JPH0462304B2 - - Google Patents
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Classifications
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アミド類の存在下、アルデヒドを触
媒を用いてアミドカルボニル化し、N−アシル−
α−アミノ酸類を製造する方法に関する。 更に詳しくは、本発明は、トリブチルホスフイ
ン又はニトリル促進剤と溶媒とにより所定の量比
で錯形成されたコバルト含有化合物の存在下、少
なくとも25℃の温度と少なくとも3.5MPa
(500psi)の圧力でパラホルムアルデヒドをアミ
ド及び一酸化炭素(CO)と1〜10時間反応させ、
フエニルアラニン合成又はL−DOPA合成ある
いはグリシン製造に有用な中間体であるN−アセ
チルグリシンの製造方法の改良に関する。 当初、シツフ塩基又はニトリルを一酸化炭素及
び水素と反応させることによりα−アミノ酸又は
その誘導体を合成しようとする試みは成功しなか
つた[ブル・ケム・ソサイエテイ・ジヤパン
(Bull.Chem.Soc.Japan)33、160(1978)]。 ワカマツによる米国特許第3766266号には、ア
ルデヒド、カルボン酸アミド及び一酸化炭素を、
カルボニル化触媒の存在下、10〜300℃の温度と
少なくとも500気圧の圧力にN−アシル−α−ア
ミノ酸が生成するまで保持することからなるN−
アシル−α−アミノ酸の製造方法が開示されてい
る。そして触媒としてはジコバルトオクタカルボ
ニルが使用されている。 ケミカル・コミニユケーシヨン(Chem.
Comm.)1540(1971)において、アルデヒド、ア
ミド及び一酸化炭素から種々のN−アシルアミノ
酸類を生成するコバルト触媒反応がワカマツらに
より最初に開示された。即ち、コバルトオクタカ
ルボニル触媒を使用するとパラホルムアルデヒド
から低収率ながらN−アセチルグリシンが製造さ
れた。 アルデヒド、CO及びアミドをジコバルトオク
タカルボニルの存在下反応させるとN−アシル−
α−アミノ酸類が生成する合成反応についての動
力学及び触媒機構は、パーナウド(Parnaud)ら
により、ジヤーナル・オブ・モルキユラー・キヤ
タリシス(Journal of Molecular Catalysis)、
6(1979)341〜350で検討されている。 アミドカルボニル化においては、アルデヒド
は、アリルアルコール、ハロゲン化アルキル、オ
キシラン類、アルコール類、及びオレフイン類か
ら“in situ”で発生させることができ、次いで、
アミド及び一酸化炭素と反応させることにより、
N−アシル−α−アミノ酸を生成する。 関連する特許としては米国特許第3996288号が
ある。かかる特許には、アルコール又はある種の
アルコールエステル誘導体を、水素、一酸化炭
素、カルボン酸アミド、及びカルボニル化触媒を
存在させて50〜200℃の温度及び10〜500気圧の圧
力に保持するとアルコール又はエステルよりも炭
素数が1個以上多いアルデヒドが好収率で生成す
ることが開示されている。アミドがそのアミド窒
素に少なくとも1個の活性水素を有すれば、この
アミドは更にアルデヒド及び一酸化炭素と反応
し、N−アシルアミノ酸を生成する。 ヒライらは、アリルアルコールを遷移金属触媒
で異性化させてアルデヒドとし更にコバルト触媒
でアミドカルボニル化することによりアリルアル
コール類からN−アシル−α−アミノ酸類を製造
する合成経路について検討している。テトラヘド
ロン・レターズ(Tetrahedron Letters)、第23
巻、第24号、2491〜2494頁、(1982)参照のこと。 米国特許第4264515号には、アルデヒドをオレ
フイン類とCO/H2混合物とから“in situ”で生
成させコバルトカルボニル化触媒によつて接触さ
れる反応により、末端N−アシル−α−アミノ酸
を得る方法が開示されている。即ち、不飽和植物
油又はC8〜C30のモノオレフイン化合物を、コバ
ルト触媒の存在下、アミド、一酸化炭素及び水素
と反応させる。かかる方法は一工程で行われ、選
択率が高くなる。 特開昭58−69853号には、アリルアルコール、
アセトアミド、一酸化炭素及び水素をCo及び第
族の金属化合物並びに溶媒の存在下で反応させ
N−アシルアミノ酸類を製造する方法が開示され
ている。 西独特許公開公報第3242374号には、第族〜
第族の金属含有化合物を促進剤として用い、オ
キシラン類を、一酸化炭素、水素及びコバルト含
有触媒の存在下でアミド類と接触させることによ
りアセチルアミノ酸類を製造する方法が教示され
ている。 これら上述した開示にあつては、活性触媒とし
て、一般に、ジコバルトオクタカルボニルが用い
られていた。パラホルムアルデヒド、アセトアミ
ド及び一酸化炭素を反応させる場合には、生成物
であるN−アセチルグリシン(アミノ酸族にあつ
て分子量が最小)がコバルト触媒に対する錯形成
剤として作用する。その結果、コバルト触媒が不
活性化され、一酸化炭素及び水素を高圧にする必
要があつた。 コバルト触媒のリガンドを例えばホスフイン、
アミン又はニトリルに変更することもこれまでに
報告されている。合成ガス反応、例えばヒドロホ
ルミル化又はメタノールホモロゲイシヨンについ
ては、コバルトとの錯形成にトリアルキルホスフ
インを用いることができることが公知である。例
えば、オランダ国特許第7606138号においては、
シエル社(Shell)は、メタノール及びCO/H2
混合物から選択的にエタノールを合成するために
コバルトと第三級(tertiary)のホスフインとの
組合わせを特許請求した。またセラニーズ社
(Celanese)は、メタノールと一酸化炭素及び水
素との反応について、ニトリル類も含めて有機窒
素リガンドと錯形成したコバルトカルボニルから
なる触媒を用いており、このことは、米国特許第
4201868号及び同第4168391号に開示されている。 米国特許第4209467号、同第4092188号及び同第
3996164号においては、ピリジン、2−ヒドロキ
シピリジン及び脂環式アミン類も含めて、アミン
リガンドが、オレフイン類のヒドロホルミル化又
はカルボニル化について、ジコバルトオクタカル
ボニルとともに用いられた。リガンドの機能は、
触媒を安定化しかつ生成物の選択率を高めること
であつた。 米国特許第3931332号においては、コバルト及
びジアミン促進剤の比が重要であることが示され
ている。添加されるジアミン安定剤の添加量が増
大するとヒドロホルミル化の反応速度が著しく減
少し、コバルトに対するリガンドの量が少ない方
が反応速度に関しては好ましい。 エルドール及びコール・エルドガス(Exdol
and Erdgas)によるペトロケミツク
(Petrochemic)35(1)、36、1982及びジヤーナ
ル・オブ・モルキユラー・キヤタリシス(J.Mol.
