JP2006213602A - 1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】安価かつ安全に、高収率で合成できる1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法を提供する。
【解決手段】 下記一般式(I)で表される化合物に金属アルコキシドを反応させ下記一般式(II)を合成する第1工程、下記一般式(II)で表される化合物をヒドロキシルアミンを反応させ下記一般式(III)を合成する第2工程、下記一般式(III)で表される化合物をカルボン酸誘導体と反応させ下記一般式(IV)を合成する第3工程、下記一般式(IV)で表される化合物の酸素−R2結合を切断し下記一般式(V)を合成する第4工程を含む、一般式(V)で表される1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法。
【化1】
上記式中、Xはハロゲン原子、R1は置換基を表し、R2はアルキル基を表し、R3はアルキル基またはアリール基を表す。nは0から4の整数を表す。qは1以上の整数を表す。
【選択図】 なし
【解決手段】 下記一般式(I)で表される化合物に金属アルコキシドを反応させ下記一般式(II)を合成する第1工程、下記一般式(II)で表される化合物をヒドロキシルアミンを反応させ下記一般式(III)を合成する第2工程、下記一般式(III)で表される化合物をカルボン酸誘導体と反応させ下記一般式(IV)を合成する第3工程、下記一般式(IV)で表される化合物の酸素−R2結合を切断し下記一般式(V)を合成する第4工程を含む、一般式(V)で表される1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法。
【化1】
上記式中、Xはハロゲン原子、R1は置換基を表し、R2はアルキル基を表し、R3はアルキル基またはアリール基を表す。nは0から4の整数を表す。qは1以上の整数を表す。
【選択図】 なし
Description
本発明は、4−ハロベンゾニトリルに金属アルコキシドを作用させ(第1工程)、続くアミノオキシム化(第2工程)、閉環(第3工程)、脱保護(第4工程)をおこなう、特定の1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物、好ましくは3−(3’−ハロ−4’−ヒドロキシフェニル)−1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物、または3−(3’、5’−ジハロ−4’−ヒドロキシフェニル)−1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法に関する。さらに円盤状液晶化合物等に有用な合成中間体に関する。
1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物は、色素、医薬品、農薬、液晶材料、電子材料等の合成中間体として有用である。例えば、非特許文献1には、3−(3’−フルオロ−4’−アルコキシフェニル)−1,2,4−オキサジアゾ−ル部を有する化合物が棒状液晶化合物であることが記載されている。また、特許文献1には、3−置換フェニル−1,2,4−オキサジアゾ−ル部を有する化合物が有機発光素子材料として有用であることが示されている。一方で、本発明の化合物に近い分子構造を有する1,3,4−オキサジアゾ−ル部を有する化合物を用いた円盤状化合物の液晶性化合物が報告されている(非特許文献2参照)が、1,2,4−オキサジアゾ−ル部を有する化合物が円盤状液晶化合物であるものは報告されていない。
特開2000−96043号公報
モレキュラー クリスタルズ アンド リクイッド クリスタルズ サイエンス アンド テクノロジイ ,セクション C:モレキュラー マテリアルズ(Molecular Crystals and Liquid Crystals Science and Technology,Section C:Molecular Materials )(1994)4(4)289−293
モレキュラー クリスタルズ アンド リクイッド クリスタルズ(Molecular Crystals and Liquid Crystals), 2001年, 370巻, 391頁
本発明は、有用な1,2,4−オキサジアゾ−ル誘導体の製造方法を提供することを目的とする。
従って、本発明の目的は、色素、医薬品、農薬、液晶材料、電子材料等などの機能性化合物の中間体、原料として有用である、一般式(V)で表される3−(4’−ヒドロキシフェニル)−1,2,4−オキサジアゾ−ル誘導体を、安価かつ安全に、高収率で合成できる製造方法を提供することである。
本発明者が鋭意検討した結果、下記一般式(V)で表される3−(4’−ヒドロキシフェニル)−1,2,4−オキサジアゾ−ル誘導体の合成方法について、4−ハロベンゾニトリルに金属アルコキシドを作用させ(第1工程)、続くアミノオキシム化(第2工程)、閉環(第3工程)、脱保護(第4工程)をおこなうことで、前記課題が解決されることを見出した。すなわち本発明は、下記手段により達成された。
(1)下記一般式(I)で表される化合物に金属アルコキシドを反応させ下記一般式(II)を合成する第1工程、下記一般式(II)で表される化合物にヒドロキシルアミンを反応させ下記一般式(III)を合成する第2工程、下記一般式(III)で表される化合物をカルボン酸誘導体と反応させ下記一般式(IV)を合成する第3工程、下記一般式(IV)で表される化合物の酸素−R2結合を切断し下記一般式(V)を合成する第4工程を含む、一般式(V)で表される1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法。
