(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式
【化１】
0003650156.tif 000025
［式中、Ａｒは炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基、ハロゲン原子、フッ素置換アルキル基で置換されてもよい芳香族基であり、Ｒ１は水素原子、アルキル、アリール又はアラルキル基であり、Ｒ２は独立してアルキル基である。］
で示すトリアルキルシリルトリアルキルシロキシメチレン化合物の製造方法において、
式
【化２】
0003650156.tif 000026
［式中、Ａｒ及びＲ１は上記と同意義である。］
で示す芳香族カルボニル化合物と、式
【化３】
0003650156.tif 000027
［式中、Ｒ２は上記と同意義である。］
で示すクロロシランとを、非プロトン性極性溶媒中、金属マグネシウム、アルミニウムまたは亜鉛の存在下に反応させ、該非プロトン性極性溶媒がホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、１，１，３，３，−テトラメチルユリヤ（ＴＭＵ）、２−ピロリジオン、１−メチル−２−ピロリジオン、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラヒドロチオフェン−１，１−ジオキシドからなる群から選択される工程を包含する方法。
【請求項２】
前記芳香族カルボニル化合物がヘテロ芳香族アルデヒドである請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記クロロシランがトリアルキルクロロシランである請求項１記載の方法。
【請求項４】
式
【化４】
0003650156.tif 000028
［式中、Ａｒはチエニル基、フリル基及びピリジル基からなる群から選択される芳香族基であり、Ｒ２は独立してアルキル基である。］
で示すトリアルキルシリルトリアルキルシロキシメチレン化合物。
【請求項５】
式
【化５】
0003650156.tif 000029
［式中、Ａｒは炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基、ハロゲン原子、フッ素置換アルキル基で置換されてもよい芳香族基であり、Ｒ１は水素原子、アルキル、アリール又はアラルキル基であり、Ｒ２は独立してアルキル基である。］
で示すトリアルキルシリルアルコールの製造方法において、
式
【化６】
0003650156.tif 000030
［式中、Ａｒ及びＲ１は上記と同意義である。］
で示す芳香族カルボニル化合物と、式
【化７】
0003650156.tif 000031
［式中、Ｒ２は上記と同意義である。］
で示すクロロシランとを、非プロトン性極性溶媒中、金属マグネシウム、アルミニウムまたは亜鉛の存在下に反応させ、該非プロトン性極性溶媒がホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、１，１，３，３，−テトラメチルユリヤ（ＴＭＵ）、２−ピロリジオン、１−メチル−２−ピロリジオン、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラヒドロチオフェン−１，１−ジオキシドからなる群から選択される工程；及び
得られるトリアルキルシリルトリアルキルシロキシメチレン化合物を加水分解する工程；
を包含する方法。
【請求項６】
式
【化８】
0003650156.tif 000032
［式中、Ａｒはチエニル基、フリル基及びピリジル基からなる群から選択される芳香族基であり、Ｒ２は独立してアルキル基である。］
で示すトリアルキルシリルアルコール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は医薬、農薬、工業薬品のような中間体として有用な低分子有機ケイ素化合物の製造方法、特に、トリアルキルシリルトリアルキルシロキシメチレン化合物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、シリコーンと呼ばれる高分子ケイ素化合物は、その優れた耐熱性と加工性のためにシリコーン油、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、或いはトランジスターのような電気材料に至るまで多くの分野で使用されている。これらは、低分子有機ケイ素化合物の反応性の研究の結果生じた工業的成果の例である。
【０００３】
有機ケイ素化合物の炭素珪素結合は種々の条件で切断され、近年、これを利用するための有機合成技術が発達している。すなわち、有機ケイ素化合物は、医薬、農薬、工業薬品として有用な種々の有機ケイ素化合物を合成するための中間体として注目されている。
