KR900004399B1

KR900004399B1 - N-아실-p-아미노페놀 및 4-아실옥시-N-아실 아닐리드의 제조방법

Info

Publication number: KR900004399B1
Application number: KR1019850002988A
Authority: KR
Inventors: 제럴드 대븐포어트 케니스; 브루스 힐튼 차알즈; 스탠리 프러키 올란
Original assignee: 세라니이즈 코오포레이션; 로널드 케이 실버스텐
Priority date: 1984-06-04
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1990-06-25
Also published as: KR860001784A

Abstract

내용 없음.

Description

N-아실-p-아미노페놀 및 4-아실옥시-N-아실 아닐리드의 제조방법

상응하는 N-아실하이드록시방향족 아민 예컨대 N-아세틸-파라-아미노페놀(APAP)의 나트륨염을 제조한 다음 이 나트륨염을 적당한 카복실산무수물 예컨대 무수초산과 반응시켜 N-아실-아실옥시방향족아민 예컨대 4-아세톡시아세트아닐리드를 제조하는 방법이 공지되어 있다. 상기 반응에서 출발물질로서 사용되는 N-아실-하이드록시방향족 아민 예컨대 APAP는 상응하는 하이드록시방향족아민 예컨대 파라-아미노페놀을 무수물 예컨대 무수초산과 같은 아실화제로 아실화시켜 제조한다. 그러나 후자반응은 하이드록시방향족아민을 모노-아실화하는데 따른 어려움, 하이드록시 방향족 아민의 올리고머화 및 착색물체의 형성과 같은 문제점을 야기할 수 있다.

더우기, APAP를 파라-아미노페놀로부터 생성하는 경우, 보통 파라아미노페놀은 니트로-벤젠을 백금촉매 존재하에 촉매 수소화하고 전위시켜 형성하기 때문에 그로인해 용존하는 백금촉매를 회수하는 문제가 남게 된다.

4-니트로-클로로벤젠을 수소화하여 4-클로로아닐린을 얻은 후 이를 수성 KOH와 반응시켜 파라-아미노페놀을 생성함으로써 APAP를 제조하는 것 역시 공지되어 있다. 이어 상기 언급한 바와같이 아세틸화시켜 N-아세틸-파라-아미노페놀을 형성한다. 이 공정은 상당수의 반응단계와 정제단계를 필요로 하는 비교적 복잡한 공정이다. 더우기, 이 공정에서 아세틸화 단계는 니트로벤젠의 아세틸화 단계에서와 같은 문제를 야기하는 것으로 되어있다.

방향족 에스테르의 프리이스 전위(Fries rearrangement)에 의해 하이드록시 방향족 케톤을 제조하는 방법이 이 분야에 공지되어 있다. 따라서 루이스의 미국 특허번호 2,833,825에 촉매로서 무수불화수소를 사용하여 페놀이나 기타 방향족 에스테르를 아실페놀이나 기타 하이드록시 방향족 케톤으로 전위시키는 과정이 나와있다. 이 특허의 실시예는 고급 지방산의 에스테르를 수율 55-95%로 전위시키는데 국한되어 있다.

시몬스등의 문헌[Journal of the American Chemical Society,

485 and 486(1940)]에 각종 전위에 축합시약으로 불화수소를 사용하는 것이 나타나 있으며 페이지 486에는 페닐아세테이트를 프리이스 전위시켜 P-하이드록시아세토페논을 얻는것이 나타나 있다.

댄 및 마일리우스의 논문(included as part of a series of Reports from the Institute for Applied Chemistry of the University of Erlangen, received for publication on January 7, 1954 and published inAnnalen der Chemie 587 Band, pages 1 to 15(1954))에 불화수소중에서 페닐 아세테이트를 4-하이드록시아세토페논으로 전위시키는 것이 나와있으며 반응시간 24시간 후의 최대 수율이 81%인 것으로 되어있으며 K. 바이케르트[Angewandte Chemie

, 338(1943)]에 의해선 92%수율이 얻어진 것으로 보고되어 있다. 그러나 댄과 마일리우스는 수율의 차이가 적어도 일부는 바이케르트가 수반되어 들어온 2-하이드록시아세토페논을 무시해 버렸기 때문이라고 의견을 제시한다.

댄과 마일리우스는 또 불화수소 존재하에 페놀과 빙초산을 반응시켜 4-하이드록시 아세토페논을 61.6%율로 얻었다고 발표했다. 이 반응은 편리하게 아세틸화제로 초산을 사용하여 페놀을 포리이덴-크라프츠아세틸화한 것이라 할 수 있다.

시몬스등은 문헌에서(Journal of the American Chemical Society,

,1795 and 1796(1939)) 축합시약으로 불화수소를 사용하여 방향족 화합물을 아실화하는 법을 소개했으며 페이지 1796 표 1에는 초산으로 페닐을 아세틸화하여 P-하이드록시아세토페논을 40% 수율로 생성하는 것을 보여주고 있다.

문헌(Meussdoerffer et al,German Offenlegungsschrift 2616 986 published October 27,1977 and assigned to Bayer AG,)에 페놀 자신과 같은 페놀성 화합물을 염화아세틸과 같은 아실할로겐화물로 아실화시켜 하이드록시 방향족 케톤을 생성하는 방법이 공지되어 있다.

문헌(Auwers et al,Chemische Berichte,

, 36-51(l925))에 대부분이 치환 아세토페논인 방향족 케톤의 많은 옥심을 벡크만 전위하는 것이 공지되어 있다. 그러나 환이 비치환된 하이드록시 방향족 케톤의 옥심의 전위에 대한 시도는 단지 o-하이드록시 아세토페논의 옥심을 전위시킨데 불과했으며 이때 어떤 아민도 형성되지 않았으며 즉 시도된 전위는 성공을 거두지 못했다(p41 참조).

문헌(Ganboa et al, Synthetic Communications

(11), 941-944(1983))에 하이드록실아민 염산염용액중에서 환류시켜 아세토페논으로부터 아세트아닐리드를 제조하는 과정이 소개되어 있다. 그러나 4-아세톡시아세트아닐리드(AAA) 같은 N-아실아실옥시 방향족 아민의 합성이나 N-아세틸-P-아미노페놀(APAP)과 같은 N-아실하이드록시 방향족 아민의 합성과 같은 것은 제시되어 있지 않았다.

