(57)【要約】【課題】  従来技術の欠点を有さない、 1Ｏ2 を発生する方法の提供。【解決手段】  式      Ｆｃ（Ｘ）ｎ                （Ｉ）［式中、Ｆｃは場合によってはジメチルアミノエチル、Ｃ1 〜Ｃ12−アルキル、アリール  またはカルボキシアルキルで置換されているフェロセンであり、  ｎは１または２でありそして  Ｘは式    −（Ｃ1 〜Ｃ2 −アルキル）m −Ｐ（Ｒ1 ）2   （II）  ( 式中、ｍは０または１でありそしてＲ1 はフェニル、シクロヘキシル、第三ブチル、  エチル、イソプロピル、メチル、メトキシ、エトキシ、フェノキシまたはブトキシであ  る。）  で表される基である。］で表されるフェロセンを有機溶剤中で−８０℃〜＋２０℃の温度で１モルのフェロセン化合物あたり１〜４モルのオゾンで処理し、結果として 1Ｏ2 を形成する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
1Ｏ2 を発生させる方法において、式
Ｆｃ（Ｘ）ｎ                （Ｉ）
［式中、Ｆｃは場合によってはジメチルアミノエチル、Ｃ1 〜Ｃ12−アルキル、アリール  またはカルボキシアルキルで置換されているフェロセンであり、
ｎは１または２でありそして
Ｘは式
−（Ｃ1 〜Ｃ2 −アルキル）m −Ｐ（Ｒ1 ）2   （II）
( 式中、ｍは０または１でありそしてＲ1 はフェニル、シクロヘキシル、第三ブチル、  エチル、イソプロピル、メチル、メトキシ、エトキシ、フェノキシまたはブトキシであ  る。）
で表される基である。］
で表されるフェロセンを有機溶剤中で−８０℃〜＋２０℃の温度で１モルのフェロセン化合物あたり１〜４モルのオゾンで処理し、結果として 1Ｏ2 を形成することを特徴とする、上記方法。
【請求項２】
使用するフェロセン化合物が１−（ジフェニルホスフィノ）フェロセン、１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン、（Ｓ，Ｒ）−１−（１−ジメチルアミノエチル）−１’，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン、（Ｒ，Ｒ）−１−（１−ジメチルアミノエチル）−１’，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン、（Ｓ，Ｓ）−１−（ジシクロヘキシルホスフィノ）−２−［１−（ジフェニルホスフィノ）エチル］フェロセン、（Ｓ，Ｓ）−１−（ジシクロヘキシルホスフィノ）−２−［１−（ジシクロヘキシルホスフィノ）エチル］フェロセン、（Ｒ，Ｒ）−１−（ジシクロヘキシルホスフィノ）−２−［１−（ジシクロヘキシルホスフィノ）エチル］フェロセン、（Ｒ，Ｒ）−１−（ジシクロヘキシルホスフィノ）−２−［１−（ジフェニルホスフィノ）エチル］フェロセン、（Ｒ，Ｒ）−１−［１−ジ第三ブチルホスフィノ）エチル］−２−（ジフェニルホスフィノ）フェロセンまたは（Ｒ，Ｒ）−１−［１−（ジシクロヘキシルホスフィノ）エチル］−２−（ジフェニルホスフィノ）フェロセンである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
使用する有機溶剤が酢酸エチル、酢酸ブチル、メタノール、エタノール、ジクロロメタンまたは酢酸である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
反応温度が−５０〜−５℃である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
１〜２当量のオゾンを使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
1Ｏ2 と反応する有機物質の酸化のために請求項１で発生した 1Ｏ2 を使用する方法。
【請求項７】
1Ｏ2 と反応する有機物質の溶液をフェロセン化合物とオゾンとの反応の間、計量供給する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
