CN108349892A - 联吡啶化合物的合成方法及吡啶化合物的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明简便且安全地于短时间内合成、同时高产率且高纯度地合成作为目的的联吡啶化合物。一种二‑第三丁基‑2,2’‑联吡啶化合物的合成方法，其具有于反应溶媒中，使第三丁基吡啶化合物与使碱金属分散于分散溶媒的分散体反应的步骤。一种联吡啶化合物的合成方法，该合成方法为不具有任何取代基的联吡啶化合物的合成方法，其具有于反应溶媒中，使吡啶与使碱金属分散于分散媒的分散体反应的步骤。

Description

联吡啶化合物的合成方法及吡啶化合物的制造方法
技术领域
本发明涉及联吡啶化合物的合成方法及吡啶化合物的制造方法。
背景技术
联吡啶化合物已知有用于作为触媒或有机材料，可与各式各样的过渡金属形成复合体。例如，联吡啶化合物已适用于镁触媒二氧化碳还原反应、铱触媒C-H硼化反应、镍触媒交叉亲电子偶合反应等的许多化学反应。又，已知有用于作为有机电激发光(有机EL)材料、医药、农药等的中间体或原料。
作为联吡啶化合物的合成方法，已报告一种方法，该方法使4-第三丁基吡啶与过乙酸反应而合成4-第三丁基吡啶-N-氧化物，使此与氯化磷酰反应而使氯取代2位的氢，而合成4-第三丁基-2-氯吡啶，接着，于溴化镍和锰触媒的存在下二聚化4-第三丁基-2-氯吡啶，而合成4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶(例如，参照非专利文献1、非专利文献2)。
又，作为制造2,4’-联吡啶的方法，已知有一种技术，其使用丁醇溶媒，于钯触媒、碳酸钠及水的存在下，使4-吡啶基硼酸与2-氯吡啶反应，进行分液处理，而分离成含有2,4’-联吡啶的有机层与水层的技术(例如，参照专利文献1的实施例1)。其次，揭示一种技术，其将水层以丁醇进行萃取处理，将所得到的丁醇层与之前的有机层混合，将混合后的有机层以水洗净后进行过滤而得到的滤液浓缩，蒸馏处理此浓缩液，而纯化2,4’-联吡啶(参照实施例11)。记载藉由此法，成为纯度98.5％、提取产率47％。
背景技术文献：
特许文献：
[专利文献1]：日本特开2006-219395号公报
非专利文献：
[非专利文献1]Fu R,Bercaw JE,Labinger JA.,Organometallics.2011；30：6751-6765
[非专利文献2]Buonomo JA.,Everson DA.,Weix DJ.,Synthesis(Stuttg).2013；45(22)：3099-3102
发明内容
发明所欲解决的课题：
然而，于非专利文献1及非专利文献2所述的合成方法于浓缩条件下使用爆炸性高的过乙酸，且于4-第三丁基吡啶-N-氧化物合成后，藉由蒸馏而将其去除，为经过处理上极为困难而烦杂的操作。又，即使仅反应时间也需要3日以上，关于产率，也于由4-第三丁基吡啶合成4-第三丁基吡啶-N-氧化物、由4-第三丁基吡啶-N-氧化物合成4-第三丁基-2-氯吡啶、以及由4-第三丁基-2-氯吡啶合成4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶所得到的化合物的产率各自为82％、79％及90％，最后的产率为58％左右。
又，于专利文献1所述的制造方法因于合成吡啶化合物之际使用触媒而导致制造步骤数增加，同时因为使用高价的钯触媒而制造成本增加。而且，于蒸馏处理的情形，由于利用滤液所包含的各种有机物的沸点差而使蒸发、凝结，故于有效率地回收作为目的的吡啶化合物上需要花费时间及劳力。
因此，要求建构可将联吡啶化合物简便且安全地于短时间内合成的技术，且要求建构可以高产率且高纯度地合成的技术。又，要求一种吡啶化合物的制造方法，该方法削减制造步骤数且以廉价的方法合成吡啶化合物，且可有效率地回收已合成的吡啶化合物。
用于解决课题的手段：
本发明者等为了解决上述课题而反复研究的结果，发现了藉由使吡啶化合物，与使碱金属分散于分散溶媒的分散体反应，可产率佳且高纯度地合成作为目的的联吡啶化合物。相关的合成反应不需要难以处理的试剂，也未伴随烦杂的操作。又，可以少的步骤数，将为目的的联吡啶化合物简便地于短时间合成。本发明者等根据此等知识见解，遂而完成本发明。
也就是，有关本发明的下述通式(I)所示的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物的合成方法的特征构成有下列要点﹕具有于反应溶媒中，使第三丁基吡啶化合物与使碱金属分散于分散溶媒的分散体反应的步骤。
[化学式1]
(其中，R1及R2独立地为第三丁基)。
于非专利文献1及非专利文献2的合成方法，藉由将4-第三丁基吡啶使用过乙酸氧化，而使经氧化的4-第三丁基吡啶-N-氧化物与氯化剂反应，而合成4-第三丁基-2-氯吡啶，将此二聚化而形成联吡啶环。然而，于浓缩条件下需要注意过乙酸的处理，有需要藉由蒸馏将其去除的步骤，而且有反应所需的时间长的缺点。另一方面，依据本构成，利用使碱金属分散于分散溶媒的分散体，处理上为容易，可顺利且有效率地进行吡啶环的二聚化反应。该结果，不需要烦杂的反应操作或爆炸性高的试剂类的使用。因而，可以简便且安全地于短时间内合成为目的的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物，而且可高产率且高纯度地合成。
其他的特征构成有下列要点﹕于藉由前述第三丁基吡啶与使前述碱金属分散于分散溶媒的分散体的反应而生成的反应生成物中，添加氢供体。
藉由本构成，则第三丁基吡啶化合物与使碱金属分散于分散溶媒的分散体反应后，藉由使反应生成物和氢供体反应，依序顺利地进行吡啶环的二聚化、接受来自氢供体的氢，而高产率且高纯度地合成为目的的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物成为可能。
其他的特征构成有下列要点﹕前述反应溶媒含有氢供体。
依据本构成，藉由将氢供体作成包含于成为第三丁基吡啶化合物与使碱金属分散于分散溶媒的分散体的反应处的反应溶媒的相同溶液，不需要另外附加添加氢供体的步骤而可简化合成步骤。其结果，可以少的步骤数，简便地合成为目的的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物，并可降低制造成本。
其他特征构成有下列要点﹕前述第三丁基吡啶化合物为4-第三丁基吡啶，合成4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶。
依据本构成，将4-第三丁基吡啶作为起始化合物，可以简便、安全且于短时间合成作为触媒或有机材料的利用价值特别高的4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶，而且可以高产率且高纯度地合成。
其他特征构成有下列要点﹕在相对于前述第三丁基吡啶化合物1mmol，将作为前述反应溶媒的四氢呋喃作成2ml以上8ml以下的比率时，相对于前述第三丁基吡啶化合物，使用1莫耳当量以上2莫耳当量以下的前述碱金属。
依据本构成，对于为起始化合物的第三丁基吡啶化合物，可最适化使碱金属分散于分散溶媒的分散体的使用量及为反应溶媒的四氢呋喃的使用量，依序顺利地进行反应。据此，抑制反应副生成物的生成，可以高产率且高纯度地合成为目的的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。又，可无原料过度或不足而利用于合成，以良好的物质平衡合成为目的的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。
其他特征构成有下列要点﹕下述通式(Ⅱ)所示的联吡啶化合物的合成方法，其为联吡啶化合物的合成方法，此方法具有于反应溶媒中，使吡啶与使碱金属分散于分散溶媒的分散体反应的步骤。
[化学式2]
依据本构成，利用使碱金属分散于分散溶媒的分散体，处理上为容易，可顺利且有效率地进行吡啶环的二聚化反应。该结果，不需要烦杂的反应操作、或使用爆炸性高的试剂类。因而，可以简便且安全地于短时间内合成为目的的联吡啶化合物，而且可以高产率且高纯度地合成。
其他的特征构成有下列要点﹕其于藉由前述吡啶与前述使碱金属分散于分散媒的分散体的反应而生成的反应生成物中，添加氢供体。
