JP4892849B2 - １，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、新規な１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの製造方法に関し、より詳しくは、簡便な工程で高純度の１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドを高収率で製造し得る工業的に優れた製造方法に関する。また、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの精製方法に関する。

本発明に係る一般式（１）で表される１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドは、ポリエステル樹脂の結晶核剤として有用な化合物である（特許文献１，２参照）。

一般的に、カルボン酸アミドの製造方法として、
（１）カルボン酸とアミン類とを直接加熱脱水してカルボン酸アミドを製造する方法、
（２）エステル交換触媒の存在下、カルボン酸アルキルエステルとアミン類とをエステル−アミド交換反応してカルボン酸アミドを製造する方法、
（３）カルボン酸ハロゲン化物とアミン類とを反応してカルボン酸アミドを製造する方法、
（４）脱水剤等の試薬の存在下、カルボン酸とアミン類とを加熱脱水してカルボン酸アミドを製造する方法が挙げられる（特許文献３〜７参照）。

例えば、上記の（１）方法は、簡単な反応経路であり、経済的にも有利であることから工業的に有用な製造方法である。しかしながら、出発原料の種類や反応条件等によって、イミド化合物、イソイミド化合物、アミン塩等が副生して純度を低下させたり、目的物を着色させたり問題点があり、製造条件を設定することは必ずしも容易とは言えなかった。

上記の（２）方法は、高純度のカルボン酸アミドが得られやすいことから工業的にも有用な製造方法である。しかしながら、原料のカルボン酸をエステル化する工程が必要なので、工程数が増えるなど必ずしも経済的に有利であるとは言えなかった。

上記の（３）方法は、高純度のカルボン酸アミドが得られやすい点で有用な合成方法である。しかしながら、アミド化反応に伴い塩化水素ガスが発生することから、反応缶の材質に制約が生じ、製造設備に耐蝕材料を採用しなければならないこと、作業環境・周辺環境の面からも対策が必要なことから、生産コストが上昇する傾向にもあり、必ずしも工業的に有利な方法とは言えなかった。

上記の（４）方法は、高純度のカルボン酸アミドが得られやすい点で有用な合成方法である。しかしながら、商業的な多量生産には不向きであり、製造後に試薬等が産業廃棄物として残るなど周辺環境の面からも対策が必要なことから、必ずしも工業的に有利な方法とは言えなかった。

即ち、上記の何れの製造方法も一長一短があるので、目的のカルボン酸アミドの種類や純度、生産性・経済性、プロセルの簡便性、作業環境・周辺環境など種々の観点を総合的に判断して、最も有利な方法が選択されて用いられる。

特開平６−２６３９６９号公報 特開平１０−８７９７５号公報 特開平６−２７９３７５号公報 特表２００１−５２０６６４号公報 特開平６−２７９３７８号公報 特開平７−３０９８２１号公報 特開平４−３０８５５８号公報

本発明は、簡便な方法で高純度の１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドを高収率で製造し得る、工業的に優れた新規有用な製造方法を提供すること、さらに１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの精製方法の提供することである。

本発明者らは、前記課題を解決するため、カルボン酸とアミン類とを直接加熱脱水してカルボン酸アミドを製造する方法が商業的・工業的に有利と考えて、鋭意検討した。

従来の直接加熱脱水法に従って、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸と所定のアミン類とを直接加熱脱水したところ、次のことが分かった。
（i）無溶媒で直接加熱脱水したところ、反応途中で反応系が固化して目的のアミド化合物が得られなかった（比較例４）。本発明に係る１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドが非常に高い融点を有していることが判り、それが固化の一因であることが判った。
（ii）反応溶媒の存在下で直接加熱脱水したところ、冷却過程で反応系が固化やゲル化した。その為に、反応溶媒と分離することができず目的物を得ることができなかった（比較例３）。目的のアミド化合物が有機溶媒をゲル化させる性質を有していることが初めて判った。

上記問題点を解決する為にさらに検討を続けた結果、本発明の１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの製造方法において、下記のことが重要な技術的要件であることが判った。
（i）反応溶媒の種類及びその使用量の選択が、本製造方法において最も重要であること。
（ii）前記反応溶媒は、晶析溶媒としての役割も同時に担っており、目的のアミド化合物の純度や収率に大きく影響していること。
（iii）反応系のゲル化の防止には、前記の反応溶媒の種類及びその使用量に加えて、アミド化反応後の反応溶液を冷却する時に、その冷却速度の制御が必要であること（比較例２）。
（iv）さらに、目的のアミド化合物を直接加熱脱水法で得るためには、少なくとも反応温度２３５℃以上が必要であること（比較例１）。
本発明者らは、かかる知見に基づいて本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は以下の項目の発明を提供する。

