JPH01110660A - ジ―ｎ―プロピルアセトニトリルの製法 - 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】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、概して新規なアセトニトリル誘導体の製法に
関する。

特に、本発明は次の一般式で示されるジ−ｎ−プロピル
アセトニトリルの新規な製法に関するものである。

ＣＨ３ＣＨ２ＣＨｔ ＼ ＣＨ−ＣＮ ／ ＣＨ３−ＣＨ，−ＣＨ２ ［従来の技術および発明が解決しようとする課題］ジー
ｎ−プロピルアセトニトリルは、特に種々の薬理的性質
を有する化合物の製造に用いられる既知物質である。例
えば、ジ−ｎ−プロピルアセトニトリルはジ−ｎ−プロ
ピルアセトアミドすなわち「パルプロミド」、または他
にちジ−ｎ−プロピル酢酸すなわち、「パルプロ酸」の
製造に用いることができ、これはフランス特許Ａ第２，
３８３゜９１８およびフランスＡ第２，３８３．９０７
に記載されている。

これらの化合物は近年神経向性および特にその抗てんか
ん作用性により広く用いられている。

ジ−ｎ−プロピルアセトニトリルの従来の製造方法は総
体的に複雑であり、製造者は危険な試薬を使用しなけれ
ばならない。例えば、ジ−ｎ−プロピルケトンからジ−
ｎ−プロピルアセトニトリルの製造はシアン化ナトリウ
ムという非常に有毒な物質を使用しなければならない。

さらに製造工程の中には水素添加反応が含まれるが、こ
れは大債に処理するのは常に円錐である。

それ故、例えばジ−ｎ−プロピルケトンから姶まろ、ジ
−ｎ−プロピルアセトニトリルの工業的製法の研究には
、常に関心からたれている。

フォルムアミド誘導体から脂肪酸ニトリルの製法として
既知の方法は、フォルムアミド誘導体を気相で、主とし
て吸着などしたシリカを基剤にした触媒に接触させるも
のである。ところで、本性に関する従来の報告の多くが
、Ｃ−Ｎ結合の切断によるオレフィンの生成がなく、あ
るいはその異性体の生成がないホルムアミド誘導体の脱
水法についてのみ具体的に記載している。

これについて、アメリカ合衆国特許Ａ第３，２５６．３
１１号を挙げることができる。これは温度４６０°Ｃ−
５６０°Ｃ間にて、場合により元素周期律表の第３−６
族の金属酸化物、例えば酸化ヂタンによって活性化した
活性ケイ酸またはソリカートと接触させることによるホ
ルムアミドから脂肪族ニトリルの製造について記載して
いる。活性ケイ酸はさらに所望により、酸化カルシウム
、酸化マグネシウムまたは酸化アルミニウムのような塩
基性酸化物と組合わせることができる。しかしこの組合
わせは重要ではない。Ｎ−メチルホルムアミドからアセ
トニトリルの製造が具体的に記載されているが、この化
合物は異性体タイプまたはエチレンタイプの副産物を生
成しない。

同様に、脂肪族ニトリルの製造について、これもホルム
アミドから、４００−６５０℃にて、燐モリブデン酸ビ
スマスベース触媒と少量の酸素の存在下、脱水／転位反
応によるものが報告されている。この種の反応はフラン
ス特許Ａ第２．３４１．５６２およびその追加フランス
特許Ａ２．４１８，２２３に記載されている。

これらの引用文献は主としてＮ−エチルホルムアミドか
らプロピオニトリルへの脱水を報告するものであるが、
エチレンなどの副産物の生成については全く触れていな
い。

しかし、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルホルムアミドについての
実験結果は選択性に関して良い結果を与えないことが注
目される。

本発明の研究に関連して、上記の先行技術、すなわち無
吸着シリカ、塩化チタンあるいは燐モリブデン酸ビスマ
スの吸着シリカからなる触媒を用いる先行方法によって
、Ｎ−（１−プロピル−ｎ−ブチル）ホルムアミドの脱
水に上るジ−ｎ−プロピルアセトニトリルを製造する試
みがなされた。

すべての場合に、Ｃ−Ｎ結合の切断の結果として、１０
５以上、時には２０％以上に達する量のエチレン性副産
物および２％以上のジ−ｎ−プロピルアセトニトリルの
異性体、すなわち２〜エチルヘキサンニトリルと２−メ
チルへブタンニトリルが得られた。

