(57)【要約】複素環式アルコールを酸化して複素環式アルデヒドを製造する方法において、高選択率および高収率で複素環式アルデヒドを製造する。複素環の炭素原子に結合するヒドロキシメチル基を少なくとも１個分子中に有する複素環化合物を塩基の存在下に次亜ハロゲン酸塩と反応させて当該ヒドロキシメチル基を酸化して相当する複素環式アルデヒドを製造するに当たり、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基を分子中に２個以上有する２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体の共存在下に反応を行い、複素環式アルデヒドを製造する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複素環の炭素原子に結合するヒドロキシメチル基を少なくとも１個分子中に有する複素環化合物を塩基の存在下に次亜ハロゲン酸塩と反応させて当該ヒドロキシメチル基を酸化して相当する複素環式アルデヒドを製造するに当たり、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基を分子中に２個以上有する２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体の共存在下に反応を行うことを特徴とする複素環式アルデヒドの製造方法。
【請求項２】
複素環の炭素原子に結合するヒドロキシメチル基を少なくとも１個分子中に有する複素環化合物が、一般式（１）：
2003080575.tif 000022
（式中、Ｑはピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環又はチオフェン環を表す。ＣＨ２ＯＨ及びＲ１はピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環又はチオフェン環の炭素原子に結合する置換基であり、Ｒ１はアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、ヒドロキシ基又はハロゲン原子を表す。ｊはＱがピリジン環であるとき０〜４の整数であり、又はＱがピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環もしくはチオフェン環であるとき０〜３の整数である。）で示される複素環化合物であり、複素環式アルデヒドが、一般式（２）：
2003080575.tif 000023
（式中、Ｑ、Ｒ１およびｊは上記と同じ。）で示される複素環式アルデヒドである請求の範囲第１項記載の製造方法。
【請求項３】
複素環の炭素原子に結合するヒドロキシメチル基を少なくとも１個分子中に有する複素環化合物が、一般式（３）：
2003080575.tif 000024
（式中、ＣＨ２ＯＨおよびＲ２はピリジン環の炭素原子に結合する置換基であり、Ｒ２はアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、ヒドロキシ基またはハロゲン原子を表し、ｋは０〜４の整数である。）で示されるピリジンメタノール類であり、複素環式アルデヒドが、一般式（４）：
2003080575.tif 000025
（式中、Ｒ２およびｋは上記と同じ。）で示されるピリジンカルバルデヒド類である請求の範囲第１項記載の製造方法。
【請求項４】
複素環の炭素原子に結合するヒドロキシメチル基を少なくとも１個分子中に有する複素環化合物が、一般式（３）においてＲ２がアルキル基であってｋが０〜４の整数であるピリジンメタノール類であり、複素環式アルデヒドが、一般式（４）においてＲ２がアルキル基であってｋが０〜４の整数であるピリジンカルバルデヒド類である請求の範囲第３項記載の製造方法。
【請求項５】
複素環の炭素原子に結合するヒドロキシメチル基を少なくとも１個分子中に有する複素環化合物が、一般式（５）：
2003080575.tif 000026
（式中、ＣＨ２ＯＨおよびＲ３はチオフェン環の炭素原子に結合する置換基であり、Ｒ３はアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、ヒドロキシ基またはハロゲン原子を表し、ｍは０〜３の整数である。）で示されるチオフェンメタノール類であり、複素環式アルデヒドが、一般式（６）：
2003080575.tif 000027
（式中、Ｒ３およびｍは上記と同じ。）で示されるチオフェンカルバルデヒド類である請求の範囲第１項記載の製造方法。
【請求項６】
複素環の炭素原子に結合するヒドロキシメチル基を少なくとも１個分子中に有する複素環化合物が、一般式（５）においてＲ３がアルキル基であってｍが０〜３の整数であるチオフェンメタノール類であり、複素環式アルデヒドが、一般式（６）においてＲ３がアルキル基であってｍが０〜３の整数であるチオフェンカルバルデヒド類である請求の範囲第５項記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、複素環の炭素原子に結合するヒドロキシメチル基を少なくとも１個分子中に有する複素環化合物（以下、複素環式アルコールという）を酸化して複素環式アルデヒドを製造する方法に関する。
背景技術
複素環式アルコールを酸化して複素環式アルデヒドを製造する方法として、例えば、３−ピリジンメタノールまたは４−ピリジンメタノールを、塩基および２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルの存在下に次亜塩素酸ナトリウムで酸化して３−ピリジンカルバルデヒドまたは４−ピリジンカルバルデヒドを製造する方法［ヨーロッパ特許公開第３１６７８３号公報、Ｏｒｇ．Ｓｙｎｔｈ．，６９，２１２（１９９０）等］等が知られている。
本発明者らは、上記従来法に基づき複素環式アルコールを、塩基および２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルの存在下に次亜ハロゲン酸塩で酸化して複素環式アルデヒドを製造する方法について検討を行った。その結果、後述の比較例に示すように目的とする複素環式アルデヒドがさらに酸化され、複素環式カルボン酸が副生して目的とする複素環式アルデヒドの選択率および収率が満足できるものではなかった。
本発明は、複素環式アルコールを酸化して複素環式アルデヒドを製造する方法において、高選択率および高収率で複素環式アルデヒドを製造できる方法を提供することを課題とする。
発明の開示
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、複素環式アルコールを、塩基の存在下、次亜ハロゲン酸塩で酸化して複素環式アルデヒドを製造する際に、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルに代えて２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基を分子中に２個以上有する２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体を使用すると、副反応を抑制して目的の複素環式アルデヒドを高選択率および高収率で製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、複素環式アルコールを、塩基の存在下に次亜ハロゲン酸塩と反応させて当該ヒドロキシメチル基を酸化して相当する複素環式アルデヒドを製造するに当たり、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基を分子中に２個以上有する２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体の共存在下に反応を行うことを特徴とする複素環式アルデヒドの製造方法に関する。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に使用する複素環式アルコールにおける複素環としては、環の構成原子として窒素原子、硫黄原子、酸素原子からなる群より選ばれるヘテロ原子を１〜３個有する５〜６員の複素芳香環を挙げることができる。好ましくは環の構成原子として窒素原子を１〜３個有する複素芳香環、又はチオフェン環であり、より好ましくはピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、及びチオフェン環である。また本発明の複素環式アルコールは、環の炭素原子に結合するヒドロキシメチル基を少なくとも１個分子中に有するほか、本発明の酸化反応に不活性な置換基を１個以上有していてもよい。本発明の酸化反応に不活性な置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子等を挙げることができる。
好ましい複素環式アルコールは、一般式（１）：
2003080575.tif 000002
