TWI697472B - 芳香族胺化合物之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種在將芳香族硝基化合物當作原料，使用氯化亞錫進行還原而製造芳香族胺化合物之際，簡便且有效率地去除反應液中所含之Sn化合物之新穎方法。
一種製造芳香族胺化合物之方法，其係使用氯化亞錫還原式1(Ar表示芳香族基)所表示之芳香族硝基化合物而製造式2所表示之芳香族胺化合物之方法，其特徵為使還原式1所表示之芳香族硝基化合物而得之反應液，與包含苯環之化合物與氫氧化鉀水溶液之混合液接觸進行分液，從取得之有機層獲得式2所表示之芳香族胺化合物。
Description
本發明係關於芳香族胺化合物之製造方法。
在將芳香族硝基化合物當作原料，使用SnCl2(氯化亞錫)進行還原而製造芳香族胺化合物之際，作為去除使用當作觸媒之Sn化合物之殘渣之除去方法，已知有以下之方法。
專利文獻1及非專利文獻1中記載對反應後之反應混合物添加碳酸氫鈉水溶液進行中和，並過濾源自Sn之析出物的方法。
專利文獻2中記載於反應後餾除溶劑，對殘渣添加氫氧化鈉水溶液，將pH作成約12~14後，使用乙酸乙酯萃取生成物的方法。
專利文獻3中記載對反應液添加氫氧化鈉直到成為強鹼性後，使用二乙基醚萃取生成物的方法。
專利文獻4中記載對乙酸乙酯溶液之反應液添加氫氧化鉀水溶液，使用乙酸乙酯萃取生成物後，藉由矽膠管柱層析法進行生成的方法。
[專利文獻1]國際公開WO2013/099804號公報
[專利文獻2]日本特表2012-526061
[專利文獻3]日本特表2010-530405
[專利文獻4]日本特表2008-526910
[非專利文獻1]J.Org.Chem.2005年、Vol.70、63-78頁.
本發明之目的在於提供在使用SnCl2(氯化亞錫)還原芳香族硝基化合物而製造芳香族胺化合物之際，簡便且有效率地去除產生之Sn化合物的新規方法。
本發明者等為了達成上述目的，經過重複精心研討之結果，進而達成本發明。即，本發明係如以下所示者。
1.一種製造芳香族胺化合物之方法，其係依據下述反應式(1)，使用氯化亞錫還原式1所表示之芳香族硝基
化合物而製造式2所表示之芳香族胺化合物之方法，其特徵為使還原式1所表示之芳香族硝基化合物而得之反應液，與包含苯環之化合物與氫氧化鉀水溶液之混合液接觸並使其分液，並從取得之有機層獲得式2所表示之芳香族胺化合物。
2.如上述1之方法，其中式1所表示之化合物為式3所表示之芳香族二硝基化合物。
[化2]O 2 N-Ar 2 ．NO 2 3(式3中，Ar2表示芳香族基(但，Ar除外))。
3.如上述1之方法，其中式1所表示之化合物為式4所表示之芳香族二硝基化合物。
4.如上述1之方法，其中式1所表示之化合物為式5所表示之芳香族二硝基化合物。
5.如上述1~4中任一項之方法，其中前述氫氧化鉀水溶液之濃度為1~50重量%。
6.如上述1~5中任一項之方法，其中相對於錫原子1莫耳，氫氧化鉀之量為3莫耳倍量以上。
7.如上述1~6中任一項之方法，其中氫氧化鉀水溶液與包含苯環之化合物之使用量比在質量比下為50：1~1：50。
8.如上述1~7中任一項之方法，其中分液步驟之溫度為10~80℃。
9.如上述1~8中任一項之方法，其係在氫氧化鉀水溶液與包含苯環之化合物之混合液中，添加包含芳香族硝基化合物及氯化亞錫之反應液。
10.如上述1~9中任一項之方法，其中前述包含苯環之化合物具有沸點80~170℃。
