JP3968731B2 - 5−メチルインドリン類の製造法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、医・農薬の中間体として極めて有用な5−メチルインドリン類の製造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、5−メチルインドリン類の製造法として種々の方法が提案されているが、何れの方法も工業的に実施するには適していなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、工業的に入手の容易な原料から簡便に5−メチルインドリン類を工業的に製造する新規な方法を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、対応するインドリン類の1位を(置換)ベンジル化及び5位をホルミル化して工業的に製造可能な1−(置換)ベンジル−5−ホルミルインドリン類〔化3〕を、不活性溶媒およびパラジウム触媒の存在下で接触水素化すると、インドリン骨格5位のホルミル基をメチル基に変換する還元反応と、インドリン骨格1位のベンジル部位を除去する脱ベンジル化反応とを同時に行うことが可能である事を見出し、この知見に基づいて本発明を完成した。
【0005】
即ち本発明は、一般式
【0006】
【化3】
(式中、R1は水素原子または低級アルキル基を示し、R2は水素原子、低級アルキル基または低級アルコキシ基を示す。)
【0007】
で表される1−(置換)ベンジル−5−ホルミルインドリン類を、不活性溶媒およびパラジウム触媒の存在下で接触水素化することを特徴とする、一般式
【0008】
【化4】
(式中、R1は水素原子または低級アルキル基を示す。)
【0009】
で表される5−メチルインドリン類の製造方法を提供する事によって上記課題を解決したものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明方法を詳細に説明する。
【0011】
本発明方法は、原料として工業的に入手の容易な1−(置換)ベンジル−5−ホルミルインドリン類〔化3〕を、不活性溶媒およびパラジウム触媒存在下で接触水素化することを特徴とする、5−メチルインドリン類の新規な製造方法である。
【0012】
本発明方法の原料として使用する1−(置換)ベンジル−5−ホルミルインドリン類〔化3〕としては、一般式〔化3〕中のR1が水素原子または炭素数1〜6の低級アルキル基、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等であり、R2が水素原子;炭素数1〜6の低級アルキル基、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等;または、炭素数1〜6の低級アルコキシ基、具体的にはメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等;である1−(置換)ベンジル−5−ホルミルインドリン類なら使用可能である。このようなR1、R2を有する1−(置換)ベンジル−5−ホルミルインドリン類としては具体的には例えば1−ベンジル−5−ホルミルインドリン、1−ベンジル−2−メチル−5−ホルミルインドリン、1−(4’−メトキシベンジル)−2−メチル−5−ホルミルインドリン等を挙げることができるが、本発明方法における原料は、これら例示化合物に何ら限定されるものではない。
【0013】
本発明方法において使用するパラジウム触媒としては、一般に接触水素化に使用されるパラジウム触媒なら用いて良い。その際、パラジウムは単体で用いてもよく、また、単体あるいはパラジウムの水酸化物等を、活性炭、アルミナ、炭酸カルシウム、シリカ、ケイソウ土、あるいは硫酸バリウム等の固体担体に担持させたものであってもよい。その際の担体に対するパラジウムの担持比率に制限はなく、反応条件や経済性を勘案して適宜決定してよく、簡便には例えば活性炭にパラジウムを種々の担持比率で担持させた市販の接触水素化用触媒を使用できる。なお、市販品のパラジウムの担持量は一般には2〜10%であるが、前述のとおり本発明において使用するパラジウム触媒の担持比率においては制限はない。パラジウム触媒は1種または2種以上混合して用いることもできる。パラジウム触媒としては具体的には例えばPd/C(パラジウムを活性炭に担持させたもの)、Pd/Al2O3(パラジウムをアルミナに担持させたもの)、Pd(OH)2/C(水酸化パラジウムを活性炭に担持させたもの)、Pd/CaCO3(パラジウムを炭酸カルシウムに担持させたもの)等が挙げられる。なかでも特に工業的見地からPd/Cの使用が有利である。パラジウム触媒の使用量としては、5%(パラジウムの担持量を示す。)−Pd/Cの使用を例に取ると、1−(置換)ベンジル−5−ホルミルインドリン類〔化3〕を基準として、パラジウム触媒として0.1〜40重量%、好ましくは5〜30重量%である。
