(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２−エチルアニリンを不純物として含有する粗5,6,7,8−テトラヒドロキノリンを、アミノ基とイミド結合を形成することができる無水フタル酸で処理した後に蒸留により２−エチルアニリンを除去することを特徴とする、5,6,7,8−テトラヒドロキノリンの精製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬、農薬などのファインケミカル製造用の中間原料として有用な 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンの精製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
5,6,7,8−テトラヒドロキノリンは、ニッケル触媒や貴金属触媒を触媒とするキノリンの接触水添により製造することができる (特開昭63−112562号、特開平３−99063 号、特開平４−169572号、特開平６−157461号各公報) 。この方法では、キノリンを接触水添すると、通常はまず 1,2,3,4−テトラヒドロキノリンが生成する。生成した 1,2,3,4−テトラヒドロキノリンを一旦分離した後、もしくは分離せずに、同様にニッケル触媒や貴金属触媒の存在下で異性化反応させると 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンが生成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術では、異性化後に生成した粗 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンを精密蒸留して純度98〜99％の 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンを取得している。しかし、この方法で得られる 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンは、経時的に黄色から褐色に着色し、商品価値が損なわれる。また接触水添の反応条件によっては、 5,6,7,8−テトラヒドロキノリン (沸点222 ℃) と沸点が近い２−エチルアニリン (沸点215-6 ℃) が副生し、精密蒸留による 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンの精製が困難となることがわかった。
【０００４】
本発明は、前述した接触水添〜異性化後に得られる粗 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンから、経時的着色が少なく、かつ２−エチルアニリンをほとんど含まない製品を、蒸留によって容易に、かつ高収率で取得することが可能な、 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンの精製方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、アミノ基とイミド結合を形成することができる化合物の存在下で粗 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンを蒸留すると、蒸留中の昇温過程で２−エチルアニリンは選択的にイミド化されて高沸点化するのに対し、 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンはイミド化されないため、両者の沸点差が大きくなり、２−エチルアニリンを留出させずに 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンだけを留出させることが可能となって、蒸留により 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンから２−エチルアニリンを効率よく分離することができることを見出した。同時に、この操作によって経時着色が著しく抑制された製品が得られることも知見した。なお、アミノ基とイミド結合を形成することができる化合物は、蒸留前に、予め粗 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンとイミド化反応させておいてもよい。また、この化合物は、 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンの合成段階 (水添または異性化) で添加しておくこともできる。
【０００６】
本発明は、 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンを、アミノ基とイミド結合を形成することができる化合物で処理した後に蒸留する工程を含むことを特徴とする、 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンの精製方法である。
【０００７】
本発明の方法によれば、アミノ基とイミド結合を形成することができる化合物を蒸留前に添加するという簡単な変更を加えるだけで、蒸留によって２−エチルアニリンの含有量が著しく低減し、かつ経時着色が著しく抑制された、高純度の 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンを収率よく回収することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
