JP4102569B2 - アミノ酸アミドの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高品質のアミノ酸アミドを高収率で製造する方法に関する。アミノ酸アミドは親水性の高い化合物で、医楽や農薬の中間原料として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
アミノ酸アミドの製造方法として、アミノニトリルをケトンの存在下で加水分解する方法が種々知られている。特開昭５２−２５７０１号公報には、α−アミノニトリルとケトンを水性媒体中ｐＨ１１〜１４で反応させ、α−アミノ酸アミドを得る方法、特開昭５７−１５８７４３号公報には、反応液のｐＨを１４以上に保ちつつ、ケトンの存在下、水性媒体中でα−アミノニトリルを加水分解する方法が知られている。また、本発明者らは特開２００１−１６３８４５号公報において、アミノニトリルを塩基及びケトンの存在下、含水アルコール溶媒中で加水分解する方法を提案した。得られたアミノ酸アミドを単離する方法として、特開昭５２−２５７０１号公報には、ケトンを蒸留等で回収する方法、特開昭５７−１５８７４３号公報には、反応液の濃縮のみで高品質のアミノ酸アミドを単離できる事が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭５２−２５７０１号公報及び、特開昭５７−１５８７４３号公報の方法はいずれもケトンを多く使用するため、α−アミノ酸アミドの単離のために蒸留、濃縮等の操作を行うと、生成したα−アミノ酸アミドとケトンが環化物を生成し、目的物の単離収率を大幅に低下させ、また製品純度も低下させるという問題を有しており、工業的に十分満足できるものではない。特開２００１−１６３８４５号公報の方法では使用するケトンは少量で済み、冷却のみでアミノ酸アミドを単離できるため、環化物生成は殆ど無い。しかしながら、アミノ酸アミドの収率を上げるため濃縮等の操作を行うと、わずかに環化物が生成し収率が低下し純度も低減する。
【０００４】
本発明は、このような従来からの問題点、すなわち反応率向上のために用いたケトンが精製時に収率低減の悪影響を及ぼすことを防ぎ、目的物であるアミノ酸アミドの取得収率の向上と製品純度の向上とをはかることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ケトンの存在下でアミノニトリルを水和反応させて得られた、アミノ酸アミドを含有する反応液に、還元剤処理することで環化物の生成を抑制すると共に、生成した環化物をもアミノ酸アミドに戻すことができ、高純度、高収率でアミノ酸アミドを取得できることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち本発明は、ケトンの存在下でアミノニトリルを水和反応させて得られた、下記一般式（１）
【化２】

