(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ｉ：
【化１】
0005913582.tif 000009
（式中、ｎは１〜５の整数であり；Ｒ１及びＲ２は、独立に、Ｈ又はＣ１−Ｃ６アルキルであるか、あるいは、Ｒ１とＲ２は、それらが結合している炭素と一緒になってＣ３−Ｃ１２シクロアルキルを形成しており；Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、Ｈ又はＣ１−Ｃ６アルキルである）
のアルキルジアミン化合物の製造方法であって、対応するニトロアミン化合物：
【化２】
0005913582.tif 000010
（式中、ｎ及びＲ１〜Ｒ４は式Ｉについて定義したとおりである）
を還元することを含み、前記還元が式ＩＩ：
【化３】
0005913582.tif 000011
（式中、Ｒ５はＨ又はＣ１−Ｃ６アルキルであり、Ｒ６はＣ１−Ｃ６アルキルである）
のアルキルアミン化合物の存在下で実施される、式Ｉのアルキルジアミン化合物の製造方法。
【請求項２】
式Ｉのアルキルジアミン化合物が、２−メチル−１，２−ジアミノプロパン、１−アミノ−シクロペンタンメタンアミン、１−アミノ−シクロヘキサンメタンアミン、又は２−アミノ−２−メチル−１−アミノブタンである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
式ＩＩのアルキルアミン化合物がｎ−プロピルアミンである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
水素ガス、水素化触媒及びｎ−プロピルアミンの存在下で、２−ニトロ−２−メチル−１−プロピルアミンを水素化することを含む、２−メチル−１，２−ジアミノプロパンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連する出願への相互参照
本願は、２０１１年６月１３日に出願された米国仮特許出願第６１／４９６，１３５号からの優先権を主張する。米国仮特許出願第６１／４９６，１３５号の全体を引用により本明細書に援用する。
背景
本発明は、概して、高純度アルキルジアミン化合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルキルジアミンは、多くの最終用途製品、例えば医薬品、染料、化粧品、及び農業用資材などの合成における中間体としての用途が見出された化合物である。これらの製品の多くは人間により使用又は消費されるため、かかる製品の製造業者は、アルキルジアミンが高純度のものであることを要求する。しかしながら、アルキルジアミンを製造するための公知の方法は、所望のレベルの純度を与えないか、あるいは、煩雑又は複雑すぎて商業スケールでは費用効率的でない。
【０００３】
例えば、２−メチル−１，２−ジアミノプロパン（ＭＤＰ）は、非常に厳しい純度要件が課された医薬中間体である。高純度物質を製造するための典型的な方法は、独特の高価な試薬の使用のために往々にして非常に費用がかかり、往々にして工業設備で製造することができない。最終用途の医薬品の製造業者にとっていくらかの不純物は特に問題である。特に懸念される点は、還元工程中に従来形成された第２級アミン不純物（Ｎ−メチル−ＭＤＰ）の存在である。というのは、この不純物は通常の蒸留方法では除去するのが非常に困難であるからである。
【０００４】
本発明により解決される問題は、高純度アルキルジアミン、例えばＭＤＰなどを製造するための商業的に実行可能な方法の提供である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ニトロアミンの還元によりアルキルジアミンを製造する場合に、アルキルアミン化合物の存在下で還元を実施することによって、純度が向上した生成物が得られることを見出した。都合良いことに、当該方法は、単純で、商業的に実施可能であり、厳しい純度要件が課される用途で使用するのに適するアルキルジアミン化合物を容易に製造することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、一実施形態において、式Ｉ：
【０００７】
【化１】
0005913582.tif 000002
【０００８】
