JP3841860B2 - アリルアミン誘導体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アリルアミン誘導体の製造方法に関するものである。
【０００２】
上記のアリルアミン誘導体は、重合し易い性質を有しており、例えば、ポリマーの改質剤、凝集剤、帯電防止剤、各種合成樹脂の原料、各種医薬品の中間体等として広範囲に用いられる有用な化合物である。
【０００３】
【従来の技術】
従来より、アリルアミン誘導体の合成方法としては、下記の反応式に示すように、α−ハロメチルアクリル酸エステルとアミン類との反応が知られている（例えば、Polymer Preprints, Japan vol.44, No.2, 105, (1995) ）。
【０００４】
【化５】
【０００５】
（式中、Ｘはハロゲン原子を表し、Ｒa 、Ｒb 、Ｒc はそれぞれ独立してアルキル基を表す）
上記の合成方法では、α−ハロメチルアクリル酸エステルおよびアミン類から、対応するアリルアミン誘導体が得られると共に、臭化水素等のハロゲン化水素が副生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の合成方法（製造方法）では、原料としてα−ハロメチルアクリル酸エステルを用いるので、ハロゲン化水素が副生する。それゆえ、ハロゲン化水素による装置の腐食を防止するために、耐腐食性を有する高価な材料を用いて該装置を構成しなければならない。また、ハロゲン化水素を中和して廃棄しなければならない等、産業廃棄物の処分が煩雑となる。つまり、上記従来の合成方法では、アリルアミン誘導体を工業的に安価に製造することができないという問題点を有している。
【０００７】
従って、副生物としてハロゲン化水素が発生しないアリルアミン誘導体の製造方法、即ち、アリルアミン誘導体を工業的に安価に製造することができる製造方法が求められている。本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、アリルアミン誘導体を工業的に安価に製造することができる製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明者等は、上記の目的を達成すべく、アリルアミン誘導体の新規な製造方法について鋭意検討した。その結果、2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を脱水することにより、アリルアミン誘導体を工業的に安価に製造することができることを見い出した。また、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体とアミン類とを反応させて中間化合物である2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を合成した後、該2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を脱水することにより、アリルアミン誘導体を工業的により一層安価に製造することができることを見い出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本願発明は、一般式（３）
【００１０】
【化６】
【００１１】
（式中、Ｒ3 は炭素数１〜18のアルキル基を表す）
で示されるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体と、一般式（４）
ＨＮＲ1 Ｒ2 ……（４）
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立して水素原子または有機残基を表す）
で示されるアミン類とを反応させて一般式（１）
【００１２】
【化７】
【００１３】
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立して水素原子または有機残基を表し、Ｒ3は炭素数１〜18のアルキル基を表す）
で示される2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を合成した後、該2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を脱水することを特徴とする一般式（２）
【００１４】
【化８】
【００１５】
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立して水素原子または有機残基を表し、Ｒ3は炭素数１〜18のアルキル基を表す）
で示され、上記有機残基は、ヒドロキシル基、 p- ヒドロキシフェニル基、炭素数１〜 20 の直鎖状または枝分かれ鎖状のアルキル基、炭素数３〜 20 のシクロアルキル基、炭素数６〜 20 のアリール基、炭素数１〜８のヒドロキシアルキル基、−Ｒ 4 ＣＯＯＲ 5 基（上記Ｒ 4 で示される置換基は、炭素数０〜８のアルキレン基であり、上記Ｒ 5 で示される置換基は、水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルカリ金属原子、アンモニウム基またはその塩、または、アルキル置換アンモニウム基またはその塩を示す）、
【００１６】
【化９】
【００１７】
基（上記Ｒ 6 、Ｒ 7 で示される置換基は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルカリ金属原子、アンモニウム基またはその塩、または、アルキル置換アンモニウム基またはその塩を示す）の置換基からなる群から選ばれる１つの置換基であるアリルアミン誘導体の製造方法に関するものである。
【００１８】
上記の方法によれば、ハロゲン化水素が副生しないので、耐腐食性を有する高価な材料を用いて装置を構成する必要が無く、また、産業廃棄物の処分が容易となる。さらに、中間化合物である2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を合成した後、例えば、該2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を単離することなく、アリルアミン誘導体を製造することができる。つまり、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体およびアミン類から、実質的にいわゆる「one pot 」でアリルアミン誘導体を製造することができる。これにより、アリルアミン誘導体を工業的により一層安価に製造することができる。
【００１９】
以下に本発明を詳しく説明する。
【００２０】
本発明において原料として用いられる（または中間化合物として合成される）前記一般式（１）で示される2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体は、式中、Ｒ1 、Ｒ2 で示される置換基がそれぞれ独立して水素原子または有機残基で構成され、Ｒ3で示される置換基が炭素数１〜18のアルキル基で構成される化合物である。
【００２１】
上記Ｒ3 で示される置換基とは、具体的には、炭素数１〜18の直鎖状、枝分かれ鎖状または環状のアルキル基を示す。上記Ｒ1、Ｒ2 で示される置換基とは、具体的には、水素原子、ヒドロキシル基、p-ヒドロキシフェニル基、炭素数１〜20の直鎖状または枝分かれ鎖状のアルキル基、炭素数３〜20のシクロアルキル基、炭素数６〜20のアリール基、炭素数１〜８のヒドロキシアルキル基、−Ｒ4ＣＯＯＲ5 基、または、
【００２２】
【化１０】
【００２３】
基を示す。また、上記Ｒ4 で示される置換基は、炭素数０〜８のアルキレン基を示し、上記Ｒ5で示される置換基は、水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルカリ金属原子、アンモニウム基またはその塩、または、アルキル置換アンモニウム基またはその塩を示す。さらに、上記Ｒ6、Ｒ7 で示される置換基は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルカリ金属原子、アンモニウム基またはその塩、または、アルキル置換アンモニウム基またはその塩を示す。
【００２４】
