JP2823414B2 - 2−クロロ−メチルピリジン類の側鎖塩素化法 - Google Patents

2−クロロ−メチルピリジン類の側鎖塩素化法

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    • C07D213/61Halogen atoms or nitro radicals

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、医薬および農薬の製造
中間体、特に抗消化性潰瘍剤および殺虫剤の製造原料と
して有用な2−クロロ−モノクロロメチルピリジン類、
2−クロロ−ジクロロメチルピリジン類および2−クロ
ロ−トリクロロメチルピリジン類の製造方法に関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】メチルピリジン類の側鎖
メチル基を塩素により塩素化する場合、ピリジン核の窒
素原子が塩基性を示すため、塩素化の際に生成した塩化
水素がメチルピリジン類と反応して塩酸塩を生成する。
その塩基性強度は、側鎖メチル基が高次塩素化されるに
つれ、側鎖メチル基の電子吸引性が増大し、弱くなる。
従って、塩酸塩は、塩基性強度の一番強い原料から優先
的に生成し、固体となって析出する。析出した塩酸塩
は、塩素との反応性が著しく低下することから反応液組
成バランスも変化し、一般の逐次塩素化反応とはなら
ず、目的のモノクロロメチルピリジン類、ジクロロメチ
ルピリジン類あるいはトリクロロメチルピリジン類を有
利に生成することが困難となる。かかる塩酸塩の生成を
防止する手段として、不活性溶媒の存在下、炭酸ナトリ
ウムのような塩化水素受容体を共存させて反応させる方
法[Angew.Chem.Internat.Edi
t.,144,2(1963);ドイツ特許3,63
0,046号]、およびこの改良法としてさらに水を添
加する方法[特開昭49−127977]が知られてい
る。
【0003】しかし、これらの方法を式(I)で示され
る2−クロロ−メチルピリジン類の塩素化に適用した場
合、添加した水および/または生成した塩化水素と塩化
水素受容体との中和により副生した水が存在すると反応
が失活してしまい、満足のいく成績が得られないことが
判明した。特に最初から水が存在する場合および/また
は反応系が大きくなるにつれ、この傾向は著しくなる。
反応が失活する原因としては、塩化水素受容体が水に溶
解し、塩素と直接反応して塩素ラジカルの発生を阻害し
ているものと考えられる。
【0004】また、これらの方法は炭酸ナトリウムのよ
うな固体の塩化水素受容体を添加するため、系がスラリ
ーとなり、スラリー濃度調整のため、四塩化炭素などの
不活性溶媒を必要とする。特に四塩化炭素などの含ハロ
ゲン炭化水素溶媒は、環境上の問題からも今後使用が制
限され、経済的にも不利である。
【0005】このように従来の製造方法は、反応のコン
トロールが困難であるなどの点から必ずしも工業的に有
利ではない。
【0006】
【問題点を解決するための手段】本発明は、以上のよう
な欠点を持たない工業的に適した2−クロロ−メチルピ
リジン類の側鎖塩素化法を提供するものである。
【0007】本発明者らは、前述のような問題点に鑑
み、2−クロロ−メチルピリジン類の側鎖塩素化を工業
的に有利に行なえる方法を鋭意検討した結果、次式
(I)
【0008】
【化2】
【0009】で示される2−クロロ−メチルピリジン類
の側鎖メチル基を塩素により塩素化する際、意外にも水
の存在下でも反応が進行し、副生する塩化水素および/
または副生する塩化水素と2−クロロ−メチルピリジン
類との反応により生成する2−クロロ−メチルピリジン
類の塩酸塩をアルカリ水溶液を添加し、中和しつつ反応
させることにより、反応が失活することなく、一般の逐
次塩素化反応のように良好に反応が進行して、容易に目
的の2−クロロ−モノクロロメチルピリジン、2−クロ
ロ−ジクロロメチルピリジン類あるいは2−クロロ−ト
リクロロメチルピリジン類を高収率、高選択率で製造す
ることができることを見出し、本発明に到達した。
【0010】すなわち本発明は、次式(I)
【0011】
【化3】
【0012】で示される2−クロロ−メチルピリジン類
の側鎖メチル基を塩素により塩素化する際、副生する塩
化水素および/または生成する2−クロロ−メチルピリ
ジン類の塩酸塩をアルカリ水溶液で中和しつつ、かつ、
