(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドおよび含窒素芳香族化合物を含有する溶液であり、含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの濃度が０．５モル／リットル以上であることを特徴とする臭素化剤。
【請求項２】
含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドがピリジンジブロミドヒドロブロミドであり、かつ含窒素芳香族化合物がピリジンである請求項１に記載の臭素化剤。
【請求項３】
請求項１または２に記載の臭素化剤を用いる臭素化方法。
【請求項４】
３−メチルチオフェンに請求項１または２に記載の臭素化剤を作用させることを特徴とする２−ブロモ−３−メチルチオフェンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの高濃度溶液からなる臭素化剤および該臭素化剤を用いる臭素化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、芳香族アミンを選択的にモノブロム化する試薬として、ピリジンジブロミドヒドロブロミドが知られている［シンセティック  コミュニケーション（Synthetic Communication ）、23巻、855 頁（1993年）等参照］。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ピリジンジブロミドヒドロブロミドによる臭素化反応は著しい発熱反応であり、生成物の収率、選択性の向上のためには発熱抑制が必須となるが、固体のまま使用した場合には発熱抑制が困難となり、収率、選択性が悪くなる（後述の比較例１参照）。そこで、発熱抑制を容易にし、収率、選択性を向上させるために、ピリジンジブロミドヒドロブロミドを溶液の形で添加することが望まれる。しかしながら、ピリジンジブロミドヒドロブロミドの有機溶媒への溶解度は極めて低く、例えばジクロロメタン、テトラヒドロフランなどの有機溶媒への溶解度は約０．０４モル／リットル以下である。これは、工業的な使用に十分耐え得る濃度とはいい難い。
しかして、本発明の目的は、生成物の収率、選択性をより高めることができ、かつ工業的な使用に適する高濃度臭素化剤および該臭素化剤を用いる臭素化方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記の目的は、含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドおよび含窒素芳香族化合物を含有する溶液であり、含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの濃度が０．５モル／リットル以上であることを特徴とする臭素化剤、および該臭素化剤を用いる臭素化方法を提供することにより達成される。
【０００５】
本発明の臭素化剤を構成する含窒素芳香族化合物および含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドにおける含窒素芳香族化合物としては、例えば、ピリジン、キノリン、イソキノリンなどが挙げられ、これらの含窒素芳香族化合物は、メチル基、エチル基などのアルキル基；塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子などの置換基を有していてもよい。含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドとしては、例えば、ピリジンジブロミドヒドロブロミド、ルチジンジブロミドヒドロブロミド、ピコリンジブロミドヒドロブロミド、コリジンジブロミドヒドロブロミド、クロロピリジンジブロミドヒドロブロミド、キノリンジブロミドヒドロブロミド、イソキノリンジブロミドヒドロブロミドなどを挙げることができる。
【０００６】
含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドは、ジャーナル  オブ  ジ  アメリカン  ケミカル  ソサエティー（Journal of the American Chemical Society）、70巻、417 頁（1948年）に記載の方法にしたがって、または該方法に準じて製造することができる。すなわち、小過剰の臭化水素酸および含窒素芳香族化合物の混合物に臭素を滴下し、得られた含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの固体を再結晶することにより製造される。
【０００７】
含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドを調製する反応の反応温度は−５０〜５０℃の範囲が好ましく、−２０〜２０℃の範囲がより好ましい。使用する含窒素芳香族化合物の量は臭素１モルに対して２．０〜５．０モルの範囲が好ましく、２．０〜３．０モルの範囲がより好ましい。また、臭化水素酸の量は、臭素１モルに対して１．０〜２．０モルの範囲が好ましい。
