JPH03287576A

JPH03287576A - キノリン酸の製造法

Info

Publication number: JPH03287576A
Application number: JP8943990A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Furukawa; 喜朗古川; Keishirou Nagao; 惠四郎長尾
Original assignee: Daiso Co Ltd
Current assignee: Osaka Soda Co Ltd
Priority date: 1990-04-03
Filing date: 1990-04-03
Publication date: 1991-12-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、感圧色素、医薬、農薬等に有用な中間体であ
るキノリン＃１．（別名２．３−ピリジンジカルボン酸
〉の新規の製造法に関するものである。

（従来の技術）キノリン酸の一般的合戒法としては、キノリン若しくは
そのベンゼン環部位を活性化した８−ヒドロキシキノリ
ン誘導体を酸化して得る方法がある。しかしながらこれ
までの合成法には種々の問題があった。

例えばキノリンをアルカリ媒体中過マンガン酸カリウム
で酸化する方法（Ｂｅｒ、Ｄｔｓｃｈ、Ｃｈｅｍ、Ｇｅ
ｓ、　。

土！、７４７　（１８７９））は、反応条件が厳しく、
選択性が非常に低く、多量の副生成物が生じるという欠
点がある。

キノリンを銅イオン存在下過酸化水素で酸化する方法（
Ｃｈｅ＋ｍ、Ｂｅｒ、、　６５　、１１　　（１９３２
））は、操作が極めて困難な上過剰の酸化剤を用いるに
も拘わらず収率が十分でない。

キノリンをルテニウム化合物存在下塩基性水媒体中次亜
塩素酸塩で酸化する方法（特開昭６０−８４２７０及び
特開昭６ｌ−２１２５６３）では工業的に人手容易な次
亜塩素酸ナトリウムを用いるが、その濃度５〜１５％と
希薄なことから、収量当りの反応容積が大きくなるとい
う欠点がある。

キノリンをバナジウムイオン等の陽イオンの存在下酸性
水媒体中過酸化水素で予備酸化した後塩素酸塩又は亜塩
素酸塩で酸化する方法（特開昭６Ｏ−１５６６７３）は
、反応の温度制御が極めて難しい上に、二段階の酸化が
必要で操作が面倒である。

キノリンを酸性水媒体中塩素酸塩で酸化する方法（特開
昭６２−２０９０６３）は銅イオンの非存在下では収率
が低く、工業的に価値ある収率を得るためには、銅イオ
ン存在下で行わなければならない、従って、キノリン酸
は銅塩の形で得られるため、銅塩の分解工程が必要とな
る。

８−ヒドロキシキノリン誘導体を酸化する方法としては
、８−ヒドロキシキノリンを硝酸で酸化する方法（Ｃｈ
ｅｓ、Ｂｅｒ、、　８０．５０５　（１９４７））。

８−ヒドロキシキノリンをバナジウムイオン存在下酸性
水媒体中塩素酸イオンで酸化する方法（特開昭５８−１
０５９６４）、８−ヒドロキシキノリン−５−スルホン
酸をバナジウムイオン存在下、亜塩素酸ナトリウムで酸
化する方法（***特許９４５１４７）、８−ヒドロキシ
キノリンを塩基性水媒体中で過酸化水素を用いて酸化す
る方法（特開昭６３−１１９４６６）、８−ヒドロキシ
キノリンを塩基性水媒体中で過酸化水素で予備酸化した
後、ｐＨ調整後次亜塩素酸塩で酸化する方法（特開平１
−２６８６７７）等が挙げられる。しかしながら、これ
らは原料の入手が容易でない上に高価であるため工業的
に価値ある方法とはいえない。

（発明が解決しようとする課！す本発明者らは、上記の欠点を改善するため、安価で容易
に入手できる出発物質から温和な条件下、高収率にキノ
リン酸を製造する目的で鋭意検討した。その結果、酸性
水媒体中でキラリンにメタノールと塩素酸塩とを添加し
て、反応系中で発生する二酸化塩素を真の酸化剤として
作用させることによってベンゼン環部位を活性化せずと
もキノリン酸が選択性よく得られることを見出し、本発
明ルと塩素酸塩とを添加して該キノリンを酸化すること
を特徴とするキノリン酸の製造法である。

