(57)【要約】  本発明は、新規の塩基安定性イオン液体、及び化学反応、とりわけ塩基触媒された化学反応における溶媒としてのその使用に関しており、該反応は強塩基の使用を含む。【選択図】なし
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩基触媒された化学反応における溶媒としての、以下の式により表されるイオン液体の使用であって、イオン液体が塩基安定性であることを特徴とする該使用。
［Ｃａｔ+］［Ｘ-］
（式中、Ｃａｔ+は、アンモニウム、ホスホニウム、ボレート、ピラゾリウム、ＤＢＵ及びＤＢＮから選択され；及び
Ｘ-は、スルホネート、ホスフィネート又はハロゲン化物アニオン種である。）
【請求項２】
塩基安定性が、２５℃で２４時間の間、５Ｍ ＮａＯＤのＤ2Ｏ溶液との反応を阻止するイオン液体の能力として定義される、請求項１に記載の使用。
【請求項３】
塩基安定性が、２５℃で２４時間の間、１Ｍ ＮａＯＣＤ3のＤＯＣＤ3溶液との反応を阻止するイオン液体の能力として定義される、請求項１に記載の使用。
【請求項４】
塩基安定性が、２５℃で２４時間の間、ＰｈＭｇＢｒのＴＨＦ溶液との反応を阻止するイオン液体の能力として定義される、請求項１に記載の使用。
【請求項５】
Ｃａｔ+が、［ＮＲ4］+、［ＢＲ4］+及び［ＰＲ4］（式中、Ｒは同一又は異なり、及び独立にＨ、直鎖又は分枝Ｃ1からＣ18アルキル及び直鎖又は分枝Ｃ1からＣ18の置換アルキルから選択され、該置換基が、−ＯＨ；＝Ｏ；−Ｏ−；−ＮＲ’Ｒ’’（式中、Ｒ’及びＲ’’は同一又は異なり、及び独立に直鎖又は分枝Ｃ1からＣ6アルキルから選択される）から選択され、及びここで隣接した２つのＲ基は、一緒になって環を形成しても良い。）から選択される、請求項１から４のいずれか１項に記載の使用。
【請求項６】
Ｃａｔ+が以下から選択される、請求項５に記載の使用。
【化１】
2008526822.tif 000042
（式中、Ｒは同一又は異なり、及び独立にＨ、直鎖又は分枝Ｃ2からＣ18アルキル及び直鎖又は分枝Ｃ1からＣ18の置換アルキルから選択され、ここで該置換基は−ＯＨ；＝Ｏ；−Ｏ−；−ＮＲ’Ｒ’’（式中、Ｒ’及びＲ’’は同一又は異なり、及び独立に直鎖又は分枝Ｃ1からＣ6アルキルから選択される）から選択され、及び隣接した２つのＲ基は、一緒になって環を形成しても良い。）
【請求項７】
Ｃａｔ+が、以下から選択される、請求項５に記載の使用。
【化２】
2008526822.tif 000043
【請求項８】
Ｃａｔ+が以下から選択される、請求項７に記載の使用。
【化３】
2008526822.tif 000044
【請求項９】
Ｃａｔ+が、１，３，５トリアルキルピラゾリウム、１，２ジアルキルピラゾリウム、及び１，２，３，５テトラアルキルピラゾリウムから選択される、請求項１から４のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１０】
Ｃａｔ+が以下から選択される、請求項９に記載の使用。
【化４】
2008526822.tif 000045
【請求項１１】
Ｃａｔ+が以下から選択される、請求項１から４のいずれか１項に記載の使用。
【化５】
2008526822.tif 000046
【請求項１２】
Ｃａｔ+がテトラアルキルボレートである、請求項５に記載の使用。
【請求項１３】
Ｃａｔ+が以下である、請求項１から４のいずれか１項に記載の使用。
【化６】
2008526822.tif 000047
（式中、Ｒは上で定義したものと同じである。）
【請求項１４】
Ｘ-が、［ＮＴｆ2］、［ＯＴｆ］、［Ｒ−ＳＯ3］、［Ｒ2ＰＯ2］、［Ｆ］、［Ｃｌ］、［Ｂｒ］及び［Ｉ］（式中、ＲはＣ1からＣ6アルキル又はＣ1からＣ6アリールである）から選択される、請求項１から１３のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１５】
Ｘ-が、［Ｍｅ−ＳＯ3］、［Ｐｈ−ＳＯ3］及び［Ｍｅ−Ｐｈ−ＳＯ3］から選択される、請求項１４に記載の使用。
【請求項１６】
反応において使用される塩基が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、一般的な金属、有機金属化合物、グリニヤール試薬、アルキルリチウム有機金属化合物、アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物から選択される、請求項１から１５のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１７】
塩基が、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｌｉ（ＮＴＦ2）、ＫＦ／Ａｌ2Ｏ3及びリチウムジイソプロピルアミドから選択される、請求項１６に記載の使用。
【請求項１８】
