CN1714060A - 杂环的重氢化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的杂环重氢化方法，其特征在于，在重氢化的溶剂中，在选自活化的钯催化剂、铂催化剂、铑催化剂、钌催化剂、镍催化剂及钴催化剂的催化剂存在下，把具有杂环的化合物置于密封回流。采用本发明的方法，由于可把重氢化反应温度保持在溶剂的沸点以上，所以，具有杂环的化合物的氢原子可非常有效的加以重氢化。另外，本发明的重氢化方法还可广泛用于在超临界条件或酸性条件下分解的各种具有杂环的化合物等的重氢化，具有杂环的化合物在工业上可有效的进行重氢化。

Description

杂环的重氢化方法
技术领域
本发明涉及采用活化催化剂进行杂环重氢化的方法。
背景技术
进行了重氢化(氘化及氚化)的化合物，可用于各种目的。例如，进行了氘化的化合物，对探明反应机理及物质代谢等是非常有用的，作为示踪化合物而广泛利用，另外，该化合物通过其同位体的效果使化合物本身的稳定性及性质改变后，也可以作为医药品、农药品、有机EL材料使用。另外，被氚化的化合物，在动物实验中调查医药品等的吸收、分布、血中浓度、排泄、代谢等时作为示踪化合物是有用的。因此，近几年来在这些领域中采用被重氢化(氘化及氚化)的化合物进行研究在广泛开展。
从前，为了得到这种被重氢化的化合物，可以采用各种方法，其中，杂环的重氢化技术还有许多问题，具有被重氢化杂环的化合物，难以工业化地有效得到。
作为现有技术，例如，可以举出采用重水、重盐酸及巯基醋酸使具有杂环的化合物进行重氢化的方法(Tetrahedron Letters 43(2002)2389-2392)、使用超临界重水及重氢化阴离子，在超临界条件下使具有杂环的化合物进行重氢化的方法(Chemical Society Reviews 1997，volume 26 401-406)、采用预先用氢气还原的钯催化剂，于100℃使具有杂环的化合物进行重氢化的方法(Chem.Commun.，2001 367-368)等。
然而，采用向反应体系加酸的方法，存在的问题是，不可能使酸性条件下分解的具有杂环的化合物进行重氢化，例如使用在酸性条件下不分解的化合物作基质时，由于反应液的液性不是中性，故为了分离采用该法加以重氢化的化合物，必须进行复杂的提纯操作。
另外，采用超临界重水的方法，存在的问题是，由于超临界重水的反应性非常高，作为反应基质的化合物容易分解，反应物也必需在超临界等严酷条件下进行反应。
另外，采用预先用氢气还原的钯催化剂及重水，于100℃进行重氢化的方法，经氢气还原的钯催化剂在用于重氢化反应前，必需反复进行冷冻脱气(freeze-pump)的复杂操作。
从上述状况可见，希望开发出不管取代基的有无及种类，均能在工业上有效使具有杂环的化合物进行重氢化的方法。
发明内容
本发明是涉及杂环的重氢化方法的发明，其特征在于，在重氢化的溶液中，在选自活化的钯催化剂、铂催化剂、铑催化剂、钌催化剂、镍催化剂及钴催化剂的催化剂存在下，把具有杂环的化合物置于密封回流下加以重氢化的方法。
具体实施方式
在本发明中，所谓重氢，意指氘(D)或氚(T)；所谓重氢化，意指氘化及氚化。另外，在本说明书中，将具有杂环的化合物所具有的氢原子中被重氢原子的取代比例称作重氢化率。
在本发明的重氢化方法中，作为具有被重氢化的杂环的化合物，可以举出具有含1个以上杂原子、优选含1～3个杂原子的杂环，并且在该杂环上存在1个以上氢原子的化合物。
作为杂环所具有的杂原子，通常可以举出氮原子、氧原子、硫原子等，其中，氮原子是优选的。
作为上述杂环，可以举出具有芳香族性的通常3～20元、优选3～14元、更优选5～10元的单环式杂环或多环式杂环，当为单环式杂环时，5～6元环是更优选的，当为多环式杂环时，9～10元环是更优选的，9元环是特别优选的，这些环可以是链状、枝状或环状环进行缩合，它们既可以是平面结构也可以是立体结构。
另外，所述杂环通常可以具有1～5个、优选1～2个、进一步优选1个取代基。
作为单环式杂环，可以举出，例如环氧丁烷环、氮杂环丙烷环等具有1个杂原子的3元杂环；例如呋喃环、噻吩环、吡咯环、2H-吡咯环、吡咯啉环、2-吡咯啉环、吡咯烷环等具有1个杂原子的5元杂环；例如1，3-二氧杂五环、噁唑环、异噁唑环、1，3-噁唑环、噻唑环、异噻唑环、1，3-噻唑环、咪唑环、咪唑啉环、2-咪唑啉环、咪唑烷环、吡唑环、吡唑啉环、3-吡唑啉环、吡唑烷环等具有2个杂原子的5元杂环；例如呋咱、三唑、噻二唑、噁二唑环等具有3个杂原子的5元杂环；例如吡喃、2H-吡喃环、吡啶环、哌淀环等具有1个杂原子的6元杂环；例如噻喃环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、哌嗪环、吗啉环等具有2个杂原子的6元杂环；例如1，2，4-三吖嗪环等具有3个杂原子的6元杂环。
作为多环式杂环，可以举出2～3个单环式杂环彼此缩合，或单环式杂环与例如苯环、萘环等芳香环1～2个缩合成的二环类杂环、三环类杂环等。
作为二环类杂环，可以举出，例如苯并呋喃环、异苯并呋喃环、1-苯并噻吩环、2-苯并噻吩环、吲哚环、3-吲哚环、异吲哚环、吲哚嗪环、吲哚満环、异吲哚満环、2H-色烯环、色滿环、异色滿环、1H-2-苯并吡喃环、喹啉环、异喹啉环、4H-喹嗪环等具有1个杂原子的杂环；例如苯并咪唑环、苯并噻吩环、1H-咪唑环、1，8-萘啶环、喹喔啉环、喹唑啉环、喹唑嗪环、噌啉环、酞嗪环等具有2个杂原子的杂环；例如嘌呤环、蝶啶环等具有4个杂原子的杂环等。
作为三环类杂环，可以举出，例如咔唑环、4aH-咔唑环、呫吨环、菲啶环、吖啶环等具有1个杂原子的杂环；例如β-咔啉环、啶环、1，7-菲绕啉环、1，10-菲绕啉环、噻蒽环、吩噻噁环、吩噁嗪环、吩噻嗪环、吩嗪环等具有2个杂原子的杂环。
作为上述杂环具有的取代基，可以举出，例如卤原子、羟基、巯基、羰基、硫基、羧基、磺基、亚磺酰基(スルフィノ基)、亚氧硫基(スルフェノ基)、膦基、膦酰基(ホスフィノィル基)、甲酰基、氨基、氰基、硝基等，还可以具有取代基，例如，可以举出烷基、链烯基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基膦基、芳基膦基、烷基膦酰基、芳基膦酰基、烷基氨基、芳基氨基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷氧基磺酰基、芳氧基磺酰基、酰基、酰氧基等。
作为上述烷基，可以是直链状、支链状或环状，通常碳数1～20、优选1～15、更优选1～10、尤其优选1～6。具体的可以举出，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基、正己基、异己基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、1，2二甲基丁基、正庚基、异庚基、仲庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、正壬基、正癸基、正十一基、正十二基、正十三基、正十四基、正十五基、正十六基、正十七基、正十八基、正十九基、正二十基、环丙基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十二基、环十一基、环十三基、环十四基、环十五基、环十六基、环十七基、环十八基、环十九基、环二十基等。
