JP5826964B1 - ピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】工業的プロセスに容易に適用可能であるとともに、副生成物の生成量が少なく、従来よりも高収率でピリジン−3−スルホニルクロリドを得ることが可能なピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法を提供する。【解決手段】ピリジン−3−スルホン酸を含む反応液に、ピリジン−3−スルホン酸に対して1モル当量未満の五塩化リンを、(i)複数に分割して段階的に添加する、又は(ii)連続的に添加し、ピリジン−3−スルホン酸と五塩化リンを逐次反応させてピリジン−3−スルホニルクロリドを生成させる工程と、反応液を減圧蒸留してピリジン−3−スルホニルクロリドを精製する工程と、を有するピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法である。【選択図】なし

Description

本発明は、医薬品の合成原料・合成中間体等として有用なピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法に関する。
ピリジン−3−スルホニルクロリドは医薬品を製造するための原料や中間体として有用な化合物である。このようなピリジン−3−スルホニルクロリド等のピリジン環の3位にクロロスルホニル基を有する化合物を製造する方法としては、例えば、3−アミノピリジンのジアゾニウム塩を、銅触媒の存在下、塩化チオニル及び水の混合物で処理してピリジン−3−スルホニルクロリドを製造する方法が知られている(特許文献1)。
また、N−メチル−2−ピリドン−5−スルホン酸と、五塩化リン(PCl5)及びオキシ塩化リン(POCl3)とを反応させて2−クロロピリジン−5−スルホニルクロリドを製造する方法(特許文献2)や、クロロベンゼン等の溶媒中、五塩化リン(PCl5)を用いて3−ピリジンスルホン酸をクロロ化する方法(特許文献3)が知られている。さらに、ヒドロキシピリジンスルホン酸と、三塩化リン(PCl3)及び塩素(Cl2)ガスとを反応させて塩素化されたピリジンスルホン酸クロリドを製造する方法が知られている(特許文献4)。
特許第4046360号公報 独国特許発明第678148号明細書 国際公開第2014/133059号 特許第4695742号公報
しかしながら、本発明者らが特許文献1で開示された方法にしたがってピリジン−3−スルホニルクロリドを製造しようとしたところ、目的物がほとんど得られないことが判明した。また、特許文献2には、目的物である2−クロロピリジン−5−スルホニルクロリドがほぼ定量的に得られることが記載されている。しかしながら、ピリジン−3−スルホニルクロリドを製造することについては記載されていない。
一方、特許文献3には、ピリジン−3−スルホニルクロリドを87.9%の収率で製造したことが記載されている。しかしながら、本発明者らが、特許文献3で開示された方法にしたがってピリジン−3−スルホニルクロリドを製造したところ、その収率はより低く、しかも、副生成物である5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドが最終物に相当量含まれていることが判明した。
さらに、特許文献4に記載の方法では、ベンゼン環に塩素原子が導入された相当量の副生成物が得られてしまう。また、特許文献4には、ピリジン−3−スルホニルクロリドを製造することについて記載されていない。
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、工業的プロセスに容易に適用可能であるとともに、副生成物の生成量が少なく、従来よりも高収率でピリジン−3−スルホニルクロリドを得ることが可能なピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法を提供することにある。
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成とすることによって、上記課題を解決することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明によれば、以下に示すピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法が提供される。
[1]ピリジン−3−スルホン酸を含む反応液に、前記ピリジン−3−スルホン酸に対して1モル当量未満の五塩化リンを、(i)複数に分割して段階的に添加する、又は(ii)連続的に添加し、前記ピリジン−3−スルホン酸と前記五塩化リンを逐次反応させてピリジン−3−スルホニルクロリドを生成させる工程と、前記反応液を減圧蒸留して前記ピリジン−3−スルホニルクロリドを精製する工程と、を有するピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法。
[2]前記五塩化リンを5以上に分割し、1時間以上かけて前記反応液に段階的に添加する前記[1]に記載のピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法。
[3]前記五塩化リンを、1時間以上かけて前記反応液に連続的に添加する前記[1]に記載のピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法。
