JP2662162B2

JP2662162B2 - ３−アルキルピロールの製造法

Info

Publication number: JP2662162B2
Application number: JP5060341A
Authority: JP
Inventors: 藤弘幸佐; 間克美中
Original assignee: Toho Rayon Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1997-10-08
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: JPH06271536A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔発明の背景〕

【産業上の利用分野】本発明は、一般式（ＩＩ）

【０００２】

【化３】（式中、Ｒは炭素数１〜２０のアルキル基を表わす）で
示される３‐アルキルピロールの製造法に関する。

【０００３】更に詳しくは、本発明は、一般式（Ｉ）

【０００４】

【化４】（式中、Ｒ′は炭素数１〜２０のアルキルないしアルケ
ニル基、Ｘは基は置換基を有してもよいアリール基を表
わす）で示される、３‐アルカノイル‐１‐アリールス
ルホニルピロールを、有機溶媒中で水素化ビスメトキシ
エトキシアルミニウムナトリウムで化学還元することに
より、良好な収率で３‐アルキルピロールを製造する方
法に関するものである。

【０００５】本発明により有利に製造される３‐アルキ
ルピロールは、ピロール系誘導体合成における中間体と
して、特に、医薬品、農薬、合成染料の中間体物質とし
て、工業的に用いることができる。また、３‐アルキル
ピロールは、それを重合させることによってπ共役系高
分子が得られるところから、そのような高分子製造用の
モノマーとしても利用することができる。

【０００６】

【従来の技術】従来、ピロールの３位に置換基を導入す
る試みは、古くから研究され多くの試みがなされてき
た。近年、それらをまとめた総説がいくつか報告され、
そのひとつにＡｎｄｅｒｓｏｎらが報告した３‐アルキ
ルピロール合成における総説（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，３
５３（１９８５））がある。

【０００７】その中で、ピロール環に直接アルキル基を
導入する方法も報告されているが、そのような直接アル
キル化は、ピロールからの合成収率が非常に低く、また
合成における位置選択性が非常に低いものであり、更に
分離精製が煩雑なものであった。これは、ピロール環の
２位での反応性が３位よりも高いことに起因し、副生成
物として２位置換誘導体が生成するためである。

【０００８】また、位置選択性に優れた方法としては、
２位にあらかじめ電子吸引性の基を導入し、３位に選択
的に置換基を導入する方法、あるいは、ピロール環の１
位（Ｎ位）に嵩高い置換基を導入し、２位及び５位の反
応を立体障害的に防いで、選択的に３位に置換基を導入
する方法（Ｋａｋｕｓｈｉｍａｅｔａｌ．Ｊ．Ｏｒ
ｇ．Ｃｈｅｍ．，４８，３２１４（１９８３）が提案さ
れている。

【０００９】しかし、前者の２位に導入した電子吸引性
の基による３位に対する位置選択性を利用する方法で
は、２位への、次いで３位への置換基の導入の収率が高
くないので出発物質であるピロールから高収率で目的の
３位置換ピロールを得ることは難しく、また合成経路に
おいて工程数が多く、工業的な面からみて実用性にかけ
ていた。

【００１０】これに対して、後者の１位に導入した置換
基の立体障害による３位に対する位置選択性を利用する
方法では、合成における工程数に関しては前者の方法と
同程度の工程数がかかるものの、１位への、次いで３位
への置換基の導入に係る各工程での合成収率が高く、３
位への位置選択性が非常に高いものであり、従って３‐
アルキルピロールの合成法として好ましいと考えられる
方法であった。

【００１１】いずれの方法によるにしても、先ず合成さ
れるのは、中間体、すなわち最終化合物である３‐アル
キルピロールに対して不要である２位または１位置換基
を有する化合物、であるから、このような中間体から不
要な置換基を除去する工程、ならびに３位に導入される
置換基が目的のアルキル基でなくてその前駆体であるこ
とがふつうであるところより（すなわちたとえばフリー
デルクラフツ反応によって３位に置換基を導入する場合
はアルキル化よりアシル化の方が一般に容易である）、
この前駆体基を目的のアルキル基に変換させる工程、を
実施することが必要であって、この追加的な２工程を実
施することによって目的の３‐アルキルピロールが得ら
れる。

