(57)【要約】触媒の存在下で気相中で式（ＩＩ）（式中Ｒ1 はＣ1-6 アルキルである）のピリジンカルボン酸エステルを酢酸と反応させることにより式（Ｉ）のアセチルピリジンを製造するための方法が開示される。触媒の活性物質は、二酸化チタンと少なくとも１種のアルカリ金属酸化物またはアルカリ土類金属酸化物を含み、それは、少なくとも５０％の見掛気孔率を有するアルミナ−シリカ担体上に担持される。本方法は、ほんの少量の副生成物（例えば、ピリジン）しか生成させない利点を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性物質が二酸化チタンと少なくとも１種のアルカリ金属酸化物またはアルカリ土類金属酸化物を含む触媒の存在下で気相で、式
【化１】
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（式中、Ｒ1 は、Ｃ1-6 アルキルである）のピリジンカルボン酸エステルを酢酸と反応させることにより、式
【化２】
2004525901.tif 000006
のアセチルピリジンを製造するための方法であって、前記触媒が少なくとも５０％の見掛気孔率を有するアルミナ−シリカ担体を含む方法。
【請求項２】
調製されるアセチルピリジン（Ｉ）が３−アセチルピリジンであり、ピリジンカルボン酸エステル（ＩＩ）がニコチン酸Ｃ1-6 アルキルである請求項１記載の方法。
【請求項３】
ピリジンカルボン酸エステル（ＩＩ）が、アセチルピリジン（Ｉ）の沸点より２０Ｋを超えて高い、大気圧での沸点を有する請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
反応温度が３５０ないし４５０℃である請求項１ないし３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
触媒担体中のアルミナ対シリカの重量比が７０：３０ないし９０：１０、好ましくは７５：２５ないし８５：１５である請求項１ないし４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
触媒担体の見掛気孔率が６０ないし７０％である請求項１ないし５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
触媒担体の充填密度が６００ないし１０００ｋｇ／ｍ3 、好ましくは６００ないし８００ｋｇ／ｍ3 である請求項１ないし６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
触媒の二酸化チタン含有量が担体の重量に基づいて５から２０ｗｔ．パーセントである請求項１ないし７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
（ｉ）第１の触媒前駆体を得るために四塩化チタンの塩酸溶液を少なくとも５０％の見掛気孔率を有するアルミナ−シリカ担体に含浸させ、
（ｉｉ）乾燥し、
（ｉｉｉ）焼成し、
（ｉｖ）第２の触媒前駆体を得るためにアルカリ金属および／またはアルカリ土類金属の水酸化物および／または酸化物の溶液または懸濁液を該焼成された第１の触媒前駆体に含浸させ、
（ｖ）乾燥し、および
（ｖｉ）該乾燥された第２の触媒前駆体を焼成する
ことにより得られる触媒。
【請求項１０】
担体中のアルミナ対シリカの重量比が７０：３０ないし９０：１０、好ましくは７５：２５ないし８５：１５である請求項９記載の触媒。
【請求項１１】
触媒担体の見掛気孔率が６０ないし７０％である請求項９または１０記載の触媒。
【請求項１２】
二酸化チタン含有量が前記担体の重量に基づいて５から２０ｗｔ．パーセントである請求項９ないし１１のいずれか１項記載の触媒。
【請求項１３】
請求項９ないし１２のいずれか１項記載の触媒を触媒として用いる請求項１ないし４のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、式
【化３】
2004525901.tif 000003
のアセチルピリジン、特に３−アセチルピリジンを製造するための方法に関する。本発明は、さらに、本発明の方法にとって適切な触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
３−アセチルピリジンは、中間体およびビルディングブロックとして、製薬産業およびファインケミカル産業において、ますます重要性を高めていると考えられている。現在まで、３−アセチルピリジンは、しばしばニコチン酸、または容易に入手し得ない他の出発材料（例えば３−エチルピリジン）から出発する多段階工程を用いて調製されてきた。ヘテロ芳香族酸を用いる代わりに、誘導体を用いることも可能である。酸が不揮発性であり、および／または高温で分解する傾向を有するとき、このことは特に有用である。そのようにして、ニコチン酸エチルを５２０℃で酢酸と縮合させて、３７％収率の３−アセチルピリジンを得た（非特許文献１）。最近、３−アセチルピリジンを製造するための方法が特許文献１に記載され、その特許文献１では、二酸化チタンおよびアルカリもしくはアルカリ土類金属酸化物もしくは水酸化物を利用する。ニコチン酸のメチルエステルおよび酢酸および９８％二酸化チタン（アナターゼとしての）および２％酸化ナトリウムで構成された触媒を用いて、５４％ないし６０％の選択率が報告された。ピリジンが、２９ないし４１％の量でニコチン酸エステルの脱炭酸反応により副生成物として生成した。満足な結果をもたらさない様々の他の方法が記載されている（特許文献１を参照のこと）。
