JPH05186405A - 2−ブロモ−4,6−ジニトロメシチレンの製造方法 - Google Patents

2−ブロモ−4,6−ジニトロメシチレンの製造方法

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JPH05186405A
JPH05186405A JP4166374A JP16637492A JPH05186405A JP H05186405 A JPH05186405 A JP H05186405A JP 4166374 A JP4166374 A JP 4166374A JP 16637492 A JP16637492 A JP 16637492A JP H05186405 A JPH05186405 A JP H05186405A
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bromo
bromomesitylene
nitric acid
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William A Beck
ウィリアム・アラン・ベック
David P Higley
デイビッド・ペイジ・ヒグレイ
John R Tyndall
ジョン・レイモンド・ティンドール
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EIDP Inc
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EI Du Pont de Nemours and Co
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    • C07C201/06Preparation of nitro compounds
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C201/00Preparation of esters of nitric or nitrous acid or of compounds containing nitro or nitroso groups bound to a carbon skeleton
    • C07C201/06Preparation of nitro compounds
    • C07C201/08Preparation of nitro compounds by substitution of hydrogen atoms by nitro groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C209/30Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds
    • C07C209/32Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds by reduction of nitro groups
    • C07C209/36Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds by reduction of nitro groups by reduction of nitro groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings in presence of hydrogen-containing gases and a catalyst
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Abstract

(57)【要約】 【目的】不純物を少量しか含まない2−ブロモ−4,6
−ジニトロメシチレンを調製することができる方法を提
供する。 【構成】30℃以下の温度で2−ブロモメシチレンを1
0〜30重量%のSO3を含む発煙硫酸中に加えた後、
70重量%以上の濃度を有する濃硝酸をこの混合物に加
え、ろ過および洗浄し、さらに再結晶する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はブロモジニトロ化合物の
調製方法に関する。より具体的には、2−ブロモ−4,
6−ジニトロメシチレンの調製方法に関する。
【0002】
【従来の技術】2−ブロモ−4,6−ジニトロメシチレ
ンは多くの化合物、例えば2−パーフルオロアルキル−
4,6−ジアミノメシチレンを製造するための出発物質
として用いることができる。この2−パーフルオロアル
