JP4076643B2 - アセタール類の製造方法 - Google Patents
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は写真用カプラーもしくは種々の有機合成中間体として有用なアセタール骨格を有する化合物を効率よく、かつ、高収率で製造しうる方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下記の構造を有するアセタール類の合成法に対して従来充分な検討がなされておらず、一般的な方法としては特願平３−１４５１７５号記載の方法がある。
【０００３】
【化６】
【０００４】
具体的にはスキーム（Ｉ）
【０００５】
スキーム（Ｉ）
【０００６】
【化７】
【０００７】
に示したように（Ａ）をパラホルムアルデヒドでメチロール化することにより（Ｂ）を合成し、それをメルカプトアゾールとヨウ化亜鉛の存在下反応させて目的とする（Ｃ）を合成するというものであった。
しかしながらこの方法では i) 目的物を得るのに２工程を要すること、ii) 各工程の収率が低いこと、iii)中間体である（Ｂ）の収率が低く、結晶性も悪いため（Ｂ）をカラム精製以外の手段で単離することは極めて困難であること、iv) 更に（Ｂ）の合成時にパラホルムアルデヒドが冷却管に付着してしまうこと、v)（Ｂ）の純度を高くしないと（Ｃ）の合成反応がうまくいかないこと、などの問題点があった。
このような従来法に対し、触媒として臭化銅に代表される金属塩を用いて反応を効率的に行う方法が特開平５−３３１１４５号に記載されている。しかしながら、１．収率が十分とはいえない、２．触媒として使用した金属塩（重金属）の処分、廃却にともなう公害負荷が大きい、などの問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上記の従来法の欠点を克服し、アセタール化合物を効率よく、かつ、高収率で合成できる方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は
（１）下記一般式（Ｉ）で表わされる化合物と、下記一般式（II）で表わされる化合物、パラホルムアルデヒド及びトリオキサンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物と、下記一般式（III）で表わされる化合物とを、反応させて下記一般式(IV)で表わされるアセタール類を合成するに当り、酸化剤及び酸の存在下に反応を行うことを特徴とするアセタール類の製造方法、
【００１０】
【化８】
【００１１】
（式中、Ｒ1 はアルキル基、アリール基もしくはヘテロ環基を表わす。Ｒ2 はアルキル基もしくはアリール基を表わす。）
【００１２】
【化９】
【００１３】
（式中、Ｒ3 とＲ4 は水素原子を表わす。）
【００１４】
【化１０】
【００１５】
（式中、Ｘ1 は５ないし６員の含窒素ヘテロ環を形成するのに必要な非金属原子団を表わす。Ｍは水素原子又はカチオン（例えばナトリウム）を表わす。）
【００１６】
【化１１】
【００１７】
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 およびＲ4 は一般式（Ｉ）〜一般式（III）と同義である。またＸ2 は一般式（III）のＸ1と同じ原子団を表わす。）
【００１８】
【発明の実施の形態】
一般式（Ｉ）で表わされる化合物について説明する。Ｒ1 はアルキル基（メチル、tert−ブチル、２−エチルヘキシル、デシル、オクタデシル、ベンジルなど）、アリール基（フェニル、１−ナフチル、２−ナフチルなど）、ヘテロ環基（３−ピリジル、２−チエニル、１−メチル−３−インドリルなど）を表わす。またこれらの基は置換基を有していてもよく、置換基としては水酸基、カルバモイル基（カルバモイル、ジメチルカルバモイル、プロピルカルバモイル、オクタデシルカルバモイル、モルホリノカルボニルなど）、アルコキシ基（メトキシ、tert−ブトキシ、テトラデシルオキシなど）、アリールオキシ（フェノキシ、２−ナフトキシなど）、アルキルチオ基（メチルチオ、イソプロピルチオ、デシルチオなど）、アリールチオ基（フェニルチオ、１−ナフチルチオなど）、アルコキシカルボニル基（メトキシカルボニル、２−エチルヘキシルオキシカルボニル、２−ヘキシルデシルオキシカルボニル、イソプロピルオキシカルボニルなど）、アリールオキシカルボニル（フェノキシカルボニルなど）、アシル基（アセチル、ピバロイル、ベンゾイルなど）、スルホニル基（メタンスルホニル、ｐ−トルエンスルホニルなど）、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン原子（フルオロ、クロロ、ブロモなど）、スルファモイル基、アシルアミノ基（アセチルアミノ、ブタノイルアミノ、ベンゾイルアミノなど）、スルホニルアミノもしくはアミノ基（ジメチルアミノなど）などが挙げられる。またこれら置換基は更に置換されていてもよい。
