СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ХРАНЕНИЯ ЖИДКОЙ КОМПОЗИЦИИ, СОДЕРЖАЩЕЙ ТЕТРАГИДРО-4Н-1,3,5-ОКСАДИАЗИН-4-ОН
METHOD OF PRODUCING AND STORING LIQUID COMPOSITION CONTAINING TETRAHYDRO-4H-1,3,5-OXADIAZIN-4-ONE

Область изобретения
[0001] Настоящее изобретение относится к способу получения или способу хранения жидкой композиции, содержащей тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-он.
Уровень техники
[0002] К настоящему времени было осуществлено получение различных соединений путем взаимодействия мочевины и формальдегида в воде. Кроме того, был разработан способ стабильного хранения мочевины или формальдегида в качестве исходного вещества и промежуточного соединения реакции.
[0003] Например, в JP-A 55-71689 описано, что некоторые виды продукта реакции между мочевиной и формальдегидом демонстрируют, в качестве композиции удобрения, значительный эффект обеспечения питания для листьев и растущего растения. Кроме того, в качестве условия для получения, описано, что получают водную смесь мочевины и формальдегида, в которой молярное отношение мочевина:формальдегид составляет примерно 1:1 или выше и около 2:1 или ниже, к смеси добавляют аммиак так, чтобы его количество составляло примерно 0,3-6% от количества мочевины и формальдегида, полученную смесь нагревают при температуре от около 75°C до температуры кипения, поддерживая при этом pH смеси на высоко щелочном уровне, при около 8,5-10, до тех пор, пока по меньшей мере около 90% формальдегида не будет находиться в связанной форме и по меньшей мере около 60% в форме метилольного соединения, и затем нагревание продолжают при pH 7-8,5 до тех пор, пока по меньшей мере 50%, но около 80% или меньше, формальдегида не будет присутствовать в метиленовой форме. Также описано, что, продукт реакции представляет собой концентрированный водный раствор, содержащий около 80-90% частичного продукта реакции мочевины и формальдегида, который является прозрачным в течение по меньшей мере около 30 дней при комнатной температуре и не приводит к "высаливанию", то есть осаждению твердого вещества, в течение по меньшей мере 7 дней при 0°C.
[0004] Далее, в публикации JP-A 4-503824 описан мочевина-формальдегидный конденсированный продукт, вызывающий, при использовании в качестве химического реагента для смачивания бумаги, низкое выделение формальдегида в процессе сушки бумаги по сравнению с конденсированным продуктом известного уровня техники, который основан на мочевине и формальдегиде. Также описано, что a) мочевину и триэтаноламин подвергают взаимодействию в условиях разложения аммиака при молярном отношении 1-6:1 и температуре 130-180°C, и b) продукт реакции, полученный на стадии (a), подвергают метилолированию в водной среде в щелочном диапазоне pH с использованием формальдегида.
[0005] Далее, что касается получения меламин-мочевинной смолы, в JP-A 59-108019 описано в качестве проблемы большое количество формальдегида, выделяемое из полученной смолы, и описан способ получения, где 2-диметил- или 2-диэтиламиноэтанол добавляют к смеси 1,0 моль меламина, 4,0-4,5 моль мочевины и 5,5-7,5 моль формальдегида для подщелачивания смеси и для поддержания ее при температуре кипения с обратным холодильником 75°C или выше, и добавление 2-диметил- или 2-диэтиламиноэтанола поддерживает pH реакционного раствора, который не снижается ниже 7,5.
[0006] В JP-A 48-36223 описана смесь гидравлического цемента, содержащая присадку, которая содержит водорастворимый аддукт, гидроксилированный мономером, который образован путем взаимодействия между альдегидом и мочевиной. Из этих аддуктов, аддукт, полученный следующим образом, описан в примере 1: монометилолмочевину, в которой 1 моль формальдегида конденсирован с 1 моль мочевины, получают путем растворения 50 г параформальдегида в 1 л воды и добавления 1 г триэтаноламина и 100 г мочевины, с последующим выдерживанием в течение 4 дней.
[0007] Например, в JP-A 61-136983, в качестве жидкой композиции удобрения, описана композиция удобрения, содержащая определенные количества композиции триазона, которая растворима в воде, соединения мочевинного типа, соединения метилендимочевинного типа, соединения монометилолмочевинного типа, соединения типа гексаметилентетрамина и воды. Кроме того, в качестве новой композиции, содержащей композицию триазона, которая является подходящей для применения в качестве удобрения, описана композиция, которая демонстрирует хорошую стабильность сразу после хранения и в процессе хранения, а также долговременную стабильность против кристаллизации компонентов в композиции или их осаждения из композиции.
[0008] В JP-A 3-163124 описан водный раствор формальдегид-мочевина, который включает раствор, полученный путем предварительной конденсации в соответствии с добавлением мочевины к высококонцентрированному водному раствору формалина и формалиновому стабилизатору, и который можно хранить при комнатной температуре.
[0009] Кроме того, в JP-A 55-71689 описано, что некоторые виды продукта реакции между мочевиной и формальдегидом демонстрируют, в качестве композиции удобрения, значительный эффект обеспечения питания для листьев и растущего растения. Кроме того, продукт реакции представляет собой концентрированный водный раствор, содержащий около 80% масс.-90% масс. частичного продукта реакции между мочевиной и формальдегидом, который является прозрачным в течение по меньшей мере около 30 дней при комнатной температуре и не приводит к "высаливанию", то есть осаждению твердого вещества, в течение по меньшей мере 7 дней при 0°C.
Краткое описание изобретения
[0010] Настоящее изобретение относится к способу получения, путем взаимодействия соединения 1, представленного следующей формулой (1), и соединения 2, представленного следующей формулой (2), в воде, жидкой композиции с pH 10,0 или выше, содержащей соединение 3, представленное следующей формулой (3), и воду, и это обеспечивает способ получения жидкой композиции, содержащей тетрагидро-4H-1,3,5,-оксадиазин-4-он, в котором
исходное молярное отношение соединения 2 к соединению 1, то есть соединение 2/соединение 1, составляет 0,3 или выше и 1,7 или ниже, и
взаимодействие между соединением 1 и соединением 2 осуществляют при 15°C или выше и 50°C или ниже, и pH 10,0 или выше, в присутствии алкилдиэтаноламина.
[Химическая формула 1]
Настоящее изобретение также обеспечивает, в качестве раствора для хранения жидкой композиции, полученной указанным выше способом получения жидкой композиции, описанным выше, раствор для хранения, содержащий соединение 3, алкилдиэтаноламин и воду, в котором содержание воды составляет 70% масс. или больше в растворе для хранения, и pH 10,0 или выше и 12,5 или ниже.
Настоящее изобретение также обеспечивает способ хранения жидкой композиции, содержащей тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-он, в котором
алкилдиэтаноламин и вода содержатся в жидкой композиции,
содержание воды составляет 70% масс. или больше в жидкой композиции, и
pH жидкой композиции поддерживают при 10,0 или выше.
Настоящее изобретение также обеспечивает способ хранения жидкой композиции, содержащей соединение 3, которая получена способом получения жидкой композиции, описанным выше, в котором алкилдиэтаноламин и вода содержатся в жидкой композиции, содержание воды составляет 70% масс. или больше в жидкой композиции, и pH жидкой композиции поддерживают при 10,0 или выше.
[0011] Настоящее изобретение относится к способу хранения жидкой композиции, содержащей тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-он, в котором алканоламин и вода содержатся в жидкой композиции, содержание воды составляет 70% масс. или больше в жидкой композиции, и pH жидкой композиции поддерживают при 9,5 или выше и 12,5 или ниже.
[0012] В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается способ хранения жидкой композиции, содержащей тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-он, с отличной стабильностью при хранении.
Подробное описание изобретения
[0013] В соответствии с JP-A 55-71689 и JP-A 4-503824, осуществляют взаимодействие между мочевиной и формальдегидом с получением смолы. В полученном конденсированном продукте, в добавление к мономеру, в котором конденсированы 1 моль-2 моль формальдегида на моль мочевины, образуется мультимер, содержащий по меньшей мере 2 моль мочевины. Однако для использования соединения, полученного путем метилолирования мочевины формальдегидом, для применения, отличного от смолы, например, в качестве добавки, такой как хелатообразующий агент, предпочтительно повысить содержание мономера насколько это возможно, уменьшив при этом содержание мультимера, чтобы увеличить количество молекул на единицу массы и увеличить хелатообразующую мощность в расчете на молекулу. С этой точки зрения, для метилолирования мочевины формальдегидом необходим способ получения мономера, в котором 2 моль формальдегида на моль мочевины, конденсирован с высоким выходом. Среди них, тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-он, который представляет собой соединение, являющееся результатом циклизации диметилолмочевины, где 2 моль формальдегида конденсированы на моль мочевины, является соединением, которое, как ожидают, можно будет использовать в качестве промежуточного соединения для полезного соединения, такого как фармацевтические средства или агрохимикаты, или хелатообразующего агента, и, таким образом, необходим способ его получения с высоким выходом.
[0014] Кроме того, в случае, когда мочевину подвергают метилолированию при помощи формальдегида и водный раствор действующего вещества, полученный сразу после метилолирования, хранят при комнатной температуре, может происходить помутнение водного раствора или образование осадка. Хотя продукт реакции JP-A 55-71689 обладает отличной стабильностью при хранении, считают, что в продукте реакции содержится много мочевины, и метилольная группа в продукте блокирована мочевиной. Соединение, содержащее блокированную метилольную группу, не подходит для использования в качестве хелатообразующего агента. В JP-A 48-36223 не содержится какого-либо описания, касающегося получения тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-она с хорошим выходом и улучшения стабильности водного раствора.
[0015] Настоящее изобретение обеспечивает способ получения жидкой композиции тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-она с высоким выходом, который обеспечивает отличную стабильность при хранении данного соединения.
[0016] В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается способ получения жидкой композиции тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-она [соединение 3, представленное формулой (3)] с высоким выходом, который позволяет получить отличную стабильность данного соединения при хранении.
[0017] Для использования соединения, полученного путем метилолирования мочевины формальдегидом для применения, отличного от смолы, например, в качестве добавки, такой как хелатообразующий агент, предпочтительно повысить содержание мономера насколько это возможно, уменьшив при этом содержание мультимера, чтобы увеличить количество молекул на единицу массы и увеличить хелатообразующую способность на молекулу. С этой точки зрения, для метилолирования мочевины при помощи формальдегида необходим способ повышения стабильности мономера, в котором конденсируется 2 моль формальдегида на моль мочевины. Среди них, тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-он, который представляет собой соединение, являющееся результатом циклизации диметилолмочевины, где конденсированы 2 моль формальдегида на моль мочевины, является соединением, которое, как ожидают, можно будет использовать в качестве промежуточного соединения для полезного соединения, такого как фармацевтические средства или агрохимикаты, или хелатообразующего агента, и, таким образом, необходим способ стабильного хранения этого соединения.
