(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（I）：
【化１】
0003965527.tif 000009
（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は各々独立して、水素原子、Ｃ1-20のアルキル基（該アルキル基は、その構造中に任意に脂環式構造を有していてもよく、フェニル基によって置換されていてもよい。）、Ｃ2-20のアルケニル基（該アルケニル基は、その構造中に任意に脂環式構造を有していてもよく、フェニル基によって置換されていてもよい。）またはフェニル基を表す。）で表されるピラゾール誘導体、と式（II）：
【化２】
0003965527.tif 000010
（式中、ＲはＣ1-20のアルキル基を表し、Ｑは水素原子、Ｃ1-20のアルキル基またはＣＯＯＲ基を表す。）で表されるアルコールまたはその誘導体から、式（III）：
【化３】
0003965527.tif 000011
で表されるＮ−アルキルピラゾール誘導体を製造する方法において、触媒として結晶性アルミノシリケートを用いることを特徴とするピラゾールのＮ−アルキル化方法。
【請求項２】
結晶性アルミノシリケートの細孔系が０．７〜１．０ｎｍである請求項１記載の方法。
【請求項３】
結晶性アルミノシリケートがカチオンとしてプロトンを含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
結晶性アルミノシリケートがホージャサイトの結晶構造を有する請求項３記載の方法。
【請求項５】
結晶性アルミノシリケートがＥＭＴの結晶構造を有する請求項３記載の方法。
【請求項６】
結晶性アルミノシリケートがベータの結晶構造を有する請求項３記載の方法。
【請求項７】
触媒がカチオンとして２価または３価の金属イオンを有する請求項１記載の方法。
【請求項８】
結晶性アルミノシリケートがホージャサイトの結晶構造を有する請求項７記載の方法。
【請求項９】
結晶性アルミノシリケートがＥＭＴの結晶構造を有する請求項７記載の方法。
【請求項１０】
Ｒ１ 、Ｒ2 およびＲ3 が各々独立して、水素原子、Ｃ1-20のアルキル基、Ｃ2-20のアルケニル基またはフェニル基を表す請求項１ないし９記載の方法。
【請求項１１】
Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 が各々独立して、水素原子またはメチル基を表す請求項１ないし９記載の方法。
【請求項１２】
ＲがＣ1-4 のアルキル基を表す請求項１ないし９記載の方法。
【請求項１３】
Ｒがメチル基を表す請求項１ないし９記載の方法。
【請求項１４】
Ｑが水素原子を表す前記請求項１ないし９記載の方法。
【請求項１５】
ＲがＣ1-4 のアルキル基を表し、Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3が各々独立して、水素原子またはメチル基を表す請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
Ｒがメチル基を表し、Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 が各々独立して、水素原子またはメチル基を表す請求項１４記載の方法。」
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、農薬、医薬等の種々のファインケミカル原料および中間体として有用なＮ−アルキルピラゾール誘導体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々の複素環化合物が農薬、医薬、染料、感光材料等の種々のファインケミカル原料および中間体として利用されている。その代表的複素環化合物の一つとしてＮ−置換ピラゾール誘導体があげられる。
一般に、Ｎ−置換ピラゾール誘導体を得るには、Ｎ−モノ置換ヒドラジンと１，３−ジカルボニル化合物を反応させる方法が常法として知られている。この方法は極めて簡便であり、実験室的には有用な方法であるが、Ｎ−モノ置換ヒドラジン類は一般に高価なものが多いため、工業的には安価なヒドラジンを用いてＮ−無置換ピラゾール誘導体を得た後に、Ｎ−アルキル化反応により対応するＮ−アルキルピラゾール誘導体を得る方法が選ばれる場合が多い。
【０００３】
従来、Ｎ−無置換ピラゾール誘導体からＮ−アルキルピラゾール誘導体を得る一般的な合成法としては、理論量の塩基の存在下、ハロゲン化アルキルに代表される活性アルキル化剤と反応させる方法が、
