JPS61200947A - Production of dinitrodiphenyl ether compound - Google Patents

Production of dinitrodiphenyl ether compound

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JPS61200947A
JPS61200947A JP60041042A JP4104285A JPS61200947A JP S61200947 A JPS61200947 A JP S61200947A JP 60041042 A JP60041042 A JP 60041042A JP 4104285 A JP4104285 A JP 4104285A JP S61200947 A JPS61200947 A JP S61200947A
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solvent
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Abstract

PURPOSE:To obtain the titled compound in high yield and purity, economically at a low cost, by condensing 4-chloronitrobenzene with a nitrophenol compound in the absence of solvent and in the presence of a dehydrochlorination agent, using a polyethylene glycol as a catalyst. CONSTITUTION:The objective compound can be produced by the condensation reaction of 4-chloronitrobenzene with a nitrophenol compound using a catalyst consisting of a liquid or low-melting polyethylene glycol preferably having an average molecular weight of 400-1,000 or its lower alkyl ether, in the presence of a dehydrohalogenation agent such as KOH, at 100-240 deg.C in the stream of an inert gas such as N2. EFFECT:There occurs little coloring caused by the production of by-products. The labor and cost of recovery, etc., are unnecessary, and the volume-efficiency of the apparatus is high. The reaction proceeds gently at a low temperature compared with conventional solvent-less process. USE:Intermediate for diaminodiphenyl ether useful as a raw material of polyamide imide.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はジニトロジフェニルエーテル類の改良された製
造方法に関するものである。さらに詳しくは、4−クロ
ロニトロベンゼンとニトロフェノール類を脱塩化水素剤
の存在下、ポリエチレングリコールおよびその低級アル
キルエーテル類を触媒に用いて無溶媒で縮合反応させる
ことを特徴とするジニトロジフェニルエーテル類の製造
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to an improved method for producing dinitrodiphenyl ethers. More specifically, the production of dinitrodiphenyl ethers is characterized by carrying out a condensation reaction of 4-chloronitrobenzene and nitrophenols in the presence of a dehydrochlorination agent in the absence of a solvent using polyethylene glycol and its lower alkyl ethers as catalysts. Regarding the method.

このジニトロジフェニルエーテル類はポリアミド、ポリ
アミドイミド、ポリイミドの原料となるジアミノジフェ
ニルエーテル類の中間体である。
These dinitro diphenyl ethers are intermediates for diaminodiphenyl ethers, which are raw materials for polyamide, polyamideimide, and polyimide.

(従来の技術) ジニトロジフェニルエーテル類は、従来、各種ハロゲノ
ニトロベンゼンとニトロフェノール類ノ縮合反応によシ
製造されている。
(Prior Art) Dinitro diphenyl ethers have conventionally been produced by a condensation reaction of various halogenonitrobenzenes and nitrophenols.

例えば、無溶媒で縮合させる方法としては、4−フルオ
ロニトロベンゼンと4−二トロフエノールカリウム塩の
U〃mann  の尽応により、a、l−ジニトロジフ
ェニルエーテルが収率85チで製造(M、J、Rari
ckら、 J、Am 、chem、Soc、、 551
290(193!l) )サレ、”ロモニトロベンゼン
ト2−二トロフェノールカリウム塩から収率1o%でl
   + 2.4−ジニトロジフェニルエーテルが製造サレテいる
(弁用ら、薬学雑誌、、79273(1959))。
For example, as a method for condensation without a solvent, a,l-dinitrodiphenyl ether is produced in a yield of 85 cm by combining 4-fluoronitrobenzene and 4-nitrophenol potassium salt (M, J, Rari
ck et al., J.Am.chem.Soc., 551
290 (193! l)) Salle, “L from romonitrobenzene 2-ditrophenol potassium salt in 10% yield.
+ 2,4-dinitrodiphenyl ether has been produced (Benyo et al., Pharmaceutical Journal, 79273 (1959)).

