JP3920524B2

JP3920524B2 - ビストリフルオロメチルベンジルアミン類の製造方法

Info

Publication number: JP3920524B2
Application number: JP2000047707A
Authority: JP
Inventors: アルブレヒト・マルホルト; エルンスト・キゼラ
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: DE19908943A1; DE50003603D1; EP1036785B1; EP1036785A1; US6137011A; KR20000062670A; JP2000256281A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対応するビストリフルオロメチルベンゾニトリル類の水素添加によるビストリフルオロメチルベンジルアミン類の改良された製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビストリフルオロメチルベンジルアミン類および、特に3,5-ビストリフルオロメチルベンジルアミンは作物保護および薬学的有効成分並びにそれらの前駆体として重要である。
【０００３】
初期の文献(J.A.C.S. 66, 725 (1944)および82, 2386 (1960)参照)およびChem. Ber. 85, 325 (1952)は如何にして脂肪族ニトリル類およびインドリルアセトニトリル類がラネーニッケルまたはロジウムの存在下に水素による接触還元によって対応するアミン類に変換出来るかを記載している。もし何らかの溶媒をすべてに用いるならば、それらはアルコールである。必要ならば工程はアンモニアの存在下に行うことが可能である。
【０００４】
トリフルオロメチルベンジルアミン類を製造するには、トリフルオロメチルベンゾニトリル類のロジウムまたはパラジウム触媒、エタノールおよび塩化水素の存在下の接触還元が記載されており、そこでアミン類は塩酸塩として生成される。これらの塩酸塩類は複雑な方法で精製され、次いで遊離のアミン類に変換されねばならない(J. Pharm. Sci. 54, 1204 (1965)参照)。
【０００５】
米国特許第3,726,969号明細書によると、最後に示された工程は3,5-ビストリフルオロメチルベンジルアミンの製造にも用いられている。ここでもまた、複雑な精製工程を行わねばならなかった。この工程によると、遊離アミンではなく、アミン塩酸塩のみが製造されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、遊離アミンが高純度で簡単な方法で得られるビストリフルオロメチルベンジルアミン類の製造方法の必要性は依然として存する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは今や、対応するビストリフルオロメチルベンゾニトリル類の接触水素化によるビストリフルオロメチルベンジルアミン類の製造方法であって、工程をラネーコバルト、少なくとも１種の脂肪族エーテルおよびアンモニアの存在下に行うことを特徴とする方法を見いだした。
【０００８】
本発明に従った方法に於いては、例えば、式(I)
【０００９】
【化１】

