JP2013124236A - ハロゲン化アルキルアミンのハロゲン化水素酸塩の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハロゲン化アルキルアミンのハロゲン化水素酸塩の製造方法に関する。
ハロゲン化アルキルアミンは、例えばタイヤ用添加剤の中間体として有用である。
特許文献1には、塩化チオニルと3−アミノ−1−プロパノールとを反応させて3−クロロプロピルアミン塩酸塩を製造する方法が記載されている。
特許文献1には、塩化チオニルと3−アミノ−1−プロパノールとを反応させて3−クロロプロピルアミン塩酸塩を製造する方法が記載されている。
従来の製造方法では、得られるハロゲン化アルキルアミン塩酸塩の収率が必ずしも満足できるものではない場合があった。
本発明は、以下の発明を含む。
[1] 式(1)で表される化合物とハロゲン化水素とを反応させることを特徴とする式(2)で表される化合物のハロゲン化水素酸塩の製造方法。
(式(1)中、R1は、炭素数1〜8のアルコキシ基を表す。
R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表すか、或いは、R2とR3とが互いに結合して、それらが結合している窒素原子とともに環を形成する。
mは、2〜9の整数を表す。)
(式(2)中、X1は、ハロゲン原子を表す。
R2、R3及びmは、上記と同じ意味を表す。)
[1] 式(1)で表される化合物とハロゲン化水素とを反応させることを特徴とする式(2)で表される化合物のハロゲン化水素酸塩の製造方法。
(式(1)中、R1は、炭素数1〜8のアルコキシ基を表す。
R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表すか、或いは、R2とR3とが互いに結合して、それらが結合している窒素原子とともに環を形成する。
mは、2〜9の整数を表す。)
(式(2)中、X1は、ハロゲン原子を表す。
R2、R3及びmは、上記と同じ意味を表す。)
[2] 式(1)で表される化合物とハロゲン化水素とを、100〜130℃で反応させることを特徴とする[1]記載の製造方法。
[3] 式(1)で表される化合物とハロゲン化水素とを、有機溶媒の非存在下で反応させることを特徴とする[1]又は[2]記載の製造方法。
[4] mが3であることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかの項記載の製造方法。
[5] 式(1)で表される化合物とハロゲン化水素とを反応させ、得られた式(2)で表される化合物のハロゲン化水素酸塩とチオ硫酸の金属塩とを反応させることを特徴とする式(3)で表される化合物の製造方法。
(式(1)中、R1は、炭素数1〜8のアルコキシ基を表す。
R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表すか、或いは、R2とR3とが互いに結合して、それらが結合している窒素原子とともに環を形成する。
mは、2〜9の整数を表す。)
(式(2)中、X1は、ハロゲン原子を表す。
R2、R3及びmは、上記と同じ意味を表す。)
(式(3)中、Mn+は、H+又はn価の金属イオンを表す。
nは、1又は2の整数を表す。
R2、R3及びmは、上記と同じ意味を表す。)
(式(1)中、R1は、炭素数1〜8のアルコキシ基を表す。
R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表すか、或いは、R2とR3とが互いに結合して、それらが結合している窒素原子とともに環を形成する。
mは、2〜9の整数を表す。)
(式(2)中、X1は、ハロゲン原子を表す。
R2、R3及びmは、上記と同じ意味を表す。)
(式(3)中、Mn+は、H+又はn価の金属イオンを表す。
nは、1又は2の整数を表す。
R2、R3及びmは、上記と同じ意味を表す。)
本発明によれば、高い収率でハロゲン化アルキルアミンのハロゲン化水素酸塩を製造することができる。
<式(1)で表される化合物(以下、「化合物(1)」という場合がある。)>
R1における炭素数1〜8のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec−ブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基等が挙げられる。R1としては、メトキシ基が好ましい。
R2及びR3における炭素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ヘプチル基、ヘキシル基が挙げられる。
R2とR3とが互いに結合して、それらが結合している窒素原子とともに環を形成している場合、R2とR3とが互いに結合して形成するポリメチレン基としては、エチレン基(ジメチレン基)、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。R2及びR3としては、水素原子が好ましい。
R1における炭素数1〜8のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec−ブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基等が挙げられる。R1としては、メトキシ基が好ましい。
R2及びR3における炭素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ヘプチル基、ヘキシル基が挙げられる。
R2とR3とが互いに結合して、それらが結合している窒素原子とともに環を形成している場合、R2とR3とが互いに結合して形成するポリメチレン基としては、エチレン基(ジメチレン基)、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。R2及びR3としては、水素原子が好ましい。
化合物(1)としては、例えば2−メトキシエチルアミン、3−メトキシプロピルアミン、4−メトキシブチルアミン、5−メトキシペンチルアミン、6−メトキシヘキシルアミン、7−メトキシヘプチルアミン、8−メトキシオクチルアミン、9−メトキシノニルアミン、N−メチル−3−メトキシプロピルアミン、N−エチル−3−メトキシプロピルアミン、N−n−プロピル−3−メトキシプロピルアミン、N−イソプロピル−3−メトキシプロピルアミン、N,N−ジメチル−3−メトキシプロピルアミン、N−エチル−N−メチル−3−メトキシプロピルアミン、(3−メトキシプロピル)ピペリジン、2−エトキシエチルアミン、3−エトキシプロピルアミン、4−エトキシブチルアミン、5−エトキシペンチルアミン、6−エトキシヘキシルアミン、7−エトキシヘプチルアミン、8−エトキシオクチルアミン、9−エトキシノニルアミン、N−メチル−3−エトキシプロピルアミン、N−エチル−3−エトキシプロピルアミン、N−n−プロピル−3−エトキシプロピルアミン、N−イソプロピル−3−エトキシプロピルアミン、N,N−ジメチル−3−エトキシプロピルアミン、N−エチル−N−メチル−3−エトキシプロピルアミン、(3−エトキシプロピル)ピペリジン、2−n−プロピルオキシエチルアミン、3−n−プロピルオキシプロピルアミン、4−n−プロピルオキシブチルアミン、5−n−プロピルオキシペンチルアミン、6−プロピルオキシヘキシルアミン、7−プロピルオキシヘプチルアミン、8−プロピルオキシオクチルアミン、9−プロピルオキシノニルアミン、N−メチル−3−n−プロピルオキシプロピルアミン、N−エチル−3−n−プロピルオキシプロピルアミン、N−n−プロピル−3−n−プロピルオキシプロピルアミン、N−イソプロピル−3−n−プロピルオキシプロピルアミン、N,N−ジメチル−3−n−プロピルオキシプロピルアミン、N−エチル−N−メチル−3−n−プロピルオキシプロピルアミン、(3−n−プロピルオキシプロピル)ピペリジン、2−イソプロピルオキシエチルアミン、3−イソプロピルオキシプロピルアミン、4−イソプロピルオキシブチルアミン、5−イソプロピルオキシペンチルアミン、6−イソプロピルオキシヘキシルアミン、7−イソプロピルオキシヘプチルアミン、8−イソプロピルオキシオクチルアミン、9−イソプロピルオキシノニルアミン、N−メチル−3−イソプロピルオキシプロピルアミン、N−エチル−3−イソプロピルオキシプロピルアミン、N−n-プロピル−3−イソプロピルオキシプロピルアミン、N−イソプロピル−3−イソプロピルオキシプロピルアミン、N,N−ジメチル−3−イソプロピルオキシプロピルアミン、N−エチル−N−メチル−3−イソプロピルオキシプロピルアミン、(3−イソプロピルオキシプロピル)ピペリジン、3−n−ブチルオキシプロピルアミン、N−メチル−3−n−ブチルオキシプロピルアミン、N−エチル−3−n−ブチルオキシプロピルアミン、N−n−プロピル−3−n−ブチルオキシプロピルアミン、N−イソプロピル−3−n−ブチルオキシプロピルアミン、N,N−ジメチル−3−n−ブチルオキシプロピルアミン、N−エチル−N−メチル−3−n−ブチルオキシプロピルアミン、(3−n−ブチルオキシプロピル)ピペリジン、3−イソブチルオキシプロピルアミン、N−メチル−3−イソブチルオキシプロピルアミン、N−エチル−3−イソブチルオキシプロピルアミン、N−n−プロピル−3−イソブチルオキシプロピルアミン、N−イソプロピル−3−イソブチルオキシプロピルアミン、N,N−ジメチル−3−イソブチルオキシプロピルアミン、N−エチル−N−メチル−3−イソブチルオキシプロピルアミン、(3−イソブチルオキシプロピル)ピペリジン、3−sec−ブチルオキシプロピルアミン、N−メチル−3−sec−ブチルオキシプロピルアミン、N−エチル−3−sec−ブチルオキシプロピルアミン、N−n−プロピル−3−sec−ブチルオキシプロピルアミン、N−イソプロピル−3−sec−ブチルオキシプロピルアミン、N,N−ジメチル−3−sec−ブチルオキシプロピルアミン、N−エチル−N−メチル−3−sec−ブチルオキシプロピルアミン、(3−sec−ブチルオキシプロピル)ピペリジン、3−tert−ブチルオキシプロピルアミン、N−メチル−3−tert−ブチルオキシプロピルアミン、N−エチル−3−tert−ブチルオキシプロピルアミン、N−n-プロピル−3−tert−ブチルオキシプロピルアミン、N−イソプロピル−3−tert−ブチルオキシプロピルアミン、N,N−ジメチル−3−tert−ブチルオキシプロピルアミン、N−エチル−N−メチル−3−tert−ブチルオキシプロピルアミン、(3−tert−ブチルオキシプロピル)ピペリジン、3−n−ペンチルオキシプロピルアミン、N−メチル−3−n−ペンチルオキシプロピルアミン、N−エチル−3−n−ペンチルオキシプロピルアミン、N−n−プロピル−3−n−ペンチルオキシプロピルアミン、N−イソプロピル−3−n−ペンチルオキシプロピルアミン、N,N−ジメチル−3−n−ペンチルオキシプロピルアミン、N−エチル−N−メチル−3−n−ペンチルオキシプロピルアミン、(3−n−ペンチルオキシプロピル)ピペリジン、3−n−ヘキシルオキシプロピルアミン、N−メチル−3−n−ヘキシルオキシプロピルアミン、N−エチル−3−n−ヘキシルオキシプロピルアミン、N−n-プロピル−3−n−ヘキシルオキシプロピルアミン、N−イソプロピル−3−n−ヘキシルオキシプロピルアミン、N,N−ジメチル−3−n−ヘキシルオキシプロピルアミン、N−エチル−N−メチル−3−n−ヘキシルオキシプロピルアミン、(3−n−ヘキシルオキシプロピル)ピペリジン、3−n−ヘプチルオキシプロピルアミン、N−メチル−3−n−ヘプチルオキシプロピルアミン、N−エチル−3−n−ヘプチルオキシプロピルアミン、N−n−プロピル−3−n−ヘプチルオキシプロピルアミン、N−イソプロピル−3−n−ヘプチルオキシプロピルアミン、N,N−ジメチル−3−n−ヘプチルオキシプロピルアミン、N−エチル−N−メチル−3−n−ヘプチルオキシプロピルアミン、(3−n−ヘプチルオキシプロピル)ピペリジン、3−n−オクチルオキシプロピルアミン、N−メチル−3−n−オクチルオキシプロピルアミン、N−エチル−3−n−オクチルオキシプロピルアミン、N−n−プロピル−3−n−オクチルオキシプロピルアミン、N−イソプロピル−3−n−オクチルオキシプロピルアミン、N,N−ジメチル−3−n−オクチルオキシプロピルアミン、N−エチル−N−メチル−3−n−オクチルオキシプロピルアミン、(3−n−オクチルオキシプロピル)ピペリジン、2−(2−エチルヘキシルオキシ)エチルアミン、3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン、4−(2−エチルヘキシルオキシ)ブチルアミン、5−(2−エチルヘキシルオキシ)ペンチルアミン、N−メチル−3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン、N−エチル−3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン、N−n−プロピル−3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン、N−イソプロピル−3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン、N,N−ジメチル−3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン、N−エチル−N−メチル−3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン、[3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピル]ピペリジン等が挙げられ、好ましくはm=3でR2及びR3が水素原子である3−メトキシプロピルアミン、3−エトキシプロピルアミン、3−n−プロピルオキシプロピルアミン、3−イソプロピルオキシプロピルアミン、3−n−ブチルオキシプロピルアミン、3−イソブチルオキシプロピルアミン、3−sec−ブチルオキシプロピルアミン、3−tert−ブチルオキシプロピルアミン、3−n−ペンチルオキシプロピルアミン、3−n−ヘキシルオキシプロピルアミン、3−n−ヘプチルオキシプロピルアミン、3−n−オクチルオキシプロピルアミン、3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミンであり、中でも3−メトキシプロピルアミンがより好ましい。
化合物(1)の市販品としては、3−メトキシプロピルアミン(東京化成工業)、3−エトキシプロピルアミン(東京化成工業)、3−n−プロピルオキシプロピルアミン(東京化成工業)、3−イソプロピルオキシプロピルアミン(東京化成工業)、3−n−ブチルオキシプロピルアミン(東京化成工業)、3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン(東京化成工業)等が挙げられる。
化合物(1)は、例えば下記の式に示される方法により製造でき、アクリロニトリルをアルコール中水素雰囲気下、ラネーニッケルを用いて接触還元した後、必要に応じてN−アルキル化によって製造することができる。
(R1、R2及びR3は、上記と同じ意味を表す。)
化合物(1)は、例えば下記の式に示される方法により製造でき、アクリロニトリルをアルコール中水素雰囲気下、ラネーニッケルを用いて接触還元した後、必要に応じてN−アルキル化によって製造することができる。
(R1、R2及びR3は、上記と同じ意味を表す。)
<ハロゲン化水素>
ハロゲン化水素としては、フッ化水素、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素が挙げられ、好ましくは塩化水素、臭化水素であり、より好ましくは塩化水素である。