[0018] В JP-A 61-136983, JP-A 3-163124, и JP-A 55-71689 описано, что продукт реакции между мочевиной и формальдегидом обладает отличной стабильностью при хранении. Между тем, в JP-A 61-136983 отмечается, что стабильность может быть улучшена, когда композиция триазона содержится в высокой пропорции. Также описано, что, поскольку монометилолмочевина, диметилолмочевина и подобные являются нестабильными и обладают свойством кристаллизации и осаждения, их содержание достаточно ограничено. Кроме того, в JP-A 3-163124, что касается обеспечения водного раствора в качестве исходного вещества для аминосмолы, описано, что небольшое количество поливинилформаля добавляют в качестве формалинового стабилизатора и метилолмочевину, которая может присутствовать стабильно в формалине, подвергают предварительной конденсации при нагревании. Поскольку метилолмочевина предварительно конденсирована, считается, что она представляет собой водный раствор, содержащий меньшее количество мономера (метилолмочевины). В соответствии с JP-A 55-71689 в продукте реакции содержится много мочевины, и метилольная группа в продукте блокирована мочевиной и, таким образом, находится в стабилизированном состоянии. Соединение, содержащее метилольную группу, блокированную мочевиной, является подходящим в качестве исходного вещества для удобрения или мочевинной смолы, но не подходит для использования в качестве хелатообразующего агента. Таким образом, для удобного использования монометилолмочевины или диметилолмочевины, которая является полезной в качестве хелатообразующего агента, необходим способ их стабильного хранения в жидком состоянии.
[0019] Настоящее изобретение обеспечивает способ хранения жидкой композиции, содержащей тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-он, с отличной стабильностью при хранении.
[0020] Ниже следует подробное описание способа получения жидкой композиции по настоящему изобретению.
Хотя причина проявления указанного выше эффекта способом получения по настоящему изобретению остается неясной, предполагается, что она состоит в следующем. Что касается взаимодействия между мочевиной и формальдегидом в водном растворе, известно, что существуют две основные реакции, включающие реакцию метиленирования и реакцию метилолирования. Что касается этих реакций, реакция метиленирования, содержащая высокомолекулярный мочевина-формальдегидный мультимерный конденсированный продукт в качестве основного компонента, является доминирующей в водно-кислотном растворе. С другой стороны, в водно-щелочном растворе реакция метилолирования, содержащая низкомолекулярный мочевина-формальдегидный конденсированный продукт, содержащий мономер в качестве основного компонента, является доминирующей. В настоящем изобретении в результате присутствия алкилдиэтаноламина изменение pH из-за побочной реакции, такой как реакция Канниццаро, формальдегида или образование аммиака как результат щелочного разложения мочевины, подавляется, и pH 10,0 или выше достигают при температуре 15°C или выше и 50°C или ниже. Следовательно, преимущественно может развиваться реакция метилолирования. Как результат, считают, что получают жидкую композицию, имеющую высокое содержание соединения 3 и низкое содержание мультимера. Также считают, что, поскольку мультимер имеет много реакционных центров, вызывающих реакцию поперечного сшивания с другими мономерами, мультимер вызывает реакцию поперечного сшивания в процессе хранения с образованием высокомолекулярных и нерастворимых белых осадков. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, поскольку получают жидкую композицию, имеющую низкое содержание мультимера и высокое содержание соединения 3, которое представляет собой циклическое соединение с низкой реакционной способностью, и соединение 3 может стабильно присутствовать в виде водного раствора с pH 10 или выше, считают, что достигается отличная стабильность при хранении.
[0021] Согласно способу получения по настоящему изобретению, жидкую композицию, содержащую соединение 3, представленное формулой (3), и воду, получают путем взаимодействия соединения 1, представленного формулой (1), и соединения 2, представленного формулой (2), в воде. Как результат взаимодействия между соединением 1 и соединением 2, получают конденсированный продукт соединения 1 и соединения 2. Один из таких конденсированных продуктов представляет собой соединение 3. Соединение 1, представленное формулой (1), является мочевиной. Соединение 2, представленное формулой (2), является формальдегидом. Соединение 3, представленное формулой (3), является тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-оном. Взаимодействие соединения 1 с соединением 2 осуществляют, используя воду в качестве растворителя, а также можно использовать водный раствор взаимодействующих веществ.
[0022] Исходное молярное отношение соединения 2 и соединения 1 в соответствии со способом получения по настоящему изобретению, выраженное как соединение 2/соединение 1, составляет 0,3 или выше и 1,7 или ниже. С точки зрения повышения выхода конденсированного продукта между соединением 2 и соединением 1, оно предпочтительно составляет 0,5 или выше, и более предпочтительно 0,75 или выше, а также предпочтительно 1,5 или ниже и более предпочтительно 1,25 или ниже.
[0023] Общее исходное количество соединения 1 и соединения 2, с точки зрения повышения выхода конденсированного продукта между соединением 2 и соединением 1, предпочтительно составляет 3,0 массовых частей или выше, более предпочтительно 6,0 массовых частей или выше, и еще более предпочтительно 11 массовых частей или выше, в расчете на 100 массовых частей общего количества исходных веществ (соединение 1, соединение 2, алкилдиэтаноламин и вода). Кроме того, с точки зрения растворимости соединения 3 в воде, она предпочтительно составляет 25 массовых частей или меньше, более предпочтительно 20 массовых частей или меньше, и еще более предпочтительно 14 массовых частей или меньше.
[0024] Исходное количество соединения 1, с точки зрения повышения выхода конденсированного продукта между соединением 2 и соединением 1, предпочтительно составляет 1,0 массовых частей или выше, более предпочтительно 5,0 массовых частей или выше, и еще более предпочтительно 8,0 массовых частей или выше, в расчете на 100 массовых частей общего количества исходных веществ (соединение 1, соединение 2, алкилдиэтаноламин и вода). Кроме того, с точки зрения растворимости соединения 3 в воде, она предпочтительно составляет 20 массовых частей или меньше, более предпочтительно 12 массовых частей или меньше, и еще более предпочтительно 9,0 массовых частей или меньше.
[0025] Исходное количество соединения 2, с точки зрения повышения выхода конденсированного продукта между соединением 2 и соединением 1, предпочтительно составляет 0,5 массовых частей или выше, более предпочтительно 1,0 массовых частей или выше, и еще более предпочтительно 3,0 массовых частей или выше, в расчете на 100 массовых частей общего количества исходных вещества (соединение 1, соединение 2, алкилдиэтаноламин и вода). Кроме того, с точки зрения растворимости соединения 3 в воде, она предпочтительно составляет 10 массовых частей или меньше, более предпочтительно 8,0 массовых частей или меньше, и еще более предпочтительно 5,0 массовых частей или меньше.
[0026] Исходное количество воды, с точки зрения растворимости соединения 3 в воде, предпочтительно составляет 70 массовых частей или больше, более предпочтительно 75 массовых частей или больше, и еще более предпочтительно 80 массовых частей или больше, в расчете на 100 массовых частей исходных вещества (соединение 1, соединение 2, алкилдиэтаноламин и вода). Кроме того, с точки зрения повышения выхода соединения 3, он предпочтительно составляет 95 массовых частей или меньше, более предпочтительно 90 массовых частей или меньше, и еще более предпочтительно 88 массовых частей или меньше. При этом в случае использования исходного вещества, отличного от воды, в форме водного раствора, количество воды, добавленное водным раствором в реакционную систему, также включено в количество воды в качестве реакционного растворителя.
[0027] Согласно настоящему изобретению, взаимодействие между соединением 1 и соединением 2 осуществляют в присутствии алкилдиэтаноламина. Благодаря буферной pH активности алкилдиэтаноламина, pH жидкой композиции можно поддерживать при 10,0 или выше в процессе реакции или хранения. С точки зрения подавления снижения pH в процессе реакции, из алкилдиэтаноламинов предпочтительным является алкилдиэтаноламин, содержащий алкильную группу с 1-3 атомами углерода. Алкилдиэтаноламин, содержащий алкильную группу с 1 атомом углерода, а именно N-метилдиэтаноламин, является более предпочтительным. Из алканоламинов, алканоламин, не содержащий алкильную группу, такой как триэтаноламин, диэтаноламин или моноэтаноламин, имеет низкую pH-повышающую активность, низкую буферную pH активность и значительное снижение pH в процессе реакции, и, таким образом, эффект повышения выхода соединения 3 или эффект повышения стабильности при хранении водного раствора, который должен быть получен, не получают.
[0028] Исходное количество алкилдиэтаноламина, с точки зрения повышения выхода соединения 3, предпочтительно составляет 0,1 массовых частей или больше, более предпочтительно 0,3 массовых частей или больше, и еще более предпочтительно 0,5 массовых частей или больше, в расчете на 100 массовых частей общего количества исходных веществ (соединение 1, соединение 2, алкилдиэтаноламин и вода). Кроме того, с экономической точки зрения, учитывая насыщенную буферную pH активность, оно предпочтительно составляет 5,0 массовых частей или меньше, более предпочтительно 1,0 массовую часть или меньше, и еще более предпочтительно 0,6 массовых частей или меньше.
[0029] Исходное молярное отношение алкилдиэтаноламина к общему количеству соединения 1 и соединения 2 [алкилдиэтаноламин/(общее количество соединения 1 и соединения 2)], с точки зрения повышения выхода соединения 3, предпочтительно составляет 0,005 или выше, более предпочтительно 0,010 или выше, и еще более предпочтительно 0,013 или выше. Оно также предпочтительно составляет 0,100 или ниже, более предпочтительно 0,050 или ниже, еще более предпочтительно 0,025 или ниже, и еще более предпочтительно 0,018 или ниже.
[0030] Температура реакции для способа получения по настоящему изобретению составляет 15°C или выше и 50°C или ниже. С точки зрения повышения скорости реакции, она предпочтительно составляет 20°C или выше, более предпочтительно 35°C или выше, и еще более предпочтительно 38°C или выше. Кроме того, с точки зрения повышения выхода соединения 3, она предпочтительно составляет 45°C или ниже, и более предпочтительно 42°C или ниже.
[0031] pH реакции в способе получения по настоящему изобретению означает pH от начала до окончания реакции. Что касается взаимодействия между соединением 1 и соединением 2, существует тенденция снижения уровня pH в соответствии с развитием реакции. Когда контролирующий pH агент или т.п. не добавляют в процессе реакции для способа получения по настоящему изобретению, достаточно, чтобы pH в начале реакции и pH в конце реакции находился в пределах в соответствии с настоящим изобретением. Когда контролирующий pH агент или т.п. добавляют в процессе реакции, достаточно, чтобы помимо уровней pH в начале реакции и pH в конце реакции, уровни pH до и после добавления контролирующего pH агента или т.п. находились в пределах в соответствии с настоящим изобретением. pH реакции в способе получения по настоящему изобретению, с точки зрения подавления реакции поперечного сшивания, вызываемой размыканием кольца соединения 3, и снижения стабильности при хранении жидкой композиции, составляет 10,0 или выше. С точки зрения повышения свойства смешивания во время использования жидкой композиции, полученной в соответствии с настоящим изобретением, pH предпочтительно составляет 13,0 или ниже, более предпочтительно 12,0 или ниже, и еще более предпочтительно 11,5 или ниже. В то же время, pH реакции означает pH реакционной системы, и он может означать pH смеси, содержащей воду, соединение 1, соединение 2 и алкилдиэтаноламин. Кроме того, что касается взаимодействия между соединением 1 и соединением 2, которое является предметом способа получения по настоящему изобретению, существует тенденция снижения pH в соответствии с развитием реакции. Таким образом, в настоящем изобретении pH в начале реакции предпочтительно составляет 10,5 или выше, или более предпочтительно 11,0 или выше, и предпочтительно 13,0 или ниже, более предпочтительно 12,5 или ниже, еще более предпочтительно 12,0 или ниже, и еще более предпочтительно 11,5 или ниже. pH после завершения реакции предпочтительно составляет 10 или выше. С точки зрения стабильности при хранении жидкой композиции, pH предпочтительно составляет 10,5 или выше, и более предпочтительно 11,0 или выше. Путем осуществления взаимодействия при предварительно определенных pH и температуре по настоящему изобретению в присутствии алкилдиэтаноламина, жидкую композицию, имеющую pH 10,0 или выше, можно получить способом получения по настоящему изобретению. Если необходимо, контролирующий pH агент, такой как кислота или основание, можно добавить к жидкой композиции. В настоящем изобретении также можно контролировать pH в пределах 10,0 или выше вплоть до завершения реакции с использованием контролирующего pH агента.
