JP2004067544A - 高純度ビス−（１（２）ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】アジ化物塩とジシアナミド塩を原料として、副生物の生成を抑制し、高収率で高純度のビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを製造する方法を提供する。
【解決手段】アジ化物塩とジシアナミド塩をハロゲン化アンモニウムの存在下、非プロトン性極性溶媒中で加熱閉環反応を行い、反応液より溶媒を濃縮した後、ｐＨが２以下となるように酸を添加することで生成するビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを高純度結晶として、高収率で得ることを特徴とするビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンの製造方法。
【選択図】 なし。
【解決手段】アジ化物塩とジシアナミド塩をハロゲン化アンモニウムの存在下、非プロトン性極性溶媒中で加熱閉環反応を行い、反応液より溶媒を濃縮した後、ｐＨが２以下となるように酸を添加することで生成するビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを高純度結晶として、高収率で得ることを特徴とするビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンの製造方法。
【選択図】 なし。
Description
【０００１】
【発明に属する技術分野】
本発明は低毒性で且つ取り扱い容易なエアーバック用ガス発生剤として、また高分子発泡剤としても有用なビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン（ＢＴＡ）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン（ＢＴＡ）は下記式 （１） で表される化学構造を有するものである。
【化１】
また、その合成法として、下記に示す従来技術が知られている。
（従来技術１） ＷＯ ９５／１８８０２（１９９５）
従来技術１では、水溶媒中、ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）と、アジ化ナトリウムを塩化アンモニウム、ホウ酸塩、リン酸塩等の存在下、 ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン（ＢＴＡ） を下記式 （２） で示される反応で合成することを記載している。
【化２】
【０００３】
（従来技術 ２） Ｗｉｌｌｉａｍ Ｐ． Ｎｏｒｒｉｓ ａｎｄ Ｒｏｎａｌｄ Ａ． Ｈｅｎｒｙ， Ｊ． Ｏｒｇ． Ｃｈｅｍ．， ２９，６５０（１９６４）
従来技術２では、シアノグアニルアジド（ＣＧＡ）水溶液にジイソプロピルアミンを添加し、該水溶液をトリメチルアンモニウム塩酸塩存在下、アジ化ナトリウムと反応させることにより、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン（ＢＴＡ）を合成することが記載されている。
【化３】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術１はナトリウムジシアナミドを出発原料として、アジ化ナトリウムと塩化アンモニウム、ホウ酸塩、リン酸塩等を用い水溶媒中反応させることによりビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを合成する方法である。しかしながら反応時間が１８〜７２時間と長く副生成物が多く生成するため純度の低い結晶しか得られないという欠点がある。追試を行った結果、純度８９．５％、収率７０％と低いものであり、品質的にも不十分であった。
【０００５】
従来技術２はシアノグアニルアジドを出発原料として、水溶媒中アジ化ナトリウムとの加熱閉環反応によりビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを合成する方法である。しかしながら、この方法は５−アミノテトラゾール（５−ＡＴ）から合成したシアノグアニルアジドを単離しており操作が煩雑となる。また、還流下での反応時間が１８時間と長いゆえ、副生成物の生成により純度の低い結晶しか得られないという欠点がある。追試を行った結果、純度８５％、収率５０％程度で極めて低いものであった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、アジ化物塩とジシアナミド塩を出発原料として、高純度のビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを高収率で製造する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、アジ化物塩とジシアナミド塩をハロゲン化アンモニウムの存在下、非プロトン性極性溶媒中で反応させることを特徴とする高純度ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンの製造方法が提供される。
本発明において、非プロトン性極性溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジ置換アミド系溶媒もしくはＮ−置換ラクタム系溶媒が特に好ましい。
【０００８】
【発明の実施形態】
本発明において重要な特徴は、ハロゲン化アンモニウムの存在下で、アジ化物塩とジシアナミド塩とを反応させてビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを製造するに際し、当該反応を非プロトン性極性溶媒中で行う点にある。即ち、非プロトン性極性溶媒中で反応を行うことにより、水溶媒中で反応を行う場合に比して、反応速度が向上して短時間で反応が進行し、この結果として、ジシアナミド塩もしくは中間体の分解による副生物の生成を抑制し、簡単な後処理操作により高収率で高純度のビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを得ることが可能となる。
【０００９】
