JP4472059B2 - アミノアルコールの製造法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アミノアルコールの製造法に関する。さらに詳しくは、本発明は、３級アミンに分類され、窒素原子に結合している３個の有機基のうちの２個以上について、水酸基が４個または５個の炭素原子からなる炭素骨格を介して該窒素原子に結合している化学構造を有するアミノアルコールの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３級アミンに分類され、窒素原子に結合している３個の有機基のうちの２個以上について、水酸基が炭素骨格を介して該窒素原子に結合している化学構造を有するアミノアルコールとしては、Ｎ−アルキルジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどが、現在、工業的に供給可能である。これらのアミノアルコールは、アルキルアミンもしくはアンモニアとエチレンオキサイドとを反応させることにより合成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公知の合成方法では、原料のエチレンオキサイドの環内炭素原子数が２であることに由来して、得られるアミノアルコールにおける水酸基と３級窒素原子との間の炭素骨格の炭素原子数は必然的に２に限られる。
しかして、本発明は、３級アミンに分類され、窒素原子に結合している３個の有機基のうちの２個以上について、水酸基と窒素原子との間の炭素骨格の炭素原子数が３以上、とりわけ４または５、であるようなアミノアルコールを、工業的に有利に製造することのできる方法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記の課題は下記の製造方法（Ａ）または（Ｂ）を提供することによって解決される。
【０００５】
［製造方法（Ａ）］
式（１）
【０００６】
【化８】

【０００７】
（式中、ｎは０または１を表し；Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ、水素原子、置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基または置換基を有してもよい１価の芳香族基を表すか、またはＲ^１とＲ^２が互いに結合して置換基を有してもよい２価の飽和炭化水素基を表し；Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５は、それぞれ、水素原子、置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基または置換基を有してもよい１価の芳香族基を表す。ここで置換基とは、アルコキシ基、または水酸基のことを表す。また、１価の飽和炭化水素基とはアルキル基またはシクロアルキル基を表し、１価の芳香族基とはアリール基、芳香族複素環基、またはアラルキル基を表し、２価の飽和炭化水素基とはアルキレン基のことを表す。）
【０００８】
で示される環状ヘミアセタール、式（２）
【０００９】
【化９】

【００１０】
（式中、Ｒ^６は、置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基または置換基を有してもよい１価の芳香族基を表す。ここで置換基とは、アルコキシ基、水酸基またはジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基のことを表す。また、１価の飽和炭化水素基とはアルキル基またはシクロアルキル基を表し、１価の芳香族基とはアリール基、芳香族複素環基、またはアラルキル基を表し、２価の飽和炭化水素基とはアルキレン基のことを表す。）
【００１１】
で示される１級アミンおよび水素を、水素添加触媒の存在下で反応させることを特徴とする、式（３）
【００１２】
【化１０】

【００１３】
（式中、ｎ、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５およびＲ^６は上記定義のとおりである。）
【００１４】
で示されるアミノアルコールの製造法。
【００１５】
［製造方法（Ｂ）］
上記式（１）で示される環状ヘミアセタールを上記式（２）で示される１級アミンと反応させ、得られた反応混合物を水素添加反応に付することを特徴とする、上記式（３）で示されるアミノアルコールの製造法。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１７】
本発明に従う上記製造方法（Ａ）および（Ｂ）は、上記式（１）で示される環状ヘミアセタールおよび上記式（２）で示される１級アミンを主たる原料物質として使用し、上記式（３）で示されるアミノアルコールを目的物質とする点で共通している。
【００１８】
原料物質の一つである環状ヘミアセタールを表す上記式（１）において、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ、水素原子、置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基または置換基を有してもよい１価の芳香族基を表すか、またはＲ^１とＲ^２が互いに結合して置換基を有してもよい２価の飽和炭化水素基を表し；Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５は、それぞれ、水素原子、置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基または置換基を有してもよい１価の芳香族基を表す。
【００１９】
ここで、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５でそれぞれ表されることのある置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基などの置換基を有しないアルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基、２−メチルシクロヘキシル基、シクロオクチル基などの置換基を有しないシクロアルキル基；上記例示のアルキル基またはシクロアルキル基の少なくとも一部の水素原子がアルコキシ基、アセタール型に保護されたホルミル基、水酸基等で置換された形の化学構造を有する、置換基を有するアルキル基または置換基を有するシクロアルキル基などが挙げられる。また、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５でそれぞれ表されることのある置換基を有してもよい１価の芳香族基としては、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基などの置換基を有しないアリール基；ピリジル基などの置換基を有しない芳香族複素環基；ベンジル基などの置換基を有しないアラルキル基；上記例示のアリール基、芳香族複素環基またはアラルキル基の少なくとも一部の水素原子がアルコキシ基、アセタール型に保護されたホルミル基、水酸基等で置換された形の化学構造を有する、置換基を有するアリール基、置換基を有する芳香族複素環基または置換基を有するアラルキル基などが挙げられる。
【００２０】
また、上記式（１）においてＲ^１とＲ^２が互いに結合した形で表されることのある置換基を有してもよい２価の飽和炭化水素基としては、例えば、エチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基等の置換基を有しないアルキレン基；該アルキレン基の少なくとも一部の水素原子がアルコキシ基、アセタール型に保護されたホルミル基、水酸基等で置換された形の化学構造を有する、置換基を有するアルキレン基などが挙げられる。なお、置換基を有してもよい２価の飽和炭化水素基における二つの結合手間に介在する主鎖中の炭素原子（側鎖中の炭素原子を除く）の数は２〜１１の範囲内であることが好ましい。
【００２１】
環状ヘミアセタールを表す上記式（１）において、ｎは０または１を表す。ｎが０を表す場合、式（１）で示される環状ヘミアセタールは５員環（すなわち、テトラヒドロフラン環）の構造を有し、またｎが１を表す場合、該環状ヘミアセタールは６員環（すなわち、テトラヒドロピラン環）の構造を有する。
上記式（１）で示される環状ヘミアセタールの具体例としては、２−ヒドロキシテトラヒドロピラン、２−ヒドロキシ−３−メチルテトラヒドロピラン、２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロピラン、２−ヒドロキシ−５−メチルテトラヒドロピラン、２−ヒドロキシ−６−メチルテトラヒドロピラン、２−ヒドロキシ−６−イソブチル−４−メチルテトラヒドロピラン、２−ヒドロキシ−１−オキサスピロ［５．５］ウンデカンなどのピラン系化合物；および２−ヒドロキシテトラヒドロフラン、２−ヒドロキシ−３−メチルテトラヒドロフラン、２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロフラン、２−ヒドロキシ−５−メチルテトラヒドロフラン、３−エチル−２−ヒドロキシテトラヒドロフラン、５，５−ジメチル−２−ヒドロキシテトラヒドロフラン、３，４−ジメチル−２−ヒドロキシテトラヒドロフラン、３，５−ジメチル−２−ヒドロキシテトラヒドロフラン、２−ヒドロキシ−５−メチル−５−（４−メチルペンチル）テトラヒドロフラン、２−ヒドロキシ−３−（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフラン、５−シクロヘキシル−２−ヒドロキシテトラヒドロフラン、１−オキサ−２−ヒドロキシスピロ［４．５］デカンなどのフラン系化合物が挙げられる。
【００２２】
上記の環状ヘミアセタールは、公知の方法により合成することが可能である。その中でも、式（４）
【００２３】
【化１１】

