(57)【要約】【課題】従来のトリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の合成方法では、設備コストや製造コストが高くなるという課題があった。【解決手段】Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンと４級化剤とを、溶解度パラメータが１０未満の無極性溶媒中で反応させ、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩を得、その際、反応開始前、反応進行中、及び反応終了後のいずれかの時点において反応系にプロトン性極性溶媒を添加することで、該反応系からＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物を選択的に得る製造方法によって、上記課題を解決した。【選択図】図１
2016023165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ｂ）Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンと４級化剤とを、溶解度パラメータが１０未満の無極性溶媒中で反応させ、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩を得る工程、及び
（Ｃ）前記Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩からＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物を得る工程、を含み、
前記工程（Ｂ）の反応開始前、反応進行中、及び反応終了後のいずれかの時点において、反応系にプロトン性極性溶媒を添加する、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の製造方法。
【請求項２】
前記工程（Ｂ）の前に、（Ａ）前記Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンを、１−アミノアダマンタンをジメチル化することにより得て、前記無極性溶媒を加えて、Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンを前記無極性溶媒中に抽出する工程をさらに含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記４級化剤が硫酸ジメチル及び炭酸ジメチルのうち少なくとも一方である、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記の無極性溶媒がトルエン及びキシレンのうち少なくとも一方である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記プロトン性極性溶媒が水及びメタノールのうち少なくとも一方である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記１−アミノアダマンタンを１−アミノアダマンタン塩酸塩と塩基との反応によって得る請求項２〜５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記工程（Ａ）において、１−アミノアダマンタンと、ギ酸と、ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドとを、アルコール溶媒中で反応させてＮ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンを得る、請求項２〜６のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記工程（Ｂ）で得られたＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩が、生成物の全質量に対し、少なくとも９５％含まれる請求項１〜７のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記工程（Ｃ）において、強塩基性のアニオン交換体を用いる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（Ｃ）において、得られたＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物溶液から溶媒を除去して１５質量％以上に濃縮する工程をさらに含む請求項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アダマンタン誘導体は、その構造によって様々な特性を有することから、医薬品原料、光ディスク基板、光ファイバー、フォトレジスト用樹脂原料等として各種業界で幅広く利用されている。
【０００３】
中でも、トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物は、ゼオライトのテンプレート剤（構造規定剤）として使用され、工業的に重要な化合物である。
【０００４】
下記特許文献１には、トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の合成方法が開示されている。