（項１） 下記一般式（１）で表される１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの製造方法であって、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸と下記一般式（２）で表されるアミン類とを、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸１モルに対して前記アミン類３〜２０モルの比率で、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸に対して極性溶媒１〜１０倍重量存在下、反応温度２３５〜２８５℃でアミド化反応する工程（アミド化反応工程）と、
次いで、アミド化反応後、その反応溶液を０．３〜３℃／分の冷却速度で冷却し、反応溶液から析出する１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドと反応溶液とを分離する工程と（固液分離工程）、
を具備する１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの製造方法。

［式中、３個のＲ^１は、互いに同一又は異なって、炭素数３〜２０の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基、フェニル基、下記一般式（ａ）で表されるシクロアルキル基、下記一般式（ｂ）で表されるアルキル置換シクロアルキル基、又は下記一般式（ｃ）で表されるアルキル若しくはハロゲン置換アリール基を表す。］

［式中、ｘは、１〜８の整数を表す。］
［式中、Ｒ^２は、炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基を表す。ｍは１又は２の整数を表す。ｍが２の場合、２個のＲ^２は互いに同一又は異なってもよく、また２個のＲ^１が互いに結合してそれらが結合するシクロアルカン環と共にビシクロ環を形成していてもよい。ｙは、１〜８の整数を表す。］

［式中、Ｒ^３は、炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基又はハロゲン原子を表す。ｎは、１又は２の整数を表す。ｎが２の場合、２個のＲ^３は互いに同一又は異なってもよく、また２個のＲ^３が互いに結合してそれらが結合するベンゼン環と共にテトラリン環を形成していてもよい。］
［式中、Ｒ^１は、一般式（１）におけるＲ^１と同義である。］

（項２） アミド化反応の反応温度が２４０〜２６０℃である上記項１に記載の製造方法。

（項３） 極性溶媒が、４０℃における極性溶媒に対する１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの溶解度が１〜２０ｇ／１００ｇの範囲のものである上記項又は項２に記載の精製方法。

（項４） 極性溶媒が、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドからなる群より選ばれる少なくとも１種である上記項１又は項２に記載の製造方法。

（項５） Ｒ^１が、炭素数４〜１２の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基若しくはアルケニル基、フェニル基、一般式（ａ）におけるｘが１〜４であるシクロアルキル基、一般式（ｂ）におけるｙが１〜４、Ｒ^２が炭素数１〜４の直鎖状アルキル基かつｍが１若しくは２であるアルキル置換シクロアルキル基、又は一般式（ｃ）におけるＲ^３が炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐状アルキル基かつｎが１若しくは２であるアリール基、
である上記項１〜３のいずれかに記載の製造方法。

（項６）Ｒ^１が、ｔ−ブチル基、フェニル基、シクロヘキシル基又は２−メチルシクロヘキシル基である上記項１〜４のいずれかに記載の製造方法。

（項７） アミド化反応を無触媒で行う上記項１〜４のいずれかに記載の製造方法。

（項８） 下記一般式（１）で表される１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドと極性溶媒との重量比が該カルボン酸アミド：極性溶媒＝１：１〜１０の範囲の、該カルボン酸アミドが溶解している極性溶媒溶液から、０．３〜３℃／分の冷却速度で冷却して晶析することを特徴とする１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの精製方法。

［式中、３個のＲ^１は、互いに同一又は異なって、炭素数３〜２０の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基若しくはアルケニル基、フェニル基、下記一般式（ａ）で表されるシクロアルキル基、下記一般式（ｂ）で表されるアルキル置換シクロアルキル基、又は下記一般式（ｃ）で表されるアルキル若しくはハロゲン置換アリール基を表す。］

［式中、ｘは、１〜８の整数を表す。］
［式中、Ｒ^２は、炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基を表す。ｍは１又は２の整数を表す。ｍが２の場合、２個のＲ^２は互いに同一又は異なってもよく、また２個のＲ^１が互いに結合してそれらが結合するシクロアルカン環と共にビシクロ環を形成していてもよい。ｙは、１〜８の整数を表す。］

［式中、Ｒ^３は、炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基又はハロゲン原子を表す。ｎは、１又は２の整数を表す。ｎが２の場合、２個のＲ^３は互いに同一又は異なってもよく、また２個のＲ^３が互いに結合してそれらが結合するベンゼン環と共にテトラリン環を形成していてもよい。］

（項９） 極性溶媒が、４０℃における極性溶媒に対する１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの溶解度が１〜２０ｇ／１００ｇの範囲のものである上記項８に記載の精製方法。

（項１０） 極性溶媒が、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドからなる群より選ばれる少なくとも１種である上記項８に記載の精製方法。

（項１１） Ｒ^１が、炭素数４〜１２の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基、フェニル基、一般式（ａ）におけるｘが１〜４であるシクロアルキル基、一般式（ｂ）におけるｙが１〜４、Ｒ^２が炭素数１〜４の直鎖状アルキル基かつｍが１若しくは２であるアルキル置換シクロアルキル基、又は一般式（ｃ）におけるＲ^３が炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐状アルキル基かつｎが１若しくは２であるアリール基、
である上記項８〜１０のいずれかに記載の製造方法。

