JP2001247562A - アミド化合物及びその製造方法 - Google Patents

アミド化合物及びその製造方法

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JP2001247562A
JP2001247562A JP2000062458A JP2000062458A JP2001247562A JP 2001247562 A JP2001247562 A JP 2001247562A JP 2000062458 A JP2000062458 A JP 2000062458A JP 2000062458 A JP2000062458 A JP 2000062458A JP 2001247562 A JP2001247562 A JP 2001247562A
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Yoshio Kawachi
美穂 河内
Noritsugu Yamazaki
則次 山崎
Mitsuru Ono
充 大野
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D319/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D319/041,3-Dioxanes; Hydrogenated 1,3-dioxanes
    • C07D319/061,3-Dioxanes; Hydrogenated 1,3-dioxanes not condensed with other rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C235/00Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by oxygen atoms
    • C07C235/70Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by oxygen atoms having carbon atoms of carboxamide groups and doubly-bound oxygen atoms bound to the same carbon skeleton
    • C07C235/72Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by oxygen atoms having carbon atoms of carboxamide groups and doubly-bound oxygen atoms bound to the same carbon skeleton with the carbon atoms of the carboxamide groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C235/80Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by oxygen atoms having carbon atoms of carboxamide groups and doubly-bound oxygen atoms bound to the same carbon skeleton with the carbon atoms of the carboxamide groups bound to acyclic carbon atoms having carbon atoms of carboxamide groups and keto groups bound to the same carbon atom, e.g. acetoacetamides

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便に効率よく3−オキソペンタンジカルボ
ン酸エステルを製造する方法及びその製造方法に用いる
中間体を提供する。 【解決手段】 6−ハロゲン化メチル−4H−2,3−
ジオキシン−4−オン化合物と一級又は二級アミンと一
酸化炭素とを反応させることにより、6−アミノカルボ
ニルメチル−4H−2,3−ジオキシン−4−オン化合
物を製造する。この反応は、白金族金属触媒の存在下で
行ってもよい。6−アミノカルボニルメチル−4H−
2,3−ジオキシン−4−オン化合物は、アルコール又
は水と反応させることにより3−オキソペンタンジカル
ボン酸モノアミド又は3−オキソペンタンジカルボン酸
アミドエステルを製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、医薬、農薬などの
ファインケミカル中間体や、ポリアミド原料として有用
な3−オキソペンタンジカルボン酸アミド化合物を得る
のに有用な中間体及びその製造方法、並びに前記中間体
を用いた3−オキソペンタンジカルボン酸アミド化合物
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】3−オキソペンタンジカルボン酸アミド
化合物は、医薬、農薬などのファインケミカル中間体
や、ポリアミド原料として有用な化合物である。
【0003】この化合物を合成する方法として、例えば
Journal of the American ChemicalSociety, 1979年, 2
171-2181頁には、3−オキソペンタンジカルボン酸ジメ
チルエステル、p−トルエンスルホン酸及びジオキサン
の混合物を沸騰させ、この混合物にブチルアミンを9時
間かけて滴下することによりメチルN−t−ブチル−3
−オキソグルタメートを製造する方法が開示されてい
る。しかし、この方法では、エステルからアミドへの転
化反応の進行が遅く、反応操作性に劣る。また、ジエス
テルからエステルアミドを製造するため、ジアミドなど
の副生成物が生成し易い。そのため、工業的なエステル
アミドの製造に適用するには不利である。