【０００４】
式
【化９】
0003650156.tif 000002
［式中、Arは置換基を有していてもよい芳香族基であり、R1は水素原子、アルキル、アリール又はアラルキル基であり、R2は独立してアルキル又はアリール基である。］
で示すトリアルキルシリルトリアルキルシロキシメチレン化合物もこのような有機ケイ素化合物の一つである。
【０００５】
トリアルキルシリルトリアルキルシロキシメチレン化合物のシリルエーテル基-OSi(R2)3は、酸等で容易に加水分解されて-OHを形成する。シリルエーテル基から誘導される-OH基は、有機ケイ素化合物の官能基として合成化学上有用である。
【０００６】
このような有機ケイ素化合物の製造方法に関しては、式
【０００７】
【化１０】
0003650156.tif 000003
【０００８】
で示す、アルデヒドからトリブチルスタニルリチウムとトリメチルシアノシラン又はトリメチルクロロシランとを用いてスタニル化及びシリルエーテル化を行ない、n-ブチルリチウムを加えてO-Siの結合からC-Si結合へ転位させる方法I(J.Org.Chem.1988,53,2878-2880、J.Am..Chem.1990,112,2392-2398)、及び、式
【０００９】
【化１１】
0003650156.tif 000004
【００１０】
で示す、ホルミルトリメチルシランとグリニャール試薬又はアルキルリチウムとを反応させる方法II(J.Org.Chem.1988,53,1569-1572)により、1-トリアルキルシリルアルコールを製造する方法の報告例がある。
【００１１】
しかしながら、方法I及びIIは共に、反応温度を-78℃にしなければならないため、温度管理が難しく冷却のための特殊な装置を必要する。また、収率も40〜60％と低い。また、ホルミルトリメチルシランを原料に用いる方法IIは、原料のホルミルトリメチルシランが高価であり、合成し難い。
【００１２】
このように、従来のトリアルキルシリルトリアルキルシロキシメチレン化合物の製造方法は、操作が繁雑で製造コストが高くなり、工業上極めて不利である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、簡便な操作により安価かつ高収率で行いうるトリアルキルシリルトリアルキルシロキシメチレン化合物の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、式
【化１２】
0003650156.tif 000005
［式中、Arは置換基を有していてもよい芳香族基であり、R1は水素原子、アルキル、アリール又はアラルキル基であり、R2は独立してアルキル又はアリール基である。］
で示すトリアルキルシリルトリアルキルシロキシメチレン化合物の製造方法において、式
【化１３】
0003650156.tif 000006
［式中、Ar及びR1は上記と同意義である。］
で示す芳香族カルボニル化合物と、式
【化１４】
(Ｒ2)3ＳｉＣｌ           ［III］
［式中、R2は上記と同意義である。］
で示すクロロシランとを、非プロトン性極性溶媒中、典型金属存在下に反応させる方法を提供するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１６】
本明細書において、「芳香族基」には、炭素原子と水素原子とからなる環構造を有する炭化水素芳香族基、及び窒素原子、酸素原子及び硫黄原子のようなヘテロ原子を含む環構造を有するヘテロ芳香族基が含まれる。炭化水素芳香族基の具体例にはフェニル基及びナフチル基等が挙げられる。炭化水素芳香族基は、炭素数４〜12程度のもの、特に６のものが好ましい。ヘテロ芳香族基の具体例には、硫黄原子を有するチエニル基、窒素原子を有するピリジル基、インドリル基及びピラゾリル基、酸素原子を有するフリル基及びピロリル基、及び窒素原子及び硫黄原子を有するチアゾリル基等が挙げられる。ヘテロ芳香族基は、ヘテロ原子の数が１〜３であり炭素数３〜９程度のもの、特にヘテロ原子の数が１〜２であり炭素数４〜５程度のものが好ましい。
【００１７】
炭化水素芳香族基及びヘテロ芳香族基は種々の置換基を有しうる。置換基の種類は特に限定されず、得られるトリアルキルシリルトリアルキルシロキシメチレン化合物の用途に応じて適宜選択される。具体的には、炭素数１〜12のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基、ハロゲン原子、フッ素置換アルキルなど挙げられる。これらは、前記芳香族基に１〜３個程度置換したものが好ましい。
【００１８】
