(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）
【化１】
0004529201.tif 000004
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、又は脂肪族、芳香脂肪族、脂環族もしくは芳香族の残基を意味する）
で表わされるイミダゾリン類を、金属触媒の存在下で脱水素し、得られた未精製のイミダゾール類に水を加え、副生成物を分解しながら又は副生成物を分解した後で蒸留することを特徴とする下記一般式（２）
【化２】
0004529201.tif 000005
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、又は脂肪族、芳香脂肪族、脂環族もしくは芳香族の残基を意味する）
で表されるイミダゾール類の製造方法。
【請求項２】
副生成物の分解に要する温度が２０℃〜２５０℃であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
副生成物に対して、１〜１００倍モルの範囲で水を加えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はイミダゾール類の製造法に関する。
【０００２】
一般にイミダゾール類はエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等の樹脂硬化剤、硬化促進剤、各種農薬、医薬、又は染料中間体として極めて有用な化合物である。
【０００３】
【従来の技術】
イミダゾリン類を脱水素することによりイミダゾール類を製造する際に、イミダゾール中に残存する原料のイミダゾリン、或はイミダゾリン由来の不純物が混入すると精製が困難となる。そのため、この不純物を含んだイミダゾールを精製するために多くの方法が提案されている。ヨーロッパ特許登録第１８５６８号、西独特許公開第３４４４３３７号、ヨーロッパ特許登録第２４５３３号、同公開第２９３７６６号公報は、有機溶媒による抽出及びこれに次ぐ蒸留による方法を開示している。同様にイミダゾールのその他の分離方法としてはイミダゾールの液相からの晶出方法がある。これには、メタノール、ベンゼン、トルエン、ニトロメタンないしメタノールと混合されたジエチルエーテルのような溶剤の添加を必要とする。しかしながら、この晶出方法に関する従来技術では全てイミダゾール／イミダゾリウム塩が懸濁液中において単結晶の形態で得られる。これを分離除去し、洗浄、乾燥する場合、コストが高額になるという欠点がある。
【０００４】
また、反応混合物中のイミダゾール類を蒸留により精製しようとした場合、沸点差の小さい不純物に至っては蒸留操作のみで高純度なイミダゾール類を得ることは難しく、莫大なコストと労力を必要とするため、工業的に満足できるものではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように反応混合物中のイミダゾール類を精製する従来の方法はコストや純度の面から工業的に満足できるものではない。本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来法に比べ、より高純度、低コストでイミダゾール類を製造する方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため、イミダゾール類の精製法について鋭意検討した結果、反応混合物中に水を加える事により、より低コストで高純度にイミダゾール類を精製できるという新規な事実を見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００７】
すなわち本発明は、イミダゾリン類を脱水素してイミダゾール類を製造する際に、水を加え、精製することを特徴とするイミダゾール類の製造法である。
【０００８】
以下に本発明をさらに詳細に説明する。
【０００９】
本発明の方法においてはイミダゾリン類からイミダゾール類を製造する際に水を加え精製する。加える水の形態としては特に限定されるものではないが、水、水蒸気などが挙げられる。
【００１０】
本発明においてイミダゾリン類としては一般式（１）
【００１１】
【化３】
0004529201.tif 000002
【００１２】
