(57)【要約】  ジアゾアルカン前駆体を第１の溶剤中に溶解し、塩基を第２の溶剤中に溶解し、前記物質を反応容器中でジアゾアルカンの形成下に反応させ、得られたジアゾアルカンを減圧下に導出するようなジアゾアルカンの製造法が記載されている。本方法は、ジアゾメタンの製造に特に好適である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス状のジアゾアルカンの製造法において、ジアゾアルカン前駆体を第１の溶剤中に溶解し、塩基を第２の溶剤中に溶解し、前記物質を反応容器中でジアゾアルカンの形成下に反応させ、この場合得られたガス状ジアゾアルカンは、減圧下に導出されることを特徴とする、ガス状のジアゾアルカンの製造法。
【請求項２】
ジアゾアルカン前駆体として、Ｎ−アルキル−Ｎ−ニトロソ化合物、例えばＮ−アルキル−Ｎ−ニトロソカルボン酸アミド（例えば、Ｎ−アルキル−Ｎ−ニトロソ尿素）、Ｎ−アルキル−Ｎ−ニトロソウレタン、Ｎ−アルキル−Ｎ−ニトロソアリール−スルホン酸アミド（例えば、Ｎ−アルキル−Ｎ−ニトロソトルエン−スルホン酸アミド）またはＮ−アルキル−Ｎ−ニトロソアミノケトンを使用する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ジアゾメタンを製造するための請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
ジアゾメタン前駆体として、Ｎ−アルキル−Ｎ−ニトロソ化合物、例えばＮ−メチル−Ｎ−ニトロソカルボン酸アミド（例えば、Ｎ−メチル−Ｎ−ニトロソ尿素）、Ｎ−メチル−Ｎ−ニトロソウレタン、Ｎ−メチル−Ｎ−ニトロソアリール−スルホン酸アミド（例えば、Ｎ−メチル−Ｎ−ニトロソトルエン−スルホン酸アミド）またはＮ−メチル−Ｎ−ニトロソアミノケトンを使用する、請求項３記載の方法。
【請求項５】
塩基として無機塩基または有機塩基を使用する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
無機塩基を水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムまたは水酸化バリウムの物質の１つまたはそれ以上から選択する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
無機塩基として窒素ヘテロ環（例えば、Ｎ−メチルモルホリン）を使用する、請求項５記載の方法。
【請求項８】
第１の溶剤としてアリールアルキル−エーテル、グリコールエーテル（例えば、ジ（エチレングリコール）エーテル）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、イオン性溶剤、例えば１，３−ジメチル−イミダゾリニウム、ジメチルホスパートまたはこれらの物質の混合物を使用する、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
第２の溶剤として第１の溶剤の群からの溶剤を選択し、この場合第１の溶剤と第２の溶剤とは、同一であってよいが、しかし、同一である必要はない、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
第２の溶剤として水を選択するかまたは第２の溶剤は、水を含む、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
塩基をジアゾアルカン前駆体に対して１〜３当量の量で使用する、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
ジアゾアルカン前駆体と塩基とを同時に添加し、互いに混合する、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法
【請求項１３】
ジアゾアルカン前駆体と塩基とを順次に添加し、互いに混合する、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法
