CN1976896A - 腙化合物的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种由通式(5)代表的腙化合物的制造方法，其中包括：不将由通式(3)代表的肼化合物从反应器中取出而将所述肼化合物与由通式(4)代表的羰基化合物缩合的步骤。根据本发明，能够以高品质和高收率获得目标腙化合物，而完全不需要将肼化合物从反应器中取出，所述肼化合物是反应中间体，它在结构上不稳定，并且因其毒性(诱变性)而担心威胁到工人的安全。

Description

腙化合物的制造方法

技术领域

本发明涉及腙化合物的制造方法，所述腙化合物可用作在电子照相感光体中使用的光电导物质。

背景技术

迄今为止，腙化合物已经可以用作在电子照相感光体中使用的光电导物质，并且其在电子照相感光体中的应用及制造方法也已得到了披露(例如参见专利文献1至5)。

专利文献1：特开平06-166667号公报

专利文献2：特开平02-308862号公报

专利文献3：特开平02-308861号公报

专利文献4：特开昭61-23154号公报

专利文献5：特开昭60-255854号公报

腙化合物通常可以通过下述方法获得：还原N-亚硝胺化合物以形成肼化合物，然后，在将其作为盐酸盐取出后，使其与羰基化合物进行缩合反应。如果想要以高收率制造工业上高品质的腙，则需要在反应完成时以高品质和高收率获得易氧化且不稳定的肼化合物。此外，已知大多数N-亚硝胺化合物和肼化合物都具有毒性(诱变性)。因此，从保证工人安全的角度来看，非常需要用于防止工人暴露于N-亚硝胺化合物和肼化合物的措施。

如上所述，许多肼化合物非常不稳定，并且容易氧化，一旦在还原N-亚硝胺化合物后取出肼化合物时，可能会出现无法转化为腙化合物或者收率显著降低的情况，因此，这通常不适合作为制造腙化合物的工业制造方法。为了避免这些问题，已经公开了一些发明。例如，已经提出了下述腙化合物的制造方法，其中包括将亚硝酸钠溶液加入通过将1重量份N-苯基-N-α或β-萘胺溶解在3重量份～30重量份有机酸中获得的溶液中，以形成N-亚硝基化合物，然后还原含有相应N-亚硝胺的溶液，并将含有这样形成的N-苯基-N-α或β-萘肼的反应溶液与相应的羰基化合物缩合(例如参见专利文献6和7)。在该方法中，由于使用诸如锌等金属的粉末和乙酸来还原N-亚硝胺化合物，因此在反应的后处理中必须包含过滤还原剂残余物的步骤。由于该过滤步骤，进一步促进了肼化合物的氧化分解，结果，作为最终目标化合物的腙化合物的收率出现降低(约为60％)且其品质变差。此外，在进行过滤操作和处理滤渣时，工人会不可避免地暴露于肼化合物，因此，从保证工人安全的角度来看，该方法也不适合作为制造腙化合物的工业方法。

迄今为止，肼化合物是通过下述方法获得的：使用锌粉-乙酸、钠-乙醇、钠-液氨、氢化锂铝等还原N-亚硝胺化合物，将肼化合物从反应混合物中分离出来，进而通过盐析、精馏、色谱法、重结晶等将其提纯。然而，所有这些还原剂均会在处理中带来危险，而且反应后还原剂残余物和废液的处理也很麻烦且复杂。此外，由于N-N键容易断裂，并且肼化合物的收率不足，因此该方法在工业上无法令人满意。为了避免这些问题，已经公开了一顶发明(例如参见专利文献8)。专利文献8中所公开的方法是在水性介质中使用二氧化硫脲和碱还原N-亚硝胺化合物的方法。然而，由于需要取出肼化合物，工人将不可避免地暴露于肼化合物，而且也无法完全抑制N-N键的断裂，因此该方法不适合作为制造腙化合物的工业方法。

专利文献6：特开昭59-39860号公报

专利文献7：特开昭58-65261号公报

专利文献8：特开平1-224333号公报

发明内容

本发明的一个目的是提供一种制造方法，该制造方法能够使工人避免暴露于作为腙化合物的反应中间体的N-亚硝胺化合物和肼化合物，不产生还原剂残余物，并且以高收率合成高品质的腙化合物。

