WO2014017657A1 - イミダゾリジン化合物、およびα-ヒドロキシケトン化合物の製造方法 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C319/00—Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides
- C07C319/14—Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of sulfides
- C07C319/20—Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of sulfides by reactions not involving the formation of sulfide groups
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
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- C07D233/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings
- C07D233/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
Definitions
- the present invention relates to an imidazolidine compound, a method for producing an ⁇ -hydroxyketone compound, and the like.
- Patent Literature A method for producing an ⁇ -hydroxyketone compound by carrying out a coupling reaction of an aldehyde compound in the presence of 1,3-bis (2,4,6-trimethylphenyl) imidazolinium-2-carboxylate is disclosed in Patent Literature. 1.
- Patent Literature 1 As a method for producing 1,3-bis (2,4,6-trimethylphenyl) imidazolinium-2-carboxylate, potassium salt of bis (trimethylsilyl) amide and 1,3- (2,4,6-trimethyl) are used.
- Non-Patent Document 1 describes a method of blowing carbon dioxide gas after reacting with (phenyl) imidazolinium chloride.
- the present invention includes the following inventions. ⁇ 1> Formula (1) (Wherein R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent, or R 1 And R 2 combine with each other to form a ring with the carbon atom to which they are attached. R 3 and R 4 each independently represent a phenyl group having at least three substituents, and at least one substituent is a halogen atom, and R 5 represents an alkyl group.
- An imidazolidine compound represented by: ⁇ 2> R 3 and R 4 each independently have at least three substituents, one of the substituents is bonded to the 2-position, and at least one substituent is a halogen atom ⁇ 1>
- the imidazolidine compound according to ⁇ 1> which represents a phenyl group.
- R 3 and R 4 each independently have at least three substituents, two of the substituents are bonded to the 2-position and the 6-position, and at least one substituent is a halogen atom.
- the imidazolidine compound according to ⁇ 1> or ⁇ 2> which represents a phenyl group that is an atom.
- R 3 and R 4 are each independently 4-tert-butyl-2,6-dibromophenyl group, 4-n-dodecyl-2,6-dibromophenyl group, 4-fluoro-2,6 -Dibromophenyl group, 4-chloro-2,6-dibromophenyl group, 4-iodo-2,6-dibromophenyl group, 2,4,6-trichlorophenyl group, 2,4,6-tribromophenyl group or The imidazolidine compound according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, which is a 2,4,6-triiodophenyl group.
- R 3 and R 4 are each independently 4-tert-butyl-2,6-dibromophenyl group, 4-n-dodecyl-2,6-dibromophenyl group, 4-fluoro-2,6 -Dibromophenyl group, 4-chloro-2,6-dibromophenyl group, 4-iodo-2,6-dibromophenyl group, 2,4,6-trichlorophenyl group, 2,4,6-tribromophenyl group or The imidazolidine compound according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, which is a 2,4,6-triiodophenyl group.
- a method for producing an ⁇ -hydroxyketone compound wherein a coupling reaction of an aldehyde compound is performed in the presence of the imidazolidine compound according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>.
- a coupling reaction of an aldehyde compound is represented by the formula (2) (In the formula, R 6 represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a heteroaryl group which may have a substituent.)
- a coupling reaction of an aldehyde compound is represented by the formula (2) (In the formula, R 6 represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a heteroaryl group which may have a substituent.)
- R 7 is different from R 6 )
- the production method according to ⁇ 7> which is a cross-coupling reaction with an aldehyde compound represented by the formula: ⁇ 10>
- the aldehyde compound represented by the formula (2) is 3-methylthiopropanal
- the aldehyde compound represented by the formula (4) is formaldehyde
- the ⁇ -hydroxyketone compound is 4- (methylthio) -2- ⁇ 9>
- the production method according to ⁇ 9> which is oxo-1-butanol.
- ⁇ 11> A method for producing a carboxylic acid ester compound, comprising mixing an alcohol compound, oxygen, and an aldehyde compound in the presence of the imidazolidine compound according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>.
- ⁇ 12> an aldehyde compound represented by formula (5) (In the formula, R 8 represents a hydrocarbon group which may have a substituent or a heteroaryl group which may have a substituent.
- N represents 0 or 1)
- the alcohol compound is represented by the formula (6):
- R 9 represents an alkyl group which may have a substituent.
- the carboxylic acid ester compound is represented by formula (7): (In the formula, R 8 , R 9 and n are as defined above.) The manufacturing method of ⁇ 11> which is a compound shown by these.
- the imidazolidine compound of the present invention is easy to prepare, the ⁇ -hydroxyketone compound can be industrially advantageously produced by using such an imidazolidine compound.
- R 1 And R 2 Each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent, or R 1 And R 2 Together form a ring with the carbon atoms to which they are attached.
- R 1 , R 2 examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, decyl, cyclopropyl, 2,2-dimethylcyclo Examples thereof include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as propyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and menthyl group.
- alkyl group may have examples include an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms such as a phenyl group, a naphthyl group, a 4-methylphenyl group, and a 4-methoxyphenyl group. 6 to 10 aryl groups; 1 to 10 carbon atoms which may have a fluorine atom such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, trifluoromethoxy group, etc.
- an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms such as a phenyl group, a naphthyl group, a 4-methylphenyl group, and a 4-methoxyphenyl group. 6 to 10 aryl groups; 1 to 10 carbon atoms which may have a fluorine atom such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, isobutoxy
- An acyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have 10 alkoxy groups; A carboxy group; and Halogen atoms such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom can be mentioned.
- the alkyl group having a substituent include a fluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a 2-methoxyethyl group, a benzyl group, a 4-fluorobenzyl group, a 4-methylbenzyl group, and a phenoxymethyl group.
- aryl group examples include aryl groups having 6 to 10 carbon atoms such as a phenyl group, a 2-methylphenyl group, a 4-methylphenyl group, and a naphthyl group.
- Examples of the substituent that the aryl group may have include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms such as a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, and a 2-methoxyethyl group; Methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, pentyloxy group, cyclopentyloxy group, fluoromethyloxy group, trifluoromethyloxy group, methoxymethoxy
- An alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms which may have a fluorine atom such as a group, an ethoxymethoxy group or a 2-methoxyethyl group; and Halogen atoms such as a fluorine atom and a chlorine atom are exemplified.
- R 1 And R 2 Examples of the ring formed together with the carbon atoms to which they are bonded to each other include a cyclopentane ring and a cyclohexane ring. Preferred R 1 And R 2 Is a hydrogen atom.
- R 3 And R 4 Each independently represents a phenyl group having at least three substituents and at least one substituent being a halogen atom. One of the substituents is preferably bonded to the 2-position of the phenyl group, and two of the substituents are preferably bonded to the 2-position and the 6-position of the phenyl group, respectively.
- two substituents are preferably halogen atoms, and three substituents are more preferably halogen atoms. More preferably, halogen atoms are bonded to the 2-position and 6-position of the phenyl group.
- the halogen atom is preferably a chlorine atom or a bromine atom, more preferably a bromine atom.
- substituents other than halogen atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, decyl, fluoromethyl, and trifluoromethyl.
- cyclopropyl group 2,2-dimethylcyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, etc.
- 20 alkyl groups examples thereof include an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom such as a phenyl group, a 2-methylphenyl group, a 4-methylphenyl group, a naphthyl group and a fluorophenyl group.
- R 3 And R 4 As 2-bromo-4,6-trifluoromethylphenyl group, 4-methyl-2,6-dibromophenyl group, 4-ethyl-2,6-dibromophenyl group, 4-tert-butyl-2,6 -Dibromophenyl group, 4-n-dodecyl-2,6-dibromophenyl group, 4-fluoro-2,6-dibromophenyl group, 4-chloro-2,6-dibromophenyl group, 4-iodo-2,6 -Dibromophenyl group, 4-trifluoromethyl-2,6-dibromophenyl group, 2,4,6-trichlorophenyl group, 2,4,6-tribromophenyl group 2,4,6-triiodophenyl group, 2,3,5,6-tetrafluorophenyl group, 4-trifluoromethyl-2,3,5,6-tetrafluorophen
- R 5 As the alkyl group represented by the formula, a straight chain or branched chain carbon number such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, etc. 4 alkyl groups can be mentioned, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group and a butyl group are preferable.
- imidazolidine (1) examples include 2-methoxy-1,3-bis (4-tert-butyl-2,6-dibromophenyl) imidazolidine, 2-methoxy-1,3-bis (4-n-dodecyl- 2,6-dibromophenyl) imidazolidine, 2-methoxy-1,3-bis (4-iodo-2,6-dibromophenyl) imidazolidine, 2-methoxy-1,3-bis (4-fluoro-2, 6-dibromophenyl) imidazolidine, 2-methoxy-1,3-bis (4-chloro-2,6-diiodophenyl) imidazolidine, 2-methoxy-1,3-bis (2,4,6-tri Fluorophenyl) imidazolidine, 2-methoxy-1,3-bis (2,4,6-trichlorophenyl) imidazolidine, 2-methoxy-1,3-bis (2,4,6-trib
- Imidazolidine (1) is described, for example, in J. Org. Am. Chem. Soc. , 127, 9079 (2005).
- 1,3-disubstituted imidazolinium halides and the like, and alkali metal hydrides such as sodium hydride and potassium hydride or bases such as alkali metal alkoxides such as potassium methoxide and sodium methoxide R 5
- alkali metal alkoxides such as potassium methoxide and sodium methoxide R 5
- Examples include a method of reacting in the presence of an alcohol compound represented by OH; a method of reacting a 1,3-disubstituted imidazoline-2-ylidene and an alcohol compound.
- An aldehyde compound is a compound having at least one formyl group.
- the coupling reaction includes a homocoupling reaction in which the same aldehyde compound is coupled and a cross coupling reaction in which different aldehyde compounds are coupled.
- Examples of the homocoupling reaction include a homocoupling reaction of an aldehyde compound represented by the formula (2) (hereinafter abbreviated as aldehyde (2)).
- aldehyde (2) By homocoupling reaction of aldehyde (2), the formula (3) (Wherein R 6 Represents the same meaning as above.
- ⁇ -hydroxyketone (3) An ⁇ -hydroxyketone compound (hereinafter abbreviated as ⁇ -hydroxyketone (3)) is obtained.
- the cross coupling reaction include a cross coupling reaction between aldehyde (2) and an aldehyde compound represented by formula (4) (hereinafter abbreviated as aldehyde (4)).
- aldehyde (4) By cross-coupling reaction between aldehyde (2) and aldehyde (4), the formula (5) (Wherein R 6 And R 7 Represents the same meaning as above. )
- An ⁇ -hydroxyketone compound represented by the formula (6) (Wherein R 6 And R 7 Represents the same meaning as above. )
- the production ratio is the substituent R 6 And R 7 Depending on the type, one of them may be selectively generated.
- R 6 And R 7 Examples of the alkyl group represented by are methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, decyl group, cyclopropyl group, 2,2- Examples thereof include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as dimethylcyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and menthyl group.
- the substituent of the alkyl group has a fluorine atom such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, and a trifluoromethoxy group.
- An aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms which may have an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms such as a phenoxy group, 2-methylphenoxy group, 4-methylphenoxy group and 4-methoxyphenoxy group;
- An acyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have 10 alkoxy groups;
- An alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms such as a methylthio group, an ethylthio group, and an isopropylthio group;
- An alkoxycarbonyl group having 2 to 10 carbon atoms such as a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group; and
- Halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom and bromine atom are exemplified.
- alkyl group having a substituent examples include chloromethyl group, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, methoxyethyl group, methoxycarbonylmethyl group, 1-ethoxycarbonyl-2,2-dimethyl- Examples include a 3-cyclopropyl group and a 2-methylthioethyl group.
- R 6 And R 7 Examples of the aryl group represented by the formula include aryl groups having 6 to 20 carbon atoms such as a phenyl group, a 2-methylphenyl group, a 4-methylphenyl group, and a naphthyl group.
- an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms having a fluorine atom such as a fluoromethyl group or a trifluoromethyl group As the substituent of the aryl group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms having a fluorine atom such as a fluoromethyl group or a trifluoromethyl group; An alkyl group having 1 to 10 carbon atoms having an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms such as a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group or a methoxyethyl group; Methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, pentyloxy group, cyclopentyloxy group, fluoromethoxy group, trifluoromethoxy group, methoxymethoxy group, An alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms which may have a fluorine atom such
- aryl group having a substituent examples include a 4-chlorophenyl group, a 4-methoxyphenyl group, and a 3-phenoxyphenyl group.
- R 6 And R 7 As the heteroaryl group represented by the formula, a heteroaryl group having 4 to 10 carbon atoms containing at least one hetero atom such as a nitrogen atom such as a pyridyl group, a furyl group and a 5-methylfuryl group, an oxygen atom and a sulfur atom, etc. Can be mentioned.
- an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms having a fluorine atom such as a fluoromethyl group or a trifluoromethyl group As the substituent for the heteroaryl group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms having a fluorine atom such as a fluoromethyl group or a trifluoromethyl group; An alkyl group having 1 to 10 carbon atoms having an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms such as a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group or a methoxyethyl group; Methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, pentyloxy group, cyclopentyloxy group, fluoromethoxy group, trifluoromethoxy group, methoxymethoxy group, An alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms which may have a fluorine atom such
- a 2-chloropyridyl group is mentioned as a heteroaryl group which has a substituent.
- aldehyde compounds include formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, n-butyraldehyde, cyclopentanecarbaldehyde, cyclohexanecarbaldehyde, 2-methylpropanal, 2,2-dimethylpropanal, 3-methylthiopropanal, 2,2- Aliphatic aldehydes such as dimethylbutanal, 1-methylcyclohexanecarbaldehyde, 2,2-dimethylnonanal, methyl 2,2-dimethyl-3-oxopropanoate; Benzaldehyde, 4-fluorobenzaldehyde, 4-nitrobenzaldehyde, 3-bromobenzaldehyde, 2-chlorobenzaldehyde, 4-methylbenzaldehyde, 3-methoxybenzaldehyde, 3,4,5-trimeth
- formaldehyde examples include formaldehyde polymer, formaldehyde cyclic, formaldehyde hydrate, formaldehyde and alcohol hemiacetal, formaldehyde and alcohol diacetal, formaldehyde and alkylene diol cyclic acetal, and the like.
- Specific examples include formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, formalin aqueous solution, methoxymethanol, ethoxymethanol, propoxymethanol, isopropoxymethanol, butoxymethanol, isobutoxymethanol, t-butoxymethanol, dimethoxymethane, diethoxymethane, dipropoxymethane.
- paraformaldehyde, trioxane, a formalin aqueous solution, methoxymethanol and dimethoxymethane are preferred.
- the aldehyde compound may be a commercially available product or may be produced by a known method.
- the coupling reaction of the aldehyde compound is preferably performed in the presence of a solvent.
- Solvents include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, chlorobenzene; Aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane; Halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, dichloroethane, chloroform; Ether solvents such as diethyl ether, methyl tert-butyl ether and tetrahydrofuran; Ester solvents such as ethyl acetate; Amide solvents such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; Examples include alcohol solvents such as methanol and ethanol; and water.
- aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, chlorobenzene
- Aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane
- Halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, dichloroethane, chloroform
- the amount of the solvent used is preferably 100 parts by weight or less with respect to 1 part by weight of imidazolidine (1).
- the amount of imidazolidine (1) used in the case of the homocoupling reaction is usually 0.0005 to 1 mol, preferably 0.001 to 0.3 mol, per 1 mol of the aldehyde compound.
