JP2002255941A - イミダゾール化合物の製造法 - Google Patents
イミダゾール化合物の製造法Info
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Abstract
ミダゾール化合物を製造する方法の提供。 【解決手段】 一般式(1): 【化1】 (式中、R1、R2及びR3は同一でも異なっていてもよ
く、それぞれ水素原子、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素
残基、炭素数5〜7のシクロアルキル基又はフェニル基
を示す。)で表される1,2−ジアミン化合物とホルム
アミドとを脱水・脱水素能を有する触媒の存在下で気相
接触反応させて一般式(2): 【化2】 (式中、R1、R2及びR3は前記に同じ)で表されるイ
ミダゾール化合物を製法する。
Description
化合物とホルムアミドとを、脱水・脱水素能を含有する
触媒存在下で気相反応させることによるイミダゾール化
合物の新規製法に関する。
の分野で広く用いられており、非常に有用な化合物であ
る。また、イミダゾール化合物の中でN−アルキルイミ
ダゾールは、現在、グリーンケミストリーの分野におい
て、リサイクル可能な溶媒としての有機イオン性液体の
原料として注目されている化合物である。
開昭54−16472号公報において1,2−ジアミン
化合物とカルボン酸とを酸化亜鉛を含有する触媒の存在
下、300〜600℃で気相接触反応させることによる
方法が提案されている。
に1,2−ジアミン化合物とカルボン酸をニッケル触媒
の存在下180〜250℃で反応させて高収率でイミダ
ゾール化合物を製造する方法を提案している。この方法
は最初に1.0MPa、140〜300℃液相下で1,
2−ジアミン化合物とカルボン酸をアミド化させて、次
いでニッケル触媒を添加して加圧下180〜250℃で
反応させるという2段階の工程でイミダゾール化合物を
製造している。
は、イミダゾールをNaH、NaOHといったアルカリ
条件下、ヨウ化メチルやジクロロメタンを用いたメチル
化により高収率で製造している。[Helv.Che
m.Acta.,42,1845(1959)、USS
R.Div.Chem.,6,1078(1983)]
1,2−ジアミン化合物とカルボン酸との酸化亜鉛触媒
存在下での気相接触反応によるイミダゾール化合物の製
法では、300〜600℃という高温下の反応で酸性物
質であるカルボン酸を用いるので、高価な耐食性装置が
必要となる。
いては、高収率でイミダゾール化合物を生成している
が、一段階として1,2−ジアミン化合物とカルボン酸
を無触媒でアミド化させ、二段階としてアミド化させた
原料にニッケル触媒添加して加圧下で反応するという二
段階の工程での製法であり、工業的に生産性が良好とは
言い難い。
いては、ヨウ化メチルやジクロロメタンなど用いたイミ
ダゾールのメチル化により製造している。しかし、ヨウ
化メチルやジクロロメタンは取り扱いが困難であり、高
価である。本発明の目的は、酸性物質を用いることな
く、一段の反応でイミダゾール化合物を製造する方法の
提供にある。
を達成するために鋭意検討を行った結果、1,2−ジア
ミン化合物とホルムアミドとを脱水・脱水素能を含有す
る触媒存在下で反応させることによる、イミダゾール化
合物の新規な製造法を見いだし、本発明を完成させるに
至った。
く、それぞれ水素原子、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素
残基、炭素数5〜7のシクロアルキル基又はフェニル基
を示す。)で表される1,2−ジアミン化合物とホルム
アミドとを脱水・脱水素能を有する触媒の存在下で気相
接触反応させることを特徴とする一般式(2):
ミダゾール化合物の製法に関する。本発明によれば、酸
性物質を用いることなく、一段の反応でイミダゾール化
合物が製造できるので、工業的に有利な、イミダゾール
化合物の製法が提供される。
る。一般式(1)及び(2)において、式中、R1、R2
及びR3で示される炭素数1〜8の脂肪族炭化水素残基
及び炭素数5〜7のシクロアルキル基またフェニル基は
具体的には以下の通りである。炭素数1〜8の脂肪族炭
化水素残基としては、炭素数1〜8の直鎖又は分岐鎖状
アルキル基、炭素数2〜8の直鎖又は分岐鎖状の不飽和
炭化水素類等が挙げられる。炭素数1〜8の直鎖又は分
岐鎖状アルキル基の具体例にはメチル基、エチル基、プ
ロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、イソブチル
基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が
挙げられる。炭素数2〜8の直鎖又は分岐鎖状の不飽和
炭化水素類の具体例にはビニル基、1−プロペニル基、
2−プロペニル基、イソプロペニル基、1−ブテニル
基、2−ブテニル基、エチニル基、1−プロピニル基、
2−プロペニル基等が挙げられる。炭素数1〜8の脂肪
族炭化水素残基としては、炭素数1〜8の直鎖又は分岐
鎖状アルキル基が好ましく、メチル基及びエチル基が特
に好ましい。
シクロアルキル基またはフェニル基の具体例にはシクロ
ペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、メ
チルシクロペンチル基、エチルシクロペンチル基、メチ
ルシクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基、トリル
基等が挙げられる。炭素数5〜7のシクロアルキル基ま
たはフェニル基としてはシクロペンチル基、シクロヘキ
シル基、メチルシクロペンチル基、メチルシクロヘキシ
ル基、フェニル基が好ましい。
る1,2−ジアミン化合物は、具体的には、エチレンジ
アミン、1,2−プロパンジアミン、1,2−ブタンジ
アミン、1,2−ペンタンジアミン、1,2−ヘプタン
ジアミン、1,2−オクタンジアミン、1,2−n−ノ
ニレンジアミン、1,2−n−デシレンジアミン、N−
メチルエチレンジアミン、N−エチルエチレンジアミ
ン、N−プロピルエチレンジアミン、N−イソプロピル
エチレンジアミン、N−ブチルエチレンジアミン、N−
ペンチルエチレンジアミン、N−フェニルエチレンジア
ミンが例示される。
(1)で表される1,2−ジアミン化合物に対し1〜1
0モル倍が好ましく、2〜5モル倍が更に好ましい。
る触媒とは、脱水反応及び脱水素反応に触媒として利用
できるものであれば特に制限するものではない。好まし
い触媒としては、貴金属触媒が挙げられる。貴金属とし
てはPd、Pt、Rh及びRuからなる群から選ばれる
少なくとも一種の貴金属が通常使用される。これらの貴
金属の中で、Pd、Ptが反応性が高く好ましい。更に
好ましくはPdであり、極少量で反応を進行させること
ができる。
でもよいが、担体に担持された貴金属粉末が好ましい。
担体としては、アルミナ、シリカ、炭素等が挙げられ、
アルミナが好ましい。貴金属が担体に担持されてなる貴
金属触媒は、貴金属を好ましくは0.1〜10.0重量
%、更に好ましくは0.1〜5.0重量%含有する。
貴金属の錯体、酢酸塩、炭酸塩、ハロゲン化物、水酸化
物、硝酸塩、燐酸塩、硫酸塩、蓚酸塩、乳酸塩及び蟻酸
塩等の様々な貴金属化合物を使用することができる。
はなくイオン交換法、含浸法、共沈法、混練法等のいず
れにおいてもよい。本発明の貴金属触媒調製の具体的な
一例を示すと、例えば、含浸法で調製するときは、担体
が吸収する水分量をあらかじめ測定しておき、水等の適
当な溶媒中で前記原料化合物を溶解、含浸して、濃縮、
乾燥し、空気中又は不活性ガス(窒素等)中にて200
〜800℃で焼成することにより本発明の貴金属触媒を
得ることができる。本発明の貴金属触媒は、市販品とし
ても入手することができる。
状、球状、粒状等、所望の形状に成形して、本発明の気
相接触反応に使用される。
あたっての一般式(1)で表される1,2−ジアミン化
合物とホルムアミドと気相接触反応の実施方法の具体例
について説明する。固定層として反応管に充填された脱
水・脱水素能を有する触媒の充填部を、通常200〜6
00℃、好ましくは、300〜450℃に保持する。そ
して、該当触媒充填部に原料化合物と所望ならば希釈剤
を供給して反応すればよい。希釈剤としては、例えば水
蒸気、窒素などの不活性ガスや水素が挙げられ、水素を
使用したときには、触媒の活性低下の抑制が期待でき
る。一般式(1)で表される1,2−ジアミン化合物の
液空間速度(以下、LHSVという)は0.1〜2.0
g/(ml触媒・hr)、好ましくは0.2〜1.0g
/(ml触媒・hr)である。一般式(1)で表される
1,2−ジアミン化合物とホルムアミド、水素及び/又
は希釈剤との混合ガスの空間速度(以下、SVという)
は0.1〜2000hr-1、好ましくは0.1〜100
0hr-1である。
として用いる固定床反応器で実施されるほか、流動床反
応器でも実施することができる。また常圧下、減圧下又
