JP4111777B2 - 2−(3−スルホプロポキシ)アニリン類及びその製造法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、機能性色素、農薬、医薬用の中間体として有用な水溶性芳香族アミンの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
水不溶性の芳香族アミン類またはフェノール類を水溶性化する方法として、それらの化合物の、例えば水酸基をプロパンスルトンを用いスルホプロピル化する方法が知られている。しかし、芳香核にアミノ基とヒドロキシル基の共存する化合物に対し選択的にヒドロキシル基をスルホプロポキシル化する方法は知られていない。それは通常の条件下ではスルホプロピル化を行うとヒドロキシル基よりもアミノ基の方が反応性が高いため、選択的にヒドロキシル基にプロパンサルトンを反応させることが困難な為である。
特許第3271173号公報にはアミノ基の前駆体であるニトロフェノール類をスルホプロピル化させてからニトロ基を還元し目的物を得る方法が記載されている。しかし、還元で得られるスルホプロポキシアニリン類は反応溶液中で酸化を受けやすく、高純度の目的物を得ることは困難であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来の方法では満足できなかった2−(3−スルホプロポキシ)アニリン類につき工業的に有利な製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の問題点を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に至った。すなわち、本発明は、
(1)一般式(3−1)で表される2−(3−スルホプロポキシ)アニリン類、
【化8】
(式中Rは(C1〜C4)アルキル基、(C1〜C4)アルコキシ基又はハロゲンを表す)
(2)a)一般式(1−2)で示される2−ヒドロキシアセトアニリド類
【化9】
(式中R’は水素原子、(C1〜C4)アルキル基、(C1〜C4)アルコキシ基又はハロゲンを表す)とプロパンスルトンとを溶媒中反応させることによる一般式(2−2)で示される2−(3−スルホプロポキシ)アセトアニリド類
【化10】
(式中R’は前記と同じ意味を有し、Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表す)を得る第一工程、
b)一般式(2−2)を加水分解することによる一般式(3−2)で示される2−(3−スルホプロポキシ)アニリン類の製造方法、
【化11】
(式中R’は前記と同じ意味を有す)
(3)a)一般式(1−2)で示される2−ヒドロキシアセトアニリド類
【化12】
(式中R’は水素原子、(C1〜C4)アルキル基、(C1〜C4)アルコキシ基又はハロゲンを表す)とプロパンスルトンとを非プロトン性極性溶媒とアルキルベンゼンの混合溶媒中、無機塩基存在下反応させることによる一般式(2−2)で示される2−(3−スルホプロポキシ)アセトアニリド類
【化13】
(式中R’は前記と同じ意味を有し、Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表す)を得る第一工程、
b)一般式(2−2)を鉱酸水溶液中で加水分解することによる一般式(3−2)で示される2−(3−スルホプロポキシ)アニリン類の製造方法、
【化14】
(式中R’は前記と同じ意味を有す)
を提供する。
本発明によれば反応中に分解を起こすことなく高純度の2−(3−スルホプロポキシ)アニリン類を安定に単離することができ工業的にも優れている。
【0005】
【発明の実施の形態】
次に好ましい実施の形態を挙げて本発明を詳しく説明する。本発明の製法における第一工程の反応において使用される2−ヒドロキシアセトアニリド類は2−ヒドロキシアニリンを公知の方法でアセチル化することにより得ることが出来る。2−ヒドロキシアセトアニリド類とプロパンスルトンとの反応は、下式のように表され、
