DE4290290C2

DE4290290C2 - Verfahren zur Herstellung von 2-Chlor-5-aminomethylpyridin

Info

Publication number: DE4290290C2
Application number: DE4290290A
Authority: DE
Inventors: Toshinari Nabata
Original assignee: Koei Chemical Co Ltd
Current assignee: Koei Chemical Co Ltd
Priority date: 1991-02-04
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1998-04-30
Anticipated expiration: 2012-02-01
Also published as: DE4290290T1; US5300650A; JPH04247069A; JP3031727B2; WO1992013840A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 2-Chlor-5-aminomethylpyridin.

Diese Verbindung ist als Rohmaterial für die Synthese von Arzneimitteln, landwirtschaftlichen Chemikalien nütz lich.

Zur Herstellung von 2-Chlor-5-aminomethylpyridin ist ein Verfahren bekannt, gemäß dem bei spielsweise 2-Chlor-5-cyanopyridin der katalytischen Reduk tion unter Verwendung von Raney-Nickel in Anwesenheit von Ammoniak, Wasser und gegebenenfalls einem organischen Lö sungsmittel unterworfen wird, wobei 2-Chlor-5-aminomethylpy ridin gebildet wird (DE-A-3 726 933).

Bei dem oben bekannten verfahren beträgt jedoch die Ausbeute an dem gewünschten Produkt etwa 50%, wie aus dem später be schriebenen Vergleichsbeispiel hervorgeht, und ist nicht ausreichend hoch. Dieses Verfahren ist als industrielles Verfahren nicht zufriedenstellend.

Der vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von 2-Chlor-5-aminomethylpyridin zur Verfügung zu stellen, bei dem die Ausbeute verglichen mit den bekannten Verfahren hoch ist.

Zur Verbesserung der bekannten Verfahren hat sich der Erfin der mit dem Aminomethylpyridin befaßt, welches in großer Menge als Nebenprodukt bei dem Verfahren gebildet wird (auf das Vergleichsbeispiel, das später beschrieben wird, wird Bezug genommen). Aufgrund der Tatsache, daß ein Chloratom, das in 2-Stellung des Pyridinkerns gebunden ist, im allge meinen sehr aktiv ist, hat der Erfinder angenommen, daß das obige Aminomethylpyridin als Nebenprodukt als Folge der Ent fernung eines Chloratoms in der 2-Stellung bei den verwende ten katalytischen Reduktionsbedingungen gebildet wird.

Der Erfinder hat daher nach einem Verfahren gesucht, mit dem die Reaktion, bei dem das obige Chloratom entfernt wird (Dechlorierung) unterdrückt werden kann. Als Ergebnis wurde überraschenderweise gefunden, daß die Entfernung eines Chloratoms in der 2-Stellung und andere Nebenreaktionen un terdrückt werden, wenn das Ausgangsmaterial, d. h. 2-Chlor-5-cyanopyridin, der katalytischen Reduktion in Anwesenheit des Hydrierungskatalysators in ei nem nichtwäßrigen Reaktionssystem unterworfen wird und daß dabei die Ausbeute an gewünschtem Produkt, d. h. 2-Chlor-5-aminomethylpyridin, erhöht werden kann. Diese Erkenntnis hat zu der vorliegenden Erfindung ge führt.

Der Anmelder hat weitere Untersuchungen durchgeführt. Als Folge wurde gefunden, daß die Entfernung des Chloratoms in 2-Stellung und andere Nebenreaktionen un- terdrückt werden können, wenn ein Cyanopyridin mit einem Chloratom in der α-Stellung der katalytischen Reduktion mit einem tertiären Amin unterworfen wird, das in dem Reaktions system koexistieren kann, und daß dabei die Ausbeute an dem gewünschten Produkt, d. h. Aminomethylpyridin mit einem Chloratom in der α-Stellung, weiter erhöht werden kann. Die se Erkenntnis hat zur Vervollständigung der vorliegenden Er findung geführt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Aminomethylpyridins mit einem Chloratom in der α-Stel lung des Pyridinkerns, gemäß dem das Ausgangsmaterial, d. h. ein Cyanopyridin mit einem Chloratom in der α-Stellung, ei ner katalytischen Reduktion in Anwesenheit eines Hydrie rungskatalysators unterworfen wird. Das Verfahren ist da durch gekennzeichnet, daß das Cyanopyridin der katalytischen Reduktion in einem nichtwäßrigen Reaktionssystem in Gegenwart eines tertiären Amins unterworfen wird.

