JP2003137864A - ピロールおよびピリジンの製造方法 - Google Patents
ピロールおよびピリジンの製造方法Info
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Abstract
された方法を提供する。 【解決手段】 貴金属触媒の存在下で、式(II)のピ
ロリジンを脱水素化することによって、式(I)のピロ
ールを製造するか、または式(VI)のピペリジンの脱
水素化によって、式(III)のピリジンを製造する方
法において、脱水素化を、ピロリジンと水、またはピペ
リジンと水に対して、1〜50質量%の水の存在下で実
施する。
Description
脱水素化による、ピロリジンからのピロール、およびピ
ペリジンからのピリジンへの製造方法に関する。
ウムおよび/またはプラチナ含有担持触媒上で脱水素化
することによって、それぞれピロールおよびピリジンが
得られることは公知である。
2269号明細書では、Pd触媒上で、好ましくは40
0〜450℃のかなり高い温度での、ピロリジンのピロ
ールへの脱水素化が記載されている。
93086号明細書では、担持体としてのSiO2上で
パラジウムを含有する触媒による、ピペリジンからピリ
ジンへの脱水素化が記載されている。
0号明細書および同(EP−A)第155649号明細
書では、ピロリジンを脱水素化するためのPd触媒が記
載されており、この場合、これは、160〜400℃の
低い温度で効果的である。
いて、たとえば、ブチルアミン、N−ブチルピロールお
よびブチロニトリルのような、一定量の副生成物が形成
される。この中で、一般に0.3〜3質量%の量で形成
されるブチロニトリルは、特に問題である。ピロールお
よびブチルニトリルの極めて類似する沸点によって、ブ
チロニトリルをピロールから分離するには、かなりの努
力を伴う蒸留によってのみ可能である。この目的のため
に、多くの理論段を有するカラムが必要であり、かつ高
い還流比が使用されなければならない。蒸留による分離
は、好ましい生成物の多量の損失を伴う。しかしなが
ら、製薬学的に活性の化合物の製造または電気構成部品
中でのピロールの使用は、極めて高い純度が必要とされ
る。
22269号明細書
393086号明細書
号明細書
9号明細書
ールおよびピリジンの製造のための改善された方法を提
供することであり、この場合、この方法においては、わ
ずかな量の副生成物のみが形成される。
貴金属触媒の存在下で、式(I)
て、水素または炭素原子1〜6個を有する脂肪族基であ
る]のピロールを、式(II)
のである]のピロリジンの脱水素化によって製造する方
法によって達成され、その際、脱水素化は、ピロリジン
および水に基づいて、1〜50質量%の水の存在下で実
施される。
(置換された)ピロリジンの脱水素化中で、水の存在に
よってかなり抑制されることが見出された。ピロリジン
の脱水素化の粗排出物中でのブチロニトリルの量は、一
般には<0.2、好ましくは<0.1質量%である。結
果として、蒸留によるピロールの連続した精製は、かな
り簡略化される。望ましい生成物の大幅な損失が生じる
ことはなく、ピロールの製造を全てより経済的におこな
うことができる。
リジン、および炭化水素1〜6個の脂肪族基によって3
位および/または4位で置換されたピロリジンである。
脂肪族基は、反応条件下で不活性である基によって置換
されていてもよい。好ましい脂肪族基はメチル基、エチ
ル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブ
チル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基および
異性体ペンチル基およびヘキシル基である。新規脱水素
化の好ましい出発化合物は、置換されたピロリジンであ
る。
独立してR1およびR2と同様の意味を有していてもよ
い]のピリジンの製造は、式(IV)
示されたものである]のピペリジンを脱水素化すること
によって実施することができる。非置換のピペリジンが
好ましい。脱水素化中における水の存在の結果として、
副生成物としての(置換された)バレロニトリルの形成
は抑制される。
5〜50質量%、特に好ましくは5〜25質量%の水の
存在下で実施される。百分率データはピロリジンと水、
またはピペリジンと水との合計に基づき、この場合、こ
れは、合わせて100質量%となる。水は、相当する比
で、ピロリジンまたピペリジン供給原料流と一緒に混合
するか、または脱水素化中で反応器中に供給されてもよ
い。
で実施することができる。
よい。この目的のために、ピロリジンまたはピペリジン
および新規金属含有担持触媒は、必要である場合には溶
剤中で、反応温度で、たとえば1〜10時間に亘って維
持される。触媒は、生じる生成混合物から濾過によって
分離され、かつピロールまたはピリジンは、分別蒸留に
よって得られる。好ましい溶剤は、トルエン、キシレ
ン、ジエチルベンゼン、エタノール、n−ブタノール、
メチルグリコール、エチレングリコールおよび1,2−
ジメトキシエタンである。液相中の脱水素化は、通常は
触媒を活性化するために、少量の水素の存在下で実施さ
れる。
中で実施されてもよく、この場合、これは、固定床中で
かまたは流動床として触媒を配置することが可能であ
る。
は、ピロリジン/水蒸気混合物またはピペリジン/水蒸
気混合物は、好ましくは窒素および/または水素を含有
するキャリアーガス蒸気中に存在する。キャリアーガ
ス:ピロリジンまたはピペリジンの体積比は、一般には
1:1〜100:1、好ましくは2:1〜50:1、特
に好ましくは3:1〜40:1である。窒素と水素との
体積比は、0.01:1〜100:1、好ましくは0.