（１）欧州特許公開４５４，３０７号
（２）ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー（J.Org.Chem. ）、４９巻、２４号、４６８７頁、１９８４年
（３）ジャーナル・オブ・メヂシナル・ケミストリー（J.Med.Chem. ）、２７巻、４号、５３９頁、１９８４年
等をはじめとして数多く報告されている。
【０００４】
また近年では、アルコールを用いる方法として、
（４）ケミストリー・レター（Chem.Lett.）、５７５頁、１９９２年のＶIII 族錯体触媒を用いる方法
（５）欧州特許公開６２５，５６３号のγ−アルミナおよび／またはシリカ触媒を用いる方法
等が報告されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
（１）〜（３）の方法は全ての場合、量論量以上の塩基あるいは縮合剤を必要とし、工業的にはしばしば問題となる大量の塩類等の副生物を生じる。
アルコールを用いる方法は、基本的に水のみを副生物とするために優れた方法と考えられるが、（４）のＶIII 族錯体触媒を用いる方法は、工業的には必ずしも安価とは言えない触媒を用いる点に問題がある。また、もう一つの（５）のシリカアルミナあるいはそれにリン酸を添加したものを触媒とする方法は、多くの場合に反応温度が４００℃以上と高温を要し、シリカアルミナのような無定形の物質は触媒の活性により再現性を得難いという欠点がある。さらに、リン酸を添加した触媒では、長時間の使用によりリン酸が飛散するおそれがある。
【０００６】
従って、種々の置換基を有するＮ−アルキルピラゾール誘導体合成に適用可能な安価かつ安全で、かつ工業的にも実施容易なＮ−無置換ピラゾール誘導体を原料とするＮ−アルキルピラゾール誘導体のさらに優れた製造方法が求められている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果本発明を完成するに至った。
本発明は、式（I）：
【０００８】
【化４】
0003965527.tif 000002
【０００９】
（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は各々独立して、水素原子、Ｃ1-20のアルキル基（該アルキル基は、その構造中に任意に脂環式構造を有していてもよく、フェニル基によって置換されていてもよい。）、Ｃ2-20のアルケニル基（該アルケニル基は、その構造中に任意に脂環式構造を有していてもよく、フェニル基によって置換されていてもよい。）またはフェニル基を表す。）
で表されるピラゾール誘導体、と式（II）：
【００１０】
【化５】
0003965527.tif 000003
【００１１】
（式中、ＲはＣ1-20のアルキル基を表し、Ｑは水素原子、Ｃ1-20のアルキル基またはＣＯＯＲ基を表す。）
で表されるアルコールまたはその誘導体から、式（III）：
【００１２】
【化６】
0003965527.tif 000004
【００１３】
で表されるＮ−アルキルピラゾール誘導体を製造する方法において、触媒として結晶性アルミノシリケートまたは結晶性アルミノホスフェートを用いることを特徴とするピラゾールのＮ−アルキル化方法（以下、本発明の方法という）である。
以下に、本発明の方法が適応される式（Ｉ）で表されるピラゾール誘導体および式（II）で表されるアルコールまたはアルコール誘導体について述べる。
【００１４】
Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 としては、水素原子、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、iso-ブチル基、sec-ブチル基、tert- ブチル基、n-アミル基、iso-アミル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、２−エチルヘキシル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ドデシル基、n-ヘキサデシル基、n-オクタデシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロプロピルメチル基、シクロブチルメチル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、ベンジル基、１−フェネチル基、２−フェネチル基、３−フェニルプロピル基、ビニル基、２−プロペニル基、アリル基、メタリル基、クロチル基、３−ブテニル基、３−ヘキセニル基、シンナミル基等があげられる。
