KR19980024647A

KR19980024647A - 아미노페놀의 제조방법

Info

Publication number: KR19980024647A
Application number: KR1019970047280A
Authority: KR
Inventors: 존 배리 헨스홀; 존 위트워쓰; 이언 앤토니 디어든; 스티븐 월쉬
Original assignee: 알테르 에.; 시바 스페셜티 케미칼즈 홀딩 인코포레이티드
Priority date: 1996-09-19
Filing date: 1997-09-13
Publication date: 1998-07-06
Also published as: CN1084327C; US5908961A; JPH10114729A; KR100540293B1; CN1178785A; EP0831081B1; DE69703422T2; CA2216043A1; GB2317614A; GB9719236D0; DE69703422D1; ES2152635T3; EP0831081A1

Abstract

본 발명은, 반응물의 pH를 지속적으로 모니터링할 필요가 없도록 산 트랩핑제를 주기적으로 첨가하면서, 수성의 산성 조건하에서 화학식 3 또는 4의 화합물과 화학식 5의 유기 할로겐화물을 반응시킴을 포함하는, 화학식 1 또는 2의 N,N-비치환 아미노페놀의 제조방법에 관한 것이다.

화학식 1

화학식 2

화학식 3

화학식 4

화학식 5

R₂X

상기식에 있어서,

R₁및 R₂는 같거나 상이하며, 각각 포화 또는 불포화 지방족 하이드로카빌, 시클로알킬, 아르알킬(아르알킬의 페닐환은 추가로 치환될 수 있다), 알콕시알킬, 또는 시클로알킬알킬이고(단 R₁및 R₂는 동시에 메틸이 아니다);

R₃은 수소 또는 R₁을 나타내며;

R'는 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 알킬 또는 알콕시를 나타내고;

X는 할로겐을 나타낸다.

Description

아미노페놀의 제조방법

본 발명은 N,N-비치환 아미노페놀의 제조방법에 관한 것이다.

N,N-비치환 아미노페놀은 압력감응성 또는 열감응성 기록시스템에서 염료로서 사용되는 플로란 화합물을 제조하기 위한 중간체로서 유용하다.

3-N,N-디알킬아미노페놀은 3-아미노페놀을 할로겐화 알킬을 사용하여 예를 들어 하기의 다수의 반응조건하에서 알킬화함으로써 제조되어 왔다:

a) 산 트랩제로서 C₁-C₄알콜 및 알킬 금속 탄산염의 존재하에, 환류상태에서 요오드화 부틸을 사용하여 3-아미노페놀을 부틸화한다[문헌(JP 02101053, Chemical Abstract volume 113, 40149) 참조].

b) 산 트랩제로서 수산화칼륨의 존재하에, 24시간 환류하면서 수계(aqueous system)중에서 3-아미노페놀을 부틸화한다[문헌(Chem. Ber. 1951(84)740)참조].

c) 에탄올중의 브롬화 알킬을 사용하여 3-아미노페놀을 알킬화한 후, 3-N-알킬아미노페놀을 분리한다. 이 3-N-알킬아미노페놀은 또한 마찬가지로 처리되어 목적하는 3-N,N-디알킬아미노페놀을 제조할 수 있다[문헌(JACS 1952 (74) 573-578)참조]. 같은 문헌에는 개질에 대하여 기술되어 있는데, 에탄올중의 3-N-알킬아미노페놀을 생성한 후, 반응물을 탄산나트륨 수용액으로 희석하고 추가의 브롬화 알킬을 첨가하여 알킬화를 종료하는 것에 관한 것이다.

d) 실온에서 트리에틸아민과 같은 염기의 존재하에, 용매인 디메틸 포름아미드 중에서 할로겐화 알킬을 사용하여 3-아미노페놀을 알킬화한다[문헌(USSR 523080, Chemical Abstract volume 85, 177057)참조].

e) 메탄올 환류상태에서 N,N-디이소프로필에틸아민의 존재하에 1-요오드알칸(iodoalkane)을 사용하여 3-아미노페놀을 알킬화한다[문헌(EP 356173) 참조].

f) 100℃에서 물과 암모니아의 존재하에 할로겐화 알킬을 사용하여 3-아미노페놀을 고압가열(autoclaving)한다[문헌(JP 62048653, Chemical Abstract volume 107, 58645)참조]. 같은 문헌에는, 알킬화도중 오토클레이브에 암모니아를 지속적으로 공급함으로써 pH를 4.0이상으로 조정하여 얻을 수 있는 수율 향상에 대해 기술되어있다.

