JPWO2008102615A1 - β−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法 - Google Patents
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Abstract
塩基性触媒の存在下、又は塩基性触媒とポリオールの存在下にて、β−アルコキシプロピオン酸エステル類と、アミン類を反応させる工程を含む、下記式（Ｉ）で表されるβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。（式中、Ｒ１は炭素数１〜８のアルキル基であり、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ、水素、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、メトキシメチル基又はグリシジル基である。）
Description
本発明はβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法に関する。さらに詳しくは、β−アルコキシプロピオン酸エステル類とアミン類を反応させる工程を含むβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法に関する。
一般に、アミド系有機溶剤は優れた溶解力を有し、また、水に容易に溶解する性質があり水によるリンスが可能なため、溶剤又は洗浄剤として望ましい性能を有している。このため、例えば、レジスト剥離剤に使用できる。
最近では、ハロゲン系溶剤がオゾン層を破壊する等、環境汚染をもたらす恐れがあること、また、毒性が大きいことから、アミド系溶剤が従来のハロゲン系溶剤に代替される傾向にある。また、ＮＭＰ等の生殖毒性化合物の代替としても期待される。
しかしながら、アミド系溶剤を安価に合成する方法はまだ確立されていないため、工業的に安価な合成方法が望まれている。
最近では、ハロゲン系溶剤がオゾン層を破壊する等、環境汚染をもたらす恐れがあること、また、毒性が大きいことから、アミド系溶剤が従来のハロゲン系溶剤に代替される傾向にある。また、ＮＭＰ等の生殖毒性化合物の代替としても期待される。
しかしながら、アミド系溶剤を安価に合成する方法はまだ確立されていないため、工業的に安価な合成方法が望まれている。
アミド系溶剤を安価に合成する方法として、アクリル酸エステルを出発原料とする方法がある。この方法ではアクリル酸エステルからアルコキシプロピオン酸エステルを合成し、直接アミド化する方法や、一旦加水分解しアルコキシアクリル酸を合成し、これにアミンを作用させて塩を形成し、更に熱分解によりアミドを合成する方法が考えられる。
例えば、特許文献１には重合性モノマーとして用いるα、β−オレフィン系不飽和モノカルボン酸のＮ，Ｎ−ジアルキルプロピオンアミド類の製造法において、中間体としてβ−アルコキシＮ，Ｎ−ジアルキルプロピオンアミド類を合成する方法が記載されている。具体的には、β−アルコキシプロピオン酸エステル類とジアルキルアミン類とを、２個の隣接するヒドロキシルを有するポリオールの存在下で反応させてアミド化させる方法である。
しかしながら、この方法では多量のポリオールが必要であり、しかも高い転化率を得るには、高い温度で長時間反応させることが必要であった。
しかしながら、この方法では多量のポリオールが必要であり、しかも高い転化率を得るには、高い温度で長時間反応させることが必要であった。
特許文献２にはアクリル酸アミド類と炭素数１〜４の脂肪族一価アルコールを反応させる方法が記載されている。この方法は温和な条件で合成が可能である。
しかしながら、アクリル酸アミドは特許文献２のように３〜４工程で製造されるものであり、また、アクリル酸アミド自体が高価なため、この方法でβ−アルコキシアミド類を製造すると製造費用が高くなる。
しかしながら、アクリル酸アミドは特許文献２のように３〜４工程で製造されるものであり、また、アクリル酸アミド自体が高価なため、この方法でβ−アルコキシアミド類を製造すると製造費用が高くなる。
また、アルコキシ酸クロライドにジメチルアミンを反応させる方法がある。例えば、ジエチルエーテル溶媒存在下３−エトキシ−プロピオニルクロライドにジメチルアミンを反応させると、３−エトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチル−プロピオンアミドが合成できる。
しかしこの方法も原料が高価であり、安価な合成法とは言えない。
特開昭４９−６６６２３号公報
特開平１０−２７９５４５号公報
しかしこの方法も原料が高価であり、安価な合成法とは言えない。
本発明は、アミド系有機溶剤として有用なβ−アルコキシプロピオンアミド類を安価に製造できる製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは鋭意検討した結果、塩基性触媒下、又は塩基性触媒とポリオールの存在下にてアルコキシプロピオン酸エステル類をアミン類と反応させると、温和な条件下、短時間にてβ−アルコキシプロピオンアミド類を得ることができることを見出した。