문헌(Pearson et al, Journal of the American Chemical Society

5905-5908(Dec. 5, 1953))에 케톤을 하이드라진수화물과 반응시켜 하이드라존을 형성한 다음 이것을 아질산나트륨 및 농황산과 반응시켜 하이드라존을 아미드로 전위시키는 방법이 공지되어 있다. 특히 P5907에는 P-하이드록시아세토페논 하이드라존을 P-하이드록시아세트아닐리드 예컨대 APAP로 전위시키는 것이 나타나 있다.

본 발명의 한 특징에 따라, N-아실-하이드록시 방향족 아민 예컨대 N-아세틸-파라-아미노페놀(APAP)는 하이드록시 방향족 케톤 예컨대 4-하이드록시아세토페논(4-HAP)를 하이드록실아민염과 반응시켜 케톤의 케톡심을 형성시킨 다음 케톡심을 촉매존재하에 벡크만 전위시켜 N-아실-하이드록시 방향족아민을 형성케 함으로써 제조된다.

한 특수 구체예로, N-아세틸-P-아미노페놀(APAP)(아세트아미노펜으로도 알려져 있음)은 페닐아세테이트 또는 페놀과 초산같은 아세틸화제로부터 형성되며 이것은 페닐아세테이트 또는 페놀과 아세틸화제를 각기 프리이스전위 또는 프티이델-크라프츠아세틸화에 의해 4-하이드록시아세토페논으로 전환시키는 단계와 4-하이드록시아세토페논을 하이드록실아민 또는 하이드록실아민염을 사용하여 상응하는 케톡심으로 전환시키는 단계로 되어 있다. 이어 케톡심을 촉매존재하에 벡크만 전위시켜 N-아세틸-P-아미노페놀을 형성시킨다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, N-아실-아실옥시 방향족 아민, 예컨대 4-아세톡시아세트아닐리드(AAA)는 하이드록시 방향족 케톤 예컨대 4-아세톡시아세토페논(4-HAP)을 하이드록실아민 또는 하이드록실아민염과 반응시켜 케톤의 케톡심을 형성한 다음, 케톡심을 무수카복실산 및 벡크만 전위 촉매와 접촉시켜 벡크만전위 및 아실화를 받게하여 N-아실-아실옥시 방향족 아민을 형성케함으로써 제조된다.

또 다른 특수 구체예로 4-아세톡시 아세트아닐리드(AAA)는 페닐아세테이트 또는 페놀과 초산같은 아세틸화제를 출발물질로 하여 형성되며 형성단계는 페닐아세테이트 또는 페놀과 아세틸화제를 각기 프리이스전위나 프리이델-크라프츠 아세틸화에 의해 4-하이드록시아세토페논으로 전환시키는 단계와 4-하이드록시아세토페논을 하이드록실아민이나 하이드록실아민염 사용하여 상응하는 케톡심으로 전환시키는 단계를 포함한다. 이어 케톡심을 무수초산 및 벡크만 전위촉매와 접촉시켜 벡크만전위 및 아세틸화를 받게함으로써 4-아세톡시아세트아닐리드를 형성시킨다.

출발물질로서 페닐아세테이트를 사용하여 본 발명의 방법을 수행하는 경우 페닐아세테이트로부터 4-하이드록시아세트페논(4-HAP)을 생성하는 초기 프리이스전위는 하기 반응식(I)로 나타낼 수 있다.

만일 출발물질로서 페놀과 아세틸화제가 사용되는 경우 4-HAP를 형성하는 아세틸화 반응은 하기 반응식(II)로 표시된다.

상기 반응식에서 X는 기지의 아세틸화제화합물에서 아세틸기를 제외한 잔기이다. X는 예컨대, 하이드록시, 아세톡시 또는 불소, 염소, 브롬 또는 요드와 같은 할라이드일 수 있다. 사용될 수 있는 아세틸화제는 예컨대 초산, 무수초산, 불화아세틸, 염화아세틸 및 브롬화아세틸이다.

본 발명의 케톡심 생성반응은 하기 반응식(III)과 같이 진행된다.

4-HAP의 케톡심 예컨대 4-HAP 옥심의 생성은 하기 반응식(IV)에서와 같이 진행된다.

N-아실-하이드록시 방향족 아민이 원하는 생성물인 경우 본 발명의 벡크만 전위는 하기 반응식(V)에서와 같이 진행되며 ;

APAP가 원하는 생성물인 경우 벡크만 전위는 하기 반응식(VI)에서와 같이 진행된다.

N-아실-아실옥시 방향족 아민이 원하는 생성물인 경우 본 발명의 벡크만전위 및 아실화는 하기 반응식(Ⅶ)에서와 같이 진행되며 ;

AAA가 원하는 생성물인 경우 벡크만전위 및 아실화는 하기 반응식(Ⅷ)에서와 같이 진행된다.

반응식(III),(V) 및 (Ⅶ)에서, Ar¹은 2가 방향족 라디칼이다. 라디칼의 특성은 한정적인 것은 아니나 비치환되었거나 또는 환수소가 C_1-18의 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시 또는 아실옥시, C_7-18의 아르알킬, 할로겐 예컨대 염소, 브롬, 또는 요드 ; 하이드록시 : 아미노 : 또는 설포히드릴 같은 라디칼로 치환된 벤젠,나프탈렌, 또는 비페닐로부터 2개의 환수소원자가 제거된 라디칼이 바람직하다. Ar¹은 케토탄소 및 위치가 동일하지 않은 경우, Ar¹먼저 언급한 번호의 위치에 상응하는 기를 갖고 있는 1,4-페닐렌, 2,10-나프탈렌, 2,6-나프탈렌, 5-페닐-1,2-페닐렌, 3-페닐-1,4-페닐렌 또는 3-메틸-1,4-페닐렌인 것이 바람직하다. Ar¹은 1,4-페닐렌인 것이 가장 바람직하다.

