JPH06506190A - 芳香族アミンの製造 - Google Patents

芳香族アミンの製造

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JPH06506190A
JPH06506190A JP3507444A JP50744491A JPH06506190A JP H06506190 A JPH06506190 A JP H06506190A JP 3507444 A JP3507444 A JP 3507444A JP 50744491 A JP50744491 A JP 50744491A JP H06506190 A JPH06506190 A JP H06506190A
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マイルロイエ,ビクター エル.
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イーストマン コダック カンパニー
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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】 本発明は、写真色素形成性カプラー用の及び他の目的のための中間体として有用 な芳香族アミノ化合物の製造に関し、更に詳しくは、このような化合物を対応す る芳香族ニトロ化合物の接触水素化により製造する方法に関する。
背景技術 芳香族第一級アミノ化合物を合成するために、望ましい方法は水素化触媒の存在 下で対応する芳香族ニトロ化合物を水素化することである。これらの反応の幾つ がのために触媒の広範囲の選択が利用できる。しかしながら、前駆体組成物、即 ち芳香族ニトロ化合物が硫黄を含有する場合には、問題が生しる。汚染物として の又は前駆体の成分としての少量の硫黄でさえも、触媒を急速に失活させるか又 は普通言われるように触媒を被毒する。
前駆体組成物中に存在するかもしれない硫黄を除去することは高価であり、少量 の除去されない硫黄でさえもなお触媒を被毒するのでしばしば有効でない。この ことは、その前駆体ニトロ化合物が硫黄含有化合物から作られるので、カラー写 真用の色素形成性カプラーを作るために使用するある種の芳香族アミノ化合物を 経済的に合成するための障害であった。純ニトロ化合物自体は硫黄を含有しない か、それか得られる反応生成物に、硫黄含有前駆体から出てくる実質的量の硫黄 か含まれることは避けられない。注意深く再結晶しても、生成したニトロ化合物 には元素硫黄として計算して500〜50.000pl)m (100万分の1 重量部)の硫黄が含まれている。この硫黄は元素状硫黄として又は硫黄化合物と して存在する。何れにしても、この硫黄は、従来ニトロ置換芳香族化合物を対応 する第一級アミンに水素化するのに十分に活性であり、選択的であると考えられ てきた種類の触媒を被毒する。
発明の概要 本発明に従えば、ある種の触媒が、予想外にも硫黄汚染芳香族ニトロ化合物を芳 香族第一級アミンに成功裡に水素化できることを見出した。本発明の方法に於い て、触媒は所望の生成物の製造のために選択的である。望まない副生物への前駆 体の水素化は最小になり、反応混合物中に硫黄が存在しているにも拘わらず触媒 は活性状態を保持する。
本発明の方法は、式:RAr Nutの芳香族第一級アミンを、クロム含有ラネ ーコバルト触媒の存在下に、式: R−Ar Nutの硫黄汚染ニトロ化合物を 水素化することによって製造することからなる。
上記式に於いて、−Ar−はアリーレン基であり、そしてR−はt(et−1l et−NH−1Het −Alk−及びHet−Alk−0−(式中、Het  −は、単環又は二環の窒素含有不飽和複素環基であり、そして−Alk−は、炭 素数約15以下の直鎖又は分枝鎖アルキレン基である)からなる群から選択され る基である。
