JP3720860B2 - 新規アミノポリカルボン酸誘導体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、金属イオン遮蔽剤、特に医療用、化粧品製剤、石鹸、洗剤、材料分析、金属材料への被覆、メッキ、触媒、コロイド化学、写真、液晶等の分野での金属イオン遮蔽剤として有用な新規アミノポリカルボン酸誘導体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりアミノポリカルボン酸類は、キレート剤として、医療用、化粧用製剤、石鹸、洗剤、材料分析、金属材料への被覆、メッキ、触媒、コロイド化学、写真、液晶、酸化防止剤、分離、分析などを含む種々の用途に用いられている。
【０００３】
これまで上記用途のキレート剤としてエチレンジアミン四酢酸が多く使われてきているが、この化合物は生分解されにくく、環境保護の観点から生分解されやすいキレート剤の開発が望まれていた。
【０００４】
生分解性のキレート剤としては、NTA(ニトリロトリ酢酸）等が知られているが、配位力が弱いため、用途によってはキレート剤としての実用に供し得ない。
又、NTA については変異原性であることが懸念されている（National Cancer Institute Report NCI-CG-TR-6, NIH-77-806, 1977年１月参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は金属イオン遮蔽剤（キレート剤）として、特にハロゲン化銀写真感光材料分野で使用される酸化剤、例えば、感光材料用漂白剤の中間体として有用な、生分解可能な新規アミノポリカルボン酸誘導体及びその製造方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
(1）本発明のアミノポリカルボン酸誘導体は、下記一般式（Ｉ）で表される。
一般式（Ｉ）
【０００７】
【化２】
【０００８】
式中、ｎは１、２又は３を表す。Ｍ1 、Ｍ2 及びＭ3 はそれぞれ水素原子又はカチオンを表す。
【０００９】
(2) Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸を酸性条件下で脱炭酸して本発明の一般式（Ｉ）のうちｎ＝１で表されるアミノポリカルボン酸誘導体を製造する方法において、脱炭酸する際に生成する６員環ラクタム化合物を加水分解する操作を行うことを特徴とするアミノポリカルボン酸誘導体の製造方法。
【００１０】
以下、本発明を説明する。
一般式（Ｉ）においてｎは好ましくは１、２又は３であり、更に好ましくは１又は２であり、最も好ましくは１である。
【００１１】
Ｍ1 、Ｍ2 、Ｍ3 で表されるカチオンとしては、有機性のカチオンでもよく無機性のカチオンでもよい。また、カチオンが一分子内中に２個以上ある場合には、それぞれ異なるカチオンでもよい。カチオンとしては例えば、アンモニウム（例えばアンモニウム、テトラエチルアンモニウム）、アルカリ金属（例えばリチウム、ナトリウム、カリウム）、アルカリ土類金属（例えばカルシウム、マグネシウム、バリウム）、ピリジニウム等を挙げることができる。好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属であり、より好ましくはアルカリ金属である。
【００１２】
以下に一般式（Ｉ）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１３】
【化３】
【００１４】
上記一般式（Ｉ）で表される化合物は、例えば下記式(1) 、(2) で表わされる方法によって合成できる。
【００１５】
【化４】
【００１６】
（式中、Ｍ1 、Ｍ2 、Ｍ3 、ｎは一般式（Ｉ）のそれぞれと同義である。Ｍa 、Ｍb 、Ｍc 、Ｍd 、Ｍe 、Ｍf は、それぞれ水素原子、カチオン又は置換基を有しても良いアルキル基若しくはアリール基を表す。ｎは０、１又は２を表す。Ｘa 、Ｘb 、Ｘc 、Ｘd 及びＸe はそれぞれ塩素原子、臭素原子又はよう素原子を表す）
【００１７】
（式１の説明）
即ち、ジアミン化合物（Ａ）と、ハロゲン置換マロン酸誘導体（Ｂ）を反応させ、中間体（Ｃ）を合成した後、中間体（Ｃ）を脱炭酸させることによって、本願化合物（Ｉ）は合成できる。
【００１８】
ジアミン化合物（Ａ）のうちで、Ｍa が水素原子のものについては一般に入手できる。Ｍa がアルキル基、又はアリール基であるカルボン酸エステルを含む化合物（Ａ）については、Helvetica Chimica Acta, ９巻，314 頁、(1926)に記載の方法などで合成することができる。
【００１９】
Ｍa には、種々の置換基を有してもよいアルキル基、アリール基が適用できるが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、tert−ブチル基、ベンジル基等が好ましく、特に好ましくは、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ベンジル基である。
