專利名稱：鹵代的芳香族甲基胺的制備方法
相關(guān)申請(qǐng)的相互參考該申請(qǐng)是根據(jù)35 U.S.C.§111(a)遞交的申請(qǐng)，根據(jù)35 U.S.C.§119(e)，該申請(qǐng)要求在2001年6月28日根據(jù)35 U.S.C.§111(b)遞交的先前申請(qǐng)60/301,144的申請(qǐng)日的利益。
本發(fā)明要解決的問題本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用作農(nóng)用或藥用化合物等的制備過程中的中間體的鹵代芳香族甲胺的制備方法。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供制備鹵代的芳香族甲胺的工業(yè)上有利的方法。
由于使用有機(jī)酸，所以易溶于強(qiáng)酸的金屬如鎳或鈷可以用作催化劑。此外，通過上述反應(yīng)生成的胺的氨基形成有機(jī)酸鹽，這樣便抑制了諸如氨基與腈基的加成反應(yīng)或者通過氨基進(jìn)行的鹵素原子的取代反應(yīng)之類的副反應(yīng)。
本發(fā)明涉及如下方面。制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，該方法包括使用氫化催化劑在有機(jī)酸存在下在溶劑中用氫還原式(1)表示的鹵代芳香族腈 (其中，X表示氯原子或氟原子，m表示1至5的整數(shù)，n表示1至5的整數(shù)，m+n≤6，并且當(dāng)n是2或更大時(shí)，所有的X可以相同或不同)生成式(2)表示的鹵代的芳香族甲基胺 (其中X、m和n具有如上所述的相同含義，a表示1至m的整數(shù))。按照[1]中所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中式(1)表示的鹵代芳香族腈是四氟對(duì)苯二腈或四氟間苯二腈，式(2)表示的鹵代的芳香族甲基胺是2，3，5，6-四氟二甲苯二胺或2，3，4，6-四氟二甲苯二胺。按照[1]或[2]中所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中溶劑是單一溶劑或混合溶劑。所述的溶劑含有至少一種選自芳香烴、脂肪烴、醇類、醚類、酯類和水的溶劑。按照[1]或[2]中所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中溶劑是單一溶劑或混合溶劑。所述的溶劑含有至少一種選自苯、甲苯、二甲苯、乙苯、己烷、環(huán)己烷、甲醇、乙醇、丙醇、四氫呋喃、二噁烷、二氧戊環(huán)、乙酸乙酯和水的溶劑。按照[3]或[4]中所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中溶劑是水和與水不完全混溶的有機(jī)溶劑的混合溶劑。按照[5]中所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中與水不完全混溶的有機(jī)溶劑是芳香烴。按照[6]中所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中芳香烴是甲苯、二甲苯或乙苯。按照[1]或[2]中所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中溶劑是水。按照[1]至[8]中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中有機(jī)酸至少是一種選自甲酸、乙酸和丙酸的酸。按照[1]至[9]中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中催化劑含有至少一種選自鎳、鈀、鉑、釕、鈷和銅的金屬。按照[1]至[9]中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中催化劑是海綿鎳或海綿鈷。按照[11]中所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中催化劑是海綿鎳。按照[12]中所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中將海綿鎳用除鎳之外的金屬改性。按照[13]中所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中將海綿鎳用鉬改性。按照[1]至[14]中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中先將催化劑在氫氣氛中在40℃或更低的溫度下在溶劑中進(jìn)行預(yù)處理，然后再使用。按照[1]至[9]中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中催化劑是負(fù)載的鈀。按照[1]至[16]中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中溶劑的用量為鹵代芳香族腈質(zhì)量的1至20倍。