また、塩基性触媒を使用し、アクリル酸エステルにアルコールを付加させてアルコキシプロピオン酸エステルを合成し、引き続き上記のアミド化反応を行うことにより、効率よくβ−アルコキシプロピオンアミド類が製造できることを見出し、本発明に至った。
また、塩基性触媒を使用し、アクリル酸エステルにアルコールを付加させてアルコキシプロピオン酸エステルを合成し、引き続き上記のアミド化反応を行うことにより、効率よくβ−アルコキシプロピオンアミド類が製造できることを見出し、本発明に至った。
本発明によれば、以下のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法が提供できる。
１．塩基性触媒の存在下、又は塩基性触媒とポリオールの存在下にて、β−アルコキシプロピオン酸エステル類と、アミン類を反応させる工程を含む、下記式（Ｉ）で表されるβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
（式中、Ｒ１は炭素数１〜８のアルキル基であり、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ、水素、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、メトキシメチル基又はグリシジル基である。）
２．塩基性触媒の存在下、アクリル酸エステル類と脂肪族アルコールを反応させて、前記β−アルコキシプロピオン酸エステル類を合成する工程を有する、１に記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
３．マイケル付加反応により、塩基性触媒の存在下にて前記アクリル酸エステル類と脂肪族アルコールからβ−アルコキシプロピオン酸エステル類を合成し、
引き続き、前記β−アルコキシプロピオン酸エステル類にアミン類を反応させる、２に記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
４．前記マイケル付加反応の仕込み時における、前記脂肪族アルコールとアクリル酸エステル類のモル比（脂肪族アルコール／アクリル酸エステル類）を１．０〜２．０とする３に記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
５．前記アクリル酸エステル類が下記式（ＩＩ）で表される化合物である２〜４のいずれかに記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
（式中、Ｒ４は炭素数１〜８のアルキル基である。）
６．前記脂肪族アルコールが炭素数１〜８の脂肪族アルコールである２〜５のいずれかに記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
７．前記アミン類が下記式（III）で表される化合物である１〜６のいずれかに記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
（式中、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ、水素、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、メトキシメチル基又はグリシジル基である。）
８．前記ポリオールがエチレングリコール又はグリセリンである１に記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
９．前記Ｒ１が炭素数１〜６のアルキル基である１〜８のいずれかに記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
１．塩基性触媒の存在下、又は塩基性触媒とポリオールの存在下にて、β−アルコキシプロピオン酸エステル類と、アミン類を反応させる工程を含む、下記式（Ｉ）で表されるβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
２．塩基性触媒の存在下、アクリル酸エステル類と脂肪族アルコールを反応させて、前記β−アルコキシプロピオン酸エステル類を合成する工程を有する、１に記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
３．マイケル付加反応により、塩基性触媒の存在下にて前記アクリル酸エステル類と脂肪族アルコールからβ−アルコキシプロピオン酸エステル類を合成し、
引き続き、前記β−アルコキシプロピオン酸エステル類にアミン類を反応させる、２に記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
４．前記マイケル付加反応の仕込み時における、前記脂肪族アルコールとアクリル酸エステル類のモル比（脂肪族アルコール／アクリル酸エステル類）を１．０〜２．０とする３に記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
