(57)【要約】【課題】２−置換ベンズイミダゾール、およびそれを調製する方法が開示される。【解決手段】組成物は、化合物またはその塩と、酸と、極性非プロトン性溶媒と、を含み得る。組成物は、水性系と接触する金属表面の腐食を抑制するために使用され得、水性系における金属の腐食に対する強化された保護を提供する。式（Ｉ）。2021502401.tif 000039【選択図】なし
2021502401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（Ｉ）の化合物またはその塩と、酸と、極性非プロトン性溶媒と、を含む、組成物であって、
【化１】
2021502401.tif 000035
式中、
Ｘは、独立して、水素、ハロゲン、または置換もしくは非置換Ｃ１〜５アルキル基であり、ｍは、１、２、３、または４であり、
Ｒ１は、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、
Ｒ２は、存在しないか、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、
Ｒ３は、結合またはＣＨＲ４であり、
Ｒ４は、水素、ハロゲン、ＮＲ５Ｒ６、またはＯＲ５であり、
ここで、Ｒ５およびＲ６は、各々独立して、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、
Ｚは、独立して、窒素、ＣＸ、またはＮ＋Ｒ５である、組成物。
【請求項２】
水をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
Ｘが、独立して、水素またはハロゲンであり、
Ｒ１が、水素であり、
Ｒ２は、存在せず、
Ｒ３が、ＣＨＲ４である、請求項１または２に記載の組成物。
【請求項４】
少なくとも１つのＺが、窒素である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項５】
Ｒ３が、結合であり、少なくとも１つのＺが、窒素である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項６】
前記化合物またはその塩が、式（ＩＩ）のものである、請求項１に記載の組成物であって、
【化２】
2021502401.tif 000036
式中、
Ｙは、独立して、水素、ハロゲン、またはＣ１〜５アルキル基であり、ｎは、１、２、３、４、または５である、組成物。
【請求項７】
前記酸が、強無機酸、強有機酸、またはそれらの任意の組み合わせである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項８】
前記酸が、硫酸、塩酸、硝酸、メタンスルホン酸、リン酸、スルファミン酸、アミノメチルホスホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、およびそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項９】
前記極性非プロトン性溶媒が、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、Ｎ−メチルピロリジノン、メチルスルホニルメタン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ニトロメタン、イオン液体、およびそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１０】
前記組成物が、均一液体である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１１】
高温安定相間移動触媒をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１２】
前記高温安定相間移動触媒が、アルキルグアニジニウム塩、アリールグアニジニウム塩、アルキルホスホニウム塩、アリールホスホニウム塩、過アルキル化ホスファゼニウム塩、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項１１に記載の組成物。
【請求項１３】
式（Ｖ）の化合物またはその塩を作製するための方法であって、
【化３】
2021502401.tif 000037
式（ＩＩＩ）の化合物またはその塩と、式（ＩＶ）の化合物またはその塩と、酸と、極性非プロトン性溶媒と、高温安定相間移動触媒と、を含む、混合物を加熱すること、を含み、
【化４】
2021502401.tif 000038
式中、
Ｘは、独立して、水素、ハロゲン、またはＣ１〜５アルキル基であり、ｍは、１、２、３、または４であり、
Ｒ１は、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、
Ｒ２は、存在しないか、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、
Ｒ４は、水素、ハロゲン、ＮＲ５Ｒ６、またはＯＲ５であり、
ここで、Ｒ５およびＲ６は、各々独立して、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、
Ｒ８は、水素、ハロゲン、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、置換もしくは非置換Ｃ５〜Ｃ６ヘテロアリール基、置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基、または置換もしくは非置換Ｃ３〜Ｃ１２シクロアルキル基である、方法。
【請求項１４】
前記酸が、強無機酸、強有機酸、またはそれらの任意の組み合わせである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記酸が、硫酸、塩酸、硝酸、メタンスルホン酸、リン酸、臭化水素酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、リンゴ酸、クエン酸、アミノメチルホスホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、スルファミン酸、およびそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記極性非プロトン性溶媒が、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、Ｎ−メチルピロリジノン、メチルスルホニルメタン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ニトロメタン、イオン液体、およびそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記高温安定相間移動触媒が、アルキルグアニジニウム塩、アリールグアニジニウム塩、アルキルホスホニウム塩、アリールホスホニウム塩、過アルキル化ホスファゼニウム塩、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記混合物が、約８０℃〜約１６０℃の温度に加熱される、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記混合物が、約３０分〜約１２時間の範囲の期間、加熱される、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記混合物の活性物質濃度が、約１〜約５０重量％である、請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記混合物にカルボン酸を添加することをさらに含む、請求項１３〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
腐食を抑制するための、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の組成物の使用。
【請求項２３】
請求項１３〜２１のいずれか一項に記載の方法に従って調製された組成物。
【請求項２４】
ポリベンズイミダゾールを調製するための方法であって、イソフタル酸ジフェニルと、３，３’，４，４’−テトラアミノジフェニルと、酸と、極性非プロトン性溶媒と、高温安定相間移動触媒と、を含む、混合物を加熱することを含む、方法。
【請求項２５】
