DE69934033T2

DE69934033T2 - Verfahren zur Herstellung von Derivaten der Cyanbenzoesäure

Info

Publication number: DE69934033T2
Application number: DE69934033T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kawasaki Research Laboratory Yasuda; Haruaki Ito; Showa Denko K.K. Takashi Kawasaki Works Tani; Kimitaka Kawasaki Research Laborator Ohshiro; Showa Denko K.K. Makoto Kawasaki Works Saito; Sumio Soya; Kuniomi Marumo
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1999-09-23
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2019-09-24
Also published as: DE69934034D1; ATE345325T1; EP0989115A3; ATE345324T1; EP1508567B1; EP1508567A2; EP1514866A1; EP1508567A3; DE69934034T2; EP0989115A2; EP1514866B1; DE69934033D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Cyanbenzoesäureverbindung.
Die Cyanbenzoesäureverbindung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wird, ist ein nützliches Intermediat für verschiedene Chemikalien, wie Arzneimittel, Agrochemikalien, flüssige Kristalle und Monomere für funktionelle Polymere.
Hintergrund der Erfindung
Herkömmliche Verfahren zum Herstellen einer Cyanbenzoesäureverbindung werden im Folgenden beschrieben.
JP-A-64-47, Dokl. Akad. Nauk. SSSR, 312, 5, 1129, (1990), und J. Organomet. Chem., 358, 1-3, 563, (1988) offenbaren Verfahren, die die Reaktion eines Halogenbenzonitrils, wie Chlorbenzonitril, mit Kohlenmonoxid in Anwesenheit eines Katalysators. SU 1467053 und Azerv. Khim. Zh., 1, 26, (1983) offenbaren Verfahren, welche die Oxidation einer Methylgruppe von Tolunitril umfassen. U.S. Patent 4,213,917 und WO 9009975 offenbaren Verfahren, welche die Oxidation der Aldehydgruppe von Cyanbenzaldehyd umfassen. JP-A-50-71643 und JP-A-50-83346 offenbaren Verfahren, welche die Disproportionierung zwischen einem Nitril und einer Carbonsäure umfassen. Diese Verfahren sind auch mit Problemen behaftet. Beispielsweise sind die Ausgangsmaterialien schwer zu erhalten oder teuer, und es sind strenge Bedingungen erforderlich. Deshalb sind diese Verfahren industriell nicht vorteilhaft und als kostengünstige Verfahren unzureichend.
Unter Cyanbenzoesäureverbindungen wird p-Cyanbenzoesäure auf klassische Weise synthetisiert, d.h. über die Sandmeyer-Reaktion, bei der p-Aminobenzoesäure diazotiert wird und die diazo-Spezies mit Kupfercyanid umgesetzt wird (Lucas et al., J. Am. Chem. Soc., 51 (1929) 2718). Alternativ dazu gibt es Syntheseverfahren, welche die Oxidation von Tolunitril mit einem starken Oxidationsmittel, wie Chromsäure oder Permangansäure, umfassen (Levine et al., J. Org. Chem., 24 (1959) 115; and Kattwinkel et al., Chem. Ber., 37 (1904) 3226). Diese Verfahren sind auch mit Problemen behaftet. Beispielsweise erfordert die Sandmeyer-Reaktion toxisches Kupfercyanid; insbesondere die Isolation und Reinigung von p-Cyanbenzoesäure unter sauren Bedingungen ist schwierig und aufgrund der Bildung von freiem Wasserstoffcyanid gefährlich. Die Verwendung eines Oxidationsmittels, wie Chromsäure oder Permangansäure, führt zur Bildung von toxischem Schwermetallabfall als Nebenprodukt, was zu einer großen Menge an toxischem Abwasser und somit zu Umweltproblemen führt. JP-A-61-85194 offenbart, dass eine Nitrilgruppe von Terephthalonitril mit einem Enzym, wie Mononitrilase, biologisch hydrolysiert wird, wodurch p-Cyanbenzoesäure synthetisiert wird. Die Selektivität der Hydrolyse einer Nitrilgruppe ist jedoch gering, und die Hydrolyse muss unter Bedingungen niedriger Konzentrationen durchgeführt werden, wodurch die Produktivität gering ist. Zudem werden unausweichlich Nebenprodukte, wie Terephthalamsäure, Terephthalamid und Terephthalsäure, neben der gewünschten p-Cyanbenzoesäure produziert.
