JP3596041B2 - O−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体およびその製造方法 - Google Patents
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【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、新規化合物であるO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、β−ニトロエナミンはエナミンとニトロオレフィンの両方の反応性を併せ持つ特異的な化合物として知られ、それ自身、農業用殺虫剤の基本骨格として知られている他、各種複素環への誘導が可能なことから、医農薬の中間体としても極めて重要な化合物であって、その製造方法としても、α−ニトロカルボニル化合物とアミンを無触媒下または四塩化チタン触媒の存在下に縮合させる方法[J.Am.Chem.Soc., Vol.78, 3405 (1956)、日本化学会誌 88 (1983)] 、β位に適当な脱離基(たとえばハロゲン、アルコキシル基、アルキルチオ基、ニトロ基、アミノ基など)を有するニトロオレフィン類とアミンとの置換反応による方法〔Tetrahedron, Vol.37, 1453 (1981)] 、シアノギ酸エチルとニトロメタンを縮合させる方法[Tetrahedron Letters, 2525 (1979)]などの方法が知られている。
【0003】
しかし、これらのいずれの方法もその反応収率や原料化合物の合成などに問題がある場合が多く、それ自身が容易に製造しうるとともに、容易に好収率でβ−ニトロエナミンに導くことのできる化合物の開発が望まれていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようなことから、本発明者は、容易に製造できるとともに、容易に好収率でβ−ニトロエナミンに導くことのできる新規化合物を開発すべく検討の結果、本発明に至った。
【0005】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、一般式(1)
(式中、R1 、R2 は同一または相異なって水素原子、随時ハロゲンもしくは低級アルコキシル基もしくはフェニル基もしくはフェノキシル基で置換されていてもよい直鎖または分枝状の炭素数1〜10のアルキル基、随時ハロゲンもしくは低級アルキル基もしくは低級アルコキシル基もしくはニトロ基もしくはシアノ基で置換されていてもよいフェニル基を示し、また、R1 とR2 が一緒になってシクロアルキルまたはビシクロアルキルを形成していてもよい。R3 は水素原子または低級アルキル基を示し、R4 は低級アルキル基またはベンジル基を示す。)で示されるO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体を提供するものである。
【0006】
本発明のO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体は上記一般式(1)で示されるが、該式の各置換基において、低級アルキル基とは直鎖もしくは分枝状の炭素数1〜4のアルキル基を、低級アルコキシル基とは直鎖もしくは分枝状の炭素数1〜4のアルコキシル基をそれぞれ意味するものであって、置換基R1 、R2 として具体的には水素、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル、クロロメチル、2−クロロプロピル、2−ブロモプロピル、2−クロロヘキシル、フェニルメチル、2−フェノキシプロピル、メトキシメチル、2−メトキシプロピル、3−エトキシブチル、4−メトキシヘキシル、フェニル、m−クロロフェニル、p−ブロムフェニル、p−トリル、2,4−キシリル、p−イソプロピルフェニル、m−メトキシフェニル、m−プロポキシフェニル、m−ニトロフェニル、m−シアノフェニルなどが、置換基R3 として具体的には水素、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、t−ブチルなどが、また置換基R4 として具体的にはメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、t−ブチル、ベンジルなどがそれぞれ例示される。
【0007】
このような一般式(1)で示されるO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体として、具体的にはO−メチル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン、O−エチル−N−(β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン、O−−t−ブチル−N−(β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン、O−ベンジル−N−(β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン、N,O−ジメチル−N−(β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(α−メチル−β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(β−ニトロブチル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(α−メチル−β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)プロピル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(β−ニトロペンチル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)ブチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(α−エチル−β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン、N−(α−メチル−β−ニトロブチル)−O−メチルヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)ヘプチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)オクチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)ノニル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