(57)【要約】【課題】            医薬及び農薬の中間体として有用な３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシドを、簡便な操作で、高生成率、高収率で製造する方法を提供する。【解決手段】          ３−トリフルオロメチルピリジン及び過酸化水素水を、タングステン酸、タングステン酸のアルカリ金属塩、タングステン酸のアルカリ土類金属塩、酸化モリブデン及びモリブデン酸アンモニウムから成る群から選択される少なくとも一種の触媒の存在下、酸化反応させることを特徴とする３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシドの製造方法を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
３−トリフルオロメチルピリジン及び過酸化水素水を、触媒であるタングステン酸化合物及び/又はモリブデン酸化合物の存在下、酸化反応させることを特徴とする３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシドの製造方法。
【請求項２】
タングステン酸化合物がタングステン酸、タングステン酸のアルカリ金属塩及びタングステン酸のアルカリ土類金属塩から成る群から選択される少なくとも一種である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
モリブデン酸化合物が酸化モリブデン及び/又はモリブデン酸アンモニウムである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
触媒が、タングステン酸、タングステン酸のアルカリ金属塩、タングステン酸のアルカリ土類金属塩、酸化モリブデン及びモリブデン酸アンモニウムから成る群から選択される少なくとも一種である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
３−トリフルオロメチルピリジン１モルに対して、過酸化水素を１〜１０倍モル使用する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
酸化反応を０〜１００℃の反応温度で行う、請求項１の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬及び農薬の中間体として有用な３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ピリジン類と過酸化水素水を、タングステン酸化合物及び/又はモリブデン酸化合物を含む触媒の存在下、ｐＨ３−９に保持させて、ピリジン類のＮ−オキシド誘導体を製造する方法が記載されている。しかしながら、ピリジン類の具体例として、３−トリフルオロメチルピリジンは記載されていない。
非特許文献１には、３−トリフルオロメチルピリジンを酢酸及び過酸化水素の存在下で酸化させて、３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシドを製造する方法が記載されている。しかしながら、タングステン酸化合物及び/又はモリブデン酸化合物を触媒として使用して酸化反応を行う方法については記載されていない。また、非特許文献１に記載の方法では、酢酸溶媒を使用しているため、反応終了後に酢酸を留去し、さらにその残渣を炭酸ナトリウムで中和してから塩化メチレンで抽出を行うなど操作が煩雑である上、３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシド３−エトキシカルボニルピリジン Ｎ−オキシドの生成率の面で必ずしも満足されるものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２４６７８号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Chem. Pharm. Bull., 17(3), 2244-2247頁, 1969年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシドを、簡便な操作で、高生成率、高収率に製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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及び過酸化水素水を、触媒であるタングステン酸化合物及び/又はモリブデン酸化合物の存在下、酸化反応させることにより、高生成率、高収率に３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシド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及び過酸化水素水を、触媒であるタングステン酸化合物及び/又はモリブデン酸化合物の存在下、酸化反応させることを特徴とする３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシドの製造方法に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の製造方法によれば、３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシドを簡便な操作で、高生成率、高収率に製造することができる。また、触媒をリサイクル使用できるので、経済的に目的物を製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシドは、３−トリフルオロメチルピリジン及び過酸化水素水を、触媒であるタングステン酸化合物及び/又はモリブデン酸化合物の存在下、酸化反応させて製造することができる。
【０００９】
【化１】
2013032336.tif 000002
【００１０】
触媒としては、タングステン酸化合物及び/又はモリブデン酸化合物を使用できる。タングステン酸化合物としては、例えば、タングステン酸；タングステン酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウムのようなタングステン酸のアルカリ金属塩；タングステン酸マグネシウム、タングステン酸カルシウム、タングステン酸バリウムのようなタングステン酸のアルカリ土類金属塩；等が挙げられる。また、モリブデン酸化合物としては、酸化モリブデン、モリブデン酸アンモニウム等が挙げられる。これらのなかでも、タングステン酸、タングステン酸ナトリウム、酸化モリブデン、モリブデン酸アンモニウムが３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシドを製造する上での生成率、収率の観点から望ましい。
【００１１】
酸化反応は、３−トリフルオロメチルピリジンと過酸化水素水とを反応させることによって行われる。過酸化水素水の濃度は、通常の過酸化水素の濃度で使用することができるが、５−９０重量％のものが望ましく、１０−６０重量％のものがさらに望ましい。また、過酸化水素水のほかに、溶媒としての水をさらに加えて反応を行ってもよい。
【００１２】
過酸化水素水は、過酸化水素として３−トリフルオロメチルピリジン１モルに対して、通常１〜１０倍モル、望ましくは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。
