JPS6357420B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6357420B2
JPS6357420B2 JP55089183A JP8918380A JPS6357420B2 JP S6357420 B2 JPS6357420 B2 JP S6357420B2 JP 55089183 A JP55089183 A JP 55089183A JP 8918380 A JP8918380 A JP 8918380A JP S6357420 B2 JPS6357420 B2 JP S6357420B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chloro
sulfonic acid
acid
catalyst
nitrotoluene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55089183A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5714571A (en
Inventor
Masaharu Ooyama
Motokazu Ishimori
Hiroshi Hata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd filed Critical Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Priority to JP8918380A priority Critical patent/JPS5714571A/en
Publication of JPS5714571A publication Critical patent/JPS5714571A/en
Publication of JPS6357420B2 publication Critical patent/JPS6357420B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584Recycling of catalysts

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、C酸類とりわけ顔料中間体として有
用な2―クロル―5―アミノトルエン―4―スル
ホン酸(C酸といわれる)またはその塩類を製造
する方法に関するものである。 さらに詳細には2―クロル―5―ニトロトルエ
ン―4―スルホン酸もしくはその構造異性体また
はそれらの塩類を、水もしくは水性媒体中で貴金
属触媒および式CH2(SR12で示されるメチレン
(ビスチオエーテル)の1種または2種以上の存
在下接触還元せしめることを特徴とする、2―ク
ロル―5―アミノトルエン―4―スルホン酸類も
しくはその塩類の製造方法に関するものである。 C酸はアゾ系染料、有機顔料レーキツドCなど
の中間原料として重要な用途をもつており、依然
として古典的なベシヤン還元方法で工業的には製
造されている。しかしながらこの方法は、たとえ
ば原料は酢酸一鉄系あるいは、塩酸一鉄系と煮沸
して化学的に還元する方法であるから、この方法
によるときは大型の耐蝕装置が必要であること、
多量の酸化鉄スラツジが排出され、その処理が困
難であること、発生する酸性ガスのため作業環境
が悪化すること等問題が多く、これらの問題を解
決するには特殊な設備を必要とし、これら設備費
を考慮すれば製造価格は高騰せざるを得ない。 従つてベシヤン還元にかわる無公害な還元技術
の開発が切望されている。 本出願人らは、接触還元法として銅―クロム酸
化物触媒を使用する方法について、かつて特許出
願したが(特公昭54−42968号公報参照)、その方
法では高温高圧を必要とし、充分満足できるもの
ではなかつた。 貴金属触媒およびラネーニツケル触媒を使用
し、ハロニトロ芳香族化合物より接触還元法でハ
ロアミノ芳香族化合物を製造する方法は一般に公
知であり、C酸の製造方法についても多くの提案
がされている。ハロニトロ芳香族化合物の接触還
元法の問題点は、ニトロ基のアミノ基への還元と
同時に脱ハロゲン化反応が起ることであり、2―
クロル―5―ニトロトルエン―4―スルホン酸を
例にとれば次式で示される。 工業的に安価なラネーニツケル触媒を使用する
方法としては、特開昭49−56933号、同54−19936
号、同54−84549号等の発明があり、高収率でC
酸が得られるとされているが、これらの方法によ
るときは触媒の使用量が多く、また脱ハロゲン化
反応も同時に起るため、生成する塩化水素による
触媒の溶解および被毒が起り、触媒の活性が著し
く低下するため、触媒の再生繰り返し使用が困難
となり、工業的には触媒に要する費用が大きく、
高価な方法となり、旧来法に優る方法とはなり得
ない。ラネーニツケル系触媒を使用し脱ハロゲン
化防止剤の存在下に接触還元を行う方法も提案さ
れており、例えば水酸化マグネシウムあるいは水
酸化カルシウム等を使用する方法(特公昭40−
2338号)、チオシアネートを添加する方法(特公
昭46−9689号)、ジシアンジアミドまたはシアナ
ミドを添加する方法(特開昭50−50327号)、2―
アミノチアゾールまたはベンゾチアゾールを添加
する方法(特開昭50−76030号)等が提案されて
いるが、脱ハロゲン化防止効果が乏しかつたり、
触媒の活性を極度に低下させたり、反応時間の遅
延をまねくなど、いずれの方法もC酸の製造方法
としては不十分で、未だ旧来法に優る方法は開発
されていない。 また、貴金属触媒を使用する方法も提案されて
いるが、この場合もニツケル系触媒の場合と同様
に、ニトロ基の還元と同時に脱ハロゲン化が起
り、触媒の活性低下が著しい。従つて触媒は、
精々1〜2回しか再生繰り返し使用ができず、特
にハロニトロ芳香族化合物の場合はパラジウム触
媒ではこの傾向が強く不適当とされている。しか
も、一般に貴金属触媒は高価であり、脱ハロゲン
化反応による活性低下のため触媒の繰り返えし使
用ができないことは、これのみでもこの方法が経
済的に成立しない理由となる。更にまた、特開昭
54−19935号公報には白金触媒によるC酸の製造
方法が提案されているが、この方法によるときは
脱ハロゲン化も同時に起り、やはり触媒の活性が
著しく低下されるため、再生使用は精々1〜2回
にしか過ぎず、とても経済的に見て工業的方法と
はなり得ない。 この様に、貴金属触媒を使用する方法について
も脱ハロゲン化防止方法の開発は最大の問題点が
あり、脱ハロゲン化防止の目的は単に目的物の収
