JP4024350B2 - Allylamine derivative and method for producing the same - Google Patents

Description

【０００５】
（式中、Ｒ^a、Ｒ^bおよびＲ^cはそれぞれ独立してアルキル基である）で表されるエステルタイプのアリルアミン誘導体を、次の反応式：
【０００６】
【化６】

【０００７】
にしたがってアミン化合物とα−ハロメチルアクリル酸エステルとを反応させて合成するというものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記のエステルタイプのアリルアミン誘導体の合成方法の場合、出発原料としてアルキルカルボン酸ハロゲン化物とを用いることから、前記反応式により示されるように、ハロゲン化水素が副生する。このため、反応装置の腐食、産業廃棄物としての処理などの問題が生じ、工業的実施に採用するには問題が多い。
【０００９】
そこで、上記のような問題を生じることなく、分子内にアミノ基、二重結合およびカルボン酸の各部分を同時に有し、例えばキレート剤などの出発原料として特に有用な新規なアリルアミン誘導体を合成する方法が望まれていた。
【００１０】
かくして、本発明の目的に一つは、分子内にアミノ基、二重結合およびカルボン酸の各部分を同時に有し、例えばキレート剤などの出発原料として特に有用な新規なアリルアミン誘導体を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、前記の従来技術の問題点を解決して、上記の新規なアリルアミン誘導体を簡単かつ安全に製造する方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らの研究によれば、出発原料として一般式（３）：
【００１３】
【化７】

【００１４】
（式中の記号は後記のとおり）
で表される化合物を用い、これを一般式（２）：
ＨＮＲ¹Ｒ² ・・・（２）
（式中の記号は後記のとおり）で表される化合物とを反応させることにより前記の目的が達成できることがわかった。
【００１５】
本発明は、一般式（１）：
【００１６】
【化８】

【００１７】
（式中、Ｒ^１およびＲ^２は、
（１）その一つが、水素原子、残りがヒドロキシまたはカルボキシル置換フェニル基、−（ＣＨ _２ ）ｎ−ＯＨ、−ＣＨ _２ ＣＯＯＭ、もしくは−ＣＨ（ＣＯＯＭ）−（ＣＨ _２ ）ｎ−ＣＯＯＭ（ここで、Ｍは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基、または炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基であり、ｎは１〜４の整数である。）であるか、
（２）その一つが、炭素数１〜４のアルキル基、残りがヒドロキシまたはカルボキシル置換フェニル基、−ＣＨ _２ ＣＯＯＭ（ここで、Ｍは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基、または炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基であり、ｎは１〜４の整数である。）であるか、あるいは
（３）ともに、−ＣＨ _２ ＣＯＯＭ、または−ＣＨ（ＣＯＯＭ）−（ＣＨ _２ ）ｎ−ＣＯＯＭ（ここで、Ｍは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基、または炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基であり、ｎは１〜４の整数である。）であり、
Ｒ^３は水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基、または炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基である。）で表されるアリルアミン誘導体である。
【００１８】
また、本発明は、一般式（２）：
ＨＮＲ¹Ｒ² ・・・（２）
（式中、Ｒ¹およびＲ²はそれぞれ独立して水素原子または有機残基である）で表される化合物と一般式（３）：
【００１９】
【化９】

【００２０】
（式中、Ｒ⁴は水素原子または有機残基であり、Ｒ⁵は水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基または置換アンモニウム基、もしくは炭化水素残基である）で表される化合物とを反応させることからなる上記一般式（１）で表されるアリルアミン誘導体の製造方法である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
一般式（１）において、Ｒ¹およびＲ²はそれぞれ独立して水素原子または有機残基であり、Ｒ³は水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基または置換アンモニウム基である。
【００２２】
Ｒ¹またはＲ²で表される有機残基は、−Ｒ⁶−Ｒ⁷または−Ｒ⁷で表すことができる。ここで、Ｒ⁶は炭素数１〜１８、好ましくは１〜１０、更に好ましくは１〜４のアルキレン基である。その代表例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ｎ−ブチレン基、イソブチレン基などを挙げることができる。
【００２３】
Ｒ⁷は水素原子、アリール基、−ＯＨ、−ＣＯＯＭ、または−ＣＨ（ＣＯＯＭ）−（ＣＨ₂）n−ＣＯＯＭである（ここで、ｎは１〜４の整数である）。上記アリール基とは、無置換または置換、例えばアルキル基、カルボキシル基、アルコキシル基、ヒドロキシル基、またはニトロ基で置換された炭素数６〜２０のアリール基を意味する。その代表例としては、フェニル基、ｐ−ヒドロキシフェニル基、ｐ−カルボキシフェニル基などを挙げることができる。上記式において、Ｍは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基または置換アンモニウム基である。アルカリ金属原子の代表例としては、ナトリウムおよびカリウムを挙げることができる。アルカリ土類金属の代表例としては、カルシウムおよびマグネシウムを挙げることができる。置換アンモニウム基としては、炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基を挙げることができ、その具体例としてはメチル置換アンモニウム、エチル置換アンモニウムなどを挙げることができる。
【００２４】
一般式（１）において、Ｒ¹およびＲ²はそれぞれ独立して水素原子、−ＣＨ₂ＣＯＯＭ、または−ＣＨ（ＣＯＯＭ）−ＣＨ₂ＣＯＯＭであるのが好ましい。ここで、Ｍは前記と同意義である。
【００２５】
また、Ｒ³は水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基または置換アンモニウム基である。アルカリ金属原子の代表例としては、ナトリウムおよびカリウムを挙げることができる。アルカリ土類金属の代表例としては、カルシウムおよびマグネシウムを挙げることができる。置換アンモニウム基としては、炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基を挙げることができ、その具体例としてはメチル置換アンモニウム、エチル置換アンモニウムなどを挙げることができる。
【００２６】
一般式（１）で表されるアリルアミン誘導体の代表例を挙げると次のとおりである。
【００２７】
例１
【００２８】
【化８】