前記酸が、強無機酸、強有機酸、またはそれらの任意の組み合わせである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記酸が、硫酸、塩酸、硝酸、メタンスルホン酸、リン酸、臭化水素酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、リンゴ酸、クエン酸、アミノメチルホスホン酸、スルファミン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、およびそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記極性非プロトン性溶媒が、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、Ｎ−メチルピロリジノン、メチルスルホニルメタン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ニトロメタン、イオン液体、およびそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記高温安定相間移動触媒が、アルキルグアニジニウム塩、アリールグアニジニウム塩、アルキルホスホニウム塩、アリールホスホニウム塩、過アルキル化ホスファゼニウム塩、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項２４〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の組成物を、金属表面を含む工業用水システムに添加すること、を含む、腐食を抑制する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、２−置換ベンズイミダゾールの合成、およびその組成物に関する。より具体的には、本開示は、２−置換ベンズイミダゾールを合成するための均一プロセス、および、例えば、腐食防止剤としてのそれらの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベンゾイミダゾールは、異なる合成経路を使用して作製され得る。１つの一般的な経路は、ジアミンとカルボン酸との間の酸触媒縮合反応である。この経路は主に、中程度から良好な収率で、単離された最終生成物として固体のベンズイミダゾールを得ることに焦点を当てている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これらのベンズイミダゾールは、大部分は鉱酸で合成され、最終生成物は、塩基を使用してｐＨを７または８に調整することによって沈殿させる。沈殿した生成物は、濾過により単離され、オーブンで乾燥させる。従来技術の合成方法は、１）長い反応時間および処理時間により、バッチあたりのスループットが低い、２）検査ステップおよび分離ステップからの収率損失、３）分離ステップおよびその後の乾燥ステップは、特別な装置の設置を必要とするため、多額の設備投資が発生する、４）ウエットケーキおよび乾燥粉末の両方としての固体生成物の取り扱いは、材料の取り扱いに大きな問題を含み、収率損失を引き起こす、ならびに５）最終固体生成物は、防食などの特定の用途での使用のために、溶媒に再溶解する前に乾燥させる必要がある、などのいくつかの欠点に悩まされている。
【０００４】
ベンズイミダゾールの他の使用には、医薬品および農薬での用途が含まれる。ポリベンゾイミダゾールは、それらの高強度および高温性能で知られている。ポリベンゾイミダゾールは、半導体、コンタクトシール、ウェーハキャリア、絶縁体ブッシング、断熱材、発光ダイオード、太陽電池、燃料電池、および高性能保護服に使用されている。他の使用には、石油化学および航空宇宙産業での用途が含まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）の化合物またはその塩と、酸と、極性非プロトン性溶媒と、を含む、組成物が開示され、
【化１】
2021502401.tif 000003
式中、Ｘは、独立して、水素、ハロゲン、または置換もしくは非置換Ｃ１〜５アルキル基であり、ｍは、１、２、３、または４であり、Ｒ１は、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、Ｒ２は、存在しない、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、Ｒ３は、結合またはＣＨＲ４であり、Ｒ４は、水素、ハロゲン、ＮＲ５Ｒ６、またはＯＲ５であり、ここで、Ｒ５およびＲ６は、各々独立して、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、Ｚは、独立して、窒素、ＣＸ、またはＮ＋Ｒ５である。
【０００６】
いくつかの実施形態では、組成物は、水を含み得る。
【０００７】
いくつかの実施形態では、組成物は、均一液体であり得る。
【０００８】
いくつかの実施形態では、Ｘは、独立して、水素またはハロゲンであり、Ｒ１は、水素であり、Ｒ２は、存在せず、Ｒ３は、ＣＨＲ４である。
【０００９】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのＺが、窒素である。
【００１０】
いくつかの実施形態では、Ｒ３は、結合であり、少なくとも１つのＺが、窒素である。
【００１１】
いくつかの実施形態では、化合物またはその塩は、式（ＩＩ）のものであり、
【化２】
2021502401.tif 000004
式中、Ｙは、独立して、水素、ハロゲン、またはＣ１〜５アルキル基であり、ｎは、１、２、３、４、または５である。
【００１２】
いくつかの実施形態では、酸は、強無機酸、強有機酸、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。
【００１３】
いくつかの実施形態では、酸は、硫酸、塩酸、硝酸、メタンスルホン酸、リン酸、スルファミン酸、アミノメチルホスホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、およびそれらの任意の組み合わせから選択され得る。
【００１４】
いくつかの実施形態では、極性非プロトン性溶媒は、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、Ｎ−メチルピロリジノン、メチルスルホニルメタン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ニトロメタン、イオン液体、およびそれらの任意の組み合わせから選択され得る。
【００１５】
いくつかの実施形態では、組成物は、高温安定相間移動触媒を含み得る。
【００１６】
いくつかの実施形態では、高温安定相間移動触媒は、アルキルグアニジニウム塩、アリールグアニジニウム塩、アルキルホスホニウム塩、アリールホスホニウム塩、過アルキル化ホスファゼニウム塩、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択され得る。
【００１７】
他の実施形態では、式（Ｖ）の化合物またはその塩を作製するための方法が開示される。
【化３】
2021502401.tif 000005
【００１８】
方法は、式（ＩＩＩ）の化合物またはその塩と、式（ＩＶ）の化合物またはその塩と、酸と、極性非プロトン性溶媒と、高温安定相間移動触媒と、を含む、混合物を加熱することを含み得、
【化４】
2021502401.tif 000006
式中、Ｘは、独立して、水素、ハロゲン、またはＣ１〜５アルキル基であり、ｍは、１、２、３、または４であり、Ｒ１は、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、Ｒ２は、存在しない、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、Ｒ４は、水素、ハロゲン、ＮＲ５Ｒ６、またはＯＲ５であり、ここで、Ｒ５およびＲ６は、各々独立して、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、Ｒ８は、水素、ハロゲン、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、置換もしくは非置換Ｃ５〜Ｃ６ヘテロアリール基、置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基、または置換もしくは非置換Ｃ３〜Ｃ１２シクロアルキル基である。
【００１９】
いくつかの実施形態では、混合物は、約８０℃〜約１６０℃の温度に加熱され得る。
【００２０】
いくつかの実施形態では、混合物は、約３０分〜約１２時間の範囲の期間加熱され得る。
【００２１】
いくつかの実施形態では、混合物は、約１〜約５０重量％の活性物質濃度を含み得る。
【００２２】
いくつかの実施形態では、方法は、混合物にカルボン酸を添加することを含み得る。
