WO2011078296A1 - 2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンの製造方法 - Google Patents

2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンの製造方法 Download PDF

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chloro
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文浩 福井
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D213/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/02Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/04Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D213/60Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D213/61Halogen atoms or nitro radicals
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    • A61K31/44Non condensed pyridines; Hydrogenated derivatives thereof
    • A61K31/445Non condensed piperidines, e.g. piperocaine
    • A61K31/4453Non condensed piperidines, e.g. piperocaine only substituted in position 1, e.g. propipocaine, diperodon

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine useful as an intermediate for pharmaceuticals and agricultural chemicals.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 describe methods for producing 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine by reacting 3-trifluoromethylpyridine and chlorine, respectively. -It was not always satisfactory in terms of the production rate of trifluoromethylpyridine.
  • Non-Patent Document 1 describes a method for producing ethyl 2-chloro-3-pyridinecarboxylate by reacting 3-ethoxycarbonylpyridine N-oxide with phosphorus oxychloride. -No description is given of a method for producing trifluoromethylpyridine.
  • the present invention relates to a method for producing 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine or a salt thereof, characterized by reacting 3-trifluoromethylpyridine N-oxide with a chlorinating agent, 2-chloromethyl characterized by oxidizing 3-fluoromethylpyridine N-oxide by oxidizing fluoromethylpyridine and then reacting the resulting 3-trifluoromethylpyridine N-oxide with a chlorinating agent
  • the present invention relates to a method for producing -3-trifluoromethylpyridine or a salt thereof.
  • 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine can be produced with a high production rate and a high yield.
  • 2-Chloro-3-trifluoromethylpyridine can be produced by reacting 3-trifluoromethylpyridine N-oxide with a chlorinating agent.
  • a salt of 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine can be produced according to a usual salt formation reaction, and examples of the salt include acid addition salts such as hydrochloride and sulfate.
  • chlorinating agents include acid chlorides such as acetyl chloride, trichloroacetyl chloride, and benzoyl chloride; sulfonic acid chlorides such as methanesulfonyl chloride and benzenesulfonyl chloride; quaternary ammonium such as tetraethylammonium chloride and tetrabutylammonium chloride. Salt; phosgene, diphosgene, triphosgene, oxalyl chloride, phosphorus trichloride, phosphorus oxychloride, phosphorus pentachloride, thionyl chloride, sulfuryl chloride, hydrogen chloride and the like.
  • acid chlorides such as acetyl chloride, trichloroacetyl chloride, and benzoyl chloride
  • sulfonic acid chlorides such as methanesulfonyl chloride and benzenesulfonyl chloride
  • oxalyl chloride and phosphorus oxychloride are preferable, and oxalyl chloride is more preferable.
  • oxalyl chloride is used as a chlorinating agent, the production rate and yield of 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine are remarkably improved.
  • the chlorinating agent is preferably used in an amount of usually 1 to 10 times mol, more preferably 1 to 3 times mol per mol of 3-trifluoromethylpyridine N-oxide. However, depending on the reaction conditions, an amount outside this range can be used.
  • This reaction can usually be performed in the presence of a solvent.
  • the solvent is not particularly limited as long as it is inert to the reaction.
  • the solvent include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane and cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; halogenated compounds such as chlorobenzene, dichlorobenzene, dichloromethane and dichloroethane.
  • ethers such as diethyl ether, butyl ethyl ether, methyl tert-butyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane; acetonitrile, propionitrile, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, sulfolane, N, N- Polar aprotic solvents such as dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone; esters such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone Or the like can be mentioned ketones such as.
  • halogenated hydrocarbons are preferable, and dichloromethane and dichloroethane are more preferable.
  • dichloromethane or dichloroethane is used as a solvent, the production rate and yield of 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine are remarkably improved.
  • This reaction can be performed in the presence of a base, if necessary.
  • the base include alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; alkali metal bicarbonates such as sodium bicarbonate and potassium bicarbonate; alkali metal acetates such as sodium acetate and potassium acetate; trimethylamine and triethylamine , Diisopropylamine, triisopropylamine, diisopropylethylamine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, 2,6-dimethylpyridine, 4-pyrrolidinopyridine, N-methylmorpholine, N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline Tertiary amines such as N-ethyl-N-methylaniline, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, etc.
