CN101765579B - β-硝基苯乙烯化合物的制造方法 - Google Patents

β-硝基苯乙烯化合物的制造方法 Download PDF

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Abstract

通过在伯胺的存在下使下述式(I)所示的苯甲醛衍生物与硝基甲烷在醋酸溶剂中缩合而制造β-硝基苯乙烯化合物的方法，能够提供能在工业上安全的反应温度范围内以高收率制造β-硝基苯乙烯化合物的方法。

Description

β-硝基苯乙烯化合物的制造方法
技术领域
本发明涉及作为药物中间体有用的β-硝基苯乙烯化合物的制造方法。
背景技术
由下述式表示的β-硝基苯乙烯化合物是用于制造巴氯芬(baclofen)等反流性食道炎治疗药、镇痉剂等有用的中间体。
Figure GPA00001009514200011
(上述式中，n表示0～3的整数，n个R相同或不同，各自表示卤素原子、烷基、羟基、烷氧基、卤代烷基、环烷氧基(cycloalkyloxy group)，或者，当n为2或3时，也可以2个R一起形成烷撑二氧基)
合成这种β-硝基苯乙烯化合物的方法，以往已知几种，例如，在日本特开平9-194457号公报(专利文献1)、日本特开平11-71348号公报(专利文献2)、日本特表2001-510827号公报(专利文献3)等中，公开了在合成β-硝基苯乙烯化合物时，使用醋酸铵作为碱进行加热回流的方法。但是，在这样使用醋酸铵的情况下，必须使反应温度为接近沸点的温度。
另外，作为合成β-硝基苯乙烯化合物的方法，已知例如日本特开2002-241364号公报(专利文献4)、J.Am.Chem.Soc.2005，127，119-125(非专利文献1)中记载的方法等。例如在专利文献1中，公开了通过使用硝基烷作为溶剂、使用苄胺作为碱，在回流条件下能够以67％的收率制造β-硝基苯乙烯化合物。但是，即使是该方法，也是在接近沸点的加热温度下进行反应的。
β-硝基苯乙烯化合物的制造是使用硝基化合物的反应，因此担心反应失控等危险性，并且在接近沸点的加热温度下进行反应，在工业实施上存在问题。例如，在β-硝基苯乙烯化合物的实际制造中，硝基甲烷和苯甲醛的反应液的停留时间为约12小时。对于该硝基甲烷和苯甲醛的反应溶液，在操作温度为95℃的情况下，使用ARC(AcceleratingRate Calorimeter：加速量热仪)测定隔热体系中的自反应速度达最大时(失控)为止的时间，为7.9小时。
因此，期望硝基甲烷和苯甲醛的反应在工业上安全的温度范围内进行，以高收率制造β-硝基苯乙烯化合物的方法。
专利文献1：日本特开平9-194457号公报
专利文献2：日本特开平11-71348号公报
专利文献3：日本特表2001-510827号公报
专利文献4：日本特开2002-241364号公报
非专利文献1：J.Am.Chem.Soc.2005，127，119-125
发明内容
本发明为解决上述问题而完成，其目的在于，提供能够在工业上安全的反应温度范围内以高收率制造β-硝基苯乙烯化合物的方法。
本发明人为了解决上述问题而进行了深入研究，结果发现，通过在伯胺的存在下使下述式(I)所示的苯甲醛衍生物与硝基甲烷在醋酸溶剂中缩合，能够以高收率得到下述式(II)所示的β-硝基苯乙烯化合物，从而完成了本发明。
Figure GPA00001009514200021
(式(I)中，n表示0～3的整数，n个R相同或不同，可以各自表示卤素原子、烷基、羟基、烷氧基、卤代烷基、环烷氧基，或者，当n为2或3时，也可以2个R一起形成烷撑二氧基)
Figure GPA00001009514200031
(式(II)中，n和R与上述含义相同)
即，本发明如下所述。
本发明是一种β-硝基苯乙烯化合物的制造方法，在伯胺的存在下，使下述式(I)所示的苯甲醛衍生物与硝基甲烷在醋酸溶剂中缩合，制造下述式(II)所示的β-硝基苯乙烯化合物。
Figure GPA00001009514200032
(式(I)中，n表示0～3的整数，n个R相同或不同，可以各自表示卤素原子、烷基、羟基、烷氧基、卤代烷基、环烷氧基，或者，当n为2或3时，也可以2个R一起形成烷撑二氧基)