【００２３】
特定の実施形態では、腐食を抑制するための、本明細書に開示される任意の組成物の使用が開示される。
【００２４】
特定の実施形態では、本明細書に開示される任意の方法に従って調製することができる組成物が開示される。
【００２５】
他の実施形態では、ポリベンゾイミダゾールを調製するための方法が開示される。方法は、ジフェニルイソフタレートと、３，３’，４，４’−テトラアミノジフェニルと、酸と、極性非プロトン性溶媒と、高温安定相間移動触媒と、を含む、混合物を加熱することを含み得る。
【００２６】
他の実施形態では、本明細書に開示される任意の組成物を、金属表面を含む工業用水システムに添加することを含み得る腐食を抑制する方法が開示される。
【００２７】
前述は、後に続く発明を実施するための形態をより良く理解できるように、本開示の特徴および技術的利点を概括的に概説した。本願の特許請求の範囲の主題を形成する、本開示のさらなる特徴および利点は、以下に説明される。開示される概念および具体的な実施形態は、本開示と同じ目的を実行するための他の実施形態を修正または設計するための基礎として容易に利用され得ることが、当業者によって理解されるべきである。そのような同等の実施形態が、添付の特許請求の範囲に明記される本開示の趣旨および範囲から逸脱しないことも、当業者によって認識されるべきである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
様々な実施形態が以下に説明される。実施形態の様々な要素の関係性および機能は、以下の詳細な説明を参照することよってより良好に理解され得る。しかしながら、実施形態は、以下に例解されるものに限定されない。特定の例では、本明細書に開示される実施形態の理解のために必要ではない詳細は、省略されている場合がある。
【００２９】
「アルキル」は、直鎖または分岐鎖アルキル置換基を指す。そのような置換基の例には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソアミル、ヘキシルなどが含まれる。
【００３０】
「アリール」は、当技術分野で一般に理解されているように、非置換または置換芳香族炭素環式置換基を指し、「Ｃ６〜Ｃ１０アリール」という用語には、フェニルおよびナフチルが含まれる。アリールという用語は、フッケルの法則に従って、平面状であり、４ｎ＋２ｎ電子を含む環状置換基に適用されると理解される。
【００３１】
「シクロアルキル」は、例えば、約３〜約８個の炭素原子、好ましくは約４〜約７個の炭素原子、より好ましくは約４〜約６個の炭素原子を含有する環状アルキル置換基を指す。そのような置換基の例には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどが含まれる。環状アルキル基は、非置換であり得るか、またはメチル基、エチル基などのアルキル基でさらに置換され得る。
【００３２】
「ハロゲン」または「ハロ」は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩを指す。
【００３３】
「ヘテロアリール」は、単環式または二環式の５または６員環系を指し、ヘテロアリール基は、不飽和であり、ハッケルの法則を満たす。ヘテロアリール基の非限定的な例には、フラニル、チオフェニル、ピロリル、ピラゾリル、イミダゾリル、１，２，３−トリアゾリル、１，２，４−トリアゾリル、イソキサゾリル、オキサゾリル、イソチアゾリル、チアゾリル、１，３，４−オキサジアゾール−２−イル、１，２，４−オキサジアゾール−２−イル、５−メチル−１，３，４−オキサジアゾール、３−メチル−１，２，４−オキサジアゾール、ピリジニル、ピリミジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、インドリル、キノリニル、イソキノリニル、ベンズイミダゾリル、ベンゾオキサゾリニル、ベンゾチアゾリニル、キナゾリニルなどが含まれる。
【００３４】
「オキソ」は、炭素原子に二重結合した酸素原子を指す。
【００３５】
本開示の化合物は、好適な置換基で置換され得る。本明細書で使用される場合、「好適な置換基」という用語は、化学的に許容される官能基、好ましくは化合物の活動を打ち消さない部分を意味することが意図される。そのような好適な置換基としては、ハロ基、ペルフルオロアルキル基、ペルフルオロアルコキシ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヒドロキシ基、オキソ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アルコキシ基、アリールまたはヘテロアリール基、アリールオキシまたはヘテロアリールオキシ基、アラルキルまたはヘテロアラルキル基、アラルコキシまたはヘテロアラルコキシ基、ＨＯ−（Ｃ＝Ｏ）−基、複素環基、シクロアルキル基、アミノ基、アルキル基およびジアルキルアミノ基、カルバモイル基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アルキルアミノカルボニル基、ジアルキルアミノカルボニル基、アリールカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、ならびにアリールスルホニル基が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、好適な置換基には、ハロゲン、非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基、または非置換Ｃ１〜Ｃ１０のアルコキシ基が含まれ得る。当業者は、多くの置換基が追加の置換基によって置換され得ることを理解するであろう。
【００３６】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）の化合物またはその塩と、酸と、極性非プロトン性溶媒と、を含み得る、組成物が開示される。式（Ｉ）の化合物は、以下に示される式を有する。
【化５】
2021502401.tif 000007
【００３７】
いくつかの実施形態では、Ｘは、独立して、水素、ハロゲン、または置換もしくは非置換Ｃ１〜５アルキル基であり、ｍは、１、２、３、または４であり得る。いくつかの実施形態では、Ｒ１は、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり得る。いくつかの実施形態では、Ｒ２は、存在しない、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり得る。いくつかの実施形態では、Ｒ３は、結合またはＣＨＲ４であり得る。いくつかの実施形態では、Ｒ４は、水素、ハロゲン、ＮＲ５Ｒ６、またはＯＲ５であり得る。いくつかの実施形態では、Ｒ５およびＲ６は、各々独立して、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基である。
【００３８】
Ｘ置換基または複数のＸ置換基は、ベンズイミダゾール環の任意の利用可能な位置を占めることができる。したがって、特定の実施形態では、Ｘ置換基または複数のＸ置換基は、ベンズイミダゾールの４位、５位、６位、および／または７位に位置し得る。特定の実施形態では、Ｘ置換基は、５位にある。
【００３９】
Ｘ置換基の数ｍは、１、２、３、または４であり得る。ｍが２、３、または４の場合、Ｘ置換基は、任意の開いた位置を占めることができ、互いにオルト、メタ、またはパラに配置され得る。
【００４０】
特定の実施形態では、式（Ｉ）の化合物の塩は、任意の塩、例えば、塩化物塩、臭化物塩、ヨウ化物塩、硫酸塩、フッ化物塩、過塩素酸塩、酢酸塩、トリフルオロ酢酸塩、リン酸塩、硝酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、ギ酸塩、塩素酸塩、臭素酸塩、亜塩素酸塩、チオ硫酸塩、シュウ酸塩、シアン化物塩、シアン酸塩、テトラフルオロホウ酸塩などであり得る。いくつかの実施形態では、式（Ｉ）の化合物の塩は、塩酸塩または硫酸塩であり得る。
【００４１】
いくつかの実施形態では、Ｚは、独立して、窒素、ＣＸ、またはＮ＋Ｒ５である。
【００４２】
いくつかの実施形態では、Ｚは、ＣＸである。
【００４３】
いくつかの実施形態では、Ｘは、水素であり、ｍは、４である。
【００４４】
いくつかの実施形態では、Ｒ１は、水素である。
【００４５】
いくつかの実施形態では、Ｒ２は、存在しない。
【００４６】
いくつかの実施形態では、Ｒ３は、結合である。
【００４７】
いくつかの実施形態では、Ｒ３は、ＣＨＲ４である。
【００４８】
いくつかの実施形態では、Ｒ４は、水素である。
【００４９】