  • tertiary amines are preferable, and triethylamine is more preferable.
  • triethylamine is used as a base, the production rate and yield of 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine are remarkably improved.
  • the base is preferably used in an amount of usually 1 to 10 times mol, more preferably 1 to 3 times mol, per mol of 3-trifluoromethylpyridine N-oxide. However, depending on the reaction conditions, an amount outside this range can be used.
  • a base and a chlorinating agent can be added in arbitrary orders.
  • the base may be added before or after the chlorinating agent is added, or may be added simultaneously with the chlorinating agent. Particularly when a base is used, the production rate and yield of 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine are remarkably improved by adding the base after adding the chlorinating agent.
  • the reaction temperature is usually preferably about ⁇ 60 to 150 ° C., more preferably about ⁇ 40 to 130 ° C.
  • the reaction time is usually preferably about 0.1 to 24 hours, more preferably about 0.5 to 12 hours.
  • the reaction temperature is usually preferably about ⁇ 40 to 20 ° C., more preferably about ⁇ 30 to 10 ° C.
  • the production rate and yield of 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine are remarkable when the reaction temperature is preferably ⁇ 40 to 20 ° C., more preferably ⁇ 30 to 10 ° C. To improve.
  • 2-Chloro-3-trifluoromethylpyridine oxidizes 3-trifluoromethylpyridine to produce 3-trifluoromethylpyridine N-oxide, and then the resulting 3-trifluoromethylpyridine N-oxide and chlorine It can be produced by reacting with an agent. In this case, 3-trifluoromethylpyridine N-oxide can be reacted with a chlorinating agent without isolation or purification.
  • Oxidation is performed by reacting 3-trifluoromethylpyridine with an oxidizing agent.
  • the oxidizing agent include peracids such as peracetic acid, perbenzoic acid, and m-chloroperbenzoic acid; hydroperoxides such as cumyl hydroperoxide and tert-amyl hydroperoxide; and hydrogen peroxide.
  • peracetic acid, tert-amyl hydroperoxide, hydrogen peroxide and the like are preferable.
  • the oxidizing agent is preferably used in an amount of usually 1 to 10 times mol, more preferably 1 to 3 times mol for 1 mol of 3-trifluoromethylpyridine. However, depending on the reaction conditions, an amount outside this range can be used.
  • This reaction can usually be performed in the presence of a solvent.
  • the solvent is not particularly limited as long as it is inert to the reaction.
  • the solvent include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane and cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; halogenated compounds such as chlorobenzene, dichlorobenzene, dichloromethane and dichloroethane. Examples thereof include hydrocarbons; organic acids such as acetic acid and propionic acid; water and the like.
  • the reaction temperature is usually preferably about 0 to 150 ° C, more preferably about 10 to 120 ° C.
  • the reaction time is usually preferably about 0.1 to 24 hours, more preferably about 0.5 to 12 hours.
  • Example 1 A four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a condenser tube was charged with 147.0 g of 3-trifluoromethylpyridine and 367.75 g of acetic acid. Thereto, 141.71 g of 30% hydrogen peroxide solution was added at 20 to 30 ° C. and reacted at 80 to 90 ° C. for 7 hours. After cooling the reaction solution, 31.51 g of sodium sulfite was added at 30 ° C. or lower. After the addition, the mixture was stirred at 30 to 40 ° C.
  • reaction solution was heated under reduced pressure (15 mmHg) until the internal temperature reached 50 ° C., and acetic acid was distilled off. 441 mL of water was added thereto, and 204.26 g of 30% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise at 20 ° C. or lower to adjust the pH to 8.0.
  • the reaction solution was analyzed by liquid chromatography. 0.35% of 3-trifluoromethylpyridine N-oxide, 91.89% of 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine, 2-chloro-5-trifluoromethyl It was confirmed that pyridine was contained at a ratio of 0.72%.