상기 반응식들에서 R기는 동일하거나 상이한 것으로 각기 예컨대 1-18개, 바람직하게는 1-4개의 탄소원자를 함유하고 있는 일가 유리 라디칼이다. R은 예컨대 C_1-18의 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 아실 또는 아실옥시일 수 있으며 이것은 비치환되었거나, 할로겐 예컨대 염소, 브롬 또는 요드 ; 하이드록시 ; 아미노 ; 설프히드릴 ; 또는 아릴라디칼 같은 라디칼에 의해 치환될 수 있으며 여기서 Ar은 OH에 결합된 탄소가 대신 수소에 결합되어 있는 점을 제외하곤 상기 Ar¹의 정의에 상응하는 일가 라디칼일 수 있다. R은반응식(III),(V) 및 (Ⅶ)에서 모두 동일한 것으로 메틸, 에틸, 프로필 또는 n-부틸인 것이 바람직하며 메틸인 것이 가장 바람직하며 이것은 후자 반응식에서 아세테이트 에스테르 및 메틸케톤의 사용에 상응하는 것이다. 옥심을 생성하는데 사용하기 바람직한 특수 하이드록시 방향족 케톤은 4-하이드록시아세토페논(4-HAP)이며 바람직한 생성물은 4-아세톡시아세트아닐리드(AAA)와 N-아세틸-파라-아미노페놀(APAP)이다.

옥심을 생성하는데 사용되는 하이드록시 방향족 케톤은 이 분야 공지된 어떤 방법에 의해서나 제조될 수있다. 예컨대 이것은 반응식(I)의 일반형인 하기 반응식(IX)로 표시된 바와같이 상응하는 방향족 에스테르를 포리이스전위하여 제조할 수 있다.

여기서 Ar, Ar¹ 및 R은 상기 정의한 바와 같다.

페놀성 화합물과 아실화제는 프리이델-크라프츠 아실화 반응에 의해 반응식(II)의 일반형인 하기 반응식(X)에 따라 하이드록시 방향족 케톤을 형성할 수 있다.

여기서 Ar, Ar¹ 및 R은 상기 정의한 바와 같다.

상기식에서, Ar, Ar¹및 R은 상기한 의미를 가지며, X는 아실화제로 공지된 화합물에서 아실기,

를 제외한 잔기로서 예컨대 하이드록시, 아세톡시같은 아실옥시, 불소, 염소, 브롬 및 요드와 같은 할라이드이다. 사용될 수 있는 페놀성 화합물의 예에는 페놀, 1-나프톨, 2-나프톨, 2-페닐페놀, 4-페닐페놀 및 0-크레졸이 있다. 사용될 수 있는 아실화제는 알칸산, 예컨대 초산 및 프로피온산 및 무수알칸산 예컨대 무수초산 및 프로피온산과, 아실할라이드 예컨대 아세틸 및 프로피오닐 플루오라이드, 클로라이도 및 브로마이드가 있다. 비록 여기서 페놀성 화합물과 아실화제 사이의 반응을 포리이델-크라프츠 아실화 반응으로 명시했으나 반응기전에 대한 어떤 의견이 본 발명의 특징에 포함되는 것은 아니다.

상기 반응촉매는 불화수소인 것이 바람직하나 프리이스 반응 및 프리이델-크라프츠 반응에 효과적인 것으로 이 분야에 공지된 어떤 다른 촉매도 사용될 수 있으며 예컨대 염화알루미늄, 염화아연 또는 삼불화붕소가 있다.

반응을 수행하는데 있어, 방향족 에스테르 또는 페놀성 화합물과 아실화제, 촉매, 그리고 방향족 에스테르가 출발물질인 경우 소망에 따라 무수초산 또는 초산과 같은 반응첨가제를 부식-저항성 반응기에 장입시킬 수 있으며 혼합물은 예컨대 약 20-100℃온도에 예컨대 1/2-4시간동안 예컨대 약 50-500psia(3.4-34bar)의 압력하에 유지시킬 수 있다. HF가 촉매로서 사용되는 경우 이것은 이 분야 숙련자에 잘 알려진 취급법에 따라 액체 또는 기체상태로 장입시킬 수 있다. 반응을 수행하는데 있어 질소와 같은 불활성 기체를 사용하여 원하는 압력하에 반응공간을 유지시키고, 충분한 HF가 반응액과 접촉되게 해줄 수 있다. 일반적으로 과량의 HF가 사용되며 예컨대 반응대역내 초기에 존재하는 방향족 에스테르 또는 페놀화합물 몰당 약 7-75몰이 사용된다. 만일 AAA 또는 APAP가 바라는 반응생성물인 정우 프리이스전위가 사용되는 경우 출발물질은 페닐아세데이트이며, 프리이델-크라프츠 아실화가 이용되는 경우 출발물질은 페놀과 초산같은 아세틸화제이다. 두 경우 모두 출발물질을 4-HAP로 전환시킨 후 이것을 본 발명의 방법에 따라 AAA 또는 APAP로 전환시킨다. 하이드록시 방향족 케톤 예컨대 4-HAP의 N-아실-아실옥시 방향족아민 예컨대 AAA 또는 N-아실-하이드록시 방향족 아민 예컨대 APAP로의 전환은 반응식(Ⅵ) 및 (IV)로 표시된 바와같이 하이드록시 방향족 케톤으로부터 우선 케톡심을 형성케 함으로써 수행되며 즉 케톤을 하이드록실아민 또는 하이드록실아민염 예컨대 하이드륵실아민 염산염, 하이드록실아민 설페이트, 하이드록실아민 비설페이트 또는 하이드록실아민 포스페이트와 염기 예컨대 수산화암모늄, 수산화칼륨, 수산화나트륨 또는 수산화리튬과 예컨대 0-60℃에서 예컨대 1-4시간 접촉시켜 수행하며 이때 하이드록실아민 몰당 1-3몰의 염기가 사용된다. 압력은 예컨대, 80mmHg-10 절대기압(0.1바아-10.1바아) 범위의 어떤 압력이나 사용될 수 있다. 반응은 수성 또는 알콜성 매체중에서 예컨대 메탄올, 에탄올 또는 이소프로판올 같은 알콜 및/또는 물 존재하에 수행하는 것이 바람직하다.

