DE3433524C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Aminobenzylaminen und insbesondere ein Verfahren, das für die industrielle Praxis anwendbar ist.

Die Aminobenzylamine sind als Härtungsmittel für Epoxyharze, als Ausgangsmaterialien für Polyamide und Polyimide und als Material für Zwischenprodukte landwirtschaftlicher Chemikalien wichtige Substanzen.

Bislang ist die Herstellung von Aminobenzylaminen aus Nitrobenzaldehyd oder Nitrobenzonitril als Ausgangsmaterialien bekannt.

Im Hinblick auf das erstgenannte sind die folgenden Verfahren bekannt:

• (1) Nitrobenzylbromid wird von Nitrobenzaldehyd abgeleitet, das dann mit Kaliumphthalimid umgesetzt wird, um N-(m-Nitrobenzyl)-phthalimid zu erhalten, und m-Aminobenzylamin wird mit einer Ausbeute von etwa 20% mit Hilfe einer Zwei-Stufen-Reduktionsreaktion erhalten [N. Kornblum et al., J. Am. Chem. Soc., 71, 2137 (1949)].
• (2) m-Nitrobenzaldehyd wird mit Phenylhydrazin umgesetzt und die entstandene Hydrazon-Verbindung wird katalytisch reduziert, wobei man m-Aminobenzylamin in einer Ausbeute von 60% erhält [A. Siddiqui et al., Commn. 7, 71-78 (1977)].
• (3) Ausgehend von m-Nitrobenzaldehyd wird m-Nitrobenzaldoxim gebildet, das dann katalytisch unter hohem Druck mit Hilfe eines Raneynickel-Katalysators reduziert wird, um hierdurch m-Aminobenzylamin in einer Ausbeute von 52% zu erhalten (J. R. Griffith et al., NRL Report 6439).

Andererseits sind Verfahren, ausgehend von dem letztgenannten, wie folgt bekannt:

• (4) Von p-Nitrobenzonitril abgeleitetes p-Aminobenzonitril wird mit Lithium-aluminiumhydrid reduziert und es wird so p-Aminobenzylamin in einer Ausbeute von 37% erhalten [N. C. Brown et al., J. Medicinal Chem., 20, 1189 (1977)].
• (5) Durch katalytische Reduktion von m-Nitrobenzonitril mit Raneynickel unter hohem Druck wird m-Aminobenzylamin in einer Ausbeute von 49% erhalten (J. R. Griffith et al., NRL Report 6439).

Wie vorstehend erwähnt, wird nach den Verfahren (1) und (2) eine relativ kostspielige Verbindung, wie Kaliumphthalimid und Phenylhydrazin, in einer mehr als äquivalenten Menge eingesetzt und das entstandene Zwischenprodukt wird reduziert, um die Endprodukte zu erhalten. Diese Verfahren besitzen jedoch insofern Nachteile, als die Reaktionsstufen kompliziert und für die Rückgewinnung der Nebenprodukte Kosten und Mühen erforderlich sind. Das Verfahren (4) besitzt Nachteile insofern, als das Reduktionsmittel kostspielig und schwierig handhabbar ist. Im Hinblick auf die Verfahren (3) und (5), die einen Raneynickel- Katalysator verwenden und die katalytische Reduktion in einem Autoklaven unter hohem Druck durchführen, bestehen insofern Nachteile, als die Vorrichtung kostspielig und die Volumeneffizienz gering ist.

Im allgemeinen ist bei einem Verfahren zur Herstellung von Benzylaminen mit Hilfe einer herkömmlichen Reduktionsmethode aus Benzonitrilen oder Benzaldoximen die Ausbeute an Benzylamin aufgrund der Bildung von sekundären Aminen und Ammoniak als Nebenprodukte gering. Beispielsweise beträgt im Fall der katalytischen Reduktion von Benzonitril in Ethanol mit einem Ni-Katalysator die Ausbeute an Benzylamin 40 bis 50% und die Ausbeute an Dibenzylamin 20% [herausgegeben von Nippon Kagakukai, "Jikken Kagaku Koza", Band 17, Maruzen, 313 (1956)]. Auch im Fall der katalytischen Reduktion von Benzaldoxim in Wasser/Alkohol mit einem Pd-kolloidalen Katalysator beträgt die Ausbeute an Benzylamin 47% und die Ausbeute an Dibenzylamin 41% [Wl. Gulewitsch, Ber., 57, 1645 (1924)].

Der Grund hierfür läßt sich wie folgt erklären: Bei beiden Reduktionen von Benzonitril und Benzaldoxim wird zu Beginn Benzalimin gebildet, das verschiedene Reaktionen, wie die Bildung von Benzaldehyd aufgrund einer Hydrolyse von Benzalimin und die Kondensation von Benzalimin mit Benzaldehyd, hervorruft. Somit führen die entstehenden Nebenprodukte zu zu niedrigen Benzylamin-Ausbeuten.

Demzufolge werden zur Kontrolle der Bildung derartiger Nebenprodukte und zur Verbesserung der Ausbeute an Benzylamin Verfahren unter Verwendung von Essigsäureanhydrid oder getrocknetem Chlorwasserstoff in der Reduktionsstufe zur Verfügung gestellt. Beispielsweise wird bei der Durchführung der Reduktion unter Verwendung von Essigsäureanhydrid in einer Menge von 2,65 Mol/Mol Benzonitril Benzylamin in einer Ausbeute von 69% erhalten und im Falle von 12,7 Mol beträgt die Ausbeute 91% [W. H. Carothers et al., J. Am. Chem. Soc., 47, 3051-3057 (1925); F. E. Gould et al., J. Org. Chem., 25, 1658-1660 (1960)]. Ebenso wird durch Reaktion von Benzaldoxim mit Essigsäureanhydrid Benzaldoximacetat gebildet, das dann reduziert wird, wobei somit Benzylamin mit 91% erhalten wird [K. W. Rosenmund et al., Ber., 56, 2258-2262 (1923)]. Diese Verfahren der Reduktion von Benzonitril oder Benzaldoxim in dem Essigsäureanhydrid-Lösungsmittel umfassen die Isolierung von N-Acetylbenzylamin und seine Hydrolyse zur Erzielung von Benzylamin.

