(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ｉ
【化１】
0003963499.tif 000018
式中、Ｚは水素又はハロゲンであり；
Ｚ1は水素、ハロゲン、シアノ又はニトロであり；
Ｒは１〜３個のハロゲンもしくはＣ1〜Ｃ4アルキル基で場合により置換されていてもよいフェニルで場合により置換されていてもよいＣ1〜Ｃ4アルキルであるか、或いは１〜３個のハロゲン又はＣ1〜Ｃ4アルキル基で場合により置換されていてもよいフェニルであり；そして
Ｍはアルカリ金属又はアルカリ土類金属である、
の化合物の製造方法であって、
式ＩＩ
【化２】
0003963499.tif 000019
式中、Ｚ及びＺ1は式Ｉに関して記載したとおりであり；
Ｙ及びＹ1は各々独立してＯＨ、ＯＮａ、ＯＫ又はＯＣ1〜Ｃ4アルキルであり；
ＸはＣｌ、Ｂｒ、Ｉ又はＲ1ＳＯ3であり；
Ｒ1はＣ1〜Ｃ4アルキル或いは１〜３個のハロゲン、ニトロ、シアノ、Ｃ1〜Ｃ4アルキル又はＣ1〜Ｃ4アルコキシ基で場合により置換されていてもよいフェニルであり；
Ｑは
【化３】
0003963499.tif 000020
であり；
Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は各々独立してＣ1〜Ｃ8アルキルであるか、或いはＲ2及びＲ3は一緒になってＯ、Ｓ又はＮＲ6で場合により中断されていてもよい５員又は６員環を形成することができ；
Ｚ2はＯ、Ｓ又はＮＲ7であり；
Ｒ7はＣ1〜Ｃ4アルキルであり；そして
Ｒ5及びＲ6は各々独立して水素、ハロゲン、Ｃ1〜Ｃ4アルキル又はＣ1〜Ｃ4アルコキシであるか、或いはＲ5及びＲ6は一緒になってＯ、Ｓ又はＮＲ7で場合により中断されていてもよく且つ１〜３個のハロゲン、Ｃ1〜Ｃ4アルキル又はＣ1〜Ｃ4アルコキシ基で場合により置換されていてもよい５員又は６員環を形成することができる、
の化合物を、密閉系中で加圧下１２０〜１８０℃の温度でアルコールＲＯＨ（ここでＲは式Ｉに関して記載したとおりである）の存在下で塩基と反応させることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
１９７０年代のイミダゾリノン除草剤の発見を契機として、世界的に認められた多数の除草製品が開発されてきた。これらの除草製品は用途が広く、毒性が低く且つ環境面からも安全であるので、世界中で多くの異なる作物に使用されそして食物及び繊維の製造において重要な役割を果たしている。農業の雑草防除におけるイミダゾリノンは重要であるので、作物選択性を改良し且つ広げるため、イネ科雑草防除を促進するためそして輪作プロフィルを広げるために多くの研究が続けられてきた。その結果、５−（及び／又は６−）置換２−（２−イミダゾリン−２−イル）ニコチン酸塩のような化合物及びそれらの製造方法の重要性が増大している。
【０００２】
イミダゾリノンの製造方法において、５−置換ピリジン−２，３−ジカルボキシレート中間体を製造するために５，６−ジカルボキシル−３−ピリジルメチルアンモニウムハライド化合物を使用することは、米国特許第５，３７８，８４３号明細書及び同第５，２８８，８６６号明細書に記載されている。
【０００３】
【発明の構成】
本発明の目的は、適宜の５，６−ジカルボキシル−３−ピリジルメチルアンモニウムハライド前駆体から単一の工程で５−（アルコキシメチル）ピリジン−２，３−ジカルボン酸塩を製造する、改良された製造方法を提供することにある。