（項１２） Ｒ^１が、ｔ−ブチル基、フェニル基、シクロヘキシル基又は２−メチルシクロヘキシル基である上記項８〜１０のいずれかに記載の製造方法。

本発明の製造方法によれば、簡便な方法で高純度の１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドを高収率で工業的に製造することができる。また、本発明の精製方法によれば、簡便な方法で１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドが溶解している溶液から高純度の１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドを得ることができる。

本発明に係る一般式（１）で表される１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドは、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸と上記一般式（２）で表されるアミン類と特定の比率で、特定量の極性溶媒の存在下、特定の反応温度でアミド化反応（加熱脱水反応）し、次いで、特定の冷却速度で冷却して、該反応溶液から析出する析出物を分離して得られる。

本発明に係る１，３，５−ベンゼントリカルボン酸
本発明に係る１，３，５−ベンゼントリカルボン酸は、本発明の効果を妨げない限り特に制限はなく、公知の製造方法で得られるものが使用できる。また、一般に市販されているものを使用しても良い。

上記１，３，５−ベンゼントリカルボン酸の純度は、若干の不純物が含まれても良いが、好ましくは９７重量％以上、より好ましくは９９重量％以上である。原料中の不純物の種類によっては、後述の固液分離工程で除去することが困難である場合があるので、高純度であることが好ましい。

本発明に係るアミン類
本発明に係るアミン類は、上記一般式（２）で表される。

一般式（２）におけるＲ^１は、一般式（１）におけるＲ^１と同義であり、具体的には炭素数３〜２０の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基、フェニル基、上記一般式（ａ）で表されるシクロアルキル基、上記一般式（ｂ）で表されるアルキル置換シクロアルキル基、又は上記一般式（ｃ）で表されるアルキル若しくはハロゲン置換アリール基である。

本発明に係るアミン類を大別すると、一般式（２）におけるＲ^１が直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基である脂肪族アミン類、一般式（２）におけるＲ^１が一般式（ａ）若しくは一般式（ｂ）で表される基である脂環族アミン類、及び一般式（２）におけるＲ^１がフェニル基若しくは一般式（ｃ）で表される基である芳香族アミン類に分類される。

具体例には、前記脂肪族アミン類として、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、イソブチルアミン、ｔ−ブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｎ−ヘキシルアミン、ｎ−オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等の脂肪族アルキルアミン類、オクタデセニルアミン等の脂肪族アルケニルアミン類、

脂環族アミン類としては、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロヘプチルアミン、シクロオクチルアミン、シクロドデシルアミン等のシクロアルキルアミン類、２−メチルシクロペンチルアミン、２−メチルシクロヘキシルアミン、４−メチルシクロヘキシルアミン、２−エチルシクロヘキシルアミン、４−エチルシクロヘキシルアミン、４−ｎ−プロピルシクロヘキシルアミン、４−ｎ−ブチルシクロヘキシルアミン、４−ｔ−ブチルシクロヘキシルアミン、２，３−ジメチルシクロヘキシルアミン、２，４−ジメチルシクロヘキシルアミン、２，４−ジエチルシクロヘキシルアミン等のアルキル置換シクロアルキルアミン類、

芳香族アミン類としては、アニリン、２−メチルアニリン、４−メチルアニリン、２−エチルアニリン、４−エチルアニリン、４−ｎ−プロピルアニリン、４−ｎ−ブチルアニリン、４−ｔ−ブチルアニリン、２，３−ジメチルアニリン、２，４−ジメチルアニリン、２，６−ジメチルアニリン、２，６−ジエチルアニリン、４−クロロアニリン、４−ブロモアニリン等のアルキル若しくはハロゲン置換アニリン類、
などが例示される。これらは、単独で又は２種以上を適宜組み合わせて使用することができる。

上記アミン類は、本発明の効果を妨げない限り特に制限はなく、公知の製造方法で得られるものが使用できる。また、一般に市販されているものを使用しても良い。

アミン類の純度は、若干の不純物が含まれても良いが、好ましくは９８重量％以上、より好ましくは９９重量％以上が推奨される。原料中の不純物の種類によっては、後述の固液分離工程で除去することが困難である場合があるので、高純度であることが好ましい。

本発明に係る１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミド
本発明に係る１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドは、上記一般式（１）で表さ
れる。

一般式（１）におけるＲ^１は、具体的には、炭素数３〜２０、好ましくは４〜１２の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基、より好ましくは４〜６の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基、フェニル基、

一般式（ａ）で表されるシクロアルキル基（式中、ｘは１〜８であり、好ましくは１〜４、より好ましくは１又は２、特に２である。）、

一般式（ｂ）で表されるアルキル置換シクロアルキル基（式中、ｙは１〜８であり、好ましくは１〜４、より好ましくは２である。Ｒ^２は炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐状アルキル基であり、好ましくは炭素数１〜４の直鎖状アルキル基、より好ましくはメチル基である。ｍは１又は２であり、好ましくは１である。）、