Cat.)12(1981)113〜119においては、アミノ酸
類及びそれらの誘導体が遷移金属に対するリガン
ドとして作用するという証拠が提示されている。 ジヤーナル・オブ・オルガノメタリツク・ケミ
ストリー、279、(1985)、203〜214においては、 (1) アリルアルコールの異性化−アミドカルボニ
ル化、 (2) オキシラン類の異性化−アミドカルボニル化
及び (3) トリフルオルプロペンのヒドロホルミル化−
アミドカルボニル化 を経由するN−アシル−α−アミノ酸類の合成に
対する均一二成分系がオジマにより開示されてい
る。トリフルオルプロペンの反応の場合において
は、それぞれCo2(CO)8−Rh6(CO)16及びCo2
(CO)8を触媒として用いれば、N−アセチルトリ
フルオルバリン及びN−アセチルトリフルオルノ
ルバリンが高収率で高レジオ選択的に合成され
る。 アルデヒド、アミド及び一酸化炭素からアミド
酸を形成するアミドカルボニル化反応において
は、コバルト接触ヒドロホルミル化又はカルボニ
ル化に比較して著しく温和な反応温度(約120℃)
でアルデヒド−アセトアミド付加体のヨウ素が関
与しないコバルト接触カルボニル化が起こる。本
発明における例においては、種々のリガンドが重
要であることが示された。対照的なことにサクシ
ノニトリルやトリ−n−ブチルホスフインリガン
ドはコバルトの回収率や生成物の選択性を高める
補助となるが、ジアミンやアセトニトリルは溶媒
として多量に使用すると逆に反応を妨げる。これ
らリガンドの効果については定かであるとはいえ
ないが、コバルト錯体に対するリガンドの強度及
び用いるリガンドの量を考慮してリガンドを選択
すればよいものと我々は信じる。本発明の方法に
おいては、リガンドは、アミド酸生成物よりも強
くコバルトと錯形成するものかあるいは錯形成能
が弱くて不活性がないものによつた。 本発明に従えば、次式 R4−CHO で示されるアルデヒドと次式 R5NH・CO・R6 で示されるアミドとを、コバルト触媒の存在下
に、少なくとも25℃の温度と少なくとも3.5MPa
の圧力とで一酸化炭素と水素とともに反応させる
ことにより、次式 〔式中、R4、R5及びR6は、同一であつてもある
いは異なつていてもよく、それぞれ、水素原子又
は直鎖、分岐若しくは環式の有機基である。〕 で示されるN−アシル−α−アミノ酸類の製造方
法であつて、 コバルト触媒が不活性溶媒中ニトリル又は第三
級のホスフインによつて促進される方法が提供さ
れるものである。 本発明の好ましい態様においては、アルデヒド
例えばパラホルムアルデヒド、一酸化炭素、水素
及びアミドを、ニトリル促進剤と錯形成したコバ
ルト含有化合物又はトリアルキルホスフインリガ
ンドで促進されたコバルト含有化合物とともに溶
媒に溶解し、低圧又は中圧でかつ少なくとも25℃
の温度で、約1〜10時間接触させる。 アミドカルボニル化にコバルトと錯形成したニ
トリルを作用することは新規であり、またアミド
酸合成にトリアルキルホスフインを使用すること
も新規である。特に後者の場合には、7MPa
(1000psi)以下の圧力で極めて効果的に反応を行
なうことができる。 本発明の更に好ましい態様においては、N−ア
シルグリシンは、ニトリル促進剤又はトリアルキ
ルホスフインと所定のモル比で錯形成したコバル
ト含有化合物と実質的に不活性な溶媒とからなる
触媒系を少なくとも25℃の温度と少なくとも
3.5MPa(500psi)の圧力で所望のN−アセチルグ
リシンの実質的な形成が達成されるまでパラホル
ムアルデヒド、アミド及び合成ガス(一酸化炭素
及び水素)の混合物と接触させる改良方法によつ
て前記混合物から製造される。 ニトリル又はトリアルキルホスフイン錯体を用
いる合成は、次式1 によつて最もよく表わすことができる。 N−アセチルグリシンを反応生成物から回収す
るには、蒸留、抽出、過、晶析等の便利な又は
慣用的方法に従えばよい。 本発明の第1の実施態様を実施するために好適
な触媒系は、実質的に不活性な溶媒中ニトリルと
錯形成したコバルト含有化合物からなる。 本発明の触媒系において、コバルト含有化合物
及びサクシノニトリルは、アミドカルボニル化に
対し極めて高活性な触媒系となる錯体を形成し合
成ガスを高圧とする必要がない。 コバルト含有化合物は数多くの種々の形態をと
ることができる。例えば、コバルトは、種々の無
機又は有機のコバルト塩又はコバルトカルボニル
の形態で反応混合物に加えることができる。コバ
ルトは、例えば、ハロゲン化コバルト例えば臭化
コバルト又は塩化コバルトとして加えることがで
き、また、脂肪族又は芳香族カルボン酸の塩例え
ばギ酸コバルト、酢酸コバルト、酪酸コバルト、
コバルトナフエネート(cobalt naphenate)及
びステアリン酸コバルトとして加えることもでき
る。コバルトカルボニルはテトラコバルトドデカ
カルボニル又はジコバルトオクタカルボニルであ
つてもよい。好ましくは、コバルト含有化合物は
ジコバルトオクタカルボニルがよい。 本発明の方法の第1の実施態様においては、ニ
トリルはコバルト含有化合物を活性化あるいは安
定化するために用いられる。比較のための例及
びにあつては、サクシノニトリルを用いなけれ
ば、コバルト化合物それ自身では、N−アセチル
グリシンへの選択率ははるかに低いことが示して
ある。 ニトリルは、構造式(A) NC−R1−CN (A) 〔式中、R1はアルキル基例えば−(CH2)x又は
芳香続基を表わす。〕 で示される形態で加えることができる。好ましい
形態としては、アジポニトリル、サクシノニトリ
ル、グルタロニトリル及びo−フエニレンジアセ
トニトリルがある。モノニトリル化合物例えばア
セトニトリル、ブチロニトリル及びベンゾニトリ
ルも用いることができるが、効果は劣つている
(例参照)。 第三級ホスフインは、本発明の方法の第2の実
施態様において7MPa(1000psi)以下の圧力でコ
バルト含有化合物を活性化するために使用するこ
とができる。比較のための例XIは、7MPa
(1000psi)以下の圧力にあつて、コバルト化合物
それ自身では、全く生成物を与えないことを示し
ている。 本発明の方法において作用する好適な第三級ホ
スフインとしては、次式 R3P 〔式中、Rはリン原子に結合した有機基、具体的
には、アルキル基、アリール基又はアルカリール
基を表わす。〕 で示される。 特に有用な有機基としては、直鎖炭素原子1〜
10個を有する有機基が含まれる。即ち、メチル
基、エチル基、ブチル基、ヘプチル基、オクチル
基、ドデシル基、メチル基、ブチル基及びエチル
基を有する第三級ホスフインは現在市販されてい
る典型的な例である。特に、n−トリブチルホス
フインが有用である。 本発明の方法における供給原料としては、種々
のアルデヒド類を使用することができる。更に具
体的には、脂肪族、脂環式、芳香族及び複素環式
アルデヒド類が本発明の方法において使用して好
結果を得ることができる。 好適なアミド類で好収率が得られるアルデヒド
類には、パラホルムアルデヒド、ホルムアルデヒ
ド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピオ
ンアルデヒド、ブチルアルデヒド、フエニルアセ
トアルデヒド、2,4−ジヒドロキシフエニルア
セトアルデヒド、インドリルアセトアルデヒド、
クロトンアルデヒド、β−ホルミルプロピオンア
ルデヒド、β−ホルミルプロピオン酸及びそのエ
ステル類、β−メチルメルカプトプロピオンアル
デヒド、グリコールアルデヒド、α−アセトキシ
プロピオンアルデヒド、ステアリルアルデヒド、
ベンズアルデヒド、フルフラール、インドールア
ルデヒド、アジポアルデヒド、アクロレイン等が
ある。最も好ましくは、パラホルムアルデヒド及