[4]前記ピリジン−3−スルホン酸と前記五塩化リンを100〜140℃で反応させる前記[1]〜[3]のいずれかに記載のピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法。
[5]前記ピリジン−3−スルホン酸に対して、前記五塩化リンを0.4モル当量以上用いる前記[1]〜[4]のいずれかに記載のピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法。
[6]前記反応液が、モノクロロベンゼン及びジクロロベンゼンの少なくともいずれかの溶媒をさらに含む前記[1]〜[5]のいずれかに記載のピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法。
本発明のピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法によれば、副生成物の生成量が少なく、従来よりも高収率でピリジン−3−スルホニルクロリドを製造することができる。このため、本発明のピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法は、精製に要する負荷等も少なく、工業的プロセスに容易に適用することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明のピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法は、ピリジン−3−スルホン酸と五塩化リンを逐次反応させてピリジン−3−スルホニルクロリドを生成させる工程と、反応液を減圧蒸留してピリジン−3−スルホニルクロリドを精製する工程とを有する。以下、本発明のピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法を、単に「本発明の製造方法」とも記す。
[工程1]
本発明の製造方法は、ピリジン−3−スルホン酸を含む反応液に、ピリジン−3−スルホン酸に対して1モル当量未満の五塩化リンを、(i)複数に分割して段階的に添加する、又は(ii)連続的に添加し、ピリジン−3−スルホン酸と五塩化リンを逐次反応させてピリジン−3−スルホニルクロリドを生成させる工程(以下、「工程1」とも記す)を有する。
本発明者らは、副生成物である5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドが生成するメカニズムについて検討した。その結果、反応系内に過剰に存在する五塩化リンがピリジン−3−スルホン酸と想定外の反応を起こし、ピリジン環の5位にクロロ基を導入して5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドが生成することが判明した。この結果を踏まえ、本発明者らは、基質であるピリジン−3−スルホン酸に対する、五塩化リンの使用量を1モル当量未満にするとともに、反応系内(反応液中)に、ピリジン−3−スルホン酸に対して五塩化リンが過剰に存在しない状態とすることによって、副生成物の生成を抑制し、高純度のピリジン−3−スルホニルクロリドを高収率で得られることを見出した。
工程1では、ピリジン−3−スルホン酸を含む反応液に、ピリジン−3−スルホン酸に対して1モル当量未満の五塩化リンを、(i)複数に分割して段階的に添加する、又は(ii)連続的に添加する。これにより、添加された五塩化リンがピリジン−3−スルホン酸と逐次反応し、反応液中の五塩化リンが、ピリジン−3−スルホン酸に対して過剰に存在しない状態とすることができる。
反応液には溶媒を含有させてもよい。用いることができる溶媒としては、例えば、モノクロロベンゼン、及びジクロロベンゼンなどを挙げることができる。これらの溶媒は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
上記(i)の場合、五塩化リンを5以上に分割し、1時間以上かけて反応液に段階的に添加することが好ましく、10〜40に分割し、1.5〜5時間かけて反応液に段階的に添加することがさらに好ましく、15〜30に分割し、2〜4時間かけて反応液に段階的に添加することが特に好ましい。このように五塩化リンを反応液に段階的に添加することで、副生成物の生成をさらに抑制し、より高純度のピリジン−3−スルホニルクロリドを得ることができる。
また、上記(ii)の場合、五塩化リンを1時間以上かけて反応液に連続的に添加することが好ましく、1.5〜5時間かけて反応液に連続的に添加することがさらに好ましく、2〜4時間かけて反応液に連続的に添加することが特に好ましい。このように五塩化リンを反応液に連続的に添加することで、副生成物の生成をさらに抑制し、より高純度のピリジン−3−スルホニルクロリドを得ることができる。
ピリジン−3−スルホン酸に対して、五塩化リンを、通常、0.4モル当量以上、好ましくは0.6モル当量以上、さらに好ましくは0.8モル当量以上、特に好ましくは0.85モル当量以上用いる。ピリジン−3−スルホン酸に対する五塩化リンの量を1モル当量未満にすれば、副生成物の生成を抑制することができる。一方、0.8モル当量未満とすると反応系内に残存する未反応のピリジン−3−スルホン酸の量が多くなる傾向にある。
