JP3804078B2 - β−ニトロエナミンの製造方法 - Google Patents
β−ニトロエナミンの製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、Ｏ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンまたはその塩を用いたニトロオレフィンのアミノ化反応によるβ−ニトロエナミン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、入手が容易なβ位に脱離基を持たない単純なニトロオレフィン類から一段階で、収率よくβ−ニトロエナミンを合成することが望まれるが、未だこのような合成方法は知られていない。
【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、操作も容易で、収率良くβ−ニトロエナミンを製造する方法について検討の結果、入手が容易なβ位に脱離基を持たない単純なニトロオレフィン類を原料とし、これを塩基の存在下にＯ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンまたはその塩と反応させることにより、一挙にβ−ニトロエナミンが好収率で得られることを見出し、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、一般式化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アリールオキシ基もしくはヒドロキシル基もしくはアリー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、または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アリール基もしくはアリールオキシ基もしくはニトロ基もしくはシアノ基もしくはアシルアミノ基もしくはジ低級アルキルアミノ基もしくはアリールアミノ基もしくはヒドロキシル基もしくはアリールスルホニル基もしくはメルカプト基もしくは低級アルキルチオ基もしくはアリールチオ基で置換されていてもよいアリール基を示し、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を、塩基の存在下に、一般式化３
（式中、Ｒ3 は水素原子、直鎖または分枝状の炭素数１〜４のアルキル基、シクロアルキル基またはアラルキル基を示し、Ｒ4 は直鎖または分枝状の炭素数１〜４のアルキル基またはアラルキル基を示す）で示されるＯ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンまたはその塩と反応させることを特徴とする一般式化１
（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−ニトロエナミンの製造方法を提供するものである。
【０００６】
本発明において、原料として用いられる一般式化２で示されるニトロオレフィンは、たと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)〕などにより容易に合成することができる。ここで、前記一般式化２における置換基Ｒ1 、Ｒ2 において、低級アルキルとは炭素数１〜４のアルキルを、低級アルコキシルとは炭素数１〜４のアルコキシルをそれぞれ意味し、またアリールとはフェニル、ナフチルなどの単環もしくは多環式芳香族炭素環またはフリル、ピロリル、チエニル、ピリジル、イミダゾリル、トリアゾリル、キノリルなどの単環もしくは多環式芳香族複素環を意味するものである。
このようなニトロオレフィンとして、例えばニトロエチレン、１−ニトロプロペン、２−ニトロプロペン、２−ニトロ−１−ブテン、１−ニトロ−１−ブテン、２−ニトロ−２−ブテン、２−ニトロ−１−ペンテン、１−ニトロ−１−ペンテン、２−ニトロ−２−ペンテン、３−ニトロ−２−ペンテン、１−ニトロ−１−オクテン、１−ニトロ−１−ノネン、１−ニトロ−１−デセン、１−ニトロ−１−ドデセン、２−メチル−４−ニトロ−３−ヘキセン、５−メトキシ−２−ニトロ−２−ヘキセン、５−クロロ−２−ニトロ−２−ヘキセン、５−フェノキシ−２−ニトロ−２−ヘキセン、５−ヒドロキシ−２−ニトロ−２−ヘキセン、１−ニトロ−３−フェニルプロペン、β−ニトロスチレン、４−メチル−β−ニトロスチレン、３−ニトロ−β−ニトロスチレン、１−フェニル−２−ニトロプロペン、α−ニトロスチルベン、１−（３−メトキシフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（２，３−ジメトキシフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−クロロフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−ヒドロキシフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−ニトロフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−フェニルフェニル）−２−ニトロプロペン、１−〔３−（１Ｈ−イミダゾリル−１−イル）フェニル〕−２−ニトロプロペン、１−〔３−（１Ｈ−１，２，４−トルアゾル−１−イル）フェニル〕−２−ニトロプロペン、１−（３−フェノキシフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−シアノフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−アセトアミドフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−ジメチルアミノフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−アニリノフェニル）−２−ニトロプロペン、３−（β−メチル−β−ニトロビニル）ジフェニルスルホン、１−（３−メルカプトフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−メチルチオフェニル）−２−ニトロプロペン、３−（β−メチル−β−ニトロビニル）ジフェニルスルフィド、１−（２−フリル）−２−ニトロプロペン、１−（２−ピリジル）−２−ニトロプロペン、１−（２−ピロリル）−２−ニトロプロペン、１−（２−チエニル）−２−ニトロプロペン、１−（２−ナフチル）−２−ニトロプロペン、１−（２−キノリル）−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。
