(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される、ジイソプロピルアミドで交換した積層二水酸化物触媒（Layered double hydroxide exchanged with diisopropylamide catalyst；ＬＤＨ−ジイソプロピルアミド触媒）を調製する方法。
［Ｍ(1-x)ＭIIIx（ＯＨ）2］［Ｎ（ＣＨ（ＣＨ3）2）2-］x/2．ｚＨ2Ｏ（１）
式（１）中、Ｍは、ＭIまたはＭIIである。
ＭIは一価のカチオンである。
ＭIIは二価のカチオンである。
ＭIIIは三価のカチオンである。
ｘは、０．１０〜０．５０である。
ｚは整数であって、使用した成分および反応条件に依る値である。
前記の方法は下記のステップ（ａ）、（ｂ）を包含する。
（ａ）  不活性である窒素雰囲気下、有機溶媒中における、一般式（２）；
［Ｍ(1-x)ＭIII(x)（ＯＨ）2］［Ａn-］x/2．ｚＨ2Ｏ  （２）
式（２）中、Ｍは、ＭIまたはＭIIである。
ＭIは一価のカチオンである。
ＭIIは二価のカチオンである。
ＭIIIは三価のカチオンである。
ｘは、０．１０〜０．５０である。
Ａn-は、硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩および塩化物からなる群から選択される間入型陰イオンである。
ｚは整数であって、使用した成分および反応条件に依る値である。
で表される積層二水酸化物とリチウムジイソプロピルアミドとの反応温度が、２０℃〜３０℃の範囲であって、反応時間が５〜２４時間である反応をする。
（ｂ）  ステップ（ａ）の反応混合液から、必要とされる、一般式（１）のジイソプロピルアミドで交換した積層二水酸化物触媒（ＬＤＨ−ジイソプロピルアミド触媒）を得るためのろ過をする。
【請求項２】
ジイソプロピルアミドで交換した積層二水酸化物触媒（Layered double hydroxide exchanged with diisopropylamide catalyst；ＬＤＨ−ジイソプロピルアミド触媒）を調製する方法。
前記の方法は下記のステップ（ａ）、（ｂ）を包含する。
（ａ）  不活性である窒素雰囲気下、有機溶媒中における、一般式（２）；
［Ｍ(1-x)ＭIII(x)（ＯＨ）2］［Ａn-］x/2．ｚＨ2Ｏ  （２）
式（２）中、Ｍは、ＭIまたはＭIIである。
ＭIは一価のカチオンである。
ＭIIは二価のカチオンである。
ＭIIIは三価のカチオンである。
ｘは、０．１０〜０．５０である。
Ａn-は、硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩および塩化物からなる群から選択される間入型陰イオンである。
ｚは整数であって、使用した成分および反応条件に依る値である。
で表される積層二水酸化物とリチウムジイソプロピルアミドとの反応温度が、２０℃〜３０℃の範囲であって、反応時間が５〜２４時間である反応をする。
（ｂ）  ステップ（ａ）の反応混合液から、必要とされる、ジイソプロピルアミドで交換した積層二水酸化物触媒（ＬＤＨ−ジイソプロピルアミド触媒）を得るためのろ過をする。
【請求項３】
前記の一価のカチオンが、リチウム（Ｌｉ+）、ナトリウム（Ｎａ+）、カリウム（Ｋ+）、ルビウム（Ｒｂ+）およびセシウム（Ｃｓ+）からなる群から選択されるカチオンである、請求項１または２の方法。
【請求項４】
前記の二価のカチオンが、マグネシウム（Ｍｇ2+）、マンガン（Ｍｎ2+）、鉄（Ｆｅ2+）、コバルト（Ｃｏ2+）、ニッケル（Ｎｉ2+）、銅（Ｃｕ2+）、亜鉛（Ｚｎ2+）、バナジウム（Ｖ2+）、クロム（Ｃｒ2+）およびカルシウム（Ｃａ2+）からなる群から選択されるカチオンである、請求項１〜３のいずれかの方法。
【請求項５】
前記の三価のカチオンが、アルミニウム（Ａｌ3+）、クロム（Ｃｒ3+）、マンガン（Ｍｎ3+）、バナジウム（Ｖ3+）、鉄（Ｆｅ3+）、コバルト（Ｃｏ3+）、ルテニウム（Ｒｕ3+）、ロジウム（Ｒｈ3+）、ガリウム（Ｇａ3+）、インジウム（Ｉｎ3+）およびランタン（Ｌａ3+）からなる群から選択されるカチオンである、請求項１〜４のいずれかの方法。
【請求項６】
ステップ（ａ）において使用する有機溶媒が、メタノール、エタノール、イソプロパノール、１−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｔ−ブタノール、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジクロロメタンおよびジクロロエタンからなる群から選択される有機溶媒である、請求項１〜５のいずれかの方法。
【請求項７】
ステップ（ａ）において、前記積層二水酸化物を、そのまま使用する、もしくは３５０℃〜５５０℃の温度範囲でか焼した後使用する、請求項１〜６のいずれかの方法。
【請求項８】
ステップ（ａ）において、使用した窒素ガスが、不活性雰囲気を提供する、請求項１〜７のいずれかの方法。
【請求項９】
前記ｘの値が、０．１〜０．５の範囲である、請求項１〜８のいずれかの方法。
【請求項１０】
ステップ（ｂ）において、前記触媒ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドのジイソプロピルアミド含有量が、５〜３０重量％の範囲である、請求項１〜９のいずれかの方法。
【請求項１１】
前記ＬＤＨ−ジイソプロピルアミド触媒が、再使用できる、請求項１〜１０のいずれかの方法。
【請求項１２】
前記触媒ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドを、アルドール、エステル交換反応生成物、β−ニトロアルカノール、マイケル付加生成物およびエポキシドを調製する際に使用する、請求項１〜１１のいずれかの方法。
【請求項１３】
前記調製が、１０〜１２０℃の範囲の温度で、０．１５〜２４時間行われる、請求項１２の方法。
【請求項１４】
アルドール、エステル交換反応生成物、β−ニトロアルカノール、マイケル付加生成物およびエポキシドを調製する用の、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法により得られた触媒ＬＤＨ−ジイソプロピルアミド。