キル−4,6−ジアミノメシチレンは、今度はポリアミ
ド、ポリイミド、ウレタン樹脂、尿素樹脂などの主な構
成成分の一つとして用いることができる。
【0003】これまで、2−ブロモ−4,6−ジニトロ
メシチレンは、硝酸または発煙硫酸と硝酸との混合物を
ブロモメシチレンと反応させることにより調製されてき
た。このような調製方法は、より最近の文献だけでなく
非常に古い文献にも示されている。例えば、フィティヒ
とストレル(Fittig and Storer,
iebigs Ann. Chem., 147, 1
−11 (1868))、スエッセングト(Suess
enguth,Liebigs Ann. Che
m., 215, 242−252 (1882))、
およびアダムスとミラー(Adams and Mil
ler, J. Amer. Chem.Soc.
62, 53−56 (1940))などである。
【0004】以下はフィティヒとストレル(8頁)から
翻訳されたものである。「室温で発煙硝酸をブロモメシ
チレン上に注いで短時間経過すると、(表題の)化合物
に変換される。この化合物は、水で洗浄しアルコールで
再結晶することにより、容易に精製される。この化合物
は、微細な無色の針状晶として結晶化し、冷アルコール
にはほとんど溶解せず、温アルコールには溶解しやすい
が、それでも出発化合物よりも溶解しにくい。その融点
は189−190℃である。この化合物は、暖めると、
純粋なじゃこうの香りを発する。」 分析: 計算値 検出値 C9 108 37.37% 37.16% H9 9 3.11 3.29 Br 80 27.68 27. 2NO2 92 1.84 − 289 100.00
【0005】この調製方法は単純でありかつ純粋な生成
物を導くように見える。その理由は、ブロモメシチレン
の芳香環には、ニトロ基の置換に対してオープンな位置
が2つしかないことによる。単純な元素分析は、この反
応が純粋で簡明であることを示している。しかし、この
反応をより注意深く調べると、かなり複雑であることが
わかる。
【0006】この反応がどのようになされるかに応じ
て、多くの望ましくない副生物、例えば2,4,6−ト
リニトロメシチレン、2,4−ジブロモメシチレン、お
よび2,4−ジブロモ−6−ニトロメシチレンが生成す
る。これらの副生物のいくつかは、分離することが非常
に困難である。その理由は、多種の溶媒から繰り返し再
結晶しても、これらが所望の生成物と一緒に結晶化する
ためである。これらの副生物は、主生成物(ジニトロ化
合物)の水素化後の誘導体(ジアミン)から製造される
ことが意図されているポリマーに対して、大きな障害を
与えるかもしれない。その理由は、モノアミン誘導体が
連鎖反応の停止剤として作用し、トリアミン誘導体が架
橋剤として作用するためである。したがって、不純な2
−ブロモ−4,6−ジニトロメシチレンを引き続き変換
して得られる生成物を精製して、これらの生成物から望
ましくない不純物をなくすためには、費用のかかる処
理、例えば結晶化の繰り返し、昇華などが必要とされ
る。本発明の方法によれば、以前の試みと対照的に、か
なり純粋な2−ブロモ−4,6−ジニトロメシチレンを
調製することができる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、2−ブロモ−
4,6−ジニトロメシチレンの調製方法に関し、(a)
発煙硫酸を2−ブロモメシチレンと混合する工程と、
(b)硝酸を(a)工程の混合物と混合する工程とを有
する。好ましくは、(a)工程において、30℃以下好
ましくは10〜20℃の温度で、2−ブロモメシチレン
が激しく撹拌している発煙硫酸に加えられる。
【0008】硝酸は、好ましくは70重量%以上、より
好ましくは実質的に90重量%の濃度の硝酸を含む水溶
液の形態である。好ましくは、ニトロ化の間の温度は3
0〜50℃、より好ましくは35〜45℃の範囲に維持
される。本発明は2−ブロモ−4,6−ジニトロメシチ
レンの調製方法に関する。
【0009】硝酸または硝酸と発煙硫酸との混合物をブ
ロモメシチレンと反応させることによる2−ブロモ−
4,6−ジニトロメシチレンの調製方法は単純に見え
る。その理由は、ブロモメシチレンには水素原子がニト
ロ基に容易に置換される位置が2つしかないことによ
る。しかし、実際には、この反応はかなり複雑である。
【0010】前述したように、この反応がどのようにな
されるかに応じて、多くの望ましくない副生物、例えば
2,4,6−トリニトロメシチレン、2,4−ジブロモ
メシチレン、および2,4−ジブロモ−6−ニトロメシ
チレンが生成し、これらは区別して分離することが困難
