JPS641463B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、アミノ酸エステルの製法、詳しく
はシアノギ酸エステルと活性メチレン化合物とを
塩化金属の存在下に反応させ、ついで得られる反
応生成物を水で処理してα，β―不飽和―α―ア
ミノ酸エステルを製造する方法に関する。 この発明により得られるアミノ酸エステルは、
医薬，農薬および高分子化合物の添加剤の中間体
として有用な化合物である。 例えば、シアノギ酸エチルとマロン酸ジエチル
とから得られるアミノ酸エステル（１―アミノ―
１，２，２―トリエトキシカルボニルエチレン）
を水素化ホウ素ナトリウムで還元すると、除草効
果を有するα―エトキシカルボニル―β―イミノ
―γ―ブチロラクトンが得られる。 従来、α，β―不飽和―α―アミノ酸エステル
の製法として、塩化亜沿，塩化アルミニウム、四
塩化チタン、塩化第二スズおよび三塩化鉄などの
ハロゲン化金属並びにピリジンやトリエチルアミ
ンなどの塩基の存在下にシアノギ酸エステルと活
性メチレン化合物とを反応させ、ついで得られる
反応生成物を水で処理する方法が提案されている
〔大野ら、第21回天然有機化合物討論会要至集、
128（1978）〕 しかしながら、前記の方法では、ハロゲン化金
属として塩化亜鉛および塩基としてトリエチルア
ミンを選択し、該ハロゲン化金属と該塩基との存
在下に室温で６時間シアノギ酸エチルエステルと
アセト酢酸エチルエステルとを反応させ、ついで
得られる反応生成物を水で処理したときには、比
較的高い収率（85％）で１―アミノ―２―アセチ
ル―１，２―ジエトキシカルボニルエチレンを合
成することができるが、ハロゲン化金属として塩
化亜鉛の代わりに、塩化アルミニウム、四塩化チ
タン、塩化第二スズまたは三塩化鉄を用いた場合
は、１―アミノ―２―アセチル―１，２―ジエト
キシカルボニルエチレンは全く生成しないか、あ
るいは生成してもその収率が非常に低く（14％以
下）という欠点がある。また、前記高収率で目的
生成物を与える塩化亜鉛とトリエチルアミンとの
組み合わせであつても、これを塩化亜鉛とピリジ
ンとの組み合せに代えると、目的生成物の収率は
極度に低くなつてしまう（20％）という欠点があ
る。また前記方法に従つて、ハロゲン化金属と塩
基との存在下に反応を行ない、目的生成物を製造
することができても、前記方法には反応後に塩基
の繁雑な回収工程が必要であるという欠点があ
る。 また、従来、脂肪族または芳香族ニトリルと活
性メチレン化合物とを塩化第二スズまたは四塩化
チタンの存在下に反応させてイミノ化合物メタル
ハライドコンプレツクスを製造し（特公昭42―
7894号公報参照）、これを水またはアルコールで
分解することによりβ―イミノカルボン酸エステ
ル（α，β―不飽和―α―アミノカルボン酸エス
テルの互変異性体）を製造する方法（特公昭43―
17169号および特公昭44―29448号公報参照）が提
案されている。しかしながら、イミノ化合物メタ
ルハライドコンプレツクスを水またはアルコール
で分解しても生成するβ―イミノカルボン酸エス
テルの収率は低いので、前記方法を組み合わせ、
脂肪族または芳香族ニトリルと活性メチレン化合
物とからは塩化第二スズまたは四塩化チタンの存
在下に反応させ、次いで水、アルコールなどで分
解しても、β―イミノカルボン酸エステルを高収
率で製造することができないという欠点がある。 そこで、この発明者らは、前記従来法の欠点を
改善することができ、また高収率でα，β―不飽
和―α―アミノ酸エステルを製造することができ
る方法を開発することを目的として種々検討した
ところ、特定のハロゲン化金属、なかでも従来法
では高収率でα，β―不飽和―α―アミノ酸エス