상기 언급한 바와같이 본 발명의 한 구체예에 따라, 케톡심을 예컨대-70-118℃에서 예컨대 10분-4시간동안 반응촉매와 반응시킴으로써 반응식(V) 및 (VI)에서와 같은 벡크만전위에 의해 상응하는 N-아실-하이드록시 방향족 아민으로 전환시킬 수 있다. 압력은 임계적인 것은 아니며 예컨대 80mmHg에서 10절대기압(0.1-10.1바아)범위일 수 있다. 전위는 약 -70-40℃에서 촉매에 대한 케톡심의 몰비 약 1 : 0.001-약 1 : 0.1에서, 약 10분-2시간의 반응시간동안 수행하는 것이 바람직하다. 어떤 벡크만전위촉매나 사용될 수있으며 예컨대 황산, 염산같은 무기산이나 트리플루오로초산, 파라-톨루엔설폰산, 벤젠설폰산 또는 메탄설폰산 같은 유기산같은 산 ; 설폰산 아온교환 수지인 앰버라이스트 15 또는 나피온 501같은 산성이온교환수지 ; 또는 액체 이산화황중의 염화티오닐디에틸에테르, 초산에틸, 아세톤, 테트라하이드로푸란 또는 염화에틸렌중에서 사용될 수 있다. 벡크만전위는 액체 이산화황중에서 염화티오닐에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 반응은 하이드록시 유도체를 산출해내는 바라는 생성물의 N-아실기에 상응하는 빙카복실산 존재하에 수행하는 것이 유리하다. 빙카복실산의 총량은 임계적인 것은 아니나 케톡심 농도가 반응개시시 2-50중량% 범위에 있도록 존재하면 된다.

본 발명의 또다른 구체예에 따라 케톡심은 케톡심을 적당한 무수카복실산 및 벡크만 전위촉매와 0-118℃에서 1-4시간 접촉시킴으로써 반응식(Ⅶ) 및 (Ⅷ)에서와 같이 벡크만전위 빛 뒤이은 아실화에 의해 상응하는 N-아실-아실옥시 방향족 아민으로 전환될 수 있다. 상기 반응식에서와 같이 어떤 광범위한 부류의 무수물이나 사용될 수 있으나 무수물은 탄소원자를 2-4개 함유하는 알칸산의 무수물 예컨대 무수초산, 무수프로피온산, 또는 무수 n-부티르산인 것이 바람직하다. 압력은 임계적은 것은 아니며 예컨대 80mmHg-10 절대기압(0.1-10.1바아)범위일 수 있다. 상기 언급한 바와같은 어떤 벡크만전위촉매나 사용될 수 있다. 반응은 반응에 사용되는 무수물에 상응하는 빙카복실산의 예컨대 무수물 중량의 50%까지의 양의 존재하에 수행하는 것이 유리하다. 빙카복실산의 총량은 임계적인 것은 아니나 무수물 또는 무수물/산 혼합물의 총량은 케톡심 농도가 반응개시시 대부분의 경우 약 2-50중량% 범위에 있도록 하는 양이면 된다.

하기 실시예는 본 발명을 더 설명해 준다.

[실시예 1]

본 실시예는 촉매로서 불화수소를 사용하여 폐닐아세테이트를 프리이스 전위하여 4-하이드록시아세토페논을 제조하는데 관한 것이다.

300cc하스텔로이 C오오토클레이브에 페닐아세테이트 40.8g(0.3몰)을 장입했 다. 오오토클레이브를 밀폐한후 드라이아이스/이스프로판을 욕중에 함침시켜 -45℃로 내부 냉각한 후 약 100Torr(0.13바아)가 되게 감압 배기시켰다. 무수불화수소 120g(6.0몰)을 오오토클레이브 내부온도가 0℃를 넘지않게 하면서 첨가해주었다. 이어 질소를 사용하여 반응기의 내부압을 0psig(1.1바아)가 되게 조절했다. 오오트클레이브 내용물을 교반한 후 75℃로 1시간동안 가열했다. 불화수소를 약 45℃에서 45분간 배기시켰다. 혼합물을 얼음 25g에 부은 후 45% 수산화칼륨용액으로 증화시켰다. 수성혼합물을 초산에틸로 추출했다. 이어 유기분휙물을 무수 황산마그네슘상에서 건조시키고 여과한 후 회전증발기상에서 용매를 제거하여 암록색 고체 44.0g을 얻었으며 이는 페닐아세테이트 전환율 99.9% 및 4-하이드록시아세토페논에 대한 선택율 94.3%에 해당하는 것이다.

[실시예 2]

본 실시예는 촉매로서 불화수소와 첨가제로서 무수초산을 사용하여 페닐아세테이트를 프리이스 전위하여 4-하이드록시아세토페논을 제조하는 과정을 나타낸 것이다.

300cc하스텔로이 C오오트클레이브에 무수초산 30.6g(0.3몰)을 첨가했다. 오오토클레이브를 -50℃로 냉각한 후 5Torr(0.007바아)가 되게 감압배기시키고 이때 무수불화수소 120g(6.0몰)을 실린더로부터 오오토클레이브로 옮겼다. 불화수소 이전을 끝낸 후 오오토클레이브의 내부온도와 내부압력을 각기 질소를 사용하여 -50℃ 및 1.1바아로 조절했다. 교반된 오오토클레이브에 혼합물의 온도가 -23℃를 초과하지 않는 속도로 페닐아세테이트 81.6g(0.6몰)를 첨가해 주었다. 페닐아세테이트 첨가를 끝낸 후 내용물을 50℃로 가온하고 3시간 교반시켜 이때 약 40psig (3.9바아)의 압력이 생겼다. 조작 마지막에 수산화 세척탑(causticscrubber)을 통해 불화수소를 배기시킨 후 오오토클레이브 내용물을 얼음 약 30g에 부었다. 혼합물 pH를 45% 수산화칼륨을 사용하여 6.5로 조절하고 혼합물을 초산에틸 75m1로 추출했다(3x). 유기 용액을 무수황산마그네슘상에서 건조하고, 여과한 후 회전증발기를 사용하여 용매를 제거했다.

