生命科学関連特許情報
| タイトル： | 特許公報(B2)_新規ハロゲン化剤 |
| 出願番号： | 2000106605 |
| 年次： | 2009 |
| IPC分類： | C07C 17/16,C07C 22/04,C07B 39/00,C07D 235/24 |
特許情報キャッシュ
園田 寛 後藤 謙一 福村 考記 成瀬 純子 林 秀俊 及川 英明 JP 4390964 特許公報(B2) 20091016 2000106605 20000407 新規ハロゲン化剤 三井化学株式会社 000005887 中島 淳 100079049 加藤 和詳 100084995 西元 勝一 100085279 福田 浩志 100099025 園田 寛 後藤 謙一 福村 考記 成瀬 純子 林 秀俊 及川 英明 20091224 C07C 17/16 20060101AFI20091203BHJP C07C 22/04 20060101ALI20091203BHJP C07B 39/00 20060101ALI20091203BHJP C07D 235/24 20060101ALI20091203BHJP JPC07C17/16C07C22/04C07B39/00 CC07D235/24 C07C 17/16 C07B 39/00 C07C 22/04 C07D 235/24 CA(STN) 特開平０４−３０８５３８（ＪＰ，Ａ） 特開昭５９−０２５３７５（ＪＰ，Ａ） 特開平０９−０６７２９９（ＪＰ，Ａ） 特開２０００−００１４７７（ＪＰ，Ａ） 特開昭６２−２９８５４１（ＪＰ，Ａ） 特開昭５３−０１５３０３（ＪＰ，Ａ） 3 2001288119 20011016 8 20060614 松澤 優子 【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、新規なハロゲン化剤及びその製造方法と使用に関する。【０００２】【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】有機化合物のハロゲン化反応については、古くから多くの方法が知られている。ハロゲン化剤として一般的に使用されるものには、ハロゲン化水素、ハロゲンの燐化合物、ハロゲンの硫黄化合物、ハロゲン単体等があるが、これらは腐食性や毒性が高く、取扱には特殊な装置や技術を必要とするものが多い。したがって、取扱や安全性、または反応選択性等の面から、現在も各種ハロゲン化試剤の開発研究が続けられている。【０００３】これら従来技術の問題点を克服するハロゲン化剤として１，３−ジアルキル−２−ハロゲノイミダゾリニウムハロゲニド類が挙げられる（特公昭５９−２５３７５号公報）。１，３−ジアルキル−２−ハロゲノイミダゾリニウムハロゲニド類は、従来のハロゲン化剤と比較すると、腐食性や毒性は低く、汎用化合物から容易に製造することが可能である。また、アルコールやカルボン酸を温和な反応条件下でハロゲン化することが可能であり、官能基選択性を有するハロゲン化剤としても使用することができる（特開平４−３０８５３８号公報、特開平９−６７２９９号公報）。さらに、ハロゲン化剤として反応に使用した後は、その原料である１，３−ジアルキルイミダゾリジノンとして容易に回収再利用できるため工業的にも有用な化合物である。【０００４】しかしながら、１，３−ジアルキル−２−ハロゲノイミダゾリニウムハロゲニド類は吸湿性が高いため、取り扱いや保存は、不活性気体雰囲気下で行うなど、出来る限り水分と接触しないように注意を払うことが要求される。更に、高温域（１４０℃付近）では熱安定性を持たないので、使用温度が制限される等の問題点がある。このように、１，３−ジアルキル−２−ハロゲノイミダゾリニウムハロゲンイド類は、反応性の面では、官能基選択性を有しており、非常に有用ではあるが、取り扱いや保存安定性の面、及び熱安定性の面では、改良の余地は残されている。【０００５】本発明の目的は、上記の問題点を克服するために、技術的かつ経済的に一段と改善された工業的ハロゲン化剤を提供することである。