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| タイトル： | 公開特許公報(A)_フタルイミド誘導体の製造方法 |
| 出願番号： | 2002166384 |
| 年次： | 2004 |
| IPC分類： | 7,C07D209/48 |
特許情報キャッシュ
大野 孝衛 佐藤 治代 JP 2004010538 公開特許公報(A) 20040115 2002166384 20020607 フタルイミド誘導体の製造方法 東レ株式会社 000003159 大野 孝衛 佐藤 治代 7 C07D209/48 JP C07D209/48 Z 4 ＯＬ 8 4C204 4C204AB01 4C204BB04 4C204CB04 4C204DB30 4C204EB03 4C204FB23 4C204GB01 4C204GB03 【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、医薬や農薬の原料として有用なフタルイミド誘導体、具体的にはＮ−アルコキシカルボニルフタルイミドを製造する方法に関する。【０００２】【従来の技術】Ｎ−アルコキシカルボニルフタルイミドの製造法として、（１）フタルイミドカリウムとアルキルハライドを、１８−クラウン−６触媒の共存下で反応させる方法（ブレタン．ケミ．ソス．ジャパン．（１９８２）、５５巻、１６７１頁 Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊａｐａｎ ）、（２）フタルイミドとクロル炭酸エチルをトルエン中で、水酸化カリウムとフタルイミドに対して０．２５倍モルのアリカット３３６（アルドリッチ社製 ４級アンモニウム塩の商品名）の共存下で反応させる方法（シンス．コミュニケーション．（１９８０）、１０巻、６１１頁 Ｓｙｎｔｈ．Ｃｏｍｍｕｎ．）、（３）フタルイミドとクロル炭酸エチルをターシャリーブタノール中で、ポタシウム・ターシャリーブトキサイドとフタルイミドに対して０．０５倍モルのテトラブチルアンモニウムクロリドの共存下で反応させる方法（シンス．コミュニケーション．（１９９７）、２７巻、２０８１頁 Ｓｙｎｔｈ．Ｃｏｍｍｕｎ．）等が知られている。これらの方法は何れも優れた方法であるが、（１）は高価なフタルイミドカリウムや１８−クラウン−６を使用していることから、工業的製造法にはなり得ない。また、（２）は安価なフタルイミドを直接反応させる点で有利であるが、大量のアリカット３３６を使用することから産業廃棄物が大量に発生する。また、改良法である（３）はテトラブチルアンモニウムクロリドの使用量は少ないものの、強アルカリ性で、高価なポタシウム・ターシャリーブトキサイドをフタルイミドと当量使用することから、何れも工業的製造法としては課題があり、安価なＮ−アルコキシカルボニルフタルイミドの製造法が求められている。【０００３】【発明が解決しようとする課題】すなわち、本発明の目的は安価な原料から、高収率で、産業廃棄物を極力削減した安価なフタルイミド誘導体、具体的にはＮ−アルコキシカルボニルフタルイミドの製造法を提供することにある。【０００４】【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を解決する方法について鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は一般式（１）【０００５】【化５】【０００６】（ここで、Ｒ１は水素、炭素数１〜３のアルキル基、クロルを示し、ｎは０〜３の整数である。）で表されるフタルイミドと、一般式（２）Ｘ−ＣＯＯＲ２ （２）（ここで、Ｒ２は炭素数１〜６の低級アルキル基、アラルキル基、アリール基を示す。Ｘはクロル、ブロムを意味する。）で表されるハロ炭酸エステルを、有機溶媒中、３級アミンおよびピリジンから選ばれる塩基、ならびに原料のフタルイミドに対し０．