（式中、Ｒ１、Ｒ２は同一または異なってもよく、水素原子、Ｃ１からＣ４の直鎖状または分岐状のアルキル基を示す。）で表されるアミノ酸アミドを含有する反応液を、還元剤で処理することを特徴とするアミノ酸アミドの製造方法に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明はケトンの存在下でアミノニトリルを水和反応させて得られた、前記一般式（１）で表されるアミノ酸アミドを含有する反応液を用いる。ケトンの存在下でのアミノニトリルの水和反応は前記公知文献に記載された方法等を用いることができる。ここで用いるケトンとしては同一または異なってもよいＣ１からＣ４の直鎖状または分岐状の２つのアルキル基を有するものが好ましく、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが特に好ましい。
【０００８】
本発明で用いられるアミノ酸アミドの具体例としては、アミノアセトアミド、２−アミノ−２−メチルアセトアミド、２−アミノ−２−エチルアセトアミド、２−アミノ−２−ｎ−プロピルアセトアミド、２−アミノ−２−イソプロピルアセトアミド、２−アミノ−２−ｎ−ブチルアセトアミド、２−アミノ−２−イソブチルアセトアミド、２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミド、２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミド、２−アミノ−２，２−ジメチルアセトアミド、２−アミノ−２−メチル−２−エチルアセトアミド、２−アミノ−２−メチル−２−イソブチルアセトアミドなどが挙げられる。
【０００９】
本発明の方法に用いる還元剤は、ケトンを還元できる物であれば何ら限定されないが、取り扱いの容易さから、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素カルシウム、及び水素化ホウ素亜鉛などが好ましい。本発明においては、これらを１種類以上用いる。還元剤の使用量は、使用する還元剤の種類によって異なるが、ケトン１モルに対して０．１２５〜０．５モルが好ましい。
【００１０】
還元剤による処理温度は、特に限定されないが工業的には０〜２５℃が好ましい。処理時間は還元剤の種類および使用量、溶媒の種類および使用量、処理温度等により異なるが、通常数分〜1時間で終了する。
【００１１】
本発明の方法は、ケトンが共存する上記アミノ酸アミドを含有する反応液に水、Ｃ１からＣ３の直鎖状または分岐状のアルコール、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）及びＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）から選ばれた少なくとも１種の溶媒を含有させることによってより円滑に還元処理を行うことが出来る。
【００１２】
本発明の方法によれば、単離工程前に系内のケトンを還元することにより、単離工程における共存ケトンとアミノ酸アミドとの副反応による下記一般式（２）で表される環化物の副生を防止し収率の向上がはかれるが、更に、アミノ酸アミドの生成工程で副生し既に反応液中に存在する前記環化物を分解しアミノ酸アミドを再生する効果も有し、大幅な収率の向上と共に製品純度の向上にも大きく寄与する。
【００１３】
【化３】

