パラジウム担持セピオライト触媒およびβ−アミノ酸類の製造方法
【課題】工業的に重要なβ−アミノ酸類の簡便で経済的で生産性の良い製造方法を提供する。
【解決手段】アミン類とアクリル酸エステル類とを反応させて、一般式（３）で表されるβ−アミノ酸類を製造する際に、パラジウム担持セピオライトから成るβ−アミノ酸類製造用触媒を用いる。
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子、炭素数が１から１０のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。あるいは、Ｒ１とＲ２が結合する窒素原子と共に置換されていても良い環を形成していても良い。ただしＲ１とＲ２が同時に水素原子ではない。Ｒ３は炭素数１から１０のアルキル基を示し、Ｒ４は水素原子または置換されていても良い炭素数１から４のアルキル基を示す。）
【解決手段】アミン類とアクリル酸エステル類とを反応させて、一般式（３）で表されるβ−アミノ酸類を製造する際に、パラジウム担持セピオライトから成るβ−アミノ酸類製造用触媒を用いる。
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子、炭素数が１から１０のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。あるいは、Ｒ１とＲ２が結合する窒素原子と共に置換されていても良い環を形成していても良い。ただしＲ１とＲ２が同時に水素原子ではない。Ｒ３は炭素数１から１０のアルキル基を示し、Ｒ４は水素原子または置換されていても良い炭素数１から４のアルキル基を示す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラジウム担持セピオライトから成るβ−アミノ酸類製造用触媒およびそれを用いたβ−アミノ酸類の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
β−アミノ酸類は、薬理・生理活性を示す化合物に多くみられ、また染料、ファインケミカル、医農薬等の中間体として工業的に重要である。
【０００３】
このようなβ−アミノ酸類の製造方法として、反応式（Ｉ）に示されるアミン類（１）とアクリル酸エステル類（２）とのヒドロアミノ化が知られている。
【０００４】
【化１】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子、炭素数が１から１０のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。あるいは、Ｒ１とＲ２が結合する窒素原子と共に置換されていても良い環を形成していても良い。ただしＲ１とＲ２が同時に水素原子ではない。Ｒ３は炭素数１から１０のアルキル基を示し、Ｒ４は水素原子または置換されていても良い炭素数１から４のアルキル基を示す。）。
【０００５】
反応式（Ｉ）のヒドロアミノ化の触媒としては例えば、ビス（トリフラート）銅（ＩＩ）や三塩化インジウム等のルイス酸触媒、ゼオライト等の固体酸触媒、金属ナトリウム、水素化ナトリウム、ブチルリチウム等の強塩基を触媒とした例が知られている（非特許文献１）。
【０００６】
また、貴金属錯体を触媒とした例も知られており、強酸条件下でパラジウム塩を使用する例やロジウム錯体を用いる例がある（非特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、ルイス酸触媒では廃液が強酸性であり、しかも金属含有廃液の処理や、触媒の回収の必要があるという欠点がある。
【０００８】
強塩基触媒では、廃液が強塩基性であり、処理負担が大きい。
【０００９】
貴金属錯体は、触媒が高価であり、工業化に際しては触媒の回収が重要であるが、効率の良い回収方法は未解決である。さらに、例えばパラジウム塩を用いる場合、パラジウム塩が反応の進行とともに、金属として反応器内に析出してしまうため、触媒活性が経時的に低下し、パラジウムのロスが経済的な負担となる。
【００１０】
【非特許文献１】Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ，９８巻，６７５ページ，１９９８年
【非特許文献２】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１２２巻，９５４６ページ，２０００年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は薬理・生理活性を示す化合物に多くみられ、また染料、ファインケミカル、医農薬等の中間体として工業的に重要なβ−アミノ酸類の、上記のような欠点の無い簡便で経済的な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意検討を行った結果、パラジウム担持セピオライトを触媒として用いることにより、効率よく反応式（Ｉ）のヒドロアミノ化が進行することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
即ち、本発明はパラジウム担持セピオライトから成ることを特徴とする、β−アミノ酸類製造用触媒である。
【００１４】
また本発明は、一般式（１）
【００１５】
【化２】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子、炭素数が１から１０のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。あるいは、Ｒ１とＲ２が結合する窒素原子と共に置換されていても良い環を形成していても良い。ただしＲ１とＲ２が同時に水素原子ではない。）で表されるアミン類と一般式（２）
【００１６】
【化３】
（式中、Ｒ３は炭素数１から１０のアルキル基を示し、Ｒ４は水素原子または置換されていても良い炭素数１から４のアルキル基を示す。）で表されるアクリル酸エステル類とを反応させて一般式（３）
【００１７】
【化４】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、前記と同じ内容を示す。）
で表されるβ−アミノ酸類を製造する際に、上述のβ−アミノ酸類製造用触媒を用いることを特徴とする製造方法である。以下、本発明について詳細に説明する。
【００１８】
本発明で用いるセピオライトは、粘土鉱物の一つであり、化学式は、Ｍｇ８Ｓｉ１２Ｏ３０（ＯＨ）４（Ｈ２Ｏ）４・ｎＨ２Ｏで表される。ここで（Ｈ２Ｏ）４は結合水を、ｎＨ２Ｏは沸石水を表す。セピオライトの結晶構造はＭｇＯ６６配位８面体シートの頂点酸素を両側から挟むようにＳｉＯ４４面体の酸素と共有して、２：１層を形成し、そのシートが周期的に頂点方向を逆転させてつながり、図１のような断面が長方形のトンネル構造を形成している。トンネル壁に面して存在するＭｇ２＋には２分子の水が配位して６配位８面体が完成している。
【００１９】
本発明で用いるセピオライトはそのまま使用してもよいが、触媒活性が高い点で、あらかじめ活性化処理を行うことが望ましい。活性化処理としては酸処理、塩基処理、熱処理、真空処理、還元処理等が例示できる。
【００２０】
酸処理とは、酸性を示す溶液に浸して撹拌し、一定時間後に蒸留水等で洗浄して酸性溶液を除去する処理である。酸性溶液は特に制限はなく、無機酸または無機酸塩、有機酸または有機酸塩の溶液を用いることができる。無機酸または無機酸塩として具体的には塩酸、硫酸、硝酸、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム等が、有機酸または有機酸塩としてギ酸、シュウ酸、酢酸、フルオロ酢酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸アンモニウム、トルエンスルホン酸アンモニウム等が例示できる。好ましくは無機酸およびその無機酸塩である。酸性溶液のｐＨは、２〜７が望ましく、２未満では、セピオライト骨格を損傷する恐れがある。酸性溶液に浸す際の温度は、特に制限はなく、通常０℃〜３００℃、好ましくは２０℃〜２２０℃である。酸処理の時間に特に制限はないが、通常５分〜１００時間、好ましくは３０分〜４８時間である。
