JP3720860B2 - Novel aminopolycarboxylic acid derivative and process for producing the same - Google Patents

Description

【０００８】
式中、ｎは１、２又は３を表す。Ｍ₁ 、Ｍ₂ 及びＭ₃ はそれぞれ水素原子又はカチオンを表す。
【０００９】
(2) Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸を酸性条件下で脱炭酸して本発明の一般式（Ｉ）のうちｎ＝１で表されるアミノポリカルボン酸誘導体を製造する方法において、脱炭酸する際に生成する６員環ラクタム化合物を加水分解する操作を行うことを特徴とするアミノポリカルボン酸誘導体の製造方法。
【００１０】
以下、本発明を説明する。
一般式（Ｉ）においてｎは好ましくは１、２又は３であり、更に好ましくは１又は２であり、最も好ましくは１である。
【００１１】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ 、Ｍ₃ で表されるカチオンとしては、有機性のカチオンでもよく無機性のカチオンでもよい。また、カチオンが一分子内中に２個以上ある場合には、それぞれ異なるカチオンでもよい。カチオンとしては例えば、アンモニウム（例えばアンモニウム、テトラエチルアンモニウム）、アルカリ金属（例えばリチウム、ナトリウム、カリウム）、アルカリ土類金属（例えばカルシウム、マグネシウム、バリウム）、ピリジニウム等を挙げることができる。好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属であり、より好ましくはアルカリ金属である。
【００１２】
以下に一般式（Ｉ）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１３】
【化３】

