JPH11322694A - マロノニトリルの製造方法 - Google Patents

マロノニトリルの製造方法

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JPH11322694A
JPH11322694A JP11071054A JP7105499A JPH11322694A JP H11322694 A JPH11322694 A JP H11322694A JP 11071054 A JP11071054 A JP 11071054A JP 7105499 A JP7105499 A JP 7105499A JP H11322694 A JPH11322694 A JP H11322694A
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cyano
acetimidoyl
halide
alkoxy
alkyl
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JP11071054A
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Peter Chen
チェン ピーター
Johannes Dr Hoffner
ホフナー ヨハネス
Andre Mueller
ミューラー アンドレ
Rudolf Fuchs
フックス ルドルフ
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Lonza AG
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Lonza AG
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C255/00Carboxylic acid nitriles
    • C07C255/63Carboxylic acid nitriles containing cyano groups and nitrogen atoms further bound to other hetero atoms, other than oxygen atoms of nitro or nitroso groups, bound to the same carbon skeleton
    • C07C255/64Carboxylic acid nitriles containing cyano groups and nitrogen atoms further bound to other hetero atoms, other than oxygen atoms of nitro or nitroso groups, bound to the same carbon skeleton with the nitrogen atoms further bound to oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C253/00Preparation of carboxylic acid nitriles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マロノニトリルの新規な製造方法を提供する
こと。 【解決手段】 下式Iの(2−シアノ−N−アルコキ
シ)アセトイミドイルハライドを500〜1000℃の
高温で処理する。 【化9】 [式中、R1およびR2は同一または異なるものであっ
て、水素またはアルキルであり、R3はアルキル、シク
ロアルキル、アリール、アリールアルキルまたは下記の
基であり、 【化10】 (式中、R4はアルキル、アリールまたはアリールアル
キル基である。)Xはハロゲン原子である。]

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マロノニトリルを
製造する新規な方法に関する。
【0002】
【従来の技術】マロノニトリルは、きわめて広い範囲に
わたる化合物、たとえば医薬および農薬として活性な成
分を製造するための、中心的な重要性をもつ出発物質お
よび中間体である。(Ullmann の Encyklopaedie der t
echnischen Chemie、 第4改訂増補版 Verlag Chemie W
einheim, vol.16, p.419-423 を参照) マロノニトリルを製造する方法は多数知られているが、
工業的な規模の実施に関して重要な方法は、アセトニト
リルとシアノゲンクロライドとの、700℃以上の温度
における高温反応である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、工業
的規模で実施する可能性をもった、別の製造方法を開発
して提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的は、請求項1に
従う方法によって達成される。
【0005】本発明のマロノニトリルの製造方法は、下
記の一般式の(2−シアノ−N−アルコキシ)アセトイ
ミドイルハライドを、
【0006】
【化5】 [式中、R1およびR2は同一または異なるものであっ
て、水素またはアルキルであり、R3はアルキル、シク
ロアルキル、アリール、アリールアルキルまたは下記の
基であり、
【0007】
【化6】 (式中、R4はアルキル、アリールまたはアリールアル
キル基である。)Xはハロゲン原子である。]温度50
0℃ないし1000℃で転化させることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施形態】アルキル基は、好適にはC1−C6
ルキル基、すなわちメチル、エチル、n−プロピル、イ
ソプロピル、n−ブチル、イソブチル、t−ブチル、ペ
ンチルおよびその異性体またはヘキシルおよびその異性
体を意味するものと理解すべきである。R1の好ましい
ものは、メチルである。
【0009】シクロアルキル基は、好適にはC1−C6
クロアルキル基、すなわちシクロプロピル、シクロブチ
ル、シクロペンチルまたはシクロヘキシルである。
【0010】アリール基は、好適には、場合によっては
