JP2005513118A - デオキシベンゾインの製造方法 - Google Patents

デオキシベンゾインの製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明はアリールアセトニトリルを芳香族化合物と反応させることおよびその生成したケチミン化合物を加水分解することにより1,2-ジアリールエタノンを製造する方法であって、反応に用いる溶媒は、少なくとも1種のモノアルキレングリコール若しくはポリアルキレングリコールのジアルキルエーテル又は少なくとも2個の酸素原子を有する環状エーテルである、上記方法に関する。この方法は室温で卓越した収率を与え、溶媒は無水である必要はない。

Description

本発明は、1,2-ジアリールエタノン(デオキシベンゾインとも呼ばれる)の製造方法に関する。置換デオキシベンゾインは、例えばイソフラバノイド、アリールイソクマリン、ピロール、トラン、フェニルピラノン、アリールキノリン、キナゾリンその他の多くの化合物を製造するための価値ある合成中間体である。
芳香族化合物とアリールアセトニトリルのアシル化によりデオキシベンゾインを製造することは公知である。例えば、Hullら、J. Org. Chem. 10, 288-291 (1945); Pelterら、Synthesis, 1793-1802(1998)を参照のこと。この反応は、「Hoesch反応」の名で公知である。この反応は通常、酸性触媒、特に、塩化水素ガスおよび/又はルイス酸、例えば塩化亜鉛、塩化鉄(III）又は三塩化アルミニウムの存在下、無水ジエチルエーテル中で行われる。
公知の方法では、並みの収率にとどまるという欠点を有する。反応時間は長い場合もあり、反応手順は複雑である。
発明を解決するための手段
驚くべきことに、本発明者らは、モノ若しくはポリアルキレングリコールジアルキルエーテル又は2個以上の環酸素原子を有する環状エーテル中、アリールアセトニトリルと芳香族化合物の反応が室温でさえ、高収率で急速に進行することを見出した。
したがって、本発明はアリールアセトニトリルと芳香族化合物の反応およびその生成したケチミン化合物を加水分解することにより1,2-ジアリールエタノンを製造する方法を提供し、反応に用いる溶媒は少なくとも1種のモノ若しくはポリアルキレングリコールジアルキルエーテル又は少なくとも2個の酸素原子を有する環状エーテルである。
芳香族化合物は、芳香族環上に少なくとも1個の求電子置換可能な水素原子を有する。芳香族環は、一般に、ベンゼン、ナフタレン又は窒素、酸素および硫黄から選択される1〜3個のヘテロ原子を含む5若しくは6員の芳香族環、例えばピロール、イミダゾール等であるが、好ましくはベンゼンである。
アリールアセトニトリル中のアリール基は、一般に、フェニル、ナフチル又は窒素、酸素および硫黄から選択される1〜3個のヘテロ原子を含む5又は6員環芳香族基である。本発明に準ずる方法は、フェニルアセトニトリルの反応に対して特に好適である。
アリールアセトニトリルおよび芳香族化合物は、当該反応条件下で不活性で、本発明の反応を損なわない1個以上の置換基、特にヒドロキシル、C1-C8アルコキシ、C1-C8アルキル、C6-C10アリール、C1-C8アルキルチオ、シアノ、C1-C8アルキルアミノおよび/又はジ(C1-C8アルキル)アミノ等をその芳香族環上又はアリール基上にもっていることができる。隣接する炭素原子上の2個の置換基は互いに結合し、環状構造、例えばメチレンジオキシ等を形成することができる。
本発明に準ずる方法は、芳香族環上に1〜3個のヒドロキシル基を有する芳香族化合物、例えば1,2-ジヒドロキシベンゼン(レゾルシノール)又は1,3,5-トリヒドロキシベンゼン(フロログルシノール)のアシル化に特に好適である。