化学反応が、マンニッヒ反応、ロビンソン環化、マイケル反応、ヘック反応、エポキシ化、水素化、縮合、アルドール、エステル交換、エステル化、加水分解、酸化、還元、水和、脱水、置換、芳香族置換、付加（カルボニル基に対するものを含む）、脱離、重合、解重合、オリゴマー化、二量化、カップリング、電子環状、異性化、カルベン形成、エピマー化、転化、転位、光化学、マイクロ波の補助した、熱、音響化学及び不均化反応から選択される、請求項１から１７のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１９】
Ｃａｔ+がアンモニウム又はホスホニウムであり、かつ化学反応がマンニッヒ反応、ロビンソン環化、エポキシ化、水素化、縮合、アルドール、加水分解、酸化、還元、水和、脱水、置換、芳香族置換、脱離、重合、解重合、オリゴマー化、二量化、異性化、カルベン形成、エピマー化、転化、転位、光化学、マイクロ波の補助した、熱、音響化学及び不均化反応から選択される、請求項１から８のいずれか１項に記載の使用。
【請求項２０】
以下の式により表される、塩基安定性イオン液体。
［Ｃａｔ+］［Ｘ-］
（式中、Ｃａｔ+はボレート、ピラゾリウム、ＤＢＵ及びＤＢＮから選択されるカチオン種であり；及びＸ-はスルホネート又はホスフィネートアニオン種から選択される。）
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、イオン液体、より具体的には新規な塩基安定性イオン液体、及び化学反応における溶媒としてのその使用に関する。
【０００２】
塩基の促進又は触媒を要求するアルドール反応は、米国特許６，５５２，２３２に記載されており、ここでは、１，２，３−トリアルキルイミダゾリウム塩又は１，３−ジアルキルイミダゾリウム塩が、アルドール反応における溶媒及び／又は触媒として使用される。米国特許６，５５２，２３２は、イミダゾリウムの合成及びその使用も記載する。しかしながら、１，２，３−トリアルキルイミダゾリウム塩又は１，３−ジアルキルイミダゾリウム塩は、塩基性条件下において安定でなく、並びにＢＦ4及びＰＦ6アニオンは、酸又は塩基の存在下においてフッ化水素酸又はフッ素化物に分解する。塩基性条件下におけるイミダゾリウムイオン液体のこの分解は、米国特許６，７７４，２４０及びＡＣＳ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｓｅｒｉｅｓ ８５６，２５ページに記載されている（イミダゾリウム水酸化物の不安定性が実証されている）。
Ｄａｖｉｓ（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００４，３３，１０７２−１０７７）は、該塩基性イオン液体である１−ブチル−３−アミノプロピルテトラフルオロボレートが二酸化炭素と反応すること、及び化学工程において該アミノ基が反応物質に化学的に結合できることを記載する。該開示されたイオン液体は塩基に対して安定性ではなく、それは該液体が塩基に対して不安定なイミダゾール環と同時に塩基に対して不安定なテトラフルオロボレートアニオンを含むからである。
【０００３】
Ｍａｔｅｕｓ，Ｎ．Ｍ．Ｍ．ｅｔ．ａｌ．ｉｎ Ｇｒｅｅｎ Ｃｈｅｍ． ２００３， ３４７は、いくつかのイミダゾリウムイオン液体が、塩基と同時に使用できることを記載するが、Ａｇｇａｒｗａｌ，Ｖ．Ｋ．ｅｔ．ａｌ．ｉｎ Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２００２，１６１２−１６１３は、イミダゾリウムイオン液体が、塩基触媒された反応（特にベイリス−ヒルマン（Ｂａｙｌｉｓ−Ｈｉｌｌｍａｎ）反応）に対しては不適切であり、それはイミダゾリウムカチオンが、塩基性条件下において使用される試薬と反応するためであることを我々に教示する。Ｅａｒｌｅ，Ｍ．Ｊ．ａｔ ｔｈｅ ＡＣＳ ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ ＤＣ ２００１（Ｍ．Ｊ．Ｅａｒｌｅ，Ａｂｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ Ｐａｐｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００１，２２１，１６１）も、２−アルキル化されたイミダゾリウムイオン液体が、塩基触媒された反応に対して不適切であり、それは以下に示すように副反応がイミダゾリウムカチオンの修飾をもたらすためであることを実証した。
【０００４】
【化１】
2008526822.tif 000003
塩基の存在下における２−アルキルイミダゾリウムイオン液体の反応。
【０００５】
本明細書において使用する用語“イオン液体”は、固形物を溶融することにより生成することが可能であり、かつそのようにして生成された場合には、もっぱらイオンで構成される液体を意味する。イオン液体は、有機塩から誘導されても良い。
イオン液体は、１つのカチオン種及び１つのアニオン種を含む均一の物質から形成されても良く、又は１より多いカチオン及び／又はアニオン種で構成することもできる。従って、イオン液体は、１より多いカチオン種及び１つのアニオン種から構成されても良い。イオン液体は、さらに１つのカチオン種及び１以上のアニオン種から構成されても良い。従って、本発明の混合された塩は、アニオン群及びカチオン群を含む混合された塩を含むことができる。
