JPS58225071A - Preparation of 6-nitrobenzoxazolone - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain the titled substance useful as an intermediate for preparing chemicals or medicines in high yield at a low cost without problems of waste water treatment, by reacting o-nitrophenol with CO in the presence of a base and selenium in a hydrous organic solvent, and treating the reaction product with concentrated nitric acid. CONSTITUTION:A compound of formula I (Z is H or an inert substituent group, particularly Cl) is reacted with CO in a hydrous organic solvent, e.g. tetrahydrofuran (THF), in the presence of 0.1-0.15mol, based on one mole compound of formula I , selenium and a base, e.g. triethylamine, under 20-40kg/cm<2> CO pressure at 80-120 deg.C, and the reaction mixture is then concentrated or without the concentration is reacted with concentrated nitric acid. Water is then added to the reaction mixture to obtain the aimed compound of formula III as crystals. EFFECT:The selenium remains in the aqueous layer as selenium oxide without exerting a toxic influence on the nitration, and is easily separated from the aimed substance.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は６−ニドロヘンツオキサゾロン類の製造方法に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing 6-nidrohenzoxazolones.

６−ニドロヘンツオキサゾロン類は種々の工業用化学品
や医薬品の製造のための中間体として有用であり、例え
ば、５−クロロ−６−二トロベンツオキサゾロンは、こ
れを加水分解することにより、映画フィルムの退色防止
剤として有用である２−アミノ−４−クロロ−５−二ト
ロフェノールを与える。しかしながら、この２−アミノ
−４−クロロ−５−二トロフェノールをはじめとして、
２−アミノ−５−ニトロフェノール類は、従来、オルソ
ニＩ・ロワエノール類を還元してオルソアミノフェノー
ル類とし、これにホスゲンを反応さ−Ｕて対応するヘン
ツオキサゾロン類を得た後、ニトロ化し、更に加水分解
することによって得ており、工程数が多く、従って、全
体収率が小さく、価格も高くならざるを得なかった。6-nitrobenzoxazolones are useful as intermediates for the production of various industrial chemicals and pharmaceuticals; for example, 5-chloro-6-nitrobenzoxazolone can be produced by hydrolyzing it. Provides 2-amino-4-chloro-5-ditrophenol, which is useful as an antifade agent in motion picture films. However, including this 2-amino-4-chloro-5-ditrophenol,
Conventionally, 2-amino-5-nitrophenols are produced by reducing ortho-aminophenols by reducing ortho-aminophenols, reacting with phosgene to obtain the corresponding henzoxazolones, and then nitrating. It is obtained by further hydrolysis, which requires a large number of steps, resulting in a low overall yield and high price.

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであ
って、一般的にはオルソニ１−ロフエノール頬から中間
体の単離を要せずして、直ちに対応する６−ニドロヘン
ツオキ号ゾロン頻を製造し得る方法を提供することを目
的とし、特に、２−ニトロ−４−クロロフェノールを出
発原料とし、中間体を単離することなく、２−アミノ−
４−クロロ−５−ニトロフェノールの製造原料として有
用な５−クロロ−６−ニドロヘンツオキサゾロンを直ち
に製造し得る方法を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and generally, the corresponding 6-nidrohenzoyl zolone is immediately obtained without the need for isolation of the intermediate from orthoni-1-lophenol. The purpose is to provide a method for producing 2-amino-4-chlorophenol starting from 2-nitro-4-chlorophenol without isolating any intermediates.
The object of the present invention is to provide a method for immediately producing 5-chloro-6-nidrohenzoxazolone, which is useful as a raw material for producing 4-chloro-5-nitrophenol.

