JP3179930B2 - Method for producing aromatic nitro compound - Google Patents

Method for producing aromatic nitro compound

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JP3179930B2
JP3179930B2 JP08329293A JP8329293A JP3179930B2 JP 3179930 B2 JP3179930 B2 JP 3179930B2 JP 08329293 A JP08329293 A JP 08329293A JP 8329293 A JP8329293 A JP 8329293A JP 3179930 B2 JP3179930 B2 JP 3179930B2
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C205/00Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton
    • C07C205/45Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by at least one doubly—bound oxygen atom, not being part of a —CHO group
    • C07C205/46Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by at least one doubly—bound oxygen atom, not being part of a —CHO group the carbon skeleton containing carbon atoms of quinone rings
    • C07C205/47Anthraquinones containing nitro groups

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、芳香族ニトロ化合物の
製造方法に関する。更に詳しくは、大量の廃酸の処理を
必要としないで、高い収率で芳香族ニトロ化合物を製造
する方法に関する。
The present invention relates to a method for producing an aromatic nitro compound. More specifically, the present invention relates to a method for producing an aromatic nitro compound in high yield without requiring treatment of a large amount of waste acid.

【0002】[0002]

【従来の技術】芳香族ニトロ化合物は有機化学品の中間
体として重要な化合物であり、一般には濃硝酸あるいは
濃硝酸と濃硫酸の混合物である混酸を用いて製造されて
いる。
2. Description of the Related Art Aromatic nitro compounds are important compounds as intermediates for organic chemicals, and are generally produced using concentrated nitric acid or a mixed acid which is a mixture of concentrated nitric acid and concentrated sulfuric acid.

【0003】しかし、この従来方法では、高濃度の酸を
大量に使用するため、操作上の危険がある上に、大量の
廃酸の処理に多額の経費が必要である。また、エステル
基等の酸に弱い置換基を有する芳香族化合物のニトロ化
には使用できない。
[0003] However, in this conventional method, a large amount of a high-concentration acid is used, so there is a danger in operation, and a large amount of expense is required for treating a large amount of waste acid. Further, it cannot be used for nitration of an aromatic compound having a substituent weak to an acid such as an ester group.

【0004】上記方法の改良方法として本出願人等が既
に出願した特開平4−217645号公報には芳香族化
合物を有機溶媒の存在下に窒素酸化物とオゾンを含む酸
素又は空気とを作用させる芳香族ニトロ化合物の製造法
が記載されている。
As an improved method of the above method, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-217645 filed by the present applicant has disclosed that an aromatic compound is reacted with oxygen or air containing nitrogen oxides and ozone in the presence of an organic solvent. A method for preparing an aromatic nitro compound is described.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記特
開平4−217645号公報の方法をより改良すべく鋭
意研究を重ねた結果、芳香族化合物を三酸化硫黄の存在
下に窒素酸化物単独又は窒素酸化物とプロトン酸の組合
せによってニトロ化すれば、オゾンを含む酸素又は空気
を用いずに、高収率で芳香族ニトロ化合物が得られるこ
とを見出し、本発明を完成させた。三酸化硫黄の存在下
に芳香族化合物をニトロ化する例としてアントラキノン
について、硝酸及び/又は硫酸量を減少させて反応させ
た例が特開昭49−55654に見られるが、目的の1
−ニトロアントラキノン収率は60%に過ぎない。
The present inventors have conducted intensive studies to further improve the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-217645, and as a result, have found that aromatic compounds can be converted to nitrogen oxides in the presence of sulfur trioxide. The present inventors have found that an aromatic nitro compound can be obtained at a high yield without using oxygen or air including ozone by nitrating the compound alone or a combination of a nitrogen oxide and a protonic acid, thereby completing the present invention. As an example of nitrating an aromatic compound in the presence of sulfur trioxide, an example of reacting anthraquinone with a reduced amount of nitric acid and / or sulfuric acid is found in JP-A-49-55654.
-Nitroanthraquinone yield is only 60%.

【0006】本発明の目的は、操業上の安全性を確保し
つつ、従来法より廃酸の少ない条件下での高収率な芳香
族ニトロ化合物の製造法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for producing an aromatic nitro compound with a high yield under a condition of less waste acid than the conventional method, while ensuring operational safety.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は芳香族化
合物を三酸化硫黄の存在下、窒素酸化物をニトロ化剤と
して反応させることを特徴とする芳香族ニトロ化合物の
製造法に関する。
That is, the present invention relates to a method for producing an aromatic nitro compound, which comprises reacting an aromatic compound with a nitrogen oxide as a nitrating agent in the presence of sulfur trioxide.

【0008】以下、本発明を更に詳細に説明する。本発
明の製造法において反応条件を選択することにより、高
い収率、選択率で目的の芳香族ニトロ化合物が得られ
る。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. By selecting the reaction conditions in the production method of the present invention, the target aromatic nitro compound can be obtained with high yield and selectivity.

