JPH02172960A - シクロプロパンカルボキサミドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、触媒量のアルコレートの存在下でそして炭化
水素溶媒の不存在下でシクロプロパンカルボン酸エステ
ルをＮＨ，と反応させることによルシクロプロパン力ル
ポキサミドの製造方法に関すεものである。

シクロプロパンカルボキサミドは、例えばシクロプロピ
ルアミンへの転化後に、反応して医薬品および植物保護
分野において活性な化合物を与える有機中間生成物であ
る。そのような使用においては、全ての中間生成物はこ
れまでの製造方法では得られないような高純度で分離さ
れなければならず、そのためには収率を減少させる追加
の精製段階を次に実施しなければならなかった。

対応するアミド類を与えるためのエステル類とアンモニ
アとの反応は一般的に公知であり、公知の方法において
は溶媒まｔ；は溶媒混合物が常に使用されている。

すなわち、ドイツ公開明細書１，９３９．７５９（米国
特許３，７１１．５４９と同一）に従うと、０．１５モ
ルのナトリウムメトキシドおよび０．９５モルのシクロ
プロパンカルボン酸メチルの混合物を４０ｔａＱのメタ
ノールおよび３９０ｍ１２０トルエン中で約８０℃にお
いてアンモニアと反応させる。

これは８５−９０％の転化率を与えるが、この結果はト
ルエン中２０−２５％強度溶液状で使用される４０−８
０１１＋２１モルのエステルの好適なメタノール濃度が
保たれている場合にのみ得られるものである。トルエン
が少なくなると、アミドの収率は低くなる。同様に、メ
タノールが少なくなると、転化率は約５９％に低下する
。大規模な工業的工程の変法では、操作圧力は２８気圧
に達する。

これらの条件下で得られる最適値である９０％の転化率
は蒸留による処理を必要とし、そこではメタノール、ト
ルエンおよび未転化のシクロプロパンカルボン酸メチル
を再循環させなければならない。てミドはアルカリ性の
水性媒体中で加水分解敏感性であるため、水および塩酸
を次に蒸留で得られたシクロプロパンカルボキサミド、
残存トルエンおよびナトリウムメトキシドからなるフラ
スコ残渣に加え、水相を分離漏斗中で分離し、そして有
機相を再び水で抽出する。すると、このようにして得ら
れた高度に希釈された水溶液中にシクロプロパンカルボ
キサミドが存在している。

ヨーロッパ特許２０５．４０３は、種々の触媒、例えば
グリコールまたはグリセロールの如き多価アルコール類
のナトリウム塩、を使用する立体障害第二級および第三
級シクロプロパンカルボン酸エステルとアンモニアとの
反応を記載している。

この反応では、過剰量の多価アルコールを使用して均質
な触媒溶液を維持しなければならない、触媒はメタノー
ルの使用により溶解させることもできる。使用される他
の溶媒は、キシレンである。

処理においては多価アルコールを共沸除去することが必
要であり、それはグリコールの場合には例えばｐ−シメ
ンによりなされ、その後、水を加え、そしてｐ−シメン
を共沸除去する。上記のヨーロッパ特許出願は、１００
−２００℃の操作温度、１６パールまでの操作圧力、お
よび５０−９１％の範囲の収率を報告している。

一般的な一価脂肪族アルコール類のアルコレート類を使
用にさかのぼること、すなわち先行技術とは対照的に処
理の難しいグリコールまたはグリセロールのアルコレー
ト類を使用しないでしかも炭化水素溶媒の不存在下にお
いてさえ実施すること、が可能であることが今見いださ
れた。

そのような工程の一つの重要な利点は、より濃縮された
溶液を用いる処理の結果としての比較的高い空間収率で
ある。さらに、シクロプロパンカルボキサミドは結晶形
で得られるため非常に高純度である。さらに、高くとも
６バールの非常に低い操作圧力を使用することができる
。別の利点は以下の記載から証明される。

本発明は従って、触媒量のアルコレートの存在下でシク
ロプロパンカルボン酸エステルをアンモニアと反応させ
ることによるシクロプロパンカルボキサミドの製造方法
において、式 ％式％ 〔式中、 Ｒは直鎖もしくは分枝鎖状のＣ４−Ｃ，−アルキルであ
る］ のシクロプロパンカルボン酸エステルを一価のＣ，−Ｃ
Ｓ−アルコールのアルカリ金属アルコレートの存在下で
炭化水素溶媒の不存在下で６０−２００℃において反応
させることを特徴とする方法に関するものである。