Als Cyanopyridin mit einem Chloratom in der α-Stellung, das als Ausgangsmaterial bei der vorliegenden Erfindung verwen det wird, wird 2-Chlorcyanopyridin, das durch die allgemeine Formel (I)

Das beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Lösungsmit tel ist ein nichtwäßriges Lösungsmittel, beispielsweise können Alkohole, wie Methanol und Ethanol, Kohlen wasserstoffe, wie Benzol, Toluol und Cyclohexan, und zyklische Ether, wie Tetrahydrofuran oder Dioxan, ein gesetzt werden. Ein Lösungsmittel des Alkohol-Typs ist besonders bevorzugt wegen der Ausbeute an gewünschtem Pro dukt. Das Lösungsmittel wird in einer Menge von bevorzugt dem 1- bis 5fachen (ausgedrückt durch das Gewicht), bezogen auf das Ausgangsmaterial, d. h. 2-Chlor-5-cyanopyridin, verwendet.

Als tertiäres Amin, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, können erwähnt werden: aliphatische tertiäre Amine, wie Trimethylamin, Triethylamin, Tributylamin, Diiso propylethylamin, Tetramethylethylendiamin und Tetramethylhexa methylendiamin; aromatische tertiäre Amine, wie N, N'-Dimethylbenzylamin, und heterocyclische Verbindungen, wie N-Methylpyrrolidin. Von die sen tertiären Aminen ist ein aliphatisches tertiäres Amin wegen der Ausbeute an gewünschtem Produkt bevorzugt. Das tertiäre Amin wird in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Ausgangsmaterial, d. h. 2-Chlor-5-cyanopyridin, verwendet. Durch Zugabe des tertiären Amins werden die Dechlorierungs reaktion und andere Nebenreaktionen unterdrückt und die Aus beute an dem gewünschten erfindunsgemäßen Produkt erhöht.

Die Durchführung der katalytischen Reduktion gemäß der vor liegenden Erfindung mit Ammoniak, welches in dem Reaktions system koexistieren kann, ist wirksam, um die unerwünschte Dimerisierungsreaktion des gewünschten Produkts, das in dem Reaktionssystem gebildet wird, d. h. 2-Chlor-5-aminomethylpyridin, zu verhindern.

Ammoniak wird in einer Menge von bevorzugt 20 bis 200 Gew.- %, bezogen auf das Ausgangsmaterial, d. h. 2-Chlor-5-cyanopyridin, verwendet. Im allge meinen ist die Verwendung von Ammoniak in der gleichen Menge wie das Ausgangsmaterial wirksam im Hinblick auf die Reak tionsausbeute.

Als Hydrierungskatalysatoren können verwendet wer den: Raney-Katalysatoren, wie Raney-Nickel und Raney-Kobalt, und Edelmetall katalysatoren, wie Palladium-Kohlenstoff, Ruthenium-Kohlen stoff, Rhodium-Kohlenstoff und Platin-Kohlenstoff.

Wegen der Ausbeute an gewünschtem Produkt ist ein Raney- Nickel besonders bevorzugt. Da die Verwendung einer großen Menge an Katalysator nicht nur die gewünschte katalytische Reduktion, sondern ebenfalls eine Dechlorierungsreaktion beschleunigt, beträgt die bevorzugte Menge an Katalysator, die verwendet wird, 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Aus gangsmaterial, d. h. 2-Chlor-5-cyanopyridin.

Es ist wichtig, daß die Reaktionstemperatur, die bei dem er findungsgemäßen Verfahren verwendet wird, relativ niedrig ist, um die Dechlorierungsreaktion zu unterdrücken. Die Reaktionstemperatur beträgt 0 bis 60°C, und be vorzugt 20 bis 50°C.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in einen Autoklaven das Aus gangsmaterial (2-Chlor-5-cyanopyridin), ein nichtwäßriges Lösungsmittel, ein tertiäres Amin (1-20 Gew.-%, bezogen auf das Ausgangsmaterial), ein üblicher Edelmetall- oder Raney-Hydrierungska talysator und Ammoniak geleitet. Sie werden langsam erhitzt, während Wasserstoffgas darin eingeleitet wird, und die Reak tion wird durchgeführt, während die oben erwähnte Reaktions temperatur aufrechterhalten wird und während Wasserstoffgas bei Normaldruck oder darüber, bevorzugt 3 bis 10 atm, einge leitet wird. Die Wasserstoffabsorption ist nach 1 bis 3 Stunden nach der Wasserstoffeinleitung beendigt, wonach das Ausgangsmaterial (ein Cyanopyridin mit einem Chloratom in der α-Stellung) vollständig verbraucht und die Reaktion beendigt ist. Wenn Ammoniak in großer Menge verwendet wird, übersteigt der Reaktionsdruck die obige obere Grenze (10 atm) und erreicht beispielsweise 40 atm oder darüber. Jedoch kann durch die katalytische Reduktion gemäß der Erfindung die Aufgabe der vorliegenden Erfindung selbst bei hohem Re aktionsdruck gelöst werden.

