JP4247415B2 - γ―(ピペリジル)酪酸の酸塩の製造方法 - Google Patents

γ―(ピペリジル)酪酸の酸塩の製造方法 Download PDF

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Description

技 術 分 野
本発明は、式(2):
Figure 0004247415
(式中、Rは水素原子又はアルキル基を、Aは酸を示す。)で表されるγ−(ピペリジル)酪酸の酸塩[以下、γ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)という。]の新規な製造方法に関するものである。
γ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)は、そのまま若しくは酸から遊離させたγ−(ピペリジル)酪酸として、医薬の中間体に使用される有用な化合物である。
技 術 背 景
γ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)は、γ−(2−ピリジル)酪酸の酸塩を水素添加してピリジン環をピペリジン環とすることにより、製造することができる。γ−(2−ピリジル)酪酸の酸塩を水素添加してγ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)を製造する方法としては、触媒として酸化白金を使用する方法が知られている[J.Am.Chem.Soc.,69,2461(1947)]。しかし、上記従来方法は、反応液中のγ−(2−ピリジル)酪酸の酸塩の濃度を2%と非常に希薄にした条件下で水素添加を行うものであり、容器効率が悪く、生産性が低いため、実用的な方法ではない。
また、上記従来方法には、触媒として酸化白金を大量に使用する必要があるという問題点がある。すなわち、上記文献では、γ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩に対してPtとして4.3重量%と大量の酸化白金を使用している。
従来、γ−(2−ピリジル)酪酸の酸塩を水素添加するために酸化白金以外の触媒を使用することは検討されていない。本発明は、γ−(ピペリジル)酪酸の酸塩を水素添加してピリジン環を効率よくピペリジン環にすることができる触媒を提供し、生産性が高いγ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)の製造方法を提供することを課題とする。
発 明 の 開 示
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、γ−(ピペリジル)酪酸の酸塩を製造するための触媒及び原料に関し、以下の知見を見出し、本発明を完成した。
<触媒>
式(1):
Figure 0004247415
(式中、Rは水素原子又はアルキル基を、Aは酸を示す。)で表されるγ−(ピリジル)酪酸の酸塩[以下、γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)という。]を水素添加するにあたり、触媒としてRh触媒、Pd触媒又はRu触媒を用いると、γ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)を比較的短時間に生産性よく製造でき、意外にも、これらの触媒を用いれば、γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)の水素添加が、遊離のγ−(ピリジル)酪酸の水素添加に比べて、極めて低い水素圧でも短時間に完結する。
<原料>
γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)は、
(a)塩基の存在下に式(4):
Figure 0004247415
(式中、Rは上記と同じ。)で表されるビニルピリジン類[以下、ビニルピリジン類(4)という。]を式(5):
Figure 0004247415
(式中、R1及びR2は同一又は互いに異なるアルキル基を示す。)で表されるマロン酸ジエステル[以下、マロン酸ジエステル(5)という。]と反応させて式(6):
Figure 0004247415
(式中、R、R1及びR2は上記と同じ。)で表される2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル[以下、2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)という。]を製造する工程及び(b)工程(a)で製造した2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)を、酸性水溶液中で加水分解及び脱炭酸させる工程によって製造することができる。
工程(a)及び工程(b)により製造したγ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を水素添加して、γ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)を製造したところ、γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)に含まれる特定の不純物が、水素添加の反応時間及び得られるγ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)の純度に悪影響を及ぼす。
すなわち、上記のようにしてγ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を製造すると副生成物として式(3):
Figure 0004247415
(式中、R及びAは上記と同じ。)で表されるビス(ピリジルエチル)酢酸の酸塩[以下、ビス(ピリジルエチル)酢酸の酸塩(3)という。]が生成する。ビス(ピリジルエチル)酢酸の酸塩(3)を含有するγ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を水素添加すると、反応時間が長くなる傾向がみられ、しかも高純度のγ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)を得るのが困難である。
そして、γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)に含まれるビス(ピリジルエチル)酢酸の酸塩(3)の量が3重量%以下のときに、水素添加が極めて短時間で終了し、しかも高純度のγ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)を容易に得ることができる。
本発明の要旨
