JP2004161697A

JP2004161697A - アルコールの酸化的α−スルホニルオキシ化法および含窒素複素環化合物のワンポット合成法

Info

Publication number: JP2004161697A
Application number: JP2002330744A
Authority: JP
Inventors: Hideo Togo; 秀雄東郷; Masato Ueno; 誠人上野; Kenji Tahara; 研二太原
Original assignee: Tokyo Kasei Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tokyo Chemical Industries Co Ltd
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2004-06-10

Abstract

【課題】アルコールから直接α−スルホニルオキシカルボニル化合物およびワンポットで含窒素複素環化合物を得る方法が望まれている。
【解決手段】アルコールにスルホン酸およびヨードソベンゼンを反応させることにより、アルコールを酸化的にα−スルホニルオキシ化することができる。この新しい反応により、アルコールから直接α−スルホニルオキシカルボニル化合物およびワンポットで含窒素複素環化合物を得ることができる。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明はアルコールを酸化的にα−スルホニルオキシ化する方法およびアルコールから含窒素複素環化合物を合成する方法に関するもので、医農薬の合成を始めとする幅広い有機合成の分野において利用される含窒素複素環化合物の合成および複素環化合物の有用な合成中間体となるα−スルホニルオキシカルボニル化合物の合成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
α−スルホニルオキシカルボニル化合物は複素環合成のための有用な合成中間体として多方面で利用されている。カルボニル化合物のα−スルホニルオキシ化剤としてはｐ−ニトロベンゼンスルホニルぺルオキシドが利用されている。また、［ヒドロキシ（メタンスルホニルオキシ）ヨード］ベンゼン（ＨＭＩＢ）、［ヒドロキシ（ｐ−ニトロベンゼンスルホニルオキシ）ヨード］ベンゼン（ＨＮＩＢ）、［ヒドロキシ（ｐ−トルエンスルホニルオキシ）ヨード］ベンゼン（ＨＴＩＢ）などの超原子価ヨウ素化合物を用いる方法もある。
【０００３】
近年、これらのスルホニルオキシ化剤を事前に合成することなく、系内で発生させ反応に利用する方法が研究されている。例えば、クロロホルム溶液中、ヨードソベンゼンとメタンスルホン酸を系内で反応させ、β−ジケトン、β−ケトエステルのα−メタンスルホニルオキシ化反応が報告されている（例えば、非特許文献１参照）。また、マイクロ波を利用し、（ジアセトキシヨード）ベンゼンとｐ−トルエンスルホン酸を用いたカルボニル化合物のα−スルホニルオキシ化反応が報告されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００４】
そして、医薬品、農薬などの基本骨格となる含窒素複素環化合物は上記の方法で生成したα−スルホニルオキシカルボニル化合物を用いて合成できる。例えば、α−トシルオキシカルボニル化合物にチオウレアを作用させることによりチアゾール誘導体が合成できる（例えば、非特許文献３参照）。また、カルボニル化合物からα−スルホニルオキシ化を経由して含窒素複素環化合物をワンポットで合成する方法も報告されている（例えば、非特許文献４参照）。
【０００５】
【非特許文献１】ロバート・Ｍ・モリアリティ（Ｒ．Ｍ．Ｍｏｒｉａｒｔｙ）、外４名、「テトラヘドロン（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ）」、１９８８年、第４４巻、ｐ．１６０３−１６０７
【非特許文献２】ジョン・チャン・リー（Ｊ．Ｃ．Ｌｅｅ）、外１名、「シンレット（Ｓｙｎｌｅｔｔ）」、２００１年、ｐ．２３４−２３５
【非特許文献３】ロバート・Ｍ・モリアリティ（Ｒ．Ｍ．Ｍｏｒｉａｒｔｙ）、外５名、「シンセシス（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）」、１９９２年、ｐ．８４５−８４６
【非特許文献４】オム・プラカシュ（Ｏ．Ｐｒａｋａｓｈ）、外２名、「ジャーナルオブケミカルソサイエティパーキントランサクション１（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，ＰｅｒｋｉｎＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎ１）」、１９９２年、ｐ．７０７−７０９
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アルコールを出発物質としたα−スルホニルオキシカルボニル化合物の合成法はこれまでに報告されていない。上記に挙げたようにα−スルホニルオキシカルボニル化合物あるいはそれを用いる含窒素複素環化合物の合成には出発物質としてカルボニル化合物を用いなければならない。したがって、アルコールを出発物質とする場合、アルコールをアルデヒドあるいはケトンに酸化して用いる必要がある。一般的にカルボニル化合物はアルコールと比べ高価である。そのため、アルコールからα−スルホニルオキシカルボニル化合物を直接得る方法およびアルコールからα−スルホニルオキシ化合物を経由して含窒素複素環化合物をワンポットで合成する方法の開発が望まれている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。本発明は、アルコールをα−スルホニルオキシカルボニル化合物に直接変換する酸化的α−スルホニルオキシ化法であって、また、アルコールから含窒素複素環化合物をワンポットで合成する方法である。
【０００８】
すなわち、本発明におけるアルコールの酸化的α−スルホニルオキシ化法は下記反応式１
【０００９】
【化６】

