Ｎ−アルキル置換芳香族アミノ化合物の製造方法
【課題】反応が極めて短時間、且つ高収率で進行し、工業的にも有用なＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物の製造方法の提供。
【解決手段】芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を溶媒中、水素供給下、好ましくは水素加圧下、貴金属触媒存在下、逐次的に供給しながら反応させる。
【解決手段】芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を溶媒中、水素供給下、好ましくは水素加圧下、貴金属触媒存在下、逐次的に供給しながら反応させる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、染料、色素、顔料などの中間体として有用なＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】芳香族ニトロ化合物を還元したのち、アルデヒド化合物と水素を用いて還元アルキル化を行ない、Ｎ−アルキル置換芳香族アミノ化合物を得る製造法は数多く知られている。例えば、特開昭５２−７１４２４号公報にはパラジウム／カ−ボン触媒の存在下、ｍ−ニトロ安息香酸のアルカリ性水溶液を水素で６時間かけて還元したのち、理論量のホルマリンを１／３量ずつ供給する方法が実施例として挙げられている。この時、１回の供給は１５分間で行ない、供給終了後４５分経過してから次回の供給を行なっている。また特開昭５５−２０７７３号公報には有効量のパラジウム−ワイド孔炭素触媒及び酢酸の存在下にメタノール溶媒中でｍ−ニトロ安息香酸を水添したのち、メチルホルムセル溶液（ホルムアルデヒドのメタノール溶液）を供給して還元アルキル化することを特徴とする方法が開示されている。さらに特開昭５７−８１４４４号公報にはパラジウム／カーボン触媒の存在下、エタノール溶媒中で３−ニトロ安息香酸を水添したのち、ホルマリンを誘導期を除き水素の吸収に対応して供給し還元アルキル化する方法が挙げられている。この方法では、アルデヒドの供給開始から若干の誘導期間を経て水素が吸収され始めるが、この誘導期間内のアルデヒド量は理論上必要な全アルデヒド量の１／１０以下に止めるのが好ましく、誘導期間後のアルデヒドの供給速度は、水素の吸収速度と化学量論量でほぼ一致するようにし、誘導期間後に添加されたアルデヒド累積添加量が吸収された水素に対する化学量論量に対し、差異が実質的に±５％以内に調節することが発明の効果を挙げるとしている。しかしながら、これらの製法は多量の触媒を必要とする点や反応完結に長時間を要すること、さらには副生物の生成が多いことなどから、経済的な製法としては満足できるものではなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、反応が極めて短時間、且つ高収率で進行し、工業的にも有用なＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物の製造方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記した課題を解決するために鋭意検討した結果、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を溶媒中、水素供給下、好ましくは水素加圧下、貴金属触媒存在下、逐次的に供給しながら反応させることにより短時間、高収率で相当するＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物が得られることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００５】即ち、本発明は、（１）芳香族ニトロ化合物を溶媒中、貴金属触媒存在下、アルデヒド化合物及び水素と反応させて相当するＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物を製造する方法において、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を逐次的に供給しながら反応することを特徴とするＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物の製造方法、（２）あらかじめ芳香族ニトロ化合物の一部を導入後、還元し芳香族アミノ化合物とした後に、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を逐次的に供給しながら反応することを特徴とするＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物の製造方法。