いくつかの実施形態では、Ｒ４は、ハロゲンである。
【００５０】
いくつかの実施形態では、Ｒ４は、ＮＲ５Ｒ６である。
【００５１】
いくつかの実施形態では、Ｒ４は、ＯＲ５である。
【００５２】
いくつかの実施形態では、Ｒ５は、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基である。
【００５３】
いくつかの実施形態では、Ｒ５は、水素である。
【００５４】
いくつかの実施形態では、Ｒ５は、置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基である。
【００５５】
いくつかの実施形態では、１つのＺが、窒素であり、残りは、ＣＸである。
【００５６】
いくつかの実施形態では、少なくとも２つのＺが、窒素であり、残りは、ＣＸである。
【００５７】
いくつかの実施形態では、Ｒ３は、結合であり、少なくとも１つのＺが、窒素である。
【００５８】
いくつかの実施形態では、Ｘは、独立して、水素またはハロゲンであり、Ｒ１は、水素であり、Ｒ２は、存在せず、Ｒ３は、ＣＨＲ４である。
【００５９】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）の化合物またはその塩は、以下である。
【化６】
2021502401.tif 000008
【００６０】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）の化合物またはその塩は、以下である。
【化７】
2021502401.tif 000009
【００６１】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）の化合物またはその塩は、以下である。
【化８】
2021502401.tif 000010
【００６２】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）の化合物またはその塩は、以下である。
【化９】
2021502401.tif 000011
【００６３】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）の化合物またはその塩は、以下である。
【化１０】
2021502401.tif 000012
【００６４】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）の化合物またはその塩は、以下である。
【化１１】
2021502401.tif 000013
【００６５】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）の化合物またはその塩は、以下である。
【化１２】
2021502401.tif 000014
【００６６】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）の化合物またはその塩は、以下である。
【化１３】
2021502401.tif 000015
【００６７】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）の化合物またはその塩は、以下である。
【化１４】
2021502401.tif 000016
【００６８】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）の化合物またはその塩は、以下である。
【化１５】
2021502401.tif 000017
【００６９】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）の化合物またはその塩は、以下である。
【化１６】
2021502401.tif 000018
【００７０】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）の化合物またはその塩は、以下である。
【化１７】
2021502401.tif 000019
【００７１】
いくつかの実施形態では、組成物は、式（Ｉａ）の化合物またはその塩を含み得、
【化１８】
2021502401.tif 000020
式中、Ｘは、独立して、水素、ハロゲン、または置換もしくは非置換Ｃ１〜５アルキル基であり、ｍは、１、２、３、または４であり、Ｒ１は、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、Ｒ２は、存在しない、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、Ｒ３は、結合またはＣＨＲ４である。
【００７２】
いくつかの実施形態では、化合物またはその塩は、式（ＩＩ）のものであり、
【化１９】
2021502401.tif 000021
式中、Ｘ、ｍ、およびＲ３Ｘは、独立して、水素、ハロゲン、または置換もしくは非置換Ｃ１〜５アルキル基であり、ｍは、１、２、３、または４であり、Ｒ３は、結合またはＣＨＲ４であり、Ｙは、独立して、水素、ハロゲン、またはＣ１〜５アルキル基であり、ｎは、１、２、３、４、または５である。
【００７３】
いくつかの実施形態では、Ｙは、水素である。
【００７４】
いくつかの実施形態では、Ｙは、独立して、水素およびハロゲンである。
【００７５】
本明細書に記載されるように、ｍは、１、２、３、または４であり得る。ｍが２、３、または４の場合、Ｘ置換基は、任意の開いた位置を占めることができ、互いにオルト、メタ、またはパラに配置され得る。Ｙ置換基の数ｎは、１、２、３、または４であり得る。ｎが２、３、または４の場合、Ｙ置換基は、任意の開いた位置を占めることができ、相互にオルト、メタ、またはパラに配置され得る。
【００７６】
いくつかの実施形態では、組成物中の式（Ｉ）、式（Ｉａ）、または式（ＩＩ）の化合物またはそれらの塩の濃度は、約１重量％〜約５０重量％、約５重量％〜約５０重量％、約１０重量％〜約５０重量％、約１５重量％〜約５０重量％、約２０重量％〜約５０重量％、約２０重量％〜約４５重量％、約２５重量％〜約４５重量％、または約２５重量％〜約４０重量％の範囲であり得る。
【００７７】
いくつかの実施形態では、酸は、強無機酸、強有機酸、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、酸は、強無機酸であり得る。いくつかの実施形態では、酸は、強有機酸であり得る。本明細書で使用される場合、「強」は、約１未満のｐＫａを有する酸を指す。いくつかの実施形態では、酸は、硫酸、塩酸、硝酸、メタンスルホン酸、リン酸、スルファミン酸、アミノメチルホスホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、およびそれらの任意の組み合わせから選択され得る。
【００７８】
いくつかの実施形態では、酸は、硫酸であり得る。
【００７９】
いくつかの実施形態では、酸は、塩酸であり得る。
【００８０】
いくつかの実施形態では、酸は、硝酸であり得る。
【００８１】
いくつかの実施形態では、酸は、メタンスルホン酸であり得る。
【００８２】
いくつかの実施形態では、酸は、リン酸であり得る。
【００８３】
いくつかの実施形態では、酸は、スルファミン酸であり得る。
【００８４】
いくつかの実施形態では、酸は、アミノメチルホスホン酸であり得る。
【００８５】
いくつかの実施形態では、酸は、ｐ−トルエンスルホン酸であり得る。
【００８６】
いくつかの実施形態では、極性非プロトン性溶媒は、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、Ｎ−メチルピロリジノン、メチルスルホニルメタン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ニトロメタン、イオン液体、およびそれらの任意の組み合わせから選択され得る。
【００８７】
いくつかの実施形態では、極性非プロトン性溶媒は、アセトニトリルであり得る。
【００８８】
いくつかの実施形態では、極性非プロトン性溶媒は、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドであり得る。
【００８９】
いくつかの実施形態では、極性非プロトン性溶媒は、アセトンであり得る。
【００９０】
いくつかの実施形態では、極性非プロトン性溶媒は、ジメチルスルホキシドであり得る。
【００９１】
いくつかの実施形態では、極性非プロトン性溶媒は、スルホランであり得る。
【００９２】
いくつかの実施形態では、極性非プロトン性溶媒は、Ｎ−メチルピロリジノンであり得る。
【００９３】
いくつかの実施形態では、極性非プロトン性溶媒は、メチルスルホニルメタンであり得る。
