JP6843141B2 - 部分的にＮ−ヒドロキシエチル化されたｔｅｒｔ−１，６−ヘキサンジアミンの改善された合成方法 - Google Patents

部分的にＮ−ヒドロキシエチル化されたｔｅｒｔ−１，６−ヘキサンジアミンの改善された合成方法 Download PDF

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Description

本発明は、部分的にＮ−ヒドロキシエチル化されたｔｅｒｔ−１，６−ヘキサンジアミンの合成に関する。
部分的にＮ−ヒドロキシエチル化されたｔｅｒｔ−１，６−ヘキサンジアミンは、様々な用途の対象となり得る。
部分的にＮ−ヒドロキシエチル化されたｔｅｒｔ−１，６−ヘキサンジアミンは、有利には、例えば、天然ガスであろうと燃焼ガスであろうと、酸性ガスを脱酸するために使用することができる。酸性ガスの脱酸は、これらのガス中の、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、硫化カルボニル（ＣＯＳ）、二硫化炭素（ＣＳ２）等の酸性化合物の比率を低減させることであると理解される。
部分的にＮ−ヒドロキシエチル化されたｔｅｒｔ−１，６−ヘキサンジアミンは、ポリマー、特にポリウレタンを生成する製剤に入れることができる。
部分的にＮ−ヒドロキシエチル化されたｔｅｒｔ−１，６−ヘキサンジアミンは、他の化学分野において適用される分子の前駆体化合物であり得る。
部分的にＮ−ヒドロキシエチル化されたｔｅｒｔ−１，６−ヘキサンジアミンの中でも、ハロゲン化前駆体反応物質の使用を要する、次式（Ｉ２）のＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの合成が周知である。
Figure 0006843141
特許文献１は、例えば、１モルの１，６−ジクロロヘキサンと２モルの２−（メチルアミノ）エタノールとの間の縮合反応によるＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの合成を記載している。この縮合反応は、必然的に、２モルの塩酸を生成する。アミンの精製は、塩基との反応によって塩酸を塩に転換すること、例えばソーダとまたは炭酸ナトリウムとの反応によって塩酸を塩化ナトリウムに転換することを要する。
非特許文献１は、１モルの１，６−ジブロモヘキサンと２モルの２−（メチルアミノ）エタノールとの間の縮合反応によるＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの合成を記載している。この縮合反応は、必然的に、２モルの臭化水素酸を生成する。アミンの精製は、塩基との反応によって臭化水素酸を塩に転換すること、例えばソーダまたは炭酸ナトリウムとの反応によって臭化水素酸を臭化ナトリウムに転換することを要する。
非特許文献２は、ソーダの存在下でのＮ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミンと２−ブロモエタノールとの間の縮合反応によるＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの合成を記載している。この合成経路は、１モルのＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン当たり２モルの臭化ナトリウムを生じる。
非特許文献１はまた、１，６−ヘキサンジアミンからの４段階工程におけるＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの合成を記載しており、第１の工程は、１モルの１，６−ヘキサンジアミンと２モルの塩化トシルまたは塩化ｐ−トルエンスルホニルとの間の反応であり、１モルのＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジトシル−１，６−ヘキサンジアミンおよび２モルの塩酸を生成する。反応生成物の精製には、塩基との反応によって塩酸を塩に転換すること、例えばソーダまたは炭酸ナトリウムとの反応によって塩酸を塩化ナトリウムに転換することを要する。
非特許文献１はまた、１，６−ジブロモヘキサンからの３段階工程におけるＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの合成を記載しており、第１の工程は、１モルの１，６−ジブロモヘキサンと２モルのトシル酸メチルアミンまたはＮ−メチル−ｐ−トルエンスルホンアミドとの間の反応であり、１モルのＮ，Ｎ’−ジ（ｐ−トシル）ヘキサンジアミンおよび２モルの臭化水素酸を生成する。アミンの精製には、塩基との反応によって臭化水素酸を塩に転換すること、例えばソーダまたは炭酸ナトリウムとの反応によって臭化水素酸を臭化ナトリウムに転換することを要する。
上記の従来技術の合成様式において、反応は、所望の生成物と並行して塩を生成する。形成される塩は、例えば、濾過、遠心分離または洗浄によって、媒体から分離する必要がある。これらの合成経路は、大量の塩の管理および除去を必要とし、無公害かつ持続性のある化学物質に関する現状を満たさない。したがってこれらの合成経路を工業規模に拡大することは望ましくない。
