JPH11209340A

JPH11209340A - Ｓ−置換プロピオン酸アミドの製造方法

Info

Publication number: JPH11209340A
Application number: JP10017728A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kitagawa; 幸緒北川; Shigeo Miki; 茂男三木; Tomoki Koshiyama; 智樹越山
Original assignee: New Japan Chemical Co Ltd
Current assignee: New Japan Chemical Co Ltd
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: JP3890719B2

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｓ−置換プロピオン酸アミドを効率よく、高
純度、且つ高収率で製造しうる工業的に優れた新規な製
造方法を提供する。【構成】Ｓ−置換プロピオン酸と過剰量の脂肪族アル
コールとをスルホン酸型カチオン交換樹脂の存在下でエ
ステル化してＳ−置換プロピオン酸エステルを得、該エ
ステル化物を単離することなく、該エステル化物の脂肪
族アルコール溶液中にアミンを仕込み、エステル−アミ
ド交換反応してＳ−置換プロピオン酸アミドを製造す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｓ−置換プロピオン酸
アミドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｓ−置換プロピオン酸アミドの製造方法
としては、３，３’−ジチオプロピオン酸を、ピリジン
の存在下、塩化チオニルを用いてジチオプロピオン酸ク
ロリドとし、次いでトルエン中、所定のアミン類でアミ
ド化する方法が知られている（特開平２−２７８号）。
しかしながら、この方法では、中間体である酸クロリド
が不安定であることから溶媒中の水分含量を厳密にコン
トロールせねばならず、十分な収率を得ることが困難で
ある。

【０００３】又、３−クロロプロピオン酸クロリドを、
カリウムハイドライド塩基存在下、硫化水素と処理して
３−メルカプトチオプロピオン酸とし、次にアルキルイ
ソサイアナート類と反応させアミド化する方法も報告さ
れている（日本歯科大学紀要、一般教育系、１０、１５
５('８１)）。しかしながら、この方法は、上記と同様
に水分に対して不安定な中間体を経るため、現実的な製
造法とは言い難い。

【０００４】更に、３−メルカプトプロピオン酸メチル
又は３，３’−ジチオプロピオン酸ジメチルを、低級ア
ルコール中、アミン類でアミド化する方法が提案されて
いる（特開昭５９−３１７７２号、特開平３−９５１０
３号、特開平３−２３６３８０号、特開平３−１２８３
６８号）。当該方法の原料であるＳ−置換プロピオン酸
エステルを得る方法として、３−メルカプトプロピオン
酸や３，３’−ジチオプロピオン酸を濃硫酸の存在下で
エステル化して相当するメチルエステルを製造する方法
が知られている（特開平４−１１７５号）ものの、該メ
チルエステルを上記各アミド化の原料として用いるため
には、目的とするＳ−置換プロピオン酸エステルを煩雑
な工程を経て単離する必要がある。

【０００５】一般に、Ｓ含有化合物は不快臭を有してお
り、従来知られているＳ−置換プロピオン酸アミドの製
造方法は、作業衛生環境、作業効率、収率、製造コスト
などの点に鑑みて、尚、改善の余地が認められる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、Ｓ−置換プ
ロピオン酸アミドを効率よく、高純度、且つ高収率で製
造しうる工業的に優れた新規な製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を解決すべく努力を重ねた結果、以下の事実を見出
し、かかる知見に基づいて本発明を完成するに至った。（１）従来、提案されていたＳ−置換プロピオン酸のエ
ステル化とＳ−置換プロピオン酸エステルのアミド化と
を別々に行うのではなく、一連の工程として行うこと、
具体的には、先ず、Ｓ−置換プロピオン酸を特定の触媒
の存在下、過剰量の脂肪族アルコールを用いてエステル
化し、得られたＳ−置換プロピオン酸エステルを単離又
は精製することなく、引き続いて過剰の脂肪族アルコー
ルを含む系（エステル化生成水を含んでいても良い。）
においてエステル−アミド交換反応することにより、目
的とするＳ−置換プロピオン酸アミドを穏和な条件下で
高純度・高収率で得ることができる。（２）上記エステル化工程において、スルホン酸型カチ
オン交換樹脂は、優れたエステル化触媒性能を有し、且
つ容易に分離可能であるため、作業性に優れる。

