JP2007262025A - ジアルキルシラノール化合物およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、本発明の第1は、一般式(1)
で表されるジアルキルシラノール化合物に関する。
本発明の第2は、一般式(2)
で表されるジアルキルシラン化合物を、触媒の存在下に水と反応させることを特徴とする、一般式(1)
で表されるジアルキルシラノール化合物の製造方法に関する。
本発明の第3は、一般式(3)
で表されるジアルキルオルガノオキシシラン化合物を、水と反応させることを特徴とする、一般式(1)
で表されるジアルキルシラノール化合物の製造方法に関する。
で表されるジアルキルシラノール化合物は、一般式(2)
で表されるジアルキルシラン化合物を、触媒(A)の存在下に水と反応させることにより製造することができる。
水の使用量は一般式(2)で表される化合物に対して1倍モル以上であり、好ましくは1〜5倍モルである。原料の仕込み手順は任意であるが、例えば、一般式(2)で表される化合物と触媒(A)を仕込み、これに水を滴下してもよく、あるいは、水と触媒(A)を仕込んだ後、一般式(2)で表される化合物を滴下してもよい。
反応において溶媒は必要としないが、必要に応じて使用してもよく、反応を阻害しないものであれば特に限定されない。そのような溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタンなどのエーテル類、メチルエチルケトン、アセトンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、ジメチルホルムアミドなどのアミド類、アセトニトリルなどのニトリル類が挙げられる。
反応時間は、反応物の種類及び量にもよるが、およそ1〜8時間以内で終了する。
また、反応は空気雰囲気下で行うことができるが、水素ガスが発生するため不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。反応終了後、目的物を単離するには、蒸留、抽出、カラムクロマトグラフィーなどの方法が使用できる。
で表されるジアルキルオルガノオキシシラン化合物を、水と反応させることにより製造することができる。
反応において溶媒は必要としないが、必要に応じて使用しても良く、反応を阻害しないものであれば特に限定されない。そのような溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタンなどのエーテル類が挙げられる。
反応温度は特に限定されないが、20℃程度で反応は進行する。反応時間は、反応物の種類及び量にもよるが、およそ1〜8時間以内で終了する。また、反応は空気雰囲気下で行うことができるが、不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。反応終了後、目的物を単離するには、蒸留、抽出、カラムクロマトグラフィーなどの方法が使用できる。
で表される化合物は、一般式(7)
で表される芳香族ハロゲン化物とマグネシウムとから得られる一般式(8)
で表されるグリニヤール試薬に、一般式(9)
で表される有機ケイ素化合物を反応させることにより製造することができる。
なお、前記一般式(6)の化合物において、R7が非環状アセタール基の場合、すなわち一般式(10)
で表される化合物は新規化合物であるが、R7が環状アセタール基やホルミル基の場合は公知化合物である。
一般式(6)で表される化合物の製造において、一般式(9)で表される有機ケイ素化合物の使用量は、一般式(8)で表されるグリニヤール試薬に対して0.8倍モル以上であり、好ましくは0.95〜1.0倍モルである。
原料の仕込み手順は任意であるが、例えば、一般式(8)で表されるグリニヤール試薬を仕込み、これに一般式(9)で表される有機ケイ素化合物を滴下してもよく、あるいは、一般式(9)で表される有機ケイ素化合物を仕込んだ後、一般式(8)で表されるグリニヤール試薬を滴下してもよい。
反応において溶媒は必要としないが、必要に応じて使用してもよく、反応を阻害しないものであれば特に限定されない。そのような溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタンなどのエーテル類が挙げられる。
反応温度は特に限定されないが、20℃程度で反応は進行する。反応時間は、反応物の種類及び量にもよるが、およそ1〜8時間以内で終了する。また、反応はチッソ、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で行うことが望ましい。
で表されるホルミルフェニルジアルキルシランは、一般式(6)
で表される化合物を、酸触媒(B)の存在下に加水分解させるか、又は酸触媒(B)の存在下にケトン類と反応させることにより製造することができる。
水の使用量は一般式(6)で表される化合物に対して1倍モル以上、好ましくは10〜50倍モルである。
ケトン類は、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトンなどが挙げられる。ケトン類の使用量は一般式(6)で表される化合物に対して1倍モル以上、好ましくは10〜50倍モルである。
