JPH0341056A - β―ヒドロキシアミノ化合物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明によって製造されるβ−ヒドロキシアミノ化合物
は工業的に重要な化合物であり、例えば、１−アミノプ
ロパンジオールや、１−（メチルアミノ）−プロパジオ
ールは、近年需要の伸びているＸ線造影剤の原料として
注目を浴びている。

［従来技術］ これまでに、β−ヒドロキシアミノ化合物の製造方法は
、良く知られている。

例えば、下記反応式に示したように、１−アミノプロパ
ンジオールの製造方法としてグリシドールとアンモニア
とを反応させる方法がある（例えば、■Ｌ　　、Ｋｎｏ
ｒｒら、”Ｂｅｒ、ｄｅｕｔｓｃｈ、Ｃｈｅｍ、Ｇｅｓ
、　”　、　Ｖ。

１．３２，７５０．１８９９　、■に、Ｂａｕｍら、”
Ｊ、Ｏｒｇ、Ｃｈｅｍ、”、Ｖ。

１．２７．２２３１，１９１１ｉ２、■″公開特許公報
°昭５６−］６１３５７、■同町５６−１６１３５５、
■同町５６−１６１３５６等）。

反応機構的には、グリシドールのエポキシ環の電子不足
の炭素原子への、アンモニアの求核攻撃による開環付加
反応と考えられる。

ＯＯＨ ／　＼　　Ｉ Ｎｕ　　　＋　　Ｈ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｈ ＨＨＨ Ｈ０ＨＯＨ →　　　Ｈ−Ｎ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｈ ＨＨＨＨ ［発明が解決しようとする課題］ しかし、これら従来技術では上記反応式で示される主反
応の他に、下記反応式で示される副反応も多く、したが
って目的物の収率は低く、十分なものではなかった。

ＯＯＨ ／　　＼ ＮＨ＋２Ｈ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｈ ＨＨＨ ＯＨＯＨＨＨ０ＨＯＨ １１１１ →　　　Ｈ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｎ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−ＨＨＨＨＨ
ＨＨＨ また、本発明に関連する技術として、グリセリン−α−
モノクロルヒドリンとアンモニア水°とから１−アミノ
プロパンジオールを製造する方法が知られている（■に
、Ｂａｕｍら、”Ｊ、Ｏｒｇ、ＣｈｅＩｌｌ、”Ｖｏｌ
　、２７．２２３１．１９８２　）。

この方法は、原料としてエポキシ化合物を用いておらず
、代わりにハロヒドリン化合物を用いている点で本発明
とは基本的に異なる製法である。

しかしながら、中間体としてエポキシ化合物を経由して
いる可能性がある。

（ｌ　　　ＯＨ０Ｈ Ｈ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｈ ＨＨＨ ＯＯＨ ／　　＼　　　　１ →　　ＨＣｇ　　＋　　　Ｈ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−ＨＩ３ ＨＨＨ 副生する塩化水素の量は最大でも仕込んだ原料のグリセ
リン−α−モノクロルヒドリンと当モル量に過ぎない。

この程度の量では１−アミノプロパンジオールの収率は
改善されていない。

したがって、この方法は、エポキシ化合物とアミンとか
らβ−ヒドロキシアミノ化合物を製造するにあたり、Ｈ
ＣｆＩの存在が収率を高めることをなんら示唆していな
い。

また、この方法は本発明に比べて反応速度が小さいとい
う欠点も有している。

このことは実施例、比較例の後の（参考例１）（参考例
２〉　（参考例３）において示されている。

［発明の目的」 本発明の目的は、エポキシ化合物とアミンとから収率良
くβ−ヒドロキシアミノ化合物を製造することのできる
技術を開発することである。

上記のような状況に鑑み本発明者らは、鋭意検討した結
果、エポキシ化合物とアミンとを反応させる際に、一定
量以上のハロゲン化水素またはそのアンモニウム塩の存
在下に反応を行うとβ−ヒドロキシアミノ化合物の収率
が向上することを見出だし本発明を完成させた。

