JP2015527483A - Anodization of organic substrates in the presence of nucleophiles - Google Patents

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Abstract

本発明は、陰極と陽極を有する電気化学セル中で、水素原子と結合している炭素を少なくとも1つ有する有機化合物と、求核剤と、少なくとも10質量%の割合のイオン液体とを含む液体反応媒体を電気分解する工程を含み、当該水素原子を求核剤の求核基で少なくとも部分的に置換させる、陽極置換の方法に関する。陽極として、好ましくはガス拡散層電極が使用される。The present invention relates to a liquid comprising an organic compound having at least one carbon bonded to a hydrogen atom, a nucleophile, and an ionic liquid in a proportion of at least 10% by mass in an electrochemical cell having a cathode and an anode. The present invention relates to a method for anodic substitution, which comprises a step of electrolyzing a reaction medium, wherein the hydrogen atom is at least partially substituted with a nucleophilic group of a nucleophile. A gas diffusion layer electrode is preferably used as the anode.

Description

本発明は、陰極と陽極を有する電気化学セル中で、水素原子と結合している炭素を少なくとも1つ有する有機化合物と、求核剤と、少なくとも10質量%の割合のイオン液体とを含む液体反応媒体を電気分解する工程を含み、当該水素原子を求核剤の求核基で少なくとも部分的に置換させる、陽極置換の方法に関する。本発明の好ましい態様において、陽極として、ガス拡散層電極が使用される。好ましい求核剤は、脂肪族アルコール及び脂肪族カルボン酸である。好ましいイオン液体は、大気圧(1バール)下で200℃未満の融点を有する第四級アンモニウム化合物である。   The present invention relates to a liquid comprising an organic compound having at least one carbon bonded to a hydrogen atom, a nucleophile, and an ionic liquid in a proportion of at least 10% by mass in an electrochemical cell having a cathode and an anode. The present invention relates to a method for anodic substitution, which comprises a step of electrolyzing a reaction medium, wherein the hydrogen atom is at least partially substituted with a nucleophilic group of a nucleophile. In a preferred embodiment of the present invention, a gas diffusion layer electrode is used as the anode. Preferred nucleophiles are aliphatic alcohols and aliphatic carboxylic acids. Preferred ionic liquids are quaternary ammonium compounds having a melting point of less than 200 ° C. under atmospheric pressure (1 bar).

求核試薬の存在下での基材の陽極酸化(本発明の文脈において、電気化学的酸化とも称する)は、陽極置換を可能にする有機電気化学において重要な反応型である。この合成に重要な電気分解において、様々な求核試薬が使用されている(Eberson&Nyberg,Tetrahedron 1976,32,2185)。メタノールのようなアルコールを用いることで、基材のアルコキシル化を実施することができる(EP 1348043B、EP 1111094A)。   Anodization of a substrate in the presence of a nucleophile (also referred to as electrochemical oxidation in the context of the present invention) is an important reaction type in organic electrochemistry that allows anodic displacement. Various nucleophiles have been used in electrolysis important for this synthesis (Eberson & Nyberg, Tetrahedron 1976, 32, 2185). By using an alcohol such as methanol, the alkoxylation of the substrate can be carried out (EP 1348043B, EP 1111094A).

HCOOH、CH3COOH若しくはCF3COOHのような酸を用いることで、基材のアシルオキシ化が可能となる(EP 1111094A)。また、フッ素化は、フッ素の選択的な導入のための1つの手段として知られている(Fuchigami,Organic Electrochemistry,4th edn.,(Eds.:Lund&Hammerich),Dekker,New York,2001,p.1035)。最初の工程で、基材から電子の除去により十分に安定したカチオンラジカルが与えられると、求核試薬による攻撃により置換生成物が得られるようになり、通常、この陽極置換は良好に進行する。 By using an acid such as HCOOH, CH 3 COOH or CF 3 COOH, the acyloxylation of the substrate becomes possible (EP 1111094A). In addition, fluorination is known as one means for selective introduction of fluorine (Fuchigami, Organic Electrochemistry, 4th edn., (Eds .: Lund & Hammerich), Dekker, New York, 2001, p. 1035. ). In the first step, when sufficiently stable cation radicals are provided by removal of electrons from the substrate, substitution products can be obtained by attack with nucleophiles, and this anodic substitution usually proceeds well.

陽極置換は、工業規模で利用され、例えば、メチル置換された芳香族化合物の2度のメトキシ化において、対応するアセタールが得られる。1セル/1工程において、第一のメトキシ化工程で中間体としてエーテルが得られ、更なるメトキシ化によりアセタールが得られる。このエレガントな方法により、芳香族アルデヒドはトルエン誘導体から合成され、例えば、p−tert−ブチルトルエンからp−tert−ブチルベンズアルデヒドが合成される(DE 2848397)。   Anodic substitution is utilized on an industrial scale, for example, in the second methoxylation of a methyl-substituted aromatic compound, the corresponding acetal is obtained. In 1 cell / 1 step, ether is obtained as an intermediate in the first methoxylation step and acetal is obtained by further methoxylation. By this elegant method, aromatic aldehydes are synthesized from toluene derivatives, for example, p-tert-butylbenzaldehyde is synthesized from p-tert-butyltoluene (DE 2848397).

しかしながら、この電解合成には、例えば、メチル置換された芳香族化合物のアセタール化のための基材の範囲が制限されるといった欠点もある。p−置換されたトルエン誘導体のアセタール化は、上述の工業的な例において、置換基がtert−ブチル基などの電子供与基である場合にのみ効果的である。p−置換基が電子供与基でない場合でも、その選択性は非常に低い。この問題は、数十年にも及んで未解決であった。   However, this electrolytic synthesis also has the disadvantage that, for example, the range of substrates for acetalization of methyl-substituted aromatic compounds is limited. Acetalization of p-substituted toluene derivatives is effective only in the above industrial examples when the substituent is an electron donating group such as a tert-butyl group. Even when the p-substituent is not an electron donating group, its selectivity is very low. This problem has been unresolved for decades.

陽極置換に関する自明な問題点は、求核試薬と基材との反応が不所望な反応経路、例えば、エチレンカーボネートなどの環式化合物と求核試薬との反応による開環を引き起こす場合である。したがって、エチレンカーボネートの環上での置換は、通常、求核試薬によって実施されず、ラジカルの経路で実施される。   A trivial problem with anodic substitution is when the reaction between the nucleophile and the substrate causes undesired reaction pathways, for example, ring opening due to the reaction between a cyclic compound such as ethylene carbonate and the nucleophile. Thus, substitution on the ring of ethylene carbonate is usually not carried out by a nucleophile, but by a radical route.

予期せぬことに、高濃度のイオン液体電解質の使用により、通常の陽極置換を改良する方法(陽極置換のための有機化合物の、変換率、選択性、電流収率及び広範囲での実施容易性)が見出された。   Unexpectedly, a method to improve normal anodic substitution by using high concentration of ionic liquid electrolyte (conversion rate, selectivity, current yield and easy implementation in a wide range of organic compounds for anodic substitution) ) Was found.

この方法は、求核試薬側での反応、例えば、環式カーボネートの開環反応が起こりやすい有機化合物による陽極置換をも可能となる。   This method also makes it possible to perform anodic substitution with an organic compound that tends to cause a reaction on the nucleophile side, for example, a ring-opening reaction of a cyclic carbonate.

本発明は、
a)炭素原子に結合している水素原子を少なくとも1つ有する有機化合物を提供する工程;
b)陰極と陽極を有する電気化学セル中に、前記有機化合物と、求核剤とを含む液体反応媒体を提供する工程;
c)前記液体反応媒体を電気分解して、前記水素原子の少なくとも一部と、前記求核剤の求核基とを置換する工程;
を含み、前記液体反応媒体は、イオン液体を少なくとも10質量%の割合で更に含むことを特徴とする、陽極置換の方法を提供する。
The present invention
a) providing an organic compound having at least one hydrogen atom bonded to a carbon atom;
b) providing a liquid reaction medium comprising the organic compound and a nucleophile in an electrochemical cell having a cathode and an anode;
c) electrolyzing the liquid reaction medium to replace at least some of the hydrogen atoms and nucleophilic groups of the nucleophile;
And the liquid reaction medium further comprises an ionic liquid in a proportion of at least 10% by mass.

陽極を置換するこの方法は、電気化学的酸化の特別な場合である。本発明による方法の重要な特徴は、イオン液体を少なくとも10質量%の割合で含む液体反応媒体を用いることである。   This method of replacing the anode is a special case of electrochemical oxidation. An important feature of the process according to the invention is the use of a liquid reaction medium comprising an ionic liquid in a proportion of at least 10% by weight.

本発明の文脈上、イオン液体の用語は、大気圧(1バール)下で200℃未満、好ましくは150℃未満、特に好ましくは100℃未満の融点を有する塩(カチオンとアニオンとの化合物)を意味する。イオン液体は、異なるイオン液体の混合物を含むことも可能である。   In the context of the present invention, the term ionic liquid means a salt (a compound of a cation and an anion) having a melting point of less than 200 ° C., preferably less than 150 ° C., particularly preferably less than 100 ° C. under atmospheric pressure (1 bar). means. The ionic liquid can also include a mixture of different ionic liquids.

イオン液体は、カチオン(有機カチオン)として有機化合物を含むことが好ましい。アニオンの原子価に応じて、イオン液体は、有機カチオンに加えて、金属カチオンを含むさらなるカチオンを含むことができる。イオン液体の特に好ましいカチオンは、専ら有機カチオンのみであるか、又は、多価アニオンの場合、異なる有機カチオンの混合物である。
適切な有機カチオンは、特に、窒素、硫黄、酸素又はリンなどのヘテロ原子を有し;特に、有機カチオンは、アンモニウム基(アンモニウムカチオン)、オキソニウム基(オキソニウムカチオン)、スルホニウム基(スルホニウムカチオン)又はホスホニウム基(ホスホニウムカチオン)を有している。
The ionic liquid preferably contains an organic compound as a cation (organic cation). Depending on the valence of the anion, the ionic liquid can contain further cations including metal cations in addition to the organic cation. Particularly preferred cations of the ionic liquid are exclusively organic cations or, in the case of multivalent anions, a mixture of different organic cations.
Suitable organic cations have in particular heteroatoms such as nitrogen, sulfur, oxygen or phosphorus; in particular, the organic cations are ammonium groups (ammonium cations), oxonium groups (oxonium cations), sulfonium groups (sulfonium cations) Or it has a phosphonium group (phosphonium cation).

特別な態様において、イオン液体の有機カチオンはアルミニウムカチオンであり、本発明におけるアルミニウムカチオンは、
− 正電荷が局在する窒素原子を有する非芳香族化合物、例えば、四価の窒素を有する化合物(第四級アンモニウム);又は
− 三価の窒素を有する化合物であり、そのうち、1つの結合が二重結合である化合物;又は
− 芳香族環系において、正電荷が局在しておらず、かつ少なくとも1つの窒素原子、好ましくは1〜3つの窒素原子を有する芳香族化合物;
である。
In a special embodiment, the organic cation of the ionic liquid is an aluminum cation, and the aluminum cation in the present invention is
A non-aromatic compound having a nitrogen atom in which a positive charge is localized, for example a compound having a tetravalent nitrogen (quaternary ammonium); or a compound having a trivalent nitrogen, of which one bond is A compound which is a double bond; or-an aromatic compound in which no positive charge is localized in an aromatic ring system and which has at least one nitrogen atom, preferably 1 to 3 nitrogen atoms;
It is.

好ましい有機カチオンは、第四級アンモニウムカチオンであり、当該第四級アンモニウムは、窒素原子上に3又は4つの脂肪族の置換基(任意に、ヒドロキシル基で置換されていてもよい)を有していることが好ましく、C1−C12−アルキル基が特に好ましい。 Preferred organic cations are quaternary ammonium cations, which have 3 or 4 aliphatic substituents (optionally substituted with hydroxyl groups) on the nitrogen atom. And a C 1 -C 12 -alkyl group is particularly preferred.

本発明の文脈において、C1−C12−アルキルの表現は、直鎖の若しくは分岐した、かつ飽和若しくは不飽和のC1−C12−アルキル基を含む。好ましいC1−C12−アルキル基は、飽和のアルキル基である。 In the context of the present invention, C 1 -C 12 - alkyl expressions, C 1 -C 12 linear or branched in and saturated or unsaturated - containing alkyl group. Preferred C 1 -C 12 - alkyl group is an alkyl group of saturated.

同様に好ましい態様において、有機カチオンは複素環系を有しており、当該複素環系は、複素環系の構成として、1〜3つの、特に、1つ若しくは2つの窒素原子を有している。単環式系、二環式系、芳香族系又は非芳香族系の全ての複素環系が可能である。このような環系の例として、WO2008/043837に記載されている二環式系を挙げることができる。WO2008/043837に記載の二環式系は、ジアザビシクロ誘導体であり、好ましくはアミジニウム基を有する7員環と6員環とにより形成され、特に、1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)−7−ウンデンセンのカチオンを挙げることができる。   Similarly, in a preferred embodiment, the organic cation has a heterocyclic ring system, and the heterocyclic ring system has 1 to 3, particularly 1 or 2, nitrogen atoms as the structure of the heterocyclic ring system. . All heterocyclic systems are possible, monocyclic, bicyclic, aromatic or non-aromatic. As examples of such ring systems, mention may be made of the bicyclic systems described in WO2008 / 043837. The bicyclic system described in WO 2008/043837 is a diazabicyclo derivative, preferably formed by a 7-membered ring and a 6-membered ring having an amidinium group, in particular 1,8-diazabicyclo (5.4.0)- Mention may be made of the cation of 7-undencene.

アンモニウムカチオンは、第四級アンモニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、ピリミジニウムカチオン及びピラゾリウムカチオンが特に好ましい。   The ammonium cation is particularly preferably a quaternary ammonium cation, an imidazolium cation, a pyrimidinium cation or a pyrazolium cation.

