JP4944604B2

JP4944604B2 - 第二級アミンの対応するニトロキシドへの酸化方法

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Publication number: JP4944604B2
Application number: JP2006505470A
Authority: JP
Inventors: ネスヴァドバ，ペーター; ビュニョン，リュシエンヌ; フォン・ビューレン，マルティン
Original assignee: Ciba Holding AG
Current assignee: BASF Schweiz AG
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2024-03-17
Also published as: US8134009B2; WO2004085397A1; EP1606259B1; US20060229452A1; EP1606259A1; JP2006521329A; US20100305322A1

Description

ニトロキシド、特に２，２，６，６−テトラアルキルピペリジンのニトロキシドは、種々の工業用途に極めて重要なクラスの化合物である。これらは、たとえば、精製および蒸留の間ビニル芳香族モノマーの早期重合を防ぐ防止剤として用いられる。これらは有機材料、たとえば熱硬化性または熱可塑性ポリマー用の有効な安定剤としても公知である。ニトロキシドのさらなる用途は、酸化触媒、制御されたラジカル重合プロセスでの重合調節剤、およびスピンラベル剤である。

これらを製造するには多数の方法がある。いくつかが、たとえばL. B. Volodarsky, V. A. Reznikov, V. I. 0vcharenko: "Synthetic Chemistry of Stable Nitroxides", CRC Press, Boca Raton, 1994に記載されている。適切な第二級アミンの酸化が、最も応用のきく方法の一つである。

様々な酸化剤を用いることができる。工業的観点から、過酸化水素（場合により種々の触媒と共に）、ｔ−ブチルヒドロペルオキシドまたは過酸、特に過酢酸が有用な酸化剤である。

過酸は、アミンの迅速でしばしば定量的な酸化を引き起こす。これらは、過酸化水素で酸化することが難しいまたは不可能なアミン、たとえば立体障害の大きなアミンの酸化に特に適切である。

過酸を用いる酸化を成功するための一つの重要なパラメータは、反応混合物のｐＨである。したがって、ｐＨが低すぎると、アミンは完全にプロトン化されるため、酸化は緩慢になりすぎる。他方においては、強塩基、たとえば水酸化ナトリウムの添加により、ｐＨが上昇しすぎると、過酸はＯ₂の発生の下に分解する可能性がある。これは酸化の失敗をまねき、酸素と存在する可能性がある揮発性有機化合物とが爆発性混合物を形成するおそれがあるので、深刻な安全性の危険をさらにもたらす。

WO 00/40550には、反応混合物に、たとえばアルカリ金属の炭酸塩または重炭酸塩の水溶液を、過酸と共に同時に加えることにより、この問題を解決することが示唆されている。水と適切な有機溶剤中に予め溶解したアミンとの攪拌したエマルションに、過酸と塩基とを同時に水溶液として加える。過酸と塩基との投与速度は、ｐＨを４〜１２の範囲に保つような方法で調節する。

これは実行可能な方法であるが、このような作業の方法は深刻な欠点をもたらす。
ａ）装置は、２個の投与ユニットを備える必要がある。
ｂ）ｐＨの測定が必要である。しかし、特に大規模生産では、不均質な混合物中での信頼できるｐＨの測定がかなり難しい。
ｃ）アルカリ金属の重炭酸塩は、水への溶解度がかなり低い。その結果、大量の溶液が必要である。したがって、容積収率が低く、これは作業の経済的側面に悪影響を及ぼす。

これらの欠点は、従来技術プロセスを大規模な工業酸化プロセスに対して魅力の小さいものにしている。

本発明は、これらの欠点を回避し、したがって、特に大規模生産を想定する場合、実質的により効率的な方法を可能にする。

本発明は、工程
ａ）反応容器に第二級アミンと１バッチでアルカリ金属、アルカリ土類金属もしくはアンモニウムの重炭酸塩およびアルカリ土類金属もしくはアンモニウムの炭酸塩またはこれらの混合物よりなる群から選択される塩基とを加える工程であって、第二級アミンは場合により有機溶剤と共に加え、塩基は、固体の形態で水と共にまたは水性のスラリーとして加える工程、
ｂ）反応混合物に過酸を、第二級アミン１mol当り１．０〜２．５molの量で、攪拌しながら投与する工程、
ｃ）有機相を単離する工程
を含む、第二級ニトロキシドラジカルを、その対応する第二級アミンから有機過酸を用いて酸化することにより製造する方法に関する。