原料の仕込み手順は任意であるが、例えば、一般式(6)で表される化合物と酸触媒(B)を仕込み、これに水又はケトン類を滴下してもよく、あるいは、酸触媒(B)と水、又は酸触媒(B)とケトン類を仕込んだ後、一般式(6)で表される化合物を滴下してもよい。
反応において溶媒は必要としないが、必要に応じて使用してもよく、反応を阻害しないものであれば特に限定されない。そのような溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタンなどのエーテル類、メタノール、エタノールなどのアルコール類、メチルエチルケトン、アセトンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、ジメチルホルムアミドなどのアミド類、アセトニトリルなどのニトリル類が挙げられる。
反応温度は特に限定されないが、20℃程度で反応は進行する。反応時間は、反応物の種類及び量にもよるが、およそ1〜8時間以内で終了する。また、反応は空気雰囲気下で行うことができるが、不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。反応終了後、目的物を単離するには、蒸留、抽出、カラムクロマトグラフィーなどの方法が使用できる。
で表されるジアルキルオルガノオキシシラン化合物は、一般式(2)
で表されるジアルキルシラン化合物を、触媒(C)の存在下にアルコール類と反応させることにより製造することができる。
前記一般式(3)の化合物において、R1が非環状アセタール基である場合の化合物は公知化合物であるが、R1がホルミル基又は環状アセタール基である場合、すなわち一般式(12)
で表される化合物は新規化合物である。
アルコール類はメタノール、エタノールなどが、アリールアルコール類はフェノール、クレゾールなどが挙げられる。アルコール類又はアリールアルコール類の使用量は一般式(2)で表される化合物に対して1倍モル以上であり、好ましくは1〜10倍モルである。
原料の仕込み手順は任意であるが、例えば、一般式(2)で表される化合物と触媒(C)を仕込み、これにアルコール類又はアリールアルコール類を滴下してもよく、あるいは、アルコール類又はアリールアルコール類と触媒(C)とを仕込んだ後、一般式(2)で表される化合物を滴下してもよい。
反応において溶媒は必要としないが、必要に応じて使用してもよく、反応を阻害しないものであれば特に限定されない。そのような溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタンなどのエーテル類、メチルエチルケトン、アセトンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、ジメチルホルムアミドなどのアミド類、アセトニトリルなどのニトリル類が挙げられる。
反応温度は特に限定されないが、20℃程度で反応は進行する。反応時間は、反応物の種類及び量にもよるが、およそ1〜8時間以内で終了する。また、反応は空気雰囲気下で行うことができるが、水素ガスが発生するため不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。反応終了後、目的物を単離するには、蒸留、抽出、カラムクロマトグラフィーなどの方法が使用できる。
で表される化合物は、一般式(14)
で表される化合物を、酸触媒(D)の存在下にケトン類と反応させることにより製造することができる。
ケトン類は、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトンなどが挙げられる。ケトン類の使用量は一般式(14)で表される化合物に対して1倍モル以上、好ましくは10〜50倍モルである。
原料の仕込み手順は任意であるが、例えば、一般式(14)で表される化合物と酸触媒(D)を仕込み、これにケトン類を滴下してもよく、あるいは、酸触媒(D)とケトン類を仕込んだ後、一般式(14)で表される化合物を滴下してもよい。
反応において溶媒は必要としないが、必要に応じて使用してもよく、反応を阻害しないものであれば特に限定されない。そのような溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタンなどのエーテル類、メタノール、エタノールなどのアルコール類、メチルエチルケトン、アセトンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、ジメチルホルムアミドなどのアミド類、アセトニトリルなどのニトリル類が挙げられる。
反応温度は特に限定されないが、20℃程度で反応は進行する。反応時間は、反応物の種類及び量にもよるが、およそ1〜8時間以内で終了する。また、反応は空気雰囲気下で行うことができるが、不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。反応終了後、目的物を単離するには、蒸留、抽出、カラムクロマトグラフィーなどの方法が使用できる。
(2)また、本発明は前記ジアルキルシラノール化合物を製造する原料として好適な化合物を提供することができた。
(1)〈4−ジメトキシメチルフェニルマグネシウムブロミドの調整〉