本発明は、溶媒中、触媒の存在下にγ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)(好ましくは、下記工程(a)及び(b)により製造され、ビス(ピリジルエチル)酢酸の酸塩(3)の含有量が3重量%以下であるγ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1))を水素添加してγ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)を製造するにあたり、触媒としてRh触媒、Pd触媒又はRu触媒を用いることを特徴とするγ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)の製造方法に関する。
(a)塩基の存在下にビニルピリジン類(4)をマロン酸ジエステル(5)と反応させて2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)を製造する工程。
(b)工程(a)で製造した2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)を、酸性水溶液中で加水分解及び脱炭酸させてγ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を製造する工程。
本発明によれば、比較的短時間に、生産性よくγ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)を製造することができる。特に、上記工程(a)及び(b)により製造され、ビス(ピリジルエチル)酢酸の酸塩(3)の含有量が3重量%以下であるγ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を水素添加する方法によれば、水素添加がより短時間で終了し、しかも極めて高純度のγ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)を容易に得ることができる。
発明を実施するための最良の形態
γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)
γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を水素添加することにより、γ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)を製造することができる。γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)について式(1)中のRは水素原子又はアルキル基である。アルキル基としては炭素数1〜4の低級アルキル基が好ましい。式(1)中のAは酸である。酸としては、鉱酸、例えば、塩酸、硫酸等、有機酸、例えば、p−トルエンスルホン酸、トリフロロメタンスルホン酸等が挙げられる。
γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)の具体例としては、γ−(ピリジル)酪酸、例えば、γ−(2−ピリジル)酪酸、γ−(3−ピリジル)酪酸、γ−(4−ピリジル)酪酸、γ−(5−メチル−2−ピリジル)酪酸、γ−(6−メチル−2−ピリジル)酪酸、γ−(4−メチル−3−ピリジル)酪酸、γ−(2−メチル−5−ピリジル)酪酸、γ−(5−エチル−2−ピリジル)酪酸等と、酸、例えば、塩酸、硫酸等の鉱酸又はp−トルエンスルホン酸、トリフロロメタンスルホン酸等の有機酸との塩が挙げられる。
γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)の製造
γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)は、従来公知の方法により製造することができる。例えば、2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)を、酸性水溶液中で加水分解及び脱炭酸することにより、γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を製造することができる(工程(b))。2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)は、例えば、塩基の存在下にビニルピリジン類(4)をマロン酸ジエステル(5)と反応させることにより製造することができる(工程(a))。
<工程(a)>
工程(a)における反応は、いわゆるマイケル付加と称される反応である。ビニルピリジン類(4)としては、例えば、2−ビニルピリジン、3−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、5−メチル−2−ビニルピリジン、6−メチル−2−ビニルピリジン、4−メチル−3−ビニルピリジン、2−メチル−5−ビニルピリジン、5−エチル−2−ビニルピリジン等が挙げられる。
マロン酸ジエステル(5)について式(5)中のR1及びR2は同一又は互いに異なるアルキル基であり、好ましくは炭素数1〜4の低級アルキル基である。マロン酸ジエステル(5)としては、例えば、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジプロピル、マロン酸ジイソプロピル、マロン酸ジブチル、マロン酸ジイソブチル等が挙げられる。
ビニルピリジン類(4)1モルに対して、1モル以上、好ましくは1〜3モル、より好ましくは1.5〜2.5モルのマロン酸ジエステル(5)を使用することにより、2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)を効率よく製造することができる。ビニルピリジン類(4)1モルに対するマロン酸ジエステル(5)の使用量が1モルより少ないと、副生成物が生成しやすくなる。
塩基としては、マイケル付加において一般的に使用される公知の塩基、好ましくはアルカリ金属アルコキシドを使用することができる。アルカリ金属アルコキシドとしては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム等のメトキシド、エトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、2−メチル−1−プロポキシド、2−メチル−2−プロポキシド等が挙げられる。
ビニルピリジン類(4)1モルに対して、0.05〜1モル、好ましくは0.1〜0.5モルの塩基を使用することにより、効率よく反応を進行させることができる。塩基の使用量が上記範囲よりも少ないと反応に長時間を要する。塩基の使用量が上記範囲よりも多いと副生成物が生成しやすくなる。