（式中、Ｑはピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環又はチオフェン環を表す。ＣＨ２ＯＨ及びＲ１はピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環又はチオフェン環の炭素原子に結合する置換基であり、Ｒ１はアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、ヒドロキシ基又はハロゲン原子を表す。ｊはＱがピリジン環であるとき０〜４の整数であり、又はＱがピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環もしくはチオフェン環であるとき０〜３の整数である。）で示される複素環化合物である。
上記一般式（１）中、Ｒ１で表されるアルキル基としては、炭素数１〜６の直鎖または分岐鎖状のアルキル基が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基である。シクロアルキル基としては、炭素数３〜８のシクロアルキル基が挙げられ、好ましくはシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基である。アラルキル基としては、ベンゼン環にメチル基およびエチル基等のアルキル基等という本発明の反応に不活性な置換基を１個以上有していてもよいベンジル基およびフェネチル基等が挙げられ、好ましくはベンジル基である。アリール基としては、芳香環にメチル基およびエチル基等のアルキル基等といった本発明の反応に不活性な置換基を１個以上有していてもよいフェニル基、ナフチル基、ピリジル基等が挙げられ、好ましくはフェニル基である。アルコキシ基としては、炭素数１〜６の直鎖または分岐鎖状のアルコキシ基が挙げられ、好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。なお、式中のｊが２以上の整数のとき、複数のＲ１はそれぞれ互いに同じかまたは異なる置換基であってよい。
さらに好ましい複素環式アルコールは、一般式（３）：
2003080575.tif 000003
（式中、ＣＨ２ＯＨおよびＲ２はピリジン環の炭素原子に結合する置換基であり、Ｒ２はアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、ヒドロキシ基またはハロゲン原子を表し、ｋは０〜４の整数である。）で示されるピリジンメタノール類、および、一般式（５）：
2003080575.tif 000004
（式中、ＣＨ２ＯＨ及びＲ３はチオフェン環の炭素原子に結合する置換基であり、Ｒ３はアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、ヒドロキシ基又はハロゲン原子を表し、ｍは０〜３の整数である。）で示されるチオフェンメタノール類である。特に好ましい複素環式アルコールは、一般式（３）においてＲ２がアルキル基であってｋが０〜４の整数であるピリジンメタノール類および一般式（５）においてＲ３がアルキル基であってｍが０〜３の整数であるチオフェンメタノール類である。
一般式（３）中、Ｒ２で表されるアルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基およびハロゲン原子は、上記一般式（１）中のＲ１で表されるそれらと同様である。式中のｋが２以上の整数のとき、複数のＲ２はそれぞれ互いに同じかまたは異なる置換基であってよい。
上記一般式（３）で示される複素環式アルコールとして、本発明において好適に使用される化合物を具体的に例示すると、２−ピリジンメタノール、３−メチル−２−ピリジンメタノール、４−メチル−２−ピリジンメタノール、５−メチル−２−ピリジンメタノール、６−メチル−２−ピリジンメタノール、３−エチル−２−ピリジンメタノール、４−エチル−２−ピリジンメタノール、５−エチル−２−ピリジンメタノール、６−エチル−２−ピリジンメタノール、３−ｎ−プロピル−２−ピリジンメタノール、４−ｎ−プロピル−２−ピリジンメタノール、５−ｎ−プロピル−２−ピリジンメタノール、６−ｎ−プロピル−２−ピリジンメタノール、３−イソプロピル−２−ピリジンメタノール、４−イソプロピル−２−ピリジンメタノール、５−イソプロピル−２−ピリジンメタノール、６−イソプロピル−２−ピリジンメタノール、３−ベンジル−２−ピリジンメタノール、４−ベンジル−２−ピリジンメタノール、５−ベンジル−２−ピリジンメタノール、６−ベンジル−２−ピリジンメタノール、３−フェニル−２−ピリジンメタノール、４−フェニル−２−ピリジンメタノール、５−フェニル−２−ピリジンメタノール、６−フェニル−２−ピリジンメタノール、３−メトキシ−２−ピリジンメタノール、４−メトキシ−２−ピリジンメタノール、５−メトキシ−２−ピリジンメタノール、６−メトキシ−２−ピリジンメタノール、３−ニトロ−２−ピリジンメタノール、４−ニトロ−２−ピリジンメタノール、５−ニトロ−２−ピリジンメタノール、６−ニトロ−２−ピリジンメタノール、３−ヒドロキシ−２−ピリジンメタノール、４−ヒドロキシ−２−ピリジンメタノール、５−ヒドロキシ−２−ピリジンメタノール、６−ヒドロキシ−２−ピリジンメタノール、３−クロロ−２−ピリジンメタノール、４−クロロ−２−ピリジンメタノール、５−クロロ−２−ピリジンメタノール、６−クロロ−２−ピリジンメタノール、３−ピリジンメタノール、２−メチル−３−ピリジンメタノール、４−メチル−３−ピリジンメタノール、５−メチル−３−ピリジンメタノール、６−メチル−３−ピリジンメタノール、２−エチル−３−ピリジンメタノール、４−エチル−３−ピリジンメタノール、５−エチル−３−ピリジンメタノール、６−エチル−３−ピリジンメタノール、２−ｎ−プロピル−３−ピリジンメタノール、４−ｎ−プロピル−３−ピリジンメタノール、５−ｎ−プロピル−３−ピリジンメタノール、６−ｎ−プロピル−３−ピリジンメタノール、２−イソプロピル−３−ピリジンメタノール、４−イソプロピル−３−ピリジンメタノール、５−イソプロピル−３−ピリジンメタノール、６−イソプロピル−３−ピリジンメタノール、２−ベンジル−３−ピリジンメタノール、４−ベンジル−３−ピリジンメタノール、５−ベンジル−３−ピリジンメタノール、６−ベンジル−３−ピリジンメタノール、２−フェニル−３−ピリジンメタノール、４−フェニル−３−ピリジンメタノール、５−フェニル−３−ピリジンメタノール、６−フェニル−３−ピリジンメタノール、２−メトキシ−３−ピリジンメタノール、４−メトキシ−３−ピリジンメタノール、５−メトキシ−３−ピリジンメタノール、６−メトキシ−３−ピリジンメタノール、２−ニトロ−３−ピリジンメタノール、４−ニトロ−３−ピリジンメタノール、５−ニトロ−３−ピリジンメタノール、６−ニトロ−３−ピリジンメタノール、２−ヒドロキシ−３−ピリジンメタノール、４−ヒドロキシ−３−ピリジンメタノール、５−ヒドロキシ−３−ピリジンメタノール、６−ヒドロキシ−３−ピリジンメタノール、２−クロロ−３−ピリジンメタノール、４−クロロ−３−ピリジンメタノール、５−クロロ−３−ピリジンメタノール、６−クロロ−３−ピリジンメタノール、４−ピリジンメタノール、２−メチル−４−ピリジンメタノール、３−メチル−４−ピリジンメタノール、２−エチル−４−ピリジンメタノール、３−エチル−４−ピリジンメタノール、２−ｎ−プロピル−４−ピリジンメタノール、３−ｎ−プロピル−４−ピリジンメタノール、２−イソプロピル−４−ピリジンメタノール、３−イソプロピル−４−ピリジンメタノール、２−ベンジル−４−ピリジンメタノール、３−ベンジル−４−ピリジンメタノール、２−フェニル−４−ピリジンメタノール、３−フェニル−４−ピリジンメタノール、２−メトキシ−４−ピリジンメタノール、３−メトキシ−４−ピリジンメタノール、２−ニトロ−４−ピリジンメタノール、３−ニトロ−４−ピリジンメタノール、２−ヒドロキシ−４−ピリジンメタノール、３−ヒドロキシ−４−ピリジンメタノール、２−クロロ−４−ピリジンメタノール、３−クロロ−４−ピリジンメタノール等が、本発明において有効である。
一般式（５）中、Ｒ３で表されるアルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基およびハロゲン原子は、上記一般式（１）中のＲ１で表されるそれらと同様である。式中のｍが２以上の整数のとき、複数のＲ３はそれぞれ互いに同じかまたは異なる置換基であってよい。