びホルムアルデヒドである。 アミドカルボニル化において有用な好適なアミ
ド含有共反応体は、次式 〔式中、R1及びR2は、アリール基、アルキル基、
アリールアルキル基、アルキルアリール炭化水素
基又は水素原子の組合わせであつてもよく、メチ
ル基、エチル基、ブチル基、n−オクチル基、フ
エニル基、ベンジル基、クロルフエニル基等であ
る。〕 で示される一般構造を有する。好適なアミド共反
応体の例としては、アセトアミド、ベンズアミ
ド、ホルムアミド、n−メチルホルムアミド、ラ
ウルアミド、n−メチルベンズアミド等がある。 上述したように、本方法は、均一な液層混合物
で行われる。反応は、好ましくは、不活性溶媒中
で行う。好ましい不活性溶媒としては、コバルト
触媒前駆体、アミド及びアルデヒド化合物を少な
くとも一部溶解するものがよい。これらは、一般
に極性溶媒であつて、例えば、エステル、エーテ
ル、ケトン、アミド、スルホキシド又は芳香族炭
化水素等である。 酢酸メチル及び酢酸エチルが好適な溶媒の例で
ある。その他の極性溶媒としては、エーテル類例
えばp−ジオキサン、メチルt−ブチルエーテ
ル、メチルt−アミルエーテル又はテトラヒドロ
フラン、第三級アミド類例えばジメチルホルムア
ミド、ジメチルスルホキシド及び炭酸エチレンが
ある。 例〜においては、サクシノニトリルは使用
せず、かつ溶媒をN,N−ジメチルアセトアミ
ド、メタノール更にはアセトニトリルと変化させ
た。N−アセチルグリシンは全く生成しないか、
生成しても極めてわずかであつた。 好ましい溶媒は酢酸エチルである。 N−アセチルグリシンは溶媒層に溶けないこと
が多い。したがつて、コバルト触媒は、予め酸性
にするか、あるいは酸性にしなくとも溶けるので
分離可能である。 本発明の第1の実施態様においては、使用する
コバルト含有化合物、サクシノニトリル促進剤及
び溶媒の量は変化させることができる。本方法
は、触媒的に有効量の活性コバルト含有化合物、
サクシノニトリル促進剤及び溶媒の存在において
行なうことができ、所望の生成物を妥当な収率で
生成する。反応混合物の総重量を基準にして、約
0.1重量%あるいはそれ以下のコバルト含有化合
物を約0.1重量%のサクシノニトリルと合わせて
使用すると反応が進行する。上限濃度は、触媒コ
スト、一酸化炭素及び水素の分圧、操作温度等の
種々の因子によつて支配される。本発明を実施す
る場合、一般に、反応混合物の総重量を基準にし
て、コバルト含有化合物の濃度を約0.1〜約10重
量%とし、サクシノニトリルの濃度を約0.1〜10
重量%の濃度とし、不活性溶媒の濃度を約10〜約
80重量%とするのが望ましい。 特に、触媒系の上述した成分を以下のようなモ
ル比、即ち、コバルト含有化合物/サクシノニト
リル約1.0/0.1〜1.0/5.0とした時、良好な結果
が得られる。 本発明の第2の実施態様において用いられる、
コバルト含有化合物、第三級ホスフイン及び溶媒
の量もまた変化させることができる。本方法は、
触媒的に有効量の活性コバルト含有化合物、第三
級ホスフイン及び溶媒の存在において実施すれ
ば、所望の生成物を妥当な収率で生成する。反応
混合物の総重量を基準にして、約0.1重量%ある
いはそれ以下のコバルト含有化合物を第三級ホス
フイン例えばN−トリブチルホスフイン約0.1重
量%とともに用いると反応が進行する。上限濃度
は、触媒のコスト、一酸化炭素及び水素の分圧、
操作温度等の種々の因子によつて支配される。本
発明を実施する場合、一般に、反応混合物総重量
を基準にして、コバルト含有化合物の濃度を約
0.1〜約10重量%とし、N−トリブチルホスフイ
ンの濃度を約0.1〜約10重量%とし、不活性溶媒
の濃度を約10〜約80重量%とするのが望ましい。 特に、触媒系の上述した成分を以下のようなモ
ル比、即ち、コバルト含有化合物/トリアルキル
ホスフイン1.0/0.1〜1.0/5.0とした時、良好な
結果が得られる。 操作条件は広範囲に亘つて変化させることがで
きる。反応温度は25℃〜300℃で変化させること
ができる。好ましくは、温度は80℃〜150℃とす
るのが良い。圧力は3.5MPa(500psi)〜
27.56MPa(4000psi)以上の範囲とすることがで
きる。しかしながら、ニトリルを用いる実施態様
においては、圧力は約7MPa(1000psi)〜約
27.56MPa(4000psi)とするのが好ましく、トリ
ブチルホスフインリガンドを用いる実施態様にお
いては7MPa(1000psi)以下とするのが好まし
い。 コバルト触媒の活性を最大にするためには、水
素の存在が必要であるけれども、本発明のアミド
カルボニル化反応は一酸化炭素濃度に富んだ雰囲
気で行うのが最もよい。 反応器中の水素/一酸化炭素のモル比は、変更
可能であつて、20/1〜1/20の範囲とすること
ができるが、好ましくは、一酸化炭素の濃度に富
むのが好ましく、H2/COの比は1/1〜1/5
とするのがよい。 反応を連続的に行うかあるいは長時間行う場合
には、触媒に夾雑物が混入しないようにするべき
であるが、使用する一酸化炭素は特に純度が高く
なければならないということはない。連続操作に
おいては特に、バツチ操作においてはさほどでは
ないものの、一酸化炭素及び水素ガスは、一種以
上の他のガスを体積比で10%まで混合させて用い
ることもできる。これら他のガスとしては、一種
以上の不活性ガス例えば、アルゴン、窒素等の一
種以上が含まれ、一酸化炭素の水素化条件下で反
応するものであつても反応しないものであつても
よい。これらの例としては、例えば二酸化炭素、
炭化水素類例えば、メタン、エタン、プロパン
等、エーテル類例えば、ジメチルエーテル、メチ
ルエチルエーテル及びジエチルエーテル、アルカ
ノール類例えばメタノール等がある。 これらの合成全てにおいて高選択性を達成する
ためには、反応混合物中に存在する一酸化炭素、
アルデヒド及びアミドの量は、上述した式にお
いて示したように、所望のN−アセチルグリシン
の生成を少なくとも化学量論的に満足するのに充
分な量とすべきである。しかしながら、化学量論
量を上まわる過剰の一酸化炭素が存在してもよ
く、むしろそのほうが望ましい。 本合成の所望の生成物はN−アシルアミノ酸類
である。所望の主要な生成物であるN−アセチル
グリシンは、サクシノニトリルを使用する実施態
様においては、80%に到る程、また第三級ホスフ
イン例えばN−トリブチルホスフインの存在にお
いては75%と極めて多量に生成する。それと同時
に、パラホルムアルデヒドとアセトアミドの縮合
生成物であるビスアミダールもかなりの量生成す
る。これら生成物の各々は、副生成物も含めて慣
用的な手段例えば再結晶によつて反応混合物から
回収することができる。 本発明の新規な方法は、バツチ式、半連続式又
は連続式で実施することができる。触媒は、当
初、バツチ的に反応域に導入することもでき、あ
るいは合成反応中かかる反応域に連続的又は断続
的に導入してもよい。操作条件は、所望のアミノ
酸生成物の生成が最適となるように調整すること
ができ、前記生成物は、公知の方法例えば、
過、再結晶、蒸留、抽出等で回収することができ
る。次いで、所望ならば、触媒成分に富んだ画分
は、反応域に再循環することができ、更に生成物
を生じせしめることができる。 かかる操作作業において、生成物は、以下の分
析操作の1種以上、即ち、気液クロマトグラフイ
(glc)、ガスクロマトグラフイ/赤外吸収スペク
トル法(GC/IR)、核磁気共鳴スペクトル法
(nmr)、元素分析又はこれら分析技術の組合わせ
によつて同定することができた。多くの場合、分
析は分子量によつた。温度は全て摂氏温度であ
り、また圧力は全てポンドパースクエアインチ
(psi)である。 各合成におけるN−アセチルグリシンの収率
(モル%)は式 得られたN−アセチルグリシンのモル数/仕込んだパラ
