JP2022540331A - N-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸(iii)の準安定結晶変態の製造方法 - Google Patents
N-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸(iii)の準安定結晶変態の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
R1,R2=互いに独立して水素、C1からC4アルキルまたは、一緒になって環を形成して式(II)の基(ここで、式(II)は
R3,R4=独立して水素またはC1からC4アルキル、
X=CH3COO、Cl、Br、NO3、SO3(NH2)または1/2SO4、
k=0または1を意味する)を表す。
非常に好ましくは、水を、該方法における溶媒として使用し得る。
- N-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸形態A:
DSC開始280.5℃、ピーク286.3℃、融解熱887+/-1J/g
- N-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸形態B:
DSC開始272.5℃、ピーク280.4℃、融解熱860+/-1J/g
R1,R2=互いに独立して水素、C1からC4アルキルまたは、一緒になって環を形成して式(II)の基(ここで、式(II)は:
R3,R4=独立して水素またはC1からC4アルキル、
X=CH3COO、Cl、Br、NO3、SO3(NH2)または1/2SO4、
k=0または1を意味する)のものである。
R1,R2=互いに独立して水素、メチル若しくはエチルまたは、一緒になって環を形成して式(II)の基(ここで、式(II)は:
R3,R4=水素、
X=CH3COO、Cl、Br、NO3、SO3(NH2)または1/2SO4、
k=0または1である式(I)のグアニジン化合物を、使用することができる。
X=CH3COO、NO3、SO3(NH2)または1/2SO4
を意味する式(I)のグアニジン化合物である。
R1,R2=独立して水素、メチルまたはエチル、
R3,R4=水素、
X=CH3COO、Cl、Br、NO3、SO3(NH2)または1/2SO4、
k=0または1である式(I)のグアニジン化合物を、使用することができる。
R1,R2=互いに独立して水素、C1からC4アルキルまたは、一緒になって環を形成して式(II)の基(ここで、式(II)は:
R3,R4=独立して水素またはC1からC4アルキル、
k=0を意味する)が適用される式(I)によるグアニジン化合物もまた、使用することができる。
図面は、以下を示す:
技術的に入手可能なグアニジン化合物は、市販品として購入した。
グアニジン塩酸塩:Sigma-Aldrich注文番号G4505
グアニジンスルファミン酸塩:TCIケミカルズ注文番号G0022
グアニジン硝酸塩:Sigma-Aldrich注文番号234249
グアニジン酢酸塩:Sigma-Aldrich注文番号50920
N,N’-ジメチルグアニジン塩酸塩:AlzChem AG
N,N’-ジメチルグアニジン硫酸塩:Sigma-Aldrich注文番号276669
N,N’-ジエチルグアニジン硫酸塩:TCIケミカルズ注文番号D2035、
1-(アミノイミノメチル)-4-メチル-ピペラジン硫酸塩:ABCR GmbH、注文番号AB288540
4-(アミノイミノメチル)-モルホリン酢酸塩:ABCR GmbH、注文番号AB301888
N-メチルグアニジン硫酸塩:TCIケミカルズ、注文番号M1691
N-エチルグアニジン硫酸塩:Sigma-Aldrich、注文番号275557
本実施例の範囲において、X線粉末回折測定は、シータ/2シータジオメトリ-、LYNXEYE検出器、30kVの加速電圧および10mAのアノード電流を有する波長1.5406ÅのCu-Kα放射線、ニッケルフィルター並びに0.02°の増加を有するBruker D2 Phaser粉末回折計を使用して実施した。検査用のサンプルを、メノウ乳鉢中ですり潰し、製造元の指示に従ってサンプルプレート上に押し付け、表面を滑らかにした。
XRDデータを、純粋なGAA形態Aおよび形態Bのサンプルの機械的混合物を使用して得た。ピーク高さを介した定量評価のために、20.7°および20.2°でのピーク高さを使用した。これから非常に良好な相関係数で決定した検量線(calibration curve)(検量線(calibration line))を、形態A/Bの比率を決定するために未知のサンプルに使用した(表1および図9を参照)。
適切な結晶を、N,N’-グアニジノ二酢酸の存在下でN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸の含水溶液を蒸発させることによって調製した。単結晶測定は、デュアルサイクルBruker D8 Venture TXS回折計を使用して、波長0.71073Åの単色Mo-Kα(モリブデンK-アルファ)放射線を使用して、寸法0.02*0.02*0.09mmの結晶上で105ケルビンで行った。2072個の独立した反射を使用したX線結晶データの精密化は、0.0381のR値(Fobs)まで最小二乗誤差法によって実施した。NHおよびOH水素原子の位置を精緻化し、CH水素原子の位置を計算された位置に固定した。X線単結晶構造解析の結果を、図6および7中に例示する。単結晶構造解析から逆算された粉末回折図は、図2において示される測定された粉末回折図と正確に一致した。