作为链烯基，可以是直链状、支链状或环状，可以举出上述烷基中碳数2以上的链烯基链中含1个以上碳-碳双键，通常碳数2～20、优选2～10、更优选2～6的链烯基，具体的可以举出，例如乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、异丙烯基、3-丁烯基、2-丁烯基、1-丁烯基、1，3-丁二烯基、4-戊烯基、3-戊烯基、2-戊烯基、1-戊烯基、1，3-戊二烯基、2，4-戊二烯基、1，1-二甲基-2-丙烯基、1乙基2丙烯基、1，2-二甲基-1-丙烯基、1-甲基-1-丁烯基、5-己烯基、4-己烯基、2-己烯基、1-己烯基、1-甲基-1-己烯基、2-甲基-2-己烯基、3-甲基-1，3-己二烯基、1-庚烯基、2-辛烯基、3-壬烯基、4-癸烯基、1-十二烯基、1-十四烯基、1-十六烯基、1-十八烯基、1-十九烯基、1-二十烯基、1-环丙烯基、1-环戊烯基、2，4-环戊二烯基、1-环己烯基、2-环己烯基、3-环己烯基、2-环庚烯基、2-环壬烯基、3-环癸烯基、2-环十三烯基、1-环十六烯基、1-环十八烯基、1-环二十烯基等。
作为芳基，通常可以举出碳数6～14、优选6～10的芳基，具体的可以举出苯基、萘基、蒽基等。
作为芳烷基，可以是直链状、支链状或环状，上述烷基中被芳基取代的，通常可以举出碳数7～34、优选7～20、更优选7～15的芳烷基，具体的可以举出，例如苄基、苯乙基、苯丙基、苯丁基、苯戊基、苯己基、苯庚基、苯辛基、苯壬基、苯癸基、苯十二基、苯十一基、苯十三基、苯十四基、苯十五基、苯十六基、苯十七基、苯十八基、苯十九基、苯二十基、萘乙基、萘丙基、萘丁基、萘戊基、萘己基、萘庚基、萘辛基、萘壬基、萘癸基、萘十二基、萘十一基、萘十三基、萘十四基、萘十五基、萘十六基、萘十七基、萘十八基、萘十九基、萘二十基、蒽乙基、蒽丙基、蒽丁基、蒽戊基、蒽己基、蒽庚基、蒽辛基、蒽壬基、蒽癸基、蒽十二基、蒽十一基、蒽十三基、蒽十四基、蒽十五基、蒽十六基、蒽十七基、蒽十八基、蒽十九基、蒽二十基、菲乙基、菲丙基、菲丁基、菲戊基、菲己基、菲庚基、菲辛基、菲壬基、菲癸基、菲十二基、菲十一基、菲十三基、菲十四基、菲十五基、菲十六基、菲十七基、菲十八基、菲十九基、菲二十基等。
作为烷氧基，可以是直链状、支链状或环状，通常可以举出碳数1～20、优选1～15、更优选1～10、尤其优选1～6的烷氧基，具体的可以举出，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、异己氧基、叔己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一氧基、十四氧基、十六氧基、十七氧基、十九氧基、二十氧基、环己氧基、环辛氧基、环癸氧基、环十七氧基等。
作为芳氧基，通常可以举出碳数6～14、优选6～10的芳氧基，可以是直链状、支链状或环状，具体的可以举出苯氧基、萘氧基、菲氧基等。
作为烷硫基，可以是直链状、支链状或环状，上述烷氧基的氧原子被硫原子取代的烷硫基，通常可以举出碳数1～20、优选1～15、更优选1～10、尤其预选1～6个的烷硫基，具体的可以举出，例如甲硫基、乙硫基、丙硫基、异丙硫基、丁硫基、异丁硫基、叔丁硫基、戊硫基、己硫基、辛硫基、壬硫基、癸硫基、十三硫基、十四硫基、十六硫基、十八硫基、二十硫基、环己硫基、环癸硫基、环庚硫基。
作为芳硫基，可以举出上述烷硫基的烷基部分被上述芳基取代的芳硫基，具体的可以举出，例如苯硫基、萘硫基、蒽硫基等。
作为烷基羰基，可以是直链状、支链状或环状，通常可以举出碳数1～20、优选1～15、更优选1～10、尤其优选1～6个的烷基羰基，具体的可以举出，例如甲基羰基、乙基羰基、正丙基羰基、异丙基羰基、正丁基羰基、异丁基羰基、叔丁基羰基、戊基羰基、新戊基羰基、己基羰基、叔己基羰基、庚基羰基、辛基羰基、壬基羰基、癸基羰基、十一基羰基、十四基羰基、十六基羰基、十七基羰基、十九基羰基、二十基羰基、环己基羰基、环癸基羰基、环十九基羰基等。
作为芳基磺酰基，通常可以举出碳数6～14、优选6～10的芳基磺酰基，具体的可以举出苯磺酰基、萘磺酰基、蒽磺酰基等。
作为烷基亚磺酰基，可以是直链状、支链状或环状，通常可以举出碳数1～20、优选1～15、更优选1～10、尤其优选1～6的烷基亚磺酰基，具体的可以举出，例如甲基亚磺酰基、乙基亚磺酰基、正丙基亚磺酰基、异丙基亚磺酰基、正丁基亚磺酰基、异丁基亚磺酰基、叔丁基亚磺酰基、戊基亚磺酰基、新戊基亚磺酰基、己基亚磺酰基、异己基亚磺酰基、叔己基亚磺酰基、庚基亚磺酰基、辛基亚磺酰基、壬基亚磺酰基、癸基亚磺酰基、十一基亚磺酰基、十四基亚磺酰基、十六基亚磺酰基、十七基亚磺酰基、十九基亚磺酰基、二十基亚磺酰基、环己基亚磺酰基、环辛基亚磺酰基、环癸基亚磺酰基、环十九基亚磺酰基等。
作为芳基亚磺酰基，可以举出上述烷基亚磺酰基的烷基部分被上述芳基取代的芳基亚磺酰基，具体的可以举出，例如苯基亚磺酰基、萘基亚磺酰基、蒽基亚磺酰基等。
作为烷基膦基，可以举出膦基的氢原子中的一个或两个被上述烷基取代的烷基膦基，具体的可以举出，例如甲基膦基、乙基膦基、正丙基膦基、异丙基膦基、正丁基膦基、异丁基膦基、叔丁基膦基、戊基膦基、己基膦基、庚基膦基、辛基膦基、壬基膦基、癸基膦基、十二基膦基、十四基膦基、十五基膦基、十六基膦基、十八基膦基、十九基膦基、二十基膦基、环戊基膦基、环己基膦基、环庚基膦基、二甲基膦基、乙基甲基膦基、二乙基膦基、甲基丙基膦基、二丙基膦基、乙基己基膦基、二丁基膦基、庚基甲基膦基、甲基辛基膦基、癸基甲基膦基、十二基乙基膦基、甲基十五基膦基、乙基十八基膦基、环戊基甲基膦基、环己基甲基膦基、环己基乙基膦基、环己基丙基膦基、环己基丁基膦基、二环己基膦基等。
作为芳基膦基，可以举出膦基中的氢原子的一个或两个被上述芳基取代的芳基膦基，具体的可以举出，例如苯基膦基、二苯基膦基、萘基膦基、蒽基膦基等。
作为烷基膦酰基(ァルキルホスフィノィル基)，可以举出膦酰基的氢原子中的一个或两个独立地被上述烷基取代的烷基膦酰基，具体的可以举出，例如甲基膦酰基、乙基膦酰基、正丙基膦酰基、异丙基膦酰基、正丁基膦酰基、异丁基膦酰基、叔丁基膦酰基、戊基膦酰基、己基膦酰基、庚基膦酰基、辛基膦酰基、壬基膦酰基、癸基膦酰基、十二基膦酰基、十四基膦酰基、十五基膦酰基、十六基膦酰基、十七基膦酰基、十九基膦酰基、二十基膦酰基、环戊基膦酰基、环己基膦酰基、环庚基膦酰基、二甲基膦酰基、乙基甲基膦酰基、二乙基膦酰基、甲基丙基膦酰基、二丙基膦酰基、乙基己基膦酰基、二丁基膦酰基、庚基甲基膦酰基、甲基辛基膦酰基、癸基甲基膦酰基、十二基乙基膦酰基、甲基十五基膦酰基、乙基十八基膦酰基、环戊基甲基膦酰基、环己基甲基膦酰基、环己基乙基膦酰基、环己基丙基膦酰基、环己基丁基膦酰基、二环己基膦酰基等。
