IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 住友化学株式会社の特許一覧

特許70094611-アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物の製造方法
<>
  • 特許-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 図1
  • 特許-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 図2
  • 特許-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 図3
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-01-14
(45)【発行日】2022-01-25
(54)【発明の名称】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
(51)【国際特許分類】
   C07C 227/16 20060101AFI20220118BHJP
   C07C 229/48 20060101ALI20220118BHJP
   C07C 227/40 20060101ALI20220118BHJP
   C07C 227/18 20060101ALI20220118BHJP
【FI】
C07C227/16
C07C229/48
C07C227/40
C07C227/18
【請求項の数】 3
(21)【出願番号】P 2019517591
(86)(22)【出願日】2018-05-02
(86)【国際出願番号】 JP2018017482
(87)【国際公開番号】W WO2018207694
(87)【国際公開日】2018-11-15
【審査請求日】2021-02-10
(31)【優先権主張番号】P 2017092615
(32)【優先日】2017-05-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000002093
【氏名又は名称】住友化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100080791
【弁理士】
【氏名又は名称】高島 一
(74)【代理人】
【識別番号】100136629
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 光宜
(74)【代理人】
【識別番号】100125070
【弁理士】
【氏名又は名称】土井 京子
(74)【代理人】
【識別番号】100121212
【弁理士】
【氏名又は名称】田村 弥栄子
(74)【代理人】
【識別番号】100174296
【弁理士】
【氏名又は名称】當麻 博文
(74)【代理人】
【識別番号】100137729
【弁理士】
【氏名又は名称】赤井 厚子
(74)【代理人】
【識別番号】100151301
【弁理士】
【氏名又は名称】戸崎 富哉
(72)【発明者】
【氏名】河村 充展
(72)【発明者】
【氏名】岡本 裕晃
(72)【発明者】
【氏名】竹林 宏祐
【審査官】高橋 直子
(56)【参考文献】
【文献】特開昭56-45443(JP,A)
【文献】特公昭41-16862(JP,B1)
【文献】SALAUN, J. et al.,A New and Convenient Preparation of 1-Aminocyclopropanecarboxylic Acid from Acrolein,J. Org. Chem.,1990年,Vol. 55,pp. 4276-4281,第4281頁右欄、実験項の1-アミノシクロプロパンカルボン酸の製造方法に関する部分
【文献】VALLE, G. et al.,Crystallographic characterization of conformation of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid residue (Ac3O) in simple derivatives and peptides,Int. J. Peptide Protein Res.,1989年,34,56-65,第57頁
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C07C 227/16
C07C 229/48
C07C 227/40
C07C 227/18
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【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、C~C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C~Cアルコールと接触させることを含む、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】
~Cアルコールがメタノールである、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
1-(アセチルアミノ)シクロプロパンカルボン酸C~C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または2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】
【文献】US4367344
【非特許文献】
【0004】
【文献】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、C~C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C~Cアルコールと接触させるという簡便な操作で、結晶から水を除去した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、C~C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C~Cアルコールと接触させることを含む、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] C~Cアルコールがメタノールである、上記[1]に記載の方法。
[3] 1-(アセチルアミノ)シクロプロパンカルボン酸C~C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]または[2]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C~Cアルコールと接触させ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水和物のメタノールとの接触前のX線回折データである。
図2】1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物のメタノールとの接触直後のX線回折データである。
図3】1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物のメタノールとの接触8分後のX線回折データである。
【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C~C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C~C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C~C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C~C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。
~C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、C~Cアルキルエステルが好適であり、C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。
~C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。
~C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、C~C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C~C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、C~C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、C~C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) C~C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、C~C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】
こうして得られた1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物はC~Cアルコールと接触させることにより、1-アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物に導かれる。
~Cアルコールとは、メタノールおよびエタノールである。中でも、0.5水和物の結晶構造から水を効率よく除去できる点から、メタノールが好適である。
~Cアルコールの使用量は、水の除去効率及び経済性の点から、1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物1重量部に対し、通常0.5~5重量部であり、工業的には0.5~2重量部が好適である。
【0017】
1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物とC~Cアルコールとの接触は、1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物とC~Cアルコールとを混合し撹拌することにより行うことができる。また、1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物をC~Cアルコールで洗浄または湿潤することにより行うこともできる。水の除去効率及び簡便性の点から、1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物をC~Cアルコールで洗浄または湿潤する方法が好適である。
1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物とC~Cアルコールとの接触は、通常、0~40℃で行われ、工業的には10~30℃が好適である。また、その接触時間は、通常10分~10時間、工業的には10分~2時間が好適である。
【0018】
1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物とC~Cアルコールとの接触後、変換された1-アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物は、必要により乾燥させてもよく、通常、80℃以下、工業的には60℃以下、特に20~60℃での乾燥が好適である。乾燥は、窒素ガス等の通気下で行ってもよい。また、20kPa~1kPaの減圧下で行ってもよい。乾燥時間は、通常10分~20時間、工業的には10分~10時間が好適である。乾燥前には、濾過を行ってもよいが、省略することもできる。
【0019】
工業的規模の製造には、1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物を製造する反応の終了後、晶析した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、引き続いて、C~Cアルコールで洗浄し、乾燥させる、という方法が好適である。このような方法は、1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物を製造する反応から引き続いて、本発明の方法を行うことができ、また、1-アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物の濾過工程を省略できるので、工業的利点が非常に大きい。
【実施例
【0020】
以下、本発明について、実施例、参考例および比較例を挙げてさらに具体的に説明する。なお、以下の実施例、参考例および比較例におけるカールフィッシャー法およびX線回折の測定条件は以下の通りである。
【0021】
カールフィッシャー法(KF法)による水分量の測定方法
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)を用いて実施した。
【0022】
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】
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、1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物を得た。
【0024】
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、1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物を得た。
【0025】
実施例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。
【0026】
実施例4
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。
【0027】
実施例5~6及び比較例1~6
1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物(1g)に対して、表1に示す溶媒(0.5g)を加え、よく混合した後、22℃、1kPaで1時間減圧乾燥を実施した。その後、サンプルの水分量をKF法で測定した。その結果を表1に示す。
ここで、変換率とは、1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物が、1-アミノシクロプロパンカルボン酸非水和物に変化した割合を意味する。1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物の水分量である8.2%を基準として、以下の式により変換率(0%~100%)を求める。
変換率(%)={8.2%-水分量(%)/8.2%}×100
【0028】
【表1】
【0029】
実施例7
1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物の結晶構造をX線回折(XRD)にて確認した後、メタノールをふりかけ、窒素ガスを吹き付けながら、時間経過とともに結晶構造がどう変化していくかを確認した。XRDのデータを図1~3に示す。吹きかけた直後から、非水和物の結晶構造への変化が確認され、8分後にはほぼすべてが非水和物に変換されることを確認した。
【0030】
参考例
1-アミノシクロプロパンカルボン酸0.5水和物(0.5g)にメタノール(4.5g、水分量58ppm)を加え、30℃にて30分撹拌した。上澄みのメタノールの水分量をKF法で測定したところ、0.88%を示した(0.5水和物中の水分量の96.7%)。
【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C~Cアルコールと接触させることにより、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
図2
図3