【００２９】
例２
【００３０】
【化９】

【００３１】
例３
【００３２】
【化１０】

【００３３】
例４
【００３４】
【化１１】

【００３５】
例５
【００３６】
【化１２】

【００３７】
例６
【００３８】
【化１３】

【００３９】
例７
【００４０】
【化１４】

【００４１】
例８
【００４２】
【化１５】

【００４３】
例９
【００４４】
【化１６】

【００４５】
例１０
【００４６】
【化１７】

【００４７】
例１１
【００４８】
【化１８】

【００４９】
例１２
【００５０】
【化１９】

【００５１】
例１３
【００５２】
【化２０】

【００５３】
これらのうち、例１、例４、例５、例６、例９、例１１および例１２の化合物が好ましい。
【００５４】
一般式（１）で表されるアリルアミン誘導体は、一般式（２）で表される化合物と一般式（３）で表される化合物とを反応させることにより得られる。
【００５５】
一般式（２）におけるＲ¹およびＲ²は一般式（１）で述べたと同意義なものである。
【００５６】
一般式（２）で表される化合物の代表例を挙げると次のとおりである。
【００５７】
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などのモノアルキルアミン類；フェニルアミン、ｐ−ヒドロキシフェニルアミン、ｐ−カルボキシフェニルアミンなどのアリールアミン類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなどのヒドロキシアルキルアミン類；モノアミノ酢酸、イミノジ酢酸、イミノジプロピオン酸などのカルボキシアルキルアミン類；およびアスパラギン酸、グリシンなどのアミノ酸。
【００５８】
これらはいずれも市販されており、工業的に容易に入手することができる。
【００５９】
一般式（３）におけるＲ⁴とは、水素原子または有機残基である。この有機残基の代表例は、炭素数１〜１８のアルキレン基、または−（Ｒ⁸−Ｏ）n−Ｈである。ここで、Ｒ⁸は炭素数２〜４のアルキレン基であり、ｎは１〜２０の整数である。
【００６０】
Ｒ⁴で表されるアルキレン基は炭素数１〜１８、好ましくは１〜１０のものであり、その代表例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基などを挙げることができる。Ｒ⁸で表されるアルキレン基の代表例としては、エチレン基を挙げることができる。
【００６１】
一般式（３）におけるＲ⁵とは、水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基または置換アンモニウム基、もしくは炭化水素残基である。アルカリ金属の代表例としては、ナトリウムおよびカリウムを挙げることができる。アルカリ土類金属の代表例としては、カルシウムおよびマグネシウムを挙げることができる。置換アンモニウム基の代表例としては、炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基、具体的にはメチル置換アンモニウム基、エチル置換アンモニウム基などを挙げることができる。炭化水素残基とは、代表的には、炭化水素１〜８のアルキル基である。このアルキル基の代表例としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基などを挙げることができる。
【００６２】
一般式（３）で表される化合物の代表例を挙げると次のとおりである。
【００６３】
酸類：
α−（ω−ヒドロキシエチレングリコキシメチル）アクリル酸、α−（ω−ヒドロキシプロピレングリコキシメチル）アクリル酸などのα−（ω−ヒドロキシアルキレングリコキシメチル）アクリル酸；α−（ω−ヒドロキシポリエチレングリコキシメチル）アクリル酸、α−（ω−ヒドロキシポリプロピレングリコキシメチル）アクリル酸などのα−（ω−ヒドロキシポリアルキレングリコキシメチル）アクリル酸；およびα−（メトキシメチル）アクリル酸、α−（エトキシメチル）アクリル酸、α−（ｎ−ブトキシメチル）アクリル酸などのα−（アルコキシメチル）アクリル酸。
【００６４】
エステル類：
上記酸類のメチルエステル、エチルエステル、ｎ−プロピルエステル、イソプロピルエステル、ｎ−ブチルエステル、２−エチルヘキシルエステルなどのエステル類。
【００６５】
塩類：
上記酸類のナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、アンモニウム塩、メチル置換アンモニウム塩、エチル置換アンモニウム塩などの塩類。