首尾よく用いられている化合物は、ヒドロキシルおよびC1-C8アルコキシから選択される少なくとも1個の置換基を有するフェニルアセトニトリル、例えば4-ヒドロキシフェニルアセトニトリル又は4-メトキシフェニルアセトニトリルである。
本発明に準ずる方法の好ましい実施形態は以下の式により表すことができる。
Figure 2005513118
 ［式中、R1およびR2は、独立して、上記の置換基であり、nおよびmは0〜3の整数である］
本発明で使用する溶媒は、一般に、10個までのアルキレンオキシ単位、好ましくは2〜4個のアルキレンオキシ単位を有するポリ(C2-C8アルキレン)グリコールの、ジ(C1-C8アルキル)エーテル、好ましくはジ(C1-C4アルキル)エーテル、特に好ましくはジメチルエーテル又はジエチルエーテルである。モノ又はポリエチレングリコールエーテルが好ましい。特に有用であると実証されている化合物は、ジエチレングリコールジ(C1-C4アルキル)エーテル、トリエチレングリコールジ(C1-C4アルキル)エーテルおよび/又はテトラエチレングリコールジ（C1-C4アルキル)エーテルである。或いは又はさらに、環中に少なくとも2個の酸素原子を有する環状エーテル、例えばジオキサン又はクラウンエーテル(例えば18-クラウン-6)を用いることが可能である。
本発明に準ずる方法で特に有利な点は、反応のために本発明に準じ用いる溶媒が、無水でなくてもよいというところにある。すなわち溶媒中に5重量％までの含水量は、著しい収率の損失なしに可能となる。
本発明に準じる反応は、多くの場合、触媒なしでさえ十分迅速に進行する。本発明に準ずる反応は、適宜、酸性触媒存在下で行われ得る。特に好ましい酸性触媒は、塩化水素ガスである。塩化水素ガスは、アリールアセトニトリルおよび芳香族化合物の溶液中へ適切に泡出しすることができる。或いは又はさらに、ルイス酸もまた適しており、例えば、塩化亜鉛(II）、塩化鉄(III）および三塩化アルミニウム等である。
アリールアセトニトリルと芳香族化合物の反応は、一般に-25〜150℃、好ましくは0〜90℃、特に好ましくは10〜50℃の温度にて行われる。
生成するケチミン化合物は、通常ケチミンの酸付加塩であり、ほとんどの場合、反応溶液中でやや溶け難く、母液から簡単に分離(例えば濾過により)することができる。母液は反応用溶媒として好都合に再利用することができる。
その後ケチミン化合物は、一般に、水又は、例えば水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム若しくは炭酸水素ナトリウム等の塩基又は塩酸等の酸の希薄水溶液で処理することにより加水分解する。1,2-ジアリールエタノンは、通常結晶沈殿として水相から分離され、適宜、さらに再結晶その他の本質的に公知の精製操作により精製され得る。もちろん、ケチミン化合物は、事前の分離なしに、水又は希釈酸性水溶液を、例えば反応混合物中に添加することにより加水分解することもできる。その後、慣習的な方法により1,2-ジアリールエタノンを単離する。
下記の実施例により本発明をより詳細に説明する。
実施例１(本発明に準拠していない)
54g(0.4mol)の4-ヒドロキシフェニルアセトニトリル、90.8g(0.72mol)のフロログルシノールおよび8gの(0.06mol)の塩化亜鉛を700mlのジエチルエーテル中で縣濁し、無水塩化水素ガスを6時間かけて0〜5℃で導入した。混合物を室温で一晩かけて攪拌した。残渣を吸引濾過し、600mlの0.2 N 塩酸中に縣濁させた。混合物を5時間還流した。その後、混合物を20℃にまで冷却し、沈殿物を吸引濾過し、残渣を500mlの水で洗浄し、減圧下、100℃で乾燥した。収率60g(58%)
