JPS5817188B2 - ニコチンサンアミドノ セイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はニコチン酸アミドの製造方法に関するものであ
る。

詳しくは、３−シアノピリジンの水利反応によりニコチ
ン酸アミドを製造する方法の改良に関するものである。

ニコチン酸アミドは医薬、食品用添加剤等の数多くの用
途に供されており、最近では稲の成長促進剤にも有効で
あるとして注目されている。

そして、その需要も今後急激に増大するものと予想され
ている。

このように有用なニコチン酸アミドを３−シアノピリジ
ンの水利反応により製造する方法としては、水利触媒に
酸化ニッケル、酸化銅、銅粉末を用いる方法が周知であ
る。

しかしながら、上記触媒の活性は低く長時間の反応を必
要とし、またその収率も低い。

そして改良された触媒としてラネー銅および還元銅が提
案されているが（特公昭４８−２２７１０）これも前記
触媒よりは活性が優れているものの、やはり工業的に実
施するには不充分である。

本発明者等はより性能のすぐれた触媒について鋭意研究
した結果、特定の方法により得られた銅触媒が３−シア
ノピリジンの水和によるニコチン酸アミドの製造におい
て、上述のごとき周知の水和触媒に比して、極めて高活
性高選択性を示すことを見出し本発明に到達した。

すなわち、本発明の要旨とするところは水素化銅を分解
して得ら＋１．る銅触媒の存在下、３−シアノピリジン
と水とを反応させることを特徴とするニコチン酸アミド
の製造方法に存する。

次に、本発明を更に詳細に説明する。

本発明方法で用いられる銅触媒は、水素化銅を分解して
得られるものであるが、水素化銅は如何なる方法で調製
したものでも良く、例えば銅化合物を、下記の如き還元
剤で処理することにによって得られる。

還元剤の具体例としては、次亜燐酸又は、リチウム、ナ
トリウム、カリウム、ルビジラム及びセシウムからなる
アルカリ金属、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム
ストロンチウム及びバリウムからなるアルカリ土類金属
、アンモニウム、アルミニウム、マンガン、鉄、コバル
ト、ニッケル、亜鉛、セリウム、鉛等の次亜燐酸塩、リ
チウムアルミニウムハイドライド（ＬｉＡｌＨ４）、カ
リウムジオキシジボラン〔Ｋ２Ｂ２Ｈ４（ＯＨ）２〕マ
グネシウムポライド、亜ニチオン酸、亜ニチオン酸のア
ルカリ金属又はアルカリ土類金属塩等が挙げられる。

原料銅化合物としては、酸化銅、水酸化銅、塩化銅、臭
化銅、沃化銀、硝酸銅、硫酸銅などの無機酸塩、蟻酸銅
、酢酸銅、シュウ酸銀、ナフトエ酸銀、フェニル酢酸銅
、安息香酸銀などの有機酸塩が挙げられる。

銅化合物と還元剤との反応は水性媒体中で通常行なうが
、状況により低級アルコール、ピリジン、エーテルなど
の有機溶媒中でも実施できる。

銅化合物は、媒体中に溶解した状態において還元剤を作
用せしめるのが好ましいが、不溶性の場合は粉末を媒体
中に分散させただけでもよい。

水素化銅の調製に際しては、銅化合物は、１ｔの水、そ
の他の媒体に対し、０．０１〜５モル程度の量を用い、
又、これに作用させる還元剤の量は、原料銅化合物の種
類及び還元剤の種類によって異なるが、原料銅化合物が
実質上完全に水素化銅に還元される量であるのが好まし
い。

両者を作用せしめるには、銅化合物溶液に還元剤を滴下
しても、還元剤中に銅化合物の溶液を滴下してもよい。

また、還元剤として、次亜燐酸、次亜燐酸塩を使用する
場合、硫酸、塩酸、酢酸、蟻酸等の酸を銅化合物の１／
１００モル程度以上添加して酸性条件下で実施するのが
、水素化銅の生成が促進され、好ましい。

銅化合物が不溶性の場合にはスラリーとして同様に実施
しうる。

更に、活性炭、カーボンブラック、グラファイト、アル
ミナ、シリカゲル等の担体を使用する場合は、水素化銅
調製時に担体を懸濁状態で共存させるか、または粉状又
は粒状の担体に銅化合物を含浸させ、上記と同様の方法
で還元剤で処理すれはよい。

還元剤を作用せしめる温度は、還元剤の種類によっても
異なるが、通常０°Ｃ乃至媒体の沸点程度の温度範囲で
実施される。

例えば、還元剤とじてに２Ｂ２Ｈ４（ＯＦ■）２を使用
する時は、０°Ｃで、又ＮａＨ２ＰＯ２の場合は２０℃
以上、ＬＩＡＩＩ（４では、室温で実施すること力相」
来る。

