JP2020007282A - Method for producing fluoroalkylpyridine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フルオロアルキルピリジンの製造方法に関し、例えば、プロピオール酸エステルとアミノクロトン酸エステルとを反応させてフルオロアルキルピリジンを得る、フルオロアルキルピリジンの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a fluoroalkylpyridine, for example, a method for producing a fluoroalkylpyridine by reacting a propiolate and an aminocrotonate to obtain a fluoroalkylpyridine.
フルオロアルキルピリジンは、医農薬中間体として重要であり、種々の生理活性物質の合成に用いられている。例えば、6−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチルピリジン−3−カルボン酸エステルの反応、薬理活性、及び用途については、種々の報告がなされている。 Fluoroalkylpyridines are important as intermediates for medical and agricultural chemicals, and are used for synthesizing various physiologically active substances. For example, various reports have been made on the reaction, pharmacological activity, and use of 6-hydroxy-2-trifluoromethylpyridine-3-carboxylate.
フルオロアルキルピリジンの製造方法としては、原料としてアクリルアミドを用いる製造方法(特許文献1〜4参照)及びアクリロイルクロリドを用いる製造方法が提案されている(特許文献5参照)。これらの製造方法ではいずれも、第1段階目の反応において、原料であるアクリルアミド又はアクリロイルクロリドとエステル化合物との付加環化反応を行う。次に、第2段階目の反応において、付加環化体の酸化反応を行うことにより、フルオロアルキルピリジン(例えば、6−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチルピリジン−3−カルボン酸エステル)を得ている。
特許文献1の製造方法では、第1段階目の付加環化体の収率は9%であり、第2段階目の最終生成物(6−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチルピリジン−3−カルボン酸エステル)の収率は70%であり、6−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチルピリジン−3−カルボン酸エステルの総収率は6.3%となっている。
特許文献2〜4の製造方法では、第1段階目の付加環化体の収率は25%であり、第2段階目の最終生成物(6−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチルピリジン−3−カルボン酸エステル)の収率は92%であり、6−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチルピリジン−3−カルボン酸エステルの総収率は23%となっている。
また、特許文献5の製造方法では、第1段階目の付加環化体の収率は35%であり、付加環化体を単離することなく、第2段階目の酸化反応を実施しているために、最終生成物であるフルオロアルキルピリジンの総収率については記載されていない。
As a method for producing a fluoroalkylpyridine, a production method using acrylamide as a raw material (see
In the production method of
In the production methods of
Further, in the production method of
一方、フルオロアルキルピリジンを製造するための別法として、まずは非フッ素化体であるアルキルピリジンを合成した後に、フッ素化反応によりフルオロアルキルピリジンを製造する方法も提案されている(特許文献6〜10参照)。アルキルピリジンの製造について、特許文献6〜9に記載の方法では、第1段階目のプロピオール酸エステルとアミノクロトン酸エステルとの付加反応を行った後、第2段階目の環化反応を行うことによりアルキルピリジンを得ている。しかしながら、特許文献6においては、第1段階目の付加体における二重結合の位置については言及されていない。また、特許文献9では、第1段階目の付加体の収率は93%であり、第2段階目の環化反応の収率は60%であり、アルキルピリジンの総収率が56%であることが記載されている。続いて、アルキルピリジンのフッ素化反応によるフルオロアルキルピリジンの製造について、特許文献10に記載の方法では、無水フッ化水素存在下において、2−メチルピリジンを塩素ガスにより酸化することで、2−トリフルオロメチルピリジンが得られることが記載されている。
On the other hand, as another method for producing a fluoroalkylpyridine, a method of first synthesizing a non-fluorinated alkylpyridine and then producing a fluoroalkylpyridine by a fluorination reaction has been proposed (
特許文献1〜4のようなアクリルアミドを用いたフルオロアルキルピリジンの合成では、アクリルアミドの高い有害性により厳重な安全対策が不可欠となることから、作業における操作性、利便性及び経済性の低下が問題となる。また、フルオロアルキルピリジンは主に医農薬中間体として利用されるため、上述した高い有害性が懸念されるアクリルアミドなどの化合物を原料とする製造方法は反応残留物の観点から問題となる場合があった。このため、生成物へのアクリルアミドなどの残留を防ぐための除去工程及び分析工程の厳重化も避けられなかった。