実施例2 (本発明に準拠していない)
12.6g(0.1mol)の4-ヒドロキシフェニルアセトニトリルと24.3g(0.18mol)のフロログルシノールを150mlのジエチルエーテル中に縣濁させ、無水塩化水素ガスを6時間かけて0〜5℃で導入した。混合物を室温で一晩かけて攪拌し、残渣を吸引濾過し、150mlの0.2N 塩酸中で縣濁させた。混合物を5時間還流した。その後、混合物を20℃にまで冷却し、沈殿物を吸引濾過し、残渣を200mlの水で洗浄し、減圧下、100℃で乾燥した。収率:20% ジオキシベンゾイン、20% フロログルシノールと56% 3,5,3’,5’-テトラヒドロキシジフェニルエーテルの18.8gの混合物。
実施例3
5.4g(0.04mol)の4-ヒドロキシフェニルアセトニトリルと9.1g(0.072mol)のフロログルシノールを100mlのジエチルグリコールジエチルエーテル中に縣濁させ、乾燥塩化水素ガスを6時間かけて0〜5℃で導入した。混合物を室温で一晩かけて攪拌し、残渣を吸引濾過し、100mlの0.2 N塩酸中に縣濁させた。混合物を5時間還流した。その後、混合物を20℃にまで冷却し、沈殿物を吸引濾過し、残渣を100mlの水で洗浄し、減圧下、100℃で乾燥した。収率: 7.5g(72%)
実施例4 (本発明に準拠していない)
152g(1mol)の4-ヒドロキシフェニルアセトニトリルと110g(1mol)のレゾルシノールを、340g(2.4mol)のエーテル化三フッ化ホウ素中に縣濁させ、70〜75℃で4時間加熱した。混合物を室温にまで冷却し、1.5Lの飽和炭酸水素ナトリウム溶液をわずかな減圧(500mbar)下で滴下し、混合物を室温で一晩攪拌した。その後、沈殿物を吸引濾過し、残渣を500mlの水で洗浄し、400ｇの1：1エタノール/水で再結晶した。残渣を減圧下、100℃で乾燥した。収率: 137℃(56%)
実施例5
54g(0.4mol)の4-ヒドロキシフェニルアセトニトリルと90.8g(0.72mol)のフロログルシノールを400mlのジエチルグリコールジエチルエーテル中に溶解し、無水塩化水素ガスを6時間かけて20〜30℃で導入した。混合物を室温で一晩かけて攪拌した。その後、残渣を吸引濾過し、600mlの0.2 N 塩酸中に縣濁させた。母液を実施例6で再利用した。混合物を5時間還流した。その後、混合物を20℃にまで冷却し、沈殿物を吸引濾過し、残渣を500mlの水で洗浄し、減圧下、100℃で乾燥した。収率:81.5g(78%)
実施例6
54g(0.4mol)の4-ヒドロキシフェニルアセトニトリルと50.4g(0.4mol)のフロログルシノールを実施例5からの母液に添加し、実施例5と同様の手順を引き続き行った。母液を実施例7で再利用した。収率: 86.5g(83%)
実施例7
54g(0.4mol)の4-ヒドロキシフェニルアセトニトリルと50.4g(0.4mol)のフロログルシノールを実施例6からの母液に添加し、実施例5と同様の手順を引き続き行った。収率: 84.5g(81%)
実施例8
13.5g(0.1mol)の4-ヒドロキシフェニルアセトニトリルと22.7g(0.18mol)のフロログルシノールを100mlのテトラエチレングリコールジメチルエーテル中に縣濁させ、無水塩化水素ガスを6時間かけて20〜30℃で導入した。混合物を室温で一晩かけて攪拌し、残渣を吸引濾過し、100mlの 0.2 N 塩酸中に縣濁させた。混合物を5時間還流した。その後、混合物を20℃にまで冷却し、沈殿物を吸引濾過し、残渣を500mlの水で洗浄し、減圧下、100℃で乾燥した。収率: 20.1g(77%)
実施例9