５．前記アクリル酸エステル類が下記式（ＩＩ）で表される化合物である２〜４のいずれかに記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
６．前記脂肪族アルコールが炭素数１〜８の脂肪族アルコールである２〜５のいずれかに記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
７．前記アミン類が下記式（III）で表される化合物である１〜６のいずれかに記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
８．前記ポリオールがエチレングリコール又はグリセリンである１に記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
９．前記Ｒ１が炭素数１〜６のアルキル基である１〜８のいずれかに記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
本発明によれば、穏やかな条件下、短時間にて高い収率でアルコキシプロピオンアミド類を製造することができる。
また、比較的安価なアクリル酸エステルと脂肪酸アルコールを反応させ、アルコキシプロピオン酸エステルを合成し、引き続きアミド化反応を行うことができる。アルコキシプロピオンアミド類を製造する場合、この２つの反応工程を、分離精製（塩基性触媒の失活除去、アルコキシプロピオン酸エステルの分離精製）することなく連続的に実施できる。従って、本発明の製造方法は生産性が高く工業的な意義は大きい。
また、比較的安価なアクリル酸エステルと脂肪酸アルコールを反応させ、アルコキシプロピオン酸エステルを合成し、引き続きアミド化反応を行うことができる。アルコキシプロピオンアミド類を製造する場合、この２つの反応工程を、分離精製（塩基性触媒の失活除去、アルコキシプロピオン酸エステルの分離精製）することなく連続的に実施できる。従って、本発明の製造方法は生産性が高く工業的な意義は大きい。
本発明は、下記式（Ｉ）で表されるβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法であって、塩基性触媒の存在下、又は塩基性触媒とポリオールの存在下にて、β−アルコキシプロピオン酸エステル類と、アミン類を反応させる工程を含むことを特徴とする。
（式中、Ｒ１は炭素数１〜８のアルキル基であり、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ、水素、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、メトキシメチル基又はグリシジル基である。）
本発明ではアミド化反応時に塩基性触媒、又は塩基性触媒とポリオールを組み合わせて使用することで、温和な反応条件で短時間に目的物を高収率で製造することができる。具体的に、アミド化反応の温度は、２０〜６０℃程度、アミド化反応の時間は、２〜８時間程度である。尚、例えば、従来のようにグリセリンのようなポリオールのみを使用した場合、反応温度は８０〜１２０℃、反応時間は２０〜４０時間であり、本発明の製造方法に比べて高温で長時間の処理が必要である。
原料であるβ−アルコキシプロピオン酸エステル類は、例えば、塩基性触媒の存在下、アクリル酸エステル類と脂肪族アルコールを反応させることにより合成できる。
アクリル酸エステルとしては、下記式（ＩＩ）で表されるものが挙げられる。
（式中、Ｒ４は炭素数１〜８のアルキル基である。）
アクリル酸エステルとしては、下記式（ＩＩ）で表されるものが挙げられる。
式（ＩＩ）で表されるアクリル酸エステルの具体的としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸２−エチルヘキシル等が挙げられる。このなかでもＲ４が炭素数１〜６のアルキル基であるものが好ましい。
脂肪族アルコールとしては、炭素数１〜８の脂肪族アルコールが使用できる。具体的には、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブチルアルコール、ｎ−ペンタノール、イソペンタノール、ｎ−ヘキサノール、２エチルヘキサノール等が使用できる。このなかでも炭素数１〜４の脂肪族一価アルコールが好ましい。
上記のアクリル酸エステル類と脂肪族アルコールを、塩基性触媒を使用してアルコール付加反応（マイケル付加反応）を行うことで、β−アルコキシプロピオン酸エステル類が得られる。
アルコール付加反応に使用できる塩基性触媒は特に制限はなく、無機塩基、有機塩基のいずれも用いることができる。
無機塩基としては、例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の水酸化物等やＮａ２ＣＯ３等が挙げられる。
有機塩基としては、例えば、上記アルカリ金属のアルコキシド、第三級アミン、ピリジン、４−メチルアミノピリジン等が挙げられる。
