JP2006104153A - 芳香族アミド化合物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】再結晶や晶析等の特別な精製工程を必要とせず、且つ設備の腐食問題を生ずることなく、高純度の芳香族アミド化合物を高収率で製造する方法を提供する。係る方法により、ブロック共重合体型熱可塑性エラストマーのモノマー、感熱記録材料用薬剤等として有用な高純度の芳香族アミド化合物を経済的に提供できる。
【解決手段】芳香族ジカルボン酸ハライド化合物とアミノフェノール化合物をアミド系溶媒中で反応を行った後に、反応溶液に３級アミン化合物を添加して反応溶液のｐＨを６〜７に調整することを特徴とする、下記一般式（１）で示される芳香族アミド化合物の製造方法。
【化１】

【選択図】 なし。

Description

本発明は高融点、高反応性を有する芳香族アミド化合物の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、高純度の芳香族アミド化合物の製造方法に関するものである。

芳香族アミド化合物はブロック共重合体型熱可塑性エラストマーのハードセグメントのモノマー、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、液晶ポリマー、エポキシ樹脂等の原料、高分子化合物の添加剤、感熱記録材料用の薬剤として有用な化合物である。

芳香族アミド化合物の合成方法として、アミノフェノール化合物を用いて活性なカルボン酸誘導体である芳香族ジカルボン酸ハライド化合物と反応させる方法が一般的に用いられる。例えば、ｐ−アミノフェノールと亜ジチオン酸ナトリウムのテトラヒドロフラン−水の混合溶媒中へ、テレフタル酸ジクロリドのテトラヒドロフラン溶液を滴下する方法（例えば、非特許文献１参照）、炭酸水素ナトリウム水溶液にアミノフェノールを溶かし、これにテレフタル酸ジクロリドのクロロホルムあるいはテトラヒドロフラン溶液を滴下する方法（例えば、非特許文献２参照）、テレフタル酸ジクロリドとｐ−アミノフェノールとをアセトニトリルあるいはテトラヒドロフラン等の溶剤中トリエチルアミン存在下で反応させる方法（例えば、特許文献１参照）、ｐ−アミノフェノールのＮ−メチル−２−ピロリドン溶液に、テレフタル酸ジクロリドのメチレンジクロリド溶液を滴下する方法や、ｍ−アミノフェノールのＮ−メチル−２−ピロリドン溶液に、イソフタル酸ジクロリドのテトラヒドロフラン溶液を滴下する方法（例えば、特許文献２参照）等が提案されている。

しかしながら、このような方法で得られた芳香族アミド化合物は、特に該化合物が上記のような用途に使用される場合は高純度品であることが要求されるため、多くの工業的な問題を有している。即ち、得られた芳香族アミド化合物の結晶粒径が極めて小さいためにろ別操作に多大の時間を要する、副生塩が製品中に残存し高純度品を得がたい、若しくは高純度品を得るためには再結晶等の操作が必要となり製品収率が悪い、反応液が酸性のためろ別等の後処理機器に腐食が生ずる、等の問題が挙げられている。

Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｍａｔｅｒ．Ｖｏｌ．３，頁２２５，１９８６ Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．ＰａｒｔＡ−１，Ｖｏｌ．８，頁３１３５，１９７０ 特開平９−２５４５４０号公報（第３頁） 特開平２−２８２３７５号公報（第３，４頁）

本発明は、係る従来技術の問題に鑑み、再結晶や晶析等の特別な精製工程を必要とせず、且つ設備の腐食問題を生ずることなく、高純度の芳香族アミド化合物を高収率で製造する方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、芳香族ジカルボン酸ハライド化合物とアミノフェノール化合物をアミド系溶媒中で反応を行った後に、反応溶液に３級アミン化合物を添加して反応溶液のｐＨを６〜７に調整することを特徴とする、下記一般式（１）で示される芳香族アミド化合物の製造方法に関する。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明において用いられる芳香族ジカルボン酸ハライド化合物としては、芳香族ジカルボン酸構造を有するハライド化合物である限り特に限定はない。例えば好適な例として、テレフタル酸ジクロリド、イソフタル酸ジクロリド、フタル酸ジクロリド、テレフタル酸ジブロマイド、イソフタル酸ジブロマイド、フタル酸ジブロマイドが挙げられ、さらに好ましくはテレフタル酸ジクロリド、イソフタル酸ジクロリド、フタル酸ジクロリドが挙げられる。