工程(a)におけるマイケル付加は溶媒中で実施することができる。溶媒としては、例えば、アルコール等を使用することができる。アルコールとしては、例えば、炭素数1〜4のアルコール、具体的には、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、2−メチル−1−プロピルアルコール等のアルコール等が挙げられる。溶媒を使用する場合、ビニルピリジン類(4)1重量部に対して、通常0.1〜2重量部、好ましくは0.3〜1重量部の溶媒を使用することができる。
工程(a)におけるマイケル付加は、例えば、塩基、マロン酸ジエステル(5)及び所望により溶媒の混合物に、攪拌下、75〜110℃においてビニルピリジン類(4)を0.5〜2時間で滴下することにより、実施することができる。ビニルピリジン類(4)の滴下が終了した後、更に同温度に2〜8時間保持することにより、反応を完結させることができる。反応を完結させることにより、2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)を高収率で生成させることができる。
<工程(b)>
工程(b)において、2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)を、酸性水溶液中で加水分解及び脱炭酸することにより、γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を製造することができる。例えば、工程(a)で得られた2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)を含む反応液をそのまま加水分解及び脱炭酸することにより、又は、工程(a)で得られた反応液から単離、精製した2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)を加水分解及び脱炭酸することにより、γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を製造することができる。
酸性水溶液としては、鉱酸、例えば、塩酸、硫酸等、有機酸、例えば、p−トルエンスルホン酸、トリフロロメタンスルホン酸等の酸の水溶液が挙げられる。2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)及び酸性水溶液を含む混合溶液が酸性になる量の酸(酸性水溶液)を使用することにより、加水分解及び脱炭酸を効率よく実施することができる。
例えば、工程(a)で得られたマイケル付加終了後の反応液から単離、精製した2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)を加水分解及び脱炭酸する場合には、2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)と当量以上、好ましくは1.1〜2当量の酸を使用する。工程(4)で得られたマイケル付加終了後の反応液をそのまま加水分解及び脱炭酸する場合には、該反応液中に含まれる2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)及びマイケル付加に使用した塩基の合計量と当量以上、好ましくは1.1〜2当量の酸を使用する。
工程(b)における加水分解及び脱炭酸は、例えば、2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)及び酸性水溶液を混合し、攪拌下、通常60〜120℃、好ましくは90〜110℃に8〜12時間保持することにより、実施することができる。反応終了後、反応液を濃縮し、析出物を濾別後、濾液を冷却することにより、γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)の結晶を得ることができる。
<γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)の精製>
工程(a)におけるマイケル付加においては、副反応としてビニルピリジン類(4)2分子とマロン酸ジエステル(5)1分子とが反応して式(7):
Figure 0004247415
(式中、R、R1及びR2は上記と同じ。)で表される2,2−ビス(ピリジルエチル)マロン酸ジエステルが生成する。2,2−ビス(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(7)が工程(b)において加水分解及び脱炭酸されると、ビス(ピリジルエチル)酢酸の酸塩(3)が生成する。
工程(a)で得られたマイケル付加終了後の反応液から蒸留により単離した2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステル(6)を加水分解及び脱炭酸することにより、ビス(ピリジルエチル)酢酸の酸塩(3)を含有しないγ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を得ることができる。
工程(b)で得たγ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)の結晶がビス(ピリジルエチル)酢酸の酸塩(3)を含有する場合は、精製してビス(ピリジルエチル)酢酸の酸塩(3)の含有量を3重量%以下にすることが好ましい。ビス(ピリジルエチル)酢酸の酸塩(3)を含有するγ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)の結晶は、再結晶により精製することができる。γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)の再結晶には、溶媒として、例えば、水、アルコール、鉱酸の水溶液又はこれらの混合物等を使用することができる。
γ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)の製造
<γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)の水素添加>
γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を水素添加して、ピリジン環をピペリジン環とすることにより、対応するγ−(ピペリジル)酪酸の塩酸(2)を製造することができる。ビス(ピリジルエチル)酢酸の酸塩(3)の含有量が3重量%以下のγ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を水素添加することにより、短時間に高純度のγ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)を容易に製造することができる。
γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)としては、遊離のγ−(ピリジル)酪酸と酸とから生成するものを使用することができる。γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)に代えてγ−(ピリジル)酪酸と酸とを混合し、水素添加することによっても、γ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)を製造することができる。
<触媒>
触媒としてはRh触媒、Pd触媒又はRu触媒を使用する。触媒としてRh触媒又はPd触媒を使用することにより、より緩和な条件下で、しかもより短時間にγ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を水素添加し、ピリジン環をピペリジン環とすることができる。Rh触媒、Pd触媒又はRu触媒としては、例えば、Rh、Pd又はRuを担体に担持させたものを使用することができる。担体としては、例えば、炭素、アルミナ等、好ましくは炭素、特に活性炭を使用することができる。Rh、Pd又はRuを担体に担持させた触媒を使用する場合の担体に対するRh、Pd又はRuの担持量は、特に制限されないが、通常1〜10重量%である。
Rh触媒、Pd触媒又はRu触媒を、γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)に対して、それぞれRh、Pd又はRuとして0.05重量%以上(好ましくは経済的な観点から0.05〜0.3重量%)使用することにより、γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)の水素添加を容易に進行させることができる。触媒の使用量が上記範囲より少ないと、水素添加が進行し難くなるため、反応に長時間を要する傾向があり、また、反応が完結せずに目的物の収率が低くなる場合がある。
<溶媒>
γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)の水素添加は、溶媒中で実施することができる。溶媒としては、γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を溶解させることができ、水素添加に影響を及ぼさないものを使用することができる。例えば、γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)が溶解し易いこと並びに安全性及び経済性の観点から水が好ましい。
溶媒の使用量は、少なくともγ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を溶解し得る量であり、例えば、水を使用する場合にはγ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)1重量部に対して、通常0.5〜10重量部、好ましくは1〜3重量部である。水の使用量が上記範囲よりも少ない場合には、水素添加が進行し難いために、反応に長時間を要する傾向があり、また、反応が完結せずに目的物の収率が低くなる場合がある。水の使用量が上記範囲よりも多い場合には、特に問題はないが、容器効率が悪くなるため生産性の観点から上記範囲であるのがよい。
<反応条件>
水素添加は、常圧以上、好ましくは1〜50kgf/cm2(=0.1〜5MPa)の水素圧で実施することができる。触媒としてRh触媒又はPd触媒を使用すると、水素圧が低い条件下、例えば、1〜40kgf/cm2、特に1〜30kgf/cm2の条件下でも、効率よく水素添加することができる。
水素添加は、室温〜140℃、好ましくは40〜120℃の反応温度で実施することができる。反応温度が上記よりも低い場合は、反応時間が長くなる傾向があり、また、反応が完結せずに目的物の収率が低くなる場合があるため好ましくない。反応温度が上記範囲よりも高い場合には、収率等に問題はないが、反応速度が速くなり、温度コントロールが難しくなるので、安全性及び経済性の観点から上記範囲であるのがよい。
例えば、攪拌機及び水素導入管を備えた加圧反応器にγ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)、触媒及び溶媒を仕込み、加熱攪拌下、水素導入管より水素を導入しながら上記水素圧及び反応温度に保持することにより、γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)を水素添加することができ、γ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)を製造することができる。γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)に代えて遊離のγ−(ピリジル)酪酸と酸とを反応器に仕込むことによっても、γ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)を製造することができ、この様な形態も、本発明に包含される。
<精製>
γ−(ピリジル)酪酸の酸塩(1)の水素添加により生成したγ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)は、常法に従い、晶析、再結晶等を行うことにより、反応液から容易に単離、精製することができる。例えば、水素添加終了後、反応液を濾過して触媒を濾別し、濾液から溶媒を留去し、得られた残渣を再結晶することにより、高純度のγ−(ピペリジル)酪酸の酸塩(2)を単離することができる。
実 施 例
以下に実施例を示し、更に詳細に本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1
容量100mlの電磁攪拌式オートクレーブ(材質:ハステロイ)に、純度99%以上のγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩15.0g(0.074モル)、水30.0g及び0.75gの5%Rh/C[Rhとしてγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩に対して0.25重量%]を仕込んだ。
ここに水素を導入しながら水素圧を5kgf/cm2(5×105Pa)に保ち、攪拌下に110℃で1.5時間反応を行った。反応終了後、減圧下で溶媒を留去し、残渣を高速液体クロマトグラフィーにて分析したところ、γ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩の収率は99%であった。
<高速液体クロマトグラフィー分析条件>
カラム:SHISEIDO Capcell C18 SG120 S−5(4.6mmφ×250mm)
溶離液:0.02mol/l K2HPO4水溶液(リン酸でpH7.0に調整)
流速:1.0ml/min.
