KR20140064770A - 니트로벤젠 화합물의 제조방법 - Google Patents

니트로벤젠 화합물의 제조방법 Download PDF

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이하라케미칼 고교가부시키가이샤
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Abstract

특수한 반응 장치를 이용하지 않고, 간편한 조작으로 위험하지 않은 조건하에서 실시 가능한 니트로벤젠 화합물의 제조방법을 제공한다.
본 발명은, 일반식(1) (식 중, R1 및 R5는 동일하거나 또는 다르고, 할로겐 원자 또는 그 외의 다른 관능기를 나타내며, R2, R3 및 R4는 동일하거나 또는 다르고, 수소 원자 또는 그 외의 다른 관능기를 나타낸다.)로 표시되는 아닐린 화합물을, 텅스텐 화합물의 존재하에 산성 조건하에서 과산화수소에 의해 산화시키고, 더욱이 중성으로부터 알칼리성 조건하에서 과산화수소에 의해 산화시키는 것을 특징으로 하는, 일반식(2) (식 중, R1, R2, R3, R4, R5는 상기와 같은 의미를 나타낸다.)로 표시되는 니트로벤젠 화합물의 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pct00015

[화학식 2]

Description

니트로벤젠 화합물의 제조방법{NITROBENZENE COMPOUND MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 니트로벤젠 화합물, 특히 2,6-디치환된 니트로벤젠 화합물(2,6-disubstituted nitrobenzene compound)의 제조방법에 관한 것이다. 이 2,6-디치환된 니트로벤젠 화합물은, 예를 들면, 여러 가지의 유기 화합물(예를 들면, 의농약(醫農藥) 등의 생리 활성인 유기 화합물)의 합성 중간체로서 유용하다.
니트로벤젠 화합물, 특히 2,6-디치환된 니트로벤젠 화합물은, 상기한 바와 같이, 여러 가지 유기 화합물의 합성 중간체로서 널리 알려져 있고, 특히 2,6-디클로로니트로벤젠은, EP4 수용체 길항체(receptor antagonist)로서 기재되어 있는 화합물을 제조하는 합성 중간체로서(특허 문헌 1, 실시예 55 참조), 혹은, 브래디키닌(bradykinin) B1 수용체 길항체로서 기재되어 있는 화합물을 제조하는 합성 중간체로서(특허 문헌 2, 실시예 8 및 실시예 104 참조) 보고되어 있다. 또, 모발용 염색 조성물을 제조하는 합성 중간체(특허 문헌 3, 제조예 6 및 실시예 10 참조)로서도 알려져 있다.
마찬가지로, 2-클로로-6-알콕시카르보닐니트로벤젠도, 유익한 중간체로서 알려져 있고, 프로테인 티로신 포스파타아제(protein tyrosine phosphatase)의 저해제로서 기재되어 있는 화합물을 제조하는 합성 중간체로서(특허 문헌 4, 실시예 76 참조), 혹은, 높은 제초 활성을 가지는 화합물을 제조하는 합성 중간체로서{특허 문헌 5, Synthesis of Compound 2, (2)-(5) 참조} 알려져 있다.
또한, 2-클로로-6-알콕시카르보닐니트로벤젠은, 환원하여 메틸롤화(methylolation)한 후에 메톡시메틸화(methoxymethylation)함으로써, 유용한 농약 중간체인 2-클로로-6-메톡시메틸니트로벤젠으로 유도할 수 있는 것도 알려져 있다(특허 문헌 6 참조).
이와 같이, 유용한 화합물로 유도할 수 있는 니트로벤젠 화합물에 대해서는, 종래부터, 공업적으로 염가의 과산화수소에 의한 아닐린 화합물로부터 니트로벤젠 화합물로의 산화에 있어서, 아닐린 화합물의 아미노기의 오로토 자리(ortho position)가 치환되어 있지 않은 경우, 아닐린류로부터 니트로벤젠 화합물로의 산화는 용이하게 반응이 진행되는 것이 알려져 있다(특허 문헌 7). 그렇지만, 2,6-디치환된 아닐린 화합물의 산화를 같은 조건으로 행하려고 한 경우, 목적으로 하는 2,6-디치환된 니트로벤젠 화합물을 수율 좋게 얻을 수 없다(비교예 1 및 2 참조). 따라서, 종래는, 2,6-디치환된 아닐린 화합물로부터 2,6-디치환된 니트로벤젠 화합물을 얻기 위해서는, 작업에 있어서 많은 주위를 기울일 필요가 있는 고농도의 과산화수소를 사용하고, 더욱 위험성이 높은 과초산(peracetic acid) 또는 트리플루오로과초산 등의 유기과산을 사용하지 않으면 안되며(비특허 문헌 1 및 비특허 문헌 2), 2,6-디치환된 니트로벤젠 화합물을 위험하지 않은(mild) 조건으로 제조하는 합성법은 존재하지 않았다.
특허 문헌 1 : 일본 공표특허공보 2005-533756호 특허 문헌 2 : 일본 공표특허공보 2008-537953호 특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 소62-246967 특허 문헌 4 : 국제 공개공보 2005/081960호 특허 문헌 5 : 미국 특허공보 5084086호 특허 문헌 6 : 국제 공개공보 2000/006553호 특허 문헌 7 : 일본 특허공보 제4284999호
비특허 문헌 1 : 제4판 실험 화학 강좌, 20권, 유기 합성 Ⅱ, 402페이지(1992, 마루젠 가부시키가이샤(丸善株式會社)) 비특허 문헌 2 : Organic　Syntheses, Col. Vol.V　367페이지
본 발명의 과제는, 상기한 종래 기술에 있어서의 1 이상의 결점을 해결하는 것이 가능한 니트로벤젠 화합물, 특히 2,6-디치환된 니트로벤젠 화합물의 제조방법을 제공하는 것에 있다.
즉, 본 발명의 과제는, 염가이고 또한 반응 후에는 무해한 물이 되는, 깨끗하고 우수한 산화제로서 주목을 모으고 있는 과산화수소의 이용 중에, 위험성이 높은 고농도의 과산화수소를 이용하지 않고, 또한 위험성이 높은 과초산 또는 트리플루오로 과초산 등의 유기과산을 사용하지 않아도, 간편한 조작으로, 위험하지 않은 조건하, 폐기물의 부생(副生)을 억제함과 함께 고수율로, 고순도의 니트로벤젠 화합물을 공업적 규모로 제조하는 것이 가능한 방법을 제공하는 것에 있다.
상기와 같은 상황을 감안하여, 본 발명자가 니트로벤젠 화합물, 특히 2,6-디치환된 니트로벤젠 화합물을 제조하는 방법에 대하여 예의 연구를 거듭한 결과, 의외에도, 고농도의 과산화수소를 사용하지 않아도, 아닐린 화합물과, 텅스텐 화합물을 사용하여, 산성 조건하에서 과산화수소와 반응시키고, 다음으로 중성으로부터 알칼리성 조건하에서 과산화수소와 반응시킴으로써, 상기 과제의 해결이 가능한 것을 찾아내고, 이 지견에 기초하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 하기 〔1〕 내지 〔29〕항에 기재된 발명을 제공함으로써 상기 과제를 해결한 것이다.
〔1〕일반식(1)
[화학식 1]
Figure pct00001
(식 중, R1 및 R5는, 동일하거나 또는 다르고, 할로겐 원자, C1~C4 알콕시카르보닐기, C1~C4 알킬기, C1~C4 알콕시기 또는 C1~C4 알콕시 C1~C4 알킬기를 나타내며, R2, R3 및 R4는, 동일하거나 또는 다르며, 수소 원자, 할로겐 원자, C1~C4 알킬기, C1~C4 알콕시기 또는 C1~C4 할로알킬기를 나타낸다.)
로 표시되는 아닐린 화합물을, 텅스텐 화합물의 존재하에 산성 조건하에서 과산화수소에 의해 산화시키고, 또한 중성으로부터 알칼리성 조건하로 과산화수소에 의해 산화시키는 것을 특징으로 하는, 일반식(2)
[화학식 2]
Figure pct00002
(식 중, R1, R2, R3, R4 및 R5는 상기와 같은 의미를 나타낸다.)
로 표시되는 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔2〕일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물의, 일반식(2)로 표시되는 니트로벤젠 화합물로의 과산화수소에 의한 산화를, 산화 반응의 액성을 산성 조건으로부터 중성 내지 알칼리성 조건으로 변경하여 행하는, 〔1〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔3〕아닐린 화합물의 니트로벤젠 화합물로의 산화를, 용매의 존재하에서 행하는, 〔1〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔4〕상기 용매가 물, 알코올류, 니트릴류, 방향족 탄화수소류 또는 이들의 혼합 용매인, 〔3〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔5〕상기 용매가 물인, 〔3〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔6〕상기 용매가 물과 방향족 탄화수소류의 혼합 용매이고, 아닐린 화합물의 니트로벤젠 화합물로의 산화를, 상간(相間) 이동 촉매의 존재하에서 행하는, 〔3〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔7〕상기 방향족 탄화수소류가 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌(mesitylene) 또는 에틸벤젠으로부터 선택되는 1종 이상인, 〔6〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔8〕일반식(1)에 있어서의 R1 또는 R5중 어느 한쪽이 C1~C4 알콕시카르보닐기인 아닐린 화합물이, 일반식(3)
[화학식 3]
Figure pct00003
(식 중, R1, R2, R3 및 R4는 상기와 같은 의미를 나타낸다.)
로 표시되는 할로게노 안식향산 화합물(halogenobenzoic acid compound)을 아미노화하여 얻어지는, 일반식(4)
[화학식 4]
Figure pct00004
(식 중, R1, R2, R3 및 R4는 상기와 같은 의미를 나타낸다.)