（式中、ｎは１〜５の整数であり；Ｒ１及びＲ２は、独立に、Ｈ又はＣ１−Ｃ６アルキルであるか、あるいは、Ｒ１とＲ２は、それらが結合している炭素と一緒になってＣ３−Ｃ１２シクロアルキルを形成しており；Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、Ｈ又はＣ１−Ｃ６アルキルである）
のジアミン化合物の製造方法であって、対応するニトロアミン化合物を還元することを含み、当該還元が式ＩＩ：
【０００９】
【化２】
0005913582.tif 000003
【００１０】
（式中、Ｒ５はＨ又はＣ１−Ｃ６アルキルであり、Ｒ６はＣ１−Ｃ６アルキルである）
のアルキルアミン化合物の存在下で実施される、式Ｉのジアミン化合物の製造方法が提供される。
【００１１】
別の実施形態において、水素ガス、水素化触媒及びｎ−プロピルアミンの存在下で２−ニトロ−２−メチル−１−プロピルアミンを水素化することを含む、２−メチル−１，２−ジアミノプロパンの製造方法が提供される。
【００１２】
さらなる実施形態において、２−メチル−１，２−ジアミノプロパンと０．６質量％未満のそのＮ−メチル化誘導体を含む組成物が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
特に断らない限り、数値範囲、例えば「２〜１０」のような数値範囲は、範囲を規定する数値（例えば、２及び１０）を含む。
【００１４】
特に断らない限り、比率、百分率、部などは質量を基準とする。
【００１５】
「アルキル」は、本明細書において、示した数の炭素原子を有する直鎖及び分岐鎖の脂肪族基を包含する。数が示されていない場合（例えば、アリール−アルキル−）、１〜６個のアルキル炭素が意図されている。アルキル基の例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、及びヘキシルが挙げられ、制限がない。特に断らない限り、アルキル基は、必要に応じて、本明細書に記載の合成に適合する１、２又は３個、好ましくは１又は２個、より好ましくは１個の置換基により置換されていてもよい。かかる置換基としては、ニトロ、ハロゲン、カルボン酸（例えばＣ０−Ｃ６−ＣＯＯＨ）、及びＣ２−Ｃ６アルケンが挙げられるが、これらに限定されない。特に断らない限り、上記の置換基はそれら自体がさらに置換されていない。いくつかの実施形態において、アルキルは非置換である。
【００１６】
用語「シクロアルキル」は、示した数の環炭素原子を有する飽和した及び部分的に不飽和の環状炭化水素基を意味する。数が特定されていない場合、３〜１２個の炭素、好ましくは３〜８個の炭素、より好ましくは３〜７個の炭素が意図される。好ましいシクロアルキル基としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロペンテニル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロヘプチル、及びシクロオクチルが挙げられ、制限がない。特に断らない限り、シクロアルキル基は、必要に応じて、本明細書に記載の合成に適合する１、２又は３個、好ましくは１又は２個、より好ましくは１個の置換基により置換されていてもよい。かかる置換基としては、Ｃ１−Ｃ６アルキル、ニトロ、ハロゲン、カルボン酸（例えばＣ０−Ｃ６−ＣＯＯＨ）、及びＣ２−Ｃ６アルケンが挙げられるが、これらに限定されない。好ましい置換基はＣ１−Ｃ６アルキルである。いくつかの実施形態において、シクロアルキルは非置換であるか、又はＣ１−Ｃ６アルキルのみにより置換されている。
【００１７】
本発明において、式Iのアルキルジアミン化合物は、ニトロアミン化合物の還元により製造される。当該還元は、アルキルアミン化合物の存在下で実施される。還元にかけられるニトロアミン化合物は、所望のアルキルジアミンに対応する構造を有するモノニトロモノアミンである。従って、当該ニトロアミンは、下記式：
【００１８】
【化３】
0005913582.tif 000004
【００１９】
（式中、ｎは１〜５の整数であり；Ｒ１及びＲ２は、独立に、Ｈ又はＣ１−Ｃ６アルキルであるか、あるいは、Ｒ１とＲ２は、それらが結合している炭素と一緒になってＣ３−Ｃ１２シクロアルキルを形成しており；Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、Ｈ又はＣ１−Ｃ６アルキルである）