Arkhipova et al., J. Gen. Chem. USSR, 33 (1963) 631 offenbaren ein Verfahren, welches die Hydrolyse einer Nitrilgruppe von Terephthalonitril mit unter Druck stehendem wässrigen Ammoniak umfasst. Es wird berichtet, dass eine Nitrilgruppe von Terephthalonitril unter Bildung von p-Cyanbenzamid hydratisiert wird, und die Aminogruppe wird weiter hydrolysiert, wobei p-Cyanbenzoesäure gebildet wird. Die vorstehende Hydrolyse erfordert jedoch eine hohe Temperatur und einen hohen Druck und ist im Hinblick auf die Sicherheit nicht bevorzugt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, sind herkömmlich bekannte Verfahren zum Herstellen von p-Cyanbenzoesäure mit Problemen behaftet, wie geringer Sicherheit bei der Durchführung, Bildung von Nebenprodukten und der Schwierigkeit bei der Herstellung von hochreinen Verbindungen.
Zusammenfassende Darstellung der Erfindung
Angesichts dessen ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Cyanbenzoesäureverbindung bereitzustellen, welches die Oxidation einer Cyanbenzylaminoverbindung umfasst.
Vorzugsweise wird die Cyanbenzylaminoverbindung in Anwesenheit einer Rutheniumoxidverbindung oder einer Eisenoxidverbindung oxidiert.
Stärker bevorzugt wird die vorstehend beschriebene Oxidationsstufe durch Einsatz eines anderen Oxidationsmittels als eine Rutheniumoxidverbindung oder eine Eisenoxidverbindung in Anwesenheit der Rutheniumoxidverbindung oder Eisenoxidverbindung durchgeführt.
Vorzugsweise ist das Oxidationsmittel eine Verbindung einer hypohalogenigen Säure oder einer Persulfatsalzverbindung.
Vorzugsweise wird die vorstehend beschriebene Oxidationsstufe in Wasser oder ein aprotisches polares Lösungsmittel enthaltendem Wasser durchgeführt.
Vorzugsweise wird die vorstehend beschriebene Oxidationsstufe bei einem pH-Wert von 7,5 bis 12 durchgeführt.
Vorzugsweise ist die Cyanbenzylaminverbindung eine Verbindung der folgenden Formel:
worin -CH₂NH₂ und -X jeweils einen Substituenten des Benzolrings darstellen. Die -CH₂NH₂-Gruppe an der m- oder p-Position, bezogen auf die CN-Gruppe, gebunden ist; X ein Chloratom oder ein Fluoratom darstellt; n eine ganze Zahl zwischen 0 und einschließlich 4 ist; und wenn n 2 oder mehr ist, können die mehreren Substituenten X gleich oder verschieden voneinander sein, und die Cyanbenzoesäureverbindung ist eine Verbindung der folgenden Formel:
worin -COOH, -X und -CN die selben Bedeutungen wie vorstehend definiert haben.
Vorzugsweise ist die Cyanbenzylaminverbindung der Formel (6) ein m- oder p-Cyanbenzylamin, und die Cyanbenzoesäureverbindung der Formel (2) ist m- oder p-Cyanbenzoesäure.
Eingehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Verfahren zum Herstellen einer Cyanbenzoesäureverbindung aus einer Cyanbenzylaminverbindung als Ausgangsmaterial Dieses Verfahren umfasst das Umsetzen einer Cyanbenzylaminverbindung mit einer Eisenverbindung oder einer Rutheniumverbindung und mit einem Oxidationsmittel (ein anderes Oxidationsmittel als eine Eisenverbindung oder eine Rutheniumverbindung) und erforderlichenfalls mit einer Base in Wasser oder einer Mischlösung aus Wasser und einem aprotischen polaren Lösungsmittel in einem Reaktionsgefäß. Die Reaktion schreitet unter Rühren bei einer vorbestimmten Temperatur während eines vorbestimmten Zeitraums voran.
Die Cyanbenzylaminverbindung, die in dem Verfahren eingesetzt wird, wird nachstehend beschrieben. Beispiele von unsubstituierten Cyanbenzylaminverbindungen umfassen p-Cyanbenzylamin und m-Cyanbenzylamin, und diese werden durch Reduktion einer Nitrilgruppe von Terephthalonitril bzw. Isophthalonitril synthetisiert (JP-B-40-10133) und werden auf einfache Weise in großen Mengen erhalten.
