JP2013249308A - Method for producing new n,n,n-trimethyl-1-adamantaneammonium methyl carbonate - Google Patents

Method for producing new n,n,n-trimethyl-1-adamantaneammonium methyl carbonate Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple method for easily obtaining in high yield an N,N,N-trimethyladamantaneammonium salt.SOLUTION: A method comprises: reacting a 1-halogenated adamantane and dimethylamine with each other in the presence of iodine as catalyst to obtain N,N-dimethyl-1-aminoadamantane followed by reacting the N,N-dimethyl-1-aminoadamantane and dimethyl carbonate with each other.

Description

本発明はN,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムメチルカーボネートに関する。N,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムメチルカーボネートは、ゼオライトを製造する際の鋳型化合物として有用な新規な化合物である。   The present invention relates to N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium methyl carbonate. N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium methyl carbonate is a novel compound useful as a template compound for producing zeolite.

ゼオライトは、主としてアルミニウム源とケイ素源を含有する原料を水性合成ゲル中で反応させて結晶を形成させ、該結晶を成長させた後、乾燥させ、次いで焼成処理に付して細孔から水を除去することによって一般に得られる。その際、合成ゲル中において鋳型化合物を使用することにより、各種のゼオライトが設計されている。   Zeolite is produced by reacting raw materials mainly containing an aluminum source and a silicon source in an aqueous synthetic gel to form crystals. After the crystals are grown, they are dried and then subjected to a firing treatment to remove water from the pores. It is generally obtained by removing. At that time, various zeolites are designed by using a template compound in the synthetic gel.

ゼオライトを製造するための鋳型化合物として、アダマンタン化合物を使用することは公知である。   It is known to use an adamantane compound as a template compound for producing zeolite.

例えば、N,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムヨウ化物を用いてゼオライトSSZ−13が調製されている(例えば、特許文献1参照)。また、N,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムヨウ化物等を用いて種々のゼオライトが調製されている(例えば、特許文献2参照)。さらに、N,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウム水酸化物等を用いてゼオライトSSZ−23が調製されている(例えば、特許文献3参照)
これらのアダマンタン化合物の合成法としては、例えば、1−アミノアダマンタンにトリブチルアミン存在下で3倍モルのメチルヨウ化物を反応させてN,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムヨウ化物を得る方法が記載されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
For example, zeolite SSZ-13 has been prepared using N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium iodide (see, for example, Patent Document 1). Various zeolites have been prepared using N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium iodide and the like (see, for example, Patent Document 2). Furthermore, zeolite SSZ-23 is prepared using N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium hydroxide or the like (see, for example, Patent Document 3).
As a method for synthesizing these adamantane compounds, for example, there is a method of obtaining N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium iodide by reacting 1-aminoadamantane with 3 moles of methyl iodide in the presence of tributylamine. (For example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2).

また、N,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムヨウ化物を酸化銀と水中で反応させてN,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウム水酸化物を得るる方法が記載されている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, a method is described in which N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium iodide is reacted with silver oxide in water to obtain N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium hydroxide ( For example, see Patent Document 2).

さらに、N,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムヨウ化物をイオン交換樹脂を用いてイオン交換する方法によってN,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウム水酸化物を得る方法が記載されている(例えば、特許文献3参照)。   Further, a method for obtaining N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium hydroxide by a method of ion-exchange of N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium iodide using an ion exchange resin is described. (For example, see Patent Document 3).

しかしながら、これら従来の製法では、原料の1−アミノアダマンタン及び反応試薬として用いられるメチルヨウ化物が高価なため、得られるN,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムヨウ化物や、N,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウム水酸化物をゼオライト製造用の工業的な原料として用いることは、経済的に不利である。   However, in these conventional production methods, since 1-aminoadamantane as a raw material and methyl iodide used as a reaction reagent are expensive, the obtained N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium iodide or N, N, N It is economically disadvantageous to use trimethyl-1-adamantanammonium hydroxide as an industrial raw material for the production of zeolite.

したがって、工業的にゼオライトを製造する際の鋳型化合物として、簡便な製法を用いて高収率で容易に得られるN,N,N−トリメチルアダマンタンアンモニウム塩が望まれていた。   Therefore, an N, N, N-trimethyladamantan ammonium salt that can be easily obtained in a high yield using a simple production method has been desired as a template compound for industrially producing zeolite.