【0004】JOURNAL OF THE CHEMICAL SOCIETY, 1962
年, 3553-3561頁には、マロニルクロリドやピロン酸ク
ロリド及びベンゾニトリルからクロロピラノオキサジン
を合成し、さらに加水分解してヒドロキシピラノオキサ
ジンを生成し、酸で処理して3−オキソペンタンジカル
ボン酸アミドカルボン酸(特にγ−(ベンゾイルカルバ
モイル)アセト酢酸)を合成する方法が開示されてい
る。しかし、この方法では二酸化炭素が副生するため、
反応成分の有効利用という点から不利である。また、種
々の置換基を3−オキソペンタンジカルボン酸アミドカ
ルボン酸に導入する場合、工程が煩雑になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、3−オキソペンタンジカルボン酸アミド化合物を工
業的に有利に製造するのに有用なアミド化合物、及びそ
の製造方法、並びに前記アミド化合物を用いた3−オキ
ソペンタンジカルボン酸アミド化合物の製造方法を提供
することにある。
【0006】本発明のさらに他の目的は、新規な3−オ
キソペンタンジカルボン酸アミド化合物を提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意検討の結果、特定のアミド化合物
を用いると3−オキソペンタンジカルボン酸アミド化合
物を効率よく製造できることを見出し、本発明を完成し
た。
【0008】すなわち、本発明の新規アミド化合物は、
下記式(1)で表される。
【0009】
【化6】
【0010】(式中、R1、R2、R3及びR4は、同一又
は異なって、水素原子、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化
水素基又は芳香族炭化水素基を示し、これらの基は置換
基を有していてもよい。R1及びR2は、隣接する窒素原
子とともに環を形成してもよく、R3及びR4は、隣接す
る炭素原子とともに環を形成してもよい) 前記アミド化合物(1)は下記式(2)で表されるハロ
ゲン化合物と、一酸化炭素と、下記式(3)で表される
アミンとを反応させることにより製造する。反応は、周
期表第8族、第9族及び第10族元素から選択された少
なくとも1つの元素で構成された触媒の存在下で行って
もよい。
【0011】
【化7】
【0012】(式中、Xはハロゲン原子である。R1
2、R3及びR4は前記に同じ) 本発明では、前記アミド化合物(1)と、下記式(4)
で表されるアルコール又は水とを反応させ、下記式
(5)で表されるジカルボン酸アミド化合物を製造す
る。
【0013】
【化8】
【0014】(式中、R5は水素原子、脂肪族炭化水素
基、脂環族炭化水素基又は芳香族炭化水素基を示し、こ
れらの基は置換基を有していてもよい。R1及びR2は前
記に同じ) 本発明には、下記式(5a)で表される新規なジカルボ
ン酸アミド化合物も含まれる。
【0015】
【化9】
【0016】(式中、R1は水素原子を示し、R2はシク
ロアルキル基を示し、R5は、アルキル基を示す。前記
シクロアルキル基又はアルキル基は置換基を有していて
もよい)
【0017】
【発明の実施の形態】[アミド化合物(1)]前記式
(1)で表されるアミド化合物において、R1、R2、R
3及びR4で表される脂肪族炭化水素基は、直鎖状又は分
岐鎖状のいずれであってもよく、飽和又は不飽和のいず
れであってもよい。このような脂肪族炭化水素基として
は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基などのアル
キル基(好ましくはC1-10アルキル基、さらに好ましく
はC 1-6アルキル基、特にC1-4アルキル基など);ビニ
ル基、アリル基、イソプロペニル基、1−ブテニル基、
2−ブテニル基などのアルケニル基(好ましくはC2- 6
アルケニル基、特にC2-4アルケニル基など);エチニ
ル基、プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基
などのアルキニル基(好ましくはC2-6アルキニル基、
特にC2-4アルキニル基など)などが例示できる。
【0018】脂環族炭化水素基は、飽和又は不飽和のい
ずれであってもよく、例えば、シクロプロピル基、シク
ロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シ
クロオクチル基などのシクロアルキル基(例えば、C
3-10シクロアルキル基、好ましくはC4-8シクロアルキ
ル基、特にC4-6シクロアルキル基);シクロプロペニ
ル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロ
ヘキセニル基、シクロオクテニル基などのシクロアルケ
ニル基(例えば、C3-10シクロアルケニル基、好ましく
はC4-8シクロアルケニル基、特にC4-6シクロアルケニ
ル基);シクロペンチニル基、シクロヘキシニル基、シ
クロオクチニル基などのシクロアルキニル基(例えば、
4-8シクロアルキニル基、特にC5-6シクロアルキニル
基)などが例示できる。
【0019】芳香族炭化水素基には、フェニル基、ナフ
チル基などのアリール基(C6-10アリール基など);ベ
ンジル基、フェニル基などのアラルキル基(C6-10アリ
ール−C1-4アルキル基など)などが含まれる。
【0020】前記脂環族炭化水素基又は芳香族炭化水素
基は、複素環などと縮合環を形成してもよい。
【0021】前記炭化水素基は置換基を有していてもよ
い。このような置換基としては、フッ素原子、塩素原
子、臭素原子などのハロゲン原子;メチル基、エチル基
などのC1-4アルキル基;アシル基[アセチル基などの
アルキルカルボニル基(C1-4アルキル−カルボニル基
など);ベンゾイル基などのアリールカルボニル基(C
6- 10アリール−カルボニル基など)];アシルオキシ基
[アセチルオキシ基などのアルキルカルボニルオキシ基
(C1-4アルキル−カルボニル基など);ベンゾイルオ
キシ基などのアリールカルボニルオキシ基(C6-10アリ