  • the reaction solution was poured into 24.45 g of ice water at 10 ° C. or lower, stirred at 10 to 20 ° C. for 30 minutes, and then separated. The obtained organic layer was washed with water to obtain 43.1 g of a 1,2-dichloroethane solution containing 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine.
  • the obtained solution was analyzed by liquid chromatography, and it was confirmed that the solution contained 4.25 g of 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine.
  • Example 2 A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and drying tube was charged with 32.62 g of 3-trifluoromethylpyridine N-oxide and 46.0 g of phosphorus oxychloride and reacted at 105 to 110 ° C. for 2 hours, Further reaction was carried out at 120 to 125 ° C. for 5 hours. The reaction solution was analyzed by liquid chromatography, 0.16% of 3-trifluoromethylpyridine N-oxide, 50.34% of 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine, 2-chloro-5-trifluoromethyl. It was confirmed that pyridine was contained in a proportion of 25.34%.
  • the reaction solution was heated under reduced pressure (100 mmHg) until the internal temperature reached 75 ° C., and excess phosphorus oxychloride was distilled off.
  • the reaction solution was added to 163.1 g of ice water and stirred at 30 ° C. or lower for 1 hour. Thereafter, the mixture was extracted with 1,2-dichloroethane, stirred for 30 minutes and separated. The obtained organic layer was washed with water to obtain 132.11 g of a 1,2-dichloroethane solution containing 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine.
  • the obtained solution was analyzed by liquid chromatography, and it was confirmed that 13.17 g of 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine was contained in the solution.
  • Example 3 A four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a condenser tube was charged with 238.63 g of 3-trifluoromethylpyridine and 596.57 g of acetic acid. Thereto, 229.85 g of 30% hydrogen peroxide water was added at 20 to 30 ° C. and reacted at 80 to 90 ° C. for 7 hours. After cooling the reaction solution, 51.11 g of sodium sulfite was added at 30 ° C. or lower. After the addition, the mixture was stirred at 30 to 40 ° C. for 3 hours, and it was confirmed by potassium iodide starch paper that the treatment of excess hydrogen peroxide in the reaction solution was completed.
  • the reaction solution was heated under reduced pressure (15 mmHg) until the internal temperature reached 55 ° C., and acetic acid was distilled off. 357.9 mL of water was added thereto, and 343.2 g of 30% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise at 15 ° C. or lower to adjust the pH to 8.0. Thereafter, the warm extraction with 633.1 g of dichloromethane was repeated twice at 30 to 40 ° C. Next, the dichloromethane extraction solution was heated under normal pressure until the internal temperature reached 50 ° C. to distill off the dichloromethane, and the water in the system was removed to remove 3-trifluoromethylpyridine N-oxide (melting point: 76.0 ° C. ) 811.9 g of dichloromethane solution containing 259.57 g was obtained.
  • reaction solution was analyzed by liquid chromatography. 0.24% of 3-trifluoromethylpyridine N-oxide, 90.93% of 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine, 2-chloro-5-trifluoromethyl It was confirmed that pyridine was contained at a ratio of 0.52%.
  • the reaction solution was poured into 1019.3 g of ice water at 10 ° C. or lower, stirred at 10-20 ° C. for 1 hour, and then separated. To the obtained organic layer, 407.8 g of water was added, and 26.7 g of 30% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise at 20-30 ° C.
  • Example 4 In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, drying tube and dropping funnel, 23.65 g of a 1,2-dichloroethane solution containing 3.26 g of 3-trifluoromethylpyridine N-oxide (13.78% solution) Was charged. Thereto, 3.05 g of oxalyl chloride was added dropwise at 0 to 5 ° C. and reacted at the same temperature for 1 hour. To the reaction solution, a mixed solution of 2.42 g of triethylamine and 4.08 g of 1,2-dichloroethane was added dropwise at 0 to 10 ° C. over 1 hour, and the mixture was further reacted at the same temperature for 2 hours.
  • reaction solution was analyzed by liquid chromatography. 39.72% of 3-trifluoromethylpyridine N-oxide, 54.63% of 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine, 2-chloro-5-trifluoromethyl It was confirmed that pyridine was contained at a ratio of 1.31%.