【００２４】
（式中、ｎ、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５は上記定義のとおりであり、炭素−炭素二重結合に関する立体配置はＥ配置またはＺ配置である。）
【００２５】
で示されるアルケノール系化合物をヒドロホルミル化反応することからなる環状ヘミアセタールの合成法は、工業的規模で安価に製造可能となるため好ましい。式（４）においてｎが１である場合に相当するアルケノール系化合物の具体例を示せば、１−ブテン−４−オール、３−ペンテン−１−オール、２−メチル−１−ブテン−４−オール、３−メチル−１−ブテン−４−オール、１−ペンテン−４−オール、４−メチル−１−ペンテン−４−オール、２，６−ジメチル−１−ヘプテン−４−オール、４−シクロヘキシル−１−ブテン−４−オール、１−（２−プロペニル）−１−シクロヘキサノールなどの１−ブテン−４−オール系化合物が挙げられる。また式（４）においてｎが０である場合に相当するアルケノール系化合物の具体例を示せば、１−プロペン−３−オール、２−メチル−１−プロペン−３−オール、１−ブテン−３−オール、３−メチル−１−ブテン−３−オール、２−ブテン−１−オール、２−ブテン−１，４−ジオール、２−メチル−２−ブテン−１−オール、３，７−ジメチル−１−オクテン−３−オール、３−シクロヘキシル−１−プロペン−３−オール、１−ビニル−１−シクロヘキサノールなどの１−プロペン−３−オール系化合物が挙げられる。
【００２６】
上記の式（４）で示されるアルケノール系化合物のヒドロホルミル化反応では、公知の方法に準じた様々な反応方法を用いることが可能であり、例えば、該アルケノール系化合物をロジウム化合物および第３級有機リン化合物の存在下で一酸化炭素と水素とを反応させることからなる方法などが採用可能である。公知の反応方法としては、例えば、特開昭６０−２０４７７９号公報、特開昭６２−２０１８８１号公報等には２−メチル−１−ブテン−４−オールのヒドロホルミル化方法が記載され、また、特開昭５１−２９４１２号公報、特開平３−２６１７７５号公報、特開平６−８７７８２号公報、特開平６−１６６６５３号公報等にはアリルアルコールのヒドロホルミル化方法が記載されている。なお、該アルケノール系化合物のヒドロホルミル化反応により得られた環状ヘミアセタールを本発明における原料物質として使用する場合、該環状ヘミアセタールとしては、ヒドロホルミル化反応によって得られた反応混合液を蒸留、再結晶などの分離・精製操作に付して得られた環状ヘミアセタールの精製物を使用することができるが、環状ヘミアセタール、ロジウム化合物、第３級有機リン化合物、反応副生成物などを含有するヒドロホルミル化反応混合液の形態のものをそのまま使用しても、また該反応混合液を簡単な分離操作に付して得られた粗な環状ヘミアセタールを使用してもよい。
【００２７】
原料物質の一つである１級アミンを表す上記式（２）において、Ｒ^６は、置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基または置換基を有してもよい１価の芳香族基を表す。
【００２８】
ここで、Ｒ^６で表されることのある置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基などの置換基を有しないアルキル基；シクロヘキシル基、２−メチルシクロヘキシル基、シクロオクチル基などの置換基を有しないシクロアルキル基；上記例示のアルキル基またはシクロアルキル基の少なくとも一部の水素原子がアルコキシ基（例：メトキシ基、エトキシ基など）、アセタール型に保護されたホルミル基、水酸基、二置換アミノ基（例：ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基など）等で置換された形の化学構造を有する、置換基を有するアルキル基（例：２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシプロピル基など）または置換基を有するシクロアルキル基などが挙げられる。また、Ｒ^６で表されることのある置換基を有してもよい１価の芳香族基としては、例えば、フェニル基、トリル基、メシチル基、ナフチル基などの置換基を有しないアリール基；ベンジル基、フェネチル基などの置換基を有しないアラルキル基、ピリジル基などの芳香族複素環基；上記例示のアリール基、アラルキル基または芳香族複素環基の少なくとも一部の水素原子がアルコキシ基、アセタール型に保護されたホルミル基、水酸基、二置換アミノ基等で置換された形の化学構造を有する、置換基を有するアリール基、置換基を有するアラルキル基または置換基を有する芳香族複素環基などが挙げられる。なお、上記芳香族基に含有される炭素数は６〜１４の範囲内であることが好ましい。
【００２９】
上記式（２）で示される１級アミンの具体例としては、メチルアミン、エチルアミン、イソプロピルアミン、プロピルアミン、イソブチルアミン、ブチルアミン、ｔ−ブチルアミン、オクチルアミン、（２−エチルヘキシル）アミン、シクロヘキシルアミン、Ｎ−（３−アミノプロピル）モルホリン、アニリン、ｏ−トルイジン、ｍ−トルイジン、ｐ−トルイジン、ｐ−フェネチジン、メシチジン、４−アミノ−３−メチル−Ｎ，Ｎ，−ジエチルアニリン、２−アミノピリジン、３−アミノピリジン、４−アミノピリジン、α−ナフチルアミン、ベンジルアミン、フェネチルアミン、エタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチレンジアミン、３−（ジメチルアミノ）プロピルアミン、３−メトキシプロピルアミンなどが挙げられる。
