JPWO2003035605A1 - 新規化合物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炭素付加試薬として有用な化合物、並びにその効率的な製造方法に関する。
従来の技術
下記一般式で示される化合物は、様々な親電子剤と反応して、1炭素分の増炭素と共にアシルシアニリド官能基を配置し、これにまた色々な求核剤が反応するため、多様な化合物合成への応用性が高いことが知られている(Hisao Nemoto;Yasufumi Kubota;Yoshinori Yamamoto,J.Org.Chem.,55,4515〜4516,1990.)。
RO−CH(CN)2
(式中、Rは、R1R2R3Si−、R1O−CR2R3−(R1、R2、R3は1価の炭化水素基)を示す。)
上記化合物の炭素付加試薬としての反応形式は、上記論文に記載した通り、下記式で示される。
また、近年、下記反応式も発表した。
一方、このようなRO−CH(CN)2で示される化合物の合成方法も上記論文に記載されており、以下の6段階の合成反応が必要とされる。
しかしながら、上記合成法は、6段階もの工程を必要とし、2週間以上の反応時間を必要とする工程(5段階目)を含み、また高価な縮合剤を必要とする(6段階目)と共に、総収率も十分でない(10%程度)という問題があり、その改善が求められていた。
更に、上記合成法で得られるものは、Rが有機ケイ素型(R1R2R3Si−)あるいは1−アルコキシアルキル基型(R1O−CR2R3−)のものに限定されている。例えば、Rがアルカノイル基(R1CO−)の化合物は、上記有機ケイ素型あるいは1−アルコキシアルキル基型のものとは別の応用性が期待されるが、このような化合物は未だ提供されていない。例えば、アルカノイル基型化合物を上記合成反応により製造しようとすると、上記合成反応は5段階目でアンモニアを用いた工程があり、加エタノール分解によりR1CO結合が切断され、合成に著しい困難が予想される。
本発明の開示
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、上記一般式で示される炭素付加試薬として有用な化合物の効率的な製造方法の提供、並びに新規な炭素付加試薬化合物の提供を目的とする。
本発明者らは、かかる目的を達成するため鋭意検討した結果、特定の手法により、2段階の反応工程で上記化合物を得る方法を見出し、本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、下記一般式(1)で示される化合物
R”(HO)C=C(CN)2 (1)
(式中、R”は、アルキル基又はアリール基を示す。)
に過酢酸を加え攪拌して酸化的開裂反応を行い、得られた粗生成物中の水酸基に保護試薬を加えて保護化反応させることを特徴とする下記一般式(2)で示される化合物の製造方法、
RO−CH(CN)2 (2)
(式中、Rは、1価の有機基または有機金属基を示す。)
並びに、下記一般式(3)で示される新規化合物である。
R1COO−CH(CN)2 (3)
(式中、R1は1価の炭化水素基を示す。)
さらに、本発明は、下記一般式(1)で示される化合物
(式中、R”は水素原子、C1−30アルキル基、C6−14アリール基または5〜14員ヘテロアリール基を示す。)
に過酢酸を加え攪拌して酸化的開裂反応を行い、次いで得られた粗生物中の水酸基に保護試薬を反応させ保護化反応を行うことを特徴とする下記一般式(2)で示される化合物の製造方法を提供する。
RO−CH(CN)2 (2)
(式中、RはR1R2R3Si−、R1O−CR2R3−またはR1CO−を意味する。R1、R2およびR3はそれぞれ独立して水素原子、C1−30アルキル基、C6−14アリール基または5〜14員ヘテロアリール基を示す。)
R”がメチル基であることが好ましい。また、Rがアセチル基、nC11H23−CO−、ベンゾイル基、t−ブチルジメチルシリル基または式
で表わされる基であることが好ましい。
本発明は下記一般式(3)で示される化合物を提供する。
R1COO−CH(CN)2 (3)
