JPS5945667B2 - アミノ酸アミノアルキルエステルの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアミノ酸アミノアルキルエステルの製造方法に
関する。

アミノ酸アミノアルキルエステルはホスゲン化反応によ
つてイソシアネートを与え、ポリウレタン原料などとし
て用いられる。

アミノ酸アミノアルキルエステルを製造する方法として
は、特公昭４６−３５２４６に提案された方法がある。

この方法は、アミノ酸塩酸塩とアミノアルコール塩酸塩
とのエステル化反応に際し、反応の進行に従つて水を除
去しながら反応系内に塩化水素ガスの気流を保持して加
熱しエステル化を進めるというものである。そしてその
実施においては不活性液体反応媒質中で反応することが
述べられ、かかる液体反応媒質として種々の炭化水素、
塩素化炭化水素があげられている。かくてこれらの具体
的実施態様は、上記の液体反応媒質中で加熱しエステル
化を進めると生成する水はこれらの反応媒質と共沸系を
つくり留去され、その際には留去される水は反応物中に
存在する塩化水素を共沸混合物として随伴し費消する。
従つて、このエステル化反応を維持するためには、この
ようにして減少させられる塩化水素をたえず補うために
は、この反応系に常時塩化水素気流を保持し、塩化水素
の濃度をその飽和に近い状態に保ち、このような状況下
にエステル化を進めることによりはじめて本発明の目的
が達成されるとしている。しかしながら、ここに回示さ
れた方法に従つて追試を実施してみると、反応初期は比
較的順調にエステル化反応が進行するものの、次第に反
応速度が低下し、かなり低い反応率で頭打ちになつてし
まう。また、塩化水素ガスを多量に通じながら反応に行
なうため、取り扱いが厄介であるという操作上の問題も
あることがわかつた。本発明者らはかかる問題点を解決
すべく鋭意検討した結果、反応速度を著しく速め、反応
操作のより簡単な本発明の方法に到達した。

すなわち本発明は、アミノ酸塩酸塩とアミノアルコール
塩酸塩とを加熱しエステル化を行なうに際し、水と共沸
混合物をつくる有機溶剤の非存在下に塩化水素ガスを反
応系に吸収させて反応させることを特徴とするアミノ酸
アミノアルキルエステルの製造方法である。

一般にエステル化反応では、生成する水をたえず留去し
、反応系から除外することが反応を進める上に有利であ
ると考えられている。

そして通常は、有機溶剤共存下に水を共沸系で留去し、
留出水は分離除去し溶剤は還流させるというエステル化
方法がとられる。これに対して本発明では水と共沸混合
物をつくる有機溶剤を反応系中に存在させない。

このようにすることによつて共沸系がつくられないため
、反応系は徹底的脱水状態となることがなく、驚くべき
ことにこのような状態にある方が反応速度はより大きく
なる。

当然のことながら、上記有機溶剤が本発明の反応に関与
しない状態で共存することはなんら差支えない。例えば
、静置ないし準静置の反応系の上部に上記有機溶剤を静
置ないし準静置の状態で浮べ下層の反応系について下方
からの気泡導入や、別の塩化水素吸収装置を付設し、そ
こで塩化水素ガスの吸収をはかるという方法なども本発
明に含まれる。本発明において塩化水素ガスは反応系に
吸収せしめられるが、塩化水素ガスを気流として反応系
へ絶えず通する必要は全くない。

