JP3047059B2 - ジアゾメタン誘導体の製造方法 - Google Patents
ジアゾメタン誘導体の製造方法Info
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- C07C245/16—Diazomethane
Description
製造方法に関する。
リール基を示す。〕で表わされるジアゾメタン誘導体
は、有機化合物のカルボキシル基の保護試薬として有用
な化合物である。
タン誘導体は、一般式
ヒドラゾン誘導体から、例えば下記(A)〜(C)に示
す方法により製造されている。
ーガニック ケミストリィー,24,560,195
9)、酸化銀(ジャーナル オブ オーガニック ケミ
ストリィー,19,718,1954)、過酸化ニッケ
ル(ジャーナル オブ ケミカルソサイアティー ケミ
カル コミニュケーション,20,730,196
6)、二酸化マンガン(特公平3−13222号公報)
等の金属酸化物を使用する方法。
号公報)、m−クロロ過安息香酸(特公昭59−347
01号公報、インディアン ジャーナル オブ ケミス
トリィー,20B,699,1981等の有機過酸化物
を使用する方法。
素(特公昭59−34701号公報や特公昭61−21
942号公報)、N置換アミンハライド(特開昭59−
170146号公報)等を使用する方法。
(A)〜(C)の方法には種々の欠点がある。即ち、
(A)の方法は、金属酸化物の廃棄処理に伴う公害上の
問題や金属酸化物を再生再利用する場合でもその活性を
維持するために多くの注意を必要とする等の問題を有し
ている。(B)の方法には、安全性及び反応後に生成す
る有機酸の除去等の処理上の欠点に加えて、有機過酸化
物自体が高価であるという欠点がある。また(C)の方
法には、安全性及び酸化によって必然的に水を生じ過酸
化水素の濃度が下がり反応速度が低下するといった欠
点、またこれを防止するために過酸化水素を追加して濃
度を維持する場合は過酸化水素がかなり過剰に必要にな
るという欠点等がある。このように(A)〜(C)のい
ずれも方法においても工業的見地からの配慮が必要であ
り、工業的に有利なものではない。
誘導体を結晶として単離精製する方法も知られている
(特開昭60−11450号公報)。しかるに、該ジア
ゾメタン誘導体は一般に熱に対して不安定であるため、
溶液のまま保護試薬として使用されている。この場合、
反応収率もさることながら如何に高純度のジアゾメタン
誘導体を製造するか、即ち通常ジアゾメタン誘導体製造
時にアジン化合物等の副生物の生成を如何に抑制するか
が重要になる。
やジャーナル オブ ケミカル ソサイアティー,パー
キンI,2030,1975には、ヒドラゾン誘導体を
酸化するに当り、有機過酸、N−クロロコハク酸イミ
ド、クロラミンT、過酸化水素等の有機系酸化剤を使用
する場合、塩基性条件下において相間移動触媒及び無機
沃素化合物の存在下酸化する方法が開示されており、次
亜塩素酸ナトリウムも酸化剤として有効なことが示唆さ
れている。しかしながら、特公昭59−34701号公
報には次亜塩素酸ナトリウムを用いる具体的な実施例は
なく、該公報において塩基は過酢酸等の有機過酸を使用
した場合に生じる酢酸を中和するために用いられている
に過ぎない。一方ジャーナル オブ ケミカル ソサイ
アティー,パーキンI,2030,1975には次亜塩
素酸ナトリウムを用いる方法が記載されているが、無機
沃素化合物を用いておらず、しかもその酸化収率は13
%と低い。その後、過酸化水素を酸化剤として用いる方
法について、特公昭61−21942号公報にアルカリ
金属炭素塩存在下において相間移動触媒及び無機沃素化
合物の存在下、反応系の過酸化水素濃度を20%以上に
維持して酸化する方法が開示されているが、その収率は
90%と未だ不充分であり、しかも高純度のジアゾメタ
ン誘導体は得られていない。
アゾメタン誘導体の合成という観点においては、工業用
原料として最も安価で安全性の高い酸化剤であり、反
応、排水等の取り扱いが非常に容易な次亜塩素酸ナトリ
ウムが最も適していると考え、これを用いて高収率且つ
高純度でジアゾメタン誘導体を大量に得る方法について
鋭意検討を重ねてきた。その結果、次亜塩素酸ナトリウ
ム、塩基、無機沃素化合物及び相間移動触媒の4つの要
件のうち酸化剤水溶液である塩基と次亜塩素酸ナトリウ
ムとの混合水溶液において塩基濃度と次亜塩素酸ナトリ
ウム濃度とが相互に影響し、ある一定の濃度範囲におい
てのみ反応収率及び反応選択性(ジアゾメタン誘導体純
度)が著しく向上することを発見した。即ち、塩基濃度
及び次亜塩素酸ナトリウム濃度のいずれかが最適濃度条
