JP4604052B2 - ケテンおよび／またはカルボン酸ハロゲン化物および／またはカルボン酸無水物からの高度立体障害第２級アミノエーテルアルコールの合成 - Google Patents

Description

本発明は、高度立体障害第２級アミノエーテルアルコールを調製する方法に関する。

酸性ガス（ＣＯ_２、Ｈ_２Ｓ、ＣＳ_２、ＨＣＮ、ＣＯＳおよび酸素を含む）とＣ_１〜Ｃ_４炭化水素の硫黄誘導体とを含有する混合ガスおよび混合液などを、アミン溶液で処理して、これらの酸性ガスを除去することは、当技術分野では公知である。アミンは、通常、吸収塔内で、アミン含有水溶液として、水溶性のアミン溶液を酸性流体と向流に接触させて、酸性ガスおよび酸性液と接触する。通常、この接触は、結果としてかなりの量のＣＯ_２とＨ_２Ｓの両方を同時に除去する。例えば、特許文献１は、立体障害アミンを利用して、ＣＯ_２とＨ_２Ｓ酸ガスのほぼ完全な除去を獲得している。このプロセスは、ＣＯ_２および関連ガスの分圧が低い系に対して特に適切である。ＣＯ_２の分圧が高い系、または多種の酸ガス（例えば、Ｈ_２Ｓ、ＣＯＳ、ＣＨ_３ＳＨ、ＣＳ_２等）が存在する系に対して、非水性溶媒プロセスと呼ばれる物理的吸収剤と組み合わせてアミンを利用するプロセスが、実践される。このような系は、特許文献２に記載されている。

しかしながら、Ｈ_２ＳとＣＯ_２の両方を含有する酸ガス系からＨ_２Ｓを選択的に除去することが、かなり望まれている。このような選択的除去は、分離された酸ガス中のＨ_２Ｓ／ＣＯ_２の比が比較的高くなり、それが、クラウス法において、Ｈ_２Ｓから元素硫黄への続いての転化を促進するようになる。

水性の第２級および第３級アミンとＣＯ_２およびＨ_２Ｓとの典型的な反応は、以下のように表される。

（式中、Ｒは、同一または異なる有機基であり、ヒドロキシル基で置換されることもある。）
上記の反応は、可逆的であるので、反応が起こる程度を決定するＣＯ_２およびＨ_２Ｓの分圧に影響されやすい。

選択的なＨ_２Ｓの除去は、Ｈ_２Ｓ／ＣＯ_２比が低く、ＣＯ_２の分圧と比べてＨ_２Ｓ分圧が比較的低い系において、特に望まれている。上記の系において、Ｈ_２Ｓを選択的に除去するアミンの能力は、非常に低い。

第１級および第２級アミン（例、モノエタノール−アミン（ＭＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、ジイソプロパノールアミン（ＤＰＡ）、およびヒドロキシエトキシエチルアミン（ＤＥＡ）等）の溶液は、Ｈ_２ＳとＣＯ_２の両方を吸収するので、ＣＯ_２の排除に対してＨ_２Ｓの選択的除去が不十分であると判明した。ＣＯ_２は、上記のアミンと比較的容易にカルバミン酸エステルを生成する。

Ｈ_２Ｓは、ジイソプロパノールアミン（ＤＩＰＡ）の単独または非水性の物理的溶媒（例、スルホラン等）と混合してかのいずれかの使用により、Ｈ_２ＳとＣＯ_２を含有するガスから選択的に除去されてきた。しかしながら、アミンとのＣＯ_２の反応速度と比べてより速いＨ_２Ｓとアミンとの反応を利用するために、接触時間を短く保つ必要がある。

非特許文献１は、第３級アミンのメチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）が、ＣＯ_２と比較して、Ｈ_２Ｓ吸収に対して更に選択的であることを示した。ＣＯ_２は、第３級アミンとＨ_２Ｓとの急速な反応と比べて、第３級アミンと比較的ゆっくり反応する。しかしながら、それは、特定の気体において直面される低いＨ_２Ｓ圧力でＨ_２Ｓ含有量を所望の程度まで減らす、比較的低いＨ_２Ｓの負荷量（ｌｏａｄｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ）および制約された能力を有するような不利な点を有する。

特許文献３は、Ｈ_２Ｓの選択的除去に対して、ジアルキルモノアルカノールアミン（例えば、ジエチルモノエタノールアミン（ＤＥＡＥ））の水溶液の使用を開示し、このような物質は、ＭＤＥＡよりも高い負荷濃度（ｌｏａｄｉｎｇ ｌｅｖｅｌｓ）で、Ｈ_２Ｓ除去に対して更に高い選択性および能力を有する。しかしながら、ＤＥＡＥは、１６１℃の低沸点を有し、揮発性が比較的高くなり、結果として大きな物質的損失となるという不都合な点を有する。