【００６６】
一般式（３）で表される化合物は公知であり、例えばα−（ω−ヒドロキシアルキレングリコキシメチル）アクリル酸やα−（ω−ヒドロキシポリアルキレングリコキシメチル）アクリル酸、およびそのエステルなどの誘導体は、例えばアルキル酸エステル類と環状エーテル化合物を反応させる方法（特開平８−２９５７３３号公報）により容易に得られる。また、α−（アルコキシメチル）アクリル酸およびそのエステルなどの誘導体は、例えばアクリル酸エステル類とヒドロキシル基含有化合物とを酸触媒の存在下に反応させる方法（特開平８−３２５２００号公報）により容易に得ることができる。
【００６７】
一般式（２）で表される化合物と一般式（３）で表される化合物との反応は、これら化合物および生成する一般式（１）で表される化合物が水溶性であるため、通常、水性媒体中、例えば純水中で行う。
【００６８】
反応温度は６０〜１２０℃、好ましくは８０〜１００℃である。反応温度が高すぎると分解反応や原料の重合などの副反応が起こり易くなり、一方低すぎると反応が進まなくなる。反応は常圧、または加圧下でもよいが、通常、常圧で行う。
【００６９】
反応は、一般式（２）の化合物の水溶液をｐＨ８〜１３、好ましくは９〜１１に調整し、これに一般式（３）の化合物を徐々に添加することで開始される。なお、ｐＨが８未満では反応は進行せず、一方ｐＨが１３を超える条件下で反応を行っても、アルカリの添加量に応じた収率の向上は得られない。
【００７０】
なお、一般式（３）の化合物の添加中は、反応液のｐＨを８〜１３、好ましくは９〜１１の範囲に保持するのが反応の進行のために好都合である。原料としてエステル類を用いる場合には、エステル部分の加水分解が進行して反応液のｐＨが低下するので、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ性物質の水溶液を添加して反応液のｐＨを８〜１３、好ましくは９〜１１の範囲に調整するのがよい。
【００７１】
一般式（３）の化合物の添加終了後は、反応液の温度を６０〜１２０℃、好ましくは８０〜１００℃に、また反応液のｐＨを８〜１３、好ましくは９〜１１に保持して、１〜２０時間、好ましくは２〜５時間程度熟成を行って反応を完結させるのが好ましい。熟成時間が１時間未満では反応が完全に終了せず、一方２０時間を超えて熟成させても、更なる収率の向上は認められない。
【００７２】
反応終了後の反応液中には、目的物質である一般式（１）の化合物のほかに、未反応の原料、原料の加水分解物、副生成物として生じたポリアルキレングリコールやアルコール類などが含まれている。そこで、目的物質の精製を行う場合には、例えば次のようにして行うことができる。
【００７３】
反応後の反応液に塩酸、硫酸などの酸性物質を添加するか、または酸型イオン交換樹脂、例えばＤＩＡＩＯＮ ＳＫ１１６（三菱化学（株）製）を用いることで反応液のｐＨを２〜６に調整する。次いで、この反応液を、Ｎａ型イオン交換樹脂、例えばＩＲＡ−６８（オルガノ（株）製）を用い、純水を溶離液としたイオン交換カラムによって、目的物質をポリアルキレングリコールやアルコール類から分離することができる。すなわち、ポリアルキレングリコールやアルコール類はイオン交換樹脂との相互作用がほとんどないため最初に溶出されが、目的物質はカルボン酸部を持っているので、イオン交換樹脂との相互作用が生じ、カラムから溶出されるまでに時間がかかるので、この差を利用して目的物質とポリアルキレングリコールやアルコール類とを分離することができる。次に、目的物質を含む溶出液に塩酸、硫酸などの酸性物質を添加するか、または酸型イオン交換樹脂、例えばＤＩＯＩＯＮ ＳＫ１１６を用いることにより、そのｐＨを２〜６に調整する。このようにして調整した溶液を濃縮し、冷却することにより目的物質の結晶が得られる。この結晶は目的物質の酸型（一般式（１）において、Ｒ³＝水素原子）であるが、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アンモニアまたは置換アンモニアなどの水溶液を添加することで対応するアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩または置換アンモニウム塩とすることができる。
【００７４】
なお、本発明の反応は下記式によって表すことができる。
【００７５】
【化２１】

