JPH09124575A - 4,6−ビス(置換)フェニルアゾレゾルシノールの製造方法 - Google Patents

4,6−ビス(置換)フェニルアゾレゾルシノールの製造方法

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JPH09124575A
JPH09124575A JP30980395A JP30980395A JPH09124575A JP H09124575 A JPH09124575 A JP H09124575A JP 30980395 A JP30980395 A JP 30980395A JP 30980395 A JP30980395 A JP 30980395A JP H09124575 A JPH09124575 A JP H09124575A
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Yasuo Katsumura
安雄 勝村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、収率と反応容積効率が高
い、ゾルシノールと(置換)ベンゼンジアゾニウム塩か
らの、4,6-ビス(置換)フェニルアゾレゾルシノールの
製造方法の提供にある。 【解決手段】 レゾルシノールと式[1](式中、R はハロ
ゲン原子、C1-5アルキル、ヒドロキシカルボニル基又
はC1-5アルコキシ基を表し、nは零又は1-5 のいずれ
かの整数を表し、nが2以上である場合のRは互いに同
一又は異なっていてもよく、XはCl, Br,OSO3H 又は0P0
3H2 を表す)で表される(置換)ベンゼンジアゾニウム
塩をアルカリ性溶媒中で反応させ、式[2] (式中、R 及
びn は上記式[1] 中の定義と同じ)で表される4,6-ビス
(置換)フェニルアゾレゾルシノールを得る方法におい
て;レゾルシノールの15乃至40倍モルの水酸化アルカリ
を存在下で反応させることを特徴とする4,6-ビス(置
換)フェニルアゾレゾルシノール製造方法。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レゾルシノールと
塩化(置換)ベンゼンジアゾニウムから4,6−ビス
(置換)フェニルアゾレゾルシノールの製造方法に関す
る。更に詳しくは、塩化(置換)ベンゼンジアゾニウム
をレゾルシノールの15ないし40倍モルの水酸化アル
キルの存在下でカップリング反応させることを特徴とす
る4,6−ビス(置換)フェニルアゾレゾルシノールの
製造方法に関する。
【0002】4,6−ビス(置換)フェニルアゾレゾル
シノールからは還元することにより容易に4,6−ジア
ミノレゾルシノールが得られる(参照:Advanced Organ
ic Chemistry,4th Edition,John Wiley and Sons,(199
2) page 1224)。
【化3】 4,6−ジアミノレゾルシノール〔DAR〕は、テレフ
タル酸と縮合させると、種々の優れた特徴を持つポリベ
ンズビスオキサゾール(PBO)となるので、その原料
として重要である。
【0003】PBOは、強度、弾性率、耐熱性、耐薬品
性等の諸点に於て、従来のスーパー繊維より優れて居
り、超スーパー繊維として開発が待望されている(特表
昭61−501452号公報)。
【0004】
【従来の技術】これまで、4,6−ジアミノレゾルシノ
ール〔DAR〕を製造する方法としては、いくつか知ら
れているが、レゾルシノールと塩化(置換)ベンゼンジ
アゾニウムからカップリング反応で4,6−ビス(置
換)フェニルアゾレゾルシノールを得る方法としては、
Zollingerらが緩衝溶液中、塩基性条件下で好
収率で4,6−ビス(置換)フェニルアゾレゾルシノー
