JP2002524450A - カルボニルジイミダゾールの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 不活性溶剤中でのイミダゾールとホスゲンからのカルボニルジイミダゾールの製造法で、結合生成物として生じるイミダゾール−ヒドロクロリドを、溶融液として、相分離によって、得られた反応混合物から分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、イミダゾール−ヒドロクロリドからの結合生成物の簡略化された分
離及び返送による、イミダゾールとホスゲンとからのカルボニルジイミダゾール
の製造のための改善された方法に関するものである。

【０００２】 カルボニルジイミダゾール（ＣＤＩ）は、カルボニル基の導入、例えばカルボ
ネート、尿素又はウレタンの製造もしくはエステル合成又はアミド合成における
非リアクタンス性反応体の活性化のためによく利用される試薬である（Ａｎｇｅ
ｗ．Ｃｈｅｍ．７４（１９６２）、４０７）。

【０００３】

【化１】

【０００４】 原則的に、カルボニルジイミダゾールの２つの製造経路が公知である。Ｃｈｅ
ｍ．Ｂｅｒ．９３（１９６０）、２８０４及び米国特許第４９６５３６６号には
、二段階法が記載されており、この場合、まず、イミダゾールを、トリメチルシ
リルクロリドと反応させて１−トリメチルシリルイミダゾールにし、これを、引
き続き、以下の反応式のようにホスゲンと反応させてＣＤＩにしている。

【０００５】

【化２】

【０００６】 トリメチルシリルクロリドは、この循環において再利用することができるにも
かかわらず、この合成経路は、著しい所要時間を必要とし、これにより、有用生
成物の空時収量が劣ってしまう。更に、加水分解感応性のトリメチルシリルクロ
リドの取扱は、反応装置に対して付加的な要求をする。

【０００７】 ＣＤＩの製造のための穏和な経路は、本来Ｓｔａａｂ他により導入され、様々
な刊行物に記載されているイミダゾールの直接ホスゲン化である（Ｌｉｅｂｉｇ
ｓ Ａｎｎ．Ｃｈｅｍ．６０９（１９５７）、２０１）。確かにこの場合、結合
生成物は、ＣＤＩ１モル当たりイミダゾール−ヒドロクロリド２モルが生じるが
、しかし、このイミダゾール−ヒドロクロリドは、塩基性の処理によって再度変
換されてイミダゾールにされ、ホスゲン化に返送することができる：

【０００８】

【化３】

【０００９】 欧州特許出願公開第０６９２４７６号では、前記の文献に記載された合成経路
は、専ら溶剤の脱水法が拡大されているにすぎない。しかしながら、もとの指示
の著しい困難性は存続したままである。結合生成物として一緒に形成されたイミ
ダゾール−ヒドロクロリドは、高い温度（８０〜１００℃）で、湿分の排除下で
の濾過によってＣＤＩを含有する反応溶液から分離されなければならない。十分
に高い生成物の品質の保持のためには、ＣＤＩが、並はずれて加水分解感応性で
あるので、高価な工業的費用をかけなければならない。

【００１０】 従って、本発明の課題は、湿分の排除下での高価な濾過を回避するという、本
来の方法の改善である。この課題は、本発明によれば、結合生成物として生じる
イミダゾール−ヒドロクロリドを、溶融液として、相分離によって、得られた反
応混合物から分離される、不活性溶剤中でのイミダゾールとホスゲンとからのカ
ルボニルジイミダゾールの製造法によって解決される。溶融液としての、形成さ
れたイミダゾール−ヒドロクロリドの分離は、有利に、１００℃を上回る温度、
有利に１１０〜１３０℃の温度で行われる。イミダゾール−ヒドロクロリド溶融
液は、下相として生じるので、これは、相分離が行われた後の下相の簡単な排出
によって分離することができる。溶剤としては、原理的には、１３０℃より高い
沸点で、ホスゲンに対して不活性の全ての溶剤が使用可能であるが、しかし、有
利にクロルベンゾール及びキシロール；特に有利に溶剤としてはキシロールが使
用される。