又は、一般式（ｃ）で表されるアルキル若しくはハロゲン置換アリール基（式中、Ｒ^３は炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐状アルキル基又はハロゲン原子であり、好ましくは炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、より好ましくはメチル基である。ｎは１又は２であり、好ましくは１である。）である。

上記一般式（ｂ）におけるアルキル置換基の置換位置は、特に制限はないが、ｍが１の時は、好ましくは２位又は４位、より好ましくは２位である。ｍが２の時は、２位と３位、又は２位と４位が好ましい。

上記一般式（ｃ）におけるアルキル若しくはハロゲン置換基の置換位置は、特に制限はないが、ｎが１の時は、好ましくは２位又は４位、より好ましくは４位である。ｎが２の時は、２位と３位、２位と４位、又は２位と６位が好ましい。

具体的には、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリ−ｎ−プロピルメチルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリ−イソプロピルメチルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリ−ｎ−ブチルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリ−イソブチルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリ−ｔ−ブチルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリ−ｓｅｃ−ブチルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリ−ｎ−ヘキシルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリ−ｎ−オクチルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリデシルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリドデシルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリテトラデシルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリヘキサデシルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリオクタデシルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリオクタデセニルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸ジ−ｎ−ヘキシル−ｔ−ブチルトリアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸ジ−ｔ−ブチル−ｎ−ヘキシルトリアミド等の脂肪族アミド化合物、

１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリシクロペンチルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリシクロヘキシルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリシクロヘプチルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２−メチルシクロペンチルアミド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２−メチルシクロヘキシルアミド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−メチルシクロヘキシルアミド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２−エチルシクロヘキシルアミド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−エチルシクロヘキシルアミド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−ｎ−プロピルシクロヘキシルアミド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−ｎ−ブチルシクロヘキシルアミド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシルアミド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−ｓｅｃ−ブチルシクロヘキシルアミド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２，３−ジメチルシクロヘキシルアミド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２，４−ジメチルシクロヘキシルアミド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２，４−ジエチルシクロヘキシルアミド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸ジ（２−メチルシクロヘキシル）シクロヘキシルトリアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸ジシクロヘキシル（２−メチルシクロヘキシル）トリアミド等の脂環族アミド化合物、

１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリアニリド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２−メチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−メチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２−エチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−エチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−ｎ−プロピルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−ｎ−ブチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−ｔ−ブチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−ｓｅｃ−ブチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２，３−ジメチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２，４−ジメチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２，６−ジメチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２，６−ジエチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−クロロアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−ブロモアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸ジ（４−メチルフェニル）フェニルトリアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸ジフェニル（４−メチルフェニル）トリアミド等の芳香族アミド化合物などが挙げられる。これらは、単一組成若しくは２種以上の混合物として得ることができる。

中でも、上記一般式（１）におけるＲ^１が、炭素数４〜１２の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基、フェニル基、一般式（ａ）におけるｘが１〜４のシクロアルキル基である、一般式（ｂ）におけるｙが１〜４、Ｒ^２が炭素数１〜４の直鎖状のアルキル基かつｍが１若しくは２のアルキル置換シクロアルキル基、又は、一般式（ｃ）におけるＲ^３が炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐状アルキル基かつｎが１若しくは２であるアリール基、である１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの製造に対してより有効である。

具体的には、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリ−ｎ−ブチルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリ−ｔ−ブチルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリ−ｎ−ヘキシルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリシクロペンチヘキシルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリシクロヘキシルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２−メチルシクロヘキシルアミド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−メチルシクロヘキシルアミド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２−エチルシクロヘキシルアミド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリアニリド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−メチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−エチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２，３−ジメチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２，４−ジメチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２，６−ジメチルアニリド）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２，６−ジエチルアニリド）などが例示される。

中でも、上記一般式（１）におけるＲ^１が、炭素数４〜６の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基、フェニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基又はメチルフェニル基、である１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの製造に対して特に有効である。

具体的には、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリ−ｔ−ブチルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリアニリド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリシクロヘキシルアミド、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２−メチルシクロヘキシルアミド）などが例示される。

１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの製造方法
＜アミド化反応工程＞
本発明に係るアミド化反応工程は、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸と上記アミン類とを特定の比率で、特定量の極性溶媒の存在下、特定の反応温度でアミド化反応（加熱脱水反応）する工程である。

前記反応条件は、高純度の１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドを高収率で得る上で重要な条件である。特に極性溶媒に関する要件は重要で、この選択を誤ると反応缶内で閉塞を起こしたり、反応装置から抜き出すことができなくなったり、本製造が極めて困難となる。

