JP2017066088A - 芳香族化合物の製造方法 - Google Patents
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Landscapes
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
【課題】芳香族化合物を高収率で得ることができ、工業的に利用可能な芳香族化合物の製造方法の提供。
【解決手段】メチル基を有するハイドロキノン化合物の存在下で、式（１）で表されるオキシム化合物と、アシル化剤と、を反応させ、芳香族化合物を得る芳香化反応を含む、芳香族化合物の製造方法。
（Ｒ1はハロゲン原子、Ｃ1-6アルキル基、Ｃ3-8シクロアルキル基、Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基等；Ｚ1〜Ｚ3は各々独立に、Ｃ、ＮまたはＯ；Ｚ1〜Ｚ3で構成される環は芳香環；ｎは０〜３の整数；ｎが２以上の場合、複数存在するＲ1は、各々独立である；ｍは１又は２の整数；ｍが２の場合、複数存在するＺ3が各々独立である）
【選択図】なし
【解決手段】メチル基を有するハイドロキノン化合物の存在下で、式（１）で表されるオキシム化合物と、アシル化剤と、を反応させ、芳香族化合物を得る芳香化反応を含む、芳香族化合物の製造方法。
（Ｒ1はハロゲン原子、Ｃ1-6アルキル基、Ｃ3-8シクロアルキル基、Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基等；Ｚ1〜Ｚ3は各々独立に、Ｃ、ＮまたはＯ；Ｚ1〜Ｚ3で構成される環は芳香環；ｎは０〜３の整数；ｎが２以上の場合、複数存在するＲ1は、各々独立である；ｍは１又は２の整数；ｍが２の場合、複数存在するＺ3が各々独立である）
【選択図】なし
Description
本発明は、農薬および高機能材料の原料として有用な芳香族化合物の製造方法に関する。
芳香族アミンやアニリドは、農薬および高機能材料の原料として使用されている（たとえば、特許文献１および２参照）。芳香族アミンの合成法としては、シクロヘキセンを出発原料として無水酢酸と塩化アセチルまたは臭化水素とを反応させ加水分解を行う方法（特許文献３）、パラジウム触媒を用いたＳｅｍｍｌｅｒ−Ｗｏｌｆｆ反応（非特許文献１）や無水酢酸及びヨウ化ナトリウムを用いたＳｅｍｍｌｅｒ−Ｗｏｌｆｆ反応（特許文献４、非特許文献２および非特許文献３）が知られている。
Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１３，１３５，ｐ．１３６６４−１３６６７
Ｏｒｇ．Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｒｅｓ．Ｄｅｖ．２０１２，１６，ｐ．１７４６−１７５３
Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ．２０１４，ｖｏｌ．５５，ｐ．３３４８−３３５０
特許文献４等に記載されたＳｅｍｍｌｅｒ−Ｗｏｌｆｆ反応では、収率が必ずしも十分ではないという問題があり、工業的に利用するには改善の必要があった。
そこで本発明は、特定の芳香族化合物を高収率で得ることができ、工業的に利用可能な芳香族化合物の製造方法を提供する。
そこで本発明は、特定の芳香族化合物を高収率で得ることができ、工業的に利用可能な芳香族化合物の製造方法を提供する。
特許文献４、非特許文献２および非特許文献３の反応では、オキシムの２段階のアシル化と脱離反応が進行するが、ＮａＩを用いることで、高活性なアシル化剤（Ａｃ−Ｉ）が生成し、２回目のアシル化が加速されると考えられていた。一方、本発明者は、特定のハイドロキノン化合物を触媒として用いることで、反応が効率的に進行し生成物の収率が高まることを見出し、本発明を完成するに至った。なお、ハイドロキノン化合物は、酸化還元触媒（レドックス触媒）として機能していると推定される。
すなわち、本発明は、メチル基を有するハイドロキノン化合物の存在下で、
一般式（１）
（式中、Ｒ1は、ハロゲン原子、Ｃ1-6アルキル基、Ｃ3-8シクロアルキル基、Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基、アルＣ1-6アルキル基、Ｃ1-6アルコキシ基、アリール基またはヘテロアリール基であり、
Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子または酸素原子であり、Ｚ1、Ｚ2およびＺ3で構成される環は芳香環であり、
ｎは０〜３の整数であり、
ｎが２以上の場合、複数存在するＲ1は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、
ｍは１または２の整数であり、
ｍが２の場合、複数存在するＺ3は、それぞれ同一でも異なっていてもよい）
で表されるオキシム化合物と、
アシル化剤と、を反応させ、
一般式（２）
（式中、Ｒ1、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3、ｎおよびｍは、上記と同じ意味であり、Ｒ2はアシル基である）
で表される芳香族化合物を得る芳香化反応を含む、芳香族化合物の製造方法。
上記アシル化剤は、カルボン酸無水物またはカルボン酸ハロゲン化物であることが好ましく、無水酢酸であることがより好ましい。
上記アシル化剤の使用量は、上記オキシム化合物に対し１〜１０倍モルであることが好ましい。
上記ハイドロキノン化合物は、メチルハイドロキノン、２，６−ジメチルハイドロキノン、２，５−ジメチルハイドロキノン、２，３−ジメチルハイドロキノンまたはトリメチルハイドロキノンであることが好ましく、２，６−ジメチルハイドロキノン、２，５−ジメチルハイドロキノンまたは２，３‐ジメチルハイドロキノンであることがより好ましい。
上記芳香化反応が、パラジウム化合物の存在下で行ってもよい。パラジウム化合物は、Ｐｄ（ＯＡｃ）2、Ｐｄ2（ｄｂａ）3、Ｐｄ（ａｃａｃ）2またはＰｄ／Ｃであることが好ましい。