400gの水を80℃で提供し、その中に合計11.66gの結晶形Aで存在する99.0%の含量のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸をスプーンごとに溶解し、最後の部分で溶解限度を超えた。次いでそれを80℃で濾過し、濾液をさらなる100gの水と混合し、80℃に加熱した。ほぼ飽和した透明な溶液が、形成された。4時間以内にゆっくりと20℃に冷却することによって、N-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸が結晶化した。沈殿した結晶を、濾取して60℃で真空乾燥し、6.51gの99.1%の含量のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を得た。
50%溶液を、250gのグアニジン塩酸塩および250gの水から調製した。400gのこの溶液に、実施例1におけるのと同じ組成のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を80℃でスプーンごとに加えた。たった26.37gの添加量だけで、溶解限度を超えた。小さな固形分を80℃で濾別し、濾液を残りの100gのグアニジン塩酸塩の50%溶液に加え、80℃で1時間撹拌した。透明な無色の溶液が得られた。4時間以内の20℃へのゆっくりとした冷却によって、N-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸が結晶化した。沈殿した結晶凝集体を、濾取し、20℃で水で3回洗浄して60℃で乾燥した。15.56gの99.2%の含量のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を得た。すなわち、得られた量は、実施例1におけるものより2.4倍多く、これは、グアニジン塩酸塩溶液によって引き起こされたN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸の著しく増加した溶解度のためである。
実施例2と同様に、さまざまなグアニジン化合物の水溶液を、示されたそれぞれの濃度(C)で調製した。400gのそれぞれの溶液において、それぞれの示された量(M)のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を80℃で溶解した。80℃での濾過の後、別の100gのそれぞれのグアニジン化合物の示された水溶液を加え、透明な溶液を80℃で1時間撹拌した。4時間以内の20℃へのゆっくりとした冷却によって、N-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸が結晶化した。沈殿した結晶凝集体を、濾取し、20℃の水で3回洗浄して60℃で乾燥した。それぞれの場合において、含量(G)を有する示された量(A)のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸が、得られた(表3a/bを参照)。
112.6g(1.5モル)のグリシンを、300gの水に溶解した。該溶液に、21.6g(0.27モル)の50%水酸化ナトリウム溶液を加え、8.4のpHとなった。42gの水中に溶解した42.04g(1.0モル)のシアナミドの溶液を、80℃で4時間かけて加えた。後反応は、80℃でさらなる1時間行った。得られた懸濁液を、20℃に冷却し、濾過し、水で洗浄して60℃で乾燥した。100.6gの99.1%の含量のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を得た。収率は、85.9%であった。
CN 101525305中に記載されているように、200gのNaOH(固体、5.0モル)を600gの水中に溶解した。最高15℃で、480g(5.03モル)の固体のグアニジン塩酸塩を導入した。グアニジン塩基の含水溶液を得た。460g(4.87モル)のクロロ酢酸を、460gの水中に溶解した。これに、760gの25%水酸化ナトリウム溶液(4.75モルのNaOHに相当する)を20℃で1時間かけて加えた。クロロ酢酸ナトリウムの含水溶液を得た。グアニジン溶液を、40℃に加熱したクロロ酢酸ナトリウムの溶液に2時間かけて投与した。後反応は、40℃で24時間の間行った。得られた白色懸濁液を、濾過し、水で洗浄して60℃で乾燥した。404g(71%)の98%の含量のGAAを得た。X線粉末回折解析は、得られたGAAが100%結晶形Aの状態であることを示した。反応物としてのグアニジン(塩基)の存在にもかかわらず、その濃度は、GAAの結晶形に影響を与えるのに十分ではない。これは、測定可能な効果が30重量%の濃度を超えるグアニジン塩酸塩でのみ見られたので、実施例2と一致している。そのような濃度はCN 101525305による製造方法においては達成されないので、この方法で製造された生成物については結晶形Aのみが推定することができる。
溶液を、150gのグアニジン塩酸塩および150gの水から調製した。112.6g(1.5モル)のグリシンをその中に溶解し、8.4のpHを、22.4g(0.28モル)の50%水酸化ナトリウム溶液で調整した。42gの水中に溶解した42.04g(1.0モル)のシアナミドの溶液を、80℃で4時間かけて加えた。後反応は、80℃でさらなる1時間行った。得られた懸濁液を、20℃に冷却し、濾過し、水で洗浄して60℃で乾燥した。100.8gの99.1%の含量のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を得た。収率は、86.0%であった。
7.1融解または分解点
