JPS641472B2

JPS641472B2 -

Info

Publication number: JPS641472B2
Application number: JP4616084A
Authority: JP
Inventors: Kazutada Takahashi; Hirotada Iida; Hideo Nishino
Original assignee: SANHO KAGAKU KENKYUSHO KK
Current assignee: SANHO KAGAKU KENKYUSHO KK
Priority date: 1984-03-09
Filing date: 1984-03-09
Publication date: 1989-01-11
Also published as: JPS60190762A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、一般式〔式中、Ｒはフエニル基、ｐ―メトキシフエニ
ル基又はベンジル基を示す。〕で表わされる１―置換―２，６―ジシアノピペリ
ジン誘導体に関する。

一般式（）の本発明化合物は、文献未載の新
規化合物であり、医薬、農薬及び天象物合成の中
間体として有用である。例えば、前記一般式
（）の本発明化合物は、塩基の存在下に２位及
び６位のメチンプロトンを脱離して、一般式〔式中、Ｒは前記と同じ。〕で表わされるジカルボアニオンを生成するが、こ
れは種々の求電子試剤と反応して、一般式〔式中、Ｒは前記と同じ。R¹及びR²は、アル
キル基、アルケニル基、ベンザル基、β―位にニ
トリル基やエステル基等の電子吸引基を持つアル
キル基、α―ヒドロキシアルキル基又はα―ヒド
ロキシベンジル基を示す。〕で表わされる１―置換―２，６―二置換―２，６
―ジシアノピペリジン誘導体に導くことができ
る。一般式（）の化合物を銅イオンの存在下加
水分解すると、一般式〔式中、R¹及びR²は前記と同じ。〕で表わされるα，ε―ジケトン誘導体へ選択的に
導くことができる。

また、一般式（）の化合物を酸加水分解する
と、一般式〔式中、R²は前記と同じ。R³は、前記のR¹よ
り炭素原子数が１個減少した置換基を示す。〕で表わされるシクロヘキセノン誘導体（）に選
択的に導くことができる。一般式（）及び一般
式（）の化合物は、天然物合成の原料として有
用でその応用範囲が広い。それらの応用例につい
ては、The Total Synthesis of Natural
Products Vo1.5（John Apsimon，Ａ Wiley―
Interscience Publication，JOHN WILEY＆
Sons，Inc.，1983）なる刊行物にも数多く見られ
る。例えば一般式（）のR¹がα―メチルアリ
ル基、R²がメチル基である化合物は、天然物で
あるIsoshyobunone 合成の中間体である〔C.
Alexander，F.Rouessac，J.Chem.Soc.，Chem.
Commun.，275（1975）〕。

また、一般式（）のR³が水素原子、R²がエ
トキシ基である化合物は、天然物である
Vernolepinの合成原料となる（S.Torii，T.
Okamoto，S.Kadono，Chem.Lett.，495
（1977）〕。

従来技術従来、１―置換―２，６―ジシアノピペリジン
誘導体の合成法として提案されているものに以下
の方法がある。

(1) グルタルアルデヒドのジシアンヒドリンと第
一アルキルアミン及びヒドラジンとの反応によ
り、１―アルキル及び１―アミン―２，６―ジ
シアノピペリジンを得ている〔H.E.Jonson，
D.G.Crosby，J.Org.Chem.，27，1208（1962）〕。

(2) グルタルアルデヒドとメチルアミンあるいは
エチルアミンとシアン化ナトリウムの反応によ
り、１―メチルあるいは１―エチル―２，６―
ジシアノピペリジンを副生成物として、それぞ
れ39％及び微量得ている。主生成物は１―メチ
ルあるいは１―エチル―２―カルバモイル―６
―シアノピペリジンである〔O.Dold，Chem.
Berichte，96，2052（1963）〕。

(3) シアン化ナトリウムと塩化アンモニウムの混
合水溶液中でグルタルアルデヒドを処理するこ
とにより、一般式（）で示される化合物のう
ちＲが水素原子である２，６―ジシアノピペリ
ジンを85％の収率で得ている〔R.B.Roy，M.
Karel，Can.J.Biochem.，51，942（1973）〕。

