JP2000256283A - ハロゲン含有アミノメチル化合物の製造方法 - Google Patents
ハロゲン含有アミノメチル化合物の製造方法Info
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Abstract
二級アミン等の副生および脱ハロゲン化を抑制し、且つ
温和な反応条件下にてハロゲン含有アミノメチル化合物
を高収率で製造する方法を提供する。 【解決手段】 一般式(I) 【化1】(X)n −Ar−CN (I) (但し、Arは芳香族環化合物残基または複素環化合物
残基を示し、Xはハロゲン原子を示し、nは1以上でハ
ロゲン原子がArの環を構成する炭素原子に置換しうる
最大数までの任意の整数を示す。)で表される、ハロゲ
ン含有ニトリル化合物をNi系触媒の存在下で水素化
し、一般式(II) 【化2】(X)n −Ar−CH2 NH2 (II) (Ar、X、nは先述と同義)で表される、ハロゲン含
有アミノメチル化合物を製造する方法において、比表面
積が70[m2 /g]以下であるNi系触媒の存在下で
水素化することを特徴とするハロゲン含有アミノメチル
化合物の製造方法。
Description
中間体として有用な、1個以上のハロゲン原子を有する
アミノメチル芳香族化合物の製造方法に存する。
の製造方法として、例えばネオニコチノイド系殺虫剤
(Proc. Brighton Crop Prot. Conf.-Pests & Diseases
1990, 1,21.あるいは J. Pestic. Sci.1998, 23, 19
3.)などの中間体として有用な3-アミノメチル- 6-
クロロピリジンの製造方法として2- クロロ- 5- シア
ノピリジンをラネー型Ni(スポンジニッケル)触媒
(以下、「Ni系触媒」という。)およびアンモニアの
存在下、水素と反応させ3- アミノメチル- 6- クロロ
ピリジンを製造する方法(ドイツ公開特許第37269
93号等)が知られている。
副生や脱ハロゲン化のため、目的物の3- アミノメチル
- 6- クロロピリジンの収率は50%程度であった。ま
た、脱ハロゲン化によって生成した3- アミノメチルピ
リジンは、目的物の3- アミノメチル- 6- クロロピリ
ジンと沸点差が小さいことおよび3- アミノメチル-6-
クロロピリジンの熱安定性が低いことなどから、蒸留
による分離が困難であった。
- アミノメチル- 6- クロロピリジンを高収率で得る方
法としては、2- クロロ- 5- シアノピリジンをNi系
触媒あるいはCo系触媒と液体アンモニアの存在下、8
0℃、水素圧200bar で反応させる方法(特開平6-
73007号公報等)、2- クロロ- 5- シアノピリジ
ンをNi系触媒および過剰量の塩化アンモニウムの存在
下、水素と反応させる方法(特開平7- 138209号
公報等)などが知られていた。
た特開平6−73007号公報に記載の方法では、3-
アミノメチル- 6- クロロピリジンの収率は良好である
が、100℃、水素圧100bar という厳しい反応条件
を用いるため、高価な高圧オートクレーブが必要であ
り、また無水条件を用いるため脱水されたNi系触媒あ
るいはCo系触媒を使用する必要があり、その調製に多
大な労力を必要とした。
載の方法では、3- アミノメチル-6- クロロピリジン
の収率は良好であるものの、多量の塩化アンモニウムを
用いるために、反応後に水酸化ナトリウム等によって中
和し、目的物を有機溶剤で抽出する必要があり、後処理
や廃水処理に難点があった。この様な現状から、アンモ
ニア以外の添加物を加えることなく、二級アミン等の副
生および脱ハロゲン化を抑制し、且つ温和な反応条件下
にてハロゲン含有アミノメチル化合物を高収率で製造す
る方法が望まれていた。
解決するために鋭意検討した結果、ハロゲン含有ニトリ
ル化合物を、特定の比表面積を有するNi系触媒を用い
ることにより、具体的には比表面積を70(m2 /g)
以下としたものを用い水素化することにより、アンモニ
ア以外の添加物を加えることなく温和な反応条件で、ハ
ロゲン含有アミノメチル化合物が高収率で得られること
を見いだし本発明に到達した。特に従来、アミノメチル
化の際にハロゲンが脱離しやすいピリジン等のハロゲン
含有複素環ニトリル化合物のアミノメチル化に於いて、
穏和な条件下でも高収率でハロゲン含有複素環アミノメ
チル化合物を得ることが出来るものである。即ち、本発
明の要旨は、以下の一般式(I)
複素環化合物残基を示し、Xはハロゲン原子を示し、n
は1以上でハロゲン原子がArの環を構成する炭素原子
に置換しうる最大数までの任意の整数を示す。)で表さ
れる、ハロゲン含有ニトリル化合物をNi系触媒の存在
下で水素化し、一般式(II)
る、ハロゲン含有アミノメチル化合物を製造する方法で
あって、比表面積が70[m2 /g]以下であるNi系
