説明

カルボン酸アミドの製造方法

【課題】カルボン酸エステルから高収率でカルボン酸アミドを製造する新規方法の提供。
【解決手段】金属アルコキシドの存在下、式(1)


で示されるカルボン酸エステルと、式(2)


で示されるアミンと、式(3)


を反応させる工程を有する、式(4)


(式中、Rは、置換基を有していてもよいC〜C20炭化水素基又は置換基を有していてもよいC〜C20複素環基を表し、Rは、置換基を有していてもよいC〜C20炭化水素基を表す。)で示されるカルボン酸アミドの製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カルボン酸アミドの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
カルボン酸アミドは、医農薬原体、電子材料をはじめとする各種化学製品及びそれらの合成中間体等として重要な化合物である(例えば特許文献1参照)。
【0003】
特許文献1には、金属アルコキシドであるナトリウムメトキシドの存在下で、カルボン酸エステルである4,5−ビス(4−メトキシフェニル)−1,3−オキサゾール−2−カルボン酸エチルをホルムアミドと反応させ、4,5−ビス(4−メトキシフェニル)−1,3−オキサゾール−2−カルボン酸アミドというカルボン酸アミドを収率71.9%で得る方法が記載されている(実施例2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表2006−517535号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記方法では、得られるカルボン酸アミドの収率は、必ずしも十分満足できない。
【0006】
そこで、カルボン酸エステルから優れた収率でカルボン酸アミドを製造する新たな方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは鋭意検討し、本発明に至った。
【0008】
本発明は、カルボン酸エステル、アミン、及び該アミンに対応するホルムアミド化合物を金属アルコキシドの存在下で反応させるカルボン酸アミドの製造方法を提供する。ここで、アミンに対応するホルムアミド化合物とは、アミンの水素原子の1つをホルミル基で置換した化合物を意味する。
【0009】
特に、本発明は、金属アルコキシドの存在下、式(1)

(式中、Rは、置換基を有していてもよいC〜C20炭化水素基又は置換基を有していてもよいC〜C20複素環基を表し、
は、置換基を有していてもよいC〜C20炭化水素基を表す。)
で示されるカルボン酸エステル、
式(2)

(式中、Rは、水素原子又は置換基を有していてもよいC〜C20炭化水素基を表す。)
で示されるアミン、及び
式(3)

(式中、Rは上記で定義したとおり。)
で示されるホルムアミド化合物を反応させる工程を有する式(4)

