JPWO2012008228A1 - アルコール類の酸化方法 - Google Patents

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Abstract

一級アルコールのみならず二級アルコールも効率的に酸化することができ、空気をバルク酸化剤として用いる場合においても高い反応効率を達成できるアルコール類の酸化方法であって、下記の式(I)で表される化合物及びバルク酸化剤の存在下で酸化を行う方法。

Description

本発明は、有機触媒を用いたアルコール類の酸化方法に関する。
アルコールの酸化反応は化合物の化学変換法として重要な反応のひとつであり、医薬や農薬等の高付加価値有機化合物の合成などに多用されていることから、これまで様々な手法が開発されてきた。しかしながら、爆発性試薬や毒性の高い金属等の使用や、大量の廃棄物の発生など環境への負荷が大きい方法も多い。工業プロセスの分野においては環境や安全性に配慮した合成方法を採用することが特に求められているが、アルコールの酸化反応についてもこのような観点からいくつかの方法が開発されている。
例えば、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン N-オキシル（2,2,6,6-tetramethylpiperidine N-oxyl：以下、本明細書において「TEMPO」と略す場合がある）を用いる酸化反応は、TEMPOが有機酸化触媒となり、TEMPO由来のニトロキシラジカルから生成するオキソアンモニウム塩が酸化活性をもつ化学種として作用する反応である。この酸化反応は比較的安価に酸化を行うことができる他、毒性の高い遷移金属を使用しないことや、約0℃から室温程度の温和な条件でも反応が進行することから環境調和性の高い酸化反応として近年注目を集めている。
TEMPOを用いる酸化反応については、m-クロロ過安息香酸をバルク酸化剤として用いる触媒的酸化反応が報告されて以来（非特許文献１）、種々のバルク酸化剤との組合せによる方法が開発されてきた。例えば、安価で環境負荷が少なく現在工業プロセスにおいて最も汎用されている次亜塩素酸ナトリウムや、幅広い官能基共存性を有するジアセトキシヨードベンゼンをバルク酸化剤として利用する方法が報告されている（非特許文献２及び３）。また、より優れた環境調和性の酸素をバルク酸化剤として用いる手法も盛んに研究されている（非特許文献４及び５）。
このようにTEMPO酸化は有機合成化学の分野や化学工業プロセスにおいて有力な酸化法として位置づけられているが、嵩高い基質に対する反応性が十分ではなく、特に二級アルコールの酸化において反応性の低さがしばしば問題となっていた。この問題を解決するために、アザアダマンタン骨格を有するニトロキシルラジカルである1-メチル-2-アザアダマンタン N-オキシル（1-methyl-2-azaadamantane N-oxyl、以下、本明細書において「1-Me-AZADO」と略す場合がある）、2-アザマンタン N-オキシル（2-Azaadamantane N-oxyl、以下、本明細書において「AZADO」と略す場合がある）、及びビシクロ型ニトロキシルラジカルである9-アザビシクロ[3.3.1]ノナンN-オキシル（9-azabicyclo[3.3.1]nonane N-oxyl、以下、本明細書において「ABNO」と略す場合がある）が提案されている（非特許文献６及び７、並びに特許文献１及び２）。1-Me-AZADO、AZADO、及びABNOはTEMPOをはるかに凌ぐ触媒活性を有することが確認されており、一級アルコールの酸化のみならずTEMPOでは進行し難い二級アルコールの酸化に対しても高い触媒活性を有することが明らかとなっている。
しかしながら、1-Me-AZADOの合成には市販の化合物から7工程を要するという問題がある。ABNOは市販の化合物から3工程で合成可能であるものの、添加量が少ない場合は触媒活性がAZADO及び1-Me-AZADOよりも低く、環境調和性や経済性の面において問題がある。また、環境調和性に優れた空気をバルク酸化剤として用いる場合には、1-Me-AZADO、AZADO、及びABNOはいずれも1mol%程度の触媒量において反応速度が遅く、反応効率の面での問題がある。なお、非特許文献８には下記の式(I)で表される化合物（Nor-AZADO）が開示されているが、酸化触媒としての利用については全く示唆ないし教示がない。
特開2008-212853号公報 国際公開WO2006/001387
ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー40巻、12号、pp. 1860-1862、1975年 ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー52巻、12号、pp. 2559-2562、1987年 ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー62巻、20号、pp. 6974-6977、1997年 ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティー、106巻、11号、pp. 3374-3376、1984年 ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティー、126巻、13号、pp. 4112-4113、2004年 ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティー、128巻、26号、pp. 8412-8413、2006年 ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー74巻、12号、pp. 4619-4622、2009年 テトラヘドロン、34巻、10号、pp. 1501-1507、1978年 テトラへドロン・レタース、50巻、pp. 1493-1494、2009年 ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティー、88巻、10号、pp. 2328-2329、1966年
本発明の課題は、有機触媒を用いてアルコール類を効率的に酸化する方法を提供することにある。より具体的には、一級アルコールのみならず二級アルコールも効率的に酸化することができ、空気をバルク酸化剤として用いる場合においても高い反応効率を達成できる酸化方法を提供することが本発明の課題である。
本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、ノルアザアダマンタン骨格にニトロキシルラジカルを組み込んだ9-ノルアザアダマンタン N-オキシル（以下、本明細書において「Nor-AZADO」と略す場合がある）を有機酸化触媒として用いると、二級アルコールであっても効率的な酸化反応が進行し、1-Me-AZADO、AZADO、及びABNOよりも高い触媒回転率が得られること、及び空気をバルク酸化剤に用いる反応においても1-Me-AZADO、AZADO、及びABNOに比較して高い触媒活性を示し、反応をより短時間で完結させることができることを見出した。本発明は上記の知見を基にして完成されたものである。
すなわち、本発明により、アルコール類の酸化方法であって、下記の式(I)：
で表される化合物及びバルク酸化剤の存在下で酸化を行う方法が提供される。
上記発明の好ましい態様によれば、アルコールが一級アルコール又は二級アルコールである上記の方法；式(I)で表される化合物の添加量が触媒量である上記の方法；式(I)で表される化合物の添加量がアルコール類に対して0.0001 mol%〜100 mol%の範囲である上記の方法；式(I)で表される化合物の添加量がアルコール類に対して0.001 mol%から5 mol%の範囲である上記の方法；バルク酸化剤が過酸素酸、過酸化水素、次亜ハロゲン酸若しくはその塩、過ハロゲン酸若しくはその塩、過硫酸塩、ハロゲン化物、N-ブロモコハク酸イミド等のハロゲン化剤、トリハロゲン化イソシアヌル酸類、ジアセトキシヨードアレン類、ジアルキルアゾジカルボキシレート、酸素、空気、又はこれらの混合物である上記の方法；バルク酸化剤が空気である上記の方法；式(I)で表される化合物とともに、又は式(I)で表される化合物に換えて9-ノルアザアダマンタンのヒドロキシルアミン体及び／又はオキソアンモニウム塩を用いる上記の方法が提供される。
本発明の方法によれば、従来のTEMPOでは酸化が困難であった嵩高いアルコール類、特に二級アルコール化合物を効率的に酸化することができ、例えば遷移金属を使用することなく、室温かつ常圧でも反応が進行するという特徴がある。また、本発明の方法によれば、1-Me-AZADO、AZADO、又はABNOを有機触媒として用いる方法に比べて少ない触媒量で効率的に反応が進行し、かつ触媒を安価に入手できることから、工業プロセスにおいてはAZADOなどを使用するよりもはるかに経済的に有利である。従って、本発明の方法は、従来のアルコール酸化方法よりも経済的で、かつ環境負荷も少ないという特徴を有している。さらに、空気をバルク酸化剤に用いる場合には、1-Me-AZADO、AZADO、又はABNOを用いる酸化方法よりも短時間に反応が進行するので、環境負荷を軽減することができる。
バルク酸化剤として空気を用いて嵩高い第二級アルコールであるメントールを酸化する場合における変換率の経時変化を示した図である。