依据本构成，于吡啶与使碱金属分散于分散溶媒的分散体的反应后，藉由使反应生成物与氢供体反应，依序平顺地进行吡啶环的二聚化、接受来自氢供体的氢，成为可高产率且高纯度地合成为目的的联吡啶化合物。
其他的特征构成其有下列要点﹕前述反应溶媒含有氢供体。
依据本构成，藉由将氢供体设成包含于成为吡啶与使碱金属分散于分散溶媒的分散体的反应处的反应溶媒的相同溶液，不需要另外附加添加氢供体的步骤而可简化合成步骤。该结果，可以少的步骤数，简便地合成为目的的联吡啶化合物，可降低制造成本。
其他的特征构成有下列要点﹕前述联吡啶化合物为2,2’-联吡啶、4,4’-联吡啶、2,4’-联吡啶、2,3’-联吡啶、3,3’-联吡啶、3,4’-联吡啶的任一者。
依据本构成，将吡啶作为起始化合物，可以简便、安全且于短时间合成作为触媒或有机材料的利用价值特别高的2,2’-联吡啶、4,4’-联吡啶、2,4’-联吡啶、2,3’-联吡啶、3,3’-联吡啶、3,4’-联吡啶，而且可以高产率且高纯度地合成。
又，本发明者等为了解决上述课题而反复研究的结果，发现藉由使单体与使碱金属分散于分散溶媒的分散体反应，即使不使用触媒也可以产率佳且高纯度地合成为目的的吡啶化合物。有关的合成反应不需要高价的试剂类，可以少的步骤数，简便地于短时间合成为目的的吡啶化合物。再者，发现若使以高产率合成的吡啶化合物，溶解于对于吡啶化合物的汉森溶解度参数(Hansen solubility parameter)为5J1/2/cm3/2以上9J1/2/cm3/2以下的有机溶媒，则可自有机溶媒有效率地将吡啶化合物再结晶。本发明者等基于此等知识见解，遂而完成本发明。
也就是，吡啶化合物的制造方法有下列要点﹕其具备下列步骤﹕
合成步骤，其使单体与使碱金属分散于分散溶媒的分散体于反应溶媒中反应而合成下述通式(Ⅲ)所示的吡啶化合物；
去活化步骤，其使残存于含有已合成的前述吡啶化合物的反应液的前述碱金属去活化；
溶解步骤，其于前述碱金属已去活化的前述反应液中，添加对于前述吡啶化合物的汉森溶解度参数为5J1/2/cm3/2以上9J1/2/cm3/2以下的有机溶媒而使前述吡啶化合物溶解；
再结晶步骤，其冷却含有前述吡啶化合物的前述有机溶媒，而使前述吡啶化合物再结晶。
[化学式3]
[式中，Ra表示可具有取代基的烷基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳基烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的酰基、可具有取代基的胺基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的芳基烷硫基、卤素原子、羟基、醛基、羧基、胺基、或氰基；
A表示烃环或杂环；
Rb表示可具有取代基的烷基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳基烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的酰基、可具有取代基的胺基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的芳基烷硫基、卤素原子、羟基、醛基、羧基、胺基或氰基；
m表示0～4，m为2～4时，Ra可为相同或相异；
n表示0以上的整数，n为2以上的整数时，Rb可为相同或相异]。
于本方法因使用使碱金属分散于分散溶媒的分散体，不使用如历来的高价钯触媒，成为可以少的步骤数而便宜地合成吡啶化合物。而且，可产率佳而高纯度地合成吡啶化合物。
另一方面，于已使碱金属去活化的反应液中混入分散溶媒等的杂质。如本方法，若使用对于吡啶化合物的汉森溶解度参数为5J1/2/cm3/2以上9J1/2/cm3/2以下的有机溶媒而于再结晶步骤冷却，则可由此有机溶媒容易地仅将吡啶化合物再结晶。此因为相较于极性高的醇等，对于吡啶化合物的汉森溶解度参数在上述范围的有机溶媒容易溶解吡啶化合物且容易分离。于此方法因不需要蒸馏处理，故不需花费非常多的劳力及时间，可简单地分离吡啶化合物。如此，可提供一种削减制造步骤数且以便宜的方法可有效率地回收已合成的吡啶化合物的制造方法。
其他制造方法有下列要点﹕其具备一种蒸发步骤，该步骤于前述溶解步骤之前，加热前述碱金属已去活化的前述反应液，而使前述反应溶媒蒸发。
例如，使用作为反应溶媒的如四氢呋喃的对于吡啶化合物的汉森溶解度参数非常小的有机溶媒的情形，虽吡啶化合物容易溶解，但因溶解度过高，所以于再结晶步骤自反应溶媒回收吡啶化合物变困难。该结果，招致提取产率的降低。然而，如本方法，藉由事先使反应溶媒蒸发，于溶解步骤，成为可使全部的吡啶化合物溶解于对于吡啶化合物的汉森溶解度参数为5J1/2/cm3/2以上9J1/2/cm3/2以下的有机溶媒。因而，可提高吡啶化合物的提取产率。
其他制造方法有下列要点﹕冷却于前述蒸发步骤中蒸发的前述反应溶媒，再利用作为前述合成步骤中的前述反应溶媒。
依据本方法，于合成步骤所使用的反应溶媒呈液体而被再利用。该结果，不必较大量地浪费地废弃必要的反应溶媒，可降低制造成本。
其他制造方法有下列要点﹕其具备一种洗净步骤，该步骤于前述溶解步骤之前，添加水于前述溶解步骤所使用的溶解槽中而进行洗净。
依据本方法，因将附着于溶解槽的吡啶化合物或其他杂质以水洗净，故可不浪费地使已合成的吡啶化合物再结晶。
其他制造方法有下列要点﹕其具备一种析出步骤，该步骤前述去活化步骤为添加水于前述反应液而使前述碱金属去活化，在前述去活化步骤之后，且于前述溶解步骤之前，过滤前述碱金属已去活化的前述反应液，而使含有前述吡啶化合物的有机层析出，前述溶解步骤于前述有机层中添加前述有机溶媒而使前述吡啶化合物溶解。
例如，使用四氢呋喃作为反应溶媒的情形，此反应溶媒溶解于水。因此，于本方法的析出步骤，将反应溶媒分离于滤液侧的状态，析出含有吡啶化合物的有机层。该结果，成为可省略对吡啶化合物的回收带来不良影响的使反应溶媒蒸发的步骤等，而可简化制造步骤。
其他制造方法有下列要点﹕前述再结晶步骤具有﹕浓缩步骤，其加热含有前述吡啶化合物的前述有机溶媒而浓缩；冷却步骤，其在前述浓缩步骤之后冷却含有前述吡啶化合物的前述有机溶媒；及过滤步骤，其在前述冷却步骤之后过滤前述吡啶化合物而回收。
依据如本方法的使有机溶媒适量地蒸发而浓缩，因吡啶化合物的浓度提高，故可促进于冷却步骤的吡啶化合物的再结晶。因而，可提高于过滤步骤中的吡啶化合物的提取产率。
其他制造方法有下列要点﹕其具备第二再结晶步骤，该步骤具有第二浓缩步骤，其加热在前述过滤步骤产生的前述吡啶化合物残存的滤液而浓缩；第二冷却步骤，其在前述第二浓缩步骤之后，冷却前述滤液；及第二过滤步骤，其在前述第二冷却步骤之后，过滤前述吡啶化合物而回收。
于过滤步骤所产生的滤液有残存于冷却步骤未被再结晶的吡啶化合物。如本方法，若自于再结晶步骤所产生的滤液再次回收吡啶化合物，则可更提高吡啶化合物的提取产率。
其他制造方法有下列要点﹕其将于前述第二过滤步骤所回收的前述吡啶化合物，混合于前述再结晶步骤之前述有机溶媒。
因于第二浓缩步骤再度浓缩有机溶媒，故有作为碱金属的分散溶媒的绝缘油等附着于吡啶化合物的表面者。如本方法，将于第二过滤步骤所回收的吡啶化合物再次混合于第一次的再结晶步骤的有机溶媒，成为可自吡啶化合物分离绝缘油。因而，可进一步提高吡啶化合物的纯度。
附图说明
[图1]摘录进行4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶的合成被实施例1的合成条件及合成结果讨论的图。
[图2]摘录进行4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶的合成被的实施例2的合成条件及合成结果讨论的图。
[图3]摘录进行4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶的合成被实施例3的合成条件及合成结果讨论的图。
[图4]摘录进行基质适用范围被实施例4的合成条件及合成结果讨论的图。
[图5]摘录进行4,4’-联吡啶的合成被实施例5的合成条件及合成结果讨论的图。
[图6]呈示吡啶化合物的制造方法的流程图。
[图7]呈示吡啶化合物的制造方法的流程图。
[图8]呈示关于其他实施方式的吡啶化合物的制造方法的流程图。
具体实施方式
以下，详细说明有关本发明的联吡啶化合物的合成方法及吡啶化合物的制造方法的实施方式。惟，本发明并未被限定于后述的实施方式。