【００７６】
本発明の一般式（１）で表されるアリルアミン誘導体は、分子中に反応性に富んだアミノ基、二重結合およびカルボン酸の各部分を有することから各種有機化合物を製造するための出発原料ないしは中間体として利用することができる。上記有機化合物の具体例としては、例えばキレート剤、分散剤、界面活性剤、凝集剤、医薬品などを挙げることができる。なかでも、カルシウムなどの金属補足効果が高いのでキレート剤としての利用が特に期待されるものである。そのほか、二重結合部分に更に機能性の官能基を付加することにより、キレート剤に新たな機能を付加させることができる。例えば、脂肪族アミン類を付加させて、油溶性のキレート剤を合成することができる。この機能性官能基の付加反応は、アリルアミン誘導体が水溶性であるため、水性媒体中で容易に行うことができる。
【００７７】
そのほか、熱、紫外線、イオン化放射線またはラジカル重合開始剤などにより容易に重合するので、その単独重合、または他の重合性モノマーとの共重合によって各種合成樹脂の製造に利用することができる。例えば、共重合成分として使用することにより、アミノ基やカルボン酸基をポリマーの側鎖に導入することができ、しかもこのアミノ基は加水分解により容易に遊離しない特徴を持っているので各種合成樹脂の改質に用いることができる。
【００７８】
【発明の効果】
本発明のアリルアミン誘導体は、分子内にアミノ基、二重結合およびカルボン酸の各部分を同時に有しているので、各種有機化合物の出発原料ないしは中間体として有用である。
【００７９】
また、本発明の方法によれば、上記アリルアミン誘導体を簡単かつ安全な方法により容易に製造することができる。
【００８０】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【００８１】
実施例１
３００ｍｌ四つ口フラスコ中で、イミノジ酢酸１３．３ｇ（１００ｍｍｏｌ）と水酸化ナトリウム８．０ｇ（２００ｍｍｏｌ）とを水１１２ｇに溶かし、オイルバス中で８０℃に加熱した。この溶液に、α−（ω−ヒドロキシポリエチレングリコキシメチル）アクリル酸エチル（エチレンオキシドの平均付加モル数＝１０）の５８重量％水溶液９７．７ｇ（１００ｍｍｏｌ）を１時間かけて滴下した。滴下中、原料のα−（ω−ヒドロキシポリエチレングリコキシメチル）アクリル酸エチルのエステル部の加水分解が起こり、ｐＨが低下するので、水酸化ナトリウム水溶液を適宜滴下して反応液のｐＨを９〜１０に保持した。
【００８２】
α−（ω−ヒドロキシポリエチレングリコキシメチル）アクリル酸エチルの滴下終了後も反応液の温度を８０℃に保ち、更に３時間撹拌することにより反応を熟成させた。この熟成反応中においてもｐＨが低下するので、水酸化ナトリウム水溶液を適宜滴下して反応液のｐＨを９〜１０に保持した。
【００８３】
次に、反応液から目的物質であるα−（Ｎ，Ｎ−ジカルボキシルメチル）アミノメチル）アクリル酸を単離するため以下の精製操作を行った。
【００８４】
反応液にイオン交換樹脂ＤＩＡＯＮ ＳＫ１１６（三菱化学（株）製）１３０ｍｌを加えた。イオン交換樹脂を加えた後のｐＨは３であった。イオン交換樹脂をろ過により取り除いた後、ろ液を１／３まで濃縮した。次に、ナトリウム型イオン交換樹脂ＩＲＡ−６８（オルガノ（株）製）１００ｍｌをカラム充填物とし、純水を溶離液として用い、イオン交換カラムによるポリエチレングリコールの分離操作を行った。ポリエチレングリコールは最初に溶出されるため目的物質と分離することができた。次に、目的物質を含む溶出液に酸型イオン交換樹脂ＤＩＡＩＯＮ ＳＫ１１６（三菱化学（株）製）１００ｍｌを加えた。このイオン交換樹脂を加えた後のｐＨは３であった。イオン交換樹脂をろ過により取り除いた後、ろ液を濃縮し、１晩放置したところ白色結晶が析出した。
【００８５】
この白色結晶をろ取、水で洗浄した後、乾燥したところ、２．５ｇの収量であった。¹Ｈ−ＮＭＲ、¹³Ｃ−ＮＭＲおよび元素分析によって、この白色結晶がα−（Ｎ，Ｎ−ジカルボキシルメチル）アミノメチル）アクリル酸であることを確認した。
【００８６】
¹ Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ₂Ｏ＋ＮａＯＤ）δppm
δ６．５４（ｓ．１Ｈ）、δ６．１４（ｓ．１Ｈ）、δ４．０９（ｓ．２Ｈ）、δ３．９０（ｓ．４Ｈ）
¹³ Ｃ−ＮＭＲ（Ｄ₂Ｏ＋ＮａＯＤ）δppm
δ１７０．０（ＣＯ₂）、δ１３３．７（Ｃ＝Ｃ）、δ１３２．１（Ｃ＝Ｃ）、δ５７．０（ＣＨ₂）、δ５６．５（ＣＨ₂）、δ５６．４（ＣＨ₂）
元素分析値（Ｃ₈Ｈ₁₁ＮＯ₆）