【請求項１５】
アルドール、エステル交換反応生成物、β−ニトロアルカノール、マイケル付加生成物およびエポキシドを調製する際に触媒として請求項１〜１３のいずれかに記載の方法により得られた触媒ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドを使用する方法。
【請求項１６】
ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドの触媒量を用いる請求項１５の方法。
【請求項１７】
使用するＬＤＨ−ジイソプロピルアミド触媒が、前記調製に用いる基質に対して０．０１〜１５モル％のジイソプロピルアミドを提供する、請求項１５または１６の方法。
【請求項１８】
前記ＬＤＨ−ジイソプロピルアミド触媒を、単純なろ過法により回収し、数サイクルに渡り一貫した反応性と選択性で再使用する、請求項１３〜１７のいずれかの方法。
【請求項１９】
使用する溶媒が、アセトン、メタノール、エタノール、ジクロロメタン、クロロホルム、１−プロパノール、２−プロパノール、トルエン、ニトロメタン、アセトニトリルおよびｔ−ブタノールからなる群から選択された溶媒である、請求項１３〜１８のいずれかの方法。
【請求項２０】
生成されたアルドール、エステル交換反応生成物、β−ニトロアルカノール、マイケル付加生成物およびエポキシドが、医薬品、香水、化粧品、オイル、および塗料を調製するための重要な中間体として使用される、請求項１３〜１９のいずれかの方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
発明の分野
本発明は、ジイソプロピルアミドで交換した積層二水酸化物（Layered double hydroxide exchanged with diisopropylamide；ＬＤＨ−ジイソプロピルアミド）の調製に関する。本発明により調製されたＬＤＨ−ジイソプロビルアミドは、アルドール、α,β−不飽和ニトリル、α,β−不飽和エステル、エステル交換反応生成物、β−ニトロアルカノール、マイケル付加生成物およびエポキシドを調製するためのリサイクル可能な触媒として実用的である。さらに特には、本発明は、下記式；
[MI and/or MII(1-x) MIIIx (OH)2] [NCH(CH3)2-]x/2.zH2O
（式中、MIは一価のカチオン（Li+、Na+、K+、Rb+またはCs+）である。MIIは二価のカチオン（Mg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+またはCa2+）である。MIIIは三価のイオン（Al3+、Cr3+、Mn3+、Fe3+、Ni3+またはLa3+）である。また、ｘは０．１０から０．５０まで、より好ましくは０．２０から０．３３までの値である。ｚは使用する成分もしくは反応条件および調製方法・使用方法に依る整数である。）
で示される、ジイソプロピルアミドで交換した積層二水酸化物の調製に関するものである。本発明のＬＤＨ−ジイソプロビルアミドは、アルドール、α,β−不飽和ニトリル、α,β−不飽和エステル、エステル交換反応生成物、β−ニトロアルカノール、マイケル付加生成物およびエポキシドの調製のためのリサイクル可能な触媒である。
【０００２】
本発明は、特に、エコ・フレンドリーな方法に関する。アルデヒドとアセトンとの反応（アルドール縮合）、アルデヒドと活性ニトリルまたは活性エステルとの反応（クネーファーゲル縮合）、アルコールとβ−ケトまたは単純エステルとの反応（エステル交換反応）、アルデヒドとニトロアルカンとの反応（ヘンリー反応）、活性メチレンとα,β−不飽和化合物との反応（マイケル付加）およびオレフィンのエポキシ化によって、それぞれ、アルドール、α,β−不飽和ニトリル、α,β−不飽和エステル、エステル交換産物、β−ニトロアルカノール、マイケル付加生成物およびエポキシドを調製する際に、ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドを、水溶性塩基の替わりに不均一触媒として使用するからである。このようにして得られる生成物は医薬品、香水、化粧品、オイル、塗料およびファインケミカルを調製するための重要な中間体である。例えば、クネーファーゲル縮合により調製されるベンジリデン誘導体の生成物は、チロシンプロテアーゼキナーゼ阻害剤として用いられる。また、オレフィンのエポキシ化による、たとえば、スチレンオキシド、１−デセンオキシド、１−オクテンオキシド、１−ヘキセンオキシド、シクロヘキセンオキシド、シクロペンテンオキシド、エポキシカルコンなどのファインケミカルは、本発明の方法で得ることができる。
【０００３】
アルドール、クネーファーゲル縮合、エステル交換反応、ヘンリー反応、マイケル付加およびオレフィンのエポキシ化などの反応を均一系で行い、アルドール、α,β−不飽和ニトリル、α,β−不飽和エステル、エステル交換産物、β−ニトロアルカノール、マイケル付加生成物およびエポキシドの製造を行うと、深刻な不利益がある。すなわち、反応終了時に水溶性塩基を酸で中和すると毒性の廃残物ができること、再利用性と選択性がないこと、単調な作業手順であることおよび高温・長時間の反応であることである。不均一触媒系では、触媒の回収と再利用性が高く、活性種の浪費が微小なため、均一系に比べて生産コストは当然少ない。また、得られる生成物は、不均一触媒系では副反応が排除されるため、夾雑物が少ない点で優れている。
【０００４】
【従来の技術】
背景と従来技術の参照文献
アセトンのアルドール縮合は、熱処理された合成陰イオン粘土を用いて行われる（例えば、US patent US 4,458,026）。この方法における固有の不利な点は、反応が高温・長時間であることと低収率であることである。
【０００５】
アセトンのアルドール縮合は、ハイドロタルサイト再水和物を用いて行われる（例えば、Choudary et al., Chem. Commun., 1998, 1033）。この方法のおける固有の不利な点は、反応が高温・長時間であることと選択性がないことである。
【０００６】