【００３０】
なお、製造方法（Ａ）および（Ｂ）に従う反応において使用する１級アミンは、塩の形態であってもよい。使用可能な塩としては、例えば、１級アミンと塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、プロピオン酸等のプロトン酸とから形成される塩などが挙げられる。該塩の代表例としては、メチルアンモニウムクロライド、硫酸ジ（メチルアンモニウム）、硝酸（メチルアンモニウム）、酢酸メチルアンモニウム、プロピオン酸メチルアンモニウムなどが挙げられる。
【００３１】
次に、本発明の製造方法のうち上記の製造方法（Ａ）について説明する。
【００３２】
製造方法（Ａ）においては、式（１）で示される環状ヘミアセタールと式（２）で示される１級アミン（その塩でもよい）の使用割合は必ずしも限定されないが、化学量論的には１モルの１級アミンに対して２モルの環状ヘミアセタールを反応させるので、環状ヘミアセタールを、１級アミン１モルあたり１．８〜１０モルの範囲内で使用することが好ましく、２．０〜４．０モルの範囲内で使用することがより好ましい。
【００３３】
製造方法（Ａ）に従う反応において１級アミン（その塩でもよい）を反応系に仕込む際、該１級アミンの形態は必ずしも限定されるものではなく、１級アミンをそのまま仕込んでもよく、溶媒で希釈して仕込んでも構わない。１級アミン希釈用の溶媒の具体例としては、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどが挙げられ、これらの溶媒を単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。なお、１級アミンとして、１級アミンとプロトン酸との塩を使用する場合、反応系中に塩基性化合物を存在させると好結果が得られることがある。該塩基性化合物の具体例としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ピリジンなどが挙げられる。該塩基性化合物を使用する場合、その使用量は、通常、１級アミンの塩１モルに対して１０モル以下となる割合であり、好ましくは２モル以下となる割合である。
【００３４】
製造方法（Ａ）に従う反応は、上記環状ヘミアセタール、上記１級アミンおよび水素を、水素添加触媒の存在下に反応させるものである。水素添加触媒としては、一般に接触水素添加反応に用いられるような触媒を使用することができ、例えば、パラジウム、ロジウム、ニッケル、白金等の金属を活性成分とする触媒を挙げることができる。これらの水素添加触媒の形態としては、活性成分となる金属そのもの；その金属酸化物；その金属と他の金属との合金；活性成分となる金属（酸化物、合金でもよい）を活性炭、アルミナ、シリカゲル、ケイソウ土などの担体上に担持させてなる担体付き触媒等のいずれであってもよい。水素添加触媒の使用量は、必ずしも限られるものではないが、通常は式（１）で示される環状ヘミアセタール１重量部に対して０．０００１〜０．２重量部の範囲内であり、反応速度および目的とするアミノアルコールの製造コストの観点からは、式（１）で示される環状ヘミアセタール１重量部に対して０．００５〜０．１重量部の範囲内であることが好ましい。
【００３５】
製造方法（Ａ）に従う反応において、溶媒の使用は必ずしも必要ではないが、所定の反応に悪影響を及ぼさない限り溶媒を使用しても差し支えない。使用可能な溶媒としては、例えば、水；メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒；ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒などが挙げられ、１種を単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。溶媒を使用する場合、その使用量は、通常、式（１）で示される環状ヘミアセタール１重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲内である。
【００３６】
製造方法（Ａ）に従う反応においては、水素を、上記環状ヘミアセタール、上記１級アミンおよび水素添加触媒を含有する混合物と接触させる。その接触の形態としては、例えば、該混合物を存在させた反応系の雰囲気中に水素ガスを存在させることからなる形態、該混合物中に水素ガスを導入（バブリング）することからなる形態などが挙げられる。反応系中における水素の分圧は、必ずしも限られるものではないが、通常は０．５〜１００気圧（絶対圧）の範囲内である。なお、所定の反応に悪影響を及ぼさない限りにおいて、反応系の気相部に水素以外の気体（例えば、窒素、アルゴン等）が含有されていてもよい。
【００３７】
製造方法（Ａ）に従う反応において、反応温度は必ずしも限られるものではないが、通常は２０〜１８０℃の範囲内の温度が採用され、反応速度の高さおよび目的とするアミノアルコールへの選択率の高さの観点からは、４０〜１４０℃の範囲内の温度を採用することが好ましい。
