JPS5822101B2 - ジニトロアニリン類の精製方法 - Google Patents

ジニトロアニリン類の精製方法

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JPS5822101B2
JPS5822101B2 JP53100850A JP10085078A JPS5822101B2 JP S5822101 B2 JPS5822101 B2 JP S5822101B2 JP 53100850 A JP53100850 A JP 53100850A JP 10085078 A JP10085078 A JP 10085078A JP S5822101 B2 JPS5822101 B2 JP S5822101B2
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bromine
alkyl
trifluralin
dinitroanilines
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はジニトロアニリン類の精製方法、更に詳しくは
農薬、特に除草剤として有用なジニトロアニリン誘導体
中に不純物として含有するニトロソアミン類を除去する
ためのジニトロアニリン類の新規精製方法に関する。
脂肪族N−ニトロンアミン類の化学はラジアンケミカル
・レビューズ(Ru5sian ChemicalRe
views ) 40巻(1)34〜50頁1971年
(英文)に一般的VC総説されているっこの文献中にニ
トロソアミン類の反応性について記載されており、ニト
ロソアミン類と臭素および硫酸との反応について言及さ
れている。
アンナーレン・デルヘミ−・ニストス・リービソヒス(
Lieb Ann、)第151巻(1969年)366
頁に、ニトロソジベンジルアミンを臭素に溶解すること
によりモノまたはジブロモ化ジベンジルアミン類が得ら
れることが記載されている。
また臭化水素はジニトロノ化剤としての効果を有するこ
とが報告されている(ケミカルーアフ゛ストラクソ(C
hem。
Abst−)第6巻2434〜5およびアルンナイミノ
テル・フォルシュンク(Arzneim 1ttelF
orsch −)第20巻1513頁参照)。
ジニトロアニリン類に層する化合物は多くの市販除草剤
を包含する。
最近、熱エネルギー分析器(Thermal ener
gy analyzer (T E A ) )として
知られる新規分析機器が開発a浚(ジャーナルオプ・り
oマドグラフィ(Journal of Chroma
to −graphy) 107巻351頁(1975
年)およびその引用文献;およびN−ニトロン・コンパ
ウンズーイン・ジ・エンバイロンメン)((N−Nit
roso Compounds in the Env
ironment )IARC,サイエンティフィツク
・パブリケーション(リヨン(Lyon)在−I nt
ernatiornlAgen −cy for Re
5earch on Cancer刊、5c−ient
ific Publication ) #9 (19
74年)第40頁参照)。
TEAは特にニトロン(−NO)基の分析に用いられ、
従来の分析方法より非常に低い濃度(すなわち0.O2
ppm濃度)のニトロン基を検出できる。
種々のジニトロアニ+)7類をTEAで分析することに
より、ある種のジニトロアニリン類は微量のニトロソア
ミン類を含有することが明らかとなった。
特定のニトロンアミン類は動物に対し発癌性を有するこ
とが示されたこ。
とから、たとえ微量であってもニトロンアミン類の存在
は好ましくないと判断される。
本発明はジニトロアニリン類からニトロンアミン類不純
物を除去する方法を提供するものである。
本発明の精製法はジニトロアニリン類による可能。
な1汚染源から人類および家畜を防護するのに好ましい
予防措置である。
