JP3157925B2 - N−(ヒドロキシアルキル)−カルバミン酸アルキルの製法 - Google Patents
N−(ヒドロキシアルキル)−カルバミン酸アルキルの製法Info
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Description
ル)−カルバミン酸アルキル類の新規な製造方法に関す
るものである。
類と反応させることによりN−(ヒドロキシアルキル)−
カルバミン酸アルキル類が得られることはすでに開示さ
れている。この反応は一般的には不活性有機溶媒中で酸
受容体の存在下で−20℃〜+20℃の温度において行
われる。例として挙げられるものは、クロロホルム中で
の20℃における2−メチルアミノ−エタノールとクロ
ロ蟻酸ベンジルとの反応(ドイツ公告明細書3,239,
390)、テトラヒドロフラン中での−20℃における
2−(2−ヒドロキシエチル)−ピペリジンとクロロ蟻酸
ブチルおよびトリエチルアミンとの反応(ヨーロッパ特
許出願289,842)、並びに冷却しながらの2,2−
ジエチル−3−ヒドロキシプロピルアミンとクロロ蟻酸
エチルおよびトリエチルアミンとの反応およびその後の
2.5時間にわたる還流(ドイツ特許明細書1,150,
973)である。2−(2−ヒドロキシエチル)−ピペリ
ジンを0〜20℃において炭酸水素ナトリウム水溶液の
存在下でクロロ蟻酸メチルと反応させて2−(2−ヒド
ロキシエチル)−ピペリジニル−カルバミン酸メチルを
与えることも知られている(ザ・ケミカル・ソサイエテ
ィ・パーキン・トランスレーション(Chem.Soc.Perkin T
rans.)、I1988、2251−2253)。さらに、
2−アミノエタノールを0℃において酸受容体として4
N水酸化ナトリウム溶液を用いてクロロ蟻酸ベンジルと
反応させてN−(2−ヒドロキシエチル)−カルバミン酸
ベンジルを与えることも知られている〔ザ・ジャーナル
・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイエテイ(J.
Amer. Chem. Soc.)、69、1384(1947)〕。
おり、それらが工業的規模への規模拡大を困難または不
可能にさせており、すなわち原料物質がしばしば不純で
あり、そして蒸留またはクロマトグラフィーにより精製
しなけらばならず、それは複雑性を増加させるだけでな
く相当な収率損失ももたらす。主要な副反応の原因は、
クロロ蟻酸エステルとヒドロキシル基との競合反応から
誘導される生成物の生成である。精製を蒸留により行う
時には、低圧においても分解反応が起きる可能性があ
り、それの悪臭のある生成物が蒸留物を不純にする。さ
らに、酸受容体としての第三級アミン類の使用のため
に、生成したアミン塩酸塩類のその後の複雑な処理また
は廃棄が生じる。工業的条件下では、0〜20℃の反応
温度は長い反応時間となるため、発熱反応の高熱を消散
させる可能性がある。
問題なしに充分純粋な生成物を高い収率および非常に良
好な空間−時間−収率で与えるためのクロロ蟻酸エステ
ル類とN−(ヒドロキシアルキル)−アミン類との反応方
法に関して要望が存在している。
して適宜有機溶媒の存在下で30〜110℃の間の温度
において、式(II)
ミノアルコール類を式(III)
テル類と反応させる時に、式(I)
は異なっており、そして水素またはアルキルを表すか、
或いはR2およびR3がそれらが結合している原子と一緒
になって任意にアルキル−置換されていてもよい単環式
環を形成し、そしてnは0または1である〕のN−(ヒ
ドロキシアルキル)−カルバミン酸アルキル類が得られ
ることを今見いだした。
り、例えば、収率が非常に高くそしてそれは理論値の8
0−90%以上の程度である。反応はほんの少量の溶媒
を用いてまたは用いずにそして相対的に濃縮された酸受
容体溶液を用いて実施できるため、空間−時間−収率も
非常に良好である。さらに、副生物が工程中にほとんど
生成されないため、簡単な処理段階後に98%以上の生
成物純度が得られる。最後に、30〜110℃の反応温
度のために反応器を水で冷却することができる。
により得られるということは非常に驚異的であるとみな
すべきであり、その理由はクロロ蟻酸エステル類は水に