米国特許第4665110号明細書U.S. Pat. No. 4,665,110 米国特許第4544538号明細書U.S. Pat. No. 4,544,538 特公平06−11648号明細書Japanese Patent Publication No. 06-11648

本発明は、前記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、工業的にゼオライトを製造する際の鋳型化合物として、簡便な製法を用いて容易に得られるN,N,N−
トリメチルアダマンタンアンモニウム塩を提供することである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned background art, and the object thereof is N, N, N- which can be easily obtained using a simple production method as a template compound for industrially producing zeolite.
It is to provide trimethyladamantan ammonium salt.

本発明者らは前記の課題を解決するために鋭意検討した結果、N,N,−ジメチル−1−アミノアダマンタンと炭酸ジメチルから、新規なN,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムメチルカーボネートを合成することが出来ることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that, from N, N, -dimethyl-1-aminoadamantane and dimethyl carbonate, a novel N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium methyl carbonate Has been found to be able to be synthesized, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、下記式(1)   That is, the present invention provides the following formula (1):

Figure 2013249308
で表されるN,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムメチルカーボネートの製造方法に関する。
Figure 2013249308
It is related with the manufacturing method of N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium methyl carbonate represented by these.

本発明の上記式(1)で表されるN,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウム塩は、簡便な製法を用いて容易に得ることができるため、本発明は工業的に極めて有用である。   Since the N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium salt represented by the above formula (1) of the present invention can be easily obtained using a simple production method, the present invention is extremely useful industrially. is there.

実施例1で得られたN,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムメチルカーボネートのH−NMRスペクトル図である。1 is a 1 H-NMR spectrum diagram of N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium methyl carbonate obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得られたN,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムメチルカーボネートの13C−NMRスペクトル図である。2 is a 13 C-NMR spectrum diagram of N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium methyl carbonate obtained in Example 1. FIG.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の上記式(1)で示されるN,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムメチルカーボネートは、例えば、N,N−ジメチル−1−アミノアダマンタンと炭酸ジメチルとの反応で合成することができる。   The N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium methyl carbonate represented by the above formula (1) of the present invention can be synthesized, for example, by a reaction of N, N-dimethyl-1-aminoadamantane and dimethyl carbonate. it can.

上記の反応で使用されるN,N−ジメチル−1−アミノアダマンタンは、例えば、1−ハロゲン化アダマンタンとジメチルアミンを、触媒としてヨウ素の存在下で反応させることにより、簡便にかつ安価に得ることができる。   The N, N-dimethyl-1-aminoadamantane used in the above reaction can be obtained easily and inexpensively, for example, by reacting 1-halogenated adamantane with dimethylamine in the presence of iodine as a catalyst. Can do.

上記の反応で使用される炭酸ジメチルの使用量は、特に限定するものではないが、N,N,−ジメチル−1−アミノアダマンタン1モル当たり、1〜20モルの範囲であることが好ましく、更に好ましくは1モル〜10モルの範囲である。1モル未満であると反応が化学量論的に進行せずに未反応のN,N,−ジメチル−1−アミノアダマンタンが残存し、20モル以上ではコスト的に不利である。   The amount of dimethyl carbonate used in the above reaction is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 20 moles per mole of N, N, -dimethyl-1-aminoadamantane. Preferably it is the range of 1 mol-10 mol. If it is less than 1 mol, the reaction does not proceed stoichiometrically and unreacted N, N, -dimethyl-1-aminoadamantane remains, and if it is 20 mol or more, it is disadvantageous in terms of cost.