本発明は、ニトロンアミン類不純物を含有する一般式: 〔式中、R1はH,C,〜C5アルキルまたはモノハロ
ゲン(C,〜C5)アルキル;R2ハ01〜C5アルキ
ル、モノハロゲン(C,〜C5)アルキルまたはC3〜
C5シクロアルキル(C1〜C3)アルキル;R3はR
9・・ロゲン、01〜C3アルキルまたはアミノ;R4
はC1〜C5アルキルまたはトリフルオロメチルを表わ
す〕で示されるジニトロアニリン類を、(1)液相中、
(2)ニトロソアミン類不純物の濃度が減少するまで分
子状臭素、分子状塩素およびN−ブロモスクシンイミド
から成る群から選ばれた試薬と接触させることから成る
ジニトロアニリン類の精製法を提供するものである。
本発明の精製法で精製でさる代表的なジニトロアニリン
類の化学名(および使用されているものがあればその一
般名)を以’FK例示する、:(1)4− トIJフル
オロメチルー2,6−ジニトロNy N y n
7”ロピルアニリン(トリフルラリ7 (trifl
uralin ) ) ;(2)4−インプロピル−2
,6−シニトローN、N−ジーn−プロピルアニリン(
インプO−/<リン(1sopropalin ) )
;(3)4.−)リフルオロメチル−2,6−ジニト
ロ−N−n−ブチル−N−エチルアニリン(ベネフイ7
(benefin ) ) ; (4) 4− te
rt−ブチル−2,6−シニトローN−5ee−ブチル
アニリン(ブトラリ7 (butralin ) )
; (5)3 、4−ジメチル−2,6−シニトロー
N−(l−エチルグロピル)アニリン(テンジメタリン
(tendimethalin ));(6) 4−
)リフルオロメチル−2,6−ジニトロ−N−プロピル
−N −(2−クロロエチル)アニリン(フルクロライ
ン(f 1uchloral in ): (7) 4
− )リフルオロメチル−2t6−’;’ニトローN−
グロビルーN−(シクロプロピルメチル)アニリン(プ
ロフルラリン(profluralin ) ) ;
(8)4−トリフルオロメチル−2,6−シニトロー3
−アミノ−N、N−ジエチルアニリン(ジニトラミン(
dinitramine ) ); (9) 4−)リ
フルオロメチル−2,6−シニトロー3゛−クロロ−N
、N−ジエチルアニリン(シトラミン(di tram
ine ) 製造(7)ための中間体);(10)4
−メチル−2,6−ジニトロ−N。
N−ビス(2−クロロエチル)アニリン(11)4−ス
ルファモイル−2,6−シニトローN、N−ジ n−プ
ロピルアニリン(オリザリン(oryzalin )
;(12) 4− (メチA、スルホニル)−2,6ジ
ニトローN、N−ジ−n−プロピルアニリン(二トラリ
ン(’n1tralin ) )本発明の精製法で精製
される好ましいジニ)oアニリン類はトリフルラリン、
インプロパリンおよびベネフインである。
一般に、ジニトロアニリン類、たとえばトリフルラリン
は次の反応経路で製造される。
ニトロ化叉応で副生じて残留する少量の窒素酸化物がア
ミノ化反応におけるアミンの一部と反応して少量の二ト
ロンアミン不純物を生成し、これが最終のジニトロアニ
リン生成物中に現われることがあると考えられる。
このような理由により、生成物中に現われることもある
ニトロソアミン不純物は、アミノ化に用いられたアルキ
ルアミンのニトロソ誘導体であると推察される。
しかし、極微量の他のニトロンアミン類が生成すること
もあると推測される。
ニトロンアミン類の副生原因およびその種類を問わずこ
れを除去するのが望ましく、本発明の方法はこの目的を
満足させるものである。
本発明の精製法における反応機構は確実には解明されて
はいないがニトロンアミン類がニトロンアミノ基を含ま
ない物質に変換して脱二トロフ化されることが知られて
いる。
また証明されていないが、脱二トロフ化の役割として臭
化ニトロシル(NOBr)または塩化ニトロシル(NO
Ct)が生成するものと考えられている。