【0009】本発明の製造法において原料として用いら
れる芳香族化合物の具体例としてはベンゼン、トルエ
ン、キシレン(オルト、メタ、パラ)及びこれらのモノ
ニトロ化合物又はジニトロ化合物、炭素数1又はそれ以
上の炭素数の複数のアルキル基で置換されたベンゼン及
びこれらのモノニトロ化合物又はジニトロ化合物、モノ
クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼ
ン等のハロゲン化ベンゼン及びこれらのモノニトロ化
物、又はジニトロ化物、アルキル基及びハロゲンで置換
されたベンゼン及びそれらのモノニトロ化物又はジニト
ロ化物、アルコキシ基で置換されたベンゼン及びそれら
のモノニトロ化物又はジニトロ化物、カルボニル基及び
シアノ基で置換されたベンゼン及びそれらのモノニトロ
化物又はジニトロ化物、安息香酸及びその誘導体、フェ
ノールのエステル類、フェニル酢酸のエステル類、ナフ
トールのエステル類、ナフタレン及びその誘導体、アン
トラセン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導
体、ピレン及びその誘導体、アルキル基、アルコキシ
基、又はハロゲンで置換されていてもよいアセトアニリ
ド誘導体、ピリジン、α−ピコリン、β−ピコリン、2
−エチルピリジン等が挙げられる。
Specific examples of the aromatic compound used as a raw material in the production method of the present invention include benzene, toluene, xylene (ortho, meta, para) and their mononitro or dinitro compounds, carbon atoms having 1 or more carbon atoms. Benzene substituted with a plurality of alkyl groups and their mononitro or dinitro compounds, halogenated benzenes such as monochlorobenzene, dichlorobenzene and trichlorobenzene and their mononitrated or dinitrated compounds, substituted with alkyl groups and halogens Benzene and their mononitrates or dinitrates, benzene substituted by alkoxy groups and their mononitrates or dinitrates, benzenes substituted by carbonyl and cyano groups and their mononitrates or dinitrates Benzoic acid and its derivatives, phenol esters, phenylacetic acid esters, naphthol esters, naphthalene and its derivatives, anthracene and its derivatives, anthraquinone and its derivatives, pyrene and its derivatives, alkyl groups, alkoxy groups, or halogens Acetanilide derivative, pyridine, α-picoline, β-picoline,
-Ethylpyridine and the like.

【0010】本発明で触媒として用いる三酸化硫黄は、
常温で液体又は固体のいずれの形態のものでも構わな
い。
The sulfur trioxide used as a catalyst in the present invention is
It may be liquid or solid at room temperature.

【0011】触媒の使用量は、原料の芳香族化合物に対
し10〜500モル%、好ましくは20〜300モル%
である。
The amount of the catalyst used is from 10 to 500 mol%, preferably from 20 to 300 mol%, based on the aromatic compound as the raw material.
It is.

【0012】本発明で用いる窒素酸化物としては、四酸
化二窒素、二酸化窒素、一酸化窒素等が使用され、これ
らは混合して用いても良い。窒素酸化物の使用量は、原
料の芳香族化合物に対し10〜500モル%好ましくは
30〜300モル%である。
As the nitrogen oxide used in the present invention, dinitrogen tetroxide, nitrogen dioxide, nitrogen monoxide and the like are used, and these may be used as a mixture. The amount of the nitrogen oxide used is 10 to 500 mol%, preferably 30 to 300 mol%, based on the aromatic compound as the raw material.

【0013】さらに、本発明では、プロトン酸を添加す
ることによって、反応が促進する。プロトン酸として
は、硝酸、硫酸、塩酸、燐酸、クロルスルホン酸、スル
ファミン酸等に代表される無機酸、又は、メタンスルホ
ン酸、エタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン
酸等に代表される有機酸の中から選ばれた少なくとも一
種以上が用いられる。これらの中で、硝酸及び硫酸が特
に好ましい。プロトン酸の使用量は、原料の芳香族化合
物に対し10〜500モル%である。
Furthermore, in the present invention, the reaction is promoted by adding a protonic acid. Examples of the protic acid include inorganic acids such as nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, chlorosulfonic acid, and sulfamic acid, and organic acids such as methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, and trifluoromethanesulfonic acid. At least one member selected from the group consisting of: Of these, nitric acid and sulfuric acid are particularly preferred. The amount of the protonic acid used is 10 to 500 mol% based on the aromatic compound as the raw material.