アセトンのアルドール縮合は、Mg-Al-O-t-Buハイドロタルサイトを用いて行われる（例えば、Choudary et al., Tetrahedron. Lett., 1998, 3555）。この方法の固有の不利な点は、この触媒が湿気に弱いことと貯蔵寿命が短いことである。
【０００７】
アルコールのエステル交換反応は、均一系および不均一系において多くの方法がよく調べられている（例えば、J. Otera, Chem. Rev., 1993, 93, 1449）。これらの方法における固有の不利な点は、反応時間が長いことと選択性および再利用性がないことである。
【０００８】
アルコールのエステル交換反応は、か焼したハイドロタルサイトを用いた不均一系で行われる（例えば、US patent US 5,350,879）。この方法の欠点は、反応が高温であることである。
【０００９】
エステル交換反応は、Mg-Al-O-t-Buハイドロタルサイトを用いて行われる（例えば、Choudary et al., J. Mol. Catal., 2000, 159, 411）。この方法における固有の不利な点は、この触媒が湿気に弱いことと貯蔵寿命が短いことである。
【００１０】
クネーファーゲル縮合およびマイケル付加反応は、Mg-Al-O-t-Buハイドロタルサイトを用いて行われる（例えば、Choudary et al., Tetrahedron. 2000, 56, 9357）。この方法における固有の不利な点は、この触媒が湿気に弱いことと貯蔵寿命が短いことである。
【００１１】
オレフィンのエポキシ化は、Mg-Al-O-t-Buハイドロタルサイトを用いて行われる（例えば、Choudary et al., Synlett., 1998, 1203）。この方法における固有の不利な点は、この触媒が湿気に弱いことと貯蔵寿命が短いことである。
【００１２】
マイケル付加反応は、Mg-Alハイドロタルサイト再水和物を用いて行われる（例えば、Choudary et al., J. Mol. Catal., 1999, 146. 279）。この方法における固有の不利な点は、低収率であること、反応が長時間であることおよび触媒を再利用するごとに活性化が必要であることである。
【００１３】
ヘンリー反応は、Mg-Alハイドロタルサイト再水和物を用いて行われる（例えば、Choudary et al., Green. Chem., 1999, 187）。この方法における固有の不利な点は、低収率であること、反応が長時間であることおよび触媒を再利用するごとに活性化が必要であることである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
発明の目的
本発明の主要な目的は、ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドを調製することである。そして、前記の欠点を排除した方法でアルドール、α,β−不飽和ニトリル、α,β−不飽和エステル、エステル交換反応生成物、β−ニトロアルカノール、マイケル付加生成物およびエポキシドを調製するために、リサイクル可能な不均一触媒としてＬＤＨ−ジイソプロピルアミドを使用することである。
【００１５】
また、本発明の目的は、塩化物、硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩のような陰イオンを間入型陰イオンとして持つように合成したＬＤＨ、またはそのような間入型陰イオンを持つＬＤＨを３５０℃から５５０℃の範囲の温度でか焼したＬＤＨを、ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドの調製のための前駆体として使用することである。
【００１６】
そして、本発明の目的は、アルドール縮合、クネーファーゲル縮合、マイケル付加、エステル交換およびエポキシ化の各反応を含むＣ−Ｃ結合形成反応に使用した不均一系ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドを、単純なろ過法で回収し、一貫した活性と選択性で数回にわたり再利用することである。
【００１７】
さらに、本発明の目的は、前記の反応に用いるＬＤＨ−イソプロピルアミドの量が、反応の基質に対して１〜１０モル％のジイソプロピルアミドを含むことである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
発明の概要
本発明の新規事項は、初めてとなる単純交換製法によるＬＤＨ−ジイソプロピルアミドの設計と調製方法であり、そして、アルドール、α,β−不飽和ニトリル、α,β−不飽和エステル、エステル交換反応生成物、β−ニトロアルカノール、マイケル付加生成物およびエポキシドの調製の際に、ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドを触媒量使用することである。Ｃ−Ｃ結合を形成するエポキシ化やエステル交換反応を有機溶媒中で行う場合に、ＬＤＨ−ジイソプロピルアミド触媒を使用すると、より高い収率が得られる。さまざまな方法で得られる生成物は医薬品、香水、化粧品、オイル、塗料およびファインケミカルを調製するための重要な中間体である。ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドの触媒活性は、数回にわたりＣ−Ｃ結合形成反応に再利用しても一貫しており、この工程を経済的にし、また商業化の実現も可能にする。それゆえ、アルドール、α,β−不飽和ニトリル、α,β−不飽和エステル、エステル交換反応生成物、β−ニトロアルカノール、マイケル付加生成物およびエポキシドの調製にとってＬＤＨ−ジイソプロピルアミドはより良い選択肢である。このように、本発明は、医薬品やファインケミカルの調製における中間体合成にとって最善のテクノ−エコノミックな方法を提供する。異なる金属を使用しさまざまな組成で調製されたＬＤＨ担体は、その最終形態であるＬＤＨ−ジイソプロピルアミドの活性に関してほとんど差は無かった。
【００１９】
発明の詳細な説明
したがって、本発明は下式；
[MI and/or MII(1-x)MIIIx(OH)2][NCH(CH3)2-]x/2.zH2O
