专利名称：酰胺或内酰胺的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种制备内酰胺或酰胺的方法，所述内酰胺或酰胺作为医 药、农药、染料、聚酰胺等的原料、溶剂等是有用的。具体而言，本发明 涉及通过^"化合物的重排反应制备所述酰胺或内酰胺的方法。
背景技术：
以月亏化合物为原料，通过所谓的贝克曼重排来制备相应的酰胺或内酰 胺的技术在工业上是非常重要的。传统的方法是利用化学当量以上的发烟
硫酸的作用来进行上述制备的方法，但该方法存在的问题是需要对副产 的大量硫酸铵进行处理。
鉴于上述问题，提出了下述方法(参照非专利文献1、专利文献1):使 用2,4,6-三氯-1，3,5-三嗪等具有卣代基团(作为离去基团)和多个吸电子基团 的芳香族化合物作为对环境负担较小的贝克曼重排催化剂的方法。可是， 对于引发贝克曼重排的催化剂，目前还基本处于未知阶段，因而要求开发 出新型化合物。
非专利文献1: J. AM. CHEM. SOC. 2005, 127, 11240-11241 专利文献1:日本特开2006-219470号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种可在不产生硫酸铵等大量副产物的情况下 使肟化合物发生重排反应，从而简易且高产率地制备酰胺或内酰胺的方法。 解决问题的方法
技术领域：
本发明人等为解决上述问题进行了深入研究的结果发现通过使用含 有指定结构作为其组成部分的化合物，可以解决上述问题。并基于此完成 了本发明。
即，本发明提供一种制备酰胺或内酰胺的方法，该方法是在含有下述式(l)所示结构的化合物的存在下，使將化合物发生重排反应来合成相应的 酰胺或内酰胺。其中，所述式(l)为
<formula>formula see original document page 4</formula> (1)
(式中，Z表示P、 N、 S、 B或Si原子，X表示离去基团。Z除了与X连接 以外，还与1个或2个以上原子或基团相键合。)
在该制备方法中，X优选为卣原子。 发明的效果
根据本发明，可以在不产生硫酸铵等大量副产物的情况下使肟化合物 进行重排反应，从而，可解决在传统的酰胺或内酰胺制备方法中存在的、 对生成的副产物的除去及废弃问题，简易且高产率地制备酰胺或内酰胺。
发明的
具体实施例方式
在本发明中，通过使含有上述式(l)所示的结构作为其分子组成部分的 化合物发挥催化剂作用，可以使肟化合物的重排反应迅速而有效地进行， 从而以高产率制备相应的酰胺或内酰胺。
在式(1)中，作为x所表示的离去基团，只要是一般的离去性官能团(特 别是可以以X-H形式脱去的基团)即可，可列举，例如卣原子(氟原子、氯原 子、溴原子、碘原子)、-OR基(R表示有机基团)、羧基、氨基、磺酰氧基等。 其中，可优选使用卣原子。作为以R表示的有机基团没有特殊限制，可优 选使用例如以下述式(2)表示的基团、或烷基、或卣代烷基等。 [化学式1]
<formula>formula see original document page 4</formula(2)
(式中，Rs、 Rt分别表示经基，可以相同也可以不同。RS和Rt也可以相互4定 合，和与RS、 Rt相连的碳原子共同形成非芳香性环。)
作为W和Rt所表示的烃基没有特殊限制，例如除了碳原子数为1~10 左右的烷基、烯基、炔基等脂肪族链式基团以外，还可以列举环烷基、芳 基、芳烷基等。—作为RS和Rt相互键合、并与同RS、 Rt相连的碳原子共同形 成的非芳香族性环，可列举，例如环烷基等。此时，式(2)表示的基团为环亚烷基氨基。当有机基团R为式(2)表示的基团时，该基团可被用作与作为
作为上述R所表示的烷基，可列举，例如曱基、乙基、丙基、异丙基、 丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基等^^原子数1 10的直链状或
支链状烷基。作为R所表示的卣代烷基，可列举上述烷基被1个或2个以
上氟、氯、溴、碘等卣原子取代而得的基团等。卣代烷基还可以具有被卣 化的芳基作为其取代基。作为卣代烷基，优选为被氟原子取代而得的氟代
烷基，尤其优选以式(3a)表示的含有氟原子的支链状脂肪族链式基团、以式 (3b)表示的含有氟原子的直链状脂肪族链式基团、以式(3c)表示的基团等键 合有氟代苯基的含有氟原子的脂肪族链式基团。另外，当R所表示的基团 为氟代烷基时，该氟代烷基大多情况下为与后述的含氟醇类相对应的基团。 [化学式2]
(式中，Rf1、 R^表示碳原子数为1 8的全氟烷基，可以相同也可以不同；n 为0 10的整数。)
作为含有式(l)所示结构的化合物，只要是分子中含有1个或2个以上 该结构的化合物，则没有特殊限制，可以是环状化合物，也可以是非环状 化合物。
在本发明中，作为含有式(l)所示结构的化合物，可以列举例如，以 下述式(la)表示的磷腈化合物(磷腈衍生物)、以式(lb)表示的磷酸酯化合物 (磷酸酯衍生物)、以式(lc)表示的膦化合物(膦衍生物)、以式(ld)表示的酰亚 胺化合物(酰亚胺衍生物)、以式(le)表示的磺酰或亚磺酰化合物(磺酰或亚磺 酰衍生物)、以式(lf)表示的^ 圭烷化合物(硅烷衍生物)、以式(lg)表示的含有 硅原子作为其环的组成部分的环状化合物等。 [化学式3]
到的基团)。
5<formula>formula see original document page 6</formula>
RLR17所表示的卣原子包括碘、溴、氯及氟原子。所表示的烷基包括 例如曱基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、己基、 癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基等碳原子数1 30左右(优选碳原子数 为1 20，进一步优选碳原子数为1 6)的直链状或支链状烷基。所表示的卤 代烷基可列举上述烷基被1个或2个以上氟、氯、溴、碘等卤原子取代而 得的基团等。
