JP2009504606A - ヘテロ芳香族アルコールの製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ヘテロ芳香族カルボン酸またはそのエステルを接触水素化することによりヘテロ芳香族アルコールを製造する方法に関する。水素化は、有機溶媒中ルテニウム−ホスフィン錯体の存在下で水素を用いて行われる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、触媒の存在下でヘテロ芳香族カルボン酸またはそのエステルを水素化することによりヘテロ芳香族アルコールを調製する方法に関する。

WO 03/093208には、水の存在下でカルボン酸を接触水素化する方法が開示されている。記載の触媒は、たとえば、三座ホスフィンを有するルテニウムの錯体である。

JP 2004 300131 Aには、ホスフィン配位子を有するルテニウム錯体触媒の存在下でカルボン酸エステルを水素化することによりアルコールを調製する方法が開示されている。

Ｈ．Ｔ．テュウニッセン（H.T.Teunissen）らは、ホスフィン配位子を有する均一系ルテニウム触媒を用いるジメチルフタレートの水素化について記載している（Chem. Commun. 1998, p. 1367-1368）。

ヘテロ芳香族カルボン酸およびそのエステルから対応するアルコールへの水素化は、先行技術によれば、とくにＬｉＡｌＨ_４やＮａＢＨ_４のような錯体水素化物で還元することにより行われる（K. Soai et al., Synth. Commun. 1982, 12, 463-468）。

しかしながら、ヘテロ芳香族化合物の水素化には、炭素環式類似体と比較して環水素化を起こしやすいという問題がある。
WO 03/093208 JP 2004 300131 A Chem. Commun. 1998, p. 1367-1368 K. Soai et al., Synth. Commun. 1982, 12, 463-468

本発明の目的は、ヘテロ芳香族カルボン酸またはそのエステルからヘテロ芳香族アルコールを調製する改良された方法を見いだすことであった。

その結果、ヘテロ芳香族カルボン酸またはそのエステルを接触水素化することによりヘテロ芳香族アルコールを調製する方法が見いだされた。この方法は、有機溶媒中ルテニウム−ホスフィン錯体の存在下で水素で水素化することを含む。

有用なヘテロ芳香族カルボン酸およびそのエステルは、本発明によれば、一般式Ａ−ＣＯ_２Ｒ〔式中、Ａは、１〜２個のヘテロ原子を有しかつ場合により置換されていてもよい単環式の五員〜七員のヘテロ芳香族基であり、Ｒは、Ｈまたは線状および分枝状のＣ_１〜Ｃ_１２−アルキルである〕で示される化合物である。有用なヘテロ原子としては、窒素および硫黄、好ましくは窒素が挙げられる。ヘテロアリール基上の好適な置換基は、Ｈ、アルキル、アリール、−ＯＲ、−ＮＲ_２、ハロゲン（たとえば、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ）、好ましくはメチルまたはメトキシである。

好ましい反応物は、ピリジン−２−カルボン酸、ピリジン−３−カルボン酸、ピリジン−４−カルボン酸、および対応する線状もしくは分岐状のＣ_１〜Ｃ_１２−アルキルエステル、好ましくは、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、またはイソプロピルエステルである。

有用な錯体配位子は、好ましくは、一般式Ｒ^１−ＣＱ_３〔式中、Ｑは、同一であっても異なっていてもよく、−Ｒ^２ＰＲ^３Ｒ^４基であり、Ｒ^１は、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_４−アルキル、またはアリールであり、Ｒ^２は、（ＣＨ_２）_ｎ（ここで、ｎ＝１〜４）であり、そしてＲ^３、Ｒ^４は、同一であっても異なっていてもよく、それぞれ、アリール基、シクロヘキシル基、またはｔｅｒｔ−ブチル基である〕で示されるホスフィン配位子である。Ｒ^１は、たとえば、メチルまたはエチルでありうるが、好ましくは、メチルである。Ｒ^２は、好ましくは、メチレン二価基である。Ｒ^３、Ｒ^４は、好ましくは、それぞれフェニルである。とくに好ましい配位子は、トリス（ジフェニルホスフィノメチル）エタンである。

そのようなルテニウム−ホスフィン錯体の調製自体については、公知である。それは、三価ルテニウム化合物を選択されたホスフィン配位子と反応させることにより実施可能である。錯体は、好ましくは、ｉｎ ｓｉｔｕで調製される。典型的には、ルテニウム化合物１モルあたり１．０〜１．５モルのホスフィンが使用される。

使用されるルテニウム化合物は、たとえば、ＲｕＣｌ_３またはルテニウムトリアセチルアセトネート（Ｒｕ（ａｃａｃ）_３）でありうる。好ましくは、ルテニウムトリアセチルアセトネートを使用する。

