JP2001055383A - オキサゾリドン化合物の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機スズ錯体の存在下、エポキシドとイソシ
アネートを反応させ、高い選択性および高収率でオキサ
ゾリドン化合物を製造する方法を提供すること。 【解決手段】 エポキシドとイソシアネートを一般式
（ＩＩＩ） （式中、Ｒ³およびＲ⁴は、同一もしくは異なって水素原
子またはアルキルを表し、Ｘ¹、Ｘ²およびＸ³は、同一
もしくは異なってハロゲン原子を表し、Ｍは、周期律表
のＩＡ族に属する金属元素を表す）で表される有機スズ
錯体の存在下、反応させることを特徴とするオキサゾリ
ドン化合物の製造方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機スズ錯体の存
在下、エポキシドとイソシアネートを反応させ、オキサ
ゾリドン化合物を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】オキサゾリドン化合物は医薬中間体、農
薬中間体、樹脂材料等の合成原料または溶剤として有用
である。オキサゾリドン化合物の製造法として、エポキ
シドとイソシアネートを原料とする製造法は副生成物が
少なく目的物の単離が容易であることから、工業的に好
適であることが知られている。従来、エポキシドとイソ
シアネートを反応させるオキサゾリドン化合物の製造法
としては、触媒として、ハロゲン化リチウム、第四級ア
ンモニウム塩、ルイス塩基またはルイス酸等を使用する
方法が知られていたが、これらの方法は、いずれも高い
反応温度、高い反応圧力等の過酷な条件を必要とするの
で、安全性、経済性の点で満足されるものではなかっ
た。

【０００３】また、前記の問題を解決するために、触媒
として有機金属錯体を使用する方法が知られている。有
機合成化学協会誌、４７巻、１０２−１１２頁、１９８
９年は、エポキシドとイソシアネートをトリブチルヨウ
化スズ等の有機スズ錯体またはテトラフェニルヨウ化ア
ンチモン等の有機アンチモン錯体の存在下、トリフェニ
ルホスフィンオキシド等の配位子の存在下または非存在
下、反応させて３，５−置換−２−オキサゾリドンを製
造する方法を開示している。

【０００４】また、ブレティン・オブ・ケミカル・ソサ
イエティ・オブ・ジャパン（Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏ
ｃ．Ｊｐｎ．），６３，１０６９−１０７３（１９９
０）は、エポキシドとイソシアネートをテトラフェニル
ヨウ化アンチモン等の有機アンチモン錯体の存在下、反
応させて３，５−置換−２−オキサゾリドンを製造する
方法を開示している。

【０００５】しかしながら、前記の２つの文献に記載の
方法では、イソシアネートの三量化等の副反応を防ぐた
めに、イソシアネートに対してエポキシドを過剰に使用
する（前者および後者の文献の実験例では、それぞれエ
ポキシドをイソシアネートに対して、３〜５当量、２当
量使用している）必要があり、目的物のエポキシド基準
の収率が低くなるという問題点があり、実用上満足され
るものではなかった。

【０００６】また、ジャーナル・オブ・オーガニック・
ケミストリー（Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．），Ｖｏｌ．５
１，Ｎｏ．１２，２１７７−２１８４（１９８６）は、
エポキシドとイソシアネートをトリブチルヨウ化スズ等
の有機スズ錯体およびトリフェニルホスフィンオキシド
等の配位子の存在下、反応させて３，５−置換−２−オ
キサゾリドンを製造する際において、脂肪族イソシアネ
ートを使用した場合、４−置換−２−イミノジオキソラ
ンが副生する等の問題点があることをあげている。

【０００７】また、ブレティン・オブ・ケミカル・ソサ
イエティ・オブ・ジャパン（Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏ
ｃ．Ｊｐｎ．），６４，２６６１−２６６７（１９９
１）は、エポキシドとイソシアネートをトリブチルヨウ
化スズ等の有機スズ錯体等の存在下、ヘキサメチルリン
酸トリアミド等の配位子の存在下または非存在下、反応
させて３，５−置換−２−オキサゾリドンを製造する方
法を開示している。しかしながら、同文献は、原料、触
媒または配位子の種類の選択により、３，４−置換−２
−オキサゾリドンが副生する等の問題があることも報告
している。