従って、要約すると、本明細書で使用する用語“イオン液体”は、単一の塩（１つのカチオン種及び１つのアニオン種）からなる均一の組成物を指すことができ、又は該用語は、１より多いカチオン種及び／又は１より多いアニオン種を含む均一な組成物を指すことができる。
【０００６】
特別の興味のあるイオン液体の種類は、１００℃より低い融点を有する塩組成物のものである。該組成物は、多くの場合、各成分の個々の融点よりも低い温度で液体である成分の混合物である。
用語“塩基”は、酸と反応して塩を形成する（中和する）能力を有するブレンステッド塩基を指す。塩基のｐH範囲は、水に溶解又は懸濁された場合、７．０から１４．０である。
本発明は、溶媒としての、及び塩基触媒され又は促進された化学的な反応、分離又は工程における塩基安定性イオン液体の新規な使用を記載する。本発明に従って、塩基触媒された化学反応における溶媒としてのイオン液体の使用が提供され、該イオン液体は、少なくとも１つのカチオン種及び少なくとも１つのアニオン種から構成され、及び該イオン液体は塩基安定性であることを特徴とする。
【０００７】
イオン液体の該塩基安定性は、２５℃で２４時間の間、５M  ＮａＯＤのＤ2Ｏ溶液との反応を阻止するイオン液体の能力として定義しても良い。
代替的に、塩基安定性は、２５℃で２４時間の間、１Ｍ ＮａＯＣＤ3のＤＯＣＤ3溶液との反応を阻止するイオン液体の能力として定義しても良い。
さらなる代替手段として、塩基安定性は、２５℃で２４時間の間、ＰｈＭｇＢｒのＴＨＦ溶液との反応を阻止するイオン液体の能力として定義しても良い。
好ましくは、本発明の塩基安定性イオン液体は、２５℃で２４時間の間、５ｍ ＮａＯＤのＤ2Ｏ溶液及び２５℃で２４時間の間、１Ｍ ＮａＯＣＤ3のＤＯＣＤ3溶液との両方の反応を阻止できる。
さらにより好ましくは、本発明の塩基安定性イオン液体は、上で詳述した全ての試薬との反応を阻止できる。
【０００８】
本発明のイオン液体は、以下の式により表される。
［Ｃａｔ+］［Ｘ-］
（式中、Ｃａｔ+は、アンモニウム、ホスホニウム、ボレート、ピラゾリウム、ＤＢＵ及びＤＢＮから選択されるカチオン種であり；及び
Ｘ-は、スルホネート、ホスフィネート又はハロゲン化物アニオン種である。）
一態様において、Ｃａｔ+は、［ＮＲ4］+、［ＢＲ4］+及び［ＰＲ4］+（式中、Ｒは同一又は異なり、及び独立にＨ、直鎖又は分枝Ｃ1からＣ18のアルキル及び直鎖又は分枝Ｃ1からＣ18の置換アルキルから選択され、ここで、該置換基が−ＯＨ；＝Ｏ；−Ｏ−；−ＮＲ’Ｒ’’（式中、Ｒ’及びＲ’’は、同一又は異なり、及び独立に直鎖又は分枝Ｃ1からＣ6アルキルから選択される）から選択され、及び隣接した２つのＲ基は、一緒になって環を形成しても良い。）から選択される。
【０００９】
より好ましくは、Ｃａｔ+は以下から選択される。
【化２】
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（ベタインを形成するための脱プロトン化）
（式中、Ｒは上で定義したものと同じである。）
好ましくは、Ｒは、同一又は異なり、及び独立にＨ、直鎖又は分枝Ｃ2からＣ18アルキル及び直鎖又は分枝Ｃ1からＣ18の置換アルキルから選択され（式中、該置換基は−ＯＨ；＝Ｏ；−Ｏ−；＝ＮＲ’Ｒ’’（式中、Ｒ’及びＲ’’は同一又は異なり、及び独立に直鎖又は分枝Ｃ1からＣ6アルキルから選択され）から選択され）、及びここで隣接した２つのＲ基は、一緒になって環を形成してもよい。
【００１０】
さらにより好ましくは、Ｃａｔ+は以下から選択される。
【化３】
2008526822.tif 000005
【００１１】
さらにより好ましくは、Ｃａｔ+は以下から選択される。
【化４】
2008526822.tif 000006
【００１２】
Ｃａｔ+は、１，３，５トリアルキルピラゾリウム、１，２ジアルキルピラゾリウム及び１，２，３，５テトラアルキルピラゾリウム、及び好ましくは以下からも選択して良い。
【化５】
2008526822.tif 000007
【００１３】
よりさらには、Ｃａｔ+は以下から選択できる。
【化６】
2008526822.tif 000008
【００１４】
さらに本発明に従って、Ｃａｔ+は以下のものであっても良い。
【化７】
2008526822.tif 000009
（式中、Ｒは上で定義したものと同じである。）
【００１５】
本発明のイオン液体において、Ｘ-は、［ＮＴｆ2］、［ＯＴｆ］、［Ｒ−ＳＯ3］、［Ｒ2ＰＯ2］、［Ｆ］、［Ｃｌ］、［Ｂｒ］及び［Ｉ］（式中、Ｒは、Ｃ1からＣ18アルキル、又はＣ1からＣ18アリール、好ましくはＣ1からＣ6アルキル又はＣ1からＣ6アリールである。）から好ましく選択される。
さらにより好ましくは、Ｘ-は、［Ｍｅ−ＳＯ3］、［Ｐｈ−ＳＯ3］及び［Ｍｅ−Ｐｈ−ＳＯ3］から選択される。
【００１６】
該塩基触媒された化学反応は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、一般的な金属、有機金属化合物、グリニヤール試薬、アルキルリチウム有機金属化合物、アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物から選択される塩基を含んでもよい。
