PROCESS FOR THE PRODUCTION OF COLOURLESS AQUEOUS SOLUTIONS OF CHLOROCHOLINE CHLORIDE FREE FROM TRIMETHYL AMINE AND DICHLORETHANE

Abstract: 1. A process for obtaining a colourless aqueous chlorocholine chloride solution free from trimethylamine and dichloroethane by reaction of trimethylamine with excess dichloroethane, dissolution of the resulting chlorocholine chloride crystals in water, and separation of the resulting mixture into a dichloroethane-rich phase and an aqueous chlorocholine chloride-rich phase which still contains dichloroethane and trimethylamine, characterised in that the aqueous chlorocholine chloride solution containing dichloroethane and trimethylamine is treated at reduced pressure and a temperature of 20 to 70 degrees C with from 0.2 to 20 percent by weight of steam, based on the chlorocholine chloride solution to be purified, continuously in countercurrent in a column with a short residence time.

Description: Verfahren zur Gewinnung farbloser, Trimethylamin- und Dichlorethan-freier wässrioer Chlorcholinchloridlösuna-n Chlorcholinchlorid kann man durch Umsetzung von Trimethylamin mit Dichlorethan in einer Lösung von Toluol herstellen (J. biol. chemistry 235, Seite 475 bis 479 (1960). Diese Umsetzung erfolgt jedoch auch bei hohen Temperaturen sehr langsam. Führt man die Reaktion bei 120 C in dieser Lösung durch, dann sind nach 7 Stunden erst etwa 80 % der insatzstqffe umgesetzt. Durch die lange Reaktionszeit, in Verbindung mit der hohcn Tempe- ratur, steigt zudem die Nebenausbeute an Trimethylammoniumchlorid stark an. Diese unerwünschte Verbindung entsteht auch, wenn man mit wässringem TRimethylamin arbeitet (DE-PS 1 543 34i = US-PS 3 557 214). Durch einen Überschuss an Dichlorethan kann man die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen. Verwendet man Dichlorethan mit mindestens 4- bis 6 fachem Überschuss, bezogen auf wasserfreies Trimethylamin, dann läuft die Reaktion bei etwa 100 C unter Eigendruck innerhalb von 1,5 bis 2 Stunden bis zu einem 98 prozentigem Umsatz ab (DE-PS 1 275 066). Nach der Lehre dieser Patentschrift kann man das in überschlüssige Dichlorethan suspendierte Chlorcholinchlorid auf zweierlei Weise gewinnen: Nach dem ersten Weg gibt man den auf 20 bis 25 OC abgekühlten Reaktorinhalt auf eine Zentrifuge und trennt auf diese Weise den Feststoff Chlorcholinchlorid vom flüssigen Dichlorethan. Die Trennung ist jedoch nicht quantitativ, so dass das schleuderfeuchte Chlorcholinchlorid in einer Trocknungsanlage nachgetrocknet werden muss. Durch eine aufwendige Brüdenkondensation müssen die geringen Mengen Dichlorethan aufgefangen werden. Eleganter ist die zweite Art der Aufarbeitung durch Zugabe von Wasser zum vorgekühlten Reaktorinhalt, zumal das Chlorcholinchlorid ohnehin als wässrige Lösung gehandelt wird. Beio Flüssigkeiten trennt man über eine Trennflasche. Dit abgetrennte wässrige Chlorcholinchloridlösung enthält noch Trimethylamin und Dichlorethan. Um sie vom Trimethylamin und Dichlorethan zu befreien, destilliert man die wässrige Chlorcholinchloridlösung im Vakuum an. Hierbei färbt sich die bis dahin farblose wässrige Chlorcholinchloridlösung jedoch gelb und der pH-Wert sinkt von 6 auf 1, da Salzsäure frei wird. Diese Salzsäure bewirkt erhebliche Korrosionsprobleme. Ausserdem steigt die Konzentration von unerwünschtem Trimethylammoniumchlorid von 9,8 a/l 70prozentige Lösung auf 20 g/l in der 70prozentigen Lösung. Damit stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, mit dem man in einfacher Weise farblose, Trimethylaminund Dich:orethan-freie wässrige Chlorcholinchloridiösungen erhält. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man die wässrige Trimethylamin- und Dichlorethan-haltige Chlorcholinchloridlösung unter vermindertem Druck bei Temperaturen von 20 bis 70 0C innerhalb kurzer Verweilzeit kontinuierlich im Gegenstrom in einer Kolonne mit 0,2 bis 20 Gewichtsprozent Wasserdampf, bezogen auf die zu reinigende Chlorcholinchloridlösung, behandelt. Diese kontinuierliche Behandlung im Gegenstrom mit Wasserdampf führt man vorzugsweise in einer Kolonne mit ein bis zehn praktischen Trennstufen durch. Die Behandlung mit geringen Mengen Wasserdampf erfolgt vorteilhaft in einer Kolonne mit mehr als 10 praktischen Trennstufen. Bevorzugt arbeitet man bei Temperaturen von 40 bis 60 OC. Die Verweilzeit beträgt < 1 Stunde, bevorzugt 1 bis 10 Minuten. Wesentlich für die erfindungsgemässe Reinigung ist die Durchführung bei vermindertem Druck, vorzugsweise bei 0,02 bis 0,9 bar, insbesondere bei 0,04 bis 0,2 bar. Besonders gute Ergebnisse unter äusserst wirt schaftlichen Bedingungen erzielt man beim Einsatz von 0, 5 bis 10 Gewichtsprozent Wasserdampf, bezogen auf die zu reinigende wässrige Chlorcholinchloridlösung. überraschenderweise ist weder eine Verfärbung noch ein Absinken des pH-Wertes zu beobachten, wenn man Dichlorethan- und Tri*ethylamin-haltige wässrige Chlorcholinchloridlösung bei vermindertem Druck, beispielsweise bei 0,05 bis 0,1 bar, durch eine Kolonne, beispielsweise eine Kolonne mit fünf praktischen Böden, rieseln lässt, wobei man die Flüssigkeit mit Wasserdampf behandelt. Die abgezogene Chlorcholinchloridlösuns ist farblos un frei von Trimethylamin und Dichlorethan. Sie hat einen pH-Wert von 5,±. Beispiel 1 3 Einen druckfesten 1 m -Reaktor, versehen mit Rührer, Thermometer, Manometer und einem überdruckventil, füllt man mit 230 kg Dichlorethan. Durch eine Mantelheizung heizt man das System auf 60 C auf. Danach pumpt man 55 kg verflüssigtes Trimethylamin in den geschlossenen Reaktor. Innerhalb von 30 Minuten dosiert man diese Menge Trimethylamin so zu, dass die Reaktion bei 120 C und einem Druck von 2,4 bar abläuft. Nach einer Stunde ist ein Umsatz von 95 %, bezogen auf das eingesetzte Trimethylamin, erzielt. Man kühlt auf SO OC ab und gibt unter Rühren 65 kg Wasser dazu. Die im überschüssigen Dichlorethan suspendierten Kristalle lösen sich spontan, und es kommt zur Ausbildung von zwei Phasen. Die untere besteht im wesentlichen aus nicht umgesetztem Dichlorethan, die obere aus 210 kg einer wässrigen Chlorcholinchloridlösung mit einem Gehalt von 70 Gewichtsprozent dieses Wirkstoffes. In der wässrigen 70prozentigen Chlorcholinchloridlösung sind ausserdem enthalten: 9,8 g/l Trimethylammoniumhydrochlorid 2,38 g/l Trimethylamin 6 g/l Dichlorethan Der pH-Wert ist 10. Die APHA-Farbzahl beträgt 5. Das abgetrennte Dichlorethan enthält 4 g/l Trimethylamin. Die 210 kg 70prozcntige, mit Trimethylamin und Dichlorethan verunreinigte Chlorcholinchloridlösung wird bei einem Unterdruck von 0,1 bar mit Einer Geschwindigkeit von 2 kg,E durch eine Kolonne mit 5 praktischen Böden und 80 nun Durchmesser gegeben. Die Aufgabe erfolgt am Kopf der Kolonne. Im Gegenstrom bläst man vom unteren Ende des Rohres 0,17 kg Wasserdampf/h durch. Die Temperatur in der Kolonne beträgt 57 bis 59 OC. Die am Boden ablaufend Chlorcholihlorllösny hat sich in der Farbzahl nicht verändert und ist frei von Trimethylamin und Dichlorethan. Der pH-Wert beträgt 5,8. Vergleichsbeispiel 2 Zum Vergleich rektifiziert man die 210 kg