JPS6213950B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はシスまたはトランス２−シアノ−３−
アザビシクロ〔３・１・０〕ヘキサンを対応する
トランスまたはシス異性体に異性化する方法に関
する。 ２−シアノ−３−アザビシクロ〔３・１・０〕
ヘキサンは、特に植物とりわけ細粒穀類植物にお
ける雄葯の殺菌に関して興味ある生物学的性質を
示す対応する２−カルボキシ−３−アザビシクロ
〔３・１・０〕ヘキサンまたはその誘導体の製造
用出発物質として都合よく使用することができ
る。 ２−シアノ−３−アザビシクロ〔３・１・０〕
ヘキサンは光学異性および幾何異性の両方を示す
ことが認められる。シアノ基に関する幾何異性
は、２−シアノ基と３・４−メタノ架橋基の相互
位置を反映するシス／トランス型のものである。
生物活性な諸異性体が異なる活性度を示すことが
あるので、活性がより低い異性体を活性がより高
い異性体へ転化する必要性、活性がより低い異性
体の前駆体を活性がより高い異性体の前駆体へ、
または直接活性がより高い異性体そのものへ転化
する必要性がある。また、シスおよびトランス異
性体が、主としてより望ましくない異性体を含有
する混合物として製造されまたは入手される場合
には、適当な異性化法に対するニーズがある。 従つて本発明は一般式 （式中、 CN基と

【式】部分とはシスまたはトラン ス位置にあり、 R₁、R₂、R₃およびR₄は各々独立に水素または
ハロゲン原子、または場合によつては３個までの
ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数
６までのアルキル基を表わす） の化合物を、遊離シアナイド部分を含有するかま
たは異性化条件下で該部分を発生し得る化合物の
存在下に、溶媒と接触させることにより、対応す
るトランスまたはシス異性体に異性化する方法を
提供する。 異性化を緩和な反応条件で行うことができ、当
該ニトリルの縮合、重合および／または分解反応
を最小限に抑えられるのが本発明の方法の利点の
一つである。 適当な条件下では異性化は当該異性体の熱力学
的に制御される平衡に近接して進行することがで
きる。両異性体の分離、例えばシスおよびトラン
ス２−シアノ−３−アザビシクロ〔３・１・０〕
ヘキサン（R₁、R₂、R₃およびR₄は各々水素であ
る）の場合には、本願と同日出願の我々の係属中
の特許出願（特開昭55−45691号公報）に記載さ
れ、そしてクリームされているように生成混合物
をベンゼンスルホン酸またはトルエンスルホン酸
で処理して極めて異なつた溶解特性を示す対応す
るスルホン酸塩を形成させることによる分離を所
望により行うことができ、その後不所望の異性体
を再び本発明の異性化法にかけることができる。
最大量の所望の異性体を得るために、この異性
化／分離プロセスを数回繰返すことができる。
“富化された”量の特定異性体を含む混合物、例
えば選択結晶化のような或種の精製操作により得
られるような混合物を、本発明による異性化プロ
セスにかけることもできる。 本発明による方法は、遊離シアナイド部分を含
有するかまたは異性化条件下で該部分を生成し得
る化合物の存在下に行なわれる。“遊離シアナイ
ド部分”は、荷電して（全部または部分的にイオ
ン化して）いようといまいと、また反応媒体中に
永久的に存在しようと一時的にのみ存在しよう
と、分離した（discrete）CN部分を包含すると
理解されるべきである。適当なシアナイドはシア
ン化物塩例えばシアン化ナトリウム、カリウムま
たはバリウムのようなアルカリまたはアルカリ土
類金属シアン化物、シアン化アンモニウムまたは
各々４個までの炭素原子を含有する４個までのア
ルキル基を含有することができるアルキル置換シ
アン化アンモニウムを包含する。シアン化水素も
本発明の方法においてシアナイドとして使用する
ことができ、またシアナイド含有交換樹脂も使用
し得る。アルデヒドおよびケトン・シアンヒドリ
ンといつたシアン化水素を発生し得る化合物例え
ばアセトンシアンヒドリン、メチルエチルケトン
シアンヒドリンおよびアセトアルデヒドシアンヒ
ドリンも使用し得る。１種より多いシアナイドが
異性化プロセス中に存在していてもよい。 反応混合物中に存在する遊離シアナイドの量は
臨界的ではなく、広い範囲で変化させることがで
