JP2003238499A

JP2003238499A - ベンジルアミン類の製造方法

Info

Publication number: JP2003238499A
Application number: JP2002044680A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Wada; 明宏和田; Toshihiko Fujima; 俊彦藤間; Shinichi Sakamoto; 真一坂本
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2003-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】特別な反応装置を用いることなく、高収率で工
業的に有利な方法で下式（２）で表されるベンジルアミ
ン類を製造する方法の提供。【解決手段】下式（１）で表されるベンゾニトリル類を
反応系中に連続供給しながら還元反応を行う。ただし、
ｍは１〜４の整数を示し、ｎは０〜４の整数を示し、１
≦（ｎ＋ｍ）≦５である。Ｒは、ハロゲン原子、炭素数
１〜４のアルキル基、アミノ基、またはヒドロキシ基を
表し、ｎが２以上である場合のＲは同一であっても異な
っていてもよい。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トリフルオロメチ
ル基を有するベンジルアミン類を効率よく製造する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ベンゼン環にトリフルオロメチル基が結
合したベンジルアミン類は、医薬、農薬、機能性材料等
の用途において有用な中間体である。ベンゼン環にトリ
フルオロメチル基が結合したベンゾニトリル類を反応器
に入れて、水素を用いた還元反応を行うことにより該ベ
ンジルアミン類を製造する方法は、数多く報告されてい
る（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．８２，
ｐ．２３８６，１９６０等）。しかし、該方法で製造を
行った場合には、２分子のベンゾニトリル類が反応した
ビス体、その脱水素体であるイミン類（たとえば、Ｎ−
ベンジリデン−ベンジルアミン類）が副生し、選択率が
低下する問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】該問題を改善する目的
で、反応系中にアンモニアを添加して目的とするベンジ
ルアミン類の選択率を高くする試みがなされている（特
開２０００−２５６２８１、特開２０００−２５６２８
０）。しかし、アンモニアを添加する方法は、アンモニ
アによって反応器内の圧力が増加する問題があり、反応
操作に特別な配慮が必要になる、高耐圧の反応器を用い
る必要がある等の問題があった。

【０００４】また本出願人は、フッ素原子を必須とする
ハロゲン原子がベンゼン環に結合した含フッ素ベンゾニ
トリル類を還元して、対応する含フッ素ベンジルアミン
誘導体を製造する方法を報告している（特開２０００−
８６５８３）。該方法では、反応の当初に含フッ素ベン
ゾニトリル類を反応器に仕込み、反応中に連続供給する
ことなく反応を実施しているが、ビス体や脱水素体が生
成する問題は認められなかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題を解決
する目的でなされたものであり、アンモニアを添加する
ことなく、また特別な反応装置を用いることなく、高収
率で工業的に有利な方法でベンジルアミン類を製造でき
る方法の提供を目的とする。

【０００６】すなわち、下式（１）で表されるベンゾニ
トリル類を反応系中に連続供給しながら還元反応を行う
ことを特徴とする下式（２）で表されるベンジルアミン
類の製造方法を提供する。ただし、下式中のｍは１〜４
の整数を示し、ｎは０〜４の整数を示し、１≦（ｎ＋
ｍ）≦５である。Ｒは、ハロゲン原子、炭素数１〜４の
アルキル基、アミノ基、またはヒドロキシ基を表し、ｎ
が２以上である場合のＲは同一であっても異なっていて
もよい。

【０００７】

【化２】

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明における式（１）で表され
るベンゾニトリル類（以下、ベンゾニトリル類（１）と
記す）は、ベンゾニトリルのベンゼン環にｍ個の−ＣＦ
_３基が結合し、かつ、ｎ個のＲ基がベンゼン環に結合し
た化合物である。ｍは１〜４の整数であり、１〜２が好
ましい。ｎは０〜４の整数であり、目的化合物の構造に
応じて適宜変更できる。また、ｎが０であるとき、ベン
ゼン環に結合するＲ基が存在しないことを意味する。