【００２１】
塩基処理とは、塩基性を示す溶液に浸して撹拌し、一定時間後に蒸留水等で洗浄して塩基性溶液を除去する処理である。塩基性溶液は特に制限はなく、無機塩基または有機塩基の溶液を用いることができる。無機塩基として具体的には水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素セシウム、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸第二水素ナトリウム、ギ酸リチウム、ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム、ギ酸セシウム、シュウ酸リチウム、シュウ酸ナトリウム、シュウ酸カリウム、シュウ酸セシウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム、アンモニア等が例示できる。有機塩基としてはメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、ピリジン、ピペラジン、ピペリジン、イミダゾール、ピロール、モルホリン等が例示できる。好ましくは無機塩基である。パラジウムの担持が容易になることから塩基性溶液のｐＨは、９〜１４が望ましい。塩基性溶液に浸す際の温度は、特に制限はなく、通常０℃〜３００℃、好ましくは２０℃〜２２０℃である。塩基処理の時間に特に制限はないが、通常５分〜１００時間、好ましくは３０分〜４８時間である。
【００２２】
熱処理の処理温度は通常５０℃〜５００℃、好ましくは１００℃〜４００℃である。熱処理の時間に特に制限はないが、通常５分〜１００時間、好ましくは３０分〜４８時間である。熱処理する際の雰囲気は空気中、酸素および窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが例示できるが、空気中が好ましい。
【００２３】
真空処理の処理温度には特に制限はなく、通常０℃〜５００℃、好ましくは５０℃〜２５０℃である。また、処理時間に特に制限はないが、通常５分〜１００時間、好ましくは３０分〜４８時間である。
【００２４】
還元処理とは、セピオライトを使用する前にあらかじめ水素気流中で加熱処理することである。処理温度は通常５０℃〜５００℃、好ましくは１００℃〜４００℃である。処理時間に特に制限はないが、通常５分〜１００時間、好ましくは３０分〜４８時間である。水素ガスは、不活性ガスで希釈して水素含有混合ガスとしても良い。不活性ガスは特に限定されないが例えば、窒素、二酸化炭素、ヘリウム等が挙げられる。水素含有混合ガス中の水素分圧は、処理温度にもよるが、最低０．１％あれば良い。
【００２５】
また、液相中で、還元剤を用いて行うこともできる。還元剤としてはヒドラジン、ヒドロキシアミン、ヒドロキシアミン塩酸塩、ヒドロキシアミン硫酸塩、メタノール、エタノール、ホルムアルデヒド、ギ酸、シュウ酸、メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン等が例示できる。処理温度は、０℃〜１５０℃好ましくは１０℃〜１１０℃である。処理時間に特に制限はないが、通常５分〜１００時間、好ましくは３０分〜４８時間である。
【００２６】
触媒活性が高い点で、酸処理および塩基処理がさらに望ましい。
【００２７】
次に、パラジウムをセピオライトに担持する方法を説明する。
パラジウム源は特に限定されないが、例えば、塩化パラジウム、臭化パラジウム、ヨウ化パラジウム、酢酸パラジウム、硝酸パラジウム、硫酸パラジウム、酸化パラジウム等のパラジウム塩類、パラジウムアセチルアセトナート、ジクロロビスベンゾニトリルパラジウム、ジクロロビスアセトニトリルパラジウム、ジクロロビスアンミンパラジウム、テトラアンミンパラジウム塩化物、ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウム、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム等のパラジウム錯体類などを用いることができる。これらのうち、担持操作が容易であり、触媒活性が高い点で、パラジウム錯体類が好ましく、さらに好ましくはテトラアンミンパラジウム塩化物が用いられる。
【００２８】
セピオライトにパラジウムを担持する方法に特に制約はなく、通常用いられるイオン交換法、含浸担持法および共沈法を用いることができるが、触媒活性が高い、操作が容易である、触媒調製の再現性が高い、等の点でイオン交換法が好ましい。
【００２９】
イオン交換法で用いるパラジウム源を含む溶液の溶媒に特に限定はなく、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等の有機溶媒、水を用いることができる。これらの溶媒は単独で使用するのみならず、二種以上を混合して用いることも可能である。パラジウム源の溶解性が高く、取り扱いが容易な点で、水が望ましい。また、パラジウムの濃度は、特に制限されないが、通常０．００１重量％〜２０重量％、好ましくは０．０５重量％〜１０重量％である。
【００３０】
イオン交換の時間に特に制限はないが、イオン交換率が高められることから、１時間〜１００時間が好ましい。
【００３１】
イオン交換の温度は特に制限はないが、イオン交換率が高められることから、好ましくは０℃〜１００℃、さらに好ましくは２０℃〜８０℃である。
【００３２】
イオン交換後は常法に従って、デカンテーション、濾別、加熱または減圧加熱等の操作で溶媒を除去する。溶媒を除去後の乾燥は加熱乾燥、減圧乾燥等を用いることができる。焼成を行う場合には酸素、または窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスで希釈した酸素あるいは空気の雰囲気下１００℃〜１０００℃で行うと良い。
【００３３】
本発明においては、上記のパラジウム担持セピオライト触媒に、目的物の製造に差し支えない範囲で、パラジウム以外の元素がさらに担持されていてもよく、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジウム、サマリウム、ユウロピウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、白金、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム、硼素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、ゲルマニウム、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス、テルルなどが挙げられる。これらの元素もパラジウムと同様に、塩類または錯体を用いてイオン交換法、含浸担持法および共沈法を用いて、担持することができる。
【００３４】
以上のようにして得られるパラジウム担持セピオライトのパラジウム含有率は特に制限されないが、経済性と生産効率の点から０．００１ｗｔ％〜５０ｗｔ％、好ましくは０．０１重量％〜２０重量％である。
【００３５】
このパラジウム担持セピオライトは、β−アミノ酸類製造用触媒として用いることができ、例えばアミン類とアクリル酸エステル類とのヒドロアミノ化反応によりβ−アミノ酸類を製造することができる。このときのアミン類やアクリル酸エステル類には特に限定はないが、例えば一般式（１）で表されるアミン類と一般式（２）で表されるアクリル酸エステル類とのヒドロアミノ化により一般式（３）で表されるβ−アミノ酸類を得ることができる。
【００３６】
一般式（１）および（２）において、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３で示される炭素数１から１０のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、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、ネオペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロオクチル基、ノニル基、デシル基などが例示できる。