特許文献４（そのすべての教示は、参照されて本明細書に組み込まれている）は、高度立体障害非環式の第２級アミノエーテルアルコールが、ＣＯ_２と比較してＨ_２Ｓに対して高い選択性を有することを教示する。選択性は、Ｈ_２ＳとＣＯ_２の高い負荷（ｌｏａｄｉｎｇ）で、維持される。

特許文献４の高度立体障害非環式アミノエーテルアルコールは、一般式：

（式中、Ｒ_１およびＲ_２は、各々独立して、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基およびヒドロキシアルキル基からなる群から選択され；Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５およびＲ_６は、各々独立して、水素、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基およびヒドロキシアルキル基からなる群から選択され（但し、Ｒ_３が水素である場合、窒素原子に直接結合する炭素原子に結合するＲ_４およびＲ_５の少なくとも一方は、アルキル基またはヒドロキシアルキル基である）；ｘおよびｙは、各々２〜４の範囲の正の整数であり；ｚは、１〜４の範囲の正の整数である）
により表される。これらの物質は、好ましくは溶媒の存在下、第２級または第３級アルキル第１アミンと水素供給源の存在下でカルボニル官能基を含有するエーテルアルコールとの高温反応、またはハロアルコキシアルカノールとの高温反応により調製される。上記組成物は、以下の一般式であるのが好ましい。

（式中
Ｒ_ｌ＝Ｒ_２＝Ｒ_３＝ＣＨ_３−；Ｒ_４＝Ｒ_５＝Ｒ_６＝Ｈ、
Ｒ_ｌ＝Ｒ_２＝Ｒ_３＝ＣＨ_３−；Ｒ_４＝ＨまたはＣＨ_３；Ｒ_５＝Ｒ_６＝Ｈ、
Ｒ_ｌ＝Ｒ_２＝Ｒ_３＝Ｒ_６＝ＣＨ_３−；Ｒ_４＝Ｒ_５＝Ｈ、
Ｒ_ｌ＝Ｒ_２＝Ｒ_３＝ＣＨ_３ＣＨ_２−；Ｒ_４＝Ｒ_５＝Ｒ_６＝Ｈ、または
Ｒ_ｌ≠Ｒ_２≠Ｒ_３＝Ｈ、ＣＨ_３−、ＣＨ_３ＣＨ_２−；Ｒ_４≠Ｒ_５≠Ｒ_６＝Ｈ、ＣＨ_３−；
および、ｘ＝２または３。）

特許文献５は、水素化触媒の存在下、高温、高圧で、第一アミノ化合物をポリアルケニルエーテルグリコールと反応させることにより、高度立体障害第２級アミノエーテルアルコールを調製する方法に関する。利用される第一アミノ化合物は、一般式：
Ｒ^ｌ−ＮＨ_２
（式中、Ｒ^１は、３〜８個の炭素原子を有する第２級または第３級アルキル基および３〜８個の炭素原子を有するシクロアルキル基からなる群から選択される）
を有する。利用されるポリアルケニルエーテルグリコールは、一般式：

（式中、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４およびＲ_５は、各々独立して、水素、Ｃ_１−Ｃ_４アルキル基およびＣ_３−Ｃ_８シクロアルキル基からなる群から選択され（但し、窒素原子に直接結合するＲ_ｌの炭素原子が第２級炭素原子である場合、ヒドロキシル基に結合する炭素に直接結合するＲ_２およびＲ_３のうち少なくとも一方が、アルキル基またはシクロアルキル基である）；ｘおよびｙは、独立して２〜４の範囲の各々正の整数であり；ｚは、１〜１０、好ましくは１〜６、更に好ましくは１〜４である）
を有する。前記プロセスは、水素化触媒含有の触媒作用的に有効な量の担持ＶＩＩＩ族金属の存在下で、高温、高圧で、実施され、ポリアルケニルエーテルグリコールに対するアミノ化合物のモル比は、ｚが１より大きい場合、２：１より小さい。

