(57)【要約】電気化学反応における試薬としての一般式(I): A-X Y (式中、Aは有機残基であり、Xは荷電基であり、Yは対イオンである。)の有機化合物塩の使用及び式R1R2ZC-T-Q-X Y (式中、Xは荷電基であり、Yは対イオンであり、Zは置換することができる基であり、R1及びR2は有機残基であり、TはN-R4、O及びSより選ばれたヘテロ原子を有する基であり、Qはヘテロ原子と荷電基を結合する結合基である。)に対応する有機化合物塩。【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気化学反応における試薬としての下記一般式を有する有機化合物塩の使用。
A-X Y                    (I)
(式中、Aは有機残基であり、Xは荷電基であり、Yは対イオンである。)
【請求項２】
基Xがカチオン基である、請求項1記載の使用。 
【請求項３】
基XがNR3+であり、Rが1個又は数個の有機残基である、請求項2記載の使用。
【請求項４】
基Yが、Br-、Cl-、ClO4-、BF4-、PF6-、トルエンスルホネート(Tos-)及びベンゼンスルホネート(PhSO3-)より選ばれる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の使用。
【請求項５】
基Yが、本質的に90〜99.5質量％のClO4-、BF4-、PF6-、Tos-及びPhSO3-より選ばれた少なくとも1種のイオンと0.5〜10質量％のCl-からなる混合物である、請求項4記載の使用。
【請求項６】
有機化合物塩が下記式に対応する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機化合物の使用。
R1R2R3C-T-Q-X Y
(式中、R1R2R3Cは電気化学反応において反応することができる置換炭素原子であり、
Tは電気化学反応の活性化基であり、
Qは活性化基Tと荷電基Xを結合する結合基である。)
【請求項７】
基TがNR4、O及びSより選ばれ、ここで、R4は水素原子又は有機残基である、請求項6記載の使用。
【請求項８】
基Qが、好ましくは炭素原子1〜12個を有し、任意により官能基で置換され、任意により-(C=O)-、-N-(C=O)-、-O-(C=O)-、-(S=O)-、-N-(S=O)-、-SO2-、-N-SO2-、-(C=S)-及び-N-(C=S)-より選ばれた官能基で基Tに結合された、直鎖又は分枝鎖アルキレン基又はシクロアルケン基より選ばれる、請求項6又は7記載の使用。
【請求項９】
少なくともR3が水素である、請求項6〜8のいずれか1項に記載の使用。
【請求項１０】
有機化合物塩が少なくとも1つの立体形成中心を含み、エナンチオマー的に純粋である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の使用。
【請求項１１】
有機化合物塩が下記式に対応する、請求項6〜10のいずれか1項に記載の使用。
R1R2R3C-NR4-Q-NR3+ Y-
(式中、基Qは、好ましくは炭素原子1〜12個を有し、任意により、官能基で置換され、-(C=O)-、-N-(C=O)-、-O-(C=O)-及び-SO2-より選ばれた官能基で基Tに結合された、直鎖又は分枝鎖アルキレン基より選ばれる。)
【請求項１２】
有機化合物を製造する方法であって、
(a) 溶媒中に請求項1〜11のいずれか1項に記載の有機化合物塩を含有する溶液を調製する段階、
(b) 該溶液を、少なくとも1種の共反応体の存在下に該有機化合物塩と該共反応体との反応生成物を形成するのに十分な条件下で電気分解に供する段階
を含む、前記方法。
【請求項１３】
段階(b)が電解酸化である、請求項12記載の方法。
【請求項１４】
段階(b)が0,1〜50 A/dm2の電流密度で行われる、請求項12又は13記載の方法。
【請求項１５】
段階(b)が-50〜100℃の温度で行われる、請求項12〜14のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１６】
溶媒が本質的に共反応体からなり、好ましくは水、メタノール、エタノール及び酢酸より選ばれる、請求項12〜15のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１７】
有機化合物塩が請求項11記載のものであり、共反応体がメタノールである、請求項12〜16のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１８】
