(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（II）で表される原料有機化合物、金属触媒及び反応溶媒の混合液中に、水素ガスを吹き込み管を通じて吹き込んで、該原料有機化合物を常圧乃至加圧下で水素添加して反応溶媒に難溶な固体の式（I）で表される生成有機化合物を製造する方法であって、混合液中に吹き込む水素ガスが、前記反応溶媒と同一又は異なった反応に不活性な溶媒で増湿されたガスであることを特徴とする水素添加反応方法。
0003582337.tif 000008
（式中、Ｘは水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキル基、アルコキシアルキル基、カルボキシ基又はアシルアミノ基を表し、Ｙは水素原子、ヒドロキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシ基又はアルキル基を表し、Ｚは水素原子、フェノキシ基又はアシル基を表すが、上記のアシル基のフェニル及び、フェノキシ基は、それぞれ、ニトロ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキル基、アルコキシアルキル基、カルボキシ基又はヒドロキシ基で置換されていてもよい。）
【請求項２】
式（IV）で表される原料有機化合物、金属触媒及び反応溶媒の混合液中に、水素ガスを吹き込み管を通じて吹き込んで、該原料有機化合物を常圧乃至加圧下で水素添加して反応溶媒に難溶な固体の式（III）で表される生成有機化合物を製造する方法であって、混合液中に吹き込む水素ガスが、前記反応溶媒と同一又は異なった反応に不活性な溶媒で増湿されたガスであることを特徴とする水素添加反応方法。
0003582337.tif 000009
（式中、Ｚ1 はハロゲン原子を表し、Ｙ1 は水素原子、ヒドロキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシ基、アルキル基又はアシルアミノ基を表し、Ｘ1 は水素原子、フェノキシ基又はアシル基を表すが、上記のアシル基のフェニル及びフェノキシ基は、それぞれ、アミノ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキル基、アルコキシアルキル基、カルボキシ基又はヒドロキシ基で置換されていてもよい。）
【請求項３】
反応溶媒に難溶な固体である前記原料有機化合物（II）、金属触媒及び反応溶媒の混合液中に、水素ガスを吹き込み管を通じて吹き込んで、該原料有機化合物（II）を常圧乃至加圧下で水素添加して前記生成有機化合物（I）を製造する方法であって、混合液中に吹き込む水素ガスが、前記反応溶媒と同一又は異なった反応に不活性な溶媒で増湿されたガスであることを特徴とする水素添加反応方法。
【請求項４】
反応溶媒に難溶な固体である前記原料有機化合物（IV）、金属触媒及び反応溶媒の混合液中に、水素ガスを吹き込み管を通じて吹き込んで、該原料有機化合物（III）を常圧乃至加圧下で水素添加して前記生成有機化合物（IV）を製造する方法であって、混合液中に吹き込む水素ガスが、前記反応溶媒と同一又は異なった反応に不活性な溶媒で増湿されたガスであることを特徴とする水素添加反応方法。
【請求項５】
反応溶媒が、有機溶媒と水との混合溶液である請求項１〜４のいずれかに記載の反応方法。
【請求項６】
原料有機化合物が、ハロゲン置換ニトロフェノール類である請求項１、３又は５に記載の反応方法。
【請求項７】
原料有機化合物が、ハロゲン置換アミノフェノール類である請求項２、４又は５に記載の反応方法。
【請求項８】
金属触媒が、Ｐｄ−Ｃである請求項１〜７のいずれかに記載の反応方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、水素添加反応方法に関し、詳しくは金属触媒の存在下に常圧乃至加圧下で、原料有機化合物を接触水素添加反応させる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、Ｐｄ−Ｃ等の金属触媒、ニトロジフェニルエーテル類等の原料有機化合物及び反応溶媒の混合液を接触水素添加により還元して、アミノジフェニルエーテル類等の生成有機化合物を製造する方法は公知であり、オートクレーブを用いて３０〜４０ｋｇ／ｃｍ２  Ｇの条件で接触水素添加反応が行われている。（特公平２−２７９８１号公報を参照）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、還元反応において、接触水素添加を水素加圧下で行うと反応の進行が速くなる。しかしながら、接触水素添加を加圧下で行っても、原料有機化合物が反応溶媒に難溶な固体の場合並びに、前記接触水素添加を常圧で行う場合は、反応の進行が遅くなり、工業的な見地からは必ずしも好ましいものではない。