- the amount of imidazolidine (1) used in the case of the cross-coupling reaction is usually 0.0005 to 1 mol with respect to 1 mol of aldehyde compound (2) and aldehyde (4), which are used in small amounts.
- the amount is preferably 0.001 to 0.5 mol.
- the amount of aldehyde (2) used is preferably 1 mol or more per 1 mol of aldehyde (4).
- the reaction temperature of the coupling reaction is usually ⁇ 20 to 200 ° C.
- the coupling reaction can be usually carried out by a method of mixing an aldehyde compound, imidazolidine (1) and, if necessary, a solvent.
- the mixing order of the aldehyde compound, imidazolidine (1) and the solvent is not limited.
- a method of adding imidazolidine (1) to the aldehyde compound is preferable.
- imidazolidine (1) may be added to a mixture of two aldehyde compounds, or imidazolidine (1) and the other aldehyde compound are added simultaneously to one aldehyde compound. May be.
- a homocoupling reaction of each aldehyde compound may occur as a side reaction, but in order to suppress the progress of the homocoupling reaction, It is preferable to add imidazolidine (1) and an aldehyde compound in which a homocoupling reaction easily proceeds in parallel.
- the coupling reaction may be performed under normal pressure or under pressure.
- the progress of the coupling reaction can be confirmed by ordinary analytical means such as gas chromatography, high performance liquid chromatography, thin layer chromatography, NMR and the like.
- the ⁇ -hydroxyketone compound can be taken out by concentrating the obtained reaction mixture.
- the extracted ⁇ -hydroxyketone compound may be further purified by a purification means such as distillation, column chromatography, or crystallization.
- Examples of ⁇ -hydroxyketone compounds include 2-hydroxyacetaldehyde, 3-hydroxy-2-butanone, 4-hydroxy-3-hexanone, 1,6-dimethylthio-4-hydroxy-3-hexanone, and 5-hydroxy-4-octanone.
- 2-hydroxy-1-phenylethanone, 2-hydroxy-1- (4-chlorophenyl) ethanone, 2-hydroxy-1- (2-fluorophenyl) ethanone, 4- (methylthio) -2-oxo-1- Examples include butanol, 1-hydroxy-2-propanone, 1-hydroxy-2-butanone, 1-hydroxy-2-pentanone and 2-hydroxy-1-cyclohexanone.
- the aldehyde compound is a compound having at least one formyl group, and is preferably a compound represented by the formula (7) (hereinafter sometimes referred to as the compound (7)).
- R 8 As the hydrocarbon group which may have a substituent represented by the formula, it has an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, and a substituent. A good aryl group is mentioned.
- the alkyl group includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, and a pentyl group.
- a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms such as a decyl group, a cyclic carbon number such as a cyclopropyl group, a 2,2-dimethylcyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group and a menthyl group
- Examples thereof include 3 to 12 alkyl groups.
- Examples of the substituent that the alkyl group may have include a group selected from the following group G1.
- alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms which may have a fluorine atom, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, tert- A butoxy group and a trifluoromethyloxy group
- examples of the aralkyloxy group having 7 to 20 carbon atoms which may have an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms include benzyloxy group, 4-methylbenzyloxy group and 4-methoxybenzyloxy group
- Examples of the aralkyloxy group having 7 to 20 carbon atoms and the aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms include a 3-phenoxybenzyloxy group
- Examples of the aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms which may have an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms include phenoxy group, 2-methylphenoxy group, 4-methylphenoxy group and 4-methoxyphenoxy group.
- Examples of the aryloxy group having 2 to 10 carbon atoms and the aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms include a 3-phenoxyphenoxy group
- Examples of the acyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms include an acetyl group, a propionyl group, a benzylcarbonyl group, a 4-methylbenzylcarbonyl group, a 4-methoxybenzylcarbonyl group, A benzoyl group, a 2-methylbenzoyl group, a 4-methylbenzoyl group and a 4-methoxybenzoyl group;
- Examples of the alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms include a methylthio group, an ethylthio group, and an isopropylthio group.
- Examples of the alkoxycarbonyl group having 2 to 10 carbon atoms include a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group.
- Examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms include phenyl group, 1-naphthyl group and 2-naphthyl group,
- Examples of the heteroaryl group having 5 to 20 carbon atoms include 2-pyridyl group, 3-pyridyl group, 4-pyridyl group, 2-quinolyl group, 3-quinolyl group, and 4-quinolyl group
- Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom.
- Examples of the alkyl group having a group selected from the group G1 include a chloromethyl group, a fluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a 1-methoxyethyl group, a 2-methoxyethyl group, and a methoxycarbonylmethyl group.
- the alkenyl group which may have a substituent
- the alkenyl group includes a vinyl group, a 1-propenyl group, a 1-butenyl group, a 2-methyl-1-propenyl group, a 1-cyclohexenyl group and the like. Examples thereof include chain-like, branched-chain or cyclic alkenyl groups having 2 to 12 carbon atoms.
- the substituent that the alkenyl group may have include a group selected from the group G1 described above.
- Examples of the alkenyl group having a group selected from Group G1 include a 2-chlorovinyl group and a 2-trifluoromethylvinyl group.
- the aryl group includes carbon such as phenyl group, 2-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group and styryl group. Examples thereof include aryl groups of 6 to 20. Examples of the substituent that the aryl group may have include a group selected from the following group G2.
- Group G2> A fluorine atom or a C 1-10 alkoxy group optionally having a C 1-10 alkoxy group, An aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms which may have an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, An aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms, An acyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, C1-C6 alkylenedioxy group Nitro group, as well as Halogen atom.
- the fluorine atom or the alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms which may have an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms includes methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, isobutoxy group.
- aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms which may have an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms include phenoxy group, 2-methylphenoxy group, 4-methylphenoxy group and 4-methoxyphenoxy group.
- the aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms and the aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms includes a 3-phenoxyphenoxy group
- Examples of the acyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms include acetyl group, propionyl group, benzylcarbonyl group, 4-methylbenzylcarbonyl group and 4-methoxybenzylcarbonyl group.
- Examples of the alkylenedioxy group having 1 to 6 carbon atoms include a methylenedioxy group and an ethylenedioxy group.
- Examples of the halogen atom include a fluorine atom and a chlorine atom.
- the aryl group having a group selected from Group G2 examples include a 4-chlorophenyl group, a 4-methoxyphenyl group, and a 3-phenoxyphenyl group.
- Specific examples include 2-pyridyl group, 3-pyridyl, 4-pyridyl, 2-furyl group, 3-furyl group, 5-methyl-2-furyl group and 2-chloro-3-pyridinyl group. .
- Examples of the compound (7) in which n represents 0 include benzaldehyde, 4-chlorobenzaldehyde, 2-methylbenzaldehyde, 4-fluorobenzaldehyde, 2-methoxybenzaldehyde, 2,4-dichlorobenzaldehyde, 2-nitrobenzaldehyde, 2-naphthylbenzaldehyde.
- the compound (7) in which n represents 0 may be a commercially available product or may be produced according to a known method.
- Known methods include a method of oxidizing alkyl alcohol or benzenemethanol, a method of hydroformylating the terminal double bond of alkene, and a method of dihalogenating the methyl moiety of alkane and then hydrolyzing it.
- n 1, phenylglyoxal, 4-chlorophenylglyoxal, 2-methylphenylglyoxal, 4-fluorophenylglyoxal, 2-methoxyphenylglyoxal, 2,4-dichlorophenylglyoxal, 2-nitrophenylglyoxal , 2-naphthylglyoxal, 2-pyridineglyoxylaldehyde, methylglyoxal, ethylglyoxal, n-propylglyoxal, isopropylglyoxal, cyclohexylglyoxal, 4- (methylthio) -2-oxo-1-butanal, vinylglyoxal and styrylglyoxal It is done.
- the compound (7) in which n represents 1 may be a commercially available product or may be produced according to a known method.
- a method of oxidizing ketoalcohol with oxygen in the presence of a metal catalyst for example, JP-A-2000-336055
- a metal catalyst for example, JP-A-2000-336055
- the alcohol compound a compound represented by the formula (8) (hereinafter sometimes referred to as the compound (8)) is preferable.
- R 9 As an alkyl group which may have a substituent represented by R, 8 The same thing as the alkyl group which may have a substituent in is mentioned.
- Examples of the compound (8) include methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, 1-butanol, isobutanol, 1-pentanol, 1-hexanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, 2-phenylethanol and 2-pyridinemethanol. It is done.
- Compound (8) may be a commercially available product or may be produced according to a known method. Known methods include a method of partially oxidizing alkane or alkyl-substituted benzene, a method of adding water to the double bond of alkene, and a method of producing by fermentation.
- the amount of the alcohol compound used is preferably 1 mol or more with respect to 1 mol of the aldehyde compound, and is preferably 100 mol or less in terms of economy.
- the amount of compound (1) to be used is preferably 0.001 mol to 0.5 mol, more preferably 0.005 mol to 0.1 mol, per 1 mol of aldehyde compound.
- the oxygen may be oxygen gas, oxygen gas diluted with an inert gas such as nitrogen, or oxygen contained in the atmosphere. Further, oxygen obtained by diluting oxygen contained in the atmosphere with an inert gas such as nitrogen may be used.
- the amount of oxygen used is preferably 1 mol to 100 mol with respect to 1 mol of the aldehyde compound.
- the reaction can also be performed in the presence of a solvent (excluding an alcohol solvent).
- a solvent excluding an alcohol solvent.
- the solvent is not limited as long as it does not inhibit the reaction, ether solvents such as tetrahydrofuran, methyl tert-butyl ether, cyclopentyl methyl ether and diisopropyl ether, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, and aromatics such as toluene and chlorobenzene. Group solvents, acetonitrile, nitrile solvents such as propionitrile, and mixed solvents thereof.
- the amount of the solvent used is preferably 100 parts by weight or less with respect to 1 part by weight of the aldehyde compound.
- the mixing order of the aldehyde compound, alcohol compound, compound (1) and oxygen is not limited.
- a method in which an aldehyde compound, an alcohol compound, a compound (1), and a solvent as necessary are mixed and oxygen is added to the resulting mixture can be mentioned.
- the reaction is carried out under reduced pressure, normal pressure or increased pressure. Preferably it is performed under normal pressure or under pressure.
- the reaction temperature is preferably ⁇ 20 ° C. to 150 ° C., more preferably 0 to 100 ° C. When the reaction temperature is higher than ⁇ 20 ° C., the reaction rate tends to increase, and when the reaction temperature is lower than 150 ° C., the reaction selectivity tends to increase.
- the progress of the reaction can be confirmed by analysis means such as gas chromatography, high performance liquid chromatography, thin layer chromatography, nuclear magnetic resonance spectrum analysis, infrared absorption spectrum analysis.
- oxygen can be easily removed as a gas from the resulting reaction mixture.
- the carboxylic acid ester compound can be taken out by subjecting the resulting reaction mixture to, for example, a concentration treatment as necessary, followed by a cooling treatment or the like.
- the extracted carboxylic acid ester compound may be purified by a purification means such as distillation, column chromatography, or crystallization.
- the carboxylic acid ester compound is a compound represented by the formula (9) (hereinafter may be referred to as the compound (9)). It is.
- Examples of the compound (9) in which n represents 1 include methyl benzoylformate, methyl 4-chlorobenzoylformate, methyl 2-methylbenzoylformate, methyl 4-fluorobenzoylformate, methyl 4-methoxybenzoylformate, methyl 2-nitrobenzoylformate.
- Methyl 2,4-dichlorobenzoylformate Methyl 2,4-dichlorobenzoylformate, methyl 2-naphthoylformate, methyl ⁇ -oxo-2-pyridine acetate, methyl pyruvate, methyl 2-oxobutanoate, methyl 2-oxopentanoate, 3-methyl-2-oxobutane Acid methyl, methyl ⁇ -oxo-cyclohexaneacetate, methyl 4- (methylthio) -2-oxo-butanoate, methyl 2-oxo-3-butenoate, methyl 2-oxo-4-phenyl-3-butenoate, benzoyl Ethyl formate, ethyl 4-chlorobenzoyl formate, 2-methylbenzoyl Ethyl formate, ethyl 4-fluorobenzoylformate, ethyl 4-methoxybenzoylformate, ethyl
- the resulting mixture was heated and stirred at 75 ° C. for 16 hours. After cooling to room temperature, the reaction solution was added and stirred little by little in a mixed solution of 170 g of methanol and 8.5 g of 35 wt% hydrochloric acid. The obtained reaction solution was concentrated, and 150 g of methanol was further added to the residue, followed by concentration again to obtain 9.1 g of white crystals. The yield was 89%. The obtained crystal was confirmed by GC-MS to be N, N′-bis (2,4,6-tribromophenyl) -1,2-ethanediamine hydrochloride.
- the obtained mixture was cooled to 5 ° C., and 1.0 g of a 30% potassium methoxide methanol solution was added dropwise over 15 minutes. The resulting mixture was stirred at 5 ° C. for 2 hours.
- the obtained reaction mixture was concentrated, 40 g of toluene was added to the residue, and the precipitated solid was removed by filtration. The obtained filtrate was concentrated to obtain 2.1 g of colorless crystals of 2-methoxy-1,3- [bis (2,4,6-tribromo) phenyl] imidazolidine. The yield was 69%.
- Example 2 A 100 mL flask substituted with carbon dioxide was charged with 10.0 g of 3-methylthiopropanal, 3.7 g of paraformaldehyde, and 20 g of toluene.
- the obtained mixture was adjusted to 65 ° C., and a solution of 1.1 g of 2-methoxy-1,3- [bis (2,4,6-tribromo) phenyl] imidazolidine and 16.4 g of toluene was added dropwise over 5 hours. did. After completion of dropping, the resulting mixture was stirred at 65 ° C. for 2 hours. The obtained reaction mixture was cooled to room temperature to obtain a reaction mixture containing 4- (methylthio) -2-oxo-1-butanol. As a result of analysis by a gas chromatography internal standard method, the yield of 4- (methylthio) -2-oxo-1-butanol was 68%.
- Example 3 A 100 mL flask substituted with carbon dioxide was charged with 10.0 g of 3-methylthiopropanal, 9.4 g of 37% formalin water, and 20 g of toluene. The obtained mixture was adjusted to 65 ° C., and a solution of 1.1 g of 2-methoxy-1,3- [bis (2,4,6-tribromo) phenyl] imidazolidine and 15.8 g of toluene was added dropwise over 5 hours. did. After completion of dropping, the resulting mixture was stirred at 65 ° C. for 2 hours. The obtained reaction mixture was cooled to room temperature to obtain a reaction mixture containing 4- (methylthio) -2-oxo-1-butanol.
- the resulting mixture was stirred at 0 ° C. for 2 hours, and further stirred at room temperature for 18 hours.
- 100 g of water was added to the obtained reaction mixture, crystals did not precipitate, and the oil layer became an emulsion and separated from the aqueous layer.
- the oil layer was further washed with 50 g of water and separated. Next, the oil layer was concentrated and dried to obtain 11.4 g of N, N′-bis (4-dodecylphenyl) ethanediamide as light brown crystals.
- a 200 mL stainless steel autoclave was charged with 9 g of the N, N′-bis (4-dodecylphenyl) ethanediamide obtained above and 100 mL of a 1M solution of BH 3 ⁇ tetrahydrofuran, and then heated and stirred at 75 ° C. for 16 hours.
- the resulting mixture was cooled to room temperature, and then the resulting mixture was stirred while being added little by little to a mixture of 170 g of methanol and 8.5 g of 35 wt% hydrochloric acid. Light boiling substances were distilled off from the resulting reaction mixture, and 150 g of methanol was added to the residue.
