JP2003506421A - アシル化1,3−ジカルボニル化合物の製法 - Google Patents
アシル化1,3−ジカルボニル化合物の製法Info
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Abstract
Description
によるアシル化1,3−ジカルボニル化合物の製法に関する。本発明は、上記ア
シル化1,3−ジカルボニル化合物の対応の互変異性体化合物の製法にも関する
。
転移は、特許及びジャーナル文献中に報告されており、その中では、特定のタイ
プの触媒が、上記転移反応を容易にすると開示している。開示されている触媒の
いくつかは、2モルの塩化アルミニウム、4−ジメチルアミノピリジン、アミノ
ピリジン誘導体、N−アルキルイミダゾール誘導体、溶融酢酸ナトリウム、Le
wis酸、及びシアン化物源である。米国特許第4,695,653号、及びそ
の中で引用され、そして討議されている文献を参照のこと。
対応のアシル化1,3−ジカルボニル化合物への、及び/又は上記アシル化1,
3−ジカルボニル化合物の対応の互変異性体形態への転移を容易にするために使
用されることができるということが発見された(アシル化“1,3−ジカルボニ
ル化合物”又は他の記述後、例えば、“シクロヘキサジオン誘導体”等へのさら
なる言及は、適宜、別段の定めなき限りその互変異性体形態を含むように読まれ
るべきである)。本明細書中に開示する方法により製造されるアシル化1,3−
ジカルボニル化合物は、農薬(agro chemicals)(例えば、農薬
(pesticides)、除草剤(herbicides)等)としてそれ自
体有用であり、又は有用な農薬の製造における中間体として使用されることもで
きる。本発明において使用されるアジ化物触媒/試薬系は、従来使用されてきた
ものを超える利点をもつ。触媒、例えば、ジメチルアミノピリジンは回収されな
ければならない。シアン化物触媒及び試薬は、シアン化水素を生成し、これは処
理工程の流れを汚染する。本発明のアジ化物触媒及び試薬は、酸性化の間、それ
らが、窒素に分解するヒドロゾイン酸(hydrozoic acid)を形成
するという利点をもつ。本発明は、従来、アシル化1,3−ジカルボニル化合物
の製造に関連していた特定の費用のかかる触媒/試薬回収及び廃物処理システム
の必要性を克服する。
異性体の製法であって、その対応のエノール・エステルの転移のステップを含み
、ここでその転移が、アジ化アルカリ金属の存在下で行われる、前記製法である
。このアシル化された1,3−ジカルボニル化合物は、アシル基によりそのシク
ロヘキサン環上の2位において置換されている1,3−シクロヘキサンジオンで
ある。上記方法のための出発材料であるエノール・エステル化合物は、1,3−
シクロヘキサンジオンのO−アシル・エノール・エステルである。
モル過剰の塩基;又は (b)上記エノール・エステルに関して、化学量論量のアジ化アルカリ金属、
及び触媒量の相転移触媒のいずれかの存在下で行われる製法である。
、ここで上記フェニル核は、非置換又はハロゲン、C1 −C4 アルキル、C1 −
C4 アルコキシ、C1 −C4 ハロアルキル、ニトロ又はシアノから成る群から選
ばれる1〜3の基により置換されており; Aは、−OR2 、−SR2 又は−NR3R4基であり; R2 、R3 、及びR4 は、互いに独立して、水素、C1 −C6 アルキル、C1
−C6 ハロアルキル、C2 −C10アルコキシアルキル、C2 −C10アルキルチオ
アルキル;C3 −C6 アルケニルであって非置換又はハロゲン、C1 −C4 アル
コキシ又はC1 −C4 アルキルチオにより置換されたもの;C3 −C6 アルキニ
ル;フェニル、C6 −C20アルキルアリール又はC6 −C20アラルキルであり、
ここで上記フェニル核は、非置換又はハロゲン、C1 −C4 アルキル、C1 −C 4 アルコキシ、C1 −C4 ハロアルキル、ニトロ又はシアノから成る群から選ば
れる1〜3の基により置換されており;又は R3 とR4 は、それが付着するところの窒素原子と一緒になって、その環内に
さらなる酸素又は硫黄原子を含みうる5−又は6−員複素環式環系を形成する。
} により表される化合物及びその互変異性体の製法であって、その対応のエノー
ル・エステルの転移のステップを含み、ここで、その転移がアジ化アルカリ金属
の存在下で行われる、前記製法である。
