JP2753858B2

JP2753858B2 - ニトリル類の製造法

Info

Publication number: JP2753858B2
Application number: JP1148873A
Authority: JP
Inventors: 啓司須藤; 正昭工藤; 邦宏藪谷
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 1989-06-12
Filing date: 1989-06-12
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: JPH0314554A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はニトリル類の製造方法に関し、更には、一般
式（III） R.（Cl）_ｎ（III）（式中、Ｒは置換基を有していても良い芳香族、脂環式
又は複素環残基を示し、ｎは１以上の整数を示す。）で
表わされる有機塩素化合物と一般式（II）Ｍ・CN （II）（式中、Ｍはアルカリ金属原子を示す。）で表わされる
アルカリ金属シアノ化合物とをニッケル化合物及びホス
フィン化合物を触媒とするか、又はニッケル化合物及び
パラジウム化合物及びホスフィン化合物を触媒としてハ
ロゲン化アルカリ金属塩の存在下に反応させることを特
徴とする一般式（Ｉ）Ｒ・（CH）_ｎ（Ｉ）（式中、Ｒ及びｎは前記に同じ。）で表わされるニトリル類の製造方法に関するものであ
る。

本発明による一般式（Ｉ）で表わされるニトリル類は
医薬、農薬等の中間体として有用な化合物であり、本発
明はこれらのニトリル類の新規な製造方法を提供するも
のである。

従来、ニトリル類の製造方法としては、有機塩素化合
物の塩素原子をニトリルに置換する方法はイタリア特許
第955971号、ジャーナルオブオルガノメタルケミ
ストリー（J.Organomet.Chem.,173（1979）335−339）
等に記載されているが、イタリア特許記載の方法では、
マンガン、鉄等を多量に使用するために、反応後の後処
理が容易ではない。又、オルガノメタル誌に記載の方法
では触媒として使用するニッケル化合物の調製が煩雑で
あり、且つ取り扱いにくいという問題がある。

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、工業原料として安価に入手可能な一般式（II
I）で表わされる有機塩素化合物をニッケル化合物及び
ホスフィン化合物を触媒とするか、又はニッケル化合物
及びバラジウム化合物及びホスフィン化合物を触媒とし
てハロゲン化アルカリ金属塩の存在下に一般式（II）で
表わされるアルカリ金属シアノ化合物と反応させること
により、目的とするニトリル類が高収率で且つ高純度を
得られることを見出し、本発明を完成させたものであ
る。

本発明の製造方法の利点は原料として容易に入手可能
な工業原料である塩素原子を有する有機塩素化合物を使
用し、且つ触媒として使用するニッケル化合物、パラジ
ウム化合物及びホスフィン化合物も回収利用が可能であ
り、工業的には経済性も備えた製造方法である。

本発明は例えば、図式的に示すと下記の如く示すこと
ができる。

（式中、Ｒ、R¹及びｎは前記に同じ。）即ち、一般式（III）で表わされる有機塩素化合物と
一般式（II）で表わされるアルカリ金属シアノ化合物と
を不活性溶媒及びハロゲン且アルカリ金属塩の存在下
に、ニッケル化合物及びホスフィン化合物を触媒とする
か、又はニッケル化合物及びパラジウム化合物及びホス
フィン化合物を触媒として反応させることにより一般式
（Ｉ）で表わされる芳香族ニトリル類を製造することが
できる。

本反応は芳香族環、脂環式環又は複素環に直接結合す
る塩素原子をニトリル類に置換するもので、複数の塩素
原子でも同時に置換される。しかし、塩素原子が結合し
ている炭素原子に隣接する位置に水素原子又はフッ素原
子以外の置換基が存在する場合、該塩素原子は置換され
ない。