(式(II)中，n和R与上述含义相同)
在本发明的β-硝基苯乙烯化合物的制造方法中，优选伯胺为苄胺。
在本发明的β-硝基苯乙烯化合物的制造方法中，优选反应温度为70～80℃。
在本发明的β-硝基苯乙烯化合物的制造方法中，优选上述式(I)所示的苯甲醛衍生物为4-氯苯甲醛、上述式(II)所示的β-硝基苯乙烯化合物为4-氯-β-硝基苯乙烯。
在本发明的β-硝基苯乙烯化合物的制造方法中，优选伯胺(优选苄胺)的使用量相对于苯甲醛1摩尔为0.2～1.5摩尔。
发明效果
根据本发明，能够在工业上安全的反应温度范围内以高收率制造β-硝基苯乙烯化合物。
具体实施方式
本发明的β-硝基苯乙烯化合物的制造方法，将下述式(I)所示的苯甲醛衍生物用作原料。
Figure GPA00001009514200041
上述式(I)中，n表示0～3的整数，优选表示0～2的整数。另外，上述式(I)中，n个R相同或不同，各自表示卤素原子、烷基、羟基、烷氧基、卤代烷基、环烷氧基，或者，当n为2或3时，也可以2个R一起形成烷撑二氧基。
作为本发明中使用的苯甲醛衍生物中的卤素原子，可以列举氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
作为本发明中使用的苯甲醛衍生物中的烷基，可以列举例如碳原子数1～6的直链或支链低级烷基，具体而言，可以例示：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、正己基、异己基、3-甲基戊基、新己基、2，3-二甲基丁基等。
作为本发明中使用的苯甲醛衍生物中的烷氧基，可以列举例如碳原子数1～3的烷氧基，具体而言，可以例示：甲氧基、乙氧基、丙氧基等。
作为本发明中使用的苯甲醛衍生物中的卤代烷基，可以列举例如碳原子数1～3的卤代烷基，具体而言，可以例示：氟甲基、三氟甲基等。
作为本发明中使用的苯甲醛衍生物中的环烷氧基，可以列举例如碳原子数3～6的环烷氧基，具体而言，可以例示：环丙氧基、环戊氧基等。
这些取代基中，优选氯原子，作为上述式(I)所示的苯甲醛衍生物，优选4-氯苯甲醛。
本发明的β-硝基苯乙烯化合物的制造方法的特征在于，在醋酸溶剂中，并且在伯胺的存在下，使如上所述的苯甲醛衍生物与硝基甲烷发生缩合反应。与通常作为溶剂使用的甲苯等不同，在此使用醋酸作为溶剂是因为，能够使利用作为反应后处理的水的添加带来的β-硝基苯乙烯化合物的结晶化(后述)容易地进行。
作为溶剂的醋酸的使用量，相对于苯甲醛衍生物1重量份，通常为4～8重量份，优选为5～6重量份。这是因为，当醋酸的使用量相对于苯甲醛衍生物1重量份小于4重量份时，反应溶液的粘度上升，搅拌可能变得困难，当醋酸的使用量相对于苯甲醛衍生物1重量份大于8重量份时，容积效率降低，不经济。
作为硝基甲烷的使用量，相对于苯甲醛衍生物1摩尔，通常为1～10摩尔，优选为3～5摩尔。这是因为，当硝基甲烷的使用量相对于苯甲醛衍生物1摩尔小于1摩尔时，收率可能降低，另外，当硝基甲烷的使用量相对于苯甲醛衍生物1摩尔大于10摩尔时，没有与使用量相符的效果，不经济。
作为本发明的β-硝基苯乙烯化合物的制造方法中使用的伯胺，可以列举例如：乙胺、正丙胺、异丙胺、2-氨基乙醇、3-氨基乙醇、苄胺等，其中，优选正丙胺、2-氨基乙醇或苄胺，特别优选苄胺。
作为伯胺的使用量，相对于苯甲醛衍生物1摩尔，通常为0.2～1.5摩尔，优选为0.2～1.0摩尔。这是因为，当伯胺的使用量相对于苯甲醛衍生物1摩尔小于0.2摩尔时，反应速度可能降低，另外，当伯胺的使用量相对于苯甲醛衍生物1摩尔大于1.5摩尔时，没有与使用量相符的效果，不经济。
作为反应方法，从安全性的观点出发，优选向醋酸中加入苯甲醛衍生物和伯胺，在反应温度下滴入硝基甲烷的方法。作为硝基甲烷的滴入温度，通常为30～80℃，优选为70～80℃。滴入时间根据使用量、滴入温度而定，通常为30分钟～6小时，优选为1～3小时。
作为反应温度，通常为30～80℃，优选为70～80℃。这是因为，当反应温度低于30℃时，反应速度可能变慢，另外，当反应温度高于80℃时，可能难以控制反应。
作为反应时间，根据原料的使用量、反应温度等而不同，通常为10分钟～6小时。