好ましくは、該塩基は、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｌｉ（ＮＴＦ2）、  ＫＦ／Ａｌ2Ｏ3及びリチウムジイソプロピルアミドから選択される。
本発明に従って、該化学反応は、マンニッヒ反応、ロビンソン環化、マイケル反応、ヘック反応、エポキシ化、水素化、縮合、アルドール、エステル交換、エステル化、加水分解、酸化、還元、水和、脱水、置換、芳香族置換、付加（カルボニル基に対するものを含む）、脱離、重合、解重合、オリゴマー化、二量化、カップリング、電子環状、異性化、カルベン形成、エピマー化、転化、転位、光化学、マイクロ波の補助した、熱、音響化学及び不均化反応から選択しても良い。
Ｃａｔ+がアンモニウム又はホスホニウムである場合、該化学反応は、マンニッヒ反応、ロビンソン環化、エポキシ化、水素化、縮合、アルドール、加水分解、酸化、還元、水和、脱水、置換、芳香族置換、脱離、重合、解重合、オリゴマー化、二量化、異性化、カルベン形成、エピマー化、転化、転位、光化学、マイクロ波の補助した、熱、音響化学及び不均化反応から好ましく選択される。
【００１７】
本発明は、以下の式により表される塩基安定性イオン液体も提供する。
［Ｃａｔ+］［Ｘ-］
（式中、Ｃａｔ+は、ボレート、ピラゾリウム、ＤＢＵ及びＤＢＮから選択されるカチオン種であり；及びＸ-は、スルホネート又はホスフィネートアニオン種である。）
【００１８】
反応媒体（すなわち溶媒）としてのイオン液体の利用により、生成物の単純化した分離又は精製の達成、及び揮発性溶媒の減少又は排除することが可能である。
従来の溶媒系とは異なり、これら液体は、低い蒸気圧、整調可能な極性及び特性、並びに高い熱安定性を示す。イオン断片の選択に起因して、反応環境を設計して、化学工程の触媒及び分離を最も効果的な方法に適合することができる。イオン液体の利点と塩基触媒を組み合わせることにより、既存の触媒系を越えた選択性及びリサイクル性の顕著な利点を示す触媒媒体を調製することが可能である。
該イオン液体は、さらに、１以上のアニオン、又は代替的に１以上のカチオンの混合物を含んでも良い。
該イオン液体は、さらに、カチオン及びアニオンで構成される１以上のイオン液体の混合物を含んでも良い。
【００１９】
上で参照した反応は、一般的に、約０．１ＭＰａ（１ａｔｍ）（環境圧力）から約１０１．３ＭＰａ（１０００ａｔｍ）（上昇した圧力）で行ってもよい。該反応は、広い範囲の温度で行うことができ、及び特に制限されない。通常、該反応温度は、約−５０℃から４００℃の範囲内、より典型的には０℃から２５０℃、例えば２０℃から１５０℃の範囲内である。
本件におけるアルドール縮合反応は、約０．０１から１０００時間、好ましくは約０．１から１００時間、及び最も好ましくは約１から１０時間の間行っても良い。
【００２０】
塩基安定性である本発明のイオン性物質の例は以下を含む：
（Ａ）アンモニウムのハロゲン化物、スルホネート、ホスフィネート及びアミド。
（Ｂ）ホスホニウムのハロゲン化物、スルホネート、ホスフィネート及びアミド。
（Ｃ）ピラゾリウムのハロゲン化物、スルホネート、ホスフィネート及びアミド。
（Ｄ）アンモニウム、ホスホニウム、第一族の金属のテトラアルキルボレート。
【００２１】
タイプ（Ａ）アンモニウム塩
Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミンイオン液体
【化８】
2008526822.tif 000010
【００２２】
一連のアンモニウム塩を合成し、これらの塩基安定性を調べた。
より具体的には、一連のジメチルエタノールアミン塩及びイオン液体を、ジメチルエタノールアミン及びハロゲン化アルキルから合成し、次いで、ハロゲンイオンを他のアニオンで交換した。これらのイオン液体を選択したが、それは、ジメチルエタノールアミンが安価で、安定であり、及び酸素官能基が同様のテトラアルキルアンモニウム塩と比較して、これらアンモニウム塩の融点を低下させるであろうためである。この材料は、室温でイオン液体であることが見出された。
【００２３】
【化９】
2008526822.tif 000011
図式１．［ＮC3−ＯC0ＤＭＥＡ］［ＮＴｆ2］の合成。
【００２４】
ジメチルエタノールアミンのアルキル化は、窒素原子上で起こる。少なくとも２モルのアルキル化剤を用いる場合、窒素及び酸素の両方の上でのジ−アルキル化が得られる。注意：塩基も必要とされる。従って、一連のモノ及びジアルキルジメチルエタノールアミン塩を合成し（図式２を参照されたい）及びこれらの融点を決定し、これらの塩が室温のイオン液体に対して最良の候補となり得るものであることを見出した。
【化１０】
2008526822.tif 000012
図式２．ジメチルエタノールアミンイオン液体の一般的な合成。
【００２５】
異なるＮ−アルキル及びＯ−アルキル基が要求される場合、図式２の第一段階における生成物は、異なるハロゲン化アルキルを用いてアルキル化できる。これを図式３に示す。
【化１１】
2008526822.tif 000013
図式３．異なるＮ−及びＯ−アルキル基を有するジメチルエタノールアミンイオン液体の合成。