ホルムアルデヒドのモル数×100% を用いて式1を基準にして評価することができ
る。 以下、例を挙げ本発明を更に詳細に説明する。
しかしながらこれらの例は本発明を説明するため
のものであつて、本発明を限定するものではな
い。 例 ガラス内張製のオートクレーブに、ジコバルト
オクタカルボニル(0.34g、1.0ミリモル)、サク
シノニトリル(0.08g、1.0ミリモル)、パラホル
ムアルデヒド(2.0g、0.066モル)、アセトアミ
ド(5.9g、0.1モル)及び酢酸エチル(15.0g)
を仕込んだ。反応器を密閉し、モル比1:1の
CO/H2混合物でフラツシし、次いで、CO/H2
(1:1)で8.27MPa(1200psi)に加圧し、更に
COで15.85MPa(2300psi)に加圧した(CO/
H23:1の混合物を生じる。)。この系を120℃に
加熱した。その間、最大圧力20.76MPa(3000psi)
を記録した。反応を2時間行つた。次いで、反応
器を室温まで冷却してから過剰のガスを排気し
た。生成物を過した。固体物質(8.5g)と液
体(15.7g)とが回収された。H−nmrにより2
つの生成物が判明した。これら生成物は、N−ア
セチルグリシン()(仕込んだパラホルムアル
デヒド基準の収率81%)とビスアミダール()
(収率6%)であつた。 【式】【式】 液体中のコバルト分析濃度は3470ppmであり、
仕込んだジコバルトオクタカルボニル基準で47%
のコバルトが回収された。 例 〜 例〜においては、例におけると同様の操
作を用いた。 第表に例〜についてのデータを示す。 【表】 【表】 例及びは、ジコバルトオクタカルボニル触
媒のみを用い、サクシノニトリルを用いない比較
例である。これら2つの例によれば、 (1) N−アセチルグリシンへの選択性が低い (2) 液層におけるコバルト回収率が極めて低いこ
とが判明する。 例においては、TMEDA(即ち、テトラメチ
ルエチレンジアミン)液体をジコバルトオクタカ
ルボニルと組合わせて用いた。その結果、
TMEDAはコバルト触媒を不活性化し、カルボ
ニル化生成物を生成しないことが明らかとなつ
た。 例及びにおいては、サクシノニトリルの量
を変化させた。収率におけるその差は小さいよう
であつた。しかしながら、例、例及び例を
比較対照すると、サクシノニトリルの濃度が低い
程、より効果的であることが判明するであろう。 例〜においては、3種の異なる溶媒、即
ち、N,N−ジメチルアセトアミド、メタノール
及びアセトニトリルを用いた。これら反応の収率
が低いのは、これら反応条件下でコバルト触媒を
不活性化する錯形成剤(溶媒)が多量に存在する
ためであろう。 例 300mlの撹拌器付のオートクレーブにジコバル
トオクタカルボニル(0.68g、2ミリモル)、ト
リ−n−ブチルホスフイン(0.40g、2ミリモ
ル)、パラホルムアルデヒド(2.0g、0.66モル)、
アセトアミド(5.9g、1.0モル)及び酢酸エチル
(20g)を仕込んだ。反応器を密閉し、CO/H2
(モル比1:1)でパージした。次いで、反応器
をCO/H2(1:1)で0.7MPa(100psi)に加圧
し、120℃に加熱した。この温度で、系を純粋な
一酸化炭素で5.5PMa(800psi)に加圧した。 反応が進行するにつれ圧力が下がるので系に更
に一酸化炭素を加えて加圧することにより圧力を
5.5MPa(800psi)に維持した。3時間に亘る反応
時間中、一酸化炭素を繰り返し添加した。次い
で、この系を室温まで冷却した。約6.0gの褐色
固体と21.5gの液体とからなる生成物混合物が得
られた。固体をH−nmrで分析したところ、生成
物()即ちN−アセチルグリジンが 化合物::のモル比1.2:1.0:1.0で存在
した。アセトアミドは固体として存在したがその
量は比較的少なかつた。 例 (比較例) Co2(CO)8(0.68g)、パラホルムアルデヒド
(2.0g)、アセトアミド(5.9g)及び酢酸エチル
(20g)の混合物を用い、トリブチルホスフイン
を用いない以外は例と同様の反応操作を行つ
た。同様の反応条件、即ち120℃の温度及び
5.51MPa(800psi)の一酸化炭素圧力で反応を行
つても一酸化炭素の消費は観察されなかつた。3
時間の反応時間の後、褐色の液体生成物溶液が得
られた。GC分析の結果、痕跡量のN−アセチル
グリシンが生成していた。 本例により、CO低圧においてコバルト触媒を
活性化するためにはn−Bu3Pが重要であること
が判明した。 例 XII Co2(CO)8(1.36g)、n−Bu3P(0.80g)、パラ
ホルムアルデヒド(4.0g)、アセトアミド(11.8
g)及び酢酸メチル(30g)を用いて例の実験
操作を行なつた。2時間の反応時間後、39.5gの
液体物質と2.0gの固体物質とが得られた。固体
生成物をH−nmrで分析したところ、化合物:
はモル比で10:1であつた。 例 反応器にCo2(CO)8(0.68g)、n−Bu3P(0.20
g)、パラホルムアルデヒド(2.0g)、アセトア
ミド(5.9g)及び酢酸エチル(20g)を仕込ん
で、例の実験操作を行つた。反応条件は、温度
が110〜148℃であり、反応時間が2時間であり、
CO/H2の比が約2:1であつた。固体生成物混
合物(約4.0g)が回収された。H−nmr分析の
結果、生成物::の比は1.0:1.8:1.9であ
つた。 例 反応器にCO2(CO)8(1.36g)、n−Bu3P(0.40
g)、パラホルムアルデヒド(2.0g)、アセトア
ミド(5.9g)及び酢酸エチル(20g)を仕込ん
だ以外は例の実験操作を行なつた。反応条件
は、温度が117℃であり、反応時間が4時間であ
り、CO/H2の比が約8:1であつた。液体19.1
gと固体5.3gとが得られた。分析の結果、化合
物が固体物質として存在した。 例 反応器にCO2(CO)8(1.10g)、n−Bu3P(0.65
g)、パラホルムアルデヒド(2.0g)、アセトア
ミド(5.9g)及び酢酸エチル(20g)を仕込み、
例の実験操作を行つた。反応条件は、CO/H2
の比が8:1であり、反応温度が101〜109℃であ
り、反応時間が5時間であつた。生成物混合物に
は6.2gの固体物質と約21gの液体とが含まれた。
固体物質のH−nmrによれば生成物::の
モル比は19.0:1.0:3.5であつた。N−アセチル
グリシンの収率は、仕込んだパラホルムアルデヒ
ドを基準として約70〜75%であつた。
媒を用いてアミドカルボニル化し、N−アシル−
α−アミノ酸類を製造する方法に関する。 更に詳しくは、本発明は、トリブチルホスフイ
ン又はニトリル促進剤と溶媒とにより所定の量比
で錯形成されたコバルト含有化合物の存在下、少
なくとも25℃の温度と少なくとも3.5MPa
(500psi)の圧力でパラホルムアルデヒドをアミ
ド及び一酸化炭素(CO)と1〜10時間反応させ、
フエニルアラニン合成又はL−DOPA合成ある
いはグリシン製造に有用な中間体であるN−アセ
チルグリシンの製造方法の改良に関する。 当初、シツフ塩基又はニトリルを一酸化炭素及
び水素と反応させることによりα−アミノ酸又は
その誘導体を合成しようとする試みは成功しなか
つた[ブル・ケム・ソサイエテイ・ジヤパン
(Bull.Chem.Soc.Japan)33、160(1978)]。 ワカマツによる米国特許第3766266号には、ア
ルデヒド、カルボン酸アミド及び一酸化炭素を、
カルボニル化触媒の存在下、10〜300℃の温度と
少なくとも500気圧の圧力にN−アシル−α−ア
ミノ酸が生成するまで保持することからなるN−
アシル−α−アミノ酸の製造方法が開示されてい
る。そして触媒としてはジコバルトオクタカルボ
ニルが使用されている。 ケミカル・コミニユケーシヨン(Chem.