本発明の方法はアルコール類を酸化する方法であって、上記式(I)で表される化合物（以下、本明細書において「化合物(I)」と略す場合がある。）及びバルク酸化剤の存在下で酸化を行うことを特徴としている。酸化すべき対象物となるアルコール類としては、第一級又は第二級アルコールのいずれを用いてもよいが、本発明の方法ではTEMPOを用いる従来の方法に比べて第二級アルコールを対象物とした場合にも高い酸化効率を達成することができることから、第二級アルコールを好ましい対象物として使用することができる。本発明の方法により、第一級アルコール及び第二級アルコールは対応のアルデヒド又はケトン化合物に変換される。
なお、式(I)で表される化合物は非特許文献８に合成法が示されているとおり、市販のグルタルアルデヒド、アセトンジカルボン酸、及びベンジルアミンより四工程で容易かつ安価に合成することができる。本明細書の実施例に具体的製造方法を示した。
本発明の方法において、第一級アルコールは例えば下記の一般式(II)で表される化合物であり、第二級アルコールは例えば下記の一般式(III)で表される化合物である。一般式(II)及び(III)において、置換基X及びYは反応に悪影響を及ぼさない置換基であれば特に制限はない。例えばX及びYとしては、置換されていてもよい直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基、置換されていてもよい環状アルキル基、置換されていてもよい芳香族炭化水素基、又は置換されていてもよい芳香族複素環基などを挙げることができる。X及びYは同一でも異なっていてもよい。
直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基としては例えば炭素数1から16程度のアルキル基を挙げることができる。これらのうちでは炭素数1から8程度のアルキル基を好適に適用することができる。このようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、2-メチルブチル基、ネオペンチル基、1-エチルプロピル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、4-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、1-メチルペンチル基、3,3-ジメチルブチル基、2,2-ジメチルブチル基、1,1-ジメチルブチル基、1,2-ジメチルブチル基、1,3-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、2-エチルブチル基、ヘプチル基、1-メチルヘキシル基、2-メチルヘキシル基、3-メチルヘキシル基、4-メチルヘキシル基、5-メチルヘキシル基、1-プロピルブチル基、4,4-ジメチルペンチル基、オクチル基、1-メチルヘプチル基、2-メチルヘプチル基、3-メチルヘプチル基、4-メチルヘプチル基、5-メチルヘプチル基、6-メチルヘプチル基、1-プロピルペンチル基、2-エチルヘキシル基、又は5,5-ジメチルヘキシル基などを挙げることができる。
環状アルキル基としては炭素数3から7程度のシクロアルキルを挙げることができるが、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、又はシクロヘプチル基等である。
芳香族環炭化水素基を構成する芳香環は単環式芳香族炭化水素環又は縮合多環式芳香族炭化水素環のいずれであってもよい。芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、フェナントリル基、又はアセナフチレニル等の炭素数6から14程度のアリール基を挙げることができる。
芳香族複素環基を構成する複素環としては、例えば5員環若しくは6員環の単環式複素環、又は6員＋5員若しくは6員＋6員の縮合複素環を挙げることができるが、これらに限定されることはない。複素環を構成する環構成ヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、硫黄原子、及び窒素原子から選ばれる1から3個の原子を挙げることができるが、これらに限定されることはない。なお、複素環としては芳香環であることが好ましいが、飽和または部分飽和であってもよい。複素環が飽和または部分飽和である場合、異原子部分は適切な保護基によって保護されていることが好ましい場合が多いが、そのままであってもよい。
芳香族複素環基としては、例えば、フリル基、チエニル基、ピロリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、1,2,3-オキサジアゾリル基、1,2,4-オキサジアゾリル基、1,3,4-オキサジアゾリル基、フラザニル基、1,2,3-チアジアゾリル基、1,2,4-チアジアゾリル基、1,3,4-チアジアゾリル基、1,2,3-トリアゾリル基、1,2,4-トリアゾリル基、テトラゾリル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、若しくはトリアジニル等の単環式芳香族複素環基、又はベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾ[b]チエニル基、インドリル基、イソインドリル基、1H-インダゾリル基、ベンズインダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、1,2-ベンゾイソオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾピラニル基、1,2-ベンゾイソチアゾリル基、1H-ベンゾトリアゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、プリニル基、ブテリジニル基、カルバゾリル基、α-カルボリニル基、β-カルボリニル基、γ-カルボリニル基、アクリジニル基、フェノキサジニル基、フェノチアジニル基、フェナジニル基、フェノキサチイニル基、チアントレニル基、フェナトリジニル基、フェナトロリニル基、インドリジニル基、ピロロ[1,2-b]ピリダジニル基、ピラゾロ[1,5-a]ピリジル基、イミダゾ[1,2-a]ピリジル基、イミダゾ[1,5-a]ピリジル基、イミダゾ[1,2-b]ピリダジニル基、イミダゾ[1,2-a]ピリミジニル基、1,2,4-トリアゾロ[4,3-a]ピリジル、1,2,4-トリアゾロ[4,3-b]ピリダジニル基等の8〜12員の縮合多環式芳香族複素環基を挙げることができる。なお、これらの芳香族複素環基は飽和又は部分飽和となっていてもよい。
本明細書において、ある基について「置換されていてもよい」と言う場合には、その基の任意の位置に1又は2以上の任意の置換基が存在していてもよいことを意味しており、2以上の置換基が存在する場合にはそれらは同一でも異なっていてもよい。このような置換基は反応に影響を及ぼさない限りその種類は特に制限されない。
直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基、環状アルキル基、芳香族炭化水素基、又は芳香族複素環基上に存在可能な置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、若しくはプロピル基等の炭素数1から6程度のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、若しくはプロポキシ基等の炭素数1から6程度のアルコキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、若しくはヨウ素原子等のハロゲン原子、ビニル基若しくはアリル等の炭素数2から6程度のアルケニル基、エチニル基若しくはプロパルギル等の炭素数2から6程度のアルキニル基、水酸基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよいスルホニル基、置換されていてもよいスルホンアミド基、シアノ基、ニトロ基、ニトロソ基、置換されていてもよいアミジノ基、カルボキシ基、炭素数2から7程度のアルコキシカルボニル基、置換されていてもよいカルバモイル基、芳香族基、芳香族複素環基、又はアシル基（例えば置換されていてもよいアルキルカルボニル基、又は置換されていてもよいアリールカルボニル基）等を挙げることができるがこれらに限定されることはない。これらの置換基は適宜保護されていてもよい。保護基の種類は特に限定されないが、水酸基やアミノ基などに適する保護基は、例えば、Greenら、Protective Groups in Organic Synthesis, 3rd Edition, 1999, John Wiley & Sons, Inc.などの成書を参照して適宜選択することができ、アルコール酸化後に生成物のアルデヒド又はケトン化合物から適宜の手段により除去することが可能である。
本発明の方法において「バルク酸化剤（「再酸化剤」又は「共酸化剤」と呼ばれる場合もある）」は、有機触媒である式(I)で表される化合物への酸化能力の供給源である。バルク酸化剤としては、ヒドロキシルアミンをニトロキシルラジカル又はオキソアンモニウム塩に、あるいはニトロキシルラジカルをオキソアンモニウム塩に酸化できるものであれば特に制限はなく、一般的には例えばTEMPOを使用する酸化反応においてバルク酸化剤として利用されるものから適宜選択することができる。