詳細な説明 式:RAr Nutの本発明の方法により作られるアミノ化合物に〔式中、−A lkO−は (mは1〜15であり、pi;!0−13である)のようなアルキレンオキシ基 である〕 の種類の化合物が含まれる。基: に於いて、R′は低級アルキルであり、nは0〜4である。このような基の例に は、 が含まれる。
式:R−Ar−NH,に於いて、アリーレン基−Ar−はまた、非置換又はフェ ニレン基について示したように置換されたナフチレン基であってもよい。
複素環基・Het−の例には、 (式中、R′=水素、低級アルキル、例えばメチル、t−ブチル、炭素数約30 以下の高級直鎖若しくは分岐鎖アルキル基又はアリール、例えばフェニル、R3 −水素、低級アルキル又はハロゲン、例えば塩素、R3には、それが水素化反応 に悪い影響を与えない限り写真カプラーで有用なその他の「離脱(coupli ng−off)J基が含まれていてもよい、R4=水素又は低級アルカノイル、 例えばアセチル又はブチリル、そしてR5−フェニル又は低級アルキル若しくは ハロゲンで置換されたフェニル) か含まれる。
即ち、本発明の方法により製造することができる芳香族アミノ化合物には、アゾ ール環の環炭素原子に直接結合した又はアルキレン結合基若しくはオギシアルキ レン結合基を介して結合したアミノアリール基を存する、広範囲のピラゾロアゾ ール類、特にピラゾロトリアゾール類か含まれる。
この芳香族アミノ化合物にはまた、色素形成性カプラーとしてまた有用である広 範囲のアミノアリール置換ピラゾロン類が含まれる。
本発明の方法によって製造することかできるピラゾロアゾール化合物の例は、1 988年9128日公開のヨーロッパ特許出願第0284240号及び1988 年10月11日付けの米国特許第4.777、121号に開示されている。ピラ ゾロン類の例は1989年12月付けRe5earch Disclosure 308、119 、特にその5ection VIiDに開示されている。本明 細書に引用したこれらの、そして他の文献を参照することによりこの明細書に含 めるものとする。
公知のように(例えば、上で引用したヨーロッパ特許出願及び米国特許第4.7 77、121号を参照されたい)、本発明の方法により製造される化合物中の第 一級アミノ基の機能は、バラスト基の付加のための部位を提供することである。
このような高分子量バラスト基は、得られたカプラー及び写真現像処理の間に形 成される色素を、多層写真フィルム又は印画紙中の一つの層から他の層へ移動さ せないようにする。それで分子の他の部分を還元しないで第一級芳香族アミノ基 を形成することは、他の分野に於けるのと同様にカラー写真に於いてかなり重要 なことである。
本発明の方法に於いて、第一級アミノ化合物は、生成物が第一級アミノ基を有す る芳香族核炭素原子に結合したニトロ基を有すること以外は生成化合物と同一で ある前駆体ニトロ化合物を選択的に水素化することによって作られる。即ち、本 発明の方法に於いてニトロ基は、実質的な程度まで前駆体化合物の他の部分を水 素化すること無(、第一級アミノ基に選択的に水素化される。
この新規な方法の顕著な利点は、水素化触媒を被毒することがよく知られている 、従来の物質である硫黄で前駆体が汚染されていても、水素化反応が触媒の存在 下に高収率で行われることである。硫黄で汚染されることの理由は、ニトロ置換 前駆体が、それ自体複素環核の原子として硫黄を含む環式化合物から有利に作ら れることである。本発明の方法のための直接的な前駆体であるニトロ化合物を生 成する反応は、芳香族複素環から硫黄を追い出して5員環窒素複素環を形成する 。この種の反応は、例えばヨーロッパ特許出願第0284240号に開示されて いる。
本発明の方法のための芳香族ニトロ化合物前駆体を生成せしめる典型的な反応経 路は下記の通りである。
