JPS6056961A - イミダゾ−ル類の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、イミダゾール類の製造方法に関するものであ
る。イミダゾール類は、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹
脂等の樹脂硬化剤、または種々の医薬、農薬、染料等の
製造中間体として有用な化合物である。

イミダゾール類を、ホルムアルデヒドの存在下もしくは
非存在下に、グリオキザール類とアンモニア水溶液とを
反応させて合成することは古くから知られている（　Ｐ
、ＦＬツＮＬ　４１　ａｌ、、　１−ＩＪ！＋ｙ、ｃＪ
ＬＬｍ。

Ａ　ｃｆａ、、ユ２．３６２〔１９２９）；　Ａ、Ｐｈ
ｕ＊　、腟、、上。

４１３１（１９０２：）；　Ｊ、Ｍ、Ｇ−ム一、　Ｊ、
Ｆ、Ｍ、ｃ、−、、Ｊ。

ＣＪＬｅ、ｍ　、　５ａ−ｒ、、　１９３３　、６６２
：　Ｂａ、、ＦＬａｔｌ）ＬｙケＡＡｉ、　Ｂｚａ、、
。

」互、１４９３．２７０７〔１８８２）　、１亙、４Ｆ
１７．７４７（１８１’１３））。

しかしながら、これらの方法は得られるグリオキザール
類の収率が低く、工業的製造法とはなり得ない。

Ｄ、Ｄａｙｉｔｌａｔｎ　等は、氷酢酸中で、酢酸アン
モニウムとグリオキザール類とアルデヒド類とを反応さ
せることにより、上記方法に比べ、イミダゾール類の収
率が向上すると報告している（　１）、　ＤａｙＬｄＡ
ｔｎｚ−ｔ　Ｒ４，Ｊ　、　Ｏａ−ｇ、　Ｃムｆｉ、、
　２．３１９　（１９３７））。しかし、この方法は、
工業的製造法としてまだ満足し得る収率とは言い難く、
さらに溶剤として氷酢酸を使用しているため、溶剤回収
、回収溶剤中の水分除去等の操作を必要とし、工程も繁
雑となり経済的な製造法とは言い難い。

グリオキザール類を水溶液中で、強酸のアンモニウム塩
およびアルデヒド類と、７以下のＰＨで反応させて、イ
ミダゾール類を５９〜６９％の収率で製造する方法も公
知である（　Ｕ、Ｓ、Ｐ、３，７１５．３６５）。しか
しながら、この方法は反応中のＰＨが７以下であるため
、反応釜の腐食という問題点があり、また収率的にも不
満足であり、工業的製造法とは言い難い。

以上の公知技術の改良法として、水溶液中７より太きい
ＰＨ価で、アンモニア、アルデヒド類およびメチルグリ
オキザールの三者を同時に相互に接触させるか、あるい
は先に用意したアンモニア水溶液にアルデヒドなメチル
グリオキザールと同時に添加することにより、４−メチ
ルイミダゾール類を収率７２．０〜７９．２％で得る方
法が提案されている（特開昭５７−９７６６）。しかし
ながら、この方法は、その実施例中にも示されているよ
うに、かなり希薄な水溶液中（生成物であるイミダゾー
ル類の反応水溶液中の濃度が１．９〜４．３　ｗｔ％で
ある）で実施する必要がある。実際、本明細書の比較例
にも示したように、濃度を上げると、ヘキサメチレンテ
トラミン等の副生成物の量が増加し、収率低下をもたら
し、イミダゾール類の生産効率が悪い。さらにこの方法
は反応水溶液中からイミダゾール類を抽出分離するため
の抽出溶剤もかなり大量に使用する必要があり、溶剤回
収のための用役費および溶剤回収時の溶剤ロス量等を考
慮すると、工業的製造法としてはまだ不満足なものであ
る。