【００１４】
上記一般式（Ｉ）で表される化合物は、例えば下記式(1) 、(2) で表わされる方法によって合成できる。
【００１５】
【化４】

【００１６】
（式中、Ｍ₁ 、Ｍ₂ 、Ｍ₃ 、ｎは一般式（Ｉ）のそれぞれと同義である。Ｍ_a 、Ｍ_b 、Ｍ_c 、Ｍ_d 、Ｍ_e 、Ｍ_f は、それぞれ水素原子、カチオン又は置換基を有しても良いアルキル基若しくはアリール基を表す。ｎは０、１又は２を表す。Ｘ_a 、Ｘ_b 、Ｘ_c 、Ｘ_d 及びＸ_e はそれぞれ塩素原子、臭素原子又はよう素原子を表す）
【００１７】
（式１の説明）
即ち、ジアミン化合物（Ａ）と、ハロゲン置換マロン酸誘導体（Ｂ）を反応させ、中間体（Ｃ）を合成した後、中間体（Ｃ）を脱炭酸させることによって、本願化合物（Ｉ）は合成できる。
【００１８】
ジアミン化合物（Ａ）のうちで、Ｍ_a が水素原子のものについては一般に入手できる。Ｍ_a がアルキル基、又はアリール基であるカルボン酸エステルを含む化合物（Ａ）については、Helvetica Chimica Acta, ９巻，314 頁、(1926)に記載の方法などで合成することができる。
【００１９】
Ｍ_a には、種々の置換基を有してもよいアルキル基、アリール基が適用できるが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、tert−ブチル基、ベンジル基等が好ましく、特に好ましくは、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ベンジル基である。
【００２０】
ハロゲン置換マロン酸誘導体（Ｂ）のうちで、Ｍ_b 及びＭ_c が水素原子もしくはカチオンの場合については、Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 35巻，1813頁(1902)に記載の方法などで合成することができる。
【００２１】
Ｍ_b 及びＭ_c が、アルキル基又はアリール基であるカルボン酸エステルを含むマロン酸誘導体（Ｂ）については、種々のものが一般に入手可能である。又、一般に入手できないものについても、一般に入手可能な種々のマロン酸ジエステル誘導体より、Organic Synthess Collective Volumue Ｉ，245-246 頁(1941)に記載の方法などを参考に合成することができる。
【００２２】
Ｍ_b 及びＭ_c には、種々の置換基を有してもよいアルキル基、アリール基が適用できるが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、tert−ブチル基、ベンジル基等が好ましく、特に好ましくは、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ベンジル基である。
【００２３】
このアミンのアルキル化反応は、塩基存在下で行うことが好ましく、塩基としては、アルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等）または三級アミン（トリエチルアミン等）が挙げられる。
【００２４】
塩基は、反応液中に存在するカルボキシル基、及びハロゲン化水素を中和する量は最低限必要であり、好ましくは、ハロゲン置換マロン酸誘導体（Ｂ）に対して、０．５〜当量〜５０当量、より好ましくは０．５当量〜２０当量である。
【００２５】
この反応は、通常ｐＨ７〜１２の間で行う。好ましくはｐＨ８〜１１で行う。
これより低いｐＨ領域では反応の進行が遅く、またこれより高いｐＨ領域では、ハロゲン置換マロン酸誘導体（Ｂ）の加水分解が優先する。
【００２６】
この反応ではハロゲン置換マロン酸誘導体（Ｂ）をジアミン化合物（Ａ）の２当量以上用いることが必要であり、好ましくは２〜１０当量、より好ましくは２〜５当量である。
【００２７】
この反応の反応温度は、通常２０℃〜１００℃の間で行う。好ましくは３０℃〜９０℃である。
これより低い温度では反応の進行が遅く、またこれより高い温度では、ハロゲン置換マロン酸誘導体の加水分解等の、副反応が起こりやすくなる。
【００２８】
中間体（Ｃ）の合成法としては、例えば Zhurnal Obshchei Khimii, 52(3),658-662 頁(1982)に記載の方法などが適用できる。
【００２９】
中間体（Ｃ）の合成は通常、溶媒中で行われる。溶媒としては反応に関与しない限り限定されないが、水、アルコール（メタノール、エタノール、２−プロパノール）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等を用いると有利に進行する。
【００３０】
Ｍ_a 、Ｍ_b 及びＭ_c が水素原子もしくはカチオンの場合は、溶媒は水がより好ましい。Ｍ_a が置換基を有してもよいアルキル基又はアリール基等で、化合物（Ａ）がカルボン酸エステルを含む場合には、溶媒はアルコール（メタノール、エタノール、２−プロパノール）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等がより好ましい。
【００３１】
中間体（Ｃ）を脱炭酸させる反応は、例えば Bulletiu of the Chemical Society of Japan, vol.46, 844-847 頁(1973)などが参考にできる。
【００３２】
中間体（Ｃ）が、カルボン酸エステルを有する場合には、その加水分解が必要であるが、これは、例えば、日本化学化学会編実験化学講座、第４版、第22巻、６−11頁、(1992)等に記載の一般的な方法で行うことができる。カルボン酸エステルの加水分解と引き続く脱炭酸反応は、それぞれ独立に行うこともできるし、同時に行うこともできる。
【００３３】
中間体（Ｃ）の脱炭酸反応は、通常溶媒中で行われる。溶媒としては反応に関与しない限り限定されないが、水、アルコール（メタノール、エタノール、２−プロパノール）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、酢酸、ぎ酸及びそれらの混合溶媒等を用いると有利に進行する。
【００３４】
反応は酸性条件下で行うことが望ましく、酸度関数（−Ho) が４．８２（１３．０mol/リットル塩酸の値）といった強酸性から、ｐＨ６以下の溶液まで幅広く適用できる。より好ましくは酸度関数（−Ho) が４．８以下、ｐＨ４以上である。これより高いｐＨ領域では反応の進行が遅く、これより強い酸性条件では副反応が起こり易い。
【００３５】
用いる酸の種類は特に限定されず、無機酸（塩酸、硫酸、臭化水素酸、硝酸など）でも有機酸（ぎ酸、酢酸など）でも良い。好ましくは無機酸、より好ましくは塩酸または硫酸、特に好ましくは塩酸である。
【００３６】
この反応の反応温度は、通常０℃〜１２０℃の間で行う。好ましくは２０℃〜１００℃である。これより低い温度では反応の進行が遅く、これより高い温度では副反応が起こりやすい。
【００３７】
Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸を酸性条件下脱炭酸させると、同時に６員環ラクタムを形成する副反応が起こり、目的物であるＤ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジ酢酸の生成率が低下し、さらに単離精製も困難になる。