【０００８】
上記の反応は、溶媒の存在下または非存在下に行われる。溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒；ヘキサン、ヘプタンなどの炭化水素系溶媒などが使用される。反応後、得られた２層の溶液から有機層を分離することにより、含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの溶液を得ることができる。得られた溶液から再結晶等により含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの結晶を分離することができる。
【０００９】
溶媒を使用する上記の反応において、臭化水素酸または含窒素芳香族化合物を過剰に用いた場合には、分離された水層中に含まれるこれらの化合物を含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの調製に再使用することができる。
【００１０】
このようにして得られた含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの結晶は、これを有機溶媒に溶解して、０．５モル／リットル以上の濃度の溶液として用いられる。その濃度としては、０．５〜３モル／リットルの範囲がより好ましい。０．５モル／リットルより低い濃度であれば、生成物の収率、選択性が低下するため好ましくない。
【００１１】
含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの０．５モル／リットル以上の濃度の溶液を調製するには、該溶液に含窒素芳香族化合物を添加することにより行う。含窒素芳香族化合物を添加することにより、含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの有機溶媒への溶解度は飛躍的に高まる。例えば、ピリジンジブロミドヒドロブロミドのジクロロメタンへの溶解度は、常温では０．０１モル／リットル以下であるが、ピリジンジブロミドヒドロブロミド１モルに対して１モルのピリジンを添加した場合には約１モル／リットルとなり、工業的な使用に十分耐え得る濃度となる。含窒素芳香族化合物の含有量は、含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミド１モルに対して１モル以上であることが好ましく、１〜１０モルの範囲であることがより好ましい。１モルより低い濃度であれば、含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの溶解度が低いため好ましくなく、１０モルより高い濃度であれば含窒素芳香族化合物の回収コストが高くなり好ましくない。有機溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒；ヘキサン、ヘプタンなどの炭化水素系溶媒などを使用するのが好ましい。
【００１２】
なお、有機溶媒を用いて含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドを調製する場合、得られた含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの溶液から含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの結晶を分離することなく、該溶液に含窒素芳香族化合物を添加して臭素化剤を調製することも可能である。かかる場合には、含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの溶液に含窒素芳香族化合物を添加してもよいし、または含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの調製工程で臭素を滴下する前に含窒素芳香族化合物を添加しておいてもよい。
【００１３】
次に、得られた含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミド溶液を用いた臭素化方法について説明する。臭素化反応は、基質に含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミド溶液を添加することにより行われる。反応溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒；ヘキサン、ヘプタンなどの炭化水素系溶媒などを用いるのが好ましい。反応温度は−５０〜５０℃が好ましく、−５〜１０℃の範囲がより好ましい。使用する含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの量は、基質１モルに対し、０．９５〜１．０５モルの範囲が好ましい。
【００１４】