即ち、本発明によるビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンの製造では、アジ化物塩とジシアナミド塩をハロゲン化アンモニウムの存在下、非プロトン性極性溶媒中で加熱閉環反応させ、反応終了後、反応液より溶媒を濃縮しｐＨが２以下となるように酸を添加することにより、生成するビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン一水和物を、純度９８％以上の高純度結晶として、収率８０〜９０％で得ることができる。得られた当該アミンの水和物は、例えば１００℃程度で減圧乾燥することにより、容易にビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンとして、定量的収率で得ることができる。
後述する実施例から明らかな通り、本発明にしたがって非プロトン性極性溶媒を用いた場合には、得られるビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン水和物の結晶純度は、常に９８％を越えているが、参考例１に示されているように、溶媒として水を用いた場合には、得られる当該アミン水和物の結晶純度は、高くとも９５％程度である。
【００１０】
本発明の反応機構は必ずしもこれに制限されるものではないが、下記式（４）の通り進行するものと思われる。
【化４】
【００１１】
本発明に使用する非プロトン性極性溶媒は、Ｎ，Ｎ−ジ置換アミド系溶媒やＮ−置換ラクタム系溶媒が好適に使用される。Ｎ，Ｎ−ジ置換アミド系溶媒の例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルプロピオンアミド等であり、Ｎ−置換ラクタム系溶媒の例としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン等である。Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが好適である。これらの溶媒は、１種を単独で用いても２種以上の溶媒を混合して用いてもよい。
【００１２】
本発明では、ジシアナミド塩（Ａ）当たりのアジ化物塩（Ｂ）のモル比（Ｂ／Ａ）が２．０〜２．５となるように、またジシアナミド塩（Ａ）当たりのハロゲン化アンモニウム （Ｃ）のモル比（Ｃ／Ａ）が２．０〜３．５となるように原料を調整することが、収率及び純度の点で好ましい。
【００１３】
アジ化物塩は、アジ化ナトリウムが入手容易であり、また通常の市販品を使用できる。
【００１４】
ジシアナミド塩は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩等が使用できるが、ナトリウムジシアナミドが好適である。
【００１５】
ハロゲン化アンモニウムは、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、ヨウ化アンモニウムが使用できるが、特に塩化アンモニウムが好適である。
【００１６】
本発明における反応は、反応温度：１００〜１６０℃、反応時間：０．５〜１０時間、好ましくは１１０〜１４０℃、１〜８時間である。この範囲より低い温度でも、反応は進行するが反応速度が遅く閉環反応が完結せず長時間の反応となり、中間体およびその分解副生物が混入し、またこの範囲より高い温度では、ジシアナミド塩および中間体の熱分解による副反応のため品質及収率の低下をきたし好ましくない。反応圧力は、特に制限はない。
【００１７】
反応終了後、通常の濃縮操作により溶媒を濃縮し、留出回収した溶剤は再使用する事が可能である。
【００１８】
濃縮後、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを含む濃縮液に酸を添加することによりビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン一水和物を難溶性の結晶として得ることができる。この際、反応液のｐＨが２以下、好ましくは１以下となるように添加することが重要であり、ｐＨが２以上の場合、収率の低下となる。
【００１９】
添加する酸は、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の鉱酸類が使用できるが、特に塩酸が好適である。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら制限されるものではない。
なお、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン一水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ）の純度は、ＮａＯＨ滴定及び高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）で求めた。
【００２１】
（実施例１ ＢＴ−５）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンの合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：２８．６ｇ （０．４４ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：２３．５ｇ （０．４４ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：１９．７ｇ（０．２１ ｍｏｌ）
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド：２９８．８ｇ
を５００ｍＬフラスコに仕込み、１１０℃まで１時間で昇温し、１１０℃で８時間反応させた。
その後反応液を減圧下で濃縮し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド （１７４．８ｇ） を留去した。
濃縮液に水２４９．８ｇを添加後、６９．９〜６７．２℃の温度で３６％塩酸４９．８ｇ（０．４９ ｍｏｌ）を、５０分かけて滴下した。その後２１．３℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶３３．５ ｇ を得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：６時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ）２８．７ｇを得た。
結晶収率：７９．１％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値９８．３％、ＨＰＬＣ分析値：９９．７０％
次いで、上記で得られたビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ）を乾燥温度：１００℃、乾燥時間：４時間で減圧乾燥を行なって、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン（ＢＴＡ）２５．６ｇを得た。