ハロゲン化水素としては、フッ化水素、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素が挙げられ、好ましくは塩化水素、臭化水素であり、より好ましくは塩化水素である。
<式(2)で表される化合物(以下、「化合物(2)」という場合がある。)のハロゲン化水素酸塩(以下、「塩(2)」という場合がある。)>
X1におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、塩素原子が好ましい。
化合物(2)としては、2−フルオロエチルアミン、2−クロロエチルアミン、2−ブロモエチルアミン、2−ヨードエチルアミン、3−フルオロプロピルアミン、3−クロロプロピルアミン、3−ブロモプロピルアミン、3−ヨードプロピルアミン、4−フルオロブチルアミン、4−クロロブチルアミン、4−n−ブロモブチルアミン、4−ヨードブチルアミン、5−フルオロペンチルアミン、5−クロロペンチルアミン、5−ブロモペンチルアミン、5−ヨードペンチルアミン、6−クロロヘキシルアミン、7−クロロヘプチルアミン、8−クロロオクチルアミン、9−クロロノニルアミンが挙げられる。
化合物(2)と塩を形成する酸は、例えば塩酸、臭化水素酸、が挙げられる。酸は好ましくは塩酸である。
X1におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、塩素原子が好ましい。
化合物(2)としては、2−フルオロエチルアミン、2−クロロエチルアミン、2−ブロモエチルアミン、2−ヨードエチルアミン、3−フルオロプロピルアミン、3−クロロプロピルアミン、3−ブロモプロピルアミン、3−ヨードプロピルアミン、4−フルオロブチルアミン、4−クロロブチルアミン、4−n−ブロモブチルアミン、4−ヨードブチルアミン、5−フルオロペンチルアミン、5−クロロペンチルアミン、5−ブロモペンチルアミン、5−ヨードペンチルアミン、6−クロロヘキシルアミン、7−クロロヘプチルアミン、8−クロロオクチルアミン、9−クロロノニルアミンが挙げられる。
化合物(2)と塩を形成する酸は、例えば塩酸、臭化水素酸、が挙げられる。酸は好ましくは塩酸である。
<化合物(1)とハロゲン化水素とを反応させる工程>
本発明は、化合物(1)とハロゲン化水素とを反応させることにより塩(2)を製造する製造方法である。
ハロゲン化水素の使用量は、化合物(1)100モルに対して200〜1500モルであり、好ましくは300〜1000モルであり、より好ましくは300〜900モルである。
本発明は、化合物(1)とハロゲン化水素とを反応させることにより塩(2)を製造する製造方法である。
ハロゲン化水素の使用量は、化合物(1)100モルに対して200〜1500モルであり、好ましくは300〜1000モルであり、より好ましくは300〜900モルである。
化合物(1)とハロゲン化水素との反応は、有機溶媒の非存在下、又は、化合物(1)及びハロゲン化水素に対して不活性な溶媒の存在下で行われ、有機溶媒の非存在下で行われることが好ましい。
化合物(1)とハロゲン化水素との反応が有機溶媒の非存在下で行なわれる場合、例えば、化合物(1)中に、ハロゲン化水素ガスを導入することにより反応を行なう。
ハロゲン化水素の導入は、ハロゲン化水素ガスを吹き込むことにより行なう。
反応温度は、反応混合物が固まる温度より高く且つ化合物(1)の沸点以下であればよい。例えば180℃以下、好ましくは25〜160℃であり、より好ましくは25〜130℃である。
ハロゲン化水素の導入は、前半及び後半に分割して段階的に行なってもよい。この場合、前半における温度は、反応混合物が固まる温度より高く且つ化合物(1)の沸点以下であればよい。例えば160℃以下、好ましくは25〜120℃であり、より好ましくは25〜100℃である。後半における温度は、反応混合物が固まらない温度であればよく、例えば180℃以下、好ましくは90〜160℃であり、より好ましくは105〜130℃である。
化合物(1)中に、ハロゲン化水素ガスを吹き込む場合、ハロゲン化水素ガスを化合物(1)中に直接吹き込んでもよいし、反応容器内の気相部に吹き込きこみ、液面からハロゲン化水素を液相中に吸収させてもよい。化合物(1)に直接吹き込むことが好ましい。
ハロゲン化水素ガスの吹き込み速度は0.02〜2当量/時間であり、好ましくは0.04〜1.5当量/時間であり、より好ましくは0.1〜1当量/時間である。
ハロゲン化水素ガスの使用量は、化合物(1)に対して2〜15当量であり、好ましくは3〜10当量であり、より好ましくは3〜9当量である。
ハロゲン化水素の導入は、ハロゲン化水素ガスを吹き込むことにより行なう。
反応温度は、反応混合物が固まる温度より高く且つ化合物(1)の沸点以下であればよい。例えば180℃以下、好ましくは25〜160℃であり、より好ましくは25〜130℃である。
ハロゲン化水素の導入は、前半及び後半に分割して段階的に行なってもよい。この場合、前半における温度は、反応混合物が固まる温度より高く且つ化合物(1)の沸点以下であればよい。例えば160℃以下、好ましくは25〜120℃であり、より好ましくは25〜100℃である。後半における温度は、反応混合物が固まらない温度であればよく、例えば180℃以下、好ましくは90〜160℃であり、より好ましくは105〜130℃である。
化合物(1)中に、ハロゲン化水素ガスを吹き込む場合、ハロゲン化水素ガスを化合物(1)中に直接吹き込んでもよいし、反応容器内の気相部に吹き込きこみ、液面からハロゲン化水素を液相中に吸収させてもよい。化合物(1)に直接吹き込むことが好ましい。
ハロゲン化水素ガスの吹き込み速度は0.02〜2当量/時間であり、好ましくは0.04〜1.5当量/時間であり、より好ましくは0.1〜1当量/時間である。
ハロゲン化水素ガスの使用量は、化合物(1)に対して2〜15当量であり、好ましくは3〜10当量であり、より好ましくは3〜9当量である。
化合物(1)とハロゲン化水素との反応が溶媒の存在下で行なわれる場合、溶媒としては、例えばトルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、1,4−ジオキサン等のエーテル溶媒、モノクロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素溶媒、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン等のハロゲン化脂肪族炭化水素溶媒、酢酸エチル、酢酸イソプロピル等のエステル溶媒が挙げられ、好ましくは芳香族炭化水素溶媒又はハロゲン化芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン化芳香族脂肪炭化水素溶媒であり、より好ましくはo−ジクロロベンゼンである。溶媒は単独であってもよいし、混合物であってもよい。
化合物(1)とハロゲン化水素との反応が溶媒の存在下で行なわれる場合、溶媒の使用量は、化合物(1)1部に対して、好ましくは0.5mL〜3mLの範囲内であり、より好ましくは1mL〜2mLの範囲内である。
化合物(1)とハロゲン化水素との反応は、化合物(1)と溶媒とを混合した液中にハロゲン化水素ガスを吹き込むことにより行なってもよいし、ハロゲン化水素ガスを水、アルコール溶媒又はエーテル溶媒等に溶解させた溶液を添加することにより行ってもよい。好ましくはハロゲン化水素ガスを吹き込むことにより行なう。
反応温度は、反応混合物が固まらない温度であればよく、例えば180℃以下、好ましくは40〜160℃であり、より好ましくは60〜130℃である。
ハロゲン化水素の導入は、前半及び後半に分割して段階的に行なってもよい。この場合、前半における温度は、反応混合物が固まる温度より高く且つ化合物(1)の沸点もしくは溶媒の沸点以下であればよい。例えば160℃以下、好ましくは40〜120℃であり、より好ましくは60〜100℃である。後半における温度は、90〜180℃であり、好ましくは100〜160℃であり、より好ましくは105〜130℃である。