上記の2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体としては、具体的には、例えば、2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸メチル、 2-(N-メチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸メチル、 2-(N,N-ジメチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸メチル、 2-(N,N-ジメチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N,N-ジエチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N-ブチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、 2-(N,N-ジブチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N,N-ジオクチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N,N-ジシクロヘキシル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N,N-ジフェニル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N,N-ジ(2'-ヒドロキシエチル))アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N,N-ジ(4'-ヒドロキシフェニル))アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N,N-ジカルボキシメチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、および、これらのナトリウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、トリメチルアミン塩等の置換アンモニウム塩等；
2-(N-(1',2'-ジカルボキシエチル))アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、および、このナトリウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、トリメチルアミン塩等の置換アンモニウム塩等；
2-(N,N-ジメチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、 2-(N,N-ジエチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、 2-(N-ブチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、 2-(N,N-ジブチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、 2-(N,N-ジオクチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、 2-(N,N-ジフェニル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、 2-(N,N-ジメチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸オクチル等が挙げられる。
【００２５】
上記の2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体は、例えば、前記一般式（３）で示されるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体と、前記一般式（４）で示されるアミン類とを、従来公知の方法を適用して反応させることにより得られる。尚、原料であるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体とアミン類との反応方法は、特に限定されるものではない。
【００２６】
上記のα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体は、例えば、アクリレート化合物とアルデヒド化合物とを塩基性イオン交換樹脂の存在下に反応させる方法（例えば、特開平6-135896号公報）等の公知の方法を採用することにより、容易に得ることができる。
【００２７】
前記一般式（３）で示されるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体としては、具体的には、例えば、α−ヒドロキシメチルアクリル酸メチル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸エチル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸n-ブチル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸 -2-エチルヘキシル等のα−ヒドロキシメチルアクリル酸エステル等が挙げられる。これら例示の化合物のうち、α−ヒドロキシメチルアクリル酸メチル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸エチル、およびα−ヒドロキシメチルアクリル酸n-ブチルが、入手が容易であり、より好ましい。
【００２８】
前記一般式（４）で示されるアミン類としては、具体的には、例えば、アンモニア；モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノブチルアミン、モノオクチルアミン等のモノアルキルアミン類；ジメチルアミン、メチルエチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミン等のジアルキルアミン類；ピペリジン、ピロリジン、モルホリン等の二級シクロアミン類；モノシクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のシクロアルキルアミン類；モノ -p-フェニルアミン、ジ -p-フェニルアミン、ジナフチルアミン等のアリールアミン類；ヒドロキシアミン、ジヒドロキシアミン等のヒドロキシアミン類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン等のヒドロキシアルキルアミン類；モノカルボキシアミン、ジカルボキシアミン等のカルボキシアミン類；モノアミノ酢酸、イミノジ酢酸、イミノジプロピオン酸等のカルボキシアルキルアミン類；アスパラギン酸類等が挙げられる。
【００２９】
さらに、上記のカルボキシアミン類としては、具体的には、例えば、メチルエステル、エチルエステル等の、カルボキシアミン類の炭素数１〜８のアルキルエステル；ナトリウム塩、カリウム塩等の、カルボキシアミン類のアルカリ金属塩；カルシウム塩等の、カルボキシアミン類のアルカリ土類金属塩；アンモニウム塩、トリメチルアミン塩、トリエチルアミン塩等の、カルボキシアミン類の炭素数１〜８のアルキル置換アンモニウム塩等が挙げられる。また、上記のカルボキシアルキルアミン類としては、具体的には、例えば、メチルエステル、エチルエステル等の、カルボキシアルキルアミン類の炭素数１〜８のアルキルエステル；ナトリウム塩、カリウム塩等の、カルボキシアルキルアミン類のアルカリ金属塩；カルシウム塩等の、カルボキシアルキルアミン類のアルカリ土類金属塩；アンモニウム塩、トリメチルアミン塩、トリエチルアミン塩等の、カルボキシアルキルアミン類の炭素数１〜８のアルキル置換アンモニウム塩等が挙げられる。上記のアスパラギン酸類としては、具体的には、例えば、アスパラギン酸；アスパラギン酸ジメチル、アスパラギン酸ジエチル等の、アスパラギン酸の炭素数１〜８のアルキルエステル；ナトリウム塩、カリウム塩等の、アスパラギン酸のアルカリ金属塩；カルシウム塩等の、アスパラギン酸のアルカリ土類金属塩；アンモニウム塩、トリメチルアミン塩、トリエチルアミン塩等の、アスパラギン酸の炭素数１〜８のアルキル置換アンモニウム塩等が挙げられる。
【００３０】
α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体とアミン類との反応（以下、前段反応と称する）において、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体１モルに対するアミン類の使用量は、例えば、 0.1モル〜10モルの範囲内とすればよいが、特に限定されるものではない。また、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体とアミン類との混合方法は、特に限定されるものではない。
【００３１】
上記の前段反応は、無触媒で行なうことができるが、反応をより一層効率的に進めるために、触媒を用いてもよい。上記の触媒は、いわゆるマイケル付加反応に供される触媒が好適であるが、特に限定されるものではない。該触媒としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、およびアルカリ性を有する金属からなる群より選ばれる少なくとも一種類以上の金属の水酸化物、酸化物、炭酸塩、および塩基性リン酸塩；上記金属のアルコラート類、アセチルアセトネート等の錯化合物；トリメチルアミン、トリエチルアミン、1,4-ジアザビシクロ［2.2.2 ］オクタン（ＤＡＢＣＯ）等の三級アミン類の塩基性触媒が挙げられる。これら触媒は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を適宜混合して用いてもよい。
【００３２】
