JP2000511551A - 立体障害４―アミノピペリジンの精製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 式［Ｉ］： ［式中Ｒ¹〜Ｒ⁴はＣ₁〜Ｃ₆−アルキルを表わし、Ｒ¹及びＲ²及び／又はＲ³及びＲ⁴は一緒になってＣ原子２〜５個を有するＣＨ₂鎖を表わす］で示される粗製ピペリジンを精製するにあたり、第１工程で高沸点性物質及び場合により水を粗製ピペリジンから蒸留により分離し、第２工程で第１工程の生成物に対して０．０１〜５重量％の還元剤を加え、第３工程でピペリジンを蒸留によって単離することを特徴とする、粗製ピペリジンの精製方法。

Description

【発明の詳細な説明】 立体障害４−アミノピペリジンの精製方法 本発明は、式Ｉ： ［式中Ｒ¹〜Ｒ⁴はＣ₁〜Ｃ₆−アルキルを表わし、Ｒ¹及びＲ²及び／又はＲ³及び Ｒ⁴は一緒になってＣ原子２〜５個を有するＣＨ₂鎖を表わす］で示される粗製ピ ペリジンの精製方法に関する。 一般式Ｉで示される立体障害４−アミノ−ピペリジンは多様に使用される。該 化合物は特に、合成ポリマー用の紫外線安定剤の製造の際の中間生成物として使 用される。従ってピペリジンＩは、ピペリジンの副生成物の含量が極めて小さい にも拘わらず長時間に亘って保持される、できるだけ僅かな固有色を有すること が極めて重要である。 該立体障害４−アミノ−ピペリジンは、大工業的には一般にアセトン又はアセ トン誘導体から製造される。Ｉは、アンモニア及び水素の存在で化合物： から触媒閉環反応で１段法で製造する（ＤＥ ２４１ ２７５０）か又はトリアセトンアミンＩＩ： からアミノ化水素添加によって１又は２段階で、例えば触媒作用下で製造するこ とができる（例えば、ＤＥ ２０４０９７５、ＤＥ ２３４９９６２、ＤＥ ２ ６２１８７０、ＥＰ ３３５２９、ＥＰ ４２１１９、ＥＰ ３０３２７９、Ｅ Ｐ ４１０９７０、ＥＰ ６１１１３７、ＥＰ ６２３５８５及びＤＥ ４２１ ０３１１参照）。工業的に製造された立体障害４−アミノピペリジンの精製は一 般には蒸留によって行われる。 しかし常法で製造されるピペリジンＩ中には、なお妨害的量の着色物質が存在 しているか又はこれらの物質は短時間後に形成される。 さて例えばＥＰ ４７７５９３からは、金属ホウ化水素を加えかつ水の存在で 特定の条件下で蒸留する場合には、粗製のＮ−アルキル−ジ−アルカノールアミ ンを着色的に改良しうることが明らかになった。しかしＮ−アルキル−ジ−アル カノールアミンは、本発明の立体障害４−アミノ−ピペリジンとは全く異なる種 類の物質である。またSpec．Chem．４（２）、３８〜４１頁（１９８４）及びＵ Ｓ ３,１５９,２７６、ＵＳ ３,２０７,７９０及びＵＳ ３,２２２,３１０か らは、蒸留前又は後にエタノールアミン、エチレンアミン又は芳香族アミンにホ ウ化水素ナトリウムを加えることによって生成物の色を改善することができるこ とも公知になった。またこの刊行物にもピペリジンＩは記載されていない。特別 な蒸留方法は予想されない。 これに対して、立体障害された４−アミノ−ピペリジンＩの高度な精製方法の 開発は全く異なる方法をとる。 ＤＤ ２６６７９９からは、ピペリジンＩをアセトン−／水溶液中でＣＯ₂と 反応させ、沈殿物を分離し、アセトンで洗浄し、次に熱分解しかつ生成物を蒸留 によって精製することが公知になった。ＳＵ １８１１５２７には、立体障害さ れた４−アミノ−ピペリジンＩの他の精製方法が記載されている。この場合には 不純物を含有する粗生成物を非プロトン溶剤中に溶解し、エチレングリコールと 反応させ、反応生成物を蒸留し、数段階で精製する。両方法は非常に複雑でコス ト高である。 従って本発明の課題は、高純度の着色安定な立体障害４−アミノ−ピペリジン Ｉ、つまりそのわずかな固有色が長期間保持されていて、しかも同時に副生成物 ならびに安定化助剤の含量が少ないような生成物を製造できる、コストの安い方 法を提供することであった。 