JPS6038381B2 - アジリジン−2−カルボン酸塩の製造方法 - Google Patents

アジリジン−2−カルボン酸塩の製造方法

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JPS6038381B2
JPS6038381B2 JP54160351A JP16035179A JPS6038381B2 JP S6038381 B2 JPS6038381 B2 JP S6038381B2 JP 54160351 A JP54160351 A JP 54160351A JP 16035179 A JP16035179 A JP 16035179A JP S6038381 B2 JPS6038381 B2 JP S6038381B2
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信之 川島
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祥介 永井
隆雄 高野
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アジりジンー2ーカルボン酸塩の新規な製造
方法に関する。
さらに詳しくは、Q−ハロゲノ−8ーアミノプロピオニ
トリルまたはその鉱酸塩を水または含水有機溶媒中で、
アルカリ金属またはアルカリ士類金属の水酸化物で処理
することによって高収率でアジりジソ−2ーカルボン酸
塩を製造する方法に関するものである。
本発明のアジりジソ−2ーカルボン酸を生成する反応は
式‘1)のように示される。または (式中、Xは塩素または臭素原子を、MはアルカIJ金
属またはアルカIJ±類金属を示し、mおよびnは1ま
たは2の整数を示す。
)アジりジン−2−カルボン酸塩は、Qーアミノ酸また
は農医薬品等の中間体として有用な化合物であり、例え
ばアジりジンー2ーカルボン酸リチウム塩を15%硫酸
中で処理するとQ−アミノ酸の一種であるセリンが得ら
れる。
従来、アジりジソー2−カルボン酸の製造法としては、
アジりジン−2−カルボソ酸ナトリウム塩について、‘
1} Q−クロロ−Pーアラニン塩酸塩を原料とし、該
化合物を水中、水酸化ナトリウム水溶液にて中和後、加
熱還流下に水溶液のpHが7〜7.5に保たれるように
1規定の水酸化ナトIJウム水溶液を滴下して製造する
方法(K.D.Gundermann,Chem.Be
r.,93,1640(1960))、【2} Q,8
ージプロムプロピオン酸ィソプロピルェステルと液体ア
ンモニアとの反応によって得られるアジりジン−2−カ
ルボン酸ィソプロピルヱステルをエーテルーェタノール
ー水の混合溶媒中でナトリウムェトキシドで加水分解す
る方法(E.KyburZ ,Helv.Chim.A
cta,49,3磯(1966))が知られている。
また、アジりジン−2ーカルボン酸リチウム塩の製造法
として、‘31 はークロロ−3−アラニンェチルェス
テルの塩酸塩をエタノール中、トリェタノールアミンで
処理してアジりジン−2−カルボン酸エチルェステルを
製造し、該化合物をエタノールと水の混合溶媒中水酸化
リチウムで加水分解する方法(K.D.C肌derma
nn,Chem,Ber,,93,1639(1960
))が知られている。しかしながら、これらの公知の方
法では、1の方法が原料のQ−クロローB−アラニン塩
酸海の反応系濃度を1重量%程度の低濃度で行う必要が
あると同時に、反応液のpHに注意を払わなければなら
ないこと、また‘2)および{3’の方法はアジりジン
−2−カルボン酸ェステルの合成が煩雑であり、且つ収
率も低いこと等、いずれも原料面または収率の点で問題
があり、工業的には必ずしも満足な方法とは言い難い。
本発明者らは、アジりジンー2ーカルボン酸塩の工業的
に有利な製造法を鋭意検討の結果、Q−ハロゲノ−3−
アミノプロピオニトリルまたはその鍵酸塩を水または含
水有機溶媒中、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の