溶媒を使用して縮合させる方法としては、N、N−ジメ
チルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロト
ン性極性溶媒を用いて各種ジニトロジフェニルエーテル
が製造されている。
As a method of condensation using a solvent, various dinitro diphenyl ethers are produced using aprotic polar solvents such as N,N-dimethylformamide and dimethyl sulfoxide.

例えば、4−クロロニトロベンゼンと3−二トロフェノ
ールカリウム塩をN、N−ジメチルホルムアミド溶媒中
で縮合させて3,4′−ジニトロジフェニルエーテルを
収率73%で製造している( J、、T。
For example, 4-chloronitrobenzene and 3-ditrophenol potassium salt were condensed in N,N-dimethylformamide solvent to produce 3,4'-dinitrodiphenyl ether in 73% yield (J, , T.

Randall  ら、 J、Org、Chem、、 
274098〜4101 (1962) )。
Randall et al., J.Org.Chem.
274098-4101 (1962)).

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、これらの方法のうち無溶媒で行なう方法
は反応活性は高いが高価な弗素または臭素等のハロゲン
置換ニトロベンゼンを使用しなければならないというこ
とが一般的であシ、安価な塩素置換ニトロベンゼンでは
活性が低いので反応は極めて困難である( M、J、R
arickら、 、T、Am。
(Problems to be Solved by the Invention) However, among these methods, methods performed without a solvent generally require the use of nitrobenzene substituted with a halogen such as fluorine or bromine, which has high reaction activity but is expensive. However, the reaction is extremely difficult with inexpensive chlorine-substituted nitrobenzene due to its low activity (M, J, R
arick et al., T. Am.

Chem、80C,、551289(1933))。Chem, 80C, 551289 (1933)).

けれども、これら塩素置換ニトロベンゼンを用いたUl
 1mann  反応の例として、4−クロロニトロベ
ンゼンと4−二トロフェノールカC) 4. / −ジ
ニトロジフェニルエーテル75f 2− クロロニトロ
ベンゼンと2−二トロフェノールカラ2.2′−ジニト
ロジフェニルエーテルが製造されている(富国ら。
However, using these chlorine-substituted nitrobenzenes
As an example of a 1 mann reaction, 4-chloronitrobenzene and 4-ditrophenol (C) 4. / -Dinitrodiphenyl ether 75f 2-Chloronitrobenzene and 2-nitrophenol color 2,2'-Dinitrodiphenyl ether have been produced (Fukuni et al.

薬学雑誌、、乃1079〜1080)。Pharmaceutical Journal, No. 1079-1080).

これらの製造例では反応温度が230〜240℃と極め
て高く、また、収率の記載がなく、詳細は不明であるが
、前述のM、J、Rarickらの言うように、反応が
極めて困難であるため極く低収率であるということが予
想される。
In these production examples, the reaction temperature was extremely high at 230 to 240°C, and there was no description of the yield, so the details are unknown, but as mentioned by M. J. Rarick et al. mentioned above, the reaction was extremely difficult. Therefore, it is expected that the yield will be extremely low.

さらに、無溶媒で行なう方法は、反応が急激に起シ危険
を共なうということが知られている。このため、実験室
的に製造する際にも反応温度を段階的に保ちながら注意
深く制りして行なうことが必要である。したがって、こ
の方法は大量製造に適さないという重大な欠点を有する
Furthermore, it is known that the method carried out without a solvent carries the risk of the reaction occurring rapidly. For this reason, even during laboratory production, it is necessary to carefully control the reaction temperature while maintaining it in stages. Therefore, this method has the serious drawback of not being suitable for mass production.

また、この方法は触媒として銅粉等の銅系化合物を用い
たシするので目的物の精製は極めて煩雑な操作を必要と
する等不利なことは明白である。
Further, since this method uses a copper-based compound such as copper powder as a catalyst, it is obvious that purification of the target product requires extremely complicated operations and other disadvantages.