Als nächstes werden die Cyangruppen enthaltenden Benzylaminverbindungen beschrieben, die beispielsweise mit einer Alkylgruppe, Alkoxygruppe oder einem Halogenatom susbtituiert sind.
Cyanbenzylaminverbindungen, die mit Halogen susbtituiert sind, werden nachstehend beschrieben. Beispielsweise werden chlorinierte Cyanbenzylaminverbindung, wie 4-Cyan-2,3,5,6-tetrachlorbenzylamin und 3-Cyan-2,4,5,6-tetracllorbenzylamin durch Reduktion einer Nitrilgruppe einer chlorinierten Terephthalonitrilverbindung, wie Tetrachlorterephthalonitril erhalten durch Chlorinieren von Terephthalonitril, und einer Nitrilgruppe einer chlorinierten Isophthalonitrilverbindung, wie Tetrachlorisophthalonitril, erhalten durch Chlorinieren von Isophthalonitril, synthetisiert. Diese chlorinierten Cyanbenzylaminverbindungen werden leicht in großen Mengen erhalten. Daneben werden fluorierte Cyanbenzylaminverbindungen, wie 4-Cyan-2,3,5,6-tetrafluorbenzylamin und 3-Cyan-2,4,5,6-tetrafluorbenzylamin durch Reduktion einer Nitrilgruppe einer fluorierten Terephthalonitrilverbindung, wie Tetrafluorterephthalonitril, erhalten durch Fluorieren einer chlorierten Terephthalonitrilverbindung, wie Tetrachlorterephthalonitril, und einer Nitrilgruppe einer fluorierten Isophthalonitrilverbindung, wie Tetrafluorisophthalonitril, erhalten durch Fluorieren einer chlorierten Isophthalonitrilverbindung, wie Tetrachlorisophthalonitril, synthetisiert.
Diese fluorierten Cyanbenzylaminverbindungen werden leicht in großen Mengen erhalten.
In diesem Verfahren wird eine Rutheniumverbindung oder eine Eisenverbindung als Oxidationskatalysator und Oxidationsmittel eingesetzt. Eine Rutheniumverbindung, wie Rutheniumtetroxid (RuO₄) oder eine Eisenverbindung, wie Na₂FeO₄, kann allein für die Oxidation einer Cyanbenzylaminverbindung eingesetzt werden. Im Hinblick auf die Kosten und die Schonung von Ressourcen wird ein Oxidationsmittel (im Folgenden bezieht sich der Ausdruck "ein Oxidationsmittel" auf ein anderes Oxidationsmittel als eine Eisenverbindung oder eine Rutheniumverbindung) vorzugsweise für die Oxidation eingesetzt während eine Eisenverbindung oder eine Rutheniumverbindung als Oxidationskatalysator eingesetzt wird. Wenn ein Oxidationsmittel eingesetzt wird, erfordert das Verfahren die Zugabe einer katalytischen Menge einer Rutheniumverbindung oder einer Eisenverbindung.
Wenn eine Rutheniumverbindung als Oxidationskatalysator eingesetzt wird, oxidiert ein Oxidationsmittel eine Rutheniumverbindung mit niedriger Wertigkeit, wie Rutheniumtrichlorid, wodurch eine Rutheniumverbindung mit hoher Wertigkeit gebildet wird. Die Rutheniumverbindung mit hoher Wertigkeit oxidiert einer Cyanbenzylaminverbindung, wodurch eine Cyanbenzoesäureverbindung hergestellt wird, und danach wird die Rutheniumverbindung mit hoher Wertigkeit als solche zu einer Rutheniumverbindung mit niedriger Wertigkeit reduziert. In diesem Verfahren oxidiert das Oxidationsmittel die Rutheniumverbindung mit niedriger Wertigkeit wiederholt in die aktive Rutheniumverbindung mit hoher Wertigkeit, wodurch ein Katalysatorzyklus bereitgestellt wird.
