JPH06192163A - 置換インダノンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】式IVまたはIVａのインダノンは、化合物Ｉを式
IIの化合物あるいは式IIIの化合物とフッ化水素中で反
応させ、かつ三フッ化ホウ素と反応させることによって
一段階の反応で得られる。 【効果】一工程によってほぼ理論量の収量で異なる置換
基を有する１−インダノンを得ることができ、従来の方
法と比べて空時収量をかなり改善することが可能であ
る。また、反応条件をわずかに変えることによって、生
成物の選択性を最善の状態にすることができる。 （Ｒ^１〜Ｒ^７は望ましくは水素またはアルキル、または
隣接する基Ｒ^１〜Ｒ^４は環を形成する。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は置換１−インダノンの製
造の技術的に簡単な方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】このタイプの化合物は、１−インダノンが
対応するインデンに容易に置換できるところから、メタ
ロセン複合体（ｍｅｔａｌｌｏｃｅｎｅ ｃｏｍｐｌｅ
ｘ）の製造の重要な中間体である。インデンはメタロセ
ン複合体の合成のためのリガンド系として用いられる
（ＥＰ−Ａ３３６ １２８）。さらに、置換１−インダ
ノンは香料（ＥＰ−Ａ１６２ ４６５）として、ならび
に薬品または生物学的活性物質の製造上よく用いられる
中間体として（ＥＰ−Ａ４２１ ７５９；Ｊ．Ｍｅｄ．
Ｃｈｅｍ．２５（１９９０）７６５）工業的に価値が高
い。置換１−インダノンの製造については文献上数多く
の方法がある。

【０００３】６員環上に置換基をもつ１−インダノン
は、対応する置換芳香化合物を出発物質として、５員環
を２段階から６段階の合成を経て合体させることによっ
て製造することができる（Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，５
５（１９９０）２４７；Ｂｕｌｌ．Ｓｏｃ．Ｃｈｉｍ．
Ｆｒ．６（１９６９）１９８１）。５員環上または両環
上に置換基をもつ１−インダノンの製法についても同様
に知られている（Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４６（１９８
１）３７５８；Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２３（１９５
８）１４４１）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの方法は一般に
反応段階が多く、全工程を通しての目的とする産物の収
率がごくわずかであるという欠点をもつ。一般に合成の
多くは実施できず、できるのは特定の誘導体に限られて
いる。他の合成については、出発物質は容易に入手可能
ではないか、またはきわめて高価である。同様にある種
の芳香環上の置換はこれらの方法によっては実現不可能
である。数少ない一ステップの合成は、特定の誘導体に
限定されており、収率が低く、技術的に複雑な生成物の
精製操作を必要とするという欠点をもつ。これらの反応
の多くは、たとえば過剰に用いられるＡｌＣｌ₃のよう
な、フリーデル−クラフツ触媒の助けを借りて行なわれ
る。これらの反応は技術的に複雑な反応工程を必要と
し、大量の塩の産生を伴っている。

【０００５】キシレン、アセナフセンなどの芳香族化合
物を大過剰に液体フッ化水素中で、メタクリル酸、クロ
トン酸またはケイ皮酸の水溶液と反応させて置換インダ
ノンを製造する方法も知られている（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅ
ｍ．Ｓｏｃ．６１（１９３９）１２７２；Ｊ．Ａｍ．Ｃ
ｈｅｍ．Ｓｏｃ．７２（１９５０）３２８７）。歩留ま
りは６２％から８１％の間である。この方法は、存在し
ている、あるいは生成する水がフリーデル−クラフツ触
媒の活性をはなはだしく低下させるという欠点をもつ。
これは収率の低下および腐蝕という問題をもたらす。Ｅ
Ｐ９３ １０６６４９．２は、比較的安価な出発物質を
用いて一段階で置換１−インダノンの製造を可能とする
方法について述べている。ある特定の物質から出発した
場合、この方法は二つまたはそれ以上の異性体を生成
し、これら異性体のうちの一つを選択的に調製すること
は実際上不可能である。高度に奪活化された芳香族化合
物の場合には、この方法はさらにきわめて時間がかかる
かまたは不適切である。したがって本発明の目的は、当
業界に知られている欠点を克服するような、上に述べた
インダノンの製造工程を見出すことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】驚くべきことに、下記の
式Ｉをもつ芳香族化合物は、液体フッ化水素中で式IIを
もつ市販のカルボン酸無水物または式IIIをもつカルボ
ン酸フッ化物（ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄ ｆｌ
ｕｏｒｉｄｅ）と液体フッ化水素中で反応し、かつ三フ
ッ化ホウ素と速かに、ほとんど定量的に、比較的穏やか
な反応条件下でさえも反応し、式IV／IVａをもつインダ
ノンを生成することが見出された。さらに、従来の技術
では複雑な方法によってのみ製造可能であったある種の
インダノンを一段階で製造することができる。したがっ
て本発明は、式IVまたはその異性体である式IVａをもつ
化合物