作为芳基膦酰基，可以举出膦酰基的氢原子中的一个或两个被上述芳基取代的芳基膦酰基，具体的可以举出，例如苯基膦酰基、二苯基膦酰基、萘基膦酰基、蒽基膦酰基等。
作为烷基氨基，可以举出氨基中的一个或两个氢原子分别独立的被上述烷基取代的烷基氨基，具体的可以举出，例如甲基氨基、乙基氨基、正丙基氨基、异丙基氨基、正丁基氨基、异丁基氨基、叔丁基氨基、戊基氨基、己基氨基、庚基氨基、辛基氨基、壬基氨基、癸基氨基、十二基氨基、十四基氨基、十五基氨基、十六基氨基、十七基氨基、十九基氨基、二十基氨基、环戊基氨基、环己基氨基、环庚基氨基、二甲基氨基、乙基甲基氨基、二乙基氨基、甲基丙基氨基、二丙基氨基、乙基己基氨基、二丁基氨基、庚基甲基氨基、甲基辛基氨基、癸基甲基氨基、十二基乙基氨基、甲基十五基氨基、乙基十八基氨基、环戊基甲基氨基、环己基甲基氨基、环己基乙基氨基、环己基丙基氨基、环己基丁基氨基、二环己基氨基等。
作为芳基氨基，可以举出氨基中的氢原子一个或两个被上述芳基取代的芳基烷基，具体的可以举出，例如苯基氨基、二苯基氨基、萘基氨基、蒽基氨基等。
作为烷氧基羰基，可以是直链状、支链状或环状，上述烷氧基的氧原子再与羰基结合的烷氧基羰基，通常可以举出碳数2～21、优选2～15、更优选2～10、尤其优选2～6的烷氧基羰基，具体的可以举出，例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基、正丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、戊氧基羰基、仲戊氧基羰基、新戊氧基羰基、己氧基羰基、环己氧基羰基、庚氧基羰基、环庚氧基羰基、辛氧基羰基、壬氧基羰基、癸氧基羰基、环癸氧基羰基、十一氧基羰基、十四氧基羰基、十七氧基羰基、环十七氧基羰基、十九氧基羰基、二十氧基羰基、环戊氧基羰基、环己氧基羰基、环辛氧基羰基、环十七氧基羰基等。
作为芳氧基羰基，通常可以举出碳数7～15、优选7～11的芳氧基羰基，具体的可以举出，例如苯氧基羰基、萘氧基羰基、蒽氧基羰基等。
作为烷氧基磺酰基，可以是直链状、支链状或环状，上述烷氧基的氧原子再结合磺酰基的烷氧基磺酰基，通常可以举出碳数2～21、优选2～15、更优选2～10、尤其优选2～6的烷氧基磺酰基，具体的可以举出，例如甲氧基磺酰基、乙氧基磺酰基、正丙氧基磺酰基、正丁氧基磺酰基、叔丁氧基磺酰基、戊氧基磺酰基、仲戊氧基磺酰基、新戊氧基磺酰基、己氧基磺酰基、环己氧基磺酰基、庚氧基磺酰基、辛氧基磺酰基、壬氧基磺酰基、癸氧基磺酰基、环癸氧基磺酰基、十一氧基磺酰基、十四氧基磺酰基、十七氧基磺酰基、环十七氧基磺酰基、十九氧基磺酰基、二十氧基磺酰基、环戊氧基磺酰基、环己氧基磺酰基、环辛氧基磺酰基、环十七氧基磺酰基等。
作为芳氧基磺酰基，通常可以举出碳数7～15、优选7～11的芳氧基磺酰基，具体的可以举出，例如苯氧基磺酰基、萘氧基磺酰基、蒽氧基磺酰基等。
作为酰基，可以举出来自羧酸或磺酸的酰基，作为来自羧酸的酰基，可以举出来自脂肪族羧酸以及来自芳香族羧酸的酰基，作为来自磺酸的酰基，可以举出来自脂肪族磺酸以及来自芳香族羧酸的酰基。
作为来自脂肪族羧酸的酰基，可以是直链状、支链状或环状，另外在链中还可以具有双键，通常可以举出碳数2～20、优选碳数2～15、更优选2～10、尤其优选2～6的酰基，具体的可以举出，例如乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、戊酰基、异戊酰基、三甲基乙酰基、己酰基、庚酰基、辛酰基、癸酰基、月桂酰基、十四酰基、十六酰基、十八酰基、二十酰基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巴豆酰基、油酰基等，作为来自芳香族羧酸的酰基，通常可以举出碳数7～15、优选7～11的酰基，具体的可以举出，例如苯甲酰基、萘甲酰基、蒽甲酰基等。
另外，作为来自脂肪族磺酸的酰基，可以是直链状、支链状或环状，通常可以举出碳数1～20、优选1～15、更优选1～10、尤其优选1～6的酰基，具体的可以举出，例如甲基磺酰基、乙基磺酰基、正丙基磺酰基、异丙基磺酰基、正丁基磺酰基、异丁基磺酰基、叔丁基磺酰基、正戊基磺酰基、正己基磺酰基、庚基磺酰基、辛基磺酰基、癸基磺酰基、十三基磺酰基、十六基磺酰基、二十基磺酰基、环己基磺酰基、环癸基磺酰基等，作为来自芳香族磺酸的酰基，通常可以举出碳数6～14、优选6～10的酰基，具体的可以举出，例如苯磺酰基、萘磺酰基、蒽磺酰基等。
作为酰氧基，可以举出在来自上述羧酸的酰基上结合-O-的来自羧酸的酰氧基及来自上述磺酸的酰基上结合-O-的来自磺酸的酰氧基。作为来自羧酸的酰氧基，可以举出来自脂肪族羧酸及来自芳香族羧酸的酰氧基，作为来自磺酸的酰氧基，可以举出来自脂肪族磺酸及来自芳香族磺酸的酰氧基。
作为来自脂肪族羧酸的酰氧基，可以是直链状、支链状或环状，另外，在链中还可具有双键，通常可以举出碳数2～20、优选2～15、更优选2～10、尤其优选2～6的酰氧基，具体的可以举出，例如乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、异丁酰氧基、戊酰氧基、异戊酰氧基、三甲基乙酰氧基、己酰氧基、庚酰氧基、辛酰氧基、癸酰氧基、月桂酰氧基、十四酰氧基、十六酰氧基、十八酰氧基、二十酰氧基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、巴豆酰氧基、油酰氧基、环己酰氧基、环癸酰氧基等，作为来自芳香族羧酸的酰氧基，通常可以举出碳数7～15、优选7～11的酰氧基，具体的可以举出，例如苯甲酰氧基、萘甲酰氧基、蒽甲酰氧基等。
另外，作为来自脂肪族磺酸的酰氧基，可以是直链状、支链状或环状，通常可以举出碳数1～20、优选1～15、更优选1～10、尤其优选1～6的酰氧基，具体的可以举出，例如甲基磺酰氧基、乙基磺酰氧基、正丙基磺酰氧基、异丙基磺酰氧基、正丁基磺酰氧基、异丁基磺酰氧基、叔丁基磺酰氧基、正戊基磺酰氧基、正己基磺酰氧基、庚基磺酰氧基、辛基磺酰氧基、癸基磺酰氧基、十三基磺酰氧基、十六基磺酰氧基、二十基磺酰氧基、环戊基磺酰氧基、环己基磺酰氧基等，作为来自芳香族磺酸的酰氧基，通常可以举出碳数6～14、优选6～10的酰氧基，具体的可以举出，例如苯磺酰氧基、萘磺酰氧基、蒽磺酰氧基等。
作为卤原子，可以举出，例如氯原子、溴原子、氟原子、碘原子等，其中氯是优选的。
另外，作为羧基、磺基、亚磺基、次磺基、膦基及膦酰基，这些基团具有的氢原子，例如，可以由钠、钾、锂等碱金属原子取代。
在上述杂环具有的取代基中，例如烷氧基羰基、芳氧基羰基、氰基等具有在酸性条件下容易分解的取代基的化合物，如采用本发明的方法重氢化，这些取代基不发生分解。
