JPH01132549A - ブロモニトロアルコール化合物の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、ブロモニトロアルコール化合物の製造法に
関する。さらに詳しくは、ニトロメタンを出発原料とす
るブロモニトロアルコール化合物の製造法に関する。

（ロ）従来の技術 炭化水素に、臭素原子、ニトロ基及び水酸基が置換導入
されたブロモニトロアルコール類は殺菌性を有し、こと
にジブロモニトロアルコールは工業用の殺菌剤として有
用であることが知られている。

かかるブロモニトロアルコール類は、通常、ニトロメタ
ンにアルカリの存在下、アルデヒドやケトンを反応させ
てヒドロキシアルキル化した後、臭素を反応させて臭素
化することにより製造される。そして、ニトロメタンに
反応させるアルデヒド又はケトンのモル比及び臭素化の
際の臭素のモル比を調節することにより対応するジブロ
モニトロアルコール（下記スキーム参照）やモノブロモ
ニトロアルコールが製造できるとされている。

（ジブロモニトロエタノール） （ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記方法においては、ヒドロキシアルキ
ル化（反応１）の際に゛、反応させるアルデヒドやケト
ンの量を制御しても、下記副反応：が生じて中間体がモ
ノ、ビス及びトリスヒドロキシアルキル化物の混合物と
なり易い。例えば、ジブロモニトロエタノールを得るた
めに上記反応１に準じて、ニトロメタンにホルムアルデ
ヒドを当量反応させても、トリスヒドロキシメチル化物
が多量に生成し、意図するモノヒドロキシメチル化物の
収率は極めて低かった（　Ｂｅｒｉｃｈｔｅ　ｄ、Ｄ、
Ｃｈｅｍ、Ｇｅ５ｅ１１ｓｃｈａｆｔ、６７．９９６−
１０００（１９６４））。そのため、この反応物を上記
反応２に準じて臭素化しても、ジブロモニトロエタノー
ルを収率良く得ることは困難であった。

また、中間体である上記ヒドロキシメチル化物のうちモ
ノ及びビスヒドロキシアルキル化物はアルカリ金属塩の
形態で存在するが、゛これは極めて不安定である。その
ため、これを反応系から単離すると爆発する虞れがあり
、取扱いが不便であると共に、収率向上のために中間体
を途中で精製するような操作を行うことも困難であった
。

特開昭６１−２８９０６３号公報には、ニトロメタン１
モルに対して１．−５モル以上のホルムアルデヒドをア
ルカリを用いて縮合させた後、生成物を取出すことなく
臭素化してジブロモニトロエタノールを合成する方法を
開示している。しかしながらかかる方法も収率の面で満
足できるものではなかった。

例えば、本発明者らが該公報の実施例１と同じ条件で追
試を行ったところ、収率は極めて低く（０゜３％）、何
らかの付加条件を加えない限り、実用化することは阻難
であった。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用本発明者ら
は、上記問題点を解消すべく鋭意研究を行った結果、ニ
トロメタンの炭素の水素原子を必要とするだけ残して先
に臭素化し、得られるブロモニトロ化合物に対してアル
デヒドあるいはケトンを用いてアルカリ触媒により縮合
反応させることにより、不安定な中間体を経ることなく
意図するブロモニトロアルコール化合物を高収率で得る
ことができる事実を見出し、この発明を完成するに至っ
た。

かくしてこの発明によれば、ニトロメタンに臭素をアル
カリの存在下戻、応させて下式（Ｉ）二人 （式中、Ｘは水素原子又は臭素原子を示す）で示される
ブロモ化ニトロメタンを得、これをアルカリの存在下で
下式（■）： （式中、Ｒｌ　、　Ｒｔは各々独立して、水素原子又は
低級アルキル基を示す） で示される化合物と反応させて、下式（■）：（式中、
Ｒ１及びＲ２は上記定義と同一、Ｘ′はで示されるブロ
モニトロアルコール化合物を得ることを特徴とするブロ
モニトロアルコール化合物の製造法が提供される。

この発明の製造法における第１段階の反応はニトロメタ
ンの臭素化である。この臭素化は適当な媒体中でアルカ
リの存在下、ニトロメタンに臭素を接触させることによ
り行われる。ことに、媒体中にニトロメタンと臭素を分
散及び溶解させた系中に、撹拌下、アルカリを滴加して
反応を行うのが収率向上の点で好ましいことが見出され
ている。

反応は発熱反応であるため、反応中の温度は一２０℃〜
＋５０℃の範囲に維持しておくのが適しており一５℃〜
＋３０℃とするのが好ましい。臭素化はアルカリの添加
とほぼ同時に行われるため反応時間はとくに制限されず
、通常アルカリの滴加時間に規制される。