米国特許出願公開第２００５／０１６４９０３号
Ishidate et al, 1958（「Studies on carcinostatic substances. XVIII. Anticancer action of N,N’-bis(2-chloroethyl)-N,N’-dimethylpolymethylenediamines」）、Chemical & Pharmaceutical Bulletin (1958)、vol.6、pp.164-169 NieおよびBowmanによる記事、2002（「Synthesis and photopolymerization of N,N’-dimethyl, -N,N’-di(methacryloxyethyl)-1,6-hexanediamine as a polymerizable amine coinitiator for dental restorations」）Biomaterials 23, 2002, pp 1221-1226
本発明者らは、下記の一般式（Ｉ）を有するいくつかの部分的にＮ−ヒドロキシエチル化されたｔｅｒｔ−１，６−ヘキサンジアミンを、例えば１，６−ジクロロヘキサン若しくは１，６−ブロモヘキサンまたは別の１，６−ジハロヘキサン等のハロゲン化合物を使用せず、また、例えば２−ブロモエタノールまたは別の２−ハロエタノール等の他のハロゲン化合物や、例えば塩化トシル等のハロゲン化トシルのファミリーに属する反応物質も使用しない手順に従って調製できることを発見した。本発明者らは、これらの部分的にＮ−ヒドロキシエチル化されたｔｅｒｔ−１，６−ヘキサンジアミンが、産業開発を考慮するのに適した、塩を生じない手順に従って調製できることを発見した。
本発明による合成方法は、ハロゲン原子を含まない前駆体出発物質を系統的に使用し、ハロゲン化有機反応物質が関与しない反応に基づく。
特に、本発明による合成方法は、１位および６位の、すなわちアルファ位およびオメガ位の炭素原子がハロゲン原子、例えば塩素または臭素原子等に結合していない、６個の炭素原子の直鎖状配列からなる炭素骨格を有する、ハロゲン原子非含有前駆体のファミリーを使用する。
この前駆体ファミリーは、４個の中心炭素原子がそれぞれ２個の水素原子に結合し、１位および６位の、すなわちアルファ位およびオメガ位の２個の炭素原子がそれぞれ、
● 窒素原子への単結合（この場合、前駆体は１，６−ヘキサンジアミンである）、
● 酸素原子への単結合（この場合、前駆体は１，６−ヘキサンジオールである）、
● 酸素原子への二重結合（この場合、前駆体はアジポアルデヒドである）、
● 酸素原子への二重結合および酸素原子への単結合（この場合、前駆体はアジピン酸またはアジピン酸ジエステルである）
のいずれかによって結合している、６個の炭素原子の直鎖状配列を有する。
この前駆体ファミリーに加えて、一般式（Ｉ）を有する部分的にＮ−ヒドロキシエチル化されたｔｅｒｔ−１，６−ヘキサンジアミンを生成するために使用される他の生成物は、決してハロゲン化有機化合物ではない。
一般式（Ｉ）による化合物は、場合によっては、ハロゲン化水素酸を生成しない１〜３つの反応工程において、この前駆体ファミリーから得ることができる。
合成方法において要する反応は、分離ないし除去すべき塩を生じない。これらの反応は、合成方法において、水および／または軽質アルコール等の副生成物のみを生じる。
その意味で、本発明は、有利には、従来技術から区別される。
したがって本発明は、以下の一般式（Ｉ）：
Figure 0006843141
（式中、基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ、メチル基およびヒドロキシエチル基のうちから無差別に選択され、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のうちの少なくとも１つの基はメチル基である）
の部分的にＮ−ヒドロキシエチル化されたｔｅｒｔ−１，６−ヘキサンジアミンのファミリーに属する少なくとも１種の窒素化合物の合成方法を提供する。
この方法は、ｎ個の反応工程を含み、ｎは１〜３の範囲であり、ｎ個の反応工程のうちいずれもハロゲン化反応物質を含まない。
この方法は、第１のハロゲン原子非含有前駆体化合物と第２のハロゲン原子非含有前駆体化合物との間の少なくとも第１の反応を含み、第１の前駆体化合物は、４個の中心炭素がそれぞれ２個の水素原子に結合し、アルファ位およびオメガ位の炭素原子がハロゲン原子に結合していない、６個の炭素原子の直鎖状配列からなる炭素骨格を含む。
本発明の1つの実施形態によると、少なくとも以下の式（Ｉ２）：
Figure 0006843141
を有するＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンが形成される。
1つの実施形態によると、第１の前駆体化合物は、１，６−ヘキサンジアミンであり、第２の前駆体化合物はエチレンオキシドである。次いでこの方法は、
− Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンおよびＮ，Ｎ，Ｎ’−トリ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンを含むリストから選択される少なくとも１種の中間体化合物を形成する、１，６−ヘキサンジアミンとエチレンオキシドとの間の第１の反応工程と、
− 少なくとも１種の一般式（Ｉ）による化合物を形成する、前記少なくとも１種の中間体化合物の第１級または第２級アミン官能基のメチル化を行う第２の工程と
を含む。
好ましくは、第２のメチル化工程は、水素化触媒の存在下での前記中間体化合物とホルムアルデヒドと水素との間での反応によって、またはエシュヴァイラー‐クラーク反応に従って前記中間体化合物とホルムアルデヒドとギ酸との間での反応によって実施される。
有利には、第１の反応工程の終わりに反応していなかった残留１，６−ヘキサンジアミンは、前記少なくとも１種の中間体化合物から前記１，６−ヘキサンジアミンを蒸留することによって分離した後、前記第１の反応工程にリサイクルされる。
有利には、エチレンオキシドの１，６−ヘキサンジアミンに対するモル比は３／１以下、好ましくは２．５／１以下である。
この方法は、第１の反応工程の終わりに、少なくとも１種の中間体化合物の、好ましくは蒸留による少なくとも１つの分離工程をさらに含むことができ、こうして第２のメチル化工程の終わりに、一般式（Ｉ）と一致する特定の化合物または一般式（Ｉ）と一致する特定の化合物の組み合わせが形成される。
1つの実施形態によると、第１の前駆体化合物は１，６−ヘキサンジオールであり、第２の前駆体化合物はメチルアミンである。それによりこの方法は、
− 好ましくは水素および水素化触媒の存在下で、１，６−ヘキサンジオールとメチルアミンとの間で縮合反応させて、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミンを生成する、第１の工程と、
− Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミンとエチレンオキシドとの間で反応させて、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンを生成する、第２の反応工程と
を含む。
1つの実施形態によると、第１の前駆体化合物はアジポアルデヒドであり、第２の前駆体化合物はメチルアミンである。
この場合、この方法は、
− アジポアルデヒドとメチルアミンとの間の縮合によって、１，６−ビス（メチルイミノ）−ヘキサンを生成する、第１の反応工程と、
− １，６−ビス（メチルイミノ）−ヘキサンを還元して、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミンを生成する、第２の反応工程と、
− エチレンオキシドを用いてＮ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミンをエトキシ化して、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンを生成する、第３の反応工程と
を含む。
あるいは、この方法は、水素および水素化触媒の存在下でアジポアルデヒドとＮ−メチル−２−アミノエタノールとを縮合させて、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンを生成する工程を含むことができる。
1つの実施形態によると、第１の前駆体化合物は、アジピン酸またはアジピン酸ジエステルである。
この場合、第２の前駆体化合物は、Ｎ−メチル−２−アミノエタノールであってよく、それによりこの方法は、以下の２つの工程：
− Ｎ−メチル−２−アミノエタノールとアジピン酸またはアジピン酸ジエステルとを縮合させ、前記アジピン酸ジエステルが好ましくはアジピン酸ジメチルまたはアジピン酸ジエチルであり、それによってＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−アジポアミドを生成する、第１の反応工程と、
− Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−アジポアミドのアミド官能基を第３級アミン官能基に還元して、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンを生成する、第２の工程と
を含む。
あるいは、第２の前駆体化合物は、メチルアミンであってよく、それによりこの方法は、以下の３つの工程：
− メチルアミンとアジピン酸またはアジピン酸ジエステルとを縮合させ、前記アジピン酸ジエステルが好ましくはアジピン酸ジメチルまたはアジピン酸ジエチルであり、それによってＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−アジポアミドを生成する、第１の工程と、
− 好ましくは接触水素化によってまたは水素化物、好ましくは水素化リチウムおよびアルミニウムの作用を通して、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−アジポアミドのアミド官能基を第３級アミン官能基に還元して、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミンを生成する、第２の工程と、