)ウンデシル〕ヒドロキシルアミン、N−(α−イソプロピル−β−ニトロブチル)−O−メチルヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)−β−フェニルエチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(α−ニトロエチル)−3−メトキシブチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(α−ニトロエチル)−3−フェノキシブチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(α−ニトロエチル)−3−クロロブチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(β−ニトロ−α−フェニルエチル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(β−ニトロ−α−フェニルプロピル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(α,β−ジフェニル−β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(3−クロロフェニル)−2−ニトロプロピル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔2−ニトロ−1−(p−トリル)エチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(3−メトキシフェニル)−2−ニトロプロピル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(2,3−ジメトキシフェニル)−2−ニトロプロピル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(3−ニトロフェニル)−2−ニトロエチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(3−シアノフェニル)−2−ニトロプロピル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(2−ニトロシクロヘキシル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(2−メチル−6−ニトロシクロヘキシル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(2−ニトロシクロペンチル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(3−ニトロノルボナン−2−イル)ヒドロキシルアミンなどが例示される。
【0008】
かかるO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体は、一般式(2)
(式中、R1 、R2 は前記と同じ意味を有する。)
で示されるニトロオレフィン類と、一般式(3)
(式中、R3 、R4 は前記と同じ意味を有する。)
で示されるO−アルキルヒドロキシルアミンとから、容易に、しかも定量的に製造することができる。
【0009】
ここで、原料として用いられる一般式(2)で示されるニトロオレフィン類は、例えばアルデヒドとニトロアルカンとの縮合反応やβ−ニトロアセテートの脱酢酸反応[Org.Syn.,Coll.Vol.I,413(1941), J.Org.Chem.,Vol.15,8(1950)] あるいはβ− ニトロアルコールの脱水反応[J.Chem.Soc.,1471(1947)]などにより容易に製造することができる。
かかるニトロオレフィン類として、例えばニトロエチレン、(E)−1−ニトロプロペン、2−ニトロプロペン、2−ニトロ−1−ブテン、(E)−1−ニトロ−1−ブテン、(E)−2−ニトロ−2−ブテン、2−ニトロ−1−ペンテン、(E)−1−ニトロ−1−ペンテン、(E)−2−ニトロ−2−ペンテン、(E)−3−ニトロ−2−ペンテン、(E)−1−ニトロ−1−オクテン、(E)−1−ニトロ−1−ノネン、(E)−1−ニトロ−1−デセン、(E)−1−ニトロ−1−ドデセン、(E)−2−メチル−4−ニトロ−3−ヘキセン、(E)−5−メトキシ−2−ニトロ−2−ヘキセン、(E)−5−クロロ−2−ニトロ−2−ヘキセン、(E)−5−フェノキシ−2−ニトロ−2−ヘキセン、(E)−1−ニトロ−3−フェニルプロペン、(E)−β−ニトロスチレン、(E)−4−メチル−β−ニトロスチレン、(E)−3−ニトロ−β−ニトロスチレン、(E)−1−フェニル−2−ニトロプロペン、(E)−α−ニトロスチルベン、(E)−1−(3−メトキシフェニル)−2−ニトロプロペン、(E)−1−(2,3−ジメトキシフェニル)−2−ニトロプロペン、(E)−1−(3−クロロフェニル)−2−ニトロプロペン、(E)−1−(3−ニトロフェニル)−2−ニトロプロペン、(E)−1−(3−シアノフェニル)−2−ニトロプロペン、1−ニトロシクロヘキセン、3−メチル−1−ニトロシクロヘキセン、1−ニトロシクロペンテン、2−ニトロノルボルネンなどが挙げられる。
【0010】
また、もう一方の原料である一般式(3)で示されるO−アルキルヒドロキシルアミンとしては、例えばO−メチルヒドロキシルアミン、O−エチルヒドロキシルアミン、O−t−ブチルヒドロキシルアミン、O−ベンジルヒドロキシルアミン、N,O−ジメチルヒドロキシルアミンなどが挙げられるが、中でもO−メチルヒドロキシルアミンが好適である。
【0011】
かかるニトロオレフィン類とO−アルキルヒドロキシルアミンとを反応させるにあたっては、他の反応試剤は全く必要なく、単に両原料化合物を混合させるのみでよい。
この際、O−アルキルヒドロキシルアミンの使用量はニトロオレフィン類に対して通常0.8〜3モル倍、好ましくは1〜2モル倍である。
反応溶媒は特に使用しなくてもよいが使用しても全く問題はない。
溶媒を使用する場合、その溶媒は反応に不活性であれば特に限定されないが、一般的にはN,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどの非プロトン性極性溶媒、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素系溶媒が使用され、これらはそれぞれの単独あるいは2種以上を混合して用いられる。
【0012】
反応温度は、通常−40℃〜100℃の範囲であり、好ましくは0℃〜50℃である。
かかる反応により目的とする一般式(1)で示されるO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体が容易に生成し、反応終了後の反応混合物から例えば再結晶、蒸留、各種クロマトグラフィーなどの一般的操作により容易に単離、精製することができる。