塩基性触媒は、アルカリ金属のアルコキシドが好ましく、特に、カリウムブトキシド（ＫＯｔ−Ｂｕ）やナトリウムメトキシド（ＮａＯＣＨ３）が好適である。
塩基性触媒は単独、又は混合物で使用できる。また、アルコールで希釈したものを使用してもよい。
無機塩基としては、例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の水酸化物等やＮａ２ＣＯ３等が挙げられる。
有機塩基としては、例えば、上記アルカリ金属のアルコキシド、第三級アミン、ピリジン、４−メチルアミノピリジン等が挙げられる。
塩基性触媒は、アルカリ金属のアルコキシドが好ましく、特に、カリウムブトキシド（ＫＯｔ−Ｂｕ）やナトリウムメトキシド（ＮａＯＣＨ３）が好適である。
塩基性触媒は単独、又は混合物で使用できる。また、アルコールで希釈したものを使用してもよい。
尚、塩基性触媒は一種を使用してもよく、二種以上を組み合わせてもよい。その使用量には制限はなく、原料の種類等に応じて適宜選定されるが、一般的にはアクリル酸エステル類１モルに対して、０．００１〜０．１モルの範囲、好ましくは０．０１〜０．０３モルの範囲で選定される。
β−アルコキシプロピオン酸エステル類と反応するアミン類としては、下記式（III）で表されるものが挙げられる。
（式中、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ、水素、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、メトキシメチル基又はグリシジル基である。）
なかでも、ジメチルアミン、ジエチルアミンが好ましい。アミン類は単独で使用してもよいし、適当な溶媒で希釈して使用してもよい。
アミド化反応におけるβ−アルコキシプロピオン酸エステル類とアミン類の仕込み比は、化学量論的量、又はアミン類の量を多めにすることが好ましい。具体的には、β−アルコキシプロピオン酸エステル類とアミン類の仕込み比（アミン類／エステル類：モル比）は１〜３が好ましい。尚、アミン類は反応系内に吹き込み等によって徐々に供給してもよい。
β−アルコキシプロピオン酸エステル類をアミド化する反応で使用する塩基性触媒は、上述したアルコール付加反応（マイケル付加反応）で使用される触媒と同様のものが使用できる。これらの中でアルカリ金属のアルコキシドが好ましく、特にカリウムブトキシド類やナトリウムメトキシド類が好適である。
触媒の使用量は、原料の種類等に応じて適宜選定されるが、一般的にはβ−アルコキシプロピオン酸エステル類１モルに対して、０．００１〜０．１モル好ましくは０．０１〜０．０５モルの範囲で選定される。
また、塩基性触媒とポリオールを組み合わせて使用する場合、ポリオールとしては、エチレングリコールやグリセリンが好ましく使用できる。ポリオールの使用量は、β-アルコキシプロピオン酸エステル類１モルに対して、０．２〜２モル程度であり、好ましくは０．６〜１．２モルの範囲である。ポリオールを添加することで転化率は幾分低下するが、β−アルコキシプロピオンアミド類の選択率を向上することができる。尚、β-アルコキシプロピオン酸エステル類１モルに対して、ポリオールを２モル以上添加しても更なる選択率の向上は得られず、転化率のみ低下し長時間の反応が必要となる場合がある。
触媒の使用量は、原料の種類等に応じて適宜選定されるが、一般的にはβ−アルコキシプロピオン酸エステル類１モルに対して、０．００１〜０．１モル好ましくは０．０１〜０．０５モルの範囲で選定される。
また、塩基性触媒とポリオールを組み合わせて使用する場合、ポリオールとしては、エチレングリコールやグリセリンが好ましく使用できる。ポリオールの使用量は、β-アルコキシプロピオン酸エステル類１モルに対して、０．２〜２モル程度であり、好ましくは０．６〜１．２モルの範囲である。ポリオールを添加することで転化率は幾分低下するが、β−アルコキシプロピオンアミド類の選択率を向上することができる。尚、β-アルコキシプロピオン酸エステル類１モルに対して、ポリオールを２モル以上添加しても更なる選択率の向上は得られず、転化率のみ低下し長時間の反応が必要となる場合がある。
アミド化反応の温度は、２０〜６０℃程度、アミド化反応の時間は、２〜８時間程度である。本発明ではアミド化反応時に塩基性触媒を使用することで、このように温和な反応条件で目的物を高収率で製造することができる。尚、反応時の圧力は特に制限はなく、大気圧下でも良好に実施できる。
本発明では、マイケル付加反応により、塩基性触媒の存在下にて、アクリル酸エステル類と脂肪族アルコールからβ−アルコキシプロピオン酸エステル類を合成し、引き続き、β−アルコキシプロピオン酸エステル類にアミン類を反応させる（アミド化反応）ことが好ましい。本発明の製造方法では、マイケル付加反応の後に塩基性触媒の失活除去や、アルコキシプロピオン酸エステルの分離精製操作が不要であるため、マイケル付加反応とアミド化反応を連続して実施することができる。このため、製造工程が簡略化できることから製造コストの低減が達成できる。
