JP2019531300A - シクロプロピル置換アセトフェノン類を製造する方法 - Google Patents

シクロプロピル置換アセトフェノン類を製造する方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、式(I)で表されるシクロプロピル置換アセトフェノンを製造する方法に関する。【化1】

Description

本発明は、シクロプロピルで置換されているアセトフェノン類を調製する方法に関し、及び、該方法において使用される2種類の化合物にも関する。
シクロプロピルで置換されているアセトフェノン類は、シプロコナゾールなどの農薬活性物質を合成するための重要な中間体であり、そして、さまざまな経路で既に調製されている。その例は、本発明による方法に関連した2種類の合成を包含している。
CN 101857576A(2010)には、シクロプロピル置換アセトフェノン 1−(4−クロロフェニル)−2−シクロプロピルプロパン−1−オンを調製する方法が開示されており、ここで、該方法は、4−クロロベンジルマグネシウムクロリドをシクロプロピルメチルケトンに添加した後、生じたヒドロキシル基を除去し、ヒドロホウ素化及び酸化に付して、最初にベンジルアルコールとし、次いで、さらに、1−(4−クロロフェニル)−2−シクロプロピルプロパン−1−オンを生成させることによる。この方法の不利点は、該ヒドロホウ素化反応であり、この反応は、セーフティクリティカルであり、そして、さらに、費用もかかる。
CN 102603508Bにも、同様に、1−(4−クロロフェニル)−2−シクロプロピルプロパン−1−オンの調製が記載されているが、該方法は、2−クロロ−2−(4−クロロフェニル)酢酸メチルから出発している。これを、強塩基及びメチルシクロプロピルケトンと反応させてグリシジルエステルを生成させ、鹸化及び酸性化に付した後で転位させて、1−(4−クロロフェニル)−2−シクロプロピルプロパン−1−オンを生成させる。ここで、不利点は、出発物質として2−クロロ−2−(4−クロロフェニル)酢酸メチルを使用することである。これは、第1に、多段階合成で調製する必要があり、従って、当該方法のコストを増大させる。
CN 101857576A CN 102603508B
本発明の目的は、従来技術から知られている方法の不利点を克服する、シクロプロピル置換アセトフェノン類の調製方法を提供することである。
この目的は、シクロプロピル置換アセトフェノン(I)
Figure 2019531300
を調製する方法によって達成され、
ここで、該方法においては、
(a) 第1段階において、ベンジルマグネシウムハライド又はベンジル亜鉛ハライド(II)をシクロプロピルアルキルケトン(III)と反応させて、アルコール(IV)を生成させ;
Figure 2019531300
(b) 第2段階において、アルコール(IV)をフリーラジカルハロゲン化によってハロヒドリン(V)に変換させ;
Figure 2019531300
(c) 第3段階において、ハロヒドリン(V)を塩基を添加することによってエポキシド(VI)に変換させ;
Figure 2019531300
(d) 第4段階において、エポキシド(VI)を温熱ルイス酸又はブレンステッド酸条件下でシクロプロピル置換アセトフェノン(I)に変換させ;
Figure 2019531300
ここで、
は、塩素、臭素、ヨウ素、アルコキシ、アミノ、シアノ、ニトロ、C−C−アルキルであるか、又は、置換されていないフェニル、若しくは、塩素、フッ素、メトキシ及びエトキシからなる群から選択されるs個のラジカルで置換されているフェニルであり;
は、C−C−アルキルであるか、又は、置換されていないフェニル、若しくは、塩素、フッ素、メトキシ及びエトキシからなる群から選択されるs個のラジカルで置換されているフェニルであり;
sは、1、2又は3であり;
Mは、マグネシウム又は亜鉛であり;
、Xは、それぞれ独立して、塩素、臭素又はヨウ素である。
好ましい実施形態によれば、Xは、塩素であることができる。
が臭素であれば、同様に好ましい。
が4−塩素であれば、同様に好ましい。
Mがマグネシウムであれば、同様に好ましい。
がメチルであれば、同様に好ましい。
が塩素であり、Xが臭素であり、Rが4−塩素であり、Mがマグネシウムであり、且つ、Rがメチルであれば、特に好ましい。
