JP3504349B2 - イミダゾリニウム有機酸塩の製造方法 - Google Patents

イミダゾリニウム有機酸塩の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、重金属イオンやハロゲ
ンイオン等の腐食性イオン、高沸点有機不純物のほとん
どないイミダゾリニウム有機酸塩の製造方法に関する。
本発明の方法で得られるイミダゾリニウム有機酸塩は、
相関移動触媒、ウレタンやエポキシ樹脂の硬化触媒など
の各種触媒、電解コンデンサ、エレクトロクロミック表
示素子等の電解液のための電解質、各種の添加物、薬品
として幅広い分野で使用される有用な有機化合物であ
る。
【0002】
【従来の技術】イミダゾリニウム塩の合成方法として
は、一般にイミダゾリンをアルキルハライド、ジアルキ
ル硫酸などでNアルキル化して、まずN置換イミダゾリ
ンを得、これを再度アルキルハライド、ジアルキル硫酸
などで加熱下で4級化してイミダゾリニウム塩とする方
法が知られている。例えば、J.Org.Chem.、
12、577(1947)には2−メチルイミダゾリン
2モルにドデシル臭素1モルを無水ベンゼン還流下で反
応させ1−ドデシル−2−メチルイミダゾリンを約40
%の収率で得られることが記載されている。さらに、
J.Am.Chem.Soc.、69、2269(19
47)にはN置換イミダゾリンにアルキルハライドを反
応させてイミダゾリニウム塩を得る方法が記載されてい
る。一方、イミダゾリニウム塩等の4級化塩を有機酸塩
にアニオン交換する方法としては、例えば4級化塩を4
級アンモニウムハライド塩とした場合、アルカリ金属水
酸化物を反応させて水酸化4級アンモニウムに転換した
後、有機酸によって中和する方法が一般的である。他の
方法としては4級アンモニウムハライド塩とアルカリ金
属または、アルカリ土類金属の有機酸塩とを反応させる
方法、4級アンモニウムハライド塩と有機酸銀と反応さ
せる方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】アルキルハライド等を
用いたN置換イミダゾリンの製造方法は、N置換イミダ
ゾリンがさらにアルキルハライドで4級化したイミダゾ
リニウム塩が副生するとともに、原料イミダゾリンがハ
ライドイオンと塩を形成して反応性を失うため、収率が
低く効率が悪いという欠点がある。一方、有機酸塩にア
ニオン交換する方法においてイミダゾリニウム塩はアル
カリ性では容易に加水分解することから、水酸化物に転
換する方法を適用するのは困難である。また、アルカリ
金属の有機酸塩等を反応させる方法では、目的とするイ
ミダゾリニウム有機酸塩中の原料アニオンを完全に除去
するのが極めて難しい。本発明は、従来のイミダゾリニ
ウム塩の製造方法に比べて効率的で、かつ、目的生成物
の純度の高いイミダゾリニウム有機酸塩を製造する新し
い技術を提供しようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達し
た。すなわち、イミダゾリニウム有機酸塩の製造方法に
おいて、下記一般式(1)で示されるイミダゾリンと炭
酸ジエステルとの反応で炭酸ガスを除去して得られる反
応物と有機酸を反応させることを特徴とするイミダゾリ
ニウム有機酸塩の製造方法である。一般式
【0005】
【化2】
【0006】(式中、R1は炭素数1から11のアルキ
ル基、アルケニル基、アリール基またはアラリキル基で
水酸基、カルボキシル基、エーテル基で置換されていて
もよい。R2は−(CH22−であり、炭素数1から4
のアルキル基またはヒドロキシアルキル基で置換されて
いてもよい。)
【0007】本発明の方法においてイミダゾリンとして
は、2−メチルイミダゾリン、2,4−ジメチルイミダ
ゾリン、2,4,5−トリメチルイミダゾリン、2−エ
チルイミダゾリン、2−エチル−4−メチルイミダゾリ
ン、2−イソプロピルイミダゾリン、2−フェニルイミ
ダゾリン、4−メチル−2−フェニルイミダゾリン、2
−ヘプチルイミダゾリン、1−メチル−2−ウンデシル
イミダゾリン、1−メチル−2−ヘプタデシルイミダゾ
リン、2−ベンジルイミダゾリン、2,2’−ビスイミ
ダゾリン、2−オキシメチルイミダゾリン、2−ニトロ
アミノイミダゾリンなどが挙げられる。
【0008】炭酸ジエステルとしては炭酸ジメチル、炭