は加圧下のいずれでも実施することができる。
流出する反応生成ガスを、そのまま冷却して凝縮させる
か又は適当な溶媒に通じて捕集し、次いで得られた凝縮
物又は捕集液を、例えば蒸留することによりイミダゾー
ル化合物を単離することができる。
明するが、本発明を実施例に限定するものではない。な
お、転化率、収率及び選択率は以下の定義に従って計算
した。
化合物(モル)×100/供給した1,2−ジアミン化
合物(モル) 収率(%)=反応により生成したイミダゾール化合物
(モル)×100/供給した1,2−ジアミン化合物
(モル) 選択率(%)=反応により生成したイミダゾール化合物
(モル)×100/反応した1,2−ジアミン化合物
(モル)
ペレット:エヌ・イーケムキャット(株)製]触媒を用
いて反応を行った。触媒5.0mlを、内径15.6m
mのパイレックス(登録商標)製反応管に充填し、窒素
を50ml/分で供給しながら、反応管の触媒充填部を
360℃に昇温した。次いで360℃に保った触媒充填
部に、窒素を供給速度を13ml/分に変えて供給し、
更にN−メチルエチレンジアミン及びホルムアミドを供
給して反応を行った[N−メチルエチレンジアミン L
HSV=0.5g/(ml触媒・hr)、N−メチルエ
チレンジアミン:ホルムアミド:窒素=1:2:1(モ
ル比)]。N−メチルエチレンジアミン等の供給開始か
ら1時間後、反応管より流出してくる反応ガスをメタノ
ール中に通じて反応ガス中の可溶性成分を溶解させ、得
られた溶液をガスクロマトグラフィーにて分析した。そ
の結果、N−メチルエチレンジアミンの転化率は97.
1%、N−メチルイミダゾールの収率は73.2%であ
った。
ット:エヌ・イー ケムキャット社製]触媒を用いて反
応を行った。触媒5.0mlを、内径15.6mmのパ
イレックス製反応管に充填し、窒素を50ml/分で供
給しながら、反応管の触媒充填部を360℃に昇温し
た。次いで360℃に保った触媒充填部に、窒素に代え
て水素を26ml/分で供給し、発熱がなくなりしだい
1,2−プロパンジアミン及びホルムアミドを供給して
反応を行った[1,2−プロパンジアミン LHSV=
0.5g/(ml触媒・hr)、1,2−プロパンジア
ミン:ホルムアミド:水素=1:2:2(モル比)]。
1,2−プロパンジアミン等の供給開始から1時間後、
反応管より流出してくる反応ガスをメタノール中に通じ
て反応ガス中の可溶性成分を溶解させ、得られた溶液を
ガスクロマトグラフィーにて分析した。その結果、1,
2−プロパンジアミンの転化率は92.4%、4−メチ
ルイミダゾールの収率は69.5%であった。
Claims (4)
- 【請求項1】 一般式(1): 【化1】 (式中、R1、R2及びR3は同一でも異なっていてもよ
く、それぞれ水素原子、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素
残基、炭素数5〜7のシクロアルキル基又はフェニル基
を示す。)で表される1,2−ジアミン化合物とホルム
アミドとを脱水・脱水素能を有する触媒の存在下で気相
接触反応させることを特徴とする一般式(2): 【化2】 (式中、R1、R2及びR3は前記に同じ)で表されるイ
ミダゾール化合物の製法。 - 【請求項2】 一般式(1)で表される1,2−ジアミ
ン化合物がN−アルキルエチレンジアミンであって、一
般式(2)で表されるイミダゾール化合物がイミダゾー
ルである請求項1記載の製法。 - 【請求項3】 脱水・脱水素能を有する触媒が、貴金属
触媒である請求項1又は2記載の製法。 - 【請求項4】 貴金属が、Pd、Pt、Rh及びRuか
らなる群から選ばれる貴金属である請求項3記載の製
法。
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---|---|---|---|
JP2001059333A JP2002255941A (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | イミダゾール化合物の製造法 |
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2001
- 2001-03-02 JP JP2001059333A patent/JP2002255941A/ja active Pending
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