JP4539060B2 - アリル化合物の製造方法 - Google Patents
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本発明に係るアリル化合物の製造方法(以下、適宜「本発明の製造方法」と略称する。)は、後述する特定の遷移金属化合物と、同じく後述する特定構造の二座配位ホスファイト化合物とを含む触媒の存在下、アリル原料化合物と求核剤とを反応させることによって、該アリル原料化合物とは異なる組成式を示す新たなアリル化合物を製造するものである。
アリル原料化合物は分子内にアリル基と脱離基とを有するものであれば特に制限されないが、全体の分子量として1500以下のもの(炭素数で約100以下のもの)であり、反応条件下において全量又は一部のアリル原料化合物が、溶媒への溶解、酸素求核剤との相溶、若しくは熱による融解等によって、溶けた状態になり得るものが好ましい。中でも、下の一般式(a)で表わされる、Ra〜Reで表わされる基を有するアリル基にXで表わされる脱離基が結合した構造の化合物が好ましい。なお、脱離基とは、母体となる基質骨格(本発明ではアリル骨格)の炭素に結合していて、一般的に電子吸引性基で、電子対を持って基質分子から離れていく原子又は原子団のことを指す。
上記例示の中でも、Ra〜Reとしては、それぞれ独立に、水素原子、無置換又は置換のアルキル基、無置換又は置換のアリール基が好ましい。
アリルアルコール類の具体例としては、2−ブテニルアルコール、2,3−ジメチル−2−ブテニルアルコール、3−ブロモアリルアルコール、シンナミルアルコール、クロチルアルコール、3−メチル−2−シクロヘキセン−1−オール、3−メチル−2−ブテン−1−オール、ゲラニオール、2−ペンテン−1−オール、3−ブテン−2−オール、1−ヘキセン−3−オール、2−メチル−3−フェニル−2−プロペン−1−オール、1−アセトキシ−4−ヒドロキシシクロペンテン−2、1,2−ジヒドロカテコール、3−ヘキセン−2,5−ジオール等が挙げられる。
ニトロアリル類の具体例としては、1−ニトロ−2−ブテン、1−ニトロ−1,3−ジフェニルプロペン、3−ニトロ−3−メトキシプロペン等が挙げられる。
アリルスルホン類の具体例としては、アリルフェニルスルホン、メチリル−p−トリルスルホン、2−メチル−3−スルホレン、1,3−ジフェニルアリルメチルスルホン等が挙げられる。
アリルスルホネイト類の具体例としては、アリルトルエン−4−スルホネイト、3−チオフェンメタンスルホネイト、4−クロロ−2−ブテニルメタンスルホネイト等が挙げられる。
アリルカルバメイト類の具体例としては、アリル−N−(4−フルオロフェニル)カルバメイト、2−ブテニル−N−メチルカルバメイト、フルフリル−N−(2−メトキジフェニル)カルバメイト等が挙げられる。
リン酸アリルエステル類の具体例としては、リン酸アリルジメチルエステル、リン酸−3−メチル−2−ブテニルジフェニルエステル、リン酸メチルエチルフルフリルエステル等が挙げられる。
ビニルエチレンオキシド類の具体例としては、ブタジエンモノオキシド、シクロペンタジエンモノオキシド、1,3−シクロヘキサジエンモノオキシド等が挙げられる。
上記一般式(b)中、R1,R2は、それぞれ独立に、アセトキシ基又はヒドロキシ基を表わす。上記一般式(b)で表わされる3,4−二置換ブテン−1の具体例としては、3,4−ジアセトキシブテン−1、3−アセトキシ−4−ヒドロキシブテン−1、4−アセトキシ−3−ヒドロキシブテン−1、及び3,4−ジヒドロキシブテン−1が挙げられる。
上記一般式(c)中、R3、R4は、それぞれ独立に、アセトキシ基又はヒドロキシ基を表わす。上記一般式(c)で表わされる1,4−二置換ブテン−2の具体例としては、1,4−ジアセトキシブテン−2、1−アセトキシ−4−ヒドロキシブテン−2、及び1,4−ジヒドロキシブテン−2が挙げられる。
求核性酸素と窒素原子で結合する有機基としては、無置換又は置換のアミノ基、C=N結合を有する基等が挙げられる。
求核性酸素とリン原子で結合する有機基としては、無置換又は置換のホスホネイト基、ホスフィネイト基、ホスフィノイル基等が挙げられる。
求核性酸素と硫黄原子で結合する有機基としては、無置換又は置換のスルホニル基等が挙げられる。
なお、上記各例示基の置換基としては、反応系に悪影響を及ぼす虞のないものであれば特に制限されないが、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、ホルミル基、シアノ基、ニトロ基、鎖状又は環状のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アシル基、アシロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、パーフルオロアルキル基、トリアルキルシリル基、アルコキシカルボニル基、又はアリーロキシカルボニル基等が好ましい。上記各例示基がこれらの置換基を有する場合には、置換基も含めた炭素数が上記範囲内となるようにする。
