JPH10507208A - ３，３，５−トリクロログルタルイミドの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ４−シアノ−２，２，４−トリクロロブタノイルクロリドを不活性有機溶媒中で、２０℃〜５０℃の温度において水と合わせ、３，３，５−トリクロログルタルイミド及び３，３，５，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロピリジン−２−オンの混合物を得ることにより３，３，５−トリクロログルタルイミドが製造される。次いで３，３，５，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロピリジン−２−オンを水及び不活性有機溶媒の存在下で９０℃〜１００℃に加熱し、３，３，５，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロピリジン−２−オンを３，３，５−トリクロログルタルイミドに転化する。

Description

【発明の詳細な説明】 ３，３，５−トリクロログルタルイミドの製造法 本発明は、２，２，４−トリクロロ−４−シアノ酪酸誘導体を所望のグルタル イミド化合物に転化する、３，３，５−トリクロログルタルイミドの製造法に関 する。 ２，３，５，６−テトラクロロピリジン及びそれから加水分解により得られる ３，５，６−トリクロロピリジン−２−オールは、種々の活性物質、特に殺虫剤 、除草剤及び殺菌・殺カビ剤の製造のための価値のある中間体である（例えば、 米国特許第４，１３３，６７５、３，２４４，５８６、３，３５５，２７８及び ３，７５１，４２１号；フランス特許明細書第２，１７１，９３９号、ならびに Ｊ．Ａｇｒ．Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍ．１４，３０４（１９６６）を参照されたい） 。２，３，５，６−テトラクロロピリジンの製造のための既知の方法は、種々の 点で不満足なものである。２，３，５，６−テトラクロロピリジンはピリジンの 又はピリジン誘導体、例えば３，５−ジクロロピリジンの高温塩素化（約２００ 〜６００℃、好ましくは約３５０〜６００℃）により得ることができる。そのよ うな高温法は通常、典型的に高度に塩素化され、除去しなければならない他の副 生成物の生成を生ずるので選択的ではない。１つのそのような副生成物はペンタ クロロピリジンであり、それは亜鉛を用いて、又は電解的に４−位の塩素原子を 選択的に還元することにより２，３，５，６−テトラクロロピリジンに転化する ことができる。しかし亜鉛は高価であり、典型的に大量の亜鉛塩が生成され、そ れは生態学 的見地から望ましくない因子である。さらに高温塩素化、電解還元及び亜鉛の生 成は大量のエネルギーを必要とする。 米国特許第４，３２７，２１６号（Ｍａｒｔｉｎ）は触媒の存在下でトリクロ ロアセチルクロリドをアクリロニトリルと反応させることによる２，３，５，６ −テトラクロロピリジン及び３，５，６−トリクロロピリジン−２−オールの製 造法を記載している。２，２，４−トリクロロ−４−シアノブタノイルクロリド が中間体として生成されると思われるが、それは単離されない。最終生成物の生 成を担う反応の系列は１回の操作で行われ、２，３，５，６−テトラクロロピリ ジン及び３，５，６−トリクロロピリジン−２−オールの合わせた収率はあまり 高くない。さらに反応は典型的に２つの生成物の混合物を与え、これらの生成物 の１つだけを得るためにそれを続く操作で処理しなければならない。 米国特許第４，９９６，３２３号（Ｐｅｗｓ）は、以下の３つの別々の反応を 行うことによる３，５，６−トリクロロピリジン−２−オールの製造法を開示し ている：トリクロロアセチルクロリドを触媒量の銅又は銅塩の存在下でアクリロ ニトリルに加えて２，２，４−トリクロロ−４−シアノブタノイルクロリドを製 造し；２，２，４−トリクロロ−４−シアノブタノイルクロリドを、好ましくは 無水状態で酸性試薬とそれを接触させることにより環化して３，３，５，６−テ トラクロロ−３，４−ジヒドロピリジン−２−オンを生成し；このジヒドロピリ ジノン化合物から塩化水素を脱離させて芳香族化反応において３，５，６−トリ クロロピリジン−２−オールを得ることができる。しかしジヒドロピリジノン化 合物は代わりに水を離脱して２，３，５，６−テトラクロロピリジンを与え得る 。２，３，５，６−テトラクロロピリジンの生成の間 に副生成物として製造される水は、多数の副反応を介した収率損失に大きく寄与 する。 米国特許第５，０１７，７０５号（Ｂｅｃｋｅｒ）は、式Ｉ： ＮＣ−ＣＨＣｌ−ＣＨ₂−ＣＣｌ₂−ＣＯＯＡｒ （Ｉ） ［式中、Ａｒは場合により置換されていることができるアリール又はヘテロアリ ール基を示す］ のアリール ４−シアノ−２，２，４−トリクロロブチレートを、無水塩化水素 の存在下に、不活性有機溶媒中で式Ｉの化合物を１００℃〜１８０℃に加熱して ３，５，６−トリクロロピリジン−２−オールを生成することにより環化し、３ ，５，６−トリクロロピリジン−２−オールを製造する方法を開示している。