JP2985435B2 - ３−アミノクロトンニトリルの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、アセトニトリルの二量体化によ
り３−アミノクロトンニトリルを製造する新規な方法に
関する。

【０００２】３−アミノクロトンニトリルは、応用範囲
が非常に広い中間体である。 この物質は、たとえば医
薬品の製造［CA 85, 177262］、殺虫剤の製造［CA 79,
53185b］またはアゾ染料の製造［CA 80, 122383］に使
用されている。

【０００３】強塩基の存在下におけるアセトニトリルの
二量体化により３−アミノクロトンニトリルを製造す
る、数多くの方法が知られている。 しかし、アセトニ
トリルは塩基、たとえばアミドイオンと様々に反応し得
ることがこの反応の難点である。

【０００４】つまり、ニトリル基が攻撃されると、アミ
ドイオンにより、好ましくないアセトアミジンが生成す
る。 アセトニトリルの脱プロトン化によりカルボアニ
オンを形成することだけが、所望の３−アミノクロトン
ニトリルを製造するための必要条件である。

【０００５】タケダらは［J.Pharm.Chem.Soc.,Japan75,
p957-959(1955)］、アセトニトリルをナトリウムアミ
ドと100 ℃で３時間反応させることにより、３−アミノ
クロトンニトリルとアセトアミジンの混合物を得てい
る。

【０００６】その後、適確な反応操作により、とりわけ
立体性の高い強塩基を使用することにより、カルボアニ
オン形成を促進する試みがなされている。

【０００７】塩基としてリチウムジエチルアミドを使用
してアセトニトリルを86%収量で３−アミノクロトンニ
トリル（イミノニトリル）に転換した、ツィーグラーら
［Justus Liebigs Annalen 504, 115(1933)］の研究に
基づき、クリューガー［J. Organonmetal. Chem, 9, p1
25-134(1967)］は、ナトリウム−ビス−トリメチルシリ
ルアミドにより、90%収量で３−アミノクロトンニトリ
ルを合成している。非常に良好な収量は別にして、この
合成には、この立体性の高い塩基を、時間と、とくに経
費をかけて調製しなければならないという欠点があり、
そのためにこの方法は経済的な理由から大量生産に使用
されにくくなっている。

【０００８】しかし、CH-PS 415603から、ナトリウムを
使用し、溶剤として脂肪族炭化水素を用い、70〜180℃
で、アセトニトリルを90%収量で３−アミノクロトンニ
トリルに縮合できることが知られている。 この二量体
化には、反応機構により、１モルのナトリウムないし塩
基に対して２モルのアセトニトリルでは足らず、２モル
のナトリウムに対して３モルのアセトニトリルを使用し
なければならないという欠点がある。

【０００９】この方法は工業的な製法を目指している
が、上記の理由から不経済であり、シアン化ナトリウム
が発生するために環境上も好ましくない。

【００１０】そこで、本発明の目的は、上記の欠点をな
くし、３−アミノクロトンニトリルを経済的および生態
学的に適した様式で、大量生産できる方法を開発するこ
とである。

【００１１】この目的は、請求項１に記載の方法により
達成される。

【００１２】アセトニトリルの二量体化は、本発明の方
法により、下記の機構に従って行なわれる。

【００１３】a)下記により、強塩基の存在下でアセトニ
トリルを脱プロトン化する。

【００１４】

【化１】

【００１５】b)下記により、アセトニトリルカルボアニ
オンとアセトニトリルの反応により３−アミ ノクロト
ンニトリルのナトリウム塩を形成する。

【００１６】

【化２】

【００１７】c)下記により、３−アミノクロトンニトリ
ルのナトリウム塩を水で加水分解する。

【００１８】

【化３】

【００１９】本発明により、好ましくは前もってその場
で、既知の方法［F.W.ベルクストレーム、W.C.フレネリ
ウス、Chem.Rev.12，p45以降(1933)］により、液体アン
モニアによるナトリウムの触媒変換により調製するナト
リウムアミドを強塩基として使用し、液体アンモニアの
存在下でアセトニトリルの脱プロトン化を行なう。脱プ
ロトン化は、アンモニアが常圧で液体凝集状態にある温
度、すなわち-32〜-75℃の温度範囲で行なうのが好適で
ある。 好ましくは、脱プロトン化は-32〜-35℃の温度
で行なう。

