TWI245032B - Manufacturing method for the halogen aromatic methylamine - Google Patents

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1245032 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明係一種有關作爲農業、醫藥等之製造中間體之 有用的鹵素化芳香族甲胺類的新穎製造方法。特別是， 2,3,5,6-四氟苯二甲基二胺及2,3,4,6-四氟苯二甲基二胺有 利於作爲具有優異之殺蟲作用的環丙烷羧酸酯類之製造中 間體。 【先行技術】 已知芳香族腈類經氫化而製造芳香族甲胺類之方法。 例如，英國專利8 10530號公報、852972號公報、1 14925 1 號公報揭示對苯二甲腈於氨存在下氫化而製造苯二甲基二 胺之方法。又，此種條件雖然於某種程度可防止2級胺之 副生，但如鹵素化芳香族甲胺，作爲副反應之胺基的鹵素 化原子之求核取代反應，對於所產生化合物之製造並不適 合。 一種鹵素化芳香族甲胺類之製造方法係例如特公平 4- 14096號公報，記載鹵素化對苯二甲腈於無機酸性條件 下且氫化觸媒之存在下而反應之苯二甲基二胺的製造方法 。又，本發明之缺點爲此方法所使用之酸若爲硫酸等之強 酸的酸性，則於酸性條件下易溶解之鎳、鈷等之金屬不可 作爲觸媒使用，而使用高價之鈀。 【用以解決課題】 本發明之目的係提供一種極適合用於工業上製造作爲 、醫藥等之製造中間體的有用的鹵素化芳香族甲胺之 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作iii'、印製 1245032

A7 B7 五、發明説明（2 ) 方法。 【發明所欲解決課題】 Φ Μ明者們係對於式（1 )所示之鹵素化芳香族腈類於 溶媒中有機酸之存在下還原，而可製造產率佳之式（2)所 示之鹵素化芳香族甲胺類，以完成本發明所得者； ⑴ (式中’ X係氯原子或氟原子，瓜爲1〜5之整數，η爲1 〜5之整數，且m+n$6，而η爲2時，X係各自相同或 相異） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

(2) (CH2NH2) a 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (式中，X及m,η爲前述定義所述，a爲1以上m以下之 整數）。 使用有機酸時，可將易溶解於鎳、鈷之此種強酸作爲 觸媒使用。又，本反應生成胺類之胺基作爲有機酸鹽時， 可抑制胺基的腈基之附加反應與鹵素化之取代反應等之副 反應。 關於本發明係如以下之事項所述。 〔1〕一種式（2)所示之鹵素化芳香族甲胺類的製造 668 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（BOX297公釐） 1245032

A7 B7 五、發明説明（3 ) 方法，其特徵爲將式（1)所示之鹵素化芳香族腈類於溶^ 中有機酸之存在下使用氫化觸媒而氫還原所得者； (1) (式中’ X爲氯原子或氟j原子，m爲1〜5之整數，而 1〜5之整數，且m+nS6，而η爲2以上時，X係各自 相同或相異）。 (CN) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. m-a