防止工人暴露于N-亚硝胺化合物和肼化合物可以通过不将这些化合物从反应器中取出的操作实现。此外，为了以高收率制造高品质的腙化合物，在通过选择合适的N-亚硝胺化合物的还原方法和优化反应条件而获得高纯度、高品质的肼化合物之后，可以通过尽可能迅速地将该化合物转化为腙化合物来实现目标生产。本发明人发现了一种使用一个反应器的单锅(one-pot)合成法，该方法通过采用使用二氧化硫脲和碱的还原方法作为N-亚硝胺化合物的还原方法，进而将所得到的肼化合物以所形成的溶液形式转化为腙化合物，而不需将肼化合物从反应器中取出，能够由起始氨化合物以高收率制造高品质的腙化合物，而完全不需要将反应中间体从反应器中取出。这样，发明人就完成了本发明。

即，本发明涉及由通式(5)代表的腙化合物的制造方法：

其中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆和R₇可以相同或不同，各自代表氢原子、甲基、乙基、正丙基、2-丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、取代或未取代的芳烷基或者取代或未取代的芳基，并且R₁和R₂可以结合以形成环，R₃和R₄可以结合以形成环，

其中包括：

将由通式(1)代表的胺化合物溶解在布置在反应器中的水和水混溶性有机溶剂的混合溶剂中并使所述化合物与酸和亚硝酸钠反应的步骤，

其中R₁、R₂、R₃和R₄可以相同或不同，各自代表氢原子、甲基、乙基、正丙基、2-丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、取代或未取代的芳烷基或者取代或未取代的芳基，并且R₁和R₂可以结合以形成环，R₃和R₄可以结合以形成环，

将二氧化硫脲和碱加入含有通过上述反应生成的由通式(2)代表的N-亚硝胺化合物的反应溶液中，以还原该化合物的步骤，

其中R₁、R₂、R₃和R₄代表与通式(1)中相同的含义，和

不将通过上述还原生成的由通式(3)代表的肼化合物从所述反应器中取出(即，在同一反应器内)而将所述肼化合物与由通式(4)代表的羰基化合物缩合的步骤，

其中R₁、R₂、R₃和R₄代表与通式(1)中相同的含义，

其中R₅、R₆和R₇可以相同或不同，各自代表氢原子、甲基、乙基、正丙基、2-丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、取代或未取代的芳烷基或者取代或未取代的芳基。

本发明提供了可以有效地作为在电子照相感光体中使用的光电导材料的腙化合物的制造方法，所述方法能够以高品质并以高收率合成该化合物，同时极少浪费，并且完全不需要将作为反应中间体的肼化合物从反应器中取出，极大地保证了工人的安全。因此，该方法的工业价值很高。

具体实施方式

在由上述通式(5)代表的本发明的腙化合物中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆和R₇中的芳烷基包括苄基、苯乙基等，而芳基包括苯基、萘基等。此外，它们的取代基包括卤原子(氟、氯或溴)、羟基、乙烯基、三氟甲基、诸如甲基、乙基、正丙基、2-丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基等烷基、诸如甲氧基或乙氧基等烷氧基、或者上述芳基。

本发明中从由通式(1)代表的胺化合物形成N-亚硝基化合物是通过向水和水混溶性有机溶剂的混合溶剂中加入酸和亚硝酸钠而进行的。水混溶性有机溶剂的具体实例包括诸如甲醇、乙醇、2-丙醇和乙二醇等醇类和诸如二噁烷、三噁烷、乙二醇二甲醚和四氢呋喃等醚类等。此外，酸的具体实例包括诸如盐酸和稀硫酸等无机酸和诸如甲酸和乙酸等有机酸。亚硝酸钠作为水溶液加入，其适宜的浓度是不会使亚硝酸钠和由通式(1)代表的胺化合物出现沉淀的浓度。将这样形成的由通式(2)代表的N-亚硝胺化合物以所形成的反应溶液的形式进行还原反应，而不将其取出。