【００９４】
いくつかの実施形態では、極性非プロトン性溶媒は、クロロベンゼンであり得る。
【００９５】
いくつかの実施形態では、極性非プロトン性溶媒は、ｏ−ジクロロベンゼンであり得る。
【００９６】
いくつかの実施形態では、極性非プロトン性溶媒は、ニトロメタンであり得る。
【００９７】
いくつかの実施形態では、極性非プロトン性溶媒は、イオン液体であり得る。
【００９８】
いくつかの実施形態では、組成物は、高温安定相間移動触媒を含み得る。
【００９９】
いくつかの実施形態では、高温安定相間移動触媒は、アルキルグアニジニウム塩、アリールグアニジニウム塩、アルキルホスホニウム塩、アリールホスホニウム塩、過アルキル化ホスファゼニウム塩、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。高温安定相間移動触媒の例としては、塩化ヘキサエチルグアニジニウム、臭化テトラフェニルホスホニウム、ヘキサアルキルホスホニウム塩、臭化ヘキサデシルトリブチルホスホニウム、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１００】
いくつかの実施形態では、組成物は、水を含み得る。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、組成物は、均一混合物であり得る。いくつかの実施形態では、組成物は、溶液であり得る。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、組成物は、フェニレンジアミン化合物を含み得る。いくつかの実施形態では、組成物は、フェニレンジアミン化合物を含み得る。組成物がフェニレンジアミン化合物を含む場合、それは、組成物中に約０．０００１重量％〜約０．１重量％の量で存在する。いくつかの実施形態では、組成物中のフェニレンジアミン化合物の量は、約０．１重量％未満であり得る。いくつかの実施形態では、組成物中のフェニレンジアミン化合物の量は、約０．９重量％、約０．８重量％、約０．７重量％、約０．６重量％、約０．５重量％、約０．４重量％、または約０．３重量％未満であり得る。
【０１０３】
他の実施形態では、式（Ｖ）の化合物またはその塩を作製するための方法が開示される。
【化２０】
2021502401.tif 000022
【０１０４】
方法は、式（ＩＩＩ）の化合物またはその塩と、式（ＩＶ）の化合物またはその塩と、酸と、極性非プロトン性溶媒と、高温安定相間移動触媒と、を含む混合物を加熱することを含み得る。
【化２１】
2021502401.tif 000023
【０１０５】
式（ＩＩＩ〜Ｖ）の場合、Ｘは、独立して、水素、ハロゲン、または置換もしくは非置換Ｃ１〜５アルキル基であり、ｍは、１、２、３、または４であり、Ｒ１は、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、Ｒ２は、存在しない、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、Ｒ４は、水素、ハロゲン、ＮＲ５Ｒ６、またはＯＲ５であり、Ｒ８は、水素、ハロゲン、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、置換もしくは非置換Ｃ５〜Ｃ６ヘテロアリール基、置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基、または置換もしくは非置換Ｃ３〜Ｃ１２シクロアルキル基であり得る。Ｒ５およびＲ６は、各々独立して、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基である。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、Ｒ８は、置換もしくは非置換Ｃ５〜Ｃ６ヘテロアリール基である。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、Ｒ８は、置換もしくは非置換Ｃ５〜Ｃ６ヘテロアリール基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基である。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、Ｒ８は、置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基である。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、Ｒ８は、置換もしくは非置換Ｃ６ヘテロアリール基である。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、Ｒ８は、置換もしくは非置換Ｃ６アリール基である。
【０１１１】
いくつかの実施形態では、式（ＩＩＩ）および（ＩＶ）の化合物の反応生成物は、Ｒ１については水素以外の置換基、およびＲ２については置換基を追加するために、修飾後ステップでさらに反応され得る。
【０１１２】
本明細書に開示される合成方法は、先行技術を超える多くの利点を有する。従来の合成法と比較して、最終生成物をより高い収率で得ることができる。最終生成物はまた、均一液体形態であり得、それにより、生成物の移動および配合を容易にする一方で、収率損失を最小限に抑える。最終生成物は、均一液体形態であり得るため、固形物分離方法および機器は、不要になり、大幅なコスト削減につながる。
【０１１３】
特定の実施形態では、式（Ｉ）の化合物またはその塩を作製するための方法が開示される。
【化２２】
2021502401.tif 000024
【０１１４】
方法は、式（ＩＩＩ）の化合物またはその塩と、式（ＶＩ）の化合物またはその塩と、酸と、極性非プロトン性溶媒と、高温安定相間移動触媒と、を含む、混合物を加熱することを含み得る。
【化２３】
2021502401.tif 000025
【０１１５】
式（Ｉ）、（ＩＩＩ）、および（ＶＩ）の場合、Ｘは、独立して、水素、ハロゲン、または置換もしくは非置換Ｃ１〜５アルキル基であり、ｍは、１、２、３、または４であり、Ｒ１は、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、Ｒ２は、存在しない、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、Ｒ３は、結合またはＣＨＲ４であり、Ｒ４は、水素、ハロゲン、ＮＲ５Ｒ６、またはＯＲ５であり、ここで、Ｒ５およびＲ６は、各々独立して、水素、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ４〜Ｃ６アリール基であり、Ｚは、独立して、窒素、ＣＸ、またはＮ＋Ｒ５である。いくつかの実施形態では、Ｒ７は、オキソまたはＣＯＯＨである。
【０１１６】
いくつかの実施形態では、Ｒ７は、ＣＯＯＨである。
【０１１７】
いくつかの実施形態では、Ｒ７は、オキソである。
【０１１８】
本開示に記載される任意の酸および任意の同等物は、式（Ｉ）および（Ｖ）の化合物または塩を作製する方法で使用され得る。
【０１１９】
いくつかの実施形態では、混合物または組成物中の酸の濃度は、約１重量％〜約７０重量％の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、混合物または組成物中の酸の濃度は、約１重量％〜約６０重量％、約１重量％〜約５０重量％、約１重量％〜約４０重量％、約１重量％〜約３０重量％、約５重量％〜約６０重量％、約５重量％〜約５０重量％、約５重量％〜約４０重量％、または約５重量％〜約３０重量％の範囲であり得る。
【０１２０】
本開示に記載される任意の極性非プロトン性溶媒および任意の同等物は、式（Ｉ）および（Ｖ）の化合物または塩を作製する方法で使用され得る。
【０１２１】
いくつかの実施形態では、混合物または組成物中の極性非プロトン性溶媒の濃度は、約０．００１重量％〜約３０重量％の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、混合物中の極性非プロトン性溶媒の濃度は、約０．００１重量％〜約２５重量％、約０．００１重量％〜約２０重量％、約０．０１重量％〜約２５重量％、約０．１重量％〜約２５重量％、約０．５重量％〜約２５重量％、約１重量％〜約２５重量％、約１重量％〜約２０重量％、または約１重量％〜約２５重量％の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、混合物中の極性非プロトン性溶媒の濃度は、１重量％、５重量％、または１０重量％であり得る。
【０１２２】