米国特許第４，１１２，０５２号明細書 米国特許第４，１１２，０５１号明細書 英国特許出願第２，０１７，５２４Ａ号明細書 米国特許第４，４７１，１３８号明細書 米国特許第４，４８７，９６７号明細書 フラジール（Ｆｒａｚｉｅｒ）およびコール（Ｋｏｈｌ）の「Ｉｎｄ．ａｎｄ Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ」（４２、２２８８（１９５０）） ケルガー（Ｋａｒｇｅｒ）およびメイザー（Ｍａｚｕｒ）による、「混合されたスルホン酸−カルボン酸無水物によるエーテルの開裂（Ｔｈｅ Ｃｌｅａｖａｇｅ ｏｆ Ｅｔｈｅｒｓ ｂｙ Ｍｉｘｅｄ Ｓｕｌｆｏｎｉｃ−Ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ Ａｎｈｙｄｒｉｄｅｓ）」、米国化学会誌（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ）、１９６８、９０、３８７８−３８７９」 「混合されたスルホン酸−カルボン酸無水物Ｉ、合成と安定性、無水スルホン酸の新規の合成（Ｍｉｘｅｄ ｓｕｌｆｏｎｉｃ−ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅｓ．Ｉ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｎｅｗ ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ ｏｆ ｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅｓ）」、有機化学ジャーナル（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）１９７１、３６、５２８ 「混合されたスルホン酸−カルボン酸無水物ＩＩ、脂肪族エーテルとアミンとの反応（Ｍｉｘｅｄ ｓｕｌｆｏｎｉｃ−ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅｓ．ＩＩ．Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ａｌｉｐｈａｔｉｃ ｅｔｈｅｒｓ ａｎｄ ａｍｉｎｅｓ）」、有機化学ジャーナル（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）１９７１、３６、５３２

一般式１：

（式中、Ｒ^１およびＲ^２は、各々独立して、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基およびヒドロキシアルキル基、好ましくは１〜２個の炭素原子を有するアルキル基およびヒドロキシアルキル基からなる群から選択され、或いはＲ^１およびＲ^２は、それらが結合する炭素原子と一緒になって、３〜８個の炭素を有するシクロアルキル基を形成し；Ｒ^３は、水素、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基およびヒドロキシアルキル基並びにそれらの組み合わせからなる群から選択され、１〜２個の炭素原子を有するアルキル基またはヒドロキシアルキル基が好ましく、好ましくは１〜４個の炭素原子、更に好ましくは１〜２個の炭素原子を有するアルキル基またはヒドロキシアルキル基であり；Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０およびＲ^１１は、同一または異なって、水素、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基またはヒドロキシアルキル基、好ましくは１〜２個の炭素原子を有するアルキル基またはヒドロキシアルキル基および３〜８個の炭素を有するシクロアルキル基からなる群から選択され、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０およびＲ^１１は、水素であるのが好ましく、但し、Ｒ^３が水素である場合、窒素原子に直接結合した炭素に結合したＲ^４およびＲ^５の少なくとも一方が、アルキル基またはヒドロキシアルキル基である）
の高度立体障害第２級アミノエーテルアルコールは、式２：

（式中、Ｒ^１２およびＲ^１３は、同一または異なって、各々、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基、好ましくは１〜２個の炭素原子を有するアルキル基、最も好ましくはメチル基、或いはアリール基、好ましくは、水素で置換されたフェニル基、１〜１０個の炭素原子、好ましくは１〜４個の炭素原子を有する１個または複数個のアルキル基で置換されたフェニル基、最も好ましくはパラ位においてメチル基で置換されたフェニル基、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され；ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉおよびそれらの組み合わせからなる群から選択されるハロゲン、好ましくはＣｌであり；Ｒ^ｘおよびＲ^ｙは、同一または異なって、水素、１〜４個の炭素、好ましくは１〜２個の炭素を有するアルキル基、アリール基からなる群から選択され、前記アリール基は、水素、および１〜１０個の炭素、好ましくは１〜４個の炭素を有する１個または複数個のアルキル基、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される置換基を有するのが好ましく、或いは、Ｒ^ｘおよびＲ^ｙは、それらが結合する炭素と一緒になって、３〜８個の炭素を有するシクロアルキル基を形成し、好ましくはＲ^ｘおよびＲ^ｙは、水素またはフェニル基である）
の有機カルボン酸ハロゲン化物、有機カルボン酸無水物またはケテン、或いは、それらのうち任意の２つまたは３つ全ての混合物を、５０％硫酸〜発煙硫酸、好ましくは７５％硫酸〜発煙硫酸、更に好ましくは９０％硫酸〜発煙硫酸と、反応させて、下記式：

（式中、Ｒ^{１２／１３}は、生成物において、Ｒ基が、Ｒ^１２、Ｒ^１３またはそれらの組み合わせでありうることを意味する）
の硫酸モノアシル３および／または硫酸ジアシル４を生成し、それらは、次に、式５：

（式中、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０およびＲ^１１は、同一または異なって、水素、１〜４個の炭素を有するアルキル基およびヒドロキシアルキル基並びにそれらの組み合わせから選択され、好ましくは１〜２個の炭素を有するアルキル基およびヒドロキシアルキル基並びにそれらの組み合わせから選択され、更に好ましくは、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０およびＲ^１１は、水素である）
の１，４−ジオキサンと反応し、一般式６および／または７：