【００２０】脱プロトン化の際に遊離し、過剰の溶液と
して使用されるアンモニアは再循環させ、ナトリウムア
ミドの調製に使用することが得策である。

【００２１】過剰の液体アンモニア中に存在する、その
場で調製したナトリウムアミドにアセトニトリルを加え
ることが有利である。

【００２２】その際、アセトニトリル対ナトリウムアミ
ドのモル比を２対１に維持するのが好ましい。 アセト
ニトリルは、後に続く塩形成に必要な不活性溶液、好ま
しくはトルエン中で、ナトリウムアミド溶液に加えるの
が有利である。

【００２３】不活性溶剤としては、トルエンの代りに他
の芳香族炭化水素たとえばキシレンまたはベンゼン、エ
ーテルたとえばテトラヒドロフランまたはジメトキシエ
タン、またはアミンたとえば脂肪族ジ−またはトリ−ア
ルキルアミンを使用することができる。

【００２４】脱プロトン化は急速に行なわれるので、加
えた直後に、３−アミノクロトンニトリルのナトリウム
塩形成に必要な、-5℃〜+35℃の温度に、好ましくは室
温に加熱することができる。 その際、蒸発するアンモ
ニアを集め、再循環させる。通常、0.5〜２時間後には
塩形成が終了する。 その後で、反応混合物に水を徐々
に加えることにより、３−アミノクロトンニトリルのナ
トリウム塩を既知の方法で、たとえばCH-PS 415603に記
載の方法により、加水分解して３−アミノクロトンニト
リルに転換することができる。 この反応混合物から、
専門的な技術および方法により、好ましくは蒸留によ
り、３−アミノクロトンニトリルを、90%を超える収量
で、かつ99.5%を超える純度で得ることができる。

【００２５】

【実施例１】乾燥した窒素でパージしてある二重ジャケ
ット付き撹拌装置中で、0.2gの硝酸鉄(III)を触媒とし
て用い、13.8gのナトリウム(0.6モル）と250 mlの液体
アンモニアとから、ナトリウムアミドを調製した。 25
分間以内に、49.3gのアセトニトリル(1.2モル）の200 m
lトルエン溶液を、液体アンモニア(-33℃）の温度で滴
下して加えた。 滴下終了後、アンモニアを蒸発分離し
た。 加熱によりこの分散液が20℃に達した後、この温
度でさらに１時間反応させ、次いでこの反応混合物を75
mlの水を滴下して加えることにより、徐々に加水分解
した。 撹拌しながら15分間、後反応させた後、この混
合物を相分離するために分液ロートに移したところ、３
相に分かれた。 下方の水相を分離し、精製するために
各25 mlの溶剤でさらに２回抽出した後、有機相を一つ
に合わせ、まず回転蒸発器でアスピレーター減圧下にト
ルエンを分離し、続いて減圧蒸留にかけた。 20 mbar
の真空および134〜140℃の温度で、99.7〜99.8%の３−
アミノクロトンニトリルが蒸留された。 収量は46.4g
(94.1%)であった。 溶剤のトルエンおよびアンモニア
はこの製造プロセスに再循環させた。

【００２６】

【実施例２〜７】これらの実施例では、トルエンの代り
に他の不活性溶剤を使用したが、それ以外の物質の量は
一定に維持した。

【００２７】実施例 不活性溶剤 収量％ 純度％ ２ キシレン、225 ml 87.0 99.6 （異性体混合物） ３ ベンゼン、225 ml 85.8 99.7 ４ ジメトキシエタン(1, 2)、200 ml 78.3 99.6 ５ テトラヒドロフラン、200 ml 87.6 99.5 ６ ジエチルアミン、225 ml 88.2 99.5 ７ トリエチルアミン、225 ml 88.2 99.4 その他の点に関してはすべて、実施例２〜７は実施例１
に対応する。