所表示的芳基包括苯基、曱苯基、二曱苯基、萘基等，芳烷基包括千 基、2-苯乙基、l-苯乙基、三苯曱基等，环烷基包括环戊基、环己基等。所
<formula>formula see original document page 6</formula>表示的烷氧基包括例如曱氧基、乙氧基、异丙氧基、丁氧基、叔丁氧基、 己氧基、辛氧基、癸氧基、十二烷氧基、十四烷氧基、十八烷氧基等碳原 子数1 30左右(优选碳原子数为1~20，进一步优选碳原子数为1~6)的烷氧 基。所表示的芳氧基包括苯氧基等。
所表示的卣代烷氧基包括例如，六氟异丙氧基(2，2,2-三氟-l-三氟曱基 乙氧基)等含有氟原子的支链状脂肪族链式醇去掉氬原子而得到的基团[上 述式(3a)表示的含有氟原子的支链状脂肪族链式基团上键合了氧原子的基 团]、含有氟原子的直链状脂肪族链式醇(含有氟原子的伯醇)去掉氢原子而 得到的基团[上述式(3b)表示的含有氟原子的直链状脂肪族链式基团上键合 了氧原子的基团]、上述式(3c)表示的基团上键合了氧原子的基团等在键合有 氟代苯基的含有氟原子的脂肪族链状基团上键合了氧原子的基团等。
所表示的取代氧基羰基包括例如，曱氧基羰基、乙氧基羰基、异丙 氧基羰基、丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、己氧基羰基、癸氧基羰基、十六
烷氧基羰基等C,.3。烷氧基-羰基(优选C.2。烷氧基-羰基，更优选C,-6烷氧基-
羰基)；环戊氧基羰基、环己氧基羰基等环烷氧基羰基(优选3~20元环烷氧 基羰基，更优选3 15元环烷氧基羰基)；苯氧基羰基、萘氧基羰基等芳氧基 羰基(特别是C6.2。芳氧基-羰基)；千基氧基羰基等芳烷氧基羰基(特别是C7.21 芳烷氧基-羰基)等。
作为所表示的酰基，可列举，例如曱酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、 异丁酰基、戊酰基、三曱基乙酰基、己酰基、辛酰基、癸酰基、十二烷酰
基、十四烷酰基、十六烷酰基、十八烷酰基等d.3f)脂肪族酰基(优选d，
脂肪族酰基，更优选Ci—6脂肪族酰基)等脂肪族饱和或不饱和酰基；乙酰乙 酰基；环戊烷羰基、环己烷羰基等环烷基羰基等脂环族酰基；苯曱酰基、 萘曱酰基等芳香族酰基等。
作为所表示的酰氧基，可列举，例如曱酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基、 丁酰氧基、异丁酰氧基、戊酰氧基、三曱基乙酰氧基、己酰氧基、辛酰氧 基、癸酰氧基、十二烷酰氧基、十四烷酰氧基、十六烷酰氧基、十八烷酰
氧基等C,.30脂肪族酰氧基(特别是d、20脂肪族酰氧基)等脂肪族饱和或不饱
和酰氧基；乙酰乙酰氧基；环戊烷羰氧基、环己烷羰氧基等环烷羰氧基等 脂环式酰氧基；苯曱酰氧基、萘曱酰氧基等芳香族酰氧基等。作为其它的 有机基团，包括上述式(2)表示的基团。对于R"与R3、尺4与115分别相互键合并与相邻磷原子共同形成的环、 116与R7相互键合并与相邻的氧原子及磷原子共同形成的环、W与119相互 键合并与相邻磷原子共同形成的环、R"与R"相互键合并与相邻的2个碳 原子及氮原子共同形成的环、R13、 R14、 R"中的至少2个相互键合并与相 邻硅原子共同形成的环，没有特殊限制，通常为3 12元环左右的杂环。这 些环可以具有烷基、卣代烷基、羟基、烷氧基、羧基、取代氧基羰基、酰 基、酰氧基、硝基、氰基、氨基、卣原'子等取代基，还可以缩合苯环等芳 香族烃环、吡啶环等芳香族杂环、环己烷环等非芳香族烃环(脂环)、四氪吹 喃环等非芳香族杂环。
在式(la) (lg)所表示的化合物中，R' R"也可以是与X相同的离去基 团[优选卣原子、-OR基(R表示有机基团)]。在以式(la)表示的磷腈化合物中， 当至少使R2、 114为与X相同的离去基团时，其成为1分子中含有3个式(l) 所示结构的环状化合物。另外，在以式(lg)表示的含有硅原子作为其环的组 成部分的环状化合物中，当使R16、 R卩为与X相同的离去基团时，其成为 1分子中含有3个式(l)所示结构的环状化合物。
在式(lb)中，作为R6，尤其优选烷基、卣代烷基、芳基、芳烷基、环烷 基。作为R7，优选是与X相同的离去基团[优选卣原子、-OR基(R表示有 机基团)]、或-0116基团。在式(lc)中，作为R8、 W分别特别优选烷基、卤 代烷基、芳基、芳烷基、环烷基、或与X相同的离去基团[优选由原子、-OR 基(R表示有机基团)]。
在式(ld)中，特别优选R"与R"相互键合并与相邻的2个碳原子及氮 原子共同形成环。该环上可以键合取代基团，也可以缩合其它环。在式(le) 中，作为R12，尤其优选烷基、卣代烷基、芳基、芳烷基、环烷基、或与X 相同的离去基团[优选囟原子、-OR基(R表示有机基团)]。在式(lf)中，R13、 R14、 R's分别特别优选烷基、囟代烷基、芳基、芳烷基、环烷基、或与X 相同的离去基团[优选卣原子、-OR基(R表示有机基团)〗。
作为以式(1 a)表示的磷腈化合物，具体可列举例如六氯磷腈(乂=尺'=R2= R3= R4= R5=C1的化合物)、六氟磷腈(X二R^ R2= R3= R4= R5=F的化合物)、 六溴磷腈(X二R」R2= R3= R4= R5=Br的化合物)等卣代磷腈衍生物、或以下式 (la-l)表示的化合物。 [化学式4][式中，L分别表示以下述式(a)、 (b)、或(c) [化学式5]
CF3
)CH—0— GF3(CF2)nGH20
CF3
(a) (b)
(c)
表示的基团。式(b)中的n为0~10的整数。]
作为以式(lb)表示的磷酸酯化合物，可列举，氯磷酸二曱酯、氯磷酸二 乙酯、2-氯-l,3，2-二氧杂磷-2-氧化物(2-夕口 口-1， 2, 3-^、才《廿:7才只 7才，7-2-才矢-〉卜、、)、二氯磷酸曱酯、二氯磷酸乙酯、氯磷酸二苯酯、
1,2-亚苯基次氯酸化膦(l, 2-7工二 k 乂水义:7才口夕口卩r -卜)、二氯 磷酸苯酯、或以下述式(lb-l)表示的化合物。
