JP2002518479A - 置換されたピリジンカルボン酸の改善された製造方法 - Google Patents
置換されたピリジンカルボン酸の改善された製造方法Info
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Abstract
Description
のためそれの工業的規模での製造は非常に重要である。置換されたピリジンカル
ボン酸製造のための方法の一つは、対応する置換されたキノリンをオゾン分解す
る方法である(O'Murchu, Synthesis (1989) p.880-882)。この方法では、塩基性
の官能基を有するキノリン原料を、硫酸塩としての硫酸を添加することによって
、水と酢酸との混合物中に溶解し、そしてこの溶液中でオゾン分解を行う。ピリ
ジンカルボン酸の置換態様に依存して(特に、置換されたピリジン-2,3- ジカル
ボン酸が反応生成物として望まれる場合)、この反応混合物を過酸化水素で更に
酸化する。
をオゾン分解することによって製造することができる。
生成物から除去することができない副生成物が生じる。その結果、次の反応に必
要とされる高い純度を達成することができない。除去が困難なこのような副生成
物の構造として、ピリジン環においてアルキル化された置換されたピリジンカル
ボン酸が確認された。2-アセチルニコチン酸を製造するための8-メチルキノリン
のオゾン分解の場合は、2-アセチル-4- メチルニコチン酸及び2-アセチル-6- メ
チルニコチン酸が確認され、この際、酢酸エチル、メチル-tert.- ブチルエーテ
ル、アセトン、テトラヒドロフラン、トルエン、メチルイソブチルケトン、ブタ
ノールまたは水などの溶剤から結晶化させた場合は4-メチル誘導体が生成物中に
残存する。
ことが見出された。少なくとも部分的には素材をステンレススチールとする構成
要素から建設される工業的なプラントにおいては、微量の鉄の混入は実際上不可
避である。これは、本件の場合のように、水性の強酸性溶液中で作業を行う場合
には特に当てはまる。
の生成を防ぐことができる、対応する置換されたキノリンをオゾン分解すること
によって置換されたピリジンカルボン酸を製造するための改善された工業的方法
を見出すことであった。
置換され、及び6位及び/または7位においてはR4によって置換されており、そ
して式中、R1及びR2はHまたはC1-C3 アルキル基を意味しそしてR3及びR4は反応
条件下に不活性の基を意味し、そして基R1及びR2のうちの少なくとも一つはHで
はない、キノリンを、水性酸性溶液中で、−5〜+40℃の温度でオゾンと反応さ
せ、こうして得られた溶液を、形成した過酸化物を分解させるために、酸素また
は空気の導入下に0.5 〜15時間の間、0〜100 ℃の温度に維持し、そして以下の
式
意味し、そして基R5及びR6のうちの少なくとも一つはOHではない] で表される対応する置換されたピリジンカルボン酸を反応混合物から単離するこ
とを特徴とする、キノリンのオゾン分解によって置換されたピリジンカルボン酸
を製造するための改善された方法である。
転化する。ここで、適当なキノリンは、5位または8位において、メチル基、エ
チル基、iso-プロピル基またはn-プロピル基によって置換されている。更に、上
記キノリンは、2位及び/または3位及び/または4位において、水素、C1-C3-
アルキル基、C1-C3-アルコキシ基、ハロゲンなどのもので置換されていることが
できる。好ましくは2位、3位及び4位のうち一つの位置だけが置換されており
、特に好ましくは、原料として使用されるキノリンは、2位、3位及び4位に置
換基として水素を有する。原料として適したキノリンは、6位及び/または7位
においても、反応条件下に不活性の基によって、例えばC1-C3-アルキル基、C1-C 3 -アルコキシ基、ハロゲン基などによって置換されていることができる。更に、
8位においてメチル基またはエチル基によって置換されており及び5位が水素に
よって占められているキノリンも好ましい。これらの例は、8-メチルキノリン、
3-エチル-8- メチルキノリンである。特に好ましくは、8-メチルキノリンが使用
される。