11.如上述1~10中任一項之方法，其中前述包含苯
環之化合物為甲苯。
12.如上述1~11中任一項之方法，其中反應溶劑中使用四氫呋喃。
13.如上述1~12中任一項之方法，其中反應溶劑中使用水。
根據本發明之方法，在將芳香族硝基化合物當作原料，使用SnCl2進行還原而製造芳香族胺化合物之方法中，能簡便且有效率地去除反應液中之Sn化合物，故能取得高純度之芳香族胺化合物。
本發明之方法係為依據下述反應式(1)，使用氯化亞錫還原式1所表示之芳香族硝基化合物而製造式2所表示之芳香族胺化合物者。
式1中，Ar表示芳香族基，NO2基之數為至少一個，但可為2個以上，較佳為1~4，更佳為1~3，特佳為1或2。因應NO2基之數，Ar之芳香族基之價數亦當然為相異。芳香族基之芳香環上亦可被烷基或鹵素原子所
取代。
作為本發明所使用之式1所表示之硝基化合物之例，可舉出如下述式1-1至1-53。
又，作為本發明所使用之式1所表示之硝基化合物之其他例，可舉出如國際專利申請案公開WO2007-071091之P81記載之二硝基化合物、國際專利申請案公開WO2007-071091之P82至P88記載之化合物(但，應將二胺基改讀成二硝基者)、國際專利申請案公開WO2007-071091之P88記載之二硝基化合物、國際專利申請案公開WO2007-071091之P89至P92記載之化合物(但，應將二胺基改讀成二硝基者)、國際專利申請案公開WO2007-071091之P93記載之二硝基化合物、國際專利申請案公開WO2007-071091之P94至P99記載之化合物(但，應將二胺基改讀成二硝基者)、國際專利申請案公開WO2007-071091之P101記載之二硝基化合物、國際專利申請案公開WO2007-071091之P102至P104記載之化合物(但，應將胺基改讀成硝基者)、國際專利申請案公開WO2007-071091之P104記載之二硝基化合物、國際專利申請案公
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基化合物。
式1所表示之硝基化合物當中，NO2基之數為2個時，則為下述之式3所表示者。
[化10]O 2 N-Ar 2 ．NO 2 3
該式3所表示之硝基化合物係可舉出例如下述式4所表示之二硝基化合物。式4中，2個NO2基係存在於間位，但亦可存在於鄰位或對位，但以間位為佳。
式4中，R表示對於由氯化亞錫所成之還原為不活性之有機基，例如為甲基、乙基、n-丙基、i-丙基、n-丁基、i-丁基、s-丁基、t-丁基、n-己基、n-辛基、n-癸基等之烷基；環戊基、環己基等之環烷基；雙環己基等之雙環烷基；乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、異丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、1或2或3-丁烯基、1-己烯基、α-苯乙烯基、β-苯乙烯基等之烯基；苯基、茬基、甲苯基、聯苯基、萘基等之芳基；苄基、苯基乙基、苯基環己基等之芳烷基，其中亦以乙烯基或β-苯乙烯基為佳。
尚且，此等有機基之氫原子之一部分或全部亦可被鹵素原子、羥基、巰基、磷酸酯基、酯基、羧基、磷酸基、硫酯基、醯胺基、有機氧基、有機矽基、有機硫基、有機胺基、胺甲酸酯基、醯基、烷基、環烷基、雙環烷基、烯基、芳基、芳烷基等取代。又，此等亦可為環狀構造。
作為式4所表示之硝基化合物，可舉出例如下述式5所表示之二硝基化合物。