バルク酸化剤として、例えば、過酸素酸、過酸化水素、次亜ハロゲン酸若しくはその塩、過ハロゲン酸若しくはその塩、過硫酸塩、ハロゲン化物、N-ブロモコハク酸イミド等のハロゲン化剤、トリハロゲン化イソシアヌル酸類、ジアセトキシヨードアレン類、酸素、又は空気、あるいはこれらの混合物を用いることができるが、これらに限定されることはない。好適には、例えば、過酢酸、m-クロロ過安息香酸、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸リチウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム、次臭素酸ナトリウム、次亜臭素酸リチウム、次亜臭素酸カリウム、次亜臭素酸カルシウム、過硫酸水素ナトリウム、過ヨウ素酸ナトリウム、過ヨウ素酸、トリクロロイソシアヌル酸、トリブロモイソシアヌル酸、N-ブロモコハク酸イミド、N-クロロコハク酸イミド、塩素、臭素、沃素、ジアセトキシヨードベンゼン、酸素、又は空気などを用いることができる。本発明の方法は空気をバルク酸化剤として用いる場合にも高い酸化効率を達成することができるので、バルク酸化剤として空気を用いる場合は本発明の好ましい態様である。
本願発明の酸化方法のバルク酸化剤としてジアルキルアゾジカルボキシレートを採用することもできる。ジアルキルアゾジカルボキシレートとしては通常使用されるものであれば特に制限はなく、エステルが炭素数1から6のアルキル基からなるものを好適に使用することができる。ジアルキルアゾジカルボキシレートとしてはジイソプロピルアゾジカルボキシレート（以下、本明細書において「DIAD」と略す場合がある）が好ましく、この他にジエチルアゾジカルボキシレートを使用することもできる。
本発明の方法に従う酸化反応は、溶媒の存在下又は溶媒の非存在下のいずれで行ってもよい。溶媒を用いる場合、溶媒は反応を阻害しないものであればその種類は特に限定されない。溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、若しくは石油エーテルのような脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、若しくはキシレンのような芳香族炭化水素類、アセトニトリル、プロピオニトリル、若しくはベンゾニトリルのようなニトリル類、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、若しくは四塩化炭素のようなハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、若しくはジエチレングリコールジメチルエーテルのようなエーテル類、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、若しくはヘキサメチルリン酸トリアミドのようなアミド類、ジメチルスルホキシドのようなスルホキシド類、蟻酸エチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、若しくは炭酸ジエチルのようなエステル類、酢酸、蟻酸、若しくはプロピオン酸などのカルボン酸類、スルホラン、又は水などを挙げることができ、これらを混合物として使用してもよい。好適には脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、ニトリル類、ハロゲン化炭化水素類、エステル類、カルボン酸類、水、又はそれらの混合物を用いることができ、さらに好適にはジクロロメタン、アセトニトリル、酢酸、トルエン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、水、又はそれらの混合物を用いることができ、特に好適にはジクロロメタン、ジクロロメタン-水混合溶液、トルエン-水混合溶液、酢酸エチル-水混合溶液、アセトニトリル、又は酢酸を用いることができる。
反応混合物中には適宜、無機塩、又は有機塩等の緩衝剤を添加することもできる。緩衝剤としては、例えば、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の炭酸塩、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の重炭酸塩、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属のリン酸塩、又はアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の酢酸塩などを挙げることができ、好適には炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、又はリン酸塩などを挙げることができる。
反応混合液中には適宜、反応を促進させる添加剤を添加することもできる。この様な添加剤としては、例えば次亜塩素酸ナトリウムをバルク酸化剤として用いる場合においては、四級アンモニウム塩、又はアルカリ金属のハロゲン化物などを挙げることができ、好適には塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、臭化ナトリウム、又は臭化カリウム、あるいはこれらの混合物などを挙げることができる。酸素をバルク酸化剤として用いる場合においては、添加剤は一般にTEMPOを用いた空気酸化反応で使用される添加剤から選択することができる。例えば、亜硝酸塩、無機酸、有機酸、臭素、又は銅、鉄、若しくはルテニウム等の遷移金属塩を挙げることができ、好適には亜硝酸ナトリウムと酢酸との混合物、亜硝酸ナトリウムと臭素との混合物、亜硝酸ナトリウムと塩化鉄との混合物、又は塩化銅を添加物として用いることができる。
バルク酸化剤としてジアルキルアゾジカルボキシレートを使用して反応を実施する際においては、一般的には弱酸性物質の存在下に実施することが必要である。このような弱酸性物質としては有機酸であっても無機酸であってもよいが、脂肪族カルボン酸類を存在させるのが簡便である。脂肪族カルボン酸類としては、炭素数2から7程度のものであればよいが、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸等を挙げることができる。これらのうちでは、酢酸を好適に使用することができる。また芳香族カルボン酸の安息香酸を挙げることができる。弱酸の使用量は通常はアルコール類に対して0.1から5当量でよく、好適には1当量から2当量程度の範囲である。
アルコール類に対する化合物(I)の使用量は特に限定されないが、通常はアルコール類に対して0.0001 mol%〜100 mol%（原料アルコール類のモル数に対して0.0001%から100%のモル数であることを意味する）であり、好適には0.001 mol%から5 mol%程度の範囲である。空気をバルク酸化剤として用いる場合には0.1 mol%から5 mol%程度とすることが好ましい。
反応温度はアルコール類の種類、バルク酸化剤の種類及び使用量、添加物の有無などの条件により異なるが、通常は-80℃〜120℃の範囲であり、好適には0℃〜40℃の範囲である。反応終了後、目的の酸化成績体を通常の後処理の後に抽出、再結晶、又はカラムクロマトグラフィー等の通常の単離操作によって単離することができる。単離操作を2種以上組み合わせてもよい。
いかなる特定の理論に拘泥するわけではないが、本発明の化合物(I)による酸化反応は、TEMPOを触媒とする酸化反応において一般に考えられている反応機構（すなわちTEMPOが有機酸化触媒となりTEMPO由来のニトロキシラジカルから生成するオキソアンモニウム塩が酸化活性をもつ化学種として作用する反応機構）で進行するものと考えられる。従って、本発明の化合物(I)とともに、又は化合物(I)に換えて9-ノルアザアダマンタンのヒドロキシルアミン体及び／又はオキソアンモニウム塩を等価物として用いることができることは当業者に自明であり、このような態様が本発明の範囲に包含されることを理解すべきである。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は下記の実施例により限定されることはない。実施例中、Bnはベンジル基、Tsはp-トルエンスルホニル基、Phはフェニル基、Cbzはベンジルオキシカルボニル基、TBSはtert-ブチルジメチルシリル基、Meはメチル基を示す。
例1
(a)9-ベンジル-9-アザビシクロ[3.3.1]ノナン-3-オンの合成
アセトンジカルボン酸（16.1 g, 109.9 mmol）の酢酸（46 ml）及び水（92 ml）混合溶液に室温下、50%グルタルアルデヒド水溶液（26.5 ml, 146.5 mmol）、ベンジルアミン（10 ml, 91.6 mmol）を順次滴下後、同温下9時間攪拌した。反応液をジクロロメタン（50 ml）、及び5M 水酸化ナトリウム水溶液（180 ml）を加えて塩基性とし、ジクロロメタンで抽出した。有機層を飽和食塩水で洗浄後、硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層を減圧濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、粗結晶（17.2 g）を得た。粗結晶に酢酸エチル（5 ml）-へキサン（50 ml）を添加し、スラリー液を24時間攪拌した。結晶をろ過し、酢酸エチル-へキサン（10:1）混合溶液で洗浄後、減圧乾燥し、目的化合物（12.7 g, 60.6%）を得た。
1H-NMR (CDCl3, 400MHz): δ 7.41-7.24 (m, 5H), 3.91 (s, 2H), 3.31 (brs, 2H), 2.73 (dd, 2H, J=16.7, 6.5Hz), 2.25 (d, 2H, J=16.7Hz), 1.98-1.90 (m, 2H), 1.56-1.46 (m, 4H).