テルを製造することのできなかつたスズまたはチ
タンのハロゲン化物の存在下に、特定のシアノギ
酸エステルと活性メチレン化合物と反応させ、次
いで反応生成物を水で処理すると、塩基を使用し
なくても、容易に高収率でα，β―不飽和―α―
アミノ酸エステルを製造し得ることを見い出し、
この発明に到達した。 すなわち、この発明は、 一般式(1) （ただし、式中、R¹は炭素数１〜４のアルキ
ル基である。） で表わされるシアノギ酸エステルと、 一般式(2) （ただし、式中、R²は炭素数１〜４のアルキ
ル基で、ＹはCN基、COR³基またはCOOR⁴基で、
R³は炭素数１〜４のアルキル基またはフエニル
基を示し、またR⁴は炭素数１〜４のアルキル基
を示す。なおR²とR⁴とは同一の基であつても異
なる基であつてもよい。） で表わされる活性メチレン化合物とを、 一般式(3) MCl₄ …(3) （ただし、式中、Ｍはチタンまたはスズであ
る。） で表わされる塩化金属の存在下に反応させ、つい
で得られる反応生成物を水または酸性水溶液で処
理することを特徴とする。 一般式(4) （ただし、式中、R¹，R²およびＹは前記と同
じ意味を有する。） で表わされるアミノ酸エステルの製法に関する。 この発明に使用するシアノギ酸エステルは一般
式(1)で表わされる。 （ただし、式中、R¹は炭素数１〜４のアルキ
ル基である。） 前記一般式(1)で表わされるシアノギ酸エステル
としては、シアノギ酸メチル、シアノギ酸エチ
ル、シアノギ酸プロピルおよびシアノギ酸ブチル
が挙げられる。 また活性メチレン化合物は、次の一般式(2) で表わされる。 （ただし、式中、R²は炭素数１〜４のアルキ
ル基で、ＹはCN基、COR³基またはCOOR⁴基で、
R³は炭素数１〜４のアルキル基またはフエニル
基を示し、またR⁴は炭素数１〜４のアルキル基
を示す。なおR²とR⁴とは同一の基であつても異
なる基であつてもよい。 前記一般式(2)で表わされる活性メチレン化合物
としては、シアノ酢酸メチル、シアノ酢酸エチ
ル、シアノ酢酸プロピル、シアノ酢酸ブチル、ア
セト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオニ
ル酢酸エチル、ブチリル酢酸エチル、バレリル酢
酸エチル、ベンゾイル酢酸メチル、ベンゾイル酢
酸エチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチ
ル、マロン酸ジプロピルおよびマロン酸ジブチル
などが挙げられる。 活性メチレン化合物の使用量は、シアノギ酸エ
ステルの使用量と等モル量であるが、これに限る
ことなく、シアノギ酸エステルの使用量に対し等
モル量以上であつてもよい。 この発明に使用する塩化金属は一般式(3)で表わ
される。 MCl₄ …(3) （ただし、式中、Ｍはチタンまたはスズであ
る。） 塩化金属の使用量は、シアノギ酸エステルまた
は活性メチレン化合物のいずれか少ないほうの使
用量と等モル量であるが、これに限ることなく、
シアノギ酸エステルまたは活性メチレン化合物の
使用量に対し等モル量以上であつても差しつかえ
ない。なお、塩化金属を過剰量用いてもそれによ
る効果は特にない。 この発明におけるシアノギ酸エステルと活性メ
チレン化合物との反応は、溶媒を用いても用いな
くても行なうことができるが、溶媒を用いた方
が、反応熱の除去等の点で好ましい。 溶媒としては、この発明における反応に不活性
なものであればどのようなものでもよく、例え
ば、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、ジク
ロロベンゼンなどの芳香族炭化水素、並びに塩化
メチレン、塩化エチレン、クロロホルム、四塩化