로 표시되는 아미노 안식향산 화합물(aminobenzoic acid compound)을 에스테르화 함으로써 제조된 것인, 〔1〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔9〕텅스텐 화합물이 텅스텐산인, 〔1〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔10〕텅스텐 화합물이 텅스텐산염인, 〔1〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔11〕텅스텐 화합물이 금속 텅스텐인, 〔1〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔12〕상간(相間) 이동 촉매가 4급 암모늄염인, 〔6〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔13〕상간(相間) 이동 촉매가 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 또는 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드(myristyltrimethylammonium bromide)로부터 선택되는 1종 이상인, 〔12〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔14〕산성 조건하에서의 액성이 pH 2.0 이하인, 〔1〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔15〕중성으로부터 알칼리성 조건하로의 액성이 pH 6.5에서 16.0인, 〔1〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔16〕중성으로부터 알칼리성 조건하로의 액성이 pH 6.5에서 15.0인, 〔1〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔17〕일반식(1)에 있어서의 R2, R3 및 R4가 수소 원자인, 〔1〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔18〕일반식(1)에 있어서의 R1 및 R5가 동일하거나 또는 다르고, 할로겐 원자 또는 C1~C4 알콕시카르보닐기인, 〔1〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔19〕일반식(1)에 있어서의 R1 및 R5가 할로겐 원자인, 〔1〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔20〕일반식(1)에 있어서의 R1이 할로겐 원자이고, R5가 C1~C4 알콕시카르보닐기인, 〔1〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔21〕일반식(1)에 있어서의 R1 및 R5가 할로겐 원자이고, R2, R3 및 R4가 수소 원자이며, 텅스텐 화합물이 텅스텐산염이고, 산성 조건하에서의 액성이 pH 2.0 이하인 것과 함께, 중성으로부터 알칼리성 조건하로의 액성이 pH 6.5에서 15.0이며, 용매가 물과 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌(mesitylene) 또는 에틸벤젠으로부터 선택되는 1종 이상과의 혼합 용매이고, 산화 반응을 상간(相間) 이동 촉매의 존재하에서 행함과 함께, 상간(相間) 이동 촉매가 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 또는 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드로부터 선택되는 1종 이상인, 〔3〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔22〕일반식(1)에 있어서의 R1이 할로겐 원자이고, R5가 C1~C4 알콕시카르보닐기이며, R2, R3 및 R4가 수소 원자이고, 텅스텐 화합물이 텅스텐산염이며, 산성 조건하에서의 액성이 pH 2.0 이하인 것과 함께, 중성으로부터 알칼리성 조건하로의 액성이 pH 6.5에서 15.0이고, 용매가 물과 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 또는 에틸벤젠으로부터 선택되는 1종 이상의 혼합 용매이며, 산화 반응을 상간(相間) 이동 촉매의 존재하에서 행하는 것과 함께, 상간(相間) 이동 촉매가 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 또는 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드로부터 선택되는 1종 이상인, 〔3〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔23〕일반식(1)에 있어서의 R1 및 R5가 할로겐 원자이고, R2, R3 및 R4가 수소 원자이며, 텅스텐 화합물이 텅스텐산이고, 산성 조건하에서의 액성이 pH2.0 이하인 것과 함께, 중성으로부터 알칼리성 조건하로의 액성이 pH6.5에서 15.0이며, 용매가 물과 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 또는 에틸벤젠으로부터 선택되는 1종 이상과의 혼합 용매이고, 산화 반응을 상간(相間) 이동 촉매의 존재하에서 행함과 함께, 상간(相間) 이동 촉매가 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 또는 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드로부터 선택되는 1종 이상인, 〔3〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔24〕일반식(1)에 있어서의 R1이 할로겐 원자이고, R5가 C1~C4 알콕시카르보닐기이며, R2, R3 및 R4가 수소 원자이고, 텅스텐 화합물이 텅스텐산이며, 산성 조건하에서의 액성이 pH2.0 이하인 것과 함께, 중성으로부터 알칼리성 조건하로의 액성이 pH6.5에서 15.0이며, 용매가 물과 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 또는 에틸벤젠으로부터 선택되는 1종 이상의 혼합 용매이고, 산화 반응을 상간(相間) 이동 촉매의 존재하에서 행하는 것과 함께, 상간(相間) 이동 촉매가 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 또는 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드로부터 선택되는 1종 이상인, 〔3〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔25〕일반식(1)에 있어서의 R1 및 R5가 할로겐 원자이고, R2, R3 및 R4가 수소 원자이며, 텅스텐 화합물이 금속 텅스텐이고, 산성 조건하에서의 액성이 pH2.0 이하인 것과 함께, 중성으로부터 알칼리성 조건하로의 액성이 pH6.5에서 15.0이며, 용매가 물과 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 또는 에틸벤젠으로부터 선택되는 1종 이상의 혼합 용매이고, 산화 반응을 상간(相間) 이동 촉매의 존재하에서 행하는 것과 함께, 상간(相間) 이동 촉매가 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 또는 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드로부터 선택되는 1종 이상인, 〔3〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔26〕일반식(1)에 있어서의 R1이 할로겐 원자이고, R5가 C1~C4 알콕시카르보닐기이며, R2, R3 및 R4가 수소 원자이고, 텅스텐 화합물이 금속 텅스텐이며, 산성 조건하에서의 액성이 pH2.0 이하인 것과 함께, 중성으로부터 알칼리성 조건하로의 액성이 pH6.5에서 15.0이고, 용매가 물과 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 또는 에틸벤젠으로부터 선택되는 1종 이상의 혼합 용매이며, 산화 반응을 상간(相間) 이동 촉매의 존재하에서 행함과 함께, 상간(相間) 이동 촉매가 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 또는 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드로부터 선택되는 1종 이상인, 〔3〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔27〕일반식(1)에 있어서의 R1이 할로겐 원자이고, R5가 C1~C4 알콕시카르보닐기이며, R2, R3 및 R4가 수소 원자이고, 텅스텐 화합물이 텅스텐산염이며, 산성 조건하에서의 액성이 pH2.0 이하인 것과 함께, 중성으로부터 알칼리성 조건하로의 액성이 pH6.5에서 15.0이고, 용매가 물과 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 또는 에틸벤젠으로부터 선택되는 1종 이상의 혼합 용매이며, 산화 반응을 상간(相間) 이동 촉매의 존재하에서 행함과 함께, 상간(相間) 이동 촉매가 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 또는 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드로부터 선택되는 1종 이상인, 〔8〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔28〕일반식(1)에 있어서의 R1이 할로겐 원자이고, R5가 C1~C4 알콕시카르보닐기이며, R2, R3 및 R4가 수소 원자이고, 텅스텐 화합물이 텅스텐산이며, 산성 조건하에서의 액성이 pH2.0 이하인 것과 함께, 중성으로부터 알칼리성 조건하로의 액성이 pH6.5에서 15.0이며, 용매가 물과 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 또는 에틸벤젠으로부터 선택되는 1종 이상의 혼합 용매이고, 산화 반응을 상간(相間) 이동 촉매의 존재하에서 행함과 함께, 상간(相間) 이동 촉매가 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 또는 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드로부터 선택되는 1종 이상인, 〔8〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
〔29〕일반식(1)에 있어서의 R1이 할로겐 원자이고, R5가 C1~C4 알콕시카르보닐기이며, R2, R3 및 R4가 수소 원자이고, 텅스텐 화합물이 금속 텅스텐이며, 산성 조건하에서의 액성이 pH2.0 이하인 것과 함께, 중성으로부터 알칼리성 조건하로의 액성이 pH6.5에서 15.0이며, 용매가 물과 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 또는 에틸벤젠으로부터 선택되는 1종 이상의 혼합 용매이고, 산화 반응을 상간(相間) 이동 촉매의 존재하에서 행함과 함께, 상간(相間) 이동 촉매가 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 또는 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드로부터 선택되는 1종 이상인, 〔8〕에 기재된 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
본 발명 방법에 의해, 여러 가지 유기 화합물의 합성 중간체로서 유용한, 일반식(2)로 표시되는 니트로벤젠 화합물의 신규한 공업적 제조법이 제공된다. 본 발명 방법에 의하면, 원료로서, 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물을 사용하고, 염가이며 반응 후에는 무해한 물이 되는, 깨끗하고 우수한 산화제로서 주목을 모으고 있는 과산화수소를 이용하며, 또한 공업적으로 입수(入手)가 용이하고 염가인 텅스텐 화합물을 사용하고, 취급이 어렵고 위험한 고농도의 과산화수소를 사용하지 않아도, 반응을 완결할 수 있다.
또, 본 발명 방법에서는, 위험성이 높은 과초산 또는 트리플루오로 과초산 등의 유기과산을 사용하지 않아도, 니트로벤젠 화합물을 위험하지 않은 조건으로 제조할 수 있다.
또한, 본 발명 방법에서는, 니트로벤젠 화합물을 고수율이며 효율적으로 공업적 규모로 간편하게 실시 가능하다. 따라서, 본 발명 방법은, 간편하고, 안전성이 높고, 염가이기 때문에, 공업적인 이용가치가 높다.
또한, 산성 조건으로 하기 위해서 사용되는 산(acid)은, 환경오염에 중요한 문제를 일으킬 가능성이 있는 인산 등은 사용할 필요가 없고, 가성 소다 등으로 중화하는 것만으로, 폐수로서 환경에 대하여 문제를 일으키지 않는 염산, 황산 또는 브롬화 수소산으로 반응을 행할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명 방법은, 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물을, 텅스텐 화합물의 존재하에, 산성 조건하에서 과산화수소에 의해 산화시키고, 또한 중성으로부터 알칼리 조건하에서 과산화수소에 의해 산화시키는 것을 특징으로 하는, 일반식(2)로 표시되는 니트로벤젠 화합물의 제조방법이며, 상기 제조방법은 용매 존재하에서 행하는 것이 바람직하고, 필요에 따라서 상간(相間) 이동 촉매를 사용할 수도 있다.
(원료 화합물)
우선, 본 발명 방법의 원료로서 이용하는, 상기한 일반식(1)로 표시되는 원료 화합물인 아닐린 화합물에 대하여 설명한다.
일반식(1)에 있어서의 R1 및 R5는, 예를 들면, 동일하거나 또는 다르고, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자로 이루어지는 할로겐 원자； 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기 또는 tert-부틸기 등의 C1~C4 알킬기； 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소프로폭시기, 부톡시기(butoxy group), 이소부톡시기, sec-부톡시기 또는 tert-부톡시기 등의 C1~C4 알콕시기； 메톡시카르보닐기, 에톡시카르보닐기, 프로폭시카르보닐 또는 부톡시카르보닐 등의 C1~C4 알콕시카르보닐기； 또는 메톡시메틸기, 메톡시에틸기, 메톡시프로필기, 메톡시부틸기, 에톡시메틸기, 프로폭시메틸기 또는 부톡시메틸기 등의 C1~C4 알콕시 C1~C4 알킬기를 나타내고, R2, R3 및 R4는, 예를 들면, 동일하거나 또는 다르며, 수소 원자； 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자로 이루어지는 할로겐 원자； 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기 또는 tert-부틸기 등의 C1~C4 알킬기； 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소프로폭시기, 부톡시기, 이소부톡시기, sec-부톡시기 또는 tert-부톡시기 등의 C1~C4 알콕시기； 또는 트리플루오로메틸기, 디플루오로메틸기, 플루오로메틸, 2,2,2-트리플루오로에틸기, 1,1,2,2,2-펜타플루오로에틸기, 3,3,3-트리플루오로프로필기 또는 4,4,4-트리플루오로부틸기 등의 C1~C4 할로알킬기를 나타낸다.
한편, 예를 들면 「C1~C4」는, 이것에 수반되는 치환기의 탄소수가 1에서 4인 것을 의미하고, 이하 마찬가지이다.
해당 반응에 사용할 수 있는 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물로서는, 구체적으로는 예를 들면, 2,6-디클로로아닐린, 2,6-디브로모아닐린, 2,6-디플루오로 아닐린, 2-클로로-6-플루오로아닐린, 2-브로모-6-클로로아닐린, 2-클로로-6-요오드 아닐린, 2,3,6-트리클로로아닐린, 2,4,6-트리클로로아닐린, 2,4,6-트리메틸아닐린, 2,4,6-트리메톡시아닐린, 2,4,6-트리플루오로아닐린, 2,4,6-트리브로모아닐린, 2,6-디클로로-4-메톡시아닐린, 2,6-디클로로-4-에톡시아닐린, 2,6-디클로로-4-프로폭시아닐린, 2,6-디클로로-4-부톡시아닐린, 2,6-디클로로-4-메틸아닐린, 2,6-디클로로-4-에틸아닐린, 2,6-디클로로-4-프로필아닐린, 2,6-디클로로-4-부틸아닐린, 2,3,5,6-테트라클로로아닐린, 2-아미노-3-클로로안식향산 메틸, 2-아미노-3-클로로 안식향산 에틸, 2-아미노-3-클로로안식향산 프로필, 2-아미노-3-클로로안식향산 이소프로필, 2-아미노-3-클로로안식향산 부틸, 2-아미노-3-클로로안식향산 이소부틸, 2-아미노-3-클로로안식향산 sec-부틸, 2-아미노-3-클로로안식향산 tert-부틸, 2-아미노-3-플루오로안식향산 메틸, 2-아미노-3-플루오로안식향산 에틸, 2-아미노-3-브로모안식향산 메틸, 2-아미노-3-브로모안식향산 에틸, 2-클로로-6-메틸아닐린, 2-클로로-6-에틸아닐린, 2-클로로-6-프로필아닐린, 2-클로로-6-부틸아닐린, 2-브로모-6-메틸아닐린, 2-플루오로-6-메틸아닐린, 2,6-디메틸아닐린, 2,6-디에틸아닐린, 2-클로로-6-메톡시아닐린, 2-클로로-6-에톡시아닐린, 2-클로로-6-프로폭시아닐린, 2-클로로-6-부톡시아닐린, 2-클로로-6-메톡시메틸아닐린, 2-클로로-6-(2-메톡시에틸)아닐린, 2-클로로-6-(3-메톡시프로필)아닐린, 2-클로로-6-(4-메톡시부틸)아닐린, 2-클로로-6-에톡시메틸아닐린, 2-클로로-6-프로폭시메틸아닐린, 2-부톡시메틸-6-클로로아닐린, 2-아미노-3,5-디클로로안식향산 메틸 또는 2-아미노-3,5-디클로로 안식향산 에틸을 들 수 있다. 한편, 상기 아닐린 화합물은, 예를 들면 염산, 황산 등의 산과의 부가염이라도 좋다.
일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물은 공지의 화합물이든지, 혹은, 공지의 화합물로부터 공지의 방법에 의해 제조할 수 있는 화합물이다. 또, 상기 아닐린 화합물에 포함되는 2,6-디치환된 아닐린 화합물은, 이미 설명한 바와 같이, 대응하는 2,6-디치환된 니트로벤젠 화합물로 위험하지 않은 조건화에서는 변환하는 것이 어려운 화합물이다.
