JPH0798783B2 - N,N―ジメチル―α―アミノ鎖状脂肪酸の製造法 - Google Patents

N,N―ジメチル―α―アミノ鎖状脂肪酸の製造法

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JPH0798783B2
JPH0798783B2 JP24684386A JP24684386A JPH0798783B2 JP H0798783 B2 JPH0798783 B2 JP H0798783B2 JP 24684386 A JP24684386 A JP 24684386A JP 24684386 A JP24684386 A JP 24684386A JP H0798783 B2 JPH0798783 B2 JP H0798783B2
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【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明によって得られるN,N−ジメチル−α−アミノ鎖
状脂肪酸は界面活性剤や医薬品等の合成中間体として有
用な化合物である。例えばNα,Nα−ジメチル−Nω
アシルジアミノモルカルボン酸は既に特公昭42-11926号
公報及び同51-44172号公報に記載されているように界面
活性剤、湿潤剤、防黴剤として有用で且つ人畜に対して
極めて安全な化合物であることから広く実用に供されて
いる。本発明はアミノカルボン酸を工業的に収率よくジ
メチル化するN,N−ジメチル−α−アミノ鎖状脂肪酸の
製造法に関する。
〈従来の技術〉 アミノカルボン酸のジメチル化反応は従来ホルムアルデ
ヒドの存在下酸化白金やパラジウム−炭素を触媒として
水素添加を行うか或は亜鉛末を作用させる方法、ホルム
アルデヒドとギ酸とを反応させる方法〔ClarkらJ.A.C.S
55 4571(1933)〕などが一般的に知られている。
一方通常の一級アミンのジメチル化法は硫酸などの触媒
の存在下、メタノールを高温高圧で反応させる方法〔Kn
oevenagelらJ.Prokt.Chem.98,(1914)〕、水酸化ナト
リウムなどのアルカリの存在下ハロゲン化メチル、ジメ
チル硫酸あるいはリン酸エステルなどのメチル化剤を反
応させる方法〔BillmanらJ.A.C.S 68 895(1942)〕還
元触媒を用いてホルムアルデヒドと水素とを反応させる
方法〔WoodruffらJ.A.C.S 62 922(1940)〕などが一般
的に知られている。さらに一級アミン及び2級アミンの
メチル化に際しジオキサン中ホルムアルデヒドと亜リン
酸一ナトリウムを作用させる方法〔Loibnerら,Tetrahed
ron Letter 25 2535(1984)〕が報告されているが、ア
ミノカルボン酸に応用した例はない。
〈本発明が解決しようとしている問題点〉 一般にアミノカルボン酸のN−ジメチル化は、構造上分
子内で両性イオンを形成しているため通常のアミン類と
比較すると反応性は低く、しかも副生成物を生じやす
い。従って、高収率、高純度の品質を得ることは極めて
困難であった。先に述べたホルムアルデヒドと還元触媒
の存在下水素添加を行う方法は高価な触媒を使用するた
め触媒の回収が必須であり且つ高圧ガスを使用する等工
業的な製法として敵さない。ホルムアルデヒドとギ酸に
よるジメチル化についてはClarkらが詳細に報告してい
るように、ジメチル誘導体を与えるアミノカルボン酸は
グリシンβ−アミノプロピオン酸、α−アミノイソ酪酸
及びα−アミノ−α−フェニル酪酸に限られ他のアミノ
カルボン酸では複雑な副反応が生起してしまいジメチル
化物は得られないとされている。また特開昭59-76042号
公報に於いてアミノカルボン酸であるNω−アシルジア
ミノモノカルボン酸を同様にホルムアルデヒド及び/又
はパラホルムアルデヒドとをギ酸の存在下に反応させる
に際し反応溶媒として水と特定の親水性有機溶媒を使用