【０００７】
また、本発明において用いられる一般式化３で示されるＯ−アルキルもしくはＯ−アラ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、Ｎ−シクロヘキシル−Ｏ−メチルヒドロキシルアミン、Ｎ−ベンジル−Ｏ−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。かかるＯ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンはそのまま使用することが望ましいが、その塩、たとえば塩酸塩、硫酸塩などの無機酸塩として使用することもできる。
【０００８】
反応は塩基の存在下に行われるが、かかる塩基としては特に限定されず、例えばアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属水素化物、アルカリ金属アミド、アルカリ金属アルコキシドなどが好適に使用される。このような塩基として、具体的には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウム、ナトリウムアミド、リチウムジイソプロピルアミド、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−ブトキシド等があげられる。
【０００９】
Ｏ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンまたはその塩の使用量は、原料であるニトロオレフィンに対して、通常０．５〜６モル倍、好ましくは１〜３モル倍である。
又、塩基の使用量は、Ｏ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンまたはその塩に対して通常１〜６モル倍、好ましくは２〜５モル倍である。
【００１０】
反応に際しては通常、溶媒が使用され、かかる溶媒としては、例えば、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、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、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼンなどの芳香族系溶媒、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、ｔ−ブタノールなどのアルコール系溶媒が挙げられ、これらはそれぞれの単独あるいは２種以上の混合溶媒として用いられる。このような溶媒の使用量は、通常、原料であるニトロオレフィンに対して１〜１００重量倍である。
【００１１】
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。
反応方法は、通常、塩基の溶液中にニトロオレフィンとＯ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンの混合液を滴下する方法が好ましいが、特に限定されない。なお、原料の種類によってはニトロオレフィンとＯ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンを混合した際に発熱反応を起こして１，４−付加物〔Ｏ−アルキルもしくはＯ−アラルキル−Ｎ−（β−ニトロエチル）ヒドロキシルアミン誘導体〕を生成する場合があるが、これは本発明方法の反応性には全く影響を与えない。
【００１２】
かかる反応により生成する目的化合物は、反応終了後の反応混合物から通常の手段、例えば蒸留、抽出、再結晶あるいは各種クロマトグラフィーなどの操作により容易に単離、精製することができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、工業的に製造容易な、単純なニトロオレフィンから一挙に好収率でβ−ニトロエナミンを製造することができる。
また、本発明でアミノ化剤として使用するもう一方の原料であるＯ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンまたはその塩も、ヒドロキシルアミンから容易にかつ比較的安価に得ることができるため、本方法は工業的にも極めて有利である。
【００１４】
【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。
【００１５】
実施例１
１−ニトロシクロヘキセン２５４ｍｇ（２ミリモル）およびＯ−メチルヒドロキシルアミン１１８ｍｇ（２．５ミリモル）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２ｍｌ中に溶解し、これをカリウム−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８ｍｌ溶液中に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、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え、その後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＝１／１）で単離、精製した。
