JPS60146847A - 置換ベンゼン化合物のニトロ化異性体を分離する方法 - Google Patents

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】 １１曵Ｍ１ 本発明は置換ベンゼン化合物のニトロ化異性体を分離す
る方法に関する。分離された異性体は２−ハロアセトア
ニリド除草剤の前駆物質を含む種種の用途を有する。

１孔卑直Ｉ 一般に、芳香族化合物の位置のニトロ化異性体を物理的
性質の相違を利用して分離することは難しい。例えば、
置換ベンゼン化合物のニトロ化異性体を物理的手段（例
えば蒸留、クロマ１−グラフィーなど）を使用して分離
することは一般に離しい。これらの手法は実験室内では
各位置異性体を比較的純粋な形に単離させるために一般
に使用することができるが、それらは通常商業的設備に
おいては不経演である。

本発明の目的は置換ベンゼン化合物のニトロ化異性体を
分離する新規の方法を提供することである。伯の目的お
よび利点は以下の開票から明らかになるであろう。

１災鬼１１ 本発明は、二置換および三置換ベンゼン化合物のモノニ
トロ化から得られる立体障害および非立体障害のニトロ
化異性体の混合物から立体障害のニトロ化異性体を分離
する新規の方法に関する。

本発明の方法によって分離される立体障害異性体は２−
ハロアセトアニリド除草剤の製造用前駆物質として有用
である。一般に、１，３−二置換ベンゼン化合物ａ３よ
び１，２．４−三置換ベンゼン化合物で環上の空いた立
体障害位置を持つ化合物に標準の実験室的ニトロ化を行
なうと、立体障害と非立体障害の両方のニトロ化異性体
の混合物を生成させる。しばしばこれらの異性体は著し
く類似した物理的性質を有しているため、それらを既知
の手法で分離することを困難にづ゛る。本発明の方法は
非立体障害ニトロ化異性体から立体障害異性体の分離を
可能にする。本発明の方法は一般に次の二工程、すなわ
ち（ａ）′無機硫化物塩を置換ベンゼンの立体障害およ
び非立体障害ニトロ化異性体混合物と沢合して、実質上
すべての立体障害ニトロ化異性体を還元することなしに
実質上すべての非立体障害ニトロ化異性体を還元する工
程、および（ｂ）還元された異性体を立体障害ニトロ化
異性体から分離する工程、から成る。

還元後の異性体相互の分離は、ベンゼンのニトロおよび
アミノ置換化合物の間の物理的または化学的性質の相違
に頼る標準の実験室手法を用いて達成することができる
。便宜上、その分離は標準の酸−塩基抽出法を使用して
達成されるであろう。

本発明の一層完全な開示は次の詳細な説明において行な
われる。

１里（７）　Ｗ　ＩＱ　＠朦ｊ 本発明は、１．３−二置換および１，２．４−三置換ベ
ンゼン化合物のモノニトロ化から得られる立体障害およ
び非立体障害ニトロ化異性体混合物から立体障害ニトロ
化異性体を分離する新規の方法に関する。一般に環上に
空いた立体障害位置を持つメタニ置換ベンゼン化合物お
よび三置換ベンゼン化合物に標準の実験室的ニトロ化を
行なうと、立体障害と非立体障害の両方のニトロ化異性
体の混合物を生成させる。立体障害異性体は２−二トロ
ー１．３二置換ベンゼンのように２つの隣接する置換基
を有する。本発明の方法は一般に下記の一般式を有する
化合物を 下記の一般式を有する立体障害および非立体障害のニト
ロ化異性体の混合物から ［上式中Ｒ１とＲ２は独立に低級（Ｃ１−０４）アルキ
ル基、Ｃ，Ｆ３、アルカノイル基、カルボキシル基、ア
リール基、ハロゲン、アルキル−スルホン基、またはス
ルホ基であり、Ｒ３は独立に水素、低級（Ｃ１−Ｃ４）
アルキル基、ＣＦ３、アルカノイル基、カルボキシル基
、アリール基、スルホ基、アルキル−スルホン基、また
はハロゲンである。］ 分離する方法であって、次の二工程から成る。すなわち
、 （ａ）無機硫化物塩を前記の混合物と混合して、前記混
合物中の実質上すべての立体障害ニトロ化異性体を還元
することなしに実質上Ｊべての非立体障害ニトロ化異性
体を還元する工程、および（ｂ）還元された異性体を立
体障害ニトロ化異性体から分離する工程、 から成る。