【０００４】
そこで、本発明者は、金属触媒、原料有機化合物及び反応溶媒の混合液中に吹き込み管を用いて水素ガスを吹き込んで、常圧乃至加圧下で水素添加する方法を試みたが、この場合、原料有機化合物及び／又は生成有機化合物が反応溶媒に難溶な固体であると、反応器内における吹き込み管の気液界面付近で、水素ガスの吹き込みに基づく乾燥によって、原料有機化合物及び／又は生成有機化合物の固体が析出し、吹き込み管が閉塞してしまうという問題点を見いだした。
【０００５】
本発明者は、この問題点を解決すべく鋭意研究した結果、反応溶媒中に吹き込む水素ガスが、前記反応溶媒と同一又は異なった反応に不活性な溶媒で増湿されたガスであると、上記吹き込み管内の気液界面付近においても、原料有機化合物及び／又は生成有機化合物の固体が析出しないことを見いだして、本発明を完成した。
【０００６】
即ち、本発明は、（i）  式（II）で表される原料有機化合物、金属触媒及び反応溶媒の混合液中に、水素ガスを吹き込み管を通じて吹き込んで、該原料有機化合物を常圧乃至加圧下で水素添加して反応溶媒に難溶な固体の式（I）で表される生成有機化合物を製造する方法であって、混合液中に吹き込む水素ガスが、前記反応溶媒と同一又は異なった反応に不活性な溶媒で増湿されたガスであることを特徴とする水素添加反応方法、
0003582337.tif 000002
（式中、Ｘは水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキル基、アルコキシアルキル基、カルボキシ基又はアシルアミノ基を表し、Ｙは水素原子、ヒドロキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシ基又はアルキル基を表し、Ｚは水素原子、フェノキシ基又はアシル基を表すが、上記のアシル基のフェニル及び、フェノキシ基は、それぞれ、ニトロ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキル基、アルコキシアルキル基、カルボキシ基又はヒドロキシ基で置換されていてもよい。）
（ii）式（IV）で表される原料有機化合物、金属触媒及び反応溶媒の混合液中に、水素ガスを吹き込み管を通じて吹き込んで、該原料有機化合物を常圧乃至加圧下で水素添加して反応溶媒に難溶な固体の式（III）で表される生成有機化合物を製造する方法であって、混合液中に吹き込む水素ガスが、前記反応溶媒と同一又は異なった反応に不活性な溶媒で増湿されたガスであることを特徴とする水素添加反応方法
0003582337.tif 000003
（式中、Ｚ1 はハロゲン原子を表し、Ｙ1 は水素原子、ヒドロキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシ基、アルキル基又はアシルアミノ基を表し、Ｘ1 は水素原子、フェノキシ基又はアシル基を表すが、上記のアシル基のフェニル及びフェノキシ基は、それぞれ、アミノ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキル基、アルコキシアルキル基、カルボキシ基又はヒドロキシ基で置換されていてもよい。）
（iii）反応溶媒に難溶な固体である前記原料有機化合物（II）、金属触媒及び反応溶媒の混合液中に、水素ガスを吹き込み管を通じて吹き込んで、該原料有機化合物（II）を常圧乃至加圧下で水素添加して前記生成有機化合物（I）を製造する方法であって、混合液中に吹き込む水素ガスが、前記反応溶媒と同一又は異なった反応に不活性な溶媒で増湿されたガスであることを特徴とする水素添加反応方法、及び
（iv）反応溶媒に難溶な固体である前記原料有機化合物（IV）、金属触媒及び反応溶媒の混合液中に、水素ガスを吹き込み管を通じて吹き込んで、該原料有機化合物（III）を常圧乃至加圧下で水素添加して前記生成有機化合物（IV）を製造する方法であって、混合液中に吹き込む水素ガスが、前記反応溶媒と同一又は異なった反応に不活性な溶媒で増湿されたガスであることを特徴とする水素添加反応方法
を提供するものである。
