JPS6036431B2 - 2‐アリール‐2h‐ベンゾトリアゾールの製造法 - Google Patents

2‐アリール‐2h‐ベンゾトリアゾールの製造法

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JPS6036431B2
JPS6036431B2 JP5519776A JP5519776A JPS6036431B2 JP S6036431 B2 JPS6036431 B2 JP S6036431B2 JP 5519776 A JP5519776 A JP 5519776A JP 5519776 A JP5519776 A JP 5519776A JP S6036431 B2 JPS6036431 B2 JP S6036431B2
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hydroxy
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ジーグフリード・キントツフ
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D249/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having three nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D249/16Heterocyclic compounds containing five-membered rings having three nitrogen atoms as the only ring hetero atoms condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D249/18Benzotriazoles
    • C07D249/20Benzotriazoles with aryl radicals directly attached in position 2

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  • Organic Chemistry (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は2−ァリール一畑‐ペンゾトリァゾール類及び
それ等の誘導体類の製造方法に関し、更に詳しくは2−
アリール−2H−ペンゾトリアゾール類を製造するに際
し、所望の生成物が高収率で得られ、従来の製造方法に
付随する廃液汚染問題を根本的に除去した新規な製造方
法に関する。
従来、o−ニトロアゾベンゼンの2−アリール−2日ー
ベンゾトリアゾールへの転換は化学的、或は電解法によ
る還元法によって行ってきた。
例えば米国特許第3,072,585号及び第3,23
0,194号明細書に見られるように種々の0−ニトロ
アゾベンゼン誘導体類をアルコール性苛性ソーダ溶液中
で亜鉛を用いて化学的に還元し、相当する2‐ァリール
一畑‐ペンゾトリァゾール類を高収率で得ている。又、
米国特許第2,362,班8号明細書に記載されている
ようにこの転換のための化学的還元剤として硫化アンモ
ン、硫化アルカリ、アンモニアと共に80qo乃至10
0ooに加熱した亜鉛、水硫化ソーダ及び塩酸と亜鉛の
共用等も使用されてきた。この硫化アンモンの使用につ
いてはェス、ェヌ、チヤクラバーテイー等(S.N.C
hakra舷rtyetal)により、2ーアリール基
に置換基が存在する場合と存在しない場合との両者の結
果がJ.IndianChem.SM・5巻555頁(
1928年):Chem.A広t.2笠篭836頁(1
92単王)に報告されている。時によっては所望の2ー
アリール−汎−ペンゾトリァゾール類は全く生成されず
、o−アミノァゾベンゼン類のみが生成産物となる事が
ある。電解法によるo−ニトロアゾベンゼン類の還元に
ついてはエイチ.イトミ(日.10mi)によつてMe
m.Coil.Sci.Kyoの.Imp.Vniv.
12A,No.6343頁(192乎王);Chem.
A戊t.24萱2060頁(193世手)に希苛性ソー
ダ溶液中で銅陰極を使用する方法が報告されている。
収率はそれぞれの態様と条件により主要不純物であるo
ーアミノアゾベンゼンがどの程度生成するかにより、2
5%乃至60%と変化する。o−ニトロアゾベンゼン類
を相当する2−アリール‐汎−ペンゾトリァゾール類に
転換するために広く利用される亜鉛粉末と苛性ソーダに
よる化学的還元系についてはケー、ェルブス等(K.E
I戊etal)によりJ.Prakt.Chem.10
8巻204頁(1924王);Chem.Abst.1
甥筈514頁(1925年)に報告され、その収率はそ
れぞれのoーニトロアゾベンゼン中間体の種類によって
30%乃至85%である。
これらの従来から知られている化学的或は電解法による
2‐ァリール‐汎‐ペンゾトリァゾ‐ル類の製造方法は
、多くの場合実用的でないか、又は経済的に魅力あるも
のではない。
広く用いられている亜鉛粉末と苛性ソーグの系は亜鉛ス
ラッジの廃棄という点から廃液汚染問題を生じ、これは
環境問題として関心が高まっている。o−ニトロフェニ
ールヒドラジン及びそのフェニール環をアルキル及び過
弗素化ァルキルで置換した誘導体類をアルカリ性媒体中
で接触還元する事により、異性体であるが化学的には異
なった1一H−ペンゾトリアゾール類を好収率で生成さ
せる事は特公昭48−26012号(1973王8月3
日)明細書に記載されている。
しかし異性体である本発明の2日ーベンゾトリアゾール
類はフェニルヒドラジン類からは生成する事は出来ない
。従って、本発明の目的の一つは重大な環境汚染問題を
生ずる事なしに2ーアリールー2H−ペンゾトリアゾー
ル類を製造する新規な方法を提供する事にある。
更に他の目的としてはo−ニトロアゾベンゼンを以下詳
細に説明する或る条件下で還元し、高純度の2−ァリー