E1が求核性酸素と炭素原子で結合した有機基である場合には、ヒドロキシ化合物類、カルボン酸類、チオカルボン酸類、セレノカルボン酸類等が挙げられる。
ヒドロキシ化合物の具体例としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、アリルアルコール、2−エチルへキシルアルコール、4−クロロ−1−ブタノール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール等のアルコール類;フェノール、p−メトキシフェノール、2,4−ジメチルフェノール、1−ナフトール、2−ナフトール、3,6−ジ−t−ブチル−2−ナフトール、2−ピリジノール、又は2,−ブロモ−4−ピリジノール等のフェノール類;及び2−ピリジノール、2−ブロモ−4−ピリジノール等の水酸基を有するヘテロアリール化合物が挙げられる。
カルボン酸類の具体例としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、クロロ酢酸、シュウ酸、アジピン酸等の脂肪族カルボン酸類;安息香酸、ナフタレン−2−カルボン酸、m−シアノ安息香酸、o−トルイル酸等の芳香族カルボン酸類が挙げられる。
チオカルボン酸類の具体例としては、CH3C(=S)−OHで表わされる化合物、PhC(=S)−OHで表わされる化合物等が挙げられる。
セレノカルボン酸類の具体例としては、CH3(C=Se)−OHで表わされる化合物、PhC(=Se)−OHで表わされる化合物等が挙げられる。なお、本明細書において、Phはフェニル基を表わす。
上記一般式(I)〜(III)において、R11〜R16は、それぞれ独立に、置換基を有していても良いアルキル基又は置換基を有していても良いアリール基(環の上下に芳香族6π電子雲を形成する複素環式化合物を含む。以下同様。)を表わす。
上記一般式(I)〜(III)において、Z1〜Z3は、それぞれ独立に、置換基を有していても良いアルキレン基、置換基を有していても良いアリーレン基、置換基を有していても良いアルキレン−アリーレン基、又は置換基を有していても良いジアリーレン基を表わす。
この様なジアリーレン基の具体例としては、下記式(A−1)〜(A−19)で表わされる構造の基が挙げられる。
分岐アルキル基の具体例としては、i−プロピル基、i−ブチル基、i−ペンチル基、i−ヘキシル基等の二級アルキル基;t−ブチル基、アミル基(1,1−ジメチルプロピル基)、1−メチル−1−エチルプロピル基、1,1−ジエチルプロピル基等の三級アルキル基が挙げられ、三級アルキル基が好ましく、中でもt−ブチル基が最も好ましい。
置換基としては、反応系に悪影響を及ぼす虞のないものであれば特に制限されないが、具体的には、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、ホルミル基、シアノ基、ニトロ基、鎖状又は環状のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールアルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルアリーロキシ基、アミド基、パーフルオロアルキル基、トリアルキルシリル基、エステル基等が好ましい。
アリル原料化合物としてアリルメチルカーボネイトを用い、酸素求核剤としてフェノールを用いたアリルフェニルエーテルの合成反応に本発明を適用した。
アリル原料化合物として酢酸アリルを用い、酸素求核剤として1−オクタノールを用いたアリルオクチルエーテルの合成反応に本発明を適用した。
アリル原料化合物として酢酸アリルを用い、酸素求核剤として安息香酸を用いた安息香酸アリルの合成反応に本発明を適用した。
アリル原料化合物として酢酸アリルを用い、窒素求核剤としてジシクロヘキシルアミンを用いたアリルジシクロヘキシルアミンの合成反応に本発明を適用した。
アリル原料化合物としてcis−1,4−ジアセトキシ−2−ブテンを用い、酸素求核剤として1−ブタノールを用いたブチルブテニルエーテル類の合成反応に本発明を適用した。
遷移金属化合物としてパラジウム含有量21.5重量%のトリスジベンジリデンアセトンジパラジウム0.0020g(0.0040mmol)、及び二座ホスファイトとしてパラジウムに対して4等量の上記(L−6)で示される二座ホスファイト0.0173g(0.0162mmol)を、ともにシュレンクに入れ、窒素置換した後、1.418g(8.233mmol)のcis−1,4−ジアセトキシ−2−ブテン及び2.327g(31.395mmol)の1−ブタノールを窒素下で加えて100℃で加熱することで反応を行なった。5時間の反応後、溶液組成をガスクロマトグラフィーで分析すると、cis−1,4−ジアセトキシ−2−ブテンの転化率は97.5%であり、ジブトキシブテンが71.8%、アセトキシブトキシブテンが25.7%生成していた。