【請求項１４】
得られたガス状ジアゾアルカンを０〜８００ミリバールで導出する、請求項１から１３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
得られたガス状ジアゾアルカンを１００〜３００ミリバールで導出する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
反応を１０〜８０℃の温度で行なう、請求項１から１３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
反応を２０〜５０℃の温度で行なう、請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にガス状ジアゾアルカンの製造法、特にジアゾメタンの製造法に関する。
【０００２】
ジアゾアルカンは、有機合成における中間生成物／反応体として、殊にＮＨ−結合、ＯＨ−結合または酸結合のエーテル化反応の場合、ヘテロ環合成の場合、二重結合系の付加の場合または温和な条件下での追加挿入反応の場合に重要な役を演じる。
【０００３】
ＷＯ  ０１／４８８６９に記載された、ジアゾメタンの製造法は、次の工程：
第１の溶剤中に溶解されたジアゾメタン前駆体を添加する工程および
反応容器中で第２の溶剤（好ましくは、水）中に溶解された塩基を添加し、この場合この反応容器中で前記物質は、ジアゾメタンの形成下に反応する工程を含む。得られたジアゾメタンは、希釈ガスを用いて導出され、この場合このガス流は、本質的に溶剤または溶剤蒸気を含有しない。
【０００４】
この方法の欠点は、次の通りである。
安全性の理由から必要とされる高い不活性ガス流によって明らかな量の水（この方法の場合には、好ましい第２の溶剤）を反応容器からストリッピングし、この明らかな量の水が変換反応の場合支障となる場合には、この明らかな量の水を大面積の冷却器および／または乾燥装置によりガス流から取り出さなければならない。それによって、装置の建設の際に高い投資費用が掛かること。
安全性の理由から、ガス流中でのジアゾメタン含量は、約１５％未満に維持されなければならない。この結果、費用がかかり、ひいては高価なオンライン測定（例えば、赤外分光法を用いて）およびそれに属する不活性ガス制御技術が必要とされること。
ジアゾアルカンは、極めて毒性を有し、癌の原因となる。ジアゾアルカンを製造する際に希釈性の不活性ガスを使用する場合には、強制的に弱い過圧で作業される。従って、装置中に漏れがある場合には、直ちにジアゾアルカンガスは、環境空気中に退出し、そこでヒトを危険にさらしうること。
【０００５】
本発明の課題は、公知技術水準の欠点を克服し、ガス状ジアゾアルカンを製造するため、特に希釈ガスを用いなくても十分である、ジアゾメタンを製造するための方法を提供することである。
【０００６】
この課題は、ジアゾアルカン前駆体を第１の溶剤中に溶解し、塩基を第２の溶剤中に溶解し、これらの物質を反応容器中でジアゾアルカンの形成下に反応させ、得られたジアゾアルカンを常圧に対して減少された圧力で導出するようなガス状ジアゾアルカンの製造法によって解決される。
【０００７】
意外なことに、ジアゾメタンは、常圧下にある圧力範囲内で不活性ガスを用いての希釈の場合と同様な爆発限界を有し、点火火花によって爆発をもたらすことがないことが見い出された。
【０００８】
ジアゾアルカン前駆体として、例えば次の化合物を使用することができる：
Ｎ−アルキル−Ｎ−ニトロソ化合物、例えばＮ−アルキル−Ｎ−ニトロソカルボン酸アミド（例えば、Ｎ−アルキル−Ｎ−ニトロソ尿素）、Ｎ−アルキル−Ｎ−ニトロソウレタン、Ｎ−アルキル−Ｎ−ニトロソアリール−スルホン酸アミド（例えば、Ｎ−アルキル−Ｎ−ニトロソトルエン−スルホン酸アミド）またはＮ−アルキル−Ｎ−ニトロソアミノケトン。
【０００９】