【００１９】
Ｒ2 で表わされる基は置換もしくは無置換のアルキル基（メチル、イソプロピル、エチル、ヘキシル、テトラデシル、ベンジルなど）もしくはアリール基（フェニル、１−ナフチル、２−ナフチルなど）を表わす。
置換基としてはＲ1 の置換基の例で挙げたものと同じである。
次に一般式（II）で表わされる化合物について説明する。
Ｒ3 とＲ4 はそれぞれ独立に水素原子を表わす。
【００２０】
次に一般式（III）で表わされる化合物について説明する。
Ｘ1 は５ないし６員の含窒素ヘテロ環を形成するのに必要な非金属原子団を表わし、更に他の環が縮環していてもよく、また含窒素ヘテロ環もしくは縮合環上に置換基を有していてもよい。
一般式（III）で表わされる化合物のメルカプト基を有する含窒素ヘテロ環部位の構造として好ましくは以下の一般式（III−１）〜（III−８）で表わされるものである。（III−１）〜（III−８）の式中ヘテロ環からでている結合手は水素原子もしくは置換基との結合位置を表わす。
【００２１】
【化１２】
【００２２】
【化１３】
【００２３】
これらのうちで好ましくは（ III−１）、（ III−２）、（ III−４）、（ III−５）、（ III−６）であり、特に好ましくは（ III−１）、と（ III−４）である。
置換基としては一般式（Ｉ）のＲ1 の置換基として挙げた基のほか、アルキル基（エチル、ブチル、tert−ブチル、ベンジルなど）もしくはアリール基（フェニルなど）が挙げられる。またこれらの基はさらに置換基を有していてもよい。置換基として好ましくはアルキル基、アリール基、アルキルチオ基、アルコキシカルボニル基もしくはアリールオキシカルボニル基である。
【００２４】
また一般式（Ｉ）および一般式（III)で表わされる化合物のＲ1 で表わされる基が次の一般式（VI）で表わされるとき、式中のＡｒで表わされる基は置換もしくは無置換のアルキル基もしくはアリール基を表わす。
【００２５】
【化１４】
【００２６】
Ａｒがアルキル基を表わすとき、具体的にはメチル、プロピル、ブチル、デシル、２−ヘキシルデシル、オクタデシル、イソブチル、１，１−ジメチルプロピルなどが挙げられ、これらは更に置換基を有していてもよい。またＡｒがアリール基を表わすとき、具体例としてはフェニル、１−ナフチル、２−ナフチルなどが挙げられ、これらは更に置換基を有していてもよい。Ａｒで表わされる基が置換基を有しているとき、その具体例としてはＲ1 の説明で挙げた置換基である。
【００２７】
本発明の反応は酸化剤及び酸の存在下で行われる。
酸化剤としては、例えば過酸化水素水、過炭酸ソーダ（２Ｎａ2 ＣＯ3 ・３Ｈ2 Ｏ2 ）、マンガン類（ＫＭｎＯ4 、ＭｎＯ2 ）ハロゲン類（Ｉ2 、Ｂｒ2 、Ｃｌ2 ）、キノン類（クロラニル、オルトクロラニル、ＤＤＱなど）、ジメチルスルホキシド、過塩素酸類（ＮａＣｌＯ4 、ＮａＣｌＯ3 、ＫＣｌＯ3 など）、過ヨウ素酸類（ＮａＩＯ4 、ＫＩＯ3 、Ｈ5 ＩＯ6 など）、Ｎ−ハロカルボン酸アミド類（Ｎ−クロロスクシンイミド、Ｎ−ブロモスクシンイミド、１，３−ジクロロ−５，５−ジメチルヒダントイン、１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン、Ｎ−ブロモフタルイミドなど）を用いることができる。好ましくは水洗により容易に水層に除去できる過酸化水素水、過炭酸ソーダ、ハロゲン類、過塩素酸類、過ヨウ素酸類である。その中でも特に過酸化水素水、過炭酸ソーダが排水中にハロゲンを含有しない点で好ましい。
【００２８】
酸としては、プロトン酸類が好ましく、塩酸、臭化水素酸、硫酸、ギ酸などを用いることができる。その中でも臭化水素酸が反応選択性の面で特に好ましい。
反応のモル比は特に制限するものではなく、一般式（Ｉ）、一般式（II）もしくはパラホルムアルデヒドもしくはトリオキサン、一般式（III)で表わされる各化合物を等モル用いればよい。また反応を促進させる為にいずれかを過剰に用いてもよく、その場合三者の中で最もモル数の少ないものに対して１０倍以内であることが好ましく、望ましくは２倍以内である。
さらに、副反応を抑制するためには、一般式（Ｉ）で表わされる化合物に対して一般式（II）と一般式（III)で表わされる化合物を１．４倍モル用いることが好ましい。
酸化剤は一般式（Ｉ）で表わされる化合物に対して０．００１倍から１０倍のモル数で用いることができる。その中で好ましくは０．０５倍から０．５倍の間であり、経済性及び、環境的な面から特に好ましくは０．２倍から０．３倍の間である。
酸は一般式（Ｉ）で表わされる化合物に対して０．１倍から１０倍のモル数で用いることができる。その中で好ましくは０．５倍から５倍の範囲であり、経済性、環境的な面から特に好ましくは１倍から２倍の範囲である。
【００２９】
反応は通常０℃から１５０℃の間で行なわれる。その中で好ましくは１５℃から１００℃の間であり、特に好ましくは２０℃から８０℃の間である。