（３）芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を同時に供給しながら反応することを特徴とする（１）〜（２）の製造方法、（４）芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物の混合溶液を逐次的に供給しながら反応することを特徴とする（１）〜（３）の製造方法、（５）あらかじめ導入する芳香族ニトロ化合物の量が、使用する芳香族ニトロ化合物の５〜７０モル％である（２）の製造方法、（６）芳香族ニトロ化合物が３−ニトロ安息香酸である（１）〜（５）の製造方法、（７）Ｎ−アルキル置換芳香族アミノ化合物が３−ジメチルアミノ安息香酸である（１）〜（６）の製造方法に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に、具体的に本発明を説明する。本発明において実施される反応の形態としては、例えば、オ−トクレ−ブ中に溶媒及び貴金属触媒を仕込み、水素供給下、好ましくは水素加圧下に、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を溶媒中に混合溶解した溶液を送液ポンプによりオートクレーブ内に連続的に供給しながら２０〜７０℃で反応させる方法、或いは、オートクレーブ中に溶媒、貴金属触媒及び、使用する芳香族ニトロ化合物の一部を仕込み（あらかじめ反応系内に導入しておき）、水素供給下、好ましくは水素加圧下にて還元し芳香族アミノ化合物としたのちに、引き続いて残りの芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を溶媒中に混合溶解した溶液を送液ポンプによりオートクレーブ内に連続的に供給して２０〜７０℃で反応させる方法等が挙げられる。
【０００７】本発明における原料である芳香族ニトロ化合物は、置換基として、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基、アルキル基、アルコキシル基、ハロゲン原子等の反応に不活性な置換基を有していても良い。この様な化合物としては、例えば２−ニトロ安息香酸、３−ニトロ安息香酸、４−ニトロ安息香酸、、２，３−ジニトロ安息香酸、２−ニトロベンゼンスルホン酸、３−ニトロベンゼンスルホン酸、４−ニトロベンゼンスルホン酸、２−ニトロフェノール、３−ニトロフェノール、４−ニトロフェノール、２−ニトロレゾルシン、３−ニトロレゾルシン、４−ニトロレゾルシン、２−ニトロトルエン、３−ニトロトルエン、４−ニトロトルエン、２−ニトロアニリン、３−ニトロアニリン、４−ニトロアニリン、２−ジニトロベンゼン、３−ジニトロベンゼン、４−ジニトロベンゼン、４，６−ジクロロ−２−ニトロフェノール、２−クロロ−４−ニトロ安息香酸、３−ニトロ−１−ナフトール等が挙げられるが、その中でも３−ニトロ安息香酸が好ましい。反応に使用する場合の形態としては、反応系への供給を容易に行なうために室温で液体のものはそのまま使用しても問題ないが、室温で固体のものは溶媒に溶解して均一な溶液として使用することが好ましい。また原料として、これらに相当する芳香族ニトロ化合物を水添して得られる芳香族アミノ化合物と芳香族ニトロ化合物を混合して用いることも可能である。
【０００８】あらかじめ系内に導入した芳香族ニトロ化合物は、通常、水素添加し芳香族第一級アミンとしたのちに連続して本発明を実施するが、例えば相当する芳香族第一級アミンを別途合成または購入したものを使用しても何ら問題はない。この時導入する芳香族ニトロ化合物の量としては、反応に使用する全芳香族ニトロ化合物に対して５〜７０モル％が好ましく、より好ましくは１０〜５０モル％である。導入しておく量が５モル％以下では発明の効果が表れにくく、７０モル％以上使用した場合、反応初期の系内におけるアルデヒド化合物に対する芳香族第一級アミンのモル比が大きくなり、副生物の生成を促進することから好ましくない。
【０００９】本発明で使用されるアルデヒド化合物としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどの脂肪族アルデヒド、ベンズアルデヒドなどの芳香族アルデヒドなどが挙げられる。また反応に使用する場合の形態としては、水或いは有機溶媒中に溶解したものが挙げられ、ホルムアルデヒドの場合、３７％ホルムアルデヒド水溶液（ホルマリン）、ホルムアルデヒドメタノール溶液（メチルホルムセル）などとして用いられる。アルデヒド化合物の全使用量としては、原料の芳香族ニトロ化合物に対して理論量以上、即ち２倍モル以上あれば十分であり、好ましくは２〜２．２倍モルである。２．２倍モルを越えて使用した場合、過剰分のアルデヒド化合物が触媒の活性を低下させたり、副生物の生成を促進することから好ましくない。
【００１０】本発明におけるＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物とは、原料の芳香族ニトロ化合物に相当する化合物であり、好ましくは３−ジメチルアミノ安息香酸である。
【００１１】反応に使用される貴金属触媒としては、例えばラネーニッケル、酸化白金、銅−クロム酸化物、ニッケル、白金、パラジウム等の金属を担体に担持させた触媒など、通常の水添反応に使用される任意のものを使用することができるが、その中でもパラジウム／カーボン担持触媒が好ましい。反応に使用される貴金属触媒の使用量としては、使用する原料に対し金属原子として０．００５〜０．５ｗｔ％、好ましくは０．０２５〜０．１ｗｔ％である。この範囲内であれば良好な触媒作用が得られる。
