JPS6143344B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特定のクロロ３―トリフルオロメチ
ルピリジン類を還元して３―トリフルオロメチル
ピリジンを工業的有利に製造する方法に関する。

３―トリフルオロメチルピリジンは、各種有機
合成化学工業の原料として有用な物質であり、従
来弗化水素の存在下にニコチン酸と四弗化硫黄と
を反応させて製造されているが、この方法は収率
が低く、また四弗化硫黄の取扱いに難点があるた
め、工業的には適当なものといえない。

本発明者達は、β―ピコリンを塩素化してクロ
ロ３―トリクロロメチルピリジン類を製造する工
業的有利な方法を確立したので、クロロ３―トリ
クロロメチルピリジン類を還元して３―トリクロ
ロメチルピリジンを生成させ、これを弗素化して
３―トリフルオロメチルピリジンを製造すること
を試みた。しかしながら、クロロ３―トリクロロ
メチルピリジン類は還元処理によつて分解される
ために、この試みは不適当であることが判明し
た。更に検討を重ねたところ、(i)クロロ３―トリ
フルオロメチルピリジン類の中ピリジン環の２及
び６位の塩素原子は反応性に富んでいること、(ii)
クロロ３―トリクロロメチルピリジン類を弗素化
してクロロ３―トリフルオロメチルピリジン類を
生成させ、これを還元すれば良好に３―トリフル
オロメチルピリジンが得られること、並びに(iii)原
料としてβ―ピコリンを用いたときより工業的意
義が増すことを見い出し、本発明を完成した。

本願第１の発明は、２―クロロ―３―トリフル
オロメチルピリジン、２―クロロ―５―トリフル
オロメチルピリジン及び、２，６―ジクロロ―３
―トリフルオロメチルピリジンからなる群より選
ばれたた１種又は２種以上のクロロ３―トリフル
オロメチルピリジン類を還元して３―トリフルオ
ロメチルピリジンを製造する方法であり、また、
本願第２の発明は、前述のクロロ３―トリフルオ
ロメチルピリジン類の還元に先立つて、β―ピコ
リンを、不活性希釈剤の存在下気相状態で、同時
に或いは順次に塩素化及び弗素化してクロロ３―
トリフルオロメチルピリジン類を生成させ、これ
を過元して３―トリフルオロメチルピリジンを製
造する方法である。

本発明の実施に当つては、不活性希釈剤の存在
下気相状態で、β―ピコリンに対して塩素及び無
水弗化水素を同時に接触、反応させて直接クロロ
３―トリフルオロメチルピリジン類を製造するか
或いはβ―ピコリンに対して塩素を反応させてク
ロロ３―トリクロロメチルピリジン類を生成さ
せ、次いで、このクロロ３―トリクロロメチルピ
リジン類に無水弗化水素を反応させて、クロロ３
―トリフルオロメチルピリジン類を製造する方法
が挙げられる。不活性希釈剤としては例えば、四
塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、トリク
ロロエチレン、テトラクロロエチレン、Ｆ―112
（CFcl₂・CFcl₂）、Ｆ―113（CF₂cl・CFcl₂）など
のハロゲン化水素のような有機溶媒、窒素、ヘリ
ウムなどの不活性気体が使用でき、これら不活性
希釈剤は燃焼、炭化、タール状副生物の生成など
を抑制する機能を有するものである。

β―ピコリンから直接クロロ３―トリフルオロ
メチルピリジン類を製造するに際しては、β―ピ
コリン、塩素並びに無水弗化水素の原料物質及び
不活性希釈剤を別々に反応器へ供給できる他、こ
れらを混合してから供給することもでき、普通
200〜300℃に一旦予熱してから反応器内へ導入さ
れる。例えば、β―ピコリンはそのまま気化させ
て供給されるか、或いは一旦有機溶媒に溶解させ
た後気化させて供給され、無水弗化水素はそのま
ま気化させて供給される。また、これら物質の供
給に際して塩素又は不活性希釈剤と適当に混合し
てから反応に供される。

塩素、無水弗化水素及び不活性希釈剤の使用量
は、他の反応条件の違いによつて一概に規定でき
ないが、一般にβ―ピコリン１モル当りそれぞれ
２〜15モル、２〜60モル及び２〜70モルであり、
反応温度は普通300〜600℃、反応混合物の反応帯
域における滞留時間は普通３〜60秒である。更
に、この反応においては活性炭、アルミナなどの
充填物の存在下に反応を行なうこともできるが、
その存在は必らずしも必須でない。工業的実施に
際しては、これらの物質を反応器内に固定床、流
動床として存在させて反応効率を向上させること
もできる。