一般式（III）で表わされる有機塩素化合物として、
芳香族塩素化合物としては、例えばクロロベンゼン、ジ
クロロベンゼン、トリクロロベンゼン、テトラクロロベ
ンゼン、クロロトルエン、ジクロロトルエン、トリクロ
ロトルエン、クロロキシレン、ジクロロキシレン、クロ
ロアニソール、ジクロロアニソール、トリクロロアニソ
ール等の芳香族化合物類、２−クロロベンズアルデヒ
ド、４−クロロベンズアルデヒド、2,4−ジクロロベン
ズアルデヒド、2,6−ジクロロベンズアルデヒド、3,4−
ジクロロベンズアルデヒド等のベンズアルデヒド類、２
−クロロベンゾニトリル、４−クロロベンゾニトリル、
2,6−ジクロロベンゾニトリル、3,4−ジクロロベンゾニ
トリル等のベンゾニトリル類、２−クロロニトロベンゼ
ン、４−クロロニトロベンゼン等のニトロベンゼン類、
２−クロロ安息香酸、３−クロロ安息香酸、４−クロロ
安息香酸等の安息香酸類のエステル類、２−クロロジフ
ェニルエーテル、３−クロロジフェニルエーテル、４−
クロロジフェニルエーテル等のジフェニルエーテル類、
２−クロロベンゾフェノン、３−クロロベンゾフェノ
ン、４−クロロベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、
２−クロロアセトフェノン、３−クロロアセトフェノ
ン、４−クロロアセトフェノン等のアセトフェノン類の
他、クロロフェニル酢酸エステル、Ｎ−アセチルクロロ
アニリン、クロロナフタレン、クロロアントラキノン等
を例示することができ、複素環塩素化合物としてはクロ
ロチオフェン、ジクロロチオフェン、トリクロロチオフ
ェン、クロロフラン、ジクロロフラン、トリクロロフラ
ン、クロロインドール、クロロピリジン等を例示するこ
とができるが、本発明はこれらの有機塩素化合物に限定
されるものでない。

本発明で使用する一般式（II）で表わされるアルカリ
金属シアノ化合物としては、例えばシアン化ナトリウ
ム、シアン化カリウム等のアルカリ金属シアノ化合物を
使用することができる。

アルカリ金属シアノ化合物の添加量は、一般式（II
I）で表わされる有機塩素化物の塩素原子１に対して等
モル乃至過剰モルの範囲から選択して使用すれば良い。
但し、塩素原子が結合している炭素原子に隣接する位置
に水素原子又はフッ素原子以外の置換基が存在する場合
は、該塩素原子は反応しないので添加量は減じなければ
ならない。

本発明で触媒として使用するニッケル化合物はバラジ
ウム化合物及び／又はホスフィン化合物と組み合わせて
使用すれば良く、ニッケル化合物としては、例えば塩化
ニッケル、臭化ニッケル、酢酸ニッケル、ジクロロビス
トリフェニルホスフィンニッケル、テトラキストリフェ
ニルホスフィンニッケル等のニッケル化合物を使用で
き、パラジウム化合物としては、例えば金属パラジウ
ム、パラジウムカーボン、パラジウムアルミナ、塩化パ
ラジウム、臭化パラジウム、酢酸パラジウム、ジクロロ
ビス（シアノフェニル）パラジウム、ジクロロビス（ト
リフェニルホスフィン）パラジウム、テトラキス（トリ
フェニルホスフィン）パラジウム、トリス（ジベンジリ
デンアセトン）二パラジウム等のパラジウム化合物を使
用することができ、ホスフィン化合物としては、例えば
トリイソプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、
トリフェニルホスフィン、トリパラフルオロフェニルホ
スフィン、トリ−ペンタフルオロフェニルホスフィン、
トリオルソトリルフェニルホスフィン、トリパラトリル
フェニルホスフィン、トリフェノキシホスフィン、ジメ
チルフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィ
ン、ジ−ペンタフルオロフェニルホスフィン、1,2,5−
トリフェニルホスホール、５−フェニルベンゾホスホー
ル等の一般式（IV）で表わされるホスフィン化合物、一
般式（Ｖ）で表わされるホスフィン化合物としては、例
えば1,1−ビス（ジメチルホスフィノ）メタン、1,1−ビ
ス（ジエチルホスフィノ）メタン、1,2−ビス（ジメチ
ルホスフィノ）エタン、1,2−ビス（ジエチルホスフィ
ノ）エタン、1,3−ビス（ジメチルホスフィノ）プロパ
ン、1,4−ビス（ジメチルホスフィノ）ブタン等のビス
（ジアルキルホスフィノ）アルカン類、1,1−ビス（ジ
フェニルホスフィノ）メタン、1,2−ビス（ジフェニル
ホスフィノ）エタン、1,3−ビス（ジフェニルホスフィ
ノ）プロパン、1,4−ビス（ジフェニルホスフィノ）ブ
タン、1,5−ビス（ジフェニルホスフィノ）ペンタン、
1,6−ビス（ジフェニルホスフィノ）ヘキサン、2,3−Ｏ
−イソプロピリデン−2,3−ジヒドロキシ−1,4−ビス
（ジフェニルホスフィノ）ブタン、ビス（ジフェニルホ
スフィノ）フェロセン、ビス（ジフェニルホスフィノ）
ビナフチル等のホスフィン化合物を例示することができ
る。

