(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式：
0003997440.tif 000015
（ここで、
Ｒは下記（ａ）〜（ｄ）：
（ａ）置換基を有していてもよい飽和または不飽和の直鎖または分岐鎖を有するＣ1〜Ｃ20の脂肪族基、
（ｂ）  置換基を有していてもよい飽和または不飽和のＣ4〜Ｃ7の脂環式基、
（ｃ）  置換基を有していてもよいフェニル、フェニレン、ナフチルまたはナフタレン基、
（ｄ）  置換基を有していてもよいピリジニル基、
のいずれかを表し、ｎは１または２の数を表し、
Ｒの上記置換基は下記：
（１）ハロゲン原子、
（２）ハロゲン化または非ハロゲン化芳香族基、
（３）ハロゲン化または非ハロゲン化アルコキシ基またはアリーロキシ基
（４）ハロゲン化または非ハロゲン化脂肪族基およびニトロ基）
の中から選択されるアシルイソシアネートの製造方法であって、
塩化オキサリルと、Ｎ−トリアルキルシリルカルボキサミドまたはＮ，Ｎ−ビス（トリアルキルシリル）カルボキサミドとを反応させることを特徴とする方法。
【請求項２】
上記（３）のハロゲン化または非ハロゲン化アルコキシ基またはアリーロキシ基がＣ1〜Ｃ3アルコキシ基、フェニロキシおよびハロフェニロキシ基の中から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記Ｃ1〜Ｃ3アルコキシ基がメトキシ基である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
カルボキサミドが下記〔化１〕の一般式で表される請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法：
【化１】
0003997440.tif 000016
〔ここで、
Ｒは請求項１に定義のものを表し、
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3はＣ1〜Ｃ4のアルキル基を表し、互いに同一でも異なっていてもよく、
Ｙは水素原子または下記〔化２〕の基を表す：
【化２】
0003997440.tif 000017
（ここで、Ｒ4、Ｒ5およびＲ6はＣ1〜Ｃ4アルキル基を表し、互いに同一でも異なっていてもよく）
ｎは１または２を表す〕
【請求項５】
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5およびＲ6がメチル基を表す請求項４に記載の方法。
【請求項６】
不活性な有機溶媒中で反応を行う請求項１に記載の方法。
【請求項７】
溶媒を、塩素化されていてもよい脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素およびエーテル酸化物の中から選択する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
溶媒を塩素化脂肪族炭化水素の中から選択する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
反応温度を−１５℃〜＋１２０℃にする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は塩化オキサリルを用いたアシルイソシアネートの新規な製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アシルイソシアネートはその優れた反応性により農薬および医薬の分野、特に尿素やカーバメート合成の極めて有用な中間体中間体である。
アシルイソシアネートの第１の合成方法は塩化アシルとシアン酸銀とを反応させる方法である(J. Am. Chem. Soc. 62, 1595 (1940)) 。残念なことに、この方法はシアン酸銀のコストが高いために工業的に利用することはできない。
シアン酸銀の代わりにイソシアン酸を用いる方法（米国特許第 3155700号）もあるが、イソシアン酸は非常に不安定で、高温、例えば 620℃でのイソシアヌル酸の分解により合成は非常に困難である。
1962年〜1965年に A. J. Speziale 達はアミドを塩化オキサリルと反応させてアシルイソシアネートを合成する方法を開発した(J. Org. Chem., 27, 3742 (1962), 28, 1805 (1963), 30, 4306 (1965))。しかし、この方法は出発材料として用いるアミドによって結果に大きなばらつきが生じ、特にα炭素を電子吸引基で置換していない軽い第１または第２脂肪族アミドを用いた場合のアシルイソシアネートの収率は非常に低くなる。さらに、イソシアネートと同時に生成する多量の塩酸によって装置が劣化し、酸性条件に弱いイソシアネートの製造が妨害される。
【０００３】
【発明が解決しようとする手段】
本発明の目的は上記従来方法のような欠点が無く、単純な反応条件下で各種のアシルイソシアネートが製造可能なアシルイソシアネートの合成方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、塩化オキサリルをN-トリアルキルシリルカルボキサミドまたは N,N−ビス（トリアルキルシリル)-カルボキサミドと反応させることを特徴とするアシルイソシアネートの製造方法を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明方法の反応機構を〔化３〕に示す：
【０００６】
【化３】
0003997440.tif 000002
〔ここで、
Ｒはアミド基を表し、Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 はアルキル基を表し、互いに同一でも異なっていてもよく、Ｙはハロゲン原子または下記〔化４〕の基を表す：
【０００７】
【化４】
0003997440.tif 000003
(ここで、
