JP3920952B2 - Method for producing azo cyclic amidino compound hydrochloride - Google Patents

Description

【０００６】
【化５】

【０００７】
（ただし、式中、Ｒ、Ｒ¹ 、Ｒ² およびＲ³ は後述するとおりである。）
すなわち、適当な非極性溶媒中アゾビスアルキルニトリル［一般式（４）］に塩化水素ガスとアルコールを反応させることによって、アゾイミノエーテル塩酸塩［一般式（１）］が得られる。このアゾイミノエーテル塩酸塩溶液に有機ジアミンまたは適当な溶媒に希釈した有機ジアミンを加えることによって目的とするアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩が得られる。
【０００８】
（Ｂ）上記一般ルートの改良として、反応の促進と無機物の溶解を目的として、アミジン化反応時に水を添加することによる高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法（特開昭６３−３０１８５２）等が知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記（Ａ）の方法による製造方法は、アゾイミノエーテル塩酸塩の合成時、一般的に過剰の塩化水素ガスが用いられ、反応系または取り出したアゾイミノエーテル塩酸塩に塩化水素が残存する。この残存した塩化水素がアミジン化反応において添加する有機ジアミンおよびアミジン化反応で生成するアンモニアと反応して有機ジアミン塩酸塩および塩化アンモニウムを生成するため、目的とするアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の結晶に混入し純度を著しく低下させる。さらに、この混入した有機ジアミン塩酸塩および塩化アンモニウムとアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の種々の溶媒に対する溶解度等が似かよっているため、精製が非常に難しく高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を得ることは極めて困難であった。
【００１０】
一方、前記（Ｂ）の製造方法は、高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を得るためには優れた方法ではあるが、アゾイミノエーテル塩酸塩に水を加えるとアミジン化を促進するためだけでなく、同時に加水分解をも促進するので目的としていないアゾ化合物を生成する。また、アゾ環状アミジノ化合物塩酸塩は水に極めて溶解しやすいため、水を加えることにより目的とするアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の収量を著しく低下させる。
【００１１】
前記反応式で理解できるように、アミジン化反応においてはアンモニアが生成する。しかしながら、前記（Ａ）および（Ｂ）どちらの製造方法も、反応系にこの生成したアンモニアを残存させたままで反応を行っている。このような反応状況では、目的とするアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩ばかりではなく、一般式（５）で示されるアゾ非環状アミジノ化合物塩酸塩が生じる。
【００１２】
【化６】

【００１３】
（ただし、式中、Ｒ¹ およびＲ² は後述のとおりである。）
さらに、過剰のアンモニアや有機ジアミンがアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の塩酸と中和反応を起こすことにより一般式（６）で示されるアゾ環状アミジノ化合物を生じる。
【００１４】
【化７】

【００１５】
（ただし、式中、Ｒ¹ 、Ｒ² およびＲ³ は後述のとおりである。）
このように、どちらの製造方法においても収率および純度が著しく低下することは明確であり、工業的実施に関して問題がある。
【００１６】
したがって、本発明の目的は、高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を工業的に簡便かつ高収率で製造する方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記（１）〜（５）により達成される。
【００１８】
（１） 一般式（１）
【００１９】
【化８】

【００２０】
（ただし、式中、Ｒは炭素原子数１〜６の低級アルキル基、Ｒ¹ およびＲ² は炭素原子数１〜１０のアルキル基または炭素原子数３〜１０のシクロアルキル基を示し、またＲ¹ とＲ² とで脂肪族環を形成してもよい）で示されるアゾイミノエーテル塩酸塩に、一般式（２）
【００２１】
【化９】

【００２２】
（ただし、式中、Ｒ³ は炭素原子数１〜１５で置換基を有していてもよいアルキレン基を示す）で示される有機ジアミンを反応させて、一般式（３）
【００２３】
【化１０】

