JPH03173861A - ニトロン化合物およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、不対電子を持つ物質、具体的には有機あるい
は無機ラジカル、活性酸素等のトラップ剤、いわゆるス
ピントラップ剤として有用なニトロン化合物およびその
製造法に関スル。

〈従来の技術〉 スピントラッピング法とは、反応系中に存在する短命ラ
ジカル種を中性分子の不飽和結合に付加させて安定ラジ
カル種を生成させ、それを電子スピン共鳴（ＥＳＲ）装
置を用いて観測し、そのスペクトルからトラップされた
短命ラジカル種の構造を決定する手法である。

現在、この手法に用いられているスピントラップ剤とし
ては、ニトロソ化合物とニトロン化合物があるが、特に
酸素ラジカルあるいは活性酸素の検出においては、スピ
ントラップ剤との付加体の安定性の点からニトロン化合
物が好ましく用いられている。このようなニトロン化合
物において、現在、主に用いられている化合物としては
、５．５−ジメチル−１−ビロリン−Ｎ−オキシド、フ
ェニル−も−ブチルニトロンおよびα−（４−ピリジル
−１−オキシド）−Ｎ−ｔ−ブチルニトロン等があげら
れる。

また、Ｃａｎ、Ｊ、Ｃｈｅｍ、、６０．１５３２（１９
８２）には、メチル−Ｎ−（２，３，５，６−テトラメ
チル）フェニルニトロンがスピントラップ剤として有用
であることが記載されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 スピントラップ剤に求められる条件としては、反応系中
に存在する短命ラジカル種の捕捉速度が速いこと、短命
ラジカル種を捕捉した生成物が安定であること、電子ス
ピン共鳴（ＥＳＲ）により得られるスペクトルが単純で
あること等があるが、通常、単一のスピントラップ剤で
上記の条件を一度に満足させることはできず、数種のス
ピントラップ剤を用いて短命ラジカル種の構造決定を行
っている。しかしながら、現在、用いられているスピン
トラップ剤だけでは不十分な結果しか得られないことも
多くあり、新規なスピントラップ剤の開発が求められて
いた。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者らは、スピントラップ剤として有用な新規な化
合物の開発につき鋭意検討の結果、本発明に至った。

すなわち、本発明は、一般式（１） 〔式中、Ｒは炭素数２〜２０のアルキル基を示す、〕 で示されるニトロン化合物およびその製造法に関する。

上記一般式（１）で示されるニトロン化合物は一般式（
ＩＩ） （式中、Ｒは前記と同じ意味を示す、）で示されるニト
ロソ化合物とジアゾエタンを反応させることにより製造
することができる。

この反応は、通常、溶媒中で行われる。かかるＩ容媒と
しては、エーテル、テトラヒドロフランまたはジオキサ
ン等のエーテル類、ペンタン、ヘキサンまたはへブタン
等の脂肪族炭化水素類、ベンゼンまたはトルエン等の芳
香族炭化水素類等の反応に不活性な溶媒の単一または混
合物が例示される。

反応に用いられるジアゾエタンは、Ｎ−エチル−Ｎ−ニ
トロソエチルウレタン、Ｎ、Ｎ“−ジエチル−Ｎ、Ｎ’
−ジニトロソオキサミド、１−エチル−１−ニトロソ−
３−ニトログアニジンまたは２−（Ｎ−エチル−Ｎ−ニ
トロソ）アミノ−２−メチルプロピルメチルケトン等の
ジアゾエタン発生試薬をエーテル等の溶媒中で、水酸化
カリウムまたは水酸化ナトリウム等の塩基性物質を用い
て分解することにより得ることができる。反応において
は、上記のようにして得られたジアゾエタン溶液をその
まま用いてもよいし、ジアゾエタン溶液を溶媒と共に蒸
留して、精製ジアゾエタン溶液を得、これを用いてもよ
い。

