JPH082880B2 - Process for producing pyridine-2,3-dicarboxylic acid derivative - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ピリジン−2,3−ジカルボン酸エステル類
の製法に関する。本発明の方法で得られるピリジン−2,
3−ジカルボン酸エステル類は、除草剤２−（２−イミ
ダゾリン−２−イル）ニコチン酸、エステル及び塩の中
間体として有用な物質である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing pyridine-2,3-dicarboxylic acid esters. Pyridine-2 obtained by the method of the present invention,
The 3-dicarboxylic acid esters are useful substances as intermediates for the herbicide 2- (2-imidazolin-2-yl) nicotinic acid, esters and salts.

（従来技術及び問題点） ピリジン−2,3−ジカルボン酸類の製法としては、例
えば、オキザロ酢酸エステル［式（IV）でＸ＝Ｈ］を式
（IV） （式中、R₁、R₂はアルキル基、Ｘはハロゲン原子を示
す。）で表されるα−ハロ−オキザロ酢酸エステルに変
換した後、最低２モル当量のアンモニウム塩の存在下、
式（II） （式中、R₃はアルキル基、R₄は水素またはアルキル基、
R₅はアルキル基を示す。）で表されるα，β−不飽和ア
ルデヒドまたはケトンと反応させる方法が提唱されてい
る（特開昭62−106081）。しかしながらこの方法では、
オキザロ酢酸エステルを式（IV）で表されるα−ハロ−
体に変換する工程が必要であり、又、この収率も低いと
いった問題があった。このように、これまでピリジン−
2,3−ジカルボン酸類を、容易に入手できる出発原料か
ら簡単な態様で製造することを可能にするような方法は
まだ提案されていない。(Prior Art and Problems) As a method for producing pyridine-2,3-dicarboxylic acids, for example, oxaloacetate [X = H in formula (IV)] is represented by formula (IV) (In the formula, R ₁ and R ₂ are alkyl groups, and X is a halogen atom.) After conversion into α-halo-oxaloacetic acid ester, in the presence of at least 2 molar equivalents of ammonium salt,
Formula (II) (In the formula, R ₃ is an alkyl group, R ₄ is hydrogen or an alkyl group,
R ₅ represents an alkyl group. The method of reacting with an α, β-unsaturated aldehyde or ketone represented by (4) has been proposed (JP-A-62-106081). However, with this method,
The oxaloacetate is represented by the formula (IV) α-halo-
There is a problem that a step of converting into a body is required and the yield is low. Thus, until now pyridine-
No method has yet been proposed which allows the 2,3-dicarboxylic acids to be prepared in a simple manner from readily available starting materials.

（発明の目的） 従って、本発明の目的は、入手の容易なオキザロ酢酸
エステル金属塩から、α−ハロ誘導体等を経由すること
なく、直接ピリジン−2,3−ジカルボン酸エステル類を
製造する方法を提供することにある。この様な目的は下
記の本発明によって達成される。(Object of the invention) Therefore, an object of the present invention is a method for directly producing pyridine-2,3-dicarboxylic acid esters from readily available metal salts of oxaloacetates without passing through α-halo derivatives and the like. To provide. Such an object is achieved by the present invention described below.

（本発明の構成） 即ち、本発明は、式（Ｉ） （式中、R₁、R₂はアルキル基、Ｍはアルカリ金属を示
す。）で表されるオキザロ酢酸エステルの金属塩をアン
モニウム塩或いはアンモニアの存在下、式（II） （式中、R₃からR₅は水素またはアルキル基を示す。）で
表されるα，β−不飽和アルデヒドまたはケトンと反応
させることを特徴とする式（III） （式中R₁、R₂、R₃、R₄及びR₅は、式（Ｉ）及び（II）で
規定したものと同様である）で表されるピリジン−2,3
−ジカルボン酸エステル類の製法に関するものである。(Structure of the present invention) That is, the present invention is represented by the formula (I) (Wherein R ₁ and R ₂ are alkyl groups, M is an alkali metal), and the metal salt of oxaloacetate represented by the formula (II) (Wherein R ₃ to R ₅ represent hydrogen or an alkyl group), and is reacted with an α, β-unsaturated aldehyde or ketone represented by the formula (III) (Wherein R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ and R ₅ are the same as defined in formulas (I) and (II)) Pyridine-2,3
-It relates to a method for producing dicarboxylic acid esters.