3Lの4つ口フラスコに還流冷却器、温度計、滴下ロート、及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、マグネシウム44.1g(1.82モル)とテトラヒドロフラン1308gを仕込んだ。その後、冷媒にて内温を0〜5℃に冷却した後、滴下ロートより4−ブロモベンズアルデヒドジメチルアセタール(アルドリッチ社製)400g(1.73モル)を内温が20℃を越えないように3時間かけて滴下した。その後、内温を20〜30℃に保ち15時間熟成を行い、下記式で示すグリニヤール試薬(4−ジメトキシメチルフェニルマグネシウムブロミド)を調製した。
次いで、冷媒にて内温を0〜5℃に冷却した後、滴下ロートよりクロロジメチルシラン157g(1.66モル)を、内温が20℃を越えないように3時間かけて滴下した。その後、内温を20〜30℃に保ち1時間熟成を行った。続いて、5Lの4つ口フラスコに還流冷却器、温度計、滴下ロート、及び撹拌機を取り付けた。このフラスコに、水800g及びトルエン800gを仕込み、冷媒にて内温を0〜5℃に冷却した後、先ほどの反応で得られた混合物を滴下ロートより、内温が30℃を越えないように10分かけて滴下した。その後得られた溶液を5Lの分液ロートに移し、有機層と水層に分けた。さらに得られた有機層を水800gにて2回洗浄し、有機層2106gを得た。この溶液をロータリーエバポレーターにて減圧濃縮し、濃縮液441gを得た。次いで、この濃縮液を減圧蒸留(沸点92℃/150Pa)して、無色液体の4−ジメトキシメチルフェニルジメチルシラン333g(1.58モル)が得られた。収率は95.1%(クロロジメチルシランに対して)であった。このもののNMRスペクトル及びGC−MSスペクトルを測定した結果、上記化合物であることが確認された。以下にその結果を示す。
13C−NMR(100MHz,δ in CDCl3):−3.70,52.57,102.87,125.93,133.67,137.43,138.77
GC−MS m/z(relative intensity):210(5.4,M+),196(9.0),180(100),164(8.1),151(21),135(5.4),121(41),105(15),91(14),75(35),59(14)
2Lの4つ口フラスコに還流冷却器、温度計、滴下ロート、及び撹拌機を取り付けた。このフラスコに、ピリジニウム−p−トルエンスルホン酸12.0g(0.0476モル)、水34.2g(1.90モル)及びテトラヒドロフラン600gを仕込んだ。その後、内温20〜30℃で撹拌下、実施例1で得られた4−ジメトキシメチルフェニルジメチルシラン200g(0.951モル)を添加し、そのままの温度で1時間熟成を行った。そして、トルエン500g、水500gを添加した後、得られた溶液を3Lの分液ロートに移し有機層と水層に分けた。さらに得られた有機層を水500gで2回洗浄し、有機層1055gを得た。この溶液をロータリーエバポレーターにて減圧濃縮し、濃縮液192gを得た。次いで、この濃縮液を減圧蒸留(沸点84℃/665Pa)して、無色液体の4−ホルミルフェニルジメチルシラン120g(0.732モル)が得られた。収率は76.9%(4−ジメトキシメチルフェニルジメチルシランに対して)であった。このもののNMRスペクトル及びGC−MSスペクトルを測定した結果、上記化合物であることが確認された。
13C−NMR(100MHz,δ in CDCl3):−4.03,128.40,134.24,136.47,145.66,191.98
GC−MS m/z(relative intensity):163(58,M+),149(100),133(8.1),119(7.2),105(17),89(6.3),77(9),59(6.3)
300mLの4つ口フラスコに還流冷却器、温度計、滴下ロート、及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、5%パラジウム炭素触媒0.50g及びメタノール100g(3.13モル)を仕込んだ。その後、内温20〜30℃で撹拌下、実施例1で得られた4−ジメトキシメチルフェニルジメチルシラン100g(0.475モル)を滴下し、さらにそのままの温度で1時間熟成を行った。触媒をろ過により除去後、得られたろ液をロータリーエバポレーターにて減圧濃縮し、濃縮液113gを得た。次いで、この濃縮液を減圧蒸留(沸点114℃/390Pa)して、無色液体の4−ジメトキシメチルフェニルジメチルメトキシシラン79.4g(0.330モル)が得られた。収率は69.5%(4−ジメトキシメチルフェニルジメチルシランに対して)であった。このもののNMRスペクトル及びGC−MSスペクトルを測定した結果、上記化合物であることが確認された。以下にその結果を示す。
13C−NMR(100MHz,δ in CDCl3):−2.18,50.65,52.76,103.03,125.97,133.21,137.51,139.23
GC−MS m/z(relative intensity):240(1.0,M+),226(34),210(100),195(10),179(12),163(2.7),149(11),135(13),119(6.3),105(8.1),89(9.0),75(12),59(16)