上記アミン類の使用は、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸１モルに対して一般式（２）で表されるアミン類３〜２０モルであり、好ましくは３．５〜１５モルの比率である。この範囲で、アミド化反応の反応率や目的物の収率に有意に貢献する。このアミン類は反応溶媒としての効果もある。

上記極性溶媒は、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドを溶解させることができる有機溶媒である。例えば、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの溶解度が好ましくは１〜２０ｇ／１００ｇ、より好ましくは５〜２０ｇ／１００ｇの範囲にあるものが推奨される。尚、この溶解度とは、４０℃において極性溶媒１００ｇに溶解する１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの重量（ｇ）である。

具体的には、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等の極性溶媒が用いられる。これらは、１種で又は２種以上を適宜組み合わせて使用することができる。

特に、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの溶解度が高く、反応系のゲル化（又は固化）の抑制・防止能に優れていることから、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが推奨される。

極性溶媒の使用量は、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸に対して極性溶媒１〜１０倍重量であり、好ましくは３〜８倍重量である。この範囲で、アミド化反応の反応率や目的物の収率に有意に貢献するばかりでなく、後述の固液分離工程の作業性や目的物の高純度化に対する貢献も大きい。

本発明に係る反応温度は、２３５℃〜２８５℃であり、好ましく２４０〜２６０℃である。反応温度が２３５℃未満では、アミド化反応（加熱脱水反応）が遅く、相当するアミン塩、モノアミド、ジアミド等の不純物が残存するために純度や収率の低下を招く。
又、反応温度が２８５℃を越えるとアミド化反応は速くなるが、加熱のための熱エネルギーを多く必要とするため生産コストの上昇を招くばかりでなく、条件によっては目的物の着色の原因となる虞がある。

前記１，３，５−ベンゼントリカルボン酸、アミン類及び極性溶媒の仕込み方法は、本発明の効果が得られる限り特に制限はなく、前記比率で反応装置に一括で仕込む方法やアミン類若しくは極性溶媒を分割或いは連続的に反応系へ供する方法などが例示される。作業性や簡便性の観点から一括で仕込む方法が推奨される。

本発明に係るアミド化反応は、通常、加圧系で行われる。この反応圧力は、原料アミン類や極性溶媒の種類、反応温度などの製造条件にもよるが、通常０．２〜３ＭＰａ、好ましくは０．３〜２ＭＰａである。

本発明に係るアミド化反応の反応時間は、通常２〜１５時間程度である。

本発明に係るアミド化反応には、必要に応じて、酸化スズ、テトラ−ｎ−ブトキシチタネ−ト、テトイソプロポキシチタネート等の触媒を用いても良い。
しかしながら、触媒の除去に伴う後処理工程の煩雑な処理作業や周辺環境（産業廃棄物処理など）への影響等の観点から、無触媒で行うことが推奨される。

前記触媒を使用する場合、その触媒量は、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸に対して、０．０１〜１０重量％、好ましくは０．１〜１重量％程度である。

本製造方法に使用される反応缶は耐圧性のものが好ましい。撹拌翼の形状は、十分に撹拌できるものであれば特に制限はなく、公知のものが使用できる。
撹拌速度は、反応缶や撹拌翼の形状・大きさなどにもよるが、通常１〜２０００ｒｐｍ程度、好ましくは１０〜１０００ｒｐｍ程度が推奨される。

原料及び目的物の酸化劣化や加熱劣化の抑制や安全性の観点から、不活性ガス（例えば、窒素、アルゴンなど）でアミド化反応前に反応系を置換しておくことが好ましい。

上記極性溶媒は、アミド化反応の場及び反応系のゲル化（又は固化）防止に加えて、晶析溶媒の役割も有している。即ち、本アミド化反応後に冷却して反応溶液から析出させる過程で晶析溶媒としての役目を果たしている。
従って、本発明は、上記の項８〜１２に記載のように、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの精製方法（晶析方法）を提供するものでもある。

前記精製方法は、上記一般式（１）で表される１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドと極性溶媒との重量比が、該カルボン酸アミド：極性溶媒＝１：１〜１０（好ましくは１：３〜８）の範囲の、該カルボン酸アミドが溶解している極性溶媒溶液から、０．３〜３℃／分（好ましくは０．５〜１．５℃／分）の冷却速度で冷却して晶析する方法である。精製方法は、後述の固液分離工程における操作と同様に行うことができる。

＜固液分離工程＞
本発明に係る固液分離工程とは、アミド化反応後、特定の冷却速度で冷却して、当該反応溶液から析出する析出物と反応溶液とを分離する工程である。この工程は、上述した通り、晶析操作を包含した工程でもある。

この固液分離工程では、反応温度と冷却温度における当該１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの溶解度の差を利用して晶析して精製される。

前記冷却温度は、通常４０℃以下、より好ましくは室温以下である。冷却方法は、冷却温度及び冷却速度が制御できれば特に限定はなく、反応缶の外壁から間接的に水冷若しくは空冷する方法などが例示される。