環 化を行うために、反応媒体中における乾燥塩化水素ガスの存在が必須であると記 載されている。 米国特許第４，３６０，６７６号（Ｍａｒｔｉｎ ｅｔ ａｌ．）は、水性酸 媒体中で２，２，４−トリクロロ−４−シアノブタンカルボキシアミド又は２， ２，４−トリクロロ−４−シアノブチロニトリル（２，２，４−トリクロログル タロニトリル）を環化して３，３，５−トリクロログルタルイミドを得、このイ ミド化合物を所望の２，３，５，６−テトラクロロピリジン生成物に転化する（ ジカルボン酸イミド官能基の脱水及び同時の塩化水素基の離脱、ならびに塩素化 反応を用いる芳香族化反応を介して）ことにより、２，３，５，６−テトラクロ ロピリジンを製造することができると開示している。環化反応は約−１０℃〜１ ２０℃、好ましくは約６０℃〜１１０℃の温度で、酢酸、塩酸又は硫酸などの酸 を用いて行われる。以下の材料は、２，３，５，６−テトラクロ ロピリジンへの３，３，５−トリクロログルタルイミドの転化のための適した脱 水、塩素化剤であるとして記載されている：三塩化リン、五塩化リン、オキシ塩 化リン、フェニルホスホン酸ジクロリド及びホスゲン。触媒量のＮ，Ｎ−ジメチ ルホルムアミドもある状況下で芳香族化反応混合物に加えられる。 本発明は、４−シアノ−２，２，４−トリクロロブタノイルクロリドを環化す ることによる３，３，５−トリクロログルタルイミドの製造法に関する。特に本 発明は、４−シアノ−２，２，４−トリクロロブタノイルクロリドを不活性有機 溶媒中で、２０℃〜５０℃の温度において水と合わせ、３，３，５−トリクロロ グルタルイミド及び３，３，５，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロピリジン −２−オンの混合物を得、３，３，５，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロピ リジン−２−オンを水及び不活性有機溶媒の存在下に、９０℃〜１００℃に加熱 して３，３，５，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロピリジン−２−オンを３ ，３，５−トリクロログルタルイミドに転化することを特徴とする３，３，５− トリクロログルタルイミドの製造法に関する。 本発明の方法は、３，３，５−トリクロログルタルイミドの製造のための異な るアプローチを提供する。本発明が３，３，５−トリクロログルタルイミドの製 造において必要とするプロセス段階は、先行技術より少なくて簡単である。３， ３，５−トリクロログルタルイミドは高収率で、及び実質的量の副生成物なしで 、３，３，５−トリクロログルタルイミドの製造のための先行技術の方法と比較 して比較的安価な出発材料を用いて製造することができる。 本発明の環化反応は、化学量論的量に近い量の４−シアノ−２，２， ４−トリクロロブタノイルクロリド及び水を用いて行うことができるが、水は小 過剰で用いるのが好ましい。化学量論的量の水は、用いられる４−シアノ−２， ２，４−トリクロロブタノイルクロリドのモル当たりに１モルである。４−シア ノ−２，２，４−トリクロロブタノイルクロリド及び水と反応しうる反応混合物 中の不純物のすべてと反応するために十分な水力が加える必要があるので、用い る水の量は重要である。３，３，５−トリクロログルタルイミドへの３，３，５ ，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロピリジン−２−オンの転化に必要な水は 、環化反応の前及びその間、又は環化反応の完了後に加えることができる。一般 により高いモル比の水は、より速く、より完全な３，３，５−トリクロログルタ ルイミドへの３，３，５，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロピリジン−２− オンの転化を生ずるが、多すぎる水の量は、単離される３，３，５−トリクロロ グルタルイミド生成物の純度を低下させ、３，３，５−トリクロログルタルイミ ドから分離するのが困難な未同定の不純物を生ずる。用いられる４−シアノ−２ ，２，４−トリクロロブタノイルクロリドのモル当たりに合計（両反応のために ）１〜５モルの水が通常用いられる。用いられる４−シアノ−２，２，４−トリ クロロブタノイルクロリドのモル当たりに１．２モルの水を用いるのが好ましい 。この水は有機溶媒中の４−シアノ−２，２，４−トリクロロブタノイルクロリ ドの溶液にゆっくり、すなわち環化反応の前及びその間に加えられるのが好まし い。