(57)【要約】  アルコールを酸化せしめるアルコール酸化触媒であって、  下記一般式（１）：【化１】2013191287.tif 000034［式（１）中、Ｒ１は水素原子又はアルキル基を示し、Ｒ２は水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜５のアルキル基、及び置換基を有していてもよい炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基からなる群から選択されるいずれか１種を示し、Ｘはヘテロ原子を含む基（ただし、次式：−ＮＯ・−で表わされる基を除く）を示す。］で表わされる多環式Ｎ−オキシル化合物及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも１種を含有するアルコール酸化触媒。
2013191287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコールを酸化せしめるアルコール酸化触媒であって、
下記一般式（１）：
【化１】
2013191287.tif 000033
［式（１）中、Ｒ１は水素原子又はアルキル基を示し、Ｒ２は水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜５のアルキル基、及び置換基を有していてもよい炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基からなる群から選択されるいずれか１種を示し、Ｘはヘテロ原子を含む基（ただし、次式：−ＮＯ・−で表わされる基を除く）を示す。］
で表わされる多環式Ｎ−オキシル化合物及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも１種を含有するアルコール酸化触媒。
【請求項２】
前記一般式（１）中のＸが、酸素原子及び下記一般式（２）：
−ＮＹ−    ・・・（２）
［式（２）中、Ｙはスルホニル基を含む基又はアシル基を示す。］
で表わされる基からなる群から選択されるいずれか１種である請求項１に記載のアルコール酸化触媒。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアルコール酸化触媒及び共酸化剤の存在下でアルコールを酸化せしめるアルコール酸化方法。
【請求項４】
前記共酸化剤が酸素である請求項３に記載のアルコール酸化方法。
【請求項５】
前記アルコールが第１級アルコール又は第２級アルコールである請求項３又は４に記載のアルコール酸化方法。
【請求項６】
前記多環式Ｎ−オキシル化合物及び／又はその誘導体の添加量が前記アルコールにおける全ヒドロキシ基１００モルに対して０．００１〜１５０モルである請求項３〜５のうちのいずれか一項に記載のアルコール酸化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルコール酸化触媒及びそれを用いたアルコール酸化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルコールをカルボニル化合物へ酸化せしめるアルコール酸化反応は、医薬、農薬、香料、化成品等の高付加価値化合物を有機合成する際に用いられる最も基本的な反応の１つであり、これまでに様々な手法が開発されてきている。しかしながら、従来の手法においては、高温に加熱する必要があったり、毒性や爆発性を有する酸化剤を使用する必要があったり、重金属等の廃棄物が大量に生じたりするといった、安全性や環境負荷の面からの問題を抱えていた。【０００３】
このような問題を背景として、近年では、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシル（２，２，６，６−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｐｉｐｅｒｉｄｉｎｅ  １−ｏｘｙｌ、以下「ＴＥＭＰＯ」という。）が、毒性の高い危険な試薬を使うことなく、種々の共酸化剤を用いて０度から室温という極めて温和な条件下においてアルコールを酸化せしめることができるという観点から、大量スケールにおいてもアルコールの酸化を実施可能な触媒として注目を集めている。【０００４】
前記共酸化剤としては、例えば、工業プロセスでも利用される安価かつ環境調和性に優れた次亜塩素酸ナトリウム水溶液（Ｐｉｅｒ  Ｌｕｃｉｏ  Ａｎｅｌｌｉら、ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、１９８７年、５２巻、１２号、ｐ．２５５９−２５６２（非特許文献１））、二重結合や電子豊富な芳香環を有するアルコールにも適用可能な広い官能基共存性を有するヨードベンゼンジアセテート（ＰｈＩ（ＯＡｃ）２）（Ａｎｔｏｎｅｌｌａ  Ｄｅ  Ｍｉｃｏら、ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、１９９７年、６２巻、２０号、ｐ．６９７４−６９７７（非特許文献２））を始め、多くの酸化剤が利用できることが報告されている。【０００５】
さらに、最近、本発明者らは、アザアダマンタン骨格を有するＮ−オキシル（ニトロキシルラジカル）化合物（２−ａｚａａｄａｍａｎｔａｎｅ  Ｎ−ｏｘｙｌ（以下「ＡＺＡＤＯ」という）、及び、１−ｍｅｔｈｙｌ−２−ａｚａａｄａｍａｎｔａｎｅ  Ｎ−ｏｘｙｌ（以下「１−Ｍｅ−ＡＺＡＤＯ」という。））、アザビシクロ［３．３．１］ノナン骨格を有するＮ−オキシル化合物（９−ａｚａｂｉｃｙｃｌｏ［３．３．１］ｎｏｎａｎｅ  Ｎ−ｏｘｙｌ、以下「ＡＢＮＯ］という。）、ノルアザアダマンタン骨格を有するＮ−オキシル化合物（９−ｎｏｒａｚａａｄａｍａｎｔａｎｅ  Ｎ−ｏｘｙｌ、以下「Ｎｏｒ−ＡＺＡＤＯ」という。）といった多環式Ｎ−オキシル化合物が、ＴＥＭＰＯに比較して高いアルコール酸化触媒活性を有すること、及び、ＴＥＭＰＯでは酸化が進行しない嵩高い第２級アルコールの酸化も速やかに進行させることが可能であることを報告している（澁谷正俊ら、ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティー、２００６年、１２８巻、２６号、ｐ．８４１２−８４１３（非特許文献３）、澁谷正俊ら、ケミカル・コミュニケーションズ、２００９年、１３号、ｐ．１７３９−１７４１（非特許文献４）、澁谷正俊ら、ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、２００９年、７４巻、１２号、ｐ．４６１９−４６２２（非特許文献５）、澁谷正俊ら、シンセシス、２０１１年、２１号、ｐ．３４１８−３４２５（非特許文献６）、林政樹ら、ケミカル・アンド・ファーマシューティカル・ブリテン、２０１１年、５９巻、１２号、ｐ．１５７０−１５７３（非特許文献７）、国際公開第２００６／００１３８７号パンフレット（特許文献１）、特開２００９−１１４１４３号公報（特許文献２）、特開２００８−２１２８５３号公報（特許文献３）、国際公開第２０１２／００８２２８号パンフレット（特許文献４））。【０００６】
なお、ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティー、１９７４年、９６：２１巻、ｐ．６５５９−６５６８（非特許文献８）においては、アザアダマンタン骨格にニトロキシルラジカルが２つ導入された化合物が記載されているが、同文献には、この化合物をアルコール酸化触媒として用いることについて何ら記載されていない。【０００７】
また、アルコールの酸化反応に一般に使用される様々な酸化剤の中でも、酸素（分子状酸素）は、操作性・安全性・経済性に優れるのみならず、副生物として水のみを生成する酸化システムの構築が可能であることから、化学工業における環境保全の必要性が叫ばれている昨今において最も理想的な酸化剤であると位置づけられている。しかしながら、近年、ＴＥＭＰＯを触媒としたアルコールの空気酸化反応が数多く検討されているものの、その触媒活性は未だ十分なものではなく、第２級アルコールの酸化反応を速やかに進行させることも未だ困難であるという問題を有していた。【０００８】
これに対して、本発明者らは、ＡＺＡＤＯの５位にフッ素原子を導入したＮ−オキシル化合物（５−ｆｌｕｏｒｏ−２−ａｚａａｄａｍａｎｔａｎｅ  Ｎ−ｏｘｙｌ、以下「５−Ｆ−ＡＺＡＤＯ」という。）を触媒とした反応条件を報告している（澁谷正俊ら、ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティー、２０１１年、１３３巻、１７号、ｐ．６４９７−６５００（非特許文献９）、国際公開第２００９／１４５３２３号パンフレット（特許文献５））。この条件によれば、酸素を酸化剤とし、常温・常圧という温和な空気酸化条件においても、第２級アルコールや高度に官能基化されたアルコールを速やかに酸化せしめることが可能である。【０００９】
しかしながら、５−Ｆ−ＡＺＡＤＯはフッ素原子が導入された化合物であるため、製造工程が煩雑であり、特に、アザアダマンタン骨格にフッ素原子を導入する工程においては、重金属を用いるＣ−Ｈ酸化反応や低温条件において高価なフッ素剤を用いる反応を実施することが必要であり、触媒の大量供給を指向した合成経路による製造が困難であるという問題を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００６／００１３８７号パンフレット
【特許文献２】特開２００９−１１４１４３号公報
【特許文献３】特開２００８−２１２８５３号公報
【特許文献４】国際公開第２０１２／００８２２８号パンフレット
【特許文献５】国際公開第２００９／１４５３２３号パンフレット
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｐｉｅｒ  Ｌｕｃｉｏ  Ａｎｅｌｌｉら、ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、１９８７年、５２巻、１２号、ｐ．２５５９−２５６２
【非特許文献２】Ａｎｔｏｎｅｌｌａ  Ｄｅ  Ｍｉｃｏら、ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、１９９７年、６２巻、２０号、ｐ．６９７４−６９７７
【非特許文献３】澁谷正俊ら、ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティー、２００６年、１２８巻、２６号、ｐ．８４１２−８４１３
【非特許文献４】澁谷正俊ら、ケミカル・コミュニケーションズ、２００９年、１３号、ｐ．１７３９−１７４１
【非特許文献５】澁谷正俊ら、ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、２００９年、７４巻、１２号、ｐ．４６１９−４６２２
【非特許文献６】澁谷正俊ら、シンセシス、２０１１年、２１号、ｐ．３４１８−３４２５
【非特許文献７】林政樹ら、ケミカル・アンド・ファーマシューティカル・ブリテン、２０１１年、５９巻、１２号、ｐ．１５７０−１５７３
【非特許文献８】Ｒａｓｓａｔら、ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティー、１９７４年、９６：２１巻、ｐ．６５５９−６５６８
【非特許文献９】澁谷正俊ら、ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティー、２０１１年、１３３巻、１７号、ｐ．６４９７−６５００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、第２級アルコールの酸化においても、空気酸化においても、十分に高い触媒活性を発揮することができ、かつ、製造が容易なアルコール酸化触媒及びそれを用いたアルコール酸化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、アザアダマンタン骨格の２位の位置にニトロキシルラジカル基（−ＮＯ・−）を有し、かつ、同アザアダマンタン骨格の６位の位置のメチレン炭素がヘテロ原子に置換されたヘテロ多環式Ｎ−オキシル化合物をアルコール酸化触媒として用いることにより、酸素を酸化剤とする空気酸化であっても、基質が嵩高い第２級アルコールであっても、十分に高いアルコール酸化触媒活性が発揮されることを見出した。【００１４】
さらに、本発明者らは、このようなヘテロ多環式Ｎ−オキシル化合物は、５−Ｆ−ＡＺＡＤＯのようにフッ素原子を置換基として導入する必要がないため、煩雑な工程を経なくとも容易に製造することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１５】
すなわち、本発明のアルコール酸化触媒は、
アルコールを酸化せしめるアルコール酸化触媒であって、
下記一般式（１）：【００１６】
【化１】
2013191287.tif 000003
【００１７】
［式（１）中、Ｒ１は水素原子又はアルキル基を示し、Ｒ２は水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜５のアルキル基、及び置換基を有していてもよい炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基からなる群から選択されるいずれか１種を示し、Ｘはヘテロ原子を含む基（ただし、次式：−ＮＯ・−で表わされる基を除く）を示す。］