【0013】
かかる本発明の一般式(1)で示されるO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体は、これに塩基たとえば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物、水素化ナトリウムなどのアルカリ金属水素化物、ナトリウムアミド、リチウムジイソプロピルアミドなどのアルカリ金属アミド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウム−t−ブトキシドなどのアルカリ金属アルコキシドなどを作用させることにより、好収率で一般式(4)
(式中、R1 、R2 およびR3 は前記と同じ意味を有する。)
で示されるβ−ニトロエナミンを得ることができ、該β−ニトロエナミンは医薬や農薬の中間体として幅広く利用することができる。
【0014】
【発明の効果】
本発明の一般式(1)で示されるO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体は、工業的に入手容易な原料化合物から容易に、定量的に製造することができ、しかも極めて容易な方法により医農薬の中間体として有用なβ−ニトロエナミンなどに導くことができる。
【0015】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明がこれによって限定されるものでないことはいうまでもない。
【0016】
実施例1
O−メチルヒドロキシルアミン118mg(2.5ミリモル)を2−ニトロプロペン174mg(2ミリモル)のN,N−ジメチルホルムアミド1ml溶液中に滴下し、25℃で10分間攪拌した。その後水を加え、次いで塩化メチレン抽出を行った。
得られた有機層を十分に水洗し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/5)で単離、精製した。
O−メチル−N−(β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン 収率 90%
1HNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ1.55(d,3H,J=6.93Hz) 、3.18(m,1H)、3.40(m,1H)、3.52(s,3H)、
4.89(m,1H)、 5.78(br.s,1H)
マススぺクトル(EI−MS)
m/z 134(M+), 87, 72, 60, 56, 46, 41
【0017】
実施例2
O−メチルヒドロキシルアミン176mg(3.75ミリモル)を(E)−2−ニトロ−2−ブテン303mg(3ミリモル)に加え、25℃で10分間攪拌した後、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/5)で単離、精製した。
O−メチル−N−(α−メチル−β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン(ジアステレオマーの混合物) 収率 95%
(ジアステレオマー 1)
1HNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ1.07(d,3H,J=6.27Hz) 、1.54(d,3H,J=6.27Hz) 、3.44(m,1H)、
3.53(s,3H)、 4.86(m,1H)、 5.62(br.s,1H)
マススぺクトル(EI−MS)
m/z 148(M+), 102, 86, 74, 56, 42
(ジアステレオマー 2)
1HNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ1.11(d,3H,J=7.26Hz) 、1.52(d,3H,J=6.27Hz) 、3.57(m,1H)、
4.76(m,1H)、 5.62(br.s,1H)
マススぺクトル(EI−MS)
m/z 148(M+), 103, 101, 86, 74, 56, 42
【0018】
実施例3
O−メチルヒドロキシルアミン176mg(3.75ミリモル)を(E)−1−ニトロ−1−オクテン471mg(3ミリモル)の塩化メチレン1ml溶液に滴下し、25℃で10分間攪拌した後、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/10)で単離、精製した。
O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)ヘプチル〕ヒドロキシルアミン
収率 100%
1HNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ0.89(m,3H)、 1.26−1.56(m,10H)、 3.52(m,1H)、 3.52(s,3H)、
4.43(dd,1H,J=4.29Hz,12.54Hz)、4.58(dd,1H,J=7.26Hz,12.54Hz)、
5.76(br.s,1H)
13CNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ14.25, 22.79, 26.13, 29.33, 29.47, 31.83, 59.30, 62.72, 76.87
マススぺクトル(EI−MS)
m/z 204(M+), 173, 160, 144, 126, 119, 100, 87, 73, 72, 55, 41
【0019】
実施例4
O−メチルヒドロキシルアミン176mg(3.75ミリモル)を1−ニトロシクロヘキセン382mg(3ミリモル)に加え、25℃で60分間攪拌した後、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/5)で単離、精製した。
O−メチル−N−(2−ニトロシクロヘキシル)ヒドロキシルアミン(ジアステレオマーの混合物) 収率 100%
(ジアステレオマー 1)
1HNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ1.28−1.96(m,7H)、 2.28−2.39(m,1H)、 3.32(td,1H,J=4.29Hz,10.56Hz)、
3.46(s,3H)、 4.56(td,1H,J=4.29Hz,10.56Hz)、 5.71(br.s,1H)
マススぺクトル(EI−MS)
m/z 174(M+), 127, 112, 99, 96, 86, 69, 54, 41
(ジアステレオマー 2)
1HNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ1.28−1.96(m,7H)、 2.28−2.39(m,1H)、 3.48(s,3H)、 3.53(m,1H)、
4.77(m,1H)、 5.71(br.s,1H)
マススぺクトル(EI−MS)
m/z 174(M+), 128, 112, 96, 86, 69, 54, 41
【0020】
実施例5
O−メチルヒドロキシルアミン94mg(2ミリモル)を(E)−3−ニトロ−β−ニトロスチレン194mg(1ミリモル)のN,N−ジメチルホルムアミド1ml溶液中に滴下し、25℃で10分間攪拌した。その後水を加え、次いで塩化メチレン抽出を行った。
得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/5)で単離、精製した。
O−メチル−N−〔1−(3−ニトロフェニル)−2−ニトロエチル〕ヒドロキシルアミン 収率 85%
1HNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ3.53(s,3H)、 4.65(m,1H)、 4.85−4.98(m,2H)、 6.00(br.s,1H)
7.59(t,1H,J=7.92Hz) 、7.72(m,1H)、 8.21−8.29(m,1H)
13CNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ61.92, 62.86, 76.68, 122.66, 123.94, 130.03, 133.82, 138.17, 148.52
マススぺクトル(FD−MS)
m/z 241(M+)
【0021】
参考例1
実施例1と同様にして得たO−メチル−N−(β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン268mg(2ミリモル)をN,N−ジメチルホルムアミド2mlに溶解し、カリウム−t−ブトキシド673mg(6ミリモル)を含むN,N−ジメチルホルムアミド3ml溶液に25℃で5分間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で10分間攪拌した後、シリカゲルショートカラムに通し、酢酸エチルで抽出した。
溶媒留去後、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/1)で単離、精製し、1−アミノ−2−ニトロプロペンを収率61%で得た。
【0022】
参考例2
実施例2と同様にして得たO−メチル−N−(α−メチル−β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン(ジアステレオマーの混合物)148mg(1ミリモル)をN,N−ジメチルホルムアミド2mlに溶解し、カリウム−t−ブトキシド224mg(2ミリモル)を含むN,N−ジメチルホルムアミド3ml溶液に25℃で5分間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で10分間攪拌した後、シリカゲルショートカラムに通し、酢酸エチルで抽出した。
溶媒留去後、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/1)で単離、精製し、(Z)−2−アミノ−3−ニトロ−2−ブテンを収率80%で得た。
【0023】
参考例3
実施例3と同様にして得たO−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)ヘプチル〕ヒドロキシルアミン204mg(1ミリモル)をN,N−ジメチルホルムアミド2mlに溶解し、カリウム−t−ブトキシド336mg(3ミリモル)を含むN,N−ジメチルホルムアミド3ml溶液に25℃で5分間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で60分間攪拌した後、シリカゲルショートカラムに通し、酢酸エチルで抽出した。
溶媒留去後、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/1)で単離、精製し、(Z)−2−アミノ−1−ニトロ−1−オクテンを収率87%で得た。
【0024】
参考例4
実施例4と同様にして得たO−メチル−N−(2−ニトロシクロヘキシル)ヒドロキシルアミン(ジアステレオマーの混合物)174mg(1ミリモル)をN,N−ジメチルホルムアミド2mlに溶解し、カリウム−t−ブトキシド224mg(2ミリモル)を含むN,N−ジメチルホルムアミド3ml溶液に25℃で5分間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で30分間攪拌した後、シリカゲルショートカラムに通し、酢酸エチルで抽出した。
溶媒留去後、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/1)で単離、精製し、1−アミノ−2−ニトロシクロヘキセンを収率91%で得た。
【0025】
参考例5
実施例5と同様にして得たO−メチル−N−〔1−(3−ニトロフェニル)−2−ニトロエチル〕ヒドロキシルアミン241mg(1ミリモル)をN,N−ジメチルホルムアミド2mlに溶解し、カリウム−t−ブトキシド224mg(2ミリモル)を含むN,N−ジメチルホルムアミド3ml溶液に25℃で5分間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で30分間攪拌した後、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え、塩化メチレン抽出を行なった。
得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/1)で単離、精製し、(Z)−3−ニトロ−α−アミノ−β−ニトロスチレンを収率88%で得た。
【産業上の利用分野】
本発明は、新規化合物であるO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、β−ニトロエナミンはエナミンとニトロオレフィンの両方の反応性を併せ持つ特異的な化合物として知られ、それ自身、農業用殺虫剤の基本骨格として知られている他、各種複素環への誘導が可能なことから、医農薬の中間体としても極めて重要な化合物であって、その製造方法としても、α−ニトロカルボニル化合物とアミンを無触媒下または四塩化チタン触媒の存在下に縮合させる方法[J.Am.Chem.Soc., Vol.78, 3405 (1956)、日本化学会誌 88 (1983)] 、β位に適当な脱離基(たとえばハロゲン、アルコキシル基、アルキルチオ基、ニトロ基、アミノ基など)を有するニトロオレフィン類とアミンとの置換反応による方法〔Tetrahedron, Vol.37, 1453 (1981)] 、シアノギ酸エチルとニトロメタンを縮合させる方法[Tetrahedron Letters, 2525 (1979)]などの方法が知られている。
