JPS6318947B2

JPS6318947B2 -

Info

Publication number: JPS6318947B2
Application number: JP56182430A
Authority: JP
Inventors: Kureeman Akuseru; Zamuson Maruku
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1980-11-15
Filing date: 1981-11-16
Publication date: 1988-04-20
Also published as: JPS57109784A; EP0052199A1; US4374995A; DE3043259A1

Description

【発明の詳細な説明】トリプトフアンは、しばしば飼料及び混合飼料
中に限られて存在するアミノ酸である不可欠アミ
ノ酸である。トリプトフアンはトリプトフアン−
ヒダントインのアルカリ性加水分解により得られ
るので、その合成は大きな意味を有する。

最近、アクロレイン又はアクリルニトリルから
出発し、多くの工程を経て行なわれるトリプトフ
アン−ヒダントインの多くの製法がすでに公知で
ある。しかし、公知方法は一般に完全に満足のい
くものではない。なぜならこの方法は入手困難な
反応成分又は助剤の使用を必要とするか、又は少
なくとも１つの反応工程において比較的わずかな
反応率が得られるからである。

従つて、本発明の課題はトリプトフアン−ヒダ
ントインの製法であり、これはａ一般式〔式中、Ａは非置換又はメチル基１又は２個
により置換された炭素原子数２又は３のアルキ
レン基を表わす〕の化合物を水溶液又は水性ア
ルコール溶液中でシアン化水素又はシアンイオ
ン供給化合物及びアンモニア又はアンモニウム
イオン供給化合物及び二酸化炭素又は炭酸イオ
ン供給化合物と反応させ、ｂ得られた反応混合物をPH0.1〜４でフエニル
ヒドラジンと反応させることを特徴とする。

本発明方法における両方の反応工程ａ）及び
ｂ）は高い反応率で進行する。更に、使用すべき
一般式（）の化合物も相応する２−ビニル−
１，３−ジオキソランもしくは２−ビニル−１，
３−ジオキサンのヒドロホルミル化により、更に
これらの原料化合物はアクロレインを相応する
１，２−グリコールもしくは１，３−グリコール
と反応させることにより容易に、かつ高収率で製
造されるので、本発明による方法により、アクロ
レインから出発する、新規で有利かつ安価なトリ
プトフアン−ヒダントインへの道が開けたのであ
る。

使用するための一般式（）の化合物の例は２
−（2′−ホルミルエチル）−１，３−ジオキソラ
ン、２−（2′−ホルミルエチル）−４−メチル−
１，３−ジオキソラン、２−（2′−ホルミルエチ
ル）−４，５−ジメチル−１，３−ジオキソラン、
２−（2′−ホルミルエチル）−１，３−ジオキサ
ン、２−（2′ホルミルエチル）−４−メチル−１，
３−ジオキサン又は２−（2′−ホルミルエチル）−
５，５−ジメチル−１，３−ジオキサンである。

第１反応工程において、アルデヒドからヒダン
トインを形成するために自体公知法で、一般式
（）の化合物をシアン化水素又はシアンイオン
供給化合物、例えばシアン化ナトリウム又はシア
ン化カリウム、及びアンモニア又はアンモニウム
イオン供給化合物、例えば水酸化アンモニウム又
は塩化アンモニウム、及び二酸化炭素又は炭酸イ
オン供給化合物、例えば炭酸水素ナトリウム、炭
酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム、カルバミン酸ナトリウム又はカルバミン酸カ
リウムと反応させる。シアン化アンモニウムのよ
うに同時にシアンイオン及びアンモニウムイオン
を供給する化合物又は炭酸アンモニウム又はカル
バミン酸アンモニウムのように同時にアンモニウ
ムイオン及び炭酸イオンを供給する化合物を使用
することもできる。

第１反応工程の反応は水又は水及びメタノール
又はエタノールからの混合物中で行なわれる。こ
の反応は広い温度範囲で行なうことができる。満
足のいく反応速度が達せられるし、場合により必
要な過圧が技術的に全く障害とならないので、30
〜90℃の温度が有利である。

個々の反応成分の量も広い範囲で変化させるこ
とができる。一般式（）の化合物１モルあた
り、シアン化水素又はシアンイオン供給化合物１
〜1.5モル、アンモニア又はアンモニウムイオン
供給化合物２〜15モル及び二酸化炭素又は炭酸イ
オン供給化合物１〜２モルを使用するのが有利で
ある。一般式（）の化合物を同時に他の３種の
反応成分と反応させることができる。同様に該化
合物を先ず、シアン成分と、引き続き同時に他の
両方の成分と反応させるか、又は先ず、シアン成
分と、次いでアンモニウム成分と、そして次に二
酸化炭素−もしくは炭酸イオン成分と反応させる
ことも可能である。一般式（）の化合物をメタ
ノール又はエタノール中に溶かし、この溶液をゆ
つくりと所望の反応温度に加熱した他の反応成分
の水溶液又は懸濁液に添加するのが特に有利であ
る。高い変換率を達成するためには、添加終了
後、適当な後反応時間、例えば約５時間をとるの
が有利である。