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、又は脂肪族、芳香脂肪族、脂環族もしくは芳香族の残基を意味する）で示される化合物が好ましく、例えば、イミダゾリン、Ｎ−メチルイミダゾリン、２−メチルイミダゾリン、４−メチルイミダゾリン、Ｎ−エチルイミダゾリン、２−エチルイミダゾリン、４−エチルイミダゾリン、２−プロピルイミダゾリン、２−イソプロピルイミダゾリン、２−ブチルイミダゾリン、２−イソブチルイミダゾリン、２−ペンチルイミダゾリン、２−ヘキシルイミダゾリン、２−オクチルイミダゾリン、２−ドデシルイミダゾリン、２−ウンデシルイミダゾリン、２−アリルイミダゾリン、２−ヒドロキシメチルイミダゾリン、２−（βヒドロキシ）エチルイミダゾリン、２−ベンジルイミダゾリン、２−フェニルイミダゾリン、２−シクロヘキシルイミダゾリン、２−シアノエチルイミダゾリン、４−ニトロイミダゾリン、４−フォルミルイミダゾリン、４−シアノイミダゾリン、４−シアノエチルイミダゾリン、４−ヒドロキシメチルイミダゾリン、４−アミノエチルイミダゾリン、１，２−ジメチルイミダゾリン、２，４−ジメチルイミダゾリン、４，５−ジメチルイミダゾリン、１，２−ジエチルイミダゾリン、２，４−ジエチルイミダゾリン、４，５−ジエチルイミダゾリン、２，４−ジフェニルイミダゾリン、２，４−ジベンジルイミダゾリン、２，４−ジシクロヘキシルイミダゾリン、２‐エチル−４−メチルイミダゾリン、２−イソプロピル−４−メチルイミダゾリン、２−ブチル−４−メチルイミダゾリン、２−メチル−４−フェニルイミダゾリン、２−メチル−４−ニトロイミダゾリン、２−メチル−４−フォルミルイミダゾリン、２−フェニル−４−フォルミルイミダゾリン、２−メチル−５−ニトロイミダゾリン、２−メチル−５−フォルミルイミダゾリン、２−フェニル−５−フォルミルイミダゾリン、４−メチル−５−フェニルイミダゾリン、２−フェニル−４−メチルイミダゾリン、２−フェニル−４−エチルイミダゾリン、４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾリン、イミダゾリン−４−カルボン酸、イミダゾリン−４−ジチオカルボン酸、イミダゾリン−４，５−ジカルボン酸、２−フェニル−４−メチル−５−エチルイミダゾリン等が挙げられる。
【００１３】
本発明の方法においてイミダゾール類としては一般式（２）
【００１４】
【化４】
0004529201.tif 000003
【００１５】
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、又は脂肪族、芳香脂肪族、脂環族もしくは芳香族の残基を意味する）で示される化合物が好ましく、例えばイミダゾール、Ｎ−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、４−メチルイミダゾール、Ｎ−エチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、４−エチルイミダゾール、２−プロピルイミダゾール、２−イソプロピルイミダゾール、２−ブチルイミダゾール、２−イソブチルイミダゾール、２−ペンチルイミダゾール、２−ヘキシルイミダゾール、２−オクチルイミダゾール、２−ドデシルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−アリルイミダゾール、２−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−（βヒドロキシ）エチルイミダゾール、２−ベンジルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−シクロヘキシルイミダゾール、２−シアノエチルイミダゾール、４−ニトロイミダゾール、４−フォルミルイミダゾール、４−シアノイミダゾール、４−シアノエチルイミダゾール、４−ヒドロキシメチルイミダゾール、４−アミノエチルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、４，５−ジメチルイミダゾール、１，２−ジエチルイミダゾール、２，４−ジエチルイミダゾール、４，５−ジエチルイミダゾール、２，４−ジフェニルイミダゾール、２，４−ジベンジルイミダゾール、２，４−ジシクロヘキシルイミダゾール、２‐エチル−４−メチルイミダゾール、２−イソプロピル−４−メチルイミダゾール、２−ブチル−４−メチルイミダゾール、２−メチル−４−フェニルイミダゾール、２−メチル−４−ニトロイミダゾール、２−メチル−４−フォルミルイミダゾール、２−フェニル−４−フォルミルイミダゾール、２−メチル−５−ニトロイミダゾール、２−メチル−５−フォルミルイミダゾール、２−フェニル−５−フォルミルイミダゾール、４−メチル−５−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−エチルイミダゾール、４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、イミダゾール−４−カルボン酸、イミダゾール−４−ジチオカルボン酸、イミダゾール−４，５−ジカルボン酸、２−フェニル−４−メチル−５−エチルイミダゾール等が挙げられる。
【００１６】