【0003】
しかし、これらのいずれの方法もその反応収率や原料化合物の合成などに問題がある場合が多く、それ自身が容易に製造しうるとともに、容易に好収率でβ−ニトロエナミンに導くことのできる化合物の開発が望まれていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようなことから、本発明者は、容易に製造できるとともに、容易に好収率でβ−ニトロエナミンに導くことのできる新規化合物を開発すべく検討の結果、本発明に至った。
【0005】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、一般式(1)
(式中、R1 、R2 は同一または相異なって水素原子、随時ハロゲンもしくは低級アルコキシル基もしくはフェニル基もしくはフェノキシル基で置換されていてもよい直鎖または分枝状の炭素数1〜10のアルキル基、随時ハロゲンもしくは低級アルキル基もしくは低級アルコキシル基もしくはニトロ基もしくはシアノ基で置換されていてもよいフェニル基を示し、また、R1 とR2 が一緒になってシクロアルキルまたはビシクロアルキルを形成していてもよい。R3 は水素原子または低級アルキル基を示し、R4 は低級アルキル基またはベンジル基を示す。)で示されるO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体を提供するものである。
【0006】
本発明のO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体は上記一般式(1)で示されるが、該式の各置換基において、低級アルキル基とは直鎖もしくは分枝状の炭素数1〜4のアルキル基を、低級アルコキシル基とは直鎖もしくは分枝状の炭素数1〜4のアルコキシル基をそれぞれ意味するものであって、置換基R1 、R2 として具体的には水素、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル、クロロメチル、2−クロロプロピル、2−ブロモプロピル、2−クロロヘキシル、フェニルメチル、2−フェノキシプロピル、メトキシメチル、2−メトキシプロピル、3−エトキシブチル、4−メトキシヘキシル、フェニル、m−クロロフェニル、p−ブロムフェニル、p−トリル、2,4−キシリル、p−イソプロピルフェニル、m−メトキシフェニル、m−プロポキシフェニル、m−ニトロフェニル、m−シアノフェニルなどが、置換基R3 として具体的には水素、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、t−ブチルなどが、また置換基R4 として具体的にはメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、t−ブチル、ベンジルなどがそれぞれ例示される。
【0007】
このような一般式(1)で示されるO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体として、具体的にはO−メチル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン、O−エチル−N−(β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン、O−−t−ブチル−N−(β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン、O−ベンジル−N−(β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン、N,O−ジメチル−N−(β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(α−メチル−β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(β−ニトロブチル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(α−メチル−β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)プロピル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(β−ニトロペンチル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)ブチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(α−エチル−β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン、N−(α−メチル−β−ニトロブチル)−O−メチルヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)ヘプチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)オクチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)ノニル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)ウンデシル〕ヒドロキシルアミン、N−(α−イソプロピル−β−ニトロブチル)−O−メチルヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)−β−フェニルエチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(α−ニトロエチル)−3−メトキシブチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(α−ニトロエチル)−3−フェノキシブチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(α−ニトロエチル)−3−クロロブチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(β−ニトロ−α−フェニルエチル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(β−ニトロ−α−フェニルプロピル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(α,β−ジフェニル−β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(3−クロロフェニル)−2−ニトロプロピル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔2−ニトロ−1−(p−トリル)エチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(3−メトキシフェニル)−2−ニトロプロピル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(2,3−ジメトキシフェニル)−2−ニトロプロピル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(3−ニトロフェニル)−2−ニトロエチル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−〔1−(3−シアノフェニル)−2−ニトロプロピル〕ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(2−ニトロシクロヘキシル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(2−メチル−6−ニトロシクロヘキシル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(2−ニトロシクロペンチル)ヒドロキシルアミン、O−メチル−N−(3−ニトロノルボナン−2−イル)ヒドロキシルアミンなどが例示される。
【0008】
かかるO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体は、一般式(2)
(式中、R1 、R2 は前記と同じ意味を有する。)
で示されるニトロオレフィン類と、一般式(3)
(式中、R3 、R4 は前記と同じ意味を有する。)
で示されるO−アルキルヒドロキシルアミンとから、容易に、しかも定量的に製造することができる。
【0009】
ここで、原料として用いられる一般式(2)で示されるニトロオレフィン類は、例えばアルデヒドとニトロアルカンとの縮合反応やβ−ニトロアセテートの脱酢酸反応[Org.Syn.,Coll.Vol.I,413(1941), J.Org.Chem.,Vol.15,8(1950)] あるいはβ− ニトロアルコールの脱水反応[J.Chem.Soc.,1471(1947)]などにより容易に製造することができる。
かかるニトロオレフィン類として、例えばニトロエチレン、(E)−1−ニトロプロペン、2−ニトロプロペン、2−ニトロ−1−ブテン、(E)−1−ニトロ−1−ブテン、(E)−2−ニトロ−2−ブテン、2−ニトロ−1−ペンテン、(E)−1−ニトロ−1−ペンテン、(E)−2−ニトロ−2−ペンテン、(E)−3−ニトロ−2−ペンテン、(E)−1−ニトロ−1−オクテン、(E)−1−ニトロ−1−ノネン、(E)−1−ニトロ−1−デセン、(E)−1−ニトロ−1−ドデセン、(E)−2−メチル−4−ニトロ−3−ヘキセン、(E)−5−メトキシ−2−ニトロ−2−ヘキセン、(E)−5−クロロ−2−ニトロ−2−ヘキセン、(E)−5−フェノキシ−2−ニトロ−2−ヘキセン、(E)−1−ニトロ−3−フェニルプロペン、(E)−β−ニトロスチレン、(E)−4−メチル−β−ニトロスチレン、(E)−3−ニトロ−β−ニトロスチレン、(E)−1−フェニル−2−ニトロプロペン、(E)−α−ニトロスチルベン、(E)−1−(3−メトキシフェニル)−2−ニトロプロペン、(E)−1−(2,3−ジメトキシフェニル)−2−ニトロプロペン、(E)−1−(3−クロロフェニル)−2−ニトロプロペン、(E)−1−(3−ニトロフェニル)−2−ニトロプロペン、(E)−1−(3−シアノフェニル)−2−ニトロプロペン、1−ニトロシクロヘキセン、3−メチル−1−ニトロシクロヘキセン、1−ニトロシクロペンテン、2−ニトロノルボルネンなどが挙げられる。
【0010】
また、もう一方の原料である一般式(3)で示されるO−アルキルヒドロキシルアミンとしては、例えばO−メチルヒドロキシルアミン、O−エチルヒドロキシルアミン、O−t−ブチルヒドロキシルアミン、O−ベンジルヒドロキシルアミン、N,O−ジメチルヒドロキシルアミンなどが挙げられるが、中でもO−メチルヒドロキシルアミンが好適である。
【0011】
かかるニトロオレフィン類とO−アルキルヒドロキシルアミンとを反応させるにあたっては、他の反応試剤は全く必要なく、単に両原料化合物を混合させるのみでよい。
この際、O−アルキルヒドロキシルアミンの使用量はニトロオレフィン類に対して通常0.8〜3モル倍、好ましくは1〜2モル倍である。
反応溶媒は特に使用しなくてもよいが使用しても全く問題はない。
溶媒を使用する場合、その溶媒は反応に不活性であれば特に限定されないが、一般的にはN,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどの非プロトン性極性溶媒、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素系溶媒が使用され、これらはそれぞれの単独あるいは2種以上を混合して用いられる。
【0012】
反応温度は、通常−40℃〜100℃の範囲であり、好ましくは0℃〜50℃である。
かかる反応により目的とする一般式(1)で示されるO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体が容易に生成し、反応終了後の反応混合物から例えば再結晶、蒸留、各種クロマトグラフィーなどの一般的操作により容易に単離、精製することができる。
【0013】
かかる本発明の一般式(1)で示されるO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体は、これに塩基たとえば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物、水素化ナトリウムなどのアルカリ金属水素化物、ナトリウムアミド、リチウムジイソプロピルアミドなどのアルカリ金属アミド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウム−t−ブトキシドなどのアルカリ金属アルコキシドなどを作用させることにより、好収率で一般式(4)
(式中、R1 、R2 およびR3 は前記と同じ意味を有する。)
で示されるβ−ニトロエナミンを得ることができ、該β−ニトロエナミンは医薬や農薬の中間体として幅広く利用することができる。
【0014】
【発明の効果】
本発明の一般式(1)で示されるO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体は、工業的に入手容易な原料化合物から容易に、定量的に製造することができ、しかも極めて容易な方法により医農薬の中間体として有用なβ−ニトロエナミンなどに導くことができる。