In the synthesis of fluoroalkylpyridine using acrylamide as disclosed in
特許文献5のようなアクリロイルクロリドを用いたフルオロアルキルピリジンの製造方法では、酸塩化物であるアクリロイルクロリドが、湿気などの空気中の水分により容易に加水分解を受け、発熱と共に腐食性の塩化水素を発煙し得る。そのため、アクリロイルクロリドを用いたフルオロアルキルピリジンの製造方法では、厳密な無水環境及び対耐食設備が必要となる場合があった。また、アクリロイルクロリドは、アクリルアミド以上に熱及び光に対して不安定であり極めて容易に重合反応を引き起こすため、取り扱いに際しては重合禁止剤の添加が不可欠である。そのため、アクリロイルクロリドを用いる場合には、原料への重合禁止剤の添加及び生成物からの重合禁止剤の除去という操作が必要となり非効率的であった。
In the method for producing a fluoroalkylpyridine using acryloyl chloride as disclosed in
また、上記の特許文献1〜5に記載の、アクリルアミドまたはアクリロイルクロリドを用いたフルオロアルキルピリジンの製造方法では、中間体としての付加環化体(例えば、6−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチル−4,5−ジヒドロピリジン−3−カルボン酸エステル)の酸化工程が必要となる。この酸化工程では、酸化剤として用いるN−ブロモスクシンイミド(NBS)の原子効率の低さ、溶媒として使用する四塩化炭素の有害性及び環境負荷が高かった。また、これらの反応は不純物の影響を受け易く最終生成物の収率が安定しない上に、副反応として過剰酸化が競合する問題があった(非特許文献1参照)。
In addition, in the production methods of fluoroalkylpyridine using acrylamide or acryloyl chloride described in
また、特許文献6〜9に記載の方法では、第1段階目の反応でプロピオール酸エステルとアミノクロトン酸エステルとの付加体を得た後、第2段階目の反応で付加体を環化してピリジン環を形成する必要があり、反応が2段階のため操作が煩雑で非効率的であった。さらに、第2段階目の環化反応は、反応の進行が困難なために高温で反応を行う必要があった。従って、特許文献6〜9の方法では最低でも160℃まで加熱して反応を行っており、多大なエネルギーの投入が必要であった。加えて、特許文献6では強塩基性試薬の添加操作が必要となり、特許文献7及び8ではマイクロ波加熱設備が必要となっていた。
Further, in the methods described in
特許文献10に記載の方法は、気相反応として塩素や無水フッ化水素といったガス状の反応剤を使用する。これらの反応剤は非常に高い毒性や腐食性を持ったガスであることから、取り扱いには多大な危険が伴い、厳しい安全管理が不可欠となる。また、特許文献10には、反応の進行が遅いことから、約400℃まで加熱する必要があるばかりか、生成物には、芳香環上に複数の塩素が導入された副生成物が混入することが記載されている。このため、特許文献10の方法は、エネルギー効率や選択率、官能基許容性が低いといった問題がある。これらの制約により、まず特許文献6〜9に記載の方法でアルキルピリジンを得た後に、特許文献10に記載の方法でフルオロアルキルピリジンへと変換する方法は、実用には適さないと判断できる。
The method described in
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明者は、アクリルアミド及びアクリロイルクロリドに替わりうるフルオロアルキルピリジンの原料について検討を行った。その結果、プロピオール酸エステルと、特定構造を有するアミノクロトン酸エステルが原料として有用であり、上記課題を解消しうることを見出した。すなわち、プロピオール酸エステルは、アクリルアミドよりも人体に対する有害性が低く、アクリロイルクロリドとは異なり水と接触して発熱、発煙及び加水分解することがなく激しい重合反応も引き起こさない。また、プロピオール酸エステルとの反応において、フルオロアミノクロトン酸エステルは、アミノクロトン酸エステルとは異なり、1段階でフルオロアルキルピリジンを与えることから、酸化反応工程を別途設ける必要がなく、中間体の単離精製及び過剰反応による損失も回避可能となった。これにより本発明者は、一段階の反応工程で簡易的にフルオロアルキルピリジンが得られることを見出して本発明を完成するに至った。 The present invention has been made in view of such circumstances. That is, the present inventor studied a raw material of fluoroalkylpyridine that can be substituted for acrylamide and acryloyl chloride. As a result, they have found that propiolate and aminocrotonate having a specific structure are useful as raw materials and can solve the above-mentioned problems. That is, propiolate is less harmful to the human body than acrylamide and, unlike acryloyl chloride, does not generate heat, smoke, or hydrolyze in contact with water, and does not cause a vigorous polymerization reaction. In addition, in the reaction with propiolate, fluoroaminocrotonate, unlike aminocrotonate, gives a fluoroalkylpyridine in one step, so there is no need to provide an additional oxidation reaction step, and the intermediate intermediate can be used alone. Loss due to separation and purification and excess reaction can also be avoided. As a result, the present inventors have found that fluoroalkylpyridine can be easily obtained in a one-step reaction process, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、安全性の高い原料を使用できると共に一段階の反応工程で簡易的にフルオロアルキルピリジンを得ることが可能な、フルオロアルキルピリジンの製造方法を提供することを目的とする。 