(式中、R及びRは上記で定義したとおり。)
で示されるカルボン酸アミドの製造方法、
を提供する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、カルボン酸エステルから優れた収率でカルボン酸アミドを製造する新たな方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【0012】
式(1)において、Rで表されるC〜C20炭化水素基としては、例えば、C〜C20脂肪族炭化水素基及びC〜C20芳香族炭化水素基が挙げられる。
【0013】
〜C20脂肪族炭化水素基としては、例えば、C〜C20アルキル基、C〜C20アルケニル基、C〜C20シクロアルキル基、C〜C20シクロアルケニル基、2以下のC〜Cアルキル基を有するC〜Cシクロアルキル基、2以下のC〜Cアルキル基を有するC〜Cシクロアルケニル基、C〜Cシクロアルキル基を有するC〜C12アルキル基が挙げられる。
【0014】
〜C20アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1−エチルプロピル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、1,1−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、2−エチルブチル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基及びエイコシル基が挙げられる。
【0015】
〜C20アルケニル基としては、例えば、エテニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、3−メチル−2−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、4−メチル−3−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、1−ヘプテニル基、1−オクテニル基、1−ノネニル基、1−デセニル基、1−ウンデセニル基、1−ドデセニル基、1−トリデセニル基及び1−エイコセニル等が挙げられる。
【0016】
〜C20シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基、シクロトリデシル基及びシクロエイコシル基が挙げられる。
【0017】
〜C20シクロアルケニル基としては、例えば、2−シクロペンテン−1−イル基、3−シクロペンテン−1−イル基、2−シクロヘキセン−1−イル基、3−シクロヘキセン−1−イル基、2−シクロヘプテン−1−イル基、2−シクロオクテン−1−イル基、2−シクロノネン−1−イル基、2−シクロデセン−1−イル基、2−シクロドデセン−1−イル基、2−シクロエイコセン−1−イル基、2,4−シクロペンタジエン−1−イル基、2,4−シクロヘキサジエン−1−イル基及び2,5−シクロヘキサジエン−1−イル基が挙げられる。
【0018】
2以下のC〜Cアルキル基を有するC〜Cシクロアルキル基としては、例えば、1−メチルシクロプロパン−1−イル基、2−メチルシクロプロパン−1−イル基、1,2−ジメチルシクロプロパン−1−イル基、2,2−ジメチルシクロプロパン−1−イル基、1−エチルシクロプロパン−1−イル基、2−エチルシクロプロパン−1−イル基、1−エチル−2−メチルシクロプロパン−1−イル基、2−エチル−2−メチルシクロプロパン−1−イル基、2,2−ジエチルシクロプロパン−イル基、2−メチルシクロブタン−1−イル基、2−メチルシクロペンタン−1−イル基、2−メチルシクロヘキサン−1−イル基、2−メチルシクロヘプタン−1−イル基及び2−メチルシクロオクタン−1−イル基が挙げられる。
【0019】
2以下のC〜Cアルキル基を有するC〜Cシクロアルケニル基としては、例えば、1−メチル−2−シクロペンテン−1−イル基、2−メチル−1−シクロペンテン−1−イル基、1−メチル−2−シクロヘキセン−1−イル基、2−メチル−1−シクロヘキセン−1−イル基、1−メチル−2−シクロへプテン−1−イル基、2−メチル−1−シクロへプテン−1−イル基、1−メチル−2−シクロオクテン−1−イル基及び2−メチル−1−シクロオクテン−1−イル基が挙げられる。
【0020】
〜Cシクロアルキル基を有するC〜C12アルキル基としては、例えば、シクロプロピルメチル基、2−(シクロプロピル)エチル基、シクロブチルメチル基、2−(シクロブチル)エチル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘプチルメチル基及びシクロオクチルメチル基が挙げられる。
【0021】
〜C20芳香族炭化水素基は、ここでは芳香環を有する炭化水素基を意味し、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、アセナフチレニル基、ナフタセニル基、ビフェニレニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、ベンジル基、(2−メチルフェニル)メチル基、2−フェニルエチル基、2−(2−メチルフェニル)エチル基、2−フェニルシクロプロピル基及び4−フェニルシクロヘキシル基が挙げられる。
【0022】
式(1)において、Rで表されるC〜C20炭化水素基は置換基を有していてもよく、その置換基としては、例えば下記<群P1>から選ばれる置換基が挙げられる。
【0023】
<群P1>
〜C12アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基及びシアノ基
【0024】
ここで、C〜C12のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基及びオクチルオキシ基等の直鎖状若しくは分岐鎖状のC〜C12アルコキシ基、並びにシクロプロポキシ基、シクロブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基及びシクロオクチルオキシ基等の環状のC〜C12アルコキシ基が挙げられる。ハロゲン原子としては例えば、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子が挙げられ、Rで表されるC〜C20炭化水素基は1つの炭素原子に3つのフッ素原子が置換基として存在するトリフルオロメチル部を有していてもよい。