【００３８】
類似の技術としては、Bulletin of the Chemical Society of Japan, vol.46,844-847 頁(1973)に記載のエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸を脱炭酸させることによるエチレンジアミンジ酢酸の合成法が挙げられる。この場合もエチレンジアミンジ酢酸ラクタムが生成するが、結晶性の差を利用してこれらを分離している。
【００３９】
本発明においては一般式（Ｉ）においてｎが１の化合物はＤ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸を酸性下で脱炭酸する際に生成するラクタム化合物を、加水分解する操作を加えることにより、目的物の生成率を高め、且つ単離精製も容易にすることができる。
【００４０】
Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸は式１の説明で述べた方法で合成できる。Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸の脱炭酸は式１の説明で述べた方法で行うことができる。
【００４１】
生成したラクタム化合物の加水分解は、例えば、日本化学会編実験化学講座、第４版、第22巻、６−12項、1992年等に記載の一般的な方法で行うことができるが、水溶媒中、鉱酸（硫酸、臭化水素酸等）もしくは無機のアルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム等）を用いることができ、無機のアルカリを用いるのが好ましく、水酸化物が特に好ましい。
【００４２】
この反応の温度は通常０℃〜１２０℃の間で行う。好ましくは２０℃〜１２０℃であり、７０°〜１２０°が特に好ましい。これより低い温度では、反応の進行が遅く、これより高い温度では副反応が起こり易い。
【００４３】
（式２の説明）
即ち、ジハロゲン化合物（Ｄ）とアミノマロン酸誘導体（Ｅ）を反応させ中間体（Ｆ）を合成した後、中間体（Ｆ）を脱炭酸させることによって合成できる。
【００４４】
ジハロゲン化合物（Ｄ）は、ｎ＝１の場合は一般に入手できる。ｎ＝２、３及び４の場合は、例えば Jornal of Organic Chemistry 26巻,711頁(1961)やAngewandte Chemie 75(24),1205 頁(1963)に記載の方法に準じて合成できる。
【００４５】
即ち、まずγ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトンもくしはε−カプロラクトンと、ハロゲンを触媒（リン、三臭化リン、三塩化リン等）存在下反応させることにより酸ハロゲン化物を得る。この反応は溶媒を用いても、用いなくても良い。溶媒としては反応に関与しない限り限定されない。反応は通常、０℃〜２００℃間で行うが、好ましくは２０℃〜１５０℃の間で行う。得られた酸ハロゲン化合物を加水分解するとカルボン酸が合成できる。酸ハロゲン化合物とアルコール、フェノール誘導体を反応させるとエステルを合成することができる。これは、例えば、日本化学会編実験化学講座、第４版、第22巻、50−51頁、1992年等に記載の一般的な方法で行うことができる。
【００４６】
ジハロゲン化合物（Ｄ）がカルボン酸エステルを含む場合、Ｍ_d には種々の置換基を有してもよいアルキル基、アリール基が適用できるが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、tert−ブチル基、ベンジル基等が好ましく、特に好ましくは、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ベンジル基である。
【００４７】
中間体（Ｆ）は、式１の説明で、中間体（Ｃ）の合成について述べたのと同様な条件で合成できる。
【００４８】
中間体（Ｆ）がカルボン酸エステルを有する場合の加水分解反応は、式１の説明で、中間体（Ｃ）がカルボン酸エステルを有する場合について述べたのと同様な条件で行うことができる。
【００４９】
中間体（Ｆ）の脱炭酸反応は、式１の説明で、中間体（Ｃ）の脱炭酸反応について述べたのと同様な条件で行うことができる。
【００５０】
本発明の化合物は水溶性であり、金属イオン遮蔽剤として、例えば医療用、化粧品用製剤、石鹸、洗剤、材料分析、金属材料への被覆、メッキ、触媒、コロイド化学、写真、液晶、酸化防止剤、分離、分析等の使用に適している。
また、本発明の製造方法は、目的物の生成率を高め、且つ単離精製が容易である。
【００５１】
次に、本発明を具体的に説明するため、実施例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５２】
【実施例】
（化合物１の合成法）
塩酸Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸５ｇ（０．０３６mol 、東京化成製）、水５０mlを三ッ口フラスコに入れ、氷冷下攪拌しながら、ブロモマロン酸１９．５ｇ（０．１０７mol 、Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 35, 1813(1902)を参考に合成した。）を加えた。更に、氷冷下攪拌しながらｐＨ９〜１０程度になるまで、２０％水酸化ナトリウム水溶液を加えた。水浴で４０℃に加熱攪拌し、２０％水酸化ナトリウム水溶液を、反応液のｐＨが９〜１０を保つように滴下した。
【００５３】
８時間加熱攪拌したのち、反応液を室温に戻し、メタノールを５００ml加えた。析出した固体を濾取し、メタノールで良く洗浄した後、五酸化二リン存在下、Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸５ナトリウム塩を得た。１２．３ｇ（０．０２９mol 、収率８２．７％）
【００５４】
Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸５ナトリウム１．６２ｇ（３．８７mmol）、水１５ml、３６％塩酸２０mlを三ッ口フラスコに入れ、攪拌しながら２時間加熱還流した。反応液を減圧留去し、これに水を加えて減圧留去することを３回繰り返して、できるだけ過剰の塩酸を除去した。
【００５５】
これに２０％水酸化ナトリウム水溶液を５ml加えて２時間加熱還流することにより、酸処理反応で生じたラクタムを開環させた。この反応液に氷冷下攪拌しながら３６％塩酸を加え、約ｐＨ８の時に、生じた沈殿を濾別した。
【００５６】
さらに濾液を氷冷下攪拌しながら３６％塩酸を加えてｐＨを約１．５に調整した。析出した沈殿を濾取し、水、アセトンで良く洗浄したのち、五酸化二リン存在下、減圧乾燥することにより、目的物の1/2 水和物を白色固体として４２０mg（１．８３mmol) 得た。収率４７．３％。
融点 １９１℃〜１９２℃（分解）
【００５７】

