JP3981892B2 - ニコチンアルデヒド水の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はラネーニッケルの存在下、カルボン酸の水性媒体中における次式ＩＩ
で表される３−シアノピリジンの触媒水素化により、次式Ｉ
で表されるニコチンアルデヒドの水性媒体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ニコチンアルデヒド（３−ピリジンアルデヒド）は農薬の合成において有用な試薬である。例えば、殺虫剤６−メチル−４−（ピリジニ−３−イル−メチレンアミノ）−４，５−ジヒドロ−１，２，４−トリアジノ−３（２Ｈ）−オンは公表された欧州特許明細書第０３１４６１５号に記載されているように、ニコチンアルデヒドおよびアミノトリアジノン−４−アミノ−６−メチル−３−オキソ−２，３，４，５−テトラヒドロ−１，２，４−トリアジンの反応により製造されうる。
【０００３】
相当するニトリル、即ち３−シアノピリジンの水素化によるニコチンアルデヒドの合成は、強酸性条件が唱えられている米国特許第２９４５８６２号において記載されている。硫酸および蓚酸は適した条件を提供するものとして記載されているが、収率は高いオーダーではない。Ｃ．ＦｅｒｒｉはＲｅａｋｔｉｏｎｅｎｄｅｒ ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ Ｓｙｎｔｈｅｓｅ，ｐ．９２，（１９７８）において、シアノピリジンを含む芳香族ニトリルを、ラネーニッケルの存在下相当するアルデヒドに触媒水素化することを記載している。硫酸、蓚酸またはスルホン酸を使用する強酸性条件が再度提案されている。強酸はラネーニッケル触媒を毒化しそれは副生成物の形成を抑える。
【０００４】
Ｐ．Ｔｉｎａｐｐは、Ｃｈｅｍ．Ｂｅｒ．，１０２，ｐ．２７７０−２７７６（１９６９）において異なる酸の存在下におけるラネーニッケルによる芳香族ニトリルの水素化を記載している。選択された炭素−窒素三重結合の選択的飽和は強酸の存在下においてのみ生じ、また部分水素化は酢酸の存在下においては観察されなかった。
【０００５】
３−シアノピリジンおよび第一アミンの混合物をロジウム担持触媒の存在下において水素化して、安定したイミン中間体を生成することによりアルデヒドを製造するという方法は、公表された国際公開パンフレット第ＷＯ９２／０２５０７号において記載されている。
水素化触媒はイミン中間体から分離されそしてこの中間体はその後相当するアルデヒドに加水分解される。しかしながら、収率は低くまた工業生産プロセスにおけるロジウムの使用はきわめて高価である。
【０００６】
より経済的でかつ環境に受け入れられるところの改良されたニコチンアルデヒド合成が要求されている。知られた方法の欠点は、低い選択性、不十分な収率およびニッケル触媒および製造容器の腐蝕を含む。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
驚くべきことに今ニコチンアルデヒドの高い濃度はより穏やかな反応条件下において、優れた収量およびより高い程度の選択性とともに達せられることが見出された。また高価なロジウムを担持した触媒の使用を必要としないことも見出された。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、水素下、ラネーニッケルの存在下において、３−シアノピリジンの接触還元により、１０ないし６０％のニコチンアルデヒドの水性媒体を製造する方法において、
ａ）ラネーニッケル触媒は該シアノピリジンに対して２ないし１０重量％の量で存在し、
ｂ）溶媒はカルボン酸水であり、
ｃ）ｐＨは３．５ないし７であり、
ｄ）温度は４０℃より低いかまたはそれと等しく、
ｅ）水素圧は０．２ないし５ｂａｒであり、
ｆ）取り込まれた水素の量はシアノピリジンの１１０モル％までであり、そして
ｇ）存在する水の量は該シアノピリジンに対して過剰であることを特徴とする製造方法を提供することである。
【０００９】
方法は連続的にまたはバッチごとに行なわれうる。バッチ式プロセスが好ましい。本発明の方法による製造物は、さらに合成段階のために直接使用されうるか、または他の使用の以前に貯蔵されうる。
【００１０】
水性媒体中のニコチンアルデヒドの量は好ましくは２０ないし５０重量％、より好ましくは２５ないし４０重量％である。