本発明者等は、前記公知技術の有する種々の問Ｈ点を解
決すべく、特に１ヘキサメチレンテトラミン等の副生を
抑制し、イミダゾール類の収率、ならびに水溶液中の原
料濃度および生成物イミダゾール類の濃度アップ等の生
産効率向上を目標に、より経済的に、より高収率でイミ
ダゾール類を得る方法について鋭意検討した。その結果
、アンモニア源として、これまで使用されていなかった
アンモニア炭酸塩類を用いることにより、意外にもアン
モニア水溶液を用いるよりも、より高濃度の反応条件下
でも、ヘキサメチレンテトラミン等の副生を抑制でき、
８０％以上の高収率でイミダゾール類が得られることを
見出し、本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明は、一般式（Ｉ） （式中、Ｒ′およびｌ（＋１はそれぞれ独立に水素原子
またはメチル基な示す）で表わされるグリオキザール類
と、一般式（ｎ） Ｒａ−Ｃ−Ｈ（ＩＩ） （式中、Ｒ３は直鎖状もしくは分枝状の低級アルキル基
またはフェニル基を示す）で表わされるアルデヒド類と
、アンモニア炭酸塩類とを水溶液中で反応させることを
特徴とする、一般式（１■）３ （式中、ｌ（ｌ　、　Ｒ２は一般式（Ｉ）の場合と同じ
意味を示し、Ｒ３は一般式（ｎ）の場合と同じ意味を示
す）で表わされるイミダゾール類の製造方法である。

本発明の方法によれば、従来技術に比べより高濃度条件
下でも、ヘキサメチレンテトラミン等の副生を抑制し高
収率でイミダゾール類を得ることができる。さらに、従
来技術が有していた反応釜の腐食−という問題点をも解
決できる。この様に本発明の方法は高純度のイミダゾー
ル類を安価な製造設備で高収率かつ効率良く、工業的に
経済的なプロセスである。

本発明の方法に用いられる一般式（Ｉ）で表わされるグ
リオキザール類としては、例えば、グリオキザール、メ
チルグリオキザール、ビアセチル等であり、さらにこれ
らのアセタール類、ケタール類も使用可能である。

また、一般式（ＩＩ）で表わされるアルデヒド類として
は、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プ
ロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒドまたはベンゾア
ルデヒド等である。さらに、アンモニア炭酸塩類として
は、例えば、炭酸アンモニア、炭酸水素アンモニウム等
である。さらに、反応に際し、アンモニア水溶液中洗炭
酸ガスを吹き込んで調製したアンモニア炭酸塩の水溶液
でもよい。

本発明の方法では、反応は常圧系でも加圧系でも実施可
能であり、反応温度は１５０℃までの任意の温度で実施
可能であり、とくに２０〜１ｏｏ’ｃが好ましい。

本発明の方法に用いられる原料の仕込みモル比は、本質
的には反応当量、すなわち一般式（Ｉ）で表わされるグ
リオキザール類対一般式（■）で表わされるアルデヒド
類対アンモニア炭酸塩類中のアンモニア根のモル比が１
：１：２であるが、通常は、１：１：２〜４のようにア
ンモニア炭酸塩類を過剰に使う方がより好ましい。アン
モニア炭酸塩類をさらに過剰に使用しても、その効果は
小さ〜）。

反応は、通常、水溶液中で実施される。すなわち、原料
成分を水媒体中に溶解して反応を行なうが、この場合、
反応系中のグリオキザール類の濃度は、従来法にくらべ
、かなり高い濃度でも良い。

本発明の方法における各成分の添加順序は、（１）各成
分を同時に相互に接触させる方法、（２）予め調製され
たアンモニア炭酸塩類水溶液中に、一般式（Ｉ）で表わ
されるグリオキザール類と一般式（ＩＩ）で表わされる
アルデヒド類とを同時に添加する方法が好ましい。