13C-NMR (CDCl3, 100MHz): δ 211.5, 139.2, 128.4, 128.3, 127.1, 57.1, 53.5, 42.9, 29.3, 16.5.
IR (CHCl3, cm-1): 1704.
EI-MS m/z: 229 (M+).
HRMS (EI): calcd. for C15H19O1N1 229.1467 (M+), Found: 229.1460.
(b)N-(9-ベンジル-9-アザ-ビシクロ[3.3.1]ノン-3-イリデン)-N'-p-トルエンスルホニルヒドラジンの合成
9-ベンジル-9-アザビシクロ[3.3.1]ノナン-3-オン（13.7 g, 59.7 mmol）及びトシルヒドラゾン（12.2 g, 65.7 mmol）のベンゼン溶液（199 ml）を常圧下、24時間脱水還流した。反応液を室温に冷却後、減圧濃縮し、残渣にメタノール-イソプロパノール（1:1）混合溶液（164 ml）を加え、得られたスラリー液を氷冷下、1時間攪拌した。結晶をろ過し、メタノール-イソプロパノール（1:1）混合溶液にて洗浄後、減圧乾燥し、目的化合物（15.7 g, 66.3%）を得た。
1H-NMR (CDCl3, 400MHz): δ 7.85 (d, 2H, J=8.2Hz), 7.36-7.22 (m, 7H), 3.49 (d, 1H, J=5.1), 3.10-3.06 (m, 2H), 2.66 (dd, 1H, J=6.5, 16.2Hz), 2.43 (s, 3H), 2.33 (brs, 1H), 2.31 (d, 2H, J=16.2Hz), 1.90-1.89 (m, 2H), 1.48-1.34 (m, 4H).
13C-NMR (CDCl3, 100MHz): δ 161.8, 143.9, 139.2, 135.7, 129.5, 128.3, 128.3, 128.0, 127.0, 56.8, 52.0, 51.4, 34.9, 29.5, 28.7, 28.2, 21.6, 16.8.
IR (CHCl3, cm-1): 3217, 1598.
EI-MS m/z: 397 (M+).
HRMS (EI): calcd. for C22H27O2N3S 397.1824 (M+), Found: 397.1815.
(c)9-ベンジル-9-ノルアザアダマンタンの合成
N-(9-ベンジル-9-アザ-ビシクロ[3.3.1]ノン-3-イリデン)-N'-p-トルエンスルホニルヒドラジン（10.0 g, 25.2 mmol）のジメチルホルムアミド溶液（252 ml）に室温下、水素化ナトリウム（60% in ミネラルオイル, 3.02 g, 75.5 mmol）を添加し、3時間加熱還流した。反応液を室温に冷却後、10%食塩水（100 ml）を加え、ジエチルエーテルで抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、目的物（3.56 g, 66.4%）を得た。
1H-NMR (CDCl3, 400MHz): δ 7.36-7.19 (m, 5H), 3.71 (s, 2H), 3.15 (brs, 2H), 2.55 (m, 2H), 1.84 (d, 2H, J=10.1Hz), 1.47 (m,4H).
13C-NMR (CDCl3, 100MHz): δ 140.4, 128.7, 128.1, 126.5, 60.7, 58.0, 40.1, 36.2.
IR (CHCl3, cm-1): 1493, 1453, 1357, 1317.
EI-MS m/z: 213 (M+).
HRMS (EI): calcd. for C15H19N1 223.1517 (M+), Found: 223.1512.
(d)式(I)の化合物(Nor-AZADO: 9-ノルアザアダマンタン N-オキシル)の合成
9-ベンジル-9-ノルアザアダマンタン（2.07 g, 9.69 mmol）のエタノール溶液（48.5 ml）に窒素雰囲気下、室温で水酸化パラジウム（50% 湿品, 0.62 g）を添加した。反応液を水素雰囲気下、室温で25時間攪拌した。反応液をセライトろ過し、ジクロロメタン（50 ml）で洗浄した。ろ洗液を炭酸カリウムで乾燥後、減圧乾固し、9-ノルアザアダマンタン（1.07 g）を得た。得られた9-ノルアザアダマンタンをメタノール（16.5 ml）に溶解後、タングステン酸ナトリウム・二水和物を添加し、室温下、30分間攪拌した。反応液に尿素・過酸化水素付加体を添加し、室温下、3時間攪拌した。反応液を減圧濃縮後、飽和重曹水（15 ml）を加え、クロロホルムで抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的化合物（0.634 mg, 49.7%）を得た。
IR(CHCl3, cm-1): 1454.1, 1336.4, 1277.6.
EI-MS m/z: 138 (M+).
HRMS (EI): calcd. for C8H12ON 138.0919 (M+), Found: 138.0915.
Anal: Calcd. for C8H12ON: C, 69.53; H, 8.75; N, 10.14, Found: C, 69.34; H, 8.62; N, 10.06.
例2
次亜塩素酸ナトリウムをバルク酸化剤としてアルコールの酸化反応を行った。Nor-AZADO、並びに比較のためにTEMPO、1-Me-AZADO、AZADO、及びABNOを用いて触媒活性を比較した。結果を表1に示す。
第一級アルコールである4-フェニルブタノールの酸化（entry 1）においては、触媒量が1mol%の場合には全ての触媒化合物において高収率で目的物を与えたが、触媒量を削減した場合に触媒活性に顕著な差が認められた。すなわち、TEMPOを用いた場合には触媒量を0.01 mol%とした場合に収率の顕著な低下が認められ、ABNOでは触媒量を0.003 mol%に削減した場合に収率が約60%に低下した。これに対し、Nor-AZADOでは触媒量を0.003 mol%としても高収率で目的物を与えた。
二級アルコールである4-フェニルブタン-2-オールの酸化（entry 2）においては、1-Me-AZADO及びAZADOに比較してNor-AZADOの高い触媒活性が認められた。すなわち、触媒量を0.003 mol%に削減した場合、1-Me-AZADO、AZADO、及びABNOでは収率の顕著な低下が認められたのに対し、Nor-AZADOでは90%以上の収率で目的物を与えた。さらに、より嵩高い二級アルコールであるL-メントールの酸化（entry 3）においては、TEMPOでは触媒量が1 mol%の場合でもほとんど触媒活性を示さないのに対し、Nor-AZADOは触媒量0.003 mol%においても高い触媒活性を認められた。
以上の結果から、Nor-AZADOは1-Me-AZADO、AZADO、及びABNOと同様にTEMPOでは酸化が困難な二級アルコールの酸化に対して有効であり、触媒の添加量を少なくした場合にも高い収率で目的物を与えることができることから、1-Me-AZADO、AZADO、及びABNOに比較して高い触媒活性を有することが明らかである。
例3
バルク酸化剤として空気を用いてアルコール酸化を行う場合の触媒活性を比較した。結果を表2に示す。
空気酸化条件においてもNor-AZADOは従来の触媒に比較して高い触媒活性を有することが明らかとなった。entry 1、2、及び3において、TEMPOでは反応は全く進行しないか、又はほとんど進行しないのに対して、Nor-AZADO、1-Me-AZADO、AZADO、及びABNOでは反応は高変換率にて進行した。反応時間を比較した結果、全ての基質においてNor-AZADOを用いた場合に最も短時間にて反応が完結しており、従来の触媒に比較してNor-AZADOが最も高活性であることが明らかとなった。メントールを基質とした空気酸化反応（entry 2）における変換率の経時変化を図1に示す。以上の結果から、Nor-AZADOは空気をバルク酸化剤として用いる場合において従来の触媒に比較してより効率的な触媒として機能することが明らかである。
例4
種々のアルコールに対するNor-AZADOの酸化触媒としての機能を調べた。結果を表3に示す。種々の第一級及び第二級アルコールに対して反応は高収率で進行し、目的のアルデヒド又はケトンを与えた。立体的に嵩高く、かつ複雑な構造のアルコールにおいても高収率で目的物が得られており、Nor-AZADOが優れた酸化触媒であることが明らかである。
例5：次亜塩素酸をバルク酸化剤として用いるアルコール類の酸化
(a)L-メントールの酸化
L-メントール（94.4 mg, 0.604 mmol）のジクロロメタン溶液（1.61 ml）に臭化カリウム（7.2 mg, 0.060 mmol）及びテトラブチルアンモニウムブロミド（11.1 mg, 0.030 mmol）の飽和重曹水溶液（604 μl）及びNor-AZADO（0.83 mg, 6.04 μmol）を加え、氷冷した。反応液に2.09 M 次亜塩素酸ナトリウム水溶液（434 μl, 0.906 mmol）の飽和重曹水溶液（1.01 ml）をゆっくりと滴下し、同温で20分間攪拌した。反応液に飽和亜硫酸ナトリウム水溶液（2 ml）を加え、ジクロロメタンで抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的化合物（88.7 mg, 収率95.2%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ 2.35 (ddd, J=12.8, 3.7, 2.3 Hz, 1H), 2.18-1.81 (m, 6H), 1.43-1.29 (m, 2H), 1.01 (d, J=6.3 Hz, 3H), 0.91 (d, J=6.8 Hz, 3H), 0.85 (d, J=6.8 Hz, 3H).