化合物(1)中に、ハロゲン化水素ガスを吹き込む場合、ハロゲン化水素ガスを化合物(1)中に直接吹き込んでもよいし、反応容器内の気相部に吹き込きこみ、液面からハロゲン化水素を液相中に吸収させてもよい。化合物(1)に直接吹き込むことが好ましい。
ハロゲン化水素ガスの吹き込み速度は、0.02〜2当量/時間であり、好ましくは0.04〜1当量/時間であり、より好ましくは0.1〜0.3当量/時間である。
ハロゲン化水素ガスの使用量は、化合物(1)に対して2〜15当量であり、好ましくは3〜10当量であり、より好ましくは3〜9当量である。
化合物(1)とハロゲン化水素との反応が溶媒の存在下で行なわれる場合、溶媒の使用量は、化合物(1)1部に対して、好ましくは0.5mL〜3mLの範囲内であり、より好ましくは1mL〜2mLの範囲内である。
化合物(1)とハロゲン化水素との反応は、化合物(1)と溶媒とを混合した液中にハロゲン化水素ガスを吹き込むことにより行なってもよいし、ハロゲン化水素ガスを水、アルコール溶媒又はエーテル溶媒等に溶解させた溶液を添加することにより行ってもよい。好ましくはハロゲン化水素ガスを吹き込むことにより行なう。
反応温度は、反応混合物が固まらない温度であればよく、例えば180℃以下、好ましくは40〜160℃であり、より好ましくは60〜130℃である。
ハロゲン化水素の導入は、前半及び後半に分割して段階的に行なってもよい。この場合、前半における温度は、反応混合物が固まる温度より高く且つ化合物(1)の沸点もしくは溶媒の沸点以下であればよい。例えば160℃以下、好ましくは40〜120℃であり、より好ましくは60〜100℃である。後半における温度は、90〜180℃であり、好ましくは100〜160℃であり、より好ましくは105〜130℃である。
化合物(1)中に、ハロゲン化水素ガスを吹き込む場合、ハロゲン化水素ガスを化合物(1)中に直接吹き込んでもよいし、反応容器内の気相部に吹き込きこみ、液面からハロゲン化水素を液相中に吸収させてもよい。化合物(1)に直接吹き込むことが好ましい。
ハロゲン化水素ガスの吹き込み速度は、0.02〜2当量/時間であり、好ましくは0.04〜1当量/時間であり、より好ましくは0.1〜0.3当量/時間である。
ハロゲン化水素ガスの使用量は、化合物(1)に対して2〜15当量であり、好ましくは3〜10当量であり、より好ましくは3〜9当量である。
化合物(1)とハロゲン化水素との反応の終了は、NMRや高速液体クロマトグラフィー等の分析手段により確認することができる。
<後処理工程>
反応終了後の混合物(以下、「混合物(1)」という場合がある。)には、塩(2)が含まれている。反応終了後、系内のハロゲン化水素は窒素で置換しても、置換しなくてもよいが、混合物(1)の凝固点が上昇するため、置換しないことが好ましい。混合物(1)を、常圧下冷却処理に付して塩(2)を析出させ、必要により濾過等の処理をすることにより液相と固相とを分離し、塩(2)を単離することができる。
反応終了後の混合物(以下、「混合物(1)」という場合がある。)には、塩(2)が含まれている。反応終了後、系内のハロゲン化水素は窒素で置換しても、置換しなくてもよいが、混合物(1)の凝固点が上昇するため、置換しないことが好ましい。混合物(1)を、常圧下冷却処理に付して塩(2)を析出させ、必要により濾過等の処理をすることにより液相と固相とを分離し、塩(2)を単離することができる。
得られた塩(2)は溶媒に溶解させることで次の反応に用いることができる。溶解させる溶媒は例えば水又は有機溶媒を用いる。塩(2)の溶液に、水酸化ナトリウム、フッ化水素酸、臭酸、塩酸、硫酸、リン酸、ホウ酸等の無機酸や酢酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸を用いてpH調整を施すことで、塩(2)の溶液をそのまま次の工程(後述する「塩(2)とチオ硫酸の金属塩とを反応させる工程」)に用いることができる。塩(2)の溶液のpHは、pH1〜7の範囲であればよく、好ましくはpH2〜5であり、より好ましくはpH2〜3.5である。
<式(3)で表される化合物(以下「化合物(3)」という場合がある。)>
Mn+としては、H+、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、セシウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン、マンガイオンン、鉄イオン、銅イオン、亜鉛イオン等が挙げられ、好ましくはH+、アルカリ金属イオンであり、より好ましくはH+、ナトリウムイオンである。
化合物(3)としては、S−(アミノアルキル)チオ硫酸、S−(アミノアルキル)チオ硫酸塩、S−(N,N−ジアルキルアミノアルキル)チオ硫酸、S−(N,N−ジアルキルアミノアルキル)チオ硫酸塩、S−(N−モノアルキルアミノアルキル)チオ硫酸、S−(N−モノアルキルアミノアルキル)チオ硫酸塩等が挙げられ、好ましくはS−(アミノアルキル)チオ硫酸、S−(アミノアルキル)チオ硫酸塩である。
Mn+としては、H+、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、セシウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン、マンガイオンン、鉄イオン、銅イオン、亜鉛イオン等が挙げられ、好ましくはH+、アルカリ金属イオンであり、より好ましくはH+、ナトリウムイオンである。
化合物(3)としては、S−(アミノアルキル)チオ硫酸、S−(アミノアルキル)チオ硫酸塩、S−(N,N−ジアルキルアミノアルキル)チオ硫酸、S−(N,N−ジアルキルアミノアルキル)チオ硫酸塩、S−(N−モノアルキルアミノアルキル)チオ硫酸、S−(N−モノアルキルアミノアルキル)チオ硫酸塩等が挙げられ、好ましくはS−(アミノアルキル)チオ硫酸、S−(アミノアルキル)チオ硫酸塩である。
S−(アミノアルキル)チオ硫酸としては、S−(アミノエチル)チオ硫酸、S−(アミノプロピル)チオ硫酸、S−(アミノブチル)チオ硫酸、S−(アミノペンチル)チオ硫酸、S−(アミノヘキシル)チオ硫酸、S−(アミノヘプチル)チオ硫酸、S−(アミノオクチル)チオ硫酸、S−(アミノノニル)チオ硫酸等が挙げられる。
S−(アミノアルキル)チオ硫酸塩としては、S−(アミノエチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(アミノプロピル)チオ硫酸ナトリウム、S−(アミノブチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(アミノペンチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(アミノヘキシル)チオ硫酸ナトリウム、S−(アミノヘプチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(アミノオクチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(アミノノニル)チオ硫酸ナトリウム等が挙げられる。
S−(N,N−ジアルキルアミノアルキル)チオ硫酸としては、S−(N,N−ジメチルアミノエチル)チオ硫酸、S−(N,N−ジメチルアミノプロピル)チオ硫酸、S−(N,N−ジメチルアミノブチル)チオ硫酸、S−(N,N−ジメチルアミノペンチル)チオ硫酸、S−(N,N−ジメチルアミノヘキシル)チオ硫酸、S−(N,N−ジメチルアミノヘプチル)チオ硫酸、S−(N,N−ジメチルアミノオクチル)チオ硫酸、S−(N,N−ジメチルアミノノニル)チオ硫酸等が挙げられる。