温度:40℃
検出:UV 220nm
実施例2
実施例1と同様の反応器に、純度99%以上のγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩25.0g(0.124モル)、水25.0g及び1.25gの5%Rh/C[Rhとしてγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩に対して0.25重量%]を仕込み、反応を3時間行った以外は実施例1と同様に行った。γ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩の収率は98%であった。
実施例3
実施例1と同様の反応器に、純度99%以上のγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩13.5g(0.067モル)、水27.0g及び0.67gの5%Rh/C[Rhとしてγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩に対して0.25重量%]を仕込み、反応を60℃で8時間行った以外は、実施例1と同様に行った。γ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩の収率は97%であった。
実施例4
実施例1と同様の反応器に、純度99%以上のγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩13.5g(0.067モル)、水27.0g及び0.67gの5%Pd/C[Pdとしてγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩に対して0.25重量%]を仕込み、反応を80℃で4.5時間行った以外は、実施例1と同様に行った。γ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩の収率は97%であった。
実施例5
実施例1と同様の反応器に、純度99%以上のγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩13.5g(0.067モル)、水27.0g及び0.67gの5%Ru/C[Ruとしてγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩に対して0.25重量%]を仕込んだ。
ここに水素を導入しながら水素圧を50kg・f/cm2(5×106Pa)に保ち、攪拌下に反応を110℃で5時間行った後、減圧下で溶媒を留去し、高速液体クロマトグラフィーにて分析したところ、γ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩の収率は98%であった。
比較例1
実施例1と同様の反応器に、純度99%以上のγ−(4−ピリジル)酪酸15.0g(0.091モル)、水30.0g及び0.75gの5%Rh/C[Rhとしてγ−(4−ピリジル)酪酸に対して0.25重量%]を仕込んだ。ここに水素を導入しながら、攪拌下に110℃で5時間反応を行った。
反応には水素圧50kgf/cm2(5×106Pa)を要した。γ−(4−ピペリジル)酪酸の収率は99%であった。水素圧が5kgf/cm2(5×105Pa)のときには、水素の吸収が極めて遅く、γ−(4−ピリジル)酪酸への水素添加が困難であった。
実施例6
<γ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩の製造>
容量1リットルの4つ口フラスコに20重量%のナトリウムエトキシドを含有するエチルアルコール溶液34g(ナトリウムエトキシド:0.1モル)とマロン酸ジエチル240g(1.5モル)を仕込み、攪拌下、還流温度にて4−ビニルピリジン105g(1.0モル)を1時間で滴下した。次いで、攪拌しながら還流温度に更に7時間保った。
得られた反応液を室温まで冷却し、水250g及び36重量%塩酸111.5g(1.1モル)を加え、次いでトルエン93gで未反応のマロン酸ジエチルを有機層として回収した。水層に更に36重量%塩酸101.4g(1.0モル)を加え、攪拌下、還流温度に10時間保ち、加水分解及び脱炭酸反応を行った。得られた反応液に活性炭5g及びセライト8.2gを加えて1時間攪拌した後、濾過した。濾液500gから水167gを留去し、熱濾過して不溶物を濾別し、濾液を冷却して結晶を析出せしめた。
析出した結晶を濾別して乾燥し、γ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩97.3g(収率48.3%:4−ビニルピリジン基準)を得た。得られた結晶を高速液体クロマトグラフィーにて分析したところ、γ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩の純度は98%であり、ビス[2−(4−ピリジル)エチル]酢酸の塩酸塩を約2%含有していた。
<高速液体クロマトグラフィー分析条件>
カラム:SHISEIDO Capcell C18 SG120 S−5(4.6mmφ×250mm)
溶離液:0.05重量%K2HPO4水溶液(リン酸でpH7.0に調整)/メチルアルコール=50/50(容量比)
流速:1.0ml/min.