【００１５】
Ｒとしては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、iso-ブチル基、sec-ブチル基、tert- ブチル基、n-アミル基、iso-アミル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、２−エチルヘキシル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ドデシル基、n-ヘキサデシル基、n-オクタデシル基等があげられる。
【００１６】
Ｑとしては、水素原子、ＣＯＯＣＨ3 等があげられる。
次に、触媒について述べる。
触媒としては、結晶性アルミノシリケートおよび結晶性アルミノホスフェートがあげられ、好ましくは結晶性アルミノシリケートがあげられる。
結晶性アルミノシリケートとしては、ホージャサイト（ＸおよびＹ）、ＥＭＴ、モルデナイト、ベータ、Ｌ、ＺＳＭ−５など各種の構造を持つアルミノシリケート（狭義のゼオライト）、ホウ素、ガリウムなどのイオンをアルミノシリケートの骨格に同型置換した物質があげられる。
【００１７】
結晶性アルミノホスフェートとしては、アルミノホスフェート（ＡｌＰＯ4 −ｎ、ｎ＝５、１１、３６など）、シリコアルミノホスフェート（ＳＡＰＯ−ｎ、ｎ＝５、１１、３６など）、ＭｎやＺｎなどの金属イオンを同型置換したアルミノホスフェート、シリコアルミノホスフェート（ＭＡＰＯ−ｎ、ＺＡＰＯ−ｎ、ＭＡＰＳＯ−ｎ、ＺＡＰＳＯ−ｎ、ｎ＝５、１１、３６など）があげられる。
【００１８】
これらのうち、０．７〜１．０ｎｍの細孔径をもつ結晶性物質が本反応の触媒として特に適しており、ホージャサイト、ＥＭＴ、ベータ、ＳＡＰＯ−５、ＭＡＰＯ−５、ＭＡＰＯ−３６などがあげられる。
また、これらの物質は固体酸性（カチオン）を持つとき、特に高い触媒活性を示す。狭義のゼオライトやシリコアルミノホスフェートでは、細孔内のカチオンをプロトンにすることで達成される。また、カチオンをＭｇ2+、Ｃｕ2+などの２価カチオンやＬａ3+などの３価イオンを細孔内に導入する方法によっても達成できる。
【００１９】
反応は、上記触媒を充填搭に充填した反応装置に原料を気化させて反応させる流通系の反応、オートクレーブ等の反応装置内で触媒と原料を混合反応させる回分式の反応など様々の反応様式を選択することが可能であるが、操作性、生産性等の理由から気相流通系で行なうことが望ましい。
反応に用いる式（II）のアルコールまたはアルコール誘導体の量は、反応の目的によって自由に選択することが可能であるが、通常は式（Ｉ）のピラゾール誘導体１モルに対して式（II）のアルコールまたはその誘導体を０．０１〜５０モル、好ましくは０．１〜２０モル、より好ましくは０．５〜１０モルの範囲から選択することが望ましい。
【００２０】
反応は気相流通系反応の場合は、式（Ｉ）のピラゾール誘導体と式（II）のアルコールまたはアルコール誘導体を、同時に加熱気化させた後に反応器内に連続的に供給することで行なう。
反応温度は、通常１５０〜４００℃、好ましくは２００〜３５０℃である。
反応圧力は、前記原料類の分圧の和として、通常１〜１００００ｋＰａのあらゆる範囲で可能であるが、操作上、生産性、安全性等の面から、好ましくは５〜１０００ｋＰａの範囲で行なう。
【００２１】
反応は上記原料のみを気化させて行なうことも可能であるが、窒素、アルゴン等の不活性気体、またはその他の反応に不活性な気体をキャリアーとして用いることが望ましい。この場合、反応系内の全圧としては、通常１０〜１００００ｋＰａ、好ましくは５０〜５０００ｋＰａの範囲で行なうことが望ましい。
反応時間は、気相流通系反応の場合、適当な空間速度Ｓ／Ｖは、用いられる基質、触媒の活性等に応じて選ばれるが、通常３ x１０〜３ x１０5 ｈ-1であるが、収率、生産性などを考慮すると、好ましくは６ x１０〜２ x１０ｈ-1である。
【００２２】