上記パラジウム化合物と、ハイドロキノン化合物との使用量の比率は、モル比で１：１〜１：５０であることが好ましい。
上記芳香化反応の反応溶媒は、芳香族炭化水素であることが好ましく、トルエン、キシレンまたはエチルベンゼンであることがより好ましい。
上記一般式（１）で表されるオキシム化合物が、一般式（３）
（式中、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、Ｃ1-6アルキル基、Ｃ3-8シクロアルキル基、Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基、アルＣ1-6アルキル基、Ｃ1-6アルコキシ基、アリール基またはヘテロアリール基である）で表されるオキシム化合物であり、
上記一般式（２）で表される芳香族化合物が、一般式（４）
（式中、Ｒ3およびＲ4は、上記と同じ意味であり、Ｒ2はアシル基である）で表される芳香族化合物であることが好ましい。
すなわち、本発明は、メチル基を有するハイドロキノン化合物の存在下で、
一般式（１）
Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子または酸素原子であり、Ｚ1、Ｚ2およびＺ3で構成される環は芳香環であり、
ｎは０〜３の整数であり、
ｎが２以上の場合、複数存在するＲ1は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、
ｍは１または２の整数であり、
ｍが２の場合、複数存在するＺ3は、それぞれ同一でも異なっていてもよい）
で表されるオキシム化合物と、
アシル化剤と、を反応させ、
一般式（２）
で表される芳香族化合物を得る芳香化反応を含む、芳香族化合物の製造方法。
上記アシル化剤は、カルボン酸無水物またはカルボン酸ハロゲン化物であることが好ましく、無水酢酸であることがより好ましい。
上記アシル化剤の使用量は、上記オキシム化合物に対し１〜１０倍モルであることが好ましい。
上記ハイドロキノン化合物は、メチルハイドロキノン、２，６−ジメチルハイドロキノン、２，５−ジメチルハイドロキノン、２，３−ジメチルハイドロキノンまたはトリメチルハイドロキノンであることが好ましく、２，６−ジメチルハイドロキノン、２，５−ジメチルハイドロキノンまたは２，３‐ジメチルハイドロキノンであることがより好ましい。
上記芳香化反応が、パラジウム化合物の存在下で行ってもよい。パラジウム化合物は、Ｐｄ（ＯＡｃ）2、Ｐｄ2（ｄｂａ）3、Ｐｄ（ａｃａｃ）2またはＰｄ／Ｃであることが好ましい。
上記パラジウム化合物と、ハイドロキノン化合物との使用量の比率は、モル比で１：１〜１：５０であることが好ましい。
上記芳香化反応の反応溶媒は、芳香族炭化水素であることが好ましく、トルエン、キシレンまたはエチルベンゼンであることがより好ましい。
上記一般式（１）で表されるオキシム化合物が、一般式（３）
上記一般式（２）で表される芳香族化合物が、一般式（４）
本発明の製造方法は、特定の芳香族化合物を高収率で得ることができ、芳香族化合物の工業的製造に好適である。また、本発明の製造方法で得られる芳香族化合物は、農薬および高機能材料の原料として有用である。
本発明について以下に詳述する。
本発明において、特に断らない限り、％は質量％である。
本発明において、特に断らない限り、各用語は、次の意味を有する。
ハロゲン原子とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を意味する。
Ｃ1-6アルキル基とは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、２−メチルブチル、２−ペンチル、３−ペンチルおよびヘキシル基などの直鎖状または分枝鎖状のＣ1-6アルキル基を意味する。
Ｃ3-8シクロアルキル基とは、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチルおよびシクロヘキシル基などのＣ3-8シクロアルキル基を意味する。
Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基とは、メトキシメチル、メトキシエチルおよび１−エトキシエチル基などのＣ1-6アルキルオキシＣ1-6アルキル基を意味する。
アルＣ1-6アルキル基とは、ベンジル、ジフェニルメチル、トリチル、フェネチル、２−フェニルプロピル、３−フェニルプロピルおよびナフチルメチル基などのアルＣ1-6アルキル基を意味する。
Ｃ1-6アルコキシ基とは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ペンチルオキシおよびヘキシルオキシ基などの直鎖状または分枝鎖状のＣ1-6アルキルオキシ基を意味する。
アリール基とは、フェニル、ナフチル基などを意味する。
ヘテロアリール基とは、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、ピリダジル基、ピロール基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、トリアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基およびキノリル基などのヘテロ原子を有するアリール基を意味する。
アシル基とは、ホルミル基、Ｃ2-6アルカノイル基、アロイル基または複素環式カルボニル基を意味する。Ｃ2-6アルカノイル基とは、アセチル、プロピオニル、バレリル、イソバレリルおよびピバロイル基などの直鎖状または分枝鎖状のＣ2-6アルカノイル基を意味する。
本発明において、特に断らない限り、％は質量％である。
本発明において、特に断らない限り、各用語は、次の意味を有する。
ハロゲン原子とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を意味する。
Ｃ1-6アルキル基とは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、２−メチルブチル、２−ペンチル、３−ペンチルおよびヘキシル基などの直鎖状または分枝鎖状のＣ1-6アルキル基を意味する。
