JPH1029967A - 芳香族ニトリルの製法 - Google Patents

芳香族ニトリルの製法

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JPH1029967A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 水と混和しない有機溶剤中において、第三級
アミン塩基の存在下で、対応するアルデヒドをヒドロキ
シルアミンの硫酸塩と反応させることによる芳香族ニト
リルの製造を提供する。 【解決手段】 式IIのアルデヒドとヒドロキシルアミン
の硫酸塩とを、式III、IVまたはＶの第三級アミンの存
在下、１００乃至１６０℃の温度において、反応で遊離
する水を０．０２乃至１．５ｂａｒの範囲において留去
しながら反応させ、アンモニウム塩を除去し、常法によ
って式Ｉのニトリルを単離する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、水と混和しない有機溶剤中にお
いて、第三級アミン塩基の存在下で、対応するアルデヒ
ドをヒドロキシルアミンの硫酸塩と反応させることによ
る芳香族ニトリルの製造に関する。
【０００２】アルデヒドとヒドロキシルアミン塩との反
応、ついで得られたオキシムのニトリルへの脱水は永ら
く知られている。脱水のために、たとえばＣ．Ａ．８
５，９３１７６ｅ（１９７６）ではジメチルホルムアミ
ド中において加熱することにより、Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ
１９７９，２，１１２−１１３およびＨｕａｘｕｅＳ
ｈｉｊｉ １９９０，１２（５），３１４，２９２では
ギ酸中で加熱することにより、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖ．１９９０，２６（２），２
６３−２６６ではギ酸または氷酢酸中で加熱することに
より、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９３３，ＩＸ，４３で
は無水酢酸中で加熱することによる、異なる方法が提案
されている。現在、毒物学的および環境的考慮から、大
工業規模におけるジメチルホルムアミドの使用は、可能
なときはいつでも避けるべきである。ギ酸の使用は著し
く良好な結果を与えるが、その強い腐食活性、毒性およ
び複雑な再生のため推奨できない。米国特許第５３４９
１０３号に提案された方法に従えば、ギ酸の代わりにプ
ロピオン酸を使うことにより、上記欠点を避けることが
でき、なお満足な収率を与える。生成水と共に留出した
プロピオン酸は再生できるが、しかし別の工程によって
のみ可能である。Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ １９８２、１９
０は、ヒドロキシルアンモニウムクロリド／ピリジン／
トルエン系を使う方法を記載している。この方法におい
て生成する昇華性のピリジン塩酸塩は、望む最終生成物
の単離をかなり困難にする。ヨーロッパ特許第Ｂ−８０
７００号によれば、共沸混合物を形成する水と混和しな
い溶剤を使って、水を共沸留去することによって、ニト
リルへのオキシムの脱水が達成される。こうして得られ
た収率は必ずしも満足なものではない。
【０００３】驚くべきことに、共沸混合物を形成する水
と混和しない溶剤中において、第三級アミン塩基の存在
下で行なわれる芳香族アルデヒドとヒドロキシルアミン
の硫酸塩との反応は著しく良好なニトリル収率を与え、
なんの問題もなく、相分離によってピリジニウムの硫酸
水素塩からニトリルを精製でき、存在できる溶剤は反応
工程中に蒸留によって直接再循環できる（これは環境的
方策に関しては著しく重要である）ことが、見い出され
た。
【０００４】従って、本発明は、次式
【化４】 （式中、ＸはＣＨまたはＮであり、Ｒ1 およびＲ2 は各
々独立的に水素、塩素、臭素、Ｃ1 −Ｃ6 アルキル、Ｃ
1 −Ｃ6 アルコキシ、Ｃ1 −Ｃ6 アルキルアミノ、Ｃ
Ｎ、フェニル、フェノキシ、ジメチルアミノ、ピペリジ
ル、モルホリニルまたはピロリジルであるか、またはＲ
1 とＲ2 とは一緒で縮合ベンゼン環を形成する）のアル