【００５８】
（生分解性試験）
エチレンジアミン四酢酸及び本発明の化合物１、２、３、５、６及び７について、OECDガイドラインで定められた修正 Zahn-Wellens 法に準じて生分解性試験を行ったところ、エチレンジアミン四酢酸は生分解しなかったのに対し、本発明の化合物は生分解性が見られ、生分解しやすいことがわかった。
【００５９】
（銀の酸化力の評価）
下塗を施した三酢酸セルロースフィルム上に１cm² あたりコロイド銀が１２０μｇとなるようにゼラチン塗布したフィルムを作成した。このフィルムを下記漂白液に３分間浸漬した後水洗し、さらに下記定着液に３分間浸漬した後水洗し、フィルム中に残存した銀量を測定した。結果を表１に示す。
〔漂白液〕
硝酸鉄（III)九水和物 10ミリモル
キレート剤 12ミリモル
臭化アンモニウム 0.40モル
水を加えて１リットルに調整（アンモニア水でpH５に調整）
35℃
〔定着液〕
エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩 1.5ミリモル
亜硫酸アンモニウム 0.17 モル
チオ硫酸アンモニウム 1.4モル
水を加えて１リットルに調整（アンモニア水、酢酸でｐＨ６．７に調整）
35℃
【００６０】
【表１】