本発明は、一般式 （但し、Ｚは水素原子、又は不活性な置換基を示す。） で表わされるオルソニトロフェノールを含水有機溶剤中
で塩基及びセレンの存在下に反応させ、次に濃硝酸で処
理することにより、一般式（但し、Ｚは前記と同じであ
る。） で表わされる６−ニドロペンツオキサゾロン類を製造す
る方法に係るものである。The present invention involves reacting orthonitrophenol represented by the general formula (where Z represents a hydrogen atom or an inert substituent) in a water-containing organic solvent in the presence of a base and selenium, and then reacting it with concentrated nitric acid. The present invention relates to a method for producing 6-nidropenzoxazolones represented by the general formula (where Z is the same as above) by treating with

本発明において用いる出発原料は上記一般式■で表わさ
れるオルソニトロフェノール類であって、置換基Ｚは水
素又は反応において不活性な置換基であり、例えば、脂
肪族、脂環族又は芳香族炭化水素基、アルコキシ基、ア
リロキシ基、ノ＼ロゲン、アミノ基等を挙げることがで
きるが、ノーロゲン原子、特に、２？＜塩素原子である
２−ニトロ−４−クロロフェノールである場合には、本
発明により２−アミノ−４−クロロ−５−二］−口フエ
ノールの製造原料である５−クロロ−６−二トロベンツ
オキサゾロンを得−ることができる。The starting materials used in the present invention are orthonitrophenols represented by the above general formula Examples include a hydrogen group, an alkoxy group, an allyloxy group, a norogen, an amino group, and a norogen atom, especially a 2? <In the case of 2-nitro-4-chlorophenol which is a chlorine atom, 5-chloro-6-nitrophenol which is a raw material for producing 2-amino-4-chloro-5-di]-phenol according to the present invention Benzoxazolone can be obtained.

本発明においては、第１段の反応として、出発原料■を
含水有機溶、１．剤、中で塩基及びセレンの存在下に一
酸化炭素と反応させ、セレンとのコンプレックスを形成
しているとみられるベンツオキサシロン類に環化させ、
次に、このベンツオキサシロン類やセレン又はその誘導
体を分離することなく、第１段の反応により得られた反
応混合物に濃硝酸を作用させてニトロ化する。一般に触
媒反応においては、触媒の回収性や経済性等の点から触
媒の使用量は少ないのが好ましいが、第１段の反応にお
いてセレンの使用量を少なくすると、反応混合物からセ
レンを分離し難く、また、反応混合物を濃縮するとター
ル状となり、これからベンツオキサシロン類やセレンを
分離することも容易ではない。従って、第１段の反応混
合物からベンツオキサシロン類を分離し、これをニトロ
化して６−ニドロヘンツオキサソ゛ロン頻を得ようとす
れば、自ずからその収率は低くなる。In the present invention, as the first stage reaction, the starting material (1) is mixed with a water-containing organic solution, 1. The compound is reacted with carbon monoxide in the presence of a base and selenium to cyclize it into benzoxacylones, which are thought to form a complex with selenium.
Next, without separating the benzoxacylones, selenium, or their derivatives, the reaction mixture obtained in the first stage reaction is nitrated by acting on concentrated nitric acid. Generally, in a catalytic reaction, it is preferable to use a small amount of catalyst from the viewpoint of catalyst recovery and economic efficiency, but if the amount of selenium used is small in the first stage reaction, it will be difficult to separate selenium from the reaction mixture. Furthermore, when the reaction mixture is concentrated, it becomes tar-like, and it is not easy to separate benzoxacylones and selenium from it. Therefore, if it is attempted to separate benzoxacylones from the first stage reaction mixture and nitrate them to obtain 6-nidrohenzoxasolone, the yield will naturally be low.

しかしながら、本発明に従って、第１段の反応により得
られた反応混合物からベンツオキサシロン類を単離する
ことなく、反応混合物を濃縮し、又はそのままで濃硝酸
と反応させた後、反応混合物に水を加えることにより、
一般式■で表わされる６−ニドロヘンツオキサゾロン類
が結晶として沈殿する一方、セレンはニトロ化に何ら有
害な影響を与えることなく、酸化セレンとして水層に残
るので、反応混合物から６−ニドロベンツオキサゾロン
類とセレンとを容易に分離することができ、かくして、
高純度の６−ニドロペンツオキサゾロン類を簡単に高い
単離収率で得ることができる。However, according to the present invention, without isolating the benzoxacilones from the reaction mixture obtained in the first stage reaction, the reaction mixture is concentrated or directly reacted with concentrated nitric acid, and then the reaction mixture is added with water. By adding
While the 6-nidrohenzoxazolones represented by the general formula (■) precipitate as crystals, selenium remains in the aqueous layer as selenium oxide without having any harmful effect on the nitration. Benzoxazolones and selenium can be easily separated, thus
Highly pure 6-nidropenzoxazolones can be easily obtained in high isolation yield.