の物質またはそれらの混合物を生じることを伴うプロセスにより、調製される。各反応工程からの生成物が、次の反応工程の反応物と反応する前に、前記時点に至るまで単離される必要はない。開裂生成物が生成される。有機カルボン酸ハロゲン化物、有機カルボン酸無水物、ケテンまたはそれらの混合物と上記硫酸および上記ジオキサンとの混合は、任意の順序または順番であることが可能である。従って、上記無水物、およびハロゲン化物、ケテンまたはそれらの混合物を上記硫酸と混合した後に、上記ジオキサンと混合することが可能であり、または上記ジオキサンを最初に上記硫酸と混合した後に、上記無水物、酸ハロゲン化物、ケテン、またはそれらの混合物を加えることも可能であり、或いは、上記無水物、酸ハロゲン化物、ケテンまたはそれらの混合物を上記ジオキサンと混合した後、上記硫酸を加えることも可能である。従って、上記無水物、酸ハロゲン化物、ケテンまたはそれらの混合物と上記ジオキサンおよび硫酸との組み合わせは、単一の反応混合物になり、混合物として反応して、結果として１工程生産の所望の開裂生成物となりうる。この開裂生成物は、次に、式８：

（式中、Ｒ^１およびＲ^２は、同一または異なり、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基およびヒドロキシアルキル基、好ましくは１〜２個の炭素原子を有するアルキル基およびヒドロキシアルキル基およびそれらの組み合わせ、更に好ましくはメチル基からなる群から選択され、或いはＲ^１およびＲ^２は、それらが結合する炭素原子と一緒になって、３〜８個の炭素を有するシクロアルキル基およびそれらの組み合わせを形成し；Ｒ^３は、水素、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基およびヒドロキシアルキル基およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、１〜２個の炭素原子を有するアルキル基およびヒドロキシアルキル基が好ましく、好ましくは１〜４個の炭素原子有するアルキル基またはヒドロキシアルキル基、更に好ましくは１〜２個の炭素原子を有するアルキル基またはヒドロキシアルキル基からなる群から選択され、最も好ましくは、メチル基であり、但し、Ｒ^３が水素である場合、窒素原子に直接結合した炭素に結合したＲ^４およびＲ^５の少なくとも一方が、アルキル基またはヒドロキシアルキル基である）
のアルキルアミンを用いて、アミノ化されて、一般式９：

の物質、またはそれらの混合物を生じ、それは、次に、塩基で加水分解されて、１：

を生じる。

一般式１により定義される好適な化合物として、

が挙げられる。

代表的な出発物質は、式２：

（式中、Ｒ^ｘおよびＲ^ｙは、同一または異なって、水素、１〜４個の炭素を有するアルキル基、好ましくは１〜２個の炭素を有するアルキル基からなる群から選択され、最も好ましくは水素、アリール基であり、前記アリール基は、水素、および１〜１０個の炭素、好ましくは１〜４個の炭素を有する１個または複数個のアルキル基およびそれらの組み合わせからなる群から選択される置換基を有するのが好ましく、或いは、Ｒ^ｘおよびＲ^ｙは、それらが結合する炭素と一緒になって、３〜８個の炭素を有するシクロアルキル基およびそれらの組み合わせを形成し、Ｒ^ｘおよびＲ^ｙは、水素またはフェニル基であるのが好ましい）
により表されるケテンである。

本発明において有用なケテンは、当技術分野で典型的な任意のプロセスを用いて、調製されることが可能である。従って、例えば、酢酸は、Ａ１ＰＯ_４の存在下で、高温脱水されることが可能であり、或いは、アセトンは、５００〜７５０℃で熱分解されて、ケテンとメタンを生じることが可能である。