により表すことができる。上記式のニトロアミン化合物は、市販されているものであるか、又は、それらは当業者が容易に製造できるものである。例えば、ニトロアミン化合物は、ホルムアルデヒド、アンモニア、及びニトロアルカン／シクロアルカン化合物の反応により製造できる。典型的な合成法は、J.K.N. Jones 及びT. Urbanski, “Reactions of Nitroparaffins. Part II. The Reaction of 2-Nitropropane with Formaldehyde and Ammonia”, J. Chem Soc. 1766 (1949)、及び米国特許第２，４０８，１７１号に記載されており、これらの内容は引用により本明細書に援用する。
【００２０】
上記のとおり、本発明において、ニトロアミンの還元はアルキルアミン化合物の存在下で実施される。アルキルアミン化合物は、下記式ＩＩ：
【００２１】
【化４】
0005913582.tif 000005
【００２２】
（式中、Ｒ５はＨ又はＣ１−Ｃ６アルキルであり、Ｒ６はＣ１−Ｃ６アルキルである）
により表すことができる。本発明のいくつかの実施形態において、Ｒ５はＨである。いくつかの実施形態において、Ｒ５はＨであり、Ｒ６はメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、又はヘキシルである。いくつかの実施形態において、アルキルアミン化合物はｎ−プロピルアミンである。式ＩＩのアルキルアミン化合物は市販されているものであるか、あるいは、それらは当業者が容易に製造できるものである。
【００２３】
式ＩＩのアルキルアミン化合物の量は、ニトロアミン化合物の量を基準として１〜１０モル％に及ぶことができる。いくつかの実施形態において、この量は１〜３モル％である。
【００２４】
アルキルアミンの存在下でのアルキルジアミンへのニトロアミン化合物の還元は、脂肪族ニトロ基を還元することが可能な任意の試薬を使用して実施することができる。かかる還元剤の例としては、水素化触媒、例えばラネー（Ｒａｎｅｙ）ニッケル、又はコバルト、白金もしくはパラジウム系触媒（元素状で又は酸化物としてＣｏ、Ｐｔ又はＰｄ、支持体、例えば炭素有り又は無し）との組み合わせで水素ガス；並びに他の還元剤、例えば金属／酸の組み合わせ、例えば鉄／酢酸など；又は水素化アルミニウム、例えばＶＩＴＲＩＤＥが挙げられる。好ましい還元剤としては、上記の触媒：ラネーニッケル、白金、又はパラジウムのうちのいずれかとの組み合わせで水素ガスが挙げられる。ニトロ基の水素化のための条件はよく知られており、例えば、約７００ｋＰａ〜７０００ｋＰａの圧力で約３０℃〜１００℃の温度範囲が典型的であるが、当業者はこれらを容易に調節できる。いくつかの実施形態において、より低い圧力及び／又は温度が好ましい。例えば、いくつかの実施形態において、圧力は４１００〜４２４０ｋＰａであることができる。いくつかの実施形態において、温度は３５〜５５℃、あるいは、４０〜５０℃であることができる。
【００２５】
水素と水素化触媒を使用する典型的な方法の具体例では、アルキルアミンと水素化触媒が、高圧反応器、例えばＰａｒｒオートクレーブに装入される。溶媒、例えばメタノールなどを加えてもよい。反応器を密閉し、水素ガスで加圧する。ニトロアミン化合物（これは溶液、例えば水溶液の形態にあってもよい）を反応器に装入し、反応器の温度を所望のレベルまで上昇させる。反応が起こるのに十分な時間が経過した後、温度及び圧力を下げ、反応器から生成物混合物を取り出す。アルキルジアミン化合物は、当該技術分野でよく知られている方法、例えば蒸留などにより単離することができる。
【００２６】
本発明の方法により形成されるアルキルジアミンは式Ｉ：
【００２７】
【化５】
0005913582.tif 000006
【００２８】
（式中、ｎは１〜５の整数であり；Ｒ１及びＲ２は、独立に、Ｈ又はＣ１−Ｃ６アルキルであるか、あるいは、Ｒ１とＲ２は、それらが結合している炭素と一緒になってＣ３−Ｃ１２シクロアルキルを形成しており；Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、Ｈ又はＣ１−Ｃ６アルキルである）
の化合物である。
【００２９】
いくつかの実施形態において、式Ｉのアルキルジアミン（及びその対応するニトロアミン）におけるｎは１〜４であるか、あるいは、ｎは１〜３、あるいは、１〜２、あるいは、１である。
【００３０】
いくつかの実施形態において、式Ｉのアルキルジアミン（及びその対応するニトロアミン）におけるＲ１及びＲ２は、独立に、Ｃ１−Ｃ６アルキルであるか、あるいは、それらは、独立に、Ｃ１−Ｃ４アルキル、あるいは、独立に、Ｃ１−Ｃ２アルキルである。いくつかの実施形態において、Ｒ１及びＲ２の両方がメチルである。