イオン液体は、無機アニオン又は有機アニオンを含むことができる、このようなアニオンは、例えば、上述したWO03/029329、WO2007/076979、WO2006/000197及びWO2007/128268に記載されている。   The ionic liquid can contain inorganic or organic anions, such anions are described, for example, in the above-mentioned WO 03/029329, WO 2007/076979, WO 2006/000197 and WO 2007/128268.

好ましいアニオンの態様として、以下の基:
式RaOSO3 -[式中、Raは、C1−C12−アルキル基、C1−C12−ペルフルオロアルキル基又はC6−C10−アリール基であり、好ましくは、C1−C6−アルキル基、C1−C6−ペルフルオロアルキル基又はC6−アリール基(トシラート)である]のアルキルスルフェート;
式RaSO3 -[式中、Raは、C1−C12−アルキル基であり、好ましくは、C1−C6−アルキル基である]のアルキルスルホネート;
式(RaSO22-[式中、Raは、C1−C12−アルキル基又はC1−C12−ペルフルオロアルキル基であり、好ましくは、C1−C6−アルキル基又はC1−C6−ペルフルオロアルキル基である]のビスアルキルスルホニルイミド;
ハロゲン化物、特に、塩化物、臭化物又はヨウ化物;
擬ハロゲン化物、例えば、チオシアネート、ジシアンアミド;
式RaCOO-[式中、Raは、C1−C12−アルキル基であり、好ましくは、C1−C6−アルキル基であり、特に、アセテートである]のカルボキシレート;
ホスフェート、特に、式RabPO4 -
[式中、Ra及びRbは、互いに独立して、それぞれC1−C6−アルキル基であり、特に、Ra及びRbは、同じアルキル基(例えば、ジメチルホスフェート若しくはジエチルホスフェート)である]のジアルキルホスフェート;及び
ホスホネート、特に、式RaPO3 -
[式中、Raは、C1−C6−アルキル基である]のモノアルキルホスホネート;
からのアニオンが挙げられる。
Preferred anion embodiments include the following groups:
Formula R a OSO 3 [wherein, R a is a C 1 -C 12 -alkyl group, C 1 -C 12 -perfluoroalkyl group or C 6 -C 10 -aryl group, preferably C 1- An alkyl sulfate of a C 6 -alkyl group, a C 1 -C 6 -perfluoroalkyl group or a C 6 -aryl group (tosylate)];
An alkyl sulfonate of the formula R a SO 3 , wherein R a is a C 1 -C 12 -alkyl group, preferably a C 1 -C 6 -alkyl group;
Formula (R a SO 2 ) 2 N [wherein, R a is a C 1 -C 12 -alkyl group or a C 1 -C 12 -perfluoroalkyl group, preferably a C 1 -C 6 -alkyl group. Or a C 1 -C 6 -perfluoroalkyl group].
Halides, in particular chloride, bromide or iodide;
Pseudohalides such as thiocyanate, dicyanamide;
A carboxylate of the formula R a COO , wherein R a is a C 1 -C 12 -alkyl group, preferably a C 1 -C 6 -alkyl group, in particular an acetate;
Phosphates, in particular, wherein R a R b PO 4 -
[Wherein, R a and R b are each independently a C 1 -C 6 -alkyl group, and in particular, R a and R b are the same alkyl group (eg, dimethyl phosphate or diethyl phosphate). dialkyl phosphates of a]; and phosphonates, in particular, wherein R a PO 3 -
Wherein R a is a C 1 -C 6 -alkyl group;
From the anion.

本発明の文脈上において適切なイオン液体は、例えば、アンモニウムテトラアルキルアルキルスルフェート(例えば、メチルトリブチルアンモニウムメチルスルフェート(MTBS))、又はアンモニウムテトラアルキルビス(アルキルスルホニル)イミド(例えば、メチルトリブチルアンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(MTB−TFSI)若しくはテトラオクチルアンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド)である。   Suitable ionic liquids in the context of the present invention are, for example, ammonium tetraalkylalkyl sulfate (eg methyltributylammonium methylsulfate (MTBS)) or ammonium tetraalkylbis (alkylsulfonyl) imide (eg methyltributylammonium). Bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (MTB-TFSI) or tetraoctylammonium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide).

イオン液体又はその混合物の割合は、液体反応媒体の全量に対して高くすべきであり、少なくとも10質量%、好ましくは、少なくとも25質量%、より好ましくは少なくとも50質量%、特に、少なくとも65質量%である。   The proportion of the ionic liquid or mixture thereof should be high with respect to the total amount of the liquid reaction medium, at least 10% by weight, preferably at least 25% by weight, more preferably at least 50% by weight, in particular at least 65% by weight. It is.

陽極及び陰極として、電気化学的酸化プロセスに適したあらゆる電極が使用され得る。当業者であれば、適切な電極を決定することができる。   Any electrode suitable for the electrochemical oxidation process can be used as the anode and cathode. One skilled in the art can determine the appropriate electrode.

本発明の好ましい態様において、陽極として、少なくとも1つのガス拡散層電極が用いられる。   In a preferred embodiment of the present invention, at least one gas diffusion layer electrode is used as the anode.

ガス拡散層(GDL)電極は、燃料電池の技術から公知であり、基材と、主成分としてカーボン粒子を含む微孔質層とからなる。適切なGDLは、特に、US4,748,095、US4,931,168及びUS5,618,392に記載されている。これらの文献の教示は、本発明において参照をもって導入される。適切なGDLは、例えば、SGLグループのBallard Power Systems Inc.,Freudenberg FCCT KG(例えば、H2315シリーズのg)から市販されている。   Gas diffusion layer (GDL) electrodes are known from fuel cell technology and consist of a substrate and a microporous layer containing carbon particles as the main component. Suitable GDLs are described in particular in US 4,748,095, US 4,931,168 and US 5,618,392. The teachings of these documents are incorporated by reference in the present invention. Suitable GDLs can be found, for example, in SGL Group Ballard Power Systems Inc. , Freudenberg FCCT KG (eg, g of the H2315 series).

GDLは、通常、繊維層若しくは基材と、互いに結合されるカーボン粒子からなる微孔質層とを含んでいる。疎水化の程度は、濡れ性及びガス透過性が調整され得るような方法により、変化し得る。   GDL typically includes a fiber layer or substrate and a microporous layer composed of carbon particles bonded together. The degree of hydrophobization can be varied by such methods that wettability and gas permeability can be adjusted.

本発明の方法のためのGDL電極は、電極の表面上に担持触媒が含まれていないことが好ましい。GDL電極は、基材と、主成分としてカーボン粒子、好ましくはカーボンブラックを含有する微孔質層とを含んでいる。GDL電極は、US6,103,077にしたがって製造することができ、最終的には、基材及びカーボン粒子として市販されている成分を使用することが可能である。   The GDL electrode for the method of the present invention preferably contains no supported catalyst on the surface of the electrode. The GDL electrode includes a base material and a microporous layer containing carbon particles as a main component, preferably carbon black. The GDL electrode can be manufactured according to US 6,103,077, and finally it is possible to use components that are commercially available as substrates and carbon particles.

陰極は、Pt、Pb、Ni、グラファイト、コール若しくはグラファイトフェルトなどのフェルト材料、ステンレス鋼及びGDL電極から選択される。   The cathode is selected from felt materials such as Pt, Pb, Ni, graphite, coal or graphite felt, stainless steel and GDL electrodes.

本発明における方法の工程a)で提供される有機化合物は、通常、炭素原子に直接結合している水素原子を少なくとも1つ有するあらゆる有機化合物であってよく、当該炭素原子は、陽極置換の条件下で、求核基によって置換され得る。有機化合物の混合物を用いることも当然可能である。電極が陽極置換をもたらすことができるようにするため、少なくとも1つの求核剤と、少なくとも10質量%の割合のイオン液体と、任意に溶剤及び/又は添加剤との組み合わせによりイオン伝導性を示す液体反応媒体を形成することが可能である有機化合物が適している。   The organic compound provided in step a) of the process according to the invention can be any organic compound having at least one hydrogen atom which is usually bonded directly to a carbon atom, the carbon atom being a condition for anodic substitution. Below, it can be substituted by a nucleophilic group. Of course, it is also possible to use mixtures of organic compounds. In order to allow the electrode to effect anodic substitution, it exhibits ionic conductivity by a combination of at least one nucleophile, a proportion of at least 10% by weight of ionic liquid, and optionally a solvent and / or additive. Organic compounds capable of forming a liquid reaction medium are suitable.

水素原子は、炭素原子に直接結合していることが好ましく、アルキル基の一部であることがより好ましい。本発明において、1、2又は3つの水素原子が、炭素原子に直接結合している。炭素原子は、アルカン若しくはシクロアルカンの第三級炭素原子、アルケン若しくはシクロアルケン又は対応するジエンのアリル炭素原子、アルキルアレーンのアレーン部位に対してα位に位置する炭素元素、アミドの窒素原子に対してα位に位置する炭素元素、或いはエーテルの酸素原子に対してα位に位置する炭素元素が好ましい。   The hydrogen atom is preferably directly bonded to the carbon atom, and more preferably part of an alkyl group. In the present invention, 1, 2 or 3 hydrogen atoms are directly bonded to a carbon atom. The carbon atom is a tertiary carbon atom of an alkane or cycloalkane, an allylic carbon atom of an alkene or cycloalkene or corresponding diene, a carbon element located at the α position with respect to the arene site of an alkylarene, or a nitrogen atom of an amide. The carbon element located at the α-position or the carbon element located at the α-position with respect to the oxygen atom of the ether is preferred.

本発明における有機化合物は、好ましくは、炭素原子に直接結合している水素原子を少なくとも1つ有するアルキル基又はアルキレン基を表す。特に好ましい有機化合物は、
(i)第三級炭素原子に直接結合している水素原子を少なくとも1つ有するアルカン若しくはシクロアルカン、(ii)アリル炭素原子に直接結合している水素原子を少なくとも1つ有するアルケン若しくはシクロアルケン又は対応するジエン、(iii)アレーン部位に対してα位に位置する炭素原子に直接結合している水素原子を少なくとも1つ有するアルキルアレーン、(iv)窒素原子に対してα位に位置する炭素原子に直接結合している水素原子を少なくとも1つ有するアミド、或いは(v)酸素原子に対してα位に位置する炭素原子に直接結合している水素原子を少なくとも1つ有するエーテル、エステル、カーボネート若しくはアセタールである。
The organic compound in the present invention preferably represents an alkyl group or an alkylene group having at least one hydrogen atom directly bonded to a carbon atom. Particularly preferred organic compounds are
(I) an alkane or cycloalkane having at least one hydrogen atom directly bonded to a tertiary carbon atom, (ii) an alkene or cycloalkene having at least one hydrogen atom directly bonded to an allyl carbon atom, or The corresponding diene, (iii) an alkylarene having at least one hydrogen atom bonded directly to the carbon atom located in the α position relative to the arene moiety, and (iv) a carbon atom located in the α position relative to the nitrogen atom An amide having at least one hydrogen atom directly bonded to (v), or (v) an ether, an ester, a carbonate having at least one hydrogen atom directly bonded to a carbon atom located α-position to the oxygen atom, or Acetal.

有機化合物は、反応条件下で殆ど安定である官能基を有していてもよい。適切な官能基には、カルボニル、チオカルボニル、エステル、チオエステル、アミド、オキシカルボニルオキシ、ウレタン、ウレア、ヒドロキシル、スルホニル、スルフィネート、スルホネート、スルフェート、エーテル、アミン、ニトリル等及びそれらの組み合わせが含まれる。   The organic compound may have a functional group that is almost stable under the reaction conditions. Suitable functional groups include carbonyl, thiocarbonyl, ester, thioester, amide, oxycarbonyloxy, urethane, urea, hydroxyl, sulfonyl, sulfinate, sulfonate, sulfate, ether, amine, nitrile and the like and combinations thereof.

本発明の一態様において、工程a)において提供される有機化合物は、一般式I

Figure 2015527483
[式中、
Xは、O、N−R3又はCR45であり、
1は、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキル、ホルミル、C1−C6−アルキルカルボニル及びC1−C6−アルキルオキシカルボニルから選択され、
XがCR45基である場合、R1はC1−C6−アルコキシであってもよく、
XがN−R3又はCR45基である場合、R1はC1−C6−アルキルカルボニルオキシであってもよく、
2は、水素、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール−C1−C6−アルキル、C3−C12−シクロアルキル及びC6−C10−アリールから選択され、
3は、水素、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキル、ホルミル、C1−C6−アルキルカルボニル及びC1−C6−アルキルオキシカルボニルから選択され、
4及びR5は、独立して、水素、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキル及びC1−C6−アルコキシから選択されるか、又は、
1及びR2は、それらが結合しているX−(C=O)−O基と一緒になって、5〜7員のヘテロシクロ環を形成し、当該ヘテロシクロ環は、O、S、NRc若しくはC=Oから選択され、Rcが水素、アルキル、シクロアルキル及びアリールから選択される、ヘテロ原子又はヘテロ原子を有する基の少なくとも1つを更に含んでいてもよく、或いは、
Xは、CR45基であり、かつR1及びR4は、それらが結合している炭素原子と一緒になって、3〜7員のカルボシクロ環を形成する]の化合物から選択される。好ましくは、Xは、O、CH2又はNR3であって、R3は、C1−C4−アルキル又はC1−C4−アルキルカルボニルである。 In one aspect of the invention, the organic compound provided in step a) has the general formula I
Figure 2015527483
[Where:
X is O, N—R 3 or CR 4 R 5 ;
R 1 is selected from C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl, formyl, C 1 -C 6 -alkylcarbonyl and C 1 -C 6 -alkyloxycarbonyl And
When X is a CR 4 R 5 group, R 1 may be C 1 -C 6 -alkoxy,
When X is a N—R 3 or CR 4 R 5 group, R 1 may be C 1 -C 6 -alkylcarbonyloxy;
R 2 is hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 -aryl-C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 12 - is selected from aryl, - cycloalkyl and C 6 -C 10
R 3 is hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl, formyl, C 1 -C 6 -alkylcarbonyl and C 1 -C 6 -alkyloxycarbonyl Selected from
R 4 and R 5 are independently selected from hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl and C 1 -C 6 -alkoxy, Or
R 1 and R 2 they are attached X- (C = O) together with the -O group, to form a heterocyclo ring having 5 to 7 membered, said heterocyclo ring, O, S, NR may further comprise at least one heteroatom or a group having a heteroatom selected from c or C═O and R c selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl and aryl, or
X is a CR 4 R 5 group, and R 1 and R 4 together with the carbon atom to which they are attached form a 3-7 membered carbocyclo ring] . Preferably X is O, CH 2 or NR 3 and R 3 is C 1 -C 4 -alkyl or C 1 -C 4 -alkylcarbonyl.