【００１２】３‐アルキルピロールの合成法として、
１，３‐ジ置換ピロールを中間体とする方法が有利であ
ったことは前記したころであるが、この追加的な２工程
は、具体的には、たとえば、下記の通りに行なわれてい
る。すなわち、３‐アルカノイル‐１‐アリールスルホ
ニルピロールをジオキサン中アルカリの存在下で加熱す
ることにより、脱アリールスルホニル化し、さらに還元
剤である金属ハイドライド、例えば水素化アルミニウム
リチウム、をエーテル中で作用させることにより、ケト
ン基を還元する（比較例３参照）。しかし、この追加的
な２工程は、それが２工程であるという点で複雑である
ばかりでなく、目的の３‐アルキルピロールのトータル
収率が低く、また、製造における費用がかかるため、こ
のような工程が必要である前記の方法は工業的に好まし
いものであるといい難い。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】〔発明の概要〕本発明は１，３‐ジ置換中間体から目的の３‐アルキル
ピロールを合成する場合の、この中間体から最終化合物
への過程に改善を与えることを目的とし、この中間体に
対して特定の還元手段を適用することによって、この目
的を達成しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】＜要旨＞すなわち、本発明による３‐アルキルピロールの製造法
は、下記−般式（Ｉ）で示される３−アルカノイル‐１
‐アリールスルホニルピロールを、有機溶媒中で水素化
ビスメトキシエトキシアルミニウムナトリウムで還元し
て、下記一般式（ＩＩ）で示される３‐アルキルピロー
ルを得ること、を特徴とするものである。

【００１５】

【化５】（式中、Ｒ′は炭素数１〜２０のアルキルないしアルケ
ニル基、Ｘは置換基を有してもよいアリール基を表わ
す）

【００１６】

【化６】（式中、Ｒは炭素数１〜２０のアルキル基を表わす）＜効果＞本発明によれば、１，３‐ジ置換中間体に対して必要で
あった追加の２工程を、１工程に短縮することができ
る。すなわち、有機溶剤中で、還元剤である水素化ビス
メトキシエトキシアルミニウムナトリウムを用いて、脱
アリールスルホニル化反応とケトン基の還元反応を同時
に行って、目的の３‐アルキルピロールを１工程で製造
することができる。

【００１７】従って、本発明による３‐アルキルピロー
ルの製造法は、前記した１，３‐ジ置換中間体の製造に
生得的な利点を保存しているところより、本発明によれ
ば合成における収率が非常に高く、選択的に目的物を得
ることが可能となる。〔発明の具体的説明〕＜１，３‐ジ置換中間体＞本発明に従って特定の化学還元に付すべき１，３‐ジ置
換中間体は、一般式（Ｉ）で示される化合物である。

【００１８】

【化７】（式中、Ｒ′は炭素数１〜２０のアルキルないしアルケ
ニル基、Ｘは置換基を有してもよいアリール基を表わ
す）次工程の３位置換選択性を実現する１位置換基中の
Ｘは、アリール基または置換アリール基である。

【００１９】アリール基は、基本的なフェニル基および
α−ないしβ‐ナフチル基の外に、その炭化水素置換誘
導体をも包含するものとする。その場合の炭化水素置換
基は、炭素数１〜４程度のアルキル基が代表的であっ
て、ｏ‐、ｍ‐およびｐ‐のいずれの位置（好ましくは
ｐ‐位）に導入されたものであってもよい。また、この
炭化水素からなる置換基は、それが結合するフェニル基
またはナフチル基と縮合環を形成するもの、たとえばフ
ェニル基の場合に縮合６員環を形成してテトラリニル基
を形成するもの、であってもよい。