− エチレンオキシドを用いてＮ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミンの第２級アミン官能基をエトキシ化し、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンを生成する、第３の工程と
を含む。
別の実施形態によると、第１の前駆体化合物は１，６−ヘキサンジアミンであり、第２の前駆体化合物はホルムアルデヒドである。それによりこの方法は、
− 水素触媒の存在下で、１，６−ヘキサンジアミンをホルムアルデヒドおよび水素と反応させることによって部分的にメチル化し、Ｎ−メチル−１，６−ヘキサンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミンおよびＮ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミンを含むリストから選択される少なくとも１種の中間体化合物を生成する、第１の工程と、
− エチレンオキシドと少なくとも１種の中間体化合物とを反応させて、少なくとも１種の一般式（Ｉ）の化合物を生成する、第２の反応工程と
を含む。
本発明のその他の特徴および利点については、添付の図面を参照しながら、非限定的な例を通して列挙する実施形態の以下の説明を読めば明らかになるであろう。
本発明の実施形態による、１，６−ヘキサンジアミンからの一般式（Ｉ）の化合物の合成方法を示す。 本発明の実施形態による、１，６−ヘキサンジオールからのＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの合成を示す。 本発明の実施形態による、アジポアルデヒドからのＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの合成（３つの工程）を示す。 本発明の別の実施形態による、アジポアルデヒドからのＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの合成（１つの工程）を示す。 本発明の実施形態による、アジピン酸ジメチルまたはアジピン酸からのＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの合成（２つの工程）を示す。 本発明の別の実施形態による、アジピン酸ジメチルまたはアジピン酸からのＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの合成（３つの工程）を示す。 本発明の別の実施形態による、１，６−ヘキサンジアミンからの一般式（Ｉ）の化合物の合成方法を示す。
図面中、略語「ｃａｔ」は触媒を意味し、矢印は反応工程を表す。これらは、反応スキームである。本発明による合成方法の説明図は、その実行に必要な成分の全てを含んだものではない。本発明を理解するために必要な要素のみを示すものであり、当業者は、本発明を実行するためにこの図示したものに補足することができる。
本発明は、以下の一般式（Ｉ）：
Figure 0006843141
（式中、基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ、メチル基およびヒドロキシエチル基のうちから無差別に選択され、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のうちの少なくとも１つの基はメチル基である）
を有する部分的にＮ−ヒドロキシエチル化されたｔｅｒｔ−１，６−ヘキサンジアミンの合成に関する。
好ましくは、基Ｒ１およびＲ３はメチル基であり、基Ｒ２はヒドロキシエチル基である、または基Ｒ２およびＲ３はメチル基であり、基Ｒ１はヒドロキシエチル基である。
以下の部分的にＮ−ヒドロキシエチル化されたｔｅｒｔ−１，６−ヘキサンジアミン：
− 以下の式（Ｉ１）を有するＮ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン：
Figure 0006843141
− 以下の式（Ｉ２）を有するＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン：
Figure 0006843141
− 以下の式（Ｉ３）を有するＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ’，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン：
Figure 0006843141
− 式（Ｉ４）を有するＮ−メチル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン：
Figure 0006843141
のうちの少なくとも１つを、有利には、本発明に従って合成することができる。
１，６−ヘキサンジアミンからの合成
図１は、式（ＩＩＩ）の１，６−ヘキサンジアミンからの少なくとも１種の一般式（Ｉ）の化合物の合成を示す。
この方法は、１，６−ヘキサンジアミンから連続する２段階の反応工程からなる。