【００１２】反応に使用される溶媒としては、水溶媒、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒、及び１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの極性溶媒などを用いることができる。その中でも使用する原料に対して高い溶解度を有し、さらに溶媒回収の容易さなどから考慮するとメタノールが好ましい。溶媒の使用量は使用する原料の芳香族ニトロ化合物対して２〜１０倍重量、好ましくは４〜８倍重量である。この範囲内では、反応は良好に進行する。
【００１３】本発明における反応温度は、２０〜７０℃、好ましくは４０〜６０℃の温度範囲で実施される。７０℃より高い温度では、副反応の進行が促進され、分析上検出されない不明分が増加する。また２０℃以下では反応速度が低下することなどから好ましくない。本発明は常圧でも行なえるが、水素加圧下で行なうのが有利であり、通常、常圧〜１０ｋｇ／ｃｍ2（常圧〜０．９８ＭＰａ）、好ましくは２〜５ｋｇ／ｃｍ2（０．１９ＭＰａ〜０．９８ＭＰａ）の範囲で行なうことが好ましい。
【００１４】本発明における芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物の供給方法としては、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を混合溶解した溶液を反応系内に逐次的に供給していく方法、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を別々の導入口から同時に反応系内へ逐次的に供給していく方法などが挙げられる。ここで逐次的とは、反応進行中芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を連続的または間欠的に反応系に供給することを意味する。通常は反応の大部分の期間にわたり、一定速度で供給するか、または一定時間毎に一定量ずつ供給する。
【００１５】本発明において反応系内へ供給される芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物は、反応系内に過剰のアルデヒド化合物が滞留せず常に反応に消費される様な速度で供給することが好ましい。具体的には芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物の全量を逐次的に供給しながら反応を行なう場合、常に芳香族ニトロ化合物の供給速度はアルデヒド化合物の供給速度の１〜８倍、好ましくは１〜２倍である。また、あらかじめ５〜７０モル％の芳香族ニトロ化合物を導入後、還元を行ない芳香族アミノ化合物とした後に、引き続いて芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を逐次的に供給しながら反応を行なう場合は芳香族ニトロ化合物の供給速度はアルデヒド化合物の０．３〜８倍、好ましくは０．５〜２倍である。この時反応後半同時に供給されずに残ったアルデヒド化合物のみが、単独で供給されても何ら問題はない。本発明における芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物の供給時間は、反応温度が２０〜７０℃、好ましくは４０〜６０℃に制御可能な時間であれば問題ない。
【００１６】本発明は理論量の水素が吸収された時点を反応終了点とする。反応終了マスからの目的生成物の取り出しは、まず触媒を沈降分離や濾過等の手段で反応液から分離する。分離した反応液は生成物が常温で液体の場合は蒸留等の方法で取り出すことができ、目的生成物が常温で固体の場合は、反応液をそのまま冷却し再結晶するか、或いは溶媒を濃縮乾固させるなどして生成物の結晶を得ることができる。
【００１７】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１）０．５ｌのオートクレーブに５％Ｐｄ／Ｃ（エヌ・イー・ケムキャット社製／５０％ｗｅｔ品）０．７ｇ、メタノール６６．８ｇを装入し、窒素置換を行なったのちに水素置換して５０℃に昇温し、水素圧を５ｋｇ／ｃｍ2まで昇圧した。そこに、あらかじめ用意していた３−ニトロ安息香酸３３．４ｇと３７％ホルマリン１６．２ｇとメタノール６６．８ｇの混合溶液を反応温度５０℃に保ちながら、６０分かけて一定速度で供給し、続いて３７％ホルマリン１６．２ｇを１２分かけて一定速度で供給した。その後同温度で６０分熟成することにより、ほぼ理論量の水素が吸収されたことから反応を終了した。全反応時間は１３２分であった。反応液を濾過して触媒を分離したのちに、液体クロマトグラフィーで定量分析したところ、３−ジメチルアミノ安息香酸の生成量は３１．９ｇ（収率９６．５％）、３−モノメチルアミノ安息香酸０．２ｇ（収率０．７％）であった。