ル‐汎−ペンゾトリァゾール類を高収率で得る事にある
概観的に云えば本発明の態様の一つは、元素周期律表の
第肌族に属する貴金属類から成る群から選ばれた所の水
素添加触媒の存在下で、有機アミン或はアンモニャを含
む有機溶媒混合物中、2−ニトロ−公一ヒドロキシ−5
′ーメチルアゾベンゼンを還元条件下で水素により還元
、閉環し、目的とする2一(2ーヒドロキシ−5ーメチ
ル)−汎‐ペンゾトリァゾールを回収する事を特徴とす
る2一(2ーヒドロキシー5−メチルフェニール)−2
日ーベンゾトリアゾールの製造法である。
本発明の態様を更に詳しく云うならば、元素周期律表の
第肌表に族する貴金属から成る水素添加触媒の存在下、
ジェチルアミンのような水溶性ァミンを含有するトルェ
ン及びメタノールからなる有機溶媒混合物中に於て、約
20q0乃至約100qoの温度範囲で、かつ1気圧乃
至66気圧の圧力下、2ーニトロ−2ーヒドロキシー5
−メチルアゾベンゼンを水素により処理し、貴金属触媒
を櫨過により除き、粗生成物を蒸溜によって分離し、こ
の粗生成物から酸抽出によってアミンからなる不純物を
除去し、目的とする2一(2ーヒドロキシー5ーメチル
フエニール)2H−ペンゾトリアゾールを常法によって
回収する事を特徴とする2一(2ーヒドロキシー5−メ
チルフヱニール)一2H−ペンゾトリアゾールの製造方
法である。
本発明の方法を実施する場合の温度は約20qoから約
10000、望ましくは約30q○から約80qo最も
望ましいのは約4000から約70qoである。
本発明の特有な態様の例は、パラジウム炭から成る水素
添加触媒の存在下、トルェン、メタノ−ル及びジェチル
アミンを含有する有機溶媒混合物中で、約20℃乃至約
100ooの温度範囲で、かつ約1乃至約66気圧の条
件下、2−ニトロ−2′−ヒドロキシ−5−メチルアゾ
ベンゼンを水素により処理し、目的とする2一(2ーヒ
ドロキシー5−メチルフェニール)‐汎‐ペンゾトリァ
ゾールを回収する事から成る2一(2−ヒドロキシー5
−メチルフヱニ‐ル)‐が‐ペンゾトリァゾールの製造
法である。本発明の更に好ましい実施態様は、2ーニト
ロ−2′−ヒドロキシー5′ーメチルアゾベンゼンをo
−ニトロアゾベンゼン化合物1モル当り0.925当量
の、水と混和可能なアミンとしてのジヱチルアミンを含
むトルェンノメタノール溶液に溶解し、還元的閉環を行
う方法である。
鱗溶性で炭化水素に近い2−アリールー2H−ペンゾト
リァゾール類、及び相当する出発物質としてのo−ニト
ロアゾベンゼンの場合には、これらの化合物の反応濠液
中の溶解度を高めるような他の有機溶媒を選ぶのが有利
である。
かかる化合物の場合、ィソプロパノールのような有機溶
媒及び有機ァミンの量を増加して使用する事が有利であ
る。本発明の更に有利な実施態様として2−ニトロ−2
′ーヒドロキシ−3,5−ジー第三アミルアゾベンゼン
をィソプロパノールに溶解し、出発物質のo−ニトロア
ゾベンゼン1モル当り1.1モルのジェチルアミン或は
他の有機アミンと共に還元的閉環を行う事による2−(
2−ヒドロキシー3,5‐ジー第三ァミルフェニール)
が‐ペンゾトリアゾールの製造がある。
これらのより炭化水素に近い化合物の場合には水素の吸
収が理論値よりはるかに多い事が多く、これは目的の生
成物が更に還元されたものと考えられる。本発明の製造
方法にあってはその反応における温度および圧力は、以
下の理由により上記の各範囲にあるものが好ましいもの
である。
温度は、2000に達しない場合には反応があまりにも
遅すぎ、またその温度にまで冷却させる特別の冷却剤が
必要となり好ましいものではない。
一方100oを越える場合には、還元、閉環反応自体が
目的とするペンゾトリァゾールが形成された段階で終了
せず、更に二重結合の還元を生じ副生成物を与える危険
性があるため、好ましいものではない。圧力は通常の常
圧還元ないし比較的圧力の低い66気圧程度の中圧還元
のものが好ましく、例えば66気圧を越える高い圧力下
の反応であってもそれ以上に反応時間の短縮化が図れる
ものではなく、不経済的である。
したがって本発明の製法にあっては1〜66気圧の圧力
であるのが好ましいものである。本発明のその外の目的
及びその実施態様については、以下に更に詳しく記載す
る。
2−ニトロ−2′−ヒドロキシー5−メチルアゾベンゼ
ンの還元は、トルェン、メタノ−ル及びジェチルアミン
の混液中で行い、その際この系では還元中にアゾベンゼ
ン1モル当り2モルの水が生じるので、混液が単一の液
相を保つに十分なメタノールを加え、又、溶液が強いア
ルカリ性を示すように十分なジェチルアミン(アゾベン
ゼン1モル当り約0.9モル)を加えた。
又、パラジウム炭から成る水素添加触媒を使用し、約1
乃至約5.7気圧の水素圧下、約20qo乃至約100
00の温度で還元、及び閉環を行い、純生成物の収率は
75%に達した。更に高い圧力、最高約66気圧の条件
に於ても同様の結果が得られた。同様にして、2ーニト
ロ−2′ーヒドロキシー3′,5′−ジー弟仇:アミル
アゾベンゼンを十分なアルカリ性にするためにアゾベン
ゼン1モル当り少くとも1.1モルのジェチルアミンを
含有するィソプロパノールに溶解して還元を行った。水
素添加触媒としてはアルミナに坦持されたパラジウムが
良好であった。o−ニトロアゾベンゼンを還元して2−
アリール−2日ーベンゾトリアゾールを生成させる本発
明の方法に於て使用される触媒は、元素周期律表第血族
に属する貴金属類から選ばれた金属類から成り、パラジ
ウム金属が本発明の範囲内に於て良好な金属として注目
されるが「他の貴金属類、例えばプラチナム、ロジウム
、ルチニウム、オスミワム及びイリジウム等も、全く同
様の結果が得られるとは限らないが使用可能である。
これらの金属はそのまま、或はそれぞれの酸化物として
使用し得るし、本発明の好ましい態様としては、炭素末
、シリカ又はアルミナのような固体支持体上に担持させ
て用いてもよい。特に有効な支持体は炭素或いはアルミ
ナである。本発明に云う還元的閉環を行うに必要な触媒
の量は非常に少し、ものであり、還元すべきo−ニトロ