【０００６】【問題を解決するための手段】本発明者等は、これらの課題を解決するために鋭意検討を行った結果、一般式（１）【０００７】【化４】（式中、Ｘ１、Ｘ２は同一でも異なっていてもよく、ハロゲン原子を示す。但し、Ｘ１、Ｘ２が共にフッ素原子である場合を除く。Ｒ１〜Ｒ２は、炭素数１〜４の低級アルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。）で表される化合物が、アルコール性水酸基の選択的な、新規ハロゲン化剤として優れていること、更にハロゲン化反応における使用が極めて安全、熱安定性も良好で、且つ容易に行えることを見いだした。【０００８】即ち、本発明は、以下の１）〜３）に示す通りである。１）一般式（１）【０００９】【化５】（式中、Ｘ１、Ｘ２は同一でも異なっていてもよく、ハロゲン原子を示す。但し、Ｘ１、Ｘ２が共にフッ素原子である場合を除く。Ｒ１〜Ｒ２は、炭素数１〜４の低級アルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。）で表されるハロゲン化剤。２）一般式（１）で表されるハロゲン化剤が、式（２）【００１０】【化６】で表わされる２−クロロ−１，３−ジメチルベンズイミダゾリウム−クロリドである１）記載のハロゲン化剤。３）式（２）【化７】で表される２−クロロ−１，３−ジメチルベンズイミダゾリウム−クロリド。【００１４】【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。本発明のハロゲン化剤は一般式（１）【００１５】【化８】（式中、Ｘ１、Ｘ２は同一でも異なっていてもよく、ハロゲン原子を示す。但し、Ｘ１、Ｘ２が共にフッ素原子である場合を除く。Ｒ１〜Ｒ２は、炭素数１〜４の低級アルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。）で表される化合物である。【００１６】一般式（１）の式中、Ｘ1、Ｘ2はハロゲン原子を表し、同一でも異なっていても良い。但しＸ１、Ｘ２が共にＦ原子である場合を除く。Ｘ1とＸ2の組み合わせ例としては、Ｃｌ−Ｃｌ、Ｃｌ−Ｂｒ、Ｃｌ−Ｉ、Ｂｒ−Ｂｒ、Ｂｒ−Ｉ、Ｉ−Ｉ、Ｆ−Ｃｌ、Ｆ−Ｂｒ、Ｆ−Ｉが具体的に挙げられる。好ましいハロゲン化剤は、一般式（２）で表される２−クロロ−１，３−ジメチルベンズイミダゾリウム−クロリドである。【００１７】Ａは、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアルコキシ基を表し、好ましい具体例としてメチル基、エチル基、ｎ-プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基等の低級アルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基が挙げられる。一般式（１）中、Ｒ1及びＲ2は、置換または無置換のアルキル基を表し、これらは同一でも異なっていても良い。好ましい例としてメチル基、エチル基、ｎ-プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基等の低級アルキル基が挙げられる。【００１８】本発明の一般式（１）で表されるハロゲン化剤は、例えば、１，３−ジアルキル−ベンズイミダゾール−２−オン類を塩素化剤、または臭素化剤を用いて塩素化、または臭素化することによって、または塩素化、臭素化によって得られたそれぞれの化合物とハロゲンのアルカリ金属塩とを、無反応性の溶媒中で、ハロゲン交換を行なわせることによって製造することができる。【００１９】原料の１，３−ジアルキル−ベンズイミダゾール−２−オン類は、一般式（５）【００２０】【化９】で表されるベンズイミダゾール−２−オン類と、一般に使用されているアルキル化剤、例えばヨードメタン、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸等を反応させて製造することができる。