シクロプロパンカルボン酸エステルのエステルアルコー
ルの炭素数は４−８であり、そしてそれは直鎖もしくは
分校鎖状である。好適には、このアルコールの炭素数は
４−６であり、特に好適には４であり、特に非常に好適
にはシクロプロパンカルボン酸のイソブチルエステルが
使用される。

アルコレートのアルカリ金属は、リチウム、ナトリウム
、カリウム、ルビジウムまたはセシウム、好適にはナト
リウムまたはカリウム、特に好適にはナトリウム、であ
る。アルフレートアルコールの炭素数は１−８、好適に
はｔ−ａ、特に好適には１−４であり、それは直鎖もし
くは分校鎖状である。特に非常に好適には、ナトリウム
イソブトキシドが使用される。さらに好適な態様では、
エステル中に存在しているのと同じアルコレートアルコ
ールが使用される。シクロプロパンカルポン酸イソブチ
ルと組み合わせたイソブトキシドの使用が特に非常に好
適である。アルコレートは、１モル数の転化しようとす
るエステルに関して２−２０モル％の、好適には４−１
６モル％の、特に好適には６−１４モル％の、量で使用
される。

本発明に従う方法は炭化水素溶媒の不存在下で実施され
る。本発明に従う方法はさらに、反応の開始時に存在し
ているアルコールの量がアルコレートの取り扱い用に、
例えばそれを反応混合物中に計量添加するために、必要
な量であるような方法で実施される。例えば、ナトリウ
ムメトキシドの如き多くのアルコレート類はアルコール
性補助溶媒を全く用いずに固体形で取り扱うことができ
る。高級アルコレート類の場合には、基礎となっている
アルコールとの混合物からなる融成物を計量添加するこ
とがしばしば好ましく、そのような混合物の一例はナト
リウムイソブトキシドのイソブタノール９３５重量％融
成物である。アルコレート用のアルコール性補助溶媒が
使用される場合には、−膜内な例はアルコール中の２５
−５０重量％溶液または融成物であり、好適にはアルコ
レートの基礎となっているアルコール中のそのような溶
液または融成物である。本発明に従う方法の実施工程に
おける別のアルコールの存在は無視でき、その理由はエ
ステル類のアンモノリシスにおいてはエステルアルコー
ルが分解されそして遊離形で存在しているからである。

本発明に従う方法は、６０−２００℃において、好適に
は７０−１６０℃において、特に好適には８０−１４０
℃において、実施される。炭化水素溶媒の除外により反
応混合物中のアンモニアの溶解度が相当高くなり、その
結果圧力の増加が減少する。この効果は、アンモニアを
連続的に好適には反応の進行速度で加えることにより、
さらに強化される。従って、本発明による方法は６バー
ルの最大圧力において実施されるという特徴があり、そ
れにより比較的低い安全性条件を有する装置を用いて実
施することができる。

反応バッチを最初に冷却することにより反応バッチを処
理し、その工程中に結晶性のシクロプロパンカルボキサ
ミドがすでに沈澱している。結晶化は室温付近すなわち
５−３０℃において完了し、そして結晶を母液から例え
ば濾過、遠心または傾斜による如き公知の方法で分離す
る。結晶は冷たいアルコール、好適にはエステルアルコ
ール、により洗浄できる。このアルコレートの量は、分
解されたエステルアルコールの量を考慮に入れて、冷却
された反応混合物中のアルコレートの飽和濃度を越えな
いようなものである。そのような工程で得られる収率は
９９％より高い転化率において約９０％である。分析的
に純粋な結晶化されたシクロプロパンカルボキサミドの
他に、残存シクロプロパンカルボキサミド、分解された
エステルアルコールおよびアルコレートを含んでいる母
液が得られる。この母液を濃縮することができ、モして
シクロプロパンカルボン酸エステルの添加後に、アンモ
ノリシス反応に再循環させることができる。

この場合、収率はほとんど定量的である。母液を再循環
目的用に濃縮する時には、本発明に従う方法の前の工程
から除去される過剰量のエステルアルコールとは別に、
このアルコレート−含有母液にはいっているかもしれな
い水の合計量も共沸物として除去される。この方法で、
例えばエステルの加水分解またはアミドの加水分解によ
る汚染はほとんど完全に抑制できる。従って、この処理
工程変法は好ましい。

はとんど完全な転化の結果として、好適な処理工程変法
の他に、アルコレートの再循環を省略すること並びに水
および酸性物質（例えば鉱酸類または酸性アンモニウム
塩類）の添加によりアルコレートを加水分解および中和
すること並びに除去されたエステルアルコールを共沸物
として蒸留除去することが可能となる。この工程により
シクロプロパンカルボキサミドの水溶液が得られ、それ
を例えば直接的にホフマン減成に送ってシクロプロピル
アミンを与えることができる。