ジアゾエタンの使用量はニトロソ化合物（ｎ）に対して
１当量以上必要であり、上限は特に制限されないが、通
常、３当量である。

反応温度は通常、−５０〜８０℃、より好ましくは一２
０〜５０℃の範囲である。

反応時間は特に制限されないが、通常、３０分〜３時間
の範囲である。

反応終了後は、酢酸水溶液を加えることにより過剰のジ
アゾエタンを分解し、その後、通常の後処理、例えば、
水洗、濃縮により、粗生成物を得、さらにカラムクロマ
トグラフィーまたは再結晶等の操作により精製し、目的
とするニトロン化合物（１）を得ることができる。

原料であるニトロソ化合物（ＩＩ）は、例えば、下記の
反応式に示した様な方法により製造することができる。

（上記の反応式中、Ｒは炭素数２〜２ｏのアルキル基を
示し、ＸおよびＹはそれぞれヨウ素原子、臭素原子また
は塩素原子を示す。） 以下、各工程を詳細に説明する。

まず、第一工程はグリニヤールカップリング反応であり
、ハロゲン化テトラメチルベンゼン（■）とマグネシウ
ムとの反応により得られるグリニヤール試薬とハロゲン
化アルキルとを触媒の存在下、反応させることによりア
ルキルベンゼン類（■）を得る工程である。

この反応は、通常、溶媒中で行われ、かかる溶媒として
は、エーテルまたはテトラヒドロフラン等のエーテル類
の単一または混合物が例示される一段目のハロゲン化テ
トラメチルベンゼン（■）とマグネシウムからのグリニ
ヤール試薬の調整は一般的なグリニヤール試薬の調整法
が適用される。

二段目のグリニヤール試薬とハロゲン化アルキル（Ｒ−
Ｙ）との反応では触媒が必要であり、かかる触媒として
は、テトラクロロｍ（Ｉｆ）ジリチウム等の銅触媒、塩
化鉄（ＩＩＩ）等の鉄触媒、硝酸銀と臭化エチルマグネ
シウムより調整される可溶化銀等の銀触媒が例示される
。かかる触媒の使用量としてはハロゲン化テトラメチル
ベンゼン（■）に対して０．１〜２０モル％、より好ま
しくは０．２〜ｌＯモル％の範囲である。

また、ハロゲン化アルキル（Ｒ−Ｙ）の使用量は、ハロ
ゲン化テトラメチルベンゼン（ＩＩＩ）に対して１当量
以上必要であり、上限は特に制限されないが通常は２当
量である。

反応温度は一８０〜８０℃、より好ましくは一５０〜５
０℃の範囲である。

反応時間は特に制限されない。

反応終了後、通常の後処理、例えば水洗、抽出濃縮およ
び再結晶等の操作を加えることにより、目的とするアル
キルベンゼンＩ　（ＩＶ）を収率良く得ることができる
。

第二工程は、アルキルベンゼン□（■）と酢酸水銀とを
反応させアリール水銀化合物（Ｖ）を得る工程であるが
、この反応は５．　　Ｊ、Ａｍ、Ｃｈｅｍ、Ｓｏｃ。

５７．２３７０　（１９３５）に記載の方法に準拠して
行うことができる。

反応は、通常、アルコール性溶媒中で行われる、かかる
溶媒としては具体的にはメタノールまたはエタノール等
が例示される。

酢酸水銀の使用量は、通常、アルキルベンゼンＩｔ　（
ＩＶ）に対してｌ−１，５当量の範囲であり、この酢酸
水銀の加水分解を防ぐために適当量の酢酸を加えて、反
応を行うことが有効である。

反応温度は、通常、溶媒が還流する温度である、反応時
間は特に制限されず、原料のアルキルベンゼン［（■）
の消失をもって決定されるが、通常、３〜７日間を必要
とする。