That is, an object of the present invention is to provide a method for producing a fluoroalkylpyridine, which can use a highly safe raw material and can easily obtain a fluoroalkylpyridine in a one-step reaction process.
本発明の要旨構成は、以下のとおりである。
[1]塩基の存在下にて、下記一般式(1)で表されるプロピオール酸エステルと、下記一般式(2)で表されるアミノクロトン酸エステルとを反応させて下記一般式(3)で表されるフルオロアルキルピリジンを得る、フルオロアルキルピリジンの製造方法。
一般式(1)
[2]前記塩基が、1、5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−ノネン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン、メチルトリアザビシクロデセン、およびジアザビシクロオクタンからなる群から選択された少なくとも1種の塩基である、上記[1]に記載のフルオロアルキルピリジンの製造方法。
[3]上記一般式(1)で表されるプロピオール酸エステルと、上記一般式(2)で表されるアミノクロトン酸エステルとを、0〜60℃で反応させる、上記[1]または[2]に記載のフルオロアルキルピリジンの製造方法。
[4]前記プロピオール酸エステルが、下記式(4)で表される、上記[1]から[3]までのいずれか1つに記載のフルオロアルキルピリジンの製造方法。
式(4)
[6]前記アミノクロトン酸エステルが下記式(5)で表される、上記[1]から[5]までのいずれか1つに記載のフルオロアルキルピリジンの製造方法。
式(5)
[1] In the presence of a base, a propiolic acid ester represented by the following general formula (1) is reacted with an amino crotonic acid ester represented by the following general formula (2) to give the following general formula (3) A method for producing a fluoroalkylpyridine, which obtains a fluoroalkylpyridine represented by the formula:
General formula (1)
[2] The base is 1,5-diazabicyclo- [4.3.0] -nonene, 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene, methyltriazabicyclodecene, and diaza The method for producing a fluoroalkylpyridine according to the above [1], wherein the base is at least one kind of base selected from the group consisting of bicyclooctane.
[3] The above [1] or [2], wherein the propiolate represented by the general formula (1) and the aminocrotonate represented by the general formula (2) are reacted at 0 to 60 ° C. ] The method for producing a fluoroalkylpyridine according to [1].
[4] The method for producing a fluoroalkylpyridine according to any one of the above [1] to [3], wherein the propiolate is represented by the following formula (4).
Equation (4)
[6] The method for producing a fluoroalkylpyridine according to any one of [1] to [5], wherein the aminocrotonate is represented by the following formula (5).
Equation (5)
安全性の高い原料を使用できると共に一段階の反応工程で簡易的にフルオロアルキルピリジンを得ることが可能な、フルオロアルキルピリジンの製造方法を提供することができる。 It is possible to provide a method for producing a fluoroalkylpyridine, which can use a highly safe raw material and can easily obtain a fluoroalkylpyridine in a one-step reaction process.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態によって何ら制限されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. Note that the present invention is not limited by the following embodiments.