【００２４】
（ただし、式中、Ｒ¹ 、Ｒ² およびＲ³ は前記のとおりであり、またＲ⁴ は水素原子、炭素原子数１〜６の低級アルキル基または炭素原子数１〜６のヒドロキシアルキル基を示す）で示されるアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を製造する方法において、該有機ジアミンまたは有機ジアミン溶液に、アゾイミノエーテル塩酸塩の非極性溶媒溶液を加え、アミジン化反応を促進するために、生成するアンモニアを効率よく反応系外に除去することを特徴とする高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法。
【００２５】
（２） 副生アンモニアの反応系外への除去は、反応に対して不活性なガスを吹き込むことにより行なわれる前記（１）に記載の高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法。
【００２６】
（３） 副生アンモニアの反応系外への除去は、常圧下に行なわれる前記（２）に記載の高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法。
【００２７】
（４） 副生アンモニアの反応系外への除去は、反応系内を減圧に保つことにより行なわれる前記（１）に記載の高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法。
【００２８】
（５） アンモニアの除去は、アゾイミノエーテル塩酸塩の非極性溶媒溶液の添加直前以降より行なわれる前記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法。
【００２９】
本発明者らは、上記の問題を解決すべくアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を製造する方法について鋭意検討した結果、アゾイミノエーテル塩酸塩を含む非極性溶液を有機ジアミンまたは適当な溶媒で希釈した有機ジアミン溶液に加え、アミジン化反応を促進するために、生成するアンモニアを効率よく反応系外に除去することにより、高収率かつ高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩が製造できることを見出し本発明を完成したのである。
【００３０】
すなわち、本発明の要旨とするところは、ある温度を維持しながら有機ジアミンまたは適当な溶媒で希釈した有機ジアミン溶液にアゾイミノエーテル塩酸塩を含む非極性溶液を滴下し、滴下直前または滴下途中あるいは滴下終了時にアミジン化反応を促進するために反応に影響を及ぼさないガスを吹き込むかまたは減圧により生成するアンモニアを効率よく除去するアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の製造方法である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
一般式（１）におけるＲとしては、炭素原子数１〜６、好ましくは１〜４の低級アルキル基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基等である。
【００３２】
一般式（１）および（３）におけるＲ¹ およびＲ² としては、炭素原子数１〜１０、好ましくは１〜８のアルキル基または炭素原子数３〜１０、好ましくは３〜８のシクロアルキル基である。このような基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等のアルキル基、またはシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘプチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基が挙げられ、互いが同じでも異なっても問題はない。さらに、Ｒ¹ とＲ² は互いに結合し、例えばシクロヘキサン、シクロヘプタン等の脂肪族環を形成しても問題はない。
【００３３】
一般式（２）および（３）におけるＲ³ としては、炭素原子数１〜１５、好ましくは１〜６で置換基を有してもよいアルキレン基である。このような基としては、例えばエチレン基、プロピレン基等の低級アルキレン基、もしくはこれら低級アルキレン基の水素原子のいくつかがメチル基、エチル基、プロピル基等の低級アルキレン基または、水酸基で置き換ったものが挙げられる。
【００３４】
一般式（３）に置けるＲ⁴ は、水素原子、炭素原子数１〜６、好ましくは１〜４のアルキル基または炭素原子数１〜６、好ましくは１〜４のヒドロキシアルキル基である。
【００３５】
このような基としては、例えば水素原子、または、メチル基、エチル基等の低級アルキル基、または、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基等のヒドロキシアルキル基が挙げられる。
【００３６】
本発明におけるアゾイミノエーテル塩酸塩は、一般式（４）で示されるアゾニトリル化合物を非極性溶媒中において塩化水素ガスおよびアルコールと反応させて得られる。また、アゾイミノエーテル塩酸塩は単離してもよくあるいは、単離せずに反応液のまま次工程に移ってもよい。イミノエーテル化反応で用いられるアルコールは、塩化水素の存在でシアノ基をイミノエーテル化し得るアルコールでよく、例えば、メタノール、エタノール等の低級アルコールが挙げられる。アルコールの使用量は、好ましくはアゾニトリル化合物の２〜５倍モル、より好ましくは２〜３倍モル用いる。なお、イミノエーテル化反応は、常法通り非水条件下で行われる。塩化水素ガスは、好ましくはアゾニトリル化合物の２〜５倍モル、より好ましくは２〜３倍モル用いる。イミノエーテル化反応における反応温度は、アゾニトリル化合物、アルコールおよび反応溶媒により異なるが、好ましくは４０℃以下がよく、より好ましくは１０〜３０℃がよい。また、反応時間は、反応の条件により異なり、３〜６０時間程度であり、反応の進行状況により適当な時間で終了するのがよい。
【００３７】