まず、出発物質としてアマンタジン塩酸塩（１−アミノアダマンタン塩酸塩）を準備し、水酸化アルカリ金属等の塩基と反応させることにより脱塩酸を行い、１−アミノアダマンタンを得る（脱塩酸）。次に、１−アミノアダマンタンと、ギ酸と、ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドとを、アルコール溶媒中で反応させてＮ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンを得る（ジメチル化）。続いて、Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンを、ハロゲン化メチルと反応させ、１−アダマンタントリメチルアンモニウムハロゲン塩を得る（４級化）。最後に、１−アダマンタントリメチルアンモニウムハロゲン塩をＯＨ型のイオン交換体を用いてアニオン交換を行い、トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物を得る（イオン交換）。
【０００５】
また、下記特許文献２には上記とは別の４級化の方法によりトリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物を合成する方法が開示されている。
まず、特許文献１に記載の方法と同様に、出発物質としてアマンタジン塩酸塩を準備し、脱塩酸、ジメチル化の工程を順次行う。続いて、反応溶媒として水や水と混和可能なアルコール類等を使用し、硫酸ジメチルとＮ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンとを反応させ、１−アダマンチルトリメチルアンモニウムスルフェートを得る（４級化）。最後に、ＯＨ型のイオン交換体を用いてアニオン交換を行い、トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物を得る（イオン交換）。
特許文献１や特許文献２に代表される従来の合成方法は、例えば図２に示すスキームによって表すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２４６４２９号公報
【特許文献２】特開２０１２−５２０２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載のトリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の合成方法では、４級化に高価なハロゲン化メチルを用いる必要があり、製造コストが高くなるという問題点があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載のトリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の合成方法では、４級化の反応溶媒に水や水と混和可能な低級アルコールなどのプロトン性極性溶媒を使用するため、４級化を効率的に進めるには１２０〜２００℃の高温下、かつ５〜３００バールの加圧下で行う必要があり、設備コストや製造コストが高くなるという問題点があった。
【０００９】
したがって本発明の目的は、低コストかつ高収率でトリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物を製造できる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は鋭意検討を重ねた結果、特定範囲の溶解度パラメータを有する無極性溶媒中で４級化の反応を行い、かつ４級化の反応開始前、反応進行中、及び反応終了後のいずれかの時点において反応系にプロトン性極性溶媒を添加することにより、上記のような従来の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、以下の通りである。
【００１１】
本発明のＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化の製造方法は、
（Ｂ）Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンと４級化剤とを、溶解度パラメータが１０未満の無極性溶媒中で反応させ、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩を得る工程、及び
（Ｃ）上記Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩からＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物を得る工程を含み、
上記工程（Ｂ）の反応開始前、反応進行中、及び反応終了後のいずれかの時点において、反応系にプロトン性極性溶媒を添加する。
【００１２】