本発明に係る冷却速度は、０．３〜３℃／分、好ましくは０．５〜１．５℃／分が推奨される。
冷却速度が０．３℃／分未満では固液分離工程に時間を要し、生産性が低下する虞がある。また、冷却速度が３℃／分を越える場合には系の増粘や擬似的なゲル化を起こす虞がある。
本発明に係る冷却方法は、当該１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドが反応溶液又は極性溶媒溶液から析出する温度（飽和溶解度の温度）付近から７０℃までの温度範囲における冷却速度の制御が肝要である。

当該反応溶液から析出する析出物は、極性溶媒の種類や精製操作などの条件によって、その結晶形態（針状、板状、柱状など）や大きさ（粒子径）が変わる。換言すると、極性溶媒の種類や晶析操作などの条件によって、その結晶形態や大きさを制御することが可能である。それら条件を最適化すると、析出物と極性溶媒との分離性が顕著に向上する。

本発明に係る分離方法は、特に制限はなく、公知の固液分離方法を用いることができる。具体的には、遠心分離、圧搾分離、吸引ろ過・加圧ろ過、沈降分離などが例示される。

分離された析出物は、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の低級アルコール、アセトンなど低沸点の有機溶剤、又は少量の当該極性溶媒でリンスすることが好ましい。収量の観点から、リンスに用いる溶媒は室温以下であることが好ましい。
この操作は、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの純度の向上や乾燥時間の短縮に貢献する。リンスに使用された有機溶剤は、減圧又は常圧蒸留などの方法により回収して再使用することができる。

冷却時の撹拌速度は、反応缶や撹拌翼の形状・大きさなどにもよるが、通常０．１〜１０００ｒｐｍ程度、好ましくは０．５〜５００ｒｐｍ程度、より好ましくは０．５〜１００ｒｐｍが推奨される。製造装置の大型化に従って撹拌速度は遅くなる傾向である。

分離された析出物（湿結状態）の乾燥方法は、乾燥できれば特に制限はなく、公知の乾燥方法・乾燥装置を用いて乾燥することができる。具体的には、減圧乾燥、流動層乾燥、熱風乾燥などが挙げられ、コストや条件設定の煩雑さの観点から減圧乾燥が推奨される。

乾燥温度は、通常８０〜１８０℃程度、好ましくは１００〜１５０℃程度が推奨される。乾燥時間は、通常１〜２４時間程度、好ましくは３〜１２時間程度である。

減圧乾燥の場合、その減圧度は、通常０．０１３〜１３ｋＰａ程度、好ましくは０．１３〜４ｋＰａ程度が推奨される。

乾燥して得られた１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドは、必要であれば、公知の粉砕方法や分級方法などで、所望の粒子径又は粒度分布に調整することができる。

かくして上述の簡便な工程を経て、高純度の１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミド高収率で得られる。

＜分離された反応溶液の処理＞
固液分離工程で分離された反応溶液は、そのままの状態で若しくは減圧トッピング等により含有する生成水を除去処理した状態で、次製造時の極性溶媒として再使用することができる。この場合、再使用の回数は通常１〜１０回、好ましくは１〜５回が推奨される。
再使用の終了後、減圧又は常圧蒸留などの方法により極性溶媒を回収し、新たな極性溶媒として次製造時に使用することができる。
この方法は、連続的な製造方法（連続生産）において、特に有効である。

また、１回の生産あたりの１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの収量を増大させたい場合、固液分離工程で分離された反応溶液から、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドを回収しても良い。
回収方法は、特に限定はないが、公知の方法が使用できる。例えば、固液分離工程で分離された反応溶液に貧溶媒（例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の低級アルコール類）を加えて再沈殿させる方法、極性溶媒をトッピングして系を濃縮して固体を析出させる方法などが例示されるが、純度の観点から前者の再沈殿法が推奨される。
この方法は、バッチ的な製造方法（例えば、少量多品種の生産など）において、特に有効である。

前記再沈殿物を上述と同様に固液分離することにより、高純度の１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドを得ることができる。
その分離された極性溶媒は、減圧トッピング等により含有する生成水及び／又は貧溶媒を除去処理して、次製造時の極性溶媒として再使用することができる。この場合、再使用の回数は通常１〜１０回、好ましくは１〜５回が推奨される。
再使用の終了後、（減圧）蒸留などの方法により極性溶媒を回収し、新たな極性溶媒として次製造時に供することができる。

かくして得られた１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドは、ポリエステル樹脂の結晶核剤として有用な化合物であり、それを含有したポリエステル樹脂は、射出成形、中空成形、押出成形等の公知の成形法により、フィルム、ラミネートフィルム、シート、板、延伸シート、モノフィラメント、マルチフィラメント、繊維、ブローボトル、発泡体等の様々な分野に利用される。

以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
尚、各実施例で得られた固体が、目的の１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドであることを、ＤＩ−ＭＳ（直接質量分析装置）及びＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光分析計）によって確認した。