1Ｏ2 と反応する有機物質の溶液を、フェロセン化合物とオゾンとの反応の後で過剰のオゾンを排除した後に計量供給する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
有機物質のために使用される溶剤が酢酸エチル、酢酸ブチル、メタノール、エタノール、ジクロロメタンまたは酢酸である、請求項７または８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一重項酸素を発生させる方法および一重項酸素の用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、工業的に実施される一重項酸素だけの酸化（ 1Ｏ2 −Ｏx ）は、 1Ｏ2 が光化学的ルートで発生する光化学 1Ｏ2 −Ｏx である。この方法の欠点は必要とされる光化学装置の価格が高く、可使期間が制限されている点である。必要とされるランプは酸化の間に比較的に迅速に減衰し、結果としてガラス表面が汚れる。更に、この方法は有色の物質には適していない。この方法は比較的に小さい規模で製造されるファインケミカルにしか実際には適していない。(La Chimica el'Industria, 1982, 第64巻、第156 頁) 
この理由のために、非水溶性の疎水性有機物質の 1Ｏ2 −Ｏx に適する、 1Ｏ2 −Ｏx のための別の変法を見出す試みがなされてきた。
【０００３】
J.Am.Chem.Soc., 1968, 90, 975 には例えば 1Ｏ2 が光化学的でなく化学的に発生する古典的な“ダーク” 1Ｏ2 −Ｏx が開示されている。この方法では疎水性物質が水と有機溶媒との溶媒混合物中で次亜塩素酸塩／Ｈ2 Ｏ2 系によって酸化される。しかしながらこの方法は、多くの物質が必要とされる溶媒中に溶解し難いので僅かな合成用途しかない。更に潜在的用途は次亜塩素酸塩と物質または溶媒との間に副反応があるので幾らか制限されている。更に、 1Ｏ2 の大部分は気相で不活性化される。更にこの方法は、Ｈ2 Ｏ2 への次亜塩素酸塩の付加が有機媒体中で生じ、また大過剰のＨ2 Ｏ2 が、物質と次亜塩素酸塩との副反応を抑制するために必要とされるので、工業的規模には適していない。追加的な欠点は結果として化学量論量の塩が生ずることである。
【０００４】
次亜塩素酸塩をベースとしておらずそしてそれ故に上記の欠点を部分的に回避する“ダーク” 1Ｏ2 −Ｏx の一つの変法が例えば J.Org.Chem., 1989, 54, 726 または  J.Mol. Cat.,1997, 117, 439から公知であり、それによると水溶性有機物質が溶媒としての水中でＨ2 Ｏ2 およびモリブデン酸塩触媒で酸化される。Membrane Lipid Oxid, Vol. II, 1991, 65によると、慣用の溶剤にモリブデン酸塩によって触媒作用される、水および 1Ｏ2 へのＨ2 Ｏ2 の不均化反応を維持するのに適するものがないと思われていたので、モリブデン酸塩/ Ｈ2 Ｏ2-系での不水溶性の有機物質の 1Ｏ2 −Ｏx は困難である。しかしながらモリブデン触媒を用いることは他の欠点をも有する。例えばＨ2 Ｏ2 の不均化反応の他に幾種類かの物質の不所望の酸化反応にも触媒作用をする。アリルアルコールは、例えば物質群がＨ2 Ｏ2 の存在下にモリブデンによってエポキシ化されるのでモリブデン酸塩／Ｈ2 Ｏ2 系で効果的に過酸化することができない。これらの触媒の他の欠点は、それらが機能するのが比較的に低いｐＨ範囲にある。これらの触媒はｐＨ９〜ｐＨ１２の塩基性範囲でしか使用できない。すなわち、従ってこの系の用途は酸性条件には適していない。
【０００５】
1Ｏ2 を化学的に発生する別の方法は例えば、トリフェニルホスフィットとオゾンから得られるトリフェニルホスフィットオゾン化物を加熱することである。この方法の欠点は、非常に低い温度で作業することを必要とすることである。その際にオゾン化物が最初に形成され、次いで加熱することによって分解して 1Ｏ2 を放出する。しかしながら例えば J.Org.Chem., Vol.67, No.8, 2002, 第2418頁に記載されている通り、この方法はトリフェニルホスフィットが高価で危険な化学品であることからメカニズムの研究にしか使用されていない。
【０００６】
