JPH06172325A - 1−シアノメチル−4−カルボキシメチル−2−ケトピペラジン、それの塩類、およびそれらの製造 - Google Patents
1−シアノメチル−4−カルボキシメチル−2−ケトピペラジン、それの塩類、およびそれらの製造Info
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- JPH06172325A JPH06172325A JP4352831A JP35283192A JPH06172325A JP H06172325 A JPH06172325 A JP H06172325A JP 4352831 A JP4352831 A JP 4352831A JP 35283192 A JP35283192 A JP 35283192A JP H06172325 A JPH06172325 A JP H06172325A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
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- C07D241/02—Heterocyclic compounds containing 1,4-diazine or hydrogenated 1,4-diazine rings not condensed with other rings
- C07D241/06—Heterocyclic compounds containing 1,4-diazine or hydrogenated 1,4-diazine rings not condensed with other rings having one or two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【構成】 図示の式で表される化合物、およびエチレン
ジアミン二酢酸を出発原料として上記化合物を製造する
方法。 [式中、Rは水素またはアルカリ金属もしくはアルカリ
土類金属を表す] 【効果】 上記化合物はエチレンジアミン三酢酸(ED
3A)またはそれの塩類の合成中間体である。
ジアミン二酢酸を出発原料として上記化合物を製造する
方法。 [式中、Rは水素またはアルカリ金属もしくはアルカリ
土類金属を表す] 【効果】 上記化合物はエチレンジアミン三酢酸(ED
3A)またはそれの塩類の合成中間体である。
Description
【0001】
【発明の背景】エチレンジアミン三酢酸(ED3A)ま
たはそれの塩類(例えばED3ANa3)はキレート化
学分野における用途を有しており、そして強いキレート
化用重合体、油溶性キレート剤、表面活性剤などの製造
における出発物質として使用することができる。エチレ
ンジアミン三酢酸の合成用の従来方法はそれのN−ベン
ジル誘導体を介して行われており、それを次にアルカリ
性溶液中で加水分解してED3ANa3とし、それの2
−オキソ−1,4−ピペラジン二酢酸(3KP)誘導体へ
の環化を避けている。クロロ酢酸とエチレンジアミンと
のアルカリ性縮合並びにジアミンとホルムアルデヒドお
よびシアン化ナトリウムとのカルボキシメチル化の両者
により試みられている合成は、希望する生成物を与える
ための複雑な抽出技術(例えば沸騰しているジメチルホ
ルムアミド中での3KPのほとんど唯一の溶解性、カナ
ディアン・ジャーナル・オブ・ケミストリー、197
0、48(1)、163−175)を必要とする複雑な
混合物を生じ、そしてそうしても比較的劣悪な収率でし
か得られない。さらに、従来方法は大量の例えばエチレ
ンジアミン四酢酸(ED4A)の如き副生物も生じる。副
生物が特に邪魔な場合には、比較的純粋な溶液を得るた
めには複雑な遮蔽技術が必要であった。
たはそれの塩類(例えばED3ANa3)はキレート化
学分野における用途を有しており、そして強いキレート
化用重合体、油溶性キレート剤、表面活性剤などの製造
における出発物質として使用することができる。エチレ
ンジアミン三酢酸の合成用の従来方法はそれのN−ベン
ジル誘導体を介して行われており、それを次にアルカリ
性溶液中で加水分解してED3ANa3とし、それの2
−オキソ−1,4−ピペラジン二酢酸(3KP)誘導体へ
の環化を避けている。クロロ酢酸とエチレンジアミンと
のアルカリ性縮合並びにジアミンとホルムアルデヒドお
よびシアン化ナトリウムとのカルボキシメチル化の両者
により試みられている合成は、希望する生成物を与える
ための複雑な抽出技術(例えば沸騰しているジメチルホ
ルムアミド中での3KPのほとんど唯一の溶解性、カナ
ディアン・ジャーナル・オブ・ケミストリー、197
0、48(1)、163−175)を必要とする複雑な
混合物を生じ、そしてそうしても比較的劣悪な収率でし
か得られない。さらに、従来方法は大量の例えばエチレ
ンジアミン四酢酸(ED4A)の如き副生物も生じる。副
生物が特に邪魔な場合には、比較的純粋な溶液を得るた
めには複雑な遮蔽技術が必要であった。
【0002】エチレンジアミン−N,N,N′−三酢酸の