反応媒体としては、極性溶媒のみならず非極性溶媒を用
いることも可能である。例えば、水やメタノール、エタ
ノール、プロパツール、ブタノール、ペンタノール、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレ
ングリコール、１．３−ブチレングリコール、ペンタメ
チレングリコール、グリセリンなどのアルコール類、ま
たジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン
、クロロエタン、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化
水素類、またジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、
ジブチルエーテル、ジエチルエーテル、アニソール、フ
エネトール、ジオキサン、テトラヒドロフラン、１．２
−ジメトキシエタン、ジエチレングリコール、ジメチル
エーテルなどのエーテル類、またＮ−メチルホルムアミ
ド、Ｎ、　Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ、Ｎ−ジエチ
ルホルムアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−
メチルプロピオンアミドなどのアミド類、またへブタン
、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、ベンゼン、ト
ルエン、キシレンなどの炭化水素類が用いられる。しか
しながら、アルカリ剤を均一に反応系内に存在させて反
応をより円滑に進行さけるためには、水、アルコール類
等の極性溶媒を用いるのが好ましく、水を用いるのがよ
り好ましい。

また、使用するアルカリ剤としては、水酸化ナトリウム
、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の水酸化物が適
している。

ニトロメタンに反応させる臭素の量は、理論量又は理論
量よりもやや過剰（１６１倍程度）とするのが適してい
る。例えば、モツプロム体を得る際には、ニトロメタン
１モルに対し、滴加する臭素の量を１〜１．１モルとす
るのが適しており、ジブロム体の場合は２〜２．２モル
とするのが適している。あまり過剰とすると、副生物（
例えば、モノブロム化の際にはジブロム体やトリブロム
体、ジブロム化の際にはトリブロム体）が多量に生じる
ので好ましくない。

かかる反応によりモノブロモニトロメタン又はンブロモ
ニトロメタンが生成し、反応系の撹拌を停止後にこれら
は下層に分層する。そしてこれらは安定な化合物である
。従って、反応物の分取等も容易である。

この発明の製造法における第２段階の反応は上記反応物
のヒドロキシアルキル化である。この反応は、上記反応
物を適当な媒体中でアルカリの存在下、式（ｎ）で示さ
れるアルデヒド又はケトンと接触させることにより行う
ことができる。ここで用いる媒体は前記した臭素化の際
に用いたものと同じものを適用することかでき、水等の
極性溶媒を用いるのが好ましい。通常、上記反応物又は
この反応物を上記媒体に分散させた液にアルカリ性のア
ルデヒド又はケトンの溶液を滴加することにより行うの
が適している。また、反応温度は前記と同様に一２０℃
から＋５０℃が適しており、−５℃〜＋３０℃とするの
が好ましい。アルデヒド又はケトンと式（１）のブロモ
化ニトロメタンとの反応はアルカリ条件下の接触により
速やかに行われる。

なお、式（ＩＩ）のＲ’、Ｒ’の定義中、低級アルキル
基としては、炭素数１〜６のアルキル基が適している。

かかる式（ｎ）の化合物としては、例えばホルムアルデ
ヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチ
ルアルデヒド、アセトン、エチルメチルケトン、メチル
プロピルケトン、ブチルメチルケトン等が挙げられる。

反応させる式（ＩＩ）の化合物の量は、意図する反応の
理論量に対応して決定される。例えばモノブロモニトロ
メタンの１つの水素をヒドロキシアルキル化する場合に
は等モルからその１．１倍量程度用い、２つの水素をヒ
ドロキシアルキル化する場合には２モルからその１．１
倍量使用するのが適している。さらにジブロモニトロメ
タンをヒドロキシアルキル化する場合は、１．０〜１．
１モル当量使用するのが適している。

このようにして合成される式（ＩＩＩ）の化合物は、上
記反応系中で下層に分層する。従って、この下層を分取
し、常法で精製することにより、意図するブロモニトロ
アルコール化合物が高収率で得られることとなる。

なお、この発明の製造法で得られるブロモニトロアルコ
ール化合物の代表例としては、２−ブロモー２−二トロ
エタノール、１−ブロモ−１−二トロー２−プロパツー
ル、２−ブロモ−２−ニトロ−し−ブタノール、３−ブ
ロモ−３−ニトロ−ペンタン−２，４−ジオール、１．
１−ジブロモ−１−二トロー２−プロパツール、１−１
−ジブロモ−１−ニトロ−２−ブタノール、２．２−ジ
ブロモ−２−二トローｔ−ブタノール等が挙げられる。

（ホ）実施例 実施例１ 温度計及び撹拌機を備えた三つロフラスコに水１００９
、ニトロメタン６１９（１，０モル）及び臭素３２０ｇ
（２，０モル）を加えた。この混合液を撹拌しながら冷
却し、水酸化ナトリウム８０９（２，０モル）を水２５
０９に溶解した液をＯ〜＋２０℃に保ちながらゆっくり
滴加した。滴加終了後、撹拌を止め静置すると二層に分
離した。この下層（１８４９）と水２５９を温度計及び
撹拌機を備えた三つロフラスコに加えた。この混合液を
撹拌しながら冷却し、３７％ホルムアルデヒド水溶液６
８９（０，８４モル）を４％Ｗ／Ｗ水酸化ナトリウム水
溶液４０９に混合した液を、０〜＋２０℃に保ちながら
滴加した。反応液は次第に茶色から無色さらにオレンジ
色になった。滴加終了後、３０分間撹拌を続けたのち、
４Ｎ−硫酸水溶液５９を加え、ｐＨ試験紙により反応液
が酸性になったことを確認してから、撹拌を止め静置す
ると二層に分離した。下層を分液し、この−部を吸着ク
ロマトグラフィーにより精製すると融点３０℃の純粋な
白色結晶の２．２−ジブロモ−２−二トロエタノールが
得られた。なお生成物の含有率は液体クロマトグラフ法
で定量した。また収率はニトロメタンを基準にした理論
値に対する割合である。

