JP2010285368A - アミノピリジン類の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来製法に比べてアミノピリジン類を高収率で得ることのできる工業的に有利な製造方法の提供。
【解決手段】触媒の不存在下、式（１）

（式中、Ｒはパーフルオロアルキル基を示し、Ｘはハロゲン原子を示す。ただし、Ｘはピリジン環の３位又は５位には存在しない。）で表されるハロピリジン類とアンモニア溶液を加熱して、該ハロピリジン類をアンモニアと反応せしめて式（２）

（式中、Ｒは前記に同じ。アミノ基はピリジン環の３位又は５位には存在しない。）で表されるアミノピリジン類を製造する方法において、該アンモニア溶液のアンモニア濃度が３５重量％以上であること及び当該反応が不均一系反応であるアミノピリジン類の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、式(２)：

（式中、Ｒはパーフルオロアルキル基を示す。アミノ基はピリジン環の３位又は５位には存在しない。）で表されるアミノピリジン類（以下、アミノピリジン類という。）の製造方法に関し、更に詳しくは、触媒の不存在下で式（１）：

（式中、Ｒは前記に同じ、Ｘはハロゲン原子を示す。ただし、Ｘはピリジン環の３位又は５位には存在しない。）で表されるハロピリジン類（以下、ハロピリジン類という。）をアンモニアと反応せしめてアミノピリジン類を製造する方法に関するものである。

アミノピリジン類は医薬、農薬、染料等の中間体として有用な化合物である。触媒の不存在下での反応によってアミノピリジン類を製造する方法としては、例えば、ハロピリジン類として２−クロロ−５−トリフルオロメチルピリジンを原料として用い、アンモニアとして２８重量％アンモニア水を用いて、両者を１３５℃で２４時間反応させる製造方法が知られている（非特許文献１参照）。しかしながら、この方法では２４時間とかなりの長時間反応させたにもかかわらず、生成物である２−アミノ−５−トリフルオロメチルピリジンの収率が７５％と低く、工業的製造方法として十分でない。

Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｅｓ，２２（１），１１７（１９８４）

本発明は、従来製法に比べてアミノピリジン類を高収率で得ることのできる工業的に有利な製造方法を提供することを課題とする。

本発明者が上記課題を解決する為に鋭意検討したところ、驚くべきことに、触媒の不存在下、ハロピリジン類とアンモニアとを加熱下で反応させてアミノピリジン類を製造する際に、当該反応を不均一系で行い、かつアンモニア濃度が３５重量％以上のアンモニア溶液をアンモニアとして反応に用いることにより、高収率でアミノピリジン類が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、ハロピリジン類とアンモニア溶液を加熱して、ハロピリジン類をアンモニアと反応せしめてアミノピリジン類を製造するにあたり、該アンモニア溶液のアンモニア濃度が３５重量％以上であること及びハロピリジン類とアンモニアとの反応が不均一系反応であることを特徴とするアミノピリジン類の製造方法に関する。

本発明によれば、ハロピリジン類とアンモニアから従来法よりも高収率でアミノピリジン類が製造できるので、本発明は工業的利用価値が高い。さらに、その高収率は従来法よりも短い反応時間で達成できる。

以下、本発明を具体的に説明する。
式（１）中、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、塩素原子が好ましい。式（１）及び式（２）中、パーフルオロアルキル基としては、炭素数１〜６の直鎖状或いは分枝鎖状の脂肪族パーフルオロアルキル基が挙げられ、具体的には、例えばトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基、トリデカフルオロヘキシル基等が挙げられ、トリフルオロメチル基が好ましい。

好ましいハロピリジン類は、式（３）：

（式中、Ｒは前記に同じ。塩素基はピリジン環の３位又は５位には存在しない。）で表されるクロロピリジン類（以下、クロロピリジン類という。）が挙げられる。

クロロピリジン類の具体例としては、２（又は４）−クロロ−３−（トリフルオロメチル）ピリジン、２−クロロ−４−（トリフルオロメチル）ピリジン、２−クロロ−５−（トリフルオロメチル）ピリジン、２−クロロ−６−（トリフルオロメチル）ピリジン、４−クロロ−２−（トリフルオロメチル）ピリジン、２（又は４）−クロロ−３−（ペンタフルオロエチル）ピリジン、２−クロロ−４−（ペンタフルオロエチル）ピリジン、２−クロロ−５−（ペンタフルオロエチル）ピリジン、２−クロロ−６−（ペンタフルオロエチル）ピリジン、４−クロロ−２−（ペンタフルオロエチル）ピリジン、２（又は４）−クロロ−３−（ヘプタフルオロプロピル）ピリジン、２−クロロ−４−（ヘプタフルオロプロピル）ピリジン、２−クロロ−５−（ヘプタフルオロプロピル）ピリジン、２−クロロ−６−（ヘプタフルオロプロピル）ピリジン、４−クロロ−２−（ヘプタフルオロプロピル）ピリジン、２（又は４）−クロロ−３−（ノナフルオロブチル）ピリジン、２−クロロ−４−（ノナフルオロブチル）ピリジン、２−クロロ−５−（ノナフルオロブチル）ピリジン、２−クロロ−６−（ノナフルオロブチル）ピリジン、４−クロロ−２−（ノナフルオロブチル）ピリジン等が挙げられる。