【００１０】
のビストリフルオロメチルベンゾニトリル類を用い、
式(II)
【００１１】
【化２】

【００１２】
のビストリフルオロメチルベンジルアミン類を製造することが可能である。
【００１３】
式(III)
【００１４】
【化３】

【００１５】
のビストリフルオロメチルベンゾニトリル類を用い、
式(IV)
【００１６】
【化４】

【００１７】
のビストリフルオロメチルベンジルアミン類を製造することが好ましい。
【００１８】
特に好ましいのは3,5-ビストリフルオロメチルベンゾニトリルを用い、3,5-ビストリフルオロメチルベンジルアミンを製造することである。
【００１９】
ビストリフルオロメチルベンゾニトリル類は市販されているかまたは公知の方法もしくはそれに類似する方法でも製造できる。
【００２０】
ラネーコバルトは同様に市販されているかまたはアルミニウム-コバルト合金から水性アルカリを用いるアルミニウムの浸出による公知の方法で得ることができる。
【００２１】
脂肪族エーテル類は直鎖状、分岐状または環状であることができ、例えばジエチル、ジイソプロピル、メチル tert-ブチル、ジブチル、エチレングリコールジメチル、ジエチレングリコールジメチルおよびテトラエチレングリコールジメチルエーテル類、並びにテトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフランおよびジオキサンの様な炭素原子４から１０個までを含むことができる。２種またはそれ以上の脂肪族エーテル類の混合物の使用も可能である。
【００２２】
ビストリフルオロメチルベンゾニトリルのkg当たり、例えば脂肪族エーテル類の０.３から２kgまでおよび(金属として計算して)ラネーコバルトの０.０５から１kgまでを用いることが可能である。これらの量は好ましくは脂肪族エーテル類の０.５から１.２kgまでおよびラネーコバルトの０.０７から０.２kgまでである。
【００２３】
アンモニアはほぼ乾燥しているべきでありまた市販の形態(純度９９.５％以上)で用いることが出来る。アンモニアは反応容器に液状またはガス状形態で移送され得る。ビストリフルオロメチルベンゾニトリルのkg当たり、例えば、アンモニア０.２から４kgまでを用いることができる。この量は好ましくは０.３から２.５kgまでである。
【００２４】
本発明に従った方法は、例えば、５０から１５０℃までまた水素圧２０から２００バールまでで行うことができる。好ましくは温度７０から１１０℃までおよび圧力３０から１５０バールまでである。
【００２５】
本発明に従った水素添加はすべてのビストリフルオロメチルベンゾニトリルが反応するまで行うのが有利である。これは、例えば、GCを用いてチェック出来る。一般的に、ビストリフルオロメチルベンゾニトリルの完全な変換は3から15時間後に達成される。
【００２６】
本発明に従った工程の好ましい態様の方法は以下の通りである。ビストリフルオロメチルベンゾニトリル、脂肪族エーテルおよびラネーコバルトが当初加圧容器内に導入され、次いで不活性ガス例えば窒素を加圧容器に存在する酸素と置換する為に通過させる。加圧容器を閉じて、先ずアンモニアが加えられ、次いで最後に水素が注入され、そして混合物は企図された反応温度まで加熱される。水素添加中にビストリフルオロメチルベンゾニトリルおよびアンモニアを追加し、そしてこの方法で水素添加を継続することも可能である。
【００２７】
反応終了時に存する混合物の処理は、例として先ず反応容器を例えば２０から５０℃までに冷却し、そして次いで圧力を逃すことでアンモニアを蒸発させる簡単な方法で行うことが出来る。もし所望なら、例えば冷却によってアンモニアを回収して、そして次のバッチで再使用することが可能である。次いで、触媒は例えば濾過によって除かれ得る。触媒も再使用出来る。最後に、触媒を除いた混合物を蒸留して、溶媒として用いた脂肪族エーテルが先ず逃され、そして同様に再使用出来る。減圧下、例えば１０から１００ミリバール(mbar)に於ける分留によって、最後に製造された遊離のビストリフルオロメチルベンジルアミンを９９％を超える純度で、また殆どの場合８０％を超える収率で単離することが可能である。
【００２８】
本発明に従った方法を用いるとビストリフルオロメチルベンジルアミン類を簡単且つ効果的な方法で直接遊離の形態で且つ高純度で得ることが出来る。ビストリフルオロメチルベンジルアミン塩酸塩類を先ず製造し、そしてこの段階で複雑な精製工程は不要である。
【００２９】
本発明に従った方法がこれらの利点を生じるのはまことに驚くべきことである。今日まで、この様な水素添加に用いられた溶媒は専らアルコール類であり、特にトリフルオロメチルベンジルアミン類の製造には塩化水素の存在下の貴金属触媒のみであった。
【００３０】
1960年に、脂肪族ニトリル類の水素添加にもアンモニアの存在下にまた溶媒としてアルコール類中のラネーニッケル触媒が考慮された際に、トリフルオロメチルベンジルアミン類の水素添加の開発は異なった方向に向かった、即ち塩化水素の存在下の貴金属触媒の方向であり、そして従前通りアルコール類を溶媒とした。従って、ビストリフルオロメチルベンジルアミン類の公知の製造方法を改良する為にアンモニアの存在下にラネーコバルトの使用または他の溶媒の使用を考慮することは容易に想到されなかった。
【００３１】
本発明に従った方法に於いては、ラネーコバルト触媒の使用のみならず脂肪族エーテル類の使用も必須要件である。従来、脂肪族エーテル類は脂肪族ニトリル類およびトリフルオロメチルベンゾニトリル類の水素添加には考慮されていなかった。比較例１に見られる様に、ラネーコバルト触媒、アンモニアの存在下の溶媒としてのアルコールの組み合わせは、全く不成功の結果を生じた、即ち反応混合物の僅かに約３０％が所望のビストリフルオロメチルベンジルアミンからなったが、５０％を遙かに超える所望されない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からなっていた。この比較例は脂肪族エーテル類を溶媒とする本発明による使用に伴った予想外に疑問の余地のない効果を明瞭に示す。
【００３２】
【実施例】
実施例１
オートクレーヴ内に3,5-ビストリフルオロメチルベンゾニトリル５００g、液体アンモニア３００ml、テトラヒドロフラン３００mlおよびラネーコバルト５０gを先ず導入し、そして次いで水素を１０時間に亘って９０℃に於いて１１５バールの圧力で注入した。このシステムを次いで先ず２２℃に冷却し、スクラッバー(洗浄装置)を介して減圧し、アンモニアを蒸発消散させた。触媒を吸引濾去し、混合物を濃縮して残留物を減圧下にビグロー(Vigreux)カラムで分画した。圧力５０ミリバールおよび温度１０２〜１０５℃に於いて、純度９９.４％(GC、面積％)の3,5-ビストリフルオロメチルベンジルアミン３５６g (理論値の７０％)が留出した。２０ミリバールでテーリングとして更に９０％純度の生成物１４gを集め、蒸留残留物８８gが残った。
【００３３】
テーリングを次回のバッチの蒸留に加えそしてビストリフルオロメチルベンジルアミンの理論値の総量９０％を９９％を超える純度で得た。
【００３４】
実施例２
実施例１と同様に、3,5-ビストリフルオロメチルベンゾニトリル１００g、液体アンモニア３００ml、テトラヒドロフラン１００mlおよびラネーコバルト５０gを先ず導入した。水素は同条件下で５時間に亘って注入し、そして混合物は記載した様に処理した。本実施例は3,5-ビストリフルオロメチルベンジルアミン８４g (理論値の８３％)を純度９９.６％(GC、面積％)および残留物３gを得た。
【００３５】
実施例３
１２０Lの撹拌オートクレーヴに3,5-ビストリフルオロメチルベンゾニトリル４０kg、テトラヒドロフラン２０kgおよびラネーコバルト４.０kgを先ず導入しそして、窒素を激しく流した後に、アンモニア２３kgを注入した。水素を次いで圧力３０バールで注入し、混合物は９０℃に加熱しそして更に水素を圧力１１０から１２０バールで注入した。１２時間後、試料を採取してGCを用いて完全な変換をテストした。もし変換が不完全なら、水素添加を上記の条件で変換が完全になるまで継続した。完全変換後に、システムを先ず２０℃に冷却し、そしてスクラッバーを介して減圧し、アンモニアを蒸発消散させた。触媒を濾去し、オートクレーヴおよび濾過ケーキはテトラヒドロフラン１０kgで洗い流しそして洗液と合した濾液をロータリーエヴァポレーターで濃縮した。３バッチからの粗生成物溶液(詳細は下表を参照)をこの方法で濃縮し次いで合してそして蒸留した。
【００３６】