(式中，R"表示曱基、乙基、或苯基。L与上述相同。)
作为以式(lc)表示的膦化合物，具体可列举例如氯二曱基膦、氯二乙基 膦、氯二丙基膦、氯二苯基膦、二氯乙基膦、二氯丁基膦、二氯己基膦等 卤代膦衍生物、或以下述式(lc-l)表示的化合物。 [化学式7]
(la-1)
(lb-l)
p N
/
11
3
6
R
-IIo
o
6
R<formula>formula see original document page 10</formula> (lc —1)
(式中，R8a、 R^分别表示曱基、乙基、或苯基。L与上述相同。)
作为以式(ld)表示的酰亚胺化合物，具体可列举例如N-氯丁二酰亚胺、 N-溴丁二酰亚胺、N-碘丁二酰亚胺、N-氟丁二酰亚胺等N-卣代丁二酰亚胺 衍生物等丁二酰亚胺衍生物；N-氯邻苯二曱酰亚胺、N-溴邻苯二曱酰亚胺、 N-碘邻苯二曱酰亚胺、N-氟邻苯二曱酰亚胺等N-卣代邻苯二曱酰亚胺衍生 物等苯二曱酰亚胺衍生物；N-氯马来酰亚胺、N-溴马来酰亚胺、N-碘马来 酰亚胺、N-氟马来酰亚胺等N-卣代马来酰亚胺衍生物等马来酰亚胺衍生物； 三氯异氰尿酸(异氰尿酰氯)、二氯异氰尿酸钠盐等异氰尿酰卣衍生物等异氰 尿酸衍生物；1,3-二氯-5,5-二曱基乙内酰脲、1,3-二溴-5，5-二曱基乙内酰脲 等卣代乙内酰脲衍生物等乙内酰脲衍生物等。
作为以式(1 e)表示的磺酰或亚磺酰化合物，具体可列举例如曱磺酰氯、 乙磺酰氯、丙磺酰氯、三氯曱磺酰氯、三氟曱磺酰氯、苯磺酰氯、曱苯磺 酰氯、硝基苯磺酰氯、氯苯磺酰氯、氟苯磺酰氯、萘磺酰氯等磺酰卣衍生 物；对氨基苯磺酰氯；亚硫酰氯等。
作为以式(lf)表示的硅烷化合物，具体可列举例如氯三苯基硅烷、二氯 二苯基硅〗克、苯基三氯硅烷等卣代硅烷衍生物等。
作为以式(lg)表示的含有硅原子作为其环组成部分的环状化合物，具体 可列举例如以下述式(1 g-1 )表示的化合物。 [化学式8]<formula>formula see original document page 10</formula>在上述化合物中-，特别优选使用以式(la)表示的磷腈化合物、以式(lb) 表示的磷酸酯化合物、以式(ld)表示的酰亚胺化合物。当含有上述式(l)所示结构的化合物是具有-OR基作为其X的化合物
时，可以预先制备该化合物后再将其用于反应，也可以使与该化合物相当 的化合物，即，具有卣原子作为其x的化合物、和生成RO'离子的化合物 在制备酰胺或内酰胺的反应体系中共存，使它们通过在反应体系中发生卣
原子与-OR基的取代反应而生成具有-OR基作为其X的化合物。对于所述 生成RCr离子的化合物没有特殊限制，在本发明中大多情况下，是用作助催 化剂的后述含氟醇类、或用作原料的肟化合物。也就是说，当X为-RO时 的本发明的实施方式还包括以下情况等通过使用含有式(l)所示结构(其 中，X为卣原子)的化合物，并使其在反应体系中与含氟醇类发生反应，来 合成具有卣代烷氧基作为其取代基的化合物；通过使其与肟化合物反应来 合成具有该肟化合物去掉氩原子后的基团(例如，环亚烷基氨基氧基等)作为 其取代基的化合物。
相对于肟化合物l摩尔，含有式(l)所示结构的化合物的用量为例如， 0.0001~1摩尔，优选为0.0005-0.5摩尔，进一步优选为0.001 0.2摩尔左右。 含有式(l)所示结构的化合物可以仅使用l种，也可以2种以上组合使用。
在本发明中，含有式(l)所示结构的化合物在贝克曼重排反应中显示出 高催化剂活性。其机理尚不明确，但可推测其按下述过程进行重排反应 基质即肟化合物的肟基部位上的氧原子与含有式(1 )所示结构的化合物中的 杂原子Z(P、 N、 S、 B或Si原子)相结合而形成中间体[此时，式(l)中的离 去基团X与肟化合物的肝基部位上的质子相结合，并以X-H的形式脱去], 并经由该中间体进行重排反.应。
制备的酰胺或内酰胺而适当选择。例如，可列举以下述式(4)或式(5)表示的
化合物。
Ra、
>N-OH ( 4 )
(式中，Ra、 Rb分别表示有机基团。但"、Rb中的任一个也可以是氢原子。)
ii(CH2)rnC:N-OH (5)
(式中，m表示2以上的整数。)
作为上述Ra、 Rb所表示的有机基团，可列举例如曱基、乙基、丙基、
异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基、异己基、
庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十五烷基等烷基(例如C,.20烷基，优
选C,.,2烷基，进一步优选<:2.8烷基)；乙烯基、烯丙基、l-丙烯基、1-丁烯
基、l-戊棒基、l-辛烯基等烯基(例如C2.20烯基，优选C2—,2烯基，进一步优 选C2-8烯基)；乙炔基、l-丙炔基等炔基(例如C2-20炔基，优选C2.,2炔基，进 一步优选C2-8炔基)；环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、
环十二烷基等环烷基(例如Cs.2o环烷基，优选Cw5环烷基)；环戊烯基、环
己烯基、环辛烯基等环烯基(例如C3-2。环烯基，优选Cw5环烯基)；苯基、
萘基等芳基；苄基、2-苯基乙基、3-苯基丙基等芳烷基；2-吡啶基、2-喹啉 基、2-呋喃基、2-噻吩基、4-哌啶基等芳香性或非芳香性杂环基团等。在不 对反应造成阻碍的范围内，上述有机基团还可以具有各种取代基，例如， 卤原子、氧基、羟基、巯基、取代氧基(例如，烷氧基、芳氧基、酰氧基等)、 取代硫基、羧基、取代氧基羰基、取代或非取代氨基甲酰基、氰基、硝基、 取代或非取代氨基烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基(例如苯基、 萘基等)、芳烷基、杂环基等。
作为以式(4)表示的肟化合物，具体可列举乙醛肟、丙酮肟、2-丁酮肟、 2-戊酮將、3-戊酮肟、l-环己基-l-丙酮肟、苯曱醛肟、苯乙酮月亏、二苯曱酮 肟、4，-羟基苯乙酮肟等。