ーアゾベンゼン1モル当り0.001乃至0.005モ
ルに過ぎない貴金属触媒量で効力がある。更に多くの触
媒を使用してもよいが、通常oーニトロアゾベンゼン1
モル当り0.01モル以上の量を使用する事は不必要で
あり、かつ経済的ではない。本発明に使用する貴金属触
媒類はこの反応工程でいずれを使用してもよいが、前に
も述べたようにそれぞれの金属によっていくらかの差が
ある。
出発物質のo−ニトロアゾベンゼンが塩素で置換されて
いる場合、パラジウム触媒を使用すると還元的閉環によ
って2ーアリール−2H−ペンゾトリァゾールを生成す
るが同時に塩素原子も切断されてしまう。しかし、パラ
ジウムを、緩和でより選択的触媒であると思われるロジ
ウムに代えると塩素原子を残したまま2‐ァリール‐が
−ペンゾトリアゾールを得る事が出釆る。従って、いず
れか一方或は両方の芳香壕に塩素が含まれる2ーアリー
ルー2H−ペンゾトリアゾールの製造を行う場合、ロジ
ウム触媒を使用すべきでパラジウム触媒は避けるべきで
ある。塩素で置換された2ーニトロアゾベンゼン中間体
を還元的閉環を行って、それに相当する塩素置換の2−
アリール−2H−ペンゾトリアゾールを生成させるため
の望ましい触媒はロジウム炭である。本発明に於て特に
重要な点は、この貴金属触媒がほとんど反応性の低下な
いこ繰返し還元的閉環に使用出来る事である。
十回連続使用しても好結果が得られた。前述の如く、こ
の還元反応は、温度は約20qo乃至約10000、圧
力は約1乃至66気圧下で、出発物質と生成物を溶液状
に保つために十分なトルェンの如き有機溶媒を加え、又
、この系に於て還元中に放出される水を単相の液相に保
つためにメタノールの如き水と混和可能な有機溶媒と共
に、更に不純副産物を出来るだけ少くして目的の反応を
行わしめるために反応系を強アルカリ性にする様にジェ
チルアミンの如き有機アミンを加えた還元条件下で行う
アミンが存在しない場合、目的とする反応は起らない。
oーニトロアゾベンゼン中間体類及びそれらに相当する
2−アリール−2H−ペンゾトリアゾールを溶解するた
めに本方法に使用される有機溶媒としては、非極性炭化
水素溶媒、例えばベンゼン、トルェン、キシレン、シク
ロヘキサン、脂肪族炭化水素、例えばへキサン、ヘプタ
ン、石油ミネラル・スピリット類及びその他の炭化水素
物質及びその混合物等が使用される。
経済性、取扱い易さ及び入手し易さ等の理由から、本発
明の方法には、トルェンが特に有用である。本還元的閉
擬反応中、水が生成するので、分散している触媒以外の
他のすべてのものを単一液相に保っため、本発明の方法
に於ては水と混和可能な溶媒或は共溶媒の使用が必要で
ある。
特に上記の非極・性溶媒を使用した場合に必要となる。
本発明に使用し得る水と混和可能な溶媒、或は共溶媒と
しては水と混和可能なアルコール類、例えばメタノール
、エタノール、イソプロパノール、nープロバノール、
n−ブタノール及びメチルセロソルブ(2ーメトキシヱ
タノール)等があり、非極性共溶媒と共に使用する場合
はメタノールが、単独で使用する場合はィソプロパノー
ルが特に利用価値が高い。本発明の方法に使用出釆る他
の水と混和可能な溶媒、或は共溶媒としては、エーテル
類、例えばテトラヒドロフラン、1,4ージオキサン、
1,2−ジメトキシエタン、1,2ージエトキシェタン
その他の物がある。その他、トリアルキル燐酸類、例え
ばトリェチル燐酸、トリブチル燐酸、トIJオクチル燐
酸及びその類似物が本発明の方法に使用される。本発明
の方法に於て、oーニトロアゾベンゼン類の2−アリー
ル−2日ーベンゾトリアゾール類への還元的開環には強
いアルカリ性状態が必要であって、有機アミン或はアン
モニャが存在しなければ目的とする反応は起らない。
本発明の方法に使用される有機アミン類は前述の理由か
ら水と混和可能である事が望ましいが、もし水と混和可
能な溶媒或は共溶媒が十分に存在すればその他のアミン
類でも使用し得る。本方法に使用される有機アミン類は
、望ましくは炭素原子数1乃至4のアルキル基を有する
一級、二級或いは三級脂肪族アミン類、例えばアンモニ
ヤ、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン
、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン
、ジイソプロピルアミン、ブチルアミン、オクチルアミ
ン、シクロヘキシルアミン、エタノールアミン、ジエタ
ノールアミン、トリェタノールアミン、更にはピベリジ
ン、ヒドロキシピベリジン、ピベラジン、モルホリン、
ピロリジン、グアニジン及びその類似物等である。経済
性、操作の容易さ、及び入手の容易さ等の理由からモル
ホリン、ピベリジン、及び低級ジァルキルアミン類、例
えばジェチルアミン、ジメチルアミン、ジーn−プロピ
ルアミン及びその類似物が望ましい。特に望ましいもの
はジェチルアミンである。還元的閉環反応は溶媒、共溶
媒、及び有機アミンの種々の濃度条件下で行い得る。
前述の有機アミン類の一種或は数種によってもたらされ
る強いアルカリ性条件が存在しないと還元的開環反応は
起らないのであるが、有機溶媒をすべてこの有機アミン
類の内の一種だけにして、本発明の方法を行う事は得策
である場合が多い。その場合、アミンはo−ニトロアゾ
ベンゼンに比して常に過剰のモル数が存在するわけであ
る。この溶媒系は溶媒混合物が含まれないため、反応終
了時に、溶媒を容易こ回収出来るという利点を持ってい
る。本発明の方法に於ける塩基性の強さ、溶剤としての
性質、物理的諸性質、取扱いやすさ、入手しやすさ、操
作性等が特に釣合が取れているアミンとしては、n−プ
ロピルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、イ
ソプロピルアミン、nーブチルアミン、ジブチルアミン
、第三ブチルアミン、ァミルアミン、モルホリン及びそ
の類似物である。本発明の方法に使用すべき有機アミン
の量はoーニトロアゾベンゼン中間体1モル当り少くと
もアミン0.1モルであり、望ましくはo−ニトロアゾ