本発明で用いられる非極性溶媒としては、例えば、ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、石油エーテル、灯油等の脂肪族および芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル等のエーテル類、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロルメタン、クロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素類等、および塩化アンモニウムおよび有機ジアミン塩酸塩を溶解し難い有機溶剤が挙げられる。
【００３８】
本発明で用いられる有機ジアミンは、例えば、エチレンジアミン、１，２−ジアミノプロパン、１，２−ジアミノ−２−メチルプロパン等のα，β−アルキレンジアミン、あるいは、１，３−プロピレンジアミン、２，２−ジメチル−１，３−プロピレンジアミン、１，４−ブタンジアジン等のα，γ−または、α，δ−アルキレンジアミン、２−ヒドロキシ−１，３−プロパンジアミン、Ｎ−（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン等のアミジン化に直接関与しない官能基を有するアルキレンジアミン等が挙げられる。有機ジアミンの使用量は、アゾイミノエーテル塩酸塩に対し１．９〜３倍モルでよく、好ましくは１．９５〜２．１倍モルがよい。アミジン化反応は、有機ジアミンにアゾイミノエーテル塩酸塩を含む非極性溶液を滴下することにより反応が進行するが、反応をより円滑に進行させるために一定量の低級アルコール等により希釈してもよい。希釈のための溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等の低級アルコール、あるいは、アセトン、アセトニトリル、ジオキサン、ジメチルホルムアミド等の水溶性有機溶剤が挙げられる。使用量については、特に限定されるものではないが、目的とするアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の１〜１０倍（容量／重量）が好ましく用いられる。アミジン化反応温度は、好ましくは４０℃以下、より好ましくは１０〜３０℃である。反応時間は、反応温度等の反応条件により異なるが好ましくは、１〜２４時間程度である。反応の進行状況により適当な時間で終了させるのが好ましい。
【００３９】
本発明は、高品質のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を高収率で得ることを目的に、有機ジアミンまたは適当な溶剤で希釈した有機ジアミンにアゾイミノエーテル塩酸塩を含む非極性溶媒溶液を滴下した後に生成するアンモニアを、反応に影響を及ぼさないガスを吹き込むかまたは減圧によって除去することを特徴とするが、ガスを吹き込むかまたは減圧によるアンモニアの除去は、アゾイミノエーテル塩酸塩を含む非極性溶媒溶液の滴下直前、あるいは滴下途中、または滴下終了後でも問題はない。しかしながら、アゾイミノエーテル塩酸塩を含む非極性溶媒溶液を滴下することにより生じるアンモニアを効率よくかつ速やかに除去するという理由から、アゾイミノエーテル塩酸塩を含む非極性溶媒溶液の滴下直前よりアンモニアの除去を行うことが好ましい。アンモニアを除去するガスは、アミジン化反応に悪影響を及ぼさないガスであればよく、窒素等が好ましく用いられる。ガスの吹き込み速度は、特に限定するものではないが、反応溶媒が飛散しない程度に吹き込むのが好ましい。また、減圧を行う場合は、特に限定するものではないが、反応溶剤が飛散しない程度の圧でよく、好ましくは１００〜３００Ｔｏｒｒでよい。
【００４０】
ガス吹き込みまたは減圧によりアンモニアを除去することは、反応系中に塩化アンモニウムの生成を著しく抑制し、かつ効率よくアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の生成を促進する。したがって、水を添加しなければ生成しないとされていたアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩が、高収率で得られることは本発明者らが初めて見出した驚くべき効果である。また、アンモニアの除去により塩化アンモニウムがほとんど反応系中に存在しないため、反応後に結晶状態で存在している目的物を濾過や遠心脱水等により単離するだけで高品質のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を容易に得ることができる。
【００４１】
すなわち、アミジン化反応に際して反応系よりアンモニアを除去することは、不純物の生成を抑制し、かつアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩の生成を促進する作用を有する。このことは、反応系に不必要なものを添加することなく、また、収率に悪影響を及ぼすことなく目的物であるアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩を高収率・高品質で得られることを示している。
【００４２】
本発明の好ましい製造方法の概略を下記に示す。
【００４３】
（１）アゾニトリルを常法により、トルエン等の非極性溶媒中で、塩化水素ガスおよびアルコールと反応させアゾイミノエーテル塩酸塩溶液を得る。この際、アゾイミノエーテル塩酸塩を単離してもよく、または反応液そのままでも問題はない。
【００４４】
（２）上記の反応液または単離した場合はトルエン等の非極性溶媒にアゾイミノエーテル塩酸塩を添加した溶液を有機ジアミンまたは適当な溶剤で希釈した有機ジアミン溶液に滴下しアミジン化反応を行う。
【００４５】
（３）上記の滴下開始直前時または滴下途中、あるいは滴下終了時にアンモニアを除去するために反応に影響を及ぼさないガスの吹き込みまたは減圧を開始、アミジン化反応が終了するまで続ける。
【００４６】
（４）反応後は常法にしたがい、目的の化合物を単離する。
【００４７】
上記の方法により、高収率かつ高品質のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩が工業的に簡便かつ容易に製造することができる。