Es ist ebenfalls möglich, daß die Reaktion durchgeführt werden kann, während unter Druck in das Reaktionssystem das Ausgangs material (2-Chlor-5-cyanopyridin), gelöst in einem nichtwäßri gen Lösungsmittel, eingeleitet wird.

Die Abtrennung und Reinigung des gewünschten Produkts (2-Chlor- 5-aminomethylpyridin), das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildet wurde, kann leicht durchgeführt werden, indem der Katalysator von dem Reaktionsgemisch abfiltriert wird, irgend welches Lösungsmittel aus dem Filtrat abdestilliert wird und anschließend der Rückstand destilliert wird.

Beispiele Vergleichsversuch 1

In einen Autoklaven mit einer Kapazität von 1 Liter mit ei ner elektromagnetischen Rührvorrichtung werden 100 g²- Chlor-5-cyanopyridin, 300 g Methanol, 20 g Raney-Nickel und 100 g Ammoniak gegeben. Dann wird Wasserstoffgas eingeleitet und das Reaktionssystem erwärmt, wobei die Temperatur unter Druck des Systems auf 40°C und 8 atm erhöht werden. Danach wird die katalytische Reduktion bei dieser Temperatur und bei diesem Druck durchgeführt, während Wasserstoff weiter eingeleitet wird. Die Wasserstoffabsorption ist 1 Stunde nach der Wasserstoffgaseinleitung beendigt.

Nach Beendigung der Reaktion wird der Autoklav auf Raumtem peratur abgekühlt. Das Reaktionsgemisch wird zur Entfernung des Katalysators filtriert. Das Filtrat wird zur Entfernung von Ammoniak, Methanol usw. einer Verdampfung unterworfen, der Rückstand wird destilliert, wobei 65,6 g (Ausbeute: 63,7%) 2-Chlor-5-aminomethylpyridin und 14,9 g (Ausbeute: 9,1%) 3-Picolylamin erhalten werden.

Siedepunkt von 2-Chlor-5-aminomethylpyridin: 100 bis 105°C/3 mmHg

Beispiel 1

Die Reaktion und die Nachbehandlung werden auf gleiche Weise, wie im Vergleichsversuch 1 beschrieben, durchgeführt, ausge nommen, daß 5 g Triethylamin gleichzeitig mit vorliegen. Es werden 80,6 g (Ausbeute: 78,3%) 2-Chlor-5-aminomethylpyridin und 3,2 g (Ausbeute: 4,1%) 3-Picolylamin erhalten.

Beispiel 2

Die Reaktion und die Nachbehandlung werden auf gleiche Weise, wie im Vergleichsversuch 1 beschrieben, durchgeführt, außer, daß Diisopropylethylamin als tertiäres Amin anstelle von Triethylamin verwendet wird. Es werden 70,0 g (Ausbeute: 68,0%) 2-Chlor-5-aminomethylpyridin und 4,8 g (Ausbeute: 6,2%) 3-Picolylamin erhalten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von 2-Chlor-5-aminomethyl pyridin, dargestellt durch die Formel (II): durch katalytische Reduktion von 2-Chlor-5-cyanopyridin, dargestellt durch die Formel (I):
in Anwesenheit eines üblichen Edelmetall- oder Raney-Hydrie rungskatalysators bei Reaktionstemperaturen von 0 bis 60°C, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyanopyridin der katalytischen Reduktion in einem nichtwäßrigen Reak tionssystem in Gegenwart von 1 bis 20 Gew.-%., bezogen auf das Ausgangsmaterial der Formel (I), eines tertiären Amins unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Alkohol als Lösungsmittel verwen det wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das tertiäre Amin ein alipha tisches tertiäres Amin ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hydrierungskatalysator ein Raney- Nickel ist.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die katalytische Reduktion in Gegenwart von Ammoniak durchgeführt wird.