ベンゼン中間体1モル当り少くとも0.9モルである。
それ以上の量の有機アミンを使用してもよいが、oーニ
トロアゾベンゼン1モル当り1.5モル以上の量は必要
ないし、又経済的にも有利ではない。有機溶媒系内のo
−ニトロアゾベンゼン中間体の重量濃度は5一10%範
囲の稀薄溶液から20一30%範囲の濃厚溶液の間であ
る。
経済上の理由から濃厚な溶液の方が望ましい。本方法で
使用する有機溶媒系は、水と混和可能な有機アルコール
又はエーテル100%とし、非極性共溶媒を全く加えな
くてもよい。
本方法に使用する有機溶媒系は非樋性有機溶媒と水と混
和可能な有機共溶体、特にトリアルキル燐酸類との混合
物から成ることも出来、この場合、全溶媒系中の非極性
溶媒の重量による最大量は65乃至75%である。
非樋性溶媒の例としてはベンゼン、トルエン、キシレン
、メシチレンの如き炭化水素類である。本発明の2‐ァ
リール−が−ペンゾトリァゾール類の多くの場合、トル
ェンノメタノールノジェチルアミン混合物が望ましい。
この理由の一つは「反応で生じた水を除いた後で次の反
応に繰返し使用する際、偶然これらの沸点の組合せは蒸
溜によって回収するのに好都合であるためである。この
有機溶媒混合物を使用する場合、還元及び閉環反応終了
時に、目的とする2−アリール−2H−ペンゾトリアゾ
ール生成物は有機溶媒中に残したまま、特に本方法の利
点である触媒の再使用のために触媒を櫨過で除く事が可
能である。生成物を好収率に、且つ十分な純度を持って
分離出来る事は本発明のもう一つの利点である。
櫨過によって貴金属触媒を除いた後、目的とする2‐ァ
リール一畑‐ペンゾトリァゾールの有機溶媒溶液は、有
機溶媒と反応中に生じた少量の水を除くために蒸溜を行
うと75%乃至85%収量で粗生成物が得られる。しか
し、このものは幾分かのアミン副生物からなる不純物を
含んでいる。この粗生成物は、トルェンに再溶解し、鍵
酸水溶液、望ましくは70%硫酸でアミン不純物を抽出
し、常法によって70%乃至80%の収率で高純度の精
製された生成物を得る事が出来る。0ーニトロアゾベン
ゼンの還元中に痕跡の副生物が生成される。
この副生物は0−アミノアゾベンゼン類、o−アミノヒ
ドラゾベンゼン類、o−フェニレンジアミン、アニリン
類、アミノフヱノール類及び1,2,3ーベンゾトリア
ゾール類である。これら創生不純物のほとんどは酸、望
ましくは硫酸、洗浄で除かれる。2−(2−ヒドロキシ
ー3,5−ジー第三アミルフェニール)−2日ーベンゾ
トリアゾール類の如き2‐ァリール−が‐ペンゾトリァ
ゾールの場合、粗生成物は52一67%の範囲の収率で
得られ、これら粗生成物は2一(2−ヒドロキシー5‐
メチルフェニール)‐汎‐ペンゾトリァゾ‐ルの場合よ
り幾分多いアミン副生物類を含んでいる。
しかしこれらのアミン副生物は、前述の如く粗生成物を
石油ミネラル、スピリットの如き有機溶媒に溶解し、鋼
酸水溶液で抽出後、通常の方法により高収率で高純度の
目的物質を分離する事により除かれる。本発明の方法は
いかなる操作形態で行ってもよく、回分操作型、連続操
作型のいずれも包含される。
例えば回分操作を採る場合、一定量の水酸基置換0−ニ
トロアゾベンゼソ、トルェン、メタノール、ジェチルア
ミンをパラジウム炭の如き触媒と共に、振盤式或は櫨洋
式オートクレープの如き適当な容器に入れる。水素を目
的の初期圧力になるまで圧入し、オートクレープとその
内容物を必要ならば目的の反応温度になるまで加熱して
、理論量の水素が吸収され、もはや水素は取り入れられ
ず還元反応が終了するまで、鷹拝しながらその温度を保
つ。この反応終了時に過剰の圧力を解放し、通常は暖し
・溶液を、望ましくは窒素やアルゴンの如き不活性気体
雰囲気下で櫨適して触媒を除く。次いでこの溶液を蒸溜
して粗生成物を得る。この粗生成物はトルェンに溶解し
、鉱酸水溶液で抽出、有機溶媒からの再結晶によって更
に精製される。oーニトロアゾベンゼン類の還元及び閉
環による2‐ァリール一畑−ペンゾトリァゾール類の製
造を、必ずしも全く同等の結果が得られるわけではない
が連続法によって行い得るという事も本発明の範囲に這
入り注目されるものである。
例えば、連続式操作で行う場合、出発物質である水酸基
置換oーニトロァゾベンゼンは予じめ水溶性ァミンを含
む有機溶媒混合物と混合し、溶解しておき、この混液を
水素添加触媒を含み、温度、圧力が正しく操作条件に保
たれた反応領域に連続的に供給する。水素は別の手段で
反応域に圧入する。必要な滞留時間後、反応装置からの
流出液を連続的に排出し、目的とする生成物を分離する
ためにその流出溶液を蒸溜する。使用する触媒の性質上
、特に効力のよい連続式操作は固定床式触媒を使用する
事で、この触媒上に反応溶液を上行或は下行で流す。も
し、還元反応をそれぞれ操作温度の異る二段工程として
行った方が望ましい場合、それぞれの還元工程に望まし
い温度範囲で操作する、連続した二つの反応領域を使用
してもよい。o−ニトロアゾベンゼン類の相当する2ー
アリールー2日ーベンゾトリアゾール類への還元は、下
にアウトラインを示すように二工程のプロセスである。
第一工程 第二工程 第一工程−oーニトロアゾベンゼンのNーオキシベンゾ
トリアゾール譲導体への還元は本発明の方法の条件下に
おいて速かに又発熱反応として低温に於てでも進行する
第二工程−N−オキシベンゾトリアゾール中間体の相当
する2ーアリールー2日ーベンゾトリアゾール生成物へ
の還元はそれより緩かに進行する。
この還元はより多くの触媒の添加、温度の上昇、水素圧
の増加、或はこれらの要因の組合せによって著しく促進
され得る。一般的に云えば、この反応はN−オキシ中間
体が相当する2ーアリールー2H−ペンゾトリアゾール
に完全に還元された時に停止し、容易にこの接触水素添
加工程を管理出来る。
しかしながら高度に置換されたペンゾトリアゾール類の
いくつかの場合、生成された目的の2ーアリール−2H
−ペンゾトリアゾール類が更に還元的分解を受けないよ
うに還元は必要量の水素が吸収され、反応した時に止め