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられる原料有機化合物は、金属触媒の存在下に、水素ガスを混合液中に吹き込み管を通じて吹き込んで常圧乃至加圧下で水素添加する際に、反応溶媒に難溶な固体の生成有機化合物を製造することができる化合物であるか、又は、原料有機化合物自体が反応溶媒に難溶な固体の化合物であればよいが、このような有機化合物と反応溶媒の組合せは、水素添加反応の温度において、原料有機化合物及び生成有機化合物の少なくともいずれか一方が反応溶媒に完溶していない場合が挙げられる。
【０００９】
上記原料有機化合物の具体例としては、例えば、一般式（ＩＩ）
【００１０】
【化１】
0003582337.tif 000004
【００１１】
（式中、Ｘは水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキル基、アルコキシアルキル基、カルボキシ基又は、アルキルカルボニルアミノやフェニルカルボニルアミノのようなアシルアミノ基を表し、Ｙは水素原子、ヒドロキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシ基又はアルキル基を表し、Ｚは水素原子、フェノキシ基又は、アルキルカルボニルやフェニルカルボニルのようなアシル基を表すが、上記のフェニルカルボニルやフェニルカルボニルアミノのフェニル及び、フェノキシ基は、それぞれ、ニトロ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキル基、アルコキシアルキル基、カルボキシ基又はヒドロキシ基で置換されていてもよい。）
で示される芳香族ニトロ化合物等や、一般式（ＩＶ）
【００１２】
【化２】
0003582337.tif 000005
【００１３】
（式中、Ｚ１  はハロゲン原子を表し、Ｙ１  は水素原子、ヒドロキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシ基、アルキル基又は、アルキルカルボニルアミノやフェニルカルボニルアミノのようなアシルアミノ基を表し、Ｘ１  は水素原子、フェノキシ基又は、アルキルカルボニルやフェニルカルボニルのようなアシル基を表すが、上記のフェニルカルボニルやフェニルカルボニルアミノのフェニル及び、フェノキシ基は、それぞれ、アミノ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキル基、アルコキシアルキル基、カルボキシ基又はヒドロキシ基で置換されていてもよい。）
で示される芳香族アミノ化合物等が挙げられる。
【００１４】
このような芳香族ニトロ化合物や芳香族アミノ化合物の中でも、ハロゲン置換ニトロフェノール類又はハロゲン置換アミノフェノール類等のフェノール類が好ましく使用される。原料有機化合物としてハロゲン置換ニトロフェノール類を用いる場合は、水素添加反応の条件を適宜設定することにより、ニトロ基のみを選択的に還元してハロゲン置換アミノフェノール類を得ることもできるし、ニトロ基の還元と脱ハロゲン化を同時に又は段階的に行って置換フェノール類を得ることもできる。後者の場合はハロゲン化水素が副生して、生成する置換アミノフェノール類はハロゲン化水素の塩として得られる。この置換アミノフェノール類を単離したいときは、該ハロゲン化水素の塩をアルカリで中和すればよい。
【００１５】
又、原料有機化合物としてハロゲン置換アミノフェノール類を用いる場合は、脱ハロゲン化により置換フェノール類が生成すると同時にハロゲン化水素が副生して、生成する置換フェノール類はハロゲン化水素の塩として得られる。該生成置換フェノール類を単離するときは、置換アミノフェノール類の場合と同様にアルカリで中和すればよい。
【００１６】
本発明における生成有機化合物は、金属触媒の存在下に、水素ガスを上記混合液中に吹き込み管を通じて吹き込んで、常圧乃至加圧下で水素添加する際に、原料有機化合物から製造される反応溶媒に難溶な固体の化合物であるか、又は、反応溶媒に難溶な固体の原料有機化合物から製造される化合物であり、このような有機化合物と反応溶媒の組合せは、水素添加反応の温度において、原料有機化合物及び生成有機化合物の少なくともいずれか一方が反応溶媒に完溶していない場合が挙げられる。
【００１７】
上記生成有機化合物の具体例としては、例えば、一般式（Ｉ）
【００１８】
【化３】
0003582337.tif 000006
【００１９】
（式中、Ｘ、Ｙ及びＺは上記の意味を有する。）
で示される芳香族アミノ化合物等や、一般式（ＩＩＩ）
【００２０】
【化４】
0003582337.tif 000007
【００２１】
（式中、Ｘ１  及びＹ１  は上記の意味を有する。）
で示される芳香族アミノ化合物等が挙げられる。
【００２２】