セレンに対する出発原料の使用量は反応の速度及び選択
性に著しい影響を与え、本発明においては、出発原料１
モルに対して少なくとも０．０１モル、通常、０．１〜
０．１５モルを用いるとき、短時間で高い収率にてベン
ツオキサシロン類を生成させることができる。本発明に
おいて用いるセレンは好ましくは粉末状のセレンであっ
て、一般に市販されているセレンをそのまま用いること
ができる。The amount of starting material used relative to selenium has a significant effect on the rate and selectivity of the reaction, and in the present invention starting material 1
at least 0.01 mol, usually from 0.1 to mol
When using 0.15 mol, benzoxacilones can be produced in a short time and in high yield. The selenium used in the present invention is preferably powdered selenium, and generally commercially available selenium can be used as is.

本発明においては塩基としては好ましくは第３級アミン
又はアミドが用いられ、これらの具体例としてｉ−リエ
チルアミン、ピリジン、Ｎ−メチルピロリジン、ジメチ
ルホルムアミド等を挙げることができる。これら塩基の
使用量は特に制限はないが、通常、出発原料１モルにつ
いて１〜５モルの範囲である。但し、より過剰に用いる
ことを妨げない。In the present invention, a tertiary amine or amide is preferably used as the base, and specific examples thereof include i-ethylamine, pyridine, N-methylpyrrolidine, dimethylformamide, and the like. The amount of these bases to be used is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 5 mol per mol of the starting material. However, this does not preclude using it in excess.

本発明においては、出発原料のヘンッオキザゾロン化に
水が関与するらしく、反応系に水が必須であり、通常、
セレンに対して過剰に用いられる。In the present invention, water seems to be involved in the conversion of the starting material into oxazolone, and water is essential in the reaction system.
Used in excess of selenium.

従って、本発明においては、含水有機溶剤が反応溶剤と
して好ましく用いられる。反応溶剤としては、反応に有
害な影響を与えないもの、特に反応において還元されな
いものであれば任意でよく、例えば、エーテル類、アミ
ド類、アミン類、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂
環族炭化水素等の１種又は２種以上の混合物を挙げるこ
とができるが、好ましくは極性有機溶剤が用いられ、特
にテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル
、ジメチルボルムアミド、トリエチルアミン、ピリジン
、Ｎ−メチルピロリジン等が好ましい。Therefore, in the present invention, a water-containing organic solvent is preferably used as the reaction solvent. Any reaction solvent may be used as long as it does not have a harmful effect on the reaction, and in particular it is not reduced in the reaction, such as ethers, amides, amines, aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, and fats. One or a mixture of two or more of cyclic hydrocarbons can be used, but polar organic solvents are preferably used, particularly tetrahydrofuran, dioxane, diethyl ether, dimethylbormamide, triethylamine, pyridine, and N-methylpyrrolidine. etc. are preferred.

上記から明らかなように、前記塩基は反応溶剤としても
用いることができる。As is clear from the above, the base can also be used as a reaction solvent.