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、そしてより炭素数の多い基の全ての立体異性体を含む。アルケニルとア
ルキニルも、直鎖と分枝鎖、例えば、ビニル、アリル、メタリル、ブテニル、メ
チルブテニル及びジメチルブテニル、エチニル、プロピニル、ブチニル、メチル
ブチニル、及びジメチルブチニル、そしてより炭素数の多い基の立体異性体の全
てを含む。
及びシクロヘキシルを包含する基を意味する。
“アルキルアリール”とは、1以上のアルキル基により置換されたアリール基を
意味する。“アラルキル”とは、1以上のアリール基により置換されたアルキル
基を意味する。
式環系−NR3R4は、芳香族環系及び非芳香族環系を含み、そして例えば、ピロ
ール、ピロリジン、ピリジン、ピペリジン、モリフォリン又はチオモルフォリン
を含む。上記環は、例えば、ハロゲン、C1 −C4 アルキル、C1 −C4 アルコ
キシ、C1 −C4 ハロアルキル、ニトロ又はシアノから成る群から選ばれる1〜
3の基により置換されることもできる。
。
すところの異性化の1タイプである。式(I)のシクロヘキサンジオン誘導体は
、異なる互変形態で得られることもできる。例えば、メチル4−プロパノイル−
3,5−シクロヘキサンジオン−1−カルボキシレートは、メチル−4−(プロ
ピル−1−ヒドロキシメチリデン)−3,5−シクロヘキサンジオン−1−カル
ボキシレートの互変異性体形態、並びに他の互変異性体形態で得られうる(例え
ば、以下の互変異性スキームを参照のこと)。
属は、例えば、アジ化リチウム・アジ化ナトリウム、アジ化カリウム、及びアジ
化セシウムを含む。アジ化アルカリ金属は、触媒だけとして又はさらに塩基試薬
として働くことができる。アジ化アルカリ金属が触媒として働くとき、追加の塩
基試薬を使用する必要がある。アジ化アルカリ金属は、それがさらに上記方法の
ための塩基試薬として働くために十分な量で使用されることもできる。いずれの
場合においても、相転移触媒は、アジ化アルカリ金属触媒/塩基の反応性を高め
るために使用されることができる。特定の条件下、上記転移反応を容易にする実
際の触媒又は試薬アジ化物種が異なるカウンター・カチオンとのアジ化物である
ように、カチオン交換が生じることができると予測される。
成分の錯体(複合体)形成、平衡、反応又は酸塩基化学に関するいずれかの特定
の化学的理論に限定されると解釈されるべきではない。
媒中のカチオンを可溶化する錯体形成剤(例えば、クラウン・エーテル、例えば
、18−クラウン−6)を含む。相転移触媒は、上記転移の反応速度を高め又は
他の方法でその反応を完結までもっていくために必要なエネルギー入力又は試薬
量を低下させるために使用されうる。相転移触媒が使用されるかどうかは、与え
られた状況、及び所望のプロセス・デザイン・パラメーター(例えば、溶媒系、
温度、反応時間等)のための費用/利益分析に依存するであろう。
ール・エステルに対して約5〜20モル%の範囲にある。しかしながら、特に、
そのアジ化物が試薬塩基として働いている場合、より多量のアジ化アルカリ金属
が使用されうる。
ル・エステルから式(I)のシクロヘキサンジオンへの転移のために好適な溶媒
は、例えば、トルエン、DMF、アセトン、アセトニトリル又は他の類似の溶媒
系である。この溶媒系は、相転移触媒が使用されるかどうかに依存して、他の慣
用の溶媒を含むように拡張されることができる。
ましい有機塩基は、アルキルアミン、例えば、トリアルキルアミン又は他の機能
的に等価な塩基を含む。適当な条件下、例えば、塩基試薬又は他の類似の塩基試
薬としてアンモニア又は水酸化アンモニウムを使用することが望ましい。トリア
ルキルアミンは、アルキル基当り、好ましくは、1〜6、好ましくは1〜4の炭
素原子を有するトリ(低級アルキル)アミンである。特に好ましいアミンは、ト
リエチルアミンである。再び、アジ化アルカリ金属又は他の塩が好適な塩基試薬
としても使用されることができるということに注目することが重要である。
ル/エノール・エステル1モルの量で使用される。
、使用される溶媒系によりある程度に限定されるであろう。一般に、上記転移の
ための好適な温度条件は、約20℃〜約75℃である。反応時間は、使用される
触媒及びプロセス・デザイン・パラメーターに依存して、短く(すなわち、分の
オーダー)又は長い(日のオーダー)であることができる。室温で行われるバッ