der nach den Angaben des Beispiels 1 hergestellten Chlorcholinchloridlösung in konventioneller Weise bei einem Druck von ebenfalls 0,1 bar. Nach Abtrennung des Dichlorethans und des Trimethylamins erhält man eine Chlorcholinchloridlösung mit einer APHA-Farbzahl von 80 und einem pH-Wert von 1. Beispiel 3 Man arbeitet nach den Angaben des Beispiels 1, wendet jedoch zur Reinigung der 70prozentigen Chlorcholinchloridlösung nur 0,1 kg Wasserdampf/h bei einer Bc- lastung von 2 kg/h Chlorcholinchloridlösung an und erhält eine farblose Chlorcholinchloridlösung mit unveränderter Farbzahl von APHA 5, mit 7 Gew. ppm Dichlorethan und kaum nachweisbaren Trimethylamingehalt. Beispiel 4 Man verfährt wie in Beispiel 1 beschrieben, wendet jedoch zur reinigung der 7 Oprozentigen Chlorcholin chloridlösune eine Kolonne r,it 10 praktischen Böden an. Bei einer Wasserdampfmenge von 0,1 kg Wasserdampf/h und einer Belastung von 2 kg Chlorcholin- Chloridlösung/h ist weder Dichlorethan noch Trimethylamin in der erhaltenen Chlorcholinchlorid- lösung nachweisbar. Die Lösung ist farblos; die Farbzahl ist unverändert. Beispiel 5 Man arbeitet nach den Angaben des Beispiels 1, führt die Wasserdampfbehandlung jedoch bei einer Temperatur der Lösung von 24 C und einem Druck von 0,027 bis 0,029 bar durch. Man erhält wie im Beispiel 1 eine farblose Lösung, in der weder bichlorethan noch Trimethylamin nachweisbar sind. Beispiel 6 Man arbeitet nach den Angaben des Beispiels 1, führt die Wasserdampfbehandlung jedoch bei einer Temperatur in der Kolonne von 70 C und einem Druck von 0,3 bar durch. Man erhält eine farblose Lösung, die frei von Trimethylamin und Dichlorethan ist. Beispiel 7 Man arbeitet nach den Angaben des Beispiels 1, führt die Wacserdampfbehandlung jedoch in einer Kolonne mit 25 praktischen Böden mit 0,5 % Wasserdampf, bezogen auf die zu reinigende Lösung, durch. Man erhält eine farblose Lösung, die nur 2 ppm Dichlorethan und kein Trimethylamin enthält.

Claims: Patentansprüche: 1. Verfahren zur Gewinnung farbloser Trimethylamin und Dichlorethan-freier wässriger Chlorcholinchlorid lösungen durch Umsetzung von Trimethylamin mit über schüssigem Dichlorethan und Auflösen der entstandenen Chlorcholinchloridkristalle in Wasser, Trennung der entstehenden Mischung in eine dichlorcthanreiche und eine wässrige chlorcholinchloridreiche Phase, die noch Dichlorethan und Trimethylamin enthält, dadurch gekennzeichnet, dass man die wässrige Trimethylamin- und Dichlorethan haltige Chlorcholinchloridlösung unter vermindertem Druck bei Temperaturen von 20 bis 70 C innerhalb kurzer Verweilzeit kontinuierlich im Gegenstrom in einer Kolonne mit 0,2 bis 20 Gewichtsprozent Wasser dampf, bezogen auf die zu reinigende Chlorcholin chloridlösung, behandelt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Wasserdampfbehandluns kontinuierlich im Gegenstrom in einer Kolonne mit 1 bis 10 praktischen Trennstufen vornimmt. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man bei Temperaturen von 40 bis 60 C arbeitet. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Wasserdampfmenge von 0,5 biz 10 Gesichts- prozent Wasserdam-f, bezogen auf die zu reinigende wässrige Chlorcholinchloridlösung, anwendet. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man bei einem Druck von 0,02 bis 0,9 bar, vorzuasweise bei 0,04 bis 0,2 bar Druck arbeitet.

Inventors: GRASEMANN, HORST, DR., MULLER, WOLFGANG HANS EDUARD, DR., Müller, Wolfgang Hans Eduard, Dr.
Applicants: CHEMISCHE WERKE HULS AG
Application year: 1980
Main classification: C07C87