触媒の存在下で水素化することを特徴とするハロゲン含
有アミノメチル化合物の製造方法に存する。
ミノメチル化合物 本発明において、一般式(I)
(II)
化合物におけるArは、芳香族環化合物残基または複素
環化合物残基を示し、具体的にはベンゼン、ナフタレ
ン、ピリジン、ピロール等の芳香族環化合物残基また
は、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、キノリン、イ
ソキノリン、シンノリン、フタラジン、キナゾリン、キ
ノキサリン、アシリジン、フェナントリジン、プテリジ
ン、カルバゾール、β- カルボリン、プリン、フラン、
チオフェン、インドール、ピロール、ベンゾピロール、
ベンゾチオフェン、ピラゾール、イソキサゾール、イソ
チアゾール、インダゾール、ベンゾイソキサゾール、ベ
ンゾイソチアゾール、イミダゾール、オキサゾール、チ
アゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、
ベンゾチアゾール等複素環化合物残基を示す。本発明で
は、ピリジンやピロール等の芳香族性を示す複素環化合
物等については、以下、芳香族環化合物残基か複素環化
合物残基の何れかに分類するものとする。
ン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、キノリン、イ
ソキノリン、シンノリン、フタラジン、キナゾリン、キ
ノキサリン、ピラゾールが好ましく、更にはピリジン、
ピリミジン、ピラジン、キノリン、イソキノリン、ピラ
ゾール、特にピリジンが好ましい。Xはハロゲン原子、
具体的にはフッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素
原子を示し、中でも塩素原子および臭素原子が好まし
い。
以上で、ハロゲン原子がArの環を構成する炭素原子に
置換しうる最大数までの任意の整数を示す。例えばAr
がベンゼンの際には1〜5、ピリジンの際には1〜4、
ピラゾールの際は1〜2、チアゾールの際には1であ
る。一つしか置換できないものを除けば、通常nは1〜
2である。
有していても良い。一般式(I)で表される化合物の中
では、1個以上のハロゲン原子およびシアノ基を有する
ピリジンが好ましく、中でもピリジン環の2、4、また
は6位にハロゲン原子を有するシアノピリジン類が、特
に2−クロロ−5−シアノピリジン類が、本発明に於い
てハロゲン脱離等を抑制し、目的のハロゲン含有アミノ
ニトリル化合物を穏和な反応条件下、高収率で得られる
ので好ましい。尚、ハロゲン含有ニトリル化合物は公知
の方法によって合成すれば良く、例えば2−クロロ−5
−シアノピリジンは2−ヒドロキシ−5−シアノピリジ
ンを塩素化する方法(特開平7- 206821号公報
等)が挙げられる。
g]以下である。通常は10〜70m2 /gであり、本
発明において比表面積はBET法(例えば、J.Am. Che
m. Soc. 1938, 90, 309.に記載の方法)により求めたも
のである。この比表面積は好ましくは60[m2 /g]
以下、さらに好ましくは50[m2 /g]である。
粒子径が60Å以上であることが好ましく、中でも80
Å以上、さらには100Å以上であることが好ましい。
通常、その粒子径は60〜150Åであればよい。また
本発明に用いるNi系触媒はNi又はNiを主成分とす
る合金からなるものである。その製造方法は任意である
が、一般的には後述する様にNi合金(多くはNiAl
合金)をアルカリ展開して製造する。その際、得られる
Ni系触媒はアルミニウムを含有してもよいが、アルミ
ニウム含有量は7重量%以下、好ましくは5重量%以
下、さらに好ましくは4重量%以下である。Alの含有
量は少ないほどよいが、通常、2〜7%の範囲内であれ
ばよい。結晶粒子径が60Åに満たない、若しくはAl
含有量が7重量%を超えると、アミノメチル化反応にお
いてハロゲン脱離が抑制されず、副生成物が多く生じ目
的物の収率が下がる場合がある。
たすものが製造できれば任意であるが、一般的にはNi
Al合金粉末を水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ
水溶液にて展開して製造する。NiAl合金粉末として
は通常、100〜200mesh(メッシュ)全通程度の粒
径のものを用い、またニッケル含有量は45重量%以
下、好ましくは42重量%以下、更には40重量%以下
であることが好ましく、通常、粉末にする際の粉砕の容
易さおよび触媒コストの観点から、36〜40重量%の
範囲が好ましい。
るが例えば、NaOH、KOH等のアルカリ金属水酸化
物の水溶液が使用でき、その濃度は1〜50重量%、好
ましくは5〜40重量%、特に好ましくは10〜30重
量%である。また展開時のアルカリ水溶液の温度は10