Wenn eine Eisenverbindung als Oxidationskatalysator eingesetzt wird, oxidiert ein Oxidationsmittel eine Eisenverbindung mit niedriger Wertigkeit, wie eine 2- oder 3-wertige Eisenverbindung, wodurch eine aktive Eisenverbindung mit hoher Wertigkeit gebildet wird. Die Eisenverbindung mit hoher Wertigkeit oxidiert eine Cyanbenzylaminverbindung, wodurch eine Cyanbenzoesäureverbindung hergestellte wird, und danach wird die Eisenverbindung mit hoher Wertigkeit als solche in die Eisenverbindung mit niedriger Wertigkeit reduziert. In diesem Verfahren oxidiert das Oxidationsmittel die Eisenverbindung mit niedriger Wertigkeit wiederholt in die aktive Eisenverbindung mit hoher Wertigkeit, wodurch ein Katalysatorzyklus bereitgestellt wird.
Wenn eine Eisenverbindung als Oxidationskatalysator eingesetzt wird, oxidiert ein Oxidationsmittel eine Eisenverbindung mit niedriger Wertigkeit, wie eine 2- oder 3-wertige Eisenverbindung, wodurch eine aktive Eisenverbindung mit hoher Wertigkeit gebildet wird. Die Eisenverbindung mit hoher Wertigkeit oxidiert eine Cyanbenzylaminverbindung, wodurch eine Cyanbenzoesäureverbindung gebildet wird, und dann wird die Eisenverbindung mit hoher Wertigkeit als solche in die Eisenverbindung mit niedriger Wertigkeit reduziert. In diesem Verfahren oxidiert das Oxidationsmittel die Eisenverbindung mit niedriger Wertigkeit wiederholt in die aktive Eisenverbindung mit hoher Wertigkeit, wodurch ein Katalysatorzyklus bereitgestellt wird.
Beispiele von Rutheniumverbindungen, die in diesem Verfahren als Oxidationskatalysator eingesetzt werden können, umfassen anorganische Rutheniumsalze, wie Rutheniumtetroxid, Rutheniumtrichlorid, Rutheniumtribromid, Rutheniumtriiodid, Rutheniumhydroxid, Rutheniumoxid, und Rutheniumnitrosylnitrat, und Rutheniumkomplexe, wie Rutheniumacetylacetonat und Dodecacarbonyltriruthenium.
Beispiele von Eisenverbindungen, die als Oxidationskatalysator in dem Verfahren, das ein Oxidationsmittel umfasst, eingesetzt werden können, umfassen Eisen(II)-chlorid, Eisen(III)-chlorid, Eisen(II)-bromid, Eisen(III)-bromid, Eisen(II)-bromid, Eisen(II)-iodid, Eisen(IV)-iodid, Eisen(II)-oxid, Eisen(III)-oxid, Eisen(III,II)-oxid (Fe₃O₄), Eisen(II)-hydroxid, Eisen(III)-hydroxid, Eisen(III)-oxyhydroxid (FeO(OH)), Eisen(II)-sulfid, Eisen(III)-sulfid, Eisen-disulfid, Eisen(II)-sulfat, Eisen(III)-sulfat, Eisen(II)-nitrat, Eisen(III)-nitrat, Eisencarbonat, Eisen(II)-thiocyanat, Eisen(III)-thiocyanat, Eisen(II)-acetat, Eisen(II)-oxalat und Eisen(III)-oxalat.
Das Molverhältnis der Rutheniumverbindung oder Eisenverbindung, die als Oxidationskatalysator in dem Verfahren, das ein Oxidationsmittel umfasst, eingesetzt werden kann, zu der Cyanbenzylaminverbindung ist vorzugsweise 0,001 bis 0,05.
Hinsichtlich des Oxidationsmittels, das in dem Verfahren eingesetzt werden kann, gibt es keine besondere Einschränkung, solange das Oxidationsmittel eine Rutheniumverbindung oder eine Eisenverbindung oxidieren kann. Beispiele solcher Oxidationsmittel umfassen basische Verbindungen hypohalogeniger Säuren und Persulfate.
Beispiele für Verbindungen hypohalogeniger Säuren, die in dem Verfahren eingesetzt werden können, umfassen hypohalogenige Säuren, wie hypochlorige Säure, hypobromige Säure, hypoiodige Säure, und hypohalogenige Säuresalze, wie Natriumhypochlorit, Kaliumhypochlorit, Calciumhypochlorit, Bariumhypochlorit, Natriumhypobromit, Kaliumhypobromit, Natriumhypoiodit, und Kaliumhypoiodit. Beispiele von Persulfaten, die in dem Verfahren eingesetzt werden können, umfassen Ammoniumpersulfat, Natriumpersulfat, und Kaliumpersulfat.