マイケル付加反応の後、そのまま連続でアミド化反応を行う場合、マイケル付加反応における、脂肪族アルコールとアクリル酸エステル類のモル比（脂肪族アルコール／アクリル酸エステル類）を１．０〜２．０とすることが好ましく、１．２〜１．７とすることが特に好ましい。モル比が１．０より小さいと、マイケル付加反応で未反応の酸エステルが残存し、その結果、続くアミド化反応で副反応物が副生するため選択率が低下する場合がある。一方、２．０より大きいと、反応効率が低下するだけでなく、未反応のアルコールの回収量が増大する場合がある。
尚、マイケル付加反応とアミド化反応において使用する塩基性触媒は、同じものであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、マイケル付加反応後に塩基性触媒を新たに追加して投入してもよいが、この際使用する塩基性触媒は、マイケル付加反応時の触媒と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
反応終了後、リン酸等で中和処理することで、塩基性触媒を除去できる。
［実施例］
反応終了後、リン酸等で中和処理することで、塩基性触媒を除去できる。
［実施例］
[β−アルコキシプロピオン酸エステルの合成：反応（Ａ）]
（式中、Ｒ１、Ｒ４はメチル基又はｎ−ブチル基である。）
製造例１
滴下ロート、ジムロート、及び温度計付きの２００ｍｌの撹拌機付き４ツ口フラスコに、メタノール３０．７６ｇ（０．９６モル）と塩基性触媒のカリウムｔ−ブトキシド（ＫＯｔ−Ｂｕ）を２．２４ｇ（０．０２モル）を添加した。
アクリル酸メチル７４．０ｇ（０．８６モル）を秤量し、滴下ロートから徐々に約１時間かけて滴下した。この際、アクリル酸メチルを少量滴下すると発熱するので、氷水で冷却しながら４０℃の反応温度に制御した。滴下終了後、４０℃下で１時間加熱撹拌し、トータルの反応時間を２時間とした。
その後、りん酸（８５％水溶液）を２．４６ｇ（０．０２４モル）添加し、ｐＨ試験紙で中性であることを確認後、室温で３０分間撹拌した。
中和後は、吸引ろ過を行い、触媒の中和塩の固形物をろ別した。その後、蒸留分離し、β−メトキシプロピオン酸メチルを得た。
中和後のアクリル酸メチルの転化率は９９ｗｔ％であった。
製造例１及び後述する製造例２−４について、反応条件及び結果を表１に示す。
滴下ロート、ジムロート、及び温度計付きの２００ｍｌの撹拌機付き４ツ口フラスコに、メタノール３０．７６ｇ（０．９６モル）と塩基性触媒のカリウムｔ−ブトキシド（ＫＯｔ−Ｂｕ）を２．２４ｇ（０．０２モル）を添加した。
アクリル酸メチル７４．０ｇ（０．８６モル）を秤量し、滴下ロートから徐々に約１時間かけて滴下した。この際、アクリル酸メチルを少量滴下すると発熱するので、氷水で冷却しながら４０℃の反応温度に制御した。滴下終了後、４０℃下で１時間加熱撹拌し、トータルの反応時間を２時間とした。
その後、りん酸（８５％水溶液）を２．４６ｇ（０．０２４モル）添加し、ｐＨ試験紙で中性であることを確認後、室温で３０分間撹拌した。
中和後は、吸引ろ過を行い、触媒の中和塩の固形物をろ別した。その後、蒸留分離し、β−メトキシプロピオン酸メチルを得た。
中和後のアクリル酸メチルの転化率は９９ｗｔ％であった。
製造例１及び後述する製造例２−４について、反応条件及び結果を表１に示す。
製造例２
アクリル酸メチルをアクリル酸ブチルに、メタノールをｎ−ブタノールに代えた以外は製造例１と同様にして合成した。
中和後のアクリル酸ブチルの転化率は９７ｗｔ％であった。
アクリル酸メチルをアクリル酸ブチルに、メタノールをｎ−ブタノールに代えた以外は製造例１と同様にして合成した。
中和後のアクリル酸ブチルの転化率は９７ｗｔ％であった。
製造例３
塩基性触媒をカリウムｔ−ブトキシド（ＫＯｔ−Ｂｕ）に変えてナトリウムメトキシド（２８ｗｔ％ＮａＯＣＨ３／メタノール溶液）３．８６ｇ（ＮａＯＣＨ３として０．０２モル）を添加した以外は製造例１と同様にして合成した。
中和後のアクリル酸メチルの転化率は９８ｗｔ％であった。
塩基性触媒をカリウムｔ−ブトキシド（ＫＯｔ−Ｂｕ）に変えてナトリウムメトキシド（２８ｗｔ％ＮａＯＣＨ３／メタノール溶液）３．８６ｇ（ＮａＯＣＨ３として０．０２モル）を添加した以外は製造例１と同様にして合成した。
中和後のアクリル酸メチルの転化率は９８ｗｔ％であった。
製造例４
メタノール添加量を０．９６モルから１．２９モルに増やした以外は製造例１と同様にして合成した。
中和後のアクリル酸メチルの転化率は１００ｗｔ％であった。
メタノール添加量を０．９６モルから１．２９モルに増やした以外は製造例１と同様にして合成した。
中和後のアクリル酸メチルの転化率は１００ｗｔ％であった。
[アルコキシプロピオンアミドの合成：反応（Ｂ）]
（式中、Ｒ１、Ｒ４はそれぞれメチル基である。）
実施例１
乾燥空気気流下の２００ｍｌの４ツ口フラスコにβ−メトキシプロピオン酸メチル７０．８８ｇ（０．６モル）と塩基性触媒のカリウムｔ−ブトキシド（ＫＯｔ−Ｂｕ）１．１２ｇ（０．０１モル）を添加した。
