JP2928060B2

JP2928060B2 - ３−ヒドロキシ−２，４，５− トリフルオロ安息香酸の製法

Info

Publication number: JP2928060B2
Application number: JP19103793A
Authority: JP
Inventors: ビーファーテルローレンス; エスダーウィンウィリアム; ジェイオライリーニール
Original assignee: Occidental Chemical Corp
Current assignee: Occidental Chemical Corp
Priority date: 1992-11-16
Filing date: 1993-08-02
Publication date: 1999-07-28
Anticipated expiration: 2014-07-28
Also published as: JPH06192171A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、N-アルキル又はN-アリ
ールテトラフルオロフタルイミドから3-ヒドロキシ-2,
4,5- トリフルオロ安息香酸(HTBA)を製造する方法に関
する。具体的には、テトラフルオロフタルイミドを塩基
と反応させて4-ヒドロキシ-3,5,6- トリフルオロN-置換
フタルアミド酸(HTPA)及び3-ヒドロキシ-2,4,5- トリフ
ルオロN-置換ベンズアミド(HTB) の塩の混合物を製造
し、塩基を中和してHTPA及びHTB を形成し、更に沈殿物
を酸性にしてHTBAを形成する。

【０００２】

【従来の技術】本明細書において参考として導入してい
る米国特許第４，８３１，１９０号には、テトラフルオ
ロフタル酸を塩基と反応させて4-ヒドロキシ-3,5,6- ト
リフルオロフタル酸を形成し、次いで脱カルボキシル化
することによりHTBAを製造する方法が開示されている。
その方法は満足ではないことは知られてないけれども、
出発物質であるテトラフルオロフタル酸は多くの用途に
はあまりにも高価であると考えられる。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、N-アルキ
ル又はN-アリールテトラフルオロフタルイミドを出発物
質としてHTBAを製造する方法を発明した。テトラフルオ
ロフタルイミドを塩基と反応させて２種類の新規化合
物、HTPA及びHTB の塩の混合物を製造する。この混合物
を酸で中和すると、新規化合物の混合物が沈殿する。次
いで沈殿物を酸と反応させると、HTBA生成物が製造され
る。あるいは、中間体化合物を単離することなく、酸を
直接塩基性反応混合物に添加してそれを更に反応させる
こともできる。中間体新規化合物は、先行技術からは予
言されることなく形成された異性体である。本発明の方
法の出発物質は、下式で表されるテトラフルオロフタル
イミドである。

【０００４】

【化９】

【０００５】（式中、ＲはＣ₈までのアルキル、Ｃ₃〜
Ｃ₈のシクロアルキル、又はＣ₆〜Ｃ ₁₂のアリールであ
る。）より安価で取扱が容易であるため、Ｒは好ましく
はメチル又はフェニルである。この出発物質は、例えば
モンサント(Monsanto)より"TETRATHAL" として市販され
ている、商業上入手しうる物質であるテトラクロロフタ
ル酸無水物から製造しうる。テトラクロロフタル酸無水
物をアミン(RNH₂)と反応させて対応するイミドを製造す
る。イミドを、例えばフッ化カリウムのようなフッ素化
剤と反応させると、本発明の出発物質であるテトラフル
オロフタルイミドが得られる。

【０００６】本発明の方法の第一工程においては、アル
カリ金属塩基及びテトラフルオロフタルイミドの水溶液
を調製する。好ましくは、塩基の溶液を調製し、その溶
液にテトラフルオロフタルイミドを添加する。安価であ
るため、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムが好まし
い塩基である。約５重量％未満の溶液では芳香族環上の
フッ素のヒドロキシルへの置換が不十分となりうるし、
約５０重量％より高濃度の溶液は不必要であるから、塩
基の溶液の濃度は約５乃至約５０重量％である。好まし
くは、塩基の溶液の濃度は約１５乃至約２５重量％であ
る。塩基の溶液に添加するテトラフルオロフタルイミド
の量は、約５重量％乃至溶液におけるテトラフルオロフ
タルイミドの溶解度である。５重量％未満では不十分で
ある。好ましくは、テトラフルオロフタルイミドの溶液
の濃度は約１０乃至約２０重量％である。従って、テト
ラフルオロフタルイミドは以下の式のように塩基と反応
する。