還元反応は一般に次式のように表わされる。

Ｏ２ 多種類の置換ベンゼン化合物を、その置換基が本発明の
方法を妨害することがなければ、本発明の方法に使用さ
れるニトロ化混合物を作るために利用することができる
。ベンゼン環に電子密度を供与する高活性化置換基は、
ニトロ基の還元を抑制するので避けられるぺぎである。

また、容易に酸化されるかまたは核攻撃を受ける置換基
も避けられるべきである。好都合な置換基は低級（Ｃ１
−０４）アルキル基、ＣＦ３、およびハロゲンである。

好ましい亜属の置換基は低級（Ｃ１−Ｃ４）アルキル基
、トリフルオロメチル基およびハロゲンである。本発明
の方法に使用されるニトロ化混合物を作るための好まし
い出発化合物は３−メチルベンシトリフルオライドと３
−エチルベンシトリフルオライドである。

ここに使用されているように、「アルキル」という語は
直鎖と枝分れ鎖の両方のアルキル基を表わし、メチル、
エチル、ｎ−プロピル、およびイソプロピルのように１
〜３個の炭素原子を含むアルキルが好ましい、「アリー
ル」は芳香族基を表わす。「アルカノイル び［アルキル−スルホン］は一般式一〇〇Ｒ１−ＧＯＯ
Ｒ，および一ＳＯ２Ｒの基を夫々表わし、上式中Ｒは水
素、アルキル、またはアリールである。また「スルホ」
はＳ０３Ｈを表わす。

本発明に好ましい出発化合物を作る方法は化学文献に記
述されている。３−メチルベンシトリフルオライドは、
ＪＡＣＳ亜　３８９　（１９４３）またはＣｈｅＩｌｌ
．Ｌｅｔｔｅｒｓ　１　７　１　９　（　１　９　８　
１　）に記載された方法によって製造することができる
。３−メチルベンゾトリフルオライドはまた市販の３−
クロロメチルベンゾトリフルオライド、あるいは米国特
許第４，３６７、３４８号またはＪ．ｏｒｇ。

Ｃｈｅｍ．４３、　１０７１　（１９７８）に従って製
造された３−トリフルオロメチルベンズアルデヒドまた
は３−ジクロロメチルベンシトリフルオライドを標準の
実験室的方法による還元によって製造できる。３−エチ
ルベンシトリフルオロライドは市販のｍ−トリフルオロ
メチルアセトフェノンを既知の実験室的方法に従い還元
によって製造できる。

置換ベンゼン化合物のニトロ化は標準の実験室的方法を
用いて達成することができる。好都合なことに、置換ベ
ンゼン化合物は適当なニトロ化剤、例えば硝酸、窒素酸
化物（例えば五酸化二窒素またはニトロニウムテトラフ
ルオロボレート）によってニトロ化することができる。

望ましければ、ニトロ化は不活性溶媒（例えば１，２−
ジクロロエタン）および適当な酸の補助溶媒（例えば硫
酸）の中で行なうことができる。ニトロ化反応の後に、
その生成物は標準の実験室的方法によって単離される。

一般に、１．３−二置換ベンゼン化合物のニトロ化は１
，３−二置換ベンゼン化合物の２−９４−．５−および
６−ニトロ異性体の混合物を生成させる。例えば、３−
メチルベンシトリフルオライドを濃硝酸と共に約５℃の
温度でニトロ化すると、次のニトロ異性体分布を生せし
める。すなわち、２−（４４％）、４−（２１％）、５
−（２％）、および６−　（３３％）である。これらの
ニトロ化異性体は非常に類似した物理的性質を有し、そ
れが異性体の分離を困難にする。本発明の方法は立体障
害２−ニトロ異性体の、他の非立体障害ニトロ化異性体
からの分離を可能にする。