共反応体が酢酸である、請求項12〜16のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１９】
導電性塩のほとんど存在しないときに行われる、請求項12〜18のいずれか1項に記載の方法。
【請求項２０】
下記式に対応する有機化合物塩。
R1R2ZC-T-Q-X Y
(式中、Xは荷電基であり、
Yは対イオンであり、
Zは置換することができる基であり、
R1及びR2は有機残基であり、
TはN-R4、O及びSより選ばれたヘテロ原子を有する基であり、ここで、R4は水素原子又は有機残基であり、
Qはヘテロ原子と荷電基を結合する結合基である。)
【請求項２１】
基TがN-R4である、請求項20記載の有機化合物塩。
【請求項２２】
基Qが、おそらく官能基で置換され、好ましくは炭素原子1〜12個を有し、おそらく-(C=O)-、-N-(C=O)-、-O-(C=O)-、-(S=O)-、-N-(S=O)-、-SO2-、-N-SO2-、-(C=S)-及び-N-(C=S)-より選ばれた官能基で基Tに結合された、直鎖又は分枝鎖アルキレン基又はシクロアルキレン基より選ばれる、請求項20又は21記載の有機化合物塩。
【請求項２３】
基Qが、-(C=O)-、-N-(C=O)-、-O-(C=O)-、SO2-及び-N-SO2-より選ばれた官能基で基Tに結合される、請求項22記載の有機化合物塩。
【請求項２４】
基Xがカチオン基である、請求項20〜23のいずれか1項に記載の有機化合物塩。
【請求項２５】
基XがNR3+であり、Rが有機残基である、請求項20〜24のいずれか1項に記載の有機化合物塩。
【請求項２６】
基Yが、Br-、Cl-、ClO4-、BF4-、PF6-、Tos-及びPhSO3-より選ばれる、請求項20〜25のいずれか1項に記載の有機化合物塩。
【請求項２７】
基Zがメトキシである、請求項20〜26のいずれか1項に記載の有機化合物塩。
【請求項２８】
少なくとも1つの立体形成中心を有する、請求項20〜27のいずれか1項に記載の有機化合物塩。
【請求項２９】
置換反応の出発物質としての請求項20〜28のいずれか1項に記載の有機化合物塩の使用。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、電気化学反応における試薬としての有機化合物の使用及び電気化学反応段階を含む有機物質を製造する方法に関する。
【０００２】
電気化学反応は、ある種の商品、例えば、アジポニトリル、ある種のファインケミカル物質、例えば、アニスアルデヒド又はアントラキノン、ある種の特別品、例えば、システイン又はピコリン酸を製造するために工業的に用いられる。
そのような方法の経済的な側面にとって重要な技術的基準としては、特に、高化学収率、高電気化学収率、低エネルギー使用量、電気化学反応媒体における高濃度の出発物質、良好な電極安定性、長い膜寿命、生成物の分離の容易さ、溶媒を含む電解質や導電性塩を再利用する可能性が含まれる。
ドイツ特許出願第2842760号には、導電性塩の存在下にメタノール溶液中で電気化学的に酸化することによりN-アルキル化ウレタンのα位でのメチル化が記載されている。
物質の製造において有用であり且つ最大限の範囲まで上述した基準を満たす電気化学反応を見つけることは望ましいことであった。
【０００３】
従って、本発明は、電気化学反応における試薬としての下記一般式を有する有機化合物塩の使用に関する。
A-X Y                     (I)
(式中、Aは有機残基であり、Xは荷電基であり、Yは対イオンである。)
驚くべきことに、本発明の使用が、特に化学的及び電気化学的収率及びエネルギー使用量に関して、電気化学反応の効率を改善することを可能にすることがわかった。本発明の使用は、高濃度の反応体を有する媒体中で電気化学反応を行うことを可能にする。本発明の使用は、電気化学反応のための反応媒体の良好な伝導性を確実にする。電気化学反応は、導電性塩のほとんど存在しないときに行われ得る。生成物の分離は容易に達成することができ、後者はしばしば結晶形で生じる。
【０００４】
“試薬"は、例えば、反応において用いられる化合物を意味するものである。これは、塩以外の有機化合物から電気化学反応の過程で起こり得る荷電した化学種の形成と異なる。