(式中、R1は水素原子、C1−30アルキル基、C6−14アリール基または5〜14員ヘテロアリール基を示す。)
上記化合物において、R1CO−がアセチル基、nC11H23−CO−またはベンゾイル基であることが好ましい。
発明の詳細な説明
以下に本発明を詳しく説明する。本発明は、R”(HO)C=C(CN)2を出発原料として、2段階の工程により、目的とする下記一般式(2)で示される化合物を効率良く、且つ収率良く製造することを特徴とする。
RO−CH(CN)2 (2)
上式中、Rは、1価の有機基または有機金属基を示し、より具体的には、R1R2R3Si−、R1O−CR2R3−、またはR1CO−(R1、R2、R3は、アルキル基、アリール基等の1価の炭化水素基)等であるが、これに限定されない。
本発明の製造方法における反応式は、以下の如く表される。
本発明の製造方法における出発原料である一般式(1)のR”(HO)C=C(CN)2において、R”は、アルキル基又はアリール基を示し、入手の容易さから、CH3、C6H5であることが好ましく、特にCH3が好ましく用いられる。R”として何れのものを用いても、反応機構自体は同等である。
H3C(HO)C=C(CN)2は、Sci,Papers Inst,Phys,Chem,Res,(Tokyo)1962年、56巻、216−217頁にその合成法が記載されており、以下、本発明ではこれを出発原料とした例につき説明する。
本発明では、先ず、H3C(HO)C=C(CN)2の水溶液あるいはメタノール等の有機溶媒に過酢酸を1モル当量強〜5モル当量(1.2〜4モル当量がより望ましい)加え、2〜10時間攪拌する(2〜4時間がより好ましい)。この酸化的開裂反応は室温で行えばよい。
次いで、得られた粗生成物に塩化アセチル、塩化ベンゾイル、塩化ドデカノイル、tert−butychlorodimethylsilane、エチルビニルエーテル等の所望とするRに対応する化合物(保護試薬)、並びにピリジン類等の、生成するハロゲン化水素等を中和反応で捕捉しながら反応を活性化する補助剤等を加え、保護試薬と補助剤に応じて、0℃〜100℃程度(室温付近がより好ましい)で数分から十数時間反応させればよい。
反応終了後、必要により適当な公知の精製を行うことにより、目的物が得られる。
本願明細書において表わされる「C1−30アルキル基」とは、炭素数1〜30個の脂肪族炭化水素から任意の水素原子を1個除いて誘導される一価の基である、炭素数1〜30個の直鎖状または分枝鎖状のアルキル基を意味する。当該「C1−30アルキル基」において好ましくは「C1−11アルキル基」である。この「C1−11アルキル基」とは、具体的には例えばメチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、2−メチル−1−プロピル基、2−メチル−2−プロピル基、1−ブチル基、1−ウンデカニル基(nC11H23−)等があげられる。
本明細書中において表される「C6−14アリール基」とは、炭素数6〜14の芳香族性の炭化水素環式基を意味する。当該「C6−14アリール基」において好ましくは「C6−10アリール基」である。この「C6−10アリール基」とは具体的には例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基などが挙げられる。
本明細書中において表される「5〜14員ヘテロアリール基」とは、環式基の環を構成する原子の数が5ないし14であり、環式基の環を構成する原子中に1から複数個のヘテロ原子を含有する芳香族性の環式基を意味する。当該「5〜14員ヘテロアリール基」において好ましくは「5〜10員ヘテロアリール基」である。
「5〜10員ヘテロアリール基」とは、「5〜10員芳香族ヘテロ環」から任意の位置の水素原子を1個除いて誘導される一価の基を意味する。
この「5〜10員芳香族ヘテロ環」とは、環式基の環を構成する原子の数が5ないし10であり、環式基の環を構成する原子中に1から複数個のヘテロ原子を含有する芳香族性の環を意味し、具体的には例えば、ピリジン環、チオフェン環、フラン環、ピロール環などが挙げられる。