この塩基触媒作用での過酸の不均化の間に、 1Ｏ2 の他に副生成物をもたらす他の反応性化合物を生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って本発明の課題は上述の欠点を回避しつつ、 1Ｏ2 を発生する方法を見出すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
予期できなかったことに、この課題はオゾンとフェロセン化合物を使用することによって達成された。
【０００９】
従って本発明は、 1Ｏ2 を発生させる方法において、式
Ｆｃ（Ｘ）ｎ                （Ｉ）
［式中、Ｆｃは場合によってはジメチルアミノエチル、Ｃ1 〜Ｃ12−アルキル、アリール  またはカルボキシアルキルで置換されているフェロセンであり、
ｎは１または２でありそして
Ｘは式
−（Ｃ1 〜Ｃ2 −アルキル）m −Ｐ（Ｒ1 ）2   （II）
( 式中、ｍは０または１でありそしてＲ1 はフェニル、シクロヘキシル、第三ブチル、  エチル、イソプロピル、メチル、メトキシ、エトキシ、フェノキシまたはブトキシであ  る。）
で表される基である。］
で表されるフェロセン誘導体を有機溶剤中で−８０℃〜＋２０℃の温度で１モルのフェロセン化合物あたり１〜４モルのオゾンで処理し、結果として 1Ｏ2 を形成することを特徴とする、上記方法に関する。
【００１０】
本発明の方法においては、 1Ｏ2 は式（Ｉ）のフェロセン誘導体とオゾンとの反応によって発生する。
【００１１】
式（Ｉ）においてＦｃはフェロセンである。フェロセン誘導体はその時に式（II）
−（Ｃ1 〜Ｃ2 −アルキル）m −Ｐ（Ｒ1 ）2  
で表される基でモノ−またはジ−置換されている。式（II）中、ｍは０または１でありそしてＲ1 はフェニル、シクロヘキシル、第三ブチル、エチル、イソプロピル、メチル、メトキシ、エトキシ、フェノキシまたはブトキシである。
【００１２】
場合によってはフェロセンは他の基、例えばジメチルアミノエチル、Ｃ1 〜Ｃ12−アルキル、アリールまたはカルボキシアルキルで置換されていてもよい。
【００１３】
本発明の方法にとっては式（Ｉ）のキラルおよびアキラルなフェロセン化合物の両方が適している。
【００１４】
式（Ｉ）の適するフェロセン化合物の例には、１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン、（Ｓ，Ｒ）−１−（１−ジメチルアミノエチル）−１’，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン、（Ｒ，Ｒ）−１−（１−ジメチルアミノエチル）−１’，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン、（Ｓ，Ｓ）−１−（ジシクロヘキシルホスフィノ）−２−［１−（ジフェニルホスフィノ）エチル］フェロセン、（Ｓ，Ｓ）−１−（ジシクロヘキシルホスフィノ）−２−［１−（ジシクロヘキシルホスフィノ）エチル］フェロセン、（Ｒ，Ｒ）−１−（ジシクロヘキシルホスフィノ）−２−［１−（ジシクロヘキシルホスフィノ）エチル］フェロセン、（Ｒ，Ｒ）−１−（ジシクロヘキシルホスフィノ）−２−［１−（ジフェニルホスフィノ）エチル］フェロセン、（Ｒ，Ｒ）−１−［１−ジ第三ブチルホスフィノ）エチル］−２−（ジフェニルホスフィノ）フェロセン、（Ｒ，Ｒ）−１−［１−（ジシクロヘキシルホスフィノ）エチル］−２−（ジフェニルホスフィノ）フェロセン等がある。
【００１５】
フェロセン化合物は有機溶剤に溶解される。適する溶剤には酢酸エチル、酢酸ブチル、メタノール、エタノール、ジクロロメタン、シクロヘキサン、ヘキサンまたは酢酸がある。
【００１６】
ジクロロメタンを使用するのが有利である。
【００１７】
次いでこの混合物を−８０℃〜＋２０℃、好ましくは−５０〜０℃に冷却しそしてオゾンを導入する。
【００１８】
オゾンは本発明の方法において１モルのフェロセン誘導体当たり１〜４．０モルの量で添加する。１〜２当量のオゾンを使用するのが有利である。
【００１９】
生じる 1Ｏ2 を次いで 1Ｏ2 と反応する有機物質の酸化のために使用する。
【００２０】
