JP2007077038A - Method for producing crystalline n-nitroso-n-phenylhydroxylamine aluminum salt - Google Patents

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate the control of a reaction system in the production of a crystalline N-nitroso-N-phenylhydroxylamine aluminum salt and solve various problems on environment and working hygiene. <P>SOLUTION: The production method comprises the first step to drop nitrobenzene into a liquid mixture of a lower alcohol and water containing metallic zinc powder and ammonium chloride to form N-phenylhydroxylamine, the second step to drop an alkyl nitrite to the N-phenylhydroxylamine obtained by the first step in the presence of ammonium carbamate, ammonium bicarbonate or ammonium carbonate to obtain N-nitroso-N-phenylhydroxylamine ammonium salt and the third step to react cupferron obtained by the second step with an aluminum compound, dissolve the produced N-nitroso-N-phenylhydroxylamine aluminum salt in ethyl acetate or chloroform and reflux the product with a lower alcohol by heating. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、結晶性N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩の製造方法および該製法における各工程の改善に関する。   The present invention relates to a method for producing crystalline N-nitroso-N-phenylhydroxylamine aluminum salt and improvement of each step in the production method.

N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩(以下、「NPAL」と略記することがある)は、分析試薬として(非特許文献1、2)、また重合抑制作用を利用した合成樹脂の品位向上のための添加剤として(特許文献1〜6)有用な化合物である。NPAL(4)は、ニトロベンゼン(1)を原料として、次の反応スキームにしたがって製造されている。   N-nitroso-N-phenylhydroxylamine aluminum salt (hereinafter sometimes abbreviated as “NPAL”) is an analytical reagent (Non-Patent Documents 1 and 2), and improves the quality of synthetic resins utilizing polymerization inhibition. (Patent Documents 1 to 6) are useful compounds as additives for NPAL (4) is produced according to the following reaction scheme using nitrobenzene (1) as a raw material.

Figure 2007077038
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第1工程であるニトロベンゼン(1)の還元は、非特許文献3に示されているように、開放系において、ニトロベンゼン、塩化アンモニウムおよび水からなる反応系に、亜鉛末を添加することで行なわれる。塩化アンモニウムは亜鉛の活性化のために必要で、亜鉛の量に対し、略0.5〜1モル当量と大量に用いられる。この反応は激しい発熱反応を伴なうため、大量操作においては、反応の制御が困難になる。さらに反応が開放系、つまり大気中で実施されるため、アゾキシベンゼン(5)が少なからず副生し(非特許文献4)、収率が向上し難い(収率約65%)。   The reduction of nitrobenzene (1), which is the first step, is performed by adding zinc powder to a reaction system consisting of nitrobenzene, ammonium chloride and water in an open system as shown in Non-Patent Document 3. . Ammonium chloride is necessary for the activation of zinc and is used in a large amount of about 0.5 to 1 molar equivalent to the amount of zinc. Since this reaction involves a vigorous exothermic reaction, it becomes difficult to control the reaction in a large amount of operation. Furthermore, since the reaction is carried out in an open system, that is, in the atmosphere, azoxybenzene (5) is not a little produced as a by-product (Non-patent Document 4), and the yield is difficult to improve (yield about 65%).

Figure 2007077038
Figure 2007077038

さらに、生成したN−フェニルヒドロキシルアミン(2)を抽出する際に、エチルエーテルを使用するため、安全性の点で問題が残る。
この製法の若干の改良法が報告されている。例えば、ニトロベンゼン(1)の溶解性を
高めるために溶媒に30%エタノールを用いたり(非特許文献5)、反応温度を低下させる(非特許文献6)などである。しかしながら、これらの方法もニトロベンゼンを含む溶液に亜鉛末を間欠的に加えていくもので、開放系にて実施されている。
Furthermore, since ethyl ether is used when extracting the produced N-phenylhydroxylamine (2), there remains a problem in terms of safety.
Some improvements to this process have been reported. For example, in order to increase the solubility of nitrobenzene (1), 30% ethanol is used as a solvent (Non-Patent Document 5), or the reaction temperature is decreased (Non-Patent Document 6). However, these methods are also carried out in an open system in which zinc powder is intermittently added to a solution containing nitrobenzene.

ニトロベンゼン(1)の還元によるN−フェニルヒドロキシルアミン(2)の合成法は、上記の他にも多くの方法が報告されている。例えばNH2NH2・H2O/Rh−C(非
特許文献7)、NH2NH2・H2O/RaneyNi(非特許文献8)、NaBH4/Sb(非特許文献4)、KBH4/BiCl3(非特許文献9)、i−Bu2AlH(非特許文
献10)などによりニトロベンゼンを還元する方法である。しかし、いずれの方法も工業的製法の観点からは、経済性、操作性および副生物生成などの問題が生ずる。
Many other methods of synthesizing N-phenylhydroxylamine (2) by reduction of nitrobenzene (1) have been reported. For example, NH 2 NH 2 .H 2 O / Rh-C (Non-Patent Document 7), NH 2 NH 2 .H 2 O / RaneyNi (Non-Patent Document 8), NaBH 4 / Sb (Non-Patent Document 4), KBH 4 This is a method of reducing nitrobenzene with / BiCl 3 (Non-patent document 9), i-Bu 2 AlH (Non-patent document 10), or the like. However, from the viewpoint of an industrial production method, any method has problems such as economy, operability, and by-product generation.

