(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）で表される化合物とヨウ化アルキルを用いることを特徴とする下記一般式（II）で表される１，３−ジアルキルイミダゾリウムヨウ素塩の製造方法。
【化１】
0004667575.tif 000008
［一般式（Ｉ）及び（II）中、Ｒ1及びＲ2は各々置換又は無置換のアルキル基を表し、Ｒ1及びＲ2は連結して環を形成してもよい。Ｒ3、Ｒ4及びＲ5は各々水素原子又は置換若しくは無置換のアルキル基を表し、Ｒ6は置換又は無置換のアルキル基を表す。］
【請求項２】
Ｒ6がアルコキシカルボニル基、炭酸エステル基、アシルオキシ基、スルホニルオキシ基、ホスホニル基、トリアルコキシシリル基及びシリルオキシ基から選ばれる少なくとも１種の置換基を含む請求項１に記載の１，３−ジアルキルイミダゾリウムヨウ素塩の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１，３−ジアルキルイミダゾリウムヨウ素塩の新規な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、１，３−ジアルキルイミダゾリウム塩は、無置換イミダゾールを塩基触媒下、ハロゲン化アルキルなどのアルキル化剤と反応させ、一旦、１−アルキルイミダゾールに変換した後、再度アルキル化剤を反応させる２段階により製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の方法では、１位及び３位のアルキル化には、常に２段階の反応が必要であり、例えば、１，３位が同一のアルキル基である場合にも、２段階の反応が必要になる。また、１，３位に導入するアルキル基の双方にアルカリ加水分解され易い不安定な基が含まれている場合、前記従来の方法で製造することは困難である。一方、Ｃhem. Ｐharm. Bull. 31(4),1213(1983).には、１−（２’，２’−ジエトキシメチル）イミダゾールと臭化ペンチルをヨウ化ナトリウム存在下で反応させ、１，２−ジペンチルイミダゾリウムヨウ素塩を製造する方法が記載されているが、この方法では、目的物のイミダゾリウム塩のアニオンに、臭素イオンが混入し、それらを除去することが難しく、また反応に用いたヨウ化ナトリウム、反応で副生した臭化ナトリウムなどの塩の除去を必要とし、後処理が煩雑となる。
【０００４】
本発明は、前記諸問題に鑑みなされたものであって、塩基触媒を用いることなく、１段階の反応により、高収率に１，３−ジアルキルイミダゾリウムヨウ素塩を製造可能な製造方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、
＜１＞  下記一般式（Ｉ）で表される化合物とヨウ化アルキルを用いることを特徴とする下記一般式（II）で表される１，３−ジアルキルイミダゾリウムヨウ素塩の製造方法である。
【０００６】
【化２】
0004667575.tif 000002
【０００７】
前記一般式（Ｉ）及び（II）中、Ｒ1及びＲ2は各々置換又は無置換のアルキル基を表し、Ｒ1及びＲ2は連結して環を形成してもよい。Ｒ3、Ｒ4及びＲ5は各々水素原子又は置換若しくは無置換のアルキル基を表し、Ｒ6は置換又は無置換のアルキル基を表す。
【０００８】
＜２＞  Ｒ6がアルコキシカルボニル基、炭酸エステル基、アシルオキシ基、スルホニルオキシ基、ホスホニル基、トリアルコキシシリル基及びシリルオキシ基から選ばれる少なくとも１種の置換基を含む＜１＞に記載の１，３−ジアルキルイミダゾリウムヨウ素塩の製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の１，３−ジアルキルイミダゾリウムヨウ素塩の製造方法は、下記スキーム１で表すことができ、下記一般式（Ｉ）で表される化合物に対して、２モル等量以上のヨウ化アルキル（Ｒ6−Ｉ）を反応させることにより、一般式（II）で表される１，３−ジアルキルイミダゾリウムヨウ素塩を製造する製造方法である。
【００１０】
【化３】
0004667575.tif 000003
【００１１】
前記一般式（Ｉ）中、Ｒ1及びＲ2は各々置換又は無置換のアルキル基を表す。前記アルキル基としては、低級アルキル基（例えば、炭素数１０以下、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチルなど）が好ましく、特に、メチル基もしくはエチル基が好ましい。Ｒ1及びＲ2は同一でも異なっていてもよいが、合成が容易な点で、同一であるのが好ましい。又、Ｒ1及びＲ2は連結して環を形成してもよい。
【００１２】
ここで、前記一般式（Ｉ）で表される化合物は、下記スキーム２の如く、トルエンスルホン酸や硫酸などの酸触媒下で、下記一般式（III）で表されるイミダゾール誘導体とオルトエステルとを反応させる方法により、簡便に合成できる。
【００１３】
【化４】
0004667575.tif 000004
【００１４】