温度:40℃
検出:UV 254nm
<γ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩の製造>
容量100mlの電磁攪拌式オートクレーブ(材質:ハステロイ)に、上記で得たγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩15.0g(0.074モル)、水30.0g及び0.75gの5%Rh/C[Rhとしてγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩に対して0.25重量%]を仕込んだ。ここに水素を導入しながら水素圧を5kgf/cm2(5×105Pa)に保ち、攪拌下に110℃で1.5時間反応を行った。
反応終了後、減圧下で溶媒を留去し、残渣を高速液体クロマトグラフィーにて分析したところ、反応によりγ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩が、収率99%で生成していた(分析条件は実施例1と同じ。)。得られた残渣を再結晶して純度99%以上のγ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩の結晶13.0g(収率85%)を得た。結晶中のビス[2−(4−ピペリジル)エチル]酢酸の塩酸塩の含有量は1%以下であった。
実施例7
実施例6において5%Rh/Cに代えて5%Pd/C0.67g[Pdとしてγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩に対して0.25重量%]を使用し、反応を80℃で4.5時間行った以外は、実施例6と同様にしてγ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩の製造を行った。反応によりγ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩が収率97%で生成し、再結晶により純度99%以上のγ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩の結晶が90%の収率で得られた。結晶中のビス[2−(4−ピペリジル)エチル]酢酸の塩酸塩の含有量は1%以下であった。
実施例8
<γ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩の製造>
容量1リットルの4つ口フラスコに20重量%のナトリウムエトキシドを含有するエチルアルコール溶液34g(0.1モル)とマロン酸ジエチル240g(1.5モル)を仕込み、攪拌下、還流温度にて4−ビニルピリジン105g(1.0モル)を1時間で滴下した。次いで、攪拌しながら還流温度に更に7時間保った。得られた反応液を室温まで冷却し、水250g及び36重量%塩酸111.5g(1.1モル)を加え、次いでトルエン140gを加えて混合し、未反応のマロン酸ジエチルを有機層として回収した。
水層に20重量%水酸化ナトリウム水溶液220g(1.1モル)を加え、次いでトルエン140gを加えて混合し、2−[2−(4−ピリジル)エチル]マロン酸ジエチルを有機層として回収した。得られた有機層からトルエンを留去せしめた後、蒸留して2−[2−(4−ピリジル)エチル]マロン酸ジエチル233.5g(0.88モル、収率:88%)を得た。
得られた2−[2−(4−ピリジル)エチル]マロン酸ジエチル233.5gに水220g及び36重量%塩酸178.4g(1.76モル)を加え、攪拌下、還流温度に10時間保ち、加水分解及び脱炭酸反応を行った。反応終了後、得られた反応液に活性炭4.4g及びセライト7.2gを加えて1時間攪拌した後、濾過した。
濾液を高速液体クロマトグラフィーにて分析したところ、γ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩が収率99%で生成していた(分析条件は実施例6と同じ)。また濾液中のγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩の濃度は35重量%であり、γ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩とビス[2−(4−ピリジル)エチル]酢酸の塩酸塩の割合は前者99%に対して後者が1%であった。
<γ−(ピペリジル)酪酸の塩酸塩の製造>
実施例1と同様の反応器に上記で得たγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩を含有する濾液42.9g[γ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩として15.0g(0.074モル)]及び0.75gの5%Rh/C[Rhとしてγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩に対して0.25重量%]を仕込んだ。
ここに水素を導入しながら水素圧を5kgf/cm2(5×105Pa)に保ち、攪拌下に50℃で4時間反応を行った。反応終了後、溶媒を減圧下で除去し、残渣を液体クロマトグラフィーにて分析したところ、反応によりγ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩が収率98%で生成していた(分析条件は実施例1と同じ。)。得られた残渣を再結晶して、純度99%以上のγ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩の結晶が、収率90%で得られた。結晶中のビス[2−(4−ピペリジル)エチル]酢酸の塩酸塩の含有量は1%以下であった。
比較例2