【0014】芳香族化合物のニトロ化に際し溶媒を用い
た方が、芳香族ニトロ化合物の収率及び安全上好まし
い。溶媒としては、本発明の反応条件で、ニトロ化を受
けないもの、例えば、ハロゲン化脂肪族化合物、スルホ
ラン、ニトロメタン等の有機溶媒及び反応温度で液体で
あるニトロ化剤の四酸化二窒素が挙げられる。これらの
中で特に好ましいのは、ハロゲン化脂肪族化合物であ
り、具体的には、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化
炭素、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタ
ン、1,1,2−トリクロロエタン、1,1,2,2−
テトラクロルエタン、ペンタクロルエタン、1,2−ジ
クロルプロパン、1,3−ジクロルプロパン、1,2,
3−トリクロルプロパン、1,1,2,3−テトラクロ
ルプロパン、1,1,3,3−テトラクロルプロパン、
1,1,1,2,2,3,3−ヘプタクロルプロパン、
1,1,1,2,3,3,3−ヘプタクロルプロパン、
1,2−ジクロロブタン及び1,4−ジクロロブタン等
が挙げられる。これらの中で特に好ましいのは、塩化メ
チレン、1,2−ジクロロエタン等である。これらは単
独で、又は一種以上を混合して用いても良い。
The use of a solvent for the nitration of the aromatic compound is preferred in terms of the yield of the aromatic nitro compound and safety. Examples of the solvent include those that do not undergo nitration under the reaction conditions of the present invention, for example, organic solvents such as halogenated aliphatic compounds, sulfolane, and nitromethane, and nitrous oxide, a nitrating agent that is liquid at the reaction temperature. Can be Of these, particularly preferred are halogenated aliphatic compounds, specifically, methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane. , 1,1,2,2-
Tetrachloroethane, pentachloroethane, 1,2-dichloropropane, 1,3-dichloropropane, 1,2,2
3-trichloropropane, 1,1,2,3-tetrachloropropane, 1,1,3,3-tetrachloropropane,
1,1,1,2,2,3,3-heptachlorpropane,
1,1,1,2,3,3,3-heptachlorpropane,
Examples thereof include 1,2-dichlorobutane and 1,4-dichlorobutane. Of these, particularly preferred are methylene chloride, 1,2-dichloroethane and the like. These may be used alone or in combination of one or more.

【0015】溶媒の使用量は、原料の芳香族化合物に対
し1〜50重量倍、好ましくは3〜20重量倍である。
The amount of the solvent to be used is 1 to 50 times by weight, preferably 3 to 20 times by weight, relative to the aromatic compound as a raw material.

【0016】さらに、本反応は懸濁反応なので、界面活
性剤の添加により反応を促進することができる。界面活
性剤としては、ジ(2−エチルヘキシル)スルホコハク
酸ナトリウム(別名:スルホコハク酸ジオクチルナトリ
ウム)に代表される各種のアルキルスルホコハク酸塩、
ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(商品名ノ
ナール210;東邦化学)に代表されるポリオキシエチ
レンアルキルアリルエーテル、及びテトラブチルアンモ
ニウムブロマイドに代表される四級塩等が挙げられる。
中でもアルキルスルホコハク酸塩の効果が、特に大き
い。
Further, since this reaction is a suspension reaction, the reaction can be promoted by adding a surfactant. Examples of the surfactant include various alkyl sulfosuccinates represented by sodium di (2-ethylhexyl) sulfosuccinate (alias: dioctyl sodium sulfosuccinate);
Examples thereof include polyoxyethylene alkyl allyl ethers represented by polyoxyethylene nonylphenyl ether (trade name: Nonal 210; Toho Chemical), and quaternary salts represented by tetrabutylammonium bromide.
Among them, the effect of the alkyl sulfosuccinate is particularly large.

【0017】反応は次のようにして行われる。所定温度
で芳香族化合物及び必要により有機溶媒を仕込んだ反応
器に攪拌下にまず三酸化硫黄を添加する。続いて攪拌下
にガス状又は液状の窒素酸化物を加える。
The reaction is carried out as follows. First, sulfur trioxide is added to a reactor charged with an aromatic compound and, if necessary, an organic solvent at a predetermined temperature while stirring. Subsequently, gaseous or liquid nitrogen oxides are added with stirring.

【0018】尚、三酸化硫黄と溶媒の混合液に、予め窒
素酸化物を加えた後、芳香族化合物を添加しても良い。
The aromatic compound may be added to the mixed solution of sulfur trioxide and the solvent after nitrogen oxides are added in advance.

【0019】本反応は、三酸化硫黄の存在下、窒素酸化
物単独でも高選択率で転化するが、更にプロトン酸を添
加することによって、反応が促進される。
In this reaction, nitrogen oxide alone is converted at a high selectivity in the presence of sulfur trioxide, but the reaction is promoted by further adding a protonic acid.

【0020】反応温度は、通常は−20℃から室温付近
の範囲が好ましいが、溶媒を用いる時は、常圧又は加圧
で溶媒の沸点まで加温も可能である。一般には反応温度
が高くなると反応速度は速くなるが、副生物が増加する
傾向にある。
The reaction temperature is usually preferably in the range of -20 ° C. to around room temperature, but when a solvent is used, it can be heated to the boiling point of the solvent at normal pressure or under pressure. Generally, as the reaction temperature increases, the reaction rate increases, but the by-products tend to increase.