Ｃ3-8シクロアルキル基とは、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチルおよびシクロヘキシル基などのＣ3-8シクロアルキル基を意味する。
Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基とは、メトキシメチル、メトキシエチルおよび１−エトキシエチル基などのＣ1-6アルキルオキシＣ1-6アルキル基を意味する。
アルＣ1-6アルキル基とは、ベンジル、ジフェニルメチル、トリチル、フェネチル、２−フェニルプロピル、３−フェニルプロピルおよびナフチルメチル基などのアルＣ1-6アルキル基を意味する。
Ｃ1-6アルコキシ基とは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ペンチルオキシおよびヘキシルオキシ基などの直鎖状または分枝鎖状のＣ1-6アルキルオキシ基を意味する。
アリール基とは、フェニル、ナフチル基などを意味する。
ヘテロアリール基とは、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、ピリダジル基、ピロール基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、トリアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基およびキノリル基などのヘテロ原子を有するアリール基を意味する。
アシル基とは、ホルミル基、Ｃ2-6アルカノイル基、アロイル基または複素環式カルボニル基を意味する。Ｃ2-6アルカノイル基とは、アセチル、プロピオニル、バレリル、イソバレリルおよびピバロイル基などの直鎖状または分枝鎖状のＣ2-6アルカノイル基を意味する。
次に、本発明の製造方法について説明する。
本発明の製造方法は、メチル基を有するハイドロキノン化合物の存在下で、
一般式（１）
（式中、Ｒ1は、ハロゲン原子、Ｃ1-6アルキル基、Ｃ3-8シクロアルキル基、Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基、アルＣ1-6アルキル基、Ｃ1-6アルコキシ基、アリール基またはヘテロアリール基であり、
Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子または酸素原子であり、Ｚ1、Ｚ2およびＺ3で構成される環は芳香環であり、
ｎは０〜３の整数であり、
ｎが２以上の場合、複数存在するＲ1は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、
ｍは１または２の整数であり、
ｍが２の場合、複数存在するＺ3は、それぞれ同一でも異なっていてもよい）
で表されるオキシム化合物と、
アシル化剤と、を反応させ、
一般式（２）
（式中、Ｒ1、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3、ｎおよびｍは、上記と同じ意味であり、Ｒ2はアシル基である）
で表される芳香族化合物を得る芳香化反応を含む。
本発明の製造方法は、メチル基を有するハイドロキノン化合物の存在下で、
一般式（１）
Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子または酸素原子であり、Ｚ1、Ｚ2およびＺ3で構成される環は芳香環であり、
ｎは０〜３の整数であり、
ｎが２以上の場合、複数存在するＲ1は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、
ｍは１または２の整数であり、
ｍが２の場合、複数存在するＺ3は、それぞれ同一でも異なっていてもよい）
で表されるオキシム化合物と、
アシル化剤と、を反応させ、
一般式（２）
で表される芳香族化合物を得る芳香化反応を含む。
上記メチル基を有するハイドロキノン化合物は、レドックス触媒として機能することで芳香化反応が円滑に進行し、高収率が得られると、本発明者は推測する。また本発明によれば、従来の反応と比較して、副生成物を抑制でき、工業的製造に好適である。
上記ハイドロキノン化合物は、ベンゼン環に水酸基が２つ結合した構造を有する化合物であり、メチル基を有する。ハイドロキノン化合物が有するメチル基の数は、１〜４の整数であり、１〜３の整数が好ましく、２の整数がより好ましい。
メチル基を有するハイドロキノン化合物としては、メチルハイドロキノン、２，６−ジメチルハイドロキノン、２，５−ジメチルハイドロキノン、２，３−ジメチルハイドロキノンまたはトリメチルハイドロキノンが挙げられる。中でも、２，６−ジメチルハイドロキノン、２，５−ジメチルハイドロキノンまたは２，３‐ジメチルハイドロキノンが好ましく、２，６−ジメチルハイドロキノンが特に好ましい。
上記ハイドロキノン化合物の使用量は、出発原料であるオキシム化合物に対して、０．１〜１００ｍｏｌ％が好ましく、２０〜１００ｍｏｌ％がより好ましく、４０〜６０ｍｏｌ％がさらに好ましい。
なお、メチル基を有するハイドロキノン化合物は、後述するパラジウム化合物などの他のレドックス触媒と併用してもよいが、酸化還元力のバランスがよく円滑に反応が進行するため、単独でも高収率が得られる。
上記ハイドロキノン化合物は、ベンゼン環に水酸基が２つ結合した構造を有する化合物であり、メチル基を有する。ハイドロキノン化合物が有するメチル基の数は、１〜４の整数であり、１〜３の整数が好ましく、２の整数がより好ましい。
メチル基を有するハイドロキノン化合物としては、メチルハイドロキノン、２，６−ジメチルハイドロキノン、２，５−ジメチルハイドロキノン、２，３−ジメチルハイドロキノンまたはトリメチルハイドロキノンが挙げられる。中でも、２，６−ジメチルハイドロキノン、２，５−ジメチルハイドロキノンまたは２，３‐ジメチルハイドロキノンが好ましく、２，６−ジメチルハイドロキノンが特に好ましい。
上記ハイドロキノン化合物の使用量は、出発原料であるオキシム化合物に対して、０．１〜１００ｍｏｌ％が好ましく、２０〜１００ｍｏｌ％がより好ましく、４０〜６０ｍｏｌ％がさらに好ましい。