本発明では、４級化の反応を、溶解度パラメータが１０未満の無極性溶媒（以下、無極性溶媒とも称する。）およびプロトン性極性溶媒の２相の反応系によって構成する。無極性溶媒はＮ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミン（以下、ＤＭＡＡとも称する。）と４級化剤との反応相として働き、プロトン性極性溶媒は４級化生成物であるＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩の抽出相として働く関係にある。例えば、４級化剤として硫酸ジメチルを用いた場合は、４級化生成物はＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウムメチルスルフェート（以下、ＴＭＡＡ−ＭｅＳＯ４とも称する。）となる。生成したＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩は親水性であるため、プロトン性極性溶媒に移動し、４級化の平衡反応は反応生成物側へ大きく偏ることとなり、その結果、常圧においても定量的な４級化反応が可能となる。
また、工程（Ｂ）で得られたＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩のみがプロトン性極性溶媒中に溶解しているため、単離することなく、連続的に工程（Ｃ）に移ることができる。そのため、工程が削減でき、製造コストを抑制することができる。なお、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩には、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物も含んでいるが、その場合は、工程（Ｃ）が不要となる。
なお、溶解度パラメータ（ＳＰ値）とは、ヒルデブラント（Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄ）によって導入された正則溶液論により定義された値であり、２成分系溶液の溶解度の目安となるものである。
【００１３】
本発明の製造方法では、上記工程（Ｂ）の前に、（Ａ）上記Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンを、１−アミノアダマンタンをジメチル化することにより得て、上記無極性溶媒を加えて、上記Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンを上記無極性溶媒中に抽出する工程をさらに含むことが望ましい。
【００１４】
これにより工程（Ａ）で得られるＮ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンを単離することなく、工程（Ｂ）に移ることができるため、工程が削減でき、製造コストを抑制することができる。
【００１５】
本発明の製造方法では、上記４級化剤が硫酸ジメチル及び炭酸ジメチルのうち少なくとも一方であること望ましい。
【００１６】
特許文献１に記載の技術おけるハロゲン化メチルのような高価な４級化試薬を使用する必要がなく、また、特許文献２に記載の技術における高温および高圧下での反応条件を必要としないので、設備コストや製造コストを顕著に抑制することが可能となる。
【００１７】
本発明の製造方法では、上記無極性溶媒がトルエン及びキシレンのうち少なくとも一方であることが望ましい。
【００１８】
トルエン及びキシレンは比較的安価であり、沸点が１００℃以上であるため、加熱した際に蒸発する量を抑えることができる。そのため、反応が進みやすいよう加熱することで、高い収率でＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩を得ることができる。
【００１９】
本発明の製造方法では、上記プロトン性極性溶媒が水及びメタノールのうち少なくとも一方であることが望ましい。
【００２０】
水及びメタノールは比較的安価であり、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩の溶解性が高いため、プロトン性極性溶媒にほぼ全量のＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩を溶解させることができる。特に、水の場合は、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物として、ゼオライトのテンプレート剤（構造規定剤）として使用する際に、溶媒置換をする必要がないため、好ましい。
【００２１】
本発明の製造方法では、上記１−アミノアダマンタンを１−アミノアダマンタン塩酸塩と塩基との反応によって得ることが望ましい。
【００２２】
１−アミノアダマンタン塩酸塩は、構造的に安定しており、貯蔵安定性が高いため、Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンよりも入手しやすく、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物を容易に製造することができる。
【００２３】
本発明の製造方法では、工程（Ａ）において、１−アミノアダマンタンと、ギ酸と、ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドとを、アルコール溶媒中で反応させてＮ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンを得ることが望ましい。定量的にＮ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンを得ることができるためである。
【００２４】
本発明の製造方法では、工程（Ｂ）で得られたＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩が、生成物の全質量に対し、少なくとも９５％含まれることが望ましい。工程（Ｂ）でのＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩の収率を高くすることで、収率よくＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物を得ることができる。
【００２５】
本発明の製造方法では、工程（Ｃ）において、強塩基性のアニオン交換体を用いることが望ましい。強塩基性のアニオン交換体を用いることで、容易にイオン交換が可能となる。
【００２６】
本発明の製造方法では、工程（Ｃ）において、得られたＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物溶液から溶媒を除去して１５質量％以上に濃縮する工程をさらに含むことが望ましい。濃縮することで、ゼオライトのテンプレート剤（構造規定剤）として使用しやすくなる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の製造方法によれば、常圧においても定量的な４級化反応が可能となるため、設備コストや製造コストを顕著に抑制することが可能となる。
さらに、プロトン性極性溶媒に対するＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩の溶解度は、プロトン性極性溶媒の温度、量に依存するため、反応後の冷却あるいは溶媒除去により再結晶精製を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は本発明のトリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の合成方法を説明するための図である。
【図２】図２は従来のトリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の合成方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の製造方法は、トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の合成方法において、Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンと４級化剤とを、特定の無極性溶媒中で反応させ、かつ４級化の反応開始前、反応進行中、及び反応終了後のいずれかの時点において反応系にプロトン性極性溶媒を添加することを特徴としている。
【００３０】
以下、本発明の製造方法を実施する上で好適な各工程について説明する。
本発明の製造方法において出発物質として入手の容易なアマンタジン塩酸塩を使用することが好ましい。この場合、本発明の製造方法は、図１に示すように、アマンタジン塩酸塩の脱塩酸、ジメチル化、４級化、イオン交換の各工程を経て実施することができる。
【００３１】
（脱塩酸工程）
脱塩酸工程は、出発物質としての１−アミノアダマンタン塩酸塩を比誘電率が１０．０〜２０．０であるアルコールに溶解し、塩基と反応させ、１−アミノアダマンタンを得る工程が好ましい。該アルコールとしては、例えば、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、１−ペンタノール、ｓｅｃ−ペンタノール、３−ペンタノール、２−メチル−１−ブタノール、３−メチル−１−ブタノール、２−メチル−２−ブタノール、３−メチル−２−ブタノール、２，２−ジメチル−１−プロパノール、１−ヘキサノール、２−ヘキサノール、３−ヘキサノール、１−ヘプタノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノール等が挙げられる。また、該塩基としては、水酸化アルカリ金属等が好ましく、例えば、水酸化ナトリウムが好ましい。水酸化ナトリウムは、通常水溶液として反応系内に加えられ、水酸化ナトリウム水溶液の濃度は通常２５〜５０質量％程度である。反応は、例えば５０℃程度の加温下、数時間行われる。
【００３２】
１−アミノアダマンタン塩酸塩と塩基を反応させた後は、反応物の分離や精製等の必要はなく、そのまま反応系において、続くジメチル化工程を行うことができる。
なお、１−アミノアダマンタンが直接入手可能であれば、上記脱塩酸工程を行う必要はなく、１−アミノアダマンタンを上記アルコールに溶解させ、続くジメチル化工程を行うことができる。
【００３３】
（ジメチル化工程）
次に、脱塩酸工程で得られた１−アミノアダマンタンと、ギ酸と、ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドとを、アルコール溶媒中で反応させてＮ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミン（ＤＭＡＡ）を得る。このジメチル化工程は、上述した脱塩酸工程と合わせて本発明における工程（Ａ）に相当する。