【0014】
本発明方法において使用する不活性溶媒としては、一般に接触水素化に使用される溶媒を用いることができる。例えば、アルコール類、具体的には例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール等;芳香族炭化水素類、具体的には例えばトルエン、ベンゼン、キシレン等;脂肪族エステル類、具体的には例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等;極性溶媒類、具体的には例えば、ジオキサン等のエーテル系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジエチルホルムアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)、1−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAC)、N,N−ジエチルアセトアミド、1,1,3,3,−テトラメチルウレア等の非プロトン性極性溶媒、酢酸等の有機酸、水等;が挙げられる。好ましくはメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール等の低級の脂肪族アルコールである。不活性溶媒は1種または2種以上を混合して用いても良く、酢酸以外の不活性溶媒に対して1〜20体積%の酢酸等を添加することも可能である。不活性溶媒の使用量としては、5−ホルミルインドリン類〔化3〕の種類により一定しないが、攪拌可能な量以上であれば良い。通常は、5−ホルミルインドリン類〔化3〕1モルに対し0.1〜2l、好ましくは0.5〜1l用いることができる。
【0015】
また、水素は特に限定されるものでは無く、工業的に入手の容易なものをそのまま使用可能である。ボンベに充填され市販されているものが入手も容易であり、経済的でもある。また、水素の導入の方法および反応方法については特に限定されるものではなく、一般的な接触水素化の方法に従って常圧または加圧のいずれで行っても差し支えない。加圧反応容器を使用する場合は、通常その様に称しているものなら用いて差し支えないが、オートクレーブの使用が一般的である。反応させる際の水素圧は、反応器内の反応開始時の水素圧が常圧から50Kg/cm2、好ましくは常圧から10Kg/cm2の範囲とすればよい。
【0016】
反応温度は、溶媒の沸点以下の温度範囲で任意に選択できるが、好ましくは0〜150℃、更に好ましくは50〜100℃の範囲である。反応時間は、水素の導入方法や触媒の活性、水素の初期圧等、種々の条件により異なり一概には云えないが、通常は数時間から数十時間で終了する。一般に水素の初期圧が高い方が反応時間は短くなる。実際的には水素の吸収がなくなった時を終点とすればよい。
【0017】
当反応で生成した5−メチルインドリン類〔化4〕は、反応に用いた不活性溶媒に応じて、例えば反応液より溶媒を濃縮して得られた残渣を蒸留する方法等によって取り出すことができる。
【0018】
本発明方法で原料として用いる1−(置換)ベンジル−5−ホルミルインドリン類〔化3〕は、下記スキーム〔化5〕に示す様に、インドリン類を原料として、ジャーナル オブ オルガニック ケミストリー(J.Org.Chem.)、第33巻(4),1348頁(1968)記載の方法等に準じてインドリン骨格の1位をベンジル化した後、特開平6−41068号公報記載の方法等に準じてインドリン骨格の5位をホルミル化することにより、工業的にも容易に入手することができる。
【0019】
【化5】
(式中、R1は水素原子または低級アルキル基を示し、R2は水素原子、低級アルキル基または低級アルコキシ基を示す。)
