(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応混合物中において、トリアルキルアミン塩及び対応する遊離トリアルキルアミンをエピハロヒドリンと反応させることによるハロヒドロキシプロピルトリアルキルアンモニウム塩を製造する方法であって、遊離トリアルキルアミンが遊離トリアルキルアミンとトリアルキルアミン塩の混合物の１〜10モルパーセントに相当する量存在し、エピハロヒドリンが遊離トリアルキルアミン及びトリアルキルアミン塩と混合され、０〜１５℃である第一の温度において第一の時間反応され、さらに５０℃未満かつ少なくとも１５℃である第二の温度において第二の時間反応される方法。
【請求項２】
第一の時間がエピハロヒドリンの第一の添加時間とダイジェスト時間を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
第一の時間が１〜４時間であり、ダイジェスト時間が0.5〜２時間である、請求項２記載の方法。
【請求項４】
第二の時間が0.5〜４時間である、請求項３記載の方法。
【請求項５】
90〜99モルパーセントのトリアルキルアミン塩が存在する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
反応混合物が水、エピクロロヒドリン、トリアルキルアミン、及びトリアルキルアミン塩を含み、アルキル基が１〜20個の炭素原子を有するものである、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記トリアルキルアミン塩がトリメチルアミンヒドロクロリド、ジメチルステアリルアミンヒドロクロリド又はジメチルドデシルアミンヒドロクロリドである、請求項１記載の方法。
【請求項８】
トリアルキルアミンがトリメチルアミン、ジメチルステアリルアミン、又はジメチルドデシルアミンである、請求項１記載の方法。
【請求項９】
反応混合物が水、エピクロロヒドリン、トリメチルアミン、及びトリメチルアミンヒドロクロリドを含む、請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、ハロヒドロキシプロピルトリアルキルアンモニウム塩の製造に関する。
ハロヒドロキシプロピルトリアルキルアンモニウム塩は、天然ポリマー及び合成ポリマーの改質、特にカチオン多糖類、例えばデンプンの製造に用いられる中間体として有効であることが知られている。
ハロヒドロキシプロピルトリアルキルアンモニウム塩は、例えば欧州特許出願第55,796号及び米国特許第2,876,217号、3,135,788号、4,450,295号、4,594,452号に教示されている方法により、ある種のトリアルキルアミンもしくはその塩とエピハロヒドリンとの反応により製造される。米国特許第2,876,217号は、少なくとも５のｐＨにおける水系中でのエピハロヒドリンとある種の３級アミンもしくはその塩との反応を開示している。そのような方法の使用は、未反応エピハロヒドリン及び1,3-ジハロ-2-プロパノールを含む副生成物を生じ、この副生成物は好ましくは、溶剤抽出もしくは真空蒸留によるある種の精製方法によって除去される。欧州特許出願第55,796号及び米国特許第3,135,788号も精製を必要とする同様の反応のための水系を開示している。
従来、所望のハロヒドロキシプロピル化合物ではなくエポキシプロピル（グリシジル）化合物が形成することを避けるため、遊離アミンではなくトリアルキルアミンの塩が一般に用いられている。しかしながら、特開平４−145054号公報には、理論量以下でハロゲン化水素とトリアルキルアミンを用いる合成が開示されており、部分中和を達成するためにアミンの10〜95モルパーセントに相当する量の酸が用いられている。−10℃〜50℃の温度が用いられている。この文献は、完全に中和されたアミンを用いる従来の副生成物の形成の問題を説明している。また、副生成物であるジ４級及びジオール生成物及びエポキシドの形成並びに合成後の高濃度の残留アミンを明らかにしている。
従来の方法よりも所望の生成物を高収率で形成し、かつ副生成物、特にジ４級化合物の少ないもしくは残留トリアルキルアミン（これは通常反応後に塩酸塩の形態である）の少ないハロヒドロキシプロピルトリアルキルアンモニウム塩を製造する方法が望ましい。