反応時間は、反応温度、反応原料の種類または使用する
各成分の濃度等によって異なるが、通常は０．５時間〜
１０時間である。

反応終了後は、反応液をそのまま、または濃縮後、例え
ば、ｎ−ブチルアルコール、５ｅｃ−ブチルアルコール
、イソブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール
、アミルアルコールｉｚ、５ｅｃ−アミルアルコール、
３−ペンタノール、２−メチル−１−ブタノール、イン
アミルアルコール、ｔｅｒｔ−７ミルアルコール、５ｅ
Ｃ−インアミルアルコール、ネオペンチルアルコール、
ヘキサノール類、ヘプタツール類、オクタツール類等の
脂肪族アルコール類、シクロヘキサノール、１−メチル
シクロヘキサノール、２−メチルシクロヘキサノ−）ぺ
　３−メチルシクロヘキサノール、４−メチルシクロヘ
キサノール等の脂環式アルコール類、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、エチルエーテ
ル、ジイソプロピルエーテル等の脂肪族エーテル類、四
塩化炭素、クロロホルム、ジクロルエタン、トリクロル
エタン、クロルベンゼン、ジクロルベンゼン等のハロゲ
ン化炭化水素系溶剤、あるいは酢酸エチノペ酢酸ブチル
等の低級脂肪酸エステル類等の溶剤で抽出、脱溶剤後、
減圧蒸留することにより、一般式（ＩＩＩ）で表わされ
るイミダゾール類を単離精製することが可能である。

以下、　本発明を実施例により説明する。

実施例−１ 攪拌機、温度計、滴下ロート、還流冷却器、窒素導入管
を取り付けた３００−の５つロフラスコ中に、炭酸アン
モニウム３６．０２（０，３７５モル）と水８５りを仕
込んだ。一方、滴下ロート中には、４０％メチルグリオ
キザール水溶液４５．０９　（０，２５０モル）および
３５％ホルムアルデヒド水溶液２１．５’；１（０，２
５０モル）を仕込みよく振り混ぜ均一溶液とした。窒素
を反応フラスコ内に僅かに流しながら加熱攪拌を開始し
た。内温な４０℃に保ちながら、メチルグリオキザール
とホルムアルデヒドとの混合水溶液を滴下ロートかも１
時間かけて滴下した。

滴下終了後、４０℃でさらに２時間加熱攪拌を続は熟成
を行なった。室温まで冷却後、各１００−のイソブタノ
ールを用いて６回抽出した。−諸にした抽出液から減圧
下インブタノールを回収した後、さらに減圧度を上げ蒸
留することにより、沸点９７〜１０５°Ｃ／１．５朋Ｈ
りおよび融点５４〜５６℃の４−メチルイミダゾールを
１７．８９　（０，２１７モル）得た。これは使用した
メチルグリオキザールに対し、８６．８％の収率に相当
する。なお、反応液中の４−メチルイミダゾールの濃度
は９．５ｗｔ％であり、主たる副生成物はへキサメチレ
ンテトラミンであった。

実施例−２ 攪拌機、温度計、滴下ロート２本、還流冷却器、窒素導
入管を取り付けた３００−の５つロフラスコ中に、水１
９ｇを仕込んだ。さらに滴下ロートの一方には、炭酸ア
ンモニウム３６．０９　（０，３７５モル）を水１５０
９に溶かした液を仕込み、他方には、４０％　メチルグ
リオキザール水溶液４５．０９（０，２５０モル）およ
び３５％ホルムアルデヒド水溶液２１．５９（０，２５
０モル）の均一混合液を仕込んだ。

窒素を反応フラスコ内に僅かに流しながら加熱攪拌を開
始した。内温を４０℃に保ちながら、メチルグリオキザ
ールとホルムアルデヒドとの混合水溶液および炭酸アン
モニウム水溶液を同時に、１時間かけて滴下した。滴下
終了後、４０°Ｃでさらに２時間加熱攪拌を続は熟成し
た。室温まで冷却後、各１００ｆｎｌのｎ−ブタノール
を用いて６回抽出した。−諸にした抽出液から減圧下ｎ
−ブタノールな回収した後、さらに減圧度を上げ蒸留す
ることにより、沸点９７〜１０５°Ｃ／１．５朋Ｉ（り
および融点５４〜５６℃の４−メチルイミダゾールを１
１’！、４９（０，２２４モル）得た。これは使用した
メチルグリオキザールに対し、８９．６％の収率に相当
する。