作为具有取代基的杂环的取代基，即上述烷基、链烯基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基膦基、芳基膦基、烷基膦酰基、芳基膦酰基、烷基氨基、芳基氨基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷氧基磺酰基、芳氧基磺酰基、酰基及酰氧基的取代基，例如，可以举出烷基、链烯基、炔基、芳基、羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基、巯基、烷硫基、甲酰基、酰基、羧基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基等，这些在芳香环的取代基中通常存在1～6个、优选1～4个、更优选1～2个。
具有取代基的杂环的取代基，即烷基、链烯基、芳基、烷氧基、烷基氨基、烷硫基、酰基、羧基及烷氧基羰基，可以举出与上述杂环具有的同样的取代基。
作为具有取代基的杂环的取代基的炔基，可以是直链状、支链状或环状，上述烷基中碳数2以上的炔基链中含有1个以上炔基，通常可以举出碳数2～20、优选2～10、更优选2～6的炔基，具体的可以举出，例如乙炔基、2-丙炔基、2-戊炔基、2-壬基-3-丁炔基、环己基-3-炔基、4-辛炔基、1-甲基癸-5-炔基等。
作为具有取代基的杂环的取代基的烷基氨基甲酰基，可以举出氨基甲酰基中的氢原子中的1个或2个独立地被上述烷基取代的基团，具体的可以举出，例如甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、正丙基氨基甲酰基、异丙基氨基甲酰基、正丁基氨基甲酰基、异丁基氨基甲酰基、叔丁基氨基甲酰基、戊基氨基甲酰基、己基氨基甲酰基、庚基氨基甲酰基、辛基氨基甲酰基、壬基氨基甲酰基、癸基氨基甲酰基、十二基氨基甲酰基、十四基氨基甲酰基、十五基氨基甲酰基、十六基氨基甲酰基、十七基氨基甲酰基、十九基氨基甲酰基、二十基氨基甲酰基、环戊基氨基甲酰基、环己基氨基甲酰基、环庚基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、乙基甲基氨基甲酰基、二乙基氨基甲酰基、甲基丙基氨基甲酰基、二丙基氨基甲酰基、乙基己基氨基甲酰基、二丁基氨基甲酰基、庚基甲基氨基甲酰基、甲基辛基氨基甲酰基、癸基甲基氨基甲酰基、十二基乙基氨基甲酰基、甲基十五基氨基甲酰基、乙基十八基氨基甲酰基、环戊基甲基氨基甲酰基、环己基甲基氨基甲酰基、环己基乙基、环己基丙基、环己基丁基氨基甲酰基、二环己基氨基甲酰基等。
作为本发明的重氢化方法涉及的具有杂环的化合物，如上所述，可以为具有取代基的杂环本身，或在该杂环上结合有起始于糖链的各种化合物或聚合物等而构成，作为后者的具体例子，可以举出，例如腺苷、脱氧腺苷、鸟苷、胸腺定、尿苷、肌苷、脱氧鸟苷、脱氧胸腺定、脱氧尿苷等核苷，例如色氨酸等氨基酸等。
在本发明的重氢化方法中，作为使杂环重氢化的重氢源使用的重氢化溶剂，在采用氘作为重氢时，可以举出，例如重水(D2O)，例如重甲醇、重乙醇、重异丙醇、重丁醇、重叔丁醇、重戊醇、重己醇、重庚醇、重辛醇、重壬醇、重癸醇、重十一醇、重十二醇等重醇类；例如重甲酸、重乙酸、重丙酸、重丁酸、重异丁酸、重戊酸、重异戊酸、重三甲基乙酸等重羧酸类；例如重丙酮、重甲乙酮、重甲基异丁酮、重二乙酮、重二丙酮、重二异丙酮、重二异丁酮等重酮类；重二甲基亚砜等有机溶剂等，其中，重水、重醇类是优选的，重水、重甲醇是更优选的，另外，如从环保及作业性考虑，重水是特别优选的。在使用氚作重氢时，例如，可以举出重水(T2O)等。
重氢化的溶剂，只要是分子中有1个以上氢原子被重氢化即可，例如采用重醇类时的羟基氢原子，采用重羧酸类时的羧基氢原子被重氢化，均可在本发明的重氢化方法中使用，但分子中的全部氢原子被重氢化者是特别优选的。
重氢化溶剂的用量愈多，本发明的重氢化愈容易进行，但从经济方面考虑，相对于作为反应基质的具有杂环的化合物的能重氢化的氢原子，该溶剂中的重氢原子作为下限通常含量在等摩尔以上，依次更优选10倍摩尔、20倍摩尔、30倍摩尔、40倍摩尔；作为上限，通常250倍摩尔、优选150倍摩尔。
另外，本发明的重氢化方法中作为基质的具有杂环的化合物为固体而难以溶解在重氢化溶剂中时，可视需要把反应溶剂和重氢化溶剂一起使用。
作为视需要使用的反应溶剂的具体例子，可以举出，例如甲醚、乙醚、二异丙醚、乙基甲醚、叔丁基甲醚、1，2-二甲氧基乙烷、环氧乙烷、1，4-二噁烷、二氢吡喃、四氢呋喃等醚类；例如己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、环己烷等脂肪族烃类等不能用重氢气体加以重氢化的有机溶剂；例如水；例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一醇、十二醇等醇类；例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、三甲基乙酸等羧酸类；丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮、二乙酮、二丙酮、二异丁酮、二丁酮等酮类；例如二甲基亚砜等可用重氢气体加以重氢化的本发明的重氢源有机溶剂使用。
在本发明中，所谓选自活化的钯催化剂、铂催化剂、铑催化剂、钌催化剂、镍催化剂及钴催化剂的催化剂(下面有时简称活化的催化剂)，系把所谓钯催化剂、铂催化剂、铑催化剂、钌催化剂、镍催化剂及钴催化剂(下面有时简称未活化的催化剂或仅称催化剂)，通过与氢气或重氢气接触进行活化。
在本发明的重氢化方法中，既可以预先使用活化的催化剂进行重氢化，也可以使未活化的催化剂在重氢化反应体系中与氢气或重氢气共存，同时进行催化剂的活化和反应基质的重氢化。
当采用预先使用氢气或重氢气活化的催化剂进行重氢化时，重氢化反应器的气层部分，例如也可用氮气、氩气等惰性气体进行置换。另外，如重氢化反应基质难以用氢气等还原时，则反应器的气层部分也可用上述惰性气体以外的其他气体或重氢气进行置换。
当催化剂的活化和反应基质的重氢化同时进行时，反应器的气层部分用氢气或重氢气置换或使氢气或重氢气直接通入反应液进行反应即可。即，未活化的催化剂通过重氢化反应体系内存在的氢气或重氢气活化。
另外，在本发明的重氢化方法中，使反应器处于密闭状态或接近密闭状态(下面有时简称密闭状态)，使反应体系处于加压状态是优选的。所谓接近密闭状态，例如所谓连续反应样态，把反应基质连续投入反应器中，连续取出生成物的情况。
如上所述，在本发明的重氢化方法中，由于反应器处于密闭状态，故反应体系内的温度容易上升，可有效进行重氢化。
另外，当催化剂的活化和反应基质的重氢化同时进行时，不需预先使催化剂活化的复杂工序，另外，也不必采用Chem.Commun.，2001 367-368中记载的反复冷冻脱气(freeze-pump)的繁琐操作。
另外，如在密闭状态预先采用经氢气或重氢气活化的催化剂进行重氢化，由于重氢化反应体系内不存在氢气或重氢气，故即使采用一般的氢气等容易还原的基质，也不能全部被还原，仅基质进行重氢化。
作为本发明中的经过活化的催化剂，可以举出上述钯催化剂、铂催化剂、铑催化剂、钌催化剂、镍催化剂及钴催化剂，其中，钯催化剂、铂催化剂、铑催化剂是优选的，钯催化剂是特别优选的。这些催化剂，既可单独使用也可适当组合使用，在本发明的重氢化方法中使用均有效。
