JPH0641462B2 - ロイカルト反応を介して3―アミノ―2,2,4,4―テトラメチルチエタンを製造するための優れた触媒 - Google Patents

ロイカルト反応を介して3―アミノ―2,2,4,4―テトラメチルチエタンを製造するための優れた触媒

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JPH0641462B2
JPH0641462B2 JP1090491A JP9049189A JPH0641462B2 JP H0641462 B2 JPH0641462 B2 JP H0641462B2 JP 1090491 A JP1090491 A JP 1090491A JP 9049189 A JP9049189 A JP 9049189A JP H0641462 B2 JPH0641462 B2 JP H0641462B2
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D331/00Heterocyclic compounds containing rings of less than five members, having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D331/04Four-membered rings

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロイカルト反応の改良に関する。より詳細に
は、本発明は特に下記に構造式をもって示す3−アミノ
−2,2,4,4,−テトラメチルチエタンの製造に適用される
前記反応の改良に関するものであり、この改良は優れた
触媒、すなわちアルミニウム塩もしくは硼酸を使用する
ことからなっている。
ロイカルト反応、すなわちカルボニル化合物によるアン
モニア、第一アミンもしくは第二アミンの還元アルキル
化法が多種のアミンを製造するために広範に使用されて
いる[ムーア,オーガニック・リアクションズ第V巻、
第301〜330頁(1949);メラー等、フーベン−ワィル、
メトデシ・デル・オルガニッシェン・ヘミー、第XI/I
巻、ゲオルグ・チーメ社、シュトットガルト(1956)・
第648〜664頁]、還元は、カルボニル化合物と蟻酸の塩
またはアルキル化すべきアンモニアもしくはアミンのホ
ルミル誘導体(たとえば蟻酸アンモニウムもしくはホル
ムアミド)との反応によって行なわれる。
ベンゾフェノンとホルムアミドとの反応に関する触媒と
しての塩化マグネシウムの使用が、ウェーバース等によ
りジャーナル・アメリカン・ケミカル・ソサエティー、
第70巻、第1422−1424頁(1948)に報告されている。
バネット等、ジャーナル・アメリカン・ケミカル・ソサ
エティー、第71巻、第1587−1589頁(1949)は、ロイカ
ルト反応における触媒としての各種の物質、たとえば塩
化第二鉄、塩化亜鉛、塩化カルシウムおよび塩化マグネ
シウムの使用に関する研究結果を報告している。塩化第
二鉄および塩化亜鉛は、p−ブロモアセトフェノンとジ
メチルホルムアミドとの反応において塩化マグネシウム
より劣っている。しかしながら、塩化カルシウムは塩化
マグネシウムよりもこの反応において良好な触媒になる
と報告されている。
今回、驚くべきことに、硼酸またはアルミニウム塩類が
ロイカルト反応を介する3−アミノ−2,2,4,4,−テトラ
メチルチエタンの生成を触媒として塩化マグネシウムも
しくは塩化カルシウムを触媒として用いることにより製
造されるものよりずっと良質の生成物を与えることが判
明した。硼酸もしくはアルミニウム塩類、或いはその水
和物を触媒として使用することは、この反応を用いて有
力な甘味剤であるL−アスパラチル−D−アラニンN−
(2,2,4,4,−テトラメチルチエタン−3−イル)アミド
を製造するための反応剤として価値ある、3−アミノ−
2,2,4,4,−テトラメチルチエタンを製造する際に特に有
利である。
ロイカルト反応は広範な種類のカルボニル化合物からア
ミンへの変換に適用しうるが、全ゆるカルボニル化合物
につき同等に作用すると期待するのは正しくない。一般
に、所定のカルボニル化合物を所望のアミンまで変換す
るには、反応条件を最適化せねばならない。万能の反応
条件の組合せは存在しない。ムーアの総説(上記)に記
載されているように、カルボニル化合物からアミンへの
変換は、所定のカルボニル化合物と蟻酸塩またはアルキ
ル化すべきアンモニアもしくはアミンのホルミル誘導体
との混合物を加熱して容易に行なわれることが多い。触
媒としての種々の物質(たとえば蟻酸、蟻酸アンモニウ
ム、塩化マグネシウムもしくは塩化カルシウム)の添加
はしばしば所望のアミンの全収率を向上させ、或は場合
には、それなくしては実行不能もしくは非実用的なロイ
カルト反応でさえ、満足しうるアルキル化法にする。
本発明においては、硼酸またはアルミニウム塩類、およ