【０００４】
本発明の別の目的は、イミダゾリノン除草剤の製造における重要な中間体の容易で便利な都合のよい供給源を提供することにある。
【０００５】
本発明の特徴は、上記中間体を優れた収率及び高純度で得ることにある。
【０００６】
本発明の更なる目的及び特徴は下記する詳細な説明により明らかとなるであろう。
【０００７】
本発明は、式Ｉ
【０００８】
【化４】
0003963499.tif 000002
【０００９】
式中、Ｚは水素又はハロゲンであり；
Ｚ1は水素、ハロゲン、シアノ又はニトロであり；
Ｒは１〜３個のハロゲンもしくはＣ1〜Ｃ4アルキル基で場合により置換されていてもよいフェニルで場合により置換されていてもよいＣ1〜Ｃ4アルキルであるか、或いは１〜３個のハロゲン又はＣ1〜Ｃ4アルキル基で場合により置換されていてもよいフェニルであり；そして
Ｍはアルカリ金属又はアルカリ土類金属である、
の５−（アルコキシメチル）ピリジン−２，３−ジカルボン酸塩の簡便で且つ効率的な製造方法を提供するものであり、該方法は式ＩＩ
【００１０】
【化５】
0003963499.tif 000003
【００１１】
式中、Ｚ及びＺ1は式Ｉに関して記載したとおりであり；
Ｙ及びＹ1は各々独立してＯＨ、ＯＮａ、ＯＫ又はＯＣ1〜Ｃ4アルキルであり；
ＸはＣｌ、Ｂｒ、Ｉ又はＲ1ＳＯ3であり；
Ｒ1はＣ1〜Ｃ4アルキル或いは１〜３個のハロゲン、ニトロ、シアノ、Ｃ1〜Ｃ4アルキル又はＣ1〜Ｃ4アルコキシ基で場合により置換されていてもよいフェニルであり；
Ｑは
【００１２】
【化６】
0003963499.tif 000004
【００１３】
であり；
Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は各々独立してＣ1〜Ｃ8アルキルであるか、或いはＲ2及びＲ3は一緒になってＯ、Ｓ又はＮＲ6で場合により中断されていてもよい５員又は６員環を形成することができ；
Ｚ2はＯ、Ｓ又はＮＲ7であり；
Ｒ7はＣ1〜Ｃ4アルキルであり；そして
Ｒ5及びＲ6は各々独立して水素、ハロゲン、Ｃ1〜Ｃ4アルキル又はＣ1〜Ｃ4アルコキシであるか、或いはＲ5及びＲ6は一緒になってＯ、Ｓ又はＮＲ7で場合により中断されていてもよく且つ１〜３個のハロゲン、Ｃ1〜Ｃ4アルキル又はＣ1〜Ｃ4アルコキシ基で場合により置換されていてもよい５員又は６員環を形成することができる、
の化合物を、密閉系中で加圧下１２０〜１８０℃の温度でアルコールＲＯＨ（ここでＲは式Ｉに関して記載したとおりである）の存在下で塩基と反応させることを特徴とする。
【００１４】
式Ｉの塩は水性酸媒体中で容易に対応する二酸に転化される。
【００１５】
実際の製造条件下では、水性試薬又は水性溶媒が効率的に経済的に又は容易に入手できるので、或いは汚染された反応容器、パイプライン、溶媒源等を介して水が無水システム中に偶然に導入されるので、無水条件を維持することはしばしば困難である。メチルアンモニウムハライド−５，６−ピリジン無水物、チオ無水物、イミド、ジエステル及びジアミドのすべては、水及び塩基の存在下で、対応する二酸又はジカルボン酸塩に加水分解され易い。上記メチルアンモニウムハライドピリジンのすべてが対応するアルコキシメチルピリジン二酸に転化することは米国特許第５，３７８，８４３号明細書に記載されている。しかし、出発基質がメチルアンモニウムハライド−５，６−ピリジン無水物、チオ無水物、イミド、ジエステル及びジアミドである場合には、最適な反応収率及び生成物純度が得られる。対応するピリジン二酸又はジカルボン酸塩は低転化率で且つ低収率で生成物を与え、しかも生成物は未転化のメチルアンモニウムハライドピリジン二酸副生物で汚染されている。