触媒を用いる場合において、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体に対する触媒の添加量は、特に限定されるものではないが、例えば、 0.001重量％〜５重量％の範囲内、好ましくは 0.001重量％〜２重量％の範囲内とすればよい。触媒の添加量を５重量％よりも多くしても、反応時間の短縮等の効果や、2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体の収率向上等のさらなる改善は望めず、添加した触媒の一部が無駄になり、経済的に不利となるおそれがある。
【００３３】
上記の前段反応は、無溶媒で行なうことができるが、反応をより一層均一に進めるために、溶媒を用いてもよい。上記の溶媒は、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体およびアミン類を溶解し、かつ、反応に対して不活性な化合物であればよく、特に限定されるものではない。該溶媒としては、具体的には、例えば、n-ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これら溶媒は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を適宜混合して用いてもよい。尚、溶媒を用いる場合において、該溶媒の使用量は、特に限定されるものではない。
【００３４】
前段反応は、反応系を加熱しなくても進行するが、反応をより一層効率的に進めるために、加熱してもよい。加熱する場合において、反応温度は、常温〜 150℃程度が好適である。反応温度が 150℃を越えると、原料であるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体が重合し易くなるので好ましくない。
【００３５】
反応時間は、上記前段反応が完結するように、反応温度や、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体、アミン類、触媒、および溶媒等の種類（性質）や組み合わせ、使用量等に応じて、適宜設定すればよい。従って、反応時間は、特に限定されるものではない。また、反応圧力は、特に限定されるものではなく、常圧（大気圧）、減圧、加圧の何れであってもよい。
【００３６】
また、原料であるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体は、反応性を備えたビニル基等の官能基を分子内に含有しているので、重合し易い性質を有している。従って、前段反応を行なう際には、該α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体の重合を抑制するために、反応系に重合防止剤（または重合禁止剤）や分子状酸素を添加することが望ましい。
【００３７】
重合防止剤としては、具体的には、例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、p-ベンゾキノン、フェノチアジン等が挙げられるが、特に限定されるものではない。これら重合防止剤は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を適宜混合して用いてもよい。また、重合防止剤の添加量は、特に限定されるものではないが、例えば、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体に対する割合が、 0.001重量％〜５重量％の範囲内となるようにすればよい。分子状酸素としては、例えば、空気を用いることができる。この場合、反応系、つまり、反応溶液中に空気を吹き込むようにすればよい。そして、上記重合を充分に抑制するために、重合防止剤と分子状酸素とを併用することがより好ましい。
【００３８】
上記の前段反応により合成される前記一般式（１）で示される2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を脱水することにより、対応するアリルアミン誘導体、即ち、目的物である前記一般式（２）で示されるアリルアミン誘導体が製造される。そして、上記の前段反応に引き続いて脱水反応を行なう場合には、前段反応終了後、中間化合物である2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を単離することなく、そのまま、脱水反応を行なうことができる。つまり、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体およびアミン類から、実質的にいわゆる「one pot 」で対応するアリルアミン誘導体を製造することができる。
【００３９】
さらに、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体およびアミン類を含む混合物を加熱することにより、前段反応と脱水反応とを「one pot 」で行なうこともできる。この場合には、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体およびアミン類から、対応するアリルアミン誘導体が直接的に製造される。
【００４０】
2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を脱水する脱水方法は、特に限定されるものではなく、例えば、加熱による方法；無水酢酸や五酸化二リン（無水リン酸）等の脱水剤を用いる方法等の公知の方法を採用することができる。これら方法のうち、加熱による脱水方法が、前段反応に引き続いて脱水反応を行なうことができるのでより好ましい。
【００４１】
加熱による脱水方法においては、必要に応じて、脱水反応により生成する水と共沸する共沸剤（エントレーナー）を使用することができる。上記の共沸剤は、反応に対して不活性な化合物であればよく、特に限定されるものではない。該共沸剤としては、具体的には、例えば、n-ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；ジエチルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル類；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類等が挙げられる。これら共沸剤は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を適宜混合して用いてもよい。尚、共沸剤を用いる場合において、該共沸剤の使用量は、特に限定されるものではない。また、前段反応に引き続いて脱水反応を行なう場合には、共沸剤として用いることができる化合物を、前段反応における溶媒として用いることが好ましい。
【００４２】
加熱による脱水反応を行なう際の反応条件は、例えば、反応圧力、反応温度、共沸剤の使用の有無等に応じて、適宜設定すればよい。また、前段反応に引き続いて脱水反応を行なう場合には、前段反応の反応条件等をさらに考慮に入れて脱水反応の反応条件を設定すればよい。そして、原料、並びに、目的物であるアリルアミン誘導体は、反応性を備えたビニル基等の官能基を分子内に含有しているので、重合し易い性質を有している。従って、脱水反応を行なう際には、比較的温和な反応条件にすることが望ましい。例えば、反応圧力は１mmHg〜760 mmHgが好ましい。また、反応温度は０℃〜 150℃が好ましく、40℃〜 120℃がより好ましい。さらに、共沸剤を用いる方が好ましい。
【００４３】
尚、脱水剤を用いる脱水方法においては、脱水剤の種類や使用量、反応圧力、反応温度、溶媒や共沸剤の使用の有無等の反応条件は、特に限定されるものではない。
【００４４】
本発明にかかる前記一般式（２）で示されるアリルアミン誘導体の製造方法は、以上のように、前記一般式（３）で示されるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体と、前記一般式（４）で示されるアミン類とを反応させて前記一般式（１）で示される2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を合成した後、該2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を脱水する方法である。上記の方法によれば、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体およびアミン類から、実質的にいわゆる「one pot 」でアリルアミン誘導体を製造することができる。これにより、アリルアミン誘導体を工業的により一層安価に製造することができる。
【００４５】
上記の製造方法により得られるアリルアミン誘導体は、例えば、蒸留；抽媒等を用いた抽出；カラムクロマトグラフによる分離；四級塩の合成による結晶化等の公知の方法を採用することにより、容易に精製することができる。
【００４６】