第１の工程は、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン（式ＩＩ１）またはＮ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン（式ＩＩ２）またはＮ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン（式ＩＩ３）またはＮ，Ｎ，Ｎ’−トリ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン（式ＩＩ４）、またはこれらの分子の混合物等の部分的にエトキシ化された１，６−ヘキサンジアミンのいずれかを得るのに好適な量および条件で１，６−ヘキサンジアミンをエチレンオキシド（式ＩＶ）と反応させるものである。これらの式（ＩＩ１）から（ＩＩ４）の部分的にエトキシ化された１，６−ヘキサンジアミンは、この合成様式における中間体生成物である。
反応条件は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンを得ず、残留１，６−ヘキサンジアミンの量を最小限にするのに適したものである。したがって、エチレンオキシドの１，６−ヘキサンジアミンに対するモル比は３／１以下、好ましくは２．５／１以下で操作することが有利である。エチレンオキシドと１，６−ヘキサンジアミンとの間のモル比の選択は、得られる生成物の組成をコントロールする。
残留１，６−ヘキサンジアミンが存在する場合、これを例えば蒸留によって媒体から除去することができ、場合によってはリサイクルされる。
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンが生じた場合、これを例えば蒸留によって媒体から除去することができる。
中間体化合物の混合物を得た場合、そのまま第２の工程を実施することができる、または例えば蒸留によって分離して、一般式（Ｉ）の化合物のうちの１つ
またはこれらの化合物（式Ｉ１〜Ｉ４）の組み合わせを第２の工程の最後に得ることができる。
第２の工程は、第１の工程で得られた（式ＩＩ１〜ＩＩ４の）中間体化合物の第１級または第２級アミン官能基をメチル化して、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン（式Ｉ１）および／またはＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン（式Ｉ２）および／またはＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ’，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン（式Ｉ３）および／またはＮ−メチル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン（式Ｉ４）を得るものである。
アミン官能基のメチル化は、当業者に既知の任意の手段を用いて、特に好適な触媒の存在下でホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）および水素（Ｈ２）との反応（図１に示す）または例えばエシュヴァイラー‐クラーク反応として知られる反応に従ってホルムアルデヒドおよびギ酸との反応によって達成することができる。
１，６−ヘキサンジアミンからの代替の合成経路によると、エトキシ化およびメチル化の工程は、上記のおよび図１に示す経路に対して逆行させることができる。この場合、水素化触媒の存在下でのホルムアルデヒドおよび水素との反応による第１の工程の１，６−ヘキサンジアミンの部分的メチル化により、Ｎ−メチル−１，６−ヘキサンジアミン［式（ＩＩ’４）］および／またはＮ，Ｎ−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン［式（ＩＩ’３）］および／またはＮ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン［式（ＩＩ’２）］および／またはＮ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン［式（ＩＩ’１）］が生成される。次いで、第２の工程において、エチレンオキシド［式（ＩＶ）］との反応によって第１級および第２級アミン官能基がエトキシ化される。この第１の合成方法のこの変形形態を図７に示す。
１，６−ヘキサンジオールからの合成
一般式（Ｉ）の化合物を、１，６−ヘキサンジオール［式（Ｖ）］から合成することができる。
図２は、一般式（Ｉ）の化合物の一例である式（Ｉ２）のＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの、式（Ｖ）の１，６−ヘキサンジオールからの合成を示す。
合成は、一連の２段階反応工程：一般に水素および好適な触媒の存在下で過剰に使用されるメチルアミン（ＭｅＮＨ２）を用いた１，６−ヘキサンジオールの縮合によってＮ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン［式（ＶＩ）］を生成し、これを後続してエチレンオキシド［式（ＩＶ）］とのエトキシ化反応を通してＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン［式（Ｉ２）］に転換することからなる。