【0021】反応時間は、反応物中の原料である芳香族
化合物の残量を分析把握し決定するが、通常は2時間か
ら20時間が好ましい。
The reaction time is determined by analyzing and grasping the remaining amount of the aromatic compound as a raw material in the reaction product, and is usually preferably 2 hours to 20 hours.

【0022】反応後、必要により反応液を中和した後、
水洗や蒸留や晶析等の通常の方法に依って効率よく目的
物の純度を高めることができる。
After the reaction, if necessary, the reaction solution is neutralized.
The purity of the target product can be efficiently increased by ordinary methods such as washing, distillation, and crystallization.

【0023】[0023]

【実施例】以下、実施例をもって本発明を更に詳細に説
明する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0024】実施例1 1,2−ジクロロエタン(EDC)52gにアントラキ
ノン5.2g(25ミリモル)を懸濁し、5℃で攪拌し
ながら三酸化硫黄4gを滴下した。続いて二酸化窒素ガ
スを四酸化二窒素換算で100ミリモル/時間の流速
で、15分間吹き込んだ。さらにその混合液中に94%
硝酸3.4gを滴下した。その後しだいに室温(23
℃)に戻しながら3時間攪拌を続けた。3時間目の懸濁
液を液体クロマトグラフィーで分析した結果、次の組成
であった。
Example 1 5.2 g (25 mmol) of anthraquinone was suspended in 52 g of 1,2-dichloroethane (EDC), and 4 g of sulfur trioxide was added dropwise with stirring at 5 ° C. Subsequently, nitrogen dioxide gas was blown in at a flow rate of 100 mmol / hour in terms of nitrous oxide for 15 minutes. 94% in the mixture
3.4 g of nitric acid was added dropwise. Then gradually the room temperature (23
(C) while continuing to stir for 3 hours. The suspension at the third hour was analyzed by liquid chromatography, and as a result, the following composition was obtained.

【0025】 組成比 (%) アントラキノン(未反応分) 2.8 1−ニトロアントラキノン 83.9 2−ニトロアントラキノン 7.1 ジニトロアントラキノン 5.8 続いて、水20ミリリットルを添加し反応を停止させた
後、そのままろ過を行った。ケーキを水洗後乾燥するこ
とにより5.1gの1−ニトロアントラキノンの結晶が
得られた。この結晶を分析した結果、純度94.1%
(収率75.9%)であった。
Composition ratio (%) Anthraquinone (unreacted component) 2.8 1-Nitroanthraquinone 83.9 2-Nitroanthraquinone 7.1 Dinitroanthraquinone 5.8 Subsequently, 20 ml of water was added to stop the reaction. Thereafter, the filtration was performed as it was. The cake was washed with water and dried to obtain 5.1 g of crystals of 1-nitroanthraquinone. As a result of analyzing the crystals, the purity was 94.1%.
(75.9% yield).

【0026】また、ろ液のEDC層と水層を分液し、E
DC層を水洗後、濃縮、乾燥して結晶1.4gが得られ
た。この結晶を同様に分析した結果、1−ニトロアント
ラキノン含量は34.9%(収率7.7%)であった。
Further, the EDC layer and the aqueous layer of the filtrate were separated,
The DC layer was washed with water, concentrated and dried to obtain 1.4 g of crystals. As a result of analyzing the crystals in the same manner, the 1-nitroanthraquinone content was 34.9% (yield 7.7%).

【0027】実施例2 1,2−ジクロロエタン(EDC)52gにアントラキ
ノン5.2g(25ミリモル)を懸濁し、5℃で攪拌し
ながら三酸化硫黄4gを滴下した。続いて二酸化窒素ガ
スを四酸化二窒素換算で100ミリモル/時間の流速
で、30分間吹き込んだ。その後しだいに室温(25
℃)に戻しながら6時間攪拌を続けた。6時間目の懸濁
液を液体クロマトグラフィーで分析した結果、次の組成
であった。
Example 2 5.2 g (25 mmol) of anthraquinone was suspended in 52 g of 1,2-dichloroethane (EDC), and 4 g of sulfur trioxide was added dropwise while stirring at 5 ° C. Subsequently, nitrogen dioxide gas was blown in at a flow rate of 100 mmol / hour in terms of nitrous oxide for 30 minutes. Then gradually the room temperature (25
(° C.) while stirring was continued for 6 hours. The suspension at 6 hours was analyzed by liquid chromatography to find that the composition was as follows.