反応系内のpHを0.5以上3以下に制御しつつ反応さ
せることを特徴とする2−クロロ−メチルピリジン類の
側鎖塩素化法である。
【0013】本発明は、2−クロロ−メチルピリジン類
一般の塩素化反応に適用される。すなわち、本発明を適
用できる2−クロロ−メチルピリジン類は、2−クロロ
−3−メチルピリジン、2−クロロ−4−メチルピリジ
ン、2−クロロ−5−メチルピリジン、および2−クロ
ロ−6−メチルピリジンである。
【0014】反応は、塩化水素受容体の存在下、塩素を
吹き込むことにより行なう。本反応は、ラジカル反応で
あるので、塩素ラジカルを発生させることにより行な
う。塩素ラジカルは、たとえば、ラジカル開始剤を添加
することにより発生させることができる。ラジカル開始
剤としては、脂肪族アゾ化合物、過酸化物、たとえば
2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、
ベンゾイルペルオキシド(BPO)などを用いることが
でき、その使用量はラジカル(塩素ラジカル)発生を充
分促す量であればよく、特に限定はないが、通常、基質
に対して0.01〜10%、より好ましくは0.1〜5
%である。また、ラジカル開始剤は、反応前および/ま
たは反応中に連続もしくは逐次添加することができる。
【0015】また、塩素ラジカルを発生させる方法とし
て、紫外線を照射する方法が考えられる。ところで、塩
素化の際、副生する塩化水素は2−クロロ−メチルピリ
ジン類と反応して塩酸塩を生成することは既に述べた通
りである。そこで、アルカリ水溶液を添加し、副生する
塩化水素および/または2−クロロ−メチルピリジン類
の塩酸塩を中和し、2−クロロ−メチルピリジン類をフ
リー体に戻して反応を行なう。このとき、水は2−クロ
ロ−メチルピリジン類に溶解せず、2層となるが反応に
は何ら問題はない。また、アルカリ水溶液を添加する
際、反応系内のpHを0.5以上3以下、好ましくは
0.8以上2.5以下に制御することが一般の逐次塩素
化反応と同等に行なうためには重要である。何故ならp
H0.5以下の場合は、原料である2−クロロ−メチル
ピリジン類が多量に塩酸塩を形成し、水に溶解もしくは
固体となって析出し、反応にあずからなくなり、有機層
中の反応液組成バランスが著しく変化する。また、pH
3以上の場合は、系中の元素状塩素がイオン性を帯びて
塩素ラジカルの発生が阻害され、反応が失活するからで
ある。ただし、pH3以下に戻せば容易に復活し、反応
は再開する。
【0016】用いるアルカリ水溶液としては、アルカリ
またはアルカリ土類金属の炭酸塩あるいは重炭酸塩の水
溶液もしくはこれらの水酸化物の水溶液が有効である。
アルカリ水溶液の濃度は、特に制限はなく、飽和水溶液
まで用いることができる。従って、水への飽和溶解度の
高いアルカリを選択することが系のボリュームを小さく
するためにも有効である。中和後、塩化アルカリまたは
アルカリ土類金属塩が析出することがあるが反応には何
等問題はなく、アルカリ水溶液の濃度を適当に調整する
か、系に水を添加することで析出を防止することができ
る。
【0017】アルカリ水溶液の添加は、反応系内のpH
を0.5以上3以下、好ましくは0.8以上2.5以下
に制御できればいかなる添加方法をとることもできる。
たとえば、連続滴下または断続逐次滴下が挙げられる。
【0018】反応溶媒は、一般の塩素化反応によく用い
られる塩素化に対して不活性な溶媒、たとえば四塩化炭
素などのハロゲン化炭化水素やo−ジクロロベンゼンな
どを用いることができるが、前述のように水を添加して
2層系での反応が可能であることから有機溶媒の添加は
特に必要ない。
【0019】また、反応温度は用いるラジカル開始剤の
性質にもよるが、一般に50℃〜還流温度、好ましくは
60〜90℃が望ましい。本発明は、2−クロロ−メチ
ルピリジン類の塩素化反応に適用されるが、水への溶解
度が低く、電子吸引性基などの置換により、メチルピリ
ジン核窒素原子の塩基性度が適度に低下し、塩素との錯
体形成能の弱い一般のメチルピリジン類にも適用される
ことは言うまでもない。
【0020】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 実施例12−クロロ−4−メチルピリジンの側鎖塩素化
【0021】
【化4】
【0022】(式中、nは1、2または3である。) 反応器に2−クロロ−4−メチルピリジン100g(7
84.3mmol)および水100.0gを加え、攪拌
