(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（２）：
ＨＮＲ１Ｒ２ （２）
（式中、Ｒ１およびＲ２は、
（１）その一つが、水素原子、残りがヒドロキシまたはカルボキシル置換フェニル基、−（ＣＨ２）ｎ−ＯＨ、−ＣＨ２ＣＯＯＭ、もしくは −ＣＨ（ＣＯＯＭ）−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＭ（ここで、Ｍは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基、または炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基であり、ｎは１〜４の整数である。）であるか、
（２）その一つが、炭素数１〜４のアルキル基、残りがヒドロキシまたはカルボキシル置換フェニル基、−ＣＨ２ＣＯＯＭ（ここで、Ｍは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基、または炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基であり、ｎは１〜４の整数である。）であるか、あるいは、
（３）ともに、−ＣＨ２ＣＯＯＭ、または −ＣＨ（ＣＯＯＭ）−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＭ（ここで、Ｍは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基、または炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基であり、ｎは１〜４の整数である。）
で表される化合物の水溶液のｐＨを８〜１３に調整した後に、
一般式（３）：
【化１】
0004024350.tif 000022
（式中、Ｒ４は水素原子または−（Ｒ８−Ｏ）ｎ−Ｈ（ここでＲ８は炭素数２〜４のアルキレン基であり、ｎは１〜２０の整数である。）であり、Ｒ５は水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基、または炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基、もしくは炭素数１〜８のアルキル基である。）で表される化合物を添加し、反応させることからなる対応するアリルアミン誘導体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規なアリルアミン誘導体およびその製造方法に関する。
【０００２】
本発明のアリルアミン誘導体は各種有機化合物、例えばキレート剤、分散剤、界面活性剤などの出発原料のほかに、各種医薬品の中間体として有用なものである。
【０００３】
【従来の技術】
アミノ基、二重結合およびカルボン酸基の各部分を同時に有する有機化合物の合成法としては、例えば、”Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ，Ｊａｐａｎ”、Ｖｏｌ．４４、Ｎｏ．２、１０５（１９９５）記載の方法が知られている。
この方法は、下記一般式（４）：
【０００４】
【化５】
0004024350.tif 000002
【０００５】
（式中、Ｒa、ＲbおよびＲcはそれぞれ独立してアルキル基である）で表されるエステルタイプのアリルアミン誘導体を、次の反応式：
【０００６】
【化６】
0004024350.tif 000003
【０００７】
にしたがってアミン化合物とα−ハロメチルアクリル酸エステルとを反応させて合成するというものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記のエステルタイプのアリルアミン誘導体の合成方法の場合、出発原料としてアルキルカルボン酸ハロゲン化物とを用いることから、前記反応式により示されるように、ハロゲン化水素が副生する。このため、反応装置の腐食、産業廃棄物としての処理などの問題が生じ、工業的実施に採用するには問題が多い。
【０００９】
そこで、上記のような問題を生じることなく、分子内にアミノ基、二重結合およびカルボン酸の各部分を同時に有し、例えばキレート剤などの出発原料として特に有用な新規なアリルアミン誘導体を合成する方法が望まれていた。
【００１０】
かくして、本発明の目的に一つは、分子内にアミノ基、二重結合およびカルボン酸の各部分を同時に有し、例えばキレート剤などの出発原料として特に有用な新規なアリルアミン誘導体を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、前記の従来技術の問題点を解決して、上記の新規なアリルアミン誘導体を簡単かつ安全に製造する方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らの研究によれば、出発原料として一般式（３）：
【００１３】
【化７】
0004024350.tif 000004
【００１４】
（式中の記号は後記のとおり）