【００２６】
この方法を用いて、２つの異性体のジメチルエタノールアミン塩を合成し、そのうちの１つは２つのヘキシル基を酸素及び窒素原子上に有し、及び他方は、Ｎ−オクチル及びＯ−ブチル基を有する。これら２つの化合物［ＮC6−ＯC6ＤＭＥＡ］Ｂｒ及び［ＮC8−ＯC4ＤＭＥＡ］Ｂｒは、それぞれ１２６℃及び１３８℃の融点を有する。これは、これら塩の融点が、構造により顕著に影響される事を実証する。これら２つの化合物は、１００℃より高い融点を有する（融解塩）が、この値は、アニオンを、例えばビス−トリフルイミドに変更することにより低下し、該融点は室温のちょっと上であるる。
【００２７】
【化１２】
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［ＮC6−ＯC6ＤＭＥＡ］Ｂｒ及び［ＮC8−ＯC4ＤＭＥＡ］Ｂｒの融点。
【００２８】
最も低い融点を有するＤＭＥＡ塩を決定するために、種々のブロミドを、Ｎ−アルキルブロミド及びジメチルエタノールアミンから合成した。ＤＳＣにより決定したこれらの融点を、図１に示す。この図からわかるように、該融点の最小値は、Ｃ６領域におけるものであり、及び［ＮC3−ＤＭＥＡ］Ｂｒに対する該値は、特異であるように見える。この化合物は、ＤＳＣ追跡において、かなり多形である事を示す。
【００２９】
【化１３】
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［Ｎ−アルキルＤＭＥＡ］ブロミド及び［Ｎ，Ｏ−ジアルキルＤＭＥＡ］ブロミドの構造。
【００３０】
ジアルキル−ジメチルエタノールアミン塩の融点を、図２及び３に示す。この図からわかるように、ヒドロキシル基のアルキル化の効果は、融点を顕著に増加しない。該塩化物は、臭素化物と同じ方法で合成され、及び同様な融点（９０℃）を有することがわかった。
【化１４】
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【００３１】
【表１】
2008526822.tif 000017
表１．エチル及びプロピルＤＭＥＡ塩の融点。
エチル及びプロピルＤＭＥＡブロミドを、ＢＦ4、トリフレート及びビス−トリフルイミド塩に転換し、これらの融点を測定した。
【００３２】
ＤＡＢＣＯイオン液体
過剰なジアザビシクロ［２，２，２］オクタンとハロゲン化アルキルの反応は、イオン液体の一連の塩基安定性（及び塩基性）を与える。
【化１５】
2008526822.tif 000018
これらモノアルキルＤＡＢＣＯブロミドは、かなり高い融点を有するが、ヘキシル、オクチル及びデシルＤＡＢＣＯブロミドはイオン液体である（ｍ．ｐ．＜１００℃）。さらなる注意として、Ｃ３化合物の融点は予想されるよりもより低い。分解温度は、ＤＳＣにより全て２２０−２５０℃の範囲にある。［Ｃ6ＤＡＢＣＯ］ブロミドイオン液体の融点（９５℃）は、［Ｃ6ＤＡＢＣＯ］［Ｎ（ＳＯ2ＣＦ3）2］（３ｋ）になると２５℃まで低下し、この温度でゲルを形成する（図４を参照されたい）。
【００３３】
エチルＤＡＢＣＯメタンスルホネート［Ｃ2ＤＡＢＣＯ］［ＯＳＯ2ＣＨ3］（３ｌ）（ｍ．ｐ．８１℃）及びヘキシルＤＡＢＣＯメタンスルホネート（３ｍ）は、ＤＡＢＣＯ及びエチルメタンスルホネート又はヘキシルメタンスルホネートの反応からも合成された。
【００３４】
典型的な実験手順
［ＣnＤＡＢＣＯ］［Ｂｒ］
ジアゾビシクロ−［２，２，０］−オクテン（１．１３ｇ、１２．５ｍｍｏｌ）及びアルキルブロミド（１０ｍｍｏｌ）を、還流下（又は常により低い１５０℃）で１から２４時間加熱した。冷却すると沈殿物を形成した。これを、Ｃ２からＣ１０ＤＡＢＣＯブロミドに関しては沸騰した最小限の量の酢酸エチル／イソプロパノール中に、及びＣ１２からＣ１８ＤＡＢＣＯブロミドに関しては沸騰した最小限の量のトルエン／酢酸エチル中に溶解した。冷却において形成した結晶を濾取し、８０℃、真空（１３３Ｐａ（１ｍｍＨｇ））下で４時間加熱することにより乾燥した。該化合物を、ＮＭＲ及びＤＳＣで解析した。収率は典型的には６０−８０％である。
【００３５】
［ＣnＤＡＢＣＯ］［ＯＳＯ2ＣＨ3］
ジアゾビシクロ−［２，２，０］−オクテン（１．１３ｇ、１２．５ｍｍｏｌ）及びアルキルメタンスルホネート（１０ｍｍｏｌ）を、１００℃で１時間加熱した。冷却すると沈殿物が形成した。これを沸騰した最小限の量の酢酸エチル／イソプロパノール中に溶解した。冷却して形成した結晶を濾取し、８０℃、真空（１３３Ｐａ（１ｍｍＨｇ））下で４時間加熱することにより乾燥した。該化合物をＮＭＲ及びＤＳＣで解析した。収率は典型的には７０−８０％である。
［ＣnＤＡＢＣＯ］［Ｎ（ＳＯ2ＣＦ3）2］
［Ｃ6ＤＡＢＣＯ］Ｂｒ（２．７５ｇ、１０．０ｍｍｏｌ）及びリチウムビストリフルオロメタンスルフィンイミド（３．１５ｇ、１１ｍｍｏｌ）を、それぞれ水（１０ｃｍ3）中に溶解した。該２つの溶液を混合し、及び濃厚なイオン液体相を形成した。これを、ジクロロメタン（３×１０ｃｍ3）を用いて抽出し、Ｎａ2ＳＯ4で乾燥し、濾過し、及び該溶媒を蒸発させて無色のペーストを得、該ペーストは２５℃で液体になった。このペーストを、８０℃、真空（１３３Ｐａ（１ｍｍＨｇ））下で４時間加熱することにより乾燥した。該化合物をＮＭＲ及びＤＳＣにより解析した。