“電気化学反応"は、特に、有機化合物塩と電極間の電子移動を含む反応や電子移動を受けた有機化合物塩の少なくとも1つの共有結合の形成又は切断を意味するものである。典型的な反応としては、C-H結合、C-C結合又はC-ヘテロ原子結合の形成が含まれる。C-O結合の形成が好ましい。
有機化合物塩においては、基Aは有機残基である。
“有機残基"は、直鎖又は分枝鎖アルキル基又はアルキレン基を有することができるあらゆる基を意味するものであり、ヘテロ原子、例えば、特に、ホウ素、ケイ素、窒素、酸素、イオウの原子を含むことができる。また、シクロアルキル基又はシクロアルキレン基、複素環、芳香族系を有することもできる。有機残基は、二重結合又は三重結合、官能基を有することができる。
【０００５】
有機残基は、少なくとも1個の炭素原子を有する。しばしば、少なくとも2個の炭素原子を有する。好ましくは、少なくとも3個の炭素原子を有する。特に好ましくは、少なくとも5個の炭素原子を有する。
有機残基は、通常は多くても100個の炭素原子を有する。しばしば、多くても50個の炭素原子を有する。好ましくは、多くても40個の炭素原子を有する。特に好ましくは、多くても30個の炭素原子を有する。
“アルキル基"は、特に、炭素原子1〜20個、好ましくは炭素原子1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個又は10個を有する直鎖又は分枝鎖アルキル置換基を意味するものである。そのような置換基の個々の例は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、n-ヘキシル、2-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、ベンジルである。
“シクロアルキル基"は、特に、炭素原子3〜10個、好ましくは炭素原子5個、6個又は7個を有する少なくとも1つの飽和炭素環を有する置換基を意味するものである。そのような置換基の個々の例は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチルである。
【０００６】
“アルキレン基"又は“シクロアルキレン基"は、上で定義したアルキル基又はシクロアルキル基から得られる特に2価の基を意味するものである。
有機残基が1個又はおそらく数個の二重結合を有する場合には、しばしば炭素原子2〜20個、好ましくは炭素原子2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個又は10個を有するアルケニル基又はシクロアルケニル基より選ばれる。そのような基の個々の例は、ビニル、1-アリル、2-アリル、n-ブタ-2-エニル、イソブテニル、1,3-ブタジエニル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル、スチリルである。
有機残基が1個又はおそらく数個の三重結合を有する場合には、しばしば炭素原子2〜20個、好ましくは炭素原子2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個又は10個を有するアルキニル基より選ばれる。そのような基の個々の例は、エチニル、1-プロピニル、2-プロピニル、n-ブタ-2-イニル、2-フェニルエチニルである。
有機残基が1個又はおそらく数個の芳香族系を有する場合には、しばしば炭素原子6〜24個、好ましくは炭素原子6〜12個を有するアリール基である。そのような基の個々の例は、フェニル、1-トリル、2-トリル、3-トリル、キシリル、1-ナフチル、2-ナフチルである。
“複素環"は、特に、少なくとも1つがヘテロ原子である、3個、4個、5個、6個、7個又は8個の原子でできた少なくとも1つの飽和又は不飽和環を有する環系を意味するものである。
複素環は、しばしば下記式に対応する。
【０００７】
【化１】
2005538254.tif 000002
【０００８】
(式中、J及びLは独立してC、N、O及びSより選ばれ、m及びnの値は独立して0〜4、好ましくは1、2又は3である。)
そのような複素環の個々の例は、アジリジン、アゼチジン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、1,2,3,4-テトラヒドロキノリン、1,2,3,4-テトラヒドロイソキノリン、ペルヒドロキノリン、ペルヒドロイソキノリン、(1H)-インドール、イソキサゾリジン、ピラゾリン、イミダゾリン、チアゾリン、フラン、テトラヒドロフラン、チオフェン、テトラヒドロチオフェン、ピラン、テトラヒドロピラン、ジオキサンである。