本発明の精製法はニトロソアミン濃度をその初期量とは
無関係に実質的に減少させることができる。
本発明の方法によれば10ppm程度から数千ppmに
いたる濃度のニトロソアミン類を含有するジニトロアニ
リン類を処理でき、ニトロンアミン濃度は一般に初期量
の約10分の1もしくはそれ以下に減少する。
多くの場合、ニトロンアミン濃度は約lppm以下にな
る。
本発明の精製処理は液相中で行なう。
ジニトロアニリン類の融点が低い(たとえば140℃以
下)場合に、ニトロンアミン含有ジニトロアニリンをそ
の融点またはそれより高い温度で加熱して処理iするの
が好ましい。
トリフルラリンは54〜55℃、ベネフインは65〜6
6℃の′融点を有する。
インプロパリンはその融点が約30℃であるが、それに
含まれる少量の不純物のために一般に室温で液状である
加うるに、ニトロンアミン類含有ジニトロアニン類を宕
媒に容解することにより、精製処理を液相で行なうこと
ができる。
適当な宕媒として脂肪族アルコール類(たとえばメタノ
ール、エタノールなど)、・・ロゲン化脂肪族炭化水素
(たとえばクロロホルム、塩化メチレン、四基1化炭素
)を例示することができる。
分子状臭素または分子状塩素との反応性が犬なる容媒は
不適当である。
本発明における分子状臭素および分子状塩素は脱ニトロ
ン化のため最適試薬であって、これらのうち臭素が特に
好ましい。
しかしN−ブロモスクシンイミド、を使用することもで
きる。
試薬の使用量はニトロソアミン類の初期量を、より少な
い量に減少させるのに充分量である限り厳密に規定する
必要はない。
臭素を使用するとき、ジニトロ;アニリン類100g当
り臭素試薬0.02〜2.0g(7)iニア’)”a当
であって、ジニトロアニリン類100g当り臭素0.2
gの量が最適である。
塩素を使用するとき、ジニトロアニリン類100.g当
り塩素ガス15〜1oom4/分の量が適当であって、
ニジニトロアニリン類100!!当り35m11分の量
が最適である。
N−ブロモスクシンイミドを使用するとき、ジニトロア
ユリフ類101当り試薬0.05〜5.(Bi’の量が
適当である。
本発明の脱二トロフ化反応は広範囲の温度条件;で進行
させることができる。
一般に反応温度はこれを高くするに従って副反応が起る
危険性が増大するので、140℃以下、好ましくは12
0°C以丁にする。
反応を好都合に進行させようとするならば、処理すべき
ジニトロアニリン類の融点な越える処理温度とするのが
よい。
トリフルラリン、インプロパリンまたはベネフインを塩
素以外のすべての試薬で処理するとき、処理温度は70
〜90’Cで良好な結果を得ることができる(塩素を使
用すると@90〜120°Cの処理温度が好ましい斥反
応は常圧または加圧して進行せしめることができる。
本発明の方法における反応速度は二)oンアミン不純物
の濃度、反応温度、試薬の種類、試薬の添加速度、その
他の因子により異なる。
水(水のみ)の存在、または中性もしくは酸性の水の存
在はいずれも有害ではないが、アルカリ側pHの水の存
在は不利であるから、反応混合物に有意量の水を存在せ
しめるときはそのpHを8以下にするのが好ましい。
脱ニトロンアミン反応過程をガスクロマトグラフィーま
たは熱エネルギー分析(TEA)法により監視するのが
よい。
一般に脱ニトロン化は1時間またはそれ以下で終了する
反応時間を検討したところ、初期に脱ニドoソアミン量
が低下し、その後の反応が経過してニトロンアミン量が
僅かに増加することがある。
これは(1)ジニトロアニリン類および(2)脱ニトロ
ソ化生成物を反応条件Fにさらすことによりニトロソ7
Sンを生成させる可能性があることによるものと考えら
れる。
それ故反応時間を短かくすることが好ましい。
適正な反応処理を行ったとき、特殊の後処理を必要とし
ない。
要すれば常法で処理を終了し、反応混合物に空気を通し
て発泡させるか、もしくは反応混合物の表面上に空気を
