JP4143163B2 - アミド誘導体の製造法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アミノカルボン酸又は環状ラクタムとジカルボン酸ジハライドを出発原料とするビスアミドカルボン酸エステルの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、ビスアミドカルボン酸エステルは、種々の有用な化合物の製造における原料として用いられている。これらの製造法としては、アミノカルボン酸を出発原料とする方法が用いられており、具体的には、（１）アミノカルボン酸を水酸化ナトリウム等の存在下、水又は水−アルコールの溶媒中で、ジカルボン酸ジハライドによりアシル化し（ショッテンバウマン法）、そのあとエステル化する方法、（２）アミノカルボン酸を一旦酸触媒でエステル化した後、酸触媒を中和して遊離のアミノカルボン酸エステルを取り出し、ジカルボン酸ジハライドによりアシル化を行う方法（Polymer Bulletin, 8, 109-116(1982)）が用いられている。
【０００３】
しかし上記（１）の製造法は、アミノ酸等の高水溶性のアミノカルボン酸を用いた製造法としては有用であるものの、炭素数が多いω−アミノアルキルカルボン酸等の低水溶性のアミノカルボン酸を用いた製造法としては、アミノカルボン酸を溶解させるのに大量の反応溶媒を必要としたり生成物が反応系中に析出するという性質を有しているため、操作が煩雑になるという問題点を有している。また、上記（２）の製造法は、生成する遊離のアミノカルボン酸エステルが極めて重合しやすいという性質を有するため、高収率が望めないという問題点を有している。このように、ビスアミドカルボン酸エステルを工業的に安価で簡便に製造する方法は、いまだ知られていなかった。
【０００４】
従って、本発明は、アミノカルボン酸等から工業的に安価で簡便にアミド誘導体を製造する方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、アミノカルボン酸又は環状ラクタムを特定の酸触媒の存在下特定のアルコールでエステル化した後、そのまま過剰のアルコールを留去し、続いてジカルボン酸ジハライドを用いてアシル化反応を行うことにより、大量の反応溶媒を必要としたり、中間生成物が重合する等の問題がなく、さらに中間生成物が液状で得られることから製造工程が複雑になるという問題もないため、アミド化合物を安価かつ容易に製造できることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
本発明方法は、次の反応工程式で表すことができる。
【０００７】
【化４】

