(57)【要約】【課題】４,４'−ジメチル−２,２'−ビピリジンなどピリジン誘導体の製造方法の提供。【解決手段】一般式（１）で表されるピリジン誘導体と白金族元素及びニッケルから選択される水素化触媒との混合物にマイクロ波照射を行い対応する４,４'−ジメチル−２,２'−ビピリジンなどピリジン誘導体を得る工程を有することを特徴とする。本製造方法では短時間で収率良くピリジン誘導体を製造することができる。2009040754.tif 000005（式（１）中、ＲはＨ、炭素数１〜１０の炭化水素基、−ＣＯＯＲ’（Ｒ’は炭素数１〜１０の炭化水素基）：特にＲが炭化水素基であることが望ましい）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表されるピリジン誘導体と白金族元素及びニッケルから選択される水素化触媒との混合物にマイクロ波照射を行い対応する下記一般式（２）で表されるピリジン誘導体を得る工程を有することを特徴とするピリジン誘導体の製造方法。
【化１】
2009040754.tif 000004
（式（１）及び（２）中、ＲはＨ、炭素数１〜１０の炭化水素基、−ＣＯＯＲ’（Ｒ’は炭素数１〜１０の炭化水素基））
【請求項２】
前記一般式（１）及び（２）中のＲが炭化水素基である請求項１に記載のピリジン誘導体の製造方法。
【請求項３】
前記マイクロ波の周波数は２４５０ＭＨｚ±５０ＭＨｚである請求項１又は２に記載のピリジン誘導体の製造方法。
【請求項４】
実質的に、前記一般式（１）で表されるピリジン誘導体と前記水素化触媒とのみを反応させる請求項１〜３のいずれかに記載のピリジン誘導体の製造方法。
【請求項５】
前記マイクロ波照射は断続的に行われる請求項１〜４のいずれかに記載のピリジン誘導体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピリジン骨格が２つ以上結合した化合物であるピリジン誘導体の新規製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリピリジン類は、熱安定性及び化学的安定性が高くその応用範囲は非常に広い。特にポリピリジン類のルテニウム錯体は、太陽光に対する光エネルギー利用効率に優れることが知られている。
【０００３】
ポリピリジン類のルテニウム錯体を合成するに当たり、４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジンを用いる方法がある。この４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジンを合成する従来技術としては、４−ピコリン（４−メチルピリジン）を原料として、パラジウム／カーボン触媒を用い３日間還流後、再結晶により目的物（４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジン）を得る方法が開示されている（非特許文献１）。ここで、非特許文献１に記載の製造方法では、７００ｍＬの４−ピコリンを原料として、パラジウム／カーボン触媒を用い３日間還流後、再結晶により４０ｇの目的物を収率５．３％で得ることができた。
【０００４】
また、４−ピコリンを出発原料として、下述する４ステップの反応を経て、目的物を収率１３．８％で得る方法が開示されている（非特許文献２）。
【０００５】
【化１】
2009040754.tif 000002
【非特許文献１】Preparation and Photochemical Reactivity of Surfactant and  at Water-Solid interface/Journal of the American Society/99:15, July 20,    1977 page 4947
【非特許文献２】Synthesis of a bipyrylidyl derivatives as sensitizer for the dye-sensitized solar cell system / 出典不明 /著者 Chalermat Akarawitoo,    Department of Industrial Chemistry, Faculty of Applied Science, King        Mongkut's Institute of Technology North Bangkok, Thailand
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許部文献１に記載の方法では、高温下、長時間の反応が必要であって、種々の副生物（例えば、３量体、４量体）が生成するといった不都合があった。副生物を除去して純度を向上するには再結晶を繰り返すなど多段階にわたる精製工程を行う必要があり目的物の収率低下にも繋がっていた。
【０００７】
非特許文献２に記載の方法では、多段階の反応を行うので工程が煩雑であり長時間の合成時間が必要であった。また、多段階の反応における各工程毎に精製が必要になるので、その精製毎に収率が低下することになって、それらの工程を組み合わせた全工程を通じての収率も低下することになった。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑み完成したものであり、簡単な操作で高い収率が実現できる４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジンなどのピリジン誘導体の製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を解決する目的で鋭意検討を行い、ピリジン誘導体の合成時にマイクロ波を照射することが有効であることを発見し以下の発明を完成した。すなわち、本発明のピリジン誘導体の製造方法は、下記一般式（１）で表されるピリジン誘導体と白金族元素及びニッケルから選択される水素化触媒との混合物にマイクロ波照射を行い対応する下記一般式（２）で表されるピリジン誘導体を得る工程を有することを特徴とする。