本明細書中において表される「保護試薬」とは、水酸基へ保護基を付加するために一般的に用いられる試薬を意味し、具体的には例えば塩化アセチル、塩化ベンゾイル、塩化ドデカノイルなどの酸ハライド、無水酢酸などの酸無水物、エチルビニルエーテルなどのビニルエーテル化合物、t−ブチルクロロジメチルシランなどのシリル化試薬などがあげられる。この「保護試薬」として好ましくは、具体的には例えば、塩化アセチル、塩化ベンゾイル、塩化ドデカノイル、エチルビニルエーテル、t−ブチルクロロジメチルシランをあげることができる。
本明細書中において表される「保護化反応」とは、水酸基を有する化合物に、適切な条件下にて保護試薬を反応させ、水酸基に保護基を導入する反応を意味する。
この反応は、反応に用いる保護試薬に応じて、保護基導入に一般的に用いられている条件下で水酸基に保護基を導入することができる。例えば反応中、塩基または酸を加えて行うこともできる。この塩基としては例えばイミダゾール、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)などをあげることができ、酸としては例えば4−トルエンスルホン酸などをあげることができる。
実施例
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1(CH3COO−CH(CN)2の合成実験項)
H3C(HO)C=C(CN)2(202mg,1.87mmol)の水溶液(4mL)に、過酢酸(9%酢酸溶液を3.1mL,3.74mmol相当)を室温で加え、室温で4時間攪拌した。得られた反応液に塩化アセチル(12mL,12.7mmol)、4−(N,N−ジメチルアミノピリジン(23mg,0.19mmol)を加え、室温で5分間攪拌した。減圧下で体積が1mL程度になるまで濃縮し、その残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、ヘキサン/酢酸エチル=6:1体積比の溶出液を用いて精製した。収量146mg(1.18mmol,63%収率)。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ2.29(s,3H),6.10(s,1H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ167.1,109.2,47.5,19.7;IR(neat):2261,1784cm−1。
実施例2(C6H5COO−CH(CN)2の合成実験項)
H3C(HO)C=C(CN)2(208mg,1.93mmol)のメタノール溶液(10mL)に、過酢酸(9%酢酸溶液を5mL,6.04mmol相当)を室温で加え、室温で2時間攪拌した。この反応混合物にさらに過酢酸(9%酢酸溶液を1mL,1.24mmol相当)を室温で加え、室温で2時間攪拌を続けた。得られた反応液を減圧下35℃以下を保って濃縮し、残渣を5mLのアセトニトリルに溶かした。この溶液に塩化ベンゾイル(271mg,1.93mmol)、ピリジン(168mg,0.17mL,2.13mmol)を0℃で滴下し、0℃で5分間攪拌した後、減圧下でアセトニトリルを除去し、その残渣を30mLの酢酸エチルに希釈し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(15mLで3回)、飽和食塩水(15mLで1回)で洗浄し、硫酸マグネシウム下で乾燥し、減圧下濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、ヘキサン/酢酸エチル=6:1体積比の溶出液を用いて精製した。収量197mg(1.06mmol,55%収率)。1H NMR(300MHz,CDCL3):δ6.35(s,1H),7.50(t,2H,J=7.6Hz)17.68(t,1H,J=7.3Hz),8.05(d,2H,J=7.9Hz);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ162.9,135.1,130.3,128.9,125.7,109.5,48.2;IR(KBr):3067,2944,2256,1737,1601,1584cm−1.