(텅스텐 화합물)
본 발명 방법에서 이용하는 텅스텐 화합물로서는, 텅스텐산나트륨, 텅스텐산나트륨 2 수화물, 텅스텐산나트륨 10 수화물, 텅스텐산 칼륨, 텅스텐산 칼슘 또는 텅스텐산 암모늄 등의 텅스텐산 염류나, 텅스텐산, 금속 텅스텐 또는 탄화 텅스텐을 들 수 있다.
텅스텐 화합물의 사용 몰비는, 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물 1몰에 대하여, 통상 0.001~1.0몰, 바람직하게는 0.005~0.3몰의 범위를 예시할 수 있다.
(산성 조건)
본 발명 방법에서는, 우선 산성 조건하에서 아닐린 화합물을 산화하지만, 이때, 산성 조건이 높은 것이 바람직하고, pH 수치로서 2.0 이하의 수치의 범위를 들 수 있다.
높은 산성 조건으로 하기 위해서는, 반응계에 산을 첨가한다. 사용할 수 있는 상기 산으로서는, 황산, 염산 또는 브롬화 수소산을 들 수 있지만, 입수성이나 취급의 간편함, 반응성, 가격, 안전성 등의 관점에서는, 황산 또는 염산이 바람직하고, 황산이 더욱 바람직하다.
한편, 텅스텐 화합물로서 텅스텐산을 사용하는 경우는, 상기 텅스텐산이 충분히 높은 산성도에 의해 원하는 산성 조건이 되기 때문에, 반드시 텅스텐산 이외의 산을 더할 필요는 없지만, 더해도 좋다. 텅스텐 화합물로서 텅스텐산염, 금속 텅스텐 또는 탄화 텅스텐을 사용하는 경우는, 산을 더할 필요가 있다.
또, 텅스텐 화합물이 텅스텐산 이외의 경우는, 상기 산의 사용 몰비는, 사용된 텅스텐 화합물 1몰에 대하여, 통상 1.5~100.0몰, 바람직하게는 2.0~50.0몰의 범위를 예시할 수 있고, 텅스텐 화합물이 텅스텐산의 경우는, 상기 산의 사용 몰비는, 사용된 텅스텐 화합물 1몰에 대하여, 통상 0.0~100.0몰, 바람직하게는 0.0~50.0몰의 범위를 예시할 수 있다.
(상간(相間) 이동 촉매)
본 발명 방법에서는, 필요에 따라, 상간 이동 촉매를 사용할 수도 있다. 이 상간 이동 촉매로서는, 테트라메틸암모늄 클로라이드, 테트라메틸암모늄 브로마이드, 테트라에틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 클로라이드, 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 아이오다이드, 수산화 테트라부틸암모늄, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리메틸벤질암모늄 클로라이드, 트리메틸벤질암모늄 브로마이드, 수산화 트리메틸벤질암모늄, 트리에틸벤질암모늄 클로라이드, 트리에틸벤질암모늄 브로마이드, 라우릴트리메틸암모늄 클로라이드, 라우릴트리메틸암모늄 브로마이드, 벤질라우릴디메틸암모늄 클로라이드, 벤질라우릴디메틸암모늄 브로마이드, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드, 트리옥틸메틸암모늄 브로마이드, 트리옥틸에틸암모늄 클로라이드, 트리옥틸에틸암모늄 브로마이드, 벤질디메틸옥타데실암모늄 클로라이드, 벤질디메틸옥타데실암모늄 브로마이드, 벤질라우릴디메틸암모늄 클로라이드, 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드 또는 벤질라우릴디메틸암모늄 브로마이드 등의 4급 암모늄염, 12-크라운-4, 15-크라운-5 또는 18-크라운-6 등의 크라운 에테르류, 테트라 n-부틸포스포늄 브로마이드, 테트라페닐포스포늄 브로마이드 또는 테트라옥틸포스포늄 브로마이드 등 등의 포스포늄염을 들 수 있다. 바람직하게는, 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리메틸벤질암모늄 클로라이드, 트리메틸벤질암모늄 브로마이드, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드, 벤질라우릴디메틸암모늄 클로라이드, 트리옥틸메틸암모늄 브로마이드, 벤질디메틸옥타데실암모늄 클로라이드, 벤질디메틸옥타데실암모늄 브로마이드 또는 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드 등의 4급 암모늄염을 들 수 있다.
상간 이동 촉매의 사용 몰비는, 아닐린 화합물 1몰에 대하여, 통상 0.001~0.5몰, 바람직하게는 0.005~0.3몰의 범위를 예시할 수 있다.
(중성으로부터 알칼리성 조건)
본 발명 방법은, 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물을, 산성 조건하에서의 산화에 이어, 다시 중성으로부터 알칼리성 조건하로 과산화수소에 의해 산화시키는 것이지만, 이 중성으로부터 알칼리 조건으로서는, pH치로서 6.0 이상의 범위를 나타내고, 바람직하게는 6.5~16.0의 범위를 나타내며, 더 바람직하게는 6.5~15.0의 범위를 나타낸다.
(염기)
따라서 본 발명 방법에서는, 산성 조건의 계(系) 내를 알칼리성으로 하기 위해서 염기를 사용하는 것이고, 이 염기로서는, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬 또는 수산화칼슘 등의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토류 금속 수산화물； 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산칼슘 또는 탄산마그네슘 등의 알칼리 금속 탄산염 또는 알칼리 토류 금속 탄산산염； 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨 또는 탄산칼슘 등의 알칼리 금속 탄산수소염 또는 알칼리 토류 금속 탄산수소염； 초산 나트륨, 초산 칼륨, 초산 칼슘 또는 초산 마그네슘 등의 알칼리 금속 카르본산염 또는 알칼리 토류 금속 초산염 등의 카르본산염류； 트리에틸아민, 피리딘 또는 1,8-디아자비시클로(diazabicyclo)[5.4.0]-7-운데센(undecene) 등의 유기 염기류를 들 수 있다.
염기의 사용량에 대해서는, 산성 조건하에서의 산화를 위해서 사용된 상기 황산, 염산, 브롬화 수소산 또는 텅스텐산 등의 산의 사용량에 대하여, 중화에 필요로 하는 당량의 염기를 더하고, 더 과잉의 염기를 더한다. 과잉 염기의 사용 몰비는, 아닐린 화합물 1몰에 대하여, 통상 0.01~10.0몰, 바람직하게는 0.1~5.0몰의 범위를 예시할 수 있다. 한편, 중화란, pH치가 6.0 이상 8.0 이하의 상태를 나타낸다.
(아닐린 화합물 소실의 확인 방법)
본 발명 방법은, 상기와 같이, 산성 조건하에서의 산화에 이어, 다시 중성으로부터 알칼리성 조건하로 산화시키는 것이지만, 이를 위해서는 아닐린 화합물의 잔존 상황을 확인하는 것이 바람직하고, 이 확인은, 가스 크로마토그래피 분석 및 HPLC 분석에 의한 것이 간편하다. 상기 분석은 전 면적치에 의한 분석, 절대검량선법에 의한 분석 또는 내부 표준법에 의한 분석 등의 어느 것이라도 좋지만, 상기 분석에 있어서 원료로 이용한 아닐린 화합물이 통상 0~10%, 바람직하게는 0~5%, 더 바람직하게는 0~3%의 범위일 때, 「아닐린 화합물의 소실」이라고 판단해도 지장 없다.
(과산화수소)
본 발명 방법에서는, 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물의 산성 조건하에서의 산화 및 중성으로부터 알칼리성 조건하로의 산화를, 함께 과산화수소에 의해 행한다. 과산화수소의 농도는 특히 제한되지 않지만, 용적 효율, 안전면 등을 고려하면, 실용적으로는 60% 미만으로, 바람직하게는 45% 미만이다. 과산화수소수는, 통상 시판의 것을 그대로 또는 필요에 따라서 희석 혹은 농축 등에 의해 농도 조정을 행한 후, 이용할 수 있다.
과산화수소의 첨가 방법으로서는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물과 동시에 첨가하는 방법과, 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물의 존재하에 첨가하는 방법이 있다. 또한, 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물로부터 일반식(2)로 표시되는 니트로벤젠 화합물로의 산화에 사용되는 과산화수소의 전량을 산성 조건하에서 첨가하는 방법과, 산성 조건하 및 중성으로부터 알칼리성 조건하로 나누어 첨가하는 방법이 있다.
과산화수소의 전량을 최초로 산성 조건하에서 첨가하는 경우의 사용 몰비는, 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물 1몰에 대하여, 통상 3.0~14.0몰, 바람직하게는 3.0~9.0몰의 범위를 예시할 수 있고, 산성 조건하 및 중성으로부터 알칼리성 조건하로 나누어 첨가하는 경우의 사용 몰비는, 산성 조건하일 때는 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물 1몰에 대하여, 통상 2.0~8.0몰, 바람직하게는 2.0~5.0몰의 범위를 예시할 수 있으며, 중성으로부터 알칼리성 조건일 때는 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물 1몰에 대하여, 통상 1.0~6.0몰, 바람직하게는 1.0~4.0몰의 범위를 예시할 수 있다. 즉, 과산화수소는 산성 조건하에서의 산화 및 중성으로부터 알칼리성 조건하로의 산화시에 더해도, 산성 조건하에서의 산화에 필요한 전량을 더해도 좋은 것이다.
(고농도의 과산화수소)
한편, 상기 종래 기술로 사용되고 있던 「고농도의 과산화수소」란, 통상은 45% 이상, 더 한정하면 60% 이상 농도의 과산화수소를 예시할 수 있다.
(용매)
본 발명 방법에서는, 산성 조건하에서의 산화와 중성으로부터 알칼리성 조건하로의 산화 중 어느 것에 있어서도, 무용매로 실시할 수 있지만, 반응을 원활히 진행시키기 위해서는 용매를 이용하는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명 방법에서 말하는 「용매」에는, 시약을 더한 경우에 현탁액이 되는 것도 포함된다.
본 반응에 이용할 수 있는 용매로서는, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, n-프로필 알코올 또는 t-부틸 알코올 등의 알코올류； 아세토니트릴, 프로피오니트릴 등의 니트릴류； 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소프로필케톤 또는 메틸이소부틸케톤(MIBK) 등의 케톤류； 테트라히드로푸란, 디옥산, 디에틸에테르 또는 메틸-t-부틸에테르 등의 에테르류； 디클로로메탄, 클로로포름 또는 사염화탄소 등의 할로겐화 탄화수소류； 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 또는 에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류； N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등의 아미드류； 디메틸술폭시드 등의 유황 화합물； 및 물을 들 수 있다. 한편, 용매는 단독으로 또는 임의의 혼합 비율의 혼합 용매로서 이용할 수 있다. 바람직하게는, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, n-프로필 알코올, t-부틸알코올 등의 알코올류； 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 또는 에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류； 및 물을 들 수 있고, 더 바람직하게는, 가격, 안전성, 수율 면에서, 메탄올이나, 물과 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 또는 에틸벤젠으로부터 선택되는 1종 이상과의 혼합 용매를 들 수 있다.
용매량으로서는, 반응계의 교반을 충분히 할 수 있는 양인 것이 바람직하고, 예를 들면, 일반식(1)로 표시되는 원료 화합물 1몰에 대하여, 통상 10.0L(리터) 이하, 더 바람직하게는 0.01~3.0L의 범위를 예시할 수 있다.
(산성 조건에 있어서의 반응 조건)
본 반응의 반응 온도는, 통상, -20℃~90℃의 범위를 예시할 수 있지만, 바람직하게는 -10℃~80℃, 더 바람직하게는 0℃~70℃의 범위가 좋다.
본 반응의 반응 시간은 특히 제한되지 않지만, 부생물 억제의 관점 등으로부터, 통상, 0.5시간~36시간, 바람직하게는 1시간~24시간이 좋다.
(중성으로부터 알칼리 조건에 있어서의 반응 조건)
본 반응의 반응 온도는, 통상, -20℃~95℃의 범위를 예시할 수 있지만, 바람직하게는 -10℃~90℃, 더 바람직하게는 0℃~85℃의 범위가 좋다. 한편, 이 반응 조건하에서의 산화에는, 상기 텅스텐 화합물은 필요하지 않지만, 텅스텐 화합물이 반응계 내에 존재해도, 반응은 진행한다.
본 반응의 반응 시간은 특히 제한되지 않지만, 부생물 억제의 관점 등으로부터, 통상, 0.2시간~36시간, 바람직하게는 0.5시간~24시간이 좋다.
본 반응에 의하면, 특별한 반응 장치를 이용하지 않고, 위험하지 않은 조건하에서 고수율로 일반식(2)로 표시되는 니트로벤젠 화합물이 생성된다.