本発明による塩基の１バッチでの添加は、小さく分割しての投与とは異なり、全量を一つの単一バッチで加えることを意味する。

工程ａ）で用いる有機溶剤は、水と混和しないものが好ましい。

例は、芳香族溶剤、飽和炭化水素溶剤またはケトンである。

過酸は、任意の有機過酸、たとえば過ギ酸、過酢酸、過プロピオン酸、過安息香酸、ｍ−クロロ過安息香酸またはトリフルオロ過酢酸とすることができる。過酢酸が好ましい。過酸は単一でまたは適切な溶剤中で用いることができる。水中または酢酸中の過酢酸の溶液が好ましい。

工程ａ）で加える水の量は、有機酸と重炭酸塩または炭酸塩との間の中和反応で形成された有機酸塩を溶解するのに十分な量であるのが好ましい。

全体的な酸化反応を次の式で表す。

本発明の緩衝塩基は、たとえばアルカリ金属およびアルカリ土類金属（１＋２族元素）の重炭酸塩または重炭酸アンモニウムまたはアルカリ土類金属（２族元素）の炭酸塩または炭酸アンモニウムである。混合塩、たとえばドロマイトＣａＣＯ₃×ＭｇＣＯ₃を使用することもできる。

重炭酸塩または炭酸塩を、アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物、たとえば水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムまたは水酸化マグネシウムで、部分的に置き換えてもよい。

たとえば一般式：ｎＭＣＯ₃ × ｍＭ（ＯＨ）₂（ｎ、ｍは、１〜１０の整数である）のアルカリ土類金属の塩基性炭酸塩も有用である。

緩衝工程は、たとえば

［Ｍがアルカリ金属カチオン（Ｌｉ⁺、Ｎａ⁺、Ｋ⁺、…）またはＮＨ₄ ⁺である場合、ｎ＝１
Ｍがアルカリ土類金属カチオン（Ｃａ⁺⁺、Ｍｇ⁺⁺、…）である場合、ｎ＝２］にしたがう、形成した酸ＲＣＯＯＨの部分的または完全な中和からなる。

あるいは、アルカリ土類金属炭酸塩、たとえばＣａＣＯ₃を用いる場合。

WO 00/40550に開示された方法では、所定量の重炭酸塩に対する最小量の水を、所定温度での水へのその溶解度により特定する。一方、本発明の方法では、水は全くまたはほとんど必要ない。本発明の方法では、中和された酸の均質な水性層の形成を確実にするために、最小量の水を加えるのが好都合である。その量は、たとえば有機過酸から得られた対応する塩、たとえば過酢酸を用いる場合は酢酸塩の溶解度により与えられる。

たとえば、重炭酸ナトリウム塩（ＮａＨＣＯ₃）を塩基として用いる場合、ＮａＨＣＯ₃対水の重量比は通常１．５：１〜０．７５：１である。

アルカリ土類金属の炭酸塩、たとえばＣａＣＯ₃、ＭｇＣＯ₃またはドロマイト（ＣａＣＯ₃×ＭｇＣＯ₃）は、水への溶解度が低いので有用な濃厚溶液を調製することができない。したがってWO 00/40550に開示された方法では、これらの炭酸塩は、極度に低い容積収率をまねく。

上述した弱塩基の重要なさらなる利点は、これらの水性のスラリーは、過酸の迅速な分解を誘引しないことである。したがって本方法では、不均質な反応系中での難しいｐＨの測定は必要ない。しかし従来技術の方法では、必須である。

このことを説明するために、技術的に最も重要な重炭酸塩および酢酸塩の溶解度データを、表１に示す。

表２は、表１からのデータを用いて計算した、WO 00/40550にしたがって投与する重炭酸塩１mol溶液の調製に必要な最小量の水を示す。

酢酸１molと、本発明により固体として反応器に添加した重炭酸塩１molまたは炭酸塩０．５molとの中和の間に形成した酢酸塩を、完全に溶解するのに必要な最小量の水を、比較のために計算する。中和の間に形成した水は、考慮に入れない。