【００３７】
Ｒ１およびＲ２で示される置換されていてもフェニル基としては、具体的には、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｏ−メトキシフェニル基、ｍ−メトキシフェニル基、ｐ−メトキシフェニル基、ｏ−ニトロフェニル基、ｍ−ニトロフェニル基、ｐ−ニトロフェニル基、ｏ−シアノフェニル基、ｍ−シアノフェニル基、ｐ−シアノフェニル基、ｏ−アセチルフェニル基、ｍ−アセチルフェニル基、ｐ−アセチルフェニル基、ｏ−エチルカルボニルフェニル基、ｍ−エチルカルボニルフェニル基、ｐ−エチルカルボニルフェニル基、ｏ−トリフルオロメチルフェニル基、ｍ−トリフルオロメチルフェニル基、ｐ−トリフルオロメチルフェニル基、ｏ−フルオロフェニル基、ｍ−フルオロフェニル基、ｐ−フルオロフェニル基、ｏ−ブロモフェニル基、ｍ−ブロモフェニル基、ｐ−ブロモフェニル基、ｏ−クロロフェニル基、ｍ−クロロフェニル基、ｐ−クロロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、３，５−ジメチルフェニル基、３，５−ジフルオロフェニル基、メシチル基などが例示できる。
【００３８】
また、Ｒ１とＲ２が結合する窒素原子と共に置換されていてもよい環を形成しても良く、その際のアミン類（１）としては、具体的には、エチレンイミン、アゼチジン、ピロール、２−メチルピロール、３−メチルピロール、２−トリフルオロメチルピロール、３−トリフルオロメチルピロール、２−ジフルオロメチルピロール、３−ジフルオロメチルピロール、ピロリン、ピロリジン、２−メチルピロリジン、３−メチルピロリジン、２−メトキシメチルピロリジン、３−メトキシメチルピロリジン、２−トリフルオロメチルピロリジン、３−トリフルオロメチルピロリジン、２−トリフルオロメトキシメチルピロリジン、３−トリフルオロメトキシメチルピロリジン、２−ジフルオロメチルピロリジン、３−ジフルオロメチルピロリジン、２−ジフルオロメトキシメチルピロリジン、３−ジフルオロメトキシメチルピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピラゾリジン、イミダゾール、２−メチルイミダゾール等があげられる。
【００３９】
また、４−メチルイミダゾール、５−メチルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、２，５−ジメチルイミダゾール、４，５−ジメチルイミダゾール、２−メチル−４−フェニルイミダゾール、４−メチル−２−フェニルイミダゾール、２−トリフルオロメチルイミダゾール、４−トリフルオロメチルイミダゾール、５−トリフルオロメチルイミダゾール、２，４−ビス（トリフルオロメチル）イミダゾール、２，５−ビス（トリフルオロメチル）メチルイミダゾール、４，５−ビス（トリフルオロメチル）メチルイミダゾール、２−トリフルオロメチル−４−フェニルイミダゾール、４−トリフルオロメチル−２−フェニルイミダゾール、２−ジフルオロメチルイミダゾール、４−ジフルオロメチルイミダゾール、５−ジフルオロメチルイミダゾール、２，４−ビス（ジフルオロメチル）イミダゾール、２，５−ビス（ジフルオロメチル）メチルイミダゾール等があげられる。
【００４０】
また、４，５−ビス（ジフルオロメチル）メチルイミダゾール、２−ジフルオロメチル−４−フェニルイミダゾール、４−ジフルオロメチル−２−フェニルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、４−フェニルイミダゾール、５−フェニルイミダゾール、２，４−ジフェニルイミダゾール、４，５−ジフェニルイミダゾール、ピペリジン、２−メチルピペリジン、３−メチルピペリジン、４−メチルピペリジン、２，６−ジメチルピペリジン、２，３，５，６−テトラメチルピペリジン、２−トリフルオロメチルピペリジン、３−トリフルオロメチルピペリジン、４−トリフルオロメチルピペリジン、２，６−ビス（トリフルオロメチル）ピペリジン、２−ジフルオロメチルピペリジン、３−ジフルオロメチルピペリジン、４−ジフルオロメチルピペリジン、２，６−ビス（ジフルオロメチル）ピペリジン、ピペラジン、２−メチルピペラジン、２，６−ジメチルピペラジン、２−トリフルオロメチルピペラジン、２，６−ビス（トリフルオロメチル）ピペラジン、等があげられる。
【００４１】
また２−ジフルオロメチルピペラジン、２，６−ビス（ジフルオロメチル）ピペラジン、２−ピリミジルピペラジン、３−ピリミジルピペラジン、２−フェニルピペラジン、３−フェニルピペラジン、２−ベンジルピペラジン、３−ベンジルピペラジン、４Ｈ−１，４−オキサジン、モルホリン、４Ｈ−１，４−チアジン、インドール、２−メチルインドール、３−メチルインドール、２−メトキシインドール、３−メトキシインドール、２−トリフルオロメチルインドール、３−トリフルオロメチルインドール、２−トリフルオロメトキシインドール、３−トリフルオロメトキシインドール、２−ジフルオロメチルインドール、３−ジフルオロメチルインドール、２−ジフルオロメトキシインドール、３−ジフルオロメトキシインドール、インドリン、イソインドール、イソインドリン、１Ｈ−インダゾール、２Ｈ−インダゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾリン、カルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジンなどが例示できる。
【００４２】
Ｒ４で示される置換されていても良い炭素数１から４のアルキル基としては、具体的には、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、シクロブチル基等のアルキル基、または、これらのアルキル基がハロゲン原子で置換されたクロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、３−クロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、３−ブロモプロピル基、フルオロメチル基、２−フルオロエチル基、３−フルオロプロピル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、２，２，２−トリクロロエチル基、クロロジフルオロメチル等が例示できる。医薬品および農薬等の中間体として有用な点で、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基が好ましい。
【００４３】
本発明の製造方法の反応形式は特に制限されず、任意の反応形式で行うことが可能であり、例えば、固定床気相流通式、固定床液相流通式、または懸濁床回分式で行うことができる。操作が容易な点で、懸濁床回分式が望ましい。
【００４４】
懸濁床回分式で行う場合は、溶媒中または無溶媒でも行うことができる。溶媒としては、特に限定するものではないが、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の脂肪族炭化水素類、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、シクロオクタン、デカヒドロナフタレン等の脂肪族環式炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、クロロベンゼン、トリフルオロトルエン等のハロゲン化芳香族炭化水素類、エチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジグライム、トリグライム等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、１，１，２，２−テトラクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類が挙げられる。操作性の点からベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類が好ましい。
