(57)【要約】  １−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩を、Ｃ３〜Ｃ４アルコールおよび水の存在下、第三級アミンで処理し、反応混合物を５０℃以下で保持し、析出した１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物の結晶を濾過し、得られた結晶を８０〜２４５℃に加熱することにより、１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物を製造できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩を、Ｃ３〜Ｃ４アルコールおよび水の存在下、第三級アミンで処理し、反応混合物を５０℃以下で保持し、析出した１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物の結晶を濾過し、得られた結晶を８０〜２４５℃に加熱することを含む、１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物の製造方法。
【請求項２】
第三級アミンがトリエチルアミンである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物の結晶を加熱する温度が８０〜１５０℃である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
Ｃ３〜Ｃ４アルコールが２−プロパノールである、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
１−アセチルアミノシクロプロパンカルボン酸Ｃ１〜Ｃ４アルキルエステルを塩酸を用いて加水分解することにより、１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩を得る工程を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
１−アミノシクロプロパンカルボン酸は植物生長調整剤として知られている。
１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩の製造方法は特許文献１および非特許文献１において知られている。１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩をフリーの１−アミノシクロプロパンカルボン酸に導く方法も特許文献１および非特許文献１に記載されているが、工業的規模の製造に適した方法とは言い難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＵＳ４３６７３４４
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ジャーナル  オブ  オーガニック  ケミストリー(J. Org. Chem.)  １９９０，５５巻，４２７６−４２８１頁
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物の製造方法を提供する。
本発明は、１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩を、Ｃ３〜Ｃ４アルコールおよび水の存在下、第三級アミンで処理することにより、フリーの１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物が晶析し易く、かつ生成した第三級アミン塩酸塩が晶析し難いことから、濾過性に優れた０．５水和物を取得し、これを８０〜２４５℃に加熱することにより１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物が得られるというものである。
【０００６】
即ち、本発明は以下の通りである。
［１］  １−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩を、Ｃ３〜Ｃ４アルコールおよび水の存在下、第三級アミンで処理し、反応混合物を５０℃以下で保持し、析出した１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物の結晶を濾過し、得られた結晶を８０〜２４５℃に加熱することを含む、１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物の製造方法。
［２］  第三級アミンがトリエチルアミンである、上記［１］に記載の方法。
［３］  １−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物の結晶を加熱する温度が８０〜１５０℃である、上記［１］または［２］に記載の方法。
［４］  Ｃ３〜Ｃ４アルコールが２−プロパノールである、上記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の方法。
［５］  １−アセチルアミノシクロプロパンカルボン酸Ｃ１〜Ｃ４アルキルエステルを塩酸を用いて加水分解することにより、１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩を得る工程を含む、上記［１］〜［４］のいずれか１つに記載の方法。
【０００７】
本発明によれば、１−アミノシクロプロパカルボン酸塩酸塩より得られるフリーの１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物が晶析し易いため、簡単な操作で収率よく１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物を取得することができる。また、該０．５水和物を加熱することにより容易に非水和物に導くことができる。本発明方法は簡単な操作で純度の高いフリーの１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物を得られることから工業的規模の製造に適している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物の熱重量・示差熱（ＴＧ−ＤＴＡ）測定結果を示す図である。
