説明

2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンの製造方法

【課題】 現在の2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンの製造方法の収率及び純度を大幅に改良する。
【解決手段】 本発明は反応媒体中において無水塩化第二鉄の存在下に塩化2−ニトロベンゾイルとフルオロベンゼンとを接触させることを含む2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを製造する改良方法である。この方法は典型的には温度−20℃〜25℃において実施する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無水塩化第二鉄の存在下に塩化2−ニトロベンゾイルをフルオロベンゼンと接触させる2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを製造する改良方法に関する。
【背景技術】
【0002】
2−アミノ−4’−フルオロベンゾフェノンは、いくつかの医薬物質の製造に使用される重要な中間体である。しかし、2−アミノ−4’−フルオロベンゾフェノンを製造するための開示された方法は、経済的には魅力的ではない。この物質は、非特許文献1によるカルボキサミド前駆体のホフマン分解を含むいくつかの経路によって製造されている。更に、アニリンと4−ハロベンゾニトリルとのヘッシュ反応によっても合成されている(特許文献1)。更に、特許文献2は、アルキルリチウム試薬の存在下におけるハロベンゼンとN−アルコキシ−N−アルキルアントラニル酸アミドとの反応を記載している。特許文献3も、ハロベンゼンとアントラニル酸のp−トルエンスルホンアミドとの、塩化アルミニウム促進反応を記載している。
【0003】
【特許文献1】特開昭63−275548号公報
【特許文献2】米国特許第5,053,543号
【特許文献3】国際公開第00/05195号パンフレット
【非特許文献1】Suzukiら,J.Org.Chem.,26,2239,1961
【非特許文献2】Hinoら,Chem.Pharm.Bull.1989,110
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前記方法は、いずれも、高価な出発原料並びに/又は複雑且つ費用のかかる化学変換に苦慮している。例えば、非特許文献2は、塩化2−ニトロベンゾイルとハロベンゼンとの、塩化アルミニウム促進反応、それに続くニトロ基の還元を記載している(下記反応式Iを参照)。
【0005】
【化1】



【0006】
ニトロ含有前駆体化合物1のための非特許文献2の方法は、目的最終生成物である化合物2の大規模合成には役に立たない。特に、この方法は溶剤の回収が困難である上、化合物1の回収にカラムクロマトグラフィーを必要とする。更に、非特許文献2の方法を繰り返しても、主張されている収率では中間体ニトロ化合物を生成することはできず、得られる生成物にはタール状の正体不明不純物が多量に混入しているので、目的生成物の精製は極めて困難であった(比較例I参照)。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、反応媒体中において無水塩化第二鉄の存在下に塩化2−ニトロベンゾイルとフルオロベンゼンとを接触させることを含んでなる2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを製造する改良方法である。この方法は典型的には温度−20℃〜25℃において実施する。
【発明の効果】
【0008】
従って、クロマトグラフィーを使用せずにより高収率でより純粋な生成物を生成する効率的な方法があれば、中間体ニトロ化合物1及び目的とする最終アミン2の両者のコストを大幅に削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明は、2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンの現在の製造方法に比べて大幅な改良をもたらし、他の製造方法に比較して改良された収率及び純度で2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを生成できる。更に、本発明は、2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンの簡単な単離方法を提供する。前述のように、本発明は、反応媒体中において、無水塩化第二鉄の存在下に塩化2−ニトロベンゾイルとフルオロベンゼンとを接触させることを含む2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを製造する改良方法である。この方法は、表題生成物2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを形成する条件及び温度において実施する。
【0010】