【０００８】即ち、本発明に係るＳ−置換プロピオン酸
アミドの製造方法は、一般式（１）Ｘ−Ｓ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯＨ（１）［式中、Ｘは水素原子又は基Ｓ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯＨを
表す。］で表されるＳ−置換プロピオン酸と一般式
（２）Ｒ¹−ＯＨ（２）［式中、Ｒ¹は炭素数１〜８の直鎖状又は分岐鎖状のア
ルキル基を示す。］で表される過剰量の脂肪族アルコー
ルとをスルホン酸型カチオン交換樹脂の存在下でエステ
ル化して一般式（３）Ｙ−Ｓ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯＲ¹ （３）［式中、Ｙは水素原子又は基Ｓ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯＲ¹
を表す。Ｒ¹は前記のとおりである。］で表されるＳ−
置換プロピオン酸エステルを得、該エステル化物を単離
することなく、該エステル化物の脂肪族アルコール溶液
中に一般式（４）Ｒ²−ＮＨ−Ｒ³ （４）［式中、Ｒ²、Ｒ³は同一又は異なって、水素原子、炭素
数１〜１８の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、シ
クロアルキル基、炭素数１〜１８の直鎖状又は分岐鎖状
のアルケニル基又はアルキニル基を示す。シクロアルキ
ル基は、炭素数１〜４のアルキル基又はハロゲン置換基
を有していてもよい。］で表されるアミンを仕込み、エ
ステル−アミド交換反応せしめることにより、一般式
（５）Ｚ−Ｓ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＮＲ²Ｒ³ （５）［式中、Ｚは水素原子又は基Ｓ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＮＲ²
Ｒ³を示す。Ｒ²、Ｒ³は前記のとおりである。］で表さ
れるＳ−置換プロピオン酸アミドを製造することを特徴
とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】［エステル化工程］本発明に係る
エステル化工程は、一般式（１）で表されるＳ−置換プ
ロピオン酸と一般式（２）で表される過剰量の脂肪族ア
ルコールとをスルホン酸型カチオン交換樹脂の存在下、
常法に従って、例えば、加熱撹拌下にエステル化して一
般式（３）で表されるＳ−置換プロピオン酸エステルを
得る工程である。

【００１０】一般式（１）で表されるＳ−置換プロピオ
ン酸としては、３−メルカプトプロピオン酸及び３，
３’−ジチオプロピオン酸が挙げられる。

【００１１】一般式（２）で表される脂肪族アルコール
としては、炭素数１〜８の直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族
アルコール、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、
ｎ−ヘキサノール、ｎ−オクタノールなどが例示され、
特にメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソ
プロパノール、ブタノールなどの炭素数１〜４の脂肪族
アルコールが好ましい。炭素数が４を越える場合には、
沸点が高くなり、常圧における留去が困難となる。

【００１２】脂肪族アルコールの添加量としては、Ｓ−
置換プロピオン酸１当量に対して２〜５０当量が推奨さ
れ、特に１０〜３０当量が好ましい。２当量未満では反
応速度が遅く、５０当量を越えて用いた場合には生産性
が低下して、いずれの場合にも好ましくない。

【００１３】スルホン酸型カチオン交換樹脂としては、
スチレン−ジビニルベンゼン共重合体をスルホン化して
得られる樹脂が例示され、中でも酸交換容量が２meq／
ｇ以上の樹脂が好ましく、特に３〜６meq／ｇの樹脂が
推奨される。又、該樹脂の直径としては特に限定される
ものではないが、０．１〜２mmが推奨される。

【００１４】本発明において適用されるスルホン酸型カ
チオン交換樹脂としては、ダイヤイオンＰＫ２０８、同
ＰＫ２２０、同ＰＫ２２８（以上、三菱化学社製商品
名）、アンバーリスト１５、同１５Ｅ、同３５（以上、
ローム・アンド・ハース社製商品名）、ダウエックス５
０ＷＸ４、同５０ＷＸ８（以上、ダウケミカル社製商品
名）などのカチオン交換樹脂が例示される。