[0032] Время реакции для способа получения по настоящему изобретению, с точки зрения повышения выхода конденсированного продукта соединения 2 и соединения 1, предпочтительно составляет 1 час или больше. Более предпочтительно, оно составляет 1,5 часа или больше. Еще более предпочтительно, оно составляет 2 часа или больше. С точки зрения повышения выхода соединения 3, время реакции предпочтительно составляет 4,5 часа или меньше, и более предпочтительно 3 часа или меньше.
[0033] Согласно настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы точка начала реакции представляла собой точку времени, в которой соединение 1 и соединение 2 первоначально приводят в контакт друг с другом, и точка окончания реакции представляла собой точку времени, в которой восстановленное количество соединения 2 по прошествии 30 минут составляло 0,3% масс. или меньше в расчете на общее количество исходных веществ (соединение 1, соединение 2, алкилдиэтаноламин и вода). Это означает, что точку времени, в которой по существу не происходит развития реакции, например, не происходит какого-либо поглощения соединения 2, можно принять как точку окончания реакции. Количественное определение соединения 2 в образце можно осуществить путем взаимодействия образца с гидрохлоридом гидроксиламина, с последующим титрованием с использованием гидроксида натрия. Кроме того, в настоящем изобретении, хотя процесс реакции можно сразу остановить в точке окончания реакции, процесс реакции может далее продолжаться.
[0034] Кроме того, с точки зрения повышения выхода конденсированного продукта соединения 2 и соединения 1 путем предотвращения контакта соединения 2 со щелочным раствором и подавления реакции Канниццаро, а также повышения содержания соединения 3 путем подавления быстрой реакции с образованием мультимера, способ добавления соединения 2 к смеси, содержащей соединение 1, алкилдиэтаноламин и воду, например, способ, в котором соединение 1, алкилдиэтаноламин и воду добавляют в реакционный сосуд, и водный раствор, содержащий соединение 2 (формалин), по каплям при перемешивании добавляют после регулирования температуры и pH смеси, является предпочтительным. Также предпочтительно, когда, после завершения добавления соединения 2, старение предпочтительно осуществляют путем продолжения перемешивания, поддерживая при этом температуру реакции. Когда добавляют по каплям водный раствор соединения 2, время, необходимое для добавления по каплям, предпочтительно составляет 1 час или больше, и более предпочтительно 1 и 1/2 часа или больше, с точки зрения повышения содержания соединения 3 на основании гомогенной реакции. Кроме того, с точки зрения подавления указанной выше побочной реакции, время, необходимое для добавления по каплям, предпочтительно составляет 3 часа или меньше, и более предпочтительно 2 часа или меньше. Время для старения, с точки зрения завершения реакции и гомогенности продукта, предпочтительно составляет 0,5 часа или больше, и более предпочтительно 1 час или больше. Кроме того, с точки зрения подавления указанной выше побочной реакции, время, необходимое для старения, предпочтительно составляет 3 часа или меньше, и более предпочтительно 2 часа или меньше. Общее время для добавления по каплям и старения, с точки зрения повышения содержания соединения 3, завершения реакции и гомогенности продукта, предпочтительно составляет 1,5 часа или больше, и более предпочтительно 2 часа или больше. С точки зрения подавления побочной реакции, оно предпочтительно составляет 4,5 часа или меньше, и более предпочтительно 3 часа или меньше.
[0035] В настоящем изобретении полярный растворитель (например, метанол и этанол) может быть использован в качестве реакционного растворителя в комбинации при добавлении с водой в пределах, в которых эффект настоящего изобретения не ингибируется. Реакционное давление конкретно не ограничено. Если необходимо, реакцию можно осуществлять при повышенном давлении или пониженном давления. Что касается типа реакции, можно использовать любой тип, такой как реакция периодического типа, полупериодического типа и непрерывного типа. Кроме того, в пределах, в которых эффект настоящего изобретения не ингибируется, добавку, такую как противовспенивающая добавка, можно использовать в качестве исходного вещества для инжекции. Относительное содержание воды в реакционном растворителе, с точки зрения контроля летучести растворителя и температуры в процессе реакции, предпочтительно составляет 50% масс. или больше, более предпочтительно 70% масс. или больше, 90% масс. или больше, или 100% масс.
[0036] Способ получения по настоящему изобретению также может быть осуществлен способом, в котором в реакционном сосуде получают водный раствор, содержащий соединение 1, соединение 2 и воду, pH 10,0 или выше получают, регулируя добавленное количество путем добавления алкилдиэтаноламина, и взаимодействие осуществляют при перемешивании при температуре 15°C или выше и 50°C или ниже.
[0037] Согласно способу получения по настоящему изобретению, содержание соединения 3 в полученной жидкой композиции, с точки зрения повышения стабильности при хранении, предпочтительно составляет 1,4% масс. или больше, более предпочтительно 2,0% масс. или больше, еще более предпочтительно 2,5% масс. или больше, и еще более предпочтительно 3,2% масс. или больше. Оно также предпочтительно составляет 30% масс. или меньше, более предпочтительно 15% масс. или меньше, еще более предпочтительно 10% масс. или меньше, и еще более предпочтительно 8,0% масс. или меньше.
[0038] Согласно способу получения по настоящему изобретению, получают жидкую композицию, в которой содержание соединения 3, представленного формулой (3), включает большое количество твердого вещества. Количество твердого вещества в жидкой композиции, с точки зрения повышения свойства смешивания во время использования жидкой композиции, предпочтительно составляет 5 массовых частей или больше, более предпочтительно 10 массовых частей или больше, и еще более предпочтительно 12 массовых частей или больше, в расчете на 100 массовых частей жидкой композиции. С точки зрения повышения стабильности при хранении, оно предпочтительно составляет 30 массовых частей или меньше, более предпочтительно 25 массовых частей или меньше, и еще более предпочтительно 20 массовых частей или меньше. Содержание воды в жидкой композиции, с точки зрения повышения стабильности при хранении, предпочтительно составляет 70 массовых частей или больше, более предпочтительно 75 массовых частей или больше, и еще более предпочтительно 80 массовых частей или больше, в расчете на 100 массовых частей жидкой композиции. Оно также предпочтительно составляет 95 массовых частей или меньше, более предпочтительно 90 массовых частей или меньше, и еще более предпочтительно 88 массовых частей или меньше. Кроме того, содержание соединения 3 в жидкой композиции, в конденсированном продукте, полученном из соединения 1 и соединения 2, предпочтительно составляет 25% масс. или больше, более предпочтительно 35% масс. или больше, еще более предпочтительно 40% масс. или больше, еще более предпочтительно 45% масс. или больше, еще более предпочтительно 50% масс. или больше, и еще более предпочтительно 55% масс. или больше. Содержание соединения 3, которое представляет собой конденсированный продукт, составляет 100% масс. или меньше, и, с точки зрения простоты получения из соединения 1 и соединения 2, оно предпочтительно составляет 75% масс. или меньше, и более предпочтительно 60% масс. или меньше.
[0039] Настоящее изобретение относится к способу получения соединения 3 путем взаимодействия соединения 1 и соединения 2 в воде в присутствии алкилдиэтаноламина, в котором исходное молярное отношение соединения 1 к соединению 2, выраженное как соединение 2/соединение 1, составляет 0,3 или выше и 1,7 или ниже, pH реакции составляет 10,0 или выше, и температура реакции составляет 15°C или выше и 50°C или ниже. Поскольку способ получения по настоящему изобретению осуществляют при pH 10,0 или выше вплоть до завершения реакции, получают продукт реакции в жидкой форме, содержащий соединение 3 и воду, и имеющий pH 10,0 или выше.
[0040] Жидкая композиция, полученная способом получения по настоящему изобретению, имеет высокое содержание соединения 3, представленного формулой (3). При размыкании кольца соединение 3 становится соединением, содержащим две гидроксильные группы, а именно представляет собой 1,3-(гидроксиметил)мочевину (оно также может быть описано как N,N'-диметилолмочевина). Это соединение можно использовать в качестве хелатообразующего агента, который смешивают с очищающей композицией, например, хелатообразующего агента для композиции для очистки стали. Поскольку жидкая композиция, содержащая соединение 3, представляет собой жидкую композицию, которая содержит 1,3-(гидроксиметил)мочевину в равновесном состоянии, жидкую композицию, полученную способом получения по настоящему изобретению, можно использовать в качестве средства для очистки стали, композицию удобрения для растений, присадки для производства бумаги, отделочного покрытия для волокон, водонепроницаемого средства, присадки для гидравлической композиции, исходного вещества для красок и чернил, исходного вещества для органического синтеза, исходного вещества для смол, или т.п.
[0041] Поскольку жидкая композиция, содержащая соединение 3, представляет собой жидкую композицию, которая содержит 1,3-(гидроксиметил)мочевину в равновесном состоянии, ее можно непосредственно использовать в качестве хелатообразующего агента средства для очистки стали. Примеры средства для очистки стали включают очищающее средство, содержащее подщелачивающий агент, поверхностно-активное вещество и воду. Примеры подщелачивающего агента включают гидроксид щелочного металла, такой как гидроксид натрия или гидроксид калия. Примеры поверхностно-активного вещества включают неионное поверхностно-активное вещество, полученное путем добавления алкиленоксида к спирту, содержащему 8-22 атомов углерода. Кроме того, примеры других компонентов, которые включают в смесь средства для очистки стали, включают противовспенивающую добавку, диспергирующее вещество, такое как полиакриловая кислота, и загуститель. С точки зрения свойства очищения от масел, таких как пресс-масло, обладающее адгезией к стали, в жидкой композиции, полученной согласно настоящему изобретению, соединение 3 смешивают так, чтобы его количество составляло 0,01% масс. или больше или 0,1% масс. или больше, и 10% масс. или меньше или 5,0% масс. или меньше, в средстве для очистки стали. Кроме того, с точки зрения свойства очищения от масел, таких как пресс-масло, обладающее адгезией к стали, средство для очистки стали имеет pH 12 или выше, предпочтительно 13 или выше, и более предпочтительно 14 или выше, при 20°C.
[0042] Способ, для которого используют средство для очистки стали с использованием жидкой композиции, полученной способом получения по настоящему изобретению, представляет собой способ очистки, и его примеры включают непрерывную очистку, а именно пропитывающую очистку, очистку спреем, очистку с использованием щетки и электролитическую очистку. Согласно способу, загрязнение маслами, такими как пресс-масло, и загрязнение твердыми частицами, такими как порошок железа, может быть промыто и удалено. Средство для очистки стали можно использовать для способа очистки, включающего пропитку и электролитическую очистку, и его предпочтительно можно применять в случае, когда прессованную стальную пластину пропускают через вальцы в щелочной пропитывающей ванне для обезжиривания и очистки, и щелочной электролитической ванне для обезжиривания и очистки.
