JP6146164B2 - テトラリン骨格を有する新規アルデヒド、およびその製造方法。 - Google Patents
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Description
一方、テトラリン誘導体は、抗酸化活性を有することや神経因性疼風の予防又は治療に有効であることが知られている(特許文献3、特許文献4)。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
[1]一般式(1)で表されるテトラリン骨格を有するアルデヒド。
本実施形態において用いるアセナフテンは、沸点279℃(常圧下)、融点90〜94℃の白色の公知物質である。アセナフテンの製造方法は特に限定されず、タール留分、石油留分から分離する方法、ナフタレンとエチレンを赤熱管に通しアセナフチレンに水素添加する方法により得られる。
テトラヒドロアセナフテンのホルミル化反応は、HFおよびBF3触媒の存在下で一酸化炭素により実施する。この製造方法により、収率良くテトラリン骨格を有する芳香族アルデヒドを得ることが可能である。また、触媒として使用したHFおよびBF3は揮発性が高いため、回収し再利用することができる。このことから使用した触媒を廃棄する必要がなく、経済的に非常に優れると同時に環境に対する負荷も軽減される。
また、BF3の使用量は、テトラヒドロアセナフテン1モルに対し1.5モル以上3.5モル以下が好ましく、さらに好ましくは2.0モル以上3.0モル以下の範囲である。BF3が1.5モル未満では、ホルミル化反応が遅くなり、BF3が3.5モルを超えると気相中の一酸化炭素分圧が低くなり、上記一酸化炭素分圧が低すぎる場合と同様に収率低下を招くので好ましくない。
例えば、回分式では、撹拌装置付反応器に、溶媒に溶かしたテトラヒドロアセナフテン、無水HFおよびBF3を仕込み、内容物を撹拌し液温を−50℃以上30℃以下に保った後、一酸化炭素により0.5〜5MPaに昇圧し、その後そのままの圧力、液温を保った状態で、一酸化炭素が吸収されなくなるまで1〜5時間保持した後、反応生成液を抜き出し、テトラリン骨格を有するアルデヒドを得ることが出来る。
(1)ガスクロマトグラフィー分析条件
装置 :島津製作所製GC−17A
カラム:信和化工製キャピラリーカラムHR-1(0.32mmφ×25m)
昇温条件:100℃から320℃まで5℃/分で昇温
装置 :Agilent社製Agilent5975C MSD Inert XL with TAD
装置 :島津製作所製LC−6AD
装置 :Bruker Avance 600II(600MHz−NMR)
モード:Proton、Carbon、COSY、HSQC、H2BC、HMBC
溶媒 :CDCl3(重クロロホルム)
内部標準物質:テトラメチルシラン
磁力誘導式撹拌機と上部に3個の入口ノズル、底部に1個の抜き出しノズルを備え、ジャケットにより内部温度を制御できる内容積5Lのステンレス製オートクレーブに、ニッケル−珪藻土触媒(日揮触媒化成株式会社製N−103B)を20.0g、ヘプタン(和光純薬工業製特級)を500g仕込み、200℃、水素圧2MPa下で3時間の活性化を行った。冷却後アセナフテン(東京化成(株)製)を500g仕込み、150℃、水素圧2MPa、1時間攪拌して還元反応を行った。反応液を濾過して触媒を除き、テトラヒドロアセナフテン濃度49.8%、パーヒドロアセナフテン濃度1.5%、アセナフテン濃度0.1%、ヘプタン濃度47.9%含有反応液を991.9g得た(純度95.5%、収率96.2%(仕込みのアセナフテン基準))。
磁力誘導式撹拌機と上部に3個の入口ノズル、底部に1個の抜き出しノズルを備え、ジャケットにより内部温度を制御できる内容積500mlのステンレス製オートクレーブを用いて実験を行った。