【0015】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明がこれによって限定されるものでないことはいうまでもない。
【0016】
実施例1
O−メチルヒドロキシルアミン118mg(2.5ミリモル)を2−ニトロプロペン174mg(2ミリモル)のN,N−ジメチルホルムアミド1ml溶液中に滴下し、25℃で10分間攪拌した。その後水を加え、次いで塩化メチレン抽出を行った。
得られた有機層を十分に水洗し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/5)で単離、精製した。
O−メチル−N−(β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン 収率 90%
1HNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ1.55(d,3H,J=6.93Hz) 、3.18(m,1H)、3.40(m,1H)、3.52(s,3H)、
4.89(m,1H)、 5.78(br.s,1H)
マススぺクトル(EI−MS)
m/z 134(M+), 87, 72, 60, 56, 46, 41
【0017】
実施例2
O−メチルヒドロキシルアミン176mg(3.75ミリモル)を(E)−2−ニトロ−2−ブテン303mg(3ミリモル)に加え、25℃で10分間攪拌した後、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/5)で単離、精製した。
O−メチル−N−(α−メチル−β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン(ジアステレオマーの混合物) 収率 95%
(ジアステレオマー 1)
1HNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ1.07(d,3H,J=6.27Hz) 、1.54(d,3H,J=6.27Hz) 、3.44(m,1H)、
3.53(s,3H)、 4.86(m,1H)、 5.62(br.s,1H)
マススぺクトル(EI−MS)
m/z 148(M+), 102, 86, 74, 56, 42
(ジアステレオマー 2)
1HNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ1.11(d,3H,J=7.26Hz) 、1.52(d,3H,J=6.27Hz) 、3.57(m,1H)、
4.76(m,1H)、 5.62(br.s,1H)
マススぺクトル(EI−MS)
m/z 148(M+), 103, 101, 86, 74, 56, 42
【0018】
実施例3
O−メチルヒドロキシルアミン176mg(3.75ミリモル)を(E)−1−ニトロ−1−オクテン471mg(3ミリモル)の塩化メチレン1ml溶液に滴下し、25℃で10分間攪拌した後、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/10)で単離、精製した。
O−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)ヘプチル〕ヒドロキシルアミン
収率 100%
1HNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ0.89(m,3H)、 1.26−1.56(m,10H)、 3.52(m,1H)、 3.52(s,3H)、
4.43(dd,1H,J=4.29Hz,12.54Hz)、4.58(dd,1H,J=7.26Hz,12.54Hz)、
5.76(br.s,1H)
13CNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ14.25, 22.79, 26.13, 29.33, 29.47, 31.83, 59.30, 62.72, 76.87
マススぺクトル(EI−MS)
m/z 204(M+), 173, 160, 144, 126, 119, 100, 87, 73, 72, 55, 41
【0019】
実施例4
O−メチルヒドロキシルアミン176mg(3.75ミリモル)を1−ニトロシクロヘキセン382mg(3ミリモル)に加え、25℃で60分間攪拌した後、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/5)で単離、精製した。
O−メチル−N−(2−ニトロシクロヘキシル)ヒドロキシルアミン(ジアステレオマーの混合物) 収率 100%
(ジアステレオマー 1)
1HNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ1.28−1.96(m,7H)、 2.28−2.39(m,1H)、 3.32(td,1H,J=4.29Hz,10.56Hz)、
3.46(s,3H)、 4.56(td,1H,J=4.29Hz,10.56Hz)、 5.71(br.s,1H)
マススぺクトル(EI−MS)
m/z 174(M+), 127, 112, 99, 96, 86, 69, 54, 41
(ジアステレオマー 2)
1HNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ1.28−1.96(m,7H)、 2.28−2.39(m,1H)、 3.48(s,3H)、 3.53(m,1H)、
4.77(m,1H)、 5.71(br.s,1H)
マススぺクトル(EI−MS)
m/z 174(M+), 128, 112, 96, 86, 69, 54, 41
【0020】
実施例5
O−メチルヒドロキシルアミン94mg(2ミリモル)を(E)−3−ニトロ−β−ニトロスチレン194mg(1ミリモル)のN,N−ジメチルホルムアミド1ml溶液中に滴下し、25℃で10分間攪拌した。その後水を加え、次いで塩化メチレン抽出を行った。
得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/5)で単離、精製した。
O−メチル−N−〔1−(3−ニトロフェニル)−2−ニトロエチル〕ヒドロキシルアミン 収率 85%
1HNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ3.53(s,3H)、 4.65(m,1H)、 4.85−4.98(m,2H)、 6.00(br.s,1H)
7.59(t,1H,J=7.92Hz) 、7.72(m,1H)、 8.21−8.29(m,1H)
13CNMRスペクトル(CDCl3,270MHz)
δ61.92, 62.86, 76.68, 122.66, 123.94, 130.03, 133.82, 138.17, 148.52