上記式中、Xはハロゲン原子、R1は置換基を表し、R2はアルキル基を表し、R3はアルキル基またはアリール基を表す。nは0から4の整数を表す。qは1以上の整数を表す。 qは1、2、または3が好ましく、2または3がより好ましく、3が更に好ましい。
(2)前記nが1から4の整数を表し、存在するR1の少なくとも1つがXの隣接位にあることを特徴とする(1)に記載の1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法。
(3)前記nが1から4の整数を表し、存在するR1の少なくとも1つがF、Cl、Brであり、かつベンゼン環上の置換位置がXの隣接位にあることを特徴とする、(1)、(2)に記載の1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法。
(4)前記R2が3級アルキル基であり、第4工程における酸素−R2結合の切断をプロトン酸にておこなうことを特徴とする、(1)から(3)に記載の1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法。
(5)前記一般式(V)が下記一般式(VI)で表されることを特徴とする、(1)から(4)に記載の1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法。
(2)前記nが1から4の整数を表し、存在するR1の少なくとも1つがXの隣接位にあることを特徴とする(1)に記載の1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法。
(3)前記nが1から4の整数を表し、存在するR1の少なくとも1つがF、Cl、Brであり、かつベンゼン環上の置換位置がXの隣接位にあることを特徴とする、(1)、(2)に記載の1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法。
(4)前記R2が3級アルキル基であり、第4工程における酸素−R2結合の切断をプロトン酸にておこなうことを特徴とする、(1)から(3)に記載の1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法。
(5)前記一般式(V)が下記一般式(VI)で表されることを特徴とする、(1)から(4)に記載の1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法。
(上式中、YはF、Clを表し、mは0から3の整数を表す。R1は置換基を表し、複数存在する場合は互いに同じでも異なっていても良い。)
(6)前記一般式(VI)で表される化合物。
(6)前記一般式(VI)で表される化合物。
(上式中、YはF、Clを表し、mは0から3の整数を表す。R1は置換基を表し、複数存在する場合は互いに同じでも異なっていても良い。)
本発明によれば、短工程で収率よく、3−(4’−ヒドロキシフェニル)−1,2,4−オキサジアゾ−ル誘導体を製造する方法を提供できる。
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明は、4−ハロベンゾニトリルに金属アルコキシドを作用させる第1工程、続くアミノオキシム化の第2工程、1,2、4−オキサジアゾ−ル環を形成する第3工程、酸素−R2結合を切断する第4工程を含む。下記に順に説明する。
本発明は、4−ハロベンゾニトリルに金属アルコキシドを作用させる第1工程、続くアミノオキシム化の第2工程、1,2、4−オキサジアゾ−ル環を形成する第3工程、酸素−R2結合を切断する第4工程を含む。下記に順に説明する。
(第一工程)
以下に第一工程について詳細に説明する。
以下に第一工程について詳細に説明する。
上式の一般式(I)中、Xは、ハロゲン原子を表す。好ましくはF、Cl、Br、Iから選ばれる。
上式の一般式(I)中、R1は置換基を表す。R1の例は、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルバモイル基、スルファモイル基、メルカプト基、ウレイド基、アルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基、置換アリール基、複素環基、アルコキシ基、置換アルコキシ基、アリールオキシ基、置換アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、置換アリールオキシカルボニル基、置換アミノ基、アミド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、置換アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、置換アリールオキシカルボニルアミノ基、置換カルバモイル基、スルホンアミド基、置換スルファモイル基、アルキルチオ基、置換アルキルチオ基、アリールチオ基、置換アリールチオ基、アルキルスルホニル基、置換アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、置換アリールスルホニル基、アルキルスルフィニル基、置換アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、置換アリールスルフィニル基、置換ウレイド基、リン酸アミド基、置換シリル基、アルコキシカルボニルオキシ基、置換アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基ならびに置換アリールオキシカルボニルオキシ基を含む。