アリル原料化合物としてcis−1,4−ジアセトキシ−2−ブテンを用い、酸素求核剤としてフェノールを用いたフェニルブテニルエーテル類の合成反応に本発明を適用した。
遷移金属化合物として、パラジウム含有量21.5重量%のトリスジベンジリデンアセトンジパラジウム0.0020g(0.0044mmol)、及び二座ホスファイトとして、パラジウムに対して4等量の上記(L−6)で示される二座ホスファイト0.0187g(0.0175mmol)を、ともにシュレンクに入れ、窒素置換した。1.460g(8.477mmol)のcis−1,4−ジアセトキシ−2−ブテン及び3.164g(33.615mmol)のフェノールを窒素下で加えて100℃で加熱することで反応を行なった。
60分間の反応後、溶液組成をガスクロマトグラフィーで分析すると、cis−1,4−ジアセトキシ−2−ブテンの転化率は75.2%であり、ジフェノキシブテンが14.9%、アセトキシフェノキシブテンが59.8%生成していた。
アリル原料化合物としてcis−1,4−ジアセトキシ−2−ブテンを用い、酸素求核剤として二官能性カルボン酸であるアジピン酸を用いた不飽和結合含有ポリエステルオリゴマーの合成反応に本発明を適用した。
遷移金属化合物として、パラジウム含有量21.5重量%のトリスジベンジリデンアセトンジパラジウム0.0074g(0.0162mmol)、及び二座ホスファイトとしてパラジウムに対して2等量の上記(L−6)で示される二座ホスファイト0.0693g(0.0647mmol)を、ともに二口丸底フラスコに入れ、窒素置換した後、10.005g(58.107mmol)のcis−1,4−ジアセトキシ−2−ブテン及び7.104g(48.610mmol)のアジピン酸を窒素下で加え、50mmHgの減圧下、100℃で加熱することで反応を行なった。反応の進行と共に徐々に系内の圧力を20mmHg(1時間後)、7mmHg(3時間後)と低下させていき、生成する酢酸を減圧下で系外に留去していった。7時間の反応後、溶液組成をガスクロマトグラフィーで分析すると、cis−1,4−ジアセトキシ−2−ブテンの転化率はほぼ100%であり、シロップ状のオリゴマーが得られた。ゲルパーミエイションクロマトグラフィーにより生成オリゴマーの分子量分布を分析すると、ポリスチレン換算の分子量として、分子量4000を中心に最大10000を示すポリエステルオリゴマーであることが判明した。
アリル原料化合物としてcis−1,4−ジアセトキシ−2−ブテンを用い、酸素求核剤として二官能性アルコールである1,4−ブタンジオールを用いた不飽和結合含有ポリエーテルオリゴマーの合成反応に本発明を適用した。
遷移金属化合物としてパラジウム含有量21.5重量%のトリスジベンジリデンアセトンジパラジウム0.0572g(0.1249mmol)、及び二座ホスファイトとしてパラジウムに対して1等量の上記(L−6)で示される二座ホスファイト0.2670g(0.2492mmol)を二口丸底フラスコに入れ、窒素置換した後、17.221g(100.016mmol)のcis−1,4−ジアセトキシ−2−ブテン及び9.012g(100.000mmol)の1,4−ブタンジオールを窒素下で加え、実施例8と同様に、50mmHgから徐々に減圧度を上げながら100℃で反応を行なった。7時間の反応後、溶液組成をガスクロマトグラフィーで分析すると、cis−1,4−ジアセトキシ−2−ブテンの転化率はほぼ100%であり、シロップ状のオリゴマーが得られた。ゲルパーミエイションクロマトグラフィーにより生成オリゴマーの分子量分布を分析すると、ポリスチレン換算の分子量として、分子量2400を中心に最大7000を示すポリエーテルオリゴマーであることが判明した。
アリル原料化合物としてcis−1,4−ジアセトキシ−2−ブテンを用い、酸素求核剤として二官能性フェノールである2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(通称:ビスフェノールA)を用いた不飽和結合含有ポリエーテルオリゴマーの合成反応に本発明を適用した。