反応溶媒としては種々のものを用いることができるが炭化水素系（ベンゼン、トルエン、ヘキサンなど）、ハロゲン系（塩化メチレン、クロロホルム、クロロベンゼン、１，２−ジクロロエタンなど）、エーテル系（テトラヒドロフラン、アニソールなど）、非プロトン性極性溶媒（アセトニトリル、ニトロメタン、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ′−ジメチルイミダゾリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなど）のものが好ましい。また複数の溶媒を混合して用いてもよく、更に無溶媒で反応させてもよい。溶媒を用いる場合、炭化水素系（ベンゼン、トルエン、ヘキサン）、ハロゲン系（塩化メチレン、クロロホルム、クロロベンゼン、１，２−ジクロロエタン）などが反応性と副生成物の抑制の点で好ましい。
その中でも特に、トルエン、ヘキサン及びその混合溶媒が好ましい。混合比は容量比でトルエン／ヘキサン＝１／１〜１／４が好ましくその中でも１／３が最も好ましい。溶媒を用いて反応を行なう場合、一般式（Ｉ）、一般式（II）もしくはパラホルムアルデヒドもしくはトリオキサン、一般式（III)で表わされる化合物のうち、最もモル数が少ないものの濃度は１０-2Ｍ以上であることが好ましく、更に好ましくは１０-1Ｍ以上であり、最も好ましくは０．３Ｍ以上である（ただし、パラホルムアルデヒドはＨＣＨＯとして計算する）。
【００３０】
反応時間は３０分から３日の範囲で行なわれ、反応基質の性質によって大きく異なる。通常は１時間から１５時間、好ましくは２時間から１０時間の範囲で行なわれることが多い。
反応の後処理としては反応終了後反応液を水洗した後有機層を濃縮する。得られた残渣に適当な溶媒を加えることにより目的物を単離できることが多い。またそれ以外の方法としては有機層を濃縮して得られた残渣から蒸留するか、シリカゲルなどを用いたカラム精製を行なうなど通常の処理方法を用いて精製することもできる。
【００３１】
以下に一般式(IV)および(VI)で表わされる化合物の具体例を示す。ただし本発明はこれらに限定されるわけではない。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】
【表４】
【００３６】
【表５】
【００３７】
【実施例】
次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００３８】
実施例１ 例示化合物（VI−７）の合成（３５％過酸化水素水使用）
【００３９】
【化１５】
【００４０】
VI−７ａ（０．１ｍｏｌ）とパラホルムアルデヒド（ＨＣＨＯとして０．１４ｍｏｌ、以下の場合も同様）、ＢＭＴ（０．１４ｍｏｌ）、３５％過酸化水素水２．４ｇ（Ｈ2 Ｏ2 として２５ｍｍｏｌ）、４７％ＨＢｒ水溶液２７ｇ（ＨＢｒとして０．１６ｍｏｌ）、トルエン６５ｍｌ、ノルマルヘキサン１８０ｍｌからなる混合物を５０℃で８時間反応させた。その後、ノルマルヘキサン６０ｍｌ、水２８０ｍｌを加え結晶析出を防ぐため内温４０℃以上で攪拌した後水層を分離した。さらに有機層を水２８０ｍｌにて内温４０℃以上にて２回洗浄した。有機層にイソプロピルアルコール４０ｍｌを加え徐々に内温０℃に冷却し、析出した結晶を濾過し、乾燥を行うことにより例示化合物VI−７を０．０９ｍｏｌ（収率９０％）得た。ｍ．ｐ．６７．０〜６９．０℃
【００４１】
実施例２ 例示化合物（VI−７）の合成（種々の酸化剤）
実施例１の３５％過酸化水素水を下記表６に示す酸化剤に変えた以外は全て実施例１と同じ条件のもとで反応を行った。実施例１と同様の処理を行って、精製した例示化合物VI-7を得た。その収率を表６に示した。
表６の結果より酸化剤を加えなかった場合には著しく反応の進行が遅い（実験番号８）に対して、種々の酸化剤を加えることにより反応が促進され、このことにより収率が飛躍的に向上する（実験番号１〜７）。なお、実験番号９は、収率が低い。
【００４２】
【表６】
【００４３】
実施例３ 例示化合物（VI−１８）の合成
【００４４】
【化１６】
【００４５】
VI−７ａ（０．１ｍｏｌ）とパラホルムアルデヒド（ＨＣＨＯとして０．１４ｍｏｌ）、ＰＭＴ（０．１４ｍｏｌ）、３５％過酸化水素水２．４ｇ（Ｈ2 Ｏ2 として２５ｍｍｏｌ）、４７％ＨＢｒ水溶液２７ｇ（ＨＢｒとして０．１６ｍｏｌ）、トルエン１１０ｍｌ、ノルマルヘキサン１５０ｍｌからなる混合物を５０℃で８時間反応させた。その後、メタノール３５ｍｌ、水３６０ｍｌを加え結晶析出を防ぐため内温４０℃以上で攪拌した後水層を分離した。さらに、有機層に水３６０ｍｌとメタノール３５ｍｌを加え攪拌、水層分液する操作を内温４０℃以上にて２回繰り返した。有機層にイソプロピルアルコール５０ｍｌ、メタノール５０ｍｌ、トルエン６０ｍｌ、ノルマルヘキサン３７０ｍｌを加え徐々に内温０℃に冷却し、析出した結晶を濾過し、乾燥を行うことにより例示化合物VI−１８を０．０９ｍｏｌ（収率９０％）得た。ｍ．ｐ．７７．５〜７９．５℃