製造方法（Ａ）に従う反応の所要時間は必ずしも限定されるものではなく、例えば、ガスクロマトグラフィー等の定量分析手段で求められた１級アミンの転化率および／または式（３）で示されるアミノアルコールへの選択率に基づき、反応時間（連続式反応操作の場合には滞留時間）を適宜設定することができる。ただし、通常は、０．５〜２０時間の範囲内である。
【００３８】
製造方法（Ａ）に従う反応の操作としては、所望に応じて各種の方法を採用することができる。該反応は特殊な装置（例えば高温高圧釜）を使用しなくても行うことができ、例えば、汎用的な装置を使用して、環状ヘミアセタール、１級アミン（その塩でもよい）および水素添加触媒を、水素ガス雰囲気下、かつ所定の温度および所定の水素圧力の条件下で、攪拌等の手段により混合することによって、回分式、半回分式または連続式で反応を行うことができる。反応に際して、各成分の混合順序や混合速度についての制限は特になく、反応に供する液体または固体の成分のすべて（即ち、環状ヘミアセタール、１級アミンおよび水素添加触媒）を一度に混合したうえで反応を開始させてもよく、あるいは環状ヘミアセタールおよび１級アミンのうち一方の成分と水素添加触媒を反応器に仕込み、残りの成分を反応器内に添加しながら反応させてもよい。後者の場合、反応中に一部の成分を添加する形態としては、連続的添加、複数回に分けての断続的添加等の種々の形態を採用することができる。
【００３９】
反応の途中までの十分な時間にわたって、環状ヘミアセタールの添加量が１級アミンの添加量１モルに対して２モル未満となるような条件を採用する場合には、環状ヘミアセタール同士の縮合などによる副反応を抑制でき、目的とする式（３）で示されるアミノアルコールの収率および選択率を高めることができる。その点においては、１級アミンと水素添加触媒との混合物中に環状ヘミアセタールを添加しながら反応を行うことからなる半回分式での反応操作、環状ヘミアセタール、１級アミンおよび水素添加触媒を反応系に連続的に供給するとともに、反応混合物の一部を反応系から連続的に抜き取りながら反応を行うことからなる連続式での反応操作などが好ましい。
【００４０】
製造方法（Ａ）に従う反応の終了後、目的物である上記式（３）で示されるアミノアルコールは、例えば、得られた反応混合物から水素添加触媒を濾過あるいは遠心分離などによって除き、次いで得られた混合液を蒸留、晶析、カラムクロマトグラフィーなどの分離・精製操作に供することにより、高純度で得ることができる。
【００４１】
次に、本発明の製造法のうち上記製造方法（Ｂ）について説明する。
【００４２】
製造方法（Ｂ）は、上記式（１）で示される環状ヘミアセタールと上記式（２）で示される１級アミンとの反応工程と、該反応工程で得られた反応混合物を水素添加反応操作に付することによる上記式（３）で示されるアミノアルコールの製造工程とを含む。
【００４３】
製造方法（Ｂ）に従う環状ヘミアセタールと１級アミンとの反応においては、水素および水素添加触媒が不必要である点を除き、上記製造方法（Ａ）に従う環状ヘミアセタール、１級アミンおよび水素の水素添加触媒存在下における反応とほぼ同様にして行うことができる。すなわち、両反応は、環状ヘミアセタールと１級アミン（その塩でもよい）との使用割合、１級アミン（その塩でもよい）の使用形態（そのままの形態か溶液の形態かの点）、使用する１級アミンが塩である場合に任意に使用可能な塩基性化合物の種類および量、任意に使用可能な溶媒の種類（ただし水は使用しない方が望ましい）および量、反応温度、反応時間（ただし、反応時間を設定する場合の判断基準は１級アミンの転化率である）、反応用装置、環状ヘミアセタールと１級アミン（その塩でもよい）の添加順序（一括添加か、連続的または断続的添加かの点）、反応様式（回分式か半回分式か連続式かの点）などについての条件は重複している。
【００４４】
ただし、環状ヘミアセタールと１級アミンとの反応は、生成する水を反応系外に除去しながら行うことが、反応が促進される点で好ましい場合がある。生成する水を反応中に除去するための方法としては、水を系外に留出させる方法、水を乾燥剤に物理的または化学的に吸収させる方法などを採用することができる。水を系外に留出させる方法を採用する場合、ベンゼン、トルエン、ペンタン、シクロヘキサン、石油エーテル等の水と共沸混合物を形成し得る有機溶媒を反応系に存在させ、該有機溶媒との共沸混合物の形態で水を留出させることが好ましい。また、水を乾燥剤に吸収させる方法を採用する場合、乾燥剤としては、モレキュラーシーブス、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム等の物理的乾燥剤；水素化カルシウム、水素化アルミニウムリチウム等の化学的乾燥剤などを使用することができる。なお、水を有機溶媒との共沸混合物の形態で反応系から除去する場合、取得された共沸混合物を相分離、乾燥剤との接触などの処理に付した後、回収された有機溶媒を反応系に供給し再使用することができる。
【００４５】
製造方法（Ｂ）に従う環状ヘミアセタールと１級アミンとの反応によって得られた反応混合物中には、２分子の環状ヘミアセタールと１分子の１級アミンとの縮合反応生成物である式（５）
【００４６】
【化１２】