式(I)、式(II)、式(III)、式(IV)、式(V)及び式(VI)において、3個以上の炭素原子を有するアルキルラジカルは、直鎖又は分枝鎖であることができる。 適切なアルキルラジカルは、例えば、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、t−ブチル又は2−ブチルである。
化合物(II)は、ハロゲン化ベンジルをマグネシウムと反応させて対応するベンジルマグネシウムハライドを生成させることによって調製することができるが、ここで、0.9:1〜20:1のマグネシウムとハロゲン化ベンジルの比率を使用することができる。
本発明による方法の第1段階において、式(II)で表されるベンジルマグネシウムハライドを、式(III)で表されるシクロプロピルアルキルケトンと反応させて、アルコール(IV)を生成させる。
該反応は、一般に、溶媒の中で実施する。適切な溶媒は、脂肪族及び芳香族の炭化水素類、例えば、n−ヘキサン、ベンゼン又はトルエン、並びに、エーテル類、例えば、ジフェニルエーテル、メチルtert−ブチルエーテル、イソプロピルエチルエーテル、ジオキサン、ジグリム、ジメチルグリコール及びTHF、並びに、そのような溶媒の混合物である。好ましいのは、トルエン/THF混合物、及び、ジエチルエーテルである。特に好ましいのは、ジエチルエーテルである。
該反応は、−40℃〜200℃の温度範囲内で実施することができる。好ましいのは、−20℃〜50℃であり、特に好ましいのは、0℃〜40℃である。該反応は、一般に、標準圧下で実施するが、高圧下又は減圧下で実施することも可能である。
本発明による方法の第2段階において、アルコール(IV)を、フリーラジカルハロゲン化によって、ハロヒドリン(V)に変換させる。
該ハロゲン化に使用するハロゲンラジカルは、ハロゲン化試薬を熱又は照射(UV、又は、可視光)及び場合によりラジカル開始剤に晒すことによって、そのハロゲン化試薬から生成させることができる。
適切なハロゲン化試薬は、例えば、以下の物質である:N−クロロスクシンイミド、N−ブロモスクシンイミド、N−ヨードスクシンイミド、塩素、臭素、ヨウ素、ブロモトリクロロメタン、1,3−ジクロロ−5,5−ジメチルヒダントイン、1,3−ジブロモ−5,5−ジメチルヒダントイン、及び、塩化スルフリル。好ましいのは、N−ブロモスクシンイミドである。式(IV)で表される化合物とハロゲン化試薬の比率は、好ましくは、1:0.9〜1:10である。
ラジカル開始剤として特に適しているものは、過酸化ジベンゾイル、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)(AIBN)及びジ−tert−ブチルペルオキシドであり、ここで、該ラジカル開始剤は、一般式(IV)で表される化合物に基づいて、0.1〜50モル%の量で使用することができる。好ましくは、1〜20モル%の該ラジカル開始剤を使用する。
本発明による方法の第2段階における反応温度は、0℃〜150℃であり得る。好ましいのは、20℃〜90℃であり、特に好ましいのは、60℃〜80℃である。該反応は、一般に、標準圧下で実施するが、高圧下又は減圧下で実施することも可能である。
この段階における希釈剤として、当該反応条件下で不活性である全ての有機溶媒を原則として使用することができる。その例としては、以下のものを挙げることができる:エーテル類、例えば、メチルtert−ブチルエーテル、メチルシクロペンチルエーテル、2−メチルテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン;炭化水素類、例えば、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン類、メシチレン、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、ジクロロメタン、テトラクロロメタン、クロロホルム;ニトリル類、例えば、アセトニトリル、ブチロニトリル;アミド類、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン;ジメチルスルホキシド、又は、スルホラン。
本発明による方法の第3段階において、ハロヒドリン(V)を、塩基を添加することによって、エポキシド(VI)に変換させる。