まずオートクレーブ内部を一酸化炭素で置換した後、HF180g(9.0モル)、BF376.3g(1.1モル)を仕込み、液温5℃とした後、一酸化炭素にて2MPaまで加圧した。反応温度を5℃に保持し、かつ反応圧力を2MPaに保ちながら、調製した反応液(テトラヒドロアセナフテン濃度49.8%、パーヒドロアセナフテン濃度1.5%、アセナフテン濃度0.1%、ヘプタン濃度47.9%)148.6g(テトラヒドロアセナフテン:0.45モル)をオートクレーブ上部より1時間かけて供給し、一酸化炭素の吸収が認められなくなるまで約10分間撹拌を継続した。
反応液をオートクレーブ底部より氷水中に抜き出し、油相と水相を分離した後、油相を2%苛性ソーダ水溶液100mlで2回,蒸留水100mlで2回洗浄し、10gの無水硫酸ナトリウムで脱水した。
得られた油層をガスクロマトグラフィーで分析して反応成績を求めたところ、テトラヒドロアセナフテン転化率99.7%、テトラヒドロアセナフテンのホルミル化生成物の合計収率97.1%(テトラヒドロアセナフテン基準)であった。なお、下記で同定される主生成物のヘキサヒドロアセナフチレン−5−カルバルデヒドの収率51.6%(テトラヒドロアセナフテン基準、異性体比51.9%)、副生成物のヘキサヒドロアセナフチレン−3−カルバルデヒドの収率45.5%(テトラヒドロアセナフテン基準、異性体比45.8%)、その他異性体の収率2.3%(テトラヒドロアセナフテン基準、異性体比2.3%)であった。
主生成物について、液体クロマトグラフィーにより、2成分(成分1及び2)を分取した。2成分は、GC−MSで測定した分子量がいずれも186であった。
また、各成分について、前記NMR装置を用いて、1H−NMR測定、13C−NMR測定、COSY−NMR測定、HSQC−NMR測定、H2BC−NMR測定、HMBC−NMR測定を行った。1H−NMR測定及び13C−NMR測定の結果を以下に示し、COSY−NMR測定、HSQC−NMR測定、H2BC−NMR測定及びHMBC−NMR測定の結果を図1〜20に示す。
1H−NMR(600MHz、CDCl3、TMS、ppm)δ:1.18〜1.26(m,1H)、1.55〜1.62(m,1H)、1.75〜1.84(m,1H)、2.06〜2.12(m,1H)、2.17〜2.22(m,1H)、2.40〜2.46(m,1H)、2.66〜2.74(m,1H)、2.88〜2.92(m,2H)、2.98〜3.06(m,1H)、3.32〜3.38(m,1H)、7.06〜7.08(d,1H)、7.54〜7.56(d,1H)、10.90(s,1H)
13C−NMR(600MHz、CDCl3、TMS、ppm)δ:23.40、27.10、28.93、30.86、34.94、41.45、126.04、129.39、130.13、141.11、145.67、146.33、192.40
図3、図4は、成分1についてのHSQC−NMR測定の結果を示す(図4は、図3における1.0〜3.5ppm部分の測定結果の拡大図である)。各炭素原子と結合する水素原子の相関が示され、1−f、3−i、5−a、7−a、10−f、12−i、13−d、15−k、16−d、20−g、21−g、23−n、25−o、27−y、等の相関について把握することができる。
図5、図6は、成分1についてのH2BC−NMR測定の結果を示す(図6は、図5における1.0〜3.6ppm部分の拡大図である)。C−Hの2結合のみの相関が示され等の相関が示され、1−a、1−k、3−g、3−k、5−d、5−f、7−d、7−f、12−k、13−a、15−f、15−i、16−a、20−i、21−i、23−o、25−n、等の相関について把握することができる。
