生命科学関連特許情報
| タイトル： | 公開特許公報(A)_５−ニトロ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン部位を有する新規超原子価ヨウ素化合物 |
| 出願番号： | 2013028323 |
| 年次： | 2014 |
| IPC分類： | C07D 347/00 |
特許情報キャッシュ
東郷 秀雄 飯沼 雅崇 森山 克彦 高月 健一 JP 2014148494 公開特許公報(A) 20140821 2013028323 20130130 ５−ニトロ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン部位を有する新規超原子価ヨウ素化合物 東京化成工業株式会社 591105993 東郷 秀雄 飯沼 雅崇 森山 克彦 高月 健一 C07D 347/00 20060101AFI20140725BHJP JPC07D347/00 1 書面 7 本発明は５−ニトロ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン部位を有する新規超原子価ヨウ素化合物に関するものであって、有機合成の属する分野、および他の分野で要求される反応試剤に供するものである。 第一級アルコールをアルデヒドに、第二級アルコールをケトンに酸化する反応は有機合成上最も重要な反応の一つであり、古くはＪｏｎｅｓ試薬、Ｓａｒｅｔｔ試薬、Ｃｏｌｌｉｎｓ試薬など酸化クロムを利用する酸化剤が用いられてきた。このアルコールからアルデヒドあるいはケトンへの酸化反応は、より効率的な酸化法の開発を志向して活発な研究が行われ、数多くの優れた方法が次々と開発されている。例えば、Ｅ．Ｊ．Ｃｏｒｅｙらはジクロロメタン中、ピリジニウムクロロクロマート（以下、ＰＣＣ）を用いてアルコールを酸化し、高収率でアルデヒドあるいはケトンを得ている。同じくＥ．Ｊ．Ｃｏｒｅｙらはジクロロメタン中、ピリジニウムジクロマート（以下、ＰＤＣ）を用いてデカノールを酸化し、収率９８％でデカナールを得ている（非特許文献１、２）。しかしながら、これらの酸化剤は、いずれも毒性の強い重金属酸化物を酸化剤として利用している。しかも、反応終了後、重金属副生物を目的物から完全に除く操作が繁雑になると言う問題点も有している。近年、３価の超原子価ヨウ素化合物であるビス（アセトキシ）ヨードベンゼンと触媒量の２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジン１−オキシル（以下、ＴＥＭＰＯ）を用いた系で、アリルアルコールや糖類の水酸基をアルデヒドあるいはケトンに収率よく酸化できることが報告されている（特許文献１、非特許文献３）。しかも３価の超原子価ヨウ素化合物は毒性が低い。そのため、有用な酸化剤として有機合成化学において広く用いられるようになった。３価の超原子価ヨウ素化合物の例としては、以下の構造を持つビス（アセトキシ）ヨードベンゼン、４−ニトロ−［ビス（アセトキシ）］ヨードベンゼン、およびビス（トリフルオロアセトキシ）ヨードベンゼンを挙げることができる。 特開２００２−２０３２２号公報 Ｅ．Ｊ．Ｃｏｒｅｙ，Ｊ．Ｗ．Ｓｕｇｇｓ，Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．１９７５，２６４７．Ｅ．Ｊ．Ｃｏｒｅｙ，Ｇ．Ｓｃｈｍｉｄｔ，Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．１９７９，３９９．Ａ．Ｄ．Ｍｉｃｏ，Ｒ．Ｍａｒｇａｒｉｔａ，Ｌ．Ｐａｒｌａｎｔｉ，Ａ．Ｖｅｓｃｏｖｉ，Ｇ．Ｐｉａｎｃａｔｅｌｌｉ，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９９７，６２，６９７４． 従来の３価の超原子価ヨウ素化合物は、毒性の低い優れた酸化剤である。しかしながら、これらの３価の超原子価ヨウ素化合物の反応性は一般に低いため、第二級アルコールの酸化には適用できないか、できたとしても収率が低くなることがある。また、これらの３価の超原子価ヨウ素化合物を用いる酸化反応では副生する１価のヨードベンゼンを目的物から除去するために、クロマトグラフィーなどの煩雑な手段を伴う場合もある。反応性が良く、かつ後処理の容易な酸化剤が求められている。 そこで、発明者は鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は構造式（１）で示される５−ニトロ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン部位を有する新規超原子価ヨウ素化合物（以下、Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ）に関するものである。 本発明の実施形態について説明する。本発明化合物をアルコールの酸化反応に用いると、従来の３価の超原子価ヨウ素化合物では酸化できなかった化合物でも酸化することができる。また、副生する１価の２−ヨード−５−ニトロ安息香酸は洗浄と抽出操作により容易に回収することができ、後処理が容易である。なお、Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢは、文献未掲載の新規化合物である。以下に、Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢの代表例として構造式（２）で示される１−アセトキシ−５−ニトロ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オンの合成法を明らかにするが、これは例示であり、これに限定されるものではない。 Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）は下記反応式に従って２段階で合成される。 第１工程は２−ヨード安息香酸（Ａ）と硫酸、硝酸を反応させることで２−ヨード−５−ニトロ安息香酸（Ｂ）を得る工程である。反応温度は、反応を進行させることができる限りにおいて限定されるものではないが、例えば室温から１４０℃の範囲が好ましい。反応時間は反応温度により異なるが、３０分から１２時間の間で適宜選択される。 第２工程は２−ヨード−５−ニトロ安息香酸（Ｂ）に酢酸を３−クロロ過安息香酸（ＭＣＰＢＡ）存在下で反応させることで、Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）を得る工程である。反応温度は、反応を進行させることができる限りにおいて限定されるものではないが、例えば室温から７０℃の範囲が好ましい。反応時間は反応温度により異なるが、３時間から７２時間の間で適宜選択される。 以下に、本発明の代表的例としてＮｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）を取り上げ、アルコール類からアルデヒドあるいはケトンへの酸化反応への応用を参考例として示し、従来の３価の超原子価ヨウ素化合物の酸化反応への応用を比較例として示すことで、本発明の有用性を明らかにする。 反応は、下記反応式に従って進行する。すなわちＮｏｂｅｌ−ＤＩＢが酸化剤として働き、アルコール類をアルデヒドあるいはケトンに収率よく変換する。反応温度は、反応を進行させることができる限りにおいて限定されるものではないが、例えば−２０℃から７０℃の範囲が好ましい。