JPS6137773A - イミダゾール‐４（５）‐モノカルボン酸、その塩又はベタインの製法 - 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を、１４０〜２３０　℃の温度及
び２〜３５０バールの圧力において、二酸化炭素ならび
にアルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属水素炭酸塩及び／
又はアルカリ金属水酸化物と反応させ、そして所望によ
り反応生成物を酸と反応させることによる、イミダゾー
ル−４（５）−モノカルボン酸、その塩又はベタインを
製造するだめの新規な方法に関する。

イミダゾール−４（５）−モノカルボン酸の製造のため
には、次の２種の合成経路が実際上重要である。（１）
硝酸による４−ヒドロキシメチルイミダゾールの酸化（
ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサエティ１０９巻１９
１６年１８６〜２０２頁、ジャーナルΦオプ・ケミカル
ソサエティ１６１巻１９２８年２１〜６２頁、ベリヒテ
７０巻１９６７年２６０９頁）、ならびに（２）沸騰ア
ニリン中における、４，５−イミダゾールジカルボン酸
又は２−置換４，５−イミダゾールジカルボン酸の部分
的脱カルボキシル化（ジャーナルΦオプ・ケミカル・フ
サエフ４１１５巻１９１９年２１７頁）、続いて生成し
た４−イミダゾールカルボキシアニリドを、酸又はアル
カリ液中で加熱することによる加水分解（ケミカルアプ
ストラクッ９０巻７２１８９　Ｚ）。イミダゾール−４
−カルボン酸への他の経路は、２−メルカプトイミダゾ
ール−４−カルボン酸誘導体の酸化的脱硫（前掲ベリヒ
フ２３１０頁）、ならびに対応するイミダゾール−ジチ
オカルボン酸の過酸化水素による酸化（ケミカル・アプ
ストラクツ９８巻１９８３年１７’９５８４ｂ）により
知られている。これらの方法はいずれも、工業的実施が
困難であるか、あるいは高い費用を要しそして工業的に
入手が困難な前段生成物から出発せねばならない。

西独特許出願公告１０６６６６７号明細書には、加圧下
にアルカリ金属炭酸塩を存在させて、芳香族複素環化合
物を二酸化炭素と反応させることによる、複素環族カル
ボン酸の製法が記載されている。温度としては１５０℃
以上の範囲が記載されているが（第１欄８行）、種々の
反応温度で同一の出発物質から種々の生成物が生ずるこ
とが指摘されている。すなわちピラゾールの例では（第
１欄１５〜５０行）、その他は同一の条件下に、２３０
℃で６，５−ジカルボン酸の塩が、そしてより高い温度
すなわち２７０℃では４−モノカルボン酸の塩が生ずる
イミダゾール及びその誘導体の反応の場合は（実施例１
．２．５．６．１１．１２及び１５）、常に２５０〜２
８０℃の温度が用いられる。目的物質としては常に対応
するイミダゾール−４，５−ジカルボン酸の塩が得られ
る。イミダゾールジカルボン酸の最高収率は、２６０℃
で触媒すなわち弗化カドミウム（実施例１）を用いた場
合に得られる。この実施例が示すように、イミダゾール
モノカルボン酸の本質的な生成は確認されない。公告明
細書が示すように、不安定な遊離ジカルボン酸例えばト
リアゾール−（１，２，４）−ジカルボン酸の場合には
、ＣＯ２を分解放出してモノカルボン酸が得られる（第
２欄２０〜２６行）。実施例は、他の複素環族モノカル
ボン酸の場合には、特定の条件下でのみ、例えば比較的
高い温度（２６０℃）及び特別な構造の場合例えばイミ
ダゾールの場合（実施例１６）だけ、モノカルボン酸を
生成することを示している。トリアゾール及びその６−
モノカルボン酸の場合は、２２０°Ｃ（実施例１７）及
びより高い温度例えば２６０〜２７０°Ｃ（実施例９．
１６及び１９）で、ジカルボン酸が得られ、モノカルボ
ン酸又はジカルボン酸を本質的な量で含有する反応生成
物を得るためには、熱時に濃塩酸を用いる他の処理が必
要である。実施例及び他の説明が示すように、反応の収
率と特に目的生成物の純度は、触媒により助成される（
第６欄２２〜６７行）。

