KR860002165B1 - 아미노벤질아민의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

아미노벤질아민의 제조방법
본 발명은 m-또는 p-아미노벤질아민의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 저렴한 가격으로 동물질을 제조하는 방법에 관한 것이다.
아미노벤질아민은 에폭시수지용 경화제나, 폴리아미드 및 폴리이미드용원료, 살충제나 약제용 중간물질 등으로 사용되는 중요한 물질이다.
지금까지는 니크로벤즈알데히드나 나트로벤조니트릴을 출발원료로 사용하여 아미노벤질아민을 제조하는 방법이 공지공용되어 오고있다. 이중에서 니트로벤즈알데히드를 사용하여 아미노벤질아민을 제조하는 방법의 예로는 다음과 같은 것을 들 수 있다.
(1) m-니트로벤즈알데히드로부터 니트로벤질브로마이드를 유도한 다음, 그것을 칼륨프탈이미드와 반응시켜서 N-(m-니트로벤질)-프탈이미드를 만들고, 이것을 다시 2단계 환원시켜서 m-아미노벤질아민을 제조하는 방법(수율 : 20%)(엔. 코른브룸씨외, J.Am.Chem.Soc., 71,2137(1949)).
(2) m-니트로벤즈알데이드를 페닐히드라진과 반응시켜서 히드라존화합물을 얻고 이것을 촉매환원시켜서 m-아미노벤질아민을 제조하는 방법(수율 : 60%)(에이. 시디퀴씨외, Synth Commn, 7, 71-78(1977)).
(3) m-니트로벤즈알데히드로부터 m-니트로벤즈알독심을 만들고, 이것을 라니니켈촉매로 고합하에촉매환원시켜서 m-아미노벤질아민을 제조하는 방법 (수율 : 52%)(제이. 알. 그리피스씨외, NRL Report 6439).
한편, 니트로벤조니트릴을 출발물질로 사용하여 아미노벤질아민을 제조하는 방법의 예로는 다음과 같은 것이 있다.
(4) p--니트로벤조니트릴로부터 유도된 p-아미노벤조니트릴을 리튬알루미늄히드라이드로 환원시켜서 p-아미노벤질아민을 제조하는 방법 (수율 : 37%)(엔. 씨. 브라운씨외. J. Medicinal Chem., 20. 1189(1977)).
(5) m-니트로벤조니트릴을 라니니켈촉매로 고압촉매환원시켜서 m-아미노벤질아민을 제조하는 방법(수율 : 49%)(제이. 알. 그리피소씨외, NRL Report 6439).
그러나 상기 제조방법(1)과 (2)에 따르면, 비교적 값이비싼 칼륨프탈이미드등과 같은 화합물을 사용하여 중간물질을 만든다음, 그것을 환원시켜서 소기의 화합물을 제조해햐 할뿐만 아니라 반응공정이 길고 제조원가가 저렴하지 못한데다가 부산물의 회수를 위하여 노동력을 필요로하기 때문에 경제적인 제조방법이 못된다. 또한 상기 제조방법(4)에 있어서는 환워제가 고가이고 취급이 곤란한 결점이 있고, 밀폐용기내엣 라니니켈촉매를 사용하여 고압촉매환원을 행하는 상기 제조방법(3)과 (5)의 경우에 있어서는 수율을 향상시키기 위하여 고가의 장치를 사용해야할 필요가 있다. 특히, 상기 제조방법(3)이 경우에는 중간물질로 알독심을 사용하여 반응을 시키므로해서 반응공정이 지연되는데다가 이 알독심을 제조하는데 사용되는 히드록실아민이 비교적 고가인 결점을 안고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 니트로벤즈알독심의 제조공정을 거치지 않고 출발물질인 니트로벤즈 알데히드로부터 직접 높은 수율로 아미노벤질아민을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 니트로족이 m-위치와 p-위치에 위치한 일반식
Figure kpo00001
의 니트로벤즈알데히즈와 암모니아를 유리용체속에서 환원 촉매의 존재하에 촉매환원시켜서 m-또는 p-아미노벤질아민을 제조하는 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는 니트로벤즈알데히드 1몰를 기준으로 1몰이상 바람직하게는 3내지 10몰의 암모니아의 존재하에 환원반응을 시킨다. 암모니아의 양이 3몰이하일 경우에는 2차 아민등과 같은 바람직하지 못한 부산물의 양이 증가하는 반면, 그 양이 10몰을 초과하는 경우에는 아무런 효과가 나타나지 않으므로 초과된 암모니아의 양만큼 비경제적으로 된다. 암모니아는 가스상으로 사용할 수도 있지만 본 발명에서는 액화 암모니아를 사용하는 것이 좋다.
