(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
0003920952.tif 000009
（ただし、式中、Ｒは炭素原子数１〜６の低級アルキル基、Ｒ1 およびＲ2 は炭素原子数１〜１０のアルキル基または炭素原子数３〜１０のシクロアルキル基を示し、またＲ1 とＲ2 とで脂肪族環を形成してもよい）で示されるアゾイミノエーテル塩酸塩に、一般式（２）
【化２】
0003920952.tif 000010
（ただし、式中、Ｒ3 は炭素原子数１〜１５で置換基を有していてもよいアルキレン基を示す）で示される有機ジアミンを反応させて、一般式（３）
【化３】
0003920952.tif 000011
（ただし、式中、Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 は前記のとおりであり、またＲ4 は水素原子、炭素原子数１〜６の低級アルキル基または炭素原子数１〜６のヒドロキシアルキル基を示す）で示されるアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を製造する方法において、該有機ジアミンまたは有機ジアミン溶液に、アゾイミノエーテル塩酸塩の非極性溶媒溶液を加え、アミジン化反応を促進するために、生成するアンモニアを効率よく反応系外に除去することを特徴とする高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法。
【請求項２】
副生アンモニアの反応系外への除去は、反応に対して不活性なガスを吹き込むことにより行なわれる請求項１に記載の高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法。
【請求項３】
副生アンモニアの反応系外への除去は、常圧下に行なわれる請求項２に記載の高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法。
【請求項４】
副生アンモニアの反応系外への除去は、反応系内を減圧に保つことにより行なわれる請求項１に記載の高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法。
【請求項５】
アンモニアの除去は、アゾイミノエーテル塩酸塩の非極性溶媒溶液の添加直前以降より行なわれる請求項１〜４のいずれか一つに記載の高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を高収率で得る方法に関するものである。
【０００２】
アゾ環状アミジノ化合物塩酸塩は、水溶性であるため、特に水溶液中での重合開始剤としておよび環状アミジノ基を導入するための試剤として種々の化学工業において重要な化合物である。
【０００３】
【従来の技術】
アゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法として、従来、つぎの方法が知られている。
【０００４】
（Ａ）まず、一般的に下記の合成ルートにより合成される。
【０００５】
【化４】
0003920952.tif 000002
【０００６】
【化５】
0003920952.tif 000003
【０００７】
（ただし、式中、Ｒ、Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 は後述するとおりである。）
すなわち、適当な非極性溶媒中アゾビスアルキルニトリル［一般式（４）］に塩化水素ガスとアルコールを反応させることによって、アゾイミノエーテル塩酸塩［一般式（１）］が得られる。このアゾイミノエーテル塩酸塩溶液に有機ジアミンまたは適当な溶媒に希釈した有機ジアミンを加えることによって目的とするアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩が得られる。
【０００８】
（Ｂ）上記一般ルートの改良として、反応の促進と無機物の溶解を目的として、アミジン化反応時に水を添加することによる高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法（特開昭６３−３０１８５２）等が知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記（Ａ）の方法による製造方法は、アゾイミノエーテル塩酸塩の合成時、一般的に過剰の塩化水素ガスが用いられ、反応系または取り出したアゾイミノエーテル塩酸塩に塩化水素が残存する。この残存した塩化水素がアミジン化反応において添加する有機ジアミンおよびアミジン化反応で生成するアンモニアと反応して有機ジアミン塩酸塩および塩化アンモニウムを生成するため、目的とするアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の結晶に混入し純度を著しく低下させる。さらに、この混入した有機ジアミン塩酸塩および塩化アンモニウムとアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の種々の溶媒に対する溶解度等が似かよっているため、精製が非常に難しく高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を得ることは極めて困難であった。
