專利名稱：含氨甲基的苯甲酰胺化合物的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含氨甲基的苯甲酰胺化合物的制造方法。該含氨甲基的苯甲酰胺化合物可用作制備藥物、殺蟲劑、液晶和功能性聚合物單體的中間體。
背景技術(shù)：
作為含氨甲基的苯甲酰胺化合物的制造方法，有些方法是已知的。4-氨甲基苯甲酰胺的制造方法的例子包括一種使4-氰基苯甲酰胺懸浮在含氨的甲醇中并用Rh/Al2O3作催化劑使該懸浮液在室溫下進(jìn)行反應(yīng)的方法(未審查日本專利公開(Kokai)第60-139670號)、一種用海綿體鎳催化劑使4-氰基苯甲酰胺在存在氨的情況下接觸氫化的方法(未審查日本專利公開(Kohyo)第8-505862號)、和一種用氨處理4-氨甲基苯甲酸酯的氫氯化物的方法(美國專利第3,817,981號)。
使用4-氰基苯甲酰胺作原料的方法具有極差的生產(chǎn)率和低收率，因為該反應(yīng)是在低濃度中進(jìn)行的。使用4-氨甲基苯甲酸酯作原料的方法也沒有表現(xiàn)出良好的生產(chǎn)率，因為獲得該原料需要經(jīng)過多級和復(fù)雜的操作過程。
本發(fā)明的一個目的是使用一種在工業(yè)上有效的方法高收率地制造一種具有高純度的含氨甲基的苯甲酰胺化合物，它可用作制備藥物和殺蟲劑的中間體，而且如通式(II)所示 其中，-CONH2和-X代表苯環(huán)上的取代基，而且-CONH2位于-CH2NH2的間位或?qū)ξ唬琗代表氯原子或氟原子，而n代表0至4的整數(shù)，前提是當(dāng)n為2或大于2時，X可以相同或不同。
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過使用通式(I)所示的含氨甲基的芐腈化合物作原料將苯環(huán)上的氰基(-CN)轉(zhuǎn)化成酰胺基(-CONH2)，可以實現(xiàn)上述目的 其中，-CN和-X代表苯環(huán)上的取代基，-CN位于-CH2NH2的間位或?qū)ξ?，X代表氯原子或氟原子，而n代表0至4的整數(shù)，前提是當(dāng)n為2或大于2時，X可以相同或不同，由此完成本發(fā)明。
發(fā)明概述確切地說，本發(fā)明涉及[1]一種制造通式(II)所示的含氨甲基的苯甲酰胺化合物的方法 其中，-CONH2和-X代表苯環(huán)上的取代基，-CONH2位于-CH2NH2的間位或?qū)ξ?，而且X和n的定義如下，該方法包括使通式(I)所示的含氨甲基的芐腈化合物水合
其中，-CN和-X代表苯環(huán)上的取代基，-CN位于-CH2NH2的間位或?qū)ξ?，X代表一個氯原子或一個氟原子，而n代表0至4的整數(shù)，前提是當(dāng)n為2或大于2時，X可以相同或不同。
如[1]所述的方法，其中水合作用是在存在濃硫酸的條件下進(jìn)行的。
如[1]所述的方法，其中水合作用是在存在堿性化合物的條件下在一種醇溶劑中進(jìn)行的。
如[1]所述的方法，其中水合作用是在存在過氧化氫的條件下進(jìn)行的。
如[4]所述的方法，其中水合作用是在存在堿性化合物的條件下進(jìn)行的。
如[1]所述的方法，其中水合作用是使用海綿體銅作催化劑來進(jìn)行的。
如[1]所述的方法，其中通式(I)所示的含氨甲基的芐腈化合物是間-或?qū)?氨甲基芐腈，而通式(II)所示的含氨甲基的苯甲酰胺化合物是間-或?qū)?氨甲基苯甲酰胺。
如[1]至[7]任何一項所述制造含氨甲基的苯甲酰胺化合物的方法，該方法使用了通式(I)所示的含氨甲基的芐腈化合物 其中，-CN和-X代表苯環(huán)上的取代基，-CN位于-CH2NH2的間位或?qū)ξ唬襒和n的定義如下，通過選擇性地還原通式(III)所示的鄰苯二甲腈化合物的任一氰基獲得該芐腈化合物
其中，-CN和-X代表苯環(huán)上的取代基，兩個-CN位于間位或?qū)ξ唬琗代表一個氯原子或一個氟原子，而n代表0至4的整數(shù)，前提是當(dāng)n為2或大于2時，X可以相同或不同。