ール−カルボニルオキシ基など)];メトキシル基、エ
トキシル基などのアルコキシル基(C1-4アルコキシル
基など);メトキシカルボニル基などのアルコキシカル
ボニル基(C 1-4アルコキシ−カルボニル基など);フ
ェニル基、ナフチル基などのアリール基(C6-10アリー
ル基など);フェノキシル基などのアリールオキシ基;
前記例示の複素環基(ピリジル基、ピリジノ基、ピペリ
ジル基、ピペリジノ基などの5〜8員複素環基など)な
どが例示できる。
【0022】R1及びR2が、隣接する窒素原子とともに
形成する環には、少なくとも1つの窒素原子を環の構成
原子として有する飽和又は不飽和複素環基が含まれ、芳
香族性、非芳香族性のいずれであってもよい。このよう
な複素環としては、例えば、ピロール、ピロリジン、ピ
ペリジン、ピペラジン、ピリジン、トリアジン環などの
5〜8員複素環(特に5又は6員複素環)が例示でき
る。前記複素環は、酸素原子やイオウ原子を環の構成原
子として有していてもよい。このような複素環として
は、例えば、オキサゾリジン、オキサゾロン、オキサジ
ン、オキサジアジン、オキサジアゾール、オキサトリア
ゾール、モルホリンなどの窒素原子及び酸素原子含有複
素環;チアザン、チアジン、チアゾリジン、チアゾリ
ン、チアゾール、チアジアジン、チアジアゾリン、チア
ジアゾールなどの窒素原子及びイオウ原子含有複素環;
オキサチアジンなどの窒素、酸素及びイオウ原子含有複
素環などが挙げられる。前記複素環は、通常、5〜8員
環、特に5又は6員環である。
【0023】R3及びR4が隣接する炭素原子とともに形
成する環としては、前記例示の脂環族炭化水素基に対応
する脂環族炭化水素環(C3-10シクロアルカン、C3-10
シクロアルケンなど)、前記例示の芳香族炭化水素基に
対応する芳香族炭化水素環(ベンゼンなど)、複素環な
どが挙げられる。
【0024】好ましいR1及びR2としては、アルキル基
(特に、C1-6アルキル基)、シクロアルキル基(C
3-10シクロアルキル基、特にC5-8シクロアルキル
基)、アリール基(特にC6-10アリール基)、及びアラ
ルキル基(ベンジル基、フェネチル基などのC6-10アリ
ール−C1-4アルキル基など)が挙げられる。また、好
ましいR1及びR2は、隣接する窒素原子とともに5又は
6員複素環(ピロリジン、ピペリジン、ピリジンなど)
を形成する。R3、R4は、好ましくはアルキル基、さら
に好ましくはC1-4アルキル基(特にC1-2アルキル基)
である。
【0025】このようなアミド化合物(1)としては、
6−N−C1-4アルキルアミノカルボニルメチル−2,
2−ジC1-4アルキル−4H−1,3−ジオキシン−4
−オン、例えば、6−N−メチルアミノカルボニルメチ
ル−2,2−ジメチル−4H−1,3−ジオキシン−4
−オン、6−N−エチルアミノカルボニルメチル−2,
2−ジメチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オン、
6−N−t−ブチルアミノカルボニルメチル−2,2−
ジメチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オンなど;
6−N,N−ジC1-4アルキルアミノカルボニルメチル
−2,2−ジC1 -4アルキル−4H−1,3−ジオキシ
ン−4−オン、例えば、6−N,N−ジメチルアミノカ
ルボニルメチル−2,2−ジメチル−4H−1,3−ジ
オキシン−4−オン、6−N−エチル−N−メチルアミ
ノカルボニルメチル−2,2−ジメチル−4H−1,3
−ジオキシン−4−オンなど;6−N−C6-10アリール
アミノカルボニルメチル−2,2−ジC1-4アルキル−
4H−1,3−ジオキシン−4−オン;6−N−(C
6-10アリール−C1-4アルキル)アミノカルボニルメチ
ル−2,2−ジC1-4アルキル−4H−1,3−ジオキ
シン−4−オン;6−(1−ピロリル)カルボニルメチ
ル−2,2−ジメチル−4H−1,3−ジオキシン−4
−オン、6−(1−ピロリニル)カルボニルメチル−
2,2−ジメチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オ
ン、6−(1−ピロリジニル)カルボニルメチル−2,
2−ジメチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オン、
6−ピペリジノカルボニルメチル−2,2−ジメチル−
4H−1,3−ジオキシン−4−オン、6−ピリジノカ
ルボニルメチル−2,2−ジメチル−4H−1,3−ジ
オキシン−4−オン、6−(1−ピラゾリル)カルボニ
ルメチル−2,2−ジメチル−4H−1,3−ジオキシ
ン−4−オン、6−(1−インドリル)カルボニルメチ
ル−2,2−ジメチル−4H−1,3−ジオキシン−4
−オン、6−モルホリノカルボニルメチル−2,2−ジ
メチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オン、6−
(7−プリニル)カルボニルメチル−2,2−ジメチル
−4H−1,3−ジオキシン−4−オン、6−(9−カ
ルバゾリル)カルボニルメチル−2,2−ジメチル−4
H−1,3−ジオキシン−4−オン、6−(1−イミダ
ゾリニル)カルボニルメチル−2,2−ジメチル−4H
−1,3−ジオキシン−4−オンなどが挙げられる。
【0026】[アミド化合物(1)の製造方法]アミド
化合物(1)は、前記式(2)で表されるハロゲン化合
物と、一酸化炭素と、前記式(3)で表されるアミンと
を反応させることにより製造できる。各成分の反応順序
は特に制限されず、ハロゲン化合物(2)とアミン
(3)との反応は、一酸化炭素の共存下で行ってもよ
く、ハロゲン化合物(2)と一酸化炭素との反応の後、
アミン(3)との反応を行ってもよい。
【0027】前記ハロゲン化合物(2)において、Xと
しては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子
などのハロゲン原子が例示できる。これらのうち、臭素
原子又はヨウ素原子が好ましい。