【００２２】
（実施例２ ＢＴ−１３）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物の合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：１４．４ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：１７．５ｇ（０．３２４ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：９．８ｇ（０．１０５ ｍｏｌ）
Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド：１５０ｇ
を３００ｍＬフラスコに仕込み、１３０℃まで１．５時間で昇温し、１３０℃で２時間反応させた。
その後反応液を減圧下で濃縮し、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド８８．５ｇを留去した。
濃縮液に水１５２．６ｇを添加後、６６．４〜６９．７℃の温度で３６％塩酸２６．０ｇ（０．２５６ ｍｏｌ）を、３０分かけて滴下した。その後１７．０℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶２４．３ｇを得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：５時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ） １５．３ｇを得た。
結晶収率：８６．２％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値９９．９９％、ＨＰＬＣ分析値９９．７１％
【００２３】
（実施例３ ＢＴ−９）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物の合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：１４．３ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：１１．８ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：９．７ｇ（０．１０４ ｍｏｌ）
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド：１５０ｇ
を３００ｍＬフラスコに仕込み、１３０℃まで１時間で昇温し、１３０℃で４時間反応させた。
その後反応液を減圧下で濃縮し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド８６．３ｇを留去した。
濃縮液に水１２７．７ｇを添加後、６８．２〜６７．６℃の温度で３６％塩酸２５．１ｇ（０．２５ ｍｏｌ）を、３０分かけて滴下した。その後１６．４℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶１６．７ｇを得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：４時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ）１５．２ｇを得た。
結晶収率：８５．１％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値９９．８４％、ＨＰＬＣ分析値９９．７７％
【００２４】
（実施例４ ＢＴ−２２）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン一水和物の合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：１３．６ｇ（０．２０８ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：１１．９ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：９．７ｇ（０．１０４ ｍｏｌ）
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド：１５０ｇ
を３００ｍＬフラスコに仕込み、１３０℃まで１時間で昇温し、１３０℃で７時間反応させた。
その後反応液を減圧下で濃縮し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド８６．１ｇを留去した。
濃縮液に水１２０．１ｇを添加後、６２．４〜６０．４℃の温度で３６％塩酸２６．３ｇ（０．２５９ ｍｏｌ）を、２０分かけて滴下した。その後１９．２℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶２１．９ｇを得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：５時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ） １５．０ｇを得た。
結晶収率：８２．８％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値９８．３％、ＨＰＬＣ分析値９９．２８％
【００２５】
（実施例５ ＢＴ−１２）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物の合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：１４．４ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：１１．８ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：９．８ｇ（０．１０５ ｍｏｌ）
Ｎ−メチル−ピロリドン：９６ｇ
を３００ｍＬフラスコに仕込み、１４０℃まで３０分で昇温した。１４０℃で１時間、更に１６０℃で１時間反応させた。
その後反応液を減圧下で濃縮し、Ｎ−メチル−ピロリドン５９．４ｇを留去した。
