(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
5-アセトアセチルアミノ-2- ベンズイミダゾロンを、5-アミノ-2- ベンズイミダゾロンとジケテンを連続的に反応させることによって製造する方法であって、水溶性Ｃ1 −Ｃ4 アルコールまたはこのアルコールと水との混合物の存在下、沸騰温度で反応を行うことから成る上記方法。
【請求項２】
使用するアルコールがメタノール、エタノール、n-プロパノールまたはイソプロパノールである請求項１の方法。
【請求項３】
アルコールまたはアルコール- 水混合物が65℃〜100 ℃、特に70℃〜90℃の沸騰温度を有する請求項１または２の方法。
【請求項４】
水含分45〜55重量% のエタノールが使用される請求項１または２の方法。
【請求項５】
アルコールまたはアルコール- 水混合物を再循環された母液の形で使用する請求項１〜４のいずれか１つの方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は5-アセトアセチルアミノ-2- ベンズイミダゾロンの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
5-アセトアセチルアミノ-2- ベンズイミダゾロンは、非水溶性モノアゾ染料の合成のための重要な出発材料である。これらの染料の合成に係わるドイツ特許出願公開第1795051 号明細書には、5-アミノ-2- ベンズイミダゾロンを水中または有機溶媒中、例えば酢酸中でジケテンと反応させることによって5-アセトアセチルアミノ-2- ベンズイミダゾロンを得ることができると記載されているが、しかし例えば反応条件の詳細が記載されていない。
【０００３】
イギリス特許第770263号明細書は、非水溶性第一芳香族アミンを、水に溶解させた様々な酸のそれらの塩の形で、温度が50℃以上にならないようにしてジケテンと反応させることを開示している。しかし、それに記載される方法で5-アミノ-2- ベンズイミダゾロンを反応させると、アセトアセチル化合物は不十分な純度でしか得られない。
【０００４】
ドイツ特許第2518922 号明細書は、室温では実質的に非水溶性の5-アミノ-2- ベンズイミダゾロンを、種々の酸の塩に転化した後、60〜100 ℃の温度下、水性溶液中でジケテンと反応させることを提案している。その塩の増大した溶解性と提案される迅速な添加 (“ワンショット添加”) に起因して、実際、バッチ式反応で高い空時収量が得られるが、5-アセトアセチルアミノ-2- ベンズイミダゾロンの収率は85% よりも低い。  溶解させた第一芳香族アミンとジケテンとの反応は特開昭第57-126453 号公報にも記載されている。ここでは、アミンを好ましくはアルコール中に溶解し、そしてジケテンを徐々に添加しながら50℃未満の温度で反応させる。5-アセトアセチルアミノ-2- ベンズイミダゾロンの製造のためにこの手順に可能な有利な適用法は、上記の温度では、例えばアミンの約 2重量% メタノールまたはエタノール溶液のような非常に希薄な溶液しか使用できないということから複雑である。更に、少なくとも1 時間という長い反応時間が、この方法の連続型利用に注がれる工業的関心を低減させてしまう。
【０００５】
ドイツ特許出願公開第1518881 号明細書は、50℃未満の温度下、水中で連続的に芳香族アミンとジケテンを反応させることを開示している。反応体をおそい速度で配量供給するということが、長い反応時間と巨大な装置の使用の必要性を示している。このアミンの水中への溶解性が乏しいため、一緒に析出するアミンによる生成物の汚染をも考慮しなければならない。実質的に非水溶性の5-アミノ-2- ベンズイミダゾロンにこの方法を用いた場合、これらの問題はさらに悪化する。
【０００６】
それ故、ドイツ特許第2612391 号明細書は、5-アミノ-2- ベンズイミダゾロンまたはその選択された酸の塩を、90℃までの温度下、水性溶液中で連続的にジケテンと反応させることを提案している。しかし、この5-アミノ-2- ベンズイミダゾロンの水中への溶解性は、90℃においてですら、出発溶液の濃度を約4 重量% に制限させ、そして90℃の最高温度で濃厚化されたアミン溶液とジケテンとのたった80〜85℃の低い反応温度または更に60℃の反応温度 (溶液の最高アミン濃度約1.5 重量%)での反応においては、アミンを析出させそして生成物中に不純物として出現させる。更に、ドイツ特許第2612391 号明細書は例えば冷水を連続的に添加することによってこの発熱性反応を冷却することを提案しているが、しかしこれは反応混合物の更なる希釈を招く。