(CH2NH2)a (2) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 .(式中，X及m，n爲前述定義所述，而a爲1以上m以下 之整數） 〔2〕如〔1〕之鹵素化芳香族甲胺類的製造方法， 其中上述式（1)所示之鹵素化芳香族腈類爲四氟對苯二甲 腈或四氟間苯二甲腈，而式（2)所示之鹵素化芳香族甲胺 類爲2,3,5,6-四氟苯二甲基二胺或2,3,4,6-四氟苯二甲基二 胺。 〔3〕如〔1〕或〔2〕之鹵素化芳香族甲胺類的製逵 方法’其中溶媒係含有至少選自芳香族烴、脂肪族烴、陛 類、醚類、酯類及水中之一種的單獨或混合溶媒。 〔4〕如〔1〕或〔2〕之鹵素化芳香族甲胺類的製筵 其中溶媒係含有至少選自苯、甲苯、二甲苯、乙1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 1245032 A7 __________ ___B7_ 五、發明説明（4 ) 苯、己烷、環己烷、甲醇、乙醇、丙醇、四氫呋喃、二噁 院 '二氧雜戊環、酢酸乙酯及水中之一種的單獨或混合溶 媒。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔5〕如〔3〕或〔4〕之鹵素化芳香族甲胺類的製造 方法，其中溶媒爲不會與水以任意比例溶解之有機溶媒的 混合溶媒。 〔6〕如〔5〕之鹵素化芳香族甲胺類的製造方法， 其中不會與水以任意比例溶解之有機溶媒係芳香族烴。 〔7〕如〔6〕之鹵素化芳香族甲胺類的製造方法， 其中芳香族烴係甲苯、二甲苯、乙基苯。 〔8〕如〔1〕或〔2〕之鹵素化芳香族甲胺類的製造 方法，其中溶媒爲水。 〔9〕如〔1〕或〔8〕中任一項之鹵素化芳香族甲胺 類的製造方法，其中有機酸爲至少選自蟻酸、酢酸及丙酸 中之一*種。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〔1 0〕如〔1〕或〔9〕中任一項之鹵素化芳香族甲 胺類的製造方法，其中觸媒爲含有至少選自鎳、鈀、鉑、 釕、銘及銅中之一種的金屬。 〔1 1〕如〔1〕或〔9〕中任一項之鹵素化芳香族甲 胺類的製造方法，其中觸媒爲海綿鎳或海綿鈷。 〔1 2〕如〔11〕之鹵素化芳香族甲胺類的製造方法 ，其中觸媒爲海綿鎳。 〔1 3〕如〔12〕之鹵素化芳香族甲胺類的製造方法 _〇媒爲異種金屬添加鉬之海綿鎳。 义氏張尺度適用中國國家( CNS ) A4規格（21〇>< 297公慶）-7 - '~~ 1245032 A7 五、發明説明（5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 甲胺類 40°C 以C 胺類的 〔 甲胺類 腈類爲C 甲胺類 香族腈C 甲胺類 族腈類C 甲胺類 。。、氫 ( 香族腈 者； 〕如〔1〕或〔13〕中任一項之歯素化芳香族 的製m方法，其中觸媒於溶媒中，氫氣環境下且於 下進行前處理後而使用。 1 5〕如〔i〕或〔9〕中任一項之鹵素化芳香族甲 製造方法，其中觸媒爲載持型鈀。 1 6〕如〔丨〕或〔15〕中任一項之鹵素化芳香族 的製造方法’其中溶媒使用量係對於鹵素化芳香族 1〜20質量倍。 1 7〕如〔1〕或〔16〕中任一項之鹵素化芳香族 的製造方法，其中有機酸之使用量爲對於鹵素化芳 類爲50〜5〇〇莫耳％。 1 8〕如〔1〕或〔丨7〕中任一項之鹵素化芳香族 的製造方法，其中觸媒之使用量係對於鹵素化芳香 爲0.01〜1質量倍。 1 9〕如〔1〕至〔π〕中任一項之鹵素化芳香族 的製造方法，其中氫還原於反應溫度爲室溫〜1〇〇 分壓爲0.1〜5Mpa下進行。 2 0〕一種觸媒，其特徵爲式（1)所示之鹵素化芳 類製造式（2)所示之鹵素化芳香族甲胺類時所使用 003871

⑴ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

Up批衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1245032 A7 B7 五、發明説明（6 ) (式中，X爲氯原子或氟原子，m爲1〜5之整數，而η爲 1〜5之整數，且m+n$6，而η爲2以上時，X係各自相 同或相異） (CN) m-a

(2) (CH2NH2) a (式中’ X及m，η爲前述定義所述，而a爲1以上m以下 之整數）。 【本發明之形態】 進一步詳細說明本發明。本發明之原料使用之鹵素化 芳香族腈類係容易爲市面上販賣而易得到。式（1)中之腈 基及鹵之結合數及結合位置並不限定。鹵之種類係例如爲 氯及氟。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

⑴ (式中，X爲氯原子或氟原子，m爲1〜5之整數，η爲1 〜5之整數，且m+n$6，而η爲2以上時，X係各自相 同或相異。） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ 297公釐） (2)1245032 A7 五、發明説明（7 ) a (CN)m-