ここで、オルトエステルのＲ1及びＲ2は前記一般式（１）中のＲ1及びＲ2と同義であり、好ましい範囲も同様である。オルトエステルのＲ7は、Ｒ1及びＲ2と同様、置換又は無置換のアルキル基を表す。Ｒ7は、Ｒ1及びＲ2と同じであっても異なってもよく、対応するオルトエステルが入手可能であれば特に限定されない。経済性の観点から、Ｒ1、Ｒ2及びＲ7は全て同じであることが好ましい。Ｒ1、Ｒ2及びＲ7は前記一般式（Ｉ）とヨウ化アルキルとの反応を妨げない限りにおいて、置換基を有していてもよく、該置換基としては、後述するＲ6が置換基を有する場合の置換基と同様のものが挙げられる。
【００１５】
前記一般式（Ｉ）及び（II）中、Ｒ3〜Ｒ5は各々、水素原子又は置換若しくは無置換のアルキル基を表す。前記アルキル基としては、炭素原子数（以下Ｃ数）が１〜２４であるのが好ましく、Ｃ数が１〜１０であるのがより好ましい。前記アルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、具体的には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ｉ−プロピル、ｉ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、２−エチルヘキシル、ｔ−オクチル、デシル、ドデシル、テトラデシル、２−ヘキシルデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、シクロヘキシルメチル、オクチルシクロヘキシルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。前記アルキル基は、前記一般式（Ｉ）とヨウ化アルキルとの反応を妨げない限りにおいて、置換基を有していてもよく、該置換基としては、後述するＲ6が置換基を有する場合の置換基と同様のものが挙げられる。
【００１６】
前記一般式（II）及びＩ−Ｒ6（ヨウ化アルキル）中、Ｒ6は置換又は無置換のアルキル基を表す。前記アルキル基としては、Ｃ数が１〜２４であるのが好ましく、Ｃ数が１〜１０であるのがより好ましい。前記アルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、具体的には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ｉ−プロピル、ｉ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、２−エチルヘキシル、ｔ−オクチル、デシル、ドデシル、テトラデシル、２−ヘキシルデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、シクロヘキシルメチル、オクチルシクロヘキシルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。前記アルキル基が置換基を有する場合、好ましい置換基としては、ハロゲン原子（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等）、シアノ基、アルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、メトキシエトキシ基、メトキシエトキシエトキシ基等）、アリーロキシ基（フェノキシ基等）、アルキルチオ基（メチルチオ基、エチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（エトキシカルボニル基等）、炭酸エステル基（エトキシカルボニルオキシ基等）、アシル基（アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等）、スルホニル基（メタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基等）、アシルオキシ基（アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ等）、スルホニルオキシ基（メタンスルホニルオキシ基、トルエンスルホニルオキシ基等）、ホスホニル基（ジエチルホスホニル基等）、アミド基（アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等）、カルバモイル基（Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイル基等）、アルキル基（メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、２−カルボキシエチル基、ベンジル基等）、アリール基（フェニル基、トルイル基等）、複素環基（ピリジル基、イミダゾリル基、フラニル基等）、アルケニル基（ビニル基、1-プロペニル基等）、トリアルコキシシリル基（トリエトキシシリル基等）、シリルオキシ基等が挙げられる。
【００１７】
Ｒ6上の置換基の中でも、特に、アルコキシカルボニル基、炭酸エステル基、アシルオキシ基、スルホニルオキシ基、ホスホニル基、トリアルコキシシリル基及びシリルオキシ基から選ばれる置換基は、塩基触媒により加水分解され易い基であるため、従来の塩基触媒を用いたアルキル化反応を利用した製造方法では、Ｒ6上に前記置換基があると収率が低くなる。本発明の製造方法は、塩基触媒を使用しないので、収率の低下を軽減でき、Ｒ6上に前記置換基がある場合に特に有効である。
【００１８】