アルキル基は、環状構造または分岐構造を有していてもよい。アルキル基の炭素原子数は1〜30であることが好ましい。置換アルキル基のアルキル部分は、アルキル基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アルキル基の置換基の例は、アルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基および置換アルキニル基が除外される以外は、R1の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アルケニル基は、環状構造または分岐構造を有していてもよい。アルケニル基の炭素原子数は2〜30であることが好ましい。置換アルケニル基のアルケニル部分は、アルケニル基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アルケニル基の置換基の例は、置換アルキル基の置換基の例と同様である。アルキニル基は、環状構造または分岐構造を有していてもよい。アルキニル基の炭素原子数は2〜30であることが好ましい。置換アルキニル基のアルキニル部分は、アルキニル基と同様である。置換アルキニル基の置換基の例は、置換アルキル基の置換基の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アリール基の炭素原子数は、6〜30であることが好ましい。置換アリール基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリール基の置換基の例は、R1の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
複素環基は、5員または6員の複素環を有することが好ましい。複素環に、他の複素環、脂肪族環または芳香族環が縮合していてもよい。複素環の複素原子は、窒素原子、酸素原子または硫黄原子であることが好ましい。複素環基は置換基を有していてもよい。複素環基の置換基の例は、R1の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アルコキシ基および置換アルコキシ基のアルキル部分は、アルキル基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アルコキシ基の置換基の例は、置換アルキル基の置換基の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。アリールオキシ基および置換アリールオキシ基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールオキシ基の置換基の例は、R1の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アシル基はホルミルまたは−CO−Rで表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
アシルオキシ基はホルミルオキシまたは−O−CO−Rで表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
アシルオキシ基はホルミルオキシまたは−O−CO−Rで表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
アルコキシカルボニル基および置換アルコキシカルボニル基のアルキル部分は、アルキル基と同様である。置換アルコキシカルボニル基の置換基の例は、置換アルキル基の置換基の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アリールオキシカルボニル基および置換アリールオキシカルボニル基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールオキシカルボニル基の置換基の例は、R1の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アリールオキシカルボニル基および置換アリールオキシカルボニル基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールオキシカルボニル基の置換基の例は、R1の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
置換アミノ基は、−NH−Rまたは−N(−R)2で表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
アミド基は、−NH−CO−Rで表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
イミド基は、−N(−CO−R)2で表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
アミド基は、−NH−CO−Rで表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