一実施形態のフルオロアルキルピリジンの製造方法は、塩基の存在下にて、下記一般式(1)で表されるプロピオール酸エステルと、下記一般式(2)で表されるアミノクロトン酸エステルとを反応させて下記一般式(3)で表されるフルオロアルキルピリジンを得る。
一般式(1)
General formula (1)
上記反応の一例は下記式(6)で表される。
式(6)
すなわち、上記式(6)で表されるように、プロピオール酸エステルと、アミノクロトン酸エステルとから環状のピリジン構造が形成されると共に、プロピオール酸エステルに由来するR1OHが生成する。
One example of the above reaction is represented by the following formula (6).
Equation (6)
That is, as represented by the above formula (6), a cyclic pyridine structure is formed from the propiolate and the aminocrotonate, and R 1 OH derived from the propiolate is generated.
一実施形態のフルオロアルキルピリジンの製造方法では、原料としてプロピオール酸エステルを用いる。このため、従来法のように、人体に対する有害性を有するアクリルアミドを用いる必要がなく、また、水と接触して発熱、発煙及び加水分解を行うアクリロイルクロリドを用いる必要がない。プロピオール酸エステルはアクリル酸の酸化体であるため、一実施形態の製造方法では酸化反応工程を設ける必要がなく、1段階でフルオロアルキルピリジンを得ることができ、反応工程を簡素化して中間体の単離精製及び過剰反応による損失が回避可能となる。
また、従来のアクリル酸誘導体を原料として用いてアルキルピリジンを製造する方法では、アクリル酸誘導体の重合物が形成され得る。このアクリル酸誘導体の重合物は主鎖が重合して飽和炭化水素鎖になる際に膨大なエネルギーを放出して安定化するため、反応系が高温となったり爆発に至る場合があった。これに対して、一実施形態の製造方法で原料として用いるプロピオール酸エステルは重合物を形成しにくく、重合物を形成した場合であってもその主鎖が不飽和炭化水素鎖となるため、重合による安定化の寄与が少なく重合時の発熱量が減少する。この結果、連鎖的な重合反応が起こりにくくなり、安全性が向上する。
従って、一実施形態では、廃棄物の削減、反応工程の簡素化、作業の効率化及び経済性の向上を実現できるだけでなく、安全性の高い原料を使用でき、一段階の反応工程で簡易的にフルオロアルキルピリジンを得ることができる、フルオロアルキルピリジンの製造方法を実現することが可能となる。
In one embodiment of the method for producing a fluoroalkylpyridine, a propiolate is used as a raw material. Therefore, unlike the conventional method, there is no need to use acrylamide which is harmful to the human body, and there is no need to use acryloyl chloride which generates heat, emits smoke and hydrolyzes in contact with water. Since the propiolic acid ester is an oxidized form of acrylic acid, the production method of one embodiment does not require an oxidation reaction step, and a fluoroalkylpyridine can be obtained in one step, and the reaction step is simplified to provide an intermediate. Loss due to isolation and purification and excess reaction can be avoided.
In addition, in a conventional method for producing an alkylpyridine using an acrylic acid derivative as a raw material, a polymer of the acrylic acid derivative can be formed. Since the polymer of the acrylic acid derivative is stabilized by releasing enormous energy when the main chain is polymerized into a saturated hydrocarbon chain, the reaction system may be heated to a high temperature or may explode. On the other hand, propiolate used as a raw material in the production method of one embodiment hardly forms a polymer, and even when a polymer is formed, its main chain becomes an unsaturated hydrocarbon chain. Contributes little to the stabilization, and reduces the amount of heat generated during polymerization. As a result, a chain polymerization reaction hardly occurs, and safety is improved.
Therefore, in one embodiment, not only the reduction of waste, the simplification of the reaction process, the improvement of the work efficiency and the improvement of economy can be realized, but also a highly safe raw material can be used, and the one-stage reaction process can be simplified. It is possible to realize a method for producing a fluoroalkylpyridine, which can obtain a fluoroalkylpyridine.
上記一般式(1)におけるR1は、炭素数1以上10以下のアルキル基であれば特に限定されないが、炭素数1以上5以下のアルキル基が好ましく、炭素数1以上3以下のアルキル基がより好ましい。より具体的には、R1はメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基又はn−ペンチル基が好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基又はi−プロピル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。 R 1 in the general formula (1) is not particularly limited as long as it is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, but is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. More preferred. More specifically, R 1 is a methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, s-butyl group, i-butyl group, t-butyl group or n-pentyl group. Preferably, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group or an i-propyl group is more preferable, and a methyl group is more preferable.