Andererseits wird bei einem Verfahren unter Verwendung von getrocknetem Chlorwasserstoff das getrocknete Chlor­ wasserstoffgas in einer Menge von mehr als 1 Äquiv. für Benzonitril und von mehr als 3 Äquiv. für Benzaldoxim verwendet, und somit wird Benzylamin mit hoher Ausbeute erhalten [W. H. Hartung, J. Am. Chem. Soc., 50, 3370-3374 (1928)].

Wie vorstehend erwähnt, ist das Reduktionsverfahren von Benzonitril oder Benzaldoxim unter Verwendung von Essigsäureanhydrid oder getrocknetem Chlorwasserstoff im Hinblick auf die Verbesserung der Benzylamin-Ausbeute effektiv, wobei dem Essigsäureanhydrid und dem Chlorwasserstoff eine Funktion der Stabilisierung des Zwischenproduktes im Verlauf der Reduktion und eine Wirkung des Einfangens von im Fall des Benzaldoxims gebildeten Wassers, wodurch die Zersetzungsreaktion kontrolliert wird, zugeschrieben werden. Jedoch besitzt das Verfahren unter Verwendung von Essigsäureanhydrid den Nachteil, daß vergleichsweise kostspieliges Essigsäureanhydrid in großer Menge eingesetzt werden muß. Auch ist es, soweit es das Verfahren unter Verwendung von getrocknetem Chlorwasserstoff anbelangt, erforderlich, das Lösungsmittel in wasserfreiem Zustand zu verwenden, und ferner ist aufgrund der Verzögerung der Wasserstoff-Absorption eine verdünnte Lösung notwendig, und es besteht der Nachteil einer merklichen Verschlechterung des Katalysators und einer Beschädigung des Materials der Vorrichtung.

Werden die vorstehenden Verfahren für die Reduktion von Nitrobenzaldoxim angewandt, sind zusätzlich zu den vorstehenden Problemen weitere komplizierte Reaktionen aufgrund der Nitrogruppe zu erwarten. Man nimmt nämlich eine Reaktion mit einer durch Reduktion der Nitrogruppe gebildeten Aminogrupe, eine durch gebildetes Wasser verursachte Hydrolyse und eine Nebenreaktion des durch diese Hydrolyse gebildeten Aminobenzaldehyds an. Zur Kontrolle dieser Nebenreaktionen ist es notwendig, Essigsäureanhydrid oder getrockneten Chlorwasserstoff in weiteren großen Mengen einzusetzen.

Somit ist festzustellen, daß es sehr schwierig ist, Aminobenzylamin in kommerziellem Maßstab mit Hilfe eines herkömmlichen Verfahrens herzustellen.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuen Verfahrens zur Herstellung von Aminobenzylamin, das die Nachteile bei den herkömmlichen Verfahren überwindet.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Aminobenzylamin unter Verwendung von Nitrobenzaldoxim, das auf einfache Weise aus Nitrobenzaldehyd herstellbar ist.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Aminobenzylamin mit Hilfe vereinfachter Stufen und unter Verwendung relativ billiger Reaktanten.

Diese Ziele können durch ein Verfahren erreicht werden, daß die katalytische Reduktion von o-, m- oder p-Nitrobenzaldoximen der allgemeinen Formel I

in Gegenwart einer Verbindung, ausgewählt unter (a) Borsäure, Phosphorsäure und/oder deren Anhydriden, (b) CO₂-Gas und (c) einer aliphatischen Mono- oder Dicarbonsäure, einer aromatischen Carbonsäure, Sulfonsäuren oder Sultinsäuren, umfaßt.

Die erfindungsgemäße Reduktion wird in einem organischen Lösungsmittel in Gegenwart von (a) Borsäure, Phosphorsäure und/oder deren Anhydriden durchgeführt. Daher sind die Produkte im Verlauf in stabiler Form als Borate oder Phosphate des Aminobenzylamins anwesend. Es werden nämlich verschiedene, bei der Reduktion gebildete Zwischenprodukte, wie Amine und Imine, in Form ihrer Borate und Phosphate stabilisiert und es wird auch die Basizität der Amino- oder Iminogruppe in dem Borat oder Phosphat herabgesetzt. Aus diesen Gründen werden die Zersetzung und die Nebenreaktionen kontrolliert und demzufolge werden die Reduktion der Nitrogruppe zur Aminogruppe und die Reduktion der Aldoximgruppe zur Aminomethylgruppe rasch vorangetrieben, derart, daß das Endprodukt, Aminobenzylamin, selektiv gebildet werden kann. Weiterhin werden bei Verwendung von Borsäureanhydrid oder Phosphorsäureanhydrid 3 Moleküle Wasser durch die Reduktion des Nitrobenzaldehyds gebildet, die in 2 Moleküle Borsäure bzw. Phosphorsäure übergeführt werden. Daher besteht ein Vorteil darin, daß Nebenreaktionen, wie die Hydrolyse, keinesfalls stattfinden.

Nach Beendigung der Reaktion kann Aminobenzylamin abgetrennt und in Form seines Borats oder Phosphats gereinigt werden oder es kann durch Neutralisation und anschließende Destillation isoliert werden.

