專利名稱：制備4－羥基苯胺的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過使2，3-二取代的酚類化合物與重氮鹽反應(yīng)隨后還原來制備2，3-二取代的4-羥基苯胺的方法。
2，3-二取代的4-羥基苯胺是制備農(nóng)作物保護(hù)劑的重要中間體并被描述于DE-4040 853中。
現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了一種新的制備2，3-二取代的4-羥基苯胺的方法，它具有很高和可再現(xiàn)的產(chǎn)率、簡單的純化和后處理步驟和溫和的反應(yīng)條件，并且在制備過程中不生成副產(chǎn)物和非活性異構(gòu)體。
因此，本發(fā)明提供式(I)化合物的制備方法，式(I)化合物為
式中，X和Y各自獨(dú)立地代表鹵素、烷氧基和CN；該方法包括a)使式(II)酚與式(III)重氮鹽反應(yīng)，式(II)為
式中X和Y定義如上；式(III)為
式中，n代表一個(gè)0-5的數(shù)字；Z代表鹵素、烷基、硝基、羧基、氰基和SO3H，當(dāng)n≥2時(shí)，Z可選地具有不同的意義；A-代表抗衡離子；b)隨后將可從步驟a)獲得的式(IV)二氮烯
還原得到目標(biāo)化合物。
過程步驟a)最好通過將式(III)重氮鹽的溶液加入式(II)酚的水溶液中進(jìn)行。反應(yīng)在0-50℃的溫度、優(yōu)選0-20℃的溫度下進(jìn)行。溶液的pH值最好比式(II)酚的pK值高。
然后，用無機(jī)酸將混合物的pH值調(diào)節(jié)至≤7，用不與水混溶的有機(jī)溶劑例如乙酸乙酯或丁醇提取式(IV)二氮烯。
過程步驟b)最好通過在惰性溶劑例如優(yōu)選水、醇類化合物(例如甲醇、乙醇或丁醇)、碳?xì)浠衔?例如甲苯或二氧六環(huán))、吡啶、二甲基甲酰胺或這些溶劑的混合物的存在下將過程步驟a)獲得的式(IV)二氮烯氫化來進(jìn)行。
最好將步驟a)獲得的反應(yīng)溶液直接用于步驟b)的反應(yīng)，不必進(jìn)一步純化。
氫化優(yōu)選用氫氣或肼在催化劑存在下，必要時(shí)在輔劑的存在下，或者使用金屬或金屬鹽在酸存在下，或者用連二硫酸鈉或鹽酸來進(jìn)行。如果需要，可以在氫化之前用無機(jī)酸將反應(yīng)溶液中和(pH≈7)。
氫化特別是催化劑和助劑的優(yōu)選實(shí)施方案被描述于DE-4 428 535中(通過引用并入本文)。最好在催化劑存在下進(jìn)行催化氫化，其特征在于氫化是在液相中進(jìn)行的，并且是在包括選自鎳、鈷和貴金屬的至少一種金屬或一種金屬化合物的催化劑存在下并且在至少一種式(V)的硫代化合物存在下進(jìn)行的。式(V)如下R1-S(O)n-R2(V)式中，R1和R2各自獨(dú)立地代表直鏈或支鏈C1-C12烷基、羥基C1-C12烷基、羧基C1-C12烷基或苯基，R11還可以代表氫或CO-C1-C12烷基，R1和R2也可以一起代表-CH＝CH-CH＝CH-，-(CH2)4-，-(CH2)5-或-(CH2)2-X-(CH2)2，其中X＝氧或硫并且n代表0或1。
優(yōu)選的式(V)硫化合物是其中R1或R2相同并且代表羥基C1-C6烷基的那些化合物。非常特別優(yōu)選二(2-羥基乙基)硫醚。
適宜的用于催化劑的貴金屬是例如銣、銠、鈀、鋨、銥和鉑。優(yōu)選鉑。在載體上可選地載有鎳、鈷、貴金屬或其化合物。優(yōu)選的載體材料是碳。
催化劑的量并不重要，并且可以在很寬的范圍內(nèi)改變。例如，基于所用的式(IV)化合物計(jì)，為0.02-3％(重量)、優(yōu)選0.1-1％(重量)貴金屬催化劑。
式(V)硫化合物與催化劑的重量比可以是例如0.001-0.125∶1。重量比優(yōu)選0.0025-0.025∶1，特別優(yōu)選0.005-0.0125∶1。