S−(N,N−ジアルキルアミノアルキル)チオ硫酸塩としては、S−(N,N−ジメチルアミノエチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N,N−ジメチルアミノプロピル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N,N−ジメチルアミノブチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N,N−ジメチルアミノペンチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N,N−ジメチルアミノヘキシル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N,N−ジメチルアミノヘプチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N,N−ジメチルアミノオクチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N,N−ジメチルアミノノニル)チオ硫酸ナトリウム等が挙げられる。
S−(N−モノアルキルアミノアルキル)チオ硫酸としては、S−(N−メチルアミノエチル)チオ硫酸、S−(N−メチルアミノプロピル)チオ硫酸、S−(N−メチルアミノブチル)チオ硫酸、S−(N−メチルアミノペンチル)チオ硫酸、S−(N−メチルアミノヘキシル)チオ硫酸、S−(N−メチルアミノヘプチル)チオ硫酸、S−(N−メチルアミノオクチル)チオ硫酸、S−(N−メチルアミノノニル)チオ硫酸等が挙げられる。
S−(N−モノアルキルアミノアルキル)チオ硫酸塩としては、S−(N−メチルアミノエチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N−メチルアミノプロピル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N−メチルアミノブチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N−メチルアミノペンチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N−メチルアミノヘキシル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N−メチルアミノヘプチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N−メチルアミノオクチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N−メチルアミノノニル)チオ硫酸ナトリウム等が挙げられる。
S−(アミノアルキル)チオ硫酸塩としては、S−(アミノエチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(アミノプロピル)チオ硫酸ナトリウム、S−(アミノブチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(アミノペンチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(アミノヘキシル)チオ硫酸ナトリウム、S−(アミノヘプチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(アミノオクチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(アミノノニル)チオ硫酸ナトリウム等が挙げられる。
S−(N,N−ジアルキルアミノアルキル)チオ硫酸としては、S−(N,N−ジメチルアミノエチル)チオ硫酸、S−(N,N−ジメチルアミノプロピル)チオ硫酸、S−(N,N−ジメチルアミノブチル)チオ硫酸、S−(N,N−ジメチルアミノペンチル)チオ硫酸、S−(N,N−ジメチルアミノヘキシル)チオ硫酸、S−(N,N−ジメチルアミノヘプチル)チオ硫酸、S−(N,N−ジメチルアミノオクチル)チオ硫酸、S−(N,N−ジメチルアミノノニル)チオ硫酸等が挙げられる。
S−(N,N−ジアルキルアミノアルキル)チオ硫酸塩としては、S−(N,N−ジメチルアミノエチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N,N−ジメチルアミノプロピル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N,N−ジメチルアミノブチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N,N−ジメチルアミノペンチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N,N−ジメチルアミノヘキシル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N,N−ジメチルアミノヘプチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N,N−ジメチルアミノオクチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N,N−ジメチルアミノノニル)チオ硫酸ナトリウム等が挙げられる。
S−(N−モノアルキルアミノアルキル)チオ硫酸としては、S−(N−メチルアミノエチル)チオ硫酸、S−(N−メチルアミノプロピル)チオ硫酸、S−(N−メチルアミノブチル)チオ硫酸、S−(N−メチルアミノペンチル)チオ硫酸、S−(N−メチルアミノヘキシル)チオ硫酸、S−(N−メチルアミノヘプチル)チオ硫酸、S−(N−メチルアミノオクチル)チオ硫酸、S−(N−メチルアミノノニル)チオ硫酸等が挙げられる。
S−(N−モノアルキルアミノアルキル)チオ硫酸塩としては、S−(N−メチルアミノエチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N−メチルアミノプロピル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N−メチルアミノブチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N−メチルアミノペンチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N−メチルアミノヘキシル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N−メチルアミノヘプチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N−メチルアミノオクチル)チオ硫酸ナトリウム、S−(N−メチルアミノノニル)チオ硫酸ナトリウム等が挙げられる。
<塩(2)とチオ硫酸の金属塩とを反応させる工程>
塩(2)とチオ硫酸の金属塩とを反応させることにより、化合物(3)が得られる。
チオ硫酸の金属塩としては、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸カルシウム等が挙げられ、好ましくはチオ硫酸ナトリウムである。チオ硫酸の金属塩は、水和物であってもよい。
チオ硫酸の金属塩の使用量は、塩(2)100モルに対して、好ましくは80〜500モルであり、より好ましくは90〜200モルであり、更に好ましくは100〜110モルである。
塩(2)とチオ硫酸の金属塩とを反応させることにより、化合物(3)が得られる。
チオ硫酸の金属塩としては、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸カルシウム等が挙げられ、好ましくはチオ硫酸ナトリウムである。チオ硫酸の金属塩は、水和物であってもよい。