好ましいジアゾアルカンとして、本発明による方法では、ジアゾメタンを得ることができる。ジアゾメタン前駆体としては、そのために公知の、例えばＷＯ  ０１／４７８６９に記載された化合物、殊にＮ−メチル−Ｎ−ニトロソ化合物、例えばＮ−メチル−Ｎ−ニトロソ−カルボン酸アミド（例えば、Ｎ−メチル−Ｎ−ニトロソ尿素）、Ｎ−メチル−Ｎ−ニトロソウレタン、Ｎ−メチル−Ｎ−ニトロソアリール−スルホン酸アミド（例えば、Ｎ−メチル−Ｎ−ニトロソトルエン−スルホン酸アミド）またはＮ−メチル−Ｎ−ニトロソアミノケトンが使用されてよい。
【００１０】
塩基としては、無機塩基、例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムまたは水酸化バリウムを使用することができる。塩基として、同様に有機塩基、例えばＮ−ヘテロ環を使用することができる。費用の理由から、有利にアルカリ金属水酸化物、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムが使用される。
【００１１】
第１の溶剤および第２の溶剤は、同一でも異なっていてもよい。
【００１２】
ジアゾメタン前駆体が溶解される第１の溶剤としては、有利に（例えば、ＷＯ  ０１／４７８６９の記載から）公知の溶剤が使用され、この溶剤は、高い沸点、低い蒸気圧および高い水溶性を有する。更に、第１の溶剤は、有利にジアゾアルカンに対して非反応性である。第１の溶剤としては、アリールアルキル−エーテル、グリコールエーテル、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）またはイオン性溶剤、例えば１，３−ジメチル−イミダゾリニウム、ジメチルホスパート（Dimethylphospat）が特に有利に使用される。殊に有利には、ＤＭＳＯおよび／またはジ（エチレングリコール）エーテルが使用される。記載された溶剤の混合物も使用されうる。
【００１３】
塩基が溶解される第２の溶剤は、第１の溶剤として使用されてよい溶剤から選択されてよい。この場合、第１の溶剤と第２の溶剤とは、同一であってもよいが、しかし、同一である必要はない。好ましくは、第２の溶剤は、水であるかまたは水を含有する。
【００１４】
好ましくは、塩基は、（多数の物質から形成されていてよく）ジアゾアルカン前駆体に対して１〜３当量の量で使用される。特に好ましいのは、１．１〜２当量であり、したがって塩基は、過剰量で存在する。
【００１５】
ジアゾアルカン前駆体および塩基は、同時にかまたは順次に添加されることができ、互いに混合されることができる。
【００１６】
減圧とは、常圧に対して減少される圧力範囲である。好ましくは、減少された圧力範囲は、０〜８００ミリバール、特に有利に１００〜３００ミリバールである。減圧下でのジアゾアルカンの導出は、不活性ガスを利用しながら実施されうる。しかし、好ましくは、ジアゾアルカンは、減圧下で不活性ガスを利用することなく導出される。
【００１７】
反応は、有利に１０〜８０℃、特に有利に２０〜５０℃の温度で実施される。
【００１８】
ジアゾアルカンが発生する反応は、連続的またはバッチ式で実施されてよい。
【００１９】
本発明による方法は、例示的に次のように実施されてよい（本明細書の記載により、何らかの減縮を行なうこともない）：
ジアゾメタン−発生反応器中で、ＤＭＳＯ中のＮ−メチル−Ｎ−ニトロソ−トルエンスルホン酸アミドの約２５％の溶液は、２０〜７０℃で同時にかまたは順次に２０〜４０％のＫＯＨ水溶液と混合される。自然発生的に形成されるジアゾメタンは、０〜８００ミリバールの低圧により変換反応器または反応洗浄器中に引き込まれ、そこで望ましい方法で反応される。
【００２０】