することにより約70%前後の収率でジメチル体を得てい
る。この方法は工業的に使用可能な収率が確保できるも
のの未反応の原料や一部生成する副生成物あるいは還元
剤として用いたギ酸と生成物との分離工程が必要であ
り、高品質、高純度の製品を得るためには、反応処理工
程が煩雑となりがちである。
〈問題を解決するための手段〉 本発明は特殊な設備を使用せず、しかも高品質なN,N−
ジメチル−α−アミノ鎖状脂肪酸を高収率で製造する方
法を鋭意検討した結果、原料のアミノカルボン酸に水若
しくは水と親水性有機溶媒との混合溶媒中ホルムアルデ
ヒド及び/又はパラホルムアルデヒドと亜リン酸をアル
カリ性物質の存在下で作用させることにより高収率でN,
N−ジメチル−α−アミノ鎖状脂肪酸が得られることを
見い出し本発明を完成するに至った。
本発明において原料として用いられるアミノカルボン酸
としては、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イ
ソロイシン、フェニルアラニン、チロシン、セリン、ト
リプトファン、メチオニン、α−アミノ酪酸等の中性ア
ミノ酸類、アスパラギン酸、グルタミン酸等の酸性アミ
ノ酸類、さらにはアルギニン、リジン、オルニチン、
α,γ−ジアミノ酪酸、α,β−ジアミノプロピオン酸
等の塩基性アミノ酸類が挙げられる。さらには、上記ア
ミノ酸類の他、α−アミノヘキサン酸、α−アミノオク
タン酸、α−アミノデカン酸、α−アミノラウリン酸、
α−アミノミリスチン酸、α−アミノパルミチン酸、α
−アミノステアリン酸のようなα−アミノ脂肪酸類、N
α−アシル−α,β−ジアミノプロピオン酸、Nα−ア
シル−α,γ−ジアミノ酪酸、Nα−アシルオルニチ
ン、Nα−アシルリジン、Nβ−アシル−α,β−ジア
ミノプロピオン酸、Nγ−アシル−α,γ−ジアミオノ
酪酸、Nδ−アシルオルニチン、Nε−アシルリジン等
のN−アシルジアミノカルボン酸類(このときのアシル
基は炭素原子数2〜18の脂肪酸残基である。)、アスパ
ラギン酸−β−長鎖アルキルアミド、グルタミン酸−γ
−長鎖アルキルアミド等の酸性アミノ酸の長鎖アルキル
アミド類(このときの長鎖アルキル基としては炭素原子
数6〜18のアルキル基である。)が挙げられる。これら
のアミノカルボン酸に光学活性体が存在する場合には、
光学活性体、ラセミ体のいずれであってもよい。
本発明で使用される反応溶媒としては、水若しくは水と
親水性有機溶媒との混合溶媒が用いられる。混合溶媒を
用いる場合、親水性有機溶媒の量は混合物に対して50%
を超えることはない。親水性有機溶媒としては、メタノ
ール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノ
ール、n−ブタノール、iso−ブタノール、sec−ブタノ
ール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノ
ン、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミ
ド、N,N−ジメチルスルホキシド、エチレングリコール
モノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエ
ーテル等のうちの一種又は二種以上である。
本発明に用いられる亜リン酸の量は原料アミノカルボン
酸のアミノ基に対して少なくとも2倍当量以上必要であ
るが過剰に用いると経済的に不利であり、反応後の工程
で精製負荷も大きくなるので通常2〜3倍当量用いられ
る。
一方、反応系内に共存させるアルカリ性物質としては水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭
酸水素ナトリウム等の無機塩基、ナトリウムメトキサイ
ド等の金属アルコラートあるいはトリメチルアミン、ト
リエチルアミン、トリエタノールアミン、ピリジン等の