収率２０２ｇ、含有率’７４．０％、収率６０．０％実
施例２ 温度計及び撹拌機を備えた三つロフラスコに水１００ｇ
、ニトロメタン６１９（１，０モル）及び臭素１６０９
（１，０モル）を加えた。この混合液を撹拌しながら冷
却し、水酸化ナトリウム＋ｏｉ（ｔ、ｏモル）を水１２
０９に溶解した液を０〜＋２０℃に保ちながらゆっくり
滴加した。滴加終了後、撹拌を止め、静置すると二層に
分離した。この下層（１２０ｇ）を温度計及び撹拌機を
備えた三つロフラスコに加えた。この液を撹拌しながら
冷却し、３７％ホルムアルデヒド水溶液１３Ｇ？（１，
６モル）を１５％Ｗ／Ｗ水酸化ナトリウム水溶液１０９
に混合した液を、０〜＋２０℃に保ちながら滴加した。

滴加終了後３０分間撹拌を続けたのち、４Ｎ−硫酸水溶
液７９を加え、ｐＨ試験紙により反応液が酸性になった
ことを確認してから撹拌を止め、水を減圧留去したのち
静置すると、２−ブロモ−２−ニトロ−１，３−プロパ
ンジオールの白色結晶が析出した。この白色結晶を濾別
し、乾燥すると融点１２５℃の高純度の２−ブロモ−２
−ニトロ−１，３−プロパンジオールの結晶が得られ、
標品と混融しても融点降下しないことが確認された。な
お、収率はニトロメタンを基準にした理論値に対する割
合である。

収量１３Ｇ９、収率６５．１％ 比較例 温度計及び撹拌機を備えた三つロフラスコにニトロメタ
ン６１９（１，０モル）、水１５０９及び３７％ホルム
アルデヒド水溶液８１ｇ（１，０モル）を加えた。この
混合液を撹拌しながら冷却し、水酸化ナトリウム８０ｇ
（２，０モル）を水２４０９に溶解した液を一５〜０℃
に保ちながらゆっくり滴加した。滴加終了後、１時間撹
拌を続けたのち、臭素３２０１ｉ１（２モル）を０〜＋
５℃に保ちながら滴加した。滴加終了後、４Ｎ−硫酸水
溶液５ｇを加え、ｐＨ試験紙により反応液が酸性になっ
たことを確認してから撹拌を止め、静置すると二層に分
離した。この下層中の２．２−ジブロモ−２−ニトロエ
タノールの定量を行った結果を以下に示す。

収量４０．２９、含有率４１．５％、収率６．７％比較
例２ 比較例１の反応条件でホルムアルデヒドを２モル使用す
る以外同様に反応させた。この結果を以下に示す。

収量１．９ｇ、含有率４０．０％、収率０．３％（へ）
発明の効果 この発明の製造法によれば、不安定な中間体を経ること
なく、意図するブロモニトロアルコール化合物を合成す
ることができ、さらに従来法に比してその収率を著しく
向上することができる。

従って、この発明の製造法の工業上の有用性は極めて大
なるものである。

昭和６３年８月１７８ １、事件の表示 昭和６２年特許願第２９１５８０号 名　称　　　株式会社　片山化学工業研究所代表者野村
安俊 ４、代理人〒５３０ 住　所　　大阪市北区西天満５丁目１−３クォーター・
ワンビル６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 補正の内容 明細書第１２頁、第７行目の記載「ニドロートブタノー
ル」の後に、「２−ブロモ−２−ニトロ−１，３−プロ
パンジオール、及び２，２−ジブロモ−２−二トロエタ
ノール」を追加する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ニトロメタンに臭素をアルカリの存在下反応させて
   下式（ I ）： ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・（ I
   ） （式中、Ｘは水素原子又は臭素原子を示す）で示される
   ブロモ化ニトロメタンを得、これをアルカリの存在下で
   下式（II）： ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・（II） （式中、Ｒ＾１、Ｒ＾２は各々独立して、水素原子又は
   低級アルキル基を示す） で示される化合物と反応させて、下式（III）：▲数式
   、化学式、表等があります▼・・・・・・（III） （式中、Ｒ＾１及びＲ＾２は上記定義と同一、Ｘ′は水
   素原子、臭素原子又は基▲数式、化学式、表等がありま
   す▼） で示されるブロモニトロアルコール化合物を得ることを
   特徴とするブロモニトロアルコール化合物の製造法。