一合成例が、ケミカル・アブストラクツ(Chemic
al Abstracts)78、71巻、451頁、
18369c、1969中に示されている。そこでは、
エチレンジアミンをClH2CCO2Hと1:3モル比で
塩基性溶液中で10℃において24時間反応させて混合
物を生成し、それをCo(III)を用いて錯体生成さ
せることによりそこからエチレンジアミン−N,N,N′
−三酢酸を分離できると開示されている。生じたコバル
ト錯体はイオン交換により単離することができる。
一合成例が、ケミカル・アブストラクツ(Chemic
al Abstracts)78、71巻、451頁、
18369c、1969中に示されている。そこでは、
エチレンジアミンをClH2CCO2Hと1:3モル比で
塩基性溶液中で10℃において24時間反応させて混合
物を生成し、それをCo(III)を用いて錯体生成さ
せることによりそこからエチレンジアミン−N,N,N′
−三酢酸を分離できると開示されている。生じたコバル
ト錯体はイオン交換により単離することができる。
【0003】本発明はエチレンジアミン三酢酸またはそ
れの塩類の高い転化率および優れた収率における合成で
中間生成物として有用な新規な組成の物体に関するもの
である。
れの塩類の高い転化率および優れた収率における合成で
中間生成物として有用な新規な組成の物体に関するもの
である。
【0004】
【発明の要旨】先行技術の問題点は、エチレンジアミン
三酢酸の合成において中間生成物として有用な新規な組
成の物質を提供する本発明により克服された。特に、
N,N′−エチレンジアミン二酢酸(ED2AH2)ま
たは1当量までの塩基カチオンを含有しているそれの塩
をホルムアルデヒドおよび水と反応させてヒドロキシメ
チル誘導体を製造することによりモノニトリル−一酸が
製造される。シアン化物の添加で、1−シアノメチル−
4−カルボキシメチル−2−ケトピペラジンまたはそれ
の塩(モノニトリル−一酸)が生成する。このニトリル
は結晶形で良好な収率で単離することができる。塩基の
添加でこの環構造を開環してED3Aを優れた収率およ
び純度で生成する。
三酢酸の合成において中間生成物として有用な新規な組
成の物質を提供する本発明により克服された。特に、
N,N′−エチレンジアミン二酢酸(ED2AH2)ま
たは1当量までの塩基カチオンを含有しているそれの塩
をホルムアルデヒドおよび水と反応させてヒドロキシメ
チル誘導体を製造することによりモノニトリル−一酸が
製造される。シアン化物の添加で、1−シアノメチル−
4−カルボキシメチル−2−ケトピペラジンまたはそれ
の塩(モノニトリル−一酸)が生成する。このニトリル
は結晶形で良好な収率で単離することができる。塩基の
添加でこの環構造を開環してED3Aを優れた収率およ
び純度で生成する。
【0005】本発明において出発物質として有用な適当
なエチレンジアミン二酢酸の塩類には、アルカリおよび
アルカリ土類金属塩類、特にナトリウムおよびカリウム
塩類、が包含される。説明目的用にはナトリウム塩を用
いているが、本発明の精神および範囲から逸脱しない限
り他の塩類も使用できることを理解すべきである。モノ
ニトリル−一酸の合成用に適している反応方式を以下に
示す:
なエチレンジアミン二酢酸の塩類には、アルカリおよび
アルカリ土類金属塩類、特にナトリウムおよびカリウム
塩類、が包含される。説明目的用にはナトリウム塩を用
いているが、本発明の精神および範囲から逸脱しない限
り他の塩類も使用できることを理解すべきである。モノ
ニトリル−一酸の合成用に適している反応方式を以下に
示す:
【0006】
【化3】
【0007】出発物質は水溶液中のED2AHaXbであ
り、ここでXは塩基、例えばアルカリまたはアルカリ土
類金属であり、aは1−2であり、そしてbは0−1で
ある。シアン化物源の添加前、最中または後に、反応混
合物を3以下のpKaを有する酸類を用いて酸性化して
カルボキシメチル−2−オキソピペラジン(ラクタム)
の完全な生成を確実にすることもできる。ホルムアルデ
ヒドは化学量論的量で加えられるが、わずかなモル過剰
量、好適には0.5−2.0%、が本質的にヒドロキシメ
チル誘導体を生成する。好適には、ホルムアルデヒドの
濃度は水溶液中では55%以下である。パラホルムアル
デヒドを使用することもできる。反応は急速に進行しそ
して約7.0より高いpHにおいて容易に生成させる。
好適には使用される温度は約0約65℃であり、最も好
適には約15−65℃であるが、65℃より高い温度も
使用できる。
り、ここでXは塩基、例えばアルカリまたはアルカリ土
類金属であり、aは1−2であり、そしてbは0−1で
ある。シアン化物源の添加前、最中または後に、反応混
合物を3以下のpKaを有する酸類を用いて酸性化して
カルボキシメチル−2−オキソピペラジン(ラクタム)
の完全な生成を確実にすることもできる。ホルムアルデ
ヒドは化学量論的量で加えられるが、わずかなモル過剰
量、好適には0.5−2.0%、が本質的にヒドロキシメ
チル誘導体を生成する。好適には、ホルムアルデヒドの