上記一般式（５）で示される複素環式アルコールとして、本発明において好適に使用される化合物を具体的に例示すると、２−チオフェンメタノール、３−メチル−２−チオフェンメタノール、４−メチル−２−チオフェンメタノール、５−メチル−２−チオフェンメタノール、３−エチル−２−チオフェンメタノール、４−エチル−２−チオフェンメタノール、５−エチル−２−チオフェンメタノール、３−ｎ−プロピル−２−チオフェンメタノール、４−ｎ−プロピル−２−チオフェンメタノール、５−ｎ−プロピル−２−チオフェンメタノール、３−イソプロピル−２−チオフェンメタノール、４−イソプロピル−２−チオフェンメタノール、５−イソプロピル−２−チオフェンメタノール、３−ベンジル−２−チオフェンメタノール、４−ベンジル−２−チオフェンメタノール、５−ベンジル−２−チオフェンメタノール、３−フェニル−２−チオフェンメタノール、４−フェニル−２−チオフェンメタノール、５−フェニル−２−チオフェンメタノール、３−メトキシ−２−チオフェンメタノール、４−メトキシ−２−チオフェンメタノール、５−メトキシ−２−チオフェンメタノール、３−ニトロ−２−チオフェンメタノール、４−ニトロ−２−チオフェンメタノール、５−ニトロ−２−チオフェンメタノール、３−ヒドロキシ−２−チオフェンメタノール、４−ヒドロキシ−２−チオフェンメタノール、５−ヒドロキシ−２−チオフェンメタノール、３−クロロ−２−チオフェンメタノール、４−クロロ−２−チオフェンメタノール、５−クロロ−２−チオフェンメタノール、３−チオフェンメタノール、２−メチル−３−チオフェンメタノール、４−メチル−３−チオフェンメタノール、５−メチル−３−チオフェンメタノール、２−エチル−３−チオフェンメタノール、４−エチル−３−チオフェンメタノール、５−エチル−３−チオフェンメタノール、２−ｎ−プロピル−３−チオフェンメタノール、４−ｎ−プロピル−３−チオフェンメタノール、５−ｎ−プロピル−３−チオフェンメタノール、２−イソプロピル−３−チオフェンメタノール、４−イソプロピル−３−チオフェンメタノール、５−イソプロピル−３−チオフェンメタノール、２−ベンジル−３−チオフェンメタノール、４−ベンジル−３−チオフェンメタノール、５−ベンジル−３−チオフェンメタノール、２−フェニル−３−チオフェンメタノール、４−フェニル−３−チオフェンメタノール、５−フェニル−３−チオフェンメタノール、２−メトキシ−３−チオフェンメタノール、４−メトキシ−３−チオフェンメタノール、５−メトキシ−３−チオフェンメタノール、２−ニトロ−３−チオフェンメタノール、４−ニトロ−３−チオフェンメタノール、５−ニトロ−３−チオフェンメタノール、２−ヒドロキシ−３−チオフェンメタノール、４−ヒドロキシ−３−チオフェンメタノール、５−ヒドロキシ−３−チオフェンメタノール、２−クロロ−３−チオフェンメタノール、４−クロロ−３−チオフェンメタノール、５−クロロ−３−チオフェンメタノール等が、本発明において有効である。
そして本発明の酸化反応によって、反応に用いた複素環式アルコールに応じ、そのヒドロキシメチル基がホルミル基に転化した複素環式アルデヒドが製造できる。例えば、上記一般式（１）で示される複素環化合物からは、分子中に有するヒドロキシメチル基がホルミル基に転化した一般式（２）：
2003080575.tif 000005
（式中、Ｑ、Ｒ１およびｊは上記と同じ。）で示される複素環式アルデヒドを製造でき、また上記一般式（３）で示されるピリジンメタノール類からは、該ピリジンメタノール類の分子中に有するヒドロキシメチル基がホルミル基に転化した一般式（４）：
2003080575.tif 000006
（式中、Ｒ２およびｋは上記と同じ。）で示されるピリジンカルバルデヒド類が製造できる。
また上記一般式（５）で示されるチオフェンメタノール類からは、該チオフェンメタノール類の分子中に有するヒドロキシメチル基がホルミル基に転化した一般式（６）：
2003080575.tif 000007
（式中、Ｒ３およびｍは上記と同じ。）で示されるチオフェンカルバルデヒド類が製造できる。
本発明では、複素環式アルコールの酸化反応において、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基、すなわち、次の式：
2003080575.tif 000008
で示される基を分子中に２個以上好ましくは４個以上有する２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体を用いることが重要である。これら２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体を用いて酸化反応を行うことによって副反応を抑制し、複素環式アルデヒドを選択的にかつ高収率で製造することができる。
分子中に２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基を２個以上有する有機化合物としては、例えば、プラスッチク添加剤として知られているヒンダードアミン系光安定剤（ＨＡＬＳ）のうち２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル基を分子中に２個以上有する化合物を、イミンからイミン−Ｎ−オキシルを製造するための公知の方法によって酸化して、２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル基を２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基に転化せしめた化合物等を挙げることができる。
具体的には、例えば、一般式（７）：
2003080575.tif 000009
（式中、Ａは２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基を表し、Ｘは単結合、炭素数１〜１２のアルキレン基、置換基を有していてもよいフェニレン基、置換基を有していてもよいナフチレン基、式：
2003080575.tif 000010
で表される２価の基または式：
2003080575.tif 000011
で表される２価の基である。）で示される化合物［以下、化合物（７）という。］、一般式（８）：
2003080575.tif 000012
（式中、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は同じかまたは互いに異なってそれぞれ２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基またはアルキル基を表し、それらの少なくとも２つは２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基である。）で示される化合物［以下、化合物（８）という。］、一般式（９）：
2003080575.tif 000013
（式中、Ａは上記と同じ、ｎは１〜１０の整数である。）で示される化合物［以下、化合物（９）という。］、一般式（１０）：
2003080575.tif 000014
（式中、Ａは上記と同じであり、ｐは１〜１０の整数である。）で示される化合物［以下、化合物（１０）という。］、一般式（１１）：
2003080575.tif 000015
（式中、Ａは上記と同じであり、Ｙは式：
2003080575.tif 000016
で表される４価の基を表し、ｑは１〜１０の整数である。）で示される化合物［以下、化合物（１１）という。］、一般式（１２）：
2003080575.tif 000017
（式中、Ａは上記と同じ。）で示される化合物［以下、化合物（１２）という。］、一般式（１３）：
2003080575.tif 000018
（式中、Ａは上記と同じ、ｒは１０〜１０００の整数である）で示される化合物［以下、化合物（１３）という。］、一般式（１４）：
2003080575.tif 000019
（式中、Ａは上記と同じ、ｓは２〜１０００の整数である。）で示される化合物［以下、化合物（１４）という。］または一般式（１５）：
2003080575.tif 000020
（式中、Ａは上記と同じ、ｔは２〜１０００の整数である。）で示される化合物［以下、化合物（１５）という。］等を挙げることができる。化合物１０、１２、１４および１５は新規化合物である。
化合物（７）において一般式（７）中のＸで表されるアルキレン基としては、単結合、炭素数１〜１２の直鎖または分岐鎖状のアルキレン基が挙げられ、好ましくは、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ヘキサエメチレン基、オクタメチレン基等の炭素数２〜８の直鎖または分岐鎖状のアルキレン基である。一般式（７）中のＸがアルキレン基である化合物（７）の具体例としては、例えば、Ｘがオクタメチレン基である化合物を挙げることができ、当該化合物は、アデカスタブＬＡ−７７（商品名、旭電化工業株式会社製）を、イミンからイミン−Ｎ−オキシルを製造する公知の方法によって酸化して製造することができる。
化合物（８）において一般式（８）中のＲ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７で表されるアルキル基としては、炭素数１〜１５の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられ、好ましくはトリデシル基である。化合物（８）の具体例としては、例えば、一般式（８）中のＲ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７が全て２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基である化合物を挙げることができ、当該化合物は、アデカスタブＬＡ−５７（商品名、旭電化工業株式会社製）を、イミンからイミン−Ｎ−オキシルを製造するための公知の方法によって酸化して製造することができる。
化合物（９）において一般式（９）中のｎは１〜１０の整数であり、好ましくは３〜５の整数である。化合物（９）の具体例としては、例えば、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ９４４ＬＤ（商品名、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製）を、イミンからイミン−Ｎ−オキシルを製造するための公知の方法によって酸化して製造できる、一般式（９）中のｎが３〜５の化合物を挙げることができる。