酸エチルメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピルなどが
挙げられ、好ましいものは炭酸ジメチルである。
【0009】有機酸としては、(1)カルボン酸たとえ
ばモノカルボン酸{C1〜30の脂肪族モノカルボン酸
[飽和モノカルボン酸(ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪
酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプ
リル酸、ベラルゴン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ス
テアリン酸、ベヘン酸など)および不飽和モノカルボン
酸(アクリル酸、メタクリル酸、オリイン酸など)]お
よび芳香族モノカルボン酸[安息香酸、ケイ皮酸、ナフ
トエ酸など]}およびポリカルボン酸(2〜4価のポリ
カルボン酸){脂肪族ポリカルボン酸[飽和ポリカルボ
ン酸(シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、ア
ジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セ
バチン酸など);不飽和ポリカルボン酸(マレイン酸、
フマール酸、イタコン酸など)];芳香族ポリカルボン
酸[フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリ
ット酸、ピロメリット酸など];脂肪族オキシカルボン
酸[グリコール酸、乳酸、酒石酸など];芳香族オキシ
カルボン酸[サリチル酸、マンデル酸など]およびS含
有ポリカルボン酸[チオジプロピオン酸]など}、
(2)フェノール類、たとえば1価フェノール(フェノ
ールおよびナフトールを含む)[フェノール;アルキル
フェノール類(クレゾール、キシレノール、エチルフェ
ノール、nおよびイソ−プロピルフェノール、nおよび
イソアミルフェノール、イソノニルフェノール、イソド
デシルフェノールなど);メトキシフェノール類(オイ
ゲノール、グアヤコールなど);ナフトールおよびシク
ロヘキシルフェノールなど]および多価フェノール[カ
テコール、レゾルシン、ピロガロールおよびフロログリ
シンなど]、(3)モノおよびジアルキル燐酸エステル
[モノおよびジメチル燐酸エステル、モノおよびジイソ
プロピル燐酸エステル、モノおよびジブチル燐酸エステ
ル、モノおよびジ−2−エチルヘキシル)燐酸エステ
ル、モノおよびジイソデシル燐酸エステルなど](4)
スルホン酸[パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼ
ンスルホン酸およびスルホサリチル酸など]などが挙げ
られる。
【0010】イミダゾリンと炭酸ジエステルとの反応に
おいてモル比は通常1.0〜10.0、好ましくは2.
0〜5.0で、溶媒の存在下または非存在下、反応温度
80〜200℃、好ましくは100〜150℃で炭酸ガ
スを除去して実施される。
【0011】イミダゾリンと炭酸ジエステルとの反応で
炭酸ガスを除去して得られる反応物(イミダゾリニウム
炭酸塩)と有機酸との反応は、イミダゾリニウム炭酸塩
に量論値または小過剰量の有機酸を溶媒存在下または非
存在下に滴下し、発生する炭酸ガスを減圧下または不活
性ガスの吹き込みによって除去する。反応後、副生アル
コールおよび溶媒を用いた場合には溶媒を除去したのち
得られる固体または粘調液体が目的のイミダゾリニウム
有機酸塩である。必要に応じて適当な溶媒により再結晶
などで高純度なものを得ることができる。
【0012】本発明の方法によれば、N置換イミダゾリ
ンを単離することなくイミダゾリンからイミダゾリニウ
ム塩を直接かつ効率的に得ることができる。さらに、イ
ミダゾリニウム塩の加水分解を起こさせずに各種イミダ
ゾリニウム有機酸塩を製造することが可能で、同時に目
的とする塩を高純度で得ることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれに限定されない。以下において、部は重量
部を示す。塩素イオンの分析は塩化銀による比濁分析、
鉄イオン等の金属イオンは原子吸光分析によって行っ
た。
【0014】実施例1 (イミダゾリニウム炭酸塩の製造)1LのSUS製攪拌