本発明はニッケル化合物及びホスフィン化合物、又は
ニッケル化合物及びパラジウム化合物及びホスフィン化
合物とを組み合わせて使用すれば良く、反応系にそれぞ
れ単独で添加しても良く、予め錯体の形に調製して使用
しても良い。

ニッケル化合物の添加量は一般式（III）で表わされ
る有機塩素化合物１モルに対して0.001〜0.5倍モル、好
ましくは0.01〜0.2倍モルの範囲から適宜選択して使用
すれば良い。

ホスフィン化合物は同じく0.001〜0.5倍モル、好まし
くは0.005〜0.2倍モルの範囲から選択して使用すれば良
い。

パラジウム化合物を組み合わせて使用する場合は、同
様に0.0001〜0.5倍モル、好ましくは0.0001〜0.01倍モ
ルの範囲から適宜選択して使用すれば良い。

本反応で使用できるハロゲン化アルカリ金属塩として
は、例えば沃化ナトリウム、沃化カリウム、臭化ナトリ
ウム、臭化カリウム等のハロゲン化アルカリ金属塩を使
用することができる。

ハロゲン化アルカリ金属塩の使用量は一般式（III）
で表わされる有機塩素化合物１モルに対して0.001〜1.0
倍モルの範囲から選択して使用すれば良く、好ましくは
0.01〜0.5倍モルの範囲から選択すれば良い。

本発明で使用できる不活性溶媒としては、例えばジメ
チルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジエチルア
セトアミド、ジブチルアセトアミド、ヘキサメチルホス
ホリックトリアミド（HMPA）、テトラメチルウレア、ジ
メチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、ベンゾニ
トリル、スルホラン、ベンゼン等の不活性溶媒を使用す
ることができる。

反応温度は100℃〜250℃の範囲から選択すれば良く、
好ましくは150℃〜200℃の範囲で行うのが良い。

反応時間は反応温度、反応規模等により一定しない
が、反応が完結しておれば良く、１〜48時間の範囲であ
る。

本反応は開放系又は閉鎖系で反応が進行し、一般式
（III）で表わされる有機塩素化合物が比較的低沸点化
合物の場合、閉鎖系で反応を行うのが好ましい。

反応終了後、常法に従い、例えば目的物を含む反応液
から触媒を回収し、目的物を含む反応溶液から不活性溶
媒を減圧下に留去し、必要に応じてドライカラムクロマ
トグラフィー、蒸留等の方法で精製し、目的物を単離す
れば良い。