化合物（１０）において一般式（１０）中のｐは１〜１０の整数であり、好ましくは２〜４の整数である。化合物（１０）の具体例としては、例えば、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ２０２０ＦＤＬ（商品名、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製）を、イミンからイミン−Ｎ−オキシルを製造するための公知の方法によって酸化して製造できる、一般式（１０）中のｐが２〜４の化合物を挙げることができる。より詳しい製造方法を次に説明する。
化合物（１０）は一般式（１６）：
2003080575.tif 000021
で示されるトリアジン誘導体（以下、化合物（１６）という）を過酸化物にて反応させることにより、製造できる。
溶媒は、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、エーテル系溶媒等から選ばれる少なくとも１種、もしくは混合溶媒であればよい。芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が、脂肪族炭化水素としては、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン等が、脂環式炭化水素としては、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロヘプタン等が、エーテル系溶媒としては、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等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましくは、化合物（１６）が溶解する溶媒（例えば、テトラヒドロフラン等）がよい。
溶媒の使用量には特に制限はないが、化合物（１６）１００重量部に対して通常１０〜１００００重量部、好ましくは１００〜２０００重量部である。
過酸化物としては、過酸化水素並びにヒドロペルオキシドおよび過酸等の有機過酸化物のいずれも使用することができるが、経済性、廃棄物量の削減の観点から過酸化水素が好ましい。過酸化水素を使用するときは、通常５〜７０重量％水溶液、好ましくは２０〜５０重量％水溶液が用いられる。過酸化物の使用量は、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基１モルに対して１．５〜５０モル、好ましくは１．５〜１０モルである。
反応の際、添加剤としてシアノ基を有する有機化合物の存在下に反応を行ってもよい。添加剤としては、化合物（１６）１００重量部に対して、通常１０〜１００００重量部、好ましくは１００〜５００重量部である。シアノ基を有する有機化合物としては、アクリロニトリルのように重合性不飽和結合を分子内に有する化合物を除き特に限定されないが、好ましくは、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、カプロニトリル等の脂肪族ニトリル、ベンゾニトリル、トルニトリル等の芳香族ニトリルである。また、過酸化物として過酸化水素の水溶液を使用するとき、シアノ基を有する有機化合物は、水溶性のものが好ましく、特に好ましくはアセトニトリルおよび／またはプロピオニトリルである。
また触媒を使用することができる。触媒としては、立体障害を有する第２級アミンを過酸化物で酸化して対応するニトロキシド遊離基を有する化合物を製造する公知の方法に使用されている触媒を挙げることができる。好ましい触媒は、タングステン、モリブデン等の１８族型元素周期律表第６族から選ばれる金属元素を含む化合物である。タングステンの化合物としては、例えば、タングステン酸、リンタングステン酸、パラタングステン酸並びにそれらのアルカリ金属塩（ナトリウム塩、カリウム塩等）およびアンモニウム塩等が挙げられ、モリブデンの化合物としては、例えば、モリブデン酸、酸化モリブデン、モリブデンカルボニル並びにそれらのアルカリ金属塩（ナトリウム塩、カリウム塩等）およびアンモニウム塩等が挙げられ、具体的にはパラタングステン酸アンモニウム、タングステン酸ナトリウム、リンタングステン酸、モリブデン酸ナトリウム、三酸化モリブデン、モリブデンヘキサカルボニル等が挙げられ挙げられる。
触媒の使用量は、化合物（１６）１００重量部に対して、通常０．０１〜１００重量部、好ましくは１〜１０重量部である。
化合物（１０）の製造を実施するには、例えば、先ず反応器に化合物（１６）、溶媒、添加剤、触媒を仕込み、撹拌をしながら、過酸化物を滴下する。反応温度には、本発明に用いられる化合物の沸点以下の温度であればよいが、好ましくは、２０〜７０℃である。反応時間は、反応温度、添加剤、触媒等によって左右されるが、通常１時間〜４８時間程度である。反応後は、例えば、水等の貧溶媒に反応液を滴下し、析出した結晶をろ別、洗浄、減圧乾燥を行うことで目的物を単離することができる。
化合物（１１）において一般式（１１）中のｑは１〜１０の整数であり、好ましくは１〜２の整数である。化合物（１１）の具体例としては、例えば、アデカスタブＬＡ−６８（商品名、旭電化工業株式会社製）を、イミンからイミン−Ｎ−オキシルを製造するための公知の方法によって酸化して製造できる、一般式（１１）中のｑが１〜２の化合物を挙げることができる。
化合物（１２）はペンタエリスリトールとベンゼンスルホニルクロリドを反応させた２，２−ビス（ベンゼンスルホニルオキシメチル）−１，３−プロパンジオール  ジベンゼンスルホネートと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルのアルカリ金属塩を反応させることにより製造できる。より詳しい製造方法を次に説明する。
ペンタエリスリトールとベンゼンスルホニルクロリドとの反応に溶媒を使用できる。溶媒はベンゼンスルホニルクロリドと反応しない溶媒であれば、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、含硫黄有機化合物および含窒素有機化合物等から選ばれる少なくとも１種、もしくは混合溶媒であればよい。芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が、脂肪族炭化水素としては、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン等が、脂環式炭化水素としては、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロヘプタン等が挙げられる。また、含窒素有機化合物としては、ピリジン、ジメチルホルムアミド等が、含硫黄有機化合物としては、ジメチルスルホキシド等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましくは、ペンタエリスリトールが溶解する溶媒（例えば、ピリジン等）で公知方法の脱水処理を行なったものがよい。溶媒の使用量には特に制限はないが、ペンタエリスリトール１００重量部に対して通常１０〜１００００重量部、好ましくは１００〜２０００重量部である。
２，２−ビス（ベンゼンスルホニルオキシメチル）−１，３−プロパンジオール  ジベンゼンスルホネートの製造を実施するには、例えば不活性ガス存在下、先ず反応器にペンタエリスリトール、溶媒を仕込み、撹拌をしながら、塩化ベンゼンスルホニルを滴下する。反応温度には特に制限はなく、本発明に用いられる化合物の沸点以下の温度であればよい。好ましくは、０〜５０℃である。反応時間は、反応温度によって左右されるが、通常１０分〜１０時間程度である。反応後は、例えば、析出した結晶をろ別、再結晶を行うことで目的物を単離することができる。
２，２−ビス（ベンゼンスルホニルオキシメチル）−１，３−プロパンジオール  ジベンゼンスルホネートと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルのアルカリ金属塩との反応に溶媒を使用できる。溶媒は水素化ナトリウムと反応しない溶媒であれば、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、含硫黄有機化合物および含窒素有機化合物等から選ばれる少なくとも１種、もしくは混合溶媒であればよい。芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が、脂肪族炭化水素としては、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン等が、脂環式炭化水素としては、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロヘプタン等が挙げられる。また、含窒素有機化合物としては、ピリジン、ジメチルホルムアミド等が、含硫黄有機化合物としては、ジメチルスルホキシド等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましくは、公知方法の脱水処理を行なったものがよい。溶媒の使用量には特に制限はないが、２，２−ビス（ベンゼンスルホニルオキシメチル）−１，３−プロパンジオール  ジベンゼンスルホネート１００重量部に対して通常１０〜５００００重量部、好ましくは１００〜５０００重量部である。４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルの塩を形成させるには塩基を使用する。塩基は、ナトリウム、カリウム、リチウム、水素化ナトリウム、ｔ−ブトキシカリウム等を使用してよいが、好ましくは水素化ナトリウムである。水素化ナトリウム市販品の油分を洗浄せずにそのまま使用してもよいが、好ましくはｎ−ヘキサン等で洗浄したものを使用したほうがよい。また、塩基の量は、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル１モルに対して、通常１〜３０モル、好ましくは、１〜３モル使用する。
