(57)【要約】【課題】本発明の課題は、３価の超原子価ヨウ素化合物を用いる酸化反応において、反応性に優れ、かつ副生する１価のヨウ素化合物を抽出操作により容易に除去、回収することができる新規３価超原子価ヨウ素化合物の開発にある。【解決手段】上記課題解決のため、５−Ｘ（Ｘ＝ふっ素原子、塩素原子、または臭素原子）−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン部位を有する新規３価超原子価ヨウ素化合物を開発した。このことにより従来の３価の超原子価ヨウ素化合物では酸化できなかった化合物も酸化できるようになり、また酸化反応終了後に副生する１価のヨウ素化合物は洗浄と抽出操作により除去、回収されることになり、課題を解決した。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記構造式（１）
【化６】
2015063501.tif 000007
（式中、Ｘはふっ素原子、塩素原子、または臭素原子。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立した水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、フェニル基、またはふっ素原子。）で示される新規超原子価ヨウ素化合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は５−Ｘ（Ｘ＝Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ）−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン部位を有する新規超原子価ヨウ素化合物に関するものであって、有機合成の属する分野、および他の分野で要求される反応試剤に供するものである。
【背景技術】
【０００２】  第一級アルコールをアルデヒドに、第二級アルコールをケトンに酸化する反応は有機合成上最も重要な反応の一つであり、古くはＪｏｎｅｓ試薬、Ｓａｒｅｔｔ試薬、Ｃｏｌｌｉｎｓ試薬など酸化クロムを利用する酸化剤が用いられてきた。このアルコールからアルデヒドあるいはケトンへの酸化反応は、より効率的な酸化法の開発を志向して活発な研究が行われ、数多くの優れた方法が次々と開発されている。例えば、Ｅ．Ｊ．Ｃｏｒｅｙらはジクロロメタン中、ピリジニウムクロロクロマート（以下、ＰＣＣ）を用いてアルコールを酸化し、高収率でアルデヒドあるいはケトンを得ている。同じくＥ．Ｊ．Ｃｏｒｅｙらはジクロロメタン中、ピリジニウムジクロマート（以下、ＰＤＣ）を用いてデカノールを酸化し、収率９８％でデカナールを得ている（非特許文献１、２）。しかしながら、これらの酸化剤は、いずれも毒性の強い重金属酸化物を酸化剤として利用している。しかも、反応終了後、重金属副生物を目的物から完全に除く操作が繁雑になると言う問題点も有している。近年、３価の超原子価ヨウ素化合物であるビス（アセトキシ）ヨードベンゼンと触媒量の２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジン１−オキシル（以下、ＴＥＭＰＯ）を用いた系で、アリルアルコールや糖類の水酸基をアルデヒドあるいはケトンに収率よく酸化できることが報告されている（特許文献１、非特許文献３）。しかも３価の超原子価ヨウ素化合物は毒性が低い。そのため、有用な酸化剤として有機合成化学において広く用いられるようになった。３価の超原子価ヨウ素化合物の例としては、以下の構造を持つビス（アセトキシ）ヨードベンゼン、４−ニトロ−［ビス（アセトキシ）］ヨードベンゼン、および１−アセトキシ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オンを挙げることができる。
【化１】
2015063501.tif 000002
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０３２２号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｅ．Ｊ．Ｃｏｒｅｙ，Ｊ．Ｗ．Ｓｕｇｇｓ，Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔ．１９７５，２６４７．
【非特許文献２】Ｅ．Ｊ．Ｃｏｒｅｙ，Ｇ．Ｓｃｈｍｉｄｔ，Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔ．１９７９，３９９．