本発明者らは、次式 （式中Ｒ１及びＲ２は後記の意味を有する）で表わされ
るイミダゾールを、１４０〜２３０℃の温度及び２〜６
５０バールの圧力において二酸化炭素ならびにアルカリ
金属炭酸塩、アルカリ金属水素炭酸塩及び／又はアルカ
リ金属水酸化物と反応させ、そして所望により反応生成
物を酸と反応させるとき、前記イミダゾールを二酸化炭
素及びアルカリ金属化合物と高められた温度で加圧下に
反応させることにより、次式（式中の基Ｒ１及びＲ２は
同一でも異なってもよく、それぞれ水素原子又は脂肪族
、芳香脂肪族、芳香族又は脂環族の基を意味する）で表
わされるイミダゾール−４（５）−モノカルボン酸、そ
の塩又はベタインが有利に得られることを見出した。

反応は、炭酸カリウム及び２，４−ジメチルイミダゾー
ルを用いる場合について、次の反応式により示される。

υｈ３ 既知方法に比して本発明方法は、簡単かつ経済的な手段
で、イミダゾール−４（５）−モノカルボン酸、その塩
及びベタインをより良好な収率と純度で提供できる。こ
れらの有利な結果はすべて技術水準からみて予想されな
かった。西独特許出願公告１０３３６６７号明細書によ
れば、最高噂→２２０℃以下の本発明による低い温度で
は、著量のモノカルボン酸でなく対応するジカルボン酸
のみが得られるであろうと考えられた。この公告明細書
に記載された金属触媒の不在で反応を行って、目的物質
が純粋な形でかつ高収率で得られるとは同様に予想外で
あった。

モノカルボン酸を製造するため熱時の濃塩酸による処理
を必要としないことも意外であった。

二酸化炭素との出発物質Ｈの反応は、化学当量で又は一
方の成分が他方に対し過剰で、好ましくは出発物質■の
１モルに対し、二酸化炭素が２〜１００モル特に好まし
くは５〜６０モルの比率で実施できる。二酸化炭素は、
固体又は気体で又は好ましくは液状で添加することがで
エチル−、プロピル−、イングロピルー、ブチル−１二
級ブチル−、インブチル−（２）−イミダゾール；環の
４−位で前記のアルコキシアルキル基により置換された
同族のイミダゾール；２，４−ジメチル−１２，４−ジ
エチル−１２，４−ジグロピルー、２，４−ジイソプロ
ピル−１２，４−ジプチル−１２，４−ジー二級ブチル
−１２，４−ジ−イソブチル−１２，４−ジー三級ブチ
ルイミダゾール；イミダゾール；２−フェニル−４−メ
チル−１２−エチル−４−メチルイミダゾール、ならび
に対応する２、４−位で前記置換基により種々に置換さ
れたイミダゾール。特に好ましいものは、イミダゾール
、２−メチルイミダゾール、２−エチル−１２−イング
ロピルー、２−フェニル−１２−シクロヘキシル−１２
−ブチルイミダゾール、２，４−ジメチル−イミダゾー
ル、２−エチル−４−メチル−イミダゾール、４−メチ
ルイミダゾール、２−メトキシメチルイミダゾールであ
る。

反応は、１４０〜２３０℃好ましくは１４５〜２２０℃
特に１４９〜２２０℃の温度、そして２〜３５０バール
好ましくは１０〜１８０バー／Ｌ’ＰＪＫ５０〜１６０
バールの圧力で、連続的に又は非連続的に実施される。

触媒も使用できるが、通常は触媒の不在で操作する。同
様に有機溶剤例えばメタノール、ドルオール、ジメチル
ホルムアミド等の存在下でも反応を実施できるが、通常
は有機溶剤の不在で又は水の不在で操作する。