で表わされる多環式Ｎ−オキシル化合物及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも１種を含有することを特徴とするものである。【００１８】
さらに、本発明のアルコール酸化触媒としては、前記一般式（１）中のＸが酸素原子及び下記一般式（２）：
−ＮＹ−    ・・・（２）
［式（２）中、Ｙはスルホニル基を含む基又はアシル基を示す。］
で表わされる基からなる群から選択されるいずれか１種であることが好ましい。【００１９】
本発明のアルコール酸化方法は、前記本発明のアルコール酸化触媒及び共酸化剤の存在下でアルコールを酸化せしめることを特徴とするものであり、前記共酸化剤としては、酸素であることがより好ましい。【００２０】
また、本発明のアルコール酸化方法においては、前記アルコールが第１級アルコール又は第２級アルコールであることが好ましく、前記多環式Ｎ−オキシル化合物の添加量が前記アルコールにおける全ヒドロキシ基１００モルに対して０．００１〜１５０モルであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、第２級アルコールの酸化においても、空気酸化においても、十分に高い触媒活性を発揮することができ、かつ、製造が容易なアルコール酸化触媒及びそれを用いたアルコール酸化方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【００２３】
先ず、本発明のアルコール酸化触媒について説明する。本発明のアルコール酸化触媒は、アルコールを酸化せしめるアルコール酸化触媒であって、
下記一般式（１）：
【００２４】
【化２】
2013191287.tif 000004
【００２５】
［式（１）中、Ｒ１は水素原子又はアルキル基を示し、Ｒ２は水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜５のアルキル基、及び置換基を有していてもよい炭素数６〜１０のアリール基からなる群から選択されるいずれか１種を示し、Ｘはヘテロ原子を含む基（ただし、次式：−ＮＯ・−で表わされる基を除く）を示す。］
で表わされる多環式Ｎ−オキシル化合物及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも１種を含有するものである。
【００２６】
［多環式Ｎ−オキシル化合物］
本発明に係る多環式Ｎ−オキシル化合物は前記一般式（１）で表わされる化合物である。前記一般式（１）中、Ｒ１は水素原子又はアルキル基を示す。前記アルキル基としては、炭素数１〜５のアルキル基が好ましく、このようなアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基が挙げられる。これらの中でも、Ｒ１としては、より活性が高くまた合成が容易であるという観点から、水素原子又はメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
【００２７】
前記一般式（１）中、Ｒ２は水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜５のアルキル基、及び置換基を有していてもよい炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基からなる群から選択されるいずれか１種を示す。前記炭素数１〜５のアルキル基としては、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基が挙げられる。また、炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基としては、芳香環を含む基が挙げられ、例えば、フェニル基、トリル基、ベンジル基、フェネチル基、ナフチル基が挙げられる。さらに、前記置換基としては、水酸基（−ＯＨ）、アジ基（−Ｎ３）、アセチレン基（−Ｃ２）が挙げられる。これらの中でも、Ｒ２としては、より活性が高くまた合成が容易であるという観点からは、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基が好ましく、水素原子又はメチル基がより好ましく、水素原子がさらに好ましい。また、本発明のアルコール酸化触媒に固相への連結能や水溶性を付与することが可能な官能基を導入することができるという観点からは、Ｒ２としては、炭素数１〜５の直鎖状アルキル基又は該直鎖状アルキル基の末端が前記置換基で置換された基であることが好ましく、このような直鎖状アルキル基としてはｎ−ブチル基がより好ましい。
【００２８】
前記一般式（１）中、Ｘはヘテロ原子を含む基を示す。前記ヘテロ原子としては、酸素原子（Ｏ）、窒素原子（Ｎ）、硫黄原子（Ｓ）、リン原子（Ｐ）等が挙げられる。このようなヘテロ原子がアザアダマンタン骨格の６位の位置に組み込まれることにより、本発明の多環式Ｎ−オキシル化合物を触媒として用いると優れたアルコール酸化触媒活性が発揮される。ただし、Ｘとしては、次式：−ＮＯ・−で表わされる基を除く。本発明においては、本発明に係る多環式Ｎ−オキシル化合物がこのような−ＮＯ・−で表わされる基（以下、ニトロキシルラジカル基という）をアザアダマンタン骨格の２位と６位の位置に２つ有さなくとも、第２級アルコールの酸化においても、空気酸化においても、十分に高い触媒活性を発揮することができる。
【００２９】
このようなＸとしては、硫黄原子やリン原子では酸化を受けやすいのに対して、酸化を受けにくい傾向にあるという観点から、酸素原子及び下記一般式（２）：
−ＮＹ−    ・・・（２）
で表わされる基からなる群から選択されるいずれか１種であることが好ましい。前記一般式（２）中、Ｙはスルホニル基を含む基又はアシル基を示す。前記スルホニル基（−ＳＯ２−）を含む基としては、トシル基、メシル基が挙げられ、前記アシル基としては、ベンゾイル基、ピバロイル基、アセチル基が挙げられる。これらの中でも、Ｘとしては、合成の際の反応条件下において安定性に優れる傾向にあるという観点から、酸素原子、上記一般式（２）中のＹがトシル基である基（トシルアミド基）が好ましい。
【００３０】
また、本発明に係る多環式Ｎ−オキシル化合物としては、第２級アルコールの酸化においても、空気酸化においても、より高い触媒活性を発揮することができ、かつ、製造がより容易であるという観点から、前記式（１）中のＲ１及びＲ２が水素原子でありＸが酸素原子である６−オキサ−２−アザアダマンタンＮ−オキシル（６−ｏｘａ−２−ａｚａａｄａｍａｎｔａｎｅ  Ｎ−ｏｘｙｌ、以下場合により「Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯ」という。）、前記式（１）中のＲ１及びＲ２が水素原子でありＸがトシルアミド基であるＮ−トシル−２，６−ジアザアダマンタンＮ’−オキシル（Ｎ−ｔｏｓｙｌ−２，６−ｄｉａｚａａｄａｍａｎｔａｎｅ  Ｎ’−ｏｘｙｌ、以下場合により「Ｎ−Ｔｓ−ＡＺＡＤＯ」という。）、前記式（１）中のＲ１が水素原子でありＲ２がアルキル基でありＸが酸素原子である７−アルキル−６−オキサ−２−アザアダマンタンＮ−オキシル（７−Ａｌｋｙｌ−６−ｏｘａ−２−ａｚａａｄａｍａｎｔａｎｅ  Ｎ−ｏｘｙｌ、以下場合により「７−Ａｌｋｙｌ−Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯ」という。）が好ましい。
【００３１】
このような多環式Ｎ−オキシル化合物は、５−Ｆ−ＡＺＡＤＯのようにフッ素原子を置換基として導入する必要がないため、煩雑な工程を経なくとも容易に製造することが可能である。このような多環式Ｎ−オキシル化合物を製造するための方法としては、より容易にかつ確実に本発明の多環式Ｎ−オキシル化合物を得られるという観点から、
下記一般式（３）：
【００３２】
【化３】
2013191287.tif 000005
【００３３】
［式（３）中、Ｒ１は前記一般式（１）中のＲ１と同義であり、Ｚは、水素原子、ベンジルオキシカルボニル基、アルキル基、ベンジル基、スルホニル基を含む基、及びアシル基からなる群から選択されるいずれか１種を示す。］
で表わされるアザビシクロ［３．３．１］ノナン化合物を、ヘテロ原子を含む基で環化することにより下記一般式（４）：
【００３４】
【化４】
2013191287.tif 000006
【００３５】
［式（４）中、Ｒ１、Ｒ２及びＸは、それぞれ独立に、前記一般式（１）中のＲ１、Ｒ２及びＸと同義であり、Ｚは、前記一般式（３）中のＺと同義である。］
で表わされる多環式化合物を得る工程と、
前記多環式化合物を酸化することにより前記一般式（１）で表わされる多環式Ｎ−オキシル化合物を得る工程とを含む方法が好ましい。
【００３６】
前記一般式（３）中、Ｒ１は前記一般式（１）中のＲ１と同義である。また、前記一般式（３）中、Ｚは水素原子、ベンジルオキシカルボニル基、アルキル基、ベンジル基、スルホニル基を含む基、及びアシル基からなる群から選択されるいずれか１種を示す。前記スルホニル基（−ＳＯ２−）を含む基としては、トシル基、メシル基が挙げられ、前記アシル基としては、ベンゾイル基、ピバロイル基、アセチル基が挙げられる。また、前記アルキル基としては、炭素数１〜５のアルキル基が挙げられる。これらの中でも、環化反応の際に副反応がおこりにくく、分解されにくい傾向にあるという観点から、トシル基が好ましい。
【００３７】
このような前記一般式（３）で表わされるアザビシクロ［３．３．１］ノナン化合物は、例えば、次の反応工程に示すように、アセトンジカルボン酸、グルタルアルデヒドもしくは対応するδ−ケトアルデヒド及びアンモニア水を原料として縮合反応を行う（反応工程中ａ）ことにより得られたビシクロ体のアミノ基中の水素原子を、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＯＨ、トリエチルアミン等の存在下、Ｚのハロゲン化塩（例えばＺＣｌ、ＺＢｒ、ＺＩ）や無水物（Ｚ−Ｏ−Ｚ）等を用いてＺに置換する（反応工程中ｂ）ことにより得ることができる。
【００３８】
【化５】
2013191287.tif 000007
【００３９】
前記アザビシクロ［３．３．１］ノナン化合物をヘテロ原子を含む基で環化することにより、前記一般式（４）で表わされる多環式化合物を得る方法としては特に制限されないが、前記一般式（４）で表わされる多環式化合物のうち、例えば、Ｘが酸素原子でありＲ２が水素原子である多環式化合物を得る場合には、先ず、前記アザビシクロ［３．３．１］ノナン化合物のカルボニル基を水素化アルミニウムリチウム等の水素化アルミニウムアルカリ金属、ニッケル、白金、銅等の存在下、室温（２５℃程度）においてヒドロキシ基に還元し、次いで、ヨウ素を添加して前記ヒドロキシ基の水素原子をヨウ素化させた後、ヨードベンゼンジアセテート（ＰｈＩ（ＯＡｃ）２）、酢酸鉛（Ｐｂ（ＯＡｃ）４）等の酸化剤の存在下においてラジカル的に脱ヨウ素化させて分子内縮合させる方法が挙げられる。前記分子内縮合の方法としては、例えば、１００〜５００Ｗの白熱電球を用いて０℃程度の氷冷下から２５℃程度の室温下において光照射を行いながら撹拌する方法が挙げられる。この反応工程の好適な一例を下記に示す。
【００４０】
【化６】
2013191287.tif 000008
【００４１】
また、前記一般式（４）で表わされる多環式化合物のうち、例えば、Ｘが上記一般式（２）で表わされる基でありＲ２が水素原子である多環式化合物を得る場合には、例えば、先ず、６０℃で４〜１０時間、ピリジンの存在下で前記アザビシクロ［３．３．１］ノナン化合物のカルボニル基をヒドロキシアミン（ＮＨ２ＯＨ・ＨＣｌ、ＮＨ２ＯＨ、ＮＨ２ＯＨ・Ｈ２ＳＯ４、ＮＨ２ＯＨ・ＣＨ３ＣＯＯＨ、ＮＨ２ＯＨ・Ｈ３ＰＯ４等）と反応させてオキシム基とし、次いで、氷冷下（０℃程度）で２〜３時間、水素化ホウ素ナトリウム、酸化モリブデン等の存在下で前記オキシム基を還元してアミノ基とした後に前記アミノ基中の水素原子の一部をＹ（式（２）中のＹ）のハロゲン化塩（例えばＹＣｌ、ＹＢｒ、ＹＩ）等を用いてＹに置換し、次いで、ヨウ素を添加して前記アミノ基中の残りの水素原子をヨウ素化させた後、ヨードベンゼンジアセテート（ＰｈＩ（ＯＡｃ）２）、酢酸鉛（Ｐｂ（ＯＡｃ）４）等の酸化剤の存在下においてラジカル的に脱ヨウ素化させて分子内縮合させる方法が挙げられる。前記分子内縮合の方法としては、前述のとおりである。この反応工程の好適な一例を下記に示す。
【００４２】
【化７】
2013191287.tif 000009
【００４３】
また、前記一般式（４）で表わされる多環式化合物のうち、例えば、Ｘが酸素原子であり、Ｒ２がアルキル基である多環式化合物を得る場合には、先ず、前記アザビシクロ［３．３．１］ノナン化合物のカルボニル基を、アルキルリチウムやアルキルマグネシウム等のグリニャール試薬（例えばｎ−ブチルＬｉ）、及び必要に応じてＣｅＣｌ３等の添加剤の存在下、好ましくは温度−７８〜−４０℃の範囲内においてヒドロキシ基及びアルキル基（例えばｎ−ブチル基）に還元し、次いで、ヨウ素を添加して前記ヒドロキシ基の水素原子をヨウ素化させた後、ヨードベンゼンジアセテート（ＰｈＩ（ＯＡｃ）２）、酢酸鉛（Ｐｂ（ＯＡｃ）４）等の酸化剤の存在下においてラジカル的に脱ヨウ素化させて分子内縮合させる方法が挙げられる。前記分子内縮合の方法としては、前述のとおりである。この反応工程の好適な一例を下記に示す。