従つて、密閉反応容器中で反応させることも可能である
。なお、生成水は必要に応じ間欠的に系外に除去される
。

以上のようにして実施される本発明は、その本質として
次のごときが指摘される。

すなわち、エステル化反応にあつては一般常識としては
生成する水は可及的に反応系から除去されることが望ま
しく、具体的には共沸有機溶媒共存下に加熱し、反応容
器にＤｅａｎ−Ｓｔａｒｋ水分離捕捉器を付け、生成水
はたえず系外へ留去する方法がまず考えられる。ところ
が本発明にあつてはそのような常識とは異なり生成する
水は上記の共沸系で留去するように徹底的に除去するこ
となく、例えば適当な減圧の下に留去し、これに直接塩
化水素ガスを接触、吸収させて反応を進める。かかる方
法によれば、本反応系に残存する水は共沸脱水系より本
質的により多くなり、塩化水素の反応混合物への吸収速
度もより速くなり、またその濃度もより高くなる。かく
て本発明の実施状態では通常水の残存率は数モル％から
２０モル％くらいまで、初期では４０モル％の条件下で
もよく、その後の塩化水素の濃度は３〜４モル％から７
〜８モル％、さらには１５モル％近くにも及ぶ。これら
に対し一般の有機溶剤共沸系の反応混合物中の塩化水素
の濃度は精々１モル％内外のような場合が多い。なお、
本反応における反応促進の効果は常識的には以上の如く
触媒としての塩化水素の効果に負うもののように考えら
れる。しかし、これには他に水そのものの触媒効果も考
えられる。これらの内状はまだ不明の点も多いが、とも
あれ通常の有機溶媒存在の下に塩化水素を吸収させ、共
沸脱水系で行なうものに比較し、本発明の有機溶媒非存
在下に塩化水素ガスを直接吸収させ、減圧留去脱水のよ
うな系で間欠的に生成水を不完全に除去しながら進める
本発明のエステル化方法は全く予期されなかつた効果を
示した。本発明に使用されるアミノ酸塩酸塩は、少なく
とも１個のアミノ基と少くとも１個のカルボキシル基と
を持つ、炭素原子数２〜１８個の脂肪族もしくは芳香族
アミノ酸、または３〜１２員環のラクタムの塩酸塩であ
る。

特に好ましく用いられるアミノ酸は、脂肪族のモノアミ
ノモノカルボン酸、ジアミノモノカルボン酸、モノアミ
ノジカルボン酸、ジアミノジカルボン酸などである。こ
れらのアミノ酸が環化して形成するラクタムもまた好ま
しく用いられる。上記化合物の具体例としては、グリシ
ン、３−アミノプロピオン酸、ω−アミノラウリン酸、
アミノカプロン酸、アラニン、イソロイシン、３−アミ
ノ酪酸、４−アミノシクロヘキサンカルボンさん、フエ
ニルアラニン、メチオニン、アミノ安息香酸、アスパラ
ギン酸、グルタミン酸、リジンランチオニン、１−アミ
ノ−２，３，４−ブタントリカルボン酸、上記アミノ酸
のラクタム、ピロリドン、力プロラクタム、ラウロラク
タムなどをあげることができる。

これらの化合物にエステル化反応に対して不活性な官能
基、たとえばニトロ、ハロゲンなどの置換基が含まれて
いても良いことは言うまでもない。本発明に使用される
アミノアルコール塩酸塩は、１個の第一もしくは第二水
酸基および１個の第一アミノ基を有する炭素原子数２〜
１２個のアミノアルコールの塩酸塩である。

上記アミノアルコールは、そのアルキレン連鎖中に酸素
、硫黄などの複素原子を含んだものや、エステル化反応
に対して不活性な基、例えばニトロ、ハロゲン、アルキ
ル、フエニル基などの置換基を含むものであつてもよい
。アミノアルコールの具体例としては、エタノールアミ
ン、１−アミノ−２−プロパノール、２ーアミノ−１−
プロパノール、２−アミノ−１−ブタノール、２−（２
アミノエトキシ）一エタノール、２−アミノシクロヘキ
サノールなどを挙げることができる。

エステル化反応に際してアミノ酸塩酸塩とアミノアルコ
ール塩酸塩とのモル比は約１：０．８〜１：８、好まし
くは約１：１．２〜１：３の範囲とし、加熱温度は約５
０〜１８０℃、好ましくは約８０〜１５０℃とする。

