JP4088703B2 - Ｎ−アシル（メタ）アクリルアミド誘導体の製造方法、その中間体の製造方法及びその中間体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は刺激応答高分子の原料モノマーとなるN-アシル（メタ）アクリルアミド誘導体の簡便な製造方法、その中間体の製造方法及びその中間体に関する。
【従来の技術】
N-アシル（メタ）アクリルアミドの製造方法は今まで数種類の合成法が開発されているが、収率、生産性の面で十分な合成法とはいえない。下記にその合成法と問題点を列挙する。
【０００２】
下記反応式で示されるアクリルアミドとケテンガスを原料に用いた反応（J.A.C.S.,vol23,915-916(1958)）では、収率は良いが毒性の強いケテンガスを使用しなくてはならない。
【０００３】
【化５】
下記反応式で示されるアクリルアミドと酸無水物を原料に用いた反応 (特公昭37−9212号公報）では、N-アセチル化のほかにアクリルアミドのマイケル付加物が副生し、収率が悪い。
【０００５】
【化６】
下記反応式で示されるアクリルアミドと酸塩化物の反応（米国特許第852,460号）では、副生成物が多く収率が悪い。
【０００７】
【化７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の問題点を解決するため、収率が良く、簡便な製造方法が待望されていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前述の問題点を解決すべく鋭意努力した結果、簡便なN-アシル（メタ）アクリルアミド誘導体の製造法を見いだすにいたった。
すなわち本発明は一般式（1)
【００１０】
【化８】
〔式（1)において、Ｒ1は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ2及びＲ3は互いに独立に水素原子又は炭素数１〜10のハロゲン化されていてもよい、直鎖状もしくは分岐状アルキル基を示す。〕
で表されるアミド類に、一般式（2)
【００１２】
【化９】
〔式（2)において、Ｒ4は、それぞれハロゲン化されていてもよい、炭素数１〜10の直鎖状もしくは分岐状アルキル基、炭素数５もしくは６の環状アルキル基、アリール基又は複素環基を示す。〕
で表される化合物を反応させ、一般式（3)
【００１４】
【化１０】
〔式（3)において、Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ上記定義の通りである。〕
で表されるエナミン類を合成し、更に酸性条件下加水分解反応を行うことにより、一般式（4)
【００１６】
【化１１】
〔式（4)において、Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ上記定義の通りである。〕
で表されるN-アシル（メタ）アクリルアミド誘導体を製造する。
【００１８】
即ち、本発明は、アクリルアミド類を出発原料として用い、それに式（2)で表される試薬を反応させて式（3)で表される新規エナミン類を合成することを特徴とし、更に本発明では、酸性条件下で加水分解を行うことにより、収率良く簡便に、目的とするN-アシル（メタ）アクリルアミド誘導体を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明を更に詳述する。
本発明の一般式（1)で表されるアクリルアミド類において、好ましくはＲ1〜Ｒ3はそれぞれ水素原子又はメチル基を表す。
また、一般式（2)で表される試薬において、好ましくはＲ4はメチル基、エエチル基、トリフルオロメチル基、シクロヘキシル基、フェニル基を表す。
【００２０】
式（1)で表されるアクリルアミド類及び式（2)で表される試薬はいずれも、市販されているか、あるいは市販の化合物から公知の方法に基づき容易に製造できるものである。
【００２１】
第一段階のエナミン類の合成は、溶媒を用いなくても反応は進行するが、操作性、収率の面で用いた方が好ましい。用いる溶媒は反応に悪影響を及ばさない限り特に制限はなく種々のものを使用できる。例えばシクロヘキサン、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素溶媒、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素溶媒、1,2-ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン（THF)、などのエーテル溶媒などから選択することができる。これらは単独または混合物のいずれで使用されても良い。
【００２２】
反応温度は通常０℃〜200℃、好ましくは40℃〜80℃の温度で行われる。反応時間は特に限定的ではないが、通常の方法に従い反応の終結をもって反応を終了することができる。通常30分から24時間の範囲である。
【００２３】
第二段階の加水分解反応に用いられる溶媒は用いなくても反応は進行するが、操作性、収率の面で用いた方が好ましい。用いる溶媒は反応に悪影響を及ばさない限り特に制限はないが、水溶性の溶媒が好ましい。例えば、ジオキサン、テトラヒドロフラン（THF)などのエーテル溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール類、酢酸、プロピオン酸などの有機酸類などから選択することができる。これらは単独または混合物のいずれで使用されても良い。
【００２４】
加水分解反応に用いられる酸性物質は、プロトン酸、ルイス酸、有機酸など反応に悪影響を及ぼさない限り、特に制限なく種々のものを使用できる。例えば、塩酸、硫酸、硝酸、塩化鉄、塩化銅、塩化亜鉛、酢酸、プロピオン酸、トリフルオロ酢酸などから選択することができる。これらは単独または混合物のいずれで使用されても良い。
【００２５】
反応温度は通常０℃〜100℃、好ましくは10℃〜30℃の温度で行われる。反応時間は特に限定的ではないが、通常の方法に従い反応の終結をもって反応を終了することができる。通常30分から24時間の範囲である。