室温（約２０℃）下で、ジメチルアミンガスを連続的に、反応で吸収される量よりも僅かに多目にキャピラリー管で吹き込みながら、大気圧下撹拌しながら４時間反応を行った。ジメチルアミンを吹き込み開始後、反応温度は最高４０℃まで上昇した。
反応後はりん酸（８５％水溶液）で中和し、触媒を除去した。目的物を含む溶液を使用して、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）で転化率及び選択率を確認した。
β−メトキシプロピオン酸メチルの転化率は９５ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は６７ｗｔ％であった。
実施例１及び後述する実施例２−４、比較例１，２について、反応条件及び結果を表２に示す。
乾燥空気気流下の２００ｍｌの４ツ口フラスコにβ−メトキシプロピオン酸メチル７０．８８ｇ（０．６モル）と塩基性触媒のカリウムｔ−ブトキシド（ＫＯｔ−Ｂｕ）１．１２ｇ（０．０１モル）を添加した。
室温（約２０℃）下で、ジメチルアミンガスを連続的に、反応で吸収される量よりも僅かに多目にキャピラリー管で吹き込みながら、大気圧下撹拌しながら４時間反応を行った。ジメチルアミンを吹き込み開始後、反応温度は最高４０℃まで上昇した。
反応後はりん酸（８５％水溶液）で中和し、触媒を除去した。目的物を含む溶液を使用して、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）で転化率及び選択率を確認した。
β−メトキシプロピオン酸メチルの転化率は９５ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は６７ｗｔ％であった。
実施例１及び後述する実施例２−４、比較例１，２について、反応条件及び結果を表２に示す。
実施例２
撹拌機付きの３００ｍｌオートクレーブを用いて、β−メトキシプロピオン酸メチル７０．８８ｇ（０．６モル）と塩基性触媒のカリウムｔ−ブトキシド（ＫＯｔ−Ｂｕ）２．１３ｇ（０．０１９モル）を添加した。
その後、オートクレーブを冷却しながら、ジメチルアミンボンベからジメチルアミンを４０．６ｇ（０．９モル）添加した。ジメチルアミンをオートクレーブに張り込み、室温に戻した時の圧力は０．０８ＭＰａであった。
反応は撹拌下、室温下で４時間行った。
β−メトキシプロピオン酸メチルの転化率は９８ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は７４ｗｔ％であった。
撹拌機付きの３００ｍｌオートクレーブを用いて、β−メトキシプロピオン酸メチル７０．８８ｇ（０．６モル）と塩基性触媒のカリウムｔ−ブトキシド（ＫＯｔ−Ｂｕ）２．１３ｇ（０．０１９モル）を添加した。
その後、オートクレーブを冷却しながら、ジメチルアミンボンベからジメチルアミンを４０．６ｇ（０．９モル）添加した。ジメチルアミンをオートクレーブに張り込み、室温に戻した時の圧力は０．０８ＭＰａであった。
反応は撹拌下、室温下で４時間行った。
β−メトキシプロピオン酸メチルの転化率は９８ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は７４ｗｔ％であった。
実施例３
塩基性触媒としてナトリウムメトキシド（ＮａＯＣＨ３）を１．０３ｇ（０．０１９モル）添加し、ポリオールとしてエチレングリコールを２９．８ｇ(０．４８モル)添加し、反応温度を６０℃、反応時間を８時間とした以外は実施例２に従い反応を行った。
β−メトキシプロピオン酸メチルの転化率は８８ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は８９ｗｔ％であった。
塩基性触媒としてナトリウムメトキシド（ＮａＯＣＨ３）を１．０３ｇ（０．０１９モル）添加し、ポリオールとしてエチレングリコールを２９．８ｇ(０．４８モル)添加し、反応温度を６０℃、反応時間を８時間とした以外は実施例２に従い反応を行った。
β−メトキシプロピオン酸メチルの転化率は８８ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は８９ｗｔ％であった。
実施例４
ポリオールとしてグリセリンを４４．２g(０．４８モル)添加した以外は実施例３に従い反応を行った。
β−メトキシプロピオン酸メチルの転化率は８５ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は８６ｗｔ％であった。
ポリオールとしてグリセリンを４４．２g(０．４８モル)添加した以外は実施例３に従い反応を行った。
β−メトキシプロピオン酸メチルの転化率は８５ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は８６ｗｔ％であった。
比較例１
乾燥空気気流下の２００ｍｌの４ツ口フラスコにβ−メトキシプロピオン酸メチル７０．８８ｇ（０．６モル）と、触媒及び溶媒の働きをもつグリセリンを３６．８ｇ（０．４モル）添加した。大気圧下８０℃に加熱し、ジメチルアミンガスを連続的に吹き込みながら、２０時間反応を行った。
