JP2010512396A - ３−ヒドロキシグルタロニトリルの合成方法 - Google Patents

Abstract

水およびイオン液体の存在下でエピハロヒドリンまたは４−ハロ−３−ヒドロキシ−ブタンニトリルもしくは異なる脱離基を含有する類似化合物をシアン化物（ＣＮ−）と反応させることによる３−ヒドロキシグルタロニトリルを調製するための高収率で高生産性の方法。水との共溶媒としてのイオン液体の使用は、生産性および選択性の向上をもたらす。

Description

本願は、２００７年１２月１２日出願の米国仮特許出願第６０／８７４，４０１号明細書の利益を主張するものである。この特許出願は、その全体がすべての目的のために本明細書の一部として援用される。

本発明は化学合成における有用な中間体である３−ヒドロキシグルタロニトリルの製造に関する。

化合物３−ヒドロキシグルタロニトリル（「３−ＨＧＮ」）は、薬学的に活性な化合物、毛髪染めにおいて用いられるジアミンおよび高強度繊維用のモノマーなどの種々の有用な材料のための前駆物質である。例えば、非特許文献１によって示されたように、３−ヒドロキシグルタロニトリルは、中間体として４−クロロ−３−ヒドロキシ−ブタンニトリル（「クロロヒドリン」としても知られている）を製造する、水中無機シアン化物でのエピクロロヒドリン（「ＥＣＨ」）処理によって従来から合成されてきた。

この方法には低い生産性および副生物の生成の問題がある。例えば、Ｊｏｈｎｓｏｎらは、１０〜１１℃で約５４時間の反応時間および酢酸エチルによる４８時間の連続抽出後に収率６０％を報告した。かなりの副生物（１８％）は、中間体４−クロロ−３−ヒドロキシ−ブタンニトリルおよび４−ヒドロキシクロトノニトリルを含んでいた。

従って、生産性および選択性の向上した３−ヒドロキシグルタロニトリルを合成する方法が必要とされ続けている。

Ｆ．Ｊｏｈｎｓｏｎら、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．（１９６２），２７，２２４１〜２２４３

本明細書で開示された本発明は、３−ヒドロキシグルタロニトリルの調製方法、３−ヒドロキシグルタロニトリルを転化できる生成物の調製方法およびかかる方法によって得られた生成物および得ることができる生成物を含む。

従って、本発明は、水およびイオン液体の存在下で、脱離基がハロゲン以外であるそれぞれエピハロヒドリンまたは４−ハロ−３−ヒドロキシ−ブタンニトリルもしくはこれらの出発材料に類似している化合物をシアン化物（ＣＮ−）と反応させることによる３−ヒドロキシグルタロニトリルを調製するための高収率で高生産性の方法を提供する。水との共溶媒としてのイオン液体の使用は、生産性および選択性の向上をもたらす。

本明細書の方法の一実施形態は、（ａ）ＣＮ−源の水溶液を提供する工程と、（ｂ）溶液のｐＨを約８〜１０に調節する工程と、（ｃ）式（Ｉ）

（式中、Ｘは脱離基である）
によって一般に表される化合物を溶液に添加する工程と、（ｄ）イオン液体および任意に相間移動触媒を溶液に添加する工程と、（ｅ）溶液のｐＨを約１２未満で維持する速度で連続的に、または２回以上に分けて不連続的に、追加のＣＮ−を添加する工程とによって３−ヒドロキシグルタロニトリルを調製する方法を提供する。

本明細書の方法の別の実施形態は、
ａ．水とイオン液体の二相混合物を提供する工程と、
ｂ．式（ＩＩ）

（式中、Ｘは脱離基である）
によって一般に表される化合物を混合物に添加する工程と、
ｃ．ＣＮ−源および任意に相間移動触媒を前記混合物に添加する工程と、
ｄ．溶液のｐＨを約１２未満で維持する速度で連続的に、または２回以上に分けて不連続的に、追加のＣＮ−を添加する工程とによって３−ヒドロキシグルタロニトリルを調製する方法を提供する。

本発明の一実施形態は、
ａ．ＣＮ−源の水溶液を提供する工程と、
ｂ．溶液のｐＨを約８〜約１０に調節する工程と、
ｃ．（ｉ）エピハロヒドリン（Ｉ）

（式中、Ｘは、Ｃｌ、ＢｒまたはＩなどの脱離基である）または
（ｉｉ）Ｘがハロゲン以外の脱離基であるエピハロヒドリンに類似している化合物を溶液に添加する工程と、
ｄ．イオン液体および任意に相間移動触媒を前記溶液に添加する工程と、
ｅ．反応混合物のｐＨを約１２未満で維持する速度で連続的に、または２回以上に分けて不連続的に、追加のＣＮ−を添加する工程とを含む、３−ヒドロキシグルタロニトリル（「３−ＨＧＮ」）を調製する方法を提供する。

３−ＨＧＮ生成物を必要に応じて分離し回収してもよいか、または更なる工程に直接供して、３−ＨＧＮ生成物から生成されるもう１つの化合物またはモノマーもしくはオリゴマーまたはポリマーなどの別の生成物に３−ＨＧＮ生成物を転化させてもよい。

本方法は概略的に以下で表される。

収率において有害な影響なしに反応時間を短縮することにより、イオン液体共溶媒の使用はプロセス生産性を高める。反応混合物のｐＨを約１２未満または約１１未満もしくは約９．５〜約１０．５の範囲内のｐＨで維持する速度で連続的に、または２回以上に分けて不連続的に、シアン化物は導入される。高いｐＨは、３−ヒドロキシ−ブタンニトリル中間体を劣化させるか、または３−ヒドロキシ−ブタンニトリル中間体の反応混合物中の含有率を減少させる。高いｐＨを避けるための便利な方法は、分割してシアン化物を添加することである。高いｐＨを避ける以外では、反応中の厳しいｐＨ制御はシアン化物が分割して添加される時には従って必要ではない。１０分の１、８分の１または６分の１などの分量が適することが見出されたが、分量のサイズが同じである必要はない。様々な分量を添加する間隔は、約１０〜約８０分、または約１５〜約６０分、もしくは約１５〜約３０分の範囲内の時間であってもよいが、同じ長さの時間である必要はない。

工程（ａ）において提供された水溶液は、工程（ｃ）において添加されるべきエピハロヒドリン（または類似化合物）のモルごとに約１〜約１．５モル、好ましくは約１．１〜約１．３モルのＣＮ−を含有する。適するＣＮ−源には、限定はされないが、ＫＣＮ、ＮａＣＮおよびＬｉＣＮなどのアルカリシアン化物；およびトリメチルシリルシアン化物が挙げられる。アセトンシアノヒドリンを用いてもよい。この場合、塩基モル当たり１モルを超えるアセトンシアノヒドリンまたは塩基モル当たり約３〜約４モルのアセトンシアノヒドリンを添加するような相対量でトリエチルアミンなどの塩基をアセトンシアノヒドリンと共に添加する。

