特許ウォッチ

公開番号2025031650
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2024140051
出願日2024-08-21
発明の名称N-メチル化アミン化合物の製造方法
出願人東ソー株式会社,国立大学法人東北大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C07C 209/26 20060101AFI20250228BHJP(有機化学)
要約【課題】本発明は、ホルムアルデヒドを必要としないN-メチル化アミン化合物の製造に係る新規な製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】金属担持触媒存在下、0.1～10MPa(ゲージ圧)の二酸化炭素及び0.1～20MPa(ゲージ圧)の水素が導入された雰囲気で、分子内に少なくとも一つアミノ基を有する脂肪族アミン化合物を50～250℃に加熱して前記アミノ基をメチル化することを特徴とする、N-メチル化アミン化合物の製造方法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
金属担持触媒存在下、０．１～１０ＭＰａ（ゲージ圧）の二酸化炭素及び０．１～２０ＭＰａ（ゲージ圧）の水素が導入された雰囲気で、分子内に少なくとも一つアミノ基を有する脂肪族アミン化合物を５０～２５０℃に加熱して前記アミノ基をメチル化することを特徴とする、Ｎ－メチル化アミン化合物の製造方法。
続きを表示（約 3,600 文字）【請求項２】
前記脂肪族アミン化合物が下記一般式（１）で示される脂肪族アミン化合物であり、
前記Ｎ－メチル化アミン化合物が下記一般式（３）で示されるメチル化アミン化合物である、請求項１に記載のＮ－メチル化アミン化合物の製造方法。
JPEG
2025031650000024.jpg
37
170
［上記一般式（１）中、Ｒ
１
～Ｒ
５
は、各々独立して、水素原子、又は炭素数１～４のアルキル基を示す。Ｘは、ヒドロキシ基、又はアミノ基を表す。ｎ、及びｍは、各々独立して１～５の整数を表す。ａは、０～４の整数を表す。］
JPEG
2025031650000025.jpg
39
170
［上記一般式（３）中、Ｒ
１
～Ｒ
５
は、各々独立して、水素原子、又は炭素数１～４のアルキル基を示す。Ｒ
１２
、Ｒ
１３
は、各々独立して、水素原子、又はメチル基を表す。Ｚは、ヒドロキシ基又は－ＮＲ
１４
Ｒ
１５
で表されるアミノ基を表す。Ｒ
１４
、Ｒ
１５
は、各々独立して、水素原子、又はメチル基を表す。ただし、Ｚがヒドロキシ基の場合、Ｒ
３
、Ｒ
１２
、及びＲ
１３
の少なくとも一つがメチル基であり、Ｚが－ＮＲ
１４
Ｒ
１５
で表されるアミノ基の場合、Ｒ
３
、及びＲ
１２
～Ｒ
１５
の少なくとも一つがメチル基である。ｎ、及びｍは、各々独立して、１～５の整数を表す。ａは、０～４の整数を表す。］
【請求項３】
前記一般式（１）で示される脂肪族アミン化合物が下記一般式（１－１）で示される脂肪族アミン化合物であり、前記Ｎ－メチル化アミン化合物が下記一般式（３－１）で示されるＮ－メチル化アミン化合物である、請求項２に記載のＮ－メチル化アミン化合物の製造方法。
JPEG
2025031650000026.jpg
39
170
［上記一般式（１－１）中、Ｒ
１
、Ｒ
２
、Ｒ
４
、及びＲ
５
は、各々独立して、水素原子、又は炭素数１～４のアルキル基を示す。Ｘは、ヒドロキシ基、又はアミノ基を表す。ｎ、及びｍは、各々独立して１～５の整数を表す。ａは、０～４の整数を表す。］
JPEG
2025031650000027.jpg
35
170
［上記一般式（３－１）中、Ｒ
１
～Ｒ
２
、及びＲ
４
～Ｒ
５
は、各々独立して、水素原子、又は炭素数１～４のアルキル基を示す。Ｒ’
３
、Ｒ
１２
、Ｒ
１３
は、各々独立して、水素原子、又はメチル基を表す。Ｚは、ヒドロキシ基又は－ＮＲ
１４
Ｒ
１５
で表されるアミノ基を表す。Ｒ
１４
、Ｒ
１５
は、各々独立して、水素原子、又はメチル基を表す。ただし、Ｚがヒドロキシ基の場合、Ｒ’
３
、Ｒ
１２
、及びＲ
１３
の少なくとも一つがメチル基であり、Ｚが－ＮＲ
１４
Ｒ
１５
で表されるアミノ基の場合、Ｒ’
３
、及びＲ
１２
～Ｒ
１５
の少なくとも一つがメチル基である。ｎ、及びｍは、各々独立して、１～５の整数を表す。ａは、０～４の整数を表す。］
【請求項４】
前記一般式（１－１）及び前記一般式（３－１）におけるＲ
１
～Ｒ
２
及びＲ
４
～Ｒ
５
が、各々独立して、水素原子又はメチル基である、請求項３に記載のＮ－メチル化アミン化合物の製造方法。
【請求項５】
前記一般式（３－１）におけるＲ’
３
及びＲ
１２
～Ｒ
１５
がいずれもメチル基である、請求項３に記載のＮ－メチル化アミン化合物の製造方法。
【請求項６】