作为钯催化剂，可以举出钯原子的原子价通常为0～4价、优选0～2价、更优选0价的钯催化剂。
作为铂催化剂，可以举出铂原子的原子价通常为0～4价、优选0～2价、更优选0价的铂催化剂。
作为铑催化剂，可以举出铑原子的原子价通常为0或1价、优选0价的铑催化剂。
作为钌催化剂，可以举出钌原子的原子价通常为0～2价、优选0价的钌催化剂。
作为镍催化剂，可以举出镍原子的原子价通常为0～2价、优选0价的镍催化剂。
作为钴催化剂，可以举出钴原子的原子价通常为0或1价、优选1价的钴催化剂。
上述催化剂，既可以是钯、铂、铑、钌、镍及钴的金属本身，也可以是这些金属的氧化物、卤化物、醋酸盐，还可以用配位基配位的化合物，这些金属的氧化物、卤化物、醋酸盐、金属配位化合物也可以负载在各种载体上来构成。下面，把负载在载体上的催化剂简称“载体负载金属催化剂”，把未负载在载体上的催化剂简称“金属催化剂”。
本发明重氢化方法涉及的催化剂中，作为具有配位基的配位金属催化剂的配位基，可以举出1，5-环辛二烯(COD)、二亚苄基丙酮(DBA)、联吡啶(BPY)、菲绕啉(PHE)、苯腈(PhCN)、异氰化物(RNC)、三乙基砷(As(Et)3)、乙酰乙酸酯(acac)；例如二甲基苯基膦(P(CH3)2Ph)、二苯基膦基二茂铁(DPPF)、三甲基膦(P(CH3)3)、三乙基膦(PEt3)、三叔丁基膦(PtBu3)、三环己基膦(PCy3)、三甲氧基膦(P(OCH3)3)、三乙氧基膦(P(OEt)3)、三叔丁氧基膦(P(OtBu)3)、三苯基膦(PPh3)、1，2-二(二苯基膦基)乙烷(DPPE)、三苯氧基膦(P(OPh)3)、邻甲苯基膦(P(o-totyl)3)等有机膦配位基等。
作为钯金属催化剂的具体例子，可以举出，例如Pd；例如Pd(OH)2等氢氧化钯催化剂；例如PdO等氧化钯催化剂；例如PdBr2、PdCl2、PdI2等卤化钯催化剂；例如乙酸钯(Pd(OAc)2)、三氟乙酸钯(Pd(OCOCF3)2)等钯醋酸盐催化剂；Pd(RNC)2Cl2、Pd(acac)2、二乙酸盐二(三苯基膦)钯[Pd(OAc)2(PPh3)2]、Pd(PPh3)4、Pd2(dba)3、Pd(NH3)2Cl2、Pd(CH3CN)2Cl2、二氯双(苯腈)钯[Pd(PhCN)2Cl2]、Pd(dppe)Cl2、Pd(dppf)Cl2、Pd[PCy3]2Cl2、Pd(PPh3)2Cl2、Pd[P(o-totyl)3]2Cl2、Pd(cod)2Cl2、Pd(PPh3)(CH3CN)2Cl2等在配位基上配位的钯金属配位化合物催化剂。
作为铂金属催化剂的具体例子，可以举出，例如Pt；例如PtO2等氧化铂催化剂；例如PtCl4、PtCl2、K2PtCl4等卤化铂催化剂；例如PtCl2(cod)、PtCl2(dba)、PtCl2(Pcy3)2、PtCl2(P(OEt)3)2、PtCl2(P(OtBu)3)2、PtCl2(bpy)、PtCl2(phe)、Pt(PPh3)4、Pt(cod)2、Pt(dba)2、Pt(dpy)2、Pt(phe)2等在配位基上配位的铂金属配位化合物催化剂。
作为铑金属催化剂的具体例子，可以举出，例如Rh；RhCl(PPh3)3等在配位基上配位的铑金属配位化合物催化剂。
作为钌金属催化剂的具体例子，可以举出，例如Ru；例如RuCl2(PPh3)3等在配位基上配位的铑金属配位化合物催化剂。
作为镍金属催化剂的具体例子，可以举出，例如Ni；例如NiO等氧化镍催化剂；例如NiCl2等卤化镍催化剂；例如NiCl2(dppe)、NiCl2(PPh3)2、Ni(PPh3)4、Ni(P(OPh)3)4、Ni(cod)2等在配位基上配位的铑金属配位化合物催化剂。
作为钴金属催化剂的具体例子，可以举出，例如Co(C3H5){P(OCH3)3}3等在配位基上配位的钴金属配位化合物催化剂。
上述金属催化剂，作为在载体上负载时的载体，可以举出，例如碳、氧化铝、硅胶、沸石、分子筛、离子交换树脂、聚合物等，其中，碳是优选的。
作为用作载体的离子交换树脂，只要对本发明的重氢化不产生坏影响的即可，可以举出，例如阳离子交换树脂、阴离子交换树脂。
作为阳离子交换树脂，可以举出，例如弱酸性阳离子交换树脂、强酸性阳离子交换树脂；作为阴离子交换树脂，可以举出，例如弱碱性阴离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂。
离子交换树脂，一般含有通过作为骨架聚合物的双官能性单体交联的聚合物，酸性基或碱性基结合其上，与各种阳离子或阴离子(对离子)进行交换。
作为弱酸性阳离子交换树脂的具体例子，可以举出，例如用二乙烯基苯交联的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的聚合物水解得到的交换树脂。
作为强酸性阳离子交换树脂的具体例子，可以举出，例如苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的磺化产物。
作为强碱性阴离子交换树脂的具体例子，可以举出，例如苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的芳香环结合氨基的产物。
作为碱性阴离子交换树脂的碱性强度，结合的氨基以伯氨基、仲氨基、叔氨基、季铵盐为序逐渐变强。
另外，市场上销售的离子交换树脂也与上述离子交换树脂同样，可以用作本发明的重氢化的催化剂载体。
作为用作载体的聚合物，只要对本发明的重氢化不产生坏影响的即可而未作特别限定，作为这种聚合物的例子，可以举出，例如以下列通式[1]表示的单体进行聚合或共聚合得到的聚合物。
通式[1]
Figure A20038010392400171
(式中，R1为氢原子、低级烷基、羧基、羧基烷基、烷氧基羰基、羟基烷氧基羰基、氰基或甲酰基，R2为氢原子、低级烷基、羧基、烷氧基羰基、羟基烷氧基羰基、氰基或卤原子，R3为氢原子、低级烷基、卤代烷基、羟基、有取代基的芳基、脂肪族杂环基、芳香族杂环基、卤原子、烷氧基羰基、羟基烷氧基羰基、磺基、氰基、含氰基的烷基、酰氧基、羧基、羧基烷基、醛基、氨基、氨基烷基、氨基甲酰基、N-烷基氨基甲酰基、羟基烷基、或者R2与R3结合，与相邻的-C＝C-一起形成脂肪环)。
作为通式[1]中的用R1～R3表示的低级烷基，可以是直链状、支链状、环状的任何一种，例如可以举出碳数1～6的烷基，具体的可以举出，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、1-甲基戊基、正己基、异己基、环丙基、环戊基、环己基等。
作为用R1、R2表示的羧基烷基，可以举出，例如上述低级烷基的氢原子一部分被羧基取代的羧基烷基，具体的可以举出，例如羧基甲基、羧基乙基、羧基丙基、羧基丁基、羧基戊基、羧基己基等。
作为用R1～R3表示的烷氧基羰基，例如，碳数2～11者是优选的，具体的可以举出，例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基、戊氧基羰基、己氧基羰基、庚氧基羰基、2-乙基己氧基羰基、辛氧基羰基、壬氧基羰基、癸氧基羰基等。