5,6,7,8−テトラヒドロキノリンの製造原料のキノリンは、合成により製造された製品であっても良いが、価格的にはコールタールから分離した製品をそのまま使用することが有利である。この種のキノリンは2000 mg/kgまでのイオウ分を含むが、そのまま使用できる。
【０００９】
5,6,7,8−テトラヒドロキノリンは、原料キノリンをニッケルまたは貴金属をベースとする触媒で接触水添した後、生成した 1,2,3,4−テトラヒドロキノリンを異性化反応させることにより製造できる。この異性化反応は、水添触媒と同じ触媒により進行するので、水添反応で生成した 1,2,3,4−テトラヒドロキノリンを分離せず、そのまま異性化反応を実施することができるが、水添後に生成した 1,2,3,4−テトラヒドロキノリンを分離してから異性化反応を行うことも可能である。 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンは室温で液体であり、通常は蒸留で精製する。
【００１０】
上記方法でキノリンから製造した粗 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンは、通常はかなり多量の 1,2,3,4−テトラヒドロキノリンやデカヒドロキノリンを含有しているが、これらの副生物は、 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンに対して沸点がかなり離れているので、精留すれば蒸留により分離できる。
【００１１】
しかし、反応条件によっては２−エチルアニリンが副生し、粗 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンが数％程度の２−エチルアニリンを不純物として含有することがある。5,6,7,8 −テトラヒドロキノリンの沸点が222 ℃であるのに対し、２−エチルアニリンの沸点は 215〜6 ℃と沸点が近いため、蒸留による精製で２−エチルアニリンを 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンから分離し、高純度の 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンを収率よく取得することは困難である。還流比を非常に高くした精留によれば２−エチルアニリンを除去することは可能であるが、そうすると収率が著しく低下するので、工業的には採用しにくい。また、粗 5,6,7,8−テトラヒドロキノリン中の２−エチルアニリンの存否によらず、蒸留で取得した精製 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンは、経時的に黄色〜褐色に着色する欠点がある。
【００１２】
本発明では，２−エチルアニリンを含有する粗5,6,7,8−テトラヒドロキノリンを、アミノ基とイミド結合を形成する形成する化合物で処理した後で蒸留する。２−エチルアニリンと 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンは、どちらもアミノ基を有するが、 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンの蒸留の温度では、 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンはこの化合物と反応せず、２−エチルアニリンが選択的にこの化合物と反応してイミド化し、高沸点のイミド化物に変化するため、蒸留によって２−エチルアニリンを容易に分離する (釜残として残留させる)ことができ、２−エチルアニリンを含有しない高純度で経時的着色が抑制された精製 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンを高収率で取得できる。
【００１３】
本発明で用いるアミノ基とイミド結合を形成する化合物としては、無水フタル酸が挙げられる。
【００１４】
無水フタル酸の添加量は、一般に粗5,6,7,8−テトラヒドロキノリンに対して重量比で１％以上の量とすることが望ましい。２−エチルアニリンに対して0.1〜200当量、好ましくは1〜40当量とすることが望ましい。
【００１５】
粗5,6,7,8−テトラヒドロキノリンに無水フタル酸を添加し、溶媒の存在下または不存在下に、常圧、加圧もしくは減圧下で熱処理して、２−エチルアニリンをイミド化する。熱処理温度は70〜300℃である。２−エチルアニリンは70℃付近から無水フタル酸とイミド化反応し、水分を発生しながら反応が進行する。実際には、蒸留時に無水フタル酸を添加して蒸留するだけでよい。この場合、蒸留の昇温過程で２−エチルアニリンと無水フタル酸とのイミド化反応が起こる。無水フタル酸は、それより前、即ち、キノリンの接触水添時、または1,2,3,4−テトラヒドロキノリンから5,6,7,8−テトラヒドロキノリンへの異性化時に添加しても良い。また、２回以上に分けて無水フタル酸を添加することも可能である。
【００１６】
本発明による具体的な処理方法としては、
（１）接触水添後、異性化して得られた、粗5,6,7,8−テトラヒドロキノリンを一度蒸留し、その留分に無水フタル酸を添加して、再び蒸留する方法、
（２）粗5,6,7,8−テトラヒドロキノリンに無水フタル酸を添加して、蒸留する方法、
（３）粗5,6,7,8−テトラヒドロキノリンに無水フタル酸を添加した後、蒸留し、得られた留分を再蒸留する方法、
などが考えられる。（２）、（３）の場合は、無水フタル酸は接触水添時または異性化時に添加することも可能である。
【００１７】