【００２０】
ハロゲン置換マロン酸誘導体（Ｂ）のうちで、Ｍb 及びＭc が水素原子もしくはカチオンの場合については、Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 35巻，1813頁(1902)に記載の方法などで合成することができる。
【００２１】
Ｍb 及びＭc が、アルキル基又はアリール基であるカルボン酸エステルを含むマロン酸誘導体（Ｂ）については、種々のものが一般に入手可能である。又、一般に入手できないものについても、一般に入手可能な種々のマロン酸ジエステル誘導体より、Organic Synthess Collective Volumue Ｉ，245-246 頁(1941)に記載の方法などを参考に合成することができる。
【００２２】
Ｍb 及びＭc には、種々の置換基を有してもよいアルキル基、アリール基が適用できるが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、tert−ブチル基、ベンジル基等が好ましく、特に好ましくは、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ベンジル基である。
【００２３】
このアミンのアルキル化反応は、塩基存在下で行うことが好ましく、塩基としては、アルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等）または三級アミン（トリエチルアミン等）が挙げられる。
【００２４】
塩基は、反応液中に存在するカルボキシル基、及びハロゲン化水素を中和する量は最低限必要であり、好ましくは、ハロゲン置換マロン酸誘導体（Ｂ）に対して、０．５〜当量〜５０当量、より好ましくは０．５当量〜２０当量である。
【００２５】
この反応は、通常ｐＨ７〜１２の間で行う。好ましくはｐＨ８〜１１で行う。
これより低いｐＨ領域では反応の進行が遅く、またこれより高いｐＨ領域では、ハロゲン置換マロン酸誘導体（Ｂ）の加水分解が優先する。
【００２６】
この反応ではハロゲン置換マロン酸誘導体（Ｂ）をジアミン化合物（Ａ）の２当量以上用いることが必要であり、好ましくは２〜１０当量、より好ましくは２〜５当量である。
【００２７】
この反応の反応温度は、通常２０℃〜１００℃の間で行う。好ましくは３０℃〜９０℃である。
これより低い温度では反応の進行が遅く、またこれより高い温度では、ハロゲン置換マロン酸誘導体の加水分解等の、副反応が起こりやすくなる。
【００２８】
中間体（Ｃ）の合成法としては、例えば Zhurnal Obshchei Khimii, 52(3),658-662 頁(1982)に記載の方法などが適用できる。
【００２９】
中間体（Ｃ）の合成は通常、溶媒中で行われる。溶媒としては反応に関与しない限り限定されないが、水、アルコール（メタノール、エタノール、２−プロパノール）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等を用いると有利に進行する。
【００３０】
Ｍa 、Ｍb 及びＭc が水素原子もしくはカチオンの場合は、溶媒は水がより好ましい。Ｍa が置換基を有してもよいアルキル基又はアリール基等で、化合物（Ａ）がカルボン酸エステルを含む場合には、溶媒はアルコール（メタノール、エタノール、２−プロパノール）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等がより好ましい。
【００３１】
中間体（Ｃ）を脱炭酸させる反応は、例えば Bulletiu of the Chemical Society of Japan, vol.46, 844-847 頁(1973)などが参考にできる。
【００３２】
中間体（Ｃ）が、カルボン酸エステルを有する場合には、その加水分解が必要であるが、これは、例えば、日本化学化学会編実験化学講座、第４版、第22巻、６−11頁、(1992)等に記載の一般的な方法で行うことができる。カルボン酸エステルの加水分解と引き続く脱炭酸反応は、それぞれ独立に行うこともできるし、同時に行うこともできる。
【００３３】
中間体（Ｃ）の脱炭酸反応は、通常溶媒中で行われる。溶媒としては反応に関与しない限り限定されないが、水、アルコール（メタノール、エタノール、２−プロパノール）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、酢酸、ぎ酸及びそれらの混合溶媒等を用いると有利に進行する。
【００３４】
反応は酸性条件下で行うことが望ましく、酸度関数（−Ho) が４．８２（１３．０mol/リットル塩酸の値）といった強酸性から、ｐＨ６以下の溶液まで幅広く適用できる。より好ましくは酸度関数（−Ho) が４．８以下、ｐＨ４以上である。これより高いｐＨ領域では反応の進行が遅く、これより強い酸性条件では副反応が起こり易い。