Далее подробно описан способ хранения и раствор для хранения по настоящему изобретению.
[0043] Хотя причина проявления эффекта настоящего изобретения остается неясной, предполагается, что она состоит в следующем.
Поскольку диметилолмочевина, имеющая структуру разомкнутого кольца тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-она [далее также указан как соединение 3], содержит две гидроксильные группы, полагают, что реакция поперечного сшивания между диметилолмочевинами или между диметилолмочевиной и конденсированным продуктом мочевины и альдегида может легко возникнуть, и, таким образом, образуются нерастворимые белые осадки из-за полимеризации в процессе хранения. Структура соединения 3 содержит циклическую структуру, в которой две гидроксильные группы диметилолмочевины дегидратированы и конденсированы друг с другом. Таким образом, получают отличную стабильность при хранении как результат низкой реакционной способности. В водном растворе диметилолмочевина и соединение 3 находятся в равновесном состоянии. Таким образом, полагают, что, поскольку это соединение легко может иметь структуру соединения 3, а не структуру диметилолмочевины в области pH 9,5 или выше и 12,5 или ниже, и изменение pH жидкой композиции подавляется буферной pH активностью алканоламина, реакция поперечного сшивания указанного выше конденсированного продукта подавляется, и стабильность при хранении жидкой композиции повышается.
[0044] Жидкая композиция
Жидкая композиция согласно способу хранения по настоящему изобретению содержит тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-он (соединение 3), алканоламин и воду.
[0045] Соединение 3 можно получить в качестве продукта конденсации соединения 1, представленного приведенной выше формулой (1), и соединения 2, представленного приведенной выше формулой (2). Соединение 3 представлено приведенной выше формулой (3).
[0046] Согласно способу хранения жидкой композиции по настоящему изобретению, конденсированный продукт, отличный от тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-она, соединения, представленного формулой (1), и соединения, представленного формулой (2), может быть добавлен к жидкой композиции.
Кроме того, жидкая композиция для способа хранения по настоящему изобретению может содержать конденсированный продукт, отличный от соединения 3, соединения, представленного формулой (1), и соединения, представленного формулой (2). Примеры конденсированного продукта, отличного от соединения 3, включают соединение, в котором две молекулы диметилолмочевины дегидратированы и конденсированы с образованием кольца. Структуры этих соединений представлены следующими общими формулами (4) и (5).
[0047] [Химическая формула 2]
[0048] Содержание соединения 3 в конденсированном продукте соединения, представленного формулой (1), и соединения, представленного формулой (2), предпочтительно составляет 25% масс. или больше, и более предпочтительно 30% масс. или больше, в конденсированном продукте, с точки зрения повышения стабильности при хранении. Содержание соединения 3 составляет 100% масс. или меньше в конденсированном продукте, и с точки зрения простоты получения из соединения 1 и соединения 2, оно предпочтительно составляет 75% масс. или меньше, и более предпочтительно 60% масс. или меньше.
[0049] Содержание соединения 3 в жидкой композиции, согласно способу хранения по настоящему изобретению, является таким же, как в способе получения жидкой композиции, описанном выше.
[0050] Общее содержание конденсированного продукта соединения, представленного формулой (1), и соединения, представленного формулой (2), в жидкой композиции согласно способу хранения по настоящему изобретению, с точки зрения повышения свойства смешивания во время использования жидкой композиции, предпочтительно составляет 2,0% масс. или больше, более предпочтительно 5,0% масс. или больше, и еще более предпочтительно 10% масс. или больше. С точки зрения повышения стабильности при хранении, оно предпочтительно составляет 30% масс. или меньше, более предпочтительно 20% масс. или меньше, и еще более предпочтительно 15% масс. или меньше.
[0051] В качестве алканоламина можно использовать алканоламин, содержащий активный водород по атому азота, такой как моноэтаноламин и диэтаноламин, и триэтаноламин. Кроме того, можно использовать алканоламин, содержащий алкильную группу с 1-3 атомами углерода, и можно использовать метилдиэтаноламин, этилдиэтаноламин, пропилдиэтаноламин, диметилэтаноламин или подобные. С точки зрения повышения стабильности при хранении жидкой композиции, моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин, и метилдиэтаноламин являются предпочтительными. Диэтаноламин, триэтаноламин и метилдиэтаноламин являются более предпочтительными. С точки зрения высокой буферной pH активности и подавления изменения pH, метилдиэтаноламин является еще более предпочтительным.
[0052] Содержание алканоламина в жидкой композиции по настоящему изобретению, с точки зрения повышения стабильности при хранении, предпочтительно составляет 0,05% масс. или больше, более предпочтительно 0,1% масс. или больше, и еще более предпочтительно 0,3% масс. или больше. С точки зрения повышения стабильности при хранении, оно предпочтительно составляет 20% масс. или меньше, и более предпочтительно 10% масс. или меньше. Алканоламин предпочтительно используют в качестве контролирующего pH агента жидкой композиции. Кроме того, когда алканоламин используют для получения конденсированного продукта, содержащего соединение 3, описанного ниже, его содержание предпочтительно составляет 0,1% масс. или больше, более предпочтительно 0,3% масс. или больше, и еще более предпочтительно 0,5% масс. или больше. Кроме того, его содержание предпочтительно составляет 5,0% масс. или меньше, более предпочтительно 1,0% масс. или меньше, и еще более предпочтительно 0,6% масс. или меньше.
[0053] Массовое отношение алканоламина к соединению 3 (алканоламин/соединение 3), с точки зрения повышения стабильности при хранении, предпочтительно составляет 0,005 или выше, более предпочтительно 0,010 или выше, и еще более предпочтительно 0,013 или выше. Кроме того, оно предпочтительно составляет 4,5 или ниже, более предпочтительно 2,5 или ниже, и еще более предпочтительно 2,0 или ниже. Кроме того, когда алканоламин используют для получения конденсированного продукта, содержащего соединение 3, описанного ниже, это отношение предпочтительно составляет 1,000 или ниже, более предпочтительно 0,50 или ниже, еще более предпочтительно 0,25 или ниже, и еще более предпочтительно 0,18 или ниже.
[0054] Содержание воды в жидкой композиции составляет 70% масс. или больше, и, с точки зрения повышения стабильности при хранении, оно предпочтительно составляет 75% масс. или больше, и более предпочтительно 80% масс. или больше. Кроме того, оно предпочтительно составляет 95% масс. или меньше, более предпочтительно 90% масс. или меньше, и еще более предпочтительно 88% масс. или меньше.
[0055] Содержание твердого вещества в жидкой композиции, с точки зрения повышения свойства смешивания во время использования жидкой композиции, предпочтительно составляет 5% масс. или больше, более предпочтительно 10% масс. или больше, и еще более предпочтительно 12% масс. или больше. С точки зрения повышения стабильности при хранении, оно предпочтительно составляет 30% масс. или меньше, более предпочтительно 25% масс. или меньше, и еще более предпочтительно 20% масс. или меньше.
[0056] В настоящем изобретении, с точки зрения повышения стабильности при хранении путем поддержания pH при 9,5 или выше и 12,5 или ниже, pH жидкой композиции предпочтительно составляет 10,0 или выше, и предпочтительно 12,0 или ниже, и более предпочтительно 11,5 или ниже. Раствор для хранения предпочтительно имеет pH 10,0 или выше при 20°C.
[0057] В пределах, в которых эффект настоящего изобретения не ингибируется, полярный растворитель (например, метанол и этанол), помимо воды, может содержаться в жидкой композиции. Содержание воды в растворителе предпочтительно составляет 50% масс. или больше, более предпочтительно 70% масс. или больше, 90% масс. или больше, или 100% масс. Кроме того, в пределах, в которых эффект настоящего изобретения не ингибируется, может присутствовать противовспенивающая добавка или т.п.
[0058] Способ получения жидкой композиции согласно способу хранения по настоящему изобретению
Что касается жидкой композиции, можно указать способ контролирования pH путем смешивания коммерчески доступной метилолмочевины с водой и добавления контролирующего pH агента. В качестве контролирующего pH агента, используют алканоламин, с точки зрения подавления изменения pH. В качестве еще одного контролирующего pH агента, можно использовать в комбинации неорганическую кислоту, органическую кислоту, неорганическую щелочь и органическую щелочь.
[0059] Кроме того, жидкую композицию получают указанным выше способом получения жидкой композиции. Однако, с точки зрения подавления снижения pH в процессе реакции, когда получают конденсированный продукт, содержащий соединение 3, путем взаимодействия соединения 1 и соединения 2 с использованием воды в качестве растворителя, можно указать способ получения жидкой композиции по настоящему изобретению путем осуществления взаимодействия в щелочных условиях в присутствии алканоламина.
[0060] Исходное молярное отношение соединения 2 к соединению 1 для способа получения является таким же, как в способе получения жидкой композиции, описанном выше. Кроме того, оно составляет 1,7 или ниже, выраженное как отношение соединение 2/соединение 1.
[0061] Общее исходное количество соединения 1 и соединения 2 является таким же, как в способе получения жидкой композиции, описанном выше.
[0062] Исходное количество соединения 1 является таким же, как в способе получения жидкой композиции, описанном выше.
[0063] Исходное количество соединения 2 является таким же, как в способе получения жидкой композиции, описанном выше.
[0064] Исходное количество воды является таким же, как в способе получения жидкой композиции, описанном выше.
[0065] Исходное количество алканоламина, с точки зрения повышения выхода соединения 3, предпочтительно составляет 0,1 массовых частей или больше, более предпочтительно 0,3 массовых частей или больше, и еще более предпочтительно 0,5 массовых частей или больше, в расчете на 100 массовых частей общего количества исходных веществ (соединение 1, соединение 2, алканоламин и вода). Кроме того, с точки зрения насыщенной буферной pH активности, оно предпочтительно составляет 5,0 массовых частей или меньше, более предпочтительно 1,0 массовых частей или меньше, и еще более предпочтительно 0,6 массовых частей или меньше.
[0066] Исходное молярное отношение алканоламина к общему количеству соединения 1 и соединения 2 [алканоламин/(общее количество соединения 1 и соединения 2)], с точки зрения повышения выхода соединения 3, предпочтительно составляет 0,005 или выше, более предпочтительно 0,010 или выше, и еще более предпочтительно 0,013 или выше. Оно также предпочтительно составляет 0,100 или ниже, более предпочтительно 0,050 или ниже, еще более предпочтительно 0,025 или ниже, и еще более предпочтительно 0,018 или ниже.
[0067] Температура реакции является такой же, как в способе получения жидкой композиции, описанном выше.