件から外れた場合には、反応収率及び/又は反応選択性
が低下してアジン化合物等の副生成物が増加することを
見い出した。本発明は、斯かる知見に基づき完成された
ものである。
されるヒドラゾン誘導体を疎水性有機溶剤中、相間移動
触媒及び無機沃素化合物の存在下、水溶液中の濃度が4
〜14w/w%の苛性アルカリ及び水溶液中の濃度が3
〜10w/w%の次亜塩素酸ナトリウムの混合水溶液に
て二層系で酸化することを特徴とする一般式(1)で表
わされるジアゾメタン誘導体の製造方法に係る。
有していてもよいアリール基のアリール基としては、例
えばフェニル基、ナフチル基等が例示できる。Arで示
されるアリール基に置換していてもよい置換基として
は、例えばハロゲン原子(弗素原子、塩素原子、臭素原
子、沃素原子等)、ニトロ基、シアノ基、アリール基
(フェニル基、ナフチル基等)、低級アルキル基(メチ
ル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル
基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等)、低級
アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキ
シ基等)等が例示できる。Arで示されるアリール基
は、上記置換基から選ばれる1〜5個の同一又は異なる
種類の置換基で置換されていてもよい。
は、水酸化ナトリウム水溶液中に塩素を導入することに
よって容易に製造され得るものであるが、一般には有効
塩素(Cl2 として)12〜14w/w%の濃度の水溶
液が工業用原料として安価で容易に入手可能であるの
で、これを用いるのが望ましい。次亜塩素酸ナトリウム
の使用量は一般式(2)で表わされるヒドラゾン誘導体
に対して通常1〜5当量の範囲、好ましくは1〜2当量
の範囲で使用できるが、96%以上の反応収率と反応選
択性(ジアゾメタン誘導体純度)を得るためには、苛性
アルカリと次亜塩素酸ナトリウムとの混合水溶液中の次
亜塩素酸ナトリウム濃度が3〜10w/w%の範囲とす
ることが重要である。
性アルカリ、例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム等を広く使用できるが、好ましくは
水酸化ナトリウムが経済性の点で優れている。苛性アル
カリは一般に水溶液として使用するのが操作性の点で有
利である。また本発明においては、この苛性アルカリ水
溶液を次亜塩素酸ナトリウム水溶液と予め混合してお
き、この混合液を使用することが望ましい。苛性アルカ
リの使用量としては一般式(2)で表わされるヒドラゾ
ン誘導体に対し通常1〜10当量の範囲、好ましくは後
処理の中和を考慮すると5当量以下の使用が望ましい
が、96%以上の反応収率と反応選択性(ジアゾメタン
誘導体純度)を得るためには、苛性アルカリと次亜塩素
酸ナトリウムとの混合水溶液中の苛性アルカリ濃度が4
〜14w/w%の範囲とすることが重要である。
苛性アルカリ及び次亜塩素酸ナトリウムの混合水溶液と
の二層系で反応を行なうことを必須とする。用いられる
疎水性有機溶剤としては、酸化反応に不活性なものであ
る限り従来公知のものを広く使用でき、例えば塩素化炭
化水素(具体的にはジクロロメタン、1,2−ジクロロ
エタン、クロロホルム等)、脂肪族エステル(具体的に
は酢酸エチル、酢酸ブチル等)、エーテル(具体的には
ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等)、脂肪
族炭化水素(具体的にはn−ヘキサン、シクロヘキサン
等)、芳香族炭化水素(具体的にはベンゼン、トルエン
等)等を例示できる。これら疎水性有機溶媒のうち原料
のヒドラゾン誘導体及び目的化合物であるジアゾメタン
誘導体の溶解性、安全性及び経済性の点において塩素化
炭化水素系溶剤、特にジクロロメタンが好ましい。一般
式(2)で表わされるヒドラゾン誘導体の疎水性有機溶
媒に対する濃度は特に制限はないが、操作性、特に反応
終了後の分液の容易さを考慮すると通常10〜150w
/v%程度とするのがよい。
は、従来公知のもの、例えば沃素、メタ過沃素酸のアル
カリ金属塩(具体的にはメタ過沃素酸ナトリウム、メタ
過沃素酸カリウム)、沃化水素のアルカリ金属塩(具体
的には沃化ナトリウム、沃化カリウム)、沃素のアンモ
ニウム塩(具体的には沃化アンモニウム、沃化テトラメ
チルアンモニウム、沃化テトラエチルアンモニウム、沃
化テトラブチルアンモニウム)等を広く例示することが
できるが、好ましくは沃化水素のアルカリ金属塩を用い
るのがよい。本反応は無機沃素化合物を共存させなくて
も進行するが、一般に反応の進行が遅く原料化合物が残