きる。出発物質を基に計算して200モル％までの
シアナイド化合物添加量が好都合に使用し得る。
シアナイドを通常１ないし100モル％の範囲の
量、好ましくは５ないし50モル％の範囲の量添加
することにより良好な結果が得られる。 本発明の方法において使用される適当な溶媒は
６個までの炭素原子を有するアルカノール例えば
メタノール、エタノール、プロパノール、イソプ
ロパノール、ブタノールまたはペンタノールであ
る。アルコールは相当量例えば25重量％までの水
を含んでいてもよく、これは添加されたシアナイ
ドの反応媒体中への混合を促進することができ
る。ケトンも溶媒として使用し得る；適当なケト
ンはジメチルケトン、メチルエチルケトン、ジエ
チルケトン、メチルプロピルケトンおよびメチル
イソブチルケトンを包含する。ベンゼン、トルエ
ンおよびキシレンのような芳香族炭化水素、ジエ
チルエーテル、テトラヒドロフランやジオキサン
のような単環式エーテル、および15−クラウン−
５や18−クラウン−６のような一般にクラウンエ
ーテルと呼ばれる大環状ポリエーテルといつたエ
ーテルも都合よく使用し得る。その他の部類の溶
媒はスルホランやジメチルスルホキシドのような
スルホンやスルホキシドを含む。 低級アルコール特にイソプロパノールの使用が
好ましい。混合溶媒も有利であり得る。大環状ポ
リエーテルはアルカリおよびアルカリ土類金属イ
オンとの錯体形成能が大きく、したがつてシアナ
イドイオンをより活性にし得るので、これらの金
属のシアン化物塩を使用する場合には該ポリエー
テルの使用が有利であり得る。 酢酸およびプロパン酸のようなカルボン酸も溶
媒として使用し得るが、式の化合物中のシアン
基の実質的な加水分解を防ぐよう注意を払わねば
ならぬ。 本発明の方法は中庸の温度例えば周囲温度ない
し200℃で行なうことができる。120℃より低い温
度、80−100℃の範囲特に90℃の温度が好まし
い。 本発明の異性化方法は好ましくは反応混合物を
温和な加熱下に約２時間撹拌して行なう。溶媒を
例えば蒸発させて除いた後、残渣を、添加シアナ
イドが不溶かまたは比較的難溶の有機溶媒で抽出
することができ、抽出液を乾燥しそして有機溶媒
を除くことにより生成物が得られる。 得られる式のシスおよびトランス２−シアノ
−３−アザビシクロ〔３・１・０〕ヘキサンから
成る生成物を各異性体に分離するよりも、対応す
るカルボン酸および／またはエステルに転化する
のが有利であり得る。そのために、反応混合物を
そのまゝまたは上記のように添加シアナイドを除
いた後、塩酸のような強酸で処理することがで
き、これにより酸が通常殆んど定量的に生成す
る。所望により、この酸を周知の方法により、対
応するアルキルエステルのような誘導体に転化す
ることができる。 次の実施例により本発明を更に説明する。 実施例 １ 純トランス−２−シアノ−３−アザビシクロ
〔３・１・０〕ヘキサン（20ｇ）を、シアン化ナ
トリウム（５ｇ）を含むイソプロパノール（80
ml）に溶解した。この混合物を撹拌し、３時間還
流させた。次にイソプロパノールを蒸発させて除
き、残渣をジエチルエーテル（50ml）に溶解し、
そして過して残留シアナイドを除いた。蒸留に
より、44％のシス異性体を含む２−シアノ−３−
アザビシクロ〔３・１・０〕ヘキサン（19.0ｇ）
を得た。 還流時間を１1/2時間にして実験を繰返した。
最終混合物は41％のシス異性体を含んでいた。２
−シアノ−３−アザビシクロ〔３・１・０〕ヘキ
サン異性体は、係属中の特願昭54−21518号（特
開昭54−130561号公報）に記載のようにして特性
付けられた。 実施例 ２ イソプロパノール（1.6ml）中のトランスおよ
びシス２−シアノ−３−アザビシクロ〔３・１・
０〕ヘキサン（0.4ｇ；トランス／シス比92／
８）およびシアン化ナトリウム（0.1ｇ）の混合
物を還流下に１1/2時間撹拌した。次に混合物を
氷中で冷却し、そして煮つめた。残渣をジエチル
エーテルで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥
し、そしてエーテルを蒸発させた。回収された生
成物の量は0.31ｇであり、そして ¹³C NMR分析
は35−38のシス２−シアノ−３−アザビシクロ
〔３・１・０〕ヘキサンの存在を示した。 実施例 ３ 乾燥無水エタノール（1.6ml）中のシアン化ナ
トリウム（0.1ｇ）とトランスおよびシス２−シ