上記の経路で作られる硫黄汚染芳香族ニトロ化合物は、次いで本発明の方法によ り対応する芳香族第一級アミンに水素化される。
硫黄の存在下に芳香族ニトロ化合物を水素化させるのに予想外に有用な触媒はク ロム助触媒ラネーコバルト(chromium−promotedRaney  cobalt)触媒である。
本発明の方法に於いて、このような触媒は、ニトロ化合物が、例えば約50〜1 0.000ppmの範囲内で硫黄で汚染されていても芳香族ニトロ化合物を高い 転化率及び収率で対応する芳香族アミンに水素化することができる。非常にしば しば、硫黄汚染は約100〜5.000ppmの範囲内である。
この触媒はラネー触媒の製造に使用される公知の方法により製造することができ る。約50重量%のアルミニウム並びに変化量のコバルト、クロム及び任意的な ニッケルからなる合金を製造し、次いで所望の粒子サイズに粉砕し、最後に水酸 化ナトリウム水溶液で処理してアルミニウムの部分を抽出し、それにより触媒を 活性化する。
典型的には、活性化後に触媒的活性金属、例えばコバルト、クロム及び任意のニ ッケルのアルミニウムに対する重量比は約7:3〜8:2の範囲内である。
この水素化方法に使用されるクロム助触媒ラネーコバルト触媒には、約1−10 重量%の、好ましくは約2〜5重量%のクロムが含まれる。約2.5重量%が最 良の結果、即ち触媒活性及び選択率を与えると信しられる。この触媒にはまた約 5重量%以下のニッケルが含まれていてもよく、好ましくは約1〜4重量%の、 最適には約2重量%のニッケルが含まれる。
活性触媒の製造に使用される抽出温度は、約40〜180°Cの範囲内、好まし くは約60〜120°Cの範囲内であってよい。優れた活性を有する触媒は抽出 温度が約70〜90°Cの範囲内の場合に得られる。触媒活性とコバルト金属、 即ち触媒の表面に存在する(Coo)の量との間には明らかな相互関係がある。
表面コバルト金属の量は、式二表面Co0= ((Co’ )/(Co)) ( (Co)/(Co)+(Cr)) (SA)〔式中、(Co’ )はPHI M odel 550 ESCA/SAM分光計を使用する電子分光学により測定し た触媒の表面でのコバルト金属であり、(CO)は同じく触媒の表面での全コバ ルトであり、そして(Cr)は同じく触媒の表面での全クロムであり、そしてS AはQuantichrome Co、により製造されたModel QSII 表面積分析器を使用したrrr/gてのBET表面積である〕 により決定される。高い表面Coo値を与える要因は、触媒を活性化する際に低 い抽出温度を使用すること及び低い量のクロムを存在させることである。
この方法で使用する触媒の量は、例えば、特定の触媒の活性、使用する反応条件 、即ち温度及び圧力、必要な反応時間、水素化するニトロ芳香族化合物並びに使 用する操作方法のような幾つかの要因に実質的に依存して変えることができる。
ニトロ芳香族反応剤の重量基準て0.01−10.0%範囲内の触媒濃度を使用 することができるか、通常この濃度は約O01〜5.0%の範囲内である。
温度及び圧力の水素化条件は同様に広範囲にわたって変えることができる。例え ば、温度及び圧力は成る程度まで相互依存性であり、一方を上昇させると、他方 はより低いレベルで使用することかできる。使用される特定の温度及び/又は圧 力もまた、触媒濃度、水素化する反応剤、操作方法並びに所望の反応時間にも依 存し得る。約lO〜200°Cの範囲内の温度が使用でき、約25〜125℃の 範囲が好ましい。水素化はしばしば約100〜1500psigの範囲内の圧力 で行われるが、 100〜2000ps i gの圧力を使用することができる 。少なくとも500psigの圧力が好ましく、最良の結果は低温度、例えば5 0−100°C及び高圧、例えば600〜1500psigを使用した場合に得 られる。