以下本発明の具体的構成について詳細に説明する。 The specific constitution of the present invention will be described in detail below.

式（Ｉ） （式中、R₁、R₂はアルキル基を示す。）で表されるオキ
ザロ酢酸エステル金属塩において、R₁、R₂は炭素数１か
ら５のアルキル基又は、炭素数７から９のアルキル基で
あり、入手の容易な点ではメチル又はエチル基が、水添
で対応する酸に変換できる点ではベンジル基が好まし
い。又、アルカリ金属としてはナトリウム、カリウム等
であるが、容易に入手可能なナトリウム塩を用いるのが
好ましい。例えば、オキザロ酢酸ジメチルエステルナト
リウム塩、オキザロ酢酸ジエチルエステルナトリウム
塩、オキザロ酢酸メチルエチルエステルナトリウム塩、
オキザロ酢酸ジオクチルエステルナトリウム塩、オキザ
ロ酢酸ジベンジルエステルナトリウム塩等が挙げられ
る。Formula (I) In the metal salt of oxaloacetate represented by the formula (wherein R ₁ and R ₂ represent an alkyl group), R ₁ and R ₂ are an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl group having 7 to 9 carbon atoms. It is a group, and a methyl or ethyl group is preferable because it is easily available, and a benzyl group is preferable because it can be converted into a corresponding acid by hydrogenation. The alkali metal is sodium, potassium or the like, but it is preferable to use a readily available sodium salt. For example, oxaloacetic acid dimethyl ester sodium salt, oxaloacetic acid diethyl ester sodium salt, oxaloacetic acid methyl ethyl ester sodium salt,
Examples thereof include oxaloacetic acid dioctyl ester sodium salt and oxaloacetic acid dibenzyl ester sodium salt.

式（II） で表されるα，β−不飽和アルデヒドまたはケトンにお
いて、R₃は、メチル基、エチル基等の炭素数１から５の
アルキル基または水素を意味する。R₄及びR₅は水素原子
又はメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基等の炭素数１
から５のアルキル基を意味し、好ましくは水素原子であ
る。例えば、アクロレイン、エチルアクロレイン、メチ
ルビニルケトン等を挙げることができる。エチルアクロ
レイン（式（II）においてR₃はエチル基、R₄は水素、R₅
は水素であるα，β−不飽和アルデヒド）はｎ−ブチル
アルデヒドとホルマリンから特開昭55−87735の方法に
より容易に製造できる。Formula (II) In the α, β-unsaturated aldehyde or ketone represented by, R ₃ represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group, or hydrogen. R ₄ and R ₅ are hydrogen atoms or have 1 carbon atom such as methyl group, ethyl group and n-propyl group.
To 5 alkyl groups, preferably a hydrogen atom. For example, acrolein, ethyl acrolein, methyl vinyl ketone, etc. can be mentioned. Ethyl acrolein (in the formula (II), R ₃ is an ethyl group, R ₄ is hydrogen, R ₅
.Alpha.,. Beta.-unsaturated aldehyde, which is hydrogen, can be easily produced from n-butyraldehyde and formalin by the method of JP-A-55-87735.