[吡啶化合物的合成]
如图6所示，关于本实施方式的吡啶化合物的制造方法具备﹕
合成步骤，其于反应溶媒中，使单体与使碱金属分散于分散溶媒的分散体反应，而合成下述通式(I)所示的吡啶化合物；及
去活化步骤，其使残存于含有已合成的吡啶化合物的反应液的碱金属去活化。
此等合成步骤与去活化步骤于搅拌下于同一反应槽10中实行。又，合成步骤与去活化步骤可于各自的槽中实行，也可省略反应槽10的搅拌，并未特别限定。
吡啶化合物含有可具有取代基的吡啶环，且于吡啶环有不同于吡啶环的另外的可具有取代基的烃环或可具有取代基的杂环键结的化合物。吡啶环与烃环或杂环只要吡啶环上的碳与烃环或杂环的碳，藉由碳-碳键键结即可，可于任一位置键结。具体而言，吡啶化合物为下述通式(I)所示的化合物。
[化学式4]
[式中，Ra表示可具有取代基的烷基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳基烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的酰基、可具有取代基的胺基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的芳基烷硫基、卤素原子、羟基、醛基、羧基、胺基或氰基；
A表示烃环或杂环；
Rb表示可为具有取代基的烷基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳基烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的酰基、可具有取代基的胺基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的芳基烷硫基、卤素原子、羟基、醛基、羧基、胺基或氰基；
m表示0～4，m为2～4时，Ra可为相同或相异；
n表示0以上的整数，n为2以上的整数时，Rb可为相同或相异]。
Ra取代吡啶环上的氢原子而导入的原子或原子团。Ra可被导入吡啶环的任一的位置，也可被导入复数个位置。导入Ra的位置与吡啶环上的氢原子键结的碳，Ra最大可导入4个。在导入复数个位置的情形，Ra可为相同，也可为相异。又，也可未导入Ra。Ra例如可具有取代基的烷基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳基烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的酰基、可具有取代基的胺基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的芳基烷硫基、卤素原子、羟基、醛基、羧基、胺基或氰基。其中，就取代基而言，例如为卤素原子、羟基、醛基、羧基、胺基或氰基。Ra较佳为低级的烷基，烷基不论直链及支链皆可，特佳为第三丁基。
A为烃环或杂环，较佳为芳香族环。烃环为例如苯环、萘环、蒽环等，杂环例如为含氮杂环的吡啶环、吡环、嘧啶环、吡咯环、吡唑环、为含硫杂环的噻吩环、为含氧杂环的呋喃环等。较佳为苯环或吡啶环。
Rb取代与A的烃环或杂环上的碳键结的氢原子而导入的原子或原子团。Rb可被导入A的任一的位置，也可被导入复数个位置。导入Rb的位置与A的烃环或杂环上的氢原子键结的碳，Rb最大可导入键结于该碳的氢原子的数。在导入复数个位置的情形，Rb可为相同，也可为相异。又，也可未导入Rb。Rb例如可具有取代基的烷基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳基烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的酰基、可具有取代基的胺基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的芳基烷硫基、卤素原子、羟基、醛基、羧基、胺基或氰基。其中，作为取代基，例如卤素原子、羟基、醛基、羧基、胺基或氰基。Rb较佳为低级的烷基，烷基不论直链及支链皆可，特佳为第三丁基。
作为吡啶化合物的合适例，可列举二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物，特别是4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶。又，也可较佳例示二甲基-2,2’-联吡啶、2,2’-联吡啶、4,4’-联吡啶、2,4’-联吡啶、2,3’-联吡啶、3,3’-联吡啶、3,4’-联吡啶的联吡啶化合物。
本文中，作为起始物质的单体可使用含有可具有取代基的吡啶环的化合物、与含有可具有取代基的烃环或可具有取代基的杂环的化合物的组合。
含有可具有取代基的吡啶环的化合物为下述通式(Ⅱ)或(Ⅲ)所示的化合物。
[化学式5]
[式中，Rc表示可具有取代基的烷基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳基烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的酰基、可具有取代基的胺基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的芳基烷硫基、卤素原子、羟基、醛基、羧基、胺基、或氰基，o表示0～4，o为2～4时Rc可为相同或相异]。
[化学式6]
[式中，Rd表示可具有取代基的烷基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳基烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的酰基、可具有取代基的胺基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的芳基烷硫基、卤素原子、羟基、醛基、羧基、胺基、或氰基，Xa表示卤素原子，p表示0～4，p为2～4时Rd可为相同或相异]。
Rc及Rd相当于吡啶化合物的Ra。Xa氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等的卤素原子。Xa于吡啶化合物的合成反应，被取代为含有可具有取代基的烃环或可具有取代基的杂环的化合物。
含有可具有取代基的吡啶环的化合物为第三丁基吡啶化合物、卤化甲基吡啶化合物或卤化甲基吡啶化合物与卤化苯化合物的混合物为较佳，4-第三丁基吡啶为特佳。又，可较佳地利用不具有取代基的吡啶。
含有可具有取代基的烃环或可具有取代基的杂环的化合物为下述通式(Ⅳ)或通式(V)所示的化合物。
[化学式7]
[式中，B表示烃环或杂环，Re表示可具有取代基的烷基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳基烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的酰基、可具有取代基的胺基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的芳基烷硫基、卤素原子、羟基、醛基、羧基、胺基或氰基，q表示0以上的整数，q为2以上的整数时Re可为相同或相异]。
[化学式8]
[式中，B表示烃环或杂环，Rf表示可具有取代基的烷基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳基烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的酰基、可具有取代基的胺基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的芳基烷硫基、卤素原子、羟基、醛基、羧基、胺基或氰基，Xb表示卤素原子，r表示0以上的整数，r为2以上的整数时Rf可为相同或相异]。
B相当于吡啶化合物的A，Re及Rf相当于吡啶化合物的Rb。Xb为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等的卤素原子。Xb于吡啶化合物的合成反应，被取代为可具有取代基的吡啶环。
