JPH0216744B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はアニリン誘導体の製造方法に関する。 プロトン酸またはルイス酸を触媒として存在さ
せながら芳香族化合物を種々のアルキル化剤と反
応させることによつて、その芳香族核をアルキル
化できることは周知である。これはフリーデル−
クラフツ反応と呼ばれ、多くの種類のアルキル置
換ベンゼン誘導体を製造するために極めて広範囲
の酸性触媒が使用されてきた。 このような反応は非常に重要であるばかりでな
く、応用範囲が広いけれども、本質的に２つの欠
点を具えている。第一に、最初の生成物であるモ
ノアルキル化生成物は出発物質よりも反応し易い
ためにベンゼン核のジアルキル化を阻止すること
が幾分困難なことである。したがつて、芳香族性
の出発物質の比較的少割合のみが反応するように
反応を導き、次いで生成した１種またはそれ以上
の生成物を分離し、そして出発物質を再循環する
ことが屡々必要となるが、このような方法は工業
的な規模では極めて費用がかかる。 第二に、出発物質として或置換ベンゼンを使用
した場合、アルキル置換は２個またはそれ以上の
位置異性体を生ずる。１つの異性体がその他の生
じ得る異性体よりも極めて過剰に生成する場合も
あるが、多くの場合反応は比較的特定されず、生
じ得る異性体の幾つかまたはすべての混合物が生
成する。 ドイツ特許公告明細書第1051271号にはアニリ
ンを核アルキル化するフリーデル−クラフツ方法
が記載されている。主な生成物はアミノ基に対し
てオルソ位に１個またはそれ以上のアルキル基を
有するモノアルキルアニリンまたはジアルキルア
ニリンであり、更にＮ−アルキル生成物も屡々生
成する。出発物質として２−メチルアニリンとプ
ロペンを使用したとき、得られる生成物は２−メ
チル−６−イソプロピルアニリンと多量割合のジ
イソプロピル２−メチルアニリンであり、出発物
質として４−メチルアニリンとプロペンを使用し
たときには唯一の遊離生成物は２，６−ジイソプ
ロピル−４−メチルアニリンであつた。 所望の生成物に対する適当な選択率と収率を有
する核アルキル化によつて３，４−ジアルキルア
ニリンまたはそのＮ−アルキル誘導体を製造でき
る商業的に適用可能な方法を出願人は知らない。
本発明の目的はこのような方法を提供することで
ある。 したがつて、本発明は、下記の一般式を有する
化合物の製造方法において、 〔この式においてR¹およびR²の各々は独立して
アルキル基を表わし、そしてR³およびR⁴の各々
は独立して水素原子またはアルキル基を表わす〕 下記の一般式を有する化合物を 〔この式においてR¹、R³およびR⁴は上記の意味
を有する〕 アルケン、アルキルハライド、アルカノール、カ
ルボン酸のアルキルエステルまたはジアルキルエ
ーテルから選ばれたアルキル化剤と反応させ、そ
してその反応をフツ化水素の存在下液相において
導くことからなる、上記製造方法を提供する。 R¹、R²、R³またはR⁴によつて表わされるアル
キル基は好ましくは６個以下、殊に４個以下の炭
素原子を有し、好ましくはR¹はメチル基を表わ
す。好ましくはR²はイソプロピル基を表わし、
好ましくはR³およびR⁴は共に水素原子を表わす。 本発明方法ではアルケン、アルカノール、アル
キルハライド、カルボン酸のアルキルエステルま
たはジアルキルエーテルを使用することができ、
勿論所望のアルキル基R²によつて特定のものが
選択される。フリーデル−クラフツ反応では普通
のことであるように、アニリン核に導入されたア
ルキル基R²はアルキル化剤中に存在するアルキ
ル基と異なる場合もあり得る。通常R²が３個ま
たはそれ以上の炭素原子を有するときにはR²が
第１級の基であるよりも第３級または第２級の基
である生成物が優位を占める。例えば、アルキル
化剤としてイソプロピルクロライドまたはｎ−プ
ロピルクロライドのいずれかを使用することによ
つてイソプロピル基R²を導入することができ、
すなわち反応条件下においては同じ中間体が一時
的に生成し、そしてそれが主としてアニリン核の
イソプロピル化を導く。 一般に本発明方法においてはアルケンまたはア