これにより、粗製ピペリジンから第１工程で高沸点物質及び場合により水を蒸 留により分離し、第２工程で第１工程の生成物に対して０．０１〜５重量％の還 元剤を加え、第３工程でピペリジンを蒸留によって単離することを特徴とする、 前記方法が見出された。 本発明の他の特徴は、請求項１以外から知ることができる。 立体障害４−アミノ−ピペリジンＩにおいては、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴基は相 互に独立的に好ましくはＣ₁〜Ｃ₃−アルキル、特にエチル又はメチルであり、例 えばメチルである。 還元剤としては一般には標準条件下で固体の物質、有利には化合物MXH4_-mY_mを 使用し、ここでＭはアルカリ金属、ＮＲ₄（Ｒは同じか又は異なるＣ₁〜Ｃ₄−ア ルキル基を表わす）、又は１当量のアルカリ土類金属又は１当量の亜鉛、好まし くはアルカリ金属、特にナトリウム又はカリウム、例えばナトリウムを表わし、 Ｘはアルミニウム又は特にホウ素を表わし、ＹはＣＮ又は好ましくはＨを表わし 、ｍは１又は特に０を表わす。一例はホウ化水素ナトリウムである。また多くの 場合、(R^aO)₂TiBH₄又は(R^aO)₃TiBH₄（式中Ｒ^aはＣ₁〜Ｃ₄−アルキル基を表わす ）も有利であることが判った。 本発明方法は連続的又は不連続的に行うことができる。それは標準圧力、好ま しくは減圧、特に１０〜２ ００ミリバール、例えぼ２０〜１００ミリバールで行うことができる。 前記の沸点又は沸騰範囲は、他に断りがない限り、４０ミリバールの圧力を示 す。それらはそれぞれ４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンの 精製に関係している。他の４−アミノ−ピペリジンＩについては当業者は簡単な 実験によって適当な条件を得ることができる。 高沸点性物質とは、一般に、４０ミリバールの圧力で所望の有価生成物の沸点 よりも少なくとも３５℃高い沸点を有するような物質を意味する。４−アミノ− ２，２，６，６−テトラメチルピペリジンの場合には、高沸点性物質は例えば１ ４０℃で４０ミリバールで分離される。 第１工程では、粗生成物から高沸点性物質及び、本発明の著しい特徴において は水を蒸留除去する。これは一般には（ａ）精留によって行われ、この際、第１ 工程では高沸点生成物は塔底生成物として、水は塔頂より除去されるか、又は（ ｂ）粗生成物から適当な装置、例えばワイプブレード蒸発器（Wischblattverdam pfer）、流下薄膜型蒸発器又は凝縮器の取付けられた撹拌がまで高沸点生成物を 留去し、次に水を留去することによって行われる。水の分離は重要ではなく、例 えば４０〜５０℃で１００ミリバールで又は適当に他の圧力で行ってもよい。高 沸点生成物の分離のために は、蒸留塔底液を一般には１４０℃までの温度（４０ミリバールで）に加熱する 。ピペリジンＩ中に存在する高沸点生成物が少なければ少ないほど、それだけ良 好な生成物が得られる。一般にピペリジンＩ中の高沸点生成物の含量は０．１重 量％未満がなお許容されうる。しかし０．０１重量％未満の高沸点生成物含量が より良好である。水分は重要ではなく、通常は１重量％未満に調節する。 次に第２工程では還元剤を加える。一般には所望の特性を有する無色の生成物 を得るためには、０．０１〜２重量％で十分である。好ましくは０．０１〜１重 量％、特に０．０１〜０．５重量％を使用する。添加方法は重要ではない。通常 は還元剤は蒸留塔底液中に供給する。還元剤は粉末状で又は溶液として添加して もよい。 還元剤を添加した後、生成物を蒸留により精製する。通常は、公知の精留塔、 例えば棚段塔又は充填塔、好ましくは充填塔で操作する。当業者が簡単な予備試 験で容易に見出すことができるような種々の還流比で操作することができる。