濃縮液に水１５２．６ｇを添加後、５８．６〜６３．５℃の温度で３６％塩酸２５．９ｇ（０．２５５ ｍｏｌ）を、４０分かけて滴下した。その後２２．３℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶２３．９ｇを得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：６時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ） １６．３ｇを得た。
結晶収率：９１．１％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値９９．４％、ＨＰＬＣ分析値９９．３８％
【００２６】
（実施例６ ＢＴ−１４）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物の合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：１４．４ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：１１．８ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：９．８ｇ（０．１０５ ｍｏｌ）
Ｎ−メチル−ピロリドン：１００ｇ
を３００ｍＬフラスコに仕込み、１３０℃まで１時間で昇温し、１３０℃で２時間反応させた。
その後反応液を減圧下で濃縮し、Ｎ−メチル−ピロリドン５９．７ｇを留去した。
濃縮液に水１４９．２ｇを添加後、７５．６〜７５．７℃の温度で３６％塩酸２５．９ｇ（０．２５５ ｍｏｌ）を、３０分かけて滴下した。その後２０．０℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶２０．７ｇを得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：４時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ） １６．２ｇを得た。
結晶収率：９１．０％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値９９．９％、ＨＰＬＣ分析値９９．８６％
【００２７】
（参考例１ ＢＴ−４）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物の合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：１７２．６ｇ（２．６４ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：１４１．６ｇ（２．６１ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：１１６．９ｇ（１．２５ ｍｏｌ）
水：１２００ｇ
を２０００ｍＬフラスコに仕込み、１００℃まで１時間で昇温して、１００℃で１８時間反応させた。
その後反応液に水３００ｇを添加後、７３．２〜６９．８℃の温度で３６％塩酸３００．２ｇ（２．９６１ ｍｏｌ）を、１時間かけて滴下した。その後２１．４℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶２２０．９ｇを得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：６時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ） １５７．４ｇを得た。
結晶収率：７０．７％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値９５．９％、ＨＰＬＣ分析値９４．９７％
【００２８】
（参考例２ ＢＴ−１９）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物の合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：６８．５ｇ（１．０５ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：５６．７ｇ（１．０５ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：４６．９ｇ（０．５０ ｍｏｌ）
水：５００ｇ
を１０００ｍＬガラス製オートクレーブに仕込み、１３０℃まで１時間で昇温して、１３０℃で９時間反応させた。
その後反応液に水３００ｇを添加後、７２．４〜７３．６℃の温度で３６％塩酸１２５．６ｇ（１．２３９ ｍｏｌ）を、１時間かけて滴下した。その後１５．４℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶７３．８ｇを得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：６時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ） ４１．２ｇを得た。
結晶収率：４２．９％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値８９．０％、ＨＰＬＣ分析値７８．８２％
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、アジ化物塩とジシアナミド塩をハロゲン化アンモニウムの存在下、非プロトン性極性溶媒中で加熱閉環反応させることにより副生物の生成を抑制し、反応液より溶媒を濃縮しｐＨが２以下となるように酸を添加することにより、生成するビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを、高収率、高純度で製造することが可能になる。
【発明に属する技術分野】
本発明は低毒性で且つ取り扱い容易なエアーバック用ガス発生剤として、また高分子発泡剤としても有用なビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン（ＢＴＡ）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン（ＢＴＡ）は下記式 （１） で表される化学構造を有するものである。
【化１】
（従来技術１） ＷＯ ９５／１８８０２（１９９５）
従来技術１では、水溶媒中、ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）と、アジ化ナトリウムを塩化アンモニウム、ホウ酸塩、リン酸塩等の存在下、 ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン（ＢＴＡ） を下記式 （２） で示される反応で合成することを記載している。