水酸化物と共に、必要に応じて加熱して処理することに
よって、ニトリル基の加水分解反応と、分子内脱塩酸反
応(閉環反応)とを起こし、ほとんど副生物を生成する
ことなく、ほぼ選択的にアジりジン−2−カルボン酸の
アルカリ金属またはアルカリ士類金属塩が生成すること
を見し、出し、本発明に到達した。
本発明の方法のようにQ−ハロゲノー8ーアミノプロピ
オニトリルまたはその鍵酸塩を原料とし1工程でアジり
ジン−2−カルボン酸を製造する方法は、従来全く知ら
れていない新規な製造法である。本発明の方法は前述の
公知方法にくらべて、原料の製造が容易であること、反
応操作が簡便であること、高濃度にアジりジンー2ーカ
ルボン酸が製造できること、高収率であること等種々の
利点を有し、工業的に極めて有利な製造法である。本発
明の方法で用いられるQーハロゲノー3−アミノプロピ
オニトリルまたはその鉱酸塩は、Q−クロロー8ーアミ
ノプロピオニトリル、Qープロム−8−アミノプロピオ
ニトリル、Qークロロ−0ーアミノプロピオニトリル塩
酸塩および硫酸塩、ならびにQーフロム−8ーアミノプ
ロピオニトリル塩酸塩および硫酸塩等である。
これらのQ−ハロゲノー8−アミノプロピオニトリルま
たはその滋酸塩は、Q,8ージハロゲノプロピオニトリ
ルまたはQーハロゲノアクリロニトルレとアンモニアと
を水または有機溶媒中で反応させて得られる。
反応液を必要に応じて水と非混和性の有機溶媒で反応生
成物を抽出し、減圧蒸留すれば遊離のQ−ハロゲノ−8
−アミノプロピオニトリルが得られ、また、反応液に塩
化水素または硫酸を作用させればQ−ハロゲノー8ーア
ミノプロピオニトリル塩酸塩または硫酸塩が得られる。
例えば、アンモニアガスをィソプロパノールに溶解した
溶液中に、Qークロロアクリロニトリルを0℃付近で滴
下装入し、同温度で2〜4時間反応させたのち、塩化水
素のィソプロパノール溶液を装入することによってQ−
クロロ−3−アミノプロピオニトリル塩酸塩が80%以
上の収率で単機できる。本発明の方法で用いられるアル
カリ金属またはアルカリ士頚金属の水酸化物は、リチウ
ム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム等のアルカリ金
属の水酸化物、またはベリリウム、マグネシウム、カル
シウム、ストロンチウム、バリウム等のアルカリ士類金
属の水酸化物であり、具体的には、水酸化リチウム、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ベリリウム、
水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムまたは水酸化バ
リウム等であって、通常、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、水酸化カルシウム等が多用される。
本発明の方法において、アルカリ金属またはアルカリ士
類金属水酸化物の使用量は、遊離のQ−ハ。
ゲノ−8−アミノプロピオニトリルを原料とする場合に
は、原料に対して2当量以上、またQ−ハロゲノ−8−
アミノプロピオニトリル鉱酸塩を原料とする場合には、
原料に対して3当量以上である。この使用量の上限は特
に限定されないが、著しく過剰に用いる必要はなく通常
、5当量までの範囲で使用すれば十分である。本発明の
方法は、水または含水有機溶媒中で実施する。
すなわち、反応は水溶液中、または水ならびに水と混和
性の有機溶媒を併用した溶媒中で実施できる。水と混和
性の有機溶媒としては、メタノール、エタノール、n−
プロ/ゞノ一ル、イソプロ/ぐノ−ノレ、にrt−プタ
ノール、セロソルブ、メチルセロソルブ等のアルコール
類、アセトン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、N,
Nージメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムア
ミドまたはジメチルスルホキシド等を挙げることができ
る。