これは、この方法の廃水への生成物の損失を導きそしてアミンを基準として収率を約90% までに制限する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これらの制限と欠点のために、装置的に簡単に行え、そして最小の廃水汚染しか生ぜず、並びに現行の方法の欠点が回避されそして良好乃至非常に良好な収率でかつ短い反応時間で、高純度の製品の製造が可能になる改善された方法に対する大きい要求がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題は、5-アミノ-2- ベンズイミダゾロンをジケテンと連続的に反応させることによって5-アセトアセチルアミノ-2- ベンズイミダゾロンを製造する方法であって、水溶性(C1-C4)-アルコールまたはこのアルコールと水との混合物の存在下、沸騰温度で反応を行うことからなる方法によって達成される。
【０００９】
一般的に、この反応はジケテン、及び5-アミノ-2- ベンズイミダゾロンの熱飽和溶液を反応体として、別々に但し同時に、そして連続的に反応器に配量供給することによって行われる。自然に発生する反応熱によって反応器の内容物は沸騰し始める。蒸気は凝縮しそしてその凝縮物は、例えば反応器に再循環する。生じた5-アセトアセチルアミノ-2- ベンズイミダゾロンの一部は反応の間に晶出し、そしてこれを出発成分が添加される速度で懸濁液の形で反応器から取り出す。次いで、この生成物の単離をバッチ式にまたは有利には連続的に行うことができる。出発アミン溶液は、アルコールとして、メタノール、エタノール、プロパノール類またはブタノール類の内の一つ、またはこれらのアルコールの内の一つと水との混合物を含んでいてもよい。最後に記載の場合には、室温であらゆる割合でも水と混和性することのできるアルコール類、例えばメタノール、エタノール、n-プロパノールまたはイソプロパノールを使用するのが有利である。
【００１０】
この有利なアルコールの沸点はメタノールの場合は約65℃であり、n-プロパノールの場合は約98℃である。アルコールと水との混合物が約65℃〜100 ℃の同一の沸騰範囲をだいたい包含するため、あらゆる所望の沸騰温度、即ち反応温度を適当な組成物によって設定することができる。アルコールの性質とそれの水性混合物中の割合は、5-アミノ-2- ベンズイミダゾロンの最大溶解度をも決定する。例えば、水含分20重量% のメタノールまたは水含分50重量% のエタノールからアミン約12重量% を含む溶液を調製することができ、これらの溶液はそれぞれ約70℃と約83℃の異なる沸点を有する。これとは対照的に、純水は上記の温度においてそれぞれ約1.5 重量% と約3 重量% のアミン濃度しか与えない。
【００１１】
使用するアルコールの性質、水の存在、沸点、即ち反応温度―これは圧力を変化させることによって変更可能―、及びアミンに対する溶解能力は複雑な関係にある。それ故、このパラメーターの変化に対応する広大な範囲は、多くの及び様々な見地、例えば現行の装置類、生成物に対する特別な品質要求あるいは更に無水または水含有アミンの使用等の見地から反応条件を最適化することを可能にする。
【００１２】
ジケテンの熱不安定性を考慮した安全性に係わる理由のために反応温度を約95℃に制限し、そして充分に迅速な反応が可能になるように、65℃以上の反応温度を使用することが有利であることが証明された。多くの場合、70℃〜90℃の温度を使用することが有利となる。最高アミン濃度が保証されるように、溶解したアミンの供給流の温度は常に反応温度よりもわずかだけ低い温度でなければならない。一般的にジケテン流は予備加熱しない。更に、反応を大気圧下で行うのが一般的に有利である。加圧または減圧は反応温度に影響を及ぼすため、上述の温度範囲内ではあまり有利に用いられない。
【００１３】
該新規方法の有利な態様は、例えば水含有型で工業的に入手可能なアミンの場合は、アミンを溶解するための水含分45〜55重量% のエタノールの使用と環流下83℃〜85℃でのジケテンとの連続的反応である。
【００１４】
処理後流から5-アセトアセチルアミノ-2- ベンズイミダゾロンを単離する段階では、それの溶解性に依存して生成物の一部が母液中に残留し得る。該新規方法の高選択的反応は、生成物の品質を少しも劣化させることなく、母液をアミンを溶解させるために用いることによって反応に再循環することを可能にする。この方法では、反応が起こった後に、母液中の生成物を実質的に回収することができ、それによって収率が明らかに向上する。それ故、母液の再循環は該新規方法の好ましい態様を構成する。
【００１５】
