JP3046438B2 - アミノジホスホン酸類の製造法 - Google Patents

アミノジホスホン酸類の製造法

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JP3046438B2 JP4000676A JP67692A JP3046438B2 JP 3046438 B2 JP3046438 B2 JP 3046438B2 JP 4000676 A JP4000676 A JP 4000676A JP 67692 A JP67692 A JP 67692A JP 3046438 B2 JP3046438 B2 JP 3046438B2
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    • C07F9/3839Polyphosphonic acids
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明はジホスホン酸およびその塩の製造
法に関する。更に詳しく言えば、本発明は式:
【化2】 式中、nは2から8を表わす、を有するアミノ−アルキ
リデンジホスホン酸、とりわけ4−アミノ−1−ヒドロ
キシブチリデン−1,1−ジホスホン酸(ABDP)お
よび6−アミノ−1−ヒドロキシヘキシリデン−1,1
−ジホスホン酸(AHDP)ならびにそれらの塩の製造
法に関する。上記ジホスホン酸誘導体は、公知の通り多
価金属イオンに対しキレート形成力および金属イオン封
鎖能力を示し、この能力の故に製薬分野、水処理および
洗剤工業で使用される。製薬分野に関する限り、式
(I)で表わされるジホスホン酸誘導体は、骨代謝不全
に関する障害、例えば骨粗鬆症の治療に非常に有効な活
性成分であることが分かった。
【0002】ジホスホン酸類、とりわけ式(I)により
表わされるアミノヒドロキシアルキリデンジホスホン酸
の公知の製造法は、対応するアミノカルボン酸をホスホ
ン酸およびハロゲン化リン、例えば三塩化リンと反応さ
せ、その後得られた重合生成物を加水分解してジホスホ
ン酸を遊離させ、例えば結晶化によって純粋な形で採取
しようとするものである。米国特許第4,407,76
1号明細書によれば、この反応は不活性物質、例えば塩
素化炭化水素、例えばクロロベンゼンの存在下、(アミ
ノ−カルボン酸)/(H3 PO3 )/(PCl3 )のモ
ル比範囲1:1:1から1:2:2を用いて行なわれ
る。加水分解はアミノホスホン酸を酸化しない強酸を用
いて行ない、この方法の収率は45から55%である。
【0003】米国特許第4,705,651号明細書に
よれば、溶媒または不活性物質欠如下におよそ1:1.
25:2(アミノ−カルボン酸)/(H3 PO3 )/
(PCl3 )のモル比を用いて反応を行なっている。加
水分解剤として水を使用し、加水分解後の溶液へ添加し
たアルコールで沈殿させることにより求めるアミノジホ
スホン酸を採取する。この二番目の方法の場合、その収
率は60から75%である。
【0004】米国特許第4,705,651号明細書に
記載の方法は、米国特許第4,407,761号明細書
と比較して収率が高くまたその反応工程に溶媒あるいは
不活性物質の使用を含まないという利点を有するが、工
業的規模での応用には不適当であることが判明し、更に
またこの方法の収率も完全に満足すべきものではない。
実際問題として、上記特許明細書に記載された方法によ
ると、かきまぜることができない極めて粘性の高い反応
混合物が得られている。この状況において、引続き水ま
たは希酸を加えると、反応物中に包含されるPCl
3 「ポケット」が加水分解剤と接触して突然の局所的過
熱と放出ガスによる爆発の可能性がありうるので危険を
もたらすかもしれない。この望まない反応は小規模で操
作する場合には比較的制御し易いが、この方法を工業的
レベルで実施した場合には未解決の問題を含んでいる。
【0005】本発明の目的は、式(I)を有するジホス
ホン酸の工業的生産に適し、従来の方法と比較して収率
が高いこれら化合物の製造法を提供することにある。
【0006】上記の目的は本発明方法に従い下記のよう
に反応を行なうことにより達成される。即ち、本法はア
ミノカルボン酸を化学量論的割合と比較して大過剰の亜
リン酸およびハロゲン化リンと、反応に関与しない溶媒
あるいは不活性物質欠如下で反応させるものである。と
りわけこのモル比(アミノ−カルボン酸)/(H3 PO
3 )/(PX3 )は1:3:2から1:20:6からな
り、なるべくは1:5:2から1:10:4までがよ
い。上記比を使用する
【0007】と、反応物がより流動性に富むようになる
ので本法を大規模で作業できる点に関して、また得られ
るジホスホン酸の収率(これは75%から85%にわた
る)に関して多大の改善が得られる。
【0008】反応混合物の流動性を高める必要が生じた
ならば、反応工程の終りで更に亜リン酸を追加すること