（式中、Ｒ１、Ｒ２は同一または異なってもよく、水素原子、Ｃ１からＣ４の直鎖状または分岐状のアルキル基を示し、Ｒ３、Ｒ４は同一または異なって、Ｃ１からＣ４の直鎖状または分岐状のアルキル基を示す。）
【００１４】
本発明の方法で得られた還元剤処理されたアミノ酸アミド反応液は、通常の単離精製手段、例えば、冷却、溶媒の濃縮、不溶性溶媒の添加等によって容易に単離製品化することができる。溶媒の濃縮を行っても副生物を生成することなく高品質のアミノ酸アミドが得られる。さらに品質が劣化することなく溶液状態で長期間保存もできる。
【００１５】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【００１６】
実施例１
（２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミドの製造）
攪拌機および温度計を付した５００ml三つ口フラスコに水５４gおよび水酸化ナトリウム８ｇを加えて溶解し、２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトニトリル１１２g、メタノール９６g およびアセトン１７．４gを加え、３０℃で１０時間攪拌した。反応終了後、反応混合物を液体クロマトグラフィーで分析したところ、２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミド反応収率９７％、副生環化物０．５％、アセトン濃度６．０％であった。反応混合物を、１５℃に冷却した後、水素化ホウ素ナトリウム４．２５ｇを温度が２０℃を超えないよう冷却しながら徐々に添加した。添加後、２０℃に保ちつつ３０分攪拌した。生成した反応混合物を液体クロマトグラフィーで分析したところアセトン濃度０．３％、副生環化物濃度０．２%であった。得られた反応混合物を０℃まで冷却し、析出した結晶をろ過した。得られた結晶を減圧乾燥し、無色プリズム晶の２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミド１１８ｇを得た。２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミドの収率はアミノニトリルに対して、９０．６％であった。
【００１７】
実施例２
還元剤を水素化ホウ素カルシウムに、その使用量を６．０ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして、２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミドを合成した。反応混合物を液体クロマトグラフィーで分析したところアセトン濃度０．３％、副生環化物濃度０．２５%であった。得られた反応混合物を０℃まで冷却し、析出した結晶をろ過した。得られた結晶を減圧乾燥し、無色プリズム晶の２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミド１２０ｇを得た。２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミドの収率はアミノニトリルに対して、９２．２％であった。
【００１８】
実施例３
（２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミドの製造）
攪拌機および温度計を付した５００ml三つ口フラスコに水５４gおよび水酸化ナトリウム８ｇを加えて溶解し、２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトニトリル１１２g、イソプロパノール１８０g およびアセトン１７．４gを加え、３０℃で１０時間攪拌した。反応終了後、反応混合物を液体クロマトグラフィーで分析したところ、２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミド反応収率９７％、副生環化物０．3％、アセトン濃度４．７％であった。１５℃に冷却した後、水素化ホウ素ナトリウム４．２５ｇを反応温度が２０℃を超えないよう冷却しながら徐々に添加した。添加後、２０℃に保ちつつ３０分攪拌した。生成した反応混合物を液体クロマトグラフィーで分析したところアセトン濃度０．１３％、副生環化物濃度０．１%であった。得られた反応混合物を０℃まで冷却し、析出した結晶をろ過した。得られた結晶を減圧乾燥し、無色プリズム晶の２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミド１２０ｇを得た。２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミドの収率はアミノニトリルに対して、９２．２％であった。
【００１９】
実施例４
還元剤を水素化ホウ素カリウムに、その使用量を７.８ｇに変更した以外は、実施例３と同様にして、２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミドを合成した。反応混合物を液体クロマトグラフィーで分析したところアセトン濃度０．３％、副生環化物濃度０.１%であった。得られた反応混合物を０℃まで冷却し、析出した結晶をろ過した。得られた結晶を減圧乾燥し、無色プリズム晶の２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミド１１９ｇを得た。２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミドの収率はアミノニトリルに対して、９１．４％であった。
【００２０】
比較例１
実施例1と同様の方法で合成した２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミド反応混合物を、実施例１のように還元剤を加えず0℃まで冷却して析出した結晶をろ過した。得られた結晶を減圧乾燥し、無色プリズム晶の２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミド１0８ｇを得た。２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミドの収率はアミノニトリルに対して、８２．９％であった。
【００２１】
比較例２
実施例２と同様の方法で合成した２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミド反応混合物３７１.４ｇを４０℃、8ｋｐａの条件で２２０ｇまで濃縮した混合物を液体クロマトグラフィーで分析したところアセトン濃度０％、副生環化物濃度０．８%であった。実施例２のように還元剤を加えず0℃まで冷却して得られた結晶を減圧乾燥し、無色プリズム晶の２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミド１１4ｇを得た。得られた２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミドの収率はアミノニトリルに対して、８７．５％であった。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の製造法により、ケトンが共存しているアミノ酸アミド反応液に、還元剤処理を行うことにより、ケトンをアルコールに還元し、アミノ酸アミドとケトンの環化物の生成を防止し、さらに、既に生成しているアミノ酸アミドとケトンの環化物をも還元し、アミノ酸アミドに再生する事でアミノ酸アミドを高純度かつ、高収率で得ることができ、溶液状態での長期保存が可能になる。

Claims (4)

1. ケトンの存在下でアミノニトリルを水和反応させて得られた下記一般式（１）
   

   

   （式中、Ｒ１、Ｒ２は同一または異なってもよく、水素原子、Ｃ１からＣ４の直鎖状または分岐状のアルキル基を示す。）で表されるアミノ酸アミドを含有する反応液を、還元剤で処理することを特徴とするアミノ酸アミドの製造方法。
2. アミノ酸アミドを含有する反応液が水、Ｃ１からＣ３の直鎖状または分岐状のアルコール、ＤＭＦ及びＤＭＳＯから選ばれた少なくとも１種の溶媒を含有することを特徴とする請求項1記載のアミノ酸アミドの製造方法。
3. 還元剤が水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素カルシウム及び水素化ホウ素亜鉛から選ばれた少なくとも１種である請求項1又は２記載のアミノ酸アミドの製造方法。
4. Ｒ１、Ｒ２の一方が水素原子、もう一方がｔ−ブチル基又はｓｅｃ−ブチル基である請求項１〜３のいずれか１項記載のアミノ酸アミドの製造方法。