【００４７】
（式中、ｎ、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５およびＲ^６は上記定義のとおりである。）
【００４８】
で示される化合物が存在しているものと推定される。しかしながら、該縮合反応生成物は安定性が低いので、製造方法（Ｂ）においては、縮合反応生成物を単離することなく、上記反応混合物を、そのまま、または低沸点物の蒸発除去による濃縮操作等の簡単な処理操作を施した後に、次の水素添加操作に供する。
【００４９】
環状ヘミアセタールと１級アミンとの反応によって得られた反応混合物に対する水素添加反応操作では、通常のエナミンの水素添加において使用し得る水素添加反応方法を採用することができるが、該反応混合物を水素添加触媒の存在下において水素と接触させることからなる方法が工業的に有利である。使用可能な水素添加触媒としては、例えば、パラジウム、ロジウム、ニッケル、白金等の金属を活性成分とする触媒を挙げることができる。これらの水素添加触媒の形態としては、活性成分となる金属そのもの；その金属酸化物；その金属と他の金属との合金；活性成分となる金属（酸化物、合金でもよい）を活性炭、アルミナ、シリカゲル、ケイソウ土などの担体上に担持させてなる担体付き触媒等のいずれであってもよい。水素添加触媒の使用量は、必ずしも限られるものではないが、通常は、環状ヘミアセタールと１級アミンとの反応によって得られた反応混合物（反応後に簡単な後処理を施して得られた混合物でもよい）のうち水素添加反応操作に供するものの重量に対して０．０１〜２０％の範囲内となる重量であり、反応速度および目的とするアミノアルコールの製造コストの観点からは、０．５〜１０％の範囲内となる重量であることが好ましい。
【００５０】
製造方法（Ｂ）に従う水素添加反応において、溶媒の使用は必ずしも必要ではないが、所定の反応に悪影響を及ぼさない限り溶媒を使用しても差し支えない。使用可能な溶媒としては、例えば、水；メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒；ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒などが挙げられ、１種を単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。溶媒を使用する場合、その使用量は、通常、環状ヘミアセタールと１級アミンとの反応によって得られた反応混合物（反応後に簡単な後処理を施して得られた混合物でもよい）のうち水素添加反応操作に供するものの重量に対して１０倍以下である。
【００５１】
製造方法（Ｂ）に従う水素添加反応においては、環状ヘミアセタールと１級アミンとの反応によって得られた反応混合物（反応後に簡単な処理を施して得られた混合物でもよい）および水素添加触媒を含有する混合物（以下、該混合物を「水素添加用混合物」と称する）に対して、水素を接触させる。その接触の形態としては、例えば、該水素添加用混合物を存在させた反応系の雰囲気中に水素ガスを存在させることからなる形態、該水素添加用混合物中に水素ガスを導入（バブリング）することからなる形態などが挙げられる。反応系中における水素の分圧は、必ずしも限られるものではないが、通常は０．５〜１００気圧（絶対圧）の範囲内である。なお、所定の反応に悪影響を及ぼさない限りにおいて、反応系の気相部に水素以外の気体（例えば、窒素、アルゴン等）が含有されていてもよい。
【００５２】
製造方法（Ｂ）に従う水素添加反応において、反応温度は必ずしも限られるものではないが、通常は２０〜１８０℃の範囲内の温度が採用され、反応速度の高さおよび目的とする上記式（３）で示されるアミノアルコールへの選択率の高さの観点からは、４０〜１４０℃の範囲内の温度を採用することが好ましい。
【００５３】
製造方法（Ｂ）に従う水素添加反応の所要時間は必ずしも限定されるものではなく、例えば、ガスクロマトグラフィー等の定量分析手段で求められた上記式（３）で示されるアミノアルコールへの選択率に基づき、反応時間（連続式反応操作の場合には滞留時間）を適宜設定することができる。ただし、通常は、０．５〜２０時間の範囲内である。
【００５４】
製造方法（Ｂ）に従う水素添加反応の操作としては、所望に応じて各種の方法を採用することができる。該反応は特殊な装置（例えば高温高圧釜）を使用しなくても行うことができ、例えば、汎用的な装置を使用して、環状ヘミアセタールと１級アミンとの反応によって得られた反応混合物および水素添加触媒を、水素ガス雰囲気下、かつ所定の温度および所定の水素圧力の条件下で、攪拌等の手段により混合することによって、回分式、半回分式または連続式で反応を行うことができる。
【００５５】
製造方法（Ｂ）においては、水素添加反応の終了後、例えば、得られた反応混合物から水素添加触媒を濾過あるいは遠心分離などによって除き、次いで得られた混合液を蒸留、晶析、カラムクロマトグラフィーなどの分離・精製操作に供することにより、目的物である上記式（３）で示されるアミノアルコールを高純度で得ることができる。
【００５６】
本発明の製造法（製造方法（Ａ）および製造方法（Ｂ））によって得られる上記式（３）で示されるアミノアルコールは、３級アミンに分類され、窒素原子に結合している３個の有機基のうちの２個以上について、水酸基が４個または５個の炭素原子からなる炭素骨格を介して該窒素原子に結合している化学構造を有するアミノアルコールである。該アミノアルコールは、その化学構造に由来して、繊維助剤、乳化剤、可塑剤、ガス吸収剤、防錆剤、化粧品原料、合成洗剤、靴墨、つやだし、ワックス、界面活性剤、切削油添加剤、潤滑油添加剤、防虫添加剤、有機溶剤、ｐＨ調節剤、中和剤、ウレタン化触媒などに用いられる。また、水酸基をアクリレート化またはメタクリレート化することにより、アクリル系樹脂、熱可塑性エラストマー、樹脂改質剤、粘着剤、イオン交換樹脂、繊維処理剤、紫外線硬化型のインキ・塗料・接着剤、電子線硬化型のインキ・塗料・接着剤、放射線硬化型のインキ・塗料・接着剤などの原料として有用である。