但し、ピリジン−3−スルホン酸に対する五塩化リンの量が少なくても、好ましくは0.3モル当量以上、さらに好ましくは0.4モル当量以上であれば、未反応のピリジン−3−スルホン酸を反応系から回収するとともに、回収したピリジン−3−スルホン酸を五塩化リンと再度反応させる(「工程1」を繰り返す)、といったサイクルを繰り返すことによって、副生成物の生成量をさらに抑え、より高純度のピリジン−3−スルホニルクロリドを得ることができる。なお、反応系を、例えば90℃以下、好ましくは85℃以下、さらに好ましくは80℃以下まで冷却すれば、未反応のピリジン−3−スルホン酸が析出するため、ろ過等することによって反応系から容易に回収することができる。
ピリジン−3−スルホン酸と五塩化リンとの反応温度は、100〜140℃とすることが好ましく、105〜135℃とすることがさらに好ましく、110〜130℃とすることが特に好ましい。上記の温度範囲とすることで、副生成物の生成を抑制しながら、速やかに反応を進行させることができる。
五塩化リンの添加後には、必要に応じて熟成させてもよい。熟成時の温度は、例えば、反応時の温度と同程度(100〜140℃程度)とすればよい。また、熟成時間は、例えば15分〜2時間程度とすればよい。
[工程2]
本発明の製造方法は、上記の工程1で得られた反応液を減圧蒸留してピリジン−3−スルホニルクロリドを精製する工程(以下、[工程2]とも記す)を有する。検討の結果、本発明者らは、目的物であるピリジン−3−スルホニルクロリドは水中で不安定であり、加水分解されやすいことを見出した。このため、反応後の反応液と、非水溶性有機溶媒(有機層)及び水(水層)とを混合し、分液することによってピリジン−3−スルホニルクロリドを単離及び精製しようとすると、分液操作中にピリジン−3−スルホニルクロリドが加水分解して収率が低下してしまう。そこで、本発明の製造方法の工程2では、反応液に非水溶性有機溶媒や水を添加することなく、反応後の反応液をそのまま減圧蒸留して、ピリジン−3−スルホニルクロリドを精製する。これにより、加水分解等によるピリジン−3−スルホニルクロリドの損失を抑制し、収率を向上させることができる。
反応液の蒸留は、常法にしたがって実施すればよい。具体的には、先ず、溶媒や反応により生じたオキシ塩化リン等の初留分を一定の加熱及び減圧条件で流出させる。次いで、加熱及び減圧条件を適宜変更してさらに蒸留すれば、目的物であるピリジン−3−スルホニルクロリドを本留分として高い収率(例えば、蒸留収率90%(実施例1))で得ることができる。初留分を流出させる際の加熱及び減圧条件の一例は、温度:88〜92℃、圧力:2.5〜4.5kPaなどである。また、本留分を流出させる際の加熱及び減圧条件の一例は、温度:92〜98℃、圧力:0.2〜1.2kPaなどである。なお、本発明の製造方法における反応式の一例を以下に示す。
Figure 0005826964
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
[工程1]
100mL四つ口フラスコに、ピリジン−3−スルホン酸15.9g(0.100モル)及びモノクロロベンゼン23.9gを入れ、撹拌しながら120℃に加熱した。内温を119〜122℃に保持しながら、五塩化リン20.4g(0.098モル)を20分割して15分毎に投入した。五塩化リンの投入終了後、さらに1時間撹拌した。反応液についてガスクロマトグラフィー(GC)分析を行ったところ、ピリジン−3−スルホニルクロリドの濃度は30.0質量%であった。また、反応液の量(54.3g)より算出した、反応液中でのピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は91.7%であり、副生した5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドのGC分析による面積比率(5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリド/ピリジン−3−スルホニルクロリド)は0.02%であった。
[工程2]
反応液を90℃で3.6kPaまで減圧濃縮し、モノクロロベンゼン及び副生したオキシ塩化リンを留去した。次いで、94℃、0.4kPaの条件で減圧蒸留し、ピリジン−3−スルホニルクロリド14.7gを得た。ピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は82.8%であった。また、GC分析による面積比率は、ピリジン−3−スルホニルクロリドが99.99%であり、5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドが0.01%であった。
(実施例2)
[工程1]
100mL四つ口フラスコに、ピリジン−3−スルホン酸15.9g(0.100モル)及びモノクロロベンゼン23.9gを入れ、撹拌しながら120℃に加熱した。内温を119〜122℃に保持しながら、五塩化リン18.7g(0.09モル)を20分割して15分毎に投入した。五塩化リンの投入終了後、さらに1時間撹拌した。反応液についてガスクロマトグラフィー(GC)分析を行ったところ、ピリジン−3−スルホニルクロリドの濃度は28.7質量%であった。また、反応液の量(52.0g)より算出した、反応液中でのピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は84.0%であり、副生した5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドのGC分析による面積比率(5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリド/ピリジン−3−スルホニルクロリド)は0.01%であった。
[工程2]