該反応は、無機塩基(例えば、LiOH、NaOH、KOH、Ca(OH)、NaCO、KCO、CsCO、NaOMe、NaOEt、NaO−t−Bu、KO−t−Bu)又は有機塩基(例えば、トリアルキルアミン類、アルキルピリジン類、ホスファゼン類及び1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン(DBU))の存在下で実施することができる。好ましいのは、NaOH及びKOtBuであり、特に好ましいのは、KO−t−Buである。
該塩基は、化合物(V)に基づいて、1:0.9〜1:20の比率で使用することができる。
該塩基を水溶液として使用する場合、相間移動触媒、例えば、アンモニウム塩又はホスホニウム塩、例えば、テトラヘキシルアンモニウムクロリド、テトラヘキシルアンモニウムブロミド、テトラヘキシルアンモニウムヨージド、テトラオクチルアンモニウムクロリド、テトラオクチルアンモニウムブロミド、テトラオクチルアンモニウムヨージド、Aliquat HTA−1(登録商標)、Aliquat 134(登録商標)、ジメチルジデシルアンモニウムクロリド、ジメチルドデシルベンジルアンモニウムクロリド、トリブチルヘキサデシルアンモニウムクロリド、トリブチルヘキサデシルアンモニウムブロミド、トリブチルテトラデシルホスホニウムクロリド、及び、トリブチルテトラデシルホスホニウムブロミドなどを、付加的に添加する。好ましいのは、Aliquat 134(登録商標)である。
該相間移動触媒は、化合物(V)に基づいて、典型的には、0.1〜50モル%の量で使用する。好ましいのは、5〜20モル%である。
この反応における希釈剤として、当該反応条件下で不活性である全ての有機溶媒を原則として使用することができる。その例としては、以下のものを挙げることができる:エーテル類、例えば、メチルtert−ブチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、メチルシクロペンチルエーテル、2−メチルテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン;炭化水素類、例えば、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン類、メシチレン、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、ジクロロメタン;ニトリル類、例えば、アセトニトリル、ブチロニトリル;アミド類、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン;ジメチルスルホキシド、又は、スルホラン。好ましいのは、THF、トルエン及びクロロベンゼンである。
本発明による方法の第3段階における反応は、一般に、−20℃〜70℃の温度で実施し、好ましくは、0℃〜20℃の温度で実施する。該反応は、一般に、標準圧下で実施するが、高圧下又は減圧下で実施することも可能である。
本発明による方法の第4段階において、エポキシド(VI)を、温熱ルイス酸又はブレンステッド酸条件下で、シクロプロピル置換アセトフェノン(I)に変換させる。
ルイス酸としては、例えば、以下のものを挙げることができる:三フッ化ホウ素、三塩化アルミニウム、亜鉛トリフラート、スカンジウムトリフラート、塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩化銅(II)、四塩化チタン、塩化トリメチルシリル、四塩化スズ、三塩化セシウム、塩化マグネシウム、二塩化鉄、及び、三塩化鉄。特に適しているのは、三塩化セシウム、亜鉛トリフラート、塩化亜鉛及びスカンジウムトリフラートである。
適切なブレンステッド酸は、鉱酸、例えば、HSO、HCl、HSOCl、HF、HBr、HI、HPO、又は、有機酸、例えば、CFCOOH、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、カンファースルホン酸若しくはトリフルオロメタンスルホン酸である。特に適しているのは、カンファースルホン酸及びメタンスルホン酸である。
該ブレンステッド酸及びルイス酸は、化合物(VI)に基づいて、0.1〜50mol%の比率で添加することができる。好ましいのは、5〜30mol%であり、特に好ましいのは、10〜20mol%である。