【００１０】
一方、前記（Ｂ）の製造方法は、高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を得るためには優れた方法ではあるが、アゾイミノエーテル塩酸塩に水を加えるとアミジン化を促進するためだけでなく、同時に加水分解をも促進するので目的としていないアゾ化合物を生成する。また、アゾ環状アミジノ化合物塩酸塩は水に極めて溶解しやすいため、水を加えることにより目的とするアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の収量を著しく低下させる。
【００１１】
前記反応式で理解できるように、アミジン化反応においてはアンモニアが生成する。しかしながら、前記（Ａ）および（Ｂ）どちらの製造方法も、反応系にこの生成したアンモニアを残存させたままで反応を行っている。このような反応状況では、目的とするアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩ばかりではなく、一般式（５）で示されるアゾ非環状アミジノ化合物塩酸塩が生じる。
【００１２】
【化６】
0003920952.tif 000004
【００１３】
（ただし、式中、Ｒ1 およびＲ2 は後述のとおりである。）
さらに、過剰のアンモニアや有機ジアミンがアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の塩酸と中和反応を起こすことにより一般式（６）で示されるアゾ環状アミジノ化合物を生じる。
【００１４】
【化７】
0003920952.tif 000005
【００１５】
（ただし、式中、Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 は後述のとおりである。）
このように、どちらの製造方法においても収率および純度が著しく低下することは明確であり、工業的実施に関して問題がある。
【００１６】
したがって、本発明の目的は、高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を工業的に簡便かつ高収率で製造する方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記（１）〜（５）により達成される。
【００１８】
（１）  一般式（１）
【００１９】
【化８】
0003920952.tif 000006
【００２０】
（ただし、式中、Ｒは炭素原子数１〜６の低級アルキル基、Ｒ1 およびＲ2 は炭素原子数１〜１０のアルキル基または炭素原子数３〜１０のシクロアルキル基を示し、またＲ1 とＲ2 とで脂肪族環を形成してもよい）で示されるアゾイミノエーテル塩酸塩に、一般式（２）
【００２１】
【化９】
0003920952.tif 000007
【００２２】
（ただし、式中、Ｒ3 は炭素原子数１〜１５で置換基を有していてもよいアルキレン基を示す）で示される有機ジアミンを反応させて、一般式（３）
【００２３】
【化１０】
0003920952.tif 000008
【００２４】
（ただし、式中、Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 は前記のとおりであり、またＲ4 は水素原子、炭素原子数１〜６の低級アルキル基または炭素原子数１〜６のヒドロキシアルキル基を示す）で示されるアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を製造する方法において、該有機ジアミンまたは有機ジアミン溶液に、アゾイミノエーテル塩酸塩の非極性溶媒溶液を加え、アミジン化反応を促進するために、生成するアンモニアを効率よく反応系外に除去することを特徴とする高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法。
【００２５】
（２）  副生アンモニアの反応系外への除去は、反応に対して不活性なガスを吹き込むことにより行なわれる前記（１）に記載の高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法。
【００２６】
（３）  副生アンモニアの反応系外への除去は、常圧下に行なわれる前記（２）に記載の高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法。
【００２７】
（４）  副生アンモニアの反応系外への除去は、反応系内を減圧に保つことにより行なわれる前記（１）に記載の高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法。
【００２８】
（５）  アンモニアの除去は、アゾイミノエーテル塩酸塩の非極性溶媒溶液の添加直前以降より行なわれる前記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法。