反応液を90℃で3.6kPaまで減圧濃縮し、モノクロロベンゼン及び副生したオキシ塩化リンを留去した。次いで、94℃、0.4kPaの条件で減圧蒸留し、ピリジン−3−スルホニルクロリド13.3gを得た。ピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は74.9%であった。また、GC分析による面積比率は、ピリジン−3−スルホニルクロリドが99.99%であり、5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドが0.01%であった。
(実施例3)
[工程1]
100mL四つ口フラスコに、ピリジン−3−スルホン酸15.9g(0.100モル)及びジクロロベンゼン23.9gを入れ、撹拌しながら120℃に加熱した。内温を119〜122℃に保持しながら、五塩化リン18.7g(0.09モル)を20分割して15分毎に投入した。五塩化リンの投入終了後、さらに1時間撹拌した。反応液についてガスクロマトグラフィー(GC)分析を行ったところ、ピリジン−3−スルホニルクロリドの濃度は28.9質量%であった。また、反応液の量(52.0g)より算出した、反応液中でのピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は84.6%であり、副生した5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドのGC分析による面積比率(5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリド/ピリジン−3−スルホニルクロリド)は0.03%であった。
[工程2]
反応液を90℃で3.6kPaまで減圧濃縮し、ジクロロベンゼン及び副生したオキシ塩化リンを留去した。次いで、94℃、0.4kPaの条件で減圧蒸留し、ピリジン−3−スルホニルクロリド13.4gを得た。ピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は75.5%であった。また、GC分析による面積比率は、ピリジン−3−スルホニルクロリドが99.98%であり、5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドが0.02%であった。
(比較例1)
[工程1]
100mL四つ口フラスコに、ピリジン−3−スルホン酸15.9g(0.100モル)及びモノクロロベンゼン23.9gを入れ、撹拌しながら120℃に加熱した。内温を119〜122℃に保持しながら、五塩化リン25.0g(0.12モル)を20分割して15分毎に投入した。五塩化リンの投入終了後、さらに1時間撹拌した。反応液についてガスクロマトグラフィー(GC)分析を行ったところ、ピリジン−3−スルホニルクロリドの濃度は26.0質量%であった。また、反応液の量(60.0g)より算出した、反応液中でのピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は87.8%であり、副生した5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドのGC分析による面積比率(5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリド/ピリジン−3−スルホニルクロリド)は0.32%であった。
[工程2]
反応液を90℃で3.6kPaまで減圧濃縮し、モノクロロベンゼン及び副生したオキシ塩化リンを留去した。次いで、94℃、0.4kPaの条件で減圧蒸留し、ピリジン−3−スルホニルクロリド13.7gを得た。ピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は77.1%であった。また、GC分析による面積比率は、ピリジン−3−スルホニルクロリドが99.69%であり、5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドが0.31%であった。
(比較例2)
[工程1]
100mL四つ口フラスコに、ピリジン−3−スルホン酸15.9g(0.100モル)及びモノクロロベンゼン23.9gを入れ、撹拌しながら五塩化リン25.0g(0.12モル)を一括で投入した。その後、120℃に加熱して1時間撹拌した。反応液についてガスクロマトグラフィー(GC)分析を行ったところ、ピリジン−3−スルホニルクロリドの濃度は26.9質量%であった。また、反応液の量(54.3g)より算出した、反応液中でのピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は82.2%であり、副生した5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドのGC分析による面積比率(5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリド/ピリジン−3−スルホニルクロリド)は0.98%であった。
[工程2]
反応液を90℃で3.6kPaまで減圧濃縮し、モノクロロベンゼン及び副生したオキシ塩化リンを留去した。次いで、94℃、0.4kPaの条件で減圧蒸留し、ピリジン−3−スルホニルクロリド12.8gを得た。ピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は72.1質量%であった。また、GC分析による面積比率は、ピリジン−3−スルホニルクロリドが99.00%であり、5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドが1.00%であった。