Comm.)1540(1971)において、アルデヒド、ア
ミド及び一酸化炭素から種々のN−アシルアミノ
酸類を生成するコバルト触媒反応がワカマツらに
より最初に開示された。即ち、コバルトオクタカ
ルボニル触媒を使用するとパラホルムアルデヒド
から低収率ながらN−アセチルグリシンが製造さ
れた。 アルデヒド、CO及びアミドをジコバルトオク
タカルボニルの存在下反応させるとN−アシル−
α−アミノ酸類が生成する合成反応についての動
力学及び触媒機構は、パーナウド(Parnaud)ら
により、ジヤーナル・オブ・モルキユラー・キヤ
タリシス(Journal of Molecular Catalysis)、
6(1979)341〜350で検討されている。 アミドカルボニル化においては、アルデヒド
は、アリルアルコール、ハロゲン化アルキル、オ
キシラン類、アルコール類、及びオレフイン類か
ら“in situ”で発生させることができ、次いで、
アミド及び一酸化炭素と反応させることにより、
N−アシル−α−アミノ酸を生成する。 関連する特許としては米国特許第3996288号が
ある。かかる特許には、アルコール又はある種の
アルコールエステル誘導体を、水素、一酸化炭
素、カルボン酸アミド、及びカルボニル化触媒を
存在させて50〜200℃の温度及び10〜500気圧の圧
力に保持するとアルコール又はエステルよりも炭
素数が1個以上多いアルデヒドが好収率で生成す
ることが開示されている。アミドがそのアミド窒
素に少なくとも1個の活性水素を有すれば、この
アミドは更にアルデヒド及び一酸化炭素と反応
し、N−アシルアミノ酸を生成する。 ヒライらは、アリルアルコールを遷移金属触媒
で異性化させてアルデヒドとし更にコバルト触媒
でアミドカルボニル化することによりアリルアル
コール類からN−アシル−α−アミノ酸類を製造
する合成経路について検討している。テトラヘド
ロン・レターズ(Tetrahedron Letters)、第23
巻、第24号、2491〜2494頁、(1982)参照のこと。 米国特許第4264515号には、アルデヒドをオレ
フイン類とCO/H2混合物とから“in situ”で生
成させコバルトカルボニル化触媒によつて接触さ
れる反応により、末端N−アシル−α−アミノ酸
を得る方法が開示されている。即ち、不飽和植物
油又はC8〜C30のモノオレフイン化合物を、コバ
ルト触媒の存在下、アミド、一酸化炭素及び水素
と反応させる。かかる方法は一工程で行われ、選
択率が高くなる。 特開昭58−69853号には、アリルアルコール、
アセトアミド、一酸化炭素及び水素をCo及び第
族の金属化合物並びに溶媒の存在下で反応させ
N−アシルアミノ酸類を製造する方法が開示され
ている。 西独特許公開公報第3242374号には、第族〜
第族の金属含有化合物を促進剤として用い、オ
キシラン類を、一酸化炭素、水素及びコバルト含
有触媒の存在下でアミド類と接触させることによ
りアセチルアミノ酸類を製造する方法が教示され
ている。 これら上述した開示にあつては、活性触媒とし
て、一般に、ジコバルトオクタカルボニルが用い
られていた。パラホルムアルデヒド、アセトアミ
ド及び一酸化炭素を反応させる場合には、生成物
であるN−アセチルグリシン(アミノ酸族にあつ
て分子量が最小)がコバルト触媒に対する錯形成
剤として作用する。その結果、コバルト触媒が不
活性化され、一酸化炭素及び水素を高圧にする必
要があつた。 コバルト触媒のリガンドを例えばホスフイン、
アミン又はニトリルに変更することもこれまでに
報告されている。合成ガス反応、例えばヒドロホ
ルミル化又はメタノールホモロゲイシヨンについ
ては、コバルトとの錯形成にトリアルキルホスフ
インを用いることができることが公知である。例
えば、オランダ国特許第7606138号においては、
シエル社(Shell)は、メタノール及びCO/H2
混合物から選択的にエタノールを合成するために
コバルトと第三級(tertiary)のホスフインとの
組合わせを特許請求した。またセラニーズ社
(Celanese)は、メタノールと一酸化炭素及び水
素との反応について、ニトリル類も含めて有機窒
素リガンドと錯形成したコバルトカルボニルから
なる触媒を用いており、このことは、米国特許第
4201868号及び同第4168391号に開示されている。 米国特許第4209467号、同第4092188号及び同第
3996164号においては、ピリジン、2−ヒドロキ
シピリジン及び脂環式アミン類も含めて、アミン
リガンドが、オレフイン類のヒドロホルミル化又
はカルボニル化について、ジコバルトオクタカル
ボニルとともに用いられた。リガンドの機能は、
触媒を安定化しかつ生成物の選択率を高めること
であつた。 米国特許第3931332号においては、コバルト及
びジアミン促進剤の比が重要であることが示され
ている。添加されるジアミン安定剤の添加量が増
大するとヒドロホルミル化の反応速度が著しく減
少し、コバルトに対するリガンドの量が少ない方
が反応速度に関しては好ましい。 エルドール及びコール・エルドガス(Exdol
and Erdgas)によるペトロケミツク
(Petrochemic)35(1)、36、1982及びジヤーナ
ル・オブ・モルキユラー・キヤタリシス(J.Mol.