本開示に記載される任意の高温安定相間移動触媒および任意の同等物は、式（Ｉ）および（Ｖ）の化合物または塩を作製する方法で使用され得る。
【０１２３】
いくつかの実施形態では、混合物または組成物中の高温安定相間移動触媒の濃度は、約０．００１重量％〜約３０重量％の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、混合物または組成物中の高温安定相間移動触媒の濃度は、約０．００１重量％〜約２５重量％、約０．００１重量％〜約２０重量％、約０．０１重量％〜約２５重量％、約０．１重量％〜約２５重量％、約０．５重量％〜約２５重量％、約１重量％〜約２５重量％、約１重量％〜約２０重量％、または約１重量％〜約２５重量％の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、混合物中の極性非プロトン性溶媒の濃度は、１重量％、５重量％、または１０重量％であり得る。
【０１２４】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）または（Ｖ）の化合物またはその塩を作製する方法は、混合物を約８０℃〜約１６０℃の温度に加熱することを含み得る。いくつかの実施形態では、混合物は、約８０℃〜約１２０℃、約９０℃〜約１２０℃、または約９０℃〜約１１０℃の温度に加熱され得る。混合物は、温度を好適なレベルに上げるのに適した任意の手段を使用して加熱され得る。加熱システムは、燃料ベース、電気ベース、または蒸気ベースであり得る。例えば、蒸気は、混合物と接触する管を通過され得る。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、混合物は、約３０分〜約１２時間の範囲の期間加熱され得る。いくつかの実施形態では、混合物は、約１時間〜約１２時間、約２時間〜約１２時間、約２時間〜約１０時間、約４時間〜約１０時間、または５時間〜約１０時間の範囲の期間加熱され得る。
【０１２６】
いくつかの実施形態では、混合物は、約１〜約５０重量％の活性物質濃度を有し得、「活性物質濃度」は、式（ＩＩＩ）および式（ＩＶ）の化合物または式（ＩＩＩ）および式（ＶＩ）の化合物の濃度を指す。いくつかの実施形態では、混合物は、約１０重量％〜約５０重量％、約２０重量％〜約５０重量％、約２０重量％〜約４５重量％、約２５重量％〜約４５重量％、または約２５重量％〜約４０重量％の活性物質濃度を有し得る。
【０１２７】
いくつかの実施形態では、本開示に記載される方法は、加熱ステップの後にカルボン酸を混合物に添加することを含み得る。本明細書で使用される場合、「カルボン酸」は、カルボキシル基を含有する有機化合物を指す。いくつかの実施形態では、カルボン酸は、置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ３２アルキルカルボン酸であり得る。いくつかの実施形態では、カルボン酸は、式（ＩＩＩ）の未反応の化合物と反応する。特定の実施形態では、カルボン酸は、酢酸またはギ酸であり得る。使用され得る他のカルボン酸には、ブタン酸、炭酸、プロピオン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、グリコール酸などが含まれるが、これらに限定されない。混合物に添加されるカルボン酸の量は、約０．０１重量％〜約１０重量％であり得る。いくつかの実施形態では、混合物に添加されるカルボン酸の量は、約０．１重量％〜約５重量％、約１重量％〜約５重量％、または約１重量％〜約４重量％であり得る。いくつかの実施形態では、混合物に添加されるカルボン酸の量は、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、または約１０重量％であり得る。
【０１２８】
いくつかの実施形態では、本開示に記載される方法に従って調製される組成物が開示される。式（Ｉ）または（Ｖ）の化合物または塩を作製する方法は、さらに精製せずに腐食抑制のために使用され得る均一組成物を生成することができる。
【０１２９】
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、医薬品において使用され得る。いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、農薬において使用され得る。いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、腐食を抑制するために使用され得る。
【０１３０】
いくつかの実施形態では、腐食を防止する方法が開示される。
【０１３１】
本開示は、工業用水システムにおける金属成分の腐食を抑制するために特に有用である、複素環式化合物および複素環式化合物を含む配合物を使用する方法を提供する。水性系に加えて、金属とキレート化が可能なベンズイミダゾールは、優れた金属腐食耐性を提供する。特に、２−ピリジルまたはベンジルアルコールで置換されたベンズイミダゾールを、金属表面と接触する水性系に添加すると、銅などの金属に対する優れた腐食抑制がもたらされる。さらに、ベンゾトリアゾールおよびベンゾイミダゾールは、一般に酸化ハロゲン化合物の存在下で不安定であるが、本開示の化合物は、金属と１，２−キレート化して、酸化ハロゲン化合物の存在下で金属の例示的な保護を与えることが可能である。特に、２−（２−ピリジル）ベンズイミダゾールは、酸化ハロゲン化合物の存在下で、ベンズイミダゾール、２−フェニルベンズイミダゾール、およびトリルトリアゾールよりも腐食に対するより優れた保護を提供する。特定の理論に縛られることを望まないが、本開示の化合物は、腐食防止剤の金属表面との二座キレート化により、一般的な酸化ハロゲン化合物によって本質的に侵入不可能な保護膜を形成すると考えられる。したがって、特定の実施形態では、本開示の方法は、殺生物剤として酸化ハロゲン化合物を使用する水性系における金属腐食に対する保護を提供する。
【０１３２】
いくつかの実施形態では、本開示は、水性系と接触する金属表面の腐食を抑制する方法を提供する。この方法は、本開示に記載される任意の組成物を水性系に添加することを含み得る。例えば、組成物は、式（Ｉ）の化合物と、酸と、極性非プロトン性溶媒と、を含み得る。
【０１３３】
「工業用水システム」とは、水をその主成分として循環させるあらゆるシステムを意味する。「工業用水システム」の非限定的な例には、冷却システム、ボイラシステム、加熱システム、膜システム、製紙システム、または水を循環させる他のシステムが含まれる。
【０１３４】
式（Ｉ）、（Ｉａ）、および（ＩＩ）の化合物は、銅、鉄、銀、鋼（例えば、亜鉛めっき鋼）、およびアルミニウムを含むがこれらに限定されない任意の金属または金属合金に対して腐食保護を提供することができる。特定の実施形態では、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物を、銅を含む金属表面と接触する水性系に添加して、金属腐食を抑制する。特定の実施形態では、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物を、銅合金を含む金属表面と接触する水性系に添加して、金属腐食を抑制する。特定の実施形態では、銅は、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物中の１つ以上のヘテロ原子と錯体を形成する。特定の実施形態では、銅は、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物中の１つ以上のヘテロ原子と錯体を形成する。銅は、配管および産業機械における銅配管および銅管としての使用を含む、幅広い用途を有する。銅および銅合金は、冷却水およびボイラ水システムでのそれらの使用でよく知られている。
【０１３５】
式（Ｉ）、（Ｉａ）、および（ＩＩ）の化合物は、青銅および黄銅を含むあらゆる銅合金を保護するために使用され得る。青銅は通常、銅とスズを含むが、アルミニウム、マンガン、シリコン、ヒ素、およびリンを含む他の元素を含み得る。黄銅は、銅および亜鉛を含み、水ボイラシステムの配管で一般的に使用される。特定の実施形態では、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物は、青銅を含む金属表面と接触する水性系に添加されて、金属腐食を阻害する。特定の実施形態では、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物は、黄銅、例えばアドミラルティ黄銅を含む金属表面と接触する水性系に添加して、金属腐食を抑制する。特定の実施形態では、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物は、銅−ニッケル合金を含む金属表面と接触する水性系に添加して、金属腐食を抑制する。