【００４４】
【化８】
2013191287.tif 000010
【００４５】
なお、前記一般式（４）で表わされる多環式化合物のうち、例えば、Ｘが酸素原子であり、Ｒ２が置換基を有するアルキル基である多環式化合物を得る場合には、前記グリニャール試薬として、例えば、次式：ＢｒＭｇ−Ｒ３−ＯＴＨＰ（式中、Ｒ３は炭素数１〜５のアルキレン基、炭素数６〜１０の２価の芳香族炭化水素基からなる群から選択されるいずれか１種を示し、ＯＴＨＰはテトラヒドロピラニル基で保護されたヒドロキシ基を示す。Ｒ３としては、例えば、ブチレン基及び−Ｃ６Ｈ４−Ｃ２Ｈ４−で表される基等が挙げられる。）で表されるようなグリニャール試薬を用い、分子内縮合させた後に脱保護することによって、ヒドロキシ基を置換基として有するアルキル基を導入することができる。さらに、得られたヒドロキシ基を置換することにより、アジ基（−Ｎ３）やアセチレン基（−Ｃ２）を置換基として有するアルキル基を導入することができる。また、前記ヒドロキシ基をアジ基（−Ｎ３）やアセチレン基（−Ｃ２）に置換する方法としては、適宜公知の方法を採用することができる。
【００４６】
このようにして得られた多環式化合物中のアミノ基（上記反応工程中、次式：−ＮＺ−で表わされるアミノ基）を酸化させてニトロキシルラジカル基とすることにより前記式（１）で表わされる本発明の多環式Ｎ−オキシル化合物を得ることができる。
【００４７】
このような酸化方法としては、例えば、前記多環式化合物の有機溶媒（例えばアセトニトリル）溶液に尿素−過酸化水素付加物、タングステン酸ナトリウム２水和物（Ｎａ２ＷＯ４・２Ｈ２Ｏ）、ＮａＯＣｌ等の酸化剤を加えて２５℃程度の室温下で３〜４時間撹拌する方法や、酸素やオゾン等の活性酸素を含む気体を前記溶液に吹き込む方法が挙げられる。
【００４８】
また、前記本発明に係る多環式Ｎ−オキシル化合物の製造方法において、上記のようにアミノ基を酸化させると、例えば、上記反応工程中、次式：−ＮＹ−で表わされるアミノ基も一部酸化されるため、反応生成物中には、前記一般式（１）で表わされる多環式化合物のうち、Ｘが上記一般式（２）で表わされる基である本発明に係る多環式化合物と、前記Ｘがニトロキシルラジカル基であり、分子内にニトロキシルラジカル基を２つ有する多環式化合物とをこのように容易に得ることができる。なお、このような反応生成物をカラムクロマトグラフィー等により分離することにより本発明に係る多環式Ｎ−オキシル化合物を得ることができる。
【００４９】
以上、本発明に係る多環式Ｎ−オキシル化合物の製造方法の好適な実施形態を例に挙げて説明したが、本発明の多環式Ｎ−オキシル化合物の製造方法はこれに限定されるものではなく、例えば、反応の条件は用いる原料や反応系に応じて適宜調整することができ、また、必要に応じて、濃縮、減圧濃縮、溶媒抽出、晶出、再結晶、転溶、クロマトグラフィー等の公知の分離精製手段を用いて単離精製する工程等をさらに含んでいてもよい。
【００５０】
さらに、必要に応じて適宜溶媒を用いてもよく、このような溶媒としては、反応に悪影響を及ぼさない公知の溶媒を用いることができ、例えば、芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類、エステル類、エーテル類、脂肪族ハロゲン炭化水素類、アルコール類、アミド類、有機酸類、水等が挙げられ、これらのうちの１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、前記溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、ギ酸、酢酸、ヘキサメチルホスホリックアミド、ジメチルイミダゾリジノン、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピペリドン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、クロロホルム、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、塩化メチレン、ジオキサン、トルエン、ベンゼン、キシレン、へキサン、シクロヘキサン、ペンタン、ヘプタン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、塩化メチレン、及びこれらの混合物が好ましい。
【００５１】
本発明のアルコール酸化触媒としては、前記多環式Ｎ−オキシル化合物及び／又はその誘導体を含有するものである。前記多環式Ｎ−オキシル化合物としては、１種が単独で含有されていても２種以上が組み合わされて含有されていてもよい。
【００５２】
また、前記多環式Ｎ−オキシル化合物の誘導体としては、前記式（１）で表わされる多環式Ｎ−オキシル化合物の水和物、前記式（１）で表わされる多環式Ｎ−オキシル化合物中のニトロキシルラジカル基に水素原子が結合してヒドロキシルアミノ基（次式：−ＮＯＨ−で表わされる基）となったヒドロキシルアミン化合物、前記ニトロキシルラジカル基がオキソアンモニウム基（次式：＝Ｎ＝Ｏ＋で表わされる基）となったオキソアンモニウムカチオン及びその塩が挙げられ、これらのうちの１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５３】
前記塩としては、低毒性のものが好ましく、例えば、ハロゲン原子の陰イオン（例えば、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−）等との塩；塩酸塩、臭化水素酸塩、硫酸塩、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、フマル酸塩、シュウ酸塩、マレイン酸塩、クエン酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、トリフルオロ酢酸塩、メタンスルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、ｐ−トルエンスルホン酸塩等の無機酸塩及び有機酸塩；ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩；カルシウム塩、マグネシウム塩等のアルカリ土類金属塩；アルミニウム塩；アンモニウム塩、メチルアミン塩、エチルアミン塩、トリメチルアミン塩、トリエチルアミン塩、アニリン塩、ピリジン塩、ピペリジン塩、ピコリン塩、エタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩、ジシクロヘキシルアミン塩、Ｎ，Ｎ’−ジベンジルエチレンジアミン塩等の窒素原子含有塩が挙げられる。
【００５４】
本発明のアルコール酸化触媒としては、前記多環式Ｎ−オキシル化合物及び／又はその誘導体を触媒としての有効量含有していればよく、本発明の効果を阻害しない範囲内において、前記多環式Ｎ−オキシル化合物及び／又はその誘導体の合成に用いた試薬由来の不純物、精製により生じる不純物等をさらに含有していてもよい。
【００５５】
次いで、本発明のアルコール酸化触媒を用いたアルコール酸化方法について説明する。本発明のアルコール酸化方法において、基質となるアルコールは下記一般式（５）で表わされる第１級アルコールであっても下記一般式（６）で表わされる第２級アルコールであってもよい。
【００５６】
【化９】
2013191287.tif 000011
【００５７】
前記一般式（５）〜（６）中、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は、それぞれ独立に、酸化反応に悪影響を及ぼさない置換基を示し、例えば、置換されてもよい直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基、置換されてもよい環状アルキル基、置換されてもよい芳香族基、及び置換されてもよい複素環基が挙げられる。また、本発明のアルコール酸化方法に係るアルコールとしては、前記一般式（５）及び（６）で表わされる構造単位を同一分子内に複数有する多価アルコールであってもよいが、アルコール酸化反応がより十分に進行するという観点から、ヒドロキシ基を１つ有するモノアルコールであることが好ましい。
【００５８】
前記「置換されてもよい直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基」におけるアルキル基としては、例えば、炭素数１〜１６のアルキル基が挙げられ、これらの中でも、炭素数が１〜８のアルキル基が好ましい。このようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、２−メチルブチル基、ネオペンチル基、１−エチルプロピル基、ｎ−へキシル基、イソへキシル基、４−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、１−メチルペンチル基、３，３−ジメチルブチル基、２，２−ジメチルブチル基、１，１−ジメチルブチル基、１，２−ジメチルブチル基、１，３−ジメチルブチル基、２，３−ジメチルブチル基、２−エチルブチル基、ヘプチル基、１−メチルへキシル基、２−メチルへキシル基、３−メチルへキシル基、４−メチルへキシル基、２−メチルヘプチル基、３−メチルヘプチル基、４−メチルヘプチル基、５−メチルヘプチル基、６−メチルヘプチル基、１−プロピルペンチル基、２−エチルへキシル基、及び５，５−ジメチルへキシル基が挙げられる。
【００５９】
前記アルキル基の置換基としては、酸化反応に影響を及ぼさない限り特に制限はされず、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数１〜６のアルキル基；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子；ビニル基、アリル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；エチニル基、プロパルギル基等の炭素数２〜６のアルキニル基；ヒドロキシ基；置換されていてもよいアミノ基；置換されていてもよいスルホニル基；シアノ基；ニトロソ基；置換されていてもよいアミジノ基；カルボキシ基；炭素数２〜７のアルコキシカルボニル基；置換されていてもよいカルバモイル基；芳香族基；芳香族複素環基；アシル基（置換されていてもよいアルキルカルボニル基、置換されていてもよいアリールカルボニル基）が挙げられる。
【００６０】
前記「置換されていてもよい環状アルキル基」における環状アルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペプチル基等の炭素数３〜７のシクロアルキル基が挙げられる。また、前記環状アルキル基の置換基としては、上記の「置換されていてもよいアルキル基」における置換基と同様のものを挙げることができる。
【００６１】
前記「置換されていてもよい芳香族基」における芳香族基としては、例えば、単環式若しくは縮合多環式の芳香族炭素環基が挙げられ、具体的には、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、フェナントリル基、アセナフチレニル基等の炭素数が２〜１４のアリール基が挙げられる。
【００６２】
前記「置換されていてもよい複素環基」における複素環としては、５員環の単環式であっても、６員環の単環式であっても、６−５又は６−６の縮合環形式でありかつ複素原子として酸素原子、硫黄原子及び窒素原子からなる群から選択される１〜３の複素原子を有する芳香族複素環であってもよい。このような複素環基としては、具体的には、フリル基、チエニル基、ピロリル基、オキサゾリル基、イソキサゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、１，２，３−オキサジアジゾリル基、１，２，４−オキサジアゾリル基、１，３，４−オキサジアゾリル基、フラザニル基、１，２，３−チアジアゾリル基、１，２，４−チアジアゾリル基、１，３，４−チアジアゾリル基、１，２，３−トリアゾリル基、１，２，４−トリアゾリル基、テトラゾニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基等の単環式芳香族複素環基；ベンゾフラニル基、イソベンゾオキサリル基、１，２−ベンゾイソオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾピラニル基、１，２−ベンゾイソチアゾリル基、１Ｈ−ベンゾトリアゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリニル基、キナゾリル基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、プリニル基、ブテリジニル基、カルバゾリニル基、α−カルボリニル基、β−カルボリニル基、γ−カルボリニル基、アクリジニル基、フェノキサジニル基、フェノチアジニル基、フェナジニル基、フェノキサチイニル基、チアントレニル基、フェナトリジニル基、フェナトロリニル基、インドリジニル基、ピロロ［１，２−ｂ］ピリダジニル基、ピラゾロ［１，５−ａ］ピリジル基、イミダソ［１，２−ａ］ピリジル基、イミダゾ［１，５−ａ］ピリジル基、イミダゾ［１，２−ｂ］ピリダジニル基、イミダゾ［１，２−ａ］ピリミジニル基、１，２，４−トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジル基、１，２，４−トリアゾロ［４，３−ｂ］ピリダジニル基等の８〜１２員の縮合多環式芳香族複素環基等が挙げられる。また、前記芳香族基及び前記複素環基の置換基としては、上記の「置換されていてもよいアルキル基」における置換基と同様のものを挙げることができる。