Das in dem Verfahren eingesetzte Oxidationsmittel kann zu Beginn der Reaktion auf einmal zugegeben werden, oder es kann allmählich zugegeben werden, so dass die Reaktion nicht rasch voranschreitet. Das Molverhältnis des Oxidationsmittels zu der Cyanbenzylaminverbindung ist vorzugsweise 3 bis 6.
Das Verfahren wird in einer basischen Atmosphäre durchgeführt. In einer basischen Atmosphäre kann die Reoxidation einer Rutheniumverbindung oder einer Eisenverbindung in zufriedenstellender Geschwindigkeit durchgeführt werden. In diesem Verfahren wird eine Cyanbenzoesäureverbindung gemäß der Oxidation einer Cyanbenzylaminverbindung hergestellt, und das Reaktionsgemisch ist sauer, und deshalb wird einer Base zu dem Reaktionsgemisch gegeben, um es basisch zu halten. In dem Verfahren kann die erforderliche Menge der Base zu Beginn der Reaktion auf einmal zugegeben werden, oder die Base kann während der Reaktion nacheinander zugegeben werden, um die Basicität des Gemisches aufrechtzuerhalten.
Der pH-Wert des Reaktionsgemisches wird nachstehend beschrieben. Wenn das Gemisch stark basisch ist, kann die Cyangruppe einer Cyanbenzylaminverbindung, die als Ausgangsmaterial dient, und die Cyangruppe einer Cyanbenzoesäureverbindung, die als Zielverbindung dient, zersetzt werden. Wohingegen, wenn das Gemisch sauer ist, die Reaktion langsam voranschreitet und Nebenreaktionen umfassen kann. Deshalb ist der pH-Wert der Reaktion vorzugsweise 7,5 bis 12.
Beispiele von Basen, die in dem Verfahren eingesetzt werden können, umfassen Alkalimetallhydroxide und Erdalkalimetallhydroxide, wie Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Magnesiumhydroxid und Calciumhydroxid; Alkalimetalldicarbonate, wie Natriumdicarbonat und Kaliumdicarbonat; Alkalimetallcarbonate und Erdalkalimetallcarbonate, wie Lithiumcarbonat, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Magnesiumcarbonat, und Calciumcarbonat; und Alkali- und Erdalkalimetalloxide, wie Magnesiumoxid und Calciumoxid. Die Menge der für den vorstehend beschriebenen Zweck eingesetzten Base hängt von der Art und der Menge eines Oxidationsmittels ab, das mit der Base koexistiert, die minimale Menge ist jedoch erforderlich, um die Basizität des Reaktionsgemisches über den gesamten Reaktionsverlauf aufrechtzuerhalten. Wenn eine Verbindung einer hypochlorigen Säure als Oxidationsmittel eingesetzt wird, sind zwei Arten von Basen erforderlich, d.h. eine Base, die für die Bildung einer basischen Verbindung einer hypochlorigen Säure aus einer Verbindung einer hypochlorigen Säure eingesetzt wird, und eine Base, die für die Bildung eines Carbonsäuresalzes aus der hergestellten Cyanbenzolsäureverbindung eingesetzt wird. Das Molverhältnis der einwertigen Base zu der Cyanbenzylaminverbindung ist vorzugsweise 3 bis 6.
Wenn ein Persulfat als Oxidationsmittel eingesetzt wird, sind zwei Arten von Basen erforderlich. D.h., eine Base, die für die Bildung eines Sulfats aus Hydrogensulfat, hergestellt durch Reduktion des Persulfats, eingesetzt wird, und eine Base, die für die Bildung eines Carbonsäuresalzes aus der hergestellten Cyanbenzoesäureverbindung eingesetzt wird. Das Molverhältnis der einwertigen Base zu der Cyanbenzylaminverbindung ist vorzugsweise 7 bis 13.
Das in dem Verfahren eingesetzte Lösungsmittel wird nachstehend beschrieben. Die Reaktion kann in einer wässrigen Lösung durchgeführt werden. Überdies kann ein wasserunlösliches Intermediat entsprechend der Oxidation einer Cyanbenzylaminverbindung hergestellt werden, und deshalb wird ein aprotisches polares Lösungsmittel auch in der Reaktion eingesetzt, um das darin enthaltene Intermediat teilweise aufzulösen.
