JPH02500743A - 4,6‐ジアミノ‐1,3‐ベンゼンジオールの高純度製造方法 - Google Patents
4,6‐ジアミノ‐1,3‐ベンゼンジオールの高純度製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
4.6−ジアミツー1.3−ベンゼンジオールの高純度製造方法
4シ」1
本発明は、4.6−ジアミツー1.3−ベンゼンジオールの製造方法に関する。
さらに特に、本発明は4,6−ジアミツー1.3−ベンゼンジオールの製造用の
高純度多段階合成に関する。
ジアミノベンゼンジオールはポリベンゾキサゾールの製造用のモノマーとして有
効である。ポリベンゾキサゾールはジアミノジヒドロキシベンゼンを二酸、ハロ
ゲン化二酸、ビスエーテルまたはビスニトリルと反応させることにより製造され
る。加工可能な繊維に有効に紡糸できる高分子量ポリベンゾキサゾールを得るた
め、ポリベンゾキサゾールを形成するため用いられる出発物質はとても高純度で
あることが必要がある。そのような繊維は軍事、宇宙および高性能物質を必要と
する他の用途に望ましい。
1.3−ジアミノ−4,6−シヒドロキシベンゼンを製造する従来の方法は、白
色硝酸によるジアセチル−1,3−ベンゼンジオールの処理を含む。硝酸による
処理により、望ましくない2.4.6−)ジニトロ−1,3−ベンゼンジオール
が形成する。望ましくない副生成物より望ましい4,6−シニトロー1,3−ベ
ンゼンジオールを単離するため再結晶を繰り返すことが必要である。4,6−シ
ニトロー1.3=ベンゼンジオールは希塩酸中で触媒的に水素化され、4.6−
ジアミツー1.3−ベンゼンジオールを生ずる。WolfeらのMacromo
lecules、 IC909頁(1981)参照。この方法は高価な精製を必
要とし、高価な出発物質を用いる点で不利である。
必要なものは、実質的に純粋な4.6−ジアミツー1.3−ベンゼンジオールを
形成する経済的な高収率方法である。
そのような方法は、望ましい高分子量ポリベンゾキサゾールを形成するため用い
られる4、6−ジアミツー1.3−ベンゼンジオールの有効な製造を提供する。
主ユ皇互!
本発明は、高純度並びに高収率で4.6−シアミツー1゜3−ベンゼンジオール
を製造する方法である。本発明の方法は、(a)1,2.3−)ジハロ−4,6
−シニトロベンゼンが生ずる反応条件下で1.2.3−トリハロベンゼンをニト
ロ化剤並びに酸と接触させ、(b) 4 、6−シニトロー2−ハロー1.3−
ベンゼンジオールが生ずる反応条件下で(a)で生シた1、2.3−)リムロー
4.6−シニトロベンゼンをアルカノール並びに塩基と接触させ、および(c)
4 、6−ジアミツー1,3−ベンゼンジオールが生ずる反応条件下で溶媒並
びに触媒の存在下(b)で生じた4、6−シニトロー2−ハロー1.3−ベンゼ
ンジオールを水素化剤と接触させることを含んでなる。
本明細書に記載の反応条件並びに工程により高分子量ポリベンゾキサゾールを製
造するため用いられるかなり高純度の4.6−ジアミツー1.3−ベンゼンジオ
ールが得られることが発見された。
主里夏毘貰星設ユ
本発明の方法の最初の工程は、1.2.3−)リハロベンゼンをニトロ化剤およ
び酸と接触させることを含んでなる。
ハロとはクロロ、ブロモあるいはヨードを意味する。あらゆる1、2.3−)リ
ハロベンゼンを用いてもよい。そのような適当なトリハロベンゼンの例は、1.