例えば、Ｎ−（１−プロピル−ｎ−ブチル）ホルムアミ
ドの脱水は触媒として無吸着シリカを用い、下記の方法
によるものである： １３．５ｃｍ’の下記の組成を有する粒状（２Ｘ３ｍｍ
）のシリカゲル： 比表面積　　　　　　　：３２ＯＮ”／９細孔容積　　
　　　　：　ｌ　、７５！１１２／９５％懸濁液のｐＨ
：６．０ ＳｉＯｚ含量　　　　　・９９．６％ Ａ　Ｑ　、Ｏ’−含量　　　　　：０．１５％ＮａｔＯ
含ｆｆｉ　　　　　　：０．０４％を２００　ｃｍ’の
パイレックスガラス管反応容器（直径２　ｃｍ、長さ３
２ｃｍ）の中はどに詰める。

反応容器は電気炉中に入れ、触媒の前処理を２０時間、
窒素気流中（ＩＯＬ／ｈ）、３５０℃で行う。その後、
１２ｇのＮ−（１−プロピル−ｎ−ブチル）ホルムアミ
ド（１３、５ｉＱ／ｈ）とＩＯＬ／ｈの窒素を反応容器
の上から導入する。生成した反応物は反応容器の底から
、１つは５０℃であり他は＝１０℃に設定した２つの二
重壁容器によって回収する。得られた生成物の粗混合物
のガスクロマトグラフ分析を定期的に行う。７時間反応
後、Ｎ−（１−プロピル−ｎ−ブチル）ホルムアミドの
転換率と生成物に関する選択率（転換ホルムアミドに対
し％で示す）には変化はなかった。

粗混合物は下記の組成を有する。

ヘプテン類　　　　　　　　　　：２２．５％ジ−ｎ−
プロピルメチルアミン　・　３．０％ジ−ｎ−プロピル
アセトニトリル：６６．５％２−エチルヘキサンニトリ
ル　：　１９％２−メチルへブタンニトリル　：　０．
５％未転換Ｎ−（１−プロピル−ｎ− ブチル）ホルムアミド　　　　　：　５，６％従って、
Ｎ−（１−プロピル−ｎ−ブチル）ホルムアミドの変換
率は６６．５％のジ−ｎ−プロピルアセトニトリルの収
率の場合は９４．４％である。

さらに、２０％以上のヘプテン（ｌまたは２位の二重結
合のものが少量で、３位のものが優勢であった）および
ジ−ｎ−プロピルアセトニトリル異性体およそ２，５％
の生成が見られた。

従って、上記の方法は得られたジ−ｎ−プロピルアセト
ニトリルに極端に多量の副産物がまじっているので、ジ
−ｎ−プロピルアセトアミドまたはジ−ｎプロピル酢酸
の製造に使うことができない。事実、現行の薬学的基準
によれば、ジ−ｎ−プロピルアセトアミドまたはジ−ｎ
−プロピル酢酸は０．４％以上の不純物を含んではなら
ない。

［課題を解決するための手段］ 連続法により、塩基性元素を吸着させたシリカをベース
にした触媒の存在下、ｎ−（１−プロピル−ｎ−ブチル
）ホルムアミドの高温脱水反応により、副産物の生成を
大きく減少させながら、ジ−ｎ−プロピルアセトニトリ
ルの製造が可能であることが念外にも判明した。

すなわち、本発明によると、ジ−ｎ−プロピルアセトニ
トリルは、次の式で示されるＮ−（１−プロピル−ｎ−
ブチル）ホルムアミド：ＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ２０ ＼　　　　　　　　ＩＩ ＣＨ−Ｎ　Ｈ−ＣＨ ／ ＣＨ，、−ＣＨ２−ＣＨ２ を３５０℃−５５０℃間、好ましくは４００°Ｃ−５５
０°Ｃ間の温度で、酸素不存在下、０．１−１Ｏ重量％
、好ましくは０．２５−２重量％の、例えば、Ｎａ“ま
たはＫ“のようなアルカリ金属カチオンを含浸させたシ
リカからなる触媒の存在下に、加熱することにより、目
的化合物を生成さけることにより製造することができる
。

本発明による方法で使用される触媒は、好ましくは２０
０−５０’Ｏｍ’／９の比面積および好ましくは０　、
８−２　、０　ＩＱ／ｇの細孔容積を有するシリカゲル
から調製する。

この種のシリカゲルは市販品を使用するか、ケイ酸ナト
リウム水溶液をアンモニア液で沈澱させて製造すること
ができる。

このシリカゲルをアルカリ金属カチオンに含浸させ、す
なわち、室温にて、アルカリ金属水酸化物またはアルカ
リ金属塩、例えばアルカリ金属炭酸塩などの水溶液に接
触させろ。このように含浸したシリカゲルは、１（１−
２４時間、＋５０−２００°Ｃで乾燥後、通常の方法に
より押出しまたは粒状化によって成型する。