（式中、MIは一価のカチオンであり、Li+、Na+、K+、Rb+およびCs+からなる群から選択されたものである。MIIは二価のカチオンであり、Mg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、V2+、Cr2+およびCa2+からなる群から選択されたものである。MIIIは三価のイオンであり、Al3+、Cr3+、Mn3+、V3+、Fe3+、Co3+、Ru3+、Ga3+、In3+およびLa3+からなる群から選択されたものである。ｘは０．１０〜０．５０であって、より好ましくは０．２０〜０．３３である。ｚは使用する成分および反応条件に依る整数である。）
で表されるＬＤＨ−ジイソプロピルアミドが、触媒として実用的であることを述べている。本発明による新規のＬＤＨ−ジイソプロピルアミド触媒はアルドール、α,β−不飽和ニトリル、α,β−不飽和エステル、エステル交換反応生成物、β−ニトロアルカノール、マイケル付加生成物およびエポキシドの調製に再利用できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態としては、下式；
[MI and/or MII(1-x)MIIIx(OH)2][NCH(CH3)2-]x/2.zH2O
で表される本発明の触媒ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドの調製法であり、次の反応工程を含む。
式LiNCH(CH3)2で表されるリチウムジイソプロピルアミドと下式；
[MI and/or MII(1-x)MIIIx(OH)2][An-]x/n.zH2O
（式中、xは０．１０〜０．５０の範囲の値であり、より好ましくは０．２０〜０．３３である。zは使用する成分および反応条件に依る整数である。An-は陰イオンであり、硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩および塩化物から選択されたものである。MIは一価のカチオンであり、Li+、Na+、K+、Rb+およびCs+からなる群から選択されたものである。MIIは二価のカチオンでありMg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、V2+、Cr2+およびCa2+からなる群から選択されたものである。MIIIは三価のイオンであり、Al3+、Cr3+、Mn3+、V3+、Fe3+、Co3+、Ru3+、Rh3+、Ga3+、In3+およびLa3+からなる群から選択されたものである。）
で表されるＬＤＨを、メタノール、エタノール、イソプロパノール、１−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、tert-ブチルアルコール、アセトニトリル、テトロヒドロフラン、ジクロロメタンおよびジクロロエタンからなる群から選択された有機溶媒中、窒素雰囲気下、２０〜３０℃の範囲の温度で、５〜２４時間させて、その後、ろ過して望みの触媒を得る。
【００２１】
本発明の実施の形態としては、リサイクル可能な触媒ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドを使用して、アルドール、α,β−不飽和ニトリル、α,β−不飽和エステル、エステル交換反応生成物、β−ニトロアルカノール、マイケル付加生成物およびエポキシドを調製する下記の方法である。
下式；
[MI and/or MII(1-x)MIIIx(OH)2][NCH(CH3)2-]x/2.zH2O
（式中、MIは一価のカチオン（Li+、Na+、K+、Rb+またはCs+）であり、MIIは二価のカチオン（Mg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、V2+、Cr2+、Zn2+またはCa2+）であり、MIIIは三価のイオン（Al3+、Cr3+、Mn3+、V3+、Fe3+、Co3+、Ru3+、Ga3+、In3+またはLa3+））
で表わされるＬＤＨ−ジイソプロピルアミドをリサイクル可能な触媒として使用し、アルドール縮合（アルデヒドとアセトン）、クネーファーゲル縮合（アルデヒドと活性ニトリルまたは活性エステル）、エステル交換反応（アルコールとβ−ケトまたは単純エステル）、ヘンリー反応（アルデヒドとニトロアルカン）、マイケル付加（活性メチレンとα,β−不飽和化合物）、オレフィンのエポキシ化を、アセトン、メタノール、エタノール、ジクロロメタン、クロロホルム、１−プロパノール、２−プロパノール、トルエン、ニトロメタン、アセトニトリルおよびt-ブタノールから選択した有機溶媒中、１０〜１２０℃の範囲の温度で、０．１５〜２４時間行い、そして従来の方法で精製産物を得る。
【００２２】
本発明の実施の形態としては、１〜３０％の範囲のジイソプロピルアミドを含有する触媒である。
【００２３】
本発明の実施の形態としては、塩化物、硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩のような間入型陰イオンを持つように合成されたＬＤＨ、またはそのような間入型陰イオンを持つＬＤＨを３５０〜５５０℃の範囲の温度でか焼したＬＤＨが、ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドの調製をするための前駆体として使用される。
【００２４】
本発明の実施の形態としては、反応に使用するＬＤＨ−ジイソプロピルアミドの量が、基質に対して、０．０１〜１５モル％のジイソプロピルアミドを含む。
【００２５】
本発明の実施の形態としては、ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドは、一貫した活性で数回にわたり再利用される。
【００２６】
また、本発明の実施の形態としては、有機溶媒は、アセトン、メタノール、エタノール、ジクロロメタン、クロロホルム、１−プロパノール、２−プロパノール、トルエン、ニトロメタン、アセトニトリルおよび／または t-ブタノールなどから選択する。
【００２７】
そして、本発明の実施の形態としては、反応は、好ましくは１０〜１２０℃の範囲の温度で０．１５〜２４時間実施する。
