JPS5938228B2 - イミダゾ−ルと２−アルキルイミダゾ−ル類およびそれらの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はイミダゾールおよび２−アルキルイミダゾール
、特にＣ４からＣ１７までのアルキルの長い鎖を有する
２−アルキルイミダゾールの製造法ならびに本方法によ
つて単離することが可能になつた新規の２−アルキルイ
ミダゾールに関する。

本発明方法によつて製造されるイミダゾール類は一般式
＼ ／ に対応する。

ただし上式においてＲは水素または１から１７までの炭
素原子を有するアルキル基を示す。２−アルキルイミダ
ゾールは水素添加触媒の存在下に高温において２−アル
キルイミダゾリンの脱水素によつて通常調製され、２−
アルキルイミダゾリンそのものはエチレンジアミンと脂
肪酸または脂肪酸の誘導体にトリル、エステル、塩化物
）から得られる。

２−アルキルイミダゾールのもう一つの製法は、触媒の
存在下において加熱により、イミダゾールー ４、５−
ジカルボン酸（好ましくは２位置で置換された）を脱カ
ルボキシ化することよりなるものであつて、該ジカルボ
ン酸はジニトロ酒石酸をアンモニアおよびアルデヒドと
反応させることによつて得られる。

これら製法は中間化合物の調製を必要とするため実施す
るには時間が長くかかりかつ複雑である。

また、アンモニア性酢酸銅の溶液の存在下で、アセトイ
ン、ベンゾイン、フロインのようなアルフアヒドロキシ
アセトンをアルデヒドと反応させることによりイミダゾ
ール類を調製することも知られている。この方法は四つ
までの炭素原子を有する低級アルデヒドの場合には良い
結果を与える。これに反し、より反応性が低いものとし
て知られている高級アルデヒド（炭素原子四つ以上）の
場合では環化反応は起らず、アルデヒドの大部分は縮合
しないかさもなければ収量が皆無かまたは僅少な二次反
応が起る。このことは、アンモニア、グリオキザールお
よび適当なアルデヒドを一緒に反応させることによりな
るいわゆるＲＡＤＺＩＳＺＥＷＳＫＩ法によりイミダゾ
ール類を調製する場合においても同じである（就中ドイ
ツ特許出願第１９０３６１４号を見よ）。

この方法はより満足な結果を得るものとして吹聴された
改良法であるに拘らず、長いアルキルの鎖を有する２−
アルキルイミダゾールの良好な収量を得ることはできな
い。かくして、アンモニアのアルコール溶液を用いるこ
と、あるいは氷酢酸の媒体中で縮合を行なうこと、また
はアンモニア源として硫酸アンモニウムのような強酸の
アンモニウム塩を用い水性媒体中で縮合を行なうことが
提案された（米国特許第３７１５３６５号および同第３
３６１７５５号を見よ）。しかしこれら方法ではすべて
のアルデヒド、特に５から１８までの炭素原子を有する
アルデヒドを縮合させることはできない。要するに、公
知の方法ではアルキルの長い鎖を有する２−アルキルイ
ミダゾールを得ることができないか、または比較的長く
複雑な操作と引換えにそれが可能となる。

さて、本発明はこれら不都合を防止し、一般式（ただし
上式においてＲは水素または１から１７までの炭素原子
のアルキル基を示す）のイミダゾール類の簡単で有利な
製造法を提供する。

本出願者はグリオキザールの重亜硫酸塩付加物とアルデ
ヒドおよび弱酸のアンモニウム塩とを、水性アルコール
媒体中でＰＨ６〜８で縮合し、ＲＡＤＺＩＳＺＥＷＳＫ
Ｉ法より誘導された方法により、上記の式のイミダゾー
ル類、特にアルキルの長い鎖（４〜１７の炭素原子の）
を有する２−アルキルイミダゾール類を適当な収量で直
接得ることができることを実際驚異的に発見した。この
方法はイソブチレンおよび／またはプロピレンよりオキ
ソ合成によつて得られる分枝した鎖を有する脂肪族アル
デヒドを縮合することを特に可能にする。ＲＡＤＺＩＳ
ＺＥＷＳＫＩ法におけるように、式Ｒ−ＣＨＯのアルデ
ヒドを原料とし、上記の式のイミダゾールを得るがＲに
よつて表わされる該式の鎖は原料アルデヒドよりも一つ
のＣだけ少なく含有している。

