(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次式の二級アミド：
【化１】
0005552128.tif 000014
を製造する方法であって、
式中、Ｒ１が芳香族基、又は、少なくとも１の炭素原子を含み、置換されてもされなくてもよい直鎖又は枝分かれ脂肪属炭化水素鎖であり、
Ｒ２及びＲ３が、互いに独立して、芳香族基、又は、少なくとも１の炭素原子を含み、置換されてもされなくてもよい別の直鎖又は枝分かれ脂肪属炭化水素鎖であるか、Ｒ２及びＲ３はアミド窒素を含有する環状体を形成し、
本方法が、前記反応混合物中、パラジウムを含む触媒の存在下、及び、前記反応混合物で実質的に消費されないヨウ素含有促進剤の存在下において前記反応混合物中で一酸化炭素により次式の三級アミン：
【化２】
0005552128.tif 000015
をカルボニル化する工程を含み、前記反応混合物が７５０ｐｐｍ未満のパラジウムを含む、
方法。
【請求項２】
前記反応混合物が５００ｐｐｍ未満のパラジウムを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記反応混合物が３７７ｐｐｍ以下のパラジウムを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ヨウ素含有促進剤が式Ｒ１Ｉのヨウ化物を含み、式中Ｒ１は請求項１に規定の通りである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
式Ｒ１Ｉのヨウ化物、式Ｒ１４Ｎ＋Ｉ−のヨウ化物、式Ｒ１４Ｐ＋Ｉ−のヨウ化ホスホニウム塩、Ｉ２、ヨウ化金属塩、及び式Ｒ１ＣＯＩの酸ヨウ化物、から成る群からの１種又は複数の化合物を前記反応混合物に添加することによって前記ヨウ素含有促進剤が前記反応混合物に導入され、Ｒ１は請求項１に規定の通りである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記の式Ｒ１Ｉのヨウ化物を前記反応混合物に添加することによって前記ヨウ素含有促進剤が前記反応混合物に導入され、Ｒ１は請求項１に規定の通りである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が、独立して炭素原子１個〜２３個を含有する直鎖又は枝分かれ脂肪族炭化水素鎖である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が、独立して炭素原子１〜９個を含有する直鎖又は枝分かれ脂肪族炭化水素鎖である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
炭素鎖が置換されていない、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が好ましくはメチル基である、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも前記Ｒ１基の炭素鎖が芳香族基で置換されている、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも前記Ｒ１基の炭素鎖がフェニル基で置換されている、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１３】
Ｒ１基がベンジル基である、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１４】
Ｒ１が炭素原子１〜２３個を含有する直鎖又は枝分かれ脂肪属炭化水素鎖であり、Ｒ２及びＲ３がアミド窒素原子と一緒にアザ環を形成する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
Ｒ１が炭素原子１〜９個を含有する直鎖又は枝分かれ脂肪属炭化水素鎖であり、Ｒ２及びＲ３がアミド窒素原子と一緒にアザ環を形成し、前記炭素鎖が置換されない、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
Ｒ１が炭素原子１〜２３個を含有する直鎖又は枝分かれ脂肪属炭化水素鎖であり、Ｒ２及びＲ３がアミド窒素原子と一緒にヘテロ環を形成し、前記ヘテロ環が少なくとも１個の追加ヘテロ原子を含有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