β−メトキシプロピオン酸メチルの転化率は４６ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は５１ｗｔ％であった。
乾燥空気気流下の２００ｍｌの４ツ口フラスコにβ−メトキシプロピオン酸メチル７０．８８ｇ（０．６モル）と、触媒及び溶媒の働きをもつグリセリンを３６．８ｇ（０．４モル）添加した。大気圧下８０℃に加熱し、ジメチルアミンガスを連続的に吹き込みながら、２０時間反応を行った。
β−メトキシプロピオン酸メチルの転化率は４６ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は５１ｗｔ％であった。
比較例２
ポリオールとしてエチレングリコールを０．４モル添加した以外は、比較例１に従い反応を行った。
β−メトキシプロピオン酸メチルの転化率は５４ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は６２ｗｔ％であった。
ポリオールとしてエチレングリコールを０．４モル添加した以外は、比較例１に従い反応を行った。
β−メトキシプロピオン酸メチルの転化率は５４ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は６２ｗｔ％であった。
[連続的合成]
以下の実施例では、下記式のようにアクリル酸エステルからβ−アルコキシプロピオン酸エステルを合成し、そのままジメチルアミンガスを吹き込み、β−アルコキシプロピオンアミドを合成した。
（式中、Ｒ１、Ｒ４はそれぞれメチル基である。）
以下の実施例では、下記式のようにアクリル酸エステルからβ−アルコキシプロピオン酸エステルを合成し、そのままジメチルアミンガスを吹き込み、β−アルコキシプロピオンアミドを合成した。
実施例５
滴下ロート、ジムロート及び温度計付きの２００ｍｌの撹拌機付き４ツ口フラスコに、メタノール４１．３３ｇ（１．２９モル）と塩基性触媒であるナトリウムメトキシド１．３０ｇ（０．０２４モル）を添加した。
アクリル酸メチル７４．０４ｇ（０．８６モル）を秤量し、滴下ロートから徐々に滴下した。アクリル酸メチルを少量滴下すると発熱するので、氷水で冷却しながら４０℃の反応温度に制御し、滴下時間を１時間、その後反応を１時間行った。
その後、室温下（約２０℃）フラスコ内にナトリウムメトキシド０．３９ｇ（０．００７モル）を添加し、その後、ジメチルアミンガスを流通系にて吹き込んだ。反応は大気圧下で４時間反応させたが、ジメチルアミンを吹き込んだ後、反応温度は最高５０℃まで上昇した。
反応終了後の生成液をフラスコから取り出し、りん酸（８５％水溶液）を２．４６ｇ（０．０２４モル）添加し中和を行った。
中和後は、吸引ろ過を行い、触媒の中和塩である固形物をろ別し、目的物であるβ−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドの溶液を得た。この溶液をＧＣで分析した結果、アクリル酸メチルの転化率は９８ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は８０ｗｔ％であった。
実施例５及び後述する実施例６−８について、反応条件及び結果を表３に示す。
滴下ロート、ジムロート及び温度計付きの２００ｍｌの撹拌機付き４ツ口フラスコに、メタノール４１．３３ｇ（１．２９モル）と塩基性触媒であるナトリウムメトキシド１．３０ｇ（０．０２４モル）を添加した。
アクリル酸メチル７４．０４ｇ（０．８６モル）を秤量し、滴下ロートから徐々に滴下した。アクリル酸メチルを少量滴下すると発熱するので、氷水で冷却しながら４０℃の反応温度に制御し、滴下時間を１時間、その後反応を１時間行った。
その後、室温下（約２０℃）フラスコ内にナトリウムメトキシド０．３９ｇ（０．００７モル）を添加し、その後、ジメチルアミンガスを流通系にて吹き込んだ。反応は大気圧下で４時間反応させたが、ジメチルアミンを吹き込んだ後、反応温度は最高５０℃まで上昇した。
反応終了後の生成液をフラスコから取り出し、りん酸（８５％水溶液）を２．４６ｇ（０．０２４モル）添加し中和を行った。
中和後は、吸引ろ過を行い、触媒の中和塩である固形物をろ別し、目的物であるβ−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドの溶液を得た。この溶液をＧＣで分析した結果、アクリル酸メチルの転化率は９８ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は８０ｗｔ％であった。
実施例５及び後述する実施例６−８について、反応条件及び結果を表３に示す。
実施例６
アミド化反応時に、ジメチルアミンを吹き込む前に、ナトリウムメトキシド０．３９ｇ（０．００７モル）とポリオールとしてエチレングリコール４３．４ｇ（０．７モル）を添加し、反応温度を６０℃とした以外は、実施例５に従い反応を行った。
アクリル酸メチルの転化率は９８ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は９５ｗｔ％であった。