發(fā)明詳述現(xiàn)在詳細(xì)描述本發(fā)明。
本發(fā)明所用的通式(I)所示的含氨甲基的芐腈化合物 其中，-CN和-X代表苯環(huán)上的取代基，-CN位于-CH2NH2的間位或?qū)ξ?，X代表一個氯原子或一個氟原子，而n代表0至4的整數(shù)，前提是當(dāng)n為2或大于2時，X可以相同或不同，可以通過通式(III)所示的相應(yīng)二腈化合物的單側(cè)氰基的氫化反應(yīng)方便地大量制造 其中，-CN和-X代表苯環(huán)上的取代基，兩個-CN位于間位或?qū)ξ?，X代表一個氯原子或一個氟原子，而n代表0至4的整數(shù)，前提是當(dāng)n為2或大于2時，X可以相同或不同。例如，可以使用經(jīng)氫預(yù)處理的海綿體鎳/鈷催化劑選擇性地將對苯二腈和間苯二腈的單側(cè)氰殘基氫化，從而以80％的反應(yīng)產(chǎn)率分別獲得對-氨甲基芐腈和間-氨甲基芐腈(日本未審查專利公開(Kokai)第10-204048號)。將對苯二腈和間苯二腈氯化制得四氯對苯二腈和四氯間苯二腈，再將它們氟化制得四氟對苯二腈和四氟間苯二腈，通過選擇性地將四氟對苯二腈和四氟間苯二腈的單側(cè)氰殘基氫化可以分別制得4-氨甲基-2，3，5，6-四氟芐腈和3-氨甲基-2，4，5，6-四氟芐腈。如果四氟對苯二腈在與對-氨甲基芐腈相同的條件下反應(yīng)，就可以以38％的高效液相色譜面積百分比獲得4-氨甲基-2，3，5，6-四氟芐腈(分析條件與實施例所述相同)。
本發(fā)明中使用的將通式(I) 其中，-CN和-X代表苯環(huán)上的取代基，-CN位于-CH2NH2的間位或?qū)ξ?，X代表一個氯原子或一個氟原子，而n代表0至4的整數(shù)，前提是當(dāng)n為2或大于2時，X可以相同或不同，所示的含氨甲基的芐腈化合物水合的方法的例子包括(1)在存在硫酸的條件下使氰基水合的方法；(2)在存在堿性化合物的條件下在有機(jī)溶劑中使氰基水合的方法；(3)在存在過氧化氫的條件下使氰基水合的方法；(4)在存在海綿體銅的條件下使氰基水合的方法。
現(xiàn)在詳細(xì)描述上述方法(1)至(4)。
(1)在存在硫酸的條件下使氰基水合的方法該方法中使用的硫酸優(yōu)選為濃硫酸，但是可以在如下所述條件下可以含有可共存的水。硫酸的量為足以溶解作為原料的芐腈化合物的量。如果用量太少，反應(yīng)產(chǎn)物就會沉積并變得難以處理。另一方面，如果過量使用，從環(huán)境的角度看是不優(yōu)選的，因為廢物量會增加。盡管最適宜的量會根據(jù)作為原料的含氨甲基的芐腈溶解度的不同而改變，但該量優(yōu)選在重量上是作為原料的含氨甲基的芐基化合物的用量的1至20倍，更優(yōu)選2至10倍。
當(dāng)反應(yīng)溫度偏低時，反應(yīng)進(jìn)展緩慢。另一方面，當(dāng)反應(yīng)溫度偏高時，會使作為產(chǎn)物的含氨甲基的苯甲酰胺化合物水解并降低收率。因此，反應(yīng)溫度優(yōu)選為0至80℃，更優(yōu)選為5至60℃
在反應(yīng)過程中，水可以以水合反應(yīng)所需的量共存。相對1摩爾作為原料的含氨甲基的芐腈化合物，可以共存的水的量優(yōu)選為1至50摩爾，更優(yōu)選為1.1至20摩爾。也可以使用含水的含氨基的芐腈化合物。
由于由此制得的含氨甲基的苯甲酰胺化合物是以酸式鹽的形式存在的，因此通過將該酸式鹽中和、將水濃縮并過濾收集沉積晶體，以將其離析并提純。如果過濾收集到的晶體中含有無機(jī)鹽，可以重復(fù)從水中再結(jié)晶的操作，并將過濾收集到的晶體干燥，從而將其離析并提純。
(2)在存在堿性化合物的條件下在溶劑中使氰基水合的方法在方法(2)中要用到的堿性化合物優(yōu)選為堿金屬或堿土金屬的氫氧化物，例如氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣。其用量優(yōu)選在重量上是含氨甲基的芐腈用量的0.01至5倍，優(yōu)選0.02至2倍。