１５当量以下の４級アンモニウム塩を共存させて反応させることを特徴とする、一般式（３）【０００７】【化６】【０００８】（ここで、Ｒ１、Ｒ２、ｎは前記と同様）で表されるフタルイミド誘導体の製造である。ここで、反応後に反応で使用した３級アミンやピリジンなどの塩基は回収・リサイクル使用することができるために、産業廃棄物を大幅に削減した、省資源的なプロセスとなる。具体例を下図に示したが、フタルイミドとクロル炭酸エチルをトリエチルアミン共存下で反応させると、使用したトリエチルアミンは反応が進行するに従い塩酸塩となって反応系に存在するが、反応終了後に目的物のフタルイミド誘導体を精製するために反応系を水洗する工程を経由する。この工程でトリエチルアミン塩酸塩は水層に移行するが、この水層に水酸化ナトリウムを添加するとトリエチルアミンは遊離状態となり、上層に分離してくる。上層をそのまま使用、あるいは必要に応じて蒸留すれば、トリエチルアミンは回収・リサイクル使用することができ、産業廃棄物としては少量の４級アミンと食塩だけであり、グリーンケミストリーの思想に則った製造法と云える。【０００９】【化７】【００１０】【発明の実施の形態】本発明で使用する前記一般式（１）で表されるフタルイミドとして、無置換のフタルイミド、４−クロロフタルイミド、４−メチルフタルイミド等が使用できる。【００１１】もう一方の原料である前記一般式（２）で表されるハロ炭酸エステルとしては、クロル炭酸メチル、クロル炭酸エチル、クロル炭酸−１−クロロエチル、クロル炭酸ブチル、クロル炭酸フェニル、クロル炭酸ベンジル、ブロモ炭酸イソプロピル等が使用できるが、好ましくはクロル炭酸メチル、クロル炭酸エチルである。使用量は一般式（１）で表されるフタルイミドに対して０．９５〜１．５当量であり。好ましくは１．０〜１．２当量である。この範囲であれば高収率で、且つ産業廃棄物も少ない。【００１２】共存させる塩基としては、３級アミンおよびピリジンから選ばれるものであり、トリエチルアミン、トリブチルアミン等のトリアルキル３級アミン類、Ｎ−メチルピロリジン等の環状３級アミン類、ピリジン、４−ジメチルピリジン等のピリジン類等が使用できるが、好ましくはトリエチルアミン、Ｎ−メチルピロリジン、４−ジメチルピリジンである。特に回収・リサイクル使用する場合には安価であり、且つ回収の容易なトリエチルアミンが好ましい。使用量は一般式（１）のフタルイミドに対して０．９〜１．５当量であるが、好ましくは１．０〜１．２当量、更に好ましくは１．０１〜１．１当量である。この範囲であればフタルイミド誘導体が高収率で得られ、且つ産業廃棄物も少ない。反応は有機溶媒中で実施する。使用する有機溶媒はジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類であり、好ましくはジイソブチルエーテル、シクロヘキサン、トルエン、キシレンであり、更に好ましくはトルエン、キシレンである。使用量は反応が円滑に進行する量でよいが、原料のフタルイミドや、生成したフタルイミド誘導体が難溶性の場合には、攪拌に支障がない濃度に希釈すればよい。通常は一般式（１）のフタルイミドに対して４〜１０重量倍、好ましくは５〜８重量倍である。この範囲であれば反応に支障をきたさない。また、４級アンモニウム塩としては、テトラブチルアンモニウムクロリド、トリ長鎖アルキルメチルアンモニウムクロリド（Ｃ８〜Ｃ２０ アリカット３３６（アルドリッチ）等）、ジ長鎖アルキルジメチルアンモニウムクロリド（Ｃ１０〜Ｃ２０ カチオンＤＳ（三洋化成）等）、ベンザルコニウム等、市販の４級アンモニウムが使用できるが、好ましくはトリ長鎖アルキル・メチルアンモニウムクロリド（Ｃ８〜Ｃ２０ アリカット３３６等）、ジ長鎖アルキル・ジメチルアンモニウムクロリド（Ｃ１６〜Ｃ２０ カチオンＤＳ等）、ベンザルコニウムであり、特に好ましくは安価なジ長鎖アルキル・ジメチルアンモニウムクロリド（Ｃ１６〜Ｃ２０ カチオンＤＳ等）である。