【００１８】（実施例２）０．５ｌのオートクレーブに３−ニトロ安息香酸１０．０ｇと５％Ｐｄ／Ｃ（５０％ｗｅｔ品）０．７ｇ、メタノール６６．８ｇを装入し、窒素置換終了後、水素置換したのち圧力を５ｋｇ／ｃｍ2（０．４９ＭＰａ）まで昇圧した。室温で攪拌を開始したところ、同時に水素吸収及び発熱が見られ、反応温度５０℃以下で水素吸収が停止するまで反応を行なった。この時反応に要した時間は７分であった。さらに５０℃に昇温後、あらかじめ用意しておいた３−ニトロ安息香酸２３．４ｇと３７％ホルマリン３２．５ｇとメタノール６６．８ｇの混合溶液を反応温度を５０℃に保ちながら９０分かけて一定速度で供給し、その後同温度で６０分熟成することにより、ほぼ理論量の水素が吸収されたことから反応を終了した。全反応時間は１５７分であった。反応液を濾過して触媒を分離したのちに、液体クロマトグラフィーで定量分析したところ、３−ジメチルアミノ安息香酸は３１．２ｇ（収率９４．３％）、３−モノメチルアミノ安息香酸は０．５ｇ（収率１．５％）であった。
【００１９】（実施例３）０．５ｌのオートクレーブに３−ニトロ安息香酸３．３ｇと５％Ｐｄ／Ｃ（５０％ｗｅｔ品）０．７ｇ、メタノール６６．８ｇを装入し、窒素置換終了後、水素置換したのち圧力を５ｋｇ／ｃｍ2（０．４９ＭＰａ）まで昇圧した。室温で攪拌を開始したところ、同時に水素吸収及び発熱が見られ、反応温度５０℃以下で水素吸収が停止するまで反応を行なった。この時反応に要した時間は３分であった。さらに５０℃に昇温後、あらかじめ用意しておいた３−ニトロ安息香酸３０．１ｇと３７％ホルマリン２９．２ｇとメタノール６６．８ｇの混合溶液を反応温度を５０℃に保ちながら５５分かけて一定速度で供給し、さらに３７％ホルマリン３．３ｇを５分かけて供給し、その後同温度で６０分熟成することにより、ほぼ理論量の水素が吸収されたことから反応を終了した。全反応時間は１２３分であった。反応液を濾過して触媒を分離したのちに、液体クロマトグラフィーで定量分析したところ、３−ジメチルアミノ安息香酸は３１．３ｇ（収率９４．７％）、３−モノメチルアミノ安息香酸は０．５ｇ（収率１．７％）であった。
【００２０】（比較例１）０．５ｌのオートクレーブに３−ニトロ安息香酸３３．４ｇと５％Ｐｄ／Ｃ（５０％ｗｅｔ品）０．７ｇ、メタノール１３３．６ｇを装入し、窒素置換終了後、水素置換したのち圧力を５ｋｇ／ｃｍ2（０．４９ＭＰａ）まで昇圧した。室温で攪拌を開始したところ、同時に水素吸収及び発熱が見られ、反応温度５０℃以下で水素吸収が停止するまで反応を行なった。この時反応に要した時間は１６分であった。この間反応温度は５２℃まで上昇したが、水素吸収の停止と共に温度の低下が見られた。温度を９０℃まで昇温し、反応開始より２５分後から３７％ホルマリン３２．４ｇを誘導期を除き、水素吸収速度に対応する様に添加した。３７％ホルマリンの装入時間は誘導期を含め９０分で全反応時間１４５分で反応を終了した。反応液を濾過して触媒を分離したのちに、液体クロマトグラフィーで定量分析したところ、３−ジメチルアミノ安息香酸は２８．１ｇ（収率８５．１％）、３−モノメチルアミノ安息香酸は０．４ｇ（収率１．２％）であった。
【００２１】（比較例２）３７％ホルマリン３２．４ｇを１／３量ずつ供給（１／３量を１５分で供給したのち、４５分経過してから次回の供給を実施する。）した以外は、比較例１と同様に反応を行なった。反応液を濾過して触媒を分離したのちに、液体クロマトグラフィーで定量分析したところ、３−ジメチルアミノ安息香酸は２９．５ｇ（収率８９．４％）、３−モノメチルアミノ安息香酸は０．６ｇ（収率２．１％）であった。
【００２２】
【発明の効果】本発明の方法により、芳香族ニトロ化合物を還元アルキル化して、Ｎ−アルキル置換芳香族アミノ化合物を製造する際に、短時間、高収率で進行し、なお且つ工業的にも有用な製造方法を提供することができた。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、染料、色素、顔料などの中間体として有用なＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】芳香族ニトロ化合物を還元したのち、アルデヒド化合物と水素を用いて還元アルキル化を行ない、Ｎ−アルキル置換芳香族アミノ化合物を得る製造法は数多く知られている。例えば、特開昭５２−７１４２４号公報にはパラジウム／カ−ボン触媒の存在下、ｍ−ニトロ安息香酸のアルカリ性水溶液を水素で６時間かけて還元したのち、理論量のホルマリンを１／３量ずつ供給する方法が実施例として挙げられている。この時、１回の供給は１５分間で行ない、供給終了後４５分経過してから次回の供給を行なっている。また特開昭５５−２０７７３号公報には有効量のパラジウム−ワイド孔炭素触媒及び酢酸の存在下にメタノール溶媒中でｍ−ニトロ安息香酸を水添したのち、メチルホルムセル溶液（ホルムアルデヒドのメタノール溶液）を供給して還元アルキル化することを特徴とする方法が開示されている。さらに特開昭５７−８１４４４号公報にはパラジウム／カーボン触媒の存在下、エタノール溶媒中で３−ニトロ安息香酸を水添したのち、ホルマリンを誘導期を除き水素の吸収に対応して供給し還元アルキル化する方法が挙げられている。この方法では、アルデヒドの供給開始から若干の誘導期間を経て水素が吸収され始めるが、この誘導期間内のアルデヒド量は理論上必要な全アルデヒド量の１／１０以下に止めるのが好ましく、誘導期間後のアルデヒドの供給速度は、水素の吸収速度と化学量論量でほぼ一致するようにし、誘導期間後に添加されたアルデヒド累積添加量が吸収された水素に対する化学量論量に対し、差異が実質的に±５％以内に調節することが発明の効果を挙げるとしている。