【0028】Xがフッ素原子や塩素原子などの場合、ア
ミド化合物(1)を生成する反応系中で、Xがヨウ素又
は臭素に変換されるようにヨウ素化剤(ヨウ素、アルカ
リ金属ヨウ化物塩(ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム
など))や臭素化剤(臭素、アルカリ金属臭化物塩(臭
化ナトリウム、臭化カリウムなど))を添加してもよ
い。この場合、ヨウ素化剤又は臭素化剤の量は、ハロゲ
ン化合物(Xが塩素又はフッ素原子)に対して触媒量乃
至当モル量程度の広い範囲から選択でき、例えば、ハロ
ゲン化合物(Xが塩素又はフッ素原子)1モルに対し
て、0.001〜0.8モル、好ましくは0.005〜
0.3モル、さらに好ましくは0.01〜0.2モル程
度である。
【0029】一酸化炭素は、純粋な一酸化炭素ガスであ
ってもよく、不活性ガス(窒素、アルゴン、ヘリウムな
ど)との混合ガスとして用いてもよい。
【0030】一酸化炭素の使用量は、ハロゲン化合物
(2)1モルに対して、1モル以上(例えば、1〜1
0,000モル程度)の広い範囲から選択でき、好まし
くは1〜1,000モル、さらに好ましくは1〜100
モル程度である。通常、一酸化炭素を含有する雰囲気中
(好ましくは一酸化炭素雰囲気中)で、反応を行う場合
が多い。
【0031】アミド化合物(1)の生成反応において
は、アミン(3)の割合は、アミンの種類、反応様式、
反応速度などに応じて選択でき、例えば、ハロゲン化合
物(2)1モルに対して、0.1〜100,000モル
程度の広い範囲から選択でき、通常、0.5〜1,00
0モル(例えば、0.8〜100モル)程度、好ましく
は0.8〜10モル程度である。
【0032】一酸化炭素との反応は、カルボニル化触媒
の存在下で行ってもよい。このような触媒としては、周
期表の第8族元素(鉄Fe,ルテニウムRu,オスミウ
ムOsなど)、第9族元素(コバルトCo,ロジウムR
h,イリジウムIrなど)及び第10族元素(ニッケル
Ni,パラジウムPd,白金Ptなど)などの元素で構
成された触媒が使用できる。これらの元素は1種で又は
2種以上組み合わせて触媒を構成してもよい。
【0033】好ましい触媒は白金族金属元素で構成され
ている。このような白金族金属としては、周期表の第8
族元素(ルテニウムRu,オスミウムOs)、第9族元
素(ロジウムRh,イリジウムIr)及び第10族元素
(パラジウムPd,白金Pt)などが使用できる[ジェ
イ ディーリー著、浜口 博、菅野 等訳、“無機化
学”東京化学同人(1982)360頁など]。中で
も、周期表第10族元素(特にPd)が好ましい。
【0034】触媒を構成する金属の価数は特に制限され
ず、通常、0〜4価、好ましくは0〜2価程度である。
【0035】前記触媒は、通常、前記金属単体又は金属
元素で構成された金属化合物又は錯体として使用する。
金属化合物としては、金属塩[無機酸塩、例えば、塩酸
塩、硫酸塩、硝酸塩、炭酸との塩(炭酸塩、炭酸水素塩
など)、リン酸との塩(リン酸塩、リン酸水素塩、リン
酸二水素塩など)、ホウ酸塩など;有機酸塩、例えば、
カルボン酸塩(ギ酸塩、酢酸塩、乳酸塩、シュウ酸塩、
ナフテン酸塩などの脂肪酸塩;チオシアン酸塩な
ど)]、ハロゲン化物(塩化物、臭化物など)などが例
示できる。
【0036】錯体としては、前記金属元素又は前記金属
化合物などに配位子が配位した錯体などが例示できる。
配位子としては、ホスフィン(例えば、トリn−ブチル
ホスフィンなどのトリアルキルホスフィン;トリフェニ
ルホスフィンなどのトリアリールホスフィン)などのリ
ン化合物、ニトリル、OH(ヒドロキソ)、アルコキシ
ル基(メトキシ、エトキシ基など)、アシル基(アセチ
ル、プロピオニル基など)、アルコキシカルボニル基
[メトキシカルボニル(アセタト)、エトキシカルボニ
ル基など]、アセチルアセトナト、シクロペンタジエニ
ル基、ハロゲン原子(塩素、臭素など)、CO、酸素原
子、H2O(アコ)、窒素含有化合物(例えば、NH
3(アンミン)、NO、NO2(ニトロ)、NO3(ニト
ラト)、エチレンジアミン、ピリジン、フェナントロリ
ンなど)などが例示できる。錯体又は錯塩において、同
種又は異種の配位子は一種又は二種以上配位していても
よい。前記金属又は金属化合物と配位子は適当に組み合
わせて錯体を構成できる。
【0037】前記金属触媒は、均一系であってもよく、
不均一系であってもよい。また、担体に触媒成分が担持
された固体触媒であってもよい。担体としては、活性
炭、ゼオライト、シリカ(シリカゲルなど)、アルミ
ナ、シリカ−アルミナ、ベントナイトなどの多孔質担体
などが例示できる。
【0038】これらの触媒は単独で又は二種以上組み合
わせて使用できる。
【0039】パラジウム触媒を例にとって説明すると、
触媒としては、硝酸パラジウム、塩化パラジウム、酢酸
パラジウム、アセチルアセトナトパラジウム(II)、テト
ラアンミンパラジウム(II)塩化物、ビス(エチレンジア
ミン)パラジウム(II)塩化物、テトラクロロパラジウム
(II)酸カリウム、テトラニトロパラジウム(II)酸カリウ
ム、ジクロロビス(トリアルキルホスフィン)パラジウ
ム(II)、ジメチルビス(トリエチルホスフィン)パラジ
ウム(II)、ビスシクロペンタジエニルパラジウム(II)、
トリカルボニルシクロペンタジエニルパラジウム(I)、
ジクロロ−μ−ビス[ビス(ジメチルホスフィノ)メタ
ン]二パラジウム(I)、テトラキス(トリフェニルホス
フィン)パラジウム(0)、ビス(トリシクロヘキシルホ
スフィン)パラジウム(0)、テトラキス(トリエチルホ
スフィト)パラジウム(0)、カルボニルトリス(トリフ
ェニルホスフィン)パラジウム(0)、ビス(シクロオク
タ−1,5−ジエン)パラジウム(0)、トリス(ジベン
ジリデンアセトン)二パラジウム(0)などが挙げられ
る。
【0040】触媒の使用量は、通常、ハロゲン化合物
(2)1モルに対して0.001〜1モル、好ましくは
0.01〜0.5モル、さらに好ましくは0.01〜
0.2モル程度である。
【0041】反応の進行につれ、反応系にはハロゲン酸