使用量は一般式（１）のフタルイミドに対して０．１５当量以下であり、好ましくは０．０３当量以下、更に好ましくは０．０１当量以下である。原料の種類によって４級アミンの最適使用量は異なるが、産業廃棄物を削減する目的から、できるだけ少量使用する事が好ましい。【００１３】反応方法は特に限定しないが、通常は有機溶媒に一般式（１）のフタルイミドを加えて、１０〜５０℃、好ましくは２０〜３０℃で攪拌する。ここに、４級アンモニウム塩を仕込み、次いでハロ炭酸エチルを加えた後に、塩基を添加する。ここで、塩基を加えると発熱して反応液の温度は上昇するが、液温を４０〜７０℃、好ましくは４５〜５５℃に保ちながら添加する方法が好ましい。反応が進行するに従って、塩基の酸塩が析出してくる。反応終了後、反応液に水を加え、生成した塩基の酸塩を水層に移行させ、有機溶媒層を濃縮・晶析することで、フタルイミド誘導体が得られる。単離された一般式（３）のフタルイミド誘導体は高純度であり、通常は特別な精製工程を必要としない。また、分離した水層に水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物加えて塩交換させることで、３級アミン等の塩基が層分離してくるので、これを回収して、リサイクル使用することができる。【００１４】【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定するものではない。【００１５】なお、実施例において、反応液の組成分析や蒸留品の純度分析は、ＨＰＬＣの面積％で算出した。実施例１攪拌機、滴下ロート、ジムロート、温度計を装着した２ｌの４口フラスコに、フタルイミド（三星薬品（株））１７６．６ｇ（１．２モル）とトルエン１０６０ｇを仕込み、室温中にて攪拌しながらカチオンＤＳ（三洋化成製、塩酸ジステアリルジメチルアンモニウム 主成分は（Ｃ１８Ｈ３７）２（ＣＨ３）２Ｎ＋Ｃｌ−）０．８８ｇ（１．５ミリモル）を添加した。次いで、クロル炭酸エチル（東京化成（株）試薬１級）１４７ｇ（１．３５モル）を滴下してから液温を４０〜５０℃に昇温し、次いでトリエチルアミン１２６．２ｇ（１．２５モル）を約１時間で滴下した。更に１時間攪拌後、液温を３５〜４０℃に降温してから水１２６ｇを添加し、３０分間攪拌した。静置後、水層を分液除去してからトルエン層を減圧で約７４０ｇを留出させた。濃縮液を氷冷下で攪拌しながら結晶を析出させ、減圧濾過した。析出結晶を真空乾燥し、Ｎ−エトキシカルボニルフタルイミド２２８．１ｇ得た。収率は８６．７％であり、ＨＰＬＣではほぼ単一ピークであった。また、濾液母液を濃縮後、再晶析させ乾燥結晶２２．５ｇ得た。両者を併せると収率９５．３％であった。【００１６】攪拌機、ジムロート、温度計を装着した５００ｍｌの３口フラスコに、実施例１で分液除去した水層２２１９．５ｇを仕込み、２０〜３０℃で攪拌しながら水酸化ナトリウム５２ｇ（１．３モル）を加え、１時間攪拌した。静置後、上層を分液し、水層にトルエン２００ｍｌを添加し、１時間攪拌した。静置後、トルエン層を分液した。トルエン層と先に分液した上層を併せ、蒸留してトリエチルアミン１１６ｇ得た。回収率は９１．９％であった。【００１７】実施例２攪拌機、滴下ロート、ジムロート、温度計を装着した２００ｍｌの４口フラスコに、フタルイミド１４．７ｇ（０．１モル）とトルエン８８ｇを仕込み、室温中にて攪拌しながらカチオンＤＳ（三洋化成製）０．０７ｇ（０．１２ミリモル）を添加した。次いで、クロル炭酸メチル（東京化成（株）試薬１級）１３．５ｇ（１．４３モル）を滴下してから液温を４０〜５０℃に昇温し、次いでトリエチルアミン１０．８ｇ（０．１１モル）を約１時間で滴下した。更に１時間攪拌後、液温を３５〜４０℃に降温してから水１０．８ｇを添加し、３０分攪拌した。析出結晶を減圧濾過し、乾燥して粗Ｎ−メトキシカルボニルフタルイミド２０．８ｇ得た。