【００１６】
約１２０℃〜１８０℃、好ましくは約１２０℃〜１５０℃の温度で、塩基の存在下で適宜のアルコールを用いる単一工程密閉反応により、式IIのメチルアンモニウムハライド−５，６−ピリジン二酸又はジカルボン酸塩が、容易に且つ効率的に、対応する式Ｉのアルコキシアルキルピリジンジカルボン酸塩に転化されることが、今回見出された。
【００１７】
また、式IIaのジエステルメチルアンモニウム塩の吸湿性を考慮すれば、製造操作は、無水でなくともよい。出発原料が吸湿性であるため、製造プロセス中に水がほぼ不可避的に導入される。したがって、反応式Ｉに示されるような生成物混合物、すなわち式Ｉ及び式IIaの化合物の混合物、に起因する低収率及び低純度を回避するために、本方法は特に有用である。
【００１８】
下記に示される反応式Ｉは上記反応を具体的に説明する。ここで、実例として、出発メチルアンモニウムハライドピリジン基質はジメチルエステルであり、そして水が工程１又は工程２のいずれかに存在するものと仮定されている。
【００１９】
【化７】
0003963499.tif 000005
【００２０】
未転化のハロゲン化メチルアンモニウムピリジン二酸を所望のアルコキシメチル生成物に転化できることに加えて、本発明の方法は、また、出発ハロゲン化メチルアンモニウムピリジンジエステルを、単一工程で、反応式IIに示されるような所望のアルコキシメチルジカルボン酸塩生成物に、直接に且つ効率的に転化するために、有利に使用することができる。
【００２１】
【化８】
0003963499.tif 000006
【００２２】
本発明の方法に好適に使用される塩基はアルカリ金属、アルカリ土類金属の水素化物、水酸化物、炭酸塩又はＣ1〜Ｃ4アルコキシド、好ましくはナトリウム又はカリウムの水酸化物又はアルコキシドである。好適なアルカリ金属はナトリウム又はカリウムである。好適なアルカリ土類金属はカルシウム、マグネシウム等である。ナトリウム又はカリウムのようなアルカリ金属が好ましい。
【００２３】
好適な反応温度は、約１２０℃〜１８０℃であり、好ましくは約１２０℃〜１５０℃である。反応圧力は、密閉反応系中で溶媒をその沸点より高く加熱するのに通常伴うような圧力である。
【００２４】
生成物である式Ｉのアルコキシメチルピリジンジカルボキシレートはイミダゾリノン除草剤の製造における重要な中間体である。前記除草剤並びに式Ｉの中間体又はその対応する遊離酸を使用する具体的な除草剤の製造方法は米国特許第５，３３４，５７６号明細書に記載されている。
【００２５】
本発明がより明瞭に理解されるように、実施例を以下に示す。これらの実施例は例示的であるにすぎず、本発明の範囲を限定するものとして、そして本発明の原理の基礎となるものとして理解すべきではない。実際に、下記実施例及び上記記載により、本明細書中に記載されている本発明の変法に加えて、種々の変法が当業者に明らかとなるであろう。こうした変法も特許請求の範囲に含まれるものと意図される。
【００２６】
実施例において、述語「ＬＣ」は液体クロマトグラフイーを意味する。
【００２７】
【実施例】
実施例１
ジナトリウム［５，６−（ジカルボキシレート−３−ピリジル）メチル］トリメチルアンモニウムブロミドからのジナトリウム５−（メトキシメチル）ピリジン−２，３−ジカルボキシレートの製造
【００２８】
【化９】