塩化2−ニトロベンゾイル及びフルオロベンゼン出発原料は市販されているか、又は当業者に知られた方法によって容易に製造することができる。これらの出発原料は縮合工程に供し、この工程で縮合剤として無水塩化第二鉄を用いて反応媒体中で接触させて粗製2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを生成する。得られた粗製生成物は、抽出及びそれに続く結晶化によって単離できる。高品質の生成物が好収率で得られる。
【0011】
この反応には、フリーデル−クラフト縮合に一般に使用される任意の溶剤を使用でき、この溶剤は、縮合反応を進行させるが後の抽出及び回収工程においてはひどい問題を引き起こさない都合の良い任意の量で使用できる。このような溶剤としては、二硫化炭素、ニトロベンゼン、ジクロロメタン、1,1−ジクロロエタン又は1,2−ジクロロエタンが挙げられる。フルオロベンゼンも過剰で使用でき、この場合にはフルオロベンゼンは反応のための溶媒としての機能を果たすであろう。本発明に好ましい溶剤は、1,2−ジクロロエタン又はフルオロベンゼンである。
【0012】
フルオロベンゼンを溶剤として使用する場合には、塩化2−ニトロベンゾイルを基準として、2〜6倍のモル過剰で使用でき、2〜3倍のモル過剰が好ましい。フルオロベンゼン以外の溶剤を使用する場合には、これより低レベルのフルオロベンゼンが有利である。例えば、ニトロベンゾイル出発原料に比較して、0.75〜2モル過剰のフルオロベンゼンが有利であり、0.9〜1.25モル過剰が好ましい。反応溶剤を基準とした塩化2−ニトロベンゾイルの量は都合のよい任意の量であることができるが、典型的には溶剤1部あたり、0.2〜0.7部でなければならず、溶媒1部あたり0.3〜0.6部が好ましい。
【0013】
良好な性能のためには、無水塩化第二鉄は、塩化2−ベンゾイルを基準として、0.75〜2.0のモル量で存在すべきであり;塩化第二鉄の好ましい量は、塩化2−ニトロベンゾイル出発原料に比較して0.9〜1.1モルである。無水塩化第二鉄は典型的には、フルオロベンゼン、溶剤及び塩化2−ニトロベンゾイルを含む反応媒体に添加するが、溶剤、フルオロベンゼン及び塩化第二鉄への塩化2−ニトロベンゾイルの添加のような別の添加様式も可能である。縮合工程は−20℃〜+25℃のような低温で実施するのが最良であり、−5℃〜+10℃の温度が好ましい。都合の良い任意の圧力が適当であり、大気圧が好ましい。反応時間は、反応体の濃度及び反応に使用する温度によって異なる。典型的な反応時間は0.25〜2時間であり、0.5〜1.5時間が好ましい。
【0014】
前述の通り、得られた粗製生成物は、適当な抽出溶剤による抽出とそれに続くその抽出溶剤からの結晶化によって単離できる。従って、反応の完了時に、反応溶剤を再利用のために回収し(例えば、再循還し)、表題生成物2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを結晶化によって精製する。これは、最初に水を添加して、反応媒体中に存在する全ての鉄塩を溶解させることによって実施する。水の使用量は、鉄塩を溶解させ且つ溶剤を水共沸混合物とするのに充分な都合の良い任意の量であることができる。典型的には生成物1部あたり、水2〜10部を使用し、4〜8部が好ましい。
【0015】
次に、得られた混合物を蒸留して、水及び反応溶剤を含む共沸組成物を除去する。蒸留工程の温度は、溶剤と水との共沸混合物の沸点によって決定される。例えば1,2−ジクロロエタンを溶剤として使用する場合には、蒸留開始時の反応媒体の温度は約72℃であり、水の沸点約100℃に向かって上昇する。水を含有する留出物、即ち、共沸混合物中の溶剤は、水からの分離によって回収のために再循還させる。これは、適当な追加処理の後に、次の反応において再利用できる。
【0016】
次いで、ある量の水を共沸混合物の除去後にも依然として含む残りの反応媒体に、水不混和性抽出溶剤を添加する。抽出溶剤を添加すると、2層混合物(即ち、有機層及び水層又は水含有層)が形成される。鉄塩を含む水層は、除去して、廃棄する。表題生成物2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンは有機抽出溶剤と共に溶液中に残っている。これは追加の水洗に供して、残りの塩を全て除去することができる。その後、生成物含有抽出溶剤を、冷却による結晶化工程に供する。典型的には、生成物を沈殿させるためには、溶液は約0℃〜約25℃に冷却しなければならない。次に、得られた固体を濾過し、適当な溶剤を用いて更に洗浄して、残留不純物を除去することができる。更に、濾過及び洗浄によって得られた固体は次に乾燥させることができる。
【0017】
生成物の抽出に使用する溶剤は、水と不混和性で有り且つ生成物を容易に溶解させるものでなければならず、更にその生成物含有溶液が、水洗によって不所望の塩を除去できるものでなければならない。更に、抽出溶剤は、冷却時に許容され得る純度で生成物が沈殿するものでなければならない。典型的な溶剤としては、n−オクタノール、n−ヘキサノール、n−ペンタノール、sec−ブチルアルコール、イソブチルアルコール及びn−ブチルアルコールのようなC〜Cアルコールがあげられるが、イソブチルアルコール及びn−ブチルアルコールが好ましい。抽出の実施に使用するこのような溶剤の量は、優れた相分離を可能にすると共に最終生成物を許容され得る収率及び純度で生成できる都合の良い任意の量であることができる。このような溶剤の通常量は、生成物1部あたり1〜4部であり、生成物1部当たり溶剤1.5〜2.5部が好ましい。