びその水和物が、ロイカルト反応を介して3−アミノ−
2,2,4,4,−テトラメチルチエタンを製造する際の有効な
触媒として機能する。好適なアルミニウム塩類は、塩化
物、硫酸塩および硝酸塩、並びにこれら塩類の水和物で
ある。
反応は、ケトン即ち2,2,4,4,−テトラメチル−3−オキ
ソチエタンによるアンモニアの還元アルキル化からなっ
ている。或いは、これはアンモニアによるケトンの還元
アミノ化と見ることもできる。
上記反応に触媒として使用する場合、塩化マグネシウ
ム、塩化カルシウム、塩化セリウム、塩化バリウム、三
塩化チタンおよび四塩化チタンは、本発明の触媒により
製造されると同様な粗生成物の収率を与えることが判明
した。しかしながら生成物の品質は、本発明の触媒によ
り得られるものよりもずっと貧弱である。したがって、
本発明の触媒は、粗生成物の精製を単純化すると共に、
所望の純アミンの最終収率を向上させる。塩化亜鉛およ
び塩化第二鉄は、これらが使用反応条件下で金属まで還
元されるため、この反応における触媒としては効果的で
ない。
蟻酸、塩化アンモニウムまたは反応体中に存在する量を
越える少量の水(5%まで)の添加は、反応に対し無視
しうる影響しか示さない。
好適アルミニウム塩類は好ましくはその水和物の形態、
たとえば AlCl・6HO、Al(SO・16H
およびAl(NO・9HOとして使用するのが
望ましい。これらと硼酸とは、カルボニル化合物に対し
約2〜20W/W%の範囲の量で使用される。ケトン化合物に
対する好適触媒量は10W/W%である。
反応剤またはロイカルト反応の生成物と反応しないよう
な容器で行なわねばならない。グラスライニングまたは
テフロンライニングされた容器が、この反応に適する容
器である。
経済上の理由から、この反応は収率および純度の観点か
らして所望の生成物を与える範囲内で最低の温度で行な
うことが望ましい。約140〜250℃の温度が用いられる。
反応時間は温度の関数であることは勿論である。一般
に、下限温度範囲における約20時間から上限温度範囲に
おける約4時間までの範囲の反応時間が、反応を実質的
に完結させるのに充分である。反応は一般に密閉系、す
なわち加圧下で行なわれる。
ケトン反応体とホルムアミドとの比は臨海的でない。一
般に、1:4〜1:25のモル比が用いられる。それより
低いモル比は、より高レベルの副生物をもたらす傾向が
ある。それより高い比は、反応に対し殆んど作用を示さ
ないと思われる。
この反応で中間体として生成されるホルミル誘導体は、
便利には1N〜12N(濃厚)の範囲の濃度における塩酸
と共に加水分解が完結するまで還流させることにより、
アミンまで加水分解される。一般に、加水分解工程に先
立ち中間ホルムミル誘導体を単離して、反応混合物をそ
のまま加水分解した際のものよりも高品質の生成物を得
るのが有利である。便利な単離法は、適する溶剤(たと
えば塩化メチレン)により反応物を抽出し、次いで溶剤
を除去してホルムアミド誘導体の残留物を与えることで
ある。
以下、実施例により本発明を説明する。
実施例1 3−アミノ−2,2,4,4,−テトラメチルチエタン ホルムアミド(8.0g、178ミリモル)と2,2,4,4,−テト
ラメチル−3−オキソチエタン(1.0g、6.933ミリモ
ル)と塩化アルミニウム六水塩(100mg)とを、テフロ
ンライニンングされたパール型オートクレーブに入れか
つ170℃にて18時間加熱した。次いで、反応物を冷却し
かつ水(20ml)に溶解させた。この水溶液を塩化メチレ
ン(3×20ml)で抽出し、抽出物を合しかつ減圧下で濃
縮した。残留物を1N塩酸(20ml)と共に4時間還流さ
せ、反応物を冷却しかつ塩化メチレン(2×20ml)で洗
浄した。次いで、これを6N水酸化ナトリウムの添加に
より、pH14となし、かつ塩化メチレン(3×20ml)で抽
出した。抽出物を合してNaSOで脱水しかつ濃縮
して、0.600g(60%)の標記生成物を得、これは
−NMRスペクトルによって確認された。
実施例2 3−アミノ−2,2,4,4,−テトラメチルチエタン ホルムアミド(4.0g、89ミリモル)と2,2,4,4,−テト
ラメチル−3−オキソチエタン(1.0g、6.933ミリモ
ル)と硼酸(100mg)とを、テフロンライニンングされ
たパール型オートクレーブにて合し、これを175℃の油
浴中で15時間加熱した。反応物を冷却し、かつ淡褐色の
混合物を水(40ml)に溶解させた。この水溶液を塩化メ
チレン(4×20ml)で抽出し、かつ抽出物をMgSO
で脱水し、これを減圧下で淡褐色油状物(1.02g)にな
るまで蒸発させた。残留物を加水分解し、かつ加水分解
物を実施例1の手順により後処理して標記生成物650mg
(65%)を得、これをH−NMRスペクトルにより確
認された。
実施例3 実施例1の手順を反復したが、塩化アルミニウム六水塩
の代りに次の触媒を用いて、3−アミノ−2,2,4,4,−テ
トラメチルチエタンを得た: Al(SO・16HO AlCl Al(NO・9HO Al(SO