【００４６】
実施例４ 例示化合物（IV−２）の合成
【００４７】
【化１７】
【００４８】
IV−２ａ（１３．２ｍｍｏｌ）とパラホルムアルデヒド（１５．３ｍｍｏｌ）、ＰＭＴ（１３．９ｍｍｏｌ）、２Ｎａ2 ＣＯ3 ・３Ｈ2 Ｏ2 を０．３５ｇ、４７％ＨＢｒ水溶液３．６ｇ、トルエン１２ｍｌ、ノルマルヘキサン３ｍｌからなる混合物を５０℃で４時間反応させた。その後、ノルマルヘキサン６ｍｌ、水２５ｍｌを加え攪拌した後水層を分離した。さらに、有機層に水２５ｍｌと過剰のＰＭＴを水層に除去する目的で亜硫酸ナトリウム０．８５ｇを加え攪拌、水層を分離した。有機層に水２５ｍｌを加え攪拌、水層を分離の後有機層を濃縮した。得られた濃縮残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（以下カラムと呼ぶ）にて精製することにより例示化合物IV−２（油状物）を１１．９ｍｍｏｌ（収率９０％）得た。
【００４９】
実施例５ 例示化合物（IV−５）の合成
【００５０】
【化１８】
【００５１】
IV−２ａ（１３．２ｍｍｏｌ）とパラホルムアルデヒド（１８．３ｍｍｏｌ）、ＢＭＴ（１８．５ｍｍｏｌ）、２Ｎａ2 ＣＯ3 ・３Ｈ2 Ｏ2 を０．３５ｇ、４７％ＨＢｒ水溶液３．６ｇ、トルエン３ｍｌ、ノルマルヘキサン９ｍｌからなる混合物を５０℃で４時間反応させた。その後、トルエン６ｍｌ、水２０ｍｌを加え攪拌した後水層を分離した。さらに、有機層に水２０ｍｌと過剰のＢＭＴを水層に除去する目的で亜硫酸ナトリウム０．８５ｇを加え攪拌、水層を分離した。有機層に水２０ｍｌを加え攪拌、水層を分離の後有機層を濃縮した。得られた濃縮残渣をカラムにて精製することにより例示化合物IV−５（油状物）を１２．８ｍｍｏｌ（収率９７％）得た。
【００５２】
実施例６ 例示化合物（IV−３）の合成
【００５３】
【化１９】
【００５４】
IV−３ａ（１３．６ｍｍｏｌ）とパラホルムアルデヒド（１９．０ｍｍｏｌ）、ＰＭＴ（１９．０ｍｍｏｌ）、２Ｎａ2 ＣＯ3 ・３Ｈ2 Ｏ2 を０．３５ｇ、４７％ＨＢｒ水溶液３．７ｇ、トルエン１２ｍｌ、ノルマルヘキサン３ｍｌからなる混合物を５０℃で２時間反応させた。その後、ノルマルヘキサン６ｍｌ、水２０ｍｌを加え攪拌した後水層を分離した。有機層に温水（４０℃）２０ｍｌを加え攪拌、水層を分離した。さらに有機層に温水（４０℃）２０ｍｌを加え攪拌、水層を分離の後有機層を濃縮した。得られた濃縮残渣をカラムにて精製することにより例示化合物IV−３（油状物）を１２．９ｍｍｏｌ（収率９５％）得た。
【００５５】
実施例７ 例示化合物（IV−６）の合成
【００５６】
【化２０】
【００５７】
IV−３ａ（１３．６ｍｍｏｌ）とパラホルムアルデヒド（１９．０ｍｍｏｌ）、ＢＭＴ（１４．２ｍｍｏｌ）、２Ｎａ2 ＣＯ3 ・３Ｈ2 Ｏ2 を０．３５ｇ、４７％ＨＢｒ水溶液３．７ｇ、トルエン３ｍｌ、ノルマルヘキサン９ｍｌからなる混合物を５０℃で２時間反応させた。その後、トルエン６ｍｌ、水２０ｍｌを加え攪拌した後水層を分離した。さらに、有機層に水２０ｍｌと過剰のＢＭＴを水層に除去する目的で亜硫酸ナトリウム０．８５ｇを加え攪拌、水層を分離した。有機層に水２５ｍｌを加え攪拌、水層を分離の後有機層を硫酸ナトリウムで乾燥、濃縮することにより例示化合物IV−６（油状物）を１２．８ｍｍｏｌ（収率９４％）得た。
【００５８】
実施例８ 例示化合物（VI−２）の合成
【００５９】
【化２１】
【００６０】
VI−１ａ（５．２ｍｍｏｌ）とパラホルムアルデヒド（７．３ｍｍｏｌ）、ＢＭＴ（７．３ｍｍｏｌ）、２Ｎａ2 ＣＯ3 ・３Ｈ2 Ｏ2 を０．１４ｇ、４７％ＨＢｒ水溶液２．９ｇ、トルエン９ｍｌ、ノルマルヘキサン３ｍｌからなる混合物を５０℃で８時間反応させた。その後、ノルマルヘキサン６ｍｌ、温水（４０℃）２５ｍｌを加え攪拌した後水層を分離した。さらに有機層に温水（４０℃）２５ｍｌ加え攪拌、水層分液する操作を２回繰り返し有機層を濃縮した。濃縮残渣をイソプロピルアルコール４ｍｌ、酢酸エチル２ｍｌ、ノルマルヘキサン２０ｍｌに溶解した後徐々に内温０℃に冷却し、析出した結晶を濾過し、乾燥を行うことにより例示化合物VI−２を４．２ｍｍｏｌ（収率８１％）得た。ｍ．ｐ．７４．０〜７５．５℃
【００６１】
【発明の効果】
本発明方法は合成を一工程で実施でき、金属塩、特に重金属塩を用いる従来の合成法に比べて、収率が飛躍的に向上すると共に、重金属の廃却にともなう公害負荷をゼロにすることができる。また、金属塩を用いる場合に発生する濁度成分が発生せず、後処理、精製工程の簡略化、省略も可能である。
【発明の属する技術分野】
本発明は写真用カプラーもしくは種々の有機合成中間体として有用なアセタール骨格を有する化合物を効率よく、かつ、高収率で製造しうる方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下記の構造を有するアセタール類の合成法に対して従来充分な検討がなされておらず、一般的な方法としては特願平３−１４５１７５号記載の方法がある。