含有可具有取代基的烃环或可具有取代基的杂环的化合物为第三丁基吡啶化合物、卤化甲基吡啶化合物或卤化甲基吡啶化合物与卤化苯化合物的混合物为较佳，又，可较佳地利用不具有取代基的吡啶。特别是4-第三丁基吡啶、吡啶、2-氯-4-甲基吡啶或2-氯-4-甲基吡啶与卤化苯的混合物为较佳。又，可较佳地利用不具有取代基的吡啶。
又，于吡啶化合物的合成反应之际，于单体中含有反应性高的官能基的情形，较佳以适当的保护基保护该官能基，被保护的官能基于反应结束后，藉由适当的手段而脱保护。
使碱金属分散于分散溶媒的分散体使碱金属呈微粒子而分散于不溶性溶媒者、或使碱金属以液体的状态而分散于不溶性溶媒者。就碱金属而言，可列举钠、钾、锂或此等的合金等。作为微粒子的平均粒径，较佳为小于10μm，特佳为可使用小于5μm者。平均粒径以具有与藉由显微镜照片的图像解析而得到的投影面积相等的投影面积的球的直径来表示。
就分散溶媒而言，只要可将碱金属作为微粒子分散、或将碱金属以液体的状态分散于不溶性溶媒，且不阻碍单体与碱金属的分散体的反应即可，可使用于该技术领域一般周知的溶媒。例如，可列举二甲苯、甲苯等的芳香族系溶媒、或癸烷等的一般石蜡系溶媒、或该等的混合溶媒等。
以下，关于使碱金属分散于分散溶媒的分散体，有略称为“SD”的情形。SD为钠分散液(Sodium Dispersion)的缩写，于下述说明的实施例，因使用钠作为碱金属所以对该分散体附上SD的符号。然而，SD的符号并非将钠以外的碱金属加以排除。
作为反应溶媒只要不阻碍单体与SD的反应，可使用于该技术领域中周知的溶媒。例如，可使用醚系溶媒、正烷烃系溶媒、芳香族系溶媒、胺系溶媒、杂环化合物溶媒。作为醚系溶媒，较佳为环状醚溶媒，特佳为四氢呋喃(以下，有略称为“THF”的情形)。作为正烷烃系溶媒，特佳为正癸烷等。作为芳香族系溶媒，可较佳地使用二甲苯或甲苯等，作为胺系溶媒，可较佳地使用乙二胺等。作为杂环化合物溶媒，可利用四氢噻吩等。又，也可使用彼等的混合溶媒。于此，前述的分散溶媒与反应溶媒可使用相同种类者，也可使用不同种类者。
于使反应后残存的碱金属去活化的去活化步骤所使用的去活化液，可使用醇或水。就使用的醇而言，较佳为异丙醇、甲醇或乙醇等的低级醇，也可为高级醇，并未特别限定。另一方面，于使用水的情形，较佳于已填充氩气气体或氮气气体等的惰性气体环境下进行。又，于吡啶化合物的合成使用SD的情形，因钠被氢化而安定化，故于使用水的情形，也可于空气环境下实行去活化步骤。又，于使用醇的情形，也可于惰性气体环境下实行去活化步骤，并未特别限定。
以下，作为联吡啶化合物的合成方法的一例，针对下述通式(Ⅵ)所示的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物，于以下进行说明。
[化学式9]
[式中，R1及R2独立地为第三丁基。于此，R1被导入1位、2位、3位、4位的中任一处，其他位置被导入氢基。又，R2被导入1’位、2’位、3’位、4’位的任一处，其他位置被导入氢基]。
于反应溶媒中，使第三丁基吡啶化合物与SD反应，得到下述通式(Ⅶ)所示的反应生成物a。接着，使下述通式(Ⅶ)所示的反应生成物a与氢供体反应而接受氢的供给，得到下述通式(Ⅷ)所示的反应生成物b，藉由将此进行空气氧化而合成为目的的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。
[化学式10]
[化学式11]
[其中，于通式(Ⅶ)及(Ⅷ)，R1及R2独立地为第三丁基。其中，R1被导入1位、2位、3位、4位的中任一处，其他位置被导入氢基。又，R2被导入1’位、2’位、3’位、4’位的任一处，其他位置被导入氢基]。
关于本实施方式的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物的合成方法，利用使碱金属分散于分散溶媒的分散体，可平顺地且有效率地进行吡啶环的二聚化反应。不需要烦杂的反应操作或使用爆炸性高的试剂类，可以简便且安全地在短时间内合成二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物，而且可以高产率且高纯度地合成。
就第三丁基吡啶化合物而言，可使用2-第三丁基吡啶、3-第三丁基吡啶、4-第三丁基吡啶。较佳为4-第三丁基吡啶。此等第三丁基吡啶化合物可使用市售者，也可使用按照于该技术领域中周知的方法而制造者。
(合成过程的详细说明)
就氢供体而言，只要于藉由第三丁基吡啶化合物与SD的反应而形成的通式(Ⅶ)所示的反应生成物a，藉由氧化还原反应而给予氢且本身为被脱氢的物质即可，可使用于该技术领域中周知的物质。例如，可使用水或醇类。就醇类而言，较佳可使用碳数1～6左右的低级醇，可例示第三丁醇等。
以下，说明关于有关本实施方式的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物的合成步骤的详细内容。首先，于反应溶媒中，使第三丁基吡啶化合物与使碱金属分散于分散溶媒的分散体进行反应，得到通式(Ⅶ)所示的反应生成物a。于该反应，反应温度并未特别限定，可于室温进行，较佳为25～50℃。据此，不须设置用以加热或冷却等的温度控制手段。又，因应必要，也可设置温度控制手段，并未特别限定。
关于反应时间，也未特别限定，因应反应温度、反应试剂的种类或量而适宜地设定即可。通常以1～24小时，较佳为1～6小时进行。即使延长反应时间，也不会使为目的的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物的产率提高、不会使为原料的第三丁基吡啶化合物的回收率降低且物质平衡恶化。据此，由产率及原料再利用的观点，长时间的反应并非较佳。
接着，使通式(Ⅶ)所示的反应生成物a与氢供体反应而接受氢的供给，并获得通式(Ⅷ)所示的反应生成物b。与氢供体的反应，较佳为在填充氩气气体或氮气气体等的反应槽内等的惰性气体环境下进行。
又，与氢供体的反应于第三丁基吡啶化合物与SD的反应后，可不单离通式(Ⅶ)所示的反应生成物a，使与SD的反应混合物与氢供体反应，也可于一旦将通式(Ⅶ)所示的反应生成物a进行单离、萃取、浓缩等的操作后，使氢供体反应。因而，氢供体可于第三丁基吡啶化合物与SD的反应前，事先含于溶媒中而作为同一溶液调制，也可在与SD的反应中，以及反应后添加。又，添加氢供体的时机设定于第三丁基吡啶化合物及SD的反应前与反应后两者等，可适当组合。
于事先使氢供体含于溶媒中的情形，不须另外设置添加氢供体的步骤，可进一步简化合成步骤，谋求制造成本的降低。另一方面，具有下列有利点﹕于与SD的反应后，藉由使氢供体与生成的通式(Ⅶ)所示的反应生成物a反应，依序平顺地进行吡啶环的二聚化、接受来自氢供体的氢，成为可以高产率且高纯度地合成为目的的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。
最后，藉由氧化通式(Ⅷ)所示的反应生成物b，而可得到为目的的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。该氧化反应可于该技术领域中周知的方法进行，可使用空气氧化或氧化剂，较佳为藉由将反应槽10进行大气开放而藉由空气氧化来进行。
其中，第三丁基吡啶化合物与SD的反应较佳为相对于第三丁基吡啶0.5mmol，于1ml以上4ml以下，特佳为2ml的THF中，使第三丁基吡啶化合物与SD进行反应，相对于该第三丁基吡啶化合物，该SD为1莫耳当量以上2.5莫耳当量以下，较佳为1莫耳当量以上2莫耳当量以下，特佳为1莫耳当量。即，相对于1mmol的第三丁基吡啶化合物，溶媒的使用量为2ml以上8ml以下，特佳成为4ml为较佳。于此，相对于第三丁基吡啶化合物的莫耳当量意味着以对于投入反应系统的第三丁基吡啶化合物的SD中所含的碱金属换算的质量比。于使用THF以外的溶媒作为反应溶媒的情形，也可最适化该溶媒及SD的使用量。
如此，藉由最适化溶媒及SD的使用量，平顺地进行反应，据此，抑制反应副生成物的生成，可以高产率且高纯度地合成为目的的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。又，可无原料过度或不足而利用于合成为目的的联吡啶化合物，以良好的物质平衡合成为目的的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。