上で定義した有機残基は、無置換又は官能基で置換され得る。官能基は、特に、ヘテロ原子を有する又はヘテロ原子からなる置換基を意味するものである。ヘテロ原子は、しばしばB、N、O、Al、Si、P、S、Sn、As及びSe及びハロゲンより選ばれる。更にしばしば、N、O、S及びP、特にN、O及びSより選ばれる。
【０００９】
官能基は、通常は1個、2個、3個、4個、5個又は6個の原子を有する。
官能基として、例えば、ハロゲン、ヒドロキシ基、アルコキシ基、メルカプト基、アミノ基、ニトロ基、カルボニル基、アシル基、任意にエステル化されたカルボキシル基、カルボキサミド基、ウレア基、ウレタン基及び上記カルボニル基を有する基のチオレート化誘導体、ホスフィン基、ホスホネート基又はホスフェート基、スルホキシド基、スルホン基及びスルホネート基を列挙することができる。
特に、基Aは基Xと環系を形成することもできる。窒素の及び／又は酸素の原子を有する基A、特にこれらの原子を有する複素環が好ましい。基Aは、通常は、電気化学反応のために活性化された少なくとも1つの原子を有する有機残基である。
有機化合物塩においては、基Xは、カチオン基又はアニオン基である。カチオン基が好ましい。
基Xは、しばしば元素の周期表の13族、15族又は16族から少なくとも1種の原子を含有する。元素の周期表の13族又は15族から少なくとも1種の原子を有する基Xが好ましい。これらの原子の中で、第2周期と第3周期の原子が特に好ましい。窒素又はイオウの少なくとも1つの原子を有する基Xが特に非常に好ましい。
【００１０】
個々の第一態様においては、基Xは、式N-C(=NH)-NH2+に対応する。この基を有する有機化合物塩の個々の例は、アルギニンの誘導体、特にアルギニンのNα-保護アミド、例えば、上で定義した窒素を有する複素環を含むものより選ばれる。
個々の第2態様においては、基Xは、式SR2+に相当し、ここで、Rは、特に上で定義した、有機残基であり、これらの残基は同じでも異なることも又はそれら自体の間で又は基Aと環を形成することもあり得ることが理解される。Rとして上で定義したようなアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基が特に適切であり、メチル基が更に特に適切である。この基を有する有機化合物塩の個々の例は、S-アルキルメチオニンの誘導体、特に、おそらく鏡像異性的に純粋な、例えば、上で定義した窒素を有する複素環をもつS-メチルメチオニンのNα-保護アミドより選ばれる。
【００１１】
基Xがカチオン基である場合には、好ましくは式-NR3+に対応し、ここで、Rは、特に上で定義した、1種又は複数の有機残基であり、これらの残基が同じでも異なることも又はそれら自体間で又は基Aと環を形成することがあり得ることが理解される。Rとして、上で定義した通り、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基又は窒素と複素環を形成する基が特に適切である。アルキル基と窒素と複素環を形成する基が特に好ましい。
トリアルキルアミノ基の中で、トリメチルアミノ基、トリエチルアミノ基、ジエチルメチルアミノ基、ジエチルイソプロピルアミノ基が好ましい。
窒素と複素環を形成している基の中で、上で定義した、特にメチル及びエチルより選ばれたアルキル基をもつ窒素原子を有する上記の式(II)に対応する基が好ましい。
基Aと環を形成する基の中で、我々は、特に下記式に対応する基を挙げることができる。
【００１２】
【化２】
2005538254.tif 000003
【００１３】
(式中、Rは上で定義した通りであり、mは0、1、2又は3であり、nは1又は2であり、LはC、O、S及びN及びAより選ばれ、A'は残基Aの一部である。)
式-NR3+の上記の基は、例えば、三置換アミンから求核置換で置き換えることができる基、例えば、Clを有する前駆体との反応により得ることができる。
有機化学塩においては、基Yは、通常は、外部の対イオンである。即ち、共有結合で基A-Xに結合されない。
基Yは、基Xと反対の極性をもつ少なくとも1つのカチオン又は少なくとも1つのアニオンである。アニオン基が好ましい。1価のアニオンが特に好ましい。