- the obtained crystal was confirmed to be 1,3-bis [(4-dodecyl-2,6-dibromo) phenyl] imidazolinium chloride by 1 H-NMR.
- the yield was 45% (based on N, N′-bis (4-dodecylphenyl) -1,2-ethanediamine hydrochloride).
- the obtained mixture was adjusted to 60 ° C., 2-methoxy-1,3- [bis (4-n-dodecyl-2,6-dibromo) phenyl] imidazolidine 87 mg was added, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 8 hours.
- the obtained reaction mixture was cooled to room temperature to obtain a reaction mixture containing 4- (methylthio) -2-oxo-1-butanol.
- the yield of 4- (methylthio) -2-oxo-1-butanol was 45%.
- the imidazolidine compound of the present invention is easy to prepare, and an ⁇ -hydroxyketone compound can be produced industrially advantageously.
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Abstract
式(1)(式中、R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいアリール基を表わすか、あるいは、R1とR2とが互いに結合して、それらが結合する炭素原子とともに環を形成する。R3およびR4は、それぞれ独立して、少なくとも3つの置換基を有し、かつ、少なくとも1つの置換基がハロゲン原子であるフェニル基を表わし、R5はアルキル基を表わす。)で示されるイミダゾリジン化合物。
Description
本発明は、イミダゾリジン化合物、およびα−ヒドロキシケトン化合物の製造方法等に関する。
1,3−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)イミダゾリニウム−2−カルボキシレートの存在下に、アルデヒド化合物のカップリング反応を行い、α−ヒドロキシケトン化合物を製造する方法が、特許文献1に記載されている。
1,3−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)イミダゾリニウム−2−カルボキシレートの製造方法としては、ビス(トリメチルシリル)アミドのカリウム塩と1,3−(2,4,6−トリメチルフェニル)イミダゾリニウムクロライドとを反応させた後、炭酸ガスを吹き込む方法が非特許文献1には記載されている。
1,3−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)イミダゾリニウム−2−カルボキシレートの製造方法としては、ビス(トリメチルシリル)アミドのカリウム塩と1,3−(2,4,6−トリメチルフェニル)イミダゾリニウムクロライドとを反応させた後、炭酸ガスを吹き込む方法が非特許文献1には記載されている。
J.of Organometallic Chemistry,691,5356,(2006)
1,3−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)イミダゾリニウム−2−カルボキシレートの調製は煩雑であり、そのため、1,3−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)イミダゾリニウム−2−カルボキシレートの存在下にアルデヒド化合物のカップリング反応を行うα−ヒドロキシケトン化合物の製造方法は、工業的に必ずしも十分満足し得るものではなかった。
本発明は以下の発明を含む。
<1> 式(1)
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいアリール基を表わすか、あるいは、R1とR2とが互いに結合して、それらが結合する炭素原子とともに環を形成する。
R3およびR4は、それぞれ独立して、少なくとも3つの置換基を有し、かつ、少なくとも1つの置換基がハロゲン原子であるフェニル基を表わし、R5はアルキル基を表わす。)
で示されるイミダゾリジン化合物。
<2> R3およびR4が、それぞれ独立して、少なくとも3つの置換基を有し、その置換基のうちの1つが2位に結合し、かつ、少なくとも1つの置換基がハロゲン原子であるフェニル基を表す<1>記載のイミダゾリジン化合物。
<3> R3およびR4が、それぞれ独立して、少なくとも3つの置換基を有し、その置換基のうちの2つが2位および6位に結合し、かつ、少なくとも1つの置換基がハロゲン原子であるフェニル基を表す<1>又は<2>記載のイミダゾリジン化合物。
<4> ハロゲン原子が臭素原子である<1>~<3>のいずれかに記載のイミダゾリジン化合物。
<5> R3およびR4が、それぞれ独立して、4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル基、4−n−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル基、4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−クロロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル基、2,4,6−トリクロロフェニル基、2,4,6−トリブロモフェニル基または2,4,6−トリヨードフェニル基である<1>~<4>のいずれかに記載のイミダゾリジン化合物。
<6> R3およびR4が、それぞれ独立して、4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル基、4−n−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル基、4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−クロロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル基、2,4,6−トリクロロフェニル基、2,4,6−トリブロモフェニル基または2,4,6−トリヨードフェニル基である<1>~<5>のいずれかに記載のイミダゾリジン化合物。
<7> <1>~<6>のいずれかに記載のイミダゾリジン化合物の存在下に、アルデヒド化合物のカップリング反応を行うことを特徴とするα−ヒドロキシケトン化合物の製造方法。
<8> アルデヒド化合物のカップリング反応が、式(2)
(式中、R6は水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基または置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表わす。)
で示されるアルデヒド化合物のホモカップリング反応である<7>記載の製造方法。
<9> アルデヒド化合物のカップリング反応が、式(2)
(式中、R6は水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基または置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表わす。)
で示されるアルデヒド化合物と式(4)
(式中、R7は水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基または置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表わす。ただしR7はR6とは異なる。)
で示されるアルデヒド化合物とのクロスカップリング反応である<7>記載の製造方法。
<10> 式(2)で示されるアルデヒド化合物が、3−メチルチオプロパナールであり、式(4)で示されるアルデヒド化合物がホルムアルデヒドであり、α−ヒドロキシケトン化合物が4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノールである<9>記載の製造方法。
<11><1>~<6>のいずれかに記載のイミダゾリジン化合物の存在下、アルコール化合物と、酸素と、アルデヒド化合物とを混合することを特徴とするカルボン酸エステル化合物の製造方法。
<12>アルデヒド化合物が、式(5)
(式中、R8は置換基を有していてもよい炭化水素基又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表わす。nは0又は1を表す。)
で示される化合物であり、アルコール化合物が、式(6)
(式中、R9は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。)
で示される化合物であり、カルボン酸エステル化合物が、式(7)
(式中、R8、R9及びnはそれぞれ上記と同義である。)
で示される化合物である<11>の製造方法。
<1> 式(1)
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいアリール基を表わすか、あるいは、R1とR2とが互いに結合して、それらが結合する炭素原子とともに環を形成する。
R3およびR4は、それぞれ独立して、少なくとも3つの置換基を有し、かつ、少なくとも1つの置換基がハロゲン原子であるフェニル基を表わし、R5はアルキル基を表わす。)
で示されるイミダゾリジン化合物。
<2> R3およびR4が、それぞれ独立して、少なくとも3つの置換基を有し、その置換基のうちの1つが2位に結合し、かつ、少なくとも1つの置換基がハロゲン原子であるフェニル基を表す<1>記載のイミダゾリジン化合物。
<3> R3およびR4が、それぞれ独立して、少なくとも3つの置換基を有し、その置換基のうちの2つが2位および6位に結合し、かつ、少なくとも1つの置換基がハロゲン原子であるフェニル基を表す<1>又は<2>記載のイミダゾリジン化合物。
<4> ハロゲン原子が臭素原子である<1>~<3>のいずれかに記載のイミダゾリジン化合物。
<5> R3およびR4が、それぞれ独立して、4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル基、4−n−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル基、4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−クロロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル基、2,4,6−トリクロロフェニル基、2,4,6−トリブロモフェニル基または2,4,6−トリヨードフェニル基である<1>~<4>のいずれかに記載のイミダゾリジン化合物。
<6> R3およびR4が、それぞれ独立して、4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル基、4−n−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル基、4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−クロロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル基、2,4,6−トリクロロフェニル基、2,4,6−トリブロモフェニル基または2,4,6−トリヨードフェニル基である<1>~<5>のいずれかに記載のイミダゾリジン化合物。
<7> <1>~<6>のいずれかに記載のイミダゾリジン化合物の存在下に、アルデヒド化合物のカップリング反応を行うことを特徴とするα−ヒドロキシケトン化合物の製造方法。
<8> アルデヒド化合物のカップリング反応が、式(2)
(式中、R6は水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基または置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表わす。)
で示されるアルデヒド化合物のホモカップリング反応である<7>記載の製造方法。
<9> アルデヒド化合物のカップリング反応が、式(2)
(式中、R6は水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基または置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表わす。)
で示されるアルデヒド化合物と式(4)
(式中、R7は水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基または置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表わす。ただしR7はR6とは異なる。)
で示されるアルデヒド化合物とのクロスカップリング反応である<7>記載の製造方法。
<10> 式(2)で示されるアルデヒド化合物が、3−メチルチオプロパナールであり、式(4)で示されるアルデヒド化合物がホルムアルデヒドであり、α−ヒドロキシケトン化合物が4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノールである<9>記載の製造方法。
<11><1>~<6>のいずれかに記載のイミダゾリジン化合物の存在下、アルコール化合物と、酸素と、アルデヒド化合物とを混合することを特徴とするカルボン酸エステル化合物の製造方法。
<12>アルデヒド化合物が、式(5)
(式中、R8は置換基を有していてもよい炭化水素基又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表わす。nは0又は1を表す。)
で示される化合物であり、アルコール化合物が、式(6)
(式中、R9は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。)
で示される化合物であり、カルボン酸エステル化合物が、式(7)
(式中、R8、R9及びnはそれぞれ上記と同義である。)
で示される化合物である<11>の製造方法。
本発明のイミダゾリジン化合物は、調製が容易であるから、かかるイミダゾリジン化合物を用いることにより、α−ヒドロキシケトン化合物を工業的に有利に製造することができる。
まず、式(1)で示されるイミダゾリジン化合物(以下、イミダゾリジン(1)と略記する。)について説明する。
R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいアリール基を表わすか、あるいは、R1とR2とが互いに結合して、それらが結合する炭素原子とともに環を形成する。
R1、R2におけるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、デシル基、シクロプロピル基、2,2−ジメチルシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メンチル基の直鎖状、分枝鎖状または環状の炭素数1~10のアルキル基が挙げられる。
アルキル基が有していてもよい置換基としては、フェニル基、ナフチル基、4−メチルフェニル基、4−メトキシフェニル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリール基;
メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、トリフルオロメトキシ基等のフッ素原子を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基;
ベンジルオキシ基、4−メチルベンジルオキシ基、4−メトキシベンジルオキシ基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数7~20アラルキルオキシ基;
3−フェノキシベンジルオキシ基等の炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数7~20のアラルキルオキシ基;
フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、4−メトキシフェノキシ基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基;
3−フェノキシフェノキシ基等の炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数6~10のアリールオキシ基;
アセチル基、プロピオニル基、ベンジルカルボニル基、4−メチルベンジルカルボニル基、4−メトキシベンジルカルボニル基、ベンゾイル基、2−メチルベンゾイル基、4−メチルベンゾイル基、4−メトキシベンゾイル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基;
カルボキシ基;および
フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子が挙げられる。
置換基を有するアルキル基としては、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、2−メトキシエチル基、ベンジル基、4−フルオロベンジル基、4−メチルベンジル基、フェノキシメチル基、2−オキソプロピル基、2−オキソブチル基、フェナシル基および2−カルボキシエチル基が挙げられる。
アリール基としては、フェニル基、2−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、ナフチル基等の炭素数6~10のアリール基が挙げられる。
アリール基が有していてもよい置換基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、2−メトキシエチル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有する炭素数1~10のアルキル基;
メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、フルオロメチルオキシ基、トリフルオロメチルオキシ基、メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基、2−メトキシエチル基等のフッ素原子を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基;および
フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子が挙げられる。
R1とR2とが互いに結合して、それらが結合する炭素原子とともに形成する環としては、シクロペンタン環およびシクロヘキサン環が挙げられる。
好ましいR1およびR2は水素原子である。
R3およびR4は、それぞれ独立して、少なくとも3つの置換基を有し、かつ、少なくとも1つの置換基がハロゲン原子であるフェニル基を表す。置換基のうちの1つはフェニル基の2位に結合することが好ましく、置換基のうち2つは、それぞれ、フェニル基の2位および6位に結合することが好ましい。
3つの置換基のうち、2つの置換基がハロゲン原子であることが好ましく、3つの置換基がハロゲン原子であることがより好ましい。フェニル基の2位および6位にハロゲン原子が結合していることがより好ましい。ハロゲン原子は塩素原子又は臭素原子が好ましく、臭素原子がより好ましい。
ハロゲン原子以外の置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、デシル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、シクロプロピル基、2,2−ジメチルシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等のフッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基;
フェニル基、2−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、ナフチル基、フルオロフェニル基等のフッ素原子で置換されていてもよい炭素数6~20のアリール基が挙げられる。
R3およびR4としては、2−ブロモ−4,6−トリフルオロメチルフェニル基、4−メチル−2,6−ジブロモフェニル基、4−エチル−2,6−ジブロモフェニル基、4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル基、4−n−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル基、4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−クロロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル基、4−トリフルオロメチル−2,6−ジブロモフェニル基、2,4,6−トリクロロフェニル基、2,4,6−トリブロモフェニル基2,4,6−トリヨードフェニル基、2,3,5,6−テトラフルオロフェニル基、4−トリフルオロメチル−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル基および2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル基が挙げられる。