0003963499.tif 000007
【００２９】
７５ｇのメタノール中の、ジナトリウム［５，６−（ジカルボキシレート−３−ピリジル）メチル］トリメチルアンモニウムブロミド（５．０ｇ，１３．８ｍｍｏｌ）及びメタノール中のナトリウムメトキシド（４．４６ｇ，２０．７ｍｍｏｌのＮａＯＣＨ3）の２５重量／重量％溶液の混合物を、圧力反応器中で２１時間１２０℃で加熱した。反応溶液を室温に冷却し、水で処理し、そして最終重量５５．０３ｇに濃縮した。５．０ｇの試料をＬＣ分析で分析した（３０％ＣＨ3ＣＮ、０．７７モルのＨ3ＰＯ4）。反応溶液の残りを蒸発乾固して、固体残留物を得、これをＮＭＲ分析で同定した。
【００３０】
上記分析により、標題の生成物が８０％の収率で存在し、そして０．３％の出発物質が回収されたことが示される。
【００３１】
実施例２
トリメチルアンモニウムブロミドをメトキシドで置換する場合の評価
【００３２】
【化１０】
0003963499.tif 000008
【００３３】
反応温度及び塩基を変えた以外は実施例１と本質的に同じ手順を行った。
【００３４】
生成物の収率及び出発原料の回収率を表Ｉに示す。
【００３５】
0003963499.tif 000009
実施例３
水の存在下における［５，６−ジエステル（及び５，６−二酸）−３−ピリジルメチル）］トリメチルアンモニウムブロミドの混合物の、５−（メトキシメチル）ピリジン−２，３−ジカルボン酸への転化についての比較評価
【００３６】
【化１１】
0003963499.tif 000010
【００３７】
５０ｇのメタノール中の、吸湿性があるために幾分かの水を含むことが知られている貯蔵された５．０ｇの９５．５％の純度のジメチル［５，６−（ジカルボキシレート−３−ピリジル）メチル］トリメチルアンモニウムブロミド及びメタノール中の４．３６ｇのナトリウムメトキシド（２０ｍｍｏｌのＮａＯＣＨ3）の２５重量／重量％溶液の混合物を、５時間還流温度で加熱し、２３ｇの５０％水酸化ナトリウム水溶液（２当量のＮａＯＨ）及び２０ｍＬの水で処理し、２時間還流温度で加熱し続け、室温に冷却した。残存する反応混合物を５５．１４ｇの重量に濃縮し、１０ｇの試料をＬＣ分析で分析した。分析結果を次に示す。
【００３８】
0003963499.tif 000011
上記結果から明らかなように、５，６−ジエステル−３−ピリジルメチルアンモニウムハライド出発物質と共に水が存在する場合には、還流メタノール条件下で、反応生成物は、ピリジルメチルアンモニウムハライドジカルボキシレート副生物と共に対応するメトキシメチルピリジン生成物となる。
【００３９】
実施例４
還流メタノール中におけるジナトリウム５，６−［（ジカルボキシレート−３−ピリジル）メチル］トリメチルアンモニウムブロミドの、ジナトリウム５−（メトキシメチル）ピリジン−２，３−ジカルボン酸への転化についての比較評価
【００４０】
【化１２】
0003963499.tif 000012
【００４１】
４０ｇのメタノール中の、ジナトリウム［５，６−（ジカルボキシレート−３−ピリジル）メチル］トリメチルアンモニウムブロミド（５．０ｇ，  １３．８ｍｍｏｌ）及び４．４６ｇのナトリウムメトキシド（２０．７ｍｍｏｌのＮａＯＣＨ3）の２５重量／重量％メタノール溶液の混合物を、８日間還流温度で加熱し、室温に冷却し、水で処理して減圧下で濃縮した。得られた反応混合物を、０．７７ＭのＨ3ＰＯ4中の３０％ＣＨ3ＣＮを使用し且つ０．０５ＭのＨ3ＰＯ4中の０．７８％イソプロパノールを使用して、ＬＣ分析で分析した。