【００１５】推奨される触媒量としては、Ｓ−置換プロ
ピオン酸に対して５〜５０重量％が挙げられ、特に１０
〜３０重量％が好ましい。

【００１６】エステル化温度としては、２５〜２００℃
が例示され、特に５０〜１５０℃が好ましい。

【００１７】反応時間としては、２〜１０時間が例示さ
れ、好ましくは３〜６時間である。

【００１８】反応雰囲気としては、窒素、アルゴンなど
の不活性ガス雰囲気下が好ましい。

【００１９】反応終了後、触媒を分離する。分離方法と
しては、濾過、遠心分離など、従来公知の方法が適用さ
れる。中でも密閉系における減圧濾過が推奨される。

【００２０】本発明に係るＳ−置換プロピオン酸エステ
ルは、上記触媒を充填したカラム型反応器（反応塔）に
Ｓ−置換プロピオン酸の脂肪族アルコール溶液を連続的
に通液して製造することもできる。又、Ｓ−置換プロピ
オン酸と脂肪族アルコールとを別経路で仕込み、反応塔
内で接触せしめることによっても製造できる。

【００２１】かくして得られるＳ−置換プロピオン酸エ
ステルの中、特に３−メルカプトプロピオン酸メチル、
３−メルカプトプロピオン酸エチル、３−メルカプトプ
ロピオン酸ｎ−プロピル、３−メルカプトプロピオン酸
ｎ−ブチル、３，３’−ジチオプロピオン酸ジメチル、
３，３’−ジチオプロピオン酸ジエチル、３，３’−ジ
チオプロピオン酸ジｎ−プロピル及び３，３’−ジチオ
プロピオン酸ジｎ−ブチルなどが引き続いて行われるエ
ステル−アミド交換反応の原料として推奨される。

【００２２】［エステル−アミド交換反応］本発明にお
いては、上記エステル化反応粗物中のエステル化生成水
及び一般的には過剰の脂肪族アルコールを除去すること
なく、Ｓ−置換プロピオン酸エステルとアミンとを原料
としてエステル−アミド交換反応し、目的とするＳ−置
換プロピオン酸アミドを製造する。尚、使用する装置の
大きさが制限されているなどの場合には、過剰の脂肪族
アルコールの一部を常圧又は減圧下で留去しても良い。

【００２３】該反応系中において、前記エステル反応で
生成した水を混在せしめることは、該反応を促進する上
で好ましい。この水は、該反応系中において均一に溶解
していることが好ましく、推奨される水の混在量として
は、Ｓ−置換プロピオン酸１当量に対して０．１〜１当
量が挙げられる。

【００２４】本発明に係るアミンとしては、一般式
（４）で表される一級若しくは二級の脂肪族アミン又は
脂環族アミンが例示される。又、該一般式におけるＲ²
及びＲ³としては、水素原子、炭素数１〜１８のアルキ
ル基、炭素数５〜２０のシクロアルキル基、炭素数２〜
１８のアルケニル基又は炭素数２〜１８のアルキニル基
よりなる群から選ばれた基又は原子が好ましく、特にＲ
²、Ｒ³のいずれかが水素原子であり、他方がメチル、エ
チル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−
ヘキシル、ｎ−オクチルなどの炭素数１〜１０の直鎖飽
和脂肪族アルキル基であるアミンが推奨される。

【００２５】該アルキル基としては、メチル、エチル、
ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチ
ル、ｉ−ブチル、sec−ブチル、ペンチル、ヘキシ
ル、、２−エチルヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニ
ル、デシル、ウンデシル、ドデシルなどが例示される。

【００２６】該シクロアルキル基としては、シクロペン
チル、シクロヘキシル、４−メチルシクロヘキシル、２
−メチルシクロヘキシルなどが例示される。

【００２７】該アルケニル基としては、ビニル、アリ
ル、イソプロペニルなどが例示される。

【００２８】該アルキニル基としては、エチニル、プロ
ピニルなどが例示される。

【００２９】一級アミンとしては、メチルアミン、エチ
ルアミン、ｎ−ヘキシルアミン、ｎ−オクチルアミン、
デシルアミン、ドデシルアミンなどの脂肪族アミン、及
びシクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、２−
メチルシクロヘキシルアミン、４−メチルシクロヘキシ
ルアミンなどの脂環族アミンなどが例示される。