前駆体ニトロ芳香族化合物にアルコキシ基又は前記の−AlkO−のようなアル キレンオキシ基が含まれる場合には、水素圧力が低すぎると望ましくないアルキ ルヒドロキシ副生物が生成される。このような化合物を水素化するために、最良 の結果は圧力が約1000〜2000psigの範囲内である場合に得られる。
本発明の水素化方法はニトロ芳香族反応剤に対して不活性な溶媒中で行われる。
溶媒は好ましくは炭素数約4以下の第−級又は第二級アルカノール、特にメタノ ール、エタノール及びイソプロパツールである。ジメチルホルムアミド、ジメチ ルアセトアミド及びテトラヒドロフランのような共溶媒を、反応剤の溶解度特性 により必要なときにアルカノールと組み合わせて使用することができる。酸性水 素を有する溶解性の劣った反応剤の溶解度は、最初の反応混合物中に塩基を含め ることによって増大させることができる。使用することかできる他の溶媒には、 酢酸メチル、酢酸エチルのようなエステル類、テトラヒドロフラン及びジイソプ ロピルエーテルのようなエーテル類並びにより少ない範囲でトルエンのような炭 化水素類が含まれる。
本発明の方法は回分式方法、半連続式方法又は連続式方法として行うことかでき る。回分式操作に於いては、反応剤を溶解した不活性溶媒中の触媒のスラリーを 、攪拌装置を取り付けた圧力容器に装入する。次いて圧力容器を水素で所定の圧 力まで加圧し、次いて加熱して反応混合物を所望の温度にする。水素化が完結し た後、反応混合物を圧力容器から取り出し、触媒を濾過により分離し、そして生 成物を、例えば結晶化、続いて濾過により単離する。連続方法ではより大きい粒 子サイズの触媒を使用する固定触媒床を使用することかできる。触媒床を圧力容 器内に配置し、反応剤の溶液を高い温度及び圧力で、この触媒床の上に連続的に ゆっくり供給し、芳香族アミンの溶液を圧力容器の底から取り出すことかできる 。連続操作の他の様式に於いては、不活性溶媒中の生成物の溶液の連続的除去を 可能にするフィルター脚を取り付けた攪拌圧力容器内で触媒のスラリーを使用す る。この様式に於いては、反応剤溶液を触媒のスラリーが入った攪拌圧力容器に 連続的に供給し、生成物溶液をこの容器から連続的に取り出すことができる。
塩素又は他のハロゲン置換基を含む前駆体ニトロ芳香族化合物を合成する際に、 ニトロ化合物はその合成の間に硫黄で汚染されることにはならないであろう。そ の理由は、ニトロ芳香族分子内にハロゲン基が導入される場合には、硫黄か酸化 されて二酸化硫黄のような揮発性物質に酸化され、そうして除去されることであ る。他方、このようなハロゲン含有化合物は種々の方法で後に硫黄で汚染される ようになる。それて本発明の方法にはこのような硫黄汚染ハロゲン化化合物を水 素化することが含まれる。
これに関連して、1988年2月3日出願のLentz等の米国特許出願番号第 151,726号の係属中の特許出願に、本発明の方法で使用されるようなりロ ム含有ラネーコバルト触媒によるハロニトロ芳香族化合物の水素化が開示されて いることが指摘する必要がある。Lentz等の出願には、硫黄汚染反応剤の開 示はなく、この触媒が硫黄の存在下で活性を留めており、本明細書に記載のよう に硫黄汚染複素環芳香族ニトロ化合物を高収率で選択的に水素化することの示唆 はない。
本発明の方法を下記の例により更に説明する。
この新規な方法の例は下記の通りである。
触媒予備還元工程に於いて、約4重量%のクロムを含むラネーコバルト触媒(W 、 R,Grace & Co、により供給される触媒’) looog (湿 潤重量)を、酢酸エチル37.5L (33,8kg)を入れた攪拌機を取り付 けた25ガロンのステンレススチール製オートクレーブに添加した。
