JP2003055330A - ３−アミノプロピオニトリルの安定化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３−アミノプロピオニトリルの安定性を向上
させ、工業的な使用を容易にする。 【解決手段】 ３−アミノプロピオニトリルを硫酸と反
応させて、ｐＨを８．０以下にし、３−アミノプロピオ
ニトリル硫酸塩を生成させる。得られる３−アミノプロ
ピオニトリル硫酸塩を水溶液の状態で、もしくはメタノ
ールを添加して結晶を析出させ、結晶の状態で保存す
る。本発明によって、特別な装置や操作を必要とせず、
有用性の高い３−アミノプロピオニトリルの貯蔵や取り
扱いが容易となり、工業的な使用が容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医薬、農薬等の合
成中間体として有用な化合物である３−アミノプロピオ
ニトリルの安定化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】３−アミノプロピオニトリルは医薬、農
薬等の合成中間体として有用な化合物である。例えば、
Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ｃｏｌｌｅｃｔ
ｉｖｅＶｏｌｕｍｅ Ｖｏｌ． III （１９５５）
Ｐ．３４ によれば、水酸化バリウム水溶液中に３−ア
ミノプロピオニトリルを滴下し、加熱条件下で二酸化炭
素と水を作用させることにより、工業的に有用な化合物
である、β−アラニンを合成できることが記載されてい
る。

【０００３】また、ＷＯ／００／１８７５４号公報によ
れば、含フッ素ベンゾピランカルボン酸化合物を、３−
アミノプロピオニトリルによって酸アミド化すること
で、有用な合成中間体が得られることが記載されてい
る。

【０００４】これら公知の文献においては、３−アミノ
プロピオニトリルの保存方法に関する記述はない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】Ｔｈｅ Ｍｅｒｃｋ
Ｉｎｄｅｘ Ｔｗｅｌｖｅｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ、 Ｐ
ａｇｅ ８２によれば、３−アミノプロピオニトリルは
常温で液体であるが、徐々に分解し、特に空気と接触す
ると急速に重合を起こす場合がある。このような保存中
の品質劣化を回避するために、３−アミノプロピオニト
リルは密栓の上、冷蔵庫中に貯蔵することが一般的であ
る。そのため、有用性が高い化合物であるにもかかわら
ず、貯蔵、輸送が困難であり、工業原料として大量に使
用し難いという問題点があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために３−アミノプロピオニトリルの安定化
方法につき、鋭意、検討を行った結果、３−アミノプロ
ピオニトリルを硫酸と混合し、硫酸塩に変換するという
操作によって、ごく簡便に、その保存安定性が飛躍的に
向上することを見いだし、本発明を完成した。

【０００７】すなわち、本発明は、３−アミノプロピオ
ニトリルに硫酸を添加してｐＨを８．０以下にし、式
［１］で表される３−アミノプロピオニトリル・１／２
硫酸塩の水溶液とすることを特徴とする、３−アミノプ
ロピオニトリルの安定化方法、ならびに、この水溶液に
さらにアルコール類を添加することにより３−アミノプ
ロピオニトリル・１／２硫酸塩の結晶を析出させること
を特徴とする、３−アミノプロピオニトリルの安定化方
法である。

【０００８】以下、本発明につき、詳細に説明する。

【０００９】本発明は、３−アミノプロピオニトリルと
硫酸とを、水溶液中にて反応させ、硫酸塩を形成するこ
とによってなるものである。

【００１０】硫酸は、３−アミノプロピオニトリルと定
量的に反応すると式［１］で表される３−アミノプロピ
オニトリル・１／２硫酸塩を形成する。式［１］は下記
の式［２］で表記することもできる。

【００１１】

【化２】

【００１２】また、これら以外の表記法もあり得る。こ
の化合物は水溶液中でも安定であるが、この水溶液にメ
タノール等のアルコール類を添加すると、高純度の３−
アミノプロピオニトリル・１／２硫酸塩を安定な白色結
晶として単離できることを、本発明者らは見いだした。
この３−アミノプロピオニトリル・１／２硫酸塩は少な
くとも１６０℃まで分解せず、常温では長期間保存して
も変質のない、安定性の高い化合物であることが見いだ
された。