上記式（Ｉ）及び式（II）の化合物を溶媒中、アンモ
ニウム塩或いはアンモニアの存在下、室温又は溶媒の沸
点までの温度範囲で反応［反応式（Ａ）］させることに
より式（III） （式中R₁、R₂、R₃、R₄及びR₅は、式（Ｉ）及び（II）で
規定したものと同様である）で表されるピリジン−2,3
−ジカルボン酸エステル類を製造することができる。本
発明の方法では、中間体であるジヒドロピリジン（Ｖ）
が反応系中で容易に脱水素されピリジン−2,3−ジカル
ボン酸エステル類（III）（例えば、ピリジン−2,3−ジ
カルボン酸ジメチルエステル、ピリジン−2,3−ジカル
ボン酸ジエチルエステル、ピリジン−2,3−ジカルボン
酸メチルエチルエステル、ピリジン−2,3−ジカルボン
酸ジベンジルエステル、５−エチルピリジン−2,3−ジ
カルボン酸ジメチルエステル、５−エチルピリジン−2,
3−ジカルボン酸ジエチルエステル、５−エチルピリジ
ン−2,3−ジカルボン酸メチルエチルエステル、５−エ
チルピリジン−2,3−ジカルボン酸ジベンジルエステ
ル、６−メチルピリジン−2,3−ジカルボン酸ジメチル
エステル、６−メチルピリジン−2,3−ジカルボン酸ジ
エチルエステル、６−メチルピリジン−2,3−ジカルボ
ン酸メチルエチルエステル、６−メチルピリジン−2,3
−ジカルボン酸ジベンジルエステル等）が生成するのが
特徴である。The compounds of the above formulas (I) and (II) are reacted in the presence of an ammonium salt or ammonia in a solvent at room temperature or in the temperature range up to the boiling point of the solvent [reaction formula (A)] to give the formula (III). (Wherein R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ and R ₅ are the same as defined in formulas (I) and (II)) Pyridine-2,3
-Dicarboxylic acid esters can be produced. In the method of the present invention, the intermediate dihydropyridine (V) is used.
Is easily dehydrogenated in the reaction system to give pyridine-2,3-dicarboxylic acid esters (III) (for example, pyridine-2,3-dicarboxylic acid dimethyl ester, pyridine-2,3-dicarboxylic acid diethyl ester, pyridine- 2,3-dicarboxylic acid methyl ethyl ester, pyridine-2,3-dicarboxylic acid dibenzyl ester, 5-ethylpyridine-2,3-dicarboxylic acid dimethyl ester, 5-ethylpyridine-2,
3-dicarboxylic acid diethyl ester, 5-ethylpyridine-2,3-dicarboxylic acid methyl ethyl ester, 5-ethylpyridine-2,3-dicarboxylic acid dibenzyl ester, 6-methylpyridine-2,3-dicarboxylic acid dimethyl ester , 6-methylpyridine-2,3-dicarboxylic acid diethyl ester, 6-methylpyridine-2,3-dicarboxylic acid methyl ethyl ester, 6-methylpyridine-2,3
-Dicarboxylic acid dibenzyl ester, etc.) is produced.