率向上のためのみならず、生成する塩化水素に起
因する装置の激しい腐蝕防止、触媒の被毒による
活性低下の防止等のためであり、脱ハロゲン化を
効果的に防止できなければ経済的に見て工業的方
法とはなり得ない。このため芳香族ハロニトロ化
合物の還元においてはこの塩素の脱離を防止する
方法として多くの提案がなされている。その方法
を大別すれば第1の方法としては触媒を特別に改
質する方法であり、第2の方法は通常の触媒に脱
ハロゲン化防止剤を添加する方法である。 第1の方法としては、たとえば貴金属の硫化物
を使用する方法(J.Am.Chem.Soc.87(1965)
2767)、亜硫酸処理白金を使用する方法(特開昭
47−17689号)、硫化白金触媒を使用する方法(特
開昭47−22391号)等の方法が包含されている。
改質触媒は工業的にも市販されているが、本発明
の目的とするC酸の製造方法として適した触媒は
なく、また本発明の目的に適した改質触媒を製造
するには、添加物の毒性等のため調整時に特別な
装置を必要とし、製造経費が高くなり工業的方法
とはなり難い。 第2の方法としては、たとえば貴金属触媒を使
用する場合にモリホリンまたはピペラジンを添加
する方法(特公昭39−30156号)、亜りん酸等りん
化合物を添加する方法(特開昭51−122029号、同
54−24837号)、トリフエニルホスフアイト等を添
加する方法(特公昭45−19889号)、ピペリジンを
添加する方法(特開昭48−49729号、同49−61126
号)、チオエーテルを添加する方法(特開昭52−
59121号)等の方法が包含されている。これらの
脱ハロゲン化防止剤の添加は、本発明の目的とす
るC酸の製造方法に応用した場合は、脱ハロゲン
化の防止効果が乏しく、また脱ハロゲン化をでき
るだけ低く保つて触媒の活性を低下させないよう
にすれば、反応時間が長くなり時間空間当りの収
得量が低下し、いずれも工業的に満足される方法
とはなり得ない。 本発明は、工業的見地より旧来法のベシヤン還
元法に優る接触還元法によるC酸の製造方法を開
発することを目的として、鋭意検討を重ねたとこ
ろ、炭素担体上に保持された貴金属触媒、特に工
業用市販触媒を使用し、一般式CH2(SR1)(SR2
で示されるメチレンビスチオエーテルの1種また
は2種以上の存在下に還元を行うことにより、脱
ハロゲン化反応が防止されるばかりでなく、触媒
の活性低下による反応速度の遅延がなく、再生触
媒のくり返えし使用が可能となり、高価な貴金属
触媒の使用にも拘らず、経済的に有利にC酸の製
造が可能となることを見出し、本発明に到達した
ものである。また本添加剤を使用するとハロニト
ロ芳香族の接触還元には不適とされている比較的
安価なパラジウム触媒も使用可能となる。本発明
の別の利点は本方法が容易に再現できる方法であ
ることであり、本発明によるかかる優れた効果は
従来の知見からは類推できなかつたところであ
る。 本発明の方法に使用できる触媒としては、炭素
上に担持された白金、イリジウム、オスミウム、
パラジウム、ロジウム、ルテニウムをあげること
ができるが、好ましくは白金およびパラジウムで
ある。これら触媒は既知の方法で調整したものが
使用できるが、工業的に市販されている触媒(例
えば日本エンゲルハルト社製品)で充分である。 担体に保持される貴金属の割合は、0.2〜20重
量%、特に0.5〜10重量%が好適である。担体と
しては炭素、硅藻土、硫酸バリウム等が使用でき
るが、好適には炭素をあげることができる。使用
する触媒の量は特に限定的ではないが、ハロニト
ロ化合物に対し0.01%〜10重量%、好ましくは
0.1%〜1.0%である。 本発明の方法において脱ハロゲン化反応の防止
剤として使用するメチレン(ビスチオエーテル)
は、一般式CH2(SR12で示されるものである。
ここで示されるR1は、炭素数12以下の、場合に
よつては置換基を有するアルキル基で、該置換基
が水酸基またはヒドロキシアルコキシル基である
如きものである。勿論、これらの1種または2種
以上を有効成分とする混合物であつても良い。 アルキル基としては、好ましくは6までの直鎖
または分枝の炭化水素、例えばメチル、エチル、
プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、
ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、イソヘキシ
ル等の基である。またアルキル基への置換基とし
ては水酸基またはヒドロキシアルコキシル基であ
る。 この様な添加剤のうち水溶性のものが好まし
く、しかも合成の容易さおよび使用効率の点か
ら、特にメチレン(ビスヒドロキシエチルスルフ
イド)が好適である。 本発明の方法に使用するメチレン(ビスチオエ
ーテル)の使用量は、触媒中の貴金属重量に対し
1〜200重量%であり、特に好ましくは10〜100重
量%である。本発明の方法に対するメチレン(ビ
スチオエーテル)の使用法としては、一般に貴金
属触媒を最初に使用する場合に添加するのみであ
り、触媒のくり返し再使用を行う場合には、それ
以後は防止剤を添加することなしに、触媒の活性
を維持しかつ高い選択性を維持し、脱ハロゲン化
反応等の副反応はほとんど完全に防止し得る。 本発明による反応媒体としては、水、メタノー
ル、エタノール、イソプロパノール、ジオキサン
等が使用できるが、工業的見地より水が好適であ
る。また本発明における接触還元を行う際のPH値
は6.0〜9.0で、とりわけ弱塩基性媒体中で行うこ
とが好ましい。塩基性媒体には水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナ
トリウム、重炭酸ナトリウム等が使用できるが、
好ましくは水酸化ナトリウムである。 本発明によると水素圧力は常圧でも良く、また
10Kg/cm2以下の圧力でも高収率で還元できる。 本発明による反応温度は常温〜150℃の範囲で
還元できるが、時空収率を考慮すれば60〜100℃
が好ましい。 本発明の実施態様をC酸について示すと、2―
クロル―5―ニトロトルエン―4―スルホン酸ま
たはその塩類を水と共にオートクレーブに仕込
み、水酸化ナトリウム水溶液でPHを7.0〜9.0に調
整した後、触媒および脱ハロゲン化防止剤のメチ
レン(ビスチオエーテル)を添加し密封する。オ
ートクレーブ中の空気は窒素で置換した後、水素
置換を行ない所定の水素圧に調整し、所定の温度
まで昇温し接触還元反応を行う。反応中は水素が
消費されるが相当する水素を圧入し所定圧力に保
つようにする。水素の吸収が終了したらオートク
