｇ（５．５６モル）のＮａＯＨを１６９０ｇの水に溶解させそして室温に冷却した後にＤＭＨ（３５２ｇ、２．７４モル）を添加して均一な溶液、即ち１．３７Ｍの溶液を約２リットル生じさせることでＤＭＨ供給材料溶液を調製した［注：この実験の濃度は実施例１６および１７のそれと同様である。それの濃度は実施例１４および１５（〜１．１ＭのＤＭＨ溶液を臭素と一緒に供給することで白色のＤＢＤＭＨ固体を生じさせた）で用いたＤＭＨ供給材料に比べて〜２５％高い。
【０１２０】
このＤＭＨ溶液を１０．０ｍＬ／分の供給速度で供給しながら液状の臭素を〜０．３９ｍＬ／分で表面下に供給した（この上に示した実施例１６および１７と同様に）。塩素を反応混合物のｐＨが５．８から６．８の範囲になりかつ反応温度がほぼ５３℃で安定になるような速度でまた表面下に吹き込んだ。ＤＭＨの供給が終了した時点で消費された臭素の量は約２３８．１ｇ（１．４８９モル）［または臭化物の全部が酸化されて臭素になったと仮定すると２．９７モルのブロモニウムイオン］でありかつ塩素の量は２７６．５ｇ（〜３．８９モル、即ち全体として添加した塩素：臭素は２．６：１であり、このことは塩素の使用量が約１５％少ないことを意味し、これは、用いた操作規模ではガスの制御を正確に維持するのが困難なことによる）であった。このことは、また、達成されたＤＢＤＭＨ異性体分布の比がより大きいことを説明している。各画分の平均滞留時間は〜３０分であった。各画分を個別の反応混合物として処理しかつほぼ等しい体積の水で洗浄した。乾燥を真空オーブン内で一晩実施することで固体を全体で６１０ｇ集めた（ＤＭＨと添加した臭素を基準にして〜９１％の収率）。あらゆる画分（１−６）の分析を表１３および１４に要約する。画分３−６の濾液にはまたヨウ素還元滴定による検査も受けさせた。それらの濾液では活性ハロゲン損失が最小限であり、このことは、表１５に見られるように、臭化物の大部分が塩素で酸化されたことを示している。
【０１２１】
【表１３】
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【０１２２】
【表１４】
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【０１２３】
【表１５】
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【０１２４】
本資料で用語「水溶性」を用いる場合、この用語は、記述した物質がこの物質が入っている溶液を用いた操作をこの溶液の個々の使用条件下で実施することを可能にするに少なくとも充分な量で当該物質（恐らくはイオン化した形態の）が溶解している水溶液が生じるに少なくとも充分な溶解度を水中で示すことを意味する。当然、この物質の溶解度がこれがそのような条件下の水中で示すそれよりも高い方が望ましい。しかしながら、この用語は当該物質がそのような条件下の水にあらゆる比率で溶解すべきであることを意味するものでない。
【０１２５】
本資料のどこかで化学名または化学式を用いて化合物を言及する場合、この言及が単数であるか或は複数であるかに拘らず、それらが別の物質［化学名または化学タイプで言及する］（例えば別の成分、溶媒など）に接触する前にそれらが存在するようにそれらを同定する。結果として生じる混合物または溶液中でどんな予備的化学変化（もしあれば）が起ころうとも問題でない、と言うのは、そのような変化は特定の物質を本開示に従って要求する条件下で一緒にする結果として自然に起こる事であるからである。また、本請求の
範囲で物質を現在時制（「含んで成る」、「である」など）で言及することがあり得るかもしれないが、そのような言及は、本開示に従ってそれを他の１種以上の物質に最初に接触、ブレンドまたは混合する直ぐ前の時間にそれが存在していたように当該物質を言及するものである。
【０１２６】
冠詞「ａ」または「ａｎ」を本明細書で用いる場合、他の様式であると明らかに示すことができない限り、請求項を前記冠詞で示す単一の構成要素に限定することを意図するものでなく、限定するとして解釈されるべきでない。むしろ、冠詞「ａ」または「ａｎ」を本明細書で用いる場合、本文で他の様式であると明らかに示さない限り、それに１種以上のそのような構成要素を包含させることを意図する。
【０１２７】
また、用語「実質的な」および「実質的に」は化学過程が通常は絶対を伴わないことを表すことも理解されるであろう。従って、変数を絶対値として記述するのではなく、そのような変数がその示した変数の実質的な周辺に存在するとして記述する方がずっとより現実的である。例えば、化学量論的量を記述する時にはその量を実質的に化学量論的な量として示す方がずっとより現実的である、と言うのは、本分野の技術者は絶対的化学量論から若干逸脱しても結果にはあまり大きな差が生じないであろうことを充分に理解しているからである。従って、如何なる面においてもあらゆる面においても本資料は常識を適用して読まれるべきである。
【０１２８】
本明細書のいずれかの部分に言及した特許または出版物は各々および全てがあたかも本明細書に詳細に挙げる如く引用することによって全体として本開示に組み入れられる。
【０１２９】
本発明は本発明の実施においてかなりの変形を受け易い。従って、この上に行った説明は本発明を本明細書の上に示した特別な例示に限定することを意図するものでなくかつ限定するとして解釈されるべきでない。むしろ、保護することを意図する事項は本請求項に挙げる如き事項および法の問題として許可されるそれの相当物である。
【国際調査報告】
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