상기 a) 내지 f)에 기술된 방법들은 아래와 같은 일부 공정에 대한 공업적 제조상의 불리한 점이 있다:

a) 유기용매 및 상대적으로 고가인 할로겐화 알킬 즉, 요오드화 알킬의 형태로 사용한다.

b) 알킬화 도중의 pH조정이 없음으로 인하여 목적하는 생성물의 수율이 저조하고, O-알킬화 분체(O-alkylate moieties)와 같은 불필요한 부산물의 제거를 위해 정제 공정을 수행할 필요가 있다.

c) 알킬화 단계에서 유기용매를 사용한다.

d) 유기용매를 사용하고, 산 트랩핑제로서 비교적 고가인 유기 염기를 사용한다.

e) 요오드화 알킬의 형태로서 비교적 고가인 할로겐화 알킬과 함께 유기 용매 및 유기 염기를 사용한다.

f) 고압하에서 반응을 수행하기 위해 오토클레이브를 사용해야 하며 또한 암모니아를 사용하며 이와 같은 반응조건하에 pH를 지속적으로 모니터링해야 하는 것과 관련한 기술적 난점들이 있다.

4-N,N-디알킬아미노페놀은 전술한 3-N,N-디알킬아미노페놀의 제조방법과 유사하게, 즉, 유기용매 존재하에서 또는 보다 조작이 어렵거나 더 값비싼 반응물을 사용하여 제조되어 왔다.

본 발명의 목적은 N,N-비치환 아미노페놀을 제조하는 데 있어, 아미노페놀 또는 N-치환 아미노페놀을 후술할 유기 할로겐화물과 수성의 산성 조건하에서 주기적으로 산 트랩핑제를 첨가하며(따라서 pH의 지속적 모니터링은 불필요하다) 반응시켜 고순도 및 고수율로 N,N-비치환 아미노페놀을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 화학식 1 및 2의 N,N-비치환 아미노페놀을 제조하는 방법을 제공한다.

상기식에 있어서,

R₁및 R₂는 같거나 상이하며 각각 포화 또는 불포화 지방족 하이드카빌, 시클로알킬, 아르알킬(페닐환은 더 치환될 수 있다), 알콕시알킬, 또는 시클로알킬알킬이고, 단 R₁및 R₂는 동시에 메틸이 아니며 R'는 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 알킬 또는 알콕시를 나타낸다.

상기 제조 방법은, 반응물의 pH를 지속적으로 모니터링할 필요없이 산 트랩핑제를 주기적으로 조정 및 첨가하면서, 수계 중에서 화학식 3 또는 4의 화합물과 화학식 5의 유기 할로겐화물을 수성의 산성 조건하에서 반응시킴을 포함함을 특징으로 한다.

상기식에 있어서,

R₃은 수소 또는 R₁을 나타내며, R'는 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 내지 2의 알킬, 또는 탄소수 1 내지 2의 알콕시를 나타낸다.

R₂X

상기식에 있어서, R₂는 상기에서 정의된 바와 같고 X는 할로겐이다.

할로겐인 X는 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있으나, 때때로 유기 염화물이 충분히 반응성이지 않은 경우가 있으므로 브롬이 바람직하다. 반응은 0 내지 2 바의 압력에서 수행하므로(필요한 경우 고압을 사용할 수도 있지만), 오토클레이브와 같은 특별한 장치에 대한 필요성을 제거하였다. 결과물인 할로겐 염이 수용성 매질에 용해가능하고, 간단한 상분리에 의하여 반응물로부터 용이하게 제거되며, 배출계로 배출하기 전에 최소한의 처리만을 필요로 한다는 사실은 무기 산 트랩핑제를 사용함으로써 얻는 장점이다. 유기 산 트랩핑제를 사용할 수도 있으나 이 경우엔 배출계로 배출하기전에 유기 염기를 회수하기 위한 추가 공정을 필요로 한다.

본 발명에 사용될 수 있는 아미노페놀은 다음을 포함한다:

3-아미노페놀, 4-아미노페놀, 4-아미노-3-메틸페놀, 4-아미노-3-클로로페놀, 4-아미노-3-니트로페놀, 3-N-메틸아미노페놀, 3-N-에틸아미노페놀, 3-N-n-프로필아미노페놀, 3-N-이소프로필아미노페놀, 3-N-n-부틸아미노페놀, 3-N-이소부틸아미노페놀, 3-N-세크부틸아미노페놀, 3-N-n-펜틸아미노페놀, 3-(N-1'-메틸부틸아미노)페놀, 3-N-이소아밀아미노페놀, 3-(N-1'-메틸펜틸아미노)페놀, 3-(N-시클로헥실아미노)페놀, 3-N-헥실아미노페놀, 3-N-에톡시프로필아미노페놀, 3-N-시클로헥실메틸아미노페놀, 3-N-펜에틸아미노페놀, 4-N-메틸아미노페놀, 4-N-에틸아미노페놀, 4-N-n-프로필아미노페놀, 4-N-이소프로필아미노페놀, 4-N-n-부틸아미노페놀, 4-N-이소부틸아미노페놀, 4-N-세크부틸아미노페놀, 4-N-n-펜틸아미노페놀, 4-(N-1'-메틸부틸아미노)페놀, 4-N-이소아밀아미노페놀, 4-(N-1'-메틸펜틸아미노)페놀, 4-(N-시클로헥실아미노)페놀, 4-N-헥실아미노페놀, 4-N-에톡시프로필아미노페놀, 4-N-시클로헥실메틸아미노페놀 및 4-N-펜에틸아미노페놀을 포함한다.