【００２８】

【比較例１】恒温調節できる二重ジャケット付き撹拌装
置中で、24.3gのジイソプロピルアミンを100 mlの無水
テトラヒドロフランに溶解し、最高20℃の温度で、0.16
モルのn-ブチルリチウムのヘキサン溶液150 mlを撹拌し
ながら滴下して加えた。 反応終了後に、反応混合物を
19.7g(0.48モル）のアセトニトリルのテトラヒドロフラ
ン溶液60 mlに、最高温度-20℃で加えた。 加え終わっ
た後、この温度で30分間撹拌しながら後反応させ、20℃
に１時間以内加熱したところ、容器壁に白色の物質が析
出した。 この反応混合物を一晩放置した後、５〜７℃
の温度で、14.5gの酢酸の水溶液50 mlで加水分解した。
相分離の後、水相を各25 mlのエーテルでさらに２回
抽出した。 有機相を一つに合わせ、アスピレーター減
圧下に蒸留し、溶剤およびアミンを分離した。 実施例
１と同じ条件下で、純度98.9%の３−アミノクロトンニ
トリル17.0gを得た(86.3%収量）。 この方法は、実施
例２〜４に示すように、リチウム化した形で助塩基とし
て作用する他の第二級のシリル化したアミンにも適用し
た。 金属化試薬として、アミン量と当量のn-ブチルリ
チウム（ヘキサン中0.16モル）を使用した。

【００２９】 比較例 第二級アミン 溶剤量(ml) 反応＊ 収量／ 温度（℃） 純度（％） ２ Ｎ−メチルアニリン テトラヒドロフラン -24 60/92.6 0.24モル (160 ml) （粗製物） ３ ジメチルアミン ジエチルエーテル -23 56.9/99.0 0.3モル (160 ml) ４ H-N(SiMe₃)₂ テトラヒドロフラン 0 90.5/99.6 0.6モル (75 ml) ＊ 脱プロトン化の温度

【００３０】

【比較例５】分散撹拌機を試用して、3.0g(0.13モル）
の金属ナトリウムを115.5gのヘキサメチルジシラザン
（過剰量）中に124℃の温度で乳化した。 0.5gのステ
アリン酸鉄(III)を触媒として用い、ヘキサメチルジシ
ラザンのナトリウム塩が、5時間30分以内に生じた。 8
0〜92℃の温度でアセトニトリル(10.7g=0.26モル）を滴
下して加え、その反応混合物を20℃に冷却して濾過し
た。 フィルターケーキを30 mlのtert.-ブチルメチル
エーテルで洗浄し、100 mlの水中で撹拌した。 相分離
した後、水相をエーテル50 mlで２回、25 mlで１回抽出
した。 溶剤を回転蒸発器で除去し、残留物を減圧蒸留
し、99.5%の３−アミノクロトンニトリル5.7gを、収量5
3.3%で得た。 濾液からは、ヘキサメチルジシラザンが
分別蒸留により、95%までの収量で回収された。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペーター ルッペン スイス国 カントン・ヴァリス ヴィス プ ミューラッカーシュトラーセ １ (56)参考文献 米国特許3290355（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C07C 253/30 C07C 255/30

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強塩基の存在下におけるアセトニトリル
   の脱プロトン化反応、３−アミノクロトンニトリルの塩
   形成反応、およびその塩の加水分解反応の諸工程を含
   む、アセトニトリルの二量体化による３−アミノクロト
   ンニトリルの製造方法において、液体アンモニアの存在
   下に強塩基としてナトリウムアミドを使用して脱プロト
   ン化を行なうことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 脱プロトン化を、常圧下、-32℃〜-75℃
   の液体アンモニアの温度で行なうことを特徴とする請求
   項１の方法。
3. 【請求項３】 二量体化に関して、アセトニトリル対ナ
   トリウムアミドのモル比を２対１に維持することを特徴
   とする請求項１または２の方法。
4. 【請求項４】 ３−アミノクロトンニトリルの塩形成
   を、-5℃〜+35℃で、不活性溶剤の存在下に行なうこと
   を特徴とする請求項１〜３のいずれかの方法。
5. 【請求項５】 不活性溶剤としてトルエンを使用するこ
   とを特徴とする請求項４の方法。
6. 【請求項６】 加水分解を既知の方法に従って水を加え
   ることにより行なうことを特徴とする請求項１〜５のい
   ずれかの方法。
7. 【請求項７】 ナトリウムアミドを二量体化に先立って
   その場で、既知の方法により、液体アンモニアによるナ
   トリウムの触媒変換により調製することを特徴とする請
   求項１〜６のいずれかの方法。
8. 【請求項８】 二量体化を含む反応工程を、中間工程を
   独立させることなく行なうことを特徴とする請求項１〜
   ７のいずれかの方法。