ができる。本発明方法によって操作する場合一般にこの
追加は不必要であるが、使用した装置が生成物を取り出
しにくい型のものであるときには助けとなる。
【0009】反応混合物の流動性が良いため、反応終了
時に過剰のハロゲン化リンを回収して再使用に当てるこ
とおよび反応生成物の加水分解に必要な加水分解剤(水
または非酸化性の酸)を加えたときの過度の発熱とハロ
ゲン化物酸放出を防止することの二つを目的として、余
分のハロゲン化リンを蒸留することが可能となる。次に
公知の方法に従って加水分解を行なう。
【0010】このようにして得られたアミノ−ジホスホ
ン酸は、加水分解溶液からの緩徐な結晶化あるいは生成
物を溶かさない水溶性溶媒の添加により単離することが
できる。この目的に対して就中C1 〜C3 アルコールま
たはアセトンを使用できる。
【0011】本発明方法を実施する際はアミノ−カルボ
ン酸および亜リン酸をおよそ85℃で窒素下に溶融し、
温度を85℃から95℃に維持するように調節しながら
この融解混合物へPCl3 をゆっくり加える。
【0012】反応体間の特に適当な比(酸/HPO
/PCl)は1:5:2から1:10:4である。P
Cl添加後、反応混合物を一般に1時間から5時間に
わたる時間約90℃に保ち、最後に混合物をかきまぜ
がら注意深く水に注ぐ。
【0013】逆の方法、即ちかきまぜを保ちつつ反応混
合物へ水を加える方法も同じように正当な別法である。
【0014】このようにして得られた溶液を一般に6時
間還流下に保ち、次に炭末を用いて脱色し濾過する。も
し、得ようとするジホスホン酸誘導体が酸形であれば、
これを透明溶液から晶出させるか、あるいは別法とし
て、ほぼ同体積のメチルアルコールを24時間にわた
りかきまぜながら加え、最後に得られた生成物を濾過し
て乾燥する。他方、もしジホスホン酸の塩を望むならば
この水溶液に対応する塩基を加える。
【0015】本発明方法に関して使用できるアミノ−カ
ルボン酸はとりわけ4−アミノ−酪酸、5−アミノ−吉
草酸および6−アミノ−カプロン酸であり、それぞれ対
応する4個、5個および6個の炭素原子をもつアルキリ
デン鎖を有するアミノ−ジホスホン酸が得られるであろ
う。本発明方法はアミノ−ジホスホン酸のリチウム塩、
ナトリウム塩またはカリウム塩を一置換形および二置換
形でつくらねばならないとき特に便利である。
【0016】この場合には前以て酸を単離する必要はな
く、対応する水酸化アルカリを加えて酸溶液を中和する
だけで十分である。この操作は80℃の温度で行なわね
ばならず、そしてなるべくはジホスホン酸および水酸化
アルカリ両方とも希釈した溶液を使用し、操作中希釈試
料のpHを測定するのがよい。この処置が必要なのは中
和工程で生成物が沈殿し始めるのを避け、中和後に生成
物が晶出するようにするためであり、この方法によれば
つくられる塩は非常に高い純度を有し、一般にそれ以上
の処理を必要としない。
【0017】上記方法の操作パラメーターは中和された
ジホスホン酸の型、中和に用いた塩基の型および望む塩
の型(一塩基性か二塩基性か)に従って変化しうること
は明らかであり、場合場合に応じて操作を最適化するこ
とにより決定される。
【0018】
【実施例】下記の例は本発明方法の実施を例示するもの
であり、如何なる仕方においても制限するものではな
い。
【0019】例1 6−アミノヘキサン酸65.5g(0.5モル)および
亜リン酸492.0g(6.0モル)をN雰囲気下で
かきまぜながら、穏やかな還流状態を保つように85℃
に加熱することにより得た融解混合物へ、三塩化リン2
06.3g(1.5モル)を滴加した。滴加後、混合物
を85〜95℃に2時間保ってかきまぜを行ない、次に
400mlの脱イオン水を注意深く加えた。溶液を沸騰
点に約6時間保ち、次に炭末を用いて脱色し、最後に室
温で晶出させた。結晶性生成物を濾過し、風乾し、分析
を行なったところ、このようにして得られた生成物が6
−アミノ−1−ヒドロキシ−ヘキシリデン−1,1−ジ
ホスホン酸であることおよび不純物が存在しないことの
確証を得た。108.1gの生成物が得られ、これは
0.39モルに相当し、モル収率は78%となる。
【0020】例2 6−アミノ−ヘキサン酸65.5g(0.5モル)およ
び亜リン酸246.0g(3.0モル)をN雰囲気下
でかきまぜながら、穏やかな還流状態を保つように90
℃に加熱することにより得た融解混合物へ、三塩化リン
343.8g(2.5モル)を滴加した。滴加終了後、
弱い還流状態が得られるような温度を2時間保ち、次に
過剰な三塩化リンの部分を蒸留した。次に20%HCl
溶液(500ml)を注意深く加え、得られた溶液を還
流状態に6時間保ち、脱色炭を加え、溶液を室温まで冷
却し、最後に同体積のメタノールをかきまぜながら加え
た。このようにして得られた沈殿を濾過し、脱イオン
で洗浄し、風乾した。
【0021】分析したところ、この生成物が6−アミノ