なお、メチル基を有するハイドロキノン化合物は、後述するパラジウム化合物などの他のレドックス触媒と併用してもよいが、酸化還元力のバランスがよく円滑に反応が進行するため、単独でも高収率が得られる。
上記パラジウム化合物は、レドックス触媒として、機能するものであれば、特に制限はなく、公知のパラジウム化合物を使用することができる。Ｐｄ（ＯＡｃ）2(酢酸パラジウム（II）)、Ｐｄ2（ｄｂａ）3（トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０））、Ｐｄ（ａｃａｃ）2(ビス（２，４−ペンタンジオナト）パラジウム（ＩＩ）)またはＰｄ／Ｃ（パラジウム炭素）が好ましく、Ｐｄ（ＯＡｃ）2が特に好ましい。
パラジウム化合物の使用量は、出発原料であるオキシム化合物に対して、０．０１〜２０ｍｏｌ％が好ましく、０．０１〜１０ｍｏｌ％がより好ましく、０．０１〜５ｍｏｌ％がさらに好ましい。本発明では、ハイドロキノン化合物と併用することで、より少ないパラジウム化合物の使用量で、芳香化反応を進めることができ、工業的製造においてコストダウンを図ることもできる。
また、パラジウム化合物と、ハイドロキノン化合物との使用量の比率は、モル比で１：１〜１：５０が好ましく、１：５〜１：３０がより好ましい。このような使用量の比率を満たす場合には、反応における酸化還元反応が最適化され、収率の向上に寄与し、パラジウム化合物の使用量を減らすことができることから工業的製造においてコストダウンを図ることもできる。
パラジウム化合物の使用量は、出発原料であるオキシム化合物に対して、０．０１〜２０ｍｏｌ％が好ましく、０．０１〜１０ｍｏｌ％がより好ましく、０．０１〜５ｍｏｌ％がさらに好ましい。本発明では、ハイドロキノン化合物と併用することで、より少ないパラジウム化合物の使用量で、芳香化反応を進めることができ、工業的製造においてコストダウンを図ることもできる。
また、パラジウム化合物と、ハイドロキノン化合物との使用量の比率は、モル比で１：１〜１：５０が好ましく、１：５〜１：３０がより好ましい。このような使用量の比率を満たす場合には、反応における酸化還元反応が最適化され、収率の向上に寄与し、パラジウム化合物の使用量を減らすことができることから工業的製造においてコストダウンを図ることもできる。
次に、上記一般式（１）で表されるオキシム化合物および一般式（２）で表される芳香族化合物について説明する。
一般式（１）で表されるオキシム化合物において、上記Ｒ1は、ハロゲン原子、Ｃ1-6アルキル基、Ｃ3-8シクロアルキル基、Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基、アルＣ1-6アルキル基またはＣ1-6アルコキシ基であることが好ましく、Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基またはアルＣ1-6アルキル基であることが特に好ましい。Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基としては、Ｃ1-3アルコキシＣ1-3アルキル基が好ましく、メトキシエチル基が特に好ましい。アルＣ1-6アルキル基としては、アルＣ1-3アルキル基が好ましく、ベンジル基が特に好ましい。
上記Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、それぞれ独立に、炭素原子または窒素原子であることが好ましい。
上記ｎは、１〜３の整数であることが好ましく、１であることがより好ましい。
上記ｍは、１であることが好ましい。
得られる一般式（２）で表される芳香族化合物において、Ｒ1、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3、ｎおよびｍの好適な範囲は、上記一般式（１）で表されるオキシム化合物と同じである。また、上記Ｒ2は、Ｃ2-6アルカノイル基であることが好ましく、アセチル基であることが特に好ましい。
一般式（１）で表されるオキシム化合物において、上記Ｒ1は、ハロゲン原子、Ｃ1-6アルキル基、Ｃ3-8シクロアルキル基、Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基、アルＣ1-6アルキル基またはＣ1-6アルコキシ基であることが好ましく、Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基またはアルＣ1-6アルキル基であることが特に好ましい。Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基としては、Ｃ1-3アルコキシＣ1-3アルキル基が好ましく、メトキシエチル基が特に好ましい。アルＣ1-6アルキル基としては、アルＣ1-3アルキル基が好ましく、ベンジル基が特に好ましい。
上記Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、それぞれ独立に、炭素原子または窒素原子であることが好ましい。
上記ｎは、１〜３の整数であることが好ましく、１であることがより好ましい。
上記ｍは、１であることが好ましい。
得られる一般式（２）で表される芳香族化合物において、Ｒ1、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3、ｎおよびｍの好適な範囲は、上記一般式（１）で表されるオキシム化合物と同じである。また、上記Ｒ2は、Ｃ2-6アルカノイル基であることが好ましく、アセチル基であることが特に好ましい。
本発明の製造方法においては、一般式（２）で表される芳香族化合物が、インダゾール、ベンズイミダゾール、インドール、イソインドール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、ベンゾフランまたはイソベンゾフランである場合でも、効率的にこれらの芳香族化合物を合成できるため、有用である。これらの芳香族化合物の中でも、インダゾール、ベンズイミダゾール、インドールまたはイソインドールの製造に好適である。
