DE2626894A1 - Verfahren zur herstellung von 5-alkylpicolinsaeure - Google Patents

Verfahren zur herstellung von 5-alkylpicolinsaeure

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methylpyridine
alkyl
alkylpicolic
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Barry Dr Jackson
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Lonza AG
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description

PATENTANWÄLTE
dr. W. Schalk · dipl.-ing. P. Wirth · dipl.-ing. G. Dannenberg
DR. V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WEl N HOLD · DR. D. GUDEL
6 FRANKFURTAM MAIN CR.ESCHENHEIMER STRASSE S9
L.P. 1156
LONZA AG
Gampel/Wallis
(Geschäftsleitung: Basel) Schweiz
Verfahren zur Herstellung von 5-Alkylpicolinsäure.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 5-Alkylpicolinsäure aus 5-Alkyl-2-methylpyridin durch Umsetzung derselben mit H2O2 und anschließender Umlagerung des entstandenen N-Oxyds mit Essigsäureanhydrid und nachfolgender Oxydation,
Es sind Synthesemethoden zur Herstellung von 5-Alkylpicolinsäuren, ausgehend von 5-Alkyl-2-methylpyridin, bekannt. Nach Chem. Ber.9]5 (19βθ) S. 1848 wird 5-Butyl-2-methylpyridin mit SeO2 oxydiert. Die Ausbeute liegt bei etwa 50 %. Diese Methode ist für eine technische Durchführung praktisch unmöglich, da bei der Reaktion kolloidales Selen anfällt, das sehr giftig ist und das nur sehr schwer abgetrennt werden kann.
Gemäss HeIv. 40 (1957) S. 1016 wird ausgehend von 5-Butyl-2-propylpyridin entweder durch Kondensation mit Benzaldehyd in Acetanhydrid die Styrylverbindung hergestellt,, die mit
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Permanganat zum Keton und diese mit Bromlauge zur Fusarinsäure umgesetzt wird oder zunächst das 5-Butyl-2-propylpyridin in das N-Oxyd umgewandelt, welches mit Acetanhydrid in die Acetoxyverbindung übergeführt, diese mit Schwefelsäure in die 2-Propenylverbindung umgewandelt und letztere mit Kaliumpermanganat in Fusarinsäure übergeführt. Diese bekannten Synthesen sind wegen ihrer Umständlichkeit kaum geeignet, technisch angewendet werden zu können.
Es ist auch bekannt, 5-Alkyl-2-methylpyridin mit H2O2/Essigsäureanhydrid in die 2-Acetoxymethylverbindung überzuführen, letztere zur 2-Hydroxymethylverbindung zu hydrousieren und diese durch Oxydation mit KMnO^ in die entsprechende 5-Alkylpicolinsäure überzuführen (jap. Patent 7 420 183). Die Ausbeuten liegen bei nur 34 %.
Ziel der Erfindung ist ein einfaches, technisch durchführbares Verfahren zur Herstellung von 5-Alkylpicolinsäure, insbesondere Fusarinsäure. Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass man das als Zwischenprodukt entstehende 5-Alkyl-2-acetoxymethylpyridin mit konzentrierter Salpetersäure bei Rückfluss-Temperaturen zu der gewünschten Säure umsetzt.
Die Umsetzung des 5-Alkyl-2-methylpyridins mit H2O2 erfolgt nach bekannter Weise, insbesondere durch Behandeln des Ausgangspyridins mit zweckmässig 30 %-iger O-^i in Essigsäure. Das resultierende N-Oxyd wird anschliessend durch Behandeln mit Essigsäureanliydride zwecfcaässig bei Rückfluss-Tempera-
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türen durchgeführt.
Nach dem Verfahren der Erfindung können 5-Alkyl-2-methylpyridin, vorzugsweise solche mit 2 bis 6 C-Atomen im Alkylrest, in die entsprechenden Picolinsäuren übergeführt werden.
Diese Picolinsäuren, insbesondere die 5-Buty!picolinsäure (Fusarinsäure), stellen Welktoxine dar.
Beispiel 1