−1−ヒドロキシヘキシリデン−1−ジホスホン酸であ
ることおよび高純度であることの確証を得た。生成物1
16.4gが得られ、これは0.42モルに相当し、モ
ル収率は83%となる。
【0022】例3 5−アミノ吉草酸117.2g(1モル)および亜リン
酸656.0g(8モル)をN2 雰囲気下でかきまぜな
がら、穏やかな還流状態を保つように90℃に加熱する
ことにより得た融解混合物へ、三塩化リン412.5g
(3モル)を滴加した。滴加終了後、85〜95℃でか
きまぜを2時間行ない、次に混合物を1500gの水/
氷に注意深く加えた。このようにして得られた溶液を還
流状態に約6時間保ち、脱色炭を加え、溶液を室温まで
冷却し、最後に同体積のメタノールをかきまぜながら加
えた。約24時間後、得られた沈殿を濾過し、風乾し
た。
【0023】分析したところ、この生成物が5−アミノ
−1−ヒドロキシペンチリデン−1,1−ジホスホン酸
であることおよび高純度であることの確証を得た。生成
物200gが得られ、これは0.76モルに相当し、収
率は76%となる。
【0024】例4 4−アミノ酪酸61.8g(0.6モル)および亜リン
酸295.2g(3.6モル)をN2 雰囲気下でかきま
ぜながら、90℃に加熱することにより得た融解混合物
へ三塩化リン247.5g(1.8モル)を20分間で
滴加した。反応混合物を85℃に2時間保ち、冷却しそ
して400mlの脱イオン水を加えた後、還流下に6時
間保った。
【0025】冷却した溶液を炭末で脱色し、濾過し、約
80℃に加熱し、次にこの溶液2mlを脱イオン水で8
0mlに希釈したときのpHが4.3から4.4に達す
るまで、温度を約80℃に保ちつつ40%NaOH溶液
をゆっくり加えた。
【0026】溶液をかきまぜながら24時間冷却し、次
に生成物を濾過し、少量の冷水で洗浄し、風乾した。分
析したところ、この生成物が4−アミノ−1−ヒドロキ
ブチリデン−1,1−ジホスホン酸であることおよびそ
の純度に確証を得た。138.2gの生成物が得られ、
これは0.43モル、モル収率にして70.8%に相当
する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−109794(JP,A) 特開 昭57−31691(JP,A) 特開 昭54−61125(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07F 9/38

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式、 【化1】 式中、nは2から8を表わす、 を有するアミノジホスホン酸類の製造法において、下記
    工程: 対応するアミノカルボン酸および亜リン酸の混合物を溶
    媒欠如下に融解し、 三ハロゲン化リンを滴加し、 この反応混合物へ水および非酸化性強酸から選ばれる加
    水分解剤を添加し、 このようにして生成したジホスホン酸を回収する、 からなり、反応混合物におけるアミノカルボン酸、亜リ
    ン酸および三ハロゲン化リンの間のモル比を1:3:2
    から1:20:6とする上記方法。
  2. 【請求項2】 加水分解した反応混合物の緩徐な結晶化
    によりアミノジホスホン酸を回収する、請求項1記載の
    方法。
  3. 【請求項3】 反応混合物へC〜Cアルコールおよ
    びアセトンから選ばれる水溶性溶媒を添加することによ
    りアミノジホスホン酸を回収する、請求項1記載の方
    法。
  4. 【請求項4】 加水分解剤の添加後、アルカリ水酸化物
    を加えてアミノジホスホスホン酸のアルカリ塩を一置換
    または二置換形で直接得るようにする、請求項1から請
    求項3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 対応するアミノカルボン酸は4−アミノ
    吉草酸および6−アミノカプロン酸から選ばれる、請求
    項1から請求項4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 三ハロゲン化リンは三塩化リンである、
    請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 つくられるアミノジホスホン酸は4−ア
    ミノ−1−ヒドロキシブチリデン−1,1−ジホスホン
    酸である、請求項1記載の方法。
  8. 【請求項8】 つくられるアミノジホスホン酸は6−ア
    ミノ−1−ヒドロキシヘキシリデン−1,1−ジホスホ
    ン酸である、請求項1記載の方法。
  9. 【請求項9】 アミノカルボ酸、亜リン酸および三ハ
    ロゲン化リンのモル比は、1:5:2から1:10:4
    である、請求項1記載の方法。
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