【0028】 組成比 (%) アントラキノン(未反応分) 23.4 1−ニトロアントラキノン 66.2 2−ニトロアントラキノン 6.9 ジニトロアントラキノン 3.5 実施例3 1,2−ジクロロエタン(EDC)26gにアントラキ
ノン2.6g(12.5ミリモル)を懸濁し、5℃で攪
拌しながら60%発煙硫酸3.3gを滴下した。続い
て、液体二酸化窒素(四酸化二窒素)2.3gを滴下し
た。その後、しだいに室温(20℃)に戻しながら10
時間攪拌を続けた。10時間目の懸濁液を液体クロマト
グラフィーで分析した結果、次の組成であった。
Composition ratio (%) Anthraquinone (unreacted component) 23.4 1-Nitroanthraquinone 66.2 2-Nitroanthraquinone 6.9 Dinitroanthraquinone 3.5 Example 3 Anthraquinone in 26 g of 1,2-dichloroethane (EDC) 2.6 g (12.5 mmol) was suspended, and 3.3 g of 60% fuming sulfuric acid was added dropwise while stirring at 5 ° C. Subsequently, 2.3 g of liquid nitrogen dioxide (dinitrogen tetroxide) was added dropwise. Then, gradually return to room temperature (20 ° C.) for 10 minutes.
Stirring was continued for hours. The suspension at 10 hours was analyzed by liquid chromatography, and as a result, the suspension had the following composition.

【0029】 組成比 (%) アントラキノン(未反応分) 6.7 1−ニトロアントラキノン 81.0 2−ニトロアントラキノン 8.5 ジニトロアントラキノン 3.8 実施例4 実施例3に於いて、更に94%硝酸0.84gを添加
し、反応時間を7時間とした他は、全く同様に行った。
7時間目の懸濁液を液体クロマトグラフィーで分析した
結果、次の組成であった。
Composition ratio (%) Anthraquinone (unreacted component) 6.7 1-Nitroanthraquinone 81.0 2-Nitroanthraquinone 8.5 Dinitroanthraquinone 3.8 Example 4 In Example 3, further 94% nitric acid The procedure was exactly the same except that 0.84 g was added and the reaction time was 7 hours.
The suspension at 7 hours was analyzed by liquid chromatography to find that the composition was as follows.

【0030】 組成比 (%) アントラキノン(未反応分) 4.2 1−ニトロアントラキノン 82.0 2−ニトロアントラキノン 7.3 ジニトロアントラキノン 6.5 実施例5 1,2−ジクロロエタン(EDC)26gにアントラキ
ノン2.6g(12.5ミリモル)を懸濁し、5℃で攪
拌しながら三酸化硫黄1.4gを滴下した。続いて液体
二酸化窒素(四酸化二窒素)1.4gを滴下した。さら
にその混合液中に94%硝酸0.84gを滴下し、その
後も5℃で7時間30分攪拌を続けた。7時間30分目
の懸濁液を液体クロマトグラフィーで分析した結果、次
の組成であった。
Composition ratio (%) Anthraquinone (unreacted portion) 4.2 1-Nitroanthraquinone 82.0 2-Nitroanthraquinone 7.3 Dinitroanthraquinone 6.5 Example 5 1,2-Dichloroethane (EDC) 26 g of anthraquinone 2.6 g (12.5 mmol) was suspended, and 1.4 g of sulfur trioxide was added dropwise while stirring at 5 ° C. Subsequently, 1.4 g of liquid nitrogen dioxide (dinitrogen tetroxide) was added dropwise. Further, 0.84 g of 94% nitric acid was added dropwise to the mixture, and stirring was continued at 5 ° C. for 7 hours and 30 minutes. The suspension at 7 hours and 30 minutes was analyzed by liquid chromatography and was found to have the following composition.

【0031】 組成比 (%) アントラキノン(未反応分) 2.6 1−ニトロアントラキノン 86.6 2−ニトロアントラキノン 5.9 ジニトロアントラキノン 4.8 実施例6 1,2−ジクロロエタン(EDC)26gにアントラキ
ノン2.6g(12.5ミリモル)を懸濁し、5℃で攪
拌しながら三酸化硫黄1gを滴下した。続いて、液体二
酸化窒素(四酸化二窒素)1.2gを滴下した。更に9
4%硝酸0.84gを加え、しだいに室温(22℃)に
戻しながら3時間攪拌を続けた。3時間目の懸濁液を液
体クロマトグラフィーで分析した結果、次の組成であっ
た。
Composition ratio (%) Anthraquinone (unreacted component) 2.6 1-Nitroanthraquinone 86.6 2-Nitroanthraquinone 5.9 Dinitroanthraquinone 4.8 Example 6 1,2-Dichloroethane (EDC) 26 g of anthraquinone 2.6 g (12.5 mmol) were suspended, and 1 g of sulfur trioxide was added dropwise while stirring at 5 ° C. Subsequently, 1.2 g of liquid nitrogen dioxide (dinitrogen tetroxide) was added dropwise. 9 more
0.84 g of 4% nitric acid was added, and stirring was continued for 3 hours while gradually returning to room temperature (22 ° C.). The suspension at the third hour was analyzed by liquid chromatography, and as a result, the following composition was obtained.