化合物（１２）の製造を実施するには、例えば不活性ガス存在下、先ず反応器に塩基、溶媒を仕込み、撹拌をしながら、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル溶液を滴下する。４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルのアルカリ金属塩を形成させる反応温度には特に制限はなく、本発明に用いられる化合物の沸点以下の温度であればよい。好ましくは、０〜５０℃である。反応時間は、反応温度によって左右されるが、通常１０分〜１０時間程度である。
その後、２，２−ビス（ベンゼンスルホニルオキシメチル）−１，３−プロパンジオール  ジベンゼンスルホネート溶液を滴下し反応させる。反応温度には特に制限はなく、本発明に用いられる化合物の沸点以下の温度であればよい。好ましくは、０〜５０℃である。反応時間は、反応温度によって左右されるが、通常１０分〜２４時間程度である。反応後は、例えば、析出した結晶をろ別し、ろ液を濃縮乾固し、洗浄、抽出を繰り返すことで、目的物を単離することができる。
化合物（１３）において一般式（１３）中のｒは１０〜１０００の整数であり、好ましくは１０〜１００の整数である。化合物（１３）は、アデカスタブＬＡ−８７（商品名、旭電化工業株式会社製）を重合させて得られるオリゴマーおよび／またはポリマーを、イミンからイミン−Ｎ−オキシルを製造するための公知の方法によって酸化して製造することができる。
化合物（１４）において一般式（１４）中のｓは２〜１０００の整数であり、好ましくは１０〜２００の整数である。化合物（１４）は、グリシジルメタクリレートを重合させて得られるオリゴマーおよび／またはポリマーを、４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルと反応させて製造することができる。より詳しい製造方法を次に説明する。
グリシジルメタクリレートを重合させて得られるオリゴマーおよび／またはポリマーはグリシジルメタクリレートを重合開始剤の存在下に重合して得られる。重合時の溶媒としては、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、脂肪族ケトン、含硫黄有機化合物および含窒素有機化合物等から選ばれる少なくとも１種、もしくは混合溶媒であればよい。芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が、脂肪族炭化水素としては、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン等が、脂環式炭化水素としては、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロヘプタン等が挙げられる。また、脂肪族ケトンとしてはアセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、イソプロピルメチルケトン、ブチルメチルケトン、イソブチルメチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジブチルケトン、ジイソブチルケトン等が、含窒素有機化合物としては、ピリジン、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン等が、含硫黄有機化合物としては、ジメチルスルホキシド等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。溶媒の使用量には特に制限はないが、モノマー１００重量部に対して通常１０〜１００００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。
使用できる重合開始剤としては、重合に使用する溶媒に溶解するものであればよく従来公知の重合開始剤が挙げられ、例えば、２，２′−アゾビスイソブチロニトリル、２，２′−アゾビス−２−メチルブチロニトリル、２，２′−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル等のアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート等の有機過酸化物系重合開始剤等が挙げられる。重合開始剤の使用量は、モノマー１００量部に対して、通常０．０１〜５０重量部、好ましくは０．１〜１０重量部である。
グリシジルメタクリレートオリゴマーおよび／またはポリマーの製造を実施するには、例えば不活性ガス存在下、先ず反応器にグリシジルメタクリレート、溶媒、重合開始剤を仕込み、その後、撹拌する。反応温度には特に制限はなく、本発明に用いられる化合物の沸点以下の温度であればよい。反応時間は、重合開始剤量、反応温度等によって左右されるが、通常１０分〜２４時間程度である。反応後は、例えば、析出した結晶をろ別、洗浄および減圧乾燥を行うことで目的物を単離することができる。
グリシジルメタクリレートオリゴマーおよび／またはポリマーと４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル化合物の反応時の溶媒としては、アミノ基と反応しない芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、含硫黄有機化合物および含窒素有機化合物等から選ばれる少なくとも１種、もしくは混合溶媒であればよい。好ましくは、グリシジルメタクリレートオリゴマーおよび／またはポリマーおよび４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルが溶解する溶媒（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、シクロヘキサン等）がよい。
４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルの使用量は、グリシジルメタクリレート１モルに対して、通常１〜２０モル、好ましくは１〜３モルである。
化合物（１４）の製造を実施するには、例えば、不活性ガス存在下、先ず反応器にグリシジルメタクリレート重合体、溶媒、４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルを仕込み、撹拌する。反応温度は、本発明に用いられる化合物の沸点より低い温度であればよいが、好ましくは５０〜１００℃である。反応時間は、反応温度、４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルの使用量等によって左右されるが、通常１時間〜４８時間程度である。反応後は、例えば、析出した結晶をろ別、洗浄および減圧乾燥を行うことで目的物を単離することができる。
化合物（１５）において一般式（１５）中のｔは２〜１０００の整数であり、好ましくは１０〜１００の整数である。化合物（１５）は、２−イソシアナトエチルメタクリレートを重合させて得られるオリゴマーおよび／またはポリマーを、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルと反応させて製造することができる。より詳しい製造方法を次に説明する。
２−イソシアナトエチルメタクリレートを重合させて得られるオリゴマーおよび／またはポリマーは２−イソシアナトエチルメタクリレートを重合開始剤の存在下に重合して得られる。
重合時の溶媒としては、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、脂肪族ケトン、含硫黄有機化合物および含窒素有機化合物等から選ばれる少なくとも１種、もしくは混合溶媒であればよい。芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が、脂肪族炭化水素としては、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン等が、脂環式炭化水素としては、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロヘプタン等が挙げられる。また、脂肪族ケトンとしてはアセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、イソプロピルメチルケトン、ブチルメチルケトン、イソブチルメチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジブチルケトン、ジイソブチルケトン等が、含窒素有機化合物としては、ピリジン、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン等が、含硫黄有機化合物としては、ジメチルスルホキシド等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。溶媒の使用量には特に制限はないが、モノマー１００重量部に対して通常１０〜１００００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。