【００１１】 反応条件下で固体として生じるイミダゾール−ヒドロクロリドの溶融のために
必要な温度は、驚異的なことに、１５８〜１６１℃の純粋なヒドロクロリドの前
記文献中に記載された融点を明らかに下回っている。１つの理論にかかわること
なく、おそらく、ネルンストの拡散法則により溶融したヒドロクロリド中に溶解
する、イミダゾール−ヒドロクロリドとＣＤＩとの共融混合物が形成されるか又
は純粋なヒドロクロリドの融点を低下させる、ＣＤＩ、イミダゾール−ヒドロク
ロリド及び溶剤の三元混合物が生じる。

【００１２】 ヒドロクロリド相の融点は、試験毎に異なっており、どうやら、溶剤、反応混
合物の組成、殊に添加されたホスゲン量及び各成分の濃度に左右されている。

【００１３】 溶液中に存在するＣＤＩは、キシロール形容液の冷却の際に純粋な形で晶出し
、０〜５０℃、有利に室温で、無水不活性ガス下に、更に洗浄せずに吸引濾過に
よって高純度で単離することができる。

【００１４】 イミダゾール−ヒドロクロリドは、冷却の際に固化する。更に、溶解したＣＤ
Ｉの一部を含有しているが、これは、水を用いる加水分解の際に、反応してＣＯ
2及びイミダゾールを生じてしまう。水と実際には混合不可能な溶剤、例えば水
不溶性カルボン酸エステル、有利に酢酸エチルエステル又は芳香族炭化水素、有
利に、上記の方法に用いられる溶剤の添加及び苛性ソーダ又は別の強塩基を用い
る中和によって、イミダゾール−ヒドロクロリドは、１１から１２の間のｐＨ値
で、再度、イミダゾールとして遊離し、ほぼ定量的に、有機相に変わることがで
きる。この後、溶解したイミダゾールは、再度ｍ上記のプロセスで使用される。
有機溶剤中に溶解した水は、共沸によって水分離器においてエダクト混合物から
除去される。

【００１５】 この方法を、以下の実施例によって詳細に説明する。

【００１６】 例 １ 反応を、ガス導入管、攪拌機及び設置された冷却システムを有する２ｌの二重
ジャケット反応器中で実施する。キシロール（異性体混合物）１０１０ｇ中に、
イミダゾール１３６ｇ（２モル）を反応器中で懸濁させる。環流温度への加熱の
際に、約６５℃でイミダゾールは完全に溶解する。水分離器において、環流で、
全部で１０ｇのキシロールを脱水のために減少する。この後、エダクト溶液の温
度は、再度、６６℃にまで低下する。３０分間で、全部で５１ｇのホスゲン（０
．５１モル）を導入すると、その際に、反応温度は、最大で７６℃にまで上昇す
る。約２０分の反応時間後に、２つの相が形成される。上側相は、清澄で無色で
ある。下側相は、形成されたイミダゾール−ヒドロクロリドを含有する相であり
、この場合、無色の結晶の形で分離されるのではなく、粘稠で、塊のある粥状物
を形成しており、これは、１時間の後反応時間及び１３０℃への外部温度の上昇
により、１０８℃（内部温度）で完全に溶融する。

【００１７】 溶融相は、１１０℃で排出され、冷却の際に固化する。真空下での乾燥後に、
９１ｇが残留している。冷却反応溶液から、無色の針状物でのカルボニルジイミ
ダゾールが生じる。結晶体を、無水窒素下で吸引濾過し、かつ真空下で乾燥させ
る。融点１１０〜１１２℃及び元素分析により理論値に一致するカルボニルジイ
ミダゾール３６ｇが得られる。

【００１８】 母液からは、溶剤の濃縮によって、カルボニルジイミダゾールを更に５．５ｇ
取得することができる。

【００１９】 例 ２ 例１を、同じバッチ規模で繰り返す。再度、イミダゾールは、６５℃で完全に
熔解する。３０分を越えて、ホスゲンを全部で５２ｇ、６５〜７７℃の温度で導
入する。２０分後に、例１と同様に、イミダゾール−ヒドロクロリドが、粘稠な
褐色の粥状物として分離されるが、これは、１２０℃で初めて完全に溶融する。
下側相を、１２０℃で排出し；冷却及び真空下での乾燥後に、暗褐色の固体１２
８ｇが得られる。