で表される化合物を用い、これを一般式（２）：
ＨＮＲ1Ｒ2                                   ・・・（２）
（式中の記号は後記のとおり）で表される化合物とを反応させることにより前記の目的が達成できることがわかった。
【００１５】
本発明は、一般式（１）：
【００１６】
【化８】
0004024350.tif 000005
【００１７】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、
（１）その一つが、水素原子、残りがヒドロキシまたはカルボキシル置換フェニル基、−（ＣＨ２）ｎ−ＯＨ、−ＣＨ２ＣＯＯＭ、もしくは−ＣＨ（ＣＯＯＭ）−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＭ（ここで、Ｍは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基、または炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基であり、ｎは１〜４の整数である。）であるか、
（２）その一つが、炭素数１〜４のアルキル基、残りがヒドロキシまたはカルボキシル置換フェニル基、−ＣＨ２ＣＯＯＭ（ここで、Ｍは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基、または炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基であり、ｎは１〜４の整数である。）であるか、あるいは
（３）ともに、−ＣＨ２ＣＯＯＭ、または−ＣＨ（ＣＯＯＭ）−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＭ（ここで、Ｍは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基、または炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基であり、ｎは１〜４の整数である。）であり、
Ｒ３は水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基、または炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基である。）で表されるアリルアミン誘導体である。
【００１８】
また、本発明は、一般式（２）：
ＨＮＲ1Ｒ2                                   ・・・（２）
（式中、Ｒ1およびＲ2はそれぞれ独立して水素原子または有機残基である）で表される化合物と一般式（３）：
【００１９】
【化９】
0004024350.tif 000006
【００２０】
（式中、Ｒ4は水素原子または有機残基であり、Ｒ5は水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基または置換アンモニウム基、もしくは炭化水素残基である）で表される化合物とを反応させることからなる上記一般式（１）で表されるアリルアミン誘導体の製造方法である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
一般式（１）において、Ｒ1およびＲ2はそれぞれ独立して水素原子または有機残基であり、Ｒ3は水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基または置換アンモニウム基である。
【００２２】
Ｒ1またはＲ2で表される有機残基は、−Ｒ6−Ｒ7または−Ｒ7で表すことができる。ここで、Ｒ6は炭素数１〜１８、好ましくは１〜１０、更に好ましくは１〜４のアルキレン基である。その代表例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ｎ−ブチレン基、イソブチレン基などを挙げることができる。
【００２３】
Ｒ7は水素原子、アリール基、−ＯＨ、−ＣＯＯＭ、または−ＣＨ（ＣＯＯＭ）−（ＣＨ2）n−ＣＯＯＭである（ここで、ｎは１〜４の整数である）。上記アリール基とは、無置換または置換、例えばアルキル基、カルボキシル基、アルコキシル基、ヒドロキシル基、またはニトロ基で置換された炭素数６〜２０のアリール基を意味する。その代表例としては、フェニル基、ｐ−ヒドロキシフェニル基、ｐ−カルボキシフェニル基などを挙げることができる。上記式において、Ｍは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基または置換アンモニウム基である。アルカリ金属原子の代表例としては、ナトリウムおよびカリウムを挙げることができる。アルカリ土類金属の代表例としては、カルシウムおよびマグネシウムを挙げることができる。置換アンモニウム基としては、炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基を挙げることができ、その具体例としてはメチル置換アンモニウム、エチル置換アンモニウムなどを挙げることができる。