Folglich kann die Reaktion effektiv voranschreiten. Beispiele aprotischer polarer Lösungsmittel, die in dem Verfahren eingesetzt werden können, umfassen Ether, wie Dioxan und Diglycolether; Amide, wie Dimethylformamid; Schwefel enthaltende Lösungsmittel, wie Dimethylsulfoxid und Sulfolan; und Nitril-Lösungsmittel, wie Acetonitril. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das aprotische polare Lösungsmittel in einer Gewichtsmenge von weniger als dem fünffachen der Cyanbenzylaminverbindung eingesetzt, und das Lösungsmittel wird innerhalb eines Bereichs eingesetzt, in dem das Lösungsmittel mit Wasser gemischt werden kann. Vorzugsweise wird das Lösungsmittel in einer Menge des 5- bis 20-fachen der Cyanbenzylaminverbindung auf Gewichtsbasis eingesetzt.
Eine übermäßig niedrige Reaktionstemperatur verursacht ein langsames Voranschreiten der Reaktion, während eine hohe Reaktionstemperatur die Zersetzung der Nitrilgruppe einer Cyanbenzylaminverbindung verursacht, so dass die Temperatur vorzugsweise 0 bis 80°C und stärker bevorzugt 10 bis 50°C ist. Die Reaktionsdauer hängt von der Art des eingesetzten Lösungsmittels ab, fällt jedoch vorzugsweise in einen Bereich von 10 Minuten bis 15 Stunden.
Wenn ein Überschuss an Oxidationsmittel, beispielsweise eine Verbindung einer hypochlorigen Säure, nach dem vollständigen Ablauf der Reaktion in der Reaktion verbleibt, kann bei Bedarf Harnstoff in das Gemisch gegeben werden, um diesen Überschuss zu zersetzen.
Die Isolierung und die Reinigung einer Cyanbenzoesäureverbindung werden nachstehend beschrieben. Nach dem vollständigen Ablauf der Reaktion ist die Cyanbenzoesäureverbindung in einer wässrigen Lösung in der Form eines Carbonsäuresalzes enthalten. In Abhängigkeit von seiner Art kann das Salz in der Lösung gelöst werden oder ausfallen. Die Löslichkeit der Cyanbenzoesäureverbindung in Wasser ist sehr gering, und die Verbindung fällt in der Lösung durch reine Zugabe einer Säure aus. Deshalb wird die Lösung einfach filtriert und mit Wasser gewaschen und dann getrocknet, wodurch die Cyanbenzoesäureverbindung gebildet wird, und die Reinheit der so hergestellten Verbindung spiegelt die Reinheit einer als Ausgangsmaterial eingesetzten Cyanbenzylaminverbindung wieder.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen eingehender beschrieben, welche jedoch die Erfindung nicht einschränken sollen. Wenn nichts anderes angegeben ist, beziehen sich Angaben über Teile, Prozente, Verhältnisse und dergleichen auf das Gewicht.
In den Beispielen 1 bis 31 und 45 bis 59 wurde eine Hochleistungsflüssigchromatographie-Analyse unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.
HPLC-Analyse-Bedingungen

Säule: Shodex (registriertes Warenzeichen: Showa Denko K.K.)
DE-513L + Vorsäule
Säulentemperatur: 40°C
Elutionsmittel:
Wasser/Acetonitril/Essigsäure = 2250/750/15 (ml)
Natrium-1-octansulfonat 6,45 g
Fließgeschwindigkeit 1 ml/Min
Detector: UV 254 nm

In den Beispielen 32 bis 44 und 60 bis 65 wurde eine Gaschromatographische Analyse unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.
GC-Analyse-Bedingungen

Säule: DB1 (J&W) (30m Kapillarsäule, 0,32 mm Innendurchmesser)
Träger: Helium 3 cm³/Min
Aufspaltungsverhältnis: 40
Nachweis: FID

Analyse-Bedingungen:

Injektion bei 300°C
100°C (10 Minuten)-> 15°C/Min
(Erhöhung) -> 280°C (8 Minuten)
Nachweis bei 300°C

Beispiel 1
Ein Gemisch, enthaltend p-Cyanbenzylamin (13,2 g), Wasser (50 g) und Eisen(III)-chlorid (0,2 g), wurde gerührt, und eine 14 Gew.-%-ige wässrige Lösung (200 g) von Natriumhypochlorit wurde bei Raumtemperatur während 2 Stunden tropfenweise zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde eine weitere Stunde gerührt. Danach wurden Wasser (100 g) und Harnstoff (4 g) zu dem Gemisch gegeben, und das erhaltene Gemisch wurde weitere 20 Minuten gerührt. Der pH-Wert des Gemisches wurde durch Zugabe von 98 Gew.-%-iger Schwefelsäure auf 4 eingestellt. Die ausgefällten Kristalle wurden durch Filtration gewonnen, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch 12,1 g p-Cyanbenzoesäure (82% Ausbeute, bezogen auf p-Cyanbenzylamin) erhalten wurden. Die Hochleistungsflüssigchromatographie-Analyse zeigte, dass die erhaltene p-Cyanbenzoesäure eine Reinheit von 95% hatte.