【０１３６】
特定の実施形態では、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物は、軟鋼の腐食を抑制する。特定の実施形態では、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物は、亜鉛めっき鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、ニッケル、およびそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない金属合金の腐食を抑制する。いかなる特定の理論にも縛られることを望まないが、式（Ｉ）、（Ｉａ）、および（ＩＩ）の化合物は、溶液中のＣｕ（ＩＩ）を不活性化し、鋼表面でのガルバニ電池の発生を防止すると仮定される。したがって、特定の実施形態では、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物は、軟鋼の腐食を抑制する。
【０１３７】
式（Ｉ）、（Ｉａ）、および（ＩＩ）の化合物は、任意の投与速度で水性系に添加され得るが、式（Ｉ）、（Ｉａ）、および（ＩＩ）の化合物は一般的に、約０．０１ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍの投与速度で水性系に添加される。特定の実施形態では、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物は、約０．０１ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍの投与量で水性系に添加される。特定の実施形態では、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物は、約０．０１ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍ、約０．０１ｐｐｍ〜約７５ｐｐｍ、約０．０１ｐｐｍ〜約５０ｐｐｍ、約０．０１ｐｐｍ〜約２５ｐｐｍ、約０．０１ｐｐｍ〜約１０ｐｐｍ、約０．０１ｐｐｍ〜約５ｐｐｍ、約０．１ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍ、約０．１ｐｐｍ〜約７５ｐｐｍ、約０．１ｐｐｍ〜約５０ｐｐｍ、約０．１ｐｐｍ〜約２５ｐｐｍ、約０．１ｐｐｍ〜約１０ｐｐｍ、約０．１ｐｐｍ〜約５ｐｐｍ、約１ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍ、約１ｐｐｍ〜約７５ｐｐｍ、約１ｐｐｍ〜約５０ｐｐｍ、約１ｐｐｍ〜約２５ｐｐｍ、約１ｐｐｍ〜約１０ｐｐｍ、約５ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍ、約２５ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍ、または約８０ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍの投与速度で水性系に添加される。
【０１３８】
特定の実施形態では、水性系は、冷却水システムである。冷却水システムは、閉ループ冷却水システムまたは開ループ冷却水システムであり得る。特定の実施形態では、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物は、約０．０１ｐｐｍ〜約２００ｐｐｍの投与速度で閉ループ冷却水システムに添加される。特定の実施形態では、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物は、約０．０１ｐｐｍ〜約２０ｐｐｍの投与速度で開ループ冷却水システムに添加される。
【０１３９】
式（Ｉ）、（Ｉａ）、および（ＩＩ）の化合物は、任意の好適な方法によって金属表面と接触される。特定の実施形態では、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物の溶液は、浸漬、噴霧、または他のコーティング技術によって金属表面と接触される。特定の実施形態では、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物の溶液は、任意の従来の方法によって水性系の水に導入され、定期的または連続ベースで水性系に供給される。
【０１４０】
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される組成物は、蛍光有機化合物を含み得る。特定の実施形態では、蛍光有機化合物は、ローダミンまたはその誘導体、アクリジン色素、フルオレセインまたはその誘導体、およびそれらの組み合わせから選択され得る。特定の実施形態では、本明細書に開示される組成物は、蛍光タグ付きポリマーを含み得る。
【０１４１】
当業者は、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物を、単独で、または他の腐食防止剤もしくは処理化学物質と組み合わせて、水性系に添加することができることを理解するであろう。式（Ｉ）、（Ｉａ）、および／または式（ＩＩ）の２つ以上の化合物を含み、複数の腐食防止剤は、組み合わせた腐食防止剤配合物として投与され得るか、または各腐食防止剤は、個別に添加され得る。さらに、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（ＩＩ）の化合物は、トリアゾール、ベンゾトリアゾール（例えば、ベンゾトリアゾールまたはトリルトリアゾール）、ベンズイミダゾール、オルトリン酸塩、ポリリン酸塩、ホスホン酸塩、モリブデン酸塩、ケイ酸塩、オキシム、および亜硝酸塩を含むがこれらに限定されない様々な追加の腐食防止剤と組み合わせて水性系に添加され得る。式（Ｉ）、（Ｉａ）、および（ＩＩ）の化合物はまた、処理ポリマー、抗菌剤、抗スケーリング剤、着色剤、充填剤、緩衝液、界面活性剤、粘度調整剤、キレート剤、分散剤、消臭剤、マスキング剤、脱酸素剤、およびインジケーター染料などの様々な追加の添加剤と組み合わせて水性系に添加され得る。
【０１４２】
他の実施形態では、ポリベンゾイミダゾールを作製するための方法は、ジフェニルイソフタレートと、３，３’，４，４’−テトラアミノジフェニルと、酸と、極性非プロトン性溶媒と、高温安定相間移動触媒と、を有する混合物を加熱することを含み得る。酸、極性非プロトン性溶媒、および高温安定相間移動触媒は、本開示に記載されているとおりである。
【０１４３】
ポリベンゾイミダゾールは、それらの高強度および高温性能で知られている。本明細書に開示される方法に従って合成されたポリベンズイミダゾールは、例えば、半導体、コンタクトシール、ウェーハキャリア、絶縁体ブッシング、断熱材、発光ダイオード、太陽電池、燃料電池、および高性能保護服に使用され得る。他の用途には、石油化学および航空宇宙産業での用途が含まれる。
【実施例】
【０１４４】
実施例１
【０１４５】
（１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）（フェニル）メタノールを生成するための、１，２−フェニレンジアミン（ＯＰＤ）とＤＬ−マンデル酸との間のいくつかの縮合反応は、１００〜１１０℃で約６〜８時間、約３０〜約３５重量％の活性物質で実行した。高温安定触媒および共溶媒などの様々な添加剤の、反応の均一性に対する影響を調べ、表１に示す。
【表１】
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【０１４６】
実施例２
【０１４７】
後処理ステップで約５重量％のスルホランおよび約３重量％の酢酸を使用して、いくつかの実験を実施した。ＨＰＬＣの分析結果を表２に示す。結果は、残留ＯＰＤ濃度の低下が約０．１重量未満であることを明確に示し、得られた材料は、規制に準拠している。活性物質とは、反応開始時のＯＰＤおよびＤＬ−マンデル酸の重量パーセント濃度を指す。
【０１４８】
メタンスルホン酸、スルホラン、および水を、マグネチックスターラ、還流冷却器、および温度プローブを備えた丸底フラスコに装填した。これに、ＤＬ−マンデル酸（１当量）および１，２−フェニレンジアミン（１当量）を添加し、フラスコの内容物を約１００〜１１０℃で約６〜８時間還流した。反応の完了後、氷酢酸（３重量％）を添加し、還流をさらに約１〜３時間維持した。後処理の後、追加の水を添加して、活性物質を約２０重量％に調整した。純度および残留ＯＰＤ分析は、ＮＭＲおよびＨＰＬＣを使用して行った。