(比較例3)
100mL四つ口フラスコに、ピリジン−3−スルホン酸15.9g(0.100モル)、五塩化リン22.9g(0.110モル)、及びモノクロロベンゼン23.9gを入れ、105℃に加熱して3時間撹拌した。反応液についてガスクロマトグラフィー(GC)分析を行ったところ、ピリジン−3−スルホニルクロリドの濃度は23.5質量%であった。また、反応液の量(56.8g)より算出した、反応液中でのピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は75.2%であり、副生した5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドのGC分析による面積比率(5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリド/ピリジン−3−スルホニルクロリド)は0.09%であった。
別の300mL四つ口フラスコにトルエン65g及び水45gを入れ、5℃に冷却した後、内温を15℃以下に保持しながら反応液を滴下した。5℃に冷却した後、内温を20℃以下に保持しながら50質量%炭酸カリウム水溶液を添加してpH7.5に調整した。室温で分液した後、有機相についてGC分析を行ったところ、ピリジン−3−スルホニルクロリドの濃度は4.6質量%であった。有機相(抽出相)の量(93.2g)より算出したピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は24.0%であり、副生した5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドのGC分析による面積比率(5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリド/ピリジン−3−スルホニルクロリド)は0.27%であった。一方、分液した水相(73.1g)をHPLC分析したところ、ピリジン−3−スルホン酸が13.4質量%(0.616モル、収率換算で61.6%)検出された。このことから、生成したピリジン−3−スルホニルクロリドが、反応液の後処理、抽出、及び洗浄操作によって加水分解され、副生した5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドのGC分析による面積比率が拡大していたことから、副生成物である5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドは、目的化合物であるピリジン−3−スルホニルクロリドよりも加水分解しにくく濃縮されたことがわかる。
(比較例4)
[工程1]
100mL四つ口フラスコに、ピリジン−3−スルホン酸15.9g(0.100モル)及びモノクロロベンゼン23.9gを入れ、撹拌しながら120℃に加熱し五塩化リン20.4g(0.098モル)を投入した。五塩化リンの投入終了後、さらに1時間撹拌した。反応液についてガスクロマトグラフィー(GC)分析を行ったところ、ピリジン−3−スルホニルクロリドの濃度は27.6質量%であった。また、反応液の量(54.2g)より算出した、反応液中でのピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は84.2%であり、副生した5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドのGC分析による面積比率(5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリド/ピリジン−3−スルホニルクロリド)は0.11%であった。
[工程2]
反応液を90℃で3.6kPaまで減圧濃縮し、モノクロロベンゼン及び副生したオキシ塩化リンを留去した。次いで、94℃、0.4kPaの条件で減圧蒸留し、ピリジン−3−スルホニルクロリド13.1gを得た。ピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は73.8%であった。また、GC分析による面積比率は、ピリジン−3−スルホニルクロリドが99.68%であり、5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドが0.12%であった。
(実施例4)
[工程1]
100mL四つ口フラスコに、ピリジン−3−スルホン酸15.9g(0.100モル)及びモノクロロベンゼン23.9gを入れ、撹拌しながら120℃に加熱した。内温を119〜122℃に保持しながら、五塩化リン19.7g(0.095モル)を5時間かけて連続的に投入した。五塩化リンの投入終了後、さらに1時間撹拌した。反応液についてガスクロマトグラフィー(GC)分析を行ったところ、ピリジン−3−スルホニルクロライドの濃度は29.2質量%であった。反応液の量(53.0)gより算出した、反応液中でのピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は87.1%であり、副生した5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドのGC分析による面積比率(5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリド/ピリジン−3−スルホニルクロリド)は0.01%であった。