中でも、4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル基、4−n−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル基、4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−クロロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル基、2,4,6−トリクロロフェニル基、2,4,6−トリブロモフェニル基または2,4,6−トリヨードフェニル基が好ましく、2,4,6−トリブロモフェニル基がより好ましい。
R5で示されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等の直鎖状または分枝鎖状の炭素数1~4のアルキル基が挙げられ、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基およびブチル基である。
イミダゾリジン(1)の安定性の点で、R5はメチル基であることが好ましい。
イミダゾリジン(1)としては、2−メトキシ−1,3−ビス(4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(4−n−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(4−クロロ−2,6−ジヨードフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリフルオロフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリヨードフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(4−n−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(4−クロロ−2,6−ジヨードフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリフルオロフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリヨードフェニル)イミダゾリジン、2−プロポキシ−1,3−ビス(4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−プロポキシ−1,3−ビス(4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−プロポキシ−1,3−ビス(4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−プロポキシ−1,3−ビス(4−クロロ−2,6−ジヨードフェニル)イミダゾリジン、2−プロポキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリフルオロフェニル)イミダゾリジン、2−プロポキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)イミダゾリジン、2−プロポキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)イミダゾリジンおよび2−プロポキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリヨードフェニル)イミダゾリジン、2−ブトキシ−1,3−ビス(4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−ブトキシ−1,3−ビス(4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−ブトキシ−1,3−ビス(4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−ブトキシ−1,3−ビス(4−クロロ−2,6−ジヨードフェニル)イミダゾリジン、2−ブトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリフルオロフェニル)イミダゾリジン、2−ブトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)イミダゾリジン、2−ブトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)イミダゾリジンおよび2−ブトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリヨードフェニル)イミダゾリジンを挙げることができる。
イミダゾリジン(1)は、例えば、J.Am.Chem.Soc.,127,9079(2005)に記載の方法に準じて製造することができる。
具体的には、1,3−二置換イミダゾリニウムのハロゲン化物等と、水素化ナトリウム、水素化カリウム等のアルカリ金属水素化物またはカリウムメトキシド、ナトリウムメトキサイドなどのアルカリ金属アルコキサイド等の塩基とをR5OHで示されるアルコール化合物存在下に反応させる方法;1,3−二置換イミダゾリン−2−イリデンと、アルコール化合物とを反応させる方法が挙げられる。
つづいて、イミダゾリジン(1)の存在下に、アルデヒド化合物のカップリング反応を行うα−ヒドロキシケトン化合物の製造方法について説明する。
アルデヒド化合物は、ホルミル基を少なくとも1つ有する化合物である。カップリング反応は、同一のアルデヒド化合物がカップリングするホモカップリング反応および異なるアルデヒド化合物がカップリングするクロスカップリング反応を含む。
ホモカップリング反応としては、式(2)で示されるアルデヒド化合物(以下、アルデヒド(2)と略記する。)のホモカップリング反応が挙げられる。アルデヒド(2)のホモカップリング反応により、式(3)
(式中、R6は上記と同一の意味を表わす。)
で示されるα−ヒドロキシケトン化合物(以下、α−ヒドロキシケトン(3)と略記する。)が得られる。
クロスカップリング反応としては、アルデヒド(2)と式(4)で示されるアルデヒド化合物(以下、アルデヒド(4)と略記する。)とのクロスカップリング反応が挙げられる。
アルデヒド(2)とアルデヒド(4)とのクロスカップリング反応により、式(5)
(式中、R6およびR7は上記と同一の意味を表わす。)
で示されるα−ヒドロキシケトン化合物、式(6)
(式中、R6およびR7は上記と同一の意味を表わす。)
で示されるα−ヒドロキシケトン化合物またはそれらの混合物が生成する。生成比率は、置換基R6およびR7の種類により異なり、それらのいずれかが選択的に生成することがある。
R6およびR7で示されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、デシル基、シクロプロピル基、2,2−ジメチルシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メンチル基等の直鎖状、分枝鎖状または環状の炭素数1~10のアルキル基が挙げられる。
アルキル基の置換基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、トリフルオロメトキシ基等のフッ素原子を有していてもよい炭素数1~6のアルコキシ基;
ベンジルオキシ基、4−メチルベンジルオキシ基、4−メトキシベンジルオキシ基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数7~20のアラルキルオキシ基;
3−フェノキシベンジルオキシ基等の炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数7~20のアラルキルオキシ基;
フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、4−メトキシフェノキシ基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基;
3−フェノキシフェノキシ基等の炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数6~10のアリールオキシ基;
アセチル基、プロピオニル基、ベンジルカルボニル基、4−メチルベンジルカルボニル基、4−メトキシベンジルカルボニル基、ベンゾイル基、2−メチルベンゾイル基、4−メチルベンゾイル基、4−メトキシベンゾイル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基;
メチルチオ基、エチルチオ基、イソプロピルチオ基等の炭素数1~10のアルキルチオ基;
メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数2~10のアルコキシカルボニル基;および
フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子が挙げられる。
置換基を有するアルキル基としては、クロロメチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基、メトキシカルボニルメチル基、1−エトキシカルボニル−2,2−ジメチル−3−シクロプロピル基および2−メチルチオエチル基が挙げられる。
R6およびR7で示されるアリール基としては、フェニル基、2−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、ナフチル基等の炭素数6~20のアリール基が挙げられる。
アリール基の置換基としては、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基等のフッ素原子を有する炭素数1~10のアルキル基;
メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有する炭素数1~10のアルキル基;
メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、フルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基等のフッ素原子または炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基;
フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、4−メトキシフェノキシ基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基;
3−フェノキシフェノキシ基等の炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数6~10のアリールオキシ基;
アセチル基、プロピオニル基、ベンジルカルボニル基、4−メチルベンジルカルボニル基、4−メトキシベンジルカルボニル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基;
ニトロ基;
フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;および、
メチレンジオキシ基等の炭素数1~6のアルキレンジオキシ基が挙げられる。
置換基を有するアリール基としては、4−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基および3−フェノキシフェニル基等が挙げられる。
R6およびR7で示されるヘテロアリール基としては、ピリジル基、フリル基、5−メチルフリル基等の窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を少なくとも一つ含む炭素数4~10のヘテロアリール基等が挙げられる。
ヘテロアリール基の置換基としては、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基等のフッ素原子を有する炭素数1~10のアルキル基;
メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有する炭素数1~10のアルキル基;
メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、フルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基等のフッ素原子または炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基;
フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、4−メトキシフェノキシ基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基;
3−フェノキシフェノキシ基等の炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数6~10のアリールオキシ基;
アセチル基、プロピオニル基、ベンジルカルボニル基、4−メチルベンジルカルボニル基、4−メトキシベンジルカルボニル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基;
ニトロ基;および
フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子等が挙げられる。
置換基を有するヘテロアリール基としては、2−クロロピリジル基が挙げられる。
アルデヒド化合物としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、シクロペンタンカルボアルデヒド、シクロヘキサンカルボアルデヒド、2−メチルプロパナール、2,2−ジメチルプロパナール、3−メチルチオプロパナール、2,2−ジメチルブタナール、1−メチルシクロヘキサンカルボアルデヒド、2,2−ジメチルノナナール、2,2−ジメチル−3−オキソプロパン酸メチル等の脂肪族アルデヒド;
ベンズアルデヒド、4−フルオロベンズアルデヒド、4−ニトロベンズアルデヒド、3−ブロモベンズアルデヒド、2−クロロベンズアルデヒド、4−メチルベンズアルデヒド、3−メトキシベンズアルデヒド、3,4,5−トリメトキシベンズアルデヒド、3,4−メチレンジオキシベンズアルデヒド、1−ナフトアルデヒド等の芳香族アルデヒド;
および、ピコリンアルデヒド、ニコチンアルデヒド等のヘテロ芳香族アルデヒドなどが挙げられる。
ホルムアルデヒドとしては、ホルムアルデヒドの重合物、ホルムアルデヒドの環状物、ホルムアルデヒドの水和物、ホルムアルデヒドとアルコールとのヘミアセタール、ホルムアルデヒドとアルコールとのジアセタール、ホルムアルデヒドとアルキレンジオールとの環状アセタール等が挙げられる。具体例としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、ホルマリン水溶液、メトキシメタノール、エトキシメタノール、プロポキシメタノール、イソプロポキシメタノール、ブトキシメタノール、イソブトキシメタノール、t−ブトキシメタノール、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、ジプロポキシメタン、ジイソプロポキシメタン、ジブトキシメタン、ジイソブトキシメタン、ジ−t−ブトキシメタン、1,3−ジオキソラン、1,3−ジオキサンが挙げられる。取り扱いやすさや入手の容易さの観点から、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、ホルマリン水溶液、メトキシメタノール及びジメトキシメタンが好ましい。
アルデヒド化合物は、市販品でもよいし、公知の方法により製造してもよい。
アルデヒド化合物のカップリング反応は、溶媒の存在下で行うことが好ましい。
溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒;
ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒;
ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒;
ジエチルエーテル、メチルtert−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル溶媒;
酢酸エチル等のエステル溶媒;
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド溶媒;
メタノール、エタノール等のアルコール溶媒;および、水が挙げられる。
溶媒の使用量は、容積効率を考慮すると、イミダゾリジン(1)1重量部に対して、100重量部以下であることが好ましい。
ホモカップリング反応の場合のイミダゾリジン(1)の使用量は、アルデヒド化合物1モルに対して、通常、0.0005~1モルであり、好ましくは0.001~0.3モルである。
クロスカップリング反応の場合のイミダゾリジン(1)の使用量は、アルデヒド(2)及びアルデヒド(4)のうち使用量の少ないアルデヒド化合物1モルに対して、通常、0.0005~1モルであり、好ましくは0.001~0.5モルである。
クロスカップリング反応の場合、アルデヒド(2)の使用量は、アルデヒド(4)1モルに対して、1モル以上が好ましい。
カップリング反応の反応温度は、通常、−20~200℃である。
カップリング反応は、通常、アルデヒド化合物とイミダゾリジン(1)と、必要に応じて溶媒とを、混合する方法により実施することができる。アルデヒド化合物、イミダゾリジン(1)及び溶媒の混合順序は制限されない。
ホモカップリング反応の場合、アルデヒド化合物に、イミダゾリジン(1)を加える方法が好ましい。
クロスカップリング反応の場合、2種のアルデヒド化合物の混合物にイミダゾリジン(1)を加えてもよいし、一方のアルデヒド化合物に、イミダゾリジン(1)と他方のアルデヒド化合物とを同時並行的に加えてもよい。
クロスカップリング反応においては、副反応として、それぞれのアルデヒド化合物のホモカップリング反応が起こることがあるが、ホモカップリング反応の進行を抑制するため、ホモカップリング反応が進行しにくいアルデヒド化合物に、イミダゾリジン(1)とホモカップリング反応が進行しやすいアルデヒド化合物とを同時並行的に加えることが好ましい。
アルデヒド(2)とアルデヒド(4)とのクロスカップリング反応であって、アルデヒド(4)がホルムアルデヒドである場合、ホルムアルデヒドに、イミダゾリジン(1)とアルデヒド(2)とを同時並行的に加えることが好ましい。
カップリング反応は、常圧下で行ってもよいし、加圧下で行ってもよい。
カップリング反応の進行は、ガスクロマトグラフィ、高速液体クロマトグラフィ、薄層クロマトグラフィ、NMR等の通常の分析手段により確認することができる。
反応終了後、例えば、得られた反応混合物を濃縮することにより、α−ヒドロキシケトン化合物を取り出すことができる。取り出したα−ヒドロキシケトン化合物は、蒸留、カラムクロマトグラフィ、晶析等の精製手段により、さらに精製してもよい。
α−ヒドロキシケトン化合物としては、2−ヒドロキシアセトアルデヒド、3−ヒドロキシ−2−ブタノン、4−ヒドロキシ−3−ヘキサノン、1,6−ジメチルチオ−4−ヒドロキシ−3−ヘキサノン、5−ヒドロキシ−4−オクタノン、2−ヒドロキシ−1−フェニルエタノン、2−ヒドロキシ−1−(4−クロロフェニル)エタノン、2−ヒドロキシ−1−(2−フルオロフェニル)エタノン、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノール、1−ヒドロキシ−2−プロパノン、1−ヒドロキシ−2−ブタノン、1−ヒドロキシ−2−ペンタノンおよび2−ヒドロキシ−1−シクロヘキサノンが挙げられる。
つづいて、イミダゾリジン(1)の存在下に、アルコール化合物と、酸素と、アルデヒド化合物とを混合するカルボン酸エステル化合物の製造方法について説明する。
アルデヒド化合物は、ホルミル基を少なくとも1つ有する化合物であり、好ましくは、式(7)で示される化合物(以下、化合物(7)と記すことがある。)である。
R8で表される置換基を有していてもよい炭化水素基としては、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基及び置換基を有していてもよいアリール基が挙げられる。
R8において、置換基を有していてもよいアルキル基における、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基及びデシル基等の直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1~12のアルキル基、シクロプロピル基、2,2−ジメチルシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びメンチル基等の環状の炭素数3~12のアルキル基が挙げられる。
アルキル基が有していてもよい置換基としては、下記群G1から選ばれる基が挙げられる。
<群G1>
フッ素原子を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数7~20のアラルキルオキシ基、
炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数7~20のアラルキルオキシ基、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基、
炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数6~10のアリールオキシ基、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基、
炭素数1~10のアルキルチオ基、
炭素数2~10のアルコキシカルボニル基、
炭素数2~20のアリール基、
炭素数5~20のヘテロアリール基、
及び
ハロゲン原子。
群G1において、フッ素原子を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基及びトリフルオロメチルオキシ基が挙げられ、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数7~20のアラルキルオキシ基としては、ベンジルオキシ基、4−メチルベンジルオキシ基及び4−メトキシベンジルオキシ基が挙げられ、
炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数7~20のアラルキルオキシ基としては、3−フェノキシベンジルオキシ基が挙げられ、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基としては、フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基及び4−メトキシフェノキシ基が挙げられ、
炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数2~10のアリールオキシ基としては、3−フェノキシフェノキシ基が挙げられ、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ベンジルカルボニル基、4−メチルベンジルカルボニル基、4−メトキシベンジルカルボニル基、ベンゾイル基、2−メチルベンゾイル基、4−メチルベンゾイル基及び4−メトキシベンゾイル基が挙げられ、
炭素数1~10のアルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基及びイソプロピルチオ基が挙げられ、
炭素数2~10のアルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基及びエトキシカルボニル基が挙げられ、
炭素数6~20のアリール基としては、フェニル基、1−ナフチル基及び2−ナフチル基が挙げられ、
炭素数5~20のヘテロアリール基としては、2−ピリジル基、3−ピリジル基、4−ピリジル基、2−キノリル基、3−キノリル基及び4−キノリル基が挙げられ、
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子が挙げられる。
群G1から選ばれる基を有するアルキル基としては、クロロメチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1−メトキシエチル基、2−メトキシエチル基、メトキシカルボニルメチル基、フェニルメチル基、2−ピリジルメチル基、3−ピリジルメチル基、1−エトキシカルボニル−2,2−ジメチル−3−シクロプロピル基及び2−メチルチオエチル基が挙げられる。
R8において、置換基を有していてもよいアルケニル基における、アルケニル基としては、ビニル基、1−プロペニル基、1−ブテニル基、2−メチル−1−プロペニル基、1−シクロヘキセニル基等の直鎖状、分枝鎖状又は環状の炭素数2~12のアルケニル基が挙げられる。
アルケニル基が有していてもよい置換基としては、上述した群G1から選ばれる基が挙げられる。
群G1から選ばれる基を有するアルケニル基としては、2−クロロビニル基及び2−トリフルオロメチルビニル基が挙げられる。
R8において、置換基を有していてもよいアリール基における、アリール基としては、フェニル基、2−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基及びスチリル基等の炭素数6~20のアリール基が挙げられる。
アリール基が有していてもよい置換基としては、下記群G2から選ばれる基が挙げられる。
<群G2>
フッ素原子又は炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基、
炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数6~10のアリールオキシ基、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基、
炭素数1~6のアルキレンジオキシ基
ニトロ基、
及び
ハロゲン原子。
群G2において、フッ素原子又は炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、フルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基及びメトキシエトキシ基が挙げられ、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基としては、フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基及び4−メトキシフェノキシ基が挙げられ、
炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数6~10のアリールオキシ基としては、3−フェノキシフェノキシ基が挙げられ、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ベンジルカルボニル基、4−メチルベンジルカルボニル基及び4−メトキシベンジルカルボニル基が挙げられ、
炭素数1~6のアルキレンジオキシ基としては、メチレンジオキシ基及びエチレンジオキシ基が挙げられ、
ハロゲン原子としては、フッ素原子及び塩素原子が挙げられる。
群G2から選ばれる基を有するアリール基としては、4−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基及び3−フェノキシフェニル基が挙げられる。
R8で表される置換基を有していてもよいヘテロアリール基における、ヘテロアリール基としては窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を少なくとも一個含む炭素数4~10のヘテロアリール基が挙げられ、具体的には、2−ピリジル基、3−ピリジル、4−ピリジル、2−フリル基、3−フリル基、5−メチル−2−フリル基及び2−クロロ−3−ピリジニル基が挙げられる。
nが0を表す化合物(7)としては、ベンズアルデヒド、4−クロロベンズアルデヒド、2−メチルベンズアルデヒド、4−フルオロベンズアルデヒド、2−メトキシベンズアルデヒド、2,4−ジクロロベンズアルデヒド、2−ニトロベンズアルデヒド、2−ナフチルベンズアルデヒド、2−ピリジルアルデヒド、アセトアルデヒド、n−プロピルアルデヒド、イソプロピルアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、n−ペンチルアルデヒド、n−ヘキシルアルデヒド、n−ヘプチルアルデヒド、n−オクチルアルデヒド、シクロヘキシルアルデヒド、4−(メチルチオ)−1−ブタナール、アクロレイン及び3−フェニル−2−プロペンアルデヒドが挙げられる。
nが0を表す化合物(7)は、市販品でもよいし、公知の方法に準じて製造してもよい。公知の方法としては、アルキルアルコールやベンゼンメタノールを酸化する方法、アルケンの末端2重結合をヒドロホルミル化する方法、及びアルカンのメチル部分をジハロゲン化したのち加水分解する方法が挙げられる。
nが1を表す化合物(7)としては、フェニルグリオキサール、4−クロロフェニルグリオキサール、2−メチルフェニルグリオキサール、4−フルオロフェニルグリオキサール、2−メトキシフェニルグリオキサール、2,4−ジクロロフェニルグリオキサール、2−ニトロフェニルグリオキサール、2−ナフチルグリオキサール、2−ピリジングリオキシルアルデヒド、メチルグリオキサール、エチルグリオキサール、n−プロピルグリオキサール、イソプロピルグリオキサール、シクロヘキシルグリオキサール、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタナール、ビニルグリオキサール及びスチリルグリオキサールが挙げられる。
nが1を表す化合物(7)は、市販品でもよいし、公知の方法に準じて製造してもよい。公知の方法としては、ケトアルコールを金属触媒の存在下に酸素酸化する方法(例えば、特開2000−336055号公報)等が挙げられる。
アルコール化合物としては、式(8)で示される化合物(以下、化合物(8)と記すことがある)が好ましい。
R9で表される置換基を有していてもよいアルキル基としては、R8における置換基を有していてもよいアルキル基と同じものが挙げられる。
化合物(8)としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノール、イソブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、2−フェニルエタノール及び2−ピリジンメタノールが挙げられる。
化合物(8)は、市販品でもよいし、公知の方法に準じて製造してもよい。公知の方法としては、アルカン又はアルキル置換ベンゼンを部分酸化する方法、アルケンの2重結合に水を付加する方法、及び醗酵法で製造する方法が挙げられる。
アルコール化合物の使用量は、アルデヒド化合物1モルに対して、好ましくは1モル以上であり、経済性の点で100モル以下が好ましい。
化合物(1)の使用量は、アルデヒド化合物1モルに対して、好ましくは0.001モル~0.5モルであり、より好ましくは0.005モル~0.1モルである。
酸素は、酸素ガスであってもよいし、窒素等の不活性ガスにより希釈された酸素ガスであってもよいし、大気に含まれる酸素であってもよい。また、大気に含まれる酸素を窒素等の不活性ガスにより希釈された酸素であってもよい。
酸素の使用量は、アルデヒド化合物1モルに対して、好ましくは、1モル~100モルである。
反応は、さらに溶媒(但し、アルコール溶媒を除く)の存在下に行うこともできる。
溶媒としては、反応を阻害しない溶媒であれば制限されず、テトラヒドロフラン、メチルtert−ブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル溶媒、トルエン、クロロベンゼン等の芳香族溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル溶媒、及びこれらの混合溶媒が挙げられる。
溶媒の使用量は、アルデヒド化合物1重量部に対して、100重量部以下とすることが好ましい。
反応において、アルデヒド化合物、アルコール化合物、化合物(1)及び酸素の混合順序は制限されない。好ましくは、アルデヒド化合物と、アルコール化合物と、化合物(1)と、必要に応じて溶媒とを混合し、得られる混合物に酸素を添加する方法が挙げられる。
反応は、減圧下、常圧下または加圧下で行われる。好ましくは常圧下又は加圧下で行われる。
反応温度は、好ましくは−20℃~150℃、より好ましくは0~100℃である。反応温度が−20℃よりも高い場合は、反応の反応速度が速くなる傾向にあり、反応温度が150℃よりも低い場合は、反応の選択率が増加する傾向にある。
反応の進行は、ガスクロマトグラフィ、高速液体クロマトグラフィ、薄層クロマトグラフィ、核磁気共鳴スペクトル分析、赤外吸収スペクトル分析等の分析手段により確認することができる。
反応終了後、酸素を、得られる反応混合物から気体として容易に除去することができる。得られる反応混合物を、例えば、必要に応じて濃縮処理した後、冷却処理等を行うことにより、カルボン酸エステル化合物を取り出すこともできる。
取り出したカルボン酸エステル化合物は、蒸留、カラムクロマトグラフィ、結晶化などの精製手段により、精製してもよい。
カルボン酸エステル化合物は、アルデヒド化合物が化合物(7)であり、アルコール化合物が化合物(8)である場合には、式(9)で示される化合物(以下、化合物(9)と記すことがある)である。
nが0を表す化合物(9)としては、安息香酸メチル、4−クロロ安息香酸メチル、2−メチル安息香酸メチル、4−フルオロ安息香酸メチル、4−メトキシ安息香酸メチル、2−ニトロ安息香酸メチル、2,4−ジクロロ安息香酸メチル、2−ナフタレンカルボン酸メチル、2−ピリジンカルボン酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、ブタン酸メチル、ペンタン酸メチル、ヘキサン酸メチル、ヘプタン酸メチル、オクタン酸メチル、シクロヘキサン酸メチル、4−(メチルチオ)ブタン酸メチル、3−ブテン酸メチル、アクリル酸メチル、3−フェニル−2−プロペン酸メチル、安息香酸エチル、4−クロロ安息香酸エチル、2−メチル安息香酸エチル、4−フルオロ安息香酸エチル、4−メトキシ安息香酸エチル、2−ニトロ安息香酸エチル、2,4−ジクロロ安息香酸エチル、2−ナフタレンカルボン酸エチル、2−ピリジンカルボン酸エチル、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、ブタン酸エチル、ペンタン酸エチル、ヘキサン酸エチル、ヘプタン酸エチル、オクタン酸エチル、シクロヘキサン酸エチル、4−(メチルチオ)ブタン酸エチル、3−ブテン酸エチル、アクリル酸エチル、3−フェニル−2−プロペン酸エチル、安息香酸ベンジル、4−クロロ安息香酸ベンジル、2−メチル安息香酸ベンジル、4−フルオロ安息香酸ベンジル、4−メトキシ安息香酸ベンジル、2−ニトロ安息香酸ベンジル、2,4−ジクロロ安息香酸ベンジル、2−ナフタレンカルボン酸ベンジル、2−ピリジンカルボン酸ベンジル、酢酸ベンジル、プロピオン酸ベンジル、ブタン酸ベンジル、ペンタン酸ベンジル、ヘキサン酸ベンジル、ヘプタン酸ベンジル、オクタン酸ベンジル、シクロヘキサン酸ベンジル、4−(メチルチオ)ブタン酸ベンジル、3−ブテン酸ベンジル、アクリル酸ベンジル及び3−フェニル−2−プロペン酸ベンジルが挙げられる。
nが1を表す化合物(9)としては、ベンゾイルギ酸メチル、4−クロロベンゾイルギ酸メチル、2−メチルベンゾイルギ酸メチル、4−フルオロベンゾイルギ酸メチル、4−メトキシベンゾイルギ酸メチル、2−ニトロベンゾイルギ酸メチル、2,4−ジクロロベンゾイルギ酸メチル、2−ナフトイルギ酸メチル、α−オキソ−2−ピリジン酢酸メチル、ピルビン酸メチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソペンタン酸メチル、3−メチル−2−オキソブタン酸メチル、α−オキソ−シクロヘキサン酢酸メチル、4−(メチルチオ)−2−オキソ−ブタン酸メチル、2−オキソ−3−ブテン酸メチル、2−オキソ−4−フェニル−3−ブテン酸メチル、ベンゾイルギ酸エチル、4−クロロベンゾイルギ酸エチル、2−メチルベンゾイルギ酸エチル、4−フルオロベンゾイルギ酸エチル、4−メトキシベンゾイルギ酸エチル、2−ニトロベンゾイルギ酸エチル、2,4−ジクロロベンゾイルギ酸エチル、2−ナフトイルギ酸エチル、α−オキソ−2−ピリジン酢酸エチル、ピルビン酸エチル、2−オキソブタン酸エチル、2−オキソペンタン酸エチル、3−メチル−2−オキソブタン酸エチル、α−オキソ−シクロヘキサン酢酸エチル、4−(メチルチオ)−2−オキソ−ブタン酸エチル、2−オキソ−3−ブテン酸エチル、2−オキソ−4−フェニル−3−ブテン酸エチル、ベンゾイルギ酸ベンジル、4−クロロベンゾイルギ酸ベンジル、2−メチルベンゾイルギ酸ベンジル、4−フルオロベンゾイルギ酸ベンジル、4−メトキシベンゾイルギ酸ベンジル、2−ニトロベンゾイルギ酸ベンジル、2,4−ジクロロベンゾイルギ酸ベンジル、2−ナフトイルギ酸ベンジル、α−オキソ−2−ピリジン酢酸ベンジル、ピルビン酸ベンジル、2−オキソブタン酸ベンジル、2−オキソペンタン酸ベンジル、3−メチル−2−オキソブタン酸ベンジル、α−オキソ−シクロヘキサン酢酸ベンジル、4−(メチルチオ)−2−オキソ−ブタン酸ベンジル、2−オキソ−3−ブテン酸ベンジル及び2−オキソ−4−フェニル−3−ブテン酸ベンジルが挙げられる。
R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいアリール基を表わすか、あるいは、R1とR2とが互いに結合して、それらが結合する炭素原子とともに環を形成する。
R1、R2におけるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、デシル基、シクロプロピル基、2,2−ジメチルシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メンチル基の直鎖状、分枝鎖状または環状の炭素数1~10のアルキル基が挙げられる。
アルキル基が有していてもよい置換基としては、フェニル基、ナフチル基、4−メチルフェニル基、4−メトキシフェニル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリール基;
メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、トリフルオロメトキシ基等のフッ素原子を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基;
ベンジルオキシ基、4−メチルベンジルオキシ基、4−メトキシベンジルオキシ基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数7~20アラルキルオキシ基;
3−フェノキシベンジルオキシ基等の炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数7~20のアラルキルオキシ基;
フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、4−メトキシフェノキシ基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基;
3−フェノキシフェノキシ基等の炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数6~10のアリールオキシ基;
アセチル基、プロピオニル基、ベンジルカルボニル基、4−メチルベンジルカルボニル基、4−メトキシベンジルカルボニル基、ベンゾイル基、2−メチルベンゾイル基、4−メチルベンゾイル基、4−メトキシベンゾイル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基;
カルボキシ基;および
フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子が挙げられる。
置換基を有するアルキル基としては、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、2−メトキシエチル基、ベンジル基、4−フルオロベンジル基、4−メチルベンジル基、フェノキシメチル基、2−オキソプロピル基、2−オキソブチル基、フェナシル基および2−カルボキシエチル基が挙げられる。
アリール基としては、フェニル基、2−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、ナフチル基等の炭素数6~10のアリール基が挙げられる。
アリール基が有していてもよい置換基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、2−メトキシエチル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有する炭素数1~10のアルキル基;
メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、フルオロメチルオキシ基、トリフルオロメチルオキシ基、メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基、2−メトキシエチル基等のフッ素原子を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基;および
フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子が挙げられる。
R1とR2とが互いに結合して、それらが結合する炭素原子とともに形成する環としては、シクロペンタン環およびシクロヘキサン環が挙げられる。
好ましいR1およびR2は水素原子である。
R3およびR4は、それぞれ独立して、少なくとも3つの置換基を有し、かつ、少なくとも1つの置換基がハロゲン原子であるフェニル基を表す。置換基のうちの1つはフェニル基の2位に結合することが好ましく、置換基のうち2つは、それぞれ、フェニル基の2位および6位に結合することが好ましい。
3つの置換基のうち、2つの置換基がハロゲン原子であることが好ましく、3つの置換基がハロゲン原子であることがより好ましい。フェニル基の2位および6位にハロゲン原子が結合していることがより好ましい。ハロゲン原子は塩素原子又は臭素原子が好ましく、臭素原子がより好ましい。
ハロゲン原子以外の置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、デシル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、シクロプロピル基、2,2−ジメチルシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等のフッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基;
フェニル基、2−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、ナフチル基、フルオロフェニル基等のフッ素原子で置換されていてもよい炭素数6~20のアリール基が挙げられる。