【０００３】
【化６】
具体的にはスキーム（Ｉ）
【０００５】
スキーム（Ｉ）
【０００６】
【化７】
に示したように（Ａ）をパラホルムアルデヒドでメチロール化することにより（Ｂ）を合成し、それをメルカプトアゾールとヨウ化亜鉛の存在下反応させて目的とする（Ｃ）を合成するというものであった。
しかしながらこの方法では i) 目的物を得るのに２工程を要すること、ii) 各工程の収率が低いこと、iii)中間体である（Ｂ）の収率が低く、結晶性も悪いため（Ｂ）をカラム精製以外の手段で単離することは極めて困難であること、iv) 更に（Ｂ）の合成時にパラホルムアルデヒドが冷却管に付着してしまうこと、v)（Ｂ）の純度を高くしないと（Ｃ）の合成反応がうまくいかないこと、などの問題点があった。
このような従来法に対し、触媒として臭化銅に代表される金属塩を用いて反応を効率的に行う方法が特開平５−３３１１４５号に記載されている。しかしながら、１．収率が十分とはいえない、２．触媒として使用した金属塩（重金属）の処分、廃却にともなう公害負荷が大きい、などの問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上記の従来法の欠点を克服し、アセタール化合物を効率よく、かつ、高収率で合成できる方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は
（１）下記一般式（Ｉ）で表わされる化合物と、下記一般式（II）で表わされる化合物、パラホルムアルデヒド及びトリオキサンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物と、下記一般式（III）で表わされる化合物とを、反応させて下記一般式(IV)で表わされるアセタール類を合成するに当り、酸化剤及び酸の存在下に反応を行うことを特徴とするアセタール類の製造方法、
【００１０】
【化８】
（式中、Ｒ1 はアルキル基、アリール基もしくはヘテロ環基を表わす。Ｒ2 はアルキル基もしくはアリール基を表わす。）
【００１２】
【化９】
（式中、Ｒ3 とＲ4 は水素原子を表わす。）
【００１４】
【化１０】
（式中、Ｘ1 は５ないし６員の含窒素ヘテロ環を形成するのに必要な非金属原子団を表わす。Ｍは水素原子又はカチオン（例えばナトリウム）を表わす。）
【００１６】
【化１１】
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 およびＲ4 は一般式（Ｉ）〜一般式（III）と同義である。またＸ2 は一般式（III）のＸ1と同じ原子団を表わす。）
【００１８】
【発明の実施の形態】
一般式（Ｉ）で表わされる化合物について説明する。Ｒ1 はアルキル基（メチル、tert−ブチル、２−エチルヘキシル、デシル、オクタデシル、ベンジルなど）、アリール基（フェニル、１−ナフチル、２−ナフチルなど）、ヘテロ環基（３−ピリジル、２−チエニル、１−メチル−３−インドリルなど）を表わす。またこれらの基は置換基を有していてもよく、置換基としては水酸基、カルバモイル基（カルバモイル、ジメチルカルバモイル、プロピルカルバモイル、オクタデシルカルバモイル、モルホリノカルボニルなど）、アルコキシ基（メトキシ、tert−ブトキシ、テトラデシルオキシなど）、アリールオキシ（フェノキシ、２−ナフトキシなど）、アルキルチオ基（メチルチオ、イソプロピルチオ、デシルチオなど）、アリールチオ基（フェニルチオ、１−ナフチルチオなど）、アルコキシカルボニル基（メトキシカルボニル、２−エチルヘキシルオキシカルボニル、２−ヘキシルデシルオキシカルボニル、イソプロピルオキシカルボニルなど）、アリールオキシカルボニル（フェノキシカルボニルなど）、アシル基（アセチル、ピバロイル、ベンゾイルなど）、スルホニル基（メタンスルホニル、ｐ−トルエンスルホニルなど）、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン原子（フルオロ、クロロ、ブロモなど）、スルファモイル基、アシルアミノ基（アセチルアミノ、ブタノイルアミノ、ベンゾイルアミノなど）、スルホニルアミノもしくはアミノ基（ジメチルアミノなど）などが挙げられる。またこれら置換基は更に置換されていてもよい。
【００１９】
Ｒ2 で表わされる基は置換もしくは無置換のアルキル基（メチル、イソプロピル、エチル、ヘキシル、テトラデシル、ベンジルなど）もしくはアリール基（フェニル、１−ナフチル、２−ナフチルなど）を表わす。
置換基としてはＲ1 の置換基の例で挙げたものと同じである。
次に一般式（II）で表わされる化合物について説明する。
Ｒ3 とＲ4 はそれぞれ独立に水素原子を表わす。
【００２０】
次に一般式（III）で表わされる化合物について説明する。