炭素などのハロゲン化炭化水素が挙げられる。 なお、溶媒は反応に先立ち十分に脱水しておく
のが好ましい。 シアノギ酸エステルと活性メチレン化合物との
反応は、実質的に無水の条件下でシアノギ酸エス
テルと活性メチレン化合物と塩化金属とを接触さ
せることができれば、いかなる方法でもよい。ま
た、前記三者の混合はいかなる順序であつてもよ
い。 シアノギ酸エステルと活性メチレン化合物との
反応温度は、使用する活性メチレン化合物および
塩化金属の種類と組合せとにより異なるが、余り
高い温度で反応を行なうと最終の目的生成物の収
率が低下するので、一般には−10〜100℃の範囲
の温度であるのが好ましい。 シアノギ酸エステルと活性メチレン化合物との
反応時間は、活性メチレン化合物および塩化金属
の種類と組み合せとにより異なる。例えば、溶媒
として塩化エチレン、ハロゲン化金属として四塩
化チタン、活性メチレン化合物としてマロン酸ジ
エチルを用いる場合、還流下約30分間の反応で最
終の目的生成物を収率よく得ることができるが、
前記の場合においてマロン酸ジエチルの代わりに
シアノ酢酸エチルを用いると、還流下約８時間の
反応で最終の目的生成物を収率よく得ることがで
きる。 塩化金属の存在下にシアノギ酸エステルと活性
メチレン化合物との反応の終了後に得られる反応
生成物は、これを水または酸性水溶液で処理す
る。 処理操作としてシアノギ酸エステルと活性メチ
レン化合物とを反応させて得られる反応生成物に
水を加えて十分に振盪（混合）するだけでよい。
水の代わりに塩酸、硫酸、パラトルエンスルホン
酸などの希薄な酸性水溶液を用いても目的生成物
の収率に差はない。 水または酸性水溶液で処理すると、目的生成
物、すなわちα，β―不飽和―α―アミノ酸エス
テルを含む反応混合物が得られる。 処理操作として、α，β―不飽和―α―アミノ
酸エステルを含む混合物はこれを水層と有機層と
に分離し、得られる有機層を蒸留あるいは濃縮
し、得られた残渣を再結晶等の方法で処理する
と、この発明の目的生成物であるアミノ酸エステ
ル詳しくはα，β―不飽和―α―アミノ酸エステ
ルを単離することができる。 この発明により得られるアミノ酸エステルは一
般式(4)で表わされる。 （ただし、式中R¹，R²およびＹは前記と同じ
意味を有する。） 前記一般式(4)で表わされるアミノ酸エステルと
しては、１―アミノ―２―シアノ―１，２―ジメ
トキシカルボニルエチレン、１―アミノ―２―シ
アノ―１―エトキシカルボニル―２―メトキシカ
ルボニルエチレン、１―アミノ―２―シアノ―１
―ブトキシカルボニル―２―エトキシカルボニル
エチレン、１―アミノ―２―シアノ―１，２―ジ
エトキシカルボニルエチレン、１―アミノ―２―
シアノ―２―ブトキシカルボニル―１―エトキシ
カルボニルエチレン、１―アミノ―２―シアノ―
１―エトキシカルボニル―２―プロピルオキシカ
ルボニルエチレン、１―アミノ―２―アセチル―
１，２―ジメトキシカルボニルエチレン、１―ア
ミノ―２―アセチル―１，２―ジエトキシカルボ
ニルエチレン、１―アミノ―２―プロピオニル―
１，２ジエトキシカルボニルエチレン、１―アミ
ノ―２―バレリル―１，２―ジエトキシカルボニ
ルエチレン、１―アミノ―２―ベンゾイル―１，
２―ジメトキシカルボニルエチレン、１―アミノ
―２―ベンゾイル―１，２―ジエトキシカルボニ
ルエチレン、１―アミノ―１，２，２―トリメト
キシカルボニルエチレン、１―アミノ―１，２，
２―トリエトキシカルボニルエチレン、１―アミ
ノ―１，２，２―トリプロピルオキシカルボニル
エチレン、１―アミノ―１，２，２―トリブトキ
シカルボニルエチレンおよび１―アミノ―１―ブ
トキシカルボニル―２，２―ジエトキシカルボニ