るべきである。本発明は特に式1: (式中、 R,は水素原子を表わし、 R2は水素原子または塩素原子を表わし、R3は炭素原
子数1なし、し8個のァルキル基を表わし、R4は水素
原子を表わし、 R5は水素原子または炭素原子数1なし、し5個のアル
キル基を表わす。
)で表わされる化合物類を製造するための改良法を提供
するためである。
上記置換基中、 R3はメチル基、エチル基、第二一プチル基、第三一ブ
チル基、アミル基あるいは第三一オクチル基の如き炭素
原子数1なし、し8のアルキル基であり、特にメチル基
、第三一プチル基、第三一アミル基、第三一オクチル基
、第二一ブチル基が望ましい。
R5は水素原子またはメチル基、第二ーブチル基、第三
−ブチル基、第三−アミル基の如き炭素原子数1ないし
5のアルキル基であり、特に水素原子または例示したア
ルキル基が望ましい。
本方法は次式0:(式中、R,,R2,R3,R4及び
R5は前記と同じ意味を表わす。
)で表わされるo−ニトロアゾベンゼン中間体の還元を
包含する。
出発物質であるo−ニトロアゾベンゼン中間体は、次式
m:(式中、R.及びR2は前記と同じ意味を表わし、
×は塩素原子、硫酸板その他のアニオン種、特に塩素原
子を表わす。
)で表わされる適当な0−ニトロベンゼンジアゾニウム
化合物を、次式W:(式中R3,R4及びR5は前記と
同じ意味を表わす。
)で表わされるフェノール類と、水酸基のオルト位でカ
ップリングさせて製造する。o−ニトロベンゼンジアゾ
ニウム化合物類は次式V:(式中、R,及びR2は前記
と同じ意味を表わす。
)で表わされる0ーニトロアニリン類を、酸性溶液中で
亜硝酸ソーダでジアゾ化する標準的なジアゾ化反応の方
法で製造される。式W及びVで表わされる化合物のいく
つかの例を説明のために列挙する。
これら例示したものは通常市販されているものである。
式Nで示される化合物 P−クレゾール 2,4−ジー第三ブチルフェノール 2,4−ジー第三アミルフェノール 2,4ージー弟Mニオクチルフエノール 2−第三ブチル−4ーメチルフェノール 4−シクロヘキシルフエノール 4一第三ブチルフェノ−ル 4−第三アミルフェノール 4−第三オクチルフェノール 2,4−ジメチルフエノール 3,4ージメチルフエノール 4ークロロフエノール 2,4ージクロロフエノール 3,4ージクロロフエノール 4一フエニールフエノール 4一フヱノキシフエノール 4一○−トリルフエノール 4−(4−第三オクチル)フェニールフェノールエチル
4ーヒドロキシベンゾエートn−オクチル4ーヒドロキ
シベンゾエート4−メトキシフエノール 4一nーオクチルフエノール 4−nードデシルフエノール レゾルシノール 4一(Qーメチルベソジル)フエノール 2一(Q−メチルベンジル)一4ーメチルフエノ−−ノ
レ2−シクロヘキシルー4ーメチルフエノール4−第二
ブチルフェノール2−第二ブチル−4−第三ブチルフェ
ノール2−第ニブチル−4−第一ブチルフヱノール4−
力ルボキシエチルフエノール2−メチル一4−力リレボ
キシエチルフエノール本発明に於て使用される式Wで示
される望ましい化合物類はP−クレゾール 2,4−ジー第ニブチルフェノール 2,4−ジー第三アミルフエノール 2,4−ジー第三オクチルフェノール 2−第三ブチルー4−メチルフェノール 4一第三オクチルフェノール 4一n−オクチルフエノール 4−n−ドデシルフエノール レゾルシノール 2−第二ブチル−4一第三ブチルフェノール2一(Qー
メチルベンジル)−4ーメチルフエノー′レ式Vで示さ
れる化合物 0ーニトロアニリン 4−クロロ−2−ニトロアニリン 4,5ージクロロー2ーニトロアニリン 4ーメトキシー2−ニトロアニリン 4ーメチルー2−ニトロアニリン 4−エチル−2−ニトロアニリソ nーブチル 3ーニトロー4ーアミ/ペンゾエートnー
オクチル 3ーニトロー4−アミノベンゾエート4一n
ーブトキシ−2ーニトロアニリン 3−ニトロ−4−アミノ安息香酸 3−ニトロ−4−アミノベンゼンスルフオン酸本発明に
使用される式Vで示される望ましい化合物類は0ーニト
ロアニリン 4ークロロー2−ニトロアニリン 2ーアリールー2日ーベンゾトリアゾール類は、染料の
中間体、光学的明色化育色蛍光剤及び繊維、フィルムや
紫外線照射により劣化しやすい種々の高分子構造物質を
有効に保護するための選択的紫外線吸収安定剤として広
く使用されている。
これらのものはいずれも重要な商品である。2−アリー
ル−2日ーベンゾトリアゾール類は複合有機分子で、こ
れを高収率に十分納得出釆る純度で製造するには注意深
い合成方法が要求される。
本発明は置換された2‐ァリール−が‐ペンゾトリアゾ
ール類である紫外線劣化に対する安定剤顔を製造するた
めの改良方法に関する。
これら安定剤は可視光の吸収は非常にわずかであり、種
々の基質に光に対する非常に高い堅牢度を与える点に於
て際立っている。これら安定剤の内で特に価値の高いも
のは、ベンゾトリアゾール2位の窒素にIJンクしてい
るアリール基の2位に遊離水酸基を有し、更に3位と5
位、或は4位と5位を低級アルキル基によって置換され
たもの、そしてペンゾトリアゾール核の5位が塩素によ
って置換された化合物類である。これらの有用な置換2
−アリール−2H−ペンゾトリアゾール類に関する記載
、製造、及び使用については米国特許第3,004,8
96号、第3,055,896号、第3,072,58
5号、第3,074,910号、第3,189,615
号及び第3,230,194号明細書により知る事が出
来る。
本発明の方法が特に優れている諸点は、目的とするトリ
アゾール類が高純度、高収率であり、反応媒体を繰返し
使用出来る事、この繰返し使用は、望ましくは反応によ
り生成した水を除去して後か、必要に応じて蒸溜工程の
後に行う事、又、触媒の活性が少ししか低下しないので
触媒活性を維持出来る事等である。
従って、その触媒も繰返し使用可能で、必要に応じて例
えば新しい触媒を約1の重量%程度の少量を加えて混合
使用出来る。更に又、その反応時間は水系反応媒体中で
の方法に比較して短い。以下実施例により本発明の方法