よりそして特にアルカリ金属水酸化物水溶液により急速
に加水分解されることが一般的に知られているからであ
る。これは特に比較的高い反応温度に適用される。さら
に、反応温度が比較的低い時よりむしろ高い時に、より
純粋な生成物が得られるということは完全に予期されて
いなかった(例えば、R.Tてたモリソン(Morrison)お
よびR.N.ボイド(Boyd)、有機化学の教本(Lehrbuch de
r organischenChemie)、128頁、3版、フェルラグ・
ヘミー、ワインハイム、1986、〔温度の増加につれ
て攻撃位置に関する試薬の選択性が減少し、そして逆に
温度の減少につれて選択性が増加することは一般的事実
である〕(Es ist eine allgemeine Tatsache, dass mit
einer Erhoehung der Temperatur die Selektivitaete
ines Reagenzes hinsichtlich der Angriggs-Position
abnimmt, ungekehrt waechst die Selektivitaet mit s
inkender Temperatur)参照)。
ペリジンおよびクロロ蟻酸セカンダリー−ブチルを出発
物質として使用するなら、反応工程は下記の反応式によ
り表すことができる:
R8は好適には水素または炭素数が1−8のアルキル基
を表す。例として挙げられるアルキル基は、メチル、エ
チル、n−およびi−プロピル、n−、i−およびt−
ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシルおよび2−エチル
−ヘキシルである。R2およびR3はそれらが結合してい
る原子と一緒になって環を形成する場合には、好適な環
は5−7個の原子を有しておりそしてC1−C4-アルキ
ル基により置換されていてもよいものである。文字nは
0または1を表す。
は、基R2−R8が水素、メチルまたはエチルを表すか、
或いは基R2およびR3がそれらが結合している原子と一
緒になって炭素数が5−7の置換されていない環を形成
し、そしてnが0または1を示すものである。
化合物は、基R2がメチルを表し、そしてR3−R8が水
素を表すか、或いは基R2およびR3がそれらが結合して
いる原子と一緒になってピペリジン環を形成し、そして
nが1を示すものである。
セサレ・フェリ(Cesare Ferri)、有機合成における反応
(Reaktionen der org. Synthese)、ジョージ・チエメ・
フェルラグ・スタットガルト、1978、211頁以下
および496−497頁参照)。
ものは、2−アミノ−エタノール、2−メチルアミノ−
エタノール、2−エチルアミノ−エタノール、3−アミ
ノ−プロパノール、3−メチルアミノ−プロパノール、
1−アミノ−2−プロパノール、2−アミノ−1−ブタ
ノール、2−アミノ−2−メチル−プロパノール、2−
(2−ヒドロキシエチル)−ピペリジン、2−ヒドロキシ
メチル−ピペリジン、2−ヒドロキシメチル−ピロリジ
ン、2−(2−ヒドロキシ−エチル)−ピロリジンであ
る。
数が1−12の直鎖もしくは分枝鎖状のアルキルを表
す。特に好適な式(III)の化合物は、R1が炭素数が1
−5の直鎖もしくは分枝鎖状のアルキル基を表すもので
ある。
ものは、クロロ蟻酸メチル、クロロ蟻酸エチル、クロロ
蟻酸1−メチル−エチル、クロロ蟻酸プロピル、クロロ
蟻酸1−メチル−プロピル、クロロ蟻酸2−メチル−プ
ロピル、クロロ蟻酸2,2−ジメチル−プロピル、クロ
ロ蟻酸ブチル、クロロ蟻酸1−メチル−ブチル、クロロ
蟻酸2−メチル−ブチル、クロロ蟻酸3−メチル−ブチ
ル、クロロ蟻酸1,3−ジメチル−ブチル、クロロ蟻酸
3,3−ジメチル−ブチル、クロロ蟻酸2−エチル−ブ
チル、クロロ蟻酸ペンチル、クロロ蟻酸2−メチル−ペ
ンチル、クロロ蟻酸ヘキシル、クロロ蟻酸2−エチル−
ヘキシルである。
のN−(ヒドロキシアルキル)−カルバミン酸アルキル類
はヨーロッパ特許出願289,842中に開示されてい
る。
全ての不活性有機溶媒である。これらには好適には、炭
化水素類、例えば石油エーテル、リグロイン、ヘキサ
ン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン
およびキシレン、エーテル類、例えばジエチルエーテ
ル、ジイソプロピルエーテル、メチルターシャリー−ブ
チルエーテル、メチルターシャリー−アミルエーテルお
よびアニソール類、並びにハロゲン化された炭化水素
類、例えばジクロロメタン、1,1,2−トリフルオロ−
トリクロロ−エタン、クロロベンゼンおよび1,2−ジ
クロロベンゼン、並びにそれらの混合物が包含される。
しかしながら、反応を溶媒なしでまたは反応生成物もし
くはクロロ蟻酸エステルからの副生物である対応する炭
酸エステルを希釈剤として用いて実施することもでき
る。
カリ金属水酸化物水溶液の存在下で実施される。例とし
て挙げられるものは、水酸化リチウム、水酸化ナトリウ
ムおよび水酸化カリウムである。水酸化ナトリウム水溶
液が好適に使用される。
0〜90℃の間の、温度において実施される。
るが、加圧下または減圧下で実施することもできる。一
般的に、該方法は大気圧において実施される。
ルの式(II)の出発物質当たり0.6−1.3モルの式
(III)の反応物が使用される。1モルの式(II)の出
発物質を0.8−1.0モルの式(III)の反応物と反応
させることが好適である。1モルの式(III)の反応物
当たりアルカリ金属水酸化物は0.9−2.0モルの量で
使用される。1.0−1.2モルのアルカリ金属水酸化物
を使用することが好適である。
を数種の方法で行うことができる。例えば、式(II)の
出発物質をアルカリ金属水酸化物水溶液と一緒に加え、
そして式(III)の反応物を計量添加する。しかしなが
ら、式(II)の出発物質を任意に水溶液の形状で加えそ
して式(III)の反応物を計量添加するか、或いはアル
カリ金属水酸化物溶液を加えそして2種の反応物類を同
時に計量添加することもできる。さらに、2種の反応物
類およびアルカリ金属水酸化物溶液を同時に反応器中に
計量添加することもできる。
反応容器、反応容器のカスケードおよび管状反応器であ
る。
により、例えば式(II)の反応物およびアルカリ金属水
酸化物溶液を予備加熱することによりおよび/または反
応熱を利用することにより、達成することができる。
離しそして有機相を希鉱酸および水で洗浄することによ
り行われ、適宜有機相を水と非混和性溶媒で希釈するこ
とができる。さらに易揮発性である不純物はいわゆる
「初期蒸留」により、すなわち適度に高められた温度に
減圧下で長時間加熱することにより、除去することがで
き、適宜、水蒸気−揮発性不純物の除去を促進させるた
めに水を加えることまたは水蒸気中に吹き込むこともで
きる。
忌避剤として使用することができる(ヨーロッパ特許出
願289,842参照)。
酸セカンダリー−ブチル底部に出口弁が備えられている
1.0リットル反応容器の中で258.4g(2モル)の
2−(2−ヒドロキシエチル)−ピペリジンを249gの
水中に60℃において溶解させ、195.5g(2.2モ
ル)の45%強度水酸化ナトリウム溶液を加え、そして
259.4g(1.9モル)のクロロ蟻酸1−メチル−プ
ロピルを60℃の内部温度において激しく撹拌しながら
内部温度が80℃に達するような方法で滴々添加した
(40分間)。次に内部温度を25℃に下げ、水相を除
去し、そして有機相を340mlのメチルシクロヘキサ
ンで処理した。これを、各場合とも120mlの1N硫
酸を用いて2回撹拌することにより抽出し、ここで1回
の抽出は5分間にわたり行われ、そして次にバッチを各
場合とも120mlの水を用いて中性となるまで4回洗
浄し、そして内部温度が80℃に達するまで強力冷却さ
れている受け容器中での18ミリバールにおける蒸留に
よりメチルシクロヘキサンを除去した。生成物を真空中
で30℃に自然に冷却し、20mlの水を加え、そして
混合物を均質となるまで撹拌し、そして30℃/18ミ
リバールにおいて蒸留にかけた。この工程を繰り返し
て、初期蒸留を60℃の内部温度まで行った。
%)実施例2 2−(2−ヒドロキシエチル)−ピペリジニル−カルバミ
ン酸セカンダリー−ブチル 底部に出口弁が備えられている20リットル反応容器の
中で2,192g(24.66モル)の45%強度水酸化
ナトリウム溶液および2,896gの2−(2−ヒドロキ
シエチル)−ピペリジン(過塩素酸での滴定後の純度、