13C-NMR (100MHz, CDCl3): δ 212.3, 55.8, 50.8, 35.4, 33.9, 27.8, 25.8, 22.2, 21.2, 18.6.
IR (neat, cm-1): 1711.
EI-MS m/z: 154 (M＋).
HRMS (EI): Calcd. for C10H18O: 154.1358, Found: 154.1343.
(b)4-フェニルブタン-2-オールの酸化
4-フェニルブタン-2-オール（104.3 mg, 0.694 mmol）を例5(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（101.0 mg, 98.7%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ 7.30-7.16 (m, 5H), 2.92-2.98 (m, 2H), 2.78-2.74 (m, 2H), 2.14 (s, 3H).
13C-NMR (100MHz, CDCl3): δ 207.8, 140.9, 128.4, 128.2, 126.0, 45.1, 30.0, 29.6.
IR (neat, cm-1): 1717.
EI-MS m/z: 148 (M＋).
HRMS (EI): Calcd. for C10H12O: 148.0888, Found: 148.0873.
(c)4-フェニルブタノールの酸化
4-フェニルブタノール（99.2 mg, 0.660 mmol）を例5(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（89.9 mg, 91.9%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ 9.74 (d, J=1.5Hz, 1H), 7.30-7.15 (m, 5H), 2.65 (t, J=7.7Hz, 2H), 2.43 (dt, J=7.2, 1.5Hz, 2H), 1.95 (tt, J=7.7, 7.2Hz).
13C-NMR (100MHz, CDCl3): δ 202.2, 141.2, 128.4, 128.3, 126.0, 43.1, 34.9, 23.6.
IR (neat, cm-1): 1724.
EI-MS m/z: 148 (M＋).
HRMS (EI): Calcd. for C10H12O: 148.0888, Found: 148.0873.
例6：空気をバルク酸化剤として用いるアルコール類の酸化
(a)4-フェニルブタン-2-オールの酸化
4-フェニルブタン-2-オール（104.3 mg, 0.694 mmol）、Nor-AZADO（0.96 mg, 6.94 μmol）、及び酢酸（79.5 μl, 1.389 mmol）のアセトニトリル溶液（0.69 ml）に亜硝酸ナトリウム（9.58 mg, 0.139 mmol）を加え、空気雰囲気下、室温で4時間攪拌した。反応液に飽和炭酸ナトリウム水溶液（2 ml）を加え、ジクロロメタンで抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的化合物（101.1 mg, 収率98.3%）を得た。スペクトルデータは例5(b)で得られたものと一致した。
(b)L-メントールの酸化
L-メントール（100.7 mg, 0.644 mmol）を例6(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（95.4 mg, 収率96.0%）を得た。スペクトルデータは例5(a)で得られたものと一致した。
(c)(+)-フェンシルアルコールの酸化
(+)-フェンシルアルコール（103.0 mg, 0.668 mmol）を例6(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（93.0 mg, 収率91.5%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ 2.14 (brs, 1H), 1.81-1.68 (m, 3H), 1.60-1.52 (m, 2H), 1.42-1.35 (m, 1H), 1.15 (d, J=1.7 Hz, 3H), 1.04 (s, 3H), 1.04 (s, 3H).
13C-NMR (100MHz, CDCl3): δ 223.4, 54.1, 47.3, 45.3, 41.6, 31.8, 24.9, 23.3, 21.7, 14.6.
IR (neat, cm-1): 1740.
EI-MS m/z: 152 (M＋).
HRMS (EI): Calcd. for C10H16O: 152.1201, Found: 152.1205.
(d)2,2-ジメチル-1-フェニルプロパノールの酸化
2,2-ジメチル-1-フェニルプロパノール（71.4 mg, 0.435 mmol）を例6(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（67.2 mg, 収率95.3%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ 7.68 (d, J=7.3 Hz, 2H), 7.48-7.38 (m, 3H), 1.35 (s, 9H).
13C-NMR (100MHz, CDCl3): δ 209.2, 138.6, 130.7, 128.0, 127.8, 44.1, 28.0.
IR (neat, cm-1): 1676.
EI-MS m/z: 162 (M＋).
HRMS (EI): Calcd. for C11H14O: 162.1045, Found: 162.1050.
(e)2,2-ジメチルオクタン-3-オールの酸化
2,2-ジメチルオクタン-3-オール（80.7 mg, 0.510 mmol）を例6(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（69.4 mg, 収率87.1%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ 2.46 (t, J=7.2 Hz, 2H), 1.59-1.51 (m, 2H), 1.34-1.24 (m, 4H), 1.24 (s, 9H), 0.89 (t, J=7.2 Hz, 3H).
13C-NMR (100MHz, CDCl3): δ 216.1, 44.1, 36.4, 31.5, 26.4, 23.6, 22.6, 13.9.
IR (neat, cm-1): 1733.
EI-MS m/z: 156 (M＋).
HRMS (EI): Calcd. for C10H20O: 156.1514, Found: 156.1500.
(f)トランス-2-フェニルシクロヘキサノールの酸化
トランス-2-フェニルシクロヘキサノール（63.4 mg, 0.360 mmol）を例6(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（62.4 mg, 収率99.4%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ 7.35-7.13 (m, 5H), 3.61 (dd, J=12.1, 5.3 Hz, 1H), 2.53-2.45 (m, 2H), 2.30-2.25 (m, 1H), 2.17-2.15 (m, 1H), 2.06-1.99 (m, 2H), 1.86-1.80 (m, 2H).
13C-NMR (100MHz, CDCl3): δ 210.2, 138.7, 128.5, 128.3, 126.8, 57.3, 42.1, 35.0, 27.8, 25.3.
IR (CHCl3, cm-1): 1700.
EI-MS m/z: 174 (M＋)
HRMS (EI): Calcd. for C12H14O: 174.1045, Found: 174.1058.
(g)1,2:4,5-ジ-O-イソプロピリデン-β-フルクトピラノースの酸化
1,2:4,5-ジ-O-イソプロピリデン-β-フルクトピラノース（102.2 mg, 0.393 mmol）を例6(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（91.6 mg, 収率90.3%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ 4.73 (d, J=5.6 Hz, 1H), 4.61 (d, J=9.4 Hz, 1H), 4.53(m, 1H), 4.39 (dd, J=13.5, 2.2 Hz, 1H), 4.12 (d, J=13.5 Hz, 1H), 4.00 (d, J=9.4 Hz, 1H), 1.55 (s, 3H), 1.47 (s, 3H), 1.40 (s, 6H).