しかしながら、これらの製法は多量の触媒を必要とする点や反応完結に長時間を要すること、さらには副生物の生成が多いことなどから、経済的な製法としては満足できるものではなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、反応が極めて短時間、且つ高収率で進行し、工業的にも有用なＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物の製造方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記した課題を解決するために鋭意検討した結果、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を溶媒中、水素供給下、好ましくは水素加圧下、貴金属触媒存在下、逐次的に供給しながら反応させることにより短時間、高収率で相当するＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物が得られることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００５】即ち、本発明は、（１）芳香族ニトロ化合物を溶媒中、貴金属触媒存在下、アルデヒド化合物及び水素と反応させて相当するＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物を製造する方法において、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を逐次的に供給しながら反応することを特徴とするＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物の製造方法、（２）あらかじめ芳香族ニトロ化合物の一部を導入後、還元し芳香族アミノ化合物とした後に、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を逐次的に供給しながら反応することを特徴とするＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物の製造方法。（３）芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を同時に供給しながら反応することを特徴とする（１）〜（２）の製造方法、（４）芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物の混合溶液を逐次的に供給しながら反応することを特徴とする（１）〜（３）の製造方法、（５）あらかじめ導入する芳香族ニトロ化合物の量が、使用する芳香族ニトロ化合物の５〜７０モル％である（２）の製造方法、（６）芳香族ニトロ化合物が３−ニトロ安息香酸である（１）〜（５）の製造方法、（７）Ｎ−アルキル置換芳香族アミノ化合物が３−ジメチルアミノ安息香酸である（１）〜（６）の製造方法に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に、具体的に本発明を説明する。本発明において実施される反応の形態としては、例えば、オ−トクレ−ブ中に溶媒及び貴金属触媒を仕込み、水素供給下、好ましくは水素加圧下に、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を溶媒中に混合溶解した溶液を送液ポンプによりオートクレーブ内に連続的に供給しながら２０〜７０℃で反応させる方法、或いは、オートクレーブ中に溶媒、貴金属触媒及び、使用する芳香族ニトロ化合物の一部を仕込み（あらかじめ反応系内に導入しておき）、水素供給下、好ましくは水素加圧下にて還元し芳香族アミノ化合物としたのちに、引き続いて残りの芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を溶媒中に混合溶解した溶液を送液ポンプによりオートクレーブ内に連続的に供給して２０〜７０℃で反応させる方法等が挙げられる。
【０００７】本発明における原料である芳香族ニトロ化合物は、置換基として、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基、アルキル基、アルコキシル基、ハロゲン原子等の反応に不活性な置換基を有していても良い。この様な化合物としては、例えば２−ニトロ安息香酸、３−ニトロ安息香酸、４−ニトロ安息香酸、、２，３−ジニトロ安息香酸、２−ニトロベンゼンスルホン酸、３−ニトロベンゼンスルホン酸、４−ニトロベンゼンスルホン酸、２−ニトロフェノール、３−ニトロフェノール、４−ニトロフェノール、２−ニトロレゾルシン、３−ニトロレゾルシン、４−ニトロレゾルシン、２−ニトロトルエン、３−ニトロトルエン、４−ニトロトルエン、２−ニトロアニリン、３−ニトロアニリン、４−ニトロアニリン、２−ジニトロベンゼン、３−ジニトロベンゼン、４−ジニトロベンゼン、４，６−ジクロロ−２−ニトロフェノール、２−クロロ−４−ニトロ安息香酸、３−ニトロ−１−ナフトール等が挙げられるが、その中でも３−ニトロ安息香酸が好ましい。反応に使用する場合の形態としては、反応系への供給を容易に行なうために室温で液体のものはそのまま使用しても問題ないが、室温で固体のものは溶媒に溶解して均一な溶液として使用することが好ましい。また原料として、これらに相当する芳香族ニトロ化合物を水添して得られる芳香族アミノ化合物と芳香族ニトロ化合物を混合して用いることも可能である。