13.5g(0.1mol)の4-ヒドロキシフェニルアセトニトリルと22.7g(0.18mol)のフロログルシノールを100mlのテトラエチレングリコールジメチルエーテル中に溶解し、無水塩化水素ガスを6時間かけて20〜30℃で導入した。混合物を室温で一晩かけて攪拌し、残渣を吸引濾過し、100mlの0.2 N 塩酸中に縣濁した。混合物を2時間還流し、その後、混合物を20℃にまで冷却し、沈殿物を吸引濾過し、残渣を500mlの水で洗浄し、減圧下、100℃で乾燥した。収率: 20g(76%)
実施例10
13.5g(0.1mol)の4-ヒドロキシフェニルアセトニトリルと22.7g(0.18mol)のフロログルシノールを100mlのテトラエチレングリコールジメチルエーテル中に溶解し、無水塩化水素ガスを6時間かけて20〜30℃で導入した。混合物を室温で一晩かけて攪拌し、残渣を吸引濾過し、100mlの0.2 N 塩酸中に縣濁させた。混合物を2時間還流し、その後、混合物を20℃にまで冷却し、沈殿物を吸引濾過し、残渣を500mlの水で洗浄し、減圧下、100℃で乾燥した。収率: 20.3g(78%)
実施例11
13.5g(0.1mol)の4-ヒドロキシフェニルアセトニトリルと12.6g(0.1mol)のフロログルシノールを100mlのテトラエチレングリコールジメチルエーテル中に溶解し、無水塩化水素ガスを6時間かけて20〜30℃で導入した。混合物を室温で一晩かけて攪拌し、残渣を吸引濾過し 100mlの0.2 N 塩酸中に縣濁させた。混合物を2時間還流し、その後、混合物を20℃にまで冷却し、沈殿物を吸引濾過し、残渣を500mlの水で洗浄し、減圧下、100℃で乾燥した。収率: 16.6g(64%)
実施例12
実施例11からのエーテルを含んだ母液を実施例11に類似の実験で溶媒として再度用いた。収率: 21g(81%)
実施例13 (本発明に準拠していない)
ジエチレングリコールジエチルエーテルの代わりにテトラヒドロフランを使用した以外は実施例3を繰り返した。ケチミン塩酸塩は形成しなかった。
実施例14 (本発明に準拠していない)
ジエチレングリコールジエチルエーテルの代わりにtert-ブチルメチルエーテルを用いた以外は実施例3を繰り返した。ケチミン塩酸塩は形成しなかった。
実施例15 (本発明に準拠していない)
13.5g(0.1mol)の4-ヒドロキシフェニルアセトニトリルと22.7g(0.18mol)のフロログルシノールを150mlのジエチレングリコールモノメチルエーテル中に溶解し、乾燥塩化水素ガスを6時間かけて20-25℃で導入した。混合物を室温で一晩かけて攪拌した。ケチミン塩酸塩は形成しなかった。
実施例16 (本発明に準拠していない)
13.5g(0.1mol)の4-ヒドロキシフェニルアセトニトリルと22.7g(0.18mol)のフロログルシノールを150mlのエチレングリコール中に溶解し、乾燥塩化水素ガスを6時間かけて20-25℃で導入した。混合物を室温で一晩かけて攪拌した。ケチミン塩酸塩は形成しなかった。
実施例17
13.5g(0.1mol)の4-ヒドロキシフェニルアセトニトリルと22.7g(0.18mol)のフロログルシノールを150mlのジオキサン中に溶解させた、乾燥塩化水素ガスを6時間かけて20-25℃で導入した。混合物を室温で一晩かけて攪拌し、残渣を吸引濾過し 100mlの0.2 N 塩酸中に縣濁させた。混合物を2時間還流し、その後、混合物を20℃にまで冷却し、沈殿物を吸引濾過し、残渣を500mlの水で洗浄し、減圧下、100℃で乾燥した。収率: 22g(84%)
実施例18
20.7g(0.1mol)の3,4,5-トリメトキシフェニルアセトニトリルと24.3g(0.19mol)のフロログルシノールを150mlのジエチレングリコールジエチルエーテル中に溶解し、乾燥塩化水素ガスを6時間かけて20-25℃で導入した。混合物を室温で一晩かけて攪拌し、残渣を吸引濾過し、200mlの脱塩水中に縣濁させた。混合物を4時間還流した。その後、混合物を20℃にまで冷却し、沈殿物を吸引濾過し、残渣を200mlの水で洗浄し、減圧下、60℃で乾燥した。収率: 24.6g(74%)