吹き付けた後、炭酸塩で洗浄するっ 次に実施例を挙げ本発明の精製法を更に具体的に説明す
る。
本発明の技術的範囲に包含される方法であって実施例に
記載していない方法は実施例の記載に従って容易に実施
することができる。
実施例中、ニトロソアミン濃度の決定は特記しない限り
約0.5ppmまで感度を有するガスクロマトグラフィ
で行う。
検出不能(以下、N、D。と記す)とあるのはニトロソ
アミンが約0.5ppm以下であることを示す、とュー
レソトーパソカード(Hewlett −packar
d )をモデル5711Aガスクロマトグラフを用いた
が、炎イオン化検出器を備えたガスクロマトグラフ装置
ならいずれも使用できる。
カラムは4フイ一ト×178インチ(内径)のガラスコ
イルであり、充てん剤には100/120メツシュAW
、DMC8,クロモンープ(Chromosorb)G
を担体とした3%カーボワノクス(Carbowax
) 20 Mを用いる。
操作は100℃で行つ。
ニトロソアミンのピークを容離させた後、カラムを23
0℃に加熱してその温度に約15分間保つ、ヘリウム流
量は60m1/分である。
標準試料は試料中の予想されるニトロンアミン濃度とほ
ぼ同一の濃度のものを用いる。
標準試料および測定試料を塩化メチレン中で調製する。
TEA分析を行った実施例ではその旨を記載する。
この方法による分析は基本的にはジャーナルオブ・り0
7トグラフイ(J ournal of Chro
−matoraphy ) 109巻271頁(197
5年)に記載された方法と同様の方法で行なった。
本発明に関する趣旨から明らかなように、上記分析法は
ニトロソアミン濃度0.O5ppmまで検出すると考え
られる。
以下に記載する試料のTEA分析で二)oンアミンが検
出されなければ、N、D、と記す。
実施例 1 トリフルラリンからニトロンアミンの除去(臭素使用)
ニー トリフルラリン10ントから31にトロンアミン含量分
析平均値68ppm)を分け、これを溶融し、臭素0.
2g(約10滴)を添加する。
混合物を70℃に加熱し、この温度で攪拌しながら30
分間保持する。
混合物から試料を取って分析した結果、ニトロソアミン
は検出されなかった。
実施例 2 トリフルラリンからニトロソアミンの除去(より少量の
臭素を使用)ニー 臭素0.04g(約2滴)を用い、実施例1と同様に処
理する。
ガスクロマトグラフィーによりニトロソアミンは検出さ
れなかった。
熱エネルギー分析器によりニトロンアミン0.O3pp
mを検出した。
実施例 3 トリフルラリンからニトロンアミンの除去(臭素を用い
、より高い温度で処理して炭酸塩で洗浄)ニー トリフルラリンにトロソアミン14ppm含有物質30
g)を90℃に加熱する。
臭素0.1gを加え、混合物を攪拌しなから90°Cで
30分間保持する。
反応混合物を炭酸す) IJウム1o%宕液5mlで洗
浄し、各層を分離し、有機層ニトロンアミン含量1労析
してニトロンアミン1.4ppmを検出した。
水槽を塩化メチレン5rrLtで抽出し、抽出物のニト
ロンアミン含量を分析して0.15μg/rrLtを検
出した。
実施例 4 トリフルラリンからニトロンアミンの除去(臭素使用、
空気吹付け)ニー ニトロンアミン1750ppm含有トリフルラリン27
&を70℃に加熱し、臭素0.2gを加え、混合物を攪
拌しながら70℃で55分間保持する。
終段階の10分間混合物の表面に空気を吹き付ける。
混合物の一部を取出してニトロソアミン含量を分析した
結果、ニトロソアミン12ppmを検出した。
実施例 5 トリフルラリンからニトロンアミンの除去(臭素使用、
処理時間の検討)ニー トリフルラリン10ツトかう100gにトロンアミン含
量分析平均値68ppm)を採取し、これを70℃に加
熱し、臭素0.2gを加え、混合物を攪拌しながら70
℃で2時間保持する。
混合物の一部を周期的に取出してニトロンアミン含量を
分析した。
その結果は次のとおりであった。5分・・・・・・3.
