(57)【要約】【課題】高い収率を維持しつつ、短時間かつ低温でニトリル化合物を得ることのできるニトリル化合物の製造方法を提供する。【解決手段】ヒドロキシメチレン基を有する化合物を原料としてニトリル化合物を製造する、ニトリル化合物の製造方法。ヒドロキシメチレン基を有する脂肪族化合物又は芳香族化合物にＮ−ニトロシル化合物、酸化剤、ヨウ素化剤及びアンモニア水を混合し反応させることでニトリル化合物を得ることを特徴とする。【選択図】図１
2015040203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒドロキシメチレン基を有する脂肪族化合物又は芳香族化合物にＮ−ニトロシル化合物、酸化剤、ヨウ素化剤及びアンモニア水を混合し反応させることでニトリル化合物を得ることを特徴とするニトリル化合物の製造方法。
【請求項２】
前記Ｎ−ニトロシル化合物として第二アミン−Ｎ−オキシドを混合し反応させることを特徴とする請求項１記載のニトリル化合物の製造方法。
【請求項３】
前記酸化剤としてハロゲン、次亜ハロゲン酸、亜ハロゲン酸、過ハロゲン酸またはこれらの塩、ハロゲン酸化物、過酸化物から選ばれる前記酸化剤を混合し反応させることを特徴とする請求項１又は２記載のニトリル化合物の製造方法。
【請求項４】
前記ヨウ素化剤としてヨウ素単体、１−ヨードピロリジン−２，５−ジオン、一塩化ヨウ素から選ばれる前記ヨウ素化剤を混合し反応させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載のニトリル化合物の製造方法。
【請求項５】
前記ヨウ素化剤の量は、０．２当量以上５．０当量以下であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載のニトリル化合物の製造方法。
【請求項６】
反応の温度が４０℃以下であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載のニトリル化合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒドロキシメチレン基を有する化合物を原料としてニトリル化合物を製造する、ニトリル化合物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ニトリル化合物は、医薬、農薬、機能性色素および機能性ポリマーなどの中間体、及びエステル、アミン、アミド、或いはイソシアネート等の中間原料として有用な化合物である（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
このようなニトリル化合物を、ヒドロキシメチレン基を有する化合物から得る方法として、従来、ヒドロキシメチレン基をアンモニアとヨウ素で処理する方法が用いられている（非特許文献２、３参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Fabiani,M.E.Drug News Perspect 1999,12,207
【非特許文献２】Synlett 2007, No.3, 407-410
【非特許文献３】Tetrahedron 63 (2007) 8274-8281
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した従来のニトリル化合物の製造方法を用いる場合、数時間以上の反応時間を要し、また、反応温度も５０度以上になる傾向がある。そのため、中間体が不安定である等の事情により反応系を低温にしたい場合には、こうした方法を用いることは困難であるか、または高収率を維持することは困難であった。
【０００６】
そのため、高い収率を維持しつつ、短時間かつ低温でニトリル化合物を得る方法の開発が望まれていた。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、ヒドロキシメチレン基を有する化合物からニトリル化合物を得る方法であって、高い収率を維持しつつ、短時間かつ低温でニトリル化合物を得ることのできるニトリル化合物の製造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】
【０００８】
本発明者は、上述した課題を解決するために、ヒドロキシメチレン基を有する化合物からニトリル化合物を得る方法であって、高い収率を維持しつつ、短時間かつ低温でニトリル化合物を得ることのできるニトリル化合物の製造方法を発明した。
【０００９】
第１発明に係るニトリル化合物の製造方法は、ヒドロキシメチレン基を有する脂肪族化合物又は芳香族化合物にＮ−ニトロシル化合物、酸化剤、ヨウ素化剤及びアンモニア水を混合し反応させることでニトリル化合物を得ることを特徴とする。