【００２１】一般式（１）で表されるハロゲン化剤を使用して、 一般式（３）【００２２】【化１０】（式中、Ｒ３は置換または無置換の、飽和または不飽和のアルキル基、飽和または不飽和のアラルキル基を示す。）で表されるアルコール性水酸基を有する化合物のハロゲン化反応を行なうことができる。【００２３】一般式（３）中、Ｒ3は、置換または無置換の、飽和または不飽和のアルキル基、飽和または不飽和のアラルキル基であり、反応に利用できるアルコール性水酸基を有する化合物の例としては、例えば以下のようなものが挙げられる。【００２４】メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、２−メチル−１−ブタノール、ｎ−アミルアルコール、ネオアミルアルコール、イソアミルアルコール、ｎ−ヘキシルアルコール、２−メチル−１−ペンタノール、２−エチル−１−ブタノール、ｎ−ヘプチルアルコール、ｎ−オクチルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、ｎ−ノニルアルコール、３，５，５−トリメチル−１−ヘキサノール、ｎ−デシルアルコール、ｎ−ウンデシルアルコール、ｎ−ドデシルアルコール、アリルアルコール、メタリルアルコール、クロチルアルコール、ベンジルアルコール、フェネチルアルコール、シンナミルアルコール、プロパギルアルコール等の第一級アルコール；およびイソプロピルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−アミルアルコール、ｓｅｃ−イソアミルアルコール、１−エチル−１−プロパノール、４−メチル−２−ペンタノール、１−メチルヘキシルアルコール、１−エチルペンチルアルコール、１−メチルヘプチルアルコール、シクロヘキシルアルコール、２−メチルシクロヘキサノール、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、ｓｅｃ−フェネチルアルコール等の第二級アルコール；およびｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−アミルアルコール、１−メチルシクロヘキサノール、α−テルピネオール等の第三級アルコール等のアルコールが挙げられる。しかし、これらに限定されるものではない。【００２５】ハロゲン化反応をおこなう場合、一般式（１）で表されるハロゲン化剤の使用量はアルコール性水酸基に対して、通常１当量以上あればよい。反応によって生成するハロゲン化合物は一般式（４）【００２６】【化１１】（式中、Ｒ３、Ｘ２は前記と同じ意味を示す。）で表される。【００２７】反応溶媒は、反応基質や反応試剤、または生成物と反応しない溶媒であれば特に制限は無いが、好ましくはアセトニトリル、ジクロロメタン、エチレンジクロリド、グライム、ジグライム、ジメチルホルムアミド、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ベンゼン、トルエン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ヘキサン等である。反応溶媒は、反応試剤と反応基質を効率よく攪拌できる量があればよい。好ましくは、反応試剤に対して通常１〜５倍である。【００２８】反応温度は、通常−４０℃〜１５０℃、好ましくは−２０〜１００℃である。反応温度は、通常０．５〜５時間程度あればよい。生成物は蒸留等により、反応混合物から容易に取り出すことができる。【００２９】実際の反応形態の例としては、水分の無い乾燥した溶媒中に、一般式（１）で表されるハロゲン化剤とアルコール化合物を装入し、攪拌しながら適当な温度で、数時間反応をおこなう方法を挙げることができる。アルコール化合物の装入については、滴下して装入する方法が更に好ましい。【００３０】さらに、反応に際して、悪影響を与えないものであれば、生成するハロゲン化水素捕捉剤として、三級アミンなどの塩基を添加しても良い。