表２は、本発明による方法では、非生産的な水性相により占められる反応器容積の量が実質的に減少することを明確に示す。

たとえば塩基は、ナトリウムもしくはカリウムの重炭酸塩、カルシウムもしくはマグネシウムの炭酸塩またはドロマイトである。

ナトリウムまたはカリウムの重炭酸塩が、特に好ましい。

たとえば、塩基を、存在する全ての酸１当量当り０．１〜１．５当量塩基、たとえば０．５〜１．３の量で加える。

適切な反応温度は、−２０℃〜８０℃、好ましくは０℃〜４０℃である。

過酸の投与は、１０分〜５時間で行うのが好都合である。

合計反応時間は、たとえば３０分〜１０時間である。反応は、たとえば大気圧で行う。

形成されたニトロキシドラジカルは、たとえば式（Ｉ）

（Ｒ_pおよびＲ_qは、独立に、非置換または１個以上の電子求引基もしくはフェニルで置換された第三級結合Ｃ₄〜Ｃ₂₈アルキル基またはＣ₃〜Ｃ₁₇第二級結合アルキル基であるか、
あるいは
Ｒ_pおよびＲ_qは共に、４個以上のＣ₁〜Ｃ₄アルキル基で置換され別の窒素または酸素原子で中断されていてもよい、５、６または７員複素環を形成する）である。

したがって、第二級アミン前駆物質は、式（Ｉ’）

である。アミン前駆物質は、多くが工業製品である。

ニトロキシルラジカルおよびその第二級アミン前駆物質は、US-A-4 581 429またはEP-A-621 878から主に公知である。WO 98/13392、WO 99/03894およびWO 00/07981に記載されている開鎖化合物、WO 99/67298およびGB 2335190に記載されているピペリジン誘導体、またはGB 2342649およびWO 96/24620に記載されている複素環化合物が、特に有用である。

さらなる適切なニトロキシルエーテルおよびニトロキシルラジカルが、WO 02/4805およびWO 02/100831に記載されている。

本方法により製造することができるニトロキシルラジカルの例を、以下に示す。たとえばニトロキシルラジカルは、式（Ｘ）の構造要素を含有する。

（式中、Ｇ₁、Ｇ₂、Ｇ₃、Ｇ₄は、独立に、Ｃ₁〜Ｃ₆アルキルであるか、Ｇ₁とＧ₂もしくはＧ₃とＧ₄、またはＧ₁とＧ₂とＧ₃とＧ₄とは共にＣ₅〜Ｃ₁₂シクロアルキル基を形成し、
＊は、原子価を意味し、そして
Ｇ₅、Ｇ₆は、独立に、ＨまたはＣ₁〜Ｃ₆アルキルである）

したがって、アミン前駆物質は、式（Ｘ’）

である。

たとえばニトロキシドラジカルは、式Ａ’、Ｂ’またはＯ’

（式中、mは１であり、
Ｒは、水素、中断されないか１個以上の酸素原子で中断されたＣ₁〜Ｃ₁₈アルキル、シアノエチル、ベンゾイル、グリシジル、炭素原子数２〜１８の脂肪族カルボン酸、炭素原子数７〜１５の脂環式カルボン酸、炭素原子数３〜５の不飽和カルボン酸または炭素原子数７〜１５の芳香族カルボン酸の一価の基であり、
ｐは１であり、
Ｒ₁₀₁は、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル、Ｃ₅〜Ｃ₇シクロアルキル、Ｃ₇〜Ｃ₈アラルキル、Ｃ₂〜Ｃ₁₈アルカノイル、Ｃ₃〜Ｃ₅アルケノイルまたはベンゾイルであり、
Ｒ₁₀₂は、Ｃ₁〜Ｃ₁₈アルキル、Ｃ₅〜Ｃ₇シクロアルキル、非置換またはシアノ、カルボニルもしくはカルバミド基で置換されたＣ₂〜Ｃ₈アルケニルであるか、グリシジル、式−ＣＨ₂ＣＨ（ＯＨ）−Ｚの基または式−ＣＯ−Ｚもしくは−ＣＯＮＨ−Ｚの基（式中、Ｚは、水素、メチルまたはフェニルである）であり、
Ｇ₅およびＧ₆は、独立に、水素またはＣ₁〜Ｃ₄アルキルであり、そして
Ｇ₁およびＧ₃は、メチルであり、かつＧ₂およびＧ₄は、エチルまたはプロピルであるか、またはＧ₁およびＧ₂は、メチルであり、かつＧ₃およびＧ₄は、エチルまたはプロピルである）である。

