JP5466349B2 - 超原子価ヨウ素化合物の製造方法 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る製造方法では、超原子価ヨウ素化合物を製造する出発物質のひとつとして、芳香族化合物を用いる。これは、芳香族化合物が、非局在化したパイ電子を有することによりその反応性が高いことと、ヨウ素と芳香環の結合が強いこととにより、安定な化合物を形成し得るためである。
ヨウ素またはヨウ素の金属塩としては、ヨウ素分子(I2)、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化アンモニウム、ヨウ化マグネシウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化バリウムおよびヨウ化リチウムからなる群より選択される少なくとも1種を選択することができる。特に、ヨウ素分子(I2)、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化アンモニウムを用いることが好ましい。ヨウ素またはヨウ素の金属塩は、芳香族化合物に対して0.5〜2.0当量、より好ましくは、0.6〜1.4当量となるように添加する。上記範囲のヨウ素またはヨウ素の金属塩を添加することにより、良好に超原子価ヨウ素化合物を製造することができる。
超原子価のヨウ素に結合し得る基を含む化合物は、芳香族化合物の核に結合されたヨウ素の過剰の電子と電子対を形成することができる基を含む化合物である。このような基が取り込まれることで、超原子価ヨウ素化合物が安定に存在することができる。このような化合物としては、酸、酸素、ハロゲン(フッ素、塩素、臭素)、アミド、イミド、アジドなどを例示することができるが、これらに限定されない。
本実施形態の製造方法は、酸化剤の存在下で反応が行われるが、酸化剤としては、ヨウ素を3価の超原子価状態に酸化できるものであればよい。例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウムを用いることができる。中でも、過硫酸カリウムを用いることが好ましい。過硫酸カリウムを用いることで、目的の超原子価ヨウ素化合物を収率良く製造することができる。これらの酸化剤は組み合わせて用いることができる。また、酸化剤は、反応系中に含まれるヨウ素を超原子価状態にするのに足る量を用いる。具体的には、ヨウ素原子1モルに対して少なくとも3当量または5当量酸化することができる量が必要である。例えば、ヨウ素分子に対して酸化剤として過硫酸カリウムを用いる場合には、ヨウ素分子の3〜6倍モルの過硫酸カリウムを使用することが好ましい。また、酸化剤の酸化力をより効率よく発揮させるために、硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸などの強酸が反応系に含まれることが好ましい。
本発明に係る製造方法では、まず、上記の芳香族化合物、ヨウ素またはヨウ素の金属塩および酸および溶媒を混合し攪拌する。攪拌は、温度が0〜60℃の条件下で、混合物が均一に混ざりあうまで行うことが好ましい。ついで、酸化剤を滴下しつつ引き続き攪拌を行う。攪拌は反応が完結するまで続けて行う。反応の完結は、たとえば、TLCによる追跡を持って確認する。このとき、目的の化合物は反応液中に溶解している。反応の完結を確認した後、目的の化合物を沈殿させる。この沈殿は、水などの目的の化合物が不溶である溶媒を反応液に加えることにより行われる。これにより、目的の化合物が沈殿する。その後、沈殿物を濾別し、得られた沈殿物を再結晶することで生成物を得る。以上により、超原子価ヨウ素化合物を製造することができる。
ヨウ素(I2)0.5mmolをベンゼン1.18mmol、酢酸5ml、1,2―ジクロロエタン2ml、硫酸4mlの混合溶液に溶解し、40℃で15分攪拌した。ついで、過硫酸カリウム5mmolを10分間にわたって添加した。TLCで反応を追跡し、反応が完結するまで、40℃で攪拌した。反応終了後、水10mlを反応液に加え、生成物を濾別し、塩化メチレン10mlで結晶を洗浄し、粗生成物を得た。粗生成物を塩化メチレンで抽出し、水洗後、ボウショウで乾燥し、溶剤を留去した。その後、酢酸により再結晶を行い、ジアセトキシヨードベンゼンを得た。その収率を表2に示す。生成物は、無色結晶であり、その融点は162−163℃であった。この温度は、Letter, J.E.;Story, L. J. J. Am. Chem. Soc, 1967,89, 2333-2338に記載されている融点(161.1−162.2℃)とほぼ同一である。また、1H−NMRおよび13C−NMRにより、この化合物を同定した。結果は以下のとおりである。1H−NMR(300MHz、CDCl3、ppm)1.91(s,6H,MeCO2)、7.37−7.43(m,2H,ArH)、7.48−7.54(m,1H,ArH)、7.97−8.02(m,2H,ArH)13C−NMR(75MHz,CDCl3、ppm)176.4、134.9、131.7、131.0、121.5、20.4。
実施例2〜4は、反応に使用した化合物の量および反応時間を表1に示したとおりに変更した以外は、実施例1と同様にしてジアセトキシヨードベンゼンを得た。実施例2〜4に係る生成物の収率は表2に示す。なお、表1には、実施例1の反応条件を併せて示す。
芳香族化合物として、トルエンを用い、反応時間を12hとした以外は実施例1と同様にして目的の生成物を得た。表2に生成物の化学式および収率を示す。
実施例6〜8では、芳香族化合物として、ベンゼンの代わりに表2に示す各化合物を用いた。芳香族化合物を変更した以外は、実施例1と同様にして目的の生成物を得た。表2に生成物の化学式および収率を示す。
Claims (4)
- 核にヨウ素が結合されていない芳香族化合物と、ヨウ素分子またはヨウ素の金属塩と、酢酸、トリフルオロ酢酸、プロピオン酸、3,3,3−トリフルオロプロピオン酸、パーフルオロプロピオン酸およびパーフルオロ酪酸からなる群より選択される少なくとも1種の化合物とを、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムおよび過硫酸ナトリウムからなる群より選択される少なくとも1種の酸化剤の存在下にて溶媒中で反応させ、
前記酸化剤は、ヨウ素原子1モルを3当量または5当量酸化し、
前記溶媒は、1,2−ジクロロエタン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,1,1−トリクロロエタンおよび1,1,2−トリクロロエタンからなる群より選択される少なくともいずれか1つの有機溶媒であることを特徴とする超原子価ヨウ素化合物の製造方法。 - 前記芳香族化合物は、ベンゼン;炭素数1から6のアルキル基、炭素数1から6のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、水酸基、フッ素、塩素および臭素からなる群より選択される基を1から3個有するベンゼン;ナフタレン;炭素数1から6のアルキル基、炭素数1から6のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、水酸基、フッ素、塩素および臭素からなる群より選択される基を1から5個有するナフタレン;アントラセン;炭素数1から6のアルキル基、炭素数1から6のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、水酸基、フッ素、塩素および臭素からなる群より選択される基を1から7個有するアントラセン;インデン;炭素数1から6のアルキル基、炭素数1から6のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、水酸基、フッ素、塩素および臭素からなる群より選択される基を1から3個有するインデン;ならびにポリスチレンからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 前記金属塩は、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化アンモニウム、ヨウ化マグネシウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化バリウムおよびヨウ化リチウムからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記酸化剤が過硫酸カリウムであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。
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