アジポアルデヒドからの合成
一般式（Ｉ）の化合物は、アジポアルデヒドから合成することができる。
３段階反応工程における合成
一般式（Ｉ）の化合物は、アジポアルデヒド［式（ＶＩＩ）］からの３段階の反応工程において合成することができる。
図３は、３段階反応工程における合成方法による、一般式（Ｉ）の化合物の一例である式（Ｉ２）のＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの、式（ＶＩＩ）のアジポアルデヒドからの合成を示す。
合成は、一連の３段階反応工程からなる。
第１の工程は、アジポアルデヒド［式（ＶＩＩ）］とメチルアミン（ＭｅＮＨ２）との縮合反応によって、１，６−ビス（メチルイミノ）−ヘキサン［式（ＶＩＩＩ）］を生成するものである。
第２の反応工程は、１，６−ビス（メチルイミノ）−ヘキサン［式（ＶＩＩＩ）］をＮ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン［式（ＶＩ）］に還元するものである。
第３の反応工程は、エチレンオキシド［式（ＩＶ）］を用いてＮ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン［式（ＶＩ）］をエトキシ化し、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン［式（Ｉ２）］を形成するものである。
１段階反応工程における合成
一般式（Ｉ）の化合物は、アジポアルデヒド［式（ＶＩＩ）］から一段階反応工程で合成することができる。
図４は、１段階反応工程における合成方法による、一般式（Ｉ）の化合物の一例である式（Ｉ２）のＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの、アジポアルデヒド［式（ＶＩＩ）］からの合成を示す。
合成は、水素および好適な水素化触媒の存在下でのアジポアルデヒド［式（ＶＩＩ）］とＮ−メチル−２−アミノエタノール［式（ＩＸ）］との縮合によって、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン［式（Ｉ２）］を生成するものである。
この転換は、還元的アミノ化とも呼ばれ、第２級アミンとアルデヒドを縮合してアミンを得ることと、次いでそれを第３級アミンに水素化することからなる一連の２段階反応によってもたらされる。
アジピン酸からまたはアジピン酸ジエステルからの合成
一般式（Ｉ）の化合物は、アジピン酸から、またはアジピン酸ジエステルから合成することができる。
２段階反応工程における合成
一般式（Ｉ）の化合物は、アジピン酸［式（ＸＩ）］からまたはアジピン酸ジメチル［式（Ｘ）］等のアジピン酸ジエステルからの２段階反応工程において合成することができる。
図５は、２段階反応工程における合成方法による、一般式（Ｉ）の化合物の一例である式（Ｉ２）のＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの、アジピン酸［式（ＸＩ）］からまたはアジピン酸ジメチル［式（Ｘ）］等のアジピン酸ジエステルからの合成を示す。
第１の工程は、Ｎ−メチル−２−アミノエタノール［式（ＩＸ）］と、アジピン酸［式（ＸＩ）］または非限定的な例としてアジピン酸ジメチル［式（Ｘ）］若しくはアジピン酸ジエチル等のアジピン酸ジエステルのいずれかとの縮合反応からなる。得られた縮合生成物は、ジアミド、すなわちＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）アジパミド［式（ＸＩＩ）］である。
第２の工程は、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）アジパミド［式（ＸＩＩ）］のアミド官能基の、第３級アミン官能基への還元によって、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン［式（Ｉ２）］を生成するものである。
この還元は、接触水素化による還元または水素化リチウムおよびアルミニウム等の水素化物の作用等の任意の既知の手段によって実施することができる。
３段階反応工程における合成
一般式（Ｉ）の化合物は、アジピン酸［式（ＸＩ）］から、またはアジピン酸ジメチル［式（Ｘ）］等のアジピン酸ジエステルからの３段階反応工程において合成することができる。
図６は、３段階反応工程における合成方法による、一般式（Ｉ）の化合物の一例である式（Ｉ２）のＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンの、アジピン酸［式（ＸＩ）］からまたはアジピン酸ジメチル［式（Ｘ）］等のアジピン酸ジエステルからの合成を示す。
第１の工程は、メチルアミン（ＭｅＮＨ２）とアジピン酸［式（ＸＩ）］または非限定的な例としてアジピン酸ジメチル［式（Ｘ）］若しくはアジピン酸ジエチル等のアジピン酸ジエステルのいずれかとの縮合からなる。得られる縮合生成物は、ジアミド：式（ＸＩＩＩ）のＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−アジパミドである。