[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel allylamine derivative and a method for producing the same.
[0002]
The allylamine derivative of the present invention is useful as an intermediate for various pharmaceuticals in addition to starting materials such as various organic compounds such as chelating agents, dispersing agents, and surfactants.
[0003]
[Prior art]
Examples of a method for synthesizing an organic compound having an amino group, a double bond, and a carboxylic acid group at the same time include “Polymer Preprints, Japan”, Vol. 44, no. 2, 105 (1995) is known.
This method is represented by the following general formula (4):
[0004]
[Chemical formula 5]

[0005]
(Wherein R ^a , R ^b and R ^c are each independently an alkyl group) an ester-type allylamine derivative represented by the following reaction formula:
[0006]
[Chemical 6]

[0007]
According to the above, the amine compound and α-halomethyl acrylate are reacted to synthesize.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the method for synthesizing the ester-type allylamine derivative, an alkyl carboxylic acid halide is used as a starting material, so that a hydrogen halide is by-produced as shown by the reaction formula. For this reason, problems such as corrosion of the reaction apparatus and treatment as industrial waste occur, and there are many problems to adopt for industrial implementation.
[0009]
Therefore, a novel allylamine derivative that has amino groups, double bonds, and carboxylic acid moieties in the molecule at the same time and that is particularly useful as a starting material such as a chelating agent is synthesized without causing the above problems. A method was desired.
[0010]
Thus, one of the objects of the present invention is to provide a novel allylamine derivative which has an amino group, a double bond and a carboxylic acid moiety in the molecule at the same time and is particularly useful as a starting material such as a chelating agent. It is in.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a method for easily and safely producing the above novel allylamine derivative by solving the problems of the prior art.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the study by the present inventors, the general formula (3):
[0013]
[Chemical 7]

[0014]
(The symbols in the formula are as described below.)
The compound represented by general formula (2):
HNR ¹ R ² (2)
It was found that the above-mentioned object can be achieved by reacting with a compound represented by the formula (the symbols in the formula are as described below).
[0015]
The present invention relates to a general formula (1):
[0016]
[Chemical 8]

[0017]
(Wherein R ¹ and R ² are
(1) One of a hydrogen atom, the remainder is hydroxy or carboxyl-substituted phenyl _{group, - (CH 2) n-} OH, -CH 2 COOM or _{-CH (COOM), - (CH} 2) n-COOM ( wherein , M is a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, an ammonium group, or an alkyl-substituted ammonium group having 1 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 4.)
(2) One of them is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, the rest is a hydroxy or carboxyl-substituted phenyl group, —CH ₂ COOM (where M is a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, an ammonium group) Or an alkyl-substituted ammonium group having 1 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 4.)
(3) Both are —CH ₂ COOM or —CH (COOM) — (CH ₂ ) n —COOM (where M is a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, an ammonium group, or 1 carbon atom) Is an alkyl-substituted ammonium group of -6, and n is an integer of 1-4.)
R ³ is a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, an ammonium group, or an alkyl-substituted ammonium group having 1 to 6 carbon atoms. ) An allylamine derivative represented by:
[0018]
Further, the present invention provides a compound represented by the general formula (2):
HNR ¹ R ² (2)
(Wherein R ¹ and R ² are each independently a hydrogen atom or an organic residue) and the general formula (3):
[0019]
[Chemical 9]

[0020]
Wherein R ⁴ is a hydrogen atom or an organic residue, and R ⁵ is a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, an ammonium group or a substituted ammonium group, or a hydrocarbon residue. This is a method for producing an allylamine derivative represented by the above general formula (1).
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the general formula (1), R ¹ and R ² are each independently a hydrogen atom or an organic residue, and R ³ is a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, an ammonium group or a substituted ammonium group. .
[0022]
The organic residue represented by R ¹ or R ^{2 can} be represented by —R ⁶ —R ⁷ or —R ⁷ . Here, R < ⁶ > is a C1-C18, Preferably it is 1-10, More preferably, it is 1-4 alkylene group. Typical examples thereof include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, an n-butylene group, and an isobutylene group.
[0023]
R ⁷ is a hydrogen atom, an aryl group, —OH, —COOM, or —CH (COOM) — (CH ₂ ) n —COOM (where n is an integer of 1 to 4). The aryl group means an aryl group having 6 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted, for example, substituted with an alkyl group, a carboxyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, or a nitro group. Typical examples thereof include a phenyl group, a p-hydroxyphenyl group, and a p-carboxyphenyl group. In the above formula, M is a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, an ammonium group or a substituted ammonium group. Typical examples of the alkali metal atom include sodium and potassium. Representative examples of alkaline earth metals include calcium and magnesium. Examples of the substituted ammonium group include an alkyl-substituted ammonium group having 1 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include methyl-substituted ammonium and ethyl-substituted ammonium.
[0024]
In the general formula (1), R ¹ and R ² are preferably each independently a hydrogen atom, —CH ₂ COOM, or —CH (COOM) —CH ₂ COOM. Here, M is as defined above.
[0025]
R ³ is a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, an ammonium group or a substituted ammonium group. Typical examples of the alkali metal atom include sodium and potassium. Representative examples of alkaline earth metals include calcium and magnesium. Examples of the substituted ammonium group include an alkyl-substituted ammonium group having 1 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include methyl-substituted ammonium and ethyl-substituted ammonium.
[0026]
Typical examples of the allylamine derivative represented by the general formula (1) are as follows.
[0027]
Example 1
[0028]
[Chemical 8]