[工程2]
反応液を90℃で3.6kPaまで減圧濃縮し、モノクロロベンゼン及び副生したオキシ塩化リンを留去した。次いで、94℃、0.4kPaの条件で減圧蒸留し、ピリジン−3−スルホニルクロリド14.0gを得た。ピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は78.8%であった。また、GC分析による面積比率は、ピリジン−3−スルホニルクロリドが99.9%であり、5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドが0.01%であった。
(比較例5)
100mL四つ口フラスコに、ピリジン−3−スルホン酸15.9g(0.100モル)及びモノクロロベンゼン23.9gを入れ、撹拌しながら120℃に加熱した。内温を119〜122℃に保持しながら、五塩化リン20.4g(0.098モル)を20分割して15分毎に投入した。五塩化リンの投入終了後、さらに1時間撹拌した。反応液についてガスクロマトグラフィー(GC)分析を行ったところ、ピリジン−3−スルホニルクロリドの濃度は29.4質量%であった。また、反応液の量(54.3g)より算出した、反応液中でのピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は89.9%であり、副生した5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドのGC分析による面積比率(5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリド/ピリジン−3−スルホニルクロリド)は0.02%であった。
別の300mL四つ口フラスコにトルエン65g及び水45gを入れ、5℃に冷却した後、内温を15℃以下に保持しながら反応液を滴下した。5℃に冷却した後、内温を20℃以下に保持しながら50質量%炭酸カリウム水溶液を添加してpH7.5に調整した。室温で分液した後、有機相についてGC分析を行ったところ、ピリジン−3−スルホニルクロリドの濃度は4.1質量%であった。有機相(抽出相)の量(92.7g)より算出したピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は21.4%であり、副生した5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドのGC分析による面積比率(5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリド/ピリジン−3−スルホニルクロリド)は0.08%であった。一方、分液した水相(70.8g)をHPLC分析したところ、ピリジン−3−スルホン酸が15.8質量%(0.0704モル、収率換算で70.4%)検出された。このことから、生成したピリジン−3−スルホニルクロリドが、反応液の後処理、抽出、及び洗浄操作によって加水分解され、副生した5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドのGC分析による面積比率が拡大していたことから、副生成物である5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドは、目的化合物であるピリジン−3−スルホニルクロリドよりも加水分解しにくく濃縮されたことがわかる。
(実施例5)
[工程1]
100mL四つ口フラスコに、ピリジン−3−スルホン酸15.9g(0.100モル)及びモノクロロベンゼン23.9gを入れ、撹拌しながら120℃に加熱した。内温を119〜122℃に保持しながら、五塩化リン20.4g(0.098モル)を5分割して15分毎に投入した。五塩化リンの投入終了後、さらに1時間撹拌した。反応液についてガスクロマトグラフィー(GC)分析を行ったところ、ピリジン−3−スルホニルクロリドの濃度は29.4質量%であった。反応液の量(54.4g)より算出した、反応液中でのピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は90.0%であり、副生した5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドのGC分析による面積比率(5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリド/ピリジン−3−スルホニルクロリド)は0.02%であった。
[工程2]
反応液を90℃で3.6kPaまで減圧濃縮し、モノクロロベンゼン及び副生したオキシ塩化リンを留去した。次いで、94℃、0.4kPaの条件で減圧蒸留し、ピリジン−3−スルホニルクロリド14.7gを得た。ピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は82.8%であった。また、GC分析による面積比率は、ピリジン−3−スルホニルクロリドが99.98%であり、5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドが0.02%であった。
(実施例6)
[工程1]