第2工程であるN−フェニルヒドロキシルアミン(2)からN−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩(以下「クペロン」と記載することがある)(3)の合成は、N−フェニルヒドロキシルアミン(2)のエチルエーテル溶液にアンモニアガスを導通しながら亜硝酸ブチルを滴下して行なわれる(非特許文献11)。しかし、アンモニアガスの管理が必ずしも容易ではなく、またこの方法では、過剰のアンモニアガスが系外に排出され、作業衛生上、環境上問題となる。この欠点を改善するため、アンモニアガスの代りに28%アンモニア水を用いる方法が提出された(特許文献7)。しかしながら、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩(3)は水に易溶であるため、28%アンモニア水中のアンモニアが反応に関与した後の残りの水分により、数%のアンモニウム塩(3)の損失を招くことが追試により判明した。
分析化学 25, 103(1976) 分析化学 38, 267(1989) Org. Synth. Coll. Vol. I, 445 Synthetic Commun. 27, 1547(1997) Org. Prep. Proceed. Int. 30, 439(1998) Bioorg. Med. Chem. 8, 405(2000) Org. Synth. Coll. Vol. VIII, 16 Synthesis 1984, 938 Synthetic Commun. 27, 3497(1997) J. Org. Chem. 50, 2443(1985) Org. Synth. Coll. Vol. I, 177 特開2004−191585号公報 特開2004−168896号公報 特開2004−40639号公報 特開2002−139828号公報 特開平11−29740号公報 特開平6−143414号公報 特公昭58−1110号公報
In the second step, N-phenylhydroxylamine (2) to N-nitroso-N-phenylhydroxylamine ammonium salt (hereinafter sometimes referred to as “cuperon”) (3) was synthesized by N-phenylhydroxylamine ( This is carried out by dropping butyl nitrite into the ethyl ether solution of 2) while passing ammonia gas (Non-patent Document 11). However, the management of ammonia gas is not always easy, and in this method, excess ammonia gas is discharged out of the system, which causes a problem in terms of work hygiene and environment. In order to improve this defect, a method using 28% aqueous ammonia instead of ammonia gas has been submitted (Patent Document 7). However, since N-nitroso-N-phenylhydroxylamine ammonium salt (3) is readily soluble in water, the remaining water after ammonia in 28% ammonia water participates in the reaction, so that several percent of ammonium salt (3 ) Was found in the additional test.
Analytical chemistry 25, 103 (1976) Analytical chemistry 38, 267 (1989) Org. Synth. Coll. Vol. I, 445 Synthetic Commun. 27, 1547 (1997) Org. Prep. Proceed. Int. 30, 439 (1998) Bioorg. Med. Chem. 8, 405 (2000) Org. Synth. Coll. Vol. VIII, 16 Synthesis 1984, 938 Synthetic Commun. 27, 3497 (1997) J. Org. Chem. 50, 2443 (1985) Org. Synth. Coll. Vol. I, 177 JP 2004-191585 A JP 2004-168896 A JP 2004-40639 A JP 2002-139828 A JP 11-29740 A JP-A-6-143414 Japanese Patent Publication No.58-1110

本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものであり、NPALの製造における一連の工程において、反応系の制御を容易にし、さらに環境上、作業衛生上の諸問題を解消することを目的としている。   The present invention has been made in view of the prior art as described above, and facilitates control of a reaction system in a series of steps in the production of NPAL, and further solves various environmental and occupational health problems. It is an object.

このため、本発明では、NPAL製造の各工程において検討を加え、中間体であるN−フェニルヒドロキシルアミン(2)及びクペロン(3)の新規製法をも完成した。   For this reason, in this invention, examination was performed in each process of NPAL manufacture, and the novel manufacturing method of N-phenylhydroxylamine (2) and cuperone (3) which are intermediates was also completed.

このような課題の解決を目的とした本発明の要旨は以下のとおりである。
[1]金属亜鉛末および塩化アンモニウムを含む炭素数1〜3の低級アルコールと水との混液に、ニトロベンゼンを滴下しつつ加熱し、N−フェニルヒドロキシルアミンを得る第1工程、
第1工程で得られたN−フェニルヒドロキシルアミンの低級アルコール溶液または酢酸エチル溶液にカルバミン酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムの何れか1種を共存させ、亜硝酸アルキル(アルキル:プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル)を滴下して、クペロンを得る第2工程、および
第2工程で得られたクペロンを水および酢酸エチルまたはクロロホルムの混合溶媒中、アルミニウム化合物と反応させ、生成したNPALを酢酸エチルまたはクロロホルムに転溶し、低級アルコールと加熱還流する第3工程からなる結晶性NPALの製造方法。
[2]金属亜鉛末および塩化アンモニウムを含む炭素数1〜3の低級アルコールと水との混液に、ニトロベンゼンを滴下しつつ加熱する、N−フェニルヒドロキシルアミンの製造方法。
[3]N−フェニルヒドロキシルアミンの低級アルコール溶液または酢酸エチル溶液にカルバミン酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムのいずれか1種を共存させ、亜硝酸アルキル(アルキル:プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル)を滴下する、クペロンの製造方法。
[4]N−フェニルヒドロキシルアミンの酢酸エチルまたはクロロホルム溶液に、カルバミン酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムのいずれか1種の水溶液を共存させ、亜硝酸アルキル(アルキル:プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル)を滴下し、続いてアルミニウム化合物の水溶液を滴下し、生成したNPALを酢酸エチルまたはクロロホルムに転溶させ、低級アルコールと加熱還流する結晶性NPALの製造方法。
The gist of the present invention aimed at solving such problems is as follows.
[1] A first step of obtaining N-phenylhydroxylamine by adding nitrobenzene dropwise to a mixed liquid of a lower alcohol having 1 to 3 carbon atoms containing metal zinc powder and ammonium chloride and water;
In the lower alcohol solution or ethyl acetate solution of N-phenylhydroxylamine obtained in the first step, any one of ammonium carbamate, ammonium bicarbonate, and ammonium carbonate coexists, and alkyl nitrite (alkyl: propyl, isopropyl, Butyl, isobutyl) is added dropwise, and the operon obtained in the second step is reacted with an aluminum compound in a mixed solvent of water and ethyl acetate or chloroform, and the resulting NPAL is reacted with ethyl acetate or A method for producing crystalline NPAL comprising a third step of dissolving in chloroform and heating to reflux with a lower alcohol.
[2] A method for producing N-phenylhydroxylamine, wherein nitrobenzene is added dropwise to a mixed liquid of a C 1-3 lower alcohol containing metal zinc powder and ammonium chloride and water.
[3] Alkyl nitrite (alkyl: propyl, isopropyl, butyl, isobutyl) by coexisting any one of ammonium carbamate, ammonium bicarbonate, and ammonium carbonate in a lower alcohol solution or ethyl acetate solution of N-phenylhydroxylamine A method for producing cuperon, in which a solution is dropped.
[4] An aqueous solution of any one of ammonium carbamate, ammonium hydrogen carbonate, and ammonium carbonate coexists in an ethyl acetate or chloroform solution of N-phenylhydroxylamine, and alkyl nitrite (alkyl: propyl, isopropyl, butyl, isobutyl). ), Followed by dropwise addition of an aqueous solution of an aluminum compound, the resulting NPAL is dissolved in ethyl acetate or chloroform, and heated to reflux with a lower alcohol.