获得的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物也可藉由管柱层析、蒸馏、再结晶等的于该技术领域周知的纯化手段而纯化。也可以未反应而残存的第三丁基吡啶化合物回收、再利用于二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物的合成的方式构成。
如此进行，获得的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物较佳为3,3’-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物、4,4’-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物、5,5’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物，特别较佳为4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。
以下，例示4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物的合成而更详细地说明，但并未被限定于此等例。
于以下反应流程图(I)呈示4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶的合成流程图。该反应利用THF作为反应溶媒，利用金属钠的分散体作为SD。
[化学式12]
于THF中使为起始化合物的4-第三丁基吡啶化合物与SD反应时，由金属钠放出电子。由金属钠放出的电子进入吡啶环，产生自由基阴离子。藉由自由基阴离子的偶合反应而吡啶环彼此键结，产生联吡啶环。接着，联吡啶环的氮原子由氢供体接受氢而产生4,4’-二-第三丁基-1,1’,2,2’-四氢-2,2’-联吡啶。藉由将其氧化，得到为目的的4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。4,4’-二-第三丁基-1,1’,2,2’-四氢-2,2’-联吡啶的氧化可使用纯氧或空气等的含氧的气体、以及臭氧而氧化，又，也可使用硝酸等的氧化剂。
(另外的实施方式)
另外的实施方式的联吡啶化合物的合成方法为下述通式(Ⅸ)表示的联吡啶化合物的合成方法。
[化学式13]
另外的实施方式的联吡啶化合物的合成方法具有使吡啶(C5H5N)与SD于反应溶媒中反应的步骤。可与上述的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物的合成方法同样地进行，关于合成的详细内容如上述。关于与氢供体的反应，也于藉由吡啶与SD的反应而产生的反应生成物，可不单离该反应生成物，使与SD的反应混合物与氢供体反应，也可一旦将该反应生成物进行单离、萃取、浓缩等的操作后，使氢供体反应。据此，氢供体可于吡啶与SD的反应前，事先含于溶媒中而作为同一溶液而调制，也可在与SD的反应中，以及反应后添加。与氢供体的反应后的反应生成物的氧化也可如上述进行。
获得的联吡啶化合物也可藉由管柱层析、蒸馏、再结晶等，于该技术领域周知的纯化手段而纯化。未反应而残存的吡啶也可以回收、再利用于联吡啶化合物的合成的方式构成。
如此方式进行，获得的联吡啶化合物不具有取代基的联吡啶化合物，较佳为2,2’-联吡啶、4,4’-联吡啶、2,4’-联吡啶、2,3’-联吡啶、3,3’-联吡啶、3,4’-联吡啶。特别较佳为4,4’-联吡啶。
(具有其他取代基的联吡啶化合物的合成)
上述的实施方式的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物的合成方法藉由将第三丁基吡啶作为合成基质而适用于二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物的合成，而可以高产率及高纯度得到为目的的联吡啶化合物。又，另外的实施方式的联吡啶化合物的合成方法将不具有取代基的联吡啶作为合成基质，适用于不具有取代基的联吡啶化合物的合成者。据此，于适用于将具有第三丁基以外的取代基的吡啶化合物作为合成基质者不佳。例如，于将甲基、苯基、或二甲基胺基等作为取代基的吡啶化合物等作为基质而合成联吡啶化合物的情形，无法如于二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物的合成上已达成的以高产率及高纯度获得为目的的吡啶化合物。
实施例：
将本实施方式，以下列的实施例详细地说明。于以下的实施例，作为二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物的合成方法，虽列举将4-第三丁基吡啶作为起始物质，使用将金属钠作为微粒子而分散于不溶性溶媒的分散体作为SD，以及使用THF作为反应溶媒，而合成4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶的例子，但未被限定于此。
[实施例1]4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶的合成讨论-1：
于本实施例，进行4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶的合成讨论。
使4-第三丁基吡啶(0.5mmol)与图1所示的相对于4-第三丁基吡啶的莫耳当量的SD，于1ml的THF中反应。反应温度及反应时间如图1设定。作为SD，使用已分散钠于正烷烃油的分散体。又，对于4-第三丁基吡啶的莫耳当量，指以含于SD中的金属钠换算的质量比。接着，作为氢供体，大量地添加水，于对4-第三丁基吡啶与SD的反应生成物供给氢的同时，一边抑制发热，一边使SD中的金属钠去活化。于金属钠去活化后，藉由空气氧化而得到为目的生成物的4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶。
反应后，将为目的反应生成物的4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶(化合物2)的生成量以1H NMR测定，基于添加于反应系统的4-第三丁基吡啶量而算出产率。又，关于同时被认为是作为副反应生成物的4-第三丁基-1,4-二氢吡啶(化合物1)以及4,4’,4”-三-第三丁基-2,2’：6’,2”-三联吡啶(4,4',4”-tri-tert-butyl-2,2':6',2”-terpyridine)(化合物3)也同样地算出产率。
其中，产率表示实际上可取得的4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶相对于将已添加于反应系统的4-第三丁基吡啶以最大限度使用而理论上可生成的4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶的比率。4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶由4-第三丁基吡啶的二聚物，相对于0.5mmol的4-第三丁基吡啶，若可取得0.25mmol的4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶，则产率成为100％。
又，测定于反应系统中未反应的直接残存的4-第三丁基吡啶量，将未反应的4-第三丁基吡啶相对于已添加于该反应系统的4-第三丁基吡啶的比率作为回收率。
将结果摘述于图1。由此结果，于1ml的THF中，藉由相对于4-第三丁基吡啶(0.5mmol)，使1～2.5莫耳当量的SD于25～50℃反应2～6小时，可以50％左右的产率取得4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶。特别是，相对于4-第三丁基吡啶使用2.5莫耳当量的SD而反应2小时的情形，以及于相对于4-第三丁基吡啶使用1莫耳当量的SD而反应2及6小时的情形，可产率佳地取得4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶。其中，于相对于4-第三丁基吡啶使用1莫耳当量的SD而于25℃反应2小时的情形，未观察到为反应副生成物的化合物1及化合物3的合成，可以高产率且高纯度地取得4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。而且，物质平衡也良好。