【００１０】
第２発明に係るニトリル化合物の製造方法は、第１発明において、前記Ｎ−ニトロシル化合物として第二アミン−Ｎ−オキシドを混合し反応させることを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係るニトリル化合物の製造方法は、第１又は第２発明において、前記酸化剤としてハロゲン、次亜ハロゲン酸、亜ハロゲン酸、過ハロゲン酸またはこれらの塩、ハロゲン酸化物、過酸化物から選ばれる前記酸化剤を混合し反応させることを特徴とする。
【００１２】
第４発明に係るニトリル化合物の製造方法は、第１乃至第３発明の何れか１つにおいて、前記ヨウ素化剤としてヨウ素単体、１−ヨードピロリジン−２，５−ジオン、一塩化ヨウ素から選ばれる前記ヨウ素化剤を混合し反応させることを特徴とする。
【００１３】
第５発明に係るニトリル化合物の製造方法は、第１乃至第４発明の何れか１つにおいて、前記ヨウ素化剤の量は、０．２当量以上５．０当量以下であることを特徴とする。
【００１４】
第６発明に係るニトリル化合物の製造方法は、第１乃至第５発明の何れか１つにおいて、反応の温度が４０℃以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１発明乃至第６発明によれば、高い収率を維持しつつ、短時間かつ低温でニトリル化合物を得ることが可能となる。
【００１６】
また、第５発明及び第６発明によれば、高価な化合物であるヨウ素化剤の添加量を低減することにより、ニトリル化合物の製造コストを低減することができる。
【００１７】
また、第６発明によれば、反応を低温で行うことができることにより、中間生成物が不安定な場合においても高い収率でニトリル化合物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るニトリル化合物の製造方法を示す化学式である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係るニトリル化合物の製造方法について詳細に説明する。
【００２０】
本発明を適用したニトリル化合物の製造方法は、出発原料としての脂肪族化合物又は芳香族化合物から、ニトリル化合物を製造するものである。
【００２１】
具体的には、出発原料となる脂肪族化合物又は芳香族化合物として、以下の一般式（１）で表されるものが用いられる。
【００２２】
（化１）
一般式（１）：Ｒ−ＣＨ2−ＯＨ    （１）
式（１）中、Ｒは脂肪族基又は芳香族基を表している。
【００２３】
Ｒが脂肪族基である場合、こうした脂肪族基として、置換されていてもよい直鎖又は分岐鎖状の炭素数１〜１２のアルキル基が挙げられる。このアルキル基における置換基の数は、置換可能であれば特に制限はなく、１又は複数である。
【００２４】
また、置換してもよい基としては、ハロゲン原子、置換されていてもよい芳香族基、置換されていてもよい非芳香族複素環式基、直鎖又は分岐状の炭素数１〜１２のアルコキシ基、シアノ基又はニトロ基等が挙げられる。
【００２５】
Ｒが芳香族基である場合、こうした芳香族基として、置換されていてもよい芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基が挙げられ、具体的には、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、フリル基、チエニル基、キノリル基、インドリル基、ベンゾフラニル基等が挙げられる。
【００２６】
また、置換されていてもよい芳香族基における置換基の数は、置換可能であれば特に制限はなく、ハロゲン原子、置換されていてもよい芳香族基、置換されていてもよい非芳香族複素環式基、カルボキシル基、アルコキシ基、シアノ基又はニトロ基等が挙げられる。
【００２７】
図１は、本発明に係るニトリル化合物の製造方法を示す化学式である。こうした一般式（１）に示される化合物について、図１に示すように、Ｎ−ニトロシル化合物、酸化剤、ヨウ素化剤及びアンモニア水を混合し反応させることにより、一般式（２）で表されるニトリル化合物が得られる。
【００２８】
（化２）
一般式（２）：Ｒ−ＣＮ    （２）
【００２９】
Ｒは上述した一般式（１）と同じものである。
【００３０】
Ｎ−ニトロシル化合物としては、第２アミン−Ｎオキシドが好ましく、具体的には、２，２，６，６−テトラメチルピペルジン−Ｎ−オキシル（ＴＥＭＰＯ）、４−オキソ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジロキシ、２，２，５，５−テトラメチル−１−ピロリジニリジロキシル、１−メチル−２−アザアダマンタンＮ−オキシル等が挙げられる。