１−アミノ−２−ニトロシクロヘキセン収率 ９１％
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ1.63-1.78(m,4H)、 2.53(t,2H,J=6.27Hz)、2.62(t,2H,J=6.27Hz) 、
6.73(br.s,1H) 、9.69(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ21.12, 22.41, 24.87, 30.64, 118.46, 158.26
マススぺクトル(EI-MS)
m／z 142(M＋), 125, 109, 107, 95, 84, 77, 67, 56, 54
【００１６】
実施例２〜１０
１−ニトロシクロヘキセンの代わりに、表１に示される置換基を有するニトロオレフィン（それぞれ２ミリモル）を使用する以外は実施例１に準じて反応、後処理を行ない、同様に単離、精製して、それぞれ原料と同じ置換基を有する各種のβ−ニトロエナミンを表１に示す収率で得た。
但し、実施例９ではカリウム−ｔ−ブトキシドを１０ミリモル使用し、また反応時間はすべての実施例においてシリカゲル薄層クロマトグラフィーによるモニターで原料の消失が確認されるまでの時間とした。
また、生成したβ−ニトロエナミンが水に不安定な場合（実施例２、３、４および１０）には、飽和塩化アンモニウム水溶液の添加、その後の塩化メチレン抽出を行なうことなく、反応終了後の反応液をそのままシリカゲルショートカラムに通したのち溶媒を留去し、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィーで単離、精製した。
【００１７】
表１
┌─────┬──────────────┬──────┐
│ │ 置換基 │β−ニトロエ│
│ 実施例 ├─────┬────────┤ナミン │
│ │ Ｒ1 │ Ｒ2 │収率（％） │
├─────┼─────┼────────┼──────┤
│ ２ │ Me │ H │ ６１ │
│ ３ │ Me │ Me │ ７８ │
│ ４ │ H │ n-Hexyl │ ８７ │
│ ５ │ H │ Ph │ ９４ │
│ ６ │ H │ m-NO2-C6H4 │ ７５ │
│ ７ │ Me │ m-Cl-C6H4 │ ５６ │
│ ８ │ Me │ m-MeO-C6H4 │ ５９ │
│ ９ │ Me │ m-HO-C6H4 │ ３１ │
│ １０ │ Me │ 2-Furyl │ ３０ │
└─────┴─────┴────────┴──────┘
【００１８】
上記各実施例で得たβ−ニトロエナミンの 1Ｈおよび13ＣＮＭＲスペクトル、マススペクトルの分析値を以下に示す。
（Ｚ）−１−アミノ−２−ニトロプロペン（実施例２）
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ2.07(s,3H)、 6.03(br.s,1H) 、7.02(t,1H,J=11.55Hz)、8.62(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ16.14, 118.45, 143.85
マススぺクトル(EI-MS)
m／z 102(M＋), 84, 72, 54
（Ｚ）−２−アミノ−３−ニトロ−２−ブテン（実施例３）
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ2.12(s,3H)、 2.18(s,3H)、 7.94(br.s,1H) 、10.08(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ13.70, 21.39, 115.92, 158.24
マススぺクトル(EI-MS)
m／z 116(M＋), 99, 86, 69, 58, 54, 42
【００１９】
（Ｚ）−２−アミノ−１−ニトロ−１−オクテン（実施例４）
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ0.89(m,3H)、 1.30(m,6H)、 1.61(m,2H)、 2.24(m,2H)、 6.54(d,1H,J=0.90Hz)
6.67(br.s,1H) 、9.22(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ13.86, 22.30, 27.85, 28.50, 31.23, 34.16, 110.30, 162.19
マススぺクトル(EI-MS)
m／z 172(M＋), 126, 115, 102, 96, 82, 70, 56, 41
（Ｚ）−α−アミノ−β−ニトロスチレン（実施例５）
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ6.64(br.s,1H)、 6.81(s,1H)、 7.45-7.59(m,5H)、 9.29(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ110.60, 126.52, 129.22, 131.81, 133.32, 157.70
マススぺクトル(EI-MS)
m／z 164(M＋), 134, 117, 104, 91, 77, 65, 63, 51
【００２０】
（Ｚ）−３−ニトロ−α−アミノ−β−ニトロスチレン（実施例６）
1ＨＮＭＲスペクトル（d6-DMSO,400MHz)
δ6.93(s,1H)、 7.79(t,1H,J=8.05Hz)、 8.09(m,1H)、 8.40(m,1H)、 8.45(m,1H)、
9.09(br.s,1H)、9.38(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（d6-DMSO,100MHz)