另一方面，于反应温度设为0℃的情形，虽未反应而残存的4-第三丁基吡啶多，但未观察到为反应副生成物的化合物1及化合物3的合成，可高纯度取得4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。
[实施例2]4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶的合成讨论-2：
于本实施例，接续实施例1，进行4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶的合成讨论。其中，藉由于THF中以低浓度使4-第三丁基吡啶与SD反应而进行合成。
使4-第三丁基吡啶(0.5mmol)与图2所示的相对于4-第三丁基吡啶的莫耳当量的SD，于THF中反应。THF的使用量、反应温度及反应时间如图2设定，以与实施例1同样的顺序合成。
反应后，与实施例1同样地，测定作为目的反应生成物的4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶(化合物2)、以及被认为是副反应生成物的4-第三丁基-1,4-二氢吡啶(化合物1)以及4,4’,4”-三-第三丁基-2,2’：6’,2”-三联吡啶(化合物3)的生成量，算出产率。又，关于未反应的4-第三丁基吡啶回收率也同样地算出。
将结果摘录于图2。由此结果，于2～4ml的THF中，藉由相对于4-第三丁基吡啶(0.5mmol)，使1～2莫耳当量的SD于25～50℃反应1～24小时，任一者均可以高产率取得4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。特别是，于2ml的THF中，藉由相对于0.5mmol的4-第三丁基吡啶，使1莫耳当量的SD于50℃反应1～6小时，不生成反应副生成物，可以高产率取得4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。又，于4ml的THF中藉由相对于0.5mmol的4-第三丁基吡啶，使1莫耳当量的SD于25℃反应6小时，不产生反应副生成物，可以高产率取得4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。于使用2莫耳当量的SD的情形，也判明产率为低于1莫耳当量者，物质平衡也降低。以与实施例1的比较，也判明4-第三丁基吡啶及SD相对于THF的浓度为低者产率高。
[实施例3]4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶的合成讨论-3：
于本实施例，进行4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶的合成讨论。其中，于反应溶媒中含有氢供体，进行合成。
使4-第三丁基吡啶0.5mmol与图3所示的相对于4-第三丁基吡啶的2.5莫耳当量的SD，于含有2.5莫耳当量的第三丁醇的THF1ml中，于50℃反应。反应时间如图3所示设定。除了将氢供体包含于反应溶媒中以外，以与实施例1同样的顺序合成。
反应后，与实施例1同样地，测定作为目的反应生成物的4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶(化合物2)、以及被认为是副反应生成物的4-第三丁基-1,4-二氢吡啶(化合物1)的生成量，算出产率。又，关于未反应的4-第三丁基吡啶回收率也同样地算出。
将结果摘录于图3。由此结果，于为氢供体的第三丁醇的存在下，也可取得4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。藉由将反应时间设为2小时，也提高产率。然而，已判明与将氢供体添加于与SD的反应后的实施例1及2相比，产率及物质平衡为降低。由如此结果，由产率的观点，于与SD的反应结束后使其与氢供体反应，可理解为较理想。
[实施例4]基质适用范围的讨论：
于本实施例，作为联吡啶化合物的合成中的基质，使用具有第三丁基以外的取代基的吡啶化合物，进行可否与实施例1～3同样地以高产率且高纯度地合成联吡啶化合物的讨论。
于本实施例，作为吡啶化合物，将为吡啶的甲基取代物的4-甲基吡啶、为苯基取代物的4-苯基吡啶、为二甲基胺基取代物的4-二甲基胺基吡啶作为基质，讨论联吡啶化合物的合成。详细而言，使各基质0.5mmol、与相对于该基质为1莫耳当量的SD，于THF1ml或2ml中反应。反应温度及时间如图4设定，以与实施例1同样的顺序合成。
反应后，测定各个基质中为目的反应生成物的联吡啶化合物(化合物2)、以及副反应生成物(化合物1)的生成量，算出产率。又，关于未反应的基质的回收率也同样地算出。
将结果摘录于图4。由此结果，于使用任一基质的情形，无法得到为目的的联吡啶化合物，或即使可得到，产率也非常低。特别是于4-甲基吡啶的情形，该基质的回收率低，于物质平衡方面也有问题。由该结果，实施例1～3的合成方法可谓可以优异的产率及纯度合成二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物。
[实施例5]4,4-联吡啶的合成讨论：
于本实施例，作为联吡啶化合物的合成中的基质，使用不具有任何取代基的吡啶，进行联吡啶化合物的合成讨论。
详细而言，使吡啶1mmol、与相对于该吡啶为2莫耳当量的SD(2mmol)，于反应溶媒(THF：EDA＝1：1)1ml中反应。反应温度设定于25℃及反应时间设定于3小时。
反应后，将反应生成物量以GC/MS测定，作为反应生成物的存在比率(％)，相对于全生成物的比率以百分率(％)算出。
将结果摘录于图5。由此结果，已判明于不具有任何取代基的吡啶作为基质的情形，可得到4,4’-联吡啶作为主生成物。作为副生成物可得2,2’-联吡啶。
[吡啶化合物的纯化]：
如图6所示，关于本实施方式的吡啶化合物的制造方法进一步具备下列步骤﹕溶解步骤，其于碱金属已去活化的反应液，添加对于吡啶化合物的汉森溶解度参数δ为5J1/2/cm3 /2以上9J1/2/cm3/2以下的有机溶媒而使吡啶化合物溶解；及再结晶步骤，其冷却含有吡啶化合物的有机溶媒而使吡啶化合物再结晶。
其中，所谓对于吡啶化合物的汉森溶解度参数δ使用式(1)而算出的吡啶化合物与有机溶媒之间的溶解度参数。此汉森溶解度参数δ表示吡啶化合物的溶解度，数值越小越容易于有机溶媒溶解吡啶化合物。汉森溶解度参数δ低于5J1/2/cm3/2时，则有机溶媒的溶解度过高，于之后的再结晶步骤变得难以使吡啶化合物分离。另一方面，于汉森溶解度参数δ大于9J1/2/cm3/2的情形，于溶解步骤无法使吡啶化合物充分溶解。
δ2＝4(δd1-δd2)2+(δp1-δp2)2+(δh1-δh2)2式(1)
δd：由分子间的分散力所致的能量
δp：由分子间的偶极相互作用所致的能量
δh：分子间的氢键所致的能量
例如，二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物被算出δd1＝15.6，δp1＝4.1，δh1＝6.0，使用己烷作为于溶解步骤使用的有机溶媒的情形，算出为δd2＝14.9，δp2＝0，δh2＝0。该结果，己烷的对吡啶化合物的汉森溶解度参数δ算出为7.4J1/2/cm3/2。
将含有如上述于反应槽10经过合成步骤及去活化步骤而合成的吡啶化合物的反应液，以泵等送至溶解槽20。于此，使用正烷烃油(以下，称为“SD溶媒”)作为分散溶媒。使用THF作为反应溶媒、及使用乙醇作为去活化液的情形，于反应液主要含有SD溶媒、THF、乙醇、金属醇盐、氢氧化钠、未反应的单体、经合成的吡啶化合物。
将被送至溶解槽20的反应液，藉由加热部22，于减压下加热(例如80℃)特定特间(例如10～20分钟)，使THF(沸点约66℃)以及乙醇(沸点约78℃)蒸发。即，于本实施方式，可具备蒸发步骤，该步骤于溶解步骤之前，加热碱金属已去活化的反应液而使反应溶媒蒸发。藉由具备此蒸发步骤，于溶解步骤中，不使吡啶化合物溶解在对吡啶化合物的汉森溶解度参数δ非常小的THF(δ＝4.2J1/2/cm3/2)，可确实地使吡啶化合物溶解于上述有机溶媒。又，也可于蒸发步骤不减压直接以大气压加热，并未特别限定。