【0025】
式(1)において、Rで表されるC〜C20複素環基としては、例えば、C〜C20脂肪族複素環基及びC〜C20芳香族複素環基が挙げられる。
【0026】
〜C20脂肪族複素環基とは、芳香族性を有しないC〜C20複素環基を意味し、例えば、アゼチジニル基、ピロリジニル基、ピペリジル基、アゼパニル基、ピペラジニル基、モルホリニル基、チオモルホリニル基、オキサゾリジニル基、チアゾリジニル基、イミダゾリジニル基、オキサゾリニル基、イミダゾリニル基及びピラゾリジニル基が挙げられる。
【0027】
〜C20芳香族複素環基とは、芳香族性を有するC〜C20複素環基を意味し、例えば、2−フリル基、3−フリル基、2−チエニル基、3−ピリジル基、2−ピリミジニル基、3−ピリダジニル基、2−ピラジニル基、2−ピロリル基、2−イミダゾリル基、2−ピラゾリル基、2−チアゾリル基、2−オキサゾリル基、キノリン−2−イル基、イソキノリン−1−イル基及びベンゾフラン−2−イル基が挙げられる。
【0028】
式(1)において、Rで表されるC〜C20複素環基は置換基を有していてもよく、その置換基としては、例えば、上述の<群P1>から選ばれる置換基と同じもの及びトリフルオロメチル基が挙げられる。
【0029】
式(1)において、Rで表される置換基を有していてもよいC〜C20炭化水素基における、C〜C20炭化水素基としては、例えば、上述のC〜C20炭化水素基と同じものが挙げられる。Rで表されるC〜C20炭化水素基における置換基としては、例えば、上述の<群P1>から選ばれる置換基と同じものが挙げられる。
【0030】
は、好ましくはC〜C12アルキル基であり、より好ましくはC〜Cアルキル基である。
【0031】
式(1)で示されるカルボン酸エステル(以下、カルボン酸エステル(1)と記す。)としては、例えば、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、酪酸メチル、吉草酸メチル、イソ吉草酸メチル、ヘキサン酸メチル、ヘプタン酸メチル、シクロヘキシル酸メチル、オクタン酸メチル、イソオクタン酸メチル、ノナン酸メチル、デカン酸メチル、シクロプロパンカルボン酸メチル、2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸メチル、2−フェニル−1−シクロプロパンカルボン酸メチル、クロトン酸メチル、3,3−ジメチルアクリル酸メチル、3,3−ジメチル−4−ペンテン酸メチル、3−シクロヘキセン−1−カルボン酸メチル、安息香酸メチル、p−トルイル酸メチル、1−ナフトエ酸メチル、2−ナフトエ酸メチル、2−クロロ安息香酸メチル、4−クロロ安息香酸メチル、2−ブロモ安息香酸メチル、4−ブロモ安息香酸メチル、3−ニトロ安息香酸メチル、4−ニトロ安息香酸メチル、6−ブロモ−2−ナフトエ酸メチル、フェニル酢酸メチル、4−トリル酢酸メチル、3−フェニルプロピオン酸メチル、1−ナフタレン酢酸メチル、4−メトキシフェニル酢酸メチル、3−メトキシフェニル酢酸メチル、ニコチン酸メチル、イソニコチン酸メチル、6−メチルニコチン酸メチル、(R)−(+)−1−エチル−2−ピロリジンカルボン酸エチル、2−ピラジンカルボン酸メチル、ニペコチン酸メチル、イソニペコチン酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸tert−ブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、酢酸ヘキシル、酢酸イソヘキシル、酢酸シクロヘキシル、酢酸イソプロペニル、酢酸2−メチルベンジル、酢酸4−メチルベンジル、酢酸2−クロロベンジル、酢酸4−クロロベンジル、酢酸4−メトキシベンジル、酢酸4−ニトロベンジル、酢酸フェニル、酢酸1−ナフチル、酢酸2−ナフチル、酢酸2−メチル−1−ナフチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸sec−ブチル、プロピオン酸tert−ブチル、プロピオン酸ペンチル、プロピオン酸イソペンチル、プロピオン酸ヘキシル、プロピオン酸イソヘキシル、プロピオン酸シクロヘキシル、プロピオン酸イソプロペニル、プロピオン酸2−メチルベンジル、プロピオン酸4−メチルベンジル、プロピオン酸2−クロロベンジル、プロピオン酸4−クロロベンジル、プロピオン酸4−メトキシベンジル、プロピオン酸4−ニトロベンジル、プロピオン酸フェニル、プロピオン酸1−ナフチル、プロピオン酸2−ナフチル、プロピオン酸2−メチル−1−ナフチル、シクロプロパンカルボン酸エチル、シクロプロパンカルボン酸プロピル、シクロプロパンカルボン酸イソプロピル、シクロプロパンカルボン酸ブチル、シクロプロパンカルボン酸sec−ブチル、シクロプロパンカルボン酸tert−ブチル、シクロプロパンカルボン酸ペンチル、シクロプロパンカルボン酸イソペンチル、シクロプロパンカルボン酸ヘキシル、シクロプロパンカルボン酸イソヘキシル、シクロプロパンカルボン酸シクロヘキシル、シクロプロパンカルボン酸イソプロペニル、シクロプロパンカルボン酸2−メチルベンジル、シクロプロパンカルボン酸4−メチルベンジル、シクロプロパンカルボン酸2−クロロベンジル、シクロプロパンカルボン酸4−クロロベンジル、シクロプロパンカルボン酸−4−メトキシベンジル、シクロプロパンカルボン酸4−ニトロベンジル、シクロプロパンカルボン酸フェニル、シクロプロパンカルボン酸1−ナフチル、シクロプロパンカルボン酸2−ナフチル、シクロプロパンカルボン酸2−メチル−1−ナフチル、クロトン酸エチル、クロトン酸プロピル、クロトン酸イソプロピル、クロトン酸ブチル、クロトン酸sec−ブチル、クロトン酸tert−ブチル、クロトン酸ペンチル、クロトン酸イソペンチル、クロトン酸ヘキシル、クロトン酸イソヘキシル、クロトン酸シクロヘキシル、クロトン酸イソプロペニル、クロトン酸2−メチルベンジル、クロトン酸4−メチルベンジル、クロトン酸2−クロロベンジル、クロトン酸4−クロロベンジル、クロトン酸4−メトキシベンジル、クロトン酸4−ニトロベンジル、クロトン酸フェニル、クロトン酸1−ナフチル、クロトン酸2−ナフチル、クロトン酸2−メチル−1−ナフチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸イソプロピル、安息香酸ブチル、安息香酸sec−ブチル、安息香酸tert−ブチル、安息香酸ペンチル、安息