【0006】
【化15】
【0007】
(Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を示し、Li、K、Na、Mg、Caが好ましい。)
【0008】
この工程は、実質的に無水の状態で反応させることが好ましい。即ち反応は例えば、非プロトン性極性溶媒と芳香族炭化水素溶媒中に2−ヒドロキシアセトアニリド類を仕込み加熱下、必要により、あらかじめ共沸脱水によって反応系より水を除いたのち無機塩基(アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩、好ましくはLi、K、Na、Mg、Caの塩)を仕込み、加熱下にプロパンスルトンを滴下し付加させる方法がとられる。ここで非プロトン性極性溶媒としてはジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等が用いられ、好ましくはジメチルホルムアミド、1,3−ジメチルイミダゾリジノンである。また芳香族炭化水素溶媒としてはトルエン、キシレン、モノクロロベンゼン、ニトロベンゼン等が用いられ、好ましくはトルエン、キシレンである。反応温度は通常100〜160℃、好ましくは110〜140℃、反応時間は、通常30分間〜7時間、好ましくは1時間〜4時間行う。プロパンスルトンの使用量は2−ヒドロキシアセトアニリド類1モルに対し通常1.0〜2.0モル、好ましくは1.1〜1.5モル使用する。また無機塩基としては炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムなどが使用できる。無機塩基の使用量はプロパンスルトン1モルに対し0.5〜3.0モル、好ましくは0.7〜2.2モル使用する。反応生成物はそのまま取り出さずに次工程に使用できるが、好ましくは使用した溶媒の約半量を回収し、更に副生する無機塩を分離後次工程に使用する。
第二工程は、前工程で得られた反応液から無機塩と溶媒を除去後、水に溶解し鉱酸にて中和後、更に鉱酸の酸性下にてアセトアニリド類を加水分解する。加水分解条件は通常酸濃度1.0〜10.0質量%、好ましくは3.0〜7.0質量%で行うのがよい。鉱酸の使用量は2−(3−スルホプロポキシ)アセトアニリド1.0モルに対し通常3.0〜10.0モル、好ましくは4.0〜8.0モルである。反応温度は通常70〜110℃、好ましくは80〜100℃である。反応時間は通常30分間〜5時間、好ましくは1〜3時間である。鉱酸としては塩酸、硫酸、硝酸等が使用できる。加水分解が進むに従って結晶が析出してくるので、それを濾別する事により高純度の2−(3−スルホプロポキシ)アニリン類が得られる。
【0009】
本発明によれば、強酸性化で反応することより生成物中のアミノ基がスルホン酸基と分子内塩を形成し安定な状態で、しかも高純度で2−(3−スルホプロポキシ)アニリン類を安定に製造することが可能となる。また、結晶が安定な構造形であるため、濾過性が良好であり、工業的にも有位である。また、得られた水溶性芳香族アミンは、機能性色素、農薬、医薬用の中間体として有用である。
【0010】
【実施例】
次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。尚、%は断りのない限り質量%である。
【0011】
実施例1
(第一工程 2−(3−スルホプロポキシ)アセトアニリドの製造)
攪拌機、ディーンスターク・トラップ、還流管、及び温度計を備えた500mlフラスコに、2−ヒドロキシアセトアニリド68.0g(0.45モル)、ジメチルホルムアミド200ml、トルエン60mlを仕込み、80〜120℃で60分間還流させ、この間トルエンとの共沸により原料中の水分を除去した。次に反応液を80℃以下に冷却し無水炭酸カリウム62.1gを仕込み後、再び加熱し120℃〜135℃でプロパンスルトン60.4gを約1時間要して滴下した。滴下終了後同温度で2時間還流し反応を完結させた。次いでディーンスターク・トラップのコックを開けて同温度で加熱を続けて溶媒を100ml回収後、冷却した。