(4) α，α′―ジヒドロキシピメロニトリル（グル
タルアルデヒドのジシアンヒドリン）を合成
し、このピメロニトリルとアンモニアを作用さ
せることにより、上記(3)と同じ化合物、すなわ
ち２，６―ジシアノピペリジンを得ている
〔R.B.Rogers，U.S.Patent，3147267（1964）〕。

上記の通り、既報による方法は全て一般式
（）で示されるＲが水素原子、アルキル基又は
アミノ基の場合であり、本発明に相当する化合物
の合成例は無い。さらに、上記に示される公知の
各化合物は、一般式（）で表わされるジカルボ
アニオンが不安定であるため、一般式（）で示
される１―置換―２，６―二置換―２，６―ジシ
アノピペリジン誘導体を合成することが困難であ
る。

従つて、一般式（）で表わされる化合物の合
成例も無い。

本発明者は、上記現状に鑑み、一般式（）の
化合物の合成原料になり得る化合物を開発する目
的で鋭意研究した結果、前記一般式（）の化合
物が前述の通り、目的に適合することを見出し、
本発明を完成するに至つた。

発明の構成及び効果本発明は、前記一般式（）で表わされる新規
な１―置換―２，６―ジシアノピペリジン誘導体
に係る。

一般式（）の本発明化合物は、入手容易なグ
ルタルアルデヒドを出発物質として、下記反応工
程式に従い、簡便且つ好収率で製造できる。

〈反応工程式〉〔式中、Ｒは前記と同じ。〕まず、グルタルアルデヒドの水溶液と亜硫酸水
素ナトリウムの水溶液を通常室温あるいは氷冷下
に反応させてアルデヒド基を保護する。この反応
の際、グルタルアルデヒドと亜硫酸水素ナトリウ
ムのモル比は、特に限定されないが、通常１対２
程度の化学量論量で十分である。又、この反応水
溶液に亜硫酸ガスを吹き込むか、亜硫酸水を加え
PH３〜４程度にすると、副生成物の生成を抑制で
きる。

次に、上記反応液中に、グルタルアルデヒドと
通常等モル量程度のアニリン、ｐ―アニシジン又
はベンジルアミンの水溶液を、通常室温程度で滴
下して閉環させる。この反応の際、上記反応液に
水を加えて、グルタルアルデヒドと亜硫酸水素ナ
トリウムの反応生成物の含有濃度を希釈するのが
好ましい。この理由は、含有濃度が高いと上記反
応生成物と上記アミンとが分子間縮合して重合物
が生じることがあるためである。最適な希釈濃度
は各アミンによつて異なる。例えば、アニリンの
場合0.03〜0.1mol／ｌ程度、ｐ―アニシジンの場
合0.06〜0.1mol／ｌ程度、又ベンジルアミンの場
合0.04〜0.08mol／ｌ程度の濃度が最適である。
また、非水溶性のアミン（アニリン、ｐ―アニシ
ジン）の場合には水に相当するアミンを加え、こ
の混合水溶液に亜硫酸ガスまたは亜硫酸水を加え
て、非水溶性アミンを水溶性の亜硫酸塩に変換
し、アミンの均一水溶液として反応系へ滴下する
のが好ましい。非水溶性アミンをアルコール、ア
セトン等に溶解して添加することは、閉環前又は
後の化合物が析出し、一般式（）の化合物の収
率が低下することがあるので好ましくない。

次に、上記で生成した１―置換ピペリジンの
２，６―二亜硫酸ナトリウム塩の亜硫酸ナトリウ
ム塩基をシアノ基で置換する。上記閉環反応の反
応液が塩基性あるいは中性になつていることを確
認した後、通常室温程度でシアン化カリウムある
いはシアン化ナトリウムを、通常グルタルアルデ
ヒドに対して２〜2.2モル程度、通常固体のまま
加える。この反応の際、上記二つの工程での亜硫
酸ガスや亜硫酸水の添加量が過剰であると反応液
は酸性であるので、注意を要する。しかし、一般
に５〜６時間以上撹拌を続けるならば閉環反応の
反応液は中性あるいは塩基性に変る。しかし長時
間反応させても閉環反応の反応液が酸性である場
合には相当するアミンをさらに加えるか、あるい
は炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等を加えて中和
する必要がある。