チオ硫酸の金属塩の使用量は、塩(2)100モルに対して、好ましくは80〜500モルであり、より好ましくは90〜200モルであり、更に好ましくは100〜110モルである。
塩(2)とチオ硫酸の金属塩との反応は、有機溶媒の非存在下、又は、塩(2)及びチオ硫酸の金属塩に対して不活性な溶媒の存在下で行われ、溶媒の存在下で行われることが好ましい。溶媒は、チオ硫酸の金属塩を溶解し得る溶媒が好ましく、炭素数1〜4のアルコール、水、炭素数1〜4のアルコールと水との混合溶媒等が挙げられる。好ましくは、水、炭素数1〜4のアルコールと水との混合溶媒であり、より好ましくは水である。
溶媒の使用量は、塩(2)1部に対して、0.5mL〜40mLであり、好ましくは1mL〜20mLであり、より好ましくは1.5mL〜10mLである。
溶媒の使用量は、塩(2)1部に対して、0.5mL〜40mLであり、好ましくは1mL〜20mLであり、より好ましくは1.5mL〜10mLである。
反応は、例えば溶媒の存在下又は非存在下、塩(2)にチオ硫酸の金属塩を添加し混合する方法、溶媒の存在下又は非存在下、チオ硫酸の金属塩に塩(2)を添加し混合する方法により行うことができる。溶媒の存在下、塩(2)にチオ硫酸の金属塩を添加し混合する方法が好ましい。さらに水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩等の金属塩を添加することが好ましい。
金属塩の添加は塩(2)中のハロゲン化水素が化合物(2)1モルに対し1モルを超えない場合は、反応開始前から化合物(3)を取り出すまでの間に行う。塩(2)中のハロゲン化水素が化合物(2)1モルに対し1モルを超える場合は、チオ硫酸の金属塩を添加するまでの間に行う。
金属塩の添加量は、塩(2)100モルに対して、好ましくは1〜500モルであり、より好ましくは1〜100モルである。
反応温度は、好ましくは20℃〜100℃であり、より好ましくは40℃〜80℃である。
反応の進行は、薄層クロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー等の分析手段により確認することができる。
金属塩の添加は塩(2)中のハロゲン化水素が化合物(2)1モルに対し1モルを超えない場合は、反応開始前から化合物(3)を取り出すまでの間に行う。塩(2)中のハロゲン化水素が化合物(2)1モルに対し1モルを超える場合は、チオ硫酸の金属塩を添加するまでの間に行う。
金属塩の添加量は、塩(2)100モルに対して、好ましくは1〜500モルであり、より好ましくは1〜100モルである。
反応温度は、好ましくは20℃〜100℃であり、より好ましくは40℃〜80℃である。
反応の進行は、薄層クロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー等の分析手段により確認することができる。
反応終了後の混合物(以下、「混合物(2)」という場合がある。)には、化合物(3)の他に、式(4)で表される塩(以下「塩(4)」という場合がある。)が副生成物として含まれる場合がある。
(式(4)中、Mn+は、H+又はn価の金属イオンを表す。
nは、1又は2の整数を表す。)
(式(4)中、Mn+は、H+又はn価の金属イオンを表す。
nは、1又は2の整数を表す。)
<Mn+がn価の金属イオンである化合物(3)の取り出し工程>
混合物(2)から化合物(3)を析出させて取り出すまでに金属塩を添加するか、又は、混合物(2)から化合物(3)を析出させて取り出した後に、金属塩を溶媒存在下で添加して精製することが好ましい。
金属塩としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、水酸化マンガン、水酸化鉄、水酸化銅、水酸化亜鉛等の金属水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、炭酸マンガン、炭酸鉄、炭酸銅、炭酸亜鉛等の金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化セシウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウム、塩化マンガン、塩化鉄、塩化銅、塩化亜鉛等の金属塩化物である。より好ましくは、金属水酸化物又は金属塩化物である。
添加量は、塩(2)100モルに対して、好ましくは1〜500モルであり、より好ましくは1〜100モルである。塩(2)100モルに対して、好ましくは80〜500モルをnで除したモル数であり、より好ましくは90〜200モルをnで除したモル数であり、更に好ましくは100〜110モルをnで除したモル数である。
[濃縮工程]
塩(2)とチオ硫酸の金属塩とを反応させる工程を、溶媒の存在下で行なった場合には、混合物(2)から溶媒を留去させる濃縮工程に付すことが、塩(4)を低減させる点で好ましい。溶媒を留去させる温度は、常圧下又は減圧下、室温から溶媒の沸点までの範囲内である。好ましくは減圧下、室温から80℃までの範囲内である。
混合物(2)から化合物(3)を析出させて取り出すまでに金属塩を添加するか、又は、混合物(2)から化合物(3)を析出させて取り出した後に、金属塩を溶媒存在下で添加して精製することが好ましい。
金属塩としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、水酸化マンガン、水酸化鉄、水酸化銅、水酸化亜鉛等の金属水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、炭酸マンガン、炭酸鉄、炭酸銅、炭酸亜鉛等の金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化セシウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウム、塩化マンガン、塩化鉄、塩化銅、塩化亜鉛等の金属塩化物である。より好ましくは、金属水酸化物又は金属塩化物である。
添加量は、塩(2)100モルに対して、好ましくは1〜500モルであり、より好ましくは1〜100モルである。塩(2)100モルに対して、好ましくは80〜500モルをnで除したモル数であり、より好ましくは90〜200モルをnで除したモル数であり、更に好ましくは100〜110モルをnで除したモル数である。
[濃縮工程]
塩(2)とチオ硫酸の金属塩とを反応させる工程を、溶媒の存在下で行なった場合には、混合物(2)から溶媒を留去させる濃縮工程に付すことが、塩(4)を低減させる点で好ましい。溶媒を留去させる温度は、常圧下又は減圧下、室温から溶媒の沸点までの範囲内である。好ましくは減圧下、室温から80℃までの範囲内である。
[精製工程]
混合物(2)、又は、濃縮工程で得られた濃縮混合物(以下、「濃縮混合物」という場合がある。)を、精製工程に付すことで、化合物(3)を取り出すことができる。
精製工程において、混合物(2)又は濃縮混合物を洗浄する。洗浄液としては、好ましくはメタノール、エタノール等のアルコール、水、炭素数1〜4のアルコールと水との混合溶媒等が挙げられ、好ましくは水、メタノール、メタノールと水との混合溶媒である。
混合物(2)、又は、濃縮工程で得られた濃縮混合物(以下、「濃縮混合物」という場合がある。)を、精製工程に付すことで、化合物(3)を取り出すことができる。
精製工程において、混合物(2)又は濃縮混合物を洗浄する。洗浄液としては、好ましくはメタノール、エタノール等のアルコール、水、炭素数1〜4のアルコールと水との混合溶媒等が挙げられ、好ましくは水、メタノール、メタノールと水との混合溶媒である。
精製工程における洗浄液の使用量は、混合物(2)又は濃縮混合物1部に対して、好ましくは0.01mL〜40mLであり、より好ましくは0.1mL〜10mLである。
洗浄温度は、好ましくは室温から洗浄液の沸点までである。混合時間は好ましくは1分〜24時間である。
洗浄温度は、好ましくは室温から洗浄液の沸点までである。混合時間は好ましくは1分〜24時間である。