使用できる重合開始剤としては、重合に使用する溶媒に溶解するものであればよく従来公知の重合開始剤が挙げられ、例えば、２，２′−アゾビスイソブチロニトリル、２，２′−アゾビス−２−メチルブチロニトリル、２，２′−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル等のアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート等の有機過酸化物系重合開始剤等が挙げられる。重合開始剤の使用量は、モノマー１００量部に対して、通常０．０１〜５０重量部、好ましくは０．１〜１０重量部である。
２−イソシアナトエチルメタクリレートオリゴマーおよび／またはポリマーの製造を実施するには、例えば不活性ガス存在下、先ず反応器に２−イソシアナトエチルメタクリレート、溶媒、重合開始剤を仕込み、その後、撹拌する。反応温度には特に制限はなく、本発明に用いられる化合物の沸点以下の温度であればよい。反応時間は、重合開始剤量、反応温度等によって左右されるが、通常１０分〜２４時間程度である。反応後は、例えば、析出した結晶をろ別、洗浄および減圧乾燥を行うことで目的物を単離することができる。
２−イソシアナトエチルメタクリレートオリゴマーおよび／またはポリマーと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル化合物の反応時の溶媒としては、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、脂肪族ケトン、含硫黄有機化合物および含窒素有機化合物等から選ばれる少なくとも１種、もしくは混合溶媒であればよい。好ましくは、２−イソシアナトエチルメタクリレート重合体および４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルが溶解する溶媒（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等）がよい。
４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルの使用量は、２−イソシアナトエチルメタクリレート１モルに対して、通常１〜２０モル、好ましくは１〜５モルである。また、反応促進させる添加剤として、３級アミン（トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、４−ジメチルアミノピリジン等）を適時使用することができる。
化合物（１５）の製造を実施するには、例えば、不活性ガス存在下、先ず反応器に２−イソシアナトエチルメタクリレート重合体、溶媒、添加剤、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルを仕込み、撹拌する。反応温度は、本発明に用いられる化合物の沸点より低い温度であればよいが、好ましくは５０〜１００℃である。反応時間は、反応温度、添加剤量、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルの使用量等によって左右されるが、通常１時間〜４８時間程度である。反応後は、例えば、析出した結晶をろ別、洗浄および減圧乾燥を行うことで目的物を単離することができる。
本発明の酸化反応において使用される上記２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体の使用量は、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体が分子中に有する２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基に換算して、複素環式アルコール１モルに対して通常０．００１〜１モル、好ましくは０．０１〜０．１モルである。
本発明の酸化反応に用いる次亜ハロゲン酸塩としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属およびカルシウム等のアルカリ土類金属の次亜塩素酸塩および次亜臭素酸塩が挙げられ、好ましくは次亜塩素酸アルカリ、特に好ましくは次亜塩素酸ナトリウムである。当該次亜ハロゲン酸塩は通常水溶液として反応系に加えられる。次亜ハロゲン酸塩の使用量は複素環式アルコールが有するヒドロキシメチル基の１モルに対して０．５〜１０モル、好ましくは１〜１．５モルの範囲が適切である。
本発明の酸化反応は塩基の存在下に行われる。好ましい塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩または炭酸水素塩であり、特にアルカリ金属の炭酸水素塩が好ましい。塩基は、反応系の水性溶液のｐＨが８〜１２、好ましくはｐＨが９〜１０となるように用いるのがよい。
本発明の酸化反応には通常溶媒を使用する。溶媒としては、水および水と疎水性有機溶媒の混合溶媒を使用することができる。疎水性有機溶媒としては、塩化メチレン、ジクロロエタン、クロロホルムおよび四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびメシチレン等の芳香族炭化水素、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素、エチルエーテル、イソプロピルエーテルおよびｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル等のエーテル類並びに酢酸エチル等の脂肪酸エステル等が挙げられる。溶媒の使用量には特に制限はないが、複素環式アルコール１重量部に対して１〜１５重量部が好適である。
なお、本発明の酸化反応において溶媒として水のみを用いるとき、上記化合物（７）〜（１５）の２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体を使用するのが、反応終了後の反応混合物からろ過によりこれら２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体を容易に回収することができ、本発明の酸化反応に再使用することができるので特に好ましい方法である。
また、本発明において、反応促進のため反応系に臭素イオン源になる化合物、例えば、臭化カリウム、臭化ナトリウム等の臭化アルカリ金属塩、またはテトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムクロリド等の第４級アンモニウム塩を添加してもよい。これら臭化アルカリ金属塩の使用量は、複素環式アルコールに対して０．０５〜０．５当量、好ましくは０．１〜０．２当量である。また、第４級アンモニウム塩の使用量は、複素環式アルコール１重量部に対して０．００１〜０．５重量部、好ましくは０．０１〜０．１重量部である。
本発明の酸化反応の実施方法としては、例えば、複素環式アルコール、本発明の２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体、塩基および溶媒の混合物中に、攪拌下、次亜ハロゲン酸塩を好ましくは水溶液として滴下混合して反応させる方法、本発明の２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体、塩基および溶媒の混合物中に、攪拌下、複素環式アルコールおよび次亜ハロゲン酸塩のそれぞれを、同時に滴下して反応させる方法等が挙げられる。
本発明の酸化反応の具体的な実施態様の一例を以下示す。
本発明の２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体、複素環式アルコール、塩基及び溶媒の混合物を−１０〜５０℃、好ましくは０〜２０℃に保ちながら、ここに次亜ハロゲン酸塩、好ましくは次亜ハロゲン酸塩の水溶液を０．５〜２４時間で滴下しながら反応させ、滴下終了後同温度に０．５〜１０時間保持して反応を完結させる。このようにして反応を行うことにより、複素環式カルボン酸等の副生を抑制して高選択率及び高収率で複素環式アルデヒドを生成せしめることができる。
反応終了後の反応混合物から複素環式アルデヒドを単離するには、例えば、トルエン等で抽出し、その後、蒸留により目的とする複素環式アルデヒドを得ることができる。
以下に実施例を示し、本発明をさらに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。
参考例１  化合物（９）の製造