［発明の構成〕 すなわち、本発明は ｒ下記一般式Ａ−１または、一般式Ａ−２で示されるエ
ポキシ化合物 ／　＼ Ｒ−Ｃ−Ｃ−Ｒ（式Ａ−ｌ） ４ １ Ｒ２Ｒ３ ／　　＼ Ｒ−Ｃ−Ｃ−Ｒ（式Ａ−２） ４ ＼　　／ ［但し、上記一般式Ａ−１および一般式Ａ−２中、Ｒ１
，Ｒ、Ｒ、Ｒは水素原子、ハロゲン原２　　　３　　　
４ 子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基または、ア
リールオキシ基の中から選ばれる同一または異なるいづ
れの組み合わせも取り得る置換基を示し、Ｚは主鎖炭素
数３または４のアルキレン基を示す］と、下記一般式Ｂ
で示されるアミンＲｓ　−Ｎ　　Ｈ １（式Ｂ） ［但し、一般式Ｂ中、Ｒ５は、水素原子、アルキル基ま
たは、アリール基から選ばれる置換基を示すコとの反応
により、下記一般式Ｃ−１または、一般式Ｃ−２で示さ
れるヒドロキシアミノ化合物ＲＯＭ １ Ｒ−Ｎ−Ｃ−Ｃ−Ｒ（式Ｃ−１） ４ ＨＲ２Ｒ３ Ｒ，ＯＨ １（ Ｒ−Ｎ−Ｃ−Ｃ−Ｒ（式Ｃ−２） ４ ＼　　／ ｚ を製造する方法において、該エポキシ化合物に対してモ
ル基準で過剰量のハロゲン化水素またはそのアンモニウ
ム塩の存在下に反応を行うことを特徴とするβ−ヒドロ
キシアミノ化合物の製造方法」である。

以下に本発明のβ−ヒドロキシアミノ化合物の製造方法
について詳細に説明する。

（エポキシ化合物〉 本発明で使用される原料のエポキシ化合物は、下記一般
式Ａ−１または、一般式Ａ−２で示されるエポキシ化合
物 ０ ／ ＼ １−Ｃ Ｃ−Ｒ４ （式Ａ−ｌ） Ｒ ３ ／　　＼ Ｒ−Ｃ−Ｃ−Ｒ（式Ａ−２） ４ ＼　　／ ［但し、上記一般式Ａ−１および一般式Ａ−２中、Ｒ、
ＲＳＲ３、Ｒ４は水素原子、ハロゲン原２ 子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基または、ア
リールオキシ基の中から選ばれる同一または異なるいづ
れの組み合わせも取り得る置換基を示し、２は主鎖炭素
数３または４のアルキレン基を示す］である。

具体的なエポキシ化合物の例としてはグリシドール、エ
チレンオキシド、プロピレンオキシド、エポキシ化大豆
油、エポキシ化アマニ油、アリルグリシジルエーテル、
ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテ
ル、２−エチルへキシルグリシジルエーテル、トリメチ
ロールプロパンポリグリシジルエーテル、グリセロール
ポリグリシジルエーテル、エチレングリコールポリグリ
シジルエーテル、シクロヘキセンモノエポキシド、ビニ
ルシクロヘキセンモノエポキシドなどがあげられ、これ
らのエポキシ化合物にぽ、反応に゛支障のない範囲でさ
らに置換基があっても良い。

（アミン〉 本発明で使用されるアミンは下記一般式Ｂで示されるア
ミン ５−Ｎ−Ｈ （式Ｂ） ［但し、一般式Ｂ中、Ｒ５は、水素原子、アルキル基ま
たは、アリール基から選ばれる置換基を示す］である。

具体的なアミンの例としては、アンモニア、メチルアミ
ン、エチルアミン、エタノ−ルア−ミン、ベンジルアミ
ン、シクロヘキシルアミンなどがあげられ、これらのア
ミンには、反応に支障のない範囲でさらに置換基があっ
ても良い。

これらは、反応系内では、その一部または殆どが、原料
であるアミンおよび／または生成物であるβ−ヒドロキ
シアミノ化合物との塩（アンモニウム塩）として存在す
ると考えられ、また、このようなアンモニウム塩の形態
でもβ−ヒドロキシアミノ化合物の収率向上には有−効
である。