【００６１】
【化５】

【００６２】
表１から明らかなように、比較化合物ａを用いた場合は酸化力が弱い。これに対し、本発明の化合物を用いた場合は酸化力が強い。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の化合物は生分解性に優れ、第２鉄錯塩として用いた際に優れた酸化力を発揮する。また本発明の方法によれば、高収率で本発明の化合物を製造することができる。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention is useful as a metal ion shielding agent, particularly for medical, cosmetic preparations, soaps, detergents, material analysis, coating on metal materials, plating, catalysts, colloid chemistry, photography, liquid crystal, etc. The present invention relates to a novel aminopolycarboxylic acid derivative and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, aminopolycarboxylic acids have been used as chelating agents for medical, cosmetic preparations, soaps, detergents, material analysis, coating on metal materials, plating, catalysts, colloid chemistry, photography, liquid crystals, antioxidants, separation, analysis. It is used for various uses including the above.
[0003]
Until now, ethylenediaminetetraacetic acid has been widely used as a chelating agent for the above-mentioned uses. However, it has been desired to develop a chelating agent which is difficult to biodegrade and is easy to biodegrade from the viewpoint of environmental protection.
[0004]
As a biodegradable chelating agent, NTA (nitrilotriacetic acid) and the like are known. However, since the coordination power is weak, it cannot be put into practical use as a chelating agent depending on the application.
There is also concern about NTA being mutagenic (see National Cancer Institute Report NCI-CG-TR-6, NIH-77-806, January 1977).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to a novel biodegradable aminopolycarboxylic acid useful as a metal ion shielding agent (chelating agent), particularly as an oxidant used in the field of silver halide photographic light-sensitive materials, for example, an intermediate for bleaching materials for light-sensitive materials. An acid derivative and a method for producing the acid derivative are provided.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
(1) The aminopolycarboxylic acid derivative of the present invention is represented by the following general formula (I).
Formula (I)
[0007]
[Chemical formula 2]