Beispiel 2
Ein Gemisch, enthaltend p-Cyanbenzylamin (13,2 g), Wasser (50 g) und Rutheniumtrichlorid (0,2 g), wurde gerührt, und eine 14 Gew.-%-ige wässrige Lösung (200 g) von Natriumhypochlorit wurde bei Raumtemperatur während 2 Stunden tropfenweise zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde eine weitere Stunde gerührt. Danach wurden Wasser (100 g) und Harnstoff (4 g) zu dem Gemisch gegeben, und das erhaltene Gemisch wurde 20 Minuten weitergerührt. Der pH-Wert des Gemisches wurde durch Zugabe von 98 Gew.-%-iger Schwefelsäure auf 4 eingestellt. Ausgefällte Kristalle wurden durch Filtration gewonnen, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch 10,4 g p-Cyanbenzoesäure (76% Ausbeute, bezogen auf p-Cyanbenzylamin) erhalten wurden. Die Hochleistungsflüssigchromatographie-Analyse zeigte, dass die p-Cyanbenzoesäure eine Reinheit von 95% hatte.
Beispiel 3
Ein Gemisch, enthaltend p-Cyanbenzylamin (13,2 g), Dioxan (70 g), Natriumcarbonat (5,3 g), Wasser (50 g) und Eisen(III)-Nitrat (0,1 g), wurde gerührt, und eine 14 Gew.-%-ige wässrige Lösung (200 g) von Natriumhypochlorit wurde während 2 Stunden tropfenweise zugegeben, während die Innentemperatur des Reaktors bei 50°C oder niedriger gehalten wurde. Das Reaktionsgemisch wurde weitere 2 Stunden gerührt. Danach wurden Wasser (100 g) und Harnstoff (4 g) zu dem Gemisch gegeben, und das erhaltene Gemisch wurde weitere 20 Minuten gerührt. Der pH-Wert des Gemisches wurde durch Zugabe von 98 Gew.-%-iger Schwefelsäure auf 4 eingestellt. Ausgefällte Kristalle wurden durch Filtration gewonnen, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch 11,9 g p-Cyanbenzoesäure (90% Ausbeute, bezogen auf p-Cyanbenzylamin) erhalten wurden. Die erhaltene p-Cyanbenzoesäure hatte eine Reinheit von 96%.
Beispiel 4
Ein Gemisch, enthaltend p-Cyanbenzylamin (13,2 g), Dioxan (70 g), Natriumcarbonat (5,3 g), Wasser (50 g) und Rutheniumtrichlorid (0,1 g), wurde gerührt, und eine 14 Gew.-%-ige wässrige Lösung (200 g) von Natriumhypochlorit wurde während 2 Stunden tropfenweise zugegeben, während die Innentemperatur des Reaktors bei 50°C oder niedriger gehalten wurde. Das Reaktionsgemisch wurde weitere 2 Stunden gerührt. Danach wurden Wasser (100 g) und Harnstoff (4 g) zu dem Gemisch gegeben, und das erhaltene Gemisch wurde weitere 20 Minuten gerührt. Der pH-Wert des Gemisches wurde durch Zugabe von 98 Gew.-%-iger Schwefelsäure auf 4 eingestellt. Ausgefällte Kristalle wurden durch Filtration gewonnen, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch 13,5 g p-Cyanbenzoesäure (92% Ausbeute, bezogen auf p-Cyanbenzylamin) erhalten wurden. Die erhaltene p-Cyanbenzoesäure hatte eine Reinheit von 96%.