それぞれ使用した反応条件により、第１反応工
程の実施後この反応混合物は、予期される一般式〔式中、Ａは前記のものを表わす〕のヒダント
インの他に多かれ少なかれ一般式〔式中、Ａは前記のものを表わす〕のα−Ｎ−
カルバモイル−カルボン酸アミドを多量に含有す
る。

しかしながら両方の反応生成物は次の反応工程
ｂ）において、トリプトフアン−ヒダントインに
変換するので、これら両者の分離は必要ではな
い。第２の反応工程ｂ）を実施する前に第１の反
応工程ａ）粗反応混合物中に含有されるアンモニ
ウム塩を煮沸蒸発させ、場合により含有されるア
ルコールを留去し、反応混合物を減圧下に濃縮さ
せることは有利である。

反応工程ｂ）においては、工程ａ）中で得られ
た一般式（）及び（）の化合物の混合物をPH
0.1〜４でフエニルヒドラジンと直接反応させて、
所望のトリプトフアン−ヒダントインとする。必
要とされる0.1〜４、有利に１〜３のPHは無機酸、
例えば硫酸又は燐酸により、有機酸、例えば蓚
酸、蟻酸、酢酸、ベンゾールスルホン酸又はｐ−
トルオールスルホン酸により、又は強酸性イオン
交換体により調整する。塩酸を使用するのが有利
である。一般式（）の化合物から所望のトリプ
トフアン−ヒダントインを形成する場合はアンモ
ニア１分子、一般式（）の化合物から所望のト
リプトフアン−ヒダントインを形成する場合はア
ンモニア２分子が遊離するので、反応工程ｂ）の
間に酸を添加することによりPH値を後調整する。
第２の反応工程においても、反応温度を広い範囲
で変化させることができる。25〜150℃、有利に
70〜120℃の温度が好適である。

フエニルヒドラジンは過剰に使用することがで
きる。しかしながら経済的な理由から、反応工程
ａ）で使用した一般式（）の化合物の量と当モ
ル量を使用するのが有利である。

フエニルヒドラジンを反応工程ａ）から得られ
た混合物及び必要量の酸と混合し、所望の反応温
度に加熱する。フエニルヒドラジンの酸溶液をあ
らかじめ入れ、加熱し、反応工程ａ）から得られ
た混合物をゆつくりと添加することも可能であ
る。両方の場合において、全体で約３〜４時間の
反応時間で一般に十分である。反応終了後、得ら
れたトリプトフアン−ヒダントインの溶液を濃縮
し、残分を再結晶させる。この溶液を冷却するこ
とによつても、トリプトフアン−ヒダントインを
結晶化し、分離することもできる。このようにし
て得られた生成物の純度は通常95％をこえる。再
結晶により融点213〜216℃の融点の純粋なトリプ
トフアン−ヒダントインが得られる。

次に、実施例につき本発明を詳細に説明する。
他に記載のないかぎり、「％」は「重量％」を表
わす。

例１炭酸アンモニウム96ｇ、青酸10.2ｇ及びアンモ
ニウム水溶液（25％）220mlからなる懸濁液に、
35℃で１時間かけて２−（2′−ホルミルエチル）−
１，３−ジオキソラン32.5ｇを滴加し、40℃で５
時間、後撹拌する。引き続き温度を上昇させて
（頭部温度100℃まで）、この塩を煮沸蒸発させる。
残留水溶液を濃塩酸でPH１とし、90℃で１時間か
けてゆつくりと0.1NHCl600ml中のフエニルヒド
ラジン27ｇの撹拌溶液に滴加する。引き続き、反
応混合物を温度90℃で更に２時間保持する。10℃
にゆつくりと冷却した後、生じた沈殿を濾別し、
減圧で乾燥させる。トリプトフアン−ヒダントイ
ンの収率は45.8ｇ（理論値の80％）である。

元素分析：C₁₂H₁₁N₃O₂ 計算値：C62.9％ H4.8％ N18.3％実測値：C61.6％ H4.9％ N18.2％例２炭酸アンモニウム96ｇ、青酸10.2ｇ及びアンモ
ニウム水溶液（25％）180mlからなる懸濁液に40
℃で１時間かけて２−（2′−ホルミルエチル）−４
−メチル−１，３−ジオキソラン35.5ｇを滴加
し、60℃で４時間、後撹拌する。塩を100℃で煮
沸蒸発させた後、残留水溶液を濃塩酸でPH1.5と
し、95℃で0.1NHCl750ml中のフエニルヒドラジ
ン−塩酸塩36.5ｇの撹拌溶液に添加する。引き続
き、95℃で更に２時間、後撹拌する。10℃に冷却
した後、生じた沈殿を濾別し、減圧下に乾燥させ
る。トリプトフアン−ヒダントインの収量は42.4
ｇ（理論値の74％）である。