って製造することもできる。スクラウプ合成については、例えば、C.O'Murchu,
Synthesis 1989, P.880-882 に記載されている。
、例えば、硫酸、硝酸またはリン酸などの鉱酸が適している。
し、置換されたキノリン用の溶剤としての水性鉱酸中だけでオゾン分解が行われ
るように、酢酸の使用は避けるのが好ましい。特に好ましくは、硫酸水溶液が使
用される。鉱酸の量はそれほど重要ではない。水性鉱酸の他に、更に別の溶剤(
例えば酢酸)を使用しない場合は、当然ながら、原料の均一な溶液を調製するた
めに、キノリンの塩を形成させるのに十分な量で、すなわち置換されたキノリン
に対して硫酸の場合は0.5 当量、硝酸の場合は1当量の量で、鉱酸を使用しなけ
ればならない。
ましくは2.5 〜10重量%であるのがよい。原料の濃度が低い方が、所望とする最
終生成物の収率は高くなる。このように得られた溶液を、当量のまたは過剰量の
オゾンが消費されるまで、オゾンを運ぶO2 流でガス処理する。その終点、すな
わち反応時間は理論的なオゾン量の消費によって与えられ、またこれと同時にオ
ゾンの発生量が高まるので、これからも簡単に確認できる。更に、反応の終点は
、置換されたキノリンの反応の収まりについて適当なプロセス内監視をすること
によってもも簡単に確認できる。
択される。オゾン分解の後、溶液を加熱することによって中間生成物である対応
する過酸化物を分解し、ここで所望とする置換されたピリジンカルボン酸が生ず
る。この過酸化物の分解の際の温度は0〜100 ℃、好ましくは約50〜70℃であり
得る。当然ながら、過酸化物の分解のための時間は選択した温度に依存し、例え
ば60℃では約2.5 時間続ける。本発明による方法では、過酸化物の分解のために
、過酸化水素などの更なる酸化剤を使用することは必要不可欠ではない。
な酸素の形または空気の形で使用することができる。この処置によって、4位ま
たは6位でアルキル化された最終生成物の生成が避けられる。この過酸化物の分
解は、過酸化物の残量が多くとも5mmol/Lになるまで行われる。過酸化物の残量
は、更に仕上げする前に、ピロ亜硫酸ナトリウムなどの還元剤を添加することに
よって破壊することもできる。副反応としてのラジカル反応は主に過酸化物分解
の終点時に起こるため、極微量のppm 量の鉄が反応混合物中に存在する場合は、
過酸化物の分解を中断しそして存在する過酸化物の残量を還元剤で還元すること
によって、4位または6位でアルキル基によって置換されたピリジンカルボン酸
の生成を最小限に抑えることができる。この場合、酸素の導入は場合によっては
無しで済ませることができる。副生成物の含量は、0.1 重量%を超えるべきでは
ない(例えばHPLCまたはGCで測定する)。
で、抽出の間のpH値は、4未満、好ましくは2.5 未満であるのがよい。所望とす
るpH値への調節は、主に、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを用いて行わ
れる。
、酢酸エチルまたはn-ブタノールが適している。
て使用される。抽出後、得られた有機相を、好ましくは10〜30重量%の生成物濃
度まで、濃縮し、そして−10〜+10℃で所望とする最終生成物が晶出する。
共沸除去される。
ン酸が70〜80%の収率で得られる。生成物の純度は98%を超える。本発明の方法
は、好ましくは、2-アセチルニコチン酸(ANA) の製造に使用される。
アセチル-4- メチルニコチン酸などの副生成物は生成しないかまたは無視し得る
程度の量でしか生じない。
製造のための原料として特に良好であり、2-アセチルニコチン酸は、主に、置換
されたセミカルバゾンに基づく除草剤の製造に好適である。
を除草剤の製造に使用することである。
硝酸(90mol) 中に溶解した。この溶液を1℃まで冷却し、そしてこの溶液中に、
オゾンを60g/m3含む酸素流を導入した。この作業は、この溶液中の8-メチルキノ
リンの残量が約1g/L に達するまで(GCによって測定)行った。次いで、過酸化
物を分解するために、この溶液を4時間60℃に加熱した。この過酸化物分解の終
点は滴定(ヨウ化カリウム、チオ硫酸ナトリウム、デンプン)することによって
決定した。過酸化物の残量は1mmol/Lであった。