R3およびR4としては、2−ブロモ−4,6−トリフルオロメチルフェニル基、4−メチル−2,6−ジブロモフェニル基、4−エチル−2,6−ジブロモフェニル基、4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル基、4−n−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル基、4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−クロロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル基、4−トリフルオロメチル−2,6−ジブロモフェニル基、2,4,6−トリクロロフェニル基、2,4,6−トリブロモフェニル基2,4,6−トリヨードフェニル基、2,3,5,6−テトラフルオロフェニル基、4−トリフルオロメチル−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル基および2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル基が挙げられる。
中でも、4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル基、4−n−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル基、4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−クロロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル基、2,4,6−トリクロロフェニル基、2,4,6−トリブロモフェニル基または2,4,6−トリヨードフェニル基が好ましく、2,4,6−トリブロモフェニル基がより好ましい。
R5で示されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等の直鎖状または分枝鎖状の炭素数1~4のアルキル基が挙げられ、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基およびブチル基である。
イミダゾリジン(1)の安定性の点で、R5はメチル基であることが好ましい。
イミダゾリジン(1)としては、2−メトキシ−1,3−ビス(4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(4−n−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(4−クロロ−2,6−ジヨードフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリフルオロフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)イミダゾリジン、2−メトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリヨードフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(4−n−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(4−クロロ−2,6−ジヨードフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリフルオロフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)イミダゾリジン、2−エトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリヨードフェニル)イミダゾリジン、2−プロポキシ−1,3−ビス(4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−プロポキシ−1,3−ビス(4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−プロポキシ−1,3−ビス(4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−プロポキシ−1,3−ビス(4−クロロ−2,6−ジヨードフェニル)イミダゾリジン、2−プロポキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリフルオロフェニル)イミダゾリジン、2−プロポキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)イミダゾリジン、2−プロポキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)イミダゾリジンおよび2−プロポキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリヨードフェニル)イミダゾリジン、2−ブトキシ−1,3−ビス(4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−ブトキシ−1,3−ビス(4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−ブトキシ−1,3−ビス(4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリジン、2−ブトキシ−1,3−ビス(4−クロロ−2,6−ジヨードフェニル)イミダゾリジン、2−ブトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリフルオロフェニル)イミダゾリジン、2−ブトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)イミダゾリジン、2−ブトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)イミダゾリジンおよび2−ブトキシ−1,3−ビス(2,4,6−トリヨードフェニル)イミダゾリジンを挙げることができる。
イミダゾリジン(1)は、例えば、J.Am.Chem.Soc.,127,9079(2005)に記載の方法に準じて製造することができる。
具体的には、1,3−二置換イミダゾリニウムのハロゲン化物等と、水素化ナトリウム、水素化カリウム等のアルカリ金属水素化物またはカリウムメトキシド、ナトリウムメトキサイドなどのアルカリ金属アルコキサイド等の塩基とをR5OHで示されるアルコール化合物存在下に反応させる方法;1,3−二置換イミダゾリン−2−イリデンと、アルコール化合物とを反応させる方法が挙げられる。
つづいて、イミダゾリジン(1)の存在下に、アルデヒド化合物のカップリング反応を行うα−ヒドロキシケトン化合物の製造方法について説明する。
アルデヒド化合物は、ホルミル基を少なくとも1つ有する化合物である。カップリング反応は、同一のアルデヒド化合物がカップリングするホモカップリング反応および異なるアルデヒド化合物がカップリングするクロスカップリング反応を含む。
ホモカップリング反応としては、式(2)で示されるアルデヒド化合物(以下、アルデヒド(2)と略記する。)のホモカップリング反応が挙げられる。アルデヒド(2)のホモカップリング反応により、式(3)
(式中、R6は上記と同一の意味を表わす。)
で示されるα−ヒドロキシケトン化合物(以下、α−ヒドロキシケトン(3)と略記する。)が得られる。
クロスカップリング反応としては、アルデヒド(2)と式(4)で示されるアルデヒド化合物(以下、アルデヒド(4)と略記する。)とのクロスカップリング反応が挙げられる。
アルデヒド(2)とアルデヒド(4)とのクロスカップリング反応により、式(5)
(式中、R6およびR7は上記と同一の意味を表わす。)
で示されるα−ヒドロキシケトン化合物、式(6)
(式中、R6およびR7は上記と同一の意味を表わす。)
で示されるα−ヒドロキシケトン化合物またはそれらの混合物が生成する。生成比率は、置換基R6およびR7の種類により異なり、それらのいずれかが選択的に生成することがある。
R6およびR7で示されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、デシル基、シクロプロピル基、2,2−ジメチルシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メンチル基等の直鎖状、分枝鎖状または環状の炭素数1~10のアルキル基が挙げられる。
アルキル基の置換基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、トリフルオロメトキシ基等のフッ素原子を有していてもよい炭素数1~6のアルコキシ基;
ベンジルオキシ基、4−メチルベンジルオキシ基、4−メトキシベンジルオキシ基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数7~20のアラルキルオキシ基;
3−フェノキシベンジルオキシ基等の炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数7~20のアラルキルオキシ基;
フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、4−メトキシフェノキシ基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基;
3−フェノキシフェノキシ基等の炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数6~10のアリールオキシ基;
アセチル基、プロピオニル基、ベンジルカルボニル基、4−メチルベンジルカルボニル基、4−メトキシベンジルカルボニル基、ベンゾイル基、2−メチルベンゾイル基、4−メチルベンゾイル基、4−メトキシベンゾイル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基;
メチルチオ基、エチルチオ基、イソプロピルチオ基等の炭素数1~10のアルキルチオ基;
メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数2~10のアルコキシカルボニル基;および
フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子が挙げられる。
置換基を有するアルキル基としては、クロロメチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基、メトキシカルボニルメチル基、1−エトキシカルボニル−2,2−ジメチル−3−シクロプロピル基および2−メチルチオエチル基が挙げられる。
R6およびR7で示されるアリール基としては、フェニル基、2−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、ナフチル基等の炭素数6~20のアリール基が挙げられる。
アリール基の置換基としては、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基等のフッ素原子を有する炭素数1~10のアルキル基;
メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有する炭素数1~10のアルキル基;
メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、フルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基等のフッ素原子または炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基;
フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、4−メトキシフェノキシ基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基;
3−フェノキシフェノキシ基等の炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数6~10のアリールオキシ基;
アセチル基、プロピオニル基、ベンジルカルボニル基、4−メチルベンジルカルボニル基、4−メトキシベンジルカルボニル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基;
ニトロ基;
フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;および、
メチレンジオキシ基等の炭素数1~6のアルキレンジオキシ基が挙げられる。
置換基を有するアリール基としては、4−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基および3−フェノキシフェニル基等が挙げられる。
R6およびR7で示されるヘテロアリール基としては、ピリジル基、フリル基、5−メチルフリル基等の窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を少なくとも一つ含む炭素数4~10のヘテロアリール基等が挙げられる。
ヘテロアリール基の置換基としては、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基等のフッ素原子を有する炭素数1~10のアルキル基;
メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有する炭素数1~10のアルキル基;
メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、フルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基等のフッ素原子または炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基;
フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、4−メトキシフェノキシ基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基;
3−フェノキシフェノキシ基等の炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数6~10のアリールオキシ基;
アセチル基、プロピオニル基、ベンジルカルボニル基、4−メチルベンジルカルボニル基、4−メトキシベンジルカルボニル基等の炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基;
ニトロ基;および
フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子等が挙げられる。
置換基を有するヘテロアリール基としては、2−クロロピリジル基が挙げられる。
アルデヒド化合物としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、シクロペンタンカルボアルデヒド、シクロヘキサンカルボアルデヒド、2−メチルプロパナール、2,2−ジメチルプロパナール、3−メチルチオプロパナール、2,2−ジメチルブタナール、1−メチルシクロヘキサンカルボアルデヒド、2,2−ジメチルノナナール、2,2−ジメチル−3−オキソプロパン酸メチル等の脂肪族アルデヒド;
ベンズアルデヒド、4−フルオロベンズアルデヒド、4−ニトロベンズアルデヒド、3−ブロモベンズアルデヒド、2−クロロベンズアルデヒド、4−メチルベンズアルデヒド、3−メトキシベンズアルデヒド、3,4,5−トリメトキシベンズアルデヒド、3,4−メチレンジオキシベンズアルデヒド、1−ナフトアルデヒド等の芳香族アルデヒド;
および、ピコリンアルデヒド、ニコチンアルデヒド等のヘテロ芳香族アルデヒドなどが挙げられる。
ホルムアルデヒドとしては、ホルムアルデヒドの重合物、ホルムアルデヒドの環状物、ホルムアルデヒドの水和物、ホルムアルデヒドとアルコールとのヘミアセタール、ホルムアルデヒドとアルコールとのジアセタール、ホルムアルデヒドとアルキレンジオールとの環状アセタール等が挙げられる。具体例としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、ホルマリン水溶液、メトキシメタノール、エトキシメタノール、プロポキシメタノール、イソプロポキシメタノール、ブトキシメタノール、イソブトキシメタノール、t−ブトキシメタノール、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、ジプロポキシメタン、ジイソプロポキシメタン、ジブトキシメタン、ジイソブトキシメタン、ジ−t−ブトキシメタン、1,3−ジオキソラン、1,3−ジオキサンが挙げられる。取り扱いやすさや入手の容易さの観点から、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、ホルマリン水溶液、メトキシメタノール及びジメトキシメタンが好ましい。
アルデヒド化合物は、市販品でもよいし、公知の方法により製造してもよい。
アルデヒド化合物のカップリング反応は、溶媒の存在下で行うことが好ましい。
溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒;
ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒;
ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒;
ジエチルエーテル、メチルtert−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル溶媒;
酢酸エチル等のエステル溶媒;
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド溶媒;
メタノール、エタノール等のアルコール溶媒;および、水が挙げられる。
溶媒の使用量は、容積効率を考慮すると、イミダゾリジン(1)1重量部に対して、100重量部以下であることが好ましい。
ホモカップリング反応の場合のイミダゾリジン(1)の使用量は、アルデヒド化合物1モルに対して、通常、0.0005~1モルであり、好ましくは0.001~0.3モルである。
クロスカップリング反応の場合のイミダゾリジン(1)の使用量は、アルデヒド(2)及びアルデヒド(4)のうち使用量の少ないアルデヒド化合物1モルに対して、通常、0.0005~1モルであり、好ましくは0.001~0.5モルである。
クロスカップリング反応の場合、アルデヒド(2)の使用量は、アルデヒド(4)1モルに対して、1モル以上が好ましい。
カップリング反応の反応温度は、通常、−20~200℃である。
カップリング反応は、通常、アルデヒド化合物とイミダゾリジン(1)と、必要に応じて溶媒とを、混合する方法により実施することができる。アルデヒド化合物、イミダゾリジン(1)及び溶媒の混合順序は制限されない。
ホモカップリング反応の場合、アルデヒド化合物に、イミダゾリジン(1)を加える方法が好ましい。
クロスカップリング反応の場合、2種のアルデヒド化合物の混合物にイミダゾリジン(1)を加えてもよいし、一方のアルデヒド化合物に、イミダゾリジン(1)と他方のアルデヒド化合物とを同時並行的に加えてもよい。
クロスカップリング反応においては、副反応として、それぞれのアルデヒド化合物のホモカップリング反応が起こることがあるが、ホモカップリング反応の進行を抑制するため、ホモカップリング反応が進行しにくいアルデヒド化合物に、イミダゾリジン(1)とホモカップリング反応が進行しやすいアルデヒド化合物とを同時並行的に加えることが好ましい。
アルデヒド(2)とアルデヒド(4)とのクロスカップリング反応であって、アルデヒド(4)がホルムアルデヒドである場合、ホルムアルデヒドに、イミダゾリジン(1)とアルデヒド(2)とを同時並行的に加えることが好ましい。
カップリング反応は、常圧下で行ってもよいし、加圧下で行ってもよい。
カップリング反応の進行は、ガスクロマトグラフィ、高速液体クロマトグラフィ、薄層クロマトグラフィ、NMR等の通常の分析手段により確認することができる。
反応終了後、例えば、得られた反応混合物を濃縮することにより、α−ヒドロキシケトン化合物を取り出すことができる。取り出したα−ヒドロキシケトン化合物は、蒸留、カラムクロマトグラフィ、晶析等の精製手段により、さらに精製してもよい。
α−ヒドロキシケトン化合物としては、2−ヒドロキシアセトアルデヒド、3−ヒドロキシ−2−ブタノン、4−ヒドロキシ−3−ヘキサノン、1,6−ジメチルチオ−4−ヒドロキシ−3−ヘキサノン、5−ヒドロキシ−4−オクタノン、2−ヒドロキシ−1−フェニルエタノン、2−ヒドロキシ−1−(4−クロロフェニル)エタノン、2−ヒドロキシ−1−(2−フルオロフェニル)エタノン、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノール、1−ヒドロキシ−2−プロパノン、1−ヒドロキシ−2−ブタノン、1−ヒドロキシ−2−ペンタノンおよび2−ヒドロキシ−1−シクロヘキサノンが挙げられる。
つづいて、イミダゾリジン(1)の存在下に、アルコール化合物と、酸素と、アルデヒド化合物とを混合するカルボン酸エステル化合物の製造方法について説明する。
アルデヒド化合物は、ホルミル基を少なくとも1つ有する化合物であり、好ましくは、式(7)で示される化合物(以下、化合物(7)と記すことがある。)である。
R8で表される置換基を有していてもよい炭化水素基としては、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基及び置換基を有していてもよいアリール基が挙げられる。