作为用R1～R3表示的羟基氧基羰基，例如，可以举出上述碳数2～11的烷氧基羰基的氢原子一部分被羟基取代的羟基氧基羰基，具体的可以举出，例如羟基甲氧基羰基、羟基乙氧基羰基、羟基丙氧基羰基、羟基丁氧基羰基、羟基戊氧基羰基、羟基己氧基羰基、羟基庚氧基羰基、羟基辛氧基羰基、羟基壬氧基羰基、羟基癸氧基羰基等。
作为用R1及R3表示的卤原子，例如，可以举出氟、氯、溴、碘等。
作为用R3表示的卤代烷基，可以举出，例如用R1～R3表示的上述低级烷基进行卤化(例如氟化、氯化、溴化、碘化等)的碳数1～6的卤代烷基，具体的可以举出，例如氯甲基、溴甲基、三氟甲基、2-氯乙基、3-氯丙基、3-溴丙基、3，3，3-三氟丙基、4-氯丁基、5-氯戊基、6-氯己基等。
作为有取代基的芳基的芳基，例如可以举出苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基，另外，作为取代基，可以举出，例如氨基、羟基、低级烷基、羧基等，作为取代的芳基的具体例子，例如，可以举出氨基苯基、甲苯胺基、羟基苯基、甲氧基苯基、叔丁基苯基、羧基苯基等。
作为脂肪族杂环基，例如5元环或6元环，作为杂原子含1～3个的氮原子、氧原子、硫原子等者是优选的，例如，可以举出吡咯烷基-2酮、哌啶基、1-哌啶基、哌嗪基、吗啉代基等。
作为芳香族杂环基，例如5元环或6元环，作为杂原子含1～3个的氮原子、氧原子、硫原子等者是优选的，具体的可以举出，例如吡啶基、咪唑啉基、噻唑基、呋喃基、吡喃基等。
作为含氰基的烷基，例如，可以举出上述低级烷基的氢原子一部分被氰基取代的烷基，具体的可以举出，例如氰基甲基、2-氰基乙基、2-氰基丙基、3-氰基丙基、2-氰基丁基、4-氰基丁基、5-氰基戊基、6-氰基己基等。
作为酰氧基，例如，可以举出碳数2～20的来自羧酸的酰氧基，具体的可以举出，例如乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、戊酰氧基、壬酰氧基、癸酰氧基、苯甲酰氧基。
作为氨基烷基，可以举出上述低级烷基的氢原子一部分被氨基取代的烷基，具体的可以举出，例如氨基甲基、氨基乙基、氨基丙基、氨基丁基、氨基戊基、氨基己基等。
作为N-烷基氨基甲酰基，可以举出上述氨基甲酰基的氢原子一部分被烷基取代的氨基甲酰基，具体的可以举出，例如N-甲基氨基甲酰基、N-乙基氨基甲酰基、N-正丙基氨基甲酰基、N-异丙基氨基甲酰基、N-正丁基氨基甲酰基、N-叔丁基氨基甲酰基等。
作为羟基烷基，可以举出上述低级烷基的氢原子一部分被羟基取代的羟基烷基，具体的可以举出，例如羟基甲基、羟基乙基、羟基丙基、羟基丁基、羟基戊基、羟基己基等。
作为R2与R4结合，与相邻的-C＝C-一起形成脂肪环的脂肪环，例如，可以举出碳数5～10的不饱和脂肪环，环既可以是単环也可以是多环。作为这些环的具体例子，可以举出，例如降冰片烯环、环戊烯环、环己烯环、环辛烯环、环癸烯环等。
作为用通式[1]表示的单体具体例子，可以举出，例如乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯等碳数2～20的烯性不饱和脂肪烃；例如苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、二乙烯基苯等碳数8～20的烯性芳香烃；例如甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、乙酸异丙烯酯等碳数3～20的链烯基酯类；例如氯乙烯、偏二氯乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙烯等碳数3～20的含卤烯性不饱和化合物类；例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、乙烯基醋酸、烯丙基醋酸、乙烯基安息香酸等碳数3～20的烯性不饱和羧酸类(这些酸类也可以是，例如钠盐、钾盐等碱金属盐及铵盐等盐的形态)；例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酸酯、衣康酸甲酯、衣康酸乙酯、马来酸甲酯、马来酸乙酯、富马酸甲酯、富马酸乙酯、巴豆酸甲酯、巴豆酸乙酯、3-丁烯酸甲酯等不饱和羧酸酯类；例如丙烯腈、甲基丙烯腈、氰化烯丙基等碳数3～20的含氰基烯性不饱和化合物类；例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等碳数3～20的含氰基烯性不饱和酰胺化合物类；例如丙烯醛、巴豆醛等碳数3～20的烯性不饱和醛类；例如乙烯基磺酸、4-乙烯基苯磺酸等碳数2～20的烯性不饱和磺酸类(这些酸类也可以是，例如钠盐、钾盐等碱金属盐及铵盐等盐的形态)；例如乙烯基胺、烯丙基胺等碳数2～20的烯性不饱和脂肪族胺类；例如乙烯基苯胺等碳数8～20的烯性不饱和芳香族胺类；例如N-乙烯基苯胺、乙烯基哌啶等碳数5～20的烯性不饱和脂肪族杂环胺类；例如烯丙醇、巴豆醇等碳数3～20的烯性不饱和醇类；例如4-乙烯基苯酚等碳数8～20的烯性不饱和酚类。
当使用上述聚合物等作为载体时，希望使用通过本发明的重氢化难以被重氢化的载体，但也可以采用其本身能够被重氢化的载体，负载催化剂来进行本发明的重氢化。
在本发明的重氢化方法中，在上述载体负载金属催化剂中使用钯碳、氢氧化钯碳或铂碳是优选的，其中，钯碳、氢氧化钯碳在工业上操作容易并且具有优良的催化剂活性，特别是如果使用钯碳，可更有效的进行重氢化，故多采用钯碳。
在载体上负载的催化剂中，作为催化剂金属的钯、铂、铑、钌、镍或钴的比例，通常为整体的1～99重量％、优选1～50重量％、更优选1～30重量％、尤其优选1～20重量％、特优选5～10重量％。
在本发明的重氢化方法中，活化的催化剂或未活化的催化剂的用量，不管其是否负载在载体上，对作为反应基质的具有杂环的化合物，通常的所谓催化剂量依次优选达到0.01～200重量％、0.01～100重量％、0.01～50重量％、0.01～20重量％、0.1～20重量％、1～20重量％、10～20重量％的量，另外，在全部催化剂中所含的催化剂金属量的上限依次优选达到20重量％、10重量％、5重量％、2重量％的量，下限依次优选0.0005重量％、0.005重量％、0.05重量％、0.5重量％的量。
另外，在具有杂环的化合物重氢化时，上述各种催化剂也可以2种以上加以适当组合后使用。
催化剂2种以上加以适当组合后使用时的催化剂用量，只要使催化剂合计量设定达到上述催化剂的使用量即可。
当本发明的反应中采用未活化的催化剂时，为了使催化剂活化，使氢气存在于反应体系中的该氢气用量，当过多时作为重氢源的重氢化溶剂被重氢化，也可能对本发明的重氢化反应有不良影响，但采用比使催化剂活化的必要量稍多的量，可有效进行催化剂活化，这种氢气量通常对催化剂达到1～20000当量，优选达到10～700当量的量。