イミド基は、−N(−CO−R)2で表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
アルコキシカルボニルアミノ基および置換アルコキシカルボニルアミノ基のアルキル部分は、アルキル基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アルコキシカルボニルアミノ基の置換基の例は、置換アルキル基の置換基の例と同様である。
アリールオキシカルボニルアミノ基および置換アリールオキシカルボニルアミノ基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールオキシカルボニルアミノ基の置換基の例は、R1の例と同様である。
アリールオキシカルボニルアミノ基および置換アリールオキシカルボニルアミノ基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールオキシカルボニルアミノ基の置換基の例は、R1の例と同様である。
置換カルバモイル基は、−CO−NH−Rまたは−CO−N(−R)2で表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
スルホンアミド基は、−NH−SO2−Rで表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。置換スルファモイル基は、−SO2−NH−Rまたは−SO2−N(−R)2で表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
スルホンアミド基は、−NH−SO2−Rで表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。置換スルファモイル基は、−SO2−NH−Rまたは−SO2−N(−R)2で表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
アルキルチオ基および置換アルキルチオ基のアルキル部分は、アルキル基と同様である。置換アルキルチオ基の置換基の例は、置換アルキル基の置換基の例と同様である。
アリールチオ基および置換アリールチオ基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールチオ基の置換基の例は、R1の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アルキルスルホニル基および置換アルキルスルホニル基のアルキル部分は、アルキル基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アルキルスルホニル基の置換基の例は、置換アルキル基の置換基の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アリールチオ基および置換アリールチオ基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールチオ基の置換基の例は、R1の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アルキルスルホニル基および置換アルキルスルホニル基のアルキル部分は、アルキル基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アルキルスルホニル基の置換基の例は、置換アルキル基の置換基の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アリールスルホニル基および置換アリールスルホニル基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールスルホニル基の置換基の例は、R1の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アルキルスルフィニル基および置換アルキルスルフィニル基のアルキル部分は、アルキル基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アルキルスルフィニル基の置換基の例は、置換アルキル基の置換基の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アリールスルフィニル基および置換アリールスルフィニル基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールスルフィニル基の置換基の例は、R1の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アルキルスルフィニル基および置換アルキルスルフィニル基のアルキル部分は、アルキル基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アルキルスルフィニル基の置換基の例は、置換アルキル基の置換基の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アリールスルフィニル基および置換アリールスルフィニル基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールスルフィニル基の置換基の例は、R1の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