100mL四つ口フラスコに、ピリジン−3−スルホン酸15.9g(0.100モル)及びモノクロロベンゼン23.9gを入れ、撹拌しながら120℃に加熱した。内温を119〜122℃に保持しながら、五塩化リン20.4g(0.098モル)を20分割して5分毎に投入した。五塩化リンの投入終了後、さらに1時間撹拌した。反応液についてガスクロマトグラフィー(GC)分析を行ったところ、ピリジン−3−スルホニルクロリドの濃度は29.5質量%であった。また、反応液の量(54.3g)より算出した、反応液中でのピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は90.2%であり、副生した5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドのGC分析による面積比率(5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリド/ピリジン−3−スルホニルクロリド)は0.02%であった。
[工程2]
反応液を90℃で3.6kPaまで減圧濃縮し、モノクロロベンゼン及び副生したオキシ塩化リンを留去した。次いで、94℃、0.4kPaの条件で減圧蒸留し、ピリジン−3−スルホニルクロリド14.9gを得た。ピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は83.9%であった。また、GC分析による面積比率は、ピリジン−3−スルホニルクロリドが99.99%であり、5−クロロピリジン−3−スルホニルクロリドが0.01%であった。
(実施例7)
[工程1]
100mL四つ口フラスコに、ピリジン−3−スルホン酸31.8g(0.200モル)及びモノクロロベンゼン47.7gを入れ、撹拌しながら120℃に加熱した。内温を119〜122℃に保持しながら、五塩化リン20.8g(0.100モル(0.5モル等量))を10分割して15分毎に投入した。五塩化リンの投入終了後、さらに1時間撹拌した。内温が80℃になるまで冷却し、析出した未反応のピリジン−3−スルホン酸をろ過した。
[工程2]
ろ液を90℃で3.6kPaまで減圧濃縮し、モノクロロベンゼン及び副生したオキシ塩化リンを留去した。次いで、94℃、0.4kPaの条件で減圧蒸留し、ピリジン−3−スルホニルクロリド13.2gを得た。ピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は37.2%であった。GC分析による面積比率は、ピリジン−3−スルホニルクロリドが100%であった。
[工程3]
一方、100mL四つ口フラスコに、上記「工程1」でろ過して得た未反応のピリジン−3−スルホン酸の湿体、ピリジン−3−スルホン酸15.9g、及びモノクロロベンゼン45.5gを入れ、撹拌しながら120℃に加熱した。内温を119〜122℃に保持しながら、五塩化リン20.8g(0.100モル(0.5モル等量))を10分割して15分毎に投入した。五塩化リンの投入終了後、さらに1時間撹拌した。内温が80℃になるまで冷却し、析出した未反応のピリジン−3−スルホン酸をろ過した。
[工程4]
ろ液を90℃で3.6kPaまで減圧濃縮し、モノクロロベンゼン及び副生したオキシ塩化リンを留去した。次いで、94℃、0.4kPaの条件で減圧蒸留し、ピリジン−3−スルホニルクロリド16.4gを得た。ピリジン−3−スルホニルクロリドの収率は46.2%(五塩化リンの理論収率から92.4%)であった。GC分析による面積比率は、ピリジン−3−スルホニルクロリドが100%であった。なお、上記「工程3」でろ過して得たピリジン−3−スルホン酸の湿体は、同様にして次の反応工程(工程5、6、…)に用いることができる。
本発明の製造方法は、医薬品を製造するための原料や中間体として有用なピリジン−3−スルホニルクロリドを工業的に製造する方法として好適である。

Claims (6)

  1. ピリジン−3−スルホン酸を含む反応液に、前記ピリジン−3−スルホン酸に対して1モル当量未満の五塩化リンを、(i)複数に分割して段階的に添加する、又は(ii)連続的に添加し、前記ピリジン−3−スルホン酸と前記五塩化リンを逐次反応させてピリジン−3−スルホニルクロリドを生成させる工程と、
    前記反応液を減圧蒸留して前記ピリジン−3−スルホニルクロリドを精製する工程と、を有するピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法。
  2. 前記五塩化リンを5以上に分割し、1時間以上かけて前記反応液に段階的に添加する請求項1に記載のピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法。
  3. 前記五塩化リンを、1時間以上かけて前記反応液に連続的に添加する請求項1に記載のピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法。
  4. 前記ピリジン−3−スルホン酸と前記五塩化リンを100〜140℃で反応させる請求項1〜3のいずれか一項に記載のピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法。
  5. 前記ピリジン−3−スルホン酸に対して、前記五塩化リンを0.4モル当量以上用いる請求項1〜4のいずれか一項に記載のピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法。
  6. 前記反応液が、モノクロロベンゼン及びジクロロベンゼンの少なくともいずれかの溶媒をさらに含む請求項1〜5のいずれか一項に記載のピリジン−3−スルホニルクロリドの製造方法。
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