さらなる好ましい態様において、R1及びR2は、それらが結合しているX−(C=O)−O基と一緒になって、5〜7員のヘテロシクロ環を形成し、当該ヘテロシクロ環は、O、S、NRc若しくはC=Oから選択され、Rcが水素、アルキル、シクロアルキル若しくはアリールから選択される、ヘテロ原子又はヘテロ原子を有する基の少なくとも1つを更に含んでいてもよい。この態様において、好ましくは、Xは、O、CH2又はNR3であって、R3は、C1−C4−アルキル又はC1−C4−アルキルカルボニルである。さらに、この態様において、R1及びR2は、一緒になって、式−CH2−CH2−、−CH2−CH2−CH2−及び−CH(Cx2x+1)−CH2−(xは、1、2、3又は4である)の基から選択される。 In a further preferred embodiment, R 1 and R 2 together with the X— (C═O) —O group to which they are attached form a 5-7 membered heterocyclo ring, wherein the heterocyclo ring is It may further comprise at least one heteroatom or a group having a heteroatom selected from O, S, NR c or C═O and R c selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl or aryl. In this embodiment, preferably X is O, CH 2 or NR 3 and R 3 is C 1 -C 4 -alkyl or C 1 -C 4 -alkylcarbonyl. Further, in this embodiment, R 1 and R 2 together, wherein -CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -CH 2 - and -CH (C x H 2x + 1 ) -CH 2- (x is 1, 2, 3 or 4).

さらなる好ましい態様において、工程a)で提供される有機化合物は、一般式Ia

Figure 2015527483
[式中、
Xは、O、CH2又はNR3であって、R3は、C1−C4−アルキル又はC1−C4−アルキルカルボニルであり、
Aは、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH2−CH2−CH2−、−CHR7−、−CHR7−CH2−、−CH2−CHR7−、−CHR7−CH2−CH2−、−CH2−CHR7−CH2−及び−CH2−CH2−CHR7−から選択されるアルキレン基であって、R7は、C1−C6−アルキルであり、
6は、水素又はC1−C6−アルキルである]の化合物から選択される。好ましくは、XはO又は−CH2−、Aは−CH2−又は−CHR7−であって、R7は、C1−C4−アルキルであり、かつR6は、水素又はC1−C4−アルキルである。 In a further preferred embodiment, the organic compound provided in step a) has the general formula Ia
Figure 2015527483
[Where:
X is O, CH 2 or NR 3 , R 3 is C 1 -C 4 -alkyl or C 1 -C 4 -alkylcarbonyl,
A is, -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -CH 2 -, - CHR 7 -, - CHR 7 -CH 2 -, - CH 2 -CHR 7 -, - CHR 7 -CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CHR 7 -CH 2 - and -CH 2 -CH 2 -CHR 7 - an alkylene group selected from, R 7 is, C 1 -C 6 - Alkyl,
R 6 is hydrogen or C 1 -C 6 -alkyl]. Preferably, X is O or —CH 2 —, A is —CH 2 — or —CHR 7 —, R 7 is C 1 -C 4 -alkyl, and R 6 is hydrogen or C 1 -C 4 - alkyl.

一般式I及び一般式Iaの適切な有機化合物の例は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート(4−メチル−1,3−ジオキサン−2−オン)及びγ−ブチロラクトンである。   Examples of suitable organic compounds of general formula I and general formula Ia are ethylene carbonate, propylene carbonate (4-methyl-1,3-dioxan-2-one) and γ-butyrolactone.

本発明の一態様において、工程a)で提供される有機化合物は、一般式II
Z−CHR89 (II)
[式中、
Zは、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール、C1−C6−アリル、−NR1011基及びC1−C6−アルコキシから選択され、
8は、水素、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキルから選択され、
ZがC6−C10−アリール又はC1−C6−アリルである場合、R8はC1−C6−アルコキシであってもよく、
9は、水素、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール、C6−C10−アリール−C1−C6−アルキル及びC3−C12−シクロアルキルから選択されるか、又は、
8及びR9は、一緒になってC4−C7−アルキレン若しくはC4−C7−アルケニレンを形成し、
10及びR11は、独立して、水素、C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール及びC1−C6−アルキルカルボニルから選択されるか;或いは、
式中、Z、R8及びR9は、独立して、C1−C6−アルキルである]の化合物から選択される。
In one aspect of the invention, the organic compound provided in step a) has the general formula II
Z-CHR 8 R 9 (II)
[Where:
Z is selected from C 6 -C 10 -aryl, substituted C 6 -C 10 -aryl, C 1 -C 6 -allyl, —NR 10 R 11 group and C 1 -C 6 -alkoxy;
R 8 is selected from hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl,
When Z is C 6 -C 10 -aryl or C 1 -C 6 -allyl, R 8 may be C 1 -C 6 -alkoxy;
R 9 is hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 -aryl, substituted C 6 -C 10 - aryl, C 6 -C 10 - aryl -C 1 -C 6 - alkyl and C 3 -C 12 - is selected from cycloalkyl, or,
R 8 and R 9 together form C 4 -C 7 -alkylene or C 4 -C 7 -alkenylene;
R 10 and R 11 are independently selected from hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 -aryl, substituted C 6 -C 10 -aryl and C 1 -C 6 -alkylcarbonyl Or
Wherein Z, R 8 and R 9 are independently C 1 -C 6 -alkyl].

好ましくは、Zは、C6−C10−アリール又は置換されたC6−C10−アリールであり、かつR8及びR9は、独立して、水素、C1−C6−アルキル及びC1−C6−アルコキシから選択され、特に好ましくは、Zは、C6−C10−アリール又は置換されたC6−C10−アリールであり、かつR8及びR9は、独立して、水素、C1−C4−アルキル及びC1−C4−アルコキシから選択される。 Preferably Z is C 6 -C 10 -aryl or substituted C 6 -C 10 -aryl and R 8 and R 9 are independently hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl and C 1 -C 6 - is selected from alkoxy, particularly preferably, Z is, C 6 -C 10 - aryl or substituted C 6 -C 10 - aryl, and R 8 and R 9 are, independently, Selected from hydrogen, C 1 -C 4 -alkyl and C 1 -C 4 -alkoxy.

また、Zは、C1−C6−アルコキシであり、R8は、水素及びC1−C6−アルキルから選択され、かつR9は、水素、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ、C6−C10−アリール及び置換されたC6−C10−アリールから選択されることも同様に好ましく、特に好ましくは、Zは、C1−C4−アルコキシであり、R8は、水素及びC1−C4−アルキルから選択され、かつR9は、水素、C1−C4−アルキル、C1−C4−アルコキシ、C6−C10−アリール及び置換されたC6−C10−アリールから選択される。 Further, Z is, C 1 -C 6 - alkoxy, R 8 is hydrogen and C 1 -C 6 - is selected from alkyl, and R 9 is hydrogen, C 1 -C 6 - alkyl, C 1 - It is equally preferred that it is selected from C 6 -alkoxy, C 6 -C 10 -aryl and substituted C 6 -C 10 -aryl, particularly preferably Z is C 1 -C 4 -alkoxy, R 8 is selected from hydrogen and C 1 -C 4 -alkyl and R 9 is hydrogen, C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -alkoxy, C 6 -C 10 -aryl and substituted Or C 6 -C 10 -aryl.

一般式IIの適切な化合物の例は、トルエン、ベンジルメチルエーテル及びベンズアルデヒドジメチルアセタールである。   Examples of suitable compounds of the general formula II are toluene, benzyl methyl ether and benzaldehyde dimethyl acetal.

本発明の文脈において、C1−C6−アルキルの表現は、直鎖の若しくは分岐した、かつ飽和若しくは不飽和のC1−C6−アルキル基を含む。好ましいC1−C6−アルキル基は、飽和のアルキル基である。C1−C6−アルキル基の例は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、ネオペンチル及びn−ヘキシルである。アルキルに関する上述の摘要には、アルコキキシ中のアルキル部分にも適用される。 In the context of the present invention, the expression C 1 -C 6 -alkyl includes straight-chain or branched and saturated or unsaturated C 1 -C 6 -alkyl groups. Preferred C 1 -C 6 -alkyl groups are saturated alkyl groups. Examples of C 1 -C 6 -alkyl groups are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, neopentyl and n-hexyl. The above remarks regarding alkyl also apply to the alkyl moiety in alkoxy.

本発明の文脈において、「シクロアルキル」の用語は、通常、3〜12の炭素原子、好ましくは5〜8の炭素原子を有する環式脂肪族基を表し、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、ノルボルニル、ビシクロ[2.2.2]オクチル又はアダマンチルなどである。   In the context of the present invention, the term “cycloalkyl” usually denotes a cycloaliphatic radical having 3 to 12 carbon atoms, preferably 5 to 8 carbon atoms, such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, Examples include cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, norbornyl, bicyclo [2.2.2] octyl or adamantyl.

本発明の文脈において、C6−C10−アリールの用語は、単環式若しくは多環式の芳香族炭化水素基を意味する。好ましいC6−C10−アリールは、フェニル又はナフチルである。 In the context of the present invention, the term C 6 -C 10 -aryl means a monocyclic or polycyclic aromatic hydrocarbon group. Preferred C 6 -C 10 - aryl is phenyl or naphthyl.

本発明の文脈において、置換されたC6−C10−アリールの用語は、1〜3つの芳香族の水素原子を有する、単環式若しくは多環式の芳香族炭化水素基を意味する。好ましい置換基は、独立して、C1−C6−アルキル及びC1−C6−アルコキシから選択される。当該置換基は、好ましくはp位に存在する。そのような置換基の例は、p−メトキシ、p−tert−ブチル又はp−メチルである。 In the context of the present invention, the term substituted C 6 -C 10 -aryl means a monocyclic or polycyclic aromatic hydrocarbon group having 1 to 3 aromatic hydrogen atoms. Preferred substituents are independently, C 1 -C 6 - is selected from alkoxy - alkyl and C 1 -C 6. The substituent is preferably in the p position. Examples of such substituents are p-methoxy, p-tert-butyl or p-methyl.

本発明における方法の工程b)において、少なくとも10質量%の割合のイオン液体と、有機化合物と、求核剤とを含む液体反応媒体が提供される。   In step b) of the process according to the invention, a liquid reaction medium is provided comprising an ionic liquid in a proportion of at least 10% by weight, an organic compound and a nucleophile.

工程b)において用いられる求核剤は、電気分解条件下で安定した求核試薬を提供するあらゆる試剤又は試剤の混合物であってよく、かつ当該求核試薬は、陽極が置換される間、有機化合物の水素原子を求核基で置換することが可能であればよい。   The nucleophile used in step b) can be any reagent or mixture of reagents that provides a stable nucleophile under electrolysis conditions, and the nucleophile is organic while the anode is replaced. It is sufficient if the hydrogen atom of the compound can be replaced with a nucleophilic group.

本発明における陽極置換に関する一般式は、
R−H+Nu-→R−Nu+H+2e-
であり、式中、R−Hは上記に定義される有機化合物であり、Nu-は求核試薬である。重要なことは、この系から2つの電子が除かれるとの事実ではなく、この式の左辺は、互いに反応しない2種類を含むことである。Nu-によって表される求核試薬は、負に帯電している必要はない。本発明の文脈における求核試薬は、例えば、ピリジン(C55N)であってもよい。そのような場合、正に帯電した置換生成物が得られる。
The general formula for anode substitution in the present invention is:
R−H + Nu → R−Nu + H + + 2e
Where R—H is an organic compound as defined above and Nu is a nucleophile. What is important is not the fact that two electrons are removed from this system, but the left-hand side of this equation includes two types that do not react with each other. The nucleophile represented by Nu need not be negatively charged. The nucleophile in the context of the present invention may be, for example, pyridine (C 5 H 5 N). In such a case, a positively charged substitution product is obtained.

本発明の文脈における求核剤は、求核基をもつ化合物である。求核基又は求核剤自体は、求電子性の炭素原子に結合している水素原子を少なくとも1つ有する有機化合物との求核置換反応における求核試薬として作用し得る。求核置換反応の間、当該水素原子は、求核基で置換される。ある特定の場合、求核基は、求核剤と同じである(例えば、ピリジン(C55N))。本発明の文脈において、求核試薬の用語は、攻撃試薬(例えば、C55N、RO-及びRCOO-、さらにはROH、RCOOHも)を意図しており、一方、求核基の用語は、置換基(例えば、RO-又はRCOO-であり、ROH、RCOOHではない)を意図している。 A nucleophile in the context of the present invention is a compound having a nucleophilic group. The nucleophilic group or nucleophile itself can act as a nucleophile in a nucleophilic substitution reaction with an organic compound having at least one hydrogen atom bonded to an electrophilic carbon atom. During the nucleophilic substitution reaction, the hydrogen atom is replaced with a nucleophilic group. In certain cases, the nucleophilic group is the same as the nucleophile (eg, pyridine (C 5 H 5 N)). In the context of the present invention, the term nucleophile is intended to be an attack reagent (eg C 5 H 5 N, RO and RCOO , as well as ROH, RCOOH), whereas the term nucleophilic group , the substituent (e.g., RO - or RCOO - and is, ROH, is not in RCOOH) is intended.