화학식 3 또는 4의 아미노페놀 유도체는 화학식 5의 유기 할로겐화물과 수성 매질에서 반응한다.

포화 지방족 하이드로카빌그룹으로서는, 특히 탄소수 1 내지 18의 직쇄 또는 측쇄 알킬그룹을 언급할 수 있다. 불포화 지방족 하이드로카빌로서는, 탄소수 3 내지 5의 직쇄 또는 측쇄 알케닐그룹 및 탄소수 3의 알키닐그룹을 언급할 수 있다. 시클로알킬그룹으로서는, 특히 탄소수 5 내지 7의 시클로알킬그룹(시클로알킬환은 메틸에 의해 추가로 치환될 수 있다)을 언급할 수 있다. 아르알킬그룹으로서는, 특히 탄소수 7 내지 8의 아르알킬그룹을 언급할 수 있다. 또한, 아르알킬그룹의 방향족환은 추가로 치환될 수 있다. 알콕시알킬그룹으로서는, 특히 탄소수 2 내지 4의 알콕시알킬그룹을 언급할 수 있다. 시클로알킬알킬그룹으로서는, 특히 탄소수 6 내지 8의 시클로알킬알킬그룹을 언급할 수 있다. 또한, 예를 들어, 메틸과 같은 알킬그룹에 의해 추가로 치환될 수 있다.

본 발명에서 사용될 수 있는 유기 할로겐화물은 염화 메틸, 브롬화 메틸, 요오드화 메틸, 염화 에틸, 브롬화 에틸, 브롬화 프로필, 브롬화 n-부틸, 브롬화 이소아밀, 브롬화 n-헥실, 브롬화 시클로헥실메틸, 브롬화 알릴, 브롬화 크로틸(crotyl bromide), 4-브로모-2-메틸-2-부텐 및 브롬화 프로파길을 포함한다.

유기 할로겐화물은 보통 화학식 3 또는 4의 아미노페놀 유도체(R₃이 수소인 경우)의 몰당 2.0 내지 2.5몰, 더욱 바람직하게는 2.0 내지 2.15몰을 사용한다. R₃이 수소가 아닌 경우는 유기 할로겐화물은 보통 N-치환 아미노페놀 유도체의 몰당 1.0 내지 1.25몰, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 1.15몰을 사용한다. 반응은 물의 존재하에서 이루어지며 사용되는 물의 총량은 상분리에 의해 N,N-비치환 아미노페놀을 분리하고 세척(필요한 경우)하기전의 모든 무기염을 용해시키기에 충분한 양이다.

반응은 단계적으로 수행하는 것이 바람직하다. 필요로하는 유기 할로겐화물의 반정도를 아미노페놀의 수용성 슬러리 또는 용액에 첨가한다. 반응온도는 실온과 반응물의 비등점간의 범위, 더욱 구체적으로는 50℃ 내지 반응물의 비등점간의 온도 범위일 수 있으며, 반응시간은 1 시간 내지 수시간으로 반응온도 및 선택된 반응물에 따라 다양할 수 있다. 이같은 초기반응 후에, 주로 아미노페놀 유도체의 할로겐화 수화물의 염으로서 존재하는, 생성된 산을 대부분 중화시킬 만큼 충분한 양의 산 트랩핑제를 첨가한다. 정확한 pH값은 필요하지 않으며 아미노페놀 유도체는 후속반응에 의해 배출되지만 pH는 7.0을 초과해서는 아니된다. 추가의 유기 할로겐화물을 첨가하고 반응을 이 공정의 첫 번째 단계의 조건으로 계속 진행한다. 그 다음, 이전과 같은 pH로 조정하기 위해 추가의 산 트랩핑제를 첨가한다. 그런후에, 유기 할로겐화물의 마지막 부분을 첨가하고 반응을 진행시켜 종료한다.

