JPH07109284A - ジフェニルアルシン酸類の製造法 - Google Patents

ジフェニルアルシン酸類の製造法

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JPH07109284A
JPH07109284A JP25596293A JP25596293A JPH07109284A JP H07109284 A JPH07109284 A JP H07109284A JP 25596293 A JP25596293 A JP 25596293A JP 25596293 A JP25596293 A JP 25596293A JP H07109284 A JPH07109284 A JP H07109284A
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JP
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diphenylarsinic
producing
acids
organic solvent
group
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JP25596293A
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Takeshi Miyauchi
雄 宮内
Hiroshi Kurata
浩志 倉田
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 建設費が低く、安全衛生上からも問題のない
ジフェニルアルシン酸類の製造法を提供する。 【構成】 砒酸とフェニルヒドラジン類を触媒の存在下
反応させ酸化ビス(ジフェニルアルシン)と三酸化二砒
素を製造する工程、有機溶媒の存在下過酸化水素の添加
によりジフェニルアルシン酸類と砒酸を製造する工程、
有機溶媒相と水相とを分離する工程、及び、有機溶媒相
からジフェニルアルシン酸類を製品として取り出し、水
相は砒酸を含む原料として工程1に再利用する工程から
なる、下記一般式で表わされるジフェニルアルシン酸類
の製造法。 (各Phはフェニル基を表わし、フェニル基の水素は、
ハロゲン、スルフォン基、水酸基、アルキル基、アリー
ル基およびアルコキシ基から選ばれる一種以上の原子ま
たは基で置換されていてもよい。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はジフェニルアルシン酸類
の製造法の改良に関するものであり、更に詳しくは三酸
化二砒素とフェニルヒドラジン類と過酸化水素からジフ
ェニルアルシン酸類を製造する方法に関する。本発明に
より製造されるジフェニルアルシン酸類は、Baeye
r−Villiger反応やエポキシ化反応の触媒とし
て高い活性を示すものとして有用である。
【0002】
【従来の技術】ジアリールアルシン酸類の合成法は実験
化学講座20巻有機合成化合物の合成(日本化学会編、
丸善株式会社、昭和39年4月10日発行第2版第2
刷)32〜33頁記載のジアリールハロゲン化アルシン
または酸化ビス(ジアリールアルシン)の過酸化水素酸
化による方法、三ハロゲン化ジアリール砒素または酸化
ビス(ジアリールハロゲン砒素)の過酸化水素分解によ
る方法、Bart法またはScheller法、アリー
ルアルソン酸のo−フェニルまたはベンジル誘導体の濃
硫酸による脱水複素環化による方法などが知られてい
る。また、酸化ビス(ジアリールアルシン)は、R.
L.Barkerらによって砒酸とフェニルヒドラジン
から合成出来る事が、J.S.C.I.,68,SEP
TEMBER,1949,p.277−279に示され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記したBarker
らの方法においては、砒酸とフェニルヒドラジンを反応
させると、酸化ビス(ジフェニルアルシン)が油層とし
て沈降分離し、同時に三酸化二砒素が固体として沈澱す
る。この三酸化二砒素は固体の毒物であるので、安全に
取扱い作業を行なうために、また作業環境を汚染させな
いために高価な設備と厳重な環境安全設備の設置が必要
である。また、通常入手容易な砒素化合物は三酸化二砒
素であるが、前記方法によっては三酸化二砒素を砒酸に
転化する必要があり、三酸化二砒素を硝酸または過酸化
水素により酸化する工程が必要である。従って、ジフェ
ニルアルシン酸類を合成する際には独立した砒酸合成工
程が必要であり、設備費上大きな負担となる。本発明の
目的は、建設費が低く、安全衛生上からも問題のないジ
フェニルアルシン酸類の製造法を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは全建設費の
削減を可能にすること、および前記毒物を固体で取り扱