在式(5)中，环上可键合取代基，还可以稠合其它环。m为例如2 30左 右，优选4 20左右，进一步优选5 14左右。作为式(5)所示的环状朽化合 物，可列举例如环丙酮將、环丁酮肝、环己酮將、环庚酮將、环辛酮月亏、 环壬酮將、环癸酮肟、环十二烷酮將、环十三烷酮肟、环十四烷酮將、环 十五烷酮肟、环十六烷酮^"、环十八烷酮將、环十九烷酮ilt等。作为可键
例举的基团相同的取代基。另外，作为本发明的优选实施方式，可列举下述情况肟化合物为以 式(4)表示的肟化合物，式(l)中的X为-OR基，且R为以下述式(4a)表示的 基团的情况；或者，肟化合物为以式(5)表示的肟化合物，式(l)中的X为-OR 基，且R为以下述式(5a)表示的基团的情况等。 [化学式11]
<formula>formula see original document page 13</formula>
(式中，R3、 Rb分别表示有机基团。但Ra、 Rb中的任一个也可以是氢原子。) '
(CH2)mG二N— (5a)
(式中，m表示2以上的整数。)
肝化合物可以选择1种或2种以上使用。
肟化合物的重排反应可以在溶剂存在或不存在的情况下进行。作为溶 剂，只要是在反应条件下为非活性的溶剂即可，可列举例如乙酸、丙酸、 三氟乙酸等有机酸；乙腈、丙腈、千腈等腈类；曱酰胺、乙酰胺、二曱基 曱酰胺(DMF)、 二曱基乙酰胺等酰胺类；己烷、庚烷、辛烷、环十二烷等脂 肪族烃；苯、曱苯、二曱苯等芳香族烃；三氯曱烷、二氯曱烷、二氯乙烷、 四氯化碳、氯苯、三氟曱苯等卣代烃；硝基苯、硝基曱烷、硝基乙烷等硝 基化合物；乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类；六氟异丙醇、三氟乙醇等含氟醇 类；以及上述溶剂的混合溶剂等。
反应温度可根据所使用的肟化合物的种类、及催化剂、溶剂等的种类 适当选择，没有特殊限制。例如，0 25(TC左右，优选25 150。C左右，更优 选40 120。C左右。反应可以在氮气或氩气等非活泼气体氛围中进行，也可 以在空气氛围中或氧气氛围中进行。在本发明中，特别优选在空气氛围中、 回流条件下进4于反应。
在本反应中，当使用含氟醇类作为溶剂或添加剂(助催化剂)时，有时会
13使催化剂活性显著提高。含氟醇类为脂肪族醇或芳香族醇，可使用任何烃 基上的氬原子部分或全部被氟原子取代而得的含氟醇类，没有特殊限制。 含氟醇类可以是l元醇，也可以是多元醇。
氟类脂肪族醇包括脂肪族链式醇及脂肪族环式醇。作为脂肪族链式醇，
可优选使用下述醇例如，碳原子数1 20左右的直链状链式醇，且其烃基
上的氢原子的 一部分或全部被氟原子取代而得的含有氟原子的直链状脂肪
族链式醇；碳原子数3 20左右的支链状链式醇，且其烃基上的氬原子的一 部分或全部被氟原子取代而得的含有氟原子的支链状脂肪族链式醇等。在 氟类脂肪族链式醇中，烃基(或氟代烃基)可以含有1个或2个以上不饱和键。 作为烃基上的氩原子的 一部分或全部被氟原子取代而得的含有氟原子的直 链状脂肪族链式醇，具体可列举例如1,1-二氟乙醇、1，1，2-三氟乙醇、2,2,2-三氟乙醇、l,l-二氟-l-丙醇、1,2-二氟匿1画丙醇、1,2,3陽三氟-1-丙醇、3，3,3-三 氟-l-丙醇、U，2,2-四氟-l-丙醇、1,3-二氟-1,3-丙二醇、2,3,4-三氟-1-丁醇、 4，4,4-三氟-1-丁醇、3，3,4，4，4-五氟-1-丁醇、1,1,2,2,3,3-六氟-1-丁醇、1,1,2,2-四氟-l-丁醇、1,2,3，4-四氟誦1画丁醇、3，3,4,4,4陽五氟-l-丁醇、1，2,3，4-四氟-1,4-丁二醇、1,1,2,2-四氟-1-戊醇、5,5，5-三氟-1-戊醇、4,4,5,5,5-五氟-1-戊醇、 1,1,2，2-四氟-1-己醇、5,5,6,6,6-五氟-1-己醇等。作为含有氟原子的支链状脂 肪族链式醇，可列举例如六氟异丙醇、七氟异丙醇、3,3,3-三氟-2-三氟曱基 -l-丙醇、2-三氟曱基-l-丁醇、2-三氟曱基-l,4-丁二醇、2-三氟曱基-3，3,4,4,4-五氟-l-丁醇等。
作为氟类脂肪族环式醇，可以使用下述醇例如，环己醇、环戊醇等 碳原子数3 20左右的脂环式醇，且其分子中含有1个或2个以上氟原子。 含有氟原子的形式可以是在构成环的碳原子上键合氟原子的形式，也可以 是键合含有氟原子的烃基的形式，没有特殊限制。
作为氟类芳香族醇，可以使用下述醇例如，苯曱醇、苯乙醇等芳香 族醇，且其分子中含有1个或2个以上氟原子。含有氟原子的形式可以是 例如在芳香环上取代氟代烃基的形式，也可以是在其链式烃部位具有氟原 子的形式，没有特殊限制。
在本反应中，如果添加酸，则可能使催化剂活性显著提高。作为所述 酸，可以是路易斯酸或布朗斯台德酸中的任一种。例如，作为路易斯酸， 可列举氯化铝、氯化锌、三氟曱磺酸金属盐(金属卜，7，-卜)等。另夕卜，作为布朗斯台德酸，可列举硫酸、盐酸、硝酸等无机酸，对曱苯磺酸、曱 磺酸等磺酸等有机酸。
相对于肟化合物1摩尔，添加的酸的用量为例如，0.0001 1摩尔， 优选0.0005 0.5摩尔，更优选0.001 0.2摩尔左右。上述酸可以单独使用， 也可以2种以上组合^f吏用。
在本发明的方法中，例如，当对式(4)所示的肟化合物进行处理时，将 生成以下述式(6)表示的酰胺化合物；当对式(5)所示的环状肟化合物进行处 理时，将生成以下述式(7)表示的内酰胺化合物。具体而言，由笨乙酮肟会 生成乙酰苯胺等，由环烷酮肝会生成元数增加一个的内酰胺(例如，由环己 酮肟生成s-己内酰胺、由环庚酮肟生成7-庚内酰胺、由环辛酮肟生成8-辛 内酰胺、由环十二烷酮肟生成12-月桂内酰胺)。式(6)中的Ra、 Rb、式(7)中 的m与上述相同。 [化学式13]
<formula>formula see original document page 15</formula>[化学式l4]
反应结束后，可通过例如过滤、浓缩、蒸馏、萃取、结晶析出、重结 晶、吸附、柱层析法等分离方法或这些分离方法的组合对反应产物进行分 离提纯。