(수율)
본 발명 방법에 있어서, 목적으로 하는 생성물의 수율은, 바람직하게는 60% 이상이고, 보다 바람직하게는 62~98%이며, 더 바람직하게는 70~98%(특히 바람직하게는, 80~98%)이다.
이 수율은, 원료인 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물의 몰수에 대한, 얻어지는 목적물인 니트로벤젠 화합물의 몰수로부터 계산할 수 있다. 즉, 본 발명에 있어서의 수율은, 이하의 식으로 표시된다.
수율(%)=100×{(얻어진 목적물의 몰수)/(원료의 몰수)｝
후술하는 실시예 1~3에 있어서는, 원료의 일반식(1)의 아닐린 화합물 1몰로부터, 니트로벤젠 화합물 1몰을 이론적으로 제조할 수 있다. 따라서, 이 이론치로부터, 실제의 수율을 계산할 수 있다.
한편, 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물에 있어서의 R1 또는 R5 중 어느 한쪽이 C1~C4 알콕시카르보닐기인 아닐린 화합물은, 이하와 같이 하여 제조할 수 있다.
(아미노화에 의한 아미노 안식향산 화합물의 제조방법)
상기 제조방법은, 우선, 일반식(3)
[화학식 5]
Figure pct00005
(식 중, R1, R2, R3 및 R4는 상기와 같은 의미를 나타낸다.)
로 표시되는 할로게노 안식향산 화합물을, 할로겐화 구리 또는 산화 구리 존재하에서, 필요에 따라서 염기 혹은 고압 반응기를 사용하고, 암모니아와 반응시킴으로써 아미노화하여, 일반식(4)
[화학식 6]
Figure pct00006
로 표시되는 아미노 안식향산 화합물을 제조하는 것이다.
(할로게노 안식향산 화합물)
본 반응에 사용할 수 있는, 일반식(3)으로 표시되는 할로게노 안식향산 화합물에 있어서, R1, R2, R3 및 R4는 상기 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물에 있어서의 그것들과 같은 의미를 나타내므로, 이 화합물로서는, 구체적으로는 예를 들면, 2,3-디클로로안식향산, 2-클로로-3-플루오로안식향산, 2,3,5-트리클로로안식향산, 2-클로로-3-메틸안식향산, 2,3-디브로모안식향산을 들 수 있다. 한편, 일반식(3)으로 표시되는 할로게노 안식향산 화합물은 공지의 화합물이든지, 혹은, 공지의 화합물로부터 공지의 방법에 의해 제조할 수 있는 화합물이다.
(할로겐화 구리)
일반식(3)으로 표시되는 할로게노 안식향산 화합물의 아미노화에 사용되는 할로겐화 구리로서는, 염화 제 1 구리(I), 염화 제 2 구리(Ⅱ), 브롬화 제 1 구리(I), 브롬화 제 2 구리(Ⅱ)를 들 수 있다.
당 반응에 있어서의, 할로겐화 구리의 사용 몰비는, 일반식(3)으로 표시되는 원료 화합물에 대하여 어떤 몰비로도 반응이 진행되지만, 일반식(3)으로 표시되는 할로게노 안식향산 화합물(원료 화합물) 1몰에 대하여, 통상 0.01~0.5몰, 바람직하게는 0.05~0.2몰의 범위를 예시할 수 있다.
(산화 구리)
일반식(3)으로 표시되는 할로게노 안식향산 화합물의 아미노화에 사용되는 산화 구리로서는, 산화 제 1 구리(I), 산화 제 2 구리(Ⅱ)를 들 수 있다.
당 반응에 있어서의, 산화 구리의 사용 몰비는, 일반식(3)으로 표시되는 원료 화합물에 대하여 어떤 몰비로도 반응이 진행되지만, 일반식(3)으로 표시되는 할로게노 안식향산 화합물(원료 화합물) 1몰에 대하여, 통상 0.01~0.5몰, 바람직하게는 0.05~0.2몰의 범위를 예시할 수 있다.
(용매)
당 반응은 무용매로도 실시할 수 있지만, 반응을 원활히 진행시키기 위해서는 용매를 이용하는 것이 바람직하다.
당 반응에 이용할 수 있는 용매로서는, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, n-프로필알코올, t-부틸알코올 등의 알코올류； 아세토니트릴, 프로피오니트릴 등의 니트릴류； 테트라히드로푸란, 디옥산, 디에틸에테르, 메틸-t-부틸에테르 등의 에테르류； 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐화 탄화수소류； 벤젠, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소류； N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등의 아미드류； 디메틸술폭시드 등의 유황 화합물； 물을 들 수 있다. 한편, 용매는 단독으로 또는 임의의 혼합 비율의 혼합 용매로서 이용할 수 있다.
용매 사용량은, 식(4)로 표시되는 원료 화합물 1몰에 대하여, 통상 10.0L(리터) 이하, 또한 0.01~3.0L의 범위인 것이 바람직하다.
당 반응의 반응 온도로서는, 통상, -30℃~200℃의 범위를 예시할 수 있지만, 바람직하게는 -10℃~150℃의 범위가 좋다.
당 반응의 반응 시간은 특히 제한되지 않지만, 부생물 억제의 관점 등으로부터, 통상, 0.5시간~48시간, 바람직하게는 1시간~36시간이 좋다.
(암모니아)
암모니아로서는, 물, 알코올 등에 의한 암모니아 용액 또는 암모니아 가스를 예시할 수 있다.
암모니아 용액의 농도는 특히 제한되지 않지만, 용적 효율, 안전면 등을 고려하면, 실용적으로는 30% 이하이다. 암모니아 용액은, 통상 시판의 것을 그대로 또는 필요에 따라 희석 혹은 농축 등에 의해 농도 조정을 행한 후, 이용된다.
당 반응에 있어서의, 암모니아 용액의 사용 몰비는, 일반식(3)으로 표시되는 원료 화합물에 대하여 어떤 몰비로도 반응이 진행되지만, 일반식(3)으로 표시되는 할로게노 안식향산 화합물(원료 화합물) 1몰에 대하여, 통상 2.0~30.0몰, 바람직하게는 2.0~15.0몰의 범위를 예시할 수 있다.
암모니아는, 액화 암모니아로서 통상 시판의 것을 그대로 사용하든지 또는, 가성 소다 또는 가성칼리에 암모니아수를 더하여 발생시킨 암모니아가 이용된다.
당 반응에 있어서의, 암모니아 가스의 사용 몰비는, 일반식(4)로 표시되는 원료 화합물에 대하여 어떤 몰비로도 반응이 진행되지만, 일반식(4)로 표시되는 할로게노 안식향산 화합물(원료 화합물) 1몰에 대하여, 통상 2.0~30.0몰, 바람직하게는 2.0~15.0몰의 범위를 예시할 수 있다.
(염기)
일반식(4)로 표시되는 할로게노 안식향산 화합물을 암모니아와 반응시키려면, 염기를 사용할 수 있고, 이 염기로서는, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬 또는 수산화칼슘 등의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토류 금속 수산화물； 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 등의 알칼리 금속 탄산염 또는 알칼리 토류 금속 탄산산염； 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산칼슘 등의 알칼리 금속 탄산수소염 또는 알칼리 토류 금속 탄산수소염； 초산 나트륨, 초산 칼륨, 초산 칼슘, 초산 마그네슘 등의 알칼리 금속 초산염 또는 알칼리 토류 금속 초산염 등의 카르본산염류를 들 수 있다.
당 반응에 있어서의 염기의 사용 몰비는, 할로게노 안식향산 화합물(원료 화합물) 1몰에 대하여, 통상 0.1~10.0몰, 바람직하게는 0.1~5.0몰의 범위를 예시할 수 있다.
(고압 반응기)
일반식(4)로 표시되는 할로게노 안식향산 화합물을 암모니아와 반응시키려면, 고압 반응기를 사용할 수 있고, 이 고압 반응기란, 실험실적으로는 10㎖에서 3L의 실드관을 사용하거나, 공업적으로는 50L에서 20000L의 고압 반응기를 사용한다.
고압 반응기 내의 압력은, 통상 1~100 기압, 바람직하게는 2~50 기압의 범위를 예시할 수 있다.
(수율)
본 발명에 있어서, 목적으로 하는 생성물의 수율은, 바람직하게는 60% 이상이고, 보다 바람직하게는 63~95%이며, 더 바람직하게는 67~95%(특히 바람직하게는 70~95%)이다.
이 수율은, 원료인 일반식(1)로 표시되는 할로게노 안식향산 화합물의 몰수에 대한, 얻어지는 중간체의 아미노 안식향산 화합물의 몰수로부터 계산할 수 있다. 즉, 본 발명에 있어서의 수율은, 이하의 식으로 표시된다.
수율(%)=100×{(얻어진 목적물의 몰수)/(원료의 몰수)｝
후술하는 실시예 4, 5에 있어서는, 원료의 일반식(3)의 할로게노 안식향산 1몰로부터, 아미노 안식향산 화합물 1몰이 이론적으로 제조될 수 있다. 따라서, 이 이론치로부터, 실제의 수율을 계산할 수 있다.
당 반응에 의하면, 고수율로 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물이 생성된다. 얻어지는 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물은, 처리하여 단리(單離)하든지 혹은 단리하지 않고, 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물에 있어서의 R1 또는 R5 중 어느 한쪽이 C1~C4 알콕시카르보닐기인 아닐린 화합물(아미노 안식향산 에스테르 화합물)의 중간 원료로서 이용된다.
(에스테르화에 의한 아미노 안식향산 에스테르 화합물의 제조방법)
상기 제조방법은, 그 다음으로 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물을, 알킬화제와 염기의 존재하에, 필요에 따라서 상간 이동 촉매의 존재하에 반응시키든지, 알코올의 존재하에, 산 촉매를 첨가하여 반응시키든지, 또는, 알코올과 염화 티오닐(thionyl chloride)에 의해 조제하여 얻어지는 클로로아황산에스테르와, 필요에 따라 염기 존재하에 반응시켜, 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물에 있어서의 R1 또는 R5 중 어느 한쪽이 C1~C4 알콕시카르보닐기인 아닐린 화합물(아미노 안식향산 에스테르 화합물)을 제조하는 것이다.
(아미노 안식향산 화합물)
당 반응에 사용할 수 있는 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물에 있어서, R1, R2, R3 및 R4는 상기 일반식(1) 로 표시되는 아닐린 화합물에 있어서의 그것들과 같은 의미를 나타내므로, 이 화합물로서는, 구체적으로는 예를 들면, 2-아미노-3-클로로안식향산, 2-아미노-3-플루오로안식향산, 2-아미노-3,5-디클로로안식향산, 2-아미노-3-메틸안식향산, 2-아미노-3-브로모안식향산을 들 수 있다. 이들 화합물은 공지이든지, 혹은, 상기의 방법에 의해 제조할 수 있는 화합물이다.
(알킬화제와 염기의 존재하에서 행하는 제조방법)
상기 제조방법에서는, 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물을, 알킬화제와 염기의 존재하에, 필요에 따라 상간 이동 촉매의 존재하에 반응시켜, 목적으로 하는 아미노 안식향산 에스테르 화합물을 제조한다.
(알킬화제)
알킬화제로서는, 디메틸황산, 디에틸황산 등의 디알킬황산에스테르, 요오드화 메틸(methyl iodide), 요오드화 에틸(ethyl iodide), 브롬화 에틸 등의 할로겐화 알킬을 들 수 있다.
알킬화제의 사용 몰비는, 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물(원료 화합물) 1몰에 대하여, 통상 1.0~6.0몰, 바람직하게는 1.0~3.0몰의 범위를 예시할 수 있다.
(염기)
염기로서는, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬 또는 수산화칼슘 등의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토류 금속 수산화물； 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 등의 알칼리 금속 탄산염 또는 알칼리 토류 금속 탄산산염； 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산칼슘 등의 알칼리 금속 탄산수소염 또는 알칼리 토류 금속 탄산수소염； 초산 나트륨, 초산 칼륨, 초산 칼슘, 초산 마그네슘 등의 알칼리 금속 초산염 또는 알칼리 토류 금속 초산염 등의 카르본산염류； 트리에틸아민, 피리딘, 1 8-디아자비시클로[5.4.0]-7-운데센 등의 유기 염기류를 들 수 있다.
염기의 사용 몰비는, 아미노 안식향산 화합물 1몰에 대하여, 통상 1.0~6.0몰, 바람직하게는 1.0~3.0몰의 범위를 예시할 수 있다.