【００１１】
ラネーニッケルは該シアノピリジンに対して３ないし７重量％の量で存在する。ラネーニッケルは使用前には水中で貯蔵される。
【００１２】
カルボン酸はシアノピリジンに対して化学量論的量もしくは化学量論的量よりわずかに不足した量、または過剰な量において存在する。化学量論的量がより好ましい。カルボン酸はアンモニアとともに緩衝液を形成する。ｐＨは本発明の方法の進行の間に約５に素早く増加し、そして驚くことに、さらにカルボン酸を添加せずともこのｐＨにて反応は完了にまで進行する。ｐＨはまたカルボン酸の連続的な添加により制御されうる。カルボン酸混合物水の例は、炭素原子数１ないし６のアルコールおよび炭素原子数１ないし６のカルボン酸の非制限的な量を含有するものである。溶媒は好ましくは酢酸水である。
【００１３】
温度は好ましくは１０ないし３０℃であり、またより好ましくは２０ないし３０℃である。水素圧は好ましくは０．５ないし３ｂａｒ、より好ましくは０．５ないし１．５ｂａｒである。シアノピリジンに対する含水量は好ましくは６０重量％までであり、より好ましくは４０重量％までである。反応時間は典型的には、３ないし６時間である。
【００１４】
腐蝕性媒体、例えば鉱酸の存在するところの従来技術の方法と対比して、カルボン酸はニッケル触媒に対して非腐蝕性である。この分野における塩酸の欠点は、製造容器のさらなる腐蝕を引き起こすところの塩化アンモニウムを生成することである。
【００１５】
この方法の利点は、以下の通りである、
ｉ）ニコチンアルデヒドは貯蔵安定性溶液として形成される、
ｉｉ）腐食性の塩化アンモニウムが生成されない、
ｉｉｉ）非常に低い濃度のニッケル触媒が要求される、
ｉｖ）高い反応選択性、生産される副生成物の量が減少することとなる、
ｖ）高いアルデヒド収率、
ｖｉ）ニッケルによるアルデヒド溶液の低い汚染、および
ｖｉｉ）高容積の処理量は生産能力を増大させ、これにより設備コストを軽減させる。
【００１６】
本発明の他の目的は、次式ＩＩＩ
【化５】
（式中、Ｒ1 は水素原子、炭素原子数１ないし１２のアルキル基、炭素原子数３ないし６のシクロアルキル基、炭素原子数１ないし４のアルコキシ−炭素原子数１ないし６のアルキル基、炭素原子数１ないし２のハロアルキル基、フェニル基、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチルまたはフェニルペンチル基、またはハロゲン原子、炭素原子数１ないし５のアルキル基、炭素原子数１ないし２のハロアルキル基、メトキシ基および／またはエトキシ基によりモノ−またはジ置換されたフェニル基、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基またはフェニルペンチル基を表し；Ｒ2 は水素原子、炭素原子数１ないし６のアルキル基または炭素原子数３ないし６のシクロアルキル基、または未置換または炭素原子数１ないし１２のアルキル基、ハロゲン原子によりもしくは炭素原子数１ないし１２のハロアルキル基により置換されたフェニル基を表すか、またはＲ1 およびＲ2 は一緒になって飽和または不飽和の３−ないし７−員炭素環を形成し；Ｒ3 は水素原子または炭素原子数１ないし６のアルキル基を表しおよびＺは−Ｎ＝ＣＨ−または−ＮＨ−ＣＨ2 −を表す。）で表される化合物の製造方法において、次式ＩＶ
【化６】
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 は上記の意味を有する。）で表されるアミノトリアジノンを次式Ｖ
【化７】
で表されるアルデヒドと反応させ、そして、所望ならば、得られるピリジル−メチレンアミノ−トリアジノンを選択的還元によりピリジル−メチルアミノ−トリアジノンに転換することからなる方法において、式Ｖのアルデヒドは、水素下、ラネーニッケルの存在下において、３−シアノピリジンの接触還元により製造され、
ａ）ラネーニッケル触媒は該シアノピリジンに対して２ないし１０重量％の量で存在し、
ｂ）溶媒はカルボン酸水であり、
ｃ）ｐＨは３．５ないし７であり、
ｄ）温度は４０℃より低いかまたはそれと等しく、
ｅ）水素圧は０．２ないし５ｂａｒであり、
ｆ）取り込まれた水素の量はシアノピリジンの１１０モル％までであり、そして
ｇ）存在する水の量は該シアノピリジンに対して過剰であることを特徴とする製造方法を提供することにある。
【００１７】