本発明の方法の第一工程において、置換ベンゼン化合物
のニトロ化異性体の混合物を無機の硫化物塩と化合させ
て、実質的にすべての立体障害異性体（例えば１．３−
二置換ベンゼンの２−二トロ異性体）を還元せずに、す
べての非立体障害ニトロ置換体（例えば実質的にすべて
の１．３−二置換ベンゼンの４−．５−、＃よび６−ニ
トロ異性体）をアミノ置換体に還元する。

多種の無機硫化物塩を本発明の方法に使用することがで
きる。無機硫化物塩とは炭素を含まない無機硫化物塩の
ことである。無機硫化物塩に含まれるのは七ノー、ジー
およびポリスルフィドおよび水硫化物である。適当な硫
化物塩はアンモニウム、ナトリウムまたはカリウムの硫
化物、水硫化物または多硫化物、硫化マンガン（■）、
硫化亜鉛、硫化第一鉄およびそれらの水和物である。ナ
トリウムとアンモニウムの硫化物塩はそれらの溶解度と
市場で入手可能なことの故に好ましい。便宜上、硫黄が
反応混合物に添加される。あるいはその代りに、水酸化
ナトリウムと硫化水素によって硫化物塩をその場で発生
させることができる。

置換ベンゼンのモノニトロ化異性体混合物は適当な反応
器中で無機硫化物塩と混合される。副反応を避けるため
に硫化物塩をニトロ化異性体に添加することが望ましい
。好ましくは約１．０〜約６．０モルの硫化物塩をニト
ロ化混合物の１モル当りに加える。塩の量が多いほど反
応速度を増加させるであろう。還元は例えば含水アルコ
ールのような不活性溶媒中で都合よく行なわれる。

反応の間、反応混合物のｐＨはチオ硫酸塩の生成と共に
低下し、そして反応速度は遅くな仝。ある場合には反応
速度を適度の速度に保つために反応中に塩基を添加する
ことが望ましいことがある。

適当な塩基は、アルカリおよびアルカリ土類金属の酸化
物と水酸化物および水酸化アンモニウムである。好都合
な塩基は水酸化ナトリウムである。

本発明の方法に使用できる他のｆＩＡ基は当業者には周
知のものであろう。

ある場合には、ベンゼン上の置換基が還元中に副反応を
受けることがある。例えば、トリフルオロメチル置換基
は＾いｐＨにおいて加水分解を受け易い。それ故、置換
基の一つが副反応を受け易０場合には、反応混合物のｐ
Ｈを好ましくは約１０〜約１３の範凹、さらに好ましく
は約１１〜約１２の範囲内に維持することが望ましい。

ｐＨが低いと反応速度を遅くするし、またｐＨが高いと
加水分解のような置換基の副反応を起すことになる。

硫化物塩を反応混合物に加えると、反応混合物のｐｌ＋
はある場合には１３を越すことがある。従って、ある場
合、例えばトリフルオロメチル置換ベンゼンの場合には
、副反応を抑制するために反応混合物に緩衝剤を添加す
ることが望ましい。適当な緩衝剤は塩化アンモニウム、
重炭酸ナトリウム、およびトリエチルアミン塩酸塩であ
る。本発明の方法に使用できる他の緩衝剤は当業者に周
知のものであろう。

反応は約り０℃〜約１００℃の温度で行なうのが都合よ
い。硫化物を反応混合物に加えた後、その混合物を約３
〜約６時間の間攪拌する。反応の結果、通常的９７％の
非立体障害ニトロ置換基がアミン置換基に還元され、僅
か約０．５％〜１％の立体障害ニトロ置換基だけがアミ
ノ置換基に還元される。

還元が完了すると、ニトロ置換ベンゼンは、アミノ置換
ベンゼンから、アミノ置換とニトロ置換ベンゼン化合物
の間の物理的性質における相違に頼る標準の実験室的分
離手法によって都合よく分離できる。適当な分離手法に
含まれるのは酸−塩基抽出、蒸留、クロマトグラフィー
、および分別結晶である。好都合なことに、十分な量の
酸、例えば鉱酸、を加えると、相当するアニリニウム塩
を生成する。その塩の生成の終了は過剰の酸の存在また
はガスクロマトグラフィーによって判定することができ
る。