【００３５】
用いる酸の種類は特に限定されず、無機酸（塩酸、硫酸、臭化水素酸、硝酸など）でも有機酸（ぎ酸、酢酸など）でも良い。好ましくは無機酸、より好ましくは塩酸または硫酸、特に好ましくは塩酸である。
【００３６】
この反応の反応温度は、通常０℃〜１２０℃の間で行う。好ましくは２０℃〜１００℃である。これより低い温度では反応の進行が遅く、これより高い温度では副反応が起こりやすい。
【００３７】
Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸を酸性条件下脱炭酸させると、同時に６員環ラクタムを形成する副反応が起こり、目的物であるＤ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジ酢酸の生成率が低下し、さらに単離精製も困難になる。
【００３８】
類似の技術としては、Bulletin of the Chemical Society of Japan, vol.46,844-847 頁(1973)に記載のエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸を脱炭酸させることによるエチレンジアミンジ酢酸の合成法が挙げられる。この場合もエチレンジアミンジ酢酸ラクタムが生成するが、結晶性の差を利用してこれらを分離している。
【００３９】
本発明においては一般式（Ｉ）においてｎが１の化合物はＤ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸を酸性下で脱炭酸する際に生成するラクタム化合物を、加水分解する操作を加えることにより、目的物の生成率を高め、且つ単離精製も容易にすることができる。
【００４０】
Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸は式１の説明で述べた方法で合成できる。Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸の脱炭酸は式１の説明で述べた方法で行うことができる。
【００４１】
生成したラクタム化合物の加水分解は、例えば、日本化学会編実験化学講座、第４版、第22巻、６−12項、1992年等に記載の一般的な方法で行うことができるが、水溶媒中、鉱酸（硫酸、臭化水素酸等）もしくは無機のアルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム等）を用いることができ、無機のアルカリを用いるのが好ましく、水酸化物が特に好ましい。
【００４２】
この反応の温度は通常０℃〜１２０℃の間で行う。好ましくは２０℃〜１２０℃であり、７０°〜１２０°が特に好ましい。これより低い温度では、反応の進行が遅く、これより高い温度では副反応が起こり易い。
【００４３】
（式２の説明）
即ち、ジハロゲン化合物（Ｄ）とアミノマロン酸誘導体（Ｅ）を反応させ中間体（Ｆ）を合成した後、中間体（Ｆ）を脱炭酸させることによって合成できる。
【００４４】
ジハロゲン化合物（Ｄ）は、ｎ＝１の場合は一般に入手できる。ｎ＝２、３及び４の場合は、例えば Jornal of Organic Chemistry 26巻,711頁(1961)やAngewandte Chemie 75(24),1205 頁(1963)に記載の方法に準じて合成できる。
【００４５】
即ち、まずγ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトンもくしはε−カプロラクトンと、ハロゲンを触媒（リン、三臭化リン、三塩化リン等）存在下反応させることにより酸ハロゲン化物を得る。この反応は溶媒を用いても、用いなくても良い。溶媒としては反応に関与しない限り限定されない。反応は通常、０℃〜２００℃間で行うが、好ましくは２０℃〜１５０℃の間で行う。得られた酸ハロゲン化合物を加水分解するとカルボン酸が合成できる。酸ハロゲン化合物とアルコール、フェノール誘導体を反応させるとエステルを合成することができる。これは、例えば、日本化学会編実験化学講座、第４版、第22巻、50−51頁、1992年等に記載の一般的な方法で行うことができる。
【００４６】
ジハロゲン化合物（Ｄ）がカルボン酸エステルを含む場合、Ｍd には種々の置換基を有してもよいアルキル基、アリール基が適用できるが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、tert−ブチル基、ベンジル基等が好ましく、特に好ましくは、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ベンジル基である。
【００４７】
中間体（Ｆ）は、式１の説明で、中間体（Ｃ）の合成について述べたのと同様な条件で合成できる。
【００４８】