【非特許文献３】Ａ．Ｄ．Ｍｉｃｏ，Ｒ．Ｍａｒｇａｒｉｔａ，Ｌ．Ｐａｒｌａｎｔｉ，Ａ．Ｖｅｓｃｏｖｉ，Ｇ．Ｐｉａｎｃａｔｅｌｌｉ，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９９７，６２，６９７４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  従来の３価の超原子価ヨウ素化合物は、毒性の低い優れた酸化剤である。しかしながら、これらの３価の超原子価ヨウ素化合物の反応性は一般に低いため、第二級アルコールの酸化には適用できないか、できたとしても収率が低くなることがある。また、これらの３価の超原子価ヨウ素化合物を用いる酸化反応では副生する１価のヨードベンゼンを目的物から除去するために、クロマトグラフィーなどの煩雑な手段を伴う場合がある。反応性が良く、かつ後処理の容易な酸化剤が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  そこで、発明者は鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は構造式（１）で示される５−Ｘ（Ｘはふっ素原子、塩素原子、または臭素原子）−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン部位を有する新規超原子価ヨウ素化合物（以下、ＡＸＢＸ）に関するものである。【０００７】
【化２】
2015063501.tif 000003
（式中、Ｘはふっ素原子、塩素原子、または臭素原子。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立した水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、フェニル基、またはふっ素原子。）で示される新規超原子価ヨウ素化合物。【０００８】  本発明の実施形態について説明する。本発明化合物をアルコールの酸化反応に用いると、従来の３価の超原子価ヨウ素化合物では酸化できなかった化合物でも酸化することができる。さらに、本発明化合物はクロロホルムなどの有機溶媒に容易に溶解するために扱い易い。また、参考例１−３で示すように、副生する１価の２−ヨード−５−Ｘ（Ｘはふっ素原子、塩素原子、または臭素原子）安息香酸は洗浄と抽出操作により容易に回収することができ、後処理が容易である。なお、ＡＸＢＸは、文献未掲載の新規化合物である。以下に、ＡＸＢＸの代表例として構造式（２）（以下，ＡＦＢＸ）、（３）（以下，ＡＣＢＸ）および（４）（以下，ＡＢＢＸ）でそれぞれ示される１−アセトキシ−５−Ｘ（Ｘはふっ素原子、塩素原子、または臭素原子）−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オンの合成法を明らかにするが、これは例示であり、これに限定されるものではない。【０００９】
【化３】
2015063501.tif 000004
【００１０】  ＡＦＢＸ（２）、ＡＣＢＸ（３）およびＡＢＢＸ（４）はそれぞれ下記反応式に従って１段階で合成される。
【化４】
2015063501.tif 000005
【００１１】  ２−ヨード−５−Ｘ（Ｘはふっ素原子、塩素原子、または臭素原子）安息香酸（Ａ）に酢酸を３−クロロ過安息香酸（ｍＣＰＢＡ）存在下で反応させることで、ＡＦＢＸ（２），ＡＣＢＸ（３）およびＡＢＢＸ（４）をそれぞれ得る工程である。反応温度は、反応を進行させることができる限りにおいて限定されるものではないが、例えば室温から８０℃の範囲が好ましい。反応時間は反応温度により異なるが、３時間から７２時間の間で適宜選択される。【００１２】  以下に、本発明の代表的例としてＡＦＢＸ（２）、ＡＣＢＸ（３）およびＡＢＢＸ（４）を取り上げ、アルコール類からアルデヒドあるいはケトンへの酸化反応への応用を参考例として示し、従来の３価の超原子価ヨウ素化合物の酸化反応への応用を比較例として示すことで、本発明の有用性を明らかにする。【００１３】  反応は、下記反応式に従って進行する。すなわちＡＸＢＸが酸化剤として働き、アルコール類をアルデヒドあるいはケトンに収率よく変換する。反応温度は、反応を進行させることができる限りにおいて限定されるものではないが、例えば−２０℃から８０℃の範囲が好ましい。反応時間は、使用する溶媒の種類、反応温度により異なるが、３０分から７２時間の間で適宜選択される。
【化５】
2015063501.tif 000006
【００１４】参考例１−１
４−メチルベンジルアルコール１２２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のクロロホルム４ｍＬ溶液にＡＦＢＸ（２）６４８ｍｇ（２ｍｍｏｌ）を加えて６０℃で２４時間撹拌した。反応終了後に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液１０ｍＬを加え，クロロホルム１０ｍＬで３回抽出する。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、有機層を濃縮することで４−メチルベンズアルデヒド１０１ｍｇを得た（収率８４％、純度８４％）。【００１５】参考例１−２
ＡＦＢＸ（２）の代わりにＡＣＢＸ（３）６８１ｍｇ（２ｍｍｏｌ）を加えて参考例１−１と同様の反応操作を行い、有機層を濃縮することで４−メチルベンズアルデヒド１０１ｍｇを得た（収率８４％、純度８３％）。【００１６】参考例１−３