Cat.)12(1981)113〜119においては、アミノ酸
類及びそれらの誘導体が遷移金属に対するリガン
ドとして作用するという証拠が提示されている。 ジヤーナル・オブ・オルガノメタリツク・ケミ
ストリー、279、(1985)、203〜214においては、 (1) アリルアルコールの異性化−アミドカルボニ
ル化、 (2) オキシラン類の異性化−アミドカルボニル化
及び (3) トリフルオルプロペンのヒドロホルミル化−
アミドカルボニル化 を経由するN−アシル−α−アミノ酸類の合成に
対する均一二成分系がオジマにより開示されてい
る。トリフルオルプロペンの反応の場合において
は、それぞれCo2(CO)8−Rh6(CO)16及びCo2
(CO)8を触媒として用いれば、N−アセチルトリ
フルオルバリン及びN−アセチルトリフルオルノ
ルバリンが高収率で高レジオ選択的に合成され
る。 アルデヒド、アミド及び一酸化炭素からアミド
酸を形成するアミドカルボニル化反応において
は、コバルト接触ヒドロホルミル化又はカルボニ
ル化に比較して著しく温和な反応温度(約120℃)
でアルデヒド−アセトアミド付加体のヨウ素が関
与しないコバルト接触カルボニル化が起こる。本
発明における例においては、種々のリガンドが重
要であることが示された。対照的なことにサクシ
ノニトリルやトリ−n−ブチルホスフインリガン
ドはコバルトの回収率や生成物の選択性を高める
補助となるが、ジアミンやアセトニトリルは溶媒
として多量に使用すると逆に反応を妨げる。これ
らリガンドの効果については定かであるとはいえ
ないが、コバルト錯体に対するリガンドの強度及
び用いるリガンドの量を考慮してリガンドを選択
すればよいものと我々は信じる。本発明の方法に
おいては、リガンドは、アミド酸生成物よりも強
くコバルトと錯形成するものかあるいは錯形成能
が弱くて不活性がないものによつた。 本発明に従えば、次式 R4−CHO で示されるアルデヒドと次式 R5NH・CO・R6 で示されるアミドとを、コバルト触媒の存在下
に、少なくとも25℃の温度と少なくとも3.5MPa
の圧力とで一酸化炭素と水素とともに反応させる
ことにより、次式 〔式中、R4、R5及びR6は、同一であつてもある
いは異なつていてもよく、それぞれ、水素原子又
は直鎖、分岐若しくは環式の有機基である。〕 で示されるN−アシル−α−アミノ酸類の製造方
法であつて、 コバルト触媒が不活性溶媒中ニトリル又は第三
級のホスフインによつて促進される方法が提供さ
れるものである。 本発明の好ましい態様においては、アルデヒド
例えばパラホルムアルデヒド、一酸化炭素、水素
及びアミドを、ニトリル促進剤と錯形成したコバ
ルト含有化合物又はトリアルキルホスフインリガ
ンドで促進されたコバルト含有化合物とともに溶
媒に溶解し、低圧又は中圧でかつ少なくとも25℃
の温度で、約1〜10時間接触させる。 アミドカルボニル化にコバルトと錯形成したニ
トリルを作用することは新規であり、またアミド
酸合成にトリアルキルホスフインを使用すること
も新規である。特に後者の場合には、7MPa
(1000psi)以下の圧力で極めて効果的に反応を行
なうことができる。 本発明の更に好ましい態様においては、N−ア
シルグリシンは、ニトリル促進剤又はトリアルキ
ルホスフインと所定のモル比で錯形成したコバル
ト含有化合物と実質的に不活性な溶媒とからなる
触媒系を少なくとも25℃の温度と少なくとも
3.5MPa(500psi)の圧力で所望のN−アセチルグ
リシンの実質的な形成が達成されるまでパラホル
ムアルデヒド、アミド及び合成ガス(一酸化炭素
及び水素)の混合物と接触させる改良方法によつ
て前記混合物から製造される。 ニトリル又はトリアルキルホスフイン錯体を用
いる合成は、次式1 によつて最もよく表わすことができる。 N−アセチルグリシンを反応生成物から回収す
るには、蒸留、抽出、過、晶析等の便利な又は
慣用的方法に従えばよい。 本発明の第1の実施態様を実施するために好適
な触媒系は、実質的に不活性な溶媒中ニトリルと
錯形成したコバルト含有化合物からなる。 本発明の触媒系において、コバルト含有化合物
及びサクシノニトリルは、アミドカルボニル化に
対し極めて高活性な触媒系となる錯体を形成し合
成ガスを高圧とする必要がない。 コバルト含有化合物は数多くの種々の形態をと
ることができる。例えば、コバルトは、種々の無
機又は有機のコバルト塩又はコバルトカルボニル
の形態で反応混合物に加えることができる。コバ
ルトは、例えば、ハロゲン化コバルト例えば臭化
コバルト又は塩化コバルトとして加えることがで
き、また、脂肪族又は芳香族カルボン酸の塩例え
ばギ酸コバルト、酢酸コバルト、酪酸コバルト、
コバルトナフエネート(cobalt naphenate)及
びステアリン酸コバルトとして加えることもでき
る。コバルトカルボニルはテトラコバルトドデカ
カルボニル又はジコバルトオクタカルボニルであ
つてもよい。好ましくは、コバルト含有化合物は
ジコバルトオクタカルボニルがよい。 本発明の方法の第1の実施態様においては、ニ
トリルはコバルト含有化合物を活性化あるいは安
定化するために用いられる。比較のための例及
びにあつては、サクシノニトリルを用いなけれ
ば、コバルト化合物それ自身では、N−アセチル
グリシンへの選択率ははるかに低いことが示して
ある。 ニトリルは、構造式(A) NC−R1−CN (A) 〔式中、R1はアルキル基例えば−(CH2)x又は
芳香続基を表わす。〕 で示される形態で加えることができる。好ましい
形態としては、アジポニトリル、サクシノニトリ
ル、グルタロニトリル及びo−フエニレンジアセ
トニトリルがある。モノニトリル化合物例えばア
セトニトリル、ブチロニトリル及びベンゾニトリ
ルも用いることができるが、効果は劣つている
(例参照)。 第三級ホスフインは、本発明の方法の第2の実
施態様において7MPa(1000psi)以下の圧力でコ
バルト含有化合物を活性化するために使用するこ
とができる。比較のための例XIは、7MPa
(1000psi)以下の圧力にあつて、コバルト化合物
それ自身では、全く生成物を与えないことを示し
ている。 本発明の方法において作用する好適な第三級ホ
スフインとしては、次式 R3P 〔式中、Rはリン原子に結合した有機基、具体的
には、アルキル基、アリール基又はアルカリール
基を表わす。〕 で示される。 特に有用な有機基としては、直鎖炭素原子1〜
10個を有する有機基が含まれる。即ち、メチル
基、エチル基、ブチル基、ヘプチル基、オクチル
基、ドデシル基、メチル基、ブチル基及びエチル
基を有する第三級ホスフインは現在市販されてい
る典型的な例である。特に、n−トリブチルホス
フインが有用である。 本発明の方法における供給原料としては、種々
のアルデヒド類を使用することができる。更に具
体的には、脂肪族、脂環式、芳香族及び複素環式
アルデヒド類が本発明の方法において使用して好
結果を得ることができる。 好適なアミド類で好収率が得られるアルデヒド
類には、パラホルムアルデヒド、ホルムアルデヒ
ド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピオ
ンアルデヒド、ブチルアルデヒド、フエニルアセ
トアルデヒド、2,4−ジヒドロキシフエニルア
セトアルデヒド、インドリルアセトアルデヒド、
クロトンアルデヒド、β−ホルミルプロピオンア
ルデヒド、β−ホルミルプロピオン酸及びそのエ
ステル類、β−メチルメルカプトプロピオンアル
デヒド、グリコールアルデヒド、α−アセトキシ
プロピオンアルデヒド、ステアリルアルデヒド、
ベンズアルデヒド、フルフラール、インドールア
ルデヒド、アジポアルデヒド、アクロレイン等が
ある。最も好ましくは、パラホルムアルデヒド及
びホルムアルデヒドである。 アミドカルボニル化において有用な好適なアミ
ド含有共反応体は、次式 〔式中、R1及びR2は、アリール基、アルキル基、
アリールアルキル基、アルキルアリール炭化水素
基又は水素原子の組合わせであつてもよく、メチ