反応終了後、反応混合物を室温まで冷却し、析出した結
晶を濾過、洗浄することにより、収率良くアリール水銀
化合物（Ｖ）を得ることができる、このものは、さらに
再結晶等の操作により精製することも可能である。

第３工程は、上で得た了り−ル水銀化合物（Ｖ）を塩酸
の存在下、塩化ニトロシルと反応させてニトロソ化合物
ＮＩ）を得る工程であるが、この反応は、Ｊ、Ａｍ、Ｃ
ｈｅ園、Ｓｏｃ、、　５７．２４６０　（１９３５）に
記載の方法に準拠して行うことができる。

反応は通常、溶媒中で行われ、かかる溶媒としては、ク
ロロホルム、ジクロルメタン等のハロゲン化炭化水素、
ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素、メタノール、
エタノール等のアルコール類、酢酸等の有機酸類の単一
もしくは混合物が例示される。

塩化ニトロシルの使用量は原料のアリール水銀化合物（
Ｖ）に対して、通常１〜２当量の範囲である。また、塩
化ニトロシルに変えて、亜硝酸エチル等の亜硝酸エステ
ル類を使用し、亜硝酸エステル類と塩酸の反応により系
中で塩化ニトロシルを生成させ、反応を行うこともでき
る。

反応温度は、通常−５０〜５０℃、より好ましくは一２
０〜３０°Ｃの範囲である。

反応時間は特に制限されないが、通常、１５〜１２０分
の範囲である。

反応終了後、水洗により水銀塩を溶解除去し、さらに析
出している結晶を濾過、水洗することにより、目的とす
るニトロソ化合物（Ｕ）を収率良く得ることができる。

このものは、必要に応じて再結晶等の操作により、さら
に精製することもできる。

〈発明の効果〉 本発明によればスピントラップ剤として有用な新規なニ
トロソ化合物（１）を収率良く得ることができる。

〈実施例〉 以下、実施例により本発明を説明する。

製造例　Ｍ−１ 温度計、滴下ロートおよび撹拌装置を装置した四つロフ
ラスコにマグネシウム片２．４３　ｇ　（０，１モル）
および無水テトラヒドロフラン４０−を仕込み、これに
１−ブロモ−２，３，５，６−チトラメチルベンゼン２
．１３ｇ　（１０１リモル）の無水テトラヒドロフラン
５ｄ溶液およびヨウ素１０■を加えて、６０°Ｃまで加
熱したところ還流が始まった、この混合物におだやかに
還流が続くように１−ブロモ−２，３，５，６−チトラ
メチルベンゼン１９．２ｇ（９０ミリモル）の無水テト
ラヒドロフラン４５−溶液を滴下した。

滴下終了後、還流下、１時間撹拌した後、０〜５℃まで
冷却した。

この溶液に、■−ブロモオクタデカン３５．０ｇ　（１
０５ミリモル）を無水テトラヒドロフラン１００−に溶
解した溶液を加え、さらに０．１Ｍテトラクロロｍ　（
ｎ）ジリチウム−テトラヒドロフラン溶液２（ｌｄを加
え、０〜５°Ｃで５時間撹拌し、さらに室温まで昇温し
て１０時間撹拌した。

反応終了後、反応混合物を０〜５℃に冷却し、ＩＮ塩酸
水１００ｄを加え３０分間撹拌し、その後、トルエン３
００−を加えて抽出した。得られた有機層を、水、５％
重曹水、飽和食塩水の順に洗浄し、さらに無水硫酸マグ
ネシウムで乾燥の後、減圧ｉ４縮した。得られた残渣を
酢酸エチルから再結晶して１−オクタデシル−２３，５
，６テトラメチルベンゼン（ＩＶ−１）　２５．９ｇ　
（収率６７％）を無色針状結晶として得た。融点７ロー
７７°Ｃ０ 上で得た（Ｉｔ／　−１）　１９．３ｇ　（５０ミリモ
ル）、エタノール２００ｄおよび氷酢酸３．０ｇを四つ
ロフラスコに仕込み、５日間、加熱還流した。