置換されているフェニルまたはナフチルであり、アリー
ルアルキルは、好適にはベンジルである。アルキル基お
よびアリール基のどちらも、適当な置換基を有していて
もよい。そのような置換基の例を挙げれば、C1−C4
ルキル基、C1−C4アルコキシ基、C1−C4アルカノイ
ル基、ハロゲン、ニトロ、アミノ、アルキルアミノまた
はジアルキルアミノである。
【0011】ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素またはヨ
ウ素を意味し、好ましくは臭素または塩素である。高温
処理のための出発化合物である(2−シアノ−N−アル
コキシ)アセトイミドイルハライドは、下記の一般式の
(2−シアノ−N−アルコキシ)アセトアミド
【0012】
【化7】 (式中、R1,R2およびR3は上に定義したとおりであ
る。)のハロゲン化によって、好都合に製造することが
できる。
【0013】このハロゲン化は、好ましくは塩素化であ
って、たとえば、五塩化リン、フォスフェン、オキシ塩
化リンまたはテトラクロロメタンおよびトリフェニルフ
ォスフィンのようなハロゲン化剤を使用して実施するこ
とができる。反応は、適当な溶媒、好ましくはハロゲン
化物たとえばクロロフォルムまたはメチレンクロライド
のような溶媒の中で、好都合に実施することができる。
ハロゲン化反応の温度は、−20℃ないし150℃が好
都合である。対応する(2−シアノ−N−アルコキシ)
アセトイミドイルハライドは、反応混合物から当業者が
常用する方法、たとえば抽出とそれに続く溶媒除去によ
って取得することができ、後の転化反応に使用すること
ができる。
【0014】本発明の高温転化は、好適には、700℃
から1000℃の温度において進行する。反応は通常、
チューブリアクター内で実施する。転化時間は、一般に
数秒である。反応は、水素ドナーの存在下に、たとえば
アルキル置換された芳香族化合物、好ましくはトルエン
の存在下に、有利に進行する。未反応の出発物質は、循
環再使用することができる。マロノニトリルは、反応生
成物から、たとえば炭化水素および水を使用した抽出に
よって取得することができる。この場合、水層は塩化ナ
トリウムで飽和させておき、マロノニトリルはエーテル
で再抽出する。
【0015】一般式Iの(2−シアノ−N−アルコキ
シ)アセトイミドイルハライドは、
【0016】
【化8】 (式中、R1,R2およびR3は上に定義したとおりであ
る。)今日まで文献に未記載であって、本発明によりは
じめて提供された物質である。好ましい(2−シアノ−
N−アルコキシ)アセトイミドイルハライドは、(2−
シアノ−N−メトキシ)アセトイミドイルクロライドお
よび(2−シアノ−N−エトコキシ)アセトイミドイル
クロライドである。
【0017】
【実施例】[実施例1a] (2−シアノ−N−メトキシ)アセトイミドイルクロラ
イドの製造 13.8g(119.7mmol)の(2−シアノ−N−メ
トキシ)アセトアミドを、室温で、200mlのクロロフ
ォルム中に導入した。この溶液を3℃に冷却してから、
29.6g(139mmol)のPCl5を70mlのクロロ
フォルムに溶解した溶液を、注意深く添加した。ガスの
発生がおさまってから、5℃において90mlの水を注意
深く添加した。水性層を分離して、2回、50mlのメチ
レンクロライドで抽出した。一体にした有機層を、Na
HCO3で中性になるまで洗浄し、蒸発させて濃縮し乾
燥した。褐色の残渣(11.34g)をさらに精製する
ため、85℃/10mbarで蒸留した。その結果、8.5
g(53%)の無色の液体が得られ、これは、1H-NM
Rによれば、純粋であった。
【0018】1H-NMR (400MHz,CDCl3)δ:
3.60(s,3H,CH2);4.01(s,3
H,OCH3).13 C-NMR (400MHz,CDCl3)δ: 128.3
(s);113(s);63.4(q);26.3
(t).
【0019】[実施例1b] (2−シアノ−N−エトキシ)アセトアミドの製造 13.69g(135.3mmol)のトリエチルアミン
を、室温で、100mlのメタノールに溶解した、12.
0g(123.0mmol)のO−エチルヒドロキシルアミ
ンハイドロクロライドおよび11.61g(117.2
mmol)のメチルシアノアセテートの溶液中に、ゆっくり
と滴下し、得られた混合物を、室温で60時間攪拌し
た。転化は完全ではなかったが、反応混合物を蒸発させ
て、乾固に至らせた。残渣のフラッシュカラムクロマト
グラフィー(シリカゲル、最初は1:1の酢酸エチル/
ヘキサン混合物、ついで酢酸エチル)により、8.20
g(55%)の表題化合物を、白色固体として得た。
【0020】1H-NMR (400MHz,DMSO-d6):
11.2(s,broad,NH);3.80(q,2
H);3.55(s,2H);1.15(t,3H).13 C-NMR (400MHz,DMSO-d6): 159.
37(C=0);115.53(C≡N);70.88
(OCH2);22.89(CH2);13.27(CH
3).
【0021】[実施例1c] (2−シアノ−N−エトキシ)アセトイミドイルクロラ
イドの製造 7.60g(0.037mmol)の五塩化リンを30mlの
クロロフォルム中に分散した液を、3℃において、3.
90g(0.030mmol)の(2−シアノ−N−エトキ
シ)アセトアミドを70mlのクロロフォルム中に溶解し
た液に滴下した。わずかに濁った反応混合物を、室温で
1時間攪拌した。40mlの水を氷冷下に滴下した。2層
を分離し、水性層をクロロフォルムで抽出した(2×5
0ml)。一体にした有機層をNa2CO3溶液(pH=1
1、2×20ml)で洗浄し、Na 2SO4を用いて乾燥し
たのち、溶媒をロータリーエバポレーターで蒸発させ
た。その残渣をクーゲルロール蒸留(2〜4mbar、オー
ブン温度150℃)することにより、3.21g(72
%)の表題化合物を、無色で透明な液体として得た。
【0022】1H-NMR (400MHz,CDCl3):
4.25(q,2H);3.60(s,2H);
1.32(t,3H).13 C-NMR (400MHz,CDCl3): 127.
78(Cl−C=N);113.46(C≡N);7
1.62(OCH2);26.41(CH2);14.3
6(CH3).