更に正確にいうと、５０℃と９０℃との間において、６
ないし８のＰＨにおいて、場合によつては窒素下におい
て、また活性によつていくらか長時間または短時間の間
、アルデヒドをグリオキザールの重亜硫酸塩付加物と過
剰の弱酸のアンモニウム塩とを水性アルコール媒体中で
縮合させる。

次いで２−アルキルイミダゾールを古典的方法で単離す
るがその方法はアルデヒドの性質によつて異なる。更に
場合によつては真空蒸溜または再結晶によつて精製する
。用うべき反応剤の割合はグリオキザールの亜硫酸塩付
加物１モルに対しアルデヒド約１モルおよび弱酸のアン
モニウム塩２．６〜４モルである。

弱酸のアンモニウム塩の一部分は更にアンモニアで置き
換えられてもよいがその場合媒体のＰＨを＋６と８の間
に保ちＮＨ４の消費を補償するよう反応中その一部分を
次第に加えることが条件となる。

勿論、本発明方法はアルキルの長い鎖を有する２−アル
キルイミダゾールの合成に適用されるばかりでなく、短
いアルキル鎖の２−アルキルイミダゾールの合成にも、
またイミダゾールそのものの合成にも適用される。

用いられ得るアルデヒド類は、たとえばエナントール（
またはヘプタナール）のようなＣｌ８までの直鎖または
分枝鎖を有するあらゆる脂肪族アルデヒド類である。

前に述べたように、本発明方法は、イソブチレンおよび
／またはプロピレンよりオキソ合成によつて得られた脂
肪族アルデヒド類に特によく適用される。それらアルデ
ヒド類はバレルアルデヒドＣＨ３（ＣＨ２）３−ＣＨＯ
ｌイソバレルアルデヒド即ち３−メチルブタナールたは
それらの混合物ならびにイソオクチルアルデヒド、イソ
ノニルアルデヒド、イソデシルアルデヒド、イソトリデ
シルアルデヒド、イソセチルアルデヒドおよびイソオク
タデシルアルデ゛ヒトの名称で知られているアルデヒド
の混合物である。

公知の２−アルキルイミダゾールは固体であるが、オキ
ソ合成のアルデヒドが十分な分枝構造を示すとき、それ
らから結晶しない液状の２−アルキルイミダゾールが得
られる。このことはある種の用途に対し興昧を示すもの
である。これら化合物は新しい工業製品を構成する。グ
リオキザールの重亜硫酸塩付加物は如何なる形で用いら
れてもよい。

即ち無水物、水和物または溶液の形で用いられてもよく
、場合によつては縮合前にその場で調製されて用いられ
てもよい。この付加物は通常ナトリウム塩の水和物（Ｃ
Ｈ（０Ｈ）ＳＯ３Ｎａ）２・Ｈ２Ｏの形で用いられるが
、また他のアルカリ金属またはアンモニウムの塩を用い
てもよい。

弱酸のアンモニウム塩として、反応媒体中で６から８ま
でのＰＨを得ることができる塩が用いられる。

なぜなら縮合の過程において媒質が過度に酸性化しない
ことが絶対必要であり、このため強酸のアンモニウム塩
の使用は排除される。アンモニウムの炭酸塩と重炭酸塩
は特に好適であるが、弱酸としてたとえば酸性亜硫酸ナ
トリウムを用いることができる。硫酸の第二酸度は弱酸
であるからである。そのとき酸性亜硫酸ナトリウムにア
ンモニアを加えることにより酸性亜硫酸ナトリウムとア
ンモニウムをその場で調製するだけで十分である。溶剤
として用いられるアルコールの目的はアルデヒドの溶解
を容易ならしめることと反応温度を一定化せしめること
であるからそれは少なくとも一部分水に混合され得るこ
とが必要である。