R8において、置換基を有していてもよいアルキル基における、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基及びデシル基等の直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1~12のアルキル基、シクロプロピル基、2,2−ジメチルシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びメンチル基等の環状の炭素数3~12のアルキル基が挙げられる。
アルキル基が有していてもよい置換基としては、下記群G1から選ばれる基が挙げられる。
<群G1>
フッ素原子を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数7~20のアラルキルオキシ基、
炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数7~20のアラルキルオキシ基、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基、
炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数6~10のアリールオキシ基、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基、
炭素数1~10のアルキルチオ基、
炭素数2~10のアルコキシカルボニル基、
炭素数2~20のアリール基、
炭素数5~20のヘテロアリール基、
及び
ハロゲン原子。
群G1において、フッ素原子を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基及びトリフルオロメチルオキシ基が挙げられ、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数7~20のアラルキルオキシ基としては、ベンジルオキシ基、4−メチルベンジルオキシ基及び4−メトキシベンジルオキシ基が挙げられ、
炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数7~20のアラルキルオキシ基としては、3−フェノキシベンジルオキシ基が挙げられ、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基としては、フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基及び4−メトキシフェノキシ基が挙げられ、
炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数2~10のアリールオキシ基としては、3−フェノキシフェノキシ基が挙げられ、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ベンジルカルボニル基、4−メチルベンジルカルボニル基、4−メトキシベンジルカルボニル基、ベンゾイル基、2−メチルベンゾイル基、4−メチルベンゾイル基及び4−メトキシベンゾイル基が挙げられ、
炭素数1~10のアルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基及びイソプロピルチオ基が挙げられ、
炭素数2~10のアルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基及びエトキシカルボニル基が挙げられ、
炭素数6~20のアリール基としては、フェニル基、1−ナフチル基及び2−ナフチル基が挙げられ、
炭素数5~20のヘテロアリール基としては、2−ピリジル基、3−ピリジル基、4−ピリジル基、2−キノリル基、3−キノリル基及び4−キノリル基が挙げられ、
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子が挙げられる。
群G1から選ばれる基を有するアルキル基としては、クロロメチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1−メトキシエチル基、2−メトキシエチル基、メトキシカルボニルメチル基、フェニルメチル基、2−ピリジルメチル基、3−ピリジルメチル基、1−エトキシカルボニル−2,2−ジメチル−3−シクロプロピル基及び2−メチルチオエチル基が挙げられる。
R8において、置換基を有していてもよいアルケニル基における、アルケニル基としては、ビニル基、1−プロペニル基、1−ブテニル基、2−メチル−1−プロペニル基、1−シクロヘキセニル基等の直鎖状、分枝鎖状又は環状の炭素数2~12のアルケニル基が挙げられる。
アルケニル基が有していてもよい置換基としては、上述した群G1から選ばれる基が挙げられる。
群G1から選ばれる基を有するアルケニル基としては、2−クロロビニル基及び2−トリフルオロメチルビニル基が挙げられる。
R8において、置換基を有していてもよいアリール基における、アリール基としては、フェニル基、2−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基及びスチリル基等の炭素数6~20のアリール基が挙げられる。
アリール基が有していてもよい置換基としては、下記群G2から選ばれる基が挙げられる。
<群G2>
フッ素原子又は炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基、
炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数6~10のアリールオキシ基、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基、
炭素数1~6のアルキレンジオキシ基
ニトロ基、
及び
ハロゲン原子。
群G2において、フッ素原子又は炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数1~10のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、フルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基及びメトキシエトキシ基が挙げられ、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数6~10のアリールオキシ基としては、フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基及び4−メトキシフェノキシ基が挙げられ、
炭素数6~10のアリールオキシ基を有する炭素数6~10のアリールオキシ基としては、3−フェノキシフェノキシ基が挙げられ、
炭素数1~10のアルコキシ基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ベンジルカルボニル基、4−メチルベンジルカルボニル基及び4−メトキシベンジルカルボニル基が挙げられ、
炭素数1~6のアルキレンジオキシ基としては、メチレンジオキシ基及びエチレンジオキシ基が挙げられ、
ハロゲン原子としては、フッ素原子及び塩素原子が挙げられる。
群G2から選ばれる基を有するアリール基としては、4−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基及び3−フェノキシフェニル基が挙げられる。
R8で表される置換基を有していてもよいヘテロアリール基における、ヘテロアリール基としては窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を少なくとも一個含む炭素数4~10のヘテロアリール基が挙げられ、具体的には、2−ピリジル基、3−ピリジル、4−ピリジル、2−フリル基、3−フリル基、5−メチル−2−フリル基及び2−クロロ−3−ピリジニル基が挙げられる。
nが0を表す化合物(7)としては、ベンズアルデヒド、4−クロロベンズアルデヒド、2−メチルベンズアルデヒド、4−フルオロベンズアルデヒド、2−メトキシベンズアルデヒド、2,4−ジクロロベンズアルデヒド、2−ニトロベンズアルデヒド、2−ナフチルベンズアルデヒド、2−ピリジルアルデヒド、アセトアルデヒド、n−プロピルアルデヒド、イソプロピルアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、n−ペンチルアルデヒド、n−ヘキシルアルデヒド、n−ヘプチルアルデヒド、n−オクチルアルデヒド、シクロヘキシルアルデヒド、4−(メチルチオ)−1−ブタナール、アクロレイン及び3−フェニル−2−プロペンアルデヒドが挙げられる。
nが0を表す化合物(7)は、市販品でもよいし、公知の方法に準じて製造してもよい。公知の方法としては、アルキルアルコールやベンゼンメタノールを酸化する方法、アルケンの末端2重結合をヒドロホルミル化する方法、及びアルカンのメチル部分をジハロゲン化したのち加水分解する方法が挙げられる。
nが1を表す化合物(7)としては、フェニルグリオキサール、4−クロロフェニルグリオキサール、2−メチルフェニルグリオキサール、4−フルオロフェニルグリオキサール、2−メトキシフェニルグリオキサール、2,4−ジクロロフェニルグリオキサール、2−ニトロフェニルグリオキサール、2−ナフチルグリオキサール、2−ピリジングリオキシルアルデヒド、メチルグリオキサール、エチルグリオキサール、n−プロピルグリオキサール、イソプロピルグリオキサール、シクロヘキシルグリオキサール、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタナール、ビニルグリオキサール及びスチリルグリオキサールが挙げられる。
nが1を表す化合物(7)は、市販品でもよいし、公知の方法に準じて製造してもよい。公知の方法としては、ケトアルコールを金属触媒の存在下に酸素酸化する方法(例えば、特開2000−336055号公報)等が挙げられる。
アルコール化合物としては、式(8)で示される化合物(以下、化合物(8)と記すことがある)が好ましい。
R9で表される置換基を有していてもよいアルキル基としては、R8における置換基を有していてもよいアルキル基と同じものが挙げられる。
化合物(8)としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノール、イソブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、2−フェニルエタノール及び2−ピリジンメタノールが挙げられる。
化合物(8)は、市販品でもよいし、公知の方法に準じて製造してもよい。公知の方法としては、アルカン又はアルキル置換ベンゼンを部分酸化する方法、アルケンの2重結合に水を付加する方法、及び醗酵法で製造する方法が挙げられる。
アルコール化合物の使用量は、アルデヒド化合物1モルに対して、好ましくは1モル以上であり、経済性の点で100モル以下が好ましい。
化合物(1)の使用量は、アルデヒド化合物1モルに対して、好ましくは0.001モル~0.5モルであり、より好ましくは0.005モル~0.1モルである。
酸素は、酸素ガスであってもよいし、窒素等の不活性ガスにより希釈された酸素ガスであってもよいし、大気に含まれる酸素であってもよい。また、大気に含まれる酸素を窒素等の不活性ガスにより希釈された酸素であってもよい。
酸素の使用量は、アルデヒド化合物1モルに対して、好ましくは、1モル~100モルである。
反応は、さらに溶媒(但し、アルコール溶媒を除く)の存在下に行うこともできる。
溶媒としては、反応を阻害しない溶媒であれば制限されず、テトラヒドロフラン、メチルtert−ブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル溶媒、トルエン、クロロベンゼン等の芳香族溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル溶媒、及びこれらの混合溶媒が挙げられる。
溶媒の使用量は、アルデヒド化合物1重量部に対して、100重量部以下とすることが好ましい。
反応において、アルデヒド化合物、アルコール化合物、化合物(1)及び酸素の混合順序は制限されない。好ましくは、アルデヒド化合物と、アルコール化合物と、化合物(1)と、必要に応じて溶媒とを混合し、得られる混合物に酸素を添加する方法が挙げられる。
反応は、減圧下、常圧下または加圧下で行われる。好ましくは常圧下又は加圧下で行われる。
反応温度は、好ましくは−20℃~150℃、より好ましくは0~100℃である。反応温度が−20℃よりも高い場合は、反応の反応速度が速くなる傾向にあり、反応温度が150℃よりも低い場合は、反応の選択率が増加する傾向にある。
反応の進行は、ガスクロマトグラフィ、高速液体クロマトグラフィ、薄層クロマトグラフィ、核磁気共鳴スペクトル分析、赤外吸収スペクトル分析等の分析手段により確認することができる。
反応終了後、酸素を、得られる反応混合物から気体として容易に除去することができる。得られる反応混合物を、例えば、必要に応じて濃縮処理した後、冷却処理等を行うことにより、カルボン酸エステル化合物を取り出すこともできる。
取り出したカルボン酸エステル化合物は、蒸留、カラムクロマトグラフィ、結晶化などの精製手段により、精製してもよい。
カルボン酸エステル化合物は、アルデヒド化合物が化合物(7)であり、アルコール化合物が化合物(8)である場合には、式(9)で示される化合物(以下、化合物(9)と記すことがある)である。
nが0を表す化合物(9)としては、安息香酸メチル、4−クロロ安息香酸メチル、2−メチル安息香酸メチル、4−フルオロ安息香酸メチル、4−メトキシ安息香酸メチル、2−ニトロ安息香酸メチル、2,4−ジクロロ安息香酸メチル、2−ナフタレンカルボン酸メチル、2−ピリジンカルボン酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、ブタン酸メチル、ペンタン酸メチル、ヘキサン酸メチル、ヘプタン酸メチル、オクタン酸メチル、シクロヘキサン酸メチル、4−(メチルチオ)ブタン酸メチル、3−ブテン酸メチル、アクリル酸メチル、3−フェニル−2−プロペン酸メチル、安息香酸エチル、4−クロロ安息香酸エチル、2−メチル安息香酸エチル、4−フルオロ安息香酸エチル、4−メトキシ安息香酸エチル、2−ニトロ安息香酸エチル、2,4−ジクロロ安息香酸エチル、2−ナフタレンカルボン酸エチル、2−ピリジンカルボン酸エチル、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、ブタン酸エチル、ペンタン酸エチル、ヘキサン酸エチル、ヘプタン酸エチル、オクタン酸エチル、シクロヘキサン酸エチル、4−(メチルチオ)ブタン酸エチル、3−ブテン酸エチル、アクリル酸エチル、3−フェニル−2−プロペン酸エチル、安息香酸ベンジル、4−クロロ安息香酸ベンジル、2−メチル安息香酸ベンジル、4−フルオロ安息香酸ベンジル、4−メトキシ安息香酸ベンジル、2−ニトロ安息香酸ベンジル、2,4−ジクロロ安息香酸ベンジル、2−ナフタレンカルボン酸ベンジル、2−ピリジンカルボン酸ベンジル、酢酸ベンジル、プロピオン酸ベンジル、ブタン酸ベンジル、ペンタン酸ベンジル、ヘキサン酸ベンジル、ヘプタン酸ベンジル、オクタン酸ベンジル、シクロヘキサン酸ベンジル、4−(メチルチオ)ブタン酸ベンジル、3−ブテン酸ベンジル、アクリル酸ベンジル及び3−フェニル−2−プロペン酸ベンジルが挙げられる。
nが1を表す化合物(9)としては、ベンゾイルギ酸メチル、4−クロロベンゾイルギ酸メチル、2−メチルベンゾイルギ酸メチル、4−フルオロベンゾイルギ酸メチル、4−メトキシベンゾイルギ酸メチル、2−ニトロベンゾイルギ酸メチル、2,4−ジクロロベンゾイルギ酸メチル、2−ナフトイルギ酸メチル、α−オキソ−2−ピリジン酢酸メチル、ピルビン酸メチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソペンタン酸メチル、3−メチル−2−オキソブタン酸メチル、α−オキソ−シクロヘキサン酢酸メチル、4−(メチルチオ)−2−オキソ−ブタン酸メチル、2−オキソ−3−ブテン酸メチル、2−オキソ−4−フェニル−3−ブテン酸メチル、ベンゾイルギ酸エチル、4−クロロベンゾイルギ酸エチル、2−メチルベンゾイルギ酸エチル、4−フルオロベンゾイルギ酸エチル、4−メトキシベンゾイルギ酸エチル、2−ニトロベンゾイルギ酸エチル、2,4−ジクロロベンゾイルギ酸エチル、2−ナフトイルギ酸エチル、α−オキソ−2−ピリジン酢酸エチル、ピルビン酸エチル、2−オキソブタン酸エチル、2−オキソペンタン酸エチル、3−メチル−2−オキソブタン酸エチル、α−オキソ−シクロヘキサン酢酸エチル、4−(メチルチオ)−2−オキソ−ブタン酸エチル、2−オキソ−3−ブテン酸エチル、2−オキソ−4−フェニル−3−ブテン酸エチル、ベンゾイルギ酸ベンジル、4−クロロベンゾイルギ酸ベンジル、2−メチルベンゾイルギ酸ベンジル、4−フルオロベンゾイルギ酸ベンジル、4−メトキシベンゾイルギ酸ベンジル、2−ニトロベンゾイルギ酸ベンジル、2,4−ジクロロベンゾイルギ酸ベンジル、2−ナフトイルギ酸ベンジル、α−オキソ−2−ピリジン酢酸ベンジル、ピルビン酸ベンジル、2−オキソブタン酸ベンジル、2−オキソペンタン酸ベンジル、3−メチル−2−オキソブタン酸ベンジル、α−オキソ−シクロヘキサン酢酸ベンジル、4−(メチルチオ)−2−オキソ−ブタン酸ベンジル、2−オキソ−3−ブテン酸ベンジル及び2−オキソ−4−フェニル−3−ブテン酸ベンジルが挙げられる。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
(参考例)<1,3−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)イミダゾリニウムクロライドの合成>
窒素置換した300mLフラスコに、2,4,6−トリブロモアニリン25g、クロロホルム200gおよびトリエチルアミン9.2gを仕込んだ。得られた混合物に、オキザリルクロライド11.5gを0℃で30分間かけて滴下した。得られた混合物を、0℃で2時間攪拌した後、さらに室温で18時間攪拌した。得られた反応混合物に水を100g加えることにより、結晶を析出させた。析出した結晶をろ過により回収した後、得られた結晶を水10g、ジエチルエーテル20gで洗浄し、さらに乾燥することにより、白色結晶20.4gを得た。得られた白色結晶は、GC−MSより、N,N’−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)エタンジアミドであることを確認した。収率は76%であった。
MS(m/z):713(M+)
200mLステンレス製オートクレーブに、上記で得たN,N’−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)エタンジアミド10.1gと、BH3・テトラヒドロフランの1M溶液85mLとを仕込んだ。得られた混合物を75℃で16時間加熱攪拌した。室温まで冷却したのち、反応溶液を、メタノール170gおよび35重量%塩酸8.5gの混合液中に少しずつ添加攪拌した。得られた反応液を濃縮し、残渣にさらにメタノール150gを加え、再度、濃縮することにより、白色結晶9.1gを得た。収率は89%であった。
得られた結晶は、GC−MSより、N,N’−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)−1,2−エタンジアミン塩酸塩であることを確認した。
MS(m/z):685(M+、フリーアミン)
窒素置換した200mLフラスコに、上記で得たN,N’−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)−1,2−エタンジアミン塩酸塩9gと、オルトギ酸トリエチル100gとを仕込み、得られた混合物を1時間還流した後、室温まで冷却することにより、結晶を析出させた。析出した結晶をろ過により回収した。得られた結晶をテトラヒドロフラン10gで洗浄した後、乾燥して、白色結晶を3.1g得た。得られた結晶は、1H−NMRより、1,3−ビス[(2,4,6−トリブロモ)フェニル]イミダゾリニウムクロライドであることを確認した。収率は32%であった。
1H−NMR(δ/ppm、ジメチルスルホキシド(DMSO)−d6、テトラメチルシラン基準):4.66(s,4H),8.3(s,4H),9.70(s,1H)
(実施例1)
窒素置換した50mLフラスコに、1,3−[ビス(2,4,6−トリブロモ)フェニル]イミダゾリニウムクロライド3.1gおよびメタノール40gを仕込んだ。得られた混合物を5℃に冷却し、30%カリウムメトキシドのメタノール溶液1.0gを15分かけて滴下した。得られた混合物を5℃で2時間攪拌した。得られた反応混合物を濃縮し、残渣に、トルエン40gを加え、析出した固体を濾過により除去した。得られた濾液を濃縮し、2−メトキシ−1,3−[ビス(2,4,6−トリブロモ)フェニル]イミダゾリジンの無色結晶2.1gを得た。収率は69%であった。
1H−NMR(δ/ppm、d8−テトラヒドロフラン(THF)、テトラメチルシラン基準):3.04(s,3H),3.37−3.53(m,2H),4.02−4.18(m,2H),6.35(s,1H),7.91(s,4H)
(実施例2)
二酸化炭素置換した100mLフラスコに、3−メチルチオプロパナール10.0g、パラホルムアルデヒド3.7gおよびトルエン20gを仕込んだ。得られた混合物を65℃に調整し、2−メトキシ−1,3−[ビス(2,4,6−トリブロモ)フェニル]イミダゾリジン1.1gとトルエン16.4gの溶液を5時間かけて滴下した。滴下終了後、得られた混合物を65℃で2時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却し、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノールを含む反応混合物を得た。ガスクロマトグラフィ内部標準法による分析の結果、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノールの収率は68%であった。