臭素化反応終了後に、含窒素芳香族化合物臭化水素酸塩が生成する。これは反応終了後、濾過または水抽出により分離し、含窒素芳香族化合物ジブロミドヒドロブロミドの調製に再使用することができる。
【００１５】
このようにして得られた臭素化生成物の反応混合物からの単離・精製は、通常の有機化合物の単離・精製に用いられると同様の方法で行われる。例えば反応混合物に水を注ぎ、ジクロロエタン、ヘキサンなどの有機溶媒で抽出し、該抽出液を水、炭酸ナトリウム水溶液などで洗浄した後、濃縮して粗精製物を得、該粗精製物を蒸留等により精製することにより行われる。
【００１６】
本発明の臭素化剤を３−メチルチオフェンの臭素化に使用した場合、２−ブロモ−３−メチルチオフェンを選択的に製造することができ、二臭素化物（２，５−ジブロモ−３−メチルチオフェン）の生成は顕著に抑制される。本発明の臭素化剤は、従来３−メチルチオフェンの選択的臭素化剤として知られているジオキサン臭素錯体と比べても副生成物が少なく高純度の２−ブロモ−３−メチルチオフェンを製造する方法を提供することができる（後述の比較例２および実施例参照）。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００１８】
実施例１
温度計、還流冷却器および滴下漏斗を備えた５０ｍｌ容三頭フラスコに、４７％臭化水素酸２．２５ｍｌおよびジクロロメタン１４ｍｌを仕込み、０℃に冷却した。ここへ反応混合物の温度が１０℃を越えない速度でピリジン３．２５ｍｌを滴下し、次いで反応混合物の温度が５℃を越えない速度で臭素１．０３ｍｌを滴下した。滴下終了後、０℃で３０分間撹拌し、得られた２層の反応混合物より有機層を分液した。一方、温度計、還流冷却器および滴下漏斗を備えた１００ｍｌ容三頭フラスコに３−メチルチオフェン１．９６ｇおよびジクロロメタン１８ｍｌを仕込み、１０℃に冷却しておき、次いで反応混合物の温度が１５℃を越えない速度で先に分液した有機層を滴下した。１時間後、得られた黄橙色スラリーをガスクロマトグラフィーで分析した結果を表１に示す。
【００１９】
実施例２
温度計、還流冷却器および滴下漏斗を備えた５０ｍｌ容三頭フラスコに、４７％臭化水素酸２．２０ｍｌおよびジクロロメタン１４ｍｌを仕込み、０℃に冷却した。ここへ反応混合物の温度が１０℃を越えない速度でピリジン３．１５ｍｌを滴下し、次いで反応混合物の温度が５℃を越えない速度で臭素１．００ｍｌを滴下した。滴下終了後、０℃で３０分間撹拌し、得られた２層の反応混合物より有機層を分液した。一方、温度計、還流冷却器および滴下漏斗を備えた１００ｍｌ容三頭フラスコに３−メチルチオフェン１．９１ｇおよびジクロロメタン１８ｍｌを仕込み、０℃に冷却しておき、次いで反応混合物の温度が５℃を越えない速度で先に分液した有機層を滴下した。１時間後、得られた黄橙色スラリーをガスクロマトグラフィーで分析した結果を表１に示す。
【００２０】
比較例１
５０ｍｌ容丸底フラスコに３−メチルチオフェン１．９６ｇおよびジクロロメタン１５ｍｌを仕込み、酢酸より再結晶して得られたピリジンジブロミドヒドロブロミド６．４０ｇを５回に分けて加えた。１時間後、得られた黄橙色均一溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果を表１に示す。
【００２１】
比較例２
滴下漏斗、温度計を備えた５０ｍｌ容三頭フラスコに３−メチルチオフェン１．９６ｇおよび１，４−ジオキサン５ｍｌを仕込み、臭素３．２０ｇを１，４−ジオキサン１０ｍｌに溶解させたものを滴下した。１時間後、得られた赤橙色溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
0004480802.tif 000002
【００２３】
実施例３
温度計、機械的撹拌器および滴下漏斗を備えた５００ｍｌ容三頭フラスコに、４７％臭化水素酸３６．７ｇおよびジクロロメタン２４０ｍｌを仕込み、０℃に冷却した。ここへ反応混合物の温度が１０℃を越えない速度でピリジン７６．６ｇを滴下した。次いで反応混合物の温度が５℃を越えない速度で臭素２０．０ｍｌを滴下した。滴下終了後、０℃で３０分間撹拌し、得られた２層の反応混合物より有機層を分液した。一方、温度計、機械的撹拌器および滴下漏斗を備えた１０００ｍｌ容三頭フラスコに３−メチルチオフェン３８．３ｇおよびジクロロメタン１８０ｍｌを仕込み、０℃に冷却しておき、次いで反応混合物の温度が５℃を越えない速度で先に分液した有機層を滴下した。滴下終了後、さらに０℃で３０分間撹拌した後、反応混合物を水２００ｍｌ、５％炭酸ナトリウム水溶液２００ｍｌおよび水２００ｍｌで順次洗浄した。
溶媒を常圧留去した後、残渣を精密蒸留し、６６〜６８℃（２０ｍｍＨｇ）の留分として２−ブロモ−３−メチルチオフェン５９．６ｇ（８４．７％）を得た。ガスクロマトグラフィーで分析した結果、純度は９９．６％であった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、生成物の収率、選択性をより高めることができ、かつ工業的な使用に適する高濃度臭素化剤および該臭素化剤を用いる臭素化方法が提供される。