僅かにＨＰＬＣで不純物ピークを検出した。得られた粗体を水で再洗浄し、濾過・乾燥して精製Ｎ−メトキシカルボニルフタルイミド１７．５ｇ得た。収率は８５．４％であり、ＨＰＬＣでは単一ピークであった。【００１８】実施例３実施例２と同様ににして、トリエチルアミンに替えてピリジン８．７ｇ（０．１１モル）を使用した結果、粗Ｎ−メトキシカルボニルフタルイミド１９．５ｇ得た。【００１９】実施例４実施例２と同様ににして、カチオンＤＳに替えてアリカット３３６（アルドリッチ、主成分（ＣＨ３Ｎ（ＣＨ２）７ＣＨ３）３Ｃｌ）０．１ｇ （０．２ミリモル）を使用した結果、粗Ｎ−メトキシカルボニルフタルイミド２０．１ｇ得た。【００２０】実施例５実施例２と同様ににして、カチオンＤＳ（三洋化成製）０．７ｇ（１．２ミリモル）を使用した結果、粗Ｎ−メトキシカルボニルフタルイミド２０．１ｇ得た。【００２１】【発明の効果】本発明によれば、安価なフタルイミドからＮ−アルコキシカルボニルフタルイミドを高収率で得られる。更に、回収・リサイクル工程を組み合わせることで、省資源のプロセスが構築できる。 一般式（１）（ここで、Ｒ１は水素、炭素数１〜３のアルキル基、クロルを示し、ｎは０〜３の整数である。）で表されるフタルイミドと、一般式（２）Ｘ−ＣＯＯＲ２ （２）（ここで、Ｒ２は炭素数１〜６の低級アルキル基、アラルキル基、アリール基を示す。Ｘはクロル、ブロムを意味する。）で表されるハロ炭酸エステルを、有機溶媒中、３級アミンおよびピリジンから選ばれる塩基、ならびに原料のフタルイミドに対し０．１５当量以下の４級アンモニウム塩を共存させて反応させることを特徴とする、一般式（３）（ここで、Ｒ１、Ｒ２、ｎは前記と同様）で表されるフタルイミド誘導体の製造法。 ４級アンモニウム塩の使用量が原料のフタルイミドに対し０．０３当量以下であることを特徴とする請求項１記載のフタルイミド誘導体の製造法。 反応に使用する有機溶媒がエーテル、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素から選ばれることを特徴とする請求項１または２に項記載のフタルイミド誘導体の製造法。 （ｉ）一般式（１）（ここで、Ｒ１は水素、炭素数１〜３のアルキル基、クロルを示し、ｎは０〜３の整数である。）で表されるフタルイミドと、一般式（２）Ｘ−ＣＯＯＲ２ （２）（ここで、Ｒ２は炭素数１〜６の低級アルキル基、アラルキル基、アリール基を示す。Ｘはクロル、ブロムを意味する。）で表されるハロ炭酸エステルを、有機溶媒中、３級アミンおよびピリジンから選ばれる塩基、ならびに原料のフタルイミドに対し０．０３当量以下の４級アンモニウム塩を共存させて反応させ、一般式（３）（ここで、Ｒ１、Ｒ２、ｎは前記と同様）で表されるフタルイミド誘導体を製造する工程、（ｉｉ）水を加えて攪拌し、水溶性物質を水層へ移行させ、有機溶媒層と水層を分離する工程、（ｉｉｉ）有機溶媒層から一般式（３）で表されるフタルイミド誘導体を単離する工程、（ｉｖ）水層にアルカリ金属水酸化物を添加して、３級アミン類、ピリジン類を回収・リサイクル使用する工程、を含むことを特徴とするフタルイミド誘導体の製造法。 【課題】高純度のＮ−アルコキシカルボニルフタルイミド誘導体を安価に、省資源的に、且つ簡単なプロセスで工業的に製造する。【解決手段】一般式（１）【化１】（ここで、Ｒ１は水素、炭素数１〜３のアルキル基、クロルを示し、ｎは０〜３の整数である。）で表されるフタルイミドと、一般式（２）Ｘ−ＣＯＯＲ２ （２）（ここで、Ｒ２は炭素数１〜６の低級アルキル基、アラルキル基、アリール基を示す。Ｘはクロル、ブロムを意味する。）で表されるハロ炭酸エステルを、有機溶媒中、３級アミンおよびピリジンから選ばれる塩基、ならびに原料のフタルイミドに対し０．１５当量以下の４級アンモニウム塩を共存させて反応させ、一般式（３）【化２】（ここで、Ｒ１、Ｒ３、ｎは前記と同様）で表されるフタルイミド誘導体を製造する。【選択図】なし