按照[1]至[17]中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中有機(jī)酸的用量是50至500mol％，按鹵代芳香族腈的腈基計(jì)。按照[1]至[18]中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中催化劑的用量是鹵代芳香族腈質(zhì)量的0.01至1倍。按照[1]至[18]中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中氫還原在室溫至100℃的反應(yīng)溫度下在0.1至5Mpa的氫分壓下進(jìn)行。通過[1]至[20]中的任何一項(xiàng)所述的制備方法得到的式(2)表示的鹵代的芳香族甲基胺 其中，X表示氯原子或氟原子，m表示1至5的整數(shù)，n表示1至5的整數(shù)，m+n≤6，并且當(dāng)n是2或更大時(shí)，所有的X可以相同或不同，a表示1至m的整數(shù)。用于從式(1)表示的鹵代芳香族腈 (其中X表示氯原子或氟原子，m表示1至5的整數(shù)，n表示1至5的整數(shù)，m+n≤6，并且當(dāng)n是2或更大時(shí)，所有的X可以相同或不同)制備式(2)表示的鹵代的芳香族甲基胺的催化劑 (其中X、m和n具有如上所述的相同含義，a表示1至m的整數(shù))。實(shí)施本發(fā)明的方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明。用作本發(fā)明原料的鹵代芳香族腈是可以市購的，并且容易購買。在式(1)中，所有的腈基和鹵素不限于成鍵數(shù)目和成鍵位置。鹵素的例子包括氯和氟。 (其中X表示氯原子或氟原子，m表示1至5的整數(shù)，n表示1至5的整數(shù)，m+n≤6，并且當(dāng)n是2或更大時(shí)，所有的X可以相同或不同)。
式(1)所表示的鹵代芳香族腈的具體例子包括四氟鄰苯二甲腈、四氟間苯二腈、四氟對(duì)苯二腈、五氟芐腈、2，3，5，6-四氟芐腈、2，3，4，6-四氟芐腈、2，3，4，5-四氟芐腈、2，4，6-三氟-5-氯-間苯二腈、四氯鄰苯二甲腈、四氯間苯二腈和四氯對(duì)苯二腈。
在本發(fā)明中，將式(1)表示的鹵代芳香族腈在有機(jī)酸存在下在溶劑中用氫化催化劑還原，由此得到式(2)表示的鹵代的芳香族甲基胺 (其中X表示氯原子或氟原子，m表示1至5的整數(shù)，n表示1至5的整數(shù)，m+n≤6，并且當(dāng)n是2或更大時(shí)，所有的X可以相同或不同，a表示1至m的整數(shù))。
本發(fā)明所用的有機(jī)酸是羧酸，其中的例子包括甲酸、乙酸、丙酸、草酸、檸檬酸、乙醇酸和苯甲酸。其中，優(yōu)選甲酸、乙酸和丙酸。這些有機(jī)酸可以單獨(dú)使用，或者以其中的兩種或多種組合使用。有機(jī)酸的用量是50至500mol％、優(yōu)選100至300mol％，按式(1)表示的鹵代芳香族腈的腈基計(jì)。可以在反應(yīng)開始時(shí)一批加入有機(jī)酸，或者是隨著反應(yīng)的進(jìn)行連續(xù)地或間歇地加入有機(jī)酸。
本發(fā)明所用的氫化催化劑是含有至少一種選自鈷、鐵、鎳、鉑和鈀的金屬的金屬催化劑。催化劑可以是金屬本身或者是負(fù)載催化劑形式的金屬。用于負(fù)載催化劑的載體的例子包括活性炭、二氧化硅和氧化鋁。例如，催化劑優(yōu)選是海綿鎳或海綿鈷。另外，在本發(fā)明中，可以使用改性的海綿狀催化劑。通過將鎳或鈷用除鎳或鈷以外的其它金屬或金屬氧化物改性可得到改性的海綿狀催化劑。例如，具有示范性的是用鉬改性的海綿鎳催化劑。
催化劑的用量是式(1)表示的鹵代芳香族腈質(zhì)量的0.01至1倍，更優(yōu)選0.02至0.5倍。通過在溶劑中在氫氣氛中預(yù)處理催化劑可提高催化劑的活性。預(yù)處理的溫度是100℃或更低，優(yōu)選40℃或更低。以氫分壓計(jì)，此時(shí)的壓力為0.1至5MPa，優(yōu)選0.2至3MPa。
在不影響還原反應(yīng)的范圍內(nèi)，本發(fā)明所用的溶劑沒有特別的限制。例如，溶劑是單一溶劑或混合溶劑，含有至少一種選自芳香烴如苯、甲苯、二甲苯和乙苯，脂肪烴如己烷和環(huán)己烷，醇類如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、甘油和乙二醇甲醚，醚類如四氫呋喃、二噁烷和二氧戊環(huán)，酯類如乙酸乙酯和乙酸丁酯，和水的溶劑。在這些溶劑中，優(yōu)選單獨(dú)用水以及與水不完全混溶的溶劑和水的混合溶劑。與水不完全混溶的溶劑是當(dāng)至少以某一比率與水混合時(shí)能分成兩層的溶劑。這類溶劑的例子包括芳香烴如甲苯、二甲苯和乙苯，和酯類如乙酸乙酯和乙酸丁酯。當(dāng)反應(yīng)底物在水中的溶解度小時(shí)，該混合溶劑體系能夠取得在有機(jī)溶劑相中使有機(jī)溶劑溶解底物并由此增加反應(yīng)速率的效果。此時(shí)，當(dāng)同時(shí)使用水時(shí)，還會(huì)取得將生成的胺以有機(jī)酸鹽的形式轉(zhuǎn)移到水層并由此防止副反應(yīng)(胺與腈生成聚合物的反應(yīng)或者鹵素與胺的取代反應(yīng))的效果。