実施例7において5%Rh/Cに代えて0.75gの5%Pt/C[Ptとしてγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩に対して0.25重量%]を使用し、反応を14時間行った以外は実施例7と同様に行った。反応終了後、溶媒を除去した残渣を分析したところ、γ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩の収率は90%であり、未反応のγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩が8%残存していた。
実施例9
<γ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩の製造>
容量1リットルの4つ口フラスコに20重量%のナトリウムエトキシドを含有するエチルアルコール溶液34g(ナトリウムエトキシド:0.1モル)とマロン酸ジエチル240g(1.5モル)を仕込み、攪拌下、還流温度にて4−ビニルピリジン105g(1.0モル)を1時間で滴下した。次いで、攪拌しながら還流温度に更に7時間保った。得られた反応液を室温まで冷却し、水250g及び36重量%塩酸111.5g(1.1モル)を加え、次いでトルエン140gを加えて混合し、未反応のマロン酸ジエチルを有機層として回収した。
水層に20重量%水酸化ナトリウム水溶液220g(1.1モル)を加え、次いでトルエン140gを加えて混合し、2−[2−(4−ピリジル)エチル]マロン酸ジエチルを有機層として回収した。得られた有機層からトルエンを留去せしめ、得られた残渣に水220g及び36重量%塩酸178.4g(1.76モル)を加え、攪拌下、還流温度に10時間保ち、加水分解及び脱炭酸反応を行った。得られた反応液に活性炭4.4g及びセライト7.2gを加えて1時間攪拌した後、濾過した。
濾液を高速液体クロマトグラフィーにて分析したところ、γ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩が収率92%で生成していた(分析条件は実施例6と同じ。)。また濾液中のγ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩の濃度は32.6重量%であり、γ−(4−ピリジル)酪酸の塩酸塩とビス[2−(4−ピリジル)エチル]酢酸の塩酸塩の割合は前者93%に対して後者が7%であった。
<γ−(ピペリジル)酪酸の塩酸塩の製造>
実施例8においてγ−(ピリジル)酪酸の塩酸塩を含有する濾液として上記で得たもの[γ−(ピリジル)酪酸の塩酸塩として15.0g(0.074モル)]を使用した以外は実施例8と同様にしてγ−(ピペリジル)酪酸の塩酸塩の製造を行った。
反応には10時間を要し、反応終了後、溶媒を減圧下で除去して得た残査を実施例1と同様にして液体クロマトグラフィーにて分析したところ、γ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩の収率は98%であった。得られた残渣を再結晶して、純度93.5%のγ−(4−ピペリジル)酪酸の塩酸塩の結晶が83%の収率で得られた。結晶中のビス[2−(4−ピペリジル)エチル]酢酸の塩酸塩の含有量は6.5%であった。

Claims (6)

  1. 溶媒中、触媒の存在下に式(1):
    Figure 0004247415
    (式中、Rは水素原子又はアルキル基を、Aは酸を示す。)で表されるγ−(ピリジル)酪酸の酸塩を水素添加して式(2):
    Figure 0004247415
    (式中、R及びAは上記と同じ。)で表されるγ−(ピペリジル)酪酸の酸塩を製造するにあたり、触媒としてRh触媒又はPd触媒を用いることを特徴とする式(2)で表されるγ−(ピペリジル)酪酸の酸塩の製造方法。
  2. 式(1)で表されるγ−(ピリジル)酪酸の酸塩が、下記工程(a)及び(b)により製造されたものであって、式(3):
    Figure 0004247415
    (式中、Aは酸を示し、Rは上記と同じ。)で表されるビス(ピリジルエチル)酢酸の酸塩の含有量が3重量%以下である請求項1記載の方法。
    (a)塩基の存在下に式(4):
    Figure 0004247415
    (式中、Rは水素原子又はアルキル基を示す。)で表されるビニルピリジン類を式(5):
    Figure 0004247415
    (式中、R1及びR2は同一又は互いに異なるアルキル基を示す。)で表されるマロン酸ジエステルと反応せしめて式(6):
    Figure 0004247415
    (式中、R、R1及びR2は上記と同じ。)で表される2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステルを製造する工程
    (b)工程(a)で製造した式(6)で表される2−(ピリジルエチル)マロン酸ジエステルを、酸性水溶液中で加水分解及び脱炭酸させて式(1)で表されるγ−(ピリジル)酪酸の酸塩を製造する工程。
  3. 触媒が、Rh/C又はPd/Cである請求項1又は2に記載の方法。
  4. 触媒の使用量が、γ−(ピリジル)酪酸の酸塩に対して金属(Rh、Pd)として0.05〜0.3重量%である請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
  5. 水素圧が1〜50kgf/cm2の条件下でγ−(ピリジル)酪酸の酸塩を水素添加する請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. 水素圧が1〜40kgf/cm2の条件下でγ−(ピリジル)酪酸の酸塩を水素添加する請求項のいずれかに記載の方法。
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