본 반응을 위해 선택된 단계의 횟수는 상기 기술한 3회로 제한되는 것은 아니지만 바람직하게는 1 보다는 커야 한다. 반응물의 pH값이 7을 초과하지 않도록 확실히 함으로써 아미노페놀 유도체의 페놀분체의 반응은 억제된다. pH값이 7을 초과한다면 최종 분리생성물의 후속적 사용에 있어 해로울 수 있는 불필요한 불순물이 생성될 소지가 많아진다.

산 트랩핑제로서는 다음의 예를 들 수 있으며 이 예에 의해 제한되는 것은 아니다:

수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화마그네슘 및 수산화칼슘과 같은 주기율표의 1족 및 2족 금속 수산화물(고체, 수용액 또는 수성 슬러리로서 사용될 수 있다), 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산칼슘 및 탄산마그네슘과 같은 주기율표의 1족 및 2족 금속 탄산염(고체, 수용액 또는 수성 슬러리로서 사용될 수 있다), 중탄산나트륨 및 중탄산칼륨과 같은 주기율표의 1족 금속 중탄산염(고체, 수용액 또는 수성 슬러리로서 사용될 수 있다)을 들 수 있다.

산 트랩핑제로서 산화 마그네슘도 사용할 수 있다.

분리는 무기염의 수용액으로부터 목적하는 N,N-비치환 아미노페놀을 상분리함으로써 행한다. 유기상을 세척하는 데 있어, pH값이 생성물에 잔존하는 할로겐화 수화물의 염을 중화시키기에 충분히 높지만 잔존할 수도 있는 소량의 유기 할로겐화물과 페놀분체의 반응을 개시할 만큼은 높지 않도록 하기에 적당한 산트랩핑제를 함유한 물을 사용하여 세척할 수 있다.

필요한 경우, 수 불혼화성인 용매를 분리하기 전에 첨가하여 상분리의 효율을 높일 수 있다. 이 경우 사용될 수 있는 용매의 예로서는, 벤젠, 톨루엔 및 크실렌과 같은 방향족 탄화수소; 클로로벤젠 및 디클로로벤젠과 같은 염소화 방향족 탄화수소; 직쇄형 또는 가지쇄형의 포화 또는 불포화(또는 퍼클로로에틸렌과 같이 염소에 의해 추가로 치환될 수 있는) 지방족 탄화수소; 시클로헥산과 같은 탄소수 5 내지 7의 시클로알킬 화합물을 들 수 있다.

또한, 공정중 제조되는 수성 배출물의 최소화가 필요한 경우엔 물의 총사용량을 무기염이 완전히 녹지는 않는 수준으로 감소시킬 수 있다. 이 경우, 여과공정을 도입하여 이들 무기염을 제거 및 회수할 수 있다.

상분리후에 유기층을 대기 또는 진공의 조건에서 증류하여 건조시킬 수 있다. 증류와 보관을 불활성 대기하에서 수행하여 산화물이 생기지 않도록 하는 것 역시 바람직하다.

하기의 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 기술할 것이다. 그러나, 본 발명을 실시예에 의해 한정하는 것으로 이해해서는 아니된다.

실시예 1 : 3-N,N-비치환 아미노페놀

물(200g)과 3-아미노페놀(218g; 2.00몰)을 반응기에 주입하고 80℃로 가열한다. 반응조내의 내용물을 80 내지 85℃의 온도로 유지하면서 브롬화 n-부틸(328.8g; 2.40몰)을 첨가한다. 반응물을 80 내지 85℃에서 한시간 더 교반한다.

그 다음, 수산화나트륨 47%용액(140g; 1.64몰)을 첨가한다. 온도를 90 내지 93℃로 조정한 후, 이 온도를 유지하면서 브롬화 n-부틸(192g; 1.40몰)를 첨가한다. 이 온도범위에서 반응물을 한시간 더 교반한 다음, 수산화나트륨 47%용액(93g; 1.09몰)을 첨가한다. 브롬화 n-부틸 최종분(68.4g; 0.5몰)을 첨가하고 반응물을 91 내지 95℃에서 13시간동안 교반한다.

반응조의 내용물을 70 내지 75℃로 냉각하고 물(120g)을 첨가한다. 온도를 70 내지 75℃로 조정한 후, 수산화나트륨 47%용액(88.5g; 1.04몰)을 첨가하여 4.4 내지 5.0의 범위내의 pH값을 얻는다. 반응조 내용물을 2개의 상으로 안정시키고 아래쪽의 수성층을 제거한다.