【００３０】二級アミンとしては、ジメチルアミン、ジ
エチルアミン、ジｎ−プロピルアミン、ジｎ−ブチルア
ミン、ジｎ−ヘキシルアミン、ジシクロペンチルアミ
ン、ジシクロヘキシルアミンなどが例示される。

【００３１】これら本アミン類のなかでも、特に炭素数
１〜８の脂肪族一級アミンが推奨される。

【００３２】エステル−アミド交換反応において、使用
されるアミンの量は、Ｓ−置換プロピオン酸１当量に対
して、通常２〜５０当量、好ましくは３〜５当量であ
る。２当量未満では反応速度が小さく、反応時間が長く
なる傾向が生じ、一方、２０当量を越えて使用した場合
には生産性が低下するため、好ましくない。

【００３３】反応温度としては、１０〜１５０℃が推奨
され、特に２０〜６０℃が好ましい。

【００３４】反応時間は、２〜３０時間、好ましくは５
〜１０時間程度で反応は完結する。

【００３５】本発明の特徴の一つは、推奨される実施形
態として、エステル化の際に用いた過剰の脂肪族アルコ
ールとアミド化の際に用いる過剰のアミンとをエステル
−アミド交換反応における反応溶媒として用いることで
ある。しかしながら、このことは、他の溶媒の使用を禁
止するものではない。

【００３６】必要に応じて適用できる溶媒としては、反
応を阻害するものでなければ、特に限定されるものでは
ない。適用できる溶媒としては、エチルエーテル、エチ
レングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類、ジ
オキサン、テトラヒドロフランなどの環状エーテル類、
塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲ
ン化アルキル類、クロルベンゼン、トルエン、キシレン
などの芳香族炭化水素類、アセトニトリル、ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルスルホキシドなどの極性溶媒が例
示される。

【００３７】反応は、窒素、アルゴンなどの不活性ガス
雰囲気下で行うのが好ましい。

【００３８】反応終了後、エステル化生成水、過剰の脂
肪族アルコール、過剰のアミンを、例えば減圧留去する
ことにより、高純度のＳ−置換プロピオン酸アミドを得
ることができる。又、このものは、必要に応じて蒸留、
再結晶などの手段を用いることにより更に精製すること
ができる。

【００３９】かくして得られるＳ−置換プロピオン酸ア
ミドは、医薬、農薬、殺菌剤などに使われる重要な中間
体として、特に工業用殺菌剤の中間体として有用であ
る。

【００４０】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳しく説明す
る。尚、各例における反応生成物が目的とするアミド類
であることは、ＭＳ、ＦＴ−ＩＲによって確認した。

【００４１】実施例１磁気的攪拌装置、還流冷却器、窒素流入アダプターを備
えた３つ口２００ｍｌフラスコに３−メルカプトプロピ
オン酸１０ｇ（０．０９モル）、メタノール３０ｇ
（０．９４モル）及びスルホン酸型カチオン交換樹脂
（アンバーリスト１５Ｅ、酸交換容量４meq／ｇ以上、
ローム・アンド・ハース社製）１．５ｇを入れ、窒素雰
囲気下、３時間加熱還流を行った。触媒を濾過分離後、
濾液として、エステル化生成水とメタノールを含んだ３
−メルカプトプロピオン酸メチル溶液を得た。ＧＣ内部
標準法を用いて、エステル化収率を算出した結果、９
９．１％であった。上記溶液に、窒素雰囲気下、ｎ−ヘ
キシルアミン２８．６ｇ（０．２８モル）を加え、その
後室温で１０時間攪拌を行った。水、メタノール、ｎ−
ヘキシルアミンを減圧留去し、３−メルカプトプロピオ
ン酸アミド１７．５ｇ（収率９８．３％）を得た。得ら
れたアミドを高速液体クロマトグラフ（ＯＤＳカラム；
テトラヒドロフラン：水：酢酸＝１０：１０：０．１）
分析した結果、純度９８．５％の単一ピークが観測され
た。

【００４２】実施例２ｎ−ヘキシルアミンに代えて、ｎ−オクチルアミン３
６．５ｇ（０．２８モル）を用いた他は実施例１と同様
に行い、３−メルカプトプロピオン酸アミド２０ｇ（収
率９７．６％）を得た。高速液体クロマトグラフ分析の
結果、純度は９８．８％であった。