である。その理由は、これらが同様な結晶特性を有する
ように見えるためである。これらの反応による副生物
は、主生成物(ジニトロ化合物)の水素化後(ジアミ
ン)より製造されることが意図されているポリマーに対
して大きな障害を与えることがある得る。その理由は、
モノアミン誘導体が連鎖反応の停止剤として作用し、ト
リアミン誘導体が架橋剤として作用するためである。し
たがって、生成物を精製して望ましくない不純物を除去
するためには、費用のかかる処理、例えば結晶化の繰り
返し、昇華などが必要とされる。
【0011】本発明の方法によれば、以前の試みと対照
的に、かなり純粋な2−ブロモ−4,6−ジニトロメシ
チレンを調製することができる。硫酸および硝酸を同時
にブロモメシチレンと混合せず、まず硫酸のみをブロモ
メシチレンと混合した後、硝酸を混合すれば、この反応
によりかなり純粋な生成物が生成されるということを見
出すことは、ほとんど予想できなかった。遊離の水が種
々の副生物の生成における原因物質になり得ることが予
想されるかもしれない。まず発煙硫酸と発煙硝酸とを混
合すると、硝酸とともに入り込む全ての水は、発煙硫酸
の遊離の三酸化硫黄と反応する。したがって、これは水
がないことおよびより純粋な生成物を保証するために、
一般的に従うであろうテクニックである。しかし、すで
に述べたように、出願人は、まずブロモメシチレンを発
煙硫酸と混合した後、硝酸を加えると、かなり純粋な生
成物が得られることを見出した。このことは前記の論理
と一致しない。出願人は、なぜそうなのかについて立証
された説明を提供できない。例えばまずスルホン化、引
き続きスルホン基のニトロ基による置換が起こり、そし
て理由は不明であるがこのことが望ましくない生成物の
生成を阻害するかもしれないということを、純粋に推測
できるだけである。
【0012】他の推測は、2−ブロモメシチレンは、硝
酸または硝酸と硫酸との混合物に加えられた場合、急速
な臭素移動反応を起こし、多量のジブロモメシチレンを
生成するというものである。このことは、反応条件がニ
トロ化をかなりの程度までもたらすほど厳しくない場合
には、主な反応過程として起こるかもしれない。条件が
ニトロ化をもたらす程度である場合には、臭素移動反応
は、最終生成物中に望ましくない量の2,4−シブロモ
−6−ニトロメシチレンが見出される程度まで、ニトロ
化と競争的に起こるようである。この化合物は、臭素移
動による2,4−ジブロモメシチレンの生成、それに続
くジブロモ化合物のニトロ化により生じ得る。臭素移動
反応および引き続く最終生成物への変換は、以下の2つ
の過程のうち1つの過程で生じることも推測できる。
【0013】(1)2−ブロモメシチレンは、強酸媒体
中において、臭素を持っている炭素の位置でプロトン化
され、ブロモニウムイオンの供与体として作用し得る中
間的な有機カチオンを与える。このカチオンからブロモ
ニウムイオン(Br+ )がなくなると、メシチレンの分
子を与え、この分子はニトロ化により2,4,6−トリ
ニトロメシチレンを生成し得る。中間的な有機カチオン
からのブロモニウムイオンがなくなることは、実際に他
の2−ブロモメシチレンの分子へのブロモニウムイオン
の移動を含み、結果として2つのブロモニウムイオンを
持つ新たな有機カチオンの生成を伴うかもしれない。引
き続き新たな有機カチオンからプロトンがなくなると、
2,4−ジブロモメシチレンの分子が生成されるであろ
う。前述したように、この分子はニトロ化されて2,4
−ジブロモ−6−ニトロメシチレンを生成し得る。
【0014】(2)硝酸の存在下において、2−ブロモ
メシチレンは、臭素を持つ炭素の位置でニトロニウムイ
オンに攻撃され、ブロモニウムイオンの供与体として作
用し得る中間的な有機カチオンを与えることがあり得
る。この場合、ブロモニウムイオン(Br+ )がなくな
ると、2−ニトロメシチレンの分子が残り、さらにこれ
がニトロ化されると2,4,6−トリニトロメシチレン
を与えることがあり得る。失われたブロモニウムイオン
は、他の2−ブロモメシチレンの分子に受容され、前記
の(1)で述べたように2,4−ジブロモメシチレンを
与えることがあり得る。
【0015】これらの提案された機構のいずれでも、観
測される副生物すなわち2,4,6−トリニトロメシチ
レンおよび2,4−ジブロモ−6−ニトロメシチレンの
出現を説明できるが、にもかかわらずかなり推測的であ
る。さらに、このことは、2−ブロモメシチレンを発煙
硫酸に加え、引き続き硝酸を得られた混合物に加える
と、なぜ結果として臭素移動過程の消去をもたらすのか
について説明していない。さらに、後者の場合におい
て、以下のすべての条件をおそらく満足すると推測する
こともできる。