本発明の製造方法においては、一般式（１）で表されるオキシム化合物が、一般式（３）
（式中、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、Ｃ1-6アルキル基、Ｃ3-8シクロアルキル基、Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基、アルＣ1-6アルキル基、Ｃ1-6アルコキシ基、アリール基またはヘテロアリール基である）で表されるオキシム化合物であり、
一般式（２）で表される芳香族化合物が、一般式（４）
（式中、Ｒ3およびＲ4は、上記と同じ意味であり、Ｒ2はアシル基である）で表される芳香族化合物であることが好ましい。
上記一般式（３）で表されるオキシム化合物において、上記Ｒ3は、水素原子であることが好ましい。上記Ｒ4は、ハロゲン原子、Ｃ1-6アルキル基、Ｃ3-8シクロアルキル基、Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基、アルＣ1-6アルキル基またはＣ1-6アルコキシ基であることが好ましく、Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基またはアルＣ1-6アルキル基であることが特に好ましい。Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基としては、Ｃ1-3アルコキシＣ1-3アルキル基が好ましく、メトキシエチル基が特に好ましい。アルＣ1-6アルキル基としては、アルＣ1-3アルキル基が好ましく、ベンジル基が特に好ましい。
得られる一般式（４）で表される芳香族化合物において、Ｒ3およびＲ4の好適な範囲は、上記一般式（３）で表されるオキシム化合物と同じである。また、上記Ｒ2は、Ｃ2-6アルカノイル基であることが好ましく、アセチル基であることが特に好ましい。
一般式（２）で表される芳香族化合物が、一般式（４）
上記一般式（３）で表されるオキシム化合物において、上記Ｒ3は、水素原子であることが好ましい。上記Ｒ4は、ハロゲン原子、Ｃ1-6アルキル基、Ｃ3-8シクロアルキル基、Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基、アルＣ1-6アルキル基またはＣ1-6アルコキシ基であることが好ましく、Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基またはアルＣ1-6アルキル基であることが特に好ましい。Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基としては、Ｃ1-3アルコキシＣ1-3アルキル基が好ましく、メトキシエチル基が特に好ましい。アルＣ1-6アルキル基としては、アルＣ1-3アルキル基が好ましく、ベンジル基が特に好ましい。
得られる一般式（４）で表される芳香族化合物において、Ｒ3およびＲ4の好適な範囲は、上記一般式（３）で表されるオキシム化合物と同じである。また、上記Ｒ2は、Ｃ2-6アルカノイル基であることが好ましく、アセチル基であることが特に好ましい。
また、一般式（３）で表されるオキシム化合物が、一般式（５）
で表されるオキシム化合物であり、一般式（４）で表される芳香族化合物が、一般式（６）
で表される芳香族化合物であることが好ましい。上記式中、Ｒ3およびＲ4は、上記と同じ意味であり、Ｒ2はアシル基であり、それらの好適な範囲は、一般式（３）で表されるオキシム化合物および一般式（４）で表される芳香族化合物と同様である。
また、一般式（３）で表されるオキシム化合物が、一般式（７）
で表されるオキシム化合物であり、一般式（４）で表される芳香族化合物が、一般式（８）
で表される芳香族化合物であることが好ましい。上記式中、Ｒ3およびＲ4は、上記と同じ意味であり、Ｒ2はアシル基であり、それらの好適な範囲は、一般式（３）で表されるオキシム化合物および一般式（４）で表される芳香族化合物と同様である。
また、一般式（３）で表されるオキシム化合物が、一般式（７）
次に、上記アシル化剤について説明する。
上記アシル化剤は、カルボン酸無水物またはカルボン酸ハロゲン化物が好ましい。アシル化剤としては、たとえば、無水酢酸、塩化アセチル、無水トリフルオロ酢酸、無水クロロ酢酸、塩化クロロアセチル、無水ジクロロ酢酸、無水トリクロロ酢酸が挙げられ、無水酢酸が特に好ましい。アシル化剤の使用量は、オキシム化合物に対して、1〜10倍モルであり、好ましくは1〜5倍モルであり、より好ましくは1.5〜4倍モルである。
上記アシル化剤は、カルボン酸無水物またはカルボン酸ハロゲン化物が好ましい。アシル化剤としては、たとえば、無水酢酸、塩化アセチル、無水トリフルオロ酢酸、無水クロロ酢酸、塩化クロロアセチル、無水ジクロロ酢酸、無水トリクロロ酢酸が挙げられ、無水酢酸が特に好ましい。アシル化剤の使用量は、オキシム化合物に対して、1〜10倍モルであり、好ましくは1〜5倍モルであり、より好ましくは1.5〜4倍モルである。
以下、上記芳香化反応におけるその他の条件について説明する。
上記芳香化反応における溶媒としては、反応に影響を及ぼさないものであれば特に限定されない。たとえば、芳香族炭化水素が挙げられ、トルエン、キシレンまたはエチルベンゼンが好ましい。これらの溶媒は単独でも混合して使用してもよい。
溶媒の使用量は、特に限定されないが、オキシム化合物に対して、1〜500倍量（v/w）であればよい。
上記芳香化反応における溶媒としては、反応に影響を及ぼさないものであれば特に限定されない。たとえば、芳香族炭化水素が挙げられ、トルエン、キシレンまたはエチルベンゼンが好ましい。これらの溶媒は単独でも混合して使用してもよい。
溶媒の使用量は、特に限定されないが、オキシム化合物に対して、1〜500倍量（v/w）であればよい。