ジメチル化工程は、１級アミンにメチル基を導入する還元的アミノ化反応であるエシュバイラー・クラーク反応（Ｅｓｃｈｗｅｉｌｅｒ−Ｃｌａｒｋｅ  ｍｅｔｈｙｌａｔｉｏｎ）を行うものであり、エシュバイラー・クラーク反応は、１級アミンに過剰のギ酸、および過剰のホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドを加えて加温し、２級アミンへと還元する反応である。これにより、１級アミンに対してメチル基を導入し、同様の反応機構で２級アミンに対してメチル基を導入して、３級アミンを効率的にかつ高純度および高収率で得ることができる。使用するギ酸は、通常７５〜９７質量％程度のギ酸水溶液として反応系内に加えることが好ましい。ギ酸の使用量は、ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドに対して、通常０．３〜０．７モル倍が好ましく、０．４〜０．５モル倍がより好ましい。ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドは、通常３０〜５０質量％程度の水溶液として反応系内に加えることが好ましい。ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドの使用量は、１−アミノアダマンタンに対して、通常２〜２０モル倍が好ましく、３〜８モル倍がより好ましい。ギ酸と、ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドとを加えた後の反応系内の温度は、５０〜９０℃程度であることが好ましい。
アルコール溶媒としては、１−アミノアダマンタンが溶解可能であればよく、２−プロパノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｓｅｃ−ペンタノール、３−ペンタノール等の第２級アルコールを好ましく用いることができる。
【００３４】
得られたＤＭＡＡは、有機溶媒を用いて抽出する。ここで有機溶媒としては、後述する４級化工程の反応溶媒である、無極性溶媒を用いることが好ましい。これにより、抽出操作から４級化反応を連続的に実施することが可能となるため、ジメチル化反応後のＤＭＡＡの単離操作を省略することができる。すなわち、工程（Ａ）で得られるＮ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンを単離することなく、工程（Ｂ）に移ることができるため、工程が削減でき、製造コストを抑制することができる。
【００３５】
（４級化工程）
本発明における４級化工程は、上記ジメチル化工程で得られたＤＭＡＡと４級化剤とを、無極性溶媒中で反応させ、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩を得る工程であり、該反応の開始前、反応進行中、及び反応終了後のいずれかの時点において反応系にプロトン性極性溶媒を添加することを特徴としている。この４級化工程は、本発明における工程（Ｂ）に相当する。
なお、これ以降は、４級化剤として硫酸ジメチルを用いた場合を例に説明する。この場合、４級化生成物はＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウムメチルスルフェート（以下、ＴＭＡＡ−ＭｅＳＯ４とも称する。）となる。
【００３６】
ＤＭＡＡおよび４級化剤（硫酸ジメチル）は親油性の物質であり、無極性溶媒と混和するが、プロトン性極性溶媒にはほとんど溶解しない。一方、４級化の反応生成物であるＴＭＡＡ−ＭｅＳＯ４は有機塩であるため親水性の物質であり、プロトン性極性溶媒に高い溶解性を示すが、無極性溶媒にはほとんど溶解しない。このため、原料（ＤＭＡＡ）は無極性溶媒に存在することとなり、４級化の反応自体は無極性溶媒中で進行する。その後、生成したＴＭＡＡ−ＭｅＳＯ４はプロトン性極性溶媒側へ移動する。よって、反応である無極性溶媒中に、反応生成物であるＴＭＡＡ−ＭｅＳＯ４は、常にほとんど存在しない状態となり、４級化の平衡反応を反応生成物側へ大きく偏らせることが可能となる。その結果、常圧においても定量的な４級化反応が可能となる。したがって、トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の製造コストを大幅に抑制することができる。
【００３７】
無極性溶媒における溶解度パラメータ（ＳＰ値）は、上記のように１０以下(無極性溶媒)であることが必要である。ＳＰ値が９以下であることが特に好ましい。
【００３８】
本発明で使用できる無極性溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、ナフタレン、エチルベンゼン、メチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、ジエチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジメチルエチルベンゼン、メチルジエチルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素系溶媒、デカリン等の炭化水素系溶媒等、ジエチルエーテルなどのエーテル類、酢酸エチルなどの無極性溶媒が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