十分長時間使用後に最初の活性に回復させるための触媒
の再生はコークスの燃焼が可能な温度下、希酸素気流中
処理することによって行う。この種の処理は十分活性度
および触媒の選択性を再生させる。

Ｎ−（１−プロピル−ｎ−ブチル）−蟻酸アミドの接触
脱水反応は好ましくは気相中、一般に４００−５００℃
の高温にて、触媒の吸着固定床上で行う。この反応は上
述の温度で、存在する有機化合物分子の連続的な分解反
応を起こす酸素の不存在下で実施することが必要である
。従って、本発明の工程は窒素またはアルゴンなどの不
活性気体下で行う必要がある。

本発明の方法で用いられているシリカゲルを基剤とした
触媒は、ジ−ｎ−プロピルアセトニトリルを８（１−８
５％のオーダーの収率で生成させる一方、ヘプテン類の
生成を避け、ジ−ｎ−プロピルアセトニトリルの異性体
の含有量を０．１％以下の値にするという事実から、大
きな価値がある。

従って、本発明のもう１つの主題は、本発明による方法
を実施するための、上述の０．１−１０重量％のアルカ
リ金属カチオンを含浸させたシリカからなる触媒に関す
る。

Ｎ−（１−プロピル−ｎ−ブチル）ホルムアミドは既知
物質であり、シミー・テラプチク（ＣｈｉｍｉｅＴ　ｈ
ｅｒａｐｅｕｔ　１ｑｕｅ）、第５巻第３８８−３９１
頁（１９７２年）に、経時的に変化するために、製造が
困難かつ非常に不安定な化合物として記載されている。

本発明に関連して、Ｎ−（１−プロピル−ｎ−ブチル）
ホルムアミドは、例えば温度１３０−１５０℃の加熱状
態で、過剰の蟻酸エチルなどの蟻酸アルキルをジ−ｎ−
プロピルメチルアミンに作用させて容易に製造すること
ができる。この方法で、完全に規格に合い純粋な化合物
が９５％以上の収率でえられ、これは室温にて安定であ
った。

ジ−ｎ−プロピルメチルアミンに関しては、これも上記
の「ノミ−・テラブチク（Ｃｈｉｍｉｅ　　Ｔｈｅｒａ
ｐｅｕｔｉｑｕｅ）Ｊによる既知物質である。このアミ
ンは、ジ−ｎ−プロピルメタノールまたはノーｎ−プロ
ピルアセトンをアンモニアおよび水素と、ニッケルベー
スの触媒、例えばラネーニッケルの存在下、１５０−１
８０’Ｃの温度で行われる反応により特に有利に得られ
る。

この方法によれば、ノーｎ−プロピルメチルアミンの９
５％以上の収率が得られる。

下記に本発明を限定するものではないか、実施例により
本発明を説明する 実施例１ ジ−ｎ−プロピルアセトニトリルの製造Δ）ジ−ｎ−プ
ロピルメチルアミン ジ−ｎ−プロピルケトン／アンモニア／水素のモル比カ
月・５：５である混合物を、けいそう土を担体とした５
０ｃｍ’のニッケル触媒（５５％）を含む反応管（直径
：　２　、５　ｃｍ、長さ：６０ｃｍ）に、４．５Ｘ１
０５Ｐａで通過させる。ジ−ｎ−プロピルケトンの単位
時間当りの流量は２５ｃｍ３／ｈであり、炉の設定温度
は１７５℃である。

反応液は反応容器の出口で１０℃に維持した凝縮器に回
収する。

混合物のクロマトグラフ分析は、９７％のジ−ｎ−プロ
ピルメチルアミン、１％のトリ（ノーｎ−プロピルアミ
ノ）へブタンおよび１％のジ−ｎ−プロピルケトンであ
ることを示している。

Ｂ）Ｎ−（１−プロピル−ｎ−ブチル）ホルムアミド １モルのジ−ｎ−プロピルメチルアミンおよび４モルの
蟻酸メチルをガラスピーズを充填した反応管（直径：　
２．５　ａｍ、長さ：６０ｃｍ）に、５０ｃｍ’／ｈの
流量で通過させる。反応管の加熱帯は１００ｃｍ３であ
る。