芳香化反応は、適当な温度（たとえば、０〜２００℃）で一定時間（たとえば、１０分間〜１２時間）、反応混合物を攪拌することによって行う。反応温度は、好ましくは５０〜１５０℃であり、より好ましくは７０〜１２０℃であり、さらに好ましくは７０〜１１０℃である。反応時間は、好ましくは１０分間〜１０時間であり、より好ましくは１０分間〜５時間であり、さらに好ましくは１〜４時間である。
本発明によれば、低温かつ短時間で芳香化反応が進行し、目的物を高収率で得られることから、工業的製造に好適である。
本発明によれば、低温かつ短時間で芳香化反応が進行し、目的物を高収率で得られることから、工業的製造に好適である。
得られた上記一般式（２）、（４）、（６）または（８）で表される芳香族化合物は、さらに、塩酸、臭化水素および硫酸などの鉱酸と反応させて塩としてもよい。
次に、製造原料である上記オキシム化合物の製造法について説明する。
オキシム化合物は、公知文献に記載の方法に基づいて合成することができる。たとえば、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．，２０１４，５５，３３４８−３３５０に記載の方法により合成することができる。
一般式（５）で表されるオキシム化合物のうち、Ｒ3が水素原子であるものは、たとえば、シクロヘキサン−１，３−ジオンを出発物質として、以下の反応で製造することができる。
式中、Ｒ4は、上記と同様な意味を有しその好適な範囲は上記と同様であり、Ｍｅはメチル基である。
オキシム化合物は、公知文献に記載の方法に基づいて合成することができる。たとえば、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．，２０１４，５５，３３４８−３３５０に記載の方法により合成することができる。
一般式（５）で表されるオキシム化合物のうち、Ｒ3が水素原子であるものは、たとえば、シクロヘキサン−１，３−ジオンを出発物質として、以下の反応で製造することができる。
以下、本発明を実施例、比較例および参考例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
中圧分取カラムクロマトグラフィーは、Ｓｍａｒｔ ＦＬＡＳＨ ＥＰＣＬＣ−Ｗ−Ｐｒｅｐ ２ＸＹ（山善株式会社）を使用した。
溶離液における混合比は、容量比である。たとえば、「酢酸エチル／ヘキサン＝ １：１→酢酸エチル／ヘキサン４：１」は、５０質量％酢酸エチル／５０質量％ヘキサンの溶離液を最終的に８０質量％酢酸エチル／２０質量％ヘキサンの溶離液へ変化させたことを意味する。
1Ｈ−ＮＭＲスペクトルは、内部基準としてテトラメチルシランを用い、Ｂｒｕｋｅｒ ＡＶ４００Ｎ（Ｂｒｕｋｅｒ社）を用いて測定し、全δ値をｐｐｍで示した。
高速液体クロマトグラフ質量分析は、ＡＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ Ｈ−ＣｌａｓｓＳｙｓｔｅｍ（Ｗａｔｅｒｓ社）を用いて測定した。以下、ＵＰＬＣ−ＭＳと略す。
中圧分取カラムクロマトグラフィーは、Ｓｍａｒｔ ＦＬＡＳＨ ＥＰＣＬＣ−Ｗ−Ｐｒｅｐ ２ＸＹ（山善株式会社）を使用した。
溶離液における混合比は、容量比である。たとえば、「酢酸エチル／ヘキサン＝ １：１→酢酸エチル／ヘキサン４：１」は、５０質量％酢酸エチル／５０質量％ヘキサンの溶離液を最終的に８０質量％酢酸エチル／２０質量％ヘキサンの溶離液へ変化させたことを意味する。
1Ｈ−ＮＭＲスペクトルは、内部基準としてテトラメチルシランを用い、Ｂｒｕｋｅｒ ＡＶ４００Ｎ（Ｂｒｕｋｅｒ社）を用いて測定し、全δ値をｐｐｍで示した。
高速液体クロマトグラフ質量分析は、ＡＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ Ｈ−ＣｌａｓｓＳｙｓｔｅｍ（Ｗａｔｅｒｓ社）を用いて測定した。以下、ＵＰＬＣ−ＭＳと略す。
各実施例において各略号は、以下の意味を有する。
Ｍｅ：メチル
Ａｃ：アセチル
Ｐｈ：フェニル
Ｂｎ：ベンジル
Ｍｅ：メチル
Ａｃ：アセチル
Ｐｈ：フェニル
Ｂｎ：ベンジル
参考例１
Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．，２０１４，５５，３３４８−３３５０を参考にし、下記反応により1-ベンジル-6,7-ジヒドロ-1H-インダゾール-4(5H)-オンオキシムを得た。1H-NMRの結果を以下に示す。
1H-NMR(CDCl3)σ値：1H-NMRを測定した結果、Ｅ体／Ｚ体の比は７０：３０であった。
1H-NMR(CDCl3)δ値：
1.88-2.06(2H,m),2.44-2.50(1.4H,m),2.59(0.6H,t,J=6.0Hz),2.63(1.4H,t,J=6.0Hz),2.71(0.6H,t,J=6.0Hz),5.28(0.6H,s),5.31(1.4H,s),7.12(2H,d,J=8.0Hz),7.25-7.36(3H,m),7.69(1H,s),7.78(0.3H,s),8.27(0.7H,s)
Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．，２０１４，５５，３３４８−３３５０を参考にし、下記反応により1-ベンジル-6,7-ジヒドロ-1H-インダゾール-4(5H)-オンオキシムを得た。1H-NMRの結果を以下に示す。
1H-NMR(CDCl3)σ値：1H-NMRを測定した結果、Ｅ体／Ｚ体の比は７０：３０であった。
1H-NMR(CDCl3)δ値：
1.88-2.06(2H,m),2.44-2.50(1.4H,m),2.59(0.6H,t,J=6.0Hz),2.63(1.4H,t,J=6.0Hz),2.71(0.6H,t,J=6.0Hz),5.28(0.6H,s),5.31(1.4H,s),7.12(2H,d,J=8.0Hz),7.25-7.36(3H,m),7.69(1H,s),7.78(0.3H,s),8.27(0.7H,s)
実施例１（DMHQ法）