【００２０】Ｘは置換アリール基であってもよく、その
場合の置換基としてはハロゲン原子、たとえばフッ素、
塩基および臭素、アルコキシ基、特に低級アルコキシ
基、たとえばメトキシ基、非置換またはモノないしジ置
換アミノ基（置換基は、低級アルキル基または低級アル
カノイル基）、モノ、ジないしトリハロアルキル基（た
とえば、クロロメチル基またはトリフルオロメチル
基）、その他がある。

【００２１】１位置換基中のＸは、３位のアシル化に対
して位置選択性を与えるためのものであるから、その大
きさないし嵩高性ならびに３‐アシル化に対する配向
性、ひいてはその電子供与性の程度、の観点からその種
類（置換基の種類を含む）が定まる。勿論、化学還元に
よるの脱離の難易の観点からの判断も必要である。

【００２２】そのような観点から特に好ましい１位置換
基中のＸは、フェニル基、低級アルキル置換フェニル
基、特にｐ‐低級アルキル置換フェニル基、就中ｐ‐ト
リル基、である。

【００２３】３位置換基−ＣＯＲ′の基Ｒ′は、炭素数
１〜２０、好ましくは５〜１７、のアルキルないしアル
ケニル基、特にアルキル基、である。アルキルないしア
ルケニル基は、直鎖状でも、分岐鎖状でもよく、またシ
クロアルキル基およびシクロアルケニル基を包含するも
のとする。

【００２４】一般式（Ｉ）の中間体化合物は、１‐アリ
ールスルホニルピロールのアシル化、特にフリーデルク
ラフツアシル化、によって合成することがふつうであ
る。その場合のアシル化剤は、酸ハライドＲ′−ＣＯ−
Ｙ（Ｙはハロゲン）または酸無水物Ｒ′−ＣＯ−Ｏ−Ｃ
Ｏ−Ｒ″（Ｒ″は、Ｒ′と同一または異なる、Ｒ′と同
様の基）であることがふつうであり、使用されるフリー
デルクラフツ触媒も慣用のもの、たとえば、三塩化アル
ミニウム、四塩化スズ、塩化亜鉛、その他であることが
ふつうである。なお、一般式（Ｉ）の１，３‐ジ置換ピ
ロールは公知の化合物である。従って、この化合物につ
いての更なる詳細については、前記の公知文献その他を
参照することが許容されよう。＜化学還元＞本発明では、１，３‐ジ置換ピロールの１位置換基の還
元的除去ならびに３位置換基のアシル基の還元を、水素
化ビスメトキシエトキシアルミニウムナトリウムによる
化学還元によって行なう。

【００２５】水素化ビスメトキシエトキシアルミニウム
ナトリウムによる化学還元は、有機合成における単位操
作ないし単位反応として周知のものである。従って、本
発明での化学還元も、下記した点以外の事項について必
要がある場合は、有機合成の教科書ないし総説その他を
参照されたい。

【００２６】さて、本発明の方法に用いる還元剤は、水
素化ビスメトキシエトキシアルミニウムナトリウム（以
下、ＳＡＨと記す）である。ＳＡＨは、一般的な有機溶
剤に溶解するため、反応が均一で反応効率が高い。ＳＡ
Ｈは、試薬として７０％ＳＡＨトルエン溶液が市販され
ているため、このトルエン溶液を用いると反応における
取扱い性がよい。

【００２７】反応に用いる溶剤には、一般的な有機溶剤
であるジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエー
テル類、もしくはベンゼン、トルエン、キシレン等のア
ルキルベンゼン類が使用できる。特に、後者のアルキル
ベンゼン類は還元剤にＳＡＨを用いた場合に適し、特に
トルエンが好ましい。なお、化学還元に使用する有機溶
剤は反応体および（または）生成体が少なくとも部分的
に溶解する程度の溶解能を持つものが望ましい。

【００２８】反応溶液に対する還元剤の濃度は、比較的
低レベル、たとえばリットル当り０．０１〜０．５０モ
ルが好ましく、０．１〜０．２モルがさらに好ましい。
特に、ＳＡＨを用いたトルエン中での還元反応では、あ
まり濃度が高すぎると溶液中の粘度が高くなり、反応中
に発生する水素の気泡が溶液中に分散して、反応容器内
の液面の制御が困難となるためである。