本発明においては、第１段のペンウオキサゾロン化の反
応における一酸化炭素圧は１〜５０ｋｇ／ｃｍｌ、好ま
しくは２０〜４０ｋｇ／ｃｒＡである。反応は通常、オ
ートクレーブのような耐圧容器内で行なわれ、−酸化炭
素圧を当初２０〜４０ｋｇ／ｃＬＩＩ程度に充填し、反
応が進行して一酸化炭素圧が１０に＋ｒ／ｃＩＩ＋、好
ましくは１５ｋｇ／ｃ＋＋ｌ近くにまで低下したとき、
再び一酸化炭素を充填して圧力を１５ｋｇ／ｃＴＡ、好
ましくは２０　ｋｇ　／　ｃｌよりも高くし、反応を通
じて一酸化炭素圧を１０　ｋｇ　／　ｃＪ、好ましくは
１５　ｋｇ　／　ＣＪよりも高く保持することにより、
短時間で収率よくベンツオキサシロン類を生成させるこ
とができる。勿論、反応を通じて、−酸化炭素を連続的
に補充し、反応系の一酸化炭素圧を常にＩＱ　ｋｇ　／
　ａ＋ｔよりも高く保持してもよい。反応は高められた
温度で行なうのが望ましく、通常５０〜１５０℃、好ま
しくは８０〜１２０“Ｃの範囲で行なわれる。In the present invention, the carbon monoxide pressure in the first stage penoxazolonation reaction is 1 to 50 kg/cml, preferably 20 to 40 kg/crA. The reaction is usually carried out in a pressure-resistant container such as an autoclave, and the carbon oxide pressure is initially charged at about 20 to 40 kg/cLII, and as the reaction progresses, the carbon monoxide pressure increases to 10+r/cII+, preferably 15 kg. /c++l when it drops to near
By charging again with carbon monoxide to bring the pressure above 15 kg/cTA, preferably 20 kg/cl, and maintaining the carbon monoxide pressure above 10 kg/cJ, preferably 15 kg/CJ throughout the reaction. ,
Benzoxacylones can be produced in high yield in a short period of time. Of course, throughout the reaction, -carbon oxide is continuously replenished, and the carbon monoxide pressure of the reaction system is always maintained at IQ kg/
It may be held higher than a+t. The reaction is desirably carried out at an elevated temperature, usually in the range of 50 to 150°C, preferably 80 to 120"C.

反応終了後、本発明によれば、反応混合物からベンツオ
キサシロン類を分離することなく、濃硝酸と反応させる
。通常、第１段の反応により得られた反応混合物を流動
性を失なわない程度に濃縮し、この後必要に応じて溶剤
で希釈し、これを濃硝酸中に滴下するのがよい。反応温
度は通常、３０〜１００℃が適当で、ある。反応は発熱
反応であるため、好ましくは、濃硝酸を５０℃程度に加
熱しておき、これに温度を４０〜８０℃に保つように外
部から冷却しつつ、第１段により得られた反応混合物を
滴下するのが好ましい。After the reaction has ended, according to the invention, the benzoxacilones are reacted with concentrated nitric acid without being separated from the reaction mixture. Generally, it is preferable to concentrate the reaction mixture obtained in the first stage reaction to such an extent that fluidity is not lost, then dilute it with a solvent if necessary, and then drop it into concentrated nitric acid. The reaction temperature is usually 30 to 100°C. Since the reaction is exothermic, it is preferable to heat concentrated nitric acid to about 50°C, and while cooling it externally to maintain the temperature at 40 to 80°C, the reaction mixture obtained in the first stage is heated. It is preferable to drip.

反応終了後、反応混合物に水を加えると、直ちに６−二
］・ロベンツオキサゾロン類を結晶として得ることがで
き、一方、セレンは反応の過程で酸化セレンに酸化され
ており、水層に残るので、反応混合物から６−二トロヘ
ンツオキサゾロン類を濾別ずれば、酸化セレンと容易に
分離することができる。得られた６−ニドロヘンツオキ
サゾロン類は水洗後、例えば、メタノール、エタノール
又はこれらの水溶液から再結晶することにより精製する
ことができる。After the reaction is complete, when water is added to the reaction mixture, 6-2]-lobenzoxazolones can be immediately obtained as crystals, while selenium is oxidized to selenium oxide during the reaction process and remains in the aqueous layer. Therefore, by filtering 6-nitrohenzoxazolones from the reaction mixture, they can be easily separated from selenium oxide. The obtained 6-nidrohenzoxazolones can be purified by washing with water and then recrystallizing from methanol, ethanol, or an aqueous solution thereof.