還 流：生成物減少量は１：１〜１０：１、特に３：１〜７：１が有利であった。生 成物である４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンは４０ミリバ ールで１０１℃で沸騰し、これは当業者が容易に確認することができる（例えば J．Polym．Sci.，Part A−１，１０（１１），３２ ９５〜３１０（１９７２）を参照されたい）；それ故通常は同生成物は９６〜１ ０３℃の温度（４０ミリバール）で得られる。 このようにして得られた、それ自体無色の生成物にさらに少量の還元剤を加え て、貯蔵安定性を高めることができる。還元剤は通常は上記の物質である。還元 剤は一般には０．００１〜０．０２重量％の量で加える。通常は２００ｐｐｍま での量の還元剤で十分である。特別な場合にはまた１００、５０又は１０ｐｐｍ でも十分である。 本発明方法を用いると、純粋な立体障害４−アミノ−ピペリジンＩが容易に、 コスト的に有利に得られ、このものは事実上固有色をもたず、貯蔵時にも着色安 定（farbstabil）であり、しかも同時に副生成物も安定化剤の含量も極めて小さ い。 実施例 立体障害４−アミノ−ピペリジンＩの色は、ＤＩＮ−ＩＳＯ６２７１によるＡ ＰＨＡ−色価（Farbzahl）の測定によって測定した。 例１ 次の組成： トリアセトンジアミン（ＴＡＤ） ８３．６％ Ｈ₂Ｏ １０．０％ 低沸点生成物 １．５％ 中沸点−及び高沸点生成物 ４．９％ を有する粗製４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチル−ピペリジン（ＴＡＤ ）を、ワイプブレード蒸発器（蒸発面２００ｃｍ²、４００回転／分）で１４０ ℃及び４０ミリバールで蒸留した。供給量５００ｇ／ｈ（１００℃に予熱）、塔 底温度１０６℃及び塔頂温度８９℃で２５６０ｇ（９２．３％）が留去された。 留出物は、次の組成： トリアセトンジアミン（ＴＡＤ） ８７．２％ Ｈ₂Ｏ ９．９％ 低沸点生成物 １．５％ 中沸点生成物 １．４％ を有していた。 このように高沸点生成物を除去したＴＡＤ粗製物を、次に２．４ｍのズルツァ ー（Ｓｕｌｚｅｒ）−ＣＹ−充填物を有する塔（約２２個の理論段数、呼称幅： ４３ｍｍ）で、還流比５：１及び圧力１００ミリバールで精留した。初めに塔頂 温度４３〜４４℃で水２５６ｇが流出された。この蒸留器で塔底部にホウ化水素 ナトリウム０．１重量％を加え、精留を４０ミリバールで続行した。塔頂温度８ ９℃でＴＡＤ８５．９％（１１１ｇ）を含有する留分を分離し、塔頂温度９９℃ でＴＡＤ９８．４％（２４０ｇ）を含有する他の留分を分離した後、９９〜１０ ２℃の塔頂温度での精留により生じた主留分である、９９．８％（ＧＣ）の純度 を有するＴＡＤ１７８６ｇが得られた。これは７７％ の蒸留収率に相当する。 Ａ）このＴＡＤ精製物は、少なくとも５週間にわたり、次表が示すように着色安 定である（ＡＰＨＡ−色価＜５０）ことが証明された。 Ｂ）該方法により得られたＴＡＤの試料を、ホウ化水素ナトリウム１１０ｐｐｍ の添加下でも貯蔵した。この添加によって少なくとも５週間は事実上着色されず 、さらに着色安定で、ＡＰＨＡ−色価＜１５を有するＴＡＤ製品が得られた。試 料（Ａ）及び（Ｂ）を同一条件下で室温で貯蔵した。 比較例１ 次の組成： トリアセトンジアミン（ＴＡＤ） ８６．２％ Ｈ₂Ｏ ８．７％ 低沸点生成物 約１．１％ 中沸点−及び高沸点生成物 ４．０％ を有する粗製ＴＡＤ２９８７ｇを、実験室装置で２．４ｍのズルツァー−ＣＹ− 充填物を有する塔（約２２個の理論段数、呼称幅：４３ｍｍ）で５：１の還流比 で精留した。１００ミリバールの圧力で先ず３４９ｇが、主として水を含有する 前留分として４３〜４４℃の温度で留出された。次に０．１％未満の水を含有す る蒸留塔底液にホウ化水素ナトリウム３．０ｇ（０．１重量％）を加え、精留を 続けた。