イソプロパノールとイソブタノールは特に有利である。
なぜならそれらは縮合後場合によつては水との共沸蒸溜
によつて除去され得るからである。形成された２−アル
キルイミダゾールの分離は極めて種々な、それ自体公知
の方法によつて行なわれるが、これら方法は本質的にこ
の化合物の溶解度と物理的状態によつて異なる。

本発明方法によつて得られた２−アルキルイミダゾール
は２−アルキルイミダゾールについて知られているあら
ゆる用途に用いられる。

即ち、静電気防止剤、重合物の熱に対する安定剤、発動
機燃料の添加剤の如きもの、および特に鋼、真鍮または
銅などの物品の腐食防止剤として用いられる。次の実施
例は説明のために記載されたものであつて決して本発明
を限定するものではない。実施例 １次のものを窒素気
流下に沸騰還流させながら加熱する（８『Ｃ〜８５℃）
：反応媒体のＰＨは沸騰の全期間中（７時間）７付近に
保たれる。

イソプロパノールを水との共沸体の形で蒸溜し、次いで
未反応のアルデヒド（６．３９）を水蒸気蒸溜する。

１０％のソーダ溶液（ＰＨｌＯ）でアルカリ性にする。

冷却後２一（２−メチルプロピノリイミダゾールを１９
．４ｆ！を得る。イソバレルアルデヒドの回収を考慮に
入れると、収率は５１．７％である。生成物を約３Ｎの
塩酸水溶液中に溶解し、濾過し、次いでソーダで中和す
ることにより精製する（収率７２．５％）。実施例 ２
次のものを沸騰還流下に熱する。

７時間後、冷却し、次いで水との共沸物の形でイソプロ
パノールを蒸溜する。

次いで未反応の２−エチルヘキサナールを水蒸気蒸溜す
る。このようにしてアルデ゛ヒト１６．５ｇを回収する
。アセトンを加えて冷却し、乾燥重量３８９の結晶を得
る。回収された２−エチルヘキサナールを考慮に任れる
と、収率はアルデヒドに対し８５％である。得られた２
−（１−エチルペンチノリイミダゾールの融点は６６．
５〜６７℃。実施例 ３ フラスコ中に次のものを入れる： 窒素で洗浄し次いで次のものを加える： ５０℃まで次第に熱する。

この温度を６時間保ち、それから還流下に沸点（８『Ｃ
）まで加熱を強めこの温度を１６時間保つ。前の実験に
おけると同様、イソプｏ／マノールを蒸溜し、次いで未
反応のアルデヒド（５９）を水蒸気蒸溜する。

それからソーダ溶液でアルカリ性にし、塩化メチレンで
抽出する。蒸発後黄色液体４８９を得る。即ち、回収さ
れたアルデヒドを考慮に入れると粗生成物として８０％
の収率となる。蒸溜により、水銀の０．０２ｍＣ）圧力
下で１２０℃〜１２６℃で蒸溜する黄色液体４１ｙを得
る。蒸溜された生成物のアルデヒドに対する収率６８．
５％ｖへリハζ＝Ｉｋ九０ 酸滴定による定量：理論値の９７％ 実施例 ４ 次のものを沸騰還流下に１０時間半熱する：次いでイソ
プｏ／マノールを蒸溜して２５０ｍ１に濃縮し水蒸気蒸
溜する。

蒸溜物を抽出してイソノニルアルデヒド１３ｆ１を回収
する。水蒸気蒸溜後、母液を冷し、アルカリ性にし次い
でトルエンで抽出する。有機相を濃縮し次いでそれを蒸
溜する。水銀の４ｍｕの圧力下で１５５℃で蒸溜する黄
色の生成物２５．５９を得る。消費したアルデヒドに対
する収率４６％ｏ非水媒体中における酸滴定定量：理論
値の９１．６％実施例 ５上記のものを窒素気流下にあ
るフラスコ中に入れ、沸騰還流下に熱しこれを２２時間
持続する。