本発明に係るNPALの製法によれば、反応系の制御が容易になり、さらに環境上、作業衛生上の諸問題が解消される。
また、本発明によれば、N−フェニルヒドロキシルアミン(2)、クペロン(3)、結晶性NPAL(4)の新規製法が提供される。
According to the NPAL production method of the present invention, the reaction system can be easily controlled, and various environmental and occupational health problems can be solved.
Moreover, according to this invention, the novel manufacturing method of N-phenylhydroxylamine (2), a cuperon (3), and crystalline NPAL (4) is provided.

以下、本発明についてさらに具体的に説明する。
本発明に係るNPALの製法は、下記の諸工程を含む。
第1工程:金属亜鉛末および塩化アンモニウムを含む炭素数1〜3の低級アルコールと水との混液にニトロベンゼンを滴下し、続いて反応液を還流し、N−フェニルヒドロキシルアミン(2)を得る。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically.
The method for producing NPAL according to the present invention includes the following steps.
1st process: Nitrobenzene is dripped at the liquid mixture of C1-C3 lower alcohol containing metal zinc powder and ammonium chloride, and water is subsequently refluxed, N-phenylhydroxylamine (2) is obtained.

第2工程:第1工程で得られたN−フェニルヒドロキシルアミンの低級アルコールまたは酢酸エチル溶液にカルバミン酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム或いは炭酸アンモニウムの何れか1種の存在下、亜硝酸アルキル(アルキル:プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチルなど)を滴下し、クペロンを得る。   Second step: An alkyl nitrite (alkyl: propyl) in the presence of any one of ammonium carbamate, ammonium hydrogen carbonate or ammonium carbonate in the lower alcohol or ethyl acetate solution of N-phenylhydroxylamine obtained in the first step. , Isopropyl, butyl, isobutyl, etc.) are added dropwise to obtain cuperone.

第3工程:第2工程で得られたクペロンをアルミニウム化合物と反応させ、続いて低級アルコールで処理し、結晶性NPALを得る。
以下、上記工程をさらに詳細に説明する。
第1工程:
N−フェニルヒドロキシルアミンを得る第1工程においては、炭素数1〜3の低級アルコールと水との混液中に予め金属亜鉛末および塩化アンモニウムを仕込んでおき、この反応系にニトロベンゼンを滴下しつつ、加熱撹拌する。低級アルコールのうち特にメタノー
ルが好ましく、メタノールの還流温度で反応を進行させることができる。このようにメタノールの還流温度で反応を行なうため、大量操作でも反応系の制御が容易である。また、密閉系での反応が可能であり、好ましくは窒素等の不活性雰囲気中で実施することで、酸化物の生成を防止できる。
Third step: The operon obtained in the second step is reacted with an aluminum compound, followed by treatment with a lower alcohol to obtain crystalline NPAL.
Hereinafter, the above process will be described in more detail.
First step:
In the first step of obtaining N-phenylhydroxylamine, metal zinc powder and ammonium chloride are charged in advance in a mixture of a lower alcohol having 1 to 3 carbon atoms and water, and nitrobenzene is dropped into this reaction system, Stir with heat. Of the lower alcohols, methanol is particularly preferred, and the reaction can proceed at the reflux temperature of methanol. Thus, since the reaction is carried out at the reflux temperature of methanol, the reaction system can be easily controlled even in a large amount of operation. In addition, the reaction in a closed system is possible, and the formation of oxides can be prevented by performing the reaction preferably in an inert atmosphere such as nitrogen.

塩化アンモニウムは、亜鉛の活性化のために用いられる。塩化アンモニウムの使用量が多いと反応速度は促進される。このため、従来の反応系では、亜鉛とほぼ等モル量の塩化アンモニウムが使用されている。本発明の反応系を採用することで、塩化アンモニウムは少量であっても、亜鉛を活性化できることが判明した。しかも本操作では亜鉛に対し、0.25モル当量以上の塩化アンモニウムの使用は、亜鉛末を凝集させ、塊状とする傾向があり、還元生成物の収率低下を招くおそれがあることも明らかとなった。   Ammonium chloride is used for the activation of zinc. When the amount of ammonium chloride used is large, the reaction rate is accelerated. For this reason, in the conventional reaction system, an approximately equimolar amount of ammonium chloride with zinc is used. It has been found that by employing the reaction system of the present invention, zinc can be activated even with a small amount of ammonium chloride. In addition, it is clear that the use of ammonium chloride of 0.25 molar equivalent or more with respect to zinc in this operation tends to agglomerate the zinc powder and make it agglomerated, leading to a reduction in the yield of the reduction product. became.

亜鉛の使用量は、ニトロベンゼン1モルに対し、理論的には2グラムアトムを要するが、やや過剰に用いるのが望ましい。好ましくは2〜2.5グラムアトム、より好ましくは2.1〜2.3グラムアトムである。   The amount of zinc used theoretically requires 2 gram atoms per mole of nitrobenzene, but it is desirable to use it in a slightly excessive amount. Preferably it is 2-2.5 gram atom, More preferably, it is 2.1-2.3 gram atom.