本発明の方法においてはイミダゾリン類を脱水素してイミダゾール類を製造する際に触媒の存在下で反応させる。触媒としては金属を使用することができる。金属としては特に限定されるものではないが、例えば、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ストロンチウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドニウム、バリウム、ランタン、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、水銀等が挙げられるその中でも触媒活性が高いことから、ニッケル、白金、パラジウムおよび銅からなる群より選ばれる１種又は２種以上を使用することが好ましい。ニッケルとしては安定化ニッケル、ラネー型ニッケル、フレークニッケル等を使用することができる。
【００１７】
本発明の方法において、使用される水の量は特に限定されるものではないが、未反応のイミダゾリン、およびイミダゾリンから誘導される副生成物に対して１〜１００倍モルの範囲で加えることが好ましい。副生成物は水と当モル量しか分解されないので、１倍モル以上が好ましく、また、１００倍モルを超えて添加してもそれ以上水を増やした効果は小さい。
【００１８】
本発明の方法においては分解に要する温度は２０℃〜２５０℃の範囲で行うことが好ましい。２０℃未満では分解が非常に遅いためあまり実用的ではない。また、２５０℃を超える温度ではイミダゾール類の分解が起こる。
【００１９】
本発明の方法において精製の方法は、蒸留、晶析、抽出等があるがコストが安く簡単な蒸留が好ましい。
【００２０】
本発明の方法においては、蒸留は連続式、回分式、半回分式で実施できる。水を加え、副生成物を分解しながら蒸留しても良いし、水を加えて副生成物を分解した後に蒸留を行うこともできる。
【００２１】
本発明の方法において、分解は常圧、加圧、または減圧下で行うことができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上の様に本発明によれば、イミダゾリン類からイミダゾール類を製造する際に、水を加えて精製することによって、目的とするイミダゾール類を低コスト、高純度で製造することができるため、工業上、極めて有意義である。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２４】
実施例１
１０リットルのステンレス製オートクレーブに２−メチルイミダゾリン３３９０ｇ（４０．３モル）、ニッケル触媒１５０ｇを入れ、１８０℃に加熱し、約１０時間反応を行うことで、２−メチルイミダゾールとした。これを１８０℃に加熱し、炭酸ジメチル３９９３ｇ（４４．３モル）を添加しながら約６時間反応を行うことで１，２−ジメチルイミダゾールとした。この１，２−ジメチルイミダゾールを分析したところ、未反応の２−メチルイミダゾリン０．８重量％および１，２−ジメチルイミダゾリン２．０重量％を含んでいた。この未精製の１，２−ジメチルイミダゾール１７３．２ｇをガラス製容器に仕込み、１８０℃まで加熱し、１４．８ｇの水を添加した。１時間還留を行った後、室温まで冷却し、ガスクロマトグラフィーで分析したところ２−メチルイミダゾリンは０．０６ｇ（０．０４重量％）、１，２−ジメチルイミダゾリンは１．１ｇ（０．５重量％）であった。次いで、この混合液を蒸留により精製したところ、主留分１２５．１ｇ中に２−メチルイミダゾリンは見られず、１，２−ジメチルイミダゾリンは０．２ｇ（０．１６重量％）で、１，２−ジメチルイミダゾールの純度は９９．８重量％であった。
【００２５】
実施例２
２−メチルイミダゾリン１．８ｇ（１．２重量％）および１，２−ジメチルイミダゾリン３．２ｇ（２．２重量％）を含む未精製の１，２−ジメチルイミダゾール１４６．８ｇをガラス製容器に仕込み１００℃まで加熱し、１５．３ｇの水を添加した。１時間還留を行った後、室温まで冷却し、ガスクロマトグラフィーで分析したところ、２−メチルイミダゾリンは０．７ｇ（０．２重量％）、１，２−ジメチルイミダゾリンは２．１ｇ（０．７重量％）であった。次いで、この混合液を蒸留により精製したところ、主留分１１０．１ｇ中に２−メチルイミダゾリンは０．０８ｇ（０．０７重量％）、１，２−ジメチルイミダゾリンは０．３ｇ（０．２７重量％）で、１，２−ジメチルイミダゾールの純度は９９．７重量％であった。
【００２６】
実施例３
２−メチルイミダゾリン６．９ｇ（５．４重量％）および１，２−ジメチルイミダゾリン２．０ｇ（１．５重量％）を含む未精製の１，２−ジメチルイミダゾール１２７．８ｇに２０ｇの水を添加し３０日間放置した。これをガスクロマトグラフィーで分析したところ、２−メチルイミダゾリンは２．３ｇ（１．８重量％）、１，２−ジメチルイミダゾリンは１．２ｇ（０．９重量％）であった。次いで、この混合液を蒸留により精製したところ、主留分９９．７ｇ中に２−メチルイミダゾリンは１．３ｇ（１．３重量％）、１，２−ジメチルイミダゾリンは０．９ｇ（０．９重量％）で、１，２−ジメチルイミダゾールの純度は９７．８重量％であった。