(第二工程 2−(3−スルホプロポキシ)アニリンの製造)
攪拌機、還流管、及び温度計を備えた1000mlフラスコに水400mlを仕込み、次いで第一工程で得られた反応液を上記水に溶解した。得られた水溶液を35%塩酸50gにて中和後、更に35%塩酸125gを加えたのち、95〜100℃で2時間加熱し、反応させた。反応終了後、冷却し40℃以下となったら析出した結晶を濾別し、5%塩酸100gで洗浄する事により2−(3−スルホプロポキシ)アニリン109.3g(通算収率92%)を得た。純度:87.5%(ジアゾ化値)、98%(HPLC面積比)
【0012】
実施例2
(第一工程 5−メチル−2−(3−スルホプロポキシ)アセトアニリドの製造)
攪拌機、ディーンスターク・トラップ、還流管、及び温度計を備えた500mlフラスコに、2−ヒドロキシ−5−メチルアセトアニリド62.7g(0.38モル)、ジメチルホルムアミド150ml、トルエン50mlを仕込み、80〜120℃で60分間還流させ、この間トルエンとの共沸により原料中の水分を除去した。次にこの液を、80℃以下に冷却し、無水炭酸カリウム42.0gを仕込み後、再び加熱し120℃〜135℃でプロパンスルトン55.6gを約1時間要して滴下した。滴下終了後同温度で2時間還流し反応を完結させた。次いでディーンスターク・トラップのコックを開けて同温度で加熱を続けて溶媒を50ml回収後、冷却した。
(第二工程 5−メチル−2−(3−スルホプロポキシ)アニリンの製造)
攪拌機、還流管、及び温度計を備えた1000mlフラスコに水300mlを仕込み、次いで第一工程で得られた反応液をこの水に溶解する。得られた水溶液を35%塩酸20gにて中和後、更に35%塩酸72gを加えたのち、95〜100℃で4時間反応させ加水分解した。反応後、冷却し40℃以下となったら析出した結晶を濾別し、5%塩酸100gで洗浄する事により5―メチル―2−(3−スルホプロポキシ)アニリン99.2g(通算収率94.8%)を得た。純度:89%(ジアゾ化値)、98.5%(HPLC面積比)
【0013】
実施例3
実施例2において第二工程における塩酸の代わりに硫酸を使用する以外は実施例2と同様に反応を行い5―メチル―2−(3−スルホプロポキシ)アニリン94.4g(通算収率90.0%)を得た。純度:88.8%(ジアゾ化値)、98.0%(HPLC面積比)
【0014】
実施例4
(第一工程 5−メチル−2−(3−スルホプロポキシ)アセトアニリドの製造)
攪拌機、ディーンスターク・トラップ、還流管、及び温度計を備えた500mlフラスコに、2−ヒドロキシ−5−メチルアセトアニリド62.7g(0.38モル)、無水炭酸ナトリウム32.2g(0.30モル)、1,3−ジメチルイミダゾリジノン150ml、トルエン50mlを仕込み、80〜120℃で60分間還流させ、この間トルエンとの共沸により原料中の水分を除去した。次いで、120〜135℃でプロパンスルトン55.6gを約1時間要して滴下した。滴下終了後同温度で2時間還流し反応を完結させた。次いでディーンスターク・トラップのコックを開けて同温度で加熱を続けて溶媒を50ml回収後、冷却した。
(第二工程 5−メチル−2−(3−スルホプロポキシ)アニリンの製造)
攪拌機、還流管、及び温度計を備えた1000mlフラスコに水300ml仕込み、次いで第一工程で得られた反応液をこの水に溶解する。得られた水溶液を50%硫酸40gにて中和後、更に50%硫酸25.0gを加えたのち、95〜100℃で6時間反応させた。反応後、冷却し40℃以下となったら析出した結晶を濾別し、5%塩酸100gで洗浄する事により5―メチル―2−(3−スルホプロポキシ)アニリン100.7g(通算収率92.0%)を得た。純度:85%(ジアゾ化値)、98%(HPLC面積比)
【0015】
参考例1
水900g中に式(4)の化合物74.3gを塩酸でpH1.0〜3.0に調整しながら溶解した後、5〜10℃とし、35%塩酸53.2g、40%亜硝酸ナトリウム水溶液27.0gを添加しジアゾ化した。