その後、約８〜約１０の範囲にｐＨを下げるのに十分な酸を添加することにより、水性シアン化物溶液のｐＨを工程（ｂ）において調節する。約８のｐＨが好ましい。工程（ｂ）において用いられる特定の酸は重要ではない。例には、Ｈ_２ＳＯ_４およびＨＣｌが挙げられるが、それらに限定されない。

工程（ｃ）において、エピハロヒドリンをシアン化物水溶液に添加し、中間体として［ＸがＣｌ、ＢｒまたはＩなどのハロゲン脱離基である時に式（ＩＩ）によって一般に表される］４−ハロ−３−ヒドロキシ−ブタンニトリルを製造するのに十分な時間にわたりＣＮ−源と反応させる。十分な時間は、例えば、約１０〜約１２時間である。

あるいは、工程（ｃ）において、エピハロヒドリンに類似している化合物を添加することができよう。類似化合物は、エピハロヒドリンと同じ構造を有するが、ハロゲンでなく、その代わりにアセテート、トシレートまたはメシレートなどの基である脱離基を有する化合物である。この文脈における脱離基は、ＣＮ−イオンによって容易に置換される基である。こうした場合、式Ｉおよび式ＩＩのＸはハロゲンでなく他の脱離基を表す。エピハロヒドリンおよび４−ハロ−３−ヒドロキシ−ブタンニトリルへの本明細書における言及は、Ｘがハロゲン以外の脱離基である時にもたらされる関連化合物への言及を含むことが理解されるべきである。

エピクロロヒドロンは好ましいエピハロヒドリンであり、商業的に容易に入手できる。エピブロモヒドリンは、純粋または混合されたジブロモプロパノール異性体のエポキシ化によって合成することが可能である［例えば、Ｊ．ＭａｎａｆおよびＲ．Ａｕｄｉｎｏｓ、Ｂｕｌｌ．Ｓｏｃ．Ｃｈｉｍ．Ｆｒ．（１９９７）１３４，９３−１００；およびＧ．Ｂｒａｕｎ、Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．（１９３０），５２，３１６７−７６を参照すること］。エピブロモヒドリン（純度９８％）は、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ，ＵＳＡ）から市販もされている。エピヨードヒドリンは、例えば、エピクロロヒドリンと水性ヨウ化カリウムの反応によって合成することが可能である［Ｄ．Ｌｉｕら、Ｈａｒｂｉｎ Ｌｉｇｏｎｇ Ｄａｘｕｅ Ｘｕｅｂａｏ（１９９６），１（３），９６−９９］。エピヨードヒドリン（Ｘ＝Ｉ）およびエピブロモヒドリン（Ｘ＝Ｂｒ）は、触媒量のクラウンエーテル１８−クラウン−６の存在下でエピクロロヒドリンとＫＸの反応によって合成することが可能である［Ｙ．ＫａｗａｋａｍｉおよびＹ．Ｙａｍａｓｈｉｔａ、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．（１９８０），４５（１９），３９３０−２］。

他の脱離基を有する例示的な化合物も既知の方法により入手できる。アセトキシエポキシドを調製するために適する方法には、例えば、以下の資料において開示された方法が挙げられる。

「Ｃａｔａｌｙｓｔ−ｆｒｅｅ ｇａｓ−ｐｈａｓｅ ｅｐｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｋｅｎｅｓ」；Ｂｅｒｎｄｔ，ＴｏｒｓｔｅｎおよびＢｏｅｇｅ，Ｏｌａｆ；Ｌｅｉｂｎｉｚ−Ｉｎｓｔｉｔｕｔ ｆｕｅｒ Ｔｒｏｐｏｓｐｈａｅｒｅｎｆｏｒｓｃｈｕｎｇ ｅ．Ｖ．，Ｌｅｉｐｚｉｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ；Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ（２００５），３４（４），５８４−５８５；出版元：日本化学会。

「Ｒｅｇｉｏｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｏｐｅｎｉｎｇ ｏｆ ａｎ ｏｘｉｒａｎｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｔｒｉｆｌｕｏｒｏａｃｅｔｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅ，Ａ ｇｅｎｅｒａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ２−ｍｏｎｏａｃｙｌ− ａｎｄ １，３−ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ ｔｒｉａｃｙｌｇｌｙｃｅｒｏｌｓ」、Ｓｔａｍａｔｏｖ，Ｓｔｅｐｈａｎ Ｄ．およびＳｔａｗｉｎｓｋｉ，Ｊａｃｅｋ；Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｌｏｖｄｉｖ，Ｐｌｏｖｄｉｖ，Ｂｕｌｇａｒｉａ；Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ（２００５），６１（１５），３６５９−３６６９；出版元：Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｂ．Ｖ．。

「Ｎｏｖｅｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ（±）−２，３−ｅｐｏｘｙ ｐｒｏｐｙｌ ｅｓｔｅｒｓ」；Ｎａｉｒ，Ｒａｎｊｅｅｔ Ｖ．、Ｐａｔｉｌ，Ｐｒａｓｈａｎｔ Ｎ．およびＳａｌｕｎｋｈｅ，Ｍａｎｉｋｒａｏ Ｍ．；Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｍｕｍｂａｉ，Ｉｎｄｉａ；Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（１９９９），２９（１５），２５５９−２５６６；出版元：Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．。

「Ｏｒｇａｎｏｔｉｎ ｔｅｍｐｌａｔｅｓ ｉｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ；７．Ａ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｓｔｅｒｓ （２，３−ｅｐｏｘｙｐｒｏｐｙｌ ａｌｋａｎｏａｔｅｓ)」、Ｏｔｅｒａ，ＪｕｎｚｏおよびＭａｔｓｕｚａｋｉ，Ｓｈｉｎｊｉｒｏ；岡山理科大学（日本の岡山県）；Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ（１９８６），（１２），１０１９−２０。

トシルオキシエポキシドを調製するために適する方法には、例えば、以下の資料において開示された方法が挙げられる。

「Ｐａｌｌａｄｉｕｍ−ｃａｔａｌｙｚｅｄ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎｓ ｆｒｏｍ ｇ −ｈｙｄｒｏｘｙ ｔｅｒｍｉｎａｌ ａｌｋｅｎｅｓ： Ｓｃｏｐｅ， ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ， ａｎｄ ｓｔｅｒｅｏｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ」；Ｈａｙ，Ｍｉｃｈａｅｌ Ｂ．、Ｈａｒｄｉｎ，Ａｌｉｓｏｎ Ｒ．およびＷｏｌｆｅ，Ｊｏｈｎ Ｐ．、Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｃｈｉｇａｎ，Ａｎｎ Ａｒｂｏｒ，ＭＩ，ＵＳＡ；Ｊｏｕｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（２００５），７０（８），３０９９−３１０７；出版元：Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ。