유기용제에 관하여는, 촉매수소화용으로 일반적으로 사용되는 것이면 어떠한 종류의 용제를 사용해도 무방하지만, 메탄올, 에탄올등과 같이 암모니아의 용해성이 큰 무수저급 알코올을 사용하는 것이 바람직하며, 그 사용량은 특별한 제한은 없지만 중량비로 원료량의 1내지 15배 정도면 충분하다.
본 발명에 사용되는 환원촉매의 예로는 백금, 파라듐, 로듐등의 귀금속과 라니촉매를 들수 있다. 귀금속 촉매를 사용할 때에는 금속의 형태를 사용하기도 하지만, 일반적으로 탄소, 실리카겔, 알루미나등과 같은 케리어의표면에 붙여서 사용한다. 특히, 라니니켈인 라니코발트등은 상업적으로 유리하다. 촉매의 사용량은 니트로벤즈알데히드 원료의 무게를 기준으로 0.01내지 30%의 범위내에서 사용한다. 일반적으로 라니촉매를 사용하는 경우에는 2내지 20%의 범위가 적당하며, 귀금속을 케리어 붙여서 사용하는 경우에는 0.1내지 5%의 범위가 바람직하다.
또한, 반응온도는 30°내지 150℃의 범위가 적당하며, 특히 60°내지120℃가 바람직하다.
반응압력은 높일수록 좋으나 통상적으로 10내지 150kg/㎠G의 범위가 적당하다. 반응의 진행속도를 둔화시킬정도로 반응압력이 낮은 경우에는 수율이 저항되는 경향이 있다.
본 발명에 따른 제조방법이 일반적인 실시예에 있어서는, 용제속에 용해되거나 현탄액으로 만들어진 원료에 촉매를 첨가한 다음, 암모니아를 유입시킴과 아울러 수소의 흡착이 중단될때까지 수소를 연속적으로 유입시킨다. 반면에, 본 발명의 대표적인 실시예에 있어서는 원료와 암모니아(액화암모니아)를 용제에 용해시키는 한편, 그 혼합용액을 수소와 용제 및 촉매상이 들어있는 반응용기내로 여러차례에 나누어 유입시킨다음, 소정압력 및 온도에서 촉매환원을 행한다. 이때, 1회당 혼합용액의 주입량은 반응조건에 따라 다소 다르긴 하지만, 일반적으로 매회마다 30분 이내에 수소흡착이 종료될 수 있도록 조정하는 것이 바람직하다.
혼합용액을 나누어 유입하는 상기 방법에 있어서 반응압력이 낮을 경우에는 용액의 분할 첨가향을 감소시킬 필요가 있는데 그렇게 되면 당연히 반응시간이 길어지게 되므로 경제성이 저하된다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 혼합용액을 나누어 유입하는 경우에는 그것을 한꺼번에 첨가할때보다 높은 수율로 소기의 산물을 제조할 수 있고, 또한, 촉매의 열화(劣化)도 최소화 할 수 있다. 따라서 촉매의 재사용이라는 견지에서 보면 분할첨가에 의한 제조방법이 매우 유리하다. 더우기, 반응시에 발생하는 열량도 용이하게 제어할 수 있다. 반응 이 종료된 후에는 촉매를 걸러내고, 나머지의 여과물을 종래의 방법으로 증류하여 소기의 산물을 얻는다.
이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
[실시예 1]
1l용량의 소테인레소 밀폐용기내에 100ml의 메탄올과 라니니켈(Toyo CCI에서 제조한 것으로 니켈함량 4.6g)을 넣고, 질소로 세척한 다음, 수소를 연속적으로 불어 넣어 수소압력을 40kg/㎠G로 만들고, 온도를 90℃까지 상승시켰다.