(상간 이동 촉매)
필요에 따라서 사용되는 상간 이동 촉매로서는, 테트라메틸암모늄 클로라이드, 테트라메틸암모늄 브로마이드, 테트라에틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 클로라이드, 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄아이오다이드, 수산화 테트라부틸암모늄, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리메틸벤질암모늄 클로라이드, 트리메틸벤질암모늄 브로마이드, 수산화 트리메틸벤질암모늄, 트리에틸벤질암모늄 클로라이드, 트리에틸벤질암모늄 브로마이드, 라우릴트리메틸암모늄 클로라이드, 라우릴트리메틸암모늄 브로마이드, 벤질라우릴디메틸암모늄 클로라이드, 벤질라우릴디메틸암모늄 브로마이드, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드, 트리옥틸메틸암모늄 브로마이드, 트리옥틸에틸암모늄 클로라이드, 트리옥틸에틸암모늄 브로마이드, 벤질디메틸옥타데실암모늄 클로라이드, 벤질디메틸옥타데실암모늄 브로마이드, 벤질라우릴디메틸암모늄 클로라이드, 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드 또는 벤질라우릴디메틸암모늄 브로마이드 등의 4급 암모늄염, 12-크라운-4, 15-크라운-5 또는 18-크라운-6 등의 크라운 에테르류, 테트라 n-부틸포스포늄 브로마이드, 테트라페닐포스포늄 브로마이드 또는 테트라옥틸포스포늄 브로마이드 등의 포스포늄염을 들 수 있다. 바람직하게는, 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리메틸벤질암모늄 클로라이드, 트리메틸벤질암모늄 브로마이드, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드, 벤질라우릴디메틸암모늄 클로라이드, 트리옥틸메틸암모늄 브로마이드, 벤질디메틸옥타데실암모늄 클로라이드, 벤질디메틸옥타데실암모늄 브로마이드 또는 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드 등의 4급 암모늄염을 들 수 있다.
필요에 따라서 사용되는 상간 이동 촉매의 사용 몰비는, 아미노 안식향산 화합물 1몰에 대하여, 통상 0.001~0.5몰, 바람직하게는 0.005~0.2몰의 범위를 예시할 수 있다.
(용매)
당 반응은 무용매로도 실시할 수 있지만, 반응을 원활히 진행시키기 위해서는 용매를 이용하는 것이 바람직하다.
당 반응에 이용할 수 있는 용매로서는, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소프로필케톤, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 등의 케톤류； 테트라히드로푸란, 디옥산, 디에틸에테르, 메틸-t-부틸에테르 등의 에테르류； 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐화 탄화수소류； 벤젠, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소류； 아세토니트릴, 프로피오니트릴 등의 니트릴류； N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등의 아미드류； 디메틸술폭시드 등의 유황 화합물； 물을 들 수 있다. 한편, 용매는 단독으로 또는 임의의 혼합 비율의 혼합 용매로서 이용할 수 있다.
용매 사용량은, 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물(원료 화합물) 1몰에 대하여, 통상 0.01~10.0L(리터)의 범위, 또한 0.1~3.0L(리터)의 범위인 것이 바람직하다.
당 반응의 반응 온도로서는, 통상, -30℃~100℃의 범위를 예시할 수 있지만, 바람직하게는 -10℃~80℃, 더 바람직하게는 -10℃~60℃의 범위가 좋다.
당 반응의 반응 시간은 특히 제한되지 않지만, 부생물 억제의 관점 등으로부터, 통상, 0.5시간~48시간, 바람직하게는 1시간~36시간이 좋다.
(알코올 존재하에, 산 촉매를 첨가하여 반응시키는 제조방법)
상기 제조방법에서는, 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물을, 알코올 존재하에, 산 촉매를 첨가하여 반응시키고, 목적으로 하는 아미노 안식향산 에스테르 화합물을 제조한다.
(알코올)
당 반응에 이용할 수 있는 알코올로서는, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, n-프로필 알코올, t-부틸 알코올 등을 예시할 수 있다.
알코올 사용량은, 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물(원료 화합물) 1몰에 대하여, 통상 0.5~10.0L(리터)의 범위, 또한 1~5.0L(리터)의 범위인 것이 바람직하다.
(산 촉매)
당 반응에 이용할 수 있는 산 촉매로서는, 염화수소, 황산, p-톨루엔 설폰산, 벤젠 설폰산, 인산 등을 예시할 수 있다.
산 촉매의 사용 몰비는, 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물(원료 화합물) 1몰에 대하여, 통상 0.01~2.0몰, 바람직하게는 0.01~1.5몰의 범위를 예시할 수 있다.
(용매)
당 반응은 알코올만으로도 실시할 수 있지만, 알코올 이외의 다른 용매와의 혼합 용매도 이용할 수 있다.
당 반응의 혼합 용매로서 이용할 수 있는 용매로서는, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소프로필케톤, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 등의 케톤류, 테트라히드로푸란, 디옥산, 디에틸에테르, 메틸-t-부틸에테르 등의 에테르류, 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐화 탄화수소류, 벤젠, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소류, 아세트니트릴, 프로피오니트릴 등의 니트릴류, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등의 아미드류, 디메틸술폭시드 등의 유황 화합물, 물을 들 수 있다.
알코올 이외의 용매 사용량은, 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물(원료 화합물) 1몰에 대하여, 통상 0.01~10.0L(리터)의 범위, 또한 0.1~3.0L(리터)의 범위인 것이 바람직하다.
당 반응의 반응 온도로서는, 통상, -30℃~140℃의 범위를 예시할 수 있지만, 바람직하게는 -10℃~120℃의 범위가 좋다.
당 반응의 반응 시간은 특히 제한되지 않지만, 부생물 억제의 관점 등으로부터, 통상, 0.5시간~48시간, 바람직하게는 1시간~36시간이 좋다.
(알코올과 티오닐 염화물에 의해 조제한 클로로아황산에스테르를 반응시키는 제조방법)
상기 제조방법에서는, 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물을, 알코올과 티오닐 염화물에 의해 조제되는 클로로아황산에스테르와, 필요에 따라서 염기의 존재하에 반응시켜, 목적으로 하는 아미노 안식향산 에스테르 화합물을 제조한다.
(염기를 사용하지 않고, 클로로아황산에스테르와 반응시키는 제조방법)
(클로로아황산에스테르의 조제)
클로로아황산에스테르는, 티오닐 염화물과 알코올을 반응시킴으로써, 얻을 수 있다.
티오닐 염화물의 사용 몰비는, 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물(원료 화합물) 1몰에 대하여, 통상 1.0~6.0몰, 바람직하게는 1.0~3.0몰의 범위를 예시할 수 있다.
당 반응에 이용할 수 있는 알코올로서는, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, n-프로필 알코올, t-부틸 알코올 등을 예시할 수 있다.
알코올의 사용 몰비는, 티오닐 염화물 1몰에 대하여, 통상 1.0~6.0몰, 바람직하게는 1.0~3.0몰의 범위를 예시할 수 있다. 또, 알코올은 용매로서도 사용할 수 있으므로, 그 경우는 원료의 일반식(4)의 아미노 안식향산 화합물 1몰에 대하여, 통상 0.5~10.0L(리터)의 범위, 또한, 1.0~3.0L(리터)의 범위인 것이 바람직하다.
클로로아황산에스테르의 사용 몰비는, 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물(원료 화합물) 1몰에 대하여, 통상 1.0~6.0몰, 바람직하게는 1.0~3.0몰의 범위를 예시할 수 있다. 클로로아황산에스테르의 양에 대해서는, 사용한 티오닐 염화물이 알코올과 수율 100%로 반응하고, 클로로아황산에스테르를 생성한 것으로 계산한다. 여기서 수율은, 이하의 식으로 표시된다.
수율(%)=100×{(얻어진 목적물의 몰수)/(원료의 몰수)｝
(용매)
당 반응은 무용매로도 실시할 수 있지만, 반응을 원활히 진행시키기 위해서는 용매를 이용하는 것이 바람직하다.
당 반응에 이용할 수 있는 용매로서는, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, n-프로필 알코올, t-부틸 알코올 등의 알코올류； 아세토니트릴, 프로피오니트릴 등의 니트릴류； 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소프로필케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류； 테트라히드로푸란, 디옥산, 디에틸에테르, 메틸-t-부틸에테르 등의 에테르류； 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐화 탄화수소류； 벤젠, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소류； N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등의 아미드류； 디메틸술폭시드 등의 유황 화합물을 들 수 있다. 한편, 용매는 단독으로 또는 임의의 혼합 비율의 혼합 용매로서 이용할 수 있다.
용매 사용량은, 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물(원료 화합물) 1몰에 대하여, 통상 0.01~10.0L(리터)의 범위, 또한 0.01~3.0L(리터)의 범위인 것이 바람직하다.
당 반응의 반응 온도로서는, 통상, -30℃~60℃의 범위를 예시할 수 있지만, 바람직하게는 -20℃~40℃의 범위가 좋다.
당 반응의 반응 시간은 특히 제한되지 않지만, 부생물 억제의 관점 등으로부터, 통상, 0.5시간~24시간, 바람직하게는 1시간~12시간이 좋다.
한편, 본 반응으로 조제한 클로로아황산에스테르는, 정제하지 않고 이하의 염기를 사용하여 반응시키는 제조방법에 이용할 수 있다.
(염기를 사용하여, 클로로아황산에스테르와 반응시키는 제조방법)
(클로로아황산에스테르의 조제)
클로로아황산에스테르는, 상기 염기를 사용하지 않은 반응의 경우와 마찬가지로, 티오닐 염화물과 알코올을 반응시킴으로써, 얻을 수 있다.
클로로아황산에스테르의 사용 몰비는, 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물(원료 화합물) 1몰에 대하여, 통상 1.0~6.0몰, 바람직하게는 1.0~3.0몰의 범위를 예시할 수 있다. 클로로아황산에스테르의 양에 대해서는, 사용한 티오닐 염화물이 알코올과 수율 100%로 반응하여, 클로로아황산에스테르를 생성한 것으로 계산한다. 여기서 수율은, 이하의 식으로 표시된다.
수율(%)=100×{(얻어진 목적물의 몰수)/(원료의 몰수)｝
(염기)
필요에 따라서 사용되는 염기로서는, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬 또는 수산화칼슘 등의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토류 금속 수산화물； 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 등의 알칼리 금속 탄산염 또는 알칼리 토류 금속 탄산산염； 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산칼슘 등의 알칼리 금속 탄산수소염 또는 알칼리 토류 금속 탄산수소염； 초산 나트륨, 초산 칼륨, 초산 칼슘, 초산 마그네슘 등의 알칼리 금속 초산염 또는 알칼리 토류 금속 초산염 등의 카르본산염류； 트리에틸아민, 피리딘, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]-7-운데센 등의 유기 염기류를 들 수 있다.
필요에 따라서 사용되는 염기의 사용 몰비는, 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물(원료 화합물) 1몰에 대하여, 통상 1.0~5.0몰, 바람직하게는 1.0~3.0몰의 범위를 예시할 수 있다.
(용매)
당 반응은 무용매로도 실시할 수 있지만, 반응을 원활히 진행시키기 위해서는 용매를 이용하는 것이 바람직하다.
당 반응에 이용할 수 있는 용매로서는, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, n-프로필 알코올, t-부틸 알코올 등의 알코올류； 아세토니트릴, 프로피오니트릴 등의 니트릴류； 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소프로필케톤, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 등의 케톤류； 테트라히드로푸란, 디옥산, 디에틸에테르, 메틸-t-부틸에테르 등의 에테르류； 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐화 탄화수소류； 벤젠, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소류； N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등의 아미드류； 디메틸술폭시드 등의 유황 화합물을 들 수 있다. 한편, 용매는 단독으로 또는 임의의 혼합 비율의 혼합 용매로서 이용할 수 있다.
용매 사용량은, 식(1)로 표시되는 원료 화합물 1몰에 대하여, 통상 0.01~10.0L(리터)의 범위, 또한 0.01~3.0L(리터)의 범위인 것이 바람직하다.
당 반응의 반응 온도로서는, 통상, -30℃~60℃의 범위를 예시할 수 있지만, 바람직하게는 -10℃~40℃의 범위가 좋다.
당 반응의 반응 시간은 특히 제한되지 않지만, 부생물 억제의 관점 등으로부터, 통상, 0.5시간~24시간, 바람직하게는 1시간~12시간이 좋다.