【００３１】
いくつかの実施形態において、式Ｉのアルキルジアミン（及びその対応するニトロアミン）におけるＲ１及びＲ２は、それらが結合している炭素と一緒になって、Ｃ３−Ｃ１２シクロアルキル、あるいは、Ｃ４−Ｃ７シクロアルキル、あるいは、Ｃ５−Ｃ６シクロアルキルを形成している。いくつかの実施形態において、Ｒ１及びＲ２は、それらが結合している炭素と一緒になって、シクロペンチル又はシクロヘキシルを形成している。
【００３２】
いくつかの実施形態において、式Ｉのアルキルジアミン（及びその対応するニトロアミン）におけるＲ３及びＲ４は、それぞれ独立に、Ｈ又はＣ１−Ｃ４アルキル、あるいは、Ｈ又はＣ１−Ｃ２アルキルである。いくつかの実施形態において、Ｒ３及びＲ４は、全てＨである。
【００３３】
いくつかの実施形態において、式Iのアルキルジアミン化合物は、２−メチル−１，２−ジアミノプロパン（対応するニトロアミン化合物は２−ニトロ−２−メチル−１−プロピルアミンである）、１−アミノ−シクロペンタンメタンアミン、１−アミノ−シクロヘキサンメタンアミン、又は２−アミノ−２−メチル−１−アミノブタンである。
【００３４】
本発明の方法は、高純度で式Ｉのアルキルジアミン化合物を提供する。特に、当該方法において、式ＩＩのアルキルアミン化合物が含まれることによって、式ＩのジアルキルアミンのＮ−アルキル化誘導体副生成物を低減した量含む生成物が提供される。このＮ−アルキル化誘導体副生成物は、通常、所望の生成物から除去するのが困難である。対照的に、上記アルキルアミン又はそのＮ−アルキル化誘導体は除去するのがかなり容易である。
【００３５】
「高純度」とは、本発明の方法からの生成物が、例えば蒸留などの精製工程にかけられる前に、アルキルジアミン化合物の質量を基準として５質量％未満、あるいは、３質量％未満、あるいは１質量％未満、あるいは、０．６質量％未満、あるいは０．３質量％未満のＮ−アルキル化誘導体（上記アルキルジアミンの）を含むことを意味する。この量は、例えばガスクロマトグラフィーにより容易に求めることができる。いくつかの実施形態において、生成物は、上記アルキルジアミンのＮ−アルキル化誘導体を含まない（ガスクロマトグラフィーにより測定した場合）。
【００３６】
好ましい実施形態において、本発明は、０．６質量％未満、あるいは０．３質量％未満のＮ−アルキル化誘導体、例えばＮ−メチルＭＤＰ（Ｎ１，２−ジメチルプロパン−１，２−ジアミン）などを含む２−メチル−１，２−ジアミノプロパン（ＭＤＰ）を提供する。いくつかの実施形態において、本発明は、例えばＮ−メチルＭＤＰなどのＮ−アルキル化誘導体を含まないＭＤＰを提供する。
【００３７】
本明細書に記載したように製造されたアルキルジアミン化合物には、例えば医薬化合物の合成における中間体としてなどの様々な用途がある。
【００３８】
本発明の幾つかの実施形態を以下の実施例で詳しく説明する。
【実施例１】
【００３９】
実施例１
高純度２−メチル−１，２−ジアミノプロパン
２−ニトロ−２−メチル−１−プロピルアミン。２−ニトロ−２−メチル−１−プロピルアミンは、任意の便利な手段、例えばH.G. Jounsonにより米国特許第２，４０８，１７１号に記載された方法などにより製造することができる。例えば、２３８グラムの２−メチル−２−ニトロ−１−プロパノールをスチール容器に加え、次に、この容器を、任意の手段、例えば固体二酸化炭素による冷却によって、−３５℃付近の温度に冷却する。所望の温度に達したら、３４０グラムの液体アンモニアを加え、容器を密封する。次に、反応容器を、約４０℃〜約８０℃、好ましくは約６５℃の温度に、反応が完了するまで、温度に依存して、約２時間加熱する。次に、アンモニアを反応容器から排出すると、黄色液体として見える２−ニトロ−２−メチル−１−プロピルアミンの水溶液が容器内に残る。
【００４０】
２−メチル−１，２−ジアミノプロパン。３００ｍｌのＰａｒｒオートクレーブに４５．２グラムのメタノール、１．９グラムのｎ−プロピルアミン、および３．１グラムのＧｒａｃｅラネーニッケルを装入した。次に、反応器を密閉し、純粋な水素で４０８０ｋＰａまで加圧し、６００ｒｐｍで撹拌した。次に、２−ニトロ−２−メチル−１−プロピルアミンの水溶液（上記のように調製）を約０．８ｇ／分の流量で加圧反応器に圧送した。反応器の温度を周囲温度から５２℃まで上昇させ、Ｐａｒｒコントローラによって４９〜５２℃の温度に調節した。水素圧を、オンデマンドレギュレータにより制御し、反応時間中３９４４ｋＰａ〜４１８５ｋＰａに維持した。供給が完了したら、装入量２１．６グラムのメタノールを、使用したポンプを介して供給し、残留ニトロアミンの筋をなくした。この物質は、反応器にも装入した。メタノールの装入が完了したら、混合物を５２℃、４１１０ｋＰａで２０分間維持し、その後、攪拌を停止した。