好ましい式ＩＩＩの化合物は、式中、Ｒ1 は水素原子、炭素原子数１ないし６のアルキル基、炭素原子数３ないし５のシクロアルキル基、フェニル基またはハロゲン原子、炭素原子数１ないし３のアルキル基、メトキシ基またはエトキシ基によりモノまたはジ置換されたフェニル基を表し、Ｒ2 およびＲ3 のおのおのは水素原子または炭素原子数１ないし４のアルキル基、およびＺは−Ｎ＝ＣＨ−または−ＮＨ−ＣＨ2 −を表すところのものであり、より好ましいものは式ＩＩＩ（式中、Ｒ1 は水素原子、炭素原子数１ないし４のアルキル基、シクロプロピル基またはフェニル基を表し；Ｒ2 は水素原子、メチル基またはエチル基を表し；およびＲ3 は水素原子またはメチル基を表し；およびＺは−Ｎ＝ＣＨ−または−ＮＨ−ＣＨ2 −を表す。）の化合物であり；最も好ましいものは６−メチル−４−（ピリジニ−３−イル−メチレンアミノ）−４，５−ジヒドロ−１，２，４−トリアジノ−３（２Ｈ）−オンである。
【００１８】
本発明の好ましい態様は、式ＩＶのアミノトリアジノンを次式ＶＩ
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 は上記の意味を有し、およびＲ4 は水素原子、炭素原子数１ないし４のアルキル基、炭素原子数３ないし６のシクロアルキル基、１ないし９個の塩素原子により置換された炭素原子数１ないし４のアルキル基、炭素原子数１ないし３のアルコキシ基、炭素原子数１ないし３のアルキルチオ基、フェニル基、ピリジル基、またはハロゲン原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、メチルチオ基またはニトロ基からなる群から選択された１ないし３個の置換基により置換されたフェニル基またはピリジル基を表す。）で表される化合物を、好ましくはガス状態にあるところの塩酸存在下アルコール媒体中において加溶媒分解することにより製造される方法である。
【００１９】
アルコール媒体は一種またはそれより多くの第一、第二または第三アルコールを含有しうる。例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンタノールまたはそれらの混合物である。メタノールが好ましい。
【００２０】
もし塩化水素ガスが使用される場合、加溶媒分解の反応媒体は無水であるか、または非常に少量の水を含有するため、含水量は式ＶＩのアセチルトリアジノンの０ないし５重量％になりうる。実質的な乾燥状態、即ち式ＶＩのアセチルトリアジノンに対して０ないし３重量％の含水量が好ましく、より好ましくは０ないし２重量％である。無水条件、即ち、０重量％含水量が特に好ましい。
【００２１】
加溶媒分解反応は０℃ないし使用される溶媒の沸点にて行なわれうる。好ましい温度範囲は４０ないし５０℃である。
【００２２】
もし塩化水素ガスが使用される場合、乾燥ＨＣｌガスは反応混合物に泡ただせながら加えられ、そして未反応のＨＣｌは再利用される。０またはとても低い含水量のため、反応条件は反応容器に対して非腐蝕性に保たれる。
【００２３】
本発明の方法はバッチごとまたは連続方法において行なわれうる。バッチごとの製造が好ましい。
【００２４】
ほとんど化学量論的量の転化は、置換された−ＣＯＲ2 基のエステル生成と結びついて、その塩酸塩としてアミノトリアジノンの生成および結晶により得られる。
【００２５】
以下の実施例は本発明の方法を明らかにする。
【００２６】
アルデヒドの収率はＨＰＬＣまたは４−アミノ−６−メチル−３−オキソ−２，３，４，５−テトラヒドロ−１，２，４−トリアジン（以下、アミノトリアジノンと略する。）による微分重量分析により測定される。
【００２７】
【実施例】
実施例１（実験室規模）
３−シアノピリジン１２４．８ｇ、水２７７ｇおよび酢酸７２．２ｇを攪拌オートクレーブ中において一緒に混合した。水５０ｇ中の湿ったラネーニッケル（Ｎｉ含有量約６０％）１４．６ｇを混合物に添加し、その後それを１ｂａｒの一定水素圧下水素化した。理論水素量の１１０％が取り込まれた時に、攪拌機をスイッチオフとし、そして反応混合物を窒素により急冷させた。触媒をアルゴン雰囲気下、ろ過して除きそして水によりすすいだ。ろ過した後に生成物溶液５１５ｇがＨＰＬＣにより測定したところ２０．９％ピリジンアルデヒドとともに得られた。これは理論値の８５．２％の収率を表わす。３−ピコリルアルコールの比率は０．４％であり、および３−ピコリルアミンの比率は１．５％であった。アルデヒドの収率はアミノトリアジンによる微分重量分析の後に、８４％であると見出された。触媒のニッケル損失は全ニッケル含量のおよそ１．３％に相当する１１５ｍｇであった。