0℃以上であることが好ましい。尚、アルカリ水溶液に
Ni合金粉末を添加する際の温度は任意であり、添加後
に必要に応じてアルカリ水溶液を加熱し展開を行えばよ
いが、添加前に予めアルカリ水溶液の温度を50℃以
上、さらには70℃以上、特に90℃以上としてから、
Ni合金粉末を添加して、次いで展開を行うのが好まし
い。さらには、この展開処理したNi合金粉末を濾別し
て、水中処理することが好ましい。水中処理は通常、必
要に応じて加圧条件下にて20〜300℃、好ましくは
50〜200℃、更に好ましくは50〜100℃の温度
範囲において熱水処理することが好ましい。処理時間は
0. 5〜100時間、特に1〜10時間であることが好
ましい。
造方法 本発明におけるハロゲン含有アミノメチル化合物の製造
方法は、上述したようなハロゲン含有ニトリル化合物と
特定の比表面積を有するNi系触媒を用いて行う。具体
的には例えば、ハロゲン含有ニトリル化合物を含む溶液
中に、該化合物1重量部に対し通常0.05〜1重量部
のNi系触媒を使用する。この触媒の存在下、−20〜
150℃、好ましくは10〜100℃の範囲内で、ガス
圧力が100Kg/cm2 以下、好ましくは10kg/
cm2 以下の範囲で水素ガスを添加して反応を行う。反
応時間は水素ガス圧や温度にもよるが、通常1〜20時
間である。
し、溶媒を留去した後、蒸留法あるいは抽出法などによ
り、目的のハロゲン含有アミノメチル化合物を得る。反
応に於いては、水素ガスは反応により消費される水素量
を連続的に供給し、水素圧ガスを維持するのが一般的で
あるが、反応終了までに必要な水素量を予め仕込み、化
学量論量の水素を消費し終わった時点をもって、反応を
終了するとしてもよい。
内に共存させて接触還元を行うと、目的物であるハロゲ
ン含有アミノメチル化合物の二量化による二級アミンの
副生を抑制できるので、好ましい。アンモニアの使用量
は、ハロゲン含有ニトリル化合物に対し1〜10当量
(mol)であればよいが、反応速度およびハロゲン含
有アミノメチル化合物の二量化を抑制する観点から、2
〜6当量(mol)であることが好ましい。使用される
アンモニアは、液体アンモニア及びアンモニア水のいず
れも用いることができる。
溶液を調製するために用いる溶媒としては、還元反応に
不活性な溶媒であれば任意のものを使用することが出来
る。この様な溶媒としては例えば、メタノール、エタノ
ール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等
のアルコール類、ベンゼン、トルエン、シクロヘキサン
等の炭化水素類、エチルエーテル、イソプロピルエーテ
ル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類等
が挙げられ、特にアルコール類を溶媒として用いると、
反応速度が速く、またハロゲン含有アミノメチル化合物
の収率が高いので好ましい。更には先述したように水中
処理したNi系触媒を、溶媒置換等の作業をせずとも、
そのまま反応に使用できることからも好ましい。溶媒の
使用量は、ハロゲン含有ニトリル化合物に対し1〜25
倍量(重量)、好ましくは2〜15倍量(重量)であ
る。
に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。 Ni系触媒の調製 調製例1:Ni系触媒(No.1)の調製: NiAl合金粉末(100 g 、50% Ni 50% Al 、200 mesh
全通)を80〜90℃の25重量%水酸化ナトリウム水
溶液(534 g, 3.34 mol )に投入した後、加熱して10
5℃で1時間攪拌し、展開を行った。次にこれを静置
し、デカンテーションにより上層を取り除き、残った沈
殿物をpHが10以下となるまで水洗した。水洗後、水
(800 g )を加えて加熱し、98℃にて2時間熱水処理
してNi系触媒(No.1)を得た。
ol)、およびNiAl合金粉末(100g、41%N
i 59%Al、200mesh全通)を用いた以外は
No.1の調製条件と同様にして、Ni系触媒(No.2)
を得た。
よびNiAl合金粉末(100 g 、38% Ni 62% Al 、100
mesh全通)を用いた以外はNo.1の調製条件と同様に
して、Ni系触媒(No.3)を得た。
よびNiAl合金粉末(100 g 、37% Ni 63% Al 、100
mesh全通)を用いた以外はNo.1の調製条件と同様に
して、Ni系触媒(No.4)を得た。
o.1の調製条件と同様にして、Ni系触媒(No.5)を
得た。
o.2の調製条件と同様にして、Ni系触媒(No.6)を
得た。調製したNi系触媒(No.1〜6 )の物性値(Al
含有量、結晶粒子径、比表面積)を表1に示す。Al含
有量は、M/50 EDTA 法により測定した。結晶粒子径は、
