JP4372416B2

JP4372416B2 - ３−ヒドロキシピリジン類の製造法

Info

Publication number: JP4372416B2
Application number: JP2002382404A
Authority: JP
Inventors: 光秀松原; 孝幸小路; 克英小原
Original assignee: Koei Chemical Co Ltd
Current assignee: Koei Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP2004210718A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬、農薬の中間体として有用な一般式（２）：

（式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は、同じか或いは互いに異なってそれぞれ水素、ヒドロキシ基又は炭素数１〜３のアルキル基を表す。）で示される３−ヒドロキシピリジン類の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記一般式（２）で示される３−ヒドロキシピリジン類の製造法としては、例えば、ジイソプロパノールアミンを、銅−ニッケル−クロム触媒及び水素の存在下に反応させて３−ヒドロキシ−５−メチルピリジンを製造する方法が知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第２５５７０７６号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来法は、反応の際に多量の爆発性の水素を使用し、しかも及び毒性の強いクロムを含有する触媒を使用するため、工業的な３−ヒドロキシピリジン類の製造を実施するに当たって安全面に細心の注意が必要である。
本発明は、多量の水素の使用及び毒性の強い物質の使用を回避し、安全且つ容易に３−ヒドロキピリジン類を生産性よく製造できる方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を行った。その結果、一般式（２）：
【０００６】
【化３】

（式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は上記と同じ。）で示される３−ヒドロキシピリジン類〔以下、３−ヒドロキシピリジン類（２）という。〕を製造する方法として、一般式（１）：
【０００７】
【化４】