【化２】
（従来技術 ２） Ｗｉｌｌｉａｍ Ｐ． Ｎｏｒｒｉｓ ａｎｄ Ｒｏｎａｌｄ Ａ． Ｈｅｎｒｙ， Ｊ． Ｏｒｇ． Ｃｈｅｍ．， ２９，６５０（１９６４）
従来技術２では、シアノグアニルアジド（ＣＧＡ）水溶液にジイソプロピルアミンを添加し、該水溶液をトリメチルアンモニウム塩酸塩存在下、アジ化ナトリウムと反応させることにより、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン（ＢＴＡ）を合成することが記載されている。
【化３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術１はナトリウムジシアナミドを出発原料として、アジ化ナトリウムと塩化アンモニウム、ホウ酸塩、リン酸塩等を用い水溶媒中反応させることによりビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを合成する方法である。しかしながら反応時間が１８〜７２時間と長く副生成物が多く生成するため純度の低い結晶しか得られないという欠点がある。追試を行った結果、純度８９．５％、収率７０％と低いものであり、品質的にも不十分であった。
【０００５】
従来技術２はシアノグアニルアジドを出発原料として、水溶媒中アジ化ナトリウムとの加熱閉環反応によりビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを合成する方法である。しかしながら、この方法は５−アミノテトラゾール（５−ＡＴ）から合成したシアノグアニルアジドを単離しており操作が煩雑となる。また、還流下での反応時間が１８時間と長いゆえ、副生成物の生成により純度の低い結晶しか得られないという欠点がある。追試を行った結果、純度８５％、収率５０％程度で極めて低いものであった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、アジ化物塩とジシアナミド塩を出発原料として、高純度のビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを高収率で製造する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、アジ化物塩とジシアナミド塩をハロゲン化アンモニウムの存在下、非プロトン性極性溶媒中で反応させることを特徴とする高純度ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンの製造方法が提供される。
本発明において、非プロトン性極性溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジ置換アミド系溶媒もしくはＮ−置換ラクタム系溶媒が特に好ましい。
【０００８】
【発明の実施形態】
本発明において重要な特徴は、ハロゲン化アンモニウムの存在下で、アジ化物塩とジシアナミド塩とを反応させてビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを製造するに際し、当該反応を非プロトン性極性溶媒中で行う点にある。即ち、非プロトン性極性溶媒中で反応を行うことにより、水溶媒中で反応を行う場合に比して、反応速度が向上して短時間で反応が進行し、この結果として、ジシアナミド塩もしくは中間体の分解による副生物の生成を抑制し、簡単な後処理操作により高収率で高純度のビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを得ることが可能となる。
【０００９】
即ち、本発明によるビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンの製造では、アジ化物塩とジシアナミド塩をハロゲン化アンモニウムの存在下、非プロトン性極性溶媒中で加熱閉環反応させ、反応終了後、反応液より溶媒を濃縮しｐＨが２以下となるように酸を添加することにより、生成するビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン一水和物を、純度９８％以上の高純度結晶として、収率８０〜９０％で得ることができる。得られた当該アミンの水和物は、例えば１００℃程度で減圧乾燥することにより、容易にビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンとして、定量的収率で得ることができる。
後述する実施例から明らかな通り、本発明にしたがって非プロトン性極性溶媒を用いた場合には、得られるビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン水和物の結晶純度は、常に９８％を越えているが、参考例１に示されているように、溶媒として水を用いた場合には、得られる当該アミン水和物の結晶純度は、高くとも９５％程度である。
【００１０】
本発明の反応機構は必ずしもこれに制限されるものではないが、下記式（４）の通り進行するものと思われる。
【化４】
本発明に使用する非プロトン性極性溶媒は、Ｎ，Ｎ−ジ置換アミド系溶媒やＮ−置換ラクタム系溶媒が好適に使用される。Ｎ，Ｎ−ジ置換アミド系溶媒の例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルプロピオンアミド等であり、Ｎ−置換ラクタム系溶媒の例としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン等である。Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが好適である。これらの溶媒は、１種を単独で用いても２種以上の溶媒を混合して用いてもよい。
【００１２】
本発明では、ジシアナミド塩（Ａ）当たりのアジ化物塩（Ｂ）のモル比（Ｂ／Ａ）が２．０〜２．５となるように、またジシアナミド塩（Ａ）当たりのハロゲン化アンモニウム （Ｃ）のモル比（Ｃ／Ａ）が２．０〜３．５となるように原料を調整することが、収率及び純度の点で好ましい。
【００１３】
アジ化物塩は、アジ化ナトリウムが入手容易であり、また通常の市販品を使用できる。
【００１４】
ジシアナミド塩は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩等が使用できるが、ナトリウムジシアナミドが好適である。
【００１５】
ハロゲン化アンモニウムは、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、ヨウ化アンモニウムが使用できるが、特に塩化アンモニウムが好適である。