【００２８】
さらに、本発明の実施の形態としては、さまざまな方法で得られる生成物は、医薬品、香水、化粧品、オイル、塗料およびファインケミカルを調製するための重要な中間体である。例えば、クネーファーゲル縮合により調製されるベンジリデン誘導体の生成物が、チロシンプロテアーゼキナーゼ阻害剤として用いられ、また、スチレンオキシド、１−デセンオキシド、１−オクテンオキシド、１−ヘキセンオキシド、シクロヘキセンオキシド、シクロペンテンオキシド、エポキシカルコンのような、オレフィンのエポキシ化によるファインケミカルが、本発明の方法で得られる。
【００２９】
科学的説明
本発明において、我々は初めてＬＤＨ−ジイソプロピルアミドを調製し、そのＬＤＨ−ジイソプロピルアミドをアルドール、α,β−不飽和ニトリル、α,β−不飽和エステル、エステル交換反応生成物、β−ニトロアルカノール、マイケル付加生成物およびエポキシドの調製のために、触媒量を、不均一系で使用した。
【００３０】
ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドは塩化物、硝酸塩などの陰イオンを含むＬＤＨ、またはそれらをか焼したＬＤＨから陰イオン交換法により調製される。ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドに含まれるジイソプロピルアミド陰イオンが、アルドールおよびクノーファーゲル縮合、エステル交換反応、ヘンリー反応、マイケル付加ならびにエポキシ化反応を引き起こす。ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドの活性は均一系のものと同じかより高い。その高い活性は担体効果に由来する。塩基であるLDH-NCH(CH3)2が活性メチレングループからのプロトン抽出を誘導し、それがエポキシ化およびエステル交換反応におけるＣ−Ｃ結合の引き金となる。
【００３１】
ＬＤＨ−ジイソプロピルアミド触媒による高い収率とその生成物は医薬品等の調製に関して重要な中間体であり、本発明は時宜を得ており、適切である。それゆえ、ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドはより良い選択；ベターオプションなのである。さまざまな金属を用いて調製したＬＤＨ−ジイソプロピルアミド触媒は触媒活性においてほとんど差が見られない。にもかかわらず、ＬＤＨ調製に使用された金属はすべて良好から優秀な収率を示した。このように本発明は医薬品、香水、化粧品、オイル、塗料およびファインケミカルの中間体の調製に最善であるテクノ−エコノミックな方法を提供する。
【００３２】
ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドは例示するように調製され、実施例に記すようにアルドール、α,β−不飽和ニトリル、α,β−不飽和エステル、エステル交換反応生成物、β−ニトロアルカノール、マイケル付加生成物およびエポキシドの調製のために触媒量、不均一系で使用される。
【００３３】
【実施例】
本発明の実施例を以下に示すが、これらは本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００３４】
積層二水酸化物（Layered Double Hydroxides）の調製
実施例１
Mg2+/Al3+/NO3--LDH (Ia)の調製
Mg/Alの割合が３：１であるMg2+/Al3+/NO3- LDHを調製するために、硝酸マグネシウム６水和物（３０．８ｇ、０．１２モル）と硝酸アルミニウム９水和物（１５．０ｇ、０．０４モル）を１００ｍｌの脱イオン・脱炭酸水に溶解した。NaOH (2M)を加えて水溶液のｐＨを約１０に調整した。スラリーを窒素雰囲気下、室温で２時間攪拌し、窒素雰囲気下でろ過し、よく洗浄したのち、８０℃で真空乾燥した。
【００３５】
実施例２
か焼Mg2+/Al3+--LDH (Ib)の調製
Mg/Alの割合が３：１であるMg2+/Al3+/NO3- LDHを調製するのために、硝酸マグネシウム６水和物（３０．８ｇ、０．１２モル）と硝酸アルミニウム９水和部（１５．０ｇ、０．０４モル）を１００ｍｌの脱イオン・脱炭酸水に溶解した。NaOH (2M)を加えて水溶液のｐＨを約１０に調整した。スラリーを窒素雰囲気下、室温で２時間攪拌し、窒素雰囲気下でろ過し、よく洗浄したのち、８０℃で真空乾燥した。そして、固体は乾燥後、エアーフロー中４５０℃で６時間か焼した。
【００３６】
実施例３
Mg2+/Al3+/Cl--LDH (Ic)の調製
MgCl2.6H2O（３０．４９ｇ、０．１５モル）とAlCl3.6H2O（１２．０７ｇ、０.０５モル）の混合物を２００ｍｌの脱イオン水に溶解した。結果としてできる水溶液を、ｐＨ１０の１００ｍｌNaOH水溶液に窒素フローのもと、攪拌しながら２５℃で少しずつ加えていった。反応混合液のｐＨは2M NaOH水溶液を継続して加えることで一定(約１０)に維持した。つぎに得られた懸濁液を窒素雰囲気下７０℃で一晩攪拌した。固形生成物をろ過して分離し、脱イオン水でよく洗い、８０℃で一晩乾燥した。脱炭酸水を合成のすべての段階で使用した。Mg/Alの割合が異なるMg2+/Al3+/Cl-ハイドロタルサイトも同様に、適当な量の塩化マグネシウム６水和物と塩化アルミニウム６水和物を使用して調製した。
【００３７】
実施例４
Mg2+/Al3+/Cl--LDH (Id)の調製
MgCl2.6H2O（３０．４９ｇ、０．１５モル）とAlCl3.6H2O（１２．０７ｇ、０.０５モル）の混合物を２００ｍｌの脱イオン水に溶解した。結果としてできる水溶液を、ｐＨ１０の１００ｍｌNaOH水溶液に窒素フローのもと、攪拌しながら２５℃で少しずつ加えていった。反応混合液のｐＨは2M NaOH水溶液を継続して加えることで一定(約１０)に維持した。つぎに得られた懸濁液を窒素雰囲気下７０℃で一晩攪拌した。固形生成物をろ過して分離し、脱イオン水でよく洗い、８０℃で一晩乾燥した。脱炭酸水を合成のすべての段階で使用した。Mg/Alの割合が異なるMg2+/Al3+/Cl-ハイドロタルサイトも同様に、適当な量の塩化マグネシウム６水和物と塩化アルミニウム６水和物を使用して調製した。そして、固体は乾燥後、エアーフロー中４５０℃で６時間か焼した。