一態様において、本発明は、水性反応混合物中において、トリアルキルアミン塩及び対応する遊離トリアルキルアミンをエピハロヒドリンと反応させることによるハロヒドロキシプロピルトリアルキルアンモニウム塩を製造する方法であり、この方法において、遊離トリアルキルアミンは遊離トリアルキルアミンとトリアルキルアミン塩の合計量の１〜10モルパーセントに相当する量存在し、エピハロヒドリンが遊離トリアルキルアミンとトリアルキルアミン塩と混合され、第二の温度よりも低い第一の温度において第一の時間反応され、エピハロヒドリンは遊離トリアルキルアミンとトリアルキルアミン塩と第二の温度において第二の時間反応され、ここで第二の温度は、同じ反応体が混合され、第一の時間と第二の時間の合計に等しい時間の間第一の温度で反応された場合に反応後に存在するよりも未反応トリアルキルアミンの量が少ないような、第一の温度より十分高い温度である方法である。
この方法は、有利には、高収率で所望の生成物を形成し、副生成物、特にジ４級化合物の収率が低く、かつ最終溶液中に残っている出発トリアルキルアミンのレベルが低い。有利には、形成される有機副生成物の量が低いため、生成物の精製が促進され、環境上の問題も解決される。
本発明の方法は広く適用することができ、特にエピクロロヒドリンと反応したトリメチルアミン塩酸塩及びトリメチルアミンからの塩化アンモニウム3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルの製造に有効である。明確にするため、本明細書では特定の例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明の方法は、あらゆるトリアルキルアミン及び対応するその塩に適しているが、トリアルキルアミン及びそのハロゲン化水素塩、例えばトリメチルアミン、トリ-n-プロピルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチルドデシルアミン、トリエチルアミン、トリ-n-ブチルアミン、トリ-n-ヘキシルアミン、ジメチルモノエチルアミン、ジメチルモノ-n-ブチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジメチルモノイソプロピルアミン、メチルエチル-n-プロピルアミン、メチルエチル-n-ブチルアミン、メチルジアルキルアミン、並びに各々独立に１〜20個の炭素原子を含む線状、分枝鎖もしくは環状炭化水素基を有する他の３級アミン、及びそのハロゲン化水素塩、好ましくはジメチルステアリルアミン、ジメチルドデシルアミンもしくはトリメチルアミン、及びそのハロゲン化水素塩、より好ましくはトリメチルアミン及びそのハロゲン化水素塩、特にその塩化水素塩に有効である。
トリアルキルアミン及びその塩は市販入手可能であり、又はハロゲン化水素アミンを形成するための対応するトリアルキルアミンと酸、好ましくはハロゲン化水素酸、より好ましくは塩酸との反応のような当該分野において通常の反応により形成される。ハロゲン化水素酸が好ましいが、塩基を中和するあらゆる酸が有効であり、従って本発明においてあらゆる酸塩が適しており、好ましくは緩衝液を形成しない塩、より好ましくは無機酸塩、最も好ましくは一価無機酸塩、例えば硝酸塩もしくは二価無機塩、例えば硫酸塩である。しかし、有機酸、例えば酢酸塩もしくは蟻酸塩も適している。
あらゆるエピハロヒドリンが好適に用いられるが、エピクロロヒドリンが好ましいエピハロヒドリンである。それは入手が容易であり、塩化物イオンは他のハロゲン化物よりも環境上許容されるからである。
好ましい態様において、トリアルキルアミンは対応するトリアルキルアンモニウム塩、好ましくはハロゲン化水素塩と、より好ましくは水溶液中で混合され、最も好ましくはアミンとハロゲン化水素塩は共に水溶液中にある。トリアルキルアミンと混合したあらゆる濃度のアミンが本発明に適しているが、過剰の廃水を避けて所望のエピハロヒドリンとの反応速度を達成するため、当初の濃度は好ましくは速い反応速度を達成するに十分な量であり、エピハロヒドリンを添加する前の水性混合物のアミンとハロゲン化水素塩の合わせた重量を基準として、通常少なくとも10重量パーセントであり、かつ塩もしくは生成物を沈澱させるには不十分な量であり、従って60重量パーセント未満であり、より好ましくは40〜60重量パーセント、最も好ましくは55〜60重量パーセントである。または、アミンは酸により部分的に中和され、好ましくはハロゲン化水素塩もしくはアミン塩が塩基により中和される。所望により、部分中和は、例えばアミン及び酸を同時にもしくは順に添加することによって現場で行われる。好ましい比の遊離アミンとその塩の混合物を形成するあらゆる手段が本発明において適している。