上記一般式(2)〜(3)におけるR2は、炭素数1以上10以下のアルキル基であれば特に限定されないが、炭素数1以上5以下のアルキル基が好ましく、炭素数1以上3以下のアルキル基がより好ましい。より具体的には、R2はメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基又はn−ペンチル基が好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基又はi−プロピル基がより好ましく、エチル基がさらに好ましい。 R 2 in the general formulas (2) to (3) is not particularly limited as long as it is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, but is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and 1 to 3 carbon atoms. Is more preferred. More specifically, R 2 is a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an s-butyl group, an i-butyl group, a t-butyl group or an n-pentyl group. Preferably, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group or an i-propyl group is more preferable, and an ethyl group is further more preferable.
上記一般式(2)〜(3)におけるR3は、1以上のフッ素原子で置換された炭素数1以上10以下のアルキル基であれば特に限定されないが、1以上のフッ素原子で置換された炭素数1以上5以下のアルキル基が好ましく、1以上のフッ素原子で置換された炭素数1以上3以下のアルキル基がより好ましい。また、R3において、アルキル基を置換するフッ素原子の数は1以上であれば特に限定されないが、アルキル基中の全ての水素原子がフッ素原子で置換された、炭素数1以上10以下のパーフルオロアルキル基であるのが好ましい。より具体的には、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基が好ましく、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基がより好ましく、パーフルオロメチル基(トリフルオロメチル基)がさらに好ましい。 R 3 in the above general formulas (2) to (3) is not particularly limited as long as it is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and substituted with one or more fluorine atoms, but is substituted with one or more fluorine atoms. An alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms and substituted with one or more fluorine atoms is more preferable. Further, in R 3 , the number of fluorine atoms substituting the alkyl group is not particularly limited as long as it is 1 or more, but the number of carbon atoms of 1 to 10 in which all hydrogen atoms in the alkyl group have been substituted with fluorine atoms. Preferably it is a fluoroalkyl group. More specifically, a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorobutyl group, and a perfluoropentyl group are preferable, and a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, and a perfluoropropyl group are more preferable. And a perfluoromethyl group (trifluoromethyl group) is more preferred.
プロピオール酸エステルは、下記式(4)で表されるプロピオール酸エステルであることが特に好ましい。
式(4)
式(5)
Equation (4)
Equation (5)
また、フルオロアルキルピリジンとして下記一般式(7)で表される6−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチルピリジン−3−カルボン酸エステルを製造することが特に好ましい。
一般式(7)
General formula (7)
一実施形態のフルオロアルキルピリジンの製造方法では、プロピオール酸エステルと、アミノクロトン酸エステルとの反応を塩基の存在下で行う。上記反応に用いられる塩基としては、例えば、1、5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−ノネン(DBN)、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン(DBU)、メチルトリアザビシクロデセン、ジアザビシクロオクタンといった有機窒素誘導体や、ホスファゼン(Phosphazene)塩基などが挙げられる。塩基の使用量は、モル比で(プロピオール酸エステル):(塩基)=1:0.1〜5が好ましく、1:0.2〜3がより好ましく、1:0.5〜1.5がさらに好ましい。 In one embodiment of the method for producing a fluoroalkylpyridine, the reaction between the propiolate and the aminocrotonate is carried out in the presence of a base. Examples of the base used in the above reaction include 1,5-diazabicyclo- [4.3.0] -nonene (DBN) and 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene (DBU). And organic nitrogen derivatives such as methyltriazabicyclodecene and diazabicyclooctane, and a phosphazene base. The amount of the base to be used is preferably (propiolic ester) :( base) = 1: 0.1 to 5, more preferably 1: 0.2 to 3, and 1: 0.5 to 1.5 in a molar ratio. More preferred.