う作業に内在する不安全作業をなくすことを目的に鋭意
検討した結果、ジフェニルアルシン酸を溶解し水と分離
する溶媒の存在下に、酸化ビス(ジフェニルアルシン)
を三酸化二砒素と分離せずに、かつ反応に使用された砒
酸に相当する三酸化二砒素または三酸化二砒素水溶液を
加え、過酸化水素酸化しジフェニルアルシン酸と砒酸と
し、反応後二相分離によりジフェニルアルシン酸を含有
する溶媒相を分離し、砒酸水溶液は原料として使用する
事により、固体で取り扱う作業の無い安全で合理的なジ
フェニルアルシン酸の製造方法を見いだし、本発明を完
成した。
【0005】本発明は、砒酸とフェニルヒドラジン類を
触媒の存在下反応させ酸化ビス(ジフェニルアルシン)
と三酸化二砒素を製造する工程(工程1)、有機溶媒の
存在下過酸化水素の添加によりジフェニルアルシン酸類
と砒酸を製造する工程(工程2)、有機溶媒相と水相の
二相を分離する工程(工程3)、および、有機溶媒相か
らジフェニルアルシン酸類を製品として取り出す工程
(工程4)からなる、一般式化2で表わされるジフェニ
ルアルシン酸類の製造法である。
【化2】 (各Phはフェニル基を表わし、フェニル基の水素は、
ハロゲン、スルフォン基、水酸基、アルキル基、アリー
ル基およびアルコキシ基から選ばれる一種以上の原子ま
たは基で置換されていてもよい。)
【0006】工程1においては、触媒の存在下、砒酸水
溶液にフェニルヒドラジン類を徐々に滴下し、更に熟成
して行なう。反応温度は0〜100℃の広い範囲で行え
るが、反応を円滑に行なうために、50〜90℃が選択
され、特に70〜80℃が好ましい。反応させる砒酸と
フェニルヒドラジン類の割合は広い範囲で選択できる
が、砒酸/フェニルヒドラジンのモル比で0.5〜5、
好ましくは0.8〜2、更に好ましくは0.9〜1.5
の範囲が好ましい。ここで使用するフェニルヒドラジン
類として、フェニル基に置換基の導入されたフェニルヒ
ドラジンを使用すれば所望の置換基の導入されたジフェ
ニルアルシン酸類が合成できる。触媒としては、酸化還
元が容易な無機及び有機の遷移金属化合物が用いられ
る。代表的な触媒は無機及び有機の銅化合物で、たとえ
ば、酸化第一銅、酸化第二銅、硫酸銅、水酸化銅、アセ
チルアセトナート銅、ナフテン酸銅、金属銅等が挙げら
れ、特に酸化第二銅が好ましい。
【0007】触媒の使用量は反応液1kg当り1×10
-3〜10グラム原子、好ましくは5×10-2〜1グラム
原子、更に好ましくは1×10-2〜5×10-1グラム原
子が用いられる。反応はBarkerらに依れば次のよ
うに書ける。
【数1】 4C6 H5 NH・NH2 +4H3 AsO4 =
〔(C6 H5 )2As〕2 O+4N2 +As2 O3 +1
2H2 O (I) 反応後、反応液は冷却し副生する三酸化二砒素を沈澱と
して分離せずに、酸化ビス(フェニルアルシン)等に消
費された砒酸に相当する三酸化二砒素を粉体または水溶
液として加えることが好ましい。この際使用する三酸化
二砒素は、高純度の試薬でも、砒素化合物を焼却した際
に生成する三酸化二砒素でも、それを水に溶解させた物
でもかまわない。三酸化二砒素の純度として通常90%
以上、好ましくは95%、更に好ましくは98%以上の
ものが用いられる。重金属やタール状の有機物を大量に
含有する物は好ましくない。
【0008】次いで、工程2において、ジフェニルアル
シン酸類を溶解し水と分離する溶媒の存在下、過酸化水
素酸化する。過酸化水素酸化に用いられる過酸化水素濃
度は10%以上、好ましくは20%、更に好ましくは3
0%〜80%のものが用いられる。また、過酸化水素が
反応後に大量に残存すると循環利用される砒酸水溶液に
同伴され、これがフェニルヒドラジンの分解を引き起こ
すため、過酸化水素の使用量が理論量を大きく越える事
は望ましくない。過酸化水素の使用モル量は、生成酸化
ビス(フェニルアルシン)量、副生三酸化二砒素及び追
加三酸化二砒素量の各モル数の合計値の1.0倍以上
3.5倍未満、好ましくは1.5倍以上2.7倍未満、
更に好ましくは1.7倍以上2倍未満が使用される。
【0009】ジフェニルアルシン酸類を溶解し水と二相
に分離する溶媒としては脂肪族炭化水素、芳香族炭化水
素、ハロゲン化炭化水素、アルコール、エステルが用い
られる。脂肪族炭化水素の例としてはペンタン、ヘキサ
ン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等、脂環式炭
化水素としてはシクロペンタン、シクロヘキサン、シク
ロヘプタン、シクロオクタン等、芳香族炭化水素として
はベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチル
ベンゼン、ジエチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ク
メン、ジイソプロピルベンゼン等、ハロゲン化炭化水素