一方、溶媒を使用する方法では、比較的高価な溶媒を使
用するので回収しなければならない。
On the other hand, methods using solvents use relatively expensive solvents that must be recovered.

また、この方法は一般に、反応の選択率は比較的良好で
あるが、副生物として高分子量物質のほかに、目的物と
の分離が難かしいアゾキシ化合物が生成する。
In addition, although this method generally has relatively good reaction selectivity, in addition to high molecular weight substances, azoxy compounds, which are difficult to separate from the target product, are produced as by-products.

さらに、ジメチルスルホキシドのような溶媒を用いた場
合には目的物に微量でもこれらの溶媒が残存すると、目
的物を接触還元してジアミノジフェニルエーテル類を製
造する際の貴金属系触媒を被毒劣化させてしまうという
ことが知られている。
Furthermore, when using a solvent such as dimethyl sulfoxide, if even a trace amount of these solvents remains in the target product, it may poison and deteriorate the noble metal catalyst used to produce diaminodiphenyl ethers by catalytic reduction of the target product. It is known that it will disappear.

したがって、この方法は溶媒の回収および目的物の精製
等に多大の経費と労力を必要とする等の欠点がある。
Therefore, this method has drawbacks such as requiring a large amount of expense and labor for recovering the solvent and purifying the target product.

(問題を解決するための手段) 本発明者らは、これらの欠点のない安価で、しかも工業
的に製造し得る方法について鋭意検討した。その結果、
4−クロロニトロベンゼンとニトロフェノール類の縮合
反応をポリエチレングリコール類を触媒に用いて行なう
と、無溶媒で進行させ得るということを見出し、本発明
を完成させた。
(Means for Solving the Problems) The present inventors have intensively studied methods that are inexpensive and can be produced industrially without these drawbacks. the result,
The present invention was completed based on the discovery that the condensation reaction of 4-chloronitrobenzene and nitrophenols can be carried out without a solvent when polyethylene glycols are used as a catalyst.

すなわち、本発明は4−クロロニトロベンゼンとニトロ
フェノール類を脱塩化水素剤の存在下、ポリエチレング
リコールおよびその低級アルキルエーテル類を触媒に用
いて縮合反応させることを特徴とするジニトロジフェニ
ルエーテル類の製造方法である。
That is, the present invention is a method for producing dinitrodiphenyl ethers, which comprises condensing 4-chloronitrobenzene and nitrophenols in the presence of a dehydrochlorination agent using polyethylene glycol and its lower alkyl ethers as a catalyst. be.

本発明の方法では、3.4’−ジニトロジフェニルエー
テルおよび4.イージニトロジフェニルエーテルが製造
できる。
In the method of the invention, 3.4'-dinitrodiphenyl ether and 4. Easy nitrodiphenyl ether can be produced.

この原料としては、4−クロロニトロベンゼンとニトロ
フェノール類は3−ニトロフェノールオヨび4−ニトロ
フェノールである。これらクロロニトロベンゼンとニト
ロフェノール類の反応ハ化学量論量あるいはいずれかの
過剰量で行なえば良い。
The raw materials include 4-chloronitrobenzene and nitrophenols such as 3-nitrophenol and 4-nitrophenol. The reaction between chloronitrobenzene and nitrophenols may be carried out in stoichiometric amounts or in excess.

使用する触媒としてはポリエチレングリコールの場合、
平均分子量200以上のものであれば使用できるが、工
業的に使用する場合は、平均分子量400〜1000の
安価で液状〜低融点のものが好ましい。
In the case of polyethylene glycol as the catalyst used,
Any compound having an average molecular weight of 200 or more can be used, but for industrial use, an inexpensive liquid to low melting point compound with an average molecular weight of 400 to 1000 is preferable.