バッチ３−２は3,5-ビストリフルオロメチルベンゾニトリル３９.５kgから得た。
【００３７】
蒸留は７x７mmのウイルソン螺旋を充填した高さ２mおよび直径１００mmのカラムを介して実施した。還流比１：６、塔頂温度９０〜９２℃および圧力３６ミリバールに於いて、理論値の８４％収率に相当する3,5-ビストリフルオロメチルベンジルアミンの総量１０２kgを純度９９.５５％から９９.７５％(GC、面積％)を有する５つの分画で得た。
【００３８】
実施例４
実施例１と同様に、2,4-ビストリフルオロメチルベンゾニトリル１００g、液体アンモニア２００ml、テトラヒドロフラン１５０mlおよびラネーコバルト３０gを先ず導入し、次いで水素を１００℃圧力１２０バールで注入した。
【００３９】
同様な処理は沸点７８℃／１０ミリバール、n^D ₂₀：1.4280を有する2,4-ビストリフルオロメチルベンジルアミン７５g(７４.４％)を得た。
【００４０】
比較例(エーテルの代わりにアルコール溶媒)
オートクレーヴ内に3,5-ビストリフルオロメチルベンゾニトリル５００g、液体アンモニア３００ml、メタノール３００mlおよびラネーコバルト２５gを先ず導入し、次いで水素で１２時間に亘って９０℃および１１５バールで水素添加した。処理前に、システムを先ず冷却しスクラッバーを介して減圧し、アンモニアを蒸発消散させた。触媒を濾去しそして混合物を濃縮した。GC-MS分析によると、粗生成物は3,5-ビストリフルオロメチルベンジルアミンは僅か31面積%だが、N-3,5-ビストリフルオロメチルベンジル-3,5-ビストリフルオロメチルベンズアミデートの５６面積％を含有した。リボイラー温度１７０℃までの3ミリバールに於ける蒸留は留出物４３gを得て、また残留物３５１gを残した。留出物は(１００％純品を基礎に算出すると)理論値の８％に相当する量の3,5-ビストリフルオロメチルベンジルアミンを含んでいた。
【００４１】
本発明の主たる特徴および態様を示せば以下の通りである。
【００４２】
１．工程をラネーコバルト、少なくとも１つの脂肪族エーテルおよびアンモニアの存在下に行うことを特徴とする対応するビストリフルオロメチルベンゾニトリル類の接触水素添加によるビストリフルオロメチルベンジルアミン類の製造方法。
【００４３】
２．使用されるビストリフルオロメチルベンゾニトリル類が式(I)
【００４４】
【化５】