有機塩基を挙げることができる。これらのアルカリ性物
質の量は収率に大きな影響を与えるが、通常用いた亜リ
ン酸に対して等モル以上あれば反応は進行するが好まし
くは2倍〜5倍モルが最もよく反応する。またこのとき
の反応液のpHは7.0以上であればよい。
尚、反応系内に於て加えた亜リン酸とアルカリ性物質と
が反応して生成しうる量に等しい量の亜リン酸ナトリウ
ムのような亜リン酸のアルカリ塩を亜リン酸とアルカリ
性物質の代りに始めから用いることも何らさしつかえな
い。この場合反応系のpHが反応条件に合致すれば亜リン
酸アルカリ塩を加えたのみで反応が進行する場合もある
が、さらにアルカリ性物質を加えてpHを調整することが
好ましい。
ホルムアルデヒドは通常37%水溶液つまりホルマリンの
形で使用されるか、パラホルムアルデヒドであってもよ
い。ホルマリン又はパラホルムアルデヒドの使用量はホ
ルムアルデヒド換算で原料アミノカルボン酸のアミノ基
に対して少なくとも2倍当量必要である。大過剰用いた
場合原料アミノカルボン酸の種類によっては副反応を生
じるため2.0〜2.5倍当量が好ましい。
反応温度は室温〜加熱還流下で行われるが通常60〜90℃
の範囲で行うのが良い。反応時間は反応温度によって異
なるため規定できないが実質的に反応が完結する時点で
操作を停止すればよく定性的にはTLC展開後ニンヒドリ
ン発色程度の判断等で反応の進行状況を知ることができ
る。
本発明の方法に従ってN,N−ジメチル−α−アミノ鎖状
脂肪酸を製造するには原料アミノカルボン酸を反応溶媒
中に溶解もしくは分散せしめ所定量のホルムアルデヒド
及び/又はパラホルムアルデヒド、亜リン酸、アルカリ
性物質を添加する。次いで室温〜加熱還流下反応させ
る。この際、原料及びこれらの副原料の添加順序につい
ては特に規定されない。反応終了後、反応液から目的物
を単離するには例えば、Nω−長鎖アシル−ジメチルア
ミノカルボン酸類を製造する場合反応液を中和後、減圧
下濃縮乾固し、残渣にメタノール等のアルコール類を加
え目的物を溶解させる。不溶物をろ別後、ろ液を再び濃
縮し得られた残渣、即ち目的物に結晶化溶媒を加えて晶
析せしめ取することによりN,N−ジメチル−α−アミ
ノ鎖状脂肪酸を得ることができる。
〈発明の効果〉 本発明は、N,N−ジメチル−α−アミノ鎖状脂肪酸の製
造に際し、特殊な反応装置、試薬、反応条件を用いるこ
となくしかも人体に対して安全かつ工業的製造法として
極めて有利な方法である。
以下実施例により具体的に説明する。
実施例1 グリシン1.50g(20ミリモル)を水30mlに溶解し次いで
亜リン酸4.92g(60ミリモル)、37%−ホルマリン3.70g
(46ミリモル)を加えて攪拌し、20%−水酸化ナトリウ
ム水溶液でpH9.0に調整した後90〜95℃にて7.5時間反応
した。反応液のTLCから目的物のN,N−ジメチルグリシ
ンをほぼ定量的に得られることを確認した。
※TLC〔Merk社シリカゲルNo.5715〕,展開溶媒(n−ブ
タノール:酢酸:H2O=4:1:1)N,N−ジメチルグリシン
のRf値=0.18 実施例2 グルタミン酸1.47g(10ミリモル)を水20ml、次いで亜
リン酸2.46g(30ミリモル)、37%−ホルマリン1.88g
(23ミリモル)を加えて攪拌し、20%−水酸化ナトリウ
ム水溶液でpH9.0に調整した。以下実施例1に準じてTLC
にて展開し、目的物のN,N−ジメチルグルタミン酸をほ
ぼ定量的に得ること確認した。N,N−ジメチルグルタミ
ン酸のRf値=0.19。
実施例3 グリシン1.50g(20ミリモル)を水30mlに溶解し、次い
で亜リン酸二ナトリウム・5水塩13.0g(60ミリモ
ル)、37%−ホルマリン3.70g(46ミリモル)を加えて
攪拌し、90〜95℃にて6.0時間反応した。以下実施例1
に準じてTLCにて展開し目的物のN,N−ジメチルグリシン
の主たるスポットを認めた。
実施例4 α−アミノパルミチン酸2.71g(10ミリモル)をとり、