根据本发明的β-硝基苯乙烯化合物的制造方法，能够将用于安全操作的温度指标ADT24(Adiabatic Decomposition Temperature for 24hrs：从即使反应有失控倾向、只要有24小时即可采取冷却等措施的观点出发的温度指标)设为78℃，在该温度以下，在绝热下能够防止反应失控达24小时。另外，ADT24能够通过ARC(加速量热仪)(CSI公司制)进行测定。这样，本发明能够提供能在工业上安全的反应温度范围内制造β-硝基苯乙烯化合物的方法。
通过上述反应，能够制造下述式(II)所示的β-硝基苯乙烯化合物。
在上述式(II)中，n和R与上述式(I)的上述说明含义相同。另外，如上所述，作为苄胺衍生物，优选4-氯苯甲醛，因此，作为β-硝基苯乙烯化合物，优选4-氯-β-硝基苯乙烯。
本发明的β-硝基苯乙烯化合物的制造方法，不仅如上所述在工业上安全，而且即使在工业上安全的反应温度范围内进行反应，也能够以80～99％(优选85～98％)这种比以往显著高的收率制造β-硝基苯乙烯化合物。
反应后，作为后处理，例如在30～60℃下向反应液中滴入水，或者向水中滴入反应液，由此，能够使反应生成的β-硝基苯乙烯化合物结晶。
以下，列举实施例和比较例对本发明进行更加详细的说明，但本发明并不限于此。
<实施例1>
向醋酸1066.8g中加入4-氯苯甲醛200.14g(1.356摩尔)和苄胺153.4g(1.429摩尔)并使其溶解。将该溶液加热至78℃，在78～80℃下，用2小时50分钟滴入硝基甲烷325.7g(5.336摩尔)，然后在约79℃的温度下搅拌40分钟。在约50℃下，用2小时25分钟滴入水1016g。用1小时50分钟冷却至10℃，在6～10℃下搅拌1小时50分钟。过滤结晶，用水1016.2g洗涤。在约50℃下，将湿结晶溶解于甲苯572.8g中。通过分液除去水层，用水330.8g洗涤。分析甲苯层(803.24g)，结果含有4-氯-β-硝基苯乙烯253.8g。收率为97.1％。
<实施例2>
相对于4-氯苯甲醛1摩尔，使用0.5摩尔的苄胺，使其与实施例1同样地进行反应，结果反应第2小时后4-氯-β-硝基苯乙烯的生成率为95％。生成率通过高效液相色谱法进行测定(以下相同)。
<实施例3>
相对于4-氯苯甲醛1摩尔，使用0.2摩尔的苄胺，使其与实施例1同样地进行反应，结果反应第8小时后4-氯-β-硝基苯乙烯的生成率为82％。
<实施例4>
相对于4-氯苯甲醛1摩尔，使用0.5摩尔的正丙胺，使其与实施例1同样地进行反应，结果反应第6小时后4-氯-β-硝基苯乙烯的生成率为80.3％。
<实施例5>
相对于4-氯苯甲醛1摩尔，使用1.0摩尔的正丙胺，使其与实施例1同样地进行反应，结果反应第2小时后4-氯-β-硝基苯乙烯的生成率为84.2％。
<实施例6>
相对于4-氯苯甲醛1摩尔，使用0.5摩尔的2-氨基乙醇，使其与实施例1同样地进行反应，结果反应第5小时后4-氯-β-硝基苯乙烯的生成率为86.0％。
<实施例7>
相对于4-氯苯甲醛1摩尔，使用1.0摩尔的2-氨基乙醇，使其与实施例1同样地进行反应，结果反应第2小时后4-氯-β-硝基苯乙烯的生成率为84.4％。
<比较例1>
向醋酸750ml中加入4-氯苯甲醛100g(0.711摩尔)和醋酸铵95.4g(1.238摩尔)，再向其中加入硝基甲烷227.7g(3.56摩尔)，在79.2～79.9℃的温度下搅拌6小时(第3小时后的反应率为62％，第6小时后为70％)。在约60℃下静置一夜，在约58℃下用2小时滴入水750g。
用40分钟冷却至约10℃，搅拌1小时。过滤结晶，用水375g洗涤。将湿结晶加入甲苯730ml中，在约50℃下使其溶解。通过分液除去水层，用水165g洗涤。分析甲苯层(722.1g)，结果含有4-氯-β-硝基苯乙烯105.8g。收率为81％。
<比较例2>
相对于4-氯苯甲醛1摩尔，使用0.2摩尔的醋酸铵，使其与比较例1同样地进行反应，结果反应第8小时后4-氯-β-硝基苯乙烯的生成率为40％。
应该认为本次公开的实施方式、实施例及比较例在所有方面均为例示，本发明并不受到它们的限制。本发明的范围并非由上述说明而是由请求保护的范围示出，与请求保护的范围等同的含义和范围内的全部变形均包含于本发明中。