【化５】 （ここでＲ¹，Ｒ²，Ｒ³，Ｒ⁴，Ｒ⁵，Ｒ⁶およびＲ⁷は同
一または異なり、水素、（Ｃ₁−Ｃ₂₀）アルキル、（Ｃ₆
−Ｃ₁₄）アリール、（Ｃ₁−Ｃ₁₀）アルコキシ、（Ｃ₂−
Ｃ₁₀）アルケニル、（Ｃ₇−Ｃ₂₀）アリールアルキル、
（Ｃ₇−Ｃ₂₀）アルキルアリール、（Ｃ₆−Ｃ₁₀）アリー
ルオキシ、（Ｃ₁−Ｃ₁₀）フルオロアルキル、（Ｃ₆−Ｃ
₁₀）ハロアリール、（Ｃ₂−Ｃ₁₀）アルキニル、−Ｓｉ
Ｒ⁸ ₃基（式中、Ｒ⁸は（Ｃ₁−Ｃ₁₀）アルキルである）、
または、Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³，Ｒ⁴，Ｒ⁵，Ｒ⁶およびＲ⁷は、
ハロゲン原子、１個もしくはそれ以上の異種原子を含む
ことのできる５員もしくは６員の環原子を有する複素芳
香族基、または隣接する基Ｒ¹−Ｒ⁴がこれらを結合する
原子とともに、置換もしくは非置換の１個もしくはそれ
以上の環を形成する）の製造方法であって、式Ｉの化合
物

【化６】 を式IIの化合物

【化７】 または式IIIの化合物

【化８】 （上記各式中、Ｒ¹−Ｒ⁷は上で定義した通りである）を
無水の液体フッ化水素中で反応させ、かつ三フッ化ホウ
素と反応させることを特徴とする、上記化合物の製造方
法に関する。

【０００７】これらの化学式において、アルキルは直鎖
または分枝アルキルである。ハロゲンとしてフッ素、塩
素、臭素、ヨウ素があげられるがとくにフッ素または塩
素が好ましい。複素芳香族基の例としてはチエニル、フ
リルおよびピリジルがある。

【０００８】式IVおよびIVａにおいて、Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³
およびＲ⁴は同一または異なり、水素、（Ｃ₁−Ｃ₁₀）ア
ルキル、（Ｃ₁−Ｃ₄）アルコキシ、（Ｃ₂−Ｃ₆）アルケ
ニル、（Ｃ₆−Ｃ₁₄）アリール、（Ｃ₁−Ｃ₆）フルオロ
アルキル、（Ｃ₆−Ｃ₁₄）アリールオキシまたはハロゲ
ン原子、またはＲ¹およびＲ²，Ｒ²およびＲ³あるいはＲ
³およびＲ⁴がこれらを連結する原子とともに、５員環ま
たは６員環を形成し、Ｒ⁵，Ｒ⁶およびＲ⁷は同一または
異なり、水素、（Ｃ₁−Ｃ₁₀）アルキル、または（Ｃ₆−
Ｃ₁₀）アリールであることが望ましい。

【０００９】隣接する基Ｒ¹−Ｒ⁴によって形成される環
はＲ¹−Ｒ⁷に関して定義された置換基、またはそれらに
ついて言及された好ましい置換基によって置換すること
ができる。

【００１０】とくに望まれるのは、Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³およ
びＲ⁴は同一または異なり、水素、（Ｃ₁−Ｃ₁₀）アルキ
ル、（Ｃ₆−Ｃ₁₄）アリール、（Ｃ₁−Ｃ₄）アルコキ
シ、またはハロゲン原子、またはＲ¹およびＲ²，Ｒ²お
よびＲ³，あるいはＲ³およびＲ⁴の基同士がこれらを連
結する原子とともに５員または６員、望ましくは６員
の、飽和または不飽和の炭素環を形成し、Ｒ⁵，Ｒ⁶およ
びＲ⁷は同一または異なり、水素、メチルまたはフェニ
ルであることである。

【００１１】隣接する置換基Ｒ¹−Ｒ⁴によって形成され
る、飽和または不飽和の５員または６員の（炭素環式）
環は、置換基、好ましくは（Ｃ₁−Ｃ₁₀）アルキル、を
さらに有してもよい。