中間体（Ｆ）がカルボン酸エステルを有する場合の加水分解反応は、式１の説明で、中間体（Ｃ）がカルボン酸エステルを有する場合について述べたのと同様な条件で行うことができる。
【００４９】
中間体（Ｆ）の脱炭酸反応は、式１の説明で、中間体（Ｃ）の脱炭酸反応について述べたのと同様な条件で行うことができる。
【００５０】
本発明の化合物は水溶性であり、金属イオン遮蔽剤として、例えば医療用、化粧品用製剤、石鹸、洗剤、材料分析、金属材料への被覆、メッキ、触媒、コロイド化学、写真、液晶、酸化防止剤、分離、分析等の使用に適している。
また、本発明の製造方法は、目的物の生成率を高め、且つ単離精製が容易である。
【００５１】
次に、本発明を具体的に説明するため、実施例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５２】
【実施例】
（化合物１の合成法）
塩酸Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸５ｇ（０．０３６mol 、東京化成製）、水５０mlを三ッ口フラスコに入れ、氷冷下攪拌しながら、ブロモマロン酸１９．５ｇ（０．１０７mol 、Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 35, 1813(1902)を参考に合成した。）を加えた。更に、氷冷下攪拌しながらｐＨ９〜１０程度になるまで、２０％水酸化ナトリウム水溶液を加えた。水浴で４０℃に加熱攪拌し、２０％水酸化ナトリウム水溶液を、反応液のｐＨが９〜１０を保つように滴下した。
【００５３】
８時間加熱攪拌したのち、反応液を室温に戻し、メタノールを５００ml加えた。析出した固体を濾取し、メタノールで良く洗浄した後、五酸化二リン存在下、Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸５ナトリウム塩を得た。１２．３ｇ（０．０２９mol 、収率８２．７％）
【００５４】
Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸５ナトリウム１．６２ｇ（３．８７mmol）、水１５ml、３６％塩酸２０mlを三ッ口フラスコに入れ、攪拌しながら２時間加熱還流した。反応液を減圧留去し、これに水を加えて減圧留去することを３回繰り返して、できるだけ過剰の塩酸を除去した。
【００５５】
これに２０％水酸化ナトリウム水溶液を５ml加えて２時間加熱還流することにより、酸処理反応で生じたラクタムを開環させた。この反応液に氷冷下攪拌しながら３６％塩酸を加え、約ｐＨ８の時に、生じた沈殿を濾別した。
【００５６】
さらに濾液を氷冷下攪拌しながら３６％塩酸を加えてｐＨを約１．５に調整した。析出した沈殿を濾取し、水、アセトンで良く洗浄したのち、五酸化二リン存在下、減圧乾燥することにより、目的物の1/2 水和物を白色固体として４２０mg（１．８３mmol) 得た。収率４７．３％。
融点 １９１℃〜１９２℃（分解）
【００５７】
【００５８】
（生分解性試験）
エチレンジアミン四酢酸及び本発明の化合物１、２、３、５、６及び７について、OECDガイドラインで定められた修正 Zahn-Wellens 法に準じて生分解性試験を行ったところ、エチレンジアミン四酢酸は生分解しなかったのに対し、本発明の化合物は生分解性が見られ、生分解しやすいことがわかった。
【００５９】
（銀の酸化力の評価）
下塗を施した三酢酸セルロースフィルム上に１cm2 あたりコロイド銀が１２０μｇとなるようにゼラチン塗布したフィルムを作成した。このフィルムを下記漂白液に３分間浸漬した後水洗し、さらに下記定着液に３分間浸漬した後水洗し、フィルム中に残存した銀量を測定した。結果を表１に示す。
〔漂白液〕
硝酸鉄（III)九水和物 10ミリモル
キレート剤 12ミリモル
臭化アンモニウム 0.40モル
水を加えて１リットルに調整（アンモニア水でpH５に調整）
35℃
〔定着液〕
エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩 1.5ミリモル
亜硫酸アンモニウム 0.17 モル
チオ硫酸アンモニウム 1.4モル
水を加えて１リットルに調整（アンモニア水、酢酸でｐＨ６．７に調整）
35℃
【００６０】
【表１】
【００６１】
【化５】
【００６２】
表１から明らかなように、比較化合物ａを用いた場合は酸化力が弱い。これに対し、本発明の化合物を用いた場合は酸化力が強い。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の化合物は生分解性に優れ、第２鉄錯塩として用いた際に優れた酸化力を発揮する。また本発明の方法によれば、高収率で本発明の化合物を製造することができる。
【産業上の利用分野】