置換ウレイド基は、−NH−CO−NH−Rまたは−NH−CO−N(−R)2で表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
リン酸アミド基は、−NH−P(=O)(−OH)−O−Rまたは−NH−P(=O)(−O−R)2で表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
置換シリル基は、−SiH2−R、−SiH(−R)2または−Si(−R)3で表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
リン酸アミド基は、−NH−P(=O)(−OH)−O−Rまたは−NH−P(=O)(−O−R)2で表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
置換シリル基は、−SiH2−R、−SiH(−R)2または−Si(−R)3で表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
アルコキシカルボニルオキシ基および置換アルコキシカルボニルオキシ基のアルキル部分は、アルキル基と同様である。置換アルコキシカルボニルオキシ基の置換基の例は、置換アルキル基の置換基の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アリールオキシカルボニルオキシ基および置換アリールオキシカルボニルオキシ基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールオキシカルボニルオキシ基の置換基の例は、R1の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アリールオキシカルボニルオキシ基および置換アリールオキシカルボニルオキシ基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールオキシカルボニルオキシ基の置換基の例は、R1の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
R1が複数存在する場合は、それぞれ同じでも異なっていても良く、また可能であれば互いに結合して環を形成しても良い。
R1は好ましくは、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、アルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、2−メチルプロピルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、2−ヒドロキシエトキシ基、2−エトキシエチルオキシ基など)、アルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、2,2−ジメチルプロピル基など)、アルキルチオ基(例えばメチルメルカプト基、エチルメルカプト基、3−ヒドロキシプロピルメルカプト基など)であり、より好ましくは、少なくとも一つのR1がハロゲン原子でありかつXの隣接位にある。
第一工程は一般式(I)で表される化合物と金属アルコキシド(R2O)kM(式中、R2はアルキル基、Mは金属原子、kはMの価数)と反応させて、またはアルカリ存在下にアルコールR2OHと反応させることにより行なう。金属アルコキシドは無溶媒で粉末状のまま、あるいはアルコール溶液として用いる。また粉末状の金属アルコキシドは溶媒に均一に溶解している必要はない。
R2はで表されるアルキル基はR1におけるものと同義である。
R2はで表されるアルキル基はR1におけるものと同義である。
金属アルコキシド中の金属元素としては、例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属を用いることができる。具体例としては、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウム−t−ブトキシド等が挙げられる。ナトリウム−t−ブトキシド、カリウム−t−ブトキシド等の3級アルキルアルコールから調整できるアルコキシドが最も好ましい。
アルカリとアルコールを用いアルコキシ化する場合に用いるアルカリとしては例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の水酸化アルカリおよび炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム等の炭酸アルカリ、水素化ナトリウム、水素化カリウム等の水素化金属があげられる。これらの使用量は一般式(I)の化合物1モルに対して0.8〜5.0モル、好ましくは1.0モル〜3.0モルである。
溶媒は単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。溶媒の使用量としては、一般式(I)で表される化合物の1質量部当たり、好ましくは0.1〜1000質量分、より好ましくは0.5〜100質量分、さらに好ましくは1〜50質量分の割合である。好ましい溶媒としては用いるアルコキシドと反応しない限りは制限されない。好ましくはアルコール溶媒(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、2−メチルプロパノール、2,2−ジメチルエタノール、ブタノール)、エーテル溶媒(例えば、イソプロピルエーテル、テトロヒドロフラン)、不飽和炭化水素溶媒(例えば、トルエン)などが挙げられる。