ルエチレンなどを挙げることができる。 次にこの発明の実施例を示す。 実施例 １ 塩化第二スズ5.91ｇを塩化メチレン40mlに溶解
して得た溶液を撹拌しながら、これにシアノギ酸
エチル2.29ｇを滴下し、ついでベンゾイル酢酸エ
チル4.33ｇを滴下、混合して、撹拌下21.5℃で２
時間反応させた。 反応後、反応生成物の温度が10℃を越えないよ
うに氷水で冷却しながら、この反応生成物に水40
mlを滴下し、１時間混合処理して反応混合物を得
た。 次いで反応混合物を水層と有機層とに分液し、
水層をクロロホルム40mlで３回抽出した。この抽
出液と反応混合物から分液した有機層とを一緒に
した溶液を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減
圧下で溶媒を留去すると、微黄色結晶が6.21ｇ得
られた。この微黄色結晶をｎ―ヘキサン50mlで洗
うと、微黄橙色の針状の結晶6.00ｇ（収率93％）
が得られた。 この結晶をシクロヘキサンで再結晶して得られ
る微黄橙色の針状の結晶の融点は138〜139℃であ
り、この結晶は、第１表に示す元素分析値、並び
にIRスペクトル、NMRスペクトルおよびマスス
ペクトルの分析結果から、新規化合物である１―
アミノ―２―ベンゾイル―１，２―ジエトキシカ
ルボニルエチレンであると確認された。

【表】 計算値
実施例 ２ 塩化第二スズ5.91ｇの代わりに四塩化チタン４
ｇを用い、シアノギ酸エチルの使用量を2.29ｇか
ら2.17ｇに変え、またベンゾイル酢酸エチルの使
用量を4.33ｇから3.79ｇに変えたほかは、実施例
１と同様に実施して、１―アミノ―２―ベンゾイ
ル―１，２―ジエトキシカルボニルエチレン5.29
ｇ（収率88％）を得た。 実施例 ３ 四塩化チタン3.96ｇを塩化エチレン40mlに溶解
して得た溶液を撹拌しながら、これに、シアノギ
酸エチル2.02ｇを滴下し、ついでマロン酸ジエチ
ル3.37ｇを滴下、混合して、還流下で30分間反応
させた。 反応後、反応生成物（茶褐色）に、反応生成物
の温度が10℃を越えないように氷水で冷却しなが
ら、水40mlを滴下し、１時間混合処理して、反応
混合物を得た。 ついで反応混合物を水層と有機層とに分液し、
水層をクロロホルム40mlで３回抽出した。この抽
出液と反応混合物から分液した有機層とを一緒に
した溶液を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減
圧下で溶媒を留去すると、黄色結晶が5.13ｇ得ら
れた。この黄色結晶をｎ―ヘキサン50mlで洗う
と、黄色結晶4.47ｇが得られた（収率84％）。 この結晶をイソプロピルエーテルで再結晶して
得られた無色プリズム状結晶の融点は69.5〜70℃
であり、この結果は、第２表に示す元素分析値、
並びにIRスペクトル、NMRスペクトルおよびマ
ススペクトルの分析結果から、新規化合物である
１―アミノ―１，２，２―トリエトキシカルボニ
ルエチレンであると確認された。

【表】 計算値
実施例 ４ 塩化第二スズ5.67ｇをベンゼン40mlに溶解して
得た溶液を撹拌しながら、これに、マロン酸ジエ
チル3.58ｇを添加し、ついでシアノギ酸エチル
2.23ｇを滴下して還流下１時間反応を行なつた。 反応後、反応生成物を実施例３と同様に処理し
て、１―アミノ―１，２，２―トリエトキシカル
ボニルエチレン5.15ｇ（収率91％）を得た。 実施例 ５ 四塩化チタン3.58ｇを塩化エチレン40mlに溶解
して得た溶液を撹拌しながら、これにシアノギ酸
エチル1.83ｇを滴下し、ついでアセト酢酸エチル
2.52ｇを滴下、混合して、60℃で15分間反応を行
なつた。 反応後、反応生成物（茶褐色）に、反応生成物