20mLの3つ口フラスコに還流冷却器、温度計、滴下ロート、及び撹拌子を取り付け、このフラスコに、水3.0g(0.167モル)、テトラヒドロフラン10gを仕込んだ。その後、内温20〜30℃で撹拌下、実施例2で得られた4−ジメトキシメチルフェニルジメチルメトキシシラン6.00g(0.025モル)を滴下し、さらにそのままの温度で1時間熟成を行った。トルエン20gを添加後、分液ロートにて有機層と水層に分液し、得られた有機層をロータリーエバポレーターにて減圧濃縮し、濃縮液4.93gを得た。次いで、この濃縮液を減圧蒸留(沸点125℃/200Pa)して、無色液体の4−ジメトキシメチルフェニルジメチルシラノール1.10g(4.86ミリモル)が得られた。収率は19.4%(4−ジメトキシメチルフェニルジメチルメトキシシランに対して)であった。このもののNMRスペクトル及びGC−MSスペクトルを測定した結果、上記化合物であることが確認された。以下にその結果を示す。
13C−NMR(100MHz,δ in CDCl3):0.13,52.65,102.91,125.91,132.81,138.86,139.43
GC−MS m/z(relative intensity):226(1.0,M+),196(100),180(2.7),165(14),151(2.0),135(9.0),119(4.4),105(5.4),91(10),75(33),59(3.6)
500mLの4つ口フラスコに還流冷却器、温度計、滴下ロート、及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、活性白土5.0g、アセトン300g(5.17モル)を仕込んだ。その後、内温20〜30℃で撹拌下、実施例2で得られた4−ジメトキシメチルフェニルジメチルメトキシシラン50.0g(0.208モル)を滴下し、さらにそのままの温度で30分熟成を行った。活性白土をろ過により除去後、得られたろ液をロータリーエバポレーターにて減圧濃縮し、濃縮液48.7gを得た。次いで、この濃縮液を減圧蒸留(沸点98℃/360Pa)して、無色液体の4−ホルミルフェニルジメチルメトキシシラン17.7g(0.0911モル)が得られた。収率は43.8%(4−ジメトキシメチルフェニルジメチルメトキシシランに対して)であった。このもののNMRスペクトル及びGC−MSスペクトルを測定した結果、上記化合物であることが確認された。以下にその結果を示す。
13C−NMR(100MHz,δ in CDCl3):−2.38,50.55,128.42,133.61,136.71,145.41,191.94
GC−MS m/z(relative intensity):194(6.3,M+),180(100),163(2.0),149(51),133(4.0),119(10),105(7.2),89(17),77(4.6),59(28)
50mLの4つ口フラスコに還流冷却器、温度計、滴下ロート、及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、水5.0g(0.278モル)、テトラヒドロフラン40.0gを仕込んだ。その後、内温20〜30℃で撹拌下、実施例4で得られた4−ホルミルフェニルジメチルメトキシシラン16.1g(0.0829モル)を滴下し、さらにそのままの温度で1時間熟成を行った。得られた溶液をロータリーエバポレーターにて減圧濃縮し、濃縮液15.4gを得た。次いで、この濃縮液を減圧蒸留(沸点128℃/280Pa)して、無色液体の4−ホルミルフェニルジメチルシラノール6.40g(0.0355モル)が得られた。収率は42.8%(4−ホルミルフェニルジメチルメトキシシランに対して)であった。このもののNMRスペクトル及びGC−MSスペクトルを測定した結果、上記化合物であることが確認された。以下にその結果を示す。
13C−NMR(100MHz,δ in CDCl3):0.00,128.54,133.36,136.38,147.58,192.68
GC−MS m/z(relative intensity):180(11,M+),165(100),137(3.6),121(4.5),105(3.6),91(10),75(15),61(2.7)
200mLの4つ口フラスコにDean−Stark装置、温度計、及び撹拌子を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、ブロモベンズアルデヒド100g(0.540モル)及び1,3−プロパンジオール41.1g(0.540モル)、活性白土5g、トルエン200gを仕込んだ。その後、加熱還流することにより系外へ生成した水を留去した。活性白土をろ過により除去後、得られたろ液をロータリーエバポレーターにて減圧濃縮・乾固し、濃縮残133gを得た。次いで、この濃縮残をヘキサン200gにて再結晶・減圧乾燥して、白色結晶の2−(p−ブロモフェニル)−1,3−ジオキサン105g(0.432モル)が得られた。収率は79.9%(ブロモベンズアルデヒドに対して)であった。このもののNMRスペクトル及びGC−MSスペクトルを測定した結果、上記化合物であることが確認された。以下にその結果を示す。
GC−MS m/z(relative intensity):243(100,M+),185(90),163(20),105(55),87(76),77(78),59(12)
(1)〈4−(1,3−ジオキサン−2−イル)フェニルマグネシウムブロミドの調整〉
