JP2002535381A - カルバジン酸メチルの製法 - Google Patents

カルバジン酸メチルの製法

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    • C07C281/02Compounds containing any of the groups, e.g. carbazates

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Abstract

(57)【要約】 特に低い変色への傾向を有する特に純度が高いカルバジン酸メチルが、ヒドラジンおよび炭酸ジメチルから、この二種の反応物の第1溶媒への−20〜+30℃における同時添加、溶媒および低沸点成分の減圧下の蒸留による除去、かつ得られた粗カルバジン酸メチルへの第2溶媒の添加および該溶媒の蒸留による除去、または該粗カルバジン酸メチルに不活性ガスを通すことによって得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明はヒドラジンと炭酸ジメチルとの反応によるカルバジン酸メチルの特に
有利な製造方法に関する。
【0002】 カルバジン酸メチルは、ヒドラジノカルボン酸メチルとしても知られ、有機化
学における多用途の合成単位であり、例えば、ヒドラジンの転移またはカルボニ
ルの保護基としての機能を持つ(例えば、Technical Informa
tion「Methyl Carbazate」バイエル社発行AG4.97、
および同書に引用された文献参照)。
【0003】 ヒドラジン水和物および炭酸ジメチルからのカルバジン酸メチルの合成は公知
である(O.Diels,Ber.1915,2183〜2195参照)。この
全体の反応式を式(1)に示す。
【0004】
【化1】
【0005】 この方法は成分を一つずつ混和してゆき、強い自己加温によって反応が進むに
まかせることにより実施される。次に揮発性成分が40mbar、浴温70℃で
蒸留することによって除去される。
【0006】 DE第285800号には非常に類似したカルバジン酸メチルの製造方法が記
述されている。
【0007】 EP−A−第0103400号には、炭酸ジメチルを若干過剰に使用し、成分
を同様に一つずつ混和する方法が記述されている。反応はまず50℃で、後に2
5℃で実施される。水およびメタノールの蒸留による除去は、40mbarで蒸
留することにより実施される。
【0008】 最後に、DE第3443820号には、まず炭酸ジメチルを導入し、そしてヒ
ドラジン水和物を非常に速やかに計量装入することによる、カルバジン酸メチル
の製造が記述されている。この添加の間に反応物は著しく発熱する。続いて揮発
性成分が減圧下除かれる。
【0009】 もしカルバジン酸メチルの合成がDiels、DE第285800号、または
EP−A−第0103400号に従って工業的規模で行われるならば、いずれの
場合においても製品は常に、望まれない式(I)および(II)の成分によって
、約3重量%程度まで汚染されたものが得られる。
【0010】
【化2】
【0011】 DE第3443820号に記述された方法においては、製品中の望まれない式
(I)の成分が特に著しく多くなる結果となり、例えば4重量%までの量に達す
る。
【0012】 さらに、上記すべての方法においては、得られたカルバジン酸メチルが2、3
日後には赤みを帯びた色となる。カルバジン酸メチルは、変色した製品が望まれ
ない医薬品製造用に用いられるため、これは不利である。
【0013】 さらに上記すべての方法によって製造されるカルバジン酸メチルは、約100
〜500ppmの残留含量の発ガン性のヒドラジンおよび通常1重量%より大き
な残留含量の水を含む。これらの残留含量は用いられている蒸留後処理において
はそれ以上減少させることが不可能である。特に問題となるのはヒドラジンの高
い残留含量であり、このような物質を取り扱う際には特別な職業衛生上の努力が
要求される。
【0014】 従って、望まれない式(I)および(II)の成分、および残留ヒドラジンお
よび残留水分の含有量が低く、さらに公知の方法で製造されたカルバジン酸メチ
ルよりも変色への傾向が低い製品を製造するカルバジン酸メチルの製造方法への
需要がなお存在する。
【0015】 最初に導入した第1溶媒中へ、−20〜+30℃でヒドラジンおよび炭酸ジメ
チルを同時に計量装入し、次いで溶媒および低沸点成分を減圧下留去し、そして
、第2の溶媒を残存している粗カルバジン酸メチルに加え次いで溶媒を減圧下留
去するか、または残存している粗カルバジン酸メチルにガスを通すことを特徴と
する、ヒドラジンおよび炭酸ジメチルからカルバジン酸メチルを製造するための
方法が今回発見された。
【0016】 本発明による方法においては、ヒドラジンおよび炭酸ジメチルを、例えば、0
.9〜1.1:1のモル比率で用いることができる。この比率は好ましくは0.
95〜1.05:1、特に1:1である。
【0017】 ヒドラジンは、例えば、純粋な形または水との混合物として用いることができ
る。このようなヒドラジン/水混合物は、例えば、10〜85重量%のヒドラジ
ンを含んでもよい。特に適当なものはいわゆるヒドラジン水和物(64重量%の
ヒドラジンを含む)である。
【0018】 炭酸ジメチルは市販されている形で用いることができる。
【0019】 ヒドラジンおよび炭酸ジメチルの同時計量装入は好ましくは0〜20℃、特に
+5〜+10℃で行われる。この用語「同時計量装入」は、時間単位あたり厳密
に等しいモル量の2種の反応物を計量装入することだけではなく、一方の反応物
を(他方の反応物を基準として)時間単位あたり20%を越えない、好ましくは
5%を越えないモル過剰量で計量装入する作業法を意味すると解釈される。
