(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シアノピリジン類を、触媒の存在下に水素還元してアルデヒドピリジン類を製造するに際し、触媒として鉛塩で被毒処理されたパラジウム触媒を使用することを特徴とするアルデヒドピリジン類の製造方法。
【請求項２】
シアノピリジン類が一般式
【化１】
0004072648.tif 000004
［式中、Ｒはアルキル基を示す。ｎは０〜４の整数を示す。］で表されるシアノピリジン類であり、アルデヒドピリジン類が一般式
【化２】
0004072648.tif 000005
［式中、Ｒ及びｎは前記に同じ。］で表されるアルデヒドピリジン類である請求項１に記載のアルデヒドピリジン類の製造方法。
【請求項３】
水の存在下且つ酸性条件下で水素還元を行う請求項１又は請求項２に記載のアルデヒドピリジン類の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルデヒドピリジン類の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シアノピリジン類を水素で還元してアルデヒドピリジン類を製造する方法としては、例えば、Chemical Abstracts, 120, 243864k(1994)〔Zh．Obshch．Khim., 63,2077(1993)〕に、周期律表第ＶＩＩＩ族金属触媒の存在下、シアノピリジン類を水素で還元する方法が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者が、上記従来の方法に従い、第ＶＩＩＩ族の金属触媒であるパラジウム／カーボン触媒の存在下、シアノピリジン類を水素で還元したところ、副反応生成物が多量に生成するために目的とするアルデヒドピリジン類が低収率で製造されるに過ぎないことが判明した。
【０００４】
本発明は、シアノピリジン類を水素で還元する際に、副反応生成物の生成を大幅に抑制して、アルデヒドピリジン類を高収率で製造する方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために種々の研究を重ねてきた。その結果、シアノピリジン類を、触媒の存在下に水素還元してアルデヒドピリジン類を製造するに当たり、触媒として被毒処理されたパラジウム触媒を使用することにより、上記課題を解決し得ることを見い出し、ここに本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち、本発明は、シアノピリジン類を、触媒の存在下に水素還元してアルデヒドピリジン類を製造するに際し、触媒として被毒処理されたパラジウム触媒を使用することを特徴とするアルデヒドピリジン類の製造方法に係る。
【０００７】
本発明の方法によれば、シアノピリジン類を水素で還元する際に、副反応生成物の生成を大幅に抑制して、アルデヒドピリジン類を高収率で製造し得る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において、出発原料として使用されるシアノピリジン類は、ピリジン骨格に少なくともシアノ基を有する化合物であり、好ましくは一般式
【０００９】
【化３】
0004072648.tif 000002
【００１０】
［式中、Ｒはアルキル基を示す。ｎは０〜４の整数を示す。］
で表されるシアノピリジン類である。一般式（１）においてＲで示されるアルキル基には、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル基等の低級アルキル基が包含される。ｎが２以上の整数を示す場合は、２個以上のＲは同種のアルキル基であってもよいし、異種のアルキル基であってもよい。また、シアノ基は、ピリジン骨格の２位、３位及び４位のいずれの位置に置換していてもよい。
【００１１】
本発明の目的化合物であるアルデヒドピリジン類は、出発原料のシアノピリジン類に対応するものであり、好ましくは一般式
【００１２】
【化４】
0004072648.tif 000003
【００１３】
［式中、Ｒ及びｎは前記に同じ。］
で表されるアルデヒドピリジン類である。一般式（２）においてＲで示されるアルキル基は、一般式（１）においてＲで示されるアルキル基と同じである。