【００２４】
一般式（１）において、Ｒ1およびＲ2はそれぞれ独立して水素原子、−ＣＨ2ＣＯＯＭ、または−ＣＨ（ＣＯＯＭ）−ＣＨ2ＣＯＯＭであるのが好ましい。ここで、Ｍは前記と同意義である。
【００２５】
また、Ｒ3は水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基または置換アンモニウム基である。アルカリ金属原子の代表例としては、ナトリウムおよびカリウムを挙げることができる。アルカリ土類金属の代表例としては、カルシウムおよびマグネシウムを挙げることができる。置換アンモニウム基としては、炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基を挙げることができ、その具体例としてはメチル置換アンモニウム、エチル置換アンモニウムなどを挙げることができる。
【００２６】
一般式（１）で表されるアリルアミン誘導体の代表例を挙げると次のとおりである。
【００２７】
例１
【００２８】
【化８】
0004024350.tif 000007
【００２９】
例２
【００３０】
【化９】
0004024350.tif 000008
【００３１】
例３
【００３２】
【化１０】
0004024350.tif 000009
【００３３】
例４
【００３４】
【化１１】
0004024350.tif 000010
【００３５】
例５
【００３６】
【化１２】
0004024350.tif 000011
【００３７】
例６
【００３８】
【化１３】
0004024350.tif 000012
【００３９】
例７
【００４０】
【化１４】
0004024350.tif 000013
【００４１】
例８
【００４２】
【化１５】
0004024350.tif 000014
【００４３】
例９
【００４４】
【化１６】
0004024350.tif 000015
【００４５】
例１０
【００４６】
【化１７】
0004024350.tif 000016
【００４７】
例１１
【００４８】
【化１８】
0004024350.tif 000017
【００４９】
例１２
【００５０】
【化１９】
0004024350.tif 000018
【００５１】
例１３
【００５２】
【化２０】
0004024350.tif 000019
【００５３】
これらのうち、例１、例４、例５、例６、例９、例１１および例１２の化合物が好ましい。
【００５４】
一般式（１）で表されるアリルアミン誘導体は、一般式（２）で表される化合物と一般式（３）で表される化合物とを反応させることにより得られる。
【００５５】
一般式（２）におけるＲ1およびＲ2は一般式（１）で述べたと同意義なものである。
【００５６】
一般式（２）で表される化合物の代表例を挙げると次のとおりである。
【００５７】
アンモニア；モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノブチルアミン、モノオクチルアミンなどのモノアルキルアミン類；フェニルアミン、ｐ−ヒドロキシフェニルアミン、ｐ−カルボキシフェニルアミンなどのアリールアミン類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなどのヒドロキシアルキルアミン類；モノアミノ酢酸、イミノジ酢酸、イミノジプロピオン酸などのカルボキシアルキルアミン類；およびアスパラギン酸、グリシンなどのアミノ酸。
【００５８】
これらはいずれも市販されており、工業的に容易に入手することができる。
【００５９】
一般式（３）におけるＲ4とは、水素原子または有機残基である。この有機残基の代表例は、炭素数１〜１８のアルキレン基、または−（Ｒ8−Ｏ）n−Ｈである。ここで、Ｒ8は炭素数２〜４のアルキレン基であり、ｎは１〜２０の整数である。
【００６０】
Ｒ4で表されるアルキレン基は炭素数１〜１８、好ましくは１〜１０のものであり、その代表例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基などを挙げることができる。Ｒ8で表されるアルキレン基の代表例としては、エチレン基を挙げることができる。
【００６１】
一般式（３）におけるＲ5とは、水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基または置換アンモニウム基、もしくは炭化水素残基である。アルカリ金属の代表例としては、ナトリウムおよびカリウムを挙げることができる。アルカリ土類金属の代表例としては、カルシウムおよびマグネシウムを挙げることができる。置換アンモニウム基の代表例としては、炭素数１〜６のアルキル置換アンモニウム基、具体的にはメチル置換アンモニウム基、エチル置換アンモニウム基などを挙げることができる。炭化水素残基とは、代表的には、炭化水素１〜８のアルキル基である。このアルキル基の代表例としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基などを挙げることができる。
【００６２】