単離されたニトロ置換ベンゼンは次に還元されて相当す
るアニリンを生成することができる。このアニリンは種
々の２−ハロアセトアニリド除草剤の前駆物質である。

アニリンはニトロ置換ベンゼンの水素化によって生成さ
せることができる。

便宜上、ニトロ置換ベンゼンは適当な溶媒、例えば含水
アルコールのような極性溶媒に溶解される反応混合物は
また、炭素に担持させたパラジウムまたはラネーニッケ
ルのような水系化触媒を含むを含むと都合よい。これら
の反応物は都合よく適当な容器の中で混合される。水素
化反応は大気圧から約６１気圧（６１，８ｘ１０５パス
カル）まで、好ましくは約３．４〜１３．６気圧（３，
４４−１３，７ｘ１０５パスカル）の範囲のいずれか適
当な水素圧において行なうことができる。還元の後、前
駆物質のアニリンは標準の実験室的手法を用いて単離す
ることができる。

前駆物質のアニリンは次に種々の方法によって種々の２
−ハロアセトアニリドに転化させることができる。例え
ば、第三級２−ハロアセトアニリドは、既知の方法によ
り前駆物質のアニリンをハロアセチル化して第２級２−
ハロアセトアニリドを作り、それを次にＮ−アルキル化
して２−ハロアセトアニリド除草剤を生成させることで
製造できる。アニリンのハロアセチル化は僅かに過剰モ
ルのクロロアセチルクロライドをアニリンに、クロロベ
ンゼンのような適当な有機溶媒中で加えてから、その溶
液を加熱して短時間環流させることにより達成できる。

その第二級２−ハロアセトアニリドは次に既知の方法に
従ってＮ−アルキル化される。

Ｎ−アルキル化の一方法が米国特許 第４．２５８．１９６号に詳しく記載されている。

Ｎ−アルキル化の改良方法゛が米国特許第４．２８４．
５６４号に記載されている。２−ハロアセトアニリドは
またニーデル交換法によっても作られるであろう。この
方法は米国特許第４，２９６，２５４号に記載されてい
る。第三級２−ハロアセトアニリドはまたベルギー特許
第８８７．９９７号に開示された手順に従って製造され
よう。これらの特許は参照によりここに取り入れられて
いる。

次の実施例は本発明並びに本発明の種々の実施の態様を
例示するために提供される。これらの実施例は本発明の
新規な方法の実例として提供されるのであって、本発明
の範囲を限定する意図を有しない。

７２−二トロー３−メチルベンシトリフルオライド ５００ａｅのフラスコに１７５ｊｄ！の２ＭＮａ２５（
０，３５モル）のエタノール：水＝１＝１中溶液を入れ
、次いで１３．８ｇの昇華硫黄（０，４モル）を加えた
。かくして得られた混合物をエタノール：水＝１＝１の
混液１２５ｄで希釈した。

室温に１時間放置した後、９．４ｇ（０，１７５モル）
のＮＨ４Ｃｌを加えて、１５分間攪拌した。

次いでその混合物を添加漏斗に移した。次にＮａ　Ｓ　
／Ｎ８４ＣＩを徐々に７５℃で、水＝２ エタノール−１：１混液１００ｄ中に溶解されたニトロ
化異性体′混合物４１ｇ（０，２モル）に添加した。そ
のニトロ化異性体混合物は３−メチルベンシトリフルオ
ライドのニトロ化によって得られた。その混合物は４４
％の２−異性体、３４％の６−異性体、２０％の４−異
性体、および２％の５−異性体から成っていた。短い発
熱期間の後、反応が遅くなってから、カセイソーダ（２
５％ＮａＯＨ＞を周期的に加えてｐＨを１１−１２に保
った。７５℃で５時間の後、反応が終結してから、混合
物を室温まで放冷した。最終の混合物を５００ｄの水で
希釈してから、ｉｏｏ＊のＣＨＣ１２で３回抽出した。

ＣＨ２Ｃｌ２０層を−緒に集めて、ＨＣ１ガスによる処
理を１へてのアニリニウム塩酸塩が沈殿してしまうまで
続けて行なった。濾過に続き濃縮をして１７．１ｇ（９
５％収率）の固体の２−二ト０−３−メチルベンシトリ
フルオライドを得た。沸点４８°−４９℃（０，１ｍ／
ＨＯ）。