本発明の好ましい求核試薬は、HO-、RO-、ROH、RCOO-、RCOOH、NO -、NO3 -、N3 -、OCN-、SCN-、RSO3 -、SeCN-、CN-、Cl-、Br-及びI-からなる群から選択され、一方、Rは、アルキル基又はアリール基、好ましくはアルキル基で表される。本発明の特に好ましい求核試薬は、RO-、ROH、RCOO-又はRCOOHである。 Preferred nucleophiles of the present invention are HO , RO , ROH, RCOO , RCOOH, NO 2 , NO 3 , N 3 , OCN , SCN , RSO 3 , SeCN , CN , R − is selected from the group consisting of Cl , Br and I , while R is represented by an alkyl group or an aryl group, preferably an alkyl group. Particularly preferred nucleophiles of this invention, RO - a or RCOOH -, ROH, RCOO.

HO-、RO-、RCOO-又はNO3 -の求核試薬を用いた陽極置換は、C−O結合の形成をもたらす:
R−H+R’COO-→R−OCOR’+H++2e-(陽極のアシルオキシル化)
R−H+R’O-→R−OR’+H++2e-(陽極のアルコキシル化)
R−H+HO-→R−OH+H++2e-(陽極のヒドロキシル化)
R−H+NO3 -→R−ONO2+H++2e-(陽極のニトレート化)
R−H+R’SO3 -→R−OSO2R’+H++2e-
Anodic displacement with HO , RO , RCOO or NO 3 nucleophiles results in the formation of C—O bonds:
R—H + R′COO → R—OCOR ′ + H + + 2e (acyloxylation of anode)
R−H + R′O → R−OR ′ + H + + 2e (alkoxylation of anode)
R−H + HO → R−OH + H + + 2e (Anode hydroxylation)
R−H + NO 3 → R−ONO 2 + H + + 2e (nitration of anode)
R—H + R′SO 3 → R—OSO 2 R ′ + H + + 2e .

3 -、OCN-又はNO2 -の求核試薬を用いた陽極置換は、C−N結合の形成をもたらす:
R−H+N3 -→R−N3+H++2e-(陽極のアジ化)
R−H+OCN-→R−NCO+H++2e-
R−H+NO2 -→R−NO2+H++2e-(陽極のニトロ化)。
Anodic displacement with a nucleophile of N 3 , OCN or NO 2 results in the formation of a C—N bond:
R−H + N 3 → R−N 3 + H + + 2e (Azide of anode)
R−H + OCN → R−NCO + H + + 2e
R-H + NO 2 - → R-NO 2 + H + + 2e - ( nitration of the anode).

CN-の求核試薬を用いた陽極置換は、C−C結合の形成をもたらす:
R−H+CN-→R−CN+H++2e-(陽極のシアノ化)。
CN - anode substitution with a nucleophilic reagent results in the formation of C-C bonds:
R—H + CN → R—CN + H + + 2e (anode cyanation).

本発明の文脈における求核剤は、求核基を有する化合物であり、当該求核基は、例えば、水(求核基HO-を有する)、アルコール(例えば、求核基RO-を有する式ROHのアルコール)、カルボン酸(例えば、求核基RCOO-を有する式RCOOHのカルボン酸)、亜硝酸若しくはその塩(求核基NO2 -を有する)、硝酸若しくはその塩(求核基NO3 -を有する)、アジ化水素酸若しくはその塩(求核基N3 -を有する)、イソシアン酸若しくはその塩(求核基OCN-を有する)、イソチオシアン酸若しくはその塩(求核基SCN-を有する)、スルホン酸(例えば、求核基RSO3 -を有する式RSO3Hのスルホン酸)、イソセレノシアン酸若しくはその塩(求核基SeCN-を有する)、シアン化水素若しくはその塩(求核基CN-を有する)、塩化水素若しくはその塩(求核基Cl-を有する)、臭化水素若しくはその塩(求核基Br-を有する)、又はヨウ化水素若しくはその塩(求核基I-を有する)であり、各求核基の式において、Rはアルキル基若しくはアリール基を表す。 Nucleophile in the context of the present invention is a compound having a nucleophilic group, the nucleophilic group, for example, water (nucleophile HO - having), alcohols (e.g., nucleophilic groups RO - having the formula alcohols ROH), carboxylic acids (e.g., nucleophile RCOO - carboxylic acid) of the formula RCOOH with nitrite or a salt thereof (nucleophile NO 2 - having), nitric acid or a salt thereof (nucleophile NO 3 - having), hydrazoic acid or a salt thereof (nucleophile N 3 - having) isocyanic acid or a salt thereof (nucleophile OCN - having), isothiocyanate or a salt thereof (nucleophile SCN - a ), Sulfonic acid (for example, sulfonic acid of formula RSO 3 H having a nucleophilic group RSO 3 ), isoselenocyanic acid or a salt thereof (having a nucleophilic group SeCN ), hydrogen cyanide or a salt thereof (nucleophilic group) CN - A), hydrogen chloride or a salt thereof (nucleophile Cl - with a), hydrogen bromide or a salt thereof (nucleophile Br - having), or hydrogen iodide or a salt thereof (nucleophilic groups I - having a) In the formula of each nucleophilic group, R represents an alkyl group or an aryl group.

本発明の好ましい求核剤は、式III
12OH (III)
のアルコール、又は式IV
13COOH (IV)
のカルボン酸であり、R12及びR13は、C1−C12−アルキル又はペルフルオロ化されたC1−C12−アルキル、好ましくはC1−C6−アルキル又はペルフルオロ化されたC1−C6−アルキル、特に好ましくはC1−C6−アルキルである。
Preferred nucleophiles of the invention are of formula III
R 12 OH (III)
Or an alcohol of formula IV
R 13 COOH (IV)
R 12 and R 13 are C 1 -C 12 -alkyl or perfluorinated C 1 -C 12 -alkyl, preferably C 1 -C 6 -alkyl or perfluorinated C 1- C 6 -alkyl, particularly preferably C 1 -C 6 -alkyl.

本発明の好ましい態様において、F-は求核試薬からは除外される。したがって、特別な態様において、F-を与える化合物(フルオロ化剤)は、求核剤からは除外される。また、この特別な態様において、そのようなフルオロ化剤は、イオン液体からも除外される。 In a preferred embodiment of the present invention, F - it is excluded from the nucleophile. Thus, in a particular embodiment, F - compound providing (fluoro agent) are excluded from the nucleophile. In this particular embodiment, such fluorinating agents are also excluded from ionic liquids.

有機化合物に対する求核剤(求核基とみなされるものを含む)のモル比は、好ましくは1:1〜99:1(求核剤:有機化合物)の範囲であり、より好ましくは2:1〜99:1である。   The molar ratio of nucleophile (including those considered as nucleophilic groups) to organic compound is preferably in the range of 1: 1 to 99: 1 (nucleophile: organic compound), more preferably 2: 1. ~ 99: 1.

本発明の特別な態様において、工程a)で提供される有機化合物は、一般式V
Y−CH214 (V)
[式中、
Yは、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール、C1−C6−アリル及び−NR1011基から選択され、
14は、水素、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール−C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール及びC3−C12−シクロアルキルから選択され、
10及びR11は、上述に定義される通りである]の化合物から選択され、かつ求核剤は、上述に定義されるような式IIIのアルコールであり、一方で、陽極置換プロセスの間、2つの水素原子が引き続き−OR12基によって置換され、その結果、式VI
Y−C(OR12214 (VI)
のアセタールが得られる。
In a special embodiment of the invention, the organic compound provided in step a) has the general formula V
Y-CH 2 R 14 (V)
[Where:
Y is selected from C 6 -C 10 -aryl, substituted C 6 -C 10 -aryl, C 1 -C 6 -allyl and —NR 10 R 11 groups;
R 14 is hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 -aryl-C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 - aryl, substituted C 6 -C 10 - aryl and C 3 -C 12 - is selected from cycloalkyl,
R 10 and R 11 are as defined above] and the nucleophile is an alcohol of formula III as defined above, while during the anodic displacement process Two hydrogen atoms are subsequently replaced by an —OR 12 group, resulting in a compound of formula VI
Y-C (OR 12 ) 2 R 14 (VI)
Of acetal is obtained.

一態様において、本発明は、陽極置換により、上記に定義されるような一般式VIのアセタールを製造する方法を提供し、当該陽極置換は、
a)上記に定義されるような一般式Vの有機化合物を提供する工程;
b)陰極と陽極を有する電気化学セル中に、前記有機化合物と、上記に定義されるような一般式IIIのアルコールとを含む液体反応媒体を提供する工程;
c)前記液体反応媒体を電気分解して、前記一般式VIのアセタールを形成する工程;
を含み、前記液体反応媒体は、イオン液体を少なくとも10質量%の割合で更に含むことを特徴としている。
In one aspect, the present invention provides a method for producing an acetal of general formula VI as defined above by anodic substitution, wherein the anodic substitution comprises:
a) providing an organic compound of the general formula V as defined above;
b) providing in a electrochemical cell having a cathode and an anode a liquid reaction medium comprising said organic compound and an alcohol of the general formula III as defined above;
c) electrolyzing the liquid reaction medium to form an acetal of the general formula VI;
The liquid reaction medium further includes an ionic liquid in a proportion of at least 10% by mass.

陽極として、少なくとも1つのガス拡散層電極が使用されることが好ましい。   It is preferred that at least one gas diffusion layer electrode is used as the anode.

そのようなアセタール化プロセスの例として、メタノールを用いたトルエンのベンズアルデヒドジメチルアセタールへの変換が挙げられる。   An example of such an acetalization process is the conversion of toluene to benzaldehyde dimethyl acetal using methanol.

本発明の特別な態様において、工程a)で提供される有機化合物は、一般式V
Y−CH214 (V)
[式中、
Yは、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール、C1−C6−アリル及び−NR1011基から選択され、
14は、水素、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール−C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール及びC3−C12−シクロアルキルから選択され、
10及びR11は、上述に定義される通りである]の化合物から選択され、かつ求核剤は、上述に定義されるような式IIIのアルコールであり、一方で、陽極置換プロセスの間、2つの水素原子が引き続き−OR12基によって置換され、その結果、式VI
Y−C(OR12214 (VI)
のアセタールが得られ、かつ式VIのアセタールは、引き続き加水分解されて、式VIa
Y−COR14 (VIa)
のアルデヒド又はケトンが得られる。
In a special embodiment of the invention, the organic compound provided in step a) has the general formula V
Y-CH 2 R 14 (V)
[Where:
Y is selected from C 6 -C 10 -aryl, substituted C 6 -C 10 -aryl, C 1 -C 6 -allyl and —NR 10 R 11 groups;
R 14 is hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 -aryl-C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 - aryl, substituted C 6 -C 7 - aryl and C 3 -C 12 - chosen from cycloalkyl,
R 10 and R 11 are as defined above] and the nucleophile is an alcohol of formula III as defined above, while during the anodic displacement process Two hydrogen atoms are subsequently replaced by an —OR 12 group, resulting in a compound of formula VI
Y-C (OR 12 ) 2 R 14 (VI)
Of the formula VI and the acetal of formula VI is subsequently hydrolyzed to give the formula VIa
Y-COR 14 (VIa)
Aldehydes or ketones are obtained.

一実施態様において、本願発明は、陽極置換により、上記に定義したような一般式VIaのアルデヒド又はケトンを製造する方法を提供し、当該陽極置換は、
a)上記に定義されるような一般式Vの有機化合物を提供する工程;
b)陰極と陽極を有する電気化学セル中に、前記有機化合物と、上記に定義されるような一般式IIIのアルコールとを含む液体反応媒体を提供する工程;
c)前記液体反応媒体を電気分解して、前記一般式VIのアセタールを形成する工程;
d)前記一般式VIのアセタールを加水分解して、前記一般式VIaのアルデヒド又はケトンを形成する工程;
を含み、前記液体反応媒体は、イオン液体を少なくとも10質量%の割合で更に含むことを特徴としている。
In one embodiment, the present invention provides a process for producing an aldehyde or ketone of general formula VIa as defined above by anodic substitution, wherein the anodic substitution comprises:
a) providing an organic compound of the general formula V as defined above;
b) providing in a electrochemical cell having a cathode and an anode a liquid reaction medium comprising said organic compound and an alcohol of the general formula III as defined above;
c) electrolyzing the liquid reaction medium to form an acetal of the general formula VI;
d) hydrolyzing the acetal of general formula VI to form the aldehyde or ketone of general formula VIa;
The liquid reaction medium further includes an ionic liquid in a proportion of at least 10% by mass.

陽極として、少なくとも1つのガス拡散層電極が使用されることが好ましい。   It is preferred that at least one gas diffusion layer electrode is used as the anode.

そのような製造方法の例として、メタノールを用いたトルエンのベンズアルデヒドジメチルアセタールへの変換後、引き続くベンズアルデヒドジメチルアセタールの加水分解によるベンズアルデヒドの生成が挙げられる。加水分解工程は、当業者において慣習的に知られた方法にしたがって実施できる。   An example of such a production method is the formation of benzaldehyde by subsequent hydrolysis of benzaldehyde dimethyl acetal after conversion of toluene into benzaldehyde dimethyl acetal using methanol. The hydrolysis step can be carried out according to methods conventionally known to those skilled in the art.

本発明の文脈において、「液体反応媒体」の表現は、陽極置換の反応条件下で液相を有する反応媒体を表す。この液相は、陽極置換を行い得るのに十分な量の有機化合物を含んでいる。十分な量の有機化合物が、電気化学セル、特に陽極の電極と接触されさえすれば、液相は、均一溶液の形態で有機化合物を含んでいる必要はない。したがって、液体反応媒体は、均一溶液、コロイド溶液、分子分散溶液、乳化相又は分散相の形態の有機化合物を含んでいてもよい。最終的には、有機化合物を含むガス流体を液体反応媒体中に導入することも可能である。   In the context of the present invention, the expression “liquid reaction medium” refers to a reaction medium having a liquid phase under anodic displacement reaction conditions. This liquid phase contains a sufficient amount of organic compound to allow anodic replacement. As long as a sufficient amount of the organic compound is brought into contact with the electrochemical cell, in particular the anode electrode, the liquid phase need not contain the organic compound in the form of a homogeneous solution. Thus, the liquid reaction medium may contain an organic compound in the form of a homogeneous solution, colloidal solution, molecular dispersion solution, emulsified phase or dispersed phase. Eventually, it is also possible to introduce a gas fluid containing an organic compound into the liquid reaction medium.

