ピリジンＮ−オキシド化合物の脱酸素によるピリジン化合物の製造方法
【課題】 ピリジンＮ−オキシド化合物を温和な条件下で脱酸素して対応するピリジン化合物を高い収率及び選択率で製造できる方法を提供する。
【解決手段】 本発明のピリジン化合物の製造方法は、担体表面に金ナノ粒子を固定化した表面金固定化触媒及びシラン化合物の存在下、ピリジンＮ−オキシド化合物を脱酸素して対応するピリジン化合物を得ることを特徴とする。担体としてハイドロキシアパタイトを好適に使用できる。シラン化合物として、ジメチルフェニルシラン、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンなどを用いることができる。
【解決手段】 本発明のピリジン化合物の製造方法は、担体表面に金ナノ粒子を固定化した表面金固定化触媒及びシラン化合物の存在下、ピリジンＮ−オキシド化合物を脱酸素して対応するピリジン化合物を得ることを特徴とする。担体としてハイドロキシアパタイトを好適に使用できる。シラン化合物として、ジメチルフェニルシラン、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンなどを用いることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温和な条件下でピリジンＮ−オキシド化合物を脱酸素して対応するピリジン化合物を高収率で得ることができるピリジン化合物の製造方法に関する。ピリジン及びピリジン誘導体等のピリジン化合物は、有機化学品、医薬、農薬等の精密化学品などの原料として有用である。
【背景技術】
【０００２】
ピリジンＮ−オキシド化合物のピリジン化合物への脱酸素反応は、有機合成の分野や生化学の分野で非常に重要な反応である。しかしながら、従来の方法は、量論反応であり、反応終了後、多量の副生物が生成するという欠点を有している。また、ＴＯＮ（ターンオーバー数）やＴＯＦ（単位時間当たりのＴＯＮ）が低い、適用範囲が狭い等の欠点があり、工業的に十分満足できる方法とは言えなかった（非特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Aoyagi, Y., Abe, T., Ohta, A. Facile and Efficient Deoxygenation of Aromatic N-Oxides with Zinc Aqueous Ammonium Chloride. Synthesis 891-894 (1997)
【非特許文献２】Hayes, S. J., Knighr, D. W., O'Halloran, M., Pickering, S. R. A Regiospecific Approach to N-Alkylpyrazoles and the Derived N-Oxides Using 5-endo-dig Cyclisation of Alkynyl Nitroamines Synlett. 14, 2188-2190 (2008)
【非特許文献３】Balicki R., Maciejewski, G. A mild amd selective deoxgenation of n-oxides with ammonium frmate as a catalytic hydrogen transfer Synthetic Commun. 1681-1683 (2002)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ピリジンＮ−オキシド化合物を温和な条件下で脱酸素して対応するピリジン化合物を高い収率及び選択率で製造できる方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ピリジンＮ−オキシド化合物を触媒の存在下で脱酸素し、工業的に効率よくピリジン化合物を製造できる方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、広範囲のピリジンＮ−オキシド化合物から脱酸素により対応するピリジン化合物を収率よく得ることのできる汎用性の高い製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討した結果、担体表面に金ナノ粒子を固定化して得られる表面金固定化触媒の存在下、還元剤としてシラン化合物を用いてピリジンＮ−オキシド化合物を脱酸素すると、温和な条件下、高い収率、選択率及びＴＯＮ（ターンオーバー数）で、対応するピリジン化合物が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、担体表面に金ナノ粒子を固定化した表面金固定化触媒及びシラン化合物の存在下、ピリジンＮ−オキシド化合物を脱酸素して対応するピリジン化合物を得ることを特徴とするピリジン化合物の製造方法を提供する。
【０００７】
前記担体としては、ハイドロキシアパタイトが好ましい。
【０００８】
なお、本明細書において、「ピリジンＮ−オキシド化合物」、「ピリジン化合物」は、単一化合物であるピリジンＮ−オキシド、ピリジンだけでなく、ピリジン環を含有する広範囲の化合物を包含する概念として用いる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ピリジンＮ−オキシド化合物から、高い収率、選択率で、対応するピリジン化合物を製造することができる。また、固体触媒を用いるため取り扱いやすく、使用した触媒は容易に回収できるとともに、反応に使用しても触媒活性、選択性が低下しないため、繰り返し使用が可能である。しかも、触媒のＴＯＮ（ターンオーバー数）が著しく大きいので、ピリジン化合物を安価に且つ工業的に効率よく製造できる。また、本発明の製造方法は基質適応性が広く、種々のピリジンＮ−オキシド化合物に適用でき、汎用性に優れる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［表面金固定化触媒］
本発明で用いる表面金固定化触媒は、担体表面に金ナノ粒子を固定化して得られる。前記担体としては、特に限定されず、例えば、ハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ）、チタニア（ＴｉＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、マグネシア（ＭｇＯ）、シリカ（ＳｉＯ2）、セリア（ＣｅＯ2）、活性炭（Ｃ）等を挙げることができる。本発明においては、なかでも、担体として、ハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ）、チタニア（ＴｉＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などが好ましく、特に、目的化合物を極めて高い収率及び選択率で得られる点で、ハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ）が好ましい。従って、本発明における表面金固定化触媒としては、ハイドロキシアパタイト表面に金ナノ粒子が固定されたハイドロキシアパタイト固定化金ナノ粒子触媒（以下、「ＡｕＨＡＰ」と称する場合がある）が好ましい。