98.2%=22モル)を2,800gの水中溶液の形状
で加えた。
ト温度で出発して、次に2,907gのクロロ蟻酸セカ
ンダリー−ブチル(97.5%純度=20.75モル)を
60分間にわたり撹拌しながら計量添加すると、その工
程中に内部温度は約1,000gおよび20分後に80
℃に上昇し、そこでジャケット温度を30℃に低下させ
て、80〜85℃の内部温度を保った。次に混合物を1
時間にわたり撹拌しながら20℃に冷却し、そして水相
を分離した。3.8リットルのn−ヘキサンを有機相に
加え、そしてバッチを各場合とも1,345mlの1N
硫酸と共に撹拌することにより3回抽出した。次に混合
物を各場合とも1,345mlの水と共に水相が5−6
のpHを有するまで撹拌することにより抽出した。25
℃のジャケット温度において真空度をゆっくり高めなが
ら、n−ヘキサンおよび残存水分を次に強力冷却されて
いる受け容器中への蒸留により除去した。30ミリバー
ルに達した時に、内部温度は80℃に上昇した。混合物
を次に0.1ミリバール/80℃において15分間にわ
たり初期蒸留にかけ、そして真空中で20℃に冷却し
た。
89.1% =クロロ蟻酸セカンダリー−ブチルを基にして94.5
%実施例3−20 0.1モルのアミノアルコールを100mlの希釈剤中
に溶解または懸濁させ、そして9.8g(0.11モル)
の45%水酸化ナトリウム水溶液および12.9mlの
水を加え、そして混合物を全成分類が溶解されるまで撹
拌した。次に0.09モルのクロロ蟻酸エステルを冷却
しながら20℃において10分間にわたり激しく撹拌し
つつ(比較例)滴々添加するか、或いは本発明に従い沸
点または80℃において滴々添加した。撹拌を30分間
続け、そして適宜、混合物を室温に冷却した。次に水相
を分離し、有機相を1N硫酸および水で洗浄し、そして
溶媒を回転蒸発器上で除去した。残渣を50℃/0.1
ミリバールとなるまで初期蒸留にかけた。
た生成物含有量である〔これに関しては、下表:式(I
V)の化合物を参照のこと〕。表は、反応の選択率が本
発明に従う方法ではそれより低温で行われた時より著く
良好であることを示している。
加えそして45%強度水酸化ナトリウム溶液およびクロ
ロ蟻酸セカンダリー−ブチルを同時に、10.5−11.
5のpHが保たれるような方法で、計量添加したこと以
外は、工程は実施例1の如くであった。理論値の94.
1%の収率に相当するガスクロマトグラフィーにより測
定された99.0%の純度を有する414.1gの2−
(2−ヒドロキシエチル)−ピペリジニルカルバミン酸セ
カンダリー−ブチル。
g(0.05モル)の2−(2−ヒドロキシエチル)−ピ
ペリジンおよび10mlのトリエチルアミンを300m
lの分析等級のテトラヒドロフラン中に溶解させ、そし
て混合物を−20℃において6.48g(47.5ミリモ
ル)のクロロ蟻酸セカンダリー−ブチルで処理した。次
に撹拌を20℃において24時間続け、そして混合物を
ジクロロメタン/水で抽出した。有機相を硫酸マグネシ
ウムを用いて乾燥し、そして次に溶媒を真空中で回転蒸
発器上で除去し、そして残渣を50℃/0.1ミリバー
ルとなるまで初期蒸留にかけた。10.2gの粗製生成
物が得られ、それはガスクロマトグラフィーによる分析
に従うと73%の2−(2−ヒドロキシエチル)−ピペリ
ジニル−カルバミン酸セカンダリー−ブチルおよび24
%の2−〔2−(セカンダリー−ブチルオキシ−カルボ
ニル)−エチル〕−ピペリジニル−カルバミン酸セカン
ダリー−ブチルを含有していた。
サイエテイ(J. Amer.Chem. Soc.)、69、1384(1
947)に従い、12.9g(0.1モル)の2−(2−
ヒドロキシエチル)−ピペリジンを12.5mlの水中に
溶解させ、この混合物を反応容器に加え、そして25m
lの4N水酸化ナトリウム溶液および12.9g(0.0
95モル)のクロロ蟻酸セカンダリー−ブチルを同時に
0〜3℃において氷冷しながら滴々添加した。撹拌を0
℃において30分間そして室温において30分間にわた
り続けた。バッチをエーテルで抽出し、抽出物を1N塩
酸および次に水を用いて2回洗浄し、硫酸ナトリウム上
で乾燥し、回転蒸発器上で濃縮し、そして残渣を50℃
/0.1ミリバールとなるまで初期蒸留にかけた。18.