アニオン、特にハロゲンとして、ポリフッ化又はポリオキソアニオンのような複雑な無機アニオン、及び特に有機スルホネートのような有機アニオンを挙げることができる。基Yは、好ましくは、Br-、Cl-、ClO4-、BF4-、PF6-、トルエンスルホネート(Tos-)及びベンゼンスルホネート(PhSO3-)より選ばれ得る。Cl-、ClO4-、BF4-及びPF6-より選ばれる基Yが特に好ましい。
カチオンとして、特に無機又は有機カチオンを挙げることができる。有機カチオンが好ましい。テトラアルキルアンモニウムカチオン、例えば、テトラエチルアンモニウム又はテトラ(n-ブチル)アンモニウムが特に好ましい。
【００１４】
本発明の第一使用方法においては、基Yは、電気化学反応の条件下で不活性である、特に1価の、少なくとも1種のアニオン又は少なくとも1種のカチオンを含んでいる。電気化学反応の条件下で通常安定であるアニオンの中で、特に、ポリフッ化又はポリオキソアニオンのような複雑な無機アニオン、及び特に有機スルホネートのような有機アニオンを挙げることができる。アニオンBF4-、PF6-、トルエンスルホネート(Tos-)、ベンゼンスルホネート(PhSO3-)が好ましい。カチオンとして、上記テトラアルキルアンモニウムカチオンが非常に適している。
この方法においては、不活性アニオン又はカチオンの含量は、通常は、基Yの総質量の50質量％以上である。この含量は、しばしば基Yの総質量の75質量％以上である。この含量は、好ましくは、基Yの総質量の90質量％以上である。この方法においては、基Yは、本質的には1種の不活性アニオン又は1種の不活性カチオンからなることができる。
【００１５】
この方法が特に良好な電気化学収率と化学収率を得ることを可能にすること及び有機溶媒中で特に高濃度の有機化合物塩を得ることを可能にすることがわかった。
具体的な態様においては、不活性アニオン又はカチオンの含量は、基Yの総質量の99.5質量％以下である。この態様においては、不活性アニオン又はカチオンの含量は、基Yの総質量の好ましくは97質量％以下である。この具体的な態様においては、基Yの残留部分は、有利には、電気化学反応の条件下で反応性化学種に変換することができる少なくとも1種のアニオン又は少なくとも1種のカチオンからなる。そのようなアニオンの例は、ハロゲン、特にBr-及びCl-、特にCl-である。
好ましくは、基Yは、本質的には一方では、ClO4-、BF4-、PF6-、Tos-及びPhSO3-より選ばれた少なくとも1種のイオン、もう一方ではCl-からなる混合物であることが好ましい。
この具体的な態様は、間接的な電気化学反応の選択性と生産性を改善することを可能にし、有機化合物と反応することができる酸化又は還元の手段のような活性化学種が電気化学経路によりその場で生成される。この態様も、有機化合物塩の基Yに対して外部の、反応性化学種に変換することができるアニオン又はカチオンの補助量の存在しないときに作用することを可能にする。
【００１６】
本発明は、また、本発明の第一使用方法及びその具体的な態様に対応する有機化合物塩に関する。
本発明の第二使用方法においては、有機化合物塩は下記式に対応する。
R1R2R3C-T-Q-X Y                     (IV)
(式中、R1R2R3Cは電気化学反応において反応することができる置換炭素原子であり、Tは電気化学反応の活性化基であり、Qは活性基Tと荷電基Xを結合する結合基である。)
基R1R2R3Cにおいては、R1とR2は独立して水素原子、上で定義した有機残基又はR1とR2は上で定義した有機残基を形成する。R1又はR2の少なくとも1つは、基X、基Q又は基Tと環を形成することができる。
基R3は、電気化学反応の過程で変性することができる基である。R3は、例えば、基T又は基R1又はR2のうちの1つと形成された二重結合を意味することができる。R3は、好ましくは-COOH及び水素原子より選ばれる。水素原子が特に好ましい。
【００１７】
官能基の説明に関連して前述した通り、活性化基Tは、通常はヘテロ原子である。基Tは、好ましくはNR4、O及びSより選ばれる。NR4基は、特に非常に好ましい。
R4は、上で定義した通り、水素原子又は有機残基を意味する。R4は、置換基R1又はR2と環を形成することができる。好ましくは、R4は、上で定義した通りアルキル基又はシクロアルキル基より選ばれる。特に好ましくは、R4とR1又はR2は、上の式に対応する複素環を形成する。
結合基Qは、通常は、好ましくは炭素原子1〜12個を有する、おそらく上記の通り官能基で置換された、上で定義した直鎖又は分枝鎖アルキレン基又はシクロアルケン基より選ばれる。
