JP4145387B2 - アミノアルコール - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は新規なアミノアルコール、及びその製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
現在、アミノアルコールのほとんどはアルキルアミンとアルキレンオキサイドの反応により製造されており、ウレタンコーティングの触媒、繊維助剤、染料、殺虫剤、乳化剤等の原料として使用されている。
【0003】
近年、繊維用柔軟仕上げ剤又は毛髪処理剤として使用されていたジ(長鎖アルキル)ジメチルアンモニウムクロライドに代表される1分子中に2つの長鎖アルキル基を有する第4級アンモニウム塩は、処理後の残存物が河川などの自然界に放出された場合、ほとんどが生分解されずに蓄積される問題点が指摘されている。この問題点の改良品としてN−メチル−N,N−ビス(長鎖アルカノイルオキシエチル)−N−(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムメチルサルフェートや、N,N−ジメチル−N,N−ビス(アルカノイルオキシエチル)アンモニウムクロライド等のアミノアルコールをアシル化、さらに4級化した陽イオン界面活性剤が使用され始め、その原料であるアミノアルコールの需要が大きくなりつつある。しかし、これら既存のアミノアルコールの誘導体は上記第4級アンモニウム塩に比べ、生分解性は改善されているものの、柔軟性が十分満足できる基剤とは言えない。
【0004】
従って、本発明の目的は、陽イオン界面活性剤に誘導した場合、柔軟性に優れ、かつ生分解性の良好な柔軟基剤となるアミノアルコールを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、特定のアミノアルコールが上記目的に最適であることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、一般式(I)で表されるアミノアルコール及びその製造法を提供するものである。
【0006】
【化5】
【0007】
(式中、R1及びR2は同一又は異なって、炭素数1〜4のアルキル基又はヒドロキシアルキル基を示し、R3及びR4は同一又は異なって、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示し、A は-OH 又は-NH2を示す。)
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の一般式(I)で表されるアミノアルコールにおいて、R1及びR2としては炭素数1〜4のアルキル基又はヒドロキシエチル基が好ましく、メチル基が更に好ましい。R3及びR4としては水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基が好ましい。
一般式(I)で表されるアミノアルコールとしては以下のものが挙げられる。
【0009】
【化6】
【0010】
一般式(I)で表されるアミノアルコールは次のようにして製造される。すなわち、一般式(II)
【0011】
【化7】
【0012】
(式中、R3は前記の意味を示し、Bは-CN、-C(=O)R5又は-COOR6を示し、R5は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基、R6は炭素数1〜3のアルキル基を示す。)で表される化合物と、一般式(III)
【0013】
【化8】
【0014】
(式中、R1及びR2は前記の意味を示す。)
で表される第2級アミンを反応させ、一般式(IV)
【0015】
【化9】
【0016】
(式中、R1、R2、R3及びB は前記の意味を示す。)
で表されるアミノ化合物とし、続いて金属触媒を用いて水素化、又は還元剤を用いて還元することにより製造される。
【0017】
一般式(II)で表される化合物は、特開昭47−10219号公報、特開昭61−134353号公報、特開平6−184080号公報等に記載されているように、アクリロニトリル、アクリル酸エステル、アクロレイン、メチルビニルケトンなどのアクリル化合物とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒドなどのアルデヒド類を3級アミン型触媒の存在下反応させて製造される。得られた反応生成物は蒸留精製して、あるいは、蒸留せずに次の反応に使用される。