なお、反応液中の４−メチルイミダゾールの濃度は６．
８ｗｔ％であり、主たる副生成物はへキサメチレンテト
ラミンであった。

実施例−３ 実施例−１に示したと同じ装置を備えたフラスコ中に、
炭酸水素アンモニウム６１．８９（０，７５０モル）と
水４０りを仕込み、窒素気流下、内温を４０℃に保ちな
がら、４０％メチルグリオキザール水溶液４５．０９　
（０，２５Ｑモル）と３５％ホルムアルデヒド水溶液２
１．５９　（０，２５０モル）の均一混合液を滴下ロー
トから２時間かけて滴下した。滴下終了後、４０℃でさ
らに２時間加熱攪拌を続は熟成を行なった。減圧工大部
分の水を留去後、トルエンで抽出した。トルエンを留去
することにより、融点５３〜５６℃の４−メチルイミダ
ゾールを１６．５９　（０，２０１モル）得た。これは
使用したメチルグリオキザール眞対し、８０．４％の収
率に相当する。なお、反応液中の４−メチルイミダゾー
ルの濃度は９．８ｗｔ％であり、主たる副生成物はへキ
サメチレンテトラミンであった。

実施例−４ 実施例−１に示したと同じ装置を備えたフラスコ中ニ、
炭酸アンモニウム３６．０９　（０，３７５モル）と水
８５９を仕込み、窒素気流下、内温を５０’Ｃに保ちな
がら、４０％グリオキザール水溶液３６．３９（０，２
５０モル）と３５％ホルムアルデヒド水溶液２１．５７
（０，２５０モル）の均一混合液を滴下ロートから０．
５時間かけて滴下した。滴下終了後、５゜℃でさらに２
時間加熱攪拌を続は熟成を行なった。

減圧工大部分の水を留去後、ジイソプロピルエーテルで
抽出した。ジイソプロピルエーテルな留去後減圧蒸留す
ることにより、沸点７５〜８５℃４ｍ、　Ｉ−［９およ
び融点８８〜９０℃のイミダゾールを１４．５９（０，
２１３モル）得た。これは使用したグリオキザールに対
し、８５．２％の収率に相当する。

なお、反応液中のイミダゾールの濃度は８．１ｗ１％で
あり、主たる副生成物はへキサメチレンテトラミンであ
った。

実施例−５ 実施例−１に示したと同じ装置を備えたフラスコ中に、
炭酸水素アンモニウム８２．４９　（ｊ、ｏｏ。

モル）と水１００りを仕込み、窒素気流下、内温を３０
℃に保ちながら、４０％グリオキザール水溶液３６．３
９（０，２５０モル）とアセトアルデヒド１１．０り（
０，２５０モル）の均一混合液を滴下ロートから３時間
かけて滴下した。滴下終了後、３０°Ｃでさらに４時間
加熱攪拌を続は熟成を行なった。減圧工大部分の水を留
去後、ベンゼンで抽出した。ベンゼンを留去することに
より、融点１３５〜１３７℃の２−メチルイミダゾール
を１７．２９　（０，２０９モル）得た。これは使用し
たグリオキザールに対し、８３．６％の収率に相当する
。なお、反応液中の２−メチルイミダゾールの濃度は７
．５ｗｔ％であり、主たる副生成物はへキサメチレンテ
トラミンであった。

実施例−６ 実施例−２に示したと同じ装置を備えたフラスコ中に、
炭酸アンモニウム２Ｆ！、８９（０，３００モル）ト水
１００９を仕込んだ。さらに滴下ロートの一方には、４
０％グリオキザール水溶液３６．３７（０，２５０モル
）を仕込み、他方には、ベンズアルデヒド２６．５９（
０，２５０モル）を仕込んだ。窒素気流下、内温を７０
℃に保ちながら、グリオキザール水溶液とベンズアルデ
ヒドとを同時に、１時間かけて滴下した。滴下終了後７
０℃でさらに１時間加熱攪拌を続は熟成を行なった。減
圧工大部分の水を留去後、クロルベンゼンで抽出した。