【0032】 組成比 (%) アントラキノン(未反応分) 21.4 1−ニトロアントラキノン 70.0 2−ニトロアントラキノン 6.7 ジニトロアントラキノン 1.9 実施例7 液体二酸化窒素(四酸化二窒素)10gにアントラキノ
ン2.6g(12.5ミリモル)を懸濁し、5℃で攪拌
しながら三酸化硫黄1gを滴下した。しだいに室温(1
8℃)に戻しながら7時間30分攪拌を続けた。7時間
30分目の懸濁液を液体クロマトグラフィーで分析した
結果、次の組成であった。
Composition ratio (%) Anthraquinone (unreacted component) 21.4 1-nitroanthraquinone 70.0 2-nitroanthraquinone 6.7 dinitroanthraquinone 1.9 Example 7 To 10 g of liquid nitrogen dioxide (dinitrogen tetroxide) 2.6 g (12.5 mmol) of anthraquinone was suspended, and 1 g of sulfur trioxide was added dropwise while stirring at 5 ° C. Room temperature (1
(8 ° C.) while stirring was continued for 7 hours and 30 minutes. The suspension at 7 hours and 30 minutes was analyzed by liquid chromatography and was found to have the following composition.

【0033】 組成比 (%) アントラキノン(未反応分) 56.4 1−ニトロアントラキノン 39.4 2−ニトロアントラキノン 2.9 ジニトロアントラキノン 1.3 実施例8 1,2−ジクロロエタン(EDC)26gにアントラキ
ノン2.6g(12.5ミリモル)を懸濁し、5℃で攪
拌しながら三酸化硫黄1gを滴下した。続いて、液体二
酸化窒素(四酸化二窒素)1.2gを滴下した。更にメ
タンスルホン酸1.2gを加え、しだいに室温(20
℃)に戻しながら2時間攪拌を続けた。2時間目の懸濁
液を液体クロマトグラフィーで分析した結果、次の組成
であった。
Composition ratio (%) Anthraquinone (unreacted component) 56.4 1-Nitroanthraquinone 39.4 2-Nitroanthraquinone 2.9 Dinitroanthraquinone 1.3 Example 8 1,2-Dichloroethane (EDC) 26 g of anthraquinone 2.6 g (12.5 mmol) were suspended, and 1 g of sulfur trioxide was added dropwise while stirring at 5 ° C. Subsequently, 1.2 g of liquid nitrogen dioxide (dinitrogen tetroxide) was added dropwise. Further, 1.2 g of methanesulfonic acid was added and gradually added to room temperature (20
(° C.) while stirring was continued for 2 hours. The suspension at the second hour was analyzed by liquid chromatography, and as a result, the following composition was obtained.

【0034】 組成比 (%) アントラキノン(未反応分) 41.6 1−ニトロアントラキノン 49.2 2−ニトロアントラキノン 5.5 ジニトロアントラキノン 3.7 実施例9 1,2−ジクロロエタン(EDC)78gに、氷冷下、
攪拌しながら結晶三酸化硫黄4.1gを添加した。続い
てアントラキノン7.8g(37.5ミリモル)を加え
た。さらに液体二酸化窒素(四酸化二窒素)4gを滴下
した。15分攪拌後に、その混合液中に94%硝酸2.
5gを滴下した。その後3℃で10時間攪拌を続けた。
10時間目の懸濁液を液体クロマトグラフィーで分析し
た結果、次の組成であった。
Composition ratio (%) Anthraquinone (unreacted component) 41.6 1-Nitroanthraquinone 49.2 2-Nitroanthraquinone 5.5 Dinitroanthraquinone 3.7 Example 9 78 g of 1,2-dichloroethane (EDC) below freezing,
While stirring, 4.1 g of crystalline sulfur trioxide was added. Subsequently, 7.8 g (37.5 mmol) of anthraquinone were added. Further, 4 g of liquid nitrogen dioxide (dinitrogen tetroxide) was added dropwise. After stirring for 15 minutes, 94% nitric acid was added to the mixture.
5 g was added dropwise. Thereafter, stirring was continued at 3 ° C. for 10 hours.
The suspension at 10 hours was analyzed by liquid chromatography, and as a result, the suspension had the following composition.

【0035】 組成比 (%) アントラキノン(未反応分) 3.9 1−ニトロアントラキノン 86.6 2−ニトロアントラキノン 5.8 ジニトロアントラキノン 3.7 続いて、水20ミリリットルを添加し反応を停止させた
後、そのままろ過を行った。ケ−キを水洗後乾燥するこ
とにより8.5gの1−ニトロアントラキノンの結晶が
得られた。この結晶を分析した結果、純度91.2%
(収率81.5%)であった。
Composition ratio (%) Anthraquinone (unreacted component) 3.9 1-nitroanthraquinone 86.6 2-nitroanthraquinone 5.8 dinitroanthraquinone 3.7 Subsequently, 20 ml of water was added to stop the reaction. Thereafter, the filtration was performed as it was. The cake was washed with water and dried to obtain 8.5 g of 1-nitroanthraquinone crystals. As a result of analyzing the crystals, the purity was 91.2%.
(81.5% yield).