另外，为了进行催化剂活化，在反应体系中存在重氢时的重氢用量，只要是进行催化剂活化的必要量即可，其量通常对催化剂达到1～20000当量，优选达到10～700当量的量，但在反应体系中由于该重氢与经过重氢化的溶剂接触，故使该溶剂再重氢化也有效，即使用量多也无妨，仍可进行本发明的重氢化。
本发明的重氢化方法，通常设定在比溶剂的沸点(常压下)高的温度使达到回流状态即可，该反应温度的下限依次优选为溶剂的沸点+3℃、+5℃、+10℃、+20℃，上限依次优选为溶剂的沸点+100℃、+80℃、+70℃、+60℃。
密封状态的反应容器内为了设定达到上述反应温度，进行加热及/或加压，结果使体系内由此达到加压状态。
为了加压反应体系，最好采用用于催化剂活化的氢气，例如也可以进一步采用氮气、氩气等惰性气体。
本发明的重氢化反应时间，通常30分～100小时、优选1～50小时、更优选1～30小时、尤其优选3～30。
本发明的重氢化方法，以采用重水作为重氢源、采用钯碳(Pd 10％)作为未经活化的催化剂为例说明如下。
即，例如把具有杂环的化合物(基质)及钯催化剂添加至经过重氢化的溶剂中，密封反应体系，用氢气置换体系内部后，在油浴中于约103～200℃搅拌反应约30分～100小时。反应终止后，如生成物可溶于重氢化的溶剂时，过滤反应液除去催化剂，直接测定滤液的1H-NMR、2H-NMR及Mass谱，进行结构分析。如生成物难溶于重氢化的溶剂时，从反应液将其分离后测定1H-NMR、2H-NMR及Mass谱，进行结构分析。
如生成物难溶于重氢化的溶剂时，为了从反应液分离生成物，例如通过可溶解生成物的有机溶剂等从反应液萃取生成物，再通过过滤除去催化剂的公知精制方法进行即可。
另外，采用预先经过活化的催化剂作为活化的催化剂，并且采用经过重氢化的溶剂作为重氢源，进行本发明的重氢化的方法，具有杂环的化合物以卤原子作为取代基时，该卤原子不能用氢原子或重氢原子取代，仅杂环进行重氢化，另外，具有杂环的化合物，例如具有硝基、氰基等取代基时，这些取代基不被还原，而仅杂环进行重氢化。
如上所述，经过重氢化的溶剂中，在经过活化的催化剂存在下，具有杂环的化合物置于密封回流下的本发明的重氢化方法，由于重氢化反应温度可以保持在比溶剂沸点高的温度，故具有杂环的化合物的杂环上氢原子可非常有效的进行重氢化。
另外，按照本发明的重氢化方法，除杂环上存在的氢原子以外，在杂环具有的取代基中存在的碳原子(例如来自烷基的、来自链烯基的、来自芳烷基的、来自烷氧基的、来自烷硫基的、来自烷基羰基的、来自烷基磺酰基的、来自烷基膦基的、来自烷基膦酰基的、来自烷基氨基的、来自烷氧基羰基的、来自烷氧基磺酰基的、来自酰基的等)上以及，与杂环结合的糖链为主的各种化合物或聚合物中存在的碳原子上结合的氢原子，有时也可以重氢化。
下面举出实施例更具体的说明本发明，但本发明又不受这些实施例的任何限定。
还有，在以下的实施例中，所谓分离收率，意指不管是否已经重氢化，反应终止后被分离的化合物收率；所谓重氢化率，表示反应终止后被分离的化合物中氢原子的重氢化率。在下列实施例中，表示被分离的化合物的各位置上氢原子的重氢化率。
实施例
实施例1
使咪唑500mg、钯碳(Pd10％)50mg在17ml重水(D2O)中悬浮，用氢气置换密封的反应体系后，在油浴中于160℃使反应24小时。反应终止后，把反应液用乙醚萃取，从得到的萃取液滤去催化剂，减压浓缩滤液，得到重氢化的化合物500mg(分离收率95％)。测定得到的化合物的1H-NMR、2H-NMR及Mass谱，进行结构分析，结果是所得到的化合物的各氢原子的重氢化率，对以下式表示的(1)的位置的总氢原子的重氢化率为99％，对(2)的位置的氢原子的重氢化率为99％。
Figure A20038010392400221
实施例2～5
除了使用下表1所示的基质外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。经过重氢化的各化合物的分离收率及重氢化率汇总于表1。下面各实施例中的重氢化率与实施例1同样操作算出。
【表1】
Figure A20038010392400231
实施例6～7
除了采用腺嘌呤作基质，用下表2所示的反应条件进行反应以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。把得到的化合物的分离收率及重氢化率一并示于表2。
Figure A20038010392400232
【表2】
  反应温度   反应时间   分离收率(％)   重氢化率(％)
 实施例6   110℃   24小时   94   48
 实施例7   140℃   48小时   36   95
但是，表2所示的重氢化率是对上述化学式(1)及(2)的总氢原子的重氢化率。
实施例8～9
除了采用腺苷作基质，用下表3所示的反应条件进行反应以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。把得到的化合物的分离收率及重氢化率一并示于表3。
Figure A20038010392400241
【表3】
  反应温度   反应时间   分离收率(％)   重氢化率(％)
 实施例8   110℃   48小时   99   (1)94，(2)92
 实施例9   140℃   48小时   74   (1)91，(2)91
实施例10～12
除了采用鸟苷作基质，用下表4所示的反应条件进行反应以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。把得到的化合物的分离收率及重氢化率一并示于表4。
【表4】
  反应温度   反应时间   分离收率(％)   重氢化率(％)
  实施例10   110℃   48小时   94   (1)94
  实施例11   140℃   48小时   99   (1)93
  实施例12   160℃   24小时   98   (1)96
实施例13～14
除了采用胸腺嘧啶作基质，用下表5所示的反应条件进行反应以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。把得到的化合物的分离收率及重氢化率一并示于表5。
【表5】
  反应温度   反应时间   分离收率(％)   重氢化率(％)
  实施例13   110℃   24小时   96   (1)99，(2)64
  实施例14   140℃   48小时   65   (1)96，(2)94
实施例15
除了采用胞嘧啶作基质，于160℃反应48小时以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。所得到的化合物的分离收率为98％，重氢化率为(1)96％、(2)96％。
Figure A20038010392400261
实施例16
除了采用尿嘧啶作基质，于160℃反应48小时以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。所得到的化合物的分离收率为94％，重氢化率为(1)98％、(2)93％。