Claims (4)

1.一种β-硝基苯乙烯化合物的制造方法，在乙胺、正丙胺、异丙胺、2-氨基乙醇、3-氨基乙醇或苄胺的存在下，在30～80℃下使下述式(I)所示的苯甲醛衍生物与硝基甲烷在醋酸溶剂中缩合，制造下述式(II)所示的β-硝基苯乙烯化合物，
Figure FDA00002894926500011
式(I)中，n表示0～3的整数，n个R相同或不同，各自表示卤素原子、烷基、羟基、烷氧基、卤代烷基、环烷氧基，或者，当n为2或3时，也可以2个R一起形成烷撑二氧基，
Figure FDA00002894926500012
式(II)中，n和R与上述含义相同。
2.如权利要求1所述的β-硝基苯乙烯化合物的制造方法，其中，苄胺的使用量相对于苯甲醛1摩尔为0.2～1.5摩尔。
3.如权利要求1所述的β-硝基苯乙烯化合物的制造方法，其中，反应温度为70～80℃。
4.如权利要求1所述的β-硝基苯乙烯化合物的制造方法，其中，上述式(I)所示的苯甲醛衍生物为4-氯苯甲醛，上述式(II)所示的β-硝基苯乙烯化合物为4-氯-β-硝基苯乙烯。
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