また、系内は不活性雰囲気中で実施するのが好ましいが
、大気中或は減圧下で行うこともできる。

かくして得られる沈澱物は、主として水素化銅から成り
、一部金属銅を含有することもある。

この金属銅の一部は、還元によって生成した水素化銅が
系内に存在する銅イオンを還元して生成する）ものと推
定される。

このようにして得られた水素化鋼は、銅触媒調製の際、
単離して用いてもよいが、通常は、単離することなく、
そのまま用いられる。

水素化銅の分解は、乾式法又は湿式法で行われマる。

乾式法で行なう場合は、水素化銅を分解温度に加熱すれ
ば良く、その場合、大気圧下、加圧下、更には減圧下で
も実施出来、非酸化性雰囲気で行なうのが好ましい。

通常、室温乃至３００’Ｃ１好ましくは、４００Ｃ〜２
００℃で行われる。

湿式法ンで行なう場合、媒体は任意に選ぶことが出来、
通常は、水性媒体中で実施されるが、有機溶媒を使用す
ることも出来る。

媒体中で分解を行う場合、その温度は通常室温から〜１
００°Ｃ程度で行われる。

水性媒体中で行なう場合、苛性ソーダ等の塩ｉ基性物質
を加え、ＯＨイオン濃度の高い状態で水素化銅を分解し
たものは、活性が高く有利である。

勿論、銅化合物の還元処理で得られた水素化銅を単離し
ないで使用する場合、そのままの反応系内で処理するこ
とも出来る。

ン かくして得られた銅触媒は、そのままでも使用出来
るが、場合によっては、同伴する他の金属塩などを除去
するために、水洗するのが好ましい。

また、水素化銅の分解の際、他の助触媒成分を存在させ
るならばより有効な触媒を得ることかで１きる。

助触媒成分として添加される他の化合物はＣｒ。

Ｍｏ、Ｗ等の周期律表ＶＩａ族の元素；Ｖ、Ｓｉ；Ｆｅ
。

Ｃｏ、Ｎｉ等の周期律■族第４周期の元素； Ｒｕ。

Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ等の白金族元素；Ｔｉ、Ｚｒから成る
；群から選ばれた元素を含有する化合物であり、その使
用形態は、特に限定されない。

具体的には、これらの元素の酸化物、水酸化物、塩化物
、臭化物、ヨウ化物などのハロゲン化物、硫酸塩、硝酸
塩、酸素酸塩、燐酸塩などの無機酸塩、ギ酸塩、酢酸塩
、蓚酸塩などの有機酸塩のほか、有機金属化合物、配位
化合物などが挙げられる。

これらの化合物の使用量は水素化銅の分解条件によって
も異なるが、水素化銅を分解した後、該金属銅に含有さ
れるこれらの元素の量が、原子比（元素／Ｃｕ）で、通
常、０．０５〜５０％となるような割合で使用される。

水素化銅の分解を乾式法で行う場合には、水素化銅を前
記化合物の共存下、分解温度に加熱すれば良く、その場
合、大気圧下、加圧下更には減圧下で実施することが出
来、非酸化性雰囲気で行うのが好ましい。

又、湿式法で行う場合には、媒体は任意に選ぶことが出
来、通常は、水性媒体中で実施されるが、有機溶媒を使
用することも出来る３しかしながら、経済的観点からは
、水性媒体中で行うのが好ましい。

この場合、水素化銅に添加される前記化合物は、これら
媒体に溶解させても或は懸濁させても良く、水素化銅と
十分接触させ得ればその添加方法は、特に制限されない
。

また、水素化銅の分解の際、有機酸アミドを存在させる
場合にもより有効な触媒を得ることができる。

勿論、同時に前記助触媒も存在させることができる。

本発明で使用される有機酸アミドとしては、ホルムアミ
ド、アセトアミド、プロピオン酸アミド、ブチルアミド
、ヘプクン酸アミド、ラウリル酸アミド、吉草酸アミド
、尿素等の飽和脂肪酸アミド類、アクリルアミド、メタ
クリルアミド等の不飽和脂肪酸アミド類、ベンズアミド
、シンナムアミド、フクル酸アミド等の芳香族酸アミド
類、ニコチン酸アミド等のピリジルアミド類及びポリア
クリルアミド等が挙げられる。

これらの有機酸アミドは、単独でも、二種以上を併用す
ることも出来る。

有機酸アミドの使用量は、水素化銅の分解条件によって
異なり、分解反応を媒体を使用するいわゆる湿式法で行
なう場合には、媒体に対する重量条で通常０．００５〜
５係、より好ましくは０．０１〜２％の範囲で適用され
る。