前記一般式（１）で示される脂肪族アミン化合物がエチレンジアミンであり、且つ、前記一般式（３）で示されるＮ－メチル化アミン化合物がＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルエチレンジアミンであるか、
前記一般式（１）で示される脂肪族アミン化合物がジエチレントリアミンであり、且つ、前記一般式（３）で示されるＮ－メチル化アミン化合物がＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’、Ｎ’’－ペンタメチルジエチレントリアミンであるか、
前記一般式（１）で示される脂肪族アミン化合物がトリエチレンテトラミンであり、且つ、前記一般式（３）で示されるＮ－メチル化アミン化合物がＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’－ヘキサメチルトリエチレンテトラミンであるか、
前記一般式（１）で示される脂肪族アミン化合物がＮ－（２－アミノエチル）エタノールアミンであり、且つ、前記一般式（３）で示されるＮ－メチル化アミン化合物がＮ－［２－（ジメチルアミノ）エチル］－Ｎ－メチルエタノールアミンであるか、
前記一般式（１）で示される脂肪族アミン化合物が１，２－ジアミノプロパンであり、且つ、前記一般式（３）で示されるＮ－メチル化アミン化合物がＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチル－１，２－ジアミノプロパンであるか、又は、
前記一般式（１）で示される脂肪族アミン化合物がプロピレンジアミンであり、且つ、前記一般式（３）で示されるＮ－メチル化アミン化合物がＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルプロピレンジアミンである、
請求項２に記載のＮ－メチル化アミン化合物の製造方法。
【請求項７】
前記脂肪族アミン化合物が下記一般式（２）で示される脂肪族アミン化合物であり、
前記Ｎ－メチル化アミン化合物が下記一般式（４）で示されるメチル化アミン化合物である、請求項１に記載のＮ－メチル化アミン化合物の製造方法。
JPEG
2025031650000028.jpg
35
170
［上記一般式（２）中、Ｒ
６
～Ｒ
１１
は、各々独立して、水素原子、又は炭素数１～４のアルキル基を表す。Ｘは、ヒドロキシ基、又はアミノ基を表す。ｎは、１～５の整数を表す。］
JPEG
2025031650000029.jpg
35
170
［上記一般式（４）中、Ｒ
６
～Ｒ
１１
は、各々独立して、水素原子、又は炭素数１～４のアルキル基を表す。Ｒ
１６
は、水素原子、又はメチル基を表す。Ｙは、ヒドロキシ基又は－ＮＲ
１７
Ｒ
１８
で表されるアミノ基を表す。Ｒ
１７
、Ｒ
１８
は、各々独立して、水素原子、又はメチル基を表す。ただし、Ｙがヒドロキシ基の場合、Ｒ
１６
はメチル基であり、Ｙが－ＮＲ
１７
Ｒ
１８
で表されるアミノ基の場合、Ｒ
１６
～Ｒ
１８
の少なくとも一つがメチル基である。ｎは、１～５の整数を表す。］
【請求項８】
前記一般式（２）及び前記一般式（４）におけるＲ
６
～Ｒ
１１
がいずれも水素原子である、請求項７に記載のＮ－メチル化アミン化合物の製造方法。
【請求項９】
前記一般式（４）におけるＲ
１６
～Ｒ
１８
がいずれもメチル基である、請求項７に記載のＮ－メチル化アミン化合物の製造方法。
【請求項１０】
前記一般式（２）で示される脂肪族アミン化合物がＮ－（２－アミノエチル）ピペラジンであり、且つ、前記一般式（４）で示されるＮ－メチル化アミン化合物が１－［２－（ジメチルアミノ）エチル］－４－メチルピペラジンである、請求項７に記載のＮ－メチル化アミン化合物の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｎ－メチル化アミン化合物の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
地球温暖化の原因の一つとして、温室効果ガスの排出が挙げられる。温室効果ガスとしては、二酸化炭素（ＣＯ
２
）、メタン（ＣＨ
４
）、フロン類（ＣＦＣｓ等）が挙げられる。温室効果ガスの中でも、二酸化炭素の影響は大きく、二酸化炭素（火力発電所、製鉄所等のプラントから排出される二酸化炭素等）の削減が緊急の課題となっている。
【０００３】