【００４５】
反応温度は特に制限されないが、０℃〜３００℃が望ましく、収率が良い点で、２０℃〜２５０℃がさらに望ましい。反応圧力は特に制限されないが通常、絶対圧で０．０１ＭＰａ〜１０ＭＰａ、好ましくは０．１ＭＰａ〜２ＭＰａである。反応時間は特に制限されないが、１分〜１００時間が望ましく、収率良く得られる点で、５分〜５０時間がさらに望ましい。
【００４６】
原料濃度は、用いる溶媒および原料の溶解度によるが、生産効率の点から、０．０００１ｇ／Ｌ以上が望ましく、０．００１ｇ／Ｌ以上がさらに望ましい。
【００４７】
反応中の雰囲気は、特に限定されないが、触媒の失活を避けるため、空気と水分を極力除くことが望ましく、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気で反応が行うことが好ましい。
【００４８】
使用する触媒の量は特に制限はなく、生産効率の点から、原料であるアミン類１モルに対してパラジウム金属が０．０００００１〜２０．０モル％であり、好ましくは０．００００１〜１０．０モル％、より好ましくは０．０００１〜５．０モル％となるようにパラジウム担持セピオライト触媒を使用するとよい。
【００４９】
アミン類（１）とアクリル酸エステル類（２）のモル比は、１：５から５：１が望ましく、収率の点で、１：２から２：１がさらに望ましい。
【発明の効果】
【００５０】
本発明は染料、ファインケミカル、医薬品および農薬等の中間体として工業的に重要なβ−アミノ酸類を簡便で経済的な製造方法を提供するものであり、工業的にも非常に有用である。
【実施例】
【００５１】
以下に、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５２】
実施例１ パラジウム担持セピオライト触媒の製造
蒸留水８０ｍＬに塩化アンモニウム１０ｇを溶解した酸性溶液に和光純薬社製のセピオライト２．０ｇを懸濁させ、室温で４８時間撹拌した。この懸濁液を吸引濾過と洗浄を繰り返して、酸性処理したセピオライトを得た。次にパラジウムテトラアンミンパラジウム塩化物０．２０ｇを蒸留水８０ｍＬに溶解したパラジウム水溶液に上記のように処理したセピオライト２ｇを懸濁させ、室温で４８時間撹拌した。この懸濁液を吸引濾過して１１０℃で乾燥することによりパラジウム担持セピオライト触媒を得た。パラジウム含有量は１．３ｗｔ％であった。
【００５３】
実施例２
アクリル酸ブチルを１．５３ｇ（１２ｍｍｏｌ）とインドリン１．２１ｇ（１０ｍｍｏｌ）をトルエン５ｍＬに添加し、実施例１で調製したパラジウム担持セピオライト触媒０．１ｇを懸濁させ、５気圧のアルゴンガスで反応系内を置換した。反応器を１００℃に昇温して３時間反応させた。反応後、反応溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、３−（１−インドリニル）プロピオン酸ブチルの生成率は４０％、空時収量は３２００ｇ／ｋｇ−ｃａｔ・ｈであった。
【００５４】
実施例３
蒸留水１００ｍＬに水酸化ナトリウム１０ｇを溶解した塩基性溶液に和光純薬社製のセピオライト２．０ｇを懸濁させ、密閉したオートクレーブに導入して２００℃で６時間撹拌した。この懸濁液を吸引濾過と洗浄を繰り返して、塩基性処理したセピオライトを得た。
【００５５】
テトラアンミンパラジウム塩化物０．２ｇを蒸留水８０ｍＬに溶解したパラジウム水溶液に上記のように処理したセピオライト２．０ｇを懸濁させ、室温で４８時間撹拌した。この懸濁液を吸引濾過して１１０℃で乾燥することによりパラジウム担持セピオライト触媒を得た。パラジウム含有量は４．４ｗｔ％であった。
【００５６】
実施例４
アクリル酸ブチルを１．５３ｇ（１２ｍｍｏｌ）とインドール０．４８ｇ（４ｍｍｏｌ）をＮ−メチルピロリドン５ｍＬに添加し、実施例３で調製したパラジウム担持セピオライト触媒０．１ｇを懸濁させ、５気圧のアルゴンガスで反応系内を置換した。反応器を１９０℃に昇温して２０時間反応させた。反応後、反応溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、３−（１−インドリル）プロピオン酸ブチルの生成率は６２％で、空時収量は３０２ｇ／ｋｇ−ｃａｔ・ｈであった。
【００５７】
実施例５
アクリル酸ブチルを１．５３ｇ（１２ｍｍｏｌ）とピペラジン０．８６ｇ（１０ｍｍｏｌ）をｏ−キシレン５ｍＬに添加し、実施例３で調製したパラジウム担持セピオライト触媒０．１ｇを懸濁させ、５気圧のアルゴンガスで反応系内を置換した。反応器を１００℃に昇温して３時間反応させた。反応後、反応溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、３−ピペラジノプロピオン酸ブチルの生成率は６７％、空時収量は５９００ｇ／ｋｇ−ｃａｔ・ｈであった。
【００５８】
実施例６
アクリル酸ブチルを１．５３ｇ（１２ｍｍｏｌ）とモルホリン０．８８ｇ（１０ｍｍｏｌ）をｏ−キシレン５ｍＬに添加し、実施例３で調製したパラジウム担持セピオライト触媒０．１ｇを懸濁させ、５気圧のアルゴンガスで反応系内を置換した。反応器を１００℃に昇温して３時間反応させた。反応後、反応溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、３−モルホリノプロピオン酸ブチルの生成率は９８％で、空時収量は７２００ｇ／ｋｇ−ｃａｔ・ｈであった。
【００５９】
実施例７
アクリル酸ブチルを１．５３ｇ（１２ｍｍｏｌ）とイミダゾール０．２８ｇ（４ｍｍｏｌ）をＮ−メチルピロリドン溶媒５ｍＬに添加し、実施例３で調製したパラジウム担持セピオライト触媒０．１ｇを懸濁させ、５気圧のアルゴンガスで反応系内を置換した。反応器を１９０℃に昇温して２０時間反応させた。反応後、反応溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、３−（１−イミダゾリル）プロピオン酸ブチルの生成率は９９％で、空時収量は４７０ｇ／ｋｇ−ｃａｔ・ｈであった。
【００６０】
実施例８
メタクリル酸メチルを１．２１ｇ（１２ｍｍｏｌ）とピペリジン０．８５ｇ（１０ｍｍｏｌ）をｏ−キシレン溶媒５ｍＬに添加し、実施例３で調製したパラジウム担持セピオライト触媒０．１ｇを懸濁させ、５気圧のアルゴンガスで反応系内を置換した。反応器を１００℃に昇温して３時間反応させた。反応後、反応溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、２−メチル−３−ピペリジノプロピオン酸メチルの生成率は１５％で、空時収量は９１０ｇ／ｋｇ−ｃａｔ・ｈであった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】セピオライトの結晶構造を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラジウム担持セピオライトから成るβ−アミノ酸類製造用触媒およびそれを用いたβ−アミノ酸類の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
β−アミノ酸類は、薬理・生理活性を示す化合物に多くみられ、また染料、ファインケミカル、医農薬等の中間体として工業的に重要である。
【０００３】
このようなβ−アミノ酸類の製造方法として、反応式（Ｉ）に示されるアミン類（１）とアクリル酸エステル類（２）とのヒドロアミノ化が知られている。
【０００４】
【化１】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子、炭素数が１から１０のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。あるいは、Ｒ１とＲ２が結合する窒素原子と共に置換されていても良い環を形成していても良い。ただしＲ１とＲ２が同時に水素原子ではない。Ｒ３は炭素数１から１０のアルキル基を示し、Ｒ４は水素原子または置換されていても良い炭素数１から４のアルキル基を示す。）。