3の粗製生成物が得られ、それはガスクロマトグラフィ
ーによる分析に従うと91.8%の2−(2−ヒドロキシ
エチル)−ピペリジニル−カルバミン酸セカンダリー−
ブチルおよび7.6%の2−〔2−(セカンダリー−ブチ
ルオキシ−カルボニル)−エチル〕−ピペリジニル−カ
ルバミン酸セカンダリー−ブチルを含有していた。この
ことは、この場合にはジアシル化されすぎた生成物の含
有量が本発明に従う方法中より実質的に多いことを意味
している。
おりである。
ミノアルコール類を式(III)
テル類と反応させることによる式(I)
R6、R7およびR8は同一もしくは異なっており、そし
て水素またはアルキルを表すか、或いはR2およびR3が
それらが結合している原子と一緒になって任意にアルキ
ル−置換されていてもよい単環式環を形成し、そしてn
は0または1である〕のN−(ヒドロキシアルキル)−カ
ルバミン酸アルキル類の製造方法において、反応をアル
カリ金属水酸化物水溶液の存在下でそして適宜有機溶媒
の存在下で30〜110℃の間の温度において実施する
ことを特徴とする方法。
することを特徴とする、上記1の方法。
金属水酸化物溶液として使用することを特徴とする、上
記1および2の方法。
当たり0.6−1.3モルの式(III)のクロロ蟻酸エス
テルを使用することを特徴とする、上記1−3の方法。
当たり0.8−1.0モルの式(III)のクロロ蟻酸エス
テルを使用することを特徴とする、上記1−3の方法。
テル当たり0.9−2.0モルのアルカリ金属水酸化物を
使用することを特徴とする、上記1−5の方法。
テル当たり1.0−1.2モルのアルカリ金属水酸化物を
使用することを特徴とする、上記1−6の方法。
C8)を表すか或いはR2およびR3がそれらが結合してい
る原子と一緒になって炭素数が5−7でありそして任意
にアルキル(C1−C4)により置換されていてもよい環を
表し、そしてnが0または1を表す、一般式(I)の化
合物を製造するための上記1−7の方法。
を表すか、或いはR2およびR3がそれらが結合している
原子と一緒になって炭素数が5−7の置換されていない
環を表し、そしてnが0または1を表す、一般式(I)
の化合物を製造するための上記1−7の方法。
素を表すか、或いはR2およびR3がそれらが結合してい
る原子と一緒になってピペリジン環を表し、そしてnが
1を表す、一般式(I)の化合物を製造するための上記
1−7の方法。
Claims (1)
- 【請求項1】 式(II) 【化1】 〔式中、R2−R8およびnは下記の意味を有する〕のア
ミノアルコールを式(III) 【化2】 〔式中、R1は下記の意味を有する〕のクロロ蟻酸エス
テルと反応させることによる式(I) 【化3】 〔式中、R1はアルキルを表し、R2、R3、R4、R5、
R6、R7およびR8は同一もしくは異なっており、そし
て水素またはアルキルを表すか、或いはR2およびR3が
それらが結合している原子と一緒になって任意にアルキ
ル−置換されていてもよい単環式環を形成し、そしてn
は0または1である〕のN−(ヒドロキシアルキル)−カ
ルバミン酸アルキルの製造方法において、反応をアルカ
リ金属水酸化物水溶液の存在下でそして適宜有機溶媒の
存在下で30〜110℃の間の温度において実施するこ
とを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
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