ルを得ている〔参照:Helvetica Chimca Acta, XLI 181
6-1823(1958)〕。しかし、このレゾルシノールを原料と
する方法は、短工程でDARを得ることができる点で有
利であるがレゾルシノールの濃度は、0.1重量%であ
り、実用的には、生産性上問題がある。
【0005】また、特開平7−242604号によれ
ば、pH10〜12にコントロールし、レゾルシノール
と塩化(置換)ベンゼンジアゾニウムからカップリング
反応させ4,6−ビス(置換)フェニルアゾレゾルシノ
ールを比較的収率良く合成している。しかしこの方法に
おいても希薄溶液を使用しており、これは大きな反応容
積を必要とするので工業経済的に実施が困難である。
(置換)ベンゼンジアゾニウム塩としてアニリンから誘
導される塩化ベンゼンジアゾニウムに変えて、p−メト
キシアニリンから誘導される塩化p−メトキシベンゼン
ジアゾニウムを用いると濃度、収率とも改善されるが、
レゾルシノールとして2重量%を越えると収率は非常に
悪くなっている。アニリンに比較して高価なp−メトキ
シアニリンを用いるこの濃度では、工業経済的に実施が
困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、既知
の反応は、工業経済的に実施困難な希薄溶液(レゾルシ
ノールの濃度が1重量%以下)でのみ収率が良い。本発
明の目的は工業経済的に実施可能な濃度で、収率良く
4,6−ビス(置換)フェニルアゾレゾルシノールを製
造できる方法を提供するところにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、レゾル
シノールと式[1]
【化4】 (式中、Rはハロゲン原子、炭素原子数1〜5のアルキ
ル基、ヒドロキシカルボニル基又は炭素原子数1〜5の
アルコキシ基を表し、nは零又は1〜5のいずれかの整
数を表し、nが2以上である場合のRは互いに同一又は
異なっていてもよく、XはCl、Br、OSO3 H又は
OPO3 H2 を表す。)で表される(置換)ベンゼンジ
アゾニウム塩をアルカリ性にした溶媒中で反応させるこ
とによる、式[2]
【化5】 (式中、R及びnは上記式[1]中と同じに定義され
る。)で表される4,6−ビス(置換)フェニルアゾレ
ゾルシノールの製造方法において;水酸化アルカリをレ
ゾルシノールの15ないし40倍モルの存在下で反応さ
せることを特徴とする4,6−ビス(置換)フェニルア
ゾレゾルシノールの製造方法に関する。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。本発明の製造方法は、レゾルシノールとレゾルシノ
ールに対して15ないし40倍モルの水酸化アルカリと
水を加えて攪拌している混合物に、別途合成した(置
換)ベンゼンジアゾニウム塩をレゾルシノールに対して
2倍モル以上滴下し、レゾルシノールを反応系全量の2
〜10重量%の濃度で反応させることにより、70〜8
0%の収率(レゾルシノール基準)で4,6−ビス(置
換)フェニルアゾレゾルシノールを得る事ができる極め
て簡単な製造方法である。反応温度はこの種の反応では
予想以上に高くてもよく、20℃でも悪影響がなく、反
応制御が容易である。
【0009】本発明の製造方法の反応は、下記のスキー
ムで進行する:
【化6】 (スキーム中の置換基の定義は、式[1]中と同じであ
る。)。
【0010】競争反応による異性体である2,4−ビス
(置換)フェニルアゾレゾルシノール(以下、2,4−
ジ体という)の生成と、逐次反応によるモノ体及びトリ
体の生成が4,6−ビス(置換)フェニルアゾレゾルシ
ノール(以下、4,6−ジ体という)の収率を下げてお
り、4,6−ジ体の収率を上げることが難しい反応であ
る。
【0011】本発明者等は水酸化アルカリの量を多量に
用いれば収率の向上が見られることを見い出した。これ