より好ましくは、式Ａ’、Ｂ’およびＯ’において、
Ｒは、水素、Ｃ₁〜Ｃ₁₈アルキル、シアノエチル、ベンゾイル、グリシジル、脂肪族カルボン酸の一価の基であり、
Ｒ₁₀₁は、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル、Ｃ₇〜Ｃ₈アラルキル、Ｃ₂〜Ｃ₁₈アルカノイル、Ｃ₃〜Ｃ₅アルケノイルまたはベンゾイルであり、
Ｒ₁₀₂は、Ｃ₁〜Ｃ₁₈アルキル、グリシジル、式−ＣＨ₂ＣＨ（ＯＨ）−Ｚの基または式−ＣＯ−Ｚの基（式中、Ｚは、水素、メチルまたはフェニルである）である。

上記化合物、その前駆物質およびその製造は、たとえばGB 2335190およびGB 2 361 235に記載されている。いくつかは、市販されている。

ニトロキシルラジカルの別の群は、式（Ｉｃ’）、（Ｉｄ’）、（Ｉｅ’）、（Ｉｆ’）、（Ｉｇ’）または（Ｉｈ’）である。

（式中、Ｒ₂₀₁、Ｒ₂₀₂、Ｒ₂₀₃およびＲ₂₀₄は、互いに独立に、Ｃ₁〜Ｃ₁₈アルキル、Ｃ₃〜Ｃ₁₈アルケニル、Ｃ₃〜Ｃ₁₈アルキニル、ＯＨ、ハロゲンまたは基−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ₂₀₅で置換されたＣ₁〜Ｃ₁₈アルキル、Ｃ₃〜Ｃ₁₈アルケニル、Ｃ₃〜Ｃ₁₈アルキニル、１個以上のＯ原子および／もしくはＮＲ₂₀₅基で中断されたＣ₂〜Ｃ₁₈アルキル、Ｃ₃〜Ｃ₁₂シクロアルキルまたはＣ₆〜Ｃ₁₀アリールであるか、Ｒ₂₀₁とＲ₂₀₂および／またはＲ₂₀₃とＲ₂₀₄は結合炭素原子と共にＣ₃〜Ｃ₁₂シクロアルキル基を形成し、
Ｒ₂₀₅、Ｒ₂₀₆およびＲ₂₀₇は、独立に、水素、Ｃ₁〜Ｃ₁₈アルキルまたはＣ₆〜Ｃ₁₀アリールであり、
Ｒ₂₀₈は、水素、ＯＨ、Ｃ₁〜Ｃ₁₈アルキル、Ｃ₃〜Ｃ₁₈アルケニル、Ｃ₃〜Ｃ₁₈アルキニル、１個以上のＯＨ、ハロゲンまたは基−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ₂₀₅で置換されたＣ₁〜Ｃ₁₈アルキル、Ｃ₃〜Ｃ₁₈アルケニル、Ｃ₃〜Ｃ₁₈アルキニル、１個以上のＯ原子および／またはＮＲ₂₀₅基で中断されたＣ₂〜Ｃ₁₈アルキル、Ｃ₃〜Ｃ₁₂シクロアルキルまたはＣ₆〜Ｃ₁₀アリール、Ｃ₇〜Ｃ₉フェニルアルキル、Ｃ₅〜Ｃ₁₀ヘテロアリール、−Ｃ（Ｏ）−Ｃ₁〜Ｃ₁₈アルキル、−Ｏ−Ｃ₁〜Ｃ₁₈アルキルまたは−ＣＯＯＣ₁〜Ｃ₁₈アルキルであり、そして
Ｒ₂₀₉、Ｒ₂₁₀、Ｒ₂₁₁およびＲ₂₁₂は、独立に、水素、フェニルまたはＣ₁〜Ｃ₁₈アルキルである）

より好ましくは、式（Ｉｃ’）、（Ｉｄ’）、（Ｉｅ’）、（Ｉｆ’）、（Ｉｇ’）および（Ｉｈ’）において、Ｒ₂₀₁、Ｒ₂₀₂、Ｒ₂₀₃およびＲ₂₀₄の２個以上が、エチル、プロピルまたはブチルであり、残りがメチルであるか；またはＲ₂₀₁とＲ₂₀₂またはＲ₂₀₃とＲ₂₀₄は、結合炭素原子と共にＣ₅〜Ｃ₆シクロアルキル基を形成し、残りの置換基の１個は、エチル、プロピルまたはブチルである。