Ｘ1 は５ないし６員の含窒素ヘテロ環を形成するのに必要な非金属原子団を表わし、更に他の環が縮環していてもよく、また含窒素ヘテロ環もしくは縮合環上に置換基を有していてもよい。
一般式（III）で表わされる化合物のメルカプト基を有する含窒素ヘテロ環部位の構造として好ましくは以下の一般式（III−１）〜（III−８）で表わされるものである。（III−１）〜（III−８）の式中ヘテロ環からでている結合手は水素原子もしくは置換基との結合位置を表わす。
【００２１】
【化１２】
【化１３】
これらのうちで好ましくは（ III−１）、（ III−２）、（ III−４）、（ III−５）、（ III−６）であり、特に好ましくは（ III−１）、と（ III−４）である。
置換基としては一般式（Ｉ）のＲ1 の置換基として挙げた基のほか、アルキル基（エチル、ブチル、tert−ブチル、ベンジルなど）もしくはアリール基（フェニルなど）が挙げられる。またこれらの基はさらに置換基を有していてもよい。置換基として好ましくはアルキル基、アリール基、アルキルチオ基、アルコキシカルボニル基もしくはアリールオキシカルボニル基である。
【００２４】
また一般式（Ｉ）および一般式（III)で表わされる化合物のＲ1 で表わされる基が次の一般式（VI）で表わされるとき、式中のＡｒで表わされる基は置換もしくは無置換のアルキル基もしくはアリール基を表わす。
【００２５】
【化１４】
Ａｒがアルキル基を表わすとき、具体的にはメチル、プロピル、ブチル、デシル、２−ヘキシルデシル、オクタデシル、イソブチル、１，１−ジメチルプロピルなどが挙げられ、これらは更に置換基を有していてもよい。またＡｒがアリール基を表わすとき、具体例としてはフェニル、１−ナフチル、２−ナフチルなどが挙げられ、これらは更に置換基を有していてもよい。Ａｒで表わされる基が置換基を有しているとき、その具体例としてはＲ1 の説明で挙げた置換基である。
【００２７】
本発明の反応は酸化剤及び酸の存在下で行われる。
酸化剤としては、例えば過酸化水素水、過炭酸ソーダ（２Ｎａ2 ＣＯ3 ・３Ｈ2 Ｏ2 ）、マンガン類（ＫＭｎＯ4 、ＭｎＯ2 ）ハロゲン類（Ｉ2 、Ｂｒ2 、Ｃｌ2 ）、キノン類（クロラニル、オルトクロラニル、ＤＤＱなど）、ジメチルスルホキシド、過塩素酸類（ＮａＣｌＯ4 、ＮａＣｌＯ3 、ＫＣｌＯ3 など）、過ヨウ素酸類（ＮａＩＯ4 、ＫＩＯ3 、Ｈ5 ＩＯ6 など）、Ｎ−ハロカルボン酸アミド類（Ｎ−クロロスクシンイミド、Ｎ−ブロモスクシンイミド、１，３−ジクロロ−５，５−ジメチルヒダントイン、１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン、Ｎ−ブロモフタルイミドなど）を用いることができる。好ましくは水洗により容易に水層に除去できる過酸化水素水、過炭酸ソーダ、ハロゲン類、過塩素酸類、過ヨウ素酸類である。その中でも特に過酸化水素水、過炭酸ソーダが排水中にハロゲンを含有しない点で好ましい。
【００２８】
酸としては、プロトン酸類が好ましく、塩酸、臭化水素酸、硫酸、ギ酸などを用いることができる。その中でも臭化水素酸が反応選択性の面で特に好ましい。
反応のモル比は特に制限するものではなく、一般式（Ｉ）、一般式（II）もしくはパラホルムアルデヒドもしくはトリオキサン、一般式（III)で表わされる各化合物を等モル用いればよい。また反応を促進させる為にいずれかを過剰に用いてもよく、その場合三者の中で最もモル数の少ないものに対して１０倍以内であることが好ましく、望ましくは２倍以内である。
さらに、副反応を抑制するためには、一般式（Ｉ）で表わされる化合物に対して一般式（II）と一般式（III)で表わされる化合物を１．４倍モル用いることが好ましい。
酸化剤は一般式（Ｉ）で表わされる化合物に対して０．００１倍から１０倍のモル数で用いることができる。その中で好ましくは０．０５倍から０．５倍の間であり、経済性及び、環境的な面から特に好ましくは０．２倍から０．３倍の間である。
酸は一般式（Ｉ）で表わされる化合物に対して０．１倍から１０倍のモル数で用いることができる。その中で好ましくは０．５倍から５倍の範囲であり、経済性、環境的な面から特に好ましくは１倍から２倍の範囲である。
【００２９】
反応は通常０℃から１５０℃の間で行なわれる。その中で好ましくは１５℃から１００℃の間であり、特に好ましくは２０℃から８０℃の間である。
反応溶媒としては種々のものを用いることができるが炭化水素系（ベンゼン、トルエン、ヘキサンなど）、ハロゲン系（塩化メチレン、クロロホルム、クロロベンゼン、１，２−ジクロロエタンなど）、エーテル系（テトラヒドロフラン、アニソールなど）、非プロトン性極性溶媒（アセトニトリル、ニトロメタン、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ′−ジメチルイミダゾリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなど）のものが好ましい。また複数の溶媒を混合して用いてもよく、更に無溶媒で反応させてもよい。溶媒を用いる場合、炭化水素系（ベンゼン、トルエン、ヘキサン）、ハロゲン系（塩化メチレン、クロロホルム、クロロベンゼン、１，２−ジクロロエタン）などが反応性と副生成物の抑制の点で好ましい。