【００１１】
上記ハイドロキシアパタイトは、例えば、下記式（１）
Ｃａ10-Z（ＨＰＯ4）Z（ＰＯ4）6-Z（ＯＨ）2-Z・ｎＨ2Ｏ （１）
（式中、Ｚは０≦Ｚ≦１を満たす数である。ｎは０〜２．５の数である）
で表される化合物である。
【００１２】
ハイドロキシアパタイトは、例えば、湿式合成法により調製することができる。前記湿式合成法は、具体的には、カルシウム溶液とリン酸溶液を１０：６の割合のモル濃度比でｐＨを７．４以上の所定値に維持したバッファー液中に長時間にわたり順次滴下することにより、上記バッファー液中にハイドロキシアパタイトを析出させ、析出したハイドロキシアパタイトを捕集する方法である。
【００１３】
本発明において好適に使用できるハイドロキシアパタイトの例としては、例えば、和光純薬工業株式会社製、商品名「リン酸三カルシウム」が挙げられる。
【００１４】
担体の表面に金ナノ粒子を固定化する方法としては、特に制限されることがなく、例えば、塩化金（ＡｕＣｌ3）、塩化金酸（ＨＡｕＣｌ4）等の金化合物とハイドロキシアパタイト等の担体とを溶媒中で混合し、撹拌することによりハイドロキシアパタイト等の担体表面に金イオンを固定化した後、該金イオンを適宜な方法により還元することにより行う方法等を挙げることができる。
【００１５】
前記溶媒としては、使用する金化合物を溶解することができればよく、例えば、水、アセトン、アルコール類等を挙げることができる。金ナノ粒子の固定化処理を行う際の金化合物の溶液中における濃度としては、特に制限されることがなく、例えば、０．１〜１００ｍＭの範囲から適宜選択することができる。撹拌時の温度は、例えば、２０〜８０℃の範囲から選択することができるが、通常室温（２５℃）で行われる。撹拌時間は撹拌時の温度によっても異なるが、例えば、２５℃で撹拌する場合、６〜２４時間程度、好ましくは、８〜１２時間程度である。撹拌終了後は、必要に応じて水や有機溶媒等で洗浄し、真空乾燥等により乾燥してもよい。
【００１６】
前記還元に用いる還元剤としては、例えば、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ4）、水素化ホウ素リチウム（ＬｉＢＨ4）、水素化ホウ素カリウム（ＫＢＨ4）等の水素化ホウ素錯化合物、ヒドラジン、水素（Ｈ2）、ジメチルフェニルシラン等のシラン化合物、ヒドロキシ化合物等を挙げることができる。ヒドロキシ化合物としては、例えば、第１級アルコール、第２級アルコール等のアルコール化合物を挙げることができる。また、ヒドロキシ化合物は、複数のヒドロキシル基を有していてもよく、１価アルコール、２価アルコール、多価アルコール等の何れであってもよい。
【００１７】
本発明におけるハイドロキシアパタイト等の担体表面に金ナノ粒子の固定化処理を施す際に使用する還元剤としては、なかでも、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ4）、水素化ホウ素リチウム（ＬｉＢＨ4）、水素化ホウ素カリウム（ＫＢＨ4）等の水素化ホウ素錯化合物が好ましく、特に、水素化ホウ素カリウム（ＫＢＨ4）が好ましい。水素化ホウ素カリウム（ＫＢＨ4）で還元することにより得られる表面金固定化触媒は、固定化した金属粒子の平均粒径がより小さくなる傾向があり、それにより、比表面積を増大することができ、触媒活性を著しく向上させることができる。
【００１８】
表面金固定化触媒中の金ナノ粒子含有率としては、例えば、ハイドロキシアパタイト等の担体１ｇに対して０．０１〜３ｍｍｏｌ、好ましくは０．０２〜０．５ｍｍｏｌ、特に好ましくは０．０３〜０．１ｍｍｏｌである。表面金固定化触媒中の金ナノ粒子含有率が上記範囲を上回ると、触媒作用が低下する傾向がある。
【００１９】
［シラン化合物］
本発明において、還元剤として用いられるシラン化合物としては、分子中に少なくとも１個のＳｉ−Ｈ結合を有しているシラン化合物であれば特に限定されず、例えば、芳香族シラン化合物、脂肪族シラン化合物、ポリシロキサンなどが挙げられる。
【００２０】
前記芳香族シラン化合物としては、例えば、ジメチルフェニルシラン、ジメチル−ｐ−クロロフェニルシラン、ジメチル−ｐ−メトキシフェニルシラン、メチルジフェニルシラン、ジエチルフェニルシラン、エチルジフェニルシラン、ジフェニルシラン、１，４−ビス（ジメチルシリル）ベンゼンなどが挙げられる。
【００２１】
脂肪族シラン化合物としては、例えば、ｔ−ブチルジメチルシラン、トリ（ｎ−ブチル）シラン、トリ（イソプロピル）シラン、トリエチルシラン、ジメチルオクタデカノイルシランなどが挙げられる。
【００２２】
ポリシロキサンとしては、例えば、１，１，３，３，−テトラメチルジシロキサン、１，１，３，３，−テトラエチルジシロキサン、１，１，３，３，−テトラフェニルジシロキサン、ヘキサメチルトリシロキサン、オクタメチルテトラシロキサン、デカメチルペンタシロキサンなどのポリアルキル及び／又はアリールヒドロシロキサン（ポリメチルヒドロシロキサン、ポリエチルヒドロシロキサン、ポリフェニルヒドロシロキサン、ポリメチルフェニルヒドロシロキサン等）などが挙げられる。
【００２３】
［ピリジンＮ−オキシド化合物］
本発明の製造方法において、基質（原料成分）として用いられるピリジンＮ−オキシド化合物としては、例えば、下記式（２）
【化１】
（式中、Ｒ1はピリジン環に結合している置換基を示す。ｍは０以上の整数である。ｍが２以上の場合、２以上のＲ1は同一でも異なっていてもよい。また、２以上のＲ1は、互いに結合して、ピリジン環を構成する炭素原子とともに環を形成していてもよい）
で表される化合物が挙げられる。
【００２４】
Ｒ1としては、例えば、ハロゲン原子（フッ素、塩素、臭素原子等）、ヒドロキシル基、アルキル基［メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、デシル、ドデシル基等のＣ1-20アルキル基（好ましくはＣ1-6アルキル基）など］、アルケニル基［ビニル、アリル、１−ブテニル基等のＣ2-20アルケニル基（好ましくはＣ2-6アルケニル基）など］、アルキニル基［エチニル、プロピニル基等のＣ2-20アルキニル基（好ましくはＣ2-6アルキニル基）など］、シクロアルキル基［シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル基等の３〜２０員（好ましくは３〜１５員、さらに好ましくは５〜８員）程度のシクロアルキル基など］、シクロアルケニル基［シクロペンテニル、シクロへキセニル基等の３〜２０員（好ましくは３〜１５員、さらに好ましくは５〜８員）程度のシクロアルケニル基など］、アリール基（フェニル、ナフチル基等のＣ6-14アリール基など）、アラルキル基（ベンジル、フェネチル基等のＣ7-15アラルキル基など）、アルコキシ基（メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ基等のＣ1-10アルコキシ基など）、アリールオキシ基（フェノキシ、ナフトキシ基等のＣ6-14アリールオキシ基など）、アラルキルオキシ基（ベンジルオキシ、フェネチルオキシ基等のＣ7-15アラルキルオキシ基など）、アシルオキシ基（アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ベンゾイルオキシ等のＣ1-14アシルオキシ基など）、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基（メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロピルオキシカルボニル基等のＣ1-6アルコキシ−カルボニル基など）、アリールオキシカルボニル基（フェノキシカルボニル、ナフトキシカルボニル基等のＣ6-14アリールオキシ−カルボニル基など）、アラルキルオキシカルボニル基（ベンジルオキシカルボニル、フェネチルオキシカルボニル基等のＣ7-15アラルキルオキシ−カルボニル基など）、シアノ基、ニトロ基、アシル基（アセチル、プロピオニル、ベンゾイル基等のＣ1-10アシル基など）、アミノ基、炭化水素基置換アミノ基（メチルアミノ、ジメチルアミノ、エチルアミノ、ジエチルアミノ基等のモノ又はジＣ1-10炭化水素基置換アミノ基など）、アシル基置換アミノ基（アセチルアミノ、プロピオニルアミノ、ベンゾイルアミノ基等のＣ1-10アシル基置換アミノ基など）、スルホ基、複素環式基（ピリジル、フリル、チエニル基等の窒素原子、酸素原子、硫黄原子から選択された少なくとも１種のヘテロ原子を１又は２以上含む芳香族性又は非芳香族性の複素環式基など）、これらが２以上結合した基などが挙げられる。
【００２５】
２以上のＲ1が互いに結合して、ピリジン環を構成する炭素原子とともに形成してもよい環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、フラン環、チオフェン環などの芳香族性環（炭素環又は複素環）；シクロペンタン環、シクロペンテン環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、ピペリジン環などの非芳香族性環（炭素環又は複素環）などが挙げられる。このような環と式中に示されるピリジン環とで構成される環としては、例えば、キノリン環、イソキノリン環、アクリジン環、５，６，７，８−テトラヒドロキノリン環、５，６，７，８−テトラヒドロイソキノリン環などが挙げられる。
【００２６】
本発明において、基質として用いられるピリジンＮ−オキシド化合物の代表的な例として、例えば、ピリジンＮ−オキシド、２−ピコリンＮ−オキシド、３−ピコリンＮ−オキシド、４−ピコリンＮ−オキシド、４−フェニルピリジンＮ−オキシド、４−シアノピリジンＮ−オキシド、キノリンＮ−オキシド、イソキノリンＮ−オキシド、４−ヒドロキシメチルピリジンＮ−オキシド、３−メトキシカルボニルピリジンＮ−オキシド、ビニルピリジンＮ−オキシドなどが挙げられる。
【００２７】
［ピリジン化合物の製造］
本発明では、担体表面に金ナノ粒子を固定化した表面金固定化触媒及びシラン化合物の存在下、ピリジンＮ−オキシド化合物を脱酸素して対応するピリジン化合物を生成させる。ピリジンＮ−オキシド化合物として前記式（２）で表される化合物を使用した場合には、下記式（３）
【化２】
（式中、Ｒ1、ｍは前記に同じ）
で表される対応するピリジン化合物が得られる。
【００２８】
表面金固定化触媒の使用量としては、例えば、基質であるピリジンＮ−オキシド化合物に対して、金（Ａｕ）として、０．０００１〜５０モル％程度であり、なかでも０．０１〜２０モル％程度、特に０．１〜５モル％程度が好ましい。
【００２９】
シラン化合物の量は、基質であるピリジンＮ−オキシド化合物１モルに対して、例えば、０．８〜５０モル、好ましくは０．９〜２０モル、さらに好ましくは１〜１０モルである。シラン化合物の使用量が少なすぎると、目的化合物の収率が低下しやすくなり、逆に、シラン化合物の使用量が多すぎる場合は経済的に不利となる。
【００３０】
上記反応は、液相で行われることが好ましく、使用する溶媒としては、例えば、トリフルオロトルエン、フルオロベンゼン、フルオロヘキサン等のフッ素系溶媒；芳香族炭化水素（例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ニトロベンゼン等）や脂肪族炭化水素（例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等）等の炭化水素；１，２−ジオキサン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル等のエーテル類；酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル；これらの混合物等を挙げることができる。これらのなかでも、溶媒としては炭化水素が好ましく、特にトルエン等の芳香族炭化水素が好ましい。また、溶媒の使用量としては、例えば、基質の濃度が２〜１０重量％程度となる範囲内で使用することが好ましい。
【００３１】
上記反応は、回分式、半回分式、連続式等の慣用の方法により行うことができる。
【００３２】
本発明の製造方法によれば、温和な条件でも、円滑に反応を進行させることができる。反応温度としては、基質の種類や目的生成物の種類等に応じて適宜調整することができ、例えば、−２０℃〜１５０℃、好ましくは０〜１００℃程度、特に好ましくは０〜６０℃程度である。反応時間は、反応温度等に応じて適宜調整することができ、例えば５分〜１２０時間程度、好ましくは１０分〜９０時間程度である。
【００３３】
反応終了後、反応生成物は、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の分離手段や、これらを組み合わせた分離手段により分離精製できる。
【００３４】
本発明の製造方法によれば、ピリジンＮ−オキシド化合物の脱酸素反応を温和な条件下で行うことができる。また、表面金固定化触媒が高いＴＯＮ（ターンオーバー数）を示すため、少ない触媒量で効率よく対応するピリジン化合物を製造できる。また、活性のみならず反応選択性も高く、しかも広範囲のピリジンＮ−オキシド化合物に適用できる。
【００３５】
また、反応に使用した表面金固定化触媒は担体に担持されているため、担持された金ナノ粒子が反応溶液中に溶出しにくく、劣化しにくい。また、表面金固定化触媒は、反応液から濾過、遠心分離等の物理的な分離手法により容易に回収することができる。回収された表面金固定化触媒はそのままで、又は洗浄、乾燥処理を施した後、再使用できる。洗浄処理は、適宜な溶媒（例えば、水、トルエン等の有機溶媒）により数回（例えば２〜３回）洗浄する方法により行うことができる。
【００３６】
回収された表面金固定化触媒は、未使用の表面金固定化触媒とほぼ同等の触媒能を示す。このように、本発明によれば、製造コストの多くの割合を占める表面金固定化触媒を回収し、繰り返し利用することができるため、製造コストを著しく低減できる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００３８】
製造例１