本発明の製造法においては、溶媒を用いても用いなくてもよい。前記溶媒としては、工業的に使用されているほとんどの溶媒が使用可能であるが、中でも、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトニトリル、ブチロニトリル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、塩化メチレン等の非プロトン性溶媒が好ましく用いられる。また、原料のＲ6−Ｉ（ハロゲン化アルキル）を溶媒として用いてもよい。前記溶媒の中でも、酢酸エチルまたはアセトニトリルがより好ましい。
【００１９】
反応温度は、原料の反応性や溶媒などの性質に応じて、適宜設定すればよく、、一般的に−２０℃〜２００℃の範囲で行われるが、反応速度と副反応を考慮すると３０℃〜８０℃の範囲で行われるのが好ましい。
【００２０】
本発明の製造方法の原料となる前記一般式（Ｉ）で表される化合物の具体例（例示化合物Ｒ−１〜５）及び生成物である前記一般式（II）で表される化合物の具体例（例示化合物Ｐ−１〜１５）を、表１及び表２に各々示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
【表１】
0004667575.tif 000005
【００２２】
【表２】
0004667575.tif 000006
【００２３】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
尚、以下の実施例において、合成した化合物の同定は、Ｈ−ＮＭＲ及びＭＳにより行った。また、実施例２については、従来合成法（２段階アルキル法）による生成物のＨ−ＮＭＲデータと比較し、同定、確認した。
【００２４】
［実施例１］  例示化合物Ｒ−１の合成
イミダゾール（２７．２ｇ、０．４ｍｏｌ）と蟻酸オルトエチルエステル（２３６．８g、９．６ｍｏｌ）にパラトルエンスルホン酸・Ｈ2Ｏ（２．５ｇ）を加え、ディーンシュタルクコンデンサーを用いて、エタノールを留去しながら１３０℃に加熱還流した。エタノールが出なくなるまで反応を行った後、反応混合物を室温にまで冷却し、炭酸ナトリウム（２ｇ）を加えた。減圧蒸留を行い、８０〜８５℃（約１３３Ｐａ〜２６６Ｐａ（１〜２ｍｍＨｇ））の留分を捕集し、２９ｇの目的の例示化合物Ｒ−１を得た。
【００２５】
［実施例２］  例示化合物Ｐ−１の合成
実施例１で得たＲ−１（８．５ｇ、０．０５ｍｍｏｌ）とヨウ化エチル（１５ｍｌ）を酢酸エチル（５０ｍｌ）に溶解し、室温下、３０分間反応させた後、２時間加熱還流を行った。反応混合物を減圧下濃縮し、目的の例示化合物Ｐ−１を得た（収量  １２．４ｇ、収率  ９８％）。
【００２６】
［実施例３］  例示化合物Ｐ−８の合成
実施例１で得たＲ−１（１．７ｇ、０．０１ｍｏｌ）と下記構造式で表されるヨウ化物Ｑ−１（７．０ｇ、０．０２２ｍｏｌ）とを、アセトニトリル（４０ｍｌ）に混合し、５時間加熱還流した。反応液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマト（展開溶媒：塩化メチレン／メタノール＝１０／１）にて精製し、目的の例示化合物Ｐ−８を得た（収量  ２．５１ｇ、収率４５％）。
【００２７】
［実施例４］  例示化合物Ｐ−９の合成
実施例１で得たＲ−１（１．７ｇ、０．０１ｍｏｌ）と下記構造式で表されるヨウ化物Ｑ−２（９．９ｇ、０．０２２ｍｏｌ）とを、酢酸エチル（４０ｍｌ）に混合し、２時間加熱還流した。反応液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマト（展開溶媒：塩化メチレン／メタノール＝８／１）にて精製し、目的の例示化合物Ｐ−９を得た（収量  ４．５ｇ、収率  ５４％）。
【００２８】
［実施例５］  例示化合物Ｐ−１０の合成
実施例１で得たＲ−１（１．７ｇ、０．０１ｍｏｌ）と下記構造式で表されるヨウ化物Ｑ−３（７．３ｇ、０．０２２ｍｏｌ）とを、アセトニトリル（３０ｍｌ）に混合し、８時間加熱還流した。反応液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマト（展開溶媒：塩化メチレン／メタノール＝６／１）にて精製し、目的の例示化合物Ｐ−１０を得た（収量  １．５３ｇ、収率  ３３％）。
【００２９】
【化５】
0004667575.tif 000007
【００３０】
実施例２に示したように、本発明の方法を用いると、Ｒ6が単純なアルキルである場合にはほぼ定量的に目的物を得ることができた。更に、実施例３〜５で示したように、Ｐ−８〜Ｐ−１０のような塩基に対して不安定な置換基を有するアルキル基が置換した化合物を合成する際も、まずまずの収率で目的物を得ることが可能であった。このことは、従来法では、塩基触媒を用いていたため、不安定な置換基を有するアルキル基で、イミダゾールの窒素アルキル化を行うことができなかったのに対して、本発明の方法が格段に優れていることを示している。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明の製造方法によれば、塩基触媒を用いることなく、一段階の反応により、高収率に１，３−ジアルキルイミダゾリウムヨウ素塩を製造することができる。