本发明中由通式(2)代表的N-亚硝胺化合物的还原反应是通过向上述反应溶液中加入碱和二氧化硫脲而进行的。可用的碱以氢氧化钠为宜，但是并不局限于此，也可以使用氢氧化锂、氢氧化钾等。关于二氧化硫脲与碱的量，相对于1mol由通式(1)代表的胺化合物，二氧化硫脲的用量在2.0mol～2.5mol的范围是适宜的，而碱的量以比中和用于形成N-亚硝基化合物的酸所需要的量多4.5mol～6.0mol为宜。在根据本发明使用二氧化硫脲和碱的还原中，也会像上述其它还原剂的情况中那样发生N-N键的断裂。然而，这并不是归因于还原剂本身的作用，而是归因于生成的由通式(3)代表的肼化合物与由通式(2)代表的N-亚硝胺化合物的反应。因此，从抑制作为副产物的由通式(1)代表的胺化合物的生成来看，调整在亚硝基化合物形成反应中使用的混合溶剂的总量是特别重要的。混合溶剂的总量为二氧化硫脲的量的14倍～31倍重量是适宜的，而水的比例为混合溶剂的30重量％～60重量％是适宜的。特别是，使用低于规定的溶剂量进行还原反应时，明显生成了作为副产物的由通式(1)代表的胺化合物，从而使作为最终产物的腙化合物的收率和品质降低。此外，作为副产物的由通式(1)代表的胺化合物的生成受温度的影响很大，因此还原反应适合在35℃～45℃的温度范围内进行，在38℃～43℃的温度范围内进行则更为理想。当反应温度大于或等于45℃时，会明显生成作为副产物的由通式(1)代表的胺化合物。另一方面，当温度小于或等于35℃时，会观察到反应速率明显降低。

由通式(3)代表的肼化合物的溶液是通过在还原反应完成后通过蒸馏除去水混溶性有机溶剂，并使用合适的有机溶剂萃取残余物而获得的。用于萃取的有机溶剂适宜为比重小于1.0、能够溶解由通式(3)代表的肼化合物和由通式(4)代表的羰基化合物并且不与水混溶的有机溶剂。具体实例包括诸如二乙醚和异丙醚等醚类、诸如甲苯和二甲苯等芳香烃类等。

本发明中作为最终目标化合物的腙化合物通过使由通式(3)代表的肼化合物的萃取溶液与由通式(4)代表的羰基化合物反应而获得。可以通过加入通常已知的酸来加速脱水缩合反应，例如，可以使用诸如盐酸或硫酸等无机酸或诸如乙酸等有机酸。反应可以在室温下顺利进行而无需加热，但为了加速反应也可以进行加热。在这两种情况下，反应时间为1小时～5小时。反应完成后，可以通过下述方法取出最终目标化合物：滤出沉淀的晶体，或者当晶体不沉淀或晶体沉淀不充分时，滤出通过加入诸如甲醇或乙醇等醇类或含水醇等形成的晶体，或者通过减压蒸馏部分除去有机溶剂，然后将残余物分散到诸如甲醇或乙醇等醇类、含水醇等中并滤出所得晶体。

通过本发明的制造方法制造的腙化合物包括以下腙化合物：对二乙基氨基苯甲醛＝二苯腙、对二苯基氨基苯甲醛＝二苯腙、对(对甲苯基)苯基氨基苯甲醛＝二苯腙、对二(对甲苯基)氨基苯甲醛＝二苯腙、对(对甲氧苯基)苯基氨基苯甲醛＝二苯腙、2-甲基-4-二苄基氨基苯甲醛＝二苯腙、对二苯基氨基苯甲醛＝二(对甲苯基)腙、对二苯基氨基苯甲醛＝二(6-四氢萘基)腙、对二苯基氨基苯甲醛＝二(5-茚满基)腙、对二苄基氨基苯甲醛＝(6-四氢萘基)腙、对二甲基氨基苯甲醛＝二(2，4-二甲基苯基)腙、对二(2-甲基-4-甲氧基苯基)氨基苯甲醛＝二苯腙、对二(2，4-二甲基苯基)氨基苯甲醛＝二(对甲苯基)腙。

实施例

下面将参考实施例对本发明进行详细说明，但是本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

向500ml的四口烧瓶中加入16.9g(100mmol)二苯胺、15.1g(251mmol)乙酸和207g甲醇，在搅拌下将它们完全溶解。向其中加入溶解在57g水中的13.8g(200mmol)亚硝酸钠，然后在15℃～20℃下搅拌3小时。通过高效液相色谱法确定二苯胺消失后，加入溶解在119g水中的26.1g(653mmol)氢氧化钠和25.9g(240mmol)二氧化硫脲，然后在38℃～43℃下搅拌3小时。通过高效液相色谱法确定N-亚硝基二苯胺消失后，使用减压蒸馏除去甲醇，然后使用120g甲苯进行萃取，以获得1，1-二苯肼的甲苯溶液。通过高效液相色谱法确定的除甲苯之外的组成比为88.9％的1，1-二苯肼和10.2％的二苯胺。