通常、反応器からはクロロ３―トリフルオロメ
チルピリジン類を主成分とする弗素化生成物未反
応の弗化水素及び塩素、中間生成物、副生塩化水
素、更には不活性希釈剤を含有するガス状物質が
排出されるが、適当な冷却、凝縮装置を経て一般
に２―クロロ―３―トリフルオロメチルピリジ
ン、２―クロロ―５―トリフルオロメチルピリジ
ン、２，６―ジクロロ―３―トリフルオロメチル
ピリジンの１種又は２種以上を含むクロロ３―ト
リフルオロメチルピリジン類の液状物質が例えば
55％以上の生成率で得られる。

また、β―ピコリンからクロロ３―トリクロロ
メチルピリジン類を経由してクロロ３―トリフル
オロメチルピリジン類を製造するに際しては前述
のβ―ピコリンから直接クロロ３―トリフルオロ
メチルピリジン類を製造する場合とほぼ同様にし
て実施できる。

一般にβ―ピコリン並びに塩素の原料物質及び
不活性希釈剤は別々に或いは混合状態で200〜300
℃に予熱してから反応器へ供給される。塩素及び
不活性希釈剤の使用量は一般にβ―ピコリン１モ
ル当りそれぞれ４〜８モル及び３〜70モルであ
り、反応温度は普通300〜500℃、反応混合物の反
応帯域における滞留時間も１〜60秒である。反応
器からの排出ガスには２―クロロ―３―トリクロ
ロメチルピリジン、２―クロロ―５―トリクロロ
メチルピリジン、２，６―ジクロロ―３―トリク
ロロメチルピリジン、又はそれらの混合物を含む
クロロ３―トリクロロメチルピリジン類を主成分
とする塩素化生成物、副生塩化水素、不活性希釈
剤などが含有されていて適当に冷却、凝縮されて
液状物として採取され、通常の精製手段によつて
例えば30％以上の生成率でクロロ３―トリクロロ
メチルピリジン類が得られる。更にこのクロロ３
―トリクロロメチルピリジン類は原料の無水弗化
水素及び不活性希釈剤と別々に或いは混合状態で
普通250〜300℃に予熱してから反応器へ供給され
る。また、この反応は活性炭の存在下或いはクロ
ム、鉄又はニツケルの金属弗化物及び必要に応じ
てアンモニウム弗素化合物からなる配合触媒の存
在下に行なわれるとクロロ３―トリフルオロメチ
ルピリジン類の生成率を向上させることができ
る。無水弗化水素及び不活性希釈剤は一般にクロ
ロ３―トリクロロメチルピリジン類１モル当りそ
れぞれ３〜15モル及び１〜10モル使用され、反応
温度は普通200〜700℃、反応混合物の反応帯域に
おける滞留時間も１〜100秒である。反応器から
の排出ガスには２―クロロ―３―トリフルオロメ
チルピリジン、２―クロロ―５―トリフルオロメ
チルピリジン、２，６―ジクロロ―３―トリフル
オロメチルピリジンの１種又は２種以上を含むク
ロロ３―トリフルオロメチルピリジン類を主成分
とする弗素化生成物、副生塩化水素、不活性希釈
剤などが含まれており、冷却、凝縮され、精製さ
れて例えば80％以上の生成率でクロロ３−トリフ
ルオロメチルピリジン類が液状物質として得られ
る。

前記、クロロ３―トリフルオロメチルピリジン
類は、還元されると容易にピリジン環の塩素が離
脱、水素と置換して３―トリフルオロメチルピリ
ジンが生成される。この還元反応にはハロゲン原
子と水素との置換反応の通常の手段が適用でき
る。例えば、亜鉛又は鉄粉末の存在下に酢酸、塩
酸、硫酸、水酸化ナトリウムなどと反応させる方
法、白金、ニツケル又はパラジウム系触媒の存在
下に水素ガスと接触反応させる方法が挙げられ
る。

これら反応は一般に、200℃以下で行なわれ、
また、水、アルコール類、脂肪酸、エーテル類、
極性非プロトン溶媒などの溶媒を用いるのが一般
的である。更に、銅又は銀系触媒の存在下気相状
態で200〜400℃にて水素ガスと反応させる方法も
挙げられる。これら反応では、クロロ３―トリフ
ルオロメチルピリジン類のトリフルオロメチル基
は分解されずに塩素原子のみが選択的に水素原子
と置換するので、３―トリフルオロメチルピリジ
ンを高率で生成することができる。従つて、この
生成物に通常行なわれる過、抽出、蒸留などの
分離、精製手段を施すと、純度の高い３―トリフ
ルオロメチルピリジンを高収率で製造できる。