ＡＦＢＸ（２）の代わりにＡＢＢＸ（４）７７０ｍｇ（２ｍｍｏｌ）を加えて参考例１−１と同様の反応操作を行い，有機層を濃縮することで４−メチルベンズアルデヒド１０８ｍｇを得た（収率９０％、純度９０％）。水層のｐＨを、１Ｍ塩酸１５ｍＬを用いて約２に調整する。析出した沈殿物をろ過し、減圧乾燥することで２−ヨード−５−ブロモ安息香酸５９３ｍｇ（収率９１％）を回収した。この２−ヨード−５−ブロモ安息香酸を用いて実施例１−３と同様の反応操作を行い、析出した沈殿物をろ過し、減圧乾燥することで１−アセトキシ−５−ブロモ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン（ＡＢＢＸ（４））６４９ｍｇを得た（収率９３％）。【００１７】比較例１−１
ＡＦＢＸ（２）の代わりにビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３２２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例１−１と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで４−メチルベンズアルデヒド１９ｍｇを得た（収率１６％）。【００１８】比較例１−２
ＡＦＢＸ（２）の代わりに４−ニトロ−ビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３６７ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例１−１と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで４−メチルベンズアルデヒド４２ｍｇを得た（収率３５％）。【００１９】参考例２
４−クロロベンジルアルコール１４３ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のクロロホルム４ｍＬ溶液にＡＢＢＸ（４）７７０ｍｇ（２ｍｍｏｌ）を加えて６０℃で２４時間撹拌した。反応終了後に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液１０ｍＬを加え，クロロホルム１０ｍＬで３回抽出する。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、有機層を濃縮することで４−クロロベンズアルデヒド１２９ｍｇを得た（収率９２％、純度９２％）。【００２０】比較例２−１
ＡＢＢＸ（４）の代わりにビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３２２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例２と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで４−クロロベンズアルデヒド３２ｍｇを得た（収率２３％）。【００２１】比較例２−２
ＡＢＢＸ（４）の代わりに４−ニトロ−ビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３６７ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例２と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで４−クロロベンズアルデヒド４９ｍｇを得た（収率３５％）。【００２２】参考例３
１−フェニル−１−プロパノール１３６ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のクロロホルム４ｍＬ溶液にＡＢＢＸ（４）７７０ｍｇ（２ｍｍｏｌ）を加えて６０℃で２４時間撹拌した。反応終了後に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液１０ｍＬを加え，クロロホルム１０ｍＬで３回抽出する。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、有機層を濃縮することでプロピオフェノン１１３ｍｇを得た（収率８４％、純度８３％）。【００２３】比較例３−１
ＡＢＢＸ（４）の代わりにビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３２２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例３と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することでプロピオフェノン２７ｍｇを得た（収率２０％）。【００２４】比較例３−２