【０００５】
反応式（Ｉ）のヒドロアミノ化の触媒としては例えば、ビス（トリフラート）銅（ＩＩ）や三塩化インジウム等のルイス酸触媒、ゼオライト等の固体酸触媒、金属ナトリウム、水素化ナトリウム、ブチルリチウム等の強塩基を触媒とした例が知られている（非特許文献１）。
【０００６】
また、貴金属錯体を触媒とした例も知られており、強酸条件下でパラジウム塩を使用する例やロジウム錯体を用いる例がある（非特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、ルイス酸触媒では廃液が強酸性であり、しかも金属含有廃液の処理や、触媒の回収の必要があるという欠点がある。
【０００８】
強塩基触媒では、廃液が強塩基性であり、処理負担が大きい。
【０００９】
貴金属錯体は、触媒が高価であり、工業化に際しては触媒の回収が重要であるが、効率の良い回収方法は未解決である。さらに、例えばパラジウム塩を用いる場合、パラジウム塩が反応の進行とともに、金属として反応器内に析出してしまうため、触媒活性が経時的に低下し、パラジウムのロスが経済的な負担となる。
【００１０】
【非特許文献１】Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ，９８巻，６７５ページ，１９９８年
【非特許文献２】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１２２巻，９５４６ページ，２０００年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は薬理・生理活性を示す化合物に多くみられ、また染料、ファインケミカル、医農薬等の中間体として工業的に重要なβ−アミノ酸類の、上記のような欠点の無い簡便で経済的な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意検討を行った結果、パラジウム担持セピオライトを触媒として用いることにより、効率よく反応式（Ｉ）のヒドロアミノ化が進行することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
即ち、本発明はパラジウム担持セピオライトから成ることを特徴とする、β−アミノ酸類製造用触媒である。
【００１４】
また本発明は、一般式（１）
【００１５】
【化２】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子、炭素数が１から１０のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。あるいは、Ｒ１とＲ２が結合する窒素原子と共に置換されていても良い環を形成していても良い。ただしＲ１とＲ２が同時に水素原子ではない。）で表されるアミン類と一般式（２）
【００１６】
【化３】
（式中、Ｒ３は炭素数１から１０のアルキル基を示し、Ｒ４は水素原子または置換されていても良い炭素数１から４のアルキル基を示す。）で表されるアクリル酸エステル類とを反応させて一般式（３）
【００１７】
【化４】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、前記と同じ内容を示す。）
で表されるβ−アミノ酸類を製造する際に、上述のβ−アミノ酸類製造用触媒を用いることを特徴とする製造方法である。以下、本発明について詳細に説明する。
【００１８】
本発明で用いるセピオライトは、粘土鉱物の一つであり、化学式は、Ｍｇ８Ｓｉ１２Ｏ３０（ＯＨ）４（Ｈ２Ｏ）４・ｎＨ２Ｏで表される。ここで（Ｈ２Ｏ）４は結合水を、ｎＨ２Ｏは沸石水を表す。セピオライトの結晶構造はＭｇＯ６６配位８面体シートの頂点酸素を両側から挟むようにＳｉＯ４４面体の酸素と共有して、２：１層を形成し、そのシートが周期的に頂点方向を逆転させてつながり、図１のような断面が長方形のトンネル構造を形成している。トンネル壁に面して存在するＭｇ２＋には２分子の水が配位して６配位８面体が完成している。
【００１９】
本発明で用いるセピオライトはそのまま使用してもよいが、触媒活性が高い点で、あらかじめ活性化処理を行うことが望ましい。活性化処理としては酸処理、塩基処理、熱処理、真空処理、還元処理等が例示できる。
【００２０】
酸処理とは、酸性を示す溶液に浸して撹拌し、一定時間後に蒸留水等で洗浄して酸性溶液を除去する処理である。酸性溶液は特に制限はなく、無機酸または無機酸塩、有機酸または有機酸塩の溶液を用いることができる。無機酸または無機酸塩として具体的には塩酸、硫酸、硝酸、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム等が、有機酸または有機酸塩としてギ酸、シュウ酸、酢酸、フルオロ酢酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸アンモニウム、トルエンスルホン酸アンモニウム等が例示できる。好ましくは無機酸およびその無機酸塩である。酸性溶液のｐＨは、２〜７が望ましく、２未満では、セピオライト骨格を損傷する恐れがある。酸性溶液に浸す際の温度は、特に制限はなく、通常０℃〜３００℃、好ましくは２０℃〜２２０℃である。酸処理の時間に特に制限はないが、通常５分〜１００時間、好ましくは３０分〜４８時間である。
【００２１】
塩基処理とは、塩基性を示す溶液に浸して撹拌し、一定時間後に蒸留水等で洗浄して塩基性溶液を除去する処理である。塩基性溶液は特に制限はなく、無機塩基または有機塩基の溶液を用いることができる。無機塩基として具体的には水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素セシウム、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸第二水素ナトリウム、ギ酸リチウム、ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム、ギ酸セシウム、シュウ酸リチウム、シュウ酸ナトリウム、シュウ酸カリウム、シュウ酸セシウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム、アンモニア等が例示できる。有機塩基としてはメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、ピリジン、ピペラジン、ピペリジン、イミダゾール、ピロール、モルホリン等が例示できる。好ましくは無機塩基である。パラジウムの担持が容易になることから塩基性溶液のｐＨは、９〜１４が望ましい。塩基性溶液に浸す際の温度は、特に制限はなく、通常０℃〜３００℃、好ましくは２０℃〜２２０℃である。塩基処理の時間に特に制限はないが、通常５分〜１００時間、好ましくは３０分〜４８時間である。
【００２２】
熱処理の処理温度は通常５０℃〜５００℃、好ましくは１００℃〜４００℃である。熱処理の時間に特に制限はないが、通常５分〜１００時間、好ましくは３０分〜４８時間である。熱処理する際の雰囲気は空気中、酸素および窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが例示できるが、空気中が好ましい。
【００２３】
真空処理の処理温度には特に制限はなく、通常０℃〜５００℃、好ましくは５０℃〜２５０℃である。また、処理時間に特に制限はないが、通常５分〜１００時間、好ましくは３０分〜４８時間である。
【００２４】
還元処理とは、セピオライトを使用する前にあらかじめ水素気流中で加熱処理することである。処理温度は通常５０℃〜５００℃、好ましくは１００℃〜４００℃である。処理時間に特に制限はないが、通常５分〜１００時間、好ましくは３０分〜４８時間である。水素ガスは、不活性ガスで希釈して水素含有混合ガスとしても良い。不活性ガスは特に限定されないが例えば、窒素、二酸化炭素、ヘリウム等が挙げられる。水素含有混合ガス中の水素分圧は、処理温度にもよるが、最低０．１％あれば良い。