[0029]
Example 2
[0030]
[Chemical 9]

[0031]
Example 3
[0032]
Embedded image

[0033]
Example 4
[0034]
Embedded image

[0035]
Example 5
[0036]
Embedded image

[0037]
Example 6
[0038]
Embedded image

[0039]
Example 7
[0040]
Embedded image

[0041]
Example 8
[0042]
Embedded image

[0043]
Example 9
[0044]
Embedded image

[0045]
Example 10
[0046]
Embedded image

[0047]
Example 11
[0048]
Embedded image

[0049]
Example 12
[0050]
Embedded image

[0051]
Example 13
[0052]
Embedded image

[0053]
Of these, the compounds of Example 1, Example 4, Example 5, Example 6, Example 9, Example 11 and Example 12 are preferred.
[0054]
The allylamine derivative represented by the general formula (1) is obtained by reacting the compound represented by the general formula (2) with the compound represented by the general formula (3).
[0055]
R ¹ and R ² in the general formula (2) are as defined in the general formula (1).
[0056]
Typical examples of the compound represented by the general formula (2) are as follows.
[0057]
Ammonia; monoalkylamines such as monomethylamine, monoethylamine, monobutylamine and monooctylamine; arylamines such as phenylamine, p-hydroxyphenylamine and p-carboxyphenylamine; hydroxyalkyl such as monoethanolamine and diethanolamine Amines; carboxyalkylamines such as monoaminoacetic acid, iminodiacetic acid and iminodipropionic acid; and amino acids such as aspartic acid and glycine.
[0058]
These are all commercially available and can be easily obtained industrially.
[0059]
R ⁴ in the general formula (3) is a hydrogen atom or an organic residue. A typical example of this organic residue is an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, or — (R ⁸ —O) n —H. Here, R < ⁸ > is a C2-C4 alkylene group and n is an integer of 1-20.
[0060]
The alkylene group represented by R ⁴ has 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, and typical examples thereof include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group. A typical example of the alkylene group represented by R ⁸ is an ethylene group.
[0061]
R ⁵ in the general formula (3) is a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, an ammonium group or a substituted ammonium group, or a hydrocarbon residue. Typical examples of the alkali metal include sodium and potassium. Representative examples of alkaline earth metals include calcium and magnesium. Typical examples of the substituted ammonium group include an alkyl-substituted ammonium group having 1 to 6 carbon atoms, specifically a methyl-substituted ammonium group and an ethyl-substituted ammonium group. The hydrocarbon residue is typically an alkyl group having 1 to 8 hydrocarbons. Typical examples of this alkyl group include a methyl group, an ethyl group, and an isopropyl group.
[0062]
Typical examples of the compound represented by the general formula (3) are as follows.
[0063]
Acids:
α- (ω-hydroxyalkyleneglycoxymethyl) acrylic acid such as α- (ω-hydroxyethyleneglycoxymethyl) acrylic acid, α- (ω-hydroxypropyleneglycoxymethyl) acrylic acid; α- (ω-hydroxypolyethylene) Α- (ω-hydroxypolyalkyleneglycoxymethyl) acrylic acid such as glycoxymethyl) acrylic acid, α- (ω-hydroxypolypropyleneglycoxymethyl) acrylic acid; and α- (methoxymethyl) acrylic acid, α- ( Α- (alkoxymethyl) acrylic acid such as ethoxymethyl) acrylic acid and α- (n-butoxymethyl) acrylic acid.
[0064]
Esters:
Esters such as methyl esters, ethyl esters, n-propyl esters, isopropyl esters, n-butyl esters, 2-ethylhexyl esters of the above acids.
[0065]
salts:
Salts of the above acids such as sodium salt, potassium salt, calcium salt, magnesium salt, ammonium salt, methyl-substituted ammonium salt, ethyl-substituted ammonium salt.
[0066]
The compound represented by the general formula (3) is known, for example, α- (ω-hydroxyalkyleneglycoxymethyl) acrylic acid, α- (ω-hydroxypolyalkyleneglycoxymethyl) acrylic acid, and esters thereof. The derivative can be easily obtained by, for example, a method of reacting an alkyl acid ester with a cyclic ether compound (Japanese Patent Laid-Open No. 8-295733). Derivatives such as α- (alkoxymethyl) acrylic acid and esters thereof can be easily obtained by, for example, a method of reacting an acrylate ester with a hydroxyl group-containing compound in the presence of an acid catalyst (Japanese Patent Laid-Open No. 8-325200). Can get to.
[0067]