を示すが、これは何等本発明を限定するものではない。
実施例 1 2一(2ーヒドロキシ−5ーメチルフエニール)‐班−
ペンゾトリァゾール1ク容の低圧水素添加反応槽に室温
、窒素雰囲気下で、トルェン55夕、メタノール25夕
、及びジェチルアミン5タ中に溶解した2−ニトロ−2
′−ヒドロキシ−5′ーメチルァゾベンゼン(純度95
%)20夕、及び上記有機溶媒中にスラリー状にした5
%パラジウム炭水素添加触媒1.5夕を入れた。
触媒量はアゾベンゼン中間体に対し7.5%であり、ジ
ェチルアミンのアゾベンゼン中間体に対するモル比は0
.925である。反応槽は数回水素でフラッシュした後
、水素で1気圧に加圧した。発熱的である還元の第一段
階の間中、反応槽内容物の温度が35ooを越えないよ
うに外側から冷却した。第一段階は新しい触媒を使用し
た時は15分で、4回使用した触媒を再使用した場合は
30分で完結した。N−オキシベンゾトリアゾールから
目的とする2‐ァリール‐汎‐ペンゾトリァゾールへの
還元の第二段階は温度50つ0で行った。
この段階は極端に発熱的ではなく、還元の終りの方では
外側からや)加熱する事が必要である。第二段階の反応
は、新しい触媒を使用した場合は30分で、4回再使用
した触媒を使用した場合は60分で完了した。水素の吸
収が停止し、反応が完結した時、反応槽内に残存する水
素を排出し、再び窒素ガスを反応槽内容物上に満たした
。次いで反応内容物中に分散しているパラジウム炭触媒
を除くため窒素雰囲気下で反応槽内容物を渡過した。回
収した触媒はフィルター上でトルェンを使って洗浄した
。この洗浄した触媒は、水素添加反応を繰返す場合に使
用出来、その際、極めて少し、触媒活性の低下を示すの
みで多数回の繰返し使用が可能であった。次いで目的と
する生成物を含むアルカリ性の有機溶媒を集め、減圧蒸
溜によって濃縮した。蒸溜分はトルエンーメタノール、
ト/しエンージエチルアミン、最後にトルェンー水であ
った。最後のものから水分を分離する事が出来る。この
回収した溶媒は更に繰返し行う水素添加反応に使用する
事が出釆る。蒸溜釜笹は13.3夕(理論値の80%)
の収量の粗生成物である。この粗生成物は酸抽出で除去
出来るアミン副生物をいくらか含有している。この粗生
成物8.0夕をトルェン11.09に溶解する事により
粗生成物を精製した。即ちこの溶液を70%硫酸水溶液
80夕で抽出した後、トルェン溶液を酸性白土、プロリ
ット・ラピッド(ProlitRapid)0.8夕と
蝿梓、このプロリット ラピツドを櫨過によって除去し
、この白土をトルェン3夕で洗浄した。これらトルェン
櫨液を合せ、減圧蒸溜により濃縮した。トルェン9.0
夕を分離した後、ィソプロパノール6.5夕を蒸溜槽残
澄に滴下しながら加えた。得られた溶液を0−5℃に冷
却し、生じた結晶を櫨過により分離した後、冷ィソプロ
パノール4.0のこより洗浄、70一80℃で減圧乾燥
した。純生成物の収量は7.6夕(出発物質、アゾベン
ゼン中間体に対し理論値の75%)であった。実施例
2 2一(2ーヒドロキシ−5ーメチルフエノール)‐が‐
ペンゾトリァゾール実施例1の方法に於て、水素圧を1
気圧の代りに3,3−2気圧の範囲とし、反応温度は第
一段階を35ooとせずに58一60℃に、第二段階を
50qoにし、5%パラジウム炭触媒をアゾベンゼン中
間体に対し、7.5重量%の代りに3重量%しか使用し
なかった場合、水素を全量吸収するに要する反応時間は
128分であった。
粗生成物の収率はほぼ同じ、即ち理論値の75%であっ
た。実施例2に於て、水素圧を1気圧とすると、反応時
間は250分に延長したが粗生成物の収率は同じ(理論
値の75%)であった。
もし実施例2に於て、有機溶媒系よりジェチルアミンを
除いた場合、水素吸収は60分で完結するものの、目的
とする生成物は得られなかった。0ーニトロアゾベンゼ
ンの還元による目的とする2−アリール−2H−ペンゾ
トリアゾールの生成反応には、ジヱチルアミンの如き有
機塩基の存在が不可欠である。
実施例 32一(2ーヒドロキシー5−メチルフエニ−
ル)‐汎‐ペンゾトリアゾールもし実施例2に於て、5
%パラジウム炭を同当量の5%プラチナム炭に代え、反
応は斑−78℃の範囲の温度で行った場合、水素を完全
に吸収する反応時間は50分であり、目的とする粗生成
物の収率は55%であった。
プラチナムはこの水素添加反応に作用を有する触媒であ
るが、パラジウムより選択性が低く、望ましくない創生
物をより多く生ずる。
もし実施例3に於て有機溶媒系のジェチルアミン部分を
除いた場合、水素の完全吸収は6び分で完了するが目的
とする生成物は全く得られなかった。従って、有機溶媒
が有機ァミンの如き塩基を含む事が2ーアリール一也−
ペンゾトリァゾール製造を行うための方法にとって不可
欠である。実施例 4 2−(2−ヒドロキシー5−メチルフエニール)−2H
−ペンゾトリアゾールもし実施例2に於て、5%パラジ
ウム炭触媒を同当量の5%ロジウム炭触媒に代えた場合
、粗目的生成物が収率47%で得られる。
もし実施例4で有機溶媒系のジェチルアミン部分を除く
と、水素の完全吸収は90分で起るが目的とする生成物
は全く得られなかった。パラジウムやプラチナム触媒の
場合と同様に、ジェチルアミンの如き塩基の存在しない
有機溶媒系でロジウム炭触媒を使った場合も、目的とす
る生成物は全く得られなかった。実施例 52−(2ー
ヒドロキシ−3,5−ジ−第三アミンフエニール)−2
日ーベンゾトリアゾール実施例1の一般的方法の使用に
際し、2ーニトロー2−ヒドロキシ−5′ーメチルアゾ
ベンゼンに代えて同当量の2−ニトロ−2′ーヒドロキ
シー3,5′−ジー第三アミルアゾベンゼンを使用した
所、標記の生成物が出発物質として使用したアゾベソゼ
ン中間体に対し、52%乃至67%の範囲の収率で得ら
れた。
この反応はイソプロパノール中アゾベンゼン23.箱重
量%の溶液に1乃至3重量%の触媒を使い、アゾベンゼ
ン中間体1モル当り1.1乃至2.0モルのジェチルア
ミンを使用して行った。水に混和可能な有機アミン量の
2ーアリールー汎‐ペンゾトリァゾール収率に対する影