図7、図8、図9、図10は、成分1についてのHMBC−NMR測定の結果を示す(図8は、図7における1.0〜3.5ppm、21〜45ppm部分の測定結果の拡大図、図9は、図7における2.0〜3.5ppm、123〜150ppm部分の測定結果の拡大図、図10は、図7における6.9〜10.3ppm部分の測定結果の拡大図である)。各炭素原子と2結合離れた水素原子について把握され、23−d、1−k、3−f、3−g、3−k、7−f、10−a、12−g、12−k、13−a、15−a、15−f、16−a、16−f、20−i、21−i、21−k、10−w、12−u、12−w、13−n、13−t、13−w、15−t、15−w、16−n、16−t、16−w、20−u、21−u、21−w、23−p、23−w、25−t、25−u、25−y、27−p、27−u、27−y、等の相関について把握することができる。
これらの測定結果から総合的に判断して、成分1はヘキサヒドロアセナフチレン−3−カルバルデヒドであると同定された。
1H−NMR(600MHz、CDCl3、TMS、ppm)δ:1.18〜1.26(m,1H)、1.54〜1.62(m,1H)、1.74〜1.80(m,1H)、2.12〜2.18(m,2H)、2.34〜2.40(m,1H)、2.78〜2.84(m,1H)、2.86〜2.96(m,3H)、3.36〜3.44(m,1H)、7.20〜7.23(d,1H)、7.58〜7.61(d,1H)、10.15(s,1H)
13C−NMR(600MHz、CDCl3、TMS、ppm)δ:23.39、25.28、28.38、32.22、34.94、42.21、121.69、131.72、132.83、136.54、146.09、150.47、192.96
図13、図14は、成分2についてのHSQC−NMR測定の結果を示す(図14は、図13における1.0〜3.6ppm部分の測定結果の拡大図である)。各炭素原子と結合する水素原子の相関が示され、2−e、4−j、6−b、8−e、9−b、11−j、14−h、17−h、18−l、19−c、22−c、24−m、26−r、28−z、等の相関について把握することができる。
図15、図16は、成分2についてのH2BC−NMR測定の結果を示す(図16は、図15における1.0〜3.6ppm部分の拡大図である)。C−Hの2結合のみの相関が示され等の相関が示され、2−b、2−l、4−h、4−l、6−c、6−e、9−c、11−l、14−j、17−j、18−e、18−j、19−b、22−b、24−r、26−m、等の相関について把握することができる。
図17、図18、図19、図20は、成分2についてのHMBC−NMR測定の結果を示す(図18は、図17における1.0〜3.6ppm、20〜46ppm部分の測定結果の拡大図、図19は、図17における2.0〜3.6ppm、118〜155ppm部分の測定結果の拡大図、図20は、図17における7.0〜10.5ppm部分の測定結果の拡大図である)。各炭素原子と2結合離れた水素原子について把握され、2−b、2−l、4−e、4−h、4−l、8−c、8−l、8−v、9−c、9−s、9−l、11−h、11−l、11−v、11−x、14−j、14−l、14−m、14−v、14−x、17−j、17−v、17−x、18−b、18−j、18−s、18−v、18−x、19−b、19−s、19−v、22−b、22−e、22−s、22−v、24−h、24−q、24−v、26−s、26−x、26−z、28−q、28−s、28−z、等の相関について把握することができる。
これらの測定結果から総合的に判断して、成分2はヘキサヒドロアセナフチレン−5−カルバルデヒドであると同定された。
Claims (3)
- 一般式(1)で表されるテトラリン骨格を有するアルデヒド。
- フッ化水素および三フッ化ホウ素の存在下、式(2)で表わされるテトラヒドロアセナフテンを一酸化炭素と反応させることを特徴とする、式(1)で表されるテトラリン骨格を有するアルデヒドの製造方法。
- 式(2)で表わされるテトラヒドロアセナフテンを、式(3)で表わされるアセナフテンと水素を水素添加触媒の存在下で反応させて得ることを特徴とする、請求項2に記載のテトラリン骨格を有するアルデヒドの製造方法。
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