【００２５】
また、液相中で、還元剤を用いて行うこともできる。還元剤としてはヒドラジン、ヒドロキシアミン、ヒドロキシアミン塩酸塩、ヒドロキシアミン硫酸塩、メタノール、エタノール、ホルムアルデヒド、ギ酸、シュウ酸、メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン等が例示できる。処理温度は、０℃〜１５０℃好ましくは１０℃〜１１０℃である。処理時間に特に制限はないが、通常５分〜１００時間、好ましくは３０分〜４８時間である。
【００２６】
触媒活性が高い点で、酸処理および塩基処理がさらに望ましい。
【００２７】
次に、パラジウムをセピオライトに担持する方法を説明する。
パラジウム源は特に限定されないが、例えば、塩化パラジウム、臭化パラジウム、ヨウ化パラジウム、酢酸パラジウム、硝酸パラジウム、硫酸パラジウム、酸化パラジウム等のパラジウム塩類、パラジウムアセチルアセトナート、ジクロロビスベンゾニトリルパラジウム、ジクロロビスアセトニトリルパラジウム、ジクロロビスアンミンパラジウム、テトラアンミンパラジウム塩化物、ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウム、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム等のパラジウム錯体類などを用いることができる。これらのうち、担持操作が容易であり、触媒活性が高い点で、パラジウム錯体類が好ましく、さらに好ましくはテトラアンミンパラジウム塩化物が用いられる。
【００２８】
セピオライトにパラジウムを担持する方法に特に制約はなく、通常用いられるイオン交換法、含浸担持法および共沈法を用いることができるが、触媒活性が高い、操作が容易である、触媒調製の再現性が高い、等の点でイオン交換法が好ましい。
【００２９】
イオン交換法で用いるパラジウム源を含む溶液の溶媒に特に限定はなく、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等の有機溶媒、水を用いることができる。これらの溶媒は単独で使用するのみならず、二種以上を混合して用いることも可能である。パラジウム源の溶解性が高く、取り扱いが容易な点で、水が望ましい。また、パラジウムの濃度は、特に制限されないが、通常０．００１重量％〜２０重量％、好ましくは０．０５重量％〜１０重量％である。
【００３０】
イオン交換の時間に特に制限はないが、イオン交換率が高められることから、１時間〜１００時間が好ましい。
【００３１】
イオン交換の温度は特に制限はないが、イオン交換率が高められることから、好ましくは０℃〜１００℃、さらに好ましくは２０℃〜８０℃である。
【００３２】
イオン交換後は常法に従って、デカンテーション、濾別、加熱または減圧加熱等の操作で溶媒を除去する。溶媒を除去後の乾燥は加熱乾燥、減圧乾燥等を用いることができる。焼成を行う場合には酸素、または窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスで希釈した酸素あるいは空気の雰囲気下１００℃〜１０００℃で行うと良い。
【００３３】
本発明においては、上記のパラジウム担持セピオライト触媒に、目的物の製造に差し支えない範囲で、パラジウム以外の元素がさらに担持されていてもよく、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジウム、サマリウム、ユウロピウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、白金、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム、硼素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、ゲルマニウム、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス、テルルなどが挙げられる。これらの元素もパラジウムと同様に、塩類または錯体を用いてイオン交換法、含浸担持法および共沈法を用いて、担持することができる。
【００３４】
以上のようにして得られるパラジウム担持セピオライトのパラジウム含有率は特に制限されないが、経済性と生産効率の点から０．００１ｗｔ％〜５０ｗｔ％、好ましくは０．０１重量％〜２０重量％である。
【００３５】
このパラジウム担持セピオライトは、β−アミノ酸類製造用触媒として用いることができ、例えばアミン類とアクリル酸エステル類とのヒドロアミノ化反応によりβ−アミノ酸類を製造することができる。このときのアミン類やアクリル酸エステル類には特に限定はないが、例えば一般式（１）で表されるアミン類と一般式（２）で表されるアクリル酸エステル類とのヒドロアミノ化により一般式（３）で表されるβ−アミノ酸類を得ることができる。
【００３６】
一般式（１）および（２）において、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３で示される炭素数１から１０のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、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、ネオペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロオクチル基、ノニル基、デシル基などが例示できる。
【００３７】
Ｒ１およびＲ２で示される置換されていてもフェニル基としては、具体的には、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｏ−メトキシフェニル基、ｍ−メトキシフェニル基、ｐ−メトキシフェニル基、ｏ−ニトロフェニル基、ｍ−ニトロフェニル基、ｐ−ニトロフェニル基、ｏ−シアノフェニル基、ｍ−シアノフェニル基、ｐ−シアノフェニル基、ｏ−アセチルフェニル基、ｍ−アセチルフェニル基、ｐ−アセチルフェニル基、ｏ−エチルカルボニルフェニル基、ｍ−エチルカルボニルフェニル基、ｐ−エチルカルボニルフェニル基、ｏ−トリフルオロメチルフェニル基、ｍ−トリフルオロメチルフェニル基、ｐ−トリフルオロメチルフェニル基、ｏ−フルオロフェニル基、ｍ−フルオロフェニル基、ｐ−フルオロフェニル基、ｏ−ブロモフェニル基、ｍ−ブロモフェニル基、ｐ−ブロモフェニル基、ｏ−クロロフェニル基、ｍ−クロロフェニル基、ｐ−クロロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、３，５−ジメチルフェニル基、３，５−ジフルオロフェニル基、メシチル基などが例示できる。
【００３８】
また、Ｒ１とＲ２が結合する窒素原子と共に置換されていてもよい環を形成しても良く、その際のアミン類（１）としては、具体的には、エチレンイミン、アゼチジン、ピロール、２−メチルピロール、３−メチルピロール、２−トリフルオロメチルピロール、３−トリフルオロメチルピロール、２−ジフルオロメチルピロール、３−ジフルオロメチルピロール、ピロリン、ピロリジン、２−メチルピロリジン、３−メチルピロリジン、２−メトキシメチルピロリジン、３−メトキシメチルピロリジン、２−トリフルオロメチルピロリジン、３−トリフルオロメチルピロリジン、２−トリフルオロメトキシメチルピロリジン、３−トリフルオロメトキシメチルピロリジン、２−ジフルオロメチルピロリジン、３−ジフルオロメチルピロリジン、２−ジフルオロメトキシメチルピロリジン、３−ジフルオロメトキシメチルピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピラゾリジン、イミダゾール、２−メチルイミダゾール等があげられる。
【００３９】