電気化学的酸化セル内の液体反応媒体は、液体反応媒体の全量に対して少なくとも10質量%の割合で含まれるイオン液体と、当該液体反応媒体中に溶解される量の有機化合物と、該液体反応媒体中に溶解される量の求核剤とを含んでいる。   The liquid reaction medium in the electrochemical oxidation cell includes an ionic liquid contained at a ratio of at least 10% by mass with respect to the total amount of the liquid reaction medium, an organic compound in an amount dissolved in the liquid reaction medium, and the liquid. An amount of nucleophile dissolved in the reaction medium.

本発明における方法は、高い変換率及び良好な選択性を示す陽極置換反応を確立するために、あらゆる追加的な溶剤若しくは添加剤を必要としない。特に、イオン液体は、伝導度塩(電解質)としての機能も有している。   The method in the present invention does not require any additional solvent or additive to establish an anodic displacement reaction that exhibits high conversion and good selectivity. In particular, the ionic liquid also has a function as a conductivity salt (electrolyte).

本発明の一態様において、液体反応媒体は、本質的には、追加的な溶剤又は他の添加剤を含んでおらず、それ故、溶剤及び他の添加剤の割合は、液体反応媒体の全量に対して1質量%未満である。   In one aspect of the invention, the liquid reaction medium is essentially free of additional solvents or other additives, so the proportion of solvent and other additives is the total amount of liquid reaction medium. Is less than 1% by mass.

液体反応媒体が、有機溶剤を含む場合、当該有機溶剤は、アセトニトリル、エーテル、ハロゲン化されたアルカン、スルホネート及びそれらの混合物から選択されることが好ましい。   When the liquid reaction medium comprises an organic solvent, the organic solvent is preferably selected from acetonitrile, ether, halogenated alkanes, sulfonates and mixtures thereof.

本発明の特別な態様において、液体反応媒体は、酸化還元メディエータ及び/又は支持電解質としての更なる添加剤を少なくとも1種含んでいる。   In a particular embodiment of the invention, the liquid reaction medium contains at least one further additive as redox mediator and / or supporting electrolyte.

酸化還元メディエータは、間接電解において使用される。酸化還元メディエータの典型例は、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル(TEMPO)、トリス(2,4−ジブロモフェニル)アミン等のトリアリールアミン、又は臭化物若しくはヨウ化物などのハロゲン化物である(Steckhan,Angewandte Chemie 1986,98,681−699)。   Redox mediators are used in indirect electrolysis. Typical examples of redox mediators include 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (TEMPO), triarylamines such as tris (2,4-dibromophenyl) amine, or bromides or iodides. It is a halide (Steckhan, Agewandte Chemie 1986, 98, 681-699).

本発明において、好ましい酸化還元メディエータは、臭化物塩又はヨウ化物塩であり、特に、アルカリ性の臭化物塩又はテトラアルキルアンモニウムの臭化物塩等の臭化物塩である。   In the present invention, preferred redox mediators are bromide salts or iodide salts, in particular bromide salts such as alkaline bromide salts or bromide salts of tetraalkylammonium.

本発明の特別な態様において、液体反応媒体は、更なる添加剤として、臭化物塩又はヨウ化物塩を含んでいる。この特別な態様において、好ましくは、GDL電極が陽極として用いられ、かつイオン液体は、液体反応媒体の全量に対して30〜70質量%、好ましくは40〜50質量%の割合で用いられる。   In a particular embodiment of the invention, the liquid reaction medium contains bromide or iodide salts as further additives. In this particular embodiment, preferably a GDL electrode is used as the anode and the ionic liquid is used in a proportion of 30 to 70% by weight, preferably 40 to 50% by weight, based on the total amount of the liquid reaction medium.

この特別な態様において、工程a)で提供される有機化合物は、好ましくは、一般式VII
Y−CR15 2H (VII)
[式中、
Yは、上記のように定義され、
15は、C1−C12−アルコキシ、好ましくはC1−C6−アルコキシである]の化合物から選択され、かつ求核剤は、上述に定義されるような式IIIのアルコールであり、一方で、陽極置換プロセスの間、水素原子が−OR12基によって置換され、その結果、式VIII
Y−CR15 2(OR12) (VIII)
のオルト−エステルが得られる。
In this particular embodiment, the organic compound provided in step a) is preferably of the general formula VII
Y-CR 15 2 H (VII)
[Where:
Y is defined as above,
R 15 is C 1 -C 12 -alkoxy, preferably C 1 -C 6 -alkoxy], and the nucleophile is an alcohol of formula III as defined above, On the other hand, during the anodic replacement process, the hydrogen atom is replaced by the —OR 12 group, resulting in the formula VIII
Y-CR 15 2 (OR 12 ) (VIII)
The ortho-ester is obtained.

一態様において、本発明は、陽極置換により、上記に定義されるような一般式VIIIのオルト−エステルを製造する方法を提供し、当該陽極置換は、
a)上記に定義されるような一般式VIIの有機化合物を提供する工程;
b)陰極と陽極を有する電気化学セル中に、前記有機化合物と、臭化物塩若しくはヨウ化物塩と、上記に定義されるような一般式IIIのアルコールとを含む液体反応媒体を提供する工程;
c)前記液体反応媒体を電気分解して、前記一般式VIIのアセタールを形成する工程;
を含み、前記液体反応媒体は、イオン液体を少なくとも10質量%の割合で更に含むことを特徴としている。
In one aspect, the present invention provides a process for preparing an ortho-ester of general formula VIII as defined above by anodic substitution, wherein the anodic substitution comprises:
a) providing an organic compound of the general formula VII as defined above;
b) providing in a electrochemical cell having a cathode and an anode a liquid reaction medium comprising said organic compound, a bromide salt or an iodide salt and an alcohol of the general formula III as defined above;
c) electrolyzing the liquid reaction medium to form the acetal of the general formula VII;
The liquid reaction medium further includes an ionic liquid in a proportion of at least 10% by mass.

陽極として、少なくとも1つのガス拡散層電極が使用されることが好ましい。   It is preferred that at least one gas diffusion layer electrode is used as the anode.

オルト−エステルに対して介在するアセタールのアルコキシル化のそのような方法は、先行技術文献(Grosse Brinkhaus et al,.Tetrahedron,1986,42,553−560)中に報告されている電流収率に関して介在するアルコキシル化プロセスと比較して改善される。   Such a method of acetal alkoxylation mediated to ortho-esters is mediated by the current yield reported in the prior art document (Grosse Brinkhaus et al., Tetrahedron, 1986, 42, 553-560). Improved compared to the alkoxylation process.

本発明の一態様において、工程a)で提供される有機化合物は、上記に定義されるような一般式Iaの化合物であり、かつ求核剤は、上記に定義されるような式(IV)のカルボン酸である。この態様における求核性の酸は、式IV[式中、R13は、C4−C12−アルキル、好ましくは、α位に第三級炭素原子を有するC4−C6−アルキル]のカルボン酸である。本発明のこの方法は、酸が求核性に劣る求核試薬であったとしても、式Iaの有機化合物、例えば、非常に驚くべきことに、求核試薬を用いたエチレンカーボネートの開環を容易に引き起こすカルボキシル基を有するエチレンカルボネート又はプロピレンカルボネートによる陽極置換(アシルオキシ化)を可能にする。 In one aspect of the invention, the organic compound provided in step a) is a compound of general formula Ia as defined above and the nucleophile is of formula (IV) as defined above. Carboxylic acid. The nucleophilic acid in this embodiment is of the formula IV where R 13 is C 4 -C 12 -alkyl, preferably C 4 -C 6 -alkyl having a tertiary carbon atom in the α-position. Carboxylic acid. This method of the present invention provides for the ring opening of organic compounds of formula Ia, for example, ethylene carbonate using a nucleophile, even if the acid is a poorly nucleophile. Enables anodic substitution (acyloxylation) with ethylene carbonate or propylene carbonate having a carboxyl group that easily causes.

したがって、一態様において、本発明は、一般式Ib

Figure 2015527483
[式中、
X、A及びR6は、一般式Iaの文脈において上記に定義されている通りであり、
13は、C1−C12−アルキル又はペルフルオロ化されたC1−C12−アルキル、好ましくは、C1−C6−アルキル又はペルフルオロ化されたC1−C6−アルキル、特に好ましくは、α位に第三級炭素原子を有するC4−C6−アルキルである]のアシルオキシル化された有機化合物を、陽極置換により製造する方法を提供し、当該陽極置換は、
a)上記に定義されるような一般式Iaの有機化合物を提供する工程;
b)陰極と陽極を有する電気化学セル中に、前記有機化合物と、上記に定義されるような一般式IVのカルボン酸とを含む液体反応媒体を提供する工程;
c)前記液体反応媒体を電気分解して、前記一般式Ibのアシルオキシル化された有機化合物を形成する工程;
を含み、前記液体反応媒体は、イオン液体を少なくとも10質量%の割合で更に含むことを特徴としている。 Thus, in one aspect, the invention provides a compound of general formula Ib
Figure 2015527483
[Where:
X, A and R 6 are as defined above in the context of general formula Ia;
R 13 is C 1 -C 12 -alkyl or perfluorinated C 1 -C 12 -alkyl, preferably C 1 -C 6 -alkyl or perfluorinated C 1 -C 6 -alkyl, particularly preferably , Is a C 4 -C 6 -alkyl having a tertiary carbon atom at the α-position], and provides a method for producing an acyloxylated organic compound by anodic substitution,
a) providing an organic compound of general formula Ia as defined above;
b) providing a liquid reaction medium comprising, in an electrochemical cell having a cathode and an anode, the organic compound and a carboxylic acid of the general formula IV as defined above;
c) electrolyzing the liquid reaction medium to form the acyloxylated organic compound of the general formula Ib;
The liquid reaction medium further includes an ionic liquid in a proportion of at least 10% by mass.

本発明の方法のための電気化学的酸化セルとして適切である電解セルの構造可能性の概要は、例えば、Pletcher&Walsh,Industrial Electrochemistry,2nd Edition,1990,London,pp.60ff.の中から見出すことができる。   An overview of the structural possibilities of electrolytic cells that are suitable as electrochemical oxidation cells for the method of the present invention can be found in, for example, Pletcher & Walsh, Industrial Electrochemistry, 2nd Edition, 1990, London, pp. 60ff. Can be found from within.

電気化学的酸化に適した電気化学セルは、非分割セル及び分割セルである。非分割セルは、通常、電解質部分を1つだけ有しており、分割セルは、そのような電解質部分を2つ以上有している。個々の電極は、並列して(単極型)又は直列に(双極型)につなげることができる。適切な態様において、電気化学的酸化に用いられる電気化学セルは、1つのGDL陽極と1つの陰極を有する単極セルである。更に適した態様において、電気化学的酸化に用いられる電気化学セルは、双極型が連続した積層電極を有するセルである。   Electrochemical cells suitable for electrochemical oxidation are undivided cells and divided cells. A non-divided cell typically has only one electrolyte portion, and a split cell has two or more such electrolyte portions. The individual electrodes can be connected in parallel (monopolar) or in series (bipolar). In a suitable embodiment, the electrochemical cell used for electrochemical oxidation is a unipolar cell having one GDL anode and one cathode. In a more suitable embodiment, the electrochemical cell used for electrochemical oxidation is a cell having a bipolar electrode with a continuous stacked electrode.

好ましい態様において、電気化学的酸化セルは、プレートとフレームのセルである。本発明の方法において用いられるプレートとフレームのセルは、好ましくは、少なくとも1つのGDL電極を含んでいる。このタイプのセルは、通常、長方形の電極プレートと、それを取り囲むフレームとから実質的に構成されている。フレームは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、PTFE等のポリマー材料から作製することができる。電極プレートと付随するフレームには、互いに重ね重ねに接合され、組立てユニットが形成される。そのようなプレートとフレームとのユニットの複数を一緒にプレスすることにより、フィルタープレスの構成上の様式にしたがって組み立てられたスタックが得られる。また、さらなるフレームユニット、例えば、間隔ゲージを受け取るためのフレームユニットが、スタック中に挿入されていてもよい。   In a preferred embodiment, the electrochemical oxidation cell is a plate and frame cell. The plate and frame cells used in the method of the present invention preferably include at least one GDL electrode. This type of cell usually consists essentially of a rectangular electrode plate and a frame surrounding it. The frame can be made of a polymer material such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, and PTFE. The electrode plate and the accompanying frame are joined to each other in an overlapping manner to form an assembly unit. By pressing together a plurality of such plate and frame units, a stack assembled according to the filter press construction style is obtained. Further frame units may be inserted into the stack, for example frame units for receiving the spacing gauge.

本発明による方法では、液体反応媒体の電気分解による陽極置換を、公知の方法にしたがって実施することが可能であるが、使用される液体反応媒体が、少なくとも10質量%の割合でイオン液体を含むとの条件で、炭素原子に結合する水素原子の少なくとも1つと、求核基との置換を行う。   In the process according to the invention, the anodic displacement by electrolysis of the liquid reaction medium can be carried out according to known methods, but the liquid reaction medium used contains an ionic liquid in a proportion of at least 10% by weight. And at least one hydrogen atom bonded to the carbon atom is substituted with a nucleophilic group.

1つ以上の陽極と1つ以上の陰極が、液体反応媒体中に配置される。本発明によると、少なくとも陽極はGDL電極であることが好ましい。電位(電圧)は、陽極及び陰極間で確立され、陽極で酸化反応(陽極置換、すなわち、炭素に結合する1以上の水素原子と、炭素に結合する求核基との置換)が起こり、陰極で還元反応(主に、水素の発生)が起こる。   One or more anodes and one or more cathodes are disposed in the liquid reaction medium. According to the invention, at least the anode is preferably a GDL electrode. A potential (voltage) is established between the anode and the cathode, and an oxidation reaction (anodic substitution, that is, substitution of one or more hydrogen atoms bonded to carbon and a nucleophilic group bonded to carbon) occurs at the anode, and the cathode The reduction reaction (mainly hydrogen generation) occurs.