一般式（３）で表される化合物の代表例を挙げると次のとおりである。
【００６３】
酸類：
α−（ω−ヒドロキシエチレングリコキシメチル）アクリル酸、α−（ω−ヒドロキシプロピレングリコキシメチル）アクリル酸などのα−（ω−ヒドロキシアルキレングリコキシメチル）アクリル酸；α−（ω−ヒドロキシポリエチレングリコキシメチル）アクリル酸、α−（ω−ヒドロキシポリプロピレングリコキシメチル）アクリル酸などのα−（ω−ヒドロキシポリアルキレングリコキシメチル）アクリル酸；およびα−（メトキシメチル）アクリル酸、α−（エトキシメチル）アクリル酸、α−（ｎ−ブトキシメチル）アクリル酸などのα−（アルコキシメチル）アクリル酸。
【００６４】
エステル類：
上記酸類のメチルエステル、エチルエステル、ｎ−プロピルエステル、イソプロピルエステル、ｎ−ブチルエステル、２−エチルヘキシルエステルなどのエステル類。
【００６５】
塩類：
上記酸類のナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、アンモニウム塩、メチル置換アンモニウム塩、エチル置換アンモニウム塩などの塩類。
【００６６】
一般式（３）で表される化合物は公知であり、例えばα−（ω−ヒドロキシアルキレングリコキシメチル）アクリル酸やα−（ω−ヒドロキシポリアルキレングリコキシメチル）アクリル酸、およびそのエステルなどの誘導体は、例えばアルキル酸エステル類と環状エーテル化合物を反応させる方法（特開平８−２９５７３３号公報）により容易に得られる。また、α−（アルコキシメチル）アクリル酸およびそのエステルなどの誘導体は、例えばアクリル酸エステル類とヒドロキシル基含有化合物とを酸触媒の存在下に反応させる方法（特開平８−３２５２００号公報）により容易に得ることができる。
【００６７】
一般式（２）で表される化合物と一般式（３）で表される化合物との反応は、これら化合物および生成する一般式（１）で表される化合物が水溶性であるため、通常、水性媒体中、例えば純水中で行う。
【００６８】
反応温度は６０〜１２０℃、好ましくは８０〜１００℃である。反応温度が高すぎると分解反応や原料の重合などの副反応が起こり易くなり、一方低すぎると反応が進まなくなる。反応は常圧、または加圧下でもよいが、通常、常圧で行う。
【００６９】
反応は、一般式（２）の化合物の水溶液をｐＨ８〜１３、好ましくは９〜１１に調整し、これに一般式（３）の化合物を徐々に添加することで開始される。なお、ｐＨが８未満では反応は進行せず、一方ｐＨが１３を超える条件下で反応を行っても、アルカリの添加量に応じた収率の向上は得られない。
【００７０】
なお、一般式（３）の化合物の添加中は、反応液のｐＨを８〜１３、好ましくは９〜１１の範囲に保持するのが反応の進行のために好都合である。原料としてエステル類を用いる場合には、エステル部分の加水分解が進行して反応液のｐＨが低下するので、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ性物質の水溶液を添加して反応液のｐＨを８〜１３、好ましくは９〜１１の範囲に調整するのがよい。
【００７１】
一般式（３）の化合物の添加終了後は、反応液の温度を６０〜１２０℃、好ましくは８０〜１００℃に、また反応液のｐＨを８〜１３、好ましくは９〜１１に保持して、１〜２０時間、好ましくは２〜５時間程度熟成を行って反応を完結させるのが好ましい。熟成時間が１時間未満では反応が完全に終了せず、一方２０時間を超えて熟成させても、更なる収率の向上は認められない。
【００７２】
反応終了後の反応液中には、目的物質である一般式（１）の化合物のほかに、未反応の原料、原料の加水分解物、副生成物として生じたポリアルキレングリコールやアルコール類などが含まれている。そこで、目的物質の精製を行う場合には、例えば次のようにして行うことができる。
【００７３】
反応後の反応液に塩酸、硫酸などの酸性物質を添加するか、または酸型イオン交換樹脂、例えばＤＩＡＩＯＮ  ＳＫ１１６（三菱化学（株）製）を用いることで反応液のｐＨを２〜６に調整する。次いで、この反応液を、Ｎａ型イオン交換樹脂、例えばＩＲＡ−６８（オルガノ（株）製）を用い、純水を溶離液としたイオン交換カラムによって、目的物質をポリアルキレングリコールやアルコール類から分離することができる。すなわち、ポリアルキレングリコールやアルコール類はイオン交換樹脂との相互作用がほとんどないため最初に溶出されが、目的物質はカルボン酸部を持っているので、イオン交換樹脂との相互作用が生じ、カラムから溶出されるまでに時間がかかるので、この差を利用して目的物質とポリアルキレングリコールやアルコール類とを分離することができる。次に、目的物質を含む溶出液に塩酸、硫酸などの酸性物質を添加するか、または酸型イオン交換樹脂、例えばＤＩＯＩＯＮ  ＳＫ１１６を用いることにより、そのｐＨを２〜６に調整する。このようにして調整した溶液を濃縮し、冷却することにより目的物質の結晶が得られる。この結晶は目的物質の酸型（一般式（１）において、Ｒ3＝水素原子）であるが、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アンモニアまたは置換アンモニアなどの水溶液を添加することで対応するアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩または置換アンモニウム塩とすることができる。