本発明は、金属イオン遮蔽剤、特に医療用、化粧品製剤、石鹸、洗剤、材料分析、金属材料への被覆、メッキ、触媒、コロイド化学、写真、液晶等の分野での金属イオン遮蔽剤として有用な新規アミノポリカルボン酸誘導体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりアミノポリカルボン酸類は、キレート剤として、医療用、化粧用製剤、石鹸、洗剤、材料分析、金属材料への被覆、メッキ、触媒、コロイド化学、写真、液晶、酸化防止剤、分離、分析などを含む種々の用途に用いられている。
【０００３】
これまで上記用途のキレート剤としてエチレンジアミン四酢酸が多く使われてきているが、この化合物は生分解されにくく、環境保護の観点から生分解されやすいキレート剤の開発が望まれていた。
【０００４】
生分解性のキレート剤としては、NTA(ニトリロトリ酢酸）等が知られているが、配位力が弱いため、用途によってはキレート剤としての実用に供し得ない。
又、NTA については変異原性であることが懸念されている（National Cancer Institute Report NCI-CG-TR-6, NIH-77-806, 1977年１月参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は金属イオン遮蔽剤（キレート剤）として、特にハロゲン化銀写真感光材料分野で使用される酸化剤、例えば、感光材料用漂白剤の中間体として有用な、生分解可能な新規アミノポリカルボン酸誘導体及びその製造方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
(1）本発明のアミノポリカルボン酸誘導体は、下記一般式（Ｉ）で表される。
一般式（Ｉ）
【０００７】
【化２】
式中、ｎは１、２又は３を表す。Ｍ1 、Ｍ2 及びＭ3 はそれぞれ水素原子又はカチオンを表す。
【０００９】
(2) Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸を酸性条件下で脱炭酸して本発明の一般式（Ｉ）のうちｎ＝１で表されるアミノポリカルボン酸誘導体を製造する方法において、脱炭酸する際に生成する６員環ラクタム化合物を加水分解する操作を行うことを特徴とするアミノポリカルボン酸誘導体の製造方法。
【００１０】
以下、本発明を説明する。
一般式（Ｉ）においてｎは好ましくは１、２又は３であり、更に好ましくは１又は２であり、最も好ましくは１である。
【００１１】
Ｍ1 、Ｍ2 、Ｍ3 で表されるカチオンとしては、有機性のカチオンでもよく無機性のカチオンでもよい。また、カチオンが一分子内中に２個以上ある場合には、それぞれ異なるカチオンでもよい。カチオンとしては例えば、アンモニウム（例えばアンモニウム、テトラエチルアンモニウム）、アルカリ金属（例えばリチウム、ナトリウム、カリウム）、アルカリ土類金属（例えばカルシウム、マグネシウム、バリウム）、ピリジニウム等を挙げることができる。好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属であり、より好ましくはアルカリ金属である。
【００１２】
以下に一般式（Ｉ）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１３】
【化３】
上記一般式（Ｉ）で表される化合物は、例えば下記式(1) 、(2) で表わされる方法によって合成できる。
【００１５】
【化４】
（式中、Ｍ1 、Ｍ2 、Ｍ3 、ｎは一般式（Ｉ）のそれぞれと同義である。Ｍa 、Ｍb 、Ｍc 、Ｍd 、Ｍe 、Ｍf は、それぞれ水素原子、カチオン又は置換基を有しても良いアルキル基若しくはアリール基を表す。ｎは０、１又は２を表す。Ｘa 、Ｘb 、Ｘc 、Ｘd 及びＸe はそれぞれ塩素原子、臭素原子又はよう素原子を表す）
【００１７】
（式１の説明）
即ち、ジアミン化合物（Ａ）と、ハロゲン置換マロン酸誘導体（Ｂ）を反応させ、中間体（Ｃ）を合成した後、中間体（Ｃ）を脱炭酸させることによって、本願化合物（Ｉ）は合成できる。
【００１８】
ジアミン化合物（Ａ）のうちで、Ｍa が水素原子のものについては一般に入手できる。Ｍa がアルキル基、又はアリール基であるカルボン酸エステルを含む化合物（Ａ）については、Helvetica Chimica Acta, ９巻，314 頁、(1926)に記載の方法などで合成することができる。
【００１９】
Ｍa には、種々の置換基を有してもよいアルキル基、アリール基が適用できるが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、tert−ブチル基、ベンジル基等が好ましく、特に好ましくは、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ベンジル基である。
【００２０】
ハロゲン置換マロン酸誘導体（Ｂ）のうちで、Ｍb 及びＭc が水素原子もしくはカチオンの場合については、Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 35巻，1813頁(1902)に記載の方法などで合成することができる。