  • Example 5 A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, drying tube and dropping funnel was charged with 124.49 g (13.10% solution) of dichloromethane solution containing 16.31 g of 3-trifluoromethylpyridine N-oxide. Thereto, 12.69 g of oxalyl chloride was added dropwise at ⁇ 30 to ⁇ 20 ° C. and reacted at the same temperature for 1 hour. A mixed solution of 10.12 g of triethylamine and 10.82 g of dichloromethane was added dropwise to the reaction solution at ⁇ 30 to ⁇ 20 ° C. over 1 hour, and the mixture was further reacted at the same temperature for 2 hours. The reaction mixture was analyzed by liquid chromatography.
  • 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine can be produced with a high production rate and a high yield.

Abstract

 本発明は、医薬及び農薬の中間体として有用な2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを高生成率、高収率に製造する方法を提供する。具体的には、本発明は、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドと塩素化剤とを反応させることを特徴とする、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジン又はその塩の製造方法;また、3-トリフルオロメチルピリジンを酸化して3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドを製造し、次いで得られた3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドと塩素化剤とを反応させることを特徴とする、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジン又はその塩の製造方法に関する。

Description

2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンの製造方法
 本発明は、医薬及び農薬の中間体として有用な2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンの製造方法に関する。
 特許文献1および特許文献2には、各々3-トリフルオロメチルピリジンと塩素とを反応させて2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを製造する方法が記載されているが、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンの生成率の面で必ずしも満足されるものではなかった。
 非特許文献1には、3-エトキシカルボニルピリジン N-オキシドとオキシ塩化リンとを反応させて2-クロロ-3-ピリジンカルボン酸エチルを製造する方法が記載されているが、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンの製造方法については記載されていない。
米国特許第4393214号明細書 日本国特開昭55-122762号公報
Chem. Pharm. Bull., 36(6), 2244-2247頁, 1988年
 2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを、高生成率、高収率に製造する方法を提供する。
 上記課題を解決すべく種々の検討を行った結果、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドと塩素化剤とを反応させることにより、高生成率、高収率に2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを製造する方法を見出した。また、3-トリフルオロメチルピリジンを酸化して3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドを製造し、次いで得られた3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドと塩素化剤とを反応させることにより、高生成率、高収率に2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを製造する方法を見出した。
 即ち本発明は、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドと塩素化剤とを反応させることを特徴とする、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジン又はその塩の製造方法、また、3-トリフルオロメチルピリジンを酸化して3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドを製造し、次いで得られた3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドと塩素化剤とを反応させることを特徴とする、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジン又はその塩の製造方法に関する。
 本発明の製造方法によれば、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを高生成率、高収率に製造することができる。