本発明の方法に用いる溶媒としては、水又はアルコー
ル、炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、
エーテル、有機酸、エステル、及びアセトニトリルなど
の非プロトン性有機溶媒であるが、後処理及び経済性か
ら水又はアルコールが好ましい。アンモニウム塩或いは
アンモニアの添加量は理論上等モル必要であるが、化合
物（III）の収率上、（Ｉ）に対して等モルから３倍モ
ル使用することができる。アンモニウム塩としては、塩
化アンモニウム等の無機塩またはスルファミン酸アンモ
ニウム等の有機塩を挙げることができるが、水溶媒の場
合には塩化アンモニウム等の無機塩が、アルコール溶媒
の場合にはスルファミン酸アンモニウム等の有機塩が好
ましい。化合物（Ｉ）及び（II）のモル比については、
（Ｉ）に対して（II）を1.0から2.5倍モル用いるのが、
（Ｉ）に対する収率及び（II）の経済性の点で好まし
い。又、反応液の濃度としては、化合物（Ｉ）が５から
40％の範囲で、反応温度については、50℃から溶媒の沸
点の範囲で行うのが反応速度の点で好ましい。As the solvent used in the method of the present invention, water or alcohol, hydrocarbon, aromatic hydrocarbon, halogenated hydrocarbon,
Although it is an aprotic organic solvent such as ether, organic acid, ester, and acetonitrile, water or alcohol is preferable from the viewpoint of post-treatment and economy. The addition amount of ammonium salt or ammonia is theoretically required to be equimolar, but it can be used in equimolar to 3-fold molar amount with respect to (I) in terms of the yield of compound (III). Examples of the ammonium salt include inorganic salts such as ammonium chloride and organic salts such as ammonium sulfamate. In the case of an aqueous solvent, an inorganic salt such as ammonium chloride is used, and in the case of an alcohol solvent, ammonium sulfamate, etc. Are preferred. Regarding the molar ratio of the compounds (I) and (II),
Using (II) 1.0 to 2.5 times the molar amount of (I)
It is preferable in terms of yield relative to (I) and economical efficiency of (II). In addition, the concentration of the reaction solution is from 5 (compound (I))
The reaction temperature is preferably in the range of 40 ° C. to 50 ° C. to the boiling point of the solvent in terms of reaction rate.

（実施例） 本発明を若干の実施例によって、更に詳細に説明す
る。(Example) The present invention will be described in more detail with reference to some examples.

例１ ２−エチルアクロレイン［式（II）において、R₃＝E
t、R₄＝R₅＝Ｈ］1.26g（15mmol）、オキザロ酢酸ジエチ
ルナトリウム2.10g（10mmol）及び塩化アンモニウム1.3
4g（25mmol）をエタノール10ml水1ml中、還流下10時間
反応させた。反応液を室温に冷却し、減圧下で溶媒を留
去した後、水を加え酢酸エチルで抽出した。有機相は、
無水硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下で溶媒を留去し
粗生成物2.62gを得た。粗生成物のGC分析は、表題の化
合物0.95g（3.78mmol）の生成を示した。粗生成物をシ
リカゲルカラムで精製後、クーゲルロール蒸留により純
品0.80gを得た。Example 1 2-ethylacrolein [in the formula (II), R ₃ = E
t, R ₄ = R ₅ = H] 1.26 g (15 mmol), diethyl sodium oxaloacetate 2.10 g (10 mmol) and ammonium chloride 1.3.
4 g (25 mmol) was reacted in 10 ml of ethanol and 1 ml of water under reflux for 10 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, the solvent was distilled off under reduced pressure, water was added, and the mixture was extracted with ethyl acetate. The organic phase is
After drying over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 2.62 g of a crude product. GC analysis of the crude product showed the formation of 0.95 g (3.78 mmol) of the title compound. The crude product was purified by a silica gel column and then Kugelrohr distillation was performed to obtain 0.80 g of a pure product.

b.p.182−185℃/1mmHg GC Mass（CI）252［Ｍ＋Ｈ］ NMRδ（CDCl₃） 8.56［d.1H］,8.25［d.1H］,4.43［q.2
H］,4.37［q.2H］,2.75［q.2H］,1.40［t.3H］,1.36
［t.3H］,1.28［t.3H］ IR（Neat） 3450,2980,1750,1560,1460,1370,1020,92
0,870,800cm^-1 例２ ２−エチルアクロレイン［式（II）において、R₃＝E
t、R₄＝R₅＝Ｈ］1.26g（15mmol）、オキザロ酢酸ジエチ
ルナトリウム2.10g（10mmol）及び塩化アンモニウム1.3
4g（25mmol）を水10ml中、実施例１と同様にして、粗生
成物2.71gを得た。粗生成物のGC分析は、表題の化合物
0.98g（3.90mmol）の生成を示した。bp 182-185 ° C./1 mmHg GC Mass (CI) 252 [M + H] NMR δ (CDCl ₃ ) 8.56 [d.1H], 8.25 [d.1H], 4.43 [q.2
H], 4.37 [q.2H], 2.75 [q.2H], 1.40 [t.3H], 1.36
[T.3H], 1.28 [t.3H] IR (Neat) 3450,2980,1750,1560,1460,1370,1020,92
0,870,800 cm ^-1 Example 2 2-ethylacrolein [in the formula (II), R ₃ = E
t, R ₄ = R ₅ = H] 1.26 g (15 mmol), diethyl sodium oxaloacetate 2.10 g (10 mmol) and ammonium chloride 1.3.
4 g (25 mmol) was added to 10 ml of water in the same manner as in Example 1 to obtain 2.71 g of a crude product. GC analysis of the crude product shows the title compound
It showed the formation of 0.98 g (3.90 mmol).