また本発明は、ルテニウム化合物存在下で該酸化反応を
行う方法である。

酸化剤として塩素酸イオンを用いる方法としては、既に
キノリンを酸性水媒体中、塩素酸イオンで酸化する方法
（特開昭６２−２０９０６３号公報参照、）が開示され
ているが、本発明はメタノールと塩素酸塩とを用いるこ
とにより、反応式（１）％式％に従って反応系内に発生した二酸化塩素が酸化剤として
作用するので、塩素酸イオンを単独で用いた場合より高
い選択性が得られるものと考えられる。

本発明に用いる塩素酸イオンの供給源としては、通常の
水溶性塩素酸金属塩類を使用することができる。金属塩
の種類には何等制限されないが、−般にリチウム、カリ
ウム、ナトリウム等のアルカリ金属塩、特に工業的に安
価に入手できる塩素酸ナトリウムが適している。

塩素酸塩の使用量は、キノリン１モルに対して３〜１０
モル、好ましくは４〜７モルである。３モル未満では反
応の転化率が低く大量の未反応キノリンが回収される。

逆に１０モルを超えると、二酸化塩素の発生が激しくな
り、塩素酸塩が無為に消費されるだけであり、増量に見
合うだけの収２率向上は見られない。

メタノールの使用量は、好ましくは塩素酸塩の使用量の
０．１５〜０．３５倍モル、より好ましくは０．２〜０
．３倍モルである。０．１５倍モル未満では二酸化塩素
の発生量が少なくてメタノールを添加する効果が小さく
、また０、３５倍モルを超える量を添加するとべ応式（
２）％式％に従って塩素の発生量が次第に多くなり、転化率。

選択性がいずれも減少し副生酸物が多くなってくるので
好ましくない。

尚塩素酸塩の水溶液とメタノールを混合しても特に反応
は起らないので、キノリンの酸性水媒体中に予め塩素酸
塩の水溶液とメタノールとを混合した液を添加するか、
キノリンの酸性水媒体中に塩素酸塩の水溶液とメタノー
ルを同時に別々に添加するかのいずれの方法も適用可能
である。

また、反応系外で発生させた二酸化塩素を系内に導入す
る方法でも反応は進行するものの、二酸化塩素の反応液
中への吸収速度が遅い（特に５０℃以上の反応液の場合
、）ので、本発明の方法より転化率が小さくなり好まし
くない。

本発明の酸性水媒体に用いる酸としては、硝酸。

燐酸、特に硫酸のような鉱酸が適している。但し、塩酸
は塩素酸塩と反応して塩素を生じるので好ましくない。

酸の使用量はキノリン１モルに対して３〜１０の酸当量
、好ましくは５〜７の酸当量である。また酸性水媒体の
酸濃度は３〜１３規定が好ましい。これらの範囲外では
反応率が低下する。

本発明の反応は、好ましくは４０℃から反応液の還流温
度まで、より好ましくは５０℃から８０℃までの温度範
囲で行われる。４０℃未満では反応速度が非常に遅くな
り実用的でなく、また選択性も殆んど向上しない。一方
温度を上げるに従って反応速度は速くなり、二酸化塩素
の発生速度も速くなるものの二酸化塩素の過剰分の溶解
度が低下するので、転化率は徐々に下ってくる。従って
前記の反応温度範囲が好ましい。本発明の反応は、特に
加圧又は減圧で行う必要はない。

本発明は触媒なしでも十分高い収率で反応することがで
きるが、ルテニウム化合物を存在させるのが望ましい、
ルテニウム化合物の存在により、反応の転化率を向上さ
せることができ、１バフチ当りの収量が更に向上する。

本発明に触媒として用いるルテニウム化合物の例として
は、四酸化ルテニウム、三塩化ルテニウム、二酸化ルテ
ニウムを挙げることができる。ルテニウム化合物の使用
量はキノリン１モルに対して１０４〜１０４モル、好ま
しくは１０−４〜１Ｏ−３モルである。１０−’モル未
満では触媒添加の効果が小さい、１０−”モルを超える
使用量は勿論−層早い反応速度が得られるが、コスト面
で問題となる。

本発明の更に有利な点は、反応副生成物が非常に少ない
ので、反応終了時にキノリン酸の結晶が比較的高い純度
で反応液より晶出し、必要に応じて溶媒による洗浄、再
結晶等の通常の精製手段により高純度にできる点である
。これは塩素酸塩を用いる従来技術（特開昭６０−１５
６６７３．特開昭６２−２０９０６３号公報参照。）と
大きく異なる点である。

（発明の効果）本発明は次の如き特徴を有するものである。

（１）原料には安価で入手容易なキノリンを用いること
ができる。ヘンゼン核に特定の活性基を予め導入する必
要がない。

（２）本発明では、キノリンにメタノールと塩素酸塩と
を添加することにより反応系内に生成する二酸化塩素が
酸化剤として作用するので、簡単な操作で短時間に添加
することができる。

（３）塩素酸イオンを単独で用いた場合に比べて本発明
の反応の選択性は非常に高く副生ｒｌｉ物が少ない。

（４）本発明の反応は、急激な発熱反応が起らず、温度
制御が極めて容易である。

（５）　　ルテニウム化合物を用いる場合もその使用量
は極微量で有効である。

このように本発明は工業的製法として極めて有利な方法
ということができる。

（実施例）以下本発明を更に具体的に実施例で詳細に説明する。な
お、例中濃度％はいずれも重量基準である。

実施例１キノリン１６．３ｇ（１２６ミリモル）、濃硫酸３８、
６　ｇ及び水１２５ｍｌを含む溶液を５０℃に加温し、
゛これにメタノール５．１ｇ（１６０ミリモル）と４４
％塩素酸ナトリウム水溶液１５５ｇ（６４０ｚリモル）
の混合液を滴下し、同温度で３時間撹拌した０次に、徐
々に温度を上げ３時間還流させた。

室温まで放冷後２０％水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ１
１に調整し、遊離した未反応キノリンを四塩化炭素で抽
出単離した。水層中のキノリン酸は液体クロマトグラフ
（カラムはハミルトン社製ｒＰＲＰ−１カラム」を使用
、）により定量し、転化率（％）及び選択率（％）は夫
々次式に拠り求めた。

その結果回収キノリンは６．３ｇ（転化率６１．３％〉
、生成したキノリン酸は１１．６ｇ（選択率８９．６％
）であった。

実施例２キノリン１６．２ｇ（１２５′Ｓリモル）、Ｉｉｉ酸３
８、６　ｇ及び水１２５ｍｌを含む溶液に４．６×１Ｏ
−３モル／ｌ三塩化ルテニウム水溶液１．３　ｍ　Ｊ（
０，０６０１リモル）を添加し、撹拌しながら５０℃に
加温した。これにメタノール５．０ｇ〈１５５ξリモル
〉と４４％塩素酸ナトリウム水溶液１５０ｇ　（６２０
ξリモル）の混合液を滴下し、同温度で３時間撹拌した
０次に、徐々に温度を上げ３時間還流させた。室温まで
放冷後実施例１と同様に処理した結果、１回収キノリン
は２．７２ｇ（転化率８３．２％〉、生成したキノリン
酸は１６．１ｇ（選択率９２．２％）であった。

比較例１キノリン１６．８ｇ（１３０ミリモル）、濃硫酸３８、
６　ｇ及び水１２５ｍｊを含む溶液を５０℃に加温し４
４％塩素酸ナトリウム水溶液１５０ｇ（６２０ξリモル
）を滴下し、同温度で３時間撹拌した０次に徐々に温度
を上げ３時間還流させた。

室温まで放冷後実施例１と同様に処理した結果、回収キ
ノリンは４．０ｇ＜転化率７６％）、生成したキノリン
酸は９ｇ（選択率４８％）であった。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸性水媒体中でキノリンにメタノールと塩素酸塩
とを添加して該キノリンを酸化することを特徴とするキ
ノリン酸の製造法。
（２）ルテニウム化合物存在下で行う請求項１記載のキ
ノリン酸の製造法。