【００２９】
本発明者らは、上記の問題を解決すべくアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を製造する方法について鋭意検討した結果、アゾイミノエーテル塩酸塩を含む非極性溶液を有機ジアミンまたは適当な溶媒で希釈した有機ジアミン溶液に加え、アミジン化反応を促進するために、生成するアンモニアを効率よく反応系外に除去することにより、高収率かつ高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩が製造できることを見出し本発明を完成したのである。
【００３０】
すなわち、本発明の要旨とするところは、ある温度を維持しながら有機ジアミンまたは適当な溶媒で希釈した有機ジアミン溶液にアゾイミノエーテル塩酸塩を含む非極性溶液を滴下し、滴下直前または滴下途中あるいは滴下終了時にアミジン化反応を促進するために反応に影響を及ぼさないガスを吹き込むかまたは減圧により生成するアンモニアを効率よく除去するアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
一般式（１）におけるＲとしては、炭素原子数１〜６、好ましくは１〜４の低級アルキル基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基等である。
【００３２】
一般式（１）および（３）におけるＲ1 およびＲ2 としては、炭素原子数１〜１０、好ましくは１〜８のアルキル基または炭素原子数３〜１０、好ましくは３〜８のシクロアルキル基である。このような基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等のアルキル基、またはシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘプチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基が挙げられ、互いが同じでも異なっても問題はない。さらに、Ｒ1 とＲ2 は互いに結合し、例えばシクロヘキサン、シクロヘプタン等の脂肪族環を形成しても問題はない。
【００３３】
一般式（２）および（３）におけるＲ3 としては、炭素原子数１〜１５、好ましくは１〜６で置換基を有してもよいアルキレン基である。このような基としては、例えばエチレン基、プロピレン基等の低級アルキレン基、もしくはこれら低級アルキレン基の水素原子のいくつかがメチル基、エチル基、プロピル基等の低級アルキレン基または、水酸基で置き換ったものが挙げられる。
【００３４】
一般式（３）に置けるＲ4 は、水素原子、炭素原子数１〜６、好ましくは１〜４のアルキル基または炭素原子数１〜６、好ましくは１〜４のヒドロキシアルキル基である。
【００３５】
このような基としては、例えば水素原子、または、メチル基、エチル基等の低級アルキル基、または、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基等のヒドロキシアルキル基が挙げられる。
【００３６】
本発明におけるアゾイミノエーテル塩酸塩は、一般式（４）で示されるアゾニトリル化合物を非極性溶媒中において塩化水素ガスおよびアルコールと反応させて得られる。また、アゾイミノエーテル塩酸塩は単離してもよくあるいは、単離せずに反応液のまま次工程に移ってもよい。イミノエーテル化反応で用いられるアルコールは、塩化水素の存在でシアノ基をイミノエーテル化し得るアルコールでよく、例えば、メタノール、エタノール等の低級アルコールが挙げられる。アルコールの使用量は、好ましくはアゾニトリル化合物の２〜５倍モル、より好ましくは２〜３倍モル用いる。なお、イミノエーテル化反応は、常法通り非水条件下で行われる。塩化水素ガスは、好ましくはアゾニトリル化合物の２〜５倍モル、より好ましくは２〜３倍モル用いる。イミノエーテル化反応における反応温度は、アゾニトリル化合物、アルコールおよび反応溶媒により異なるが、好ましくは４０℃以下がよく、より好ましくは１０〜３０℃がよい。また、反応時間は、反応の条件により異なり、３〜６０時間程度であり、反応の進行状況により適当な時間で終了するのがよい。
【００３７】
本発明で用いられる非極性溶媒としては、例えば、ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、石油エーテル、灯油等の脂肪族および芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル等のエーテル類、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロルメタン、クロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素類等、および塩化アンモニウムおよび有機ジアミン塩酸塩を溶解し難い有機溶剤が挙げられる。
【００３８】