반응 진행결과 페닐아세테이트 전환율이 98.1%있으며 하기 선택성을 나타냈다 : 페놀 1%, 4-하이드록시아세토페논(4-HAP)82.3% : 2-하이드록시아세토페논(2-HAP)4.3% : 3-하이드록시아세토페논(3-HAP)0.1% : 4-아세톡시아세트페논(4-AAP)3.8% : 및 4-(4'-하이드록시페닐)-아세토페논(HPAP)0.4%.

[실시예 3]

본 실시예는 촉매로서 불화수소와 첨가제로서 초산을 사용하여 페닐아세테이트의 프리이스전위에 의해 4-하이드록시아세토페논을 형성하는 과정을 나타낸 것이다. 반응기를 냉각하고 불화수소를 장입시키기 전에 반응기에 무수초산 대신 초산 18g(0.3몰)을 장입시킨 것을 제외하곤 실시예 2의 과정을 반복했다. 99.0%의 페닐아세테이트가 전환되었으며 하기 선택성을 나타냈다 : 페놀 3.3% : 초산 0.8% ; 4-HAP 80.8% ; 3-HAP 0 ; 2-HAP 5.8% ; 4-AAP 0.3% ; 및 HPAP 0.3%.

[실시예 4]

본 실시예는 아세틸화제로서의 초산과 함께 페놀을 프리이델-크라프츠 아세틸화하여 4-하이드록시아세토페논(4HAP)를 제조하는 과정을 나타낸 것이다.

페놀(9.4g, 0.1몰)과 초산(12.0g, 0.2몰)을 실온에서 300ml하스텔로이 C오오도클레이브에 장입시켰다. 반응기를 감압배기하고 -20℃로 냉각했다. 이어HF(100g,5몰)을 반응기내로 옮겼다. 반응기를 80℃로 가열한 후 반응온도에서 1시간 유지시켰다. 반응말기에 반응기를 20℃로 냉각하고 과량의 HF를 KOH 세척탑을 통해 배기시켰다. 반응기 내용물에 초산에틸을 첨가했다. 이어 혼합물을 45% 수성 KOH로 중화했다. 결과 생성된 유기상을 분리한후 MgSO₄상에서 건조하고 증발시켜 4-HAP 13.1g(0.096몰)을 함유하는 황색고체를 얻었다.

[실시예 5]

본 실시예는 4-하이드록시아세토페논과 하이드록실아민 염산염으로부터 4-하이드록시아세토페논 옥심을 형성하는 과정을 나타낸 것이다.

에탄올 40m1에 13.6g(0.1몰)의 4-하이드록시아세토페논 7.6g(0.11몰)의 하이드록실아민 염산염 및 10g의 물을 첨가하여 용액을 제조했다. 용액에 30% 수산화암모늄 5.0g을 첨가한 후 2시간동안 가열환류했다. 회전증발기상에서 에탄올을 제거하여 황색오일을 얻었다. 추출하여 15.1g(99%)의 4-하이드록시아세토페논 옥심을 얻었다.

[실시예 6]

본 실시예는 4-하이드록시아세토페논과 하이드록실아민 설페이트로부터 4-하이드록시 아세도페논 옥심을 제조하는 과정을 나타낸 것이다.

70℃에서 물 100ml에 20.4g(0.15몰)의 4-하이드록시아세토페논과 13.0g(0.08몰)의 하이드록실아민설페이트를 첨가하여 용액을 제조했다. 용액에 30% 수산화암모눔 16.3ml를 첨가한 후 0.5시간동안 가열환류했다. 냉각시 백색결정이 형성되었으며 21.0g(92.6%)의 4-하이드록시아세토페논 옥심이 산출되었다.

[실시예 7]

본 실시예는 4-하이드록시아세토페논과 하이드록실아민 포스페이트로부터 4-하이드록시아세토페논 옥심을 제조하는 과정을 나타낸 것이다.

70℃에서 물 100ml에 20.4g(0.15몰)의 4-하이드록시아세토페논과 12.9g(65.6m몰)의 하이드록실아민 포스페이트를 첨가하여 용액을 제조했다. 용액에 30% 수산화암모늄 16.3ml를 첨가한 후, 0.5시간동안 가열환류했다. 냉각시 백색결정이 형성되었으며 2l.0g(92.6%)의 4-하이드록시아세토페논 옥심이 산출되었다.

[실시예 8]

본 실시예는 촉매로서 산성이온교환수지를 사용하여 4-하이드록시아세토페논 옥심을 벡크만전위 및 아세틸화함으로써 4-아세톡시아세트아닐리드(AAA)를 형성하는 과정을 나타낸 것이다.

4-하이드록시아세토페논 옥심 3.0g(22.0m몰), 3.0g의 앰버라이스트 15(롬 앤 하스사에 의해 제조된 설폰산이온교환수지) 및 빙초산과 무수초산의 1 : 1 혼합물 75ml의 혼합물을 질소하에 4시간 가열환류했다. 이어 이온교환수지를 제거하고 초산/무수초산을 진공 증류하여 황백색결정을 얻었다. 결정을 초산에틸에 용해시킨 후 활성탄 및 무수황산마그네슘으로 처리했다. 혼합물을 여과하고 용매를 회전증발기상에서 제거하여 4-아세톡시아세트아닐리드(AAA) 3.4g(80.4%)을 황색결정상태로 얻었다.

[실시예 9]

본 실시예는 촉매로서 메탄설폰산을 사용하여 4-하이드록시아세토페논 옥심을 벡크만전위하고 아세틸화하여 4-아세톡시아세트아닐리드(AAA)를 생성하는 과정을 나타낸 것이다.

4-하이드록시아세토페논 옥심 10g(66.2m몰)과 70%메탄설폰산 1.6g, 무수초산 50g 및 빙초산 100g으로된 용액을 질소하에 2시간동안 가열환류했다. 용액을 회전증발하여 담갈색 결정 17.0g을 얻었다. 물로부터 재결정하여 6.7g(52.4%)의 4-아세톡시아세토아닐리드(AAA)을 얻었다. 모액은 32.0%의 AAA를 함유하며 총 수율은 84.8%있다.