塩化アンモニウムの使用量は、ニトロベンゼン1モルに対し、0.05〜0.5モル、より好ましくは0.1〜0.3モルである。従って、亜鉛に対しての、塩化アンモニウムの使用量は、0.05〜0.15モル当量が良好である。この量は従来法に比べ、略1/10量である。   The usage-amount of ammonium chloride is 0.05-0.5 mol with respect to 1 mol of nitrobenzene, More preferably, it is 0.1-0.3 mol. Therefore, the amount of ammonium chloride used for zinc is preferably 0.05 to 0.15 molar equivalent. This amount is about 1/10 of the conventional method.

ニトロベンゼンの亜鉛による還元反応には水が関与し、理論的にニトロベンゼン1モルに対し、1モル(非特許文献3)または5モル[米国特許3413349]の水が必要とされる。
本発明の反応系では、水の使用量はニトロベンゼン1モルに対し、5〜25モルが好ましく、さらに好ましくは7〜20モルである。反応溶媒である炭素数1〜3の低級アルコールと水との混液におけるアルコールの割合は、反応温度においてニトロベンゼンを溶解することが望ましく、好ましくは30〜90v/v%、さらに好ましくは50〜85%である
Water is involved in the reduction reaction of nitrobenzene with zinc. Theoretically, 1 mol (Non-patent Document 3) or 5 mol of water (US Pat. No. 3,413,349) is required for 1 mol of nitrobenzene.
In the reaction system of the present invention, the amount of water used is preferably 5 to 25 mol, more preferably 7 to 20 mol, per 1 mol of nitrobenzene. The proportion of the alcohol in the mixture of the lower alcohol having 1 to 3 carbon atoms and water as the reaction solvent is desirably dissolved at the reaction temperature, preferably 30 to 90 v / v%, more preferably 50 to 85%. It is.

反応時間は、ニトロベンゼンの滴下後、TLC(SiO2−ヘキサン:酢酸エチル=1
:1)で反応完了をモニターすることで適宜に決定する。たとえば、アルコールがメタノールの場合、メタノール還流温度で略0.5〜2時間で完結する。
The reaction time was TLC (SiO 2 -hexane: ethyl acetate = 1 after dropwise addition of nitrobenzene.
In 1), it is determined appropriately by monitoring the completion of the reaction. For example, when the alcohol is methanol, the reaction is completed in about 0.5 to 2 hours at the methanol reflux temperature.

反応終了後、酸化亜鉛をロ別することで、N−フェニルヒドロキシルアミンの低級アルコール溶液が得られる。N−フェニルヒドロキシルアミンの安定性は高くないため、このロ液からN−フェニルヒドロキシルアミンを分離することなく、低級アルコール溶液のまま第2工程に供給することができる。また、このロ液を減圧濃縮し、得られた粗N−フェニルヒドロキシルアミンを酢酸エチルに溶解してもよい。この操作で塩化アンモニウムは除かれる。この酢酸エチル溶液も、このまま第2工程に供給することができる。さらにこの酢酸エチル溶液を濃縮後、残部をヘキサンまたはシクロヘキサンで洗浄すると、80〜90%の高収率でN−フェニルヒドロキシルアミンが無色針状晶として得られる。この結晶は空気中、室温に12時間放置すると、灰色に着色するが、冷凍庫に保管すると安定である。
第2工程:
第1工程で得られたN−フェニルヒドロキシルアミンの低級アルコールまたは酢酸エチル溶液にカルバミン酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムのうち何れか一種を加え、亜硝酸アルキル(アルキル:プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチルなど)を滴下して、クペロンを得る。
After completion of the reaction, zinc oxide is separated off to obtain a lower alcohol solution of N-phenylhydroxylamine. Since the stability of N-phenylhydroxylamine is not high, the lower alcohol solution can be supplied to the second step without separating N-phenylhydroxylamine from this filtrate. Alternatively, the filtrate may be concentrated under reduced pressure, and the resulting crude N-phenylhydroxylamine may be dissolved in ethyl acetate. This operation removes ammonium chloride. This ethyl acetate solution can also be supplied to the second step as it is. Further, the ethyl acetate solution is concentrated, and the remainder is washed with hexane or cyclohexane, whereby N-phenylhydroxylamine is obtained as colorless needle crystals in a high yield of 80 to 90%. The crystals turn gray when left in air at room temperature for 12 hours, but are stable when stored in a freezer.
Second step:
Any one of ammonium carbamate, ammonium bicarbonate, and ammonium carbonate is added to the lower alcohol or ethyl acetate solution of N-phenylhydroxylamine obtained in the first step, and alkyl nitrite (alkyl: propyl, isopropyl, butyl, Isoperyl etc.) is added dropwise to obtain cuperone.

この反応では、アンモニアガスを用いずに、固体のカルバミン酸アンモニウム、炭酸水
素アンモニウム、炭酸アンモニウムの何れかを用いるため、化学量論的に正確な量の使用が可能であり、操作性も良く、環境的にも問題なく、安全に実施できる。なお、上記固体アンモニウム塩と濃アンモニア水を組み合わせて使用することもできる。この組み合わせにより、水によるクペロンの損失を低下させることができる。さらに、反応溶媒として、エチルエーテルではなく、炭素数1〜3の低級アルコールまたは酢酸エチルを使用するため安全性が高い。
In this reaction, since any one of solid ammonium carbamate, ammonium hydrogen carbonate, and ammonium carbonate is used without using ammonia gas, a stoichiometrically accurate amount can be used, and operability is also good. It can be safely implemented without environmental problems. In addition, the said solid ammonium salt and concentrated ammonia water can also be used in combination. This combination can reduce the loss of cuperone due to water. Furthermore, since a lower alcohol or ethyl acetate having 1 to 3 carbon atoms is used as a reaction solvent instead of ethyl ether, safety is high.