Alternativ kann die erfindungsgemäße Reduktion in einem organischen Lösungsmittel in Gegenwart von (b) CO₂-Gas durchgeführt werden. Hierbei wird das CO₂-Gas durch die Anwesenheit von Wasser in Kohlensäure überführt, und daher sind Produkte im Verlauf in stabiler Form als Carbonat des Aminobenzylamins anwesend.

Es wird nämlich bei der Reduktion von Nitrobenzaldoxim CO₂-Gas in Kohlensäure durch Wasser, das durch Reduktion der Nitrogrupen gebildet wird, überführt, und daher werden verschiedene Zwischenprodukte, wie Amine und Imine, die lediglich durch Einbringen von CO₂-Gas in das Reduktionssystem gebildet werden, in Form ihrer Carbonate stabilisiert. Weiterhin wird die Basizität der Amino- oder Iminogruppe in dem Carbonat herabgesetzt, wodurch die Zersetzung und Nebenreaktionen kontrolliert werden. Demzufolge werden die Reduktion der Nitro- in die Aminogruppe und die Reduktion des Aldoxims zum Aminomethyl rasch vorangetrieben, so daß Aminobenzylamin selektiv gebildet werden kann.

Nach Beendigung der Reaktion kann Aminobenzylamin abgetrennt und in Form seines Carbonats gereinigt werden oder es kann auf einfache Weise durch Neutralisation und anschließende Destillation isoliert werden.

Weiterhin kann alternativ die Reduktion nach der Erfindung in Gegenwart von (c) einer organischen Säure in einem organischen Lösungsmittel durchgeführt werden. Hierbei werden die Produkte im Verlauf als Salze organischer Säuren von Aminobenzylamin stabilisiert. Es werden nämlich verschiedene Zwischenprodukte, wie Amine und Imine, die bei der Reduktion gebildet werden, in Form ihrer Salze mit organischen Säuren stabilisiert, und es werden auch durch Herabsetzung der Basizität der Amino- oder Iminogruppe in dem Salz mit der organischen Säure die Zersetzungs- und Nebenreaktionen kontrolliert. Daher werden die Reduktion der Nitro- zur Aminogruppe und die Reduktion des Aldoxims zum Aminomethyl rasch vorangetrieben, so daß Aminobenzylamin selektiv gebildet werden kann. Nach Beendigung der Reaktion kann Aminobenzylamin abgetrennt und in Form seiner Salze mit organischen Säuren gereinigt werden oder es kann durch Neutralisation und anschließende Destillation isoliert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt die Vorteile, daß die katalytische Aktivität nicht vermindert wird, so daß der Katalysator nach der Rückgewinnung wiederholt verwendet werden kann und das Endprodukt auf sehr einfache Weise nach Beendigung der Reaktion isoliert werden kann.

Das bei der Erfindung verwendete Ausgangsmaterial ist o-, m- oder p-Nitrobenzaldoxim, das auf einfache Weise durch Umsetzung des entsprechenden Nitrobenzaldehyds mit Hydroxylamin, das industriell mit geringen Kosten verfügbar ist, gebildet wird.

Was (a) Borsäure, Phosphorsäure und/oder deren Anhydride, die bei der Erfindung verwendet werden, angelangt, so wird auf diese als Mineralsäure Bezug genommen, und vorzugsweise werden Borsäure und Borsäureanhydrid verwendet. Diese Mineralsäuren werden in einer Menge von 0,2 Äquiv. oder mehr in bezug auf Nitrobenzaldoxim, vorzugsweise 1 bis 3 Äquiv., eingesetzt. Die Mineralsäure kann in Form einer Lösung oder Suspension in einem Lösungsmittel zusammen mit dem Ausgangsmaterial verwendet werden.

Es kann auch (b) CO₂-Gas in irgendeiner Form, sei es Dampf, Flüssigkeit oder Feststoff, verwendet werden. Die Menge liegt im Bereich von 0,5 Äquiv. oder mehr, vorzugsweise 1 bis 10 Äquiv., in bezug auf Nitrobenzaldoxim. Das CO₂-Gas kann zusammen mit dem Ausgangsmaterial zugeführt oder während der Reaktion zugegeben werden.

Beispiele für (c) organische Säuren, die bei der Erfindung verwendet werden können, umfassen eine aliphatische Mono- oder Dicarbonsäure, wie Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure und Maleinsäure; eine aromatische Carbonsäure, wie Benzoesäure und Phthalsäure; Sulfonsäuren und Sulfinsäuren, z. B. p-Toluolsulfonsäure und Benzolsulfinsäure. Insbesondere ist Essigsäure bevorzugt. Unter den vorstehenden organischen Säuren kann ein Teil der Carbonsäuren auch in Form ihrer Anhydride verwendet werden. Die Menge liegt im Bereich von 0,2 Äquiv. oder mehr, vorzugsweise 1 bis 3 Äquiv., bezogen auf Nitrobenzaldoxim. Die organische Säure kann in Form einer Lösung oder Suspension in einem Lösungsmittel zusammen mit dem Material verwendet werden und kann allein oder in Mischung mit zwei oder mehreren eingesetzt werden.

Bei dem Lösungsmittel, das bei der Erfindung verwendet werden kann, handelt es sich beispielsweise um Alkohole, Glykole und Ether, z. B. Methanol, Ethanol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, sek.-Butylalkohol, Methylcellulose bzw. Methylcellosolve, Ethylcellosolve, Ethylenglykol, Propylengylkol, Diglyme, Tetraglyme, Dioxan und Tetrahydrofuran. In einigen Fällen werden aliphatische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, Ester und Halo-kohlenwasserstoffe, z. B. Hexan, Cyclohexan, Benzol, Toluol, Ethylacetat, Butylacetat, Dichlormethan, Chloroform und 1,1,2-Trichlorethan, verwendet. Diese Lösungsmittel können allein oder in Mischung von zwei oder mehreren verwendet werden und können Wasser einschließen. Die Menge unterliegt im einzelnen keiner speziellen Einschränkung, obgleich 1 bis 15 Teile/1 Gew.-Teil des Ausgangsmaterials ausreichend sind.