一実施形態のフルオロアルキルピリジンの製造方法では効率的に反応を行わせることができるため、好適には、反応温度を低く設定することができる。上記一般式(1)で表されるプロピオール酸エステルと、上記一般式(2)で表されるアミノクロトン酸エステルとは、0〜100℃で反応させることが好ましく、0〜80℃で反応させることがより好ましく、0〜60℃で反応させることがさらに好ましい。 In the method for producing a fluoroalkylpyridine according to one embodiment, the reaction can be efficiently performed, and therefore, the reaction temperature can be set preferably low. The propiolate represented by the general formula (1) and the aminocrotonate represented by the general formula (2) are preferably reacted at 0 to 100 ° C, and are reacted at 0 to 80 ° C. More preferably, the reaction is more preferably performed at 0 to 60 ° C.
プロピオール酸エステルと、アミノクロトン酸エステルの反応時間は、30分以上72時間以下が好ましく、1時間以上48時間以下がより好ましく、2時間以上36時間以下がさらに好ましい。 The reaction time between the propiolate and the aminocrotonate is preferably from 30 minutes to 72 hours, more preferably from 1 hour to 48 hours, even more preferably from 2 hours to 36 hours.
プロピオール酸エステルとアミノクロトン酸エステルを反応させる際の溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン(THF)、モノグライム、ジグライム、トリグライム、テトラグライム、ジオキサン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルピロリドン、ジメチルエチレン尿素、ジメチルプロピレン尿素、テトラメチル尿素、ジメチルスルホキシド、スルホランといった非プロトン性極性溶媒などが用いられる。 Examples of the solvent for reacting the propiolate and the aminocrotonate include, for example, tetrahydrofuran (THF), monoglyme, diglyme, triglyme, tetraglyme, dioxane, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylacetamide, methylpyrrolidone, dimethylethyleneurea, An aprotic polar solvent such as dimethylpropylene urea, tetramethyl urea, dimethyl sulfoxide, and sulfolane is used.
一実施形態のフルオロアルキルピリジンの製造方法において、アミノクロトン酸エステルは、プロピオール酸エステルに対して過剰のモル当量となるように添加することが好ましい。これにより、反応に用いられる塩基と上記一般式(1)で表されるプロピオール酸エステルとのアニオン重合反応を抑制でき、フルオロアルキルピリジンの収率が向上する。プロピオール酸エステルと、アミノクロトン酸エステルの使用比(モル比)である(プロピオール酸エステル):(アミノクロトン酸エステル)は、1:1を超え5以下が好ましく、1:1.3〜3がより好ましく、1:1.5〜2.5がさらに好ましい。 In one embodiment of the method for producing a fluoroalkylpyridine, the aminocrotonate is preferably added in an excess molar equivalent to the propiolate. Thereby, the anion polymerization reaction between the base used in the reaction and the propiolate represented by the above general formula (1) can be suppressed, and the yield of fluoroalkylpyridine is improved. The use ratio (molar ratio) of propiolate to aminocrotonate (propiolate) :( aminocrotonate) is more than 1: 1 and 5 or less, preferably 1: 1.3-3. More preferably, 1: 1.5-2.5 is even more preferable.
一実施形態のフルオロアルキルピリジンの製造方法では、塩基を溶解した溶液中にアミノクロトン酸エステルを加えてから、プロピオール酸エステルを前記溶液中に加えることが好ましい。これにより、反応に用いられる塩基とプロピオール酸エステルとのアニオン重合反応を抑制できるので、フルオロアルキルピリジンの収率を向上させることができる。 In one embodiment of the method for producing a fluoroalkylpyridine, it is preferable to add an aminocrotonate to a solution in which a base is dissolved, and then add a propiolate to the solution. This can suppress an anionic polymerization reaction between the base used in the reaction and the propiolate, thereby improving the yield of fluoroalkylpyridine.
一実施形態の製造方法により得られたフルオロアルキルピリジンは、無水硫酸ナトリウムにて乾燥させてろ過をした後、GC−MSによりフルオロアルキルピリジンの生成を確認することができる。 After the fluoroalkylpyridine obtained by the production method of one embodiment is dried over anhydrous sodium sulfate and filtered, the formation of the fluoroalkylpyridine can be confirmed by GC-MS.