【００４８】
このようにして得られるアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩としては、つぎのような化合物がある。
【００４９】
２，２´−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］・二塩酸塩、
２，２´−アゾビス［２−（５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］・二塩酸塩、
２，２´−アゾビス［２−（４，５，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ−１，３−ジアゼピン−２−イル）プロパン］・二塩酸塩、
２，２´−アゾビス［２−（５−ヒドロキシ−３，４，５，６−テトラヒドロピリミジン−２−イル）プロパン］・二塩酸塩、
２，２´−アゾビス［２−（４−メチル−３，４，５，６−テトラヒドロピリミジン−２−イル）プロパン］・二塩酸塩、
２，２´−アゾビス［（４，５−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロピリミジン−２−イル）プロパン］・二塩酸塩、
２，２´−アゾビス｛２−［１−（２ヒドロキシエチル）−２−イミダゾリン−２−イル］プロパン｝・二塩酸塩。
【００５０】
【実施例】
以下、本発明の実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００５１】
実施例１
ＡＩＢＮ（２，２´−アゾビスイソブチロニトリル）４１．１ｇおよびメタノール２０．０ｇにトルエン３８０ｍｌを仕込み、攪拌して２０℃に冷却し、同温度にて塩化水素ガスを２２．８ｇ吹き込み、一晩攪拌熟成した。
【００５２】
別の反応器にエチレンジアミン３２．５ｇおよびメタノール２３０ｍｌを仕込み、２５℃に冷却し、減圧を開始し、１００〜２００Ｔｏｒｒに調圧を行った。この溶液に上記反応液をゆっくり滴下した。滴下終了後、減圧下に２５℃で３時間熟成することによりアミジノ化反応を完結した。
【００５３】
反応終了後、濾過し乾燥することにより、２，２´−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩を７６．３ｇ得た。収率９４．１％（対ＡＩＢＮ），融点１８８．６〜１８９．７℃（分解）。含量９９．７％。
【００５４】
比較例１
実施例１の方法において、アンモニアの除去を行わずに同様の反応を行ったところ、収率７５．２％で、含量は７７．７％にすぎなかった。
【００５５】
実施例２
ＡＩＢＮ（２，２´−アゾビスイソブチロニトリル）４１．１ｇおよびメタノール２０．０ｇにトルエン３８０ｍｌを仕込み、攪拌して２０℃に冷却し、同温度にて塩化水素ガスを２２．８ｇ吹き込み、一晩攪拌熟成した。
【００５６】
別の反応器にエチレンジアミン３２．５ｇおよびメタノール２３０ｍｌを仕込み、２５℃に冷却し、窒素の吹き込みを開始した。この溶液に上記反応液をゆっくり滴下した。滴下終了後、窒素を吹き込みながら２５℃で３時間熟成することによりアミジノ化反応を完結した。
【００５７】
反応終了後、濾過し乾燥することにより、２，２´−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩を７６．０ｇ得た。収率９３．５％（対ＡＩＢＮ），融点１８８．１〜１８９．３℃（分解）。含量９９．４％。
【００５８】
実施例３
エチレンジアミンを１，２−ジアミノプロパンに換えた以外は実施例１と同様の操作を行い、２，２´−アゾビス［２−（５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩を７９．６ｇ得た。収率９０．２％（対ＡＩＢＮ），融点１５６．１〜１５７．３℃（分解）。含量９９．５％。
【００５９】
実施例４
エチレンジアミンを１，３−ジアミノプロパンに換えた以外は実施例１と同様の操作を行い、２，２´−アゾビス［２−（３，４，５，６−テトラヒドロピリミジン−２−イル）プロパン］二塩酸塩を７９．６ｇ得た。収率９０．５％（対ＡＩＢＮ），融点１７９．８〜１８０．７℃（分解）。含量９９．６％。
【００６０】
実施例５
エチレンジアミンを１，３−ジアミノ−２−ヒドロキシプロパンに換えた以外は実施例１と同様の操作を行い、２，２´−アゾビス［２−（５−ヒドロキシ−３，４，５，６−テトラヒドロピリミジン−２−イル）プロパン］二塩酸塩を８９．７ｇ得た。収率９３．２％（対ＡＩＢＮ），融点１５２．１〜１５３．２℃（分解）。含量９９．７％。
【００６１】
【発明の効果】
本発明による方法は前記のとおりであるから、高品位のアゾ環状アミジノ化合物塩酸塩が工業的に簡便かつ容易に高収率で製造することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for obtaining a high-quality azo cyclic amidino compound hydrochloride in a high yield.
[0002]
Since azo cyclic amidino compound hydrochloride is water-soluble, it is an important compound in various chemical industries, particularly as a polymerization initiator in an aqueous solution and as a reagent for introducing a cyclic amidino group.
[0003]
[Prior art]
The following method is conventionally known as a method for producing an azo cyclic amidino compound hydrochloride.
[0004]
(A) First, it is generally synthesized by the following synthesis route.
[0005]
[Formula 4]