【０００８】前記のとおり、従来知られている有機スズ
錯体または有機アンチモン錯体等の金属錯体を触媒とし
て用いた方法は、反応における温度および圧力条件をお
だやかにすることができるが、（１）イソシアネートの
三量化等の副反応を防ぐために、イソシアネートに対し
てエポキシドを過剰量使用する必要があり、エポキシド
基準の３，５−置換−２−オキサゾリドンの収率が低
い、（２）原料、触媒または配位子の種類の選択によ
り、３，４−置換−２−オキサゾリドンが副生すること
がある、（３）脂肪族イソシアネートとエポキシドの反
応においては、４−置換−２−イミノジオキソランが副
生する等の問題点があり、実用上、満足されるものでは
なかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、有機スズ錯
体の存在下、エポキシドとイソシアネートを反応させ、
高い選択性、および高収率でオキサゾリドン化合物を製
造する方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、一般式（Ｉ）

【００１１】

【化６】

【００１２】（式中、Ｒ¹は、アリールオキシアルキ
ル、アラルキルオキシアルキル、アルコキシアルキルま
たはハロゲン置換もしくは非置換のアルキルを表す）で
表されるエポキシドと、一般式（ＩＩ）

【００１３】

【化７】

【００１４】（式中、Ｒ²は、アラルキル、アルケニル
またはアルキルを表す）で表されるイソシアネートと
を、一般式（ＩＩＩ）

【００１５】

【化８】

【００１６】（式中、Ｒ³およびＲ⁴は、同一もしくは異
なって水素原子またはアルキルを表し、Ｘ¹、Ｘ²および
Ｘ³は、同一もしくは異なってハロゲン原子を表し、Ｍ
は、周期律表のＩＡ族に属する金属元素を表す）で表さ
れる有機スズ錯体の存在下、反応させることを特徴とす
る一般式（ＩＶ）

【００１７】

【化９】

【００１８】（式中、Ｒ¹およびＲ²は、それぞれ前記と
同義である）で表されるオキサゾリドン化合物の製造法
を提供する。また、本発明は、前記の一般式（ＩＩＩ）
で表される有機スズ錯体も提供する。

【００１９】

【発明の実施の形態】一般式中の各基の定義において、
アルキルとしては、直鎖または分岐状の炭素数１〜１０
のものがあげられ、その具体例としては、例えば、メチ
ル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブ
チル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、
イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オ
クチル、ノニル、デシル等があげられるが、中でも炭素
数１〜６のものが好ましい。アルケニルとしては、直鎖
または分岐状の炭素数２〜６の、例えばビニル、アリ
ル、１−プロペニル、メタクリル、クロチル、１−ブテ
ニル、３−ブテニル、２−ペンテニル、４−ペンテニ
ル、２−ヘキセニル、５−ヘキセニル等があげられる。

【００２０】アリールオキシアルキルのアリール部分と
しては、フェニル、ナフチル等があげられる。アラルキ
ルオキシアルキルのアラルキル部分またはアラルキルと
しては、ベンジル、フェネチル、ナフチルメチル等があ
げられる。

【００２１】アルコキシアルキルのアルキル部分として
は、前記のアルキルと同様のものがあげられ、また、ア
リールオキシアルキル、アラルキルオキシアルキルまた
はアルコキシアルキルのアルキレン部分としては、前記
に例示されたアルキルより水素原子が１つ少ないものが
あげられる。

【００２２】ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭
素、ヨウ素の各原子があげられる。ハロゲン置換のアル
キルとしては、前記に例示されたアルキルに１〜３個、
好ましくは１個のハロゲン原子が置換したものがあげら
れ、また、ハロゲン原子としては、前記と同様のものが
あげられる。また、周期律表のＩＡ族（アルカリ金属）
に属する金属元素としては、リチウム、ナトリウム、カ
リウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムがあげら
れ、中でもリチウムが好ましい。

【００２３】一般式（Ｉ）で表されるエポキシドとして
は、Ｒ¹が、ベンジルオキシメチル、フェノキシメチ
ル、メトキシメチル、クロロメチルまたはエチルである
ものが好ましく使用される。一般式（Ｉ）で表されるエ
ポキシドは、市販品等として入手可能である。

【００２４】一般式（ＩＩ）で表されるイソシアネート
としては、Ｒ²が、ベンジル、アリル、ブチルまたはｔ
ｅｒｔ−ブチルであるものが好ましく使用される。一般
式（ＩＩ）で表されるイソシアネートは、市販品等とし
て入手可能である。