【００３６】
ＴＭＥＤＡ塩
テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）イオン液体を、以下のようにＴＭＥＤＡ及びアルキルブロミドから合成する。該Ｃ2、Ｃ5、Ｃ6、Ｃ8、Ｃ12及びＣ18アルキルブロミドを製造し、ＤＡＢＣＯイオン液体よりもわずかに低い融点を示した。Ｎ＝５、６、８、１０である［ＣnＴＭＥＤＡ］Ｂｒは、室温のイオン液体である。
【化１６】
2008526822.tif 000019
ＴＭＥＤＡイオン液体の合成。
【００３７】
［ＣnＴＭＥＤＡ］Ｂｒ
テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）（２．３２ｇ、２０ｍｍｏｌ）及びアルキルブロミド（２５ｍｍｏｌ）を、還流下（又は常により低い１３０℃）で１時間加熱し、濃厚な相の形成をもたらした。これを室温まで冷却した。［Ｃ2ＴＭＥＤＡ］Ｂｒ及び［Ｃ4ＴＭＥＤＡ］Ｂｒに関しては結晶質の固形物が形成し、及び［Ｃ18ＴＭＥＤＡ］Ｂｒに関しては液晶物質が形成した。これら生成物をシクロヘキサンを用いて洗浄し、及び真空（２４時間８０℃で１３３Ｐａ（１ｍｍＨｇ））下で乾燥した。収率は典型的には６０−８０％である。
【００３８】
タイプ（Ｃ）塩基安定性ピラゾリウムイオン液体
ピラゾール化合物及びアルキルヨージドからのピラゾリウムイオン液体の合成が実行できるが、幾分高価である。直面した主な困難は、ピラゾールが貧求核性であり、及び反応性アルキル化剤とゆっくり反応するのみであることである。さらに、ピラゾールのアルキル化における副反応が、イオン液体の分解をもたらすことを観察した（図式４、５）。この副反応は、ブロミド塩を用いて１００℃より低い温度で起こり、及びアルキルクロライドを用いたアルキル化を実行不能にする。最大収率は、ヨージドを用いて約９０％、ブロミドを用いて６０−８０％及びクロライドを用いて＜５％である。
【化１７】
2008526822.tif 000020
図式４．１−メチルピラゾリウムイオン液体の合成における副反応
【００３９】
【化１８】
2008526822.tif 000021
図式５．ピラゾリウムイオン液体の合成における副反応。
【００４０】
これら問題を回避するため、ピラゾリウムイオン液体の新規な合成が発明され、分解の問題を排除した。ここで使用されたアプローチは、ピラゾールとアルキルメタンスルホネート塩の反応を含み、メタンスルホネートイオン液体を得た。このアプローチを用いれば、副反応の排除は、最早重要な問題ではない。該再設計された合成を、以下の図式６に示す。
【化１９】
2008526822.tif 000022
図式６．ピラゾリウムイオン液体の別の合成。
【００４１】
この新規の経路は、ハロゲン化アルキルのアプローチよりも、より確かで且つより高い収率である。メタンスルホネートアルキル化反応における収率は、典型的には９５％である。この反応の出発材料が純粋でなければならないことを指摘すべきである。これをしないと、さらにより低い収率、及び生成物に対する困難な単離操作をもたらすであろう。副生成物を全く排除しないことは、１４０℃での６日間の反応時間の後でも、メタンスルホネート経路で観察された。今まで、２−アルキル−１，３，５−トリメチルピラゾリウムメタンスルホネート塩が、合成され及び特徴付けられ、ここでｎ＝２、３、４、５、６、８、１０、１２、１４、１６又は１８である。
【００４２】
【表２】
2008526822.tif 000023
表２．種々のメタンスルホネート塩の融点（括弧内の数は他の転位温度を表す）
【００４３】
アルキル−１，３，５−ピラゾリウムメタンスルホネートの融点を、同等の１−アルキル−３−メチルイミダゾール及び１−アルキル−２，３−ジメチルイミダゾール塩と、ＤＳＣ解析により比較した（表２）。驚くべき事に、該ピラゾリウム塩は、一般的により低い融点を有する。
メタンスルホネートイオン液体の使用の一つの利点は、該メタンスルホネートアニオンが塩基安定性であり、及び他のカチオンへ変化させることが非常に容易であることである。メタンスルホネートイオン液体は、ほとんど全て親水性である。さらに、メタンスルホネートイオンは、今日イオン液体の通常の使用における他のほとんどのアニオンよりも、より親水性である。従って、水中のピラゾリウムメタンスルホネートの溶液に、所望のアニオンの、酸の形態又はナトリウム塩を添加すると、疎水性イオン液体か、又は有機溶媒、例えばジクロロメタンで抽出できるイオン液体を生成する。これを図式７に示す。種々のアニオンの２−ヘキシル−１，３，５−トリメチルピラゾリウム塩の融点又は転移点を、表３に示し、及びこの手順を用いて、Ｅｗａ Ｂｏｇｅｌ−Ｌｕｓａｗｉにより合成された。
【００４４】
【化２０】
2008526822.tif 000024
図式７．メタンスルホネートイオン液体のＰＦ6イオン液体への転換
【００４５】
【表３】
2008526822.tif 000025
表３．種々のアニオンの２−ヘキシル−１，３，５−トリメチルピラゾリウム塩の融点又は転移点。