以下に本発明の代表的な実施例を挙げるが、本発明は
これらに限定されるものではない。

実施例1.パラシアノベンゾフェノンの製造１−1. パラクロロベンゾフェノン4.33g、シアン化カリウム
1.56g、臭化ニッケル0.219g、1,4−ジフェニルホスフィ
ノブタン0.1704g、沃化ナトリウム0.30g及びジエチルア
セトアミド30mlを三つ口フラスコに入れ、180℃の反応
温度で撹拌下３時間反応を行った。反応終了後、目的物
を含む反応液から触媒を濾去し、濾液を減圧下に濃縮
し、得られた残渣をガスクロマトグラフィー（内標法、
内標物トリフェニルメタン）で分析した結果、目的物
が54.3％の生成率で生成した。

尚、生成物の特定は目的物の標品を使用し、ガスカラ
ムクロマトグラフィーのリテンションタイム（RT）から
特定した。

１−2. 実施例１−１で使用した不活性溶媒のジエチルアセト
アミド30mlをＮ−メチルホルムアニライド20mlに変え、
他の条件は実施例１−１と同様に反応を行った。反応終
了後、実施例１−１と同様に処理し、ガスクロマトグラ
フィーで分析（面積百分率）した結果、目的物が51.4％
の生成率で生成した。

尚、生成物の特定は実施例１−１と同様に行った。

１−3. １−１と同じ反応条件で、更に触媒として塩化パラジ
ウム8.85mgを加え、180℃の反応温度で24時間反応を行
った。反応終了後、反応液を実施例１−１と同様（内標
物トリフェニルメタン）にして分析した結果、目的物
が90.3％の生成率で生成した。又生成物の特定も同様に
行った。

１−４〜5. 実施例１−３の1,4−ジフェニルホスフィノブタンを
第１表に示すホスフィン化合物に変え、他の条件は１−
３と同様に行った。結果を第１表に示す。

尚、生成率はガスクロマトグラフィーを使用し、その
面積百分率から算出した。又、生成物の特定は実施例１
−１と同様にした。

実施例2. パラトリフルオロベンゾニトリルの製造パラクロロベンゾトリフルオライド6.50g、シアン化
カリウム1.95g、臭化ニッケル0.3285g、塩化パラジウム
0.0133g、1,4−ビスジフェニルホスフィノブタン0.2556
g、沃化カリウム0.50g及びジエチルアセトアミド20mlを
オートクレーブに入れ、180℃で４時間反応を行った。
反応終了後、反応液を実施例１−１と同様（内標物ア
ニソール）にして分析した結果、目的物が82.4％の生成
率で生成した。又生成物の特定も同様に行った。

実施例3. パラシアノトルエンの製造パラクロロトルエン4.55g、シアン化カリウム1.95g、
臭化ニッケル0.329g、塩化パラジウム0.0133g、1,4−ビ
スジフェニルホスフィノブタン0.2556g、沃化カリウム
1.0g及びジエチルアセトアミド20mlをオートクレーブに
入れ、180℃で４時間反応を行った。反応終了後、反応
液を実施例１−１と同様（内標物アセトフェノン）に
して分析した結果、目的物が87.2％の生成率で生成し
た。又生成物の特定も同様に行った。

実施例4. パラシアノジフェニルの製造パラクロロジフェニル3.77g、シアノ化カリウム1.56
g、臭化ニッケル0.219g、塩化パラジウム0.0089g、1,4
−ビスジフェニルホスフィノブタン0.1704g、沃化ナト
リウム0.3g及びジエチルアセトアミド20mlをオートクレ
ーブに入れ、180℃で４時間反応を行った。反応終了
後、反応液を実施例１−１と同様（内標物トリフェニ
ルメタン）にして分析した結果、目的物が82.7％の生成
率で生成した。又生成物の特定も同様で行った。

実施例5. パラジシアノベンゼンの製造パラジクロロベンゼン3.68g、シアン化カリウム3.55
g、臭化ニッケル0.547g、塩化パラジウム0.0221g、1,4
−ビスジフェニルホスフィノブタン0.426g、沃化ナトリ
ウム1.50g及びジエチルアセトアミド25mlをオートクレ
ーブに入れ、180℃で４時間反応を行った。反応終了
後、反応液を実施例１−１と同様（内標物ジフェニー
ル）にして分析した結果、目的物が87.5％の生成率で生
成した。又生成物の特定も同様に行った。