13C-NMR (100MHz, CDCl3): δ 196.9, 113.8, 110.6, 104.1, 77.9, 75.9, 70.0, 60.1, 27.1, 26.5, 26.0, 26.0
IR (neat, cm-1): 1749.
EI-MS m/z: 259 (M＋+H).
HRMS (EI): Calcd. for C12H19O6: 259.1182, Found: 259.1164.
(h)2-(1-ヒドロキシエチル)ピリジンの酸化
2-(1-ヒドロキシエチル)ピリジン（105.4 mg, 0.856 mmol）を例6(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（83.6 mg, 収率80.6%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ 8.69 (brd, J=4.1Hz, 1H), 8.05 (d, J=8.0Hz, 1H), 7.84 (td, J=7.7, 1.7 Hz, 1H), 7.49-7.30 (m, 1H), 2.73 (s, 3H).
13C-NMR (100MHz, CDCl3): δ 200.0, 153.6, 148.9, 136.8, 127.0, 121.6, 25.7.
IR (neat, cm-1): 1700.
EI-MS m/z: 121 (M＋).
HRMS (EI): Calcd. for C7H7NO: 121.0528, Found: 121.0529.
(i)4-フェニルブタノールの酸化
4-フェニルブタノール（103.6 mg, 0.690 mmol）を例6(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（91.0 mg, 収率89.1%）を得た。スペクトルデータは例5(c)で得られたものと一致した。
(j)4-メトキシベンジルアルコールの酸化
4-メトキシベンジルアルコール（96.0 mg, 0.695 mmol）を例6(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（85.9 mg, 収率90.8%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3):δ 9.89 (s, 1H), 7.84 (d, J=8.7 Hz, 2H), 7.01 (d, J=8.4 Hz, 2H), 3.89 (s, 3H).
13C-NMR (100MHz, CDCl3): δ 190.7, 164.6, 131.9, 129.9, 114.3, 55.5.
IR (neat, cm-1): 1684.
EI-MS m/z: 136 (M+).
HRMS (EI): Calcd. for C8H8O2: 136.0524, Found: 136.0526.
(k)ヒドロベンゾインの酸化
ヒドロベンゾイン（81.6 mg, 0.381 mmol）を例6(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（79.5 mg, 収率99.3%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ 7.99-7.96 (m, 4H), 7.68-7.63 (m, 2H), 7.53-7.49 (t, J=7.7 Hz, 4H).
13C-NMR (100MHz, CDCl3):δ 194.5, 134.9, 133.0, 129.9, 129.0.
IR (CHCl3, cm-1): 1660.
EI-MS m/z: 210 (M＋).
HRMS (EI): Calcd. for C14H10O2: 210.0681, Found: 210.0679.
(l)2-アダマンタノールの酸化
2-アダマンタノール（101.1 mg, 0.664 mmol）及びNor-AZADO（0.92 mg, 6.64 μmol）の酢酸溶液（2.0 ml）に亜硝酸ナトリウム（9.2 mg, 0.133 mmol）を加え、空気雰囲気下、室温で22時間攪拌した。反応液に飽和炭酸ナトリウム水溶液（10 ml）を加え、ジクロロメタンで抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的化合物（91.8 mg, 収率92.0%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ 2.55 (s,2H), 2.10-1.94 (m, 12H).
13C-NMR (100MHz, CDCl3): δ 218.4, 47.0, 39.2, 36.1, 27.4.
IR (neat, cm-1): 1719.
EI-MS m/z: 150 (M＋).
HRMS (EI): Calcd. for C10H14O: 150.1045, Found: 150.1049.
(m)トランス-4-カルボベンジルオキシアミノシクロヘキサノールの酸化
トランス-4-カルボベンジルオキシアミノシクロヘキサノール（100.6 mg, 0.404 mmol）を例6(l)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（73.3 mg, 収率73.4%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ 7.37-7.31 (m, 5H), 5.12 (s, 2H), 4.75 (br s, 1H), 3.99 (br s, 1H), 2.45-2.40 (m, 4H), 2.28-2.24 (m, 2H), 1.75-1.59 (m, 2H).
13C-NMR (100MHz, CDCl3): δ 209.5, 155.6, 136.3, 128.5, 128.2, 128.1, 66.8, 47.9, 38.8, 32.1.
IR (neat, cm-1): 1704, 1530.
EI-MS m/z: 247（M+）.
HRMS (EI): Calcd. for C14H17NO3: 247.1208, Found: 247.1206.
(n)2',5'-ビス-O-(ターシャリブチルジメチルシリル)-β-D-アデノシンの酸化
2',5'-ビス-O-(ターシャリブチルジメチルシリル)-β-D-アデノシン（83.8 mg, 0.169 mmol）を例6(l)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（66.8 mg, 収率80.0%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ 8.36 (s, 1H), 8.14 (s, 1H), 6.13 (d, J=8.2 Hz, 1H), 5.85 (br s, 2H), 4.94 (d, J=8.2 Hz, 2H), 4.29 (br s, 1H), 3.97 (m, 2H) 0.92 (s, 9H), 0.72 (s, 9H), 0.10 (s, 3H), 0.07 (s, 3H), -0.02 (s, 3H), -0.20 (s, 3H).
13C-NMR (100MHz, CDCl3): δ 208.6, 155.5, 153.4, 150.4, 138.5, 119.8, 85.0, 82.4, 77.8, 62.4, 25.8, 25.3, 18.2, 18.0, -4.8, -5.5, -5.6, -5.7.
IR (neat, cm-1): 1788, 1647, 1595, 1577.
EI-MS m/z: 436 (M＋−tBu).
HRMS (EI): Calcd. for C22H39N5O4Si2: 493.2541, Found: 493.2511.
例7：過酸化水素水をバルク酸化剤として用いるアルコール類の酸化
(a)4-フェニルブタン-2-オールの酸化
4-フェニルブタン-2-オール（100.1mg, 0.666mmol）、Nor-AZADO（0.92mg, 6.66μmol）、臭化カリウム（39.7mg, 0.333mmol）及び塩酸（11.1μl, 0.133mmol）のジクロロメタン溶液（0.67ml）に30%過酸化水素水溶液（102.1μl, 1.000mmol）を加え、室温で4時間攪拌した。反応液に飽和炭酸ナトリウム水溶液（2ml）及び飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液(2ml)を加え、室温で2時間攪拌後、ジクロロメタンで抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的化合物（95.3mg, 収率96.5%）を得た。スペクトルデータは例5(b)で得られたものと一致した。
(b)4-ニトロベンジルアルコールの酸化
4-ニトロベンジルアルコール（98.6mg, 0.644mmol）、Nor-AZADO（0.89mg, 6.44μmol）、臭化カリウム（15.3mg, 0.129mmol）及びトリクロロ酢酸（105.2mg, 0.644mmol）のジクロロメタン溶液（1.29ml）に30%過酸化水素水溶液（328.8μl, 3.22mmol）を加え、室温で6時間攪拌した。反応液に飽和炭酸ナトリウム水溶液（2ml）及び飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液(2ml)を加え、室温で30分間攪拌後、ジクロロメタンで抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的化合物（90.0mg, 収率92.5%）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3)： δ 10.16 (s, 1H), 8.40 (dd, J = 8.8, 1.8 Hz, 2H), 8.08 (dd, J = 8.8, 1.8 Hz, 2H).
13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6): δ 192.3, 150.6, 140.1, 130.6, 124.2.
IR (neat, cm-1): 1709, 1537.
EI-MS m/z: 131 (M+).