实施例2

向实施例1中获得的1，1-二苯肼的甲苯溶液中加入24.3g(89mmol)对二苯基氨基苯甲醛和3.0g(50mmol)乙酸，然后在40℃～45℃下搅拌2小时。通过高效液相色谱法确定1，1-二苯肼消失后，加入110g甲醇，并滤出沉淀的晶体，以获得36.5g对二苯基氨基苯甲醛＝二苯腙。相对于起始二苯胺，收率为83.1％，使用高效液相色谱法确定的纯度为99.4％。

实施例3

向实施例1中获得的1，1-二苯肼的甲苯溶液中加入26.8g(89mmol)对二(对甲苯基)氨基苯甲醛和3.0g(50mmol)乙酸，然后在40℃～45℃下搅拌1小时。通过高效液相色谱法确定1，1-二苯肼消失后，加入100g甲醇并滤出沉淀的晶体，以获得38.6g对二(对甲苯基)氨基苯甲醛＝二苯腙。相对于起始二苯胺，收率为82.7％，使用高效液相色谱法确定的纯度为99.7％。

实施例4

向实施例1中获得的1，1-二苯肼的甲苯溶液中加入28.0g(89mmol)2-甲基-4-二苄基氨基苯甲醛和3.0g(50mmol)乙酸，然后在40℃～45℃下搅拌3小时。通过高效液相色谱法确定1，1-二苯肼消失后，通过减压蒸馏部分地除去甲苯，加入并分散100g甲醇，滤出所得晶体，以获得39.2g的2-甲基-4-二苄基氨基苯甲醛＝二苯腙。相对于起始二苯胺，收率为81.5％，使用高效液相色谱法确定的纯度为99.3％。

实施例5

向实施例1中获得的1，1-二苯肼的甲苯溶液中加入15.7g(89mmol)对二乙基氨基苯甲醛和3.0g(50mmol)乙酸，然后在40℃～45℃下搅拌3小时。通过高效液相色谱法确定1，1-二苯肼消失后，通过减压蒸馏部分地除去甲苯，加入并分散105g甲醇，滤出所得晶体，以获得29.0g对二乙基氨基苯甲醛＝二苯腙。相对于起始二苯胺，收率为83.8％，使用高效液相色谱法确定的纯度为99.3％。

比较例1

向300ml的四口烧瓶中加入16.9g(0.1mol)二苯胺和118g(2.0mol)乙酸，在搅拌下将它们完全溶解。向其中加入溶解在22g水中的15.2g(0.2mol)亚硝酸钠，然后在30℃～35℃下搅拌6小时。然后，在20℃～25℃的范围向含有N-亚硝基二苯胺的反应溶液中加入19.6g(0.3mol)锌粉以进行还原。使用薄层色谱跟踪该反应。还原完成后，立即过滤被还原的残余物。然后，向滤液中加入24.3g(0.09mol)的对二苯基氨基苯甲醛，然后在15℃～20℃下搅拌1小时。通过薄层色谱确定N-亚硝基二苯胺消失后，将反应溶液注入水中，然后使用120g甲苯进行萃取。接下来，加入110g甲醇，并滤出沉淀的晶体，以获得25.8g对二苯基氨基苯甲醛＝二苯腙。相对于起始二苯胺，收率为58.8％，使用高效液相色谱法确定的纯度为98.4％。