レーブを冷却し、放圧後反応液中より触媒を過
して分離し、液を塩酸で酸性にして晶析すれ
ば、C酸が結晶として得られる。得られたC酸は
乾燥後赤外吸収スペクトル、ペーパークロマトグ
ラフ、高速液体クロマトグラフ等により、純C酸
と対比して純度および同定ができる。脱ハロゲン
化反応生成物の定量の場合は、反応液をそのま
ま高速液体クロマトグラフ測定により、別途作成
した検量線より容易に求めることが可能である。 本発明に使用される2―クロル―5―ニトロト
ルエン―4―スルホン酸またはその塩類は、精製
品またはトルエンを硫酸中でスルホン化、塩素
化、ニトロ化の工程を経て得られたもの、あるい
は中和したもの、塩析したもの等が使用できる。
また本発明の方法は前記のような工程で製造され
る粗製の2―クロル―5―ニトロトルエン―4―
スルホン酸が使用できることからも明らかなよう
に、2―クロル―6―ニトロトルエン―4―スル
ホン酸、2―クロル―4―ニトロトルエン―6―
スルホン酸、2―クロル―4―ニトロトルエン―
5―スルホン酸等の構造異性体を接触還元してC
酸の各種構造異性体に変換する方法でもある。ま
た本発明方法は、クロル化物においてのみ有効な
のではなく、全てのハロゲン化物に応用可能であ
ると共に、ハロニトロ芳香族化合物一般の接触還
元法にも応用可能である。 更に、本発明方法は、連続的にも不連続的にも
いずれの方法によつて実施できる。 次に本発明を実施例によつて更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例によつて制限され
るものではない。 実施例 1 2―クロル―5―ニトロトルエン―4―スルホ
ン酸ナトリウム27.4g(0.1モル)を含む水溶液
270gを、水酸化ナトリウム水溶液でPH7.5に調整
し、電磁撹拌式オートクレーブに仕込む。5%白
金―炭素触媒(日本エンゲルハルト社製品)200
mg、メチレン(ビスヒドロキシエチルスルフイ
ド)1mgを加え、密封した後オートクレーブ中の
空気を窒素で置換し、さらに水素で置換した後、
温度を80℃にあげ水素圧を10Kg/cm2に保つて反応
を行つた。水素の吸収は反応開始より30分で終了
したが、さらに30分この条件下に保持した後、オ
ートクレーブを冷却し放圧後反応生成物を取り出
し、触媒を別した。反応液はわずかに淡黄色
で反応前と変らず、PHは7.4を示していた。反応
液を高速液体クロマトグラフ測定を行つたが、
脱ハロゲン体は検知できなかつた。 反応液を希塩酸で酸析すれば白金の結晶が得
られた。乾燥後の重量は21.3gであり、これは原
料に対し96%の収率に相当する。この結晶は赤外
吸収スペクトル、ペーパークロマトグラフ、高測
液体クロマトグラフ、元素分析、NMRスペクト
ル等の手段により同定を行つた所、標準C酸と完
全に一致し純品であることを確認した。またその
純度は99.8%を示した。 なお酸析母液の高速液体クロマトグラフの結果
から、母液中には約4%のC酸が含まれており、
この結果還元反応は定量的に起つていることが確
認できた。 本実施例により回収された触媒は、メチレン
(ビスヒドロキシエチルスルフイド)を添加する
ことなく、同様の条件および処理を行ない、10回
のくり返し使用を行なつたがその間活性の低下、
C酸収率の低下、脱ハロゲン化生成物の生成等の
現象は認められなかつた。 また本実施例において触媒とメチレン(ビスヒ
ドロキシエチルスルフイド)を水に加えたものを
使用しても結果は同じであつた。 比較例 1 実施例1の方法において脱ハロゲン化防止剤と
してメチレン(ビスヒドロキシエチルスルフイ
ド)を使用しない以外は、全く同様の反応を行つ
た。反応終了までの時間は実施例1と大差なく30
分で終了したが、反応液はPHが3.6に低下して
おり、また反応液の高速液体クロマトグラフに
よる脱ハロゲン化生成物5―アミノトルエン―4
―スルホン酸ナトリウムが0.7%生成していた。 本比較例1で回収された触媒をさらに同様な条
件および処理を行ない、触媒のくり返し使用を行
つたところ、2回目は54分、3回目は220分を必
要として3回目では反応液の着色も著しく、得ら
れるC酸も着色したものであつた。 比較例 2 実施例1の方法において脱ハロゲン化防止剤と
してメチレン(ビスヒドロキシエチルスルフイ
ド)の代りに、ビス(ヒドロキシエチル)スルフ
イン5mgを添加した以外は、全く同様の条件およ
び処理を行つた。水素吸収終了までの時間は65分
を要した。また反応液中の脱ハロゲン化生成物の
分析を行つたが検知されなかつた。 回収触媒を同様な条件および処理によるくり返
し使用を行つたところ、再使用は可能であるいず
れの反応時間も70分以上を必要とし、使用回数の
増加と共に延びる傾向があつた。 ビス(ヒドロキシエチル)スルフイドの添加量
を3mgとした場合は、水素吸収の終了までの時間
は55分であつたが、反応液中には脱ハロゲン化生
成物が0.26%生成していた。すなわちビス(ヒド
ロキシエチル)スルフイドでは反応の遅延なしに
脱ハロゲン化反応を防止することはできなかつ
た。 実施例 2 実施例1の方法において触媒として5%白金―
炭素の代りに、5%パラジウム―炭素(日本エン
ゲルハルト社製品)300mgを使用し、脱ハロゲン
化防止剤としてメチレン(ビスヒドロキシエチル
スルフイド)を20mg使用した以外は同様の方法お
よび操作を行つた。水素の吸収は120分で終了し
反応液のPHは6.7を示していた。反応液中の脱ハ
ロゲン化生成物の分析を行つたところ0.23%であ
つた。 比較例 3 実施例2の方法においてメチレン(ビスヒドロ
キシエチルスルフイド)を使用せず、同様の方法
および操作を行つた。反応液のPHは2.9となつて
おり、脱ハロゲン化生成物は7.9%も生成してい
た。 メチレン(ビスヒドロキシエチルスルフイド)
の代りにビス(ヒドロキシエチル)スルフイド60
mgを使用した場合は、水素吸収が終るまでに190
分を必要とし、反応液のPHは4.5であり脱ハロゲ
ン化生成物は1.1%存在していた。なお反応液は
赤褐色に着色しており、得られたC酸も淡褐色に
着色したものであつた。 実施例 3〜5 実施例1の方法において脱ハロゲン化防止剤メ
チレン(ビスヒドロキシエチルスルフイド)の量
を変えて、同様の方法および操作を行つたところ
次の結果を得た。