【００４５】
のものであり、そして製造されたビストリフルオロメチルベンジルアミン類が式(II)
【００４６】
【化６】

【００４７】
のものであることを特徴とする上記１記載の方法。
【００４８】
３．脂肪族エーテル類が炭素原子４から１０を有する直鎖状、分岐状または環状エーテル類であることを特徴とする上記1および2記載の方法。
【００４９】
４．使用される脂肪族エーテル類がビストリフルオロメチルベンゾニトリルのkg当たり０.３ないし２kgであることを特徴とする上記１ないし３記載の方法。
【００５０】
５．使用されるラネーコバルトがビストリフルオロメチルベンゾニトリルのkg当たり０.０５ないし１kgであることを特徴とする上記１ないし４記載の方法。
【００５１】
６．使用されるアンモニアがビストリフルオロメチルベンゾニトリルのkg当たり０.２ないし４kgであることを特徴とする上記１ないし５記載の方法。
【００５２】
７．実施される温度が５０ないし１５０℃であり、また水素圧が２０ないし２００バールであることを特徴とする上記１ないし６記載の方法。
【００５３】
８．反応終了時に存する混合物を先ず反応容器を冷却し、次いで圧力開放によってアンモニアを蒸発させ、次いで触媒を除きそして最後に無触媒の混合物を蒸留して処理することを特徴とする上記１ないし７記載の方法。

Claims

工程をラネーコバルト、少なくとも１つの脂肪族エーテルおよびアンモニアの存在下に行うことを特徴とする対応するビストリフルオロメチルベンゾニトリル類の接触水素添加によるビストリフルオロメチルベンジルアミン類の製造方法。
使用されるビストリフルオロメチルベンゾニトリル類が式
（Ｉ）

のものであり、そして製造されたビストリフルオロメチルベンジルアミン類が式（ＩＩ）

のものであることを特徴とする請求項１記載の方法。
脂肪族エーテル類が炭素原子４から１０を有する直鎖状、分岐状または環状エーテル類であることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
使用される脂肪族エーテル類がビストリフルオロメチルベンゾニトリルのｋｇ当たり０ . ３ないし２ kg であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
使用されるラネーコバルトがビストリフルオロメチルベンゾニトリルのｋｇ当たり０ . ０５ないし１ kg であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
使用されるアンモニアがビストリフルオロメチルベンゾニトリルの kg 当たり０ . ２ないし４ kg であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
実施される温度が５０ないし１５０℃であり、また水素圧が２０ないし２００バールであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
反応終了時に存する混合物を先ず反応容器を冷却し、次いで圧力開放によってアンモニアを蒸発させ、次いで触媒を除きそして最後に無触媒の混合物を蒸留して処理することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。