Ｒ１が炭素原子１〜９個を含有する直鎖又は枝分かれ脂肪属炭化水素鎖であり、Ｒ２及びＲ３がアミド窒素原子と一緒にヘテロ環を形成し、前記ヘテロ環が窒素及び酸素から選択される少なくとも１個の追加ヘテロ原子を含有し、前記炭素鎖が置換されない、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記触媒がＰｄ（ＩＩ）を含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記パラジウムが、ＰｄＣｌ２、ＰｄＢｒ２、ＰｄＩ２、Ｐｄ（ＯＡｃ）２、ＰｄＳＯ４、（ＮＨ４）２［ＰｄＣｌ６］、（ＮＨ４）２［ＰｄＣｌ４］、Ｐｄ（ａｃａｃ）２及びＰｄＣ２Ｏ４から成る群から選択される塩として前記反応混合物に添加される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記触媒がＰｄ（０）を含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記パラジウムがＰｄ（ＰＰｈ３）４として前記反応混合物に添加される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記パラジウムが支持体上に付着されている、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記パラジウムが、炭素、アルミナ、シリカ、ゼオライト、クレー、多孔質ポリマー、ハイブリッドポリマーから成る群から選択される支持体上に付着されている、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記ヨウ素含有促進剤が触媒金属に対して０．１よりも高いモル比で前記反応混合物中に存在する、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記ハロゲンヨウ素含有促進剤が触媒金属に対して１よりも高いモル比で前記反応混合物中に存在する、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記ヨウ素含有促進剤が触媒金属に対して５よりも高いモル比で前記反応混合物中に存在する、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記三級アミン及び前記一酸化炭素は前記反応混合物に供給され、前記反応混合物中で前記三級アミンが０．１重量％〜２０重量％のレベルに維持される、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記三級アミン及び前記一酸化炭素は前記反応混合物に連続供給され、前記反応混合物中で前記三級アミンが０．１重量％〜２０重量％のレベルに維持される、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記三級アミン及び前記一酸化炭素は前記反応混合物に供給され、前記反応混合物中で前記三級アミンが０．１重量％〜５重量％のレベルに維持される、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記三級アミン及び前記一酸化炭素は前記反応混合物に供給され、前記反応混合物中で前記三級アミンが０．１重量％〜２重量％のレベルに維持される、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記カルボニル化の工程が２８５℃よりも低い温度で実施される、請求項１〜３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記カルボニル化の工程が１２０℃よりも高い温度で実施される、請求項１〜３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記カルボニル化の工程が１８０℃よりも高い温度で実施される、請求項１〜３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記カルボニル化の工程が２０バールよりも高い圧力で実施される、請求項１〜３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記カルボニル化の工程が５０バールよりも高い圧力で実施される、請求項１〜３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記反応混合物が一級又は二級アミンを実質的に含まない、請求項１〜３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記促進剤が、カルボニル化される前記三級アミンのモル量よりも少ないモル量で前記反応混合物に添加される、請求項１〜３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記三級アミンは少なくとも９モル三級アミン／モルパラジウム／時のターンオーバー数でカルボニル化される、請求項１〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記三級アミンは少なくとも１９モル三級アミン／モルパラジウム／時のターンオーバー数でカルボニル化される、請求項１〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記三級アミンは少なくとも３０モル三級アミン／モルパラジウム／時のターンオーバー数でカルボニル化される、請求項１〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記三級アミンは少なくとも５０モル三級アミン／モルパラジウム／時のターンオーバー数でカルボニル化される、請求項１〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