【００３１】
Ｎ−ニトロシル化合物の添加量は、０．０１当量以上１．０当量以下、好ましくは０．０１当量以上０．０５当量以下である。こうしたＮ−ニトロシル化合物の添加量はいわゆる触媒量であり、高価な化合物であるＮ−ニトロシル化合物の添加量を低減することにより、ニトリル化合物の製造コストを低減することができる。
【００３２】
酸化剤としては、ハロゲン、次亜ハロゲン酸、亜ハロゲン酸、過ハロゲン酸またはこれらの塩、ハロゲン酸化物、過酸化物等が挙げられる。
【００３３】
酸化剤の添加量は、１．０当量以上５．０当量以下、好ましくは１．０当量以上１．５当量以下である。
【００３４】
ヨウ素化剤としては、ヨウ素単体、１−ヨードピロリジン−２，５−ジオン、一塩化ヨウ素等が挙げられる。
【００３５】
ヨウ素化剤の添加量は、０．２当量以上５．０当量以下、好ましくは１．０当量以上２．０当量以下である。こうしたヨウ素化剤の添加量はいわゆる触媒量であり、高価な化合物であるヨウ素化剤の添加量を低減することにより、ニトリル化合物の製造コストを低減することができる。
【００３６】
なお、反応温度は４０℃以下、好ましくは３０℃以下で行われる。このように反応を低温で行うことができることにより、中間生成物が不安定な場合においても高い収率でニトリル化合物を得ることができる。
【００３７】
また、反応時間は１０分以上１０時間以下である。
【００３８】
また、反応溶媒は、反応を阻害しないものであれば特に制限は無いが、塩化メチレン、テトラヒドロフラン等を用いることが好ましい。
【００３９】
また、本実施形態に係るニトリル化合物の製造方法によれば、Ｎ−ニトロシル化合物、酸化剤、ヨウ素化剤及びアンモニア水等の各添加物を加える順番には特に制限は無く、任意の順番で添加することができる。
【００４０】
次に、本実施形態に係るニトリル化合物の製造方法についての実施例を詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４１】
＜実施例１〜７５＞
上記一般式（１）で表される各アルコール２ｍｍｏｌについて、溶媒としてＣＨ2Ｃｌ2を４ｍｌ、Ｎ−ニトロシル化合物としてＴＥＭＰＯを０．０５当量、酸化剤として（Ａ）ｔ−ＢｕＯＣｌ、（Ｂ）Ｉ2又は（Ｃ）Ｎ，Ｎ’−ジヨード−５，５−ジメチルヒダントイン（ＤＩＨ）のうち何れか１つを所定量混合し、室温で所定時間撹拌した。
【００４２】
次に、Ｉ2を１．５当量、アンモニア水を４ｍｌ加え、室温で２時間撹拌した。
【００４３】
表１〜表８は、こうした実施例１〜７５における反応の結果を示している。
【００４４】
【表１】
2015040203.tif 000003
【００４５】
【表２】
2015040203.tif 000004
【００４６】
【表３】
2015040203.tif 000005
【００４７】
【表４】
2015040203.tif 000006
【００４８】
【表５】
2015040203.tif 000007
【００４９】
【表６】
2015040203.tif 000008
【００５０】
【表７】
2015040203.tif 000009
【００５１】
【表８】
2015040203.tif 000010
【００５２】
＜実施例７６〜８２＞
上記一般式（１）で表される各アルコール２ｍｍｏｌについて、一般式（３）で示すように、溶媒としてＣＨ2Ｃｌ2を４ｍｌ、Ｎ−ニトロシル化合物としてＴＥＭＰＯを０．０５当量、酸化剤として（Ａ）ｔ−ＢｕＯＣｌ、（Ｂ）Ｉ2又は（Ｃ）Ｎ，Ｎ’−ジヨード−５，５−ジメチルヒダントイン（ＤＩＨ）のうち何れか１つを所定量、アンモニア水（28〜30％, 4 mL）の混合物を室温、アルゴン雰囲気下で撹拌した。
【００５３】
そして、３時間撹拌後、飽和亜硫酸ナトリウム水溶液でクエンチし、クロロホルムで有機層を分液抽出した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を留去した。
【００５４】
表９は、実施例７６〜８２における反応の結果を示している。
【００５５】
【表９】
2015040203.tif 000011
【００５６】
このように、本願発明によると、短時間かつ低温の反応条件下において、ヒドロキシメチレン基を有する化合物からニトリル化合物を高収率で得ることができる。また、高価な化合物であるヨウ素化剤の添加量を触媒量程度に抑えることができるため、ニトリル化合物の製造コストを低減することができる。更に、反応を低温で行いうるため、中間生成物が不安定な場合においても高い収率でニトリル化合物を得ることができる。
【図１】
2015040203.tif 000012