JP5667913B2 - ２，３−ジクロロピリジンの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、医農薬の製造中間体として有用な２，３−ジクロロピリジンの製造方法に関する。

３−クロロピリジン−Ｎ−オキサイドから２，３−ジクロロピリジンを製造する方法については、例えば、非特許文献１に記載されている。その方法は、３−クロロピリジン−Ｎ−オキサイドに塩素化剤として塩化ホスホリルを反応させるものであるが、第2245頁の表１から明らかなように、所望の２，３−ジクロロピリジンとその位置異性体である３，４−置換体と３，６−置換体とが４７：３８：１５の比で生成している。

Chem. Pharm. Bull., Vol. 36, p.2244-2247 (1988)

上記方法では、２，３−ジクロロピリジンの生成比は満足できるものではなく、また高純度の２，３−ジクロロピリジンに精製することも容易ではない。そこで、選択性に優れる２，３−ジクロロピリジンの新たな製造方法が求められていた。

本発明者は、２，３−ジクロロピリジンの製法について鋭意検討した結果、本発明を見出すに至った。本発明は、以下の通りである。

［１］ ３−クロロピリジン−Ｎ−オキシドと、式（１−１）

（式中、Ｒは炭素数１〜１２のアルキル基又は炭素数６〜２０のアリール基を表す。）
又は式（１−２）

（式中、Ｒは上記と同義である。）
で表されるアシル化剤とを反応させる工程（１）と、
前記工程（１）で得られた式（２）

（式中、Ｒは上記と同義である。）
で示される化合物と、塩素化剤とを反応させる工程（２）と
を有することを特徴とする、２，３−ジクロロピリジンの製造方法。

［２］ Ｒが、炭素数１〜６のアルキル基である、［１］記載の製造方法。
［３］ 式（２）

（式中、Ｒは炭素数１〜１２のアルキル基又は炭素数６〜２０のアリール基を表す。）
で示される化合物と、塩素化剤とを反応させる工程
を有することを特徴とする、２，３−ジクロロピリジンの製造方法。

本発明によって、選択性に優れる２，３−ジクロロピリジンの新たな製造方法が提供される。

本発明の製造方法は、３−クロロピリジン−Ｎ−オキシドと、式（１−１）又は式（１−２）で表されるアシル化剤とを反応させる工程（１）と、前記工程（１）で得られた式（２）で示される化合物と、塩素化剤とを反応させる工程（２）とを有することを特徴とする、２，３−ジクロロピリジンの製造方法である。また、本発明の製造方法は、式（２）で示される化合物と、塩素化剤とを反応させる工程とを有することを特徴とする、２，３−ジクロロピリジンの製造方法である。以下、式（２）で示される化合物と、塩素化剤とを反応させる工程を、工程（２）と記す。以下に、それぞれの工程に分けて、本発明を詳述する。

＜工程（１）＞
工程（１）は、３−クロロピリジン−Ｎ−オキシドと、式（１−１）又は式（１−２）で表されるアシル化剤とを反応させて、式（２）で示される化合物を製造する工程である。

式（１−１）又は式（１−２）におけるＲは、炭素数１〜１２のアルキル基又は炭素数６〜２０のアリール基である。この炭素数１〜１２のアルキル基としては、例えば直鎖又は分枝鎖のアルキルが挙げられ、具体的にはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、sec-ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル等が挙げられる。好ましいアルキルとしては炭素数１〜６のアルキルが挙げられ、さらに好ましくは炭素数１〜３のアルキルが挙げられ、特に好ましくはメチルが挙げられる。炭素数６〜２０のアリール基としては、フェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル等が挙げられる。好ましいアリール基としてはフェニルが挙げられる。なお、アリールはハロゲン、アルキル等で置換されていても良い。

式（１−１）又は式（１−２）のアシル化剤の使用量としては、３−クロロピリジン−Ｎ−オキシド１モルに対して、１モル以上を用いることができ、好ましくは、１．２モル〜３モルが用いられる。アシル化剤が液体である場合は、溶媒を兼ねて多量に使用することもできる。