式(V)硫化合物可以單獨(dú)使用或者與其它各化合物混合使用。優(yōu)選使用溶液形式的硫化合物。可以例如以在水或甲苯中的0.01-1％(重量)濃度溶液的形式加到反應(yīng)混合物中。也可以在反應(yīng)之前將硫化合物與催化劑混合。
氫化特別優(yōu)選用氫氣或水合肼在阮內(nèi)鎳和二(2-羥基乙基)硫醚存在下進(jìn)行，或者用鐵粉或鋅粉在鹽酸存在下進(jìn)行。
反應(yīng)溫度優(yōu)選為0-150℃、特別是10-50℃。反應(yīng)優(yōu)選在1-100巴、特別是1-20巴的壓力下進(jìn)行。
后處理是用常規(guī)方法進(jìn)行的，最好是將可能仍然存在的溶劑和苯胺蒸除，通過加入無機(jī)酸或堿將pH值調(diào)節(jié)至適當(dāng)?shù)闹?pH＝羥基苯胺的等電點(diǎn))并且通過用例如水或甲苯之類的惰性溶劑將粗產(chǎn)物洗滌或重結(jié)晶。
可以將回收的苯胺循環(huán)送入過程中。
相對于1摩爾酚化合物，重氮鹽的用量為1-0.5摩爾。氫氣的用量通常為重氮鹽化合物的兩倍摩爾量，也可以使用過量。金屬和無機(jī)酸的用量至少分別為二氮烯化合物或金屬的兩倍摩爾量。
優(yōu)選使用X和Y各自獨(dú)立地代表氯、溴、氟甲氧基、乙氧基和CN的式(II)化合物。
特別優(yōu)選使用X代表氯且Y代表氯的式(II)化合物。
優(yōu)選使用定義如下的式(III)化合物n代表數(shù)字0，1，2或3；Z代表氯、氟、溴、硝基、羧基、氰基、SO3H、甲基和乙基，當(dāng)n≥2時(shí)，Z可選地具有不同的意義。
特別優(yōu)選使用n代表0的式(III)化合物。
式(III)化合物是用常規(guī)方法獲得的，例如通過在惰性無機(jī)酸(例如15％濃度的鹽酸)中、在0-10℃下使1摩爾式(IIIa)的苯胺
(式中Z定義同上)與1-5摩爾、優(yōu)選1.5-2摩爾亞硝酸化合物(例如優(yōu)選NaNO2)反應(yīng)來獲得。
本發(fā)明的方法能夠以良好的收率和高選擇性和純度提供2，3-二取代的4-羥基苯胺。令人非常驚訝的是，在過程的步驟a)中，對于給定的取代類型，反應(yīng)僅在OH基團(tuán)的對位發(fā)生。
本申請還提供可以通過步驟a)獲得的、X，Y，Z和n定義同上的式(IV)化合物。
下面的實(shí)施例用來說明本發(fā)明。本發(fā)明并不受這些實(shí)施例的限制。實(shí)施例1將50毫升鹽酸水溶液(15％)和9.8克(0.105摩爾)苯胺加到裝有內(nèi)部溫度計(jì)和磁力攪拌器的100毫升兩頸燒瓶中，在0-5℃下，滴加7.6克(0.11摩爾)NaNO2在12毫升水中的溶液。10分鐘后，將該重氮鹽溶液于5-10℃加到16.3克(0.1毫升)2，3-二氯苯酚和20克(0.5摩爾)NaOH在200毫升水中的溶液中。讓混合物溫?zé)嶂潦覝?，再攪?小時(shí)，用鹽酸水溶液中和，用乙酸乙酯(3×100毫升)提取，將合并的有機(jī)相用氯化鈉溶液洗滌并用硫酸鈉干燥，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器蒸除溶劑。得到31.8克(2，3-二氯-4-羥基苯基)苯二氮烯。