反応時間は、使用する溶媒の種類、反応温度により異なるが、３０分から７２時間の間で適宜選択される。 参考例１ ４−メチルベンジルアルコール１２２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（４ｍＬ）溶液にＮｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）３５１ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を加えて６５℃で１２時間撹拌した。次いで、Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）３５１ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を加えてさらに１２時間撹拌した。反応終了後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液１０ｍＬとヘキサン／エーテル＝２／１の混合溶媒１０ｍＬを加えて分液した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、有機層を濃縮することで４−メチルベンズアルデヒド１１７ｍｇを得た（収率９７％、純度９８％）。 比較例１−１ Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）の代わりにビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３２２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例１と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで４−メチルベンズアルデヒド１９ｍｇを得た（収率１６％）。 比較例１−２ Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）の代わりに４−ニトロ−ビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３６７ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例１と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで４−メチルベンズアルデヒド４２ｍｇを得た（収率３５％）。 参考例２ ４−クロロベンジルアルコール１４３ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（４ｍＬ）溶液にＮｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）３５１ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を加えて６５℃で１２時間撹拌した。次いで、Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）３５１ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を加えてさらに１２時間撹拌した。反応終了後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液１０ｍＬとヘキサン／エーテル＝２／１の混合溶媒１０ｍＬを加えて分液した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、有機層を濃縮することで４−クロロベンズアルデヒド１２２ｍｇを得た（収率８７％、純度８６％）。 比較例２−１ Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）の代わりにビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３２２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例２と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで４−クロロベンズアルデヒド３２ｍｇを得た（収率２３％）。 比較例２−２ Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）の代わりに４−ニトロ−ビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３６７ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例２と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで４−クロロベンズアルデヒド４９ｍｇを得た（収率３５％）。 参考例３ １−フェニル−１−プロパノール１３６ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（４ｍＬ）溶液にＮｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）３５１ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を加えて６５℃で１２時間撹拌した。次いで、Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）３５１ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を加えてさらに１２時間撹拌した。反応終了後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液１０ｍＬとヘキサン／エーテル＝２／１の混合溶媒１０ｍＬを加えて分液した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、有機層を濃縮することでプロピオフェノン１１７ｍｇを得た（収率８７％、純度８６％）。 比較例３−１ Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）の代わりにビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３２２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例３と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することでプロピオフェノン２７ｍｇを得た（収率２０％）。 比較例３−２ Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）の代わりに４−ニトロ−ビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３６７ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例３と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することでプロピオフェノン４２ｍｇを得た（収率３１％）。 