【００２１】
Ｍb 及びＭc が、アルキル基又はアリール基であるカルボン酸エステルを含むマロン酸誘導体（Ｂ）については、種々のものが一般に入手可能である。又、一般に入手できないものについても、一般に入手可能な種々のマロン酸ジエステル誘導体より、Organic Synthess Collective Volumue Ｉ，245-246 頁(1941)に記載の方法などを参考に合成することができる。
【００２２】
Ｍb 及びＭc には、種々の置換基を有してもよいアルキル基、アリール基が適用できるが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、tert−ブチル基、ベンジル基等が好ましく、特に好ましくは、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ベンジル基である。
【００２３】
このアミンのアルキル化反応は、塩基存在下で行うことが好ましく、塩基としては、アルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等）または三級アミン（トリエチルアミン等）が挙げられる。
【００２４】
塩基は、反応液中に存在するカルボキシル基、及びハロゲン化水素を中和する量は最低限必要であり、好ましくは、ハロゲン置換マロン酸誘導体（Ｂ）に対して、０．５〜当量〜５０当量、より好ましくは０．５当量〜２０当量である。
【００２５】
この反応は、通常ｐＨ７〜１２の間で行う。好ましくはｐＨ８〜１１で行う。
これより低いｐＨ領域では反応の進行が遅く、またこれより高いｐＨ領域では、ハロゲン置換マロン酸誘導体（Ｂ）の加水分解が優先する。
【００２６】
この反応ではハロゲン置換マロン酸誘導体（Ｂ）をジアミン化合物（Ａ）の２当量以上用いることが必要であり、好ましくは２〜１０当量、より好ましくは２〜５当量である。
【００２７】
この反応の反応温度は、通常２０℃〜１００℃の間で行う。好ましくは３０℃〜９０℃である。
これより低い温度では反応の進行が遅く、またこれより高い温度では、ハロゲン置換マロン酸誘導体の加水分解等の、副反応が起こりやすくなる。
【００２８】
中間体（Ｃ）の合成法としては、例えば Zhurnal Obshchei Khimii, 52(3),658-662 頁(1982)に記載の方法などが適用できる。
【００２９】
中間体（Ｃ）の合成は通常、溶媒中で行われる。溶媒としては反応に関与しない限り限定されないが、水、アルコール（メタノール、エタノール、２−プロパノール）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等を用いると有利に進行する。
【００３０】
Ｍa 、Ｍb 及びＭc が水素原子もしくはカチオンの場合は、溶媒は水がより好ましい。Ｍa が置換基を有してもよいアルキル基又はアリール基等で、化合物（Ａ）がカルボン酸エステルを含む場合には、溶媒はアルコール（メタノール、エタノール、２−プロパノール）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等がより好ましい。
【００３１】
中間体（Ｃ）を脱炭酸させる反応は、例えば Bulletiu of the Chemical Society of Japan, vol.46, 844-847 頁(1973)などが参考にできる。
【００３２】
中間体（Ｃ）が、カルボン酸エステルを有する場合には、その加水分解が必要であるが、これは、例えば、日本化学化学会編実験化学講座、第４版、第22巻、６−11頁、(1992)等に記載の一般的な方法で行うことができる。カルボン酸エステルの加水分解と引き続く脱炭酸反応は、それぞれ独立に行うこともできるし、同時に行うこともできる。
【００３３】
中間体（Ｃ）の脱炭酸反応は、通常溶媒中で行われる。溶媒としては反応に関与しない限り限定されないが、水、アルコール（メタノール、エタノール、２−プロパノール）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、酢酸、ぎ酸及びそれらの混合溶媒等を用いると有利に進行する。
【００３４】
反応は酸性条件下で行うことが望ましく、酸度関数（−Ho) が４．８２（１３．０mol/リットル塩酸の値）といった強酸性から、ｐＨ６以下の溶液まで幅広く適用できる。より好ましくは酸度関数（−Ho) が４．８以下、ｐＨ４以上である。これより高いｐＨ領域では反応の進行が遅く、これより強い酸性条件では副反応が起こり易い。
【００３５】
用いる酸の種類は特に限定されず、無機酸（塩酸、硫酸、臭化水素酸、硝酸など）でも有機酸（ぎ酸、酢酸など）でも良い。好ましくは無機酸、より好ましくは塩酸または硫酸、特に好ましくは塩酸である。
【００３６】
