JP2646266B2 - アルコキシニトリル化合物の製法 - Google Patents

アルコキシニトリル化合物の製法

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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルコキシニトリル化合物の新規な製法に
関する。
〔従来の技術及びその課題〕
カルボニル化合物のシアノ化反応は、炭素−炭素結合
生成反応の一つとして有機合成上重要である。この反応
におけるシアノ化剤としては種々の化合物が開発されて
いるが、中でも次式(II) (式中、R4、R5及びR6は、それぞれ同一でも異なっても
よく、アルキル基またはアリール基を示す) で表わされるシリルシアニド化合物は有機合成における
有用な試薬のひとつであり、種々の化合物(アルデヒ
ド、ケトン、エポキシド等)のシアノ化剤として利用さ
れている〔例えば、W.C.Groutas and D.Felker,Synthes
is,1980,861;D.A.Evans,L.K.Truesdale,and G.L.Carrol
l,J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,1973,55;J.C.Mullis and
W.P.Weber,J.Org.Chem.,47,2873(1982)〕。このシリ
ルシアニド化合物(II)は保護されたカルボニル化合物
であるアセタールやケタールのシアノ化にも応用され、
これによって種々の天然物、医薬品等の合成原料として
有用な化合物であるα−アルコキシニトリル化合物を合
成することができる〔例えば、K.Utimoto,Y.Wakabayash
i,Y.Shishiyama,M.Inoue and H.Nozaki,Tetrahedron Le
tt.,22,4279(1981);K.Utimoto,Y.Wakabayashi,T.Hori
ie,M.Inoue,Y.Shishiyama,M.Obayashi and H.Nozaki,Te
trahedron,39,967(1983)〕。しかし、これらシリルシ
アニド化合物を用いるシアノ化反応は、一般に四酸化チ
タン、四塩化スズ、ヨウ化亜鉛等のルイス酸触媒の存在
下で実施するものであり、酸性的反応条件が必要であ
る。このため、酸に対して不安定な化合物の合成には適
用が困難である。更に、テトラヒドロフラン、ジメチル
ホルムアミド等のルイス塩基となり得るエーテル、アミ
ド系等の反応溶媒の使用が困難であるという問題も有し
ている。
〔課題を解決するための手段〕
かかる実情において本発明者らは、有機合成で繁用さ
れる優れた溶媒であるテトラヒドロフラン、ジメチルホ
ルムアミド等の反応溶媒が自由に使用でき、なおかつ酸
に対して不安定な化合物の合成にも適用可能な、中性条
件下で進行するアセタール類のシアノ化反応を開発せん
と鋭意研究を行った結果、本発明を完成した。
すなわち本発明は、次式(I) (式中、R1は置換基を有していてもよいアルキル基、R2
は置換基を有していてもよい1−アルケニル基またはア
リール基、R3は水素原子または置換基を有していてもよ
いアルキル基、アルコキシル基もしくはアリール基を示
す) で表わされるアセタール、ケタールまたはオルトエステ
ル類と、前記式(II)で表わされるシリルシアニド化合
物とを、触媒量の次式(III) MXn (III) 〔式中、Mは遷移金属、Xはハロゲン原子、基 (R7、R8及びR9はそれぞれ同一でも異なってもよく、水
素原子、アルキル基またはアリール基を示す)、nは1
〜3の整数を示す〕 で表わされる遷移金属化合物の存在下で反応せしめるこ
とを特徴とする次式(IV) (式中、R1及びR2は前記と同じ意味を示し、R10は水素
原子、シアノ基または置換基を有していてもよいアルキ
ル基、アルコキシル基もしくはアリール基を示す) で表わされるアルコキシニトリル化合物の製法を提供す
るものである。
本発明方法で原料として用いられる化合物(I)にお
いて、R1のアルキル基としては、炭素数1〜8のもの、
特にメチル基、エチル基、ブチル基等が好ましく、その
置換基としてはフェニル基等のアリール基、フッ素、塩
素、臭素等のハロゲン原子などが好ましい。R2の1−ア
ルケニル基としては、炭素数2〜20のものが好ましく、
中でも次式 (式中、R11、R12及びR13はそれぞれ水素原子、炭素数
1〜8のアルキル基またはアリール基を示す) で表わされる基、特にアリール基で置換されてもよいビ
ニル基、1−プロペニル基、1−ブテニル基、1−ペン
テニル基等が好ましい。R2のアリール基としてはフェニ
ル基、ナフチル基等が好ましく、その置換基としてはフ
ッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、炭素数1〜8のア
ルキル基、炭素数1〜8のアルコキシル基、アリールオ
キシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリール
オキシカルボニル基等、特にメトキシル基、エトキシル
基等が好ましい。またR3のアルキル基としては炭素数1
〜8のもの、特にメチル基、エチル基、ブチル基等が好
ましい。R3のアルコキシル基としては炭素数1〜8のも
の、特にメトキシル基、エトキシル基、ブトキシル基等
が好ましい。更にR3のアリール基としてはフェニル基、
ナフチル基等が好ましい。
かかる化合物(I)は、対応するカルボニル化合物か
ら常法により容易に合成することができる。例えば、対
応するアルデヒドをメタノール中、p−トルエンスルホ
ン酸等の酸触媒の存在下、オルトギ酸メチルと反応させ
ることにより、対応するジメチルアセタールを合成でき
る。
本発明方法でシアノ化剤として用いられるシリルシア
ニド化合物(II)におけるR4、R5及びR6は、アルキル基
としては炭素数1〜8のもの、特にメチル基、エチル
基、t−ブチル基等が好ましく、アリール基としてはフ
ェニル基、ナフチル基等が好ましい。このようなシリル
シアニド化合物(II)としては、トリメチルシリルシア
ニド(以下TMS−CNと称す。)、第三ブチルジメチルシ
リルシアニド(以下TBS−CNと称す。)、ジメチルフェ
ニルシリルシアニド等が挙げられる。
また、本発明方法で触媒として用いられる遷移金属化
合物(III)における遷移金属Mとしては、例えばコバ
ルト、ニッケル、パラジウム等が好ましく、Xのハロゲ
ン原子としては、例えばフッ素、塩素、臭素等が好まし
い。このような遷移金属化合物(III)としては、例え
ばNiCl2、Ni(acac)(acacはアセチルアセトネート
を示す。以下同じ。)、Ni(OAc)(Acはアセチル基
を示す。以下同じ。)、CoCl2、Co(acac)、PdCl2
Pd(acac)、等が好ましい。これらの触媒は従来使用
されていたルイス酸類とは異なり中性化合物であるの
で、中性条件下でシアノ化反応を実施することができ、
酸性的反応条件を回避することができる。
更に、本発明方法において用いられる反応溶媒として
は、例えば塩化メチレン、トルエン、アセトニトリル、
ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン
(以下THFと称す。)、N,N−ジメチルホルムアミド(以
下DMFと称す。)等が挙げられる。
次に一般的な反応操作について説明する。まず、溶媒
中に、原料(I)に対して1〜10モル%程度の触媒(II
I)を溶解または懸濁させておき、室温(5〜30℃)に
おいて1.2〜1.5倍モル程度のシアノ化剤(II)を加え10
分〜3時間程度撹拌した後、原料(I)を加え、室温に
おいて1〜60時間(原料の種類により反応時間は異な
る)撹拌する。反応終了後、リン酸緩衝液(pH=7)、
炭酸水素ナトリウム水溶液などを加えて、適当な有機溶
媒で抽出する。溶媒留去後、シリカゲル薄層クロマトグ
ラフィー、シリカゲルカラムクロマトグラフィー等で精
製することにより、目的物であるα−アルコキシニトリ
ル化合物が得られる。
〔実施例〕
以下、実施例を挙げて更に詳細に説明するが、本発明
はこれらに限定されるものではない。
実施例1 (E)−2−メトキシ−4−フェニル−3−ブテンニト
リルの製造: アルゴン気流下、0.04mmolの二塩化ニッケルを1.5ml
の乾燥した塩化メチレンに懸濁させておき、0.60mmolの
トリメチルシリルシアニドの1.5ml塩化メチレン溶液を
室温にて加え、同温度で30分間撹拌した。次いで0.40mm
olの(E)−シンナムアルデヒド ジメチルアセタール
の1.0ml塩化メチレン溶液を室温にて加え、同温度で3
時間撹拌した。反応液にpH7のリン酸緩衝液を加えた
後、塩化メチレンで有機物を抽出した。抽出液を無水硫
酸ナトリウムにて乾燥後、ろ過し、ろ液を減圧留去す
る。残分を薄層クロマトグラフィー(展開溶媒,ヘキサ
ン:酢酸エチル=5:1)にて精製し、標記化合物0.396mm
ol(収率99%)を得た。
NMR(CDCl3,TMS標準)δppm: 7.23(5H,s),6.78(1H,d,J=16Hz),6.02(1H,dd,J=6
Hz,16Hz),4.71(1H,d,J=6Hz),3.42(3H,s) 実施例2〜13 実施例1と同じ反応を触媒と溶媒を変更して実施し
た。結果を第1表に示す。反応時間は実施例13が44時間
で、他はすべて3時間である。
実施例14 2−メトキシ−2−(p−メトキシフェニル)アセトニ
トリルの製造: 0.40mmolのp−メトキシベンズアルデヒドジメチルア
セタールと0.60mmolのTMS−CNとを、0.008mmolのCoCl2
を用い、実施例1と同様にして塩化メチレン中で1時間
反応させ、標記化合物0.36mmolを得た(収率90%)。
NMR(CCl4,TMS標準)δppm: 7.21(1H,d,J=8Hz),6.72(1H,d,J=8Hz),4.95(1H,
s),3.70(3H,s),3.34(3H,s) 実施例15 2−エトキシ−2フェニルアセトニトリルの製造: 0.40mmolのベンズアルデヒドジエチルアセタールと0.