The reaction between the compound represented by the general formula (2) and the compound represented by the general formula (3) is usually because these compounds and the compound represented by the general formula (1) to be produced are water-soluble. It is carried out in an aqueous medium, for example, pure water.
[0068]
The reaction temperature is 60 to 120 ° C, preferably 80 to 100 ° C. If the reaction temperature is too high, side reactions such as decomposition reactions and polymerization of raw materials are likely to occur, while if too low, the reaction will not proceed. The reaction may be under normal pressure or under pressure, but is usually carried out at normal pressure.
[0069]
The reaction is started by adjusting the aqueous solution of the compound of the general formula (2) to pH 8-13, preferably 9-11, and gradually adding the compound of the general formula (3) thereto. If the pH is less than 8, the reaction does not proceed. On the other hand, even if the reaction is carried out under a condition where the pH exceeds 13, the yield cannot be improved according to the amount of alkali added.
[0070]
During the addition of the compound of the general formula (3), it is convenient for the progress of the reaction to maintain the pH of the reaction solution in the range of 8 to 13, preferably 9 to 11. When esters are used as raw materials, the hydrolysis of the ester portion proceeds and the pH of the reaction solution decreases, so an aqueous solution of an alkaline substance such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is added to adjust the pH of the reaction solution. It is good to adjust to the range of 8-13, preferably 9-11.
[0071]
After completion of the addition of the compound of the general formula (3), the temperature of the reaction solution is kept at 60 to 120 ° C., preferably 80 to 100 ° C., and the pH of the reaction solution is kept at 8 to 13, preferably 9 to 11. The reaction is preferably completed by aging for about 1 to 20 hours, preferably about 2 to 5 hours. When the aging time is less than 1 hour, the reaction is not completely completed. On the other hand, when the aging time is longer than 20 hours, no further improvement in yield is observed.
[0072]
In the reaction solution after completion of the reaction, in addition to the compound of general formula (1) which is the target substance, unreacted raw materials, raw material hydrolysates, polyalkylene glycols and alcohols produced as by-products, etc. include. Therefore, when purifying the target substance, for example, it can be performed as follows.
[0073]
The pH of the reaction solution is adjusted to 2 to 6 by adding an acidic substance such as hydrochloric acid or sulfuric acid to the reaction solution after the reaction, or using an acid ion exchange resin such as DIAION SK116 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). To do. Next, this reaction solution is separated from polyalkylene glycol and alcohols by an ion exchange column using Na-type ion exchange resin, for example, IRA-68 (manufactured by Organo Corp.) and pure water as an eluent. can do. In other words, polyalkylene glycols and alcohols are eluted first because there is almost no interaction with the ion exchange resin, but since the target substance has a carboxylic acid moiety, it interacts with the ion exchange resin and is removed from the column. Since it takes time until elution, it is possible to separate the target substance from the polyalkylene glycol and alcohol using this difference. Next, an acidic substance such as hydrochloric acid or sulfuric acid is added to the eluate containing the target substance, or the pH is adjusted to 2 to 6 by using an acid type ion exchange resin such as DIOION SK116. The solution prepared in this manner is concentrated and cooled to obtain crystals of the target substance. These crystals are in the acid form of the target substance (R ³ = hydrogen atom in general formula (1)), but an aqueous solution such as alkali metal hydroxide, alkaline earth metal hydroxide, ammonia or substituted ammonia is added. Thus, a corresponding alkali metal salt, alkaline earth metal salt, ammonium salt or substituted ammonium salt can be obtained.
[0074]
The reaction of the present invention can be represented by the following formula.
[0075]
Embedded image