Ｒ１が飽和脂肪族炭化水素鎖である、請求項１〜９及び１４〜４１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属触媒の存在下及びハロゲン含有促進剤の存在下、反応混合物中で対応する三級アミンを一酸化炭素でカルボニル化することによって二級アミドを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アミドは、例えば大量で利用される溶媒及びモノマーとして、又、例えば医薬品、ペプチドなどの少量で利用されるより複雑な分子として、大きなクラスの弱塩基性窒素含有有機化合物である。Ｎ−アルキルアミドは、伝統的に、古典的有機化学を使用し、適切な一級又は二級アミンを、カルボン酸又はエステル、酸クロライド若しくは酸無水物などの適切なカルボン酸誘導体と反応させることによって製造される。しかし、これらの方法は、時に、適切で、容易に利用可能な出発物質を入手可能であるか否かによって制限され、低原子効率の影響を受ける。
【０００３】
多様なアミドに対する触媒的有機金属経路も、最近開発されている。これらの経路から、アミノカルボニル化は、アミド官能基の生成に非常に安価で容易に入手できる試薬として一酸化炭素が使用されるので、特に興味深い。この方法は、一級又は二級アミン及び一酸化炭素を消費して、ハロゲン化アリール又はビニルをアミドに変換する。触媒サイクルの第一工程で、ハロゲン化アルキル又はアリールの炭素、ハロゲン結合に金属が挿入される（酸化的付加）。その後、一酸化炭素１分子が金属中心からアルキル又はアリールラジカルに転移される（ＣＯ挿入）。最後に、新たに形成されたカルボニル基が前記一級又は二級アミンによって攻撃され、最終アミド生成物が１当量のＨＸと共に金属中心から放出される。反応中に遊離される前記酸ＨＸは、適切な塩基で中和される必要がある。このために、追加当量の上記一級又は二級アミンが使用可能である。しかし、これは、通常、貴重な試薬の損失であるため、通常、実際のアミド化に対して不活性な別の塩基が追加される。炭酸ナトリウムのような安価な無機塩基が使用可能であるが、溶解度の問題のために、トリエチルアミン又はトリ−ｎ−ブチルアミンのような三級アミンなどの有機塩基がしばしば使用される。これは、アミノカルボニル化反応用触媒としてパラジウム、塩基としてトリエチルアミンが使用される欧州特許第０３６５３８２号に例示されている。この三級アミンはアミノカルボニル化に関与せず、このアミノカルボニル化法でもカルボニル化されない。
【０００４】
ＨＸと塩基の間での酸塩基反応によって、常に、所望のアミド各１分子と共に少なくとも１分子の塩が形成される。この方法は、商業的には複雑な分子（例、医薬品中の活性成分）に使用されるにすぎなかった。ジエチルアセトアミドなどの小分子の場合、かかる方法は、経済的に実行不可能である。
【０００５】
しかし、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）生産の場合、ハロゲン化アルキルの代わりに、対応する三級アミン、即ちトリメチルアミン（ＴＭＡ）からこの二級アミドを製造することも既知である。ＴＭＡは安価で、容易に入手可能な基質である。メチルアミン及びジメチルアミンが同時に生成されるので、用途が限定されていた。従って、ＴＭＡをリアクターにリサイクルし、プラントの規模及びエネルギー消費を増加させなければならない。よって、ＴＭＡからのＤＭＡｃの生産は、適切な産出品を提供し、親アミン生産設備に重要なエネルギー及び空間／時間の節約を提供し得る。
【０００６】
ＴＭＡからのＤＭＡｃの製造は、多数の特許に記載されている。ドイツ特許第９４８０５６号は、触媒としての（ＮＭｅ４）２ＣｏＢｒ２Ｉ２によるＴＭＡとＣＯ／Ｈ２からのＤＭＡｃの合成を報告している。例６では、２００℃、６８０バール下での７時間後のＴＭＡの完全変換でＤＭＡｃの９０％のみの収率が報告されている。高圧にもかかわらず、この方法で使用される触媒は、低い触媒活性を有するにすぎない。例６の方法で達成されるターンオーバー数（ＴＯＦ  -  変換生成物（ＴＭＡ）モル数／触媒金属モル数／時）は生成物５モル／触媒１モル／時程度にすぎなかった。さらに、長い反応時間と非常に高い圧力がこの方法の産業利用を制限している。さらに、望ましくない副産物が生成される。ＴＭＡの代わりに反応性のより高いジメチル又はジエチルアニリンが使用されたドイツ特許第９４８０５６号の例１において、触媒活性が幾分高めであっても、２００バールの低めの圧力で当該方法が実施された例５から明らかなように、他の点で触媒活性が著しく低かったために、非常に高い圧力が必要とされた。
【０００７】