X線回折法(日化1961, 82, 1.)により測定した。比表
面積(m2 /g)は、BET 法(J. Am. Chem. Soc. 193
8, 90, 309.)により測定した。
ンの接触水素化(1) Ni系触媒 No.1 (2.0 g )、エタノール(24ml)、
28%アンモニア水(4.0 ml, 57.6 mmol )、および
2- クロロ- 5- シアノピリジン(2.0 g, 14.4 mmol)
の混合物を、20℃で水素を1気圧に維持しながら5時
間反応させた。反応終了後、触媒を濾別し、エタノール
で触媒を洗浄した。濾液を液体クロマトグラフィーにて
分析したところ、2- クロロ- 5- アミノメチルピリジ
ン(化合物 No.1 )の収率は79%で、3- アミノメチ
ルピリジン(化合物 No.2 )の収率は7%であった。
ノピリジンの接触水素化 Ni系触媒 No.5, 6(2.0 g )を使用した以外は実施例
1と同様にして反応および分析を行い、2- クロロ- 5
- アミノメチルピリジン(化合物 No.1 )および3- ア
ミノメチルピリジン(化合物 No.2 )を得た。結果を表
2に示す。
より、比表面積が70 m2 / g 以下で結晶粒子径が60
Å以上のNi系触媒 No. 1は比表面積70 m2 / g 以上
で結晶粒子径が60Å以下の触媒 No. 5, 6 に比べて、
副生する脱クロロ体である3- アミノメチルピリジン
(化合物 No.2 )の生成を抑えて、目的物である2- ク
ロロ- 5- アミノメチルピリジン(化合物 No.1 )を高
収率で得られる。
リジンの接触水素化(2) Ni系触媒 No.1, 2, 4 (2.0 g )を使用し、50℃で
反応を行った以外は実施例1と同様にして反応および分
析を行い、2- クロロ- 5- アミノメチルピリジン(化
合物 No.1 )および3- アミノメチルピリジン(化合物
No.2 )を得た。結果を表3に示す。
の生成を抑え、目的物を収率良く得られた。中でも比表
面積が70m2 /g以下、特に60 m2 / g 以下、さら
には50 m2 / g 以下で結晶粒子径が80Å以上でAl
含有量が7重量%以下であるNi系触媒 No.2, 4が、良
好な結果を示している。特に結晶粒子径が100Å以上
である触媒No.4は、より副生成物の生成を抑え、高
収率で目的物の2- クロロ- 5- アミノメチルピリジン
(化合物 No.1 )を得ることは明らかである。
ピリジンの接触水素化(3) Ni系触媒 No.1, 3, 4 (4.5 g )、エタノール(204
g )、28%アンモニア水(51.0 g, 0.839 mol )、お
よび2- クロロ- 5- シアノピリジン(30 g,0.217 mmo
l)の混合物を、50℃で水素圧を 1.2-1.4 kg / cm2
に維持しながら7〜11時間反応させた。反応終了後、
触媒を濾別し、エタノールで触媒を洗浄した。濾液を液
体クロマトグラフィーにて分析し、2- クロロ- 5- ア
ミノメチルピリジン(化合物 No.1 )および3- アミノ
メチルピリジン(化合物 No.2 )の収率を得た。結果を
表4に示す。
の生成を抑え、目的物を収率良く得られた。中でも比表
面積が50 m2 / g 以下で結晶粒子径が100Å以上、
Al含有量が4%以下であるNi系触媒 No.3、4は、
より副生成物の生成を抑え、高収率で目的物の2−クロ
ロ−5−アミノメチルピリジン(化合物No.1)を得
ることは明らかである。
化合物からアンモニア以外の添加物を加えることなく、
温和な反応条件下でハロゲン含有アミノメチル化合物を
高収率で製造できる。この反応は、ハロゲン脱離や二量
化等の副反応が生じやすい、例えばピリジン環等のアミ
ノメチル化において、これらを抑制して目的のアミノメ
チル化合物を高収率で得ることができる。
Claims (10)
- 【請求項1】一般式(I) 【化1】(X)n −Ar−CN (I) (但し、Arは芳香族環化合物残基または複素環化合物
残基を示し、Xはハロゲン原子を示し、nは1以上でハ
ロゲン原子がArの環を構成する炭素原子に置換しうる
最大数までの任意の整数を示す。)で表される、ハロゲ
ン含有ニトリル化合物をNi系触媒の存在下で水素化
し、一般式(II) 【化2】(X)n −Ar−CH2 NH2 (II) (Ar、X、nは先述と同義)で表される、ハロゲン含
有アミノメチル化合物を製造する方法において、比表面
積が70[m2 /g]以下であるNi系触媒の存在下で
水素化することを特徴とするハロゲン含有アミノメチル
化合物の製造方法。 - 【請求項2】 一般式(I)においてArが以下のA群
から選ばれるものであることを特徴とする請求項1に記
載の製造方法。 A群: ベンゼン、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、