二〇オートクレーブを窒素で2回パージし、次いで封じ、水素を約500psi gの圧力まで装入した。オートクレーブ及び内容物を約500〜800PPMで 撹拌しながら、50℃で1時間加熱した。次いでオートクレーブ及び内容物を3 5〜40°Cに冷却し、過剰の水素を排出し、次いて窒素で2回完全にパージし た(この予備還元は、新しくない触媒にも元の触媒活性を取り戻させる)。開放 したオートクレーブに反応剤である6−メチル−3−(1−(4−ニトロフェノ キシ)トリデシル)−H−ピラゾロ(5,1−c) −1,2,4−トリアゾー ル(少なくとも約500ppmの硫黄で汚染されていた”) 10kg及びテト ラヒドロフラン(THF) 12.5Lを添加した。オートクレーブを再び窒素 で2回パージし、封じ、次いで水素を11000psiの圧力まで装入し、そし て55〜65°Cで必要に応じて30分間〜4時間攪拌した。より以上の水素消 費が無くなった時点で反応を完全に終結させた。この時点以降攪拌を約10〜1 5分間続けた。次いでオートクレーブ及び内容物を約45°Cまで冷却し、過剰 の水素圧を放出し、オートクレーブを窒素で2回パージした。反応混合物の試料 をシリカゲル板上の薄層クロマトグラフィー(TLC)により試験し、反応が完 結したかどうかを決定した。TLC試験のための溶媒系は塩化メチレン9部対メ タノール1部である。完結すると、反応混合物を濾過により綺麗にして触媒を除 去した。この芳香族アミン反応混合物生成物は今、例えば、米国特許第4.77 7、121号に記載されているように、バラスト分子を有するアミノ基と反応さ せることによりマゼンタ色素形成性カプラーに転化できるものであった。液体ク ロマトグラフィー分析=98%アミン−黄灰白色固体;融点103〜105°C 0上記に使用した命名に於いて、構造[ピラゾロ(5,1−c) −1,2,4 −)リアゾール」は「ピラゾロ(3,2G) 11 214−トリアゾール」と 記載することもできる。
例1と同様の方法によりニトロ化合物を対応するアミン化合物に還元した。この 例に於いては、80gのラネーコバルト触媒を4Lのオートクレーブで予備還元 した。次いで5ガロンのオートクレーブに6−メチル−3−(1−(4−ニトロ フェノキシ)プロピル)−1H−ピラゾロ(5,1−c) −1,2,4−)リ アゾール(少なくともsooppmの硫黄で汚染されていた)444g及びTH P5Lを添加した。オートクレーブを窒素で2回パージし、封じ、次いで水素を 1100opSiの圧力まて装入し、そして室温〜40’Cで約5時間攪拌した 。
水素消費が停止した後、反応を約30〜60分間継続し、次いでTLCにより完 結についてチェックした。完結すると、反応混合物を綺麗にして触媒を除去し、 6−メチル−3−(1−(4−アミノフェノキシ)プロピル)−1H−ピラゾロ (5,1−c)−1,2,4−)リアゾールを回収した。液体クロマトグラフィ ー分析:99%アミン;90%収率。
本発明の方法により水素化できる硫黄汚染化合物の具体例を本明細書に開示した 。しかしながら、この方法は、反応剤、即ちニトロ化合物が硫黄で汚染されてい るとき及び芳香環、不飽和複素環、アシル基、アルコキシ基などのような分子の 他の部分を還元すること無く、ニトロ基を選択的に水素化することを望む場合に 、全てのニトロ芳香族置換複素環化合物を対応する芳香族第一級アミンに水素化 するために一般的に有用である。
更に、本発明の方法は色素形成性写真カプラー中間体として有用である複素環芳 香族第一級アミンを作るために特に良いが、この方法は、例えば、医薬化学品又 は農業化学品として他の用途を有する式:R−Ar−Nl2の化合物を製造する のに使用することもできる。
この方法は4Lのオートクレーブにクロム含有ラネーコバルト触媒40g(湿潤 重量)及びTHF 2000mLを装入し、窒素で2回排気し、オートクレーブ を封じることからなっていた。オートクレーブに水素を500psiまて入れ、 50°Cに加熱し、そしてこの条件で1時間攪拌した。オートクレーブから過剰 の水素を排気し、窒素でパージし、反応剤である7−クロロ−6−メチル−3− (1−(4−ニトロフェノキシ)トリデシル)−18−ピラゾロ−(5,1−c )−1゜2.4−1リアゾール(約1100ppの硫黄で汚染されていた) 3 77g(0,933モル)及びTHF 500mLを添加し、窒素でパージし、 封じ、そして水素を600psigの圧力まで装入した。反応混合物を30〜3 5℃で約2時間攪拌した。水素化期間が終了した時点で、反応混合物を完結につ いてチェックするためにTLCによりサンプリングした。収率、93.5%;単 離した芳香族アミン生成物は液体クロマトグラフィー分析により99%純度であ った。