が生成する。このハロゲン酸を中和するために、系に塩
基を添加してもよい。塩基としては、無機塩基、例え
ば、アルカリ又はアルカリ土類金属水酸化物(水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸
化カルシウムなど)、アルカリ又はアルカリ土類金属の
炭酸塩(炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシ
ウム、炭酸カルシウムなど)、アルカリ又はアルカリ土
類金属の炭酸水素塩(炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カ
リウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素カルシウムな
ど);アルカリ又はアルカリ土類金属のカルボン酸塩
(酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム、
酢酸カルシウムなど);有機塩基、例えば、トリC1-4
アルキルアミン(トリエチルアミンなど)、複素環式ア
ミン化合物(ピリジンなどの複素環式三級アミン類な
ど)、C1-4アルキルアニリン(例えば、N,N−ジメ
チルアニリン等の三級アミン類など)などが例示でき
る。なお、これらの塩基に代えて、前記アミン(3)を
過剰に用いることにより、ハロゲン酸を中和してもよ
い。これらの塩基は、単独で又は二種以上組み合わせて
使用できる。
【0042】反応は、溶媒の存在下で行ってもよく、非
存在下で行ってもよい。溶媒は、反応の進行を阻害せ
ず、かつ反応成分を溶解するものであれば特に制限はな
く、例えば、ケトン類(アセトン,メチルエチルケトン
など)、エーテル類(1,4−ジオキサン,テトラヒド
ロフラン,ジエチルエーテルなど)、ニトリル類(アセ
トニトリル、ベンゾニトリルなど)、スルホキシド類
(ジメチルスルホキシドなど)、スルホン類(スルホラ
ンなど)、脂肪族炭化水素(ペンタン、ヘキサン、オク
タンなど)、芳香族炭化水素(ベンゼン、トルエンな
ど)、ハロゲン含有化合物(塩化メチレン、クロロホル
ム、ブロモホルム、クロロベンゼン、ブロモベンゼンな
どのハロゲン化炭化水素など)が使用できる。溶媒の量
は特に限定されず、反応成分(ハロゲン化合物(2)な
ど)が溶解できればよく、ハロゲン化合物(2)1重量
部に対して、例えば、1〜1,000重量部程度の範囲
から選択できる。
【0043】反応は、通常、常圧〜500気圧、好まし
くは常圧〜100気圧、さらに好ましくは常圧〜10気
圧程度で行われる。また、必要であれば、装置又は操作
の点から、減圧下で反応を行ってもよい。
【0044】反応系において、一酸化炭素との反応は、
例えば、一酸化炭素と反応成分とを接触させればよく、
気液接触だけでなく、吹き込み管などを用いて、溶液に
一酸化炭素を吹き込むことにより反応させてもよい。
【0045】反応温度は、反応条件において、系の融点
以上沸点以下であれば、特に制限されず、例えば、−3
0℃〜200℃、好ましくは−10℃〜100℃程度で
あり、室温(5〜40℃)程度の穏和な条件であっても
反応が効率よく進行する。
【0046】[ジカルボン酸アミド化合物の製造方法]
本発明では、前記アミド化合物(1)と、下記式(4)
で表されるアルコール又は水とを反応させることによ
り、下記式(5)で表されるジカルボン酸アミド化合物
(ジカルボン酸のモノアミド又はジカルボン酸アミドエ
ステル)を製造する。
【0047】
【化10】
【0048】(式中、R5は水素原子、脂肪族炭化水素
基、脂環族炭化水素基又は芳香族炭化水素基を示し、こ
れらの基は置換基を有していてもよい。R1及びR2は、
前記に同じ) この反応において、アミド化合物(1)の合成法は特に
制限されず、例えば、前記アミド化合物(1)の製造方
法により製造してもよく、他の方法により製造してもよ
い。
【0049】式(4)及び(5)において、R5で表さ
れる脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化
水素基又はこれらの基が有していてもよい置換基として
は、前記R1〜R4の項で例示した基などが例示できる。
好ましいR5には、水素原子、C1-10脂肪族炭化水素基
(特にC1-6アルキル基など)、C4-8脂環族炭化水素基
などが含まれる。中でもメチル基、エチル基などのC
1-4アルキル基が好ましい。
【0050】R1及びR2が環を形成する場合、必ずし
も、原料のアミド化合物(2)において、R1及びR2
環を形成している必要はなく、ジカルボン酸アミド化合
物(5)を製造後、環を形成してもよい。
【0051】ジカルボン酸アミド化合物(5)の生成反
応においては、アルコール又は水(4)の割合は、原料
や反応様式、反応速度などに応じて選択でき、アミド化
合物(1)1モルに対して0.1〜100,000モ
ル、好ましくは0.5〜1,000モル、さらに好まし
くは0.8〜100モル程度である。
【0052】ジカルボン酸アミド化合物(5)の生成反
応は、触媒の非存在下であっても加熱などにより進行さ
せることができるが、触媒の存在下で反応させ、反応を
促進させてもよい。このような触媒としては、各種酸触
媒、例えば、硫酸、塩酸、リン酸、硝酸などの無機酸;
カルボン酸(酢酸、プロピオン酸などのC1-10飽和又は
不飽和モノ又はポリカルボン酸など)、スルホン酸(メ
タンスルホン酸、エタンスルホン酸などのC1-6アルカ
ンスルホン酸;ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスル
ホン酸などの芳香族スルホン酸など)、ハロゲン化有機
酸(トリフルオロ酢酸などのハロゲン化カルボン酸;ト
リフルオロメタンスルホン酸などのハロゲン化アルカン
スルホン酸など)などの有機酸;硫酸塩(硫酸カルシウ
ムなど)、金属酸化物(SiO2、Al23など)、ゼ
オライト(酸性OHを有するY型、X型、A型ゼオライ
トなど)、ヘテロポリ酸、イオン交換樹脂(H型などの
陽イオン交換樹脂など)などの固体酸などが使用でき