The present invention relates to a method for producing C acids, particularly 2-chloro-5-aminotoluene-4-sulfonic acid (referred to as C acid) or its salts, which are useful as pigment intermediates. More specifically, 2-chloro-5-nitrotoluene-4-sulfonic acid or its structural isomers or salts thereof are mixed with a noble metal catalyst and methylene (bis) of the formula CH 2 (SR 1 ) 2 in water or an aqueous medium. The present invention relates to a method for producing 2-chloro-5-aminotoluene-4-sulfonic acids or salts thereof, which is characterized by carrying out catalytic reduction in the presence of one or more thioethers. C acid has important uses as an intermediate raw material for azo dyes, organic pigment Laked C, etc., and is still produced industrially by the classical Besyan reduction method. However, in this method, the raw material is chemically reduced by boiling it with monoferric acetate or monoferrous hydrochloride, so this method requires large corrosion-resistant equipment.
There are many problems such as the large amount of iron oxide sludge being discharged, which is difficult to dispose of, and the work environment deteriorated due to the acidic gas generated.To solve these problems, special equipment is required. If equipment costs are taken into consideration, manufacturing prices will inevitably rise. Therefore, there is a strong need for the development of a non-polluting reduction technology to replace Besyan reduction. The present applicants previously filed a patent application for a method using a copper-chromium oxide catalyst as a catalytic reduction method (see Japanese Patent Publication No. 54-42968), but that method requires high temperature and high pressure, and is not fully satisfactory. It wasn't something. A method for producing a haloamino aromatic compound by a catalytic reduction method from a halonitroaromatic compound using a noble metal catalyst and a Raney-nickel catalyst is generally known, and many proposals have also been made for a method for producing C acid. The problem with the catalytic reduction method for halonitroaromatic compounds is that the dehalogenation reaction occurs simultaneously with the reduction of the nitro group to the amino group.
Taking chloro-5-nitrotoluene-4-sulfonic acid as an example, it is represented by the following formula. As a method of using an industrially inexpensive Raney nickel catalyst, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 49-56933 and 54-19936
There are inventions such as No. 54-84549, etc., and C
It is said that an acid can be obtained, but when using these methods, a large amount of catalyst is used, and the dehalogenation reaction occurs at the same time, so the catalyst is dissolved and poisoned by the hydrogen chloride produced, and the catalyst is damaged. Since the activity decreases significantly, it becomes difficult to regenerate and use the catalyst repeatedly, and the cost required for the catalyst is large from an industrial perspective.