「Ｐｏｌｙ（ｐｅｒ）ｆｌｕｏｒｏａｌｋａｎｅｓｕｌｆｏｎｙｌ ｆｌｕｏｒｉｄｅ−Ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｏｌｅｆｉｎ ｅｐｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ３０％ ａｑｕｅｏｕｓ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅ」；Ｙａｎ，ＺｈａｏｈｕａおよびＴｉａｎ，Ｗｅｉｓｈｅｎｇ；Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｏｒｇａｎｏｆｌｕｏｒｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，Ｐｅｏｐ．Ｒｅｐ．Ｃｈｉｎａ；Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ（２００４），４５（１０），２２１１−２２１３；出版元：Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｂ．Ｖ．。

「Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｇｌｙｃｉｄｙｌ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ ｂｙ ｃｙｃｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｌｆｏｎａｔｉｏｎ」；Ｓａｋａｔａ，Ｍｉｄｏｒｉ、Ｆｕｒｕｋａｗａ，Ｙｏｓｈｉｒｏ、ＴａｋｅｎａｋａおよびＫｅｉｓｈｉ；Ｄａｉｓｏ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊａｐａｎ；国際公開第９７／２６２５４Ａ１号パンフレット、１９９７０７２４。

メシルオキシエポキシドを調製するために適する方法には、例えば、「Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｏｆ ｅｐｏｘｙ ｓｕｌｆｏｎａｔｅｓ」；Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ，Ｇｅｏｒｇ，Ａｒｌｔ，ＤｉｅｔｅｒおよびＪａｕｔｅｌａｔ，Ｍａｎｆｒｅｄ；Ｂａｙｅｒ Ａ．−Ｇ．，Ｇｅｒｍａｎｙ；欧州特許出願公開第４１２，３５９Ａ１号明細書、１９９１０２１３において開示された方法が挙げられる。

工程（ａ）、（ｂ）および（ｃ）における水溶液の適する温度は、例えば、約０〜約２５℃の範囲内であってもよい。工程（ｄ）に関して、工程（ｄ）の前に溶液が既に周囲温度でない場合、典型的に、溶液を放置して周囲温度にさせるか、あるいは、溶液を穏やかに加熱することにより周囲温度にしてもよい。約２５℃より高い温度は、より速い反応をもたらすが、３−ＨＧＮのより低い収率をもたらす場合がある。

工程（ｄ）において、イオン液体共溶媒またはイオン液体の混合物および任意に相間移動触媒（「ＰＴＣ」）を周囲温度で添加し、得られた混合物を追加の時間にわたり加熱する。最大で約１時間にわたる約４０〜約６５℃への加熱は適することが見出された。

イオン液体は、Ｓｃｉｅｎｃｅ（２００３）３０２：７９２−７９３により詳しく記載されたように１００℃付近または１００℃未満で流体である、イオンから全体的になる液体である。イオン液体は典型的に有機塩である。本発明の方法において、イオン液体が水に可溶性でないことが好ましいが、必須ではない。適するイオン液体の例には、限定はされないが、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（「［ＢＭＩＭ］ＰＦ_６」）、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム２−Ｈ−パーフルオロプロパンスルホネート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（「［ＢＭＩＭ］ＢＦ_４」）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム１，１，２−トリフルオロ−２−（ペンタフルオロエトキシ）−エタンスルホネートおよび１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートが挙げられる。［ＢＭＩＭ］ＰＦ_６が好ましい。本明細書において用いるために適する他のイオン液体は、米国特許出願公開第２００６／０１９７０５３号明細書およびこの特許出願の中で引用された参考文献において開示されている。この特許出願は、その全体がすべての目的のために本明細書の一部として援用される。添加されるイオン液体の体積は、工程（ａ）における水の体積とおよそ同じである。

本明細書において用いるために適する相間移動触媒は、反応が進行できるように、他の相への界面を横切って反応剤の１つ、最も一般にはアニオンを抽出することにより異なる相（例えば、不混和性液体）にある化学種間の反応の速度を高める既知の物質の類の１つ以上のメンバーを含む。相間移動触媒は、典型的には、「オニウムイオン」の塩（例えば、テトラアルキルアンモニウム塩）または無機カチオンを錯化できる薬剤（例えば、クラウンエーテル）である。適する相間移動触媒の例には、限定はされないが、テトラブチルアンモニウムヨージド（「ＴＢＡＩ」）などのテトラアルキルアンモニウム塩およびＣＮ−源がアルカリシアン化物である場合、カチオンのサイズによって指示されるような特定のクラウンエーテル（例えば、ＫＣＮがシアン化物源である時、Ｋ＋のための１８−クラウン−６）が挙げられる。ＴＢＡＩが好ましい。相間移動触媒の存在しない状態で、３−ＨＧＮをより低い収率で製造してもよい。従って、相間移動触媒の使用は任意であるが、好ましい。相間移動触媒を用いる時、相間移動触媒の量は、エピハロヒドリンのモル当たり約０．０１〜約０．１０モル、好ましくは約０．０５〜０．１モルである。

工程（ｅ）において、ＣＮ−は、典型的には、組み合わされた工程（ａ）および（ｅ）において添加されたＣＮ−の合計量が、工程（ｃ）において添加されたエピハロヒドリンのモル当たり少なくとも約２．０５モルのＣＮ−であるように添加される。例えば、工程（ａ）における水溶液が約１．２５モルのＣＮ−により作製され、工程（ｃ）において約１モルのエピハロヒドリンが添加される場合、少なくとも追加の０．８０モルのＣＮ−が典型的には工程（ｅ）において添加される。反応混合物のｐＨを約１２未満または約１１未満、もしくは約９．５〜約１０．５の範囲内のｐＨで維持する速度で連続的に、または２回以上に分けて不連続的に、シアン化物も導入される。高いｐＨを避けるための便利な方法は、分割してシアン化物を添加することである。高いｐＨを避ける以外では、反応中の厳しいｐＨ制御はシアン化物が分割して添加される時には従って必要ではない。１０分の１、８分の１または６分の１などの分量が適することが見出されたが、分量のサイズが同じである必要はない。様々な分量を添加する間隔は、約１０〜約８０分、または約１５〜約６０分、もしくは約１５〜約３０分の範囲内の時間であってもよいが、同じ長さの時間である必要はない。上述した場合、例えば、０．８０モルを例えば８回分に分割することができよう。各分量は０．１０モルのＣＮ−を含有し、８回分すべてを添加するまで１回分を１５〜３０分ごとに添加できよう。

ＣＮ−の最後の添加後に、加熱しつつ混合物を追加の時間にわたり攪拌する。約４５分〜約２時間の期間にわたる約４５〜約６５℃の範囲内の温度は適することが見出された。その後、反応混合物を冷却して、有機相と水相とを分離させる。一般に、３−ＨＧＮ生成物は水相に主として存在し、従って、例えば、酢酸エチル、テトラヒドロフラン（「ＴＨＦ」）、シクロペンタノン、シクロヘキサノンまたはメチルエチルケトン（「ＭＥＫ」）で水相を抽出してもよい。有機抽出物を濃縮し、当該技術分野において知られている好適な任意の手段（例えば、カラムクロマトグラフィー）によって残留物を精製して、黄色油として生成物３−ＨＧＮを得る。