【０００９】Ｒは、ハロゲン原子（たとえば、フッ素原
子、塩素原子、または臭素原子が挙げられる。）、炭素
数１〜４のアルキル基（たとえば、メチル基、エチル
基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基等が挙げられ
る。）、アミノ基、またはヒドロキシ基を示す。Ｒとし
て定義した基は、還元反応において不活性な置換基であ
り、本発明の還元反応の前後において変化しない。

【００１０】ベンゾニトリル類（１）の具体例として
は、つぎの化合物が挙げられる。２−（トリフルオロメ
チル）ベンゾニトリル、３−（トリフルオロメチル）ベ
ンゾニトリル、４−（トリフルオロメチル）ベンゾニト
リル、２−メチル−３−（トリフルオロメチル）ベンゾ
ニトリル、４−メチル−３−（トリフルオロメチル）ベ
ンゾニトリル、２−メチル−４−（トリフルオロメチ
ル）ベンゾニトリル、３−メチル−４−（トリフルオロ
メチル）ベンゾニトリル、２，３−ビス（トリフルオロ
メチル）ベンゾニトリル、２，４−ビス（トリフルオロ
メチル）ベンゾニトリル、２，５−ビス（トリフルオロ
メチル）ベンゾニトリル、２，６−ビス（トリフルオロ
メチル）ベンゾニトリル、３，４−ビス（トリフルオロ
メチル）ベンゾニトリル、３，５−ビス（トリフルオロ
メチル）ベンゾニトリル。

【００１１】３−フルオロ−２−（トリフルオロメチ
ル）ベンゾニトリル、４−フルオロ−２−（トリフルオ
ロメチル）ベンゾニトリル、５−フルオロ−２−（トリ
フルオロメチル）ベンゾニトリル、６−フルオロ−２−
（トリフルオロメチル）ベンゾニトリル、２−フルオロ
−３−（トリフルオロメチル）ベンゾニトリル、４−フ
ルオロ−３−（トリフルオロメチル）ベンゾニトリル、
５−フルオロ−３−（トリフルオロメチル）ベンゾニト
リル、６−フルオロ−３−（トリフルオロメチル）ベン
ゾニトリル、２−フルオロ−４−（トリフルオロメチ
ル）ベンゾニトリル、３−フルオロ−４−（トリフルオ
ロメチル）ベンゾニトリル、２，４，５，６−テトラフ
ルオロ−３−（トリフルオロメチル）ベンゾニトリル、
２，３，５，６−テトラフルオロ−４−（トリフルオロ
メチル）ベンゾニトリル、４−アミノ−３，５−ビス
（トリフルオロメチル）ベンゾニトリル、４−ヒドロキ
シ−３，５−ビス（トリフルオロメチル）ベンゾニトリ
ル等。

【００１２】本発明における還元反応は、ベンゾニトリ
ル類（１）の−ＣＮ基を−ＣＨ_２ＮＨ_２基に還元しうる
還元剤を作用させることにより実施できる。該還元剤と
しては、水素、ギ酸、水素化アルミニウム化合物、また
は水素化ホウ素化合物が好ましく、特に、経済的の観点
および反応操作のしやすさの点から水素が好ましい。還
元剤に水素、ギ酸、水素化ホウ素化合物を用いる場合に
は、触媒の存在下に還元反応を実施するのが好ましい。

【００１３】ここで水素化アルミニウム化合物として
は、無機水素化アルミニウム化合物、有機水素化アルミ
ニウム化合物が挙げられる。無機水素化アルミニウム化
合物の例としては、水素化アルミニウムリチウムが挙げ
られる。有機水素化アルミニウム化合物の例としては、
ジイソブチルアルミニウムハイドライドが挙げられる。
水素化ホウ素化合物の例としては、水素化ホウ素ナトリ
ウム、水素化ホウ素リチウムが挙げられる。

【００１４】触媒としては、金属触媒、金属を担体に担
持した触媒（以下、「金属担持触媒」と記す。）が挙げ
られる。金属触媒としては、多孔質化により金属の表面
積を増やした金属触媒（本明細書においては該金属触媒
を「スポンジ金属触媒」と記す。）が好ましい。スポン
ジ金属触媒は、ラネー触媒（商標名）として市販されて
おり、容易に入手できる。スポンジ金属触媒は、通常
は、活性金属成分とアルミニウム合金を、アルカリで処
理してアルミニウムを溶出させることによって活性金属
成分を残す方法で調製される。該触媒の例としては、活
性金属成分がニッケルであるスポンジニッケル触媒（以
下、同様の意味を示す。）、スポンジコバルト触媒、ス
ポンジ銅触媒が挙げられる。