[0068] рH реакции означает pH от начала до завершения реакции. Что касается взаимодействия между соединением 1 и соединением 2, существует тенденция снижения pH в соответствии с развитием реакции. С точки зрения подавления снижения pH за счет буферной pH активности, предпочтительно, чтобы взаимодействие между соединением 1 и соединением 2 осуществляли в присутствии алканоламина. рH реакции для способа получения, с точки зрения повышения стабильности при хранении жидкой композиции, предпочтительно составляет 10,0 или выше. С точки зрения повышения свойства смешивания во время использования жидкой композиции, pH предпочтительно составляет 13,0 или ниже, более предпочтительно 12,0 или ниже, и еще более предпочтительно 11,5 или ниже. С точки зрения стабильности при хранении жидкой композиции, рН предпочтительно составляет 10,5 или выше, и более предпочтительно 11,0 или выше. Также предпочтителен уровень 13,0 или ниже, более предпочтительно 12,5 или ниже, еще более предпочтительно 12,0 или ниже, и еще более предпочтительно 11,5 или ниже. С точки зрения повышения стабильности при хранении жидкой композиции, pH поддерживают в указанных выше пределах в процессе реакции. Также предпочтительно, чтобы pH в конце реакции составлял уровень согласно настоящему изобретению. В то же время, pH реакции означает pH реакционной системы, а именно, pH смеси, содержащей воду, соединение 1, соединение 2 и алканоламин.
[0069] Время реакции, с точки зрения повышения выхода конденсированного продукта соединения 2 и соединения 1, предпочтительно составляет 1,5 часа или больше. Более предпочтительно, оно составляет 2 часа или больше. Кроме того, с точки зрения повышения выхода соединения 3, время реакции предпочтительно составляет 4,5 часа или меньше, и более предпочтительно 3 часа или меньше.
[0070] С учетом общего количества исходных веществ (соединение 1, соединение 2, алканоламин и вода), точки времени для начала реакции и завершения реакции являются такими же, как в способе получения жидкой композиции, описанном выше.
[0071] Принимая во внимание алканоламин, способ добавления соединения 2 также является таким же, как в способе получения жидкой композиции, описанном выше.
[0072] Комбинированное использование реакционного растворителя также является таким же, как в способе получения жидкой композиции, описанном выше.
[0073] Также можно дополнительно добавить алканоламин к реакционной смеси, которую получают, как описано выше.
[0074] Способ хранения жидкой композиции и ее применение
Что касается способа хранения жидкой композиции, с точки зрения продления периода хранения, температура хранения предпочтительно составляет 60°C или ниже, и более предпочтительно 50°C или ниже. Также предпочтительно она составляет 0°C или выше. Контейнер для хранения конкретно не ограничен, и можно использовать контейнеры из стекла, полипропилена или подобного материала.
[0075] Жидкая композиция, полученная способом хранения по настоящему изобретению, содержит соединение 3, представленное формулой (3). При размыкании кольца, соединение 3 становится соединением, содержащим две гидроксильные группы, а именно представляет собой 1,3-(гидроксиметил)мочевину (оно также может быть описано как N,N'-диметилолмочевина). Жидкая композиция, полученная способом хранения по настоящему изобретению, имеет такие же применения, как композиции, полученные указанным выше способом получения жидкой композиции.
[0076] Ниже проиллюстрированы аспекты настоящего изобретения.
1. Способ получения, путем взаимодействия соединения 1, представленного следующей формулой (1), и соединения 2, представленного следующей формулой (2), в воде, жидкой композиции с pH 10,0 или выше, содержащей соединение 3, представленное следующей формулой (3), и воду, который представляет собой способ получения жидкой композиции, содержащей тетрагидро-4H-1,3,5,-оксадиазин-4-он, в котором
исходное молярное отношение соединения 2 к соединению 1, то есть соединение 2/соединение 1, составляет 0,3 или выше и 1,7 или ниже, и
взаимодействие между соединением 1 и соединением 2 осуществляют при 15°C или выше и 50°C или ниже, и pH 10,0 или выше, в присутствии алкилдиэтаноламина.
2. Способ получения, описанный в пункте 1, в котором исходное молярное отношение алкилдиэтаноламина к общему количеству соединения 1 и соединения 2 (алкилдиэтаноламин/(общее количество соединения 1 и соединения 2) составляет 0,005 или выше и 0,100 или ниже, более предпочтительно 0,010 или выше, и еще более предпочтительно 0,013 или выше, а также более предпочтительно 0,050 или ниже, еще более предпочтительно 0,025 или ниже, и еще более предпочтительно 0,018 или ниже.
3. Способ получения, описанный в пункте 1 или 2, в котором взаимодействие между соединением 1 и соединением 2 осуществляют путем добавления соединения 2 к смеси, содержащей соединение 1, алкилдиэтаноламин и воду.
4. Способ получения, описанный в любом из пунктов 1-3, в котором общее исходное количество соединения 1 и соединения 2 предпочтительно составляет 3,0 массовых частей или больше и 25 массовых частей или меньше, более предпочтительно 6,0 массовых частей или больше, и еще более предпочтительно 11 массовых частей или больше, и также более предпочтительно 20 массовых частей или меньше, и еще более предпочтительно 14 массовых частей или меньше, в расчете на 100 массовых частей общего количества соединения 1, соединения 2, алкилдиэтаноламина и воды.
5. Способ получения, описанный в любом из пунктов 1-4, в котором исходное количество алкилдиэтаноламина предпочтительно составляет 0,1 массовых частей или больше и 5,0 массовых частей или меньше, более предпочтительно 0,3 массовых частей или больше, и еще более предпочтительно 0,5 массовых частей или больше, и также более предпочтительно 1,0 массовых частей или меньше, и еще более предпочтительно 0,6 массовых частей или меньше, в расчете на 100 массовых частей общего количества соединения 1, соединения 2, алкилдиэтаноламина и воды.
6. Способ получения, описанный в любом из пунктов 1-5, в котором исходное количество воды предпочтительно составляет 70 массовых частей или больше и 95 массовых частей или меньше, более предпочтительно 75 массовых частей или больше, и еще более предпочтительно 80 массовых частей или больше, и также более предпочтительно 90 массовых частей или меньше, и еще более предпочтительно 88 массовых частей или меньше, в расчете на 100 массовых частей общего количества соединения 1, соединения 2, алкилдиэтаноламина и воды, и в случае использования исходного вещества, отличного от воды, в форме водного раствора, количество воды, добавленное водным раствором в реакционную систему, также включено в количество воды в качестве реакционного растворителя.
7. Способ получения, описанный в любом из пунктов 1-6, в котором время реакции предпочтительно составляет 1 час или больше и 4,5 часов или меньше, более предпочтительно 1,5 часа или больше, и еще более предпочтительно 2 часа или больше, а также более предпочтительно 3 часа или меньше.
8. Способ получения, описанный в любом из пунктов 1-7, в котором содержание соединения 3 в полученной жидкой композиции предпочтительно составляет 1,4% масс. или больше и 30% масс. или меньше, более предпочтительно 2,0% масс. или больше, еще более предпочтительно 2,5% масс. или больше, и еще более предпочтительно 3,2% масс. или больше, и также более предпочтительно 15% масс. или меньше, еще более предпочтительно 10% масс. или меньше, и еще более предпочтительно 8,0% масс. или меньше.
9. Способ получения, описанный в любом из пунктов 1-8, в котором алкилдиэтаноламин предпочтительно представляет собой алкилдиэтаноламин, содержащий алкильную группу с 1-3 атомами углерода, более предпочтительно алкилдиэтаноламин, содержащий алкильную группу с 1 атомом углерода, и еще более предпочтительно N-метилдиэтаноламин.
10. Раствор для хранения жидкой композиции, полученной способом получения, описанным в любом из пунктов 1-9, в котором содержатся соединение 3, алкилдиэтаноламин и вода, содержание воды в растворе для хранения предпочтительно составляет 70% масс. или больше, более предпочтительно 75% масс. или больше, и еще более предпочтительно 80% масс. или больше, а также предпочтительно 95% масс. или меньше, более предпочтительно 90% масс. или меньше, и еще более предпочтительно 88% масс. или меньше, и pH составляет 10,0 или выше и 12,5 или ниже, предпочтительно 12,0 или ниже, и более предпочтительно 11,5 или ниже.
11. Раствор для хранения, описанный в пункте 10, в котором pH при 20°C составляет 10,0 или выше, или предпочтительно 10,0 или выше и 12,5 или ниже, более предпочтительно 12,0 или ниже, и еще более предпочтительно 11,5 или ниже.
12. Раствор для хранения, описанный в пункте 10, в котором pH составляет 9,5 или выше при 20°C.
13. Способ хранения жидкой композиции, содержащей тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-он, в котором
алкилдиэтаноламин и вода содержатся в жидкой композиции,
содержание воды в жидкой композиции составляет 70% масс. или больше, и
pH жидкой композиции поддерживают при 10,0 или выше.
14. Способ хранения, описанный в пункте 13, в котором pH при 20°C составляет 9,5 или выше.
15. Способ хранения, описанный в пункте 13 или 14, в котором конденсированный продукт, отличный от тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-она, соединения, представленного формулой (1), и соединения, представленного формулой (2), либо добавляют к жидкой композиции, либо он содержится в жидкой композиции.
16. Способ хранения, описанный в любом из пунктов 13-15, в котором содержание алкилдиэтаноламина или алканоламина в жидкой композиции составляет 0,05% масс. или больше и 20,0% масс. или меньше, более предпочтительно 0,1% масс. или больше, еще более предпочтительно 0,3% масс. или больше, а также предпочтительно 10% масс. или меньше.
17. Способ хранения, описанный в любом из пунктов 13-16, в котором, в случае использования алканоламина для получения конденсированного продукта, содержащего соединение 3, его количество предпочтительно составляет 0,1% масс. или больше, более предпочтительно 0,3% масс. или больше, и еще более предпочтительно 0,5% масс. или больше, и также предпочтительно 5,0% масс. или меньше, более предпочтительно 1,0% масс. или меньше, и еще более предпочтительно 0,6% масс. или меньше.
18. Способ хранения, описанный в любом из пунктов 13-17, в котором массовое отношение алкилдиэтаноламина или алканоламина к тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-ону (соединение 3) предпочтительно составляет 0,010 или выше и 4,5 или ниже, более предпочтительно 0,013 или выше, и также более предпочтительно 2,5 или ниже, и еще более предпочтительно 2,0 или ниже.
19. Способ хранения, описанный в любом из пунктов 13-18, в котором массовое отношение алканоламина к соединению 3 (алканоламин/соединение 3), с точки зрения повышения стабильности при хранении, предпочтительно составляет 0,005 или выше.
20. Способ хранения, описанный в любом из пунктов 13-19, в котором, в случае использования алканоламина для получения конденсированного продукта, содержащего соединение 3, его количество предпочтительно составляет 1,000 или ниже, более предпочтительно 0,50 или ниже, еще более предпочтительно 0,25 или ниже, и еще более предпочтительно 0,18 или ниже.
21. Способ хранения, описанный в любом из пунктов 16-20, в котором алканоламин представляет собой алканоламин, содержащий активный водород при атоме азота, предпочтительно триэтаноламин, моноэтаноламин или диэтаноламин, более предпочтительно алканоламин, содержащий алкильную группу с 1-3 атомами углерода, еще более предпочтительно метилдиэтаноламин, этилдиэтаноламин, пропилдиэтаноламин или диметилэтаноламин, и еще более предпочтительно метилдиэтаноламин.