アノ−３−アザビシクロ〔３・１・０〕ヘキサン
（0.4ｇ；トランス／シス比92／８）の混合物を撹
拌下に１1/2時間還流させた。次に混合物を煮つ
め、そして残渣をジエチルエーテル中に部分溶解
させた。エーテル溶液を無水硫酸ナトリウムで乾
燥し、過しそしてエーテルを蒸発させた。回収
された生成物の量は0.3ｇであり、そして ¹³C
NMR分析は28％のシス２−シアノ−３−アザビ
シクロ〔３・１・０〕ヘキサンの存在を示した。 溶媒としてｎ−ペンタノール（１・６ｇ）を使
用して実験を繰返した。80℃／１mmで蒸発させた
後、残渣をジエチルエーテル中に部分溶解させ
た。過、無水硫酸ナトリウムで乾燥、そしてエ
ーテル蒸発後、33％のシス異性体を含む（ ¹³C
NMR分析）生成物0.22ｇを得た。 実施例 ４ 痕跡の18−クラウン−６を含有するトルエン
（1.6ml）中のシアン化カリウム（0.13ｇ）とトラ
ンスおよびシス２−シアノ−３−アザビシクロ
〔３・１・０〕ヘキサン（0.4ｇ；トランス／シス
比92／８）の混合物を撹拌下に１時間還流させ、
そして次に一夜放冷した。次に混合物を水（75
ml）中に注入し、等容量のトルエンと振とうし、
次に分取したトルエン層を煮つめた。回収された
生成物の量は0.2ｇであり、そして ¹³C NMR分
析は33−34％のシス２−シアノ−３−アザビシク
ロ〔３・１・０〕ヘキサンの存在を示した。 上記出発物質を室温で７日間撹拌することによ
つても異性化が達せられた。 実施例 ５ スパーテル一杯の交換樹脂アンバーライト410
（NM）（アンバーライトは商標）を、イソプロパ
ノール（2.5ml）中のトランス２−シアノ−３−
アザビシクロ〔３・１・０〕ヘキサン（0.5ｇ）
の溶液に添加した。この懸濁液を還流下に１時間
加熱撹拌した。樹脂を過し、そしてイソプロパ
ノールを蒸発させた。回収された生成物の量は
0.5ｇ（黄色液）であり、そして ¹³C NMR分析
は32％のシス２−シアノ−３−アザビシクロ
〔３・１・０〕ヘキサンの存在を示した。 実施例 ６ 乾燥ジメチルスルホキシド（1.6ml）中のトラ
ンスおよびシス２−シアノ−３−アザビシクロ
〔３・１・０〕ヘキサン（0.4ｇ；トランス／シス
比92／８）とシアン化ナトリウム（0.1ｇ）の溶
液をフラスコ中で撹拌し、そして窒素雰囲気下に
200℃で５分間加熱した。次にフラスコを氷浴中
で冷却し、そして次に褐色に変つた溶液を高真空
蒸留に付してジメチルスルホキシドを除いた。残
渣をジエチルエーテル中に部分溶解した；次にエ
ーテル層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、そして
煮つめた。得られた生成物の量は0.35ｇ（淡褐色
液体）であり、そして ¹³C NMR分析は約30％の
シス２−シアノ−３−アザビシクロ〔３・１・
０〕ヘキサンの存在を示した。 実施例 ７ 氷酢酸（30ml）中のトランス２−シアノ−３−
アザビシクロ〔３・１・０〕ヘキサン（0.5ｇ）
およびシアン化ナトリウム（0.23ｇ）の溶液を窒
素雰囲気下で２時間還流下に加熱撹拌した。次に
黄色溶液を煮つめ、そして固体残渣をジエチルエ
ーテル（３×100ml）で抽出した。エーテル層を
無水硫酸ナトリウムで乾燥し、そして蒸発させ
た。次に得られた油状物を5N HCl（50ml）に溶
解し、そして６時間還流下に加熱した。溶液を蒸
発させ、そして次にアンバーライトIR120（H⁺）
カラムに適用した（溶離剤はNH₄OH）。得られた
生成物の量は0.6であり、そしてNMR分析からそ
れは20−25％のシス形酸を含み、残りがトランス
形酸であるトランスおよびシス２−カルボキシ−
３−アザビシクロ〔３・１・０〕ヘキサンの混合
物であると思われる。 別の実験を、酢酸（50ml）中のトランス２−シ
アノ−３−アザビシクロ〔３・１・０〕ヘキサン
（0.5ｇ）および大過剰のシアン化ナトリウム
（2.01ｇ）の溶液を少量の濃塩酸（0.2ml）の存在
下に２日間、窒素雰囲気下に還流させることによ
り行つた。次に混合物を氷上に注ぎ、アンモニア
（60ml）を添加して塩基性化し、そしてクロロホ
ルムで抽出した。次にクロロホルム層を無水硫酸
ナトリウムで乾燥し、そして蒸発させた。得られ
た暗褐色油を5N HCl（50ml）に溶解し、そして
６時間加熱還流させた。溶液を蒸発させ、そして