溶劑的用量沒有具體限制，但優(yōu)選為式(1)表示的鹵代芳香族腈質(zhì)量的2至20倍。
在本發(fā)明中，反應(yīng)溫度是室溫至100℃，優(yōu)選室溫至60℃。以氫分壓計(jì)，壓力是0.1至5MPa，優(yōu)選0.2至3MPa。本發(fā)明的反應(yīng)所用的氫氣不一定是高純度的氣體，其可含有對(duì)還原反應(yīng)沒有特殊影響的惰性氣體。
反應(yīng)形式?jīng)]有特別的限制，但是，優(yōu)選使用諸如催化劑懸浮床流動(dòng)體系、固定床流動(dòng)體系、滴流床或間歇式系統(tǒng)之類的方法。
通過過濾等從反應(yīng)溶液中分離出催化劑并將殘余物中和后，可使用常規(guī)分離法如冷凝、萃取或蒸餾，將根據(jù)本發(fā)明的制備方法得到的式(2)表示的鹵代芳香族甲基胺分離出來。
在實(shí)施例中采用的氣相色譜條件如下。
<氣相色譜分析的條件>
裝置Hewlett-Packard生產(chǎn)的HP 6850柱子DB1701，0.32mm×30m，膜厚0.25μm載氣He流速1.2ml/min(恒定流速)，分流比50檢測器FID注入溫度300℃檢測溫度300℃分析溫度100℃(5分鐘)-10℃/分鐘-＞150℃(10分鐘)-15℃/分鐘-＞280℃(5分鐘)內(nèi)標(biāo)1，4-丁二醇實(shí)施例1向100cc體積的高壓釜中加入20g水、10g甲苯、2.0g海綿鎳催化劑、3.0g乙酸和4.0g四氟對(duì)苯二腈。用氮?dú)鈨艋?，將反?yīng)體系用氫氣徹底凈化并達(dá)到0.85MPa(表壓)的壓力。開始攪拌并加熱高壓釜。將壓力維持在0.85MPa，同時(shí)連續(xù)供應(yīng)氫氣并在40℃繼續(xù)攪拌。通過質(zhì)量流量計(jì)監(jiān)測吸收的氫氣量，當(dāng)停止吸收氫氣時(shí)，反應(yīng)完成。通過氣相色譜內(nèi)標(biāo)法分析生成的反應(yīng)溶液，結(jié)果，四氟對(duì)苯二腈的轉(zhuǎn)化率為99％或更高，2，3，5，6-四氟二甲苯二胺的收率為83％。
通過氣相色譜質(zhì)量分析可以證實(shí)生成的產(chǎn)物。
向生成的反應(yīng)溶液中加入30wt％氫氧化鈉水溶液以將pH調(diào)節(jié)至12.3。通過過濾分離出不溶性部分后，將水相用30g甲苯洗滌。分離出甲苯相，然后將水相用300g乙酸乙酯萃取三次。減壓下蒸出全部的乙酸乙酯相，由此在5mmHg在120℃下得到42.8g餾分2，3，5，6-四氟二甲苯二胺?；厥章蕿?6.8％。
然后，重復(fù)進(jìn)行與實(shí)施例4相同的分離步驟，由此得到42.4g 2，3，5，6-四氟二甲苯二胺?；厥章蕿?6.8％。
然后，重復(fù)進(jìn)行與實(shí)施例4相同的分離步驟，由此得到43.4g 2，3，5，6-四氟二甲苯二胺。回收率為87.0％。對(duì)比例按照與實(shí)施例4相同的方式進(jìn)行操作，所不同的是用37.5g硫酸代替乙酸。
通過氣相色譜內(nèi)標(biāo)法分析生成的反應(yīng)溶液，結(jié)果，四氟對(duì)苯二腈的轉(zhuǎn)化率為23％，2，3，5，6-四氟二甲苯二胺的收率為12％。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，通過工業(yè)上有利的方法能夠高收率地生成式(2)表示的鹵代的芳香族甲基胺。
權(quán)利要求
1.一種制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，該方法包括使用氫化催化劑在有機(jī)酸存在下在溶劑中用氫還原式(1)表示的鹵代芳香族腈 其中，X表示氯原子或氟原子，m表示1至5的整數(shù)，n表示1至5的整數(shù)，m+n≤6，并且當(dāng)n是2或更大時(shí)，所有的X可以相同或不同；生成式(2)表示的鹵代的芳香族甲基胺 其中X、m和n具有如上所述的相同含義，a表示1至m的整數(shù)。
2.按照權(quán)利要求1所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中式(1)表示的鹵代芳香族腈是四氟對(duì)苯二腈或四氟間苯二腈，式(2)表示的鹵代的芳香族甲基胺是2，3，5，6-四氟二甲苯二胺和2，3，4，6-四氟二甲苯二胺。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中溶劑是單一溶劑或混合溶劑，所述的溶劑含有至少一種選自芳香烴、脂肪烴、醇類、醚類、酯類和水的溶劑。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中溶劑是單一溶劑或混合溶劑，所述的溶劑含有至少一種選自苯、甲苯、二甲苯、乙苯、己烷、環(huán)己烷、甲醇、乙醇、丙醇、四氫呋喃、二噁烷、二氧戊環(huán)、乙酸乙酯和水的溶劑。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中溶劑是水和與水不完全混溶的有機(jī)溶劑的混合溶劑。