上記化合物、その前駆物質およびその製造は、GB 2342649に記載されている。

他の適切な化合物は、式Ｖの４−イミノピペリジン誘導体である。

（式中、Ｇ₁₁、Ｇ₁₂、Ｇ₁₃およびＧ₁₄は、独立に、Ｃ₁〜Ｃ₄アルキルであるか、Ｇ₁₁とＧ₁₂は共にかつＧ₁₃とＧ₁₄は共に、またはＧ₁₁とＧ₁₂は共にもしくはＧ₁₃とＧ₁₄は共にペンタメチレンであり、
Ｇ₁₅およびＧ₁₆は、互いに独立に、水素またはＣ₁〜Ｃ₄アルキルであり、
ｋは、１、２、３または４であり、
Ｙは、Ｏ、ＮＲ₃₀₂であり、およびＲ₃₀₁は、アルキルまたはアリールを表し、Ｙはさらに直接結合であり、
Ｒ₃₀₂は、Ｈ、Ｃ₁〜Ｃ₁₈アルキルまたはフェニルであり、
ｋが１の場合、
Ｒ₃₀₁は、Ｈ、非置換またはＯＨ、Ｃ₁〜Ｃ₈アルコキシ、カルボキシ、Ｃ₁〜Ｃ₈アルコキシカルボニル1個以上で置換されていてもよい直鎖状または分岐状Ｃ₁〜Ｃ₁₈アルキル、Ｃ₃〜Ｃ₁₈アルケニルまたはＣ₃〜Ｃ₁₈アルキニル；
Ｃ₅〜Ｃ₁₂シクロアルキルまたはＣ₅〜Ｃ₁₂シクロアルケニル；
非置換またはＣ₁〜Ｃ₈アルキル、ハロゲン、ＯＨ、Ｃ₁〜Ｃ₈アルコキシ、カルボキシ、Ｃ₁〜Ｃ₈アルコキシカルボニル１個以上で置換されていてもよいフェニル、Ｃ₇〜Ｃ₉フェニルアルキルまたはナフチル；
−Ｃ（Ｏ）−Ｃ₁〜Ｃ₃₆アルキル、または炭素原子数３〜５の不飽和カルボン酸もしくは炭素原子数７〜１５の芳香族カルボン酸のアシル部分；
−ＳＯ₃ ^-Ｑ⁺、−ＰＯ（Ｏ^-Ｑ⁺）₂、−Ｐ（Ｏ）（ＯＲ₂）₂、−ＳＯ₂−Ｒ₂、−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ₂、−ＣＯＮＨ₂、ＣＯＯＲ₂またはＳｉ（Ｍｅ）₃（式中、Ｑ⁺は、Ｈ⁺、アンモニウムまたはアルカリ金属カチオンである）であり；
ｋが２の場合、
Ｒ₃₀₁は、非置換またはＯＨ、Ｃ₁〜Ｃ₈アルコキシ、カルボキシ、Ｃ₁〜Ｃ₈アルコキシカルボニル１個以上で置換されていてもよいＣ₁〜Ｃ₁₈アルキレン、Ｃ₃〜Ｃ₁₈アルケニレンもしくはＣ₃〜Ｃ₁₈アルキニレン；または
キシリレンであるか、
Ｒ₃₀₁は、炭素原子数２〜３６の脂肪族ジカルボン酸のビスアシル基、または炭素原子数８〜１４の脂環式もしくは芳香族ジカルボン酸であり；
ｋが３の場合、
Ｒ₃₀₁は、脂肪族、脂環式または芳香族トリカルボン酸の三価の基であり；
そして
ｋが４の場合、Ｒ₃₀₁は、脂肪族、脂環式または芳香族テトラカルボン酸の四価の基である）

これらの化合物は、WO 02/100831に記載されている。

Ｇ₁₆は、水素であり、Ｇ₁₅は、水素またはＣ₁〜Ｃ₄アルキル、特にメチルであり、Ｇ₁₁およびＧ₁₃は、メチルであり、かつＧ₁₂およびＧ₁₄は、エチルまたはプロピルであるか、またはＧ₁₁およびＧ₁₂は、メチルであり、かつＧ₁₃およびＧ₁₄は、エチルまたはプロピルであるのが好ましい。

種々の置換基におけるアルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよい。１〜１８個の炭素原子を含有するアルキルの例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、２−ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、２−ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、２−エチルヘキシル、ｔ−オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ヘキサデシルおよびオクタデシルである。

炭素原子数３〜１８のアルケニルは、たとえばプロペニル、２−ブテニル、３−ブテニル、イソブテニル、ｎ−２，４−ペンタジエニル、３−メチル−２−ブテニル、ｎ−２−オクテニル、ｎ−２−ドデセニル、イソドデセニル、オレイル、ｎ−２−オクタデセニルまたはｎ−４−オクタデセニルのような直鎖状または分岐状基である。