HRMS (EI): Calcd. for C7H5NO3: 151.0269, Found: 151.0253.
例8：ジイソプロピルジカルボキシレート(DIAD)をバルク酸化剤として用いるアルコール類の酸化
(a)4-フェニルブタン-2-オールの酸化
4-フェニルブタン-2-オール（97.7mg, 0.651mmol）、Nor-AZADO（0.90mg, 6.51μmol, 1mol%）及び酢酸（37μl, 0.651mmol）のジクロロメタン溶液（0.65ml）にDIAD（128μl, 0.651mmol, 1当量）を加え、加熱還流下、8時間攪拌した。反応液に飽和炭酸ナトリウム水溶液（2ml）を加え、ジクロロメタンで抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的化合物（95.1mg, 収率99%）を得た。スペクトルデータは例5(b)で得られたものと一致した。
(b)メントールの酸化
L-メントール（79.6 mg, 0.509 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化（ただし、Nor-AZADOは3mol%使用した。）し、目的化合物（70.7 mg, 収率90.0%）を得た。スペクトルデータは例5(a)で得られたものと一致した。
(c)2,2-ジメチル-1-フェニルプロパノールの酸化
2,2-ジメチル-1-フェニルプロパノール（105.7 mg, 0.644 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（91.0 mg, 収率87.2%）を得た。スペクトルデータは例6(d)で得られたものと一致した。
(d)1,2:4,5-ジ-O-イソプロピリデン-β-フルクトピラノースの酸化
1,2:4,5-ジ-O-イソプロピリデン-β-フルクトピラノース（132.8 mg, 0.510 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（120.4 mg, 収率91.3%）を得た。スペクトルデータは例6(g)で得られたものと一致した。
(e)トランス-4-カルボベンジルオキシアミノシクロヘキサノールの酸化
トランス-4-カルボベンジルオキシアミノシクロヘキサノール（119.2 mg, 0.478 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化（ただし、Nor-AZADOは3mol%、DIADは1.1当量使用した。）し、目的化合物（106.8 mg, 収率90.3%）を得た。スペクトルデータは例6(m)で得られたものと一致した。
(f)4-フェニルブタノールの酸化
4-フェニルブタノール（79.3 mg, 0.528 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化（ただし、Nor-AZADOは3mol%使用し、反応は室温下で実施した。）し、目的化合物（67.0 mg, 収率85.6%）を得た。スペクトルデータは例5(c)で得られたものと一致した。
(g)4-ニトロベンジルアルコールの酸化
4-ニトロベンジルアルコール（75.5 mg, 0.493 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（72.6 mg, 収率97.5%）を得た。スペクトルデータは例7(b)で得られたものと一致した。
(h)4-メトキシベンジルアルコールの酸化
4-メトキシベンジルアルコール（78.3 mg, 0.566 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（71.3 mg, 収率92.5%）を得た。スペクトルデータは例6(j)で得られたものと一致した。
(i)2,4-ジメトキシベンジルアルコールの酸化
2,4-ジメトキシベンジルアルコール（84.8 mg, 0.504 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（77.2 mg, 収率92.1%）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3)： δ 10.30 (s, 1H), 7.82 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 6.55 (dd, J = 8.4, 2.9 Hz, 1H), 6.45 (d, J = 2.9 Hz, 1H), 3.91 (s, 3H), 3.88 (s, 3H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3)：δ 188.3, 166.2, 163.6, 130.7, 119.1, 105.7, 97.9, 55.6, 55.6.
IR (neat, cm-1): 1670, 1266; MS m/z: 166 (M+).
HRMS (EI): Calcd. for C9H10O3: 166.0630, Found: 166.0625.
(j)2,4,6-トリメチルベンジルアルコールの酸化
2,4,6-トリメチルベンジルアルコール（92.5 mg, 0.616 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（87.2 mg, 収率95.5%）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 10.57 (s, 1H), 6.90 (s, 2H), 2.60 (s, 6H), 2.32 (s, 3H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 192.9, 143.8, 141.4, 130.5, 130.0, 21.4, 20.5.
IR (neat, cm-1): 1686; MS m/z: 148 (M+).
HRMS (EI): Calcd. for C10H12O: 148.0888, Found: 148.0878.
(k)4-ブロモベンジルアルコールの酸化
4-ブロモシベンジルアルコール（98.9 mg, 0.529 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（91.3 mg, 収率93.3%）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 9.98 (s, 1H), 7.75 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.69 (d, J = 8.2 Hz, 1H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 191.0, 135.1, 132.4, 132.4, 130.9, 129.8.
IR (neat, cm-1): 1688, 1066; MS m/z: 184 (M+), 183(M+-H).
HRMS (EI): Calcd. for C7H5BrO: 183.9524, Found: 183.9523.
(l)4-メチルチオベンジルアルコールの酸化
4-メチルチオベンジルアルコール（91.7 mg, 0.594 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（83.7 mg, 収率92.5%）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 9.92 (s, 1H), 7.77 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.33 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 2.54 (s, 3H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 191.2, 147.9, 133.0, 130.0, 125.2, 14.7.
IR (neat, cm-1): 1695; MS m/z: 152 (M+).
HRMS (EI): Calcd. for C8H8OS: 152.0296, Found: 152.0290.
(m)2',5'-ビス-O-(ターシャリブチルジメチルシリル)-β-D-アデノシンの酸化
2',5'-ビス-O-(ターシャリブチルジメチルシリル)-β-D-アデノシン（53.0 mg, 0.107 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化（ただし、Nor-AZADOは10mol%、DIADは1.2当量使用し、反応は室温下で実施した。）し、目的化合物（35.8 mg, 収率67.8%）を得た。スペクトルデータは例6(n)で得られたものと一致した。
(n)3-キヌクリジノールの酸化
3-キヌクリジノール（43.1 mg, 0.339 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化（ただし、Nor-AZADOは10mol%、DIADは1.2当量使用し、反応は室温下で実施した。）し、目的化合物（36.7 mg, 収率86.5%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ 3.30 (s, 2H), 3.07-2.89 (m, 4H), 2.46 (quin, J = 3.0 Hz, 1H), 2.03-1.98 (m, 4H).
13C-NMR (100MHz, CDCl3): δ 219.6, 62.8, 46.9, 39.6, 25.6.
IR (neat, cm-1): 1725. MS m/z 125 (M＋).
HRMS (EI) Calcd. for C7H11O: 125.0841, found: 125.0834.
(o)2-(1-ヒドロキシエチル)ピリジンの酸化
2-(1-ヒドロキシエチル)ピリジン（76.8 mg, 0.624 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化（ただし、Nor-AZADOは3mol%使用し、反応は室温下で実施した。）し、目的化合物（66.0 mg, 収率87.4%）を得た。スペクトルデータは例6(h)で得られたものと一致した。
(o)2-(1-ヒドロキシエチル)チオフェンの酸化
2-(1-ヒドロキシエチル)チオフェン（64.9 mg, 0.569 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化し、目的化合物（56.5 mg, 収率88.6%）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 9.96 (d, J = 1.0 Hz, 1H), 7.80-7.77 (m, 2H), 7.22 (dd, J = 4.8, 3.9 Hz, 1H), 7.33 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 2.54 (s, 3H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 182.9, 144.1, 136.2, 135.1, 128.3.
IR (neat, cm-1): 1672, 1419, 729; MS m/z: 112 (M+).
HRMS (EI): Calcd. for C5H4OS: 111.9983, Found: 111.9935.
(p)シンナミルアルコールの酸化
シンナミルアルコール（80.7 mg, 0.601 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化（ただし、DIADは1.2当量使用し、反応は室温下で実施した。）し、目的化合物（77.8 mg, 収率97.9%）を得た。
1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ 9.72 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.59-7.56 (m, 2H), 7.49-7.42 (m, 4H), 6.74 (dd, J = 15.9, 7.7 Hz, 2H).