香酸イソペンチル、安息香酸ヘキシル、安息香酸イソヘキシル、安息香酸シクロヘキシル、安息香酸イソプロペニル、安息香酸2−メチルベンジル、安息香酸4−メチルベンジル、安息香酸2−クロロベンジル、安息香酸4−クロロベンジル、安息香酸4−メトキシベンジル、安息香酸4−ニトロベンジル、安息香酸フェニル、安息香酸1−ナフチル、安息香酸2−ナフチル、安息香酸2−メチル−1−ナフチル、ニコチン酸エチル、ニコチン酸プロピル、ニコチン酸イソプロピル、ニコチン酸ブチル、ニコチン酸sec−ブチル、ニコチン酸tert−ブチル、ニコチン酸ペンチル、ニコチン酸イソペンチル、ニコチン酸ヘキシル、ニコチン酸イソヘキシル、ニコチン酸シクロヘキシル、ニコチン酸イソプロペニル、ニコチン酸2−メチルベンジル、ニコチン酸4−メチルベンジル、ニコチン酸2−クロロベンジル、ニコチン酸4−クロロベンジル、ニコチン酸4−メトキシベンジル、ニコチン酸4−ニトロベンジル、ニコチン酸フェニル、ニコチン酸1−ナフチル、ニコチン酸2−ナフチル及びニコチン酸2−メチル−1−ナフチルが挙げられる。
【0032】
カルボン酸エステル(1)は、カルボン酸を塩化チオニル等の酸ハロゲン化剤と反応させた後、得られるカルボン酸ハライドとアルコールとを反応させる方法、カルボン酸とアルコールとをジシクロヘキシルカルボジイミド等の縮合剤の存在下で反応させる方法等の公知の方法にしたがって合成できる。また、市販品をそのまま用いることもできる。
【0033】
式(2)及び(3)において、Rで表されるC〜C20炭化水素基としては、例えば、上述のC〜C20炭化水素基と同じものが挙げられる。Rで表されるC〜C20炭化水素基は置換基を有していてもよく、その置換基としては、例えば、上述の<群P1>から選ばれる置換基と同じものが挙げられる。
【0034】
は、好ましくは水素原子又はC〜C20アルキル基であり、より好ましくは水素原子又はC〜C12アルキル基であり、さらに好ましくは水素原子又はC〜Cアルキル基である。
【0035】
式(2)で示されるアミン(以下、アミン(2)と記す。)としては、例えば、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、シクロプロピルアミン、ブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ペンチルアミン、イソペンチルアミン、ヘキシルアミン、イソヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、オクチルアミン、イソオクチルアミン、ノニルアミン、イソノニルアミン、デシルアミン、イソデシルアミン、アリルアミン、3−アミノ−1−ブテン、プロペニルアミン、2−メチル−1−プロペニルアミン、2−メチルベンジルアミン、4−メチルベンジルアミン、2−クロロベンジルアミン、4−クロロベンジルアミン、4−メトキシベンジルアミン、4−ニトロベンジルアミン、フェニルアミン、1−ナフチルアミン、2−ナフチルアミン及び2−メチル−1−ナフチルアミンが挙げられる。
【0036】
アミン(2)は、好ましくはアンモニア又はC〜C20アルキルアミンであり、より好ましくはアンモニア又はC〜C12アルキルアミンであり、さらに好ましくはアンモニア又はC〜Cアルキルアミンである。
【0037】
アミン(2)は、ニトロ化合物やシアノ化合物を還元する方法や、ハロゲン化物とフタルイミドカリウムとを反応させて得られるN−置換フタルイミドを加水分解する方法等の公知の方法にしたがって合成できる。また、市販品をそのまま用いることもできる。
【0038】
式(3)で示されるホルムアミド化合物(以下、ホルムアミド化合物(3)と記す。)としては、例えば、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N−エチルホルムアミド、N−プロピルホルムアミド、N−イソプロピルホルムアミド、N−シクロプロピルホルムアミド、N−ブチルホルムアミド、N−sec−ブチルホルムアミド、N−tert−ブチルホルムアミド、N−ペンチルホルムアミド、N−イソペンチルホルムアミド、N−ヘキシルホルムアミド、N−イソヘキシルホルムアミド、N−シクロヘキシルホルムアミド、N−オクチルホルムアミド、N−イソオクチルホルムアミド、N−ノニルホルムアミド、N−イソノニルホルムアミド、N−デシルホルムアミド、N−イソデシルホルムアミド、N−アリルホルムアミド、N−プロペニルホルムアミド、N−2−メチル−1−プロペニルホルムアミド、N−2−メチルベンジルホルムアミド、N−4−メチルベンジルホルムアミド、N−2−クロロベンジルホルムアミド、N−4−クロロベンジルホルムアミド、N−4−メトキシベンジルホルムアミド、N−4−ニトロベンジルホルムアミド、N−フェニルホルムアミド、N−1−ナフチルホルムアミド、N−2−ナフチルホルムアミド及びN−2−メチル−1−ナフチルホルムアミドが挙げられる。
【0039】
ホルムアミド化合物(3)は、ギ酸と上述のアミン(2)とを反応させる方法(例えば、Journal of the American Chemical Society,1960年,第82巻,441〜443頁参照。)等の公知の方法にしたがって合成できる。また、市販品をそのまま用いてもよい。
【0040】
金属アルコキシドとしては、例えば、アルカリ金属アルコキシド及びアルカリ土類金属アルコキシドが挙げられ、これらの金属アルコキシドは、通常、C〜Cアルコキシドである。
【0041】
アルカリ金属アルコキシドとしては、例えば、リチウムメトキシド、リチウムエトキシド、リチウムプロポキシド、リチウムイソプロポキシド、リチウムブトキシド、リチウムsec−ブトキシド及びリチウムtert−ブトキシド等のリチウムアルコキシド;ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド、ナトリウムブトキシド、ナトリウムsec−ブトキシド及びナトリウムtert−ブトキシド等のナトリウムアルコキシド;並びに、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムプロポキシド、カリウムイソプロポキシド、カリウムブトキシド、カリウムsec−ブトキシド及びカリウムtert−ブトキシド等のカリウムアルコキシドが挙げられる。
【0042】