存する傾向になる。このため無機沃素化合物の使用量
は、一般式(2)で表わされるヒドラゾン誘導体に対し
通常0.001〜1当量の範囲、反応速度及び経済性の
観点からは0.01〜0.1当量の範囲が好ましい。ま
たこれら無機沃素化合物は、一般式(2)で表わされる
ヒドラゾン誘導体の疎水性有機溶媒溶液側に添加するほ
うが好適である。
のを広く使用でき、例えば四級アンモニウム塩(具体的
にはテトラメチルアンモニウムクロリド、テトラブチル
アンモニウムクロリド、ベンジルジメチルオクチルアン
モニウムクロリド、ベンジルトリオクチルアンモニウム
クロリド、テトラブチルアンモニウムハイドロジェンサ
ルフェイト、テトラブチルアンモニウムヒドロキサイド
等)、クラウンエーテル類(具体的には15−クラウン
−5、18−クラウン−6等)、及びポリエーテル類
(具体的にはポリエチレングリコール、ツイン80等)
等が例示できる。この中でも四級アンモニウム塩が特に
好ましい。斯かる相間移動触媒の使用量は、一般式
(2)で表わされるヒドラゾン誘導体に対し通常0.0
001〜50w/w%で使用できるが、高収率、高純度
でジアゾメタン誘導体を得るためには、0.001〜3
w/w%で使用するのが最も望ましい。即ち、本反応は
相間移動触媒を共存させなくても進行するが、相間移動
触媒を用いない場合反応中及び反応後にジアゾメタン誘
導体の分解が生じ、カルボニル化合物等が多く副生し、
その結果ジアゾメタン誘導体の収率及び純度が著しく低
下するため、相間移動触媒は不可欠である。また相間移
動触媒を上記使用量の範囲を越えて使用した場合にも、
反応収率及び純度が低下し満足のいくジアゾメタン誘導
体を得ることはできないため、極力その使用量を少なく
するほうが好ましい。本発明では、これら相間移動触媒
は疎水性有機溶媒側及び苛性アルカリと次亜塩素酸ナト
リウム混合水溶液側のどちらに含まれていてもよい。相
間移動触媒を苛性アルカリと次亜塩素酸ナトリウム混合
水溶液側に添加する場合において、これら相間移動触媒
の水溶液に対する溶解度が低くその比重が上記混合水溶
液よりも小さい場合には、相間移動触媒が実質的には飽
和濃度以上には混合水溶液に溶けずに上層に分離するた
め、上記使用量の範囲を越えて相間移動触媒を使用して
も構わない。
するが、50℃以上ではジアゾメタン誘導体の分解が生
じるため、より高純度のジアゾメタン誘導体を得るため
には−20〜30℃の範囲で行なうのが好ましい。ま
た、本発明の反応は苛性アルカリ水溶液中の次亜塩素酸
ナトリウム水溶液の滴下に伴って発熱するため、反応初
期の温度をより低温に維持する方が有利である。このた
め、疎水性有機溶媒層及び苛性アルカリと次亜塩素酸ナ
トリウムの混合水溶液を予め冷却しておくことが好まし
い。苛性アルカリと次亜塩素酸ナトリウムの混合水溶液
の滴下速度は、上記反応温度範囲に維持される限りにお
いては特に制限はないが、通常0.1〜8時間の範囲内
で滴下するのがよい。
あるため攪拌効率には特に注意する必要がある。即ち、
疎水性有機溶媒層と苛性アルカリと次亜塩素酸ナトリウ
ムの混合水溶液層が十分混合できない場合には反応効率
(収率)及び反応選択性(ジアゾメタン誘導体純度)が
低下するため、二層が十分混合可能な攪拌方法及び攪拌
速度を選択することが望ましい。
の疎水性有機溶媒の溶液は、単に分液するのみで有機化
合物のカルボキシル基の保護試薬として使用可能な純度
で得られそのまま使用可能であるが、低温にて有機溶媒
を濃縮することによってジアゾメタン誘導体を結晶とし
て取り出すこともできる。
明する。尚、ジアゾメタン誘導体の分析は、従来のUV
測定法では副生する不純物が把握できず、ジアゾメタン
誘導体の収率及び純度が実際よりも大きく定量されるた
め、液体クロマトグラフィー(HPLC)法にて行なっ
た。
l及び有効塩素13.8%の次亜塩素酸ナトリウム水溶
液241mlを加えた後、氷冷下で攪拌冷却した。一
方、ベンゾフェノンヒドラゾン(BPH)89.0gを
ジクロロメタン190mlに溶解し、これにベンジルジ
メチルオクチルアンモニウムクロリドの50%水溶液
(QBA−811)0.10ml及び沃化カリウム水溶
液(KI4.5g/水6ml)を加え、氷冷下で攪拌冷
却した。どちらの溶液も5℃以下になったのを確認した
後、ベンゾフェノンヒドラゾンのジクロロメタン溶液
に、先に調製した酸化剤水溶液を2時間かけて徐々に滴
下し、更に10分間そのまま激しく攪拌した。30分間
静置した後にジクロロメタン層を分離した。HPLC分
析の結果、このジクロロメタン層には、ジフェニルジア
ゾメタン86.5g(収率98%)、ベンゾフェノン
0.8g(収率0.9%)、ベンゾフェノンアジン0.