【００６３】
本発明のアルコール酸化方法としては、反応基質である前記アルコールを含有する混合物中に本発明のアルコール酸化触媒を添加するものであっても、本発明のアルコール酸化触媒を含有する溶媒中に前記アルコールを添加するものであってもよい。
【００６４】
前記アルコール酸化触媒と前記アルコールとの混合比としては、前記アルコール酸化触媒中に含まれる前記多環式Ｎ−オキシル化合物及び／又はその誘導体の添加量が前記アルコールにおける全ヒドロキシ基１００モルに対して０．００１〜１５０モルであることが好ましく、０．０１〜５０モルであることがより好ましい。前記多環式Ｎ−オキシル化合物及び／又はその誘導体の添加量が前記下限未満である場合には、反応が進行しない、反応速度が低下する、あるいは反応が途中で停止するといった傾向にあり、他方、前記上限を超える場合には、反応速度を制御することが困難となる傾向にある。また、本発明においては、前記多環式Ｎ−オキシル化合物及び／又はその誘導体の前記添加量が前記アルコールにおける全ヒドロキシ基１００モルに対して０．０１〜５．０モルと少量であっても十分な活性を得ることが可能である。
【００６５】
本発明のアルコール酸化方法としては、前記アルコール酸化触媒と共に、共酸化剤の存在下において前記アルコールを酸化せしめることが好ましい。本発明において、共酸化剤とは、本発明のアルコール酸化触媒への酸化能の供給源であって、本発明に係る多環式Ｎ−オキシル化合物中のニトロキシルラジカル基をオキソアンモニウム基に酸化できるものを指す。
【００６６】
このような共酸化剤としては、例えば、ＴＥＭＰＯを使用する酸化反応で一般に利用されているものから適宜選択することができ、特に制限はされず、過酸素酸、過酸化水素、次亜ハロゲン酸及びその塩、過ハロゲン酸及びその塩、過硫酸塩、ハロゲン化物、Ｎ−ブロモコハク酸イミド等のハロゲン化剤、トリハロゲン化イソシアヌル酸類、ジアセトキシヨードアレン類、酸素、及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの中でも、前記共酸化剤としては、過酢酸、ｍ−クロロ過安息香酸、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸リチウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム、次亜臭素酸ナトリウム、次亜臭素酸リチウム、次亜臭素酸カリウム、次亜臭素酸カルシウム、過硫酸水素ナトリウム、過ヨウ素酸ナトリウム、過ヨウ素酸、トリクロロイソシアヌル酸、トリブロモイソシアヌル酸、Ｎ−ブロモコハク酸イミド、Ｎ−クロロコハク酸イミド、塩素、臭素、ヨウ素、ジアセトキシヨードベンゼン、酸素が好ましい。
【００６７】
また、本発明のアルコール酸化触媒は、温和な条件の空気酸化であっても前記アルコールに対して、十分に高い触媒活性を発揮することができ、操作性・安全性・経済性に優れるのみならず、副生物として水のみを生成する酸化システムの構築が可能であるという観点からは、前記共酸化剤の中でも、酸素が特に好ましい。なお、このような酸素としては、空気（通常は酸素濃度１８〜２１体積％）の状態で供給されてもよい。
【００６８】
前記共酸化剤の添加量としては、前記共酸化剤の種類に依存するため一概には言えないが、例えば、前記共酸化剤が酸素である場合には、前記アルコールにおける全ヒドロキシ基１００モルに対して酸素分子が１００モル以上であることが好ましい。前記共酸化剤の添加量が前記下限未満である場合には、反応が進行しない、反応速度が低下する、あるいは反応が途中で停止するといった傾向にある。
【００６９】
さらに、例えば、前記共酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムを用いる場合には、反応をさらに促進させることを目的として、アルカリ金属のハロゲン化物等の他の共酸化剤や、四級アンモニウム塩等の添加剤をさらに組み合わせて用いることが好ましい。このように次亜塩素酸ナトリウムと組み合わせて用いるものとしては、塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、及びこれらの混合物が好ましい。また、これらの添加量としては、前記次亜塩素酸ナトリウム１００モルに対して１０モル以下であることが好ましい。
【００７０】
さらに、例えば、前記共酸化剤として酸素を用いる場合においても、反応をさらに促進させることを目的として、塩化銅、塩化鉄等の他の共酸化剤や、添加剤をさらに組み合わせて用いることが好ましい。前記添加剤としては、ＴＥＭＰＯを使用する空気酸化反応で一般に利用されているものから適宜選択することができる。このように酸素と組み合わせて用いるものとしては、例えば、亜硝酸塩、亜硝酸エステル等の亜硝酸化合物；無機酸；酢酸、蟻酸、プロピオン酸等のカルボン酸類；臭素；銅、鉄、ルテニウム等の遷移金属、及びこれらの混合物が挙げられ、中でも、反応効率がより向上し、活性がより高くなる傾向にあるという観点から、亜硝酸ナトリウム及び酢酸の混合物、亜硝酸ナトリウム及び臭素の混合物、亜硝酸ナトリウム及び塩化鉄の混合物、塩化銅、ｔｅｒｔ−ブチルナイトライトが好ましい。また、これらの添加量としては、例えば、亜硝酸ナトリウム及び酢酸の混合物を用いる場合には、前記酸素分子１００モルに対して混合物の全モル数で１８０モル以下であることが好ましい。
【００７１】
さらに、本発明のアルコール酸化方法においては、本発明の効果を阻害しない範囲内において、公知の溶媒を適宜用いてもよい。このような溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、石油エーテル等の脂肪族炭化水素類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類；ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素類；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類；ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルリン酸トリアミド等のアミド類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；蟻酸エチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、炭酸ジエチル等のエステル類；スルホラン；水が挙げられ、これらのうちの１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００７２】
また、前記溶媒としては、反応効率がより向上する傾向にあるという観点から、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、ニトリル類、ハロゲン化炭化水素類、エステル類、水、及びこれらの混合物が好ましく、ジクロロメタン、アセトニトリル、トルエン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、水、及びこれらの混合溶液がより好ましく、ジクロロメタン、アセトニトリル、ジクロロメタン−水混合溶液、アセトニトリル−水混合溶液、トルエン−水混合溶液、酢酸エチル−水混合溶液がさらに好ましい。
【００７３】
また、本発明のアルコール酸化方法においては、本発明の効果を阻害しない範囲内において、緩衝剤をさらに添加してもよい。このような緩衝剤としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の重炭酸塩、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のリン酸塩、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酢酸塩等が挙げられ、これらのうちの１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、前記緩衝剤としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、リン酸塩が好ましい。これらの緩衝剤を添加する場合、その添加量としては、前記アルコール酸化触媒に含まれる多環式Ｎ−オキシル化合物及び／又はその誘導体１００モルに対して５００モル以下であることが好ましい。
【００７４】
本発明のアルコール酸化方法における反応温度としては、前記アルコール及び用いる前記共酸化剤の種類に依存するため一概には言えないが、通常、−８０〜１２０℃であり、０〜４０℃であることが好ましい。また、反応時間としても、前記反応温度に依存するため一概には言えないが、通常、２〜８時間である。さらに、反応圧力は特に制限されず、通常、１０５〜３．４×１０６Ｐａである。
【００７５】
また、例えば、前記共酸化剤が酸素である場合には、反応温度としては０〜４０℃であることが好ましく、反応時間としては２〜８時間であることが好ましい。本発明のアルコール酸化方法においては、酸素を酸化剤として、このような温和な条件下であっても十分に高い触媒活性を発揮することができる。
【００７６】
このような本発明のアルコール酸化方法により、前記アルコールを酸化せしめることができる。また、酸化して得られた反応生成物は、反応終了後に抽出、再結晶、及びカラムクロマトグラフィー等の単離操作によって単離することができる。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【００７８】
各実施例比較例において得られた化合物は、核磁気共鳴分析法（ＮＭＲ：１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ）、赤外線吸収分析法（ＩＲ）、質量分析法（ＭＳ）、高分解能質量分析法（電子イオン化）（ＨＲＭＳ（ＥＩ））、元素分析法（Ａｎａｌ．）により分析した。なお、１Ｈ−ＮＭＲにおける多重度は、ｓ＝ｓｉｎｇｌｅｔ（一重線）、ｄ＝ｄｏｕｂｌｅｔ（二重線）、ｔ＝ｔｒｉｐｌｅｔ（三重線）、ｑ＝ｑｕｉｎｔｅｔ（四重線）、ｍ＝ｍｕｌｔｉｐｌｅｔ（多重線）、ｄｄ＝ｄｏｕｂｌｅ  ｄｏｕｂｌｅｔ（ダブルダブレット）、ｂｒ  ｓ＝ｂｒｏａｄ  ｓｉｎｇｌｅｔ（ブロードシングレット）を示す。また、Ｊは結合定数を示す。なお、各ＮＭＲにおいては、ＣＤＣｌ３を溶媒として用いた。【００７９】
（実施例１）
＜６−オキサ−２−アザアダマンタンＮ−オキシル（６−ｏｘａ−２−ａｚａａｄａｍａｎｔａｎｅ  Ｎ−ｏｘｙｌ、Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯ）の合成＞
（１−１）９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オンの合成【００８０】
【化１０】
2013191287.tif 000012
【００８１】
前記式に示す反応経路のとおり、９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オンを合成した。すなわち、先ず、アセトンジカルボン酸（８．０ｇ、５４．８ｍｍｏｌ）の水（２００ｍＬ）溶液に２８％アンモニア水溶液（１９ｍＬ、２７４ｍｍｏｌ）を氷冷下１５分以上かけてゆっくり滴下した。ここに、５０％グルタルアルデヒド水溶液（１０ｍＬ、５５．３ｍｍｏｌ）をゆっくり（４〜５秒に一滴）滴下した後、室温（２５℃、以下同じ。）において２４時間攪拌した。攪拌後の反応液を凍結乾燥にて乾燥させ、オレンジ色の粗結晶を得た。得られた粗結晶は精製することなく次の反応に用いた。【００８２】
得られた粗結晶（全量）のジクロロメタン（３１ｍＬ）及び水（６２ｍＬ）混合溶液に、室温下、炭酸ナトリウム（１９．０ｇ、１７８ｍｍｏｌ）を加えた後、氷冷下においてｐ−トルエンスルホニルクロリド（ＴｓＣｌ（Ｔｓ：トシル基）、１２．５ｇ、６５．８ｍｍｏｌ）のジクロロメタン溶液（３１ｍＬ）をゆっくりと加え、室温下４時間攪拌した。攪拌後の反応液を水（２００ｍＬ）で薄めて有機層を分離した後、酢酸エチルで水層を抽出して除き、有機層をさらに飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下において溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オン（５．８ｇ、収率３６％）を白色結晶として得た。【００８３】