濃度は水溶液中では55%以下である。パラホルムアル
デヒドを使用することもできる。反応は急速に進行しそ
して約7.0より高いpHにおいて容易に生成させる。
好適には使用される温度は約0約65℃であり、最も好
適には約15−65℃であるが、65℃より高い温度も
使用できる。
【0008】シアン化物源の添加で、1−シアノメチル
−4−カルボキシメチル−2−ケトピペラジンまたはそ
れの塩が製造され、そして反応混合物を冷却した後に一
般的な手段により結晶形で良好な収率で単離することが
できる。転化率は定量的である。不純物の生成を避ける
ためには、反応は溶液の沸点以下で、好適には大体室温
〜大体沸点以下で、最も好適には大体室温〜約70℃
で、行うべきである。適当なシアン化物源には、気体状
のシアン化水素、シアン化水素の水溶液、またはアルカ
リ金属シアン化物、例えばシアン化ナトリウムもしくは
シアン化カリウム、などが包含される。シアン化物は化
学量論的量で使用することができるが、わずかなモル過
剰量、好適には0.5−2.0%、を使用することもでき
る。
−4−カルボキシメチル−2−ケトピペラジンまたはそ
れの塩が製造され、そして反応混合物を冷却した後に一
般的な手段により結晶形で良好な収率で単離することが
できる。転化率は定量的である。不純物の生成を避ける
ためには、反応は溶液の沸点以下で、好適には大体室温
〜大体沸点以下で、最も好適には大体室温〜約70℃
で、行うべきである。適当なシアン化物源には、気体状
のシアン化水素、シアン化水素の水溶液、またはアルカ
リ金属シアン化物、例えばシアン化ナトリウムもしくは
シアン化カリウム、などが包含される。シアン化物は化
学量論的量で使用することができるが、わずかなモル過
剰量、好適には0.5−2.0%、を使用することもでき
る。
【0009】さらに、CH2Oおよびシアン化物源の代
わりに、ホルムアルデヒドおよびシアン化物の反応生成
物であるHOCH2CNをこの方法で使用することもで
きる。適当な塩基または酸の添加で、この物質を加水分
解して3KPとすることができる。塩基(>2.0当量
であるが好適には3.0当量以上である)を添加する
と、この環構造を開環してED3Aの塩を生成するであ
ろう。反応混合物を加熱すると反応速度が促進されるで
あろう。
わりに、ホルムアルデヒドおよびシアン化物の反応生成
物であるHOCH2CNをこの方法で使用することもで
きる。適当な塩基または酸の添加で、この物質を加水分
解して3KPとすることができる。塩基(>2.0当量
であるが好適には3.0当量以上である)を添加する
と、この環構造を開環してED3Aの塩を生成するであ
ろう。反応混合物を加熱すると反応速度が促進されるで
あろう。
【0010】ED2AH2を得るための下記の工程は実
験目的用だけのものである。はるかに簡単なED2AH
2の製造方式が可能である。当技術で既知のいずれの方
式もED2AH2およびそれの塩類の製造用に使用する
ことができ、そして本発明は特定の方式に限定されるも
のではない。
験目的用だけのものである。はるかに簡単なED2AH
2の製造方式が可能である。当技術で既知のいずれの方
式もED2AH2およびそれの塩類の製造用に使用する
ことができ、そして本発明は特定の方式に限定されるも
のではない。
【0011】溶液の温度を<10℃に保ちながらEDD
ANa2を硝酸を用いて5.50のpHまで酸性化するこ
とによりEDDAH2(98.20%)が得られた。生じ
たスラリーをブフナー漏斗を用いて水アスピレーターに
より供される真空下で濾過した。フィルターケーキを約
7リットルの氷冷H2Oで洗浄した。乾燥を促進させる
ために、ケーキを次に約1リットルのMeOHで洗浄し
た。結晶を次に深さが1インチのステンレス鋼トレーの
上に置き、ストークス真空乾燥器モデル338F中で4
0℃において4mmHg真空下で12時間にわたり乾燥
した。約2kgの白色の結晶性粉末が回収された。この
粉末の分析は、それが98.2%のED2AH2であるこ
とを示していた。
ANa2を硝酸を用いて5.50のpHまで酸性化するこ
とによりEDDAH2(98.20%)が得られた。生じ
たスラリーをブフナー漏斗を用いて水アスピレーターに
より供される真空下で濾過した。フィルターケーキを約
7リットルの氷冷H2Oで洗浄した。乾燥を促進させる
ために、ケーキを次に約1リットルのMeOHで洗浄し
た。結晶を次に深さが1インチのステンレス鋼トレーの
上に置き、ストークス真空乾燥器モデル338F中で4
0℃において4mmHg真空下で12時間にわたり乾燥
した。約2kgの白色の結晶性粉末が回収された。この
粉末の分析は、それが98.2%のED2AH2であるこ
とを示していた。
【0012】本発明の化合物を製造するために、ED2
AH2を磁気撹拌棒、コンデンサー(エチレングリコー
ル/H2O@0℃)、0−250℃の水銀温度計、およ
び温度を希望する水準に保つためのラブ比例調節器に信
号を供するJ−型熱電対が備えられている1リットルの
5首丸底フラスコ中で水を用いてスラリー化した。37
%のCH2Oおよび100%のHCNをそれぞれ約1g