【００１２】式IVおよびIVａをもつ化合物として上げる
ことのできる例としては：６，７−ベンゾ−２−メチル
インダン−１−オン，４，５−ベンゾ−２−メチルイン
ダン−１−オン，５，７−ジイソプロピル−２−メチル
インダン−１−オン，４，６−ジイソプロピル−２−メ
チルインダン−１−オン，２，５−ジメチルインダン−
１−オン，２，６−ジメチルインダン−１−オン，５−
イソブチル−２−メチルインダン−１−オン，２，５，
７−トリメチル−１−インダノン，２，４，６−トリメ
チル−１−インダノン，２−メチルインダン−１−オ
ン，２，４，５，６−テトラメチルインダン−１−オ
ン，５−フェニル−２−メチルインダン−１−オン，８
−メチル−４，５，７，８−テトラヒドロシクロペンタ
［ｅ］アセナフチレン−９−オン，２−メチル−３，９
−ジヒドロ−２Ｈ−シクロペンタ［ｂ］フルオレン−１
−オン，２−メチル−２，１０−ジヒドロ−１Ｈ−シク
ロペンタ［ａ］フルオレン−３−オン，１６−メチル−
６，７，１５，１６−テトラヒドロシクロペンタ［ａ］
フェナンスレン−１７−オン，９−メチル−５，６，
９，１０−テトラヒドロシクロペンタ［ｂ］フェナンス
レン−８−オン，５−メトキシ−２−メチルインダン−
１−オンおよび５，６−ジメトキシ−２−メチルインダ
ン−２−オンである。

【００１３】芳香環上の置換基のパターンによって、イ
ンダノンは式IVおよびIVａで示される二つの構造異性体
の形で生成することがある。意図する適用に応じて、こ
れらはさらに純化した形で、または混合物の形でさらに
反応させることができる。メタロセン複合体の製造にお
いて、そして１−インダノンが香料として用いられる場
合には、この異性体混合物を用いることができる。イン
ダノンIV／IVａは式Ｉをもつ芳香族化合物を式IIの無水
物と反応させて製造するのが望ましい。式Ｉをもつ出発
化合物は市販品を用いるか、または文献的に知られてい
る方法によって製造することができる。

【００１４】式IIIのカルボン酸フッ化物は既知のカル
ボン酸塩化合物またはカルボン酸無水物（式II）を文献
的に知られている方法に従いフッ化水素と反応させて調
製することができる（例えばＡｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇ
ａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９８３，３９９参
照）。

【００１５】化合物IV／IVａの製造において、フッ化水
素に対しさらに別の溶媒を加えることができるが、反応
は純粋の、無水のフッ化水素中で行わせるのが望まし
い。

【００１６】式Ｉの化合物、式IIまたは式IIIの化合物
およびフッ化水素の間のモル比は広い範囲で変えること
ができる。Ｉ：IIまたはIII：ＨＦのモル比は１：０．
５−２．０：５−１００、とくに１：０．９−１．２：
２０−５０であることが望ましい。これはフッ化水素が
過剰に用いられることを意味する。

【００１７】Ｘを出発物質の中のエーテル、ケト、チ
オ、またはカルボキシル基の総数とすれば、三フッ化ホ
ウ素と式Ｉの化合物との間のモル比は（０．５−１．
５）Ｘ：１である。望ましい反応温度は−３０℃から１
３０℃、特に望ましいのは−１０℃から８０℃の間であ
る。反応時間は一般に１０分から２４時間の範囲にある
が、３０分から８時間の間が望ましい。反応は１から１
５気圧の範囲の圧力下で行うのが望ましい。

【００１８】はじめに化合物ＩおよびII（またはＩおよ
びIII）の混合物を導入し、次いでフッ化水素を計りこ
むのが望ましい。添加の順序は逆にすることもできる。
反応が完了したときに、フッ化水素は蒸溜によって除去
することができ、とくに問題となるほど不純物を含まな
い状態でほとんど定量的に回収される。三フッ化ホウ素
の回収も原則的に可能である。

【００１９】式IVおよびIVａをもつインダノンはＮａ₂
ＣＯ₃，ＮａＨＣＯ₃またはＫＯＨ溶液および水によって
洗浄し、Ｎａ₂ＳＯ₄，ＭｇＳＯ₄または分子ふるいなど
の常用の乾燥剤を用いることによって乾燥し、酸成分を
除去することができる。反応は概してほぼ定量的である
ので、多くの場合、それ以上の精製を省くことができ
る。しかしながらシリカゲル、酸化アルミニウム、また
はたとえばセライトなどの濾過助剤を通すことが多くの
場合望ましい。必要であれば、蒸溜、カラムクロマトグ
ラフィー、または結晶化などの手段によりさらに精製す
ることができる。必要であれば、構造異性体IIIおよびI
IIａは、シリカゲルまたは酸化アルミニウムのカラムク
ロマトグラフィーによって互いに分離することができ
る。