δ109.70, 122.55, 125.91, 130.49, 134.00, 134.65, 147.74, 155.76
マススぺクトル(FD-MS)
m／z 209(M＋)
（Ｚ）−１−アミノ−１−（３−クロロフェニル）−２−ニトロプロペン（実施例７）
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,400MHz)
δ1.96(s,3H)、 5.72(br.s,1H) 、7.29(td,1H,J=1.51Hz,7.39Hz)、
7.39-7.50(m,3H)、 9.56(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,100MHz)
δ15.63, 118.36, 125.65, 127.50, 130.36, 130.39, 134.96, 137.68,
154.84
マススぺクトル(FD-MS)
m／z 212(M＋)
【００２１】
（Ｚ）−１−アミノ−１−（３−メトキシフェニル）−２−ニトロプロペン（実施例８）
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ1.96(s,3H)、 3.84(s,3H)、 6.00(br.s,1H) 、6.89-7.03(m,3H)、
7.38(t,1H,J=7.92Hz)、 9.69(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ15.67, 55.35, 112.94, 115.63, 117.88, 119.46, 130.06, 137.18,
157.03, 159.64
マススぺクトル(FD-MS)
m／z 208(M＋)
（Ｚ）−１−アミノ−１−（３−ヒドロキシフェニル）−２−ニトロプロペン（実施例９）
1ＨＮＭＲスペクトル（d6-DMSO,270MHz)
δ1.85(s,3H)、 6.79-6.93(m,3H)、 7.31(t,1H,J=7.92Hz)、 8.72(br.s,1H)
9.83(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（d6-DMSO,68MHz)
δ15.78, 114.43, 115.38, 116.84, 118.17, 129.81, 136.91, 157.41,
159.17
マススぺクトル(FD-MS)
m／z 194(M＋)
【００２２】
（Ｚ）−１−アミノ−１−（２−フリル）−２−ニトロプロペン（実施例10）
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ2.39(s,3H)、 6.62(dd,1H,J=1.65Hz,3.63Hz)、 6.89(d,1H,J=3.63Hz)、
7.65(d,1H,J=1.65Hz),NH2n.d.
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ15.56, 112.62, 116.82, 117.68, 145.10, 145.23, 146.29
マススぺクトル(FD-MS)
m／z 168(M＋)
【００２３】
実施例１１
ｔｒａｎｓ−β−ニトロスチレン１４９ｍｇ（１ミリモル）およびＮ，Ｏ−ジメチルヒドロキシルアミン７６ｍｇ（１．２５ミリモル）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２ｍｌ中に溶解し、これをカリウム−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溶液中に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、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え、その後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＝１／１）で単離、精製した。
（Ｚ）−α−メチルアミノ−β−ニトロスチレン収率 ５１％
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ2.99(d,3H,J=5.61Hz) 、6.58(s,1H)、7.34-7.39(m,2H) 、7.47-7.54(m,3H)
、10.22(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ32.29, 111.61, 128.03, 129.34, 131.07, 131.43, 161.60
マススぺクトル(FD-MS)
m／z 178(M＋)
【産業上の利用分野】
本発明は、Ｏ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンまたはその塩を用いたニトロオレフィンのアミノ化反応によるβ−ニトロエナミン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、入手が容易なβ位に脱離基を持たない単純なニトロオレフィン類から一段階で、収率よくβ−ニトロエナミンを合成することが望まれるが、未だこのような合成方法は知られていない。
【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、操作も容易で、収率良くβ−ニトロエナミンを製造する方法について検討の結果、入手が容易なβ位に脱離基を持たない単純なニトロオレフィン類を原料とし、これを塩基の存在下にＯ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンまたはその塩と反応させることにより、一挙にβ−ニトロエナミンが好収率で得られることを見出し、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、一般式化２