Arが炭化水素芳香族基である場合、芳香族カルボニル化合物の具体例には、ベンズアルデヒド、o-,m-,p-トルアルデヒド、o-,m-,p-クロロトルアルデヒド、o-,m-,p-アニスアルデヒド、p-フルオロベンズアルデヒド、p-(iso-プロピル)ベンズアルデヒド、o-,m-,p-トルアルデヒド、2,3-ジメトキシベンズアルデヒド、2,4-ジ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、p-トリフルオロメチルベンズアルデヒド、アセトフェノン、ブチロフェノン、o-クロロアセトフェノン、ジフェニルケトン、フェニルベンジルケトンが挙げられる。好ましい芳香族カルボニル化合物は、ベンズアルデヒド、o-,m-,p-クロロベンズアルデヒド、o-,m-,p-アニスアルデヒド、o-,m-,p-エトキシベンズアルデヒド及びアセトフェノンである。
【００１９】
Arがヘテロ芳香族基である場合、芳香族カルボニル化合物の具体例には、チオフェンアルデヒド、4-クロロチオフェンアルデヒド、フルフラール、ピペロナール(ヘリオトロピン)、バレスアルデヒド、α-ホルミルピロール、ホルミルピリジンが挙げられる。好ましくは、チオフェンアルデヒド、ホルミルピリジン及びフルフラールである。
【００２０】
R1は、水素原子；メチル、エチル、プロピル及びiso-プロピル基のようなアルキル基；フェニル基及びナフチル基のようなアリール基；及びベンジル基、フェニルエチル基のようなアラルキル基を示す。例えば、上記炭化水素芳香族基がベンズアルデヒド由来のものである場合は、R1は水素原子である。アセトフェノン、ブチロフェノン由来のものである場合は、R1はメチル基、ブチル基である。ジフェニルケトン、フェニルベンジルケトン由来のものである場合は、R1はフェニル基、ベンジル基である。R1がアルキル基、アリール基又はアラルキル基である場合は、炭素数１〜12のもの、特に炭素数１〜６のものが好ましい。
【００２１】
R2は、メチル、エチル、プロピル、iso-プロピル及びtert-ブチルのようなアルキル基；又はフェニル基のようなアリール基である。R2は、炭素数１〜10、特に１〜６のものが好ましい。
【００２２】
本発明に好適に用いうるクロロシランとしては、トリメチルクロロシラン、トリエチルクロロシラン、ジメチルプロピルクロロシラン、tert-ブチルジメチルクロロシラン、トリプロピルクロロシランのようなトリアルキルクロロシラン；及びジメチルフェニルクロロシランのようなジアルキルフェニルクロロシラン等が挙げられる。反応性、製造コスト等の観点から好ましくは、トリアルキルクロロシランである。
【００２３】
金属触媒としては、Mg、Al、Znのような典型金属を用いうる。収率、反応性等の観点から、削状又は粉末マグネシウムが特に好ましい。
【００２４】
非プロトン性極性溶媒としては、反応物を良好に溶解するものであれば特に限定されないが、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)、1,1,3,3,-テトラメチルユリヤ(TMU)、2-ピロリジオン、1-メチル-2-ピロリジオン、N-メチルピロリドン(NMP)、ジメチルスホキシド(DMSO)、テトラヒドロチオフェン-1,1-ジオキシド等を用いうる。収率、反応性等の観点から、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)が好ましい。
【００２５】
以下に、本発明の方法の一実施態様を説明する。
【００２６】
まず、非プロトン性極性溶媒(例えば、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF))と典型金属(好ましくは粉末マグネシウム)と式［III］で示されるクロロシラン(例えば、トリメチルクロロシラン)との混合液に、非プロトン性極性溶媒(例えば、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF))と反応基質の式［II］で示される芳香族カルボニル化合物(例えば、ベンズアルデヒド、チオフェンアルデヒド)との混合液を滴下する。滴下は、室温に近い液温で行って良く、反応は滴下開始と同時に進行する。さらに20〜25℃で５〜20時間撹拌することにより反応を完結する。反応の追跡は、原料(例えば、ベンズアルデヒド)の存在有無をガスクロマトグラフィーで確認することにより行いうる。
【００２７】
反応の完結後、抽出(例えばエーテル抽出)、洗浄、シリカゲルクロマトグラフィー及び真空蒸留のような常法による単離精製を行うことにより、式Iで表わされるトリアルキルシリルトリアルキルシロキシメチレン化合物(例えば、1-(トリアルキルシリル)-1-トリアルキルシロキシトルエン)を得る。