【００２５】一般式（ＩＩＩ）で表される有機スズ錯体
としては、Ｒ³およびＲ⁴が、炭素数１〜６のアルキルで
あり、Ｘ¹、Ｘ²およびＸ³がヨウ素であり、Ｍがリチウ
ムであるものが好ましく、その中でも、Ｒ³およびＲ
⁴が、ブチルであるものがより好ましく使用される。一
般式（ＩＩＩ）で表される有機スズ錯体は、ジブチルジ
ヨウ化スズ等の有機スズ化合物とヨウ化リチウム等のア
ルカリ金属のハロゲン化物を反応溶媒中で、０〜１００
℃、好ましくは２０〜５０℃で反応させることにより、
製造することができる。この場合、有機スズ化合物とア
ルカリ金属のハロゲン化物の使用量の比は、特に限定さ
れないが、１：５〜５：１、好ましくは１：１．１〜
１．１：１である。反応溶媒としては、特に限定はな
く、反応に影響を及ぼさないものなら何を使用してもよ
いが、例えば、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香
族炭化水素、および前記の化合物のハロゲン化物、エー
テル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド
等があげられ、その具体例としては、ヘキサン、シクロ
ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベン
ゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ブロモベンゼン、ジブチ
ルエーテル、テトラヒドロフラン等があげられれ、中で
もベンゼンがより好ましく使用される。また、原料の有
機スズ化合物は、ブレティン・オブ・ケミカル・ソサイ
エティ・オブ・ジャパン（Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏ
ｃ．Ｊｐｎ．），３５，２０８（１９６２）等記載の方
法に準じて合成してもよい。

【００２６】また、該有機スズ錯体は、以下の式で表さ
れるアルキル基がエカトリアル位に位置する５配位のア
ート型錯体であることが好ましい。

【００２７】

【化１０】

【００２８】（式中、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｘ¹、Ｘ²、Ｘ³および
Ｍは、それぞれ前記と同義である）本発明のオキサゾリ
ドン化合物の製造法において、原料である一般式（Ｉ）
で表されるエポキシドと一般式（ＩＩ）で表されるイソ
シアネートの比率は、エポキシ基／イソシアネート基の
当量比で５：９５〜９５：５の範囲であるのが好まし
く、さらには４０：６０〜６０：４０の範囲であるのが
より好ましいが、エポキシ基とイソシアネート基が等量
であっても、オキサゾリン化合物の製造が可能である。

【００２９】一般式（ＩＩＩ）で表される有機スズ錯体
の使用量は、エポキシ基とイソシアネート基の総量に対
して当量比で、通常、１／１０００〜１／１であるが、
好ましくは１／１００〜１／１である。

【００３０】本発明の製造法は、無溶媒でも実施可能で
あるが、反応溶媒を使用してもよく、該反応溶媒として
は、反応に影響を及ぼさない溶媒があげられ、例えば、
脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素およ
び前記化合物のハロゲン化物、エーテル類、ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルスルホキシド等があげられ、その
好ましい具体例としては、ヘキサン、シクロヘキサン、
ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ｏ−
ジクロロベンゼン、ブロモベンゼン、ジブチルエーテ
ル、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルスルホキシド等があげられる。

【００３１】本発明の製造法における反応温度は、好ま
しくは０〜１００℃であり、より好ましくは２０〜５０
℃である。また、反応圧力については特に制限はない
が、通常、常圧で実施される。また、反応容器の気相部
は乾燥空気雰囲気でもよいが、窒素ガス等の乾燥した不
活性ガス雰囲気であることが好ましい。

【００３２】本発明の製造法は、（１）室温等の緩やか
な反応温度で実施が可能であり、反応速度も速い、
（２）エポキシドとイソシアネートが等量であっても十
分な反応収率で目的物が得られる、（３）イソシアネー
トの三量体の副生量が少ない、（４）エポキシドは選択
的に置換基のない側、すなわちβ開裂し、異性体である
３，４−置換−２−オキサゾリドンの副生が抑制され
る、（５）４−置換−２−イミノジオキソランの副生が
抑制される、（６）イソシアネートの置換基が大きく、
立体障害がある場合でも、目的物を高収率で得ることが
できる等の長所がある。また、本発明の製造法により製
造されるオキサゾリドン化合物は、医薬中間体、農薬中
間体、樹脂材料等の合成原料または溶剤として有用であ
る。

【００３３】

【実施例】実施例１ ＮＭＲチューブに参考例１で得られたジブチルジヨウ化
スズ０．３６５ｇ（０．７５ｍｍｏｌ）とヨウ化リチウ
ム０．１０１ｇ（０．７５ｍｍｏｌ）を加え、重テトラ
ヒドロフラン（ＴＨＦ）０．７５ｍｌにて均一にして、
［Ｂｕ₂ＳｎＩ₃］^-Ｌｉ⁺（Ｂｕ：ブチル）を得た。これ
をこのまま、¹³Ｃ−ＮＭＲおよび¹¹⁹Ｓｎ−ＮＭＲにて
測定した。また比較データとして、ジブチルジヨウ化ス
ズの¹³Ｃ−ＮＭＲおよび¹¹⁹Ｓｎ−ＮＭＲを同様の手法
で測定した。