陽極置換反応は、好ましくは、定電流、すなわち、定電圧かつ定電流フローが供給されて行われる。また、US6,267,865に記載されているような電流サイクルを介して電流を断続することも、当然可能である。   The anodic displacement reaction is preferably carried out with a constant current, ie a constant voltage and a constant current flow. It is also possible to interrupt the current through a current cycle as described in US 6,267,865.

工程c)で適用される電流密度は、当業者において公知の範囲である。工程c)で用いられる電流密度は、10〜250mA/cmの範囲が好ましく、10〜100mA/cmの範囲がより好ましい。 The current density applied in step c) is in a range known to those skilled in the art. The current density used in step c) is preferably in the range of 10~250mA / cm 2, the range of 10 to 100 / cm 2 is more preferable.

陽極置換生成物は、慣例的な方法、好ましくは蒸留により反応媒体から分離することができる。反応排出物の蒸留は、当業者に公知の慣例的な方法により行うことが可能である。蒸留による分別のために適切な装置は、段塔などの蒸留塔を含み、当該装置は、バブルキャップ、シーブプレート、シーブトレイ、パッキン、内部構造物(internals)、バルブ、側方排出口(side offtakes)等を備えることもできる。分割型蒸留塔(側方排出口が備えられていてもよい分割型蒸留塔)、再循環装置等が特に適切である。2以上の蒸留塔の組み合わせを蒸留のために用いることができる。さらに適切な装置は、例えば、薄膜式蒸発器、流下膜式蒸発器、Sambay蒸発器等の蒸発器、及びこれらの組み合わせである。   The anodic displacement product can be separated from the reaction medium by conventional methods, preferably by distillation. Distillation of the reaction effluent can be carried out by conventional methods known to those skilled in the art. Suitable devices for fractionation by distillation include distillation columns such as plate columns, such as bubble caps, sieve plates, sieve trays, packing, internals, valves, side offtakes. ) Etc. can also be provided. A divided distillation column (a divided distillation column which may be provided with a side discharge port), a recirculation device and the like are particularly suitable. A combination of two or more distillation columns can be used for distillation. Further suitable devices are, for example, thin film evaporators, falling film evaporators, evaporators such as Sambay evaporators, and combinations thereof.

本発明の方法において、イオン液体を少なくとも10質量%の割合で含む液体反応媒体の使用は、求核置換の選択性、求核置換反応の変換率、電流収率、空時収率、セルの寿命期間、及び陽極置換のための広範囲での有機化合物の実施可能性のパラメータの少なくとも1つにおいて有利な効果を奏する。陽極として付加的にGDLが使用された場合、この有利な効果はより顕著になる。いかなる理論に制限されることなく、有機化合物の求核置換反応の中間体、例えば、陽極酸化工程中に発生するカチオンラジカルは、イオン液体によって安定化され、かつこの安定化は、イオン液体がGDL陽極と組み合わせて使用される場合には、より一層良好になることが想定される。   In the method of the present invention, the use of a liquid reaction medium containing an ionic liquid in a proportion of at least 10% by weight is based on the selectivity of nucleophilic substitution, conversion rate of nucleophilic substitution reaction, current yield, space time yield, It has an advantageous effect on at least one of lifetime parameters and a wide range of feasibility parameters for organic compounds for anode replacement. This advantageous effect becomes more pronounced when GDL is additionally used as the anode. Without being limited to any theory, intermediates in nucleophilic substitution reactions of organic compounds, for example, cation radicals generated during the anodization process, are stabilized by the ionic liquid, and this stabilization is achieved when the ionic liquid is GDL. When used in combination with an anode, it is expected to be even better.

実施例
以下の実施例は、本発明の更なる例示を意図するものである。
Examples The following examples are intended to further illustrate the present invention.

比較例1
非分割の電解セル100ml中に、トルエン6.5gと、メタノール34.1gと、支持電解質としてのメチルトリブチルアンモニウムメチルスルフェート(MTBS,6質量%)2.6gとを、グラファイトの陽極(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて7Fで電気分解した。適用した電流密度は、34mA/cm2であった。GC分析により、65%のトルエンの変換率、7%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの選択性及び2%の電流収率を示した。この例の結果は、表1中に要約されている。
Comparative Example 1
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 6.5 g of toluene, 34.1 g of methanol, and 2.6 g of methyltributylammonium methyl sulfate (MTBS, 6% by mass) as a supporting electrolyte were added to a graphite anode (10 cm 2). ) And a stainless steel cathode (10 cm 2 ). The applied current density was 34 mA / cm 2 . GC analysis showed 65% toluene conversion, 7% benzaldehyde dimethyl acetal selectivity and 2% current yield. The results of this example are summarized in Table 1.

実施例2
非分割の電解セル100ml中に、トルエン7.5gと、メタノール17.0gと、支持電解質としてのメチルトリブチルアンモニウムメチルスルフェート(MTBS,51質量%)25.5gとを、グラファイトの陽極(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて7Fで電気分解した。適用した電流密度は、34mA/cm2であった。GC分析により、88%のトルエンの変換率、32%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの選択性及び15%の電流収率を示した。この例の結果は、表1中に要約されている。
Example 2
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 7.5 g of toluene, 17.0 g of methanol, and 25.5 g of methyltributylammonium methyl sulfate (MTBS, 51% by mass) as a supporting electrolyte were added to a graphite anode (10 cm 2). ) And a stainless steel cathode (10 cm 2 ). The applied current density was 34 mA / cm 2 . GC analysis showed 88% toluene conversion, 32% benzaldehyde dimethyl acetal selectivity and 15% current yield. The results of this example are summarized in Table 1.

実施例3
非分割の電解セル100ml中に、トルエン13.1gと、メタノール29.5gと、支持電解質としてのメチルトリブチルアンモニウムメチルスルフェート(MTBS,12質量%)9.8gとを、陽極としてGDL(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて7Fで電気分解した。電流密度は、34mA/cm2であった。GC分析により、87%のトルエンの変換率、22%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの選択性及び9%の電流収率を示した。GDL電極は、カーボンブラックを用いてUS6,103,077にしたがって製造した。この例の結果は、表1中に要約されている。
Example 3
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 13.1 g of toluene, 29.5 g of methanol, and 9.8 g of methyltributylammonium methylsulfate (MTBS, 12% by mass) as a supporting electrolyte, and GDL (10 cm 2 ) as an anode ) And a stainless steel cathode (10 cm 2 ). The current density was 34 mA / cm 2 . GC analysis showed 87% toluene conversion, 22% benzaldehyde dimethyl acetal selectivity and 9% current yield. The GDL electrode was manufactured according to US 6,103,077 using carbon black. The results of this example are summarized in Table 1.

実施例4
非分割の電解セル100ml中に、トルエン13.1gと、メタノール29.5gと、支持電解質としてのメチルトリブチルアンモニウムメチルスルフェート(MTBS,25質量%)9.8gとを、陽極としてGDL(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて7Fで電気分解した。電流密度は、34mA/cm2であった。GC分析により、89%のトルエンの変換率、29%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの選択性及び13%の電流収率を示した。GDL電極は、カーボンブラックを用いてUS6,103,077にしたがって製造した。この例の結果は、表1中に要約されている。
Example 4
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 13.1 g of toluene, 29.5 g of methanol, and 9.8 g of methyltributylammonium methylsulfate (MTBS, 25 mass%) as a supporting electrolyte were used as GDL (10 cm 2). ) And a stainless steel cathode (10 cm 2 ). The current density was 34 mA / cm 2 . GC analysis showed 89% toluene conversion, 29% benzaldehyde dimethyl acetal selectivity and 13% current yield. The GDL electrode was manufactured according to US 6,103,077 using carbon black. The results of this example are summarized in Table 1.

実施例5
非分割の電解セル100ml中に、トルエン13.1gと、メタノール29.5gと、支持電解質としてのメチルトリブチルアンモニウムメチルスルフェート(MTBS,51質量%)9.8gとを、陽極として市販のGDL(H2315 IX11CX45 Freudenberg社製,10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて8Fで電気分解した。電流密度は、34mA/cm2であった。GC分析により、98%のトルエンの変換率、45%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの選択性及び21%の電流収率を示した。この例の結果は、表1中に要約されている。
Example 5
In 100 ml of an undivided electrolysis cell, 13.1 g of toluene, 29.5 g of methanol, and 9.8 g of methyltributylammonium methyl sulfate (MTBS, 51% by mass) as a supporting electrolyte were used as anodes and commercially available GDL ( H2315 IX11CX45 Freudenberg, 10 cm 2 ) and a stainless steel cathode (10 cm 2 ) and electrolysis at 8F. The current density was 34 mA / cm 2 . GC analysis showed 98% toluene conversion, 45% benzaldehyde dimethyl acetal selectivity and 21% current yield. The results of this example are summarized in Table 1.

実施例6
非分割の電解セル100ml中に、トルエン7.9gと、メタノール17.9gと、支持電解質としてのメチルトリブチルアンモニウムメチルスルフェート(MTBS,51質量%)26.9gとを、陽極として市販のGDL(Sigracet GDL25BC SGLグループ製,10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて7Fで電気分解した。電流密度は、34mA/cm2であった。GC分析により、96%のトルエンの変換率、45%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの選択性及び23%の電流収率を示した。この例の結果は、表1中に要約されている。
Example 6
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 7.9 g of toluene, 17.9 g of methanol, and 26.9 g of methyltributylammonium methylsulfate (MTBS, 51% by mass) as a supporting electrolyte were used as commercially available GDL ( Electrolysis was performed at 7F using a Siglacet GDL25BC SGL group, 10 cm 2 ) and a stainless steel cathode (10 cm 2 ). The current density was 34 mA / cm 2 . GC analysis showed 96% toluene conversion, 45% benzaldehyde dimethyl acetal selectivity and 23% current yield. The results of this example are summarized in Table 1.

実施例7
非分割の電解セル100ml中に、トルエン7.6gと、メタノール17.2gと、支持電解質としてのメチルトリブチルアンモニウムメチルスルフェート(MTBS,51質量%)25.8gとを、陽極としてGDL(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて6Fで電気分解した。電流密度は、34mA/cm2であった。GC分析により、97%のトルエンの変換率、48%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの選択性及び25%の電流収率を示した。GDL電極は、カーボンブラックを用いてUS6,103,077にしたがって製造した。この例の結果は、表1中に要約されている。
Example 7
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 7.6 g of toluene, 17.2 g of methanol, and 25.8 g of methyltributylammonium methylsulfate (MTBS, 51 mass%) as a supporting electrolyte were used as anodes with GDL (10 cm 2 ) And a stainless steel cathode (10 cm 2 ). The current density was 34 mA / cm 2 . GC analysis showed 97% toluene conversion, 48% benzaldehyde dimethyl acetal selectivity and 25% current yield. The GDL electrode was manufactured according to US 6,103,077 using carbon black. The results of this example are summarized in Table 1.

実施例8
非分割の電解セル100ml中に、トルエン8.1gと、メタノール18.3gと、支持電解質としてのメチルトリブチルアンモニウムメチルスルフェート(MTBS,51質量%)27.4gとを、陽極としてGDL(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて6Fで電気分解した。電流密度は、65mA/cm2であった。GC分析により、94%のトルエンの変換率、49%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの選択性及び27%の電流収率を示した。GDL電極は、カーボンブラックを用いてUS6,103,077にしたがって製造した。この例の結果は、表1中に要約されている。
Example 8
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 8.1 g of toluene, 18.3 g of methanol, and 27.4 g of methyltributylammonium methylsulfate (MTBS, 51% by mass) as a supporting electrolyte were used as GDL (10 cm 2). ) And a stainless steel cathode (10 cm 2 ). The current density was 65 mA / cm 2 . GC analysis showed 94% toluene conversion, 49% benzaldehyde dimethyl acetal selectivity and 27% current yield. The GDL electrode was manufactured according to US 6,103,077 using carbon black. The results of this example are summarized in Table 1.

実施例9
非分割の電解セル100ml中に、トルエン4.9gと、メタノール10.9gと、支持電解質としてのメチルトリブチルアンモニウムメチルスルフェート(MTBS,70質量%)36.8gとを、グラファイトの陽極(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて6Fで電気分解した。適用した電流密度は、34mA/cm2であった。GC分析により、81%のトルエンの変換率、30%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの選択性及び15%の電流収率を示した。この例の結果は、表1中に要約されている。
Example 9
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 4.9 g of toluene, 10.9 g of methanol, and 36.8 g of methyltributylammonium methyl sulfate (MTBS, 70% by mass) as a supporting electrolyte were added to a graphite anode (10 cm 2). ) And a stainless steel cathode (10 cm 2 ). The applied current density was 34 mA / cm 2 . GC analysis showed 81% toluene conversion, 30% benzaldehyde dimethyl acetal selectivity and 15% current yield. The results of this example are summarized in Table 1.

実施例10
非分割の電解セル100ml中に、トルエン5.2gと、メタノール11.7gと、支持電解質としてのメチルトリブチルアンモニウムメチルスルフェート(MTBS,70質量%)39.4gとを、陽極としてGDL(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて6Fで電気分解した。電流密度は、34mA/cm2であった。GC分析により、93%のトルエンの変換率、50%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの選択性及び28%の電流収率を示した。GDL電極は、カーボンブラックを用いてUS6,103,077にしたがって製造した。この例の結果は、表1中に要約されている。
Example 10
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 5.2 g of toluene, 11.7 g of methanol, and 39.4 g of methyltributylammonium methyl sulfate (MTBS, 70% by mass) as a supporting electrolyte were used as GDL (10 cm 2 ) as an anode. ) And a stainless steel cathode (10 cm 2 ). The current density was 34 mA / cm 2 . GC analysis showed 93% toluene conversion, 50% benzaldehyde dimethyl acetal selectivity and 28% current yield. The GDL electrode was manufactured according to US 6,103,077 using carbon black. The results of this example are summarized in Table 1.