この反応の反応温度は、通常０℃〜１２０℃の間で行う。好ましくは２０℃〜１００℃である。これより低い温度では反応の進行が遅く、これより高い温度では副反応が起こりやすい。
【００３７】
Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸を酸性条件下脱炭酸させると、同時に６員環ラクタムを形成する副反応が起こり、目的物であるＤ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジ酢酸の生成率が低下し、さらに単離精製も困難になる。
【００３８】
類似の技術としては、Bulletin of the Chemical Society of Japan, vol.46,844-847 頁(1973)に記載のエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸を脱炭酸させることによるエチレンジアミンジ酢酸の合成法が挙げられる。この場合もエチレンジアミンジ酢酸ラクタムが生成するが、結晶性の差を利用してこれらを分離している。
【００３９】
本発明においては一般式（Ｉ）においてｎが１の化合物はＤ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸を酸性下で脱炭酸する際に生成するラクタム化合物を、加水分解する操作を加えることにより、目的物の生成率を高め、且つ単離精製も容易にすることができる。
【００４０】
Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸は式１の説明で述べた方法で合成できる。Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸の脱炭酸は式１の説明で述べた方法で行うことができる。
【００４１】
生成したラクタム化合物の加水分解は、例えば、日本化学会編実験化学講座、第４版、第22巻、６−12項、1992年等に記載の一般的な方法で行うことができるが、水溶媒中、鉱酸（硫酸、臭化水素酸等）もしくは無機のアルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム等）を用いることができ、無機のアルカリを用いるのが好ましく、水酸化物が特に好ましい。
【００４２】
この反応の温度は通常０℃〜１２０℃の間で行う。好ましくは２０℃〜１２０℃であり、７０°〜１２０°が特に好ましい。これより低い温度では、反応の進行が遅く、これより高い温度では副反応が起こり易い。
【００４３】
（式２の説明）
即ち、ジハロゲン化合物（Ｄ）とアミノマロン酸誘導体（Ｅ）を反応させ中間体（Ｆ）を合成した後、中間体（Ｆ）を脱炭酸させることによって合成できる。
【００４４】
ジハロゲン化合物（Ｄ）は、ｎ＝１の場合は一般に入手できる。ｎ＝２、３及び４の場合は、例えば Jornal of Organic Chemistry 26巻,711頁(1961)やAngewandte Chemie 75(24),1205 頁(1963)に記載の方法に準じて合成できる。
【００４５】
即ち、まずγ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトンもくしはε−カプロラクトンと、ハロゲンを触媒（リン、三臭化リン、三塩化リン等）存在下反応させることにより酸ハロゲン化物を得る。この反応は溶媒を用いても、用いなくても良い。溶媒としては反応に関与しない限り限定されない。反応は通常、０℃〜２００℃間で行うが、好ましくは２０℃〜１５０℃の間で行う。得られた酸ハロゲン化合物を加水分解するとカルボン酸が合成できる。酸ハロゲン化合物とアルコール、フェノール誘導体を反応させるとエステルを合成することができる。これは、例えば、日本化学会編実験化学講座、第４版、第22巻、50−51頁、1992年等に記載の一般的な方法で行うことができる。
【００４６】
ジハロゲン化合物（Ｄ）がカルボン酸エステルを含む場合、Ｍd には種々の置換基を有してもよいアルキル基、アリール基が適用できるが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、tert−ブチル基、ベンジル基等が好ましく、特に好ましくは、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ベンジル基である。
【００４７】
中間体（Ｆ）は、式１の説明で、中間体（Ｃ）の合成について述べたのと同様な条件で合成できる。
【００４８】
中間体（Ｆ）がカルボン酸エステルを有する場合の加水分解反応は、式１の説明で、中間体（Ｃ）がカルボン酸エステルを有する場合について述べたのと同様な条件で行うことができる。
【００４９】
中間体（Ｆ）の脱炭酸反応は、式１の説明で、中間体（Ｃ）の脱炭酸反応について述べたのと同様な条件で行うことができる。
【００５０】