従って本発明は更に、 1Ｏ2 と反応する有機物質の酸化のために上に挙げたフェロセン化合物によって発生した 1Ｏ2 を使用することにも関する。
【００２１】
これは本発明に従って、オゾンとフェロセン誘導体との反応の間に相応する物質を溶液状態で計量供給することによって行うことができる。計量供給はこの場合には連続的に行うのが有利である。
【００２２】
これら物質のために適する溶剤はここでも酢酸エチル、酢酸ブチル、メタノール、エタノール、ジクロロメタンまたは酢酸である。
【００２３】
ジクロロメタンを使用するのが有利である。
【００２４】
フェロセン誘導体を溶解するためにも使用される溶剤を用いるのが有利である。
【００２５】
必要な場合には、過剰のオゾンを例えばアルゴンまたは窒素でフラッシュ処理することによって吹き飛ばし、酸化生成物を含む残る反応溶液を後処理する。
【００２６】
しかしながらこの物質溶液はフェロセン誘導体をオゾンと反応させたそして過剰の全てのオゾンを最後に除いた後にのみ添加してもよい。フェロセン誘導体とオゾンとの反応を比較的に低い温度（例えば−８０℃）で行う場合には、物質溶液で処理した反応溶液を場合によっては例えば−１０℃に加熱してもよい。
【００２７】
酸化生成物を含有する反応溶液を慣用の方法で、例えば蒸発、抽出、乾燥および酸化生成物を例えばカラムクロマトグラフィーによって単離することによって後処理する。フェロセン誘導体は膜技術によって分離することができる。
【００２８】
1Ｏ2 と反応する有機物質としては以下の化合物を使用することができる：１つまたは複数、すなわち１０個まで、好ましくは６個まで、特に好ましくは４個までのＣ＝Ｃ二重結合を持つオレフィン；電子の豊富な芳香族化合物、例えばＣ6 〜Ｃ50−、好ましくはＣ30まで、特に好ましくはＣ20までのフェノール類、ポリアルキルベンゼン類、ポリアルコキシベンゼン類；２〜１０、好ましくは６個まで、特に好ましくは４個までの芳香族環を持つ多環芳香族化合物；硫化物、例えば硫黄原子の所でモノ−またはジ置換されたアルキル硫化物、アルケニル硫化物、アリール硫化物類、および環中にＯ、ＮまたはＳを有するヘテロ環化合物、例えばＣ4 〜Ｃ50−、好ましくはＣ30まで、特にＣ20までのフラン、Ｃ4 〜Ｃ50−、好ましくはＣ30まで、特にＣ20までのピロール類、Ｃ4 〜Ｃ60−、好ましくはＣ30まで、特にＣ20までのチオフェン類がある。
【００２９】
これらの物質は１つ以上の置換基、例えばハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、シアニド、カルボニル基、水酸基、Ｃ1 〜Ｃ50−、好ましくはＣ30まで、特にＣ20までのアルコキシ基、Ｃ1 〜Ｃ50−、好ましくはＣ30まで、特にＣ20までのアルキル基、Ｃ6 〜Ｃ50−、好ましくはＣ30まで、特にＣ20までのアリール基、Ｃ2 〜Ｃ50−、好ましくはＣ30まで、特にＣ20までのアルケニル基、Ｃ2 〜Ｃ50−、好ましくはＣ30まで、特にＣ20までのアルキニル基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シリルオキシ基、スルホン基、スルホキシド基を有していてもよい。更に、これらの物質は１つ以上の    ＮＲ1 Ｒ2 
［式中、Ｒ1 またはＲ2 は互いに同じでも異なっていてもよく、Ｈ；Ｃ1 〜Ｃ50−、好ま  しくはＣ30まで、特にＣ20までのアルキル基；ホルミル基；Ｃ2 〜Ｃ50−、好ましくは  Ｃ30まで、特にＣ20までのアシル基；Ｃ7 〜Ｃ50−、好ましくはＣ30まで、特にＣ20ま  でのベンゾイル基であり、その際にＲ1 およびＲ2 は一緒になって一つの環を形成して  もよく、例えばフタルイミド基を形成してもよい。］
で表される基で置換されていてもよい。
【００３０】