【００３８】
実施例５
Mg2+/Al3+/CO32--LDH (か焼されたもの、Ie)の調製
６０．０９ｇのMg(NO3)2.6H2O（０.２３４モル）と２９．３１ｇのAl(NO3)3.9H2O（０.０７８モル）を混合した７０ｍｌの蒸留水を、２８．１２ｇの５０％NaOH水溶液（０.７０３モル）と２２．０８ｇのNa2CO3（０.４１モル）を溶解した１００ｍｌの蒸留水に加えた。その添加は、攪拌器を装備した５００ｍｌフラスコの中でゆっくりと行った。そして、結果として生じる密なスラリーを６５±５℃で約１８時間熱した。そのスラリーを室温まで冷まし、ろ過し、洗浄した。そして、固体は乾燥後、エアーフロー中４５０℃で６時間か焼した。
【００３９】
実施例６
Ni2+/Al3+/Cl--LDH (If)の調製
NiCl2.6H2O（３５．６５ｇ、０.１５モル）とAlCl3.6H2O（１２．０７ｇ、０.０５モル）の混合物を２００ｍｌの脱イオン水に溶解した。その水溶液を、ｐＨ１０の１００ｍｌNaOH水溶液に窒素フローのもと、攪拌しながら２５℃で少しずつ加えていった。反応混合液のｐＨは2M NaOH水溶液を継続して加えることで一定(約１０)に維持した。つぎに得られた懸濁液を窒素雰囲気下７０℃で一晩攪拌した。固形生成物をろ過して分離し、脱イオン水でよく洗い、８０℃で一晩乾燥した。脱炭酸水を合成のすべての段階で使用した。
【００４０】
実施例７
Li+/Al3+/Cl--LDH (Ig)の調製
Li/Alの割合が１：２であるLi+/Al3+/Cl- LDHは以下のように調製した。硝酸アルミニウム９水和物（１２．０７ｇ、０.０５モル）を１００ｍｌの2M（８ｇ）NaOHに溶解した。この水溶液に硝酸リチウム（１００ｍｌ中、１．０２５ｇ、０.０２５モル）を溶解した。そして、その混合液を９０℃で４８時間熱した。その生成物を脱イオン・脱炭酸水で洗浄し、続けて、0.1M塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。結果として生じた固体を８０℃で５時間乾燥した。合成中、CO2を締め出すように注意した。
【００４１】
実施例８
か焼Li+/Al3+-LDH (Ih)の調製
Li/Alの割合が１：２であるLi+/Al3+/Cl- LDHは以下のように調製した。硝酸アルミニウム９水和物（１２．０７ｇ、０.０５モル）を１００ｍｌの2M（８ｇ）NaOHに溶解した。この水溶液に硝酸リチウム（１００ｍｌ中、１．０２５ｇ、０.０２５モル）を溶解した。そして、その混合液を９０℃で４８時間熱した。その生成物を脱イオン・脱炭酸水で洗浄し、続けて、0.1M塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。結果として生じた固体を８０℃で５時間乾燥した。合成中、CO2を締め出すように注意した。固体は、エアーフロー中４５０℃で６時間か焼した。
【００４２】
ＬＤＨ−ジイソプロピルアミドの調製
実施例９
Mg2+/Al3+/NO3--LDH (Ia)から(Mg-Al)LDH-NCH(CH3)2- (IIa)の調製
リチウムジイソプロピルアミドを１０mmol（１．０７１３ｇ）溶解した１００ｍｌ無水のＴＨＦに、１．２１４ｇのIaを懸濁し、窒素雰囲気下、２５℃で２４時間攪拌した。固形生成物をろ過し、２５０ｍｌのＴＨＦで洗浄しそして真空乾燥する。化学分析により、その生成物が１１％のジイソプロピルアミドを含有することがわかった。これは、１ｇの生成物につき、ジイソプロピルアミドが１.１モルであることを意味する。
【００４３】
実施例１０
か焼Mg2+/Al3+--LDH (Ib)から(Mg-Al)LDH-NCH(CH3)2- (IIb)の調製
リチウムジイソプロピルアミドを１０mmol（１．０７１３ｇ）溶解した１００ｍｌ無水のＴＨＦに、１．２１４ｇのIaを懸濁し、窒素雰囲気下、２５℃で２４時間攪拌した。固形生成物をろ過し、２５０ｍｌのＴＨＦで洗浄しそして真空乾燥する。化学分析により、その生成物が１１％のジイソプロピルアミドを含有することがわかった。これは、１ｇの生成物につき、ジイソプロピルアミドが１.１モルであることを意味する。
【００４４】
実施例１１
Mg2+/Al3+/Cl--LDH (Ic)から(Mg-Al)LDH-NCH(CH3)2- (IIc)の調製
リチウムジイソプロピルアミドを１０mmol（１．０７１３ｇ）溶解した１００ｍｌ無水のＴＨＦに、１．２１４ｇのIcを懸濁し、窒素雰囲気下、２５℃で２４時間攪拌した。固形生成物をろ過し、２５０ｍｌのＴＨＦで洗浄しそして真空乾燥する。化学分析により、その生成物が１１％のジイソプロピルアミドを含有することがわかった。これは、１ｇの生成物につき、ジイソプロピルアミドが１.１モルであることを意味する。
【００４５】
実施例１２
Mg2+/Al3+/Cl--LDH (Id)から(Mg-Al)LDH-NCH(CH3)2- (IId)の調製
リチウムジイソプロピルアミドを１０mmol（１．０７１３ｇ）溶解した１００ｍｌ無水のＴＨＦに、１．２１４ｇのIdを懸濁し、窒素雰囲気下、２５℃で２４時間攪拌した。固形生成物をろ過し、２５０ｍｌのＴＨＦで洗浄しそして真空乾燥する。化学分析により、その生成物が１１％のジイソプロピルアミドを含有することがわかった。これは、１ｇの生成物につき、ジイソプロピルアミドが１.１モルであることを意味する。
【００４６】
実施例１３
Mg2+/Al3+/CO32--LDH (か焼されたもの、Ie)から(Mg-Al)LDH-NCH(CH3)2- (IIe)の調製
リチウムジイソプロピルアミドを１０mmol（１．０７１３ｇ）溶解した１００ｍｌ無水のＴＨＦに、１．２１４ｇのIeを懸濁し、窒素雰囲気下、２５℃で２４時間攪拌した。固形生成物をろ過し、２５０ｍｌのＴＨＦで洗浄しそして真空乾燥する。化学分析により、その生成物が１１％のジイソプロピルアミドを含有することがわかった。これは、１ｇの生成物につき、ジイソプロピルアミドが１.１モルであることを意味する。
【００４７】
実施例１４
Ni2+/Al3+/Cl--LDH (If)から(Ni-Al)LDH-NCH(CH3)2- (IIf)の調製