好ましくは、基Qは、炭素原子1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個又は8個を有するおそらく置換されたポリメチレン基である。そのような炭素原子1個、2個、3個又は4個を有する基が特に非常に好ましい。
【００１８】
基Qは、好ましくは、基Tに結合する上記のような官能基を含有する。基Tに基Qを結合する官能基の存在が、例えば、荷電基を分離する目的で、電気化学反応からの生成物と後続反応を行うことが所望される場合に特に有効であることがわかった。官能基は、また、電気化学反応の過程で補助活性化効果と安定化効果を及ぼすことができる。
基Tに基Qを結合する官能基の個々の例は、-(C=O)-、-N-(C=O)-、-O-(C=O)-、-(S=O)-、-N-(S=O)-、-SO2-、-N-SO2-、-(C=S)-及び-N-(C=S)-より選ばれる。-(C=O)-、-N-(C=O)-、-O-(C=O)-及び-SO2-より選ばれる官能基が好ましい。-(C=O)-及び-SO2-より選ばれる官能基が特に非常に好ましい。上で示したように官能基の右側の結合が基Tに結合することを意味するものである。
【００１９】
特に好ましい実施方法においては、有機化合物塩は、下記式に対応する。
R1R2R3C-NR4-Q-NR3+ Y-,                     (V)
置換基は上で定義されている。特に有機化合物塩の好ましい例は、置換基が上で定義した通りである下記式に対応する。
【００２０】
【化３】
2005538254.tif 000004
【００２１】
【化４】
2005538254.tif 000005
【００２２】
【化５】
2005538254.tif 000006
【００２３】
本発明の第三使用方法においては、有機化合物塩は少なくとも1つの立体形成中心を含んでいる。特に、有機化合物塩はキラリティの中心を有する。
1個又は数個のキラル中心が電気化学反応の過程で又は可能な後続反応の過程で形成される場合に、この方法が特に有効である。その後、形成されたジアステレオマーを容易に分離することができ、ジアステレオ選択的反応を利用することができる。
【００２４】
本発明の第三使用方法においては、有機化合物塩は、好ましくは鏡像異性的に純粋である。
“エナンチオマー的に純粋な有機化合物塩"は、本質的に1つのエナンチオマーからなるキラル有機化合物塩を意味するものである。エナンチオマー過剰率(ee)は、次の通り定義される。ee (%) = 100 (x1 - x2)/(x1 + x2)
但し、x1 > x2であり; x1及びx2はそれぞれ混合物中のエナンチオマー1又は2の含量である。
通常は、エナンチオマー過剰率が99%以上のエナンチオマー的に純粋な有機化合物塩が用いられる。エナンチオマー過剰率が99.5%以上のエナンチマー的に純粋な有機化合物塩が好ましい。特に好ましくは、エナンチオマー過剰率が99.9%以上のエナンチオマー的に純粋な有機化合物塩が用いられる。
エナンチオマー的に純粋な有機化合物塩の使用は、エナンチオマー過剰率の高い有機化合物、特に電気化学反応生成物を得ることを可能にする。
エナンチオンマー的に純粋な有機化合物塩の個々の例は、例えば、天然又は非天然のアミノ酸、例えば、特にスタキドリン又はカルニチンのアミドのトリアルキルベタインのアミドである。荷電基を有する他のアミノ酸誘導体は前述されている。
【００２５】
本発明は、また、有機化合物の製造方法であって、
(a) 溶媒中で上記説明を満たす有機化合物塩を含有する溶液を調製する段階、
(b) 溶液を、少なくとも1種の共反応体の存在下に有機化合物塩と共反応体との反応生成物を形成するのに十分な条件下で電気分解に供する段階
を含む、前記方法に関する。
本発明の方法において、段階(b)は、例えば電解還元又は電解酸化であり得る。好ましくは、段階(b)は電解酸化である。
本発明の方法においては、段階(b)は、コンパートメントセル又は非コンパートメントセルにおいて達成され得る。
段階(b)で用いられる電極は、電気化学反応の条件に抵抗しなければならない。適切な物質は、特に、金属、金属酸化物及びグラファイトより選ばれる。特に適切な金属は鋼、鉄又はチタン、特に白金族金属及びその酸化物、又はこれらの後者の物質で被覆された電極より選ばれる。プラチナ又はロジウムが好ましい。プラチナを含有する電極が、特に適切である。
【００２６】