容量１０００ｍｌの反応器に、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ９４４ＬＤ（商品名、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製、分子量２０００〜３１００）１００．０ｇ（０．１７モル）、テトラヒドロフラン３００．０ｇおよびアセトニトリル２００．０ｇを仕込み、５０℃に昇温した。次いで３５％過酸化水素１００．０ｇ（１．０３モル）を１時間かけて滴下し、５０〜５５℃で１５時間反応させた。さらに、３５％過酸化水素３３．３ｇ（０．３４モル）を２０分かけて滴下し、１２時間反応させた。こうして得られた反応液を５℃の水１４５０．０ｇ中に滴下し、析出物を濾別した。得られた析出物をアセトニトリルで洗浄し、乾燥してＣｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ９４４ＬＤが有する２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル基の窒素原子にオキシラジカルを導入した２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体、すなわち、化合物（９）においてｎ＝３〜５の化合物（以下、ＰＩＰＯという。）８８．１ｇを得た。得られたＰＩＰＯを滴定により分析したところ、オキシラジカル化率は８４．５％であった。
参考例２  グリシジルメタクリレートポリマーの製造
容量１００ｍｌの反応器に、グリシジルメタクリレート１２．０ｇ（８４ｍｍｏｌ）、トルエン４８．０ｇ、およびα、α’−アゾビスイソブチロニトリル０．０６ｇを仕込み、窒素雰囲気下、温度８０℃にて８時間反応させた。反応終了後、析出した結晶をろ別、洗浄および減圧乾燥を行い、グリシジルメタクリレート重合体１１．２ｇ（収率９３．５％［グリシジルメタクリレート基準］、平均分子量２２５００）を得た。
参考例３  化合物（１４）の製造
容量２０ｍｌの反応器に、参考例２で得たグリシジルメタクリレート重合体２．００ｇ（１４ｍｍｏｌ）、４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル２．４１ｇ（１４ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド６．６２ｇを仕込み、窒素雰囲気下、温度８０℃にて２０時間反応させた。反応終了後、析出した結晶をろ別、洗浄および減圧乾燥を行い、化合物（１４）を３．７８ｇ（収率８５．５％［グリシジルメタクリレート基準］、平均分子量４９６００）得た。
ＩＲ（ＫＢｒ）ｃｍ−１：３４４８、２９７８、２９３７、１７２６、１６６４、１４６６、１３８９、１３６３、１２６９、１２４４、１１７８、１１４９
得られた化合物（１４）のＥＳＲチャートを図１に示す。
参考例４  ２−イソシアナトエチルメタクリレートポリマーの製造
容量２００ｍｌの反応器に、２−イソシアナトエチルメタクリレート１５．５ｇ（１００ｍｍｏｌ）、トルエン７７．５ｇ、およびα、α’−アゾビスイソブチロニトリル０．１６ｇを仕込み、窒素雰囲気下、８時間撹拌還流させた。反応終了後、シクロヘキサン２００ｇ中に滴下し、析出した結晶をろ別、洗浄および減圧乾燥を行い、２−イソシアナトエチルメタクリレート重合体８．７３ｇ（収率５６．３％［２−イソシアナトエチルメタクリレート基準］）を得た。
参考例５  化合物（１５）の製造
容量２００ｍｌの反応器に、参考例４で得た２−イソシアナトエチルメタクリレートポリマー２２．３２ｇ（１５ｍｍｏｌ）、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル７．４９ｇ（４４ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン０．７２ｇ（７ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド６９．６ｇを仕込み、窒素雰囲気下、温度８０℃にて２３時間反応させた。反応液を濃縮、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド３０．０ｇに加熱溶解した溶液を、水３００ｇ中に滴下し、析出した結晶をろ別、洗浄および減圧乾燥を行い、粗精製化合物（１５）を４．２１ｇ得た。得られた粗精製化合物（１５）２．６７ｇをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド６．００ｇに加熱溶解した溶液を、水１５０ｇ中に滴下し、析出した結晶をろ別、洗浄および減圧乾燥を行い、化合物（１５）（以下、ＰＭＯＴという。）を２．００ｇ（収率６８．２％［２−イソシアナトエチルメタクリレート基準］、平均分子量９８００）得た。
ＩＲ（ＫＢｒ）ｃｍ−１：３３８４、２９７６、２９４５、１７２４、１５３３、１４６６、１３８９、１３６３、１２６１、１２４０、１１７６、１１５１、１０３１
得られた化合物（１５）のＥＳＲチャートを図２に示す。
参考例６  ２，２−ビス（ベンゼンスルホニルオキシメチル）−１，３−プロパンジオール  ジベンゼンスルホネートの製造
容量１００ｍｌの反応器に、ペンタエリスリトール２．２７ｇ（１６．７ｍｍｏｌ）、ピリジン３２．６ｇを仕込み、窒素雰囲気下、温度２〜４℃にて撹拌しながら、塩化ベンゼンスルホニル１７．７ｇ（１００ｍｍｏｌ）を０．７時間かけて滴下した。滴下終了後、１５℃まで昇温し、４時間反応を行なった。別の容量３００ｍｌの反応器に１１．３重量％塩酸水溶液中に、温度１０〜２３℃にて撹拌しながら、反応液を滴下した。滴下後、水層を分離し、油状物質をアセトン：メタノール混合液４８ｇ（３：１重量比）に加熱溶解、濃縮にて析出した結晶をろ別、洗浄および減圧乾燥を行い、２，２−ビス（ベンゼンスルホニルオキシメチル）−１，３−プロパンジオール  ジベンゼンスルホネートを９．０８ｇ（収率７８．０％［ペンタエリスリトール基準］）得た。
参考例７  化合物（１２）の製造
容量３００ｍｌの反応器に、あらかじめｎ−ヘキサンで洗浄した水素化ナトリウム７．２ｇ（６０重量％：１８０ｍｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド９４．７ｇを仕込み、窒素雰囲気下、温度１８〜２４℃にて撹拌しながら、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル１０．３ｇ（６０ｍｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド３９．５ｇの混合溶液を１時間かけて滴下した。滴下終了後、室温にて５時間反応させた。その後、温度５℃以下にて撹拌しながら、参考例６で得た２，２−ビス（ベンゼンスルホニルオキシメチル）−１，３−プロパンジオール  ジベンゼンスルホネート３．４８ｇ（５ｍｍｏｌ）とＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド３５．０ｇの混合溶液を０．５時間かけて滴下した。滴下終了後、室温にて２０時間反応を行い、析出結晶をろ別後、減圧下、ろ液を濃縮乾固し、粗精製化合物（１２）を４．９２ｇ得た。粗精製化合物（１２）３．００ｇを水３０ｇにて洗浄を繰り返した。残査をトルエンにて抽出後、さらに水洗を繰り返し油層を濃縮乾固することで、化合物（１２）０．３３ｇ（収率１４．３％［２，２−ビス（ベンゼンスルホニルオキシメチル）−１，３−プロパンジオール  ジベンゼンスルホネート基準］）得た。
ＩＲ（ＫＢｒ）ｃｍ−１：２９７２、２９３７、２８７０、１６７２、１４６３、１３７５、１３６２、１２４４、１１７６、１０９１
得られた化合物（１２）のＥＳＲチャートを図３に示す。
参考例８  化合物（１０）の製造
容量２００ｍｌの反応器に、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ２０２０ＦＤＬ（商品名、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製、分子量２６００〜３４００）１０．０ｇ（ｎ＝３時のピペリジル基：３５ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン４０．０ｇおよびアセトニトリル２０．０ｇを仕込み、撹拌下５０℃に昇温した。次いで３５％過酸化水素１０．０ｇ（１０３ｍｍｏｌ）を１時間かけて滴下し、５０〜５５℃で１０時間反応させた。さらに、３５％過酸化水素１０．０ｇ（１０３ｍｍｏｌ）を１時間かけて滴下し、１０時間反応させた。こうして得られた反応液を５℃の水５００ｇ中に滴下し、析出物を濾別した。得られた析出物をアセトニトリルで洗浄し、乾燥してＣｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ２０２０ＦＤＬが有する２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル基の窒素原子にオキシラジカルを導入した２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体、すなわち、化合物（１０）においてｐ＝２〜４の化合物（以下、２０２０ＮＯという。）９．１ｇ（収率８６．１％ｐ＝３）を得た。得られた化合物（１０）を滴定により分析したところ、オキシラジカル化率は８２．５％であった。
ＩＲ（ＫＢｒ）ｃｍ−１：２９７０、２９３３、２８６０、１５３５、１４７３、１４２３、１３６２、１３１３、１２４０、１１７８、１１１３、１０８８、８１０
得られた化合物（１０）のＥＳＲチャートを図４に示す。
実施例１