Der Reduktionskatalysator, der bei der Erfindung verwendet werden kann, kann ein herkömmlicher sein, z. B. Nickel, Palladium, Platin, Rhodium, Ruthenium, Kobalt und Kupfer. Vorzugsweise werden Raneynickel- und Palladium-Katalysatoren verwendet. Obgleich diese Katalysatoren in Form des Metalls eingesetzt werden können, können sie in einer auf einem Träger, wie Kohlenstoff, Bariumsulfat, Silikagel und Aluminiumoxid, aufgebrachten Form vorliegen. Es können auch Nickel, Kobalt und Kupfer als Raney-Katalysatoren verwendet werden. Die Menge des Katalysators liegt im Bereich von 0,01 bis 30 Gew.-% als Metall, bezogen auf Nitrobenzaldoxim, wobei ein Bereich von 2 bis 20 Gew.-% für den Raney-Katalysator und ein Bereich von 0,05 bis 5 Gew.-% für den auf einem Träger aufgebrachten Katalysator besteht.

Die Reaktionstemperatur unterliegt keiner speziellen Einschränkung, obgleich sie im Bereich von 0 bis 150°C, vorzugsweise 10 bis 80°C, liegt. Der Reaktionsdruck kann gewöhnlich Normaldruck bis zu einem Druck von 50 bar sein.

Im Hinblick auf die allgemeinen praktischen Durchführungsformen der Erfindung kann der Katalysator zu einer Lösung oder Suspension der Mineralsäure oder organischen Säure und des Ausgangsmaterials in einem Lösungsmittel zugegeben werden. Auch kann der Katalysator zu einer Lösung oder Suspension des Ausgangsmaterials in einem Lösungsmittel zugegeben werden, und dann kann die angegebene Menge an CO₂-Gas vollständig zugegeben werden, oder sie kann kontinuierlich oder intermettierend zugesetzt werden, bis die Absorption von zugeführtem Wasserstoff bei der angegebenen Temperatur aufhört. Nach Beendigung der Reaktion wird das in Form der Lösung entstandene Produkt zur Entfernung des Katalysators filtriert und mit Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniak und Triethylamin neutralisiert, woran sich eine Destillation zur Erzielung des Endprodukts anschließt. Auch wird die entstandene Mischung, die hierin abgeschiedene Kristalle enthält, filtriert und das Salz des Aminobenzylamins wird isoliert und gereinigt, woran sich eine Neutralisation zur Erzielung des Endprodukts anschließt.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Man löste 453 g (3 Mol) p-Nitrobenzaldehyd in 1350 ml Methanol und tropfte hiernach während 30 min eine wäßrige Lösung von 241 g (3,3 Mol) Chlorwasserstoffsäure-hydroxyl­ amin-hydrochlorid in 300 ml Wasser unter Aufrechterhaltung einer Reaktionstemperatur von 30°C zu. Hiernach wurde 2 h bei der gleichen Temperatur gerührt und die Mischung mit 2000 ml Wasser verdünnt. Die abgeschiedenen, weißen Kristalle wurden filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt 480 g p-Nitrobenzaldoxim (Ausbeute 96,5%), Fp. 128 bis 131°C.

Man beschickte einen luftdicht verschlossenen Glasbehälter mit 33,2 g (0,2 Mol) dieses p-Nitrobenzaldoxims, 18,3 g (0,25 Mol) Borsäureanhydrid, 1 g 5% Pt-C-Katalysator und 100 ml Methanol und rührte kräftig unter Zufuhr von Wasserstoff. Die Umsetzung wurde 13,5 h bei Temperaturen von 25 bis 30°C fortgesetzt und es wurden 22,2 l Wasserstoff absorbiert. Hiernach wurde die Reaktionsmischung zur Entfernung des Katalysators filtriert und Methanol durch Einengen unter vermindertem Druck abdestilliert.

Die so erhaltene, gelbe, viskose Flüssigkeit wurde durch Zugabe von 57 g (0,5 Mol) einer 35%igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung neutralisiert und danach wurde die Flüssigkeit in zwei Schichten getrennt. Die untere Schicht, eine farblose und transparente, wäßrige Lösung von Natriumborat, wurde entfernt und hiernach erhielt man ein braunes und öliges, rohes p-Aminobenzylamin. Dieses rohe p-Aminobenzylamin wurde einer Vakuumdestillation unter einem Druck von 6,7 bis 8 mbar unterzogen, und man erhielt 22,5 g Fraktionen zwischen 129,5 und 130°C (Ausbeute 92,1%). Die Reinheit betrug aufgrund der Gaschromatographie 99,93%.

Elementaranalyse: für C₇H₁₀N₂
berechnet: C 68,8, H 8,25, N 22,9%;
gefunden: C 68,9, H 8,4, N 22,7%.

Beispiel 2

Zu 5 ml auf 50°C gewärmtem Wasser gab man 453 g (3 Mol) m-Nitrobenzaldehyd und hiernach tropfte man 218 g (3,3 Mol) einer 50%igen wäßrigen Lösung von Hydroxylamin unter Rühren zu und rührte weitere 3 h bei der gleichen Temperatur. Hiernach wurde die Mischung auf Raumtemperatur gekühlt, filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt 488 g m-Nitrobenzaldoxim; Ausbeute 98%; Fp. 118 bis 121°C.