遷移金属化合物としてパラジウム含有量21.5重量%のトリスジベンジリデンアセトンジパラジウム0.0091g(0.0199mmol)、及び二座ホスファイトとしてパラジウムに対して2等量の上記(L−6)で示される二座ホスファイト0.0852g(0.0795mmol)を二口丸底フラスコに入れ、窒素置換した後、10.008g(58.126mmol)のcis−1,4−ジアセトキシ−2−ブテン及び11.001g(48.189mmol)のビスフェノールAを窒素下で加え、実施例8と同様に、50mmHgから徐々に減圧度を上げながら100℃で反応を行なった。7時間の反応後、溶液組成をガスクロマトグラフィーで分析すると、cis−1,4−ジアセトキシ−2−ブテンの転化率はほぼ100%であり、飴状のオリゴマーが得られた。ゲルパーミエイションクロマトグラフィーにより生成オリゴマーの分子量分布を分析すると、ポリスチレン換算の分子量として、分子量3200を中心に最大7000を示すポリエーテルオリゴマーであることが判明した。
Claims (5)
- ルテニウム、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、及び白金からなる群より選ばれる遷移金属を含む一以上の遷移金属化合物と、下記一般式(I)〜(III)で表わされる構造を有する化合物からなる群より選ばれる一種以上の二座配位ホスファイト化合物とを含む触媒の存在下、分子内にアリル基及び反応によって該分子から脱離する置換基を有するアリル原料化合物と求核剤とを反応させることによって、該アリル原料化合物とは異なる組成式を示す新たなアリル化合物を製造することを特徴とする、アリル化合物の製造方法。
(上記一般式(I)〜(III)において、A1〜A3は、それぞれ独立に、オルト位に分岐アルキル基を有するジアリーレン基を表わす。R11〜R16は、それぞれ独立に、置換基を有していても良い炭素数6〜20のアリール基(環の上下に芳香族6π電子雲を形成する複素環式化合物を含む。以下同様。)を表わす。Z1〜Z3は、それぞれ独立に、置換基を有していても良いジアリーレン基を表わす。) - 該アリル原料化合物が、下記一般式(a)で表わされる構造を有することを特徴とする、請求項1記載のアリル化合物の製造方法。
(上記一般式(a)において、Ra〜Reは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アシル基、又はアシロキシ基を表わす。これらの基のうちアミノ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アシル基、アシロキシ基は、更に置換基を有していても良い。Ra〜Reの何れかが炭素鎖を含む場合には、その炭素鎖中に一以上の炭素−炭素二重結合又は三重結合が存在していても良い。Xは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、ニトロ基、アミノ基、スルホニル基、スルホネイト基、アシロキシ基、カーボネイト基、カルバメイト基、ホスフェイト基、アルコキシ基、アリーロキシ基を表わす。これらの基のうちアミノ基、スルホニル基、スルホネイト基、アシロキシ基、カーボネイト基、カルバメイト基、ホスフェイト基、アルコキシ基、アリーロキシ基は、更に置換基を有していても良い。Xが炭素鎖を含む場合には、その炭素鎖中に一以上の炭素−炭素二重結合又は三重結合が存在していても良い。また、Ra〜Re及びXのうち任意の二以上が互いに結合して、一以上の環状構造を形成していても良い。) - 上記一般式(I)〜(III)において、A1〜A3がそれぞれ独立に、置換基を有していても良い下記一般式(IV)又は(V)で表わされる構造のジアリーレン基であることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のアリル化合物の製造方法。
(上記一般式(IV)及び(V)中、T1、T8、U1及びU12は、それぞれ独立に分岐アルキル基を表わし、T2〜T7及びU2〜U11は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アシル基、アシロキシ基、アミノ基、エステル基、カルボキシ基、又はヒドロキシ基を表わす。) - 該二座配位ホスファイト化合物が、A1〜A3においてT2〜T7及びU2〜U11がそれぞれ独立に、水素原子、置換基を有していても良いアルキル基、置換基を有していても良いアルコキシ基、又は置換基を有していても良いアリール基であることを特徴とする、請求項3記載のアリル化合物の製造方法。
- 該二座配位ホスファイト化合物が、Z1〜Z3がそれぞれ独立して置換基を有しても良い下記一般式(VI)又は(VII)で表わされるジアリーレン基であることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のアリル化合物の製造方法。
(上記一般式(VI)及び(VII)中、T9〜T16及びU13〜U24は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アシル基、アシロキシ基、アミノ基、エステル基、カルボキシ基、又はヒドロキシ基を表わす。)
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