[0008]
In the formula, n represents 1, 2 or 3 . M ₁ , M ₂ and M ₃ each represent a hydrogen atom or a cation.
[0009]
(2) D, L-2,3-diaminopropionic acid-N, N′-dimalonic acid is decarboxylated under acidic conditions to give an aminopolypropylene represented by n = 1 in the general formula (I) of the present invention. In the method for producing a carboxylic acid derivative, an operation for hydrolyzing a 6-membered ring lactam compound produced during decarboxylation is carried out.
[0010]
The present invention will be described below.
In the general formula (I), n is preferably 1, 2 or 3, more preferably 1 or 2, and most preferably 1.
[0011]
The cation represented by M ₁ , M ₂ , or M ₃ may be an organic cation or an inorganic cation. Moreover, when there are two or more cations in one molecule, they may be different cations. Examples of the cation include ammonium (eg, ammonium, tetraethylammonium), alkali metals (eg, lithium, sodium, potassium), alkaline earth metals (eg, calcium, magnesium, barium), pyridinium, and the like. Alkali metals and alkaline earth metals are preferable, and alkali metals are more preferable.
[0012]
Specific examples of the compound represented by formula (I) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
[0013]
[Chemical 3]

[0014]
The compound represented by the general formula (I) can be synthesized, for example, by the method represented by the following formulas (1) and (2).
[0015]
[Formula 4]