2..3−)ジクロロベンゼン、1.2.3−)ジブロモベンゼン、1.2.3
−トリヨードベンゼン、1.2−ジクロロ−3−ブロモベンゼン、1−クロロ−
2,3−ジブロモベンゼン、1−フルオロ−2,3−ジクロロベンゼン、1,3
−ジブロモ−2−クロロベンゼンおよび他の1.2.3−)リハロベンゼン異性
体を含む。これらのトリハロベンゼンのうち1.2.3−)ジクロロベンゼンが
最も好ましい。
本明細書に記載の反応条件下で4並びに6位において1゜2.3−)リハロベン
ゼンをニトロ化するあらゆるニトロ化剤を本発明の最初の工程において用いてよ
い。適当なニトロ化剤はアルカリ金属ニトレート、例えばナトリウム並びにカリ
ウムニトレートおよび種々の濃度の硝酸、例えば発煙硝酸並びに濃硝酸を含む。
濃硝酸、例えば約60〜約75重量パーセント硝酸、特に約70重量パーセント
が最も好ましいニトロ化剤である。
硝酸の存在下、本明細書記載の反応条件においてニトロニウムイオンの形成を促
進するあらゆる酸を本発明の方法の最初の工程で用いてよい。この目的に対する
適当な酸は、トリフルオロ酢酸、塩酸および硫酸を含み、塩酸が好ましく、硫酸
が最も好ましい。
トリハロベンゼンに対するニトロ化剤の適当なモル比は、トリハロベンゼンの分
子あたり2個のニトロ基の比でベンゼン環において2個のニトロ基の置換をおこ
すに十分な比である。そのような比の例は、約2:1〜約3.3:1の範囲内で
あり、約2.1:1〜約2.5:1が好ましい。最も好ましい比は2.2:1で
ある。トリハロベンゼンに対する酸、好ましくは硫酸の典型的モル比は約10:
1〜約20:1であり、約11:1〜約15:1が好ましい。最も好ましい比は
11.3:1である。
最初の工程の温度は、ニトロ化がおこるどの温度であってもよい。典型的温度は
、約−5°C〜約135°Cであり、約15°C〜約80°Cが好ましい。最初
の工程の圧力はニトロ化がおこるどの圧力であってもよい。好ましい圧力はほぼ
大気圧であるが、減圧あるいは過圧を用いてもよい。
最初の工程により製造される1、2.3=)リハロ−4゜6−シニトロベンゼン
を従来の沈殿並びに濾過法により単離してよく、典型的には約95パーセント以
上、好ましくは98パ一セント以上、最も好ましくは約99.9パ一セント以上
の純度で得られる。最初の工程の生成物は典型的には約95パーセント以上、好
ましくは約97バーセント以上、最も好ましくは約98.9パ一セント以上の収
率で得られる。この1゜2.3−トリハロー4.6−シニトロベンゼンはこれ以
上精製しないで本発明の第2の工程においてすぐに用いてよい。
本発明の第2の工程は、最初の工程で製造した1、2.3゜トリハロー4,6−
シニトロベンゼンをアルカノール並びに塩基と接触させることを含む。塩基の存
在下脱プロトン化するあらゆるアルカノールを本発明の方法の第2の工程で用い
てよい、適当なアルカノールは低級アルカノール、例えばメタノール、エタノー
ル並びにプロパツールを含み、エタノールが好ましい。メタノールが最も好まし
いアルカノールである。水酸化物イオンを発生するあらゆる塩基を本発明の方法
の第2工程で用いてよい。適当な塩基はアルカリ金属水酸化物、例えばナトリウ
ム並びにカリウム水酸化物あるいはアルカリ金属アルコキシド、例えばナトリウ
ムエトキシドを含む。
好ましい塩基は水酸化ナトリウム並びに水酸化カリウムであり、水酸化ナトリウ
ムが最も好ましい。
トリハロジニトロベンゼンに対するアルカノールの適当なモル比は、少な(とも
1個のハロゲンをアルコキシドと置換するに十分な比である。そのような適当な
比の例は、約1:1〜約20:1であり、約1:1〜約15:1が好ましい。最
も好ましい比は10;1である。トリハロジニトロベンゼンに対する塩基の適当
なモル比は、反応混合物中のすべての酸性種を中和し、芳香族環上でハロゲンの