その中でも特に、トルエン、ヘキサン及びその混合溶媒が好ましい。混合比は容量比でトルエン／ヘキサン＝１／１〜１／４が好ましくその中でも１／３が最も好ましい。溶媒を用いて反応を行なう場合、一般式（Ｉ）、一般式（II）もしくはパラホルムアルデヒドもしくはトリオキサン、一般式（III)で表わされる化合物のうち、最もモル数が少ないものの濃度は１０-2Ｍ以上であることが好ましく、更に好ましくは１０-1Ｍ以上であり、最も好ましくは０．３Ｍ以上である（ただし、パラホルムアルデヒドはＨＣＨＯとして計算する）。
【００３０】
反応時間は３０分から３日の範囲で行なわれ、反応基質の性質によって大きく異なる。通常は１時間から１５時間、好ましくは２時間から１０時間の範囲で行なわれることが多い。
反応の後処理としては反応終了後反応液を水洗した後有機層を濃縮する。得られた残渣に適当な溶媒を加えることにより目的物を単離できることが多い。またそれ以外の方法としては有機層を濃縮して得られた残渣から蒸留するか、シリカゲルなどを用いたカラム精製を行なうなど通常の処理方法を用いて精製することもできる。
【００３１】
以下に一般式(IV)および(VI)で表わされる化合物の具体例を示す。ただし本発明はこれらに限定されるわけではない。
【００３２】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【実施例】
次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００３８】
実施例１ 例示化合物（VI−７）の合成（３５％過酸化水素水使用）
【００３９】
【化１５】
VI−７ａ（０．１ｍｏｌ）とパラホルムアルデヒド（ＨＣＨＯとして０．１４ｍｏｌ、以下の場合も同様）、ＢＭＴ（０．１４ｍｏｌ）、３５％過酸化水素水２．４ｇ（Ｈ2 Ｏ2 として２５ｍｍｏｌ）、４７％ＨＢｒ水溶液２７ｇ（ＨＢｒとして０．１６ｍｏｌ）、トルエン６５ｍｌ、ノルマルヘキサン１８０ｍｌからなる混合物を５０℃で８時間反応させた。その後、ノルマルヘキサン６０ｍｌ、水２８０ｍｌを加え結晶析出を防ぐため内温４０℃以上で攪拌した後水層を分離した。さらに有機層を水２８０ｍｌにて内温４０℃以上にて２回洗浄した。有機層にイソプロピルアルコール４０ｍｌを加え徐々に内温０℃に冷却し、析出した結晶を濾過し、乾燥を行うことにより例示化合物VI−７を０．０９ｍｏｌ（収率９０％）得た。ｍ．ｐ．６７．０〜６９．０℃
【００４１】
実施例２ 例示化合物（VI−７）の合成（種々の酸化剤）
実施例１の３５％過酸化水素水を下記表６に示す酸化剤に変えた以外は全て実施例１と同じ条件のもとで反応を行った。実施例１と同様の処理を行って、精製した例示化合物VI-7を得た。その収率を表６に示した。
表６の結果より酸化剤を加えなかった場合には著しく反応の進行が遅い（実験番号８）に対して、種々の酸化剤を加えることにより反応が促進され、このことにより収率が飛躍的に向上する（実験番号１〜７）。なお、実験番号９は、収率が低い。
【００４２】
【表６】
実施例３ 例示化合物（VI−１８）の合成
【００４４】
【化１６】
VI−７ａ（０．１ｍｏｌ）とパラホルムアルデヒド（ＨＣＨＯとして０．１４ｍｏｌ）、ＰＭＴ（０．１４ｍｏｌ）、３５％過酸化水素水２．４ｇ（Ｈ2 Ｏ2 として２５ｍｍｏｌ）、４７％ＨＢｒ水溶液２７ｇ（ＨＢｒとして０．１６ｍｏｌ）、トルエン１１０ｍｌ、ノルマルヘキサン１５０ｍｌからなる混合物を５０℃で８時間反応させた。その後、メタノール３５ｍｌ、水３６０ｍｌを加え結晶析出を防ぐため内温４０℃以上で攪拌した後水層を分離した。さらに、有機層に水３６０ｍｌとメタノール３５ｍｌを加え攪拌、水層分液する操作を内温４０℃以上にて２回繰り返した。有機層にイソプロピルアルコール５０ｍｌ、メタノール５０ｍｌ、トルエン６０ｍｌ、ノルマルヘキサン３７０ｍｌを加え徐々に内温０℃に冷却し、析出した結晶を濾過し、乾燥を行うことにより例示化合物VI−１８を０．０９ｍｏｌ（収率９０％）得た。ｍ．ｐ．７７．５〜７９．５℃
【００４６】
実施例４ 例示化合物（IV−２）の合成
【００４７】
【化１７】
IV−２ａ（１３．２ｍｍｏｌ）とパラホルムアルデヒド（１５．３ｍｍｏｌ）、ＰＭＴ（１３．９ｍｍｏｌ）、２Ｎａ2 ＣＯ3 ・３Ｈ2 Ｏ2 を０．３５ｇ、４７％ＨＢｒ水溶液３．６ｇ、トルエン１２ｍｌ、ノルマルヘキサン３ｍｌからなる混合物を５０℃で４時間反応させた。その後、ノルマルヘキサン６ｍｌ、水２５ｍｌを加え攪拌した後水層を分離した。さらに、有機層に水２５ｍｌと過剰のＰＭＴを水層に除去する目的で亜硫酸ナトリウム０．８５ｇを加え攪拌、水層を分離した。有機層に水２５ｍｌを加え攪拌、水層を分離の後有機層を濃縮した。得られた濃縮残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（以下カラムと呼ぶ）にて精製することにより例示化合物IV−２（油状物）を１１．９ｍｍｏｌ（収率９０％）得た。