【００１５】金属担持触媒としては、パラジウムを炭素
に担持したパラジウム炭素担持触媒（以下、同様の意味
を示す）、白金炭素担持触媒、ルテニウム炭素担持触媒
などが挙げられる。

【００１６】上記触媒のうち、本発明においては、スポ
ンジ金属触媒が好ましく、特にスポンジニッケル触媒が
好ましい。また、触媒を用いる場合の量は、ベンゾニト
リル類（１）に対して０．１〜２００質量％が好まし
く、特に１〜５０質量％が好ましい。

【００１７】還元反応は、溶媒の存在下に実施してもよ
い。溶媒としては、ベンゾニトリル類（１）を溶解さ
せ、かつ、生成物である式（２）で表されるベンジルア
ミン類と反応しない有機溶媒から選択するのが好まし
い。該有機溶媒としては、炭化水素系溶媒が挙げられ
る。炭化水素系溶媒の例としては、ヘキサン、ペンタ
ン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等
が挙げられ、特にヘキサン、トルエンが、作業環境上お
よび沸点が適切な範囲にある等の理由から好ましい。溶
媒を用いる場合の量は、ベンゾニトリル類（１）に対し
て０．１〜３０倍質量が好ましく、特に０．５〜１０倍
質量が好ましい。

【００１８】本発明の方法は、ベンゾニトリル類（１）
の還元反応において、ベンゾニトリル類（１）を反応系
中に連続供給しながら還元反応を行う点が第１の特徴で
ある。連続供給とは、反応中に、継続した供給を１回以
上行うことをいう。たとえば、ベンゾニトリル類（１）
の連続供給においては、絶え間なく継続した供給を行っ
ても、または、供給途中に１回以上の休止を行いながら
継続した供給を行ってもよい。また、連続供給の終了時
点は、還元反応の終了時点と同じであっても、または還
元反応の終了時点よりも早い時点であってもよい。

【００１９】ベンゾニトリル類（１）の供給時間の合計
時間は０．１〜５０時間であるのが好ましく、特に１〜
１０時間であるのが実用的な反応方法であり、かつ、目
的物の選択率の点から好ましい。連続供給時の供給速度
は、一定あっても変化してもよく、通常の場合は、一定
であるのが好ましい。また反応の終了時点よりも早い時
点に連続供給を終了させて、さらに連続供給を行わずに
反応を継続させる方法は、原料の転化率が高くなるため
好ましい。連続供給後の反応は、連続供給終了時点か
ら、０．１〜２０時間程度行うのが好ましい。

【００２０】還元反応を、水素を還元剤として用いて実
施する場合には、加圧した水素を用いるのが好ましい。
加圧した水素の圧力は、０．０１〜３０ＭＰａ（ゲージ
圧）が好ましく、特に実用的な反応を行う点から０．１
〜６ＭＰａ（ゲージ圧）が好ましい。また、該水素も連
続供給するのが好ましい。水素の連続供給においても、
絶え間なく継続した供給を行っても、または、供給途中
に１回以上の休止を行いながら継続した供給を行っても
よい。また、水素の連続供給の終了時点は、還元反応の
終了時点と同じであっても、または還元反応の終了時点
よりも早い時点であってもよい。水素を連続供給する場
合には、水素の圧力は一定であっても変化してもよく、
一定であるのが好ましい。水素で還元を行う場合には、
耐圧性の反応装置を使用するのが好ましい。ただし、該
反応装置の耐圧の程度は、アンモニアを添加する従来の
方法で用いる反応装置よりも低いものでよい。