当通过如下所示的制备方法制备肟化合物时，不仅可以在温和的条件 下进行简单且有效的制备，还可以使合成肟化合物的反应和利用肟化合物 的重排制备酰胺或内酰胺的反应一步完成，而无须特地对中途产生的肟化 合物进行分离提纯工序，因此是极为有利的。
即，月亏化合物可优选通过下述方法制备在含有下述式(8)所示骨架作 为环的组成部分的含有氮原子的环状化合物存在下，使具有曱基或亚曱基的化合物与亚硝酸酯或亚硝酸盐反应来制备將化合物。 [化学式15]
N-二陽Y ( 8 )
(式中，Y表示氧原子或-OR，基(R'为氢原子或羟基的保护基))
作为含有上述式(8)所示骨架作为环的组成部分的含有氮原子的环状化 合物，具体可使用例如N-羟基琥珀酰亚胺、N-羟基邻苯二曱酰亚胺、N,N，-二羟基均苯四酰二亚胺、N-羟基戊二酰亚胺、N-羟基-l,8-萘二曱酰亚胺、 N,N，-二羟基-l，8，4,5-萘四曱酰二亚胺等N-羟基酰亚胺化合物及通过在该N-羟基酰亚胺化合物的羟基上导入保护基(例如乙酰基等酰基等)而获得的化 合物等，其中，所述的N-羟基酰亚胺化合物由脂肪族多元羧酸酐(环状酸酐) 或芳香族多元羧酸酐(环状酸酐)衍生而来。
上述具有曱基或亚曱基的化合物包括以下述式(9)表示的化合物。 [化学式16]
Ra-GH2-Rb ( 9 )
(式中，Ra、 Rb与上述相同)
具体可列举例如乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、正丙
基环己烷、曱苯、对二曱苯、乙基苯、异丙基苯、二苯基曱烷、1,2-二苯基
乙烷等。
(式中，m与上述相同)
在式(10)中，环上可键合取代基，还可以稠合其它环。作为以式(10)表示的化合物，可列举例如环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、环 辛烷、环壬烷、环癸烷、环十二烷、环十三烷、环十四烷、环十五烷、环 十六烷、环十八烷、环十九烷等。作为可键合在上述环上的取代基，可列 举与上述作为有机基团任选具有的取代基所例举的基团相同的取代基。
作为所述的亚硝酸酯，可列举例如亚硝酸曱酯、亚硝酸乙酯、亚硝酸 丙酯、亚硝酸异丙酯、亚硝酸丁酯、亚硝酸异丁酯、亚硝酸叔丁酯、亚硝
酸戊酯、亚硝酸异戊酯、亚硝酸叔戊酯、亚硝酸己酯等亚硝酸烷基酯；亚 硝酸苯酯等亚硝酸芳基酯；亚硝酸苯曱酯等亚硝酸芳烷基酯等。优选的亚 硝酸酯包括亚硝酸d—6烷基酯等亚硝酸烷基酯。作为亚硝酸盐，可列举亚硝 酸铵；亚硝酸锂、亚硝酸钠、亚硝酸钾、亚硝酸钡等亚硝酸石威土金属盐； 亚硝酸锌等其它金属盐等。
具有曱基或亚曱基的化合物与亚硝酸酯或亚硝酸盐的使用比例可根据 两种化合物的种类及组合等适当选择。例如，可使用相对于亚硝酸酯或亚 硝酸盐为等当量左右或过量(例如，1.1~50当量倍或1.1 50当量倍以上，优 选3~30当量倍左右)的具有曱基或亚曱基的化合物，相反，也可以使用相对 于具有曱基或亚曱基的化合物为过量的亚硝酸酯或亚硝酸盐。
具有曱基或亚曱基的化合物与亚硝酸酯或亚硝酸盐的反应可以在溶剂 存在或不存在的情况下进行。对于溶剂没有特殊限制，例如，可使用与上 述肟化合物重排反应中使用的溶剂相同的溶剂。对于反应温度等也没有特 殊限制，例如，可以在与上述月亏化合物重排反应中相同的反应条件下进行 反应。例如，反应温度为0 250"C左右，优选25 15(TC左右，更优选40-120 。C左右。反应可以在氮气或氩气等非活泼气体氛围内进行，也可以根据目 的产物的种类等在空气氛围中或氧气氛围中进行。反应可以在减压下、常 压、或加压下，采用间歇式、半间歇式、连续式(多级连续流动式等)等常规 方法进行。当在减压下、特别是在可使反应中副产的氮氧化物气体(特别是 N02)从体系内除去程度的减压下[例如，30 700mmHg(3.99 93.1kPa)左右] 实施反应时，可以使产率大幅度提高。可推测氮氧化物气体(N02等)是阻 碍反应进行的气体。
可以认为，当具有曱基或亚曱基的化合物与亚硝酸酯或亚硝酸盐发生 反应时，首先生成亚硝基化合物，该亚硝基化合物重排生成肝化合物。例 如，当使环己烷与亚硝酸酯或亚硝酸盐反应时，首先生成亚硝基环己烷，其重排生成环己酮肟。其中，亚硝基化合物根据其种类而不同，但各种亚 硝基化合物和与其对应的二聚体(2分子亚硝基化合物通过各自的氮原子相 互键合为二N-氧化物)处于可逆平衡状态，该平衡可能会偏向于二聚体的一 侧。另外，进行长时间反应时，亚硝基化合物及其二聚体会获得痕量、至 多不到1%的产率。
作为具有曱基或亚曱基的化合物与亚硝酸酯或亚硝酸盐的反应的优选
实施方式，可列举向反应体系内逐步或连续地添加亚硝酸酯或亚硝酸盐而 使反应进行的方法。与一次性添加亚硝酸酯或亚硝酸盐的情况相比，通过 该方法，可以尤其抑制在亚硝基化阶段的副反应，高选择率地生成亚硝基 化合物(或其二聚体)。因此，可以通过连续的重排反应等而高产率地获得肟 化合物等。
另外，为了使月亏化合物高收率地生成，可以设置下述步骤以使反应分
阶段进行，所述步骤包括通过具有曱基或亚曱基的化合物与亚硝酸酯或 亚硝酸盐的反应来合成亚硝基化合物或其二聚体的步骤、和使生成的亚硝 基化合物或其二聚体转化为肟化合物的步骤。采用该方法时，可通过在后 段的转化步骤(亚硝基化合物的重排步骤)中向反应体系中加入添加剂、或加 热，以使总的反应时间得以大幅度缩减。另外，在前段的亚硝基化步骤和 后段的重排步骤中，还可以改变溶剂。此外，在该种情况下，如果使前段 的亚硝基化步骤在减压下进行，则会因与上述相同的理由而使产率大幅度 提高。