の温度が10℃を越えないように氷水で冷却しなが
ら、水40mlを滴下し、１時間混合処理して、反応
混合物を得た。 反応混合物を水層と有機層とに分液し、水層を
クロロホルム40mlで３回抽出した。この抽出液と
反応混合物から分液した有機層とを一緒にした溶
液を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下で
溶媒を留去すると、茶褐色結晶4.10ｇが得られ
た。この茶褐色結晶をｎ―ヘキサンで洗うと、黄
橙色結晶3.39ｇ（収率80％）が得られた。 この結晶をベンゼンで再結晶して得られる無色
塊状結晶の融点は88〜89℃であり、この結晶は、
第３表に示す元素分析値、並びにIRスペクトル、
NMRスペクトルおよびマススペクトルの分析結
果から、１―アミノ―２―アセチル―１，２―ジ
エトキシカルボニルエチレンであると確認され
た。

【表】 計算値
実施例 ６ 塩化第二スズ5.06ｇを塩化メチレン40mlに溶解
して得た溶液を撹拌しながら、これに溶液の温度
が−３℃より高くならないように冷却しつつ、ア
セト酢酸エチル2.50ｇを滴下し、ついでシアノ酢
酸エチル1.91ｇを滴下、混合し、混合物の温度が
−３℃より高くならないように冷却しながら、４
時間反応を行なつた。 反応後、反応生成液を実施例５と同様に処理し
て、１―アミノ―２―アセチル―１，２―ジエト
キシカルボニルエチレン3.61ｇ（収率82％）を得
た。 実施例 ７ 四塩化チタン3.98ｇを塩化エチレン40mlに溶解
して得た溶液を撹拌しながら、これにアシノギ酸
エチル2.22ｇを滴下し、ついでシアノ酢酸エチル
2.31ｇを滴下、混合して、還流下で8.5時間反応
を行なつた。 反応後、反応生成物に、反応生成物の温度が10
℃を越えないように氷水で冷却しながら、水40ml
を滴下し、１時間混合処理して、反応混合物を得
た。 反応混合物を水層と有機層とに分液し、水層を
クロロホルム40mlで２回抽出した。この抽出液と
反応混合物から分液した有機層とを一緒にした溶
液を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下で
溶媒を留去して、茶褐色結晶3.81ｇ（粗収率88
％）を得た。この茶褐色結晶をイソプロピルエー
テルとシクロヘキサンとの混合溶媒で再結晶して
無色針状結晶2.93ｇ（収率68％）を得た。 この結晶の融点は76〜77℃であり、この結晶
は、第４表に示す元素分析値、並びにIRスペク
トル、NMRスペクトルおよびマススペクトルの
分析結果から１―アミノ―２―シアノ―１，２―
ジエトキシカルボニルエチレンであると確認され
た。

【表】 の計算値

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式(1) （ただし、式中、R¹は炭素数１〜４のアルキ
   ル基である。） で表わされるシアノギ酸エステルと、 一般式(2) （ただし、式中、R²は炭素数１〜４のアルキ
   ル基で、ＹはCN基、COR³基COOR⁴基で、R³は
   炭素数１〜４のアルキル基またはフエニル基を示
   し、またR⁴は炭素数１〜４のアルキル基を示す。
   なおR³とR⁴とは、同一の基であつても異なる基
   であつてもよい。 で表わされる活性メチレン化合物とを、 一般式(3) MC1₄ …(3) （ただし、式中、Ｍはスズまたはチタンであ
   る。） で表わされる塩化金属の存在下に反応させ、つい
   で得られる反応生成物を水または酸性水溶液で処
   理することを特徴とする。 一般式(4) （ただし、式中R¹，R²およびＹは前記と同じ
   意味を有する。） で表わされるアミノ酸エステルの製造法。