 2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンは、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドと塩素化剤とを反応させて製造することができる。また、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンの塩は、通常の塩形成反応に従い製造することができ、その塩としては、例えば塩酸塩や硫酸塩のような酸付加塩などが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 塩素化剤としては、例えばアセチルクロライド、トリクロロアセチルクロライド、ベンゾイルクロライドのような酸クロライド;メタンスルホニルクロライド、ベンゼンスルホニルクロライドのようなスルホン酸クロライド;テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムクロライドのような四級アンモニウム塩;ホスゲン、ジホスゲン、トリホスゲン、塩化オキサリル、三塩化リン、オキシ塩化リン、五塩化リン、塩化チオニル、塩化スルフリル、塩化水素などが挙げられる。これらのなかでも、塩化オキサリル、オキシ塩化リンなどが好ましく、塩化オキサリルがより好ましい。特に塩化オキサリルを塩素化剤として用いると、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンの生成率、収率が顕著に向上する。
 塩素化剤は、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシド1モルに対して、好ましくは通常1~10倍モル、より好ましくは1~3倍モル使用することができる。但し、反応条件によっては、この範囲外の量を使用することもできる。
 本反応は、通常、溶媒の存在下で行うことができる。溶媒としては、反応に不活性である限り特に制限はない。溶媒としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサンのような脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレンのような芳香族炭化水素類;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ジクロロメタン、ジクロロエタンのようなハロゲン化炭化水素類;ジエチルエーテル、ブチルエチルエーテル、メチルtert-ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタンのようなエーテル類;アセトニトリル、プロピオニトリル、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドンのような極性非プロトン性溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルのようなエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類などを挙げることができる。これらのなかでも、ハロゲン化炭化水素類が好ましく、ジクロロメタン、ジクロロエタンがより好ましい。特にジクロロメタン、ジクロロエタンを溶媒として用いると、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンの生成率、収率が顕著に向上する。
 本反応は、必要に応じ、塩基の存在下で行うことができる。塩基としては、例えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウムのようなアルカリ金属炭酸塩;重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムのようなアルカリ金属重炭酸塩;酢酸ナトリウム、酢酸カリウムのようなアルカリ金属酢酸塩;トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、2,6-ジメチルピリジン、4-ピロリジノピリジン、N-メチルモルホリン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、N-エチル-N-メチルアニリン、1,8-ジアザビシクロ〔5.4.0〕-7-ウンデセン、1,4-ジアザビシクロ〔2.2.2〕オクタンのような第三級アミン類などを挙げることができる。これらのなかでも、第三級アミン類が好ましく、トリエチルアミンがより好ましい。特にトリエチルアミンを塩基として用いると、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンの生成率、収率が顕著に向上する。
 塩基は、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシド1モルに対して、好ましくは通常1~10倍モル、より好ましくは1~3倍モル使用することができる。但し、反応条件によっては、この範囲外の量を使用することもできる。
 また、塩基を用いる場合、塩基と塩素化剤は任意の順序で添加することができる。例えば、塩基は塩素化剤を添加する前又は後に添加してもよく、塩素化剤と同時に添加してもよい。特に塩基を用いる場合、塩素化剤を添加した後に塩基を添加すると、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンの生成率、収率が顕著に向上する。
 反応温度は、通常-60~150℃程度が好ましく、-40~130℃程度がより好ましい。反応時間は、通常0.1~24時間程度が好ましく、0.5~12時間程度がより好ましい。前記塩素化剤として塩化オキサリルを用いる場合、反応温度は通常-40~20℃程度が好ましく、-30~10℃程度がより好ましい。塩素化剤として塩化オキサリルを用いる場合、反応温度を好ましくは-40~20℃、より好ましくは-30~10℃とすると、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンの生成率、収率が顕著に向上する。
 2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンは、3-トリフルオロメチルピリジンを酸化して3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドを製造し、次いで得られた3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドと塩素化剤とを反応させて製造することができる。この際、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドを単離または精製することなく塩素化剤と反応させることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドと塩素化剤との反応は前述の通りである。