反応温度は特に制限されないが、副生成物を押さえるため、100℃以下で行なうことが好ましい。反応時間は反応温度等により異なるが、10分〜5時間が好ましい。反応終了は、NMR、HPLC、TLC、その他の方法によって確認することができる。
(第二工程)
以下に第二工程について詳細に説明する。
以下に第二工程について詳細に説明する。
上式の一般式(II)及び(III)中の、R1、R2は前述したものと同様であり、好ましい範囲も同様である。
第二工程は一般式(II)に対してヒドロキシルアミンを作用させる工程である。ヒドロキシルアミンはヒドロキシルアミン塩酸塩、ヒドロキシルアミン硫酸塩等の塩をアルカリまたは塩基で中和したものを用いても、ヒドロシキルアミン水溶液を使用しても良い。これらの好ましい使用量は一般式(II)の化合物1モルに対して0.8モル〜5.0モル、より好ましくは1.0モル〜3.0モルである。
溶媒は単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。溶媒の使用量としては、一般式(II)で表される化合物の1質量部当たり、好ましくは0.1〜1000質量分、より好ましくは0.5〜100質量分、さらに好ましくは1〜50質量分の割合である。溶媒としてはヒドロキシルアミンと反応しない溶媒であれば特に制限されないが、好ましい溶媒としてはアルコール溶媒(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、2−メチルプロパノール、2,2−ジメチルエタノール、ブタノール)、エーテル溶媒(例えば、イソプロピルエーテル、テトロヒドロフラン、ジオキサン)が挙げられる。より好ましくはアルコール溶媒である。
反応温度は、0℃から溶媒還流温度まで特に制限されない。反応時間は反応温度等により異なるが、10分〜5時間が好ましい。反応終了は、NMR、HPLC、TLC、その他の方法によって確認することができる。
一般式(III)で表される化合物は、結晶として取り出すことが好ましい。例えば反応後、反応系内の温度を室温程度にし、水を適量流しこむことで固化させ取り出すことなどが挙げられる。
(第三工程)
下記に第三工程に関して詳しく説明する。
上式の一般式(III)及び(IV)中の、R1、R2は前述したものと同様であり、好ましい範囲も同様である。
第三工程は一般式(III)で表される化合物とカルボン酸誘導体R3(CO−Z)q(式中、R3はアルキル基またはアリール基、Zは脱離基、qはR3中のCO−Zの数)とを反応させて、閉環させ、1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物を合成する工程である。用いる一般式(III)の使用量は、カルボン酸誘導体に対してq×0.8モル〜q×5.0モルであり、好ましくはq×1.0モル〜q×3.0モルである。
R3で表されるアルキル基及びアリール基はR1におけるものと同義である。
R3で表されるアルキル基及びアリール基はR1におけるものと同義である。
Zは離脱基であり、好ましくはCl、OSO2R(Rはアルキル基またはアリール基)、OCOR(Rはアルキル基またはアリール基)であり、最も好ましくはClである。
溶媒は単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。溶媒の使用量としては、一般式(III)で表される化合物の1質量部当たり、好ましくは0.1〜1000質量分、より好ましくは0.5〜100質量分、さらに好ましくは1〜50質量分の割合である。好ましい溶媒としてはアミノオキシムおよびカルボン酸誘導体と反応しなければ特に制限されないが、好ましくはエーテル溶媒、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、トルエンが挙げられる。
第三工程は下記一般式(VII)が中間体として生成する。
上式の一般式(VII)中の、R1、R2、R3、n、qは前述したものと同様であり、好ましい範囲も同様である。
一般式(VII)は中間体として取り出すことが可能である。よって、一般式(VII)をいったん取り出した後、閉環させて一般式(IV)の化合物を合成しても良い。
反応温度は、0℃から溶媒還流温度まで特に制限されない。反応時間は反応温度等により異なるが、10分〜10時間が好ましい。反応終了は、NMR、HPLC、TLC、その他の方法によって確認することができる。
(第四工程)
上式の一般式(IV)及び一般式(V)中の、R1、R2、R3、n、qは前述したものと同様であり、好ましい範囲も同様である。
第四工程は一般式(IV)に対してプロトン酸を作用させ、酸素−R2結合を切断することで一般式(V)を合成する工程である。
用いるプロトン酸は塩酸、硫酸などが好ましい。
溶媒は、酸性条件下にて分解しないものを用いる。好ましくはトルエン、キシレン、アルコール溶媒、水である。これらを単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。溶媒の使用量としては、一般式(IV)で表される化合物の1質量部当たり、好ましくは0.1〜1000質量分、より好ましくは0.5〜100質量分、さらに好ましくは1〜50質量分の割合で使用される。
反応系において、一般式(IV)が均一に溶解している必要はない。