アリルアミン誘導体は、反応性を備えたビニル基等の官能基を分子内に含有しているので、重合し易い性質を有しており、公知の方法を採用することにより、容易に単独重合若しくは共重合させることができる。アリルアミン誘導体の重合方法としては、例えば、加熱による方法；シアン化ナトリウム、シアン化カリウム、ソディウムナフタレート、リチウムナフタレート、ブチルリチウム等の強塩基触媒を用いる方法；ベンゾイルパーオキサイドや過硫酸アンモニウム塩等の過酸化物、 2,2'-アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物等のラジカル重合開始剤を用いる方法；増感剤の存在下で紫外線やイオン化放射線（電子線）を照射する方法等を採用することができる。
【００４７】
そして、アリルアミン誘導体を単独重合若しくは共重合させることにより、ポリマーの側鎖にアミノ基を導入することができる。また、該アミノ基は加水分解等を受け難く、このため、ポリマーから遊離することがない。アリルアミン誘導体は、例えば、ポリマーの改質剤、凝集剤、帯電防止剤、各種合成樹脂の原料、各種医薬品の中間体等として広範囲に用いることができる。
【００４８】
【実施例】
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
【００４９】
〔実施例１〕
温度計、還流冷却器および攪拌機を備えた容量 1,000mlのガラス製フラスコ（反応器）に、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体としてのα−ヒドロキシメチルアクリル酸エチル 130ｇ、アミン類としてのN,N-ジエチルアミン 109.5ｇ、溶媒かつ共沸剤としてのシクロヘキサン 150ｇ、および、重合防止剤としてのハイドロキノン0.08ｇを仕込んだ。次に、この反応溶液を攪拌しながら加熱し、80℃でシクロヘキサンを還流させながら10時間反応した。また、この間、脱水反応により生成する水をシクロヘキサンと共沸させて除去した。つまり、前段反応と脱水反応とを「one pot 」で行なった。
【００５０】
反応終了後、上記のフラスコに減圧蒸留装置を取り付け、該フラスコ内の圧力を40mmHgに減圧して、シクロヘキサン、未反応のN,N-ジエチルアミン、および水を留去した。これにより、液状の反応生成物 192.2ｇを得た。
【００５１】
以上のようにして得た反応生成物について、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）を測定することにより、物質の同定を行なった。その結果、上記の反応生成物中に、目的物である本発明にかかるアリルアミン誘導体としてのα-(N,N-ジエチル) アミノメチルアクリル酸エチルが52.1重量％、中間化合物である2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体としての 2-(N,N-ジエチル) アミノメチル-3-ヒドロキシプロピオン酸エチルが32.9重量％含まれていることを確認した。
そして、上記の反応生成物を蒸留して精製することにより、α-(N,N-ジエチル)
アミノメチルアクリル酸エチル79.0ｇを製品として得た。
【００５２】
〔実施例２〕
温度計、還流冷却器および攪拌機を備えた容量 1,000mlのガラス製フラスコに、α−ヒドロキシメチルアクリル酸エチル 390ｇ、N,N-ジエチルアミン 219ｇ、および、ハイドロキノン0.08ｇを仕込んだ。次に、この反応溶液に空気を吹き込みながら攪拌・加熱し、40℃で７時間反応した。つまり、前段反応を行なった。
【００５３】
反応終了後、ベンゼン−イソプロピルアルコール溶媒を用いたカラムクロマトグラフを行ない、反応溶液をカラム分離した。これにより、反応生成物63ｇを得た。以上のようにして得た反応生成物について、ＮＭＲを測定することにより、物質の同定を行なった。その結果、上記の反応生成物が、中間化合物である 2-(N,N-ジエチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチルであることを確認した。
【００５４】
次に、温度計、還流冷却器および攪拌機を備えた容量 500mlのガラス製フラスコに、上記の 2-(N,N-ジエチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル63ｇ、共沸剤としてのシクロヘキサン 100ｇ、および、ハイドロキノン0.08ｇを仕込んだ。次に、この反応溶液を攪拌しながら加熱し、90℃でシクロヘキサンを還流させながら８時間反応した。つまり、脱水反応を行ない、該脱水反応により生成する水をシクロヘキサンと共沸させて除去した。
【００５５】
反応終了後、上記のフラスコに減圧蒸留装置を取り付け、該フラスコ内の圧力を40mmHgに減圧して、シクロヘキサン、および水を留去した。これにより、液状の反応生成物57.6ｇを得た。
【００５６】
以上のようにして得た反応生成物について、ＧＣを測定することにより、物質の同定を行なった。その結果、上記の反応生成物中に、アリルアミン誘導体としてのα-(N,N-ジエチル) アミノメチルアクリル酸エチルが71.2重量％含まれていることを確認した。そして、上記の反応生成物を蒸留して精製することにより、α-(N,N-ジエチル) アミノメチルアクリル酸エチル31.2ｇを製品として得た。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、以上のように、一般式（３）
【００５８】
【化１１】
【００５９】
（式中、Ｒ3 は炭素数１〜18のアルキル基を表す）
で示されるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体と、一般式（４）
ＨＮＲ1 Ｒ2 ……（４）
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立して水素原子または有機残基を表す）
で示されるアミン類とを反応させて一般式（１）
【００６０】
【化１２】
【００６１】
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立して水素原子または有機残基を表し、Ｒ3は炭素数１〜18のアルキル基を表す）
で示される2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を合成した後、該2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を脱水することを特徴とする一般式（２）
【００６２】
【化１３】
【００６３】
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立して水素原子または有機残基を表し、Ｒ3は炭素数１〜18のアルキル基を表す）
で示され、上記有機残基は、ヒドロキシル基、 p- ヒドロキシフェニル基、炭素数１〜 20 の直鎖状または枝分かれ鎖状のアルキル基、炭素数３〜 20 のシクロアルキル基、炭素数６〜 20 のアリール基、炭素数１〜８のヒドロキシアルキル基、−Ｒ 4 ＣＯＯＲ 5 基（上記Ｒ 4 で示される置換基は、炭素数０〜８のアルキレン基であり、上記Ｒ 5 で示される置換基は、水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルカリ金属原子、アンモニウム基またはその塩、または、アルキル置換アンモニウム基またはその塩を示す）、
【００６４】
【化１４】
【００６５】
基（上記Ｒ 6 、Ｒ 7 で示される置換基は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルカリ金属原子、アンモニウム基またはその塩、または、アルキル置換アンモニウム基またはその塩を示す）の置換基からなる群から選ばれる１つの置換基であるアリルアミン誘導体の製造方法に関するものである。
【００６６】
上記の方法によれば、ハロゲン化水素が副生しないので、耐腐食性を有する高価な材料を用いて装置を構成する必要が無く、また、産業廃棄物の処分が容易となる。さらに、中間化合物である2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を合成した後、例えば、該2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を単離することなく、アリルアミン誘導体を製造することができる。つまり、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体およびアミン類から、実質的にいわゆる「one pot 」でアリルアミン誘導体を製造することができる。これにより、アリルアミン誘導体を工業的により一層安価に製造することができるという効果を奏する。
【発明の属する技術分野】
本発明は、アリルアミン誘導体の製造方法に関するものである。
【０００２】
上記のアリルアミン誘導体は、重合し易い性質を有しており、例えば、ポリマーの改質剤、凝集剤、帯電防止剤、各種合成樹脂の原料、各種医薬品の中間体等として広範囲に用いられる有用な化合物である。
【０００３】
【従来の技術】
従来より、アリルアミン誘導体の合成方法としては、下記の反応式に示すように、α−ハロメチルアクリル酸エステルとアミン類との反応が知られている（例えば、Polymer Preprints, Japan vol.44, No.2, 105, (1995) ）。