置換を行なうに十分な比である。そのような適当な比の例は、約7=1〜約1:
1であり、約6:1〜約1:1が好ましい。最も好ましい比はs、s:iである
。
第2工程の温度はハロゲンの置換がおこるどの温度であってもよい。適当な温度
は約O″C〜約150°Cであり、約7=1〜約85°Cが好ましい。第2工程
の圧力はハロゲンの置換がおこるどの圧力であってもよい。好ましい圧力は通常
大気圧であるが、減圧および過圧を用いてもよい。
第2工程で製造される4、6−シニトロー2−ハロー1゜3−ベンゼンジオール
は従来の沈殿並びに濾過法により単離され、典型的には約80モルパーセント以
上、好ましくは95重量パーセント以上、最も好ましくは約99.9重量パーセ
ント以上の純度で得られる。最初の工程の生成物は反応に加えた1、2.3−)
リハロベンゼンのモルに対し典型的には約80モルパーセント以上、好ましくは
約88モルパーセント以上、最も好ましくは約97モルパーセント以上の収率で
得られる。この4,6−シニトロー2−ハロー1,3、ベンゼンジオールを本発
明の第3の工程でそのまま用いてよい。
この他に、適当な溶媒、例えばメタノールからの再結晶によりさらに精製してよ
い。
本発明の第3の工程は、第2の工程で製造された4、6−シニトロー2−ハロー
1.3−ベンゼンジオールを溶媒並びに触媒の存在下水素化剤と接触させること
を含む。水素化剤は反応に水素を供給するあらゆる物質であってよい。適当な水
素化剤は水素化物還元剤、例えば水素化アルミニウムリチウム、溶解金属還元剤
、例えば亜鉛金属およびナトリウム並びにカドミウムのアマルガム、および水素
ガスを含む。水素化剤では水素が最も好ましい。
第3の工程で所望により用いられる溶媒は、水素化条件下で不活性を保つあらゆ
る溶媒であってよい。適当な溶媒はアルコール、例えばエタノール、メタノール
並びにプロパツール、およびアルキレングリコール、例えばエチレングリコール
およびカルボン酸、例えば酢酸を含み、カルボン酸が好ましい。最も好ましい溶
媒は酢酸である。
水素化触媒は、貴金属を含み、ニトロ基の還元並びに4゜6−シニトロー2−ハ
ロー1,3−ベンゼンジオールからのハロゲンの除去を触媒するあらゆる物質で
あってよい。適当な触媒の例は、炭素上の貴金属、貴金属酸化物、およびアルカ
リ土類カーボネート上に支持された貴金属を含む。ここで貴金属とは、金、銀、
白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、水銀、ルテニウムおよびオスミウム
を意味する。好ましい触媒は、炭素上パラジウム、炭素上白金および酸化白金を
含む。最も好ましい水素化触媒は、10重量パーセント炭素上パラジウムである
。好ましい触媒は芳香族よりハロゲンの還元あるいは排除用の水素化触媒として
市販されているものである。
触媒は水素化剤の存在下、相当するジアミノベンゼンジオールへの出発物質の転
化を触媒するに十分である量で用いられる。典型的には、ジニトロハロベンゼン
ジオールの当量あたり約0.001〜約1モル当量の触媒が存在する。好ましく
は、約0.01〜約0.5、最も好ましくは約0.01〜約0.1当量の触媒が
反応の間存在する。
反応媒体中のジニトロハロベンゼンジオールの適当な濃度は、生成物を有効に回
収できるに十分な濃度である。そのような適当な濃度の例は、約0.001〜約
10モルであり、約0.1〜約2Mが好ましい。最も好ましい濃度はIMである
。
第3の工程で用いられる水素化剤の量は、すべてのニトロ成分をアミノ成分に転
化し、ハロ成分をジニトロハロベンゼンジオールから除去するに十分な量が適当
である。そのような適当な量の例は、ジニトロハロベンゼンジオールのモルに対
し約700〜約2000モルパーセント、好ましくは約710〜約750モルパ
ーセントである。第3の工程で用いられる温度は、水素化反応を終了させるに十