実施例11
非分割の電解セル100ml中に、トルエン5.9gと、メタノール13.2gと、支持電解質としての1−エチル−3−メチル−イミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(EMimid−TFSI,70質量%)44.4gとを、陽極としてGDL(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて6Fで電気分解した。適用した電流密度は、34mA/cm2であった。GC分析により、98%のトルエンの変換率、50%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの選択性及び30%の電流収率を示した。GDL電極は、カーボンブラックを用いてUS6,103,077にしたがって製造した。この例の結果は、表1中に要約されている。
Example 11
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 5.9 g of toluene, 13.2 g of methanol, and 1-ethyl-3-methyl-imidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (EMimid-TFSI, 70 mass) as a supporting electrolyte %) and 44.4 g, and electrolysis 6F with the GDL (cathode 10 cm 2) and stainless steel (10 cm 2) as an anode. The applied current density was 34 mA / cm 2 . GC analysis showed 98% toluene conversion, 50% benzaldehyde dimethyl acetal selectivity and 30% current yield. The GDL electrode was manufactured according to US 6,103,077 using carbon black. The results of this example are summarized in Table 1.

実施例12
非分割の電解セル100ml中に、トルエン5.6gと、メタノール12.7gと、支持電解質としてのメチルトリブチルアンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(MTB−TFSI,70質量%)42.8gとを、陽極としてGDL(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて6Fで電気分解した。適用した電流密度は、34mA/cm2であった。GC分析により、98%のトルエンの変換率、50%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの選択性及び32%の電流収率を示した。GDL電極は、カーボンブラックを用いてUS6,103,077にしたがって製造した。この例の結果は、表1中に要約されている。
Example 12
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 5.6 g of toluene, 12.7 g of methanol, and 42.8 g of methyltributylammonium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (MTB-TFSI, 70% by mass) as a supporting electrolyte. and electrolysis 6F with the GDL cathode (10 cm 2) and stainless steel (10 cm 2) as an anode. The applied current density was 34 mA / cm 2 . GC analysis showed 98% toluene conversion, 50% benzaldehyde dimethyl acetal selectivity and 32% current yield. The GDL electrode was manufactured according to US 6,103,077 using carbon black. The results of this example are summarized in Table 1.

実施例13
非分割の電解セル100ml中に、トルエン6.0gと、メタノール13.5gと、支持電解質としてのメチルトリブチルアンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(MTB−TFSI,70質量%)45.4gとを、陽極としてGDL(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて5.5Fで電気分解した。適用した電流密度は、60mA/cm2であった。GC分析により、95%のトルエンの変換率、54%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの選択性及び35%の電流収率を示した。GDL電極は、カーボンブラックを用いてUS6,103,077にしたがって製造した。この例の結果は、表1中に要約されている。
Example 13
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 6.0 g of toluene, 13.5 g of methanol, and 45.4 g of methyltributylammonium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (MTB-TFSI, 70% by mass) as a supporting electrolyte. It was electrolyzed at 5.5F with the GDL cathode (10 cm 2) and stainless steel (10 cm 2) as an anode. The applied current density was 60 mA / cm 2 . GC analysis showed 95% toluene conversion, 54% benzaldehyde dimethyl acetal selectivity and 35% current yield. The GDL electrode was manufactured according to US 6,103,077 using carbon black. The results of this example are summarized in Table 1.

Figure 2015527483
Figure 2015527483

比較例14
非分割の電解セル100ml中に、ベンズアルデヒドジメチルアセタール6.7gと、メタノール37.6gと、メディエータ/支持電解質としての臭化ナトリウム(1質量%)0.45gとを、陽極としてグラファイト(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて2.5Fで電気分解した。適用した電流密度は、34mA/cm2であった。GC分析により、18%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの変換率、49%の安息香酸オルト−エステルの選択性及び7%の電流収率を示した。
Comparative Example 14
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 6.7 g of benzaldehyde dimethyl acetal, 37.6 g of methanol, 0.45 g of sodium bromide (1% by mass) as a mediator / supporting electrolyte, and graphite (10 cm 2 ) as an anode And a stainless steel cathode (10 cm 2 ) at 2.5 F. The applied current density was 34 mA / cm 2 . GC analysis showed 18% benzaldehyde dimethyl acetal conversion, 49% benzoic acid ortho-ester selectivity and 7% current yield.

比較例15
非分割の電解セル100ml中に、ベンズアルデヒドジメチルアセタール6.1gと、メタノール33.9gと、メディエータ/支持電解質としてのテトラブチルアンモニウムブロミド(2質量%)0.82gとを、陽極としてグラファイト(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて2.5Fで電気分解した。適用した電流密度は、34mA/cm2であった。GC分析により、24%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの変換率、59%の安息香酸オルト−エステルの選択性及び11%の電流収率を示した。
Comparative Example 15
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 6.1 g of benzaldehyde dimethyl acetal, 33.9 g of methanol, 0.82 g of tetrabutylammonium bromide (2% by mass) as a mediator / supporting electrolyte, and graphite (10 cm 2 ) as an anode ) And a stainless steel cathode (10 cm 2 ) at 2.5 F. The applied current density was 34 mA / cm 2 . GC analysis showed 24% benzaldehyde dimethyl acetal conversion, 59% benzoic acid ortho-ester selectivity and 11% current yield.

実施例16
非分割の電解セル100ml中に、ベンズアルデヒドジメチルアセタール5.2gと、メタノール21.2gと、メチルトリブチルアンモニウムメチルスルフェート(MTBS,45質量%)23.1gと、メディエータとしてのテトラブチルアンモニウムブロミド(4質量%)2.2gとを、陽極としてGDL(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて5Fで電気分解した。適用した電流密度は、34mA/cm2であった。GC分析により、72%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの変換率、68%の安息香酸オルト−エステルの選択性及び20%の電流収率を示した。GDL電極は、カーボンブラックを用いてUS6,103,077にしたがって製造した。
Example 16
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 5.2 g of benzaldehyde dimethyl acetal, 21.2 g of methanol, 23.1 g of methyltributylammonium methylsulfate (MTBS, 45% by mass), tetrabutylammonium bromide (4 a mass%) 2.2 g, and electrolysis 5F by using the GDL (cathode 10 cm 2) and stainless steel (10 cm 2) as an anode. The applied current density was 34 mA / cm 2 . GC analysis showed 72% benzaldehyde dimethyl acetal conversion, 68% benzoic acid ortho-ester selectivity and 20% current yield. The GDL electrode was manufactured according to US 6,103,077 using carbon black.

実施例17
非分割の電解セル100ml中に、ベンズアルデヒドジメチルアセタール4.9gと、メタノール20.2gと、メチルトリブチルアンモニウムメチルスルフェート(MTBS,42質量%)21.8gと、メディエータとしてのテトラブチルアンモニウムブロミド(10質量%)5.1gとを、陽極としてGDL(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて5Fで電気分解した。適用した電流密度は、34mA/cm2であった。GC分析により、31%のベンズアルデヒドジメチルアセタールの変換率、83%の安息香酸オルト−エステルの選択性及び10%の電流収率を示した。GDL電極は、カーボンブラックを用いてUS6,103,077にしたがって製造した。
Example 17
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 4.9 g of benzaldehyde dimethyl acetal, 20.2 g of methanol, 21.8 g of methyltributylammonium methylsulfate (MTBS, 42% by mass), and tetrabutylammonium bromide (10 a mass%) 5.1 g, and electrolysis 5F by using the GDL (cathode 10 cm 2) and stainless steel (10 cm 2) as an anode. The applied current density was 34 mA / cm 2 . GC analysis showed 31% benzaldehyde dimethyl acetal conversion, 83% benzoic acid ortho-ester selectivity and 10% current yield. The GDL electrode was manufactured according to US 6,103,077 using carbon black.

実施例18
非分割の電解セル100ml中に、エチレンカーボネート5.6gと、ピバル酸27gと、支持電解質としてのテトラオクチルアンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(41質量%)22.3gとを、陽極としてGDL(10cm2)とステンレス鋼の陰極(10cm2)とを用いて4.7Fで電気分解した。適用した電流密度は、10mA/cm2であった。NMR分析及びGC分析により、67%のエチレンカーボネートの変換率、18%の4−(tert−ブチル)カルボニルオキシ−1,3−ジオキソラン−2−オンの収率を示した。GDL電極は、カーボンブラックを用いてUS6,103,077にしたがって製造した。
Example 18
In 100 ml of an undivided electrolytic cell, 5.6 g of ethylene carbonate, 27 g of pivalic acid, and 22.3 g of tetraoctylammonium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (41% by mass) as a supporting electrolyte were used as anodes with GDL. Electrolysis was performed at 4.7 F using (10 cm 2 ) and a stainless steel cathode (10 cm 2 ). The applied current density was 10 mA / cm 2 . NMR and GC analysis showed 67% ethylene carbonate conversion and 18% 4- (tert-butyl) carbonyloxy-1,3-dioxolan-2-one yield. The GDL electrode was manufactured according to US 6,103,077 using carbon black.

Claims (19)