反応温度は一般のニトロソ化反応より若干高くても良く、通常15℃以下で実施することができる。酢酸エチルはクペロンに対し、難溶媒であるため、反応溶媒として用いることにより反応終了後、反応液をロ過することによって、高純度のクペロンが白色フレーク状結晶として得られる。
第3工程:
最後に、第2工程で得られたクペロンをアルミニウム化合物と反応させてNPALを得る。
The reaction temperature may be slightly higher than that of a general nitrosation reaction, and can usually be carried out at 15 ° C. or lower. Since ethyl acetate is a difficult solvent for cuperone, by using the reaction solvent as a reaction solvent, the reaction solution is filtered after completion of the reaction, whereby high-purity cuperone is obtained as white flaky crystals.
Third step:
Finally, the operon obtained in the second step is reacted with an aluminum compound to obtain NPAL.

この反応自体は、公知であり、非特許文献1および2、Anal. Chim. Acta 3, 191(1949)、Z. Naturforschung, Theil B, 29, 24(1974)等に記載の方法が特に制限されることな
く採用できる。
This reaction itself is publicly known, and the methods described in Non-Patent Documents 1 and 2, Anal. Chim. Acta 3, 191 (1949), Z. Naturforschung, Theil B, 29, 24 (1974) and the like are particularly limited. Can be adopted without

これらの文献に記載の方法は何れもクペロンの水溶液と、アルミニウム化合物として、塩化アルミニム、硝酸アルミニウム、アルミニウムミョウバン等のうちの一種の水溶液とを混じ、生成した白色固体をろ取、水洗、乾燥してNPALを得ている。ここに得られた白色個体は粉状であり、特に明確な融点の記載がない。   In any of the methods described in these documents, an aqueous solution of cupron and an aqueous solution of aluminum chloride, aluminum nitrate, aluminum alum and the like as an aluminum compound are mixed, and the produced white solid is filtered, washed and dried. NPAL is obtained. The white solid obtained here is in the form of powder and there is no description of the specific melting point.

本発明に係るNPALの製法は、室温でクペロンの水溶液にクロロホルムまたは酢酸エチルを積層させ、撹拌しながらアルミニウム化合物、たとえば塩化アルミニム、硝酸アルミニウム、アルミニウムミョウバン等の水溶液を滴下する。生じた白色不溶物は直ちに有機層に転溶する。有機層を分取し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を溜去する。残留物を低級アルコールと加熱還流すると白色〜微黄白色プリズム晶として結晶性NPALが得られる。融点は169〜172℃である。   In the NPAL production method according to the present invention, chloroform or ethyl acetate is laminated on an aqueous solution of cuperone at room temperature, and an aqueous solution of an aluminum compound such as aluminum chloride, aluminum nitrate, aluminum alum or the like is dropped with stirring. The resulting white insoluble material immediately dissolves in the organic layer. The organic layer is separated, dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent is distilled off. When the residue is heated to reflux with a lower alcohol, crystalline NPAL is obtained as white to slightly yellowish white prism crystals. The melting point is 169-172 ° C.

本発明に係る結晶性NPALの製法は、上記第1〜第3工程を連続して行なうことによって実施されるが、さらにクペロンを分離することなく行なうこともできる。第1工程で得られるN−フェニルヒドロキシルアミンのクロロホルムまたは酢酸エチル溶液にカルバミン酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムまたは炭酸アンモニウムの何れか1種の水溶液を加え、撹拌しながら好ましくは15℃以下で亜硝酸アルキル(アルキル:プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル)を滴下する。続いてアルミニウム化合物として塩化アルミニウムの水溶液を滴下し、有機層を分取する。乾燥後、溶媒を溜去し、残留物を低級アルコールと加熱還流すると結晶性NPALが高収率で得られる。   The method for producing the crystalline NPAL according to the present invention is carried out by continuously carrying out the first to third steps, but can also be carried out without separating the cupron. An aqueous solution of any one of ammonium carbamate, ammonium hydrogen carbonate or ammonium carbonate is added to a chloroform or ethyl acetate solution of N-phenylhydroxylamine obtained in the first step, and the alkyl nitrite is preferably stirred at 15 ° C. or lower with stirring. (Alkyl: propyl, isopropyl, butyl, isobutyl) is added dropwise. Subsequently, an aqueous solution of aluminum chloride is dropped as an aluminum compound, and the organic layer is separated. After drying, the solvent is distilled off, and the residue is heated to reflux with a lower alcohol to obtain crystalline NPAL in high yield.

このような工程を採用することで、操作性、安全性が向上し、また高い収率で結晶性NPALが得られる。
また上記第1工程は、N−フェニルヒドロキシルアミンの新規製法である。したがって、本発明には窒素雰囲気下で金属亜鉛末および塩化アンモニウムを含む炭素数1〜3の低級アルコールと水との混液にニトロベンゼンを滴下しつつ、加熱するN−フェニルヒドロキシルアミンの製造方法も包含される。
By adopting such a process, operability and safety are improved, and crystalline NPAL can be obtained in a high yield.
The first step is a novel process for producing N-phenylhydroxylamine. Therefore, the present invention also includes a method for producing N-phenylhydroxylamine in which nitrobenzene is added dropwise to a mixture of a lower alcohol having 1 to 3 carbon atoms containing metal zinc powder and ammonium chloride and water in a nitrogen atmosphere and heated. Is done.