周知のカルボニル化触媒Ｃｏ２（ＣＯ）８に基づいて、ＴＭＡをＤＭＡｃに変換する複数の方法が報告されている。しかし、このカルボニル錯体は、空気及び中程度の熱に不安定なため、取り扱いが困難である。この金属の分解時及び触媒サイクル中、毒性の高い揮発性金属種が形成される。しかし、米国特許第３４０７２３１号によれば、Ｃｏ２（ＣＯ）８は、低めのＣＯ圧の適用を可能にすると思われ、２２５℃、１３８バールで９５％のＴＭＡ変換が達成されていた。当該特許の詳細な説明によれば、反応は、促進剤無添加で進行する。ＤＭＡｃは、前記揮発性化合物除去後に反応混合物から９９％の純度で回収される。しかし、１６時間という非実用的反応時間が必要になる。この方法における触媒のＴＯＦは非常に低く、即ち約０．７モルＴＭＡ／モル触媒／時のみである。欧州特許第０１８５８２３号は、Ｃｏ２（ＣＯ）８と共に促進剤としての水の使用により、わずか５時間でＴＭＡの９２％変換を達成したことを報告している。当該プロセスは、温度２５０℃及び比較的高圧の１７２バール下で実施された。しかし、触媒活性はむしろまだ低く、即ち５モルＴＭＡ／モル触媒／時程度であった。さらに、ＤＭＡｃに次いでＤＭＦ（１％）が形成される。これらのコバルト利用の方法に対して比較的高い触媒負荷が報告され、これがコバルト触媒のかなり低い活性によって説明可能である点は注目すべきである。
【０００８】
触媒としての他の金属による結果は、非常に乏しい。特公昭４６−０４３５２７号は、２６０℃でのＨｇＩ２触媒によるＴＭＡとＣＯの反応から低収率のＤＭＡｃのみを報告している。三級アミンのカルボニル化の触媒として１の貴金属のみが使用される。特開平０３−２７５６５６号は、２７０℃下、触媒としてＲｈＣｌ３、促進剤としてヨウ化メチルを使ったＴＭＡの７２％変換でＤＭＡｃの５６％収率を報告している。副産物としてＤＭＦとＮ−メチルアセトアミドがそれぞれ１％と４％の収率で形成される。ロジウム触媒の触媒活性は、上記のコバルト触媒よりもはるかに高い。実際、ロジウム触媒で達成可能なＴＯＦは約１９モルＴＭＡ／モル触媒／時であった。しかし、この高めの活性にもかかわらず、ロジウムは非常に高価な材料として知られているため、可能な産業設備の投資費用は依然としてかなり高い。そのため、触媒としてのロジウムの使用が当該方法の経済的魅力を制限している。最近、中国特許第１０１００３４９１Ａ号は、酷似条件下でのＤＭＡｃへのＴＭＡの触媒変換のためのＲｈハロゲン化物のさらに少量又は等量のＩｒハロゲン化物の併用を報告した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第０３６５３８２号
【特許文献２】ドイツ特許第９４８０５６号
【特許文献３】米国特許第３４０７２３１号
【特許文献４】欧州特許第０１８５８２３号
【特許文献５】特公昭４６−０４３５２７号
【特許文献６】特開平０３−２７５６５６号
【特許文献７】欧州特許第０３６５３８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、良好又はさらに良好なロジウム代用物質である触媒を使用することから成る三級アミンをカルボニル化する方法であって、前記触媒がロジウムよりもそれほど高価でなく、ロジウム使用と同様のＴＯＦ又はロジウム使用よりも高めでもあるＴＯＦの達成を可能にする、方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、本発明に従ってパラジウムを含む触媒を使用することによって達成される。そのため、本発明は、次式の二級アミド：
【化１】
0005552128.tif 000002
を製造する方法に関するものであって、
式中、Ｒ１が芳香族基、又は、少なくとも１の炭素原子を含み、置換されてもされなくてもよい直鎖又は枝分かれ脂肪属炭素鎖であり、
Ｒ２及びＲ３が、互いに独立して、芳香族基、又は、少なくとも１の炭素原子を含み、置換されてもされなくてもよい別の直鎖又は枝分かれ脂肪属炭素鎖であるか、Ｒ２及びＲ３はアミド窒素を含有する環状体を形成し、
本方法が、前記反応混合物中、パラジウムを含む触媒の存在下、及び、前記反応混合物で実質的に消費されないハロゲン含有促進剤の存在下において前記反応混合物中で一酸化炭素により次式の三級アミン：
【化２】
0005552128.tif 000003
をカルボニル化する工程を含む、
方法に関する。
【００１２】
パラジウムが、比較的安価な貴金属として、Ｒｈ又はＩｒなどの高価な貴金属のものと同程度に良好な、又は、それらよりも優れてさえいる反応速度及び選択性でトリメチルアミンをジメチルアセトアミドにカルボニル化できることを、見出した。パラジウムによって、ロジウムと同等な、又は、ロジウムよりもはるかに優れた触媒活性（ＴＯＦ）が達成可能であった。さらに、触媒としてＰｄを使用して、高次三級アミン及び芳香族三級アミンも、対応する二級アミドへの良好な収率及び選択性でカルボニル化が可能であった。上述の全反応において、準当量のみを必要とする適切なハロゲン含有促進剤が使用される。よって、本発明は、対応する三級アミンからの二級アミドの完全な原子効率の合成について記載している。
【００１３】