アルカリ土類金属アルコキシドとしては、例えば、マグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシド、マグネシウムプロポキシド、マグネシウムイソプロポキシド、マグネシウムブトキシド、マグネシウムsec−ブトキシド及びマグネシウムtert−ブトキシド等のマグネシウムアルコキシド;並びに、カルシウムメトキシド、カルシウムエトキシド、カルシウムプロポキシド、カルシウムイソプロポキシド、カルシウムブトキシド、カルシウムsec−ブトキシド及びカルシウムtert−ブトキシド等のカルシウムアルコキシドが挙げられる。
【0043】
金属アルコキシドは、好ましくはアルカリ金属アルコキシドであり、より好ましくはナトリウムメトキシド又はカリウムメトキシドである。
【0044】
次いで、本発明における、式(4)で示されるカルボン酸アミド(以下、カルボン酸アミド(4)と記す。)の製造法を説明する。カルボン酸アミド(4)の製造法は、金属アルコキシドの存在下、カルボン酸エステル(1)、アミン(2)及びホルムアミド化合物(3)を反応させる工程を有する。かかる工程により、カルボン酸エステル(1)はカルボン酸アミド(4)に変換される。以下、カルボン酸エステル(1)、アミン(2)及びホルムアミド化合物(3)の反応を、本反応と記すことがある。
【0045】
本反応におけるアミン(2)の使用量は、カルボン酸エステル(1)1モルに対して、好ましくは1〜30モルであり、より好ましくは3〜15モルである。アミン(2)の使用量を、カルボン酸エステル(1)1モルに対して1モル以上とすることにより、後述するホルムアミド化合物(3)及び金属アルコキシドの使用量を、カルボン酸エステル(1)1モルに対して1モル以下としても、カルボン酸アミド(4)を優れた収率で得ることができる。アミン(2)の使用量は、カルボン酸エステル(1)1モルに対して30モル以下であることが実用的である。
【0046】
本反応において、アミン(2)としてアンモニア、メチルアミン、エチルアミン等を用いる場合には、反応終了後にこれらを揮発させる等により反応混合物から容易に除去し、回収することができる。また、アミン(2)は、反応終了後に得られる反応混合物を、例えば、塩酸、硫酸等の鉱酸で洗浄することによっても、反応混合物から容易に除去し、回収することができる。このように、カルボン酸エステル(1)に対してアミン(2)を過剰量用いても、反応終了後にアミン(2)を容易に反応混合物から除去し、回収することができる。回収したアミン(2)は、必要に応じて精製し、本反応に再利用することができる。
【0047】
ホルムアミド化合物(3)の使用量は、カルボン酸エステル(1)1モルに対して、例えば0.1〜10モルであり、好ましくは0.3〜1モルであり、より好ましくは0.4〜0.9モルである。ホルムアミド化合物(3)の使用量が0.1モルよりも少ない場合は本反応の進行が遅くなる傾向にある。
【0048】
金属アルコキシドの使用量は、カルボン酸エステル(1)1モルに対して、例えば0.01〜1モルであり、好ましくは0.2〜0.4モルである。金属アルコキシドの使用量が0.01モルよりも少ない場合は本反応の進行が遅くなる傾向にある。金属アルコキシドの使用量は、1モル以下とすることが実用的である。
【0049】
本反応は、好ましくは溶媒中にて行われる。
【0050】
溶媒としては、例えば、脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、エーテル溶媒、アルコール溶媒、非プロトン性極性溶媒、及びこれらの混合溶媒が挙げられる。
【0051】
脂肪族炭化水素溶媒としては、例えば、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、イソノナン、デカン、イソデカン、ウンデカン、ドデカン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン及びtert−ブチルヘキサンが挙げられ、芳香族炭化水素溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、tert−ブチルベンゼン、キシレン、メシチレンが挙げられ、ハロゲン化炭化水素溶媒としては、例えば、モノクロロベンゼン、モノフルオロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、1,3−ジクロロベンゼン、1,2,3−トリクロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム及び1,2−ジクロロエタンが挙げられ、エーテル溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジペンチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジヘプチルエーテル、ジオクチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル及びジフェニルエーテルが挙げられ、アルコール溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール及びtert−ブチルアルコールが挙げられ、非プロトン性極性溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルプロピオンアミド及びN−メチルピロリドンが挙げられる。
【0052】
好ましい溶媒はアルコール溶媒であり、メタノールがより好ましい。
【0053】
溶媒は、市販品をそのまま用いることもできるし、蒸留等により精製したものを用いることもできる。
【0054】
溶媒の使用量は、カルボン酸エステル(1)1重量部に対して、好ましくは1〜100重量部であり、より好ましくは2重量部〜10重量部である。
本反応の反応温度は、例えば0℃〜150℃の範囲、好ましくは40℃〜100℃の範囲、さらに好ましくは60℃〜90℃の範囲から選択される。
【0055】
本反応の反応時間は、アミン(2)の使用量や反応温度によるが、例えば1〜10時間である。
【0056】
本反応は、例えば、常圧条件下又は加圧条件下のいずれの条件下でも行われるが、好ましくは加圧条件下で行われる。本反応における圧力は、ゲージ圧で、好ましくは0MPa〜3MPaであり、より好ましくは0.5MPa〜1MPaである。
【0057】
本反応は、例えば、以下の(I)〜(VIII)に記載されるいずれかの方法により行うことができる。
【0058】