【００４９】
実施例５ 例示化合物（IV−５）の合成
【００５０】
【化１８】
IV−２ａ（１３．２ｍｍｏｌ）とパラホルムアルデヒド（１８．３ｍｍｏｌ）、ＢＭＴ（１８．５ｍｍｏｌ）、２Ｎａ2 ＣＯ3 ・３Ｈ2 Ｏ2 を０．３５ｇ、４７％ＨＢｒ水溶液３．６ｇ、トルエン３ｍｌ、ノルマルヘキサン９ｍｌからなる混合物を５０℃で４時間反応させた。その後、トルエン６ｍｌ、水２０ｍｌを加え攪拌した後水層を分離した。さらに、有機層に水２０ｍｌと過剰のＢＭＴを水層に除去する目的で亜硫酸ナトリウム０．８５ｇを加え攪拌、水層を分離した。有機層に水２０ｍｌを加え攪拌、水層を分離の後有機層を濃縮した。得られた濃縮残渣をカラムにて精製することにより例示化合物IV−５（油状物）を１２．８ｍｍｏｌ（収率９７％）得た。
【００５２】
実施例６ 例示化合物（IV−３）の合成
【００５３】
【化１９】
IV−３ａ（１３．６ｍｍｏｌ）とパラホルムアルデヒド（１９．０ｍｍｏｌ）、ＰＭＴ（１９．０ｍｍｏｌ）、２Ｎａ2 ＣＯ3 ・３Ｈ2 Ｏ2 を０．３５ｇ、４７％ＨＢｒ水溶液３．７ｇ、トルエン１２ｍｌ、ノルマルヘキサン３ｍｌからなる混合物を５０℃で２時間反応させた。その後、ノルマルヘキサン６ｍｌ、水２０ｍｌを加え攪拌した後水層を分離した。有機層に温水（４０℃）２０ｍｌを加え攪拌、水層を分離した。さらに有機層に温水（４０℃）２０ｍｌを加え攪拌、水層を分離の後有機層を濃縮した。得られた濃縮残渣をカラムにて精製することにより例示化合物IV−３（油状物）を１２．９ｍｍｏｌ（収率９５％）得た。
【００５５】
実施例７ 例示化合物（IV−６）の合成
【００５６】
【化２０】
IV−３ａ（１３．６ｍｍｏｌ）とパラホルムアルデヒド（１９．０ｍｍｏｌ）、ＢＭＴ（１４．２ｍｍｏｌ）、２Ｎａ2 ＣＯ3 ・３Ｈ2 Ｏ2 を０．３５ｇ、４７％ＨＢｒ水溶液３．７ｇ、トルエン３ｍｌ、ノルマルヘキサン９ｍｌからなる混合物を５０℃で２時間反応させた。その後、トルエン６ｍｌ、水２０ｍｌを加え攪拌した後水層を分離した。さらに、有機層に水２０ｍｌと過剰のＢＭＴを水層に除去する目的で亜硫酸ナトリウム０．８５ｇを加え攪拌、水層を分離した。有機層に水２５ｍｌを加え攪拌、水層を分離の後有機層を硫酸ナトリウムで乾燥、濃縮することにより例示化合物IV−６（油状物）を１２．８ｍｍｏｌ（収率９４％）得た。
【００５８】
実施例８ 例示化合物（VI−２）の合成
【００５９】
【化２１】
VI−１ａ（５．２ｍｍｏｌ）とパラホルムアルデヒド（７．３ｍｍｏｌ）、ＢＭＴ（７．３ｍｍｏｌ）、２Ｎａ2 ＣＯ3 ・３Ｈ2 Ｏ2 を０．１４ｇ、４７％ＨＢｒ水溶液２．９ｇ、トルエン９ｍｌ、ノルマルヘキサン３ｍｌからなる混合物を５０℃で８時間反応させた。その後、ノルマルヘキサン６ｍｌ、温水（４０℃）２５ｍｌを加え攪拌した後水層を分離した。さらに有機層に温水（４０℃）２５ｍｌ加え攪拌、水層分液する操作を２回繰り返し有機層を濃縮した。濃縮残渣をイソプロピルアルコール４ｍｌ、酢酸エチル２ｍｌ、ノルマルヘキサン２０ｍｌに溶解した後徐々に内温０℃に冷却し、析出した結晶を濾過し、乾燥を行うことにより例示化合物VI−２を４．２ｍｍｏｌ（収率８１％）得た。ｍ．ｐ．７４．０〜７５．５℃
【００６１】
【発明の効果】
本発明方法は合成を一工程で実施でき、金属塩、特に重金属塩を用いる従来の合成法に比べて、収率が飛躍的に向上すると共に、重金属の廃却にともなう公害負荷をゼロにすることができる。また、金属塩を用いる場合に発生する濁度成分が発生せず、後処理、精製工程の簡略化、省略も可能である。
Claims (4)
- 下記一般式（Ｉ）で表わされる化合物と、下記一般式（II）で表わされる化合物、パラホルムアルデヒド及びトリオキサンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物と、下記一般式（III）で表わされる化合物とを、反応させて下記一般式(IV)で表わされるアセタール類を合成するに当り、酸化剤及び酸の存在下に反応を行うことを特徴とするアセタール類の製造方法。
- Ｒ1 が下記一般式(VI)で表わされる基であることを特徴とする請求項１に記載のアセタール類の製造方法。
- 前記酸化剤が過酸化物であることを特徴とする請求項１に記載のアセタール類の製造方法。
- 前記酸化剤が過酸化水素、過炭酸ソーダ、過塩素酸類または過ヨウ素酸類であることを特徴とする請求項１に記載のアセタール類の製造方法。
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