上述還原反應即便使用或即便不使用反應溶劑皆能實施，但以使用反應溶劑進行為佳。
作為反應溶劑，只要係對反應為不活性者即無特別限定。例如，可舉出己烷、環己烷、苯、甲苯等之烴類；四氯化碳、氯仿、1,2-二氯乙烷等之鹵素系烴類；甲醇、乙醇、異丙基醇等之醇類；二乙基醚、二異丙基醚、1,4-二噁烷、四氫呋喃等之醚類；丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮等之酮類；乙腈、丙腈等之腈類；乙酸乙酯、丙酸乙酯等之羧酸酯類；N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等之含氮非質子性極性溶劑；二甲亞碸、環丁碸等之含硫非質子性極性溶劑；吡啶、甲吡啶等之吡啶類；水等。此等溶劑
可單獨使用，亦可將此等當中2種類以上予以混合使用。較佳為選自四氫呋喃及1,4-二噁烷之溶劑與水之混合溶劑，更佳為四氫呋喃與水之混合溶劑。
在使用水與有機溶劑之混合溶劑時，有機溶劑與水之混合比率，在質量比下為1：50~50：1，較佳為1：10~10：1。
反應溶劑之使用量(濃度)並無特別限定，相對於式1所表示之芳香族硝基化合物1質量份，能使用1~100質量倍之反應溶劑。較佳為1.5~50質量倍，更佳為2.5~10質量倍。
反應溫度並無特別限定，例如為-90~200℃，較佳為0~150℃，更佳為10~120℃。反應時間係通常為0.05~200小時，較佳為0.5~100小時。
還原反應中之氯化亞錫之使用量並無特別限制，相對於式1所表示之芳香族硝基化合物之硝基1莫耳，較佳為1~10莫耳倍量，更佳為2~5莫耳倍量。例如，式1所表示之芳香族硝基化合物具有2個硝基時，相對於芳香族硝基化合物，較佳為2~20莫耳倍量，更佳為4~10莫耳倍量。
具體之還原反應較佳係藉由如下述之操作進行實施。即，於反應器中置入起始原料之芳香族硝基化合物、氯化亞錫、及反應溶劑例如四氫呋喃及水，較佳係在10~120℃中，較佳攪拌1~20小時。
起始原料之置入順序在為了避免反應中間體之副反
應，以在氯化亞錫及反應溶劑之混合物中分次添加芳香族硝基化合物，或使芳香族硝基化合物溶解於反應溶劑中再添加之方法為佳。反應之結束係亦能藉由薄層層析法或高速液體層析法等進行確認。
藉由上述操作，式1所表示之芳香族硝基化合物受到還原，生成式2所表示之芳香族胺，且取得包含該芳香族胺、未反應之原料、及Sn化合物之反應液。
其次，將取得之反應液供給至使用包含苯環之化合物與氫氧化鉀水溶液之混合液之分液步驟。包含苯環之化合物由於分液後容易濃縮，較佳係具有沸點80~170℃為佳，較佳係具有80~150℃。作為該包含苯環之化合物，可舉出苯、甲苯、m-茬、o-茬、p-茬、均三甲苯、苯甲醚、氯苯、o-二氯苯等，但從較低毒性、容易進行餾除及乾燥之觀點，以甲苯為特佳。
作為從反應液分離Sn化合物且取得目的物之分液步驟，例如在包含苯環之化合物係使用甲苯時，可舉出如以下之四種方法。
(方法1)對反應液添加氫氧化鉀水溶液後，添加甲苯進行分液，從有機層取得目的物。
(方法2)對反應液添加甲苯，以氫氧化鉀水溶液進行洗淨並進行分液，從有機層取得目的物。
(方法3)對裝有甲苯與氫氧化鉀水溶液之容器添加反應液，進行分液，從有機層取得目的物。
(方法4)對反應液一次性添加甲苯與氫氧化鉀水溶液
進行分液，從有機層取得目的物。
本發明中能使用此等方法之任意一種，但在與氫氧化鉀水溶液進行混合時，從能將溫度控制在固定，且在混合中不會引起因目的物或Sn化合物之析出所造成之攪拌不良，又，混合後不會造成Sn化合物析出，容易判別2層之界面的觀點，則以上述之(方法3)為特佳。