【０００８】あらかじめ系内に導入した芳香族ニトロ化合物は、通常、水素添加し芳香族第一級アミンとしたのちに連続して本発明を実施するが、例えば相当する芳香族第一級アミンを別途合成または購入したものを使用しても何ら問題はない。この時導入する芳香族ニトロ化合物の量としては、反応に使用する全芳香族ニトロ化合物に対して５〜７０モル％が好ましく、より好ましくは１０〜５０モル％である。導入しておく量が５モル％以下では発明の効果が表れにくく、７０モル％以上使用した場合、反応初期の系内におけるアルデヒド化合物に対する芳香族第一級アミンのモル比が大きくなり、副生物の生成を促進することから好ましくない。
【０００９】本発明で使用されるアルデヒド化合物としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどの脂肪族アルデヒド、ベンズアルデヒドなどの芳香族アルデヒドなどが挙げられる。また反応に使用する場合の形態としては、水或いは有機溶媒中に溶解したものが挙げられ、ホルムアルデヒドの場合、３７％ホルムアルデヒド水溶液（ホルマリン）、ホルムアルデヒドメタノール溶液（メチルホルムセル）などとして用いられる。アルデヒド化合物の全使用量としては、原料の芳香族ニトロ化合物に対して理論量以上、即ち２倍モル以上あれば十分であり、好ましくは２〜２．２倍モルである。２．２倍モルを越えて使用した場合、過剰分のアルデヒド化合物が触媒の活性を低下させたり、副生物の生成を促進することから好ましくない。
【００１０】本発明におけるＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物とは、原料の芳香族ニトロ化合物に相当する化合物であり、好ましくは３−ジメチルアミノ安息香酸である。
【００１１】反応に使用される貴金属触媒としては、例えばラネーニッケル、酸化白金、銅−クロム酸化物、ニッケル、白金、パラジウム等の金属を担体に担持させた触媒など、通常の水添反応に使用される任意のものを使用することができるが、その中でもパラジウム／カーボン担持触媒が好ましい。反応に使用される貴金属触媒の使用量としては、使用する原料に対し金属原子として０．００５〜０．５ｗｔ％、好ましくは０．０２５〜０．１ｗｔ％である。この範囲内であれば良好な触媒作用が得られる。
【００１２】反応に使用される溶媒としては、水溶媒、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒、及び１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの極性溶媒などを用いることができる。その中でも使用する原料に対して高い溶解度を有し、さらに溶媒回収の容易さなどから考慮するとメタノールが好ましい。溶媒の使用量は使用する原料の芳香族ニトロ化合物対して２〜１０倍重量、好ましくは４〜８倍重量である。この範囲内では、反応は良好に進行する。
【００１３】本発明における反応温度は、２０〜７０℃、好ましくは４０〜６０℃の温度範囲で実施される。７０℃より高い温度では、副反応の進行が促進され、分析上検出されない不明分が増加する。また２０℃以下では反応速度が低下することなどから好ましくない。本発明は常圧でも行なえるが、水素加圧下で行なうのが有利であり、通常、常圧〜１０ｋｇ／ｃｍ2（常圧〜０．９８ＭＰａ）、好ましくは２〜５ｋｇ／ｃｍ2（０．１９ＭＰａ〜０．９８ＭＰａ）の範囲で行なうことが好ましい。
【００１４】本発明における芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物の供給方法としては、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を混合溶解した溶液を反応系内に逐次的に供給していく方法、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を別々の導入口から同時に反応系内へ逐次的に供給していく方法などが挙げられる。ここで逐次的とは、反応進行中芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を連続的または間欠的に反応系に供給することを意味する。通常は反応の大部分の期間にわたり、一定速度で供給するか、または一定時間毎に一定量ずつ供給する。
【００１５】本発明において反応系内へ供給される芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物は、反応系内に過剰のアルデヒド化合物が滞留せず常に反応に消費される様な速度で供給することが好ましい。具体的には芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物の全量を逐次的に供給しながら反応を行なう場合、常に芳香族ニトロ化合物の供給速度はアルデヒド化合物の供給速度の１〜８倍、好ましくは１〜２倍である。また、あらかじめ５〜７０モル％の芳香族ニトロ化合物を導入後、還元を行ない芳香族アミノ化合物とした後に、引き続いて芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を逐次的に供給しながら反応を行なう場合は芳香族ニトロ化合物の供給速度はアルデヒド化合物の０．３〜８倍、好ましくは０．５〜２倍である。この時反応後半同時に供給されずに残ったアルデヒド化合物のみが、単独で供給されても何ら問題はない。本発明における芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物の供給時間は、反応温度が２０〜７０℃、好ましくは４０〜６０℃に制御可能な時間であれば問題ない。