6.按照權(quán)利要求5所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中與水不完全混溶的有機(jī)溶劑是芳香烴。
7.按照權(quán)利要求6所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中芳香烴是甲苯、二甲苯或乙苯。
8.按照權(quán)利要求1或2所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中溶劑是水。
9.按照權(quán)利要求1至8中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中有機(jī)酸至少是一種選自甲酸、乙酸和丙酸的酸。
10.按照權(quán)利要求1至9中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中催化劑含有至少一種選自鎳、鈀、鉑、釕、鈷和銅的金屬。
11.按照權(quán)利要求1至9中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中催化劑是海綿鎳或海綿鈷。
12.按照權(quán)利要求11所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中催化劑是海綿鎳。
13.按照權(quán)利要求12所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中將海綿鎳用除鎳之外的金屬改性。
14.按照權(quán)利要求13所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中將海綿鎳用鉬改性。
15.按照權(quán)利要求1至14中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中先將催化劑在氫氣氛中在40℃或更低的溫度下在溶劑中進(jìn)行預(yù)處理，然后再使用。
16.按照權(quán)利要求1至9中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中催化劑是負(fù)載的鈀。
17.按照權(quán)利要求1至16中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中溶劑的用量為鹵代芳香族腈質(zhì)量的1至20倍。
18.按照權(quán)利要求1至17中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中有機(jī)酸的用量是50至500mol％，按鹵代芳香族腈的腈基計(jì)。
19.按照權(quán)利要求1至18中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中催化劑的用量是鹵代芳香族腈質(zhì)量的0.01至1倍。
20.按照權(quán)利要求1至18中的任何一項(xiàng)所述的制備鹵代的芳香族甲基胺的方法，其中氫還原在室溫至100℃的反應(yīng)溫度下在0.1至5MPa的氫分壓下進(jìn)行。
21.通過權(quán)利要求1至20中的任何一項(xiàng)所述的制備方法得到的式(2)表示的鹵代的芳香族甲基胺 其中，X表示氯原子或氟原子，m表示1至5的整數(shù)，n表示1至5的整數(shù)，m+n≤6，并且當(dāng)n是2或更大時(shí)，所有的X可以相同或不同，a表示1至m的整數(shù)。
22.一種用于從式(1)表示的鹵代芳香族腈 其中X表示氯原子或氟原子，m表示1至5的整數(shù)，n表示1至5的整數(shù)，m+n≤6，并且當(dāng)n是2或更大時(shí)，所有的X可以相同或不同；制備式(2)表示的鹵代的芳香族甲基胺的催化劑 其中X、m和n具有如上所述的相同含義，a表示1至m的整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明通過工業(yè)上有利的方法提供了制備用作農(nóng)用和藥用制劑制備過程中的中間體的鹵代芳香族甲基胺的方法。根據(jù)本發(fā)明，鹵代的芳香族甲基胺的制備方法的特征在于使用氫化催化劑在有機(jī)酸存在下在溶劑中用氫氣還原式(1)表示的鹵代芳香族腈(見式1)，其中，X表示氯原子或氟原子，m表示1至5的整數(shù)，n表示1至5的整數(shù)，m+n≤6，并且當(dāng)n是2或更大時(shí)，所有的X可以相同或不同；生成式(2)表示的鹵代的芳香族甲基胺(見2式),其中X、m和n具有如上所述的相同含義，a表示1至m的整數(shù)。
文檔編號(hào)C07C211/27GK1463267SQ02802124
公開日2003年12月24日 申請(qǐng)日期2002年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月18日
發(fā)明者近藤英幸, 須山右石, 森川宏平 申請(qǐng)人:昭和電工株式會(huì)社