電極間の距離は、通常は少なくとも0.2mmである。しばしば、この距離は少なくとも0.5mmである。好ましくは、少なくとも1mmである。電極の間の距離は、通常は多くても20mmである。しばしば、この距離は、多くても10mmである。好ましくは、多くても5mmである。
本発明の方法においては、通常は段階(b)は0.1A/dm2以上の電流密度で達成される。しばしば、電流密度は1A/dm2以上である。好ましくは、3A/dm2である。本発明の方法においては、段階(b)は、通常は50のA/dm2以下の電流密度で達成される。しばしば、電流密度は30のA/dm2以下である。好ましくは、20A/dm2以下である。
本発明の方法においては、段階(b)は、通常は-50℃以上の温度で達成される。しばしば、温度は-20℃以上である。好ましくは0℃以上である。本発明の方法においては、段階(b)は、通常は100℃以下の温度で達成される。しばしば、温度は80℃以下である。好ましくは、60℃以下である。
本発明の方法においては、段階(b)において用いられる溶液における有機化合物塩の濃度は、通常は0.1モル/l以上である。しばしば、この濃度は0.2モル/l以上である。好ましくは、0.25モル/l以上である。本発明の方法においては、段階(b)において用いられる溶液中の有機化合物塩の濃度は、通常は3モル/l以下である。しばしば、この濃度は2モル/l以下である。好ましくは、1モル/l以下である。
【００２７】
本発明の方法で用いうる溶媒は、通常は、反応の温度で有機化合物塩の所望の量を完全に溶解することができるものである。用いうる溶媒の例としては、水、極性有機溶媒、水と極性有機溶媒との均質混合物が挙げられる。
第一態様においては、溶媒は電気化学反応の条件下で不活性である。この場合、溶液は、通常は、電子移動を受けた有機化合物塩と反応することができる共反応体を含有する。
第二態様においては、溶媒はそれ自体そのような共反応体である。この態様においては、溶媒は、好ましくは、本質的には共反応体からなる。
本発明の方法の反応媒体の成分の数を最低限に制限することと更に電気化学反応の生成物の分離と精製を容易にすることが可能であることが見出された。
【００２８】
溶媒であることができる共反応体は、しばしば水、アルコール、カルボン酸及びその混合物より選ばれる。共反応体は、好ましくは水、メタノール、エタノール及び酢酸より選ばれる。メタノールは、特に非常に好ましい。
特に有機化合物塩が、任意により保護された上記アルギニンを含有する場合には、酢酸が特に好ましい。
本発明の方法の特に非常に好ましい方法においては、有機化合物塩は式(V)に対応し、共反応体はメタノールである。
本発明の方法は、電導性塩が実際に存在しないときに行うことができる。この場合、導電性塩の濃度は、通常は用いられる溶液の0.01モル/l未満である。好ましくは、導電性塩の濃度は0.001モル/l未満である。用いられる溶液は、本質的には導電性塩を含まないものであり得る。
段階(b)の生成物は、しばしば変性有機化合物塩である。所望の最終生産物を得るのに必要である場合には、変性有機化合物塩から開始して、例えば、必要に応じて荷電基を除去するか又は、例えば、求核又は求電子置換によりある種の置換基を変性する反応を更に行うことができる。
【００２９】
本発明は、また、下記式に対応する有機化合物塩に関する。
R1R2ZC-T-Q-X Y                     (XXIII)
(式中、Xは上で定義した荷電基であり、
Yは上で定義した対イオンであり、
Zは置換することができる基であり、
R1及びR2は上で定義した有機残基であり、
TはN-R4、O及びSより選ばれたヘテロ原子を有する基であり、NR4は上で定義した通りであり、
Qはヘテロ原子と荷電基を結合する上で定義した結合基である。)
【００３０】
本発明の有機化合物塩が、反応溶媒における溶解度に関してかなりの利点があり且つ得られた生成物の容易な分離・精製を可能にする、有機物質の製造に効率的な中間体であることが分かった。本発明の有機化合物塩がエナンチオマー的に純粋な物質である場合には、不斉合成に効率的な中間体である。
置換基Zは、特に、求核置換によって置き換えることができる基を意味する。そのような基は、例えば、ハロゲン基、特に塩素基又は臭素基、エステル基及びアルコキシ基より選ばれ得る。基Zの中のエステルは、しばしばフルオロアセテート、フルオロアルキルスルホネート又はアルキル-又はアリール-スルホネートのようなフッ化エステルより選ばれる。好ましくは、エステルは、トリフルオロアセテート、トリフルオロメタンスルホネート及びp-トリルスルホネートより選ばれる。アルコキシ基は、しばしば炭素原子1個、2個、3個又は4個を有する。メトキシ基やエトキシ基が好ましい。置換基Zとしてメトキシ基が特に非常に好ましい。