反応に水と有機溶媒を併用する場合、水と有機溶媒の比
は任意に選ぶことができる。これら溶媒の使用量は、原
料のQ−ハロゲノー3−アミノプロピオニトリルまたは
その錫酸塩に対して3〜200倍量、好ましくは5〜1
0ぴ音量である。本発明の方法を実施するのに、原料、
アルカリおよび反応溶媒の仕込方法、順序等にとくに限
定はないが、通常、‘1)Qーハロゲノー6ーアミノプ
ロピオニトリルまたはその鍵酸塩を任意の濃度に水およ
び/または水と混和性の有機溶媒中に溶解し、この溶液
中に櫨拝しながらアルカリ金属またはアルカリ士類金属
水酸化物を水溶液としてまたは固形のま)加えるか、あ
るいは‘21 アルカリ金属またはアルカIJ土類金属
水酸化物の水溶液または懸濁液中にQ−ハロゲノーBー
アミノプロピオニトリルまたはその鍵酸塩を添加しても
よい。
反応温度は0〜100午C、好ましくは20〜80午○
の範囲であり、通常、常圧下に反応させるが、必要によ
り減圧または加圧下に反応させてもよい。反応時間は、
反応の各種条件により変動するが0.5〜5■時間、通
常2.0〜3餌時間で完結する。反応の終点は薄層クロ
マトグラフィーによって速やかに且つ容易に知ることが
できる。本発明の方法において生成するアジりジン−2
−カルボン酸は反応に使用したアルカリに対応して、ア
ルカリ金属またはアルカリ士類金属塩の形で、必要によ
り有機溶媒を減圧除去して、水溶液の形態で得られる。
以下、本発明の方法を実施例で説明する。
なお、実施例で用いた標準品のアジりジン−2−カルボ
ン酸リチウム塩の合成法、ならびに高速液体クロマトグ
フィーの分析条件はつぎのようである。
a アジりジン−2ーカルボン酸リチウム塩の製造法1
雌のQ−クロローP−アミノプロピオン酸エチルェステ
ルの塩酸塩を100叫の脱水エタノールに溶かし、さら
に2雌のトリェタノールアミンを添加したのち、網梓下
に60〜70こ0で5時間反応させ、析出したトリェタ
ノールアミンの塩酸塩を炉別、少量のエタノールで洗浄
する。
炉洗液を合わせて冷却下に1規定の水酸化リチウム水溶
液55の‘を徐々に加え、冷階所に2蝿時間放直する。
その後反応液を減圧下に濃縮乾固し、得られた残留物(
シロップ状物質)に30の【のベンゼンを添加し、共滋
蒸留によって水を完全に除去する。ついで50の【の熱
エタノールを添加し、冷却すると沈澱が析出する。10
0の上のエーテルを添加して結晶を十分に沈澱させてか
ら、析出した沈澱を炉別、エーテルで洗浄することによ
って1.雌のアジりジンー2ーカルボン酸リチウム塩を
得た。
融点260〜28軍0(分解) 元素分析値(%) 実測値 C:37.80 H:4.23 N:14.71、Li
:7.40C3日N02Liとしての計算値 C:斑.74 H:4.3入 N:15.00Li:7
.46なお、ここに得たアジりジン−2ーカルボン酸リ
チウム塩の純度はジオキサンを内標に用いてのプロトン
NMRスペクトル(測定溶媒:D20、測定温度:室温
)から97%であった。
b 高速液体クロマトグラフィー分析条件カラム:Sh
odexOHPakB−804(昭和電工■製)検出器
:示差屈折計RI−2型(日本分析工業■製)移動相:
1×10‐3モル/そ日3POクK溶液流 量:13の
りmin測定温度:室温 この条件でのアジりジンー2−カルボン酸の保持時間は
16.5〜16.8分である。
実施例 1 水8眼中にQ−クロロー3一アミノプロピニトリル塩酸
塩28.彼を加え、溶鱗する。
ついで、樫梓下に水酸化ナトリウム25.6gを水8笛
に溶解した水溶液を徐々に滴下装入し、その後、室温で
2岬時間反応させる。この反応液をアジりジン−2−カ
ルボン酸リチウム塩を標品として高速液体クロマトグラ
フィにて分析の結果、アジりジン−2−カルボン酸ナト
リウムの生成率は95.5%(対Q−クロロ−8−アミ
ノプロピオニトリル塩酸塩)であつた。得られた反応液
をプロトンNMRスペクトルに供すると6値1.7桝p
m(四重線;2H)にアジりジン−2ーカルボン酸のメ
チレンプロトンの、また8値2.35ppm(四重線;
IH)にメチンプロトンのシグナルが検出され、標準品