[0016]
(In the formula, M ₁ , M ₂ , M ₃ and n are as defined in the general formula (I). M _a , M _b , M _c , M _d , _Me and M _f are each a hydrogen atom, Represents an alkyl group or an aryl group which may have a cation or a substituent, n represents 0, 1 or 2. X _a , X _b , X _c , X _d and X _e are a chlorine atom, a bromine atom or Represents iodine atom)
[0017]
(Explanation of Formula 1)
That is, the present compound (I) is synthesized by reacting the diamine compound (A) with the halogen-substituted malonic acid derivative (B) to synthesize the intermediate (C) and then decarboxylating the intermediate (C). it can.
[0018]
Of the diamine compounds (A), those in which _Ma is a hydrogen atom are generally available. M _a is an alkyl group, or a compound containing a carboxylic acid ester is an aryl group for (A) is, Helvetica Chimica Acta, 9 vol, 314 pp., Can be synthesized by the method described in (1926).
[0019]
As M _a , an alkyl group and an aryl group which may have various substituents can be applied, but a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, A benzyl group and the like are preferable, and a methyl group, an ethyl group, a tert-butyl group, and a benzyl group are particularly preferable.
[0020]
Among the halogen-substituted malonic acid derivatives (B), when M _b and M _c are hydrogen atoms or cations, they are synthesized by the method described in Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, Vol. 35, page 1813 (1902). Can do.
[0021]
Regarding the malonic acid derivative (B) containing a carboxylic acid ester in which M _b and M _c are an alkyl group or an aryl group, various types are generally available. In addition, those not generally available can be synthesized from various malonic acid diester derivatives that are generally available with reference to the method described in Organic Synthess Collective Volume I, pages 245-246 (1941).
[0022]
For M _b and M _c , an alkyl group or an aryl group which may have various substituents can be applied, but a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a sec-butyl group, a tert- A butyl group, a benzyl group, and the like are preferable, and a methyl group, an ethyl group, a tert-butyl group, and a benzyl group are particularly preferable.
[0023]
This amine alkylation reaction is preferably carried out in the presence of a base, and examples of the base include alkali (sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate and the like) and tertiary amine (triethylamine and the like).
[0024]
The base is required to have a minimum amount of neutralizing the carboxyl group and hydrogen halide present in the reaction solution, and preferably 0.5 to equivalent to 50 to the halogen-substituted malonic acid derivative (B). Equivalent, more preferably 0.5 equivalent to 20 equivalent.
[0025]
This reaction is usually performed between pH 7-12. Preferably, the pH is 8-11.
In the lower pH range, the reaction proceeds slowly, and in the higher pH range, the hydrolysis of the halogen-substituted malonic acid derivative (B) has priority.
[0026]
In this reaction, it is necessary to use 2 or more equivalents of the halogen-substituted malonic acid derivative (B) of the diamine compound (A), preferably 2 to 10 equivalents, more preferably 2 to 5 equivalents.
[0027]
The reaction temperature for this reaction is usually between 20 ° C and 100 ° C. Preferably it is 30 degreeC-90 degreeC.
At lower temperatures, the reaction proceeds slowly, and at higher temperatures, side reactions such as hydrolysis of the halogen-substituted malonic acid derivative tend to occur.
[0028]
As a synthesis method of the intermediate (C), for example, the method described in Zhurnal Obshchei Khimii, 52 (3), pages 658-662 (1982) can be applied.
[0029]
The synthesis of intermediate (C) is usually performed in a solvent. The solvent is not limited as long as it does not participate in the reaction, but water, alcohol (methanol, ethanol, 2-propanol), N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and the like are advantageously used.
[0030]
When M _a , M _b and M _c are hydrogen atoms or cations, the solvent is more preferably water. When M _a is an alkyl group or aryl group which may have _a substituent and the compound (A) contains a carboxylic acid ester, the solvent is alcohol (methanol, ethanol, 2-propanol), N, N— More preferred are dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and the like.
[0031]
The reaction for decarboxylating the intermediate (C) can be referred to, for example, Bulletiu of the Chemical Society of Japan, vol. 46, pages 844-847 (1973).
[0032]
In the case where the intermediate (C) has a carboxylic acid ester, hydrolysis thereof is necessary. For example, this may be performed by, for example, Experimental Chemistry Course, 4th edition, Vol. 22, 6-11 Page, (1992) and the like. The hydrolysis of the carboxylic acid ester and the subsequent decarboxylation reaction can be carried out independently or simultaneously.
[0033]
The decarboxylation reaction of intermediate (C) is usually performed in a solvent. The solvent is not limited as long as it does not participate in the reaction, but water, alcohol (methanol, ethanol, 2-propanol), N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, acetic acid, formic acid and a mixed solvent thereof, etc. The use proceeds advantageously.
[0034]
The reaction is desirably carried out under acidic conditions, and can be applied widely from solutions having a strong acidity function (-Ho) of 4.82 (value of 13.0 mol / liter hydrochloric acid) to solutions having a pH of 6 or less. More preferably, the acidity function (-Ho) is 4.8 or less and pH 4 or more. In the pH range higher than this, the progress of the reaction is slow, and side reactions are likely to occur under acidic conditions stronger than this.
[0035]
The type of acid used is not particularly limited, and may be an inorganic acid (such as hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrobromic acid, or nitric acid) or an organic acid (such as formic acid or acetic acid). An inorganic acid is preferable, hydrochloric acid or sulfuric acid is more preferable, and hydrochloric acid is particularly preferable.
[0036]
The reaction temperature for this reaction is usually between 0 ° C and 120 ° C. Preferably it is 20-100 degreeC. At lower temperatures, the reaction proceeds slowly, and at higher temperatures, side reactions tend to occur.
[0037]
When D, L-2,3-diaminopropionic acid-N, N′-dimalonic acid is decarboxylated under acidic conditions, a side reaction that simultaneously forms a 6-membered lactam occurs, and the target product D, L-2 , 3-Diaminopropionic acid-N, N'-diacetic acid is reduced in production rate, and isolation and purification become difficult.
[0038]
As a similar technique, a method for synthesizing ethylenediaminediacetic acid by decarboxylating ethylenediamine-N, N′-dimalonic acid described in Bulletin of the Chemical Society of Japan, vol. 46, 844-847 (1973) can be mentioned. . In this case, ethylenediamine diacetate lactam is also produced, but these are separated by utilizing the difference in crystallinity.
[0039]
In the present invention, the compound in which n is 1 in the general formula (I) is a lactam compound produced when D, L-2,3-diaminopropionic acid-N, N′-dimalonic acid is decarboxylated under acidic conditions. By adding the operation of hydrolysis, the production rate of the target product can be increased, and the isolation and purification can be facilitated.
[0040]
D, L-2,3-diaminopropionic acid-N, N′-dimalonic acid can be synthesized by the method described in the description of Formula 1. Decarboxylation of D, L-2,3-diaminopropionic acid-N, N′-dimalonic acid can be carried out by the method described in the description of Formula 1.
[0041]
Hydrolysis of the produced lactam compound can be carried out by a general method described in, for example, the Chemical Society of Japan, Experimental Chemistry Course, Fourth Edition, Vol. 22, Section 6-12, 1992, etc. In the solvent, a mineral acid (sulfuric acid, hydrobromic acid, etc.) or an inorganic alkali (sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, etc.) can be used, and it is preferable to use an inorganic alkali, hydroxide. Is particularly preferred.
[0042]
The temperature of this reaction is usually between 0 ° C and 120 ° C. Preferably it is 20 degreeC-120 degreeC, and 70 degree-120 degree is especially preferable. At lower temperatures, the progress of the reaction is slow, and at higher temperatures, side reactions are likely to occur.
[0043]
(Explanation of Formula 2)
That is, it can be synthesized by reacting the dihalogen compound (D) with the aminomalonic acid derivative (E) to synthesize the intermediate (F) and then decarboxylating the intermediate (F).
[0044]
The dihalogen compound (D) is generally available when n = 1. In the case of n = 2, 3 and 4, for example, it can be synthesized according to the method described in Jornal of Organic Chemistry 26, 711 (1961), Angelwandte Chemie 75 (24), 1205 (1963).
[0045]
That is, first, an acid halide is obtained by reacting γ-butyrolactone, δ-valerolactone or ε-caprolactone with halogen in the presence of a catalyst (phosphorus, phosphorus tribromide, phosphorus trichloride, etc.). This reaction may or may not use a solvent. The solvent is not limited as long as it does not participate in the reaction. The reaction is usually carried out between 0 ° C. and 200 ° C., preferably between 20 ° C. and 150 ° C. Carboxylic acid can be synthesized by hydrolyzing the resulting acid halogen compound. An ester can be synthesized by reacting an acid halogen compound with an alcohol or phenol derivative. This can be performed by a general method described in, for example, Experimental Chemistry Course, 4th edition, Vol. 22, pages 50-51, 1992, etc., edited by The Chemical Society of Japan.
[0046]
When the dihalogen compound (D) contains a carboxylic ester, an alkyl group or aryl group that may have various substituents can be applied to M _d , but a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group can be used. Group, sec-butyl group, tert-butyl group, benzyl group and the like are preferable, and methyl group, ethyl group, tert-butyl group and benzyl group are particularly preferable.
[0047]
Intermediate (F) can be synthesized under the same conditions as described for the synthesis of intermediate (C) in the description of formula 1.
[0048]
The hydrolysis reaction in the case where the intermediate (F) has a carboxylic acid ester can be performed under the same conditions as described in the description of Formula 1 for the case in which the intermediate (C) has a carboxylic acid ester.
[0049]
The decarboxylation reaction of the intermediate (F) can be performed under the same conditions as described for the decarboxylation reaction of the intermediate (C) in the description of Formula 1.
[0050]
The compound of the present invention is water-soluble, and as a metal ion shielding agent, for example, medical, cosmetic preparation, soap, detergent, material analysis, coating on metal material, plating, catalyst, colloid chemistry, photograph, liquid crystal, antioxidant Suitable for agent, separation, analysis, etc.
In addition, the production method of the present invention increases the yield of the target product and is easy to isolate and purify.
[0051]
Next, examples are given to specifically describe the present invention, but the present invention is not limited thereto.
[0052]
【Example】
(Synthesis Method of Compound 1)
Hydrochloric acid D, L-2,3-diaminopropionic acid 5 g (0.036 mol, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 50 ml of water were placed in a three-necked flask and stirred under ice-cooling, while 19.5 g (0.107 mol, Synthesized with reference to Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 35, 1813 (1902). Further, a 20% aqueous sodium hydroxide solution was added until the pH reached about 9 to 10 while stirring under ice cooling. The mixture was heated and stirred at 40 ° C. in a water bath, and a 20% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise so that the pH of the reaction solution was maintained at 9-10.
[0053]
After heating and stirring for 8 hours, the reaction solution was returned to room temperature and 500 ml of methanol was added. The precipitated solid was collected by filtration, washed well with methanol, and D, L-2,3-diaminopropionic acid-N, N'-dimalonic acid pentasodium salt was obtained in the presence of diphosphorus pentoxide. 12.3 g (0.029 mol, yield 82.7%)
[0054]
D, L-2,3-diaminopropionic acid-N, N'-dimalonic acid pentasodium 1.62 g (3.87 mmol), water 15 ml, 36% hydrochloric acid 20 ml were placed in a three-necked flask and stirred for 2 hours. Heated to reflux. The reaction solution was distilled off under reduced pressure, and water was added thereto and distilled off under reduced pressure three times to remove as much excess hydrochloric acid as possible.
[0055]
The lactam generated by the acid treatment reaction was ring-opened by adding 5 ml of 20% aqueous sodium hydroxide solution and heating to reflux for 2 hours. To this reaction solution, 36% hydrochloric acid was added with stirring under ice-cooling, and the resulting precipitate was separated by filtration when the pH was about 8.
[0056]
Further, the pH of the filtrate was adjusted to about 1.5 by adding 36% hydrochloric acid while stirring under ice-cooling. The deposited precipitate was collected by filtration, washed well with water and acetone, and then dried under reduced pressure in the presence of diphosphorus pentoxide to obtain 420 mg (1.83 mmol) of the target 1/2 hydrate as a white solid. It was. Yield 47.3%.
Melting point: 191 ° C-192 ° C (decomposition)
[0057]