40μlのアルミニウムるつぼを有するMettler DSC 3+機器を、動的示差走査熱量測定(DSC)に使用した。加熱速度は、30から350℃の温度範囲で毎分10ケルビンであった。実施例1および2.1の生成物のそれぞれ約1.4mgを、アルミニウムるつぼに量り入れ、大気圧(海抜500mの高度で960mbar)で測定した。
100gの5℃の水が、提供された。実施例1の生成物(=N(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸形態A)を、飽和に達するまでその中に溶解し、溶解量を逆秤量によって決定した。次いで、温度を20℃に上げ、再び飽和点に達するまでできるだけ多くのサンプルを加えた。同じことを、さらなる温度で、最高95℃で繰り返した。同様の測定を、実施例2.1の生成物(=N-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸形態B)を用いて行った。両方の生成物について得られた溶解度データを、図5中にグラフで要約した。
実施例1のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸形態Aの結晶を20℃でテトラクロロメタン中に導入し、ここで、それらは表面上に浮いた。ジクロロメタンを滴下することによって、液体媒体の密度は、結晶が上昇することなくおよび底に沈むことなく液体中でちょうど浮遊し始めるまで、減少した。液相の密度は、ピクノメーターで決定した。1.50+/-0.03g/cm3の密度が、測定された。
実施例1の生成物を、メッシュサイズ63μm(230メッシュ-メッシュサイズと同等)のふるいを通してふるいにかけた。46重量%の微粉が得られた。多角形の丸みを帯びた結晶凝集体からなる実施例2.1のサンプルを用いて、同様の手順に従った。ここでは、3重量%未満の微粉含量を決定した。従って安全に取り扱うことができる低粉塵材料は、10%未満の粉塵含量(すなわち<63μmの粒子含量)を有するべきである。実施例2.1の生成物(結晶形BのN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸)はこれを満たすが、一方、比較例1(結晶形AのN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸)は満たさない。
絡まった針状結晶からなる実施例1の生成物を、DIN ISO 4324に従う装置を使用して漏斗を通して平らな表面上に注いだ。漏斗を取り除いた後、得られた円錐の安息角を、角度測定装置を用いて決定した。それは、約45°であった。従って、N-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸形態Aは、芳しくない流動挙動を示す。実施例2.1の粒状生成物を、同様に測定した。ここでは、約25°の安息角が得られた。すなわち、N-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸形態Bは、優れた流動挙動を示す。
実施例1の生成物の秤量された量をメスシリンダー中に入れ、それを実験室のベンチ上でしっかりと2回軽くたたくことによって部分的に圧縮した。メスシリンダーの充填レベルから、かさ密度は、0.37g/cm3であると決定した。実施例2.1の生成物を用いて、同じ手順に従った。ここでは、0.62g/cm3のかさ密度を決定した。すなわち、形態BのN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸は、生成物の包装、輸送および取扱いに有利である、著しく増加したかさ密度を有する。
a)実施例2.1のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸形態Bを、120℃で6時間乾燥オーブン中に入れた。次いで、結晶形を決定するために、X線粉末回折を使用した。これは、変化しない純粋な結晶形Bのままであった。
b)実施例2.1のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸形態Bを、20%水で湿らせ、密閉容器中で65℃で6時間インキュベーションし、次いで乾燥した。X線粉末回折図は、何の変化も示さず、形態Bは安定なままであった。
c)実施例2.1のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸形態Bを、水中の10%懸濁液として調製した。この懸濁液を、80℃で2時間撹拌した。次いで、それを冷却し、固体を濾取して乾燥した。X線粉末回折は、結晶形AおよびBの混合物が存在することを示した。
d)実施例2.1のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸形態Bを、80℃で水中に溶解し、溶液を冷却することによって大部分を再結晶化し、濾取して乾燥した。X線粉末回折は、純粋な結晶形Aを生じた。
実施例7.6において、GAA形態Aのかさ密度は0.37g/cm3であり、GAA形態Bのそれは0.62g/cm3であると決定した。GAA形態Aまたは形態Bの純粋な物質サンプルから始めて、2つの形態の混合物を秤量し、振とうすること(すり潰すこと(grinding)またはすり潰すこと(mortaring)ではない!)によって混合した。このようにして製造した結晶混合物のかさ密度を決定した。
Claims (12)