実施例19
13.5g(0.1mol)の4-ヒドロキシフェニルアセトニトリルと22.7g(0.18mol)のフロログルシノールを150mlのジオキサン中で溶解し、乾燥塩化水素ガスを6時間かけて20-25℃で導入した。混合物を室温で一晩かけて攪拌し、残渣を吸引濾過し、200mlの脱塩水中に縣濁させた。混合物を2時間還流し、その後、混合物を20℃にまで冷却し、沈殿物を吸引濾過し、残渣を500mlの水で洗浄し、減圧下、80℃で乾燥した。収率: 20.3g(78%)
実施例20
17.7g(0.1mol)の3,4-ジメトキシフェニルアセトニトリルと24.3g(0.19mol)のフロログルシノールを150mlのジエチレングリコールジエチルエーテル中に溶解し、乾燥塩化水素ガスを6時間かけて20-25℃で導入した。混合物を室温で一晩かけて攪拌し、残渣を吸引濾過し、200mlの脱塩水中に縣濁させた。混合物を4時間還流した。その後、混合物を20℃にまで冷却し、沈殿物を吸引濾過し、残渣を200mlの水で洗浄し、減圧下、80℃で乾燥した。収率: 25g(82%)
実施例21
16.1g(0.1mol)の3,4-メチレンジオキシフェニルアセトニトリルと24.3g(0.19mol)のフロログルシノールを150mlのジエチレングリコールジエチルエーテル中に溶解し、乾燥塩化水素ガスを6時間かけて20-25℃で導入した。混合物を室温で一晩かけて攪拌し、残渣を吸引濾過し、200mlの脱塩水中に縣濁させた。混合物を4時間還流した。その後、混合物を20℃にまで冷却し、沈殿物を吸引濾過し、残渣を200mlの水で洗浄し、減圧下、80℃で乾燥した。収率: 23.4g(81%)

Claims (9)

  1. アリールアセトニトリルおよび芳香族化合物の反応並びにその生成したケチミン化合物を加水分解することにより1,2-ジアリールエタノンを製造する方法であって、反応に用いる溶媒は、少なくとも1種のモノ又はポリアルキレングリコールジアルキルエーテル又は少なくとも2個の酸素原子を有する環状エーテルである、当該方法。
  2. 用いる溶媒が、ジエチレングリコールジ(C1-C4アルキル)エーテル、トリエチレングリコールジ(C1-C4アルキル)エーテル、テトラエチレングリコールジ（C1-C4アルキル)エーテルおよび/又はジオキサンである、請求項1に記載の方法。
  3. 反応を酸性触媒の存在下で行う、請求項１又は2のいずれか1項に記載の方法。
  4. 用いる触媒が塩化水素ガスである、請求項3に記載の方法。
  5. 用いる触媒がルイス酸である、請求項3記載の方法。
  6. 生成したケチミン化合物を母液から分離し、この母液を反応用溶媒として再利用する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 芳香族化合物が芳香環上に1〜3個の水酸基を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 芳香族化合物が1,3,5-トリヒドロキシベンゼンである、請求項7に記載の方法。
  9. アリールアセトニトリルが、フェニル基上にヒドロキシルおよびC1-C8アルコキシから選択される少なくとも1個の置換基を有するフェニルアセトニトリルである、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
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