分液步驟所使用之氫氧化鉀水溶液中之氫氧化鉀之量係以設為將反應液中之Sn化合物作成高水溶性之六氫錫酸鉀用之量為佳，相對於錫原子1莫耳而言，以3莫耳倍以上為佳，較佳為3~10莫耳倍，特佳為3~6莫耳倍。
所使用之氫氧化鉀水溶液之濃度並無特別限制，若目的物不會分解，則以在濃度越濃，能使用越少量之氫氧化鉀水溶液進行處理之觀點上為佳。在目的物會分解時，藉由降低氫氧化鉀之濃度即能實施。因此，氫氧化鉀水溶液之濃度係以1~50重量%為佳，以10~50重量%為較佳。
又，氫氧化鉀水溶液與包含苯環之化合物之使用量之比率從分液時之界面容易分離且使容積效率變得良好之觀點，在質量比下，以100：1~1：100為佳，以75：1~1：75為較佳，以50：1~1：50為特佳。
分液之溫度只要係目的物不會分解且會溶解之溫度，即無特別限制，以10~80℃為佳，從容易控制溫度之觀點，以10~60℃為較佳。分液所需要之時間為0.01~4小時，較佳為0.02~1小時。
藉由上述之分液而得之有機層即包含苯環之化合物層中包含目的物之芳香族胺化合物，但亦可直接濃縮此有機層而分離回收目的物。又，為了使目的物晶析，亦能對該有機層添加貧溶劑，且藉由晶析而回收芳香族胺化合物。作為此時之貧溶劑，較佳係使用己烷、庚烷、環己烷等之烴、乙醇、甲醇、i-丙基醇等之醇等。又，為了更加提高目的物之純度，亦可進行再結晶等之純化處理。
另一方面，藉由上述之分液所得之水層中雖然含有從在還原反應中使用之氯化亞錫所產生之高溶解性之六氫錫酸鉀等，該水層可直接廢棄，但因應必要亦能回收此等錫化合物。
以下，根據實施例更具體說明本發明，但本發明之解釋並未係受到此等實施例所限定者。尚且，實施例中採用之分析裝置及分析條件係如以下所述。
裝置：LC-20A系統(島津製作所公司製)
管柱：Inertsil ODS-3(4.6mm 
×250mm、GL Sciences公司製)
檢測器：UV檢測(波長254nm)
溶析液：乙腈/0.1wt%乙酸水溶液(70/30、v/v)
使氯化亞錫(43.2g、228mmol)溶解於THF(四氫呋喃)(45.0g)及水(75.0g)之混合反應溶劑，且在18~25℃下以1小時滴入在THF(27.0g)中已溶解有(E)-4-(6-(甲基丙烯醯氧基)己氧基)桂皮酸(2-(2,4-二硝基苯基)乙基)酯(15.0g、28.5mmol)之溶液。其後，攪拌25小時而取得包含(E)-4-(6-(甲基丙烯醯氧基)己氧基)桂皮酸(2-(2,4-二胺基苯基)乙基)酯之反應混合物。
其次，對甲苯(75.0g)與40質量%氫氧化鉀水溶液(105g)之混合溶液滴入上述反應混合物。於此之際，在滴入中並無析出物，能良好地攪拌。其後，攪拌10分鐘，廢棄水層，將取得之有機層添加至6質量%氫氧化鉀水溶液(75g)，攪拌後，廢棄水層。其後，重複五次加入水(75g)進行攪拌，廢棄水層之操作。其次，濃縮有機層，加入甲苯直到總量成為90.6g，在50℃下溶解析出物。其後，冷卻至0℃，過濾析出之固體，藉由乾燥(40℃)而取得目的物之(E)-4-(6-(甲基丙烯醯氧基)己氧基)桂皮酸(2-(2,4-二硝基苯基)乙基)酯(淡茶色固體、收量：11.0g、
收率：83%、Sn含量：70ppm)。
更進一步，在50℃下使上述取得之固體(1.00g)溶解於甲苯(7.00g)，添加活性碳0.1g(特製白鷺)日本環境化學公司製)攪拌30分鐘。其後，藉由過濾去除活性碳，濃縮濾液之結果，目的物中之Sn含量為未滿1ppm。