分である。好ましくは、この温度は約0°C〜約150°C1最も好ましくは約
7=1〜約75°Cである。用いられる圧力は約1000psi〜約1psi、
最も好ましくは約400ps i〜約2psiである。
4.6−ジアミツー1.3−ベンゼンジオールは公知の方法、例えば沈殿並びに
濾過を用いて回収される。生成物は酸化分解を防ぐため通常ハロゲン化水素塩と
して単離並びに貯蔵される。また鉱酸、例えば硫酸、硝酸、あるいは燐酸の塩と
して単離することは通常の方法である。本発明の4,6−ジアミツー1,3−ベ
ンゼンジオールは、典型的には98重量パーセント、好ましくは99重量パーセ
ント、最も好ましくは99.9重量パーセント以上の純度で得られ、収率は典型
的には反応に加えた4、6−シニトロー2−ハロー1.3−ベンゼンジオールの
モルに対し80モルパーセント以上、好ましくは85モルパーセント以上、最も
好ましくは95モルパーセント以上である。
11様
以下の例は本発明を説明するためのものであり、その範囲を限定しようとするも
しではない。すべての部およびパーセントは示すもの以外重量に対する。
±1
A、1,2.3−)リクロロベンゼンのジニトロ化機械撹拌器、冷却器および添
加漏斗を取り付けた52、三日、丸底フラスコに1.2.3−トリクロロベンセ
フ544.4gおよび96パーセン)HzSOa 3425g加える。反応器を
可変温度浴内に入れ、65°Cに温ためる。添加終了の際ガスクロマトグラフィ
ーにより(通常1〜3時間)(ガスクロマトグラフ条件: 25M DB−5キ
ヤピラリーガスクロマトグラフカラム、オーブン温度=100°C〜250″C
,F、1.D、検出器、プログラム速度20°C/m1n)ジニトロトリクロロ
ベンゼンへの98〜99パーセント転化が観察されるまで反応混合物を65°C
に保つ。
反応の終了の際、反応の温度を45°C〜65°Cの間に保つ速度でN2023
7.1 gを滴下添加する。反応の間激しく撹拌を続ける( < 300rpm
)。その後反応混合物を室温に冷却し、濾過により生成物を単離し、N202.
1!で洗い、風乾し、本質的に純粋な1.2.3−)ジクロロ−4,6−シニト
ロペンゼンを773.5g得る(収率は通常93〜98パーセントである)。
この物質はこれ以上精製しないで用いられる。
B、1.3−ジヒドロキシ−2−クロロ−4,6−ジニトロベンゼン
52、三口、丸底フラスコに1.2.3−トリクロロ−4゜6−シニトロヘンゼ
7200.3 g (0,74−F−ル)、C)130H258,Ogおよび8
20717.1gを加える。この反応混合物を室温で撹拌し、50パーセン)
NaOH358,4gを1回で加える。わずかに発熱がみられ、反応の内容物を
80°Cに加熱する。反応の温度が75°Cに達した際に、反応器の内容物は均
質になり、他の発熱がみられ、暗赤色溶液の温度は85°Cに達する。この現象
の終了の際、生成物の二ナトリウム塩が溶液から沈殿する。
液体クロマトグラフィー(条件: 2 cm RP −2ガードカラム、15
cm Zorbaxフェニルカラム、25c+nワツトマンSCX 、強陽イオ
ン交換カラム溶媒30パーセントアセトニトリル水、0.02M KH2PO4
pH2,80、流速2. Orrdl / min 、室温、反応からのアリコ
ートは濃塩酸で中和し、H2Oで希釈し、CH,CNで溶解する)により完全な
転化がみられるまで75〜80°Cに加熱を保つ。
終了の際、反応混合物(粘稠スラリー)を室温に冷却し、濃ocp331.3g
(〜35パーセント)で中和する。HCfの添加の量温度を40°C以下に保
つよう注意する。次いで得られるスラリーを酢酸エチル1772.4 gで抽出
する。溶媒を真空中で濃縮し、得られる残留物をメタノール104gで洗い、濾
過により生成物を単離し、風乾し、液体クロマトグラフィーにより測定したとこ