【００１４】
本発明の方法においては、シアノピリジン類を水素で還元してアルデヒドピリジン類を製造するに当たり、触媒として被毒処理されたパラジウム触媒を使用することを必須とする。
【００１５】
本発明の触媒は、触媒毒で処理されたＰｄ触媒であり、従来公知のものを広く使用できる。本発明の触媒は、より具体的には、金属Ｐｄが炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、活性炭（カーボン）、アルミナ、シリカ−アルミナ等の担体に担持されたＰｄ触媒を、当該Ｐｄ触媒に対して触媒毒として作用する鉛（Ｐｄ）、ビスマス（Ｂｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、タリウム（Ｔｌ）等の金属の塩、メチルスルフィド等の有機硫黄化合物等、好ましくは鉛塩で処理したものである。触媒毒である上記金属の塩としては、上記金属の酢酸塩、硝酸塩、硫酸塩等の水溶性の塩が使用できる。斯かる本発明触媒の代表例としては、リンドラー触媒を挙げることができる。
本発明の触媒におけるＰｄの含有量は特に制限はないが、触媒中に金属Ｐｄとして通常０．１〜３０重量％、好ましくは０．５〜２０重量％含有しているものがよい。また、触媒毒である化合物の含有量は、Ｐｄに対する触媒毒である上記化合物における金属又は硫黄原子の原子比が、通常０．２〜０．７、好ましくは０．２５〜０．６である。
【００１６】
本発明に使用する触媒は、市販品として入手できるが、触媒の調整を行うときには、例えば、Ｐｄ触媒１重量部を水２〜５重量部に懸濁し、次いで上記触媒毒の化合物の濃度が０．５〜１０重量％の水溶液を、該水溶液中の触媒毒の化合物に含まれる金属又は硫黄原子とＰｄ触媒におけるＰｄの原子比が、約０．２〜０．７となるように添加し、６０〜９０℃で３０〜６０分加温した後、濾過、水洗して乾燥すればよい。
【００１７】
本発明方法において、上記触媒の使用量は、特に限定されるものではなく、広い範囲内から適宜選択され得るが、通常シアノピリジン類に対して１〜２０重量％、好ましくは３〜１０重量％とするのがよい。
【００１８】
本発明の方法を実施するに当たっては、反応系内に水が存在していることが必要であり、しかも酸性条件下で還元が行われるため、好ましくは、酸の水溶液が使用される。使用される酸としては、硫酸、塩酸、リン酸等の鉱酸及び酢酸等の有機酸等が挙げられるが、鉱酸が好ましい。斯かる酸の水溶液の使用量は、酸濃度が通常５〜５０重量％、好ましくは１０〜３０重量％で、且つ酸の量がシアノピリジン類に対して２当量以上、好ましくは２〜６当量となる量で使用するのがよい。
【００１９】
本発明方法を実施するには、加圧反応器にシアノピリジン類、酸の水溶液及び被毒処理されたＰｄ触媒を所定量仕込み、攪拌下で当該反応器中に水素を供給しながら、下記反応温度及び水素圧下でシアノピリジン類を水素と反応せしめればよい。
【００２０】
本発明方法の反応温度としては、特に限定されず冷却下、室温下及び加温下のいずれでも行い得るが、通常０〜４０℃、好ましくは１０〜３０℃とするのがよい。また、水素圧は、通常１ｋｇｆ／ｃｍ2（９．８×１０4Ｐａ）以上、好ましくは１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2（９．８×１０4〜９．８×１０5Ｐａ）である。
【００２１】
本発明では、還元により消費された水素量が理論値の１１０〜１２０％となったときに、反応器への水素の供給を停止して、反応を終了させるのがよい。反応時間は、触媒量、反応温度及び水素圧により異なり一概には言えないが、上記触媒量、反応温度及び水素圧下で反応を行えば、水素の供給開始から３〜１０時間程度で還元反応が終了する。
【００２２】
本発明の還元反応終了後、得られた反応液を濾過して触媒を濾別し、濾液に還元で使用した酸と当量のアルカリを加え、トルエン等の有機溶媒で抽出し、次いで得られた有機層を蒸留すれば、本発明の目的とするアルデヒドピリジン類を反応液から単離することができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば従来のＰｄ触媒を用いる方法に比べてアルデヒドピリジン類の収率が大幅に向上する。また、シアノピリジン類がピリジン核の２位にシアノ基を有する２−シアノピリジン類である場合には、本発明の方法により高収率で対応する２−アルデヒドピリジン類を製造でき、しかも副生成物である２−アミノメチルピリジン類及び２−ピリジンメタノール類の生成を大幅に抑制することができる。