さらに上記第2工程は、クペロンの新規製法でもある。したがって本発明には、N−フェニルヒドロキシルアミンの低級アルコール溶液または酢酸エチル溶液にカルバミン酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムのいずれか1種を共存させ、亜硝
酸アルキル(アルキル:プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル)を滴下するクペロンの製造方法も包含される。
(実施例)
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
融点測定
融点は、第14改正日本薬局方、一般試験法、融点測定法(平成13年)に基づき測定した。この測定法ではキャピラリーに試料を充填し、融点測定器により測定する。
(実施例1)N−フェニルヒドロキシルアミンの合成
亜鉛末28.1g(0.43g.atom)、塩化アンモニウム1.07g(0.02モル)を加えた反応容器に窒素雰囲気下、撹拌しながら50%v/vメタノール/水165mlを加
え、この混合物に、浴温55°に保持し、撹拌しながら、ニトロベンゼン24.6g(0.2モル)を20分を要して滴下する。反応液は70°まで上昇する。浴温を65°に高め、さらに1時間加熱する。TLC(SiO2−ヘキサン、酢酸エチル=1:1)でモニ
ターするとニトロベンゼンは殆んど消失する(Rf値:N−フェニルヒドロキシルアミン、0.23;ニトロベンゼン、0.59)。酸化亜鉛をロ別し、メタノール10ml×2で洗浄する。ロ・洗液を減圧・濃縮し、残留物を酢酸エチル120mlに溶解し、無水硫酸マグネシウムで乾燥する。酢酸エチルを溜去して得られた黄白色固体をヘキサン50mlで洗浄する。融点79〜80℃の無色針状晶19.6g(収率89.8%)を得る。シクロヘキサンから再結晶し、融点80〜80.5℃の無色針状晶を得る。
Furthermore, the second step is also a new method for producing cuperon. Therefore, in the present invention, any one of ammonium carbamate, ammonium bicarbonate, and ammonium carbonate is allowed to coexist in a lower alcohol solution or ethyl acetate solution of N-phenylhydroxylamine, and alkyl nitrite (alkyl: propyl, isopropyl, butyl). , Isobutyl) is also included.
(Example)
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples.
Melting | fusing point measurement Melting | fusing point was measured based on the 14th revision Japanese Pharmacopoeia, a general test method, and a melting | fusing point measuring method (2001). In this measurement method, a capillary is filled with a sample and measured with a melting point measuring device.
(Example 1) Synthesis of N-phenylhydroxylamine A reaction vessel containing 28.1 g (0.43 g.atom) of zinc powder and 1.07 g (0.02 mol) of ammonium chloride was stirred with stirring in a nitrogen atmosphere. 165 ml of% v / v methanol / water is added, and 24.6 g (0.2 mol) of nitrobenzene is added dropwise over 20 minutes while stirring at a bath temperature of 55 °. The reaction liquid rises to 70 °. Increase bath temperature to 65 ° and heat for an additional hour. When monitored by TLC (SiO 2 -hexane, ethyl acetate = 1: 1), nitrobenzene almost disappears (Rf value: N-phenylhydroxylamine, 0.23; nitrobenzene, 0.59). Zinc oxide is filtered off and washed with 2 x 10 ml of methanol. (B) Washing solution is concentrated under reduced pressure, and the residue is dissolved in 120 ml of ethyl acetate and dried over anhydrous magnesium sulfate. The pale yellow solid obtained by distilling off ethyl acetate is washed with 50 ml of hexane. 19.6 g (yield 89.8%) of colorless needle crystals having a melting point of 79-80 ° C. are obtained. Recrystallization from cyclohexane gives colorless needles with a melting point of 80-80.5 ° C.

1H−NMR(300MH、DMSO−d6)δ6.74(t,J=7.3、4−H)、6.84(d,J=7.3、2−Hおよび6−H)、7.16(t,J=7.4、3−Hおよび5−H)、8.23および8.28(s,O−HおよびN−H)
元素分析:C67NO
計算値:C,66.03;H,6.47;N,12.84
実測値:C,65.79;H,6.57;N,12.91
(実施例2)
亜鉛末71.9g(1.1g.atom)、塩化アンモニウム6.75g(0.125モル)、50%v/vイソプロパノール/水350ml、ニトロベンゼン61.6g(0.5モル)
を用い、実施例1の如く処理する。得られた黄橙色粗固体をシクロヘキサン100mlと加熱還流し、放冷、氷冷すると、融点80〜80.5℃の無色針状晶44.95g(収率82.4%)を得る。
(実施例3)クペロンの合成
N−フェニルヒドロキシルアミン5.46g(50ミリモル)、カルバミン酸アンモニウム2.15g(27.5ミリモル)、酢酸エチル55mlの混合物に、撹拌しながら、亜硝酸ブチル5.54g(53.8ミリモル)を10℃以下で滴下する。反応液を室温に戻し、1時間撹拌する。白色結晶をろ取し、冷酢酸エチル10ml×2で洗浄し乾燥する。白色フレーク状結晶7.38gを得る。収率95.2%
エタノールから再結晶し、融点154℃(分解)の白色フレーク状結晶を得る。
1 H-NMR (300 MH, DMSO-d 6 ) δ 6.74 (t, J = 7.3, 4-H), 6.84 (d, J = 7.3, 2-H and 6-H), 7.16 (t, J = 7.4, 3-H and 5-H), 8.23 and 8.28 (s, OH and NH)
Elemental analysis: C 6 H 7 NO
Calculated: C, 66.03; H, 6.47; N, 12.84
Found: C, 65.79; H, 6.57; N, 12.91
(Example 2)
Zinc dust 71.9 g (1.1 g.atom), ammonium chloride 6.75 g (0.125 mol), 50% v / v isopropanol / water 350 ml, nitrobenzene 61.6 g (0.5 mol)
And processing as in Example 1. The obtained yellow-orange crude solid is heated to reflux with 100 ml of cyclohexane, allowed to cool and ice-cooled to obtain 44.95 g of colorless needle crystals having a melting point of 80 to 80.5 ° C. (yield 82.4%).
Example 3 Synthesis of Cuperone Into a mixture of 5.46 g (50 mmol) of N-phenylhydroxylamine, 2.15 g (27.5 mmol) of ammonium carbamate and 55 ml of ethyl acetate, butyl nitrite 5. 54 g (53.8 mmol) are added dropwise at 10 ° C. or lower. The reaction is returned to room temperature and stirred for 1 hour. White crystals are collected by filtration, washed with cold ethyl acetate (10 ml × 2) and dried. 7.38 g of white flaky crystals are obtained. Yield 95.2%
Recrystallization from ethanol gives white flaky crystals with a melting point of 154 ° C. (decomposition).