５０ｍＬのナス型フラスコ中に塩化金酸（ＨＡｕＣｌ4）０．１ｍｍｏｌとイオン交換水 ５０ｍＬを加え、その溶液にハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ；リン酸三カルシウム、和光純薬工業株式会社製）１．０ｇを加え、室温で２分間撹拌した後、アンモニア（５ｍｍｏｌ）を加え、更に１２時間撹拌した。その後、吸引濾過し、脱イオン水（１Ｌ）で洗浄し、真空乾燥させてＡｕ（III）ＨＡＰ（Ａｕ：３価）（Ａｕ：０．０８３ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
５０ｍＬのナス型フラスコ中でＫＢＨ4（０．９ｍｍｏｌ）に水（５０ｍＬ）を加えて溶解し、そこに得られたＡｕ（III）ＨＡＰ ０．９ｇを加え、アルゴン雰囲気下、室温で１時間撹拌した。
撹拌後、吸引濾過し、脱イオン水１Ｌで洗浄し、２４時間真空乾燥させて赤紫色の粉末のＡｕＨＡＰ（Ａｕ：０価）（担体１ｇに対するＡｕの担持量：０．０８３ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。得られた粉末の平均粒子径は３．０ｎｍ（標準偏差σ＝０．９ｎｍ）であった。
【００３９】
製造例２
ハイドロキシアパタイトに代えてアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を使用した以外は製造例１と同様にして、アルミナ表面に金ナノ粒子が固定化された触媒（Ａｕ／Ａｌ2Ｏ3）を得た。
【００４０】
製造例３
ハイドロキシアパタイトに代えてチタニア（ＴｉＯ2）を使用した以外は製造例１と同様にして、チタニア表面に金ナノ粒子が固定化された触媒（Ａｕ／ＴｉＯ2）を得た。
【００４１】
製造例４
ハイドロキシアパタイトに代えてマグネシア（ＭｇＯ）を使用した以外は製造例１と同様にして、マグネシア表面に金ナノ粒子が固定化された触媒（Ａｕ／ＭｇＯ）を得た。
【００４２】
製造例５
ハイドロキシアパタイトに代えてシリカ（ＳｉＯ2）を使用した以外は製造例１と同様にして、シリカ表面に金ナノ粒子が固定化された触媒（Ａｕ／ＳｉＯ2）を得た。
【００４３】
実施例１
ガラス製耐圧反応管に、製造例１で得られたＡｕＨＡＰ ０．１０ｇ（Ａｕ：０．００８３ｍｍｏｌ；４−ピコリンＮ−オキシドに対して１．６ｍｏｌ％）、１，４−ジオキサン ３ｍＬ、４−ピコリンＮ−オキシド ０．５ｍｍｏｌ、ジメチルフェニルシラン １ｍｍｏｌを加え、アルゴン雰囲気下（１ａｔｍ（＝０．１０ＭＰａ））、３０℃で１時間撹拌して４−ピコリンを得た（収率９９％、選択率９９％以上）。なお、収率、選択率は液体クロマトグラフィー（内標法）により求めた。
【００４４】
実施例２
製造例１で得られたＡｕＨＡＰに代えて、実施例１の反応終了後、反応液を濾過して触媒を分離し、１，４−ジオキサン１０ｍＬで３回洗浄した後、室温（２５℃）で減圧乾燥して得られたＡｕＨＡＰを使用した以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率９９％、選択率９９％以上）。
【００４５】
実施例３
製造例１で得られたＡｕＨＡＰに代えて、実施例２の反応終了後、反応液を濾過して触媒を分離し、１，４−ジオキサン１０ｍＬで３回洗浄した後、室温（２５℃）で減圧乾燥して得られたＡｕＨＡＰを使用した以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率９９％、選択率９９％以上）。
【００４６】
実施例４
ガラス製耐圧反応管に、製造例１で得られたＡｕＨＡＰ ０．００２ｇ（Ａｕ：０．１６μｍｏｌ）、１，４−ジオキサン ２０ｍＬ、４−ピコリンＮ−オキシド １０ｍｍｏｌ、ジメチルフェニルシラン ２０ｍｍｏｌを加え、アルゴン雰囲気下（１ａｔｍ（＝０．１０ＭＰａ））、１３０℃で６０時間撹拌して４−ピコリンを得た（収率９５％、選択率９９％以上）。収率、選択率は液体クロマトグラフィー（内標法）により求めた。なお、単離収率は９２％であった。
【００４７】
実施例５〜１０
基質（ピリジンＮ−オキシド化合物）を、下記表１に記載の基質に変更した以外は実施例１と同様にして、対応するピリジン化合物を得た。なお、実施例８では、ジメチルフェニルシランを０．７５ｍｍｏｌ用いた。実施例１〜１０の結果を表１に示す。表中、収率の欄の括弧内の数字は単離収率である。
【００４８】
【表１】
【００４９】
実施例１１
ジメチルフェニルシランの代わりにメチルジフェニルシランを１ｍｍｏｌ使用した以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率４８％、選択率９９％以上）。
【００５０】
実施例１２
１，４−ジオキサンの代わりにテトラヒドロフランを３ｍＬ用いた以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率９７％、選択率９９％以上）。
【００５１】
実施例１３
１，４−ジオキサンの代わりに酢酸エチルを３ｍＬ用いた以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率９１％、選択率９９％以上）。
【００５２】
実施例１４
１，４−ジオキサンの代わりにトルエンを３ｍＬ用いた以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率８９％、選択率９９％以上）。
【００５３】
実施例１５
製造例１で得られたＡｕＨＡＰの代わりに製造例２で得られたＡｕ／Ａｌ2Ｏ3（Ａｕ：４−ピコリンＮ−オキシドに対して１．６ｍｏｌ％）を用いた以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率９８％、選択率９９％以上）。
【００５４】
実施例１６
製造例１で得られたＡｕＨＡＰの代わりに製造例３で得られたＡｕ／ＴｉＯ2（Ａｕ：４−ピコリンＮ−オキシドに対して１．６ｍｏｌ％）を用いた以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率９６％、選択率９９％以上）。
【００５５】
実施例１７
製造例１で得られたＡｕＨＡＰの代わりに製造例４で得られたＡｕ／ＭｇＯ（Ａｕ：４−ピコリンＮ−オキシドに対して１．６ｍｏｌ％）を用いた以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率７２％、選択率９９％以上）。
【００５６】
実施例１８
製造例１で得られたＡｕＨＡＰの代わりに製造例５で得られたＡｕ／ＳｉＯ2（Ａｕ：４−ピコリンＮ−オキシドに対して１．６ｍｏｌ％）を用いた以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率７１％、選択率９９％以上）。
【００５７】
比較例１
製造例１で得られたＡｕＨＡＰの代わりにハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ）を用いた以外は実施例１と同様の操作を行ったところ、４−ピコリンは得られなかった。
【００５８】
比較例２