反応終了後の処理方法としては、反応器より得られた反応液から、副生した水および未反応のアルコールまたはその誘導体を留去または濃縮後分別蒸留することによって容易に純粋なＮ−アルキルピラゾール誘導体を得ることができる。また、式（Ｉ）のピラゾール誘導体１モルに対する式（II）のアルコールまたはその誘導体の使用量が１モルであり、その反応率が１００％またはこれに近い場合は、反応器より得られた反応液から水のみを留去または分液操作により分離するだけで、実用上全く問題の無い高純度のＮ−アルキルピラゾール誘導体を得ることができる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例をあげて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、本実施例は、全ての例において、あらかじめ生成物を標品として別途合成し、純品として単離したものと、内部標準物質とにより検量線を作成し、反応生成物中の各生成物量をガスクロマトグラフィーによる内標定量法により正確に求めた。
【００２４】
〔実施例１〕  １−メチルピラゾールの合成
【００２５】
【化７】
0003965527.tif 000005
【００２６】
酸型ホージャサイトのＨＹ型ゼオライト触媒０．７２ｇを充填した石英製常圧流通式反応管を３００℃に加熱し、ピラゾールおよびメタノールを気化させて、各々の分圧が１６．７ｋＰａ、３３．３ｋＰａとなるように窒素とともに全圧を１気圧、空間速度Ｓ／Ｖを７．５ x１０2 ｈ-1で連続的に供給した。反応器より得られたガスを冷却、凝縮して得られた粗反応液をガスクロマトグラフィーにて定量分析した結果、原料のピラゾールの転化率は１００％であり、Ｎ−メチルピラゾールが、供給したピラゾールに対して１００％の収率で得られていた。
【００２７】
〔実施例２〜７〕
上記実施例１に準じて、Ｓ／Ｖおよび反応温度を変化させて反応を行なった。その結果を以下の表１に示す。
【００２８】
【表１】
0003965527.tif 000006
【００２９】
〔実施例９〕  １，４−ジメチルピラゾール（ＤＰ）の合成
【００３０】
【化８】
0003965527.tif 000007
【００３１】
前記実施例１に準じて、Ｈ−ＥＭＴ触媒１．０ｇを充填した石英製常圧流通式反応管を３００℃に加熱し、４−メチルピラゾール（ＭＰ）およびメタノールを気化させて、各々の分圧が８．２ｋＰａ、４２．５ｋＰａとなるように窒素とともに全圧を１気圧、Ｓ／Ｖ＝７．５ｈ-1で連続的に供給した。反応器より得られたガスを冷却、凝縮して得られた粗反応液をガスクロマトグラフィーにて定量分析した結果、原料のＭＰの転化率は１００％であり、１，４−ジメチルピラゾール（ＤＰ）が、供給したＭＰに対して１００％の収率で得られていた。
【００３２】
〔実施例１０〕  １，４−ジメチルピラゾール（ＤＰ）の合成
上記実施例９に準じて、酸型ホージャサイトのＨＹ型ゼオライト触媒１．０ｇを充填した石英製常圧流通式反応管を３００℃に加熱し、４−メチルピラゾール（ＭＰ）およびメタノールを気化させて、各々の分圧が８．２ｋＰａ、４２．５ｋＰａとなるように窒素とともに全圧を１気圧、Ｓ／Ｖ＝７．５ｈ-1で連続的に供給した。反応器より得られたガスを冷却、凝縮して得られた粗反応液をガスクロマトグラフィーにて定量分析した結果、原料のＭＰの転化率は１００％であり、１，４−ジメチルピラゾール（ＤＰ）が、供給したＭＰに対して１００％の収率で得られていた。
【００３３】
〔実施例１１〜１４〕
上記実施例に準じて、ＭＰおよびメタノールの分圧、Ｓ／Ｖおよび反応温度を変化させて反応を行なった。その結果を以下の表２に示す。
【００３４】
【表２】
0003965527.tif 000008
【００３５】
〔比較例〕  １，４−ジメチルピラゾール（ＤＰ）の合成
上記実施例９に準じて、リン酸／シリカ（リン酸２２％）触媒１．０ｇを充填した石英製常圧流通式反応管を２７０℃に加熱し、４−メチルピラゾール（ＭＰ）およびメタノールを気化させて、各々の分圧が２５．３ｋＰａ、２５．３ｋＰａとなるように窒素とともに全圧を１気圧、Ｓ／Ｖ＝５．８ｈ-1で連続的に供給した。反応器より得られたガスを冷却、凝縮して得られた粗反応液をガスクロマトグラフィーにて定量分析した結果、原料のＭＰの転化率は７９％であり、１，４−ジメチルピラゾール（ＤＰ）が、供給したＭＰに対して６８％の収率で得られていた。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の方法に従えば、工業的に安価に得られるＮ−無置換ピラゾール誘導体から穏和な反応条件下で目的とするＮ−アルキルピラゾール誘導体を高収率で得ることができる。また、従来法でしばしば問題となった塩類などの副生物を全く生じないで、実質上は反応液中からの水の分離のみで容易に純粋なＮ−アルキルピラゾール誘導体を得ることができるため工業的にも非常に有用な方法である。