接着，将已蒸发的THF及乙醇以冷却器21冷却为液体后，利用双方的沸点差而进行蒸馏处理，将THF再利用作为合成步骤的反应溶媒。据此，不会浪费较大量使用的反应溶媒，可削减制造成本。又，可废弃已蒸发的THF及乙醇，也可使用分子筛等而仅吸附去除醇。又，作为去活化液使用的醇，如以容易蒸馏处理THF的方式，使用与THF的沸点差大者为较佳，若进行吸附处理，则选择对应如乙醇或甲醇般的可容易取得分子筛者为较佳。
接着，搅拌下添加水于溶解槽20，冲洗附着于溶解槽20的壁面的吡啶化合物或金属醇盐等。即，于本实施方式，也可具备洗净步骤，该步骤于溶解步骤之前，添加水于溶解槽20而洗净。又，也可将洗净步骤于上述的蒸发步骤之前进行，并未特别限定。
接着，在搅拌下于反应液添加对于吡啶化合物的汉森溶解度参数δ为5J1/2/cm3/2以上9J1/2/cm3/2以下的有机溶媒，于加热部22加热至此有机溶媒不蒸发的程度而使吡啶化合物溶解。作为此有机溶媒，可使用己烷(沸点约69℃)、庚烷(沸点约98℃)、或辛烷(沸点约125℃)等的正烷烃系的有机溶媒或丙酮(δ＝6.4J1/2/cm3/2)等(以下，称为“正烷烃系的有机溶媒等”)。特别是，于后述的浓缩步骤以低温加热而容易蒸发的己烷为较佳。又，使用与被用于SD的分散溶媒有沸点差的正烷烃系的有机溶媒等为较佳。此系为了于使己烷蒸发而再利用时，以分散溶媒不混入的方式进行。又，也可取代于洗净步骤使用的水，将溶解步骤使用的有机溶媒吹出，以喷嘴喷射而洗净壁面。
此等蒸发步骤、洗净步骤、溶解步骤在同一溶解槽20实行，但也可于适当组合的步骤或单独步骤于各自的槽中实行。又，使用水作为去活化液的情形，于反应槽10也可实行洗净步骤。又，使用水作为去活化液的情形，取代金属醇盐而成为产生氢氧化钠。
于溶解步骤含有溶解于作为正烷烃系的有机溶媒等的己烷的吡啶化合物的反应液，以泵等被送至分液槽30。其中，于反应液含有SD溶媒、金属醇盐、氢氧化钠、未反应的单体、己烷、吡啶化合物。
接着，于分液槽30添加水，液液分离为有机层与水层。即，于本实施方式，具备分液步骤，该步骤于溶解步骤之后，添加水于反应液而进行分液处理。该结果，金属醇盐被分解为醇与氢氧化钠，液液分离为以水、氢氧化钠及微量的醇所构成的水层，及以SD溶媒、未反应的单体、己烷、微量的醇及吡啶化合物所构成的有机层。于此分液处理时，可使分液槽30搅拌，也可使分液槽30振荡。又，为了去除含于有机层的微量醇，也可使用吸附去除水及醇的分子筛。又，于使用水作为去活化液的情形，因无醇产生，而成为有机层以SD溶媒、未反应的单体、己烷以及吡啶化合物所构成。
接着，此有机层被送至使吡啶化合物再结晶的再结晶步骤。此时，于有机层，于己烷溶解有SD溶媒与未反应的单体与吡啶化合物。再结晶步骤具有下列步骤﹕浓缩步骤，该步骤加热含有吡啶化合物的己烷而浓缩；冷却步骤，该步骤在浓缩步骤之后冷却含有吡啶化合物的己烷；过滤步骤，该步骤在冷却步骤之后过滤吡啶化合物而回收。
有机层首先被送至浓缩槽4，藉由加热部42，在减压下加热(例如60℃)指定特间(例如10～20分钟)。该结果，己烷被浓缩。此浓缩步骤在搅拌下一边使有机层流动一边实行为较佳。特别是，若以具有不连续的多段倾斜浆叶的PV混合器搅拌，因吡啶化合物的浓度为均等化而为较佳。又，将于溶解槽20添加的己烷，设定为使吡啶化合物再结晶所必要的最小限度的量的情形，也可省略浓缩步骤。又，可将分液槽30与浓缩槽4作成相同的槽，也可不减压即于大气压加热，并未特别限定。
也可将以浓缩步骤蒸发的己烷，以冷却器41冷却而作成液体后，再利用作为于溶解步骤所使用的正烷烃的有机溶媒等。据此，较大量地节约必要的有机溶媒，可降低制造成本。又，也可将己烷废弃处置，并未特别限定。
接着，以浓缩槽4浓缩的有机层以泵等被送至冷却槽5，以指定时间冷却(例如0℃～5℃)。此时，含于经过浓缩步骤的有机层的吡啶化合物仅超过饱和溶解度的分量被再结晶。另一方面，SD溶媒与未反应的单体仍溶解于己烷。
接着，被送至过滤部6的有机层被分为固体的吡啶化合物、与呈滤液的己烷。据此，可有效率地仅回收不含有其他杂质的吡啶化合物。另一方面，于滤液含有不进行再结晶而残存的吡啶化合物。
因此，于本实施方式，如图7所示，于再结晶步骤后，也可进一步具备第二再结晶步骤。此第二再结晶步骤具有下列步骤﹕第二浓缩步骤，该步骤加热于过滤步骤产生的吡啶化合物所残存的滤液而浓缩；第二冷却步骤，该步骤在第二浓缩步骤之后冷却滤液；及第二过滤步骤，该步骤在第二冷却步骤之后过滤吡啶化合物而回收。
将过滤步骤所产生的滤液，以泵等送至第二浓缩槽7。此第二浓缩槽7与上述浓缩槽4同样地，将滤液于减压下加热(例如80℃)指定特间(例如10～20分钟)。该结果，己烷被进一步浓缩。此第二浓缩步骤于搅拌下一边使有机层流动一边实行为较佳。特别是，若以具有不连续的多段倾斜浆叶的PV混合器搅拌，因吡啶化合物的浓度为均等化而为较佳。又，也可不减压就以大气压加热，并未特别限定。
也可将于第二浓缩步骤蒸发的己烷，以冷却器71冷却而作成液体后，再利用作为于溶解步骤使用的正烷烃的有机溶媒等。据此，较大量地节约必要的有机溶媒，可降低制造成本。又，也可将己烷作废弃处置，并未特别限定。
接着，以第二浓缩槽7浓缩的滤液以泵等被送至第二冷却槽8，以指定时间冷却(例如0℃～5℃)。此时，含于经过第二浓缩步骤的滤液的吡啶化合物仅超过饱和溶解度的分量进一步被再结晶。另一方面，SD溶媒与未反应的单体仍溶解于己烷。
接着，被送至第二过滤部9的滤液被分为固体的吡啶化合物、及呈滤液的己烷，于回收固体状的吡啶化合物的同时，将滤液进行废弃处置。据此，可更提高吡啶化合物的提取产率。另一方面，于再浓缩的滤液因含有高浓度的SD溶媒，故有此油附着于吡啶化合物的表面的疑虑。因此，也可使以第二过滤步骤回收的吡啶化合物，混合于冷却槽5的有机溶媒。该结果，成为可由吡啶化合物使SD溶媒分离，可提高纯度。又，也可使以第二过滤步骤回收的吡啶化合物，混合于溶解槽20或浓缩槽4的有机溶媒，并未特别限定。
[本实施方式的作用及效果]：
于上述的实施方式，因使用使碱金属分散于分散溶媒的分散体，故可不使用如历来的高价钯触媒，成为可以少的步骤数而便宜地合成吡啶化合物。而且，可产率佳而高纯度地合成吡啶化合物。
又，因使用对于吡啶化合物的汉森溶解度参数δ为5J1/2/cm3/2以上9J1/2/cm3/2以下的有机溶媒，故可由此有机溶媒容易地使吡啶化合物再结晶。此因与极性高的醇等相比，对于吡啶化合物的汉森溶解度参数δ在上述范围的有机溶媒容易溶解吡啶化合物也容易分离。而且，并非利用各种有机物的沸点差而使的蒸发、凝结的蒸馏处理，而是藉由冷却已溶解于有机溶媒的吡啶化合物而再结晶的缘故，不需要多的劳力及时间，可简单地分离吡啶化合物。
另一方面，于使用如四氢呋喃的对于吡啶化合物的汉森溶解度参数δ非常小的有机溶媒作为反应溶媒的情形，虽吡啶化合物容易溶解，但因溶解度过高所以难以于再结晶步骤自反应溶媒回收吡啶化合物。又，四氢呋喃溶解于水的缘故，而有吡啶化合物移动至水层之虞。该结果，招致提取产率的降低。然而，如上述的实施方式，藉由具备事先使反应溶媒蒸发的蒸发步骤，成为可于溶解步骤使全部的吡啶化合物溶解于正烷烃系的有机溶媒等。因而，可提高吡啶化合物的提取产率。
因再利用于合成步骤使用的反应溶媒，故不须较大量地浪费地废弃必要的反应溶媒，可降低制造成本。
藉由具备洗净步骤，将附着于溶解槽20的吡啶化合物或其他杂质以水洗净，故可不浪费地将合成的吡啶化合物进行再结晶。
藉由具备浓缩步骤，可促进冷却步骤中的吡啶化合物的再结晶。因而，可提高过滤步骤中的吡啶化合物的提取产率。
藉由具备第二再结晶步骤，可自再结晶步骤产生的滤液再次回收吡啶化合物，进一步提高吡啶化合物的提取产率。
另一方面，因于第二浓缩步骤再度浓缩有机溶媒，故有作为碱金属的分散溶媒的SD溶媒等附着于吡啶化合物的表面的情形。因此，以第二过滤步骤回收的吡啶化合物再次混合于第一次的再结晶步骤的有机溶媒，成为可使吡啶化合物自SD溶媒分离。据此，可进一步提高吡啶化合物的纯度。
[另外的实施方式]：
于图8表示关于另外的实施方式的吡啶化合物的制造方法的流程图。又，为了帮助图面的理解，于相同构件附上相同符号而说明，但并未特别限定。
[吡啶化合物的纯化]：
于本实施方式，如图8所示，使用水作为使反应后残存的碱金属去活化的去活化步骤所使用的去活化液。又，于去活化步骤之后，且于溶解步骤之前，具备一种析出步骤，该步骤过滤碱金属已去活化的反应液而使含有吡啶化合物的有机层析出，溶解步骤于已析出的有机层，添加汉森(Hansen)溶解度参数δ为5J1/2/cm3/2以上9J1/2/cm3/2以下的有机溶媒而使吡啶化合物溶解。