22. Способ хранения жидкой композиции, содержащей соединение 3, которую получают способом, описанным в любом из пунктов 1-9, в котором алкилдиэтаноламин и вода содержатся в жидкой композиции, содержание воды в жидкой композиции составляет 70% масс. или больше, предпочтительно 75% масс. или больше, и более предпочтительно 80% масс. или больше, а также предпочтительно 95% масс. или меньше, более предпочтительно 90% масс. или меньше, и еще более предпочтительно 88% масс. или меньше, и pH жидкой композиции составляет 9,5 или выше и 12,5 или ниже, предпочтительно 10,0 или выше, а также предпочтительно 12,0 или ниже, и более предпочтительно 11,5 или ниже, при 20°C.
23. Способ хранения жидкой композиции, содержащей тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-он, в котором
алканоламин и вода содержатся в жидкой композиции,
содержание воды в жидкой композиции составляет 70% масс. или больше, и
pH жидкой композиции поддерживают при 9,5 или выше и 12,5 или ниже.
ПРИМЕРЫ
[0077] Следующие примеры представлены для описания вариантов осуществления настоящего изобретения. Примеры представлены только в качестве иллюстрации настоящего изобретения, и настоящее изобретение никоим образом не ограничивается ими.
Примеры и сравнительные примеры, относящиеся к способу получения жидкой композиции
Получение композиции A
450 г (7,50 моль) мочевины (соединение 1) и 3588 г дистиллированной воды добавляли в трехгорлую колбу объемом 10 л. с использованием лопастной мешалки (три лопасти, диаметр 70 мм), содержимое смешивали в течение 10 минут при 200 об/мин. После этого добавляли 27,0 г (0,23 моль) N-метилдиэтаноламина, pH доводили до 11,3, и температуру повышали до 40°C. Затем 305 г (3,75 моль в расчете на формальдегид (соединение 2)) 37% раствора формалина добавляли по каплям к смеси в течение 90 минут. После завершения добавления по каплям смесь подвергали старению, продолжая перемешивание в течение 1 часа. После охлаждения смеси до комнатной температуры, получали композицию A в жидкой форме с содержанием твердого вещества 13,3% масс. В это время pH композиции A составлял 11,0, и содержание соединения 2 было 1% масс. или меньше в расчете на загружаемое количество исходных веществ (соединение 1, соединение 2, алкилдиэтаноламин и вода; то же применимо к нижеследующему). Исходное молярное отношение соединения 2 к соединению 1, а именно соединение 2/соединение 1, составляло 0,5, и общее количество соединения 1 и соединения 2 составляло 12,87 массовых частей, количество воды составляло 86,5 массовых частей, и количество N-метилдиэтаноламина составляло 0,63 массовых частей, в расчете на 100 массовых частей вводимых исходных веществ. В то же время, pH в точке начала реакции, описанный в таблице, означает pH реакционной системы, когда соединение 1 и соединение 2 первоначально приводят в контакт друг с другом, и pH в точке завершения реакции означает pH реакционной системы после добавления по каплям в течение 90 минут и последующего старения в течение 1 часа, который соответствует pH полученной композиции в данном примере (то же применимо для нижеследующего). Количество соединения 2 измеряли после старения в течение 30 минут и 1 часа. Количество соединения 2 составляло 0,8% масс. через 30 минут и 0,6% масс. через 1 час, в расчете на общую массу исходных веществ. Было подтверждено, что восстановленное количество соединения 2 через 30 минут составляло 0,3% масс. или меньше в расчете на общую массу исходных веществ. Было определено, что реакция завершалась в точке времени старения в течение 1 часа.
[0078] Получение композиций B-D и a-d
Композиции получали таким же способом, как композицию A, за исключением того, что количество соединения 1, соединения 2 и алкилдиэтаноламина изменяли, используя количества, указанные в таблице 1. В то же время, соединение D получали, заранее добавляя формалин в колбу и смешивая в ней так же, как мочевину (способ загрузки в таблице описан как "в общем"). Для получения композиции D, было подтверждено, что восстановленное количество соединения 2 в течение 30 минут в точке завершения реакции составляло 0,3% масс. или меньше в расчете на общую массу исходных веществ (соединение 1, соединение 2, алкилдиэтаноламин и вода).
[0079] Получение композиций E, F и e-g
Композиции получали таким же способом, как композицию B, за исключением того, что температуру реакции изменяли на температуру, указанную в таблице 2. В таблице 2 также описаны условия и результаты композиции B.
[0080] Получение композиций h-j
Композиции получали таким же способом, как соединение B, за исключением того, что N-метилдиэтаноламин заменяли соединениями, указанными в таблице 3. В таблице 3 также описаны условия и результаты композиции B.
[0081] Получение композиции k
Путем растворения 13,5 г 1,3-бис(гидроксиметил)мочевины (коммерчески доступный продукт, реагент от компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) в порошкообразной форме в 86,5 г дистиллированной воды получали композицию Q с содержанием твердого вещества 13,5% масс. (pH 7,4 при 20°C). Содержание соединения 3 в коммерчески доступном порошке было 46,4% масс. В то же время, в композиции Q, 1,3-бис(гидроксиметил)мочевина в соотношении равновесия со структурой соединения 3.
[0082] Следующие соединения использовали для каждого соединения в таблицах 1-3:
мочевина: изготовитель Wako Pure Chemical Industries, Ltd., реагент
формалин: 37% масс. водный раствор, изготовитель Wako Pure Chemical Industries, Ltd., реагент
N-метилдиэтаноламин: изготовитель Nippon Nyukazai Co., Ltd., аминоспирт MDA
триэтаноламин: изготовитель Wako Pure Chemical Industries, Ltd., реагент
диэтаноламин: изготовитель Wako Pure Chemical Industries, Ltd., реагент
моноэтаноламин: изготовитель Wako Pure Chemical Industries, Ltd., реагент
[0083] Содержание конденсированного продукта соединения 2 и соединения 1
В соответствии с методом Карла Фишера определяли содержание воды в жидкой композиции, и массу компонентов, отличных от воды, определяли как содержание твердого вещества. Содержание мочевины в жидкой композиции определяли при помощи жидкостной хроматографии. Таким же образом, содержание формальдегида в жидкой композиции определяли при помощи жидкостной хроматографии. Затем количество, полученное путем вычитания содержаний мочевины и формальдегида из содержания твердого вещества, определяли как содержание конденсированного продукта соединения 2 и соединения 1 в жидкой композиции.
[0084] Измерение содержания соединения 3 в конденсированном продукте
Часть полученной композиции (около 20 г) была получена в виде порошка методом лиофилизации. Затем с использованием 1% масс. водного раствора порошка содержание тетрагидро-4H-1,3,5-оксадиазин-4-она, который представляет собой соединение 3, в порошке определяли методом жидкостной хроматографии/масс-спектроскопии (ЖХ/МС). В частности, из площади 120,0 (m/z) пика соединения 3, полученного методом масс-спектроскопии, и площади каждого пика жидкостной хроматографии, которые соответствуют 192,1, 221,9, 285,9 и 316,0 (m/z) пикам конденсированного продукта, отличного от соединения 3, определяли содержание соединения 3 в конденсированном продукте. Содержание соединения 3 в конденсированном продукте, описанное в таблицах, соответствует отношению площади пика указанного выше мономера к общей площади пиков указанного выше мономера и мультимера в жидкой композиции. Содержание соединения 3 в жидкой композиции определяли из количества твердого вещества в жидкой композиции, содержания конденсированного продукта в твердом веществе и содержания соединения 3 в конденсированном продукте.
[0085] Условия для анализа массы методом жидкостной хроматографии
Колонка: Imtakt Union UK-Amino HT (длина 150 мм и внутренний диаметр 2 мм) 3 мкм
Температура колонки: 40°C
Подвижная фаза: A 0,01 моль/л водного раствора ацетата аммония, C ацетонитрил (метод градиентного элюирования)
[0086] Испытание на стабильность при хранении
Полученную композицию добавляли в 500-мл полипропиленовую бутыль и хранили при 40°C. Через один день, через одну неделю, через один месяц или через три месяца после начала хранения внешний вид наблюдали невооруженным глазом. Когда в композиции не наблюдали какого-либо осаждения или мутности, ее оценивали как A. Когда присутствовала мутность, композицию оценивали как B. Когда присутствовало осаждение, композицию оценивали как C.
[0087]
<b>Таблица 1</b>
<b>Примеры</b>
<b>Сравнительные примеры</b>
<b>Композиция А</b>
<b>Композиция В</b>
<b>Композиция С</b>
<b>Композиция D</b>
<b>Композиция а</b>
<b>Композиция b</b>
<b>Композиция с</b>
<b>Композиция d</b>
Реакционные условия
Исходное количество соединения 1 (массовых частей)
10,3
8,65
7,45
8,65
12,15
6,36
5,15
4,27
Исходное количество соединения 2 (массовых частей)
2,57
4,32
5,60
4,32
0,61
6,36
7,72
8,54
Алкилдиэтаноламин
Тип
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
Исходное количество (массовых частей)
0,63
0,53
0,45
0,53
0,74
0,78
0,63
0,69
Исходное количество воды (добавленное количество+количество, образованное другими веществами) (массовых частей)
86,5
86,5
86,5
86,5
86,5
86,5
86,5
86,5
Общее загружаемое количество исходных веществ (массовых частей)
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
Общее исходное количество соединения 1 и соединения 2 (массовых частей)
12,87
12,97
13,05
12,97
12,76
12,72
12,87
12,81
Исходное количество соединения 1 (моль)
7,50
7,50
7,50
7,50
7,50
3,75
3,75
2,81
Исходное количество соединения 2 (моль)
3,75
7,50
11,25
7,50
0,75
7,50
11,25
11,25
Исходное количество алкилдиэтаноламина (моль)
0,23
0,23
0,23
0,23
0,23
0,23
0,23
0,23
Соединение 2/Соединение 1 (исходное молярное отношение)
0,5
1,0
1,5
1,0
0,1
2,0
3,0
4,0
Алкилдиэтаноламин/(соединение 1+соединение 2) (исходное молярное отношение)
0,020
0,015
0,012
0,015
0,028
0,020
0,015
0,016
рН в начале реакции
11,3
11,2
11,1
11,2
10,9
11,0
11,0
11,3
рН в конце реакции
11,0
11,1
10,6
11,1
10,7
9,9
8,9
7,7
Температура (°С)
40
40
40
40
40
40
40
40
Способ подачи исходных веществ
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Добавление по каплям
В массовом порядке
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Количество твердого вещества в расчете на 100 массовых частей жидкой композиции (массовых частей)
13,3
13,1
13,0
12,9
13,1
13,0
13,1
13,0
Количество конденсированного продукта в твердом веществе (% масс.)
48,3
92,5
60,3
90,1
11,9
45,8
28,4
18,9
Количество соединения 3 в конденсированном продукте (% масс.)
50,2
59,8
47,0
26,0
8,9
26,3
15,6
9,9
Количество соединения 3 в жидкой композиции (% масс.)
3,22
7,25
3,68
3,02
0,14
1,57
0,58
0,24
Стабильность при хранении (40°)
Через 1 день
A
A
A
A
B
A
A
B
Через 1 неделю
A
A
A
A
C
B
B
C
Через 1 месяц
A
A
A
B
C
B
C
C
Через 3 месяца
A
A
A
B
C
C
C
C
[0088] Соединение 1: мочевинаСоединение 2: формальдегидMDEA: N-метилдиэтаноламин
[0089] В пределах, в которых молярное отношение соединения 2 к соединению 1, то есть соединение 2/соединение 1, составляет 0,3 или выше и 1,7 или ниже, можно видеть, что соединение 3 имеет отличный выход и стабильность при хранении.