作为所述添加剂，只要是可以诱发由亚硝基结构向肟结构重排的催化 剂，则没有特殊限制，可优选使用例如酸、碱等。作为所述的酸，可列举 例如曱磺酸、三氟曱磺酸、苯磺酸、对曱苯磺酸等磺酸；硫酸、硝酸、盐 酸、磷酸、硼酸、发烟硫酸等无机酸；氯化铝、氯化锌、三氟曱磺酸钪等 路易斯酸；二氧化硅、氧化铝、沸石等固体酸；磷钼酸、磷钨酸、硅钼酸、 硅鴒酸等多酸等复合酸；强酸性阳离子交换树脂等。作为所述的碱，可列 举例如三乙胺等叔胺、吡啶等含氮的杂环化合物、乙酸钠、曱醇钠等有机 碱；碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化4甲等无机^喊；氧化镁、水滑石、 羟基磷灰石等固体石咸等。上述添加剂可一次性加入，也可以分多次加入。 相对于具有曱基或亚曱基的化合物100重量份，添加剂的添加量为例如 0.01 100重量份，优选0.1 50重量份，更优选0.3-30重量份左右。利用添加剂的重排反应可以在例如40~120°C、优选50 100。C左右的温度下进行例 如5 180分钟，优选10-120分钟左右。利用加热的重排反应的加热温度， 例如为120~250°C、优选150 200。C左右，反应时间，例如为0.5~120分钟、 优选2 90分钟左右。
另外，在制备肟化合物时，除了添加具有曱基或亚曱基的化合物、亚 硝酸酯或亚硝酸盐、及含有式(8)所示骨架作为环的组成部分的含有氮原子 的环状化合物以外，通过同时添加含有上述式(l)所示结构的化合物(更优选 含氟醇类)进行反应，也可以由具有曱基或亚曱基的化合物 一 步制得相应的 酰胺或内酰胺。或者，也可以在含有式(8)所示骨架作为环的组成部分的含 有氮原子的环状化合物、及含有式(l)所示结构的化合物的存在下进行具有 曱基或亚曱基的化合物与亚硝酸酯或亚硝酸盐的反应，并在厉化合物生成 后添加含氟醇类以进行该將化合物的重排反应；还可以在含有式(8)所示骨 架作为环的组成部分的含有氮原子的环状化合物(更优选含氟醇类)的存在 下进行具有曱基或亚曱基的化合物与亚硝酸酯或亚硝酸盐的反应，并在肟
应。此外，还可以在含有式(8)所示骨架作为环的组成部分的含有氮原子的 环状化合物的存在下进行具有曱基或亚曱基的化合物与亚硝酸酯或亚硝酸 盐的反应，并在肟化合物生成时添加含有式(l)所示结构的化合物及含氟醇 类，以进行月亏化合物的重排反应。在上述方法中，也可以在适当时刻进行 溶剂的蒸馏除去、浓缩、溶剂交换等操作。另外，优选在进行贝克曼重排 反应之前使所用的含有式(8)所示骨架作为环的组成部分的含有氮原子的环 状化合物析出，再通过过滤等将其除去。此外，也可以按上述方法使月亏化 合物的生成分阶段进行。
通过本发明的方法，可以在不产生大量副产物的情况下高产率且简易 地制备酰胺或内酰胺。另外，由于本发明中使用的催化剂等易于与生成的 酰胺或内酰胺分离，因此可以简易地制备高纯度的酰胺或内酰胺。另外， 由于由脂肪族或芳香族烃类等原料制备肟的步骤、和由该肟化合物制备酰 胺或内酰胺的步骤可以一步或一锅(onepot)完成，因此可以简易且有效地制 备酰胺或内酰胺。例如，可以有效地由环己烷制备￡-己内酰胺、由环十二 烷制备w-月桂内酰胺。
由上述获得的酰胺或内酰胺可被用作医药、农药、染料、溶剂、炸药等的原料、聚酰胺(尼龙)的原料等，极具工业实用性。 实施例
以下，列举实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明不受限于这 些实施例。 实施例1
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、六氯磷腈[在式(la)中，X=R'= 112=113=114=115<:1的化合物；1摩尔％]、乙腈(20mL)，在70。C下进行2小 时搅拌。反应后，利用气相色谱法进行分析的结果显示，生成的月桂内酰 胺的产率为78%。 实施例2
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、六氯磷腈(l摩尔％)、六氟异 丙醇(20mL),在7(TC下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法进行分 析的结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为99%。 实施例3
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、六氯磷腈(l摩尔％)、对曱苯 磺酸(5摩尔％)、乙腈(20mL),在70。C下进行2小时搅拌。反应后，利用气 相色谱法进行分析的结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为91%。 实施例4
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、六氯磷腈(1摩尔％)、五氟-l-丙醇(20mL)，在70。C下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法进行分 析的结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为74%。 实施例5
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、六氯磷腈(l摩尔％)、乙酸乙 酯(20mL)，在70。C下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法进行分析 的结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为12%。 实施例6
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、六氯磷腈(l摩尔％)、叔丁醇 (20mL)，在7CTC下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法进行分析的 结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为6%。 实施例7向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、六氯磷腈(l摩尔％)、曱苯 (20mL)，在7(TC下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法进行分析的 结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为4%。 实施例8