【0016】これらの条件下では、2−ブロモメシチレ
ンのスルホン化が起こり、臭素移動が起こるよりも速
く、3−ブロモ−2,4,6−トリメチルベンゼンスル
ホン酸を与えることがあり得る。このベンゼンスルホン
酸誘導体は、臭素移動反応に関しては不活性化されてい
るかもしれない。
【0017】硝酸が加えられると、ベンゼンスルホン酸
誘導体は、スルホン酸基を持つ炭素の位置でニトロニウ
ムイオンによって攻撃され得る;得られた中間体中のス
ルホン酸基からプロトンが失われた後、三酸化硫黄の分
子が失われ、2−ブロモ−4−ニトロメシチレンの分子
を残すかもしれない。
【0018】得られた2−ブロモ−4−ニトロメシチレ
ンは、ニトロ基によって臭素移動反応を起こすことがで
きない程度に十分に不活性化されているが、その代わり
にニトロ化を起こし、最終的な所望の化合物すなわち2
−ブロモ−4,6−ジニトロメシチレンを生成し得る。
前記のスキームは、もちろん極めて推測的であり、本発
明に関してそのようなものとして考慮されるべきであ
る。
【0019】以下の例において示される実験からの結果
に基づけば、通常のニトロ化条件すなわち90%発煙硝
酸(例1、2)、80%発煙硝酸(例3)、または(発
煙硝酸および発煙硫酸の)混酸(例4)を使用する条件
では、2−ブロモメシチレンの予想できない不均衡が起
こり、かなりの量のメシチレンおよび2,4−ジブロモ
メシチレンが生成されると結論できる。この不均衡と符
合して起こるニトロ化により、所望の2−ブロモ−4,
6−ジニトロメシチレンとともに、2,4,6−トリニ
トロメシチレンおよび2,4−ジブロモ−6−ニトロメ
シチレンの生成がもたらされる。引き続き生成物を繰り
返し再結晶すると(例1)、非常に結晶質な外観および
シャープな融点により、高純度であると判断され得る物
質がもたらされる。しかし、注意深い分析によれば、こ
の物質は約87重量%の所望の生成物を含むにすぎない
ことが示されている。これまで、この化合物の純粋な状
態での調製は達成されたことがないと思われる。
【0020】例Aは、本発明の非常に好ましい態様を示
し、ここでは発煙硫酸をまず2−ブロモメシチレンと反
応させた後、発煙硝酸を加え、実質的にやっかいな副生
物のないニトロ化された生成物を得ている。
【0021】本発明にしたがって2−ブロモ−4,6−
ジニトロメシチレンを調製するにあたり、濃硝酸を発煙
硝酸の代わりに用いることもできる(例B)けれども、
得られる生成物は、望ましい態様の条件下で得られるも
のほど純粋ではない。
【0022】濃硫酸を発煙硫酸の代わりに用いると(例
C)、得られる生成物は不純物を含んでいる。このこと
は、高純度の2−ブロモ−4,6−ジニトロメシチレン
の製造においては、試薬を加える順序にかかわりなく、
水が好ましくないことを示している。
【0023】最後に、ニトロ化工程を30℃以下で実施
した場合(例D)、生成物の収率が悪くなる。この生成
物の純度は相当高いけれども、にもかかわらず例Aに示
されるようにより高いニトロ化温度で得られるものより
も劣っている。
【0024】
【実施例】
用語 6FDA:2,2´−ビス(3,4−ジカルボキシフェ
ニル)ヘキサフルオロプロパン GC:ガスクロマトグラフィー GPC:ゲルパーミエーションクロマトグラフィー NMP:N−メチル−2−ピロリドン NMR:核磁気共鳴 Rf8DAM:2−パーフルオロオクチル−4,6−ジ
アミノメシチレン
【0025】以下の例では、全ての「部」および「パー
セント」は、別の方法で記述しなければ、重量で与えら
れる。これらの例は説明の目的のためにのみ与えられ、
クレームされた本発明を限定するように解釈すべきでは
ない。
【0026】本発明に関する例 例A 好ましい方法 メカニカルスターラー、温度計、および滴下ロートを備
えた250mlのフラスコ中に、75mlの発煙硫酸
(20%SO3 )を入れた。撹拌されている酸に、1
5.3ml(19.9g、100ミリモル)の2−ブロ
モメシチレンをゆっくりと加え、その間氷浴で冷却する
ことにより混合物の温度を25℃以下に保持した。その
後、撹拌されている混合物に17.3mlの発煙90%
硝酸を滴下し、その間冷却を続けることにより反応温度
を25〜38℃の範囲に維持した。添加を完了してすぐ
に、混合物を40℃の温度で1時間撹拌した。得られた
濃厚なスラリーをフラスコから氷上へ水で洗い流した。
固体生成物を吸引ろ過により採取し、水で洗い、空気乾
燥した。分析によれば、この物質は96.0%の純度の
所望の生成物すなわち2−ブロモ−4,6−ジニトロメ
シチレンからなることが示され、それとともに少量の未
確認の不純物(2,4,6−トリニトロメシチレンでも