上記のケテン、有機カルボン酸ハロゲン化物、有機カルボン酸無水物、またはそれらの任意の２つまたは３つ全ての混合物は、５０％硫酸〜発煙硫酸、好ましくは７５％硫酸〜発煙硫酸、最も好ましくは９０％硫酸〜発煙硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）と、好ましくは１：１のモル比で反応して硫酸モノアシル３を生成し、約２：１のモル比で反応して硫酸ジアシル４を生成する。過剰硫酸は、専門家の裁量で使用されうるが、過剰酸の使用は、更なる分離工程を実施する必要がある場合がある。従って、ほぼ化学量論比の使用が、好ましい。濃硫酸（９０％〜発煙硫酸）の使用が好ましい。発煙硫酸Ｉは、オレウムとしても知られている。それは、三酸化硫黄を１００％硫酸に吸収させた溶液である。１００％硫酸は、１分子のＨ_２Ｏと化合する１分子のＳＯ_３を構成するので、一水和物とも呼ばれる。遊離ＳＯ_３のパーセントは、オレウムまたは発煙硫酸の濃度の尺度として、使用される。従って、２０％発煙硫酸は、１００％硫酸の担体溶媒に加えて２０％の遊離ＳＯ_３を組成する。２０％発煙硫酸は、２０重量％ＳＯ_３と８０重量％Ｈ_２ＳＯ_４（１００％の濃Ｈ_２ＳＯ_４の）を含有する。オレウムまたは発煙硫酸は、８０％の高濃度＋遊離ＳＯ_３を含有することが可能である。反応は、約−８０℃〜約１５０℃、好ましくは約−２０℃〜約１２５℃で、約１バール〜１００バール、好ましくは約１バール〜５０バール、更に好ましくは約１バール〜１０バールの圧力で、実施されうる。前記反応は、不活性溶媒（例、スルホラン、ヘキサン、アセトニトリル等）中で実施されうる。続いての開裂反応のためのジオキサンが、溶媒として使用され、一体化された最初の工程となるのが好ましく、前記工程では、反応混合物が、カルボン酸ハロゲン化物、有機カルボン酸無水物、ケテンまたはそれらの混合物、硫酸およびジオキサンを含有する。次に、この反応混合物は、ジオキサンの開裂反応のために次に記載される条件下で、反応する。

次に、硫酸アシル３または４は、典型的に式：

であるジオキサン５と反応する。他の置換異性体は、容易に想定されうる。ジオキサンが、

であるのが好ましい。ジオキサン環の開裂と反応は、生成物への変換が約６０〜９０％達成するのに十分な時間行う。

上記の反応は、溶媒を使用しないで（この場合、ジオキサンが反応のための溶媒として働く）か、または追加の不活性溶媒（例、アセトニトライト（ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｔｅ）またはトルエン等）を含有する溶液中でかのいずれかで実施されることが可能であり、前記反応は、約−８０℃〜約２００℃の温度で実施される。

ジオキサンが反応のための溶媒として働くのが好ましい。ジオキサンと硫酸アシル３の反応に関して、硫酸アシルに対するジオキサンのモル比は、約１：１〜約１０：１、好ましくは約１：１〜約８：１、最も好ましくは約１：１〜約５：１であり、一方、式４の硫酸アシルに対するジオキサンのモル比は、約２：１〜約１０：１、好ましくは約２：１〜約８：１、更に好ましくは約２：１〜約５：１である。別の表現をすると、硫酸アシルに対するジオキサン比は、ほぼ化学量論比〜約１０：１、好ましくはほぼ化学量論比〜約８：１、更に好ましくはほぼ化学量論比〜約５：１である。ジオキサンと一般式３の硫酸アシルとの反応に関して、温度は、約−８０℃〜約２００℃、好ましくは約−２０℃〜約１６０℃、最も好ましくは約−２０℃〜約５０℃の範囲であり、ジオキサンと一般式４の硫酸アシルとの反応に関して、温度は、約５０℃〜約２００℃、好ましくは約７０℃〜約１６０℃、更に好ましくは約８０℃〜約１４０℃の範囲である。

エーテル開裂のプロセスは、非特許文献２に更に詳細に記載されている。非特許文献３および非特許文献４も参照のこと。

ジオキサン５と硫酸アシル３との反応により、一般式６の開裂生成物を生じ、一方、ジオキサン５とジ硫酸アシル（ｄｉａｃｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ）４との反応により、一般式７の開裂生成物を生じる。

次に、開裂生成物６および７は、一般的に式：

好ましくは

のアミン８を用いて、開裂生成物６および７のスルフェート基をアミン８で置換するのに十分な時間、アミノ化される。開裂生成物７のアミノ化の場合において、少なくとも２モルのアミン８が、各モルの７に対して必要である。一般的に、開裂生成物のスルホネート基に対するアミンのモル比は、ほぼ化学量論比〜約１０：１、好ましくはほぼ化学量論比〜約８：１、更に好ましくはほぼ化学量論比〜約４：１の範囲である。生成物６または生成物７のどちらのアミノ化の場合でも、同一のアミノ化生成物９が生成される。

このアミノ化工程は、当技術分野で一般的な任意の条件下で、実施されうる。アミノ化は、大気圧または高圧で実施されることが可能であり、アミノ化が、比較的低沸点のアミン（例、ｔ−ブチルアミン等）を用いて、実施される場合に、高圧が、特に適切である。

従って、アミノ化は、ほぼ大気圧（１バール）〜約１００バール、好ましくは約１〜約５０バールの圧力で、かつ約４０℃〜約２００℃、好ましくは約４０℃〜約１２５℃の温度で、実施されうる。上記のプロセスは、還流下で実施されうるが、これは必ずしも必要ではない。場合により、ベンゼン、トルエン、ジエチルエーテル、ヘキサン等のような不活性溶媒を使用することも可能である。