３−ＨＧＮ生成物を必要に応じて分離し回収してもよいか、または更なる工程に直接供して、別の化合物またはオリゴマーもしくはポリマーなどの別の生成物に３−ＨＧＮ生成物を転化させてもよい。

本発明の第２の実施形態は、逐次工程
ａ．水とイオン液体の二相混合物を提供する工程と、
ｂ．（ｉ）４−ハロ−３−ヒドロキシ−ブタンニトリル

（式中、Ｘは、Ｃｌ、ＢｒまたはＩなどの脱離基である）または
（ｉｉ）４−ハロ−３−ヒドロキシ−ブタンニトリルに類似しているＸがハロゲン以外の脱離基である化合物を混合物に添加する工程と、
ｃ．ＣＮ−源および任意に相間移動触媒を混合物に添加する工程と、
ｄ．反応混合物のｐＨを約１２未満で維持する速度で連続的に、または２回以上に分けて不連続的に、追加のＣＮ−を添加する工程とを含む、３−ヒドロキシグルタロニトリルを調製する方法を提供する。

上述したように、水に可溶性でないイオン液体は工程（ａ）で用いるために好ましいが、必須ではない。［ＢＭＩＭ］ＰＦ_６がイオン液体として適する選択肢である。二相混合物中のイオン液体の体積は水の体積とおよそ同じである。

工程（ｂ）における添加のための４−ハロ−３−ヒドロキシ−ブタンニトリル（ＩＩ）は、Ｂａｊｗａら、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ（１９９１），３２（２６），３０２１−４に記載されたように対応するエポキシドとＬｉＸ（Ｘ＝Ｃｌ、ＢｒまたはＩ）の反応によって、または特開２００２／２４１，３５７号公報に記載されたように水中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属のスルフェート、ニトレートおよび／またはホスフェートの存在下で対応するエポキシドとＨＣＮの反応によって製造することが可能である。４−クロロ−３−ヒドロキシブタンニトリルが好ましく、市販されている。

あるいは、工程（ｂ）において、４−ハロ−３−ヒドロキシ−ブタンニトリルに類似している化合物を添加することができよう。類似化合物は、４−ハロ−３−ヒドロキシ−ブタンニトリルと同じ構造を有するが、ハロゲンでなく、その代わりにアセテート、トシレートまたはメシレートなどの基である脱離基を有する化合物である。この文脈における脱離基は、ＣＮ−イオンによって容易に置換される基である。こうした場合、式ＩＩのＸはハロゲンでなく代替脱離基を表す。４−ハロ−３−ヒドロキシ−ブタンニトリルへの本明細書における言及は、Ｘがハロゲン以外の脱離基である時にもたらされる関連化合物への言及を含むことが理解されるべきである。

工程（ｃ）における添加のために適するＣＮ−源、および任意の相間移動触媒は上述した通りである。ＫＣＮが好ましく、相間移動触媒としてのＴＢＡＩの使用が好ましい。工程（ｃ）において製造された混合物は加熱され、約４０〜約６５℃の範囲内の温度への加熱はこの目的のために適することが見出された。

工程（ｄ）において、ＣＮ−は、組み合わされた工程（ｃ）および（ｄ）において添加されたＣＮ−の合計量が工程（ｂ）において添加された４−ハロ−３−ヒドロキシ−ブタンニトリル（または非ハロゲン脱離基を有する類似化合物）のモル当たり少なくとも約２．０５モルのＣＮ−であるような量で添加される。反応混合物のｐＨを約１２未満または約１１未満、もしくは約９．５〜約１０．５の範囲内のｐＨで維持する速度で連続的に、または２回以上に分けて不連続的に、シアン化物は導入される。１０分の１、８分の１または６分の１などの分量が適することが見出されたが、分量のサイズが同じである必要はない。これらの分量を添加する間隔は、約１０〜約８０分、または約１５〜約６０分、もしくは約１５〜約３０分の範囲内の時間であってもよいが、同じ長さの時間である必要はない。

ＣＮ−の最後の添加後に、加熱しつつ混合物を追加の時間にわたり攪拌する。約４５分〜約２時間の期間にわたる約４５〜約６５℃の範囲内の温度は適することが見出された。その後、反応混合物を冷却して、有機相と水相が分離とを分離させる。一般に、３−ＨＧＮ生成物は水相に主として存在し、従って、例えば、酢酸エチル、テトラヒドロフラン（「ＴＨＦ」）、シクロペンタノン、シクロヘキサノンまたはメチルエチルケトン（「ＭＥＫ」）で水相を抽出してもよい。有機抽出物を濃縮し、当該技術分野において知られている好適な任意の手段（例えば、カラムクロマトグラフィー）によって残留物を精製して、黄色油として生成物３−ＨＧＮを得る。

３−ＨＧＮ生成物を上述したように必要に応じて分離し回収してもよい。反応混合物からの回収を伴って、または伴わずに３−ＨＧＮ生成物を更なる工程に供して、別の化合物（例えば、モノマー）またはオリゴマーもしくはポリマーなどの別の生成物に３−ＨＧＮ生成物を転化させてもよい。従って、本明細書の方法の別の実施形態は、１つ以上の反応を通して、３−ＨＧＮを別の化合物、オリゴマーまたはポリマーに転化させる方法を提供する。３−ＨＧＮを上述したような方法によって製造してもよく、その後、例えば、ジアミノピリジンなどの化合物に転化させてもよい。多工程法において、ジアミノピリジンを次に重合反応に供して、アミド官能基、イミド官能基またはウレア官能基を有するオリゴマーまたはポリマーなどのジアミノピリジンからのオリゴマーまたはポリマー、もしくはピリドビスイミダゾール−２，６−ジイル（２，５−ジヒドロキシ−ｐ−フェニレン）ポリマーを調製してもよい。

アンモニア、またはｎ−ブチルアミン、ベンジルアミン、ピペラジンおよびアニリンなどのアミンを含む脂肪族アミン、環式アミンまたは芳香族アミンなどのアンモニウムドナーと３−ＨＧＮを反応させる方法によって３−ＨＧＮをジアミノピリジンに転化させてもよい。この反応は、銅塩、コバルト塩、マンガン塩または亜鉛塩などの遷移金属触媒の好ましい使用を伴って、１００〜２００℃の温度でアルコールなどの溶媒中で行われる。前述の方法に類似の方法は米国特許第５，９３９，５５３号明細書に記載されている。