容量１００ｍｌの反応器に、３−ピリジンメタノール５．００ｇ（０．０４５８モル）、参考例１で得たＰＩＰＯ  ０．１４４ｇ（２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基：０．０００４５８モル）、トルエン１０．０ｇおよび５重量％炭酸水素ナトリウム水溶液５．０ｇ（炭酸水素ナトリウム：０．００３０モル）を仕込み、攪拌下、温度を１５〜２０℃に保ちながら、１１．９重量％次亜塩素酸ナトリウム水溶液２８．７ｇ（次亜塩素酸ナトリウム：０．０４５８モル）をマイクロシリンジポンプより４時間かけて滴下しながら反応させた後、さらに０．５時間攪拌して反応を完結させた。反応終了後の反応混合物を有機層と水層に分液し、各層をそれぞれ液体クロマトグラフィーにて分析したところ、反応により３−ピリジンカルバルデヒドが収率９０．１％（３−ピリジンメタノール基準）で生成した。また副生成物として、ニコチン酸が３．４％（３−ピリジンメタノール基準）で生成した。
実施例２
実施例１においてＰＩＰＯに代えて、参考例８で得た２０２０ＮＯ  ０．１３６ｇ（２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基：０．０００４５８モル）を用いた以外は実施例１と同様に行った。その結果、反応により３−ピリジンカルバルデヒドが収率８７．７％（３−ピリジンメタノール基準）で生成した。また副生成物として、ニコチン酸が３．５％（３−ピリジンメタノール基準）で生成した。
実施例３
実施例１においてＰＩＰＯに代えて、参考例５で得たＰＭＯＴ  ０．１５０ｇ（２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基：０．０００４５８モル）および、トルエン１０．０ｇに代えて、１，２−ジクロロエタン１０．０ｇを用いた以外は実施例１と同様に行った。その結果、反応により３−ピリジンカルバルデヒドが収率８５．３％（３−ピリジンメタノール基準）で生成した。また副生成物として、ニコチン酸が５．３％（３−ピリジンメタノール基準）で生成した。
実施例４
実施例１において、トルエン１０．０ｇを使用せず、それ以外は実施例１と同様に行った。反応終了後、ＰＩＰＯはろ別し、反応ろ液を分析した結果、反応により３−ピリジンカルバルデヒドが収率６６．３％（３−ピリジンメタノール基準）で生成した。また副生成物として、ニコチン酸が５．０％（３−ピリジンメタノール基準）で生成した。
実施例５
容量１００ｍｌの反応器に、６−メチル−２−ピリジンメタノール３．００ｇ（０．０２４４モル）、参考例１で得たＰＩＰＯ  ０．０７６ｇ（２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基：０．０００２４４モル）、トルエン６．０ｇ及び５重量％炭酸水素ナトリウム水溶液３．０ｇ（炭酸水素ナトリウム：０．００１８モル）を仕込み、攪拌下、温度を１５〜２０℃に保ちながら、１３．４重量％次亜塩素酸ナトリウム水溶液１３．５ｇ（次亜塩素酸ナトリウム：０．０２４４モル）をマイクロシリンジポンプより４時間かけて滴下しながら反応させた後、さらに０．５時間攪拌して反応を完結させた。反応終了後の反応混合物を有機層と水層に分液し、各層をそれぞれ液体クロマトグラフィーにて分析したところ、反応により６−メチル−２−ピリジンカルバルデヒドが収率９４．９％（６−メチル−２−ピリジンメタノール基準）で生成した。また副生成物として、６−メチルピコリン酸が３．１％（６−メチル−２−ピリジンメタノール基準）で生成した。
実施例６
実施例５においてＰＩＰＯに代えて、参考例８で得た２０２０ＮＯ  ０．０７２ｇ（２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基：０．０００２４４モル）を用いた以外は実施例５と同様に行った。その結果、反応により６−メチル−２−ピリジンカルバルデヒドが収率９３．０％（６−メチル−２−ピリジンメタノール基準）で生成した。また副生成物として、６−メチルピコリン酸が２．６％（６−メチル−２−ピリジンメタノール基準）で生成した。
実施例７
容量１００ｍｌの反応器に、３−チオフェンメタノール５．００ｇ（０．０４３８モル）、参考例１で得たＰＩＰＯ  ０．１３８ｇ（２，２，６，６−テトラメチルピベリジン−１−オキシル−４−イル基：０．０００４３８モル）、トルエン１０．０ｇおよび５重量％炭酸水素ナトリウム水溶液５．０ｇ（炭酸水素ナトリウム：０．００３０モル）を仕込み、攪拌下、温度を１５〜２０℃に保ちながら、１３．４重量％次亜塩素酸ナトリウム水溶液２４．４ｇ（次亜塩素酸ナトリウム：０．０４３８モル）をマイクロシリンジポンプより４時間かけて滴下しながら反応させた後、さらに０．５時間攪拌して反応を完結させた。反応終了後の反応混合物を有機層と水層に分液し、各層をそれぞれ液体クロマトグラフィーにて分析したところ、反応により３−チオフェンカルバルデヒドが収率８７．５％（３−チオフェンメタノール基準）で生成した。また副生成物として、３−チオフェンカルボン酸が０．１（３−チオフェンメタノール基準）で生成した。
比較例１
実施例１においてＰＩＰＯに代えて、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル０．０７２ｇ（０．０００４５８モル）を用いた以外は、実施例１と同様に行った。その結果、反応により３−ピリジンカルバルデヒドが収率６１．２％（３−ピリジンメタノール基準）で生成した。また副生成物として、ニコチン酸が９．２％（３−ピリジンメタノール基準）で生成した。
比較例２
実施例５においてＰＩＰＯに代えて、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル０．０３８ｇ（０．０００２４４モル）を用いた以外は、実施例５と同様に行った。その結果、反応により６−メチル−２−ピリジンカルバルデヒドが収率８０．８％（６−メチル−２−ピリジンメタノール基準）で生成した。また副生成物として、６−メチルピコリン酸が９．０％（６−メチル−２−ピリジンメタノール基準）で生成した。
比較例３
実施例７においてＰＩＰＯに代えて、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル０．０７２ｇ（０．０００４５８モル）を用いた以外は、実施例７と同様に行った。その結果、反応により３−チオフェンカルバルデヒドが収率５２．３％（３−チオフェンメタノール基準）で生成した。また副生成物として、３−チオフェンカルボン酸が２．３％（３−チオフェンタノール基準）で生成した。
参考例９
容量１００ｍｌの反応器に、ベンジルアルコール８６５ｍｇ（８ｍｍｏｌ）、参考例３で得た化合物（１４）２５ｍｇ（２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基：０．０８ｍｍｏｌ）、０．５規定の臭化カリウム水溶液１．６ｃｃ、塩化メチレン２０ｃｃを仕込み、撹拌下、温度を０〜２℃に保ちながら、２．０重量％次亜塩素酸ナトリウム水溶液７４．４８ｇ（２０ｍｍｏｌ）（５重量％炭酸水素ナトリウム水溶液にてｐＨ８．６に調整）を０．５時間かけて滴下しながら反応させた後、さらに０．５時間攪拌した。反応終了後の反応混合物を有機層と水層に分液し、各層をそれぞれ液体クロマトグラフィーにて分析したところ、反応によりベンズアルデヒドが収率８２．５％（ベンジルアルコール基準）で生成した。また副生成物として、安息香酸が１７．５％（ベンジルアルコール基準）で生成した。
参考例１０
参考例９において、化合物（１４）を参考例７で得た化合物（１２）１５ｍｇ（２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基：０．０８ｍｍｏｌ）に、２．０重量％次亜塩素酸ナトリウム水溶液を３７．２４ｇ（１０ｍｍｏｌ）に代えた以外は参考例９と同様に行った。その結果、反応によりベンズアルデヒドが収率７８．８％（ベンジルアルコール基準）で生成した。
参考例１１
参考例９において、化合物（１４）を４−メトキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル１５ｍｇ（０．０８ｍｍｏｌ）に、２．０重量％次亜塩素酸ナトリウム水溶液７４．４８ｇ（２０ｍｍｏｌ）を３７．２４ｇ（１０ｍｍｏｌ）に代えた以外は参考例９と同様に行った。その結果、反応によりベンズアルデヒドが収率３３．０％（ベンジルアルコール基準）で生成した。
産業上の利用可能性
本発明によれば、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル−４−イル基を分子中に２個以上有する２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル誘導体の共存在下に反応させることによって、高選択率および高収率で、複素環式アルコールを酸化して複素環式アルデヒドを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、参考例３で得られた化合物（１４）のＥＳＲチャートである。
図２は、参考例５で得られた化合物（１５）のＥＳＲチャートである。
図３は、参考例７で得られた化合物（１２）のＥＳＲチャートである。
図４は、参考例８で得られた化合物（１０）のＥＳＲチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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