【００４３】実施例３３−メルカプトプロピオン酸アミドに代えて、３，３’
−ジチオプロピオン酸１０ｇ（０．０５モル）を用いた
他は実施例２と同様に行い、３，３’−ジチオプロピオ
ン酸ジｎ−オクチルアミド１９．８ｇ（収率９６％）を
得た。高速液体クロマトグラフ分析の結果、純度は９
８．９％であった。

【００４４】比較例１実施例１と同様の反応器に３−メルカプトプロピオン酸
２０ｇ（０．１９モル）、メタノ−ル６０ｇ（１．８８
モル）及びエステル化触媒として濃硫酸０．５ｇを加え
て、６時間加熱還流を行った。冷却後、炭酸ナトリウム
溶液で中和、次にエ−テルを加えて抽出し、エ−テルを
留去すると３−メルカプトピロピオン酸メチル１７．５
ｇ（収率７７．４％）を得た。高速液体クロマトグラフ
分析の結果、純度は９８．４％であった。このプロピオ
ン酸メチル１７．５ｇ（０．１４モル）に、イソプロピ
ルアルコ−ル２０ｍｌ、ｎ−ヘキシルアミン１４．２ｇ
（０．１４モル）を加え、窒素雰囲気下、２４時間、室
温で攪拌を行った。イソプロピルアルコ−ル、ｎ−ヘキ
シルアミンを減圧留去後、３−メルカプトプロピオン酸
ｎ−ヘキシルアミド１５．０ｇ（収率５６．６％）を得
た。高速液体クロマトグラフ分析の結果、純度は９７．
８％であった。

【００４５】

【発明の効果】本発明方法を適用することにより、工業
的に有利な条件下で目的とするＳ置換プロピオン酸アミ
ド類を簡便、且つ効率的に収率よく製造することができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（１）Ｘ−Ｓ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯＨ（１）［式中、Ｘは水素原子又は基Ｓ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯＨを
表す。］で表されるＳ−置換プロピオン酸と一般式
（２）Ｒ¹−ＯＨ（２）［式中、Ｒ¹は炭素数１〜８の直鎖状又は分岐鎖状のア
ルキル基を示す。］で表される過剰量の脂肪族アルコー
ルとをスルホン酸型カチオン交換樹脂の存在下でエステ
ル化して一般式（３）Ｙ−Ｓ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯＲ¹ （３）［式中、Ｙは水素原子又は基Ｓ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯＲ¹
を表す。Ｒ¹は前記のとおりである。］で表されるＳ−
置換プロピオン酸エステルを得、該エステル化物を単離
することなく、該エステル化物の脂肪族アルコール溶液
中に一般式（４）Ｒ²−ＮＨ−Ｒ³ （４）［式中、Ｒ²、Ｒ³は同一又は異なって、水素原子、炭素
数１〜１８の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、シ
クロアルキル基、炭素数１〜１８の直鎖状若しくは分岐
鎖状のアルケニル基又はアルキニル基を示す。シクロア
ルキル基は、炭素数１〜４のアルキル基又はハロゲン基
を有していてもよい。］で表されるアミンを仕込み、エ
ステル−アミド交換反応することを特徴とする一般式
（５）Ｚ−Ｓ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＮＲ²Ｒ³ （５）［式中、Ｚは水素原子又は基Ｓ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＮＲ²
Ｒ³を示す。Ｒ²、Ｒ³は前記のとおりである。］で表さ
れるＳ−置換プロピオン酸アミドの製造方法。
【請求項２】脂肪族アルコールが、炭素数１〜４の脂
肪族アルコールである請求項１に記載のＳ−置換プロピ
オン酸アミドの製造方法。
【請求項３】脂肪族アルコールの添加量が、Ｓ−置換
プロピオン酸１当量に対して２〜５０当量である請求項
１又は請求項２に記載のＳ−置換プロピオン酸アミドの
製造方法。
【請求項４】アミンが、炭素数１〜８の脂肪族一級ア
ミンである請求項１〜３のいずれかの請求項に記載のＳ
−置換プロピオン酸アミドの製造方法。
【請求項５】アミンの添加量が、Ｓ−置換プロピオン
酸１当量に対して２〜５０当量である請求項１〜４のい
ずれかの請求項に記載のＳ−置換プロピオン酸アミドの
製造方法。