【００２８】
尚、本発明のトリアルキルシリルトリアルキルシロキシメチレン化合物のシリルエーテル基-OSi(R2)3は、酸等で容易に加水分解されて-OHを形成し、式
【化１５】
0003650156.tif 000007
［式中、Arは置換基を有していてもよい芳香族基であり、R1は水素原子、アルキル、アリール又はアラルキル基であり、R2は独立してアルキル又はアリール基である。］
で示すトリアルキルシリルアルコールを与える。シリルエーテル基及びそれから誘導される-OH基は、本発明の方法により得られる有機ケイ素化合物の官能基の役割を果たす。
【００２９】
加水分解は、上記の単離精製操作前に酸を加えることにより行いうる。好適に用いうる酸の具体例としては、塩酸、硫酸等の鉱酸が挙げられる。
【００３０】
以下に、本発明の方法をスキームで具体的に例示する。
【００３１】
【化１６】
0003650156.tif 000008
【００３２】
【化１７】
0003650156.tif 000009
【００３３】
【化１８】
0003650156.tif 000010
【００３４】
また、上述の本発明の方法により得られるトリアルキルシリルトリアルキルシロキシメチレン化合物を以下に例示する。
【００３５】
【化１９】
0003650156.tif 000011
【００３６】
【化２０】
0003650156.tif 000012
【００３７】
【化２１】
0003650156.tif 000013
【００３８】
【化２２】
0003650156.tif 000014
【００３９】
【化２３】
0003650156.tif 000015
【００４０】
【化２４】
0003650156.tif 000016
【００４１】
【化２５】
0003650156.tif 000017
【００４２】
【化２６】
0003650156.tif 000018
【００４３】
【化２７】
0003650156.tif 000019
【００４４】
【化２８】
0003650156.tif 000020
【００４５】
【化２９】
0003650156.tif 000021
【００４６】
【化３０】
0003650156.tif 000022
【００４７】
【化３１】
0003650156.tif 000023
【００４８】
【化３２】
0003650156.tif 000024
【００４９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００５０】
実施例１
α-トリメチルシリル-α-トリメチルシロキシトルエンの製造
DMF30ml、トリメチルクロロシラン8.70g(80mmol)及び(削状又は)粉末マグネシウム0.73g(30mmol)の混合液中へ、液温を20〜25℃に保ちながら、DMF30ml及びベンズアルデヒド1.09g(10mmol)の混合液を滴下した。約５時間撹拌し、ベンズアルデヒドが存在しないことを確認した。次いで、反応液を、水200ml及び飽和炭酸ナトリウム水溶液の混合液に加え、エチルエーテル150mlで３回抽出した。次いで飽和食塩水150mlで３回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。エチルエーテルを蒸発させて真空蒸留で精製することにより、1.945gのα-トリメチルシリル-α-トリメチルシロキシトルエンを収率77％で得た。NMRスペクトルを図１に、IRスペクトルを図２に示す。
【００５１】
実施例２
α-トリメチルシリル-α-トリメチルシロキシ-4-クロロトルエンの製造
DMF30ml、トリメチルクロロシラン8.70g(80mmol)及び(削状又は)粉末マグネシウム0.73g(30mmol)の混合液中へ、液温を20〜25℃に保ちながら、DMF30ml及びp-クロロベンズアルデヒド1.40g(10mmol)の混合液を滴下した。約６時間撹拌し、p-クロロベンズアルデヒドが存在しないことを確認した。次いで、反応液を、水200ml及び飽和炭酸ナトリウム水溶液の混合液に加え、エチルエーテル150mlで３回抽出した。次いで飽和食塩水150mlで３回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。エチルエーテルを蒸発させて真空蒸留で精製することにより、2.248gのα-トリメチルシリル-α-トリメチルシロキシ-4-クロロトルエンを収率79％で得た。NMRスペクトルを図３に、IRスペクトルを図４に示す。
【００５２】
実施例３
α-トリメチルシリル-α-トリメチルシロキシエチルベンゼンの製造