既に上で記した通り、欧州特許第０３６５３８２号は、中和塩基として三級アミンが使用可能なアミノカルボニル化反応での触媒としてのパラジウムの使用を開示している。しかし、これらのアミノカルボニル化反応では、前記三級アミンのカルボニル化は起こらないため、欧州特許第０３６５３８２号の技術の教示に基づいて、パラジウムがアミノカルボニル化触媒であるだけでなく適切な条件下で三級アミンカルボニル化の有効な触媒でもあることは、全く明らかでない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の方法において、前記三級アミンは好ましくは次のターンオーバー数で、すなわち、少なくとも９モル、好ましくは少なくとも１９、より好ましくは少なくとも３０、最も好ましくは少なくとも５０モル三級アミン／モルパラジウム／時で、カルボニル化される。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に従った方法の好ましい実施形態では、前記反応混合物は、５０００ｐｐｍ未満、好ましくは３０００ｐｐｍ未満、より好ましくは１５００ｐｐｍ未満、最も好ましくは７５０ｐｐｍ未満のパラジウムを含む。さらにより好ましい実施形態では、前記反応混合物は５００ｐｐｍ未満、好ましくは２５０ｐｐｍ未満のパラジウムを含む。
【００１６】
非常に驚くべきことに、濃度を低下させると、さらに具体的には前記反応物中の触媒量の低下時に同様又はわずかながら低めの反応速度が達成可能な程度まで濃度を低下させると、前記パラジウム触媒の触媒活性が増加することが判明した。少なめの触媒量が低コストをもたらし、さらに、当該触媒をリサイクル、回収するために必要な労作が少なめであることから、これは非常に重要な所見である。本発明に従った方法により、パラジウムが１０ｐｐｍの濃度で、又は、１０ｐｐｍ未満の濃度でも、活性を示すことが、判明した。これは、Ｒｈ又はＩｒなどの他の貴金属についてより前には報告されておらず、Ｐｄベースのカルボニル化法の経済性に有利である。パラジウムは、好ましくは少なくとも１ｐｐｍの濃度、より好ましくは少なくとも１０ｐｐｍの濃度で添加される。
【００１７】
パラジウムは、ＰｄＣｌ２、ＰｄＢｒ２、ＰｄＩ２、Ｐｄ（ＯＡｃ）２、ＰｄＳＯ４、（ＮＨ４）２［ＰｄＣｌ６］、（ＮＨ４）２［ＰｄＣｌ４］、ＰｄＣ２Ｏ４、Ｐｄ（ａｃａｃ）２として例示されるが、それらに限定されない無機塩の形態；オキサイドの形態、又は、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４として例示されるが、それに限定されない有機リガンド保持Ｐｄ（０）錯体の形態での添加が可能である。ＰｄＣｌ２（ＣＨ３ＣＮ）２、ジクロロエチレンジアミンパラジウム、ジクロロビスピリジンパラジウム、Ｐｄ（ＴＭＡ）２Ｃｌ２、Ｐｄ（ＮＨ３）４Ｃｌ２、Ｐｄ（ＮＨ３）２Ｃｌ２などの前形成金属錯体も、触媒前駆体として添加可能である。一酸化炭素及びアミンは、遷移金属錯体のリガンドとしての挙動を示すことが既知である。触媒は、好ましくは、炭素、アルミナ、シリカ、ゼオライト、クレー、多孔質ポリマー、ハイブリッドポリマーなどの支持体にパラジウムが付着する、担持触媒である。この用法で触媒活性がはるかに高いことが、見出された。この点は、おそらく、この不均質中の支持体にＰｄ原子を固定することによってクラスター形成が回避されるという事実によって説明可能であろう。
【００１８】
好ましくはハロゲン含有促進剤が前記反応混合物中に存在し、触媒金属に対して０．１よりも高いモル比、好ましくは１よりも高いモル比、より好ましくは５よりも高いモル比で存在する。この比率は、好ましくは１００００よりも低く、より好ましくは２０００よりも低い。
【００１９】
前記反応混合物中に存在するハロゲン含有促進剤は、好ましくは式Ｒ１Ｘのハロゲン化物を含み、式中、ＸはＩ、Ｂｒ又はＣｌであり、式Ｒ１Ｘのハロゲン化物は好ましくはＲ１Ｉである。よって、ハロゲン化物上の炭化水素基、特にアルキル基又はアリール基は、好ましくはＣＯ挿入が望ましいアミンの炭化水素基に相当する。適切なハロゲン化物は、ヨウ化物、臭化物又は塩化物であり、例えば、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、ヨウ化プロピル、ヨウ化ベンジル、ヨウ化フェニルなどである。ヨウ化アルキルで最良の結果が得られるが、対応する塩化物及び臭化物も使用可能である。
【００２０】