ＡＢＢＸ（４）の代わりに４−ニトロ−ビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３６７ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例３と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することでプロピオフェノン４２ｍｇを得た（収率３１％）。【００２５】参考例４−１
シクロドデカノール１８４ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のクロロホルム４ｍＬ溶液にＡＦＢＸ（２）６４８ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を加えて６０℃で２４時間撹拌した。反応終了後に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液１０ｍＬを加え，クロロホルム１０ｍＬで３回抽出する。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、有機層を濃縮することでシクロドデカノン１１７ｍｇを得た（収率６４％、純度６３％）【００２６】参考例４−２
ＡＦＢＸ（２）の代わりにＡＣＢＸ（３）を加えて参考例４−１と同様の反応操作を行い、有機層を濃縮することでシクロドデカノン１２９ｍｇを得た（収率７１％、純度７１％）。【００２７】参考例４−３
ＡＦＢＸ（２）の代わりにＡＢＢＸ（４）を加えて参考例４−１と同様の反応操作を行い、有機層を濃縮することでシクロドデカノン１４２ｍｇを得た（収率７８％、純度７６％）。【００２８】比較例４−１
ＡＦＢＸ（２）の代わりにビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３２２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例４−１と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製したがシクロドデカノンは痕跡量しか得られなかった。【００２９】比較例４−２
ＡＦＢＸ（２）の代わりに４−ニトロ−ビス（アセトキシ）ヨードベンゼン３６７ｍｇ（１ｍｍｏｌ）を用いて参考例４と同様の反応操作を行い、シルカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することでシクロドデカノン９ｍｇを得た（収率５％）。【００３０】比較例４−３
ＡＦＢＸ（２）の代わりに１−アセトキシ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン６１２ｍｇ（２ｍｍｏｌ）を用いて参考例４−１と同様の反応操作を行い、有機層を濃縮することでシクロドデカノン３５ｍｇを得た（収率１９％、純度１８％）。【００３１】  以上のように、本発明に係るＡＸＢＸをアルコール酸化反応に用いると、従来の３価の超原子価ヨウ素化合物では酸化できなかった化合物でも酸化することができる。また、参考例１−３で示すように、副生する１価の２−ヨード−５−Ｘ（Ｘはふっ素原子、塩素原子、または臭素原子）−安息香酸は洗浄と抽出操作により容易に回収することができ、後処理が容易である。
【実施例】
【００３２】  次に、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、これは例示の目的であり、本発明を制限するものではない。本発明の範囲内で変形が可能なことは当業者には明らかであろう。【００３３】実施例１−１
１−アセトキシ−５−フルオロ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン（ＡＦＢＸ（２））の合成
フラスコに２−ヨード−５−フルオロ安息香酸１３３０ｍｇ（５ｍｍｏｌ）、次いで酢酸４０ｍＬを加えて均一になるまで撹拌した。３−クロロ過安息香酸（純度６５％）１５９０ｍｇ（６ｍｍｏｌ）を加えて６０℃で２４時間撹拌した。反応液を０℃に冷却し、エーテルを加える。析出した沈殿物をろ過し、減圧乾燥することで１−アセトキシ−５−フルオロ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン（ＡＦＢＸ（２））７７０ｍｇを得た（収率４８％）。以下に得られたＡＦＢＸ（２）の物性を示す。
融点：１３９−１４２℃；ＩＲ（ｎｅａｔ）：１６９６，１６３２ｃｍ−１；１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝２．２７（ｓ，３Ｈ），７．４３（ｄｄｄ，Ｊ＝７．７Ｈｚ，Ｊ＝７．７Ｈｚ，Ｊ＝２．３Ｈｚ，１Ｈ），７．７６（ｄｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，Ｊ＝１．６Ｈｚ，１Ｈ），８．２２（ｄｄ，Ｊ＝５．２Ｈｚ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，１Ｈ）；１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝２０．２９，１１７．２２，１１７．５１，１１９．２１，１１９．５１，１３４．５２，１３４．６１，１６７．１３，１７６．５５；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ  ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ（Ｍ＋Ｈ）＋Ｃ９Ｈ７Ｏ４ＦＩ＝３２４．９３６８，ｆｏｕｎｄ＝３２４．９３６４．【００３４】実施例１−２