蒸留は、単蒸留でも、精留でもよく、またその両者の組合わせでもよい。例えば、上記▲３▼の方法において、再蒸留を精留により行うと、非常に高純度の精製品を得ることができる。この場合の精留の還流比は25程度までの比較的低い還流比でよいので、精留しても収率の低下は小さい。
【００１８】
本発明に従って、粗5,6,7,8−テトラヒドロキノリンを無水フタル酸で処理した後に蒸留して精製することにより、純度98％以上で無色透明かつ経時着色がほとんどない、商品価値の高い5,6,7,8−テトラヒドロキノリンが得られ、これをそのまま医農薬用中間原料として使用することができる。
【００１９】
以下、実施例により本発明を例示する。実施例中、％は特に指定のない限り質量％である。
(参考例)
コールタールからのキノリン10 kg に、安定化ニッケル触媒200 g を加え、水素圧８MPa 、140 ℃で 1.2時間接触水素化して、純度93％の粗 1,2,3,4−テトラヒドロキノリン9.8 kgを得た。
【００２０】
この粗 1,2,3,4−テトラヒドロキノリン９kgに、安定化ニッケル触媒900 g を添加して、水素圧１MPa 、220 ℃で２時間異性化した。得られた粗 5,6,7,8−テトラヒドロキノリン8.8 kgの組成は、デカヒドロキノリン12.8％、 5,6,7,8−テトラヒドロキノリン40.1％、キノリン4.0 ％、 1,2,3,4−テトラヒドロキノリン17.8％および２−エチルアニリン2.02％であった。この粗 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンは、経時的に褐色に着色した。
【００２１】
(比較例)
上記粗 5,6,7,8−テトラヒドロキノリン1.5 kg(5,6,7,8−テトラヒドロキノリン601 g を含有) を、直径30 mm 、理論段数50段の精留塔で、9.3 kPa 、還流比20で精留した。この精留では純度98％以上の留分は得られなかった。還流比40で同じ条件で精留した場合には、純度98％以上の無色透明の留分127 g が得られた (収率21％) 。
【００２２】
即ち、単純に蒸留だけで２−エチルアニリンを除去しようとすると、還流比を非常に高くしなければならず、収率が極度に低下するので、比較例に示す方法は工業的には採用しにくい。
【００２３】
(実施例１)
比較例から得られた留分を集めて、デカヒドロキノリン0.1 ％、 5,6,7,8−テトラヒドロキノリン87.1％、1,2,3,4 −テトラヒドロキノリン0.3 ％および２−エチルアニリン10.7％を試料とした。
【００２４】
この試料２kg(5,6,7,8−テトラヒドロキノリン1742 gを含有) に、イミド形成化合物として無水フタル酸525g (２−エチルアニリンに対し２当量) を添加し、12.4 kPaで単蒸留した。得られた沸点150 ℃までの留分1.8 kgは、デカヒドロキノリン不検出、 5,6,7,8−テトラヒドロキノリン97.1％、 1,2,3,4−テトラヒドロキノリン0.3 ％を含有し、この留分中に２−エチルアニリンは検出されなかった。
【００２５】
この蒸留品 1.5 kg を比較例と同じ装置および方法で還流比20で精留し、純度99％の留分1.3 kgを得た (単蒸留前の試料に基づいて収率88.6％) 。２−エチルアニリンの含有量が10％前後と高くても、本発明の精製方法により、２−エチルアニリンが完全に除去された、高純度の 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンを収率よく得ることができることがわかる。
【００２６】
(実施例２、３)
参考例と同じ方法で得た粗 5,6,7,8−テトラヒドロキノリン1.5 kgに、イミド形成化合物の無水フタル酸 (ＰＡ) を表１に示す量 (２−エチルアニリンに対する当量) で添加して単蒸留し、沸点175 ℃までの留分を得た。その結果を下表に示す。
【００２７】
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この結果から、単蒸留でも、イミド形成剤の添加量が多いと、 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンから２−エチルアニリンを完全に除去できることがわかる。
【００２８】
(実施例４)
実施例３の単蒸留により得られた試料1000 gを、比較例と同じ装置および方法により還流比20で精留することにより、純度98％の留分497 g を得た (単蒸留前の粗製物に基づいて収率約82％) 。この精留により 1,2,3,4−テトラヒドロキノリンやデカヒドロキノリンは 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンから容易に分離されるので、実施例３と実施例４の組合わせによる方法で、２−エチルアニリンを含有しない高純度の 5,6,7,8−テトラヒドロキノリンを収率よく回収することができた。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の精製方法によれば、経時的な着色が見られ、また不純物として２−エチルアニリンを含有することがある粗5,6,7,8−テトラヒドロキノリンから、蒸留前に無水フタル酸を添加するだけで、無色透明で経時的着色が極めて少なく、かつ２−エチルアニリンが除去された、高純度の5,6,7,8−テトラヒドロキノリンを収率よく回収することができる。即ち、従来と実質的に同じ精製操作で、従来は除去が困難であった２−エチルアニリンを容易に除去し、経時的着色を抑えることが可能になるので、5,6,7,8−テトラヒドロキノリンの工業的製造における利用価値は大である。