【0020】 第1溶媒としては、例えば、水または有機溶媒が適当であり、ここで有機溶媒
は、例えば、1〜20炭素原子を有する直鎖状、分岐状、または環状の、置換ま
たは非置換脂肪族化合物、あるいは6〜10炭素原子を有する、置換または非置
換芳香族化合物であることができる。これらの脂肪族および芳香族化合物のため
の適当な置換基は、例えば、ハロゲン原子、特に塩素原子、水酸基、式X−R3
の基であって式中X=酸素または硫黄であり、かつR3=水素、または直鎖状も
しくは分岐状のC1〜C4アルキルであるもの、式COOR3の基であって、式中
3が上記の定義によるもの、及び/又は式NR34の基であって、式中R3が上
記の定義によるものであり、かつR4が、R3とは独立に、R3の定義によるもの
である。複数の同一のまたは異なるこの種の置換基が、例えば1分子あたり4個
まで存在することもまた可能である。また第1の溶媒として適当なものはヒドラ
ジンおよび炭酸ジメチルであり、この2種の反応物の一方のモル過剰度が上述の
限度以内である場合である。該諸溶媒の任意の望まれる混合物を用いることもま
た可能である。第1の溶媒は好ましくは1〜8炭素原子を有する直鎖状および分
岐状脂肪族アルコールである。
【0021】 計量装入の終了後、もし望まれるならば、例えば+30〜+60℃、特に+4
0〜+55℃で、30〜300分間反応混合物を攪拌する、後反応時間を維持し
てもよい。
【0022】 計量装入後かつ後反応を行った場合はその時間維持の終了後、用いられた溶媒
および低沸点成分、本質的には生成したメタノール、ヒドラジンと共に導入され
た水分、およびヒドラジンまたは炭酸ジメチルの過剰分は、減圧下留去される。
ここで圧力は、例えば、0.1〜30まで低下させることが可能である。2〜2
0mbarまで、特に5〜10mbarまでの減圧が好ましい。
【0023】 この蒸留は、もし望むならば、2段階で実施してもよく、蒸留で得られた第1
の溶媒は、次バッチ用に全面的にまたは部分的に再使用することができる。
【0024】 このようにして得られた蒸留残留物は粗カルバジン酸メチルである。これは続
いてさらに精製され、それには二つの異なった方法を用いることが可能である。
【0025】 方法A:例えば、第1溶媒について上述されたような有機溶媒でありうる、第
2溶媒を粗カルバジン酸メチルに加えることができる。第2の溶媒は好ましくは
、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびクロロベンゼンのような、非置換および
置換芳香族化合物である。第2の溶媒は次いで、第1の溶媒についての蒸留で記
述したような圧力下留去する。
【0026】 方法B:粗カルバジン酸メチルにガスを通す。適当なガスは、例えば、窒素,
空気,酸素または希ガスである。粗カルバジン酸メチルはこの場合、それが液状
でありかつまだ過剰に高い蒸気圧を有するに至らない温度、例えば75〜120
℃に保つのが有利である。
【0027】 本発明による方法の実施の後、得られる残留物は、従来知られた方法によって
得られるカルバジン酸メチルと比較して、著しくより少量の望まれない式(I)
および(II)の成分、著しくより少量のヒドラジンおよび著しくより少量の水
分を含み、かつさらに著しくより低い変色への傾向を有するカルバジン酸メチル
である。反応物の計量装入における変更,初期反応温度の引下げ、およびこれに
続く物理的方法のみに基く精製は、原理的にはすでに実施されているが、上記の
利益への期待を起させなかったことからみて、これらの利益が達成されるのはき
わめて驚くべきことである。
【0028】
【実施例】
特記しない場合、パーセントは重量%である。実施例1 まず2800gのメタノールを導入し+5℃に冷却した。次いで7560gの
炭酸ジメチルおよび4200gのヒドラジン水和物を10時間にわたって厳密に
同時に計量装入し、この間温度を+5〜+10℃に保った。次に混合物を50℃
に加温し、この温度を1時間維持した。続いてまずこの温度で圧力を140mb
arまで下げて、5124gの本質的にメタノールおよび炭酸ジメチルを含む混
合物を留去し、次いで80℃で圧力を8mbarまで下げて、メタノール,水,
および残余のヒドラジンを含む2115gの混合物を留去した。次に容器を窒素
で曝気し、そして1823gのトルエンを加え、次いでこれを80℃で圧力を8
mbarまで下げて蒸留し、トルエン,水,ヒドラジン、および炭酸ジメチルを
含む2561gの混合物の形で留去した。蒸留管曲部に析出した昇華物は75℃
で融解して反応器へ逆流させた。
【0029】 98.2%の純度を有する6583gのカルバジン酸メチルを反応器中に得た
。望まれない式(I)の成分は1.2%の量で、望まれない式(II)の成分は
0.5%の量で存在した。生成物は0.1%の水分および55ppmのヒドラジ
ンを含んだ。実施例2 実施例1に従って製造したカルバジン酸メチルの試料、およびDE第3443
820号に従って製造したカルバジン酸メチルの試料を、+20℃で、かつ暗所
に1ヶ月間貯蔵した後に起きた変色に関して分析した。5%濃度の水溶液の透過
度およびハーゼン色数をDIN55945に従って測定した。結果を次表に示す
【0030】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 クラウゼナー,アレクサンダー ドイツ・デー−50259プルハイム・シフゲ スベーク18 (72)発明者 ゼルナー,ロベルト ドイツ・デー−51373レーフエルクーゼ ン・カール−ルンプフ−シユトラーセ37 Fターム(参考) 4H006 AA02 AB84 AC59 AD11 AD18 BB10 BB11 BB12 BB14 BB31 BC10 BC19 BC31 BC51 BD20 BD60 BE27