リチウムジイソプロピルアミドを１０mmol（１．０７１３ｇ）溶解した１００ｍｌ無水のＴＨＦに、１．２１４ｇのIfを懸濁し、窒素雰囲気下、２５℃で２４時間攪拌した。固形生成物をろ過し、２５０ｍｌのＴＨＦで洗浄し、そして真空乾燥する。化学分析により、その生成物が１１％のジイソプロピルアミドを含有することがわかった。これは、１ｇの生成物につき、ジイソプロピルアミドが１.１モルであることを意味する。
【００４８】
実施例１５
Li+/Al3+/Cl--LDH (Ig)から(Li-Al)LDH-NCH(CH3)2- (IIg)の調製
リチウムジイソプロピルアミドを１０mmol（１．０７１３ｇ）溶解した１００ｍｌ無水のＴＨＦに、１．２１４ｇのIgを懸濁し、窒素雰囲気下、２５℃で２４時間攪拌した。固形生成物をろ過し、２５０ｍｌのＴＨＦで洗浄し、そして真空乾燥する。化学分析により、その生成物が１１％のジイソプロピルアミドを含有することがわかった。これは、１ｇの生成物につき、ジイソプロピルアミドが１.１モルであることを意味する。
【００４９】
実施例１６
か焼Li+/Al3+-LDH (Ih)から(Li-Al)LDH-NCH(CH3)2- (IIh)の調製
リチウムジイソプロピルアミドを１０mmol（１．０７１３ｇ）溶解した１００ｍｌ無水のＴＨＦに、１．２１４ｇのIhを懸濁し、窒素雰囲気下、２５℃で２４時間攪拌した。固形生成物をろ過し、２５０ｍｌのＴＨＦで洗浄し、そして真空乾燥する。化学分析により、その生成物が１１％のジイソプロピルアミドを含有することがわかった。これは、１ｇの生成物につき、ジイソプロピルアミドが１.１モルであることを意味する。
【００５０】
Ｃ−Ｃ結合形成反応
本発明の評価を行うために、LDH-NCH(CH3)2触媒を使用したＣ−Ｃ結合形成反応を行った。
【００５１】
実施例１７
LDH-NCH(CH3)2 (IIa)が触媒するベンズアルデヒドとアセトンとのアルドール反応
０．２ｍｌ（２mmol）のベンズアルデヒドと、５０ｍｇの触媒IIa、５ｍｌのアセトンとで二口フラスコを満たし、その中身を室温で攪拌した。反応（と、それに続くＴＬＣ）が完了した後、触媒をこし取り、アセトン（２×５ｍｌ）で洗浄した。ろ液は減圧して濃縮した。そのようにして得られた生成物をカラムクロマトグラフィーによって精製し、収率の９５％に相当するアルドールを得た。
【００５２】
実施例１８
LDH-NCH(CH3)2触媒(IIa)が触媒する４−ニトロベンズアルデヒドとアセトンとのアルドール反応
０．２４ｇ（２mmol）の４−ニトロベンズアルデヒドと、５０ｍｇの触媒IIa、５ｍｌのアセトンとで二口フラスコを満たし、その中身を室温で攪拌した。反応（と、それに続くＴＬＣ）が完了した後、触媒をこし取り、アセトン（２×５ｍｌ）で洗浄した。ろ液は減圧して濃縮した。そのようにして得られた生成物をカラムクロマトグラフィーによって精製し、収率の９３％に相当するアルドールを得た。
【００５３】
【表１】
0004494703.tif 000002
【００５４】
実施例１９
ＬＤＨ−ＮＣＨ（ＣＨ3）2触媒（ＩＩｂ）が触媒する４−ニトロベンズアルデヒドとアセトンとのアルドール反応：リサイクル実験
０．２４ｇ（２ｍｍｏｌ）の４−ニトロベンズアルデヒドと、５０ｍｇの実施例１５で使用した触媒ＩＩｇ、５ｍｌのアセトンとで二口フラスコを満たし、その中身を室温で攪拌した。反応が完了した後、触媒を沈殿させ、上清アセトン溶液を反応フラスコからポンプで汲み出した。触媒を無水アセトンで４回（４×５ｍｌ）洗浄した。洗浄ごとに触媒を沈殿させ、上清溶液を反応フラスコからポンプで汲み出した。そして新しい４−ニトロベンズアルデヒドとアセトンを導入した。こうして、一貫した活性と選択性で触媒を６サイクル再利用した。ろ液は減圧して濃縮した。そのようにして得られた生成物をカラムクロマトグラフィーによって精製し、収率の９５％に相当するアルドールを得た。
【００５５】
実施例２０−２４
リサイクル実験の手順は実施例１９にしたがって行い、その結果は表１に示した。
【００５６】
実施例２５−３０
さまざまな触媒IIc−IIhを用いて、実施例１８に従った手順を行い、その結果を表１に示した。
【００５７】
実施例３１−３６
LDH-NCH(CH3)2触媒(IIb)が触媒する置換型ベンズアルデヒドとアセトンとのアルドール反応
実施例１８に従った手順を行い、その結果を表２に示した。
１．アルドール縮合：
【化１】
0004494703.tif 000003
【００５８】
【表２】
0004494703.tif 000004
【００５９】
２．クネーファーゲル縮合：
さまざまな芳香族アルデヒド化合物と、活性メチレン化合物としての(a)マロノニトリルおよび(b)エチルシアノアセテート（スキーム２）との反応を含むクネーファーゲル縮合反応をLDH-NCH(CH3)2触媒IIbを用いて室温で行った（表３）。
【化２】
0004494703.tif 000005
【００６０】
実施例３７
クネーファーゲル縮合の一般的な手順：
ジメチルフォルムアミド５ｍｌにアルデヒド（２mmol）と０．０５ｇのMg-Al-NCH(CH3)2 LDH (IIb)を加え５分間攪拌した。次に活性メチレン化合物（２mmol）を加え、薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でモニターしながら、反応完了まで攪拌を続けた。触媒をこし取り、生成物はエチルアセテートで抽出し、硫酸ナトリウム無水和物で乾燥し、そして減圧下で濃縮した。その粗生成物はカラムクロマトグラフィーで精製した。
【００６１】
【表３】
0004494703.tif 000006
【００６２】
実施例３８−４９
実施例３７に従った手順を行い、その結果を表３に示した。
【００６３】
ヘンリー反応：
さまざまな芳香族アルデヒド化合物と、活性メチレン化合物としてのニトロメタン（スキーム３）との反応を含むヘンリー反応をLDH-NCH(CH3)2触媒(IIb)を用いて室温で行った（表４）。
【化３】
0004494703.tif 000007
【００６４】
実施例５０
ヘンリー反応の一般的な手順：