유상의 유기층에 물(400g)과 탄산나트륨 100%(24g; 0.23몰)를 첨가한다. 반응물의 온도를 70 내지 75℃로 조정하고 반응조 내용물을 휘저어 완전한 혼합이 이루어 지도록 하며 수성층의 pH를 6.0 내지 7.0으로 한다. 반응조 내용물을 안정되게 한후 아래쪽의 수성층을 제거한다. 물(400g)과 탄산나트륨 100%(1.0g)을 추가로 첨가하고 수성층의 pH값이 6.0 내지 7.0 사이가 되도록 하여 세척공정을 반복한다. 수성층을 분리한 후, 유상의 유기층을 진공건조시킨다. 3-N,N-디부틸아미노페놀의 수율은 이론값의 95.3%이다.

실시예 2 : 3-N,N-디부틸아미노페놀

실시예 1을, 수산화나트륨 47%용액의 첨가대신 등량의 탄산나트륨 100%로 하여 수행한다.

3-N,N-디부틸아미노페놀의 수율은 이론값의 94.7%이다.

실시예 3 : 3-N,N-디헥실아미노페놀

물(100g)과 3-아미노페놀(109g; 1.00몰)을 반응기에 주입하고 80℃로 가열한다. 반응조내의 내용물을 80 내지 85℃의 온도로 유지하면서 브롬화 n-헥실(198.1g; 1.20몰)을 첨가한다. 반응물을 80 내지 85℃에서 한시간 더 교반한다.

그 다음, 수산화나트륨 47%용액(70g; 0.82몰)을 첨가한다. 온도를 90 내지 93℃로 조정한 후, 이 온도를 유지하면서 브롬화 n-헥실(115.7g; 0.7몰)를 첨가한다. 이 온도범위에서 반응물을 한시간 더 교반한 다음, 수산화나트륨 47%용액(46.6g; 0.545몰)을 첨가한다. 브롬화 n-헥실 최종분(41.2g; 0.25몰)을 첨가하고 반응물을 91 내지 95℃에서 13시간동안 교반한다.

반응조의 내용물을 70 내지 75℃로 냉각하고 물(60g)을 첨가한다. 온도를 70 내지 75℃로 조정한 후, 수산화나트륨 47%용액(44.25g; 0.52몰)을 첨가한다. 반응조 내용물을 2개의 상으로 안정시키고 아래쪽의 수성층을 제거한다.

유상의 유기층에 물(200g)과 탄산나트륨 100%(12g; 0.115몰)를 첨가한다. 반응물의 온도를 70 내지 75℃로 조정하고 반응조 내용물을 휘저어 완전한 혼합이 이루어 지도록 하며 수성층의 pH를 6.0 내지 7.0으로 한다. 반응조 내용물을 안정되게 한후 아래쪽의 수성층을 제거한다. 물(200g)과 탄산나트륨 100%(1.0g)을 추가로 첨가하고 수성층의 pH값이 6.0 내지 7.0 사이가 되도록 하여 세척공정을 반복한다. 수성층을 분리한 후, 유상의 유기층을 진공건조시킨다. 3-N,N-디헥실아미노페놀의 수율은 이론값의 89.4%이다.

실시예 4 : 3-N,N-디이소아밀아미노페놀

물(100g)과 3-아미노페놀(109g; 1.00몰)을 반응기에 주입하고 80℃로 가열한다. 반응조내의 내용물을 80 내지 85℃의 온도로 유지하면서 이소아밀 브로마이드(181.2g; 1.20몰)을 첨가한다. 반응물을 80 내지 85℃에서 한시간 더 교반한다.

그 다음, 수산화나트륨 47%용액(70g; 0.82몰)을 첨가한다. 온도를 90 내지 93℃로 조정한 후, 이 온도를 유지하면서 브롬화 이소아밀(105.7g; 0.7몰)를 첨가한다. 이 온도범위에서 반응물을 한시간 더 교반한 다음, 수산화나트륨 47%용액(46.6g; 0.545몰)을 첨가한다. 브롬화 이소아밀 최종분(37.7g; 0.25몰)을 첨가하고 반응물을 91 내지 95℃에서 13시간동안 교반한다.

유상의 유기층에 물(200g)과 탄산나트륨 100%(12g; 0.115몰)를 첨가한다. 반응물의 온도를 70 내지 75℃로 조정하고 반응조 내용물을 휘저어 완전한 혼합이 이루어 지도록 하며 수성층의 pH를 6.0 내지 7.0으로 한다. 반응조 내용물을 안정되게 한후 아래쪽의 수성층을 제거한다. 물(200g)과 탄산나트륨 100%(1.0g)을 추가로 첨가하고 수성층의 pH값이 6.0 내지 7.0 사이가 되도록 하여 세척공정을 반복한다. 수성층을 분리한 후, 유상의 유기층을 진공건조시킨다. 3-N,N-디이소아밀아미노페놀의 수율은 이론값의 91.4%이다.