デヒドを、ヒドロキシルアミンの硫酸塩と反応させ、次
いで脱水することによる次式
【化５】 （式中、Ｘ、Ｒ1 およびＲ2 は前記の意味をもつ）のニ
トリルの製法に関し、その製法は、次式
【化６】 （式中、Ｒ3 およびＲ4 は各々独立的に水素、メチルま
たはエチルであり、Ｒ5は枝分かれＣ3 −Ｃ5 アルキル
またはフェニルであり、Ｒ6 およびＲ7 はメチルまたは
エチルである）の第三級アミン塩基の存在下で、１００
−１６０℃、好ましくは１２０−１５０℃の温度範囲に
おいて、反応で遊離する水を付随的に０．０２−１．５
ｂａｒ、好ましくは０．１ｂａｒ乃至常圧下で留去しな
がら反応を行い、次いで水を予め添加してまたは添加し
ないで、典型的には相分離によってアンモニウム塩を除
去し、得られたニトリルを常法によって単離することを
包含する。
【０００５】反応は次の反応式に従って行われる。
【化７】 好ましくは１００乃至１７０℃の温度範囲において沸騰
する共沸混合物を形成する水と混和しない溶剤、典型的
にはヘプタン、オクタン、メチルシクロヘキサン、クメ
ン、ベンゼン、好ましくはトルエンの存在下で、反応を
実施するのが有利である。
【０００６】Ｃ1 −Ｃ6 として定義されるＲ1 およびＲ
2 は、典型的にはメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ
プロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブ
チル、ｎ−ペンチル、ｔｅｒｔ−アミルまたはｎ−ヘキ
シルであり、Ｃ1 −Ｃ6 アルコキシとして定義されるも
のは典型的にはメトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、
ｎ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−アミル
オキシまたはヘキシルオキシである。
【０００７】Ｃ1 −Ｃ6 アルキルアミノとして定義され
るＲ1 およびＲ2 は、典型的にはメチルアミノ、エチル
アミノ、イソプロピルアミノ、ｔｅｒｔ−ブチルアミ
ノ、ｎ−ペンチルアミノまたはヘキシルアミノである。
【０００８】枝分かれＣ3 −Ｃ6 アルキルとして定義さ
れるＲ5 は、典型的にはイソプロピル、ｔｅｒｔ−ブチ
ルまたはｔｅｒｔ−アミルである。
【０００９】式ＩＩＩの第三アミン塩基の例はピリジ
ン、２−ピコリン、２、６−ルチジン、５−エチル−２
−メチルピリジンであり、式ＩＶの第三アミン塩基の例
は典型的にはキナルジンであり、式Ｖの第三アミン塩基
の例は典型的にはＮ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−
ジエチルアニリンまたはジメチルイソプロピルアミンで
ある。好ましいアミン塩基は、式ＩＩＩのアミン塩基お
よびジメチルアニリン、ジエチルアニリンである。ジメ
チルアニリンおよび特にピリジンが特に好ましい。
【００１０】本発明の方法は、ＸがＣＨであり、Ｒ2 が
水素であり、そしてＲ1 が水素、Ｃ1 −Ｃ4 アルキルま
たはフェニルであってシアノ基に対しｐ−位にある式Ｉ
のニトリルの製造のため特に興味がある。
【００１１】式ＩＩのアルデヒドは既知化合物である。
なお新規であり得る式ＩＩのアルデヒドは、一般に既知
の方法で製造できる。
【００１２】反応で生成するアミン塩基−Ｈ+ ＨＳＯ4
- 塩のアミン塩基は、塩基たとえば水酸化ナトリウム溶
液を添加することによって、再循環して使用できる。
【００１３】ヒドロキシルアミンの硫酸塩は、ほぼ化学
量論量で使用されるが、好ましくは化学量論量または僅
かに過剰、すなわちアルデヒドの１モル当り０．５０乃
至０．５８モルで使用される。
【００１４】アミン塩基は、ヒドロキシルアミンの硫酸
塩の１モル当り１．０乃至１．５モルの量で使用される
のが都合がよい。
【００１５】本新規方法によって得られるニトリルは、
とりわけ数年前その価値が分かり、文献、たとえばＣｏ
ｌｏｕｒ ＩｎｄｅｘにおいてＤＰＰ顔料と命名されて
いるジケトピロロピロ−ル顔料製造用の価値ある中間体
である。
【００１６】次の実施例によって本発明を更に詳細に説
明する。 実施例１ ヒドロキシルアミンの硫酸塩の計５０２．３ｇ（３．０