る。これらの触媒は、単独で又は二種以上組み合わせて
使用できる。
【0053】触媒の使用量は、特に制限されず、アミド
化合物(1)1モルに対して、例えば0.001〜1モ
ル、好ましくは0.01〜0.2モル程度である。
【0054】反応は、溶媒の存在又は非存在下で行って
もよい。溶媒としては、例えば、前記アミド化合物
(1)の製造方法で例示した溶媒と同様の溶媒などが使
用できる。また、前記アルコール又は水(4)を溶媒と
して用いてもよい。
【0055】反応は、通常、常圧で行うことができる
が、反応条件、反応装置、操作性などに応じて、減圧又
は加圧下で行ってもよい。
【0056】反応温度は、通常、反応条件において、系
の融点以上沸点以下であればよく、例えば、−30℃〜
300℃、好ましくは−10℃〜200℃程度である。
【0057】前記アミド化合物(1)及びジカルボン酸
アミド化合物(5)の製造はバッチ式、セミバッチ式及
び連続式などの慣用の方法により行うことができる。
【0058】本発明の方法によりアミド化合物(1)を
製造し、次いでジカルボン酸アミド化合物(5)を製造
する場合、アミド化合物(1)は、単離してジカルボン
酸アミド化合物(5)の製造工程に供してもよく、分離
精製することなく化合物(5)の製造工程に供してもよ
い。
【0059】アミド化合物(1)及びジカルボン酸アミ
ド化合物(5)は、それぞれ、濾過、濃縮、蒸留、抽
出、イオン交換、電気透析、晶析、再結晶、吸着、膜分
離、遠心分離、クロマトグラフィー(カラムクロマトグ
ラフィーなど)などの慣用の分離精製手段やこれらの組
み合わせにより容易に分離精製できる。
【0060】[新規なジカルボン酸アミド化合物]本発
明の方法では、下記式(5a)で表される新規なジカル
ボン酸アミド化合物も製造できる。
【0061】
【化11】
【0062】(式中、R1は水素原子を示し、R2はシク
ロアルキル基を示し、R5は、アルキル基を示す。前記
シクロアルキル基又はアルキル基は置換基を有していて
もよい) R2で表されるシクロアルキル基としては、前記式
(1)のR1〜R4の項で例示したシクロアルキル基が挙
げられる。R5で表されるアルキル基としては、R1〜R
4の項で例示したアルキル基が挙げられる。これらの基
が有する置換基としては、前記R1〜R4の項で例示した
各種置換基が挙げられる。
【0063】このようなジカルボン酸アミド化合物(5
a)のうち、ジカルボン酸モノアミドとしては、3−オ
キソペンタンジカルボン酸N−シクロヘキシルアミドな
どの3−オキソペンタンジカルボン酸N−C5-10シクロ
アルキルアミドなどが例示できる。ジカルボン酸アミド
エステルとしては、3−オキソペンタンジカルボン酸N
−シクロペンチルアミドエチルエステル、3−オキソペ
ンタンジカルボン酸N−シクロヘキシルアミドエチルエ
ステルなどの3−オキソペンタンジカルボン酸N−C
5-10シクロアルキルアミドC1-6アルキルエステルなど
が例示できる。
【0064】このような新規なジカルボン酸アミド化合
物は、前記ジカルボン酸アミド化合物(5)の製造方法
により製造でき、医薬、農薬などのファインケミカルに
おける中間体やポリアミド原料として有用である。
【0065】
【発明の効果】本発明では、新規化合物である6−アミ
ノカルボニルメチル−4H−1,3−ジオキシン−4−
オンを用いて、3−オキソペンタンジカルボン酸アミド
化合物を製造するので、効率よく反応を行うことができ
る。また、入手及び取り扱いが比較的容易な原料を用い
て、穏和な条件で、6−アミノカルボニルメチル−4H
−1,3−ジオキシン−4−オンを製造でき、さらには
3−オキソペンタンジカルボン酸アミド化合物を製造で
きるので、汎用性が高く、工業的にも有利である。
【0066】
【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではない。尚、以下の例においてメチル基はM
e、エチル基はEt、イソプロピル基はi−Pr、ター
シャリーブチル基はt−Bu、ベンジル基はPhC
2、シクロヘキシル基はc−Hex、テトラヒドロフ
ランはTHFと略する場合がある。
【0067】IRスペクトルは、PERKIN−ELM
ER 1600 Serjes FT−IRを用いて測
定した。
【0068】NMRスペクトルは、BRUKER AM
500を用い、500MHz(1H−NMR)又は12
5.7MHz(13C−NMR)にて、トリメチルシラン
(TMS)を内部標準として測定した。
【0069】MSスペクトルは、サーモクエスト社製L
CQを用い、シリンジ法、イオン化モードAPCIで、
ポジティブイオンを検出することにより測定した。
【0070】実施例1 6−N−ベンジルアミノカルボニルメチル−2,2−ジ
メチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オンの合成
(6−クロロメチル−2,2−ジメチル−4H−1,3
−ジオキシン−4−オンからの合成) 容量50mLの2つ口フラスコに塩化パラジウム0.1
00g(0.564mmol)、炭酸カリウム0.78
2g(5.66mmol)及びヨウ化カリウム0.94
0g(5.66mmol)を仕込み、一酸化炭素を吹き
込んだ風船(大気圧)をフラスコに装着し、系を一酸化
炭素雰囲気とした。反応混合液に、さらにトルエン10
mL、ベンジルアミン0.788g(7.35mmo
l)、6−クロロメチル−2,2−ジメチル−4H−
1,3−ジオキシン−4−オン1.0g(5.66mm
ol)を加え、一酸化炭素雰囲気下、室温で18時間攪
拌した。
【0071】反応終了後、反応混合物を濾過し、得られ
た濾液を濃縮した。濃縮した濾液に酢酸エチル50mL
及び水25mLを加え、目的化合物を有機相に抽出し
た。分液した有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾
過、濃縮し、黒褐色残査0.950gを得た。
【0072】この残査の1H−NMRを測定したとこ
ろ、基質の転化率68%で、6−N−ベンジルアミノカ