實施例1中，除將原料之(E)-4-(6-(甲基丙烯醯氧基)己氧基)桂皮酸(2-(2,4-二硝基苯基)乙基)酯之量改成1.0g，且將其他原料作成與實施例1相同之比率以外，其他係與實施例1同樣地實施。對目的物即包含(E)-4-(6-(甲基丙烯醯氧基)己氧基)桂皮酸(2-(2,4-二胺基苯基)乙基)酯之反應混合物添加乙酸乙酯5g後，再添加碳酸氫鈉(2.4g)之結果，大量生成白色之析出物，而變得無法攪拌。
與比較例1同樣地實施，採取所得之包含(E)-4-(6-(甲基丙烯醯氧基)己氧基)桂皮酸(2-(2,4-二胺基苯基)乙基)酯之反應混合物之3分之1量即7.2g，相對於此，添加乙酸乙酯3.3g，並在滴入40質量%氫氧化鈉水溶液後，於滴入1.3g之時間點，白色之析出物大量生成，而變得無法攪拌。並且，在滴入1.9g之40質量%氫氧化鈉水溶液後，析出物雖然溶解，但其後靜置3日時，則產生析出物。
與比較例1同樣地實施，對所得之包含(E)-4-(6-(甲基丙烯醯氧基)己氧基)桂皮酸(2-(2,4-二胺基苯基)乙基)酯之反應混合物添加乙酸乙酯5.0g，再滴入40質量%氫氧化鉀水溶液(7.0g)。滴入中，白色之析出物生成，且攪拌性惡化，但總量滴入結束後，析出物已溶解。其後，靜置數日後，析出物再度產生。
本發明之方法係在使用氯化亞錫還原芳香族硝基化合物而製造芳香族胺化合物之方法中，能簡便且有效率地去除Sn化合物，且能以高純度取得芳香族胺化合物，在工業上為極有用者。
尚且，將2015年1月13日提出申請之日本專利申請案2015-004365號之說明書、申請專利範圍及摘要之全部內容引用至此導入作為本發明之說明書之揭示內容者。
Claims (12)
- 一種製造芳香族胺化合物之方法，其係依據下述反應式(1)，使用氯化亞錫還原式1所表示之芳香族硝基化合物而製造式2所表示之芳香族胺化合物之方法，其特徵為使還原式1所表示之芳香族硝基化合物而得之反應液，與包含苯環之化合物與氫氧化鉀水溶液之混合液接觸使其分液，並從取得之有機層獲得式2所表示之芳香族胺化合物；其中前述包含苯環之化合物具有沸點80~170℃；
- 如請求項1之方法，其中式1所表示之化合物為式3所表示之芳香族二硝基化合物；O 2 N-Ar 2 ．NO 2 3式3中，Ar2表示芳香族基(但，Ar除外)。
- 如請求項1之方法，其中式1所表示之化合物為式4所表示之芳香族二硝基化合物；
- 如請求項1之方法，其中式1所表示之化合物為式5所表示之芳香族二硝基化合物；
- 如請求項1~4中任一項之方法，其中前述氫氧化鉀水溶液之濃度為1~50重量%。
- 如請求項1~4中任一項之方法，其中相對於錫原子1莫耳，氫氧化鉀之量為3莫耳倍量以上。
- 如請求項1~4中任一項之方法，其中氫氧化鉀水溶液與包含苯環之化合物之使用量比在質量比下為50：1~1：50。
- 如請求項1~4中任一項之方法，其中分液步驟之溫度為10~80℃。
- 如請求項1~4中任一項之方法，其係在氫氧化鉀水溶液與包含苯環之化合物之混合液中添加前述反應液。
- 如請求項1~4中任一項之方法，其中包含苯環之化合物為甲苯。
- 如請求項1~4中任一項之方法，其中反應溶劑中使用四氫呋喃。
- 如請求項1~4中任一項之方法，其中反應溶劑中使用水。
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