1H−NMR(300MH、DMSO−d6)δ7.26(t,J=7.4、4−H)、7.38(t,J=7.4、3−Hおよび5−H)、7.87(d,J=7.4、2−Hおよび6−H)、7.64(b,NH4)。 1 H-NMR (300 MH, DMSO-d 6 ) δ 7.26 (t, J = 7.4, 4-H), 7.38 (t, J = 7.4, 3-H and 5-H), 7.87 (d, J = 7.4, 2-H and 6-H), 7.64 (b, NH 4 ).

元素分析:C6932
計算値:C,46.44;H,5.85;N,27.09
実測値:C,46.41;H,5.84;N,27.00
(実施例4)二工程連続によるクペロンの合成
亜鉛末43.14g(0.66g.atom)、塩化アンモニウム3.24g(0.06モル
)、70%v/vイソプロパノール/水180mlの混合物に、ニトロベンゼン36.93g
(0.3モル)を、実施例1の如く反応させ、酸化亜鉛のロ別、ロ液の濃縮後、残留物を酢酸エチル200mlに溶解する。この酢酸エチル溶液に炭酸アンモニウム6.9g(0.075モル)を加え、0℃に冷却する。能率良く撹拌しながら約30%アンモニア水9.5ml(0.15モル)を加え、続いて亜硝酸イソブチル30.94g(0.3モル)を10℃以下で滴下する。滴下後30分撹拌を続け、生成した結晶をろ取し、冷アセトン20ml×3で洗浄する。白色フレーク状結晶37.36g(80.3%)を得る。融点153.5〜154℃(分解)
(実施例5)結晶性NPALの合成
N−フェニルヒドロキシルアミン10.91g(0.1モル)を酢酸エチル50mlに溶解し、炭酸アンモニウム4.83g(0.0525モル)を水25mlに溶解した液を加え、0℃に冷却する。この混合液に撹拌しながら亜硝酸イソブチル10.83g(0.105モル)を反応温度が10℃を越えないように滴下する。このまま10分間撹拌した後、冷却浴を去り、室温に戻し、さらに30分間撹拌する。全面にクペロンが析出する。この反応液に塩化アルミニウム・六水和物8.04g(0.0333モル)を水20mlに溶解した溶液を滴下する。酢酸エチル層を分離し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、酢酸エチルを30ml程溜去する。残った酢酸エチル溶液を加熱還流しながらイソプロパノール40mlを徐々に加え、撹拌しながら放冷する。析出した白色結晶をろ取し、イソプロパノールで洗い、乾燥する。融点169.5〜170.5°のNPALを白色プリズム晶として、13.54g(92.7%)得る。
Elemental analysis: C 6 H 9 N 3 O 2
Calculated values: C, 46.44; H, 5.85; N, 27.09
Found: C, 46.41; H, 5.84; N, 27.00
Example 4 Synthesis of Cuperone by Two-Step Succession A mixture of zinc powder 43.14 g (0.66 g.atom), ammonium chloride 3.24 g (0.06 mol), 70% v / v isopropanol / water 180 ml, Nitrobenzene 36.93g
(0.3 mol) is reacted as in Example 1. After the zinc oxide is filtered off and the filtrate is concentrated, the residue is dissolved in 200 ml of ethyl acetate. To this ethyl acetate solution, 6.9 g (0.075 mol) of ammonium carbonate is added and cooled to 0 ° C. While stirring efficiently, 9.5 ml (0.15 mol) of about 30% aqueous ammonia is added, followed by dropwise addition of 30.94 g (0.3 mol) of isobutyl nitrite at 10 ° C. or lower. Stirring is continued for 30 minutes after the dropwise addition, and the produced crystals are collected by filtration and washed with cold acetone 20 ml × 3. 37.36 g (80.3%) of white flaky crystals are obtained. Melting point: 153.5-154 ° C (decomposition)
(Example 5) Synthesis of crystalline NPAL A solution prepared by dissolving 10.91 g (0.1 mol) of N-phenylhydroxylamine in 50 ml of ethyl acetate and dissolving 4.83 g (0.0525 mol) of ammonium carbonate in 25 ml of water And cool to 0 ° C. While stirring, 10.83 g (0.105 mol) of isobutyl nitrite is added dropwise so that the reaction temperature does not exceed 10 ° C. After stirring for 10 minutes, the cooling bath is removed, the temperature is returned to room temperature, and the mixture is further stirred for 30 minutes. Cuperon is deposited on the entire surface. A solution prepared by dissolving 8.04 g (0.0333 mol) of aluminum chloride hexahydrate in 20 ml of water is added dropwise to the reaction solution. The ethyl acetate layer is separated and dried over anhydrous sodium sulfate, and about 30 ml of ethyl acetate is distilled off. While the remaining ethyl acetate solution is heated to reflux, 40 ml of isopropanol is gradually added and allowed to cool with stirring. The precipitated white crystals are collected by filtration, washed with isopropanol and dried. 13.54 g (92.7%) of NPAL having a melting point of 169.5 to 170.5 ° is obtained as white prism crystals.