【００２６】
本発明に従い得られる一般式(4)で表される化合物は、必要に応じて他の共重合成分とともに、温度やｐＨの変化、溶媒の添加等により膨潤−収縮する刺激応答性高分子材料、あるいはプラスチックの改質材等の高分子材料のモノマー成分として有効に用いることができる。更に、この化合物の類縁体は除草剤として利用することもできる（例えば米国特許第852,460号参照）。
【００２７】
【実施例】
以下に実施例を挙げ、本発明のN-アシル（メタ）アクリルアミド類の製造方法を具体的に説明する。
【００２８】
実施例１〔N-アセチルアクリルアミドの合成〕
フラスコ内にアクリルアミド31ｇとN,N-ジメチルアセトアミドジメチルアセタール80ｇをTHF200mlに溶解させ、65℃で3時間攪拌を行った。ガスクロマトグラフィーによる分析で原料が消失したことを確認した後、エバポレーターで溶媒を留去した後、減圧蒸留を行い初留を留去後、(N,N-ジメチルアセトアミド）イミン体を40ｇ得た（少し黄色に着色した液体）。
【００２９】
NMR分析を測定したところ、下記の通り、上記イミン体を良く指示した。
1H-NMR 分析値：δ2.25(multi. 6H),δ3.10(s. 3H),δ5.64(multi. 1H),δ6.27(multi. 2H)
【００３０】
得られたイミン体を、2N-塩酸200ml、酢酸40mlの混合溶媒に溶解させ、4 時間室温で攪拌を行った。ガスクロマトグラフィーによる分析で原料のイミン体が消失したことを確認した後、水100ml、酢酸エチル100mlを加え、有機相を重曹水で有機相が中性になるまで洗浄後、硫酸マグネシウムを加え乾燥した。水相はすべてひとまとめにし、もう一度酢酸エチルで抽出を行い、有機相を重曹水で中性になるまで洗浄し、最初の有機相に加え乾燥させた。
【００３１】
エバポレーターで溶媒を留去した後、Ｍerck社製のシリカゲルを用いて酢酸エチル溶媒でカラムクロマトグラフィーを行い、未反応のアクリルアミドを取り除いた。得られたフラクションを濃縮し、酢酸エチルを用いて再結晶を２回行い、純度99.6％の目的物（白色結晶）を20ｇ得た（全収率41％）。
【００３２】
NMR分析を測定したところ、下記の通り、N-アセチルアクリルアミドを良く指示した。
1H-NMR 分析値：δ2.47(s. 3H),δ5.89(tri. 1H),δ6.48(d. 2H),δ7.27(s. 1H)
【００３３】
比較例１〔従来法による N-アセチルアクリルアミドの合成〕
フラスコ内にアクリルアミド23.7ｇ、トリエチルアミン60mlをジクロルメタン100mlに溶解し、−30℃で塩化アセチル27.6ｇを滴下した。滴下終了後、０℃で10時間撹拌した。析出したトリエチルアミン塩酸塩を濾別し、濾液を減圧下溶媒を留去した。残留物を酢酸エチルを展開溶媒、シリカゲルを充填剤に用いてカラムクロマトを行い、1.5gの目的物を得た（収率４％）。
【００３４】
実施例２〔N-アセチルメタクリルアミドの合成〕
フラスコ内にメタクリルアミド33ｇとN,N-ジメチルアセトアミドジメチルアセタール80ｇをTHF200mlに溶解させ、65℃で3時間攪拌を行った。ガスクロマトグラフィーによる分析で原料が消失したことを確認した後、エバポレーターで溶媒を留去した後、減圧蒸留を行い初留を留去後、(N,N-ジメチルアセトアミド）イミン体を50ｇ得た（少し黄色に着色した液体）。NMR分析で目的のイミン体を良く指示した。
【００３５】
得られたイミン体を、2N-塩酸200ml、酢酸40mlの混合溶媒に溶解させ、4 時間室温で攪拌を行った。ガスクロマトグラフィーによる分析で原料のイミン体が消失したことを確認した後、水100ml、酢酸エチル100mlを加え、有機相を重曹水で有機相が中性になるまで洗浄後、硫酸マグネシウムを加え乾燥した。水相はすべてひとまとめにし、もう一度酢酸エチルで抽出を行い、有機相を重曹水で中性になるまで洗浄し、最初の有機相に加え乾燥させた。
【００３６】
エバポレーターで溶媒を留去した後、Ｍerck社製のシリカゲルを用いて酢酸エチル溶媒でカラムクロマトグラフィーを行い、未反応のメタクリルアミドを取り除いた。得られたフラクションを濃縮し、酢酸エチルを用いて再結晶を２回行い、純度99.8％の目的物（白色結晶）を30ｇ得た（全収率62％）。
【００３７】
NMR分析を測定したところ、下記の通り、N-アセチルメタクリルアミドを良く指示した。
1H-NMR 分析値：δ2.00(multi. 3H),δ2.50(s. 3H),δ5.66(qur. 1H),δ5.96(d. 1H),δ9.41(br.s. 1H)
【発明の効果】
本発明によれば、刺激応答高分子や改質材の原料モノマーや除草剤の原料となるN-アシル（メタ）アクリルアミド誘導体を、新規エナミン類を経由して、収率良く簡便に合成することができる。
Claims (4)
- 一般式（1)
で表されるアミド類に、一般式（2)
で表される化合物を反応させ、一般式（3)
で表されるエナミン類を合成し、更に酸性条件下加水分解反応を行うことを特徴とする一般式（4)
で表されるN-アシル（メタ）アクリルアミド誘導体の製造方法。 - 請求項１記載の一般式（1)で表されるアミド類に、請求項１記載の一般式（2)で表される化合物を反応させることを特徴とする請求項１記載の一般式（3)で表されるエナミン類の製造方法。
- 請求項１記載の一般式（3)で表されるエナミン類を酸性条件下加水分解反応を行うことを特徴とする請求項１記載の一般式（4)で表されるN-アシル（メタ）アクリルアミド誘導体の製造方法。
- 請求項１記載の一般式（3）で表され、Ｒ 1 は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ 2 及びＲ 3 は水素原子を示し、Ｒ 4 はメチル基を示すエナミン類。
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