【００１３】本発明における、３−アミノプロピオニト
リル・１／２硫酸塩は、式［１］または式［２］で示さ
れる無溶媒の結晶であってもよいが、水などの溶媒を含
む溶媒和した結晶であっても、また溶媒に溶解して溶液
となっていてもかまわない。

【００１４】反応温度に特に制限はないが、３−アミノ
プロピオニトリルが安定性の低い化合物であることを考
えると１００℃を超えないことが好ましい。３−アミノ
プロピオニトリルと硫酸とを一時に混合することもでき
るが、３−アミノプロピオニトリルまたは硫酸の一方を
反応器に予め投入した後、もう一方を逐次的あるいは連
続的に導入すると、反応温度の上昇を抑えやすく、好ま
しい。

【００１５】硫酸は理論量以上、必要である。すなわち
３−アミノプロピオニトリル１モルに対し、硫酸は０．
５モル以上、必要となる。理論量より硫酸の添加量が少
ないと、３−アミノプロピオニトリルが完全に塩に変換
されず、３−アミノプロピオニトリルが残存するため、
十分な安定化効果が得られず好ましくない。硫酸の添加
量には特に上限はなく、大過剰の硫酸を加えても同様の
安定化効果は得られるが、あまり過剰の硫酸を添加する
と、経済的に不利であるので、好ましくない。具体的に
は、上記、理論量に対して小過剰量（１から２倍の範
囲）の硫酸を添加することが経済的な観点から好まし
い。

【００１６】実際の反応工程中においては、必要十分な
硫酸を添加するための方法として、溶液のｐＨを測定す
る方法も簡便で好ましい。本発明者らは、３−アミノプ
ロピオニトリルに対し、硫酸を上記理論量以上添加する
と溶液のｐＨが８．０以下になることを知り、ｐＨが
８．０以下であれば系は着色、変質しにくく、高い安定
性が維持されることを確認した。すなわち３−アミノプ
ロピオニトリルおよび硫酸の適切な量を、秤量した上で
混合する代わりに、溶液のｐＨが８．０以下となるよう
に、３−アミノプロピオニトリルと硫酸を混合しても良
い。

【００１７】また、得られた３−アミノプロピオニトリ
ル・１／２硫酸塩の水溶液にアルコール類を添加するこ
とにより、３−アミノプロピオニトリル・１／２硫酸塩
を高純度の結晶として単離することができる。アルコー
ルの種類に特に制限はないが、メタノール、エタノール
など、汎用のアルコールを用いればよい。使用すべきア
ルコールの量に特に制限はなく、上記水溶液の濃度、ｐ
Ｈによって異なるが、十分な結晶の析出が認められるま
でアルコールを添加することが必要である。

【００１８】また、このようにして得られた３−アミノ
プロピオニトリル・１／２硫酸塩に塩基を添加してｐＨ
を高めれば、容易に３−アミノプロピオニトリルを再生
することができる。塩基の種類に特に制限はないが、例
えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カル
シウム、炭酸ナトリウム、トリエチルアミンなど、汎用
の塩基を用いればよい。塩基の添加の仕方に、特に制限
はないが、例えば、３−アミノプロピオニトリル・１／
２硫酸塩を予め反応器に投入したあと、塩基を連続的ま
たは逐次的に投入すると反応温度を抑制しやすく、好ま
しい。反応温度にも特に制限はないが、３−アミノプロ
ピオニトリルが安定性の低い化合物であることを考える
と、１００℃を超えないことが望ましい。

【００１９】以下に、本発明を実施例をもって詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されな
い。

【００２０】

【実施例】「実施例１」滴下ロ−ト及び温度計を備えた
２００ｍｌ三口フラスコに３０％硫酸５７ｇ（０．１７
４ｍｏｌ）を入れ、撹拌しながら１５〜２５℃の温度を
保つように３−アミノプロピオニトリル２０ｇ（０．２
８６ｍｏｌ）を滴下した。滴下終了後、２０〜２５℃で
３０分間撹拌した後、メタノ−ル１００ｍｌを加えた。
析出した白色の固体を桐山ロ−トで吸引濾過し、少量の
メタノ−ルで洗浄した後、減圧乾燥して白色の結晶性固
体の３−アミノプロピオニトリル・１／２硫酸塩２３．
６ｇ（０．１９８ｍｏｌ）を得た。 １Ｈ−ＮＭＲ（基準物質：ＴＭＳ、溶媒：Ｄ₂Ｏ） σ
（ｐｐｍ）：２．８１（ｔ，Ｊ＝６．８Ｈｚ，２Ｈ）、
３．２１（ｔ，Ｊ＝６．８Ｈｚ，２Ｈ）。