ろ純度99.886パーセントの1,3−ジヒドロキシ−2−クロロ−4,6−
シニトロベンゼン157.0 gを得る。
C,シアミルツルシノールジヒドロクロリドの製造ガス分散撹拌器および冷却コ
イルを取り付けた12の)las−talloy Cオートクレーブに1.3−
ジヒドロキシ−2−クロロ−4,6−シニトロベンゼン117.3 g (0,
5モル)、氷酢酸400成、Na0Ac 41 g (〜0.5モル)、10パ
ーセントPd/C〜7.0g、および)120100dを加える。この密閉した
反応器にHz 400psiを加え、温度を40°Cに上げ、反応の間40°C
〜50°Cに保つ。水素の取り込みがはやくなり、N7の圧力を反応の間100
〜400psiに保つ。終了の際、これ以上H2の取り込みはみられない。反応
器を室温に冷却し、開放し、5nCfz ’ 2)1zOを〜10g含む濃)I
C1400dをこの反応混合物に加える。触媒を含む粗生成物を濾過により単離
する。
この物質を85°CでN20200gに溶解し、濾過により触媒を除去する。H
CN 500mj!と共にN20(100〜300mz )を濾液に加え、触媒
を含まない物質を褐色溶液から沈殿させる。溶媒中で再結晶を行なうか、または
半純粋物質を単離し風乾し、粗シアミルツルシノールジヒドロクロリド、4,6
−ジアミツー1.3−ベンゼンジオールジヒドロクロリド100g(1゜3−ジ
ヒドロキシ−2−クロロ−4,6−ジニトロベンゼンに対し収率96.8モルパ
ーセント)を得る。
D、シアミルツルシノールジヒドロクロリド(PBOモノマー)の再結晶
PBOモノマー100gを3.5M HCf 500gに加え、溶解するまで加
熱する。脱色炭素10gおよび5nCj2z・2N202〜5gを加え、15分
間還流する。濾過により炭素を除去し、再結晶溶液を0°Cに冷却する。白色の
針をN2ブランケット下濾過により単離し、乾燥しPBOモノマー85〜95g
を得る(この物質の酸化不安定性のため重合前に再結晶することがよい)(収率
85〜90パーセント)。
E、1.2.3−1−リクロロベンゼンより誘導される4゜6−ジアミルソルシ
ノールビスヒドロクロリドの重合米国特許第4.533,693号に示された方
法に従い、100戚重合がまに4.6−ジアミルソルシノールビスヒドロクロリ
ド(5,OOg、23.4mmole)、テトラフタロイルクロリド(4,76
g、23.4mmole)および77重量パーセントP20.のポリ燐酸(20
,0g)を加える。窒素下以下の条件で撹拌しながら重合を行なう。40°C1
2時間;20°C1120時間;40°C122時間;50°C224時間;
+PzOs (10,3g) 、95°C124時間;150″C12,時間;
190℃、24時間。得られるポリマー溶液は乳白色を示し、容易に繊維を形成
する。25°Cメタンスルホン酸中固有粘度=19.8d l / g 、 C
=0.05 g/df。
補正書の翻訳文提出書
(特許法第184条の7第1項)
平成1年4月AB
特許庁長官 吉 1)文 毅 殿
1 特許出願の表示
PCT/US87102800
2 発明の名称
4.6−ジアミツー1.3−ベンゼンジオールの高純度製造方法
3 特許出願人
住 所 アメリカ合衆国、ミシガン 48640. ミツドランドアボット ロ
ード、ダウ センター 2030名 称 ザ ダウ ケミカル カンパニー補正
書の翻訳文 1通
補正された請求の範囲
1.4.6−ジアミツー1.3−ベンゼンジオールを高純度で製造する方法であ
って、
(a)1.2.3−)リムロー4.6−シニトロベンゼンが製造される反応条件
下で1.2.3−)リハロベンゼンをニトロ化剤および酸と接触させ;
(b)4.6−シニトロー2−ハロー1.3−ベンゼンジオールが製造される反
応条件下で1.2.3−)リハロ−4゜6−シニトロベンゼンをアルカノールお
よび塩基と接触させ:および