【００３１】また、一般式（１）で表されるハロゲン化剤は、反応終了後には対応するウレアとして回収可能である。【００３２】【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、実施例中に示す各ハロゲン化剤の濃度は、各ハロゲン化剤をアニリンと反応させて誘導体化した後、高速液体クロマトグラフィー法（以下ＨＰＬＣ法と略す）によって測定した。またハロゲン原子は硝酸銀滴定法により求めた。【００３３】合成例１１，３−ジメチルベンズイミダゾール−２−オン（ＤＭＢＩ）の合成ベンズイミダゾール １００ｇとジメチルホルムアミド ４００ｇを攪拌器、温度計、冷却コンデンサーを備えた１Ｌの反応容器に装入し、攪拌しながら溶解した。次に、攪拌を続けながらターシャリブトキシカリウム ５０ｇを装入して３０分間１９〜４０℃で保持した。次に、ヨードメタン６３．１５ｇを徐々に装入して３０分間保持した。この間反応温度は３０〜６０℃に保った。さらに、３回、交互にターシャリブトキシカリウム ５０ｇとヨードメタン６３．１５ｇの装入を繰り返した後、反応を終了した。反応マスに水４００ｍｌとジクロロメタン４００ｍｌを加えて攪拌抽出を行なった。分液してジクロロメタン層を水洗した後、脱水、ジクロロメタン留去と行なって粗 ＤＭＢＩ ９２．５ｇを得た。最後に、四塩化炭素で再結晶精製を行ない、精 ＤＭＢＩ ８８ｇを得た（ＧＣ純度９９％、収率７３％）。【００３４】実施例１２−クロロ−１，３−ジメチルベンズイミダゾリウム−クロリド（ＣＤＭＢＩ）の合成上記合成で得たＤＭＢＩ ４５ｇとモノクロロベンゼン １７５ｇを反応容器に入れ、ホスゲンによる塩素化反応を行なった。反応温度 １００℃、反応時間 １５時間。反応終了後、濾過・洗浄・乾燥と行ない、ＣＤＭＢＩの白色結晶 ３５ｇを得た（純度 １００％ 、取り出し収率 ５８％）。得られたＣＤＭＢＩの物性値は以下の通りである。Cl分分析値 ３２．７％（計算値 ３２．３％）、ＦＡＢＭＳ：１１８（（Ｍ−Ｃｌ）+），３９７（（２×Ｍ−Ｃｌ）+）1Ｈ−ＮＭＲ（δ，ｐｐｍ，ＤＭＳＯ溶媒，ＴＭＳ基準，２１．８℃） ： ４．０５（ｓ，６Ｈ，−ＣＨ3 ×２），７．７２（ｑ，２Ｈ，−ＣＨ×２），８．１０（ｑ，２Ｈ，−ＣＨ×２）13Ｃ−ＮＭＲ（δ，ｐｐｍ，ＤＭＳＯ溶媒，ＤＭＳＯ基準，２２．４℃） ：３２．７３（−ＣＨ３×２），１１３．１８（−ＣＨ×２），１２６．７３（−ＣＨ×２），１３１．１７（−ＣＨ×２），１４１．３８（−Ｃ−Ｃｌ×２）ＩＲスペクトルを図１に示す。【００３５】実施例２ベンジルクロリドの合成温度計、攪拌器、冷却コンデンサー付きの小型反応容器に実施例１で合成したＣＤＭＢＩ１．２３２ｇ（１．０７４ｍｍｏｌ）とアセトニトリル １０ｍｌとベンジルアルコール ０．１１６ｇ（１．０７２ｍｍｏｌ）を装入し、８０℃、１時間反応させた。反応終了後のＧＣ及びＧＣ−ＭＳ測定により、ベンジルクロリド ０．０８２４ｇ（０．７６３ｍｍｏｌ）の生成を確認した。【００３６】【発明の効果】本発明の化合物は、アルコール性水酸基を有する有機化合物に対して、安全で取扱が容易な、更に熱安定性も良好で、高選択性の新規ハロゲン化剤である。また、その製造から使用までが、なんら特殊な技術を必要とすることなく、経済的かつ、工業的に使用可能である。【図面の簡単な説明】【図１】 実施例１で、合成した２−クロロ−１，３−ジメチルベンズイミダゾリウム−クロリド（ＣＤＭＢＩ）のＩＲスペクトルである。 一般式（１）（式中、Ｘ１、Ｘ２は同一でも異なっていてもよく、ハロゲン原子を示す。但し、Ｘ１、Ｘ２が共にフッ素原子である場合を除く。Ｒ１〜Ｒ２は、炭素数１〜４の低級アルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。）で表されるハロゲン化剤。 一般式（１）で表されるハロゲン化剤が、式（２）で表わされる２−クロロ−１，３−ジメチルベンズイミダゾリウム−クロリドである請求項１記載のハロゲン化剤。 式（２）で表わされる２−クロロ−１，３−ジメチルベンズイミダゾリウム−クロリド。