このように、ハロゲン含有促進剤そのものを前記反応混合物に添加することが可能である。だが、ｉｎ  ｓｉｔｕで前記促進剤を生成する化合物を前記反応混合物に添加することも可能である。例えば、ハロゲン化アルキル及びベンジルは、三級アミンと容易に反応しハロゲン化テトラアルキルアンモニウム塩を形成することが既知である。そのため、前記親ハロゲン化アルキルの代わりにこれらの塩も、前記反応系に添加できる。限定されないが、適切なハロゲン化テトラアルキルアンモニウム塩が、次のシリーズ：ヨウ化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＩ）、ヨウ化テトラエチルアンモニウム、ヨウ化テトラプロピルアンモニウム、ヨウ化テトラブチルアンモニウム、ヨウ化ベンジルトリメチルアンモニウム、及び、対応する塩化物及び臭化物、で理解できる。対応するハロゲン化テトラアルキルホスホニウムも、同じ目的で使用可能である。さらには、適用される反応条件下で反応混合物中にハロゲン化アルキル又はアリールを生成可能な他の物質が促進剤として使用可能である。これらの物質は、Ｉ２、Ｂｒ２、Ｃｌ２、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＨＩとして例示されるが、それらに限定されない。また、触媒サイクルに可能な中間体である式ＲＣＯＸの酸ハロゲン化物も添加され、反応混合物中に促進剤を生成することができる。
【００２１】
十分量の三級アミンが前記反応混合物に供給されると、通常の触媒活性下、当該反応混合物中で前記促進剤が再生される。これは、当該三級アミンがいわゆる準当量で添加可能であることを意味する。変換される三級アミンのモル数よりも低いモル数の促進剤が存在する。そのため、当該促進剤は、好ましくは、カルボニル化される前記三級アミンのモル当量よりも少ないモル当量で反応混合物に添加される。しかし、当該反応混合物で三級アミンが枯渇すると、副反応が起こり始め、これが促進剤消費の原因になり得る。
【００２２】
前記促進剤の消費を避けるために、好ましくは  前記反応混合物は一級及び二級アミンを実質的に含まない。
【００２３】
本発明に従った方法の好ましい実施形態では、三級アミン及び一酸化炭素は、好ましくは、反応混合物に連続供給され、前記反応混合物中で当該三級アミンが０．１重量％〜２０重量％、より好ましくは０．１重量％〜５重量％、最も好ましくは０．１重量％〜２重量％のレベルに維持される。
【００２４】
実際に、反応速度が三級アミン濃度に顕著に依存することが、判明した。ゼロに近いがゼロではない三級アミン濃度で、非常に高い反応速度及び優れた選択性が認められる。前記反応混合物に前記三級アミンを連続（又は間欠）供給して三級アミンレベルを保つリアクターで作業することによってこのような現象の長所を容易に生かすことができる。
【００２５】
一般式：
【化３】
0005552128.tif 000004
の三級アミンのカルボニル化のために、触媒／促進剤配合物が使用可能であり、
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はＨではなく、独立して炭素原子１個から２３個までを含有する飽和又は不飽和、枝分かれ又は非枝分かれ炭素鎖、又は、芳香環である。当該炭素鎖は、例えば、フェニル基、アルコキシ、カルボキシ、アミド基で置換可能であり、よって、例えば、ベンジル基、２‐メトキシエチル基、カルボキシメチル基から成ることができる。Ｒ２及びＲ３は環構造を形成することもできる。さらに、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それらの鎖に、例えばエーテル結合のように酸素などのヘテロ原子を含有できる。このような鎖も「炭素鎖」とも表現される。ヘテロ原子数は炭素原子数に含まれない。
【００２６】
次いで、得られたアミドは、少なくとも次式を有するアミド：
【化４】
0005552128.tif 000005
を含み、
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は親アミン同様に規定される。
【００２７】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が同一でない場合、又は、ハロゲン含有促進剤がＲ１と異なるＲ２又はＲ３基を含む場合、得られるアミドは、１個以上の次式のアミド：
【化５】
0005552128.tif 000006
を含むこともでき、
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、やはり、親アミン同様に規定される。
【００２８】
これらのアミドは、全て二級アミドである。本明細書では、「二級アミド」の表現は、アミドのＮ上に水素を持たないアミドを意味する。
【００２９】
ある特定の実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３が、独立して、１〜２３個の炭素原子、好ましくは１〜９個の炭素原子を含有する直鎖又は枝分かれ脂肪族炭素鎖であり、当該炭素鎖は好ましくは置換されていない。前記Ｒ１、Ｒ２及びＲ３基は、好ましくは同一であり、より好ましくは全てメチル基である。
【００３０】
別の特定の実施形態では、Ｒ１は炭素原子１〜２３個、好ましくは１〜９個を含有する直鎖又は枝分かれ脂肪族炭素鎖であり、Ｒ２及びＲ３は、アミド窒素原子と一緒にアザ環を形成し、前記炭素鎖は、好ましくは置換されている。この例は、Ｎ−メチルピペリジンから生成されるＮ−アセチルピペリジンである。
【００３１】