2ppm ; 15分・・曲2.8ppm;30分・”
=2.2 p p m ; 60分=14 p pm
;120分・・・・・・27ppmO 2時間の時点で別の試料をとり、蒸気相クロマトグラフ
ィーによりトリフルラリンの分析を行なった結果、その
純度は972%であった。
実施例 6 トリフルラワンからニトロソアミンの除去により少量の
臭素を使用)ニー トリフルラリン10ツトからその30.9にトロンアミ
ン含量分析平均値68 p p m )を70’Cに加
熱し、臭素3.11.9を加え、混合物を攪拌しながら
70℃で30分間保持する。
反応混合物は暗色に変り、暗色のポリマー物質若干量を
観察した。
混合物から試料をとり、ニトロンアミン含量およびトリ
フルラリンの純度を分析した。
その結果、ニトロンアミンは検出されなかった。
トリフルラリンの純度は825%であった。
実施例 7 トリフルラリンからニトロソアミンの除去(臭素使用、
水の存在による効果の観察)ニー トリフルラリン10ントから31にトロンアミン含量分
析平均値68ppm)を採取し、これを70℃に加熱し
て水6gに加える。
臭素0.2gを加え、混合物を攪拌しながら70°Cで
30分間保持する。
各層を分離し、有機層から試料を取ってニトロソアミン
を分析した結果、その含量は<lppmであった。
実施例 8〜9 トリフルラリンからニトロンアミンの除去(臭素使用、
酸性条件による差異)ニー 一方に濃塩酸0.5 m ty他方に50係硫酸0.5
m、lを使用し、その他は同一条件で2種の処理を行う
各処理において、それぞれ10ツトから取った30gの
トリフルラリンにトロンアミン含量分析平均値68 p
pm )、水3ml、およびそれぞれの酸を混合し、
70℃に加熱する。
臭素0.2gを加え、混合物を攪拌しながら70℃で2
0分間保持する。
各層を分離し、酸層を中和し、等容量の塩化メチレンで
抽出する。
生成物の層と塩化メチレン抽出物からそれぞれ試料を取
り、ニトロソアミン含量を分析した。
その結果を次表に示す。実施例 10 トリフルラリンからニトロソアミンの除去(塩素使用)
ニー トリフルラリン10ントから3(1にトロンアミン含量
分析平均値68ppm)を採取し、7゜°Cに加熱する
このトリフルラリンに塩素ガスを、約35m11分の速
度で30分間通して発泡させた後、トリフルラリンに空
気を通して更に5分間発泡させる。
処理の間、温度を70℃に保持する。これから試料をと
って分析した結果、ニトロソアミンノ含量は16ppm
であった。
実施例 11 トリフルラリンからニトロンアニンの除去(塩素を使用
し、水を加えて加熱)ニー 水および10ツトから採取したトリフルラリン30Jに
トロンアミン含量分析平均値6sppm)を混合し、9
0℃に加熱する。
混合物に塩素を約35m11分の速度で30分間通して
発泡させた後、空気を10分間通して発泡させる。
この間、混合物を900Gに保持する。
試料をとり出して分析した結果)ニトロソアミン13p
pmを検出した。
実施例 12 トリフルラリンからニトロソアミンの除去(塩素を使用
し、炭素塩洗液を存在せしめて加熱処理したときの処理
時間の検討)ニー トリフルラリン10ツトから31にトロソアミン含量分
析平均値68ppm)をとり、これを加熱して110℃
に保持する。
10係炭酸ナトリクム啓液2mAを加え、塩、素ガスを
15m 1./分の速度で通して発泡させる。
周期的に分析試料を採取する。
個々の試料中における各層を分離し、生成物の層のニト
ロンアミン含量を分析した。
その結果は次のとおりであった。30分°−”°15
p pm ; 60外曲°°28ppm120分・川・
・1.2ppm。
実施例 13 トリフルラリンからニトロンアミンの除去(N−ブロモ