【０００４】
【化５】
（式中、Ｘはハロゲン原子を表し、Ｒa 、Ｒb 、Ｒc はそれぞれ独立してアルキル基を表す）
上記の合成方法では、α−ハロメチルアクリル酸エステルおよびアミン類から、対応するアリルアミン誘導体が得られると共に、臭化水素等のハロゲン化水素が副生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の合成方法（製造方法）では、原料としてα−ハロメチルアクリル酸エステルを用いるので、ハロゲン化水素が副生する。それゆえ、ハロゲン化水素による装置の腐食を防止するために、耐腐食性を有する高価な材料を用いて該装置を構成しなければならない。また、ハロゲン化水素を中和して廃棄しなければならない等、産業廃棄物の処分が煩雑となる。つまり、上記従来の合成方法では、アリルアミン誘導体を工業的に安価に製造することができないという問題点を有している。
【０００７】
従って、副生物としてハロゲン化水素が発生しないアリルアミン誘導体の製造方法、即ち、アリルアミン誘導体を工業的に安価に製造することができる製造方法が求められている。本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、アリルアミン誘導体を工業的に安価に製造することができる製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明者等は、上記の目的を達成すべく、アリルアミン誘導体の新規な製造方法について鋭意検討した。その結果、2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を脱水することにより、アリルアミン誘導体を工業的に安価に製造することができることを見い出した。また、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体とアミン類とを反応させて中間化合物である2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を合成した後、該2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を脱水することにより、アリルアミン誘導体を工業的により一層安価に製造することができることを見い出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本願発明は、一般式（３）
【００１０】
【化６】
（式中、Ｒ3 は炭素数１〜18のアルキル基を表す）
で示されるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体と、一般式（４）
ＨＮＲ1 Ｒ2 ……（４）
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立して水素原子または有機残基を表す）
で示されるアミン類とを反応させて一般式（１）
【００１２】
【化７】
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立して水素原子または有機残基を表し、Ｒ3は炭素数１〜18のアルキル基を表す）
で示される2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を合成した後、該2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を脱水することを特徴とする一般式（２）
【００１４】
【化８】
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立して水素原子または有機残基を表し、Ｒ3は炭素数１〜18のアルキル基を表す）
で示され、上記有機残基は、ヒドロキシル基、 p- ヒドロキシフェニル基、炭素数１〜 20 の直鎖状または枝分かれ鎖状のアルキル基、炭素数３〜 20 のシクロアルキル基、炭素数６〜 20 のアリール基、炭素数１〜８のヒドロキシアルキル基、−Ｒ 4 ＣＯＯＲ 5 基（上記Ｒ 4 で示される置換基は、炭素数０〜８のアルキレン基であり、上記Ｒ 5 で示される置換基は、水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルカリ金属原子、アンモニウム基またはその塩、または、アルキル置換アンモニウム基またはその塩を示す）、
【００１６】
【化９】
基（上記Ｒ 6 、Ｒ 7 で示される置換基は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルカリ金属原子、アンモニウム基またはその塩、または、アルキル置換アンモニウム基またはその塩を示す）の置換基からなる群から選ばれる１つの置換基であるアリルアミン誘導体の製造方法に関するものである。
【００１８】
上記の方法によれば、ハロゲン化水素が副生しないので、耐腐食性を有する高価な材料を用いて装置を構成する必要が無く、また、産業廃棄物の処分が容易となる。さらに、中間化合物である2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を合成した後、例えば、該2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を単離することなく、アリルアミン誘導体を製造することができる。つまり、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体およびアミン類から、実質的にいわゆる「one pot 」でアリルアミン誘導体を製造することができる。これにより、アリルアミン誘導体を工業的により一層安価に製造することができる。
【００１９】
以下に本発明を詳しく説明する。
【００２０】
本発明において原料として用いられる（または中間化合物として合成される）前記一般式（１）で示される2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体は、式中、Ｒ1 、Ｒ2 で示される置換基がそれぞれ独立して水素原子または有機残基で構成され、Ｒ3で示される置換基が炭素数１〜18のアルキル基で構成される化合物である。
【００２１】
上記Ｒ3 で示される置換基とは、具体的には、炭素数１〜18の直鎖状、枝分かれ鎖状または環状のアルキル基を示す。上記Ｒ1、Ｒ2 で示される置換基とは、具体的には、水素原子、ヒドロキシル基、p-ヒドロキシフェニル基、炭素数１〜20の直鎖状または枝分かれ鎖状のアルキル基、炭素数３〜20のシクロアルキル基、炭素数６〜20のアリール基、炭素数１〜８のヒドロキシアルキル基、−Ｒ4ＣＯＯＲ5 基、または、
【００２２】
【化１０】
基を示す。また、上記Ｒ4 で示される置換基は、炭素数０〜８のアルキレン基を示し、上記Ｒ5で示される置換基は、水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルカリ金属原子、アンモニウム基またはその塩、または、アルキル置換アンモニウム基またはその塩を示す。さらに、上記Ｒ6、Ｒ7 で示される置換基は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルカリ金属原子、アンモニウム基またはその塩、または、アルキル置換アンモニウム基またはその塩を示す。
【００２４】
上記の2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体としては、具体的には、例えば、2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸メチル、 2-(N-メチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸メチル、 2-(N,N-ジメチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸メチル、 2-(N,N-ジメチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N,N-ジエチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N-ブチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、 2-(N,N-ジブチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N,N-ジオクチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N,N-ジシクロヘキシル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N,N-ジフェニル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N,N-ジ(2'-ヒドロキシエチル))アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N,N-ジ(4'-ヒドロキシフェニル))アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、 2-(N,N-ジカルボキシメチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、および、これらのナトリウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、トリメチルアミン塩等の置換アンモニウム塩等；