【００２９】３‐アルカノイル‐１‐アリールスルホニ
ルピロール１モルを還元するのに必要な還元剤の量は、
還元剤であるＳＡＨを化学式ＭＨｎで示すと、その量は
８／ｎである。これは、反応によって脱離したフェニル
スルホニル基も同時に還元剤により還元されチオールに
変換されるので、このために余分に還元剤が消費される
からである。また、この反応では必要量よりも多く還元
剤を用いたときに、目的の３‐アルキルピロールが収率
よく得られる（実施例２参照）。よって、実際の反応に
必要な量は、８／ｎ〜（（８／ｎ）＋２）モル、特に好
ましくは８／ｎ〜（（８／ｎ）＋１）モル、の範囲が最
も望ましい。

【００３０】反応温度は、室温から反応に用いた溶媒の
沸点までの範囲が好ましい。室温に近い温度では反応を
穏和に進めることができるが、反応が終了するまでに非
常に時間がかかる。従って、できるだけ高い温度で反応
させることが好ましく、特に、還流下で反応を行うのが
好ましい。反応液からの目的３‐アルキルピロールの回
収は、常法によればよい。

【００３１】

【実施例】〔実施例１〕３つ口フラスコにジムロート及び滴下ロートを取り付
け、２０℃、窒素気流下に保った反応容器に無水トルエ
ン５００ｍｌを入れ、次いで７０重量％水素化ビス（２
‐メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウムのトルエ
ン溶液１００ｇ（０．３５０モル）を徐々に加え、撹拌
した。さらに、同温で、３‐ドデカノイル‐１‐トルエ
ンスルホニルピロール３３．２ｇ（８２．２ミリモル）
をトルエン１５０ｍｌに溶かした溶液を、１時間かけて
滴下した。そのまま１時間撹拌した後、１１０℃に加熱
し、４時間撹拌して反応させた。反応終了後、反応液を
室温に戻し、撹拌しながら徐々にイオン交換水を加え
て、水素の発生が治まるまで撹拌し、その後しばらく放
置した。

【００３２】反応混合物は、有機層と水層及び固形物に
分離し、有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリ
ウムで乾燥した。水層及び固形物は吸引濾過し、トルエ
ンで洗浄した。濾液を抽出し、得られた有機層は飽和食
塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。２つの
乾燥した有機層を濃縮して、粗生成物として褐色の粘性
溶液を２１．５ｇ得た。この粗生成物をフラッシュクロ
マトグラフィー（東京理化器械（株）製、展開層：メル
ク製シリカゲル６０、展開溶媒：ヘキサン：酢酸エチル
＝１０：１）で分離精製して、３‐ドデシルピロールを
１７．０ｇ（収率８８％）得た。

【００３３】精製した化合物は、ＩＲ、^１Ｈ−ＮＭＲお
よび^１３Ｃ−ＮＭＲによって構造を確認した。（１）ＩＲ（ｃｍ^−１）３４０８、３０９７、２９６
２、２９３２、２８５９、１０６５（２）^１Ｈ−ＮＭＲ（δ：ＣＤＣｌ_３）０．８７（３
Ｈ，ｔ）Ｊ＝５Ｈｚ、１．２〜２．０（２０Ｈ，ｍ）、
２．４６（２Ｈ，ｔ）Ｊ＝７Ｈｚ、６．０〜６．２（１
Ｈ，ｍ）、６．４〜６．８（２Ｈ，ｍ）（３）^１３Ｃ−ＮＭＲ（δ：ＣＤＣｌ_３）１２４．６、
１１７．５、１１４．７、１０８．５、３１．９、３
１．３、２９．７、２９．６、２９．４、２７．０、２
２．７、１４．１〔実施例２〜１０、比較例１、２〕実施例１の３−アルカノイル（すなわちドデカノイル）
‐１‐トルエンスルホニルピロールのアルカノイル基中
のアルキル基のみを表１に記載のアルキル基に替えて、
他は実施例１と同様の条件で実験を行った（実施例２、
３、４、５、６）。また、実施例１の還元剤であるＳＡ
Ｈを表１記載の水素化アルミニウムリチウム（以下、Ｌ
ＡＨと記す）（比較例１）に替えて、他は実施例１と同
様の条件で実験を行った。さらにまた、実施例１及び比
較例１の３‐ドデカノイル‐１‐アリールスルホニル
（すなわちトルエンスルホニル）ピロールのアリール基
（Ｘ）のみを表２に記載のアリール基に替えて、他は実
施例１と同様の条件で実験を行った（実施例７〜１０）
比較例２）。それら実施例及び比較例の結果は、表１〜
２に示す通りであった。