【0020】
【発明の効果】
本発明により、(置換)インドリン類からわずか二工程で工業的にも容易に製造でき入手の容易な1−(置換)ベンジル−5−ホルミルインドリン類を原料として使用し、これを不活性溶媒およびパラジウム触媒の存在下、接触水素化することによる5−メチルインドリン類の新規な製造方法が提供される。本発明方法は、インドリン骨格5位のホルミル基のメチル基への還元反応と、同1位のベンジル部位の脱離反応を同一反応器内で同時に行うことができる上、必要ならば、反応系内の圧力が低い常圧反応のような条件においてさえも好収率で目的物が得られる利点も有している。本発明方法は従来の方法に比べて操作性に優れ簡便でありエネルギー的にもコスト的にも有利であって工業的規模での実施に適している事から、工業的に利用価値が極めて高い。
【0021】
【実施例】
以下、実施例及び参考例により本発明をさらに具体的に説明する。
【0022】
実施例1
200mlの攪拌装置のついた耐圧反応容器(オートクレーブ)に、1−ベンジル−5−ホルミルインドリン20g(0.084モル)、エタノール100mlをいれ、容器内を窒素置換し、10%−Pd/Cを2gを入れ、封管し、水素導入管より水素を導入し、反応器内の水素の初期圧を6Kg/cm2として、80℃にて6時間反応させ、水素の吸収が止まったのを確認して反応終了とした。その後、反応液を室温まで冷却し、水素をリークしたのち開封し、パラジウム触媒(10%−Pd/C)を濾過し、エタノールを減圧留去し、残渣の無色液体を得た。得られた液体を真空蒸留して、沸点56〜57℃/0.3mmHgの5−メチルインドリンを9.5g得た。収率は85%であった(1−ベンジル−5−ホルミルインドリン基準)。
【0023】
実施例2
エタノールをトルエンに変えた以外は、実施例1と同様に行った。その結果、5−メチルインドリンを9.5g得た。収率は85%であった(1−ベンジル−5−ホルミルインドリン基準)。
【0024】
実施例3
温度計、攪拌機を備えた200ml容の常圧水素添加装置に、1−ベンジル−5−ホルミルインドリン2.0g(0.0084モル)、5%−Pd/Cを0.4g、エタノール100mlを入れ、水素を常圧で導入しながら60〜70℃にて8時間反応を行い、水素の吸収が止まった時点で反応終了とした。反応終了後、パラジウム触媒(5%−Pd/C)を濾過し、エタノールを減圧留去して淡赤色液体を得た。得られた液体を真空蒸留して、沸点93℃/4mmHgの5−メチルインドリンを0.9g得た。収率は80.4%であった(1−ベンジル−5−ホルミルインドリン基準)。
【0025】
参考例1〔1−ベンジル−5−ホルミルインドリンの製造〕
(1−ベンジルインドリンの合成)
温度計、攪拌機、冷却器、滴下ロートを備えた1000ml容の反応フラスコにインドリンを119.2g(1.0モル)、炭酸水素ナトリウムを105g(1.25モル)、水を200g仕込み、液温が90℃となるまで昇温した。次いで同温度で攪拌しながら、滴下ロートより塩化ベンジル132.9g(1.05モル)を約1時間かけて滴下した後、90〜95℃で8時間攪拌を続けた。反応終了後、トルエン400mlを加え、60〜80℃で暫時攪拌したのち静置して分液した。得られた有機層からトルエンを減圧留去し、褐色の1−ベンジルインドリン209gを得た(粗収率100%)。
【0026】
(1−ベンジル−5−ホルミルインドリンの合成)
温度計、攪拌機、冷却器、滴下ロートを備えた1000ml容の反応フラスコに1−ベンジルインドリンを209g(1.0モル)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)を365.5g(5.0モル)仕込み、液温が30〜40℃となるまで昇温した。次いで同温度で攪拌しながら滴下ロートよりオキシ塩化リン161.0g(1.05モル)を約2時間かけて滴下した。滴下終了後、80〜100℃で3時間攪拌を続けた。反応終了後、室温まで冷却し、反応液を1kgの氷水中に投入した。30〜40℃以下で24%−水酸化ナトリウム水溶液を滴下して液性をアルカリ性とし、析出した固体を濾集、水洗、乾燥し、淡黄色粉末として1−ベンジル−5−ホルミルインドリンを230.2g得た(収率97%)。
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