以下に得られた９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オンについての１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。【００８４】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ７．７８（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ）、７．３１（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ）、４．５０（ｓ，２Ｈ）、２．７１（ｄｄ，Ｊ＝１７．２，６．８Ｈｚ，２Ｈ）、２．４３（ｓ，３Ｈ）、２．３５（ｄ，Ｊ＝１６．８Ｈｚ，２Ｈ）、１．７９−１．４６（ｍ，６Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ２０７．９、１４３．６、１３７．８、１２９．８、１２６．９、４９．６、４５．４、３０．４、２１．５、１５．８．
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ−１］）：１７０７、１３５１、１１６１、１０９０．
ＭＳ［ｍ／ｚ〕：２９３（Ｍ＋）、１３８（１００％）．
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ１５Ｈ１９ＮＯ３Ｓ：２９３．１０８６，ｆｏｕｎｄ：．２９３．１０６８。【００８５】
（１−２）９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オールの合成【００８６】
【化１１】
2013191287.tif 000013
【００８７】
前記式に示す反応経路のとおり、９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オールを合成した。すなわち、先ず、リチウムアルミニウムヒドリド（１９４ｍｇ、５．１２ｍｍｏｌ）のテトラヒドロフラン溶液（ＴＨＦ、１８ｍＬ）に、氷冷下、上記（１−１）で得られた９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オン（１．００ｇ、３．４１ｍｍｏｌ）のテトラヒドロフラン溶液（７ｍＬ）をカニュレーションでゆっくりと加えた。次いで、これを室温で３時間攪拌した後、酢酸エチル及び水を順次ゆっくりと加えて反応を停止させた。次いで、ここに飽和ロッシェル塩水溶液を加えて室温で３０分間攪拌し、酢酸エチルで水層を抽出して除き、有機層をさらに飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下において濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製し、９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オール（７１９ｍｇ、収率７１％）を白色結晶として得た。【００８８】
以下に得られた９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オールについての１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。【００８９】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ７．７０（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ）、７．２７（ｄ，Ｊ＝７．６Ｈｚ，２Ｈ）、４．２５（ｄ，Ｊ＝１０．４Ｈｚ，２Ｈ）、３．７２（ｍ，１Ｈ）、２．４２（ｓ，３Ｈ）、２．３６（ｍ，２Ｈ）、２．１３（ｑｔ，Ｊ＝１３．６，４．８Ｈｚ，１Ｈ）、１．６２−１．３１（ｍ，８Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ１４２．８、１３８．９、１２９．６、１２６．７、６３．６、４７．１、３４．６、３０．３、２１．４、１３．７．
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ−１］）：３５１０、１３３５、１３１２、１１６２．
ＭＳ［ｍ／ｚ］：２９５（Ｍ＋）、１４０（１００％）．
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ１５Ｈ２１ＮＯ３Ｓ：２９５．１２４２，ｆｏｕｎｄ：２９５．１２３３。【００９０】
（１−３）Ｎ−トシル−６−オキサ−２−アザアダマンタンの合成【００９１】
【化１２】
2013191287.tif 000014
【００９２】
前記式に示す反応経路のとおり、Ｎ−トシル−６−オキサ−２−アザアダマンタンを合成した。すなわち、先ず、上記（１−２）で得られた９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オール（５６０ｍｇ、１．９０ｍｍｏｌ）のシクロヘキサン（１４ｍＬ）溶液に、室温下、ヨウ素（７２３ｍｇ、２．８５ｍｍｏｌ）及びヨードベンゼンジアセテート（ＰｈＩ（ＯＡｃ）２、９５０ｍｇ、２．９５ｍｍｏｌ）を加えた。次いで、この反応液を氷冷し、１００Ｖ−１００Ｗの白熱電球を用いて、反応容器から５〜１０ｃｍの位置より光照射を行いつつ１時間攪拌した。次いで、反応液に飽和重曹水及び２０％チオ硫酸ナトリウムを順次加え、酢酸エチルで水層を抽出して除き、有機層をさらに飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、Ｎ−トシル−６−オキサ−２−アザアダマンタン（３８９ｍｇ、１．３３ｍｍｏｌ、収率７０％）の白色結晶、及び、９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オン（４７ｍｇ、０．１６０ｍｍｏｌ、収率８．５％）の白色結晶を得た。【００９３】
以下に得られたＮ−トシル−６−オキサ−２−アザアダマンタンについての１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。【００９４】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ７．７４（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ）、７．２９（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ）、４．３０（ｓ，２Ｈ）、４．１０（ｓ，２Ｈ）、２．４２（ｓ，３Ｈ）、１．９８（ｄ，Ｊ＝１２．４Ｈｚ，４Ｈ）、１．７５（ｄ，Ｊ＝１２．８Ｈｚ，２Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ１４３．２、１３８．３、１２９．７、１２７．０、６６．３、４７．２、３３．９、２１．５．
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ−１］）：１３４５、１１６５．
ＭＳ［ｍ／ｚ］：２９３（Ｍ＋）、２９３（１００％）．
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ１５Ｈ１９ＮＯ３Ｓ：２９３．１０８６，ｆｏｕｎｄ：２９３．１０８３。【００９５】
（１−４）６−オキサ−２−アザアダマンタンＮ−オキシル（Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯ）の合成【００９６】
【化１３】
2013191287.tif 000015
【００９７】
前記式に示す反応経路のとおり、６−オキサ−２−アザアダマンタンＮ−オキシル（Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯ）を合成した。すなわち、先ず、上記（１−３）で得られたＮ−トシル−６−オキサ−２−アザアダマンタン（２００ｍｇ、０．６８２ｍｍｏｌ）のトルエン溶液（１．５ｍＬ）に、水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウム（シグマアルドリッチ社製「Ｒｅｄ−Ａｌ」、７０％トルエン溶液、０．９５ｍＬ、３．４１ｍｍｏｌ）を氷冷下ゆっくりと加え、その後１．５時間加熱還流した。加熱還流後の反応液を室温まで冷却後、ジエチルエーテルで希釈し、ここに氷冷下、注意深く水を加え、セライト濾過を行った。得られたろ液に１０％塩酸を加えて水層のｐＨを１にした後、ジエチルエーテルで洗浄した。次いで、前記水層に１０％水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨを１２にした後、クロロホルムで抽出した。クロロホルム層を炭酸カリウムで乾燥させて減圧下において濃縮した。得られた６−オキサ−２−アザアダマンタンをアセトニトリル（ＭｅＣＮ）溶液（３．４ｍＬ）とした後、タングステン酸ナトリウム２水和物（１１２ｍｇ、０．３４１ｍｍｏｌ）を加え、室温下、２０分間撹拌した。次いで、さらに尿素・過酸化水素（過酸化尿素又はＵＨＰ（ｕｒｅａ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｐｅｒｏｘｉｄｅ）、２５６ｍｇ、２．７３ｍｍｏｌ）を加え、室温下２時間撹拌した。攪拌後の反応液に飽和重曹水を加え、クロロホルムを用いて抽出した有機層を炭酸カリウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、６−オキサ−２−アザアダマンタンＮ−オキシル（Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯ）（５２ｍｇ、０．３３７ｍｍｏｌ、収率５０％）を黄色結晶として得た。【００９８】
以下に得られたＯｘａ−ＡＺＡＤＯのＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）、Ａｎａｌ．の結果を示す。得られたＯｘａ−ＡＺＡＤＯをそのまま触媒として活性評価を行った。【００９９】
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ−１］）：１４４２、１３３８、１２８４、１０５７．
ＭＳ［ｍ／ｚ〕：１５４（Ｍ＋）、１５４（１００％）．
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ８Ｈ１２ＮＯ２：１５４．０８６８，ｆｏｕｎｄ：１５４．０８５８．
Ａｎａｌ．：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ８Ｈ１２ＮＯ２：Ｃ，  ６２．３２；Ｈ，  ７．８４；Ｎ，  ９．０８，ｆｏｕｎｄ：Ｃ，  ６２．１４；Ｈ，  ７．８３；Ｎ，  ８．９６。【０１００】
（実施例２）
＜Ｎ−トシル−２，６−ジアザアダマンタンＮ’−オキシル（Ｎ−ｔｏｓｙｌ−２，６−ｄｉａｚａａｄａｍａｎｔａｎｅ  Ｎ’−ｏｘｙｌ、Ｎ−Ｔｓ−ＡＺＡＤＯ）の合成＞
（２−１）９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オンオキシムの合成【０１０１】
【化１４】
2013191287.tif 000016
【０１０２】
前記式に示す反応経路のとおり、９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オンオキシムを合成した。すなわち、先ず、上記（１−１）と同様にして得られた９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オン（１５．０ｇ、５１．２ｍｍｏｌ）のエタノール（ＥｔＯＨ）溶液（８５ｍＬ）に、室温下、ピリジン（１７ｍＬ、２０５ｍｍｏｌ）及び塩化ヒドロキシルアンモニウム（１１．０ｇ、１５４ｍｍｏｌ）を加えた後、この反応液を６０℃で１０時間攪拌した。次いで、室温まで冷却後、飽和重曹水を加え、減圧下においてエタノールを留去した後の残渣から酢酸エチルで水層を抽出して除き、有機層をさらに飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オンオキシム（１５．５ｇ、５０．３ｍｍｏｌ、収率９８％）を白色結晶として得た。【０１０３】
以下に得られた９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オンオキシムについての１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。【０１０４】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ９．１６（ｂｒ  ｓ，１Ｈ）、７．７５（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ）、７．２７（ｄ，Ｊ＝７．６Ｈｚ，２Ｈ）、４．３２（ｂｒ  ｓ，２Ｈ）、３．１４（ｄ，Ｊ＝１６．０Ｈｚ，１Ｈ）、２．５８（ｄｄ，Ｊ＝１５．２，５．６Ｈｚ，１Ｈ）、２．４１（ｓ，３Ｈ）、２．３５（ｄ，Ｊ＝１５．６Ｈｚ，１Ｈ）、２．２１（ｄｄ，Ｊ＝１６．２，６．４Ｈｚ，１Ｈ）、１．７８−１．４６（ｍ，６Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ１５７．１、１４３．２、１３８．２、１２９．７、１２６．９、４８．７、４７．９、３５．１、３０．８、２９．９、２８．５、２１．４、１６．３．
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ−１］）：３２４２、１３５０、１１６２．
ＭＳ［ｍ／ｚ］：３０８（Ｍ＋）、２９１（１００％）．