a)炭素原子に結合している水素原子を少なくとも1つ有する有機化合物を提供する工程;
b)陰極と陽極を有する電気化学セル中に、前記有機化合物と、求核剤とを含む液体反応媒体を提供する工程;
c)前記液体反応媒体を電気分解して、前記水素原子の少なくとも一部と、前記求核剤の求核基とを置換する工程;
を含む陽極置換の方法であって、前記液体反応媒体は、イオン液体を少なくとも10質量%の割合で更に含むことを特徴とする、前記方法。
a) providing an organic compound having at least one hydrogen atom bonded to a carbon atom;
b) providing a liquid reaction medium comprising the organic compound and a nucleophile in an electrochemical cell having a cathode and an anode;
c) electrolyzing the liquid reaction medium to replace at least some of the hydrogen atoms and nucleophilic groups of the nucleophile;
The method according to claim 1, wherein the liquid reaction medium further comprises an ionic liquid in a proportion of at least 10% by mass.
前記陽極が、ガス拡散層電極である、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the anode is a gas diffusion layer electrode. 前記ガス拡散層電極が、基材と、主成分としてカーボン粒子を含む微孔質層とを含んでいる、請求項2に記載の方法。   The method according to claim 2, wherein the gas diffusion layer electrode includes a base material and a microporous layer containing carbon particles as a main component. 前記ガス拡散層電極が、基材と、主成分としてカーボンブラックを含む微孔質層とを含んでいる、請求項2に記載の方法。   The method according to claim 2, wherein the gas diffusion layer electrode includes a substrate and a microporous layer containing carbon black as a main component. 前記イオン液体が、アンモニウム基を有する有機カチオンを含んでいる、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the ionic liquid contains an organic cation having an ammonium group. 前記有機化合物が、
(i)第三級炭素原子に直接結合している水素原子を少なくとも1つ有するアルカン若しくはシクロアルカン、
(ii)アリル炭素原子に直接結合している水素原子を少なくとも1つ有するアルケン若しくはシクロアルケン又は対応するジエン、
(iii)アレーン部位に対してα位に位置する炭素原子に直接結合している水素原子を少なくとも1つ有するアルキルアレーン、
(iv)窒素原子に対してα位に位置する炭素原子に直接結合している水素原子を少なくとも1つ有するアミド、及び
(v)酸素原子に対してα位に位置する炭素原子に直接結合している水素原子を少なくとも1つ有するエーテル、エステル、カーボネート若しくはアセタール
からなる群から選択される、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
The organic compound is
(I) an alkane or cycloalkane having at least one hydrogen atom directly bonded to a tertiary carbon atom,
(Ii) alkenes or cycloalkenes or corresponding dienes having at least one hydrogen atom bonded directly to an allylic carbon atom,
(Iii) an alkylarene having at least one hydrogen atom directly bonded to a carbon atom located at the α-position relative to the arene moiety;
(Iv) an amide having at least one hydrogen atom directly bonded to a carbon atom located in the α-position relative to the nitrogen atom, and (v) directly bonded to a carbon atom located in the α-position relative to the oxygen atom. 6. The process as claimed in claim 1, wherein the process is selected from the group consisting of ethers, esters, carbonates or acetals having at least one hydrogen atom.
前記有機化合物が、式I
Figure 2015527483
[式中、
Xは、O、N−R3又はCR45であり、
1は、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキル、ホルミル、C1−C6−アルキルカルボニル及びC1−C6−アルキルオキシカルボニルから選択され、
XがCR45基である場合、R1はC1−C6−アルコキシであってもよく、
XがN−R3又はCR45基である場合、R1はC1−C6−アルキルカルボニルオキシであってもよく、
2は、水素、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール−C1−C6−アルキル、C3−C12−シクロアルキル及びC6−C10−アリールから選択され、
3は、水素、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキル、ホルミル、C1−C6−アルキルカルボニル及びC1−C6−アルキルオキシカルボニルから選択され、
4及びR5は、独立して、水素、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキル、及びC1−C6−アルコキシから選択されるか、又は、
1及びR2は、それらが結合しているX−(C=O)−O基と一緒になって、5〜7員のヘテロシクロ環を形成し、当該ヘテロシクロ環は、O、S、NRc若しくはC=Oから選択され、Rcが水素、アルキル、シクロアルキル及びアリールから選択される、ヘテロ原子又はヘテロ原子を有する基の少なくとも1つを更に含んでいてもよく、
又は、
Xは、CR45基であり、かつR1及びR4は、それらが結合している炭素原子と一緒になって、3〜7員のカルボシクロ環を形成する]の化合物である、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
The organic compound is of formula I
Figure 2015527483
[Where:
X is O, N—R 3 or CR 4 R 5 ;
R 1 is selected from C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl, formyl, C 1 -C 6 -alkylcarbonyl and C 1 -C 6 -alkyloxycarbonyl And
When X is a CR 4 R 5 group, R 1 may be C 1 -C 6 -alkoxy,
When X is a N—R 3 or CR 4 R 5 group, R 1 may be C 1 -C 6 -alkylcarbonyloxy;
R 2 is hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 -aryl-C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 12 - is selected from aryl, - cycloalkyl and C 6 -C 10
R 3 is hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl, formyl, C 1 -C 6 -alkylcarbonyl and C 1 -C 6 -alkyloxycarbonyl Selected from
Are R 4 and R 5 independently selected from hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl, and C 1 -C 6 -alkoxy? Or
R 1 and R 2 they are attached X- (C = O) together with the -O group, to form a heterocyclo ring having 5 to 7 membered, said heterocyclo ring, O, S, NR may further comprise at least one heteroatom or a group having a heteroatom selected from c or C═O and R c selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl and aryl,
Or
Wherein X is a CR 4 R 5 group, and R 1 and R 4 together with the carbon atom to which they are attached form a 3-7 membered carbocyclo ring. Item 6. The method according to any one of Items 1 to 5.
前記有機化合物が、式Ia
Figure 2015527483
[式中、
Xは、O、CH2又はNR3であって、R3は、C1−C4−アルキル又はC1−C4−アルキルカルボニルであり、
Aは、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH2−CH2−CH2−、−CHR7−、−CHR7−CH2−、−CH2−CHR7−、−CHR7−CH2−CH2−、−CH2−CHR7−CH2−及び−CH2−CH2−CHR7−から選択されるアルキレン基であって、R7は、C1−C6−アルキルであり、
6は、水素又はC1−C6−アルキルである]の化合物である、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
Said organic compound is of formula Ia
Figure 2015527483
[Where:
X is O, CH 2 or NR 3 , R 3 is C 1 -C 4 -alkyl or C 1 -C 4 -alkylcarbonyl,
A is, -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -CH 2 -, - CHR 7 -, - CHR 7 -CH 2 -, - CH 2 -CHR 7 -, - CHR 7 -CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CHR 7 -CH 2 - and -CH 2 -CH 2 -CHR 7 - an alkylene group selected from, R 7 is, C 1 -C 6 - Alkyl,
R 6 is hydrogen or C 1 -C 6 - which is a compound of a is] alkyl, any one process of claim 1 to 5.
前記有機化合物が、式II
Z−CHR89 (II)
[式中、
Zは、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール、C1−C6−アリル、−NR1011基及びC1−C6−アルコキシから選択され、
8は、水素、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキルから選択され、
ZがC6−C10−アリール又はC1−C6−アリルである場合、R8はC1−C6−アルコキシであってもよく、
9は、水素、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール、C6−C10−アリール−C1−C6−アルキル及びC3−C12−シクロアルキルから選択されるか、又は、
8及びR9は、一緒になってC4−C7−アルキレン若しくはC4−C7−アルケニレンを形成し、
10及びR11は、独立して、水素、C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール及びC1−C6−アルキルカルボニルから選択されるか;又は、
式中、
Z、R8及びR9は、独立して、C1−C6−アルキルである]の化合物である、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
The organic compound is of formula II
Z-CHR 8 R 9 (II)
[Where:
Z is selected from C 6 -C 10 -aryl, substituted C 6 -C 10 -aryl, C 1 -C 6 -allyl, —NR 10 R 11 group and C 1 -C 6 -alkoxy;
R 8 is selected from hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl,
When Z is C 6 -C 10 -aryl or C 1 -C 6 -allyl, R 8 may be C 1 -C 6 -alkoxy;
R 9 is hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 -aryl, substituted C 6 -C 10 - aryl, C 6 -C 10 - aryl -C 1 -C 6 - alkyl and C 3 -C 12 - is selected from cycloalkyl, or,
R 8 and R 9 together form C 4 -C 7 -alkylene or C 4 -C 7 -alkenylene;
R 10 and R 11 are independently selected from hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 -aryl, substituted C 6 -C 10 -aryl and C 1 -C 6 -alkylcarbonyl Or
Where
Z, R 8 and R 9 are independently, C 1 -C 6 - which is a compound of alkyl as, any one process of claim 1 to 5.
前記求核剤が、水、アルコール、カルボン酸、亜硝酸若しくはその塩、硝酸若しくはその塩、アジ化水素酸若しくはその塩、イソシアン酸若しくはその塩、イソチオシアン酸若しくはその塩、スルホン酸、イソセレノシアン酸若しくはその塩、シアン化水素若しくはその塩、塩化水素若しくはその塩、臭化水素若しくはその塩、及びヨウ化水素若しくはその塩からなる群から選択される、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。   The nucleophilic agent is water, alcohol, carboxylic acid, nitrous acid or salt thereof, nitric acid or salt thereof, hydrazoic acid or salt thereof, isocyanic acid or salt thereof, isothiocyanic acid or salt thereof, sulfonic acid, isoselenocyanocyanate. The acid or salt thereof, hydrogen cyanide or salt thereof, hydrogen chloride or salt thereof, hydrogen bromide or salt thereof, and hydrogen iodide or salt thereof, and any one of claims 1 to 9 the method of. 前記求核剤が、
式III
12OH (III)
のアルコール、及び
式IV
13COOH (IV)
のカルボン酸からなる群から選択され、
12及びR13は、C1−C12−アルキル又はペルフルオロ化されたC1−C12−アルキルである、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。
The nucleophile is
Formula III
R 12 OH (III)
Alcohols of formula IV
R 13 COOH (IV)
Selected from the group consisting of:
R 12 and R 13 are, C 1 -C 12 - alkyl or perfluorinated C 1 -C 12 - alkyl, any one process of claim 1 to 9.
求核剤として、フルオロ化剤は除外される、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。   10. The method according to any one of claims 1 to 9, wherein a fluorinating agent is excluded as a nucleophile. 前記液体反応媒体が、臭化物塩及びヨウ化物塩からなる群から選択される添加剤を更に含む、請求項1から12までのいずれか1項記載の方法。   13. A method according to any one of claims 1 to 12, wherein the liquid reaction medium further comprises an additive selected from the group consisting of bromide salts and iodide salts. 前記電気化学セルが、非分割セルである、請求項1から13までのいずれか1項記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the electrochemical cell is an undivided cell. 前記陰極が、Pt、Pb、Ni、グラファイト、コール若しくはグラファイトフェルトなどのフェルト材料、ステンレス鋼及びGDL電極からなる群から選択される、請求項1から14までのいずれか1項記載の方法。   15. A method according to any one of the preceding claims, wherein the cathode is selected from the group consisting of felt materials such as Pt, Pb, Ni, graphite, coal or graphite felt, stainless steel and GDL electrodes. 一般式V
Y−CH214 (V)
の有機化合物を出発材料として、一般式VI
Y−C(OR12214 (VI)
のアセタールを陽極置換により製造する方法であって、
Yは、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール、C1−C6−アリル及び−NR1011基から選択され、
12は、C1−C12−アルキル又はペルフルオロ化されたC1−C12−アルキルであり、
14は、水素、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール−C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール及びC3−C12−シクロアルキルから選択され、
10及びR11は、独立して、水素、C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール及びC1−C6−アルキルカルボニルから選択され、
前記陽極置換は、
a)前記に定義されるような一般式Vの有機化合物を提供する工程;
b)陰極と陽極を有する電気化学セル中に、前記有機化合物と、請求項11に記載されているような一般式IIIのアルコールとを含む液体反応媒体を提供する工程;
c)前記液体反応媒体を電気分解して、前記一般式VIのアセタールを形成する工程;
を含み、
前記液体反応媒体は、イオン液体を少なくとも10質量%の割合で更に含むことを特徴とする、前記方法。
Formula V
Y-CH 2 R 14 (V)
Starting from organic compounds of general formula VI
Y-C (OR 12 ) 2 R 14 (VI)
A method for producing an acetal by anodic substitution,
Y is selected from C 6 -C 10 -aryl, substituted C 6 -C 10 -aryl, C 1 -C 6 -allyl and —NR 10 R 11 groups;
R 12 is, C 1 -C 12 - alkyl or perfluorinated C 1 -C 12 - alkyl,
R 14 is hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 -aryl-C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 - aryl, substituted C 6 -C 10 - aryl and C 3 -C 12 - is selected from cycloalkyl,
R 10 and R 11 are independently selected from hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 -aryl, substituted C 6 -C 10 -aryl and C 1 -C 6 -alkylcarbonyl And
The anode replacement is
a) providing an organic compound of general formula V as defined above;
b) providing in a electrochemical cell having a cathode and an anode a liquid reaction medium comprising said organic compound and an alcohol of general formula III as described in claim 11;
c) electrolyzing the liquid reaction medium to form an acetal of the general formula VI;
Including
Said method, wherein said liquid reaction medium further comprises an ionic liquid in a proportion of at least 10% by weight.
一般式V
Y−CH214 (V)
の有機化合物を出発材料として、一般式VIa
Y−COR14 (VIa)
のアルデヒド又はケトンを陽極置換により製造する方法であって、
Yは、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール、C1−C6−アリル及び−NR1011基から選択され、
12は、C1−C12−アルキル又はペルフルオロ化されたC1−C12−アルキルであり、
14は、水素、C1−C6−アルキル、C1−C6−アルコキシ−C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール−C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール及びC3−C12−シクロアルキルから選択され、
10及びR11は、独立して、水素、C1−C6−アルキル、C6−C10−アリール、置換されたC6−C10−アリール及びC1−C6−アルキルカルボニルから選択され、
前記陽極置換は、
a)前記に定義されるような一般式Vの有機化合物を提供する工程;
b)陰極と陽極を有する電気化学セル中に、前記有機化合物と、請求項11に記載されているような一般式IIIのアルコールとを含む液体反応媒体を提供する工程;
c)前記液体反応媒体を電気分解して、前記一般式VIのアセタールを形成する工程;
d)前記一般式VIのアセタールを加水分解して、前記一般式VIaのアルデヒド又はケトンを形成する工程;
を含み、
前記液体反応媒体は、イオン液体を少なくとも10質量%の割合で更に含むことを特徴とする、前記方法。
Formula V
Y-CH 2 R 14 (V)
Starting from organic compounds of general formula VIa
Y-COR 14 (VIa)
A method for producing an aldehyde or ketone by anodic substitution,
Y is selected from C 6 -C 10 -aryl, substituted C 6 -C 10 -aryl, C 1 -C 6 -allyl and —NR 10 R 11 groups;
R 12 is C 1 -C 12 -alkyl or perfluorinated C 1 -C 12 -alkyl;
R 14 is hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 -aryl-C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 - aryl, substituted C 6 -C 10 - aryl and C 3 -C 12 - is selected from cycloalkyl,
R 10 and R 11 are independently selected from hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 6 -C 10 -aryl, substituted C 6 -C 10 -aryl and C 1 -C 6 -alkylcarbonyl And
The anode replacement is
a) providing an organic compound of general formula V as defined above;
b) providing in a electrochemical cell having a cathode and an anode a liquid reaction medium comprising said organic compound and an alcohol of general formula III as described in claim 11;
c) electrolyzing the liquid reaction medium to form an acetal of the general formula VI;
d) hydrolyzing the acetal of general formula VI to form the aldehyde or ketone of general formula VIa;
Including
Said method, wherein said liquid reaction medium further comprises an ionic liquid in a proportion of at least 10% by weight.
一般式VII
Y−CR15 2H (VII)
の有機化合物を出発材料として、一般式VIII
Y−CR15 2(OR12) (VIII)
のオルト−エステルを陽極置換により製造する方法であって、
Yは、上記のように定義され、
12は、C1−C12−アルキル又はペルフルオロ化されたC1−C12−アルキルであり、
15は、C1−C12−アルコキシであり、
前記陽極置換は、
a)前記に定義されるような一般式VIIの有機化合物を提供する工程;
b)陰極と陽極を有する電気化学セル中に、前記有機化合物と、臭化物塩若しくはヨウ化物塩と、請求項11に記載されているような一般式IIIのアルコールとを含む液体反応媒体を提供する工程;
c)前記液体反応媒体を電気分解して、前記一般式VIIのアセタールを形成する工程;
を含み、
前記液体反応媒体は、イオン液体を少なくとも10質量%の割合で更に含むことを特徴とする、前記方法。
Formula VII
Y-CR 15 2 H (VII)
Starting from organic compounds of general formula VIII
Y-CR 15 2 (OR 12 ) (VIII)
A process for producing an ortho-ester of
Y is defined as above,
R 12 is C 1 -C 12 -alkyl or perfluorinated C 1 -C 12 -alkyl;
R 15 is C 1 -C 12 -alkoxy;
The anode replacement is
a) providing an organic compound of the general formula VII as defined above;
b) In a electrochemical cell having a cathode and an anode, a liquid reaction medium comprising the organic compound, a bromide salt or an iodide salt and an alcohol of the general formula III as described in claim 11 is provided. Process;
c) electrolyzing the liquid reaction medium to form the acetal of the general formula VII;
Including
Said method, wherein said liquid reaction medium further comprises an ionic liquid in a proportion of at least 10% by weight.
請求項8に記載されているような一般式Iaの有機化合物を出発材料として、式Ib
Figure 2015527483
のアシルオキシル化された有機化合物を陽極置換により製造する方法であって、
X、A及びR6は、請求項8における一般式Iaの定義に記載されている通りであり、
13は、C1−C12−アルキル又はペルフルオロ化されたC1−C12−アルキルであり、
前記陽極置換は、
a)請求項8に記載されているような一般式Iaの有機化合物を提供する工程;
b)陰極と陽極を有する電気化学セル中に、前記有機化合物と、請求項11に記載されているような一般式IVのカルボン酸とを含む液体反応媒体を提供する工程;
c)前記液体反応媒体を電気分解して、前記一般式Ibのアシルオキシル化された有機化合物を形成する工程;
を含み、
前記液体反応媒体は、イオン液体を少なくとも10質量%の割合で更に含むことを特徴とする、前記方法。
Starting from an organic compound of the general formula Ia as described in claim 8
Figure 2015527483
A method for producing an acyloxylated organic compound of
X, A and R 6 are as described in the definition of general formula Ia in claim 8;
R 13 is, C 1 -C 12 - alkyl or perfluorinated C 1 -C 12 - alkyl,
The anode replacement is
a) providing an organic compound of general formula Ia as described in claim 8;
b) providing a liquid reaction medium comprising, in an electrochemical cell having a cathode and an anode, the organic compound and a carboxylic acid of the general formula IV as described in claim 11;
c) electrolyzing the liquid reaction medium to form the acyloxylated organic compound of the general formula Ib;
Including
Said method, wherein said liquid reaction medium further comprises an ionic liquid in a proportion of at least 10% by weight.
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