触媒を用いなかったこと以外は実施例１と同様の操作を行ったところ、４−ピコリンは得られなかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温和な条件下でピリジンＮ−オキシド化合物を脱酸素して対応するピリジン化合物を高収率で得ることができるピリジン化合物の製造方法に関する。ピリジン及びピリジン誘導体等のピリジン化合物は、有機化学品、医薬、農薬等の精密化学品などの原料として有用である。
【背景技術】
【０００２】
ピリジンＮ−オキシド化合物のピリジン化合物への脱酸素反応は、有機合成の分野や生化学の分野で非常に重要な反応である。しかしながら、従来の方法は、量論反応であり、反応終了後、多量の副生物が生成するという欠点を有している。また、ＴＯＮ（ターンオーバー数）やＴＯＦ（単位時間当たりのＴＯＮ）が低い、適用範囲が狭い等の欠点があり、工業的に十分満足できる方法とは言えなかった（非特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Aoyagi, Y., Abe, T., Ohta, A. Facile and Efficient Deoxygenation of Aromatic N-Oxides with Zinc Aqueous Ammonium Chloride. Synthesis 891-894 (1997)
【非特許文献２】Hayes, S. J., Knighr, D. W., O'Halloran, M., Pickering, S. R. A Regiospecific Approach to N-Alkylpyrazoles and the Derived N-Oxides Using 5-endo-dig Cyclisation of Alkynyl Nitroamines Synlett. 14, 2188-2190 (2008)
【非特許文献３】Balicki R., Maciejewski, G. A mild amd selective deoxgenation of n-oxides with ammonium frmate as a catalytic hydrogen transfer Synthetic Commun. 1681-1683 (2002)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ピリジンＮ−オキシド化合物を温和な条件下で脱酸素して対応するピリジン化合物を高い収率及び選択率で製造できる方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ピリジンＮ−オキシド化合物を触媒の存在下で脱酸素し、工業的に効率よくピリジン化合物を製造できる方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、広範囲のピリジンＮ−オキシド化合物から脱酸素により対応するピリジン化合物を収率よく得ることのできる汎用性の高い製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討した結果、担体表面に金ナノ粒子を固定化して得られる表面金固定化触媒の存在下、還元剤としてシラン化合物を用いてピリジンＮ−オキシド化合物を脱酸素すると、温和な条件下、高い収率、選択率及びＴＯＮ（ターンオーバー数）で、対応するピリジン化合物が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、担体表面に金ナノ粒子を固定化した表面金固定化触媒及びシラン化合物の存在下、ピリジンＮ−オキシド化合物を脱酸素して対応するピリジン化合物を得ることを特徴とするピリジン化合物の製造方法を提供する。
【０００７】
前記担体としては、ハイドロキシアパタイトが好ましい。
【０００８】
なお、本明細書において、「ピリジンＮ−オキシド化合物」、「ピリジン化合物」は、単一化合物であるピリジンＮ−オキシド、ピリジンだけでなく、ピリジン環を含有する広範囲の化合物を包含する概念として用いる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ピリジンＮ−オキシド化合物から、高い収率、選択率で、対応するピリジン化合物を製造することができる。また、固体触媒を用いるため取り扱いやすく、使用した触媒は容易に回収できるとともに、反応に使用しても触媒活性、選択性が低下しないため、繰り返し使用が可能である。しかも、触媒のＴＯＮ（ターンオーバー数）が著しく大きいので、ピリジン化合物を安価に且つ工業的に効率よく製造できる。また、本発明の製造方法は基質適応性が広く、種々のピリジンＮ−オキシド化合物に適用でき、汎用性に優れる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［表面金固定化触媒］
本発明で用いる表面金固定化触媒は、担体表面に金ナノ粒子を固定化して得られる。前記担体としては、特に限定されず、例えば、ハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ）、チタニア（ＴｉＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、マグネシア（ＭｇＯ）、シリカ（ＳｉＯ2）、セリア（ＣｅＯ2）、活性炭（Ｃ）等を挙げることができる。本発明においては、なかでも、担体として、ハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ）、チタニア（ＴｉＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などが好ましく、特に、目的化合物を極めて高い収率及び選択率で得られる点で、ハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ）が好ましい。従って、本発明における表面金固定化触媒としては、ハイドロキシアパタイト表面に金ナノ粒子が固定されたハイドロキシアパタイト固定化金ナノ粒子触媒（以下、「ＡｕＨＡＰ」と称する場合がある）が好ましい。
【００１１】
上記ハイドロキシアパタイトは、例えば、下記式（１）
Ｃａ10-Z（ＨＰＯ4）Z（ＰＯ4）6-Z（ＯＨ）2-Z・ｎＨ2Ｏ （１）
（式中、Ｚは０≦Ｚ≦１を満たす数である。ｎは０〜２．５の数である）
で表される化合物である。
【００１２】
ハイドロキシアパタイトは、例えば、湿式合成法により調製することができる。前記湿式合成法は、具体的には、カルシウム溶液とリン酸溶液を１０：６の割合のモル濃度比でｐＨを７．４以上の所定値に維持したバッファー液中に長時間にわたり順次滴下することにより、上記バッファー液中にハイドロキシアパタイトを析出させ、析出したハイドロキシアパタイトを捕集する方法である。
【００１３】
本発明において好適に使用できるハイドロキシアパタイトの例としては、例えば、和光純薬工業株式会社製、商品名「リン酸三カルシウム」が挙げられる。
【００１４】
担体の表面に金ナノ粒子を固定化する方法としては、特に制限されることがなく、例えば、塩化金（ＡｕＣｌ3）、塩化金酸（ＨＡｕＣｌ4）等の金化合物とハイドロキシアパタイト等の担体とを溶媒中で混合し、撹拌することによりハイドロキシアパタイト等の担体表面に金イオンを固定化した後、該金イオンを適宜な方法により還元することにより行う方法等を挙げることができる。