ニトロアルカン（１０mmol）とベンズアルデヒド（２mmol）の混合液に０．０３ｇの触媒IIbを室温で加え、ＴＬＣでモニターしながら、反応完了まで攪拌を続けた。触媒をこし取り、ジクロロメタンで洗浄した（１０ｍｌ×３）。そして、ろ液は減圧下で濃縮した。
【００６５】
実施例５１−５７
実施例５０に従った手順を行い、その結果を表４に示した。
【００６６】
【表４】
0004494703.tif 000008
【００６７】
エステル交換反応：
【化４】
0004494703.tif 000009
【００６８】
実施例５８
エステル交換反応の一般的な手順：
丸底二口フラスコの中で、１０ｍｌの無水トルエンに１mmolのエステルと、１mmolのアルコール、２５ｍｇの触媒(IIb)を加え、９０−１００℃で攪拌した。反応は薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でモニターした。生成物を産出する作業(work-up)は単純ろ過、それに続く減圧下での蒸発、およびカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル、９５／５、ｖ／ｖ）による精製からなる。生成物はＮＭＲ、ＩＲ、マススペクトルにより解析され、それは文献の手順により得られる物と一致した。
【００６９】
【表５】
0004494703.tif 000010
【００７０】
実施例５９−６７
実施例５８に従った手順を行い、その結果を表５に示した。
【００７１】
オレフィンのエポキシ化：
陰イオン交換によって、ジイソプロピルアミドをＬＤＨの中間層への取り込みは、Mg-Al-NCH(CH3)2 LDHを調製するための単純な方法体系を提供した。本努力によって、本発明者らは、スキーム５，６のような異なる条件下で、IIbおよび過酸化水素を使用して、電子欠損オレフィンと同様に官能基がついていないオレフィンのエポキシ化における高い活性という、壮大な提示をする。
【化５】
0004494703.tif 000011
【００７２】
実施例６８
官能基化したオレフィンのエポキシ化の一般的な手順：
５０ｍｌ二口丸底フラスコ中の１０ｍｌのメタノールに、１mmolのエノンおよび０．０３ｇの触媒(IIb)を加えた。この水溶液に０．３５ｍｌ（３mmol）の過酸化水素水（３０重量％）を室温でゆっくりと攪拌を続けながら加えた。反応が完了するまで、反応を薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でモニターした。完了後、固体をろ過により分離し、ジエチルエステルで洗浄した。ろ液は蒸発させ、その残滓を塩化メチレンに再溶解し、そしてその溶液を硫酸ナトリウムで乾燥する。溶媒は減圧下で除去し、n-ヘキサン−EtOAc（４０：１、ｖ／ｖ）混合液を溶離剤として使用したシリカゲルクロマトグラフィーにかけて、精製生成物を得た。
【００７３】
【表６】
0004494703.tif 000012
【００７４】
実施例６９−７４
実施例６８に従った手順を行い、その結果を表６に示した。
【００７５】
【化６】
0004494703.tif 000013
実施例７５
官能基がついていないオレフィンのエポキシ化の一般的な手順：
還流冷却器がついた丸底フラスコに、０．０３ｇの触媒(IIb)、１０ｍｌのメタノール、４mmolのアルケン、１．０ｍｌのベンゾニトリル（１０．５mmol）そして２．４ｍｌの３０％過酸化水素を連続的に加えた。その結果の混合液を６０℃で攪拌し、薄層クロマトグラフィーによってモニターした。反応完了の後、ハイドロタルサイトをろ過により分離し、ろ液はMnO2（０．０３ｇ）で処理して残ったH2O2を分解した。ろ液を２０ｍｌの脱イオン水で希釈し、CHCl3（２０ｍｌ×３）で抽出した。抽出液を減圧下で濃縮し、n-ヘキサン−EtOAc（４０：１、ｖ／ｖ）混合液を溶離剤として使用したシリカゲルクロマトグラフィーにかけて、精製産物を得た。
【００７６】
【表７】
0004494703.tif 000014
【００７７】
実施例７６−８２
実施例７５に従った手順を行い、その結果を表７に示した。
【００７８】
マイケル付加：
たとえば非置換型または置換型のカルコンおよびシクロヘキサンである受容体（１）（α、β−不飽和化合物）への、たとえばニトロメタン、マロン酸ジエチルおよびマロン酸ジエチルである供与体（２）（活性メチレン化合物）による、選択的な１，４付加（マイケル反応）は、LDH-NCH(CH3)2触媒(IIb)によって触媒される。
【化７】
0004494703.tif 000015
【００７９】
実施例８３
マイケル反応の一般的な手順：
受容体（２mmol）と０．０５ｇのLDH-NCH(CH3)2触媒(IIb)を１０ｍｌのメタノール中で５分間攪拌し、そして供与体（２mmol）を加えた。薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でモニターした反応が完了するまで攪拌を続けた。触媒をこし取り、ろ液を減圧下で濃縮した。粗生成物はカラムクロマトグラフィー（Acme Synthetic Chemicals, 60-120 mesh, 酢酸エチルとヘキサンを使用したシリカゲル）で精製した。その生成物は1H NMR、質量およびＩＲの分光測定によって、十分に特徴づけされた。
【００８０】
実施例８４−９０
実施例８３に従った手順を行い、その結果を表８に示した。
【００８１】
【表８】
0004494703.tif 000016
【００８２】
【発明の効果】
本発明の主要な利点：
１．新規かつエコフレンドリーなＣ−Ｃ結合形成反応を提供する。
２．本発明の方法は、水溶性塩基やリチウムジイソプロピルアミドの使用を廃し、替わりに、不均一の再利用可能なＬＤＨ−ジイソプロピルアミドを使用する。
３．調製されたＬＤＨ−ジイソプロピルアミドはＣ−Ｃ結合形成反応に不均一触媒として使用されるが、この不均一であるＬＤＨ−ジイソプロピルアミドの使用が副産物を排除する。
４．この方法は短時間で終わるので、高い生産性を提供する。
５．作業（work-up）手順が単純である。
６．触媒を多くの再利用をした時、一貫した活性と選択性を示す。
７．本発明の方法では、廃棄問題が無いので環境に安全である。
８．本発明の方法は経済的である。