例３例１におけると同様に、２−（2′−ホルミルエ
チル−４，５−ジメチル−１，３−ジオキソラン
15.8ｇと炭酸アンモニウム35ｇ、青酸4.1ｇ及び
アンモニウム水溶液（25％）100mlとを反応させ
る。このようにして得られた水溶液を
0.1NHCl240ml中のフエニルヒドラジン10.8ｇと
90℃で撹拌する。トリプトフアン−ヒダントイン
の収量は16.2ｇ（理論値の71％）である。

例４炭酸アンモニウム83ｇ、青酸11.7ｇ及びアンモ
ニウム水溶液250mlからなる懸濁液に50℃でメタ
ノール100ml中の２−（2′−ホルミルエチル）−１，
３−ジオキサン41.4ｇの溶液を１時間かけて滴加
し、更に50℃で３時間、後撹拌を行なう。引き続
き、100℃の頭部温度までメタノールを留去し、
塩を煮沸蒸発させる。残留水溶液を濃塩酸でPH
1.2とし、90℃で0.1NHCl750ml中のフエニルヒド
ラジン31ｇの撹拌溶液に1.5時間かけて滴加する。
引き続き、反応混合物を１時間温度90℃に保持す
る。10℃に冷却した後、生じた沈殿を濾別し、減
圧下に乾燥させる。トリプトフアン−ヒダントイ
ンの収量は48.8ｇ（理論値の74％）である。

例５例４におけると同様にして、２−（2′−ホルミ
ルエチル）−４−メチル−１，３−ジオキサン
45.5ｇをトリプトフアン−ヒダントインに変換す
る。収率は52.7ｇ（理論値の80％）である。

例６炭酸アンモニウム72ｇ、青酸10.2ｇ及びアンモ
ニウム水溶液（25％）175mlからなる懸濁液に35
℃でメタノール50ml中の２−（2′−ホルミルエチ
ル）−４，４−ジメチル−１，３−ジオキサン43
ｇの溶液を１時間かけて滴加し、更に50℃で４時
間、後撹拌する。引き続き、メタノールを留去
し、アンモニウム塩を100℃で煮沸蒸発させる。
残留水溶液を80℃で濃塩酸でPH1.5とし、これを
この温度で0.1NHCl600ml中のフエニルヒドラジ
ン27ｇの90℃撹拌温溶液に２時間かけて滴加す
る。引き続き、95℃で更に１時間後撹拌し、ゆつ
くりと10℃に冷却する。生じた沈殿を濾別し、減
圧で乾燥させる。トリプトフアン−ヒダントイン
の収量は45.3ｇ（理論値の79％）である。

例７炭酸アンモニウム48ｇ、青酸5.1ｇ及びアンモ
ニウム水溶液（25％）120mlからなる懸濁液にエ
タノール100ml中の２−（2′−ホルミルエチル）−
１，３−ジオキソラン16.3ｇの溶液を35℃で滴加
し、60℃で５時間、後撹拌する。こうして得られ
た溶液を濃塩酸でPH１とし、室温で0.1NHCl300
ml中のフエニルヒドラジン13.5ｇの溶液を滴加す
る。反応混合物を90℃に２時間加熱し、冷却し、
減圧下に濃縮する。残分を水／エタノール（50：
50）混合物から再結晶させる。トリプトフアン−
ヒダントインの収量は19.7ｇ（理論値の68.5％）
である。

Claims

【特許請求の範囲】１ａ一般式〔式中、Ａは非置換又はメチル基１又は２個
により置換された炭素原子数２又は３のアルキ
レン基を表わす〕の化合物を水溶液又は水性ア
ルコール溶液中でシアン化水素又はシアンイオ
ン供給化合物及びアンモニア又はアンモニウム
イオン供給化合物及び二酸化炭素又は炭酸イオ
ン供給化合物と反応させ、ｂ得られた反応混合物をPH0.1〜４でフエニル
ヒドラジンと反応させることを特徴とするトリ
プトフアン−ヒダントインの製法。２反応工程ａにおいて、使用した一般式（）
の化合物１モルあたりシアン化水素又はシアンイ
オン供給化合物１〜1.5モル、アンモニア又はア
ンモニウムイオン供給化合物２〜15モル及び二酸
化炭素又は炭酸イオン供給化合物１〜２モルを使
用する特許請求の範囲第１項記載の方法。３反応工程ａを温度30〜90℃で実施する特許請
求の範囲第１項又は第２項記載の方法。４反応工程ｂを温度25〜150℃で実施する特許
請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の方
法。