上記のアミノ化生成物９は、塩基を用いて生成物１に加水分解される。塩基は、典型的に、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属アルコキシド（例、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド等）である。反応は、約２０℃〜約１１０℃、好ましくは約２０℃〜約５０℃で実施される。前記プロセスは、還流下で実施されうる。溶媒の使用が必要であるかまたは単に所望されるならば、使用されうる溶媒として、水およびアルコールおよびそれらの混合が挙げられる。アルコールは、アルコキシド塩基が誘導されるのと同一のアルコールであることが可能であり、つまり、アルカリ金属のメトキシドのための溶媒に含有されるメタノールである。

２−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエトキシ）エタノール（ＥＥＴＢ）の調製
１００ｍＬの１口フラスコを窒素雰囲気下で、１，４−ジオキサン（２０ｇ、０．２３モル、２０ｍＬ）で満たした。無水酢酸（４ｍＬ、４．２８ｇ、４２ミリモル）を加えた後、２０％発煙硫酸（１．０４ｍＬ、２．０ｇ；１６．４ミリモルのＨ_２ＳＯ_４を含有）を室温で添加した。反応混合液を１０１℃で還流し、ＮＭＲで検出した。その^１Ｈ ＮＭＲスペクトルから、生成物の開裂が、１８時間後に最大に達したことがわかった。反応混合液を真空下で蒸発させて乾燥させた（浴５０℃、１５ｍｍＨｇ）。トルエン（５０ｍＬ）を残渣に加えた後、ｔｅｒｔ−ブチルアミン（３０ｍＬ、２１ｇ、０．２９モル）を室温で添加した。反応混合液を穏やかに（ｔｅｒｔ−ブチルアミンＢＰ＝４４〜４６℃）、３０時間還流した。次に、反応混合液を室温まで冷却して、濾過した。沈殿をトルエンで洗浄した。濾液を真空下で一部蒸発させて、ｔｅｒｔ−ブチルアミンを除去した。残渣を濾過し、沈殿をトルエンで洗浄した。濾液を真空下で蒸発させて、黄色の残留油（４．５ｇ）を得た。ＮＭＲスペクトルは、６０〜７０％純度の２−（２−ｔ−ブチルアミノエトキシ）エチルアセタートを示した。^ＩＨ ＮＭＲスペクトルにおけるシグナルの特徴は、作業中の不十分なアミノ化または加水分解の結果として、主な不純物として２−（２−ヒドロキシエトキシ）エチルアセタートを示唆した（アセトキシ基のシグナル：２．０９ｐｐｍでシングレット、エーテル性シグナル：ｍ、３．６５〜３．７２ｐｐｍ、エステルシグナル：ｍ、４．２１〜４．２７ｐｐｍ）。

メタノール（１０ｍＬ）中に溶かした１５ミリモルのＮａＯＨで２−（２−ｔ−ブチルアミノエトキシ）エチルアセタート（２ｇ、１０ミリモル）を６時間還流した後、真空下で蒸発させ、ジエチルエーテルで抽出させ、真空下で溶媒を除去し、１．６ｇの黄色油を得た。そのＮＭＲは、７０〜７５％純度の２−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエトキシ）エタノール（ＥＥＴＢ）を確認した。ＥＥＴＢは、恐らくジエチレングリコールで汚染されている（３．５９〜３．７３ｐｐｍの範囲に余分のプロトン；ジエチレングリコールに関するＮＭＲデータとの比較により：３．６０ｐｐｍ，ｍ，４Ｈ；３．７４ｐｐｍ，ｍ，４Ｈ）。

発煙硫酸と２倍過剰の無水酢酸とから生成される硫酸ジアセチルでの１，４−ジオキサンの開裂
２０％発煙硫酸と無水酢酸を用いる上記の開裂と同一の反応条件を用いた。（２倍過剰：ＳＯ_３に関して１当量、更にＨ_２ＳＯ_４に関して２当量、そして更に１００％過剰）。更に、ｔ−ＢｕＮＨ_２でのアミノ化をオートクレーブ（ボンベ）内で実施して、最大の完成性を提供した。