本発明による方法の第4段階における反応は、一般に、溶媒の中で実施する。
適切な溶媒は、脂肪族及び芳香族の炭化水素、例えば、n−ヘキサン、ベンゼン又はトルエンであり、ここで、これらは、フッ素又は塩素などのヘテロ原子で置換されていてもよい(例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロベンゼン又はジクロロベンゼン)。同様に適しているのは、エーテル類、例えば、ジフェニルエーテル、メチルtert−ブチルエーテル、イソプロピルエチルエーテル、ジオキサン、ジグリム、ジメチルグリコール及びTHF及びそのような溶媒の混合物である。好ましいのは、メチルtert−ブチルエーテル、トルエン及びクロロベンゼンである。特に好ましいのは、トルエン及びクロロベンゼンである。
該反応温度は、0℃〜100℃であり、好ましくは、20℃〜80℃である。該反応は、一般に、標準圧下で実施するが、高圧下又は減圧下で実施することも可能である。
本発明は、さらに、一般式(V)
Figure 2019531300
〔式中
は、塩素、臭素、ヨウ素、アルコキシ、アミノ、シアノ、ニトロ、C−C−アルキルであるか、又は、置換されていないフェニル、若しくは、塩素、フッ素、メトキシ及びエトキシからなる群から選択されるs個のラジカルで置換されているフェニルであり;
は、C−C−アルキルであるか、又は、置換されていないフェニル、若しくは、塩素、フッ素、メトキシ及びエトキシからなる群から選択されるs個のラジカルで置換されているフェニルであり;
sは、1、2又は3であり;
は、塩素、臭素又はヨウ素である〕
で表される化合物も提供する。
式(V)で表される化合物の好ましい実施形態によれば、Xは、臭素であることができる。
が4−塩素であれば、好ましい。
がメチルであれば、同様に好ましい。
が臭素であり、Rが4−塩素であり、且つ、Rがメチルであれば、特に好ましい。
本発明は、さらに、一般式(VI)
Figure 2019531300
〔式中
は、塩素、臭素、ヨウ素、アルコキシ、アミノ、シアノ、ニトロ、C−C−アルキルであるか、又は、置換されていないフェニル、若しくは、塩素、フッ素、メトキシ及びエトキシからなる群から選択されるs個のラジカルで置換されているフェニルであり;
は、C−C−アルキルであるか、又は、置換されていないフェニル、若しくは、塩素、フッ素、メトキシ及びエトキシからなる群から選択されるs個のラジカルで置換されているフェニルであり;
sは、1、2又は3である〕
で表される化合物も提供する。
式(VI)で表される化合物の好ましい実施形態によれば、Rは、4−塩素であることができる。
がメチルであれば、同様に好ましい。
が4−塩素であり、且つ、Rがメチルであれば、特に好ましい。
以下の実施例によって、本発明について、さらに詳細に説明する。
1−(4−クロロフェニル)−2−シクロプロピルプロパン−1−オンの調製
段階1: 1−(4−クロロフェニル)−2−シクロプロピルプロパン−2−オール
マグネシウム削りくず(30.4g、1.25mol、2当量)を微量のヨウ素を含んでいる300mLのジエチルエーテルの中に装入した。4−クロロベンジルクロリド(100.6g、625mmol、1当量)を200mLのジエチルエーテルに溶解させ、上記マグネシウムに滴下して加えた。その添加が終了した後、その反応混合物を環流温度で10分間維持した。その反応混合物を0℃まで冷却し、100mLのジエチルエーテルの中のシクロプロピルメチルケトンを、内部温度が10℃を超えないように、滴下して加えた。次いで、その反応混合物を室温でさらに2時間撹拌した。その反応混合物を80mLの飽和塩化アンモニウム溶液でクエンチし、そして、50mLの水を添加した。得られた懸濁液をケイ藻土を通して濾過し、メチルtert−ブチルエーテルで洗浄した。その有機相を分離し、水及びブラインで洗浄し、次いで、硫酸ナトリウムで脱水し、濾過し、ロータリーエバポレーションによって濃縮した。これによって、122gの1−(4−クロロフェニル)−2−シクロプロピルプロパン−2−オールが100%の純度(GCa/a)で得られた(収率85%)。