당 반응에 의하면, 특별한 반응 장치를 이용하지 않고, 위험하지 않은 조건하에서 고수율로, 일반식(1)에 있어서의 R1 또는 R5중 어느 한쪽이 C1~C4 알콕시카르보닐기인 아닐린 화합물(아미노 안식향산 에스테르 화합물)이 생성된다. 얻어지는 상기 아미노 안식향산 에스테르 화합물은, 처리하여 단리하든지 혹은 단리하지 않고, 일반식(2)로 표시되는 니트로벤젠 화합물의 일부(니트로 안식향산 에스테르 화합물)의 중간 원료로서 이용된다.
(수율)
본 발명에 있어서, 목적으로 하는 생성물의 수율은, 바람직하게는 60% 이상이고, 보다 바람직하게는 61~99%이며, 더 바람직하게는 74~99%(특히 바람직하게는, 90~99%)이다.
이 수율은, 원료인 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물(원료 화합물)의 몰수에 대한, 얻어지는 목적물의 아미노 안식향산 에스테르 화합물의 몰수로부터 계산할 수 있다. 즉, 본 발명에 있어서의 수율은, 이하의 식으로 표시된다.
수율(%)=100×{(얻어진 목적물의 몰수)/(원료의 몰수)｝
후술하는 실시예 6~9에 있어서는, 원료의 일반식(4)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물 1몰로부터, 아미노 안식향산 에스테르 화합물 1몰을 이론적으로 제조할 수 있다. 따라서, 이 이론치로부터, 실제의 수율을 계산할 수 있다.
실시예
다음으로, 실시예를 들어 본 발명의 화합물의 제조방법을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의하여 하등 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
2,6-디클로로니트로벤젠의 제조
2,6-디클로로아닐린 16.2g(100m㏖)의 메탄올 120㎖용액에, 텅스텐산나트륨 2 수화물 1.32g(4.0m㏖), 농축 황산 4.0g(40m㏖)을 더하고 40℃로 가열했다. 30% 과산화수소수 30㎖(291m㏖)를 10시간 동안 적하했다. 이때의 pH값은 0.5를 나타냈다. 적하 종료 후, 40℃에서 9시간 교반 했다. 가스 크로마토그래피(면적 백분율법)로 2,6-디클로로아닐린의 소실을 확인한 후, 86% 수산화칼륨 9.8g(150m㏖)의 메탄올 24.3㎖용액을, 반응액의 온도가 40℃ 이하가 되도록 조정하면서 적하했다. 적하 종료 후, 실온에서 2시간 교반하고, 반응을 종료하였다. 반응 종료 후, 톨루엔 95㎖와 물 32㎖를 더하여 잠깐 동안 교반, 여과하여, 여과액을 분액(分液)했다. 얻어진 유기상을 물 8㎖로 세정 한 후, 가열 환류시켜 탈수했다. 이것에 의해 2,6-디클로로니트로벤젠을 톨루엔 용액으로서 얻었다. 이 용액을 절대 검량선법으로 가스 크로마토그래피에 의해 분석한 결과, 수율은 92%였다. 한편, 첨가한 수산화칼륨의 양은, 액성을 알칼리성으로 하기에 충분한 것이다.
Figure pct00007
실시예 2
3-클로로-2-니트로 안식향산 메틸의 제조
텅스텐산나트륨 2 수화물 5.3g(16.2m㏖), 농축 황산 3.2g(32.3m㏖)의 메탄올 53㎖용액을 40℃로 가열하고, 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸 15g(80.8m㏖)의 메탄올 13㎖용액과, 30% 과산화수소수 33.0㎖(323m㏖)를 각각 10시간 들여 동시에 적하했다. 이때의 pH값은 0.5를 나타냈다. 적하 종료 후, 40℃에서 2시간 교반했다. HPLC 분석(면적 백분율법)으로 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸의 소실을 확인한 후, 반응액에 톨루엔 30㎖와 30% 과산화수소수 8.3㎖(80.8m㏖)를 더하고, 다시 25%수산화칼륨 수용액 19.9g(88.9m㏖)을 30℃ 이하가 되도록 적하하여 더했다. 12시간 실온에서 교반하고, 반응을 종료했다. 반응 종료 후, 메탄올을 증류하여 제거하고, 톨루엔 58㎖를 더하여 분액했다. 얻어진 유기상을 물 20㎖로 세정하고, 3-클로로-2-니트로 안식향산 메틸을 톨루엔 용액으로서 얻었다. 이 용액을 절대검량선법으로 HPLC에 의해 분석한 결과, 수율은 88%였다. 한편, 첨가한 수산화칼륨의 양은, 액성을 알칼리성으로 하기에 충분한 것이다.
Figure pct00008
실시예 3
2,6-디클로로니트로벤젠의 제조
2,6-디클로로아닐린 2.0g(12.3m㏖)의 물 6㎖의 현탁액에, 텅스텐산 0.66g(2.64m㏖), 테트라부틸암모늄 브로마이드 0.40g(1.23m㏖)을 더하고, 40℃로 가열했다. 30% 과산화수소수 4.9g(43.1m㏖)을 더했다. 이때의 pH값은 1.5를 나타냈다. 그 후, 40℃에서 16시간 교반했다. 가스 크로마토그래피(면적 백분율법)로 2,6-디클로로아닐린의 소실을 확인한 후, 메탄올 3㎖, 30% 과산화수소수 3.49g(30.8m㏖)을 첨가하고, 25% 수산화칼륨 수용액 2.8g(12.3m㏖)을, 반응액의 온도가 40℃ 이하가 되도록 조정하면서 적하했다. 적하 종료 후, 실온에서 밤새도록 교반하여, 반응을 종료했다. 반응 종료 후, 톨루엔 30㎖와 물 20㎖를 더하여 잠시 도안 교반, 여과하여, 여과액을 분액 했다. 얻어진 유기상을 물 10㎖로 세정한 후, 가열 환류시켜 탈수했다. 이것에 의해 2,6-디클로로니트로벤젠의 톨루엔 용액을 얻었다. 이 용액을 절대검량선법으로 가스 크로마토그래피에 의해 분석한 결과, 수율은 80%였다. 한편, 첨가한 수산화칼륨의 양은, 액성을 알칼리성으로 하기에 충분한 것이다.
실시예 4
2,6-디클로로니트로벤젠의 제조
텅스텐산 7.5g(30m㏖), 농축 황산 5.2g(52m㏖), 2,6-디클로로아닐린 32.7g(200m㏖), 테트라부틸암모늄 황산수소염 6.9g(19m㏖)의 톨루엔 용액 74㎖용액을 47℃로 가열하고, 35% 과산화수소수 53㎖(600m㏖)를 10시간 동안 적하했다. 이때의 pH값은 0.3을 나타냈다. 적하 종료 후, 47℃에서 4시간 교반했다. HPLC 분석(면적 백분율법)으로 2,6-디클로로아닐린의 소실을 확인한 후, 톨루엔 230㎖, 25%수산화나트륨 수용액 20g(160m㏖)을 첨가했다. 이때의 pH값은 13.5였다. 반응액을 75℃에서 분액하여 수층 91g을 제거했다. 그 후, 얻어진 유기층을 60℃ 이하로 냉각하고, 48% 수산화칼륨 수용액 35g(300m㏖)을 첨가하여, 35% 과산화수소수 34㎖(400m㏖)를 반응 온도가 60℃ 이하가 되도록 조정하면서 적하했다. 적하 종료 후, 60℃에서 2시간 교반하여, 반응을 종료했다. 실온에서 분액하여, 얻어진 유기층을 절대검량선법으로 가스 크로마토그래피에 의해 분석한 결과, 수율은 81%였다.
실시예 5
2,6-디클로로 니트로벤젠의 제조
텅스텐산 7.5g(30m㏖), 농축 황산 5.2g(52m㏖), 2,6-디클로로아닐린 32.7g(200m㏖), 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드 5.84g(20m㏖)의 톨루엔 용액 74㎖용액을 47℃로 가열하고, 35% 과산화수소수 53㎖(600m㏖)를 10시간 동안 적하했다. 이때의 pH값은 0.3을 나타냈다. 적하 종료 후, 47℃에서 4시간 교반 했다. HPLC 분석(면적 백분율법)으로 2,6-디클로로아닐린의 소실을 확인한 후, 톨루엔 230㎖, 25% 수산화나트륨 수용액 20g(160m㏖)을 첨가했다. 이때의 pH값은 13.5였다. 반응액을 75℃에서 분액하여 수층 91g을 제거했다. 그 후, 얻어진 유기층을 60℃ 이하로 냉각하고, 48% 수산화칼륨 수용액 35g(300m㏖)을 첨가하여, 35% 과산화수소수 34㎖(400m㏖)를 반응 온도가 60℃ 이하가 되도록 조정하면서 적하했다. 적하 종료 후, 60℃에서 2시간 교반하여, 반응을 종료했다. 실온에서 분액하여, 얻어진 유기층을 절대검량선법으로 가스 크로마토그래피에 의해 분석한 결과, 수율 81%였다.
실시예 6
2,6-디클로로니트로벤젠의 제조
텅스텐산 7.5g(30m㏖), 농축 황산 5.2g(52m㏖), 2,6-디클로로아닐린 32.7g(200m㏖), 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 10.1g(20m㏖)의 톨루엔 용액 74㎖용액을 47℃로 가열하고, 35% 과산화수소수 53㎖(600m㏖)를 10시간 동안 적하했다. 이때의 pH값은 0.3을 나타냈다. 적하 종료 후, 47℃에서 4시간 교반했다. HPLC 분석(면적 백분율법)으로 2,6-디클로로아닐린의 소실을 확인한 후, 톨루엔 230㎖, 25% 수산화 나트륨 수용액 20g(160m㏖)을 첨가했다. 이때의 pH값은 13.5였다. 반응액을 75℃에서 분액하여 수층 91g을 제거했다. 그 후, 얻어진 유기층을 60℃ 이하로 냉각하고, 48% 수산화칼륨 수용액 35g(300m㏖)을 첨가하고, 35% 과산화수소수 34㎖(400m㏖)를 반응 온도가 60℃ 이하가 되도록 조정하면서 적하했다. 적하 종료 후, 60℃에서 2시간 교반하여, 반응을 종료 했다. 실온에서 분액하여, 얻어진 유기층을 절대검량선법으로 가스 크로마토그래피에 의해 분석한 결과, 수율 90%였다.
실시예 7
2,6-디클로로니트로벤젠의 제조
텅스텐산 7.5g(30m㏖), 농축 황산 5.2g(52m㏖), 2,6-디클로로아닐린 32.7g(200m㏖), 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 10.1g(20m㏖)의 클로로벤젠 용액 74㎖용액을 47℃로 가열하고, 35% 과산화수소수 53㎖(600m㏖)를 10시간 동안 적하했다. 이때의 pH값은 0.3을 나타냈다. 적하 종료 후, 47℃에서 4시간 교반 했다. HPLC 분석(면적 백분율법)으로 2,6-디클로로아닐린의 소실을 확인한 후, 클로로벤젠 243g(2.16mol), 25% 수산화나트륨 수용액 20g(160m㏖)을 첨가했다. 이때의 pH값은 13.5였다. 반응액을 75℃에서 분액하여 수층 91g을 제거했다. 그 후, 얻어진 유기층을 60℃ 이하로 냉각하고, 48% 수산화칼륨 수용액 35g(300m㏖)을 첨가하여, 35% 과산화수소수 34㎖(400m㏖)를 반응 온도가 60℃ 이하가 되도록 조정하면서 적하했다. 적하 종료 후, 60℃에서 2시간 교반하여, 반응을 종료 했다. 실온에서 분액하여, 얻어진 유기층을 절대검량선법으로 가스 크로마토그래피에 의해 분석한 결과, 수율 70%였다.
실시예 8
2,6-디클로로니트로벤젠의 제조
텅스텐산 7.5g(30m㏖), 농축 황산 5.2g(52m㏖), 2,6-디클로로아닐린 32.7g(200m㏖), 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드 5.84g(20m㏖)의 클로로벤젠 용액 74㎖용액을 47℃로 가열하고, 35% 과산화수소수 53㎖(600m㏖)를 10시간 동안 적하했다. 이때의 pH값은 0.3을 나타냈다. 적하 종료 후, 47℃에서 4시간 교반 했다. HPLC 분석(면적 백분율법)으로 2,6-디클로로아닐린의 소실을 확인한 후, 클로로벤젠 220㎖, 25% 수산화나트륨 수용액 20g(160m㏖)을 첨가했다. 이때의 pH값은 13.5였다. 반응액을 75℃에서 분액하여 수층 91g을 제거했다. 그 후, 얻어진 유기층을 60℃ 이하로 냉각하고, 48% 수산화칼륨 수용액 35g(300m㏖)을 첨가하고, 35% 과산화수소수 34㎖(400m㏖)를 반응 온도가 60℃ 이하가 되도록 조정하면서 적하했다. 적하 종료 후, 60℃에서 2시간 교반하여, 반응을 종료 했다. 실온에서 분액하여, 얻어진 유기층을 절대검량선법으로 가스 크로마토그래피에 의해 분석한 결과, 수율 63%였다.