【０００７】

【化１０】

【０００８】（実際に形成されるのは、HTPA及びHTB の
塩である。）この反応は、ほぼ室温乃至約１３０℃でお
こる。それより低温も使用しうるが、その場合には反応
があまりにも遅すぎる傾向がある。低温ではまた反応が
不完全になりうるし、１３０℃より高温では副生成物が
形成されうる。好ましい温度範囲は約７５乃至約１０５
℃である。反応は通常約２乃至約３時間後に完了し、全
てのテトラフルオロフタルイミドが消費される時点の決
定はガスクロマトグラフィー(GC)により追跡しうる。反
応はテトラフルオロフタルイミド１モル当たり２モル以
上の塩基が必要であり、完全な反応を確保するために
は、好ましくはテトラフルオロフタルイミド１モル当た
り約３乃至約１５モルの塩基を使用する。テトラフルオ
ロフタルイミド１モル当たり約１５モル以上の塩基は不
必要であり、それだけ使用すればより多くの塩基をその
後中和しなければならないことを意味する。この反応の
生成物はHTPA及びHTB の塩の混合物である。これらの化
合物及びそれらの塩は新規であるとされている。反応は
その他の異性体（すなわち、3-ヒドロキシ-2,4,5- トリ
フルオロN-置換フタルアミド酸及び4-ヒドロキシ-3,5,6
- トリフルオロN-置換ベンズアミド）も生じうるが、こ
れらの異性体は形成されない。

【０００９】本発明の方法の次の工程においては、溶液
を酸で中和してHTPA及びHTB の混合物を沈殿させる。溶
液を中和するには、塩酸、硫酸、燐酸又は硝酸のような
無機酸を使用しうる。沈殿物が形成するまでpHを低下さ
せるべきである。通常約２のpHが必要である。本発明の
次の工程においては、沈殿物を回収して単離する。これ
は、濾過して、例えば冷水中で洗浄することにより実施
しうる。あるいは、沈殿物を酢酸エチル又は種々のエー
テルのような有機溶剤に溶解させて有機相を形成し、水
性相と分離してもよい。次いで有機相の溶剤を蒸発させ
ると沈殿物が再生する。本発明の次の工程においては、
沈殿物を無機酸の水溶液に溶解させる。この目的には、
硫酸、塩酸、硝酸、及び燐酸を含むいかなる無機酸も使
用しうる。酸の水溶液、例えば約６０重量％の硫酸を使
用しうる。沈殿物を溶解させるのに十分な酸を使用すべ
きである。次いで得られた溶液を室温乃至酸の沸点の温
度に加熱すると以下の反応を生ずる。

【００１０】

【化１１】

【００１１】好ましい温度範囲は約１２５乃至約１７５
℃である。この反応は加圧下で実施しうるが、大気圧が
最も便利である。反応は通常完了するのに約８時間かか
り、出発物質が変換するまでガスクロマトグラフィーに
より追跡しうる。生成物である3-ヒドロキシ-2,4,5- ト
リフルオロ安息香酸は、水に注ぎ、酢酸エチルのような
有機溶剤に抽出することにより回収しうる。有機相を水
性相から分離し、有機相を蒸発させることにより生成物
を回収する。あるいは、フタルイミドと塩基の反応の
後、中間体を単離しなくてもよい。塩基を直接中和する
とともに前述のような加水分解及び脱カルボキシル化に
有効な酸性溶液とするのに十分な酸を添加することによ
り全反応を１つの反応容器で実施しうる。この方法の条
件は二工程方法について前述した条件と同様であり、二
工程方法で形成される新規中間体は、単離しない一工程
方法で形成されるものと同一である。このことは実施例
５、６、及び７で示す。生成物は、"OFLOXACIN" のよう
なキノロン抗菌物質の調製における中間体として有用で
ある。米国特許第４，８３１，１９０号にはこの生成物
の有用性に関する更なる情報が提供されている。

【００１２】

【実施例】以下の実施例は本発明を更に説明する。実施例１フタルアミド酸及びベンズアミドの調製９０℃に予熱された水酸化カリウム（１０．０ｇ）の水
（５０ml）溶液にテトラフルオロ-N- メチルフタルイミ
ド（５．０１ｇ）を添加した。この温度で２時間攪拌
し、室温に冷却した。水（１００ml）を添加し、得られ
た溶液に濃塩酸を添加して酸性とし、pHを１．５とし
た。４×２５mlの酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウ
ム上で乾燥させ、溶剤を除去すると３．５２ｇの固体物
質が得られた。水性層を再び酸性とし、前述のように抽
出することにより更に１．９２ｇの物質が回収された。
合計５．４４ｇの固体が回収された。ガスクロマトグラ
フィー−質量スペクトル(GCMS)及び¹⁹F 核磁気共鳴(NM
R) により固体を分析すると、７３％の4-ヒドロキシ-3,
5,6- トリフルオロ-N- メチルフタルアミド酸及び２４
％の3-ヒドロキシ-2,4,5- トリフルオロ-N- メチルベン
ズアミドの混合物であることが示された。