【００１０】
【化２】
2009040754.tif 000003
（式（１）及び（２）中、ＲはＨ、炭素数１〜１０の炭化水素基、−ＣＯＯＲ’（Ｒ’は炭素数１〜１０の炭化水素基）：特にＲが炭化水素基であることが望ましい）
【００１１】
また、照射するマイクロ波の周波数は２４５０ＭＨｚ±５０ＭＨｚであることが望ましい。更に、前記マイクロ波照射は断続的に行われることが望ましい。
【００１２】
そして、実質的に、前記一般式（１）で表されるピリジン誘導体と前記水素化触媒とのみを反応させる工程とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のピリジン誘導体の製造方法は、上記一般式（１）で表されるピリジン誘導体と白金族元素及びニッケルから選択される水素化触媒との混合物にマイクロ波照射を行うことで対応する上記一般式（２）で表されるピリジン誘導体を得る工程を有することで、従来技術と比較して極めて短時間で反応を進行させることができる。そして、反応副生物の生成も少なく、反応後における精製工程を省略乃至簡略化することができるので、精製工程に伴う収率の低下を抑制することができる。更には、副生物が少ないので、反応後に目的物を分離した後、未反応の原料を回収することが容易であり、実質的な収率を向上させることができる。
【００１４】
そして、マイクロ波照射を断続して行う態様を採用することで、適正な温度範囲を保持することが可能になるので、不必要な温度上昇が防止でき、副生物の生成を更に抑制することができる。
【００１５】
また、実質的に、前記一般式（１）で表されるピリジン誘導体と前記水素化触媒とのみを反応させる工程にしても反応を進行させることができるので、先述した副生物の生成がほとんどないとの効果と相俟って、分離精製操作を簡略化することが可能になって、一般的な有機反応において問題になる有機溶媒の処理などが問題にならない利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のピリジン誘導体の製造方法について実施形態に基づき以下詳細に説明を行う。本実施形態のピリジン誘導体の製造方法では原料として上記一般式（１）で表されるピリジン誘導体を用いて、対応する上記一般式（２）で表されるピリジン誘導体を製造する方法である。一般式（２）で表されるピリジン誘導体は一般式（１）で表されるピリジン誘導体が２つ結合した化合物である。
【００１７】
従って、一般式（１）で表されるピリジン誘導体として１種類の化合物を採用した場合、一般式（２）におけるＲ、Ｘなどの置換基は特に置換基における反応が進行するような環境を選択しない限り一般式（１）のものと同じものになる。
【００１８】
また、一般式（１）で表されるピリジン誘導体として２種類以上の化合物の混合物を採用する場合には一般式（２）で表されるピリジン誘導体中のＲ、Ｘは混合物中に含まれる化合物が有する置換基を所定の割合でもつことになる。
【００１９】
一般式（１）中におけるＲ（そしてＲ’）としては、炭化水素基が望ましく（この場合、一般式（１）で表されるピリジン誘導体は４位が炭化水素基で置換されたピリジン、例えば、炭化水素基がアルキル基である場合には、４−アルキルピリジン）、炭素数が１〜６であることが望ましく、１〜４であることがより望ましく、１〜３であることが更に望ましい。特にメチル基やエチル基が望ましい。Ｒとして、−ＣＯＯＲ’を採用する場合には、一般式（１）で表されるピリジン誘導体は、イソニコチン酸エステルであり、Ｒ’としては炭素数が１〜６であることが望ましく、１〜４であることがより望ましく、１〜３であることが更に望ましい。特にメチル基やエチル基が望ましい。
【００２０】
Ｘとして水素を採用する場合には本製造方法はピリジン骨格が１つの化合物を２つ結合させてピリジン二量体を製造する合成反応になる。Ｘとして一部水素が置換されていても良いピリジニル基を採用する場合には一般式（１）で表されるピリジン誘導体としてはピリジン二量体の誘導体になって、製造された一般式（２）で表されるピリジン誘導体がピリジン四量体になる。一般式（１）のピリジン誘導体としてピリジン単量体の誘導体と二量体の誘導体との混合物を採用する場合には、製造される一般式（２）のピリジン誘導体としてはピリジン二量体、三量体そして四量体の混合物が製造される。この場合には、反応の進行が速いとの利点はあるものの、従来技術と同様に分離精製が困難である可能性がある。
【００２１】
水素化触媒は白金族元素及びニッケルから選択される元素を含む。例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、ラネーニッケルなどが好ましいものとして挙げることができる。白金族元素は単独で用いることもできるが適正な担体（例えばカーボン）の表面に担持させて用いることが望ましい。
【００２２】
マイクロ波を照射する雰囲気としては特に限定しないが、不活性雰囲気（窒素ガス、アルゴンガスなど）を採用することが望ましい。反応容器としては照射されるマイクロ波を遮蔽しないようにマイクロ波が透過しやすい素材から形成されるか、マイクロ波が透過しやすい材料から形成された窓を有し、その窓からマイクロ波が照射可能な容器を採用することが望ましい。