2-(N-(1',2'-ジカルボキシエチル))アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、および、このナトリウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、トリメチルアミン塩等の置換アンモニウム塩等；
2-(N,N-ジメチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、 2-(N,N-ジエチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、 2-(N-ブチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、 2-(N,N-ジブチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、 2-(N,N-ジオクチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、 2-(N,N-ジフェニル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、 2-(N,N-ジメチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸オクチル等が挙げられる。
【００２５】
上記の2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体は、例えば、前記一般式（３）で示されるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体と、前記一般式（４）で示されるアミン類とを、従来公知の方法を適用して反応させることにより得られる。尚、原料であるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体とアミン類との反応方法は、特に限定されるものではない。
【００２６】
上記のα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体は、例えば、アクリレート化合物とアルデヒド化合物とを塩基性イオン交換樹脂の存在下に反応させる方法（例えば、特開平6-135896号公報）等の公知の方法を採用することにより、容易に得ることができる。
【００２７】
前記一般式（３）で示されるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体としては、具体的には、例えば、α−ヒドロキシメチルアクリル酸メチル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸エチル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸n-ブチル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸 -2-エチルヘキシル等のα−ヒドロキシメチルアクリル酸エステル等が挙げられる。これら例示の化合物のうち、α−ヒドロキシメチルアクリル酸メチル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸エチル、およびα−ヒドロキシメチルアクリル酸n-ブチルが、入手が容易であり、より好ましい。
【００２８】
前記一般式（４）で示されるアミン類としては、具体的には、例えば、アンモニア；モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノブチルアミン、モノオクチルアミン等のモノアルキルアミン類；ジメチルアミン、メチルエチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミン等のジアルキルアミン類；ピペリジン、ピロリジン、モルホリン等の二級シクロアミン類；モノシクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のシクロアルキルアミン類；モノ -p-フェニルアミン、ジ -p-フェニルアミン、ジナフチルアミン等のアリールアミン類；ヒドロキシアミン、ジヒドロキシアミン等のヒドロキシアミン類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン等のヒドロキシアルキルアミン類；モノカルボキシアミン、ジカルボキシアミン等のカルボキシアミン類；モノアミノ酢酸、イミノジ酢酸、イミノジプロピオン酸等のカルボキシアルキルアミン類；アスパラギン酸類等が挙げられる。
【００２９】
さらに、上記のカルボキシアミン類としては、具体的には、例えば、メチルエステル、エチルエステル等の、カルボキシアミン類の炭素数１〜８のアルキルエステル；ナトリウム塩、カリウム塩等の、カルボキシアミン類のアルカリ金属塩；カルシウム塩等の、カルボキシアミン類のアルカリ土類金属塩；アンモニウム塩、トリメチルアミン塩、トリエチルアミン塩等の、カルボキシアミン類の炭素数１〜８のアルキル置換アンモニウム塩等が挙げられる。また、上記のカルボキシアルキルアミン類としては、具体的には、例えば、メチルエステル、エチルエステル等の、カルボキシアルキルアミン類の炭素数１〜８のアルキルエステル；ナトリウム塩、カリウム塩等の、カルボキシアルキルアミン類のアルカリ金属塩；カルシウム塩等の、カルボキシアルキルアミン類のアルカリ土類金属塩；アンモニウム塩、トリメチルアミン塩、トリエチルアミン塩等の、カルボキシアルキルアミン類の炭素数１〜８のアルキル置換アンモニウム塩等が挙げられる。上記のアスパラギン酸類としては、具体的には、例えば、アスパラギン酸；アスパラギン酸ジメチル、アスパラギン酸ジエチル等の、アスパラギン酸の炭素数１〜８のアルキルエステル；ナトリウム塩、カリウム塩等の、アスパラギン酸のアルカリ金属塩；カルシウム塩等の、アスパラギン酸のアルカリ土類金属塩；アンモニウム塩、トリメチルアミン塩、トリエチルアミン塩等の、アスパラギン酸の炭素数１〜８のアルキル置換アンモニウム塩等が挙げられる。
【００３０】
α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体とアミン類との反応（以下、前段反応と称する）において、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体１モルに対するアミン類の使用量は、例えば、 0.1モル〜10モルの範囲内とすればよいが、特に限定されるものではない。また、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体とアミン類との混合方法は、特に限定されるものではない。
【００３１】
上記の前段反応は、無触媒で行なうことができるが、反応をより一層効率的に進めるために、触媒を用いてもよい。上記の触媒は、いわゆるマイケル付加反応に供される触媒が好適であるが、特に限定されるものではない。該触媒としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、およびアルカリ性を有する金属からなる群より選ばれる少なくとも一種類以上の金属の水酸化物、酸化物、炭酸塩、および塩基性リン酸塩；上記金属のアルコラート類、アセチルアセトネート等の錯化合物；トリメチルアミン、トリエチルアミン、1,4-ジアザビシクロ［2.2.2 ］オクタン（ＤＡＢＣＯ）等の三級アミン類の塩基性触媒が挙げられる。これら触媒は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を適宜混合して用いてもよい。
【００３２】
触媒を用いる場合において、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体に対する触媒の添加量は、特に限定されるものではないが、例えば、 0.001重量％〜５重量％の範囲内、好ましくは 0.001重量％〜２重量％の範囲内とすればよい。触媒の添加量を５重量％よりも多くしても、反応時間の短縮等の効果や、2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体の収率向上等のさらなる改善は望めず、添加した触媒の一部が無駄になり、経済的に不利となるおそれがある。
【００３３】