ル基、エチル基、ブチル基、n−オクチル基、フ
エニル基、ベンジル基、クロルフエニル基等であ
る。〕 で示される一般構造を有する。好適なアミド共反
応体の例としては、アセトアミド、ベンズアミ
ド、ホルムアミド、n−メチルホルムアミド、ラ
ウルアミド、n−メチルベンズアミド等がある。 上述したように、本方法は、均一な液層混合物
で行われる。反応は、好ましくは、不活性溶媒中
で行う。好ましい不活性溶媒としては、コバルト
触媒前駆体、アミド及びアルデヒド化合物を少な
くとも一部溶解するものがよい。これらは、一般
に極性溶媒であつて、例えば、エステル、エーテ
ル、ケトン、アミド、スルホキシド又は芳香族炭
化水素等である。 酢酸メチル及び酢酸エチルが好適な溶媒の例で
ある。その他の極性溶媒としては、エーテル類例
えばp−ジオキサン、メチルt−ブチルエーテ
ル、メチルt−アミルエーテル又はテトラヒドロ
フラン、第三級アミド類例えばジメチルホルムア
ミド、ジメチルスルホキシド及び炭酸エチレンが
ある。 例〜においては、サクシノニトリルは使用
せず、かつ溶媒をN,N−ジメチルアセトアミ
ド、メタノール更にはアセトニトリルと変化させ
た。N−アセチルグリシンは全く生成しないか、
生成しても極めてわずかであつた。 好ましい溶媒は酢酸エチルである。 N−アセチルグリシンは溶媒層に溶けないこと
が多い。したがつて、コバルト触媒は、予め酸性
にするか、あるいは酸性にしなくとも溶けるので
分離可能である。 本発明の第1の実施態様においては、使用する
コバルト含有化合物、サクシノニトリル促進剤及
び溶媒の量は変化させることができる。本方法
は、触媒的に有効量の活性コバルト含有化合物、
サクシノニトリル促進剤及び溶媒の存在において
行なうことができ、所望の生成物を妥当な収率で
生成する。反応混合物の総重量を基準にして、約
0.1重量%あるいはそれ以下のコバルト含有化合
物を約0.1重量%のサクシノニトリルと合わせて
使用すると反応が進行する。上限濃度は、触媒コ
スト、一酸化炭素及び水素の分圧、操作温度等の
種々の因子によつて支配される。本発明を実施す
る場合、一般に、反応混合物の総重量を基準にし
て、コバルト含有化合物の濃度を約0.1〜約10重
量%とし、サクシノニトリルの濃度を約0.1〜10
重量%の濃度とし、不活性溶媒の濃度を約10〜約
80重量%とするのが望ましい。 特に、触媒系の上述した成分を以下のようなモ
ル比、即ち、コバルト含有化合物/サクシノニト
リル約1.0/0.1〜1.0/5.0とした時、良好な結果
が得られる。 本発明の第2の実施態様において用いられる、
コバルト含有化合物、第三級ホスフイン及び溶媒
の量もまた変化させることができる。本方法は、
触媒的に有効量の活性コバルト含有化合物、第三
級ホスフイン及び溶媒の存在において実施すれ
ば、所望の生成物を妥当な収率で生成する。反応
混合物の総重量を基準にして、約0.1重量%ある
いはそれ以下のコバルト含有化合物を第三級ホス
フイン例えばN−トリブチルホスフイン約0.1重
量%とともに用いると反応が進行する。上限濃度
は、触媒のコスト、一酸化炭素及び水素の分圧、
操作温度等の種々の因子によつて支配される。本
発明を実施する場合、一般に、反応混合物総重量
を基準にして、コバルト含有化合物の濃度を約
0.1〜約10重量%とし、N−トリブチルホスフイ
ンの濃度を約0.1〜約10重量%とし、不活性溶媒
の濃度を約10〜約80重量%とするのが望ましい。 特に、触媒系の上述した成分を以下のようなモ
ル比、即ち、コバルト含有化合物/トリアルキル
ホスフイン1.0/0.1〜1.0/5.0とした時、良好な
結果が得られる。 操作条件は広範囲に亘つて変化させることがで
きる。反応温度は25℃〜300℃で変化させること
ができる。好ましくは、温度は80℃〜150℃とす
るのが良い。圧力は3.5MPa(500psi)〜
27.56MPa(4000psi)以上の範囲とすることがで
きる。しかしながら、ニトリルを用いる実施態様
においては、圧力は約7MPa(1000psi)〜約
27.56MPa(4000psi)とするのが好ましく、トリ
ブチルホスフインリガンドを用いる実施態様にお
いては7MPa(1000psi)以下とするのが好まし
い。 コバルト触媒の活性を最大にするためには、水
素の存在が必要であるけれども、本発明のアミド
カルボニル化反応は一酸化炭素濃度に富んだ雰囲
気で行うのが最もよい。 反応器中の水素/一酸化炭素のモル比は、変更
可能であつて、20/1〜1/20の範囲とすること
ができるが、好ましくは、一酸化炭素の濃度に富
むのが好ましく、H2/COの比は1/1〜1/5
とするのがよい。 反応を連続的に行うかあるいは長時間行う場合
には、触媒に夾雑物が混入しないようにするべき
であるが、使用する一酸化炭素は特に純度が高く
なければならないということはない。連続操作に
おいては特に、バツチ操作においてはさほどでは
ないものの、一酸化炭素及び水素ガスは、一種以
上の他のガスを体積比で10%まで混合させて用い
ることもできる。これら他のガスとしては、一種
以上の不活性ガス例えば、アルゴン、窒素等の一
種以上が含まれ、一酸化炭素の水素化条件下で反
応するものであつても反応しないものであつても
よい。これらの例としては、例えば二酸化炭素、
炭化水素類例えば、メタン、エタン、プロパン
等、エーテル類例えば、ジメチルエーテル、メチ
ルエチルエーテル及びジエチルエーテル、アルカ
ノール類例えばメタノール等がある。 これらの合成全てにおいて高選択性を達成する
ためには、反応混合物中に存在する一酸化炭素、
アルデヒド及びアミドの量は、上述した式にお
いて示したように、所望のN−アセチルグリシン
の生成を少なくとも化学量論的に満足するのに充
分な量とすべきである。しかしながら、化学量論
量を上まわる過剰の一酸化炭素が存在してもよ
く、むしろそのほうが望ましい。 本合成の所望の生成物はN−アシルアミノ酸類
である。所望の主要な生成物であるN−アセチル
グリシンは、サクシノニトリルを使用する実施態
様においては、80%に到る程、また第三級ホスフ
イン例えばN−トリブチルホスフインの存在にお
いては75%と極めて多量に生成する。それと同時
に、パラホルムアルデヒドとアセトアミドの縮合
生成物であるビスアミダールもかなりの量生成す
る。これら生成物の各々は、副生成物も含めて慣
用的な手段例えば再結晶によつて反応混合物から
回収することができる。 本発明の新規な方法は、バツチ式、半連続式又
は連続式で実施することができる。触媒は、当
初、バツチ的に反応域に導入することもでき、あ
るいは合成反応中かかる反応域に連続的又は断続
的に導入してもよい。操作条件は、所望のアミノ
酸生成物の生成が最適となるように調整すること
ができ、前記生成物は、公知の方法例えば、
過、再結晶、蒸留、抽出等で回収することができ
る。次いで、所望ならば、触媒成分に富んだ画分
は、反応域に再循環することができ、更に生成物
を生じせしめることができる。 かかる操作作業において、生成物は、以下の分
析操作の1種以上、即ち、気液クロマトグラフイ
(glc)、ガスクロマトグラフイ/赤外吸収スペク
トル法(GC/IR)、核磁気共鳴スペクトル法
(nmr)、元素分析又はこれら分析技術の組合わせ
によつて同定することができた。多くの場合、分
析は分子量によつた。温度は全て摂氏温度であ
り、また圧力は全てポンドパースクエアインチ
(psi)である。 各合成におけるN−アセチルグリシンの収率
(モル%)は式 得られたN−アセチルグリシンのモル数/仕込んだパラ
ホルムアルデヒドのモル数×100% を用いて式1を基準にして評価することができ
る。 以下、例を挙げ本発明を更に詳細に説明する。
しかしながらこれらの例は本発明を説明するため
のものであつて、本発明を限定するものではな
い。 例 ガラス内張製のオートクレーブに、ジコバルト
オクタカルボニル(0.34g、1.0ミリモル)、サク
シノニトリル(0.08g、1.0ミリモル)、パラホル
ムアルデヒド(2.0g、0.066モル)、アセトアミ