炭素原子数３〜１２、特に好ましくは３〜６のアルケニルが好ましい。

炭素原子数３〜１８のアルキニルは、たとえばプロピニル

、２−ブチニル、３−ブチニル、ｎ−２−オクチニルまたはｎ−２−オクタデシニルのような直鎖状または分岐状基である。炭素原子数３〜１２、特に好ましくは３〜６のアルキニルが好ましい。

ヒドロキシ置換アルキルの例は、ヒドロキシプロピル、ヒドロキシブチルまたはヒドロキシヘキシルである。

ハロゲン置換アルキルの例は、ジクロロプロピル、モノブロモブチルまたはトリクロロヘキシルである。

１個以上のＯ原子で中断されたＣ₂〜Ｃ₁₈アルキルは、たとえば−ＣＨ₂−ＣＨ₂−Ｏ−ＣＨ₂−ＣＨ₃、−ＣＨ₂−ＣＨ₂−Ｏ−ＣＨ₃−または−ＣＨ₂−ＣＨ₂−Ｏ−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＣＨ₂−Ｏ−ＣＨ₂−ＣＨ₃−である。ポリエチレングリコールから誘導するのが好ましい。一般的な記述は−（（ＣＨ₂）_a−Ｏ）_b−Ｈ／ＣＨ₃（式中、ａは１〜６の数であり、ｂは２〜１０の数である）である。

１個以上のＮＲ₅基で中断されたＣ₂〜Ｃ₁₈アルキルは通常、−（（ＣＨ₂）_a−ＮＲ₅）_b−Ｈ／ＣＨ₃（式中、ａ、ｂおよびＲ₅は、前記定義の通り）と記述することができる。

Ｃ₃〜Ｃ₁₂シクロアルキルは通常、シクロプロピル、シクロペンチル、メチルシクロペンチル、ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシルまたはトリメチルシクロヘキシルである。

Ｃ₆〜Ｃ₁₀アリールは、たとえばフェニルまたはナフチルであるが、Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル置換されたフェニル、Ｃ₁〜Ｃ₄アルコキシ置換されたフェニル、ヒドロキシ、ハロゲンまたはニトロ置換されたフェニルも含む。アルキル置換されたフェニルの例は、エチルベンゼン、トルエン、キシレンおよびその異性体、メシチレンまたはイソプロピルベンゼンである。ハロゲン置換されたフェニルは、たとえばジクロロベンゼンまたはブロモトルエンである。

アルコキシ置換基は通常、メトキシ、エトキシ、プロポキシまたはブトキシおよびこれらの対応する異性体である。

Ｃ₇〜Ｃ₉フェニルアルキルは、ベンジル、フェニルエチルまたはフェニルプロピルである。

Ｃ₅〜Ｃ₁₀ヘテロアリールは、たとえばピロール、ピラゾール、イミダゾール、２，４−ジメチルピロール、１−メチルピロール、チオフェン、フラン、フルフラール、インドール、クマロン、オキサゾール、チアゾール、イソオキサゾール、イソチアゾール、トリアゾール、ピリジン、α−ピコリン、ピリダジン、ピラジンまたはピリミジンである。

Ｒがカルボン酸の一価の基である場合、たとえば、アセチル、プロピオニル、ブチリル、バレロイル、カプロイル、ステアロイル、ラウロイル、アクリロイル、メタクリロイル、ベンゾイル、シンナモイルまたはβ−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニル基である。

Ｃ₁〜Ｃ₁₈アルカノイルは、たとえば、ホルミル、プロピオニル、ブチリル、オクタノイル、ドデカノイルであるが、好ましくはアセチルであり、Ｃ₃〜Ｃ₅アルケノイルは、特にアクリロイルである。

具体例は、

である。

次の化合物が最も好ましい。

上述した化合物またはこれらのアミン前駆物質は、一部市販されているか、公知の方法により製造する。高度にアルキル置換されたピペリジンおよびその製造は、たとえばGB 2 335 190およびGB 2 361 235に記載されている。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１
ＣＨ₃ＣＯＯＯＨ／ＣａＣＯ₃を用いる２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン−４−オンの酸化
スターラー、温度計および滴下漏斗を備えた四つ口フラスコに、粉末炭酸カルシウム（２０g、０．２mol）、水（７５ml）、トルエン（３０ml）および２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン−４−オン（１９．７３g、０．１mol、Ger. Offen. DE 2623422に記載されているように製造した）を入れた。次に過酢酸（３０．４g、０．１６mol、４０％酢酸溶液）を、攪拌した混合物に、温度を２０〜３０℃に保ちながら、５０分かけて滴下した。次に混合物をさらに１５０分攪拌した。赤色有機層を分離し、飽和のＮａＨＣＯ₃および水で洗浄し、ＭｇＳＯ₄で乾燥し、蒸発させて２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン−４−オン−Ｎ−オキシル１９．２６gを赤色液体として得た。材料はDE 19909767に記載されているように製造したサンプルと同じである。