反応終了後、反応混合物を室温まで冷却し、析出した結
晶を濾別し、エタノール５０１！で洗浄した。得られた
結晶をクロロホルムから再結晶し、酢酸（４−オクタデ
シル−２，３，５，６−チトラメチルフエニル）水銀（
ｖ　−１）　３１．６ｇ　（収率９８％）を得た。融点
１２８〜１３０℃。

上で得た（Ｖ　−１）　１９．４ｇ　（４０ミリモル）
、クロロホルム２００Ｉｄおよび１５％亜硝酸エチル−
エタノール溶液３０．３　ｇを四つロフラスコに仕込み
、０〜５℃に冷却した。この混合物に濃塩酸２０ｍと氷
酢酸３０ｒｄの混液を加え、同温で１時間撹拌した。

反応終了後、水２００ｍを加え３０分間撹拌した後、生
じた沈澱を濾別、水洗した。得られた沈澱をクロロホル
ムより再結晶して、ｌ−ニトロソ−４−オクタデシル−
２，３，５，６−チトラメチルベンゼン（［［−１）　
　７．０ｇ　（収率４２％）を得た。融点１２７〜１２
８℃（分解）。

製造例　Ｍ−２およびＭ−３ 製造例Ｍ−１で原料として用いたｌ−ブロモオクタデカ
ンに代えて表−１に記載のハロゲン化アルキルを用いる
以外は製造例Ｍ−１と同様にして反応および後処理を行
いニトロソ化合物（ｒｌ）を得た。結果を表−１に示す
。

表 １ 製造例１ ４０％水酸化カリウム水溶液１０ｄおよびエーテル１０
０ｄを三角フラスコに仕込み、撹拌子により撹拌しなが
ら０〜５°Ｃに冷却した。これに１エチル−１−ニトロ
ソ−３−ニトログアニジン３．２ｇ（２０ミリモル）を
少量ずつ加え、加え終わった後、生じた沈澱を濾別した
。得られた濾液を分液ロートに移し、水洗した後、粒状
水酸化カリウムで乾燥し、ジアゾエタン−エーテル溶液
を得た。

次に製造例Ｍ−１で得た（ＩＩ−１）　　４．２ｇ　（
１０ミリモル）およびトルエン１００ＩＩｄｌを四つロ
フラスコに仕込み、０〜５°Ｃに冷却した。この混合物
に上で得たジアゾエタン−エーテル溶液を加え、０〜５
°Ｃで１時間、次いで室温まで昇温しで１時間撹拌した
。

反応終了後、反応混合物に２０％酢酸水を窒素の発生が
停止するまで加えて、過剰のジアゾエタンを分解した後
、分液した。得られた有機層を水、５％重曹水、飽和食
塩水の順に洗浄し、さらに無水硫酸マグネシウムで乾燥
した後、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラ
ムクロマトグラフィー（溶出液：酢酸エチル）に供し、
メチル−Ｎ−（４−オクタデシル−２，３，５，６−テ
トラメチル）フェニルニトロン（１−１）　　１．９ｇ
（収率４３％）を得た。融点９５〜９６℃。

製造例２および３ 製造例１で原料として用いた（ＩＩ−１）に変えて製造
例Ｍ−２またはＭ−３で製造した（Ｉ［−２）または（
ＩＩ−３）を原料とする以外は製造例１と同様にして反
応および後処理を行いニトロン化合物（１）を得た。結
果を表−２に示す。

表−２

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒは炭素数２〜２０のアルキル基を示す。〕 で示されるニトロン化合物。
2. （２）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒは炭素数２〜２０のアルキル基を示す。〕 で示されるニトロソ化合物。
3. （３）請求項２に記載のニトロソ化合物をジアゾエタン
   と反応させることを特徴とする請求項１に記載のニトロ
   ソ化合物の製造法。