[0006]
[Chemical formula 5]

[0007]
(In the formula, R, R ¹ , R ² and R ³ are as described later.)
That is, azoiminoether hydrochloride [general formula (1)] can be obtained by reacting azobisalkylnitrile [general formula (4)] with hydrogen chloride gas and alcohol in a suitable nonpolar solvent. The target azo cyclic amidino compound hydrochloride is obtained by adding an organic diamine or an organic diamine diluted in an appropriate solvent to the azoiminoether hydrochloride solution.
[0008]
(B) As an improvement of the above general route, for the purpose of promoting the reaction and dissolving the inorganic substance, a method for producing a high-quality azo cyclic amidino compound hydrochloride by adding water during the amidation reaction (Japanese Patent Laid-Open No. 63-301852) ) Etc. are known.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the production method by the method (A), an excess of hydrogen chloride gas is generally used during the synthesis of azoiminoether hydrochloride, and hydrogen chloride remains in the reaction system or the extracted azoiminoether hydrochloride. . The remaining hydrogen chloride reacts with the organic diamine added in the amidation reaction and ammonia generated in the amidation reaction to produce organic diamine hydrochloride and ammonium chloride. Contamination and remarkably reduce the purity. Furthermore, since the mixed organic diamine hydrochloride and ammonium chloride and azo cyclic amidino compound hydrochloride have similar solubility in various solvents, it is very difficult to purify and to obtain high quality azo cyclic amidino compound hydrochloride. It was extremely difficult.
[0010]
On the other hand, the production method (B) is an excellent method for obtaining a high-quality azo cyclic amidino compound hydrochloride, but it is only for promoting the amidination when water is added to the azoiminoether hydrochloride. At the same time, hydrolysis is promoted, so that an unintended azo compound is produced. Moreover, since azo cyclic amidino compound hydrochloride is very easily dissolved in water, the addition of water significantly reduces the yield of the desired azo cyclic amidino compound hydrochloride.
[0011]
As can be understood from the above reaction formula, ammonia is generated in the amidination reaction. However, in both production methods (A) and (B), the reaction is carried out with the generated ammonia remaining in the reaction system. In such a reaction situation, not only the desired azo cyclic amidino compound hydrochloride but also an azo acyclic amidino compound hydrochloride represented by the general formula (5) is generated.
[0012]
[Chemical 6]