(c)4,6−ジアミツー1.3−ベンゼンジオールが製造される反応条件下で
溶媒並びに触媒の存在下4,6−シニトロー2−ハロー1.3−ベンゼンジオー
ルヲ水素化剤ト接触させることを含んでなる方法。
2.1.2.3−トリハロベンゼンが1.2.3−)リクロロベンゼンである、
請求項1記載の方法。
3、 ニトロ化剤が硝酸であり、工程(a)の酸が硫酸であり、アルカノールが
メタノールであり、塩基が水酸化ナトリウムであり、水素化剤が水素であり、触
媒がパラジウム−炭素水素化触媒である、請求項2記載の方法。
4.4.6−ジアミツー1,3−ベンゼンジオールが少なくとも99重量パーセ
ントの純度で回収される方法。
5.4.6−シアミツベンゼンジオールが少なくとも99.9重量パーセントの
純度で回収される、請求項1記載の方法。
6、トリクロロベンゼンに対する濃硝酸のモル比が約2.1:1〜約2.5:1
であり、トリクロロベンゼンに対する硫酸のモル比が約11:1〜約15:1で
あり、工程(a)の温度が約り5℃〜約80℃である、請求項3記載の方法。
7、トリクロロジニトロベンゼンに対するエタノールのモル比が約1=1〜約1
5=1であり、工程(b)の温度が約り5℃〜約85℃である、請求項6記載の
方法。
8.4.6−シニトロー2−クロロ−1,3−ベンゼンジオールに対する水素ガ
スのモル比が約7〜約2000であり、4゜6−シニトロー2−クロロ−1,3
−ベンゼンジオールに対する水素化触媒のモル当量比が約0.01:1〜約0.
5:1であり、工程(c)で用いられる温度が約50℃である、請求項7記載の
方法。
国際調査報告
pcτ/U!:87102800
Claims (8)
- 1.4.6−ジアミノ−1.3−ベンゼンジオールを高純度で製造する方法であ つて、 (a)1,2,3−トリハロ−4,6−ジニトロベンゼンか製造される反応条件 下で1,2,3−トリハロベンゼンをニトロ化剤および酸と接触させ; (b)4,6−ジニトロ−2−ハロ−1,3−ベンゼンジオールが製造される反 応条件下で1,2,3−トリハロ−4,6−ジニトロベンゼンをアルカノールお よび塩基と接触させ;および (c)4,6−ジアミノ−1,3−ベンゼンジオールが製造される反応条件下で 溶媒並びに触媒の存在下4,6−ジニトロ−2−ハロ−1,3−ベンゼンジオー ルを水素化剤と接触させることを含んでなる方法。
- 2.1,2,3−トリハロベンゼンが1,2,3−トリクロロベンゼンである、 請求項1記載の方法。
- 3.ニトロ化剤が硝酸であり、工程(a)の酸が硫酸であり、アルカノールがメ タノールであり、塩基が水酸化ナトリウムであり、水素化剤が水素であり、触媒 がパラジウムー炭素水素化触媒である、請求項2記載の方法。
- 4.4,6−ジアミン−2,3−ベンゼンジオールが少なくとも99重量パーセ ントの純度で回収される方法。
- 5.4,6−ジアミノベンゼンジオールが少なくとも99.9重量パーセントの 純度で回収される、請求項1記載の方法。
- 6.トリクロロベンゼンに対する濃硝酸のモル比が約2.1:1〜約2.5:1 であり、トリクロロベンゼンに対する硫酸のモル比が約11:1〜約15:1で あり、工程(a)の温度が約15℃〜約80℃である、請求項3記載の方法。
- 7.トリクロロジニトロベンゼンに対するエタノールのモル比が約1:1〜約1 5:1であり、工程(b)の温度が約25℃〜約85℃である、請求項6記載の 方法。
- 8.4,6−ジニトロ−2−クロロ−2,3−ベンゼンジオールに対する水素ガ スのモル比が約7〜約2000であり、4,6−ジニトロ−2−クロロ−1,3 −ベンゼンジオールに対する水素化触媒のモル当量比が約0.01:1〜約0. 5:1であり、工程(c)で用いられる温度が約50℃である、請求項7記載の 方法。
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