この水のゆっくりとした添加は、最終生成物、３，３，５−トリクロログル タルイミドの収率及び純度を最大にする。 環化反応及び、追加のグルタルイミド生成物を製造する３，３，５，６−テト ラクロロ−５，６−ジヒドロピリジン−２−オンの水との反応 は一般に不活性有機溶媒中で行われる。一般に「不活性有機溶媒」という用語は 、酸クロリド類、他のいずれかの最初の反応混合物成分、又は反応生成物のいず れとも反応しない溶媒を示すものとする。キシレン類及びテトラクロロエチレン が特に適した溶媒であることが見いだされた。 環化反応及び続く水との３，３，５，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロピ リジン−２−オンの反応は適した反応条件下で行われる。「適した反応条件」と いう用語は本明細書において、これらの２つの反応が実質的に完了まで進行する ことができる圧力及び温度を示すために用いられる。圧力は重要なパラメーター とは思われないが、典型的に大気圧が用いられる。また、発熱性である環化反応 は好ましくはゆっくり行われるべきであり、容器温度を２０℃〜５０℃の温度に 保持することができるように反応混合物を冷却するべきである。環化反応時間は 一般に反応温度及び特に反応容器中に存在する水の量の関数である。しかし上記 で示した数字より高い環化反応温度及び水のモル比は、最終生成物の収率及び／ 又は純度に不利であり得る。他方、遅すぎる環化反応温度は反応物を相分離させ 、全く反応しない結果を生じ得る。 本方法の３，３，５−トリクロログルタルイミドへの３，３，５，６−テトラ クロロ−５，６−ジヒドロピリジン−２−オンの転化段階は、高い転化を行うた めに典型的に１０時間か又はそれ以上を要する。典型的には３，３，５−トリク ロログルタルイミドと３，３，５，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロピリジ ン−２−オンの混合物を得るための４−シアノ−２，２，４−トリクロロブタノ イルクロリドの環化の後、得られる混合物を９０℃〜１００℃に加熱して３，３ ，５，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロピリジン−２−オンを３，３，５− トリクロ ログルタルイミドに転化する。しかし３，３，５，６−テトラクロロ−５，６− ジヒドロピリジン−２−オン及び／又は３，３，５−トリクロログルタルイミド を当該技術分野において周知の方法（例えば再結晶）を用いてその混合物から分 離し、３，３，５，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロピリジン−２−オンを 水及び不活性有機溶媒と共に９０℃〜１００℃に加熱し、３，３，５，６−テト ラクロロ−５，６−ジヒドロピリジン−２−オンを３，３，５−トリクロログル タルイミドに転化することが意図されている。 本発明の方法により製造される３，３，５−トリクロログルタルイミドは回収 することができるか、あるいは回収及び／又は精製せずに続く化学的プロセスに おいて中間体として用いることができる。例えば、３，３，５，６−テトラクロ ロ−５，６−ジヒドロピリジン−２−オンと水の反応の後、反応混合物を典型的 に例えば２０℃に冷却し、濾過して湿潤ケークを得、それを典型的に洗浄し、乾 燥して３，３，５−トリクロログルタルイミドを高収率及び高純度で得る。 ３，３，５−トリクロログルタルイミドは、当該技術分野において既知の方法 に従って、例えば米国特許第４，３６０，６７６号に開示されているとおり、３ ，３，５−トリクロログルタルイミドを脱水、塩素化剤、例えばオキシ塩化リン で処理することにより、２，３，５，６−テトラクロロピリジンに転化すること ができる。必要に応じて、当該技術分野において既知の通りに２，３，５，６− テトラクロロピリジンの加水分解により、３，５，６−トリクロロピリジン−２ −オールを製造することができる。 本発明の例示のために以下の実施例を示す。すべての溶媒及び試薬は、 記載されている場合を除いてさらに精製せずに商業的供給者から得られたもので ある。挙げられているすべての部又はパーセンテージは、他に特定しない限り重 量による。 実施例１−４−シアノ−２，２，４−トリクロロブタノイルクロリドの製造 アクリロニトリル、トリクロロアセチルクロリド及び銅は、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから得た。反応容器は、磁気撹拌機、還流コ ンデンサー、窒素パージ、加熱マントル及びサーモウェルを備えた２５０ｍＬ（ ミリリットル）の丸底３ロフラスコであった。この反応容器に４５．３ｇ（グラ ム）（０．８６モル）のアクリロニトリル、１６４．１ｇ（０．９モル）のトリ クロロアセチルクロリド及び０．３６ｇ（０．００５７モル）の銅を加えた。