Xn

、(ch2nh2) a (式中，X及m，n係爲前述定義所述， 之整數。） 式（1)所示之鹵素化芳香族腈類之具體例係例如四氟 對苯二甲腈、四氟間苯二甲腈、四氟對苯二甲腈、五氟苯 甲腈、2,3,5,6-四氟苯甲腈、2,3,4,6-四氟苯甲腈、2,3,4,5_ 四氟苯甲腈、2,4,6-三氟-5-氯間苯二甲腈、四氯鄰苯二甲 腈、四氯間苯二甲腈、四氯對苯二甲腈等。 本發明係爲（1)所示之鹵素化芳香族腈類於溶媒中有 機酸之存在下可使用氫化觸媒還原而所得式（2)所示之鹵 素化芳香族甲胺類。 爲1以上m以下 —ιβ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、11 a (CN)m-

(2) a 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (CH2NH2) (式中，X爲氯原子或氟原子，m爲1〜5之整數，n爲1 〜5之整數，且m+n$6，而2爲2以上時，X係各自相 同或相異。A爲1以上m以下之整數。） 本發明所使用之有機酸係爲羧酸類，例如蟻酸、酢酸 、丙酸、草酸、檸檬酸、乙醇、安息香酸，特別最佳爲蟻 、丙酸。而此些有機酸係可單獨使用或可混合2 -10 - 1245032 A7 B7 五、發明説明（8 ) 種類以上。有機酸之使用量係對於式（1)所示之鹵素化芳 香方矢膳類之膳基爲5 0〜5 0 0吴耳％，特別佳爲1 Q Q〜3 Q〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 莫耳％。有機酸於反應時，可一倂添加或可連續或是間接 地添加。 本發明中所使用之觸媒係包含至少鈷、鐵、鎳、鉑、 鈀中之一種的金屬觸媒。觸媒可直接使用金屬的形態或載 持觸媒的形態。載持用之載體係可使用活性碳、氧化石夕、 氧化鋁等。最佳觸媒係例如海綿鎳、海綿鈷等。又，本發 明係亦可使用鎳或鈷於鎳或鈷以外之金屬或金屬氧化物之 存在下而改質之變性海綿觸媒。例如，經鉬改質之變性海 綿鎳觸媒。 觸媒之使用量係對於式（1)所示之鹵素化芳香族腈類 爲0.01〜1質量倍，特別佳爲0.02〜0.5質量倍。 觸媒於溶媒中於氫氣環境下經前處理可使觸媒活性提 高。前處理時之溫度爲l〇(TC以下，最佳爲4(TC以下。壓 力爲氫分壓O.IMPa，最佳爲0.2MPa〜3MPa。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明所使用之溶媒爲不影響還原反應之溶媒，故並 不特定限定。例如，苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等之芳香 族烴類、己烷、環己烷等之脂肪族烴類、甲醇、乙醇、丙 醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、甘油、乙二醇甲基醚等之醇 類、四氫呋喃.、二噁烷、二氧雜戊環等之醚類、酢酸乙酯 、酢酸丁基等之酯類及水中之一種的單獨或混合溶媒。特 別是，使用水單獨或水與不會與水以任何比例溶解之溶媒 與混合溶媒爲最佳。不會與水以任何比例溶解之溶媒係至 本紙國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公" 1 ': 一 1245032 A7 B7 五、發明説明（9 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 少於某比例下與水混合時分離爲2層之溶媒，例如，芳香 族烴之甲苯、一甲苯、乙基苯、作爲酯類之酢酸乙酯、酢 酸丁基。此種混合溶媒對於反應基質之溶媒度低時，經有 機溶媒可將基質溶解於有機溶劑邊而提高反應速度之效果 。又，防止同時使用水之生成物之胺類作爲有機酸鹽時， 移至水層產生副反應之效果。 溶媒之使用量並不特定限定，但對於式（1)所示之鹵 素化芳香族腈類爲2〜20質量倍。 本發明中之反應溫度爲室溫〜l〇〇°C，最佳爲室溫〜 6(TC。壓力爲氫分壓0.1〜5MPa，最佳爲0·2〜3MPa。本 發明所使用之氫氣係不必爲高純度，且可含有不對還原反 應有特別影響之惰性氣體爲佳。 反應形式並不特定限制，可採用觸媒懸濁流通式、固 定床流通式、三轉頭裝置或回分式等之方法。 本發明之製造方法而所得之式（2)所示之鹵素化芳香 族甲胺類係可使用反應後之液的觸媒經濾過等分離，中和 後之濃縮、抽出、蒸留等之一般的單離方法而單離。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以下，係經實施例而說明本發明。 本實施例之分析所使用之氣相色譜的分析條件係如以 下所述。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1245032 A7 __B7 五、發明説明（) <氣相色譜分析條件> 裝置 HP公司製造 HP6850 柱 DB 1701 0.32mmx 30m 膜厚 0.25/z m 載持氣體 He