炭化水素溶媒の省略は上記の利点を有するだけでなく、
処理中の別の共沸物が避けられそしてさらに処理しなけ
ればならない洗浄液および再循環物を含んでいる生成物
の抽出も避けられるという利点も有する。

実施例１ ５６３．１ｇのシクロプロパンカルボン酸イソブチルを
１．６リツトルのオートクレーブ中に加えた。７３．３
ｇの３５％強度ナトリウムイソブトキシド／イソブタノ
ール融成物を次に加えた。

Ｎ、を使用する２回の圧力試験の後に、この方法で得ら
れた混合物を１００℃に加熱した。これにより、僅かに
褐色がかった溶液が得られた。反応ａ度＋：達シｔ：後
Ｊ：３０ｍ＜２（７）ＮＨｓ（”１８．５ｇ）をＮＨ，
気体状で注入すると、６バールの圧力が生じ、それはか
なり急速に低下するため、圧力が２時間後でさえもはや
低下しないようになるまで合計１８０＋１２のＮＨ３（
＝　ｌ　ｌ　１　ｇ）を気体状でさらに注入した。次に
反応混合物を熱いまま注意深く放置し、そして冷却した
。約７０℃において最初の結晶が沈澱し、２０℃に冷却
した後に得られた結晶性スラリーを吸引濾別し、結晶を
５５ｇのイソＢｕＯＨで洗浄し、そして乾燥した（５０
℃、３００ミリバール）。

ａ＊：２９６ｇのシクロプロパンカルボキサミド（ＧＣ
による純度〉９９％）−理論収率の８８％、および３３
１ｇの母液。

２００ｇのイソブタノールを母液から蒸留除去し、そし
て残りを次の実験で再使用した。従って、ナトリウムイ
ソブトキシドの繰り返しの添加は必要でなかった。

第二バッチの収率：　３３２ｇ−理論収率の９８％。

実施例２ ２８４．４ｇのシクロプロパンカルボン酸イソブチルを
１．０リツトルのオートクレーブ中に加えた。５４．８
ｇの３５％強度ナトリウムイソブトキシド／イソブタノ
ール融成物を次に加えた。

Ｎ、を使用する２回の圧力試験の後に、この方法で得ら
れた混合物を１００℃に加熱した。これにより、僅かに
褐色がかった溶液が得られた。反応態度に達した後に、
３０社のＮＨ，（Δ１８．５ｇ）をＮＨ，気体状で注入
すると６バールの圧力が生じ、それはかなり急速に低下
するため、圧力が２時間後でさえもはや低下しないよう
になるまで合計３８ｍＱｆ）Ｎ　ＨｓＣＡ　２３．５　
ｇ）を気体状でさらに注入した（合計反応時間：５〜９
時間）、次に反応混合物を熱いまま注意深く放置し、そ
して冷却した。約７０℃において最初の結晶が沈澱した
。

次に３６ｇの４０％強度（ＮＨ４）！　Ｓ　Ｏｓ水溶液
を依然としてＮＨｓが飽和しているこの暖かい反応混合
物に加え、モしてＮＨ，、イソＢｕＯＨおよびＨ，Ｏを
２０ｃｍのビグルーカラムを通して蒸留除去し、その間
に水を一定量で加えてアンモニアの大部分が蒸留除去さ
れた後にイソＢｕＯＨ／Ｈ，Ｏ共沸物も確実に除去しモ
して相境界が水分離器中で確実に生成するようにした。

共沸的なイソＢｕＯＨの除去が完了した後に、１４０℃
のフラスコ温度に達するまで蒸留により水を除去した（
加えられた水の合計量：　１２０ｇ　；蒸留物の合計量
＝　２６５ｇの水、イソＢｕＯＨおよびＮ　Ｈｓ）。

次に反応物を放置して冷却し、反応容器の固体の結晶性
内容物をガラス焼結るつぼに移し、そして吸引濾別した
。

収率：１ｇ２．９ｇの９１．２％純度の湿った塩を含ん
でいる結晶性生成物−理論収率の９８％。

実施例３ 実施例２の工程を繰り返したが、１８ｇの５０％強度硫
酸を硫酸アンモニウム溶液の代わりに加えた。処理は実
施例２中の如くして行われた。収率：１７３．８ｇの９
４．２％純度の湿った塩を含んでいる結晶性生成物−理
論収率の９６．２％。