【特許文献１】
ＥＰ−Ａ−０３５２６７４
【非特許文献１】
フーベン−ワイル，Ｖｏｌ．ＶＩ／２ａ，６３２〜６３３ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、３−アセチルピリジンについての現状の技術での方法の選択率を改善することであり、そのようにして、多量の所望されない副生成物の生成による損失を回避または減少させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、そのことは、請求項１の方法により達成される。
【０００５】
アセチルピリジン（Ｉ）を与える、式
【化４】
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（式中、Ｒ1 はＣ1-6 アルキルである）のピリジンカルボン酸エステルと酢酸との気相反応では、ＥＰ−Ａ−０３５２６７４の二酸化チタン系触媒の選択性は、アルキメデス法で測定して、少なくとも５０％の見掛気孔率を有する高い多孔性のアルミナ−シリカ担体を用いることにより実質的に改善され得ることが見出されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
好ましくは、本発明による方法は、３−アセチルピリジンを得るために、出発物質としてニコチン酸Ｃ1-6 アルキルエステルを用いて行われる。
【０００７】
さらに、高沸点ピリジンカルボン酸エステル（ＩＩ）を用いることにより反応生成物の分離の容易さを高め得ることも見出されている。例えばニコチン酸の低級エステルは所望の生成物の沸点と同様の沸点を有し、このことは、変換率が１００％未満である場合、蒸留による分離に困難性をもたらす。沸点の高い（より安定な）エステルの使用は、この問題を大幅に回避する。その例は、大気圧での沸点が３−アセチルピリジンの沸点とはそれぞれ３〜４Ｋ（エチル）および１５〜１６Ｋ（メチルおよびプロピル）しか異ならない、ニコチン酸のメチル、エチルまたはプロピルエステルの代わりの、ニコチン酸のブチル、ペンチルまたはヘキシル（イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソペンチルなどのような異性体を含む）エステルである。大気圧でのニコチン酸ブチルと３−アセチルピリジンとの間の沸点の差は、３２Ｋである。
【０００８】
好ましくは、２０Ｋを超えて、生成物アセチルピリジン（Ｉ）の沸点を上回る沸点（大気圧で）を有するピリジンカルボン酸エステル（ＩＩ）が出発物質として用いられる。
【０００９】
好ましい反応温度は、３５０から４５０℃である。
【００１０】
有利には、反応は、水の存在下で、過剰量の酢酸を用いて行われる。
【００１１】
触媒担体中のアルミナ対シリカの重量比は、有利には、７０：３０ないし９０：１０、好ましくは７５：２５ないし８５：１５である。
【００１２】
好ましくは、触媒担体の見掛気孔率は、６０ないし７０％である。
【００１３】
触媒担体の充填密度は、好ましくは、１０００ｋｇ／ｍ3 未満、より好ましくは６００ないし８００ｋｇ／ｍ3 である。
【００１４】
好ましくは、触媒の二酸化チタン含有量は、担体の重量に基づいて５から２０ｗｔ．％である。
【００１５】
触媒は、（ｉ）第１の触媒前駆体を得るために四塩化チタンの塩酸溶液を少なくとも５０％の見掛気孔率を有するアルミナ−シリカ担体に含浸させる工程、（ｉｉ）乾燥工程、（ｉｉｉ）焼成工程、（ｉｖ）第２の触媒前駆体を得るためにアルカリ金属および／またはアルカリ土類金属の水酸化物および／または酸化物の溶液または懸濁液を該焼成された第１の触媒前駆体に含浸させる工程、（ｖ）乾燥工程および（ｖｉ）最終的に触媒を得るために該乾燥された第２の触媒前駆体を焼成する工程を含む方法により調製され得る。
【００１６】
担体の含浸は、四塩化チタンの使用に限定されない。すなわち、チタンの他の可溶性塩または酸化チタンの微粉砕物のスラリーのいずれかが用いられ得る。適切な前駆体、例えば、加熱で分解する前記金属の塩によりアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物もしくは酸化物を置き換えることもまた可能である。
【００１７】
有利には、担体中のアルミナ対シリカの比は、７０：３０ないし９０：１０、好ましくは７５：２５ないし８５：１５である。
【００１８】