参考例４ シクロドデカノール１８４ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（４ｍＬ）溶液にＮｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）３５１ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を加えて６５℃で１２時間撹拌した。次いで、Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）３５１ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を加えてさらに１２時間撹拌した。反応終了後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液１０ｍＬとヘキサン／エーテル＝２／１の混合溶媒１０ｍＬを加えて分液した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、有機層を濃縮することでシクロドデカノン１４６ｍｇを得た（収率９０％、純度９５％） 比較例４−１ Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）の代わりにビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３２２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例４と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製したがシクロドデカノンは痕跡量しか得られなかった。 比較例４−２ Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）の代わりに４−ニトロ−ビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３６７ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例４と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することでシクロドデカノン９ｍｇを得た（収率５％）。 以上のように、本発明に係るＮｏｂｅｌ−ＤＩＢをアルコール酸化反応に用いると、従来の３価の超原子価ヨウ素化合物では酸化できなかった化合物でも酸化することができる。また、副生する１価の２−ヨード−５−ニトロ安息香酸は洗浄と抽出操作により容易に回収することができ、後処理が容易である。 次に、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、これは例示の目的であり、本発明を制限するものではない。本発明の範囲内で変形が可能なことは当業者には明らかであろう。 実施例１ １−アセトキシ−５−ニトロ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン（Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２）の合成）フラスコに２−ヨード安息香酸１．２４ｇ（５ｍｍｏｌ）を加えて０℃に冷却した。硝酸４ｍＬと硫酸６ｍＬの混合溶液をゆっくり滴下後、室温で３０分間、さらに１３０℃で３時間撹拌した。室温にした反応液に氷水３０ｍＬを加え、析出した沈殿物をろ過し、減圧乾燥することで前駆体（Ｂ）に相当する２−ヨード−５−ニトロ安息香酸を得た（１．２４４ｇ、８５％）。 フラスコに２−ヨード−５−ニトロ安息香酸１．４６ｇ（５ｍｍｏｌ）、次いで酢酸３０ｍＬを加えて均一になるまで撹拌した。３−クロロ過安息香酸（純度６５％）１．５９ｇ（６ｍｍｏｌ）を加えて６５℃で４８時間撹拌した。反応液を０℃に冷却し、エーテルを加える。析出した沈殿物をろ過し、減圧乾燥することで１−アセトキシ−５−ニトロ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン（Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２））が得られた（１．６６６ｇ、９５％）。以下に得られた（Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ（２））の物性を示す。融点：１７５−１７９℃ＩＲ（ｎｅａｔ）：１６９７（Ｃ＝Ｏ），１６６５（Ｃ＝Ｏ），１５２５（−ＮＯ２），１３４６（−ＮＯ２），ｃｍ−１；１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝２．３０（ｓ，３Ｈ），８．２８（ｄ，Ｊ＝８．９Ｈｚ，１Ｈ），８．７１（ｄｄ，Ｊ＝２．６Ｈｚ，Ｊ＝２．５Ｈｚ，１Ｈ），９．０４（ｄ，Ｊ＝２．６Ｈｚ，１Ｈ）． 以上の様に本発明に関わる５−ニトロ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン部位を有する新規超原子価ヨウ素化合物（Ｎｏｂｅｌ−ＤＩＢ）は、酸化反応に用いることができる。３価の超原子価状態を持つ超原子価ヨウ素化合物は、温和な酸化剤として有機合成化学において広く用いられているが、一般にその反応性は低いため、第二級アルコールの酸化に適用できないか、もしくは酸化収率が低くなることがある。また、これらの３価の超原子価ヨウ素化合物を用いる酸化反応では副生する１価のヨードベンゼンを目的物から除去することが必要があり、その操作はクロマトグラフィーなどの煩雑な手段を伴う。これらのことが問題点として挙げられており、その解決が強く望まれている。本発明に関わるＮｏｂｅｌ−ＤＩＢを酸化反応に用いた場合、従来の３価の超原子価ヨウ素化合物では酸化できなかった化合物でも酸化することができる。また、副生する１価の２−ヨード−５−ニトロ安息香酸は洗浄と抽出操作により容易に回収することができ、後処理が容易である。参考例と比較例からも明らかなように、本発明に係るＮｏｂｅｌ−ＤＩＢを用いる酸化反応は、従来の３価の超原子価ヨウ素化合物を用いる方法に比べてより反応性が高く扱い易い方法である。 下記構造式（１） （式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立した水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ｉｓｏ−のプロピル基、ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、フェニル基、またはふっ素原子）で示される新規超原子価ヨウ素化合物。 【課題】本発明の課題は、３価の超原子価ヨウ素化合物を用いる酸化反応において、反応性に優れ、かつ副生する１価のヨウ素化合物を抽出操作により容易に除去、回収することができる新規３価超原子価ヨウ素化合物の開発にある。【解決手段】上記課題解決のため、５−ニトロ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン部位を有する新規３価超原子価ヨウ素化合物を開発した。このことにより従来の３価の超原子価ヨウ素化合物では酸化できなかった化合物も酸化できるようになり、また酸化反応終了後に副生する１価のヨウ素化合物は洗浄と抽出操作により除去、回収されることになり、課題を解決した。【選択図】なし