チ・プロセスのための反応時間は、典型的には、1〜24時間の範囲にわたる。
不所望の副反応及び試薬又は触媒の分解の効果を回避するために、より短い反応
時間及びより低い反応温度が好ましいものであることができる。
て実質的に無水の条件を使用することにより改良されうる。好ましくは、上記エ
ノール・エステルの転移は、水の不存在下で行われる。
めの費用及び利益を考慮しながら、上記方法の効率における不所望の低下を伴わ
ずに、上記エノール・エステルから式(I)の対応のシクロヘキサンジオンへの
転移反応を行うために十分な条件として定義される。
4,693,745号、及び同4,695,673号中に開示されたものを含む
。これらを全体として本明細書に援用する。上記エノール・エステル出発材料は
、知られた手順により製造されることができ又は他の方法で、慣用の化学知識を
用いて、そして適当な商業的に入手可能な最終的な出発材料(例えば、アセト酢
酸メチル;Yoshimoto et al. CHEMTECH (1989) 19 (7), p.431-4)を用いて製造
されうる(米国特許第4,693,745号、及び同第4,695,673号参
照)。上記アジ化アルカリ金属触媒/試薬、塩基試薬、及び相転移触媒は、商業
的に入手可能であり、知られた手順により製造されることができ、又は他の方法
で、慣用の化学知識を用いて製造されることができる。例えば、アジ化ナトリウ
ムは、商業的に入手可能なアジ化物触媒/試薬である。同様に、18−クラウン
−6は、商業的に入手可能な相転移触媒である。
II):
式(II)の化合物の塩、立体異性体、及び互変異性体も、好適な出発材料である
。式(II)の化合物の塩は、式(II)の化合物を、適当な塩基で処理することに
より得られうる。上記塩を得るために好適な塩基は、好ましくは、水酸化アルカ
リ金属、水酸化アルカリ土類金属、水酸化鉄、銅、ニッケル、及び亜鉛、そして
またアンモニア又は第4C1 −C4 アルキルアンモニウム又はC1 −C4 ヒドロ
キシアルキルアンモニウム塩基である。
することを意図していない。本明細書及びクレームの全体にわたり、別段の定め
なき限り、温度を摂氏で与える。
キシレート
5−カルボキシレートのO−アシル化から得られうる)適当なO−アシル・エノ
ール・エステル(25g,0.1モル)、トリエチルアミン(13.4g,0.
13モル)、ジメチルホルムアミド(2g,0.02モル)、及びトルエン(3
.5g,0.04モル)、及びアジ化ナトリウム(0.65g,0.01モル)
を、200ml丸底フラスコに入れる。このフラスコに水冷コンデンサーを付け、
そして撹拌する。このフラスコを油浴内で3時間で55℃に加熱する。転移した
生成物を、TEA塩として抽出し、その後、トルエンの存在下、塩化水素酸で酸
性にする。生成物/トルエン相を分離し、そして溶媒を蒸発により除去して、粗
油としてエチル2−シクロプロパノイル−1,3−シクロヘキサンジオン−5−
カルボキシレートを得る(17.6g粘性油、粗収率70%)。
製造
オン−5−カルボキシレートのアシル化から得られうる)適当なO−アシル・エ
ノール・エステル(15g,0.066モル)を入れる。このフラスコに撹拌装
置を付け、そしてそれにアジ化ナトリウム(0.52g,0.008モル)、D
MF(1.6g)、トルエン(2.8g)、及びTEA(10.7g,0.10
5モル)を添加する。このフラスコを油浴内で45℃まで加熱する。その間発熱
がその反応温度を60℃まで上昇させる。混合物を30℃に冷却し、そして外部
加熱を適用せずに1時間維持する。この反応混合物を、100mlの水に添加し、
そして水相を分離させ、そして20mlトルエンとともに混合する。この溶液を次
に、HClでpH<2まで酸性化させる。トルエン相を分離し、そして水性酸を、
ジクロロメタンで再抽出する。溶媒を、ロータリー・エバポレーターによる蒸発
により併合した有機抽出物から除去して、エチル2−アセト−1,3−シクロヘ
キサンジオン−5−カルボキシレート生成物(9.6gの粘性油、粗収率64%
)。
−5−カルボキシレートの製造
ロヘキサン−1,3−ジオン−5−カルボキシレートのアシル化から得られうる
)適当なO−アシル・エノール・エステル(15g,0.0396モル)を入れ
る。このフラスコに撹拌装置を付け、そしてそれに、アジ化ナトリウム(0.2
6g,0.004モル)、DMF(1g)、トルエン(5g)、及びTEA(4