1Lの4つ口フラスコに還流冷却器、温度計、滴下ロート、及び撹拌子を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、マグネシウム10.5g(0.432モル)及びテトラヒドロフラン16g(0.222モル)を仕込んだ。その後、内温20〜30℃で撹拌下、調製例2で得られた2−(p−ブロモフェニル)−1,3−ジオキサン100g(0.411モル)のテトラヒドロフラン280g(3.88モル)を滴下ロートより内温が20℃を越えないように、1時間かけて滴下した。その後、そのままの温度で2時間熟成を行い、グリニヤール試薬〔4−(1,3−ジオキサン−2−イル)フェニルマグネシウムブロミド〕を調製した。
次に、前記(1)で得られたグリニヤール試薬含有溶液に内温が20℃を越えないように、滴下ロートよりクロロジメチルシラン36.9g(0.390モル)を15分かけて滴下した。その後、内温を20〜30℃に保ち1時間熟成を行った。続いて、トルエン200gを添加した後、冷媒にて冷却下内温が20℃を越えないように、滴下ロートより水200gを滴下した。その後得られた溶液を1Lの分液ロートに移し、有機層と水層に分けた。さらに得られた有機層を水200gにて2回洗浄し、有機層546gを得た。この溶液をロータリーエバポレーターにて減圧濃縮し、濃縮液102gを得た。次いで、この濃縮液を減圧蒸留(沸点144℃/390Pa)して、無色液体の2−(p−ジメチルシリルフェニル)−1,3−ジオキサン56.9g(0.256モル)が得られた。収率は65.6%(クロロジメチルシランに対して)であった。このもののNMRスペクトル及びGC−MSスペクトルを測定した結果、上記化合物であることが確認された。以下にその結果を示す。
13C−NMR(100MHz,δ in CDCl3):−3.73,25.74,67.18,101.26,125.15,133.63,137.76,139.351
GC−MS m/z(relative intensity):222(58,M+),208(14),179(5.0),163(100),149(37),135(22),121(34),105(50),87(45),77(12),59(20)
50mLの4つ口フラスコに還流冷却器、温度計、滴下ロート、及び撹拌子を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、メタノール15.0g(0.469モル)及び5%パラジウム炭素触媒0.075gを仕込んだ。その後、内温20〜30℃で撹拌下、調製例3で得られた2−(p−ジメチルシリルフェニル)−1,3−ジオキサン15.0g(0.0675モル)を滴下し、さらにそのままの温度で10分間熟成を行った。触媒をろ過により除去後、得られたろ液をロータリーエバポレーターにて減圧濃縮し、濃縮液16.7gを得た。次いで、この濃縮液を減圧蒸留(沸点138℃/180Pa)して、無色液体の2−(p−ジメチルメトキシシリルフェニル)−1,3−ジオキサン9.35g(0.0370モル)が得られた。収率は54.9%〔2−(p−ジメチルシリルフェニル)−1,3−ジオキサンに対して〕であった。このもののNMRスペクトル及びGC−MSスペクトルを測定した結果、上記化合物であることが確認された。以下にその結果を示す。
13C−NMR(100MHz,δ in CDCl3):−2.32,25.68,50.42,67.12,101.16,125.14,133.08,137.66,139.71
GC−MS m/z(relative intensity):252(48,M+),238(100),208(6.0),194(17),179(34),163(80),151(25),135(9.0),121(22),105(33),89(36),77(6.0),59(40)
50mLの4つ口フラスコに還流冷却器、温度計、滴下ロート、及び撹拌子を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、水5.0g(0.278モル)、テトラヒドロフラン10g及び5%パラジウム炭素触媒0.075gを仕込んだ。その後、内温20〜30℃で撹拌下、調製例3で得られた2−(p−ジメチルシリルフェニル)−1,3−ジオキサン15.0g(0.0675モル)を滴下し、さらにそのままの温度で10分間熟成を行った。触媒をろ過により除去後、得られたろ液をロータリーエバポレーターにて減圧濃縮し、濃縮液18.2gを得た。次いで、この濃縮液を減圧蒸留(沸点168℃/180Pa)して、無色液体の2−(p−ジメチルヒドロキシシリルフェニル)−1,3−ジオキサン10.2g(0.0428モル)が得られた。収率は63.4%(2−(p−ジメチルシリルフェニル)−1,3−ジオキサンに対して)であった。このもののNMRスペクトル及びGC−MSスペクトルを測定した結果、上記化合物であることが確認された。以下にその結果を示す。
13C−NMR(100MHz,δ in CDCl3):0.06,25.73,67.27,101.43,125.16,132.76,139.34,139.85
GC−MS m/z(relative intensity):238(58,M+),224(46),179(29),163(100),151(4.0),137(48),121(9.0),105(50),87(57),75(47),59(17)
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