ルテニウム−ホスフィン錯体中、１分子のホスフィンおよび２分子のアセチルアセトネートが、１個のルテニウム原子に結合されて存在する。

水素化は、均一系触媒または固定化触媒を用いて実施可能である。触媒は、たとえば、ポリマーに結合させうる。好ましいのは、均一系触媒である。

典型的には、ヘテロ芳香族カルボン酸またはそのエステル１モルあたり０．００１〜０．２モル、好ましくは０．００２〜０．０１７モルの触媒が使用される。

水素化は、単体水素の存在下、１〜３０ＭＰａ、好ましくは５〜２０ＭＰａ、より好ましくは１２〜１７ＭＰａの水素圧力で行われる。

反応温度は、２５〜２５０℃、好ましくは１００〜２００℃、より好ましくは１００〜１５０℃でありうる。

反応時間は、使用する化合物の量により左右され、典型的には１２〜９６時間、好ましくは２４〜４８時間の範囲内である。

好適な溶媒は、有機溶媒、好ましくはアルコール、より好ましくは第二級アルコール、最も好ましくは、イソプロパノール、トリフルオロイソプロパノール、およびヘキサフルオロイソプロパノールである。

調製は、連続方式またはバッチ方式で、好ましくはバッチ方式で実施可能である。

調製は、高圧水素化に好適な任意の反応器内で実施可能である。典型的には、最初に、反応物を選択された溶媒中に仕込み、次に、個別に調製された触媒を添加するか、またはｉｎ ｓｉｔｕで触媒調製を行う場合にはルテニウム（ＩＩＩ）化合物およびホスフィン配位子を添加する。続いて、反応混合物を所望の反応温度に加熱し、所望の水素圧力に設定する。反応が終了した後、反応器を減圧し、それ自体慣用的な方法により、たとえば、蒸留を行って溶媒を除去し、続いて真空蒸留を行って粗生成物を後処理することにより、プロセス生成物を後処理する。

本発明に係る方法によれば、式Ａ−ＣＨ_２ＯＨで示される対応するヒドロキシメチル−ヘテロアリール化合物を良好な収率かつ良好な選択率で得ることが可能である。

オートクレーブ内で、反応物およびＲｕ（ａｃａｃ）_３を１．４当量のトリス（ジフェニルホスフィノメチル）エタンと共にイソプロパノール中に溶解させ、２４時間にわたり１５０℃かつ１５０ｂａｒの水素圧力で変換した。反応後、反応混合物をガスクロマトグラフィーにより分析した。

ガスクロマトグラフィーを利用して、転化率、選択率、および収率を求めた。基質、バッチサイズ、および分析結果を表１にまとめる。

Claims (9)

1. ヘテロ芳香族カルボン酸またはそのエステルを接触水素化することによりヘテロ芳香族アルコールを調製する方法であって、有機溶媒中ルテニウム−ホスフィン錯体の存在下で水素で水素化することを含む、上記方法。
2. 使用される前記ヘテロ芳香族カルボン酸またはそのエステルが、一般式Ａ−ＣＯ_２Ｒ〔式中、Ａは、１〜２個のヘテロ原子を有する単環式の五員〜七員の芳香族基であり、Ｒは、線状もしくは分岐状のＣ_１〜Ｃ_１２−アルキル基である〕で示される化合物である、請求項１に記載の方法。
3. 使用される前記芳香族カルボン酸がピリジンカルボン酸またはそのエステルである、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ルテニウム−ホスフィン錯体が、ルテニウム（ＩＩＩ）化合物をホスフィン配位子と反応させることにより調製される、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 使用される触媒が均一系ルテニウム−ホスフィン錯体である、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 一般式Ｒ^１−ＣＱ_３〔式中、Ｑは、同一であるかもしくは異なっていて、−Ｒ^２ＰＲ^３Ｒ^４基であり、Ｒ^１は、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_４−アルキル、またはアリールであり、Ｒ^２は、（ＣＨ_２）_ｎ（ここで、ｎ＝１〜４）であり、そしてＲ^３、Ｒ^４は、同一であっても異なっていてもよく、それぞれ、アリール基、シクロヘキシル基、またはｔｅｒｔ−ブチル基である〕で示されるホスフィン配位子を有するルテニウム−ホスフィン錯体が使用される、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 使用される前記ホスフィン配位子がトリス（ジフェニルホスフィノメチル）エタンである、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 使用される前記有機溶媒が第二級アルコールである、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
9. 使用される前記溶媒が、イソプロパノール、トリフルオロイソプロパノール、またはヘキサフルオロイソプロパノールである、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。