실시예 9
2,6-디클로로니트로벤젠의 제조
텅스텐산 7.5g(30m㏖), 농축 황산 5.2g(52m㏖), 2,6-디클로로아닐린 32.7g(200m㏖), 테트라부틸암모늄 황산수소염 6.9g(20m㏖)의 클로로벤젠 용액 74㎖용액을 47℃로 가열하고, 35% 과산화수소수 53㎖(600m㏖)를 10시간 동안 적하했다. 이때의 pH값은 0.3을 나타냈다. 적하 종료 후, 47℃에서 4시간 교반 했다. HPLC 분석(면적 백분율법)으로 2,6-디클로로아닐린의 소실을 확인한 후, 클로로벤젠 220㎖, 25% 수산화나트륨 수용액 20g(160m㏖)을 첨가했다. 이때의 pH값은 13.5였다. 반응액을 75℃에서 분액하여 수층 91g을 제거했다. 그 후, 얻어진 유기층을 60℃ 이하로 냉각하고, 48% 수산화칼륨 수용액 35g(300m㏖)을 첨가하고, 35% 과산화수소수 34㎖(400m㏖)를 반응 온도가 60℃ 이하가 되도록 조정하면서 적하했다. 적하 종료 후, 60℃에서 2시간 교반하여, 반응을 종료 했다. 실온에서 분액하여, 얻어진 유기층을 절대검량선법으로 가스 크로마토그래피에 의해 분석한 결과, 수율 62%였다.
실시예 10
3-클로로-2-니트로 안식향산 메틸의 제조
텅스텐산 7.1g(28.5m㏖), 농축 황산 4.9g(48.5m㏖), 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸 35.6g(190m㏖), 테트라부틸암모늄 황산수소염 6.9g(19m㏖)의 톨루엔 74㎖용액을 47℃로 가열하고, 35% 과산화수소수 50㎖(570m㏖)를 10시간 동안 적하했다. 이때의 pH값은 0.3을 나타냈다. 적하 종료 후, 47℃에서 4시간 교반 했다. HPLC 분석(면적 백분율법)으로 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸의 소실을 확인한 후, 톨루엔 189.4g(2.06mol), 25% 수산화나트륨 수용액 19g(150m㏖)을 첨가했다. 이때의 pH값은 7.5였다. 반응액을 75℃에서 분액하여 수층을 제거했다. 그 후, 얻어진 유기층을 60℃ 이하로 냉각하고, 탄산수소나트륨 5.2g(61.9m㏖), 물 5.2㎖를 첨가하고, 35% 과산화수소수 25㎖(285m㏖)를 반응 온도가 60℃ 이하가 되도록 조정하면서 적하했다. 적하 종료 후, 60℃에서 2시간 교반하여, 반응을 종료 했다. 실온에서 분액하여, 얻어진 유기층을 절대검량선법으로 HPLC에 의해 분석한 결과, 수율은 72%였다.
실시예 11
3-클로로-2-니트로 안식향산 메틸의 제조
텅스텐산 7.1g(28.5m㏖), 농축 황산 4.9g(48.5m㏖), 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸 35.6g(190m㏖), 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드 5.84g(20m㏖)의 톨루엔 74㎖용액을 47℃로 가열하고, 35% 과산화수소수 50㎖(570m㏖)를 10시간 동안 적하했다. 이때의 pH값은 0.3을 나타냈다. 적하 종료 후, 47℃에서 4시간 교반 했다. HPLC 분석(면적 백분율법)으로 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸의 소실을 확인한 후, 톨루엔 189.4g(2.06mol), 25% 수산화나트륨 수용액 19g(150m㏖)을 첨가했다. 이때의 pH값은 7.5였다. 반응액을 75℃에서 분액하여 수층 91g을 제거했다. 그 후, 얻어진 유기층을 60℃ 이하로 냉각하고, 탄산수소나트륨 5.2g(61.9m㏖), 물 5.2㎖를 첨가하고, 35% 과산화수소수 25㎖(285m㏖)를 반응 온도가 60℃ 이하가 되도록 조정하면서 적하했다. 적하 종료 후, 60℃에서 2시간 교반하여, 반응을 종료 했다. 실온에서 분액하여, 얻어진 유기층을 절대검량선법으로 HPLC에 의해 분석한 결과, 수율은 72%였다.
실시예 12
3-클로로-2-니트로 안식향산 메틸의 제조
텅스텐산 7.1g(28.5m㏖), 농축 황산 4.9g(48.5m㏖), 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸 35.6g(190m㏖), 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 10.1g(20m㏖)의 톨루엔 74㎖용액을 47℃로 가열하고, 35% 과산화수소수 50㎖(570m㏖)를 10시간 동안 적하했다. 이때의 pH값은 0.3을 나타냈다. 적하 종료 후, 47℃에서 4시간 교반 했다. HPLC 분석(면적 백분율법)으로 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸의 소실을 확인한 후, 톨루엔 189.4g(2.06mol), 25% 수산화나트륨 수용액 19g(150m㏖)을 첨가했다. 이때의 pH값은 7.5였다. 반응액을 75℃에서 분액하여 수층 91g을 제거했다. 그 후, 얻어진 유기층을 60℃ 이하로 냉각하고, 탄산수소나트륨 5.2g(61.9m㏖), 물 5.2㎖를 첨가하고, 35% 과산화수소수 25㎖(285m㏖)를 반응 온도가 60℃ 이하가 되도록 조정하면서 적하했다. 적하 종료 후, 60℃에서 2시간 교반하여, 반응을 종료 했다. 실온에서 분액하여, 얻어진 유기층을 절대검량선법으로 HPLC에 의해 분석한 결과, 수율은 74%였다.
실시예 13
3-클로로-2-니트로 안식향산 메틸의 제조
텅스텐산 7.1g(28.5m㏖), 농축 황산 4.9g(48.5m㏖), 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸 35.6g(190m㏖), 테트라부틸암모늄 황산수소염 6.9g(19m㏖)의 클로로벤젠 74㎖용액을 47℃로 가열하고, 35% 과산화수소수 50㎖(570m㏖)를 10시간 동안 적하했다. 이때의 pH값은 0.3을 나타냈다. 적하 종료 후, 47℃에서 4시간 교반 했다. HPLC 분석(면적 백분율법)으로 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸의 소실을 확인한 후, 클로로벤젠 243g(2.06㏖), 25% 수산화나트륨 수용액 19g(150m㏖)을 첨가했다. 이때의 pH값은 7.5였다. 반응액을 75℃에서 분액하여 수층 91g을 제거했다. 그 후, 얻어진 유기층을 60℃ 이하로 냉각하고, 탄산수소나트륨 5.2g(61.9m㏖), 물 5.2㎖를 첨가하고, 35% 과산화수소수 25㎖(285m㏖)를 반응 온도가 60℃ 이하가 되도록 조정하면서 적하했다. 적하 종료 후, 60℃에서 2시간 교반하여, 반응을 종료 했다. 실온에서 분액하여, 얻어진 유기층을 절대검량선법으로 HPLC에 의해 분석한 결과, 수율은 72%였다.
실시예 14
3-클로로-2-니트로 안식향산 메틸의 제조
텅스텐산 7.1g(28.5m㏖), 농축 황산 4.9g(48.5m㏖), 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸 35.6g(190m㏖), 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드 5.84g(20m㏖)의 클로로벤젠 74㎖용액을 47℃로 가열하고, 35% 과산화수소수 50㎖(570m㏖)를 10시간 동안 적하했다. 이때의 pH값은 0.3을 나타냈다. 적하 종료 후, 47℃에서 4시간 교반 했다. HPLC 분석(면적 백분율법)으로 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸의 소실을 확인한 후, 클로로벤젠 243g(2.06㏖), 25% 수산화나트륨 수용액 19g(150m㏖)을 첨가했다. 이때의 pH값은 7.5였다. 반응액을 75℃에서 분액하여 수층 91g을 제거했다. 그 후, 얻어진 유기층을 60℃ 이하로 냉각하고, 탄산수소나트륨 5.2g(61.9m㏖), 물 5.2㎖를 첨가하고, 35% 과산화수소수 25㎖(285m㏖)를 반응 온도가 60℃ 이하가 되도록 조정하면서 적하했다. 적하 종료 후, 60℃에서 2시간 교반하여, 반응을 종료 했다. 실온에서 분액하여, 얻어진 유기층을 절대검량선법으로 HPLC에 의해 분석한 결과, 수율은 70%였다.
실시예 15
3-클로로-2-니트로 안식향산 메틸의 제조
텅스텐산 7.1g(28.5m㏖), 농축 황산 4.9g(48.5m㏖), 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸 35.6g(190m㏖), 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 10.1g(20m㏖)의 클로로벤젠 용액 74㎖용액을 47℃로 가열하고, 35% 과산화수소수 50㎖(570m㏖)를 10시간 들여 적하했다. 이때의 pH값은 0.3을 나타냈다. 적하 종료 후, 47℃에서 4시간 교반 했다. HPLC 분석(면적 백분율법)으로 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸의 소실을 확인한 후, 클로로벤젠 243g(2.06mol), 25% 수산화나트륨 수용액 19g(150m㏖)을 첨가했다. 이때의 pH값은 7.5였다. 반응액을 75℃에서 분액하여 수층 91g을 제거했다. 그 후, 얻어진 유기층을 60℃ 이하로 냉각하고, 탄산수소나트륨 5.2g(61.9m㏖), 물 5.2㎖를 첨가하고, 35% 과산화수소수 25㎖(285m㏖)를 반응 온도가 60℃ 이하가 되도록 조정하면서 적하했다. 적하 종료 후, 60℃에서 2시간 교반하여, 반응을 종료 했다. 실온에서 분액하여, 얻어진 유기층을 절대검량선법으로 HPLC에 의해 분석한 결과, 수율은 76%였다.
실시예 16
2-아미노-3-클로로 안식향산의 제조(암모니아수 사용)
2,3-디클로로 안식향산 30g(157m㏖), 염화 구리(I) 0.78g(7.85m㏖)을 오토클레이브(autoclave)로 계량하여, 28% 암모니아수 95.6g(1570m㏖)을 더하고, 밀봉하여 오일배스에서 130℃, 8 기압으로 20시간 가열했다. 반응 종료 후, 실온까지 냉각하고, 반응액을 반응 플라스크에 꺼내, 90℃로 가열하여 암모니아를 없앴다. 그 후, 반응액을 실온까지 냉각하고, 염산을 이용하여 pH값을 3으로 조정하고, 석출한 결정을 여과하고 건조하여, 19.1g의 2-아미노-3-클로로 안식향산을 백색 결정으로서, 71%의 수율로 얻었다.
Figure pct00009
실시예 17
2-아미노-3-클로로 안식향산의 제조(암모니아 가스 사용)
메탄올 70㎖를 오토클레이브에 부가하여 -70℃로 냉각하여, 발생시킨 암모니아 가스 16g(942m㏖)을 더했다. 2,3-디클로로 안식향산 30g(157m㏖), 염화 구리(I) 0.78g(7.85m㏖)을 더하여 밀봉하고, 오일배스에서 130℃, 30 기압으로 20시간 가열했다. 반응 종료 후, 실온까지 냉각하고, 반응액을 반응 플라스크에 꺼내, 반응액에 물 100㎖를 더하여 오일배스에서 100℃로 가열하여 암모니아 및 메탄올을 없앴다. 그 후, 반응액을 실온까지 냉각하고, 염산을 더하여 pH값을 3으로 조정하고, 석출한 결정을 여과하고 건조하여, 21.8g의 2-아미노-3-클로로 안식향산을 백색 결정으로서 81%의 수율로 얻었다.