上記したN,N−ジメチル−1−アミノアダマンタンと炭酸ジメチルとの反応は、無溶媒条件又は不活性溶媒存在下で実施される。反応に用いられる不活性溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン等の直鎖状脂肪族炭化水素類、ジメチルブタン、メチルペンタン、ジメチルペンタン、メチルヘキサン、トリメチルペンタン、ジメチルヘキサン、メチルヘプタン等の分岐状脂肪族炭化水素類、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン、メチルシクロペンタン、メチルシクロへキサン、メチルシクロヘプタン、メチルシクロオクタン、ジメチルシクロペンタン、ジメチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘプタン、ジメチルシクロオクタン、エチルシクロペンタン、エチルシクロヘキサン、エチルシクロヘプタン、エチルシクロオクタン等の環状脂肪族炭化水素類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、n−プロピルエーテル、n−ブチルエーテル、n−ペンチルエーテル、n−ヘキシルエーテル、n−オクチルエーテル等の直鎖状脂肪族エーテル類、イソプロピルエーテル、イソブチルエーテル、ブチルメチルエーテル、ブチルエチルエーテル、sec−ブチルメチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、tert−ブチルエチルエーテル等の分岐状脂肪族エーテル類、混合物として石油エーテル、石油ベンジン、リグロイン等、ジメチルスルホキサイド、ジエチルエーテル、DMF、HMPA等の極性溶媒、更には、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、n−ペンタノール、n−
ヘプタノール、n−オクタノール、n−ノナノール、n−デカノール、n−ウンデカノール、n−ドデカノール、n−トリデカノール、n−テトラデカノール、n−ヘキサデカノール、n−オクタデカノール等の直鎖状一級アルコール類、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、2−エチル−1−ブタノール、4−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−
1−ペンタノール、2−メチル−1−ペンタノール、2−メチル−3−ペンタノール、2,2−ジメチル−1−プロパノール、3,3−ジメチル−1−ブタノール、2−エチル−
1−ブタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、5−メチル−1−ヘキサノール、2,2,4−トリメチル−1−ペンタノール、2,4,4−トリメチル−1−ペンタノール、3,5−ジメチル−1−ヘキサノール、2−プロピル−1−ペンタノール、2−エチル−
1−ヘキサノール、3,5,5−トリメチル−1−ヘキサノール、3,7−ジメチル−1−オクタノール、6−メチル−1−オクタノール等の分岐鎖状一級アルコール類、イソプロパノール、2−ブタノール、2−ペンタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、2−ノナノール、2−デカノールブタノール、2−ウンデカノール、2−ドデカノール、2−トリデカノール、2−テトラデカノール、2−ヘキサデカノール、2−オクタデカノール、3−メチル−2−ブタノール、4−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−2−ペンタノール、3,3−ジメチル−2−ブタノール、2,2−ジメチル−3−ペンタノール、2−メチル−3−ヘキサノール、2,4−ジメチル−3−ペンタノール、5−メチル−2−ヘキサノール、4,4−ジメチル−2−ペンタノール、6−
メチル−2−ヘプタノール、4−メチル−3−ヘプタノール、2,6−ジメチル−4−ヘプタノール、2,6,8−トリメチル−4−ノナノール等の分岐状二級アルコール類、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール、シクロブタノール、シクロペンタノール等の脂環式一級アルコール類、tert−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、3−メチル−3−ペンタノール、2,3−ジメチル−2−ブタノール、3−エチル−3−ペンタノール、2−メチル−2−ヘキサノール、2,3−ジメチル−3−ペンタノール、3−メチル−3−オクタノール、3,7−ジメチル−3−オクタノール等の三級アルコール類等が挙げられる。これらのうち、ジメチルスルホキサイド、ジエチルエーテル、THF、DMF、HMPA、メタノール、エタノール、n−プロパノール、2−プロパノールは、工業的に入手し易い極性溶媒であり反応溶媒として好ましい。これらの溶媒を単独で又は任意の割合で混合して使用しても良い。本発明においては、取り扱いの容易さと経済性から、それらの中でも特にメタノールが好ましい。
The above-described reaction between N, N-dimethyl-1-aminoadamantane and dimethyl carbonate is carried out in the absence of solvent or in the presence of an inert solvent. Examples of the inert solvent used in the reaction include linear aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, and tridecane, dimethylbutane, methylpentane, dimethylpentane, and methyl. Branched aliphatic hydrocarbons such as hexane, trimethylpentane, dimethylhexane, methylheptane, cyclopentane, cyclohexane, cyclooctane, methylcyclopentane, methylcyclohexane, methylcycloheptane, methylcyclooctane, dimethylcyclopentane, dimethylcyclohexane , Cycloaliphatic hydrocarbons such as dimethylcycloheptane, dimethylcyclooctane, ethylcyclopentane, ethylcyclohexane, ethylcycloheptane, ethylcyclooctane, dimethyl ether Linear aliphatic ethers such as diethyl ether, n-propyl ether, n-butyl ether, n-pentyl ether, n-hexyl ether, n-octyl ether, isopropyl ether, isobutyl ether, butyl methyl ether, butyl ethyl ether, Branched aliphatic ethers such as sec-butyl methyl ether, tert-butyl methyl ether, tert-butyl ethyl ether, and mixtures such as petroleum ether, petroleum benzine, ligroin, dimethyl sulfoxide, diethyl ether, DMF, HMPA Polar solvents, methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, n-pentanol, n-
Linear primary alcohols such as heptanol, n-octanol, n-nonanol, n-decanol, n-undecanol, n-dodecanol, n-tridecanol, n-tetradecanol, n-hexadecanol, n-octadecanol 2-methyl-1-propanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, 2-ethyl-1-butanol, 4-methyl-1-pentanol, 3-methyl-1-pen Tanol, 3-methyl-
1-pentanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-methyl-3-pentanol, 2,2-dimethyl-1-propanol, 3,3-dimethyl-1-butanol, 2-ethyl-
1-butanol, 2-ethyl-1-hexanol, 5-methyl-1-hexanol, 2,2,4-trimethyl-1-pentanol, 2,4,4-trimethyl-1-pentanol, 3,5- Dimethyl-1-hexanol, 2-propyl-1-pentanol, 2-ethyl-
Branched primary alcohols such as 1-hexanol, 3,5,5-trimethyl-1-hexanol, 3,7-dimethyl-1-octanol, 6-methyl-1-octanol, isopropanol, 2-butanol, 2- Pentanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 2-nonanol, 2-decanol butanol, 2-undecanol, 2-dodecanol, 2-tridecanol, 2-tetradecanol, 2-hexadecanol, 2 -Octadecanol, 3-methyl-2-butanol, 4-methyl-2-pentanol, 3-methyl-2-pentanol, 3,3-dimethyl-2-butanol, 2,2-dimethyl-3-pen Tanol, 2-methyl-3-hexanol, 2,4-dimethyl-3-pentanol, 5-methyl-2- Hexanol, 4,4-dimethyl-2-pentanol, 6-
Branched secondary alcohols such as methyl-2-heptanol, 4-methyl-3-heptanol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, 2,6,8-trimethyl-4-nonanol, cyclohexanol, cycloheptanol Alicyclic primary alcohols such as cyclobutanol and cyclopentanol, tert-butanol, 2-methyl-2-butanol, 3-methyl-3-pentanol, 2,3-dimethyl-2-butanol, 3-ethyl Tertiary alcohols such as -3-pentanol, 2-methyl-2-hexanol, 2,3-dimethyl-3-pentanol, 3-methyl-3-octanol, 3,7-dimethyl-3-octanol, etc. Can be mentioned. Among these, dimethyl sulfoxide, diethyl ether, THF, DMF, HMPA, methanol, ethanol, n-propanol, and 2-propanol are polar solvents that are easily available industrially and are preferable as reaction solvents. You may use these solvents individually or in mixture in arbitrary ratios. In the present invention, methanol is particularly preferred among them because of ease of handling and economy.