第２の工程は、式（ＸＩＩＩ）のＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−アジパミドのアミド官能基の、第３級アミン官能基への還元によって、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン［式（ＶＩ）］が生成されるものである。この還元は、接触水素化による還元または水素化リチウムおよびアルミニウム等の水素化物の作用等の任意の既知の手段によって実施することができる。
第３の工程は、エチレンオキシド［式（ＩＶ）］を用いたＮ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン［式（ＶＩ）］の第２級アミン官能基のエトキシ化によって、式（Ｉ２）のＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンが生成されるものである。

付録： 化合物名および図面中に掲載されるそれらの式の一覧
Figure 0006843141
Figure 0006843141

Claims (7)

  1. 以下の一般式（Ｉ）：
    Figure 0006843141
     （式中、基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ、メチル基およびヒドロキシエチル基のうちから無差別に選択され、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のうちの少なくとも１つの基はメチル基である）
    を有する、部分的にＮ−ヒドロキシエチル化されたｔｅｒｔ−１，６−ヘキサンジアミンのファミリーに属する少なくとも１種の窒素化合物の合成方法であって、
    ２個の反応工程を含み、
    第１のハロゲン原子非含有前駆体化合物と第２のハロゲン原子非含有前駆体化合物との間の少なくとも第１の反応を含み、
    前記２個の反応工程のうちいずれも、ハロゲン化反応物質を含まない、方法であって、
    前記第１の前駆体化合物が１，６−ヘキサンジアミンであり、前記第２の前駆体化合物がエチレンオキシドであり、
    前記方法が、
    Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンおよびＮ，Ｎ，Ｎ’−トリ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンを含むリストから選択される少なくとも１種の中間体化合物を形成する、１，６−ヘキサンジアミンとエチレンオキシドとの間の第１の反応工程と、
    少なくとも１種の一般式（Ｉ）による化合物を形成する、前記少なくとも１種の中間体化合物の第１級または第２級アミン官能基のメチル化を行う第２の工程とを含み、
    前記第２のメチル化工程が、水素化触媒の存在下で前記中間体化合物とホルムアルデヒドと水素との間での反応によって、またはエシュヴァイラー‐クラーク反応に従って前記中間体化合物とホルムアルデヒドとギ酸との間での反応によって行われる、方法。
  2. 以下の一般式（Ｉ２）：
    Figure 0006843141
     を有する、少なくともＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ヒドロキシエチル）−１，６−ヘキサンジアミンを形成する、請求項１に記載の方法。
  3. 第１の反応工程の終わりに反応していなかった残留１，６−ヘキサンジアミンが、前記少なくとも１種の中間体化合物から前記１，６−ヘキサンジアミンを蒸留することによって分離した後、前記第１の反応工程にリサイクルされる、請求項１または２に記載の方法。
  4. エチレンオキシドの１，６−ヘキサンジアミンに対するモル比が、３／１以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
  5. エチレンオキシドの１，６−ヘキサンジアミンに対するモル比が、２．５／１以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
  6. 第１の反応工程の終わりに、少なくとも１種の中間体化合物の少なくとも１つの分離工程をさらに含み、それによって第２のメチル化工程の終わりに、一般式（Ｉ）に該当する特定の化合物または一般式（Ｉ）に該当する特定の化合物の組み合わせを形成する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 第１の反応工程の終わりに、少なくとも１種の中間体化合物の蒸留による少なくとも１つの分離工程をさらに含み、それによって第２のメチル化工程の終わりに、一般式（Ｉ）に該当する特定の化合物または一般式（Ｉ）に該当する特定の化合物の組み合わせを形成する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
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