実施例４ 実施例２の工程を繰り返したが、４７ｇの２５％強度塩
化アンモニウム溶液を硫酸アンモニウム溶液の代わりに
加えそしてこのようにして得られた反応混合物を同様に
処理した。収率：１９２゜Ｏｇの８５．９％純度の湿っ
た塩を含んでいる結晶性生成物−理論収率の９６．９％
。

実施例５ 実施例２の工程を繰り返したが、その量のイソブタノー
ル／イソブトキシドをｌ１ｇのナトリウムメトキシドで
置換した。処理は実施例２中の如くして行われた。収率
：１７７．５ｇの９３．０％純度の湿った塩を含んでい
る結晶性生成物−理論収率の９７％。

比較実施例１ ２８．７ｇの３５％強度インブトキシド／イソブタノー
ル融成物および２８５ｍｆｆのインブタノールを９６．
４ｇのシクロプロパンカルボン酸イソブチルに加えＩ；
。１８．６ｇのアンモニアを加え、そして混合物を８０
℃に加熱した。４バールの圧力が得られた。１２時間後
に混合物を処理して５５．４ｇのシクロプロパンカルボ
キサミド（理論収率の９６％）が得られた。反応を行う
ためには、１．０リツトルのオートクレーブが必要であ
った。

反応生成物は結晶化しなかったが、それは複雑な蒸留工
程後にのみ回収することができた。

比較実施例２ 比較実施例１の工程を繰り返したが、２８５ｍ＜１のキ
シレンをインブタノールの代わりに使用した。

ＮＨｓの比較的低い溶解度のために、１２バールの圧力
が得られた。（Ｎ　Ｈ４）＊　Ｓ　Ｏａ８よび透明な液
体の二相が生成するような量の水の添加により処理を行
った。シクロプロパンカルボキサミドが沈澱するまで水
相を濃縮し、モして水相を濾別できた。収率：５６．３
ｇのシクロプロパンカルボキサミド（理論値の９７％）
。

本発明の主なる特徴および態様は以下のとおりである。

１、触媒量のアルコレートの存在下でシクロプロパンカ
ルボン酸エステルをアンモニアと反応させることによる
シクロプロパンカルボキサミドの製造方法において、式 ％式％ ［式中、 Ｒは直鎖もしくは分枝鎖状のＣ，−Ｃ，−アルキルであ
るｌ のシクロプロパンカルボン酸エステルを一価のＣ，−Ｃ
１−アルコールのアルカリ金属アルコレートの存在下で
炭化水素溶媒の不存在下で６０−２００℃において反応
させることを特徴とする方法。

２゜反応の開始時に存在しているアルコールの量はアル
コレートを取り扱うために必要なものだけであることを
特徴とする、上記ｌの方法。

３、使用するアルコレートが２５−５０重量％アルコー
ル溶液であることを特徴とする、上記２の方法。

４、反応を６バールの最大圧力において実施することを
特徴とする、上記２の方法。

５、エステルアルコール基Ｒが直鎖もしくは分枝鎖状の
Ｃ，−Ｃ，−アルキル、好適にはブチル、特に好適には
イソブチル、であることを特徴とする、上記ｌの方法。

６、アルコレートアルコールの炭素数が１−６、好適に
はｌ−４であることを特徴とする、上記１の方法。

７、使用するアルコレートがナトリウムイソブトキシド
であることを特徴とする、上記６の方法。

８、反応させようとするエステルのモル数に関して２−
２０モル％のアルコレートを使用することを特徴とする
、上記！の方法。

９、反応後にシクロプロパンカルボキサミドを反応混合
物から結晶形で分離し、その間に反応混合物中のアルコ
レートの飽和濃度を越えないようにすることを特徴とす
る、上記ｌの方法。

ＩＯ９結晶から分離された反応混合物をアルコレートの
形状で再循環させることを特徴とする、上記９の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、触媒量のアルコレートの存在下でシクロプロパンカ
   ルボン酸エステルをアンモニアと反応させることによる
   シクロプロパンカルボキサミドの製造方法において、式 ■ＣＯ−Ｏ−Ｒ ［式中、 Ｒは直鎖もしくは分枝鎖状のＣ＿４−Ｃ＿８−アルキル
   である］ のシクロプロパンカルボン酸エステルを一価のＣ＿１−
   Ｃ＿８−アルコールのアルカリ金属アルコレートの存在
   下で炭化水素溶媒の不存在下で６０−２００℃において
   反応させることを特徴とする方法。