[실시예 10]

본 실시예는 촉매로서 인산(H₃PO₄)을 사용하여 4-하이드록시아세토페논 옥심을 벡크반전위하고 아세틸화하여 4-아세톡시아세트아닐리드(AAA)를 생성하는 과정을 나타낸 것이다.

빙초산 100g, 무수초산 50g, 85% H₃PO₄3.6g의 혼합물, 30분동안 질소로 정화한 것에 10g의 4-하이드록시아세토페논 옥심을 첨가했다. 혼합물을 질소분위기하에 1시간동안 가열환류하고 실온으로 냉각한 후 13% Na₂CO₃로 중화시켰다. 혼합물을 회전증발기를 사용하여 증발건조하고 고체를 비등수 200g에 용해시켰다. 뜨거울때 여과한 후 용액을 냉각되게 방치하여 하룻밤 두었다. 얻어진 백색결정을 모아 물 20ml로세척하고 진공오븐(60℃/100mmHg (0.13바아) ) 내에 2시간 건조했다.

건조시 융점 148-150℃인 백색판상 결정형태의 4-아세톡시아세트아닐리드, 9.4g(73.9%) 이 얻어졌다. 모액으로부터 AAA 0.8g과 N-아세틸-파라-아미노페놀(APAP)1.5g을 더 얻었다.

0-크레실아세테이트 또는 0-크레졸과 초산 및 무수초산으로부터 N-아세틸-(4-아세톡시-3-메틸페닐)아민을 제조하는데 ; 페닐프로피오네이트 또 페놀과 프로피온산 및 무수프로피온산으로부터 N-프로피오닐-(4-프로피온옥시페닐)아민을 제조하는데 ; 및 페닐 n-부티레이트 또는 페놀과 n-부티르산 및 무수 n-부티르산으로부터 N-n-부티릴-(4-n-부티르옥시페닐)아민을 제조하는데 각기 1차 및 2차반응에실시예 8-10의 과정을 사용할 수 있다.

본 발명의 N-아실-아실옥시방향족아민, 예컨데 AAA는 비등방성 용융상을 형성할 수 있으며 예컨데 미국특허 번호 4,330,457 ; 4,339,375 ; 4,341,688 ; 4,351,918 : 및 4,355,132에서와 같이 주형품, 섬유 및 필름같은 성형품으로 가공되기에 적합한 폴리(에스테르-아미드)를 제조하는데 단량체로 이용될 수 있다.

본 발명의 N-아실-아실옥시방향족아민 예컨대 AAA는 또한 가수분해되어 매약진통제로 가장 널리 사용되는것 중 하나인 예컨데 N-아세틸-파라-아미노페놀(APAP)같은 상응하는 N-아실-하이드록시방향족아민을 형성할 수 있다. 하기 실시예는 이 과정을 예시해주는 것이다.

[실시예 11]

4-아세톡시아세트아닐리드(AAA)5g (25.9m몰), 70%메탄설폰산 1.4g과 물 50g의 혼합물을 1시간동안 가열환류했다. 냉각시 백색결정이 형성되었다. 결정 및 수용액을 분석(GLC)한 결과 AAA의 90%가 N-아세틸-파라-아미노페놀(APAP)로 전환된 것으로 나타난다.

[실시예 12]

본 실시예는 촉매로서 산성이온교환수지를 사용하여 4-하이드록시아세토페논 옥심을 벡크만전위하여 N-아세틸-파라-아마노페놀을 제조하는 과정을 나타낸 것이다.

3.0g의 앰버라이스트 15(롬 앤 하스사에 의해 제조된 설폰산이온교환수지), 3.0g(22.0m몰)의 4-하이드록시아세토페논 옥심, 50ml의 초산으로 된 혼합물을 질소하에 2시간 가열환류했다. 이어 이온교환수지를 제거하고 초산을 진공증류하여 오렌지색 잔사를 얻었다. 잔사를 에탄올에 용해하고 활성탄 및 무수황산마그네슘으로 처리했다. 회전증발기를 사용하여 에탄올을 제거하여 황색오일 2.9g을 얻었으며 건조시 2.0g(66.7%) 의 N-아세틸 -파라-아미노페놀을 얻었다.

[실시예 13]

본 실시예는 촉매로서 트리플루오로초산을 사용하여 4-하이드록시아세토페논 옥심을 벡크만전위하여 N-아세필-파라-아미노페놀을 생성하는 과정을 나타낸 것이다.

4-하이드록시아세토페논 옥심 10g(66.2m몰)과 트리플루오로초산 75g으로 된 용액을 질소분위기하에 가열환류했다. 이어 회전증발기상에서 트리플루오로초산을 제거하여 오일 14.7g을 얻은 후 이를 물 100ml에 용해시켰다. 0.5시간동안 0℃로 냉각시 결정화 되었다. 결정을 여과하고 건조하여 7.1g(71%)의 N-아세틸 -파라- 아미노페놀을 수득했다.

[실시예 14]

본 실시예는 촉매로서 액체 이산화황중 염화티오닐을 사용하여 4-하이드록시아세토페논 옥심을 벡크만전위하여 N-아세틸-파라-아미노페놀을 제조하는 과정을 나타낸 것이다.

압력병(CO₂아세톤 욕중에서 냉각한 것)에 50ml의 SO₂0.05ml의 SOCl₂및 15g의 4-하이드록시아세토페논 옥심을 장입시켰다. CO₂아세톤 욕을 제거한 후 압력병 내용물을 실온에서 1.5시간동안 교반했다. 이어 SO₂를 배기시키고 50ml 온수를 사용하여 압력병으로부터 결정을 세척했다. 30% NH₄OH를 적가하여 수성슬러리의 pH를 6.5로 조절했다. 슬러리를 빙욕에서 냉각시키고 여과시켰다. 여과된 결정을 빙수 10ml로 세척하고 진공오븐(60℃/100mmHg(0.13바아))중에서 하룻밤 건조하여 융점 166.5-170℃인 백색결정 형태의 N-아세틸 -파라-아미노페놀 13.3g(88.7%)를 얻었다.