反応溶媒としては、反応に影響を与えない溶媒であればいずれでも使用することができる。例えば、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、ベンゼン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、クロロホルム、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒、エーテル、イソブチルメチルエーテル等のエーテル系溶媒、ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホン系溶媒等が挙げられる。アシル化剤が液体である場合は、それを溶媒とすることもできる。溶媒の量としては、３−クロロピリジン−Ｎ−オキシドに対して３〜１５重量倍の量が挙げられ、好ましくは５〜１０重量倍の量が挙げられる。

反応温度としては、例えば８０℃〜２００℃が挙げられ、好ましくは１２０℃〜１７０℃が挙げられる。反応の経過を確認して、反応を終了することができる。

反応が終了した後、反応液を濃縮して、そのまま次の工程に使用することができる。特に、酸無水物から副生する酸が揮発性である場合は、反応液を濃縮して、揮発性の酸を除去できるため、好ましい。また、反応液を水で洗浄して、有機溶媒で抽出することもできる。有機溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、ベンゼン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、クロロホルム、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒、酢酸エチル、酢酸プロピル等のエステル系溶媒、エーテル、イソブチルメチルエーテル等のエーテル系溶媒等が挙げられる。

本工程では、アシルオキシ基が６位よりも２位に選択的に導入される。この６位異性体の分離については、式（２）の化合物を精製して分離することができるが、続く工程（２）の後に精製することで分離することもできる。

＜工程（２）＞
工程（２）は、式（２）で示される化合物と塩素化剤とを反応させて、２，３−ジクロロピリジンを製造する工程である。

塩素化剤としては、五塩化リン、塩化チオニル、塩化ホスホリル、三塩化リン、塩化スルフリル、塩素等が挙げられる。好ましいものとしては塩化ホスホリル、三塩化リンが挙げられ、特に好ましいものとしては塩化ホスホリルが挙げられる。これら塩素化剤の使用量としては、例えば式（２）で示される化合物の重量に対して２倍〜１５倍の量が挙げられ、好ましくは４倍〜１０倍の量が挙げられる。

本製造方法において、溶媒を用いることもできる。溶媒としては、反応に影響を与えない溶媒であればいずれも使用しうるが、高沸点の溶媒が好ましい。具体的には、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ジメチルスルホキシド、スルホラン等のスルホン系溶媒等が挙げられ、好ましい例としてはジクロロベンゼン、スルホラン等が挙げられ、特に好ましいものとしてスルホランが挙げられる。溶媒の使用量としては、例えば、式（２）で示される化合物の重量に対して１倍〜１５倍の量、好ましくは３倍〜１２倍の量が挙げられる。スルホン系溶媒を用いる場合は、後の後処理の抽出効率を上げるために、スルホン系溶媒の使用量は少量に留めるほうが好ましい。

本製造方法の反応温度としては、例えば７０℃〜２００℃が挙げられ、好ましくは８０℃〜１６０℃が挙げられ、より好ましくは９０℃〜１３０℃が挙げられる。反応時間としては、反応の進行及び副生物の量を確認して適宜選択することができるが、例えば、２時間〜１５時間、好ましくは３時間〜１０時間で選択することができる。

上記の反応終了後、２，３−ジクロロピリジンを単離する方法としては、例えば、以下の方法を用いることができる。まず、過剰の塩素化剤を分解させるために、反応混合物をゆっくりと塩基性の水溶液に添加する。その後、水層から２，３−ジクロロピリジンを有機溶媒で抽出する。有機溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、ベンゼン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、クロロホルム、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒、酢酸エチル、酢酸プロピル等のエステル系溶媒、エーテル、イソブチルメチルエーテル等のエーテル系溶媒等が挙げられる。なお、反応液に存在する原料及びその他の副生物を分離するために、水層のｐＨ及び抽出有機溶媒の種類を適宜選択することもできる。常法に従い、乾燥、濃縮を行う。その後、２，３−ジクロロピリジンは、必要に応じて、蒸留することで精製することができる。また、塩酸塩等にして結晶化することで精製することもできる。