（ただし、Ｒ^１はアルキル基、トリフルオロメチル基、フェニル基、ｐ−ニトロフェニル基、ｐ−トリル基、１０−カンホリル基の中から選択され、Ｒ^２、Ｒ^３はそれぞれ独立に水素、置換されていても良いアルキル基、脂環、芳香環、複素環から選択される）で示すことができる。ここで使用する溶媒はエーテル、トルエン、アセトニトリル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルムおよびその他の有機溶媒あるいはそれらの混合溶媒から適宜選択される。
【００１０】
また、本発明におけるアルコールからα−スルホニルオキシカルボニル化合物を経由する含窒素複素環化合物のワンポット合成法は下記反応式２
【００１１】
【化７】

（ただし、Ｒ^１はアルキル基、トリフルオロメチル基、フェニル基、ｐ−ニトロフェニル基、ｐ−トリル基、１０−カンホリル基の中から選択され、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４はそれぞれ独立に置換されていても良いアルキル基、脂環、芳香環、複素環から選択され、ＸはＯ、Ｓ、ＮＨ、Ｓｅから選択される）で示すことができる。ここで使用する溶媒はエーテル、トルエン、アセトニトリル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルムおよびその他の有機溶媒あるいはそれらの混合溶媒から適宜選択される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の代表的な例としてｐ−トルエンスルホン酸を用いるアルコールの酸化的α−スルホニルオキシ化反応を示す。
【００１３】
【化８】

【００１４】
【表１】

上記反応式３により出発物質が第１級アルコール、第２級アルコールに関らず、α−スルホニルオキシカルボニル化合物を合成することができ、アルコールをアルデヒドあるいはケトンに酸化することなくα−スルホニルオキシカルボニル化合物を直接合成することができる。また、上記反応式３により得られたα−スルホニルオキシカルボニル化合物はアミド化合物を用いて含窒素複素環化合物を合成することができる。
【００１５】
下記反応式４に、α−フェニルエタノールを出発物質とし、チオアセトアミドを用いる含窒素複素環化合物のワンポット合成法を示す。
【００１６】
【化９】