【００２８】
実施例２（パイロットプラント規模）
３−シアノピリジン２００ｋｇを使用し、また相当する量の他の試薬を添加したこと（１６００ 倍に規模増大）を除き、実施例１において使用した手順を繰り返した。ろ過の後に、生成物溶液８７３ｋｇを３−ピリジンアルデヒドの２２．０％含量とともに得た（理論値の９３．３％の収率）。溶液中の３−ピコリルアミン含量は１．１％でありまた３−ピコリルアルコールの含量は０．１％であった。触媒からのニッケル損失は全ニッケル含量の０．５％であった。
【００２９】
実施例３（ｐＨ５一定において）
３−シアノピリジン１０４ｇおよび水２００ｇを攪拌オートクレーブ中にて組み合わせた。水４２ｇ中の湿ったラネーニッケル（Ｎｉ含有量約６０％）１２．１ｇを反応混合物に添加し、その後それを１ｂａｒの一定水素圧下、室温にて水素化した。ｐＨ５に一定に保つために、酢酸１９１ｇを添加した。理論水素量の１１０％が取り込まれた時に、攪拌機をスイッチオフとしそして反応混合物を窒素により急冷させた。触媒をアルゴン雰囲気下、ろ過して除き水によりすすいだ。ろ過した後に、３−ピリジンアルデヒド溶液５６１ｇが得られた。アルデヒドの収率は、アミノトリアジンによる、溶液の１４０．２ｇの微分重量分析の後に、８４％であることが見出された。触媒からのニッケルの損失は全ニッケル含量の約０．６％に相当する４２ｍｇであった。
【００３０】
実施例４（５ｂａｒ水素圧において）
水素圧を５ｂａｒに一定に保つことを除いて、実施例１の手順を繰り返した。ろ過の後に、生成物溶液がＨＰＬＣにより測定したところ３−ピリジンアルデヒド１４％とともに得られ、６４％の収率を表わした。アルデヒドの収率は、アミノトリアジンにより微分重量分析の後に６８％であった。
【００３１】
実施例５（ｐＨ４．７ないし７にて）
酢酸５７．６ｇおよび酢酸ナトリウム１９．６ｇを添加することを除いて、実施例１の手順を繰り返した。アルデヒドの収率は、アミノトリアジンにより微分重量分析の後に７３％であった。触媒からのニッケルの損失は全ニッケル含量の約０．５重量％であった。
【００３２】
実施例６（水中の５０％３−シアノピリジンの濃度）
３−シアノピリジン３１．２ｇおよび水３１．２ｇを使用することを除いて、実施例１の手順を繰り返した。アミノトリアジンにより微分重量分析の後、アルデヒドの収率は、８２％であることが見出された。
【００３３】
実施例７（再生された触媒）
実施例１の手順を繰り返した。水素の理論量の１１０％が取り込まれた時に、反応を窒素により急冷させ、そして水素化溶液を、反応器ベースにて０．５μｍ焼結金属プレート（表面積４．５ｃｍ2 ）に通してろ過した。３−シアノピリジン、水および酢酸の添加により、同一の触媒を実施例１のように繰り返して使用した。水素化時間をほとんど一定にしての、最初の三回繰り返しサイクルからのアルデヒドの収率は、アミノトリアジンによる微分重量分析により、７６％であることが見出された。
【００３４】
実施例８
４−アミノ−６−メチル−３−オキソ−２，３，４，５−テトラヒドロ−１，２，４−トリアジンの製造
９５％メタノール９９ｇ中の６−メチル−４−アセチルアミノ−４，５−ジヒドロ−１，２，４−トリアジン−３−（２Ｈ）−オン３９．９ｇ（０．２３４ｍｏｌ）からなる懸濁液を製造した。懸濁液を４５℃まで加熱すると、それは透明な無色溶液になった。４５ないし５０℃にてＨＣｌ１５．４ｇ（０．４２１ｍｏｌ）の全量を２ないし３時間に渡って、この溶液に泡をたてながら加えた。ＨＣｌの約３０％を添加した後に、反応混合物を、４−アミノ−６−メチル−３−オキソ−２，３，４，５−テトラヒドロ−１，２，４−トリアジン塩酸塩により結晶化した。その後４−アミノ−６−メチル−３−オキソ−２，３，４，５−テトラヒドロ−１，２，４−トリアジンが塩酸塩として連続的に沈澱した。約２時間の攪拌後に、９９％以上の最大転換に達した。反応混合物を５０％ＮａＯＨ溶液の添加によりｐＨ５に戻した。遊離アミノ−トリアジノン−４−アミノ−６−メチル−３−オキソ−２，３，４，５−テトラヒドロ−１，２，４−トリアジンは、溶液の１４．３重量％に相当する、２９．７ｇの量に生成された。これは理論値の９９．２％の収率を表わす。
【００３５】