（式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は、上記と同じ。）で示されるジアルカノールアミン類〔以下、ジアルカノールアミン類（１）という。〕を、銅及び亜鉛の酸化物を含有する触媒の存在下に気相反応せしめる方法が、多量の水素を使用することなく且つ毒性の強い物質を用いずに３−ヒドロキシピリジン類（２）を生産性よく製造できる工業的方法として優れた方法であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明は、触媒の存在下、ジアルカノールアミン類（１）を気相反応せしめて、３−ヒドロキシピリジン類（２）を製造するに当たり、銅及び亜鉛の酸化物を含有する触媒を使用して反応せしめることを特徴とする３−ヒドロキシピリジン類（２）の製造法に関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明で使用するジアルカノールアミン類（１）において、一般式（１）中のにおいてＲ¹、Ｒ²及びＲ³で表される炭素数１〜３のアルキル基を表し、アルキル基は、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基である。ジアルカノールアミン類（１）の具体的としては、１，５−ジヒドロキシ−３−アザヘキサン、１，２，５−トリヒドロキシ−３−アザヘキサン、１，５−ジヒドロキシ−２−メチル−３−アザヘキサン、１，５−ジヒドロキシ−４−メチル−３−アザヘキサン、１，５−ジヒドロキシ−２，４−ジメチル−３−アザヘキサン、２，６−ジヒドロキシ−４−アザヘプタン、２，６−ジヒドロキシ−３−メチル−４−アザヘプタン、２，６−ジヒドロキシ−５−メチル−４−アザヘプタン、２，６−ジヒドロキシ−３，５−ジメチル−４−アザヘプタン、３，７−ジヒドロキシ−５−アザオクタン、３，７−ジヒドロキシ−４−メチル−５−アザオクタン、３，７−ジヒドロキシ−６−メチル−５−アザオクタン、３，７−ジヒドロキシ−４，６−ジメチル−５−アザオクタン等が挙げられる。
【００１０】
そして本発明によって、反応に用いたジアルカノールアミン類（１）に対応する３−ヒドロキシピリジン類（２）が製造できる。ヒドロキシピリジン類（２）の具体例としては、例えば、３−ヒドロキシピリジン、２，３−ジヒドロキシピリジン、３−ヒドロキシ−２−メチルピリジン、５−ヒドロキシ−２−メチルピリジン、３−ヒドロキシ−５−メチルピリジン、２，３−ジヒドロキシ−５−メチルピリジン、２，５−ジメチル−３−ヒドロキシピリジン、２，３−ジメチル−５−ヒドロキシピリジン、５−ヒドロキシ−２，３，６−トリメチルピリジン、３−エチル−５−ヒドロキシピリジン、３−エチル−５−ヒドロキシ−６−メチルピリジン、２，６−ジメチル−３−エチル−５−ヒドロキシピリジン等が挙げられる。
【００１１】
本発明においては、銅及び亜鉛の酸化物を含有する触媒を用いる。なお、銅及び亜鉛の酸化物とは、酸化銅及び酸化亜鉛の混合物、銅及び亜鉛の複合酸化物並びにこれらの混合物を意味する。この銅及び亜鉛の酸化物を含有する触媒における銅と亜鉛の含有割合は、酸化銅と酸化亜鉛の割合に換算して、前者の重量に対する後者の重量比が０．０５〜９９．５、好ましくは０．２〜８．０である。
【００１２】
銅及び亜鉛の酸化物を含有する触媒は、例えば、共沈法、含浸法、混練法によって調製される。また、当該触媒は、銅及び亜鉛の酸化物をそのまま又は担体に担持して或いはバインダーを用いて成型し、反応に使用することもできる。使用できる担体及びバインダーとしては、シリカ、アルミナ、ジルコニア及びチタニアからなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。また、触媒は粉末状、円柱状、球状、粒状など、所望の形状に成型して反応に使用される。
【００１３】
本発明の気相反応は、銅及び亜鉛の酸化物を含有する触媒を水素処理した後に実施される。水素処理において、水素の使用量はジアルカノールアミン類（１）１モルに対して通常１〜２００モル、好ましくは１〜２０モルである。また、水素還元処理を行う時間は特に制限はないが、通常１０分〜３時間、好ましくは３０分〜１時間である。水素還元処理温度は、反応管の触媒充填部を、通常２５０〜５５０℃、好ましくは２８０〜４５０℃において行う。水素を反応器に導入すると当該触媒充填部において発熱が認められ当該触媒の水素含有ガス処理が進行し、処理が終了すると発熱が認められなくなる。当該触媒充填部の発熱が認められなくなったときが水素含有ガスの終点であるが、通常さらに数分間から数時間反応器へ供給を続けても構わない。なお当該水素処理によって本発明の触媒に含まれる銅の酸化物は金属銅に還元される。
【００１４】
ジアルカノールアミン類（１）が、高融点である場合には、これを適当な溶媒に溶解して使用するのが簡便な装置及び操作でジアルカノールアミン類（１）を反応器へ安定して供給できるので好ましい。使用できる溶媒はジアルカノールアミン類（１）の良溶媒であり、本発明の気相反応において変質しないものであって、しかもジアルカノールアミン類（１）及び３−ヒドロキシピリジン類（２）と反応しないものであれば特に制限はない。このような溶媒としては、例えば、水や、ピリジン、２−ピコリン、３−ピコリン及び４−ピコリン等のピリジン塩基類、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素等を挙げることができる。溶媒を使用するとき、溶液中のジアルカノールアミン類（１）の濃度が通常５〜９０重量％、好ましくは、２０〜６０重量％となるようにする。
【００１５】
さらに、窒素、ヘリウム、水蒸気などの不活性ガスを希釈剤として使用して気相反応を行ってもよく、好ましい希釈剤は窒素である。希釈剤を使用するとき、その使用量はジアルカノールアミン類（１）１モルに対して、通常０．１〜１００モル、好ましくは１〜５０モルである。
【００１６】
本発明の反応は、固定床反応器又は流動床反応器で実施することができる。固定床反応器を用いて本発明の気相接触反応を実施する場合には、例えば、反応管に触媒を充填し、反応管の触媒充填部を、通常２５０〜５５０℃、好ましくは２８０〜４５０℃に昇温する。そして当該触媒を水素還元処理した後に、当該反応管の触媒充填部にジアルカノールアミン類（１）又はこれを溶媒に溶解した溶液及び所望により希釈剤を供給して気相反応を行う。ジアルカノールアミン類（１）の液空間速度（以下、ＬＨＳＶという。）は通常０．００１〜５．０ｇ／（ｍｌ触媒・ｈｒ）、好ましくは０．０１〜２．０ｇ／（ｍｌ触媒・ｈｒ）である。また、ジアルカノールアミン類（１）並びに所望により使用する溶媒及び／又は希釈剤からなる混合ガスの空間速度（以下、ＳＶという。）は、通常３０〜１００００ｈｒ^-1、好ましくは１００〜３０００ｈｒ^-1である。なお、反応は、常圧下、減圧下又は加圧下で実施することができる。このようにして反応を行えば、３−ヒドロキシピリジン類（２）が好収率で生成する。
【００１７】
反応終了後、反応器から流出する反応ガスをそのまま冷却及び／又は適当な溶媒に通じて、３−ヒドロキシピリジン類（２）を含む凝集物及び／又は溶液を得る。得られた凝縮物又は捕集液から、濃縮、抽出、蒸留等の単位操作を組み合わせて３−ヒドロキシピリジン類（２）が単離できる。
【００１８】
【実施例】
以下に実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明を実施例のみに限定するものではない。
実施例１
ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ₂Ｏ₃（重量比＝４２／４７／１０、日産ズードケミー触媒株式会社製、商品名：Ｃ１８−７）を触媒として使用した。この触媒５．０ｍｌを内径１８ｍｍの反応管に充填し、当該反応管の触媒充填部を３２０℃に昇温した後、水素を２０ｍｌ／分で３０分間供給した。次いで水素に代えて、ジイソプロパノールアミン１モル及び水モルの割合からなる溶液を０．１１ｇ／分で、並びに窒素を８０ｍｌ／分で供給して反応させた。反応管から流出する反応生成ガスを２０分間、メタノール１００ｍｌ中に通じ、反応生成ガス中の可溶性成分をメタノールに溶解した。得られた溶液をガスクロマトグラフィーで分析した。その結果、ジイソプロパノールアミンの転化率は９７．９％、５−ヒドロキシ−３−メチルピリジン収率は５９．７％、選択率は６１．０％であった。

Claims

触媒の存在下、一般式（１）：

（式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は、同じか或いは互いに異なってそれぞれ水素、ヒドロキシ基又は炭素数１〜３のアルキル基を表す。）で示されるジアルカノールアミン類を気相反応せしめて、一般式（２）：

（式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は上記と同じ。）で示される３−ヒドロキシピリジン類を製造するに当たり、銅及び亜鉛の酸化物を含有する触媒を使用して反応せしめることを特徴とする３−ヒドロキシピリジン類の製造法。
酸化銅に対する酸化亜鉛の重量比が０．０５〜９９．５の触媒である請求項１記載の方法。
銅及び亜鉛の酸化物を含有する触媒を水素処理して使用する請求項１又は２記載の方法。
さらに水の存在下で反応せしめる請求項１、２又は３記載の方法。