【0018】
同様に、結晶化生成物の洗浄に使用する溶剤は、反応不純物を溶解するが生成物は溶解しない任意の溶剤であることができる。このような溶剤の典型的なものは、イソプロピルアルコール、エチルアルコール及びメチルアルコールであり、メチルアルコールが好ましい。抽出工程に使用し且つ生成物を結晶化させる溶剤は、適当な温度で(例えば、生成物を溶解させないような温度で)洗浄を行うならば、生成物の洗浄にも使用できる。
【実施例】
【0019】
本発明を以下の実施例によって更に説明することができるが、これらの実施例は説明の目的でのみ記載するのであって、特に断らない限り、本発明の範囲を制限することを目的としないことは言うまでもない。
【0020】
比較例1
(Hinoらの方法)塩化2−ニトロベンゾイル18.6g(0.1モル)のフルオロベンゼン100mL中溶液を0〜5℃に冷却し、1時間かけて添加される塩化アルミニウム18g(0.134モル)で処理した。反応を1時間0〜5℃に保持し、氷上に降ろし、生成物を酢酸エチル中に抽出し、層を分離させた。酢酸エチルを蒸発させて、半固体23gを生成した。残渣中には、多量のタールが存在していた。半固体をメチルアルコールから再結晶させて、黒っぽい固体7.8g(32%)を生成した。これはNMRによって純度が95%であった。
【0021】
実施例1
塩化2−ニトロベンゾイル24g(0.129モル)及びフルオロベンゼン19g(0.2モル)の1,2−ジクロロエタン50mL中溶液を0〜5℃に冷却し、0.5時間かけて添加される無水塩化第二鉄24g(0.147モル)で処理した。1時間撹拌後、反応塊を250mLの氷及び水に添加し、90℃のかま温度まで1,2−ジクロロエタンを水共沸混合物として除去した。反応塊を75℃に冷却し、イソブチルアルコール75mLを添加した。撹拌を止め、大部分の鉄塩を含む下層を下部のストップコックから除去した。上層を75〜80℃において水200mLで2回洗浄し、上層を室温に冷却した。この冷却の間に生成物が結晶化した。生成物のスラリーを、1時間撹拌した後に濾過し、生成物をメタノール100mLで洗浄し、乾燥させて、淡黄褐色の生成物を23.9g(75.5%)得た。これはNMRによって純度が98%超であった。
【0022】
比較例2
塩化2−ニトロベンゾイル18.6g(0.1モル)のフルオロベンゼン50mL(0.52モル)中溶液を0〜5℃に冷却し、1時間かけて添加される塩化アルミニウム15g(0.112モル)で処理した。1次間撹拌後、反応塊を水100mLに添加し、フルオロベンゼンを、99℃のかま温度までその水共沸混合物をして蒸留することによって除去した。反応塊を75℃に冷却し、酢酸エチル200mLで抽出した。酢酸エチル溶液を水溶液から分離し、水200mLで2回洗浄した。酢酸エチルの蒸発後、約26gの半固体が得られた。残渣をイソブタノール100mLから再結晶させて、暗黒色の固体9.1g(37%)が得られた。これはNMRによって純度が94%であった。
【0023】
実施例2
抽出及び結晶化のためにイソブタノールの代わりに、n−ブタノールを用いた以外は、実施例1の方法を繰り返した。生成物は収率70%(22g)及び純度96%(NMRによる)で得られた。
【0024】
実施例3
塩化2−ニトロベンゾイル74.9g(0.4モル)及びフルオロベンゼン50g(0.52モル)の1,2−ジクロロエタン100mL中溶液を0〜5℃に冷却し、無水塩化第二鉄72g(0.45モル)で処理した。この無水塩化第二鉄は1時間かけて等量ずつ3回に分けて添加した。1時間撹拌後、反応塊を400mLの水に添加し、温度を上昇させた。かま温度を95℃まで上昇させ、その間に1,2−ジクロロエタンをその水共沸混合物として除去した。反応塊を75℃に冷却し、イソブチルアルコール300mLを添加した。撹拌を止め、大部分の鉄塩を含む下層を下部のストップコックから除去した。上層を75〜80℃において水300mLで2回洗浄し、上層を室温に冷却した。この冷却の間に生成物が結晶化した。生成物のスラリーを、1時間撹拌した後に濾過し、生成物をメタノール200mLで洗浄し、乾燥させて、淡黄褐色の生成物を77.4g(78.8%)得た。これはHPLCによる純度が100%超であった。
【0025】
実施例4
無水塩化第二鉄を11.5g(0.071モル)のみ使用した以外は例Iの方法を繰り返した。高純度の生成物(HPLCによって100%)が収率53%(16.8g)で得られた。
【0026】
実施例5