60mmolのTMS−CNとを、0.008mmolのCoCl2を用い、実施
例1と同様にして41時間反応させ、標記化合物0.392mmo
lを得た(収率98%)。
NMR(CCl4,TMS標準)δppm: 7.25(5H,s),5.06(1H,s),3.9−3.2(2H,m),2.24(3
H,t,J=7Hz) 実施例16 (E)−2−メトキシ−3−ヘプテンニトリルの製造: 0.40mmolの(E)−2−ヘキセナールジメチルアセタ
ールと0.60mmolのTMS−CNとを、0.008mmolのCoCl2を用
い、実施例1と同様にして18時間反応させ、標記化合物
0.384mmolを得た(収率96%)。
NMR(CCl4,TMS標準)δppm: 5.90(1H,dt,J=15Hz,7Hz),5.31(1H,dd,J=5Hz,15H
z),4.43(1H,d,J=5Hz),3.32(3H,s),2.3−1.9(2H,
m),1.7−0.8(5H,m) 実施例17 (E)−2,4−ジフェニル−2−メトキシ−3−ブテン
ニトリルの製造: 0.40mmolのカルコンジメチルアセタールと0.60mmolの
TMS−CNとを、0.008mmolのCoCl2を用い、実施例1と同
様にして18時間反応させ、標記化合物0.396mmolを得た
(収率99%)。
NMR(CCl4,TMS標準)δppm: 7.3−7.0(10H,m),6.84(1H,d,J=16Hz),5.98(1H,d,
J=16Hz),3.34(3H,s) 実施例18 2,2−ジフェニル−2−メトキシアセトニトリルの製
造: 0.40mmolのベンゾフェノンジメチルアセタールと0.60
mmolのTMS−CNとを、0.008mmolのCoCl2を用い、実施例
1と同様にして24時間反応させ、標記化合物0.376mmol
を得た(収率94%)。
NMR(CCl4,TMS標準)δppm: 7.2(10H,m),3.31(3H,s) 実施例19 1−エトキシ−3−フェニル−2−プロペン−1,1−ジ
カルボニトリルの製造: 0.40mmolのトリエチル(E)−オルトシンナメートと
1.20mmolのTMS−CNとを、0.008mmolのCoCl2を用い、実
施例1と同様にして55時間反応させ、標記化合物0.364m
molを得た(収率91%)。
NMR(CCl4,TMS標準)δppm: 7.45(1H,d,J=16Hz),7.3−7.1(5H,m),6.18(1H,d,J
=16Hz),3.12(2H,q,J=7Hz),1.27(3H,t,J=7Hz) 〔発明の効果〕 以上のごとく、本発明はα−アルコキシニトリル化合
物の製造方法は、従来のルイス酸を使用する方法と異な
り、THF、エーテル、DMF等のルイス塩基となる反応溶媒
が使用可能である。また、ほぼ中性条件で反応が進行す
るため、酸や塩基に不安定な有機化合物の合成への適用
が可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 255/37 9357−4H C07C 255/37 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】次式(I) (式中、R1は置換基を有していてもよいアルキル基、R2
    は置換基を有していてもよい1−アルケニル基またはア
    リール基、R3は水素原子または置換基を有していてもよ
    いアルキル基、アルコキシル基もしくはアリール基を示
    す) で表わされるアセタール、ケタールまたはオルトエステ
    ル類と、次式(II) (式中R4、R5及びR6は、それぞれ同一でも異なってもよ
    く、アルキル基またはアリール基を示す) で表わされるシリルシアニド化合物とを、触媒量の次式
    (III) MXn (III) 〔式中、Mは遷移金属、Xはハロゲン原子、基 (R7、R8及びR9はそれぞれ同一でも異なってもよく、水
    素原子、アルキル基またはアリール基を示す)、nは1
    〜3の整数を示す〕 で表わされる遷移金属化合物の存在下で反応せしめるこ
    とを特徴とする次式(IV) (式中、R1及びR2は前記と同じ意味を示し、R10は水素
    原子、シアノ基または置換基を有していてもよいアルキ
    ル基、アルコキシル基もしくはアリール基を示す) で表わされるアルコキシニトリル化合物の製法。
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