１００ｍＬの１口フラスコを窒素雰囲気下で、１，４−ジオキサン（３０ｇ、０．３５モル、３０ｍＬ）で満たした。無水酢酸（７．１ｍＬ、７．６６ｇ、７５ミリモル）を加えた後、２０％発煙硫酸（１．０４ｍＬ、２．０ｇ；０．４ｇ、５．０ミリモルのＳＯ_３と１．６ｇ、１６．４ミリモルのＨ_２ＳＯ_４を含有）を室温で添加した。反応混合液を４０時間還流し、ＮＭＲで検出した。その^１Ｈ ＮＭＲスペクトルは、開裂の生成物の存在を示した。還流を更に８時間続けた。そのＮＭＲは、４０時間後のシグナルと同じセットのシグナルを示した。反応混合液を真空下で蒸発させて乾燥させた（反応混合液を蒸気との接触から保護した。乾燥膜型の真空ポンプを用いてドライアイストラップ内で、溶媒を直接蒸発させた；５０℃、５ｍｍＨｇ）。トルエン（５０ｍＬ）を残渣に加えた後、ｔｅｒｔ−ブチルアミン（３０ｍＬ、２１ｇ、０．２９モル）を室温で添加した。反応混合液を５分間攪拌して、反応混合液をオートクレーブ（ボンベ）内に移し、およそ１７０℃（油浴内で１７５〜１８０℃）で１３時間攪拌した。反応混合液を室温まで冷却して、沈殿を濾過した。沈殿をトルエンで洗浄し、混合濾液を真空で蒸発させた。トルエンを残渣に加え、混合液を炭酸ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、真空中で溶媒を蒸発させて、３．４ｇの黄色油を得た。^１Ｈ ＮＭＲ分析は、７０〜７５％純度で所望の２−（２−ｔ−ブチルアミノエトキシ）エチルアセタート生成物を示した。主な副産物は、前の反応と同様に、２−（２−ヒドロキシエトキシ）エチルアセタートであった。２．０９ｐｐｍ（０．７Ｈ、Ａｃ）で余分なプロトン、３．５８〜３．７２（３Ｈ）および４．２０〜４．２４（０．４５Ｈ、ＣＨ_２ＯＡｃ）。この生成物の一部は、無色針状に結晶した。

発煙硫酸と無水酢酸（ＳＯ_３に対して１当量の無水酢酸、更にＨ_２ＳＯ_４に対して２当量）から生成した硫酸ジアセチルでの１，４−ジオキサンの１２０℃での開裂
１５ｍＬの密閉した管を１，４−ジオキサン（１０ｇ、０．１１モル、１０ｍＬ）で満たし、無水酢酸（２．６７ｍＬ、２．８８ｇ、２８．２ミリモル）を加えた後、２０％発煙硫酸（０．７８ｍＬ、１．５ｇ；０．３ｇ、３．７５ミリモルのＳＯ_３と１．２ｇ、１２．２３ミリモルのＨ_２ＳＯ_４を含有）を室温、窒素雰囲気下で添加した。反応混合液を１２０〜１２２℃で２４時間攪拌し、ＮＭＲで検出した。その^１Ｈ ＮＭＲスペクトルは、開裂の生成物の存在を示した。反応混合液を真空下で蒸発させ乾燥させた。トルエン（５０ｍＬ）を残渣に加えた後、ｔｅｒｔ−ブチルアミン（１７ｍＬ、１１．８ｇ、０．１６モル）を室温で添加した。反応混合液を穏やかに２４時間還流して、室温まで冷却して、沈殿を濾過した。沈殿をトルエンで洗浄し、混合濾液を真空下で蒸発させた。トルエンを残渣に加え、混合液を炭酸ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、真空下で溶媒を蒸発させて、３．５ｇの茶色油を得た。^１Ｈ ＮＭＲ分析は、およそ７０％純度で所望の生成物２−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエトキシ）エチルアセタートを示した。主な副産物は、２−（２−ヒドロキシエトキシ）エチルアセタートまたは２−（２−アセトキシエトキシ）エチルアセタートである。

三酸化硫黄と無水酢酸から生成した硫酸ジアセチルでの１，４−ジオキサンの開裂
１５ｍＬの密閉した管を、窒素大気圧下、ジオキサン（１０ｇ、０．１１５モル）、無水酢酸（１．８１ｍＬ、１．９６ｇ、１９ミリモル）、および三酸化硫黄（１．５４ｇ、１９ミリモル）で満たした。反応混合液を１１９〜１２３℃で５時間攪拌した（茶色の透明溶液）。その^１Ｈ ＮＭＲ分析は、開裂生成物の特徴的なシグナルを示した。反応混合液を真空下で濃縮した。残渣をトルエン（３０ｍＬ）に溶かしたｔｅｒｔ−ブチルアミン（２０ｍＬ、１３．９２ｇ、０．１９モル）で２４時間穏やかに還流しながら攪拌した。反応混合液を室温まで冷却して、濾過し、沈殿をトルエンで洗浄した。濾液を蒸発させ、生成物をトルエンで抽出した。抽出物を真空下で蒸発させて、２ｇの黄茶色油を得た。ＮＭＲ試験は、およそ６５％の純度で所望の生成物２−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエトキシ）エチルアセタートを示した。

Claims (10)

1. 下記式：
   

   