本発明において用いられる金属触媒としては、水素ガスを上記混合液中に吹き込み管を通じて吹き込んで常圧乃至加圧下で水素添加するに際し、原料有機化合物から反応溶媒に難溶な固体の生成有機化合物を製造することができるか、又は反応溶媒に難溶な固体の原料有機化合物から生成有機化合物を製造することができるものであればよく、特に制限されないが、例えば、ラネーニッケル、ラネーコバルト、酸化白金、白金、パラジウム、塩化パラジウム、水酸化パラジウム及びロジウム等の周期律表第ＶＩＩＩ族の金属或いは該金属の化合物を水素添加反応の活性成分とする触媒を挙げることができる。これらの活性成分は種々の担体、例えばアルミナ、ケイソウ土、活性炭、無機物或いは有機物からなる繊維、炭酸カルシウム、シリカ、シリカ−アルミナ、硫酸バリウム、酸化チタン等の金属酸化物或いは金属の塩或いは有機高分子状樹脂に担持して使用してもよいし、或いは活性成分だけを単独使用することもできる。これらの触媒の中ではＰｄ−ＣやＰｔ−Ｃ等が好ましく、殊にＰｄ−Ｃが特に好ましい。このような好ましい触媒中のＰｄやＰｔ等の含有量は、通常、０．５  〜１０重量％の範囲にあるのがよい。
【００２３】
金属触媒の使用量は、活性成分換算で、原料有機化合物１００  重量部に対して、通常０．００１  〜１０重量部であり、経済的見地から、好ましくは０．００５  〜１重量部であり、より好ましくは０．００５  〜０．５  重量部である。
【００２４】
本発明において用いられる反応溶媒としては、例えば、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロロエタン、ヘキサクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサン、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジフェニルエーテル、メチルエチルエーテル等のエーテル類、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール等のアルコール類、酢酸エチル、酢酸ｎ−アミル、乳酸エチル等のエステル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン等の脂肪族炭化水素類及びシクロヘキサン、デカリン等の脂環式炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、フェニルメチルケトン等のケトン類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、酢酸などのような反応に不活性な有機溶媒や、水が挙げられる。これらの反応溶媒は２種以上の混合物であってもよく、又、有機溶媒と水との混合物であってもよい。特に好ましい反応溶媒は、アルコール類及び、１種又は２種以上の有機溶媒と水との混合溶液である。
【００２５】
これらの反応溶媒の使用量は、原料有機化合物１００  重量部に対して、通常５０〜１０００重量部であり、好ましくは１００  〜６００  重量部である。
又、水素ガスを増湿するための反応に不活性な溶媒としては、前記反応溶媒と同一でも、異なっていてもよく、特に限定されない。
【００２６】
反応に不活性な溶媒で増湿された水素ガスを得る方法としては特に限定されないが、例えば、▲１▼乾燥水素ガス中に反応に不活性な溶媒の蒸気を混入させる方法、▲２▼乾燥水素ガス中に高湿度の水素ガス（反応に不活性な溶媒で湿った水素ガス）を混入させる方法や、▲３▼乾燥水素ガスと反応に不活性な溶媒の液とを直接、接触させる方法等が挙げられる。
【００２７】
これらの方法の中では最後の方法▲３▼が最も好ましい。この方法の具体例としては、例えば図１に示すように、攪拌下又は非攪拌下に貯留タンク（Ｔ）中の反応溶媒（Ｓ）に水素ガス及び、必要に応じて、水素ガスと窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスとの混合気体を吹き込む方法などが挙げられる。
反応に不活性な溶媒による増湿は、水素ガスが反応溶媒等の反応に不活性な溶媒で飽和乃至過飽和される迄行うことが、好ましい。
【００２８】
本発明の方法において該水素添加反応を実施するに当たっては、水素導入口と攪拌装置を具備したものであるならば、どのような反応器を使用してもよい。
原料有機化合物及び前記反応溶媒からなる混合物と該混合物に懸濁した金属触媒を、水素と接触させる方法としては、通常知られている攪拌の方法を用いることができる。具体的には、攪拌羽根を回転させたり或いは振動させたりする攪拌羽根方式、或いは超音波によって液自体を振動或いは流動させることによって攪拌する方式等の方法を採用することができる。