2,4−ジブロモ−6−メシチレンでもない)が検出さ
れた。粗生成物の重量は26.0gであり、測定された
純度に対して補正すると、これは所望の物質の25.0
g(87ミリモル、理論値の87%)という収量に相当
する。
【0027】粗生成物をアセチニトリルから再結晶する
と、197〜198℃で溶融する針状晶が得られ、ガス
クロマトグラフィー分析(GC)によれば98.4%の
純度が示された。この物質の構造および純度はプロトン
NMR分析によって確認された。この結果は、有機の基
質を硝酸に添加に先立って発煙硫酸と混合するという単
純な手段によって、やっかいな副生物(これらは粗生成
物を繰り返し再結晶しても除去することができない)の
生成が完全になくなっている点で、驚くべきである。こ
のようにして、実用的な方法によってかつ非常に純粋な
状態で、有益な中間体が得られるので、望ましくない不
純物の導入のためにこのような化合物を引き続き精製す
るのを複雑化することなしに、この中間体を重要な他の
化合物の生成のための出発原料としてい用いることがで
きる。
【0028】例B 例Aの方法で述べたのと同様な一般的な処理にしたがっ
たが、(発煙硝酸よりもむしろ)濃硝酸を用いた。
【0029】37.5mlの発煙硫酸(27〜33%S
3 )に、撹拌しながら、7.6ml(9.9g、50
ミリモル)の2−ブロモメシチレンを滴下した。この添
加の間、氷水浴で冷却することにより、反応混合物の温
度を20℃以下に保持した。ブロモメシチレンの添加を
完了した後、12.5mlの濃(70%)硝酸を滴下
し、この間反応温度を35〜40℃に維持した。この添
加に続いて、反応混合物をさらに30分間撹拌し、この
間その温度を約35℃に維持した。この混合物を室温ま
で冷却させた後、400mlの氷水中に注いだ。固体生
成物を吸引ろ過により採取し、水で洗い、空気乾燥し
た。ガスクロマトグラフィー(GC)によるこの生成物
の分析によれば、2−ブロモ−4,6−ジニトロメシチ
レン、93.3%、および実質的により長い保持時間を
有する2種の未確認の少量成分が示された。しかし、
2,4−ジニトロメシチレン、2,4−ジブロモ−6−
ニトロメシチレン、または2,4,6−トリニトロメシ
チレンのような従来の方法で生成される不純物は観測さ
れなかった。
【0030】本発明の方法にしたがって2−ブロモ−
4,6−ジニトロメシチレンを調製するにあたり、濃硝
酸を発煙硝酸の代わりに使用できるけれども、得られる
生成物は好ましい態様の条件下で得られるものほど純粋
ではないと結論できる。
【0031】例C 例Aの方法で述べたのと同様な一般的な処理にしたがっ
たが、(発煙のものよりもむしろ)濃硫酸および濃硝酸
を用いた。
【0032】75mlの発煙硫酸に、撹拌しながら、1
5.3ml(19.9g、0.10モル)の2−ブロモ
メシチレンを滴下した。この添加の間、氷水浴で冷却す
ることにより、反応混合物の温度を25℃以下に保持し
た。ブロモメシチレンの添加を完了した後、25mlの
濃(70%)硝酸を滴下し、やはり反応温度を25℃以
下に制御した。この添加に続いて、反応混合物をさらに
2時間撹拌し、この間温度を30℃以下に維持した。そ
の後、この混合物を氷上に注ぎ、固体生成物を吸引ろ過
により採取し、空気乾燥した。ガスクロマトグラフィー
(GC)によるこの粗生成物の分析によれば、2−ブロ
モ−4,6−ジニトロメシチレン、80.3%;2,4
−ジブロモメシチレン、8.8%;ジニトロメシチレ
ン、1.2%;2,4−ジブロモ−6−ニトロメシチレ
ン、4.5%;トリニトロメシチレン、3.1%;およ
び微量の数種の未確認不純物からなることが示された。
このことは、高純度の2−ブロモ−4,6−ジニトロメ
シチレンを製造するには、試薬を加える順序にかかわり
なく、水が好ましくないことを示している。
【0033】例D より低いニトロ化温度の影響を示す例。225mlの発
煙硫酸(20%SO3 )に、撹拌し反応温度を25℃以
下に維持しながら、45.9ml(59.7g、0.3
0モル)の2−ブロモメシチレンを加えた。この添加に
引き続き、撹拌を続けながら、52.5mlの発煙(9
0%)硝酸を滴下し、この間冷却を続けることにより反
応混合物の温度を30℃以下に保持した。硝酸の添加完
了に続いて、混合物を25〜30℃で1時間撹拌した
後、氷水中に注いだ。固体生成物を吸引ろ過により採取
し、水で洗い、空気乾燥して、36gの物質を得た。G
C分析によれば、この物質は、97.5%の所望の生成
物すなわち2−ブロモ−4,6−ジニトロメシチレンか
らなることが示された。測定された純度に対して補正す
ると、収量は35.1g(0.12モル)、すなわち理
論値の40%であった。