ｍｏｌ）を、４増加分（increments）で、前に添加した
ヒドロキシルアミンの硫酸塩が完全に溶解したときだ
け、次の添加を行うようにして、４−メチルベンズアル
デヒドの７３５．６ｇ（６ｍｏｌ）、水８１ｇ、ピリジ
ンの２８６．２ｇ（３．６ｍｏｌ）およびトルエンの７
２０ｇに、３５−６０℃において、１．５−２時間にわ
たって添加した。更にトルエンの７２０ｇを加え、反応
混合物を水分離器をつけて還流した。約９５℃におい
て、反応マスは沸騰し始め、水約２００ｍｌの留出後、
内温が１１８℃に達した。水２４０−２５０ｍｌが留去
するまで、水分離器をつけて反応混合物を加熱した。ト
ルエンの１／２が留去した後、水分離が著しく減少する
まで、１２６−１２９℃までの内温で再び水を留去した
（水分離とトルエン留出との全時間：約８時間）。混合
物を７０−８０℃に冷し、下層（ピリジニウム塩）を除
去し、上層を水２５０−３００ｍｌで洗い、残存水およ
びトルエンを、最終１２０℃／５０ｍｂａｒで留去し
た。淡黄色融解４−メチルベンゾニトリル（融点：４０
ｂａｒで１１９℃）６４１ｇ（理論の８９％）が残っ
た。これは約９７％の純度（高速液体 クロマトグラフ
ィ−）であった。ニトリルは次いで蒸留によって更に精
製できる。
【００１７】実施例２ ９８％硫酸２０．２ｇ（０．２ｍｏｌ）を、４−メチル
ベンズアルデヒドの４９０．６ｇ（４ｍｏｌ）およびピ
リジンの１９．８ｇ（０．２５ｍｏｌ）に滴下し、得ら
れた混合物を加熱した。１３０−１４０℃、１８０ｍｂ
ａｒにおいて、ピリジンの１９７．８ｇ（２．５ｍｏ
ｌ）、ヒドロキシルアミンの硫酸塩３３４．９ｇ（２．
０ｍｏｌ）を少量ずつ約５時間かけて添加し、飛沫同伴
によって出てきたアルデヒド／ニトリル混合物を戻しな
がら反応水を留去した。最後の部分を添加後、混合物
を、１３０−１４０℃／１００ｍｂａｒにおいて、さら
に１時間加熱し、次いで７０−８０℃に冷し、下層（融
解ピリジニウム塩）を除去した。残存粗生成物を水１０
０ｍｌで洗い、残存水を１１６℃／４０ｍｂａｒにおい
て留去し、無色の４−メチルベンゾニトリル３６８．０
ｇ（理論の７８％）を、最終１１５℃／２８ｍｂａｒに
おいて留去する。これは２８℃で固化した。前に除去し
たピリジニウムの硫酸塩およびピリジニウムの硫酸水素
塩の融解物を水４００ｇで希釈し、３０％水酸化ナトリ
ウム５４８ｇ（４．１１ ｍｏｌ）でｐＨ８．５に調節
した。硫酸ナトリウムと水とからなる下層を除去し、水
含量２５−３０％のピリジン２８８ｇが残る。これは、
更に精製することなく次のバッチに再び使用できた。
【００１８】実施例３ ヒドロキシルアミンの硫酸塩１６７．５ｇ（１ｍｏｌ）
を４回に分けて、４−ｔｅｒｔ−ブチルベンズアルデヒ
ドの３３１ｇ（２ｍｏｌ）、５−エチル−２−メチルピ
リジンの１４６．８ｇ（１．２ｍｏｌ），水４５ｇおよ
びトルエンの２５０ｇに４０−６０℃において加えた。
ヒドロキシルアミンの硫酸塩の全部が溶解したら、トル
エンの５５０ｇを添加し、水分離器をつけて混合物を還
流加熱した。水９９ｍｌの分離後、トルエンの半分を留
去し、沸点が１１９℃から１２６℃に上り、２ｍｌ／時
間未満が分離するまで、水を留去した。次いで５０℃に
おいて下層を除去し、有機層を反応水で２回洗い、残存
水を共沸留去し、トルエンを、最終１３６℃／５０ｍｂ
ａｒで、留去した。残留物は９５％（高速液体クロマト
グラフィ−）含量をもつ金かつ色油形状４−ｔｅｒｔ−
ブチルベンゾニトリルの２９５ｇ（理論の８８％）であ
り、蒸留によって更に精製できた（融点：１２０℃／１
０ｍｂａｒ）。
【００１９】実施例４ ヒドロキシルアミンの硫酸塩３３５ｇ（２ｍｏｌ）を２
回に分けて、４−ｔｅｒｔ−ブチルベンズアルデヒドの
６６２ｇ（４ｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリンの２
９２．３ｇ（２．４ｍｏｌ）、水９０ｇおよびキシレン
の８００ｇに６０−９０℃において加え、水分離器をつ
けて反応混合物を還流した。水約２１０ｍｌの分離後、
混合物を７０℃に冷し、前に留去した水を加えた。次い
で下層を除去し、有機層をさらに水１００ｍｌで洗い、
キシレンを、最終１５０℃／５０ｍｂａｒで、留去し