ジアミノピリジン（従ってその前駆体として結局は３−ＨＧＮ）は、例えば、反応の条件下で液体であり、二酸（ハロゲン化物）とジアミノピリジンの両方のための溶媒であるとともに、高分子生成物に関して膨潤作用または部分保護作用を有する有機化合物中の溶液中で重合が起きる方法において二酸（または二酸ハロゲン化物）との反応によってポリアミドオリゴマーまたはポリマーに転化させてもよい。この反応は、中程度の温度、例えば、１００℃未満で行ってもよく、好ましくは、選択された溶媒に可溶性でもある酸受容体の存在下で行われる。適する溶媒には、メチルエチルケトン、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、５％塩化リチウムを含有するジメチルホルムアミド、およびメチルトリ−ｎ−ブチルアンモニウムクロリドまたはメチル−トリ−ｎ−プロピルアンモニウムクロリドなどの第四アンモニウムクロリドを含有するＮ−メチルピロリドンが挙げられる。反応剤成分の組み合わせはかなりの熱の発生を引き起こし、攪拌も熱エネルギーの発生をもたらす。その理由で、所望の温度を維持するために冷却が必要である時、溶媒系および他の材料をプロセス中に常に冷却する。前述の方法に類似の方法は、米国特許第３，５５４，９６６号明細書、米国特許第４，７３７，５７１号明細書およびＣＡ第２，３５５，３１６号明細書に記載されている。

同様に、ジアミノピリジン（従ってその前駆体として結局は３−ＨＧＮ）は、２つの相の界面で重合を引き起こすために第１の溶媒に不混和性である第２の溶媒中で、例えば、溶媒中のジアミノピリジンの溶液を酸受容体の存在下で二酸または二酸クロリドなどの二酸ハロゲン化物の溶液に接触させてもよい方法において二酸（または二酸ハロゲン化物）との反応によってポリアミドオリゴマーまたはポリマーに転化させてもよい。ジアミノピリジンは、例えば、塩基を含有する水に溶解または分散させてもよい。塩基は、重合中に発生した酸を中和させるのに十分な量で用いられる。水酸化ナトリウムを酸受容体として用いてもよい。二酸（ハロゲン化物）のために好ましい溶媒は、テトラクロロエチレン、塩化メチレン、ナフサおよびクロロホルムである。二酸（ハロゲン化物）のための溶媒は、アミド反応生成物のために相対的に非溶媒であるとともにアミン溶媒に相対的に不混和性であるべきである。不混和性の好ましい限界は次の通りである。有機溶媒は、０．０１重量％〜１．０重量％以下でアミン溶媒に可溶性であるべきである。ジアミノピリジン、塩基および水を一緒に添加し、激しく攪拌する。スターラーの高い剪断作用は重要である。酸塩化物の溶液を水性スラリーに添加する。接触は、例えば、室温で約１秒〜１０分、好ましくは５秒〜５分にわたって０℃〜６０℃で一般に行われる。重合は迅速に行われる。前述の方法に類似の方法は、米国特許第３，５５４，９６６号明細書および米国特許第５，６９３，２２７号明細書に記載されている。

同様に、ジアミノピリジン（従ってその前駆体として結局は３−ＨＧＮ）は、（典型的には、等モル量における）各試薬を共通溶媒に溶解させ、生成物が０．１〜２ｄＬ／ｇの範囲内の粘度を有するまで混合物を１００〜２５０℃の範囲内の温度に加熱する方法において四酸（またはそのハロゲン化物誘導体）または二酸無水物との反応によってポリイミドオリゴマーまたはポリマーに転化させてもよい。適する酸または酸無水物には、ベンズヒドロール３，３，’，４，４’−テトラカルボン酸、１，４−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ベンゼン二酸無水物、および３，３，’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二酸無水物が挙げられる。適する溶媒には、クレゾール、キシロール、ジエチレングリコールジエーテル、ガンマ−ブチロラクトンおよびテトラメチレンスルホンが挙げられる。あるいは、ポリアミド−酸生成物を反応混合物から回収してもよく、無水酢酸とベータピコリンの混合物などの脱水剤と共に加熱することによりポリイミドに進めてもよい。前述の方法に類似の方法は、米国特許第４，１５３，７８３号明細書、米国特許第４，７３６，０１５号明細書および米国特許第５，０６１，７８４号明細書に記載されている。

同様に、ジアミノピリジン（従ってその前駆体として結局は３−ＨＧＮ）は、ポリイソシアネートとの反応によってポリウレアオリゴマーまたはポリマーに転化させてもよい。ポリイソシアネートの代表的な例には、トルエンジイソシアネート、メチレンビス（フェニルイソシアネート）、ヘキサメチレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネートが挙げられる。反応は、周囲温度で激しく攪拌しつつテトラメチレンスルホンとクロロホルムの混合物に両方の試薬を溶解させるなどにより溶液中で行ってもよい。水との分離またはアセトンおよび水との分離によって生成物を生じさせることが可能であり、その後、真空炉内で乾燥させることが可能である。前述の方法に類似の方法は、米国特許第４，４５１，６４２号明細書およびＫｕｍａｒ，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ １７，２４６３（１９８４）に記載されている。ポリウレア生成反応は、酸受容体または緩衝剤を通常伴う水性液体にジアミノピリジンを溶解させるなどにより界面条件下で行ってもよい。ポリイソシアネートは、ベンゼン、トルエンまたはシクロヘキサンなどの有機液体に溶解させる。ポリマー生成物は、激しく攪拌すると２つの相の界面で生成する。前述の方法に類似の方法は、米国特許第４，１１０，４１２号明細書ならびにＭｉｌｌｉｃｈおよびＣａｒｒａｈｅｒ，Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ Ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ，Ｖｏｌ．２，Ｄｅｋｋｅｒ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９７７に記載されている。同様に、ジアミノピリジンは、米国特許第２，８１６，８７９号明細書に記載された界面プロセスにおけるようにホスゲンとの反応によってポリウレアに転化させてもよい。

同様に、ジアミノピリジン（従ってその前駆体として結局は３−ＨＧＮ）は、（ｉ）ジアミノピリジンをジアミノジニトロピリジンに転化させ、（ｉｉ）ジアミノジニトロピリジンをテトラアミノピリジンに転化させ、（ｉｉｉ）テトラアミノピリジンをピリドビスイミダゾール−２，６−ジイル（２，５−ジヒドロキシ−ｐ−フェニレン）ポリマーに転化させることにより、ピリドビスイミダゾール−２，６−ジイル（２，５−ジヒドロキシ−ｐ−フェニレン）ポリマーに転化させてもよい。

同様に、ジアミノピリジン（従って結局はその前駆物質として３−ＨＧＮ）は、国際公開第９７／１１０５８号パンフレットに記載されるように、ジアミノピリジンを硝酸およびオレウム中の三酸化硫黄の溶液に接触させることによりジアミノジニトロピリジンに転化させてもよい。ジアミノジニトロピリジンは、米国特許第３，９４３，１２５号明細書に記載されるように、強酸の存在下で水素添加触媒を用い、そしてより低級のアルコール、アルコキシアルコール、酢酸またはプロピオン酸などの共溶媒を用いる水素添加によってテトラアミノピリジンに転化させてもよい。