This is an expensive method and cannot be superior to the old method. A method of catalytic reduction using a Raney nickel catalyst in the presence of a dehalogenation inhibitor has also been proposed.
2338), method of adding thiocyanate (Japanese Patent Publication No. 46-9689), method of adding dicyandiamide or cyanamide (Japanese Patent Publication No. 50-50327), 2-
Methods such as adding aminothiazole or benzothiazole (Japanese Patent Application Laid-Open No. 76030/1983) have been proposed, but they have poor dehalogenation prevention effects and
All of these methods are insufficient as a method for producing C acid, as they extremely reduce the activity of the catalyst and delay the reaction time, and no method superior to the conventional method has yet been developed. A method using a noble metal catalyst has also been proposed, but in this case as well, dehalogenation occurs at the same time as the reduction of the nitro group, resulting in a significant decrease in the activity of the catalyst. Therefore, the catalyst is
Palladium catalysts can only be regenerated and used repeatedly once or twice at most, and palladium catalysts have this tendency, especially in the case of halonitroaromatic compounds, making them unsuitable. In addition, noble metal catalysts are generally expensive, and the catalyst cannot be used repeatedly due to a decrease in activity due to the dehalogenation reaction, which alone is the reason why this method is not economically viable. Furthermore, Tokukai Sho
54-19935 proposes a method for producing C acid using a platinum catalyst, but when this method is used, dehalogenation also occurs at the same time, and the activity of the catalyst is also significantly reduced, so reuse is limited to at most 1. Since the process was carried out only twice, it cannot be considered as an industrial method from a very economical point of view. As described above, the development of a method for preventing dehalogenation also has the greatest problem with methods using noble metal catalysts, and the purpose of preventing dehalogenation is not only to improve the yield of the target product, but also to This is to prevent severe corrosion of the equipment caused by hydrogen and a reduction in activity due to poisoning of the catalyst, and unless dehalogenation can be effectively prevented, it cannot be an industrial method from an economical point of view. For this reason, many proposals have been made as methods for preventing the elimination of chlorine in the reduction of aromatic halonitro compounds. The methods can be roughly divided into the first method, which is a method in which the catalyst is specially modified, and the second method, which is a method in which a dehalogenation inhibitor is added to a normal catalyst. The first method is to use sulfides of precious metals (J.Am.Chem.Soc.87 (1965)).
2767), method using sulfite-treated platinum (JP-A-Sho
47-17689) and a method using a platinum sulfide catalyst (Japanese Patent Application Laid-open No. 47-22391).
Although reforming catalysts are commercially available industrially, there are no catalysts suitable for the production method of C acid, which is the objective of the present invention, and in order to produce a reforming catalyst suitable for the objective of the present invention, it is necessary to add Due to the toxicity of the material, special equipment is required during adjustment, and the manufacturing cost is high, making it difficult to use as an industrial method. The second method includes, for example, a method of adding morpholine or piperazine when using a noble metal catalyst (Japanese Patent Publication No. 39-30156), a method of adding a phosphorous compound such as phosphorous acid (Japanese Patent Publication No. 122029-1980), same
54-24837), the method of adding triphenyl phosphite etc. (Japanese Patent Publication No. 45-19889), the method of adding piperidine (Japanese Patent Publication No. 48-49729, 49-61126)
No.), method of adding thioether (Japanese Patent Application Laid-open No. 1983-
59121). When the addition of these dehalogenation inhibitors is applied to the method for producing C acid, which is the objective of the present invention, the effect of preventing dehalogenation is poor, and it is necessary to keep dehalogenation as low as possible to increase the activity of the catalyst. If it is not lowered, the reaction time will be longer and the yield per time and space will be lower, and neither of these methods will be an industrially satisfactory method. The present invention was developed with the aim of developing a method for producing C acid by a catalytic reduction method that is superior to the conventional Bessyan reduction method from an industrial standpoint.As a result of extensive studies, we discovered that a noble metal catalyst supported on a carbon carrier, Especially using industrial commercial catalysts, the general formula CH 2 (SR 1 ) (SR 2 )
By carrying out the reduction in the presence of one or more methylene bisthioethers shown by The present invention was achieved based on the discovery that repeated use is possible and that C acid can be economically advantageously produced despite the use of expensive noble metal catalysts. Furthermore, when this additive is used, a relatively inexpensive palladium catalyst, which is considered unsuitable for the catalytic reduction of halonitroaromatics, can also be used. Another advantage of the present invention is that the method is easily reproducible, and such excellent effects of the present invention could not be inferred from conventional knowledge. Catalysts that can be used in the process of the invention include platinum, iridium, osmium, supported on carbon,
Examples include palladium, rhodium, and ruthenium, with platinum and palladium being preferred. These catalysts can be prepared by known methods, but commercially available catalysts (for example, products from Nippon Engelhard) are sufficient. The proportion of noble metal retained on the carrier is preferably 0.2 to 20% by weight, particularly 0.5 to 10% by weight. Carbon, diatomaceous earth, barium sulfate, etc. can be used as the carrier, and carbon is preferred. The amount of catalyst used is not particularly limited, but is preferably 0.01% to 10% by weight based on the halonitro compound.
It is 0.1% to 1.0%. Methylene (bisthioether) used as inhibitor of dehalogenation reaction in the method of the present invention
is represented by the general formula CH 2 (SR 1 ) 2 .