響を表Aに示した。
目的の生成物を高収率で得るにはoーニトロアゾベンゼ
ン1モル当り少くとも1.1モルの有機アミンが必要で
ある。o−ニトロアゾベンゼン中間体1モル当り1.5
モル以上の有機アミンを使用してもそれ以上生成物の収
率を高める事は出釆ない。表A 2‐(2‐ヒドロキシ
‐3.5‐ジ‐第三アミルフエニール)‐2H−ペンゾ
トリアゾールの収率に及ぼすジェチルアミン量の影響*
反応条件−ィソブロパノール中、相当するo−ニトロア
ゾベンゼン中間体の2箱重量%溶液一大気圧 −温度範囲55−60つ0 −5%パラジウム炭触媒をo−ニトロアゾベンゼン中間
体に対し3重量%使用表Bにはィソプロパノール中23
.箱重量%に溶解した相当する0ーニトロアゾベンゼン
中間体の還元的閉環によって生成される2一(2ーヒド
ロキシ‐3,5‐ジー第三ァミルフェニール)‐がーベ
ンゾトリアゾールの収率に対し、他の条件を変化させた
影響を示している。
即ち、大気圧下、oーニトロアゾベンゼン中間体1モル
当り2モルのジェチルアミンの存在下で種々の基質上に
担持された5%パラジウム触媒を使い、この触媒を種々
の濃度で使用し、更に種々の温度を使用した。表 B 2−アリール−2H−ペンゾトリアゾールの収率は52
%から67%まで変化した。
低い温度(6000に対し45oo)、高濃度の触媒(
1%に対し2%)そしてパラジウム触媒のキャリャ−と
して炭素よりアルミナを使用する事が傾向として有利な
よううであった。これらすべての場合、生成物は望まし
からざる創生物として2ーアミノー2′ーヒドロキシー
3,5−ジー第三アミルヒドラゾベンゼンをいくらか含
んでいて、これが2−(2ーヒドロキシ‐5‐メチルフ
ェニール)‐が‐ペンゾトリアゾールの場合に得られる
75%乃至85%の収率に比較して、この2ーアリール
−2H−ペンゾトリアゾールの場合幾分低い収率(52
一67%)になる理由と思われた。実施例 6 2−(2−ヒドロキシー5一第三オクチルフェニール)
‐が−ペンゾトリァゾール実施例1の方法に於て2−ニ
トロ−2′−ヒドロキシー5′−メチルアゾベンゼンを
同当量の2ーニトロー2−ヒドロキシ−5′−第三オク
チルアゾベンゼンに代えた場合、標記生成物が収率78
%で得られる。
実施例 7 5−クロロー2−(2ーヒドロキシー3,5−ジー第三
ブチルフェニール)‐が−ペンゾトリアゾール実施例5
に於て、2−ニトロ−2′−ヒドロキシ−3,5′−ジ
ー第三アミルアゾベンゼンを同当量の2ーニトロ−5−
クロロ−2′ーヒドロキシー3′,5−ジー第三ブチル
ーアゾベンゼンに代え、5%パラジウム炭触媒を5%ロ
ジウム炭触媒の同当量に代えた場合、標記の生成物が収
率51%で得られる。
もし5%パラジウム炭触媒を使用した場合は得られる生
成物は脱塩素化合物である2−(2−ヒドロキシ−3,
5ージ−第三ブチルフェニール)−2H−ペンゾトリア
ゾールであった。
実施例 8 5−クロロー2一(2−ヒドロキシー3−第三ブチルー
5ーメチルフエニル)一2H−ペンゾトリアゾール実施
例5に於て2ーニトロー2′ーヒドロキシ−3′,5−
ジー第三アミルアゾベンゼンを同当量の2ーニトロー5
ーク。
ロー2′−ヒドロキシー3′−第三ブチル−5′−メチ
ルアゾベンゼンに代え、5%パラジウム炭触媒をほぼ同
当量の5%。ジウム炭触媒に代えた場合、標記の生成物
が収率48%で得られる。実施例 9 . 2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジー第三ブチルフェニ
ール)‐汎‐ペンゾトリァゾール実施例5の一般的方法
を使用する際に、ィソプロパノール/トリェチルアミン
(1/0.18)中23重量%の2ーニトロー2′−ヒ
ドロキシ−3,5−ジー第三ブチルアゾベンゼンの懸濁
液を5%パラジウム炭触媒3%の存在下、4601気圧
で3時間水素添加を行った所、標記の生成物を収率77
%で得た。
実施例 10 2一(2ーヒドロキシー5ーメチルフエニール)−2日
ーベソゾトリアゾール実施例1の一般的方法を使用する
に於て、有機溶媒のトルェンをトリアルキル燐酸に代え
た場合、標記の生成物が収率よく得られた。
トリブチル燐酸80夕、メタノール20夕及びジェチル
アミン8タ中に懸濁した2−ニトロ−2′−ヒドロキシ
ー5′−メチルアゾベンゼン23.3夕を5%パラジウ
ム炭触媒1.5夕と共に1気圧下、最高温度5yCで5
5分間水素添加を行った。
融点129−130℃を有する標記の生成物が80%の
収率で得られた。上記の方法を使用するに際し、トリブ
チル燐酸に代えて同量のトリェチル燐酸を用いてそして
メタノールを加えないで行った場合、標記生成物(融点
128−13000)が76%の収率で得られた。
実施例 112‐(2‐ヒドロキシ‐5‐メチル)‐が
‐ペンゾトリアゾール実施例1の一般的方法を使用する
に際し、トルェン、メタノール、ジェチルアミンの有機
溶媒混合物をそれに匹敵する重量のnープロピルァミン
に代えて行った場合、標記生成物が収率78%で得られ
る。
実施例 12 2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジー第三アミルフエニ
ール)−2H−ペンゾトリアゾール実施例5の一般的方
法を使用するに際し、ィソプロパノール及びジェチルア
ミンの有機溶媒混合物の代りにそれに匹敵する量のモル
ホリンを使用した場合、標記の生成物が収率55%で得
られる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 次の一般式I: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中 R_1は水素原子を表わし、 R_2は水素原子または塩素原子を表わし、R_3は炭
    素原子数1乃至8のアルキル基を表わし、R_4は水素
    原子を表わし、 R_5は水素原子または炭素原子数1乃至5のアルキル
    基を表わす〉で表わされる2−アリール−2H−ベンゾ
    トリアゾール類を製造するに際し、20℃から100℃