水30ml及びiso−ブタノール3mlを加えて攪拌下、粒状の
水酸化ナトリウム2.56g(64ミリモル)を加え、次いで
亜リン酸2.59g(32ミリモル)、37%−ホルマリン1.88g
(23ミリモル)を加えて90℃にて7.5時間反応した。反
応液にiso−ブタノール30ml加えてよく振り混ぜた後、
水層を除き再び水50ml加えて水洗を行い分層後iso−ブ
タノール層に浮遊している結晶を過し乾燥すると74%
の収率でNα,Nα−ジメチルアミノパルミチン酸が得ら
れた。
実施例5 亜リン酸12.3g(150ミリモル)を水95ml、イソブタノー
ル5mlの混合溶媒に溶解後冷却しながら水20mlに水酸化
ナトリウム11.0g(275ミリモル)を溶解した液を加え
た。これにNε−ラウロイルリジン16.4g(50ミリモ
ル)を懸濁させ、37%−ホルマリン8.92g(110ミリモ
ル)を添加後65℃で10時間加熱還流した。反応液は発泡
に注意しながら濃縮乾固し、残渣をメタノール50mlに加
熱溶解し不溶物を熱時過した。液にアセトン250ml
を加え晶析し、約10℃に冷却後、取し乾燥してNα,N
α−ジメチル−Nε−ラウロイルリジン18.0gを得た。
尚、反応収率は別途高速液体クロマトグラフィーによ
り定量した結果99.5%であった。 〈高速液体クロマトグラフィー分析条件〉 カラム:4mmφ×250mm 充填剤:Finesil C18-10(日本分光KK製) 溶離液:0.03M NaH2pO4/MeOH(1:9) (Heptanesulfonate Na塩 5mM添加) 流量:1ml/分 カラム温度:40℃ 検出波長:210nm ◎リテンションタイム Nα,Nα−ジメチル−Nε−ラウロイルリジン 8.6分 実施例6 Nε−ラウロイルリジン3.28g(0.01M)を用い、溶媒の
種類、ホルマリン、亜リン酸、水酸化ナトリウムのモル
比を種々変えて反応を行い、生成するNα,Nα−ジメチ
ル−Nε−ラウロイルリジンの反応率を高速液体クロマ
トグラフィーより求めた結果を表−1に示した。
実施例7 Nδ−パルミトイルオルニチン18.5g(50ミリモル)を
水120mlとエタノール80mlの混合溶媒中に懸濁し、これ
に亜リン酸モノナトリウム15.7g(150ミリモル)、水酸
化ナトリウム2.0g(50ミリモル)及び37%−ホルマリン
8.92g(110ミリモル)を加え5時間加熱還流した。反応
液は発泡に注意しながら濃縮乾固し、残渣をエタノール
100mlに加熱溶解し、不溶物を熱時過した。以下、実
施例4の方法に準じて処理し、Nα,Nα−ジメチル−N
δ−パルミトイルオルニチンの結晶を19.3g(収率98
%)を得た。
実施例8 Nε−ステアロイルリジン20.6g(50ミリモル)を水150
mlとメタノール100mlの混合溶媒に懸濁させ、これに亜
リン酸二ナトリウム23.7g(110ミリモル)、水酸化ナト
リウム2.0g(50ミリモル)及び37%−ホルマリン8.92g
(110ミリモル)を加え、15時間加熱還流した。以下実
施例4に準じて処理してNα,Nα−ジメチル−Nε−ス
テアロイルリジンの結晶21.4g(収率97%)を得た。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分子中にアミノ基及びカルボキシル基をそ
    れぞれ少なくとも一つ有するα−アミノ鎖状脂肪酸に水
    若しくは水と親水性有機溶媒との混合溶媒中、ホルムア
    ルデヒド及び/又はパラホルムアルデヒドと亜リン酸と
    をアルカリ性物質の存在下で作用させることを特徴とす
    るN,N−ジメチル−α−アミノ鎖状脂肪酸の製造法。
JP24684386A 1986-10-17 1986-10-17 N,N―ジメチル―α―アミノ鎖状脂肪酸の製造法 Expired - Lifetime JPH0798783B2 (ja)

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