【００４１】
試料を反応から取り出し、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）により分析した。ＧＣはメチル不純物を示さなかった。ＧＣによると、ＭＤＰは純度７９．５％であり、Ｎ−メチル−ＭＤＰは０．０％であった。不純物として現れたプロピルアミンを補正したところ、ＭＤＰは純度８７．３％であった。
【００４２】
例２（比較）
従来の方法による２−メチル−１，２−ジアミノプロパン
Ｎ−プロピルアミンを反応器に加えなかったこと以外は実質的に同じ条件を使用して実施例１を繰り返した。ＧＣは、生成物ＭＤＰが純度８４．４％であるが、０．６％のＮ−メチル−ＭＤＰを含むことを示した。
【００４３】
実施例３（予言）
高純度の１−アミノ−シクロペンタンメタンアミン
高純度の１−アミノ−シクロペンタンメタンアミンは、出発ニトロアルカンとしてニトロシクロペンタンに置き換え、重要でない変更を必要に応じて加えた以外は実施例１に記載した手順と実質的に同じ手順を用いて製造することができる。
【００４４】
実施例４（予言）
高純度の１−アミノ−シクロヘキサンメタンアミン
高純度の１−アミノ−シクロヘキサンメタンアミンは、出発ニトロアルカンとしてニトロシクロヘキサンに置き換え、重要でない変更を必要に応じて加えた以外は実施例１に記載した手順と実質的に同じ手順を用いて製造することができる。
【００４５】
実施例５（予言）
高純度の２−アミノ−２−メチル−１−アミノブタン
高純度の２−アミノ−２−メチル−１−アミノブタンは、出発ニトロアルカンとして２−ニトロブタンに置き換え、重要でない変更を必要に応じて加えた以外は実施例１に記載した手順と実質的に同じ手順を用いて製造することができる。
本発明に関連する発明の実施態様の一部を以下に示す。
［態様１］
式Ｉ：
【化１】
0005913582.tif 000007
（式中、ｎは１〜５の整数であり；Ｒ１及びＲ２は、独立に、Ｈ又はＣ１−Ｃ６アルキルであるか、あるいは、Ｒ１とＲ２は、それらが結合している炭素と一緒になってＣ３−Ｃ１２シクロアルキルを形成しており；Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、Ｈ又はＣ１−Ｃ６アルキルである）
のアルキルジアミン化合物の製造方法であって、対応するニトロアミン化合物を還元することを含み、前記還元が式ＩＩ：
【化２】
0005913582.tif 000008
（式中、Ｒ５はＨ又はＣ１−Ｃ６アルキルであり、Ｒ６はＣ１−Ｃ６アルキルである）
のアルキルアミン化合物の存在下で実施される、式Ｉのアルキルジアミン化合物の製造方法。
［態様２］
ｎが１である、上記態様１に記載の方法。
［態様３］
Ｒ３及びＲ４がＨである、上記態様１〜２のいずれか一つに記載の方法。
［態様４］
Ｒ１及びＲ２が、独立に、Ｃ１−Ｃ３アルキルである、上記態様１〜３のいずれか一つに記載の方法。
［態様５］
Ｒ１及びＲ２が、それらが結合している炭素と一緒になってＣ５−Ｃ６シクロアルキルを形成している、上記態様１〜４のいずれか一つに記載の方法。
［態様６］
式Ｉのアルキルジアミン化合物が、２−メチル−１，２−ジアミノプロパン、１−アミノ−シクロペンタンメタンアミン、１−アミノ−シクロヘキサンメタンアミン、又は２−アミノ−２−メチル−１−アミノブタンである、上記態様１に記載の方法。
［態様７］
Ｒ５がＨであり、Ｒ６がＣ１−Ｃ６アルキルである、上記態様１〜６のいずれか一つに記載の方法。
［態様８］
式ＩＩのアルキルアミン化合物がｎ−プロピルアミンである、上記態様１〜７のいずれか一つに記載の方法。
［態様９］
前記還元が、水素化触媒と組み合わせて水素ガスを用いて実施される、上記態様１〜８のいずれか一つに記載の方法。
［態様１０］
水素ガス、水素化触媒及びｎ−プロピルアミンの存在下で、２−ニトロ−２−メチル−１−プロピルアミンを水素化することを含む、２−メチル−１，２−ジアミノプロパンの製造方法。
［態様１１］
２−メチル−１，２−ジアミノプロパンと０．６質量％未満のそのＮ−メチル化誘導体を含む組成物。