[0013]
(In the formula, R ¹ and R ² are as described later.)
Further, excess ammonia or organic diamine causes a neutralization reaction with hydrochloric acid of azo cyclic amidino compound hydrochloride, thereby producing an azo cyclic amidino compound represented by the general formula (6).
[0014]
[Chemical 7]

[0015]
(In the formula, R ¹ , R ² and R ³ are as described later.)
Thus, it is clear that the yield and purity are remarkably lowered in either production method, and there are problems regarding industrial implementation.
[0016]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a process for producing a high-quality azo cyclic amidino compound hydrochloride in an industrially simple and high yield.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the following (1) to (5).
[0018]
(1) General formula (1)
[0019]
[Chemical 8]

[0020]
(In the formula, R represents a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R ¹ and R ² represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and R ¹ and R ² may form an aliphatic ring) with an azoiminoether hydrochloride represented by the general formula (2)
[0021]
[Chemical 9]

[0022]
(Wherein, R ³ represents an alkylene group having 1 to 15 carbon atoms and optionally having a substituent) is reacted with an organic diamine represented by the general formula (3)
[0023]
[Chemical Formula 10]

[0024]
Wherein R ¹ , R ² and R ³ are as defined above, and R ⁴ represents a hydrogen atom, a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. In the method for producing an azo cyclic amidino compound hydrochloride represented by the formula (1), a nonpolar solvent solution of azoiminoether hydrochloride is added to the organic diamine or organic diamine solution to produce an amidation reaction. A method for producing a high-quality azo cyclic amidino compound hydrochloride, characterized by efficiently removing ammonia from the reaction system.
[0025]
(2) The method for producing a high-quality azo cyclic amidino compound hydrochloride according to (1) above, wherein the removal of by-product ammonia outside the reaction system is performed by blowing a gas inert to the reaction.
[0026]
(3) The method for producing a high-quality azo cyclic amidino compound hydrochloride according to (2), wherein the removal of by-product ammonia outside the reaction system is performed under normal pressure.
[0027]
(4) The method for producing a high-quality azo cyclic amidino compound hydrochloride as described in (1) above, wherein the removal of by-product ammonia outside the reaction system is performed by keeping the reaction system at a reduced pressure.
[0028]
(5) Ammonia is removed from immediately before the addition of the nonpolar solvent solution of azoiminoether hydrochloride, and the high-grade azo cyclic amidino compound hydrochloride according to any one of (1) to (4) above Manufacturing method.
[0029]
As a result of intensive studies on a method for producing an azo cyclic amidino compound hydrochloride in order to solve the above problems, the present inventors have found that a nonpolar solution containing an azoiminoether hydrochloride is diluted with an organic diamine or an appropriate solvent. In order to accelerate the amidation reaction in addition to the diamine solution, the present invention has found that a high yield and high quality azo cyclic amidino compound hydrochloride can be produced by efficiently removing generated ammonia from the reaction system. It was completed.
[0030]
That is, the gist of the present invention is that a nonpolar solution containing azoiminoether hydrochloride is added dropwise to an organic diamine or an organic diamine solution diluted with an appropriate solvent while maintaining a certain temperature, immediately before or during the dropping or This is a method for producing an azo-cyclic amidino compound hydrochloride in which a gas that does not affect the reaction is blown at the end of dropping, or ammonia that is generated by decompression is efficiently removed.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
R in the general formula (1) is a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, and an isobutyl group.
[0032]
R ¹ and R ² in the general formulas (1) and (3) are alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms or cycloalkyl groups having 3 to 10 carbon atoms, preferably 3 to 8 carbon atoms. It is. Examples of such a group include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a butyl group, or a cycloalkyl group such as a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cycloheptyl group, and a cyclohexyl group. There is no problem if they are the same or different. Further, R ¹ and R ² may be bonded to each other to form an aliphatic ring such as cyclohexane or cycloheptane.
[0033]
R ³ in the general formulas (2) and (3) is an alkylene group having 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 6 and optionally having a substituent. As such a group, for example, a lower alkylene group such as an ethylene group or a propylene group, or some of the hydrogen atoms of these lower alkylene groups are replaced with a lower alkylene group such as a methyl group, an ethyl group or a propyl group, or a hydroxyl group. Can be mentioned.
[0034]
R ⁴ in the general formula (3) is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6, preferably 1 to 4 carbon atoms, or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms.
[0035]
Examples of such a group include a hydrogen atom, a lower alkyl group such as a methyl group or an ethyl group, or a hydroxyalkyl group such as a hydroxymethyl group or a hydroxyethyl group.
[0036]
The azoimino ether hydrochloride in the present invention is obtained by reacting an azonitrile compound represented by the general formula (4) with hydrogen chloride gas and alcohol in a nonpolar solvent. The azoiminoether hydrochloride may be isolated or may be transferred to the next step without being isolated. The alcohol used in the imino etherification reaction may be an alcohol capable of imino etherifying a cyano group in the presence of hydrogen chloride, and examples thereof include lower alcohols such as methanol and ethanol. The amount of the alcohol used is preferably 2 to 5 times mol, more preferably 2 to 3 times mol of the azonitrile compound. The imino etherification reaction is performed under non-aqueous conditions as usual. The hydrogen chloride gas is preferably used in an amount of 2 to 5 times mol, more preferably 2 to 3 times mol of the azonitrile compound. The reaction temperature in the imino etherification reaction varies depending on the azonitrile compound, the alcohol and the reaction solvent, but is preferably 40 ° C. or less, more preferably 10 to 30 ° C. The reaction time varies depending on the reaction conditions, and is about 3 to 60 hours. The reaction time is preferably terminated in an appropriate time depending on the progress of the reaction.
[0037]
Examples of the nonpolar solvent used in the present invention include aliphatic and aromatic hydrocarbons such as hexane, octane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene, petroleum ether and kerosene, ethers such as diethyl ether and isopropyl ether, Examples include halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, dichloromethane, chlorobenzene, and the like, and organic solvents in which ammonium chloride and organic diamine hydrochloride are difficult to dissolve.
[0038]
The organic diamine used in the present invention is, for example, ethylenediamine, 1,2-diaminopropane, α, β-alkylenediamine such as 1,2-diamino-2-methylpropane, 1,3-propylenediamine, 2, Α, γ- or α, δ-alkylenediamine such as 2-dimethyl-1,3-propylenediamine and 1,4-butanediazine, 2-hydroxy-1,3-propanediamine, N- (hydroxyethyl) ethylenediamine and the like And alkylenediamine having a functional group that is not directly involved in the amidation of A. The amount of the organic diamine used may be 1.9 to 3 times mol, preferably 1.95 to 2.1 times mol of the azoiminoether hydrochloride. The amidation reaction proceeds by dropping a nonpolar solution containing azoiminoether hydrochloride into an organic diamine, but may be diluted with a certain amount of lower alcohol or the like in order to make the reaction proceed more smoothly. . Examples of the solvent for dilution include lower alcohols such as methanol, ethanol and propanol, and water-soluble organic solvents such as acetone, acetonitrile, dioxane and dimethylformamide. The amount used is not particularly limited, but preferably 1 to 10 times (capacity / weight) of the target azo cyclic amidino compound hydrochloride. The amidation reaction temperature is preferably 40 ° C. or lower, more preferably 10 to 30 ° C. Although reaction time changes with reaction conditions, such as reaction temperature, Preferably it is about 1 to 24 hours. It is preferable to complete the reaction at an appropriate time depending on the progress of the reaction.