ルキルハライドの使用が好ましい。費用の点から
アルキルクロライドが普通好ましいアルキルハラ
イドである。アルカノールを使用すると能率的な
反応を生ずるが、ジアルキルエーテルの使用と同
様に水を発生する。これは反応の進行には影響を
及ぼさないけれども、水分を含むフツ化水素は無
水のフツ化水素よりも腐蝕性が強いので、取扱上
困難を生ずる。これと同じ理由のため、商業的な
反応剤中に通常見出される水分量の存在は問題を
起こさないけれども、本発明方法において使用さ
れるすべての反応剤は好ましくは比較的乾燥して
いるべきである。 したがつて、R²がイソプロピル基を表わす一
般式の化合物を製造するとき、アルキル化剤は
好ましくは１−または２−ハロプロパン、例えば
２−クロルプロパンまたは殊にプロペンである。 どのようなアルキル化剤を選んでも、一般にア
ニリンを不完全に生成物に転化する反応を導くの
が好ましい。これによつて２個のR²基を含む化
合物の生成が最小になる。したがつて好ましくは
アニリンのアルキル化剤に対するモル比は１：１
ないし５：１であり、殊に1.1：１ないし３：１
の範囲である。しかしながらアルキル化剤として
アルケンを使用するときには、迅速な副反応の形
で重合が起つて、アルキル化反応において利用で
きるアルケンの量を減少させ、このような重合は
殊に比較的高い温度において迅速に起こる。した
がつて、反応をバツチプロセスで遂行するときに
は、適度なアルキル化度を保証するために、アニ
リンに対してアルケンを過剰に使用するのが通常
好ましい。しかしながらアルケンを利用する好ま
しい方法は、アニリンの所望の転化率が得られる
まで、反応が進行している間アルケン中に徐々に
計量しながら供給することである。所望ならば、
勿論この操作方法はアルケン以外のアルキル化剤
に対しても使用できる。 使用するアルキル化剤が何であつても、第１段
階はアルキルフルオライドの生成であると信じら
れているが、確認はされていない。この型の化合
物は通常気体であるから、本発明方法は反応混合
物から材料が逃げるのを防ぐために、適当には自
制した系で遂行される。所望ならば、反応は大気
圧よりも高い圧力、例えば窒素ガスのような不活
性ガスの雰囲気の下で遂行してよい。例えば20バ
ール以下の過剰圧力、好ましくは10バール以下の
過剰圧力が使用される。勿論これよりも高い圧力
を使用できるが、一般に経済的な理由から望まし
くない。 大気圧下におけるフツ化水素の沸点は19℃であ
るから、これよりも高い温度で反応を導くのを望
む場合には一般に大気圧よりも高い圧力を使用す
る必要がある。反応温度は臨界的でなく、反応は
−30ないし80℃、例えば−30ないし40℃、殊に15
ないし40℃の範囲の温度で遂行される。 取扱上の理由から一般に反応のための溶剤とし
て過剰の液体フツ化水素、例えばアニリン（）
１モル当り少なくとも15モルのフツ化水素を使用
するのが好ましく、そして好ましくは一般式を
有するアニリン化合物、アルキル化剤および液体
フツ化水素のみが反応の開始時において反応混合
物中に存在する。このような場合、混合物は反応
後フツ化水素の蒸発を含む極めて簡単な方法で処
理することができる。しかしながら所望によりそ
の他の種類の材料も存在することができ、例えば
不活性な溶剤または希釈剤が存在してもよく、脂
肪族炭化水素、例えばペンタン、ヘキサンまたは
オクタン、および不活性な環状エーテル、例えば
テトラヒドロフランが適当な化合物の例である。
反応混合物に添加できるその他の添加剤には、三
フツ化ホウ素または五フツ化アンチモンのような
或種の非金属ハライドおよび強い無機酸、例えば
モノフルオロ硫酸が包含される。このような化合
物は反応混合物の酸性を増大させ、そして与えら
れた反応速度が到達し得る速度を低下させるか、
または与えられた温度において反応速度を増大さ
せる。 一般に、一般式を有する化合物はそのフツ化
水素酸塩の形で勿論反応混合物中に最初から存在
しており、これは所望により単独の形で遊離する
か、あるいは公知の方法により遊離のアニリンま
たは何か別の酸付加塩に転化することもできる。