なおも別の特定の実施形態では、Ｒ１は炭素原子１〜２３個、好ましくは１〜９個を含有する直鎖又は枝分かれ脂肪族炭素鎖であり、Ｒ２及びＲ３は、アミン窒素原子と一緒にヘテロ環を形成し、このヘテロ環は、少なくとも１個の別のヘテロ原子、特に窒素又は酸素を有し、前記炭素鎖は好ましくは非置換型である。このような三級アミンの例は、カルボニル化の工程後にＮ−アセチルモルホリンを生成するＮ−メチルモルホリンである。
【００３２】
別の特定の実施形態では、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ、炭素原子１〜２３個、好ましくは１〜９個を含有する直鎖又は枝分かれ脂肪族炭素鎖であり、Ｒ３は芳香族基、特にフェニル、又は、クロロフェニル、メトキシフェニル、フルオロフェニルなどの官能基化フェニル基、又は、炭素原子１〜２３個、好ましくは１〜９個を含有し、芳香族基、特にフェニル基又は官能基化フェニル基で置換された直鎖又は枝分かれ脂肪族炭素鎖である。このような三級アミンの例は、カルボニル化後にＮ，Ｎ−ジメチル−２−フェニルアセトアミド及びＮ−メチル−Ｎ−ベンジル−２−フェニルアセトアミドを生成するＮ，Ｎ−ジメチルＮ−ベンジルアミンである。別の例は、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリンである。
【００３３】
反応は、２０バールよりも高い圧力、より好ましくは５０バールよりも高い圧力、ＣＯ含有雰囲気下、密閉容器中で実施される。適用可能な合計圧力は、使用される設備のみに制限される。雰囲気はＣＯのみを含有することができ、又は、ＣＯ／Ｈ２混合物であることができる。しかし、このようなＣＯ／Ｈ２混合物は、若干低めの活性及び選択性を生じる。高めの量のホルムアミドが副産物として生成される。
【００３４】
カルボニル化反応は、前記触媒が活性化する温度よりも高い温度で実施される。この温度は、三級アミンのタイプに依存する。芳香族アミンの場合この最低温度は、一般に低めであるが、アルキルアミンの場合は一般に高めである。酸素などのヘテロ原子を含有するアミンは、中間的挙動を示す。この異なる活性化温度について可能性のある説明は、芳香族アミンが非常に効率的なリガンドであり、低めの温度で活性のある錯体を生じると思われるがアルキルアミンは関連する触媒系を得るために高めの温度をしばしば必要とする、ということである。カルボニル化の工程は、特に三級アミンが芳香族でない場合、１２０℃よりも高温、より好ましくは１８０℃よりも高温で実施される。
【００３５】
触媒活性化に必要とされる温度を越えると、温度上昇時に前記触媒系の活性が増加する。しかし、当該温度は、好ましくは、２８５℃よりも低温で維持される。それは、２８５℃よりも高温では若干の選択性の低下が認められたためである。
【００３６】
反応媒質は、好ましくは溶媒を含有する。有利な点として、生成物のアミドが溶媒として使用される。しかし、予想生成物アミド以外のアミドも使用可能である。ＮＭＰが溶媒として使用される場合、優れた結果が得られる。
【００３７】
適切な反応条件下で現触媒系を使用すると、形成される副産物の量が驚くほど少ない。主要副産物アミドは、１個のアルキル又はアリール基を失った対応する一級アミド（特に対応するＮ−アルキルアルキルアミド（Ｎ−ａｌｋｙｌ  ａｌｋｙｌａｍｉｄｅ））である。他の副産物は、カルボン酸、ニトリル、ホルムアミドを含む。後者は、二級アミン及び一酸化炭素から形成される。
【実施例】
【００３８】
（例１）
５０ｍＬオートクレーブに触媒０．４５ｍｍｏｌ及び適切なハロゲン含有促進剤４．３ｍｍｏｌを投入する。容器閉鎖後、一酸化炭素で４回フラッシュする（１０バール）。次いで、シリンジを使ってセプタム経由で７．３質量％ＴＭＡのＮＭＰ溶液１７．５ｍＬを添加する。よって、当該混合液は、２７３６ｐｐｍの触媒金属を含有する。それを室温で１０分間激しく攪拌し、一酸化炭素６５バールを充填する。当該反応混合液を２４分間で２４０℃まで加熱する。反応終了時、当該混合液を０℃まで冷却し、適切に脱気し、ＧＣで分析する。本例は、他のヨウ化金属源配合物と比較してＰｄＣｌ２／ＴＭＡＩのより高い活性及び選択性を示している。本例は、特に、より安価なＰｄ触媒によって、より高価なＲｈ触媒と同等の触媒活性、又は、それよりも高い触媒活性さえも得られることを示している。
【表１】
0005552128.tif 000007
【００３９】
（例２）
これらの実験は、触媒としてＰｄＣｌ２、促進剤としてＴＭＡＩ（Ｐｄに対するＴＭＡＩ＝１０）及び溶媒としてＮＭＰで実施した。初めに、５０ｍＬオートクレーブに０．４５ｍｍｏｌのＰｄＣｌ２及び４．３ｍｍｏｌのＴＭＡＩを投入する。容器閉鎖後、一酸化炭素で４回フラッシュする（１０バール）。次いで、シリンジを使ってセプタム経由で反応体のＮＭＰ溶液１７．５ｍＬを添加する。当該混合物を、室温で１０分間激しく攪拌し、及び一酸化炭素６５バールを充填する。表中で他に規定されない限り、当該反応混合液を２４分間で２４０℃まで加熱する。反応終了時、当該混合液を１０℃まで冷却し、適切に脱気し、ＧＣで分析する。本例は、数種の三級アミンのカルボニル化に我々の触媒系が使用可能であることを示している。