以上説明したように、一実施形態のフルオロアルキルピリジンの製造方法では、原料としてプロピオール酸エステルを用いるので、人体に対する有害性を有するアクリルアミドを用いる必要がない。また、原料として、水と接触して発熱、発煙及び加水分解を行うアクリロイルクロリドを用いることなく、フルオロアルキルピリジンを得ることが可能となる。一実施形態の製造方法では、原料であるプロピオール酸エステルはアクリル酸の酸化体であるため、酸化反応工程を必要とせずに1段階でフルオロアルキルピリジンを得ることができ、反応工程を簡素化して中間体の単離精製及び過剰反応による損失も回避可能となる。
また、従来のアクリル酸誘導体を原料として用いてアルキルピリジンを製造する方法では、アクリル酸誘導体の重合物が形成され得る。このアクリル酸誘導体の重合物は主鎖が重合して飽和炭化水素鎖になる際に膨大なエネルギーを放出して安定化するため、反応系が高温となったり、爆発に至る場合があった。これに対して、一実施形態の製造方法で原料として用いるプロピオール酸エステルは重合物を形成しにくく、重合物を形成した場合であってもその主鎖が不飽和炭化水素鎖となるため重合による安定化の寄与が少なく、重合時の発熱量が減少する。この結果、連鎖的な重合反応が起こりにくくなり、安全性が向上する。
これらにより、上記実施形態のフルオロアルキルピリジンの製造方法によれば、廃棄物の削減、反応工程の単純化、作業の効率化及び経済性の向上を実現することができるだけでなく安全性の高い原料を使用でき、一段階の反応工程で簡易的にフルオロアルキルピリジンを得ることが可能な、フルオロアルキルピリジンの製造方法を実現することが可能となる。
As described above, in the method for producing a fluoroalkylpyridine according to one embodiment, since a propiolate is used as a raw material, it is not necessary to use acrylamide which is harmful to the human body. Further, it is possible to obtain a fluoroalkylpyridine without using acryloyl chloride which generates heat, emits smoke and hydrolyzes in contact with water as a raw material. In the production method of one embodiment, since the propiolic acid ester as the raw material is an oxidized form of acrylic acid, the fluoroalkylpyridine can be obtained in one step without requiring an oxidation reaction step, and the reaction step is simplified. Loss due to isolation and purification of intermediates and excess reaction can also be avoided.
In addition, in a conventional method for producing an alkylpyridine using an acrylic acid derivative as a raw material, a polymer of the acrylic acid derivative can be formed. Since the polymer of the acrylic acid derivative is stabilized by releasing a huge amount of energy when the main chain is polymerized to become a saturated hydrocarbon chain, the reaction system may be heated to a high temperature or may explode. On the other hand, propiolate used as a raw material in the production method of one embodiment hardly forms a polymer, and even when a polymer is formed, its main chain becomes an unsaturated hydrocarbon chain. The contribution of stabilization is small, and the calorific value during polymerization decreases. As a result, a chain polymerization reaction hardly occurs, and safety is improved.
Thus, according to the method for producing a fluoroalkylpyridine of the above embodiment, not only can the reduction of waste, the simplification of the reaction process, the improvement of work efficiency and the improvement of economy be realized, but also a highly safe raw material Can be used, and a fluoroalkylpyridine production method capable of easily obtaining a fluoroalkylpyridine in a one-step reaction process can be realized.