スクシンイミド使用)ニー トリフルラリン10ツトから30g(ニトロンアミン含
量分析平均値68ppm)をとり・これを70’Cに加
熱し、N−ブロモスクシンイミド0.5gを加え、混合
物を70℃で30分間保持する。
試料を取って分析した結果、ニトロソアミン1.7pp
mを検出した。
実施例 14 トリフルラリンからニトロンアミンの除去(トリフルラ
リンをあらかじめ炭酸塩で処理し、臭素処理)ニー トリフルラリン10ツトから30gにトロソアミン含量
分析平均値68ppm)をとり、これを溶融し、5%炭
酸ナトリウム溶液15 mlで洗浄し、各層を分離する
トリフルラリ/層(70℃)K臭素0.1gを加え、混
合物を70°Cで30分間保持する3分析試料のニトロ
ンアミン含量を分析した結果、ニトロンアミンは検出さ
れなかった。
実施例 15 ジニトラミンからニトロンアミンの除去(臭素使用)ニ
ー ニトロアミン138ppmを含有するジニトラミン10
g(110℃)の表面から下方部分に臭素0.21を加
える。
混合物は暗色に変わる。これを30分間攪拌した後、試
料2g(試料A)を取り出す。
残りの混合物的8gを塩化メチレン60 rntK7J
Oえ一10%炭酸ナトリクム啓液15−rrtlを加え
る。
有機層を分離し、ロータリーエバポレータ上、45℃で
15分間容媒を蒸発させる(試料B)コ各試料のニトロ
ンアミン含量を熱エネルギー分析器で分析した結果を次
に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 〔式中、R1はH,C,〜C5アルキルまたはモノハロ
    ゲン(C1〜C5)フルキル;R2はC。 〜C5アルキル、モノハロゲン(C,〜C5)アルキル
    またはC3〜C5シクロアルキル(C,〜C3)アルキ
    ル:R3はH,ハロゲン、c1〜C3アルキル捷たはア
    ミノ:R4はc1〜c5アルキルまたはトリフルオロメ
    チルを表わす〕 で示されるジニトロアニリン類を、(1)液相中、(2
    )ニトロソアミン類不純物の濃度が減少するまで分子状
    臭素、分子状塩素およびN−ブロモスクシンイミドから
    成る群から選ばれた試薬と接触させることを特徴とする
    ジニトロアニリン類の精製法。 2 処理温度が室温および140℃の間の温度である特
    許請求の範囲第1項記載の方法。 3 処理温度が70°Cおよび90’Cの間の温度であ
    る特許請求の範囲第1または2項記載の方法。 4 処理温度が90’Cおよび120’Cの間の温度で
    ある特許請求の範囲第1または2項記載の方法。 5 ジニトロアニリン類を溶融して液相を形成せしめた
    特許請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載の方法。 6 脂肪族アルコールまたは脂肪族・・ロゲン化炭化水
    素と共に処理を行なう特許請求の範囲第1〜3項のいず
    れかに記載の方法。 7 試薬が分子状臭素である特許請求の範囲第1〜3,
    5および6項のいずれかに記載の方法。 8 試薬が分子状塩素である特許請求の範囲第1゜2.
    4.5および6項のいずれかに記載の方法。 9 @融トリノルラリンと分子状臭素を、ニトロンアミ
    ン濃度が減少するまで70〜90℃で接触させる特許請
    求の範囲第1〜3項のいずれかに記載の方法。 10容融トリフルラリンと分子状塩素を、ニトロソアミ
    ン濃度が減少すZまで90〜120℃で接触させる特許
    請求の範囲第1,2または4項記載の方法。
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