[0090]
<b>Таблица 2</b>
<b>Примеры</b>
<b>Сравнительные примеры</b>
<b>Композиция E</b>
<b>Композиция B</b>
<b>Композиция F</b>
<b>Композиция e</b>
<b>Композиция f</b>
<b>Композиция g</b>
Реакционные условия
Исходное количество соединения 1 (массовых частей)
8,65
8,65
8,65
8,65
8,65
8,65
Исходное количество соединения 2 (массовых частей)
4,32
4,32
4,32
4,32
4,32
4,32
Алкилдиэтаноламин
Тип
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
Исходное количество (массовых частей)
0,53
0,53
0,53
0,53
0,53
0,53
Исходное количество воды (добавленное количество+количество, образованное другими веществами) (массовых частей)
86,5
86,5
86,5
86,5
86,5
86,5
Общее загружаемое количество исходных веществ (массовых частей)
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
Общее исходное количество соединения 1 и соединения 2 (массовых частей)
12,97
12,97
12,97
12,97
12,97
12,97
Исходное количество соединения 1 (моль)
7,50
7,50
7,50
7,50
7,50
7,50
Исходное количество соединения 2 (моль)
7,50
7,50
7,50
7,50
7,50
7,50
Исходное количество алкилдиэтаноламина (моль)
0,23
0,23
0,23
0,23
0,23
0,23
Соединение 2/Соединение 1 (исходное молярное отношение)
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
Алкилдиэтаноламин/(соединение 1+соединение 2) (исходное молярное отношение)
0,015
0,015
0,015
0,015
0,015
0,015
рН в начале реакции
11,2
11,2
11,1
10,8
11,1
11,0
рН в конце реакции
11,0
11,1
10,5
10,7
7,8
6,5
Температура (°С)
20
40
50
5
60
80
Способ подачи исходных веществ
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Количество твердого вещества в расчете на 100 массовых частей жидкой композиции (массовых частей)
13,0
13,1
12,8
13,0
13,0
12,9
Количество конденсированного продукта в твердом веществе (% масс.)
88,9
92,5
82,2
10,3
48,7
31,9
Количество соединения 3 в конденсированном продукте (% масс.)
55,5
59,8
30,3
43,3
22,1
7,8
Количество соединения 3 в жидкой композиции (% масс.)
6,41
7,25
3,18
0,58
1,40
0,32
Стабильность при хранении (40°)
Через 1 день
A
A
A
А
A
B
Через 1 неделю
A
A
A
В
B
С
Через 1 месяц
A
A
А
C
B
C
Через 3 месяца
A
A
B
C
C
C
[0091] Соединение 1: мочевинаСоединение 2: формальдегидMDEA: N-метилдиэтаноламин
[0092] В пределах, в который температура реакции составляет 15°C или выше и 50°C или ниже, можно видеть, что соединение 3 имеет отличный выход и стабильность при хранении.
[0093]
<b>Таблица 3</b>
<b>Пример</b>
<b>Сравнительные примеры</b>
<b>Ссылочный пример</b>
<b>Композиция B</b>
<b>Композиция h</b>
<b>Композиция i</b>
<b>Композиция g</b>
<b>Композиция k</b>
Реакционные условия
Исходное количество соединения 1 (массовых частей)
8,65
8,56
8,69
4,38
13,5% масс. водного раствора коммерчески доступного продукта (порошок)
Исходное количество соединения 2 (массовых частей)
4,32
4,29
4,34
8,76
Алкилдиэтаноламин
Тип
MDEA
TEA
DEA
MEA
Исходное количество (массовых частей)
0,53
0,65
0,47
0,36
Исходное количество воды (добавленное количество+количество, образованное другими веществами) (массовых частей)
86,5
86,5
86,5
86,5
Общее загружаемое количество исходных веществ (массовых частей)
100,0
100,0
100,0
100,0
Общее исходное количество соединения 1 и соединения 2 (массовых частей)
12,97
12,85
13,03
13,14
Исходное количество соединения 1 (моль)
7,50
7,50
7,50
7,50
Исходное количество соединения 2 (моль)
7,50
7,50
7,50
7,50
Исходное количество алкилдиэтаноламина (моль)
0,23
0,23
0,23
0,23
Соединение 2/Соединение 1 (исходное молярное отношение)
1,0
1,0
1,0
1,0
Алкилдиэтаноламин/(соединение 1+соединение 2) (исходное молярное отношение)
0,015
0,015
0,015
0,015
рН в начале реакции
11,2
8,8
10,5
12,0
рН в конце реакции
11,1
8,6
8,9
8,8
Температура (°С)
40
40
40
40
Способ подачи исходных веществ
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Количество твердого вещества в расчете на 100 массовых частей жидкой композиции (массовых частей)
13,1
13,0
13,0
13,1
-
Количество конденсированного продукта в твердом веществе (% масс.)
92,5
78,1
72,3
52,2
-
Количество соединения 3 в конденсированном продукте (% масс.)
59,8
1,3
12,2
22,7
(46,4)<sup>*2</sup>
Количество соединения 3 в жидкой композиции (% масс.)
7,25
0,13
1,14
1,55
-
Стабильность при хранении (40°)
Через 1 день
A
С
A
B
A
Через 1 неделю
A
С
B
В
В
Через 1 месяц
A
C
С
В
C
Через 3 месяца
A
C
C
C
C
*1 Соединения, отличные от алкилдиэтаноламина, в сравнительных примерах также описаны в этой колонке для удобства.*2 Указывает содержание соединения 3 в коммерчески доступном порошкообразном продукте.Соединение 1: мочевина.Соединение 2: формальдегид.MDEA: N-метилдиэтаноламин.TEA: триэтаноламин.DEA: диэтаноламин.MEA: моноэтаноламин.
[0096] Можно видеть, что соединение 3 имеет отличный выход и стабильность при хранении, когда используют алкилдиэтаноламин и pH составляет 10,0 или выше в процессе реакции.
[0097] Также можно видеть, что содержание соединения 3 в виде коммерчески доступного порошкообразного продукта, описанного в ссылочном примере, составляет 46,4% масс., и жидкая композиция, полученная с использованием коммерчески доступного порошкообразного продукта, имеет рН 7,4 и плохую стабильность при хранении.
[0098] Примеры испытаний
Средство для очистки стали получали с использованием компонентов, которые описаны в таблице 4, и оценивали свойство очистки стали.
[0099] Получение средства для очистки стали
(1) Получение очищающего средства A
Исходя из пропорции в конечном очищающем средстве, 1,0% масс. простого 2-этилгексилового эфира полиоксиэтилена (добавляли 2 моль в среднем), 5,0% масс. полиакрилата натрия (среднемассовая молекулярная масса 6000), 13,0% масс. композиции B (соответствует 2,0% масс. соединения 3) и 61,0% масс. воды смешивали друг с другом с получением водного раствора. Затем, исходя из пропорции в конечном очищающем средстве, 20,0% масс. гидроксида натрия добавляли к водному раствору и смешивали в нем с получением очищающего средства A.
[0100] (2) Получение сравнительного очищающего средства B
Очищающее средство B получали таким же способом, как и очищающее средство A, за исключением того, что использовали этилендиаминтетраацетат натрия, который является известным в качестве хелатообразующего агента, в количестве 2,0% масс. вместо композиции B, и количество воды составляло 72,0% масс.
[0101] (3) Получение сравнительного очищающего средства C
Сравнительное очищающее средство C получали таким же способом, как очищающее средство A, за исключением того, что композицию B и этилендиаминтетраацетат натрия не добавляли, и количество воды составляло 74,0% масс.
[0102] Оценка очищающего свойства
2
Стальную пластину (10 см×15 см) с налипанием синтетического сложноэфирного пресс-масла промывали путем погружения в водный раствор очищающего средства, который был 20-кратно разбавлен (температура очищающего раствора: 60°C, и время погружения: 1 секунда). Затем после осуществления электролитической очистки (температура очищающего раствора: 60°C, время электролиза: 1 секунда (0,5 секунд для каждого из +/-), и плотность электрического тока 10 A/дм(исходный минус-электрод использовали в качестве стали для очистки)), и промывали достаточным количеством проточной воды. Затем измеряли площадь стальной поверхности, смоченную водой, и оценивали очищающее свойство. Когда площадь, смоченная водой, была ближе к 100%, это указывало на более высокое очищающее свойство.
[0103]
<b>Таблица 4</b>
<b>Примеры испытаний</b>
<b>Очищающее средство А</b>
<b>Сравнительное очищающее средство В</b>
<b>Сравнительное очищающее средство С</b>
Средство для очистки стали
Смешиваемые компоненты (% масс.)
Гидроксид натрия
20,0
20,0
20,0
Простой 2-этилгексиловый эфир полиоксиэтилена (добавляли 2 моль в среднем)
1,0
1,0
1,0
Полиакрилат натрия
5,0
5,0
5,0
Композиция В
13,0 (2,0 в расчете на соединение 3)
-
-
EDTA-4Na
-
2,0
-
Вода
61,0
72,0
74,0
Свойство очищения стали (%)
95
89
48
[0104] Можно видеть, что очищающее средство A обладает лучшим очищающим свойством, чем сравнительные очищающие средства B и C, и композицию, полученную способом получения по настоящему изобретению, можно использовать в качестве хелатообразующего агента для очищающего средства.
[0105] Пример и сравнительный пример, относящиеся к способу хранения жидкой композиции
[0106] Получение композиции 2b
Путем растворения 13,0 г 1,3-бис(гидроксиметил)мочевины (коммерчески доступный продукт, реагент, изготовитель Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) в порошкообразной форме в 87,0 г дистиллированной воды получали композицию 2b с содержанием твердого вещества 13,0% масс. (pH 7,4 при 20°C). Содержание соединения 3 в коммерчески доступном порошке составляло 46,4% масс. В то же время, в композиции 2b, 1,3-бис(гидроксиметил)мочевина находится в равновесном соотношении со структурой соединения 3.
[0107] Получение композиций 2A-2E и 2a
Получение осуществляли таким же способом, как получение композиции 2b, за исключением того, что алканоламин, описанный в таблице 6, использовали в количестве, указанном в таблице 6.
[0108] Получение композиции 2c
Жидкую композицию получали путем осуществления такого же способа, который использовали для получения композиции 2b, с последующим добавлением 0,05 г уксусной кислоты.
[0109] Получение композиции 2d
Жидкую композицию получали путем осуществления такого же способа, который использовали для получения композиции 2b, с последующим добавлением 0,02 г 48% водного раствора гидроксида натрия (0,01 г гидроксида натрия).