純 度
純度は、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いて測定した。検出器にＵＶ検出器を用いた。

融 点
融点は、示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ）を用いて測定した。サンプル量は５ｍｇ、昇温速度１０℃／分で測定した。尚、融点は、吸熱ピークのピークトップとした。

実施例１
温度センサー、攪拌装置、導管を具備した５００ｍｌオートクレーブに、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸１５ｇ（０．０７１モル）、シクロヘキシルアミン７５ｇ（０．７６モル）及び極性溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン７５ｇを入れ、窒素置換後、反応温度２５０℃、反応時間６時間、撹拌速度９００ｒｐｍで攪拌しながら、アミド化反応を行った。この時の反応圧力は１．２ＭＰａ（ゲージ圧）であった。
反応終了後、撹拌速度５００ｒｐｍで撹拌しながら、１．５℃／分の冷却速度で冷却し、最終的に室温まで冷却した。反応溶液はゲル化せずに、スラリー状であった。
次に、このスラリーを吸引濾過し、冷Ｎ−メチル−２−ピロリドン５ｇ／回で濾過物を３回リンスした。
得られた白色固体（湿結物）を１２０℃、０．４ｋＰａで１０時間減圧乾燥し、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリシクロヘキシルアミド１６．０ｇ（白色固体、純度；９９．４重量％、収率；４９．４％、融点；３８９℃）を得た。
さらに、この濾過液に、撹拌速度５００ｒｐｍで撹拌しながら、メタノール２００ｇを徐々に加えて再沈殿を行った。その再沈殿物を濾別して、前記同様にリンスして白色固体（湿結物）を得た。得られた湿結物を前記と同様に減圧乾燥して、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリシクロヘキシルアミド１１．２ｇ（白色固体、純度；９９．２重量％、収率；３４．６％、融点；３８７℃）を得た。
合計して、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリシクロヘキシルアミド２７．２ｇ（収率８４．０％）を得た。

実施例２
冷却速度を２．５℃／分に変えた他は、実施例１と同様に行った。
その結果、アミド化反応後に濾別する経路で得られた１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリシクロヘキシルアミドは、１６．０ｇ（白色固体、純度；９９．３重量％、収率４９．４％、融点；３８９℃）であった。
又、再沈殿する経路で得られた１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリシクロヘキシルアミドは、１１．２ｇ（白色固体、純度；９９．２重量％、収率；３４．６％、融点；３８７℃）であった。
合計して、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリシクロヘキシルアミドアミド２７．２ｇ（収率８４．０％）を得た。

実施例３
シクロヘキシルアミンに代えて、２−メチルシクロヘキシルアミン７５ｇ（０．６６モル）及びＮ−メチル−２−ピロリドン１００ｇを用いた他は実施例１と同様に行った。
その結果、アミド化反応後に濾別する経路で得られた１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２−メチルシクロヘキシルアミド）は、２１．８ｇ（白色固体、純度；９９．２重量％、収率；６２．０％、融点；４２７℃）であった。
又、再沈殿する経路で得られた１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２−メチルシクロヘキシルアミド）は、１０．５ｇ（白色固体、純度；９９．０重量％、収率；２９．９％、融点；４２５℃）であった。
合計して、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリス（２−メチルシクロヘキシルアミド）３２．３ｇ（収率９１．９％）を得た。

実施例４
シクロヘキシルアミンに代えて、ｔ−ブチルアミン５０ｇ（０．６８モル）とした他は実施例１と同様に行った。
その結果、アミド化反応後に濾別する経路で得られた１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリ−ｔ−ブチルアミドは、１３．１ｇ（白色固体、純度；９９．３重量％、収率；４９．１％、融点；３６９℃）であった。
又、再沈殿する経路で得られた１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリ−ｔブチルアミドは、１０．２ｇ（白色固体、純度；９９．１重量％、収率；３８．３％、融点；３６８℃）であった。
合計して、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリ−ｔ−ブチルアミド２３．３ｇ（収率８７．４％）を得た。

実施例５
シクロヘキシルアミンに代えて、アニリン７０ｇ（０．７５モル）とした他は実施例１と同様に行った。
その結果、アミド化反応後に濾別する経路で得られた１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリアニリドは、１４．９ｇ（白色固体、純度；９９．２重量％、収率；４８．２％、融点；３２０℃）であった。
又、再沈殿する経路で得られた１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリアニリド１３．４ｇ（白色固体、純度；９９．０重量％、収率；４３．３％、融点；３１８℃）であった。
合計して、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸トリアニリド２８．３ｇ（収率９１．５％）を得た。

比較例１
反応温度を２３０℃に変えた他は実施例１と同様にアミド化反応を行った。
その結果、アミド化反応後に濾別して得られた白色固体を分析したところ、その白色固体が対応するアミン塩、モノアミド及びジアミドの混合物であることが判った。
又、同様に再沈殿を行ったが、固体は析出しなかった。