好都合な遊離方法は塩化水素酸塩の形で遊離する
方法である。３−メチル−４−イソプロピルアニ
リンの塩化水素酸塩は、３−メチル−４−イソプ
ロピルアニリンに対して当量の塩化水素を溶液中
に泡状で通すことにより、他のメチルイソプロピ
ルアニリン異性体を含む有機溶液から沈澱させる
ことができる。 本発明方法はR²基が−NR³R⁴基に対してパラ
の位置にある所望の化合物を、他の生じ得る異性
体および２個のR²基を含む化合物よりも高い選
択率で製造できる。本明細書の比較例５ないし８
に示したように、フリーデル−クラフツ反応の触
媒として一般に利用されていることが知られてい
る種々の酸性物質を使用すると、出発物質のアニ
リンの与えられた転化率に対して遥かに選択性の
低い反応が起こるかまたは反応が全く起こらな
い。 一般式においてR¹がメチル基、R²がイソプ
ロピル基そしてR³およびR⁴が共に水素である一
般式の化合物は公知方法に類似した方法によつ
て容易に化合物３−（３−メチル−４−イソプロ
ピルフエニル）−１，１−ジメチル尿素に転化す
ることができ、これは穀物作物の雑草を制御する
ために極めて効能のある選択性除草剤である。し
たがつて、該転化のための適当な方法はアニリン
とジメチルカルバモイルハライドとの反応または
アニリンをホスゲンと反応させ、次いでジメチル
アミンと反応させることを包含する。 以下の例は本発明を例証するものである。分析
は核磁気共鳴および／または気液クロマトグラフ
イーによつて遂行した。与えられたすべての百分
率収量は気液クロマトグラフイーの面積百分率で
ある。 例 １ないし４ プラスチツク容器の中の液体フツ化水素100ml
に0.2モルの３−メチルアニリンを溶かした。次
いで得られた溶液をハステロイＣ（Hastelloy
Ｃ）（商標名）製の脱気したオートクレーブ中に
吸込ませた。窒素でオートクレーブを４バールに
加圧してからプロペンを導入し、そして反応混合
物を一定の反応時間の間一定温度に維持した。次
にフツ化水素を蒸発させ、生成物を分析した。得
られた結果を第表に示す（３−MA＝３−メチ
ルアニリン；３−Ｍ−4IA＝３−メチル−４−イ
ソプロピルアニリン）。

【表】 比較実験 数種のフリーデル−クラフツ触媒を使用し、一
般にこれらの触媒に適していると考えられる条件
下で３−メチルアニリンのアルキル化に関する一
連の実験を実施した。 例 ５（比較） １ｇのメチルアニリンを３ｇの90％硫酸に溶か
したことを除いて、例１ないし４の一般的な方法
を繰返した。５バールの圧力になるまでプロペン
を添加した。室温で12時間反応を進行させた後、
生成物の分析は出発物質の53％が生成物に転化
し、生成物の62％が３−メチル−４−イソプロピ
ルアニリンであり、生成物の27％がジイソプロピ
ル化合物であることを示した。 例 ６（比較） プロペンを当量のイソプロパノールで置き換
え、反応温度が80℃であつたことを除いて、例５
の方法を繰返した。３−メチルアニリンの60％が
生成物に転化したとき、生成物の60％は所望の化
合物の３−メチル−４−イソプロピルアニリンで
あつた。硫酸の３分の１を極く強い酸、モリブデ
ン酸、H₂MoO₄で置換したとき全く同じ結果が得
られた。 例 ７（比較） 活性の酸性白土触媒K₁₀₆（商標名、Degussa）
を満たしたカラムからなる連続的なフローシステ
ムにおいて350℃の温度および５バールの全圧で
３−メチルアニリン（LHSV＝0.67h^-1）とプロ
ペン（GHSV＝4.5×10²h^-1））を通した。14％の
アニリン転化率において生成物の分布は２−イソ
プロピル−５−メチルアニリン（65モル％）、３
−メチル−４−イソプロピル−アニリン（15モル
％）、Ｎ−イソプロピル−３−メチルアニリン
（４モル％）で、残余はタール質の生成物であつ
た。 パーフルオロスルホン酸／ポリスチレン樹脂で
ある酸性のイオン交換樹脂ナフイオン−Ｈ
（Nafion−Ｈ）（デユポン、商標名）で活性白土
触媒を置換えると、170℃でタールを生成しただ
けであつた。 例 ８（比較） モリブデンカルボニル（Mo（CO）₆、0.15モル）