Ｎ－メチル化アミン化合物は、ウレタン合成触媒、界面活性剤等、種々の用途を持つ産業上有用な化合物である。Ｎ－メチル化アミン化合物は例えばニッケル又は金属触媒の存在下で、ホルムアルデヒド及び水素と反応させて、いわゆる還元メチル化反応により合成する方法が公知技術として報告されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０００－１５９７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のＮ－メチル化アミン化合物の製造方法については、原料であるホルムアルデヒドの毒性が高いことが課題であった。製造過程で製品にホルムアルデヒドが残存するとシックハウス症候群やシックカー症候群の原因ともなる。また、ホルムアルデヒドは発癌性も疑われており健康を害するリスクがある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ホルムアルデヒドを必要としないＮ－メチル化アミン化合物製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、プラントなどから排出される二酸化炭素をＮ－メチル化アミン化合物の合成に利用できないか検討を行った。その結果、下記に示すＮ－メチル化アミン化合物の製造方法が、ホルムアルデヒドを必要とすることなく、且つ、原料として二酸化炭素を利用できることを見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明の一態様は、以下に示すＮ－メチル化アミン化合物の製造方法に関するものである。
【０００８】
［１］金属担持触媒存在下、０．１～１０ＭＰａ（ゲージ圧）の二酸化炭素及び０．１～２０ＭＰａ（ゲージ圧）の水素が導入された雰囲気で、分子内に少なくとも一つアミノ基を有する脂肪族アミン化合物を５０～２５０℃に加熱して前記アミノ基をメチル化することを特徴とする、Ｎ－メチル化アミン化合物の製造方法。
［２］前記脂肪族アミン化合物が下記一般式（１）で示される脂肪族アミン化合物であり、前記Ｎ－メチル化アミン化合物が下記一般式（３）で示されるメチル化アミン化合物である、上記［１］に記載のＮ－メチル化アミン化合物の製造方法。
JPEG
2025031650000001.jpg
38
170
［上記一般式（１）中、Ｒ
１
～Ｒ
５
は、各々独立して、水素原子、又は炭素数１～４のアルキル基を示す。Ｘは、ヒドロキシ基、又はアミノ基を表す。ｎ、及びｍは、各々独立して１～５の整数を表す。ａは、０～４の整数を表す。］
JPEG
2025031650000002.jpg
38
170
［上記一般式（３）中、Ｒ
１
～Ｒ
５
は、各々独立して、水素原子、又は炭素数１～４のアルキル基を示す。Ｒ
１２
、Ｒ
１３
は、各々独立して、水素原子、又はメチル基を表す。Ｚは、ヒドロキシ基又は－ＮＲ
１４
Ｒ
１５
で表されるアミノ基を表す。Ｒ
１４
、Ｒ
１５
は、各々独立して、水素原子、又はメチル基を表す。ただし、Ｚがヒドロキシ基の場合、Ｒ
３
、Ｒ
１２
、及びＲ
１３
の少なくとも一つがメチル基であり、Ｚが－ＮＲ
１４
Ｒ
１５
で表されるアミノ基の場合、Ｒ
３
、及びＲ
１２
～Ｒ
１５
の少なくとも一つがメチル基である。ｎ、及びｍは、各々独立して、１～５の整数を表す。ａは、０～４の整数を表す。］
［３］前記一般式（１）で示される脂肪族アミン化合物が下記一般式（１－１）で示される脂肪族アミン化合物であり、前記Ｎ－メチル化アミン化合物が下記一般式（３－１）で示されるＮ－メチル化アミン化合物である、上記［２］に記載のＮ－メチル化アミン化合物の製造方法。
JPEG
2025031650000003.jpg
48
170
［上記一般式（１－１）中、Ｒ
１
、Ｒ
２
、Ｒ
４
、及びＲ
５
は、各々独立して、水素原子、又は炭素数１～４のアルキル基を示す。Ｘは、ヒドロキシ基、又はアミノ基を表す。ｎ、及びｍは、各々独立して１～５の整数を表す。ａは、０～４の整数を表す。］
JPEG
2025031650000004.jpg
43
170
［上記一般式（３－１）中、Ｒ
１
～Ｒ
２
、及びＲ
４
～Ｒ
５
は、各々独立して、水素原子、又は炭素数１～４のアルキル基を示す。Ｒ’
３
、Ｒ
１２
、Ｒ
１３
は、各々独立して、水素原子、又はメチル基を表す。Ｚは、ヒドロキシ基又は－ＮＲ
１４
Ｒ
１５
で表されるアミノ基を表す。Ｒ
１４
、Ｒ
１５
は、各々独立して、水素原子、又はメチル基を表す。ただし、Ｚがヒドロキシ基の場合、Ｒ’
３
、Ｒ
１２
、及びＲ
１３
の少なくとも一つがメチル基であり、Ｚが－ＮＲ
１４
Ｒ
１５
で表されるアミノ基の場合、Ｒ’
３
、及びＲ
１２
～Ｒ
１５
の少なくとも一つがメチル基である。ｎ、及びｍは、各々独立して、１～５の整数を表す。ａは、０～４の整数を表す。］
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ホルムアルデヒドを必要としないＮ－メチル化アミン化合物の製造方法に係る新規な技術を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「Ａ～Ｂ」は、「Ａ以上、Ｂ以下」を意味する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許