 酸化は、3-トリフルオロメチルピリジンと酸化剤とを反応させることにより行われる。酸化剤としては、例えば過酢酸、過安息香酸、m-クロロ過安息香酸のような過酸;クミルヒドロペルオキシド、tert-アミルヒドロペルオキシドのようなヒドロペルオキシド;過酸化水素などが挙げられる。これらのなかでも、過酢酸、tert-アミルヒドロペルオキシド、過酸化水素などが好ましい。
 酸化剤は、3-トリフルオロメチルピリジン1モルに対して、好ましくは通常1~10倍モル、より好ましくは1~3倍モル使用することができる。但し、反応条件によっては、この範囲外の量を使用することもできる。
 本反応は、通常、溶媒の存在下で行うことができる。溶媒としては、反応に不活性である限り特に制限はない。溶媒としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサンのような脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレンのような芳香族炭化水素類;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ジクロロメタン、ジクロロエタンのようなハロゲン化炭化水素類;酢酸、プロピオン酸のような有機酸;水などを挙げることができる。
 反応温度は、通常0~150℃程度が好ましく、10~120℃程度がより好ましい。反応時間は、通常0.1~24時間程度が好ましく、0.5~12時間程度がより好ましい。
 本発明をより詳しく述べるために、以下に実施例を記載するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。
実施例1
(1)攪拌器、温度計及び冷却管を備えた四ツ口フラスコに、3-トリフルオロメチルピリジン147.0gと酢酸367.75gを仕込んだ。そこへ20~30℃で30%過酸化水素水141.71gを投入し、80~90℃で7時間反応させた。
 反応液を冷却後、30℃以下で亜硫酸ナトリウム31.51gを添加した。添加後30~40℃で3時間攪拌し、反応液中の過剰の過酸化水素の処理が完了していることをヨウ化カリウムデンプン紙により確認した。
 反応液を減圧下(15mmHg)で内温が50℃に達するまで加熱し、酢酸を留去した。そこへ水441mLを投入し、20℃以下で30%水酸化ナトリウム水溶液204.26gを滴下し、pH8.0に調整した。その後、1,2-ジクロロエタン275.6gによる保温抽出を50℃で3回繰り返し、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシド(融点76.0℃)158.16gを含む1,2-ジクロロエタン溶液985.0gを得た。
(2)攪拌器、温度計、乾燥管及び滴下漏斗を備えた四ツ口フラスコに、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシド4.89gを含む1,2-ジクロロエタン溶液35.47g(13.78%溶液)を仕込んだ。そこへ-30~-20℃で塩化オキサリル4.57gを滴下し、同温度で1時間反応させた。反応液に、-30~-20℃でトリエチルアミン3.64g及び1,2-ジクロロエタン6.1gの混合溶液を1時間要して滴下し、同温度で2時間さらに反応させた。反応液を液体クロマトグラフィーで分析し、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドを0.35%、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを91.89%、2-クロロ-5-トリフルオロメチルピリジンを0.72%の割合で含むことを確認した。
 反応液を10℃以下で氷水24.45gに投入し、10~20℃で30分間攪拌した後分液した。得られた有機層を水洗し、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを含む1,2-ジクロロエタン溶液43.1gを得た。得られた溶液を液体クロマトグラフィーで分析し、当該溶液中に2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジン4.25gを含むことを確認した。
実施例2
 攪拌器、温度計及び乾燥管を備えた四ツ口フラスコに、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシド32.62gとオキシ塩化リン46.0gを仕込み、105~110℃で2時間反応させ、次いで120~125℃で5時間さらに反応させた。反応液を液体クロマトグラフィーで分析し、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドを0.16%、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを50.34%、2-クロロ-5-トリフルオロメチルピリジンを25.34%の割合で含むことを確認した。
 反応液を減圧下(100mmHg)で内温が75℃に達するまで加熱し、過剰分のオキシ塩化リンを留去した。反応液を氷水163.1gに投入し、30℃以下で1時間攪拌した。その後、1,2-ジクロロエタンで抽出し、30分間攪拌して分液した。得られた有機層を水洗し、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを含む1,2-ジクロロエタン溶液132.11gを得た。得られた溶液を液体クロマトグラフィーで分析し、当該溶液中に2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジン13.17gを含むことを確認した。
実施例3
(1)攪拌器、温度計及び冷却管を備えた四ツ口フラスコに、3-トリフルオロメチルピリジン238.63gと酢酸596.57gを仕込んだ。そこへ20~30℃で30%過酸化水素水229.85gを投入し、80~90℃で7時間反応させた。
 反応液を冷却後、30℃以下で亜硫酸ナトリウム51.11gを添加した。添加後30~40℃で3時間攪拌し、反応液中の過剰の過酸化水素の処理が完了していることをヨウ化カリウムデンプン紙により確認した。
 反応液を減圧下(15mmHg)で内温が55℃に達するまで加熱し、酢酸を留去した。そこへ水357.9mLを投入し、15℃以下で30%水酸化ナトリウム水溶液343.2gを滴下し、pH8.0に調整した。その後、ジクロロメタン633.1gによる保温抽出を30~40℃で2回繰り返した。次に、ジクロロメタン抽出溶液を常圧下で内温が50℃に達するまで加熱してジクロロメタンを留去すると共に系内の水分を除去し、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシド(融点76.0℃)259.57gを含むジクロロメタン溶液811.9gを得た。