【００１３】
反応温度は、通常０〜１００℃程度、望ましくは１０〜９０℃程度、さらに望ましくは６０〜９０℃程度であり、反応時間は、通常０.１〜２４時間程度、望ましくは０.５〜３時間程度である。
【００１４】
反応終了後、反応溶液を冷却して触媒を析出させ、これをろ過などの分離操作により、固液分離し、使用した触媒を回収することができる。もしくは、反応溶液から反応生成物を溶媒抽出して回収した後、水溶液を亜硫酸ナトリウム水などの還元剤で処理して、希硫酸などの希酸で酸性化して触媒を析出させる。これをろ過などの分離操作により、固液分離し、使用した触媒を回収することが出来る。回収した触媒は乾燥して使用しても未乾燥のままでも再度、本発明の製造方法の酸化反応に用いることができる。
【実施例】
【００１５】
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。
【００１６】
実施例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２２０．６５ｇとタングステン酸１５．０ｇを仕込んだ。そこへ７５〜８５℃で３５％過酸化水素水１８２．１ｇを１時間かけて滴下し、同温度で２時間反応させた。
反応液を冷却後、３０℃以下で２０％水酸化ナトリウム水溶液３０ｇを加えて１５分攪拌後、さらに２０％亜硫酸ナトリウム４７．３ｇを添加した。添加後同温度で１５分攪拌し、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。ジクロロメタンにより抽出を計２回（７４５ｍｌ、４９６ｍｌ）行い、３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシドを含むジクロロメタン溶液１８６３ｇを得た。
ジクロロメタン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−オキシドを含むジクロロメタン溶液９７７ｇを得た。液体クロマトグラフィーで分析した結果、収率はほぼ定量的であった。
３−トリフルオロメチルピリジンを溶媒抽出して取り除いた水層に２０％硫酸６６．０ｇを添加してｐＨ１．５まで酸性化して結晶を析出させ、３時間撹拌を行った後、白色スラリーをろ過した。結晶を４５℃で１４時間乾燥させて触媒１２．４ｇを回収した。
回収した触媒を用いて再度酸化反応を実施した。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７７．４ｇと回収触媒６．２５ｇを仕込んだ。そこへ７５〜８５℃で３５％過酸化水素水６３．９ｇを１時間かけて滴下し、同温度で３時間反応させた。
反応液を冷却後、３０℃以下で２０％水酸化ナトリウム水溶液１０ｇを加えて１５分攪拌後、さらに２０％亜硫酸ナトリウム１５．８ｇを添加した。添加後同温度で１５分攪拌し、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。ジクロロメタンによる抽出を計２回（２４８ｍｌ、１６５ｍｌ）行い、濃縮して真空乾燥することで３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシドの結晶７９．９ｇを得た。
３−トリフルオロメチルピリジンを溶媒抽出して取り除いた水層に２０％硫酸２３．０ｇを添加してｐＨ１．５まで酸性化して結晶を析出させ、３時間撹拌を行った後、白色スラリーをろ過した。湿結晶を４５℃で１４時間乾燥させて触媒５．１ｇを回収した。
【００１７】
実施例２
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２９．４ｇとタングステン酸１．５０ｇを仕込んだ。そこへ７５〜８５℃で３５％過酸化水素水２９．１ｇを１時間かけて滴下し、同温度で３時間反応させた。反応液を液体クロマトグラフィーで分析したところ、３−トリフルオロメチルピリジンを０．５７％、３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシドを９８．８５％の割合で含んでいることを確認した。
反応液を１０℃まで冷却し、スラリー液をヌッチェにてろ過し湿結晶の触媒２．３４ｇを回収した。
回収した触媒を全量用いて再度酸化反応を実施した。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２９．４ｇと回収触媒２．３４ｇを仕込んだ。そこへ７５〜８５℃で３５％過酸化水素水２９．１ｇを１時間かけて滴下し、同温度で１時間反応させた。タングステン酸０．５ｇを追加してさらに反応を３時間継続した。反応液を液体クロマトグラフィーで分析したところ、３−トリフルオロメチルピリジンを０．５３％、３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシドを９８．８０％の割合で含んでいることを確認した。
【００１８】
実施例３
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３０．２ｇとタングステン酸ナトリウム二水和物２．６ｇと濃硫酸０．８ｇを仕込んだ。そこへ７５〜８５℃で３５％過酸化水素水１８２．１ｇを１時間１０分かけて滴下し、同温度で４時間反応させた。反応液を冷却後、３０℃以下で１０％亜硫酸ナトリウム７５．６ｇを添加した。添加後同温度で１５分攪拌し、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。ジクロロメタン７５ｇによる抽出を３回行い、溶媒を減圧留去し真空乾燥して３−トリフルオロメチルピリジン−Ｎ−オキシドの結晶２０．４ｇを得た。
【００１９】
実施例４
撹拌器、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７３．５５ｇと酸化モリブデン２．１６ｇを仕込んだ。そこへ７５〜８５℃で約１時間かけて３５％過酸化水素水７２．８６ｇを投入し、同温度条件下３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１７．３８ｇを添加した。添加後３０〜４０℃で１時間程度撹拌し、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。そこへ水３６mlを投入し、その後、ジクロロメタン１４７．１mlによる抽出を３回繰り返した。
抽出したジクロロメタン溶液を常圧で濃縮した後、還流下で共沸脱水をおこない、３−トリフルオロメチルピリジンN-オキシド８０．１６ｇを含むジクロロメタン溶液１４５．４ｇを得た。
【００２０】
実施例５
撹拌器、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４４．１３ｇと７−モリブデン酸６−アンモニウム１８．５４ｇと水９０．０ｇを仕込んだ。そこへ７５〜８５℃で約１時間かけて３５％過酸化水素水９８．７９ｇを投入し、同温度条件下１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３７．８２ｇを添加した。添加後３０〜４０℃で１時間程度撹拌し、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。反応液を液体クロマトグラフィーで分析したところ、３−トリフルオロメチルピリジンを０．２５％、３−トリフルオロメチルピリジン Ｎ−オキシドを９９．３９％の割合で含んでいることを確認した。