Man beschickte einen luftdicht verschlossenen Glasbehälter mit 33,2 g (0,2 Mol) dieses m-Nitrobenzaldoxims, 70 g (0,35 Mol) einer 50%igen wäßrigen Phosphorsäurelösung, 0,3 g eines 10% Pt-C-Katalysators und 300 ml Isobutanol und rührte heftig unter Zufuhr von Wasserstoff. Die Umsetzung wurde 18 h bei Temperaturen von 25 bis 30°C fortgesetzt und es wurden 23 l Wasserstoff absorbiert. Die Reaktionsmischung, aus der sich Kristalle abschieden, wurde filtriert, und man erhielt 54,8 g rohes m-Aminobenzylamin- phosphorsäuresalz (Ausbeute 86,1%). Dieses rohe m- Aminobenzylamin-phosphorsäuresalz wurde aus einer Lösung von 50% Methanol und Wasser umkristallisiert, und man erhielt reines m-Aminobenzylamin-phosphorsäuresalz in Form weißer, flockiger Kristalle; Fp. 210 bis 213°C.

Analyse: für C₁₄H₂₉N₄P₃O₁₂
berechnet: C 31,9, H 5,6, N 10,6, P 17,6%;
gefunden: C 31,79, H 5,86, N 10,6, P 17,76%.

Hiernach wurde das vorstehende Produkt in Methylenchlorid suspendiert, und man führte gasförmiges Ammoniak zu. Das abgeschiedene Ammoniumphosphat wurde durch Filtrieren entfernt, die entstandene Lösung eingeengt und über Nacht stehengelassen. Man erhielt Kristalle von m-Aminobenzylamin; Fp. 39 bis 43°C.

Elementaranalyse: für C₇H₁₀N₂
berechnet: C 68,8, H 8,25, N 22,9%;
gefunden: C 68,5, H 8,2, N 22,6%.

Beispiel 3

Man beschickte einen Autoklaven mit 33,2 g (0,2 Mol) in Beispiel 2 erhaltenem m-Nitrobenzaldoxim, 3 g Raneynickel, 30,9 g (0,5 Mol) Borsäure und 150 ml Dioxan und führte die Umsetzung 5 h bei 30°C unter einem Wasserstoff-Druck von 10,8 bar unter kräftigem Rühren durch. Nach Beendigung der Reaktion wurde die entstandene Mischung zur Entfernung des Katalysators filtriert, unter vermindertem Druck eingeengt und hiernach der gleichen Nachbehandlung wie in Beispiel 1 unterzogen. Man erhielt 21,1 g m-Aminobenzylamin in einer Reinheit von 99,96%; Ausbeute 86,3%; Kp. 131 bis 132°C/8 mbar.

Beispiel 4

Man beschickte einen luftdicht verschlossenen Glasbehälter mit 33,2 g (0,2 Mol) m-Nitrobenzaldoxim, erhalten in Beispiel 2, 24,2 g (0,17 Mol) P₂O₅, 0,5 g 5% Pt-C-Katalysator und 200 ml Methanol und führte die Reduktion unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durch. Die Reaktionsdauer betrug 10 h und die Absorption von Wasserstoff 22,6 l. Hiernach wurde die entstandene Reaktionsmischung zur Entfernung des Katalysators filtriert und man gab vorsichtig 45 g (0,8 Mol) pulverförmiges Kaliumhydroxid zur Abscheidung von Kaliumphosphat zu. Die Niederschläge wurden durch Filtrieren entfernt. Nach Destillation erhielt man 21,7 g m-Aminobenzylamin mit einer Reinheit von 99,4%; Ausbeute 88,9%; Kp. 129 bis 130°C/6,7 mbar.

Beispiel 5

Man führte das Verfahren von Beispiel 1 durch, wobei man jedoch das in Beispiel 2 erhaltene m-Nitrobenzaldoxim als Ausgangsmaterial, Tetrahydrofuran als Lösungsmittel und einen 5% Rh-C-Katalysator als Katalysator verwendete. Man erhielt m-Aminobenzylamin mit einer Reinheit von 99,9% in einer Ausbeute von 89,2%.

Beispiel 6

Man beschickte einen Autoklaven mit 16,6 g (0,1 Mol) in Beispiel 2 erhaltenem m-Nitrobenzaldoxim, 0,3 g eines 5% Pd-C-Katalysators, 14,2 g (0,1 Mol) P₂O₅ und 150 ml Toluol und führte die Umsetzung 7 h bei Temperaturen von 40 bis 50°C unter einem Wasserstoff-Druck von 3,9 bis 5,9 bar unter kräftigem Rühren durch. Nach Beendigung der Umsetzung wurde die entstandene Mischung gekühlt und filtriert und man erhielt 29,6 g einer Mischung von Kristallen von rohem m-Aminobenzylamin-phosphorsäuresalz und Katalysator. Dieses rohe Produkt wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 2 behandelt, und man erhielt 10,2 g gelbe, ölige Substanz (Ausbeute 83,6%). Die Reinheit betrug aufgrund der Gaschromatographie 98,9%.

Beispiel 7

Unter Verwendung des 5% Pd-C-Katalysators, der viermal nacheinander in dem Verfahren gemäß Beispiel 1 verwendet worden war, wurde p-Nitrobenzaldoxim auf die gleiche Weise reduziert. Die Reaktionsdauer betrug 19 h. Die Ausbeute an p-Aminobenzylamin betrug 92,2%.

Beispiel 8

Unter Verwendung des 5% Pd-C-Katalysators, der zweimal nacheinander in dem Verfahren gemäß Beispiel 4 verwendet worden war, wurde m-Nitrobenzaldoxim auf die gleiche Weise reduziert. Die Reaktionsdauer betrug 14,5 h. Die Ausbeute an m-Aminobenzylamin betrug 87,7%.