該反応に適した反応器は、一方では、例えば撹拌機、スタティクミキサーまたはノズルシステムによって出発成分を激しく撹拌することができる装置である。また他方では、蒸気冷却が、技術的に安全な反応制御のために最適な熱除去と反応温度の一定化と制限を保証しなければならない。適当な反応器は例えば撹拌反応がままたは撹拌反応がまカスケードを包含し、その際場合によっては撹拌効果を高めるためにスタティクミキサーまたはミキシングノズルを介して出発成分が配量供給される。更に適当な反応器は典型的な蒸発装置、例えばそれぞれ供給流のための混合単位装置を装備した循環式蒸発器(circulatory evaporator)または流下フィルム型または薄膜蒸発器を含む。アミンとジケテンとの迅速な反応に起因して、反応器容量1 リットルにつき1 時間当たり供給溶液約50kg〜150kg の高い処理速度を反応器中で達成することができる。約10重量% の高いアミン濃度に起因して、反応器容量1 リットルにつき1 時間当たり約10kg〜25kgの生成物を反応器中で製造することができる。
【００１６】
一般的にこの反応には触媒は必要ではないが、反応を更にスピードアップするために公知の方法で使用することもできる。適当な触媒はプロトン性酸、例えば酢酸; アミン類、例えばトリエチルアミン; またはアンモニウム化合物を包含する。他の添加物、例えば淡色化剤(color-lightening substance)は一般的に必要ではないが、特別な場合、例えば特に暗色のアミンを使用する場合に特に、反応の間に例えば亜二チオン酸塩を少量添加すると有利である。
【００１７】
反応器から連続的に取り出される懸濁液の処理は、5-アセトアセチルアミノ-2- ベンズイミダゾロンの結晶化が完了するまで冷却しそして適当なフィルターを用いて単離することによって公知の方法で行われる。得られた母液は一般的に出発アミンのための溶媒として再利用できる。
【００１８】
一般的に、得られた粗生成物は、例えば少量のアルコールまたは水性アルコールを用いて洗浄して混在する母液を除去し、そして浄化した生成物を必要ならば乾燥するかまたは水性懸濁液中で穏やかに蒸留してアルコールを取り除き、そして水含有生成物として単離する。得られた少量の洗浄液から水性アルコールを蒸留的に回収するので、該新規方法は実質的に廃水を生じない。
【００１９】
該新規方法は、反応混合物が沸騰していることと、それに伴う技術的に簡単かつ効果的な蒸気冷却並びに該温度制限に起因する、高い作業安全性が注目に値する。更に、短い反応時間と、アミン供給溶液が約10重量% と高い濃度であることに起因して、小さい反応器容量中で大量の生成物が得られる。まだ生成物を含んでいる、生成物を単離する際に得られた母液を次の反応サイクルでアミンのための溶媒として再利用するということも該新規方法の特色である。こうすることによって、特に水性アルコールを使用する場合に、実質的に廃水を生じることなく該方法を行え、そして更に生成物を単離することによってアミンを基準として約96% まで収率を向上させることができる。
以下の実施例は本方法を説明する。
【００２０】
【実施例】
実施例
1 時間当たり、ジケテン (純度98%)2.06kg(24mol) と同時に、5-アミノ-2- ベンズイミダゾロン2.86kg(19.2mol) の82℃の溶液及び水含分50重量% のエタノール24kgを連続的に、撹拌機、環流冷却器、サーモメーター及びその底部に流出手段を装備した反応器に配量供給する。この反応器中の淡色懸濁液を撹拌しながら約85℃で環流し、そしてポンプ排出することによって約0.3Lの一定容量を維持する。取り出された懸濁液を約15℃に冷却し、そして1 時間当たり22kgの母液から濾過することによって淡色の結晶を分離し、平均して1 時間当たり6kg の50% 濃度エタノールを用いて洗浄しそして乾燥すると、1 時間当たり4.03kg(17.3mol) の5-アセトアセチルアミノ-2- ベンズイミダゾロンが実質的に白色の結晶状粉末として得られる。収率はアミンを基準として90% である。
【００２１】
得られた母液は、1 時間当たりアミン溶液26.86kg が上記のように1 時間当たりジケテン2.06kgと反応できるように、80℃で1 時間当たり5-アミノ-2- ベンズイミダゾロン2.86kgを溶解させるために水含分50重量% の新しいエタノールを補充することによって更に４つの反応サイクルで再利用することができる。処理することによって1 時間当たり4.25〜4.34kgの一貫した品質を持つ5-アセトアセチルアミノ-2- ベンズイミダゾロンが得られ、これはアミンを基準として95〜97% の収率に相当する。