0-크레실아세테이트 또는 0-크레졸과 초산으로부터 N-아세틸-(4-하이드록시-3-메틸페닐)아민을 제조하는데 ; 페닐프로피오네이트 또는 페놀 및 프로피온산으로부터 N-프로피오닐-파라-아미노페놀을 제조하는데 : 페닐n-부티레이트 또는 페놀 및 n-부티르산으로부터 N-n-부티릴-파라-아미노페놀을 제조하는데 실시예 12-14의 과정을 사용할 수 있다.

[실시예 15]

250ml 압력병을 우선 드라이아이스/아세톤 욕중에서 냉각시킨 후 SO₂50ml(진공 이송을 통해), SOCl₂0.05ml 및 4-하이드록시아세토페논 옥심 15g을 장입시켰다. 드라이아이스/아세톤 욕을 제거한 후 압력병 내용물을 실온에서 1.5시간 교반했다. 이어 SO₂를 배기시키고, 온수 50ml를 사용하여 압력병으로부터 결정을 세척해냈다. 농 수산화암모늄을 적가하여 수성슬러리의 pH를 6.5로 조절했다. 슬러리를 빙욕중에서 냉각한 후 여과했다. 여과된 결정을 빙수 l0ml로 세척하고 60℃ 진공오븐에서 하룻밤 건조시켜 융점 166.5-170℃인 백색의 N-아세틸 파라-아미노페놀 결정 13.3g을 얻었다.

[실시예 16]

압력병으로부터 결정을 세척해내는데 수돗물(24℃)을 사용하는 것을 제외하곤 실시예15의 일반과정을 반복했다. SOCl₂의 양을 0.1ml로 증가시키고 반응시간을 25분으로 단축시켰다. 융점 165-169℃인 회백색결정형태의 N-아세틸 파라-아미노페놀(13.7g)을 회수했다.

[실시예 17]

본 실시예는 촉매로서 염화티오닐을 사용하여 SO₂중에서 2-메틸-4-하이드록시아세트아닐리드를 제조하는 과정을 나타낸 것이다. 옥심으로서 2-메틸-4-하이드록시아세토페논 옥심을 사용하고, 옥심의 양을 5g으로 감소시키고, 염화티오닐양을 0.5ml로 증가시키고 반응시간을 실온(24℃)에서 1시간으로 줄이는 것을 제외하곤 실시예 15의 과정을 반복했다. 융점 122-128℃인 황갈색 결정형태의 2-메틸-4-하이드록시아세트아닐리드(1g) 을 회수했다.

[실시예 18]

본 실시예는 촉매로서 염화티오닐을 사용하여 SO₂중에서 2-하이드록시아세토페논 옥심을 벡크만전위하여 2-하이드록시아세트아닐리드를 제조하는 과정을 나타낸 것이다.

옥심이 2-하이드록시아세토페논 옥심이며, 옥심의 양을 5g으로 감소시킨 것과 염화티오닐 양을 2.5ml로 중가시킨것과 반응시간을 45분으로 줄인것과 반응온도가 30℃인 것을 제외하곤 실시예 15에서와 동일한 과정을 사용했다. 융점 201-203℃ 인 황색결정형태의 2-하이드록시아세트아닐리드(3.6g)을 회수했다.

[실시예 19]

본 실시예는 촉매로서 염화티오닐을 사용하여 디에틸에테르중에서 4-하이드록시아세토페논을 벡크만전위하여 N-아세딜 파라-아미노페놀을 제조하는 과정을 나타낸 것이다.

환류냉각기와 적하누두를 갖춘 250ml 둥근바닥 플라스크에 무수 디에틸에테르 50m1에 용해된 4-하이드록시아세토페논 옥심 5g을 장입시켰다. 이어 적하누두로부터 염화티오닐 0.5m1의 에테르 15m중 용액을 첨가했다. 첨가중 플라스크 내용물을 교반시키고 그리고 첨가가 끝난 후 30분간 더 교반해 주었다. 이어 에테르를 회전증발기상에서 제거했다. 고체잔사를 뜨거운 물 25ml에 용해시킨 후 수산화암모늄을 사용하여 용액의 pH를 약 6.5로 조절하고 이어 용액을 빙욕중에서 냉각했다. 형성된 결정을 여과하고 빙수 약 10ml로세척한 후 65℃ 진공오븐에서 하룻밤 건조했다. 융점 161-2℃인 갈색결정형태의 N-아세틸 파라이미노페놀(1.1g)을 얻었다.

[실시예 20]

본 실시예는 촉매로서 염화티오닐을 사용하여 초산에틸중에서 4-하이드록시아세토페논으로부터 N-아세틸 파라-아미노페놀을 제조하는 과정을 나타낸 것이다. 용매로서 디에틸에테르대신 초산에틸을 사용한 것을 제외하곤 실시예 19의 과정을 반복했다. 융점 158-161℃인 담갈색결정형태의 N-아세틸 파라-아미노페놀(1.99)을 회수했다.

[실시예 21]

본 실시예는 촉매로-서 염화티오닐을 사용하여 아세톤중에서 4-하이드록시아세토페논으로부터 N-아세틸화 파라-아미노페놀를 제조하는 과정을 나타낸 것이다. 용매로서 디에틸에테르대신 아세톤을 사용한 것을 제외하곤 실시예 19에서와 동일한 과정을 사용했다. 융점 159-161℃인 갈색결정형태의 N-아세틸 파라-아미노페놀(3.7g)을 회수했다.

[실시예 22]

본 실시예는 촉매로서 염화티오닐을 사용하여 테트라하이드로푸란중에서 4-하이드록시아세토페논 옥심으로부터 N-아세틸 파라-아미노페놀을 제조하는 과정을 나타낸 것이다. 용매로서 데트라하이드로푸란를 디에틸에테르대신 사용한 것을 제외하곤 실시예 19에서와 동일한 과정을 사용했다. 융점 156-8℃인 황갈색 결정형태의 N-아세틸 파라-아미노페놀(2.5g)을 회수했다.