   （式中、Ｒ^１およびＲ^２は、各々、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基およびヒドロキシルアルキル基からなる群から選択され、或いは、Ｒ^１およびＲ^２は、それらが結合する炭素原子と一緒になって、３〜８個の炭素原子を有するシクロアルキル基を形成し；Ｒ^３は、水素、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基およびヒドロキシアルキル基並びにそれらの組み合わせからなる群から選択され；Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０およびＲ^１１は、同一または異なって、水素、１〜４個の炭素を有するアルキル基およびヒドロキシアルキル基からなる群から選択され、但し、Ｒ^３が水素である場合、窒素原子に直接結合した炭素原子に結合したＲ^４およびＲ^５の少なくとも一方は、アルキル基またはヒドロキシアルキル基である）
   の高度立体障害第２級アミノエーテルアルコールの合成方法であって、
   下記式：
   

   

   （式中、Ｒ^１２およびＲ^１３は、同一または異なって、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基、水素またはそれを置換するＣ_１〜Ｃ_１０アルキル基を有するアリール基およびそれらの組み合わせからなる群から選択され；Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉおよびそれらの組み合わせからなる群から選択されるハロゲンであり；Ｒ^ｘおよびＲ^ｙは、同一または異なって、水素、１〜４個の炭素を有するアルキル基およびアリール基からなる群から選択され、前記アリール基は、水素、および１〜１０個の炭素を有する１個または複数個のアルキル基およびそれらの組み合わせからなる群から選択される置換基を有し、或いは、Ｒ^ｘおよびＲ^ｙは、それらが結合する炭素と一緒になって、３〜８個の炭素を有するシクロアルキル基を形成する）
   の有機カルボン酸ハロゲン化物、有機カルボン酸無水物、ケテン、またはそれらのうち任意の２つまたは３つ全ての混合物を、５０％硫酸〜発煙硫酸と反応させ、下記式：
   

   

   の硫酸モノアシル（３）および／または硫酸ジアシル（４）を生成した後、下記式：
   

   

   （式中、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０およびＲ^１１は、同一または異なって、水素、１〜４個の炭素を有するアルキル基およびヒドロキシアルキル基並びにそれらの組み合わせから選択される）
   のジオキサンと反応させて、構造６および／または７：
   

   

   およびそれらの混合の生成物を生じ、次に下記式：
   

   

   （式中、Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３は、前記の通りに定義される）
   のアルキルアミンでアミノ化して、一般式９：
   

   

   の物質またはそれらの混合物を生じ、次に塩基で加水分解して、生成物（１）を生じる工程
   を含むことを特徴とする合成方法。
2. 下記式：
   

   

   の有機カルボン酸ハロゲン化物を用いることを特徴とする請求項１に記載の合成方法。
3. 下記式：
   

   

   の有機カルボン酸無水物を用いることを特徴とする請求項１に記載の合成方法。
4. 下記式：
   

   

   のケテンを用いることを特徴とする請求項１に記載の合成方法。
5. Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３がメチル基であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の合成方法。
6. Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０およびＲ^１１が水素であり、Ｒ^ＸおよびＲ^ｙが水素またはフェニル基であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の合成方法。
7. 前記塩基が、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属アルコキシドおよびアルカリ金属炭酸塩からなる群から選択されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の合成方法。
8. Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３がメチル基であり、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０およびＲ^１１が水素であり、Ｒ^ＸおよびＲ^ｙが水素またはフェニル基であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の合成方法。
9. 前記ケテン、有機カルボン酸ハロゲン化物、有機カルボン酸無水物、それらのうち任意の２つまたは３つ全ての混合物とＨ_２ＳＯ_４を、−８０℃〜１５０℃の温度で、化学量論比において反応させ、生成したスルフェートを、スルフェートに対するジオキサンの比が化学量論比〜１０：１で、ジオキサンと反応させて、−８０℃〜２００℃の温度でジオキサンを開裂し、その結果としての開裂生成物を、化学量論比〜１０：１の開裂生成物に対するアミンのモル比において、大気圧（１バール）〜１００バールの圧力、４０℃〜２００℃の温度で、アルキルアミンと反応させ、アミノ化生成物を、２０℃〜１１０℃で、塩基で加水分解することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の合成方法。
10. 前記ケテン、有機カルボン酸ハロゲン化物、有機カルボン酸無水物、任意の２つまたは３つ全ての混合物、硫酸およびジオキサンの混合が、単一の工程で化合され、反応混合物を、−８０℃〜２００℃の温度に加熱して、開裂生成物を生じ、前記開裂生成物と前記アルキルアミンを、化学量論比〜１０：１の範囲の開裂生成物に対するアミンの比で、大気圧（１バール）〜１００バールの圧力で、４０℃〜２００℃の温度で、反応させ、アミノ化生成物を、２０℃〜１１０℃で、塩基で加水分解することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の合成方法。