【００１５】
前記溶媒としては、使用する金化合物を溶解することができればよく、例えば、水、アセトン、アルコール類等を挙げることができる。金ナノ粒子の固定化処理を行う際の金化合物の溶液中における濃度としては、特に制限されることがなく、例えば、０．１〜１００ｍＭの範囲から適宜選択することができる。撹拌時の温度は、例えば、２０〜８０℃の範囲から選択することができるが、通常室温（２５℃）で行われる。撹拌時間は撹拌時の温度によっても異なるが、例えば、２５℃で撹拌する場合、６〜２４時間程度、好ましくは、８〜１２時間程度である。撹拌終了後は、必要に応じて水や有機溶媒等で洗浄し、真空乾燥等により乾燥してもよい。
【００１６】
前記還元に用いる還元剤としては、例えば、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ4）、水素化ホウ素リチウム（ＬｉＢＨ4）、水素化ホウ素カリウム（ＫＢＨ4）等の水素化ホウ素錯化合物、ヒドラジン、水素（Ｈ2）、ジメチルフェニルシラン等のシラン化合物、ヒドロキシ化合物等を挙げることができる。ヒドロキシ化合物としては、例えば、第１級アルコール、第２級アルコール等のアルコール化合物を挙げることができる。また、ヒドロキシ化合物は、複数のヒドロキシル基を有していてもよく、１価アルコール、２価アルコール、多価アルコール等の何れであってもよい。
【００１７】
本発明におけるハイドロキシアパタイト等の担体表面に金ナノ粒子の固定化処理を施す際に使用する還元剤としては、なかでも、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ4）、水素化ホウ素リチウム（ＬｉＢＨ4）、水素化ホウ素カリウム（ＫＢＨ4）等の水素化ホウ素錯化合物が好ましく、特に、水素化ホウ素カリウム（ＫＢＨ4）が好ましい。水素化ホウ素カリウム（ＫＢＨ4）で還元することにより得られる表面金固定化触媒は、固定化した金属粒子の平均粒径がより小さくなる傾向があり、それにより、比表面積を増大することができ、触媒活性を著しく向上させることができる。
【００１８】
表面金固定化触媒中の金ナノ粒子含有率としては、例えば、ハイドロキシアパタイト等の担体１ｇに対して０．０１〜３ｍｍｏｌ、好ましくは０．０２〜０．５ｍｍｏｌ、特に好ましくは０．０３〜０．１ｍｍｏｌである。表面金固定化触媒中の金ナノ粒子含有率が上記範囲を上回ると、触媒作用が低下する傾向がある。
【００１９】
［シラン化合物］
本発明において、還元剤として用いられるシラン化合物としては、分子中に少なくとも１個のＳｉ−Ｈ結合を有しているシラン化合物であれば特に限定されず、例えば、芳香族シラン化合物、脂肪族シラン化合物、ポリシロキサンなどが挙げられる。
【００２０】
前記芳香族シラン化合物としては、例えば、ジメチルフェニルシラン、ジメチル−ｐ−クロロフェニルシラン、ジメチル−ｐ−メトキシフェニルシラン、メチルジフェニルシラン、ジエチルフェニルシラン、エチルジフェニルシラン、ジフェニルシラン、１，４−ビス（ジメチルシリル）ベンゼンなどが挙げられる。
【００２１】
脂肪族シラン化合物としては、例えば、ｔ−ブチルジメチルシラン、トリ（ｎ−ブチル）シラン、トリ（イソプロピル）シラン、トリエチルシラン、ジメチルオクタデカノイルシランなどが挙げられる。
【００２２】
ポリシロキサンとしては、例えば、１，１，３，３，−テトラメチルジシロキサン、１，１，３，３，−テトラエチルジシロキサン、１，１，３，３，−テトラフェニルジシロキサン、ヘキサメチルトリシロキサン、オクタメチルテトラシロキサン、デカメチルペンタシロキサンなどのポリアルキル及び／又はアリールヒドロシロキサン（ポリメチルヒドロシロキサン、ポリエチルヒドロシロキサン、ポリフェニルヒドロシロキサン、ポリメチルフェニルヒドロシロキサン等）などが挙げられる。
【００２３】
［ピリジンＮ−オキシド化合物］
本発明の製造方法において、基質（原料成分）として用いられるピリジンＮ−オキシド化合物としては、例えば、下記式（２）
【化１】
（式中、Ｒ1はピリジン環に結合している置換基を示す。ｍは０以上の整数である。ｍが２以上の場合、２以上のＲ1は同一でも異なっていてもよい。また、２以上のＲ1は、互いに結合して、ピリジン環を構成する炭素原子とともに環を形成していてもよい）
で表される化合物が挙げられる。
【００２４】
Ｒ1としては、例えば、ハロゲン原子（フッ素、塩素、臭素原子等）、ヒドロキシル基、アルキル基［メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、デシル、ドデシル基等のＣ1-20アルキル基（好ましくはＣ1-6アルキル基）など］、アルケニル基［ビニル、アリル、１−ブテニル基等のＣ2-20アルケニル基（好ましくはＣ2-6アルケニル基）など］、アルキニル基［エチニル、プロピニル基等のＣ2-20アルキニル基（好ましくはＣ2-6アルキニル基）など］、シクロアルキル基［シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル基等の３〜２０員（好ましくは３〜１５員、さらに好ましくは５〜８員）程度のシクロアルキル基など］、シクロアルケニル基［シクロペンテニル、シクロへキセニル基等の３〜２０員（好ましくは３〜１５員、さらに好ましくは５〜８員）程度のシクロアルケニル基など］、アリール基（フェニル、ナフチル基等のＣ6-14アリール基など）、アラルキル基（ベンジル、フェネチル基等のＣ7-15アラルキル基など）、アルコキシ基（メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ基等のＣ1-10アルコキシ基など）、アリールオキシ基（フェノキシ、ナフトキシ基等のＣ6-14アリールオキシ基など）、アラルキルオキシ基（ベンジルオキシ、フェネチルオキシ基等のＣ7-15アラルキルオキシ基など）、アシルオキシ基（アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ベンゾイルオキシ等のＣ1-14アシルオキシ基など）、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基（メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロピルオキシカルボニル基等のＣ1-6アルコキシ−カルボニル基など）、アリールオキシカルボニル基（フェノキシカルボニル、ナフトキシカルボニル基等のＣ6-14アリールオキシ−カルボニル基など）、アラルキルオキシカルボニル基（ベンジルオキシカルボニル、フェネチルオキシカルボニル基等のＣ7-15アラルキルオキシ−カルボニル基など）、シアノ基、ニトロ基、アシル基（アセチル、プロピオニル、ベンゾイル基等のＣ1-10アシル基など）、アミノ基、炭化水素基置換アミノ基（メチルアミノ、ジメチルアミノ、エチルアミノ、ジエチルアミノ基等のモノ又はジＣ1-10炭化水素基置換アミノ基など）、アシル基置換アミノ基（アセチルアミノ、プロピオニルアミノ、ベンゾイルアミノ基等のＣ1-10アシル基置換アミノ基など）、スルホ基、複素環式基（ピリジル、フリル、チエニル基等の窒素原子、酸素原子、硫黄原子から選択された少なくとも１種のヘテロ原子を１又は２以上含む芳香族性又は非芳香族性の複素環式基など）、これらが２以上結合した基などが挙げられる。