【００５７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はかかる実施例によりなんら制限されるものではない。
【００５８】
実施例１：［２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロピラン、メチルアミンおよび水素の反応］
ガス導入口およびサンプリング口を備えた内容積300ミリリットルの電磁攪拌式オートクレーブ中に、40重量％メチルアミン水溶液41グラム（メチルアミンの含有量：530ミリモル）および５％パラジウムカーボン（水素添加触媒）1.80グラムを入れ、内部の雰囲気を水素ガスで置換した後、80℃まで昇温した。80℃に到達した時点において、圧力は約３．８気圧（ゲージ圧）となった。水素ガスを導入することによってオートクレーブ内の圧力を５気圧（ゲージ圧）とした。
オートクレーブ内に、２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロピラン139グラム（1160ミリモル）を４時間かけて供給した。２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロピランの供給終了後、さらに６時間反応を続けることによって、反応を追込んだ。なお、これらの反応期間中、オートクレーブ内の圧力が５気圧（ゲージ圧）に保たれるように水素ガスを常時供給することにより、反応に伴って消費された水素を補給した。また、これらの期間中、反応温度を80℃に維持した。
反応終了後、オートクレーブを冷却し、内液を抜き取り、パラジウムカーボンを濾過により除去することによって、濾液を得た。この濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、原料であるメチルアミンのピークは確認されず、Ｎ，Ｎ−ビス（５−ヒドロキシ−３−メチルペンチル）メチルアミンが106.0グラム（493ミリモル）（使用したメチルアミン基準での転化率：100％；選択率：93％；収率：93％）含まれていることが分かった。なお、ガスクロマトグラフィーでの分析条件は、以下のとおりである。
【００５９】
カラム：Ｇ−100（商品名：化学品検査協会製）
カラム温度：100℃で４分保持した後、16℃／分の速度で280℃まで昇温
検出器：ＦＩＤ
【００６０】
上記で得られた濾液を蒸留精製したところ、Ｎ，Ｎ−ビス（５−ヒドロキシ−３−メチルペンチル）メチルアミンが92.0グラム得られた（沸点：165℃（4.5ｍｍＨｇ））。また、得られたＮ，Ｎ−ビス（５−ヒドロキシ−３−メチルペンチル）メチルアミンにおける^１Ｈ−ＮＭＲ（６０ＭＨｚ）のデータは以下のとおりである。
【００６１】
δ（ｐｐｍ）：0.92（d;6H,J=6Hz）、0.73−2.04（m;10H）、2.16（s;3H）、2.35（t;4H,J=7Hz）、3.63（t;4H,J=6Hz）、3.98（s;2H）
【００６２】
実施例２：［２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロピラン、ブチルアミンおよび水素の反応］
ガス導入口およびサンプリング口を備えた内容積300ミリリットルの電磁攪拌式オートクレーブ中に、ブチルアミン40グラム（548ミリモル）および５％パラジウムカーボン（水素添加触媒）1.80グラムを入れ、内部の雰囲気を水素ガスで置換した後、80℃まで昇温した。80℃に到達した時点で水素ガスを導入することによってオートクレーブ内の圧力を５気圧（ゲージ圧）とした。
オートクレーブ内に、２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロピラン140グラム（1170ミリモル）を４時間かけて供給した。２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロピランの供給終了後、８０℃でさらに２時間、次いで１００℃でさらに２時間反応を続けることによって、反応を追込んだ。なお、これらの反応期間中、オートクレーブ内の圧力が５気圧（ゲージ圧）に保たれるように水素ガスを常時供給することにより、反応に伴って消費された水素を補給した。
反応終了後、オートクレーブを冷却し、内液を抜き取り、パラジウムカーボンを濾過により除去することによって、濾液を得た。この濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、原料であるブチルアミンのピークは確認されず、Ｎ，Ｎ−ビス（５−ヒドロキシ−３−メチルペンチル）ブチルアミンが139グラム（509ミリモル）（使用したブチルアミン基準での転化率：100％；選択率：93％；収率：93％）含まれていることが分かった。
得られた濾液を蒸留精製したところ、Ｎ，Ｎ−ビス（５−ヒドロキシ−３−メチルペンチル）ブチルアミンが130グラム得られた（沸点：175℃（1.0ｍｍＨｇ））。また、得られたＮ，Ｎ−ビス（５−ヒドロキシ−３−メチルペンチル）ブチルアミンにおける^１Ｈ−ＮＭＲ（６０ＭＨｚ）のデータは以下のとおりである。
【００６３】
δ（ｐｐｍ）：0.67−2.72（m;23H）、2.07−2.74（m;6H）、3.37−3.90（m;4H）、4.14（s;2H）