13C-NMR (100MHz, CDCl3): δ 193.7, 152.7, 134.0, 131.2, 129.1, 128.6, 128.5.
IR (CHCl3, cm-1): 1681; MS m/z: 132 (M＋).
HRMS (EI): Calcd. for C9H8O: 132.0575, found: 132.0558.
(q)2-オクテノールの酸化
2-オクテノール（58.2 mg, 0.454 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化（ただし、Nor-AZADOは3mol%使用し、反応は室温下で実施した。）し、目的化合物（50.0 mg, 収率87.3%）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 9.51 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 6.85 (dt, J = 15.5, 6.8 Hz, 1H), 6.12 (ddt, J = 15.5, 7.7, 1.4 Hz, 1H), 2.36-2.31 (m, 2H), 1.55-1.28 (m, 2H), 1.37-1.30 (m, 4H), 0.92-0.89 (m, 3H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 194.1, 158.9, 133.0, 32.7, 31.3, 27.5, 22.4, 13.9.
IR (neat, cm-1): 1693, 1637; MS m/z: 116 (M+).
HRMS (EI): Calcd. for C8H14O: 126.1045, Found: 126.1050.
(r)9-デセノールの酸化
9-デセノール（69.0 mg, 0.441 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化（ただし、Nor-AZADOは3mol%使用し、反応は室温下で実施した。）し、目的化合物（57.9 mg, 収率85.0%）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 9.77 (d, J = 1.9 Hz, 1H), 5.86-5.75 (m, 1H), 5.02-4.92 (m, 2H), 2.42 (dt, J = 7.2, 1.9 Hz, 2H), 2.04 (tt, J = 7.7, 7.2 Hz, 2H), 1.65-1.61 (m, 2H), 1.40-1.32 (m, 8H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 202.8, 139.0, 114.2, 43.9, 33.7, 29.2, 29.1, 28.8, 28.8, 22.0.
IR (neat, cm-1): 1727, 1640; MS m/z: 154 (M+).
HRMS (EI): Calcd. for C10H18O: 154.1358, Found: 154.1369.
(r)トランス-3,7-ジメチル-2,6-オクタジエノールの酸化
トランス-3,7-ジメチル-2,6-オクタジエノール（78.3 mg, 0.508 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化（ただし、Nor-AZADOは3mol%、DIADは1.1当量使用し、反応は室温下で実施した。）し、目的化合物（66.9 mg, 収率86.6%）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 9.99 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 5.88 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 5.07 (m, 1H), 2.25-2.19 (m, 4H), 2.17 (s, 3H), 1.69 (s, 3H), 1.61 (s, 3H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 191.2, 163.7, 132.9, 127.4, 122.5, 40.6, 25.7, 25.6, 17.7, 17.5.
IR (neat, cm-1): 1675, 1632, 1611.
MS m/z: 152 (M+).
HRMS (EI): Calcd. for C10H16O: 152.1201, Found: 152.1199.
(s)3-シクロヘキセン-1-メタノールの酸化
3-シクロヘキセン-1-メタノール（60.4 mg, 0.539 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化（ただし、Nor-AZADOは3mol%使用し、反応は室温下で実施した。）し、目的化合物（48.1 mg, 収率81.2%）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 9.70 (d, J = 0.97 Hz, 1H), 5.74-5.68 (m, 2H), 2.55-2.48 (m, 1H), 2.25-2.23 (m, 2H), 2.13-2.08 (m, 2H), 2.03-1.96 (m, 1H), 1.72-1.62 (m, 1H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 204.4, 127.2, 124.7, 46.0, 24.3, 23.7, 22.1.
IR (neat, cm-1): 1729, 1652.
MS m/z: 110 (M+).
HRMS (EI): Calcd. for C7H10O: 110.0732, Found: 110.0725.
(t)フェニルプロピノールの酸化
フェニルプロピノール（51.6 mg, 0.390 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化（ただし、Nor-AZADOは3mol%使用し、反応は室温下で実施した。）し、目的化合物（45.9 mg, 収率90.4%）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 9.43 (s, 1H), 7.62-7.59 (m, 2H), 7.51-7.47 (m, 1H), 7.43-7.39 (m, 2H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 176.7, 133.3, 131.3, 128.7, 119.5, 95.1, 88.4.
IR (neat, cm-1): 2188, 1660, 759.
MS m/z: 130 (M+).
HRMS (EI): Calcd. for C9H6O: 130.0419, Found: 130.0405.
(u)ヒドロベンゾインの酸化-1
ヒドロベンゾイン（87.5 mg, 0.408 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化（ただし、Nor-AZADOは3mol%、反応は室温下で実施した。）し、目的化合物（76.7 mg, 収率88.5%）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 7.93-5.54 (m, 2H), 7.52-7.40 (m, 1H), 7.38-7.23 (m, 7H), 5.95 (d, J = 6.3 Hz, 1H), 4.55 (d, J = 6.3 Hz, 1H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 198.9, 139.0, 133.8, 133.5, 129.1, 129.1, 128.6, 128.5, 127.7, 76.2.
IR (neat, cm-1): 3414, 1679.
MS m/z: 212 (M+).
HRMS (EI): Calcd. for C14H12O2: 212.0837, Found: 212.0829.
(v)ヒドロベンゾインの酸化-2
ヒドロベンゾイン（103.4 mg, 0.483 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化（ただし、Nor-AZADOは3mol%、DIADは2当量使用した。）し、目的化合物（93.4 mg, 収率92.1%）を得た。スペクトルデータは例6(k)で得られたものと一致した。
(w)3-ヒドロキシ-2,2,4-トリメチルペンタノールの酸化
3-ヒドロキシ-2,2,4-トリメチルペンタノール（71.7 mg, 0.490 mmol）を例8(a)に記載の方法と同様の方法により酸化（ただし、Nor-AZADOは3mol%、反応は室温下で実施した。）し、目的化合物（58.7 mg, 収率83.0%）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 9.62 (s, 1H), 3.55 (dd, J = 5.1, 4.1 Hz, 1H), 2.07 (brd, J = 5.4 Hz, 1H), 1.92-1.84 (m, 1H), 1.12 (d, J = 4.4 Hz, 6H), 0.97 (d, J = 6.8 Hz, 3H), 0.90 (d, J = 6.8 Hz, 3H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 206.7, 80.3, 50.5, 29.9, 21.7, 19.8, 18.6, 17.2.
IR (neat, cm-1): 3479, 1714.
MS m/z: 145 (M++H).
HRMS (EI): Calcd. for C8H17O2: 145.1229, Found: 145.1204.
本発明の方法によれば、嵩高い二級アルコール化合物でも効率的に酸化することができ、従来の有機触媒に比べて少ない触媒量で効率的に反応を行うことができるので、経済性や反応効率などの工業的観点から従来の酸化方法よりも有利である。また、空気をバルク酸化剤に用いても効率的に酸化反応を行うことができるので、環境負荷を軽減することができる。

Claims (4)

  1. アルコール類の酸化方法であって、下記の式(I)：
    で表される化合物及びバルク酸化剤の存在下で酸化を行う方法。
  2. アルコール類が二級アルコールである請求項１に記載の方法。
  3. バルク酸化剤が過酸素酸、過酸化水素、次亜ハロゲン酸若しくはその塩、過ハロゲン酸若しくはその塩、過硫酸塩、ハロゲン化物、N-ブロモコハク酸イミド等のハロゲン化剤、トリハロゲン化イソシアヌル酸類、ジアセトキシヨードアレン類、ジアルキルアゾジカルボキシレート、酸素、空気、又はこれらの混合物である請求項１又は２に記載の方法。
  4. バルク酸化剤が空気である請求項１又は２に記載の方法。
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