上記の前段反応は、無溶媒で行なうことができるが、反応をより一層均一に進めるために、溶媒を用いてもよい。上記の溶媒は、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体およびアミン類を溶解し、かつ、反応に対して不活性な化合物であればよく、特に限定されるものではない。該溶媒としては、具体的には、例えば、n-ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これら溶媒は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を適宜混合して用いてもよい。尚、溶媒を用いる場合において、該溶媒の使用量は、特に限定されるものではない。
【００３４】
前段反応は、反応系を加熱しなくても進行するが、反応をより一層効率的に進めるために、加熱してもよい。加熱する場合において、反応温度は、常温〜 150℃程度が好適である。反応温度が 150℃を越えると、原料であるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体が重合し易くなるので好ましくない。
【００３５】
反応時間は、上記前段反応が完結するように、反応温度や、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体、アミン類、触媒、および溶媒等の種類（性質）や組み合わせ、使用量等に応じて、適宜設定すればよい。従って、反応時間は、特に限定されるものではない。また、反応圧力は、特に限定されるものではなく、常圧（大気圧）、減圧、加圧の何れであってもよい。
【００３６】
また、原料であるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体は、反応性を備えたビニル基等の官能基を分子内に含有しているので、重合し易い性質を有している。従って、前段反応を行なう際には、該α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体の重合を抑制するために、反応系に重合防止剤（または重合禁止剤）や分子状酸素を添加することが望ましい。
【００３７】
重合防止剤としては、具体的には、例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、p-ベンゾキノン、フェノチアジン等が挙げられるが、特に限定されるものではない。これら重合防止剤は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を適宜混合して用いてもよい。また、重合防止剤の添加量は、特に限定されるものではないが、例えば、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体に対する割合が、 0.001重量％〜５重量％の範囲内となるようにすればよい。分子状酸素としては、例えば、空気を用いることができる。この場合、反応系、つまり、反応溶液中に空気を吹き込むようにすればよい。そして、上記重合を充分に抑制するために、重合防止剤と分子状酸素とを併用することがより好ましい。
【００３８】
上記の前段反応により合成される前記一般式（１）で示される2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を脱水することにより、対応するアリルアミン誘導体、即ち、目的物である前記一般式（２）で示されるアリルアミン誘導体が製造される。そして、上記の前段反応に引き続いて脱水反応を行なう場合には、前段反応終了後、中間化合物である2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を単離することなく、そのまま、脱水反応を行なうことができる。つまり、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体およびアミン類から、実質的にいわゆる「one pot 」で対応するアリルアミン誘導体を製造することができる。
【００３９】
さらに、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体およびアミン類を含む混合物を加熱することにより、前段反応と脱水反応とを「one pot 」で行なうこともできる。この場合には、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体およびアミン類から、対応するアリルアミン誘導体が直接的に製造される。
【００４０】
2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を脱水する脱水方法は、特に限定されるものではなく、例えば、加熱による方法；無水酢酸や五酸化二リン（無水リン酸）等の脱水剤を用いる方法等の公知の方法を採用することができる。これら方法のうち、加熱による脱水方法が、前段反応に引き続いて脱水反応を行なうことができるのでより好ましい。
【００４１】
加熱による脱水方法においては、必要に応じて、脱水反応により生成する水と共沸する共沸剤（エントレーナー）を使用することができる。上記の共沸剤は、反応に対して不活性な化合物であればよく、特に限定されるものではない。該共沸剤としては、具体的には、例えば、n-ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；ジエチルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル類；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類等が挙げられる。これら共沸剤は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を適宜混合して用いてもよい。尚、共沸剤を用いる場合において、該共沸剤の使用量は、特に限定されるものではない。また、前段反応に引き続いて脱水反応を行なう場合には、共沸剤として用いることができる化合物を、前段反応における溶媒として用いることが好ましい。
【００４２】
加熱による脱水反応を行なう際の反応条件は、例えば、反応圧力、反応温度、共沸剤の使用の有無等に応じて、適宜設定すればよい。また、前段反応に引き続いて脱水反応を行なう場合には、前段反応の反応条件等をさらに考慮に入れて脱水反応の反応条件を設定すればよい。そして、原料、並びに、目的物であるアリルアミン誘導体は、反応性を備えたビニル基等の官能基を分子内に含有しているので、重合し易い性質を有している。従って、脱水反応を行なう際には、比較的温和な反応条件にすることが望ましい。例えば、反応圧力は１mmHg〜760 mmHgが好ましい。また、反応温度は０℃〜 150℃が好ましく、40℃〜 120℃がより好ましい。さらに、共沸剤を用いる方が好ましい。
【００４３】
尚、脱水剤を用いる脱水方法においては、脱水剤の種類や使用量、反応圧力、反応温度、溶媒や共沸剤の使用の有無等の反応条件は、特に限定されるものではない。
【００４４】
本発明にかかる前記一般式（２）で示されるアリルアミン誘導体の製造方法は、以上のように、前記一般式（３）で示されるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体と、前記一般式（４）で示されるアミン類とを反応させて前記一般式（１）で示される2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を合成した後、該2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を脱水する方法である。上記の方法によれば、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体およびアミン類から、実質的にいわゆる「one pot 」でアリルアミン誘導体を製造することができる。これにより、アリルアミン誘導体を工業的により一層安価に製造することができる。
【００４５】
上記の製造方法により得られるアリルアミン誘導体は、例えば、蒸留；抽媒等を用いた抽出；カラムクロマトグラフによる分離；四級塩の合成による結晶化等の公知の方法を採用することにより、容易に精製することができる。
【００４６】
アリルアミン誘導体は、反応性を備えたビニル基等の官能基を分子内に含有しているので、重合し易い性質を有しており、公知の方法を採用することにより、容易に単独重合若しくは共重合させることができる。アリルアミン誘導体の重合方法としては、例えば、加熱による方法；シアン化ナトリウム、シアン化カリウム、ソディウムナフタレート、リチウムナフタレート、ブチルリチウム等の強塩基触媒を用いる方法；ベンゾイルパーオキサイドや過硫酸アンモニウム塩等の過酸化物、 2,2'-アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物等のラジカル重合開始剤を用いる方法；増感剤の存在下で紫外線やイオン化放射線（電子線）を照射する方法等を採用することができる。
【００４７】
そして、アリルアミン誘導体を単独重合若しくは共重合させることにより、ポリマーの側鎖にアミノ基を導入することができる。また、該アミノ基は加水分解等を受け難く、このため、ポリマーから遊離することがない。アリルアミン誘導体は、例えば、ポリマーの改質剤、凝集剤、帯電防止剤、各種合成樹脂の原料、各種医薬品の中間体等として広範囲に用いることができる。