中でも、トルエン、キシレンから選ばれる少なくとも１種は、上記ジメチル化反応後のＤＭＡＡの抽出溶媒および4級化の反応溶媒としても好適に利用可能であるため、特に好ましい。
【００３９】
４級化剤としては、例えば硫酸ジメチル、炭酸ジメチル等から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、中でも反応性の観点から硫酸ジメチルが好ましい。
【００４０】
プロトン性極性溶媒としては、ＴＭＡＡ−ＭｅＳＯ４の２５℃溶解度が５ｇ／ｄＬ以上のプロトン性極性溶媒が挙げられ、例えば水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール、エチレングリコール、グリセリン等の多価アルコールのようなアルコール系溶媒が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらのプロトン性極性溶媒を用いることにより、ＴＭＡＡ−ＭｅＳＯ４の単離および精製操作を省略して４級化工程とイオン交換工程を連続的に実施することが可能となる。したがって、トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の製造コストを大幅に抑制することができる。
中でも、水、メタノールから選ばれる少なくとも１種を使用することにより、後工程であるイオン交換工程を効率的に進めることができる。
【００４１】
Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンと４級化剤との反応は、常圧下で行うことができる。なお、必要に応じて４級化工程は、本発明の効果に悪影響を及ぼさない範囲で、加圧下で行うこともできる。また、４級化反応における反応温度は、例えば５０℃〜１２０℃、好ましくは８０℃〜１００℃である。
【００４２】
プロトン性極性溶媒の添加のタイミングは、４級化工程の反応開始前、反応進行中、及び反応終了（９５モル％以上、反応が進行）後のいずれかの時点であることができる。特に、プロトン性極性溶媒として水を用い、４級化剤として硫酸ジメチルを用いる場合は、水と硫酸ジメチルとの副反応を回避するために、水の添加順序を反応終了後とすることが好ましい。
【００４３】
また、ＤＭＡＡに対する硫酸ジメチルの割合は、モル比で例えば０．９０〜１．３０であり、好ましくは０．９０〜１．１０である。
また、無極性溶媒の使用割合は、ＤＭＡＡと４級化剤との合計容量に対し、例えば１．０〜１２．０倍であり、好ましくは２．０〜８．０倍である。
また、プロトン性極性溶媒の使用割合は、Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンと４級化剤との合計容量に対し、例えば１．０〜１２．０倍であり、好ましくは２．０〜８．０倍である。
【００４４】
上記のような４級化工程により、生成物であるＴＭＡＡ−ＭｅＳＯ４が得られる。４級化工程の終了後は、プロトン性極性溶媒の冷却により該生成物の溶解度を低下させることにより、または溶媒を除去することにより、再結晶により精製を行うことが可能である。
【００４５】
上記のような４級化工程によれば、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウムメチルスルフェートは、全質量（第４級アンモニウム塩の質量の合計）に対し、例えば少なくとも９５％含まれ、好ましくは９９．５％含まれる。工程（Ｂ）でのＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウムメチルスルフェートの収率を高くすることで、収率よくＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物を得ることができる。
【００４６】
（イオン交換工程）
イオン交換工程は、上記の４級化工程で得られたＴＭＡＡ−ＭｅＳＯ４からＴＭＡＡ−ＯＨを得る工程であり、本発明の工程（Ｃ）に相当する。
具体的には、イオン交換工程は、上記の４級化工程で得られたＴＭＡＡ−ＭｅＳＯ４に対し、強塩基性のアニオン交換体、例えばＯＨ型のイオン交換体を用いてアニオン交換を行うことによりＴＭＡＡ−ＯＨを得る工程である。すなわち、４級化工程で得られたＴＭＡＡ−ＭｅＳＯ４を含む溶液中にＯＨ型のイオン交換体、例えばＯＨ型のイオン交換樹脂を添加した後、該樹脂をろ過等で除去する方法や、ＯＨ型のイオン交換樹脂を充填したカラム中に４級化工程で得られたＴＭＡＡ−ＭｅＳＯ４を含む溶液を仕込み、展開溶媒として水やアルコールを使用して、カラム出口より流出させる方法等が挙げられる。強塩基性のアニオン交換体を用いることで、容易にイオン交換が可能となる。  
ＯＨ型のイオン交換樹脂としては、強塩基性のものであれば使用可能で、例えばアンバーライトＩＲＡ４００Ｊ（オルガノ社製）、ダイヤイオンＳＡ１０Ａ（三菱化学社製）、ＳＡＮＵＰＢ（三菱樹脂社製）、ＤＯＷＥＸ ＭＯＮＯＳＰＨＥＲＥ ５５０Ａ（ＤＯＷ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）、ＭｕｒｏｍａｃＡ２００４（ムロマチテクノス製）等が代表的なものとして挙げられる。
【００４７】