【００１６】
本発明における反応は、反応温度：１００〜１６０℃、反応時間：０．５〜１０時間、好ましくは１１０〜１４０℃、１〜８時間である。この範囲より低い温度でも、反応は進行するが反応速度が遅く閉環反応が完結せず長時間の反応となり、中間体およびその分解副生物が混入し、またこの範囲より高い温度では、ジシアナミド塩および中間体の熱分解による副反応のため品質及収率の低下をきたし好ましくない。反応圧力は、特に制限はない。
【００１７】
反応終了後、通常の濃縮操作により溶媒を濃縮し、留出回収した溶剤は再使用する事が可能である。
【００１８】
濃縮後、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを含む濃縮液に酸を添加することによりビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン一水和物を難溶性の結晶として得ることができる。この際、反応液のｐＨが２以下、好ましくは１以下となるように添加することが重要であり、ｐＨが２以上の場合、収率の低下となる。
【００１９】
添加する酸は、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の鉱酸類が使用できるが、特に塩酸が好適である。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら制限されるものではない。
なお、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン一水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ）の純度は、ＮａＯＨ滴定及び高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）で求めた。
【００２１】
（実施例１ ＢＴ−５）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンの合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：２８．６ｇ （０．４４ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：２３．５ｇ （０．４４ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：１９．７ｇ（０．２１ ｍｏｌ）
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド：２９８．８ｇ
を５００ｍＬフラスコに仕込み、１１０℃まで１時間で昇温し、１１０℃で８時間反応させた。
その後反応液を減圧下で濃縮し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド （１７４．８ｇ） を留去した。
濃縮液に水２４９．８ｇを添加後、６９．９〜６７．２℃の温度で３６％塩酸４９．８ｇ（０．４９ ｍｏｌ）を、５０分かけて滴下した。その後２１．３℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶３３．５ ｇ を得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：６時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ）２８．７ｇを得た。
結晶収率：７９．１％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値９８．３％、ＨＰＬＣ分析値：９９．７０％
次いで、上記で得られたビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ）を乾燥温度：１００℃、乾燥時間：４時間で減圧乾燥を行なって、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン（ＢＴＡ）２５．６ｇを得た。
【００２２】
（実施例２ ＢＴ−１３）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物の合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：１４．４ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：１７．５ｇ（０．３２４ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：９．８ｇ（０．１０５ ｍｏｌ）
Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド：１５０ｇ
を３００ｍＬフラスコに仕込み、１３０℃まで１．５時間で昇温し、１３０℃で２時間反応させた。
その後反応液を減圧下で濃縮し、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド８８．５ｇを留去した。
濃縮液に水１５２．６ｇを添加後、６６．４〜６９．７℃の温度で３６％塩酸２６．０ｇ（０．２５６ ｍｏｌ）を、３０分かけて滴下した。その後１７．０℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶２４．３ｇを得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：５時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ） １５．３ｇを得た。
結晶収率：８６．２％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値９９．９９％、ＨＰＬＣ分析値９９．７１％
【００２３】
（実施例３ ＢＴ−９）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物の合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：１４．３ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：１１．８ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：９．７ｇ（０．１０４ ｍｏｌ）
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド：１５０ｇ