実施例２
ＣＨ₃ＣＯＯＯＨ／ＭｇＣＯ₃を用いる２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン−４−オンの酸化
炭酸マグネシウム（１２．６５g、０．１５mol）を、実施例１に記載したのと同じ方法で使用し、水３５mlだけを用いて、２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン−４−オン−Ｎ−オキシル２１．１gを赤色液体として得た。材料はDE 19909767に記載されているように製造したサンプルと同じである。

実施例３
ＣＨ₃ＣＯＯＯＨ／４ＭｇＣＯ₃×Ｍｇ（ＯＨ）₂×５Ｈ₂Ｏを用いる２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン−４−オンの酸化
式：４ＭｇＣＯ₃×Ｍｇ（ＯＨ）₂×５Ｈ₂Ｏの混合炭酸水酸化マグネシウム（Fluka）（１４．５６g、０．０３mol）を、実施例２に記載したのと同じ方法で使用して、２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン−４−オン−Ｎ−オキシル２０．２５gを赤色液体として得た。材料はDE 19909767に記載されているように製造した真正のサンプルと同じである。

実施例４
ＣＨ₃ＣＯＯＯＨ／ＮＨ₄ＨＣＯ₃を用いる２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン−４−オンの酸化
重炭酸アンモニウム（２３．７２g、０．３mol）を、実施例１に記載したのと同じ方法で使用し、水２０mlだけを用いて、２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン−４−オン−Ｎ−オキシル２０．５２gを赤色液体として得た。材料はDE 19909767に記載されているように製造した真正のサンプルと同じである。

実施例５
ＣＨ₃ＣＯＯＯＨ／ＫＨＣＯ₃を用いる２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン−４−オンの酸化
重炭酸カリウム（３０．０３g、０．３mol）を、実施例１に記載したのと同じ方法で使用し、水１１mlだけおよびトルエンの代わりに酢酸エチル３０mlを用いて、２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン−４−オン−Ｎ−オキシル２０．７７gを赤色液体として得た。材料はDE 19909767に記載されているように製造した真正のサンプルと同じである。

実施例６
ＣＨ₃ＣＯＯＯＨ／ＮａＨＣＯ₃を用いる２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジンの酸化
スターラー、温度計および滴下漏斗を備えた四つ口フラスコに、重炭酸ナトリウム（２５．２０g、０．３mol）、水（２５ml）、酢酸エチル（２５ml）および２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン（９．１７g、０．０５mol、WO 00 46202に記載されているように製造した）を入れた。次に、過酢酸（１９．０１g、０．１mol、４０％酢酸溶液）を、攪拌した混合物に、温度を２０〜３０℃に保ちながら、５０分かけて滴下した。次に、混合物をさらに１０時間攪拌した。赤色有機層を分離し、飽和のＮａＨＣＯ₃および水で洗浄し、Ｎａ₂ＳＯ₄で乾燥し、蒸発させて２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン−Ｎ−オキシル９．６３gを赤色液体として得た。材料はDE 2621841に記載されているように製造した真正のサンプルと同じである。

実施例７
ＣＨ₃ＣＯＯＯＨ／ＮａＨＣＯ₃を用いる２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−４−オンの酸化
スターラー、温度計および滴下漏斗を備えた四つ口フラスコに、重炭酸ナトリウム（１０１．８g、１．２mol）、水（１００ml）、酢酸エチル（１００ml）および２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−４−オン（３１．０５g、０．２mol、Aldrich）を入れた。次に、過酢酸（１９．０１g、０． mol、４０％酢酸溶液）を、攪拌した混合物に、温度を２０〜３０℃に保ちながら、５０分かけて滴下した。次に、混合物をさらに３０分攪拌した。反応素材を分液漏斗に移し、水（５００ml）を加え、赤色有機層を分離した。水性の層を酢酸エチル（２×２００ml）で抽出した。抽出物と有機層を組み合わせ、Ｎａ₂ＳＯ₄で乾燥し、蒸発させた。油状残留物をヘキサン５０mlから結晶させ、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン-４−オン−Ｎ−オキシル２９．６gを赤色固体として得た。材料はAldrichから得た真正のサンプルと同じである。