用200毫升甲苯和10毫升甲醇重結(jié)晶得到25.8克(理論值的96.6％)純二氮烯(熔點(diǎn)277-279℃)。實(shí)施例2在一個(gè)裝有內(nèi)部溫度計(jì)、攪拌器和氣體入口的500毫升三頸燒瓶中，在溫和攪拌下將31.8克(0.1毫升)得自實(shí)施例1的未純化(2，3-二氯-4-羥基苯基)苯二氮烯溶于350毫升甲醇中。用氬氣吹掃燒瓶，然后加入5克阮內(nèi)鎳和25微升二(2-羥基乙基)硫醚。在室溫下，然后以大約1巴的壓力用2.5小時(shí)加入4640毫升(0.2摩爾)氫氣。將反應(yīng)混合物與少量活性炭混合，再攪拌15分鐘，用硅膠床過濾。蒸餾除去溶劑得到28.3克粗產(chǎn)物。將粗產(chǎn)物與100毫升甲苯共熱，吸濾并干燥固體，可以分離出17.0克(理論值的95.5％)純4-羥基-2，3-二氯苯胺(熔點(diǎn)148-150℃)。實(shí)施例3在裝有內(nèi)部溫度計(jì)和攪拌器的50毫升兩頸燒瓶中，在溫和攪拌下，將3.18克(0.01摩爾)從實(shí)施例獲得的未純化的(2，3-二氯-4-羥基苯基)苯基二氮烯溶解在20毫升甲醇中。加入1.12克(0.02毫升)鐵粉，在室溫下，緩慢滴加2.5毫升(0.04摩爾)濃鹽酸水溶液。將懸浮液在室溫下攪拌30分鐘，然后用NaOH中和并用乙酸乙酯(3×10毫升)提取。將合并的有機(jī)相用硫酸鈉干燥，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器蒸除溶劑，得到32.01克粗產(chǎn)物。用10毫升甲苯共熱，吸濾并干燥固體，可以分離得到1.62克(理論值的91.0％)純4-羥基-2，3-二氯苯胺(熔點(diǎn)148-150℃)。實(shí)施例4將50毫升鹽酸水溶液(15％)和17.0克(0.105摩爾)2，3-二氯苯胺加到裝有內(nèi)部溫度計(jì)和磁力攪拌器的100毫升兩頸燒瓶中，在0-5℃下，滴加7.6克(0.11摩爾)NaNO2在12毫升水中的溶液。10分鐘后，將該重氮鹽溶液于5-10℃加到16.3克(0.1毫升)2，3-二氯苯酚和20克(0.5摩爾)NaOH在200毫升水中的溶液中。讓混合物溫?zé)嶂潦覝?，再攪?小時(shí)，用鹽酸水溶液中和，用乙酸乙酯(3×100毫升)提取，將合并的有機(jī)相通過硅藻土過濾，用氯化鈉溶液洗滌并用硫酸鈉干燥，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器蒸除溶劑。得到28.9克(理論值的86％)純(2，3-二氯-4-羥基苯基)-2，3-二氯苯基二氮烯(熔點(diǎn)197-199℃)。實(shí)施例5將50毫升鹽酸水溶液(15％)和18.1克(0.105摩爾)SSSS加到裝有內(nèi)部溫度計(jì)和磁力攪拌器的100毫升兩頸燒瓶中，在0-5℃下，滴加7.6克(0.11摩爾)NaNO2在12毫升水中的溶液。1小時(shí)后，將該重氮鹽溶液于5-10℃加到16.3克(0.1毫升)2，3-二氯苯酚和20克(0.5摩爾)NaOH在200毫升水中的溶液中。讓混合物溫?zé)嶂潦覝?，再攪?小時(shí)，用鹽酸水溶液中和，用吸濾器吸濾出沉淀的固體。用200毫升甲苯和20毫升甲醇重結(jié)晶得到26.3克(理論值的83.5％)純(2，3-二氯-4-羥基苯基)-4-磺基苯基二氮烯。實(shí)施例6將25毫升鹽酸水溶液(15％)和4.9克(0.0525摩爾)苯胺加到裝有內(nèi)部溫度計(jì)和磁力攪拌器的100毫升兩頸燒瓶中，在0-5℃下，滴加3.8克(0.055摩爾)NaNO2在6毫升水中的溶液。10分鐘后，將該重氮鹽溶液于5-10℃加到8.15克(0.05摩爾)2，3-二氯苯酚和10克(0.25摩爾)NaOH在100毫升水中的溶液中。讓混合物溫?zé)嶂潦覝?，再攪?小時(shí)，用鹽酸水溶液中和(pH＝7)。在一個(gè)裝有內(nèi)部溫度計(jì)、攪拌器和氣體入口的500毫升三頸燒瓶中，該溶液與300毫升甲醇混合、2.5克阮內(nèi)鎳和15微升二(2-羥基乙基)硫醚混合，用氬氣吹掃燒瓶。在40-50℃下，然后以大約1巴的壓力用1.5小時(shí)加入2300毫升(0.1摩爾)氫氣。將反應(yīng)混合物與少量活性炭混合，再攪拌15分鐘，用硅膠床過濾。蒸餾除去甲醇，從水溶液沉淀出純的4-羥基-2，3-二氯苯胺沉淀物，收率為83％。