本発明を実施するには、ハロピリジン類とアンモニアとの反応を、アンモニアとして３５重量％以上の濃度のアンモニア溶液を用いて、触媒の不存在下でしかも不均一系で反応を行えばよい。具体的には、ハロピリジン類及びアンモニア溶液を反応器に仕込み、加熱撹拌下で反応させてもよいし、ハロピリジン類及びハロピリジン類が不溶でかつアンモニアが可溶な溶媒を反応器に仕込んだ後、アンモニアガスを反応系内に導入し、所定のアンモニア濃度のアンモニア溶液を調製して反応させてもよい。このようにすれば、高収率でアミノピリジン類を製造することができる。なお、本発明での「不均一系反応」は、アンモニア溶液の相とハロピリジン類を含有する相との２相からなる系での反応を意味する。

本発明に用いられるアンモニア溶液としては、ハロピリジン類が不溶でかつアンモニアが可溶な水又は有機溶媒に、アンモニアを溶解させたアンモニア溶液が用いられ、中でもアンモニア水が好ましい。アンモニア溶液の濃度は、通常３５重量％以上であり、３５〜８０重量％が好ましく、３５〜６０重量％がより好ましい。アンモニア溶液の使用量は、ハロピリジン類１モルに対して、通常５〜５０モル、好ましくは５〜４０モル、特に好ましくは１０〜２５モルである。

反応温度は、通常１００℃以上であり、好ましくは１００〜１５０℃、より好ましくは１００〜１３５℃である。反応圧は通常１〜５ＭＰａとなる。

反応時間は、通常２０時間以内であり、好ましくは５〜１６時間である。

反応終了後、抽出、蒸留、カラムクロマトグラフィー等の所望の分離精製手段により、アミノピリジン類を得ることができる。

このようにして得られるアミノピリジン類の具体例としては、２（又は４）−アミノ−３−（トリフルオロメチル）ピリジン、２−アミノ−４−（トリフルオロメチル）ピリジン、２−アミノ−５−（トリフルオロメチル）ピリジン、２−アミノ−６−（トリフルオロメチル）ピリジン、４−アミノ−２−（トリフルオロメチル）ピリジン、２（又は４）−アミノ−３−（ペンタフルオロエチル）ピリジン、２−アミノ−４−（ペンタフルオロエチル）ピリジン、２−アミノ−５−（ペンタフルオロエチル）ピリジン、２−アミノ−６−（ペンタフルオロエチル）ピリジン、４−アミノ−２−（ペンタフルオロエチル）ピリジン、２（又は４）−アミノ−３−（ヘプタフルオロプロピル）ピリジン、２−アミノ−４−（ヘプタフルオロプロピル）ピリジン、２−アミノ−５−（ヘプタフルオロプロピル）ピリジン、２−アミノ−６−（ヘプタフルオロプロピル）ピリジン、４−アミノ−２−（ヘプタフルオロプロピル）ピリジン、２（又は４）−アミノ−３−（ノナフルオロブチル）ピリジン、２−アミノ−４−（ノナフルオロブチル）ピリジン、２−アミノ−５−（ノナフルオロブチル）ピリジン、２−アミノ−６−（ノナフルオロブチル）ピリジン、４−アミノ−２−（ノナフルオロブチル）ピリジン等が挙げられる。

つぎに、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はなんらこれらに限定されるものではないことはいうまでもない。

実施例１
容量１Ｌのハステロイ製オートクレーブに、２−クロロ−５−（トリフルオロメチル）ピリジン１３０．０ｇ（０．７１６モル）及び３８重量％アンモニア水３２１ｇを仕込み、１３５℃で８時間反応した。反応圧は２．２〜２．８ＭＰａを示した。反応終了後、冷却し、反応液をトルエンで２回抽出した。得られた有機層を、液体クロマトグラフィー定量分析（絶対検量線法）した結果、２−アミノ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンが収率９０．４％で生成していた。また２−クロロ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンの未反応率は０．９％であった。