本反応は次のように実施できる。出発物質■、二酸化炭
素及びアルカリ金属化合物の混合物を、好ましくは１〜
３０時間特に１．５〜１５時間反応温度及び反応圧力に
保持する。出発物質■及びアルカリ金属化合物は微細状
で使用することが好ましい。

反応混合物から目的物質を常法、例えば固形の反応混合
物又はその固形残香を粉砕し、水中に懸濁し、そしてＰ
遇することにより単離する。

一般に目的物質は、４−カルボン酸の可溶性塩として存
在する。酸性化により、遊離の４−カルボン酸を反応混
合物から単離できる。酸性化のために任意の有機又は好
ましくは無機の酸、好ましくは鉱酸、特に好ましくは塩
酸、硫酸及び燐酸を使用できる。懸濁液又は溶液の酸性
化に際しては、２〜６のｐＨ価にする。

目的物質のモノカルボン酸は、多くは次式（式中Ｒ１及
びＲ２は前記の一般的及び特に好ましい意味を有する）
のそのベタインの形で存在する。

本発明方法により製造されるイミダゾール−４（５）−
モノカルボン酸は、染料、植物保護剤及び医薬を製造す
るだめの価値の高い出発物質である。すなわち本発明の
目的物質Ｉの後続生成物であるＮ−置換モノカルボン酸
のエステル例えばエチルエステルは、獣医用の麻酔薬で
ある。

その使用に関しては前記の刊行物が参照される。

実施例１ ２．５−ジメチルイミダゾール−４−カルボン酸２．４
−ジメチルイミダゾール１２ｇ（０，１２５モル）、炭
酸カリウム４２．５９　（０，３モル）及び液体二酸化
炭素１００ｍ１を、オートクレーブ中で１５０℃で５時
間攪拌する。反応圧力は１６０バールである。排出物を
粉砕し、水１゜０ｍｌ中に懸濁し、攪拌しながら塩酸に
よりｐＨを５〜６にする。沈殿をＦ別して乾燐すると、
融点２６４℃（分解）の純粋な２，５−ジメチルイミダ
ゾール−４−カルボン酸が１６ｇ得られる（収率は理論
値の７４％）。

実施例２〜８ 反応は実施例１と同様に行われる。

実施例９ イミダゾール５４４．９　（８モル）、炭酸カリウム１
６８０ｇ（１０モル）及び液体Ｃｏ２１０００ゴを、オ
ートクレーブ中で２１９℃及び１２０バールで２．５時
間反応させる。混合物社倉を無イ北ｐＨ５に酸性化し、
１００℃に徐々に（１時間）加熱することにより、目的
物質を沈殿させる。これを乾燥したのち、２２０℃で分
解（００２発生）して溶融するイミダゾール−４−カル
ボン酸が６０６１得られる。これは理論値の６７．６％
の収率に相当する。

実施例１０ 炭酸カリウムの代わりに水酸化カリウムを１０モル用い
て、実施例９の反応を実施すると、融点２２０℃のイミ
ダゾール−４−カルボン酸が５１０ｇ（理論値の５８％
）得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 次式 ▲数式、化学式、表等があります▼　II （式中Ｒ＾１及びＲ＾２は後記の意味を有する）で表わ
   されるイミダゾールを、１４０〜２３０℃の温度及び２
   〜３５０バールの圧力において、二酸化炭素ならびにア
   ルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属水素炭酸塩及び／又は
   アルカリ金属水酸化物と反応させ、そして所望により反
   応生成物を酸と反応させることを特徴とする、前記イミ
   ダゾールを二酸化炭素及びアルカリ金属化合物と高めら
   れた温度で加圧下に反応させることによる、次式 ▲数式、化学式、表等があります▼　 I （式中の基Ｒ＾１及びＲ＾２は同一でも異なつてもよく
   、それぞれ水素原子又は脂肪族、芳香脂肪族、芳香族又
   は脂環族の基を意味する）で表わされるイミダゾール−
   ４（５）−モノカルボン酸、その塩又はベタインの製法
   。