實(shí)施例7將25毫升鹽酸水溶液(15％)和4.9克(0.0525摩爾)苯胺加到裝有內(nèi)部溫度計(jì)和磁力攪拌器的100毫升兩頸燒瓶中，在0-5℃下，滴加3.8克(0.055摩爾)NaNO2在6毫升水中的溶液。10分鐘后，將該重氮鹽溶液于5-10℃加到8.15克(0.05摩爾)2，3-二氯苯酚和10克(0.25摩爾)NaOH在100毫升水中的溶液中。讓混合物溫?zé)嶂潦覝兀贁嚢?小時(shí)，用鹽酸水溶液中和(pH＝7)。在一個(gè)裝有內(nèi)部溫度計(jì)、攪拌器和氣體入口的500毫升三頸燒瓶中，該溶液與300毫升甲醇混合、2.5克阮內(nèi)鎳和15微升二(2-羥基乙基)硫醚混合，用氬氣吹掃燒瓶。在40-50℃下，然后以大約1巴的壓力用1.5小時(shí)加入2300毫升(0.1摩爾)氫氣。將反應(yīng)混合物與少量活性炭混合，再攪拌15分鐘，用硅膠床過濾，用鹽酸水溶液將pH值調(diào)節(jié)至5.7。蒸餾除去甲醇，從水溶液沉淀出8.4克(理論值的94.4％)純的4-羥基-2，3-二氯苯胺沉淀物。實(shí)施例8將50毫升鹽酸水溶液(15％)和9.3克(0.1摩爾)苯胺加到裝有內(nèi)部溫度計(jì)和磁力攪拌器的250毫升兩頸燒瓶中，在0-5℃下，滴加7.3克(0.105摩爾)NaNO2在22毫升水中的溶液。30分鐘后，將該重氮鹽溶液于5-10℃加到16.4克(0.1摩爾)2，3-二氯苯酚和12.4克(0.31摩爾)NaOH在100毫升水中的溶液中。讓懸浮液溫?zé)嶂潦覝?，再攪?小時(shí)，然后加入0.5克阮內(nèi)鎳。然后在40-50℃下用2小時(shí)的時(shí)間加入6克(0.06摩爾)水合肼。添加完畢后，繼續(xù)攪拌1小時(shí)，將溶液用硅膠床過濾。在冷卻下用20％濃度的HCl將溶液的pH值調(diào)節(jié)至5.7。將沉淀的固體用50毫升水和50毫升甲苯洗滌并干燥。得到16.8克(理論值的94.3％)純鐘，用硅膠床過濾。蒸餾除去甲醇，從水溶液沉淀出純的2，3-二氯-4-羥基苯胺。實(shí)施例9將20毫升鹽酸水溶液(15％)和3.7克(0.04摩爾)苯胺加到裝有內(nèi)部溫度計(jì)和磁力攪拌器的100毫升兩頸燒瓶中，在0-5℃下，滴加2.9克(0.042摩爾)NaNO2在5毫升水中的溶液。10分鐘后，將該重氮鹽溶液于5-10℃加到5.0克(0.038摩爾)2，3-二氟苯酚和6.1克(0.152摩爾)NaOH在60毫升水中的溶液中。讓混合物溫?zé)嶂潦覝兀贁嚢?小時(shí)，用鹽酸水溶液中和，用乙酸乙酯(3×50毫升)提取，將合并的有機(jī)相用氯化鈉溶液洗滌并用硫酸鈉干燥，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器蒸除溶劑。得到8.4克(理論值的94.5％)(2，3-二氟-4-羥基苯基)苯基二氮烯(熔點(diǎn)141℃)。實(shí)施例10在裝有內(nèi)部溫度計(jì)的100毫升三頸燒瓶中，在室溫下，將3.5克(0.015摩爾)(2，3-二氟-4-羥基苯基)苯基二氮烯溶解在30毫升的甲醇中。用氬氣吹掃燒瓶。然后加入1.5克阮內(nèi)鎳和25微升二(2-羥基乙基)硫醚。然后在室溫下以大約1巴的壓力加入692毫升氫氣(0.03摩爾)。將反應(yīng)混合物與活性炭混合，再攪拌15分鐘，用硅膠床過濾。蒸餾除去溶劑，殘余物用正丁烷洗滌，得到2.0克(理論值的91.9％)4-羥基-2，3-二氟苯胺。
權(quán)利要求
1.制備式(I)化合物的方法，式(I)化合物為
式中，X和Y各自獨(dú)立地代表鹵素、烷氧基和CN；該方法包括a)使式(II)酚與式(III)重氮鹽反應(yīng)，式(II)為
式中X和Y定義如上；式(III)為
式中，n代表一個(gè)0-5的數(shù)字；Z代表鹵素、烷基、硝基、羧基、氰基和SO3H，當(dāng)n≥2時(shí)，Z可選地具有不同的意義；A-代表抗衡離子；b)隨后將可從步驟a)獲得的式(IV)二氮烯