【００２０】 この反応溶液から、カルボニルジイミダゾールが、再度、針状の無色の結晶体
の形で生じる。無水窒素下での吸引濾過及び真空下での乾燥後に、融点１１０〜
１１２℃の無色の結晶体４０．５ｇが得られる。母液からは、溶剤の濃縮によっ
て、カルボニルジイミダゾールが更に８ｇ取得される。

【００２１】 例 ３ イミダゾールの返送 例１及び２からのイミダゾール−ヒドロクロリド画分を合わせ、水約２５０ｍ
ｌ中に溶解させる。この場合、著しいＣＯ_２の発生が観察されるが、これは、ヒ
ドロクロリド中に溶解していたカルボニルジイミダゾールの加水分解に由来する
ものである。暗褐色に着色された溶液に、ガス発生の終了後に、約１リットルの
酢酸エチルエステルを上に入れる。開始時に、この混合物は、６．９のｐＨ値を
示している。ｐＨ値が、長時間の後にも１２の一定の値で安定したままになるま
での間、撹拌下に４０％のＮａＯＨ水溶液を供給する。温度は、添加の間に最大
４４℃にまで上昇する。水相において、若干の塩が晶出するが、これを、少量の
水の添加によって溶解させる。

【００２２】 水相を分離し、酢酸エステルそれぞれ５０ｍｌで４回、後抽出する。合わせた
酢酸エステル相から、１９０ミリバール及び４２℃で溶剤を留去する。乾燥後に
、返送したイミダゾール１６４ｇが得られる。

【００２３】 例 ４ 返送したイミダゾールの再使用 例３からの返送したイミダゾール１６４ｇを、キシロール１３００ｇ中で懸濁
させる。分離したキシロールに混濁が観察されなくなるまで、水分離器において
、キシロール／水混合物を共沸除去する。６０〜７３℃で、３５分間に亘って、
全部で６０ｇのホスゲンを導入する。１５分後に、２つの相が形成する。約１時
間後に、ヒドロクロリドを含有する下側相は、暗黒色である。これを、１２０℃
で溶融させ、かつ１２０℃で排出させる。

【００２４】 上側相からは、冷却の際に、カルボニルジイミダゾールの無色の針状物が晶出
するが、これは、無水窒素下での吸引濾過及び真空中での乾燥後に、融点１１０
℃を有している。生成物４１ｇが単離される。

【００２５】 母液からは、溶剤の濃縮によって、カルボニルジイミダゾールの無色が更に１
４ｇ取得される。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年４月６日（２０００．４．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不活性溶剤中でイミダゾールとホスゲンとからのカルボニル
   ジイミダゾールの製造法において、結合生成物として生じるイミダゾール−ヒド
   ロクロリドが、溶融液として、相分離によって、得られた反応混合物から分離さ
   れることを特徴とする、カルボニルイミダゾールの製造法。
2. 【請求項２】 イミダゾール−ヒドロクロリドを、反応後に、１００〜１３
   ０℃への温度の上昇によって溶融させ、その後、相分離によって分離する、請求
   項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 反応を、６０〜８０℃の範囲内の温度で、溶剤としての置換
   された芳香族炭化水素中で実施する、請求項１又は２に記載の方法。
4. 【請求項４】 置換された芳香族炭化水素として、オルトキシロール、メタ
   キシロール又はパラキシロール又はこれらから任意の割合で構成された異性体混
   合物を使用する、請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 溶融液として分離されたイミダゾール−ヒドロクロリドを、
   水で加水分解し、その後、強塩基の水溶液を用いて、１１〜１２のｐＨ値の調節
   によって中和させ、かつ水相から、有機溶剤を用いて抽出する、請求項１から４
   までのいずれか１項に記載の方法。
6. 【請求項６】 抽出のための有機溶剤として、水不溶性のカルボン酸エステ
   ルを使用する、請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 抽出によって回収されたイミダゾール溶液を、溶液中に存在
   する水の共沸除去によって脱水し、ホスゲン化に返送する、請求項５又は６に記
   載の方法。