流量 1.2ml/min(定速流）分流比50 檢出器 FID

inj. temp. 3 00°C

det. temp. 3 00 °C 分析溫度 100°C (5min.)-10°C /min·— 150°C (lOmin·) -15°C /min. 280〇C (5min.) 內標1，4-丁二醇 . <實施例1 > 於容積lOOcc之高壓鍋中，加入水20g、甲苯lOg、 海綿鎳觸媒2.0g、酢酸3.0g、四氟對苯二甲腈4.0g，以氮 取代後，經氫氣完全取代且加壓爲〇.85MPa(表壓力）。再 開始於高壓鍋攪拌、加熱，而維持壓力爲〇.85MPa且持續 供給氫並於40°C下繼續攪拌。氫之吸收量經質量流量表 而測定，且於氫吸收停止時結束反應。反應液使用氣相色 譜內部標準法分析時，四氟對苯二甲腈之轉化率爲99°C ，而2,3,5,6-四氟苯二甲基二胺之產率爲83%。 又，生成物係經氣相色譜內部標準法分析而確認。 <實施例2 > 氣用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210 X 297公釐) 13 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 *11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1245032 A7 __B7_ 五、發明説明（11 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 甲苯改變爲二甲苯之外，進行與實施例1相同之操作 。反應液使用氣相色譜內部標準法分析時，四氟對苯二甲 腈之轉化率爲99%，2,3,5,6-四氟苯二甲基二胺之產率爲 80% <實施例3 > 於容積100cc之高壓鍋中，加入水30g、海綿鎳觸媒 2.0g、酢酸3.0g、四氟鄰苯二甲腈4.0g之外，進行與實施 例1相同之操作。反應液使用氣相色譜內部標準法分析時 ，四氟對苯二甲腈之轉化率爲99%以上，而2,3,5,6-四氟 苯二甲基二胺之產率爲90%。 . <實施例4 > 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 h 於容積500cc之高壓鍋中，加入水200g、海綿鎳觸媒 12.5g、酢酸37.5g、四氟鄰苯二甲腈50.0之外，進行與實 施例1相同之操作。反應液使用氣相色譜內部標準法分析 時，四氟對苯二甲腈之轉化率爲99%以上，而2,3,5,6-四 氟苯二甲基二胺之產率爲95%。 於反應液中，加入30重量％之氫氧化鈉水溶液而調 整PH爲12.3。濾除不溶份後，使用甲苯30g洗淨水層。 甲苯層分離後，水槽中使用酢酸乙酯萃取3次。將酢酸乙 酯層集中減壓下，蒸留且使用5mmHg作爲120°C之留分 而所得之TFXDA42.8g。而回收率爲86.8。 367? 了Ί 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1245032 A7 B7 五、發明説明（12 ) <實施例5 > 於谷積500cc之咼壓鍋中，加入水i〇〇cc、海綿鎳觸 媒lO.Og且於15°C下，氫壓爲〇.5MPa。開始攪拌高壓鍋 且保持溫度爲1 5 °C而持續攪拌1小時。於上述高壓鍋中 ，再加入水lOOcc、酢酸37.5g、四氟對苯二甲腈50.0g而 進行與實施例1相同之操作。反應液使用氣相色譜內部標 準法分析時，四氟對苯二甲腈之轉化率爲99%以上，而 2,3,5,6-四氟苯二甲基二胺之產率爲94%。 進行與實施例4相同之單離操作時，而得到 TFXDA42.4g。而回產率爲 86.9%。 <實施例6 > 作爲觸媒，使用添加鉬之海綿鎳觸媒1 2.5 g之外，進 行與實施例4相同之操作。 反應液使用氣相色譜內部標準法分析時，四氟對苯二 甲腈之轉化率爲99%以上，而2,3,5,6·四氟苯二甲基二胺 之產率爲96%。 進行與實施例4相同之單離時，而所得之TFXDA43.4 。而回產率爲87.0%。 <比較例> 使用硫酸37.5g取代酢酸之外，進行與實施例4相同 之操作。 反應液使用氣相色譜內部標準法分析時，四氟對苯二 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 準 標 家 國 國. 釐 公 7 9 2 1245032 A7 B7 而2,3,5,6-四氟苯二甲基二胺之產 五、發明説明（13 ) 甲腈之轉化率爲23% 率爲1 2 %。 【本發明之效果】 本發明係一種極適合製造工業上式（2)的鹵素化芳香 族甲胺類之方法以製得高產率。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ο 3679 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -16 -