【0036】また、ろ液のEDC層と水層を分液し、E
DC層を水洗後、濃縮、乾燥して結晶1.6gが得られ
た。この結晶を同様に分析した結果、1−ニトロアント
ラキノン含量は29.5%(収率5%)であった。
Further, the EDC layer and the aqueous layer of the filtrate were separated,
The DC layer was washed with water, concentrated and dried to obtain 1.6 g of crystals. As a result of analyzing the crystals in the same manner, the 1-nitroanthraquinone content was 29.5% (yield 5%).

【0037】実施例10 1,2−ジクロロエタン(EDC)78gに、氷冷下、
攪拌しながら結晶三酸化硫黄4.3gを添加した。続い
てアントラキノン7.8g(37.5ミリモル)を加え
た。さらに液体二酸化窒素(四酸化二窒素)4.2gを
滴下した。15分攪拌後に、その混合液中に94%硝酸
2.5gを滴下した。その後10℃で8時間攪拌を続け
た。8時間目の懸濁液を液体クロマトグラフィーで分析
した結果、次の組成であった。
Example 10 To 78 g of 1,2-dichloroethane (EDC) was added ice-cooled
While stirring, 4.3 g of crystalline sulfur trioxide was added. Subsequently, 7.8 g (37.5 mmol) of anthraquinone were added. Further, 4.2 g of liquid nitrogen dioxide (dinitrogen tetroxide) was added dropwise. After stirring for 15 minutes, 2.5 g of 94% nitric acid was added dropwise to the mixture. Thereafter, stirring was continued at 10 ° C. for 8 hours. The suspension at 8 hours was analyzed by liquid chromatography to find that the composition was as follows.

【0038】 組成比 (%) アントラキノン(未反応分) 1.8 1−ニトロアントラキノン 86.9 2−ニトロアントラキノン 6.9 ジニトロアントラキノン 4.4 実施例11 1,2−ジクロロエタン(EDC)78gに、氷冷下、
攪拌しながら結晶三酸化硫黄4.1gを添加した。続い
てアントラキノン7.8g(37.5ミリモル)を加え
た。さらに液体二酸化窒素(四酸化二窒素)4gを滴下
した。15分攪拌後に、界面活性剤としてジ(2−エチ
ルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウム0.17gを加
え、さらに、その混合液中に94%硝酸2.5gを滴下
した。その後、7℃で4時間攪拌を続けた。4時間目の
懸濁液を液体クロマトグラフィーで分析した結果、次の
組成であった。
Composition ratio (%) Anthraquinone (unreacted component) 1.8 1-Nitroanthraquinone 86.9 2-Nitroanthraquinone 6.9 Dinitroanthraquinone 4.4 Example 11 1,78 g of 1,2-dichloroethane (EDC) below freezing,
While stirring, 4.1 g of crystalline sulfur trioxide was added. Subsequently, 7.8 g (37.5 mmol) of anthraquinone were added. Further, 4 g of liquid nitrogen dioxide (dinitrogen tetroxide) was added dropwise. After stirring for 15 minutes, 0.17 g of sodium di (2-ethylhexyl) sulfosuccinate was added as a surfactant, and 2.5 g of 94% nitric acid was added dropwise to the mixture. Thereafter, stirring was continued at 7 ° C. for 4 hours. The suspension at the 4th hour was analyzed by liquid chromatography to find that the composition was as follows.

【0039】 組成比 (%) アントラキノン(未反応分) 4.4 1−ニトロアントラキノン 85.3 2−ニトロアントラキノン 7.1 ジニトロアントラキノン 3.2 実施例12 1,2−ジクロロエタン(EDC)47gに、氷冷下、
攪拌しながら結晶三酸化硫黄4.1gを添加した。続い
てアントラキノン7.8g(37.5ミリモル)を加え
た。さらに液体二酸化窒素(四酸化二窒素)4gを滴下
した。15分攪拌後に、界面活性剤としてジ(2−エチ
ルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウム0.17gを加
え、さらに、その混合液中に94%硝酸2.5gを滴下
した。その後、10℃で4時間30分攪拌を続けた。4
時間30分目の懸濁液を液体クロマトグラフィーで分析
した結果、次の組成であった。
Composition ratio (%) Anthraquinone (unreacted component) 4.4 1-Nitroanthraquinone 85.3 2-Nitroanthraquinone 7.1 Dinitroanthraquinone 3.2 Example 12 1,47-g of 1,2-dichloroethane (EDC) below freezing,
While stirring, 4.1 g of crystalline sulfur trioxide was added. Subsequently, 7.8 g (37.5 mmol) of anthraquinone were added. Further, 4 g of liquid nitrogen dioxide (dinitrogen tetroxide) was added dropwise. After stirring for 15 minutes, 0.17 g of sodium di (2-ethylhexyl) sulfosuccinate was added as a surfactant, and 2.5 g of 94% nitric acid was added dropwise to the mixture. Thereafter, stirring was continued at 10 ° C. for 4 hours and 30 minutes. 4
The suspension at 30 minutes was analyzed by liquid chromatography and was found to have the following composition.