で示されるニトロオレフィンを、塩基の存在下に、一般式化３
で示されるβ−ニトロエナミンの製造方法を提供するものである。
【０００６】
本発明において、原料として用いられる一般式化２で示されるニトロオレフィンは、たと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)〕などにより容易に合成することができる。ここで、前記一般式化２における置換基Ｒ1 、Ｒ2 において、低級アルキルとは炭素数１〜４のアルキルを、低級アルコキシルとは炭素数１〜４のアルコキシルをそれぞれ意味し、またアリールとはフェニル、ナフチルなどの単環もしくは多環式芳香族炭素環またはフリル、ピロリル、チエニル、ピリジル、イミダゾリル、トリアゾリル、キノリルなどの単環もしくは多環式芳香族複素環を意味するものである。
このようなニトロオレフィンとして、例えばニトロエチレン、１−ニトロプロペン、２−ニトロプロペン、２−ニトロ−１−ブテン、１−ニトロ−１−ブテン、２−ニトロ−２−ブテン、２−ニトロ−１−ペンテン、１−ニトロ−１−ペンテン、２−ニトロ−２−ペンテン、３−ニトロ−２−ペンテン、１−ニトロ−１−オクテン、１−ニトロ−１−ノネン、１−ニトロ−１−デセン、１−ニトロ−１−ドデセン、２−メチル−４−ニトロ−３−ヘキセン、５−メトキシ−２−ニトロ−２−ヘキセン、５−クロロ−２−ニトロ−２−ヘキセン、５−フェノキシ−２−ニトロ−２−ヘキセン、５−ヒドロキシ−２−ニトロ−２−ヘキセン、１−ニトロ−３−フェニルプロペン、β−ニトロスチレン、４−メチル−β−ニトロスチレン、３−ニトロ−β−ニトロスチレン、１−フェニル−２−ニトロプロペン、α−ニトロスチルベン、１−（３−メトキシフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（２，３−ジメトキシフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−クロロフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−ヒドロキシフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−ニトロフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−フェニルフェニル）−２−ニトロプロペン、１−〔３−（１Ｈ−イミダゾリル−１−イル）フェニル〕−２−ニトロプロペン、１−〔３−（１Ｈ−１，２，４−トルアゾル−１−イル）フェニル〕−２−ニトロプロペン、１−（３−フェノキシフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−シアノフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−アセトアミドフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−ジメチルアミノフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−アニリノフェニル）−２−ニトロプロペン、３−（β−メチル−β−ニトロビニル）ジフェニルスルホン、１−（３−メルカプトフェニル）−２−ニトロプロペン、１−（３−メチルチオフェニル）−２−ニトロプロペン、３−（β−メチル−β−ニトロビニル）ジフェニルスルフィド、１−（２−フリル）−２−ニトロプロペン、１−（２−ピリジル）−２−ニトロプロペン、１−（２−ピロリル）−２−ニトロプロペン、１−（２−チエニル）−２−ニトロプロペン、１−（２−ナフチル）−２−ニトロプロペン、１−（２−キノリル）−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。
【０００７】
また、本発明において用いられる一般式化３で示されるＯ−アルキルもしくはＯ−アラ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、Ｎ−シクロヘキシル−Ｏ−メチルヒドロキシルアミン、Ｎ−ベンジル−Ｏ−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。かかるＯ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンはそのまま使用することが望ましいが、その塩、たとえば塩酸塩、硫酸塩などの無機酸塩として使用することもできる。
【０００８】
反応は塩基の存在下に行われるが、かかる塩基としては特に限定されず、例えばアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属水素化物、アルカリ金属アミド、アルカリ金属アルコキシドなどが好適に使用される。このような塩基として、具体的には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウム、ナトリウムアミド、リチウムジイソプロピルアミド、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−ブトキシド等があげられる。
【０００９】
Ｏ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンまたはその塩の使用量は、原料であるニトロオレフィンに対して、通常０．５〜６モル倍、好ましくは１〜３モル倍である。
又、塩基の使用量は、Ｏ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンまたはその塩に対して通常１〜６モル倍、好ましくは２〜５モル倍である。
【００１０】