/分および0.50g/分で0.5の設定のEMIマイク
ロ計量ポンプにより1/8″テフロン管を介してフラス
コにポンプで送った。塩類は存在していなかった。反応
は上記の如く進行したことが見いだされた。ED2AH
2、水およびホルムアルデヒドが反応してラクタムのヒ
ドロキシメチル誘導体を与え、それがHCNと反応して
環化されたモノ−ニトリル−一酸を与えた。この溶液を
一夜65℃において反応させると、HPLCによる分析
でクロマトグラム上に1個の大きなピークが見いださ
れ、それは後で1−シアノメチル−4−カルボキシメチ
ル−ケトピペラジンであることが確認された。次にバッ
チを2個の分割した。溶液を<50℃に冷却した時に、
結晶が沈澱し、それを次に約70%の収率で単離した。
バッチの他の半分を苛性(2:1モル比、NaOH:E
DDA)を用いて加水分解すると、NH3が遊離し、そ
して3KPNa2が唯一の生成物であったことが見いだ
された。これは物質がモノ−ニトリル−二酸であったこ
とを示唆している。この構造の最終的確認はC13NMR
により成功裡に行われた。濃縮、pH調節、追加冷却な
どにより容易に実施される結晶の回収を促進させるため
の試みは行われなかった。
AH2を磁気撹拌棒、コンデンサー(エチレングリコー
ル/H2O@0℃)、0−250℃の水銀温度計、およ
び温度を希望する水準に保つためのラブ比例調節器に信
号を供するJ−型熱電対が備えられている1リットルの
5首丸底フラスコ中で水を用いてスラリー化した。37
%のCH2Oおよび100%のHCNをそれぞれ約1g
/分および0.50g/分で0.5の設定のEMIマイク
ロ計量ポンプにより1/8″テフロン管を介してフラス
コにポンプで送った。塩類は存在していなかった。反応
は上記の如く進行したことが見いだされた。ED2AH
2、水およびホルムアルデヒドが反応してラクタムのヒ
ドロキシメチル誘導体を与え、それがHCNと反応して
環化されたモノ−ニトリル−一酸を与えた。この溶液を
一夜65℃において反応させると、HPLCによる分析
でクロマトグラム上に1個の大きなピークが見いださ
れ、それは後で1−シアノメチル−4−カルボキシメチ
ル−ケトピペラジンであることが確認された。次にバッ
チを2個の分割した。溶液を<50℃に冷却した時に、
結晶が沈澱し、それを次に約70%の収率で単離した。
バッチの他の半分を苛性(2:1モル比、NaOH:E
DDA)を用いて加水分解すると、NH3が遊離し、そ
して3KPNa2が唯一の生成物であったことが見いだ
された。これは物質がモノ−ニトリル−二酸であったこ
とを示唆している。この構造の最終的確認はC13NMR
により成功裡に行われた。濃縮、pH調節、追加冷却な
どにより容易に実施される結晶の回収を促進させるため
の試みは行われなかった。
【0013】17.6グラムのED2AH2をH2O中で
スラリー化した別の実施例を行った。溶液を〜70℃に
加熱し、そして5.7グラムのグリコロニトリルを加え
た。3個の試料を約20分間隔で採取した。HPLCに
よるこれらの試料の分析はモノニトリル一酸における漸
進的な増加を示したが、それは定量化されなかった。
スラリー化した別の実施例を行った。溶液を〜70℃に
加熱し、そして5.7グラムのグリコロニトリルを加え
た。3個の試料を約20分間隔で採取した。HPLCに
よるこれらの試料の分析はモノニトリル一酸における漸
進的な増加を示したが、それは定量化されなかった。
Claims (10)
- 【請求項1】 下記式: 【化1】 [式中、 Rは水素またはアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属
を表す]により表される化合物。 - 【請求項2】 下記式: 【化2】 [式中、 Rは水素またはアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属
を表す]により表される化合物の製造方法において、 a.ホルムアルデヒドをエチレンジアミン二酢酸または
1当量までの塩基カチオンを含有している塩と水溶液中
で反応させ、そして b.段階aの生成物をシアン化物源と反応させる ことを含んでなる方法。 - 【請求項3】 段階aにおける反応を約0℃〜約65℃
の温度において実施する、請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 段階aにおける反応を約15°〜約65
℃の温度において実施する、請求項2に記載の方法。 - 【請求項5】 段階bの反応を大体室温〜大体溶液の沸
点以下の温度において実施する、請求項2に記載の方
法。 - 【請求項6】 段階bの反応を大体室温〜約70℃の温
度において実施する、請求項2に記載の方法。 - 【請求項7】 該ホルムアルデヒドをわずかなモル過剰
量で使用する、請求項2に記載の方法。 - 【請求項8】 該シアン化物源をわずかなモル過剰量で
使用する、請求項2に記載の方法。 - 【請求項9】 該シアン化物源がシアン化水素およびア
ルカリ金属シアン化物からなる群から選択される、請求