【００２９】
特に、上記（ｉｉ）のような原料有機化合物が反応溶媒に難溶な固体化合物である場合、該化合物は反応溶媒中に微分散状態となっていることが好ましく、通常は攪拌羽根方式が採用される。
反応温度は、通常、原料有機化合物や金属触媒の種類及び使用量、さらには圧力等により異なるが、好ましくは常温乃至反応溶媒の沸点未満の範囲、殊に１５〜１５０  ℃であり、反応時の圧力は、常圧乃至加圧、殊に常圧乃至５０ｋｇ／ｃｍ２  （４９ｋｇ／ｃｍ２  Ｇ）の範囲である。
【００３０】
反応の終点は、水素の消費量や、原料有機化合物の残存量などにより適宜、設定される。
反応終了後、反応混合物からの生成有機化合物の単離は、冷却、濾過、抽出、水洗、濃縮及び中和等の通常の後処理を加えることにより、行われる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、下記の利点があるので、工業的にも有利に水素添加反応を行うことができる。
イ）生成有機化合物又は原料有機化合物が反応溶媒に難溶な固体の化合物であっても、水素ガスの吹き込みに基づく吹込管内の乾燥が生じず、該管内の気液界面付近において生成有機化合物及び原料有機化合物の固体が析出することはない。従って、該固体の析出に起因する水素ガス吹き込み管の閉塞が起こらない。
ロ）吹き込み管を通じて水素ガスを反応溶媒中に吹き込むので、気相と液相の接触が促進され、反応の進行が速い。
ハ）上記ロ）のように反応の進行が速いので、オートクレーブなどの耐圧反応器の使用が必須ではない。従って、耐圧反応器を使用した場合に該反応器の金属材料を腐食させる原因となるハロゲン原子のような官能基を有する原料有機化合物を常圧で水素添加することが可能になり、その結果として、装置に要求される耐圧力の緩和及び装置材料の選択肢が拡大される。
【００３２】
【実施例】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、実施例１のａ）は上記（ｉ）  に記載の発明に相当し、同ｂ）は上記（ｉｉ）に記載の発明に相当する。なお、例中の部は重量部を表し、％は重量％を表す。
【００３３】
実施例１
ａ）５’−クロロ−３’−アミノ−２’−ヒドロキシアセトフェノンの製造（ニトロ基の還元工程）
図１に示す反応器（Ｋ）、反応溶媒（Ｓ）の貯留タンク（Ｔ）及びＨ２  ガス吹き込み管（Ｆ）を含む反応装置を用いて、１２部の５％Ｐｄ−Ｃ、８７％エタノール水溶液の２９００部及び５’−クロロ−３’−ニトロ−２’−ヒドロキシアセトフェノン（以下、便宜上、原料という）６００  部の混合物を、２５℃、１０時間水素添加反応させて、５’−クロロ−３’−アミノ−２’−ヒドロキシアセトフェノン（以下、便宜上、中間物という）を得た。
【００３４】
水素ガスは、下記反応溶媒Ｓの貯留タンクＴを通じて飽和させた後、上記貯留タンクＴから配管された導入管（Ｌ）及び前記吹き込み管（Ｆ）を経由して、反応溶媒中に吹き込んだ。
水素添加反応中、原料及び中間物の結晶に起因した吹き込み管の閉塞は、起こらなかった。
ｂ）３’−アミノ−２’−ヒドロキシアセトフェノン（以下、便宜上、生成物という）の製造（脱クロル工程）
上記ニトロ基の還元工程で得た中間物を含む反応混合物に、触媒が存在する状態で、さらに４５℃で７時間水素添加反応を行って、上記原料に対する理論得量に対して９８％の収率で上記生成物を得た。
【００３５】
この場合も、水素添加反応中、中間物等の結晶に起因した吹き込み管（Ｆ）内の閉塞は、起こらなかった。
【００３６】
比較例１
図２に示す反応溶媒（Ｓ）の貯留タンク（Ｔ）を有さない反応装置を用いて、水素ガスを、反応溶媒の貯留タンクを通さず、直接、吹き込み管（Ｆ）を用いて反応溶媒中に吹き込む以外は、実施例１と同じ条件で水素添加反応を行ったが、図３に示すような、吹き込み管Ｆ内の原料及び中間物の結晶Ｃによる閉塞が起こり、反応を継続することができなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で用いた反応装置
【図２】比較例１で用いた反応装置
【図３】水素ガス吹き込み管の拡大図
【符号の説明】
Ｓ──反応溶媒、Ｆ──水素ガス吹き込み管、Ｔ──反応溶媒の貯留タンク、
Ｋ──反応器、Ａ──攪拌羽根、Ｌ──導入管、Ｃ──結晶
【図１】
0003582337.tif 000010
【図２】
0003582337.tif 000011
【図３】
0003582337.tif 000012