化合物(3)が溶解した溶液と、洗浄液に不溶な不溶物とを分離する。分離手段としては、デカンテーションや濾過等の固液分離手段が挙げられ、好ましくは濾過である。分離時の温度は、室温から洗浄液又は反応溶媒の沸点までが好ましい。
不溶物を除去した化合物(3)が溶解した溶液から、化合物(3)を析出させることにより、化合物(3)を取り出すことができる。析出は、例えば溶液を冷却する方法、溶液から洗浄液及び/又は反応溶媒を留去させる方法により行うことができる。化合物(3)の取り出し手段としては、デカンテーションや濾過等の固液分離手段が挙げられ、好ましくは濾過である。分離時の温度は、−20℃から洗浄液の沸点までが好ましい。洗浄液としては、好ましくはメタノール、エタノール等のアルコール、水、炭素数1〜4のアルコールと水との混合溶媒等が挙げられ、好ましくは水、メタノール、メタノールと水の混合溶媒である。
取り出した化合物(3)について、乾燥処理を行うこともできる。乾燥温度は、常圧下又は減圧下、例えば室温〜100℃の範囲内である。取り出した化合物(3)を、再結晶等の精製手段により精製することもできる。再結晶に用いられる溶媒は、好ましくは水、メタノール、エタノールであり、より好ましくは水である。また、取り出した化合物(3)を、必要に応じてメタノール又はエタノールを用いて洗浄処理に付した後、水に溶解し、得られた溶液を濃縮、乾燥することもできる。取り出した化合物(3)を水に溶解し、得られた溶液を濃縮、乾燥することが、化合物(3)中に含まれるメタノール又はエタノールの量を低減させることができる点で好ましい。
<Mn+がH+である化合物(3)の取り出し工程>
金属塩を添加することの他は、Mn+がn価の金属イオンである化合物(3)の取り出し工程と同様の操作を行うことにより、化合物(3)を得ることができるが、反応を水の存在下で行なった場合には、濃縮工程を省略してもよい。
金属塩を添加することの他は、Mn+がn価の金属イオンである化合物(3)の取り出し工程と同様の操作を行うことにより、化合物(3)を得ることができるが、反応を水の存在下で行なった場合には、濃縮工程を省略してもよい。
残存する塩(4)の含量が5重量%以下、又は1重量%以下であれば、例えばゴムの接着促進剤としてより好適に用いることができる。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例1
<化合物(1)と塩化水素ガスとを反応させる工程>
窒素置換された500mLの反応容器に3−メトキシプロピルアミン100部(1.12mol)を入れ、溶媒非存在下で、60〜80℃に保温した。
反応容器内の温度が60〜80℃に保たれるように調整しながら、3−メトキシプロピルアミン中に、塩化水素ガス40.9部(3−メトキシプロピルアミンに対して1当量、1.12mol)を2時間かけて吹き込んだ。
吹き込み後、反応容器内を105〜110℃に昇温し、塩化水素ガス327.3部(3−メトキシプロピルアミンに対して8当量、8.96mol)を約16時間かけて吹き込んだ。吹き込み後、反応混合物を放冷したところ約70℃で無色透明の結晶が析出した。得られた結晶はNMR測定により3−クロロプロピルアミン塩酸塩であることを確認した。
実施例1
<化合物(1)と塩化水素ガスとを反応させる工程>
窒素置換された500mLの反応容器に3−メトキシプロピルアミン100部(1.12mol)を入れ、溶媒非存在下で、60〜80℃に保温した。
反応容器内の温度が60〜80℃に保たれるように調整しながら、3−メトキシプロピルアミン中に、塩化水素ガス40.9部(3−メトキシプロピルアミンに対して1当量、1.12mol)を2時間かけて吹き込んだ。
吹き込み後、反応容器内を105〜110℃に昇温し、塩化水素ガス327.3部(3−メトキシプロピルアミンに対して8当量、8.96mol)を約16時間かけて吹き込んだ。吹き込み後、反応混合物を放冷したところ約70℃で無色透明の結晶が析出した。得られた結晶はNMR測定により3−クロロプロピルアミン塩酸塩であることを確認した。
収率はNMR又は高速液体クロマトグラフィーを用いた絶対検量線法により算出した。以下に絶対検量線法の手順例を示す。
得られた反応混合物を、25℃で水100mL(1v/w)に溶解させ、5規定の水酸化ナトリウム水溶液44.5mLを添加してpH2に調整した。調整した3−クロロプロピルアミン塩酸塩の水溶液0.18部を水で希釈して100mlの試料溶液を調整した。次に、別途調整した0.1Mのリン酸緩衝液(pH8.0)1mLに0.01Mのクロロぎ酸9−フルオレニルメチルのアセトニトリル溶液2mL、試料溶液2mLの順で添加、攪拌して、5mLのN−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−3−クロロプロピルアミン溶液を得た。この溶液を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)にて定量したところ、N−フルオレニルメチルオキシカルボニル−3−メトキシプロピルアミンのピークは消失しており、3−クロロプロピルアミンの収量は97%であった
得られた反応混合物を、25℃で水100mL(1v/w)に溶解させ、5規定の水酸化ナトリウム水溶液44.5mLを添加してpH2に調整した。調整した3−クロロプロピルアミン塩酸塩の水溶液0.18部を水で希釈して100mlの試料溶液を調整した。次に、別途調整した0.1Mのリン酸緩衝液(pH8.0)1mLに0.01Mのクロロぎ酸9−フルオレニルメチルのアセトニトリル溶液2mL、試料溶液2mLの順で添加、攪拌して、5mLのN−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−3−クロロプロピルアミン溶液を得た。この溶液を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)にて定量したところ、N−フルオレニルメチルオキシカルボニル−3−メトキシプロピルアミンのピークは消失しており、3−クロロプロピルアミンの収量は97%であった
(HPLC分析条件;カラム:wakosil−II 3CH18HG,4.6mmΦ×15cm,3μm,移動相:A0.05%トリフルオロ酢酸/水,B0.05%トリフルオロ酢酸/アセトニトリル,グラジエント法 B液=30%(45分)→80%,流量:1.0mL/min,検出器:UV266nm,カラム温度:40℃)。
1H−NMR(D2O,270MHz) δppm:3.59(2H,t,J=6.3Hz),3.06(2H,t,J=7.6Hz),2.03(2H,tt,J=7.6Hz,6.3Hz)
1H−NMR(D2O,270MHz) δppm:3.59(2H,t,J=6.3Hz),3.06(2H,t,J=7.6Hz),2.03(2H,tt,J=7.6Hz,6.3Hz)
表1及び表2に記載の箇所以外は、実施例1と同様にして、3−クロロプロピルアミンを製造した。
実施例5
窒素置換された500mLの反応容器に3−メトキシプロピルアミン100部(1.12mol)を入れた。
上記3−メトキシプロピルアミンに、35%塩酸116.84部(1.12mol)を25℃〜45℃の範囲で3時間かけて添加した。
その後、反応容器内を105℃に昇温し、塩化水素ガス327.3部(8.96mol)を18時間かけて吹き込んだ。
[後処理工程]
得られた反応混合物を放冷後、8Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いてpH=1.7に調整した。高速液体クロマトグラフィーを用いた絶対検量線法により算出した収量は83%であった。
窒素置換された500mLの反応容器に3−メトキシプロピルアミン100部(1.12mol)を入れた。
上記3−メトキシプロピルアミンに、35%塩酸116.84部(1.12mol)を25℃〜45℃の範囲で3時間かけて添加した。