本発明で用いられる有機ジアミンは、例えば、エチレンジアミン、１，２−ジアミノプロパン、１，２−ジアミノ−２−メチルプロパン等のα，β−アルキレンジアミン、あるいは、１，３−プロピレンジアミン、２，２−ジメチル−１，３−プロピレンジアミン、１，４−ブタンジアジン等のα，γ−または、α，δ−アルキレンジアミン、２−ヒドロキシ−１，３−プロパンジアミン、Ｎ−（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン等のアミジン化に直接関与しない官能基を有するアルキレンジアミン等が挙げられる。有機ジアミンの使用量は、アゾイミノエーテル塩酸塩に対し１．９〜３倍モルでよく、好ましくは１．９５〜２．１倍モルがよい。アミジン化反応は、有機ジアミンにアゾイミノエーテル塩酸塩を含む非極性溶液を滴下することにより反応が進行するが、反応をより円滑に進行させるために一定量の低級アルコール等により希釈してもよい。希釈のための溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等の低級アルコール、あるいは、アセトン、アセトニトリル、ジオキサン、ジメチルホルムアミド等の水溶性有機溶剤が挙げられる。使用量については、特に限定されるものではないが、目的とするアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の１〜１０倍（容量／重量）が好ましく用いられる。アミジン化反応温度は、好ましくは４０℃以下、より好ましくは１０〜３０℃である。反応時間は、反応温度等の反応条件により異なるが好ましくは、１〜２４時間程度である。反応の進行状況により適当な時間で終了させるのが好ましい。
【００３９】
本発明は、高品質のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を高収率で得ることを目的に、有機ジアミンまたは適当な溶剤で希釈した有機ジアミンにアゾイミノエーテル塩酸塩を含む非極性溶媒溶液を滴下した後に生成するアンモニアを、反応に影響を及ぼさないガスを吹き込むかまたは減圧によって除去することを特徴とするが、ガスを吹き込むかまたは減圧によるアンモニアの除去は、アゾイミノエーテル塩酸塩を含む非極性溶媒溶液の滴下直前、あるいは滴下途中、または滴下終了後でも問題はない。しかしながら、アゾイミノエーテル塩酸塩を含む非極性溶媒溶液を滴下することにより生じるアンモニアを効率よくかつ速やかに除去するという理由から、アゾイミノエーテル塩酸塩を含む非極性溶媒溶液の滴下直前よりアンモニアの除去を行うことが好ましい。アンモニアを除去するガスは、アミジン化反応に悪影響を及ぼさないガスであればよく、窒素等が好ましく用いられる。ガスの吹き込み速度は、特に限定するものではないが、反応溶媒が飛散しない程度に吹き込むのが好ましい。また、減圧を行う場合は、特に限定するものではないが、反応溶剤が飛散しない程度の圧でよく、好ましくは１００〜３００Ｔｏｒｒでよい。
【００４０】
ガス吹き込みまたは減圧によりアンモニアを除去することは、反応系中に塩化アンモニウムの生成を著しく抑制し、かつ効率よくアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の生成を促進する。したがって、水を添加しなければ生成しないとされていたアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩が、高収率で得られることは本発明者らが初めて見出した驚くべき効果である。また、アンモニアの除去により塩化アンモニウムがほとんど反応系中に存在しないため、反応後に結晶状態で存在している目的物を濾過や遠心脱水等により単離するだけで高品質のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を容易に得ることができる。
【００４１】
すなわち、アミジン化反応に際して反応系よりアンモニアを除去することは、不純物の生成を抑制し、かつアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の生成を促進する作用を有する。このことは、反応系に不必要なものを添加することなく、また、収率に悪影響を及ぼすことなく目的物であるアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を高収率・高品質で得られることを示している。
【００４２】
本発明の好ましい製造方法の概略を下記に示す。
【００４３】
（１）アゾニトリルを常法により、トルエン等の非極性溶媒中で、塩化水素ガスおよびアルコールと反応させアゾイミノエーテル塩酸塩溶液を得る。この際、アゾイミノエーテル塩酸塩を単離してもよく、または反応液そのままでも問題はない。
【００４４】
（２）上記の反応液または単離した場合はトルエン等の非極性溶媒にアゾイミノエーテル塩酸塩を添加した溶液を有機ジアミンまたは適当な溶剤で希釈した有機ジアミン溶液に滴下しアミジン化反応を行う。
【００４５】
（３）上記の滴下開始直前時または滴下途中、あるいは滴下終了時にアンモニアを除去するために反応に影響を及ぼさないガスの吹き込みまたは減圧を開始、アミジン化反応が終了するまで続ける。
【００４６】