【０００８】
〔式中、Ｒ¹ 及びＲ² は同一又は異なって水素原子又は炭素数１〜６の直鎖アルキル基を示し、Ｒ³ は炭素数２以上の一価アルコール由来の基を示し、ＣＯＲ⁴ＣＯはジカルボン酸ジハライド由来の基を示し、Ｘはハロゲン原子を示し、ｎは１〜１６の数を示す〕
【０００９】
すなわち、本発明は一般式（１）で表されるアミノカルボン酸又は一般式（２）で表される環状ラクタムに、無機酸の存在下、炭素数２以上の一価アルコールを反応させ、未反応のアルコールを留去し、続いて三級アミンの存在下にジカルボン酸ジハライドを反応させることを特徴とする一般式（３）で表されるアミド誘導体の製造法を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、各工程毎に本発明を説明する。
【００１１】
（工程１）
本工程は、アミノカルボン酸（１）又は、環状ラクタム（２）に、無機酸の存在下、Ｒ³ＯＨで表される一価アルコールを反応せしめる工程である。
【００１２】
式（１）又は式（２）中、Ｒ¹ 又はＲ² としては、所望のアミド誘導体（３）に対応するものを用いればよいが、反応性及び収率の点からＲ¹ 、Ｒ² は水素原子、メチル基、エチル基が好ましい。また、ｎ個のＲ¹ 及びＲ² は同一又は異なっていてもよい。
【００１３】
また、ｎは１〜１６であり、所望のアミド誘導体（３）に対応する値のものを用いればよいが、反応性及び収率の点から、２〜１２が好ましく、５〜１２が特に好ましい。
【００１４】
本発明製造法で用いられるアミノカルボン酸（１）の好ましい具体例としては、６−アミノヘキサン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸等が挙げられる。
【００１５】
また、本発明製造法で用いられる環状ラクタム（２）の好ましい具体例としては、ε−カプロラクタム、ウンデカラクタム、ラウリンラクタム等が挙げられる。
【００１６】
Ｒ³ＯＨは、炭素数２以上の一価アルコールを示し、好ましいＲ³ は炭素数２〜４０までの直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基である。本発明においては、かかるアルコールは上記範囲内のものであれば、所望のアミド誘導体（３）に対応するものを用いればよいが、得られるアミノカルボン酸エステルが液状又は溶媒にとけやすくなる点、反応性、収率及び反応終了後の除去のしやすさの点から炭素数２〜１２の直鎖、分岐鎖又は環状のアルコールを用いるのが好ましく、炭素数２〜８の直鎖、分岐鎖又は環状のアルコールを用いるのがさらに好ましく、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｉ−ブタノール、２−エチルヘキサノールが特に好ましく、エタノール、ｉ−ブタノールが最も好ましい。
【００１７】
また、ここで用いられる無機酸としては、特に制限はないが、特に二価又は三価の無機酸が好ましい。具体的には、硫酸、リン酸が挙げられ、中でも生成するアミノカルボン酸エステルを溶液状又は液状に保つことができることから硫酸が好ましい。
【００１８】
反応は無溶媒下で行ってもよく、また不活性溶媒中で行ってもよい。
ここで用いられる不活性溶媒としては、ヘキサン等の炭化水素系溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒等が挙げられる。
【００１９】
この工程は、反応液を常圧下又は減圧下、必要に応じて加熱や脱水することにより行われる。ここで反応温度としては室温〜２００℃、好ましくは５０℃〜その気圧下における用いた一価アルコールの沸点の範囲である。
【００２０】
（工程２）
この工程は、工程１で得られた反応液中の過剰のアルコールを留去する工程である。かかる留去は常圧下又は減圧下、必要に応じて加熱下又は冷却下で行われる。ここで反応温度としては０〜２００℃、好ましくは２０℃〜その気圧下における用いた一価アルコールの沸点の範囲である。
【００２１】
（工程３）
この反応は、工程２で得られた反応液を無溶媒又は不活性溶媒中、三級アミンの存在下、ジカルボン酸ジハライド（ＸＣＯＲ⁴ＣＯＸ）と反応せしめる工程である。
【００２２】
ここで用いられるジカルボン酸ジハライドにおいて、Ｒ⁴ は好ましくは炭素数１〜４０の二価の炭化水素基を示し、さらに好ましくは炭素数１〜２２の直鎖、分岐鎖又は環状の二価の炭化水素基を示し、特に好ましくは炭素数１〜２２の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基を示す。また、Ｘは塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子を示す。かかるジカルボン酸ジハライドの具体例としては、マロン酸ジクロリド、コハク酸ジクロリド、グルタル酸ジクロリド、アジピン酸ジクロリド、ピメリン酸ジクロリド、スベリン酸ジクロリド、アゼライン酸ジクロリド、セバシン酸ジクロリド、ドデカンジカルボン酸ジクロリド、１，１８−オクタデカンジカルボン酸ジクロリド、エイコサンジカルボン酸ジクロリド、２−メチルコハク酸ジクロリド、２，２−ジメチルコハク酸ジクロリド、３，３−ジエチルグルタル酸ジクロリド、ヘキサヒドロフタル酸ジクロリド、フタル酸ジクロリド、マレイン酸ジクロリド、アセチレンジカルボン酸ジクロリド、フタル酸ジクロリド等が挙げられる。
【００２３】
ここで用いられる不活性溶媒としては、ヘキサン、トルエン、キシレン、ベンゼン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、塩化メチレン、クロロホルム等が挙げられる。
【００２４】
ここで用いられる三級アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、ジメチルピリジン等が挙げられる。
【００２５】
この工程は、０〜２００℃の範囲内で行われ、１０〜１００℃の範囲内で行うのが好ましい。
【００２６】
反応終了後、反応混合物から生成した三級アミン塩を水洗等により除去し、溶媒を留去すれば、容易に目的のアミド誘導体が得られる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のアミド誘導体の製造法は、中間に生成するアミノカルボン酸エステル塩が液状又は溶媒に溶けやすいため、固体化合物を経由せず、工業的に極めて製造が容易で、アシル化工程全体が工業的に有利な方法である。
【００２８】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに何ら限定されるものではない。
【００２９】
実施例１
Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ 及びｎが次に示すものであるアミド誘導体（３−ａ）の製造：
【００３０】
【化５】