Beispiel 5
Ein Gemisch, enthaltend m-Cyanbenzylamin (13,2 g), Acetonitril (80 g), Natriumhydrogencarbonat (76 g), Wasser (500 g), Natriumpersulfat (95 g) und Eisenoxid (0,25 g), wurde für eine Reaktion bei 80 °C während 10 Stunden gerührt. Nachdem die ausgefallenen Feststoffe durch Filtration entfernt worden waren, wurde der pH-Wert des Filtrats durch Zugabe von Schwefelsäure auf 4 eingestellt. Die ausgefallenen Kristalle wurden durch Filtration gewonnen, mit Wasser gewaschen, getrocknet, wodurch 7,1 g m-Cyanbenzoesäure (48% Ausbeute, bezogen auf m-Cyanbenzylamin) erhalten wurden. Die erhaltene m-Cyanbenzoesäure hatte eine Reinheit von 94%.
Beispiel 6
Ein Gemisch, enthaltend m-Cyanbenzylamin (13,2 g), Acetonitril (80 g), Natriumhydrogencarbonat (76 g), Wasser (500 g), Natriumpersulfat (95 g) und Rutheniumoxid (0,25 g), wurde für eine Reaktion bei 80 °C während 10 Stunden gerührt. Nachdem die ausgefallenen Feststoffe durch Filtration entfernt worden waren, wurde der pH-Wert des Filtrats durch Zugabe von Schwefelsäure auf 4 eingestellt. Die ausgefallenen Kristalle wurden durch Filtration gewonnen, mit Wasser gewaschen, getrocknet, wodurch 8,2 g m-Cyanbenzoesäure (56% Ausbeute, bezogen auf m-Cyanbenzylamin) erhalten wurden. Die erhaltene m-Cyanbenzoesäure hatte eine Reinheit von 94%.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Cyanobenzoesäureverbindung, welches die Oxidation einer Cyanobenzylaminverbindung umfasst.
Verfahren zum Herstellen einer Cyanobenzoesäureverbindung nach Anspruch 1, wobei die Oxidation unter Einsatz eines Oxidationsmittels durchgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Cyanobenzoesäureverbindung nach Anspruch 2, wobei das Molverhältnis des Oxidationsmittels zu der Cyanobenzylaminverbindung 3 bis 6 ist.
Verfahren zum Herstellen einer Cyanobenzoesäureverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Oxidation in Anwesenheit einer Rutheniumoxidverbindung oder einer Eisenoxidverbindung durchgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Cyanobenzoesäureverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Oxidation unter Einsatz eines anderen Oxidationsmittels als einer Rutheniumoxidverbindung oder einer Eisenoxidverbindung in Anwesenheit einer Rutheniumoxidverbindung oder Eisenoxidverbindung durchgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Cyanobenzoesäureverbindung nach Anspruch 5, wobei das Molverhältnis der Rutheniumoxidverbindung oder Eisenoxidverbindung zu der Cyanobenzylaminverbindung 0,001 bis 0,05 ist.
Verfahren zum Herstellen einer Cyanobenzoesäureverbindung nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Oxidationsmittel eine Verbindung einer hypohalogenigen Säure oder eine Persulfatsalzverbindung ist.
Verfahren zum Herstellen einer Cyanobenzoesäureverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Oxidation in Wasser oder in ein aprotisches polares Lösungsmittel enthaltendem Wasser durchgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Cyanobenzoesäureverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Oxidation bei einem pH-Wert von 7,5 bis 12 durchgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Cyanobenzoesäureverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Oxidation bei einer Temperatur von 0 bis 80°C durchgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Cyanobenzoesäureverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Cyanobenzylaminverbindung eine Verbindung der folgenden Formel
ist, worin -CH₂NH₂ und -X jeweils einen Substituenten des Benzolringes darstellen; die -CH₂NH₂-Gruppe bezüglich der CN-Gruppe an der m- oder der p-Position gebunden ist; X ein Chloratom oder ein Fluoratom darstellt; n eine ganze Zahl zwischen 0 und einschließlich 4 ist; und wenn n 2 oder mehr ist, können die Substituenten X jeweils gleich oder unterschiedlich sein; und die Cyanobenzoesäureverbindung ist eine Verbindung der folgenden Formel:
worin -COOH, -X und -CN dieselben Bedeutungen wie vorstehend beschrieben haben.
Verfahren zum Herstellen einer Cyanobenzoesäureverbindung nach Anspruch 11, wobei die Cyanobenzylaminverbindung der Formel (6) m- oder p-Cyanobenzylamin ist und die Cyanobenzoesäureverbindung der Formel (2) m- oder p-Cyanobenzoesäure ist.