실시예 5 : 3-N,N-디시클로헥실메틸아미노페놀

물(15g)과 3-아미노페놀(16.4g; 0.15몰)을 반응기에 주입하고 80℃로 가열한다. 반응조내의 내용물을 80 내지 85℃의 온도로 유지하면서 브롬화 시클로헥실메틸(31.9g; 0.18몰)을 첨가한다. 반응물을 80 내지 85℃에서 16시간 더 교반한다.

그 다음, 수산화나트륨 47%용액(10.4g; 0.12몰)을 첨가한다. 온도를 90 내지 93℃로 조정한 후, 이 온도를 유지하면서 브롬화 시클로헥실메틸(18.6g; 0.105몰)를 첨가한다. 이 온도범위에서 반응물을 4.5시간 더 교반한 다음, 수산화나트륨 47%용액(7.0g; 0.08몰)을 첨가한다. 브롬화 시클로헥실메틸 최종분(6.6g; 0.037몰)을 첨가하고 반응물을 91 내지 95℃에서 16시간동안 교반한다.

반응조의 내용물을 70 내지 75℃로 냉각하고 물(9g)을 첨가한다. 온도를 70 내지 75℃로 조정한 후, 수산화나트륨 47%용액(6.6g; 0.08몰)을 첨가한다. 톨루엔(150g)을 첨가하고 반응조 내용물을 2개의 상으로 안정시킨 후, 아래쪽의 수성층을 제거한다.

톨루엔 용액에 물(150g)과 탄산나트륨 100%(1.8g; 0.017몰)를 첨가한다. 반응물의 온도를 70 내지 75℃로 조정하고 반응조 내용물을 휘저어 완전한 혼합이 이루어 지도록하며 수성층의 pH를 6.0 내지 7.0으로 한다. 반응조 내용물을 안정되게 한후 아래쪽의 수성층을 제거한다. 그 다음, 톨루엔을 증류하여 제거한다. 3-N,N-디시클로헥실메틸아미노페놀의 수율은 이론값의 83.8%이다.

실시예 6 : 4-N,N-디부틸아미노페놀

물(150g)과 3-아미노페놀(109g; 1.00몰)을 반응기에 주입하고 80℃로 가열한다. 반응조내의 내용물을 80 내지 85℃의 온도로 유지하면서 브롬화 n-부틸(164.4g; 1.20몰)을 첨가한다. 반응물을 80 내지 85℃에서 한시간 더 교반한다.

그 다음, 수산화나트륨 47%용액(70g; 0.82몰)을 첨가한다. 온도를 90 내지 93℃로 조정한 후, 이 온도를 유지하면서 브롬화 n-부틸(96g; 0.7몰)를 첨가한다. 이 온도범위에서 반응물을 한시간 더 교반한 다음, 수산화나트륨 47%용액(46.5g; 0.54몰)을 첨가한다. 브롬화 n-부틸 최종분(34.2.g; 0.25몰)을 첨가하고 반응물을 91 내지 95℃에서 13시간동안 교반한다.

반응조의 내용물을 70 내지 75℃로 냉각하고 물(60g)을 첨가한다. 온도를 70 내지 75℃로 조정한 후, 수산화나트륨 47%용액(44.3g; 0.52몰)을 첨가하여 4.4 내지 5.0의 범위내의 pH값을 얻는다. 반응조 내용물을 2개의 상으로 안정시키고 아래쪽의 수성층을 제거한다.

유상의 유기층에 물(200g)과 탄산나트륨 100%(12g; 0.115몰)를 첨가한다. 반응물의 온도를 70 내지 75℃로 조정하고 반응조 내용물을 휘저어 완전한 혼합이 이루어 지도록 하며 수성층의 pH를 6.0 내지 7.0으로 한다. 반응조 내용물을 안정되게 한후 아래쪽의 수성층을 제거한다. 물(200g)과 탄산나트륨 100%(1.0g)을 추가로 첨가하고 수성층의 pH값이 6.0 내지 7.0 사이가 되도록 하여 세척공정을 반복한다. 수성층을 분리한 후, 유상의 유기층을 진공건조시킨다. 4-N,N-디부틸아미노페놀의 수율은 이론값의 91.9%이다.

실시예 7 : 3-N,N-디부틸아미노페놀

물(200g)과 3-N-n-부틸아미노페놀(330g; 2.00몰)을 반응기에 주입하고 80℃로 가열한다. 반응조내의 내용물을 90 내지 93℃의 온도로 유지하면서 브롬화 n-부틸(164.4g; 1.20몰)을 첨가한다. 반응물을 90 내지 93℃에서 한시간 더 교반한다.