実施例6. メタジシアノベンゼンの製造メタジクロロベンゼン3.68g、シアン化カリウム3.55
g、臭化ニッケル1.50g、塩化パラジウム0.0221g、1,4−
ビスジフェニルホスフィノブタン0.426g、沃化ナトリウ
ム1.5g及びジエチルアセトアミド25mlをオートクレーブ
に入れ、180℃で４時間反応を行った。反応終了後、反
応液を実施例１−１と同様（内標物ジフェニール）に
して分析した結果、目的物が71.6％の生成率で生成し
た。又生成物の特定も同様に行った。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０７Ｂ 61/00 ３００Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（III）Ｒ・（Cl）_ｎ（III）（式中、Ｒは置換基を有していても良い芳香族、脂環式
又は複素環残基を示し、ｎは１以上の整数を示す。）で
表わされる有機塩素化合物と一般式（II）Ｍ・CN （II）（式中、Ｍはアルカリ金属原子を示す。）で表わされる
アルカリ金属シアノ化合物とをニッケル化合物及びホス
フィン化合物を触媒としてハロゲン化アルカリ金属塩の
存在下に反応させることを特徴とする一般式（Ｉ）Ｒ・（CN）_ｎ（Ｉ）（式中、Ｒ及びｎは前記に同じ。）で表わされるニトリル類の製造方法。
【請求項２】一般式（III）Ｒ・（Cl）_ｎ（III）（式中、Ｒは置換基を有していても良い芳香族、脂環式
又は複素環残基を示し、ｎは１以上の整数を示す。）で
表わされる有機塩素化合物と一般式（II）Ｍ・CN （II）（式中、Ｍはアルカリ金属原子を示す。）で表わされる
アルカリ金属シアノ化合物とをニッケル化合物、パラジ
ウム化合物及びホスフィン化合物を触媒としてハロゲン
化アルカリ金属塩の存在下に反応させることを特徴とす
る一般式（Ｉ）Ｒ・（CN）_ｎ（Ｉ）（式中、Ｒ及びｎは前記に同じ。）で表わされるニトリル類の製造方法。
【請求項３】ニッケル化合物が塩化ニッケル、臭化ニッ
ケル、酢酸ニッケル、ジクロロビストリフェニルホスフ
ィンニッケル、テトラキストリフェニルホスフィンニッ
ケルである請求項第１項又は第２項記載の芳香族ニトリ
ル類の製造方法。
【請求項４】パラジウム化合物がパラジウム金属、固体
に担持されたパラジウム金属又０価、２価若しくは４価
の錯体である請求項第２項記載のニトリル類の製造方
法。
【請求項５】パラジウム化合物がパラジウムカーボン、
塩化パラジウム又は酢酸パラジウムである請求項第４項
記載のニトリル類の製造方法。
【請求項６】ホスフィン化合物が一般式（IV）（式中、R²、R³及びR⁴は同一又は異なっても良く、置換
基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いフ
ェニル基又は置換基を有しても良いフェノキシ基を示
す。）で表わされるホスフィン化合物である請求項第１
項又は第２項記載のニトリル類の製造方法。
【請求項７】ホスフィン化合物が一般式（Ｖ）（R⁵）_２−Ｐ−Ｘ−Ｐ−（R⁵）_２（Ｖ）（式中、R⁵はアルキル基又は置換基を有しても良いフェ
ニル基を示し、Ｘは炭素原子数１〜６のアルキレン基、 −CH₂−CH₂−Ｐ（Ph）−CH₂−CH₂− （式中、Phはフェニル基を示す。）又はビナフチル基を
示す）で表わされるホスフィン化合物である請求項第１
項又は第２項記載のニトリル類の製造方法。
【請求項８】ハロゲン化アルカリ金属塩が沃化ナトリウ
ム、沃化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウムであ
る請求項第１項又は第２項記載のニトリル類の製造方
法。