反応管のこの部分の温度は１５０℃に維持し、反応液は
反応管の出口でカスケード状の２つ容器（１つは３５℃
で、他は０℃に維持）中に回収する。

最初の凝縮器の分析により、９８％のＮ−（１−ブロビ
ルーｎ−ブチル）ホルムアミドと２％のジ−ｎ−プロピ
ルメチルアミンが得られている。

第２の凝縮器の分析により、メタノールと蟻酸メチルが
回収されている。

Ｃ）ジ−ｎ−プロピルアセトニトリル ａ）触媒 ５０９の下記の特性を有するシリカゲル：比表面積　　
　　　　：３２０ｘ’／９細孔容積　　　　　　：１．
７５ｍ１２／９５％懸濁液のｐＨ、：６．０ ３ｉＯｚ含量　　　　　：９９．６％ Ａ　Ｑ　＊　０３含量　　　　　：Ｏ，１５％ＮａｙＯ
含量　　　　　：０．０４％ をｌｏ、８ｍ１２のＩＮ水酸化ナトリウムと１５０ｍＱ
の脱塩水からなる溶液中に、常法により浸漬する。溶液
は減圧下７０℃にて溜去し、かくして得られた０、５４
％のＮａ＋を含む浸漬シリカを２００　ａｍ３のパイレ
ックス反応管（直径２　ｃｍ、長さ３２ｃｍ）の中間の
位置に充填する。反応管を電気炉中に入れ、触媒を窒素
気流中（ＩＯＬ／ｈ）、３５０℃で２０時間処理する。

ｂ）ニトリル ｔ２ｇのＮ−（１−プロピル−ローブチル）ホルムアミ
ド（１３，５ｍ１２／ｈ）と窒素（ＩＯＬ／ｈ）を反応
管の上部から拡散器を通して注入し、温度を５００℃に
上げる。７時間反応後、得られた粗生成物を反応器の下
部で、１つは５０℃で、他は一１０℃に保った２個の二
重壁凝縮器によって回収する。

その間、得られた粗生成物の混合物のガスクロマトグラ
フィー分析を定期的に行う。

かくして、得られたジ−ｎ−プロピルアセトニトリルは
次の組成を含む。

ヘプテン　　　　　　　　　　　　二　　　０％ジ−ｎ
−プロピルメチルアミン　　＝　４．３％ジ−ｎ−プロ
ピルアセトニトリル　ニア８．３％ジ−ｎ−プロピルア
セトニトリル 異性体：＜０．１％ 未変化Ｎ−（！−プロピルーｎ− ブチル）ホルムアミド　　　　　　：１７．４％ジ−ｎ
−プロピルメチルアミンを酸で洗滌して分離した後、ジ
−ｎ−プロピルアセトニトリルを溜去し、ジ−ｎ−プロ
ピルメチルアミンを出発物質として用いるために回収し
、未反応−Ｎ−（１−ブロビルーｎ−ブチル）ホルムア
ミドを脱水反応のサイクルにあてるために回収した。

実施例２ ド ロ　００ｆ（５，０６モル）のジ−ｎ−プロピルメチル
アミンと５２０９（７，０１モル）の蟻酸エチルを、加
熱装置、攪拌器、温度計および還流冷却器を具備する１
、５９反応器中伸、窒素ガスを通じつつ入れる。混合物
を５０℃、１３時間加熱し、粗反応生成物を、過剰の蟻
酸エチルおよび未反応ジ−ｎ−プロピルメチルアミンを
除去するためにロータリーエバポレーター中で濃縮する
。

得られた残渣を２０００１１Ｑのジイソプロピルエーテ
ルで抽出し、エーテル層を２００ｘ（！のｌＯ％農度の
塩酸水溶液で３回および２００ａＱの水で連続洗條する
。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、ロータリーエバポ
レーターで濃縮する。

かくして、６５６９のＮ−（１−プロピル−ｎ−ブチル
）ホルムアミド、純度９８６％、を得る。

この化合物は蒸留によって分析学的に純粋なものを得ろ
ことができる。

Ｂ、Ｐ８６℃（０，６６Ｐａ） 分析　％： ＨＮ 計算値　　６７．０９　１１．９６　９．７８測定値　
　６６．７４　　＋２．２２　９．６９ＩＲスペクトル
（フィルム） 共役ＮＨ３３００ｃｍ　’（ｍ） ３０６０　ｃｍ’−’（ｍ） Ｉ−ＩＣ＝０　２８６０ｃｍ−’（ｍ）Ｃ＝０　　１６
８０ｃｍ””（ｆ） ｂ）ジ−ｎ−プロピルアセトニトリル 実施例１に記載した方法を用い、触媒はシリカゲルを使
用したが、今回は実施例１と同じ条件で製造し、水酸化
カリウムを用いて、０．８％に′″を含浸させろ。