ポリエチレングリコールの低級アルキルエーテルはエチ
レンオキサイド単位が4ゝり≦2のものが一般的でアシ
、それらはテトラエチレングリコールジメチルエーテル
、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、オクタ
エチレングリコールジメチルエーテル等の外、ポリエチ
レングリコールジメチルエーテル、ポリエチレンクリコ
ールジエチルエーテル等の混合物も使用される。
Lower alkyl ethers of polyethylene glycol generally have 4≦2 ethylene oxide units, and these include tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol diethyl ether, octaethylene glycol dimethyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether, polyethylene Mixtures such as glycol diethyl ether are also used.

これら触媒の使用量は、全原料に対して1 wt%以上
あれば上限は規定されないが、経済性等を考慮すれば5
〜50wt%の範囲が好ましい。
There is no upper limit to the amount of these catalysts used as long as it is 1 wt% or more based on the total raw materials, but if economic efficiency is taken into account,
A range of 50 wt% is preferable.

本発明の方法で使用する塩基としては、アルカリ金属の
炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物またはアルコキシドであ
シ、具体的には炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水
素カリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、カリ
ウムイソプロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド等
が挙げられる。
Bases used in the process of the invention include alkali metal carbonates, hydrogen carbonates, hydroxides or alkoxides, in particular potassium carbonate, sodium carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium hydroxide, hydroxide. Examples include sodium, potassium isopropoxide, and sodium isopropoxide.

これら塩基の使用量はニトロフェノール類に対して当量
以上あれば良く、具体的には1〜3当量の範囲で十分で
ある。
The amount of these bases to be used may be at least equivalent to the nitrophenol, and specifically, a range of 1 to 3 equivalents is sufficient.

本発明の方法は、実質的に無溶媒で行なうが、系内の水
分を除去するために、場合によってはベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クロロベンゼン等の共沸脱水用の溶媒を
少量加えて行なっても良い。
The method of the present invention is carried out substantially without solvent, but in some cases a small amount of azeotropic dehydration solvent such as benzene, toluene, xylene, or chlorobenzene may be added to remove water in the system. good.

反応温度としては、目的物の融点附近〜それ以上の温度
で行なう。すなわち、100〜240℃の範囲であシ、
好ましくは130〜200℃の範囲である。
The reaction temperature is around or above the melting point of the target product. That is, in the range of 100 to 240°C,
Preferably it is in the range of 130 to 200°C.

本発明の一般的な実施態様としては、所定量のクロロニ
トロベンゼンと二トロフェノールオヨヒ触媒量のポリエ
チレングリコール等に塩基を加え、そのまま窒素ガス等
の不活性ガスを通気させながら所定の温度で反応させる
か、あらかじめニトロフェノールのアルカリ金属塩を得
、これをクロロニトロベンゼンとポリエチレングリコー
ル等の触媒の存在下で反応させるかのどちらでも良い。
In a general embodiment of the present invention, a base is added to a predetermined amount of chloronitrobenzene and a catalytic amount of polyethylene glycol, etc., and the reaction is allowed to proceed at a predetermined temperature while passing an inert gas such as nitrogen gas through the mixture. Alternatively, an alkali metal salt of nitrophenol may be obtained in advance and this may be reacted with chloronitrobenzene in the presence of a catalyst such as polyethylene glycol.

反応の進行は薄層クロマトグラフィー、高速液体クロマ
トグラフィーによって知ることができる。
Progress of the reaction can be monitored by thin layer chromatography and high performance liquid chromatography.

反応終了後、使用目的に応じて後処理を行なうが、大部
分は選択的に目的物が得られるので、そのまま排出して
粉砕すれば使用目的にかなう場合が多い。さらに、必要
によシ水洗するかまたは溶剤等で再結晶精製を行なって
高品位化することもできる。
After completion of the reaction, post-treatment is carried out depending on the purpose of use, but in most cases the desired product can be obtained selectively, so in many cases it is possible to meet the intended use if the product is discharged as is and pulverized. Furthermore, the quality can be improved by washing with water or recrystallizing with a solvent or the like, if necessary.