例4〜6 例1〜3に記載したものと同様の方法に従って、本発明により成功裡に水素化し た他の硫黄汚染ニトロ芳香族化合物には下記のもの比較例 上記の例に示される結果に対比させて、本発明者は、同し又は同様の硫黄汚染芳 香族ニトロ化合物を水素化するために担持パラジウム(例えは、炭素子のパラジ ウム)、硫化した担持パラジウム及び担持白金(例えば、炭素上の白金)のよう な他の触媒を使用することを試みた。硫黄は、これらの触媒を急速に被毒し、満 足できる収率を得るために4〜6サイクルの1シリーズで触媒を除去し、新鮮な 触媒で置き換えることが必要であった。本発明者はまたアルコキン結合を有する このような芳香族ニトロ化合物を水素化するためにラネーニッケル触媒を使用す ることを試みたか失敗であった。この結果は前駆体分子からのフェノール基の開 裂てあった。
以上、本発明をその好ましい態様を特に参照して詳細に記載したか、その変形及 び1晦正か本発明の精神及び範囲内て有効であることは言うまでもない。
補正書の翻訳文提出書 (特許法第184条の8) 平成5年1月3o日

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.硫黄で汚染されている硫黄含有化合物から誘導される式R−Ar−NO2の 芳香族ニトロ化合物をクロム含有ラネーコバルト触媒の存在下に接触的に水素化 することからなる、式R−Ar−NH2の芳香族第一級アミンの製造方法(式中 、RはHet−、Het−NH−、Het−Alk−及びHet−Alk−O− (式中、Het−は、単環又は二環の窒素含有不飽和複素原基であり、Alk− は、炭素数的15以下の直鎖又は分枝鎖アルキレン基である)からなる群から選 択される基であり、そして−Ar−はアリーレン基である)。
  2. 2.水素化条件が、約10〜100℃の温度及び約2000psig以下の圧力 を含む請求の範囲第1項記載の方法。
  3. 3.RがHet−Alk−O−であり、水素化圧力が少なくとも約1000ps igである請求の範囲第2項記載の方法。
  4. 4.ラネーコバルト触媒が1〜10重量%のクロムを含む請求の範囲第3項記載 の方法。
  5. 5.触媒がまた約1〜4重量%のニッケルを含む請求の範囲第4項記載の方法。
  6. 6.Het−がピラゾロアゾール色素形成性カプラー基である請求の範囲第1項 記載の方法。
  7. 7.Het−がピラゾロトリアゾール色素形成性カプラー基である請求の範囲第 6項記載の方法。
  8. 8.化合物R−Ar−NO2が約50〜10,000ppmの硫黄で汚染されて いる請求の範囲第1項記載の方法。
  9. 9.前記化合物が約100〜5,000ppmの硫黄で汚染されている請求の範 囲第8項記載の方法。
  10. 10.Het−が式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R2=水素、炭素数的30以下のアルキル又はアリール;R3=水素、 低級アルキル又はハロゲン;R4=水素又は低級アルカノイル;そしてR5=フ ェニル又は低級アルキル若しくはハロゲンで置換されたフェニル) のものである請求の範囲第1項記載の方法。
  11. 11.Het−がピラゾロン色素形成性カプラー基である請求の範囲第1項記載 の方法。
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