以上のように、本発明の方法によれば、従来は多数の反
応工程及び分離工程を要して製造していた６−ニドロヘ
ンツオキサゾロン類を短かい工程で製造することができ
るのみならず、第１段の反応で得られる反応混合物を濃
硝酸と反１志させて、従来は分離が困難であったセレン
を容易に分離すると同時に、目的とする６−ニドロベン
ツオキ号ゾロン頼を高い収率で得ることができ、更に、
第１段の反応により生成するベンツオキサシロン類を混
酸によらず、濃硝酸のみによってニトロ化することがで
きるので、原材料費用、装置費用、廃水処理等の点から
工業的な実施に極めて有利である。As described above, according to the method of the present invention, 6-nidrohenzoxazolones, which conventionally required a large number of reaction steps and separation steps, can not only be produced in a short process but also By reacting the reaction mixture obtained in the first stage reaction with concentrated nitric acid, selenium, which was previously difficult to separate, can be easily separated, and at the same time, the desired 6-nidrobenzolone can be obtained in high yield. You can get it with
Since the benzoxacylones produced in the first stage reaction can be nitrated only with concentrated nitric acid without using mixed acids, it is extremely advantageous for industrial implementation in terms of raw material costs, equipment costs, waste water treatment, etc. be.

以下に実施例を挙げて本発明を説明する。The present invention will be explained below with reference to Examples.

実施例１ オルソニトロフェノール６９．５ｇ（０，５モル）、セ
レン粉末４．０　ｇ（（１，０５モル）、水１６ｍ１、
トリエチルアミン１２０ｍ１及びテトラヒドロフラン６
００ｍ１を２ｅ容匿のオートクレーブに仕込み、内部を
一酸化炭素で十分に置換した後、−酸化炭素圧を２５　
ｋｇ　／　ｃＪとし、温度を１００°Ｃに高め、０ 攪拌下に反応させた。反応開始後、約１時間経過したと
き、内部圧が１２　ｋｇ　／　ｃＡまで低下したので、
−Ｍ化炭素を再び２０　ｋｇ　／　ｅｔａまで圧入し、
更に同し温度で反応を２時間続けたところ、圧力の低下
が止ったので、オー１へクレープを水で冷却し、内部の
一酸化炭素を放出させた後、反応混合物を取り出した。Example 1 69.5 g (0.5 mol) of orthonitrophenol, 4.0 g (1.05 mol) of selenium powder, 16 ml of water,
120ml of triethylamine and 6ml of tetrahydrofuran
After charging 00ml into a 2e autoclave and replacing the inside with carbon monoxide, the -carbon oxide pressure was reduced to 25
kg/cJ, the temperature was increased to 100 °C, and the reaction was carried out under 0 stirring. Approximately 1 hour after the start of the reaction, the internal pressure decreased to 12 kg/cA, so
-Medium carbon is again press-fitted to 20 kg/eta,
When the reaction was continued for another 2 hours at the same temperature, the pressure stopped decreasing, and the crepe was cooled with water to release the carbon monoxide inside, and then the reaction mixture was taken out.

この反応混合物より溶剤、アミン及び水を留去して黒色
のタール状物を得た。The solvent, amine and water were distilled off from the reaction mixture to obtain a black tar-like substance.

攪拌機、温度計、滴下ろうと及び還流冷却器を備えた２
、２９量の四つロフラスコに濃硝酸４００ｍ１を仕込み
、湯浴にて５０°Ｃに加熱した後、攪拌しつつ、上記滴
下ろうとから上記反応混合物を滴下した。この間、反応
温度が６０〜７５°Ｃの範囲にあるように、水浴により
フラスコを冷却した。2 equipped with stirrer, thermometer, dropping funnel and reflux condenser
400 ml of concentrated nitric acid was charged into a 29-volume four-loaf flask, heated to 50°C in a hot water bath, and the reaction mixture was added dropwise from the dropping funnel while stirring. During this time, the flask was cooled with a water bath so that the reaction temperature was in the range of 60-75°C.

滴下終了後、５０°Ｃの温度で３０分間攪拌した後、水
４００ｍ１を加えると、淡褐色結晶が析出した。After the dropwise addition was completed, the mixture was stirred at a temperature of 50°C for 30 minutes, and then 400ml of water was added to precipitate light brown crystals.