ルボニルメチル−2,2−ジメチル−4H−1,3−ジ
オキシン−4−オン(1A)が生成していた。
【0073】残渣をシリカゲル薄層クロマトグラフィー
(移動相:ヘキサン/酢酸エチル=1/1(容積比))
により精製し、化合物(1A)70.0mgを得た。Rf値
は0.30であった。(1A)のIRスペクトル、NMRス
ペクトル及びMSスペクトルのデータを以下に示す。
【0074】IR(neat):3312、2927、
1425、733cm-1 1 H−NMR(CD3Cl)ppm:1.64(s、6
H、CMe2)、3.17(s、2H、CH2CO)、
4.44(d、2H、J=5.7Hz、C65
2)、5.40(s、1H、CH=C)、7.22−
7.35(m、5H、C6513 C−NMR(CDCl3)ppm:24.9(CM
2)、41.5(2CO)、43.8(2
H)、96.1(HC=)、107.2(Me2C)、
127.6(C65)、127.7(C65)、12
8.6(C65)、128.7(C65)、137.9
(C65)、161.0(CH2=)、165.4
ONH)、165.9(=C−O−O−CMe2
−) Cl−MS(m/z):276(M++1、100
%)。
【0075】実施例2 6−N−フェニルアミノカルボニルメチル−2,2−ジ
メチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オンの合成 ベンジルアミンに代えてアニリン7.35mmolを用
い、トルエンに代えてテトラヒドロフランを溶媒として
用いた以外は、実施例1と同様に操作を行い、残査1.
500gを得た。この残査の1H−NMRを測定したと
ころ、基質の転化率100%で、6−N−フェニルアミ
ノカルボニルメチル−2,2−ジメチル−4H−1,3
−ジオキシン−4−オン(2A)が生成していた(収率91
%)。(2A)のNMRスペクトルデータを以下に示す。
【0076】1H−NMR(CDCl3)ppm:1.7
3(s、6H、CMe2)、3.33(s、2H、CH2
CO)、5.49(s、1H、CH=C)、7.30−
7.38(m、3H、C65)、7.46−7.50
(m、2H、C65)。
【0077】実施例3 6−N−シクロヘキシルアミノカルボニルメチル−2,
2−ジメチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オンの
合成 ベンジルアミンに代えてシクロヘキシルアミン7.35
mmolを用い、トルエンに代えてテトラヒドロフラン
を溶媒として用いた以外は、実施例1と同様に操作を行
い、残査0.920gを得た。この残査の1H−NMR
を測定したところ、基質の転化率100%で、6−N−
シクロヘキシルアミノカルボニルメチル−2,2−ジメ
チル−4H−1,3−ジオキシン−4−オン(3A)が生成
していた(収率22%)。(3A)のNMRスペクトルデー
タを以下に示す。
【0078】1H−NMR(CDCl3)ppm:1.0
9−1.21(m、2H、C611)、1.33−1.
43(m、2H、C611)、1.60−1.69
(m、2H、C611)、1.70−1.76(m、8
H、C611、CMe2)、1.90−1.96(m、2
H、C611)、3.12(s、2H、CH2CO)、
3.75−3.85(m、1H、C611)、5.41
(s、1H、CH=C)。
【0079】実施例4 6−N−t−ブチルアミノカルボニルメチル−2,2−
ジメチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オンの合成 ベンジルアミンに代えてt−ブチルアミン7.35mm
olを用い、トルエンに代えてテトラヒドロフランを溶
媒として用いた以外は、実施例1と同様に操作を行い、
残査1.670gを得た。この残査の1H−NMRを測
定したところ、基質の転化率45%で、6−N−t−ブ
チルアミノカルボニルメチル−2,2−ジメチル−4H
−1,3−ジオキシン−4−オン(4A)が生成していた
(収率29%)。(4A)のNMRスペクトルデータを以下
に示す。
【0080】1H−NMR(CDCl3)ppm:1.3
6(s、9H、t−Bu)、1.71(s、6H、CM
2)、3.07(s、2H、CH2CO)、5.40
(s、1H、CH=C)。
【0081】実施例5 6−N,N−ジメチルアミノカルボニルメチル−2,2
−ジメチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オンの合
成 ベンジルアミンに代えてジメチルアミン7.35mmo
lを用い、トルエンに代えてテトラヒドロフランを溶媒
として用いた以外は、実施例1と同様に操作を行い、残
査0.720gを得た。この残査の1H−NMRを測定
したところ、基質の転化率95%で、6−N,N−ジメ
チルアミノカルボニルメチル−2,2−ジメチル−4H
−1,3−ジオキシン−4−オン(5A)が生成していた
(収率38%)。(5A)のNMRスペクトルデータを以下
に示す。
【0082】1H−NMR(CDCl3)ppm:1.7
1(s、6H、CMe2)、2.30(s、6H、Me 2
NH)、3.03(s、2H、CH2CO)、5.46
(s、1H、CH=C)。
【0083】実施例6 6−ピペリジノカルボニルメチル−2,2−ジメチル−
4H−1,3−ジオキシン−4−オンの合成 ベンジルアミンに代えてピペリジン7.35mmolを
用い、トルエンに代えてテトラヒドロフランを溶媒とし
て用いた以外は、実施例1と同様に操作を行い、残査
1.380gを得た。この残査の1H−NMRを測定し
たところ、基質の転化率100%で6−ピペリジノカル
ボニルメチル−2,2−ジメチル−4H−1,3−ジオ
キシン−4−オン(6A)が生成していた(収率71%)。
(6A)のNMRスペクトルデータを以下に示す。
【0084】1H−NMR(CDCl3)ppm:1.4
1−1.46(m、2H、−2CH2CH2N−)、
1.55−1.62(m、4H、−CH2 2CH2
−)、1.69(s、6H、CMe2)、2.41−
2.45(m、4H、−CH2CH2CH2N−)、3.