又、媒体を使用しないいわゆる乾式法で分解する場合に
は、水素化銅に対し重量条で通常０．００５〜５係、好
ましくは０．０１〜２％の割合で用いられる。

この範囲を超えてあまりに高濃度で適用すると、銅化合
物の還元が不充分となり、そのため得られた触媒の活性
低下をもたらすので、好ましくない。

水素化銅の分解を乾式法で行う場合には、水素化銅を、
前記の有機酸アミドの存在下、必要な場合には前記の助
触媒化合物を共存させ、分解温度に加熱すれば良く、そ
の場合大気圧下、加圧下更には減圧下で実施することが
出来、非酸化性雰囲気で行うのが好ましい。

又、湿式法で行う場合には、媒体は任意に選ぶことが出
来通常は、水性媒体中で実施されるが、有機溶媒を使用
することも出来る。

しかしながら、経済的観点からは、水性媒体中で行うの
が好ましい。

この場合、水素化銅に添加される前記有機酸アミド等は
、これら媒体に溶解させても或は懸濁させても良く、水
素化銅と十分接触させ得ればその添加方法は、特に制限
されない。

かくして得られる銅触媒が３−シアノピリジンの水利反
応に好適に用いられる。

本発明方法による３−シアノピリジンの水利反応は、前
述の触媒を用いれば室温または室温以下・の温度に於い
ても進行するが、反応温度を上げることにより反応速度
は大きくなり、通常は２５°Ｃ〜３００℃の温度で行わ
れる。

反応は３−シアノピリジンに対し化学量論以下の水を用
いても行なうことが出来るが、通常は化学量論量の数倍
乃至数十倍の水を用いて行なわれる。

また水と共に反応に不活性な媒体を存在させても良い。

反応は気相、液相いずれでも実施し得るが、通常は液相
で行なわれる。

液相で反応を行な；う場合、生成するニコチン酸アミド
の濃度を高くするためには、出来るだけ濃い３−シアノ
ピリジン水溶液を用いることが好ましい。

しかし水に対する３−シアノピリジンの溶解度はあまり
大きくないので均一液相で反応を行なうにはあまり高濃
度の３−シアノピリジン水溶液を用いることは出来ない
。

かかる場合には、メタノール、エタノール、イソ７０ロ
バノール、アセトン′、ジメチルフォルムアミド ・アミド等を添加することにより３−シアノピリジンの
濃度を増加させ反応を行なうことが出来る。

反応は空気、酸素、窒素、水素、炭酸ガス等の雰囲気下
、大気圧下に於いてもまた加圧下に於いても実施するこ
とが出来るが、非酸化性雰囲気で行なうのが好ましい。

反応方式は固定床、懸濁床などの通常の接触反応方式で
行なうことが出来る。

以上詳述したごとく、本発明方法に従い、水素化鋼を分
解して得られる銅触媒を用いて３−シアノピリジンを水
和すれば、周知の水和触媒を用いて反応を行った場合に
比べ好収率でまた工業的有利にニコチン酸アミドを得る
ことができる。

次に本発明方法を実施例により、更に詳細に説明するが
、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に
限定されるものではない。

実施例 ■ 触媒の調製 触媒１−水素化銅分解鋼（アルカリ分解）容量１５ｔの
ステンレス製攪拌槽に、次亜燐酸ナトリウム３９８ｇを
水２４００ｇに溶解した溶液を入れ、さらに硫酸（９８
％）８８．９を加えた。

この攪拌槽を５０℃の湯浴に入れ溶液を５０℃に加熱し
た。

これに硫酸鋼６２７ｇを水２６００ｇに溶解し、５０℃
に加熱した溶液を５分間を要して滴下した。

硫酸銅の滴下と共に褐色の沈澱物が生成したが、反応の
完結を期すため、硫酸銅滴下終了層、さらに６５分間攪
拌を続けた。

かくして生成した沈澱物はＸ線回折及び分解して生成す
る水素量を測定した結果その大部分が水素化銅であるも
のと推定された。

次に沈澱生成反応終了層、２５係水酸化ナトリウム溶液
２．４Ｋｐを２５分間かけて滴下した。

水酸化ナトリウム滴下開始層、しばらくして多量の水素
が発生し、前記褐色の沈澱物より黒味を帯びた微粒状の
金属銅が得られた。

なお、触媒調製開始以来攪拌槽は５０℃の湯浴に入れた
状態を保った。

かくして得られた金属銅を脱気水で数回水洗して触媒と
した。

触媒２−クロム添加触媒 前記触媒１に於いて、硫酸銅溶液中に硝酸クロム９水和
物５ｇを添加溶解した以外は、同様にして触媒を調製し
た。

触媒３−シリカ添加触媒 前記触媒２に於いて、硝酸クロム９水和物の代りに、メ
タケイ酸ナトリウム９水和物７１ｇを使用した以外は、
同様にして触媒を調製した触媒４−バナジウム添加触媒 前記触媒２に於いて、硝酸クロム９水和物の代りにメタ
バナジン酸アンモニウム３ｇを使用した以外は、同様に
して触媒を調製した。

