JP4502315B2

JP4502315B2 - マンデロニトリル誘導体の製造法

Info

Publication number: JP4502315B2
Application number: JP2004045064A
Authority: JP
Inventors: 隆幸斉藤; 健一井上
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2024-02-20
Also published as: JP2005232105A

Description

本発明は、ベンズアルデヒドまたはその誘導体を触媒存在下、青酸と反応させ、高収率かつ高純度のマンデロニトリル誘導体を製造する方法に関する。マンデロニトリルおよびその誘導体は、水和することによりマンデルアミド誘導体に、また加水分解することによりマンデル酸誘導体となり、これらの化合物は医農薬中間体として有用であるだけでなく、光学活性体は光学分割剤としても工業的に有用である。

マンデロニトリルおよびその誘導体は、ベンズアルデヒドおよびその誘導体を、塩基触媒下で青酸と反応させることにより得られる。製造法については、種々の方法が知られているが、例えば、ベンズアルデヒド化合物と青酸を所定量の塩基触媒存在下で反応ｐＨを塩基性に保ち反応させる方法が提案されている（特許文献１）。しかし、このような塩基性条件下の反応では副生物が生じやすく、製品の純度低下と収率低下を引き起こすことが問題となっていた。特に、酸化不純物等の不純物量が増す工業用原料を用いた場合にこの傾向は顕著となり、工業的スケールでマンデロニトリル誘導体を生産する場合の大きな問題点となっていた。更に、クロロベンズアルデヒド類など、ベンズアルデヒド類の種類によっては反応後に副生不純物が析出してしまい、煩雑な精製工程を必要とするなどの問題を引き起こすこともある。
特許２６８１３３４

本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、不純物の副生を抑制し、マンデロニトリル誘導体を高純度、高収率、簡便に取得する方法を提供するものであり、更に詳しくは、原料ベンズアルデヒド誘導体の純度にかかわらず、反応を適正に進め、不純物の生成を抑えることができ、その結果、マンデロニトリル誘導体を高純度、かつ高収率で工業的に簡便に製造する方法を提供することを目的とする。

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、青酸添加前のベンズアルデヒド誘導体水溶液のｐＨを、従来常識である塩基性ではなく、弱酸性乃至中性の特定ｐＨへ変更することにより、不純物をほとんど生成することなく、簡便かつ高収率でマンデロニトリル誘導体が製造できることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は下記一般式（１）

（式中、Xは水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のアルコキシ基、炭素数１〜３のアルキルチオ基、アミノ基、ニトロ基、フェニル基、またはフェノキシ基を表し、オルト位、メタ位またはパラ位のいずれでもよい。）で表されるベンズアルデヒド誘導体の水溶液を、塩基触媒を用いてｐHを５．０〜７．５に調整した後、青酸と反応させることを特徴とする下記一般式（２）

（式中、Xは前記と同様。）で表されるマンデロニトリル誘導体の製造法に関する。

反応開始時にアルデヒド誘導体水溶液のｐHを特定範囲に調整することにより、不純物の生成を抑えることができ、マンデロニトリル誘導体を高純度、かつ高収率で工業的に簡便な方法で製造することができる。

本発明における原料のベンズアルデヒド誘導体は前記一般式（１）で表されるが、具体例としてはベンズアルデヒド、２−クロロベンズアルデヒド、３−クロロベンズアルデヒド、４−クロロベンズアルデヒド、２−ブロモベンズアルデヒド、３−ブロモベンズアルデヒド、４−ブロモベンズアルデヒド、２−ヒドロキシベンズアルデヒド、３−ヒドロキシベンズアルデヒド、４−ヒドロキシベンズアルデヒド、２−メチルベンズアルデヒド、３−メチルベンズアルデヒド、４−メチルベンズアルデヒド、２−エチルベンズアルデヒド、３−エチルベンズアルデヒド、４−エチルベンズアルデヒド、２−イソプロピルベンズアルデヒド、３−イソプロピルベンズアルデヒド、４−イソプロピルベンズアルデヒド、２−メトキシベンズアルデヒド、３−メトキシベンズアルデヒド、４−メトキシベンズアルデヒド、２−メチルチオベンズアルデヒド、３−メチルチオベンズアルデヒド、４−メチルチオベンズアルデヒド、２−アミノベンズアルデヒド、３−アミノベンズアルデヒド、４−アミノベンズアルデヒド、２−ニトロベンズアルデヒド、３−ニトロベンズアルデヒド、４−ニトロベンズアルデヒド、２−フェニルベンズアルデヒド、３−フェニルベンズアルデヒド、４−フェニルベンズアルデヒド、２−フェノキシベンズアルデヒド、３−フェノキシベンズアルデヒドおよび４−フェノキシベンズアルデヒドなどが挙げられる。