アミン及びハロゲン化水素塩は、エピハロヒドリンとの反応の直前に混合されることが好ましい。または、混合物を前もって形成するか、市販入手する。この混合物を保存する場合、アミンが揮発性である場合に遊離アミンが逃げないようにこの混合物を密閉容器に貯蔵することが有利である。
十分なアミンをアミン塩、このましくはハロゲン化水素塩と混合し、10℃において当初のｐＨ（エピハロヒドリン添加前）を8.1〜9.2、好ましくは8.1〜9.0、より好ましくは8.1〜8.9にする。このｐＨは、以下に示すような、Dissociation Constants of Organic Bases in Aqueous Solution by D.D.Perrin（Butterworths, London, 1965, p.15）からのトリメチルアミンのpKa及び対応する温度のチャートに基づいて計算し、99.0〜90.0、好ましくは99.0〜93.0、より好ましくは99.0〜95.0パーセントのハロゲン化水素アミン及び遊離アミンに対するハロゲン化水素アミンに相当する。この割合はアミンを中和するために用いたハロゲン化水素酸のモルパーセントに相当する。
0004101872.tif 000002
この表が示すように、測定するｐＨは温度によって変化する。例えば、30℃において測定した8.5のｐＨは94パーセントの塩化水素トリメチルアミンに相当するが、20℃で測定した同じｐＨは96.4モルパーセントの塩化水素トリメチルアミンに相当する。従って、本発明は遊離アミン及びハロゲン化水素塩の混合物を基準としたハロゲン化水素のモルパーセントで規定し、ｐＨは10℃で測定したものとして述べる。以下のチャートは15℃で計算したｐＨ及びトリメチルアミン（ＴＭＡ）の対応するモルパーセント並びにモル濃度を示す。
0004101872.tif 000003
トリアルキルアミン／ハロゲン化水素トリアルキルアンモニウムの混合物をエピハロヒドリンと反応させる。アミンがエピハロヒドリンと完全に反応して所望の生成物を与えるように、有利には、少なくとも理論量のエピハロヒドリンがこの混合物と反応される。好ましくは、アミンとハロゲン化水素塩の混合物に対するエピハロヒドリンの比は１〜12、より好ましくは1.05〜1.20、最も好ましくは1.10〜1.20である。他の反応体と反応した過剰量のものは、通常反応条件においてジハロプロパノールを形成する。
有利には、エピハロヒドリンは水性アミン、ハロゲン化水素アミン混合物（以後反応混合物とする）に加えられる。または、エピハロヒドリンは水性混合物と同時に加えられ、所望の生成物を形成する。エピハロヒドリンを加える際、温度は所望の反応速度であり、反応体の体積が最小でありかつ発熱が遅いような速度を与えるに十分であるが、検知可能なジ４級化合物及びジハロアルコール副生成物の形成を避けるに十分な遅い速度を与える温度である。検知可能なとは、エピクロロヒドリン、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド及びジ４級化合物と反応したトリメチルアミンの場合、所望の副生成物の重量を基準として１重量パーセント未満のジ４級化合物、並びに所望の生成物及びジハロアルコールの重量を基準として10重量パーセント未満のジハロアルコール副生成物を意味する。添加の温度は好ましくは０℃〜15℃、より好ましくは５℃〜15℃、最も好ましくは10℃〜15℃である。
反応混合物のｐＨはエピハロヒドリンの添加及びアミン／ハロゲン化水素塩混合物とのその反応により増加する。すべてのエピハロヒドリン添加後の観察されるｐＨは好ましくは7.5〜11である。
エピハロヒドリンは、制御困難であり、高レベルの水性及び有機副生成物を形成する発熱を避けるために１度にではなく時間をかけて加えることが好ましい。好ましくは１〜４時間かけて加えられる。
または、この方法は連続的であり、エピハロヒドリン及びアミン／アミン塩混合物を理論量でもしくは好ましい比で連続的に加えることを含む。この連続法は有利には、ミキサーにおける滞留時間が短く、反応器における滞留時間が長い。バッチ法では有利には、エピハロヒドリンが添加の間及び添加後に混合しながらアミン塩混合物にゆっくり添加される。