比较例2

向1000ml的四口烧瓶中加入16.9g(100mmol)二苯胺、15.1g(251mmol)乙酸和256g甲醇，在搅拌下将它们完全溶解。向其中加入溶解在57g水中的13.8g(200mmol)亚硝酸钠，然后在15℃～20℃下搅拌8小时。通过高效液相色谱法确定二苯胺消失后，加入溶解在225g水中的26.1g(653mmol)氢氧化钠和25.9g(240mmol)二氧化硫脲，然后在38℃～43℃下搅拌3小时。通过高效液相色谱法确定N-亚硝基二苯胺消失后，通过减压蒸馏除去甲醇，然后使用100g二乙醚萃取。通过高效液相色谱法确定的组成比为88.9％的1，1-二苯肼和11.0％的二苯胺。使用无水硫酸镁对萃取溶液进行除水之后，向该溶液中通入氯化氢气体，滤出沉淀的晶体，以获得17.8g的1，1-二苯肼盐酸盐。相对于起始二苯胺，收率为80.8％。

向300ml的四口烧瓶中加入17.0g(77mmol)在比较例2中获得的1，1-二苯肼盐酸盐、21.1g(77mmol)对二苯基氨基苯甲醛和70gDMF，然后在40℃～45℃下搅拌3小时。使用薄层色谱跟踪该反应。反应完成后，加入100g甲醇，滤出沉淀的晶体，以获得32.3g对二苯基氨基苯甲醛＝二苯腙。相对于起始的1，1-二苯肼，收率为95.4％，相对于起始二苯胺，总收率为77.0％，通过高效液相色谱法确定的纯度为98.2％。

工业实用性

本发明的腙化合物的制造方法是非常有用的，这是因为能够以高品质和高收率获得目标腙化合物，而完全不需要从反应器中取出肼化合物，所述肼化合物是反应中间体，它在结构上不稳定，并且因其毒性(诱变性)而担心威胁到工人的安全。

已经参考本发明的具体实施例详细地描述了本发明，对于本领域技术人员而言，显而易见的是可以进行各种变化和改进而不会脱离本发明的精神和范围。

本申请是基于2004年6月29日提交的日本专利申请2004-191082，在此以参考的方式引入其内容。

Claims (5)

1.一种由通式(5)代表的腙化合物的制造方法：

其中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆和R₇为相同或不同，各自代表氢原子、甲基、乙基、正丙基、2-丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、取代或未取代的芳烷基或者取代或未取代的芳基，并且R₁和R₂可以结合以形成环，R₃和R₄可以结合以形成环，

该方法包括：

将由通式(1)代表的胺化合物溶解在布置在反应器中的水和水混溶性有机溶剂的混合溶剂中并使所述化合物与酸和亚硝酸钠反应的步骤，

其中R₁、R₂、R₃和R₄为相同或不同，各自代表氢原子、甲基、乙基、正丙基、2-丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、取代或未取代的芳烷基或者取代或未取代的芳基，并且R₁和R₂可以结合以形成环，R₃和R₄可以结合以形成环，

将二氧化硫脲和碱加入含有通过上述反应生成的由通式(2)代表的N-亚硝胺化合物的反应溶液中，以还原所述化合物的步骤，

其中R₁、R₂、R₃和R₄代表与通式(1)中相同的含义，和

不将通过上述还原生成的由通式(3)代表的肼化合物从所述反应器中取出而将所述肼化合物与由通式(4)代表的羰基化合物缩合的步骤，

其中R₁、R₂、R₃和R₄代表与通式(1)中相同的含义，

其中R₅、R₆和R₇为相同或不同，各自代表氢原子、甲基、乙基、正丙基、2-丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、取代或未取代的芳烷基或者取代或未取代的芳基。

2.如权利要求1所述的腙化合物的制造方法，其中缩合步骤如下进行：通过蒸馏从溶解根据还原步骤获得的由通式(3)代表的肼化合物的所述混合溶剂中除去所述水混溶性有机溶剂，向其中加入用于萃取所述肼化合物的有机溶剂，然后使通过萃取获得的溶液与由通式(4)代表的羰基化合物反应。

3.如权利要求1或2所述的腙化合物的制造方法，其中所述混合溶剂的总量为由通式(2)代表的N-亚硝胺化合物的还原反应中所用的二氧化硫脲的量的14倍重量～31倍重量，而水的比例为所述混合溶剂的30重量％～60重量％。

4.如权利要求1或2所述的腙化合物的制造方法，其中由通式(2)代表的N-亚硝胺化合物的还原反应在35℃～45℃的反应温度范围内进行。

5.如权利要求1或2所述的腙化合物的制造方法，其中由通式(2)代表的N-亚硝胺化合物的还原反应在38℃～43℃的反应温度范围内进行。