【図２】１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物のＸ線回折（ＸＲＤ）測定結果を示す図である。
【図３】１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物のＸ線回折（ＸＲＤ）測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩は、非特許文献１の記載にしたがって１−アミノシクロプロパンカルボニトリルを塩酸で加水分解することにより得ることができる。また、特許文献１の記載にしたがって１−アセチルアミノシクロプロパンカルボン酸エチルエステルを塩酸で加水分解することにより得ることもできる。
本発明においては、１−アセチルアミノシクロプロパンカルボン酸Ｃ１〜Ｃ４アルキルエステルを塩酸を用いて加水分解し、１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩を得た上で、第三級アミン処理工程に繋ぐのが有利である。
１−アセチルアミノシクロプロパンカルボン酸Ｃ１〜Ｃ４アルキルエステルは特許文献１の記載にしたがって製造することができる。加水分解反応は、常法にしたがって行われ、例えば１−アセチルアミノシクロプロパンカルボン酸Ｃ１〜Ｃ４アルキルエステルと水との混合物に塩酸を加え、加熱することにより行われる。塩酸の濃度は通常１〜２５％であり、反応温度は通常７０〜１１０℃、反応時間は通常０．５〜２４時間である。塩酸の使用量は１−アセチルアミノシクロプロパンカルボン酸Ｃ１〜Ｃ４アルキルエステル１モルに対してＨＣｌ量で通常１．０〜３．０モル、好ましくは１．５〜２．０モルである。反応中に生じる酢酸、メタノール及びこれらの縮合により生成する酢酸メチルを留去しながら加水分解反応を行ってもよい。
こうして得られた１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩を含む塩酸溶液は、単離することなくそのまま第三級アミンで処理する次の工程に使用することもできる。
Ｃ１〜Ｃ４アルキルエステルとしては、メチルエステル、エチルエステル、１−プロピルエステル、２−プロピルエステル、１−ブチルエステル、ｔｅｒｔ−ブチルエステル等が挙げられ、Ｃ１〜Ｃ２アルキルエステルが好適であり、Ｃ１アルキルエステル、即ちメチルエステルが特に好適である。
【００１０】
以下、１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩を第三級アミンで処理する工程について説明する。
Ｃ３〜Ｃ４アルコールとは、炭素数が３乃至４のアルコールを意味し、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−メチルプロパン−１−オール、２−ブタノールおよび２−メチル−２−プロパノールが挙げられる。中でも、１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物の晶析効率、水との混和性、第三級アミン塩酸塩の溶解性の点から、２−プロパノールが好適である。
Ｃ３〜Ｃ４アルコールの使用量は、１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩１重量部に対して、通常、１〜１０重量部であり、工業的には１〜３重量部が好適である。
【００１１】
水の使用量は、１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩１重量部に対して、通常、１〜１０重量部であり、工業的には１〜３重量部が好適である。また、Ｃ３〜Ｃ４アルコール１重量部に対し、通常、０．５〜２重量部であり、用いるアルコールの種類、混合比に応じて生成する第三級アミン塩酸塩を溶解することができるよう量を設定する。
【００１２】
第三級アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン等が挙げられる。中でも、アミンの取り扱いが容易であること、生成した第三級アミン塩酸塩がＣ３〜Ｃ４アルコールおよび水の混合物に対する溶解性が高い点から、トリエチルアミンが好適である。
第三級アミンの使用量は、反応系のｐＨを５．０〜７．０、好ましくは５．５〜６．５に調整できる量である。
【００１３】
第三級アミンの処理は、通常１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩、Ｃ３〜Ｃ４アルコール、水および第三級アミンを混合することにより行われる。具体的には、
(1) １−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩、Ｃ３〜Ｃ４アルコールおよび水の混合物に、第三級アミンを添加する、
(2) Ｃ３〜Ｃ４アルコールおよび第三級アミン（および必要により水）の混合物に、１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩（および必要により水）を添加する、
(3) １−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩、第三級アミンおよび水の混合物に、Ｃ３〜Ｃ４アルコールを添加する、
方法が挙げられる。中でも、得られる結晶の純度の観点から、(1)または(2)の方法が好適である。添加は、滴下により行ってもよい。また、添加は、通常、１０〜１００℃、好適には２０〜３０℃で行われる。