【0018】
一般式(II)で表される化合物と一般式(III) で表される第2級アミンの反応は、一般式(II)で表される化合物に対して 0.8〜2.0 当量、好ましくは1.0 〜 1.5当量の一般式(III) で表される第2級アミン又はその水溶液を滴下することにより行われる。ガス状のアミンの場合は、そのガスを一般式(II)で表される化合物中に流通させても良い。一般式(III) で表される第2級アミンに一般式(II)で表される化合物を滴下しても良い。反応温度は0〜 100℃が好ましく、更に好ましくは20〜60℃である。
【0019】
一般式(IV)で表されるアミノ化合物の還元は、金属触媒を用いた水素化により行ったり、又は還元剤を用いて行う。
金属触媒としては、ニッケル、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、白金等が用いられる。担体に担持されたものでも、されていないものでも良い。好ましくはラネーニッケル、ルテニウム炭素、パラジウム炭素等である。触媒量は水素化原料に対して 0.1〜20重量%が好ましく、1〜10重量%がより好ましい。反応温度は20〜200℃が好ましく、40〜80℃がより好ましい。水素圧力は、常圧〜15MPaが好ましく、1〜3MPa がより好ましい。溶媒は用いても用いなくても良く、用いる場合は、水、低級アルコールが好ましい。アンモニア等の低級アミンを加えて反応すると収率が向上し、さらに好ましい。
また、一般式(IV)中のB が、-C(=O)R5である場合、アンモニアを加えて水素化すれば、カルボニル基をアミノ基に変換することができる。
【0020】
得られた反応混合物から触媒を濾過して除き、アミノアルコールが得られる。さらに蒸留して高純度のアミノアルコールを得ることができる。
【0021】
還元剤を用いて還元する場合は、一般式(IV)で表されるアミノ化合物を有機溶媒に溶解し、1〜2当量の還元剤を用いて還元する。有機溶媒としてはジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等が、還元剤としてはリチウムアルミニウムハイドライド等が用いられる。反応温度は20〜60℃が好ましい。
【0022】
このようにして得られる本発明のアミノアルコールをアシル化、さらに4級化又は酸塩とすることにより柔軟性に優れ、かつ、生分解性の良好な柔軟基剤に誘導することができ、繊維用柔軟仕上げ剤又は毛髪処理剤として使用することができる。
【0023】
【実施例】
実施例1
500ml 4つ口フラスコにα−(ヒドロキシメチル)アクリロニトリル 166gを仕込み、その液中にジメチルアミンガス 135gを3時間かけて流通させた。その間冷却しながら30〜40℃を保った。その後、その温度で3時間撹拌した。
得られた反応混合物を500ml オートクレーブに移し、50%含水ラネーニッケル30g、液体アンモニア30gを入れ、60℃、水素圧2MPa で5時間反応した。冷却後、触媒を濾過し、蒸留して、 225gの3−(N,N−ジメチルアミノ)−2−ヒドロキシメチルプロピルアミン(沸点92〜95℃/0.67kPa)を得た。本化合物は 1H−NMRスペクトルによりその構造を確認したところ、次の通りであった。
【0024】
【化10】
【0025】
【化11】
【0026】
実施例2
1L4つ口フラスコにα−(ヒドロキシメチル)アクリロニトリル 166gを仕込み、その液中に(N−メチル)エタノールアミン 157.5gを3時間かけて滴下した。その間冷却しながら30〜40℃を保った。その後、その温度で4時間撹拌した。
得られた反応混合物を1Lオートクレーブに移し、50%含水ラネーニッケル32g、液体アンモニア30gを入れ、60℃、水素圧2MPa で8時間反応した。冷却後、触媒を濾過し、蒸留して、 279.9gの3−(N−メチル−N−ヒドロキシエチルアミノ)−2−ヒドロキシメチルプロピルアミン(沸点109〜113℃/0.67kPa)を得た。本化合物は 1H−NMRスペクトルによりその構造を確認したところ、次の通りであった。