Beispiel 9

Man beschickte einen luftdicht verschlossenen Glasbehälter mit 16,6 g (0,1 Mol) m-Nitrobenzaldoxim, erhalten in Beispiel 2, 0,3 g eines 5% Pd-C-Katalysators, 6,2 g (0,1 Mol) Borsäure und 50 ml Ethanol und rührte kräftig unter Zufuhr von Wasserstoff. Die Umsetzung wurde 8 h bei einer Temperatur von 20 bis 25°C durchgeführt. Nach der Umsetzung wurde die entstandene Mischung zur Entfernung des Katalysators filtriert und der gleichen Nachbehandlung wie in Beispiel 1 unterzogen. Man erhielt 10 g m-Aminobenzylamin mit einer Reinheit von 99,9% (Ausbeute 82%).

Beispiel 10

Man wiederholte das Verfahren von Beispiel 9 mit der Ausnahme, daß man die Hälfte der Borsäure-Menge verwendete. Man erhielt m-Aminobenzylamin in einer Ausbeute von 68,2%.

Beispiel 11

Man gab 151 g (1 Mol) m-Nitrobenzaldehyd zu 1 l auf 70°C erwärmtem Wasser und tropfte 72,6 g (1,1 Mol) einer 50%igen wäßrigen Hydroxylamin-Lösung unter Rühren zu und rührte 1 h bei der gleichen Temperatur weiter. Die entstandene Mischung wurde auf Raumtemperatur gekühlt und die so abgeschiedenen Kristalle wurden filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt 160,5 g m-Nitrobenzaldoxim; Ausbeute 96,6%; Fp. 118 bis 121°C.

Man beschickte einen Autoklaven mit 16,6 g (0,1 Mol) dieses m-Nitrobenzaldoxims, 22 g (0,5 Mol) festem CO₂, 1 g Raneynickel-Katalysator und 150 ml Methanol und führte Wasserstoff unter Aufrechterhaltung eines Drucks von 20,6 bis 30,4 bar zu. Die Umsetzung wurde 8 h bei Temperaturen von 20 bis 25°C unter Rühren durchgeführt. Hiernach wurde die entstandene Mischung zur Entfernung des Katalysators filtriert, mit 6 g (0,15 Mol) Natriumhydroxid versetzt und einer Destillation unterzogen. Man erhielt 10,6 g m-Aminobenzylamin mit einer Reinheit aufgrund der Gaschromatographie von 99,1%; Ausbeute 86,9%; Kp. 129 bis 130°C/6,7 mbar; Fp. 39 bis 42°C.

Elementaranalyse: für C₇H₁₀N₂
berechnet: C 68,8, H 8,25, N 22,9%;
gefunden: C 68,1, H 8,4, N 22,6%.

Beispiel 12

Man wiederholte die Arbeitsweise des Beispiels 11, wobei man jedoch Methylchlorid als Lösungsmittel verwendete. Nach Beendigung der Umsetzung wurde die entstandene Mischung zur Entfernung des Katalysators filtriert, und man erhielt so 10 g Kristalle des m-Aminobenzylamin-kohlensäuresalzes (Ausbeute 58,8%), die dann aus Isopropanol umkristallisiert wurden, um ein reines Produkt in Form weißer, nadelförmiger Kristalle zu erhalten; Fp. 113 bis 116°C.

Elementaranalyse: für C₁₅H₂₂N₄O₃
berechnet: C 58,8, H 7,24, N 18,3%;
gefunden: C 59,3, H 7,03, N 18,47%.

Beispiel 13

Man löste 52,9 g (0,35 Mol) p-Nitrobenzaldehyd in 100 ml Methanol und tropfte eine Lösung von 27,8 g (0,38 Mol) Hydroxylamin-hydrochlorid in 35 ml Wasser während 30 min unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von 30°C zu und rührte hiernach 2 h bei der gleichen Temperatur, wonach man mit 300 ml Wasser verdünnte. Die abgeschiedenen, weißen Kristalle wurden filtriert und zur Erzielung von 55 g p-Nitrobenzaldoxim getrocknet; Ausbeute 94,7%; Fp. 128 bis 131°C.

16,6 g (0,1 Mol) dieses p-Nitrobenzaldoxims, 0,35 g 5% Pd-C-Katalysator und 100 ml Isopropylalkohol wurden einem Glasreaktor zugeführt und man rührte kräftig unter Zufuhr von CO₂-Gas in einer Geschwindigkeit von 30 ml/min sowie unter Zufuhr von Wasserstoff. Die Umsetzung wurde 8 h bei Temperaturen von 25 bis 35°C fortgeführt.

Nach Beendigung der Reaktion wurde die entstandene Mischung zur Entfernung des Katalysators filtriert und der Isopropylalkohol wurde durch Einengen unter vermindertem Druck nahezu vollständig entfernt. Zu der so erhaltenen, gelben, viskosen Flüssigkeit gab man 32 g (0,2 Mol) einer 25%igen wäßrigen Natriumhydroxid-Lösung. Nach dem Rühren wurde die entstandene Mischung in zwei Schichten durch Stehenlassen getrennt. Die untere Schicht, eine farblose, transparente, wäßrige Lösung, wurde entfernt und hiernach erhielt man eine rotbraune, transparente, ölige Flüssigkeit, aus der man 7,9 g Fraktionen von 129 bis 130°C/6,7-8 mbar durch Vakuumdestillation erhielt. Hierbei handelte es sich um p-Aminobenzylamin in einer Reinheit von 99,3% aufgrund der Gaschromatographie; Ausbeute 81,1%.

Elementaranalyse: für C₇H₁₀N₂
berechnet: C 68,8, H 8,25, N 22,9%;
gefunden: C 68,4, H 8,3, N 22,7%.