還原得到目標(biāo)化合物。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于步驟a)的反應(yīng)是在0-50℃的溫度下在含水介質(zhì)中進(jìn)行的。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于步驟b)的還原過程是在惰性溶劑存在下通過氫化進(jìn)行的。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于氫化是用氫氣或水合肼在輔劑的存在下于0-150℃進(jìn)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于使用X和Y各自獨(dú)立地代表氯、溴、氟甲氧基、乙氧基和CN的式(II)化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于使用定義如下的式(III)化合物n代表一個(gè)0，1，2或3的數(shù)字；Z代表氯、氟、溴、硝基、羧基、氰基、SO3H、甲基和乙基，當(dāng)n≥2時(shí)，Z可選地具有不同的意義。
7.式(IV)化合物
式中，X和Y各自獨(dú)立地代表鹵素、烷氧基和CN；n代表一個(gè)0-5的數(shù)字；Z代表鹵素、烷基、NO、羧基和SO3H，當(dāng)n≥2時(shí)，Z可選地具有不同的意義。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的化合物，其中X和Y各自獨(dú)立地代表氯、溴、氟、甲氧基、乙氧基、CN和硝基；n代表數(shù)字0，1，2或3；Z代表氯、氟、溴、硝基、CN、羧基、SO3H、甲基和乙基，當(dāng)n≥2時(shí)，Z可選地具有不同的意義。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的化合物，其中X代表氯；Y代表氯；n代表數(shù)字0，1，2或3；Z代表氯、氟、溴、硝基、CN、羧基、SO3H、甲基和乙基，當(dāng)n≥2時(shí)，Z可選地具有不同的意義。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的化合物，其中n代表數(shù)字0。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的化合物，其中X和Y各自獨(dú)立地代表氟；n代表數(shù)字0，1，2或3；Z代表氯、氟、溴、硝基、CN、羧基、SO3H、甲基和乙基，當(dāng)n≥2時(shí)，Z可選地具有不同的意義。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的化合物，其中n代表數(shù)字0。
13.制備式(IV)化合物的方法，式(IV)如下
式中，X，Y，Z和n各自定義如權(quán)利要求7，其特征在于將式(II)酚與式(III)重氮鹽反應(yīng)，式(II)和(III)如下
式中，X和Y定義同上；n代表數(shù)字0-5；Z代表鹵素、烷基、硝基、CN、羧基和SO3H；當(dāng)n≥2時(shí)，Z可選地具有不同的意義；A-代表抗衡離子。
全文摘要
本發(fā)明描述了通過使酚類化合物與重氮鹽反應(yīng)隨后還原來制備4－羥基苯胺的方法。
文檔編號C07C309/46GK1180696SQ97114560
公開日1998年5月6日 申請日期1997年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月8日
發(fā)明者A·胡帕茲, K·斯坦貝克, U·斯泰爾澤, R·蘭齊徹, H·塞弗特 申請人:拜爾公司