マススぺクトル(FD−MS)
m/z 241(M+)
【0021】
参考例1
実施例1と同様にして得たO−メチル−N−(β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン268mg(2ミリモル)をN,N−ジメチルホルムアミド2mlに溶解し、カリウム−t−ブトキシド673mg(6ミリモル)を含むN,N−ジメチルホルムアミド3ml溶液に25℃で5分間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で10分間攪拌した後、シリカゲルショートカラムに通し、酢酸エチルで抽出した。
溶媒留去後、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/1)で単離、精製し、1−アミノ−2−ニトロプロペンを収率61%で得た。
【0022】
参考例2
実施例2と同様にして得たO−メチル−N−(α−メチル−β−ニトロプロピル)ヒドロキシルアミン(ジアステレオマーの混合物)148mg(1ミリモル)をN,N−ジメチルホルムアミド2mlに溶解し、カリウム−t−ブトキシド224mg(2ミリモル)を含むN,N−ジメチルホルムアミド3ml溶液に25℃で5分間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で10分間攪拌した後、シリカゲルショートカラムに通し、酢酸エチルで抽出した。
溶媒留去後、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/1)で単離、精製し、(Z)−2−アミノ−3−ニトロ−2−ブテンを収率80%で得た。
【0023】
参考例3
実施例3と同様にして得たO−メチル−N−〔α−(ニトロメチル)ヘプチル〕ヒドロキシルアミン204mg(1ミリモル)をN,N−ジメチルホルムアミド2mlに溶解し、カリウム−t−ブトキシド336mg(3ミリモル)を含むN,N−ジメチルホルムアミド3ml溶液に25℃で5分間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で60分間攪拌した後、シリカゲルショートカラムに通し、酢酸エチルで抽出した。
溶媒留去後、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/1)で単離、精製し、(Z)−2−アミノ−1−ニトロ−1−オクテンを収率87%で得た。
【0024】
参考例4
実施例4と同様にして得たO−メチル−N−(2−ニトロシクロヘキシル)ヒドロキシルアミン(ジアステレオマーの混合物)174mg(1ミリモル)をN,N−ジメチルホルムアミド2mlに溶解し、カリウム−t−ブトキシド224mg(2ミリモル)を含むN,N−ジメチルホルムアミド3ml溶液に25℃で5分間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で30分間攪拌した後、シリカゲルショートカラムに通し、酢酸エチルで抽出した。
溶媒留去後、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/1)で単離、精製し、1−アミノ−2−ニトロシクロヘキセンを収率91%で得た。
【0025】
参考例5
実施例5と同様にして得たO−メチル−N−〔1−(3−ニトロフェニル)−2−ニトロエチル〕ヒドロキシルアミン241mg(1ミリモル)をN,N−ジメチルホルムアミド2mlに溶解し、カリウム−t−ブトキシド224mg(2ミリモル)を含むN,N−ジメチルホルムアミド3ml溶液に25℃で5分間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で30分間攪拌した後、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え、塩化メチレン抽出を行なった。
得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(展開液:酢酸エチル/ヘキサン=1/1)で単離、精製し、(Z)−3−ニトロ−α−アミノ−β−ニトロスチレンを収率88%で得た。
Claims (4)
- 一般式(1)
(式中、R1 、R2 は同一または相異なって水素原子、随時ハロゲンもしくは低級アルコキシル基もしくはフェニル基もしくはフェノキシル基で置換されていてもよい直鎖または分枝状の炭素数1〜10のアルキル基、随時ハロゲンもしくは低級アルキル基もしくは低級アルコキシル基もしくはニトロ基もしくはシアノ基で置換されていてもよいフェニル基を示し、また、R1 とR2 が一緒になってシクロアルキルまたはビシクロアルキルを形成していてもよい。R3 は水素原子または低級アルキル基を示し、R4 は低級アルキル基またはベンジル基を示す。)で示されるO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体。 - 置換基R3 が水素原子、R4 がメチル基である請求項1に記載のO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体。
- 一般式(2)
(式中、R1 、R2 は同一または相異なって水素原子、随時ハロゲンもしくは低級アルコキシル基もしくはフェニル基もしくはフェノキシル基で置換されていてもよい直鎖または分枝状の炭素数1〜10のアルキル基、随時ハロゲンもしくは低級アルキル基もしくは低級アルコキシル基もしくはニトロ基もしくはシアノ基で置換されていてもよいフェニル基を示し、また、R1 とR2 が一緒になってシクロアルキルまたはビシクロアルキルを形成していてもよい。)
で示されるニトロオレフィン類と、一般式(3)
(式中、R3 は水素原子または低級アルキル基を示し、R4 は低級アルキル基またはベンジル基を示す。)
で示されるO−アルキルヒドロキシルアミンを反応させることを特徴とする請求項1に記載のO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体の製造方法。 - O−アルキルヒドロキシルアミンがO−メチルヒドロキシルアミンである請求項3に記載のO−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体の製造方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21591394A JP3596041B2 (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | O−アルキル−N−(β−ニトロエチル)ヒドロキシルアミン誘導体およびその製造方法 |
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