アミノアルコール塩酸塩の使用量を多くするとエステル
化反応は促進されるが、反面水を生成する副反応も併起
し、目的物の単離にも困難を招くので上記モル比の範囲
内とするのが適当である。また、反応は常圧下で行なう
ことも可能である。なお、精製物の生成には公知の種々
の方法が適用され得るが、特にリジンニ塩酸塩とエタノ
ールアミノ塩酸塩とからのエステル化物については、メ
タノール／エタノール混合溶剤を再結晶溶媒として用い
る生成法が特に有効である。

実施例 １ 合成した２−アミノカプロラクタム（６１％水溶液）２
１０ｇ（１モノ（ハ）を濃塩酸（３６（Ｆｆ））４０６
９（４モル）と混合し、９７℃で１０時間加熱し、加水
分解を行なつた。

次いでエタノールアミン１２２９（２モル）を添加し、
８０℃の浴二温で、最初は水流ポンプで、最後は２〜３
ｍＩＨｆ１まで真空ポンプで減圧濃縮し、水分を０．５
（ｆｌ）以下までにした溶融状態の反応混合物を得た。
このものをかきまぜ器をつけた１リツトルの密閉フラス
コに入れ、内温を１２０℃とし、最初減圧にすることで
内部の空気を抜き、次いで塩化水素ガスで置換し反応混
合物を接触させ、かきまぜ下に１０〜１５分間塩化水素
ガスを吸収させた。この際、塩化水素ガスは吸収量を補
給できるように、フラスコを外部のガス貯槽に連結して
おく。その後は極短時間３００〜４００ｍＨ１まで減圧
排気し、空気で再置換する。このことを２〜３回くり返
し１２０℃で放置し、４０〜６０分後に、反応により生
成した水を１０ｍｍＨ９以下の減圧に留去する。これら
の操作を５〜６回くり返すとエステル化率７５〜８０％
に達する。このようなエステル化操作で減圧脱水時の水
の残存量は約０．０５〜０。

１５モルで塩化水素ガス吸収量は０．０５〜０．０８モ
ルであつた。

なお、この塩化水素ガス吸収量は吸収時間を長くすると
０５１〜０．１５モルにすることも可能である。この反
応生成物からは、メチルアルコールとエチルアルコール
の混合溶媒で再結晶し、精製２−アミノエチル−２，６
ジアミノカプロエート１９０ｆ１を単離確認した。融点
は１４３〜１４４℃であつた。実施例 ２１−リジン２
塩酸塩２１９９（１モル）とエタノールアミン塩酸塩１
９６９（２モル）をよく粉砕混合し、７０℃で３時間減
圧乾燥した。

このものを１リツトルの密閉フラスコに入れ１２０℃に
温度をあげ、その溶融混合物に実施例１と同様にして、
塩化水素ガスを吸収させ反応を進めた。反応時間として
約３０分間放置後、エステル化率は驚くべきことに５８
％にも達していた。実施例 ３ 実施例２と同様にして、ただし反応操作を数回くり返し
行なうことによりエタノールアミン塩酸塩とω−アミノ
カプロン酸塩酸塩、３−アミノプロピオン酸塩酸塩との
それぞれの反応を行ない同様にエステル化が非常に早く
起ることを認めた。

実施例 ４実施例３と同様にして、リジン２塩酸塩と２
一アミノープロパノール塩酸塩とのそれぞれの反応を行
ない、同様にエステル化が非常に早く起ることを認めた
。

参考実施例 実施例１と同様にして調製した反応混合物の水溶液を１
リツトルの四ツロフラスコに入れ、さらにトルエン、キ
シレン混合溶媒（沸点１２０℃）を入れる。

フラスコには反応混合物の底部まで達する塩化水素ガス
導入管と水を共沸糸で連続的に留去するための還流冷却
器と水分離器を装着しておく。以上塩化水素ガスを５０
ＣＣ／分の速度で通しながらかきまぜ下に加熱する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アミノ酸塩酸塩とアミノアルコール塩酸塩とを加熱
   しエステル化を行なうに際し、水と共沸混合物をつくる
   有機溶剤の非存在下に塩化水素ガスを反応系に吸収させ
   て反応させることを特徴とするアミノ酸アミノアルキル
   エステルの製造方法。