[0076]
The allylamine derivative represented by the general formula (1) of the present invention has a reactive amino group, a double bond and a carboxylic acid moiety in the molecule, so that it is a starting material for producing various organic compounds. Or it can be used as an intermediate. Specific examples of the organic compound include chelating agents, dispersants, surfactants, flocculants, and pharmaceuticals. Especially, since the metal supplement effect of calcium etc. is high, the utilization as a chelating agent is anticipated especially. In addition, a new function can be added to the chelating agent by adding a functional group to the double bond moiety. For example, an aliphatic amine can be added to synthesize an oil-soluble chelating agent. This addition reaction of the functional functional group can be easily performed in an aqueous medium because the allylamine derivative is water-soluble.
[0077]
In addition, since it is easily polymerized by heat, ultraviolet rays, ionizing radiation, a radical polymerization initiator or the like, it can be used for the production of various synthetic resins by homopolymerization or copolymerization with other polymerizable monomers. For example, by using it as a copolymer component, amino groups and carboxylic acid groups can be introduced into the side chain of the polymer, and since these amino groups are not easily released by hydrolysis, various synthetic resins It can be used for reforming.
[0078]
【The invention's effect】
The allylamine derivative of the present invention has an amino group, a double bond and a carboxylic acid moiety in the molecule at the same time, so it is useful as a starting material or intermediate for various organic compounds.
[0079]
Further, according to the method of the present invention, the allylamine derivative can be easily produced by a simple and safe method.
[0080]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
[0081]
Example 1
In a 300 ml four-necked flask, 13.3 g (100 mmol) of iminodiacetic acid and 8.0 g (200 mmol) of sodium hydroxide were dissolved in 112 g of water and heated to 80 ° C. in an oil bath. To this solution, 97.7 g (100 mmol) of a 58 wt% aqueous solution of ethyl α- (ω-hydroxypolyethyleneglycoxymethyl) acrylate (average added mole number of ethylene oxide = 10) was added dropwise over 1 hour. During the dropwise addition, hydrolysis of the ester part of the raw material α- (ω-hydroxypolyethyleneglycoxymethyl) ethyl acrylate occurs and the pH is lowered. Therefore, an aqueous sodium hydroxide solution is appropriately dropped to adjust the pH of the reaction solution to 9 to 9%. 10 was maintained.
[0082]
Even after completion of the dropwise addition of ethyl α- (ω-hydroxypolyethyleneglycoxymethyl) acrylate, the temperature of the reaction solution was kept at 80 ° C., and the reaction was aged by further stirring for 3 hours. Since the pH also decreased during this aging reaction, an aqueous sodium hydroxide solution was appropriately added dropwise to maintain the pH of the reaction solution at 9-10.
[0083]
Next, the following purification operation was performed in order to isolate the target substance α- (N, N-dicarboxylmethyl) aminomethyl) acrylic acid from the reaction solution.
[0084]
To the reaction solution, 130 ml of ion exchange resin DIAON SK116 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was added. The pH after adding the ion exchange resin was 3. After removing the ion exchange resin by filtration, the filtrate was concentrated to 1/3. Next, 100 ml of sodium ion exchange resin IRA-68 (manufactured by Organo Corp.) was used as a column packing, and pure water was used as an eluent, and polyethylene glycol was separated by an ion exchange column. Since polyethylene glycol was eluted first, it could be separated from the target substance. Next, 100 ml of an acid ion exchange resin DIAION SK116 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was added to the eluate containing the target substance. The pH after adding this ion exchange resin was 3. After removing the ion exchange resin by filtration, the filtrate was concentrated and allowed to stand overnight to precipitate white crystals.
[0085]
The white crystals were collected by filtration, washed with water, and dried, yielding 2.5 g. This white crystal was confirmed to be α- (N, N-dicarboxylmethyl) aminomethyl) acrylic acid by ¹ H-NMR, ¹³ C-NMR and elemental analysis.
[0086]
¹ H-NMR (D ₂ O + NaOD) δ ppm
δ 6.54 (s.1H), δ6.14 (s.1H), δ4.09 (s.2H), δ3.90 (s.4H)
¹³ C-NMR (D ₂ O + NaOD) δ ppm
_{δ170.0 (C O 2), δ133.7} (C = C), δ132.1 (C = C), δ57.0 (C H 2), δ56.5 (C H 2), δ56.4 (C H ₂₎
Elemental analysis (C ₈ H ₁₁ NO ₆ )

Claims (1)

General formula (2):
HNR ¹ R ² (2)
(Wherein R ¹ and R ² are
(1) One of a hydrogen atom, the remainder is hydroxy or carboxyl-substituted phenyl _{group, - (CH 2) n -OH} , -CH 2 COOM, or _{-CH (COOM) - (CH 2} ) n -COOM ( wherein , M is a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, an ammonium group, or an alkyl-substituted ammonium group having 1 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 4.)
(2) One of them is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, the rest is a hydroxy or carboxyl-substituted phenyl group, —CH ₂ COOM (where M is a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, an ammonium group) Or an alkyl-substituted ammonium group having 1 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 4, or
(3) Both —CH ₂ COOM or —CH (COOM) — (CH ₂ ) _n —COOM (where M is a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, an ammonium group, or a carbon number of 1 -6 alkyl-substituted ammonium groups, n is an integer of 1-4.)
After adjusting the pH of the aqueous solution of the compound represented by 8 to 13,
General formula (3):

(Wherein R ⁴ is a hydrogen atom or — (R ⁸ —O) _n —H (where R ⁸ is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 20)). , R ⁵ is a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, an ammonium group, an alkyl-substituted ammonium group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. A method for producing a corresponding allylamine derivative comprising adding and reacting.