1H−NMR(300MH、DMSO−d6)δ7.45〜7.51(m,9H)、8.02〜8.04(m,6H)。
元素分析:C181566Al
計算値:C,49.32;H,3.45;N,19.18
実測値:C,49.31;H,3.47;N,19.56
(実施例6)
N−フェニルヒドロキシルアミン10.91g(0.1モル)をクロロホルム50mlに溶解し、炭酸水素アンモニウム8.30g(0.105モル)を水30mlに溶解した溶液を加え、0℃に冷却する。以下実施例5と同様に処理し、白色プリズム晶13.2g(90.3%)を得る。
融点169.5〜171℃
(実施例7)
クペロン4.65g(0.03モル)を水45mlに溶解し、酢酸エチル40mlを加え、よく撹拌しながら、塩化アルミニウム・六水和物2.41g(0.01モル)を水20mlに溶解した溶液を室温で加える。さらに10分間撹拌し、酢酸エチル層を分取する。無水硫酸ナトリウムで乾燥後、酢酸エチルを減圧・濃縮する。微黄色ガム状残渣をエタノール30mlと還流する。間もなく白色結晶が析出する。このまま放冷し、生じた白色ないし微黄白色プリズム晶4.21g(収率96.1%)を得る。融点170〜171℃
1 H-NMR (300 MH, DMSO-d 6 ) δ 7.45 to 7.51 (m, 9H), 8.02 to 8.04 (m, 6H).
Elemental analysis: C 18 H 15 N 6 O 6 Al
Calculated: C, 49.32; H, 3.45; N, 19.18
Found: C, 49.31; H, 3.47; N, 19.56
(Example 6)
A solution prepared by dissolving 10.91 g (0.1 mol) of N-phenylhydroxylamine in 50 ml of chloroform and 8.30 g (0.105 mol) of ammonium hydrogen carbonate in 30 ml of water is added and cooled to 0 ° C. Thereafter, the same treatment as in Example 5 is carried out to obtain 13.2 g (90.3%) of white prism crystals.
Melting point: 169.5 to 171 ° C
(Example 7)
4.65 g (0.03 mol) of cuperon was dissolved in 45 ml of water, 40 ml of ethyl acetate was added, and 2.41 g (0.01 mol) of aluminum chloride hexahydrate was dissolved in 20 ml of water while stirring well. Add the solution at room temperature. Stir for another 10 minutes and separate the ethyl acetate layer. After drying over anhydrous sodium sulfate, ethyl acetate is concentrated under reduced pressure. The slightly yellow gum residue is refluxed with 30 ml of ethanol. Soon white crystals will precipitate. The product is allowed to cool as it is, and 4.21 g (yield 96.1%) of white to pale yellowish white prism crystals are obtained. Melting point 170-171 ° C

本発明に係るNPALの製法によれば、反応系の制御が容易になり、さらに環境上、作業衛生上の諸問題が解消される。
また、本発明によれば、N−フェニルヒドロキシルアミン(2)、クペロン(3)、結晶性NPAL(4)の新規製法が提供される。
According to the NPAL production method of the present invention, the reaction system can be easily controlled, and various environmental and occupational health problems can be solved.
Moreover, according to this invention, the novel manufacturing method of N-phenylhydroxylamine (2), a cuperon (3), and crystalline NPAL (4) is provided.

Claims (4)

金属亜鉛末および塩化アンモニウムを含む炭素数1〜3の低級アルコールと水との混液に、ニトロベンゼンを滴下しつつ加熱し、N−フェニルヒドロキシルアミンを得る第1工程、
第1工程で得られたN−フェニルヒドロキシルアミンの低級アルコール溶液または酢酸エチル溶液にカルバミン酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムの何れか1種を共存させ、亜硝酸アルキル(アルキル:プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル)を滴下して、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアモニウム塩を得る第2工程、および
第2工程で得られたN−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩を水および酢酸エチルまたはクロロホルムの混合溶媒中、アルミニウム化合物と反応させ、生成したN−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩を酢酸エチルまたはクロロホルムに転溶し、低級アルコールと加熱還流する第3工程からなる結晶性N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩の製造方法。
A first step of obtaining N-phenylhydroxylamine by heating nitrobenzene dropwise to a mixed solution of a lower alcohol having 1 to 3 carbon atoms containing metal zinc powder and ammonium chloride and water;
In the lower alcohol solution or ethyl acetate solution of N-phenylhydroxylamine obtained in the first step, any one of ammonium carbamate, ammonium bicarbonate, and ammonium carbonate coexists, and alkyl nitrite (alkyl: propyl, isopropyl, Butyl, isobutyl) is added dropwise to obtain N-nitroso-N-phenylhydroxylamine ammonium salt, and N-nitroso-N-phenylhydroxylamine ammonium salt obtained in the second step is mixed with water and acetic acid. Crystallinity comprising a third step of reacting with an aluminum compound in a mixed solvent of ethyl or chloroform, transferring the produced N-nitroso-N-phenylhydroxylamine aluminum salt into ethyl acetate or chloroform, and heating to reflux with a lower alcohol. N-nitroso- A method for producing N-phenylhydroxylamine aluminum salt.
金属亜鉛末および塩化アンモニウムを含む炭素数1〜3の低級アルコールと水との混液に、ニトロベンゼンを滴下しつつ加熱する、N−フェニルヒドロキシルアミンの製造方法。 A method for producing N-phenylhydroxylamine, comprising heating nitrobenzene dropwise to a mixed solution of a lower alcohol having 1 to 3 carbon atoms containing metal zinc powder and ammonium chloride and water. N−フェニルヒドロキシルアミンの低級アルコール溶液または酢酸エチル溶液にカルバミン酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムのいずれか1種を共存させ、亜硝酸アルキル(アルキル:プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル)を滴下する、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩の製造方法。 Any one of ammonium carbamate, ammonium hydrogen carbonate, and ammonium carbonate coexists in a lower alcohol solution or ethyl acetate solution of N-phenylhydroxylamine, and alkyl nitrite (alkyl: propyl, isopropyl, butyl, isobutyl) is added dropwise. , Method for producing N-nitroso-N-phenylhydroxylamine ammonium salt. N−フェニルヒドロキシルアミンの酢酸エチルまたはクロロホルム溶液に、カルバミン酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムのいずれか1種の水溶液を共存させ、亜硝酸アルキル(アルキル:プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル)を滴下し、続いてアルミニウム化合物の水溶液を滴下し、生成したN−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩を酢酸エチルまたはクロロホルムに転溶させ、低級アルコールと加熱還流する結晶性N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩の製造方法。 An aqueous solution of any one of ammonium carbamate, ammonium bicarbonate, and ammonium carbonate coexists in an ethyl acetate or chloroform solution of N-phenylhydroxylamine, and alkyl nitrite (alkyl: propyl, isopropyl, butyl, isobutyl) is added dropwise. Subsequently, an aqueous solution of an aluminum compound is dropped, and the produced N-nitroso-N-phenylhydroxylamine aluminum salt is dissolved in ethyl acetate or chloroform, and crystalline N-nitroso-N-phenyl is heated to reflux with a lower alcohol. Method for producing hydroxylamine aluminum salt.
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