項2に記載の方法。 - 【請求項10】 エチレンジアミン二酢酸を約3以下の
pKaを有する酸を用いて酸性化する、請求項2に記載
の方法。
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US07/805,765 US5191081A (en) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | 1-cyanomethyl-4-carboxymethyl-3-ketopiperazine, salts thereof and process for their preparation |
US805765 | 1991-12-12 |
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---|---|
JPH06172325A true JPH06172325A (ja) | 1994-06-21 |
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JP35283192A Expired - Fee Related JP3182464B2 (ja) | 1991-12-12 | 1992-12-14 | 1−シアノメチル−4−カルボキシメチル−2−ケトピペラジン、それの塩類、およびそれらの製造 |
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US5621008A (en) * | 1995-10-27 | 1997-04-15 | Avon Products, Inc. | N-acyl-ethylene-triacetic acids |
US5801139A (en) * | 1997-06-05 | 1998-09-01 | Lever Brothers Company, Division Of Conopco, Inc. | Process for making bar compositions comprising novel chelating surfactants |
US5869441A (en) * | 1997-06-05 | 1999-02-09 | Lever Brothers Company, Division Of Conopco, Inc. | Bar compositions comprising novel chelating surfactants |
TWI322828B (en) * | 2002-12-23 | 2010-04-01 | Alcon Inc | Use of multifunctional surface active agents to clean contact lenses |
US7678281B2 (en) * | 2003-07-18 | 2010-03-16 | Bj Services Company | Method of reclaiming brine solutions using an organic chelant |
US7144512B2 (en) * | 2003-07-18 | 2006-12-05 | Bj Services Company | Method of reclaiming brine solutions using an organic chelant |
US7674384B2 (en) * | 2003-07-18 | 2010-03-09 | Bj Services Company | Method of reclaiming brine solutions using an organic chelant |
US7172703B2 (en) * | 2003-07-18 | 2007-02-06 | Bj Services Co | Method of reclaiming a well completion brine solutions using an organic chelant |
US8258334B2 (en) * | 2008-11-12 | 2012-09-04 | Irix Pharmaceuticals, Inc. | N-alkanoyl-N,N′,N′-alkylenediamine trialkanoic acid esters |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US2649450A (en) * | 1952-02-08 | 1953-08-18 | Rohm & Hass Company | Preparation of 1,4-dialkyl-2-ketopiperazines |
US3313779A (en) * | 1964-04-06 | 1967-04-11 | Le Roy A White | Resin carrying aldehyde bound chelator |