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ１５Ｈ２０Ｎ２Ｏ３Ｓ：３０８．１１９５，ｆｏｕｎｄ：３０８．１１８３。【０１０５】
（２−２）Ｎ−（９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノン−３−イル）トシルアミドの合成【０１０６】
【化１５】
2013191287.tif 000017
【０１０７】
前記式に示す反応経路のとおり、Ｎ−（９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノン−３−イル）トシルアミドを合成した。すなわち、先ず、上記（２−１）で得られた９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オンオキシム（１．００ｇ、３．２５ｍｍｏｌ）のメタノール（ＭｅＯＨ）溶液（１６ｍＬ）に三酸化モリブデン（ＶＩ）（７９２ｍｇ、４．８８ｍｍｏｌ）を加えて室温下で３０分間攪拌した後、氷冷下で水素化ホウ素ナトリウム（３６９ｍｇ、９．７５ｍｍｏｌ）を少量ずつ加え、そのまま氷冷下において攪拌した。次いで、薄層クロマトグラフィーを用いて原料である９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オンオキシムの消失を確認した後、氷冷下、ｐ−トルエンスルホニルクロリド（３．１１ｇ、１６．３ｍｍｏｌ）を加え、さらに一時間攪拌を続けた。攪拌後の反応液をセライトろ過した後、減圧下において溶媒を留去し、残渣を水及び酢酸エチルで薄め、酢酸エチルで水層を抽出して除き、有機層をさらに飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、Ｎ−（９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノン−３−イル）トシルアミド（１．１８ｇ、２．６３ｍｍｏｌ、収率８１％）を白色結晶として得た。【０１０８】
以下に得られたＮ−（９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノン−３−イル）トシルアミドについての１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。【０１０９】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ７．６７（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ）、７．６４（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ）、７．２９（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ）、７．２８（ｄ，Ｊ＝７．６Ｈｚ，２Ｈ）、４．３９（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，１Ｈ）、４．１９（ｂｒ  ｓ，１Ｈ）、４．１６（ｂｒ  ｓ，１Ｈ）、３．０４（ｄｏｕｂｌｅ  ｑｕｉｎｔｅｔ，Ｊ＝１８．０，６．８Ｈｚ，１Ｈ）、２．４４（ｓ，６Ｈ）、２．１５（ｔｄ，Ｊ＝１０．２，６．０Ｈｚ，２Ｈ）、１．８２（ｍ，１Ｈ）、１．５１−１．４２（ｍ，３Ｈ）、１．３０（ｄｄ，Ｊ＝１６．４，２．４Ｈｚ，２Ｈ）、１．１５（ｍ，２Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ１４３．３、１４３．０、１３８．６、１３７．９、１２９．７、１２９．６、１２６．８、１２６．６、４６．９、４５．９、３２．７、３０．３、２１．５、１４．１．
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ−１］）：３２７９、１３３１、１１６２．
ＭＳ［ｍ／ｚ〕：４４８（Ｍ＋）、２９３（１００％）．
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ２２Ｈ２８Ｎ２Ｏ４Ｓ２：４４８．１４９０，  ｆｏｕｎｄ：４４８．１４９４。【０１１０】
（２−３）Ｎ，Ｎ’−ジトシル−２，６−ジアザアダマンタンの合成【０１１１】
【化１６】
2013191287.tif 000018
【０１１２】
前記式に示す反応経路のとおり、Ｎ，Ｎ’−ジトシル−２，６−ジアザアダマンタンを合成した。すなわち、先ず、上記（２−２）で得られたＮ−（９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノン−３−イル）トシルアミド（５．５０ｇ、１２．３ｍｍｏｌ）の１，２−ジクロロエタン（８２ｍＬ）溶液に、室温下、ヨウ素（１．５６ｇ、６．１４ｍｍｏｌ）及びヨードベンゼンジアセテート（７．８９ｇ、２４．５ｍｍｏｌ）を加えた。次いで、この反応液をシリンジポンプを用いて０．３ｍＬ／ｍｉｎの流速でマイクロリアクターへ通しつつ、１００Ｖ−１００Ｗの白熱電球を用いて、マイクロリアクターから２０〜３０ｃｍの位置より光照射を行った。次いで、反応液に飽和重曹水及び２０％チオ硫酸ナトリウムを順次加え、クロロホルムで抽出した有機層を飽和食塩水で洗浄し，硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をジクロロメタン−メタノール混合溶媒（１：１）を用いて再結晶させ、Ｎ，Ｎ’−ジトシル−２，６−ジアザアダマンタン（３．８５ｇ、８．６２ｍｍｏｌ、収率７０％）を無色針状結晶として得た。さらに、再結晶後の母液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製し、Ｎ，Ｎ’−ジトシル−２，６−ジアザアダマンタン（１．２２ｇ）を黄色のアモルファスとして得た。【０１１３】
以下に得られたＮ，Ｎ’−ジトシル−２，６−ジアザアダマンタンについての１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。【０１１４】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ７．６９（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，４Ｈ）、７．２７（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，４Ｈ）、４．２０（ｓ，４Ｈ）、２．４１（ｓ，６Ｈ）、１．７４（ｍ，８Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ１４３．４、１３８．０、１２９．８、１２６．９、４７．０、３３．０、２１．５．
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ−１］）：１３４１、１１６６．
ＭＳ［ｍ／ｚ〕：４４６（Ｍ＋）、４４６（１００％）．
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ２２Ｈ２６Ｎ２Ｏ４Ｓ２：４４６．１３３４，ｆｏｕｎｄ：４４６．１３２０。【０１１５】
（２−４）Ｎ−トシル−２，６−ジアザアダマンタンＮ’−オキシル（Ｎ−Ｔｓ−ＡＺＡＤＯ）の合成【０１１６】
【化１７】
2013191287.tif 000019
【０１１７】
前記式に示す反応経路のとおり、Ｎ−トシル−２，６−ジアザアダマンタンＮ’−オキシル（Ｎ−Ｔｓ−ＡＺＡＤＯ）を合成した。すなわち、先ず、上記（２−３）で得られたＮ，Ｎ’−ジトシル−２，６−ジアザアダマンタン（２．００ｇ、４．４８ｍｍｏｌ）のトルエン溶液（１０．０ｍＬ）に、水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウム（シグマアルドリッチ社製「Ｒｅｄ−Ａｌ」、７０％トルエン溶液、１０．０ｍＬ、３５．９ｍｍｏｌ）を氷冷下ゆっくりと加え、その後１時間加熱還流した。加熱還流後の反応液を室温まで冷却後、ジエチルエーテルで希釈し、ここに氷冷下、注意深く水を加え、セライト濾過を行った。得られたろ液に１０％塩酸を加えて水層のｐＨを１にした後、ジエチルエーテルで洗浄した。次いで、前記水層に１０％水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨを１２にした後、塩化ナトリウムを飽和するまで加え、室温下で３０分間攪拌した。次いで、クロロホルムで抽出した有機層を炭酸カリウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた粗収物をアセトニトリル溶液（２２ｍＬ）とした後、タングステン酸ナトリウム２水和物（７３９ｍｇ、２．２４ｍｍｏｌ）を加え、室温下、３０分間撹拌した。次いで、さらに尿素・過酸化水素（過酸化尿素又はＵＨＰ）（３．３６ｇ、３５．８ｍｍｏｌ）を加え、室温下４時間撹拌した。次いで、再び尿素・過酸化水素（８４２ｍｇ、８．９６ｍｍｏｌ）を加え、さらに１．５時間攪拌した。攪拌後の反応液に飽和重曹水を加え、クロロホルムを用いて抽出した有機層を炭酸カリウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をアミンシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィーで精製し、Ｎ−トシル−２，６−ジアザアダマンタンＮ’−オキシル（Ｎ−Ｔｓ−ＡＺＡＤＯ）（２２３ｍｇ、０．７２６ｍｍｏｌ、収率１６％）の乳白色結晶、及び、２，６−ジアザアダマンタンＮ，Ｎ’−ジオキシル（ＤｉＡＺＡＤＯ）（７９ｍｇ、０．４７０ｍｍｏｌ、収率１０％）の黄色結晶を得た。【０１１８】
以下に得られたＮ−Ｔｓ−ＡＺＡＤＯのＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）、Ａｎａｌ．の結果を示す。得られたＮ−Ｔｓ−ＡＺＡＤＯをそのまま触媒として活性評価を行った。【０１１９】
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ−１］）：１３４３、１１６１、６８６．
ＭＳ［ｍ／ｚ］：３０７（Ｍ＋，１００％）．
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ１５Ｈ１９Ｎ２Ｏ３Ｓ：３０７．１１１６、ｆｏｕｎｄ：３０７．１０９８．
Ａｎａｌ．：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ１５Ｈ１９Ｎ２Ｏ３Ｓ：Ｃ，  ５８．６１；Ｈ，  ６．２３；Ｎ，  ９．１１，ｆｏｕｎｄ：Ｃ，  ５８．６１；Ｈ，  ６．２３；Ｎ，  ８．９１。【０１２０】
（参考例１）
＜２，６−ジアザアダマンタンＮ，Ｎ’−ジオキシル（２，６−ｄｉａｚａａｄａｍａｎｔａｎｅ  Ｎ，Ｎ’−ｄｉｏｘｙｌ、ＤｉＡＺＡＤＯ）の合成＞【０１２１】
【化１８】
2013191287.tif 000020
【０１２２】
前記式に示す反応経路のとおり、２，６−ジアザアダマンタン−Ｎ，Ｎ’−ジオキシル（ＤｉＡＺＡＤＯ）を合成した。すなわち、先ず、上記（２−３）で得られたＮ，Ｎ’−ジトシル−２，６−ジアザアダマンタン（１．００ｇ、２．２４ｍｍｏｌ）のトルエン溶液（５．０ｍＬ）に、水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウム（シグマアルドリッチ社製「Ｒｅｄ−Ａｌ」、７０％トルエン溶液、６．２ｍＬ、２２．４ｍｍｏｌ）を氷冷下ゆっくりと加え、その後１８時間加熱還流した。加熱還流後の反応液を室温まで冷却後、ジエチルエーテルで希釈し、ここに氷冷下、注意深く水を加え、セライト濾過を行った。得られたろ液に１０％塩酸を加えて水層のｐＨを１にした後、ジエチルエーテルで洗浄した。次いで、前記水層に１０％水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨを１２にした後、塩化ナトリウムを飽和するまで加え、室温下で３０分間攪拌した。次いで、クロロホルムで抽出した有機層を炭酸カリウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた粗収物をアセトニトリル溶液（１１ｍＬ）とした後、タングステン酸ナトリウム２水和物（３６９ｍｇ、１．１２ｍｍｏｌ）を加え、室温下、３０分間撹拌した。次いで、さらに尿素・過酸化水素（過酸化尿素又はＵＨＰ）（１．６９ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）を加え、室温下２時間撹拌した。次いで、再び尿素・過酸化水素（４２２ｍｇ、４．４８ｍｍｏｌ）を加え、さらに１時間攪拌した。攪拌後の反応液に飽和重曹水を加え、クロロホルムを用いて抽出した有機層を炭酸カリウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をクロロホルムで再結晶させ、２，６−ジアザアダマンタン−Ｎ，Ｎ’−ジオキシル（１４６ｍｇ、０．８６９ｍｍｏｌ）（ＤｉＡＺＡＤＯ）の薄黄色針状結晶を得た。再結晶後の母液をアミンシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィーで精製し、ＤｉＡＺＡＤＯ（１９ｍｇ、０．１１３ｍｍｏｌ）の黄色結晶を得た（総収率４４％）。【０１２３】