本発明における生成物のマンデロニトリル誘導体は前記一般式（２）で表されるが、その具体例としては、マンデロニトリル、２−クロロマンデロニトリル、３−クロロマンデロニトリル、４−クロロマンデロニトリル、２−ブロモマンデロニトリル、３−ブロモマンデロニトリル、４−ブロモマンデロニトリル、２−ヒドロキシマンデロニトリル、３−ヒドロキシマンデロニトリル、４−ヒドロキシマンデロニトリル、２−メチルマンデロニトリル、３−メチルマンデロニトリル、４−メチルマンデロニトリル、２−エチルマンデロニトリル、３−エチルマンデロニトリル、４−エチルマンデロニトリル、２−イソプロピルマンデロニトリル、３−イソプロピルマンデロニトリル、４−イソプロピルマンデロニトリル、２−メトキシマンデロニトリル、３−メトキシマンデロニトリル、４−メトキシマンデロニトリル、２−メチルチオマンデロニトリル、３−メチルチオマンデロニトリル、４−メチルチオマンデロニトリル、２−アミノマンデロニトリル、３−アミノマンデロニトリル、４−アミノマンデロニトリル、２−ニトロマンデロニトリル、３−ニトロマンデロニトリル、４−ニトロマンデロニトリル、２−フェニルマンデロニトリル、３−フェニルマンデロニトリル、４−フェニルマンデロニトリル、２−フェノキシマンデロニトリル、３−フェノキシマンデロニトリルおよび４−フェノキシマンデロニトリルなどが挙げられる。

本発明は、塩基触媒存在下でのベンズアルデヒド誘導体水溶液のｐHを弱酸性から中性、具体的には５．０から７．５、で管理することを特徴とするものである。

本発明に用いる塩基触媒としては、特に限定されずアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属酢酸塩などが用いられるが、特に好ましいものとしては炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウムなどが挙げられる。塩基触媒の使用量は、反応開始時のベンズアルデヒド誘導体水溶液のｐHを５．０〜７．５とする量が好ましく、５．５〜７．０であることが更に好ましい。塩基触媒量が過剰となると不溶性の不純物が析出し、収率の低下となる。一方、塩基触媒量が不足すると反応速度が著しく低下し、反応が十分に完結しない。また、塩基触媒の添加によってｐＨが所定範囲よりも高くなってしまった場合は、酢酸などを用いて規定のｐＨ範囲に合わせる。

本発明は水溶液下で実施されるが、水の添加量は特に限定されないが、ベンズアルデヒド誘導体に対して３〜２０重量％が特に好ましい。水分濃度があまり低い場合は触媒の溶解性が低下し、水分濃度があまり高い場合は、反応速度が低下する。反応溶媒として水のほかに水と混和する量の有機溶剤を併用しても良い。

本発明の主原料の一つである青酸の使用量は、ベンズアルデヒド誘導体１モルに対して、１モル以上であればよいが、これより少ない使用量では反応が遅くなり、あまり多い場合には反応終了後に未反応の青酸が残ることから、工業的には好ましくない。通常はベンズアルデヒド誘導体１モルに対して１〜１．５モル、好ましくは１〜１．２モル、特に好ましくは１〜１．１モルの青酸を用いる。

反応温度、反応時間は特に限定されず適宜選べるが、通常は２０〜５０℃が好ましく用いられ、滴下終了後１〜５時間撹拌することで反応は完結する。

以上の反応により生成したマンデロニトリル誘導体は、酸を用いて安定化させた後、溶媒を濃縮することで、特別な精製操作をすることなく高品質の製品として得ることができる。