Beispiel 14

Man löste 52,9 g (0,35 Mol) o-Nitrobenzaldehyd in 150 ml Methanol und gab eine wäßrige Lösung von 27,8 g (0,38 Mol) Hydroxylamin-hydrochlorid in 35 ml Wasser während 30 min unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von 30°C zu. Die Mischung wurde 2 h bei der gleichen Temperatur gerührt und mit 300 ml Wasser verdünnt. Die abgeschiedenen, weißen Kristalle wurden abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt 53 g o-Nitrobenzaldoxim; Ausbeute 91%; Fp. 95 bis 98°C.

Man beschickte einen 250 ml Autoklaven mit 16,6 g (0,1 Mol) dieses o-Nitrobenzaldoxims, 0,83 g eines 5% Pd-C-Katalysators und 100 ml Tetrahydrofuran und führt CO₂-Gas bis zu einem Druck von 5,9 bar zu.

Hiernach beschickte man unter kräftigem Rühren der Reaktionsmischung mit Wasserstoff und setzte die Umsetzung 7 h bei Temperaturen von 25 bis 35°C unter einem Druck von 20,6 bis 30,4 bar fort. Nach Beendigung der Reaktion wurde die entstandene Mischung zur Entfernung des Katalysators filtriert und mit 6 g (0,15 Mol) Natrium­ hydroxid versetzt, wonach man destillierte. Man erhielt 9,7 g o-Aminobenzylamin; Reinheit (durch Gaschromatographie) 99,4%; Ausbeute 79,4%; Kp. 91 bis 93°C/1,33 mbar; Fp. 58 bis 61°C.

Elementaranalyse: für C₇H₁₀N₂
berechnet: C 68,8, H 8,25, N 22,9%;
gefunden: C 68,7, H 8,3, N 22,1%.

Beispiel 15

Man gab 151 g (1 Mol) m-Nitrobenzaldehyd zu 1 l auf 70°C erwärmtes Wasser und versetzte hiernach mit 72,6 g (1,1 Mol) einer 50%igen wäßrigen Hydroxylamin-Lösung unter Rühren. Die Mischung wurde 1 h bei der gleichen Temperatur gerührt und auf Raumtemperatur gekühlt und hiernach wurden die abgeschiedenen Kristalle filtriert und getrocknet. Man erhielt so 160 g m-Nitrobenzaldoxim; Ausbeute 96%; Fp. 118 bis 121°C.

Man beschickte einen Autoklaven mit 16,6 g (0,1 Mol) dieses m-Nitrobenzaldoxims, 7,4 g (0,1 Mol) Propionsäure, 1 g Raney-Nickel und 50 ml Methanol und führte Wasserstoff bis zu einem Überdruck von 20 bis 30 kg/cm² zu. Die Umsetzung wurde 4 h bei Temperaturen von 20 bis 25°C unter kräftigem Rühren der Reaktionsmischung durchgeführt.

Hiernach wurde die Reaktionsmischung zur Entfernung des Katalysators filtriert und mit 4 g (0,1 Mol) Natriumhydroxid versetzt und anschließend destilliert. Man erhielt so 9,7 g m-Aminobenzylamin (Ausbeute 79,4%). Die Reinheit betrug aufgrund der Gaschromatographie 99%; Kp. 129 bis 130°C/6,7 mbar; Fp. 39 bis 42°C.

Elementaranalyse: für C₇H₁₀N₂
berechnet: C 68,8, H 8,25, N 22,9%;
gefunden: C 68,1, H 8,4, N 22,6%.

Beispiel 16

Man beschickte einen luftdicht abgeschlossenen Glasbehälter mit 16,6 g (0,1 Mol) in Beispiel 15 erhaltenem m-Nitrobenzaldoxim, 7,2 g (0,12 Mol) Eisessig, 50 ml Ethylacetat und 0,5 g eines 5% Pd-C-Katalysators und rührte kräftig unter Zufuhr von Wasserstoff. Die Umsetzung wurde 12 h bei 25°C fortgesetzt.

Nach Beendigung der Reaktion wurde die entstandene Mischung zur Entfernung des Katalysators filtriert und mit 9,1 g (0,15 Mol) konzentriertem Ammoniakwasser versetzt und ausreichend gerührt. Die Mischung wurde durch Stehenlassen in zwei Schichten getrennt. Die untere Schicht wurde entfernt und die obere Schicht destilliert, wonach man 9,4 g m-Aminobenzylamin erhielt; Ausbeute 77%; Reinheit (Gaschromatographie) 99,6%; Fp. 39 bis 42°C.

Beispiel 17

Man wiederholte das Verfahren des Beispiels 16, wobei man jedoch Isopropanol als Lösungsmittel verwendete. Nach Beendigung der Umsetzung wurde die entstandene Mischung zur Entfernung des Katalysators filtriert und unter vermindertem Druck zur fast vollständigen Entfernung von Isopropanol eingeengt. Hiernach erhielt man eine gelbe, viskose Flüssigkeit, die man stehenließ. Man filtrierte die abgeschiedenen Kristalle ab, wusch mit Isopropanol und trocknete. Man erhielt so 11,7 g m-Aminobenzylamin-essigsäuresalz in Form weißer, nadelförmiger Kristalle; Ausbeute 64,3%; Fp. 127 bis 130°C.

Elementaranalyse: für C₉H₁₄N₂O₂
berechnet: C 59,15, H 8,13, N 15,28%;
gefunden: C 59,32, H 7,74, N 15,37%.

Beispiel 18

Man beschickte einen luftdicht verschlossenen Glasbehälter mit 16,6 g (0,1 Mol) m-Nitrobenzaldoxim, erhalten in Beispiel 15, 9,5 g (0,05 Mol) p-Toluolsulfonsäure, 0,5 g 10% Pt-C-Katalysator und 75 ml Dioxan und rührte kräftig unter Wasserstoffzufuhr. Die Umsetzung wurde 8 h bei Temperaturen von 30 bis 40°C fortgesetzt. Hiernach wurde die entstandene Mischung zur Entfernung des Katalysators filtriert und mit 35 g (0,3 Mol) 35%iger wäßriger Natriumhydroxid-Lösung versetzt.