本発明において用いられるアミノフェノール化合物としては特に限定はなく、例えば好適な例として、ｐ−アミノフェノール、ｍ−アミノフェノール、ｏ−アミノフェノールが挙げられる。

上記芳香族ジカルボン酸ハライド化合物とアミノフェノール化合物との反応は、アミド系溶媒中で行われる。本発明において用いられるアミド系溶媒としては特に限定はない。例えば、好適な例として、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−メチルカプロラクタム、ホルムアミド、アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオン酸アミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルプロピオン酸アミド、ヘキサメチルホスホルトリアミド等が挙げられる。特に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰと略す）が好ましい。

本発明において用いられる３級アミン化合物としては、３級アミン化合物であれば特に限定はない。例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン等の脂肪族３級アミン化合物；Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリン、ピリジン等の芳香族３級アミン化合物が挙げられる。中でも、反応溶液のｐＨを好適に調整できることから、脂肪族３級アミン化合物が好ましく、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミンがさらに好ましい。

アミド系溶媒中における芳香族ジカルボン酸ハライド化合物とアミノフェノール化合物の反応において、芳香族ジカルボン酸ハライド化合物に対するアミノフェノール化合物の仕込み比は、化学量論的には２倍モルであるが、反応操作の容易性から１．９から２．１倍モルが好ましい。

また、芳香族ジカルボン酸ハライド化合物、アミノフェノール化合物、アミド系溶媒の混合順序は特に限定はない。例えば、これら三者を同時に混合する、芳香族ジカルボン酸ハライド化合物及び／又はアミノフェノール化合物をあらかじめアミド系溶媒溶液としてから混合する等が挙げられ、中でも、アミノフェノール化合物のアミド系溶媒溶液に、芳香族ジカルボン酸ハライド化合物のアミド系溶媒溶液を滴下することが好ましい。

アミド系溶媒の添加量は所望の反応が適切に進行する限り特に制限はないが、反応終了後のろ別操作等の容易さを考慮すると、反応溶液中の芳香族アミド化合物の固形分濃度が１０〜５０重量％になるように、好ましくは１０〜３０重量％になるように添加する。

反応温度は０〜２００℃の範囲が好ましく、０〜１５０℃がさらに好ましく、０〜１００℃が特に好ましい。反応時間は０．５〜１０時間の範囲が好ましく、１〜５時間がさらに好ましい。

本発明の製造方法は、芳香族ジカルボン酸ハライド化合物とアミノフェノール化合物をアミド系溶媒中で反応を行った後に、反応溶液に３級アミン化合物を添加して反応溶液のｐＨを６〜７に調整することを特徴とする。なお、必要に応じて得られた芳香族アミド化合物をろ別、洗浄、乾燥してもよい、又、洗浄には有機溶剤を用いてもよい。用いる有機溶剤に特に限定はないが、洗浄後の製品の乾燥の容易性、洗浄排水の処理の容易性等からアルコールが好ましく、炭素数１〜３のアルコールがさらに好ましく、メタノールが特に好ましい。

３級アミン化合物の添加を反応後に行うことにより、メジアン径が１０μｍ以上の粒子径を有する芳香族アミド化合物が得られ易くなり、製品のろ過性、洗浄効率が良好となり、再結晶、晶析等といった特別な精製を必要とすることなく高純度の芳香族アミド化合物を高収率で得ることができる。３級アミン化合物の添加を反応前に、若しくは反応中に添加すると、得られた芳香族アミド化合物の粒径が１０μｍより小さくなる傾向にあり、ろ過性、洗浄効率が悪化し、高純度品を高収率で得ることができない。なお、ここでメジアン径とは平均粒径の一種であり、粒径分布の累積頻度が５０％になるときの粒径をいう。メジアン径は市販の粒度分布測定装置を用いて測定することができる。さらに、３級アミン化合物の添加により反応溶液のｐＨを６〜７に調整することにより、ろ別、洗浄機器等の腐食を防止できる。