テトラアミノピリジン（従って結局はその前駆物質として３−ＨＧＮ）は、米国特許第５，６７４，９６９号明細書（その全体がすべての目的のために本明細書の一部として援用される）において記載されているように、強ポリリン酸中２，５−ジヒドロキシテレフタル酸をテトラアミノピリジン三塩酸塩−一水和物と減圧下１００℃を越え最高約１８０℃でゆっくりと加熱して重合させ、その後水で沈殿させることによって；または国際公開第２００６／１０４９７４号として公開された２００５年３月２８日出願の米国仮出願第６０／６６５，７３７号（その全体がすべての目的のために本明細書の一部として援用される）において記載されたように、約５０℃〜約１１０℃、およびその後１４５℃の温度でそれらのモノマーを混合して、オリゴマーを生成させ、その後、約１６０℃〜約２５０℃の温度でそのオリゴマーを反応させることによって；ピリドビスイミダゾール−２，６−ジイル（２，５−ジヒドロキシ−ｐ−フェニレン）ポリマーに変換させることができる。こうして製造されるピリドビスイミダゾール−２，６−ジイル（２，５−ジヒドロキシ−ｐ−フェニレン）ポリマーは、例えば、ポリ（１，４−（２，５−ジヒドロキシ）フェニレン−２，６−ピリド［２，３−ｄ：５，６−ｄ’］ビスイミダゾール）ポリマーまたはポリ［（１，４−ジヒドロジイミダゾ［４，５−ｂ：４’，５’−ｅ］ピリジン−２，６−ジイル）（２，５−ジヒドロキシ−１，４−フェニレン）］ポリマーであってよい。しかし、そのピリドビスイミダゾール部分は、ベンゾビスイミダゾール、ベンゾビスチアゾール、ベンゾビスオキサゾール、ピリドビスチアゾールおよびピリドビスオキサゾールのいずれかまたはより多くによって置換されていてもよい。その２，５−ジヒドロキシ−ｐ−フェニレン部分は、イソフタル酸、テレフタル酸，２，５−ピリジンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、２，６−キノリンジカルボン酸および２，６−ビス（４−カルボキシフェニル）ピリドビスイミダゾールの１つ以上の誘導体によって置換されていてもよい。

本明細書の方法の有利な特性および効果は、以下に記載する一連の実施例（実施例１〜７）において見られる。これらの実施例の基になっているこれらの方法の実施形態はあくまで例示であり、本発明を例示するための実施形態の選択は、これらの実施例に記載されていない条件、装置、アプローチ、レジーム、技術、プロトコルおよび反応剤がこれらの方法を実施するために適切でないか、またはこれらの実施例に記載されていない主題が添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲から除外されることを示すものではない。実施例の意義は、実施例から得られた結果を対照実験（対照Ａ）として機能するために設計された反応から得られた結果と比較することによってより良く理解され、イオン液体を反応中に用いなかったので、こうした比較のための基礎を提供する。

以下の材料を実施例において用いた。すべての商用試薬を入手したままの状態で用いた。

テトラブチルアンモニウムヨージド（純度９８％）、アセトンシアノヒドリン（純度９９％）、トリエチルアミン（純度９９．５％）およびエピクロロヒドリン（純度９９％）は、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ，ＵＳＡ）から得た。

シアン化カリウム（純度９７％）は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ，ＵＳＡ）から得た。

１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（純度は指定されていない）および１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（純度は指定されていない）は、Ａｃｒｏｓ Ｏｒｇａｎｉｃ（Ｇｅｅｌ，Ｂｅｌｇｉｕｍ）から得た。

４−クロロ−３−ヒドロキシブタンニトリルはエピクロロヒドリンと１当量のシアン化物から次の通り合成した。シアン化ナトリウム（９．９３ｇ）を水６０ｍＬに溶解させ、溶液を０℃に冷却した。溶液のｐＨが８．５になるまで、この溶液に濃硫酸を滴下した。その後、エピクロロヒドリン（１５ｇ）を滴下し、混合物を放置して一晩で室温に到達させた。その後、反応混合物を酢酸エチルで３回抽出し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾過し、真空で濃縮した。１８．５ｇ（分離収率９６％）の４−クロロ−３−ヒドロキシブタンニトリルを得た。純度は少なくとも９５％であった。これはＮＭＲ測定の限界である。

米国仮特許出願第６０／７１９，３７０号明細書の実施例１０に記載されたように１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロリドをアセトン中のカリウム−１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロプロパンスルホネートと反応させることにより、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム２−Ｈ−パーフルオロプロパンスルホネートを合成した。この特許出願はその全体がすべての目的のために本明細書の一部として援用される。同様に、米国仮特許出願第６０／７１９，３７０号明細書にも記載された方法に従って、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロリドをアセトン中のカリウム−１，１，２−トリフルオロ−２−（ペンタフルオロエトキシ）エタンスルホネートと反応させることにより、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム１，１，２−トリフルオロ−２−（ペンタフルオロエトキシ）−エタンスルホネートを合成した。

略語の意味は次の通りである。「ＴＢＡＩ」は、テトラブチルアンモニウムヨージドを意味し、「ＴＨＦ」はテトラヒドロフランを意味し、「ＥｔＯＡｃ」は酢酸エチルを意味し、「ｈ」は時間を意味し、「ｍｉｎ」は分を意味し、「ｍＬ」はミリリットルを意味し、「ｇ」はグラムを意味し、「ｍｍｏｌ」はミリモルを意味し、「ＮＭＲ」は核磁気共鳴分光分析法を意味する。本明細書で用いられる「ブライン」という用語は水中の塩化ナトリウムの飽和溶液を表す。

実施例１
水（７．００ｍＬ）中のシアン化カリウム（０．２２４ｇ、３．５８７ミリモル）の溶液に濃Ｈ_２ＳＯ_４を溶液のｐＨが８に達するまで添加した。その後、溶液を氷浴内で冷却し、その後、エピクロロヒドリン（０．２２ｍＬ、０．２８１ミリモル）を滴下した。５分後、浴を取り除き、混合物を放置して１２時間にわたって室温に到達させた。その後、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（６．００ｍＬ）を添加し、続いて、テトラブチルアンモニウムヨージド（０．０９７ｇ、０．２６２ミリモル）を添加した。二相混合物を１時間にわたり４５℃に加熱した。その時間後、シアン化カリウムを８回に分けて添加し、それぞれは０．０１６ｇ（０．２４８ミリモル）であり、１回分を３０分ごとに添加した。最後のシアン化物添加後、反応混合物を２時間にわたって６５℃に加熱した。その後、混合物を室温に冷却し、層を分離した。イオン液体層をブライン（３．０ｍＬ）で一度抽出した。混合された水層をＴＨＦ（４回分、それぞれ５ｍＬ）で抽出した。組み合わせた有機抽出物をＮａ_２ＳＯ_４上で乾燥させ、真空で濃縮した。カラムクロマトグラフィー（ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝３：２〜ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝１：１）による精製は、純粋の３−ヒドロキシグルタロニトリル（０．２４７ｇ、分離収率８０％）を生成させた。