【００４８】
【実施例】
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
【００４９】
〔実施例１〕
温度計、還流冷却器および攪拌機を備えた容量 1,000mlのガラス製フラスコ（反応器）に、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体としてのα−ヒドロキシメチルアクリル酸エチル 130ｇ、アミン類としてのN,N-ジエチルアミン 109.5ｇ、溶媒かつ共沸剤としてのシクロヘキサン 150ｇ、および、重合防止剤としてのハイドロキノン0.08ｇを仕込んだ。次に、この反応溶液を攪拌しながら加熱し、80℃でシクロヘキサンを還流させながら10時間反応した。また、この間、脱水反応により生成する水をシクロヘキサンと共沸させて除去した。つまり、前段反応と脱水反応とを「one pot 」で行なった。
【００５０】
反応終了後、上記のフラスコに減圧蒸留装置を取り付け、該フラスコ内の圧力を40mmHgに減圧して、シクロヘキサン、未反応のN,N-ジエチルアミン、および水を留去した。これにより、液状の反応生成物 192.2ｇを得た。
【００５１】
以上のようにして得た反応生成物について、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）を測定することにより、物質の同定を行なった。その結果、上記の反応生成物中に、目的物である本発明にかかるアリルアミン誘導体としてのα-(N,N-ジエチル) アミノメチルアクリル酸エチルが52.1重量％、中間化合物である2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体としての 2-(N,N-ジエチル) アミノメチル-3-ヒドロキシプロピオン酸エチルが32.9重量％含まれていることを確認した。
そして、上記の反応生成物を蒸留して精製することにより、α-(N,N-ジエチル)
アミノメチルアクリル酸エチル79.0ｇを製品として得た。
【００５２】
〔実施例２〕
温度計、還流冷却器および攪拌機を備えた容量 1,000mlのガラス製フラスコに、α−ヒドロキシメチルアクリル酸エチル 390ｇ、N,N-ジエチルアミン 219ｇ、および、ハイドロキノン0.08ｇを仕込んだ。次に、この反応溶液に空気を吹き込みながら攪拌・加熱し、40℃で７時間反応した。つまり、前段反応を行なった。
【００５３】
反応終了後、ベンゼン−イソプロピルアルコール溶媒を用いたカラムクロマトグラフを行ない、反応溶液をカラム分離した。これにより、反応生成物63ｇを得た。以上のようにして得た反応生成物について、ＮＭＲを測定することにより、物質の同定を行なった。その結果、上記の反応生成物が、中間化合物である 2-(N,N-ジエチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチルであることを確認した。
【００５４】
次に、温度計、還流冷却器および攪拌機を備えた容量 500mlのガラス製フラスコに、上記の 2-(N,N-ジエチル) アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸エチル63ｇ、共沸剤としてのシクロヘキサン 100ｇ、および、ハイドロキノン0.08ｇを仕込んだ。次に、この反応溶液を攪拌しながら加熱し、90℃でシクロヘキサンを還流させながら８時間反応した。つまり、脱水反応を行ない、該脱水反応により生成する水をシクロヘキサンと共沸させて除去した。
【００５５】
反応終了後、上記のフラスコに減圧蒸留装置を取り付け、該フラスコ内の圧力を40mmHgに減圧して、シクロヘキサン、および水を留去した。これにより、液状の反応生成物57.6ｇを得た。
【００５６】
以上のようにして得た反応生成物について、ＧＣを測定することにより、物質の同定を行なった。その結果、上記の反応生成物中に、アリルアミン誘導体としてのα-(N,N-ジエチル) アミノメチルアクリル酸エチルが71.2重量％含まれていることを確認した。そして、上記の反応生成物を蒸留して精製することにより、α-(N,N-ジエチル) アミノメチルアクリル酸エチル31.2ｇを製品として得た。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、以上のように、一般式（３）
【００５８】
【化１１】
（式中、Ｒ3 は炭素数１〜18のアルキル基を表す）
で示されるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体と、一般式（４）
ＨＮＲ1 Ｒ2 ……（４）
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立して水素原子または有機残基を表す）
で示されるアミン類とを反応させて一般式（１）
【００６０】
【化１２】
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立して水素原子または有機残基を表し、Ｒ3は炭素数１〜18のアルキル基を表す）
で示される2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を合成した後、該2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を脱水することを特徴とする一般式（２）
【００６２】
【化１３】
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立して水素原子または有機残基を表し、Ｒ3は炭素数１〜18のアルキル基を表す）
で示され、上記有機残基は、ヒドロキシル基、 p- ヒドロキシフェニル基、炭素数１〜 20 の直鎖状または枝分かれ鎖状のアルキル基、炭素数３〜 20 のシクロアルキル基、炭素数６〜 20 のアリール基、炭素数１〜８のヒドロキシアルキル基、−Ｒ 4 ＣＯＯＲ 5 基（上記Ｒ 4 で示される置換基は、炭素数０〜８のアルキレン基であり、上記Ｒ 5 で示される置換基は、水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルカリ金属原子、アンモニウム基またはその塩、または、アルキル置換アンモニウム基またはその塩を示す）、
【００６４】
【化１４】
基（上記Ｒ 6 、Ｒ 7 で示される置換基は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルカリ金属原子、アンモニウム基またはその塩、または、アルキル置換アンモニウム基またはその塩を示す）の置換基からなる群から選ばれる１つの置換基であるアリルアミン誘導体の製造方法に関するものである。
【００６６】
上記の方法によれば、ハロゲン化水素が副生しないので、耐腐食性を有する高価な材料を用いて装置を構成する必要が無く、また、産業廃棄物の処分が容易となる。さらに、中間化合物である2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を合成した後、例えば、該2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を単離することなく、アリルアミン誘導体を製造することができる。つまり、α−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体およびアミン類から、実質的にいわゆる「one pot 」でアリルアミン誘導体を製造することができる。これにより、アリルアミン誘導体を工業的により一層安価に製造することができるという効果を奏する。
Claims (1)
- 一般式（３）
で示されるα−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体と、一般式（４）
ＨＮＲ1 Ｒ2 ……（４）
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立して水素原子または有機残基を表す）
で示されるアミン類とを反応させて一般式（１）
で示される2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を合成した後、該2-アミノメチル -3-ヒドロキシプロピオン酸誘導体を脱水することを特徴とする一般式（２）
で示され、
上記有機残基は、ヒドロキシル基、 p- ヒドロキシフェニル基、炭素数１〜 20 の直鎖状または枝分かれ鎖状のアルキル基、炭素数３〜 20 のシクロアルキル基、炭素数６〜 20 のアリール基、炭素数１〜８のヒドロキシアルキル基、−Ｒ 4 ＣＯＯＲ 5 基（上記Ｒ 4 で示される置換基は、炭素数０〜８のアルキレン基であり、上記Ｒ 5 で示される置換基は、水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アルカリ金属原子、アンモニウム基またはその塩、または、アルキル置換アンモニウム基またはその塩を示す）、
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