操作中、ＰＨは６にとどまつた。溶剤を除去し、未反応
のアルデヒドを回収する。収率は水銀の０．０５７ｎｍ
の圧力下で１４５率Ｃ〜１５５℃で沸騰する化合物とし
て４１．７％であり、その組成は期待生成物に殆ど相当
する。実施例 ６ 次のもので実施例３と同様に実施する： アルデヒドを除去されていない粗生成物を蒸溜してアル
デヒド３９ｆ！を回収し、水銀の０．０２ｍｍの圧力下
で１３５９Ｃ〜１５５℃で蒸溜するイミダゾール３１９
を得る。

即ち収率４０．８％。実施例 ７比較のため、２−エチ
ルヘキサナールとグリオキザールおよび硫酸アンモニウ
ムとの縮合実験を行なつた。

この目的のため、沸騰環流下に窒素気流下に７時間次の
ものを熱した：反応生成物中に２−（１−エチルペンチ
ル）イミダゾールの単離され得る量が存在することを実
証することはできず、２−エチルヘキサナールの大部分
は未反応のままで見出された。

グリオキザールの代りにグリオキザールの重亜硫酸塩を
用い硫酸アンモニウムとで縮合を試みたところ、ＳＯ２
の発生が起つた。

それ故比較的長いアルキル鎖を有するアルデヒドを反応
させるとき、縮合のため硫酸アンモニウムを用いること
はできなかつた。

実施例 ８ 次のものを撹拌しながら窒素下で熱する：６０℃で１時
間熱し、次いで２０％のアンモニア水溶液１７０９（２
モル）を１時間かかつて滴加する。

７時間の間９０℃に保ち、次いで冷やし、有機相を分離
し、ソーダ１２ｇを含有する水５００ｍ１中にこれを流
す。

沈澱を濾過し水で洗いそして乾かす。白い乾燥した生成
物７５ｇを得る。即ち、仕込んだアルデヒドに対し６０
．５％の収率である。融点＝１２７〜１２８ヒＣ 元素分析： ＲＩ（放射性同位元素）およびＮＭＲ（核磁気共鳴）の
スペクトルでアルデヒドの非存在とイミダゾール環の存
在が確認された。

実施例 ９ 次のものを窒素下で６０℃に熱する： ２０％のアンモニア水溶液３４０９（４モル）を２時間
かかつて添加する。

ＰＨは８以下にとどまる。還流下に７時間沸騰した後、
反応混合物を濾過し、冷却後分離された有機相を、ソー
ダ１２９を含有する水５００ＴＩＩＩ中に注ぐ。乾燥し
た生成物５６ｇを得る。

即ち仕込んだアルデヒドに対し４５％の収率である。融
点−１２８〜１２９℃ 酸滴定による定量 理論値の９９．６％実施例 １０ ８００ｍ１の水にソーダ３５２ｆ！（８．８モル）と無
水硫酸５６３９（８．８モル）を溶解した溶液中にグリ
オキザールの４０％水溶液５８０ｇ（４モル）を加える
ことにより、使用直前にグリオキザールの重亜硫酸塩付
加物を調製する。

２時間熟成させ、次いで２８％のアンモニア水溶液６１
９（１モル）を加え、更にイソプロピルアルコール４０
０ゴおよび重炭酸アンモニウム１２６０ｇ（１６モル）
を加える。

４０℃に保ち、それから窒素下でイソバレルアルデヒド
３４４ｇ（４モル）を加える。１６時間還流した後、熱
いまま濾過し、冷却し、有機相を分離し、これを、ソー
ダ４０θを含有する氷水２０００ゴ中に注ぐ。沈澱を濾
過し水で洗つて乾かす。乾燥した生成物２６８ｇを得る
。即ち仕込んだアルデヒドに対し５４％の収率である。
融点＝１２９〜１３０℃ 酸滴定による定量 理論値の９８％ 元素分析： 実施例 １１ 水３００ｍ１）イソプロパノール１００ゴ、グリオキザ
ールの重亜硫酸塩付加物（水和物）２８４ｇ（１モル）
、および重炭酸アンモニウム３１６ｆ１（４モル）より
なる混合物を４０℃に保ち、次いでエナントール１１４
ｙ（１モル）を加える。