実施例２
水中のＫＣＮ（２．０４ｇ、３１．３ミリモル）の冷却（０℃）溶液に硫酸を溶液のｐＨが８になるまで添加した。その後、エピクロロヒドリン（２．３１ｇ、２５．０ミリモル）を添加し、混合物を放置して１１時間にわたって室温に到達させた。その後、テトラブチルアンモニウムヨージド（０．９２０ｇ、２．５ミリモル）およびイオン液体［ＢＭＩＭ］ＰＦ_６（１０．０ｍＬ）を反応混合物に添加し、得られた二相混合物を４５℃に加熱した。１時間後、ＫＣＮを８回に分けて添加し、それぞれは０．１３０ｇ（２０ミリモル）であり、１回分を３０分ごとに添加した。最後のシアン化物添加後、混合物を４５分にわたって４５℃で攪拌したままにした。その後、混合物を室温に冷却し、層を分離した。水層を酢酸エチルで抽出した。有機抽出物を濃縮し、残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して、黄色油として３−ＨＧＮ（分離収率８０％）を得た。

実施例３
水（２．００ｍＬ）と１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（２．００ｍＬ）の二相混合物に４−クロロ−３−ヒドロキシブタンニトリル（０．０７９ｇ、０．６６０ミリモル）を添加し、続いて、ＴＢＡＩ（０．０２５ｇ、０．０６７ミリモル）およびシアン化カリウム（０．００７ｇ、０．１０４ミリモル）を添加した。混合物を４５℃に加熱した。３０分ごとに、シアン化カリウム（約０．００４ｇ、０．０６１ミリモル）を添加し、シアン化カリウムの合計量は０．０４６ｇ（０．７０６ミリモル）であった。その後、混合物を２時間にわたり６５℃に加熱した。その後、混合物を室温に冷却し、層を分離した。水層をブライン（５．０ｍＬ）で希釈し、その後、ＴＨＦ（３回分、それぞれ５ｍＬ）で抽出した。その後、有機抽出物をＮａ_２ＳＯ_４上で乾燥させ、濃縮した。カラムクロマトグラフィー（ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝１：１）による精製は、純粋の３−ＨＧＮ（０．０６０ｇ、分離収率８２％）を生成させた。

実施例４
水（４．００ｍＬ）と１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム２−Ｈ−パーフルオロプロパンスルホネート（４．００ｍＬ）の二相混合物に４−クロロ−３−ヒドロキシブタンニトリル（０．１０９ｇ、０．９１２ミリモル）を添加し、続いて、ＴＢＡＩ（０．０４７ｇ、０．１２６ミリモル）およびシアン化カリウム（０．００７ｇ、０．１０４ミリモル）を添加した。混合物を４５℃に加熱した。３０分ごとに、シアン化カリウム（約０．００６ｇ、０．０９６ミリモル）を添加し、シアン化カリウムの合計量は０．０６２ｇ（０．９５７ミリモル）であった。その後、混合物を２時間にわたり６５℃に加熱した。その後、混合物を室温に冷却し、層を分離した。水層をブライン（５．０ｍＬ）で希釈し、その後、ＴＨＦ（３回分、それぞれ５ｍＬ）で抽出した。その後、有機抽出物をＮａ_２ＳＯ_４上で乾燥させ、濃縮した。カラムクロマトグラフィー（ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝１：１）による精製は、純粋の３−ＨＧＮ（０．０４５ｇ、分離収率４７％）を生成させた。

実施例５
水（３．００ｍＬ）と１−エチル−３−メチルイミダゾリウム１，１，２−トリフルオロ−２−（ペンタフルオロエトキシ）−エタンスルホネート（３．００ｍＬ）の二相混合物に４−クロロ−３−ヒドロキシブタンニトリル（０．２９９ｇ、２．５００ミリモル）を添加し、続いて、ＴＢＡＩ（０．０９０ｇ、０．２５０ミリモル）およびシアン化カリウム（０．０１８ｇ、０．２７５ミリモル）を添加した。混合物を４５℃に加熱した。３０分ごとに、シアン化カリウム（約０．０１８ｇ、０．２７５ミリモル）を添加し、シアン化カリウムの合計量は０．１８０ｇ（２．７５０ミリモル）であった。その後、混合物を２時間にわたり６５℃に加熱した。その後、混合物を室温に冷却し、層を分離した。水層をブライン（５．０ｍＬ）で希釈し、その後、ＴＨＦ（３回分、それぞれ５ｍＬ）で抽出した。その後、有機抽出物をＮａ_２ＳＯ_４上で乾燥させ、濃縮した。カラムクロマトグラフィー（ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝１：１）による精製は、純粋の３−ＨＧＮ（０．２２０ｇ、分離収率８０％）を生成させた。

実施例６
水（３．００ｍＬ）と１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（３．００ｍＬ）の二相混合物に４−クロロ−３−ヒドロキシブタンニトリル（０．２９９ｇ、２．５００ミリモル）を添加し、続いて、ＴＢＡＩ（０．０９０ｇ、０．２５０ミリモル）およびシアン化カリウム（０．０１８ｇ、０．２７５ミリモル）を添加した。混合物を４５℃に加熱した。３０分ごとに、シアン化カリウム（約０．０１８ｇ、０．２７５ミリモル）を添加し、シアン化カリウムの合計量は０．１８０ｇ（２．７５０ミリモル）であった。その後、混合物を２時間にわたり６５℃に加熱した。その後、混合物を室温に冷却し、層を分離した。水層をブライン（５．０ｍＬ）で希釈し、その後、ＴＨＦ（３回分、それぞれ５ｍＬ）で抽出した。その後、有機抽出物をＮａ_２ＳＯ_４上で乾燥させ、濃縮した。カラムクロマトグラフィー（ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝１：１）による精製は、純粋の３−ＨＧＮ（０．２２８ｇ、分離収率８１％）を生成させた。

実施例７
水（１．５０ｍＬ）および１−メチル−３−ブチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（１．５０ｍＬ）を含有するフラスコに３−ヒドロキシ−４−クロロブタンニトリル（０．３５９ｇ、３．０００ミリモル）およびテトラブチルアンモニウムヨージド（０．１１１ｇ、０．３００ミリモル）を添加した。二相混合物を攪拌し、トリエチルアミン（０．０４２ｍＬ、０．３００ミリモル）およびアセトンシアノヒドリン（０．０９１ｍＬ、０．９９０ミリモル）を添加した。混合物を４５℃に暖めた。３０分ごとに、約０．０４２ｍＬ（０．３００ミリモル）のトリエチルアミンの１回分および約０．０９１ｍＬ（０．９９０ミリモル）のアセトンシアノヒドリンの１回分を反応混合物に９回分を添加するまで添加し、添加されたトリエチルアミンの合計量が０．４１８ｍＬ（３．０００ミリモル）であり、添加されたアセトンシアノヒドリンの合計量が０．９０６ｍＬ（９．９００ミリモル）であるようにした。その後、混合物を１時間にわたり６５℃に加熱した。反応混合物の薄層クロマトグラフィは、反応混合物の約５０％が所望の生成物、３−ＨＧＮであったことを明らかにした。