しながら内温を65℃とし、2,2’−アゾビスイソブ
チロニトリル(AIBN)1.0gを添加した。AIB
Nを添加して10分後に塩素を9.6g/hrの速度で
吹き込んだところ、塩素吹き込みを開始して15分後に
誘導期が発生した。内温を65〜67℃に保ち、反応を
続けた。塩素吹き込み開始後、30分後から25%炭酸
カリウム水溶液を定量ポンプにより、32.2g/hr
の速度にて連続的に滴下した。この間、系内のpHは1
〜2であった。さらに、塩素吹き込みを開始した後、1
時間毎にAIBN1.0gを追加し、6.5時間反応を
続けた。
【0023】反応終了後、室温まで冷却した後、25%
炭酸カリウム水溶液87.5gを滴下し、系内をアルカ
リ性とし、酢酸エチルにて抽出した。次に無水硫酸マグ
ネシウムで乾燥後、減圧下で溶媒である酢酸エチルを留
去し、淡黄色オイルを回収した。この回収有機物をガス
クロマトグラフィーで分析したところ、未反応原料の2
−クロロ−4−メチルピリジン19.2%、2−クロロ
−4−モノクロロメチルピリジン62.5%、2−クロ
ロ−4−ジクロロメチルピリジン16.5%、2−クロ
ロ−4−トリクロロメチルピリジン0.4%であった。
【0024】実施例22−クロロ−6−メチルピリジンの側鎖塩素化
【0025】
【化5】
【0026】(式中、nは1、2または3である。) 反応器に2−クロロ−6−メチルピリジン10.0g
(78.4mmol)および水10.0gを加え、攪拌
しながら内温を65℃とし、2,2’−アゾビスイソブ
チロニトリル(AIBN)0.1gを添加した。AIB
Nを添加して10分後に塩素を1.3g/hrの速度で
吹き込んだところ、塩素吹き込みを開始して10分後に
誘導期が発生した。内温を67〜70℃に保ち、反応を
続けた。塩素吹き込みを開始して45分後に25%炭酸
カリウム水溶液2.16g(3.91mmol)を滴下
し、さらに30分毎に25%炭酸カリウム水溶液2.1
6g(3.91mmol)を断続的に滴下した。さら
に、塩素吹き込みを開始した後、3時間後にAIBN
0.1gを追加し、5時間反応を続けた。
【0027】反応終了後、室温まで冷却した後、25%
炭酸カリウム水溶液6.48gを滴下し、系内をアルカ
リ性とし、酢酸エチルにて抽出した。次に無水硫酸マグ
ネシウムで乾燥後、減圧下で溶媒である酢酸エチルを留
去し、淡黄色オイルを回収した。この回収有機物をガス
クロマトグラフィーで分析したところ、未反応原料の2
−クロロ−6−メチルピリジン20.0%、2−クロロ
−6−モノクロロメチルピリジン60.6%、2−クロ
ロ−6−ジクロロメチルピリジン16.0%、2−クロ
ロ−4−トリクロロメチルピリジン0.3%であった。
【0028】実施例3〜5 表1に示す2−クロロ−メチルピリジンを用いて実施例
2と同様の操作を行ない、ガスクロマトグラフィーで分
析し、表1の結果を得た。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】本発明の方法は、従来法のように反応が
途中で失活することなく、一般の逐次塩素化反応のよう
に良好に反応が進行して、容易に目的の2−クロロ−モ
ノクロロメチルピリジン類、2−クロロ−ジクロロメチ
ルピリジン類あるいは2−クロロ−トリクロロメチルピ
リジン類を高収率、高選択率で製造することができる。
フロントページの続き (72)発明者 西原 勝也 山口県宇部市大字沖宇部5253番地 セン トラル硝子株式会社 宇部工場内 (72)発明者 川村 伸也 山口県宇部市大字沖宇部5253番地 セン トラル硝子株式会社 宇部工場内 (56)参考文献 特開 昭63−68565(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07D 213/61

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】次式(I) 【化1】 で示される2−クロロ−メチルピリジン類の側鎖メチル
    基を塩素により塩素化する際、副生する塩化水素および
    /または生成する2−クロロ−メチルピリジン類の塩酸
    塩をアルカリ水溶液で中和しつつ、かつ、反応系内のp
    Hを0.5以上3以下に制御しつつ反応させることを特
    徴とする2−クロロ−メチルピリジン類の側鎖塩素化
    法。
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