(I) カルボン酸エステル(1)に、金属アルコキシドとホルムアミド化合物(3)とを添加した後、得られる混合物にアミン(2)を添加し、得られる混合物の温度を上述の反応温度に調節する方法。
【0059】
(II) カルボン酸エステル(1)に、金属アルコキシドとホルムアミド化合物(3)とを添加した後、得られる混合物の温度を上述の反応温度に調節し、そこへアミン(2)を添加する方法。
【0060】
(III) カルボン酸エステル(1)に、アミン(2)と金属アルコキシドとを添加した後、得られる混合物にホルムアミド化合物(3)を添加し、得られる混合物の温度を上述の反応温度に調節する方法。
【0061】
(IV) カルボン酸エステル(1)に、アミン(2)と金属アルコキシドとを添加した後、得られる混合物の温度を上述の反応温度に調節し、そこへホルムアミド化合物(3)を添加する方法。
【0062】
(V) カルボン酸エステル(1)に、アミン(2)とホルムアミド化合物(3)とを添加した後、得られる混合物に金属アルコキシドを添加し、得られる混合物の温度を上述の反応温度に調節する方法。
【0063】
(VI) カルボン酸エステル(1)に、アミン(2)とホルムアミド化合物(3)とを添加した後、得られる混合物の温度を上述の反応温度に調節し、そこへ金属アルコキシドを添加する方法。
【0064】
(VII) アミン(2)に、金属アルコキシドとホルムアミド化合物(3)とを添加した後、得られる混合物にカルボン酸エステル(1)を添加し、得られる混合物の温度を上述の反応温度に調節する方法。
【0065】
(VIII) アミン(2)に、金属アルコキシドとホルムアミド化合物(3)とを添加した後、得られる混合物の温度を上述の反応温度に調節し、そこへカルボン酸エステル(1)を添加する方法。
【0066】
本反応の進行度合いは、薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー等の分析手段により確認できる。
【0067】
本反応の終了後、得られる反応混合物を、例えば、必要に応じて濃縮処理に付した後、かかる混合物に、例えば、濾過、抽出、水洗等の後処理を施し、次いで、蒸留や結晶化等の単離処理を施せば、カルボン酸アミド(4)を単離することができる。単離したカルボン酸アミド(4)は、再結晶;抽出精製;蒸留;活性炭、シリカ、アルミナ等への吸着処理;シリカゲルカラムクロマトグラフィー等のクロマトグラフィー法等の精製処理により、精製することができる。
【0068】
得られるカルボン酸アミド(4)としては、例えば、アセトアミド、プロピオン酸アミド、ブチルアミド、バレルアミド、イソバレルアミド、ヘキサンアミド、ヘプタンアミド、シクロヘキシルアミド、オクタンアミド、イソオクタンアミド、ノナンアミド、デカンアミド、シクロプロパンカルボン酸アミド、2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸アミド、2−フェニル−1−シクロプロパンカルボン酸アミド、クロトンアミド、メタクリルアミド、3,3−ジメチルペンテン酸アミド、3−シクロヘキセン−1−カルボン酸アミド、ベンズアミド、4−トルアミド、1−ナフトアミド、2−ナフトアミド、2−クロロベンズアミド、4−クロロベンズアミド、2−ブロモベンズアミド、4−ブロモベンズアミド、3−ニトロベンズアミド、4−ニトロベンズアミド、6−ブロモ−1−ナフトアミド、2−フェニルアセトアミド、4−トリル−2−アセトアミド、3−フェニルプロピオン酸アミド、1−ナフタレンカルボン酸アミド、4−メトキシフェニルカルボン酸アミド、3−メトキシフェニルカルボン酸アミド、ニコチン酸アミド、イソニコチン酸アミド、6−メチルニコチン酸アミド、(R)−(+)−1−エチル−2−ピロリジンカルボン酸アミド、2−ピラジンカルボン酸アミド、ニペコチン酸アミド、イソニペコチン酸アミド、N−メチルアセトアミド、N−メチルバレルアミド、N−フェニルアセトアミド及びN−フェニルメチルバレルアミドが挙げられる。
【実施例】
【0069】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【0070】
実施例1 (2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸アミドの製造)
攪拌翼を装着した200mLオートクレーブ内を窒素置換し、常温で2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エチル10.00g(70.3mmol)、ホルムアミド2.22g(49.3mmol)、28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液5.42g(28.1mmol)及びメタノール25.00gを仕込んだ。その後、オートクレーブにアンモニアガスを吹き込み、0.2MPa(ゲージ圧)まで加圧した。得られた混合物を80℃に加熱し、同温度で5時間攪拌した。その後、反応混合物を常温まで冷却し、2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸アミドを含む反応混合物49.86gを得た。反応混合物を高速液体クロマトグラフィー(カラム:CAPCELLPAK C18 MGIII、株式会社資生堂製)で分析し、別途調製した2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸アミド標品を用いて定量したところ、得られた反応混合物には、2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸アミド7.41g(65.51mmol)が含まれていた。収率は93%であった。
【0071】
参考例1 (2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸アミドの精製)
得られた2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸アミドを医薬原体の合成中間体として用いるために、以下の方法により精製した。
反応混合物からメタノールを減圧下留去し、残渣に水31.80gを加え、65℃下、得られた混合物をメチルイソブチルケトン(以下、MIBKと記す。)(32.57g、9.80g)で2回抽出した。得られた有機層を合一し、合一した有機層を水5.71gで洗浄することにより、2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸アミドを含むMIBK溶液43.27g得た。この溶液を上記と同様に定量したところ、得られたMIBK溶液には、2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸アミド6.24g(55.2mmol)が含まれていた。この溶液を攪拌しながら25℃まで冷却し、析出した固体を濾過することにより取得した。このとき得られた濾液を15.63gまで減圧濃縮した後、濃縮混合物を攪拌しながら15℃まで冷却し、析出した固体を濾過することにより取得した。これら2度の晶析操作により、医薬原体の合成中間体として好適な含量100%の2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸アミド4.67g(41.3mmol、精製後の収率59%)を得た。
【0072】
実施例2 (2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸アミドの製造)
攪拌翼を装着した1000mLオートクレーブ内を窒素置換し、常温で2、2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エチル48.30g(340mmol)、ホルムアミド11.08g(246mmol)、28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液27.04g(140mmol)及びメタノール125.08gを仕込んだ。その後、オートクレーブにアンモニアガスを吹き込み、0.2MPa(ゲージ圧)まで加圧した。得られた混合物を80℃に加熱し、同温度で5時間攪拌した。その後、反応混合物を常温まで冷却し、2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸アミドを含む反応混合物252.96g得た。反応混合物を高速液体クロマトグラフィー(カラム:CAPCELLPAK C18 MGIII、株式会社資生堂製)で分析し、別途調製した2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸アミド標品を用いて定量したところ、得られた反応混合物には、2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸アミド35.50g(314mmol)が含まれていた。収率は92%であった。
【0073】
実施例3 (クロトンアミドの製造)
実施例2において、1000mLオートクレーブの代わりに200mLオートクレーブ、2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エチルの代わりにクロトン酸メチル5.00g(49.9mmol)を用い、ホルムアミド1.57g(34.9mmol)、28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液3.85g(20.0mmol)及びメタノール12.50gを用いた以外は実施例2に記載される方法に準じて、クロトンアミドを含む反応混合物25.35g得た。反応混合物をガスクロマトグラフィー(カラム:DB−WAX、アジレント・テクノロジー株式会社製)で分析し、別途調製したクロトンアミド標品を用いて定量したところ、得られた反応混合物には、クロトンアミド0.99g(11.6mmol)及びクロトンアミドの異性体であるシス−2−ブテンアミド2.44g(28.7mmol)が含まれていた。クロトンアミドの収率は23%であり、クロトンアミドの異性体であるシス−2−ブテンアミドの収率は57%であった。両異性体を合わせた収率は80%であった。
【0074】
実施例4 (バレルアミドの製造)
実施例3において、クロトン酸メチルの代わりに吉草酸メチル5.00g(43.0mmol)を用い、ホルムアミド1.36g(30.2mmol)及び28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液3.32g(17.2mmol)を用いた以外は実施例3に記載される方法に準じて、バレルアミドを含む反応混合物25.07gを得た。反応混合物をガスクロマトグラフィー(カラム:DB−WAX、アジレント・テクノロジー株式会社製)で分析し、別途調製したバレルアミド標品を用いて定量したところ、得られた反応混合物には、バレルアミド4.34g(42.9mmol)が含まれていた。収率は100%であった。
【0075】
実施例5 (ベンズアミドの製造)
実施例3において、クロトン酸メチルの代わりに安息香酸メチル5.00g(36.72mmol)を用い、ホルムアミド1.16g(25.75mmol)及び28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液2.83g(14.67mmol)を用いた以外は実施例3に記載される方法に準じて、ベンズアミドを含む反応混合物24.53g得た。反応混合物を高速液体クロマトグラフィー(カラム:CAPCELLPAK C18 MGIII、株式会社資生堂製)で分析し、別途調製したベンズアミド標品を用いて定量したたところ、得られた反応混合物には、ベンズアミド4.23g(41.8mmol)が含まれていた。収率は97%であった。
【0076】
実施例6 (ニコチンアミドの製造)
実施例3において、クロトン酸メチルの代わりにニコチン酸メチル5.00g(36.46mmol)を用い、ホルムアミド1.15g(25.52mmol)及び28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液2.81g(14.58mmol)を用いた以外は実施例3に記載される方法に準じて、ニコチンアミドを含む反応混合物25.22gを得た。反応混合物を高速液体クロマトグラフィー(カラム:CAPCELLPAK C18 MGIII、株式会社資生堂製)で分析し、別途調製したニコチンアミド標品を用いて定量したところ、得られた反応混合物には、ニコチンアミド3.82g(31.3mmol)が含まれていた。収率は86%であった。
【0077】
実施例7 (トランス−2−フェニル−1−シクロプロパンカルボン酸アミドの製造)
実施例3において、クロトン酸メチルの代わりにトランス−2−フェニル−1−シクロプロパンカルボン酸メチル1.44g(8.17mmol)を用い、ホルムアミド1.15g(5.72mmol)及び28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液2.81g(3.27mmol)を用いた以外は実施例3に記載される方法に準じて、トランス−2−フェニル−1−シクロプロパンカルボン酸アミドを含む反応混合物21.84gを得た。反応混合物を高速液体クロマトグラフィーで分析し、別途調製したトランス−2−フェニル−1−シクロプロパンカルボン酸アミド標品を用いて定量したところ、得られた混合物には、トランス−2−フェニル−1−シクロプロパンカルボン酸アミド1.18g(7.32mmol)が含まれていた。収率は90%であった。
【0078】
実施例8 (N−メチルバレルアミドの製造)
攪拌翼を装着した200mLオートクレーブ内を窒素置換し、そこへ、吉草酸メチル5.00g(43.0mmol)、N−メチルホルムアミド1.78g(30.1mmol)、28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液3.32g(17.2mmol)及び40%メチルアミンメタノール溶液12.50g(161mmol)を仕込んだ。得られた混合物を80℃に加熱し、同温度で5時間攪拌し、N−メチルバレルアミドを含む反応混合物22.87gを得た。反応混合物をガスクロマトグラフィーで分析し、別途調製したN−メチルバレルアミド標品を用いて定量したところ、得られた反応混合物には、N−メチルバレルアミド4.75g(41.2mmol)が含まれていた。収率は96%であった。
【産業上の利用可能性】
【0079】
カルボン酸アミドは、医農薬原体、電子材料をはじめとする各種化学製品及びそれらの合成中間体等として重要な化合物である。本発明は、カルボン酸アミドを製造する方法として利用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
カルボン酸エステル、アミン、及び該アミンに対応するホルムアミド化合物を金属アルコキシドの存在下で反応させるカルボン酸アミドの製造方法。
【請求項2】
金属アルコキシドの存在下、式(1)