純度９９．０％を有するＴＡＤ２２２ｇの前留分の後に、圧力４０ミリ バール、塔頂温度９７℃での主留分中に、水分＜０．１％で９９．７％（ＧＣ） の純度を有するＴＡＤ２１１６ｇが得られた。蒸留収量：２１１６ｇ（８２％） 。 得られたＴＡＤ精製物は、暗所で窒素下に貯蔵したにもかかわらず、２日間で 黄色に変色した（ＡＰＨＡ−色価＞１００）。 比較例２ 次の組成： トリアセトンジアミン（ＴＡＤ） ８５．６％ Ｈ₂Ｏ ９．０％ 低沸点生成物 約０．７％ 中沸点−及び高沸点生成物 ４．７％ を有する粗製ＴＡＤ４２０８ｇを、実験室装置で２． ４ｍのズルツァー−ＣＹ−充填物を有する塔（約２２個の理論段数、呼称幅：４ ３ｍｍ）で還流比５：１及び圧力１００〜４０ミリバールで精留した。温度４３ 〜４４℃及び圧力１００ミリバールでの前留分中の水の分離後、圧力４０ミリバ ール及び塔頂温度９７〜１０３℃での主留分中にＴＡＤ含量＞９９．６％を有す るＴＡＤ−精製留分が得られた。蒸留収量：３０２２ｇ（８４％）。 精製留分（ＧＣによるＴＡＤ含分：９９．７％）を、一方ではホウ化水素ナト リウムの添加なしに、他方では例１の場合と同様に、種々の量のホウ化水素ナト リウムの添加後に貯蔵し、測定した。結果は次表に示す： 多量の還元剤（０．１％≒１０００ｐｐｍ）を後から添加すると、成る程着色 安定性は増大するが、助剤含量も不所望に増大される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＵ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＧＥ，ＨＵ， ＩＬ，ＪＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＸ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＵＡ ，ＵＳ (72)発明者 アルフレート クラウゼ ドイツ連邦共和国 Ｄ―67346 シュパイ ヤー ザンクト―クラーラ―クロスターヴ ェーク ２デー (72)発明者 ハルド ズィーゲル ドイツ連邦共和国 Ｄ―67346 シュパイ ヤー ハンス―プルマン―アレー 25 (72)発明者 ヴォルフガング ズィーゲル ドイツ連邦共和国 Ｄ―67117 リムブル ガーホーフ ゲーテシュトラーセ 34ベー (72)発明者 トム ヴィッツェル ドイツ連邦共和国 Ｄ―67069 ルートヴ ィッヒスハーフェン クリームヒルトシュ トラーセ 34

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 式Ｉ： ［式中Ｒ¹〜Ｒ⁴はＣ₁〜Ｃ₆−アルキルを表わし、Ｒ¹及びＲ²及び／又はＲ³及 びＲ⁴は一緒になってＣ原子２〜５個を有するＣＨ₂鎖を表わす］で示される粗製 ピペリジンを精製するにあたり、第１工程で高沸点性物質及び場合により水を粗 製ピペリジンから蒸留により分離し、第２工程で第１工程の生成物に対して０． ０１〜５重量％の還元剤を加え、第３工程でピペリジンを蒸留によって単離する ことを特徴とする、粗製ピペリジンの精製方法。 2. Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴がＣ₁〜Ｃ₃−アルキルを表わす、請求項１記載の方法 。 3. 還元剤が式MXH_4-mY_mで示される化合物であり、前記式中Ｍがアルカリ金属、 ＮＲ₄（Ｒは同じか又は異なるＣ₁〜Ｃ₄−アルキル基を表わす）、又は１当量の アルカリ土類金属又は１当量の亜鉛を表わし、Ｘはホウ素又はアルミニウムを表 わし、ＹはＨ又はＣＮを表わし、ｍは０又は１を表わす、請求項１又は２記載の 方法。 4. 第３工程で蒸留によって単離されるピペリジンＩ に、ピペリジンに対して０．００１〜０．０２重量％の還元剤を加える、請求項 １から３までのいずれか１項記載の方法。