１２時間反応後、粗ノーｎ−プロピルアセトニトリルを
得た。組成は次のようである。

ヘプテン　　　　　　　　　　　　・　　　０％ノーｎ
−プロピルメチルアミン　　：　３１％ジ−ｎ−プロピ
ルアセトニトリル　・８３，１％ノ１にプロピルアセト
ニトリル 異性体：＜　０　、１％ 未反応Ｎ−（１−プロピル−ｎ− ブチル）ホルムアミド　　　　　　：１３８％実施例３ ジ−ｎ−プロピルアセトニトリルの製造実施例１に記載
した方法を用い、ケイ酸ナトリウムから得たシリカゲル
をヘースとする触媒を用いた。このシリカゲルは、２６
０ｍ２／９の比表面積、５０８ｒｔｒＱ／９の細孔容積
を有しており、続いて２．１４％のＮａ′″を含浸させ
る。

４５０°Ｃで９２時間反応後、下記の組成の祖ノーｎ−
プロピルアセトニトリルを得る・ヘプテン　　　　　　
　　　　　　、　２１％ジ−ｎ−プロピルメチルアミン
　　：　４．８％ジ−ｎ−プロピルアセトニトリル　：
６４．２％ジ−ｎ−プロピルアセトニトリル 異性体：＜０．１％ 未反応Ｎ−（１−プロピル−〇− ブチル）ホルムアミド　　　　　　：２ｓ、ｓ％触媒は
、９９．５％の窒素および０５％の酸素の混合ガスを１
３．５ｃ／ｈの流量で、４５０℃、４時間、その後、酸
素：窒素が１．５％：９８．５％の混合ガスを１６時間
通じて再生させる。この処理後、１ｌ−（１−プロピル
−ｎ−ブチル）ホルムアミドの注入を窒素気流中で再開
し、下記の組成のジ−ｎ−プロピルアセトニトリルを得
るヘプテン　　　　　　　　　　　　・　　　０％ノー
ｎ−プロピルメチルアミン　　、　４５％ジ−ｎ−プロ
ピルアセトニトリル　ニア１６％ジ−プロピルアセトニ
トリル 異性体　　：＜０．１％ 未反応Ｎ−（１−プロピル−ｎ− ブチル）ホルムアミド　　　　　　＝２３９％その後触
媒の再生は上記の方法と同様に行う。

上記と同様（温度４５０℃）の条件で反応物の注入を再
開後、７時間反応後、下記の組成の粗ノーｎ−プロピル
ーアセトニトリルを得る・ ヘプテン　　　　　　　　　　　　　　　０％ノーｎ−
プロピルメチルアミン　　　　８２％ノーロープロピル
アセトニトリル　・８５，５％ジ−ｎ−プロピルアセト
ニトリル 異性体：＜０．１％ 未反応Ｎ−（１−プロピル−ｎ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、式： ▲数式、化学式、表等があります▼ で示されるＮ−（１−プロピル−ｎ−ブチル）ホルムア
   ミドを、３５０℃−５５０℃の温度で、酸素の不存在下
   、アルカリ金属カチオン０．１−１０重量％を含浸させ
   たシリカからなる触媒の存在下、加熱することを特徴と
   する、式： ▲数式、化学式、表等があります▼ で示されるジ−ｎ−プロピルアセトニトリルの製法。 ２、温度が４００−５００℃の間である、 請求項１記載の製法。 ３、触媒が、比表面積が２００−５００ｍ＾２／ｇの間
   であり、細孔容積が０．８−２．０ｍｌ／ｇ間であるシ
   リカゲルの含浸によって得られるものである、請求項１
   記載の製法。 ４、触媒が、アルカリ金属水酸化物または アルカリ金属塩の水溶液でシリカゲルを含浸して得られ
   るものである、請求項１または３記載の製法。 ５、シリカが０．２５−２重量％のアルカ リ金属カチオンを含浸したものである、請求項１、３ま
   たは４のいずれか１項記載の製法。 ６、アルカリ金属がナトリウムまたはカリ ウムである、請求項１、３、４または５のいずれか１項
   記載の製法。 ７、０．１−１０重量％のアルカリ金属カ チオンで含浸されたシリカからなる、請求項１−６のい
   ずれか１項記載の製法を実施するための触媒。 ８、シリカが０．２５−２重量％のアルカ リ金属カチオンで含浸されたものである、請求項７記載
   の触媒。 ９、触媒が、比表面積２００−５００ｍ＾２／ｇ間であ
   り、細孔容積０．８−２．０ｍｌ／ｇ間である、請求項
   ７または８記載の触媒。 １０、アルカリ金属カチオンがＮａ＾＋またはＫ＾＋で
   ある、請求項７−９のいずれか１項記載の触媒。