したがって、反応系に添加する際の形態としては、上述
したハロゲン化水素の形態だけでなく、原料であるアミ
ンとのアンモニウム塩または、他のアミン（アンモニア
を含む）とのアンモニウム塩の形態であっても良い。

本発明で使用されるフッ化水素、塩化水素、臭化水素、
沃化水素などは単独で使用しても良いしまた、数種を併
用しても良い。

価格を考慮すると塩化水素酸、臭化水素酸、沃化水素酸
が好ましく、とくに塩化水素酸がより好ましい。

これらはいずれも無水または水溶液の状態いずれでも使
用し得る。

（濃度比） 上述シた、エポキシ化合物、アミンおよヒ、ハロゲン化
水素またはそのアンモニウム塩の濃度比は、モル比率で
下記の序列にする必要がある。

エポキシ化合物くハロゲン化水素またはそのアンモニウ
ム塩〈アミン ・エポキシ化合物の濃度がハロゲン化水素またはそのア
ンモニウム塩の濃度と等しいかまたはそれより大なる場
合は、参考例に示すように収率向上効果がほとんどない
。

したがって、ハロゲン化水素またはそのアンモニウム塩
の必要量は、エポキシ化合物の１．１モル倍以上、好ま
しくは２倍以上である（いずれもモル比）。

また、アミンは、エポキシ化合物に対して当モル以上必
要なことは反応式から容易にわかるが、系に存在するハ
ロゲン化水素またはそのアンモニラム塩に幻しても過剰
でなければ、１）反応が完全には進行しない、また、２
）系内が酸性に片寄ることに起因する副反応が増加する
などの不都合がある。

したがって、アミンは、ハロゲン化水素またはそのアン
モニウム塩よりも過剰量で使用されるべきである。

具体的な各成分の濃度比は一概に限定できないが、ハロ
ゲン化水素またはそのアンモニウム塩／エポキシ化合物
モル比は１．１倍以上、好ましくは２モル倍以上である
。

１００モル倍以上使用することは、精製コストが大きく
なる（中和、アミンの回収）ので好ましくない。アミン
／エポキシ化合物モル比は、２倍以上、好ましくは、５
倍以上である。

大きいはどβ−ヒドロキシアミノ化合物の収率が大きく
なる傾向にあるが、１００モル倍以上の使用は、やはり
精製コスト（アミンの回収）が大きくなり不都合である
。

（溶媒〉 本発明のβ−ヒドロキシアミノ化合物の製造方法には、
溶媒を使用してもしなくても良い。

溶媒を使用する場合、当然のことながら、反応に不活性
であることが必要である。

好ましい溶媒の例としては、水、アルコール、エーテル
、炭化水素などである。

（反応温度〉 本発明のβ−ヒドロキシアミノ化合物の製造方法を実施
する場合の反応温度には、とくに限定的範囲はないが、
通常、−５０〜１５０℃、好ましくは、０〜１００℃の
範囲で行われる。

（圧力〉 本発明のβ−ヒドロキシアミノ化合物の製造方法を実施
する場合の反応圧力には、とくに限定的範囲はないが、
通常、５０ｍｍＨｇ　〜２００ａ　ｔｍ１好ましくは、
常圧〜５Ｑａ　ｔｍの範囲で行われる。

（反応の形式〉 本発明の製造方法における反応は液相反応で行われるが
、その形式にはとくに限定的なものはない。連続流通式
、回分式、半回分式、いずれの反応形式でも良い。

本発明のβ−ヒドロキシアミノ化合物の製造方法を実施
する場合の具体的な実施態様としては以下のものが考え
られる。

（ａ）ハロゲン化水素またはそのアンモニウム塩の存在
量が、一方の原料であるエポキシ化合物に対して１．１
モル倍以上である請求の範囲記載の方法。

（ｂ）ハロゲン化水素またはそのアンモニウム塩の存在
量が、一方の原料であるエポキシ化合物に対して２モル
倍以上である請求の範囲記載の方法。

（Ｃ）アミンが、アンモニアまたはメチルアミンである
請求の範囲記載の方法。

（ｄ）エポキシ化合物がグリシドールである請求の範囲
記載の方法。

以下に本発明の効果を実施例および比較例を用いて説明
するが、本発明はこれらに制限されるものではない。

［実施例１］ 攪拌機、コンデンサー、温度計を具備する容積１５０ｍ
ｊ７のジャケット付きガラス製反応器に塩化アンモニウ
ム［ＮＨ４Ｃρ］　２６．４ｇ　（４９３ミリモル、グ
リシドールに対して５モル倍）を添加し、次いで式Ｂの
化合物の具体例であるアンモニア（２８％）水を９０．
０ｇ　（内、Ｎ　Ｈｓとして１４８０ミリモル）張り込
んだ。