    の範囲の温度、15psig(1.05kg/cm^2
    、1気圧)から1000psig(70kg/cm^2
    、66気圧)の範囲の圧力下で、相当する0−ニトロア
    ゾベンゼンを0−ニトロアゾベンゼン1モル当り少くと
    も0.1モルのアミンが存在する濃度で有機アミンを含
    有させた有機溶媒中で、元素周期律表第VIII族に属する
    貴金属類から成る群から選ばれた水素添加反応触媒(但
    し、R_2が塩素原子である場合はその水素添加反応触
    媒はパラジウムであつてはならない)の存在下に、水素
    によつて還元、閉環し、そして目的とする2−アリール
    −2H−ベンゾトリアゾールを回収する事を特徴とする
    、式Iで表わされる2−アリール−2H−ベンゾトリア
    ゾール類の製造方法。 2 貴金属触媒を濾過によつて除去し、有機溶媒を蒸溜
    して粗生成物を回収し、酸抽出によつてアミン不純物を
    除去する事により粗生成物を精製する事を特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 水素添加反応触媒はパラジウム、プラチナム、及び
    ロジウムから成る群から選ばれ、有機溶媒混合物は、還
    元及び閉環される0−ニトロアゾベンゼン1モル当り少
    くとも0.1モルの有機アミンを含有する、水と混和可
    能な有機アルコール或いは、はエーテルから成り、必要
    に応じて非極性炭化水素を含有する事を特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載の方法。 4 水素添加反応触媒がパラジウムである特許請求の範
    囲第1項に記載の方法。 5 パラジウムが炭素或はアルミナ上に担持されている
    事を特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の方法。 6 有機溶媒混合物はトルエン及びメタノールから成り
    、水溶性アミンはジエチルアミンである特許請求の範囲
    第3項に記載の方法。 7 有機溶媒はイソプロパノールであり、水溶性アミン
    はジエチルアミンである特許請求の範囲第3項に記載の
    方法。 8 0−ニトロアゾベンゼン中間体1モル当り有機アミ
    ンを少くとも0.9モル使用する特許請求の範囲第3項
    に記載の方法。 9 式Iに於いて、 R_1は水素原子であり、 R_2は水素原子であり、 R_3は炭素原子数1乃至8のアルキル基であり、R_
    4は水素原子であり、R_5は水素原子または炭素原子
    数1乃至5のアルキル基である化合物を製造する事を特
    徴とする特許請求の範囲第4項に記載の方法。 10 式Iに於いて、 R_1は水素原子であり、 R_2は水素原子であり、 R_3はメチル基、第二ブチル基、第三ブチル基、第三
    アミル基または第三オクチル基であり、R_4は水素原
    子であり、R_5は水素原子、メチル基、第三ブチル基
    、第二ブチル基または第三アミル基である化合物を製造
    する事を特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の方法
    。 11 2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフエニール)
    −2H−ベンゾトリアゾールを製造する事を特徴とする
    特許請求の範囲第4項に記載の方法。 12 2−(2−ヒドロキシ−5−第三オクチルフエニ
    ール)−2H−ベンゾトリアゾールを製造する事を特徴
    とする特許請求の範囲第4項に記載の方法。 13 2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−第三アミル
    フエニール)−2H−ベンゾトリアゾールを製造する事
    を特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の方法。 14 水素添加反応触媒がロジウムである特許請求の範
    囲第1項に記載の方法。 15 ロジウムが炭素上に担持されている事を特徴とす
    る特許請求の範囲第14項に記載の方法。 16 式Iに於いて、 R_1は水素原子であり、 R_2は水素原子または塩素原子であり、R_3は炭素
    原子数1乃至8のアルキル基であり、R_4は水素原子
    であり、R_5は水素原子または炭素原子数1乃至5の
    アルキル基である化合物を製造する事を特徴とする特許
    請求の範囲第14項に記載の方法。 17 式Iに於いて、 R_1は水素原子であり、 R_2は水素原子または塩素原子であり、R_3はメチ
    ル基、第二ブチル基、第三ブチル基、第三アミル基また
    は第三オクチル基であり、R_4は水素原子であり、R
    _5は水素原子、メチル基、第三ブチル基、第二ブチル
    基または第三アミル基である化合物を製造する事を特徴
    とする特許請求の範囲第14項に記載の方法。 18 5−クロロ−2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ
    −第三ブチルフエニール)−2H−ベンゾトリアゾール
    を製造する事を特徴とする特許請求の範囲第3項に記載
    の方法。 19 5−クロロ−2−(2−ヒドロキシ−3−第三ブ
    チル−5−メチルフエニール)−2H−ベンゾトリアゾ
    ールを製造する事を特徴とする特許請求の範囲第3項に
    記載の方法。 20 水素添加反応触媒はパラジウム、プラチナム及び
    ロジウムから成る群から選ばれ、有機溶媒は本質的に全
    てが有機脂肪族アミン或いは脂環式アミン、或いはモル
    ホリンから成る事を特徴とする特許請求の範囲第1項に
    記載の方法。
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