【００６４】
実施例３：［２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロフラン、メチルアミンおよび水素の反応］
ガス導入口およびサンプリング口を備えた内容積300ミリリットルの電磁攪拌式オートクレーブ中に、40重量％メチルアミン水溶液41グラム（メチルアミンの含有量：530ミリモル）および５％パラジウムカーボン（水素添加触媒）1.60グラムを入れ、内部の雰囲気を水素ガスで置換した後、80℃まで昇温した。80℃に到達した時点で水素ガスを導入することによってオートクレーブ内の圧力を５気圧（ゲージ圧）とした。
オートクレーブ内に、２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロフラン119グラム（1160ミリモル）を４時間かけて供給した。２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロフランの供給終了後、さらに２時間反応を続けることによって、反応を追込んだ。なお、これらの反応期間中、オートクレーブ内の圧力が５気圧（ゲージ圧）に保たれるように水素ガスを常時供給することにより、反応に伴って消費された水素を補給した。また、これらの期間中、反応温度を80℃に維持した。
反応終了後、オートクレーブを冷却し、内液を抜き取り、パラジウムカーボンを濾過により除去することによって、濾液を得た。この濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、原料であるメチルアミンのピークは確認されず、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルブチル）メチルアミンが104グラム（514ミリモル）（使用したメチルアミン基準での転化率：100％；選択率：97％；収率：97％）含まれていることが分かった。
得られた濾液を蒸留精製したところ、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルブチル）メチルアミンが99.4グラム得られた（沸点：137℃（3.0ｍｍＨｇ））。また、得られたＮ，Ｎ−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルブチル）メチルアミンにおける^１Ｈ−ＮＭＲ（６０ＭＨｚ）のデータは以下のとおりである。
【００６５】
δ（ｐｐｍ）：0.91（d;6H,J=6Hz）、0.65−2.02（m;6H）、2.23（s;3H）、2.42（t;4H,J=6Hz）、3.37（d;4H,J=5Hz）、5.61（s;2H）
【００６６】
実施例４
（１）［２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロピランとブチルアミンとの反応］
攪拌機を備えた内容積３００ミリリットルのガラス製３口フラスコの内部雰囲気を窒素ガスで置換した後、２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロピラン５２．９グラム（４４０ミリモル）およびモレキュラーシーブス３０グラムを入れ、氷水浴で冷却することによって内部液体の温度を２℃にした。ブチルアミン１４．６グラム（２００ミリモル）を攪拌下の内部液体中に滴下することにより、内部液体の温度を１０℃以下に維持しながら、５分間を要して供給した。滴下終了後、１０℃でさらに３０分間攪拌を継続した。
攪拌終了後、得られた反応混合物の溶液部をガスクロマトグラフィーで分析したところ、原料であるブチルアミンのピークは確認されなかった（転化率：１００％）。この反応混合物を濾過することによりモレキュラーシーブスを除去し、濾液を５４．１グラム得た。
【００６７】
（２）［得られた反応混合物に対する水素添加反応操作］
得られた濾液のうち２０グラムを、イソプロピルアルコール８０ミリリットルおよび５％パラジウムカーボン（水素添加触媒）２．０グラムと共に、ガス導入口およびサンプリング口を備えた内容積300ミリリットルの電磁攪拌式オートクレーブ中に入れた。内部の雰囲気を水素ガスで置換した後、水素ガスを供給することにより圧力を約8.0気圧（ゲージ圧）に維持しながら、80℃まで昇温した。そのまま温度を80℃に保ちながら、２時間反応させた。さらに、温度を100℃に上げ、４時間反応を継続することにより、反応の追い込みを行った。なお、これらの反応期間中、水素ガスを常時供給することによってオートクレーブ内の圧力を8.0気圧（ゲージ圧）に維持した。
反応終了後、オートクレーブを冷却し、内液を抜き取り、パラジウムカーボンを濾過により除去することによって、濾液を得た。この濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、Ｎ，Ｎ−ビス（５−ヒドロキシ−３−メチルペンチル）ブチルアミンが１７．６グラム（６４ミリモル）生成していることがわかった（使用したブチルアミン基準での収率：８７％）。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、３級アミンに分類され、窒素原子に結合している３個の有機基のうちの２個以上について、水酸基が４個または５個の炭素原子からなる炭素骨格を介して該窒素原子に結合している化学構造を有するアミノアルコールを、入手および取扱いが容易な原料から高収率で製造することができ、しかも特殊な反応装置、特殊な反応条件および煩雑な後処理操作は不必要である。したがって、本発明によって、上記のアミノアルコールを工業的に有利に製造し得る方法が提供される。