塩化2−ニトロベンゾイル37.1g(0.20モル)及びフルオロベンゼン102g(1.06モル)の溶液を0〜5℃に冷却し、0.5時間かけて添加した無水塩化第二鉄36g(0.22モル)で処理した。1時間撹拌後、反応塊を200mLの氷及び水に添加し、90℃のかま温度までフルオロベンゼンを水共沸混合物として除去した。反応塊を75℃に冷却し、イソブチルアルコール100mLを添加した。撹拌を止め、大部分の鉄塩を含む下層を下部のストップコックから除去した。上層を75〜80℃において水200mLで2回洗浄し、上層を室温に冷却した。この冷却の間に生成物が結晶化した。生成物のスラリーを、1時間撹拌した後に濾過し、生成物をメタノール100mLで洗浄し、乾燥させて、淡黄褐色の生成物を31.3g(64%)得た。これはHPLCによって純度が99.8%超であった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
反応媒体中において無水塩化第二鉄の存在下に温度−20℃〜25℃で塩化2−ニトロベンゾイルとフルオロベンゼンとを接触させて、2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを生成せしめることを含んでなる2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンの製造方法。
【請求項2】
前記反応媒体がモル過剰で使用するフルオロベンゼン、二硫化炭素、ニトロベンゼン、ジクロロメタン、1,1−ジクロロエタン及び1,2−ジクロロエタンからなる群から選ばれた溶剤を更に含む請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記溶剤が1,2−ジクロロエタンもしくはフルオロベンゼン又はそれらの混合物である請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記温度が−5℃〜10℃である請求項3に記載の方法。
【請求項5】
反応媒体に水を添加し、そして前記反応媒体を蒸留して、水及び溶剤を含む留出物を除去する工程を更に含む請求項2に記載の方法。
【請求項6】
水不混和性抽出溶剤を反応媒体に添加して、抽出溶剤及び2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを含む有機層と水層を含む2相混合物を生成せしめ、水層を廃棄し、そして有機層を温度0〜25℃に冷却して、2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを結晶化させる工程を更に含む請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記抽出溶剤がn−オクタノール、n−ヘキサノール、n−ペンタノール、sec−ブチルアルコール、イソブチルアルコール及びn−ブチルアルコールからなる群から選ばれる請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記抽出溶剤がイソブチルアルコール又はn−ブチルアルコールである請求項6に記載の方法。
【請求項9】
抽出溶剤から2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを濾過し、そして前記2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを乾燥させることを更に含む請求項6に記載の方法。
【請求項10】
反応媒体中において無水塩化第二鉄並びに二硫化炭素、ニトロベンゼン、ジクロロメタン、1,1−ジクロロエタン及び1,2−ジクロロエタンからなる群から選ばれた溶剤の存在下に温度−5℃〜10℃で塩化2−ニトロベンゾイルとフルオロベンゼンとを接触させて2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを含む生成物を生成せしめ;
前記反応媒体に水を添加し;
前記反応媒体を蒸留して、水及び溶剤を含む留出物を除去し;
前記反応媒体に水不混和性抽出溶剤を添加して、抽出溶剤及び2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを含む有機層と水層を含む2相混合物を生成せしめ;
水層を廃棄し;そして
有機層を温度0〜25℃に冷却して、2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンを結晶化させる工程を含んでなる2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノンの製造方法。
【請求項11】
前記方法が2−ニトロ−4’−フルオロベンゾフェノン生成物を濾過及び乾燥させる工程を更に含み、前記溶剤が1,2−ジクロロエタンであり且つ前記抽出溶剤がイソブチルアルコール又はn−ブチルアルコールである請求項10に記載の方法。

【公開番号】特開2004−203879(P2004−203879A)
【公開日】平成16年7月22日(2004.7.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2003−423405(P2003−423405)
【出願日】平成15年12月19日(2003.12.19)
【出願人】(594055158)イーストマン ケミカル カンパニー (391)
【Fターム(参考)】