として合成したアジりジン−2ーカルボン酸リチウム塩
と全て同一のシグナルパターンを示した。
実施例 2 水16雌中にQークロローBーアミノプロピオニトリル
塩酸塩14.1gを加え溶解した後、鷹拝下に水酸化カ
リウム22.蜂を9雌の水に溶解した水溶液を徐々に滴
下する。
ついで反応液を60qoに昇温し、60〜65ooで4
時間反応させる。実施例1と同様にこの反応液を高速液
体クロマトグラフィーにて分析の結果アジりジンー2−
カルボン酸カリウムの生成率は92.3%であった。実
施例 3 実施例2においてQ−クロロ−6−アミノプロピオニト
リル塩酸塩のかわりに遊離のQ−クロロ−8−アミノプ
ロピオニトリル10.舷を使用し、水酸化カリウムのか
わりに水酸化リチウム13gを使用する以外は実施例2
と全く同様に反応させることによってアジりジンー2ー
カルボン酸リチウムの生成率は90.8%であった。
実施例 4 実施例2においてQ−クロロ−8−アミノプロピオニト
リル塩酸塩のかわりに、Q−クロロー8−ァミノプロピ
オニトリル硫酸塩15.3gを使用する以外は実施例2
と全く同様に反応させることによって、アジりジン−2
−カルボン酸リチウムの生成率は滋.2%であった。
実施例 5 水16雌中にQークロロー8−アミノプロピオニトリル
塩酸塩14.1gを加え、溶解した後、縄梓下に1礎の
水酸化カルシウムを徐々に加える。
ついで反応液を60午0に昇温し、60〜65午○で8
時間反応させる。反応後過剰の水酸化カルシウムを炉別
除去した反応液を実施例1と同様にこの反応液を高速液
体クロマトグラフィーにて分析の結果アジりジンー2−
カルボン酸カルシウムの生成率は92.5%であった。
実施例 6 メタノール15雌中にQ−クロロ−8−アミノプロピオ
ニトリル塩酸塩14.1gを加えて溶解し、縄梓しなが
らこの溶液中に水酸化ナトリウム12.綬を水7繋に溶
かした水溶液を滴下装入する。
ついで反応液を60℃に昇溢し、同温度で1斑時間反応
させる。その後反応液中のメタノールを減圧下に蟹去し
たのち、実施例1と同様にして高速液体クロマトグラフ
ィーにて分析の結果、アジりジンー2ーカルボン酸ナト
リウムの生成率は89.2%であった。実施例 7 実施例6においてメタノールの代わりにィソプロパノー
ル15$部を用いる以外は全く同様に反応させることに
よってアジりジン−2−カルボン酸ナトリウムの生成率
は93.5%であった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 α−ハロゲノ−β−アミノプロピオニトリルまたは
    その鉱酸塩を水または含水有機溶媒中、アルカリ金属ま
    たはアルカリ土類金属の水酸化物で処理することを特徴
    とするアジリジン−2−カルボン酸塩の製造方法。
JP54160351A 1979-12-10 1979-12-12 アジリジン−2−カルボン酸塩の製造方法 Expired JPS6038381B2 (ja)

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EP19800304439 EP0030474B1 (en) 1979-12-10 1980-12-09 Process for the production of dl-serines
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CA000366597A CA1161854A (en) 1979-12-12 1980-12-11 Process for producing aziridine-2-carboxylic acid or its salts
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CHEMISCHE BERICHTE=1960 *
HELVETICA CHIMICA ACTA=1961 *

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