上記の反応において、使用される溶媒量は、特に限定するものではないが、N,N,−ジメチルアミノアダマンタン1g当たり、通常0.1g〜100gの範囲、好ましくは0.5g〜2.0gの範囲である。溶媒量がN,N,−ジメチルアミノアダマンタン1g当たり0.1gよりも少ない量では、反応系が粘調になり、反応速度が低下するおそれがある。また、100g以上の量では、反応液が希薄となり、反応速度が低下するおそれがある。   In the above reaction, the amount of solvent used is not particularly limited, but is usually in the range of 0.1 g to 100 g, preferably 0.5 g to 2.0 g, per 1 g of N, N, -dimethylaminoadamantane. It is a range. When the amount of the solvent is less than 0.1 g per 1 g of N, N, -dimethylaminoadamantane, the reaction system becomes viscous and the reaction rate may be lowered. On the other hand, when the amount is 100 g or more, the reaction solution becomes diluted and the reaction rate may be lowered.

上記の反応において、加熱反応を行う際に、炭酸ジメチル及び低沸点のアルコールは揮発しやすいため、この場合には反応を密閉容器で行うことが望ましい。反応時の圧力は、特に限定するものではないが、常圧〜10MPaの範囲で十分である。   In the above reaction, dimethyl carbonate and low-boiling point alcohol are liable to volatilize during the heating reaction. In this case, the reaction is desirably performed in a sealed container. The pressure during the reaction is not particularly limited, but a range of normal pressure to 10 MPa is sufficient.

上記の反応において、反応温度としては、特に限定するものではないが、50〜300℃の範囲が好ましく、更に好ましくは100〜200℃の範囲である。50℃よりも低い温度では、十分な反応速度が得られない場合があり、また、300℃を超える温度では、目的生成物の分解等も起こりやすくなるため好ましくない。   In said reaction, although it does not specifically limit as reaction temperature, The range of 50-300 degreeC is preferable, More preferably, it is the range of 100-200 degreeC. If the temperature is lower than 50 ° C., a sufficient reaction rate may not be obtained, and if the temperature exceeds 300 ° C., decomposition of the target product tends to occur, which is not preferable.

上記の反応において、目的物の単離は、通常は生成した四級塩をろ過することで可能である。但し、反応が充分進行して原料のN,N,−ジメチル−1−アミノアダマンタンが残存していない場合は、反応後に得られた反応液から未反応の炭酸ジメチルと溶媒を留去することのみで直接目的物を得ることが出来る。   In the above reaction, the target product can usually be isolated by filtering the produced quaternary salt. However, when the reaction has sufficiently progressed and the raw material N, N, -dimethyl-1-aminoadamantane does not remain, only unreacted dimethyl carbonate and the solvent are distilled off from the reaction solution obtained after the reaction. The target can be obtained directly.

以下に、本発明の詳細について実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はそれらに限定して解釈されるものではない。なお、本実施例における生成物の収率は、1H−NMRにて確認した。   The details of the present invention will be specifically described below using examples, but the present invention should not be construed as being limited thereto. In addition, the yield of the product in a present Example was confirmed by 1H-NMR.

なお、以下の実施例において、H−NMR及び13C−NMRの測定は、Varian社製Gemini−200を使用した。 In the following examples, 1 H-NMR and 13 C-NMR were measured using Gemini-200 manufactured by Varian.

また、液体クロマトグラフィーによる質量分析は、ブルカー・ダルトニクス社製、TOF−MS、microTOFを使用した(イオン源 ESI、測定モード 陽イオン)。   Moreover, the mass spectrometry by liquid chromatography used the Bruker Daltonics company make, TOF-MS, and microTOF (ion source ESI, measurement mode positive ion).

調製例.
撹拌子を入れたステンレス製の30ml簡易耐圧容器に、1−ブロモアダマンタン1.0g(4.7mmol)、ヨウ素0.24g(0.93mmol)を入れ、反応器を窒素雰囲気下でドライアイスバスにつけて冷却した状態でボンベからジメチルアミンガスを通じてジメチルアミン9.6g(212mmol)を冷却捕集した。反応器を密閉後、オイルバスに漬け加温撹拌し180℃まで昇温し、続けて同条件で4時間反応を行った。尚、反応時の圧力は10Mpaを越えることはなかった。反応終了後に反応器を室温まで冷却し、得られたスラリー状物に48%苛性水溶液とジクロロメタンを加えて中和、抽出を行い、分液して得られた反応液についてガスクロマトグラフィー分析(内部標準法)を行った。その結果、1−ブロモアダマンタンの転化率は97.1%であり、N,N−ジメチル−1−アミノアダマンタンが収率91.6%で得られ、アダマンタン−1−オールが1.7%とアダマンタンが2.3%得られたことを確認した。
Preparation example.
In a 30 ml simple pressure vessel made of stainless steel with a stir bar, 1.0 g (4.7 mmol) of 1-bromoadamantane and 0.24 g (0.93 mmol) of iodine are placed, and the reactor is placed in a dry ice bath under a nitrogen atmosphere. In the cooled state, 9.6 g (212 mmol) of dimethylamine was cooled and collected from the cylinder through dimethylamine gas. After sealing the reactor, it was immersed in an oil bath, heated and stirred, heated to 180 ° C., and then reacted for 4 hours under the same conditions. The pressure during the reaction did not exceed 10 Mpa. After completion of the reaction, the reactor was cooled to room temperature, and the obtained slurry was neutralized and extracted by adding 48% aqueous caustic solution and dichloromethane, and the reaction mixture obtained by liquid separation was analyzed by gas chromatography (internal Standard method). As a result, the conversion of 1-bromoadamantane was 97.1%, N, N-dimethyl-1-aminoadamantane was obtained in a yield of 91.6%, and adamantane-1-ol was 1.7%. It was confirmed that 2.3% of adamantane was obtained.