をシクロヘキサン（120ml）に溶かし、３−メチ
ルアニリン（0.1モル）を加え、反応混合物を還
流下に２時間加熱した。生成物を分析すると極く
僅かなアニリンしか生成物に転化しないことがわ
かつた。 例 ９ないし17 250mlのオートクレーブを脱気して液体のフツ
化水素を導入した。20分経つた後、所望量の３−
メチルアニリンを冷却しながらポンプで導入し、
つづいてその他の反応成分を供給した。最後に、
得られた混合物を必要な反応温度まで温め、次い
でアルキル化剤を徐々に加えた。 混合物を必要な反応時間（屡々便宜上一終夜−
15時間半）撹拌し、その後フツ化水素を蒸発させ
てから、生成物を気液クロマトグラフイーで分析
した。その結果を下の第表に示す。

【表】

【表】 例 18 種々の成分を分離するために例１ないし４およ
び例９ないし17で得られた粗製生成物を蒸留する
ことができるが、遊離されたいくつかの留分では
分離は必ずしも完全でない。この例は比較的他の
アニリンに富む蒸留留分から純粋の３−メチル−
４−イソプロピルアニリンをその塩酸塩の形で分
離することを例証する。この留分は次の組成を有
していた。 ３−メチル−４−イソプロピルアニリン
50.0重量％ その他のメチルイソプロピルアニリン45.0重量％ メチルジイソプロピルアニリン 1.5重量％ ３−メチルアニリン 3.5重量％ この混合物149ｇをトルエン（275ml）に溶解
し、全体で27ｇの塩化水素を20分間に亘つて混合
物中に泡立たせた。氷で冷やして温度を25−45℃
の範囲に維持した。次いで混合物を30分間15℃に
冷却してから沈澱を別し、これを冷いトルエン
で洗浄し、次にヘキサンで洗浄した後真空下50℃
において乾燥した。 98ｇの結晶が得られ、気液クロマトグラフイー
はこれが少なくとも99％の純度を有する３−メチ
ル−４−イソプロピルアニリンの塩酸塩からなる
ことを示した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記の一般式を有する化合物の製造方法にお
   いて、 〔この式においてR¹およびR²の各々は独立して
   アルキル基を表わし、R³およびR⁴の各々は独立
   して水素原子またはアルキル基を表わす〕 下記の一般式を有する化合物を 〔この式においてR¹、R³およびR⁴は上記の意味
   を有する〕 アルケン、アルキルハライド、アルカノール、カ
   ルボン酸のアルキルエステルまたはジアルキルエ
   ーテルから選んだアルキル化剤と反応させ、そし
   てその反応をフツ化水素の存在下液相において遂
   行することからなる、上記製造方法。 ２ アルキル化剤がアルケンまたはアルキルハラ
   イドである、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 反応が進行している間アルキル化剤を反応混
   合物に徐々に加える、特許請求の範囲第１または
   ２項記載の方法。 ４ 一般式を有する化合物対アルキル化剤のモ
   ル比が１：１ないし５：１の範囲である、特許請
   求の範囲第１ないし３項のいずれかに記載の方
   法。 ５ 反応を20バール以下の圧力の下で遂行する、
   特許請求の範囲第１ないし４項のいずれかに記載
   の方法。 ６ 反応温度が−30ないし80℃の範囲にある、特
   許請求の範囲第１ないし５項のいずれかに記載の
   方法。 ７ 一般式を有する化合物、アルキル化剤およ
   び液体フツ化水素のみが反応開始時において反応
   混合物中に存在する成分である、特許請求の範囲
   第１ないし６項のいずれかに記載の方法。 ８ R¹、R²、R³またはR⁴によつて表わされるア
   ルキル基が４個以下の炭素原子を有する式の化
   合物を製造する、特許請求の範囲第１ないし７項
   のいずれかに記載の方法。 ９ R¹がメチル基を表わし、R²がイソプロピル
   基を表わし、そしてR³およびR⁴の各々が水素原
   子を表わす式の化合物を製造する、特許請求の
   範囲第８項記載の方法。 １０ アルキル化剤がプロペンである、特許請求
   の範囲第９項記載の方法。