【0034】このことは、ニトロ化工程が30℃以下の
温度で実施された場合には、生成物の収率が悪くなり;
しかもこの生成物の純度は相当高いが、にもかかわらず
例Aに示されるようにより高いニトロ化温度で得られる
ものよりも劣っていることを示している。
【0035】比較例 例1 290g(1.5モル)の2−ブロモメシチレンを約1
時間かけて、撹拌しながら、500mlの冷発煙90%
硝酸に加えた。添加の間中、反応混合物の温度を0℃以
下に維持した。添加の後、0℃で1時間撹拌を続けた。
その後、生成物の混合物を氷上に注ぎ、固定生成物を吸
引ろ過により採取し、大量の水で洗った。空気乾燥後、
生成物をシクロヘキサン引き続きトルエンから再結晶
し、融点197〜198℃の微細な針状晶を得た。
【0036】この生成物のガスクロマトグラフィー−マ
ススペクトルによる分析によれば、2,4−ジブロモ−
6−ニトロメシチレン、11.3%;2−ブロモ−4,
6−ジニトロメシチレン、86.0%;および2,4,
6−トリニトロメシチレン、2.4%からなっているこ
とがわかった。(パーセンテージは水素炎イオン化検出
によるGCピークの積分値から求められ、ほぼ重量パー
セントを表している)。
【0037】2回再結晶された試料の一部を再び純エタ
ノールから再結晶し、微細な無色の針状晶、融点195
〜197℃を得た。GCによる分析によれば、2,4−
ジブロモ−6−ニトロメシチレン、9.8%;2−ブロ
モ−4,6−ジニトロメシチレン、87.6%;および
2,4,6−トリニトロメシチレン、2.6%からなる
ことが示された。同一の試料をプロトンNMR(CHC
3 −d溶液)で分析した。得られたスペクトルを解析
し積分し、適当な計算で測定されたモル比を重量パーセ
ントに変換すると、この試料は重量で2,4−ジブロモ
−6−ニトロメシチレン、10.8%;2−ブロモ−
4,6−ジニトロメシチレン、86.6%;および2,
4,6−トリニトロメシチレン、2.6%を含むという
結論に達した。
【0038】例2 温度計、スターラー、および滴下ロートを備えた250
mlのフラスコ中に、50mlの発煙90%硝酸を入れ
た。その後、高速に撹拌しながら、滴下ロートから2
2.3ml(29.0g、146ミリモル)の2−ブロ
モメシチレンをゆっくりと滴下し、この間氷浴によって
反応温度を25〜30℃に維持した。添加完了後、この
混合物をさらに1時間撹拌した後、水中に注いだ。固体
生成物をろ過により採取し;水その後ヘキサンで洗い;
空気乾燥して23.3gの生成物を得た。この物質のG
Cによる分析によれば、2,4−ジブロモメシチレン、
4.6%;2,4−ジブロモ−6−ニトロメシチレン、
8.8%;2−ブロモ−4,6−ジニトロメシチレン、
82.8%;および微量の数種の未確認成分からなるこ
とが示された。
【0039】前述した生成物の洗浄工程から得られるヘ
キサン溶液から溶媒を除去し、27gの固体残留物を得
た。この物質のGCによる分析によれば、2,4−ジブ
ロモメシチレン、54.9%;2,4−ジブロモ−6−
ニトロメシチレン、8.3%;2−ブロモ−4,6−ジ
ニトロメシチレン、16.7%;および数種の未確認成
分からなることが示された。
【0040】例3 メカニカルスターラー、温度計、および滴下ロートを備
えた250mlのフラスコ中に、9.3mlの蒸留水を
入れた。フラスコを氷浴で冷却し、50mlの90%発
煙硝酸を加えた。その後、こうして生成された冷80%
硝酸に、滴下ロートから22.3ml(29.0g、1
46ミリモル)の2−ブロモメシチレンを、1時間かけ
て滴下し、この間撹拌し冷却を続けて反応温度を10℃
以下に維持した。添加完了後、この混合物をさらに1時
間撹拌し、この間冷却を続けることによりその温度を1
0℃以下に保持した。
【0041】反応混合物を氷上に注ぎ、固体生成物をろ
過により採取し、水で洗った。その後ヘキサンで洗う
と、この混合物はヘキサンに溶解しやすいことがわかっ
た。得られたヘキサン溶液に少量のt−ブチルエーテル
を混合し、水で洗い、無水硫酸マグネシウムで乾燥し
た。この溶液の濃縮および冷却により得られた、主な単
離された生成物は、GC分析によれば2,4−ジブロモ
メシチレンと同定された。
【0042】例4 メカニカルスターラー、温度計、および滴下ロートを備
えた250mlのフラスコ中で、25mlずつの90%
発煙硝酸および発煙硫酸(20%SO3 )を混合した。
その後、撹拌された混合物に、滴下ロートから1時間か
けて、15.3ml(19.9g、100ミリモル)の
2−ブロモメシチレンを滴下した。添加の間および添加
完了後さらに1時間の間、40℃の反応温度を維持し、
この間高速な撹拌を続けた。その後、反応混合物を氷上