[0110] Получение композиции 2I
450 г (7,50 моль) мочевины (соединение 1) и 3588 г дистиллированной воды добавляли в терхгорлую колбу объемом 10 л. С использованием лопастной мешалки (три лопасти, диаметр 70 мм) содержимое смешивали в течение 10 минут при 200 об/мин. После этого добавляли 27,0 г (0,23 моль) N-метилдиэтаноламина, pH доводили до 11,3, и температуру повышали до 40°C. Затем к смеси добавляли по каплям 305 г (3,75 моль в расчете на формальдегид (соединение 2)) 37% раствора формалина в течение 90 минут. После завершения добавления по каплям смесь подвергали старению, продолжая перемешивание в течение 1 часа. После охлаждения до комнатной температуры получали композицию 2I с содержанием твердого вещества 13,3% масс. В это время pH композиции 2I составлял 11,0, и содержание соединения 2 составляло 1% масс. или меньше в расчете на загружаемое количество исходных веществ (соединение 1, соединение 2, алкилдиэтаноламин и вода; то же самое для нижеследующего). Исходное молярное отношение соединения 2 к соединению 1, а именно соединение 2/соединение 1, составляло 0,5, общее количество соединения 1 и соединения 2 составляло 12,87 массовых частей в расчете на 100 массовых частей загруженных исходных веществ, количество воды составляло 86,5 массовых частей, и количество N-метилдиэтаноламина составляло 0,63 массовых частей. В то же время, pH в точке начала реакции, описанный в таблице, означает pH реакционной системы, когда соединение 1 и соединение 2 первоначально приводят в контакт друг с другом, и pH в точке завершения реакции означает pH реакционной системы, когда количество соединения 2 составляет 0,3% масс. или меньше в расчете на общее количество исходных веществ, и это соответствует pH полученной композиции в этом примере.
[0111] Получение композиций 2F, 2G, 2H, 2J и 2K
Получение осуществляют таким же способом, как получение композиции 2I, за исключением того, что количество соединения 1, соединения 2 и метилдиэтаноламина и температуру реакции изменяли, используя количества и температуру, указанные в таблице 5. Однако композицию 2F получали путем предварительного добавления формалина в колбу, с последующим смешиванием таким же способом, как мочевину.
[0112]
<b>Таблица 5</b>
<b>Композиция 2F</b>
<b>Композиция 2G</b>
<b>Композиция 2H</b>
<b>Композиция 2I</b>
<b>Композиция 2J</b>
<b>Композиция 2K</b>
Исходное количество соединения 1 (массовых частей
8,65
8,65
7,45
10,3
8,65
8,65
Исходное количество соединения 2 (массовых частей
4,32
4,32
5,60
2,57
4,32
4,32
Реакционные условия
Алкилдиэтаноламин
Тип
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
Исходное количество (массовых частей)
0,53
0,53
0,45
0,63
0,53
0,53
Добавленное количество воды (добавленное количество+количество, образованное другими веществами) (массовых частей)
86,5
86,5
86,5
86,5
86,5
86,5
Общее загружаемое количество исходных веществ(массовых частей)
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
Общее исходное количество соединения 1 и соединения 2 (массовых частей)
12,97
12,97
13,05
12,87
12,97
12,97
Исходное количество соединения 1 (моль)
7,50
7,50
7,50
7,50
7,50
7,50
Исходное количество соединения 2 (моль)
7,50
7,50
11,25
3,75
7,50
7,50
Исходное количество алкилдиэтаноламина (моль)
0,23
0,23
0,23
0,23
0,23
0,23
Соединение 2/Соединение 1 (исходное молярное отношение)
1,0
1,0
1,5
0,5
1,0
1,0
Алкилдиэтаноламин/(соединение 1+соединение 2) (исходное молярное отношение)
0,015
0,015
0,012
0,020
0,015
0,015
рН в начале реакции
11,2
11,1
11,1
11,3
11,2
11,2
рН в конце реакции
11,1
10,5
10,6
11,0
11,0
11,1
Температура (°С)
40
50
40
40
20
40
Способ подачи исходных веществ
В массовом порядке
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Добавление по каплям
Жидкая композиция
Количество твердого вещества в жидкой композиции (% масс.)
12,9
12,8
13,0
13,3
13,0
13,1
Количество конденсированного продукта в твердом веществе (% масс.)
90,1
82,2
60,3
48,3
88,9
92,5
Количество соединения 3 в конденсированном продукте (% масс.)
26,0
30,3
47,0
50,2
55,5
59,8
Количество конденсированного продукта в жидкой композиции (% масс.)
11,6
10,5
7,8
6,4
11,6
12,1
Количество соединения 3 в жидкой композиции (% масс.)
3,0
3,2
3,7
3,2
6,4
7,3
[0113] Следующие соединения использовали для каждого соединения таблицы 5.
Соединение 1: мочевина, изготовитель Wako Pure Chemical Industries, Ltd., реагент
Соединение 2: формалин, 37% масс. водный раствор, изготовитель Wako Pure Chemical Industries, Ltd., реагент
MDEA: N-метилдиэтаноламин, изготовитель Nippon Nyukazai Co., Ltd., аминоспирт MDA
[0114] Измерение содержания конденсированного продукта соединения 2 и соединения 1, содержания соединения 3 в конденсированном продукте и условия анализа массы методом жидкостной хроматографии были такими же, как описано выше.
Композиции 2L-2R и 2f
Получение осуществляли таким же способом, как получение композиции 2b, с использованием 1,3-бис(гидроксиметил)мочевины (коммерчески доступный продукт, изготовитель Wako Pure Chemical Industries, Ltd., реагент) в порошкообразной форме в количестве, указанном в таблице 8, метилдиэтаноламина и дистиллированной воды.
[0115] Испытание стабильности при хранении осуществляли таким же способом, как описано выше. Однако испытание по прошествии трех месяцев не осуществляли.
[0116]
<b>Таблица 6</b>
<b>Примеры</b>
<b>Сравнительные примеры</b>
<b>Композиция 2А</b>
<b>Композиция 2В</b>
<b>Композиция 2С</b>
<b>Композиция 2D</b>
<b>Композиция 2E</b>
<b>Композиция 2a</b>
<b>Композиция 2b</b>
<b>Композиция 2с</b>
<b>Композиция 2d</b>
Композиция
Содержание соединения 3 в конденсированном продукте (% масс.)
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
Содержание другого конденсированного продукта в жидкой композиции (% масс.)
7,0
7,0
7,0
7,0
7,0
7,0
7,0
7,0
7,0
Общее количество конденсированного продукта в жидкой композиции (% масс.)
13,0
13,0
13,0
13,0
13,0
13,0
13,0
13,0
13,0
Содержание соединения 3 в конденсированном продукте (% масс.)
46,4
46,4
46,4
46,4
46,4
46,4
46,4
46,4
46,4
Контролирующий pH агент, такой как алканоламин
Тип
MDEA
MDEA
TEA
DEA
MBA
MDEA
<i>-</i>
Уксусная кислота
NaOH
Содержание в жидкой композиции (% масс.)
0,1
0,5
0,1
0,1
0,1
0,01
-
0,05
0,01
Вода (% масс.)
87,0
87,0
87,0
87,0
87,0
87,0
86,5
87,0
87,0
Массовое отношение алканоламин/соединение 3
0,02
0,08
0,02
0,02
0,02
0,002
-
-
-
рН
10,8
11,3
10,3
10,9
11,2
9,1
7,4
5,2
12,2
Стабильность при хранении (40°С)
Через 1 день
A
A
A
A
A
A
A
C
A
Через 1 неделю
A
A
A
A
A
A
B
C
A
Через 1 месяц
A
A
A
A
B
C
C
C
C
[0117] MDEA: N-метилдиэтаноламин, изготовитель Nippon Nyukazai Co., Ltd., аминоспирт MDA
TEA: триэтаноламин, изготовитель Wako Pure Chemical Industries, Ltd., реагент
DEA: диэтаноламин, изготовитель Wako Pure Chemical Industries, Ltd., реагент
MEA: моноэтаноламин, изготовитель Wako Pure Chemical Industries, Ltd., реагент
Уксусная кислота: изготовитель Wako Pure Chemical Industries, Ltd., реагент
NaOH: гидроксид натрия, изготовитель Wako Pure Chemical Industries, Ltd., реагент
[0118]
<b>Таблица 7</b>
<b>Примеры</b>
<b>Композиция 2F</b>
<b>Композиция 2G</b>
<b>Композиция 2H</b>
<b>Композиция 2I</b>
<b>Композиция 2J</b>
<b>Композиция 2K</b>
Композиция
Содержание соединения 3 в жидкой композиции (% масс.)
3,0
3,2
3,7
3,2
6,4
7,3
Содержание другого конденсированного продукта в жидкой композиции (% масс.)
8,6
7,3
4,1
3,2
5,2
4,8
Общее количество конденсированного продукта в жидкой композиции (% масс.)
11,6
10,5
7,8
,6,4
11,6
12,1
Содержание соединения 3 в конденсированном продукте (% масс.)
26,0
30,3
47,0
50,2
55,5
59,8
Контролирующий pH агент, такой как алканоламин
Тип
MDBA
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
Содержание в жидкой композиции (% масс.)
0,5
0,5
0,5
0,6
0,5
0,5
Вода (% масс.)
87,2
87,1
87,0
86,7
87,0
86,9
Массовое отношение алканоламин/соединение 3
0,17
0,16
0,14
0,19
0,08
0,07
рН
11,1
10,5
10,6
11,0
11,0
11,1
Стабильность при хранении (40°С)
Через 1 день
A
A
A
A
A
A
Через 1 неделю
A
A
A
A
A'
A
Через 1 месяц
B
A
A
A
A
A
[0119] MDEA: N-метилдиэтаноламин, изготовитель Nippon Nyukazai Co., Ltd., аминоспирт MDA
[0120]
<b>Таблица 8</b>
<b>Примеры</b>
<b>Сравнительные примеры</b>
<b>Композиция 2L</b>
<b>Композиция 2M</b>
<b>Композиция 2N</b>
<b>Композиция 2O</b>
<b>Композиция 2P</b>
<b>Композиция 2Q</b>
<b>Композиция 2R</b>
<b>Композиция 2f</b>
Композиция
Содержание соединения 3 в жидкой композиции (% масс.)
1,4
2,8
6,0
5,6
5,6
5,6
5,6
5,6
Содержание другого конденсированного продукта в жидкой композиции (% масс.)
1,6
3,2
7,0
6,4
6,4
6,4
6,4
6,4
Общее содержание конденсированного продукта в жидкой композиции (% масс.)
3,0
6,0
13,0
12,0
12,0
12,0
12,0
12,0
Содержание соединения 3 в конденсированном продукте (% масс.)
46,4
46,4
46,4
46,4
46,4
46,4
46,4
46,4
Контролирующий pH агент, такой как алканоламин
Тип
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
MDEA
Содержание в жидкой композиции (% масс.)
6,0
6,0
0,6
3,0
6,0
12,0
15,0
24,0
Вода (% масс.)
91,0
88,0
86,4
85,0
82,0
76,0
73,0
64,0
Массовое отношение алканоламин/соединение 3
4,29
2,14
0,10
0,55
1,07
2,14
2,68
4,29
рН
11,2
11,2
10,8
11,1
11,2
11,3
11,3
11,1
Стабильность при хранении (40°С)
Через 1 день
A
A
A
A
A
A
A
B
Через 1 неделю
B
A
A
A
A
A
A
B
Через 1 месяц
B
A
A
A
A
B
B
C
[0121] MDEA: N-метилдиэтаноламин, изготовитель Nippon Nyukazai Co., Ltd., аминоспирт MDA
[0122] Из таблиц 6-8 можно видеть, что, когда содержится алканоламин, содержание воды в конденсированном продукте составляет 70% масс. или больше, и pH составляет 9,5 или выше и 12,5 или ниже, получают отличную стабильность при хранении.