【００２３】
照射されるマイクロ波としては周波数が３００ＭＨｚ〜３ＴＨｚ程度であり、１０００Ｈｚ〜５０００Ｈｚ程度を採用することが望ましく、特に２４５０ＭＨｚ±５０ＭＨｚを採用することが望ましい。その他にも一般式（１）で表されるピリジン誘導体と水素化触媒との混合物に効率的に吸収される周波数を採用することが望ましい。
【００２４】
マイクロ波の出力としては特に限定されないが、照射の対象物である一般式（１）で表されるピリジン誘導体と水素化触媒との混合物を短時間で加熱可能な出力（密度）を採用することが望ましい。例えば、数秒（５秒〜１０秒）〜数分（１分〜２分程度）で１００℃〜３００℃程度（１００℃〜２００℃程度：特に一般式（１）で表されるピリジン誘導体の沸点により適正値が変化する）にまで加熱可能な出力を採用することが望ましい。例えば、５００Ｗ〜１５００Ｗ程度を採用することができる。
【００２５】
マイクロ波の照射は断続的に行うことが望ましい。一般式（１）で表されるピリジン誘導体及び水素化触媒の混合物の温度が過熱することを防ぐために所定温度（例えば一般式（１）で表されるピリジン誘導体の反応雰囲気下での沸点）以上にまで加熱された後に、所定時間マイクロ波照射を中断したり、マイクロ波照射の出力を低下させることで、反応が適正に進行する温度を保つように制御することができる。
【実施例】
【００２６】
４−メチルピリジン（２８７ｍｇ、沸点約１４７℃）と、１０質量％パラジウム／カーボン（２０ｍｇ）とを、石英ガラス製の試験管中に量り入れた。試験管内部は乾燥窒素ガスにて置換し。フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン）製の蓋にて封止した。
【００２７】
この試験管を市販のマイクロウェーブオーブン（２４５０ＭＨｚ、出力９００Ｗ、ＬＧ製ＭＣ−８０８０ＷＡＲ）内に配置して、マイクロ波照射を３分間行った後、１分間照射を中断するサイクルを繰り返した。このサイクルを３回繰り返す毎に試験管内部から微量の試料を採取し薄層液体クロマトグラフィーにて反応の経過を観察した。
【００２８】
マイクロ波照射を行った初期には原料物質である４−メチルピリジンしか検出できなかったが、マイクロ波照射に従い徐々に４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジンが検出され、合計時間が３０分間になるまではその量も増加していった。念のために照射時間の合計が４２分間になるまでマイクロ波照射のサイクルを繰り返した後、試験管を開封し、内部の水素化触媒をろ過により分離した。念のためろ紙上の水素化触媒及びろ紙をクロロホルムで洗浄してろ別した液体と混合した。
【００２９】
得られた液体を減圧下、加熱することで、未反応の原料物質（４−メチルピリジンなど）及び洗浄に用いたクロロホルムを除去した。除去した成分中には未反応の原料物質の他は洗浄に用いたクロロホルムが検出されたのみであって、その他の副生物はほとんど確認できなかった。つまり、クロロホルムを除去することで、そのまま再度の製造工程における原料として再利用することができるものであった。
【００３０】
４−メチルピリジンを除去した後には白色粉末（１００ｍｇ）が残った。この白色粉末はＮＭＲによる分析の結果、ほぼ純品の４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジンであった（収率３５％）。
【比較例】
【００３１】
非特許文献１に記載されたピリジン誘導体の製造方法を再現した。
【００３２】
４−メチルピリジン（２８７ｍｇ）と触媒としての１０質量％パラジウム／カーボン（２０ｍｇ）とを反応容器中に量り入れ、乾燥窒素雰囲気下７日間還流を行った。反応終了後、加温したベンゼンを反応物に加えて希釈し、触媒をろ別した。ろ過により得られた液体を減圧下、加熱することで溶媒などを除去した後の反応物を分析した結果、目的物である４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジンと、４，４’，４’’−トリメチル−２，２’，２’’−トリピリジン、４，４’，４''，４'''−テトラメチル−２，２'，２''，２'''−テトラピリジンなどの副生物との混合物であり、目的物である４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジンのみを単離することは困難であった。なお、４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジンが生成した量としては実施例で実現できた収量よりも低いことがＴＬＣなどから推測できた。
【００３３】
（結果）
以上の結果から明らかなように、反応雰囲気、出発原料が同じであっても反応条件を変化させて、マイクロ波照射を行うことで、極めて迅速に且つ極めて高い純度の目的物が得られることが明らかになった。
【００３４】
これは、マイクロ波照射では直接的に原料物質や触媒にエネルギーを与えることが可能になることに起因するものと推測された。すなわち、マイクロ波照射によって、本発明の製造方法における反応が直接的に促進されることが明らかになった。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のピリジン誘導体の製造方法において製造されるピリジン骨格が２つ以上結合された化合物は従来技術にて説明したルテニウム錯体を合成するための原料としてやピリジン骨格を構造中に有するその他の化合物を合成する原料として利用することが可能な化合物である。