【0027】
【化12】
【0028】
【化13】
【0029】
実施例3
1L4つ口フラスコにα−(ヒドロキシメチル)アクリロニトリル 166gを仕込み、その液中にジエタノールアミン 220.5gを4時間かけて滴下した。その間冷却しながら40〜50℃を保った。その後、その温度で4時間撹拌した。
得られた反応混合物を1Lオートクレーブに移し、50%含水ラネーニッケル38g、液体アンモニア30gを入れ、60℃、水素圧2MPa で8時間反応した。冷却後、触媒を濾過し、蒸留して、 225gの3−(N,N−ジヒドロキシエチルアミノ)−2−ヒドロキシメチルプロピルアミン(沸点 118〜 121℃/0.4kPa)を得た。本化合物は 1H−NMRスペクトルによりその構造を確認したところ、次の通りであった。
【0030】
【化14】
【0031】
【化15】
【0032】
実施例4
1L4つ口フラスコにα−(ヒドロキシメチル)アクリロニトリル 166gを仕込み、その液中にN,N−ジエチルアミン 153.3gを3時間かけて滴下した。その間冷却しながら30〜40℃を保った。その後、その温度で4時間撹拌した。
得られた反応混合物を1Lオートクレーブに移し、50%含水ラネーニッケル32g、液体アンモニア30gを入れ、60℃、水素圧2MPa で6時間反応した。冷却後、触媒を濾過し、蒸留して、 270.7gの3−(N,N−ジエチルアミノ)−2−ヒドロキシメチルプロピルアミン(沸点99〜 103℃/0.67kPa)を得た。本化合物は 1H−NMRスペクトルによりその構造を確認したところ、次の通りであった。
【0033】
【化16】
【0034】
【化17】
【0035】
実施例5
500ml 4つ口フラスコにα−(1−ヒドロキシエチル)アクリロニトリル 194gを仕込み、その液中にジメチルアミンガス 100gを3時間かけて流通させた。その間冷却しながら30〜40℃を保った。その後、その温度で3時間撹拌した。
得られた反応混合物を500ml オートクレーブに移し、50%含水ラネーニッケル30g、液体アンモニア30gを入れ、60℃、水素圧2MPa で5時間反応した。冷却後、触媒を濾過し、蒸留して、 250gの3−(N,N−ジメチルアミノ)−2−(1−ヒドロキシエチル)プロピルアミン(沸点95〜 100℃/0.133kPa)を得た。本化合物は 1H−NMRスペクトルによりその構造を確認したところ、次の通りであった。
【0036】
【化18】
【0037】
【化19】
【0038】
実施例6
500ml 4つ口フラスコにα−(1−ヒドロキシエチル)アクリロニトリル 194gを仕込み、その液中にN−メチル−N−ヒドロキシエチルアミン 153.7gを3時間かけて滴下した。その間冷却しながら30〜40℃を保った。その後、その温度で5時間撹拌した。
得られた反応混合物を500ml オートクレーブに移し、50%含水ラネーニッケル35g、液体アンモニア30gを入れ、60℃、水素圧2MPa で7時間反応した。冷却後、触媒を濾過し、蒸留して、 337.0gの3−(N−メチル−N−ヒドロキシエチルアミノ)−2−(1−ヒドロキシエチル)プロピルアミン(沸点 109〜 114℃/0.133kPa)を得た。本化合物は 1H−NMRスペクトルによりその構造を確認したところ、次の通りであった。
【0039】
【化20】
【0040】
【化21】
【0041】
実施例7
500ml 4つ口フラスコに2−(1−ヒドロキシエチル)−1−ブテン−3−オン 228gを仕込み、その液中にジメチルアミンガス 100gを3時間かけて流通させた。その間冷却しながら30〜40℃を保った。その後、その温度で3時間撹拌した。
得られた反応混合物を500ml オートクレーブに移し、5%ルテニウム炭素3gを入れ、60℃、水素圧2MPa で5時間反応した。冷却後、触媒を濾過し、蒸留して、 145gの3−(N,N−ジメチルアミノメチル)−2,4−ペンタンジオール(沸点 100〜 110℃/0.133kPa、立体異性体混合物)を得た。本化合物は 1H−NMRスペクトルによりその構造を確認したところ、次の通りであった。
【0042】
【化22】
【0043】
【化23】
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