【００３４】表１〜２から明らかなように、本発明によ
れば、高収率で３‐アルキルピロールが得られた。

【００３５】〔比較例３〕三つ口フラスコにジムロートおよび滴下ロートを取り付
け、窒素気流下２０℃に保ち、精製したジオキサン３０
０ｍｌを入れ、３‐ドデカノイル‐１‐トルエンスルホ
ニルピロール９３ｇ（０．２３０モル）を溶解させた。
次いで、５Ｎの水酸化ナトリウム水溶液４００ｍｌを加
え、２０℃で１時間、さらに１００℃に加熱して６時間
撹拌した。反応終了後、撹拌を停止させると２層に分離
した。有機層をデカンテーションした後、水層をジエチ
ルエーテルで抽出した。有機層を水で洗浄し、その後、
無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮して、５８ｇの粗生
成物を得た。さらに、２％トルエンを含有するヘキサン
中で再結晶を行って、４５ｇの３‐ドデカノイルピロー
ルの白色結晶を得た（収率７８％）。

【００３６】次に、別途用意した三つ口フラスコにジム
ロートおよび滴下ロートを取り付け、アルゴン気流下に
０℃に保ち、精製したジエチルエーテル５００ｍｌを入
れ、さらに水素化リチウムアルミニウム９．５０ｇ
（０．２５０モル）をゆっくり添加した。同気流下で前
記白色結晶の３‐ドデカノイルピロール４５ｇ（０．１
８０モル）を精製したジエチルエーテルに溶解させて滴
下ロートに入れ、フラスコ内を撹拌しながら１時間かけ
て滴下した。

【００３７】この混合物を還流下で撹拌しながら３時間
反応させた。反応容器を放冷した後、さらに０〜５℃に
冷却し、滴下ロートからゆっくり飽和食塩水を加えた
後、生成した白色の沈殿物を吸引濾過し、エーテルで洗
浄した。

【００３８】吸引濾過によって得られた濾液を抽出して
有機層を分離し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮し
て、液状生成物を得た。この液状粗生成物をフラッシュ
クロマトグラフィーにて分離して、３‐ドデシルピロー
ル３３．１ｇを得た（収率７８％）。

【００３９】

【発明の効果】３‐アルカノイル‐１‐アリールスルホ
ニルピロールから３‐アルキルピロールを１工程で製造
することが可能となり、また、合成における収率が非常
に高く、選択的に目的物を得ることが可能となったこと
は、〔発明の概要〕の項において前記したところであ
る。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式（Ｉ）で示される３−アルカノ
イル‐１‐アリールスルホニルピロールを、有機溶媒中
で水素化ビスメトキシエトキシアルミニウムナトリウム
で還元して下記一般式（ＩＩ）で示される３−アルキル
ピロールを得ることを特徴とする、３‐アルキルピロー
ルの製造法。【化１】（式中、Ｒ′は炭素数１〜２０のアルキルないしアルケ
ニル基、Ｘは置換基を有してもよいアリール基を表わ
す）【化２】（式中、Ｒは、炭素数１〜２０のアルキル基を表わす）
【請求項２】Ｒ′が炭素数１〜２０のアルキル基であ
り、Ｘがフェニル基またはトリル基である、請求項１に
記載の３‐アルキルピロールの製造法。