アンバーライトIR120（H⁺）カラムに適用した
（溶離剤は2N NH₄OH）。生成物を¹³C NMRによ
り分析した：トランス／シス比２：１。 実施例 ８ トランス２−シアノ−６−クロロ−３−アザビ
シクロ〔３・１・０〕ヘキサン（1.9ｇ）、シアン
化ナトリウム（0.8ｇ）およびイソプロパノール
（12ml）の混合物をフラスコ中で撹拌し、窒素雰
囲気下で2.5時間緩和な還流下に加熱した。冷却
後、混合物をジエチルエーテル（200ml）で処理
し、過しそして残つた液を蒸発させた。放置後
固体として回収された生成物の量は1.9ｇであつ
た。GLC分析によるとそれは69％のトランス、
および35％のシス異性体を含んでいた。 この固体物質をヘキサン（80ml）の下で砕き、
そして残つた不溶物が過可能となるまでイソプ
ロパノールを滴加した。過して、GLC分析に
よるとトランス異性体から成る固体0.6ｇを得
た。母液から、GLC分析、NMRおよびIRスペク
トルによると50％のシス異性体を含む生成物1.3
ｇが回収された。 トランス異性体（0.6ｇ）をシアン化ナトリウ
ム（0.2ｇ）およびイソプロパノール（３ml）と
混合し、そして1.5時間加熱還流させた。冷却
後、混合物をジエチルエーテルで処理し、そしし
て過した。残液を蒸発させた。回収された生成
物の量は0.6ｇで、64％のトランス異性体を含ん
でいた。 実施例 ９ トランス２−シアノ−６−エクソクロロ−３−
アザビシクロ〔３・１・０〕ヘキサン（0.5ｇ）、
シアン化ナトリウム（0.2ｇ）およびイソプロパ
ノール（３ml）の混合物をフラスコ中で撹拌し、
還流下に1.5時間加熱した。放冷後混合物をジエ
チルエーテルで処理し、過し、そして残液を蒸
発させた。放置すると固化する黄色液体が0.5ｇ
の量で得られた。GLC分析によるとそれは65％
のトランスおよび31％のシス異性体を含んでい
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 （式中、 CN基と【式】部分とはシスまたはトラン ス配置にあり、 R₁、R₂、R₃およびR₄は各々独立に水素または
   ハロゲン原子、または場合によつては３個までの
   ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数
   ６までのアルキル基を表わす） の化合物を、遊離シアナイド部分を含有するかま
   たは異性化条件下で該部分を発生し得る化合物の
   存在下に、溶媒と接触させることを特徴とするシ
   スまたはトランス２−シアノ−３−アザビシクロ
   〔３・１・０〕ヘキサンの異性化方法。 ２ R₁、R₂、R₃およびR₄が各々水素原子を表わ
   す化合物を異性化することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ３ シアン化物塩、シアン化水素、シアナイド含
   有樹脂またはアルデヒドまたはケトン・シアンヒ
   ドリンを反応混合物中に存在させることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項記載の方
   法。 ４ アルカリ金属シアン化物を反応混合物中に存
   在させることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   記載の方法。 ５ 溶媒として６個までの炭素原子を有するアル
   カノール、ケトン、芳香族炭化水素、エーテル、
   スルホンまたはスルホキサイドを適用することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項の
   いずれかの項記載の方法。 ６ 溶媒としてイソプロパノールを適用すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項
   のいずれかの項記載の方法。 ７ 異性化を周囲温度ないし200℃の範囲、特に
   120℃より低い温度で行うことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかの項記
   載の方法。 ８ 異性化を80ないし100℃の範囲の温度で行う
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ７項のいずれかの項記載の方法。