- N-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を少なくとも1つの式(I)のグアニジン化合物の存在下で含水溶液から結晶化することを特徴とする、熱力学的準安定結晶変態のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を含有するN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を製造する方法であって、ここで、式(I)は:
(ここで、式(I)における基R1、R2、R3、R4およびX、Yおよびインデックスkは、互いに独立して:
R1,R2=互いに独立して水素、C1からC4アルキルまたは、
一緒になって環を形成して式(II)の基(ここで、式(II)は
(式中、Y=CH2、O、NH、NCH3または結合)である)、
R3,R4=独立して水素またはC1からC4アルキル、
X=CH3COO、Cl、Br、NO3、SO3(NH2)または1/2SO4、
k=0または1を意味する)を表す、方法。 - 含水溶液が少なくとも40重量%の水(溶液の総重量に基づく)を含有することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- N-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を第1の方法ステップにおいて水または含水溶液中に溶解すること、および熱力学的準安定結晶変態のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を含有するN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を、第2の方法ステップにおいて、第1の方法ステップにおいて調製した溶液から式(I)のグアニジン化合物の存在下で結晶化させることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- N-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を第1の方法ステップにおいて水中または含水溶液中でシアナミドおよびグリシンから調製すること、および熱力学的準安定結晶変態のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を含有するN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を、第2の方法ステップにおいて、第1の方法ステップにおいて調製した反応混合物から式(I)のグアニジン化合物の存在下で結晶化することを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 熱力学的準安定結晶変態がCu-Kα放射線を使用したときの結晶変態のX線粉末回折図において+/-0.2°の測定精度で2Θ=20.2°および23.3°および23.8°および25.3°で最も強い反射バンドを示すことを特徴とする、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 熱力学的準安定結晶変態が105ケルビンでおよび+/-0.001Åの測定精度で格子定数a=7.7685Å、b=7.7683Åおよびc=17.4261Åを有するZ=8の斜方晶系空間群P212121を有することを特徴とする、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 式(I)のグアニジン化合物を常圧下25℃で水中に溶解することができる最大量の80%に相当する量で使用することを特徴とする、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
- N-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を第1の方法ステップにおいて常圧で20から100℃の範囲の温度で含水溶液中で溶解するまたは調製することを特徴とする、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 熱力学的準安定結晶変態のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸および熱力学的安定結晶変態のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を含有する結晶混合物。
- 結晶混合物が熱力学的準安定結晶変態のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸および熱力学的安定結晶変態のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を0.1:9.9から9.9:0.1の範囲の重量比で含有することを特徴とする、請求項8に記載の結晶混合物。
- 熱力学的準安定結晶変態のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸および熱力学的安定結晶変態のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を含有する結晶混合物を含む、動物を繁殖させるおよび肥育させるための飼料添加物。
- 結晶混合物が熱力学的準安定結晶変態のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸および熱力学的安定結晶変態のN-(アミノイミノメチル)-2-アミノ酢酸を0.1:9.9から9.9:0.1の範囲の重量比で含有することを特徴とする、請求項11に記載の飼料添加物。
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