た。８８％（高速液体クロマトグラフィ−）４−ｔｅｒ
ｔ−ブチルベンゾニトリル６２５．４ｇ（理論の８６
％）が残った。更に精製するためには、冷却中に析出し
たアミドを濾過によって除去するか、または蒸留によっ
てニトリルを精製できた。
【００２０】実施例５ ４−フェニルベンズアルデヒドの３７２ｇ（２ｍｏｌ）
を、５０℃においてキシレンの８００ｇ、水４５ｇおよ
び２−ピコリンの１１１．８ｇ（１．２ｍｏｌ）に加
え、次いでヒドロキシルアミンの硫酸塩１６７．５ｇ
（１ｍｏｌ）を、４増加分で、５０−６５℃において添
加した。水分離が６−７時間後に著しく減少するまで、
水分離器をつけて混合物を還流した。次いで混合物を約
１００℃に冷し、前に留去した水１１４ｍｌを加え、下
層（水＋ピコリン塩）を約９０℃において除去した。有
機層を、９０℃において、水１００ｍｌで洗い、得られ
た溶液を濾過によって清澄し、キシレンを、最終１５０
℃／７０ｍｂａｒで、留去した。残留物は９１％（高速
液体クロマトグラフィ−）の分析含量をもつ４−フェニ
ルベンゾニトリルの淡褐色融解物３１８．４ｇ（理論の
８１％）であり、８０−８５℃において固化した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 次式 【化１】 （式中、ＸはＣＨまたはＮであり、Ｒ1 およびＲ2 は各
    々独立的に水素、塩素、臭素、Ｃ1 −Ｃ6 アルキル、Ｃ
    1 −Ｃ6 アルコキシ、Ｃ1 −Ｃ6 アルキルアミノ、Ｃ
    Ｎ、フェニル、フェノキシ、ジメチルアミノ、ピペリジ
    ル、モルホリニルまたはピロリジルであるか、またはＲ
    1 とＲ2 とは一緒で縮合ベンゼン環を形成する）のアル
    デヒドをヒドロキシルアミンの硫酸塩と反応させ、次い
    で脱水することによる次式 【化２】 （式中、Ｘ、Ｒ1 およびＲ2 は前記の意味をもつ）のニ
    トリルの製法であって、前記反応を次式 【化３】 （式中、Ｒ3 およびＲ4 は各々独立的に水素、メチルま
    たはエチルであり、Ｒ5は枝分かれＣ3 −Ｃ5 アルキル
    またはフェニルであり、Ｒ6 およびＲ7 はメチルまたは
    エチルである）の第三級アミン塩基の存在下で、１００
    −１６０℃、好ましくは１２０−１５０℃の温度範囲に
    おいて、反応で遊離する水を付随的に０．０２−１．５
    ｂａｒ、好ましくは０．１ｂａｒ乃至常圧下で留去しな
    がら反応を実施し、次いでアンモニウム塩を除去し、そ
    して得られたニトリルを常法によって単離することを特
    徴とする製法。
  2. 【請求項２】 共沸混合物を形成する水と混和しない有
    機溶剤の存在下において反応を実施する請求項１の方
    法。
  3. 【請求項３】 当該溶剤がクロロベンゼンまたはトルエ
    ンである請求項２の方法。
  4. 【請求項４】 水を予め添加して、または添加しない
    で、相分離によってアンモニウム塩を除去する請求項１
    の方法。
  5. 【請求項５】 ピリジン、２−ピコリン、２、６−ルチ
    ジン、５−エチル−２−メチルピリジン、キナルジン、
    Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリン
    およびジメチルイソプロピルアミンからなる群より選ば
    れる第三級アミン塩基を使う請求項１の方法。
  6. 【請求項６】 ピリジンまたはジメチルアニリンを使う
    請求項５の方法。
  7. 【請求項７】 ＸがＣＨであり、Ｒ2 が水素であり、そ
    してＲ1 が水素、Ｃ1 −Ｃ4 アルキルまたはフェニルで
    あってシアノ基に対しｐ−位にある式Ｉのニトリル製造
    のための請求項１の方法。
  8. 【請求項８】 ヒドロキシルアミンの硫酸塩を、アルデ
    ヒドの１モル当たり０．５−０．５８モルの量で使う請
    求項１の方法。
  9. 【請求項９】 アミン塩基を、ヒドロキシルアミンの硫
    酸塩１モル当たり１．０−１．５モルの量で使う請求項
    ８の方法。
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