以下の各反応の実験において、一定量の反応液を高速液体クロマトグラムを用いて下記条件で測定し、その２，３−ジクロロピリジンの面百値を２，３−ジクロロピリジンの生成率として記載した。
［ＨＰＬＣ条件］
カラム：ＳＵＭＩＰＡＸ ＯＤＳ Ａ−２１２
流速： １．０ｍＬ／分
検出波長：ＵＶ ２５４ｎｍ
移動相：
Ａ液：アセトニトリル
Ｂ液：0.1％トリフルオロ酢酸／水
グラジエント条件：
0〜10分間：５％Ａ液／Ｂ液
10〜50分間：４５％Ａ液／Ｂ液までグラジエント
合成例 ３−クロロピリジン−Ｎ−オキサイドの合成

３−クロロピリジン３．００ｇ（２６ｍｍｏｌ）をクロロホルム６０ｇに加え、これに７５％ｍクロロ過安息香酸６．６９ｇ（２９ｍｍｏｌ）を加えた。これを室温で終夜攪拌した後に水６０ｍＬを加えで抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去した。得られた残渣をカラムクロマトグラフィーで精製することで標記化合物２．６ｇ（収率７６％）を得た。

実施例１

３−クロロピリジン−Ｎ−オキサイド２．００ｇ（１５ｍｍｏｌ）を無水酢酸２０ｇに加え、還流条件で３０時間加熱攪拌した。反応混合物を留去して、得られた残渣をカラムクロマトグラフィーで精製することで標記化合物１．１ｇ（収率４３％）を得た。副生成物として２−アセチルオキシ−５−クロロピリジン０．２ｇを得た。４−アセチルオキシ−５−クロロピリジンの生成は確認できなかった。

実施例２−１
高耐圧のガラス容器に２−アセチルオキシ−３−クロロピリジン５０ｍｇ、塩化ホスホリル５００ｍｇを加え、１００℃で６時間加熱・攪拌した。放冷後、蒸留水２．５ｍＬおよびアセトニトリル２．５ｍＬを加えて、その溶液を高速液体クロマトグラフィーにて分析することで２，３−ジクロロピリジンの生成率を確認した。
面百値：７３％。

実施例２−２〜２−３
高耐圧のガラス容器に２−アセチルオキシ−３−クロロピリジン５０ｍｇ、表１に示す塩素化剤を加え、実施例２−１と同様な操作により反応を行った。放冷後、実施例２−１と同様な操作により２，３−ジクロロピリジンの生成率を確認した。

結果を表１に記載する。

本発明によって、選択性に優れる２，３−ジクロロピリジンの新たな製造方法が提供される。

Claims (3)

1. ３−クロロピリジン−Ｎ−オキシドと、式（１−１）
   

   

   （式中、Ｒは炭素数１〜１２のアルキル基又は炭素数６〜２０のアリール基を表す。）
   又は式（１−２）
   

   

   （式中、Ｒは上記と同義である。）
   で表されるアシル化剤とを反応させる工程（１）と、
   前記工程（１）で得られた式（２）
   

   

   （式中、Ｒは上記と同義である。）
   で示される化合物と、塩素化剤とを反応させる工程（２）と
   を有することを特徴とする、２，３−ジクロロピリジンの製造方法。
2. Ｒが、炭素数１〜６のアルキル基である、請求項１記載の製造方法。
3. 式（２）
   

   

   （式中、Ｒは炭素数１〜１２のアルキル基又は炭素数６〜２０のアリール基を表す。）
   で示される化合物と、塩素化剤とを反応させる工程
   を有することを特徴とする、２，３−ジクロロピリジンの製造方法。