【００２５】
２以上のＲ1が互いに結合して、ピリジン環を構成する炭素原子とともに形成してもよい環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、フラン環、チオフェン環などの芳香族性環（炭素環又は複素環）；シクロペンタン環、シクロペンテン環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、ピペリジン環などの非芳香族性環（炭素環又は複素環）などが挙げられる。このような環と式中に示されるピリジン環とで構成される環としては、例えば、キノリン環、イソキノリン環、アクリジン環、５，６，７，８−テトラヒドロキノリン環、５，６，７，８−テトラヒドロイソキノリン環などが挙げられる。
【００２６】
本発明において、基質として用いられるピリジンＮ−オキシド化合物の代表的な例として、例えば、ピリジンＮ−オキシド、２−ピコリンＮ−オキシド、３−ピコリンＮ−オキシド、４−ピコリンＮ−オキシド、４−フェニルピリジンＮ−オキシド、４−シアノピリジンＮ−オキシド、キノリンＮ−オキシド、イソキノリンＮ−オキシド、４−ヒドロキシメチルピリジンＮ−オキシド、３−メトキシカルボニルピリジンＮ−オキシド、ビニルピリジンＮ−オキシドなどが挙げられる。
【００２７】
［ピリジン化合物の製造］
本発明では、担体表面に金ナノ粒子を固定化した表面金固定化触媒及びシラン化合物の存在下、ピリジンＮ−オキシド化合物を脱酸素して対応するピリジン化合物を生成させる。ピリジンＮ−オキシド化合物として前記式（２）で表される化合物を使用した場合には、下記式（３）
【化２】
（式中、Ｒ1、ｍは前記に同じ）
で表される対応するピリジン化合物が得られる。
【００２８】
表面金固定化触媒の使用量としては、例えば、基質であるピリジンＮ−オキシド化合物に対して、金（Ａｕ）として、０．０００１〜５０モル％程度であり、なかでも０．０１〜２０モル％程度、特に０．１〜５モル％程度が好ましい。
【００２９】
シラン化合物の量は、基質であるピリジンＮ−オキシド化合物１モルに対して、例えば、０．８〜５０モル、好ましくは０．９〜２０モル、さらに好ましくは１〜１０モルである。シラン化合物の使用量が少なすぎると、目的化合物の収率が低下しやすくなり、逆に、シラン化合物の使用量が多すぎる場合は経済的に不利となる。
【００３０】
上記反応は、液相で行われることが好ましく、使用する溶媒としては、例えば、トリフルオロトルエン、フルオロベンゼン、フルオロヘキサン等のフッ素系溶媒；芳香族炭化水素（例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ニトロベンゼン等）や脂肪族炭化水素（例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等）等の炭化水素；１，２−ジオキサン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル等のエーテル類；酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル；これらの混合物等を挙げることができる。これらのなかでも、溶媒としては炭化水素が好ましく、特にトルエン等の芳香族炭化水素が好ましい。また、溶媒の使用量としては、例えば、基質の濃度が２〜１０重量％程度となる範囲内で使用することが好ましい。
【００３１】
上記反応は、回分式、半回分式、連続式等の慣用の方法により行うことができる。
【００３２】
本発明の製造方法によれば、温和な条件でも、円滑に反応を進行させることができる。反応温度としては、基質の種類や目的生成物の種類等に応じて適宜調整することができ、例えば、−２０℃〜１５０℃、好ましくは０〜１００℃程度、特に好ましくは０〜６０℃程度である。反応時間は、反応温度等に応じて適宜調整することができ、例えば５分〜１２０時間程度、好ましくは１０分〜９０時間程度である。
【００３３】
反応終了後、反応生成物は、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の分離手段や、これらを組み合わせた分離手段により分離精製できる。
【００３４】
本発明の製造方法によれば、ピリジンＮ−オキシド化合物の脱酸素反応を温和な条件下で行うことができる。また、表面金固定化触媒が高いＴＯＮ（ターンオーバー数）を示すため、少ない触媒量で効率よく対応するピリジン化合物を製造できる。また、活性のみならず反応選択性も高く、しかも広範囲のピリジンＮ−オキシド化合物に適用できる。
【００３５】
また、反応に使用した表面金固定化触媒は担体に担持されているため、担持された金ナノ粒子が反応溶液中に溶出しにくく、劣化しにくい。また、表面金固定化触媒は、反応液から濾過、遠心分離等の物理的な分離手法により容易に回収することができる。回収された表面金固定化触媒はそのままで、又は洗浄、乾燥処理を施した後、再使用できる。洗浄処理は、適宜な溶媒（例えば、水、トルエン等の有機溶媒）により数回（例えば２〜３回）洗浄する方法により行うことができる。
【００３６】
回収された表面金固定化触媒は、未使用の表面金固定化触媒とほぼ同等の触媒能を示す。このように、本発明によれば、製造コストの多くの割合を占める表面金固定化触媒を回収し、繰り返し利用することができるため、製造コストを著しく低減できる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００３８】
製造例１
５０ｍＬのナス型フラスコ中に塩化金酸（ＨＡｕＣｌ4）０．１ｍｍｏｌとイオン交換水 ５０ｍＬを加え、その溶液にハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ；リン酸三カルシウム、和光純薬工業株式会社製）１．０ｇを加え、室温で２分間撹拌した後、アンモニア（５ｍｍｏｌ）を加え、更に１２時間撹拌した。その後、吸引濾過し、脱イオン水（１Ｌ）で洗浄し、真空乾燥させてＡｕ（III）ＨＡＰ（Ａｕ：３価）（Ａｕ：０．０８３ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
５０ｍＬのナス型フラスコ中でＫＢＨ4（０．９ｍｍｏｌ）に水（５０ｍＬ）を加えて溶解し、そこに得られたＡｕ（III）ＨＡＰ ０．９ｇを加え、アルゴン雰囲気下、室温で１時間撹拌した。
撹拌後、吸引濾過し、脱イオン水１Ｌで洗浄し、２４時間真空乾燥させて赤紫色の粉末のＡｕＨＡＰ（Ａｕ：０価）（担体１ｇに対するＡｕの担持量：０．０８３ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。得られた粉末の平均粒子径は３．０ｎｍ（標準偏差σ＝０．９ｎｍ）であった。
【００３９】
製造例２
ハイドロキシアパタイトに代えてアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を使用した以外は製造例１と同様にして、アルミナ表面に金ナノ粒子が固定化された触媒（Ａｕ／Ａｌ2Ｏ3）を得た。