実施例９６−メチル−４−（ピリジニ−３−イルメチレンアミノ）−４，５−ジヒドロ−１，２，４−トリアジン−３（２Ｈ）−オンの製造
メタノール５００ｇ中の４−アミノ−６−メチル−３−オキソ−２，３，４，５−テトラヒドロ−１，２，４−トリアジン塩酸塩の懸濁液に、５０％ＮａＯＨ溶液をｐＨが６に達するまで添加した。水中に２２％３−ピリジンアルデヒドを含有している溶液４８６ｇを７０℃以下の温度を保ちながら添加した。添加を終了した後に、反応混合物を２時間６５℃にて保持した。そして懸濁液を約５℃まで冷却し、ろ過および乾燥させて表題化合物を得た。
【産業上の利用分野】
本発明はラネーニッケルの存在下、カルボン酸の水性媒体中における次式ＩＩ
【０００２】
【従来の技術】
ニコチンアルデヒド（３−ピリジンアルデヒド）は農薬の合成において有用な試薬である。例えば、殺虫剤６−メチル−４−（ピリジニ−３−イル−メチレンアミノ）−４，５−ジヒドロ−１，２，４−トリアジノ−３（２Ｈ）−オンは公表された欧州特許明細書第０３１４６１５号に記載されているように、ニコチンアルデヒドおよびアミノトリアジノン−４−アミノ−６−メチル−３−オキソ−２，３，４，５−テトラヒドロ−１，２，４−トリアジンの反応により製造されうる。
【０００３】
相当するニトリル、即ち３−シアノピリジンの水素化によるニコチンアルデヒドの合成は、強酸性条件が唱えられている米国特許第２９４５８６２号において記載されている。硫酸および蓚酸は適した条件を提供するものとして記載されているが、収率は高いオーダーではない。Ｃ．ＦｅｒｒｉはＲｅａｋｔｉｏｎｅｎｄｅｒ ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ Ｓｙｎｔｈｅｓｅ，ｐ．９２，（１９７８）において、シアノピリジンを含む芳香族ニトリルを、ラネーニッケルの存在下相当するアルデヒドに触媒水素化することを記載している。硫酸、蓚酸またはスルホン酸を使用する強酸性条件が再度提案されている。強酸はラネーニッケル触媒を毒化しそれは副生成物の形成を抑える。
【０００４】
Ｐ．Ｔｉｎａｐｐは、Ｃｈｅｍ．Ｂｅｒ．，１０２，ｐ．２７７０−２７７６（１９６９）において異なる酸の存在下におけるラネーニッケルによる芳香族ニトリルの水素化を記載している。選択された炭素−窒素三重結合の選択的飽和は強酸の存在下においてのみ生じ、また部分水素化は酢酸の存在下においては観察されなかった。
【０００５】
３−シアノピリジンおよび第一アミンの混合物をロジウム担持触媒の存在下において水素化して、安定したイミン中間体を生成することによりアルデヒドを製造するという方法は、公表された国際公開パンフレット第ＷＯ９２／０２５０７号において記載されている。
水素化触媒はイミン中間体から分離されそしてこの中間体はその後相当するアルデヒドに加水分解される。しかしながら、収率は低くまた工業生産プロセスにおけるロジウムの使用はきわめて高価である。
【０００６】
より経済的でかつ環境に受け入れられるところの改良されたニコチンアルデヒド合成が要求されている。知られた方法の欠点は、低い選択性、不十分な収率およびニッケル触媒および製造容器の腐蝕を含む。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
驚くべきことに今ニコチンアルデヒドの高い濃度はより穏やかな反応条件下において、優れた収量およびより高い程度の選択性とともに達せられることが見出された。また高価なロジウムを担持した触媒の使用を必要としないことも見出された。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、水素下、ラネーニッケルの存在下において、３−シアノピリジンの接触還元により、１０ないし６０％のニコチンアルデヒドの水性媒体を製造する方法において、
ａ）ラネーニッケル触媒は該シアノピリジンに対して２ないし１０重量％の量で存在し、
ｂ）溶媒はカルボン酸水であり、
ｃ）ｐＨは３．５ないし７であり、
ｄ）温度は４０℃より低いかまたはそれと等しく、
ｅ）水素圧は０．２ないし５ｂａｒであり、
ｆ）取り込まれた水素の量はシアノピリジンの１１０モル％までであり、そして
ｇ）存在する水の量は該シアノピリジンに対して過剰であることを特徴とする製造方法を提供することである。
【０００９】