これを濾別し、水洗し、乾燥して、５〜ニトロヘンツオ
キサヅロン８７．６ｇ（単離収率９７％）を得た。　　
　　　　　　、・・ 実施例２ １ ４−クロロ−２−二トロフェノール８７．４　ｇ（０，
５モル）セレン粉末４８ｇ（０，０６モル）、水１６ｍ
１、トリエチルアミン１２０ｍ１及びテトラヒ］・ロフ
ラン６０（１ｍｌを２Ｉ！、容量のオートクレーブに仕
込み、内部を一酸化炭素で十分に置換した後、−・酸化
炭素圧を２５　ｋｇ　／　ｃｎｌとし、温度を１００°
Ｃに高め、攪拌下に反応させた。反応開始後、約１時間
経過したとき、内部圧が１５　ｋｇ　／　ｃＩＭまで低
下したので、−酸化炭素を再び２５　ｋｇ　／　ａｄま
で圧入し、更に同し温度で反応を２時間続けたところ、
圧力の低下が止ったので、オートクレーブを水で冷却し
、内部の一酸化炭素を放出させた後、反応混合物を取り
出した。この反応混合物より溶剤、アミン及び水を留去
して黒色のクール状物を　　−。This was filtered, washed with water, and dried to obtain 87.6 g (isolated yield: 97%) of 5-nitrohenzoxaduron.
,... Example 2 1 87.4 g of 4-chloro-2-nitrophenol (0,
5 mol) selenium powder 48g (0.06 mol), water 16m
1. 120 ml of triethylamine and 1 ml of tetrah]lofuran 60 (1 ml was charged into an autoclave with a capacity of 2 I!, and the inside was sufficiently replaced with carbon monoxide. The carbon oxide pressure was set to 25 kg/cnl, and the temperature was set to 100°.
The reaction temperature was increased to 100.degree. C. and the reaction was carried out under stirring. Approximately 1 hour after the start of the reaction, the internal pressure decreased to 15 kg/cIM, so -carbon oxide was again pressurized to 25 kg/ad, and the reaction was continued for another 2 hours at the same temperature.
When the pressure stopped decreasing, the autoclave was cooled with water to release the carbon monoxide inside, and then the reaction mixture was taken out. The solvent, amine and water were distilled off from the reaction mixture to produce a black cool substance.

得た。Obtained.

Ｐ＆拌機、温度ｎ１、浦下ろうと及び還流冷却器を備え
た２１容量の四つ１］フラスコに濃硝ｒｖＪ、４００ｍ
１を仕込め、湯浴にて５０°Ｃに加熱した後、攪拌しつ
つ、上記滴下ろうとから上記反応混合物を滴下した。こ
の間１、反応温度が５０〜７０℃の範囲２ にあるように、水浴によりフラスコを冷却した。P& stirrer, temperature n1, 21 capacity quadruple with urashita funnel and reflux condenser 1] flask with concentrated nitrogen rvJ, 400 m
1 was charged and heated to 50°C in a hot water bath, and the reaction mixture was added dropwise from the dropping funnel while stirring. During this time, the flask was cooled with a water bath such that the reaction temperature was in the range 2 of 50-70°C.

滴下終了後、５０℃のｉ度で３０分間攪拌した後、水４
００ｍ１を加えると、淡褐色結晶が析出した。After dropping, stir at 50°C for 30 minutes, then add 4 ml of water.
When 00ml was added, light brown crystals precipitated.

これを濾別し、水洗し、乾燥して、５〜クロロ−６−ニ
ドロヘンツオキサゾロン１０１ｇ　（単離収率９４％）
得た。This was filtered, washed with water, and dried to give 101 g of 5-chloro-6-nidrohenzoxazolone (isolated yield 94%).
Obtained.

３3

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）　　一般式 （但し、Ｚは水素原子、又は不活性な置換基を示す。） で表わされるオルソニトロフェノールを含水有機溶剤中
で塩基及びセレンの存在下に反応さセ、次に濃硝酸で処
理することを特徴とする一般式（但し、Ｚは前記と同じ
である。） で表わされる６−ニドロヘンツオキザゾロン類の製造方
法。(1) Orthonitrophenol represented by the general formula (where Z represents a hydrogen atom or an inert substituent) is reacted in a water-containing organic solvent in the presence of a base and selenium, and then with concentrated nitric acid. 1. A method for producing 6-nidrohenzooxazolones represented by the general formula (wherein Z is the same as above), which comprises treating with: （２）Ｚが塩素原子であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の６−ニドロペンツオキサゾロン順の製
造方法。(2) The method for producing 6-nidropenzoxazolone according to claim 1, wherein Z is a chlorine atom.