至于有機(jī)溶劑，可以使用任何有機(jī)溶劑，只要它不會對該反應(yīng)產(chǎn)生負(fù)面影響，而考慮到原料和堿性化合物的溶解度，醇類溶劑是合適的。醇溶劑的具體例子包括烷基醇，例如甲醇、乙醇、異丙醇或叔丁醇；脂環(huán)族醇，例如環(huán)己醇；和芳族醇，例如芐醇。
在反應(yīng)過程中，水可以以水合反應(yīng)所需的量共存。相對于1摩爾作為原料的含氨甲基的芐腈化合物，可以共存的水的量優(yōu)選為1至20摩爾，更優(yōu)選為1.1至10摩爾。也可以使用含水的含氨基的芐腈化合物。
反應(yīng)溫度根據(jù)所用溶劑種類的不同而不同，但是優(yōu)選為20℃至該溶劑的沸點(diǎn)，更優(yōu)選為40℃至該溶劑的沸點(diǎn)。
將所用的堿性化合物中和、低溫減壓蒸餾去溶劑，從水中再結(jié)晶并將過濾收集到的晶體干燥，從而將由此制得的含氨甲基的苯甲酰胺化合物離析并提純。
(3)在存在過氧化氫的條件下使氰基水合的方法此反應(yīng)是Radziszewski[Rer.，18，355(1885)]報道的反應(yīng)，而且早已為人所知，但是，沒有預(yù)料過在含有氨基的化合物，例如本發(fā)明的化合物中使用過氧化氫作為氧化劑。
盡管相對于1摩爾作為原材料的芐腈化合物，過氧化氫的用量理論上是2摩爾，但所需的量會根據(jù)反應(yīng)條件的不同而改變。相對于1摩爾原料，本發(fā)明中所用的過氧化氫的量優(yōu)選為1.5摩爾至3.5摩爾，更優(yōu)選為1.6摩爾至2.5摩爾，從而使反應(yīng)完全并減少過氧化氫的殘留量。
當(dāng)反應(yīng)溫度偏低時，反應(yīng)進(jìn)展緩慢。另一方面，當(dāng)反應(yīng)溫度偏高時，作為產(chǎn)物的含氨甲基的苯甲酰胺化合物可能會水解，而且會促進(jìn)氨甲基和過氧化氫之間的反應(yīng)并降低收率。因此，反應(yīng)溫度優(yōu)選為0至60℃，更優(yōu)選為1至40℃。
在方法(3)中，優(yōu)選使用堿性化合物作催化劑。該堿性化合物優(yōu)選時堿金屬或堿土金屬的氫氧化物，例如氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣。其用量可以是任何能夠獲得足夠高的反應(yīng)速率的量，但優(yōu)選在重量上為含氨甲基的芐腈的用量的0.01至1.5倍，更優(yōu)選0.05至1.0倍。
至于反應(yīng)溶劑，使用水并以過氧化氫水的形式供給。同樣，反應(yīng)溶劑還可以含其它溶劑，只要它不會對反應(yīng)、離析和提純產(chǎn)生負(fù)面影響。也可以使用含氨甲基的芐腈化合物的水合物。
水的量優(yōu)選在重量上為含氨甲基的芐腈化合物用量的1至20倍，更優(yōu)選2至10倍。
關(guān)于由此制得的含氨甲基的苯甲酰胺化合物的離析和提純，該晶體根據(jù)濃度是沉積的或溶解的。如果晶體是沉積的，就通過過濾收集晶體，并在必要時進(jìn)行從水中再結(jié)晶的操作。如果晶體是溶解的，可以將水濃縮、過濾收集沉積晶體，可選擇重復(fù)從水中再結(jié)晶的操作、并將過濾收集到的晶體干燥，從而將該化合物離析并提純。
(4)在存在海綿體銅的條件下使氰基水合的方法這里所用的海綿體銅催化劑的量可以是任何能夠獲得足夠高的反應(yīng)速率的量，但優(yōu)選在重量上是作為原料的含氨甲基的芐腈化合物量的0.01至5倍，更優(yōu)選0.05至3倍。所用的溶劑優(yōu)選為水，或是醇類溶劑和進(jìn)行水合反應(yīng)所需的水的混合物。在這種情況下，反應(yīng)進(jìn)行無需加入酸性或堿性化合物。
溶劑的用量優(yōu)選在重量上是作為原料的含氨甲基的芐腈化合物用量的2至100倍，更優(yōu)選3至20倍。反應(yīng)溫度優(yōu)選為5至160℃，更優(yōu)選為30至120℃。至于反應(yīng)壓力，該反應(yīng)可以在常壓下或在壓力下進(jìn)行。