反応温度は、0℃から溶媒還流温度まで特に制限されないが、反応を速やかに行なうため、60度以上が好ましい。反応時間は反応温度等により異なるが、10分〜40時間が好ましい。反応終了は、NMR、HPLC、TLC、その他の方法によって確認することができる。
本発明において一般式(V)で表される化合物のうち、好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
さらに好ましくは一般式(VI)である。
上式中、YはF、Clを表し、mは0から3の整数を表し、0または1が好ましい。R1は置換基を表し、複数存在する場合は互いに同じでも異なっていても良い。R1としては、ハロゲン原子(好ましくはF、Cl)、アルキル基(好ましくはメチル)、アルケニル基(好ましくはアリル)、アルコキシ基(好ましくはメトキシ)が好ましい。
本発明において一般式(VI)で表される化合物のうち、好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[実施例]
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
例示化合物(16)は、下記に示すとおり合成した。
ナトリウム−t−ブトキシ86g(0.9mol)をテトラヒドロフラン(THF)800mlに加えた溶液に、室温にて3,4−ジフルオロベンゾニトリル75.8g(0.545mol)をゆっくりと分割添加した。しばらく撹拌した後、反応系内の温度を50℃まで昇温し、2時間撹拌した。氷冷し、1N希塩酸にて中和した後、酢酸エチルおよび水を加えて分液し、有機層を希塩酸水および飽和食塩水で洗浄した。該有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を減圧留去し、油状物(A−1)を得た。
上記で得た(A−1)にイソプロパノ−ル400ml加え、50%ヒドロキシルアミン水溶液108g(1.635mol)を加えた。加熱還流下、3時間撹拌した後、氷冷し、水を加え晶析させた。ろ過後、水洗に分散させろ過を行い、固体を乾燥させることで、(A−2)を110.5g(0.49mol)で得た。2段階の収率90%。
(A−2)102g(0.45mol)のジオキサン800ml溶液にピリジン36.4ml(0.45mol)を加え、トリメシン酸トリクロライド32g(0.12mol)のジオキサン溶液100mlを滴下した。室温にて1時間撹拌した後、加熱し還流させた。2時間撹拌した後、放冷した。メタノールを加えて晶析し、ろ過を行い、乾燥させることで、(A−3)を87.2g(0.11mol)で得た。収率93%。
(A−3)78.1g(0.1mol)、イソプロパノ−ル1L、濃塩酸250mlの溶液を加熱し還流させた。還流下撹拌を、約10時間おこない、TLCにて反応をチェックし、放冷した氷冷して結晶をろ過し、ろ別した結晶を水に分散させて再びろ過した。この操作をろ液のpHがほぼ中性になるまで繰り返したあと、結晶を乾燥させることにより例示化合物(13)を57.5g(0.094mol)得た。収率94%。
以上、3,4−ジフルオロベンゾニトリルから4段階にて、収率78.7%で例示化合物(16)を合成することができた。
例示化合物(16)の合成に関して、第一工程のアルコキシドをナトリウム−t−ブトキシ〔←t−ブトキシナトリウム〕をカリウム−t−ブトキシ〔←t−ブトキシカリウム〕に変更した以外、実施例1と同様の方法にて合成を行い、4段階にて収率77.9%で例示化合物(16)を得た。
例示化合物(18)は、下記に示すとおり合成した。
実施例1における、3,4−ジフルオロベンゾニトリルを3−クロロ−4−フルオロベンゾニトリルに変更した以外、実施例1と同様の方法にて合成を行い、4段階にて収率69.2%で例示化合物(18)を得た。
例示化合物(1)の合成
(A−2)22.7g(0.10mol)のジオキサン500ml溶液にピリジン8.1ml(0.10mol)を加え、テレフタル酸ジクロライド6.1g(0.03mol)のジオキサン溶液30mlを滴下した。室温にて1時間撹拌した後、加熱し還流させた。2時間撹拌した後、放冷した。メタノールを加えて晶析し、ろ過を行い、乾燥させることで、(C−1)を13.1g(0.024mol)で得た。収率80%。
(C−1)13.1g(0.024mol)、イソプロパノ−ル300ml、濃塩酸50mlの溶液を加熱し還流させた。還流下撹拌を、約10時間おこない、TLCにて反応をチェックし、放冷した氷冷して結晶をろ過し、ろ別した結晶を水に分散させて再びろ過した。この操作をろ液のpHがほぼ中性になるまで繰り返したあと、結晶を乾燥させることにより例示化合物(1)を8.1g(0.019mol)得た。収率78%。
例示化合物(7)は、下記に示すとおり合成した。
実施例1〔←4〕におけるトリメシン酸トリクロライドをトランス−シクロヘキサンジカルボン酸クロライドに変更した以外、実施例4と同様の操作にて、例示化合物(7)が合成できた。2段階収率61%。
参考例1
参考例1
下記、円盤状化合物(A)の合成
下記スキームにしたがって合成した。
6−ブロモ−1−ヘキサノール21.3gをジメチルアセトアミド400mlに溶解後、アクリル酸クロライド11.7gを滴下し、室温で1時間攪拌後、水1L、ヘキサン1Lを加え、有機層を洗浄した。分液後、ヘキサン層を留去し、例示化合物(16)16g、炭酸カリウム18.0gおよびジメチルホルムアミド300mLを加え、110℃で5時間攪拌した。反応液に水を加え、CH2Cl2で抽出後、有機層を濃縮し、カラムクロマトグラフィーを用いて精製を行うことで、(A)の結晶20.0g(収率71.3%)を得た。