【００４２】
0003963499.tif 000013
上記結果から明らかなように、還流メタノール条件下で８日後に、出発ジナトリウムＣの所望の生成物Ｂへの転化は不十分であった。
【００４３】
本発明の主な態様及び特徴は次のとおりである。
【００４４】
１．  式Ｉ
【００４５】
【化１３】
0003963499.tif 000014
【００４６】
式中、Ｚは水素又はハロゲンであり；
Ｚ1は水素、ハロゲン、シアノ又はニトロであり；
Ｒは１〜３個のハロゲンもしくはＣ1〜Ｃ4アルキル基で場合により置換されていてもよいフェニルで場合により置換されていてもよいＣ1〜Ｃ4アルキルであるか、或いは１〜３個のハロゲン又はＣ1〜Ｃ4アルキル基で場合により置換されていてもよいフェニルであり；そして
Ｍはアルカリ金属又はアルカリ土類金属である、
の化合物の製造方法であって、
式ＩＩ
【００４７】
【化１４】
0003963499.tif 000015
【００４８】
式中、Ｚ及びＺ1は式Ｉに関して記載したとおりであり；
Ｙ及びＹ1は各々独立してＯＨ、ＯＮａ、ＯＫ又はＯＣ1〜Ｃ4アルキルであり；
ＸはＣｌ、Ｂｒ、Ｉ又はＲ1ＳＯ3であり；
Ｒ1はＣ1〜Ｃ4アルキル或いは１〜３個のハロゲン、ニトロ、シアノ、Ｃ1〜Ｃ4アルキル又はＣ1〜Ｃ4アルコキシ基で場合により置換されていてもよいフェニルであり；
Ｑは
【００４９】
【化１５】
0003963499.tif 000016
【００５０】
であり；
Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は各々独立してＣ1〜Ｃ8アルキルであるか、或いはＲ2及びＲ3は一緒になってＯ、Ｓ又はＮＲ6で場合により中断されていてもよい５員又は６員環を形成することができ；
Ｚ2はＯ、Ｓ又はＮＲ7であり；
Ｒ7はＣ1〜Ｃ4アルキルであり；そして
Ｒ5及びＲ6は各々独立して水素、ハロゲン、Ｃ1〜Ｃ4アルキル又はＣ1〜Ｃ4アルコキシであるか、或いはＲ5及びＲ6は一緒になってＯ、Ｓ又はＮＲ7で場合により中断されていてもよく且つ１〜３個のハロゲン、Ｃ1〜Ｃ4アルキル又はＣ1〜Ｃ4アルコキシ基で場合により置換されていてもよい５員又は６員環を形成することができる、
の化合物を、密閉系中で加圧下１２０〜１８０℃の温度でアルコールＲＯＨ（ここでＲは式Ｉに関して記載したとおりである）の存在下で塩基と反応させることを特徴とする方法。
【００５１】
２．  ＲがＣ1〜Ｃ4アルキルである上記１記載の方法。
【００５２】
３．  Ｑが
【００５３】
【化１６】
0003963499.tif 000017
【００５４】
である上記１記載の方法。
【００５５】
４．  温度が約１２０℃〜１５０℃である上記１記載の方法。
【００５６】
５．  塩基がアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水素化物、Ｃ1〜Ｃ4アルコキシド、水酸化物又は炭酸塩である上記１記載の方法。
【００５７】
６．  Ｒ2、Ｒ3及びＲ4が各々独立してＣ1〜Ｃ4アルキルである上記３記載の方法。
【００５８】
７．  ＸがＢｒである上記３記載の方法。
【００５９】
８．  塩基が水酸化ナトリウム又はナトリウムメトキシドであり、そしてＲがメチルである上記５記載の方法。
【００６０】
９．  温度が約１２０℃〜１５０℃である上記８記載の方法。
【００６１】
１０．  Ｑがトリメチルアンモニウムであり、そしてＸがＢｒである上記９記載の方法。