(作用および効果) 本発明の方法によれば、ジニトロジフェニルエーテル類
が高純度で高収率に製造でき、しかも副生物の生成に伴
う着色が少ないということも特徴として挙げられる。
(Functions and Effects) According to the method of the present invention, dinitrodiphenyl ethers can be produced with high purity and high yield, and furthermore, the method is characterized in that there is little coloring due to the formation of by-products.

また、溶剤を使用しないため、回収等の労力および経費
が不要であシ、装置の容積効率が極めて大きい等経済的
であるばか9でなく、反応の進行は従来、知られている
無溶媒の方法に比べて低温でおだやかに進行させること
ができるので工業的に実施するうえで好適である。
In addition, since no solvent is used, there is no need for labor and expense for recovery, etc., and the volumetric efficiency of the apparatus is extremely high. This method is suitable for industrial implementation because it can proceed slowly at a lower temperature than other methods.

(実施例) 以下、本発明の方法を実施例によシ更に詳細に説明する
(Example) Hereinafter, the method of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例1゜ 攪拌装置、温度計を備えた反応器に4−クロロニトロベ
ンゼア4731(0,5モル)および平均分子量100
0のポリエチレングリコール11.7fを装入し、温度
を80℃に上げた。内容物は均一溶融状態となったので
攪拌し、ついで、窒素ガスを通気させなから4−ニトロ
フェノールナトリウム塩2水和物59.19 (0,3
モル)を徐々に加えた。
Example 1 4-chloronitrobenzea 4731 (0.5 mol) and an average molecular weight of 100 were placed in a reactor equipped with a stirring device and a thermometer.
The temperature was raised to 80°C. Since the contents were in a homogeneous molten state, they were stirred and then nitrogen gas was passed through the mixture to dissolve 4-nitrophenol sodium salt dihydrate 59.19 (0,3
mol) was added gradually.

次に、温度をゆつくシ上ばて170〜180℃に保ち同
温度で15時間反応を行なった。
Next, the temperature was gradually increased to 170 to 180°C, and the reaction was carried out at the same temperature for 15 hours.

反応終了後、ただちに磁製の容器に排出し、冷却すると
淡黄褐色の固型物が10Of得られた。
After the reaction was completed, the mixture was immediately discharged into a porcelain container and cooled to obtain 10Of of a light yellowish brown solid.

これは4.l−ジニトロジフェニルエーテルでアシ、高
速液体クロマトグラフィーによるポリエチレングリコー
ル、無機塩を除いた純度は97チであった。
This is 4. The purity of l-dinitrodiphenyl ether, polyethylene glycol by high performance liquid chromatography, and purity excluding inorganic salts was 97%.

エタノールで再結晶して淡黄色プリズム晶の純品を得た
。融点は144〜145℃であシ元素分析の結果は次の
とおりであった。
Recrystallization with ethanol yielded pure pale yellow prismatic crystals. The melting point was 144-145°C, and the results of elemental analysis were as follows.

元素分析(C工2H8N205 ) CI(N 計算値(4)  55.39  3.1   10.7
7実施例2 攪拌装置、温度計、還流冷却器と水分離器を備えた反応
器に4−クロロニトロベンゼン52f(0,33モル)
、3−ニトロフェノール41.75’ (0,3モル)
、ポリエチレングリコール(600)−ジエチルエーテ
ル(日本特殊化学工業株式会社製)15.62およびベ
ンゼン2ndを装入し、窒素ガスを通気させながら、攪
拌下で加熱し、還流状態に保った。次に、50ts苛性
カリ水溶液35 f (0,31モル)を滴下しながら
ベンゼンの還流状態で留出してくる水を水分離によシ除
去した。滴下終了後、完全に水分がなくなったのを確認
したのち、昇温してベンゼンを留去させた。温度を16
0〜175℃に保ち12時間反応させた。反応終了後、
ただちに磁製の容器に排出すると淡黄褐色の固型物が9
6.59得られた。これは3,4′−ジニトロジフェニ
ルエーテルでアシ、高速液体クロマトグラフィーによる
触媒等を除いた純度は94.4%であった。
Elemental analysis (C Engineering 2H8N205) CI (N Calculated value (4) 55.39 3.1 10.7
7 Example 2 4-chloronitrobenzene 52f (0.33 mol) was added to a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser and a water separator.
, 3-nitrophenol 41.75' (0.3 mol)
, polyethylene glycol (600)-diethyl ether (manufactured by Nippon Tokushu Kagaku Kogyo Co., Ltd.) 15.62 nd and benzene 2nd were charged, and while nitrogen gas was passed through the reactor, it was heated under stirring and maintained at a reflux state. Next, while 35 f (0.31 mol) of a 50 ts caustic potassium aqueous solution was added dropwise, the water distilled out under the reflux state of benzene was removed by water separation. After the dropwise addition was completed and it was confirmed that the water had completely disappeared, the temperature was raised to distill off the benzene. temperature 16
The temperature was kept at 0 to 175°C and the reaction was carried out for 12 hours. After the reaction is complete,
Immediately drain into a porcelain container and a pale yellowish brown solid substance will be collected.
6.59 was obtained. This was 3,4'-dinitrodiphenyl ether, and the purity was 94.4% after removing the ashes and catalyst by high performance liquid chromatography.

エタノールで再結晶したものの融点は122〜123℃
であった。
The melting point of recrystallized from ethanol is 122-123℃
Met.

実施例3 実施例1と同じ反応器に4−クロロニトロベンゼン47
.3f (0,3モル)、4−二トロフェノール135
1(0,1モル)、無水炭酸カリウム16f(0,11
5、mol )および平均分子量600のポリエチレン
グリコール152を装入し、窒素ガスを通気させながら
温度165〜170℃で、攪拌下に16時間反応させた
。反応終了後、排出したものをメタノールで再結晶して
4,4′−ジニトロジフェニルエーテルの淡褐色プリズ
ム晶の結晶232を得た(収率88.4%)。
Example 3 4-chloronitrobenzene 47 was added to the same reactor as Example 1.
.. 3f (0,3 mol), 4-nitrophenol 135
1 (0,1 mol), anhydrous potassium carbonate 16f (0,11
5, mol) and polyethylene glycol 152 having an average molecular weight of 600 were charged, and the reaction was carried out at a temperature of 165 to 170° C. for 16 hours with stirring while blowing nitrogen gas. After the reaction was completed, the discharged product was recrystallized with methanol to obtain light brown prismatic crystals 232 of 4,4'-dinitrodiphenyl ether (yield: 88.4%).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)4−クロロニトロベンゼンとニトロフェノール類を
脱塩化水素剤の存在下、ポリエチレングリコールまたは
その低級アルキルエーテル類を触媒に用いて縮合反応さ
せることを特徴とするジニトロジフェニルエーテル類の
製造方法。
1) A method for producing dinitro diphenyl ethers, which comprises carrying out a condensation reaction of 4-chloronitrobenzene and nitrophenols in the presence of a dehydrochlorination agent using polyethylene glycol or its lower alkyl ethers as a catalyst.
JP60041042A 1985-03-04 1985-03-04 Method for producing dinitrodiphenyl ethers Expired - Lifetime JPH0739376B2 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110041205A (en) * 2019-04-26 2019-07-23 山东欧亚化工有限公司 A kind of purifying technique of 4,4 '-dinitro diphenyl ether
CN115925560A (en) * 2022-12-30 2023-04-07 安徽英特美科技有限公司 Preparation method of 4,4' -diaminodiphenyl ether

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