6g(収率0.8%)が含まていた。この時のジフェニ
ルジアゾメタン量をUV測定法にて算出すると90.9
0g(収率103%)となった。
及び有効塩素13.8%の次亜塩素酸ナトリウム水溶液
121mlを加え、これにベンジルジメチルオクチルア
ンモニウムクロリドの50%水溶液0.10mlを加え
た後、氷冷下で攪拌冷却した。一方、ベンゾフェノンヒ
ドラゾン44.5gをジクロロメタン95mlに溶解
し、これに沃化カリウム水溶液(沃化カリウム2.25
g/水3ml)を加え、氷冷下で攪拌冷却した。どちら
の溶液も5℃以下になったのを確認した後、ベンゾフェ
ノンヒドラゾンのジクロロメタン溶液に、先に調製した
酸化剤水溶液を1時間かけて徐々に滴下し、滴下終了後
更に10分間攪拌した。30分間静置した後にジクロロ
メタン層を分離した。HPLC分析の結果、このジクロ
ロメタン層には、ジフェニルジアゾメタン44.0g
(収率定量的)が含まれていた。
った結果を表1にまとめて示す。
クロリドから表2に示した触媒に変更する以外は実施例
2と同様の条件下反応を行なった結果を表2に示す。
4.5g/水6ml)を用いない以外は、実施例1と同
様の条件下反応を行なった後、ジクロロメタン層を分離
した。HPLC分析の結果、このジクロロメタン層に
は、ジフェニルジアゾメタン36.6g(収率42
%)、ベンゾフェノン1.3g(収率1.6%)、ベン
ゾフェノンアジン0.1g(収率0.1%)及び原料の
ベンゾフェノンヒドラゾン50.4g(収率57%)が
含まれていた。
mlの代わりに水267mlを追加する以外は、実施例
1と同様の条件下反応を行なった後、ジクロロメタン層
を分離した。HPLC分析の結果、このジクロロメタン
層には、ジフェニルジアゾメタン13.6g(収率15
%)、ベンゾフェノン8.1g(収率9.8%)、ベン
ゾフェノンアジン22.7g(収率27%)が含まれて
いた。
ムクロリドの50%水溶液を使用しない以外は、実施例
1と同様の条件下反応を行なった後、ジクロロメタン層
を分離した。HPLC分析の結果、このジクロロメタン
層には、ジフェニルジアゾメタン48.7g(収率55
%)、ベンゾフェノン16.2g(収率19%)、ベン
ゾフェノンアジン8.2g(収率10%)が含まれてい
た。
ムクロリドの50%水溶液の使用量を0.10mlから
7.50mlに変更する以外は、実施例1と同様の条件
下反応を行なった後、ジクロロメタン層を分離した。H
PLC分析の結果このジクロロメタン層には、ジフェニ
ルジアゾメタン77.2g(収率87%)、ベンゾフェ
ノン4.1g(収率5.0%)、ベンゾフェノンアジン
4.6g(収率5.6%)が含まれていた。
った結果を表3にまとめて示す。
Claims (3)
- 【請求項1】 一般式 【化1】 〔式中Arは置換基を有していてもよいアリール基を示
す。〕で表わされるヒドラゾン誘導体を疎水性有機溶剤
中、相間移動触媒及び無機沃素化合物の存在下、水溶液
中の濃度が4〜14w/w%の苛性アルカリ及び水溶液
中の濃度が3〜10w/w%の次亜塩素酸ナトリウムの
混合水溶液にて二層系で酸化することを特徴とする一般
式 【化2】 〔式中Arは前記に同じ。〕で表わされるジアゾメタン
誘導体の製造方法。 - 【請求項2】 Arがフェニル基である請求項1に記載
の方法。 - 【請求項3】 相間移動触媒の使用量が原料のヒドラゾ
ン誘導体に対して0.001〜3wt%である請求項1
又は2に記載の方法。
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