反応に際しては通常、溶媒が使用され、かかる溶媒としては、例えば、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、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、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼンなどの芳香族系溶媒、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、ｔ−ブタノールなどのアルコール系溶媒が挙げられ、これらはそれぞれの単独あるいは２種以上の混合溶媒として用いられる。このような溶媒の使用量は、通常、原料であるニトロオレフィンに対して１〜１００重量倍である。
【００１１】
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。
反応方法は、通常、塩基の溶液中にニトロオレフィンとＯ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンの混合液を滴下する方法が好ましいが、特に限定されない。なお、原料の種類によってはニトロオレフィンとＯ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンを混合した際に発熱反応を起こして１，４−付加物〔Ｏ−アルキルもしくはＯ−アラルキル−Ｎ−（β−ニトロエチル）ヒドロキシルアミン誘導体〕を生成する場合があるが、これは本発明方法の反応性には全く影響を与えない。
【００１２】
かかる反応により生成する目的化合物は、反応終了後の反応混合物から通常の手段、例えば蒸留、抽出、再結晶あるいは各種クロマトグラフィーなどの操作により容易に単離、精製することができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、工業的に製造容易な、単純なニトロオレフィンから一挙に好収率でβ−ニトロエナミンを製造することができる。
また、本発明でアミノ化剤として使用するもう一方の原料であるＯ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンまたはその塩も、ヒドロキシルアミンから容易にかつ比較的安価に得ることができるため、本方法は工業的にも極めて有利である。
【００１４】
【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。
【００１５】
実施例１
１−ニトロシクロヘキセン２５４ｍｇ（２ミリモル）およびＯ−メチルヒドロキシルアミン１１８ｍｇ（２．５ミリモル）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２ｍｌ中に溶解し、これをカリウム−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８ｍｌ溶液中に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、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え、その後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＝１／１）で単離、精製した。
１−アミノ−２−ニトロシクロヘキセン収率 ９１％
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ1.63-1.78(m,4H)、 2.53(t,2H,J=6.27Hz)、2.62(t,2H,J=6.27Hz) 、
6.73(br.s,1H) 、9.69(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ21.12, 22.41, 24.87, 30.64, 118.46, 158.26
マススぺクトル(EI-MS)
m／z 142(M＋), 125, 109, 107, 95, 84, 77, 67, 56, 54
【００１６】
実施例２〜１０
１−ニトロシクロヘキセンの代わりに、表１に示される置換基を有するニトロオレフィン（それぞれ２ミリモル）を使用する以外は実施例１に準じて反応、後処理を行ない、同様に単離、精製して、それぞれ原料と同じ置換基を有する各種のβ−ニトロエナミンを表１に示す収率で得た。
但し、実施例９ではカリウム−ｔ−ブトキシドを１０ミリモル使用し、また反応時間はすべての実施例においてシリカゲル薄層クロマトグラフィーによるモニターで原料の消失が確認されるまでの時間とした。
また、生成したβ−ニトロエナミンが水に不安定な場合（実施例２、３、４および１０）には、飽和塩化アンモニウム水溶液の添加、その後の塩化メチレン抽出を行なうことなく、反応終了後の反応液をそのままシリカゲルショートカラムに通したのち溶媒を留去し、生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィーで単離、精製した。
【００１７】
表１
┌─────┬──────────────┬──────┐
│ │ 置換基 │β−ニトロエ│
│ 実施例 ├─────┬────────┤ナミン │
│ │ Ｒ1 │ Ｒ2 │収率（％） │
├─────┼─────┼────────┼──────┤
│ ２ │ Me │ H │ ６１ │
│ ３ │ Me │ Me │ ７８ │
│ ４ │ H │ n-Hexyl │ ８７ │
│ ５ │ H │ Ph │ ９４ │
│ ６ │ H │ m-NO2-C6H4 │ ７５ │
│ ７ │ Me │ m-Cl-C6H4 │ ５６ │
│ ８ │ Me │ m-MeO-C6H4 │ ５９ │
│ ９ │ Me │ m-HO-C6H4 │ ３１ │
│ １０ │ Me │ 2-Furyl │ ３０ │
└─────┴─────┴────────┴──────┘
【００１８】
上記各実施例で得たβ−ニトロエナミンの 1Ｈおよび13ＣＮＭＲスペクトル、マススペクトルの分析値を以下に示す。
（Ｚ）−１−アミノ−２−ニトロプロペン（実施例２）