アミン／ハロゲン化水素アミン反応体混合物を用いた場合、エピハロヒドリンの添加又はエピハロヒドリンとアミン混合物の混合には比較的低い温度が有利であるが、反応時間の少なくとも一部においては比較的高い温度が有利であることが見出された。従って、好ましくは反応を進行させる第二の時間の温度よりも少なくとも10℃低い温度においてエピハロヒドリンの少なくとも半分以上を添加することを含む第一の時間を有することが有利である。このより高い温度における第二の時間は、反応終了後に反応混合物中の残留未反応アミンの量を少なくする。これらの２つの時間の変化は本発明の範囲内である。例えば、第一の時間の間にエピハロヒドリンを加えることが好ましいが、その温度は低く、より温度の高い第二の時間の間にエピハロヒドリンの少なくとも一部、好ましくは半分以下を加えてもよく、最も好ましくはエピハロヒドリンをほとんどもしくは全く加えない。
好ましい態様において、第一の時間はエピハロヒドリンを加え、反応させるに必要な時間を越える。エピハロヒドリンの添加終了後の時間には追加反応が起こり、この時間を以後ダイジェスト時間とよぶ。第一の時間は好ましくは添加時間に加え、ダイジェスト時間を含み、このダイジェスト時間は好ましくは所定の量、好ましくはアミン及びアミン塩の少なくとも85パーセントがエピハロヒドリンと反応するに十分な時間、より好ましくは少なくとも0.5時間、最も好ましくは少なくとも１時間である。好ましくはこのダイジェスト時間は、十分な生成物が形成し、ジハロアルコールの形成速度が生成物の形成速度と少なくとも等しくなる際に終了する。
第一の時間では、ダイジェスト時間を含むかどうかにかかわらず、好ましくはエピハロヒドリンの添加の温度であるが、第二の時間では、同じ反応（同じ反応体、総時間、添加時間、及び反応条件）を第一の時間の間に用いられる温度において完全に行う場合に観察されるよりも、反応後の残留アミンが少なくなるような十分に高い第二の温度である。この第二の温度は好ましくは第一の時間に用いられる温度よりも少なくとも10℃高く、好ましくは50℃未満、15℃以上、より好ましくは50℃未満、30℃以上、最も好ましくは50℃未満、40℃以上である。第二の時間は好ましくはダイジェスト時間であり、このダイジェスト時間は好ましくは残留アミンが少なくなるに十分な時間、より好ましくは0.5時間、最も好ましくは少なくとも２時間である。好ましくは、このダイジェスト時間は、少なくとも90重量パーセントのアミン、より好ましくは少なくとも99重量パーセントのアミンが反応した際、最も好ましくは残留アミンの量が50ppm未満となる際に終了する。好ましくは、第二の時間は0.5〜４時間であり、最も好ましくはダイジェスト時間は１〜３時間である。
当業者は、本発明が、例えば反応発熱に応じて温度を徐々に高めるような変形を含むことを認識するであろう。徐々に増加させた場合でも第一の温度範囲の時間及び第二の温度範囲の時間がある。そのような場合、個々の温度における好ましい時間は、２つの比較的一定な温度が存在する場合よりも短いであろう。この「比較的一定」とは、温度範囲内における変化が一定である、例えば設定時間の上下数度であることを意味する。そのような範囲内の温度は連続的に上昇もしくは下降する温度よりも一定である。温度が変化する反応において、所定の時間の間の温度は平均温度としてとらえられる。本発明も２もしくは３以上の温度を用いることを含む。
エピハロヒドリンとトリアルキルアミン及びその塩との反応が所定の終了段階に達した後、好ましくは本質的に完了後、すなわち少なくとも90重量パーセント、より好ましくは99重量パーセントの反応体（好ましくはアミン及びトリアルキルアミン塩）が反応した後、有機溶剤抽出もしくは真空共沸蒸留のような当業者に周知の方法によるエピハロヒドリンの除去によって反応が終了する。
副生成物のあるものはその形成を避けることができず、所望により本発明の反応の前、後、又は可能ならば反応の間に反応される。エピクロロヒドリンとトリメチルアミン、2,3-エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリドを反応させる場合のエポキシ副生成物は、所望により、塩化水素化により3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリドに転化される。塩化水素化は周知であり、例えば等量の塩酸を加え、20〜100℃において反応させる。