Claims (3)

1. 式（１）
   

   

   （式中、ｎは０または１を表し；Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ、水素原子、置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基または置換基を有してもよい１価の芳香族基を表すか、またはＲ^１とＲ^２が互いに結合して置換基を有してもよい２価の飽和炭化水素基を表し；Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５は、それぞれ、水素原子、置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基または置換基を有してもよい１価の芳香族基を表す。ここで置換基とは、アルコキシ基、または水酸基のことを表す。また、１価の飽和炭化水素基とはアルキル基またはシクロアルキル基を表し、１価の芳香族基とはアリール基、芳香族複素環基、またはアラルキル基を表し、２価の飽和炭化水素基とはアルキレン基のことを表す。）
   で示される環状ヘミアセタール、式（２）
   

   

   （式中、Ｒ^６は、置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基または置換基を有してもよい１価の芳香族基を表す。ここで置換基とは、アルコキシ基、水酸基またはジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基のことを表す。また、１価の飽和炭化水素基とはアルキル基またはシクロアルキル基を表し、１価の芳香族基とはアリール基、芳香族複素環基、またはアラルキル基を表し、２価の飽和炭化水素基とはアルキレン基のことを表す。）
   で示される１級アミンおよび水素を、水素添加触媒の存在下で反応させることを特徴とする、式（３）
   

   

   （式中、ｎ、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５およびＲ^６は上記定義のとおりである。）
   で示されるアミノアルコールの製造法。
2. 式（１）
   

   

   （式中、ｎは０または１を表し；Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ、水素原子、置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基または置換基を有してもよい１価の芳香族基を表すか、またはＲ^１とＲ^２が互いに結合して置換基を有してもよい２価の飽和炭化水素基を表し；Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５は、それぞれ、水素原子、置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基または置換基を有してもよい１価の芳香族基を表す。ここで置換基とは、アルコキシ基、または水酸基のことを表す。また、１価の飽和炭化水素基とはアルキル基またはシクロアルキル基を表し、１価の芳香族基とはアリール基、芳香族複素環基、またはアラルキル基を表し、２価の飽和炭化水素基とはアルキレン基のことを表す。）
   で示される環状ヘミアセタールを式（２）
   

   

   （式中、Ｒ^６は、置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基または置換基を有してもよい１価の芳香族基を表す。ここで置換基とは、アルコキシ基、水酸基またはジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基のことを表す。また、１価の飽和炭化水素基とはアルキル基またはシクロアルキル基を表し、１価の芳香族基とはアリール基、芳香族複素環基、またはアラルキル基を表し、２価の飽和炭化水素基とはアルキレン基のことを表す。）
   で示される１級アミンと反応させ、得られた反応混合物を溶媒の不存在下もしくは存在下および水素添加触媒の存在下に、２０〜１８０℃の範囲内の温度で反応させることを特徴とする、式（３）
   

   

   （式中、ｎ、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５およびＲ^６は上記定義のとおりである。）
   で示されるアミノアルコールの製造法。
3. 式（３）
   

   

   （式中、ｎは０または１を表し；Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ、水素原子、置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基または置換基を有してもよい１価の芳香族基を表すか、またはＲ^１とＲ^２が互いに結合して置換基を有してもよい２価の飽和炭化水素基を表し；Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５は、それぞれ、水素原子、置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基または置換基を有してもよい１価の芳香族基を表し；Ｒ^６は、置換基を有してもよい１価の飽和炭化水素基または置換基を有してもよい１価の芳香族基を表す。ここで置換基とは、アルコキシ基、水酸基またはジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基のことを表す。また、１価の飽和炭化水素基とはアルキル基またはシクロアルキル基を表し、１価の芳香族基とはアリール基、芳香族複素環基、またはアラルキル基を表し、２価の飽和炭化水素基とはアルキレン基のことを表す。）
   で示されるアミノアルコール。