実施例1.
攪拌子を入れたステンレス製の30ml簡易耐圧容器に、N,N,−ジメチル−1−アミノアダマンタン3.59g(20mmol)、炭酸ジメチル5.40g(60mmol)、メタノール2.92gを入れ、反応器内を窒素で置換した。反応器を密閉後、オイルバスに漬けて加熱攪拌し145℃まで昇温し、続けて同条件で10時間反応を行った。反応終了後に反応器を室温まで冷却し、得られた液をエバポレーターで減圧し、未反応の炭酸ジメチル、溶媒のメタノールを留去した。この時に得られた結晶は、白色の粉体結晶であり、収量は5.30gであった。生成物について、核磁気共鳴スペクトル(NMR)分析、質量スペクトル、元素分析、及び赤外吸収スペクトル(IR)分析を行った。その結果を以下に示す。
Example 1.
A stainless steel 30 ml pressure vessel containing a stir bar was charged with 3.59 g (20 mmol) of N, N, -dimethyl-1-aminoadamantane, 5.40 g (60 mmol) of dimethyl carbonate, and 2.92 g of methanol. The inside was replaced with nitrogen. After sealing the reactor, it was immersed in an oil bath, heated and stirred, heated to 145 ° C., and then reacted for 10 hours under the same conditions. After completion of the reaction, the reactor was cooled to room temperature, and the resulting liquid was depressurized with an evaporator, and unreacted dimethyl carbonate and the solvent methanol were distilled off. The crystals obtained at this time were white powder crystals, and the yield was 5.30 g. The product was subjected to nuclear magnetic resonance spectrum (NMR) analysis, mass spectrum, elemental analysis, and infrared absorption spectrum (IR) analysis. The results are shown below.

NMR分析:H−NMR(CDCl) δ(ppm):3.52(s,3H)、3.27(s,9H)、3.36(s,3H)、2.05−2.07(d,6H)、1.71(m,6H)。 NMR analysis: 1 H-NMR (CDCl 3 ) δ (ppm): 3.52 (s, 3H), 3.27 (s, 9H), 3.36 (s, 3H), 2.05 to 2.07 (D, 6H) 1.71 (m, 6H).

13C−NMR(CDCl) δ(ppm):158.2,71.6,52.3,47.4,47.3,35.1,34.8,30.0。 13 C-NMR (CDCl 3 ) δ (ppm): 158.2, 71.6, 52.3, 47.4, 47.3, 35.1, 34.8, 30.0.

液体クロマトグラフィーによる質量分析 ESI法 (m/e):N,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウム骨格の分子量 194.191(M+)。   Mass spectrometry by liquid chromatography ESI method (m / e): molecular weight of N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium skeleton 194.191 (M +).

元素分析(測定値):C67.6,H10.3,N5.2
(理論値 :C66.9,H10.1,N5.2)。
Elemental analysis (measured value): C67.6, H10.3, N5.2
(Theoretical value: C66.9, H10.1, N5.2).