03(s、2H、CH2CO)、5.52(s、1H、
CH=C)。
【0085】実施例7 3−オキソペンタンジカルボン酸フェニルアミドエチル
エステルの合成 6−フェニルアミノカルボニルメチル−2,2−ジメチ
ル−4H−1,3−ジオキシン−4−オン(7A)100m
g(0.399mmol)及びエチルアルコール20m
g(0.435mmol)をキシレン5mLに溶解させ
た。この混合溶液を140度で6時間加熱することによ
り反応を行った。反応終了後、溶液を濃縮し、シリカゲ
ル薄層クロマトグラフィー(移動相:ヘキサン/酢酸エ
チル=1/1(容積比))により精製し、目的とする3
−オキソペンタンジカルボン酸フェニルアミドエチルエ
ステル(7B)20mg(収率:20%)を得た。(7B)のN
MRスペクトルデータを以下に示す。
【0086】1H−NMR(CDCl3)ppm:1.2
9(t、3H、Et)、3.62(s、2H、C
2)、3.72(s、2H、CH2)、4.23(q、
2H、Et)、7.10−7.15(m、1H、C
65)、7.30−7.35(m、2H、C65)、
7.51−7.54(m、2H、C65)。
フロントページの続き Fターム(参考) 4C022 GA13 4H006 AA01 AA02 AB84 AC44 AC48 BJ50 BR10 BT12 BV25 4H039 CA65 CA71 CD10 CD20 CF90

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記式(1)で表されるアミド化合物。 【化1】 (式中、R1、R2、R3及びR4は、同一又は異なって、
    水素原子、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基又は芳
    香族炭化水素基を示し、これらの基は置換基を有してい
    てもよい。R1及びR2は、隣接する窒素原子とともに環
    を形成してもよく、R3及びR4は、隣接する炭素原子と
    ともに環を形成してもよい)
  2. 【請求項2】 式(1)において、R1及びR2が、同一
    又は異なって、C1- 6アルキル基、C3-10シクロアルキ
    ル基、C6-10アリール基又はC6-10アリール−C1-4
    ルキル基であり、R1及びR2は隣接する窒素原子ととも
    に5〜8員複素環基を形成してもよく、R3及びR4は、
    同一又は異なって、C1-4アルキル基である請求項1記
    載のアミド化合物。
  3. 【請求項3】 下記式(2) 【化2】 (式中、Xはハロゲン原子であり、R3及びR4は、同一
    又は異なって、水素原子、脂肪族炭化水素基、脂環族炭
    化水素基又は芳香族炭化水素基を示し、これらの基は置
    換基を有していてもよい。R3及びR4は、隣接する炭素
    原子とともに環を形成してもよい)で表されるハロゲン
    化合物と、一酸化炭素と、下記式(3) 【化3】 (式中R1及びR2は、同一又は異なって、水素原子、脂
    肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基又は芳香族炭化水素
    基を示し、これらの基は置換基を有していてもよい。R
    1及びR2は、隣接する窒素原子とともに環を形成しても
    よい)で表されるアミンとを反応させ、請求項1記載の
    アミド化合物を製造する方法。
  4. 【請求項4】 周期表第8族、第9族及び第10族元素
    から選択された少なくとも1つの元素で構成された触媒
    の存在下で反応させる請求項3記載の製造方法。
  5. 【請求項5】 周期表第10族元素で構成された触媒の
    存在下で反応させる請求項3記載の製造方法。
  6. 【請求項6】 白金族元素で構成された触媒の存在下で
    反応させる請求項3記載の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項1記載のアミド化合物(1)と、
    下記式(4) R5OH (4) (式中、R5は水素原子、脂肪族炭化水素基、脂環族炭
    化水素基又は芳香族炭化水素基を示し、これらの基は置
    換基を有していてもよい)で表されるアルコール又は水
    とを反応させ、下記式(5)で表されるジカルボン酸ア
    ミド化合物を製造する方法。 【化4】 (式中、R1、R2及びR5は、前記に同じ)
  8. 【請求項8】 下記式(5a)で表されるジカルボン酸
    アミド化合物。 【化5】 (式中、R1は水素原子を示し、R2はシクロアルキル基
    を示し、R5は、アルキル基を示す。前記シクロアルキ
    ル基又はアルキル基は置換基を有していてもよい)
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