は、モノ体のアルカリ塩が反応すると4,6−ジ体が生
成し、フリーでは、2, 4ージ体が生成するものと推測
される。また、アルカリを多量使用するとジアゾカップ
リング反応が遅くなり、レゾルシン塩のフリー化、逐次
反応が進行しなくなるので濃い溶液でも収率低下がなく
なり、一般的条件で工業的な製造が可能となった。
【0012】本反応に用いる水酸化アルカリとしては、
NaOH、KOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2 、
Ba(OH)2 、LiOH等が用いられるが、NaOH
とKOHが好ましい。水酸化アルカリの量は、レゾルシ
ノールに対して15倍モル以上40倍モル以下である。
好ましくは15〜20倍モルである。20倍モル以上で
はアルカリ量増加の効果はあまり向上せずほぼ同じであ
る。
【0013】反応温度は、−50℃〜50℃の範囲であ
るが、低温の方が若干の収率向上が認められるが冷却設
備の強化には経費が掛かる問題があり、30℃以上では
若干の収率低下が見られるので、好ましい反応温度は−
10〜20℃である。反応初期は、低温では水酸化アル
カリが多いとレゾルシノールのアルカリ塩を含む混合物
のスラリーの粘度が高く、攪拌が困難なので、20〜5
0℃でジアゾニウム塩をレゾルシノールに対して0.1
〜1.3倍モルの範囲で加えてスラリー粘度が低下した
時点で−10℃〜20℃にして更にジアゾニウム塩を加
えて反応させることも有効である。このことは4,6−
ジ体が固体として析出し、反応系外に除去され逐次反応
的にも有利である。
【0014】反応溶媒としては、水又は水と均一に相溶
する有機溶媒と水との混合溶媒も使用できる。有機溶媒
としては、メタノール、エタノール、プロパノール、t
−ブタノール、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アセ
トン,ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスル
ホオキシド(DMSO)及びジメチルイミダゾリジノン
(DMI)等が使用できるが、DMF、DMSO及びア
セトン等の強アルカリ性で分解を伴うものは好ましくな
い。最も好ましいものは水で、経済的にも後工程の容易
さにおいても、収率においても最も良い結果を与える。
【0015】本発明で用いる塩化(置換)ベンゼンジア
ゾニウム塩は以下のようにして得る。式[3]
【化7】 (式中、Rとnは式[1]中と同じにに定義される。)
で表される(置換)アニリンと5〜10重量倍の水との
混合物中に、冷却下、アニリンに対して2.5〜4当量
の無機酸を滴下し、この混合液中へ、(置換)アニリン
に対し2〜3重量倍の水に溶解した1〜1.5倍モルの
亜硝酸ナトリウム又は亜硝酸カリウムを10℃以下で滴
下することにより(置換)ベンゼンジアゾニウム塩を得
る。無機酸としては塩酸、臭化水素酸、硫酸及び燐酸の
中から選ばれた少なくとも1種の無機酸が用いられる。
これらの無機酸の中で塩酸が工業経済的に好ましい。
【0016】具体的には、例えばアニリン、2−クロル
アニリン、4−クロルアニリン、2,6−ジクロルアニ
リン、o−トルイジン、m−トルイジン、p−トルイジ
ン、アントラニル酸、o−アニシジン、m−アニシジン
及びp−アニシジン等を挙げることができ、これらのア
ニリンのいずれかを使用することは好ましい。経済性、
化合物の安定性などの点からアニリンが最も好ましい。
【0017】ジアゾニウム塩生成後、過剰使用した亜硝
酸ナトリウムにより生成した亜硝酸を、尿素やスルファ
ミン酸で処理して使用しても良い。この処理によりジア
ゾニウム塩の分解が抑えられる。
【0018】このようにして得た置換ベンゼンジアゾニ
ウム塩を、レゾルシノールとレゾルシノールに対して1