【００３１】
１２−アミノドデカン酸１００ｇを１リットルフラスコに仕込み、イソブタノール３４４ｇを加えて攪拌を開始した。次いで、５０℃に加熱して、硫酸５０ｇを滴下した。滴下終了後加熱還流させ、５時間後７０℃に冷却し、未反応のイソブタノールを減圧留去すると液状の化合物が得られた。これにトルエン２６０ｇを加えて溶解させた。次いで、５０℃にてトリエチルアミン１５５ｇを１０分かけて滴下した。これに、５０℃にてセバシン酸ジクロリド５６ｇを１時間かけて滴下し、さらに７０℃で３時間反応させた。反応終了後、生成した塩を水洗により除去し、溶媒を減圧留去して標記化合物（３−ａ）３１９ｇを得た。
【００３２】
実施例２
Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ 及びｎが次に示すものであるアミド誘導体（３−ｂ）の製造：
【００３３】
【化６】

【００３４】
実施例１において、イソブタノールの代りにエタノールを、またセバシン酸５６ｇの代りにアジピン酸ジクロリド４３ｇを１時間かけて滴下し、さらに６０℃で２時間反応させた以外は実施例１と同様にして、標記化合物（３−ｂ）２６５ｇを得た。
【００３５】
実施例３
Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ 及びｎが次に示すものであるアミド誘導体（３−ｃ）の製造：
【００３６】
【化７】

【００３７】
ε−カプロラクタム１１３ｇを２リットルフラスコに仕込み、イソブタノール７４１ｇを加えて攪拌を開始した。次いで、５０℃に加熱して、硫酸１０８ｇを滴下した。滴下終了後加熱還流させ、２２時間後７０℃に冷却し、未反応のイソブタノールを減圧留去すると液状の化合物が得られた。これにトルエン２５０ｇを加えて溶解させた。次いで、５０℃にてトリエチルアミン３３４ｇを３０分かけて滴下した。これに、５０℃にてセバシン酸ジクロリド１２０ｇを１時間かけて滴下し、さらに７０℃で５時間反応させた。反応終了後、生成した塩を水洗により除去し、溶媒を減圧留去して標記化合物（３−ｃ）５０９ｇを得た。

Claims (5)

1. 次の一般式（１）
   

   

   〔式中、Ｒ¹ 及びＲ² は同一又は異なって水素原子又は炭素数１〜６の直鎖アルキル基を示し、ｎは１〜１６の数を示す〕で表されるアミノカルボン酸又は次の一般式（２）
   

   

   〔式中、Ｒ ¹ 、Ｒ ² 及びｎは前記と同じ〕で表される環状ラクタムに、二価又は三価の無機酸の存在下、無溶媒下又は炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒及びエーテル系溶媒から選ばれる１以上の不活性溶媒中で、炭素数２以上の一価アルコール（Ｒ³ＯＨ）を反応させ、未反応のアルコールを留去し、続いて三級アミンの存在下にジカルボン酸ジハライド（ＸＣＯＲ⁴ＣＯＸ）〔Ｘはハロゲン原子を示す〕を反応させることを特徴とする次の一般式（３）
   

   

   〔式中、Ｒ ¹ 、Ｒ ² 、Ｒ ³ 、Ｒ ⁴ 及びｎは前記と同じ〕で表されるアミド誘導体の製造法。
2. 炭素数２以上の一価アルコール（Ｒ³ＯＨ）におけるＲ³ が、炭素数２〜８の直鎖、分岐又は環状のアルキル基である請求項１記載の製造法。
3. 一般式（１）で表されるアミノカルボン酸が、１２−アミノドデカン酸、１１−アミノウンデカン酸又は６−アミノヘキサン酸である請求項１又は２記載の製造法。
4. 一般式（２）で表される環状ラクタムが、ε−カプロラクタム、ウンデカラクタム又はラウリンラクタムである請求項１〜３のいずれか１項記載の製造法。
5. ジカルボン酸ジハライド（ＸＣＯＲ⁴ＣＯＸ）におけるＲ⁴が、炭素数１〜４０の二価の炭化水素基である請求項１〜４のいずれか１項記載の製造法。