なお、ろ別、洗浄、乾燥処理方法は特に制限はなく、公知の方法、例えば、吸引ろ過、遠心分離、減圧／真空乾燥等の方法が挙げられる。

さらに、本発明の製造方法においては、発明の目的を阻害しない範囲内で、芳香族アミド化合物の純度、収率を向上させる手段を用いても構わない。例えば、反応液にアルコール等を加えて未反応の芳香族ジカルボン酸ハライド化合物を失活し、溶媒に可溶な化合物に変換すること等が挙げられる。

本発明で得られる芳香族アミド化合物は一般式（１）で表される化合物である。例えば、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）―１，４―ベンゼンジカルボキサミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−ヒドロキシフェニル）―１，４―ベンゼンジカルボキサミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシフェニル）―１，４―ベンゼンジカルボキサミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）―１，３―ベンゼンジカルボキサミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−ヒドロキシフェニル）―１，３―ベンゼンジカルボキサミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシフェニル）―１，３―ベンゼンジカルボキサミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）―１，２―ベンゼンジカルボキサミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−ヒドロキシフェニル）―１，２―ベンゼンジカルボキサミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシフェニル）―１，２―ベンゼンジカルボキサミドが挙げられる。

このようにして得られた芳香族アミド化合物は高純度であり、ブロック共重合体型熱可塑性エラストマーのハードセグメントのモノマー、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、液晶ポリマー、エポキシ樹脂等の原料、高分子化合物の添加剤、感熱記録材料用の薬剤として使用することができる。

本発明によれば、再結晶や晶析等の特別な精製工程を必要とせず、且つ設備の腐食問題を生ずることなく、高純度の芳香族アミド化合物を高収率で製造する方法を提供することができる。

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本発明の芳香族アミド化合物の分析に用いた分析機器及び方法は下記の通りである。

（製品純度）：製品純度は洗浄後の芳香族アミド化合物中の残存ハライド塩の量で評価する。ハライド含有量はイオンクロマトグラフにより測定した。測定には、ＤＩＯＮＥＸ製シリーズ２０００ｉ／ＳＰを使用し、カラムは東ソー株式会社製ＩＣ−ＡＮＩＯＮ−ＰＷＸＬ４．６ｍｍφ×３５ｍｍを使用した。キャリア液は、１ｍｍｏｌ炭酸ナトリウム／２ｍｍｏｌ炭酸水素ナトリウム水溶液を使用し、流速１ｍｌ／ｍｉｎで測定した。

（メジアン径）：３級アミン化合物を添加しｐＨ調整を行った後の反応溶液をろ過（アドバンテック社製、ろ紙Ｎｏ．５Ａ）し、洗浄して得た結晶を、日機装株式会社製マイクロトラックＭＫ−ＩＩ粒度分析計（モデル７９９７−１０）を使用し、分散媒に水を用いて、メジアン径を測定した。

実施例１
窒素導入管、温度センサー、攪拌翼を取り付けた５００ｍｌの４つ口セパラブルフラスコに、ｐ−アミノフェノール５４．５７ｇ（０．５０ｍｏｌ）及びＮＭＰ２００ｍｌを加え、６０℃に加熱し均一溶液を得た。別途、窒素導入管を備えた２００ｍｌ滴下ロートに、テレフタル酸ジクロリド５０．７６ｇ（０．２５ｍｏｌ）及びＮＭＰ１００ｍｌを加え、攪拌し均一溶液とし、この溶液を先の溶液中に滴下時間２５分で滴下した。滴下後、反応温度を８０℃に保ち、２時間反応させた。反応とともに結晶が析出した。反応後、室温まで冷却し、メタノール１００ｍｌを加え１０分間攪拌し、更に、トリエチルアミン５０．６０ｇ（０．５０ｍｏｌ）を１０分かけて滴下し、室温で３０分攪拌した。反応液のｐＨは７であった。結晶をヌッチェ（ＳＵＳ３０４製）を用いて吸引ろ過した。ろ過時間は１分であった。ろ過された結晶を、メタノール５００ｍｌで３回攪拌洗浄を行い、８０℃、８時間減圧乾燥し、芳香族アミド化合物であるＮ，Ｎ’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，４−ベンゼンジカルボキサミドを得た。該芳香族アミド化合物の収量は８０．５５ｇ、収率は９２％であり、塩素含有量は４８ｐｐｍであり、結晶粒子径は、メジアン径２４．２２μｍであった。