アルキル−メタンスルホネートは、イオン液体［ｂｍｉｍ］［ラクテート］の塩素を用いない合成において使用できる。
【００４６】
ＤＭＡＰイオン液体
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）イオン液体が、ＤＭＡＰ及びアルキルメタンスルホネートから以下のように合成される。
【化２１】
2008526822.tif 000026
新規のＤＭＡＰイオン液体の合成。
【００４７】
ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）（２．４４３ｇ、２０ｍｍｏｌ）及びエチルか又はヘキシルブロミド（２５ｍｍｏｌ）を、還流下（又は常により低い１３０℃）で１時間加熱した。冷却して沈殿物を形成した。これを、Ｃ2からＣ6ＤＭＡＰブロミドに関して、沸騰した最小限の量の酢酸エチル／イソプロパノールに溶解した。冷却して形成した結晶を濾取し、及び８０℃、真空（１３３Ｐａ（１ｍｍＨｇ））下で４時間加熱することにより乾燥した。該化合物を、ＮＭＲ及びＤＳＣにより解析した。収率は典型的には６０−８０％である。
ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）（２．４４３ｇ、２０ｍｍｏｌ）及びエチルか又はヘキシルメタンスルホネート（２５ｍｍｏｌ）を、１００℃で１時間加熱した。冷却すると沈殿物が形成した。これを、Ｃ2からＣ6ＤＭＡＰメタンスルホネートに関して沸騰した最小限の量の酢酸エチル／イソプロパノール中に溶解した。冷却して形成した結晶を濾取し、８０℃の真空（１３３Ｐａ（１ｍｍＨｇ））下で４時間加熱することにより乾燥した。該化合物をＮＭＲ及びＤＳＣにより解析した。収率は典型的には８０−８５％である。
【００４８】
他のイオン液体
水素化ナトリウム（油中の６０％懸濁液）（４５ｍｍｏｌ、１．８０ｇ）を、ＴＨＦ（１００ｃｍ3）中のＮ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン（２０ｍｍｏｌ、１．７８ｇ）の溶液に滴下した。結果得られたスラリーを、６０℃で１時間加熱して、次いで冷却した。１−（Ｎ−モルホリノ）−２−クロロエタンハイドロクロライド（２０ｍｍｏｌ、３．７２ｇ）を滴下し、次いで該スラリーを２５℃で１８時間攪拌した。エタノール（１０ｃｍ3）続いて水（１００ｃｍ3）を添加し、次いで該生成物をジクロロメタン（３×５０ｃｍ3）を用いて抽出した。該ジクロロメタン抽出液を、Ｎａ2ＳＯ4を用いて乾燥し、濾過し次いでロータリーエバポレーターで濃縮した。該生成物を、１１０−１２０℃、１３３Ｐａ（１ｍｍＨｇ）でＫｕｇｅｌｒｏｒｈ蒸留して、２．３ｇの無色の油を得た（Ｎ−モルホリノエチルジメチルアミノエチルエーテル）。
【００４９】
【化２２】
2008526822.tif 000027
【００５０】
塩基触媒された反応
例Ｉ
マンニッヒ反応は、エノレート又は芳香族化合物と、イミニウム塩の相互作用を伴う。該イミニウム塩は、通常第２級アミン及びホルムアルデヒドから生成する。この反応の例を以下に示し、１００℃で１時間後に８５％の収率で、対応するマンニッヒ塩基が得られた。水中における同様の反応は、３５％の収率を与える。
【化２３】
2008526822.tif 000028
イオン液体を使用して収率及び選択性、並びにアミノメチル化反応（マンニッヒ反応）及び関係する反応における比率を向上できる。塩基安定性又は塩基性イオン液体の使用が好ましい。
【００５１】
例えばカーボネート存在下における［ｂｍｉｍ］［ＰＦ6］のように、多くのイオン液体は安定ではないので、向上したイオン液体をこの反応に用いる。この反応は、イオン液体、例えば［（ＣＨ3）2Ｃ2Ｃ5Ｎ−ＣＨ2−ＣＨ2−ＯＣ2Ｈ5］［Ｎ（ＳＯ2ＣＦ3）2］中で行われ、塩基安定性イオン液体、例えば［ｂｍｉｍ］［ＮＴｆ2］及び［Ｃ2ＤＢＵ］［ＮＴｆ2］で行うのが好ましい。
【００５２】
例ＩＩ
イオン液体中でのマンニッヒ反応を、トラマドール（鎮痛剤）の合成で用いる。
【化２４】
2008526822.tif 000029
【００５３】
例ＩＩＩ
他の伝統的な反応が、ロビンソン環化である。これは、ケトンを用いた不飽和ケトンのマイケル反応、次いで内部のアルドール縮合を伴う。該反応は、溶媒、例えばアルコール中で典型的に行われ、いくつかの場合において両極性の非プロトン性溶媒、例えばＤＭＦ又はＤＭＳＯが必要である。該ロビンソン環化は、２段階の反応であり、中間体のマイケル生成物は、通常単離しない。
【化２５】
2008526822.tif 000030
［Ｃ2ＤＢＵ］［ＮＴｆ2］の構造
【化２６】
2008526822.tif 000031
【００５４】
上記ロビンソン環化を、イオン液体［Ｃ2ＤＢＵ］［ＮＴｆ2］中で行った。室温で、マイケル生成物が、５分間で高い収率で得られた。このことは、エタノール中で行われる同様の反応よりも、大幅により迅速であった。該アルドール縮合は、温度が８０℃まで上げられた場合に、該イオン液体中でのみ生じた。
【化２７】
2008526822.tif 000032