（４）反応後は常法にしたがい、目的の化合物を単離する。
【００４７】
上記の方法により、高収率かつ高品質のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩が工業的に簡便かつ容易に製造することができる。
【００４８】
このようにして得られるアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩としては、つぎのような化合物がある。
【００４９】
２，２´−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］・二塩酸塩、
２，２´−アゾビス［２−（５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］・二塩酸塩、
２，２´−アゾビス［２−（４，５，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ−１，３−ジアゼピン−２−イル）プロパン］・二塩酸塩、
２，２´−アゾビス［２−（５−ヒドロキシ−３，４，５，６−テトラヒドロピリミジン−２−イル）プロパン］・二塩酸塩、
２，２´−アゾビス［２−（４−メチル−３，４，５，６−テトラヒドロピリミジン−２−イル）プロパン］・二塩酸塩、
２，２´−アゾビス［（４，５−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロピリミジン−２−イル）プロパン］・二塩酸塩、
２，２´−アゾビス｛２−［１−（２ヒドロキシエチル）−２−イミダゾリン−２−イル］プロパン｝・二塩酸塩。
【００５０】
【実施例】
以下、本発明の実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００５１】
実施例１
ＡＩＢＮ（２，２´−アゾビスイソブチロニトリル）４１．１ｇおよびメタノール２０．０ｇにトルエン３８０ｍｌを仕込み、攪拌して２０℃に冷却し、同温度にて塩化水素ガスを２２．８ｇ吹き込み、一晩攪拌熟成した。
【００５２】
別の反応器にエチレンジアミン３２．５ｇおよびメタノール２３０ｍｌを仕込み、２５℃に冷却し、減圧を開始し、１００〜２００Ｔｏｒｒに調圧を行った。この溶液に上記反応液をゆっくり滴下した。滴下終了後、減圧下に２５℃で３時間熟成することによりアミジノ化反応を完結した。
【００５３】
反応終了後、濾過し乾燥することにより、２，２´−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩を７６．３ｇ得た。収率９４．１％（対ＡＩＢＮ），融点１８８．６〜１８９．７℃（分解）。含量９９．７％。
【００５４】
比較例１
実施例１の方法において、アンモニアの除去を行わずに同様の反応を行ったところ、収率７５．２％で、含量は７７．７％にすぎなかった。
【００５５】
実施例２
ＡＩＢＮ（２，２´−アゾビスイソブチロニトリル）４１．１ｇおよびメタノール２０．０ｇにトルエン３８０ｍｌを仕込み、攪拌して２０℃に冷却し、同温度にて塩化水素ガスを２２．８ｇ吹き込み、一晩攪拌熟成した。
【００５６】
別の反応器にエチレンジアミン３２．５ｇおよびメタノール２３０ｍｌを仕込み、２５℃に冷却し、窒素の吹き込みを開始した。この溶液に上記反応液をゆっくり滴下した。滴下終了後、窒素を吹き込みながら２５℃で３時間熟成することによりアミジノ化反応を完結した。
【００５７】
反応終了後、濾過し乾燥することにより、２，２´−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩を７６．０ｇ得た。収率９３．５％（対ＡＩＢＮ），融点１８８．１〜１８９．３℃（分解）。含量９９．４％。
【００５８】
実施例３
エチレンジアミンを１，２−ジアミノプロパンに換えた以外は実施例１と同様の操作を行い、２，２´−アゾビス［２−（５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩を７９．６ｇ得た。収率９０．２％（対ＡＩＢＮ），融点１５６．１〜１５７．３℃（分解）。含量９９．５％。
【００５９】
実施例４
エチレンジアミンを１，３−ジアミノプロパンに換えた以外は実施例１と同様の操作を行い、２，２´−アゾビス［２−（３，４，５，６−テトラヒドロピリミジン−２−イル）プロパン］二塩酸塩を７９．６ｇ得た。収率９０．５％（対ＡＩＢＮ），融点１７９．８〜１８０．７℃（分解）。含量９９．６％。
【００６０】
実施例５
エチレンジアミンを１，３−ジアミノ−２−ヒドロキシプロパンに換えた以外は実施例１と同様の操作を行い、２，２´−アゾビス［２−（５−ヒドロキシ−３，４，５，６−テトラヒドロピリミジン−２−イル）プロパン］二塩酸塩を８９．７ｇ得た。収率９３．２％（対ＡＩＢＮ），融点１５２．１〜１５３．２℃（分解）。含量９９．７％。
【００６１】
【発明の効果】
本発明による方法は前記のとおりであるから、高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩が工業的に簡便かつ容易に高収率で製造することができる。