が検出された。
型抽出器(Siebbodenextraktor)を通して向流状態及び1/1 の相比において酢酸エ
チルで抽出した。酢酸エチルを留去することによって、その抽出物を約180 リッ
トルの体積に濃縮した。この溶液を−5℃にまで冷却し、生成物を加圧吸引濾過
器を通して濾別し、前もって冷却した酢酸エチルで洗浄し、そしてこの加圧吸引
濾過器上で減圧乾燥した。
分析によると、2-アセチル-4- メチルニコチン酸を0.75%含んでいた。
幾つかのバッチが得られた。
pmm の鉄含量に相当する40mgの硫酸鉄(II)五水和物をこの溶液に添加し、そして
この混合物を、更に酸素の導入下に、2.5 時間60℃に加熱した。滴定によって3m
mol/L の過酸化物含量が確認された。50%濃度苛性ソーダ溶液を用いてpHを1に
調節しそして酢酸エチルで抽出した後、2-アセチルニコチン酸が得られ、この生
成物中には副生成物である2-アセチル-4- メチルニコチン酸は検出できなかった
。
濃度硫酸(1.75kmol)中に溶解した。この溶液を1℃の温度に冷却し、次いでオゾ
ンを50〜60g/m3含む酸素流を導入した。これは、8-メチルキノリンの残量が約1
g/リットルに到達するまで行った(GCで測定)。
器中に注ぎ移した。過酸化物の分解の間に、1時間当たり2m3の空気をこの水溶
液中に連続して導入した。過酸化物の分解は、過酸化物残量が3〜5mmol/ リッ
トルになるまで(滴定により測定)、60℃の温度で2時間行った。
を、篩底型抽出器を通して、向流状態及び1.5/1 のメチル-tert.- ブチルエーテ
ル/水溶液の相比にて、メチル-tert.- ブチルエーテルで抽出した。メチル-ter
t.- ブチルエーテルを留去することによって、その抽出物を約10重量%の濃度ま
で濃縮した。
前もって冷却したメチル-tert.- ブチルエーテルで洗浄し、そしてこの吸引濾過
器上で減圧乾燥した。
チルニコチン酸は検出できなかった。
Claims (9)
- 【請求項1】 以下の式 【化1】 で表され、2位及び/または3位及び/または4位においてR3によって置換され
、及び6位及び/または7位においてR4によって置換されており、そして式中、
R1及びR2はHまたはC1-C3-アルキル基を意味し、そしてR3及びR4は、反応条件下
に不活性の基を意味し、そして基R1及びR2のうちの少なくとも一つはHではない
、キノリンを、水性酸性溶液中で−5〜+40℃の温度でオゾンと反応させ、こう
して得られた溶液を、生成した過酸化物を分解するために、酸素または空気の導
入下に0.5 〜15時間0〜100 ℃の温度に維持し、そして以下の式 【化2】 [ 式中、R3は上記で定義した通りであり、R5及びR6はOHまたはC1-C3 アルキル基
を意味し、この際、基R5及びR6のうちの少なくとも一つはOHではない] で表される対応する置換されたピリジンカルボン酸を反応混合物から単離するこ
とを特徴とする、キノリンのオゾン分解によって置換されたピリジンカルボン酸
を製造するための改善された方法。 - 【請求項2】 式Iのキノリンとして、8-メチルキノリンまたは3-エチル-8
- メチルキノリンを使用することを特徴とする、請求項1の方法。 - 【請求項3】 水性酸性溶液として、硫酸水溶液、硝酸水溶液またはリン酸
水溶液を使用することを特徴とする、請求項1の方法。 - 【請求項4】 オゾンとの反応を0〜+10℃で行うことを特徴とする、請求
項1の方法。 - 【請求項5】 過酸化物の分解を50〜70℃で行うことを特徴とする、請求項
1の方法。 - 【請求項6】 酸素を純粋な酸素の形または空気の形で導入することを特徴
とする、請求項1の方法。 - 【請求項7】 抽出することによって、置換されたピリジンカルボン酸を反
応混合物から単離することを特徴とする、請求項1の方法。 - 【請求項8】 請求項1に従い製造されたピリジンカルボン酸を、除草剤の
製造に使用する方法。 - 【請求項9】 請求項1に従い製造された2-アセチルニコチン酸を、置換さ
れたセミカルバゾンに基づく除草剤の製造に使用する方法。
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