還流２０時間後、分離された有機相をＩＮのソーダ水溶
液２５０ゴで洗い塩化メチレンに溶解する。

この溶液を水で洗い溶剤を蒸発した後、固形物を４Ｎの
塩酸水溶液５００ｍ１に溶解する。溶液をアルカリ性に
すると沈澱を得、これを洗つて乾かす。２−ヘキシルイ
ミダゾールの乾燥重量は８１θ、即ち仕込んだアルデヒ
ドに対し収率５４％。

ＲＩおよびＮＭＲのスペクトルは、この生成物はアルデ
ヒドを含有せずイミダゾール環を含むことを示す。

実施例 １２ 水１００ゴ、イソプロパノール３００ｍ１） ２−エチ
ルヘキサナール１２８９（１モル）およびアンモニアの
２０％水溶液８５ｇ（１モル）よりなる混合物を３０分
間冷めたい状態で撹拌し、次いで重炭酸アンモニウム７
９ｆ１（ １モル）を加える。

更に３０分間撹拌した後、ダリオキザールの重亜硫酸塩
付加物（水和物）２８４ｇ（１モル）を加え、次いで６
０℃に熱し、２０％のアンモニア水溶液１７０θ（２モ
ル）を１時間かかつて注ぐ。

還流７時間後、冷却、濾過し、有機相を分離し、これを
ソーダ７１を含有する水７００ゴ中に注ぐ、濾過し乾燥
すると、白い生成物１１４９（収率６９％）を得る。

ＲＩおよびＮＭＲのスペクトルによつて期待された構造
が確認された。実施例 １３ グリオキザールの重亜硫酸塩付加物（水和物）５６８ｇ
（２モル）、８８％のイソノニルアルデヒド（オキソ合
成）２８４．５ｆ１（ １．７６モル）、重炭酸アンモ
ニウム６３２ｇ（８モル）、水６００ｍ１およびイソプ
ロパノール２００ｍ１を２０時間還流下に熱する。

冷却、濾過し、有機相を分離した後、イソプロパノール
を蒸溜し、塩化メチレン４００ｍ１を加え、塩酸で抽出
する。アルカリ性にし、塩化メチレンで抽出し、溶剤を
追出し、得られた褐色の油を水銀の３ｍｍの圧力下に蒸
溜する。黄味がかつた粘稠な液体１８７θ（収率５２．
５％）を集めこれを再蒸溜する。酸滴定によればタイタ
一 ９９．５％。元素分析： 勿論、本発明は純粋に説明のためにのみ記述されたもの
であり決して限定を目的としたものではなく、特許請求
の範囲によつて限定された如き範囲を出ることなくあら
ゆる有用な改変を行なつてもよい。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ グリオキザールを脂肪族アルデヒドおよびアンモニ
   アと縮合させることによつて一般構造式▲数式、化学式
   、表等があります▼（Ｒは水素または炭素原子数１〜１
   ７のアルキル基を示す）のイミダゾール類を製造する方
   法において、該縮合を、イソプロパノールまたはイソブ
   タノールを含む水性アルコール媒体中において６から８
   までのｐＨにおいて実施し、該グリオキザールは重亜硫
   酸塩付加物の形であり、該アンモニアは炭酸アンモニア
   、重炭酸アンモニア、およびアンモニアと酸性亜硫酸ナ
   トリウムの反応により生じた塩を含む弱酸のアンモニウ
   ム塩として、グリオキザール１モルに対しアンモニア２
   ．６〜４モルおよびアルデヒド約１モルの割合で与えら
   れ、該アルデヒドはオキソ合成より得られたアルデヒド
   類とエナントールから選ばれ、これにより液状の、非結
   晶性の２−アルキルイミダゾール類が得られることより
   なる改良法。