反応液を攪拌しながら、ジャケットを循環する温水の温
度を調節して、反応液温度を２８℃に昇温じた。

ついで式Ａ−ｌの化合物の具体例であるグリシドール７
．３ｇ　（９８，６ミリモル）を反応器に仕込んだ。

グリシドールの仕込みと同時に反応液温度が上昇し、以
降反応液温度を３３℃に保ち３時間反応を続けた（アン
モニアは、グリシドールに対して１５．０モル倍使用）
。

反応終了後、反応液からアンモニアを減圧にて留去した
。

アンモニア留去後の残液をＮａＯＨ水溶液で中和した。

中和後の液をガスクロマトグラフィーにて分析した結果
、８２．０モル％の収率で目的生成物である１−アミノ
プロパンジオールが生成していた。

本実施例は比較例１と対比され、塩化アンモニウムを添
加することによる１−アミノプロパンジオールの収率改
善効果を示す。

［実施例２］ 塩化アンモニウムの代わりに臭化アンモニウム［Ｎ　Ｈ
４Ｂ　ｒコ４８．３ｇ　（４９３ミリモル、グリシドー
ルに対して５モル倍）を反応器に添加した以外は、実施
例１の実験を繰り返した。

その結果、８１．８モル％の収率で１−アミノプロパン
ジオールが生成していた。

本実施例は比較例１と対比され、臭化アンモニウムを添
加することによる１−アミノプロパンジオールの収率改
善効果を示す。

［実施例３］ 塩化アンモニウム［ＮＨ４（ｌコ２６．４ｇの代わりに
３５重量％塩化水素水溶液３８．５ｇ（内、ＨＣｇとし
て、１３．５ｇ、３７０ミリモル、グリシドールに対し
て５モル倍）を反応器に張り込み、グリシドール５．４
８ｇ　（７４，０ミリモル）を反応器に仕込んだ以外は
、実施例１の実験を繰り返した。

ガスクロマトグラフィーにて分析した結果、８２．７モ
ル％の収率で１−アミノプロパンジオールが生成してい
た。

本実施例は比較例２と対比され、塩化水素酸を添加する
ことによる１−アミノプロパンジオールの収率改善効果
を示す。

［実施例４］ 反応器を容積３００ｒ＋ｄｌのものに代え、３５重量％
塩化水素水溶液３８．５ｇ　（内、ＨＣｇとして、１３
．５ｇ、３７０ミリモル、グリシドールに対して５モル
倍）を反応器に添加し、式Ｂの化合物の別の具体例であ
るメチルアミン水溶液（４０％）を張り込み、次いでグ
リシドール５，４８ｇ　（７４，０ミリモル）を反応器
に仕込んだ以外は、実施例１の実験を繰り返した。

中和した後ガスクロマトグラフィーにて分析した結果、
８４．１モル％の収率で１−（メチルアミノ）−プロパ
ンジオールが生成していた。

本実施例は比較例３と対比され、塩化水素酸を添加する
ことによる１−（メチルアミノ）−プロパンジオールの
収率改善効果を示す。

［比較例１コ 塩化アンモニウムを使用すること、アンモニア留去後の
残液をＮａＯＨ水溶液で中和すること以外は実施例１と
同じ実験を繰り返した。

残液をガスクロマトグラフィーにて分析した。

その結果、６．７ｇ　（７４，０ミリモル）の１−アミ
ノプロパンジオールが生成していた。

すなわち、原料のグリシドールに対する収率は７５６０
モル％であった。

［比較例２］ グリシドールの仕込み量を５．４８ｇ　（７４゜０ミル
モル）に減らした以外は比較例１と同じ実験を繰り返し
た（アンモニアは、グリシドールに対して２０．０モル
倍使用）。