【００３４】以下にその分析結果を示す。 Ｂｕ₂ＳｎＩ₂ ¹³ Ｃ−ＭＮＲ（６７．５ＭＨｚ，ＴＨＦｄ_４）：δ＝２
９．７［Ｊ（¹¹⁹Ｓｎ−^{1 3}Ｃ）＝３５６Ｈｚ］，２７．
２，２４．７［Ｊ（¹¹⁹Ｓｎ−¹³Ｃ）＝８６Ｈｚ］，１
４．２４¹¹⁹ Ｓｎ−ＮＭＲ（１００．５５ＭＨｚ，ＴＨＦ）：δ
＝−５８．１（ｓ） ［Ｂｕ₂ＳｎＩ₃］^-Ｌｉ^{+ 13} Ｃ−ＭＮＲ（６７．５ＭＨｚ，ＴＨＦｄ_４）：δ＝４
１．３［Ｊ（¹¹⁹Ｓｎ−^{1 3}Ｃ）＝５２０Ｈｚ］，２９．
３，２５．５［Ｊ（¹¹⁹Ｓｎ−¹³Ｃ）＝１１４Ｈｚ］，
１３．７¹¹⁹ Ｓｎ−ＮＭＲ（１０１ＭＨｚ，ＴＨＦ）：δ＝−１
４１．４（ｓ）

【００３５】ヨウ化リチウムの添加により、スズの化学
シフトが８３．３ｐｐｍ以上のことは、スズ−炭素結合
について、ジブチルヨウ化スズの混成がｓｐ^３であるの
に対して、ヨウ化ナトリウムを加えると高磁場にシフト
した。スズと炭素のカップリング定数も３５６Ｈｚから
５２０Ｈｚに変化した。これはスズが四配位から五配位
に変化したことを示している。ｓｐ²に変化したことを
示している。ＮＭＲ解析結果より、［Ｂｕ₂ＳｎＩ₃］^-
Ｌｉ⁺は、以下の式に示されるブチル基がエカトリアル
位に位置する５配位のアート型錯体であると同定した。

【００３６】

【化１１】

【００３７】実施例２ 窒素置換した１０ｍｌ冷却管付き反応容器にベンゼン１
ｍｌ、参考例１で得られたジブチルジヨウ化スズ０．１
４ｇ（０．３ｍｍｏｌ）およびヨウ化リチウム０．０４
ｇ（０．３ｍｍｏｌ）を加え室温にて１時間攪拌した。
次にベンジルオキシメチルオキシラン０．４９ｇ（３ｍ
ｍｏｌ）およびｔｅｒｔ−ブチルイソシアネート０．３
０ｇ（３ｍｍｏｌ）を加え室温にて１時間反応させた
後、¹Ｈ−ＮＭＲを用いて１，１，２，２−テトラクロ
ロエタンを標準物質とした内部標準法により、反応物を
分析した。

【００３８】その結果、反応収率９０％であり、３−ｔ
ｅｒｔ−ブチル−５−ベンジルオキシメチル−２−オキ
サゾリドン：２−（ｔｅｒｔ−ブチルイミノ）−４−ベ
ンジルオキシメチル−１，３−ジオキソラン：３−ｔｅ
ｒｔ−ブチル−４−ベンジルオキシメチル−２−オキサ
ゾリドンの生成比は１００：０：０であった。３−ｔｅ
ｒｔ−ブチル−５−ベンジルオキシメチル−２−オキサ
ゾリドンをＩＲ、元素分析、¹Ｈ−ＮＭＲ、¹³Ｃ−ＮＭ
Ｒにより同定した結果は以下のとおりであった。

【００３９】ＩＲ（ｎｅａｔ）：１７４３（ｃｍ^-1） 元素分析値：Ｃ：６８．４２、Ｈ：８．０４、Ｎ：５．
３２ （理論値）Ｃ：６８．４４、Ｈ：７．９８、Ｎ：５．３
２¹ Ｈ−ＮＭＲ （２７０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃）：δ＝１．
３７（ｓ，９Ｈ），３．４５（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．７
９，８．７９Ｈｚ），３．６２（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．
７９，８．７９Ｈｚ），３．６３（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝２．
９３Ｈｚ），４．５２−４．５７（ｍ，１Ｈ），４．５
９（ｓ，２Ｈ），７．２６−７．３６（ｍ，５Ｈ）¹³ Ｃ−ＮＭＲ （６７．５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃，δｐｐ
ｍ）：δ＝２６．９７，４４．９３，５２．８７，７
０．０３，７０．３５，７３．１５，１２７．３２，１
２７．４１，１２８．０４，１３７．３３，１５６．１
５ また、反応収率は、以下の式により算出した。