適する物質の例には２−ブテン；イソブテン；２−メチル−１−ブテン；２−ヘキセン；１，３−ブタジエン；２，３−ジメチルブテン；Δ9,10−オクタリン、２−フタルイミド−４−メチル−３−ペンテン；２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン；２，４−ヘキサジエン；２−クロロ−４−メチル−３−ペンテン；２−ブロモ−４−メチル−３−ペンテン；１−トリメチルシリルシクロヘキセン；２，３−ジメチル−２−ブテニル  ｐ−トリルスルホン；２，３−ジメチル−２−ブテニル  ｐ−トリルスルホキシド；Ｎ−シクロヘキシルモルホリン；２−メチル−２−ノルボルネン；テルピノレン；α−ピネン；β−ピネン；β−シトロネロール；オシメン；シトロネロール；ゲラニオール；ファルネゾール；テルピネン；リモネン；トランス−２，３−ジメチルアクリル酸；α−テルピネン；イソプレン；シクロペンタジエン；１，４−ジフェニルブタジエン；２−エトキシブタジエン；１．１’−ジシクロヘキセニル；コレステロール；エルゴステロールアセテート；５−クロロ−１，３−シクロヘキサジエン；３−メチル−２−ブテン−１−オール；３，５，５−トリメチルシクロヘキセ−２−ン−１−オール；フェノール；１，２，４−トリメトキシベンゼン、２，３，６−トリメチルフェノール、２，４，６−トリメチルフェノール、１，４−ジメチルナフタレン、フラン、フルフリルアルコール、フルフラル、２，５−ジメチルフラン、イソベンゾフラン、ジベンジルスルフィッド、（２−メチル−５−第三ブチル）フェニルスルフィッド等がある。
【００３１】
本発明に従う酸化の結果としてこれらの物質は相応する酸化生成物を生ずる。アルケン類、（多環式）芳香族化合物またはヘテロ芳香族化合物は特にヒドロペルオキシド、過酸化物、アルコールまたはケトン類をもたらす。
【００３２】
本発明に従う方法の結果として 1Ｏ2 が簡単でかつ効果的な方法で生じる。本発明の方法の別の長所は反応の間に水が生じないことである。
［実施例１〜４］
オゾンと１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセンとによって一重項酸素を発生させる。
【００３３】
０．６７ｇ（１．２ｍｍｏｌ）の１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセンを５０ｍＬのジクロロメタンに溶解しそして−２０℃に冷却する。６ｇのＯ3 ／ｍ3 （０．０６ｍ3 のガス流）を９．５分の間この溶液中に導入する。物質を１５ｍＬのジクロロメタンに予めに溶解しそしてオゾン分解の間、継続的に計量供給する。オゾンの吸収が完了した時に反応混合物を蒸発処理して元の容量の１／３に減らしそして沈殿するフェロセン誘導体を濾別しそして得られる濾液を乾燥するまで蒸発処理する。結果を以下の表１に総括掲載する。
【００３４】
【表１】
2004244310.tif 000002
［実施例５］
【００３５】
オゾンと１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセンとによって−１０℃で一重項酸素を発生させる。
【００３６】
７．０ｇの１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセンを１６０ｍＬのジクロロメタンに溶解しそしてバッチ式オゾン分解装置において−１０℃に冷却する。この溶液を２当量のオゾンで−１０℃で処理する。オゾン分解の間に２０ｍＬのジクロロメタン中の１．７８ｇのα−テルピンを灌流式ポンプ(perfuser pump) によって反応溶液中に連続的に計量供給する。過剰のオゾンを次いで装置をアルゴンでフラッシュ処理することによって吹き飛ばす。反応溶液を蒸発により減らす。
【００３７】
最初にフェロセンホスフェートがカラムクロマトグラフィーによって得られる残留物から分離除去する。この目的のために、１５０ｇのシリカゲル６０Ａを固定相として使用しそしてｎ−ヘキサンとＭＴＢＥとの９：１混合物を移動相として使用する。
【００３８】
溶出液を蒸発して減らし、その結果として黄色の油が残留物として得られる。
【００３９】
一重項酸化生成物（アスカリドール）をカラムクロマトグラフィーによって得られる油から単離する。この目的のために５０ｇのシリカゲル６０Ａを固定相として使用しそしてｎ−ヘキサンとＭＴＢＥとの９：１混合物を移動相として使用する。
【００４０】
アスカリドールを含む一緒にしたフラクションを蒸発処理して減少させ、黄色の油状生成物を得る。この生成物はＨ−ＮＭＲおよび薄層クロマトグラフィーによって特徴付けられる。
【００４１】
収量：７５ｍｇのアスカリドール（理論値の２５％）