5ないし40倍モルの水酸化アルカリと水を加えて攪拌
している混合物に、レゾルシノールに対して2倍モル以
上滴下し反応させる。この反応系においてレゾルシノー
ルの濃度は2〜10重量%が好ましい。ジアゾニウム塩
はレゾルシノールに対して2倍モル以上使用するのが目
的物の収率上好ましいが、当然多すぎるとトリ体が生成
するので、好ましくは2.05〜2.20倍モルであ
る。
【0019】反応は比較的速く、0℃ではジアゾニウム
塩を加えた後、2時間くらいで反応は完結する。4,6
ジ体のアルカリ溶液中での分解を避けるために、反応終
了後、後処理を直ぐ行うのが好ましい。
【0020】反応終了後の後処理では、反応液の濾過に
よりトリ体の大半が除去される。反応時の水量が少ない
と4,6−ジ体も固体として分離されるので、水で固体
を洗浄し、4,6ジ体を溶解回収する必要がある。濾液
と洗浄液を塩酸、酢酸、硫酸、燐酸等で酸性にすると4
−モノ体、4,6−ジ体、2,4−ジ体が析出する。こ
れを濾集して、乾燥し、還元工程に供する。4−モノ体
を分離する必要がある場 は、Na2 CO3 水溶液で得
られた固体を洗浄すると、4−モノ体だけ溶解し、除去
できる。
【0021】4,6−ジ体の還元は、Pd−Cなどの金
属触媒を用いて行う。この際に水溶媒または若干の低級
アルコールを加えた水とアルコールの混合溶媒を用い、
4,6−ジ体の3〜5倍モルの塩酸、触媒を加えて、水
素で常圧又は加圧で還元を行う。
【0022】還元後、触媒を濾別し、濾液に多量の塩酸
を加えると4,6−ジアミノレゾルシノール塩酸塩が析
出する。これを濾集することにより4,6−ジアミノレ
ゾルシノール塩酸塩を得る事ができる。この濾液は、酸
素を断ってアルカリ性にするとアニリンがオイル層とし
て分離してくるので、回収し再使用が可能である。
【0023】以下に、本発明の製造方法の好ましい実施
態様を順次記載する。 溶媒が水又は水と水溶性有機溶媒の混合物であり、使用
されるレゾルシノールの量が反応系全量の2〜10重量
%である製造方法:溶媒が水であると、後工程が容易に
なり、収率は最も高くなる。そして、使用されるレゾル
シノールの量を反応系全量の2〜10重量%にすると、
70〜80%の収率で目的化合物を得ることができる。
【0024】塩化(置換)ベンゼンジアゾニウムが塩化
ベンゼンジアゾニウムである本発明の製造方法と上記の
実施態様の製造方法:この塩化ベンゼンジアゾニウムを
使用する場合に得られる目的化合物が、他の置換ベンゼ
ンジアゾニウムと比較して最も好ましい。
【0025】反応溶媒が水である本発明の製造方法と上
記の実施態様のいずれかの製造方法。
【0026】水酸化アルカリが水酸化ナトリウム又は水
酸化カリウムである本発明の製造方法と上記の実施態様
のいずれかの製造方法。
【0027】
【実施例】以下、実施例によってさらに具体的に説明す
るが、これらによって本発明は、なんら限定されるもの
ではない。
【0028】実施例1 <塩化ベンゼンジアゾニウム水溶液の合成>アニリン
3.76g、35%塩酸9.4g及び水10gの混合溶
液中に、0〜5℃で亜硝酸ナトリウム2.76gを水
5.5gに溶解させた溶液を滴下し、塩化ベンゼンジア
ゾニウム水溶液を合成した。
【0029】<4,6−ビスフェニルアゾレゾルシノー
ルの合成>レゾルシノール2.2g(0.02モル)、
NaOH16g(0.4モル)、水22gを仕込み10
℃で良く攪拌した後、別途合成した上記の塩化ベンゼン
ジアゾニウム水溶液全量(ジアゾニウム塩はレゾルシノ
ールの2.0倍モルである。)を反応温度を10℃に保
ちながら30分間にわたり滴下した。滴下終了後10℃
で2時間攪拌した後、不溶物を濾別し、その濾集物を水
30gで洗浄し、濾液と洗浄液を合わせ塩酸により酸性
とした。析出した固体を濾集し、水洗後、乾燥して暗赤