【００２７】
実施例４
２−フェニルイミダゾリン７．０ｇ（１２．０重量％）を含む未精製の２−フェニルイミダゾール５８．４ｇをガラス製容器に仕込み１００℃まで加熱し、８．６ｇの水を添加した。１時間還留を行った後、室温まで冷却し、ガスクロマトグラフィーで分析したところ、２−フェニルイミダゾリンは０．３ｇ（０．５重量％）であった。次いで、この混合液を蒸留により精製したところ主留分中に２−フェニルイミダゾリンは見られず、２−フェニルイミダゾールの純度は９９．９重量％以上であった。
【００２８】
実施例５
２−エチル−４−メチルイミダゾリン９．０ｇ（２０．０重量％）を含む未精製の２−エチル−４−メチルイミダゾール４４．８ｇをガラス製容器に仕込み１００℃まで加熱し、７．２ｇの水を添加した。１時間還留を行った後、室温まで冷却し、ガスクロマトグラフィーで分析したところ、２−エチル−４−メチルイミダゾリンは０．７ｇ（１．５重量％）であった。次いで、これを蒸留により精製したところ、主留分３５．８ｇ中に２−エチル−４−メチルイミダゾリンは０．０７ｇ（０．２重量％）で、２−エチル−４−メチルイミダゾールの純度は９９．８重量％であった。
【００２９】
比較例１
実施例１に記載した方法で得られた未精製の１，２−ジメチルイミダゾール１７２．５ｇ（未反応の２−メチルイミダゾリン１．４ｇ（０．８重量％）および１，２−ジメチルイミダゾリン３．５ｇ（２．０重量％）を含む）をガラス製容器に仕込み１８０℃まで加熱した。１時間加熱した後、室温まで冷却し、ガスクロマトグラフィーで分析したところ２−メチルイミダゾリンは１．３ｇ（０．８重量％）、１，２−ジメチルイミダゾリンは３．５ｇ（２．０重量％）であった。次いで、この混合液を蒸留により精製したところ、主留分１２３．０ｇ中２−メチルイミダゾリンは０．８ｇ（０．７重量％）、１，２−ジメチルイミダゾリンは２．０ｇ（１．６重量％）で、１，２−ジメチルイミダゾールの純度は９７．７重量％であった。
【００３０】
比較例２
実施例２と同様の方法で２−メチルイミダゾリン１．８ｇ（１．２重量％）および１，２−ジメチルイミダゾリン３．２ｇ（２．２重量％）を含む１，２−ジメチルイミダゾール１４７．３ｇをガラス製容器に仕込み１００℃まで加熱した。１時間加熱した後、室温まで冷却し、ガスクロマトグラフィーで分析したところ、２−メチルイミダゾリンは１．３ｇ（０．９重量％）、１，２−ジメチルイミダゾリンは３．４ｇ（２．３重量％）であった。次いで、この混合液を蒸留により精製したところ、主留分１０９．５ｇ中に２−メチルイミダゾリンは１．０ｇ（０．９重量％）、１，２−ジメチルイミダゾリンは２．５ｇ（２．３重量％）で、１，２−ジメチルイミダゾールの純度は９６．８重量％であった。
【００３１】
比較例３
実施例３と同様の方法で２−メチルイミダゾリン６．８ｇ（５．４重量％）および１，２−ジメチルイミダゾリン１．９ｇ（１．５重量％）を含む１，２−ジメチルイミダゾール１２５．６ｇを３０日間室温で放置した。これをガスクロマトグラフィーで分析したところ、２−メチルイミダゾリンは６．８ｇ（５．４重量％）、１，２−ジメチルイミダゾリンは１．９ｇ（１．５重量％）であった。次いで、この混合液を蒸留により精製したところ、主留分９５．６ｇ中に２−メチルイミダゾリンは３．９ｇ（４．１重量％）、１，２−ジメチルイミダゾリンは１．２ｇ（１．３重量％）で、１，２−ジメチルイミダゾールの純度は９４．７重量％であった。
【００３２】
比較例４
実施例４と同様の方法で２−フェニルイミダゾリン７．２ｇ（１２．０重量％）を含む２−フェニルイミダゾール６０．１ｇをガラス製容器に仕込み１００℃まで加熱した。１時間加熱した後、室温まで冷却し、ガスクロマトグラフィーで分析したところ、２−フェニルイミダゾリンは７．２ｇ（１２．０重量％）であった。次いで、この混合液を蒸留により精製したところ主留分４６．９ｇ中に２−フェニルイミダゾリンは４．８ｇ（１０．３重量％）、２−フェニルイミダゾールの純度は８９．７重量％であった。
【００３３】
比較例５
実施例５と同様の方法で２−エチル−４−メチルイミダゾリン９．２ｇ（２０．０重量％）を含む２−エチル−４−メチルイミダゾール４５．９ｇをガラス製容器に仕込み１００℃まで加熱した。１時間加熱した後、室温まで冷却し、ガスクロマトグラフィーで分析したところ、２−エチル−４−メチルイミダゾリンは９．２ｇ（２０．０重量％）であった。次いで、これを蒸留により精製したところ、主留分３５．２ｇ中に２−エチル−４−メチルイミダゾリンは４．２ｇ（１２．０重量％）で、２−エチル−４−メチルイミダゾールの純度は８８．０重量％であった。