【0040】 組成比 (%) アントラキノン(未反応分) 4.1 1−ニトロアントラキノン 84.7 2−ニトロアントラキノン 7.1 ジニトロアントラキノン 4.1Composition ratio (%) Anthraquinone (unreacted portion) 4.1 1-Nitroanthraquinone 84.7 2-Nitroanthraquinone 7.1 Dinitroanthraquinone 4.1

【0041】[0041]

【発明の効果】芳香族化合物を三酸化硫黄の存在下に窒
素酸化物単独又は窒素酸化物とプロトン酸の組合せによ
ってニトロ化することにより、操業上の安全性を確保し
つつ、従来法より廃酸の少ない条件下で、高収率に芳香
族化合物を得る方法を確立した。
According to the present invention, the aromatic compound is nitrated with nitrogen oxide alone or in combination with nitrogen oxide and protonic acid in the presence of sulfur trioxide, thereby ensuring safety in operation and eliminating the conventional method. A method for obtaining an aromatic compound in a high yield under a condition with a small amount of acid was established.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋場 功 千葉県船橋市坪井町722番地1 日産化 学工業株式会社 中央研究所内 (72)発明者 石川 誠 千葉県船橋市坪井町722番地1 日産化 学工業株式会社 中央研究所内 (72)発明者 鈴木 文夫 千葉県船橋市坪井町722番地1 日産化 学工業株式会社 中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−81442(JP,A) 特開 昭61−120643(JP,A) 特開 平6−179639(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 201/08 C07C 205/47 B01J 27/04 C07B 61/00 300 C07B 43/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Isao Hashiba, Inventor 722-1, Tsuboi-cho, Funabashi-shi, Chiba Nissan Kagaku Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Ishikawa 722-1, Tsuboi-cho, Funabashi-shi, Chiba (72) Inventor Fumio Suzuki 722-1, Tsuboi-cho, Funabashi-shi, Chiba Nissan Kagaku Kogyo Co., Ltd. Central Research Laboratory (56) References JP-A-58-81442 (JP, A) JP-A-61-120643 (JP, A) JP-A-6-179639 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C07C 201/08 C07C 205/47 B01J 27/04 C07B 61 / 00 300 C07B 43/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 芳香族化合物を三酸化硫黄の存在下、窒
素酸化物をニトロ化剤として溶媒中で反応させることを
特徴とする芳香族ニトロ化合物の製造方法。
1. A method for producing an aromatic nitro compound, comprising reacting an aromatic compound in the presence of sulfur trioxide with a nitrogen oxide as a nitrating agent in a solvent .
【請求項2】 三酸化硫黄の存在下、窒素酸化物をニト
ロ化剤として反応させる際に、プロトン酸を添加する請
求項1記載の芳香族ニトロ化合物の製造方法。
2. The method for producing an aromatic nitro compound according to claim 1, wherein a protonic acid is added when the nitrogen oxide is reacted as a nitrating agent in the presence of sulfur trioxide.
【請求項3】 プロトン酸が硝酸、硫酸、燐酸、塩酸、
メタンスルホン酸、ハロゲン化メタンスルホン酸の中か
ら選ばれた少なくとも一種である請求項2記載の芳香族
ニトロ化合物の製造方法。
3. The method of claim 1, wherein the protonic acid is nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid,
The method for producing an aromatic nitro compound according to claim 2, wherein the method is at least one selected from methanesulfonic acid and halogenated methanesulfonic acid.
【請求項4】 溶媒がハロゲン化脂肪族化合物、スルホ
ラン、四酸化二窒素から選ばれた少なくとも一種である
請求項1乃至請求項のいずれかに記載の芳香族ニトロ
化合物の製造方法。
Wherein the solvent is a halogenated aliphatic compound, sulfolane, process for producing an aromatic nitro compound according to any one of claims 1 to 3 is at least one selected from dinitrogen tetroxide.
【請求項5】 ニトロ化を界面活性剤の存在下に行う請
求項1乃至請求項のいずれかに記載の芳香族ニトロ化
合物の製造方法。
5. The method of claim 1 or the aromatic nitro compound according to any one of claims 4 nitration is carried out in the presence of a surfactant.
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