その結果、７９．０モル％の収率で１−アミノプロパン
ジオールが生成していた。

［比較例３］ 反応器を容積３００ｎｌのものに代え、アンモニア水の
代わりに、２５重量％メチルアミン水溶液１８４ｇ（内
、ＣＨ３ＮＨ２として７３．６ｇ。

１４８０ミリモル）を張り込んだ以外は、比較例２の実
験を繰り返した（メチルアミンは、グリシドールに対し
て２０．０モル倍使用）。

その結果、１−（メチルアミノ）−プロパンジオールが
、収率８１．０モル％で生成していた。

（参考例１） ■に、ＢａｕＩｉら、”Ｊ、Ｏｒｇ、Ｃｈｅｍ、”ｖｏ
ｌ、２７．２２３１．１９６２の方法に準じて、以下の
実験を行った。

グリシドールの代わりに、グリセリン−α−モノクロル
ヒドリン１０．９ｇ　（９８，６ミリモル、ＮＨ３に対
して、１５モル倍）を仕込み、中和してからガスクロマ
トグラフィーにて分析した以外は比較例１の実験を繰り
返した。

その結果、６６．７％の収率で１−アミノプロパンジオ
ールが、生成していた。

本参考例は、比較例１と対比され、原料がグリセリン−
α−モノクロルヒドリンの場合、同一反応時間（３時間
）では、収率が低いことを示す。

（参考例２） 反応時間を２４時間に代えた以外は、参考例１の実験を
繰り返した。

その結果、７５．５％の収率で１−アミノプロパンジオ
ールが生成していた。

本参考例は、比較例１および参考例１と対比され、グリ
セリン−α−モノクロルヒドリンは、グリシドールに比
べて反応速度が小さいことおよび、長時間反応させても
１−アミノプロパンジオールの収率はグリシドールの場
合と同程度であることを示す。また、本参考例で副生ず
る塩化水素の量は、最大で仕込んだグリセリン−α−モ
ノクロルヒドリンに対して当モル量である。

（参考例３） アンモニア水を張り込む前に、３５重量％塩化水素水溶
液１０．３ｇ（内、ＨＣρとして、３゜６０ｇ、９８．
６ミリモル、グリシドールに対して１モル倍）を反応器
に添加し、中和してからガスクロマトグラフィーにて分
析した以外は、比較例１の実験を繰り返した。

その結果、７５．１モル％の収率て１−アミノプロパン
ジオールが生成していた。

本参考例は比較例１と対比され、グリシドールに対して
当モル倍程度の塩化水素を添加しただけでは１−アミノ
プロパンジオールの収率改善に効果がほとんどないこと
を示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記一般式Ａ−１または、一般式Ａ−２で 示されるエポキシ化合物 ▲数式、化学式、表等があります▼（式Ａ−１） ▲数式、化学式、表等があります▼（式Ａ−２） 〔但し、上記一般式Ａ−１および一般式Ａ−２中、Ｒ＿
   １、Ｒ＿２、Ｒ＿３、Ｒ＿４は水素原子、ハロゲン原子
   、アルキル基、アリール基、アルコキシ基または、アリ
   ールオキシ基の中から選ばれる同一または異なるいづれ
   の組み合わせも取り得る置換基を示し、Ｚは主鎖炭素数
   ３または４のアルキレン基を示す〕と、下記一般式Ｂで
   示されるアミン▲数式、化学式、表等があります▼（式
   Ｂ） ［但し、一般式Ｂ中、Ｒ＿５は、水素原子、アルキル基
   または、アリール基から選ばれる置換基を示す］との反
   応により、下記一般式Ｃ−１または、一般式Ｃ−２で示
   されるヒドロキシアミノ化合物▲数式、化学式、表等が
   あります▼（式Ｃ−１） ▲数式、化学式、表等があります▼（式Ｃ−２） を製造する方法において、該エポキシ化合物に対してモ
   ル基準で過剰量のハロゲン化水素またはそのアンモニウ
   ム塩の存在下に反応を行うことを特徴とするβ−ヒドロ
   キシアミノ化合物の製造方法。