１−アセトキシ−５−クロロ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン（ＡＣＢＸ（３））の合成
２−ヨード−５−フルオロ安息香酸の代わりに２−ヨード−５−クロロ安息香酸１４１２ｍｇ（５ｍｍｏｌ）を加えて実施例１−１と同様の反応操作を行い、析出した沈殿物をろ過し、減圧乾燥することで１−アセトキシ−５−クロロ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン（ＡＣＢＸ（３））１５６０ｍｇを得た（収率９２％）。以下に得られたＡＣＢＸ（３）の物性を示す。
融点：１９３−１９５℃；ＩＲ（ｎｅａｔ）：１７０３，１６５９，１２５９ｃｍ−１；１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝２．２８（ｓ，３Ｈ），７．６９（ｄｄ，Ｊ＝１．８Ｈｚ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，１Ｈ），７．９９（ｄ，Ｊ＝１．７Ｈｚ，１Ｈ），８．１５（ｄ，Ｊ＝８．２Ｈｚ，１Ｈ）；１３Ｃ−ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝２０．３０，１１９．００，１２７．６８，１２９．３３，１３２．０６，１３３．５９，１４２．７６，１６７．０９，１７６．５８．【００３５】実施例１−３
１−アセトキシ−５−ブロモ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン（ＡＢＢＸ（４））の合成
２−ヨード−５−フルオロ安息香酸の代わりに２−ヨード−５−ブロモ安息香酸１６３５ｍｇ（５ｍｍｏｌ）を加えて実施例１−１と同様の反応操作を行い、析出した沈殿物をろ過し、減圧乾燥することで１−アセトキシ−５−ブロモ−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン（ＡＢＢＸ（４））１８００ｍｇを得た（収率９４％）。以下に得られたＡＣＢＸ（４）の物性を示す。
融点：１７６−１７９℃；ＩＲ（ｎｅａｔ）：１６８２，１６６８ｃｍ−１；１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝２．２６（ｓ，３Ｈ），７．８５（ｄ，Ｊ＝８．７Ｈｚ，１Ｈ），８．０１（ｄｄ，Ｊ＝２．３Ｈｚ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，１Ｈ），８．３８（ｄ，Ｊ＝２．３Ｈｚ，１Ｈ）；１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝２０．２１，１１６．４１，１２６．５７，１３０．６３，１３０．９２，１３６．０４，１３８．８６，１６６．６３，１７６．４０；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ  ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  （Ｍ＋Ｈ）＋Ｃ９Ｈ７Ｏ４ＢｒＩ＝３８４．８５６７，ｆｏｕｎｄ＝３８４．８５６０．
【産業上の利用可能性】
【００３６】  以上の様に本発明に関わる５−Ｘ（Ｘはふっ素原子、塩素原子、または臭素原子）−１，２−ベンズヨードキソール−３−（１Ｈ）−オン部位を有する新規超原子価ヨウ素化合物（ＡＸＢＸ）は、酸化反応に用いることができる。３価の超原子価状態を持つ超原子価ヨウ素化合物は、温和な酸化剤として有機合成化学において広く用いられているが、一般にその反応性は低いため、第二級アルコールの酸化に適用できないか、もしくは酸化収率が低くなることがある。また、これらの３価の超原子価ヨウ素化合物を用いる酸化反応では副生する１価のヨードベンゼンを目的物から除去するため、クロマトグラフィーなどの煩雑な手段を伴う場合がある。これらのことが問題点として挙げられており、その解決が強く望まれている。本発明に関わるＡＸＢＸを酸化反応に用いた場合、従来の３価の超原子価ヨウ素化合物では酸化できなかった化合物でも酸化することができる。また、副生する１価の２−ヨード−５−Ｘ（Ｘはふっ素原子、塩素原子、または臭素原子）安息香酸は洗浄と抽出操作により容易に回収することができ、後処理が容易である。参考例と比較例からも明らかなように、本発明に係るＡＸＢＸを用いる酸化反応は、従来の３価の超原子価ヨウ素化合物を用いる方法に比べてより反応性が高く扱い易い方法である。