クロルベンゼンを留去することにより、融点１４４〜１
４７℃の２−フェニルイミダゾールを２９．２９　（０
，２０３モル）得た。これは使用したグリオキザールに
対し、８１．２％の収率に相当する。なお、反応液中の
２−フェニルイミダゾールの濃度は１５．２ｗｔ％であ
り、主たる副生成物はへキサメチレンテトラミンであっ
た。

実施例−７ 実施例−１に示したと同じ装置を備えたフラスコ中ニ、
炭酸水素アンモニウム４７．４９　（０，５７５モル）
と水１００７を仕込み、窒素気流下、内温を４０℃に保
ちながら、４０％メチルグリオキザール水溶液４５．０
９　（０，２５０モル）とアセトアルデヒド１１．０７
（０，２５０モル）の均一混合液を滴下ロートから３時
間かけて滴下した。滴下終了後４０℃でさらに３時間加
熱攪拌を続は熟成な行なった。

減圧下約半量の水を留去後、シクロヘキサノニルで抽出
を行なった。シクロヘキサノールを留去後、減圧蒸留す
ることにより、沸点９５〜１０３°Ｃ／ｌ　ｍｍ１−１
９、融点９０〜９２℃の２，４−ジメチルイミダゾール
を１９．３９（０，２０１モル）得た。これは使用した
メチルグリオキザールに対し、８０．４％の収率に相当
する。なお、反応液中の２，４−ジメチルイミダゾール
の濃度は９．５ｗｔ％であり、主たる副生成物はへキサ
メチレンテトラミンであった。

実施例−８ 実施例−１に示したと同じ装置を備えたフラスコ中Ｋ、
炭酸アンモニウム３６．０９（０：３７５モル）と水８
５９を仕込み、窒素気流下、内温を４０℃に保ちながら
、ビアセチル２１．５９（０，２５０モル）３５％ホル
ムアルデヒド水溶液２１．５９　（０，２５０モル）お
よび水８０９の均一混合液を滴下ロートから２時間かけ
て滴下した。滴下終了後、４０℃でさらに２時間加熱攪
拌を続は熟成を行なった。

減圧工大部分の水を留去後酢酸エチルで抽出した。

酢酸エチルを留去後蒸留することにより、沸点１１３〜
１１７℃の４．５−ジメチルイミダゾールを２０．２９
（０，２１０モル）得た。これは使用したビアセチルに
対し、８４．０％の収率に相当する。なお、反応液中の
４．５−ジメチルイミダゾールの濃度は１２．３ｗｔ％
であり、主たる副生成物はへキサメチレンテトラミンで
あった。

実施例−９ 実施例−１に示したと同じ装置を備えたフラスコ中に、
炭酸アンモニウム３６．０ｇＣ０，３フ５と水５０９を
仕込み、窒素気流下、内温を４０℃に保ちながら、ビア
セチル２１．５９（０．２５０モル）、アセトアルデヒ
ド１１．０９（０．２５０モル）および水８０ｇの均一
混合液を滴下ロートから３時間かけて滴下した。滴下終
了後、４０℃でさらに２時間加熱攪拌を続は熟成を行な
った。減圧工大部分の水を留去後クロロホルムで抽出し
た。クロロホルムを留去することにより、融点１３１〜
１３３℃の２、４．５　−　）ジメチルイミダゾールを
２２．７９（０、２０６モル）得た。これは使用したビ
アセチルに対し、８２．４％の収率に相当する。なお、
反応液中の２．４．５−）ジメチルイミダゾールの濃度
は１１、４ｗｔ％であり、主たる副生成物はへキサメチ
レンテトラミンであった。

実施例−１０ 実施例−２に示したと同じ装置を備えたフラスコ中ニ、
炭酸アンモニウム３６．０り（０．３７５モル）と水８
５りな仕込んだ。さらに滴下ロートの一方には、４０％
メチルグリオキザール水溶液４５．０９（０，２５０モ
ル）を仕込み、他方には、ベンズアルデヒド２６．５９
（０，２５０モル）を仕込んだ。窒素気流下、内温を６
０°Ｃに保ちながら、メチルグリオキザール水溶液とベ
ンズアルデヒドとを同時に、２時間かけて滴下した。滴
下終了後、６０℃でさらに２時間加熱攪拌な続は熟成を
行なった。