(実施例3)
二酸化炭素置換した100mLフラスコに、3−メチルチオプロパナール10.0g、37%ホルマリン水9.4gおよびトルエン20gを仕込んだ。得られた混合物を65℃に調整し、2−メトキシ−1,3−[ビス(2,4,6−トリブロモ)フェニル]イミダゾリジン1.1gとトルエン15.8gの溶液を5時間かけて滴下した。滴下終了後、得られた混合物を65℃で2時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却し、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノールを含む反応混合物を得た。ガスクロマトグラフィ内部標準法による分析の結果、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノールの収率は30%であり、3−メチルチオプロパナールが60%回収された。
(参考例2)<1,3−ビス(4−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリニウムクロライドの合成>
窒素置換した300mLフラスコに、4−ドデシルアニリン9.3g、クロロホルム150gおよびトリエチルアミン4.3gを仕込んだ。得られた混合物に、オキザリルクロライド5.4gを0℃で30分かけて滴下した。得られた混合物を、0℃で2時間攪拌した後、さらに室温で18時間攪拌した。得られた反応混合物に水を100g加えると、結晶は析出せず、油層はエマルジョン状態となり、水層と分液した。水層を分液後、さらに水50gで油層を水洗、分液した。次いで、油層を濃縮、乾燥して、薄茶色の結晶としてN,N’−ビス(4−ドデシルフェニル)エタンジアミド11.4gを得た。
200mLステンレス製オートクレーブに、上記で得たN,N’−ビス(4−ドデシルフェニル)エタンジアミド9gと、BH3・テトラヒドロフランの1M溶液100mLとを仕込んだ後、75℃で16時間加熱攪拌した。得られた混合物を室温まで冷却したのち、得られた混合物を、メタノール170gおよび35重量%塩酸8.5gの混合液に少しずつ添加しながら攪拌した。得られた反応混合物から軽沸物を留去し、残渣にメタノール150gを加えた。得られた混合物から、軽沸物を留去することにより、白色結晶5.0gを得た。収率は58%であった。
得られた結晶は、1H−NMRより、N,N’−ビス(4−ドデシルフェニル)−1,2−エタンジアミン塩酸塩であることを確認した。
1H−NMR(δ/ppm、CDCL3、テトラメチルシラン基準):0.95(m,6H),1.4−1.7(m,40H),2.48−2.54(m,4H),3.90(s,4H),7.0−7.3(m,8H)
窒素置換した50mLフラスコに、上記で得たN,N’−ビス(4−ドデシルフェニル)−1,2−エタンジアミン塩酸塩2gと、クロロホルム20gとを仕込んだ。得られた混合物に、N−ブロモスクシンイミド2.5gを少しずつ加えた。得られた混合物を70℃まで昇温し、同温度で1時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却後、水20gを加え、洗浄し、分液した。得られたクロロホルム層を水で洗浄し、分液した。クロロホルム層を硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し、褐色オイルとしてN,N’−ビス(4−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル)−1,2−エタンジアミン塩酸塩3.2gを得た。
窒素置換した100mLフラスコに、上記で得たN,N’−ビス(4−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル)−1,2−エタンジアミン塩酸塩の全量、オルトギ酸トリエチル20gおよび濃塩酸720mgを仕込んだ。得られた混合物を、発生するエタノールを除きながら1時間還流した。得られた反応混合物を室温まで冷却することにより、結晶を析出させた。析出した結晶をろ過操作により回収した。得られた回収物をジエチルエーテル10gで洗浄後、乾燥することにより、白色結晶を1.5g得た。得られた結晶は、1H−NMRより、1,3−ビス[(4−ドデシル−2,6−ジブロモ)フェニル]イミダゾリニウムクロライドであることを確認した。収率は45%であった(N,N’−ビス(4−ドデシルフェニル)−1,2−エタンジアミン塩酸基準)。
1H−NMR(δ/ppm、CDCL3、テトラメチルシラン基準):0.90(m,6H),1.2−1.8(m,40H),2.50−2.56(m,4H),4.70(s,4H),7.49(bs,4H)、10.19(s、1H)_
(実施例4)
窒素置換した50mLフラスコに、1,3−[ビス(4−n−ドデシル−2,6−ジブロモ)フェニル]イミダゾリニウムクロライド214mgおよびトルエン5gを仕込んだ。得られた混合物を室温で攪拌下、30%カリウムメトキシドのメタノール溶液60mgを加えた。得られた混合物を室温で1時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、残渣に、トルエン10gを加え、析出した固体をデカンテーションにより除去した。得られた溶液を濃縮し、2−メトキシ−1,3−[ビス(4−n−ドデシル−2,6−ジブロモ)フェニル]イミダゾリジンを淡黄色オイルとして200mgを得た。収率は94%であった。
1H−NMR(δ/ppm、CDCl3、TMS基準):0.8−1.65(m,46H)、2.45(s,3H),2.48−2.72(m,4H),3.49−3.70(m,2H),3.98−4.18(m,2H),6.55(d,1H),7.20−7.49(m,4H)
(実施例5)
窒素置換した50mLフラスコに、3−メチルチオプロパナール1.0g、パラホルムアルデヒド430mgおよびトルエン2gを仕込んだ。得られた混合物を60℃に調整し、2−メトキシ−1,3−[ビス(4−n−ドデシル−2,6−ジブロモ)フェニル]イミダゾリジン87mgを加え、60℃で8時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却し、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノールを含む反応混合物を得た。ガスクロマトグラフィ内部標準法による分析の結果、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノールの収率は45%であった。また、3−メチルチオプロパナールのホモカップリング反応により得られた1,6−ビス(メチルチオ)−4−ヒドロキシ−3−ヘキサノンの収率は20%であった。
<実施例6>
50mLフラスコに、フェニルグリオキザール一水和物150mg、2−メトキシ−1,3−[ビス(2,4,6−トリブロモ)フェニル]イミダゾリジン7mg、メタノール150mg及びテトラヒドロフラン2gを仕込んだ。得られた混合物を空気雰囲気で、50℃に調整し、6時間攪拌した。
得られた反応混合物を、ガスクロマトグラフィ内部標準法による分析の結果、ベンゾイルギ酸メチルの収率は33%であった。フェニルグリオキザールが61%回収された。
(参考例)<1,3−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)イミダゾリニウムクロライドの合成>
窒素置換した300mLフラスコに、2,4,6−トリブロモアニリン25g、クロロホルム200gおよびトリエチルアミン9.2gを仕込んだ。得られた混合物に、オキザリルクロライド11.5gを0℃で30分間かけて滴下した。得られた混合物を、0℃で2時間攪拌した後、さらに室温で18時間攪拌した。得られた反応混合物に水を100g加えることにより、結晶を析出させた。析出した結晶をろ過により回収した後、得られた結晶を水10g、ジエチルエーテル20gで洗浄し、さらに乾燥することにより、白色結晶20.4gを得た。得られた白色結晶は、GC−MSより、N,N’−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)エタンジアミドであることを確認した。収率は76%であった。
MS(m/z):713(M+)
200mLステンレス製オートクレーブに、上記で得たN,N’−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)エタンジアミド10.1gと、BH3・テトラヒドロフランの1M溶液85mLとを仕込んだ。得られた混合物を75℃で16時間加熱攪拌した。室温まで冷却したのち、反応溶液を、メタノール170gおよび35重量%塩酸8.5gの混合液中に少しずつ添加攪拌した。得られた反応液を濃縮し、残渣にさらにメタノール150gを加え、再度、濃縮することにより、白色結晶9.1gを得た。収率は89%であった。
得られた結晶は、GC−MSより、N,N’−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)−1,2−エタンジアミン塩酸塩であることを確認した。
MS(m/z):685(M+、フリーアミン)
窒素置換した200mLフラスコに、上記で得たN,N’−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)−1,2−エタンジアミン塩酸塩9gと、オルトギ酸トリエチル100gとを仕込み、得られた混合物を1時間還流した後、室温まで冷却することにより、結晶を析出させた。析出した結晶をろ過により回収した。得られた結晶をテトラヒドロフラン10gで洗浄した後、乾燥して、白色結晶を3.1g得た。得られた結晶は、1H−NMRより、1,3−ビス[(2,4,6−トリブロモ)フェニル]イミダゾリニウムクロライドであることを確認した。収率は32%であった。
1H−NMR(δ/ppm、ジメチルスルホキシド(DMSO)−d6、テトラメチルシラン基準):4.66(s,4H),8.3(s,4H),9.70(s,1H)
(実施例1)
窒素置換した50mLフラスコに、1,3−[ビス(2,4,6−トリブロモ)フェニル]イミダゾリニウムクロライド3.1gおよびメタノール40gを仕込んだ。得られた混合物を5℃に冷却し、30%カリウムメトキシドのメタノール溶液1.0gを15分かけて滴下した。得られた混合物を5℃で2時間攪拌した。得られた反応混合物を濃縮し、残渣に、トルエン40gを加え、析出した固体を濾過により除去した。得られた濾液を濃縮し、2−メトキシ−1,3−[ビス(2,4,6−トリブロモ)フェニル]イミダゾリジンの無色結晶2.1gを得た。収率は69%であった。
1H−NMR(δ/ppm、d8−テトラヒドロフラン(THF)、テトラメチルシラン基準):3.04(s,3H),3.37−3.53(m,2H),4.02−4.18(m,2H),6.35(s,1H),7.91(s,4H)
(実施例2)
二酸化炭素置換した100mLフラスコに、3−メチルチオプロパナール10.0g、パラホルムアルデヒド3.7gおよびトルエン20gを仕込んだ。得られた混合物を65℃に調整し、2−メトキシ−1,3−[ビス(2,4,6−トリブロモ)フェニル]イミダゾリジン1.1gとトルエン16.4gの溶液を5時間かけて滴下した。滴下終了後、得られた混合物を65℃で2時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却し、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノールを含む反応混合物を得た。ガスクロマトグラフィ内部標準法による分析の結果、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノールの収率は68%であった。
(実施例3)
二酸化炭素置換した100mLフラスコに、3−メチルチオプロパナール10.0g、37%ホルマリン水9.4gおよびトルエン20gを仕込んだ。得られた混合物を65℃に調整し、2−メトキシ−1,3−[ビス(2,4,6−トリブロモ)フェニル]イミダゾリジン1.1gとトルエン15.8gの溶液を5時間かけて滴下した。滴下終了後、得られた混合物を65℃で2時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却し、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノールを含む反応混合物を得た。ガスクロマトグラフィ内部標準法による分析の結果、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノールの収率は30%であり、3−メチルチオプロパナールが60%回収された。
(参考例2)<1,3−ビス(4−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル)イミダゾリニウムクロライドの合成>
窒素置換した300mLフラスコに、4−ドデシルアニリン9.3g、クロロホルム150gおよびトリエチルアミン4.3gを仕込んだ。得られた混合物に、オキザリルクロライド5.4gを0℃で30分かけて滴下した。得られた混合物を、0℃で2時間攪拌した後、さらに室温で18時間攪拌した。得られた反応混合物に水を100g加えると、結晶は析出せず、油層はエマルジョン状態となり、水層と分液した。水層を分液後、さらに水50gで油層を水洗、分液した。次いで、油層を濃縮、乾燥して、薄茶色の結晶としてN,N’−ビス(4−ドデシルフェニル)エタンジアミド11.4gを得た。
200mLステンレス製オートクレーブに、上記で得たN,N’−ビス(4−ドデシルフェニル)エタンジアミド9gと、BH3・テトラヒドロフランの1M溶液100mLとを仕込んだ後、75℃で16時間加熱攪拌した。得られた混合物を室温まで冷却したのち、得られた混合物を、メタノール170gおよび35重量%塩酸8.5gの混合液に少しずつ添加しながら攪拌した。得られた反応混合物から軽沸物を留去し、残渣にメタノール150gを加えた。得られた混合物から、軽沸物を留去することにより、白色結晶5.0gを得た。収率は58%であった。
得られた結晶は、1H−NMRより、N,N’−ビス(4−ドデシルフェニル)−1,2−エタンジアミン塩酸塩であることを確認した。
1H−NMR(δ/ppm、CDCL3、テトラメチルシラン基準):0.95(m,6H),1.4−1.7(m,40H),2.48−2.54(m,4H),3.90(s,4H),7.0−7.3(m,8H)
窒素置換した50mLフラスコに、上記で得たN,N’−ビス(4−ドデシルフェニル)−1,2−エタンジアミン塩酸塩2gと、クロロホルム20gとを仕込んだ。得られた混合物に、N−ブロモスクシンイミド2.5gを少しずつ加えた。得られた混合物を70℃まで昇温し、同温度で1時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却後、水20gを加え、洗浄し、分液した。得られたクロロホルム層を水で洗浄し、分液した。クロロホルム層を硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し、褐色オイルとしてN,N’−ビス(4−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル)−1,2−エタンジアミン塩酸塩3.2gを得た。
窒素置換した100mLフラスコに、上記で得たN,N’−ビス(4−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル)−1,2−エタンジアミン塩酸塩の全量、オルトギ酸トリエチル20gおよび濃塩酸720mgを仕込んだ。得られた混合物を、発生するエタノールを除きながら1時間還流した。得られた反応混合物を室温まで冷却することにより、結晶を析出させた。析出した結晶をろ過操作により回収した。得られた回収物をジエチルエーテル10gで洗浄後、乾燥することにより、白色結晶を1.5g得た。得られた結晶は、1H−NMRより、1,3−ビス[(4−ドデシル−2,6−ジブロモ)フェニル]イミダゾリニウムクロライドであることを確認した。収率は45%であった(N,N’−ビス(4−ドデシルフェニル)−1,2−エタンジアミン塩酸基準)。
1H−NMR(δ/ppm、CDCL3、テトラメチルシラン基準):0.90(m,6H),1.2−1.8(m,40H),2.50−2.56(m,4H),4.70(s,4H),7.49(bs,4H)、10.19(s、1H)_
(実施例4)
窒素置換した50mLフラスコに、1,3−[ビス(4−n−ドデシル−2,6−ジブロモ)フェニル]イミダゾリニウムクロライド214mgおよびトルエン5gを仕込んだ。得られた混合物を室温で攪拌下、30%カリウムメトキシドのメタノール溶液60mgを加えた。得られた混合物を室温で1時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、残渣に、トルエン10gを加え、析出した固体をデカンテーションにより除去した。得られた溶液を濃縮し、2−メトキシ−1,3−[ビス(4−n−ドデシル−2,6−ジブロモ)フェニル]イミダゾリジンを淡黄色オイルとして200mgを得た。収率は94%であった。
1H−NMR(δ/ppm、CDCl3、TMS基準):0.8−1.65(m,46H)、2.45(s,3H),2.48−2.72(m,4H),3.49−3.70(m,2H),3.98−4.18(m,2H),6.55(d,1H),7.20−7.49(m,4H)
(実施例5)
窒素置換した50mLフラスコに、3−メチルチオプロパナール1.0g、パラホルムアルデヒド430mgおよびトルエン2gを仕込んだ。得られた混合物を60℃に調整し、2−メトキシ−1,3−[ビス(4−n−ドデシル−2,6−ジブロモ)フェニル]イミダゾリジン87mgを加え、60℃で8時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却し、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノールを含む反応混合物を得た。ガスクロマトグラフィ内部標準法による分析の結果、4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノールの収率は45%であった。また、3−メチルチオプロパナールのホモカップリング反応により得られた1,6−ビス(メチルチオ)−4−ヒドロキシ−3−ヘキサノンの収率は20%であった。
<実施例6>
50mLフラスコに、フェニルグリオキザール一水和物150mg、2−メトキシ−1,3−[ビス(2,4,6−トリブロモ)フェニル]イミダゾリジン7mg、メタノール150mg及びテトラヒドロフラン2gを仕込んだ。得られた混合物を空気雰囲気で、50℃に調整し、6時間攪拌した。
得られた反応混合物を、ガスクロマトグラフィ内部標準法による分析の結果、ベンゾイルギ酸メチルの収率は33%であった。フェニルグリオキザールが61%回収された。
本発明のイミダゾリジン化合物は、調製が容易であり、工業的に有利にα−ヒドロキシケトン化合物を製造することができる。
Claims (12)
- R3およびR4が、それぞれ独立して、少なくとも3つの置換基を有し、その置換基のうちの1つが2位に結合し、かつ、少なくとも1つの置換基がハロゲン原子であるフェニル基を表す請求項1記載のイミダゾリジン化合物。
- R3およびR4が、それぞれ独立して、少なくとも3つの置換基を有し、その置換基のうちの2つが2位および6位に結合し、かつ、少なくとも1つの置換基がハロゲン原子であるフェニル基を表す請求項1又は2に記載のイミダゾリジン化合物。
- ハロゲン原子が臭素原子である請求項1~3のいずれかに記載のイミダゾリジン化合物。
- R3およびR4が、それぞれ独立して、4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル基、4−n−ドデシル−2,6−ジブロモフェニル基、4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−クロロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル基、2,4,6−トリクロロフェニル基、2,4,6−トリブロモフェニル基または2,4,6−トリヨードフェニル基である請求項1~4のいずれかに記載のイミダゾリジン化合物。
- R3およびR4が、それぞれ独立して、4−tert−ブチル−2,6−ジブロモフェニル基、4−フルオロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−クロロ−2,6−ジブロモフェニル基、4−ヨード−2,6−ジブロモフェニル基、2,4,6−トリクロロフェニル基、2,4,6−トリブロモフェニル基または2,4,6−トリヨードフェニル基である請求項1~5のいずれかに記載のイミダゾリジン化合物。
- 請求項1~6のいずれかに記載のイミダゾリジン化合物の存在下に、アルデヒド化合物のカップリング反応を行うことを特徴とするα−ヒドロキシケトン化合物の製造方法。
- 式(2)で示されるアルデヒド化合物が、3−メチルチオプロパナールであり、式(4)で示されるアルデヒド化合物がホルムアルデヒドであり、α−ヒドロキシケトン化合物が4−(メチルチオ)−2−オキソ−1−ブタノールである請求項9記載の製造方法。
- 請求項1~6のいずれかに記載のイミダゾリジン化合物の存在下、アルコール化合物と、酸素と、アルデヒド化合物とを混合することを特徴とするカルボン酸エステル化合物の製造方法。
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