としては、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭
素、塩化エチル、ジクロロエタン類、トリクロロエタン
類、テトラクロロエタン類、ペンタクロロエタン、ヘキ
サクロロエタン、ジクロロエチレン、トリクロロエチレ
ン、テトラクロロエチレン、塩化プロピル、ジクロロプ
ロパン、トリクロロプロパン、塩化ブチル、クロロベン
ゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、及び上
記化合物の塩素の一部または全部が臭素、または弗素で
置き換えたハロゲン化炭化水素等、アルコールとしては
炭素数4以上のアルキルまたはシクロアルキル基を持つ
常温で液体のアルコール類例えばブタノール、ペンタノ
ール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノ
ナノール、デカノール等、エステルとしては酢酸メチ
ル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸ペン
チル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロ
ピオン酸ブチル、プロピオン酸ペンチル、酪酸メチル、
酪酸エチル、酪酸プロピル、酪酸ブチル、酪酸ペンチ
ル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピ
ル、エチレングリコールジアセテート等が挙げられる。
中でもハロゲン化炭化水素類、特にジクロロメタン、ジ
クロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタ
ン、ペンタクロロエタン、ヘキサクロロエタンが好まし
い。溶媒の使用量は、生成ジフェニルアルシン酸を溶解
するに充分な量であれば特段の制限はない。
【0010】過酸化水素による酸化ビス(ジフェニルア
ルシン)と三酸化二砒素の酸化反応は室温以上、例えば
ジクロロメタンの還流温度で速やかに進行する。80℃
以上の温度でも特段問題はないが、使用する溶媒に依っ
ては加圧になり、装置的に不利になる場合がある。過酸
化水素による酸化ビス(ジフェニルアルシン)と三酸化
二砒素の酸化反応は上記溶媒の非存在下に於いても実施
可能である。しかし、ジフェニルアルシン酸は水に不溶
なため固体として沈澱し、その際不純物や副生沈澱等を
巻き込み、溶剤による溶解に時間のかかることがあるた
め、溶剤の存在下の過酸化水素酸化がより好適である。
【0011】上記反応式(I)により酸化ビス(ジフェ
ニルアルシン)と三酸化二砒素が分離した反応母液は、
未反応の砒酸の他に触媒を含有している。この反応液を
そのまま過酸化水素酸化すると、ジフェニルアルシン酸
と砒酸が生成するが、水層に存在する触媒が酸化される
とともに、不必要な酸化反応を引き起こし、不純物また
は不溶性の沈澱を生成することがある。そこで、砒酸と
フェニルヒドラジンの反応後、反応混合物から水層を分
離除去後、新たに水を加え1回以上洗浄後過酸化水素酸
化することが好ましい。このジフェニルアルシン酸は、
フェニルアルソン酸、フェニルアルシンオキサイド及び
トリフェニルアルシンオキサイドを少量含有することが
あるが、これらは触媒としての活性を阻害しない。これ
に対し、水による洗浄をせずに、アルカリ、活性炭等を
用いて精製し触媒として使用することは可能である。し
かし、大量の砒素の付着した塩類やイオン交換樹脂、活
性炭を取り出す際に引き起こされる作業環境の汚染や、
汚染廃棄物の処理、再生、廃棄の難しさを考えれば、実
質的に廃棄物を生成しない水による洗浄を行なう方法
が、非常に優れた方法であることが容易に理解される。
【0012】工程3において、有機溶媒相と水相の二相
が分離される。有機溶媒相にはジフェニルアルシン酸類
が含まれ、水相には砒酸が含まれる。分離された水相は
砒酸を含む原料として工程1に再利用され得る。工程4
において、ジフェニルアルシン酸類が、有機溶媒相の溶
液をそのまま、あるいは濃縮することにより溶液状の製
品として取り出される。また、溶媒の蒸留除去、結晶化
などの方法により固体状の製品として取り出される。さ
らに、用途によっては溶媒の蒸留除去後、他の溶媒に溶
解して溶液状の製品としても良い。
【0013】
【実施例】以下に実施例を以て本発明を説明するが、こ
れは本発明を制限するものではない。 実施例1 攪拌機、冷却器を取り付けた四つ口フラスコに60%砒
酸31.8g、水80ml、酸化第二銅0.19gを入
れ、液温を75℃に保った。この反応液に攪拌下、フェ
ニルヒドラジン13.2gを2時間かけて滴下した。更
に1時間熟成反応を行なった後、反応液を冷却した。次
いで、ジクロロメタン70mlを加え15分間攪拌し静
置後、上澄みの薄青緑色の水相を除去し、新たに80m
lの水を加え攪拌した。水による洗浄を更に1回行なっ
た。ジクロロメタン相に三酸化二砒素4gを80mlの