【００１４】
第三級アミン処理後、反応混合物を５０℃以下、通常は４０℃以下、好ましくは１０〜４０℃、より好ましくは２０〜３０℃で保持する、好ましくは撹拌下保持することにより、１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物が晶析する。撹拌は、通常、１〜２４時間、好適には２〜１５時間行われる。
【００１５】
当該０．５水和物は、安定でかつブロック状結晶であり、雲母状結晶である非水和物と比較して濾過性に優れる。よって、濾過工程および洗浄工程を短時間で行え、また第三級アミン塩酸塩をさらに良好に除去できるという利点がある。
ここで、０．５水和物の種結晶を用いることで０．５水和物の晶析を促進することができる。
析出した結晶を濾過して、１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物を取得する。
【００１６】
１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物の熱重量・示差熱（ＴＧ−ＤＴＡ）は以下の条件で測定した。その結果を図１に示す。
熱重量・示差熱（ＴＧ−ＤＴＡ）測定方法
アルミニウム製のパンに１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物を約１５ｍｇ入れ、熱重量・示差熱同時測定装置ＴＧ−ＤＴＡ２０００ＳＲ（Ｂｒｕｋｅｒ社）を用いて、以下の条件でＴＧ−ＤＴＡ測定を行った。
パン：アルミニウム製のφ５．２ｍｍ  円筒形の試料カップ（ネッチ・ジャパン株式会社Ｊ１５６０１８０）
サンプル量：約１５ｍｇ
測定温度：３０℃〜５５０℃
昇温速度：５℃／分
雰囲気：Ｎ２  １５０ｍＬ／分
【００１７】
図１から、１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物の非水和物への転移は、約８０℃で開始することがわかる。従って、取得した１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物を８０℃以上、通常８０〜２４５℃、好ましくは８０〜１５０℃に加熱することにより、１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物に変換できる。必要により、減圧下で乾燥してもよい。乾燥時間は、通常３０分〜４０時間、好適には３０分〜２５時間である。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明について、実施例および参考例を挙げてさらに具体的に説明する。【００１９】
平均濾過比抵抗は、以下の方法により測定した。
平均濾過比抵抗の測定
以下の方法で濾過速度を測定し、平均濾過比抵抗を算出した。
耐圧容器にスラリーの液を入れ、密閉し、所定圧力まで加圧した後、底抜き弁を開け、濾過を開始した。所定時間ごとの濾液量の重量を測定し、濾過速度を算出した。濾液が出なくなったところで終了し、脱圧した。容器を開け、ウェットケーキの厚みを測定した。ウェットケーキを取り出し、ウェットケーキの重量を測定し、その後減圧下８５℃にて乾燥を行い、含液率を算出した。
濾過速度、濾過面積、濾液粘度、ウェットケーキ重量、含液率、ウェットケーキの厚み、濾過圧力のデータから下記の式を用いて平均濾過比抵抗値を算出した。【００２０】
【数１】
2018207693.tif 000002
【００２１】
Ｋ＝２・△Ｐ・Ａ２・ｇｃ／（μ・αｍ・Ｃ）
Ｖ０＝Ｒｍ・Ａ／（αｍ・Ｃ）
θ：濾過時間
Ｖ：濾液の容積
θ／Ｖ：濾過速度の逆数
μ：濾液粘度
ΔＰ：圧力差（＝濾過圧力）
Ａ：濾過面積
ｇｃ：重力加速度
αｍ：平均濾過比抵抗
Ｃ：固形分濃度
Ｒｍ：濾布抵抗【００２２】
Ｘ線回折（ＸＲＤ）の測定条件は以下の通りである。
Ｘ線回折（ＸＲＤ）測定条件
Ｘ線回折装置：ＳｍａｒｔＬａｂ（株式会社リガク製）
Ｘ線出力：ＣｕＫα、４５ｋＶ、２００ｍＡ
サンプリング幅：０．０２°
走査範囲：５°〜５０°【００２３】
水分量の測定は、電量法カールフィッシャー水分計（ＣＡ−２００、三菱ケミカルアナリテック社製）を用いてカールフィッシャー法により実施した。【００２４】
実施例１
１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩（純度９８．７％、２ｇ）に水（２．７ｇ）および２−メチルプロパン−１−オール（４．６ｇ）を加えた。ここにトリエチルアミン（１．５ｇ）を加えてｐＨを６．０とし、得られたスラリーを２０℃まで冷却し、析出した結晶を濾過した。得られた結晶を２−メチルプロパン−１−オール（１０．６ｇ）で洗浄し、８５℃で３時間減圧乾燥を行い、１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物（１．２ｇ、含量：９９．５％（収率８４．１％）、水分：０．２６％）を得た。【００２５】
実施例２
１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩（純度８４．７％、２ｇ）と１０％塩酸（４．０ｇ）との混合物に２−プロパノール（５．５ｇ）を加えた。得られた溶液にトリエチルアミン（２．７ｇ）を加えてｐＨを５．６とし、得られたスラリーを１５℃まで冷却し、析出した結晶を濾過した。得られた湿結晶を２−プロパノール（１．７ｇ）で洗浄し、８０℃で３時間減圧乾燥を行い、１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物（１．１ｇ、含量：９９．７％（収率９１．１％）、水分：０．１８％）を得た。また、得られた１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物のＸ線回折（ＸＲＤ）測定結果を図２に示す。【００２６】