【００４０】
製造例３
ハイドロキシアパタイトに代えてチタニア（ＴｉＯ2）を使用した以外は製造例１と同様にして、チタニア表面に金ナノ粒子が固定化された触媒（Ａｕ／ＴｉＯ2）を得た。
【００４１】
製造例４
ハイドロキシアパタイトに代えてマグネシア（ＭｇＯ）を使用した以外は製造例１と同様にして、マグネシア表面に金ナノ粒子が固定化された触媒（Ａｕ／ＭｇＯ）を得た。
【００４２】
製造例５
ハイドロキシアパタイトに代えてシリカ（ＳｉＯ2）を使用した以外は製造例１と同様にして、シリカ表面に金ナノ粒子が固定化された触媒（Ａｕ／ＳｉＯ2）を得た。
【００４３】
実施例１
ガラス製耐圧反応管に、製造例１で得られたＡｕＨＡＰ ０．１０ｇ（Ａｕ：０．００８３ｍｍｏｌ；４−ピコリンＮ−オキシドに対して１．６ｍｏｌ％）、１，４−ジオキサン ３ｍＬ、４−ピコリンＮ−オキシド ０．５ｍｍｏｌ、ジメチルフェニルシラン １ｍｍｏｌを加え、アルゴン雰囲気下（１ａｔｍ（＝０．１０ＭＰａ））、３０℃で１時間撹拌して４−ピコリンを得た（収率９９％、選択率９９％以上）。なお、収率、選択率は液体クロマトグラフィー（内標法）により求めた。
【００４４】
実施例２
製造例１で得られたＡｕＨＡＰに代えて、実施例１の反応終了後、反応液を濾過して触媒を分離し、１，４−ジオキサン１０ｍＬで３回洗浄した後、室温（２５℃）で減圧乾燥して得られたＡｕＨＡＰを使用した以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率９９％、選択率９９％以上）。
【００４５】
実施例３
製造例１で得られたＡｕＨＡＰに代えて、実施例２の反応終了後、反応液を濾過して触媒を分離し、１，４−ジオキサン１０ｍＬで３回洗浄した後、室温（２５℃）で減圧乾燥して得られたＡｕＨＡＰを使用した以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率９９％、選択率９９％以上）。
【００４６】
実施例４
ガラス製耐圧反応管に、製造例１で得られたＡｕＨＡＰ ０．００２ｇ（Ａｕ：０．１６μｍｏｌ）、１，４−ジオキサン ２０ｍＬ、４−ピコリンＮ−オキシド １０ｍｍｏｌ、ジメチルフェニルシラン ２０ｍｍｏｌを加え、アルゴン雰囲気下（１ａｔｍ（＝０．１０ＭＰａ））、１３０℃で６０時間撹拌して４−ピコリンを得た（収率９５％、選択率９９％以上）。収率、選択率は液体クロマトグラフィー（内標法）により求めた。なお、単離収率は９２％であった。
【００４７】
実施例５〜１０
基質（ピリジンＮ−オキシド化合物）を、下記表１に記載の基質に変更した以外は実施例１と同様にして、対応するピリジン化合物を得た。なお、実施例８では、ジメチルフェニルシランを０．７５ｍｍｏｌ用いた。実施例１〜１０の結果を表１に示す。表中、収率の欄の括弧内の数字は単離収率である。
【００４８】
【表１】
【００４９】
実施例１１
ジメチルフェニルシランの代わりにメチルジフェニルシランを１ｍｍｏｌ使用した以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率４８％、選択率９９％以上）。
【００５０】
実施例１２
１，４−ジオキサンの代わりにテトラヒドロフランを３ｍＬ用いた以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率９７％、選択率９９％以上）。
【００５１】
実施例１３
１，４−ジオキサンの代わりに酢酸エチルを３ｍＬ用いた以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率９１％、選択率９９％以上）。
【００５２】
実施例１４
１，４−ジオキサンの代わりにトルエンを３ｍＬ用いた以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率８９％、選択率９９％以上）。
【００５３】
実施例１５
製造例１で得られたＡｕＨＡＰの代わりに製造例２で得られたＡｕ／Ａｌ2Ｏ3（Ａｕ：４−ピコリンＮ−オキシドに対して１．６ｍｏｌ％）を用いた以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率９８％、選択率９９％以上）。
【００５４】
実施例１６
製造例１で得られたＡｕＨＡＰの代わりに製造例３で得られたＡｕ／ＴｉＯ2（Ａｕ：４−ピコリンＮ−オキシドに対して１．６ｍｏｌ％）を用いた以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率９６％、選択率９９％以上）。
【００５５】
実施例１７
製造例１で得られたＡｕＨＡＰの代わりに製造例４で得られたＡｕ／ＭｇＯ（Ａｕ：４−ピコリンＮ−オキシドに対して１．６ｍｏｌ％）を用いた以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率７２％、選択率９９％以上）。
【００５６】
実施例１８
製造例１で得られたＡｕＨＡＰの代わりに製造例５で得られたＡｕ／ＳｉＯ2（Ａｕ：４−ピコリンＮ−オキシドに対して１．６ｍｏｌ％）を用いた以外は実施例１と同様にして、４−ピコリンを得た（収率７１％、選択率９９％以上）。
【００５７】
比較例１
製造例１で得られたＡｕＨＡＰの代わりにハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ）を用いた以外は実施例１と同様の操作を行ったところ、４−ピコリンは得られなかった。
【００５８】
比較例２
触媒を用いなかったこと以外は実施例１と同様の操作を行ったところ、４−ピコリンは得られなかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体表面に金ナノ粒子を固定化した表面金固定化触媒及びシラン化合物の存在下、ピリジンＮ−オキシド化合物を脱酸素して対応するピリジン化合物を得ることを特徴とするピリジン化合物の製造方法。
【請求項２】
担体としてハイドロキシアパタイトを用いる請求項１記載のピリジン化合物の製造方法。
【請求項１】
担体表面に金ナノ粒子を固定化した表面金固定化触媒及びシラン化合物の存在下、ピリジンＮ−オキシド化合物を脱酸素して対応するピリジン化合物を得ることを特徴とするピリジン化合物の製造方法。
【請求項２】
担体としてハイドロキシアパタイトを用いる請求項１記載のピリジン化合物の製造方法。
【公開番号】特開２０１２−１２１８４４（Ｐ２０１２−１２１８４４Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７４２２６（Ｐ２０１０−２７４２２６）
【出願日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【出願人】（０００００２９０１）株式会社ダイセル (1,236)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【出願人】（０００００２９０１）株式会社ダイセル (1,236)
【Ｆターム（参考）】
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