上記のイオン交換工程後のＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物溶液中に含まれる、ＴＭＡＡ−ＭｅＳＯ４量は、０．５質量％以下、好ましくは０．１質量％以下、アルカリ金属が０．１質量％以下、好ましくは０．０１質量％以下であるのがよい。
【００４８】
以上より、本発明の製造方法は特に下記態様が好ましい。
（Ａ）１−アミノアダマンタン塩酸塩を脱塩酸し、１−アミノアダマンタンを得て、得られた１−アミノアダマンタンをジメチル化することによりＮ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンを得て、溶解度パラメータが１０未満の無極性溶媒を加えＮ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンを当該無極性溶媒中に抽出する工程、
（Ｂ）Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンと硫酸ジメチルとを、溶解度パラメータが１０未満の無極性溶媒中で反応させ、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウムメチルスルフェートを得る工程を含み、
工程（Ｂ）の４級化反応開始前、反応進行中、及び反応終了後のいずれかの時点において反応系にプロトン性極性溶媒を添加して、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム塩をプロトン性極性溶媒側に抽出し、さらに
（Ｃ）Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウムメチルスルフェートのプロトン性極性溶媒溶液を用い、アニオン交換を行うことによりＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物を得る工程を含むことにより、トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物を製造する。
【００４９】
なお、上記のイオン交換工程後において、得られたＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物溶液から溶媒である水を除去し、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の濃度を１５質量％以上に濃縮する工程をさらに設けることもできる。このような濃縮工程を経ることにより、ゼオライトのテンプレート剤（構造規定剤）として使用することができる。また、運搬/貯蔵時の体積を低減できる点で有利となる。
水を除去する手段としては、単蒸留、エバポレーター、フラッシュ蒸留、および薄膜式蒸発器等の方法が挙げられる。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【００５１】
＜実施例１＞
（脱塩酸工程）
還流冷却管、温度計、攪拌機を備えた５００ｍｌ三口フラスコに、２−プロパノールを３０ｇ入れ、撹拌下で１−アミノアダマンタン塩酸塩（分子量：１８７．１）３０．０ｇ（０．１６ｍｏｌ）を添加した。反応系を５０℃に昇温した後、４８質量％水酸化ナトリウム水溶液を１４．０ｇ（０．１７ｍｏｌ）ゆっくり滴下して、１時間攪拌することで脱塩酸反応を行った。
【００５２】
（ジメチル化工程）
次いで、撹拌下で７６質量％ギ酸水溶液（分子量４６．０）２９．１ｇ（０．４８ｍｏｌ）を１５分かけて添加し、さらに３７質量％ホルムアルデヒド水溶液（分子量：３０．０）６５．１ｇ（０．８１ｍｏｌ）を１５分かけて添加した。滴下終了後、２−プロパノールの還流温度まで昇温し、５時間反応を行った。冷却した後、４８質量％水酸化ナトリウム水溶液を用いて、過剰分のギ酸およびホルムアルデヒドを失活させ、反応液水層のｐＨが１０以上になるように調整した。
次いで、トルエン２００ｍｌを加え、有機相を抽出し、Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミン２７．８ｇ（淡黄色液体）相当の溶液（１）を得た（収率９６．８％）。ガスクロマトグラフィー（装置：島津社製ＧＣ−２０１０  カラム：ＤＢ−１（０．２５ｍｍ×３０ｍ、０．２５ｕｍ）、キャリアガス：Ｈｅ、気化温度：２７０℃、検出器：ＦＩＤ（３００℃））によるピーク面積から純度を求めたところ、９９．８％以上であった。
【００５３】
（４級化工程）
還流冷却管、温度計、攪拌機を備えた５００ｍｌ三口フラスコに、ジメチル化工程で得られた溶液（１）をすべて加えて、５０℃に昇温した。次いで、撹拌下で硫酸ジメチル（分子量：１２６．１）を１９．８ｇ（０．１６ｍｏｌ）ゆっくり滴下した後、反応系を１００℃に昇温して、常圧下にて３時間反応を行った。その後、反応系にイオン交換水１５０ｇを加え、生成したＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウムメチルスルフェートをイオン交換水相への抽出により単離した。イオン交換水相に含まれているＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウムメチルスルフェートは、４５．８ｇであった（収率９７％）。液液体クロマトグラフィー（装置：ＷａｔｅｒｓＡｌｌｉａｎｃｅ社製２７９５  カラム：Ｘｂｒｉｄｇｅ  Ｃ１８  膜厚：３．５μｍ  サイズ：４．６×１５０ｍｍ  温度：４０℃  溶出液：０．１％ギ酸／ＣＨ３ＣＮ＝９／１  検出器：ＭＳ）によるピークの面積から純度を求めたところ、純度は９９．５％以上であった。