(2)攪拌器、温度計、乾燥管及び滴下漏斗を備えた四ツ口フラスコに、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシド203.88gを含むジクロロメタン溶液637.70g(31.97%溶液)とジクロロメタン918.5gを仕込んだ。そこへ-30~-20℃で塩化オキサリル190.4gを滴下し、同温度で1時間反応させた。反応液に、-30~-20℃でトリエチルアミン151.97g及びジクロロメタン135.0gの混合溶液を1時間要して滴下し、同温度で2時間さらに反応させた。反応液を液体クロマトグラフィーで分析し、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドを0.24%、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを90.93%、2-クロロ-5-トリフルオロメチルピリジンを0.52%の割合で含むことを確認した。
 反応液を10℃以下で氷水1019.3gに投入し、10~20℃で1時間攪拌した後分液した。得られた有機層に水407.8gを投入し、20~30℃で30%水酸化ナトリウム水溶液26.7gを滴下してpH8.0に調整し、同温度で2時間攪拌した。その後、分液し2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを含むジクロロメタン溶液1531gを得た。得られた溶液から常圧でジクロロメタンを留去し、内温が90℃に到達するまで加熱した後、減圧下(38mmHg)で内温が100℃に到達するまでの留分を収集して、純度99.27%の2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジン161.27gを得た。
実施例4
 攪拌器、温度計、乾燥管及び滴下漏斗を備えた四ツ口フラスコに、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシド3.26gを含む1,2-ジクロロエタン溶液23.65g(13.78%溶液)を仕込んだ。そこへ0~5℃で塩化オキサリル3.05gを滴下し、同温度で1時間反応させた。反応液に、0~10℃でトリエチルアミン2.42g及び1,2-ジクロロエタン4.08gの混合溶液を1時間要して滴下し、同温度で2時間さらに反応させた。反応液を液体クロマトグラフィーで分析し、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドを39.72%、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを54.63%、2-クロロ-5-トリフルオロメチルピリジンを1.31%の割合で含むことを確認した。
実施例5
 攪拌器、温度計、乾燥管及び滴下漏斗を備えた四ツ口フラスコに、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシド16.31gを含むジクロロメタン溶液124.49g(13.10%溶液)を仕込んだ。そこへ-30~-20℃で塩化オキサリル12.69gを滴下し、同温度で1時間反応させた。反応液に、-30~-20℃でトリエチルアミン10.12g及びジクロロメタン10.82gの混合溶液を1時間要して滴下し、同温度で2時間さらに反応させた。反応液を液体クロマトグラフィーで分析し、3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドを5.47%、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを85.57%、2-クロロ-5-トリフルオロメチルピリジンを0.42%の割合で含むことを確認した。
 反応液を10℃以下で氷水81.55gに投入し、10~20℃で1時間攪拌した後分液した。得られた有機層を水洗し、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを含むジクロロメタン溶液143.25gを得た。得られた溶液を液体クロマトグラフィーで分析し、当該溶液中に2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジン14.18gを含むことを確認した。
 本発明を特定の態様を参照して詳細に説明したが、本発明の精神と範囲を離れることなく様々な変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。
 なお、本出願は、2009年12月25日付で出願された日本特許出願(特願2009-293768号)に基づいており、その全体が引用により援用される。
 また、ここに引用されるすべての参照は全体として取り込まれる。
 本発明の製造方法によれば、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンを高生成率、高収率に製造することができる。

Claims (6)

  1.  3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドと塩素化剤とを反応させることを特徴とする、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジン又はその塩の製造方法。
  2.  3-トリフルオロメチルピリジンを酸化して3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドを製造し、次いで得られた3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドと塩素化剤とを反応させることを特徴とする、2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジン又はその塩の製造方法。
  3.  塩素化剤が塩化オキサリル及びオキシ塩化リンからなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1又は2の方法。
  4.  塩素化剤が塩化オキサリルである請求項1又は2の方法。
  5.  3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシド1モルに対し、塩素化剤を1~10倍モル使用する請求項1又は2の方法。
  6.  3-トリフルオロメチルピリジン N-オキシドと塩素化剤との反応を、塩素化剤として塩化オキサリルを用い、-40℃~20℃の反応温度で行う、請求項1又は2の方法。
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