上述の条件下で所望の一般式（）で表わされ
る１―置換―２，６―ジシアノピペリジンが反応
系中から析出してくる。

反応終了後は、溶媒抽出、再結晶、各種クロマ
トグラフイー等の通常の分離精製手段で、容易に
目的物を単離できる。

かくして、本発明化合物である一般式（）の
１―置換―２，６―ジシアノピペリジン誘導体が
得られる。上記反応工程式全体の収率は、50〜80
％程度と良好である。尚、上記反応工程式の内、
カツコ書で示した構造は、反応様式から考えて妥
当な中間体を示したものである。

本発明により、各種天然物合成原料として有用
な一般式（）の化合物に容易に変換し得る一般
式（）の化合物が提供される。

実施例以下、実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。

実施例１ 500mlの三角フラスコに亜硫酸水素ナトリウム
5.21ｇ（0.05モル）を入れ、これに水100mlを加
えて溶解し、この水溶液に50％グルタルアルデヒ
ド水溶液5.01ｇ（0.025モル）を加えて１時間か
きまぜた後、水を加え全体を400mlに希釈し、亜
硫酸ガス１を通じた。この反応液にベンジルア
ミン2.68ｇ（0.025モル）を含む水溶液100mlを約
１時間をかけて滴下した。滴下しながら亜硫酸ガ
スをさらに１通じた。滴下終了後、16時間反応
させてから、溶液が中性あるいはアルカリ性であ
ることを確認した後、シアン化カリウム3.26ｇ
（0.05モル）を加え、６時間反応させた。反応物
をジクロロメタン（100ml×５回）で抽出し、さ
らに水溶液に食塩（塩化ナトリウム）を加え飽和
溶液にした後、反応物を再度ベンゼン（100ml×
５回）で抽出した。ジクロロメタン層、ベンゼン
層にそれぞれ無水硫酸ナトリウムを加え乾燥した
後、それぞれの硫酸ナトリウムを別し、それぞ
れの有機容媒を留去し、残留物を一緒にした。こ
の残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフイー
（溶媒はベンゼン）で分離精製して、１―ベンジ
ル―２，６―ジシアノピペリジン2.904ｇを白色
結晶として得た。

収率：51.3％。

融点：81〜82℃。

IR（KBγ）：2250cm^-1（CN）、750、700cm^-1（フ
エニル）。

NMR（CDCl₃）、δ：1.80〜2.10（broad，6H）、
3.75〜4.05（broad，2H）、3.91（ｓ，2H）、
7.36（ｓ，5H）。

元素分析（C₁₄H₁₅N₃として）計算値：Ｃ、74.64％；Ｈ、6.71％；Ｎ、18.65％測定値：Ｃ、74.54％；Ｈ、6.74％；Ｎ、18.58％。

MS（70ev）、ｍ／ｅ：225（M⁺、７％）、134（24
％）、91（100％）。

実施例２１の三角フラスコに亜硫酸水素ナトリウム
6.24ｇ（0.06モル）を入れ、水200mlを加えて溶
解し、この水溶液に50％グルタルアルデヒド水溶
液6.01ｇ（0.03モル）を加えて１時間かきまぜ
た。この水溶液に水を加えて全量を800mlに希釈
した。この反応液に、アニリン2.79ｇ（0.03モ
ル）を亜硫酸塩として溶解した水溶液100mlを約
１時間を要して滴下した（アニリン亜硫酸塩水溶
液はアニリンに６％亜硫酸水を溶解するまで加
え、さらに水を加えて100mlに調製した）。滴下終
了後、16時間反応させてから溶液が中性になるま
で炭酸カリウムを加えた後、シアン化カリウム
3.91ｇ（0.06モル）を加え、さらに６時間反応さ
せた。反応物をジクロロメタン（150ml×５回）
で抽出し、さらに水槽に食塩を加えて、飽和溶液
にした後、反応物を再度ベンゼン（150ml×５回）
で抽出した。有機層を氷洗後、無水硫酸ナトリウ
ムを加え乾燥させた。硫酸ナトリウムを別した
後、有機容媒を留去し、析出した結晶を再結晶
（溶媒はベンゼンとヘキサンの混合液）して、所
望の１―フエニル―２，６―ジシアノピペリジン
（4.75ｇ）を白色結晶として得た。