参考例１で得られた1-ベンジル-6,7-ジヒドロ-1H-インダゾール-4(5H)-オンオキシム241mg、キシレン2mL、2,6-ジメチルハイドロキノン69mg、および無水酢酸189μLを混合し、100℃で2時間攪拌した。室温に冷却後、反応液を中圧分取カラムクロマトグラフィー（溶離液：酢酸エチル/ヘキサン= 1:1→酢酸エチル/ヘキサン4:1）で精製し、下記反応式の無色油状物のN-(1-ベンジル-1H-インダゾール-4-イル)アセトアミド107mgを得た。生成物の収率は40％だった。生成物の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(CDCl3)δ値：
2.22(3H,s),5.53(2H,s),7.06-7.37(7H,m),(7.66, 1H,d, J = 7.6 Hz),8.00(s,1H),8.08(s,1H)
参考例１で得られた1-ベンジル-6,7-ジヒドロ-1H-インダゾール-4(5H)-オンオキシム241mg、キシレン2mL、2,6-ジメチルハイドロキノン69mg、および無水酢酸189μLを混合し、100℃で2時間攪拌した。室温に冷却後、反応液を中圧分取カラムクロマトグラフィー（溶離液：酢酸エチル/ヘキサン= 1:1→酢酸エチル/ヘキサン4:1）で精製し、下記反応式の無色油状物のN-(1-ベンジル-1H-インダゾール-4-イル)アセトアミド107mgを得た。生成物の収率は40％だった。生成物の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(CDCl3)δ値：
2.22(3H,s),5.53(2H,s),7.06-7.37(7H,m),(7.66, 1H,d, J = 7.6 Hz),8.00(s,1H),8.08(s,1H)
実施例２（MHQ法）
参考例１で得られた1-ベンジル-6,7-ジヒドロ-1H-インダゾール-4(5H)-オンオキシム 241mg、キシレン2mL、メチルハイドロキノン62mg、および無水酢酸 189μLを混合し100℃で2時間攪拌した。反応混合物をUPLC-MSで分析したところ、N-(1-ベンジル-1H-インダゾール-4-イル)アセトアミドの生成を確認し、内部標準（4-エチルビフェニル）との比較により生成率は24%であった。
参考例１で得られた1-ベンジル-6,7-ジヒドロ-1H-インダゾール-4(5H)-オンオキシム 241mg、キシレン2mL、メチルハイドロキノン62mg、および無水酢酸 189μLを混合し100℃で2時間攪拌した。反応混合物をUPLC-MSで分析したところ、N-(1-ベンジル-1H-インダゾール-4-イル)アセトアミドの生成を確認し、内部標準（4-エチルビフェニル）との比較により生成率は24%であった。
実施例３（TMHQ法）
参考例１で得られた1-ベンジル-6,7-ジヒドロ-1H-インダゾール-4(5H)-オンオキシム241mgにキシレン2 mL、トリメチルハイドロキノン44mg、および無水酢酸189μLを混合し100℃で2時間攪拌した。反応混合物をUPLC-MSで分析したところ、下記反応式のN-(1-ベンジル-1H-インダゾール-4-イル)アセトアミドの生成を確認し、内部標準（4-エチルビフェニル）との比較により生成率は18%であった。
参考例１で得られた1-ベンジル-6,7-ジヒドロ-1H-インダゾール-4(5H)-オンオキシム241mgにキシレン2 mL、トリメチルハイドロキノン44mg、および無水酢酸189μLを混合し100℃で2時間攪拌した。反応混合物をUPLC-MSで分析したところ、下記反応式のN-(1-ベンジル-1H-インダゾール-4-イル)アセトアミドの生成を確認し、内部標準（4-エチルビフェニル）との比較により生成率は18%であった。
比較例１
実施例１において、2,6-ジメチルハイドロキノンを使用しなかったこと以外は、実施例１と同様の反応を行った。その結果、N-(1-ベンジル-1H-インダゾール-4-イル)アセトアミドは得られなかった。
実施例１において、2,6-ジメチルハイドロキノンを使用しなかったこと以外は、実施例１と同様の反応を行った。その結果、N-(1-ベンジル-1H-インダゾール-4-イル)アセトアミドは得られなかった。
比較例２
実施例１において、2,6-ジメチルハイドロキノンを使用せずに、ヨウ化ナトリウム75mgを使用したこと以外は、実施例１と同様の反応を行った。反応混合物をUPLC-MSで分析したところ、N-(1-ベンジル-1H-インダゾール-4-イル)アセトアミドの生成を確認し、内部標準（4-エチルビフェニル）との比較により生成率は1%であった。
実施例１において、2,6-ジメチルハイドロキノンを使用せずに、ヨウ化ナトリウム75mgを使用したこと以外は、実施例１と同様の反応を行った。反応混合物をUPLC-MSで分析したところ、N-(1-ベンジル-1H-インダゾール-4-イル)アセトアミドの生成を確認し、内部標準（4-エチルビフェニル）との比較により生成率は1%であった。
実施例４
オキシム化合物として1-ベンジル-6,7-ジヒドロ-1H-インダゾール-5(4H)-オンオキシムを使用したこと以外は、実施例１と同様にして、下記反応式の無色油状物のN-(1-ベンジル-1H-インダゾール-5-イル)アセトアミドを得た。生成物の収率は30％だった。生成物の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(CDCl3)δ値：
2.19(3H,s),5.57(2H,s),7.15(1H,s),7.17(1H,d,J=1.2Hz),7.24-7.34(5H,m),7.35(1H,s),7.97(1H,d,J=1.2Hz),7.99(1H,s)
オキシム化合物として1-ベンジル-6,7-ジヒドロ-1H-インダゾール-5(4H)-オンオキシムを使用したこと以外は、実施例１と同様にして、下記反応式の無色油状物のN-(1-ベンジル-1H-インダゾール-5-イル)アセトアミドを得た。生成物の収率は30％だった。生成物の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(CDCl3)δ値：
2.19(3H,s),5.57(2H,s),7.15(1H,s),7.17(1H,d,J=1.2Hz),7.24-7.34(5H,m),7.35(1H,s),7.97(1H,d,J=1.2Hz),7.99(1H,s)