ド(5.9g、0.1モル)及び酢酸エチル(15.0g)
を仕込んだ。反応器を密閉し、モル比1:1の
CO/H2混合物でフラツシし、次いで、CO/H2
(1:1)で8.27MPa(1200psi)に加圧し、更に
COで15.85MPa(2300psi)に加圧した(CO/
H23:1の混合物を生じる。)。この系を120℃に
加熱した。その間、最大圧力20.76MPa(3000psi)
を記録した。反応を2時間行つた。次いで、反応
器を室温まで冷却してから過剰のガスを排気し
た。生成物を過した。固体物質(8.5g)と液
体(15.7g)とが回収された。H−nmrにより2
つの生成物が判明した。これら生成物は、N−ア
セチルグリシン()(仕込んだパラホルムアル
デヒド基準の収率81%)とビスアミダール()
(収率6%)であつた。 【式】【式】 液体中のコバルト分析濃度は3470ppmであり、
仕込んだジコバルトオクタカルボニル基準で47%
のコバルトが回収された。 例 〜 例〜においては、例におけると同様の操
作を用いた。 第表に例〜についてのデータを示す。 【表】 【表】 例及びは、ジコバルトオクタカルボニル触
媒のみを用い、サクシノニトリルを用いない比較
例である。これら2つの例によれば、 (1) N−アセチルグリシンへの選択性が低い (2) 液層におけるコバルト回収率が極めて低いこ
とが判明する。 例においては、TMEDA(即ち、テトラメチ
ルエチレンジアミン)液体をジコバルトオクタカ
ルボニルと組合わせて用いた。その結果、
TMEDAはコバルト触媒を不活性化し、カルボ
ニル化生成物を生成しないことが明らかとなつ
た。 例及びにおいては、サクシノニトリルの量
を変化させた。収率におけるその差は小さいよう
であつた。しかしながら、例、例及び例を
比較対照すると、サクシノニトリルの濃度が低い
程、より効果的であることが判明するであろう。 例〜においては、3種の異なる溶媒、即
ち、N,N−ジメチルアセトアミド、メタノール
及びアセトニトリルを用いた。これら反応の収率
が低いのは、これら反応条件下でコバルト触媒を
不活性化する錯形成剤(溶媒)が多量に存在する
ためであろう。 例 300mlの撹拌器付のオートクレーブにジコバル
トオクタカルボニル(0.68g、2ミリモル)、ト
リ−n−ブチルホスフイン(0.40g、2ミリモ
ル)、パラホルムアルデヒド(2.0g、0.66モル)、
アセトアミド(5.9g、1.0モル)及び酢酸エチル
(20g)を仕込んだ。反応器を密閉し、CO/H2
(モル比1:1)でパージした。次いで、反応器
をCO/H2(1:1)で0.7MPa(100psi)に加圧
し、120℃に加熱した。この温度で、系を純粋な
一酸化炭素で5.5PMa(800psi)に加圧した。 反応が進行するにつれ圧力が下がるので系に更
に一酸化炭素を加えて加圧することにより圧力を
5.5MPa(800psi)に維持した。3時間に亘る反応
時間中、一酸化炭素を繰り返し添加した。次い
で、この系を室温まで冷却した。約6.0gの褐色
固体と21.5gの液体とからなる生成物混合物が得
られた。固体をH−nmrで分析したところ、生成
物()即ちN−アセチルグリジンが 化合物::のモル比1.2:1.0:1.0で存在
した。アセトアミドは固体として存在したがその
量は比較的少なかつた。 例 (比較例) Co2(CO)8(0.68g)、パラホルムアルデヒド
(2.0g)、アセトアミド(5.9g)及び酢酸エチル
(20g)の混合物を用い、トリブチルホスフイン
を用いない以外は例と同様の反応操作を行つ
た。同様の反応条件、即ち120℃の温度及び
5.51MPa(800psi)の一酸化炭素圧力で反応を行
つても一酸化炭素の消費は観察されなかつた。3
時間の反応時間の後、褐色の液体生成物溶液が得
られた。GC分析の結果、痕跡量のN−アセチル
グリシンが生成していた。 本例により、CO低圧においてコバルト触媒を
活性化するためにはn−Bu3Pが重要であること
が判明した。 例 XII Co2(CO)8(1.36g)、n−Bu3P(0.80g)、パラ
ホルムアルデヒド(4.0g)、アセトアミド(11.8
g)及び酢酸メチル(30g)を用いて例の実験
操作を行なつた。2時間の反応時間後、39.5gの
液体物質と2.0gの固体物質とが得られた。固体
生成物をH−nmrで分析したところ、化合物:
はモル比で10:1であつた。 例 反応器にCo2(CO)8(0.68g)、n−Bu3P(0.20
g)、パラホルムアルデヒド(2.0g)、アセトア
ミド(5.9g)及び酢酸エチル(20g)を仕込ん
で、例の実験操作を行つた。反応条件は、温度
が110〜148℃であり、反応時間が2時間であり、
CO/H2の比が約2:1であつた。固体生成物混
合物(約4.0g)が回収された。H−nmr分析の
結果、生成物::の比は1.0:1.8:1.9であ
つた。 例 反応器にCO2(CO)8(1.36g)、n−Bu3P(0.40
g)、パラホルムアルデヒド(2.0g)、アセトア
ミド(5.9g)及び酢酸エチル(20g)を仕込ん
だ以外は例の実験操作を行なつた。反応条件
は、温度が117℃であり、反応時間が4時間であ
り、CO/H2の比が約8:1であつた。液体19.1
gと固体5.3gとが得られた。分析の結果、化合
物が固体物質として存在した。 例 反応器にCO2(CO)8(1.10g)、n−Bu3P(0.65
g)、パラホルムアルデヒド(2.0g)、アセトア
ミド(5.9g)及び酢酸エチル(20g)を仕込み、
例の実験操作を行つた。反応条件は、CO/H2
の比が8:1であり、反応温度が101〜109℃であ
り、反応時間が5時間であつた。生成物混合物に
は6.2gの固体物質と約21gの液体とが含まれた。
固体物質のH−nmrによれば生成物::の
モル比は19.0:1.0:3.5であつた。N−アセチル
グリシンの収率は、仕込んだパラホルムアルデヒ
ドを基準として約70〜75%であつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 次式 R1−CHO で示されるアルデヒドと次式 R2NH・CO・R3 で示されるアミドとを、コバルト触媒の存在下
に、少なくとも25℃の温度と少なくとも3.5MPa
の圧力とで一酸化炭素と水素とともに反応させる
ことにより、次式 〔式中、R1、R2及びR3は、同一であつてもある
いは異なつていてもよく、それぞれ、水素原子又
は直鎖、分岐若しくは環式の有機基であるか、あ
るいはR2とR3とがともに環式のアミド構造を構
成するために必要な原子である。〕 で示されるN−アシル−α−アミノ酸類の製造方
法であつて、前記コバルト触媒が不活性溶媒中ニ
トリル又は第三級のホスフインで促進されること
を特徴とする方法。 2 前記アルデヒドがパラホルムアルデヒドであ
る特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 前記アミドがアセトアミドである特許請求の
範囲第1項又は第2項に記載の方法。 4 前記溶媒が酢酸エチルか又はp−ジオキサン
である特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれか
1項に記載の方法。 5 前記温度が80〜150℃である特許請求の範囲
第1項〜第4項のいずれか1項に記載の方法。 6 前記触媒がジカルボン酸ニトリルによつて促
進されかつ前記圧力が7〜28MPaである特許請
求の範囲第1項〜第5項のいずれか1項に記載の
方法。 7 前記ジカルボン酸ニトリルがサクシノニトリ
ルである特許請求の範囲第6項記載の方法。 8 前記触媒が第三級のホスフインによつて促進
されかつ前記圧力が3.5〜7MPaである特許請求の
範囲第1項〜第5項のいずれか1項に記載の方
法。 9 前記第三級のホスフインがトリブチルホスフ
インである特許請求の範囲第8項記載の方法。
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