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ2.07(s,3H)、 6.03(br.s,1H) 、7.02(t,1H,J=11.55Hz)、8.62(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ16.14, 118.45, 143.85
マススぺクトル(EI-MS)
m／z 102(M＋), 84, 72, 54
（Ｚ）−２−アミノ−３−ニトロ−２−ブテン（実施例３）
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ2.12(s,3H)、 2.18(s,3H)、 7.94(br.s,1H) 、10.08(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ13.70, 21.39, 115.92, 158.24
マススぺクトル(EI-MS)
m／z 116(M＋), 99, 86, 69, 58, 54, 42
【００１９】
（Ｚ）−２−アミノ−１−ニトロ−１−オクテン（実施例４）
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ0.89(m,3H)、 1.30(m,6H)、 1.61(m,2H)、 2.24(m,2H)、 6.54(d,1H,J=0.90Hz)
6.67(br.s,1H) 、9.22(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ13.86, 22.30, 27.85, 28.50, 31.23, 34.16, 110.30, 162.19
マススぺクトル(EI-MS)
m／z 172(M＋), 126, 115, 102, 96, 82, 70, 56, 41
（Ｚ）−α−アミノ−β−ニトロスチレン（実施例５）
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ6.64(br.s,1H)、 6.81(s,1H)、 7.45-7.59(m,5H)、 9.29(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ110.60, 126.52, 129.22, 131.81, 133.32, 157.70
マススぺクトル(EI-MS)
m／z 164(M＋), 134, 117, 104, 91, 77, 65, 63, 51
【００２０】
（Ｚ）−３−ニトロ−α−アミノ−β−ニトロスチレン（実施例６）
1ＨＮＭＲスペクトル（d6-DMSO,400MHz)
δ6.93(s,1H)、 7.79(t,1H,J=8.05Hz)、 8.09(m,1H)、 8.40(m,1H)、 8.45(m,1H)、
9.09(br.s,1H)、9.38(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（d6-DMSO,100MHz)
δ109.70, 122.55, 125.91, 130.49, 134.00, 134.65, 147.74, 155.76
マススぺクトル(FD-MS)
m／z 209(M＋)
（Ｚ）−１−アミノ−１−（３−クロロフェニル）−２−ニトロプロペン（実施例７）
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,400MHz)
δ1.96(s,3H)、 5.72(br.s,1H) 、7.29(td,1H,J=1.51Hz,7.39Hz)、
7.39-7.50(m,3H)、 9.56(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,100MHz)
δ15.63, 118.36, 125.65, 127.50, 130.36, 130.39, 134.96, 137.68,
154.84
マススぺクトル(FD-MS)
m／z 212(M＋)
【００２１】
（Ｚ）−１−アミノ−１−（３−メトキシフェニル）−２−ニトロプロペン（実施例８）
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ1.96(s,3H)、 3.84(s,3H)、 6.00(br.s,1H) 、6.89-7.03(m,3H)、
7.38(t,1H,J=7.92Hz)、 9.69(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ15.67, 55.35, 112.94, 115.63, 117.88, 119.46, 130.06, 137.18,
157.03, 159.64
マススぺクトル(FD-MS)
m／z 208(M＋)
（Ｚ）−１−アミノ−１−（３−ヒドロキシフェニル）−２−ニトロプロペン（実施例９）
1ＨＮＭＲスペクトル（d6-DMSO,270MHz)
δ1.85(s,3H)、 6.79-6.93(m,3H)、 7.31(t,1H,J=7.92Hz)、 8.72(br.s,1H)
9.83(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（d6-DMSO,68MHz)
δ15.78, 114.43, 115.38, 116.84, 118.17, 129.81, 136.91, 157.41,
159.17
マススぺクトル(FD-MS)
m／z 194(M＋)
【００２２】
（Ｚ）−１−アミノ−１−（２−フリル）−２−ニトロプロペン（実施例10）
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ2.39(s,3H)、 6.62(dd,1H,J=1.65Hz,3.63Hz)、 6.89(d,1H,J=3.63Hz)、
7.65(d,1H,J=1.65Hz),NH2n.d.