方法は連続的にまたはバッチごとに行なわれうる。バッチ式プロセスが好ましい。本発明の方法による製造物は、さらに合成段階のために直接使用されうるか、または他の使用の以前に貯蔵されうる。
【００１０】
水性媒体中のニコチンアルデヒドの量は好ましくは２０ないし５０重量％、より好ましくは２５ないし４０重量％である。
【００１１】
ラネーニッケルは該シアノピリジンに対して３ないし７重量％の量で存在する。ラネーニッケルは使用前には水中で貯蔵される。
【００１２】
カルボン酸はシアノピリジンに対して化学量論的量もしくは化学量論的量よりわずかに不足した量、または過剰な量において存在する。化学量論的量がより好ましい。カルボン酸はアンモニアとともに緩衝液を形成する。ｐＨは本発明の方法の進行の間に約５に素早く増加し、そして驚くことに、さらにカルボン酸を添加せずともこのｐＨにて反応は完了にまで進行する。ｐＨはまたカルボン酸の連続的な添加により制御されうる。カルボン酸混合物水の例は、炭素原子数１ないし６のアルコールおよび炭素原子数１ないし６のカルボン酸の非制限的な量を含有するものである。溶媒は好ましくは酢酸水である。
【００１３】
温度は好ましくは１０ないし３０℃であり、またより好ましくは２０ないし３０℃である。水素圧は好ましくは０．５ないし３ｂａｒ、より好ましくは０．５ないし１．５ｂａｒである。シアノピリジンに対する含水量は好ましくは６０重量％までであり、より好ましくは４０重量％までである。反応時間は典型的には、３ないし６時間である。
【００１４】
腐蝕性媒体、例えば鉱酸の存在するところの従来技術の方法と対比して、カルボン酸はニッケル触媒に対して非腐蝕性である。この分野における塩酸の欠点は、製造容器のさらなる腐蝕を引き起こすところの塩化アンモニウムを生成することである。
【００１５】
この方法の利点は、以下の通りである、
ｉ）ニコチンアルデヒドは貯蔵安定性溶液として形成される、
ｉｉ）腐食性の塩化アンモニウムが生成されない、
ｉｉｉ）非常に低い濃度のニッケル触媒が要求される、
ｉｖ）高い反応選択性、生産される副生成物の量が減少することとなる、
ｖ）高いアルデヒド収率、
ｖｉ）ニッケルによるアルデヒド溶液の低い汚染、および
ｖｉｉ）高容積の処理量は生産能力を増大させ、これにより設備コストを軽減させる。
【００１６】
本発明の他の目的は、次式ＩＩＩ
【化５】
【化６】
【化７】
ａ）ラネーニッケル触媒は該シアノピリジンに対して２ないし１０重量％の量で存在し、
ｂ）溶媒はカルボン酸水であり、
ｃ）ｐＨは３．５ないし７であり、
ｄ）温度は４０℃より低いかまたはそれと等しく、
ｅ）水素圧は０．２ないし５ｂａｒであり、
ｆ）取り込まれた水素の量はシアノピリジンの１１０モル％までであり、そして
ｇ）存在する水の量は該シアノピリジンに対して過剰であることを特徴とする製造方法を提供することにある。
【００１７】
好ましい式ＩＩＩの化合物は、式中、Ｒ1 は水素原子、炭素原子数１ないし６のアルキル基、炭素原子数３ないし５のシクロアルキル基、フェニル基またはハロゲン原子、炭素原子数１ないし３のアルキル基、メトキシ基またはエトキシ基によりモノまたはジ置換されたフェニル基を表し、Ｒ2 およびＲ3 のおのおのは水素原子または炭素原子数１ないし４のアルキル基、およびＺは−Ｎ＝ＣＨ−または−ＮＨ−ＣＨ2 −を表すところのものであり、より好ましいものは式ＩＩＩ（式中、Ｒ1 は水素原子、炭素原子数１ないし４のアルキル基、シクロプロピル基またはフェニル基を表し；Ｒ2 は水素原子、メチル基またはエチル基を表し；およびＲ3 は水素原子またはメチル基を表し；およびＺは−Ｎ＝ＣＨ−または−ＮＨ−ＣＨ2 −を表す。）の化合物であり；最も好ましいものは６−メチル−４−（ピリジニ−３−イル−メチレンアミノ）−４，５−ジヒドロ−１，２，４−トリアジノ−３（２Ｈ）−オンである。
【００１８】
本発明の好ましい態様は、式ＩＶのアミノトリアジノンを次式ＶＩ
【００１９】
アルコール媒体は一種またはそれより多くの第一、第二または第三アルコールを含有しうる。例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンタノールまたはそれらの混合物である。メタノールが好ましい。
【００２０】
もし塩化水素ガスが使用される場合、加溶媒分解の反応媒体は無水であるか、または非常に少量の水を含有するため、含水量は式ＶＩのアセチルトリアジノンの０ないし５重量％になりうる。実質的な乾燥状態、即ち式ＶＩのアセチルトリアジノンに対して０ないし３重量％の含水量が好ましく、より好ましくは０ないし２重量％である。無水条件、即ち、０重量％含水量が特に好ましい。