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロイカルト反応における2,2,4,4,−テトラ
    メチル−3−オキシチエタンによるアンモニアの還元ア
    ルキル化を含む方法において、反応を触媒としての硼酸
    またはアルミニウム塩の存在下に行なうことを特徴とす
    る方法。
  2. 【請求項2】触媒が硼酸である請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】アルミニウム塩が塩化アルミニウム、硫酸
    アルミニウム、硝酸アルミニウムまたはその水和物であ
    る請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】アルミニウム塩が塩化アルミニウム六水塩
    である請求項3記載の方法。
  5. 【請求項5】(a)ホルムアミドを、硼酸もしくはアルミ
    ニウム塩の存在下に約140〜250℃の温度にて密閉系内で
    反応が実質的に完結するまで2,2,4,4,−テトラメチル−
    3−オキソチエタンと反応させて、3−アミノ−2,2,4,
    4,−テトラメチルチエタンのホルムアミド誘導体を生成
    させ、次いで (b)前記ホルムアミド誘導体を加水分解することを特徴
    とする3−アミノ−2,2,4,4,−テトラメチルチエタンの
    製造方法。
  6. 【請求項6】触媒が硼酸である請求項5記載の方法。
  7. 【請求項7】触媒がアルミニウム塩またはアルミニウム
    塩の水和物である請求項5記載の方法。
  8. 【請求項8】触媒が塩化アルミニウム六水塩である請求
    項6記載の方法。
  9. 【請求項9】ホルムアミド誘導体を加水分解前に反応物
    から単離する請求項5記載の方法。
  10. 【請求項10】ホルムアミド誘導体を加水分解前に反応
    物から単離する請求項8記載の方法。
JP1090491A 1988-04-12 1989-04-10 ロイカルト反応を介して3―アミノ―2,2,4,4―テトラメチルチエタンを製造するための優れた触媒 Expired - Lifetime JPH0641462B2 (ja)

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