例 １ ２―クロロ―５―トリフルオロメチルピリジン
91ｇを酢酸200mlに溶解させ、加熱して90〜100℃
で亜鉛粉末65ｇを２時間に亘つて添加し、110℃
で約１時間還流下に反応させた。反応生成物を放
冷し過して固型物を除去した後、水中に投入し
塩化メチレンで抽出、水洗して芒硝で乾燥し過
した。塩化メチレンを留去し蒸留して沸点115℃
の３―トリフルオロメチルピリジン７ｇを得た。

例 ２ 接触還元用ガラス製反応器を用い、２，６―ジ
クロロ―３―トリフルオロメチルピリジン4.3ｇ
及びトリエチルアミン６ｇをメタノール100mlに
溶解させ、パラジウム炭素触媒（Pd含有率５
％）0.2ｇを入れた。反応器内の気体を水素ガス
で置換した後、３Kg／cm²の水素加圧状態とし室温
で３時間、接触還元を行なつた。反応終了後、触
媒を別し蒸留して３―トリフルオロメチルピリ
ジン2.5ｇを得た。

例 ３ オートクレーブ反応装置を用い、200ml容器に
２，６―ジクロロ―３―トリフルオロメチルピリ
ジン25.9ｇ、トリエチルアミン27.9ｇ、水30ml及
びパラジウム炭素触媒（Pd含有率２％）0.13ｇを
入れ、反応器内に水素を導入し、水素圧を20Kg／
cm²に保ち乍ら、反応温度75℃で45分間、接触還元
を行なつた。反応終了後、触媒を別し、液に
少量の希塩酸を加えてPHを3.5に調整しオイル層
を分液、蒸留して純度99％以上の３―トリフルオ
ロメチルピリジン16.8ｇを得た。水層を少量の希
カセイソーダ水溶液でアルカリ性にしてトリエチ
ルアミン27.5ｇを回収した。

例 ４ (1) β―ピコリンの塩素化 直径４cm及び長さ70cmのガラス製反応管を用
い、毎分、β―ピコリンと四塩化炭素とのモル
比が１対10の溶液9.4ml、窒素1020ml及び塩素
ガス1020mlを予熱管を通して60分間に亘つて供
給し、温度制御しながら400℃で気相反応させ
た。反応管からの排出ガスを凝縮し、洗浄、乾
燥後、溶媒を留去し、２―クロロ―５―トリク
ロロメチルピリジン56％、２―クロロ―３―ト
リクロロメチルピリジン14％及び２，６―ジク
ロロ―３―トリクロロメチルピリジン17％含有
する油状物113ｇを得た。

(2) クロロ３―トリクロロメチルピリジン類の弗
素化 活性炭100ｇを充填した内径4.2cm及び長さ
125cmのステンレス製反応管を用い、毎分、ク
ロロ３―トリクロロメチルピリジン類170ｇ、
四塩化炭素288ｇ及び無水弗化水素100ｇを予熱
管を通して31分間に亘つて供給し、温度制御し
ながら400℃で気相反応させた。反応管からの
排出ガスを凝縮し精製して油状物149ｇを得、
これを蒸留、精製して２―クロロ―５―トリフ
ルオロメチルピリジン46.7ｇを採取した。分離
後の回収油状物には２―クロロ―５―トリフル
オロメチルピリジン21％、２―クロロ―３―ト
リフルオロメチルピリジン15.3％及び2.6―ジ
クロロ―３―トリフルオロメチルピリジン17％
含有されていた。

(3) クロロ３―トリフルオロメチルピリジン類の
還元 前記クロロ３―トリフルオロメチルピリジン
類の回収油状物180ｇを酢酸400mlに溶解させ、
約90℃に加熱し、亜鉛粉末98ｇを90〜100℃で
２時間に亘つて徐々に添加した。次いで、110
℃に加熱し、１時間還流して反応させた。反応
生成物を精製処理して３―トリフルオロメチル
ピリジン44ｇを得た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２―クロロ―３―トリフルオロメチルピリジ
   ン、２―クロロ―５―トリフルオロメチルピリジ
   ン及び２，６―ジクロロ―３―トリフルオロメチ
   ルピリジンからなる群より選ばれた１種又は２種
   以上のクロロ３―トリフルオロメチルピリジン類
   を還元して３―トリフルオロメチルピリジンを製
   造することを特徴とする３―トリフルオロメチル
   ピリジンの製造法。 ２ β―ピコリンを、不活性希釈剤の存在不気相
   状態で、同時に或いは順次に塩素化及び弗素化し
   て２―クロロ―３―トリフルオロメチルピリジ
   ン、２―クロロ―５―トリフルオロメチルピリジ
   ン及び２，６―ジクロロ―３―トリフルオロメチ
   ルピリジンからなる群より選ばれた１種又は２種
   以上のクロロ３―トリフルオロメチルピリジン類
   を生成させ、これを還元して３―トリフルオロメ
   チルピリジンを製造することを特徴とする３―ト
   リフルオロメチルピリジンの製造法。