实施例17
除了采用尿苷作基质，于160℃在密闭状态反应24小时以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。所得到的化合物的分离收率为85％，重氢化率为(1)48％、(2)95％。
实施例18～19
除了采用肌苷作基质，用下表6所示的反应条件进行反应以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。把得到的化合物的分离收率及重氢化率一并示于表6。
Figure A20038010392400271
【表6】
  反应温度   反应时间   分离收率(％)   重氢化率(％)
  实施例18   110℃   48小时   98   (1)79，(2)84
  实施例19   140℃   48小时   90   (1)85，(2)97
实施例20
除了采用次黄嘌呤作基质，于110℃反应48小时以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。所得到的化合物的分离收率为62％，对(1)和(2)的总氢原子的重氢化率为95％。
实施例21～22
除了采用3-甲基吲哚作基质，用下表7所示的反应条件进行反应以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。把得到的化合物的分离收率及重氢化率一并示于表7。
【表7】
  反应温度   反应时间   分离收率(％) 重氢化率(％)
  实施例21   110℃   24小时   50 (2)+(5)44，(8)97，(4)0，(6)0，(7)97
  实施例22   140℃   48小时   82 (2)+(5)53，(8)92，(4)28，(6)20，(7)81
但是，表7中(2)+(5)表示对(2)和(5)的总氢原子的重氢化率。
实施例23
除了采用5-甲基吲哚作基质，于140℃反应48小时以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。所得到的化合物的分离收率为65％，重氢化率为(2)100％、(3)90％、(4)27％、(5)95％、(6)99％、(7)38％。
Figure A20038010392400281
实施例24
除了采用7-甲基吲哚作基质，于140℃反应48小时以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。所得到的化合物的分离收率为79％，重氢化率为(2)96％、(3)95％、(4)95％、(5)+(6)59％、(7)96％。
Figure A20038010392400282
实施例25
除了采用3，5-二甲基吡唑作基质，于140℃反应48小时以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。所得到的化合物的分离收率为55％，重氢化率为(3)+(5)96％、(4)95％。
Figure A20038010392400291
实施例26
除了采用5-甲基苯并咪唑作基质，于140℃反应48小时以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。所得到的化合物的分离收率为99％，重氢化率为(2)98％、(4)98％、(5)95％、(6)19％、(7)98％。
Figure A20038010392400292
实施例27
除了采用7-吖吲哚作基质，于140℃反应48小时以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。所得到的化合物的分离收率为92％，重氢化率为(2)95％、(3)94％、(4)94％、(5)69％、(6)96％。
Figure A20038010392400293
实施例28
除了采用L-色氨酸作基质，于160℃反应48小时以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。所得到的化合物的分离收率为93％，重氢化率为(1)45％、(2)47％、(3)+(4)22％、(5)0％。
Figure A20038010392400301
实施例29
除了采用2，3-二甲基吡啶作基质，于160℃反应6小时以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。所得到的化合物的分离收率为74％，对(1)～(5)的全部氢原子的重氢化率为98％。
Figure A20038010392400302
实施例30
除了采用2-甲基咪唑作基质，于120℃反应24小时以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。所得到的化合物的分离收率为99％，重氢化率(1)99％、(2)20％。
Figure A20038010392400303
实施例31
除了采用重甲醇代替重水以外，与实施例30同样操作，进行重氢化反应。所得到的化合物的分离收率为88％，重氢化率(1)86％、(2)9％。
从实施例30及实施例31明确可知，经过重氢化的有机溶剂也与重水同样在本发明的重氢化方法中使用。
实施例32
除了采用2-甲基咪唑作为基质，采用铂碳(Pt 15％)代替钯碳以外，与实施例1同样操作，进行重氢化反应。所得到的化合物的分离收率为95％，重氢化率(1)93％、(2)67％。
Figure A20038010392400311
产业上利用的可能性
在重氢化的溶剂中，在经过活化的催化剂存在下，把具有杂环的化合物置于密封回流下的本发明重氢化方法，由于可把重氢化反应温度保持在溶剂的沸点以上，所以，具有杂环的化合物的氢原子可非常有效的加以重氢化。
另外，本发明的重氢化方法还可用于在超临界条件或酸性条件下分解的各种具有杂环的化合物等的重氢化，并且使具有杂环的化合物在工业上有效的进行重氢化。

Claims (6)

1.一种杂环的重氢化方法，其特征在于，在重氢化的溶剂中，在选自活化的钯催化剂、铂催化剂、铑催化剂、钌催化剂、镍催化剂及钴催化剂的催化剂存在下，将具有杂环的化合物置于密封回流。
2.权利要求1所述的重氢化方法，其特征在于，选自活化的钯催化剂、铂催化剂、铑催化剂、钌催化剂、镍催化剂及钴催化剂的催化剂为包含活化的钯催化剂的物质。
3.权利要求2所述的重氢化方法，其特征在于，活化的钯催化剂为活化的钯碳。
4.权利要求1～3任何一项所述的重氢化方法，其特征在于，选自活化的钯催化剂、铂催化剂、铑催化剂、钌催化剂、镍催化剂及钴催化剂的催化剂为采用存在于重氢化反应体系内的氢气或重氢气加以活化的物质。
5.权利要求1～4任何一项所述的重氢化方法，其特征在于，重氢化的溶剂为重水(D2O)。
6.权利要求1～5任何一项所述的重氢化方法，其特征在于，具有杂环的化合物的杂环为3～20元环。
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