【００１６】本発明は理論量の水素が吸収された時点を反応終了点とする。反応終了マスからの目的生成物の取り出しは、まず触媒を沈降分離や濾過等の手段で反応液から分離する。分離した反応液は生成物が常温で液体の場合は蒸留等の方法で取り出すことができ、目的生成物が常温で固体の場合は、反応液をそのまま冷却し再結晶するか、或いは溶媒を濃縮乾固させるなどして生成物の結晶を得ることができる。
【００１７】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１）０．５ｌのオートクレーブに５％Ｐｄ／Ｃ（エヌ・イー・ケムキャット社製／５０％ｗｅｔ品）０．７ｇ、メタノール６６．８ｇを装入し、窒素置換を行なったのちに水素置換して５０℃に昇温し、水素圧を５ｋｇ／ｃｍ2まで昇圧した。そこに、あらかじめ用意していた３−ニトロ安息香酸３３．４ｇと３７％ホルマリン１６．２ｇとメタノール６６．８ｇの混合溶液を反応温度５０℃に保ちながら、６０分かけて一定速度で供給し、続いて３７％ホルマリン１６．２ｇを１２分かけて一定速度で供給した。その後同温度で６０分熟成することにより、ほぼ理論量の水素が吸収されたことから反応を終了した。全反応時間は１３２分であった。反応液を濾過して触媒を分離したのちに、液体クロマトグラフィーで定量分析したところ、３−ジメチルアミノ安息香酸の生成量は３１．９ｇ（収率９６．５％）、３−モノメチルアミノ安息香酸０．２ｇ（収率０．７％）であった。
【００１８】（実施例２）０．５ｌのオートクレーブに３−ニトロ安息香酸１０．０ｇと５％Ｐｄ／Ｃ（５０％ｗｅｔ品）０．７ｇ、メタノール６６．８ｇを装入し、窒素置換終了後、水素置換したのち圧力を５ｋｇ／ｃｍ2（０．４９ＭＰａ）まで昇圧した。室温で攪拌を開始したところ、同時に水素吸収及び発熱が見られ、反応温度５０℃以下で水素吸収が停止するまで反応を行なった。この時反応に要した時間は７分であった。さらに５０℃に昇温後、あらかじめ用意しておいた３−ニトロ安息香酸２３．４ｇと３７％ホルマリン３２．５ｇとメタノール６６．８ｇの混合溶液を反応温度を５０℃に保ちながら９０分かけて一定速度で供給し、その後同温度で６０分熟成することにより、ほぼ理論量の水素が吸収されたことから反応を終了した。全反応時間は１５７分であった。反応液を濾過して触媒を分離したのちに、液体クロマトグラフィーで定量分析したところ、３−ジメチルアミノ安息香酸は３１．２ｇ（収率９４．３％）、３−モノメチルアミノ安息香酸は０．５ｇ（収率１．５％）であった。
【００１９】（実施例３）０．５ｌのオートクレーブに３−ニトロ安息香酸３．３ｇと５％Ｐｄ／Ｃ（５０％ｗｅｔ品）０．７ｇ、メタノール６６．８ｇを装入し、窒素置換終了後、水素置換したのち圧力を５ｋｇ／ｃｍ2（０．４９ＭＰａ）まで昇圧した。室温で攪拌を開始したところ、同時に水素吸収及び発熱が見られ、反応温度５０℃以下で水素吸収が停止するまで反応を行なった。この時反応に要した時間は３分であった。さらに５０℃に昇温後、あらかじめ用意しておいた３−ニトロ安息香酸３０．１ｇと３７％ホルマリン２９．２ｇとメタノール６６．８ｇの混合溶液を反応温度を５０℃に保ちながら５５分かけて一定速度で供給し、さらに３７％ホルマリン３．３ｇを５分かけて供給し、その後同温度で６０分熟成することにより、ほぼ理論量の水素が吸収されたことから反応を終了した。全反応時間は１２３分であった。反応液を濾過して触媒を分離したのちに、液体クロマトグラフィーで定量分析したところ、３−ジメチルアミノ安息香酸は３１．３ｇ（収率９４．７％）、３−モノメチルアミノ安息香酸は０．５ｇ（収率１．７％）であった。
【００２０】（比較例１）０．５ｌのオートクレーブに３−ニトロ安息香酸３３．４ｇと５％Ｐｄ／Ｃ（５０％ｗｅｔ品）０．７ｇ、メタノール１３３．６ｇを装入し、窒素置換終了後、水素置換したのち圧力を５ｋｇ／ｃｍ2（０．４９ＭＰａ）まで昇圧した。室温で攪拌を開始したところ、同時に水素吸収及び発熱が見られ、反応温度５０℃以下で水素吸収が停止するまで反応を行なった。この時反応に要した時間は１６分であった。この間反応温度は５２℃まで上昇したが、水素吸収の停止と共に温度の低下が見られた。温度を９０℃まで昇温し、反応開始より２５分後から３７％ホルマリン３２．４ｇを誘導期を除き、水素吸収速度に対応する様に添加した。３７％ホルマリンの装入時間は誘導期を含め９０分で全反応時間１４５分で反応を終了した。反応液を濾過して触媒を分離したのちに、液体クロマトグラフィーで定量分析したところ、３−ジメチルアミノ安息香酸は２８．１ｇ（収率８５．１％）、３−モノメチルアミノ安息香酸は０．４ｇ（収率１．２％）であった。