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ15.56, 112.62, 116.82, 117.68, 145.10, 145.23, 146.29
マススぺクトル(FD-MS)
m／z 168(M＋)
【００２３】
実施例１１
ｔｒａｎｓ−β−ニトロスチレン１４９ｍｇ（１ミリモル）およびＮ，Ｏ−ジメチルヒドロキシルアミン７６ｍｇ（１．２５ミリモル）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２ｍｌ中に溶解し、これをカリウム−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溶液中に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、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え、その後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＝１／１）で単離、精製した。
（Ｚ）−α−メチルアミノ−β−ニトロスチレン収率 ５１％
1ＨＮＭＲスペクトル（CDCl3,270MHz)
δ2.99(d,3H,J=5.61Hz) 、6.58(s,1H)、7.34-7.39(m,2H) 、7.47-7.54(m,3H)
、10.22(br.s,1H)
13ＣＮＭＲスペクトル（CDCl3,68MHz)
δ32.29, 111.61, 128.03, 129.34, 131.07, 131.43, 161.60
マススぺクトル(FD-MS)
m／z 178(M＋)
Claims (9)
- 一般式化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アリールオキシ基もしくはヒドロキシル基もしくはアリー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、または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アリール基もしくはアリールオキシ基もしくはニトロ基もしくはシアノ基もしくはアシルアミノ基もしくはジ低級アルキルアミノ基もしくはアリールアミノ基もしくはヒドロキシル基もしくはアリールスルホニル基もしくはメルカプト基もしくは低級アルキルチオ基もしくはアリールチオ基で置換されていてもよいアリール基を示し、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を、塩基の存在下に、一般式化３
（式中、Ｒ3 は水素原子、直鎖または分枝状の炭素数１〜４のアルキル基、シクロアルキル基またはアラルキル基を示し、Ｒ4 は直鎖または分枝状の炭素数１〜４のアルキル基またはアラルキル基を示す）
で示されるＯ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンまたはその塩と反応させることを特徴とする一般式化１
（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−ニトロエナミンの製造方法。 - Ｏ−アルキルもしくはＯ−アラ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、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またはＮ，Ｏ−ジメチルヒドロキシルアミンである請求項１に記載のβ−ニトロエナミンの製造方法。
- Ｏ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンの塩が無機酸塩である請求項１に記載のβ−ニトロエナミンの製造方法。
- 無機酸塩が塩酸塩である請求項３に記載のβ−ニトロエナミンの製造方法。
- 塩基がアルカリ金属化合物である請求項１に記載のβ−ニトロエナミンの製造方法。
- アルカリ金属化合物がアルカリ金属アルコキシド、アルカリ金属水酸化物である請求項５に記載のβ−ニトロエナミンの製造方法。
- Ｏ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンまたはその塩の使用量が、ニトロオレフィン１モルに対して０．５〜６モルである請求項１に記載のβ−ニトロエナミンの製造方法。
- 塩基の使用量が、Ｏ−アルキルもしくはＯ−アラルキルヒドロキシルアミンまたはその塩１モルに対して１〜６モルである請求項１に記載のβ−ニトロエナミンの製造方法。
- 反応温度が−４０℃〜１００℃である請求項１に記載のβ−ニトロエナミンの製造方法。
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