【００４０】

【数１】

【００４１】実施例３〜１３、比較例１〜４ 反応原料、反応条件等を表１のようにする以外は、実施
例２の方法に準じて反応を行い、実施例３〜１３、比較
例１〜４を実施した［表中のＲ¹は一般式（Ｉ）のエポ
キシド、Ｒ²は一般式（ＩＩ）のイソシアネートの各式
に対応するものである。また、比較例１〜４は、エポキ
シド、イソシアネートが各１ｍｍｏｌ、触媒（および配
位子）が０．１ｍｍｏｌ、ベンゼン１．０ｍｌで実施し
た］。実施例３〜１３、比較例１〜４で得られた反応生
成物は実施例２と同様の手法で同定した（実施例３〜１
３、比較例１〜４において、３，４−置換−２−オキサ
ゾリドンは生成しなかった）。その結果を表２に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】表２の結果は、本発明の製造法により、速
い反応速度で、また、高い反応収率および高い選択性
で、３，５−置換−２−オキサゾリドンを製造すること
ができることを示している。

【００４５】参考例１：ジブチルジヨウ化スズの合成 ５０ｍｌのナスフラスコにジブチルスズオキシド５７．
１５ｇ（２３０ｍｍｏｌ）および５７％ヨウ化水素水溶
液１００ｇ（１１００ｍｍｏｌ）を加え１２０℃で５時
間還流した。生成物をエーテル抽出した後、チオ硫酸ナ
トリウム水溶液で１回洗浄し、さらに蒸留水で数回洗浄
した。エーテル層を無水硫酸マグネシウムで脱水した
後、減圧下にてエーテルを除き、残留分を減圧条件下蒸
留精製し、７８ｇ（１６０ｍｍｏｌ）のジブチルジヨウ
化スズを得た。なお、前記の実施例、比較例および参考
例で使用したジブチルジヨウ化スズ以外の試薬、溶媒等
は市販のものを使用した。

【００４６】

【発明の効果】本発明により、有機スズ錯体の存在下、
エポキシドとイソシアネートを反応させ、高い選択性お
よび高収率でオキサゾリドン化合物を製造する方法およ
び該製造法に使用される有機スズ錯体が提供される。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年９月９日（１９９９．９．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】ヨウ化リチウムの添加により、スズの化学
シフトが８３．３ｐｐｍ高磁場にシフトした。これはス
ズが四配位から五配位に変化したことを示している。ス
ズと炭素のカップリング定数が３５６Ｈｚから５２０Ｈ
ｚに変化したことは、スズ−炭素結合について、ジブチ
ルヨウ化スズの混成がｓｐ³であるのに対して、ヨウ化
リチウムを加えるとｓｐ²に変化したことを示してい
る。以上のＮＭＲ解析結果より、［Ｂｕ₂ＳｎＩ₃］^-Ｌ
ｉ⁺は、以下の式に示されるブチル基がエカトリアル位
に位置する５配位のアート型錯体であると同定した。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ¹は、アリールオキシアルキル、アラルキル
   オキシアルキル、アルコキシアルキルまたはハロゲン置
   換もしくは非置換のアルキルを表す）で表されるエポキ
   シドと、一般式（ＩＩ） 【化２】 （式中、Ｒ²は、アラルキル、アルケニルまたはアルキ
   ルを表す）で表されるイソシアネートとを、一般式（Ｉ
   ＩＩ） 【化３】 （式中、Ｒ³およびＲ⁴は、同一もしくは異なって水素原
   子またはアルキルを表し、Ｘ¹、Ｘ²およびＸ³は、同一
   もしくは異なってハロゲン原子を表し、Ｍは、周期律表
   のＩＡ族に属する金属元素を表す）で表される有機スズ
   錯体の存在下、反応させることを特徴とする一般式（Ｉ
   Ｖ） 【化４】 （式中、Ｒ¹およびＲ²は、それぞれ前記と同義である）
   で表されるオキサゾリドン化合物の製造法。
2. 【請求項２】 一般式（ＩＩＩ） 【化５】 （式中、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｘ¹、Ｘ²、Ｘ³およびＭは、それぞ
   れ前記と同義である）で表される有機スズ錯体。