【００２１】（比較例２）３７％ホルマリン３２．４ｇを１／３量ずつ供給（１／３量を１５分で供給したのち、４５分経過してから次回の供給を実施する。）した以外は、比較例１と同様に反応を行なった。反応液を濾過して触媒を分離したのちに、液体クロマトグラフィーで定量分析したところ、３−ジメチルアミノ安息香酸は２９．５ｇ（収率８９．４％）、３−モノメチルアミノ安息香酸は０．６ｇ（収率２．１％）であった。
【００２２】
【発明の効果】本発明の方法により、芳香族ニトロ化合物を還元アルキル化して、Ｎ−アルキル置換芳香族アミノ化合物を製造する際に、短時間、高収率で進行し、なお且つ工業的にも有用な製造方法を提供することができた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 芳香族ニトロ化合物を溶媒中、貴金属触媒存在下、アルデヒド化合物及び水素と反応させて相当するＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物を製造する方法において、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を逐次的に供給しながら反応することを特徴とするＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物の製造方法。
【請求項２】 あらかじめ芳香族ニトロ化合物の一部を導入後、還元し芳香族アミノ化合物とした後に、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を逐次的に供給しながら反応することを特徴とするＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物の製造方法。
【請求項３】 芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を同時に供給しながら反応することを特徴とする請求項１〜２記載の製造方法。
【請求項４】 芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物の混合溶液を逐次的に供給しながら反応することを特徴とする請求項１〜３の製造方法。
【請求項５】 あらかじめ導入する芳香族ニトロ化合物の量が、使用する芳香族ニトロ化合物の５〜７０モル％である請求項２記載の製造方法。
【請求項６】 芳香族ニトロ化合物が３−ニトロ安息香酸である請求項１〜５の製造方法。
【請求項７】 Ｎ−アルキル置換芳香族アミノ化合物が３−ジメチルアミノ安息香酸である請求項１〜６記載の製造方法。
【請求項１】 芳香族ニトロ化合物を溶媒中、貴金属触媒存在下、アルデヒド化合物及び水素と反応させて相当するＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物を製造する方法において、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を逐次的に供給しながら反応することを特徴とするＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物の製造方法。
【請求項２】 あらかじめ芳香族ニトロ化合物の一部を導入後、還元し芳香族アミノ化合物とした後に、芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を逐次的に供給しながら反応することを特徴とするＮ−アルキル置換芳香族アミノ化合物の製造方法。
【請求項３】 芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物を同時に供給しながら反応することを特徴とする請求項１〜２記載の製造方法。
【請求項４】 芳香族ニトロ化合物及びアルデヒド化合物の混合溶液を逐次的に供給しながら反応することを特徴とする請求項１〜３の製造方法。
【請求項５】 あらかじめ導入する芳香族ニトロ化合物の量が、使用する芳香族ニトロ化合物の５〜７０モル％である請求項２記載の製造方法。
【請求項６】 芳香族ニトロ化合物が３−ニトロ安息香酸である請求項１〜５の製造方法。
【請求項７】 Ｎ−アルキル置換芳香族アミノ化合物が３−ジメチルアミノ安息香酸である請求項１〜６記載の製造方法。
【公開番号】特開２０００−２５６２９１（Ｐ２０００−２５６２９１Ａ）
【公開日】平成１２年９月１９日（２０００．９．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−６１０７２
【出願日】平成１１年３月９日（１９９９．３．９）
【出願人】（０００００５８８７）三井化学株式会社 (2,318)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年９月１９日（２０００．９．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年３月９日（１９９９．３．９）
【出願人】（０００００５８８７）三井化学株式会社 (2,318)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]