【００２１】還元剤がギ酸である場合は、ギ酸の全量を
反応前に反応器に仕込んでから反応を開始しても、また
は、ギ酸を連続供給してもよい。ギ酸の連続供給の終了
時点は、還元反応の終了時点と同じであっても、または
還元反応の終了時点よりも早い時点であってもよい。還
元剤が水素化アルミニウム化合物または水素化ホウ素化
合物である場合は、反応前に全量を反応器に仕込んでか
ら反応を開始するのが好ましい。

【００２２】本発明の還元反応は、バッチ式反応で実施
しても連続式反応で実施してもよい。還元反応に触媒を
用いる場合には、バッチ式反応においても連続式反応に
おいても、反応器中に触媒をあらかじめ存在させておく
のが好ましい。

【００２３】バッチ式反応で実施する場合には、ベンゾ
ニトリル類（１）の供給系、および還元剤を連続供給す
る場合には還元剤の供給系、を有する密閉系の反応器を
用いるのが好ましい。反応器中には、あらかじめベンゾ
ニトリル類（１）の一部を存在させてもよい。ベンゾニ
トリル類（１）は、該反応器中に供給系を経て連続供給
される。

【００２４】連続式反応で実施する場合には、ベンゾニ
トリル類（１）の供給系と還元剤の供給系を有する管型
反応器を用いて、該反応器中に、ベンゾニトリル類
（１）と還元剤とを連続供給しながら反応させ、生成物
を連続的に抜き出す方法によるのが好ましい。

【００２５】また、バッチ式反応および連続式反応にお
いて、ベンゾニトリル類（１）の供給は、定量ポンプを
用いて行うのが好ましい。

【００２６】本発明の還元反応の反応温度は０〜２００
℃が好ましく、４０〜１６０℃が特に好ましい。反応温
度が高すぎると、多くの副生物が生成するおそれがあ
る。また、反応原料の供給中の温度と供給終了後の反応
続行中の温度は同じでもよいし、変化させてもよい。

【００２７】還元反応で生成した生成物を含む反応粗液
は、常温（２５℃）付近にした後に、反応粗液中に不活
性ガスを吹き込むことによって水素を置換するのが好ま
しい。つぎに、必要に応じて、ろ過およびデカンテーシ
ョン等によって触媒を除去するのが好ましい。除去され
た触媒は、再利用してもよい。さらに、生成物の目的に
応じて、蒸留、再結晶、昇華、水洗等の精製処理を行う
のが好ましい。

【００２８】本発明の方法で製造される式（２）で表さ
れるベンジルアミン類（以下、ベンジルアミン類（２）
と記す。）の例としては、ベンゾニトリル類（１）にお
いて例示した化合物の−ＣＮ基が−ＣＨ_２ＯＨ基に変換
された化合物が挙げられる。ベンゾニトリル類（１）医
薬、農薬、機能性材料等の用途において有用な中間体で
ある。

【００２９】

【作用】本発明の方法が収率よくベンジルアミン類
（２）を与える理由は必ずしも明確ではないが、以下の
ように考える。すなわち、従来の方法においてビス体が
副生する原因は、シアノベンゼン類（１）は、ベンゼン
環に電子吸引基であるトリフルオロメチル基が結合する
ためにシアノ基の周囲の電子状態が変化し、電子密度が
低下すると考えられる。そして、この電子密度低下によ
り、および／または、この電子密度低下によってシアノ
ベンゼン類の触媒への配位が困難になる等により、還元
反応の速度が遅くなると考えられる。この状態にある反
応系中に生成物であるベンジルアミン類（２）が共存す
ると、該ベンジルアミン類（２）がベンゾニトリル類
（１）を攻撃する反応が起きやすくなり、該反応によっ
てビス体が生成すると予想される。

【００３０】これに対して本発明においては、連続供給
を行うことによって反応系中のベンゾニトリル類（１）
の滞留時間が少なくなる。このことは、ベンジルアミン
類（２）がベンゾニトリル類（１）を攻撃する確率を減
少させることから、収率よくベンジルアミン類（２）を
得ることができると考えられる。

【００３１】

【実施例】以下に本発明を具体的に説明するが、本発明
はこれらに限定されない。なお、以下においては、リッ
トルを「Ｌ」と、ガスクロマトグラフィーを「ＧＣ」と
記す。