關(guān)于由此制得的含氨甲基的苯甲酰胺化合物的離析和提純，該晶體根據(jù)濃度是沉積的或溶解的。如果晶體是沉積的，就通過過濾收集晶體，并在必要時進(jìn)行從水中再結(jié)晶的操作。如果晶體是溶解的，可以將水濃縮、過濾收集沉積晶體，可選擇重復(fù)從水中再結(jié)晶的操作、并將過濾收集到的晶體干燥，從而將該化合物離析并提純。
在(1)至(4)各個方法中進(jìn)行從水中再結(jié)晶或結(jié)晶的操作是出于以下原因，即該操作能有效去除諸如含氨甲基的苯甲酸之類的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)是由含氨甲基的苯甲酰胺化合物的酰胺基在離析操作過程中水解生成的。
在本發(fā)明中，可以以任何方式添加并混合含氨甲基的芐腈、溶劑、催化劑和反應(yīng)堿(例如，堿金屬或過氧化氫)之類的原料。
實施例下列實施例可詳細(xì)闡述本發(fā)明，但不是為了限制本發(fā)明。
在產(chǎn)物分析中，使用高效液相色譜法。條件如下所示。
<高效液相色譜法的條件>
柱Shodex(SHOWA DENKO K.K.制造)C18M-4E+前置柱柱溫度柱加熱爐40℃洗脫液水/乙腈/乙酸＝2500/500/15(毫升)+1-辛烷磺酸鈉6.45克洗脫液流速1毫升/分鐘檢測器UV(230納米)實施例1在一個配有電動攪拌器的反應(yīng)器中，加入3450克濃硫酸(試劑，純度98％)，并逐漸加入1148克對-氨甲基芐腈的水合物(958.6克/7.253摩爾對-氨甲基芐腈，純度83.5％，水分189.4克/10.522摩爾)，從而使反應(yīng)溫度達(dá)到40至50℃，然后在50℃攪拌混合3小時。反應(yīng)完成后，加入1440克水并將該溶液在40℃攪拌1小時，然后在室溫下攪拌過夜。過濾收集沉積晶體，并使其懸浮在4000克水中，然后緩慢加入2117克氫氧化鉀(試劑，純度85％)進(jìn)行中和，同時使溫度保持在40至50℃。
過濾收集沉積的含對-氨甲基苯甲酰胺的硫酸鉀晶體，然后將其冷卻至5℃。過濾收集沉積晶體，然后干燥制得521.6克對-氨甲基苯甲酰胺。
反復(fù)進(jìn)行5次從過濾的含對-氨甲基苯甲酰胺的硫酸鉀晶體中再結(jié)晶的操作，制得421.7克對-氨甲基苯甲酰胺(以對-氨甲基芐腈為基準(zhǔn)的總收率為84％)。
使用高效液相色譜法分析測得的對-氨甲基苯甲酰胺的純度為97％或更高。
實施例2在一個配有電動攪拌器的反應(yīng)器中，依次加入416克叔丁醇、31.9克氫氧化鉀(試劑，純度85％)和59.5克對-氨甲基芐腈的水合物(50.0克/0.378摩爾對-氨甲基芐腈，純度84％，水分9.5克/0.528摩爾)，并在80℃攪拌2小時。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)溶液冷卻至室溫并用193.7克15重量％硫酸水溶液中和，然后在70℃的熱狀態(tài)下過濾除去生成的硫酸鉀晶體。減壓濃縮所得濾液中的叔丁醇，冷卻至5℃，然后攪拌2小時。過濾收集沉積的晶體，然后干燥，制得46.6克對-氨甲基苯甲酰胺(以對-氨甲基芐腈為基準(zhǔn)的收率為82％)。
使用高效液相色譜法分析測得的對-氨甲基苯甲酰胺的純度為99％或更高。
實施例3在一個配有電動攪拌器的反應(yīng)器中，按次序加入45克水、1.38克氫氧化鈉(試劑，純度96％)和43.56克對-氨甲基芐腈，然后在室溫下攪拌。逐漸加入74.8克30重量％的過氧化氫水，從而使反應(yīng)溫度達(dá)到30℃或更低，然后攪拌混合。停止發(fā)泡和升溫后，將反應(yīng)溶液冷卻至5℃。過濾收集沉積晶體，然后干燥，制得41.92克對-氨甲基苯甲酰胺(以對-氨甲基芐腈為基準(zhǔn)的收率81％)。使用高效液相色譜法分析測得的對-氨甲基苯甲酰胺的純度為97％。