また、４−メチルイミダゾール、５−メチルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、２，５−ジメチルイミダゾール、４，５−ジメチルイミダゾール、２−メチル−４−フェニルイミダゾール、４−メチル−２−フェニルイミダゾール、２−トリフルオロメチルイミダゾール、４−トリフルオロメチルイミダゾール、５−トリフルオロメチルイミダゾール、２，４−ビス（トリフルオロメチル）イミダゾール、２，５−ビス（トリフルオロメチル）メチルイミダゾール、４，５−ビス（トリフルオロメチル）メチルイミダゾール、２−トリフルオロメチル−４−フェニルイミダゾール、４−トリフルオロメチル−２−フェニルイミダゾール、２−ジフルオロメチルイミダゾール、４−ジフルオロメチルイミダゾール、５−ジフルオロメチルイミダゾール、２，４−ビス（ジフルオロメチル）イミダゾール、２，５−ビス（ジフルオロメチル）メチルイミダゾール等があげられる。
【００４０】
また、４，５−ビス（ジフルオロメチル）メチルイミダゾール、２−ジフルオロメチル−４−フェニルイミダゾール、４−ジフルオロメチル−２−フェニルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、４−フェニルイミダゾール、５−フェニルイミダゾール、２，４−ジフェニルイミダゾール、４，５−ジフェニルイミダゾール、ピペリジン、２−メチルピペリジン、３−メチルピペリジン、４−メチルピペリジン、２，６−ジメチルピペリジン、２，３，５，６−テトラメチルピペリジン、２−トリフルオロメチルピペリジン、３−トリフルオロメチルピペリジン、４−トリフルオロメチルピペリジン、２，６−ビス（トリフルオロメチル）ピペリジン、２−ジフルオロメチルピペリジン、３−ジフルオロメチルピペリジン、４−ジフルオロメチルピペリジン、２，６−ビス（ジフルオロメチル）ピペリジン、ピペラジン、２−メチルピペラジン、２，６−ジメチルピペラジン、２−トリフルオロメチルピペラジン、２，６−ビス（トリフルオロメチル）ピペラジン、等があげられる。
【００４１】
また２−ジフルオロメチルピペラジン、２，６−ビス（ジフルオロメチル）ピペラジン、２−ピリミジルピペラジン、３−ピリミジルピペラジン、２−フェニルピペラジン、３−フェニルピペラジン、２−ベンジルピペラジン、３−ベンジルピペラジン、４Ｈ−１，４−オキサジン、モルホリン、４Ｈ−１，４−チアジン、インドール、２−メチルインドール、３−メチルインドール、２−メトキシインドール、３−メトキシインドール、２−トリフルオロメチルインドール、３−トリフルオロメチルインドール、２−トリフルオロメトキシインドール、３−トリフルオロメトキシインドール、２−ジフルオロメチルインドール、３−ジフルオロメチルインドール、２−ジフルオロメトキシインドール、３−ジフルオロメトキシインドール、インドリン、イソインドール、イソインドリン、１Ｈ−インダゾール、２Ｈ−インダゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾリン、カルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジンなどが例示できる。
【００４２】
Ｒ４で示される置換されていても良い炭素数１から４のアルキル基としては、具体的には、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、シクロブチル基等のアルキル基、または、これらのアルキル基がハロゲン原子で置換されたクロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、３−クロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、３−ブロモプロピル基、フルオロメチル基、２−フルオロエチル基、３−フルオロプロピル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、２，２，２−トリクロロエチル基、クロロジフルオロメチル等が例示できる。医薬品および農薬等の中間体として有用な点で、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基が好ましい。
【００４３】
本発明の製造方法の反応形式は特に制限されず、任意の反応形式で行うことが可能であり、例えば、固定床気相流通式、固定床液相流通式、または懸濁床回分式で行うことができる。操作が容易な点で、懸濁床回分式が望ましい。
【００４４】
懸濁床回分式で行う場合は、溶媒中または無溶媒でも行うことができる。溶媒としては、特に限定するものではないが、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の脂肪族炭化水素類、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、シクロオクタン、デカヒドロナフタレン等の脂肪族環式炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、クロロベンゼン、トリフルオロトルエン等のハロゲン化芳香族炭化水素類、エチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジグライム、トリグライム等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、１，１，２，２−テトラクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類が挙げられる。操作性の点からベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類が好ましい。
【００４５】
反応温度は特に制限されないが、０℃〜３００℃が望ましく、収率が良い点で、２０℃〜２５０℃がさらに望ましい。反応圧力は特に制限されないが通常、絶対圧で０．０１ＭＰａ〜１０ＭＰａ、好ましくは０．１ＭＰａ〜２ＭＰａである。反応時間は特に制限されないが、１分〜１００時間が望ましく、収率良く得られる点で、５分〜５０時間がさらに望ましい。
【００４６】
原料濃度は、用いる溶媒および原料の溶解度によるが、生産効率の点から、０．０００１ｇ／Ｌ以上が望ましく、０．００１ｇ／Ｌ以上がさらに望ましい。
【００４７】
反応中の雰囲気は、特に限定されないが、触媒の失活を避けるため、空気と水分を極力除くことが望ましく、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気で反応が行うことが好ましい。
【００４８】
使用する触媒の量は特に制限はなく、生産効率の点から、原料であるアミン類１モルに対してパラジウム金属が０．０００００１〜２０．０モル％であり、好ましくは０．００００１〜１０．０モル％、より好ましくは０．０００１〜５．０モル％となるようにパラジウム担持セピオライト触媒を使用するとよい。
【００４９】
アミン類（１）とアクリル酸エステル類（２）のモル比は、１：５から５：１が望ましく、収率の点で、１：２から２：１がさらに望ましい。
【発明の効果】
【００５０】
本発明は染料、ファインケミカル、医薬品および農薬等の中間体として工業的に重要なβ−アミノ酸類を簡便で経済的な製造方法を提供するものであり、工業的にも非常に有用である。
【実施例】
【００５１】
以下に、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５２】
実施例１ パラジウム担持セピオライト触媒の製造
蒸留水８０ｍＬに塩化アンモニウム１０ｇを溶解した酸性溶液に和光純薬社製のセピオライト２．０ｇを懸濁させ、室温で４８時間撹拌した。この懸濁液を吸引濾過と洗浄を繰り返して、酸性処理したセピオライトを得た。次にパラジウムテトラアンミンパラジウム塩化物０．２０ｇを蒸留水８０ｍＬに溶解したパラジウム水溶液に上記のように処理したセピオライト２ｇを懸濁させ、室温で４８時間撹拌した。この懸濁液を吸引濾過して１１０℃で乾燥することによりパラジウム担持セピオライト触媒を得た。パラジウム含有量は１．３ｗｔ％であった。
【００５３】
実施例２