그 다음, 수산화나트륨 47%용액(70g; 0.82몰)을 첨가한다. 온도를 90 내지 93℃로 재조정한 후, 이 온도를 유지하면서 브롬화 n-부틸(130.2g; 0.95몰)를 첨가한다. 반응물을 91 내지 95℃에서 13시간동안 교반한다.

반응조의 내용물을 70 내지 75℃로 냉각하고 물(60g)을 첨가한다. 온도를 70 내지 75℃로 조정한 후, 수산화나트륨 47%용액(90.8g; 1.06몰)을 첨가하여 4.4 내지 5.0의 범위내의 pH값을 얻는다. 반응조 내용물을 2개의 상으로 안정시키고 아래쪽의 수성층을 제거한다.

유상의 유기층에 물(400g)과 탄산나트륨 100%(12g; 0.115몰)를 첨가한다. 반응물의 온도를 70 내지 75℃로 조정하고 반응조 내용물을 휘저어 완전한 혼합이 이루어 지도록 하며 수성층의 pH를 6.0 내지 7.0으로 한다. 반응조 내용물을 안정되게 한후 아래쪽의 수성층을 제거한다. 물(400g)과 탄산나트륨 100%(1.0g)을 추가로 첨가하고 수성층의 pH값이 6.0 내지 7.0 사이가 되도록 하여 세척공정을 반복한다. 수성층을 분리한 후, 유상의 유기층을 진공건조시킨다.

실시예 8 : 3-N-부틸-N-이소아밀아미노페놀

실시예 7을, 3-N-부틸아미노페놀 대신 3-N-이소아밀아미노페놀을 사용하여 수행한다.

실시예 9 : 3-N-에틸-N-이소아밀아미노페놀

실시예 7을, 3-N-부틸아미노페놀 대신 3-N-에틸아미노페놀을 사용하고 부틸 브로마이드 대신 브롬화 이소아밀을 사용하여 수행한다.

실시예 10 : 4-N,N-디부틸아미노페놀

물(150g)과 4-N-n-부틸아미노페놀(330g; 2.00몰)을 반응기에 주입하고 80℃로 가열한다. 반응조내의 내용물을 90 내지 93℃의 온도로 유지하면서 브롬화 n-부틸(164.4g; 1.20몰)을 첨가한다. 반응물을 90 내지 93℃에서 한시간 더 교반한다.

유상의 유기층에 물(200g)과 탄산나트륨 100%(12g; 0.115몰)를 첨가한다. 반응물의 온도를 70 내지 75℃로 조정하고 반응조 내용물을 휘저어 완전한 혼합이 이루어 지도록 하며 수성층의 pH를 6.0 내지 7.0으로 한다. 반응조 내용물을 안정되게 한후 아래쪽의 수성층을 제거한다. 물(200g)과 탄산나트륨 100%(1.0g)을 추가로 첨가하고 수성층의 pH값이 6.0 내지 7.0 사이가 되도록하여 세척공정을 반복한다. 수성층을 분리한 후, 유상의 유기층을 진공건조시킨다.

실시예 11 : 3-N-부틸-N-이소프로필아미노페놀

실시예 7을, 3-N-부틸아미노페놀 대신 3-N-이소프로필아미노페놀을 사용하여 수행한다.

실시예 12 : 3-N-부틸-N-에틸아미노페놀

실시예 7을, 3-N-부틸아미노페놀 대신 3-N-에틸아미노페놀을 사용하여 수행한다.

실시예 13 : 3-N,N-디알킬아미노페놀

물(20g)과 3-아미노페놀(21.8g; 0.2몰)을 반응기에 주입하고 75℃로 가열한다. 반응조내의 내용물을 75℃의 온도로 유지하면서 브롬화 알릴(29.1g; 0.24몰)을 첨가한다. 이 반응물을 75℃에서 3시간 더 교반한다.

그 다음, 탄산나트륨(8.7g; 0.082몰)을 첨가한다. 브롬화 알릴(22.95g; 0.19몰)을 첨가한 후, 반응물을 75℃에서 18시간동안 유지한다. 그 다음, 탄산나트륨을 첨가하여 pH값을 2 내지 3으로 조정한다. 브롬화 알릴(5.2g; 0.04몰)를 첨가하고 반응물을 75℃에서 2시간 더 교반한다. GLC를 사용한 분석을 보면 3-N,N-디알릴아미노페놀로 80%(면적%)전환되었음을 알 수 있다.