[실시예 23]

본 실시예는 촉매로서 염화티오닐을 사용하여 염화메틸렌중에서 4-하이드록시아세토페논 옥심으로부터 N-아세틸 파라-아미노페놀을 제조하는 과정을 나타낸 것이다. 용매로서 디에틸에테르 대신 염화메틸렌을사용한 것을 제외하곤 실시예 19에서와 동일한 과정을 사용했다. 융점 152-156℃인 암갈색 결정형태의 N-아세틸파라-아미노페놀(2.7g)을 얻었다.

[실시예 24]

본 실시예는 촉매로서 염화티오닐을 사용하여 아세톤중에서 진공상태하에서 4-하이드록시아세토페논 옥심으로부터 N-아세틸 파라-아미노페놀을 제조하는 과정을 나타낸 것이다.

용매로서 디에틸에테르 대신 아세톤을 사용하는 것과 진공(360mmHg(0.48바아))하에서 반응을 수행하는것을 제외하곤 실시예 19와 같은 과정을 사용했다. 융점 162-164℃인 황갈색 결정형태의 N-아세틸 파라아미노페놀(3.6g)을 얻었다.

[실시예 25]

본 실시예는 본 발명에 의해 바라는 N-아실-하이드록시 방향족 아민이 거의 정량적인 수율로 얻어질수 있다는 사실을 나타낸 것이다.

실지 생성물 수율을 얻기위해 여액의 N-아세틸 파라-아미노페놀을 분석한 것을 제외하곤 실시예 16에서와 동일한 과정을 사용했다. 회수된 고체중량은 13.7g이며 여액은 N-아세틸 파라-아미노페놀을 0.7g더 함유했다. 따라서 97%의 수율이 얻어졌다.

Claims

4-아실페놀을 하이드록실아민 또는 하이드록실아민염 및 염기와 접촉시켜 상기 4-아실페놀의 케톡심을 형성한 후 상기 케톡심을 벡크만전위 촉매와 접촉시켜 N-아실-파라-아미노페놀을 형성하는 것으로 구성된 N-아실-P-아미노페놀의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 4-아실페놀이 4-하이드록시아세토페논이며, 상기 케톡심이 4-하이드록시아세도페논 옥심이며 상기 N-아실-파라-아미노페놀이 N-아세틸-파라-아미노페놀인 방법.
제 2 항에 있어서, 케톡심을 이산화황, 디에틸에테르, 초산에틸, 아세톤, 테트라하이드로푸란 및 염화메틸렌으로 구성된 군으로부터 선택된 용매중에서 촉매량의 염화티오닐과 접촉시키는 방법.
제 3 항에 있어서, 용매가 이산화황이며, 전위가 온도 -70-40℃, 압력 0.1-10바아 하에서 수행되는 방법.
페놀의 에스테르 및 카르복실산을 프리이스 전위촉매와 접촉시켜 4-아실페놀을 형성하고, 4-아실페놀을 히드록실아민 또는 히드록실아민염 및 염기와 접촉시켜 4-아실페놀의 케톡심을 형성하고, 케톡심을 벡크만전위촉매와 접촉시켜 N-아실-파라-아미노페놀을 형성하는 것으로 구성된 N-아실-P-아미노페놀의 제조방법.
제 5 항에 있어서 상기 트리이스 전위촉매가 불화수소인 방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 에스테르가 페닐아세테이트인 방법.
페놀과 아실화제를 프리이델-크라프츠 촉매와 접촉시켜 4-아실페놀을 형성하고,4 아실페놀을 하이드록실아민 또는 하이드록실아민염 및 염기와 접촉시켜 4-아실페놀의 케톡심을 형성하고, 케톡심을 벡크만전위촉매와 접촉시켜 N-아실-파라-아미노페놀을 형성하는 것으로 구성된 N-아실-P-아미노페놀의 제조방법.
제 8 항에 있어서, 상기 프리이델-크라프츠 촉매가 불화수소인 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 아실화제가 초산인 방법.
4-아실페놀을 하이드록실아민 또는 하이드록실아민 염 및 염기와 접촉시켜 상기 4-아실페놀의 케톡심을 형성하고, 상기 케톡심을 카르복실산 무수물 및 벡크만전위촉매와 접촉시켜 4-아실옥시-N-아실-아닐리드를 형성하는 것으로 구성된 4-아실옥시-N-아실-아닐리드의 제조방법.
제 11 항에 있어서, 4-아실페놀이 4-하이드록시아세토페논이고, 케톡심이 4-하이드록시아세도페논 옥심이고, 무수물이 초산 무수물이고, 4-아실옥시 -N-아실-아닐리드가 4-아세톡시아세트아닐리드인 방법.
제 14 항에 있어서, 4-아세톡시아세트아닐리드가 가수분해되어 N-아세틸-파라-아미노페놀을 형성하는 방법.
페놀의 에스테르 및 카르복실산을 프리이스 전위촉매와 접촉시켜 4-아실페놀을 형성하고, 4-아실페놀을 하이드록실아민 또는 하이드록실아민 염 및 염기와 접촉시켜 4-아실페놀의 케톡심을 형성하고, 케톡심을 카르복실산 무수물 및 벡크만 전위촉매와 접촉시켜 4-아실옥시-N-아실-아닐리드를 형성하는 것으로 구성된 4-아실옥시-N-아실-아닐리드의 제조방법.
제 14 항에 있어서, 프리이스 전위촉매가 불화수소인 방법.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 에스테르가 페닐아세테이트인 방법.
페놀과 아실화제를 프리이델-크라프츠 촉매와 접촉시켜 4-아실페놀을 형성하고, 4-아실페놀을 하이드록실아민 또는 하이드록실아민 염 및 염기와 접촉시켜 4-아실페놀의 케톡심을 형성하고, 케톡심을 카르복실산 무수물 및 벡크만전위촉매와 접촉시켜 4-아실옥시-N-아실-아닐리드를 형성하는 것으로 구성된 4-아실옥시-N-아실-아닐리드의 제조방법.
제 17 항에 있어서, 프리이델-크라프츠 촉매가 불화수소인 방법.
제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 아실화제가 초산인 방법.