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。

実施例１
撹拌機および温度計を付した５００ｍｌ三口フラスコに３−クロロベンズアルデヒド１４０．６ｇを入れ、炭酸ナトリウム０．１ｇ、酢酸ナトリウム０．４ｇおよび純水１６．０ｇでｐHを６．８とした。青酸２８．８ｇを２０〜２５℃で滴下し、その後5時間２０〜２５℃で撹拌した。反応終了後の収率は、９８．３％であった。パラトルエンスルホン酸二水塩３．０ｇを添加し、減圧濃縮により純度８９．０％、水分７．６％の３−クロロマンデロニトリル１８５．１ｇを得た。

実施例２
撹拌機および温度計を付した５００ｍｌ三口フラスコに２−クロロベンズアルデヒド１４３．８ｇを入れ、炭酸ナトリウム０．５ｇ、酢酸ナトリウム０．４ｇおよび純水１６．４ｇでｐHを６．５とした。青酸２９．９ｇを２０〜２５℃で滴下し、その後４時間２０〜２５℃で撹拌した。反応終了後の収率は、９８．５％であった。パラトルエンスルホン酸二水塩３．０ｇを添加し、減圧濃縮により純度８８．８％、水分６．７％の２−クロロマンデロニトリル１９０．２ｇを得た。

実施例３
撹拌機および温度計を付した５００ｍｌ三口フラスコにベンズアルデヒド８３．６ｇを入れ、酢酸ナトリウム０．３ｇおよび純水１２．６ｇでｐHを６．１とした。青酸２３．０ｇを２０〜２５℃で滴下し、その後４時間２０〜２５℃で撹拌した。反応終了後の収率は、９８．４％であった。パラトルエンスルホン酸二水塩２．４ｇを添加し、減圧濃縮により純度８９．６％、水分７．１％のマンデロニトリル１１５．２ｇを得た。

比較例１
撹拌機および温度計を付した５００ｍｌ三口フラスコに３−クロロベンズアルデヒド１４０．６ｇを入れ、炭酸ナトリウム０．５ｇ、酢酸ナトリウム０．２ｇおよび純水１６．０ｇでｐHを９．１とした。青酸２８．８ｇを２０〜２５℃で滴下し、その後5時間２０〜２５℃で撹拌した。反応終了後の収率は、９４．３％であった。パラトルエンスルホン酸二水塩３．０ｇを添加したところ、液重量の９％相当の不溶不純物が析出した。

比較例２
撹拌機および温度計を付した５００ｍｌ三口フラスコに３−クロロベンズアルデヒド１４０．６ｇを入れ、酢酸ナトリウム０．１ｇおよび純水１６．０ｇでｐHを４．９とした。青酸２９．２ｇを２０〜２５℃で滴下し、その後５時間２０〜２５℃で撹拌した。反応終了後の収率は、８０．３％であった。

Claims

下記一般式（１）

（式中、Xは水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のアルコキシ基、炭素数１〜３のアルキルチオ基、アミノ基、ニトロ基、フェニル基、またはフェノキシ基を表し、オルト位、メタ位またはパラ位のいずれでもよい。）
で表されるベンズアルデヒド誘導体の水溶液を、塩基触媒を用いてｐHを５．０〜７．５に調整した後、青酸と反応させることを含む、下記一般式（２）

（式中、Xは前記と同様。）で表されるマンデロニトリル誘導体の製造法。
下記一般式（１）

（式中、Xは水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のアルコキシ基、炭素数１〜３のアルキルチオ基、アミノ基、ニトロ基、フェニル基、またはフェノキシ基を表し、オルト位、メタ位またはパラ位のいずれでもよい。）
で表されるベンズアルデヒド誘導体の水溶液を、塩基触媒を用いてｐHを５．０〜７．５に調整した後、青酸と反応させ、次いでパラトルエンスルホン酸を添加し、下記一般式（２）

（式中、Xは前記と同様。）で表されるマンデロニトリル誘導体を採取することを含む、マンデロニトリル誘導体の製造法。