色固体を得た。液体クロマトグラフィーで定量したとこ
ろ4,6−ジ体の量は4.64gで収率は73%であっ
た。
【0030】実施例2 <塩化ベンゼンジアゾニウム水溶液の合成>アニリン
3.95g、35%塩酸9.4g及び水10gの混合溶
液中に、0〜5℃で亜硝酸ナトリウム2.76gを水
5.5gに溶解させた溶液を滴下し、塩化ベンゼンジア
ゾニウム水溶液を合成した。
【0031】<4,6−ビスフェニルアゾレゾルシノー
ルの合成>レゾルシノール2.2g(0.02モル)、
NaOH16g(0.4モル)、水22gを仕込み10
℃で良く攪拌した後、別途合成した上記の塩化ベンゼン
ジアゾニウム水溶液全量(ジアゾニウム塩はレゾルシノ
ールの2.1倍モルである。)を反応温度10℃を保ち
ながら30分間にわたり滴下した。滴下終了後10℃で
2時間攪拌した後、不溶物を濾別し、その濾集物を水3
0gで洗浄し、濾液と洗浄液を合わせ塩酸により酸性と
した。析出した固体を濾集し、水洗後、乾燥して暗赤色
固体を得た。液体クロマトグラフィーで定量したところ
4,6−ジ体の量は4.96gで収率は78%であっ
た。
【0032】実施例3 <塩化ベンゼンジアゾニウム水溶液の合成>アニリン
3.76g、35%塩酸9.4g及び水10gの混合溶
液中に、0〜5℃で亜硝酸ナトリウム2.76gを水
5.5gに溶解させた溶液を滴下し、塩化ベンゼンジア
ゾニウム水溶液を合成した。
【0033】<4,6−ビスフェニルアゾレゾルシノー
ルの合成>レゾルシノール2.2g(0.02モル)、
NaOH16g(0.4モル)、及びメタノール22g
を仕込み10℃で良く攪拌した後、別途合成した上記の
塩化ベンゼンジアゾニウム水溶液全量(ジアゾニウム塩
はレゾルシノールの2.1倍モルである。)を反応温度
10℃を保ちながら30分間にわたり滴下した。滴下終
了後10℃で2時間攪拌した後、メタノールを減圧留去
後、水30gを加え、不溶物を濾別し、その濾集物を水
30gで洗浄し、濾液と洗浄液を合わせ塩酸により酸性
とした。析出した固体を濾集し、水洗後、乾燥して暗赤
色固体を得た。液体クロマトグラフィーで定量したとこ
ろ4,6−ジ体の量は4.1gで収率は65%であっ
た。
【0034】実施例4 <塩化ベンゼンジアゾニウム水溶液の合成>アニリン
3.76g、35%塩酸9.4g及び水10gの混合溶
液中に、0〜5℃で亜硝酸ナトリウム2.76gを水
5.5gに溶解させた溶液を滴下し、塩化ベンゼンジア
ゾニウム水溶液を合成した。
【0035】<4,6−ビスフェニルアゾレゾルシノー
ルの合成>レゾルシノール2.2g(0.02モル)、
NaOH24g(0.6モル)、水22gを仕込み10
℃で良く攪拌した後、別途合成した上記の塩化ベンゼン
ジアゾニウム水溶液全量(ジアゾニウム塩はレゾルシノ
ールの2.1倍モルである。)を10℃を保ちながら3
0分間で滴下した。滴下終了後10℃で2時間攪拌した
後、メタノールを減圧留去後、水30gを加え、不溶物
を濾別し、その濾集物を水30gで洗浄し、濾液と洗浄
液を合わせ塩酸により酸性とした。析出した固体を濾集
し、水洗後、乾燥して暗赤色固体を得た。液体クロマト
グラフィーで定量したところ4,6−ジ体の量は4.7
gで収率は74%であった。
【0036】比較例1 <塩化ベンゼンジアゾニウム水溶液の合成>アニリン
3.76g、35%塩酸9.4g及び水10gの混合溶
液中に、0〜5℃で亜硝酸ナトリウム2.76gを水
5.5gに溶解させた溶液を滴下し、塩化ベンゼンジア
ゾニウム水溶液を合成した。
【0037】<4,6−ビスフェニルアゾレゾルシノー
ルの合成>レゾルシノール2.2g(0.02モル)、
NaOH8g(0.2モル)、水22gを仕込み10℃
で良く攪拌した後、別途合成した上記の塩化ベンゼンジ
アゾニウム水溶液全量(ジアゾニウム塩はレゾルシノー
ルの2.0倍モルである。)を10℃を保ちながら30