本発明の化合物は水溶性であり、金属イオン遮蔽剤として、例えば医療用、化粧品用製剤、石鹸、洗剤、材料分析、金属材料への被覆、メッキ、触媒、コロイド化学、写真、液晶、酸化防止剤、分離、分析等の使用に適している。
また、本発明の製造方法は、目的物の生成率を高め、且つ単離精製が容易である。
【００５１】
次に、本発明を具体的に説明するため、実施例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５２】
【実施例】
（化合物１の合成法）
塩酸Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸５ｇ（０．０３６mol 、東京化成製）、水５０mlを三ッ口フラスコに入れ、氷冷下攪拌しながら、ブロモマロン酸１９．５ｇ（０．１０７mol 、Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 35, 1813(1902)を参考に合成した。）を加えた。更に、氷冷下攪拌しながらｐＨ９〜１０程度になるまで、２０％水酸化ナトリウム水溶液を加えた。水浴で４０℃に加熱攪拌し、２０％水酸化ナトリウム水溶液を、反応液のｐＨが９〜１０を保つように滴下した。
【００５３】
８時間加熱攪拌したのち、反応液を室温に戻し、メタノールを５００ml加えた。析出した固体を濾取し、メタノールで良く洗浄した後、五酸化二リン存在下、Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸５ナトリウム塩を得た。１２．３ｇ（０．０２９mol 、収率８２．７％）
【００５４】
Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ′−ジマロン酸５ナトリウム１．６２ｇ（３．８７mmol）、水１５ml、３６％塩酸２０mlを三ッ口フラスコに入れ、攪拌しながら２時間加熱還流した。反応液を減圧留去し、これに水を加えて減圧留去することを３回繰り返して、できるだけ過剰の塩酸を除去した。
【００５５】
これに２０％水酸化ナトリウム水溶液を５ml加えて２時間加熱還流することにより、酸処理反応で生じたラクタムを開環させた。この反応液に氷冷下攪拌しながら３６％塩酸を加え、約ｐＨ８の時に、生じた沈殿を濾別した。
【００５６】
さらに濾液を氷冷下攪拌しながら３６％塩酸を加えてｐＨを約１．５に調整した。析出した沈殿を濾取し、水、アセトンで良く洗浄したのち、五酸化二リン存在下、減圧乾燥することにより、目的物の1/2 水和物を白色固体として４２０mg（１．８３mmol) 得た。収率４７．３％。
融点 １９１℃〜１９２℃（分解）
【００５７】
（生分解性試験）
エチレンジアミン四酢酸及び本発明の化合物１、２、３、５、６及び７について、OECDガイドラインで定められた修正 Zahn-Wellens 法に準じて生分解性試験を行ったところ、エチレンジアミン四酢酸は生分解しなかったのに対し、本発明の化合物は生分解性が見られ、生分解しやすいことがわかった。
【００５９】
（銀の酸化力の評価）
下塗を施した三酢酸セルロースフィルム上に１cm2 あたりコロイド銀が１２０μｇとなるようにゼラチン塗布したフィルムを作成した。このフィルムを下記漂白液に３分間浸漬した後水洗し、さらに下記定着液に３分間浸漬した後水洗し、フィルム中に残存した銀量を測定した。結果を表１に示す。
〔漂白液〕
硝酸鉄（III)九水和物 10ミリモル
キレート剤 12ミリモル
臭化アンモニウム 0.40モル
水を加えて１リットルに調整（アンモニア水でpH５に調整）
35℃
〔定着液〕
エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩 1.5ミリモル
亜硫酸アンモニウム 0.17 モル
チオ硫酸アンモニウム 1.4モル
水を加えて１リットルに調整（アンモニア水、酢酸でｐＨ６．７に調整）
35℃
【００６０】
【表１】
【化５】
表１から明らかなように、比較化合物ａを用いた場合は酸化力が弱い。これに対し、本発明の化合物を用いた場合は酸化力が強い。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の化合物は生分解性に優れ、第２鉄錯塩として用いた際に優れた酸化力を発揮する。また本発明の方法によれば、高収率で本発明の化合物を製造することができる。
Claims (2)
- 下記一般式（Ｉ）で表わされるアミノポリカルボン酸誘導体。
一般式（Ｉ）
- Ｄ，Ｌ−２，３−ジアミノプロピオン酸−Ｎ，Ｎ’−ジマロン酸を酸性条件下で脱炭酸して前記一般式（Ｉ）のうちｎ＝１で表わされるアミノポリカルボン酸誘導体を製造する方法において、脱炭酸する際に生成する６員環ラクタム化合物を加水分解する操作を行うことを特徴とするアミノポリカルボン酸誘導体の製造方法。
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