[0058]
(Biodegradability test)
When ethylenediaminetetraacetic acid and the compounds 1 , 2 , 3 , 5 , 6 and 7 of the present invention were subjected to a biodegradability test according to the modified Zahn-Wellens method defined in the OECD guidelines, ethylenediaminetetraacetic acid was biodegraded. In contrast, the compound of the present invention was found to be biodegradable and easily biodegradable.
[0059]
(Evaluation of the oxidizing power of silver)
A gelatin-coated film was prepared on a cellulose triacetate film provided with a primer so that colloidal silver was 120 μg per 1 cm ² . This film was immersed in the following bleaching solution for 3 minutes and then washed with water, further immersed in the following fixing solution for 3 minutes and then washed with water, and the amount of silver remaining in the film was measured. The results are shown in Table 1.
[Bleaching solution]
Iron nitrate (III) nonahydrate 10 mmol chelating agent 12 mmol ammonium bromide 0.40 mol water added to adjust to 1 liter (adjusted to pH 5 with aqueous ammonia)
35 ℃
(Fixing solution)
Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt 1.5 mmol ammonium sulfite 0.17 mol ammonium thiosulfate 1.4 mol water added to adjust to 1 liter (ammonia water, adjusted to pH 6.7 with acetic acid)
35 ℃
[0060]
[Table 1]

[0061]
[Chemical formula 5]

[0062]
As is clear from Table 1, the oxidizing power is weak when the comparative compound a is used. On the other hand, when the compound of the present invention is used, the oxidizing power is strong.
[0063]
【The invention's effect】
The compound of the present invention is excellent in biodegradability and exhibits excellent oxidizing power when used as a ferric complex salt. Moreover, according to the method of the present invention, the compound of the present invention can be produced in high yield.

Claims (2)

An aminopolycarboxylic acid derivative represented by the following general formula (I).
Formula (I)

(In the formula, n represents ₁ , 2 or 3. M ₁ , M ₂ and M ₃ each represent a hydrogen atom or a cation.) D, L-2,3-diaminopropionic acid-N, N′-dimalonic acid is decarboxylated under acidic conditions to produce an aminopolycarboxylic acid derivative represented by n = 1 in the general formula (I). A method for producing an aminopolycarboxylic acid derivative, comprising performing an operation of hydrolyzing a 6-membered ring lactam compound produced during decarboxylation.