【0016】
【化16】
【0017】
次いで、得られた式(4)の化合物のジアゾ懸濁液に、実施例2により得られた化合物36.8gを含む溶液を0〜10℃の温度でゆっくり滴下した。滴下終了後、pH値を水酸化ナトリウム水溶液の添加により3.0〜4.0とし、その後5〜10℃で1時間、15〜25℃で8時間、いずれの間もpH3.0〜4.0で撹拌しカップリング反応を完結させ、式(5)の化合物を含む反応液を得た。
【0018】
【化17】
【0019】
次に上記で得られた式(5)の化合物を含む溶液を、水酸化ナトリウム水溶液で弱アルカリ性とし、ここに40%亜硝酸ナトリウム水溶液33.5gを添加した。この溶液を水200g、35%塩酸62.6gの溶液中に30分かけて滴下してジアゾ化し、この懸濁液を7−アミノ−1−ヒドロキシナフタレン−3−スルホン酸35.9gのアルカリ性水溶液に15〜30℃で滴下した。滴下中は溶液のpH値を炭酸ナトリウムにて8.5〜9.5に保持した。滴下終了後、更に15〜30℃で3時間、pH8.5〜9.5で攪拌しカップリング反応を完結させ、式(6)の化合物を含む反応液を得た。(式(6)中、Tsはp−トルエンスルホン酸残基を示す)
【0020】
【化18】
【0021】
上記で得られた式(6)の化合物を含む反応液を75℃に加熱した。加熱後、水酸化ナトリウムにてpH10.7とし、70〜75℃、pH10.6〜10.8の条件で約1時間保持した。その後、塩酸によってpHを約8.0とし、塩化ナトリウムを加えて塩析を行い、濾過、単離して式(7)の化合物94.9gを得た。
【0022】
【化19】
【0023】
上記反応で得られた式(7)の化合物8.6gを水120gに溶解後、40%亜硝酸ナトリウム水溶液2.5gを添加し、この水溶液を5%塩酸水溶液50gに15〜30℃で滴下し、ジアゾ化し、これを8−アミノ−2−ナフタレンスルホン酸2.3gの水溶液に15〜30℃で滴下した。滴下中はカップリング溶液のpH値を炭酸ナトリウムにて6.0〜7.0に保持した。滴下終了後、15〜30℃、pH6.0〜7.0で1時間攪拌し、その後、pH値を炭酸ナトリウムにて約8.5とし、15〜30℃、pH7.5〜8.5で5時間攪拌しカップリング反応を完結させた。このあと塩化ナトリウムを加えて塩析を行い、濾過した。得られたケーキ全量を水150gに溶解し、2−プロパノール80gの添加により晶析させ濾過することにより脱塩し、次いで乾燥して式(8)のトリスアゾ化合物9.6gを得た。
【0024】
【化20】
【0025】
上記反応で得られた式(8)の化合物5.8gを水100gに溶解後、更に塩化シアヌール1.2gを15〜30℃で添加した。添加後、15〜30℃、pH値を炭酸ナトリウムにて6.0〜6.7に保持しながら2時間攪拌した。次にモノエタノールアミン2.5gを15〜30℃、pH値を5%塩酸にて8.0〜9.0に保持しながら30分で滴下した。滴下終了後、pH値を炭酸ナトリウムにて8.0〜9.0に保持しながら15〜30℃で3時間、更に85〜95℃に昇温後、pH値を炭酸ナトリウムにて8.5〜9.0に保持しながら4時間攪拌した。20〜30℃まで冷却後、35%塩酸にてpH値を5.5〜6.5とした後、不溶解分を濾過にて除去し、塩化ナトリウムを加えて塩析を行い、濾過した。得られたケーキ全量を水70gに溶解し、メタノール70gの添加により晶析させ濾過することにより脱塩し、次いで乾燥して式(9)の化合物4.8gを得た。この化合物の水中での最大吸収波長(λmax)は611nmであった。この化合物は、高純度の機能性色素、とりわけインクジェット用のブラックとして有用である。
【0026】
【化21】
【0027】
【発明の効果】
高純度の2−(3−スルホプロポキシ)アニリン類を安定な構造形で製造することが可能となり、これを中間体として用いて、機能性色素、農薬、医薬などを製造することができる。
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