室温まで冷却後ｎ−ブタノールで抽出した。ｎ　−ブタ
ノールを留去後減圧蒸留することにより、沸点５８〜６
２°Ｃ７１０朋Ｈ９の２−フェニル−４（５）−メチル
イミダゾールな３２．９ｇ（０，２０８モル）得た。こ
れは使用したメチルグリオキザールに対し、８３．２％
の収率に相当する。なお、反応液中の２−フェニル−４
（５）−メチルイミダゾールの濃度は１７．１ｗｔ％で
あり、主たる副生成物はへキサメチレンテトラミンであ
った。

実施例−１１ 実施例−２に示したと同じ装置を備えたフラスコ中に、
炭酸アンモニウム３６．０９＜０．３７５モル）と水１
００りを仕込んだ。さらに滴下ロートの一方には、４０
％グリオキザール水溶液３６．３９（０゜２５０モル）
を仕込み、他方にはブチルアルデヒド１８．０７（０，
２５０モル）を仕込んだ。窒素気流下、内温を５０℃に
保ちながら、グリオキザール水溶液とブチルアルデヒド
とを同時に、２時間か杆て滴下した。滴下終了後５０℃
でさらに３時間加熱攪拌を続は熟成を行なった。減圧下
、約半量の水を留去後、アミルアルコールで抽出した。

減圧下アミルアルコールを留去後、さらに減圧蒸留する
ことにより、沸点９０〜ｂ ５８℃の２−　ｎ−プロピルイミダゾールを２３．２９
（（１，２１１モル）得た。これは使用したグリオキザ
ールに対し、８４．４％の収率に相当する。なお、反応
液中の２−　ｎ−プロピルイミダゾールの濃度は１２．
２ｗｔ％であり、主たる副生成物はへキサメチレンテト
ラミンであった。

比較例 実施例−１に示したと同じ装置を備えたフラスコ中に、
２９％アンモニア水溶液４４．０９Ｃ０，７５１モル）
と水３４りを仕込み、窒素気流下、内温を４０℃に保ち
ながら、４０％メチルグリオキザール水溶液４５．０９
＜０．２５０モル）と３５％ホルムアルデヒド水溶液２
１．５９　（０，２５０モル）の均一混合液を滴下ロー
トから１時間かけて滴下した。滴下終了後、４０℃でさ
らに２時間加熱攪拌を続は熟成を行った。室温まで冷却
後、各１００−のイソブタノールを用いて１０回抽出し
た。抽出液からインブタノールを回収した後、さらに減
圧蒸留することにより、沸点９７〜１（１５°Ｃ７１，
５朋Ｉ（りおよび融点５３〜５６℃の４−メチルイミダ
ゾールを１３．０（０，１５８モル）得た。これは使用
したメチルグリオキザールに対し、６３．２％の収率に
相当する。

なお、反応液中の４−メチルイミダゾールの濃度は９，
０ｗｔ％であり、主たる副生成物はへキサメチレンテト
ラミンであった。

特許出願人 三井東圧化学株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）一般式（Ｉ） （式中、Ｒ′およびＲ２はそれぞれ独立に水素原子また
   はメチル基を示す）で表わされるグリオキザール類と、
   一般式（ｎ） Ｒ５−Ｃ−Ｈ（１１） （式中、Ｒ３は直鎖状もしくは分枝状の低級アルキル基
   またはフェニル基を示す）で表わされるアルデヒド類と
   、アンモニア炭酸塩類とを反応させることを特徴とする
   、一般式（１，１１）（式中、１ｌｊｌ　、　Ｒ２は一
   般式（Ｉ）の場合と同じ意味を示し、Ｒ３は一般式（Ｉ
   Ｆ）　の場合と同じ意味を示す。 ）で表わされるイミダゾール類の製造法。