H NMR(602MHz,DMSO−d)δ=7.32−7.23(m,4H),3.98(s,1H),2.72−2.65(m,2H),0.96(s,3H),0.76(tt,J=5.4,8.4Hz,1H),0.34−0.23(m,2H),0.21−0.15(m,2H);
GC/MS:m/e=192(M−HO)。
段階2: 1−ブロモ−1−(4−クロロフェニル)−2−シクロプロピルプロパン−2−オール
1−(4−クロロフェニル)−2−シクロプロピルプロパン−2−オール(20g、87.1mmol、1当量)をクロロベンゼン(200mL)の中でN−ブロモスクシンイミド(26.54g、148mmol、1.7当量)及び2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)(0.85g、3.5mmol、0.04当量)と一緒に70℃で44時間撹拌した。その反応混合物をシリカゲルを通して濾過し、クロロベンゼンで洗浄した。溶媒を除去した後、27.6g(収率59%、純度79.3% a/a HPLC)の粗製生成物が得られた。これをカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、シクロヘキサン/酢酸エチル 勾配0−20% v/v)で精製して、HPLCによる純度が96.6% a/aになった。
ジアステレオ異性体A:H NMR(602MHz,DMSO−d)δ=7.56−7.50(m,2H),7.41−7.36(m,2H),5.21(s,1H),4.70(s,1H),1.27(s,1H),0.87(tt,J=5.4,8.4Hz,1H),0.51−0.43(m,1H),0.32−0.13(m,2H),0.08−0.02(m,1H);
ジアステレオ異性体B:H NMR(602MHz,DMSO−d)δ=7.56−7.50(m,2H),7.36−7.32(m,2H),5.16(s,1H),4.65(s,1H),1.12(s,3H),0.79−0.73(m,1H),0.32−0.13(m,3H),−0.04−0.10(m,1H);
GC/MS:m/e=208(M−HBr)。
段階3: 3−(4−クロロフェニル)−2−シクロプロピル−2−メチルオキシラン
50mLのトルエンの中に1−ブロモ−1−(4−クロロフェニル)−2−シクロプロピルプロパン−2−オール(5g、15.7mmol、1当量)を装入し、0℃まで冷却した。次いで、カリウムtert−ブトキシド(2.7g、23.6mmol、1.5当量)を添加した。その反応混合物を室温まで昇温させ、次いで、その温度で2.5時間撹拌した。その反応混合物をケイ藻土を通して濾過し、そして、第4段階に直接使用した。
ジアステレオ異性体A:H NMR(602MHz,DMSO−d)δ=7.44−7.39(m,2H),7.38−7.34(m,2H),3.99(s,1H),1.22(tt,J=5.2,8.3Hz,1H),0.56−0.22(m,4H);
ジアステレオ異性体B:H NMR(602MHz,DMSO−d)δ=7.44−7.39(m,2H),7.31−7.27(m,2H),3.87(s,1H),1.01(s,3H),0.54−0.23(m,5H);
GC/MS:m/e=208(M)。
段階4: 1−(4−クロロフェニル)−2−シクロプロピルプロパン−1−オン
第3段階からのトルエン溶液に、塩化亜鉛(0.43g、3.16mmol、0.2当量)を添加し、その混合物を室温で15時間撹拌した。得られた懸濁液をシリカゲルを通して濾過し、溶媒を減圧下で除去した。これによって、3.9gの1−(4−クロロフェニル)−2−シクロプロピルプロパン−1−オンが粗製生成物として得られた。これを、カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、シクロヘキサン/酢酸エチル 勾配0−20% v/v)で精製して、純度が94% a/a(HPLC a/a)になった(2.02g 2段階を通した収率55%)。
H NMR(602MHz,DMSO−d)δ=7.98−7.94(m,2H),7.60−7.57(m,2H),2.96(qd,J=6.9,9.1Hz,1H),1.15(d,J=6.9Hz,3H),0.93−0.85(m,1H),0.48(ddt,J=3.9,5.3,8.7Hz,1H),0.40−0.33(m,1H),0.26−0.13(m,2H);
GC/MS:m/e=208(M)。