【００２０】本発明による方法は特に、単純で短時間の
合成（一段階の工程）によって、ほぼ定量的な収量で異
なる置換基をもつ１−インダノンを得ることができると
いう点が特徴である。三フッ化ホウ素の使用によって、
従来の方法にくらべて空時収量をかなり改善することが
できる。本発明方法の別の利点は反応条件（例えば、温
度）をわずかに変えることによって、生成物の選択性を
最善の状態にすることができる点にある。特記すべき利
点は、本発明の方法は、例えば、フルオロベンゼンのよ
うな電子欠乏性芳香族化合物の対応するインダノンへの
転換を可能にすることであり、これは従来の方法によっ
ては不可能であった。

【００２１】インダノンIV／IVａはメタロセン（例え
ば、ＥＰ−Ａ３３６ １２８を参照）の製造原料とし
て、または香料（ＥＰ−Ａ１６２ ４６５）として好ん
で用いられる。

【００２２】以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に
説明する。

【００２３】

【実施例Ａ】６，７−ベンゾ−２−メチルインダン−１−オン（１）
および４，５−ベンゾ−２−メチル−インダン−１−オ
ン−（１ａ） １４ｇの三フッ化ホウ素に１２．６ｇ（９８ミリモル）
のナフタレン、１５．８ｇ（１０３ミリモル）の無水メ
タクリル酸および１００ｇ（５モル）のフッ化水素を２
５０ｍｌのステンレス製のオートクレーブ中に加え、−
１０℃で１時間反応させた。続いて反応混合物を１キロ
グラムの氷の上に注ぎ、溶液を希ＫＯＨによって中和す
る。水相を酢酸エチルで繰り返し洗浄し有機相を分離
し、真空中で乾燥し溶媒を除去し、（Ｉ）および（Ｉ
ａ）をそれぞれ８１％および１９％の選択性を有する混
合物を１８．７ｇ（収率９５％）得た。

【００２４】

【Ａの比較例】１２．６ｇ（９８ミリモル）のナフタレ
ンと１５．８ｇ（１０３ミリモル）の無水メタクリル酸
を１００ｇ（５モル）のＨＦ中で５０℃１８時間反応さ
せた。実施例Ａと同様の手順を踏んで１９ｇ（収率９７
％）の産物を得た。化合物（Ｉ）と化合物（Ｉａ）の選
択性はそれぞれ５８％と３９％であった。

【００２５】

【実施例Ｂ】５−フルオロ−２−メチル−インダン−１−オン（２） １４ｇ（２０６ミリモル）の三フッ化ホウ素を実施例Ａ
と同様に９．６ｇ（１００ミリモル）のフルオロベンゼ
ン、１５．８ｇ（１０３ミリモル）の無水メタクリル酸
および１００ｇ（５モル）のＨＦに加え、混合物を５０
℃で３時間撹拌する。実施例Ａと同様の手順を踏んで１
６ｇ（収率９７％）のほとんど無色の液体を得た。
（２）に対する選択性は８２％であった。

【００２６】

【Ｂの比較例】９．６ｇ（１００ミリモル）のフルオロ
ベンゼン、１６ｇ（１０４ミリモル）の無水メタクリル
酸および１００ｇ（５モル）のＨＦを７０℃で１８時間
反応させた。実施例Ａと同様の製造手順を踏んだが、５
−フルオロ−２−メチルインダン−１−オンは単離され
なかった。

【００２７】

【実施例Ｃ】２−メチル−５−フェニルインダン−１−オン（３） １４．５ｇ（１００ミリモル）のビフェニル、１６ｇ
（１０４ミリモル）の無水メタクリル酸、１００ｇ（５
モル）のＨＦおよび１４ｇ（２０６ミリモル）のＢＦ₃
を５０℃で２時間実施例Ａと同様に反応させ、後処理を
行なった。２２ｇ（収率９９％）の反応生成物が得られ
た。（３）の選択性は９４％であった。