アクリル酸ブチルを１．５３ｇ（１２ｍｍｏｌ）とインドリン１．２１ｇ（１０ｍｍｏｌ）をトルエン５ｍＬに添加し、実施例１で調製したパラジウム担持セピオライト触媒０．１ｇを懸濁させ、５気圧のアルゴンガスで反応系内を置換した。反応器を１００℃に昇温して３時間反応させた。反応後、反応溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、３−（１−インドリニル）プロピオン酸ブチルの生成率は４０％、空時収量は３２００ｇ／ｋｇ−ｃａｔ・ｈであった。
【００５４】
実施例３
蒸留水１００ｍＬに水酸化ナトリウム１０ｇを溶解した塩基性溶液に和光純薬社製のセピオライト２．０ｇを懸濁させ、密閉したオートクレーブに導入して２００℃で６時間撹拌した。この懸濁液を吸引濾過と洗浄を繰り返して、塩基性処理したセピオライトを得た。
【００５５】
テトラアンミンパラジウム塩化物０．２ｇを蒸留水８０ｍＬに溶解したパラジウム水溶液に上記のように処理したセピオライト２．０ｇを懸濁させ、室温で４８時間撹拌した。この懸濁液を吸引濾過して１１０℃で乾燥することによりパラジウム担持セピオライト触媒を得た。パラジウム含有量は４．４ｗｔ％であった。
【００５６】
実施例４
アクリル酸ブチルを１．５３ｇ（１２ｍｍｏｌ）とインドール０．４８ｇ（４ｍｍｏｌ）をＮ−メチルピロリドン５ｍＬに添加し、実施例３で調製したパラジウム担持セピオライト触媒０．１ｇを懸濁させ、５気圧のアルゴンガスで反応系内を置換した。反応器を１９０℃に昇温して２０時間反応させた。反応後、反応溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、３−（１−インドリル）プロピオン酸ブチルの生成率は６２％で、空時収量は３０２ｇ／ｋｇ−ｃａｔ・ｈであった。
【００５７】
実施例５
アクリル酸ブチルを１．５３ｇ（１２ｍｍｏｌ）とピペラジン０．８６ｇ（１０ｍｍｏｌ）をｏ−キシレン５ｍＬに添加し、実施例３で調製したパラジウム担持セピオライト触媒０．１ｇを懸濁させ、５気圧のアルゴンガスで反応系内を置換した。反応器を１００℃に昇温して３時間反応させた。反応後、反応溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、３−ピペラジノプロピオン酸ブチルの生成率は６７％、空時収量は５９００ｇ／ｋｇ−ｃａｔ・ｈであった。
【００５８】
実施例６
アクリル酸ブチルを１．５３ｇ（１２ｍｍｏｌ）とモルホリン０．８８ｇ（１０ｍｍｏｌ）をｏ−キシレン５ｍＬに添加し、実施例３で調製したパラジウム担持セピオライト触媒０．１ｇを懸濁させ、５気圧のアルゴンガスで反応系内を置換した。反応器を１００℃に昇温して３時間反応させた。反応後、反応溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、３−モルホリノプロピオン酸ブチルの生成率は９８％で、空時収量は７２００ｇ／ｋｇ−ｃａｔ・ｈであった。
【００５９】
実施例７
アクリル酸ブチルを１．５３ｇ（１２ｍｍｏｌ）とイミダゾール０．２８ｇ（４ｍｍｏｌ）をＮ−メチルピロリドン溶媒５ｍＬに添加し、実施例３で調製したパラジウム担持セピオライト触媒０．１ｇを懸濁させ、５気圧のアルゴンガスで反応系内を置換した。反応器を１９０℃に昇温して２０時間反応させた。反応後、反応溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、３−（１−イミダゾリル）プロピオン酸ブチルの生成率は９９％で、空時収量は４７０ｇ／ｋｇ−ｃａｔ・ｈであった。
【００６０】
実施例８
メタクリル酸メチルを１．２１ｇ（１２ｍｍｏｌ）とピペリジン０．８５ｇ（１０ｍｍｏｌ）をｏ−キシレン溶媒５ｍＬに添加し、実施例３で調製したパラジウム担持セピオライト触媒０．１ｇを懸濁させ、５気圧のアルゴンガスで反応系内を置換した。反応器を１００℃に昇温して３時間反応させた。反応後、反応溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、２−メチル−３−ピペリジノプロピオン酸メチルの生成率は１５％で、空時収量は９１０ｇ／ｋｇ−ｃａｔ・ｈであった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】セピオライトの結晶構造を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラジウム担持セピオライトから成ることを特徴とする、β−アミノ酸類製造用触媒。
【請求項２】
一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子、炭素数が１から１０のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。あるいは、Ｒ１とＲ２が結合する窒素原子と共に置換されていても良い環を形成していても良い。ただしＲ１とＲ２が同時に水素原子ではない。）で表されるアミン類と一般式（２）
【化２】
（式中、Ｒ３は炭素数１から１０のアルキル基を示し、Ｒ４は水素原子または置換されていても良い炭素数１から４のアルキル基を示す。）で表されるアクリル酸エステル類とを反応させて一般式（３）
【化３】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、前記と同じ内容を示す。）
で表されるβ−アミノ酸類を製造する際に、請求項１に記載の触媒を用いることを特徴とする製造方法。
【請求項３】
反応温度が０℃から３００℃である請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
反応圧が０．０１ＭＰａから１０ＭＰａである請求項２または３に記載の製造方法。
【請求項１】
パラジウム担持セピオライトから成ることを特徴とする、β−アミノ酸類製造用触媒。
【請求項２】
一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子、炭素数が１から１０のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。あるいは、Ｒ１とＲ２が結合する窒素原子と共に置換されていても良い環を形成していても良い。ただしＲ１とＲ２が同時に水素原子ではない。）で表されるアミン類と一般式（２）
【化２】
（式中、Ｒ３は炭素数１から１０のアルキル基を示し、Ｒ４は水素原子または置換されていても良い炭素数１から４のアルキル基を示す。）で表されるアクリル酸エステル類とを反応させて一般式（３）
【化３】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、前記と同じ内容を示す。）
で表されるβ−アミノ酸類を製造する際に、請求項１に記載の触媒を用いることを特徴とする製造方法。
【請求項３】
反応温度が０℃から３００℃である請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
反応圧が０．０１ＭＰａから１０ＭＰａである請求項２または３に記載の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００８−１４９２１３（Ｐ２００８−１４９２１３Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３６９１３（Ｐ２００６−３３６９１３）
【出願日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【出願人】（０００００３３００）東ソー株式会社 (1,901)
【出願人】（０００１７３７６２）財団法人相模中央化学研究所 (151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【出願人】（０００００３３００）東ソー株式会社 (1,901)
【出願人】（０００１７３７６２）財団法人相模中央化学研究所 (151)
【Ｆターム（参考）】
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