1H-NMR (300MHz, CDCl3) δ1.4-1.6 (m, 12H), 1.6-1.7 (m, 6H), 1.8 (m, 6H), 4.2 (t, 6H), 4.3 (t, 6H), 5.8 (dd, 3H), 6.2 (dd, 3H), 6.4 (dd, 3H), 7.1 (dd, 3H), 7.9-8.0 (dd, 3H), 9.3 (s, 3H)
1H-NMR (300MHz, CDCl3) δ1.4-1.6 (m, 12H), 1.6-1.7 (m, 6H), 1.8 (m, 6H), 4.2 (t, 6H), 4.3 (t, 6H), 5.8 (dd, 3H), 6.2 (dd, 3H), 6.4 (dd, 3H), 7.1 (dd, 3H), 7.9-8.0 (dd, 3H), 9.3 (s, 3H)
得られた(A)の相転移温度を偏光顕微鏡によるテクスチャー観察によって行ったところ、温度を上げていき79℃付近で結晶相からディスコティックネマチック液晶相に変わり、120℃を超えると等方性液体相に変わった。すなわち、(A)は79℃から120℃の間でディスコティックネマチック液晶相を呈することが分かった。
参考例2
参考例2
下記、円盤状化合物(B)の合成
下記スキームにしたがって合成した。
下記スキームにしたがって合成した。
2−ヒドロキシエチルアクリレート0.73gをテトラヒドロフラン10mlに溶解後、氷冷下ジメチルアニリン0.84mlを滴下し、トリホスゲン0.62gを加えた。室温に戻し2時間撹拌後、氷冷下例示化合物(16)0.33gを加え、ピリジン0.31mlを滴下し、室温で2時間撹拌した。反応後、メタノールを添加し、析出した結晶を濾取した。カラムクロマトグラフィーにより精製を行い、(B)を0.35g得た。1H-NMR (300MHz, CDCl3)δ4.50(6H、t)、4.60(6H、t)、5.92(3H、dd)、6.20(3H、dd)、6.50(3H、dd)、7.45(3H、dd)、8.10−8.20(6H、m)、9.30(3H、s)
得られた(B)の相転移温度を偏光顕微鏡によるテクスチャー観察によって行ったところ、温度を上げていき128℃付近で結晶相からディスコティックネマチック液晶相に変わり、129℃を超えると等方性液体相に変わった。すなわち、(B)は128℃から129℃の間でディスコティックネマチック液晶相を呈することが分かった。
上記 参考例1、2から、本発明の合成法において合成できる化合物を中間体に用いることで、円盤状液晶化合物が合成できる。
本願発明の3−(3’−ハロ−4’−ヒドロキシフェニル)−1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物、3−(3’、5’−ジハロ−4’−ヒドロキシフェニル)−1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物等の3−(4’−ヒドロキシフェニル)−1,2,4−オキサジアゾ−ル誘導体を中間体として合成できる化合物は色素、医薬品、農薬、液晶材料、電子材料等などの機能性化合物の中間体、原料として極めて有用である。
Claims (5)
- 下記一般式(I)で表される化合物に金属アルコキシドを反応させ下記一般式(II)を合成する第1工程、下記一般式(II)で表される化合物にヒドロキシルアミンを反応させ下記一般式(III)を合成する第2工程、下記一般式(III)で表される化合物をカルボン酸誘導体と反応させ下記一般式(IV)を合成する第3工程、下記一般式(IV)で表される化合物の酸素−R2結合を切断し下記一般式(V)を合成する第4工程を含む、一般式(V)で表される1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法。
- 前記nが1から4の整数を表し、存在するR1の少なくとも1つがXの隣接位にあることを特徴とする、請求項1に記載の1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法。
- 前記nが1から4の整数を表し、存在するR1の少なくとも1つがF、Cl、Brであり、かつベンゼン環上の置換位置がXの隣接位にあることを特徴とする、請求項1、2に記載の1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法。
- 前記R2が3級アルキル基であり、第4工程における酸素−R2結合の切断をプロトン酸にておこなうことを特徴とする、請求項1から3に記載の1,2,4−オキサジアゾ−ル化合物の製造方法。
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---|---|---|---|---|
WO2007011003A1 (en) * | 2005-07-15 | 2007-01-25 | Fujifilm Corporation | Liquid crystal compound, liquid crystal composition, thin film and liquid crystal display |
-
2005
- 2005-02-01 JP JP2005025253A patent/JP2006213602A/ja active Pending
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