実施例５
オキシム化合物として1-t-ブチル-6,7-ジヒドロ-1H-インダゾール-4(5H)-オンオキシムを使用したこと以外は、実施例１と同様にして、下記反応式の無色油状物のN-(1-(t-ブチル) -1H-インダゾール-4-イル)アセトアミドを得た。生成物の収率は45％だった。生成物の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(CDCl3)δ値：
1.77(9H,s),2.28(3H,s),7.28(1H,t,J=6.0Hz),7.46(1H,d,J=6.0Hz),7.67(1H,s),7.72(1H,d,J=6.0Hz),7.95(1H,s)
オキシム化合物として1-t-ブチル-6,7-ジヒドロ-1H-インダゾール-4(5H)-オンオキシムを使用したこと以外は、実施例１と同様にして、下記反応式の無色油状物のN-(1-(t-ブチル) -1H-インダゾール-4-イル)アセトアミドを得た。生成物の収率は45％だった。生成物の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(CDCl3)δ値：
1.77(9H,s),2.28(3H,s),7.28(1H,t,J=6.0Hz),7.46(1H,d,J=6.0Hz),7.67(1H,s),7.72(1H,d,J=6.0Hz),7.95(1H,s)
実施例６
オキシム化合物として1-イソプロピル-6,7-ジヒドロ-1H-インダゾール-4(5H)-オンオキシムを使用したこと以外は、実施例１と同様にして、下記反応式の無色油状物のN-(1-イソプロピル-1H-インダゾール-4-イル)アセトアミドを得た。生成物の収率は79％だった。生成物の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(CDCl3)δ値：
1.59(6H,d,J=6.8Hz),2.29(3H,s),4.83(1H,m),7.21(1H,d,J=7.8Hz),7.33(1H,t,J=7.8Hz),7.62(1H,s),7.71(1H,d,J=7.8Hz),8.01(1H,s)
オキシム化合物として1-イソプロピル-6,7-ジヒドロ-1H-インダゾール-4(5H)-オンオキシムを使用したこと以外は、実施例１と同様にして、下記反応式の無色油状物のN-(1-イソプロピル-1H-インダゾール-4-イル)アセトアミドを得た。生成物の収率は79％だった。生成物の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(CDCl3)δ値：
1.59(6H,d,J=6.8Hz),2.29(3H,s),4.83(1H,m),7.21(1H,d,J=7.8Hz),7.33(1H,t,J=7.8Hz),7.62(1H,s),7.71(1H,d,J=7.8Hz),8.01(1H,s)
本発明の製造方法は、特定の芳香族化合物を高収率で得ることができ、芳香族化合物の工業的製造に有用である。
Claims (12)
- メチル基を有するハイドロキノン化合物の存在下で、
一般式（１）
Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子または酸素原子であり、Ｚ1、Ｚ2およびＺ3で構成される環は芳香環であり、
ｎは０〜３の整数であり、
ｎが２以上の場合、複数存在するＲ1は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、
ｍは１または２の整数であり、
ｍが２の場合、複数存在するＺ3は、それぞれ同一でも異なっていてもよい）
で表されるオキシム化合物と、
アシル化剤と、を反応させ、
一般式（２）
で表される芳香族化合物を得る芳香化反応を含む、芳香族化合物の製造方法。 - 前記アシル化剤が、カルボン酸無水物またはカルボン酸ハロゲン化物である、請求項１に記載の芳香族化合物の製造方法。
- 前記アシル化剤が、無水酢酸である、請求項２に記載の芳香族化合物の製造方法。
- 前記アシル化剤の使用量が、前記オキシム化合物に対し１〜１０倍モルである、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の芳香族化合物の製造方法。
- 前記ハイドロキノン化合物が、メチルハイドロキノン、２，６−ジメチルハイドロキノン、２，５−ジメチルハイドロキノン、２，３−ジメチルハイドロキノンまたはトリメチルハイドロキノンである、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の芳香族化合物の製造方法。
- 前記ハイドロキノン化合物が、２，６−ジメチルハイドロキノン、２，５−ジメチルハイドロキノンまたは２，３‐ジメチルハイドロキノンである、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の芳香族化合物の製造方法。
- 前記芳香化反応が、パラジウム化合物の存在下で行われる請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の芳香族化合物の製造方法。
- 前記パラジウム化合物が、Ｐｄ（ＯＡｃ）2、Ｐｄ2（ｄｂａ）3、Ｐｄ（ａｃａｃ）2またはＰｄ／Ｃである請求項７に記載の芳香族化合物の製造方法。
- 前記パラジウム化合物と、ハイドロキノン化合物との使用量の比率が、モル比で１：１〜１：５０である、請求項７または８に記載の芳香族化合物の製造方法。
- 前記芳香化反応の反応溶媒が、芳香族炭化水素である、請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の芳香族化合物の製造方法。
- 前記芳香族炭化水素が、トルエン、キシレンまたはエチルベンゼンである、請求項１０に記載の芳香族化合物の製造方法。
- 前記一般式（１）で表されるオキシム化合物が、一般式（３）
前記一般式（２）で表される芳香族化合物が、一般式（４）
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