【００１３】実施例２ N-フェニル保護基の使用９５℃に予熱された水酸化カリウム（１０．０ｇ）の水
（５０ml）溶液にテトラフルオロ-N- フェニルフタルイ
ミド（５．０１ｇ）を添加した。この温度で２時間攪拌
した。GCMS及び¹⁹F NMR により固体を分析すると、９２
％の4-ヒドロキシ-3,5,6- トリフルオロ-N- フェニルフ
タルアミド酸及び８％の3-ヒドロキシ-2,4,5- トリフル
オロ-N- フェニルベンズアミドの混合物であることが示
された。

【００１４】実施例３水酸化ナトリウムの使用水酸化ナトリウム（１．０ｇ）の水（５ml）溶液にテト
ラフルオロ-N- メチルフタルイミド（０．５ｇ）を添加
した。混合物を９４℃に３時間加熱し、反応液をGCによ
り分析すると、出発物質が完全に消費され、主成分とし
て６２％の4-ヒドロキシ-3,5,6- トリフルオロ-N- メチ
ルフタルアミド酸及び２８％の3-ヒドロキシ-2,4,5- ト
リフルオロ-N- メチルベンズアミドを含む混合物が形成
されていることが示された。

【００１５】実施例４ 3-ヒドロキシ-2,4,5- トリフル
オロ安息香酸の調製実施例１の固体生成物４．７４ｇ及び６０％(w/w) 水性
硫酸２０mlを混合した。反応液を攪拌し、１５０℃に８
時間加熱した。次いで反応液を室温に冷却し、１００ml
の水に注いだ。４×２５mlの酢酸エチルで抽出し、硫酸
マグネシウム上で有機層を乾燥させ、溶剤を除去すると
２．９４ｇの固体が得られた。GCMS及び ¹⁹F NMR により
分析すると、固体は所望の3-ヒドロキシ-2,4,5- トリフ
ルオロ安息香酸であることが示された。

【００１６】実施例５大気圧下硫酸による加水分解／
脱カルボキシル化水酸化カリウム（４．９８ｇ）の水（２５ml）溶液にテ
トラフルオロ-N- メチルフタルイミド（５ｇ）を添加し
た。溶液を攪拌して９５℃に６時間加熱し、GCにより分
析すると、出発物質が完全に消費され、HTPA及びHTB が
形成されていることが示された。溶液を氷浴中で０℃付
近に冷却し、濃硫酸（４５．２ｇ）を添加すると、HTPA
及びHTB の混合物が沈殿した。混合物を１４５℃に１時
間加熱して沈殿物を溶解させ、更に５．０６ｇの濃縮さ
れた酸を添加した。更に５時間加熱を継続してGCにより
分析すると、反応中間体が完全に消費されていることが
示された。溶液を室温に冷却し、１００mlの水中で急冷
させた。３×５０mlの酢酸エチルで抽出した後、有機層
を一緒にして水で洗浄し、硫酸マグネシウム上で乾燥さ
せた。溶剤を蒸発させると３．９７ｇの3-ヒドロキシ-
2,4,5- トリフルオロ安息香酸が得られた。

【００１７】実施例６大気圧下HCl による加水分解／
脱カルボキシル化９０℃に予熱された水酸化ナトリウム（３ｇ）の水（１
０ml）溶液にテトラフルオロ-N- メチルフタルイミド
（５ｇ）を添加した。反応液を９５℃で３．５時間攪拌
し、GCにより分析すると、出発物質が完全に消費され、
HTPA及びHTB が形成されていることが示された。氷浴中
で冷却し、１０mlの濃塩酸を添加すると、HTPA及びHTB
の混合物が沈殿した。反応液を１２５℃に更に１５時間
加熱して沈殿物を溶解させた。反応混合物を分析する
と、主成分として3-ヒドロキシ-2,4,5- トリフルオロ安
息香酸が形成されていることが示された。