本発明による方法は、これまでに公知の方法と比較して、不活性ガスの量を著しく減少されることができるかまたは不活性ガスを完全に不用としうるという利点を有する。何れにせよ、重要でない溶剤蒸気量（例えば、水蒸気）は、ジアゾアルカン発生器からストリッピングされ、場合によっては小面積の凝縮器または乾燥装置を用いてジアゾアルカンから除去されることができる。漏れが発生した場合には、極めて毒性で癌の原因となるジアゾアルカンガスによる操作者の危険は、真空運転形式によって排除される。更に、安全技術的理由から必要とされるジアゾアルカン濃度の降下は、単に安価な圧力測定によって実現させることができる。真空中でＤＡＭを用いての安全性の試験は、ＤＡＭ１５０ミリバールを上廻る部分圧で点火火花により爆発をもたらしうることを示した。従って、ＤＡＭの前記"濃度"は、工業用装置中でできるだけ超過すべきではない。常圧に対して前記部分圧を不活性ガスで補充する場合には、前記限界は、約１５体積％のＤＡＭ濃度、即ちＤＡＭのために常圧で爆発限界として記載される値に相当する。
【００２１】
生成されるジアゾアルカン、例えばジアゾメタン（ＤＭＡ）の部分圧は、本発明によれば、連続的に赤外分光法により測定される。
【００２２】
次の実施例は、本発明を詳説するが、しかしこの実施例に限定されるものではない。
【００２３】
実施例１〜３：
１．５  ｌの二重ジャケット型ガラス反応器中に３０％のＫＯＨ水溶液５３１ｇを装入し、それぞれ４０℃、５５℃または７０℃に加熱する。ＤＭＳＯ中の２６．４％のＮ−メチル−Ｎ−ニトロソ−ｐ−トルエンスルホン酸アミド（ＭＮＴＳＡ）溶液４０５．８ｇを前記のＫＯＨ溶液中に制御しながら滴加することにより、ジアゾメタン（ＤＡＭ）を発生させ、ガス状で真空により５００ミリバールでフリットを介してガラス反応器中に吸引する。供給は、気相中のジアゾメタン濃度が１２０ミリバールの部分圧を超過しない程度に行なわれる。ＤＡＭの量および収率を測定するために、前記ガラス反応器にＤＭＦ中の酸溶液、例えば安息香酸溶液を供給し、その結果、フリットを介して吸収されるＤＡＭは、直ちに反応して安息香酸メチルエステルに変わり、この安息香酸メチルエステルの含量は、分析測定することができ、ＤＡＭのための等価物として利用することができる。次の表は、結果を示す：
【表１】
2008503536.tif 000002
【００２４】
実施例４〜６：
試験の構成および収率の測定は、試験１〜３に相当する。装入された３０％のＫＯＨ溶液５６１ｇ中に、中断することなく、ＤＭＳＯ中の２５．９％のＮ−メチル−Ｎ−ニトロソ−ｐ−トルエンスルホン酸アミド２５９．７ｇを４０℃で滴加する。この方法の場合には、真空を８００ミリバールから５００ミリバールを経て３２０ミリバールのアルゴン流の適合された供給によって段階的に変化させる。ニトロソメチル成分の供給は、ＤＡＭが１５０ミリバールの部分圧を超過しない程度に行なわれる。
【００２５】
【表２】
2008503536.tif 000003
【００２６】
実施例７〜９：
試験装置は、試験１〜３に相当する。
【００２７】
３０％のＫＯＨ溶液をＤＭＳＯ中の２５．９％のＮ−メチル−Ｎ−ニトロソ−ｐ−トルエンスルホン酸アミド溶液と同時に４０℃で反応器中に５００ミリバールで１５０ミリバールのＤＡＭ部分圧の維持下に供給する。試験では、ＫＯＨ対ニトロソメチル成分の比を１．１〜１．５に変える。
【００２８】
【表３】
2008503536.tif 000004
【００２９】
実施例１０：
長時間の試験において、２２．５％のＭＮＴＳＡ溶液を同時に３０％のＫＯＨ溶液に供給することにより、４時間に亘って試験７〜９と同様に行なう。
【００３０】
【表４】
2008503536.tif 000005
【００３１】
実施例１１：
試験７とは異なり、イオン性溶剤１，３−ジメチルイミダゾリニウムジメチルホスパート（1,3-Dimethylimidazolinium Dimethylphospat）（Solvent Innovation GmbH社のECOENG 1111P）中のＭＮＴＳＡを８．０％の溶液として３０％のＫＯＨ溶液と同時に供給した。
【００３２】
【表５】
2008503536.tif 000006
【国際調査報告】
2008503536.tif 000007
2008503536.tif 000008
2008503536.tif 000009
2008503536.tif 000010
2008503536.tif 000011
2008503536.tif 000012