【表２】
0005552128.tif 000008
【００４０】
（例３）
５０ｍＬオートクレーブに０．４５ｍｍｏｌのＰｄＣｌ２及び４．３ｍｍｏｌのＴＭＡＩを投入する。容器閉鎖後、一酸化炭素で４回フラッシュする（１０バール）。次いで、シリンジを使ってセプタム経由で７．３質量％又は８．３質量％のＴＭＡのＮＭＰ溶液又はＤＭＡｃ溶液１７．５ｍＬを添加する。当該混合物を室温で１０分間激しく攪拌し、及び一酸化炭素６５バールを充填する。当該反応混合物を２４０℃まで加熱し、減圧によってＣＯ消費量をモニターした。約５０％変換時、当該反応混合物を０℃まで冷却し、適切に脱気し、ＧＣで分析した。本例は、ＮＭＰに加えて、この反応の溶媒としてＤＭＡｃも使用可能であることを示している。
【表３】
0005552128.tif 000009
【００４１】
（例４）
本例は、触媒濃度を低下させることによって触媒活性を高めることが可能であることを実証している。
【００４２】
５０ｍＬオートクレーブに触媒として適量（表参照）のＰｄＣｌ２及び適切な促進剤として４．３ｍｍｏｌのＴＭＡＩを投入する。容器閉鎖後、一酸化炭素で４回フラッシュする（１０バール）。次いで、シリンジを使ってセプタム経由で７．０質量％のＴＭＡのＮＭＰ溶液１７．５ｍＬを投入する。当該混合物を、室温で１０分間激しく攪拌し、及び一酸化炭素６５バールを充填する。当該反応混合物を２４分間で２４０℃まで加熱する。その時点から、ＣＯ圧９バールを消費する時間をモニターした（ｔ９）。当該混合物を完全変換するまで反応させた。反応終了時、当該混合物を０℃まで冷却し、適切に脱気し、ＧＣで分析する。本例は、Ｐｄ触媒の活性が、当該触媒の濃度増加とともに、より少ない量の触媒で実質的に同量のアミドを生成できる程度までかなり増加することを示している。
【表４】
0005552128.tif 000010
【００４３】
（例５）
本例は、前記反応における低濃度での不均質化パラジウムの使用を実証している。
【００４４】
本例の触媒として、Ｐｄ交換Ｙゼオライトを使用する。当該触媒は、ＰｄＣｌ２（ＮＨ３）４水性溶液中でＮａＹゼオライトを１４時間攪拌することによって生成される。このようにして得られるゼオライトは、１グラム当たり０．０３ｍｍｏｌのＰｄを含有すると分かった。
【００４５】
５０ｍＬオートクレーブに適切量の触媒と４．３ｍｍｏｌの適切な促進剤ＴＭＡＩを投入する。容器閉鎖後、一酸化炭素で４回フラッシュする（１０バール）。次いで、シリンジを使ってセプタム経由で７．１質量％のＴＭＡのＮＭＰ溶液１７．５ｍＬを投入する。当該混合物を、室温で１０分間激しく攪拌し、及び一酸化炭素６５バールを充填する。当該反応混合物を２４分間で２４０℃まで加熱する。その時点から、ＣＯ圧９バールを消費する時間をモニターした（ｔ９）。次いで、当該混合物を０℃まで冷却し、適切に脱気し、ＧＣで分析する。
【表５】
0005552128.tif 000011
【００４６】
（例６）
触媒のリサイクル
磁気結合攪拌器、サンプリングチューブ及び供給容器を備えた１ＬのＰａｒｒ反応器にＮＭＰ（２５２．２ｇ）、ＴＭＡＩ（１１．４ｇ、５７ｍｍｏｌ）及びＰｄＣｌ２（１．１８ｇ、６．７ｍｍｏｌ）を添加した。反応器閉鎖後、ＣＯで３回フラッシュした。次いで、２０．１ｇ（０．３４ｍｏｌ）のＴＭＡを前記供給容器から添加し、圧力をＣＯで約６０バールにした。当該反応混合物を２４０℃まで加熱し、圧力低下からＣＯ消費量をモニターした。約８０％変換時、前記反応混合物を冷却した。２回目の試みを開始するために、ＴＭＡをさらに追加し、圧力を再調整し、前記混合物を再加熱した。３回目の試み後、分析により、４回目の試みを実施するのに十分なＴＭＡが依然として存在することが明らかであった。
【００４７】
下表の結果は、ＰｄＣｌ２及びＴＭＡＩが優れた選択性を維持しながら、リサイクル可能な真の触媒系として作用することを示している。両種とも、準当量で使用可能である。
【表６】
0005552128.tif 000012
【００４８】
（例７ａ及びｂ）
本例は、前記触媒の活性に対するＴＭＡ濃度の影響を示している。
【００４９】
１Ｌ圧力リアクターに、ＴＭＡ及びＣＯを等モル流で同様に供給し、前記反応系の総圧力を一定に保った。この方法で、ＴＭＡ及びＣＯをそれらが消費される速度でリアクターに供給する。生成物をリアクターから除かず、反応を半連続的に進行させた。ある実験は、ＴＭＡ濃度を６％付近に維持するように実施された（実験７ａ）。第二の実験ではＴＭＡ濃度は、約１％に維持された（実験７ｂ）。両事例において、総圧力は９０バール、温度は２６０℃、反応溶媒はＮＭＰであった。触媒及び促進剤として同様の量のＰｄＣｌ２及びＴＭＡＩが使用された（表参照）。最後に、反応混合物は冷却され、ＧＣで分析された。両事例において、ＤＭＡｃの収率はほぼ定量的であった。２種の主要な副生成物を表に示す。最終ＴＭＡ濃度が測定され、反応が所望のＴＭＡ濃度で進行することを確認した。
【表７】
0005552128.tif 000013