比較例２
冷却速度を３．５℃／分に変えた他は実施例１と同様にアミド化反応を行った。反応終了後に、冷却したところ、反応缶内で反応溶液がゲル化した。

比較例３
Ｎ−メチル−２−ピロリドン７５ｇをキシレン１００ｇに代えた他は実施例１と同様にアミド化反応を行った。反応終了後に、冷却したところ、反応缶内で反応溶液が固化した。

比較例４
極性溶媒を用いなかった以外は実施例１と同様にアミド化反応を行った。反応途中で攪拌が困難となった。冷却して反応系の状態を確認したところ、反応缶内で反応系が固化していた。

本発明により、簡便な方法で高純度の１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドを、高収率で工業的に製造し得る。また、本発明により得られた１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドは、ポリエステル樹脂の結晶核剤として有用である。

Claims (6)

1. 下記一般式（１）で表される１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの製造方法であって、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸と下記一般式（２）で表されるアミン類とを、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸１モルに対して前記アミン類３〜２０モルの比率で、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸に対して、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドからなる群より選ばれる少なくとも１種の極性溶媒１〜１０倍重量存在下、反応温度２３５〜２８５℃でアミド化反応する工程と、
   次いで、アミド化反応後、その反応溶液を０．３〜３℃／分の冷却速度で冷却し、反応溶液から析出する１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドと反応溶液とを分離する工程と、
   を具備する１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの製造方法。
   ［式中、３個のＲ^１は、互いに同一又は異なって、炭素数３〜２０の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基、フェニル基、下記一般式（ａ）で表されるシクロアルキル基、下記一般式（ｂ）で表されるアルキル置換シクロアルキル基、又は下記一般式（ｃ）で表されるアルキル若しくはハロゲン置換アリール基を表す。］
   ［式中、ｘは、１〜８の整数を表す。］
   ［式中、Ｒ^２は、炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基を表す。ｍは１又は２の整数を表す。ｍが２の場合、２個のＲ^２は互いに同一又は異なってもよく、また２個のＲ^１が互いに結合してそれらが結合するシクロアルカン環と共にビシクロ環を形成していてもよい。ｙは、１〜８の整数を表す。］
   ［式中、Ｒ^３は、炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基又はハロゲン原子を表す。ｎは、１又は２の整数を表す。ｎが２の場合、２個のＲ^３は互いに同一又は異なってもよく、また２個のＲ^３が互いに結合してそれらが結合するベンゼン環と共にテトラリン環を形成していてもよい。］
   ［式中、Ｒ^１は、一般式（１）におけるＲ^１と同義である。］
2. アミド化反応の反応温度が２４０〜２６０℃である請求項１に記載の製造方法。
3. Ｒ^１が、炭素数４〜１２の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基、フェニル基、一般式（ａ）におけるｘが１〜４であるシクロアルキル基、一般式（ｂ）におけるｙが１〜４、Ｒ^２が炭素数１〜４の直鎖状アルキル基かつｍが１若しくは２であるアルキル置換シクロアルキル基、又は一般式（ｃ）におけるＲ^３が炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐状アルキル基かつｎが１若しくは２であるアリール基、である請求項１又は請求項２に記載の製造方法。
4. アミド化反応を無触媒で行う請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
5. 下記一般式（１）で表される１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドと、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドからなる群より選ばれる少なくとも１種の極性溶媒との重量比が該カルボン酸アミド：極性溶媒＝１：１〜１０の範囲の、該カルボン酸アミドが溶解している極性溶媒溶液から、０．３〜３℃／分の冷却速度で冷却して晶析することを特徴とする１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの精製方法。
   ［式中、３個のＲ^１は、互いに同一又は異なって、炭素数３〜２０の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基、フェニル基、下記一般式（ａ）で表されるシクロアルキル基、下記一般式（ｂ）で表されるアルキル置換シクロアルキル基、又は下記一般式（ｃ）で表されるアルキル若しくはハロゲン置換アリール基を表す。］
   ［式中、ｘは、１〜８の整数を表す。］
   ［式中、Ｒ^２は、炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基を表す。ｍは１又は２の整数を表す。ｍが２の場合、２個のＲ^２は互いに同一又は異なってもよく、また２個のＲ^１が互いに結合してそれらが結合するシクロアルカン環と共にビシクロ環を形成していてもよい。ｙは、１〜８の整数を表す。］
   ［式中、Ｒ^３は、炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基又はハロゲン原子を表す。ｎは、１又は２の整数を表す。ｎが２の場合、２個のＲ^３は互いに同一又は異なってもよく、また２個のＲ^３が互いに結合してそれらが結合するベンゼン環と共にテトラリン環を形成していてもよい。］
6. 極性溶媒が、４０℃における極性溶媒に対する１，３，５−ベンゼントリカルボン酸アミドの溶解度が１〜２０ｇ／１００ｇの範囲のものである請求項５に記載の精製方法。