こ の混合物を窒素パッド下で２８時間、加熱還流した（転化率の向上と共に容器温 度は上昇した；気液クロマトグラフィー（「ＧＬＣ」）により決定されるパーセ ント転化率が２０の半ばの時に還流温度は約９０℃であり、ＧＬＣにより決定さ れるパーセント転化率が３０の半ばの時に還流温度は約９５〜１００℃であった ）。パーセント転化率が約４０％であるとＧＬＣにより決定されたら、ショート パス減圧蒸留（ｓｈｏｒｔ−ｐａｔｈ ｖａｃｕｕｍ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏ ｎ）のための系を組み立て、２７ｇのｏ−キシレンを加えた。蒸留ヘッド（ｄｉ ｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｈｅａｄ）において凝縮しなかった材料を捕獲するため に蒸留頭に直接隣接して余分のドラスアイストラップを置いた。蒸留は約１．５ 時間行った。約１５．３ｋＰａ（キロパスカル）〜約２．０ｋＰａの減圧度に一 定して減圧することにより、容器温度を約５０〜６０℃に保った。集められ た合計留出物（集められた留出物及び氷トラップ中の量）は１２６．９ｇの重量 であった。アクリロニトリル及びトリクロロアセチルクロリドを含む留出物を再 循環させて合計収率を上げることができた。残液をＧＬＣにより分析してアクリ ロニトリルが検出されないことを確認し、次いで３０．１ｇのｏ−キシレンで希 釈し、濾過した。ケークを空気乾燥し、１．５ｇの灰色の固体を得た。濾液は１ ３１．４ｇの重量であり、２９．２％のｏ−キシレン、２．３％のトリクロロア セチルクロリド、６２．７％の４−シアノ−２， ２， ４−トリクロロブタノ イルクロリド及び１．８％の種々の重有機成分として検定された。回収された４ −シアノ−２，２，４−トリクロロブタノイルクロリドの収率は３９％であった 。 実施例２−３，３，５−トリクロログルタルイミドの製造 ２５０ｍＬのフラスコに３０ｇのｏ−キシレン、ならびに６４．０％の４−シ アノ−２，２，４−トリクロロブタノイルクロリド（０．２２モル）、２４．２ ％のｏ−キシレン、及び種々の不純物や未反応出発材料を含む８１ｇの粗混合物 を加えた。この混合物を、４．８ｇ（０．２７モル）の水を約１０５分かけてゆ っくりそれに加えながら約４０〜４７℃に保持した。これにより生ずる混合物は ３，３，５−トリクロログルタルイミド及び３，３，５，６−テトラクロロ−５ ，６−ジヒドロピリジン−２−オンをそれぞれ１．３対１の重量比で含んだ。得 られる混合物を加熱し、約１００℃に約１４時間保持した。次いで混合物を約１ ７℃に冷却し、濾過した。ケークを冷ｏ−キシレンで洗浄し、乾燥して３８．４ ｇの淡褐色の粉末を得、それは９８．２％の３，３，５−トリクロログルタルイ ミド及び０．４ｇの３，３，５，６−テトラクロロ− ５，６−ジヒドロピリジン−２−オンであると検定され、単離された３，３，５ −トリクロログルタルイミド生成物の７９％の収率を与えた。濾液中の収率損失 は３，３，５−トリクロログルタルイミドとして８．８％、トリクロロピリジノ ールとして０．３５％、及び３，３，５，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロ ピリジン−２−オンとして１１．６％であった。濾液を再循環させて合計収率を 上げることができた。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）４−シアノ−２，２，４−トリクロロブタノイルクロリドを不活性 有機溶媒中で、２０℃〜５０℃の温度において水と合わせ、３，３，５−トリク ロログルタルイミド及び３，３，５，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロピリ ジン−２−オンの混合物を得； （ｂ）３，３，５，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロピリジン−２− オンを水及び不活性有機溶媒の存在下で９０℃〜１００℃に加熱し、３，３，５ ，６−テトラクロロ−５，６−ジヒドロピリジン−２−オンを３，３，５−トリ クロログルタルイミドに転化する ことを特徴とする３，３，５−トリクロログルタルイミドの製造法。 ２．溶媒がキシレン又はテトラクロロエチレンであることをさらに特徴とする 請求の範囲第１項の方法。 ３．用いられる４−シアノ−２，２，４−トリクロロブタノイルクロリドのモ ル当たり１〜５モルの水を用いることをさらに特徴とする請求の範囲第１又は２ 項の方法。 ４．用いられる４−シアノ−２，２，４−トリクロロブタノイルクロリドのモ ル当たり１．２モルの水を用いることをさらに特徴とする請求の範囲第１又は２ 項の方法。 ５．水を４−シアノ−２，２，４−トリクロロブタノイルクロリドにゆっくり 加えることをさらに特徴とする請求の範囲第１〜４項のいずれかの方法。