対照Ａ
水（１．００ｍＬ）と酢酸エチル（１．００ｍＬ）の二相混合物に４−クロロ−３−ヒドロキシブタンニトリル（０．１７７ｇ、１．４８１ミリモル）、ＴＢＡＩ（０．０５４ｇ、０．１４５ミリモル）およびシアン化カリウム（０．０１１ｇ、０．１７０ミリモル）を添加し、混合物を６５℃に加熱した。３０分ごとに、シアン化カリウム（約０．０１１ｇ、０．１７０ミリモル）を添加し、シアン化カリウムの合計量は０．１１０ｇ（１．７００ミリモル）であった。添加後に混合物を冷却し、層を分離した。水層を酢酸エチルで１０回抽出した。組み合わせた有機抽出物を飽和水性ＮＨ_４Ｃｌおよびブラインで洗浄し、Ｎａ_２ＳＯ_４上で乾燥させ、真空で乾燥させた。残留物のＮＭＲ分析は、０．０５７ｇの３−ヒドロキシグルタリンニトリル（分離収率３５％）を明らかにした。

数値の範囲を本明細書で挙げる場合、その範囲は、その終点およびその範囲内のすべての個々の整数および端数を含み、より狭い範囲の各々が明示的に挙げられるならば、同じ程度に指定範囲内の値のより大きい群の下位群を形成するために終点、内部の整数および端数の種々の可能なすべての組み合わせによって形成されるより狭い範囲の各々も含む。

指定値より大きいとして数値の範囲を本明細書で指定する場合、その範囲は、それにもかかわらず有限であり、本明細書に記載された本発明の文脈内で使用できる値によってその上限について制限される。指定値より小さいとして数値の範囲を本明細書で指定する場合、その範囲は、それにもかかわらず非零値によってその下限について制限される。

Claims (20)

1. ３−ヒドロキシグルタロニトリルを製造する方法であって、（ａ）ＣＮ- 源の水溶液を備えること；（ｂ）溶液のｐＨを約８〜１０に調整すること；（ｃ）一般式（Ｉ）
   

   

   （式中、Ｘは脱離基である）
   で表される化合物を溶液に添加すること；（ｄ）イオン液体、および場合により相間移動触媒を溶液に添加すること；および（ｅ）溶液のｐＨを約１２未満で維持する速度で連続的に、または２回以上に分けて不連続的に、追加のＣＮ- を添加すること；
   の工程を含む方法。
2. ＣＮ- 源がシアン化アルカリ、シアン化トリメチルシリルまたはアセトンシアノヒドリンを含む請求項１に記載の方法。
3. Ｘが、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、アセテート、トシレートおよびメシレートからなる群から選択される請求項１に記載の方法。
4. イオン液体が、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム２−Ｈ−パーフルオロプロパンスルホネート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム１，１，２−トリフルオロ−２−（ペンタフルオロエトキシ）−エタンスルホネートおよび１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートからなる群から選択される請求項１に記載の方法。
5. 溶液が相間移動触媒を含む請求項１に記載の方法。
6. 工程（ｅ）において、追加のＣＮ- を８〜１０回に分けて添加する請求項１に記載の方法。
7. ＣＮ- の１回分を１５〜３０分ごとに添加する請求項１に記載の方法。
8. ３−ヒドロキシグルタロニトリルを、反応混合物から回収せずに、化合物、モノマー、オリゴマーまたはポリマーへの変換に供する請求項１に記載の方法。
9. ３−ヒドロキシグルタロニトリルから化合物、モノマー、オリゴマーまたはポリマーを製造する反応に、３−ヒドロキシグルタロニトリルを供する工程を更に含む請求項１に記載の方法。
10. 製造されるポリマーが、ピリドビスイミダゾール−２，６−ジイル（２，５−ジヒドロキシ−ｐ−フェニレン）ポリマーまたはポリ［（１，４−ジヒドロジイミダゾ［４，５−ｂ：４’，５’−ｅ］ピリジン−２，６−ジイル）（２，５−ジヒドロキシ−１，４−フェニレン）］ポリマーを含む請求項２５に記載の方法。
11. ３−ヒドロキシグルタロニトリルを製造する方法であって、
    ａ．水およびイオン液体の二相混合物を備えること；
    ｂ．一般式（ＩＩ）
    

    

    （式中、Ｘは脱離基である）
    で表される化合物を混合物に添加すること；
    ｃ．ＣＮ- 源、および場合により相間移動触媒を混合物に添加すること；および
    ｄ．溶液のｐＨを約１２未満で維持する速度で連続的に、または２回以上に分けて不連続的に、追加のＣＮ- を添加すること；
    の工程を含む方法。
12. ＣＮ- 源が、シアン化アルカリ、シアン化トリメチルシリルまたはアセトンシアノヒドリンを含む請求項１１に記載の方法。
13. Ｘが、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、アセテート、トシレートおよびメシレートからなる群から選択される請求項１１に記載の方法。
14. イオン液体が、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム２−Ｈ−パーフルオロプロパンスルホネート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム１，１，２−トリフルオロ−２−（ペンタフルオロエトキシ）−エタンスルホネートおよび１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートからなる群から選択される請求項１１に記載の方法。
15. 溶液が相間移動触媒を含む請求項１１に記載の方法。
16. 工程（ｅ）において、追加のＣＮ- を８〜１０回に分けて添加する請求項１１に記載の方法。
17. ＣＮ- の１回分を１５〜３０分ごとに添加する請求項１１に記載の方法。
18. ３−ヒドロキシグルタロニトリルを、反応混合物から回収せずに、化合物、モノマー、オリゴマーまたはポリマーへの変換に供する請求項１１に記載の方法。
19. ３−ヒドロキシグルタロニトリルから化合物、モノマー、オリゴマーまたはポリマーを製造する反応に、３−ヒドロキシグルタロニトリルを供する工程を更に含む請求項１１に記載の方法。
20. 製造されるポリマーが、ピリドビスイミダゾール−２，６−ジイル（２，５−ジヒドロキシ−ｐ−フェニレン）ポリマーまたはポリ［（１，４−ジヒドロジイミダゾ［４，５−ｂ：４’，５’−ｅ］ピリジン−２，６−ジイル）（２，５−ジヒドロキシ−１，４−フェニレン）］ポリマーを含む請求項１９に記載の方法。