【００３１】
具体的な実施態様においては、Zは、O-アセテート(OAc)基である。本発明の使用のための上述した組み合わせと選択は、それらが適用できる程度まで、本発明の有機化合物塩に等しく適用することが理解される。
本発明の有機化合物塩は、本発明の方法によって得ることができる。
本発明の有機化合物塩は、特にZがメトキシである場合、特に酸、特にルイス酸によって触媒される、置換反応において、好ましくはアリルトリメチルシラン又はトリメチルシリルシアニド(TMSCN)のようなシリル化試薬と又は芳香族化合物と用いることができる。
本発明の有機化合物塩から得られる有機化合物の個々の例としては、プロリンやβ-プロリンのような天然又は非天然アミノ酸が挙げられる。
次の実施例は本発明を具体的に示すものであるが、本発明を限定するものではない。
【００３２】
実施例1
2-(N-ピロリドン)-N,N,N-トリエチルエタンアンモニウムテトラフルオロボレート(1)の調製
3.82モルのピロリジンを、600mlのジクロロメタン中の1.92モルのクロロアセチルクロリドの溶液に添加した。温度を0℃に維持した。有機相を、硫酸水素ナトリウム溶液と炭酸ナトリウム溶液で洗浄し、乾燥した。溶媒を蒸発した後、242gのN-(2-クロロアセチル)ピロリジンが得られた。1.64モルのこの化合物を500mlのトルエンに溶解し、231mlのトリエチルアミンを添加した。これを3時間加熱還流し、冷却後311.5gの生成物を沈殿の形に単離した。119.07gの得られた生成物を、7.21gのHBF4(ジエチルエーテル中54質量％)の存在下に、250mlの沸騰しているジクロロメタンに溶解し、112.55gの2-(N-ピロリジン)-N,N,N-トリエチルエタンアミニウムテトラフルオロボレート(1)を分離した。
【００３３】
実施例2
3-N-ピペリジン-N,N,N-トリエチルアンモニオプロパンスルホンアミドテトラフルオロボレート(2)の調製
実施例1と同様の手順によって、ピペリジン、3-クロロプロピルスルホニルクロリド、トリエチルアミンから化合物(2)を得た。
【００３４】
実施例3及び実施例4
電気化学メトキシル化
化合物(1)又は(2)をメタノールに溶解した。この溶液を、内径が9mm、外径が11mm及び有効長が27.5cmの円筒状白金アノードと、スチールカソードを備えた容積150mlの非コンパートメントセルに加えた。カソードとアノード間の距離は、2mmであった。副産物が現れたときに(100%程度の選択性)反応を停止した。
明示した条件下で、2-(N-2'メトキシピロリジン)-N,N,N-トリエチルエタンアンモニウムテトラフルオロボレート(1a)と3-N-2'メトキシピペリジン-N,N,N-トリエチルアンモニオプロパンスルホンアミドテトラフルオロボレート(2a)の合成についてそれぞれ次の結果を得た。
【００３５】
2005538254.tif 000007
【００３６】
メトキシル化生成物(1a)又は(2a)をそれぞれメタノールの蒸発によって容易に単離した。その純度は、後続反応のためのその使用を可能にするのに十分であった。
【００３７】
実施例5
1.06gの(1a)を0.9mlのトリメチルシリルシアニドと100μlのSnCl4の存在下に3mlのジクロロメタンに0℃で溶解し、その混合液を撹拌した。得られた溶液を、6mlの6N HClにより100℃の温度で加水分解に供した。酸性イオン交換カラムでろ過し、水性のNH3水(5%)で溶離した。0.25g(57%)のプロリンを含有する粗生成物を単離した。
【００３８】
実施例6
実施例3及び実施例4と実質的に同様の手順で、60mlの氷酢酸中の10.15gの(Boc)ArgProOHの溶液を、0.025A/cm2の電流密度で25℃において3時間電気分解した。HPLC分析により、出発物質の90%の変換を示した。蒸発/凍結乾燥によって得られた2.5ミリモルの粗生成物を、9ミリモルのアリルトリメチルシランと4ミリモルのTiCl4の存在下にジクロロメタン中室温で反応させた。(Boc)Arg(アリル)ピロリジンアミドに対する収率は、70%であった。
【国際調査報告】
2005538254.tif 000008
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