実施例２
トリエチルアミンに代えて、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン６３．６２ｇ（０．５０ｍｏｌ）を用いた以外は、実施例１と同様に操作を行った。但し、反応液のｐＨは６であり、ろ過時間は１分であった。収量は７６．７９ｇ、収率は８８％、塩素含有量は５４ｐｐｍ、メジアン径は１９．５６μｍであった。

比較例１
窒素導入管、温度センサー、攪拌翼を取り付けた５００ｍｌの４つ口セパラブルフラスコに、ｐ−アミノフェノール５４．５７ｇ（０．５０ｍｏｌ）、トリエチルアミン５０．６０ｇ（０．５０ｍｏｌ）及びＮＭＰ２００ｍｌを加え、６０℃に加熱し均一溶液を得た。別途、窒素導入管を備えた２００ｍｌ滴下ロートに、テレフタル酸ジクロリド５０．７６ｇ（０．２５ｍｏｌ）及びＮＭＰ１００ｍｌを加え、攪拌し均一溶液とし、この溶液を先の溶液中に滴下時間２５分で滴下した。滴下後、反応温度を８０℃に保ち、２時間反応させた。反応とともに結晶が析出した。反応後、室温まで冷却し、メタノール１００ｍｌを加え室温で３０分攪拌した。反応液のｐＨは７であった。結晶をヌッチェ（ＳＵＳ３０４製）を用いて吸引ろ過した。ろ過時間は１０分であった。ろ過された結晶を、メタノール５００ｍｌで３回攪拌洗浄を行い、８０℃、８時間減圧乾燥し、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，４−ベンゼンジカルボキサミドを得た。収量は８２．０８ｇ、塩素含有量は２６００ｐｐｍであり、結晶粒子径は、メジアン径３．１６μｍであった。この結晶にＮＭＰを用いて再結晶操作を施し、実施例１相当の塩素含有量である５２ｐｐｍまで純度を上げたところ、結晶の最終的な収率は６５％まで落ちた。

比較例２
トリエチルアミンに代えて、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン６３．６２ｇ（０．５０ｍｏｌ）を用いた以外は、比較例１と同様に操作を行った。但し、反応液のｐＨは６であり、ろ過時間は１０分であった。収量は８０．９８ｇ、塩素含有量は３３００ｐｐｍ、メジアン径３．１９μｍであった。この結晶に比較例２と同様の再結晶操作を施し、塩素含有量を５３ｐｐｍとしたところ、結晶の最終的な収率は６４％まで落ちた。

比較例３
比較例１において、トリエチルアミンを加えずに反応を行った以外、比較例１と同様な操作を行った。反応液のｐＨが１であり、ヌッチェ（ＳＵＳ３０４製）の腐食が激しく処理は不可能であった。

Claims (2)

1. 芳香族ジカルボン酸ハライド化合物とアミノフェノール化合物をアミド系溶媒中で反応を行った後に、反応溶液に３級アミン化合物を添加して反応溶液のｐＨを６〜７に調整することを特徴とする、下記一般式（１）で示される芳香族アミド化合物の製造方法。
   

   
2. ３級アミン化合物が脂肪族３級アミン化合物であることを特徴とする、請求項１に記載の芳香族アミド化合物の製造方法。