アミド化反応時に、ジメチルアミンを吹き込む前に、ナトリウムメトキシド０．３９ｇ（０．００７モル）とポリオールとしてエチレングリコール４３．４ｇ（０．７モル）を添加し、反応温度を６０℃とした以外は、実施例５に従い反応を行った。
アクリル酸メチルの転化率は９８ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は９５ｗｔ％であった。
実施例７
アミド化反応時に、ジメチルアミンを吹き込む前に、ナトリウムメトキシド０．３９ｇ（０．００７モル）とポリオールとしてグリセリン６４．５ｇ（０．７モル）を添加した以外は、実施例６に従い反応を行った。
アクリル酸メチルの転化率は９５ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は９２ｗｔ％であった。
アミド化反応時に、ジメチルアミンを吹き込む前に、ナトリウムメトキシド０．３９ｇ（０．００７モル）とポリオールとしてグリセリン６４．５ｇ（０．７モル）を添加した以外は、実施例６に従い反応を行った。
アクリル酸メチルの転化率は９５ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は９２ｗｔ％であった。
実施例８
メタノールの量を２７．５５ｇ（０．８６モル）にし、アミド化反応時にナトリウムメトキシドを添加しなかった以外は、実施例５と同様にして反応を行い、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドを得た。
アクリル酸メチルの転化率は９１ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は６２ｗｔ％であった。
メタノールの量を２７．５５ｇ（０．８６モル）にし、アミド化反応時にナトリウムメトキシドを添加しなかった以外は、実施例５と同様にして反応を行い、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドを得た。
アクリル酸メチルの転化率は９１ｗｔ％、β−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミドへの選択率は６２ｗｔ％であった。
本発明の製造では、穏やかな条件下、短時間にてβ−アルコキシプロピオンアミド類を高い収率で得られる。また、比較的安価なアクリル酸エステルと脂肪酸アルコールから効率よく製造できるため、β−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法として極めて有用である。
Claims (9)
- 塩基性触媒の存在下、又は塩基性触媒とポリオールの存在下にて、β−アルコキシプロピオン酸エステル類と、アミン類を反応させる工程を含む、下記式（Ｉ）で表されるβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
- 塩基性触媒の存在下、アクリル酸エステル類と脂肪族アルコールを反応させて、前記β−アルコキシプロピオン酸エステル類を合成する工程を有する、請求項１に記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
- マイケル付加反応により、塩基性触媒の存在下にて前記アクリル酸エステル類と脂肪族アルコールからβ−アルコキシプロピオン酸エステル類を合成し、
引き続き、前記β−アルコキシプロピオン酸エステル類にアミン類を反応させる、請求項２に記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。 - 前記マイケル付加反応の仕込み時における、前記脂肪族アルコールとアクリル酸エステル類のモル比（脂肪族アルコール／アクリル酸エステル類）を１．０〜２．０とする請求項３に記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
- 前記アクリル酸エステル類が下記式（ＩＩ）で表される化合物である請求項２〜４のいずれかに記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
- 前記脂肪族アルコールが炭素数１〜８の脂肪族アルコールである請求項２〜５のいずれかに記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
- 前記アミン類が下記式（III）で表される化合物である請求項１〜６のいずれかに記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
- 前記ポリオールがエチレングリコール又はグリセリンである請求項１に記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
- 前記Ｒ１が炭素数１〜６のアルキル基である請求項１〜８のいずれかに記載のβ−アルコキシプロピオンアミド類の製造方法。
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