【００２４】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を掲げて本発明をより一層明らかにする。尚、以下において単に「％」とあるのは「重量％」を意味する。また、２−アルデヒドピリジン、２−ピリジンメタノール及び２−ピリジンメタンアミンの収率は、反応に使用した２−シアノピリジンを基準とするモル％である。
【００２５】
実施例１
２−シアノピリジン２０．８ｇ（０．２モル）、３０％硫酸水溶液１９７．２ｇ（硫酸として０．６モル）及び触媒中に５％のＰｂを含有する４．８％Ｐｄ／ＣａＣＯ3〔川研ファインケミカル（株）製リンドラー触媒、Ｐｄに対するＰｂの原子比０．５３〕１．０４ｇをオートクレーブに仕込み、導入管よりオートクレーブ内に水素を供給して水素圧５ｋｇｆ／ｃｍ2（４．９×１０5Ｐａ）に保持しながら３０℃で反応を行った。水素の吸収量が理論量の１１０〜１２０％に達したところで水素の供給を止めて反応を終了させた。
得られた反応液から触媒を濾過し、濾液を高速液体クロマトグラフィーで分析した。その結果、２−アルデヒドピリジンの収率は７５％であり、２−ピリジンメタノール及び２−ピリジンメタンアミンの収率はそれぞれ４％、１６％であった。２−シアノピリジンは確認されなかった。
【００２６】
比較例
実施例１において、川研ファインケミカル（株）製リンドラー触媒に代えて５％パラジウム／カーボン触媒１．０４ｇを使用した以外は、実施例１と同様に行った。
【００２７】
得られた反応液から触媒を濾過し、濾液を高速液体クロマトグラフィーで分析した。その結果、２−アルデヒドピリジンの収率は５９％であり、２−ピリジンメタノール及び２−ピリジンメタンアミンの収率はそれぞれ１６％、２５％であった。２−シアノピリジンは確認されなかった。
実施例２
２−シアノピリジン４１．６ｇ（０．４モル）、３０％硫酸水溶液１９７．２ｇ（硫酸として０．６モル）及び触媒中に２．７％のＰｂを含有する５％Ｐｄ／ＣａＣＯ3〔エヌ・イーケムキャット（株）製リンドラー触媒、Ｐｄに対するＰｂの原子比０．２８〕１．２５ｇをオートクレーブに仕込んだ以外は、実施例１と同様に行った。
【００２８】
得られた反応液から触媒を濾過し、濾液を高速液体クロマトグラフィーで分析した。その結果、２−アルデヒドピリジンの収率は８２％であり、２−ピリジンメタノール及び２−ピリジンメタンアミンの収率はそれぞれ３％、８％であった。２−シアノピリジンは確認されなかった。
【００２９】
実施例３
２−シアノピリジン１０．４ｇ（０．１モル）、３０％硫酸水溶液４９．３ｇ（硫酸として０．１５モル）及び触媒中に３％のＰｂを含有する５％Ｐｄ／カーボン〔エヌ・イーケムキャット（株）製リンドラー触媒、Ｐｄに対するＰｂの原子比０．３１〕０．３１ｇをオートクレーブに仕込み、導入管よりオートクレーブ内に水素を供給して水素圧５ｋｇｆ／ｃｍ2（４．９×１０5Ｐａ）に保持しながら２０℃で反応を行った以外は、実施例１と同様に行った。
【００３０】
得られた反応液から触媒を濾過し、濾液を高速液体クロマトグラフィーで分析した。その結果、２−アルデヒドピリジンの収率は７１％であり、副生成物の２−ピリジンメタノール及び２−ピリジンメタンアミンの収率はそれぞれ３％、２５％であった。２−シアノピリジンは確認されなかった。
【００３１】
実施例４
３−シアノピリジン１０．４ｇ（０．１モル）、３０％硫酸水溶液４９．３ｇ（硫酸として０．１５モル）及び実施例２で使用したエヌ・イーケムキャット（株）製リンドラー触媒０．５２ｇをオートクレーブに仕込んだ以外は、実施例１と同様に行った。
【００３２】
得られた反応液から触媒を濾過し、濾液を高速液体クロマトグラフィーで分析した。その結果、３−アルデヒドピリジンの収率は７１％であり、３−ピリジンメタノール及び３−ピリジンメタンアミンの収率はそれぞれ２１％、３％であった。３−シアノピリジンは確認されなかった。