式オートクレーブに炭酸ジメチル270.0g、2−メ
チルイミダゾリン84.0gおよび溶媒としてメタノー
ル200.0gを充填し、反応温度130℃、反応圧力
0.7MPaで炭酸ガスを抜きながら24時間反応し
た。反応後オートクレーブを冷却し、反応液を取り出し
て液体クロマトグラフで分析したところ2−メチルイミ
ダゾリンの転化率は99,5%であり、未反応物および
溶媒を留去したのちの収量は170.0g(理論値の9
7.5%)。H−NMRなどからこのものは1,2,3
−トリメチルイミダゾリニウムメチルカーボネートであ
ることを確認した。 (イミダゾリニウム有機酸塩の製造)1,2,3−トリ
メチルイミダゾリニウムメチルカーボネート35.0g
をメタノール200gに溶解させ、フタル酸31.5g
を徐々に添加したところ、炭酸ガスが激しく発生した。
80℃/20mmHgで脱気、メタノールを除去して
1,2,3−トリメチルイミダゾリニウムフタレート5
4.5g(理論値の99.0%)を得た。得られた1,
2,3−トリメチルイミダゾリニウムフタレートのイオ
ン分析の結果、塩素イオン、鉄イオン、銅イオン、鉛イ
オン、ナトリウムイオン、カリウムイオンがいずれも1
ppm以下であった。また、H−NMR分析でのプロト
ン積分値からイミダゾリニウム加水分解物は1%以下
で、極めて高純度な塩であることが確認された。
【0015】実施例2 実施例1で製造した1,2,3−トリメチルイミダゾリ
ニウムメチルカーボネートを用い、これと等モルのフェ
ノールを混合して実施例1と同様の操作を行い、収率9
6.3%で1,2,3−トリメチルイミダゾリニウムフ
ェノレートを得た。イオン分析、H−NMR分析の結果
は実施例1と同じく高純度であった。
【0016】実施例3 実施例2のフェノールの代わりにアジピン酸を使用する
以外は同様の操作を行い、1,2,3−トリメチルイミ
ダゾリニウムアジペイトを収率98.5%で得た。イオ
ン分析、H−NMR分析の結果は実施例1,2と同じく
高純度であった。
【0017】
【発明の効果】本発明の方法によれば、イミダリゾニウ
ム有機酸塩を効率的にかつ高純度で製造することがで
き、工業的に有用なものである。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07D 233/06 C07D 233/10 C07D 233/14 C07D 233/18 CA(STN)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イミダゾリニウム有機酸塩の製造方法に
    おいて、下記一般式(1)で示されるイミダゾリンと炭
    酸ジエステルとの反応で炭酸ガスを除去して得られる反
    応物と有機酸を反応させることを特徴とするイミダゾリ
    ニウム有機酸塩の製造方法。 一般式 【化1】 (式中、R1は炭素数1から11のアルキル基、アルケ
    ニル基、アリール基またはアラリキル基で水酸基、カル
    ボキシル基、エーテル基で置換されていてもよい。R2
    は−(CH22−であり、炭素数1から4のアルキル基
    またはヒドロキシアルキル基で置換されていてもよ
    い。)
  2. 【請求項2】 該イミダゾリンが、2−メチルイミダゾ
    リン、2,4−ジメチルイミダゾリン、2,4,5−ト
    リメチルイミダゾリン、2−エチルイミダゾリン、2−
    エチル−4−メチルイミダゾリン、2−イソプロピルイ
    ミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン、4−メチル−
    2−フェニルイミダゾリン、2−ヘプチルイミダゾリ
    ン、1−メチル−2−ウンデシルイミダゾリン、1−メ
    チル−2−ヘプタデシルイミダゾリン、2−ベンジルイ
    ミダゾリン、2,2’−ビスイミダゾリン、2−オキシ
    メチルイミダゾリン及び2−ニトロアミノイミダゾリン
    の群から選ばれる化合物である請求項1記載の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 該反応を、メタノール溶媒存在下に行う
    請求項1または2記載の製造方法。
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