【００７４】
なお、本発明の反応は下記式によって表すことができる。
【００７５】
【化２１】
0004024350.tif 000020
【００７６】
本発明の一般式（１）で表されるアリルアミン誘導体は、分子中に反応性に富んだアミノ基、二重結合およびカルボン酸の各部分を有することから各種有機化合物を製造するための出発原料ないしは中間体として利用することができる。上記有機化合物の具体例としては、例えばキレート剤、分散剤、界面活性剤、凝集剤、医薬品などを挙げることができる。なかでも、カルシウムなどの金属補足効果が高いのでキレート剤としての利用が特に期待されるものである。そのほか、二重結合部分に更に機能性の官能基を付加することにより、キレート剤に新たな機能を付加させることができる。例えば、脂肪族アミン類を付加させて、油溶性のキレート剤を合成することができる。この機能性官能基の付加反応は、アリルアミン誘導体が水溶性であるため、水性媒体中で容易に行うことができる。
【００７７】
そのほか、熱、紫外線、イオン化放射線またはラジカル重合開始剤などにより容易に重合するので、その単独重合、または他の重合性モノマーとの共重合によって各種合成樹脂の製造に利用することができる。例えば、共重合成分として使用することにより、アミノ基やカルボン酸基をポリマーの側鎖に導入することができ、しかもこのアミノ基は加水分解により容易に遊離しない特徴を持っているので各種合成樹脂の改質に用いることができる。
【００７８】
【発明の効果】
本発明のアリルアミン誘導体は、分子内にアミノ基、二重結合およびカルボン酸の各部分を同時に有しているので、各種有機化合物の出発原料ないしは中間体として有用である。
【００７９】
また、本発明の方法によれば、上記アリルアミン誘導体を簡単かつ安全な方法により容易に製造することができる。
【００８０】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【００８１】
実施例１
３００ｍｌ四つ口フラスコ中で、イミノジ酢酸１３．３ｇ（１００ｍｍｏｌ）と水酸化ナトリウム８．０ｇ（２００ｍｍｏｌ）とを水１１２ｇに溶かし、オイルバス中で８０℃に加熱した。この溶液に、α−（ω−ヒドロキシポリエチレングリコキシメチル）アクリル酸エチル（エチレンオキシドの平均付加モル数＝１０）の５８重量％水溶液９７．７ｇ（１００ｍｍｏｌ）を１時間かけて滴下した。滴下中、原料のα−（ω−ヒドロキシポリエチレングリコキシメチル）アクリル酸エチルのエステル部の加水分解が起こり、ｐＨが低下するので、水酸化ナトリウム水溶液を適宜滴下して反応液のｐＨを９〜１０に保持した。
【００８２】
α−（ω−ヒドロキシポリエチレングリコキシメチル）アクリル酸エチルの滴下終了後も反応液の温度を８０℃に保ち、更に３時間撹拌することにより反応を熟成させた。この熟成反応中においてもｐＨが低下するので、水酸化ナトリウム水溶液を適宜滴下して反応液のｐＨを９〜１０に保持した。
【００８３】
次に、反応液から目的物質であるα−（Ｎ，Ｎ−ジカルボキシルメチル）アミノメチル）アクリル酸を単離するため以下の精製操作を行った。
【００８４】
反応液にイオン交換樹脂ＤＩＡＯＮ  ＳＫ１１６（三菱化学（株）製）１３０ｍｌを加えた。イオン交換樹脂を加えた後のｐＨは３であった。イオン交換樹脂をろ過により取り除いた後、ろ液を１／３まで濃縮した。次に、ナトリウム型イオン交換樹脂ＩＲＡ−６８（オルガノ（株）製）１００ｍｌをカラム充填物とし、純水を溶離液として用い、イオン交換カラムによるポリエチレングリコールの分離操作を行った。ポリエチレングリコールは最初に溶出されるため目的物質と分離することができた。次に、目的物質を含む溶出液に酸型イオン交換樹脂ＤＩＡＩＯＮ  ＳＫ１１６（三菱化学（株）製）１００ｍｌを加えた。このイオン交換樹脂を加えた後のｐＨは３であった。イオン交換樹脂をろ過により取り除いた後、ろ液を濃縮し、１晩放置したところ白色結晶が析出した。
【００８５】
この白色結晶をろ取、水で洗浄した後、乾燥したところ、２．５ｇの収量であった。1Ｈ−ＮＭＲ、13Ｃ−ＮＭＲおよび元素分析によって、この白色結晶がα−（Ｎ，Ｎ−ジカルボキシルメチル）アミノメチル）アクリル酸であることを確認した。
【００８６】
1Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ2Ｏ＋ＮａＯＤ）δppm
δ６．５４（ｓ．１Ｈ）、δ６．１４（ｓ．１Ｈ）、δ４．０９（ｓ．２Ｈ）、δ３．９０（ｓ．４Ｈ）
13Ｃ−ＮＭＲ（Ｄ2Ｏ＋ＮａＯＤ）δppm
δ１７０．０（ＣＯ2）、δ１３３．７（Ｃ＝Ｃ）、δ１３２．１（Ｃ＝Ｃ）、δ５７．０（ＣＨ2）、δ５６．５（ＣＨ2）、δ５６．４（ＣＨ2）
元素分析値（Ｃ8Ｈ11ＮＯ6）
0004024350.tif 000021