【００２１】
加溶媒分解反応は０℃ないし使用される溶媒の沸点にて行なわれうる。好ましい温度範囲は４０ないし５０℃である。
【００２２】
もし塩化水素ガスが使用される場合、乾燥ＨＣｌガスは反応混合物に泡ただせながら加えられ、そして未反応のＨＣｌは再利用される。０またはとても低い含水量のため、反応条件は反応容器に対して非腐蝕性に保たれる。
【００２３】
本発明の方法はバッチごとまたは連続方法において行なわれうる。バッチごとの製造が好ましい。
【００２４】
ほとんど化学量論的量の転化は、置換された−ＣＯＲ2 基のエステル生成と結びついて、その塩酸塩としてアミノトリアジノンの生成および結晶により得られる。
【００２５】
以下の実施例は本発明の方法を明らかにする。
【００２６】
アルデヒドの収率はＨＰＬＣまたは４−アミノ−６−メチル−３−オキソ−２，３，４，５−テトラヒドロ−１，２，４−トリアジン（以下、アミノトリアジノンと略する。）による微分重量分析により測定される。
【００２７】
【実施例】
実施例１（実験室規模）
３−シアノピリジン１２４．８ｇ、水２７７ｇおよび酢酸７２．２ｇを攪拌オートクレーブ中において一緒に混合した。水５０ｇ中の湿ったラネーニッケル（Ｎｉ含有量約６０％）１４．６ｇを混合物に添加し、その後それを１ｂａｒの一定水素圧下水素化した。理論水素量の１１０％が取り込まれた時に、攪拌機をスイッチオフとし、そして反応混合物を窒素により急冷させた。触媒をアルゴン雰囲気下、ろ過して除きそして水によりすすいだ。ろ過した後に生成物溶液５１５ｇがＨＰＬＣにより測定したところ２０．９％ピリジンアルデヒドとともに得られた。これは理論値の８５．２％の収率を表わす。３−ピコリルアルコールの比率は０．４％であり、および３−ピコリルアミンの比率は１．５％であった。アルデヒドの収率はアミノトリアジンによる微分重量分析の後に、８４％であると見出された。触媒のニッケル損失は全ニッケル含量のおよそ１．３％に相当する１１５ｍｇであった。
【００２８】
実施例２（パイロットプラント規模）
３−シアノピリジン２００ｋｇを使用し、また相当する量の他の試薬を添加したこと（１６００ 倍に規模増大）を除き、実施例１において使用した手順を繰り返した。ろ過の後に、生成物溶液８７３ｋｇを３−ピリジンアルデヒドの２２．０％含量とともに得た（理論値の９３．３％の収率）。溶液中の３−ピコリルアミン含量は１．１％でありまた３−ピコリルアルコールの含量は０．１％であった。触媒からのニッケル損失は全ニッケル含量の０．５％であった。
【００２９】
実施例３（ｐＨ５一定において）
３−シアノピリジン１０４ｇおよび水２００ｇを攪拌オートクレーブ中にて組み合わせた。水４２ｇ中の湿ったラネーニッケル（Ｎｉ含有量約６０％）１２．１ｇを反応混合物に添加し、その後それを１ｂａｒの一定水素圧下、室温にて水素化した。ｐＨ５に一定に保つために、酢酸１９１ｇを添加した。理論水素量の１１０％が取り込まれた時に、攪拌機をスイッチオフとしそして反応混合物を窒素により急冷させた。触媒をアルゴン雰囲気下、ろ過して除き水によりすすいだ。ろ過した後に、３−ピリジンアルデヒド溶液５６１ｇが得られた。アルデヒドの収率は、アミノトリアジンによる、溶液の１４０．２ｇの微分重量分析の後に、８４％であることが見出された。触媒からのニッケルの損失は全ニッケル含量の約０．６％に相当する４２ｍｇであった。
【００３０】
実施例４（５ｂａｒ水素圧において）
水素圧を５ｂａｒに一定に保つことを除いて、実施例１の手順を繰り返した。ろ過の後に、生成物溶液がＨＰＬＣにより測定したところ３−ピリジンアルデヒド１４％とともに得られ、６４％の収率を表わした。アルデヒドの収率は、アミノトリアジンにより微分重量分析の後に６８％であった。
【００３１】
実施例５（ｐＨ４．７ないし７にて）
酢酸５７．６ｇおよび酢酸ナトリウム１９．６ｇを添加することを除いて、実施例１の手順を繰り返した。アルデヒドの収率は、アミノトリアジンにより微分重量分析の後に７３％であった。触媒からのニッケルの損失は全ニッケル含量の約０．５重量％であった。
【００３２】
実施例６（水中の５０％３−シアノピリジンの濃度）
３−シアノピリジン３１．２ｇおよび水３１．２ｇを使用することを除いて、実施例１の手順を繰り返した。アミノトリアジンにより微分重量分析の後、アルデヒドの収率は、８２％であることが見出された。