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、 N-溴丁二酰亚胺(10摩尔0/。)、 六氟异丙醇(20mL),在70。C下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法 进行分析的结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为95%。 实施例9
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、 N-氯丁二酰亚胺(10摩尔0/0)、 六氟异丙醇(20mL)，在70。C下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法 进行分析的结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为98%。 实施例10
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、 N-氯邻苯二曱酰亚胺(10摩尔 %)、六氟异丙醇(20mL)，在7(TC下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色 谱法进行分析的结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为95%。 实施例11
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、异氰尿酰氯(l摩尔％)、六氟 异丙醇(20mL)，在70。C下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法进行 分析的结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为96%。 实施例12
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、 二乙氧基磷酰氯(5摩尔％)、 六氟异丙醇(20mL)，在70。C下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法 进行分析的结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为94%。 实施例13
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、异氰尿酰氯(l摩尔％)、乙腈 (20mL),在70。C下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法进行分析的 结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为76%。 实施例14
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、异氰尿酰氯(l摩尔％)、环十 二烷(20g),在7(TC下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法进行分析 的结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为56%。实施例15
向反应器中加入环己酮肟(10mmo1)、异氰尿酰氯(10摩尔％)、六氟异丙 醇(20mL)，在70。C下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法进行分析 的结果显示，生成的己内酰胺的产率为15%。 实施例16
向反应器中加入环己酮肟(10mmo1)、六氟磷腈(10摩尔。/。)、六氟异丙醇 (20mL),在7(TC下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法进行分析的 结果显示，生成的己内酰胺的产率为26%。 实施例17
向反应器中加入环十二烷酮月亏(10mmo1)、三苯基氯硅烷(10摩尔％)、六 氟异丙醇(20mL),在7(TC下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法进 行分析的结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为9%。 实施例18
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、三苯基氯硅烷(10摩尔％)、六 氟异丙醇(20mL),在70。C下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色语法进 行分析的结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为9%。 实施例19
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、曱苯磺酰氯(10摩尔％)、六氟 异丙醇(20mL),在70。C下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法进行 分析的结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为23%。 实施例20