分間で滴下した。滴下終了後10℃で2時間攪拌した
後、不溶物を濾別し、その濾集物を水30gで洗浄し、
濾液と洗浄液を合わせ塩酸により酸性とした。析出した
固体を濾集し、水洗後、乾燥して暗赤色固体を得た。液
体クロマトグラフィーで定量したところ4,6−ジ体の
量は2.22gで収率は35%であった。
【0038】実施例と比較例を対比すると、実施例はレ
ゾルシノールに対するアルカリのモル比は、20倍又は
30倍であり、そして4,6−ジ体の収率は65〜74
%であった。これに対し比較例ではアルカリのモル比は
10倍であり、収率は35%と低かった。このようにア
ルカリのモル比を10倍から20〜30倍にすることに
より収率が著しく向上した。アルカリのモル比を、大過
剰から更にその上の大過剰にすることによるこのような
著しい収率改善効果は予想以上のものである。
【0039】
【発明の効果】レゾルシノールに対するアルカリのモル
比を15〜40倍にすることにより、レゾルシノールの
濃度を低くしなくても高い収率を維持することができ
る。これにより、反応容積を従来法の約1/5ないし1
/15に下げること(換言すれば、容積効率を5ないし
15倍に上げること)が可能になった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋場 功 千葉県船橋市坪井町722番地1 日産化学 工業株式会社中央研究所内 (72)発明者 鈴木 秀雄 千葉県船橋市坪井町722番地1 日産化学 工業株式会社中央研究所内 (72)発明者 勝村 安雄 大阪市淀川区西三国4丁目2番11号 田岡 化学工業株式会社内 (72)発明者 大崎 一雄 大阪市淀川区西三国4丁目2番11号 田岡 化学工業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レゾルシノールと式[1] 【化1】 (式中、Rはハロゲン原子、炭素原子数1〜5のアルキ
    ル基、ヒドロキシカルボニル基又は炭素原子数1〜5の
    アルコキシ基を表し、nは零又は1〜5のいずれかの整
    数を表し、nが2以上である場合のRは互いに同一又は
    異なっていてもよく、XはCl、Br、OSO3 H又は
    OPO3 H2 を表す。)で表される(置換)ベンゼンジ
    アゾニウム塩をアルカリ性にした溶媒中で反応させるこ
    とによる、式[2] 【化2】 (式中、R及びnは上記式[1]中と同じに定義され
    る。)で表される4,6−ビス(置換)フェニルアゾレ
    ゾルシノールの製造方法において;水酸化アルカリをレ
    ゾルシノールの15ないし40倍モルの存在下で反応さ
    せることを特徴とする4,6−ビス(置換)フェニルア
    ゾレゾルシノールの製造方法。
  2. 【請求項2】 溶媒が水又は水と水溶性有機溶媒の混合
    物であり、使用されるレゾルシノールの量が反応系全量
    の2〜10重量%である請求項1に記載の4,6−ビス
    (置換)フェニルアゾレゾルシノールの製造方法。
  3. 【請求項3】 式[1]の(置換)ベンゼンジアゾニウ
    ム塩が塩化ベンゼンジアゾニウムである請求項1又は2
    に記載の4,6−ビス(置換)フェニルアゾレゾルシノ
    ールの製造方法。
  4. 【請求項4】 溶媒が水である請求項1乃至3のいずれ
    かに記載の4,6−ビス(置換)フェニルアゾレゾルシ
    ノールの製造方法。
  5. 【請求項5】 水酸化アルカリが水酸化ナトリウム又は
    水酸化カリウムである請求項1乃至4のいずれかに記載
    の4,6−ビス(置換)フェニルアゾレゾルシノールの
    製造方法。
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