参考例３
１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩（純度：８４．７％、１０ｇ）と１０％塩酸（４．０ｇ）との混合物に１−ブタノール（１６．８ｇ）を加えた。得られた溶液に、トリエチルアミン（１３．２ｇ）を加えてｐＨを５．６とし、得られたスラリーを１６℃まで冷却し、析出した結晶を濾過した。得られた湿結晶を１−ブタノール（８．３ｇ）で洗浄し、５０℃で３時間減圧下乾燥を行い、１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物（５．８３ｇ、含量：９２．０％（収率８６．２％）、水分：８．０％）を得た。また、得られた１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物のＸ線回折（ＸＲＤ）測定結果を図３に示す。【００２７】
実施例４
１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩を１０％塩酸に溶解した溶液（７３．６ｇ、含量２４．０％）に水（３．５ｇ）を加え、２０℃にて、２−プロパノール（５３．６ｇ）を加えた。得られた溶液を２５℃まで昇温し、トリエチルアミン（２９．７ｇ）を５時間かけて滴下した。滴下完了直後に析出した結晶の一部を取出し、別途濾過して、結晶中の水分値を確認したところ、８．２％であり、０．５水和物であることを確認した。残りの結晶を濾過したところ、平均濾過比抵抗は５×１０８ｍ／ｋｇであった。得られた湿結晶を２−プロパノール（２６．９ｇ）で洗浄した後に、８５℃にて２５時間減圧乾燥することにより、１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物が得られる。【００２８】
実施例５
１−アセチルアミノシクロプロパンカルボン酸メチルエステル（純度６５％、３９．９ｇ）に水（１２．６ｇ）を加え、１００℃に昇温した。３５％塩酸（２８．３ｇ）を５時間かけて滴下し、同温にて１０時間保温したところ、１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩（２２．４ｇ、収率９８．４％）を含む塩酸溶液が得られた。
得られた粗１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩を含む塩酸溶液に水（１９．１ｇ）を加え、この混合液を、２−プロパノール（５１．９ｇ）、トリエチルアミン（２８．４ｇ）、水（３．３ｇ）および１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物（５０ｍｇ）の混合物に対して、２５℃で５時間かけて滴下した。滴下終了後、トリエチルアミンを添加してｐＨを６．０に調整した。２５℃にて１２時間撹拌した。析出した結晶の一部を取出し、別途濾過して、結晶中の水分値を確認することにより、析出した結晶が０．５水和物であることを確認した。残りの結晶を濾過し、得られた湿結晶を２−プロパノール（２６．０ｇ）で洗浄した後に、８５℃にて２５時間減圧乾燥することにより、１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物が得られる。【００２９】
実施例６
１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩を１０％塩酸に溶解した溶液（５５．０ｇ、含量２２．１％）に、６０℃でトリエチルアミン（２１．７ｇ）を５時間かけて滴下した。次いで２−プロパノール（４０ｇ）を５時間かけて滴下した。その後、トリエチルアミン（１．７ｇ）を加えてｐＨを６．０に調整した。７時間かけて２５℃まで冷却した。析出した結晶の一部を取出し別途濾過して、結晶中の水分値を確認したところ、１．２％であり、８５％以上の結晶が非水和物であった。残りの結晶を濾過したところ、平均濾過比抵抗は２×１０１０ｍ／ｋｇであった。得られた湿結晶を２−プロパノール（２０．２ｇ）で洗浄した後に、８５℃にて２５時間減圧乾燥することにより、１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物が得られる。【００３０】
実施例７
１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩を１０％塩酸に溶解した溶液（７０．６ｇ、含量２２．１％）を、トリエチルアミン（２３．５ｇ）、２−プロパノール（４２．９ｇ）、水（２．７ｇ）および１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物（５０ｍｇ）の混合物に対して、２０℃で５時間かけて滴下した。析出した結晶の一部を取出し別途濾過して、結晶中の水分値を確認したところ、８．４％であり、０．５水和物であることを確認した。残りの結晶の濾過を行ったところ、平均濾過比抵抗は８×１０８ｍ／ｋｇであった。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明によれば、１−アミノシクロプロパンカルボン酸塩酸塩より簡単な操作で１−アミノシクロプロパンカルボン酸０．５水和物を取得することができる。また、これを８０〜２４５℃に加熱することにより、容易に植物生長調整剤である１−アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物を取得することができる。
【図１】
2018207693.tif 000003
【図２】
2018207693.tif 000004
【図３】
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【国際調査報告】
2018207693.tif 000006
2018207693.tif 000007
2018207693.tif 000008