以下に得られたＤｉＡＺＡＤＯのＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）、Ａｎａｌ．の結果を示す。得られたＤｉＡＺＡＤＯをそのまま触媒として活性評価を行った。【０１２４】
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ−１］）：１４２３、１１４３．
ＭＳ［ｍ／ｚ］：１６８（Ｍ＋，１００％）．
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ８Ｈ１２Ｎ２Ｏ２：１６８．０８９９、ｆｏｕｎｄ：１６８．０８９１．
Ａｎａｌ．：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ８Ｈ１２Ｎ２Ｏ２：Ｃ，  ５７．１３；Ｈ，  ７．１９；Ｎ，  １６．６６，ｆｏｕｎｄ：Ｃ，  ５６．８６；Ｈ，  ７．１３；Ｎ，  １６．５２。【０１２５】
（実施例３）
＜７−ノルマルブチル−６−オキサ−２−アザアダマンタンＮ−オキシル（７−ｎ−Ｂｕｔｙｌ−６−ｏｘａ−２−ａｚａａｄａｍａｎｔａｎｅ  Ｎ−ｏｘｙｌ、７−Ｂｕ−Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯ）の合成＞
（３−１）９−トシル−３−ノルマルブチル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オールの合成【０１２６】
【化１９】
2013191287.tif 000021
【０１２７】
前記式に示す反応経路のとおり、９−トシル−３−ノルマルブチル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オールを合成した。すなわち、先ず、塩化セリウム（ＩＩＩ）七水和物（２０９ｍｇ、０．５６１ｍｍｏｌ）を入れた２頸ナスフラスコにセプタムを取り付け、減圧下熱して乾燥させ，灰色の塩化セリウム（ＩＩＩ）無水物を得た。これを室温まで冷却した後、氷冷下、テトラヒドロフラン（１．４ｍＬ）をシリンジで加え、室温で１時間攪拌した。その後、これを−７８℃まで冷却し、ここにノルマルブチルリチウム（１．５６Ｍヘキサン溶液、３２７μＬ、０．５１０ｍｍｏｌ）をシリンジでゆっくりと加え、そのままの温度で３０分攪拌した。次いで、上記（１−１）と同様にして得られた９−トシル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オン（５０ｍｇ、０．１７０ｍｍｏｌ）のテトラヒドロフラン溶液（２．０ｍＬ）をシリンジを用いてゆっくりと加え、そのまま−７８℃で２．５時間攪拌した。続いて、反応液にゆっくりと飽和塩化アンモニウム水溶液を加え反応をクエンチし、酢酸エチルで水層を抽出して除き、有機層をさらに飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、９−トシル−３−ノルマルブチル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オール（５５ｍｇ、０．１５７ｍｍｏｌ、収率９３％）の白色結晶を得た。【０１２８】
以下に得られた９−トシル−３−ノルマルブチル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オールについての１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。【０１２９】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ７．７３（ｄ，Ｊ＝７．６Ｈｚ，２Ｈ）、７．２７（ｄ，Ｊ＝７．６Ｈｚ，２Ｈ）、４．１５（ｓ，２Ｈ）、２．６７（ｍ，１Ｈ）、２．４１（ｓ，３Ｈ）、１．９７（ｄｄ，Ｊ＝７．６、１４．６Ｈｚ、２Ｈ）、１．７２（ｓｅｐｔ，Ｊ＝６．８Ｈｚ，２Ｈ）、１．５５（ｓ、１Ｈ）、１．５１（ｓ、１Ｈ）１．２３（ｍ、８Ｈ）、０．８７（ｍ、３Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ１４２．７、１３８．９、１２９．５、１２６．９、６７．８、４７．９、４７．４、４７．１、４０．８、４０．６、２９．０、２８．９、２４．７、２２．９、２１．４、１５．１，１３．９  ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ−１］）：３５０２、１３１７、１１６８．
ＭＳ［ｍ／ｚ］：３５１（Ｍ＋）、２９４（１００％）．
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ１９Ｈ２９ＮＯ３Ｓ：３５１．１８６８，ｆｏｕｎｄ：３５１．１８９０。【０１３０】
（３−２）Ｎ−トシル−７−ノルマルブチル−６−オキサ−２−アザアダマンタンの合成【０１３１】
【化２０】
2013191287.tif 000022
【０１３２】
前記式に示す反応経路のとおり、Ｎ−トシル−７−ノルマルブチル−６−オキサ−２−アザアダマンタンを合成した。すなわち、先ず、上記（３−１）で得られた９−トシル−３−ノルマルブチル−９−アザビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オール（３６．０ｍｇ、０．１０３ｍｍｏｌ）のシクロヘキサン（０．６４ｍＬ）溶液に、室温下、ヨウ素（３９．３ｍｇ、０．１５５ｍｍｏｌ）及びヨードベンゼンジアセテート（ＰｈＩ（ＯＡｃ）２、５３．１ｍｇ、０．１６５ｍｍｏｌ）を加えた。次いで、この反応液を水冷し、１００Ｖ−１００Ｗの白熱電球を用いて、反応容器から５〜１０ｃｍの位置より光照射を行いつつ４０分攪拌した。次いで、反応液に飽和重曹水及び２０％チオ硫酸ナトリウムを順次加え、酢酸エチルで水層を抽出して除き、有機層をさらに飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、Ｎ−トシル−７−ノルマルブチル−６−オキサ−２−アザアダマンタン（２６．１ｍｇ、０．０７４９ｍｍｏｌ、収率７３％）の無色油状物を得た。【０１３３】
以下に得られたＮ−トシル−７−ノルマルブチル−６−オキサ−２−アザアダマンタンについての１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。【０１３４】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ７．７４（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ）、７．２９（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ）、４．３３（ｓ，２Ｈ）、４．１３（ｓ、１Ｈ）、２．４２（ｓ，３Ｈ）、１．８３（ｍ、２Ｈ）、１．６４（ｓ、６Ｈ）、１．３４−１．１７（ｍ、６Ｈ）、０．８７（ｔ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、３Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ１４３．２、１３８．３、１２９．７、１２７．０、７０．７、６６，９、４７．８、４１．８、３７．８、３３．４、２４．３、２３．１、２１．５、１４．０．
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ−１］）：１３４８、１１５７．
ＭＳ［ｍ／ｚ］：３４９（Ｍ＋）、３４９（１００％）．
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ１９Ｈ２７ＮＯ３Ｓ：３４９．１７１２，ｆｏｕｎｄ：３４９．１７０６。【０１３５】
（３−３）７−ノルマルブチル−６−オキサ−２−アザアダマンタンＮ−オキシル（７−Ｂｕ−Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯ）の合成【０１３６】
【化２１】
2013191287.tif 000023
【０１３７】
前記式に示す反応経路のとおり、７−ノルマルブチル−６−オキサ−２−アザアダマンタンＮ−オキシル（７−Ｂｕ−Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯ）を合成した。すなわち、先ず、上記（３−２）で得られたＮ−トシル−７−ノルマルブチル−６−オキサ−２−アザアダマンタン（１０２ｍｇ、０．２９１ｍｍｏｌ）のトルエン溶液（０．６１ｍＬ）に、水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウム（シグマアルドリッチ社製「Ｒｅｄ−Ａｌ」、７０％トルエン溶液、０．４１ｍＬ、１．４６ｍｍｏｌ）を氷冷下ゆっくりと加え、その後０．７５時間加熱還流した。加熱還流後の反応液を室温まで冷却後、さらに水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウム（シグマアルドリッチ社製「Ｒｅｄ−Ａｌ」、７０％トルエン溶液、０．４１ｍＬ、１．４６ｍｍｏｌ）をゆっくりと加え、その後１．２５時間加熱還流した。加熱還流後の反応液を室温まで冷却後、ジエチルエーテルで希釈し、ここに氷冷下、注意深く水を加え、セライト濾過を行った。得られたろ液に１０％塩酸を加えて水層のｐＨを１にした後、ジエチルエーテルで洗浄した。次いで、前記水層に１０％水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨを１２にした後、クロロホルムで抽出した。クロロホルム層を炭酸カリウムで乾燥させて減圧下において濃縮した。得られた７−ノルマルブチル−６−オキサ−２−アザアダマンタンをアセトニトリル（ＭｅＣＮ）溶液（１．５ｍＬ）とした後、タングステン酸ナトリウム２水和物（４８．２ｍｇ、０．１４６ｍｍｏｌ）を加え、室温下、３０分間撹拌した。次いで、さらに尿素・過酸化水素（過酸化尿素又はＵＨＰ、１０９ｍｇ、１．１６ｍｍｏｌ）を加え、室温下３時間撹拌した。さらに尿素・過酸化水素（５９．０ｍｇ、０．５８０ｍｍｏｌ）を加え，室温下２時間撹拌した。以降２時間ごとに尿素・過酸化水素（５９．０ｍｇ、０．５８０ｍｍｏｌ）を加え、撹拌する操作を２回行った。攪拌後の反応液に飽和重曹水を加え、クロロホルムを用いて抽出した有機層を炭酸カリウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、７−ノルマルブチル−６−オキサ−２−アザアダマンタン  Ｎ−オキシル（７−Ｂｕ−Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯ）（２３ｍｇ、０．１０９ｍｍｏｌ、収率３７％）を黄色結晶として得た。【０１３８】
以下に得られた７−Ｂｕ−Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯのＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）、Ａｎａｌ．の結果を示す。得られた７−Ｂｕ−Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯをそのまま触媒として活性評価を行った。【０１３９】
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ−１］）：２９４９、１３３４．
ＭＳ［ｍ／ｚ］：２１０（Ｍ＋）、２１０（１００％）．
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ１２Ｈ２０ＮＯ２：２１０．１４９４，ｆｏｕｎｄ：２１０．１４９６．
Ａｎａｌ．：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ１２Ｈ２０ＮＯ２：Ｃ，  ６８．５４；Ｈ，  ９．５９；Ｎ，  ６．６６，ｆｏｕｎｄ：Ｃ，  ６８．６２；Ｈ，  ９．６６；Ｎ，  ６．６３。【０１４０】
（比較例１）
２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシル（ＴＥＭＰＯ）を触媒として活性評価を行った。【０１４１】
（比較例２）
２−アザアダマンタンＮ−オキシル（ＡＺＡＤＯ）を触媒として活性評価を行った。なお、ＡＺＡＤＯは、国際公開第２００９／０６６７３５号パンフレットに記載の方法に従って製造した。【０１４２】
（比較例３）
１−メチル−２−アザアダマンタンＮ−オキシル（１−Ｍｅ−ＡＺＡＤＯ）を触媒として活性評価を行った。なお、１−Ｍｅ−ＡＺＡＤＯは、国際公開第２００６／００１３８７号パンフレットに記載の方法に従って製造した。【０１４３】
（比較例４）
９−ノルアザアダマンタンＮ−オキシル（Ｎｏｒ−ＡＺＡＤＯ）を触媒として活性評価を行った。なお、Ｎｏｒ−ＡＺＡＤＯは、国際公開第２０１２／００８２２８号パンフレットに記載の方法に従って製造した。【０１４４】
（比較例５）
５−フルオロ−２−アザアダマンタンＮ−オキシル、（５−Ｆ−ＡＺＡＤＯ）を触媒として活性評価を行った。なお、５−Ｆ−ＡＺＡＤＯは、国際公開第２００９／１４５３２３号パンフレットに記載の方法に従って製造した。【０１４５】
＜活性評価１＞【０１４６】
【化２２】
2013191287.tif 000024
【０１４７】