【００５４】
（イオン交換工程）
カラムに強塩基性イオン交換樹脂（ＳＡＮＵＰＢ（三菱化学製））４００ｍｌを充填し、た。次に上記４級化工程で得られたＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウムメチルスルフェート（分子量：３０５．４）４５．０ｇ（０．１５ｍｏｌ）相当の水溶液を、カラム内に流し込んだ。次いで展開溶媒としてイオン交換水を投入し、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の水溶液を得た（収率９８％）。さらに回収した水溶液中のＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の濃度が２５質量％となるように４０℃で加熱濃縮した。
液体クロマトグラフィー（装置：Ｗａｔｅｒｓ Ａｌｌｉａｎｃｅ社製２７９５  カラム：Ｘｂｒｉｄｇｅ  Ｃ１８  膜厚：３．５μｍ  サイズ：４．６×１５０ｍｍ  温度：４０℃  溶出液：０．１％ギ酸／ＣＨ３ＣＮ＝９／１  検出器：ＭＳ）によるピークの面積から純度を求めたところ、９９．５％以上であった。
ＩＣＰ（装置：アジレントテクノロジー社製７１０ＩＣＰ−ＯＥＳ  試料（ＴＭＡＡ−ＯＨ）３．０ｍＬに対して、Ｈ２Ｏを２．７ｍＬと６９％ＨＮＯを３０．３ｍＬ加える  測定温度：２０℃）によりアルカリ金属含有量を測定したところ、０．５％未満であった。
核磁気共鳴スペクトル（装置：ＪＯＥＬ  ３００ＭＨｚ  溶媒：ｄ６−ＤＭＳＯ  積算回数：１６回）でスペクトルデータを測定したところ、１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ）：１．６ｐｐｍ（ｂ’，６Ｈ）、２．０ｐｐｍ（ｄ’，６Ｈ）、２．２ｐｐｍ（ｃ’，３Ｈ）、２．９ｐｐｍ（ａ’，９Ｈ）であり、下記式（１）で示す構造であることが確認された。中和剤に０．１規定のＨＣｌ水溶液、指示薬にフェノールフタレイン液を用いた滴定により、メチルスルフェートイオンはヒドロキシイオンへ９９．５％以上イオン交換されていることが確認された。
【００５５】
【化１】
2016023165.tif 000003
【００５６】
＜実施例２＞
実施例１と同様の脱塩酸工程を経て、さらに抽出溶媒としてトルエンの替わりにキシレンを用いた以外は実施例１と同様のジメチル化工程を経て、Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミンの溶液（２）（Ｎ，Ｎ−ジメチルアダマンチルアミン２７．８ｇ（０．１６ｍｏｌ）相当）を得た。
【００５７】
（４級化工程）
還流冷却管、温度計、攪拌機を備えた５００ｍｌ三口フラスコに、溶液（２）およびイオン交換水１５０ｇを加えて、５０℃に昇温した。次いで、撹拌下で硫酸ジメチル２１．７ｇ（０．１７ｍｏｌ）をゆっくり滴下した後、反応系を１００℃に昇温して、常圧下にて３時間反応を行った。その後、水相を単離し、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウムメチルスルフェート４５．０ｇ相当の水溶液を得た（収率９０％）。実施例１同様に液体クロマトグラフィーにより純度を測定したところ、＞９９．５％以上であった。
【００５８】
（イオン交換工程）
実施例１と同様にイオン交換工程を経て、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の水溶液を得た（収率９８％）。回収した水溶液中のＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアダマンチルアンモニウム水酸化物の濃度が２５質量％となるように４０℃で加熱濃縮した。
実施例１同様に、液体クロマトグラフィーにより純度を測定したところ９９．５％以上であり、ＩＣＰによりアルカリ金属含有量を測定したところ、０．５％未満であり、核磁気共鳴スペクトルによりスペクトルデータを測定したところ、１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ）：１．６ｐｐｍ（ｂ’，６Ｈ）、２．０ｐｐｍ（ｄ’，６Ｈ）、２．２ｐｐｍ（ｃ’，３Ｈ）、２．９ｐｐｍ（ａ’，９Ｈ）であり、上記式（１）で示す構造であることが確認できた。中和剤に０．１規定のＨＣｌ水溶液、指示薬にフェノールフタレイン液を用いた滴定により、メチルスルフェートイオンはヒドロキシイオンへ９９．５％以上イオン交換されていることが確認された。
【００５９】
（実施例３〜８）
４級化工程における、溶媒、硫酸ジメチルの添加量、合成温度、合成時間、合成圧力を表１の通りに変えた以外は実施例１と同様にしてＴＭＡＡ−ＯＨを合成した。その結果、収率、純度、アルカリ金属含有量、構造、ヒドロキシイオン交換率は表１に示した通りであった。
【００６０】
【表１】
2016023165.tif 000004
【図１】
2016023165.tif 000005
【図２】
2016023165.tif 000006