【表２】
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【０１４９】
実施例３：（１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）（フェニル）メタノールの合成
【化２４】
2021502401.tif 000028
【０１５０】
メタンスルホン酸、スルホラン、および水を、マグネチックスターラ、還流冷却器、および温度プローブを備えたフラスコに装填した。これに、ｏ−フェニレンジアミン（約１２．９６ｇ、１当量）およびＤＬ−マンデル酸（約１９．１５、１．０５当量）を添加し、フラスコの内容物を約１１０℃で還流した。約８時間の還流後、約３ｇの酢酸を添加し、還流をさらに約３時間維持して、約９７％の収率で表題化合物を得た。
【０１５１】
実施例４：（５−クロロ−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）（フェニル）メタノールの合成
【化２５】
2021502401.tif 000029
【０１５２】
メタンスルホン酸、スルホラン、および水を、マグネチックスターラ、還流冷却器、および温度プローブを備えたフラスコに装填した。これに、４−クロロベンゼン−１，２−ジアミン（２１．８５ｇ、１当量）およびＤＬ−マンデル酸（２４．４５、１．０５当量）を添加し、フラスコの内容物を約１１０℃で還流した。約８時間の還流後、約３ｇの酢酸を添加し、還流をさらに約３時間維持して、約９３％の収率で表題化合物を得た。
【０１５３】
実施例５：（５−ブロモ−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）（フェニル）メタノール
【化２６】
2021502401.tif 000030
【０１５４】
メタンスルホン酸、スルホラン、および水を、マグネチックスターラ、還流冷却器、および温度プローブを備えたフラスコに装填した。これに、４−ブロモベンゼン−１，２−ジアミン（２２．０８ｇ、１当量）およびＤＬ−マンデル酸（１９．１５、１．０５当量）を添加し、フラスコの内容物を約１１０℃で還流した。約８時間の還流後、約３ｇの酢酸を添加し、還流をさらに約３時間維持して、約９４％の収率で表題化合物を得た。
【０１５５】
実施例６：（５−メチル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）（フェニル）メタノール
【化２７】
2021502401.tif 000031
【０１５６】
メタンスルホン酸、スルホラン、および水を、マグネチックスターラ、還流冷却器、および温度プローブを備えたフラスコに装填した。これに、ｏ−トルエンジアミン（１８．３ｇ、１当量）およびＤＬ−マンデル酸（２３．９４、１．０５当量）を添加、フラスコの内容物を約１１０℃で還流した。約８時間の還流後、約３ｇの酢酸を添加し、還流をさらに約３時間維持して、約９５％の収率で表題化合物を得た。
【０１５７】
予想実施例１：２−（ピリジン−２−イル）−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール
【化２８】
2021502401.tif 000032
【０１５８】
メタンスルホン酸、スルホラン、および水を、マグネチックスターラ、還流冷却器、および温度プローブを備えたフラスコに装填する。これに、ｏ−フェニレンジアミン（１２．９６ｇ、１当量）とピコリン酸（１５．５１、１．０５当量）を添加し、フラスコの内容物を約１１０℃で還流する。８時間の還流時間後、酢酸（２ｇ）を添加し、還流をさらに約３時間維持して、表題化合物を得る。
【０１５９】
予想実施例２：２−ペンチル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール
【化２９】
2021502401.tif 000033
【０１６０】
メタンスルホン酸、スルホラン、および水を、マグネチックスターラ、還流冷却器、および温度プローブを備えたフラスコに装填する。これに、ｏ−フェニレンジアミン（１２．９６ｇ、１当量）とヘキサン酸（１５、１．０５当量）を添加し、フラスコの内容物を約１１０℃で還流する。８時間の還流時間後、酢酸（２ｇ）を添加し、還流をさらに約３時間維持して、表題化合物を得る。
【０１６１】
予想実施例３：２−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール
【化３０】
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【０１６２】
メタンスルホン酸、スルホラン、および水を、マグネチックスターラ、還流冷却器、および温度プローブを備えたフラスコに装填する。これに、ｏ−フェニレンジアミン（１５．６６ｇ、１当量）と安息香酸（１９ｇ、１．０５当量）を添加し、フラスコの内容物を約１１０℃で還流する。８時間の還流時間後、酢酸（２ｇ）を添加し、還流をさらに約３時間維持して、表題化合物を得る。
【０１６３】
化合物の構造および化学名は、ＣｈｅｍＤｒａｗ  Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌバージョン１５．１を使用して調製し、決定した。
【０１６４】
本明細書に開示される任意の組成物は、本明細書に開示される化合物／成分のうちのいずれかを含むか、それからなるか、または本質的にそれからなり得る。本開示によれば、「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」、「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｓ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」、「から本質的になること（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」などの語句は、特許請求の範囲を、特定の材料またはステップ、および特許請求された発明の基本的かつ新規な特徴（複数可）に実質的に影響を及ぼさない材料またはステップに限定する。
【０１６５】
本明細書で使用される場合、「約」という用語は、それらのそれぞれの試験測定値において見られる標準偏差から生じる誤差内にある引用された値を指し、それらの誤差が判定され得ない場合、「約」は、引用された値の１０％以内を指す。
【０１６６】
本明細書で開示および特許請求される組成物および方法のすべては、本開示を考慮して、過度の実験を伴わずに作製および実行され得る。本発明は、多くの異なる形態で具現化され得、本発明の特定の好ましい実施形態が、本明細書で詳細に説明される。本開示は、本発明の原理の例示であり、本発明を、例解された特定の実施形態に限定することを意図するものではない。加えて、明示的に反対の記載がない限り、「ａ（ある１つの）」という用語の使用は、「少なくとも１つの」または「１つ以上の」を含むことを意図する。例えば、「ある１つの化合物」は、「少なくとも１つの化合物」または「１つ以上の化合物」を含むことを意図する。
【０１６７】
絶対項または近似項のいずれかで与えられる任意の範囲は、両方を包含することを意図するものであり、本明細書で使用されるいかなる定義も、明確にすることを意図するものであり、限定を意図するものではない。本発明の広範な範囲を明記する数値範囲およびパラメータは、近似値ではあるものの、特定の実施例で明記される数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、いかなる数値も、それらのそれぞれの試験測定値において見られる標準偏差に必然的に起因する特定の誤差を本質的に含有する。さらに、本明細書に開示されるすべての範囲は、その中に包含されるあらゆる部分範囲（すべての小数値および全体値を含む）を包含するものとして理解されるべきである。
【０１６８】
さらに、本発明は、本明細書に記載される様々な実施形態の一部または全部の、あらゆる可能な組み合わせを包含する。また、本明細書に記載される本発明の好ましい実施形態に対する様々な変更および修正が、当業者にとって明らかであろうことも理解されるべきである。そのような変更および修正は、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、かつその意図される利点を縮小することなく行われ得る。したがって、そのような変更および修正は、添付の特許請求の範囲によって網羅されることが意図される。
【国際調査報告】
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