【００１８】実施例７高圧下HCl による加水分解／脱
カルボキシル化水酸化ナトリウム（１９ｇ）の水（６３ml）溶液にテト
ラフルオロ-N- メチルフタルイミド（３１．５ｇ）を添
加した。混合物を９５℃に６時間加熱した。GCにより分
析すると、HTPA及びHTB が形成されていることが示され
た。室温に冷却した後、反応の内容物をオートクレーブ
中に入れ、濃塩酸（７０ml）を添加すると、HTPA及びHT
B が沈殿した。混合物を１５０℃で６時間攪拌して沈殿
物を溶解させた。室温に冷却して、発生したCO₂を排気
し、溶液を２×１００mlの酢酸ブチルで抽出した。分離
後、酢酸ブチルを除去すると、２４．５ｇのHTBAが得ら
れた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ニールジェイオライリーアメリカ合衆国ニューヨーク州 14072 グランドアイランドプレザントトレイル 48 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C07C 65/03 C07C 51/06 ＣＡＰＬＵＳ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）アルカリ金属塩基及び式：【化１】（式中、ＲはＣ₈までのアルキル、Ｃ₃〜Ｃ₈のシクロ
アルキル、又はＣ₁₂までのアリールである。）で表され
るテトラフルオロフタルイミドの水溶液を調製するこ
と；（Ｂ）前記塩基と前記テトラフルオロフタルイミドとを
反応させて式：【化２】で表される4-ヒドロキシ-3,5,6- トリフルオロフタルア
ミド酸の塩及び式：【化３】で表される3-ヒドロキシ-2,4,5- トリフルオロベンズア
ミドの塩の混合物を製造すること；（Ｃ）前記溶液を中和して前記4-ヒドロキシ-3,5,6- ト
リフルオロフタルアミド酸及び前記3-ヒドロキシ-2,4,5
- トリフルオロベンズアミドを沈殿させること；及び（Ｄ）前記4-ヒドロキシ-3,5,6- トリフルオロフタルア
ミド酸及び前記3-ヒドロキシ-2,4,5- トリフルオロベン
ズアミドを酸と反応させて3-ヒドロキシ-2,4,5- トリフ
ルオロ安息香酸を製造することを含む3-ヒドロキシ-2,
4,5- トリフルオロ安息香酸の製法。
【請求項２】前記Ｒがメチルである請求項１記載の方
法。
【請求項３】前記Ｒがフェニルである請求項１記載の
方法。
【請求項４】前記アルカリ金属塩基が水酸化ナトリウ
ム又は水酸化カリウムである請求項１記載の方法。
【請求項５】前記アルカリ金属塩基の濃度が、前記テ
トラフルオロフタルイミド１モル当たり約３乃至約１５
モルである請求項１記載の方法。
【請求項６】前記沈殿物を単離しない請求項１記載の
方法。
【請求項７】（Ａ）N-メチルテトラフルオロフタルイ
ミド及びN-フェニルテトラフルオロフタルイミドから成
る群から選択されたテトラフルオロフタルイミドをアル
カリ金属水酸化物の第一の水溶液に添加すること（但
し、前記アルカリ金属水酸化物の濃度は前記テトラフル
オロフタルイミド１モル当たり約３乃至約１５モルであ
る。）；（Ｂ）前記第一の水溶液を室温乃至１３０℃に加熱して
対応する4-ヒドロキシ-3,5,6- トリフルオロフタルアミ
ド酸の塩及び対応する3-ヒドロキシ-2,4,5-トリフルオ
ロベンズアミドの塩の混合物を製造すること；（Ｃ）前記第一の溶液のpHを低下させて前記4-ヒドロキ
シ-3,5,6- トリフルオロフタルアミド酸及び前記3-ヒド
ロキシ-2,4,5- トリフルオロベンズアミドの混合物を沈
殿させること；（Ｄ）前記沈殿した混合物を単離すること；（Ｅ）前記沈殿した混合物を無機酸に溶解させた第二の
水溶液を形成すること；及び（Ｆ）3-ヒドロキシ-2,4,5- トリフルオロ安息香酸が形
成されるまで前記第二の溶液を室温乃至前記無機酸の沸
点に加熱することを含む3-ヒドロキシ-2,4,5- トリフル
オロ安息香酸の製法。
【請求項８】前記テトラフルオロフタルイミドがN-メ
チルテトラフルオロフタルイミドである請求項７記載の
方法。
【請求項９】前記テトラフルオロフタルイミドがN-フ
ェニルテトラフルオロフタルイミドである請求項７記載
の方法。
【請求項１０】前記工程（Ｂ）において、前記第一の
溶液を約７５乃至約１０５℃に加熱する請求項７記載の
方法。
【請求項１１】前記工程（Ｃ）におけるpHを約２に低
下させる請求項７記載の方法。
【請求項１２】前記工程（Ｄ）において、前記沈殿し
た混合物を濾過により単離する請求項７記載の方法。
【請求項１３】前記工程（Ｄ）において、前記沈殿し
た混合物を有機溶剤に抽出し、前記有機溶剤を前記第一
の溶液と分離し、かつ前記有機溶剤を蒸発させることに
より単離する請求項７記載の方法。
【請求項１４】前記工程（Ｆ）において、前記第二の
溶液を約１２５乃至約１７５℃に加熱する請求項７記載
の方法。
【請求項１５】式：【化４】（式中、ＲはＣ₈までのアルキル、Ｃ₃〜Ｃ₈のシクロ
アルキル、又はＣ₆〜Ｃ ₁₂のアリールである。）で表さ
れる化合物及びそれらの混合物及び塩から成る群から選
択される化合物。
【請求項１６】下式で表される請求項１５記載の化合
物。【化５】
【請求項１７】下式で表される請求項１５記載の化合
物。【化６】
【請求項１８】下式で表される請求項１５記載の化合
物。【化７】
【請求項１９】下式で表される請求項１５記載の化合
物。【化８】
【請求項２０】請求項１５記載の化合物のアルカリ金
属塩。