【００３３】
実施例７（再生された触媒）
実施例１の手順を繰り返した。水素の理論量の１１０％が取り込まれた時に、反応を窒素により急冷させ、そして水素化溶液を、反応器ベースにて０．５μｍ焼結金属プレート（表面積４．５ｃｍ2 ）に通してろ過した。３−シアノピリジン、水および酢酸の添加により、同一の触媒を実施例１のように繰り返して使用した。水素化時間をほとんど一定にしての、最初の三回繰り返しサイクルからのアルデヒドの収率は、アミノトリアジンによる微分重量分析により、７６％であることが見出された。
【００３４】
実施例８
４−アミノ−６−メチル−３−オキソ−２，３，４，５−テトラヒドロ−１，２，４−トリアジンの製造
【００３５】
実施例９６−メチル−４−（ピリジニ−３−イルメチレンアミノ）−４，５−ジヒドロ−１，２，４−トリアジン−３（２Ｈ）−オンの製造
メタノール５００ｇ中の４−アミノ−６−メチル−３−オキソ−２，３，４，５−テトラヒドロ−１，２，４−トリアジン塩酸塩の懸濁液に、５０％ＮａＯＨ溶液をｐＨが６に達するまで添加した。水中に２２％３−ピリジンアルデヒドを含有している溶液４８６ｇを７０℃以下の温度を保ちながら添加した。添加を終了した後に、反応混合物を２時間６５℃にて保持した。そして懸濁液を約５℃まで冷却し、ろ過および乾燥させて表題化合物を得た。
Claims (13)
- 水素下、ラネーニッケルの存在下において、３−シアノピリジンの接触還元による、ニコチンアルデヒド１０ないし６０重量％の水性媒体の製造方法において、
ａ）ラネーニッケル触媒は該シアノピリジンに対して２ないし１０重量％の量で存在し、
ｂ）溶媒は酢酸水であり、
ｃ）ｐＨは４．７ないし７であり、
ｄ）温度は４０℃より低いかまたはそれと等しく、
ｅ）水素圧は０．５ないし３ｂａｒであり、
ｆ）取り込まれた水素の量はシアノピリジンの１１０モル％までであり、そして
ｇ）存在する水の量は該シアノピリジンに対して過剰であることを特徴とする
製造方法。 - ラネーニッケル触媒は該シアノピリジンに対して３ないし７重量％の量において存在するところの請求項１記載の製造方法。
- 溶媒は炭素原子数１ないし６のアルコールと混合されるところの請求項１記載の製造方法。
- 反応温度は１０ないし３０℃であるところの請求項１記載の製造方法。
- 水素圧は０．５ないし３ｂａｒであるところの請求項１記載の製造方法。
- 水素圧は０．５ないし１．５ｂａｒであるところの請求項４記載の製造方法。
- 含水量は６０重量％まで過剰であるところの請求項１記載の製造方法。
- 次式ＩＩＩ
式Ｖのアルデヒドは、水素下、ラネーニッケルの存在下において、３−シアノピリジンの接触還元により製造され、
ａ）ラネーニッケル触媒は該シアノピリジンに対して２ないし１０重量％の量で存在し、
ｂ）溶媒は酢酸水であり、
ｃ）ｐＨは４．７ないし７であり、
ｄ）温度は４０℃より低いかまたはそれと等しく、
ｅ）水素圧は０．５ないし３ｂａｒであり、
ｆ）取り込まれた水素の量はシアノピリジンの１１０モル％までであり、そして
ｇ）存在する水の量はシアノピリジンに対して過剰であることを特徴とする
製造方法。 - Ｒ1は水素原子、炭素原子数１ないし６のアルキル基、炭素原子数３ないし５のシクロアルキル基、フェニル基、またはハロゲン原子、炭素原子数１ないし３のアルキル基、メトキシ基またはエトキシ基によりモノまたはジ置換されたフェニル基を表し；Ｒ2およびＲ3のおのおのは水素原子または炭素原子数１ないし４のアルキル基を表し、およびＺは−Ｎ＝ＣＨ−または−ＮＨ−ＣＨ2−を表すところの請求項８記載の製造方法。
- Ｒ1は水素原子、炭素原子数１ないし４のアルキル基、シクロプロピル基またはフェニル基を表し；Ｒ2は水素原子、メチル基またはエチル基を表し；およびＲ3は水素原子またはメチル基を表し；およびＺは−Ｎ＝ＣＨ−または−ＮＨ−ＣＨ2−を表すところの請求項９記載の製造方法。
- 式ＩＩＩの化合物は６−メチル−４−（ピリジニ−３−イルメチレンアミノ）−４，５−ジヒドロ−１，２，４−トリアジン−３（２Ｈ）−オンを表すところの請求項１０記載の製造方法。
- 式ＩＶのアミノトリアジノンは次式ＶＩ
- 塩酸が気体である請求項１２記載の製造方法。
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