触媒５−チタン添加触媒 前記触媒２において、硝酸クロム９水和物の代りに硫酸
チタン（Ｔ ｒ （８０４）２ 、ｌの３６係水溶液１
７ｇを使用した以外は、同様にして触媒を調製した。

触媒６−ジルコニウム添加触媒 前記触媒２において、硝酸クロム９水和物の代りにオキ
シ硝酸ジルコニウム３．４ｇを使用した以外は同様にし
て触媒を調製した。

触媒７−ルテニウム添加触媒 前記触媒２において硝酸クロム９水和物の代りに塩化ル
テニウム２．８９を使用した以外は、同様にして触媒を
調製した。

触媒８−アクリルアミド添加触媒 前記触媒１において、硫酸銅溶液中に、アクリルアミド
３．８ｇを添加溶解した以外は同様にして触媒を調製し
た。

触媒９−ベンズアミド添加触媒 前記触媒８において、硫酸鋼溶液中にベンズアミド３．
８ｇを添加溶解した以外は同様にして触媒を調製した。

触媒１〇−鉄添加触媒 前記触媒２に於いて、硝酸クロム９水和物の代りに、硫
酸鉄９水和物７．０ｇを使用した以外は、同様にして触
媒を調製した。

触媒１１−水素化銅分解鋼（熱分解） 容量１５ｔのステンレス製攪拌槽に次亜燐酸ナトリウム
３９８ｇを水２４００ｇに溶解した溶液を入れ、さらに
硫酸（９８％）８８．９を加えた。

この攪拌槽を５０°Ｃの湯浴に入れ溶液を５０℃に加熱
した。

これに硫酸銅６２７ｇを水２６０（ｌに溶解し、５０°
Ｃに加熱した溶液を５分間を要して滴下した。

硫酸鋼の滴下と共に褐色の沈澱物が生成したが、反応の
完結を期すため、硫酸銅滴下終了層、さらに６５分間攪
拌を続けた。

この間攪拌槽は５０℃の湯浴に入れた状態を保った。

その後湯浴の温度を上げ、攪拌槽内温度を８０℃にして
攪拌を続けたところ、多量の水素の発生が認められ、該
沈澱物は赤味を帯びた金属調に変化した。

かくして得られた金属銅を脱気水で数回水洗して触媒と
した。

■ ３−シアノピリジンの水利反応 予め窒素ガスで置換した４０ｍ１のガラス製反応器に、
上記触媒及び水２０ｇ、３−シアノピリジン０．５ｇを
入れ振盪式恒温槽中で９５°Ｃにて反応させた。

反応液は、高速液体クロマトグラフにより分析を行った
。

分析条件は次の通りである。

カラム： ５ＣＸ（Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製）、検出器：Ｕ
Ｖ検出器、溶離液：０．１Ｍ過塩素酸ソーダ水溶液１０
１００Ｏと氷酢酸５０ｍ１の混合液、カラム圧： ７０
Ｋｙ／ｃｙｉ 結果は下記の表−１に示す通りであるが、何れの反応に
おいても、不純物は殆んど認められず、３−シアノピリ
ジンからニコチン酸アミドがほぼ定量的に得られた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水素化銅を分解して得られる銅触媒の存在下、３−
   シアノピリジンと水とを反応させることを特徴とするニ
   コチン酸アミドの製造方法。 ２ 水素化銅をＣｒ、Ｍｏ、’Ｗ、Ｖ、Ｓｉ 、Ｆｅ、
   Ｃｏ。 Ｎｉ 、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｉ 、Ｚｒからな
   る群から選ばれた少なくとも一種の元素を含有する化合
   物の共存下分解して得られるＣｒ 、Ｍｏ 、Ｗ、Ｖ、
   Ｓ ｉ 。 Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｚ
   ｒから選ばれた少なくとも一種の元素を含有する銅触媒
   の存在下、３−シアノピリジンと水とを反応させること
   を特徴とするニコチン酸アミドの製造方法。 ３ 水素化銅を有機酸アミドの共存上分解して得られる
   銅触媒の存在下、３−シアノピリジンと水とを反応させ
   ることを特徴とするニコチン酸アミドの製造方法。