に注ぎ、沈殿した固体を吸引ろ過により採取し、水およ
びヘキサンで洗い、乾燥した。こうして25.3gの生
成物が得た。GC分析によれば、この生成物は2,4,
6−トリニトロメシチレン、13%;2,4−ジブロモ
メシチレン、1.8%;2,4−ジブロモ−6−ニトロ
メシチレン、10%;および2−ブロモ−4,6−ジニ
トロメシチレン、71.5%からなることが示された。
【0043】例5 この例においては、前述したR.フィティヒとJ.スト
レルの文献に与えられている指示にしたがって、2−ブ
ロモ−4,6−ジニトロメシチレンの調製を模倣した。
【0044】35mlの丸底フラスコ中の3グラムの2
−ブロモメシチレンに、撹拌しながら、注意深く10m
lの発煙硝酸を加えた。添加完了後、混合物を約45分
間撹拌した後、200mlの水中に注いだ。沈殿した固
体を吸引ろ過により採取し、空気乾燥した。得られた生
成物のガスクロマトグラフィー(GC)による分析によ
れば、2−ブロモ−4,6−ジニトロメシチレン、6
5.8%;2,4−ジニトロメシチレン、13.1%;
2,4−ジブロモ−6−ニトロメシチレン、16.6
%;2,4,6−トリニトロメシチレン、3.8%;お
よび微量の未確認成分からなることが示された。(パー
センテージは、ガスクロマトグラム中の相対ピーク面積
に対応して得られ、ほぼ重量濃度を表す)。粗生成物を
エチルアルコールから再結晶して、微細な無色の針状晶
を得た。精製された生成物のガスクロマトグラフィーに
よる分析によれば、2−ブロモ−4,6−ジニトロメシ
チレン、74.6%;2,4−ジニトロメシチレン、
2.9%;2,4−ジブロモ−6−ニトロメシチレン、
18.3%;および2,4,6−トリニトロメシチレ
ン、4.2%からなっていることが示された。
【0045】この実験に基づけば、フィティヒとストレ
ルによって記載された処理では非常に不純な生成物が得
られると結論できる。さらに、アルコールからの再結晶
により大部分の2,4−ジニトロメシチレン不純物が除
去されるけれども、他の不純物は、所望の化合物に対し
て実質的に粗反応生成物中と同じ割合で、再結晶された
生成物中に残ると結論できる。
【0046】2−ブロモ−4,6−ジニトロメシチレン
から製造される化合物の例 例I 2−パーフルオロオクチル−4,6−ジニトロメシチレ
ンの調製 1リットルのフラスコをアルゴンでフラッシュし、14
6.3g(0.268モル)の1−ヨードパーフルオロ
オクタン、34.1g(0.536モル)の銅粉末、お
よび400mlのジメチルスルホキシドを仕込む。アル
ゴン雰囲気下で、混合物を撹拌し、約100℃に加熱
し、1.25時間この温度に保持して1−ヨードパーフ
ルオロオクタンのパーフルオロオクチル銅(I)への変
換をもたらす。
【0047】反応混合物を70℃以下に冷却し、これに
55.0g(0.19モル)の2−ブロモ−4,6−ジ
ニトロメシチレンを加える。混合物を約70℃、アルゴ
ン下で撹拌を続けながら一晩加熱する。その後、60℃
に加熱された500mlの水を加え、得られた混合物を
ろ過する。固体を塩化メチルおよび1,1,2−トリク
ロロトリフルオロエタンで完全に抽出する。混合有機抽
出物を水および希二硫化ナトリウム水溶液で洗い、硫酸
マグネシウムで乾燥し、ロータリーエバポレーションに
よって減圧下で溶媒を除去し、粗2−パーフルオロオク
チル−4,6−ジニトロメシチレンを得る。これをメタ
ノールおよびアセトンから再結晶し、精製された生成物
を得る。
【0048】例II 2−パーフルオロオクチル−4,6−ジアミノメシチレ
ンの調製 76.9g(0.122モル)の2−パーフルオロオク
チル−4,6−ジニトロメシチレン(例Iに記載されて
いるようにして調製される)を600mlの無水エチル
アルコールおよび7.6gの5%パラジウム/カーボン
と混合する。混合物をオートクレーブに仕込んだ後、1
00℃で7時間加熱し、この間500psiの水素圧下
で撹拌する。
【0049】水素化された混合物を冷却してろ過し、ロ
ータリーエバポレーションによって減圧下でろ液から溶
媒を除去し、粗生成物の残留物を得る。これを温ヘキサ
ン中に投入し、脱色チャーコールで処理し、ろ過し、溶
液を冷却して結晶質生成物すなわち2−パーフルオロオ
クチル−4,6−ジアミノメシチレンを得る。
【0050】例III 6FDA/Rf8DAMポリイミドの調製 メカニカルスターラー、ディーン−スタークトラップ、
ならびに窒素の入口および出口を備えた100mlの反
応ケットル中に、3.5100g(7.9012ミリモ
ル)の6FDA(2,2´−ビス(3,4−ジカルボキ
シフェニル)ヘキサフルオロプロパン)および4.49
00g(7.9012ミリモル)のRf8DAM(2−