Claims (10)

  1. シクロプロピル置換アセトフェノン(I)
    Figure 2019531300


    を調製する方法であって、
    (a) 第1段階において、ベンジルマグネシウムハライド又はベンジル亜鉛ハライド(II)をシクロプロピルアルキルケトン(III)と反応させて、アルコール(IV)を生成させ;
    Figure 2019531300


    (b) 第2段階において、アルコール(IV)をフリーラジカルハロゲン化によってハロヒドリン(V)に変換させ;
    Figure 2019531300


    (c) 第3段階において、ハロヒドリン(V)を塩基を添加することによってエポキシド(VI)に変換させ;
    Figure 2019531300


    (d) 第4段階において、エポキシド(VI)を温熱ルイス酸又はブレンステッド酸条件下でシクロプロピル置換アセトフェノン(I)に変換させ;
    Figure 2019531300


    ここで、
    は、塩素、臭素、ヨウ素、アルコキシ、アミノ、シアノ、ニトロ、C−C−アルキルであるか、又は、置換されていないフェニル、若しくは、塩素、フッ素、メトキシ及びエトキシからなる群から選択されるs個のラジカルで置換されているフェニルであり;
    は、C−C−アルキルであるか、又は、置換されていないフェニル、若しくは、塩素、フッ素、メトキシ及びエトキシからなる群から選択されるs個のラジカルで置換されているフェニルであり;
    sは、1、2又は3であり;
    、Xは、それぞれ独立して、塩素、臭素又はヨウ素である;
    前記方法。
  2. が塩素であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. が臭素であることを特徴とする、請求項1又は2のいずれかに記載の方法。
  4. が4−塩素であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
  5. がメチルであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. が塩素であり、Xが臭素であり、Rが4−塩素であり、及び、Rがメチルである、請求項1に記載の方法。
  7. 式(V)
    Figure 2019531300


    〔式中
    は、塩素、臭素、ヨウ素、アルコキシ、アミノ、シアノ、ニトロ、C−C−アルキルであるか、又は、置換されていないフェニル、若しくは、塩素、フッ素、メトキシ及びエトキシからなる群から選択されるs個のラジカルで置換されているフェニルであり;
    は、C−C−アルキルであるか、又は、置換されていないフェニル、若しくは、塩素、フッ素、メトキシ及びエトキシからなる群から選択されるs個のラジカルで置換されているフェニルであり;
    sは、1、2又は3であり;
    は、塩素、臭素又はヨウ素である〕
    で表される化合物。
  8. が臭素であり、Rが4−塩素であり、及び、Rがメチルである、請求項7に記載の化合物。
  9. 式(VI)
    Figure 2019531300


    〔式中
    は、塩素、臭素、ヨウ素、アルコキシ、アミノ、シアノ、ニトロ、C−C−アルキルであるか、又は、置換されていないフェニル、若しくは、塩素、フッ素、メトキシ及びエトキシからなる群から選択されるs個のラジカルで置換されているフェニルであり;
    は、C−C−アルキルであるか、又は、置換されていないフェニル、若しくは、塩素、フッ素、メトキシ及びエトキシからなる群から選択されるs個のラジカルで置換されているフェニルであり;
    sは、1、2又は3である〕
    で表される化合物。
  10. が4−塩素であり、及び、Rがメチルである、請求項9に記載の化合物。
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