先ず、前記式に示す反応経路のとおり、ｌ−メントールを基質として酸化反応を行った。すなわち、ｌ−メントール（１８４ｍｇ、１．１８ｍｍｏｌ）の酢酸（ＡｃＯＨ、１Ｍ）溶液に、実施例１〜２、参考例１、及び比較例１〜５において得られた触媒が基質１００モルに対して１モルとなるように、亜硝酸ナトリウムが基質１００モルに対して１０モルとなるように、それぞれ添加し、室温において、表１に示す反応時間、空気（酸素濃度２０体積％、以下同じ）雰囲気（ｂａｌｌｏｏｎ）で反応させた。【０１４８】
次いで、反応後の反応液を５μｌとり、アセトン１ｍｌで希釈したものをサンプルとし、このサンプルについてガスクロマトグラフィー（カラム：ＨＰ−５（３０×０．３２ｍｍ（ｉ．ｄ）；Ａｇｉｌｅｎｔ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）、機器：Ａｇｉｌｅｎｔ  ７８９０  ＧＣ  ｓｙｓｔｅｍ、製造社：Ａｇｉｌｅｎｔ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、水素炎イオン検出器（ＦＩＤ）：２７０℃、インジェクション：２５０℃、キャリアーガス：ヘリウム、キャリアーガス速度：２５ｍＬ／ｍｉｎ、カラム温度：７０℃  （２分間）、昇温条件：２０℃／ｍｉｎで２１０℃まで昇温後２１０℃で１分間）を用いて得られたピークから残存基質エリア面積（残存基質量）、生成したケトン及び／又はアルデヒドのエリア面積（生成物量）を求め、変換率を次式：
変換率（％）＝（生成物量／（残存基質量＋生成物量））×１００
により算出した。結果を反応時間と共に表１に示す。【０１４９】
【表１】
2013191287.tif 000025
【０１５０】
また、実施例１、３において得られた触媒について、前記ｌ−メントールの酢酸溶液としてｌ−メントール（１５０ｍｇ、０．９６１ｍｍｏｌ）の酢酸溶液を用い、反応時間をそれぞれ表２に示す時間としたこと以外は上記と同様にして活性評価を行い、変換率を算出した。得られた結果を反応時間と共に表２に示す。【０１５１】
【表２】
2013191287.tif 000026
【０１５２】
表１に示した結果から明らかなように、嵩高いｌ−メントールを基質とした空気雰囲気下において、ＴＥＭＰＯ（比較例１）を触媒として用いた場合には反応が全く進行せず、１−Ｍｅ−ＡＺＡＤＯ（比較例３）を触媒として用いた場合でも反応が非常に遅いことが確認された。また、ＡＺＡＤＯ（比較例２）、Ｎｏｒ−ＡＺＡＤＯ（比較例４）を触媒として用いた場合には、変換率はある程度高い値を示すものの、反応の明らかな減速が確認された。他方、本発明の触媒（Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯ（実施例１）、Ｎ−Ｔｓ−ＡＺＡＤＯ（実施例２））を触媒として用いた場合には、反応の失速がほとんど起こらずに酸化反応が進行し、５−Ｆ−ＡＺＡＤＯ（比較例５）やＤｉＡＺＡＤＯ（参考例１）と同程度の十分に高い触媒活性が発揮されることが確認された。さらに、表２に示した結果から明らかなように、アザザダマンタン骨格の７位の位置にアルキル基を有する本発明の触媒（７−Ｂｕ−Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯ（実施例３））を用いた場合においても、アルキル基を有さない触媒（Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯ（実施例１））を用いた場合と同様の反応の変換率及び反応時間であり、７位の位置のアルキル基が触媒活性に大きな影響を及ぼさないことが確認された。また、これにより、７位の位置のアルキル基の末端にヒドロキシ基、アジ基（−Ｎ３）及びアセチレン基（−Ｃ２）等の、アルコール酸化触媒に更なる機能性を付与することが可能な基を導入することが可能であることが確認された。【０１５３】
＜活性評価２＞【０１５４】
【化２３】
2013191287.tif 000027
【０１５５】
先ず、前記式に示す反応経路のとおり、フルクトースから誘導した糖アルコールを基質として酸化反応を行った。すなわち、ｌ−メントールに代えて前記糖アルコール（２００ｍｇ、０．７９６ｍｍｏｌ）を用い、反応時間、並びに、各実施例、参考例及び比較例において得られた触媒の基質１００モルに対するモル数を、それぞれ表３に示す時間及びモル数としたこと以外は上記活性評価１と同様にして反応させた。【０１５６】
次いで、薄層クロマトグラフィーを用いて反応が完結又は停止したことを確認した後、反応液を酢酸エチルで希釈し、飽和重曹水及び２０％チオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、酢酸エチルで抽出した有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、生成物であるケトンを得た。得られたケトンのモル数（生成物量）及び反応に用いた基質のモル数（初期基質量）から、収率を次式：
収率（％）＝（生成物量／初期基質量）×１００
により算出した。結果を反応時間及び触媒量とあわせて表３に示す。【０１５７】
【表３】
2013191287.tif 000028
【０１５８】
表３に示した結果から明らかなように、本発明の触媒（Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯ（実施例１）、Ｎ−Ｔｓ−ＡＺＡＤＯ（実施例２））は、５−Ｆ−ＡＺＡＤＯ（比較例５）やＤｉＡＺＡＤＯ（参考例１）と同様に、触媒量を減じても反応を十分に進行させることが可能であることが確認された。【０１５９】
＜活性評価３＞【０１６０】
【化２４】
2013191287.tif 000029
【０１６１】
前記式に示す反応経路のとおり、アルコールの酸化反応を行った。すなわち、ｌ−メントールに代えて表４に示すアルコール（０．９６１ｍｍｏｌ）をそれぞれ基質として用い、反応時間をそれぞれ表４に示す時間としたこと以外は上記活性評価２と同様にして収率（％）を求めた。結果を各基質の構造及び反応時間とあわせて表４に示す。【０１６２】
但し、表４中、ａは触媒量が基質１００モルに対して３モルとなるように添加したことを示し、ｂは触媒量が基質１００モルに対して５モルとなるように添加したことを示し、ｃは１Ｍ酢酸に代えて０．４Ｍ酢酸を用いたことを示し、ｄは１Ｍ酢酸に代えて基質に対して２モル当量の酢酸と１Ｍアセトニトリルとの混合溶液を用いたことを示す。なお、表４中、Ｍｅはメチル基を示し、Ｐｈはフェニル基を示し、Ｂｚはベンゾイル基を示し、Ｃｂｚはベンジルオキシカルボニル基を示し、ＴＢＳはｔ−ブチルジメチルシリル基を示す。【０１６３】
【表４】
2013191287.tif 000030
【０１６４】
表４に示した結果から明らかなように、本発明の触媒（Ｏｘａ−ＡＺＡＤＯ（実施例１）、Ｎ−Ｔｓ−ＡＺＡＤＯ（実施例２））は、５−Ｆ−ＡＺＡＤＯ（比較例５）やＤｉＡＺＡＤＯ（参考例１）と同様に、ベンジルアルコール（Ｎｏ．１）や単純な脂肪族アルコール（Ｎｏ．２〜７）のみならず、ヘテロ原子を有するアルコール（Ｎｏ．８〜９）や糖アルコール（Ｎｏ．１０〜１１）、核酸誘導体（Ｎｏ．１２）、αアミノ酸由来のアミノアルコール（Ｎｏ．１３）等の幅広いアルコールを基質として酸化せしめることができることが確認された。【０１６５】
＜活性評価４＞【０１６６】
【化２５】
2013191287.tif 000031
【０１６７】
先ず、前記式に示す反応経路のとおり、ｐ−メトキシベンジルアルコールの酸化反応を行った。すなわち、ｐ−メトキシベンジルアルコール（１８１ｍｇ、１．３１ｍｍｏｌ）の酢酸溶液（１．３ｍＬ）に、実施例１において得られた触媒（２．０２ｍｇ、０．０１３１ｍｍｏｌ）、及び、亜硝酸ナトリウム（９．０４ｍｇ、０．１３１ｍｍｏｌ）を添加し、室温において、空気雰囲気（ｂａｌｌｏｏｎ）で３時間撹拌した。次いで、反応後の反応液をジエチルエーテルで希釈し、飽和重曹水及び２０％チオ硫酸ナトリウム水溶液を加えた後、ジエチルエーテルを用いて抽出した有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下において溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、ｐ−メトキシベンズアルデヒド（１６９ｍｇ、１．２４ｍｍｏｌ、収率９３％）を得た。【０１６８】
以下に得られたｐ−メトキシベンズアルデヒドについての１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。【０１６９】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ９．８９（ｓ，１Ｈ）、７．８４（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ）、７．０１（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ）、３．８９（ｓ，３Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ１９０．７、１６４．６、１３１．９、１２９．９、１１４．２、５５．５．
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ−１］）；１６８３．
ＭＳ［ｍ／ｚ〕：１３６（Ｍ＋）、１３５（１００％）．
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ．  ｆｏｒ  Ｃ８Ｈ８Ｏ２：１３６．０５２４，ｆｏｕｎｄ：１３６．０５１８。【０１７０】
＜活性評価５＞【０１７１】
【化２６】
2013191287.tif 000032
【０１７２】
先ず、前記式に示す反応経路のとおり、Ｎ−Ｃｂｚ−ｌ−プロリノール（Ｃｂｚ：ベンジルオキシカルボニル基）の酸化反応を行った。すなわち、Ｎ−Ｃｂｚ−ｌ−プロリノール（＞９９％ｅｅ（エナンチオマー過剰率）、１１５ｍｇ、４８８μｍｏｌ）のアセトニトリル溶液（４８８μＬ）に、酢酸（５６μＬ、９７６μｍｏｌ）、実施例２において得られた触媒（１．５０ｍｇ、４．８８μｍｏｌ）、及び、亜硝酸ナトリウム（３．４０ｍｇ、４８．８μｍｏｌ）を添加し、室温において、空気雰囲気（ｂａｌｌｏｏｎ）で４時間撹拌した。次いで、反応後の反応液を酢酸エチルで希釈し、飽和重曹水及び２０％チオ硫酸ナトリウム水溶液を加えた後、酢酸エチルを用いて抽出した有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下において溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、Ｎ−Ｃｂｚ−ｌ−プロリナール（＞９９％ｅｅ（エナンチオマー過剰率）、８４ｍｇ、３６０μｍｏｌ、収率７４％）を得た。なお、エナンチオマー過剰率はキラルＨＰＬＣを用いて決定した（ＣＨＩＲＡＬＰＡＣ  ＡＤ−Ｈ（Ｄａｉｃｅｌ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社製）、イソプロパノール：ヘキサン＝５：９５、流速：０．５ｍＬ／ｍｉｎ）。【０１７３】
以下に得られたＮ−Ｃｂｚ−ｌ−プロリナールについての１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。【０１７４】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ９．５９（ｓ，０．５Ｈ）、９．４９（ｓ，０．５Ｈ）、７．３８−７．３１（５Ｈ，ｍ）、５．１７（ＡＢ−ｑ，Ｊ＝１２，０Ｈｚ，２Ｈ）、４．３０（０．５Ｈ，ｂｒ−ｔ，Ｊ＝５．６Ｈｚ）、４．０２（０．５Ｈ，ｂｒ−ｔ，Ｊ＝５．６Ｈｚ）、２．１６−１．８１（ｍ，５Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ２００．０、１２８．５、１２８．１、１２８．０、６７．３、６５．２、６４．９、４７．３、４６．７、２７．８、２６．６、２４．５、２３．７．
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ−１］）：２８８２、１７３４、１６９９、１４１５、１３５６．
ＭＳ［ｍ／ｚ］：２０４（［Ｍ−ＣＨＯ］＋）、９１（１００％）．
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ．  Ｃ１２Ｈ１４ＮＯ２：２０４．１０２５，ｆｏｕｎｄ：２０４．１０３３。
【産業上の利用可能性】
【０１７５】
以上説明したように、本発明によれば、第２級アルコールの酸化においても、空気酸化においても、十分に高い触媒活性を発揮することができ、かつ、製造が容易な新規のアルコール酸化触媒及びそれを用いたアルコール酸化方法を提供することが可能となる。したがって、本発明は、医薬品、医薬品原料、農薬、化粧品、有機材料等の高付加価値有機化合物を環境調和的に合成する手段であるアルコールの触媒的空気酸化反応に適用することができ、非常に有用である。
【国際調査報告】
2013191287.tif 000035
2013191287.tif 000036
2013191287.tif 000037
2013191287.tif 000038
2013191287.tif 000039
2013191287.tif 000040