収率：75％。

融点：186〜187℃。

IR（KBγ）：2250cm^-1（CN）、1603、750、690cm
^-1（フエニル）。

NMR（CDCl₃）、δ：1.80〜2.35（broad、6H）、
4.52〜4.80（broad、2H）、7.12（ｓ、1H）、
7.15（ｄ、2H、Ｊ＝７Hz）、7.32（ｄ、2H、Ｊ
＝７Hz）。

元素分析（C₁₃H₁₃N₃として）計算値：Ｃ、73.90％；Ｈ、6.20％；Ｎ、19.89％測定値：Ｃ、73.96％；Ｈ、6.21％；Ｎ、19.99％。

MS（70ev）、ｍ／ｅ：211（M⁺、71％）、185（38
％）、104（64％）、77（100％）。

実施例３ 500mlの三角フラスコに亜硫酸水素ナトリウム
6.24ｇ（0.06モル）を入れ、これに水100mlを加
えて溶解した。この水溶液に50％グルタルアルデ
ヒド水溶液6.01ｇ（0.03モル）を加えて１時間か
きまぜた。この水溶液に水を加えて全量を400ml
に希釈した後、この反応液にｐ―アニシジン3.69
ｇ（0.03モル）の亜硫酸塩水溶液100mlを１時間
を要して滴下した（ｐ―アニシジンの亜硫酸塩水
溶液は、ｐ―アニシジンに６％亜硫酸水を加えて
溶解し、さらに水を加えて調製した）。滴下終了
後、16時間反応させてから溶液が中性になるまで
炭酸カリウムを加えた後、シアン化カリウム3.91
ｇ（0.06モル）を加え、さらに６時間反応させ
た。反応物をジクロロメタン（100ml×５回）で
抽出し、さらに水槽に食塩を加えて飽和溶液にし
てから反応物を再度ベンゼン（100ml×５回）で
抽出した。有機層を水洗した後、無水硫酸ナトリ
ウムを加え乾燥した。硫酸ナトリウムを別し、
有機容媒を留去した後、残留物をシリカゲルカラ
ムクロマトグラフイー（溶媒はベンゼン）で分離
精製し、所望の１―（ｐ―メトキシフエニル）―
２，６―ジシアノピペリジン5.75ｇを白色結晶と
して得た。

収率：79.4％。

融点：135.5〜136℃。

IR（KBγ）：2250cm^-1（CN）、1620cm^-1（フエニ
ル）。

NMR（CDCl₃）、δ：1.40〜2.15（broad、6H）、
3.65（Ｓ、3H）、3.90〜4.25（broad、2H）、
6.82（ｄ，2H、Ｊ＝９Hz）、7.13（ｄ、2H、Ｊ
＝９Hz）。

元素分析（C₁₄H₁₅N₃Oとして）計算値：Ｃ、69.69％；Ｈ、6.27％；Ｎ、17.42％測定値：Ｃ、69.83％；Ｈ、6.27％；Ｎ、17.37％。

MS（70ev）、ｍ／ｅ：241（M⁺、100％）、161
（44％）、146（17％）、122（22％）。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式〔式中、Ｒはフエニル基、ｐ―メトキシフエニ
ル基又はベンジル基を示す。〕で表わされる１―置換―２，６―ジシアノピペリ
ジン誘導体。