1:1〜10:1、特に好ましくは0.5:1〜5:1
であってもよい。
触媒の存在下で実施されてもよく、この場合、これは、
脱水素化反応に関しては一般的である。一般には、15
0〜400℃の温度および0.01〜50バールの圧力
が使用される。
持触媒の存在下で実施されてもよく、この場合、これ
は、欧州特許出願公開第0067360号明細書(EP
−A)中に記載されており、かつ塩基性化合物および/
または第11族、第12族および第7族の元素、コバル
トおよび/またはニッケルを含有している。
アルミニウムシリケート、マグネシウムシリケートまた
はアルミニウム、クロムまたは鉄のスピネルである。好
ましくは、活性化のための付加的な第7族、第11族お
よび第12族の元素は、マンガン、亜鉛および銀であ
る。好ましい塩基性化合物は、アルカリ金属、好ましく
リチウムの酸化物、水酸化物または炭酸塩、アルカリ土
類金属、好ましくはマグネシウムおよびカルシウムの酸
化物、水酸化物または炭酸塩、およびランタニド、好ま
しくはセリウム、プラセオジムおよびネオジムの酸化
物、水酸化物または炭酸塩である。
パラジウムまたは b)アルミナ、希土類金属酸化物または第4族元素の酸
化物上のプラチナ/パラジウム混合物 30〜100質
量%およびアルカリ金属酸化物またはアルカリ土類金属
酸化物 0〜70質量%を含有する貴金属含有触媒が好
ましい。これらの触媒の存在下で、脱水素化は、一般に
は150〜300℃、好ましくは170〜270℃、特
に好ましくは180〜250℃であり、かつ0.01〜
50、好ましくは0.1〜5、特に好ましくは1〜1.
5バールで実施される。
金属は、元素周期律表のランタニド族およびアクチノイ
ド族の元素であり、たとえば、ランタン、セリウム、ネ
オジム、サマリウム、ガドリニウム、イッテルビウム、
アクチニウム、トリウム、ウランおよびネプツニウムで
あり、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウ
ム、ユウロピウム、テルビウム、イッテルビウム、トリ
ウムおよびプロトアクチニウムが好ましく、かつセリウ
ム、プラセオジウム、ネオジムおよびトリウムが特に好
ましい。
ウムおよびハフニウムであり、チタンおよびジルコニウ
ムが好ましく、かつジルコニウムが特に好ましい。
属は、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、ベ
リリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム
およびバリウムであり、ナトリウム、カリウム、マグネ
シウム、カルシウムおよびバリウムが好ましい。
純粋なパラジウムである場合には、好ましくは、ランタ
ニドまたはアクチノイドの酸化物または第4族の元素の
酸化物上に存在し、かつ、活性成分がプラチナ/パラジ
ウム混合物である場合には、好ましくは本質的にアルミ
ナを含有する担持体上、希土類金属の酸化物または第4
族の酸化物上に存在する。
ち、アルカリ金属酸化物またはアルカリ土類金属酸化
物)と一緒に担持材料を混練し、400〜900℃で熱
的に後処理(加熱)し、かつ貴金属塩を含有する溶液に
含浸するか、あるいは助剤および貴金属の溶液を、たと
えば、その硝酸塩、塩化物、ホルメート、オキサレート
またはアンモニア化物の溶液の形で担持体に含浸し、引
き続いて400〜900℃に加熱することによって製造
することができる。スピネル形成が効果的である場合に
は、混練またはアルミナを酸化物または助剤溶液で含浸
させた後に、900〜1300℃の温度に導く(たとえ
ば、Ullmanns Encyklopaedie der technischen Chemie,
3rd Edition (1955), Volume6, p.242-244)。
料に対して0.0001〜25質量%、好ましくは0.