【００１７】
上記反応式４によりアルコールをアルデヒドあるいはケトンに酸化することなくα−スルホニルオキシカルボニル化合物を経由し含窒素複素環化合物をワンポットで合成することができる。
【００１８】
上記のように、本発明はアルコールをカルボニル化合物に酸化することなく、直接α−スルホニルオキシカルボニル化合物を、さらにワンポットで含窒素複素環化合物を合成することができる。
【００１９】
【実施例】
以下に本発明の好ましい実施例を記載するが、これは例示であり、本発明を制限するものではない。
【００２０】
実施例１アルコールのα−スルホニルオキシ化法
アセトニトリル１０ｍｌにα−フェニルエタノール（１．０ｍｍｏｌ）を溶解させ、そこにｐ−トルエンスルホン酸一水和物（２．５ｍｍｏｌ）とヨードソベンゼン（３．０ｍｍｏｌ）を加え、アルゴン雰囲気下、１．５時間還流した。次いで水洗し、クロロホルムで３回抽出し、硫酸ナトリウムで乾燥、ろ過、減圧下、エバポレーターで濃縮後、ＴＬＣ（エキサン／酢酸エチル＝３／１）で精製し、α−トシルオキシアセトフェノンを収率９６％で得た。
【００２１】
以下に得られたα−トシルオキシアセトフェノンの物性値を示す。
ｍｐ：９０℃
ＩＲ（ＫＢｒ）：１７１５，１３６０，１１８０，８２０，７５０，６８０ｃｍ^−１
^１ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）： δ＝２．４５（ｓ，３Ｈ），５．２７（ｓ，２Ｈ），７．３５（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ），７．４７（ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，２Ｈ），７．６１（ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１Ｈ），７．８５（ｔ，４Ｈ）
【００２２】
実施例２アルコールから含窒素複素環化合物のワンポット合成法
アセトニトリル１０ｍｌにα−フェニルエタノール（１．０ｍｍｏｌ）を溶解させ、そこにｐ−トルエンスルホン酸一水和物（２．５ｍｍｏｌ）とヨードソベンゼン（３．０ｍｍｏｌ）を加え、アルゴン雰囲気下、１．５時間還流した。０℃にてトリエチルアミン（２．０ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、１０分間攪拌、さらに室温で１０分間攪拌した。次いで、炭酸カリウム（１．２ｍｍｏｌ）とチオアセトアミド（１．２ｍｍｏｌ）を加え、アルゴン雰囲気下、５時間還流した。炭酸水素ナトリウムでクエンチした後、クロロホルムで３回抽出し、硫酸ナトリウムで乾燥、ろ過、減圧下、エバポレーターで濃縮後、ＴＬＣ（エキサン／酢酸エチル＝３／１）で精製し、２−メチル−４−フェニルチアゾールを収率５２％で得た。
【００２３】
以下に得られた２−メチル−４−フェニルチアゾールの物性値を示す。
ｍｐ：６４℃
^１ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）： δ＝２．７８（ｓ，３Ｈ），７．３１（ｓ，１Ｈ），７．３２（ｔ，１Ｈ），７．４１（ｔ，２Ｈ），７．８７（ｄ，２Ｈ）
【００２４】
【発明の効果】
上記のように、本発明はアルコールから医薬品、農薬などの基本骨格となる含窒素複素環化合物のワンポット合成法およびその有用な合成中間体であるα−スルホニルオキシカルボニル化合物を直接合成する方法を提供するものである。本発明により、従来必要であったカルボニル化合物を利用することなく、容易に合成することができる。したがって、本発明は極めて有用な酸化的α−スルホニルオキシ化法であり、また、アルコールから直接α−スルホニルオキシカルボニル化合物およびワンポットで含窒素複素環化合物を合成する新しい方法である。

Claims

第一級アルコールあるいは第二級アルコールを下記構造式

（ただし、Ｒ^１はアルキル基、トリフルオロメチル基、フェニル基、ｐ−ニトロフェニル基、ｐ−トリル基、１０−カンホリル基の中から選択される）で示されるスルホン酸およびヨードソベンゼンと反応させ、それぞれα−スルホニルオキシアルデヒドあるいはα−スルホニルオキシケトンに導くことを特徴とするアルコールの酸化的α−スルホニルオキシ化法。
下記構造式

（ただし、Ｒ^２、Ｒ^３はそれぞれ独立に水素、置換されていても良いアルキル基、脂環、芳香環、複素環から選択される）で示されるアルコールを下記構造式

（ただし、Ｒ^１はアルキル基、トリフルオロメチル基、フェニル基、ｐ−ニトロフェニル基、ｐ−トリル基、１０−カンホリル基の中から選択される）で示されるスルホン酸およびヨードソベンゼンと反応させ、次いで下記構造式

（Ｒ^４は置換されていても良いアルキル基、脂環、芳香環、複素環から選択され、ＸはＯ、Ｓ、ＮＨ、Ｓｅから選択される）で示される化合物と反応させ、下記構造式

（ただし、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４はそれぞれ独立に水素、置換されていても良いアルキル基、脂環、芳香環、複素環から選択され、ＸはＯ、Ｓ、ＮＨ、Ｓｅから選択される）で示される含窒素複素環化合物のワンポット製造法。