なお、一実施形態のフルオロアルキルピリジンの製造方法において、一段階で簡易的にフルオロアルキルピリジンの生成反応が起こる原因の一つは、原料として用いたアミノクロトン酸エステル中のR3がフッ素原子を有するためであると考えられる。すなわち、フッ素原子は高い電気陰性度を有するため、R3は電子吸引性の置換基となっている。そして、プロピオール酸エステルとアミノクロトン酸エステルとからフルオロアルキルピリジンを生成させる反応の中間体である、プロピオール酸エステルとアミノクロトン酸エステルとの付加体が、環化する際には塩基により供与された電子により、負に帯電したカルボアニオンを経由しているものと考えられる。ここで、遷移状態のカルボアニオン中に含まれるR3は電子吸引性基であるため、カルボアニオン中の負電荷を求引することにより該カルボアニオンを安定化させているものと推定される。この結果、一連の反応の活性化エネルギーが低下して、フルオロアルキルピリジンを容易に生成させることができるようになったものと考えられる。また、一つの炭素原子に結合するフッ素原子の数が多いほど、R3の電子吸引性は大きくなるため、R3がパーフルオロアルキル基の場合に、フルオロアルキルピリジンは最も容易に生成するものと推定される。 In the production method of the fluoroalkyl pyridine embodiment, one of the causes that generate the reaction of simplified manner fluoroalkyl pyridine occurs in one step, R 3 in the amino crotonic acid ester used as the raw material is a fluorine atom It is considered to have. That is, since a fluorine atom has high electronegativity, R 3 is an electron-withdrawing substituent. Then, an intermediate between propiolate and aminocrotonate, which is an intermediate of the reaction for producing fluoroalkylpyridine from propiolate and aminocrotonate, was provided by a base during cyclization. It is considered that the electrons are passing through a negatively charged carbanion. Here, since R 3 contained in the transition-state carbanion is an electron-withdrawing group, it is presumed that the carbanion is stabilized by attracting a negative charge in the carbanion. As a result, it is considered that the activation energy of a series of reactions is reduced, and fluoroalkylpyridine can be easily generated. Also, the greater the number of fluorine atoms bonded to one carbon atom, the electron-withdrawing R 3 increases, when R 3 is a perfluoroalkyl group, fluoroalkyl pyridine as the most easily generated Presumed.
以下では実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, this invention is not limited at all by the following Examples.
(実施例1)
100mLの三口フラスコに、テトラヒドロフラン(THF)6.25g、3−アミノ−4,4,4−トリフルオロクロトン酸エチル25g(136mmol)、ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン(DBU)11.5g(75.5mmol)を攪拌しながら加えた。次に、氷水冷却下、内温が20℃を超えないように、プロピオール酸メチル6.25g(74.3mmol)を滴下し、1時間撹拌した後、60℃まで昇温した。24時間撹拌後、内容物を分取して無水硫酸ナトリウムにて乾燥及びろ過した後、GC−MS(型番:QP2010、株式会社島津製作所製、カラム:DB−1MS、アジレント・テクノロジー株式会社製、移動層:He)により分析した。その結果を図1及び図2に示す。図1及び2において矢印で示すように、6−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチルピリジン−3−カルボン酸エチルが得られたことを確認できた。
(Example 1)
In a 100 mL three-necked flask, 6.25 g of tetrahydrofuran (THF), 25 g (136 mmol) of ethyl 3-amino-4,4,4-trifluorocrotonate, and diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene (DBU). 11.5 g (75.5 mmol) were added with stirring. Next, under cooling with ice water, 6.25 g (74.3 mmol) of methyl propiolate was added dropwise so that the internal temperature did not exceed 20 ° C, and the mixture was stirred for 1 hour, and then heated to 60 ° C. After stirring for 24 hours, the content was separated, dried and filtered with anhydrous sodium sulfate, and then subjected to GC-MS (model number: QP2010, manufactured by Shimadzu Corporation, column: DB-1MS, manufactured by Agilent Technologies, Inc.). Moving layer: analyzed by He). The results are shown in FIGS. 1 and 2, it was confirmed that ethyl 6-hydroxy-2-trifluoromethylpyridine-3-carboxylate was obtained.
Claims (6)
一般式(1)
General formula (1)
式(4)
Equation (4)
式(5)
Equation (5)
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
JP2007520538A (en) * | 2004-02-03 | 2007-07-26 | グラクソ グループ リミテッド | Combination of CB2 modulator and PDE4 inhibitor for use in medicine |
WO2012020738A1 (en) * | 2010-08-09 | 2012-02-16 | 武田薬品工業株式会社 | Heterocyclic compound and use thereof |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
STEPHEN M. BROWN ET AL., ORGANIC PROCESS RESEARCH & DEVELOPMENT, vol. 1, no. 5, JPN6022000981, 1997, pages 370 - 378, ISSN: 0004682967 * |
YOUNG KWAN KO ET AL., BULLETIN OR THE KOREAN CHEMICAL SOCIETY, vol. 22, no. 2, JPN6022000980, 2001, pages 234 - 236, ISSN: 0004682968 * |
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