エピクロロヒドリン、アミン／アミン塩の反応が終了後、エピクロロヒドリンをトリメチルアミン、1,3-ジクロロ-2-プロパノール及び残留エピクロロヒドリンと反応させる場合、ジハロアルコールは生成物から分離される。この除去はあらゆる方法で行ってよいが、好ましくは蒸留、特に好ましくは共沸蒸留、最も好ましくは真空共沸蒸留により行われる。これらの蒸留手段は、経済的でありかつ他の溶剤を混入させないため好ましい。さらに、真空蒸留は温度及び生成物の熱分解を最少にする。
共沸蒸留は好ましくは水とジハロプロパノールとの共沸組成物を与えるに十分な水（75重量パーセントの水）の存在下で行われる。水相は分離され、還流される。最初に、ジハロプロパノールと共に除去される水の溶解性のため失われる十分な水及び共沸を与える十分な水が存在することが有利である。水を還流させる共沸の不均一性のため、追加水はほとんど必要ない。
真空蒸留は大気圧以下の圧力、好ましくは30〜90℃のカラム内の温度に相当する50〜100mmHg（７〜13kPa）で行われる。
好ましくは、生成物はジ４級もしくはジオール副生成物を「実質的に含まず」製造される。「実質的に含まず」とは、そのような副生成物の量が生成物のハロヒドロキシプロピルアンモニウム塩に対して１重量パーセント未満であることを意味する。好ましくは、65重量パーセント生成物の水溶液中、ジオール副生成物は500ppm未満である。より好ましくは、65重量パーセント生成物の水溶液中、ジ４級副生成物は１パーセント未満である。ジ４級副生成物となる中間体はハロヒドロキシプロピルトリアルキルアンモニウムハロゲン化物に転化すると考えられるので、原料の使用効率を向上させる。
ジ４級及びジオール副生成物の濃度は、周知の方法により、例えばハロヒドロキシプロピルトリアルキルアンモニウムハロゲン化物生成物の水溶液の液体クロマトグラフィーにより測定され、この生成物は最も好ましくは水中65重量パーセントの濃度である。この液体対イオンクロマトグラフィーは、Millipores, Waters, Chromatography Divisionより市販入手可能なWaters Liquid Chromatograph Systemのようなシステムで行うことが好ましい。このシステムは、ポンプ、サンプル注入システム、ラジアルカラム圧縮システム、及び屈折率検出器を有する。好適なカラムは、例えばＣ−18逆相カラムを含む。3.98gの1-オクタンスルホン酸、116gの過塩素酸ナトリウム、132gのメタノール及び1750gの高純度水より製造され、例えば0.45ミクロンの濾紙をっとおして濾過され、真空下15分間脱気されたような対イオンクロマトグラフ試薬がクロマトグラフ溶媒として用いられ、５パーセントメタノール水溶液のような溶液（同様に濾過され脱気されている）が不活性化の前にカラムをフラッシするために用いられる。この溶液濃度は所望によりある種の液体クロマトグラフィーカラム用に最適化される。クロマトグラフパラメーターの測定は周知であるが、示された系において、好適な組合せは、1.5mL/minのポンプ流速、40℃の内部温度を有する検出器の使用を含む。このクロマトグラフシステムは好ましくは、Hewlett-PackardよりModel 3393として入手可能な積分器と共に用いられる。高純度標準物質は、周知の方法により製造され、このシステムを検量するために用いられる。このシステムは好ましくは、少なくとも平坦なベースラインが得られるまで対イオンクロマトグラフ試薬でパージされる。次いで計量されたサンプルが、例えばシリンジ及びサンプル注入バルブを用いてシステムに導入される。このシステム及び積分器を用いてピーク領域が得られ、検量標準と比較して濃度が確認される。この方法は当該分野において周知であり、例えばDow分析法DOWM 100484”Quat 188カチオンモノマー中の1,2-ジヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド及びビス-（トリメチルアンモニウムクロリド）-2-ヒドロキシプロパン”に記載されている。
トリメチルアミンヒドロクロリド、1,3-ジクロロ-2-プロパノールと反応したエピクロロヒドリンの場合のジハロアルコールのレベルは有利には低く、好ましくは65重量パーセント生成物の水溶液中1.0〜10.0重量パーセントであり、より好ましくは65重量パーセント生成物の水溶液中1.0〜5.0重量パーセントである。ジハロアルコール副生成物の濃度は、周知の方法により、例えばエチルエーテル、塩化メチレン、パークロロエチレン、もしくは四塩化炭素のような有機溶媒を用いたハロヒドロキシプロピルトリアルキルアンモニウムハロゲン化物生成物の水溶液の抽出液のガスクロマトグラフィーにより測定され、この生成物は最も好ましくは水中65重量パーセントの濃度である。次いで有機層は、フレームイオン化検出器を用いて、商品名DB-5としてJ & W Scientificより市販入手可能な（5パーセントフェニル）-メチルポリシロキサンカラムのようなカラムを備えたガスクロマトグラフで分析される。