生成物のNMR分析を行った結果、N,N,−ジメチル−1−アミノアダマンタンを含有しておらず、転化率は100%であった。生成物のH−NMRの測定結果を図1に示し、13C−NMRの測定結果を図2にを示す。また、生成物の液体クロマトグラフィーによる質量スペクトルを測定したところ、N,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウム骨格の分子量(M+=194.191)が確認された。これらと元素分析の結果も本化合物の構造を支持しており、N,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムメチルカーボネートが98.4%の収率で得られたことを確認した。 As a result of conducting NMR analysis of the product, it did not contain N, N, -dimethyl-1-aminoadamantane, and the conversion rate was 100%. The measurement result of 1 H-NMR of the product is shown in FIG. 1, and the measurement result of 13 C-NMR is shown in FIG. Moreover, when the mass spectrum by the liquid chromatography of a product was measured, the molecular weight (M + = 194.191) of N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium skeleton was confirmed. These and the results of elemental analysis also supported the structure of this compound, and it was confirmed that N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium methyl carbonate was obtained in a yield of 98.4%.

実施例2.
200mlオートクレーブに、N,N,−ジメチル−1−アミノアダマンタン17.93g(0.1mol)、炭酸ジメチル90.08g(1.0mol)を入れ、反応器内を窒素で置換した。反応器を密閉後、加熱攪拌し145℃まで昇温し、続けて同条件で5時間反応を行った。その際、反応時の圧力は10MPaを超えることはなかった。反応終了後に反応器を室温まで冷却し、得られたスラリー状物を窒素雰囲気下でろ過して白色の湿結晶を得た。
Example 2
In a 200 ml autoclave, 17.93 g (0.1 mol) of N, N, -dimethyl-1-aminoadamantane and 90.08 g (1.0 mol) of dimethyl carbonate were placed, and the inside of the reactor was replaced with nitrogen. After sealing the reactor, the mixture was heated and stirred, the temperature was raised to 145 ° C., and the reaction was continued for 5 hours under the same conditions. At that time, the pressure during the reaction did not exceed 10 MPa. After completion of the reaction, the reactor was cooled to room temperature, and the resulting slurry was filtered under a nitrogen atmosphere to obtain white wet crystals.

この結晶はNMR分析の結果、N,N,−ジメチル−1−アミノアダマンタンを含有しておらず、N,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムメチルカーボネートが59.7%の収率で得られたことを確認した。   As a result of NMR analysis, this crystal did not contain N, N, -dimethyl-1-aminoadamantane, and N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium methyl carbonate was obtained in a yield of 59.7%. I confirmed.

Claims (4)

1−ハロゲン化アダマンタンとジメチルアミンを、触媒としてヨウ素の存在下で反応させてN,N−ジメチル−1−アミノアダマンタンを得ること、及びN,N−ジメチル−1−アミノアダマンタンと炭酸ジメチルとの反応させることを特徴とする下記式(1)で表されるN,N,N−トリメチル−1−アダマンタンアンモニウムメチルカーボネートの製造方法。
Figure 2013249308
1-halogenated adamantane and dimethylamine are reacted in the presence of iodine as a catalyst to obtain N, N-dimethyl-1-aminoadamantane, and N, N-dimethyl-1-aminoadamantane and dimethyl carbonate A method for producing N, N, N-trimethyl-1-adamantanammonium methyl carbonate represented by the following formula (1):
Figure 2013249308
炭酸ジメチルの使用量が、N,N,−ジメチル−1−アミノアダマンタン1モル当たり、1〜20モルの範囲であることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein the amount of dimethyl carbonate used is in the range of 1 to 20 moles per mole of N, N, -dimethyl-1-aminoadamantane. N,N,−ジメチルアミノアダマンタン1g当たり、0.1g〜100gの範囲の溶媒存在下で、N,N−ジメチル−1−アミノアダマンタンと炭酸ジメチルとの反応させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の製造方法。   2. The reaction of N, N-dimethyl-1-aminoadamantane with dimethyl carbonate in the presence of a solvent in the range of 0.1 g to 100 g per 1 g of N, N, -dimethylaminoadamantane. The manufacturing method according to claim 2. N,N−ジメチル−1−アミノアダマンタンと炭酸ジメチルとの反応を密閉容器で行うこと、反応時の圧力が常圧〜10MPaの範囲であること、及び反応温度が50〜300℃の範囲であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の製造方法。 The reaction of N, N-dimethyl-1-aminoadamantane and dimethyl carbonate is carried out in a sealed container, the pressure during the reaction is in the range of normal pressure to 10 MPa, and the reaction temperature is in the range of 50 to 300 ° C. The manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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