于去活化步骤，使用THF作为反应溶媒的情形，将对于THF的容积比为1以上的水投入至去活化槽11，搅拌下以常温(例如，25℃)使碱金属去活化。该结果，碱金属去活化而氢氧化钠产生的同时，THF溶解于水。又，于本实施方式，各自作成反应槽10与去活化槽11而谋求运转管理的容易化，但也可将反应槽10与去活化槽11作成同一者，也可省略去活化槽11的搅拌，去活化槽11的温度也未特别限定。又，于吡啶化合物的合成上使用SD的情形，因钠被氢化而安定化，故也可于空气环境下实行去活化步骤，但也可于惰性气体环境下实行去活化步骤，并未特别限定。
接着，去活化槽11的含有吡啶化合物的反应液藉由泵等送至膜过滤装置12。于此，于反应液主要含有SD溶媒、THF、水、氢氧化钠、未反应的单体、已合成的吡啶化合物。
于膜过滤装置12，以水、氢氧化钠及THF所构成的水层被排出处理，析出以SD溶媒、未反应的单体及吡啶化合物所构成的有机层。将此有机层投入溶解槽20，于搅拌下添加对于吡啶化合物的汉森溶解度参数δ为5J1/2/cm3/2以上9J1/2/cm3/2以下的有机溶媒于有机层，于加热部22加热至此有机溶媒不蒸发的程度而使吡啶化合物溶解。就此有机溶媒而言，可使用己烷(沸点约69℃)、庚烷(沸点约98℃)、或辛烷(沸点约125℃)等的正烷烃系的有机溶媒或丙酮(δ＝6.4J1/2/cm3/2)等，特别是，于后述的浓缩步骤，以低温加热而容易蒸发的己烷为较佳。又，使用与SD溶媒有沸点差的正烷烃系的有机溶媒等为较佳。此为了于使己烷蒸发而再利用时，以分散溶媒不混入的方式进行。
接着，溶解于己烷的有机层被送至使吡啶化合物再结晶的再结晶步骤。之后，再结晶步骤或第二再结晶步骤因与上述实施方式相同，故省略详细说明。
于本实施方式的析出步骤，以将THF分离于滤液侧的状态，析出含有吡啶化合物的有机层。该结果，成为可省略使THF蒸发的蒸发步骤或分液步骤等，可简化吡啶化合物的纯化步骤。
[其他实施方式]：
(1)于上述的实施方式，设置二次再结晶步骤，但可设一次，也可设三次以上。
(2)上述的实施方式中的各步骤于不逸脱旨趣的范围内可适当地替换顺序、或省略步骤。
产业上的可利用性：
本发明可利用于利用吡啶化合物的全部技术领域，特别是有机EL材料、医药、农药或染料等的制造、或二氧化碳的还原反应。
符号说明
20 溶解槽
δ 汉森溶解度参数

Claims (17)

1.一种联吡啶化合物的合成方法，其特征在于，其为下述通式(I)所示的二-第三丁基-2,2’-联吡啶化合物的合成方法，其具有于反应溶媒中，使第三丁基吡啶化合物与使碱金属分散于分散溶媒的分散体反应的步骤，
[化学式1]
(其中，R1及R2独立地为第三丁基)。
2.根据权利要求1所述的联吡啶化合物的合成方法，其特征在于，其于藉由前述第三丁基吡啶化合物与前述使碱金属分散于分散溶媒的分散体的反应而生成的反应生成物中，添加氢供体。
3.根据权利要求1所述的联吡啶化合物的合成方法，其特征在于，其中前述反应溶媒含有氢供体。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的联吡啶化合物的合成方法，其特征在于，其合成4,4’-二-第三丁基-2,2’-联吡啶，其中前述第三丁基吡啶化合物为4-第三丁基吡啶。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的联吡啶化合物的合成方法，其特征在于，其中，在相对于前述第三丁基吡啶化合物1mmol，将作为前述反应溶媒的四氢呋喃作成2ml以上8ml以下的比率时，相对于前述第三丁基吡啶化合物，使用1莫耳当量以上2.5莫耳当量以下的前述碱金属。
6.一种联吡啶化合物的合成方法，其特征在于，其为以下述通式(Ⅱ)所示的联吡啶化合物的合成方法，其特征具有使吡啶与使碱金属分散于分散媒的分散体在反应溶媒中反应的步骤，
[化学式2]
7.根据权利要求6所述的联吡啶化合物的合成方法，其特征在于，其于藉由前述吡啶与前述使碱金属分散于分散媒的分散体的反应而生成的反应生成物中，添加氢供体。
8.根据权利要求6所述的联吡啶化合物的合成方法，其特征在于，其中前述反应溶媒含有氢供体。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的联吡啶化合物的合成方法，其特征在于，其中前述联吡啶化合物为2,2’-联吡啶、4,4’-联吡啶、2,4’-联吡啶、2,3’-联吡啶、3,3’-联吡啶、3,4’-联吡啶的任一者。
10.一种吡啶化合物的制造方法，其特征在于，其具备以下步骤：
合成步骤，其于反应溶媒中，使单体与使碱金属分散于分散溶媒的分散体反应，而合成下述通式(Ⅲ)所示的吡啶化合物；
去活化步骤，其使含有合成的前述吡啶化合物的反应液中所残存的前述碱金属去活化；
溶解步骤，其于前述碱金属去活化的前述反应液中，添加对于前述吡啶化合物的汉森溶解度参数为5J1/2/cm3/2以上9J1/2/cm3/2以下的有机溶媒，而使前述吡啶化合物溶解；
再结晶步骤，其冷却含有前述吡啶化合物的前述有机溶媒，而使前述吡啶化合物再结晶，
[化学式3]
[式中，Ra表示可具有取代基的烷基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳基烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的酰基、可具有取代基的胺基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的芳基烷硫基、卤素原子、羟基、醛基、羧基、胺基、或氰基，
A表示烃环或杂环，
Rb表示可具有取代基的烷基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳基烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的酰基、可具有取代基的胺基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的芳基烷硫基、卤素原子、羟基、醛基、羧基、胺基或氰基，
m表示0～4，m为2～4时，Ra可为相同或相异，
n表示0以上的整数，n为2以上的整数时，Rb可为相同或相异]。
11.根据权利要求10所述的吡啶化合物的制造方法，其特征在于，其具备蒸发步骤，该步骤于前述溶解步骤之前，加热前述碱金属去活化的前述反应液，而使前述反应溶媒蒸发。
12.根据权利要求11所述的吡啶化合物的制造方法，其特征在于，其冷却于前述蒸发步骤蒸发的前述反应溶媒，而再利用作为于前述合成步骤的前述反应溶媒。
13.根据权利要求11或12所述的吡啶化合物的制造方法，其特征在于，其具备洗净步骤，该步骤于前述溶解步骤之前，于前述溶解步骤使用的溶解槽中添加水而洗净。
14.根据权利要求10所述的吡啶化合物的制造方法，其特征在于，其中，
前述去活化步骤为添加水于前述反应液而使前述碱金属去活化，
于前述去活化步骤之后，且于前述溶解步骤之前，具备析出步骤，该步骤过滤前述碱金属去活化的前述反应液，而使含有前述吡啶化合物的有机层析出，
前述溶解步骤于前述有机层添加前述有机溶媒，而使前述吡啶化合物溶解。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的吡啶化合物的制造方法，其特征在于，其中，
前述再结晶步骤具有﹕
浓缩步骤，该步骤加热含有前述吡啶化合物的前述有机溶媒，而浓缩，
冷却步骤，该步骤于前述浓缩步骤之后，冷却含有前述吡啶化合物的前述有机溶媒，及
过滤步骤，该步骤于前述冷却步骤之后，过滤前述吡啶化合物而回收。
16.根据权利要求15所述的吡啶化合物的制造方法，其特征在于，其具备第二再结晶步骤，该步骤具有﹕
第二浓缩步骤，其加热于前述过滤步骤产生的前述吡啶化合物残存的滤液而浓缩；
第二冷却步骤，其于前述第二浓缩步骤之后冷却前述滤液；及
第二过滤步骤，其于前述第二冷却步骤之后，过滤前述吡啶化合物而回收。
17.根据权利要求16所述的吡啶化合物的制造方法，其特征在于，其使前述第二过滤步骤所回收的前述吡啶化合物，混合于前述再结晶步骤之前述有机溶媒。
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