R 1 shown here is an alkyl group having 12 or less carbon atoms and optionally having a substituent, and the substituent is a hydroxyl group or a hydroxyalkoxyl group. Of course, it may be a mixture containing one or more of these as active ingredients. As alkyl groups, preferably up to 6 straight-chain or branched hydrocarbons, such as methyl, ethyl,
propyl, isopropyl, butyl, isobutyl,
Groups such as pentyl, isopentyl, hexyl, and isohexyl. Further, the substituent for the alkyl group is a hydroxyl group or a hydroxyalkoxyl group. Among these additives, water-soluble ones are preferred, and methylene (bishydroxyethyl sulfide) is particularly preferred from the viewpoint of ease of synthesis and efficiency of use. The amount of methylene (bisthioether) used in the method of the invention is 1 to 200% by weight, particularly preferably 10 to 100% by weight, based on the weight of the noble metal in the catalyst. Methylene (bisthioether) is generally used in the process of the present invention only when the precious metal catalyst is used for the first time, and when the catalyst is repeatedly reused, an inhibitor is added thereafter. Without this, the activity of the catalyst can be maintained and high selectivity can be maintained, and side reactions such as dehalogenation reactions can be almost completely prevented. As the reaction medium according to the present invention, water, methanol, ethanol, isopropanol, dioxane, etc. can be used, but water is preferred from an industrial standpoint. Further, the pH value when performing the catalytic reduction in the present invention is 6.0 to 9.0, and it is particularly preferable to perform the catalytic reduction in a weakly basic medium. As the basic medium, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, etc. can be used.
Preferred is sodium hydroxide. According to the present invention, the hydrogen pressure may be normal pressure or
It can be reduced in high yield even at pressures below 10Kg/cm 2 . The reaction temperature according to the present invention can be reduced in the range of room temperature to 150℃, but considering the space-time yield, it can be reduced to 60 to 100℃.
is preferred. An embodiment of the present invention is shown for C acid: 2-
Charge chloro-5-nitrotoluene-4-sulfonic acid or its salts into an autoclave with water, adjust the pH to 7.0 to 9.0 with an aqueous sodium hydroxide solution, and then add the catalyst and dehalogenation inhibitor methylene (bisthioether). and seal. After the air in the autoclave is replaced with nitrogen, it is replaced with hydrogen to adjust to a predetermined hydrogen pressure, and the temperature is raised to a predetermined temperature to perform a catalytic reduction reaction. During the reaction, hydrogen is consumed, but an equivalent amount of hydrogen is pumped in to maintain a predetermined pressure. When the absorption of hydrogen is completed, the autoclave is cooled, and after the pressure is released, the reaction liquid is separated by passing through a catalyst, and the liquid is acidified with hydrochloric acid and crystallized to obtain C acid as crystals. After drying, the obtained C acid can be compared with pure C acid to determine its purity and identification by infrared absorption spectroscopy, paper chromatography, high performance liquid chromatography, etc. In the case of quantitative determination of the dehalogenation reaction product, it can be easily determined using a separately prepared calibration curve by directly measuring the reaction solution with high performance liquid chromatography. 2-chloro-5-nitrotoluene-4-sulfonic acid or its salts used in the present invention are purified products or those obtained by sulfonating, chlorinating, and nitrating toluene in sulfuric acid, or It is possible to use a salted product or a salted product.
Furthermore, the method of the present invention can be used to produce crude 2-chloro-5-nitrotoluene-4-
As is clear from the fact that sulfonic acid can be used, 2-chloro-6-nitrotoluene-4-sulfonic acid, 2-chloro-4-nitrotoluene-6-
Sulfonic acid, 2-chloro-4-nitrotoluene-
C by catalytic reduction of structural isomers such as 5-sulfonic acid.
It is also a method of converting acids into various structural isomers. Furthermore, the method of the present invention is not only effective for chlorides, but is applicable to all halides, and is also applicable to catalytic reduction methods for halonitroaromatic compounds in general. Furthermore, the method of the present invention can be carried out either continuously or discontinuously. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 Aqueous solution containing 27.4 g (0.1 mol) of sodium 2-chloro-5-nitrotoluene-4-sulfonate
Adjust the pH of 270g to 7.5 with an aqueous sodium hydroxide solution and place in a magnetic stirring autoclave. 5% platinum-carbon catalyst (Japan Engelhard product) 200
After adding 1 mg of methylene (bishydroxyethyl sulfide) and sealing the autoclave, the air in the autoclave was replaced with nitrogen, and then with hydrogen.
The reaction was carried out by raising the temperature to 80°C and maintaining the hydrogen pressure at 10Kg/cm 2 . Hydrogen absorption was completed 30 minutes after the start of the reaction, but after maintaining this condition for an additional 30 minutes, the autoclave was cooled, the pressure was released, the reaction product was taken out, and the catalyst was separated. The reaction solution was slightly pale yellow, unchanged from before the reaction, and had a pH of 7.4. The reaction solution was measured by high performance liquid chromatography, but
No dehalogenated product could be detected. Platinum crystals were obtained by acid precipitation of the reaction solution with dilute hydrochloric acid. The weight after drying was 21.3 g, which corresponds to a yield of 96% based on the raw material. When this crystal was identified by means such as infrared absorption spectroscopy, paper chromatography, high-performance liquid chromatography, elemental analysis, and NMR spectroscopy, it was confirmed that it completely matched the standard C acid and was a pure product. Moreover, its purity was 99.8%. Furthermore, from the results of high performance liquid chromatography of the acid precipitation mother liquor, the mother liquor contains approximately 4% C acid.