【００３２】（実施例１）３，５−ビス（トリフルオロ
メチル）ベンジルアミンの合成例オートクレーブ内にトルエン（４８．７ｇ、５６ｍ
Ｌ）、スポンジニッケル（０．１ｇ）を仕込み、加熱し
て内温を１３０℃にした。次いで水素を圧力１．８ＭＰ
ａ（ゲージ圧）で連続添加した。同時に、トルエン（１
３ｇ、１５ｍＬ）と３，５−ビス（トリフルオロメチ
ル）ベンゾニトリル（１５ｇ）とを混合した溶液を、定
量ポンプを用いて０．１５ｍＬ／ｍｉｎで２．７５時間
供給することによって反応を行った。供給が終了した
後、１３０℃で１時間撹拌した後、３０℃以下になるよ
うに冷却した。冷却後、触媒を吸引ろ去して、３，５−
ビス（トリフルオロメチル）ベンジルアミンのトルエン
溶液（７２．１２ｇ）を得た。ＧＣで分析した反応液の
組成は、トルエンを８９．８％、標記化合物を６．６８
％、ビス（トリフルオロメチル）ベンジルビス（トリフ
ルオロメチル）ベンズアミデートを０．９６％、ビス
（トリフルオロメチル）ベンジルビス（トリフルオロメ
チル）ベンズイミデートを０．３９％を含む溶液であっ
た。反応率は９９．７２％、標記化合物の選択率は８
３．２０％であった。反応液中のトルエンをエバポレー
ターを用いて留去し、さらに減圧蒸留することによって
標記化合物（１１．０ｇ）を得た。

【００３３】（比較例１）オートクレーブ内にトルエン
（６２ｇ、７２ｍＬ）、スポンジニッケル（０．１ｇ）
および３，５−ビス（トリフルオロメチル）ベンゾニト
リル（１５ｇ）を一括で仕込み、加熱して内温を１３０
℃にした。つぎに水素を圧力（１．８ＭＰａ、ゲージ
圧）で連続添加しながら、４時間撹拌した後、３０℃以
下まで冷却した。冷却後、触媒を吸引ろ去して、３，５
−ビス（トリフルオロメチル）ベンジルアミンのトルエ
ン溶液（７４．７９ｇ）を得た。ＧＣで分析した反応液
の組成は、トルエンを８７．７％、３，５−ビス（トリ
フルオロメチル）ベンジルアミンを４．７６％、ビス
（トリフルオロメチル）ベンジルビス（トリフルオロメ
チル）ベンズアミデートを０．８０％、ビス（トリフル
オロメチル）ベンジルビス（トリフルオロメチル）ベン
ズアミデートを４．０７％含む溶液であった。反応率は
９９．９８％、標記化合物の選択率は４９．３１％であ
った。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、高い選択率で効率よく
ベンジルアミン類（２）を製造できる。また、本発明の
方法は、特別な反応条件や反応操作を用いる必要がなく
実施できることから、工業的な製造方法としても有利な
方法である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下式（１）で表されるベンゾニトリル類を
反応系中に連続供給しながら還元反応を行うことを特徴
とする下式（２）で表されるベンジルアミン類の製造方
法。ただし、下式中のｍは１〜４の整数を示し、ｎは０
〜４の整数を示し、１≦（ｎ＋ｍ）≦５である。Ｒは、
ハロゲン原子、炭素数１〜４のアルキル基、アミノ基、
またはヒドロキシ基を表し、ｎが２以上である場合のＲ
は同一であっても異なっていてもよい。【化１】
【請求項２】還元反応を、触媒の存在下に水素を用いて
行う請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】触媒がスポンジ金属触媒である請求項２に
記載の製造方法。
【請求項４】触媒がスポンジニッケル触媒である請求項
２または３に記載の製造方法。
【請求項５】ｍが１または２であり、ｎが０である請求
項１、２、３、または４に記載の製造方法。
【請求項６】式（１）で表されるベンゾニトリル類が、
３，５−ビス（トリフルオロメチル）ベンゾニトリルで
あり、式（２）で表される化合物が３，５−ビス（トリ
フルオロメチル）ベンジルアミンである請求項１〜５の
いずれかに記載の製造方法。