[0039]
In the present invention, a nonpolar solvent solution containing an azoiminoether hydrochloride is dropped to an organic diamine or an organic diamine diluted with an appropriate solvent for the purpose of obtaining a high quality azo cyclic amidino compound hydrochloride in a high yield. Ammonia produced later is removed by blowing a gas that does not affect the reaction or by reducing the pressure, but the removal of ammonia by blowing a gas or by reducing the pressure is a nonpolar solvent containing azoiminoether hydrochloride There is no problem even before the dropping of the solution, in the middle of dropping or after the dropping. However, ammonia is removed immediately before the dropping of the nonpolar solvent solution containing azoiminoether hydrochloride, because the ammonia generated by dropping the nonpolar solvent solution containing azoiminoether hydrochloride is efficiently and quickly removed. It is preferable to carry out. The gas for removing ammonia may be any gas that does not adversely affect the amidine reaction, and nitrogen or the like is preferably used. The gas blowing speed is not particularly limited, but is preferably blown to such an extent that the reaction solvent does not scatter. Moreover, when performing pressure reduction, although it does not specifically limit, the pressure of the grade which a reaction solvent does not scatter may be sufficient, Preferably 100-300 Torr may be sufficient.
[0040]
The removal of ammonia by gas blowing or reduced pressure remarkably suppresses the production of ammonium chloride in the reaction system and promotes the production of azo cyclic amidino compound hydrochloride efficiently. Therefore, it is a surprising effect that the present inventors have found for the first time that the azo cyclic amidino compound hydrochloride, which is supposed to be generated without adding water, can be obtained in high yield. In addition, since ammonium chloride is hardly present in the reaction system due to the removal of ammonia, a high-quality azo cyclic amidino compound hydrochloride can be obtained simply by isolating the target substance present in the crystalline state after the reaction by filtration or centrifugal dehydration. Can be easily obtained.
[0041]
That is, removing ammonia from the reaction system during the amidination reaction has the effect of suppressing the formation of impurities and promoting the formation of azo cyclic amidino compound hydrochloride. This indicates that the target azo cyclic amidino compound hydrochloride can be obtained in high yield and quality without adding unnecessary substances to the reaction system and without adversely affecting the yield. ing.
[0042]
An outline of a preferable production method of the present invention is shown below.
[0043]
(1) Azonitrile is reacted with hydrogen chloride gas and alcohol in a non-polar solvent such as toluene by a conventional method to obtain an azoiminoether hydrochloride solution. At this time, the azoiminoether hydrochloride may be isolated, or there is no problem even if the reaction solution is used as it is.
[0044]
(2) The above reaction solution or, if isolated, a solution in which azoiminoether hydrochloride is added to a nonpolar solvent such as toluene is added dropwise to an organic diamine or an organic diamine solution diluted with an appropriate solvent to perform an amidation reaction. .
[0045]
(3) Immediately before the start of dropping, during dropping, or at the end of dropping, in order to remove ammonia, blowing or decompressing gas that does not affect the reaction is started and continued until the amidine reaction is completed.
[0046]
(4) After the reaction, the target compound is isolated according to a conventional method.
[0047]
By the above method, a high yield and high quality azo cyclic amidino compound hydrochloride can be produced industrially simply and easily.
[0048]
Examples of the azo cyclic amidino compound hydrochloride thus obtained include the following compounds.
[0049]
2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride,
2,2′-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride,
2,2′-azobis [2- (4,5,6,7-tetrahydro-1H-1,3-diazepin-2-yl) propane] dihydrochloride,
2,2′-azobis [2- (5-hydroxy-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] dihydrochloride,
2,2′-azobis [2- (4-methyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] dihydrochloride,
2,2′-azobis [(4,5-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] dihydrochloride,
2,2'-azobis {2- [1- (2hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane} dihydrochloride.
[0050]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although demonstrated in detail by the Example of this invention, this invention is not limited by these Examples.
[0051]
Example 1
380 ml of toluene was charged in 41.1 g of AIBN (2,2′-azobisisobutyronitrile) and 20.0 g of methanol, stirred and cooled to 20 ° C., and 22.8 g of hydrogen chloride gas was blown at the same temperature, Aged with stirring overnight.
[0052]
In another reactor, 32.5 g of ethylenediamine and 230 ml of methanol were charged, cooled to 25 ° C., pressure reduction was started, and the pressure was adjusted to 100 to 200 Torr. The reaction solution was slowly added dropwise to this solution. After completion of the dropwise addition, the amidination reaction was completed by aging at 25 ° C for 3 hours under reduced pressure.
[0053]
After completion of the reaction, the reaction mixture was filtered and dried to obtain 76.3 g of 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride. Yield 94.1% (vs AIBN), mp 188.6-189.7 ° C. (decomposition). Content 99.7%.
[0054]
Comparative Example 1
In the method of Example 1, when the same reaction was performed without removing ammonia, the yield was 75.2% and the content was only 77.7%.
[0055]
Example 2
380 ml of toluene was charged in 41.1 g of AIBN (2,2′-azobisisobutyronitrile) and 20.0 g of methanol, stirred and cooled to 20 ° C., and 22.8 g of hydrogen chloride gas was blown at the same temperature, Aged with stirring overnight.
[0056]
In another reactor, 32.5 g of ethylenediamine and 230 ml of methanol were charged, cooled to 25 ° C., and nitrogen blowing was started. The reaction solution was slowly added dropwise to this solution. After completion of the dropwise addition, the amidination reaction was completed by aging at 25 ° C. for 3 hours while blowing nitrogen.
[0057]
After completion of the reaction, the reaction mixture was filtered and dried to obtain 76.0 g of 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride. Yield 93.5% (vs AIBN), melting point 188.1-189.3 ° C. (decomposition). Content 99.4%.
[0058]
Example 3
Except that ethylenediamine was replaced with 1,2-diaminopropane, the same operation as in Example 1 was carried out, and 2,2′-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride Of 79.6 g. Yield 90.2% (vs AIBN), melting point 156.1-157.3 ° C. (decomposition). Content 99.5%.
[0059]
Example 4
Except that ethylenediamine was replaced with 1,3-diaminopropane, the same operation as in Example 1 was performed, and 2,2′-azobis [2- (3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] 79.6 g of dihydrochloride was obtained. Yield 90.5% (vs AIBN), mp 179.8-180.7 ° C. (decomposition). Content 99.6%.
[0060]
Example 5
The same operation as in Example 1 was performed except that ethylenediamine was replaced with 1,3-diamino-2-hydroxypropane, and 2,2′-azobis [2- (5-hydroxy-3,4,5,6-tetrahydro 89.7 g of pyrimidin-2-yl) propane] dihydrochloride was obtained. Yield 93.2% (vs AIBN), mp 152.1-153.2 ° C. (decomposition). Content 99.7%.
[0061]
【The invention's effect】
Since the method according to the present invention is as described above, a high-quality azo cyclic amidino compound hydrochloride can be easily and easily produced in high yield on an industrial scale.