該反応は、イオン液体、例えば［（ＣＨ3）2Ｃ2Ｃ5Ｎ−ＣＨ2−ＣＨ2−ＯＣ2Ｈ5］［Ｎ（ＳＯ2ＣＦ3）2］中で行われ、塩基安定性イオン液体、例えば［ｂｍｉｍ］［ＮＴｆ2］及び［Ｃ2ＤＢＵ］［ＮＴｆ2］で行うのが好ましい。
【００５５】
例ＩＶ
ＭＶＫとシクロヘキサノンの反応は、室温で極端に早く、及びマイケル生成物を与えた。対応する環化は遅く、８０℃に加熱することにより起こる。
【化２８】
2008526822.tif 000033
該反応は、イオン液体、例えば［（ＣＨ3）2Ｃ2Ｃ5Ｎ−ＣＨ2−ＣＨ2−ＯＣ2Ｈ5］［Ｎ（ＳＯ2ＣＦ3）2］中で行い、及び塩基安定性イオン液体、例えば［ｂｍｉｍ］［ＮＴｆ2］及び［Ｃ2ＤＢＵ］［ＮＴｆ2］で行うのが好ましい。
【００５６】
例Ｖ
【化２９】
2008526822.tif 000034
プロリンは、ＭＶＫと２−メチルシクロヘキサ１，３−ジオンの反応を触媒するものとして知られており、及び３５℃のＤＭＳＯ中において環化した生成物（７０％ｅｅ）の４９％の収率を与えるものとして報告されている。この反応は、［Ｃ2ＤＢＵ］［ＮＴｆ2］Ａｓ中で、イオン液体中の前の反応を用いて試みられ、マイケル反応が効果的に行われた。
該反応は、イオン液体、例えば［（ＣＨ3）2Ｃ2Ｃ5Ｎ−ＣＨ2−ＣＨ2−ＯＣ2Ｈ5］［Ｎ（ＳＯ2ＣＦ3）2］中で行い、及び塩基安定性の低いイオン液体、例えば［ｂｍｉｍ］［ＮＴｆ2］及び［Ｃ2ＤＢＵ］［ＮＴｆ2］で行うのが好ましい。
【００５７】
例ＶＩ
アセトンのイソホロンに対する縮合を、塩基安定性イオン液体中で以下のように行うことができる。
【化３０】
2008526822.tif 000035
【００５８】
例ＶＩＩ
シクロヘキサノンの縮合は、塩基安定性イオン液体に対するより複雑な試験である。
【化３１】
2008526822.tif 000036
【００５９】
例ＶＩＩＩ
塩素をベースとするイオン液体は、Ｄ2Ｏ交換実験により、強塩基に対する優れた安定性を示した［Ｍ．Ｊ．Ｅａｒｌｅ，  未公開の結果］。従ってこれらは、この研究において使用した。イオン液体の疎水性の性質は、反応の促進をさらに高めることができ、これは水が副生成物であるためである。通常の均一系又は不均一系触媒を用いることにより、縮合反応は、中程度から高い収率で所望の生成物を提供する。さらに、ＮＭＲ分光法により、イオン液体が反応後にそのまま残ることが明らかになった。
【化３２】
2008526822.tif 000037
【００６０】
【表４】
2008526822.tif 000038
【００６１】
例ＩＸ−イオン液体中における触媒としての第二級アミン
プロリンは、イオン液体中の置換ベンズアルデヒド及びアセトンの間のアルドール反応に対する効果的な試薬として見出された。
【化３３】
2008526822.tif 000039
触媒としてのピロリジンを用いて、該反応は非常に迅速であったが、イオン液体の存在下においては、転換及び選択性の両方が大幅に減少した。Ｌ−プロリンは、イオン液体の存在下か又は不存在下で、ほとんど同じ活性を示した。完全に近い転換は、優れた選択性で得ることができる。最も重要なことに、プロリンは、活性又は選択性を低下させることなく、触媒量およそ４％で使用できる。
【００６２】
【表５】
2008526822.tif 000040
ケトン／アルデヒドモル比率＝２
★ＭＤＪ関連商品に対する合わせた選択性（３＋４＋５）
【００６３】
アルドール縮合に対するプロリン触媒の活性
【表６】
2008526822.tif 000041
★イオン液体［Ｃ2ＯＤＭＥＡ］［ＮＴｆ2］
★★ＭＤＪ関連商品に対する合わせた選択性（３＋４＋５）
【００６４】
イオン液体の存在下でこの反応を行うと、以下の利点が得られた：
１．イオン液体中におけるプロリンの高い溶解性、従って完全にリサイクル可能な系であること。
２．生成物の除去に蒸留が伴う場合でさえも、プロリンの分解が避けられること。
３．出発材料の完全な転換、従って未反応の材料を全くリサイクルしないこと。
従って、プロリンにより触媒された、イオン液体中におけるジヒドロジャスモンの合成に対する化学的なアルドール経路は、ＭＤＪ−１の優れた収率を提供する。触媒的な蒸留を介してＭＤＪ−２を得ることも可能であり、及びワンポット合成として見なすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、アルキル鎖長の関数として、Ｎ−アルキルＤＭＥＡブロミドの融点を示す。
【図２】図２は、鎖長の関数として、Ｎ，Ｏ−ジアルキルＤＭＥＡブロミドの融点を示す。
【図３】図３は、図１及び図２に開示した融点の間の比較である。
【図４】図４は、アルキル鎖長の増加に伴うＮ−アルキルＤＡＢＣＯブロミド（３ａ−ｊ）の融点の変化を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2008526822.tif 000053
2008526822.tif 000054
2008526822.tif 000055
2008526822.tif 000056
2008526822.tif 000057
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