実施例■　２−ニトロ−３−メチルベンシトリフルオラ
イド ６０℃で８４．０ｇ（０，３５モル）のＮａ２Ｓ・９Ｈ
２０を１３．８９　（０，４モル〉の硫黄と、２００ｄ
のＭ　ｅ　０１−ｌと１００ｄの水の中で混合した。す
べての固体が溶解した後（約１時間）　、４．７９　（
０，０８７５モル）のＮ８４Ｃ１を加え、１５分間ＰＩ
ｉ拌した。ｍ度を７５℃に上げてから、５７．４９　（
０，２８モル）の実施例Ｉのニトロ混合物を２０分聞に
亘って除徐に加えた。、３０分後に水酸化ナトリウムを
周期的に加えて、ＤＨを１１−１２に保った。醍応は終
了するまで５時間を要したが、それから冷却され、５０
０ｄの水で希釈されてから、ＣＨ２Ｃｌ２（１００ａｌ
ｔずつ）で３度抽出した。そのＣＨＣ１２を次に４０ｇ
の９６％Ｈ２ＳＯ４と混合した。その二つの層を速かに
１時間攪拌してから、分離した。有機層を濃縮すると２
３．５ｇ（９３％収率）の２−ニトロ−３−メチルベン
シトリフルオライドが得られた。

２ｄのメタノール中で、０．７ｇ（３，１ミリモル）の
３−メチル−６−クロロベンゾトリフルオライドのニト
ロ化異性体混合物（２−ニトロ２９％、４−二トロ８％
、５−ニトロ６２％）を、水溶液中の１２ミリモルの（
ＮＨ４）２ＳＸと６５℃で処理した。激しい発熱が起り
、反応は２時間熱せられた。最終の暗色の混合物を室温
に冷却してから、１０ｄの水で希釈し、５＃＋１！のＣ
）−Ｉ　ＣＩ□で２回抽出した。その混合物を次に還元
されたアニリンを除くため１０％ＨＣＩで抽出した。Ｇ
Ｃ／ｍｓ　（ＧＣ保持時間おにびＭ＋２９９）は２−ニ
トロ異性体がその唯一の異性体であることを証明した。

［、′ＧＣ：ガスクロマトグラフィー、ｍＳ：マススベ
クト口メトリ−１本発明は特定の実施の態様に関して述
べられたが、その細部は限定と解釈されるべきではない
。

何故ならば、数多の実施の態様、変更と変形とをこの発
明の精神およびその範囲から逸脱することなく行なうこ
とができることは明らかであり、かかる均等の実施の態
様は本発明の範囲内に包含されるよう意図されているこ
とは理解されるからである。

代理人　浅　村　皓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　下記の一般式を有する化合物を下記の一般式を
   有する立体障害および非立体障害のニトロ化異性体の混
   合物から Ｏ２ ［上式中Ｒ１とＲ２は独立に低級（Ｃ１−ｃ４）アルキ
   ル基、ＣＦ３、アルカノイル基、カルボキシル基、アリ
   ール基、スルホ基、アルキル−スルホン基、またはハロ
   ゲンであり、Ｒ３は独立に水素、低級（Ｃ１−０４）ア
   ルキル基、ＣＦ３、アルカノイル基、カルボキシル基、
   アリール基、スルホ基、アルキル−スルホン基、または
   ハロゲンである。］ 分離する方法において、 （ａ）無機硫化物塩を前記の混合物と混合して、前記混
   合物中の実質上すべての立体障害ニトロ化異性体を還元
   することなしに実質上すべての非立体障害ニトロ化異性
   体を還元する工程、および（ｂ）　還元された異性体を
   立体障害ニトロ化異性体から分離する工程、 から成ることを特徴とする上記の分離方法。 （２Ｊ　ＲとＲが独立に０１−０２アルキル基、２ トリフルオロメチル基、またはハロゲンであり、Ｒ３が
   水素である、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （３）Ｒがメチル基であり、Ｒ２がトリフルオロメチル
   基であり、またＲ３が水素である、特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。 （４）Ｒがエチル基であり、Ｒ２がトリフルオロ″メチ
   ル基であり、またＲ３が水素である、特許請求の範囲第
   １項に記載の方法。 （５）　無機の硫化物塩が硫化ナトリウムおよび硫化ア
   ンモニウムより成る群から選択される、特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。