As a result, it was confirmed that the reduction reaction occurred quantitatively. The catalyst recovered in this example was used 10 times under the same conditions and treatment without adding methylene (bishydroxyethyl sulfide), but the activity decreased during this period.
No phenomena such as a decrease in C acid yield or the formation of dehalogenated products were observed. Further, in this example, the same results were obtained even when a catalyst and methylene (bishydroxyethyl sulfide) were added to water. Comparative Example 1 The same reaction as in Example 1 was carried out except that methylene (bishydroxyethyl sulfide) was not used as the dehalogenation inhibitor. The time taken to complete the reaction was 30 minutes, not much different from Example 1.
Although the reaction was completed within minutes, the pH of the reaction solution had decreased to 3.6, and high-performance liquid chromatography of the reaction solution revealed that the dehalogenation product 5-aminotoluene-4
- 0.7% sodium sulfonate was produced. When the catalyst recovered in Comparative Example 1 was further subjected to the same conditions and treatments, and the catalyst was used repeatedly, it took 54 minutes for the second time, 220 minutes for the third time, and the coloring of the reaction liquid was observed in the third time. Notably, the C acid obtained was also colored. Comparative Example 2 The same conditions and treatment were carried out as in Example 1, except that 5 mg of bis(hydroxyethyl)sulfine was added instead of methylene(bishydroxyethylsulfide) as a dehalogenation inhibitor. . It took 65 minutes to complete hydrogen absorption. In addition, dehalogenation products in the reaction solution were analyzed, but no products were detected. When the recovered catalyst was used repeatedly under similar conditions and treatments, it was found that any reaction time that could be reused required 70 minutes or more, and tended to lengthen as the number of uses increased. When the amount of bis(hydroxyethyl) sulfide added was 3 mg, it took 55 minutes to complete hydrogen absorption, but 0.26% of dehalogenated products were produced in the reaction solution. That is, bis(hydroxyethyl) sulfide could not prevent the dehalogenation reaction without delaying the reaction. Example 2 5% platinum as a catalyst in the method of Example 1.
The same method and operation were carried out, except that 300 mg of 5% palladium-carbon (product of Nippon Engelhard) was used instead of carbon, and 20 mg of methylene (bishydroxyethyl sulfide) was used as a dehalogenation inhibitor. Ivy. Hydrogen absorption was completed in 120 minutes, and the pH of the reaction solution was 6.7. Analysis of the dehalogenated product in the reaction solution revealed that it was 0.23%. Comparative Example 3 The same method and operation as in Example 2 was carried out except that methylene (bishydroxyethyl sulfide) was not used. The pH of the reaction solution was 2.9, and 7.9% of dehalogenated products were produced. Methylene (bishydroxyethyl sulfide)
Bis(hydroxyethyl) sulfide 60 instead of
When using mg, it takes 190 mg before hydrogen absorption ends.
The pH of the reaction solution was 4.5, and the dehalogenated product was present at 1.1%. The reaction solution was colored reddish brown, and the obtained C acid was also colored light brown. Examples 3 to 5 The same method and operation as in Example 1 was carried out by changing the amount of the dehalogenation inhibitor methylene (bishydroxyethyl sulfide), and the following results were obtained.

【表】 実施例 6〜8 実施例1の方法において還元原料水溶液のPHを
酸性の場合は塩酸で、アルカリ性の場合は水酸化
ナトリウム水溶液で所定のPHとして後、同様の反
応および操作を行ない次の結果を得た。
[Table] Examples 6 to 8 In the method of Example 1, the pH of the reducing raw material aqueous solution was adjusted to the specified pH with hydrochloric acid if it was acidic, or with a sodium hydroxide aqueous solution if it was alkaline, and then the same reactions and operations were carried out. I got the result.

【表】 実施例 9〜15 実施例1の方法において脱ハロゲン化防止剤と
してメチレン(ビスヒドロキシエチルスルフイ
ド)の代りに、種々のメチレン(ビスチオエーテ
ル)を添加し、同様の反応および操作を行つたと
ころ次の結果を得た。
[Table] Examples 9 to 15 In the method of Example 1, various methylenes (bisthioethers) were added instead of methylene (bishydroxyethyl sulfide) as a dehalogenation inhibitor, and the same reactions and operations were carried out. When I went there, I got the following results.