Claims (1)

1. 1

   (CN)m-a

   /^(CH2NH2)a 1245032 六、申請專利範圍 第9 1 1 1 3304號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國94年7月7日修正 1.一種式（2)所示之鹵素化芳香族甲胺類之製造方 法，其特徵爲，將式（1)所示之鹵素化芳香族腈類於溶媒 中有機酸之存在下使用氫化觸媒還原所得者； ⑴ (式中，X爲氯原子或氟原子，m爲1〜5之整數，η爲1 〜5之整數，且m + η $ 6，而η爲2以上時，X係各自年[ 同或相異）， (2) (式中，X及m，η爲前述定義所述，而a爲1以上m以下 之整數），其中上述式（1)所述之鹵素化芳香族腈類係四氣 對苯二甲腈或四氟間苯二甲腈，而式（2)所示之鹵素化芳 香族甲胺類爲2,3,5,6_四氟苯二甲基二胺或2,3,4,6-四氟苯 二甲基二胺，其中溶媒使用量係對於鹵素化芳香族腈類馬 1〜20質量倍，有機酸之使用量係對於鹵素化芳香族腈_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 裝 訂 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1245032 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 々、申請專利範圍 2 爲5 0〜5 00莫耳％，氫化觸媒係含有選自鎳，釕，鈷及銅 之至少一種金屬之觸媒，觸媒之使用量係對於鹵素化芳香 族腈類爲0.01〜1質量倍，其中反應溫度爲室溫〜100°C 、氫分壓爲0.1〜5Mpa。 2·如申請專利範圍第1項之鹵素化芳香族甲胺類之製 造方法，其中溶媒爲含有選自芳香族烴、脂肪族烴、醇類 、醚類、酯類及水中之至少一種的單獨或混合溶媒。 3 ·如申請專利範圍第1項之鹵素化芳香族甲胺類之製 造方法，其中溶媒爲含有至少選自苯、甲苯、二甲苯、乙 基苯、己烷、環己烷、甲醇、乙醇、丙醇、四氫呋喃、二 噁烷、二氧雜戊環、酢酸乙酯及水中之一種的單獨或混合 溶媒。 4.如申請專利範圍第2項之鹵素化芳香族甲胺類之製 造方法，其中溶媒爲水及不會與水以任意比例溶解之有 機溶媒的混合溶媒。 5 ·如申請專利範圍第4項之鹵素化芳香族甲胺類之製 造方法，其中不會與水以任意比例溶解之有機溶媒係芳香 族煙。 6·如申請專利範圍第5項之鹵素化芳香族甲胺類之製 造方法，其中芳香族烴爲甲苯、二甲苯、乙基苯。 7 ·如申請專利範圍第1項之鹵素化芳香族甲胺類之製 造方法，其中溶媒爲水。 8 ·如申請專利範圍第1至第7中任一項之鹵素化芳香 族甲胺類之製造方法，其中有機酸係選自一種蟻酸、酢酸 (請先閲讀背面之注意· 丨-Φ# _事項再填寫‘ 裝-- 本買) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -2-

   1245032 六、申請專利範圍 3 及丙酸中之至少一種。 9.如申請專利範圍第丨至第7中任一項之鹵素化芳香 族甲胺類之製造方法，其中觸媒爲海綿鎳或海綿鈷。 10·如申請專利範圍第9項之鹵素化芳香族甲胺類之 製造方法，其中觸媒爲海綿鎳。 11 ·如申請專利範圍第1 〇項之鹵素化芳香族甲胺類之 製造方法’其中觸媒爲添加異種金屬鉬之海綿鎳。 1 2.如申請專利範圍第9項之鹵素化芳香族甲胺類之 製造方法’其中觸媒於溶媒中，氫氣環境下且於40°C以 下進行前處理後而使用。 ---------------IT------φ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -3-