【００２８】

【Ｃの比較例】１５．４ｇ（１００ミリモル）のビフェ
ニルおよび１６ｇ（１０４ミリモル）の無水メタクリル
酸を１００ｇ（５モル）のＨＦと７０℃で６０時間反応
させた。実施例Ａと同様の製造手順を経て２２．２ｇ
（収率１００％）の反応生成物を得た。純度は９２％で
あった。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 式IVをもつ化合物または式IVａをもつそ
   の異性体、 【化１】 （式中、Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³，Ｒ⁴，Ｒ⁵，Ｒ⁶およびＲ⁷は、
   同一または異なり、水素、（Ｃ₁−Ｃ₂₀）アルキル、
   （Ｃ₆−Ｃ₁₄）アリール、（Ｃ₁−Ｃ₁₀）アルコキシ、
   （Ｃ₂−Ｃ₁₀）アルケニル、（Ｃ₇−Ｃ₂₀）アリールアル
   キル、（Ｃ₇−Ｃ₂₀）アルキルアリール、（Ｃ₆−Ｃ₁₀）
   アリールオキシ、（Ｃ₁−Ｃ₁₀）フルオロアルキル、
   （Ｃ₆−Ｃ₁₀）ハロアリール、（Ｃ₂−Ｃ₁₀）アルキニ
   ル、−ＳｉＲ⁸ ₃基（式中、Ｒ⁸は（Ｃ₁−Ｃ₁₀）アルキル
   である）、または、Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³，Ｒ⁴，Ｒ⁵，Ｒ⁶およ
   びＲ⁷は、ハロゲン原子、１個もしくはそれ以上の異種
   原子を含むことのできる５員環もしくは６員環の複素環
   式芳香族基、または隣接する基Ｒ¹−Ｒ⁴がこれらを結合
   する原子とともに置換もしくは非置換の１個もしくはそ
   れ以上の環を形成する）の製造方法であって、式Ｉの化
   合物 【化２】 を式IIの化合物 【化３】 または式IIIの化合物 【化４】 （上記各式中、Ｒ¹−Ｒ⁷は上で定義した通りである）
   と、無水の液体フッ化水素中で反応させ、かつ三フッ化
   ホウ素と反応させることを特徴とする、上記化合物の製
   造方法。
2. 【請求項２】 式IVおよび式IVａにおいて、Ｒ¹，Ｒ²，
   Ｒ³およびＲ⁴は同一または異なり、水素、（Ｃ₁−
   Ｃ₁₀）アルキル、（Ｃ₁−Ｃ₄）アルコキシ、（Ｃ₂−
   Ｃ₆）アルケニル、（Ｃ₆−Ｃ₁₄）アリール、（Ｃ₁−
   Ｃ₆）フルオロアルキル、（Ｃ₆−Ｃ₁₄）アリールオキシ
   またはハロゲン原子であるか、またはＲ¹およびＲ²，Ｒ
   ²およびＲ³もしくはＲ³およびＲ⁴が、これらを連結する
   原子とともに、５員または６員環を形成し、Ｒ⁵，Ｒ⁶お
   よびＲ⁷は同一または異なり、水素、（Ｃ₁−Ｃ₁₀）アル
   キルまたは（Ｃ₄−Ｃ₁₄）アリールである、請求項１に
   記載の製造方法。
3. 【請求項３】 式IVおよび式IVａにおいて、Ｒ¹，Ｒ²，
   Ｒ³およびＲ⁴が同一または異なり、水素（Ｃ₁−Ｃ₁₀）
   アルキル、（Ｃ₆−Ｃ₁₄）アリール、（Ｃ₁−Ｃ₄）アル
   コキシまたはハロゲン原子、またはＲ¹およびＲ²，Ｒ²
   およびＲ³またはＲ³およびＲ⁴が、これらを連結する原
   子とともに６員の飽和または不飽和の炭素環を形成し、
   かつ、Ｒ⁵，Ｒ⁶およびＲ⁷が同一または異なり、水素、
   メチルまたはフェニルである、請求項１または２に記載
   の製造方法。
4. 【請求項４】 化合物Ｉ：化合物IIまたは化合物III：
   フッ化水素のモル比が１：０．５−２．０：５−１００
   である、請求項１から３の一つまたはそれ以上の項に記
   載された製造方法。
5. 【請求項５】 三フッ化ホウ素：化合物Ｉのモル比が
   （０．５−１．５）Ｘ：１で、Ｘが出発化合物のエーテ
   ル、ケト、チオまたはカルボキシル基の総数である、請
   求項１から４の一つまたはそれ以上の項に記載された製
   造方法。
6. 【請求項６】 式Ｉをもつ化合物を式IIまたは式IIIを
   もつ化合物と反応させる、請求項１から５までの一つま
   たはそれ以上の項に記載された製造方法。