【0023】[実施例2a] マロノニトリルの製造 129mgの(2−シアノ−N−メトキシ)アセトイミド
イルクロライドを、10mlのトルエン中に溶解した。こ
の溶液を、100μlずつの小部分に分けて、45分間
にわたって、石英製の熱分解チューブ(長さが30cm、
内径は2.5cm、870℃に加熱されている)に接続さ
れた、球状の蒸発フラスコ内に噴射した。圧力を真空ポ
ンプで減圧し、0.2mbarに維持した。
【0024】反応生成物を、−196℃に冷却されたコ
ールドトラップに集めた。反応混合物を1H-NMRおよ
びGC−MSにより分析した結果、未反応出発物質およ
びジベンジルとともに、マロノニトリルが27%の収率
(使用した出発物質基準)で得られたことがわかった。
【0025】[実施例2b] マロノニトリルの製造 146mgの(2−シアノ−N−エトキシ)アセトイミド
イルクロライドを、10mlのトルエン中に溶解した。こ
の溶液を、100μlずつの小部分に分けて、45分間
にわたって、石英製の熱分解チューブ(長さが30cm、
内径は2.5cm、870℃に加熱されている)に接続さ
れた、球状の蒸発フラスコ内に噴射した。圧力を真空ポ
ンプで減圧し、0.2mbarに維持した。
【0026】反応生成物を、−196℃に冷却されたコ
ールドトラップに集めた。反応混合物を1H-NMRおよ
びGC−MSにより分析した結果、未反応出発物質およ
びジベンジルとともに、マロノニトリルが25%の収率
(使用した出発物質基準)で得られたことがわかった。
【0027】[実施例3] マロノニトリルの製造および精製 510mgの(2−シアノ−N−メトキシ)アセトイミド
イルクロライドを、50mlのトルエン中に溶解した。こ
の溶液を、100μlずつの小部分に分けて、130分
間にわたって、石英製の熱分解チューブ(長さが30c
m、内径は2.5cm、870℃に加熱されている)に接
続された、球状の蒸発フラスコ内に噴射した。圧力を真
空ポンプで減圧し、0.3mbarに維持した。反応生成物
を、−196℃に冷却されたコールドトラップに集め
た。
【0028】コールドトラップの内容物を分液ロートに
移し、コールドトラップを50mlのヘキサンで洗浄した
のち、40mlの水で2回洗浄した。一体にした液を水で
抽出(合計150ml)し、2層を分離した。
【0029】水層に52gの塩化ナトリウムを添加し、
ついでジエチルエーテルを用いて3回(合計700m
l)、振とうして抽出した。MgSO4を用いてエーテル
層を乾燥し、溶媒を減圧下に除去した。1H-NMRによ
れば、上記の残渣は95%のマロノニトリルと5%の出
発物質からなっていた。収率は、使用した出発物質基準
で26%であった。
【0030】下の表に示す実験を、石英チューブの温度
を種々変更して、実施例2と同様に実施した。
【0031】 温度(℃) マロノニトリル収率(%) 出発物質 ビベンジル 4 570 2 74 5 5 670 13 26 9 6 770 15 19 15 7 820 18 9 17 8 870 27 11 29 9 920 23 11 20 10 970 23 7 25
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレ ミューラー スイス国 ゲロルツヴィル CH−8954 ポストシュトラーセ 2 (72)発明者 ルドルフ フックス スイス国 シオン CH−1950 プティ− シャスール 34

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マロノニトリルの製造方法であって、下
    記の一般式Iの(2−シアノ−N−アルコキシ)アセト
    イミドイルハライドを、 【化1】 [式中、R1およびR2は同一または異なるものであっ
    て、水素またはアルキルであり、R3はアルキル、シク
    ロアルキル、アリール、アリールアルキルまたは下記の
    基であり、 【化2】 (式中、R4はアルキル、アリールまたはアリールアル
    キル基である。)Xはハロゲン原子である。]温度50
    0℃ないし1000℃で転化させることを特徴とする製
    造方法。
  2. 【請求項2】 転化を、温度700℃ないし1000℃
    で実施することを特徴とする請求項1の製造方法。
  3. 【請求項3】 一般式Iの(2−シアノ−N−アルコキ
    シ)アセトイミドイルハライドを、下記の一般式IIの
    (2−シアノ−N−アルコキシ)アセトアミドのハロゲ
    ン化 【化3】 (式中、R1ないしR3は前記したとおりである。)によ
    って製造することを特徴とする請求項1または2の製造
    方法。
  4. 【請求項4】 ハロゲン化が塩素化であって、五塩化リ
    ン、フォスフェン、オキシ塩化リンまたはテトラクロロ
    メタンおよびトリフェニルフォスフィンを使用して実施
    することを特徴とする請求項3の製造方法。
  5. 【請求項5】 ハロゲン化を、ハロゲン化物である溶媒
    の存在下に、反応温度−20℃ないし150℃において
    実施することを特徴とする請求項3または4の製造方
    法。
  6. 【請求項6】 下記の一般式Iの(2−シアノ−N−ア
    ルコキシ)アセトイミドイルハライド 【化4】 (式中、R1,R2,R3およびXは、上に定義したとお
    りである。)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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