001〜20質量%、特に好ましくは0.05〜15質
量%である。触媒は、たとえば、成形体の形で、たとえ
ば、押出物、タブレットまたはリング、あるいは粉末と
して、用途に応じて使用することができる。
されるのが遅く、工業的操作における脱水素化中で、そ
の使用を通して、触媒の交換のために必要とされる停止
または中断時間がほとんどないといった利点を有する。
脱水素化のための高い初期選択率によって、芳香族複素
環が得られ、したがって、その選択率は、触媒バッチで
のすべての運転時間(time-on-stream)で極めて良好で
ある。副生成物としてのピロリンの形成はほぼ抑制され
る。
れ、それというのも、装置の出口、すなわち、最終反応
領域の末端から、第1反応領域の入口、すなわち、第1
反応領域の開始点への逆混合を回避することが重要であ
るためであり、この場合、これは、管型反応器中で最も
容易に達成することができ、かつその中でのプラグ流れ
が形成される。
よって、たとえば、ミキサーセトラ装置中で分離され
る。なおもそれぞれ未変換のピロリジンおよびピペリジ
ンを含有するピロールおよびピリジンおよび副生成物
は、その後に蒸留によって精製される。
とえば、製薬学的活性化合物の製造に使用することがで
きる。本発明によって製造されたピロールは、特に電解
コンデンサ中で使用することができる。ピロールおよび
ピリジンは有機合成のための有用な中間生成物である。
ム触媒(ZrO2上の0.5質量%Pt/0.5質量%
Pd)で装填されている電気的に加熱された気相の実験
用反応器中で実施された。反応器は、直径30mmおよ
び長さ1000mmを有し、かつ触媒床の長さは350
mmであった。ピロリジン供給原料流を、脱水素化前
に、表中に示された量の水と混合した。反応を、大気圧
および260℃で、75体積%のH2および25体積%
のN2を含有するガス流中で実施した。1時間当たり1
lの触媒に対してピロリジン/水を含有する供給物
0.05lを、50l(S.T.P.)/hのガス流中
に、蒸発器を介して計量供給した。反応後に、反応生成
物を下流の冷却トラップを有するジャケットコイルコン
デンサーによって凝縮除去し、かつクロマトグラフィー
によって分析した。
ない5質量%の含水量によってさえも、比較例と比べ
て、ブチロニトリル形成を著しく減少に導いた。含水量
が15質量%である場合には、ブチロニトリル濃度は、
水の不含下で実施される場合に得られる濃度のたった6
分の一にすぎなかった。
Claims (8)
- 【請求項1】 担持された貴金属触媒の存在下で、式
(I) 【化1】 [式中、R1およびR2は互いに独立して、水素または
炭素原子1〜6個を有する脂肪族基である]のピロール
を、式(II) 【化2】 [式中、R1およびR2は前記に示したものである]の
ピロリジンの脱水素化によって製造するか、あるいは同
様に担持された貴金属触媒の存在下で、式(III) 【化3】 [式中、R3、R4およびR5は互いに独立して、水素
または炭素原子1〜6個を有する脂肪族基である]のピ
リジンを、式(VI) 【化4】 [式中、R3、R4およびR5は前記に示したものであ
る]のピペリジンの脱水素化によって製造する方法にお
いて、脱水素化を、ピロリジンと水、またはピペリジン
と水とに対して、1〜50質量%の水の存在下で実施す
ることを特徴とする、ピロールまたはピリジンの製造方
法。 - 【請求項2】 脱水素化を、液相または気相中で実施す
る、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 脱水素化を、気相中で、ピロリジンまた
はピペリジン 1モルに対して水素 1〜100モルの
量で実施する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 脱水素化を、150〜400℃および
0.01〜50バールで実施する、請求項1から3まで
のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 貴金属触媒が、 a)希土類金属酸化物または元素周期律表の第4族の元
素の酸化物上のパラジウムまたは b)アルミナ、希土類金属酸化物または第4族の元素の
酸化物上ののプラチナ/パラジウム混合物 30〜10
0質量%、およびアルカリ金属酸化物またはアルカリ土
類金属酸化物 0〜70質量%を含有する、請求項1か
ら4までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項6】 セリウム、プラセオジム、ネオジム、サ
マリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウ
ム、トリウムまたはプロトアクチニウムの酸化物が、希
土類金属酸化物として使用される、請求項5に記載の方
法。 - 【請求項7】 チタンまたはジルコニウムの酸化物が、
第4族の元素の酸化物として使用される、請求項5また
は6に記載の方法。 - 【請求項8】 ナトリウム、カリウム、マグネシウム、
カルシウムまたはバリウムの酸化物が、アルカリ金属酸
化物またはアルカリ土類金属酸化物として使用される、
請求項5から7までのいずれか1項に記載の方法。
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