を３００ｍＬフラスコに仕込み、１３０℃まで１時間で昇温し、１３０℃で４時間反応させた。
その後反応液を減圧下で濃縮し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド８６．３ｇを留去した。
濃縮液に水１２７．７ｇを添加後、６８．２〜６７．６℃の温度で３６％塩酸２５．１ｇ（０．２５ ｍｏｌ）を、３０分かけて滴下した。その後１６．４℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶１６．７ｇを得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：４時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ）１５．２ｇを得た。
結晶収率：８５．１％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値９９．８４％、ＨＰＬＣ分析値９９．７７％
【００２４】
（実施例４ ＢＴ−２２）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン一水和物の合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：１３．６ｇ（０．２０８ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：１１．９ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：９．７ｇ（０．１０４ ｍｏｌ）
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド：１５０ｇ
を３００ｍＬフラスコに仕込み、１３０℃まで１時間で昇温し、１３０℃で７時間反応させた。
その後反応液を減圧下で濃縮し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド８６．１ｇを留去した。
濃縮液に水１２０．１ｇを添加後、６２．４〜６０．４℃の温度で３６％塩酸２６．３ｇ（０．２５９ ｍｏｌ）を、２０分かけて滴下した。その後１９．２℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶２１．９ｇを得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：５時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ） １５．０ｇを得た。
結晶収率：８２．８％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値９８．３％、ＨＰＬＣ分析値９９．２８％
【００２５】
（実施例５ ＢＴ−１２）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物の合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：１４．４ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：１１．８ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：９．８ｇ（０．１０５ ｍｏｌ）
Ｎ−メチル−ピロリドン：９６ｇ
を３００ｍＬフラスコに仕込み、１４０℃まで３０分で昇温した。１４０℃で１時間、更に１６０℃で１時間反応させた。
その後反応液を減圧下で濃縮し、Ｎ−メチル−ピロリドン５９．４ｇを留去した。
濃縮液に水１５２．６ｇを添加後、５８．６〜６３．５℃の温度で３６％塩酸２５．９ｇ（０．２５５ ｍｏｌ）を、４０分かけて滴下した。その後２２．３℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶２３．９ｇを得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：６時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ） １６．３ｇを得た。
結晶収率：９１．１％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値９９．４％、ＨＰＬＣ分析値９９．３８％
【００２６】
（実施例６ ＢＴ−１４）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物の合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：１４．４ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：１１．８ｇ（０．２２ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：９．８ｇ（０．１０５ ｍｏｌ）
Ｎ−メチル−ピロリドン：１００ｇ
を３００ｍＬフラスコに仕込み、１３０℃まで１時間で昇温し、１３０℃で２時間反応させた。
その後反応液を減圧下で濃縮し、Ｎ−メチル−ピロリドン５９．７ｇを留去した。
濃縮液に水１４９．２ｇを添加後、７５．６〜７５．７℃の温度で３６％塩酸２５．９ｇ（０．２５５ ｍｏｌ）を、３０分かけて滴下した。その後２０．０℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶２０．７ｇを得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：４時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ） １６．２ｇを得た。
結晶収率：９１．０％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値９９．９％、ＨＰＬＣ分析値９９．８６％
【００２７】
（参考例１ ＢＴ−４）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物の合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：１７２．６ｇ（２．６４ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：１４１．６ｇ（２．６１ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：１１６．９ｇ（１．２５ ｍｏｌ）