反応溶液に残っている出発トリアルキルアミンヒドロクロリドのレベルは有利には他の方法よりも少なく、好ましくは65重量パーセント生成物溶液中250ppm未満、より好ましくは50ppm未満である。残留アミン（ここでは例示として塩化水素塩の形態）の分析は当該分野において周知である。例えば、トリメチルアミンヒドロクロリド及び3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリドを含むサンプルは、イオン交換移動相溶液中の0.1重量パーセントサンプルを製造することにより分析用に製造される。このサンプルは、商品名IC-PalTMカチオンM/DカラムとしてWaters Corporationより市販入手可能な非晶質シリカカラムに吸着されたポリ（ブタジエン）マレイン酸を用いるイオンクロマトグラフィーシステムで分析される。この分析は導電性検出器を用いて行われる。移動相は３ミリモル（mM）ＨＮＯ3/0.1mM ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）の98重量パーセント溶液及び２重量パーセントイソプロパノールである。
以下の実施例は本発明を説明するものであり、限定するものではない。パーセント、部及び比は、特に示さない限り重量基準である。本発明の実施例（ＥＸ）は数字で示し、一方比較例（ＣＳ）は本発明の例ではなく、アルファベットで示す。特に示さない限り、化合物は前記のようにして分析する。
実施例
例１：3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリドの製造
攪拌棒、冷却器、温度計、及びｐＨプローブを備えた５口の250ml、外被付き丸底フラスコに99.61gのトリメチルアミンヒドロクロリドの57.019重量パーセント溶液を加えた。この溶液を８℃のグリコール冷却槽により10℃にした。トリメチルアミンの21.64重量パーセント水溶液3.25gを加え、ｐＨを3.88から8.51に高めた。次いで61.7099gのエピクロロヒドリンを３時間かけて加え、その間５℃のグリコール冷却槽により温度を10℃に保った。この溶液をさらに３時間ダイジェストし、最初の１時間、温度を10℃に保ち、次の２時間は42℃のグリコール加熱槽により温度を高め40℃に保った。
次いで、商品名DB-5としてJ & w Scientificより市販入手可能な1,3-ジクロロ-2-プロパノール及びエピクロロヒドリン分析用のカラムを用いるガスクロマトグラフィー、商品名IC-PAKTMカチオンM/DカラムとしてWaters Corporationより市販入手可能なトリメチルアミンヒドロクロリド用のカチオンカラムを用いるクロマトグラフィー、商品名μBondapak C18 10μmカートリッジとしてWater Corporationより市販入手可能なC-18逆相カラムを用いる1,3-ビス（トリメチルアンモニウムクロリド）-2-ヒドロキシプロパン及び2,3-ジヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド用の高速液体クロマトグラフィー、並びに3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド含量の滴定により、残留試薬及び形成された生成物の分析を行った。2,3-エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリドを製造するための3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリドの反応において消費されたアルカリはこの滴定により決定される。10mLの0.5N水酸化ナトリウムを、測定される生成物を含む１gのサンプルに加えた。この溶液を、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリドとの反応において水酸化ナトリウムがどれほど用いられたを決定するために0.1Nの塩酸で滴定する前に10分間攪拌した。この終点はフェノールフタレインを用いる色の変化によって決定される。分析されたサンプルは1,3-ジクロロ-2-プロパノールをまったく含んでいなかった。それは水酸化ナトリウムを消費し、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド活性が低いからである。