実施例８
ＣＨ₃ＣＯＯＯＨ／ＮａＨＣＯ₃を用いるオクタデカン酸３，８，１０−トリエチル−７，８，１０−トリメチル−１，５−ジオキサ−９−アザ−スピロ−［５．５］ウンデカ−３−イルメチルエステルの酸化
トルエン４８g中の３，８，１０−トリエチル−７，８，１０−トリメチル−１，５−ジオキサ−９−アザ−スピロ［５．５］ウンデカ−３−イル）−メタノール（US 4,105,626に記載されているように製造した）３１．３５g（０．１mol）の攪拌した溶液に、塩化ステアロイル３０．３g（０．１mol）を、温度を９１〜９６℃に保ちながらゆっくり加えた。添加後、混合物を室温で１２時間攪拌した。スターラーを止め、水１５ml中の水酸化ナトリウム（４．２g、０．１０５mol）の溶液を反応混合物に一度に加え、次にこれを５分間勢いよく攪拌した。次に、固体のＮａＨＣＯ₃２５．２g（０．３mol）を反応混合物に加えた。その後、酢酸中４０％の過酢酸３０．４５g（０．１６mol）を６５分内に滴下した。内部温度を２４〜３３℃に保った。次に、赤色エマルションを２４℃でさらに３．５時間攪拌した。赤色有機層を分液漏斗に移し、脱イオン水２５mlで２回洗浄し、ＭｇＳＯ₄で乾燥し、ロータリーエバポレータで蒸発させて、目的のニトロキシド５９．３５g（９９．７％）を赤色油状物として得た。

元素分析：Ｃ₃₆Ｈ₆₈ＮＯ₅（５９４．９５）、Ｃ：７２．６２／７２．６３％（理論：７２．６８％）、Ｈ：１１．３５／１１．４６％（理論：１１．５２％）、Ｎ：２．２５／２．２２％（理論：２．３５％）．

Claims

式（Ｏ’）

（式中、Ｇ ₅ およびＧ ₆ は、独立に、水素またはＣ ₁ 〜Ｃ ₄ アルキルであり、そして、Ｇ ₁ とＧ ₃ はメチルであり、かつＧ ₂ とＧ ₄ はエチルもしくはプロピルであるか、または、Ｇ ₁ とＧ ₂ はメチルであり、かつＧ ₃ とＧ ₄ はエチルもしくはプロピルである）；

２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン−Ｎ−オキシル、から選択される第二級ニトロキシドラジカルを、その対応する第二級アミンから有機過酸を用いて酸化することにより製造する方法であって、
ａ）反応容器に第二級アミンと１バッチでＮａＨＣＯ_３、ＫＨＣＯ_３またはこれらの混合物よりなる群から選択される塩基とを加える工程であって、第二級アミンは場合により有機溶剤と共に加え、塩基は、固体の形態で水と共にまたは水性のスラリーとして加える工程、
ｂ）反応混合物に過酸を、第二級アミン１mol当り１．０〜２．５molの量で、攪拌しながら投与する工程、
ｃ）有機相を単離する工程
を含む方法。
工程ａ）で場合により用いる有機溶剤が、水と混和しない、請求項１記載の方法。
過酸が、過酢酸である、請求項１記載の方法。
工程ａ）で加える水の量が、有機酸とＮａＨＣＯ_３、ＫＨＣＯ_３またはこれらの混合物との間の中和反応で形成された有機酸塩を溶解するのに十分な量である、請求項１記載の方法。
塩基を、存在する全ての酸１当量当り０．１〜１．５当量塩基の量で加える、請求項１記載の方法。
反応温度が０℃〜４０℃である、請求項１記載の方法。
過酸の投与を１０分〜５時間で行う、請求項１記載の方法。
第二級ニトロキシドラジカルが、
２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン−４−オン−Ｎ−オキシル、
２，６−ジエチル−２，３，６−トリメチル−ピペリジン−Ｎ−オキシル、または、
オクタデカン酸３，８，１０−トリエチル−７，８，１０−トリメチル−１，５−ジオキサ−９−アザ−スピロ−［５．５］ウンデカ−３−イルメチルエステル−Ｎ−オキシル
から選択される、請求項１記載の方法。