본 발명의 제조 방법은 고순도 및 고수율로 N,N-비치환 아미노페놀을 제조하는 방법으로서, 반응물의 pH를 지속적으로 모니터링할 필요가 없으며, 산 트랩핑제를 주기적으로 조정 및 첨가하면서, 수계중에서 화학식 3 또는 4의 화합물과 화학식 5의 유기 할로겐화물을 수성의 산성 조건하에서 반응시킴을 특징으로 하고, 반응은 0 내지 2 바의 압력에서 수행하므로, 필요한 경우 고압을 사용할 수 있지만, 오토클레이브와 같은 특별한 장치에 대한 필요성이 없다. 결과물인 할로겐 염이 수용성 매질에 용해가능하고, 간단한 상분리에 의하여 반응물로부터 용이하게 제거되며, 배출계로 배출하기 전의 최소한의 처리만을 필요로 한다는 사실은 무기 산 트랩핑제를 사용함으로써 얻는 장점이다.

Claims

반응물의 pH를 지속적으로 모니터링할 필요가 없도록 산 트랩핑제를 주기적으로 첨가하면서, 수성의 산성 조건하에서 화학식 3 또는 4의 아미노페놀 화합물과 화학식 5의 유기 할로겐화물을 반응시킴을 포함하는, 화학식 1 또는 2의 N,N-비치환 아미노페놀의 제조방법.

화학식 1

화학식 2

화학식 3

화학식 4

화학식 5

R₂X

상기 화학식 1 내지 5에 있어서,

R₁및 R₂는 같거나 상이하며, 각각 포화 또는 불포화 지방족 하이드로카빌, 시클로알킬, 아르알킬(아르알킬의 페닐환은 추가로 치환될 수 있다), 알콕시알킬, 또는 시클로알킬알킬을 나타내고(단 R₁및 R₂는 동시에 메틸이 아니다);

R₃은 수소 또는 R₁을 나타내며;

R'는 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 알킬 또는 알콕시를 나타내고;

X는 할로겐을 나타낸다.
제1항에 있어서, R₁또는 R₂가 탄소수 1 내지 18의 선형 또는 가지형 알킬; 탄소수 3 내지 5의 알케닐; 탄소수 3의 알키닐; 탄소수 5 내지 7의 시클로알킬(시클로알킬 환은 메틸에 의해 추가로 치환될 수 있다); 탄소수 7 내지 8의 아랄킬(아랄킬의 아릴 환은 추가로 치환될 수 있다); 탄소수 2 내지 4의 알콕시; 탄소수 6 내지 8의 시클로알킬알킬(시클로알킬 환은 메틸에 의해 추가로 치환될 수 있다)인 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, X가 염소, 브롬 또는 요오드인 제조방법.
제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, R'가 수소, 염소, 브롬, 니트로, 시아노, 탄소수 1 내지 2의 알킬, 또는 탄소수 1 내지 2의 알콕시인 제조방법.
제1항 내지 제4항중의 어느 한 항에 있어서, 산 트랩핑제가 주기율표의 1족 및 2족의 금속 수산화물 또는 금속 탄산염이거나, 주기율표의 1족의 금속 중탄산염인 제조방법.
제5항에 있어서, 산 트랩핑제가 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 중탄산나트륨 또는 중탄산칼륨인 제조방법.
제5항 또는 제6항에 있어서, 산 트랩핑제가 고체, 수용액 또는 수성 슬러리로서 사용되는 제조방법.
제1항 내지 제4항중의 어느 한 항에 있어서, 산 트랩핑제가 산화마그네슘인 제조방법.
제1항 내지 제8항중의 어느 한 항에 있어서, R₃가 수소이며, 유기 할로겐화물이 출발물인 아미노페놀 1몰당 2.0 내지 2.5몰의 양으로 사용되는 제조방법.
제1항 내지 제8항중의 어느 한 항에 있어서, R₃가 수소가 아니며, 유기 할로겐화물이 출발물인 아미노페놀 1몰당 1.0 내지 1.25몰의 양으로 사용되는 제조방법.
제1항 내지 제10항중의 어느 한 항에 있어서, 물이, 생성된 할로겐화물의 염을 전부 또는 부분적으로 용해시키는 양으로 존재하는 제조방법.
제1항 내지 제11항중의 어느 한 항에 있어서, 반응이 실온 내지 반응물의 비등점의 온도 범위에서 수행되는 제조방법.
제12항에 있어서, 반응이 50℃ 내지 반응체의 비등점의 온도 범위에서 수행되는 제조방법.
제1항 내지 제13항중의 어느 한 항에 있어서, 반응이 종결된 후에 수 불혼화성인 용매(water immiscible solvent)를 첨가하여 분리를 촉진시키는 제조방법.
제14항에 있어서, 용매가, 방향족 탄화수소, 염소화 방향족 탄화수소, 염소에 의해 치환되거나 치환되지 않은 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소, 또는 탄소수 5 내지 7의 시클로알킬 화합물인 제조방법.
제1항 내지 제15항중의 어느 한 항에 있어서, 유기 할로겐화물이 단계적으로 첨가되는 제조방법.