Claims (5)

General formula (1)

(In the formula, R represents a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R ¹ and R ² represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and R ¹ and R ² may form an aliphatic ring) with an azoiminoether hydrochloride represented by the general formula (2)

(Wherein, R ³ represents an alkylene group having 1 to 15 carbon atoms and optionally having a substituent) is reacted with an organic diamine represented by the general formula (3)

Wherein R ¹ , R ² and R ³ are as defined above, and R ⁴ represents a hydrogen atom, a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. In the method for producing an azo cyclic amidino compound hydrochloride represented by the formula (1), a nonpolar solvent solution of azoiminoether hydrochloride is added to the organic diamine or organic diamine solution to produce an amidation reaction. A method for producing a high-quality azo cyclic amidino compound hydrochloride, characterized by efficiently removing ammonia from the reaction system. The method for producing a high-quality azo cyclic amidino compound hydrochloride according to claim 1, wherein removal of by-product ammonia outside the reaction system is performed by blowing a gas inert to the reaction. The method for producing a high-quality azo cyclic amidino compound hydrochloride according to claim 2, wherein the removal of by-product ammonia outside the reaction system is carried out under normal pressure. The method for producing a high-quality azo cyclic amidino compound hydrochloride according to claim 1, wherein the removal of by-product ammonia to the outside of the reaction system is performed by keeping the inside of the reaction system under reduced pressure. The method for producing a high-quality azo cyclic amidino compound hydrochloride according to any one of claims 1 to 4, wherein ammonia is removed from immediately before the addition of the nonpolar solvent solution of azoiminoether hydrochloride.