【００２１】得られた３−アミノプロピオニトリル・１
／２硫酸塩７．１ｍｇを示差走査熱量測定（ＤＳＣ）用
アルミニウム製容器に充填し、窒素雰囲気下、示差走査
熱量測定（ＤＳＣ）を実施した。７５℃から３３０℃に
かけて、５［℃／分］の速度で昇温を行い、図１に示す
結果を得た。図１において、横軸が摂氏温度、縦軸が試
料の発生する熱量を表し上側が発熱、下側が吸熱であ
る。

【００２２】また得られた３−アミノプロピオニトリル
・１／２硫酸塩９．５ｍｇを差動型示差熱天秤（Ｔｇ−
ＤＴＡ）用アルミニウム製容器に充填し、窒素雰囲気
下、差動型示差熱天秤測定（Ｔｇ−ＤＴＡ）を実施し
た。５０℃から３００℃にかけて、５［℃／分］の速度
で昇温を行い、図２に示す結果を得た。図２において、
横軸は摂氏温度を示す。図中、ＴＧと表される曲線は、
温度上昇に伴う、試料重量の相対的な変化を表し、上側
が重量大、下側が重量小を意味する。図中、ＤＴＡと示
される曲線は、温度上昇に伴い、試料が発生する熱量を
表し上側が発熱、下側が吸熱を意味する。

【００２３】図１及び図２の結果から、本発明の３−ア
ミノプロピオニトリル・１／２硫酸塩は２００℃以下の
温度領域では有意な発熱を起こすことがなく、かつ１６
０℃以下の温度領域では重量減少が認められない。これ
らの結果を総合すると、３−アミノプロピオニトリル・
１／２硫酸塩は少なくとも１６０℃まで安定な化合物で
あると結論される。

【００２４】「実施例２」滴下ロ−ト及び温度計を備え
た５０ｍｌ三口フラスコに３−アミノプロピオニトリル
１０ｇ、水２０ｍｌを入れ、撹拌しながら１５〜２５℃
で９８％硫酸を滴下し、任意のｐＨに調整した後、これ
をガラス製サンプルビンに移し密栓した。室温で４週間
放置し、外観を調査した。結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】以上の結果より、３−アミノプロピオニト
リル−硫酸水溶液は、ｐＨ８．５以上で変質するのに対
し、ｐＨ８．０以下であれば変質しないことが分かる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の方法は、有用性の高い３−アミ
ノプロピオニトリルを硫酸と混合する操作によって、保
存安定性が飛躍的に向上した３−アミノプロピオニトリ
ル・１／２硫酸塩を提供する。このことにより、３−ア
ミノプロピオニトリルが常温で長期の保存に耐える程度
に安定化し、３−アミノプロピオニトリルの工業的な使
用を容易にするという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、実施例１によって得られた３−アミノ
プロピオニトリル・１／２硫酸塩の差動型示差熱天秤
（ＤＳＣ）の測定結果を表すグラフである。

【図２】図２は、実施例１によって得られた３−アミノ
プロピオニトリル・１／２硫酸塩の差動型示差熱天秤
（Ｔｇ−ＤＴＡ）の測定結果を表すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井伊 斉昭 埼玉県川越市今福中台2805番地 セントラ ル硝子株式会社化学研究所内 Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AB84 AD15 AD40 BC17 BE03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 式［１］で表される３−アミノプロピオ
   ニトリル・１／２硫酸塩。 【化１】
2. 【請求項２】３−アミノプロピオニトリルに硫酸を添加
   してｐＨを８．０以下にし、式［１］の３−アミノプロ
   ピオニトリル・１／２硫酸塩の水溶液とすることを特徴
   とする、３−アミノプロピオニトリルの安定化方法。
3. 【請求項３】３−アミノプロピオニトリルに硫酸を添加
   してｐＨを８．０以下にし、式［１］の３−アミノプロ
   ピオニトリル・１／２硫酸塩の水溶液とした後、さらに
   アルコール類を添加することにより３−アミノプロピオ
   ニトリル・１／２硫酸塩塩の結晶を析出させることを特
   徴とする、３−アミノプロピオニトリルの安定化方法。