實施例4在一個100毫升高壓釜(Nitto Koatsu Co.，Ltd.制造，材料SUS-316)中，加入43克水、11.5克含水對-氨甲基芐腈(10克對-氨甲基芐腈，純度86.7％)和2.0克海綿體銅(R-300C，NIKKO RICA CORPORATION制造)，將高壓釜密封后，用氮?dú)馊〈摳邏焊械臍夥?，并?00℃下反應(yīng)6小時。反應(yīng)完成后，過濾收集催化劑并將濾液冷卻至5℃，然后過濾收集晶體。使10.0克所得晶體(潮濕，含8.05克對-氨甲基苯甲酰胺)懸浮在43克水中并加熱至70℃使其溶解，然后再冷卻至5℃，過濾并進(jìn)一步干燥，制得7.99克對-氨甲基苯甲酰胺(以對-氨甲基芐腈為基準(zhǔn)的收率71％)。使用高效液相色譜法分析測得的對-氨甲基苯甲酰胺的純度為99％或更高。
實施例5進(jìn)行與實施例3相同的操作，只是用間-氨甲基芐腈取代對-氨甲基芐腈。結(jié)果制得38.11克間-氨甲基苯甲酰胺(以間-氨甲基芐腈為基準(zhǔn)的收率77％)。使用高效液相色譜法分析測得的對-氨甲基苯甲酰胺的純度為97％。
工業(yè)實用性按照本發(fā)明，可以通過易于由鄰苯二甲腈化合物制得的含氨甲基的芐腈化合物的水合反應(yīng)，以高收率制造具有高純度的含氨甲基的苯甲酰胺。
權(quán)利要求
1.一種制造通式(II)所示的含氨甲基的苯甲酰胺化合物的方法 其中，-CONH2和-X代表苯環(huán)上的取代基，-CONH2位于-CH2NH2的間位或?qū)ξ?，而且X和n的定義如下，該方法包括使通式(I)所示的含氨甲基的芐腈化合物水合 其中，-CN和-X代表苯環(huán)上的取代基，-CN位于-CH2NH2的間位或?qū)ξ?，X代表氯原子或氟原子，而n代表0至4的整數(shù)，前提是當(dāng)n為2或大于2時，X可以相同或不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中水合作用是在存在濃硫酸的條件下進(jìn)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中水合作用是在存在堿性化合物的條件下在一種醇溶劑中進(jìn)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中水合作用是在存在過氧化氫的條件下進(jìn)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中水合作用是在存在堿性化合物的條件下進(jìn)行的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中水合作用是使用海綿體銅作催化劑進(jìn)行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通式(I)所示的含氨甲基的芐腈化合物是間-或?qū)?氨甲基芐腈，而通式(II)所示的含氨甲基的苯甲酰胺化合物是間-或?qū)?氨甲基苯甲酰胺。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的方法，該方法使用了通式(I)所示的含氨甲基的芐腈化合物 其中，-CN和-X代表苯環(huán)上的取代基，-CN位于-CH2NH2的間位或?qū)ξ?，而且X和n的定義如下，該芐腈化合物是通過選擇性地還原通式(III)所示的鄰苯二甲腈化合物的任一氰基獲得的 其中，-CN和-X代表苯環(huán)上的取代基，兩個-CN位于間位或?qū)ξ唬琗代表氯原子或氟原子，而n代表0至4的整數(shù)，前提是當(dāng)n為2或大于2時，X可以相同或不同。
全文摘要
提供了一種制造通式(II)所示的含氨甲基的苯甲酰胺化合物的方法其中，－CONH
文檔編號C07C237/30GK1656056SQ0381170
公開日2005年8月17日 申請日期2003年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月22日
發(fā)明者大西豐, 宮田英雄, 大城公孝 申請人:昭和電工株式會社