【表】 実施例 16 実施例1の方法において2―クロル―6―ニト
ロトルエン―4―スルホン酸を使用した以外は、
全く同様の条件および操作を行つたところ、白色
結晶21.0gが得られた。このものの赤外吸収スペ
クトル、高速液体クロマトグラフ、NMRスペク
トル等の手段により同定を行つたところ、標準の
2―クロル―6―アミノトルエン―4―スルホン
酸(L酸とも呼ばれる)と完全に一致し、純品で
あることが確認できた。また反応液の高速液体
クロマトグラフからは、脱ハロゲン化生成物6―
アミノトルエン―4―スルホン酸は検知できなか
つた。 実施例 17 実施例1の方法において2―クロル―5―ニト
ロトルエン―4―スルホン酸ナトリウムの代わり
に、2―クロル―4―ニトロトルエン―6―スル
ホン酸ナトリウム(0.1モル)を、メチレン(ビ
スヒドロキシエチルスルフイド)の代わりにメチ
レン(ビスヒドロキシブチルスルフイド)1.5mg
を使用した以外は実施例1と同様の操作により2
―クロル―4―アミノトルエン―6―スルホン酸
の白色結晶20.8gが得られた。反応液中に脱ハロ
ゲン化生成物4―アミノトルエン―6―スルホン
酸0.03%が検知された。 実施例 18 実施例1の方法において、原料として2―クロ
ル―4―ニトロトルエン―5―スルホン酸ナトリ
ウム(0.1モル)を、メチレン(ビスチオエーテ
ル)としてメチレン(ビスイソプロピルスルフイ
ド)1.0mgを使用した以外は実施例1と同様の操
作により2―クロル―4―アミノトルエン―5―
スルホン酸の白色結晶21.1gが得られた。脱ハロ
ゲン化生成物は検知されなかつた。
[Table] Example 16 The method of Example 1 except that 2-chloro-6-nitrotoluene-4-sulfonic acid was used.
When exactly the same conditions and operations were performed, 21.0 g of white crystals were obtained. When this substance was identified by means such as infrared absorption spectrum, high performance liquid chromatography, and NMR spectrum, it was found to be completely identical to standard 2-chloro-6-aminotoluene-4-sulfonic acid (also called L acid). It was confirmed that the product was genuine. In addition, high performance liquid chromatography of the reaction solution revealed that the dehalogenated product 6-
Aminotoluene-4-sulfonic acid could not be detected. Example 17 In the method of Example 1, sodium 2-chloro-4-nitrotoluene-6-sulfonate (0.1 mol) was used instead of sodium 2-chloro-5-nitrotoluene-4-sulfonate, and methylene (bishydroxyethyl 1.5 mg of methylene (bishydroxybutyl sulfide) instead of sulfide
2 was carried out in the same manner as in Example 1 except that
20.8 g of white crystals of -chloro-4-aminotoluene-6-sulfonic acid were obtained. 0.03% of the dehalogenated product 4-aminotoluene-6-sulfonic acid was detected in the reaction solution. Example 18 In the method of Example 1, sodium 2-chloro-4-nitrotoluene-5-sulfonate (0.1 mol) was used as the raw material, and 1.0 mg of methylene (bisisopropylsulfide) was used as the methylene (bisthioether). Except for this, 2-chloro-4-aminotoluene-5- was prepared in the same manner as in Example 1.
21.1 g of white crystals of sulfonic acid were obtained. No dehalogenation products were detected.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 2―クロル―5―ニトロトルエン―4―スル
ホン酸、2―クロル―6―ニトロトルエン―4―
スルホン酸、2―クロル―4―ニトロトルエン―
6―スルホン酸、及び2―クロル―4―ニトロト
ルエン―5―スルホン酸よりなる群から選ばれる
酸またはその塩を、 貴金属触媒と、 一般式:CH2(SR12 (式中、R1は、炭素数12以下の、場合によつ
ては置換基を有するアルキル基で、該置換基が水
酸基またはヒドロキシアルコキシル基を表わす)
で示されるメチレン(ビスチオエーテル)の1種
または2種以上、 との共存下で、必要に応じて弱塩基性媒体中で接
触還元することを特徴とする、前記酸類のニトロ
基がアミノ基に還元された夫々に対応する2―ク
ロル―5―アミノトルエン―4―スルホン酸類ま
たはその塩類の製造方法。 2 2―クロル―5―ニトロトルエン―4―スル
ホン酸を原料とする特許請求の範囲第1項に記載
の2―クロル―5―アミノトルエン―4―スルホ
ン酸の製造方法。 3 接触還元反応がPH6.0〜9.0の範囲、特に弱塩
基性下に行われる特許請求の範囲第1または2項
に記載の方法。 4 メチレン(ビスチオエーテル)が、接触還元
反応に先立ち予め、貴金属触媒に吸着されている
特許請求の範囲第1,2または3項に記載の方
法。
[Claims] 1 2-chloro-5-nitrotoluene-4-sulfonic acid, 2-chloro-6-nitrotoluene-4-
Sulfonic acid, 2-chloro-4-nitrotoluene-
An acid selected from the group consisting of 6-sulfonic acid and 2-chloro-4-nitrotoluene-5-sulfonic acid or a salt thereof, with a noble metal catalyst, and the general formula: CH 2 (SR 1 ) 2 (wherein R 1 is an alkyl group having 12 or fewer carbon atoms and optionally having a substituent, and the substituent represents a hydroxyl group or a hydroxyalkoxyl group)
The nitro group of the acid is converted into an amino group by catalytic reduction in a weakly basic medium, if necessary, in the coexistence of one or more methylenes (bisthioethers) represented by A method for producing the respective reduced 2-chloro-5-aminotoluene-4-sulfonic acids or salts thereof. 2. The method for producing 2-chloro-5-aminotoluene-4-sulfonic acid according to claim 1, using 2-chloro-5-nitrotoluene-4-sulfonic acid as a raw material. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the catalytic reduction reaction is carried out in a pH range of 6.0 to 9.0, particularly under weak basic conditions. 4. The method according to claim 1, 2 or 3, wherein methylene (bisthioether) is adsorbed on a noble metal catalyst in advance of the catalytic reduction reaction.
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