水に溶解した液を加えた後、攪拌下に35%過酸化水素
水11.5gを2時間かけて滴下し、更に30分反応を
継続した後冷却した。二相分離後ジクロロメタン相を濃
縮乾固してジフェニルアルシン酸10.5gを得た。水
相の砒酸溶液は先に除去した水相、洗浄水と共に触媒合
成槽に戻し濃縮し、触媒合成を繰り返したところ、ジフ
ェニルアルシン酸は安定的に製造された。
【0014】実施例2 フェニルヒドラジンの代わりにp−クロロフェニルヒド
ラジン17.4gを用い、トルエン溶液として滴下した
以外は実施例1と同様に操作したところ、ビス(p−ク
ロロフェニル)アルシン酸4.1gを得た。
【0015】比較例1 水層の除去と水洗浄を行なわなかった他は、実施例1と
同様に行なったところ、ジフェニルアルシン酸10.5
gを得た。この際、不溶性の黒色沈澱0.5gが生成し
た。
【0016】実施例3 攪拌機、冷却器、水分離器を取り付けた反応槽にシクロ
ヘキサノン130gおよび実施例1で合成したジフェニ
ルアルシン酸0.044gを入れ、攪拌下にて110℃
まで昇温し、均一に溶解した。続いて60%過酸化水素
水を5時間で15.0g供給した。この間、反応混合液
中に大気圧下、窒素ガスを継続的に吹き込み、水を除去
すると共に反応系を窒素雰囲気にした。反応終了後高速
液体クロマトグラフィで分析したところ、27.2gの
ε−カプロラクトンが生成していた。過酸化水素基準の
ε−カプロラクトン収率は91%であった。
【0017】比較例2 触媒として比較例1で合成したジフェニルアルシン酸を
用いた他は実施例4と同様に反応を行なったところ、生
成したε−カプロラクトンの過酸化水素基準の収率は8
2%であった。
【0018】参考例1 Scheller法により、東京化成(株)製のフェニ
ルアルソン酸をジアゾ反応によりジフェニル化して合成
し、精製したジフェニルアルシン酸0.044gを用い
て、実施例3と同様に操作して反応を行なった結果、生
成したε−カプロラクトンの過酸化水素基準の収率は9
1%であった。
【0019】
【発明の効果】本発明により、建設費が低く、安全衛生
上からも問題のないジフェニルアルシン酸類の製造法が
提供される。また、本発明により製造されたジフェニル
アルシン酸類はε−カプロラクトン合成触媒として好適
に使用される。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 砒酸とフェニルヒドラジン類を触媒の存
    在下反応させ酸化ビス(ジフェニルアルシン)と三酸化
    二砒素を製造する工程(工程1)、有機溶媒の存在下過
    酸化水素の添加によりジフェニルアルシン酸類と砒酸を
    製造する工程(工程2)、有機溶媒相と水相とを分離す
    る工程(工程3)、および、有機溶媒相からジフェニル
    アルシン酸類を製品として取り出す工程(工程4)から
    なる、一般式化1で表わされるジフェニルアルシン酸類
    の製造法。 【化1】 (各Phはフェニル基を表わし、フェニル基の水素は、
    ハロゲン、スルフォン基、水酸基、アルキル基、アリー
    ル基およびアルコキシ基から選ばれる一種以上の原子ま
    たは基で置換されていてもよい。)
  2. 【請求項2】 工程1において、フェニルヒドラジン類
    がフェニルヒドラジンまたはハロゲン化フェニルヒドラ
    ジンである事を特徴とする請求項1に記載のジフェニル
    アルシン酸類の製造法。
  3. 【請求項3】 工程1において、触媒が銅または銅化合
    物である事を特徴とする請求項1に記載のジフェニルア
    ルシン酸類の製造法。
  4. 【請求項4】 工程2において、反応前に、工程1で生
    成した酸化ビス(ジフェニルアルシン)に相当するモル
    量の三酸化二砒素を加える事を特徴とする請求項1に記
    載のジフェニルアルシン酸類の製造法。
  5. 【請求項5】 工程2において、有機溶媒がハロゲン化
    炭化水素溶媒であることを特徴とする請求項1に記載の
    ジフェニルアルシン酸類の製造法。
  6. 【請求項6】 工程3において、水相を分離後、有機溶
    媒相をさらに1回以上、水で洗浄することを特徴とする
    請求項1に記載のジフェニルアルシン酸類の製造法。
  7. 【請求項7】 工程3において取り出された水相を砒酸
    を含む原料として工程1に再利用することを特徴とする
    請求項1または6に記載のジフェニルアルシン酸類の製
    造法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114989220A (zh) * 2022-06-28 2022-09-02 红河砷业有限责任公司 一种甲基胂酸二钠的合成方法

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