向烧并瓦中加入环十二烷(100g, 0.595mol)、 N-羟基邻苯二曱酰亚胺 (1.94g、 0.0119mol)、及乙酸(80g),除去氧气后，使其在氮气氛围中 (lataiKU01MPa)升温至70°C，再用两小时加入亚硝酸叔丁酯(12.5g， 0.119mol)。 30分钟后，在同一温度、减压下除去乙酸，加入庚烷100g后， 过滤分离析出的N-羟基邻苯二曱酰亚胺。然后，蒸馏除去庚烷，再加入三 乙胺(3.61g, 3.57mmo1)，在70°C下进行2小时搅拌。随后，除去三乙胺， 加入六氯磷腈(2.98mmo1)、六氟异丙醇(6mmo1)，在80°C下进行2小时搅拌。 反应后，利用气相色谱法进行分析的结果显示，以环十二烷为基准，生成 的月桂内酰胺的产率为12%,转化率为17%。 实施例21向烧瓶中加入环十二烷(100g， 0.595mol)、 N-羟基邻苯二曱酰亚胺 (1.94g、 0.0119mol)、及乙酸(80g),除去氧气后，使其在氮气氛围中 (latn^0.101MPa)升温至70°C ,再用两小时加入亚硝酸叔丁酯(12.5g, 0.119mol)。 30分钟后，在同一温度、减压下除去乙酸，加入庚烷100g后， 过滤分离析出的N-羟基邻苯二曱酰亚胺。然后，蒸馏除去庚烷，再加入三 乙胺(3.61g， 3.57mmo1)，在70°C下进行2小时搅拌。随后，除去三乙胺， 加入异氰尿酰氯(2.98mmo1)、六氟异丙醇(6mmo1),在80。C下进行2小时搅 拌。反应后，利用气相色谱法进行分析的结果显示，以环十二烷为基准， 生成的月桂内酰胺的产率为11%，转化率为17%。 实施例22
向烧并瓦中加入环十二烷(100g， 0.595mol)、 N-羟基邻苯二曱酰亚胺 (1.94g、 0.0119mol)、及乙酸(80g),除去氧气后，使其在氮气氛围中 (latm二0.101MPa)升温至70 。C ,再用两小时加入亚硝酸叔丁酯(12.5g， 0.119mol)。 30分钟后，在同一温度、减压下除去乙酸，加入庚烷100g后， 过滤分离析出的N-羟基邻苯二曱酰亚胺。然后，蒸馏除去庚烷，再加入三 乙胺(3.61g, 3.57mmo1)，在70°C下进行2小时搅拌。随后，除去三乙胺， 加入N-氯丁二酰亚胺(5mmo1)、六氟异丙醇(20mmo1),在80。C下进行2小时 搅拌。反应后，利用气相色谱法进行分析的结果显示，以环十二烷为基准， 生成的月桂内酰胺的产率为12%,转化率为17%。 实施例23
向烧^f瓦中加入环十二烷(100g, 0.595mol)、 N-羟基邻苯二曱酰亚胺 (1.94g、 0.0119mol)、及乙酸(80g)，除去氧气后，使其在氮气氛围中 (latn^0.101MPa)升温至70°C ,再用两小时加入亚硝酸叔丁酯(12.5g， 0.119mol)。 30分钟后，在同一温度、减压下除去乙酸，加入庚烷100g后， 过滤分离析出的N-羟基邻笨二曱酰亚胺。然后，蒸馏除去庚烷，再加入三 乙胺(3.61g， 3.57mmo1)，在70°C下进行2小时搅拌。随后，除去三乙胺， 加入异氰尿酰氯(2.98mmo1),在80°C下进行2小时搅拌。反应后，利用气相 色谱法进行分析的结果显示，以环十二烷为基准，生成的月桂内酰胺的产 率为3%,转化率为17%。 实施例24
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、六氯^l腈(1摩尔％)、乙腈(20mL)，在90'C下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法进行分析的 结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为99%。 实施例25
向反应器中加入环十二烷酮肟(10mmo1)、六氯磷腈(0.5摩尔％)、乙腈 (20mL)，在9(TC下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法进行分析的 结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为96%。 实施例26
向反应器中加入环十二烷酮肝(10mmo1)、 二乙氧基磷酰氯(5摩尔％)、 对曱苯磺酸(5摩尔％)、乙腈(20mL)，在70。C下进行2小时搅拌。反应后， 利用气相色谱法进行分析的结果显示，生成的月桂内酰胺的产率为56%。 实施例27
向反应器中加入环戊酮肟(10mmo1)、六氯磷腈(l摩尔％)、六氟异丙醇 (20mL),在70。C下进行2小时搅拌。反应后，利用气相色谱法进行分析的 结果显示，生成的戊内酰胺的产率为11%。
工业实用性
根据本发明，可通过进行肟的重排反应而高产率且简易地制备作为医 药、农药、染料、溶剂、炸药等的原料、聚酰胺(尼龙)的原料等有用的酰胺
的副产物的除去及废弃问题。 '
权利要求
1. 一种制备酰胺或内酰胺的方法，该方法在含有下述式(1)所示结构的化合物的存在下，使肟化合物发生重排反应来合成相应的酰胺或内酰胺，其中，所述式(1)为-Z-X (1)式中，Z表示P、N、S、B或Si原子，X表示离去基团，Z除了与X连接以外，还与1个或2个以上原子或基团相键合。
2. 在权利要求1所述的酰胺或内酰胺的制备方法，其中，X为卤原子。
全文摘要
本发明提供一种可在不产生硫酸铵等大量副产物的情况下使肟化合物发生重排反应，从而简易且高产率地制备酰胺或内酰胺的方法。在本发明的酰胺或内酰胺的制备方法中，在含有下述式(1)所示结构的化合物的存在下，使肟化合物发生重排反应来合成对应的酰胺或内酰胺。其中，所述式(1)为-Z-X (1)(式中，Z表示P、N、S、B或Si原子，X表示离去基团。Z除了与X连接以外，还与1个或2个以上原子或基团相键合)。在该制备方法中，X可以为卤原子。
文档编号C07D201/00GK101547897SQ200780044920
公开日2009年9月30日 申请日期2007年12月20日 优先权日2006年12月28日
发明者中野达也, 岩浜隆裕, 石井康敬 申请人:大赛璐化学工业株式会社