원료용기내에 p-니트로벤즈알데히드(60.4g, 0.4mol)와, 메탄올(400ml)과, 액화암모니아(80g)를 넣고, 0내지 5℃의 온도에서 약 30분간 교반하여 혼합용액을 만들었다. 이 혼합용액을 약 58g씩 8등분한 다음, 반응온도를 90℃로 유지시키면서 밀폐용기내로 나누어 유입하였다. 58g씩 분할된 혼합용액분의 수소화합 반응에 요하는 시간은 각각의 첨가분마다 5내지 15분 이었으며, 총 반응시간은 80분이 소요되었다. 이 시간동안에 흡수된 수소의 총량은 33Nl였다. 반응용액을 30분마다 방치한후 실온까지 냉각한 다음, 여과를 하고, 여과물을 5-6mmHg의 압력하에 진공증류하여 분류물을 얻었다.
(증류온도 : 129.5℃-130℃)(47.8g, 수율 97.7%).
이 분류물의 가스 크로마토그래피에 의한 순도는 99.9%이였으며, p-아니모벤질아민인 것으로 판명되었다. 그리고 원소분석치는 다음과 같았다. 원소분석(C7H10N2)
이론치 (%) 68.8 8.25 22.9
실측치 (%) 68.8 8.29 22.8
[실시예 2]
p-니트로벤즈알데히드 대신에 m-니트로벤즈알데히드를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 반응을 시켰다. 반응은 115분만에 종료되었으며, 그 동안에 흡수된 수소의 양은 32Nl였다. 계속해서 실시예 1에서와 같은 후처리를 하여 순도 99.91%의 m-아미노벤질아민을 얻었다.
(46.7g, 수율 95.5%, 비등점 131-132℃/6mmHg).
[실시예 3]
용량 500ml의 소테인레소 밀폐용기내에 p-니트로벤즈알데히드 (30.2g, 0.2몰)와 메탄올(200ml)과, 라니니켈(Toyo CCl에서 제조한 것으로 니켈성분 4.6g)을 넣은 다음, 질소가스를 환류시킴과 아울러 한동한 교바한 후에 냉각수로 밀폐용기를 냉각시키면서 암모니아(약 40g)을 유입시키고, 게이지압력이 40kg/㎠G으로 될때까지 연속적으로 수소를 충전한 다음 온도를 70℃로 상승시켜서 60분 동안 반응이 이루어지도록 했다. 그결과, 13.3Nl의 수소가 흡수된 후 반응이 종료되었다. 반응용액을 실온까지 냉각시킨 다음, 그것을 여과하고, 여과물을 6mmHg의 압력하에 진공증류하여 p-아미노벤질아민에 해당되는 분류물을 얻었다. (증류온도 : 129.5°-130℃)(22.0g, 수율 90.0%). 가스크로마토그래피로 측정한 분류물의 순도를 99.91%였다.
[실시예 4]
p-니트로벤즈알데히드 대신에 m-니트로벤즈알데히드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3에서와 동일한 반응을 행하였다. 반응은 55분만에 종료되었으며, 그동안 흡수된 수소의 양은 15.8Nl였다. 계속해서 실시예 3에서와 같은 후처리를 하여 순도 99.94%의 m-아미노벤질아민을 얻었다.
(21.5g, 수율 88.0%, 비등점 131-132℃/6mmHg).

Claims (7)

  1. 니트로족이 m-위치 또는 p-위치에 위치한 일반식
    Figure kpo00002
    의 니트로벤즈알데히드와 암모니아를 환원촉매의 존재하에 유기용제속에서 환원시키는 것을 특징으로하는 아미노벤질아민의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 촉매환원을 시키기전에 니트로벤즈알데히드와 암모니아를 혼합용액에서 만든 다음 그것을 나누어 참가하는 것을 특징으로하는 아미노벤질아민의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 니트로벤즈알데히드의 사용량보다 몰비로 3내지 10배가 많은 양의 암모니아를 사용하는 것을 특징으로하는 아미노벤질아민의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유기용제가 지방족 저급알코올인 것을 특징으로하는 아미노벤질아민의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 환원촉매가 라니니켈이나 라니코발트인 것을 특징으로하는 아미노벤질아민의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 암모니아를 액상으로 사용하는 것을 특징으로 하는 아미노벤질아민의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 촉매환원을 60°내지 120℃의 온도범위내에서 행하는 것을 특징으로하는 아미노벤질아민의 제조방법.
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