分析により以下のことが示された。
3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド：反応混合物の総重量を基準として63.49重量パーセント
2,3-エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド：5.93重量パーセント
1,3-ビス（トリメチルアンモニウムクロリド）-2-ヒドロキシプロパン：0.34重量パーセント
エピクロロヒドリン：0.53重量パーセント
1,3-ジクロロ-2-プロパノール：3.61重量パーセント
トリメチルアミンヒドロクロリド：30ppm未満
2,3-ジヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド：100ppm未満
水：26.10重量パーセント
例２〜８及び比較例Ａ〜Ｈ：3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリドの製造
表に示す条件により他の実施例及び比較例（本発明の例ではない）について実施例１の方法を繰り返し、結果を表に示す。
0004101872.tif 000004
表２のデータは、本発明の範囲内の量の遊離アミンの使用により、遊離アミンを用いずアミンヒドロクロリドを用いる比較例Ａよりも残留TMA・HClが少なくなったことを示している。本発明の各例において、500ppm未満の2,3-ジヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド（ジオール副生成物）が観察された。
比較例Ａを本発明と比較すると、Epi転化率が55パーセント未満であり、これはCSAにおいて55パーセント以上反応が進行していないことを示している。比較サンプルＢは、当初のｐＨ調節剤として水酸化ナトリウムを用いているが、少なくとも２つの温度を用いていない。比較サンプルＣは、当初のｐＨを調整し第一の時間の間の温度を10℃にするが、第二の時間の間の温度も10℃とした場合、50ppm未満のトリメチルアミンヒドロクロリドを得ることができないことを示している。比較サンプルＤは、最初にｐＨを調整したが、第一の時間の間の温度が20℃であった場合にDiquat及びDCPの量が増加したことを示している。比較サンプルＥは、最初にｐＨを調整したが、反応温度は本発明の実施例と比較して高レベルのDiquat及びDCPを抑制するに十分な低温ではない場合に生成物の純度が低かったことを示している。比較サンプルＦは、最初のアミンHClのモルパーセントが本発明の実施例よりも高い場合に、形成された不純物のレベルが高かったことを示している。Diquat、DCP及びTMA・HClレベルは本発明の実施例よりも著しく高かった。比較サンプルＧは、第二のダイジェスト温度が本発明の限界以上であった場合にDiquat及びDCPの形成が高いことを示している。第二のダイジェスト温度が50℃に達した場合に強い発熱が観察された。この発熱は、この比較例にみられる高レベルのDiquat及びDCPが原因であると考えられる。比較サンプルＨは、最初のアミンHClのモルパーセントが本発明の実施例よりも低い場合に、形成された不純物のレベルが高かったことを示している。
表２のデータは、本発明の範囲内において、トリメチルアミンとトリメチルアミンヒドロクロリドのｐＨを調整した混合物に10℃において1.10モル過剰のエピクロロヒドリンを加え、10℃で１時間ダイジェストし、40℃でさらに２時間ダイジェストすることにより、純度が高く、残留アミンが低レベルであり、Diquatの形成が低く、かつDiolの形成が低い生成物を与えることを示している。20℃及び30℃における反応はDCP等量が高くかつDiquatレベルの高い、純度の低い生成物を与える。トリメチルアミン及びトリメチルアミンヒドロクロリドに対し1.05モル過剰のエピクロロヒドリンの反応は、1.10モル過剰のエピクロロヒドリンによるよりも低いDCP、低いDiquatの生成物を与えるが、残留トリメチルアミンヒドロクロリドのレベルは高い（500ppm以上）。20℃もしくは30℃のダイジェスト時間を有する例は40℃のダイジェスト時間を有するものよりも残留トリメチルヒドロクロリドの量が多かった。