Nach dem Rühren ließ man die Mischung stehen und trennte hiernach in zwei Schichten. Die untere Schicht wurde entfernt und die obere Schicht destilliert. Man erhielt so 8,9 g m-Aminobenzylamin; Ausbeute 72,9%; Reinheit (Gaschromatographie) 99,3%.

Beispiel 19

Die Reduktion wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 15 durchgeführt, jedoch unter Verwendung von Oxalsäure als organische Säure, und man erhielt m-Aminobenzylamin in einer Ausbeute von 82%.

Beispiel 20

Man löste 151 g (1 Mol) p-Nitrobenzaldehyd in 350 ml Methanol und gab eine wäßrige Lösung von 80,3 g (1,1 Mol) Hydroxylamin-hydrochlorid in 100 ml Wasser tropfenweise während 30 min unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von 30°C zu. Hiernach wurde die Mischung 2 h bei der gleichen Temperatur gerührt und mit 1000 ml Wasser verdünnt. Die abgeschiedenen, weißen Kristalle wurden filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt so 161 g p-Nitrobenzaldoxim; Ausbeute 97%; Fp. 128 bis 131°C.

Man beschickte einen luftdicht verschlossenen Glasbehälter mit 16,6 g (0,1 Mol) dieses p-Nitrobenzaldoxims, 14,7 g (0,12 Mol) Benzoesäure, 0,2 g 5% Pd-C-Katalysator und 150 ml Methanol und rührte kräftig unter Wasserstoffzufuhr. Die Reaktion wurde bei Temperaturen von 30 bis 40°C während 10 h fortgesetzt.

Nach Beendigung der Reaktion wurde die entstandene Mischung filtriert, um den Katalysator zu entfernen, und unter vermindertem Druck zur fast vollständigen Entfernung des Methanols eingeengt. Zu der so erhaltenen, gelben, viskosen Flüssigkeit gab man 32 g (0,2 Mol) einer 25%igen wäßrigen Natriumhydroxid-Lösung und rührte bei Temperaturen von 80 bis 90°C. Hiernach ließ man die entstandene Mischung stehen und trennte dann in zwei Schichten. Die untere Schicht der farblosen, transparenten Flüssigkeit, die eine wäßrige Lösung von Benzoesäure-natrium war, wurde entfernt und hiernach erhielt man eine rotbraune, transparente, ölige Flüssigkeit, die dann der Vakuumdestillation unterzogen wurde. Man erhielt so 9,7 g Fraktionen von 129 bis 130°C/6,7 mbar, bei denen es sich um p-Aminobenzylamin handelte; Ausbeute 79,5%; Reinheit 99%.

Elementaranalyse: für C₇H₁₀N₂
berechnet: C 68,8, H 8,25, N 22,9%;
gefunden: C 68,4, H 8,3, N 22,7%.

Beispiel 21

Man wiederholte das Verfahren des Beispiels 20, wobei man jedoch 7,1 g (0,06 Mol) Bernsteinsäure anstelle von Benzoesäure verwendete, und erhielt 10,1 g p-Aminobenzylamin; Ausbeute 82,7%.

Beispiel 22

Man löste 52,9 g (0,35 Mol) o-Nitrobenzaldehyd in 150 ml Methanol und tropfte eine wäßrige Lösung von 27,8 g (0,38 Mol) Hydroxylamin-hydrochlorid in 35 ml Wasser während 30 min unter Aufrechterhaltung der Temperatur bei 30°C zu. Die Mischung wurde 2 h bei der gleichen Temperatur gerührt und mit 300 ml Wasser verdünnt. Die weißen, abgeschiedenen Kristalle wurden filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt so 53 g o-Nitrobenzaldoxim; Ausbeute 91%; Fp. 95 bis 98°C.

Man beschickte einen luftdicht verschlossenen Glasbehälter mit 16,6 g (0,1 Mol) dieses o-Nitrobenzaldoxims, 0,83 g eines 5% Pd-C-Katalysators, 12 g (0,2 Mol) Eisessig und 100 ml Tetrahydrofuran und rührte kräftig unter Wasserstoffzufuhr. Die Umsetzung wurde 7 h bei Temperaturen von 25 bis 35°C fortgesetzt. Nach der Umsetzung wurde die entstandene Mischung zur Entfernung des Katalysators filtriert, mit 8 g (0,2 Mol) Natriumhydroxid versetzt und einer Destillation unterzogen. Man erhielt so 9,7 g o-Aminobenzylamin; Ausbeute 79,4%; Reinheit 99,4%; Kp. 91 bis 93°C/1,33 mbar; Fp. 58 bis 61°C.

Elementaranalyse: für C₇H₁₀N₂
berechnet: C 68,8, H 8,25, N 22,9%;
gefunden: C 68,7, H 8,3, N 22,1%.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von Aminobenzylaminen, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem organischen Lösungsmittel Nitrobenzaldoxim der allgemeinen Formel worin sich die Nitrogrupe in o-, m- oder p-Stellung befindet, in Gegenwart einer Verbindung, ausgewählt unter

• (a) Borsäure, Phosphorsäure und/oder deren Anhydriden,
• (b) CO₂-Gas und
• (c) einer aliphatischen Mono- oder Dicarbonsäure, einer aromatischen Carbonsäure, Sulfonsäuren oder Sulfinsäuren unter einem Druck von nicht mehr als 50 bar katalytisch reduziert.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als organisches Lösungsmittel Alkohole, Glykole, Ether, aliphatische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, Ester oder Halokohlenwasserstoffe einsetzt.