その後、反応容器内を105℃に昇温し、塩化水素ガス327.3部(8.96mol)を18時間かけて吹き込んだ。
[後処理工程]
得られた反応混合物を放冷後、8Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いてpH=1.7に調整した。高速液体クロマトグラフィーを用いた絶対検量線法により算出した収量は83%であった。
<混合物(1)とチオ硫酸の金属塩とを反応させる工程>
窒素置換された反応容器内に、3−クロロプロピルアミン塩酸塩の水溶液69.0部(0.23mol)及び水21mLを入れ、2規定の水酸化ナトリウム水溶液でpH3〜4に調整した。得られた水溶液にチオ硫酸ナトリウム・五水和物60.4部(0.24mol)を添加した後、得られた水溶液を70〜80℃に保温し、浴温80℃の条件下で8時間攪拌し、混合物(2)を得た。
窒素置換された反応容器内に、3−クロロプロピルアミン塩酸塩の水溶液69.0部(0.23mol)及び水21mLを入れ、2規定の水酸化ナトリウム水溶液でpH3〜4に調整した。得られた水溶液にチオ硫酸ナトリウム・五水和物60.4部(0.24mol)を添加した後、得られた水溶液を70〜80℃に保温し、浴温80℃の条件下で8時間攪拌し、混合物(2)を得た。
収率はNMR又は高速液体クロマトグラフィーを用いた絶対検量線法により算出した。以下に絶対検量線法の手順例を示す。
混合物(1)とチオ硫酸の金属塩とを反応させて得られた混合物(2)の水溶液約0.2部を、水で希釈して50mlの試料溶液を調整した。次に、別途調整した0.1Mのリン酸緩衝液(pH8.0)1mLに0.01Mクロロぎ酸9−フルオレニルメチルのアセトニトリル溶液2mL、試料溶液2mLの順で添加、攪拌して5mLのN−9−フルオレニルメチル−3−クロロプロピルアミンを得た。この溶液を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)にて測定したところ、N−9−フルオレニルメチル−3−クロロプロピルアミンのピークの消失を確認した。反応収率は99.0%であった。
混合物(1)とチオ硫酸の金属塩とを反応させて得られた混合物(2)の水溶液約0.2部を、水で希釈して50mlの試料溶液を調整した。次に、別途調整した0.1Mのリン酸緩衝液(pH8.0)1mLに0.01Mクロロぎ酸9−フルオレニルメチルのアセトニトリル溶液2mL、試料溶液2mLの順で添加、攪拌して5mLのN−9−フルオレニルメチル−3−クロロプロピルアミンを得た。この溶液を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)にて測定したところ、N−9−フルオレニルメチル−3−クロロプロピルアミンのピークの消失を確認した。反応収率は99.0%であった。
(HPLC分析条件;カラム:wakosil−II 3CH18HG,4.6mmΦ×15cm,3μm,移動相:A0.05%トリフルオロ酢酸/水,B0.05%トリフルオロ酢酸/アセトニトリル,グラジエント法 B液=30%(45分)→80%,流量:1.0mL/min,検出器:UV266nm,カラム温度:40℃)。
[精製工程]
混合物(2)を室温で一晩攪拌したところ、S−(3−アミノプロピル)チオ硫酸を主に含有する結晶が析出した。さらに5℃で2時間保温した後に、濾過することにより、上記の結晶を取得し、水24mL、メタノール30mLで順次洗浄した後、40℃で2時間乾燥させた。
結晶の取得量は28.5部であった。得られた結晶中の塩化物イオン濃度をイオンクロマトグラフィーにより測定したところ、0.24重量%(塩化ナトリウムとして0.40重量%)であった。S−(3−アミノプロピル)チオ硫酸の取得率:71.3%であった。
ここでS−(3−アミノプロピル)チオ硫酸の取得率とは、結晶の取得量から塩化ナトリウムの含有量を除いたものをS−(3−アミノプロピル)チオ硫酸の取得量として求めたS−(3−アミノプロピル)チオ硫酸の収率をいう。
混合物(2)を室温で一晩攪拌したところ、S−(3−アミノプロピル)チオ硫酸を主に含有する結晶が析出した。さらに5℃で2時間保温した後に、濾過することにより、上記の結晶を取得し、水24mL、メタノール30mLで順次洗浄した後、40℃で2時間乾燥させた。
結晶の取得量は28.5部であった。得られた結晶中の塩化物イオン濃度をイオンクロマトグラフィーにより測定したところ、0.24重量%(塩化ナトリウムとして0.40重量%)であった。S−(3−アミノプロピル)チオ硫酸の取得率:71.3%であった。
ここでS−(3−アミノプロピル)チオ硫酸の取得率とは、結晶の取得量から塩化ナトリウムの含有量を除いたものをS−(3−アミノプロピル)チオ硫酸の取得量として求めたS−(3−アミノプロピル)チオ硫酸の収率をいう。
比較例1
<3−アミノ−1−プロパノールと塩化チオニルとを反応させる工程>
4つ口フラスコ内を窒素置換し、そこに塩化チオニル10.5部(0.088mol)と1,2−ジメトキシエタン70mLとを仕込み、得られた混合物を水浴で冷却した。そこへ、3−アミノ−1−プロパノール5.0部(0.067mol)を1,2−ジメトキシエタン330mLに溶解した溶液(濃度0.2M)を1.5時間かけて滴下した後、室温で7時間攪拌した。得られた反応混合物を一晩静置した後、約90部になるまで濃縮し、混合物を濾過して結晶を得た。得られた結晶を乾燥し、3−クロロプロピルアミン塩酸塩7.04部をほぼ無色の結晶として得た(収率は81.3%)。
<3−アミノ−1−プロパノールと塩化チオニルとを反応させる工程>
4つ口フラスコ内を窒素置換し、そこに塩化チオニル10.5部(0.088mol)と1,2−ジメトキシエタン70mLとを仕込み、得られた混合物を水浴で冷却した。そこへ、3−アミノ−1−プロパノール5.0部(0.067mol)を1,2−ジメトキシエタン330mLに溶解した溶液(濃度0.2M)を1.5時間かけて滴下した後、室温で7時間攪拌した。得られた反応混合物を一晩静置した後、約90部になるまで濃縮し、混合物を濾過して結晶を得た。得られた結晶を乾燥し、3−クロロプロピルアミン塩酸塩7.04部をほぼ無色の結晶として得た(収率は81.3%)。
1H−NMR(D2O)δ ppm:3.61(2H,t,J=6.15Hz),3.08(2H,t,J=7.5Hz),2.02−2.11(2H,m)
本発明によれば、高い収率でハロゲン化アルキルアミンのハロゲン化水素酸塩を製造することができる。
Claims (5)
- 式(1)で表される化合物とハロゲン化水素とを、100〜130℃で反応させることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
- 式(1)で表される化合物とハロゲン化水素とを、有機溶媒の非存在下で反応させることを特徴とする請求項1又は2記載の製造方法。
- mが3であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの請求項記載の製造方法。
- 式(1)で表される化合物とハロゲン化水素とを反応させ、得られた式(2)で表される化合物のハロゲン化水素酸塩とチオ硫酸の金属塩とを反応させることを特徴とする式(3)で表される化合物の製造方法。
(式(1)中、R1は、炭素数1〜8のアルコキシ基を表す。
R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表すか、或いは、R2とR3とが互いに結合して、それらが結合している窒素原子とともに環を形成する。
mは、2〜9の整数を表す。)
(式(2)中、X1は、ハロゲン原子を表す。
R2、R3及びmは、上記と同じ意味を表す。)
(式(3)中、Mn+は、H+又はn価の金属イオンを表す。
nは、1又は2の整数を表す。
R2、R3及びmは、上記と同じ意味を表す。)
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