実施例3(Cl1H23COO−CH(CN)2の合成実験項)
H3C(HO)C=C(CN)2(208mg,1.93mmol)のメタノール溶液(10mL)に、過酢酸(9%酢酸溶液を5mL,6.04mmol相当)を室温で加え、室温で2時間攪拌した。この反応混合物にさらに過酢酸(9%酢酸溶液を1mL,1.24mmol相当)を室温で加え、室温で2時間攪拌を続けた。得られた反応液を減圧下35℃以下を保って濃縮し、残渣を5mLのアセトニトリルに溶かした。この溶液に塩化ドデカノイル(507mg,2.32mmol)を0℃で滴下後、4−(N,N−ジメチルアミノ)ピリジン(23mg,0.19mmol)を加え、0℃で5分間攪拌した後、減圧下でアセトニトリルを除去し、その残渣を30mLの酢酸エチルに希釈し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(15mLで3回)、飽和食塩水(15mLで1回)で洗浄し、硫酸マグネシウム下で乾燥し、減圧下濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、ヘキサン/酢酸エチル=6:1体積比の溶出液を用いて精製した。収量281mg(1.06mmol,55%収率)。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ0.88(t,3H,J=6.84Hz),1.103−1.416(m,16H),1.574−1.731(m,2H),2.49(t,3H,J=7.57),6.115(s,1H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ170.0,109.4,47.6,32.8,31.8,29.5,29.4,29.2,29.0,28.7,24.2,22.6,14.0;IR(neat);2261,1785cm−1。
実施例4(TBSO−CH(CN)2の合成実験項)
H3C(HO)C=C(CN)2(208mg,1.93mmol)のメタノール溶液(10mL)に、過酢酸(9%酢酸溶液を5mL,6.04mmol相当)を室温で加え、室温で2時間攪拌した。この反応混合物にさらに過酢酸(9%酢酸溶液を1mL,1.24mmol相当)を室温で加え、室温で2時間攪拌を続けた。得られた反応液を減圧下35℃以下を保って濃縮し、残渣を5mLのDMF(N,N−ジメチルホルムアミド)に溶かした。この溶液にtert−butychlorodimethylsilane(436.3mg,2.90mmol)、イミダゾール(197.4mg,2.90mmol)を0℃で加え、0℃で5分間攪拌した後、減圧下でDMFを除去し、その残渣を30mLの酢酸エチルに希釈し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(15mLで3回)、飽和食塩水(15mLで1回)で洗浄し、硫酸マグネシウム下で乾燥し、減圧下濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、ヘキサン/酢酸エチル=8:1体積比の溶出液を用いて精製した。収量189.4mg(0.97mmol,50%収率)。物理データは[Hisao Nemoto;Yasufumi Kubota;Yoshinori Yamamoto,J.Org.Chem.,55,4515〜4516,1990.]にて公知。
実施例5(C11H23COO−CH(CN)2の合成実験項)
H3C(HO)C=C(CN)2(208mg,1.93mmol)のメタノール溶液(10mL)に、過酢酸(9%酢酸溶液を5mL,6.04mmol相当)を室温で加え、室温で2時間攪拌した。この反応混合物にさらに過酢酸(9%酢酸溶液を1mL,1.24mmol相当)を室温で加え、室温で2時間攪拌を続けた。得られた反応液を減圧下35℃以下を保って濃縮し、残渣を5mLのジクロロメタンに溶かした。この溶液に触媒量の4−トルエンスルホン酸(20mg)を加えた後、エチルビニルエーテル(278mg,3.86mmol)を0℃で滴下し、0℃で30分間攪拌した。得られた反応溶液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(50mL)に注ぎ、エーテルで抽出した(30mLで3回)。集めた有機層を飽和食塩水(15mLで1回)で洗浄し、硫酸マグネシウム下で乾燥し、減圧下濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、ヘキサン/酢酸エチル=6:1体積比の溶出液を用いて精製した。収量178.8mg(1.16mmol,60%収率)。物理データは[Hisao Nemoto;Yasufumi Kubota;Yoshinori Yamamoto,J.Org.Chem.,55,4515〜4516,1990.]にて公知。
Claims (6)
- 下記一般式(1)で示される化合物
R”(HO)C=C(CN)2 (1)
(式中、R”は、アルキル基又はアリール基を示す。)
に過酢酸を加え攪拌して酸化的開裂反応を行い、得られた粗生成物中の水酸基に保護試薬を加えて保護化反応させることを特徴とする下記一般式(2)で示される化合物の製造方法。
RO−CH(CN)2 (2)
(式中、Rは、1価の有機基または有機金属基を示す。) - R”がメチル基である請求項2記載の製造方法。
- 下記一般式(3)で示される化合物。
R1COO−CH(CN)2 (3)
(式中、R1は水素原子、C1−30アルキル基、C6−14アリール基または5〜14員ヘテロアリール基を示す。) - R1CO−がアセチル基、nC11H23−CO−またはベンゾイル基である請求項5記載の化合物。
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