ピリダジン、キノリン、イソキノリン、シンノリン、フ
タラジン、キナゾリン、キノキサリン、ピラゾール - 【請求項3】 Arがピリジン、ピリミジン、ピラジ
ン、キノリン、イソキノリン及び、ピラゾールからなる
群の中から選ばれるものであることを特徴とする請求項
2に記載の製造方法。 - 【請求項4】 Arがピリジンであることを特徴とする
請求項3に記載の製造方法。 - 【請求項5】 ピリジン環が2位、4位、または6位の
いずれか一つにハロゲン原子を有することを特徴とする
請求項2乃至4のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項6】 Ni系触媒の結晶粒子径が60Å以上で
あることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載
の製造方法。 - 【請求項7】 Ni系触媒におけるAlの含有量が7重
量%以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいず
れかに記載の製造方法。 - 【請求項8】 Ni系触媒が、NiAl合金粉末をアル
カリ水溶液に展開し、次いで熱水処理して得られたもの
であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記
載の製造方法。 - 【請求項9】 展開する際のアルカリ水溶液の温度が1
00℃以上であることを特徴とする請求項8に記載の製
造方法。 - 【請求項10】 NiAl合金におけるNi含有量が4
5重量%以下であることを特徴とする請求項8または9
に記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11056641A JP2000256283A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | ハロゲン含有アミノメチル化合物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11056641A JP2000256283A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | ハロゲン含有アミノメチル化合物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000256283A true JP2000256283A (ja) | 2000-09-19 |
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ID=13032975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11056641A Pending JP2000256283A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | ハロゲン含有アミノメチル化合物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000256283A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6921828B2 (en) | 2000-08-25 | 2005-07-26 | Bayer Cropscience S.A. | Processes for the preparation of 2-aminomethlpyridines and the 2-cyanopyridines used in their preparation |
-
1999
- 1999-03-04 JP JP11056641A patent/JP2000256283A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6921828B2 (en) | 2000-08-25 | 2005-07-26 | Bayer Cropscience S.A. | Processes for the preparation of 2-aminomethlpyridines and the 2-cyanopyridines used in their preparation |
| US7321043B2 (en) | 2000-08-25 | 2008-01-22 | Bayer Cropscience S.A. | Processes for the preparation of 2-aminomethylpyridines and the 2-cyanopyridines used in their preparation |
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