パーフルオロオクチル−4,6−ジアミノメシチレン)
を仕込む。その後、これらのモノマーを24mlの無水
NMP(N−メチル−2−ピロリドン)および12ml
のm−キシレン中に溶解する。ディーン−スタークトラ
ップもm−キシレンで満たす。モノマーの溶解後、イミ
ド化によって生成する水を共沸除去するために、溶液を
シリコーンオイル浴を介して加熱しm−キシレンを還流
する(浴温〜190℃)。この反応を一晩進行させる。
冷却するとただちに、より粘度の高い相が反応溶媒から
分離する。少量のクロロホルムを加え、〜80℃まで加
熱して溶液を再度均一化し、その後これをメタノール中
で沈殿させる。その後、ポリマーをクロロホルム中に再
度溶解し、メタノール中で沈殿させ、ろ過により単離
し、窒素を流しながら真空下で乾燥する。
【0051】精製されたポリマーはNMPまたは他の溶
媒中に再度溶解することができ、例えばシリコンウェハ
のような基板上にキャストすることができる。溶媒を蒸
発させた後、基板上に優れた被膜が残る。被膜に加え
て、この分野でよく知られている処理によって遊離のフ
ィルムを製造することもできる。
フロントページの続き (72)発明者 デイビッド・ペイジ・ヒグレイ アメリカ合衆国、デラウエア州 19810、 ウィルミントン、キングマン・ドライブ 2517 (72)発明者 ジョン・レイモンド・ティンドール アメリカ合衆国、ノース・カロライナ州 28768、ピスガー・フォレスト、キャンベ ル・ドライブ 145

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)発煙硫酸を2−ブロモメシチレン
    と混合する工程と、(b)硝酸を(a)工程の混合物と
    混合する工程とを具備したことを特徴とする2−ブロモ
    −4,6−ジニトロメシチレンの製造方法。
  2. 【請求項2】 2−ブロモメシチレンが発煙硫酸中に加
    えられることを特徴とする請求項1記載の2−ブロモ−
    4,6−ジニトロメシチレンの製造方法。
  3. 【請求項3】 発煙硫酸と2−ブロモメシチレンとの混
    合物が、発煙硫酸と2−ブロモメシチレンとの混合の
    間、30℃以下の温度に保持されることを特徴とする請
    求項2記載の2−ブロモ−4,6−ジニトロメシチレン
    の製造方法。
  4. 【請求項4】 発煙硫酸と2−ブロモメシチレンとの混
    合物が、発煙硫酸と2−ブロモメシチレンとの混合の
    間、10〜20℃の範囲の温度に保持されることを特徴
    とする請求項3記載の2−ブロモ−4,6−ジニトロメ
    シチレンの製造方法。
  5. 【請求項5】 発煙硫酸が10〜30重量%の範囲のS
    3 を含有することを特徴とする請求項1記載の2−ブ
    ロモ−4,6−ジニトロメシチレンの製造方法。
  6. 【請求項6】 発煙硫酸が20重量%以上の遊離SO3
    濃度を有することを特徴とする請求項5記載の2−ブロ
    モ−4,6−ジニトロメシチレンの製造方法。
  7. 【請求項7】 硝酸が70重量%以上の濃度を有するこ
    とを特徴とする請求項1記載の2−ブロモ−4,6−ジ
    ニトロメシチレンの製造方法。
  8. 【請求項8】 硝酸が実質的に90重量%の濃度で水中
    に含有されていることを特徴とする請求項7記載の2−
    ブロモ−4,6−ジニトロメシチレンの製造方法。
  9. 【請求項9】 さらに(b)工程の混合物を氷とともに
    撹拌し、得られた2−ブロモ−4,6−ジニトロメシチ
    レンをろ過により分離し、水で洗浄する工程を具備した
    ことを特徴とする請求項1記載の2−ブロモ−4,6−
    ジニトロメシチレンの製造方法。
  10. 【請求項10】 さらに2−ブロモ−4,6−ジニトロ
    メシチレンを再結晶する工程を具備したことを特徴とす
    る請求項9記載の2−ブロモ−4,6−ジニトロメシチ
    レンの製造方法。
JP4166374A 1991-06-25 1992-06-24 2−ブロモ−4,6−ジニトロメシチレンの製造方法 Pending JPH05186405A (ja)

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EP0520235A3 (en) 1993-02-24
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CA2071718A1 (en) 1992-12-26
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