水：１２００ｇ
を２０００ｍＬフラスコに仕込み、１００℃まで１時間で昇温して、１００℃で１８時間反応させた。
その後反応液に水３００ｇを添加後、７３．２〜６９．８℃の温度で３６％塩酸３００．２ｇ（２．９６１ ｍｏｌ）を、１時間かけて滴下した。その後２１．４℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶２２０．９ｇを得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：６時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ） １５７．４ｇを得た。
結晶収率：７０．７％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値９５．９％、ＨＰＬＣ分析値９４．９７％
【００２８】
（参考例２ ＢＴ−１９）
ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物の合成
９９．７％アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）：６８．５ｇ（１．０５ ｍｏｌ）
９９％塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）：５６．７ｇ（１．０５ ｍｏｌ）
９５％ナトリウムジシアナミド（ＳＤＣ）：４６．９ｇ（０．５０ ｍｏｌ）
水：５００ｇ
を１０００ｍＬガラス製オートクレーブに仕込み、１３０℃まで１時間で昇温して、１３０℃で９時間反応させた。
その後反応液に水３００ｇを添加後、７２．４〜７３．６℃の温度で３６％塩酸１２５．６ｇ（１．２３９ ｍｏｌ）を、１時間かけて滴下した。その後１５．４℃まで冷却し、析出した結晶を分離、水洗し、ｗｅｔ結晶７３．８ｇを得た。
乾燥温度：７０℃、乾燥時間：６時間で減圧乾燥を行い、ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミン−水和物（ＢＴＡ・Ｈ２Ｏ） ４１．２ｇを得た。
結晶収率：４２．９％（ＳＤＣ基準）
結晶純度：滴定値８９．０％、ＨＰＬＣ分析値７８．８２％
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、アジ化物塩とジシアナミド塩をハロゲン化アンモニウムの存在下、非プロトン性極性溶媒中で加熱閉環反応させることにより副生物の生成を抑制し、反応液より溶媒を濃縮しｐＨが２以下となるように酸を添加することにより、生成するビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを、高収率、高純度で製造することが可能になる。
Claims (12)
- アジ化物塩とジシアナミド塩をハロゲン化アンモニウムの存在下、非プロトン性極性溶媒中で反応させることを特徴とする高純度ビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンの製造方法。
- アジ化物塩が、アジ化ナトリウムである請求項１記載の製造方法。
- ジシアナミド塩が、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩またはアンモニウム塩である請求項１記載の製造方法。
- ジシアナミド塩が、ナトリウムジシアナミドである請求項１または３記載の製造方法。
- 非プロトン性極性溶媒が、Ｎ，Ｎ−ジ置換アミド系溶媒もしくはＮ−置換ラクタム系溶媒である請求項１記載の製造方法。
- Ｎ，Ｎ−ジ置換アミド系溶媒が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミド及びＮ，Ｎ−ジエチルプロピオンアミドからなる群より選択された少なくとも１種である請求項５記載の製造方法。
- Ｎ−置換ラクタム系溶媒が、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドンである請求項５記載の製造方法。
- ハロゲン化アンモニウムが、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、ヨウ化アンモニウムである請求項１記載の製造方法。
- 前記反応を、１００〜１６０℃で０．５〜１０時間行い、反応後溶媒を濃縮し、該濃縮液に酸を添加しｐＨ２以下とすることで生成するビス−（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）アミンを高純度結晶として得ることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
- 酸が、塩酸、硫酸、硝酸またはリン酸である請求項９記載の製造方法。
- ジシアナミド塩（Ａ）当たりのアジ化物塩（Ｂ）のモル比（Ｂ／Ａ）が２．０〜２．５となるように反応させることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
- ジシアナミド塩（Ａ）当たりのハロゲン化アンモニウム （Ｃ）のモル比（Ｃ／Ａ）が２．０〜３．５となるように反応させることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2004323392A (ja) * | 2003-04-23 | 2004-11-18 | Toyo Kasei Kogyo Co Ltd | ビテトラゾールアミン化合物の製造方法 |
| WO2007125585A1 (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Toyo Kasei Kogyo Co., Ltd. | ビテトラゾールアミン化合物の製造方法 |
| WO2008105505A1 (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Toyo Kasei Kogyo Co., Ltd. | ビス－（１（２）ｈ－テトラゾール－５－イル）アミン化合物および反応中間体、ならびにその製造方法 |
-
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- 2002-08-02 JP JP2002226609A patent/JP2004067544A/ja not_active Withdrawn
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