(式中、Rは、置換基を有していてもよいC〜C20炭化水素基又は置換基を有していてもよいC〜C20複素環基を表し、
は、置換基を有していてもよいC〜C20炭化水素基を表す。)
で示されるカルボン酸エステル、
式(2)

(式中、Rは、水素原子又は置換基を有していてもよいC〜C20炭化水素基を表す。)
で示されるアミン、及び
式(3)

(式中、Rは上記で定義したとおり。)
で示されるホルムアミド化合物
を反応させる工程を有する式(4)

(式中、R及びRは上記で定義したとおり。)
で示されるカルボン酸アミドの製造のための請求項1記載の方法。
【請求項3】
工程が、溶媒中で反応させる工程である請求項2記載の方法。
【請求項4】
溶媒が、アルコール溶媒である請求項3記載の方法。
【請求項5】
金属アルコキシドが、アルカリ金属アルコキシドである請求項2〜4のいずれか1項記載の方法。
【請求項6】
工程が、加圧条件下で行われる工程である請求項2〜5のいずれか1項記載の方法。
【請求項7】
式(2)、(3)及び(4)におけるRが水素原子又はC〜C12アルキル基である請求項2〜6のいずれか1項記載の方法。
【請求項8】
式(1)におけるRがC〜C12アルキル基である請求項2〜7のいずれか1項記載の方法。

【公開番号】特開2012−46491(P2012−46491A)
【公開日】平成24年3月8日(2012.3.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−157576(P2011−157576)
【出願日】平成23年7月19日(2011.7.19)
【出願人】(000002093)住友化学株式会社 (8,981)
【Fターム(参考)】