US3515742A (en) * | 1967-05-08 | 1970-06-02 | Grace W R & Co | Adiabatic process for preparing aminonitriles using heat recycle |
US3733355A (en) * | 1970-07-28 | 1973-05-15 | Hooker Chemical Corp | Production of nitrilotriacetic acid and the analogs therefor |
AR198376A1 (es) * | 1970-11-20 | 1974-06-21 | Transelektro Magyar Villamossa | Acumulador para vehiculos |
DE2438619A1 (de) * | 1974-08-12 | 1976-02-26 | Knoll Ag | Verfahren zur herstellung von substituierten 2-ketopiperazin-derivaten |
US4115634A (en) * | 1976-12-01 | 1978-09-19 | Air Products & Chemicals, Inc. | Amine salts of amino acids as delayed action catalysts |
US4190571A (en) * | 1977-09-21 | 1980-02-26 | The B. F. Goodrich Company | Substituted 2-keto-1,4-diazacycloalkanes and UV-light-stabilized compositions containing them |
US4704465A (en) * | 1985-11-22 | 1987-11-03 | Monsanto Company | Process for preparing ethylenediaminetetraacetonitrile |
US4980471A (en) * | 1989-10-06 | 1990-12-25 | The Dow Chemical Company | Preparation of piperazinones for use as sulfur dioxide absorbents |
-
1991
- 1991-12-12 US US07/805,765 patent/US5191081A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-12-10 NZ NZ245426A patent/NZ245426A/en unknown
- 1992-12-11 AU AU30038/92A patent/AU648708B2/en not_active Ceased
- 1992-12-11 CA CA002085156A patent/CA2085156A1/en not_active Abandoned
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- 1992-12-14 DE DE69204806T patent/DE69204806T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-14 EP EP92311373A patent/EP0546868B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-14 ES ES92311373T patent/ES2077988T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-14 DK DK92311373.2T patent/DK0546868T3/da active
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Publication number | Publication date |
---|---|
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DE69204806T2 (de) | 1996-04-11 |
NZ245426A (en) | 1994-08-26 |
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EP0546868B1 (en) | 1995-09-13 |
CA2085156A1 (en) | 1993-06-13 |
EP0546868A1 (en) | 1993-06-16 |
AU3003892A (en) | 1993-06-17 |
AU648708B2 (en) | 1994-04-28 |
DE69204806D1 (de) | 1995-10-19 |
DK0546868T3 (da) | 1995-11-13 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |