JPS6140659B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、酸塩化物を金属シアン化物を高めら
れた温度で反応させることによつてカルボン酸シ
アニドを製造する方法に関する。カルボン酸シア
ニドは、例えばα―ケトカルボン酸を製造するた
めの重要な中間生成物である。 カルボン酸ハロゲン化物から金属シアン化物と
の反応によつてカルボン酸シアニドを製造しうる
ことは公知であるが、従来の公知方法は著しい欠
点を有していた。 それで、脂肪族カルボン酸ニトリルを製造する
際には、酸塩化物の反応性が十分でないために、
カルボン酸ハロゲン化物として酸臭化物を使用し
なければならない。例えば塩化アセチルはCuCN
とは沸点でさえも反応せず、KCNとも65〜130℃
の間で反応しない（C.D.Hurch，O.E.
Edwards，J.R.Roach，“J.Amer.Chem.Soc.”第
66巻，第2014頁、1944年参照）。実際に、塩化ピ
バロイルとCuCNを用いると反応は達成しうる
が、反応時間は20時間と極めて長い（N.
Sperber，R.Fricano，“J.Amer.Chem.Soc.”第
72巻、第2792頁、1950年参照）。 特定の脂肪族カルボン酸クロリドをCuCNと沸
謄アセトニトリル中で反応させることも公知であ
るが、得られる収率は著しく僅かにすぎない。す
なわち、塩化アセチルから出発すると僅か50％の
シアン化アセチル及び塩化ピバロイルから出発す
ると僅か16％のシアン化ピバロイルが単離される
にすぎない（“Bull.Soc.Chim.France”1972年，
第2402〜2403頁参照）。 実際に、シアン化アロイルは塩化アロイルから
金属シアン化物を用いて容易に製造することがで
きるが、反応条件は相変らず非常に煩しい。例え
ばｐ―メトキシベンゾイルクロリドからｐ―メト
キシベンゾイルアニドを製造する際にはシアン化
水銀を使用し、125〜130℃の温度範囲内で作業し
なければならない（“Ber.dtsch.chem.Ges.”第44
巻第2465頁参照）。 これらすべての方法における欠点は、金属シア
ン化物として高価な重金属シアン化物を少なくと
も化学量論的量で使用しなければならないことで
ある。シアン化アルカリを使用すると、特に二量
体のシアン化アシルが得られる（J.Thesing，D.
Witzel，“Angew，Chem.”第68巻，第425頁，
1956年参照）。 著しく温和な条件を維持し、例えば０℃で２相
系中で作業する場合でも、シアン化アルカリを使
用するとシアン化アロイルの僅かな収率及び大量
の二量体の酸シアン化物が得られるにすぎない
（“Tetrahedron Leters”第26巻，1974年，第
2275〜78頁参照）。 ところで、式（）： 〔式中、Ｒは、１個以上のフエニル基又はハロ
ゲン原子、殊に塩素原子によつて置換されていて
もよい、炭素原子数１〜18、特に炭素原子数１〜
10を有する、直鎖又は分枝鎖のアルキル基を表わ
すかもしくは特に場合により１個以上の、炭素原
子数１〜３を有するアルキル基又は１個以上のハ
ロゲン原子、特に塩素原子によつて置換された、
炭素原子数３〜８を有するシクロアルキル基、特
にシクロプロピル基を表わし、この場合前記のす
べての置換の際にハロゲン原子及びフエニル基は
カルボル基に隣接した炭素原子と結合している必
要はなく、あるいはＲは置換されたフエニル基、
場合により置換されたナフチル基を表わすかもし
くは場合により置換された５環の複素環残基、例
えばフリル基を表わし、この場合これら置換分は
ハロゲン原子、ニトロ基又はそれぞれ炭素原子数
１〜５を有するアルキル基ないしはアルコキシ基
であつてもよい〕で示されるシアン化アシルは、
式（）： Ｒ―CO―Hel （） 〔式中、Ｒは前記のものを表わし、Halは塩素
原子又は臭素原子を表わす〕で示されるハロゲン
化アシルを金属シアン化物と高められた温度でカ
ルボン酸ニトリルの存在のものに反応させること
により、その際酸ハロゲン化物１モルあたりアル
カリ金属シアン化物約0.1〜５当量及び銅（）
塩約0.05〜２当量からなる混合物を使用し、反応
を反応条件下で不活性のカルボン酸ニトリルの存
在のもとに温度約50℃〜約180℃で実施する場合
に製造しうることが判明した。 カルボン酸ニトリルとともに付加的に反応条件
下で不活性の有機溶剤を使用するのが有利であ
る。 反応がハロゲン化アロイルならびにハロゲン化
アルコイルと酸臭化物ならびに酸塩化物とでも実
施できかつすべての場合に著しく良好な収率が得
られることは全く驚異的である。 簡単な実施の他に、本発明による方法の重要な
利点は、該方法が特殊なシアン化物の製造に限定
されていないので、非常に普遍的に使用できるこ
とにある。特に、従来まだ記載されていない化合
物、例えば（２，２―ジクロル―１―メチルシク
ロプロピル）―グリオキシロニトリル及び（２，
２―ジクロル―１，３―ジメチルシクロプロピ
ル）―グリオキシロニトリルならびに１―メチル
シクロプロピルグリオキシロニトリルも製造する
ことができ、最後に挙げた化合物は殊に除草剤製
造の有用な中間生成物である。 使用すべきカルボン酸ニトリルのうちでは殊に
簡単なモノカルボン酸のニトリルが適当である。
その例は、プロピオニトリル又はベンソニトリル
ならびにイソブチロニトリルである。しかしアセ
トニトリルを使用するのが有利である。 反応に使用すべきシアン化アルカリのうちで
は、シアン化ナトリウム及びシアン化カリウムが
有利である。一般に少なくとも化学量論的量のシ
アン化物を使用するのが望ましい。酸塩化物１モ
ルあたり、シアン化物約1.05〜3.0当量、殊に1.05
〜1.5当量を使用するのが、有利である。更に該
反応は第一銅塩の存在のもとに行なわれる。これ
には、簡単な第一銅塩ならびに錯第一銅塩、殊に
シアン化銅（）、塩化銅（）、臭化銅（）及
びテトラシアノ銅（）酸カリウムが該当する。 どのような量でカルボン酸ニトリル及び第一銅
塩を使用するかは、カルボン酸ニトリル及び第一
銅塩の種類、反応条件、例えば温度及び圧力、及
び場合によつては付加的に使用される溶剤の種類
と量による。 一般に、酸塩化物１モルあたり少なくともカル
ボン酸ニトリル0.05モルを使用するのが適当であ
る。ニトリルは数倍モル過剰量で使用することも
できるが、酸ハロゲン化物１モルあたりカルボン
酸ニトリル１モルよりも多く使用しないのが有利
である。酸ハロゲン化物１モルあたりカルボン酸
ニトリル約0.1〜0.5モルが好適である。一般に酸
ハロゲン化物１モルあたり第一銅塩約0.05〜1.0
当量を使用するのが適当である、酸ハロゲン化物
１モルあたり第一銅塩0.05〜0.5当量が好適であ
る。 有機不活性溶剤としては、例えばジオキサン又
はエチレングリコールエーテルのようなエーテル
もしくは酢酸ブチルのようなエステルがこれに該
当する。特に適当なのは、芳香族炭化水素、例え
ばベンゾール、トルオール、キシロール又はテト
ラリン、もしくは脂肪族炭化水素、例えばシクロ
ヘキサン又は沸点約90〜140℃を有するリグロイ
ン、もしくはハロゲン化、特に塩素化された芳香
族又は脂肪族炭化水素、例えばトリクロルエチレ
ン、殊にクロルベンゾール、ジクロベンゾール及
びテトラクロルエタンである。これらの溶剤の混
合物も使用することができる。 使用すべき有機溶剤を種類及び量によつて選択
する場合には、生成するシアン化アシルから容易
に分離することのできるものにすべきである。 反応温度は、広範囲に変えることができ、溶剤
及び反応成分の種類による。一般に、約50〜約
180℃、殊に70〜130℃の温度がこれに該当する。
圧力は十分任意に選択することができるが、一般
に常圧から著しく偏奇しないのが有利である。 例 １ 還流冷却器を備えた反応容器中で４―メチルベ
ンゾイルクロリド154.5ｇ（1.0モル）をシアン化
ナトリウム59ｇ（1.2モル）、シアン化銅（）９
ｇ（0.1モル）、キシロール50ml及びアセトニトリ
ル12.3ｇ（0.3モル）と混合した。該混合物を撹
拌しながら130℃に加熱し、３時間この温度に保
ち、次に20℃に冷却した。この際分離した塩、特
に塩化ナトリウムを別し、キシロール25mlで洗
浄した。液を減圧下で分留した。純粋な４―メ
チルベンゾイルシアニド127ｇ（使用した酸塩化
物に対し88％の収率に相当）が得られた。４―メ
チルベンゾイルシアニドは20ミリバールで100〜
102℃の沸点を有していた。酸シアン化物は受器
中で凝固し、かつ融点50℃を有していた。 例 ２ 例１に記載の方法と同様に行なうが、４―メチ
ルベンゾイルクロリドの代りに２―メチルベンゾ
イルクロリドを使用し、シアン化ナトリウムの代
りにシアン化カリウム78ｇ（1.2モル）を使用し
た。２―メチルベンゾイルシアニド135ｇ（使用
した酸塩化物に対し93.5％の収率に相当）が得ら
れた。２―メチルベンゾイルシアニドは20ミリバ
ールで107〜110℃の沸点を有していた。 例 ３ 例１に記載の方法と同様に行なうが、３―メチ
ルベンゾイルクロリド154.5ｇ（1.0モル）ととも
に、シアン化ナトリウム74ｇ（1.5モル）、塩化銅
（）30ｇ（0.3モル）、クロルベンゾール50ml及
びアセトニトリル20.5ｇ（0.5モル）を使用し
た。３―メチルベンゾイルシアニド134ｇ（使用
した酸塩化物に対し93％の収率に相当）が得られ
た。３―メチルベンゾイルシアニドは20ミリバー
ルで105〜108℃の沸点を有していた。 例 ４ 例１に記載の方法と同様に行なうが、４―メチ
ルベンゾイルシアニドの代りに、フラン(2)カルボ
ン酸クロリド130.5ｇ（1.0モル）を使用した。フ
ラン(2)カルボン酸シアニド102ｇ（使用した酸塩
化物に対し85％の収率に相当）が得られた。フラ
ン(2)カルボン酸シアニドは、15ミリバールで76℃
の沸点を有していた。 例 ５ 例１に記載の法に従い、次の化合物を製造し：

【表】

【表】 例 ６ 還流冷却器を備える反応容器中で、塩化アセチ
ル157.0ｇ（2.0モル）をシアン化ナトリウム103
ｇ（2.1モル）、シアン化銅（）90ｇ（1.0モ
ル）、オルトジクロルベンゾール150ml及びアセト
ニトリル49ｇ（1.2モル）と混合した。該混合物
を撹拌しながら徐々に90℃に加熱し、４時間この
温度に保ち、次に15℃に冷却した。この際分離し
た塩を別し、オルトジクロルベンゾール100ml
で洗浄した。液を常圧で分留した。塔頂温度
100℃まで留出する初留分192ｇを単離した。該留
分はガスクロマトグラムにより58％がシアン化セ
チルよりなつていた。これは、使用した塩化アセ
チルに対するシアン化アセチルの収率82％を表わ
す。 例 ７ 例１に記載した方法と同様に行なうが、ピバロ
イルクロリド120.5ｇ（1.0モル）、シアン化ナト
リウム64ｇ（1.3モル）、シアン化銅90ｇ（0.1モ
ル）、１，２，３，４―テトラヒドロナフタリン
50ml及びアセトニトリル12.3ｇ（0.3モル）を使
用した。該混合物を撹拌しながら４時間110℃に
加熱した。15℃に冷却した後、分離した塩を別
し、テトラヒドロナフタリン30mlで洗浄した。
液は分留した。純粋なピバロイルシアニド101ｇ
（使用したピバロイルクロリドに対し92％の収率
に相当）が得られた。ピバロイルシアニドは常圧
で118〜122℃の沸点を有していた。 例 ８ 例７に記載の方法と同様に行ない、次の化合物
を製造した：

【表】 例 ９ 例７に記載の方法と同様に行なうが、ピバロイ
ルクロリドの代りにシクロヘキサンカルボン酸ク
ロリド146.6ｇ（1.0モル）を使用し、テトラヒド
ロナフタリンの代りにテトラクロルエチレンを使
用した。シクロヘキサンカルボン酸シアニド105
ｇ（使用した酸塩化物に対し77％の収率に相当）
が得られた。シクロヘキサンカルボン酸シアニド
は20ミリバールで85〜87℃の沸点を有していた。 例 10 例９に記載した方法と同様に行ない、次の化合
物を製造した：

【表】 例 11 三頚フラスコ中で、細かく粉砕したシアン化ナ
トリウム147ｇと塩化第一銅27ｇとの混合物を、
アセトニトリル81ｇとテトラリン300mlとの混合
物に加える。全体を撹拌下に88〜90℃に加熱す
る。 この温度で１時間以内に、１―メチルシクロプ
ロピルカルボン酸クロリド237ｇを流入させ、次
いでなお２時間還流下に煮沸する。その際、内温
は110℃に上昇する。そこで冷却し、塩を吸引濾
過し、これをテトラリンで後洗浄する。次いで濾
液を１ｍのビクロー塔（分縮器を備える）を用い
真空で精留する。沸点44〜45℃／10mlHgで、１
―メチル―シクロプロピルグリオキシル酸ニトリ
ルが留出する。収量：181.8ｇ―理論値の83.4
％。無色透明の液体。 元素分析： C₆H₇NO（分子量109） 計算値 C66 H64 N12.8 実測値 C65.8 H6.4 N12.7

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 式（Ｉ）： 〔式中、Ｒは、１個以上のフエニル基又はハロ
   ゲン原子によつて置換されていてもよい、炭素原
   子数１〜18を有する、直鎖又は分枝鎖のアルキル
   基を表わすかもしくは１個以上の、炭素原子数１
   〜３を有するアルキル基又はハロゲン原子によつ
   て置換されていてもよい、炭素原子数３〜８を有
   するシクロアルキル基を表わし、この場合前記の
   すべての置換の際にハロゲン原子及びフエニル基
   はカルボニル基に隣接した炭素原子と結合してい
   る必要はなく、あるいはＲは置換されたフエニル
   基、置換されていてもよいナフチル基を表わすか
   もしくは置換されていてもよい５員の複素環式基
   を表わし、この場合該置換基はハロゲン原子、ニ
   トロ基又はそれぞれ炭素原子数１〜５を有するア
   ルキル基ないしはアルコキシ基であつてもよい〕
   で示されるシアン化アシルを、式（）： Ｒ―CO―Hal （） 〔式中、Ｒは前記のものを表わし、かつHalは
   塩素原子又は臭素原子を表わす〕で示されるハロ
   ゲン化アシルを金属シアン化物と高められた温度
   でカルボン酸ニトリルの存在のもとに反応させる
   ことによつて製造するにあたり、酸ハロゲン化物
   １モルあたりアルカリ金属シアン化物約0.1〜５
   当量及び第一銅塩約0.05〜２当量からなる混合物
   を使用し、反応を反応条件下で不活性のカルボン
   酸ニトリルの存在のもとに温度約50℃〜約180℃
   で実施することを特徴とする、シアン化アシルの
   製造法。 ２ 付加的に反応条件下で不活性の有機溶剤を一
   緒に使用する、特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３ 酸ハロゲン化物１モルあたりシアン化アルカ
   リ1.05〜3.0当量を使用する、特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の方法。 ４ 酸ハロゲン化物１モルあたりカルボン酸ニト
   リル約0.05〜１モルを使用する、特許請求の範囲
   第１項から第３項までのいずれか１項に記載の方
   法。 ５ 酸ハロゲン化物１モルあたり第一銅塩約0.05
   〜約1.0当量を使用する、特許請求の範囲第１項
   から４項までのいずれか１項に記載の方法。 ６ 式： で示される（２，２―ジクロル―１―メチルシク
   ロプロピル）―グリオキシロニトリルを製造す
   る、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 式： で示される（２，２―ジクロル―１，３―ジメチ
   ルシクロプロピル）―グリオキシロニトリルを製
   造する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ８ 式： で示される１―メチルシクロプロピル―グリオキ
   シル酸ニトリルを製造する、特許請求の範囲第１
   項記載の方法。