実施例２
実施例１の３８重量％アンモニア水３２１ｇを４４重量％アンモニア水４１６ｇに、反応温度を１２０℃にかえた以外は、実施例１と同様にして反応、抽出を行い、有機層を得た。反応圧は２．２〜２．６ＭＰａを示した。得られた有機層を、絶対検量線法で液体クロマトグラフィー定量分析した結果、２−アミノ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンが収率９４．７％で生成していた。また２−クロロ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンの未反応率は５．３％であった。

実施例３
実施例２の４４重量％アンモニア水４１６ｇを５０重量％アンモニア水３６６ｇにかえた以外は、実施例２と同様にして反応、抽出を行い、有機層を得た。反応圧は２．７〜３．１ＭＰａを示した。得られた有機層を、絶対検量線法で液体クロマトグラフィー定量分析した結果、２−アミノ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンが収率９７．５％で生成していた。また２−クロロ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンの未反応率は１．８％であった。

実施例４
実施例２の４４重量％アンモニア水４１６ｇを５５重量％アンモニア水３３２ｇにかえた以外は、実施例２と同様にして反応、抽出を行い、有機層を得た。反応圧は３．３〜３．７ＭＰａを示した。得られた有機層を、絶対検量線法で液体クロマトグラフィー定量分析した結果、２−アミノ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンが収率９５．５％で生成していた。また２−クロロ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンの未反応率は０．６％であった。

比較例１
実施例２の４４重量％アンモニア水４１６ｇを２８重量％アンモニア水６５４ｇにかえた以外は、実施例２と同様にして反応、抽出を行い、有機層を得た。反応圧は１．２〜１．３ＭＰａを示した。得られた有機層を、絶対検量線法で液体クロマトグラフィー定量分析した結果、２−アミノ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンが収率３４．７％で生成していた。また２−クロロ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンの未反応率は６３．１％であった。

実施例５
実施例２の４４重量％アンモニア水４１６ｇを６０重量％アンモニア水３０５ｇに、反応温度を１１０℃にかえた以外は、実施例１と同様にして反応、抽出を行い、有機層を得た。反応圧は２．８〜３．２ＭＰａを示した。得られた有機層を、絶対検量線法で液体クロマトグラフィー定量分析した結果、２−アミノ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンが収率９０．５％で生成していた。また２−クロロ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンの未反応率は７．９％であった。

実施例６
実施例４の反応温度を１００℃に、反応時間を１６時間にかえた以外は、実施例４と同様にして反応、抽出を行い、有機層を得た。反応圧は２．３〜２．６ＭＰａを示した。得られた有機層を、絶対検量線法で液体クロマトグラフィー定量分析した結果、２−アミノ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンが収率９１．５％で生成していた。また２−クロロ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンの未反応率は８．３％であった。

実施例７
実施例４の反応温度を１１０℃にかえた以外は、実施例４と同様にして反応、抽出を行い、有機層を得た。反応圧は２．７〜３．０ＭＰａを示した。得られた有機層を、絶対検量線法で液体クロマトグラフィー定量分析した結果、２−アミノ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンが収率９３．３％で生成していた。また２−クロロ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンの未反応率は７．３％であった。

実施例８
実施例４の反応温度を１３０℃にかえた以外は、実施例４と同様にして反応、抽出を行い、有機層を得た。反応圧は３．８〜４．３ＭＰａを示した。得られた有機層を、絶対検量線法で液体クロマトグラフィー定量分析した結果、２−アミノ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンが収率９８．２％で生成していた。また２−クロロ−５−（トリフルオロメチル）ピリジンは検出されなかった。

Claims (3)

1. 触媒の不存在下、式（１）：
   

   

   （式中、Ｒはパーフルオロアルキル基を示し、Ｘはハロゲン原子を示す。ただし、Ｘはピリジン環の３位又は５位には存在しない。）で表されるハロピリジン類とアンモニア溶液を加熱して、該ハロピリジン類をアンモニアと反応せしめて式（２）：
   

   

   （式中、Ｒは前記に同じ。アミノ基はピリジン環の３位又は５位には存在しない。）で表されるアミノピリジン類を製造する方法において、該アンモニア溶液のアンモニア濃度が３５重量％以上であること及び該ハロピリジン類とアンモニアとの反応が不均一系反応であることを特徴とするアミノピリジン類の製造方法。
2. アンモニア濃度が３５〜８０重量％であることを特徴とする請求項１に記載のアミノピリジン類の製造方法。
3. １００〜１５０℃の温度で行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のアミノピリジン類の製造方法。