例３ ２−エチルアクロレイン［式（II）において、R₃＝E
t、R₄＝R₅＝Ｈ］1.26g（15mmol）及び塩化アンモニウム
1.34g（25mmol）をエタノール10ml水1ml中で攪はんしな
がら、還流下７時間かけてオキザロ酢酸ジエチルナトリ
ウム2.10g（10mmol）を添加した。添加後さらに還流下
2.5時間反応させた。実施例１と同様に後処理して、粗
生成物2.42gを得た。粗生成物のGC分析は、表題の化合
物1.26g（5.01mmol）の生成を示した。Example 3 2-ethylacrolein [in the formula (II), R ₃ = E
t, R ₄ = R ₅ = H] 1.26 g ( ₁₅ mmol) and ammonium chloride
While stirring 1.34 g (25 mmol) in 10 ml of ethanol and 1 ml of water, 2.10 g (10 mmol) of diethyl sodium oxaloacetate was added over 7 hours under reflux. Under reflux after addition
The reaction was carried out for 2.5 hours. Post-treatment was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain 2.42 g of a crude product. GC analysis of the crude product showed the formation of 1.26 g (5.01 mmol) of the title compound.

（発明の効果） 以上の説明から明らかな様に本発明の方法により、公
知例にみられるようなα−ハロ−オキザロ酢酸エステル
を用いることなく、入手容易なオキザロ酢酸エステルの
金属塩から直接ピリジン−2,3−ジカルボン酸エステル
類を製造することが可能になった。(Effects of the Invention) As is apparent from the above description, according to the method of the present invention, pyridine can be directly obtained from an easily available metal salt of oxaloacetate without using α-halo-oxaloacetate as seen in known examples. It has become possible to produce -2,3-dicarboxylic acid esters.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】式（Ｉ） （式中、R₁、R₂はアルキル基、Ｍはアルカリ金属を示
す。）で表されるオキザロ酢酸エステルの金属塩をアン
モニウム塩或いはアンモニアの存在下、式（II） （式中、R₃からR₅は水素またはアルキル基を示す。）で
表されるα，β−不飽和アルデヒドまたはケトンと反応
させることを特徴とする式（III） （式中R₁、R₂、R₃、R₄及びR₅は、式（Ｉ）及び（II）で
規定したものと同様である）で表されるピリジン−2,3
−ジカルボン酸エステル類の製法。1. A formula (I) (Wherein R ₁ and R ₂ are alkyl groups, M is an alkali metal), and the metal salt of oxaloacetate represented by the formula (II) (Wherein R ₃ to R ₅ represent hydrogen or an alkyl group), and is reacted with an α, β-unsaturated aldehyde or ketone represented by the formula (III) (Wherein R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ and R ₅ are the same as defined in formulas (I) and (II)) Pyridine-2,3
-Method for producing dicarboxylic acid esters. 【請求項２】一般式（Ｉ）から（III）においてR₃がエ
チル基、R₄及びR₅が水素である特許請求の範囲第１項記
載の方法。2. The method according to claim 1, wherein in the general formulas (I) to (III), R ₃ is an ethyl group and R ₄ and R ₅ are hydrogen.