触媒担体の見掛気孔率は、好ましくは６０ないし７０％である。
【００１９】
好ましくは、触媒の二酸化チタン含有量は、担体の重量に基づいて５から２０ｗｔ．パーセントである。
【００２０】
以下の非限定的な例は、本発明の方法および本発明の触媒の調製を例示する。
【００２１】
例１
触媒の調製：
触媒の調製のために、多孔質シリカ−アルミナ球が担体として利用される。適切な材料は、以下の典型的な仕様によりオハイオ州アクロンのノートン・ケミカル・プロセス・プロダクツ・コーポレーションにより供給される。
【００２２】
大きさと形状：４ｍｍφ球
表面積：１２ｍ2 ／ｇ
見掛気孔率：６５％
充填密度：７１０ｋｇ／ｍ3 
全細孔容積（Ｈｇ多孔度測定法による）：０．５ｍｌ／ｇ
Ａｌ2 Ｏ3 ：７９〜８１％
ＳｉＯ2 ：１７〜１９％。
【００２３】
四塩化チタンの水溶液（ＴｉＯ2 として表現して２２％、０．２１ｍｏｌ、１６ｇ）を１５ｍｌの濃塩酸と６０ｍｌの脱イオン水の混合物に２３ｍｌ（４０ｇ、０．２１ｍｏｌ）のＴｉＣｌ4 を加えることにより調製した。最終溶液を数分間攪拌し、冷却した。
【００２４】
上記シリカ−アルミナ球（２５０ｇ）を、２５〜３０℃でＴｉＣｌ4 溶液をスプレーすることにより湿潤初期技術（ｔｈｅ  ｗｅｔ  ｉｎｃｉｐｉｅｎｔ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を用いて回転ガラス容器または金属ドラム中で含浸させた。ついで触媒前駆体を真空下（浴温度：９０〜９５℃）で１時間、次いで、１２０℃で１２時間乾燥し、最終的に、空気流（５００ｍｌ／ｍｉｎ）の下で４００℃で１２時間焼成した。分析では、７％Ｔｉであった。
【００２５】
焼成された球を、再び回転ドラム内に入れ、希水酸化ナトリウム溶液（５％水溶液として１．５ｇのＮａＯＨ）をスプレーした。
【００２６】
その触媒を１２０℃で１２ｈ乾燥させ、次いで５００℃で１時間焼成した。
【００２７】
例２
３−アセチルピリジンの調製
内径（ｉ．ｄ．）１２ｍｍの電熱式管状反応器を例１で得た１５ｍｌ（１２ｇ）の触媒で満たした。１２時間にわたって、１７．９ｇのニコチン酸ブチル、３２ｇの水および１２５ｇの酢酸の混合物を精密ポンプを用いて４１０℃で作動する反応器に計量分配した。その反応混合物から、８．９ｇの３−アセチルピリジン、０．９ｇのピリジンおよび１．３ｇのニコチン酸ブチルを得た。このことは、９３％のニコチン酸ブチル変換率（選択率７８％）で７３％の３−アセチルピリジンの収率に対応する。ピリジン生成の選択率は、１１％であった。
【００２８】
比較例１
ＥＰ−Ａ−０３５２６７４に記載されている触媒を用いた３−アセチルピリジンの調製
１２ｍｍのｉ．ｄ．を有する電熱式管状反応器をＥＰ−Ａ−０３５２６７４の例１により調製された１５ｍｌ（略１５ｇ）の触媒で充填した。６０時間にわたって、ニコチン酸メチル（７８ｇ）、水（１４９ｇ）および酢酸（５２３ｇ）を４１０℃で作動する反応器に精密ポンプを用いて計量分配した。反応混合物から、３０．５ｇの３−アセチルピリジン、８．５ｇのピリジンおよび９．０ｇのニコチン酸メチルを得た。これは、８８％のニコチン酸メチル変換率（選択率５０％）で４５％の３−アセチルピリジンの収率に対応する。ピリジン生成の選択率は、１９％であった。
【００２９】
比較例２
ＥＰ−Ａ−０３５２６７４に記載されている触媒を用いた３−アセチルピリジンの調製
１２ｍｍのｉ．ｄ．を有する電熱式管状反応器をＥＰ−Ａ−０３５２６７４の例１により調製された１５ｍｌ（略１５ｇ）の触媒で充填した。６３時間にわたって、ニコチン酸ブチル（１０４ｇ）、水（１６２ｇ）および酢酸（６０６ｇ）の混合物を４０５℃で作動する反応器に精密ポンプを用いて計量分配した。反応混合物から、３０ｇのアセチルピリジン、３ｇのピリジンおよび２６ｇのニコチン酸ブチルを得た。これは、７５％のニコチン酸ブチル変換率（選択率５８％）で４３％の３−アセチルピリジンの収率に対応する。ピリジン生成の選択率は、５％であった。
【００３０】
例３
３−アセチルピリジンの調製
２３．５ｍｍのｉ．ｄ．を有する管状反応器を例１で得た２７０ｍｌ（略２２７ｇ）の触媒で充填した。ニコチン酸ブチル（３０ｇ／時）、水（５４ｇ／時）および酢酸（２１０ｇ／時）の混合物を塩浴により加熱された管状反応器に、計量分配ポンプを用いてエバポレーターを通過させて供給した。少量の窒素流（１  ｌ／時）は、蒸気の輸送を保証した。浴の温度は、４１０℃であった。反応蒸気を水循環システム中で凝縮させた。３５時間の全操作時間後、反応溶液を集めた。総量７１０ｇのニコチン酸ブチルに対応するこの溶液の一部を生成物を単離するために準備した。８１％のニコチン酸ブチルが変換されて２９３ｇの３−アセチルピリジンとなり、これは、７５％の選択率と６１％の収率に対応する。ピリジン生成の選択率は、４％であった。
【国際公開パンフレット】
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