DMF30ml、トリメチルクロロシラン8.70g(80mmol)及び(削状又は)粉末マグネシウム0.73g(30mmol)の混合液中へ、液温を20〜25℃に保ちながら、DMF30ml及びアセトフェノン1.21g(10mmol)の混合液を滴下した。約６時間撹拌し、アセトフェノンが存在しないことを確認した。次いで、反応液を、水200ml及び飽和炭酸ナトリウム水溶液の混合液に加え、エチルエーテル150mlで３回抽出した。次いで飽和食塩水150mlで３回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。エチルエーテルを蒸発させて真空蒸留で精製することにより、1.762gのα-トリメチルシリル-α-トリメチルシロキシエチルベンゼンを収率66％で得た。NMRスペクトルを図５に、IRスペクトルを図６に示す。
【００５３】
実施例４
α-トリメチルシリル-α-トリメチルシロキシ-2-メチルチオフェンの製造
DMF30ml、トリメチルクロロシラン8.70g(80mmol)及び(削状又は)粉末マグネシウム0.73g(30mmol)の混合液中へ、液温を20〜25℃に保ちながら、DMF30ml及び2-チオフェンアルデヒド1.12g(10mmol)の混合液を滴下した。約６時間撹拌し、チオフェンアルデヒドが存在しないことを確認した。次いで、反応液を、水200ml及び飽和炭酸ナトリウム水溶液の混合液に加え、エチルエーテル150mlで３回抽出した。次いで飽和食塩水150mlで３回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。エチルエーテルを蒸発させて真空蒸留で精製することにより、1.018gのα-トリメチルシリル-α-トリメチルシロキシ-2-メチルチオフェンを収率52％で得た。NMRスペクトルを図７に、IRスペクトルを図８に示す。
【００５４】
実施例５
α-トリメチルシリル-α-ヒドロキシエチルベンゼンの製造
DMF(N,N-ジメチルホルムアミド)150mlと、トリメチルクロロシラン48.76g(0.45mol)及び(削状又は)粉末マグネシウム7.3g(0.3mol)の混合液中へ、液温を20〜25℃に保ちながら、DMF150ml及びアセトフェノン12.1g(0.1mol)の混合液を４時間を要して滴下した。引き続き反応温度22℃で16時間撹拌し、アセトフェノンが存在しないことを確認した。次いで反応液に６N塩酸水120mlを投入し、４時間攪拌後、エチルエーテル200mlで３回抽出した。次いで飽和炭酸ナトリウム水で中和し、飽和食塩水200mlで２回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。エチルエーテルを蒸発させて、真空蒸留で精製することにより、10.36gのα-トリメチルシリル-α-ヒドロキシエチルベンゼンを収率53.5％で得た。NMRスペクトルを図９に、IRスペクトルを図10に示す。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は、芳香族カルボニル化合物とクロロシランとを非プロトン性極性溶媒中で、典型金属、特に好ましくはMgの存在下、直接反応さすことができ、さらに反応選択性がよいため分離精製が容易である。また、反応装置が極めてが簡便で、原料は入手しやすいため低コストで製造できる。さらにまた、高収率で目的の化合物が得られ、医薬、農薬、工業薬品として重要な安価な中間体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１で得られた化合物のNMRスペクトルを示す。
【図２】  実施例１で得られた化合物のIRスペクトルを示す。
【図３】  実施例２で得られた化合物のNMRスペクトルを示す。
【図４】  実施例２で得られた化合物のIRスペクトルを示す。
【図５】  実施例３で得られた化合物のNMRスペクトルを示す。
【図６】  実施例３で得られた化合物のIRスペクトルを示す。
【図７】  実施例４で得られた化合物のNMRスペクトルを示す。
【図８】  実施例４で得られた化合物のIRスペクトルを示す。
【図９】  実施例５で得られた化合物のNMRスペクトルを示す。
【図１０】  実施例５で得られた化合物のIRスペクトルを示す。
【図１】
0003650156.tif 000033
【図２】
0003650156.tif 000034
【図３】
0003650156.tif 000035
【図４】
0003650156.tif 000036
【図５】
0003650156.tif 000037
【図６】
0003650156.tif 000038
【図７】
0003650156.tif 000039
【図８】
0003650156.tif 000040
【図９】
0003650156.tif 000041
【図１０】
0003650156.tif 000042