.2g,0.041モル)を添加する。このフラスコを油浴内で45℃に加熱す
る。出発材料の消失をGCによりモニターした。一旦、反応が完結したら、水(
48.6ml)とトルエン(7g)を上記反応混合物に添加し、その後、<10℃
に冷却する。分離後、有機相を、8mlの水で1回抽出した。併合した水性抽出物
を、トルエンで2回再抽出し(2×5.4g)、それにより第1の水/有機溶液
を実施例2におけるものと同様にしてまず酸性にする。生成物含有有機相を併合
し、そして重炭酸ナトリウムで洗浄する。有機溶媒を、ロータリー・エバポレー
ターによる蒸発により除去して、エチル2−(3,5−ジニトロベンゾイル)−
1,3−シクロヘキサンジオン−5−カルボキシレート生成物を得る(9.6g
の粘性油、粗収率64%)。
記実施例中の粗生成物収率は、出発エノール・エステルが与えることができるで
あろう理論量に比較しての単離された材料の量をいう。DMF=ジメチル・ホル
ムアミド。18−クラウン−6=1,4,7,11,13,16−ヘキサオキサ
シクロロクタデカン。TEA=トリエチルアミン。
り単純化することがわかる。これは、対応のエノール・エステルの転移のための
プロセスにおけるアジ化物触媒/試薬系の使用により達成される。このアジ化物
触媒/試薬の使用は、そのプロセスから生じる廃流の調整及び処理を単純化する
。本発明は、シアン化物型の触媒/試薬の使用に伴うコスト及び毒性問題を回避
する。先のクレームにより定められる本発明の範囲から逸脱せずに、割合、手順
、及び材料において変化が成されうる。
Claims (9)
- 【請求項1】 アシル化環状1,3−ジカルボニル化合物又はその互変異性
体の製法であって、対応のエノール・エステルを転移させるステップを含み、こ
こで、その転移が、アジ化アルカリ金属の存在下で行われる、前記製法。 - 【請求項2】 前記転移が、以下の: (a)触媒量のアジ化アルカリ金属、及び上記エノール・エステルに関して、
モル過剰の塩基;又は (b)上記エノール・エステルに関して、化学量論量のアジ化アルカリ金属、
及び触媒量の相転移触媒のいずれかの存在下で行われる、請求項1に記載の製法
。 - 【請求項3】 前記エノール・エステル又はその塩若しくは互変異性体が、
以下の式: 【化1】 {式中、 Rは、基C1 −C10アルキル、C3 −C6 シクロアルキル又はフェニルであり
、ここで上記フェニル核は、非置換又はハロゲン、C1 −C4 アルキル、C1 −
C4 アルコキシ、C1 −C4 ハロアルキル、ニトロ又はシアノから成る群から選
ばれる1〜3の基により置換されており; Aは、−OR2 、−SR2 又は−NR3R4基であり; R2 、R3 、及びR4 は、互いに独立して、水素、C1 −C6 アルキル、C1
−C6 ハロアルキル、C2 −C10アルコキシアルキル、C2 −C10アルキルチオ
アルキル;C3 −C6 アルケニルであって非置換又はハロゲン、C1 −C4 アル
コキシ又はC1 −C4 アルキルチオにより置換されたもの;C3 −C6 アルキニ
ル;フェニル、C6 −C20アルキルアリール又はC6 −C20アラルキルであり、
ここで上記フェニル核は、非置換又はハロゲン、C1 −C4 アルキル、C1 −C 4 アルコキシ、C1 −C4 ハロアルキル、ニトロ又はシアノから成る群から選ば
れる1〜3の基により置換されており;又は R3 とR4 は、それが付着するところの窒素原子と一緒になって、その環内に
さらなる酸素又は硫黄原子を含みうる5−又は6−員複素環式環系を形成する。
}を有する、請求項2に記載の製法。 - 【請求項4】 製造されたアシル化環状1,3−ジカルボニル化合物又はそ
の塩若しくは互変異性体が、以下の式: 【化2】 {式中、その変化しうる置換基は先に定義したものと同じである。}を有する、
請求項4に記載の製法。 - 【請求項5】 前記アジ化アルカリ金属が、アジ化ナトリウムである、請求
項5に記載の製法。 - 【請求項6】 前記製法が塩基の存在下で行われる、請求項6に記載の製法
。 - 【請求項7】 前記塩基が、トリエチルアミンである、請求項6に記載の製
法。 - 【請求項8】 前記製法が、溶媒の存在下で行われる、請求項7に記載の製
法。 - 【請求項9】 前記溶媒が、トルエンである、請求項7に記載の製法。
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