In einen 250 ml Rundkolben, ausgestattet mit Rührer und Rückflusskühler, wurden 48,3 g Essigsäure und 20 g 5-Butyl-2-methylpyridin eingebracht. Zu dieser Lösung wurde 19,7 g Wasserstoffperoxid langsam zugesetzt und die Temperatur während 8 Stunden auf 100 bis 1050C gebracht und diese Temperatur während 8 Stunden gehalten. Danach wurde die Reaktionsmischung auf 400C abgekühlt und 0,24 g MnC>2 zugesetzt. Diese Suspension wurde während einigen Stunden stehengelassen, filtriert und die Essigsäure und das Wasser unter Vakuum mit Hilfe einer Vigreux-Kolonne abdestilliert. Das rohe N-Oxid (etwa 32 g) wurde tropfenweise in vorerwärmtes Essigsäureanhydrid (20,1 ml) während 1'Stunde zudosiert. Die Temperatur wurde während 3 Stunden bei 1400C gehalten, anschliessend der Ueberschuss an Essigsäureanhydrid und Essigsäure unter Vakuum abdestilliert und das rohe 2-Acetoxymethyl-5-butylpyridin fraktioniert destilliert. Die Ausbeute betrug 22,1 g, d.h. 73,5%.
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127 g. einer 74%-igen HNO., wurden in einen 250 ml Rundkolben, ausgestattet mit einem Magnetrührer und einem Rückflusskolben und einem Einlass für Stickstoffperoxyd, eingebracht und auf 115 C erwärmt. Zu dieser Lösung wurden 15 g 2-Acetoxymethyl-5-butylpyridin tropfenweise während 10 Minuten zugesetzt. Während 30 Minuten sank die Temperatur auf 85 C unter starkem Rückfluss und diese Temperatur von 80 bis 85 C wurde 2 1/2 Stunden aufrechterhalten. Anschliessend wurde mit 140 ml destilliertem Wasser verdünnt, diese Lösung bei 60 C unter Vakuum eingeengt (bis auf etwa 50 ml), weiterhin 150 ml Wasser zugesetzt und mit 20%-iger NaOH der pH auf 3,5 eingestellt. Anschliessend wurde zur Trockene verdampft (unter Vakuum), mit 100 ml Methylenchlorid extrahiert. Der Extrakt wurde getrocknet, das Methylenchlorid abdestilliert, weiterhin mit einer Mischung von 64 ml Aethylacetat und 336 ml Petrolaether unter Rückfluss extrahiert, mit Aktivkohle behandelt und filtriert. Die heisse Lösung wurde abgekühlt. Dabei wurde 8,8 g Fusarinsäure mit einem Schmelzpunkt von 101 bis 102 C in einer Reinheit von 99,5 %, entsprechend einer Ausbeute von 71,7 %, erhalten. Der Kristallisationsrückstand enthält noch 1,8 g Fusarinsäure.
Beispiel 2
Wie in Beispiel 1 angegeben, wurde 2-Acetoxymethyl-5-aethylpyridin hergestellt, das anschliessend mit Salpetersäure umgesetzt wurde. Es wurde in einer Reinheit von 99,6 % die ent-
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sprechende 5-Aethylpicolinsäure in einer Ausbeute von 65,4 % isoliert. In der nach der Kristallisation vorhandenen Mutterlauge waren noch etwa 10 % der Picolinsäure vorhanden.
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Claims (2)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von 5-Alkylpicolinsäure aus 5-Alkyl-2-methylpyridin durch Umsetzung desselben mit Wasserstoffperoxyd und anschliessender Umlagerung des entstandenen N-Oxyds mit Essigsäureanhydrid, dadurch gekennzeichnet, daß man das als Zwischenprodukt entstehende 5-Alkyl-2-acetoxymethylpyridin mit konzentrierter Salpetersäure bei Rückflusstemperaturen zu der gewünschten Säure umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsverbindung 5-Butyl-2-methylpyridin verwendet wird.
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DE19762626894 1975-06-19 1976-06-16 Verfahren zur herstellung von 5-alkylpicolinsaeure Pending DE2626894A1 (de)

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