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 最初に導入した第1溶媒中へ、−20〜+30℃でヒドラジ
    ンおよび炭酸ジメチルを同時に計量装入し、次いで溶媒および低沸点成分を減圧
    下留去し、そして次に、第2の溶媒を残存している粗カルバジン酸メチルに加え
    次いでこの溶媒を減圧下留去するか、または残存している粗カルバジン酸メチル
    にガスを通すことを特徴とする、ヒドラジンおよび炭酸ジメチルからのカルバジ
    ン酸メチルの製造方法。
  2. 【請求項2】 ヒドラジンおよび炭酸ジメチルが0.9〜1.1:1のモル
    比で用いられることを特徴とする、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 用いられる第1溶媒が水または有機溶媒であり、その有機溶
    媒が、1〜20炭素原子を有する直鎖状、分岐状、または環状の、非置換または
    置換脂肪族化合物、6〜10炭素原子を有する非置換または置換芳香族化合物、
    ヒドラジンまたは炭酸ジメチルであり、最後の二者は請求項5で言及される量的
    制限以内であることを特徴とする、請求項1または2記載の方法。
  4. 【請求項4】 用いられる第1溶媒が、1〜8炭素原子を有する直鎖状また
    は分岐状脂肪族アルコールであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに
    記載の方法。
  5. 【請求項5】 同時計量装入が、一方の反応物が(他方の反応物を基準とし
    て)時間単位あたり20%モル過剰を越えずに計量装入されるように実施される
    ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項6】 計量装入後、+30〜+60℃で30〜300分間攪拌を行
    う後反応時間が維持されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の
    方法。
  7. 【請求項7】 用いられる第2溶媒が、1〜20炭素原子を有する直鎖状,
    分岐状,または環状の、非置換または置換脂肪族化合物、6〜10炭素原子を有
    する非置換または置換芳香族化合物、ヒドラジンまたは炭酸ジメチルである有機
    溶媒であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項8】 蒸留が0.1〜30mbarへ減圧して実施されることを特
    徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項9】 用いられる第2溶媒がベンゼン,トルエン,キシレン,また
    はクロロベンゼンであることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の方
    法。
  10. 【請求項10】 窒素、空気、酸素、または希ガスを75〜120℃で粗カ
    ルバジン酸メチルに通すことを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の方
    法。
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