실시예 18
2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸의 제조
교반기, 환류 냉각기, 온도계, 적하 로트를 구비한 1000㎖의 4구 플라스크에, 2-아미노-3-클로로 안식향산 85.5g(0.50㏖), MIBK(메틸이소부틸케톤) 300㎖, 테트라부틸암모늄 브로마이드 16.1g(0.05mol), 디메틸황산 69.4g(0.55㏖)을 더하여, 20℃에서 교반하면서, 탄산칼륨 76.0g(0.55㏖), MIBK 150㎖의 혼합액을 적하했다. 그 후 실온에서 1시간 교반했다. 반응액에 물 250㎖를 더하여 실온에서 분액 한 후, MIBK상을 물 250㎖로 세정하여, 감압하에서 MIBK를 증류하여 제거했다. 88.2g의 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸을 갈색 결정으로서, 95%의 수율로 얻었다.
융점：36℃
Figure pct00010
실시예 19
2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸의 제조
교반기, 환류 냉각기, 온도계, 적하 로트를 구비한 100㎖의 4구 플라스크에, 2-아미노-3-클로로 안식향산 5.13g(0.03㏖), 톨루엔 24㎖, 테트라부틸암모늄 브로마이드 0.97g(0.003㏖), 디메틸황산 4.54g(0.04㏖)을 더하여, 80℃에서 교반하면서, 탄산칼륨 4.56g(0.033㏖), 톨루엔 9㎖의 혼합액을 적하했다. 그 후 80℃에서 1시간 교반했다. 이 용액을 절대검량선법으로 HPLC에 의해 분석한 결과, 수율은 96%였다.
실시예 20
2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸의 제조
교반기, 환류 냉각기, 온도계, 적하 로트를 구비한 100㎖의 4구 플라스크에, 2-아미노-3-클로로 안식향산 5.13g(0.03㏖), 메탄올 24㎖(0.59㏖)를 더하여 65℃에서 교반하면서, 염화수소 가스를 불어 넣는다. 10시간 후, 이 용액을 절대검량선법으로 HPLC에 의해 분석한 결과, 수율은 75%였다.
실시예 21
2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸의 제조
교반기, 환류 냉각기, 온도계, 적하 로트를 구비한 50㎖의 4구 플라스크에, 메탄올 3㎖(0.074㏖)를 더하여, -5℃에서 교반하면서 염화 티오닐 1.43g(0.012㏖)을 적하했다. 그 후, 2-아미노-3-클로로 안식향산 1.71g(0.010㏖), 메탄올 2.0㎖(0.049㏖)의 혼합액을 -5℃에서 교반하면서 적하했다. 그 후, 실온에서 15시간, 65℃에서 17시간 교반했다. 이 용액을 절대검량선법으로 HPLC에 의해 분석한 결과, 수율은 61%였다.
비교예 1
｛특허 제 4284999호 공보(특허 문헌 7), 실시예 1에 기재된 방법｝
3-클로로-2-니트로 안식향산 메틸의 제조
텅스텐 금속 0.01g(0.054m㏖)의 30% 과산화수소수 0.12g(1.08m㏖)의 현탁액을 40℃로 가열하고, 30분간 교반한 후, 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸 0.2g(1.08m㏖)의 t-부틸 알코올 3g 용액과, 30% 과산화수소수 0.49g(4.32m㏖)을 더했다. 이때의 pH값은 2.4를 나타냈다. 그 후 70℃에서 22시간 교반 했다. 이 용액을 절대검량선법으로 HPLC에 의해 분석한 결과, 목적물의 3-클로로-2-니트로 안식향산 메틸이 26.6%였다.
비교예 2
｛특허 제 4284999호 공보(특허 문헌 7), 실시예 5에 기재된 방법｝
3-클로로-2-니트로 안식향산 메틸의 제조
탄화 텅스텐 0.013g(0.066m㏖)의 30% 과산화수소수 0.12g(1.08m㏖)의 현탁액을 40℃에서 30분간 교반한 후, 2-아미노-3-클로로 안식향산 메틸 0.2g(1.08m㏖)의 t-부틸 알코올 3g 용액과 30% 과산화수소수 0.49g(4.32m㏖)을 더했다. 이때의 pH값은 4.6을 나타냈다. 그 후 70℃에서 22시간 교반 했다. 이 용액을 절대검량선법으로 HPLC에 의해 분석한 결과, 목적물의 3-클로로-2-니트로 안식향산 메틸은 9.0%였다.
　비교예 1 및 비교예 2가 나타내는 바와 같이, 특허 문헌 5의 조건은, 2,6-디치환되어 있는 아닐린의 산화에서는 유효한 제조법은 아니라고 할 수 있다.
(HPLC 분석 방법)
상기한 HPLC 분석 방법의 상세에 관해서는, 필요에 따라서, 이하의 문헌을 참조할 수 있다.
(a)：(회사) 일본화학회편 「신실험화학강좌 9 분석화학　Ⅱ」, 제86~112페이지(1977년), 발행자 이즈미 신고, 마루젠 가부시키가이샤(丸善株式會社)(예를 들면, 컬럼에 사용 가능한 충전제-이동 상(相)의 조합에 관해서는, 제93~96 페이지를 참조할 수 있다.)
(b)(회사) 일본화학회편, 「실험화학강좌 20-1　분석화학」 제5판, 제130~151페이지(2007년), 발행자 무라타 세이시로, 마루젠 가부시키가이샤(예를 들면, 역상(逆相) 크로마토그래피 분석의 구체적인 사용 방법·조건에 관해서는, 제 135~137페이지를 참조할 수 있다.)
(가스 크로마토그래피 분석 방법)
상기한 가스 크로마토그래피 분석 방법의 상세에 관해서는, 필요에 따라서, 이하의 문헌을 참조할 수 있다.
(c)：(회사) 일본화학회편 「신실험화학강좌 9 분석화학　Ⅱ」, 제60~86 페이지(1977년), 발행자 이즈미 신고, 마루젠 가부시키가이샤
(d)(회사) 일본화학회편, 「실험화학강좌 20-1　분석화학」 제5판, 제 121~129페이지(2007년), 발행자 무라타 세이시로, 마루젠 가부시키가이샤
(pH값의 측정 방법)
pH값은 유리 전극식 수소 이온 농도 지시계에 의해 측정했다. 유리 전극식 수소이온농도 지시계로서는, 구체적으로는 예를 들면 토아 디케이케이 가부시키가이샤(TOA DKK CORRORATION)제, 형식：HM-20P를 사용할 수 있다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명에 의하면, 니트로벤젠 화합물, 특히 2,6-디치환된 니트로벤젠 화합물의 신규한 공업적 제조법이 제공된다. 본 발명 방법에 의하면, 원료로서 일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물을 이용하는 것이 가능하고, 염가이며 반응 후에는 무해한 물이 되는, 깨끗하고 우수한 산화제로서 주목을 모으고 있는 과산화수소를 이용하여, 고순도의 일반식(2)로 표시되는 니트로벤젠 화합물을 공업적 규모로 제조할 수 있다.
또, 작업에 있어서 많은 주위를 기울일 필요가 있는 고농도의 과산화수소를 사용할 필요는 없고, 시판의 30% 정도의 과산화수소를 사용하여, 일반식(2)로 표시되는 니트로벤젠 화합물을 수율 좋게 공업적 규모로 제조할 수 있다.
또한, 위험성이 높은 과초산 또는 트리플루오로 과초산 등의 유기과산을 사용하지 않아도, 일반식(2)로 표시되는 니트로벤젠 화합물을 수율 좋게 공업적 규모로 제조할 수 있다.
얻어지는 일반식(2)로 표시되는 니트로벤젠 화합물은, 여러 가지의 유기 화합물의 합성 중간체로서 유용한 화합물이며, 따라서, 본 발명 방법은 공업적인 이용가치가 높다.

Claims (22)

  1. 일반식(1)
    [화학식 1]
    Figure pct00011

    (식 중, R1 및 R5는, 동일하거나 또는 다르고, 할로겐 원자, C1~C4 알콕시카르보닐기, C1~C4 알킬기, C1~C4 알콕시기 또는 C1~C4 알콕시 C1~C4 알킬기를 나타내며, R2, R3 및 R4는, 동일하거나 또는 다르고, 수소 원자, 할로겐 원자, C1~C4 알킬기, C1~C4 알콕시기 또는 C1~C4 할로알킬기를 나타낸다.)로 표시되는 아닐린 화합물을, 텅스텐 화합물의 존재하에 산성 조건하에서 과산화수소에 의해 산화시키고, 또한 중성으로부터 알칼리성 조건하로 과산화수소에 의해 산화시키는 것을 특징으로 하는, 일반식(2)
    [화학식 2]
    Figure pct00012

    (식 중, R1, R2, R3, R4 및 R5는 상기와 같은 의미를 나타낸다.)로 표시되는 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    일반식(1)로 표시되는 아닐린 화합물의, 일반식(2)로 표시되는 니트로벤젠 화합물로의 과산화수소에 의한 산화를, 산화 반응의 액성을 산성 조건으로부터 중성 내지 알칼리성 조건으로 변경하여 행하는, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    아닐린 화합물의 니트로벤젠 화합물로의 산화를, 용매 존재하에서 행하는, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 용매가 물, 알코올류, 니트릴류, 방향족 탄화수소류 또는 이들의 혼합 용매인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 용매가 물인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 용매가 물과 방향족 탄화수소류의 혼합 용매이고, 아닐린 화합물의 니트로벤젠 화합물로의 산화를, 상간(相間) 이동 촉매의 존재하에서 행하는, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 방향족 탄화수소류가 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌(mesitylene) 또는 에틸벤젠으로부터 선택되는 1종 이상인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    일반식(1)에 있어서의 R1 또는 R5 중 어느 한쪽이 C1~C4 알콕시카르보닐기인 아닐린 화합물이, 일반식(3)
    [화학식 3]
    Figure pct00013

    (식 중, R1, R2, R3 및 R4는 상기와 같은 의미를 나타낸다.)로 표시되는 할로게노 안식향산 화합물을 아미노화 하여 얻어지는, 일반식(4)
    [화학식 4]
    Figure pct00014

    (식 중, R1, R2, R3 및 R4는 상기와 같은 의미를 나타낸다.)로 표시되는 아미노 안식향산 화합물을 에스테르화 함으로써 제조된 것인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    텅스텐 화합물이 텅스텐산인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    텅스텐 화합물이 텅스텐산염인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    텅스텐 화합물이 금속 텅스텐인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상간 이동 촉매가 4급 암모늄염인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상간 이동 촉매가 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 또는 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드로부터 선택되는 1종 이상인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    산성 조건하에서의 액성이 pH 2.0 이하인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    중성으로부터 알칼리성 조건으로의 액성하가 pH 6.5에서 16.0인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    중성으로부터 알칼리성 조건하로의 액성이 pH 6.5에서 15.0인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    일반식(1)에 있어서의 R2, R3 및 R4가 수소 원자인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    일반식(1)에 있어서의 R1 및 R5가 동일하거나 또는 다르고, 각각 할로겐 원자 또는 C1~C4 알콕시카르보닐기인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    일반식(1)에 있어서의 R1 및 R5가 할로겐 원자인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  20. 제 1 항에 있어서,
    일반식(1)에 있어서의 R1가 할로겐 원자이고, R5가 C1~C4 알콕시카르보닐기인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  21. 제 3 항에 있어서,
    일반식(1)에 있어서의 R1 및 R5가 할로겐 원자이고, R2, R3 및 R4가 수소 원자이며, 텅스텐 화합물이 텅스텐산염이고, 산성 조건하에서의 액성이 pH 2.0 이하임과 함께, 중성으로부터 알칼리성 조건하로의 액성이 pH 6.5에서 15.0이며, 용매가 물과 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 또는 에틸벤젠으로부터 선택되는 1종 이상과의 혼합 용매이고, 산화 반응을 상간 이동 촉매의 존재하에서 행함과 함께, 상간 이동 촉매가 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 또는 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드로부터 선택되는 1종 이상인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
  22. 제 3 항에 있어서,
    일반식(1)에 있어서의 R1가 할로겐 원자이고, R5가 C1~C4 알콕시카르보닐기이며, R2, R3 및 R4가 수소 원자이고, 텅스텐 화합물이 텅스텐산염이고, 산성 조건하에서의 액성이 pH 2.0 이하임과 함께, 중성으로부터 알칼리성 조건하로의 액성이 pH 6.5에서 15.0이며, 용매가 물과 벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 또는 에틸벤젠으로부터 선택되는 1종 이상과의 혼합 용매이고, 산화 반응을 상간 이동 촉매의 존재하에서 행함과 함께, 상간 이동 촉매가 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 황산수소염, 트리옥틸메틸암모늄 클로라이드 또는 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드로부터 선택되는 1종 이상인, 니트로벤젠 화합물의 제조방법.
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