Ｒ4 、Ｒ5 およびＲ6 はアルキル基を表し、互いに同一でも異なっていてもよく、ｎは１または２を表す〕。
【０００８】
本発明方法を用いることによって、アシルイソシアネート、特に脂肪族アミドからアシルイソシアネートが高い収率で得られる。それと同時にトリアルキルクロロシランができるが、この副生成物は出発材料のシリルアミドの製造へ全量を循環することができ、これは大きな利点である。さらに、出発材料としてジシリルカルボキサミドを用いた場合には塩酸は出ず、カルボキサミドをモノシリル化する時に生じる塩酸の量は従来法の半分に減る。
【０００９】
出発物質として用いるN-トリアルキルシリルカルボキサミドまたは N,N- ビス（トリアルキルシリル）カルボキサミドは市販の化合物であり、クレーブ達の方法 (J.F. Klebe et al., J. Am. Chem. Soc. (1966), 88, 3390-95) に従って、特にトリアルキルクロロシランとカルボキサミドとの反応で容易に合成することができる。
本発明方法は下記〔化５〕で表されるシリルカルボキサミドの変換に特に適している：
【００１０】
【化５】
0003997440.tif 000004
【００１１】
〔ここで、
Ｒは下記a)〜d)のいずれかを表し：
a)  置換基を有していてもよい飽和または不飽和の、直鎖または分岐鎖を有するＣ1 〜Ｃ20の脂肪族基を表し、
b)  置換基を有していてもよい飽和または不飽和のＣ4 〜Ｃ7 の脂環式基を表し、
c)  置換基を有していてもよいフェニル、フェニレン、ナフチルまたはナフタレン基を表し、
d)  置換基を有していてもよいヘテロ芳香族基、好ましくは５員環または６員環のヘテロ芳香族基を表し、
Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 はＣ1 〜Ｃ4 のアルキル基を表し、互いに同一でも異なっていてもよく、
Ｙは水素原子または下記〔化６〕の基を表す：
【００１２】
【化６】
0003997440.tif 000005
（ここで、
Ｒ4 、Ｒ5 およびＲ6 はＣ1 〜Ｃ4 アルキル基を表し、互いに同一でも異なっていてもよく、
ｎは１または２を表す）〕。
【００１３】
上記Ｒの置換基は、ハロゲン原子、ハロゲン化または非ハロゲン化芳香族基またはヘテロ芳香族基、ハロゲン化または非ハロゲン化アルコキシ基、好ましくはＣ1〜Ｃ3アルコキシ基またはアリーロキシ基、例えばメトキシ、フェニロキシおよびハロフェニロキシ基で構成される群の中から選択することができる。Ｒが環状の基の場合は、置換基をハロゲン化または非ハロゲン化脂肪族基およびニトロ基から選択することができる。
ハロゲン原子は塩素、臭素およびフッ素原子から選択するのが好ましい。
Ｒがヘテロ芳香族基を表す場合のヘテロ原子は特に窒素である。
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5およびＲ6はメチルラジカルを表すのが好ましい。
【００１４】
本発明方法で得られるアシルイソシアネートとしては、アセチル、トリクロロアセチル、フェニルアセチル、メタクリロイル、3-エトキシ、または3-メトキシアクリロイル、ヘキサノイル、パルミトイル、ステアロイル、イソブチリル、ピバロイル、シアナモイル、シクロペンタンカルボニル、シクロヘキサンカルボニル、ベンゾイル、2,6-ジフルオロベンゾイル、o-メトキシベンゾイル、2,6-ジクロロベンゾイル、ニトロベンゾイル、ナフトイル、ニコチノイル、クロロニコチノイル、5-ニトロフロイル、マロニル、スクシニル、アジポイル、テレフタロイルおよびフマリルイソシアネートを特に挙げることができる。
【００１５】
本発明方法は溶媒なしか、化合物に対して不活性な有機溶媒中で行うことができる。例えば、温度等の反応条件の影響を受け易いかなり不安定なアシルイソシアネートを合成する場合には溶媒中で反応を行うのが好ましい。好ましい不活性溶媒としては塩素化または非塩素化脂肪族炭化水素、例えばヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、ジクロロメタンおよび1,2-ジクロロエタンや、芳香族炭化水素類、例えばトルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、エーテルオキシド、例えばジエチルエーテル、ジオキサンおよびテトラヒドロフランを挙げることができる。好ましい溶媒は塩素化された脂肪族炭化水素である。
【００１６】
一般に、シリルカルボキサミドと塩化オキサリルとは理論量で反応させるが、塩化オキサリル／カルボキサミド比が１〜1.5 となるように過剰量の塩化オキサリルを用いることもできる。通常は反応器に入れた塩化オキサリルにカルボキサミドを添加する。
反応温度は一般に−15℃〜＋120 ℃で、好ましくは−15℃〜＋100 ℃にする。カルボキサミド添加中は反応媒体を低温に維持し、その後、温度を上げ、例えば溶媒を用いた場合には溶媒の還流温度で反応を完了させるのが好ましい。
生成する副生成物がトリメチルクロロシランの場合には、この副生成物の沸点が低いため、反応媒体から容易に除去できる。イソシアネートは蒸留等によって簡単に分離できる。イソシアネートがかなり不安定な場合には、イソシアネートを溶媒から単離しないで、イソシアネートを含む溶媒溶液をそのまま用いて後のイソシアネートの変換反応を行うことができる。
【００１７】
アシルイソシアネートは医薬、農薬およびポリマー分野の多くの製品の合成に極めて有用である。例えばトリアゾリノン合成の重要な中間体であるアセチルイソシアネートを挙げることができる。トリクロロアセチルイソシアネートは抗生物質、特に「セフロキシム」の合成時にカーバメート基を形成するために広く用いられる。メタクリロイルイソシアネートは非常に反応性が高く、共重合によって架橋可能な被覆剤、歯科用接着剤またはアクリルエラストマーとして利用される材料が製造できる。ベンゾイルイソシアネートからは新規な医薬であるリポキシゲナーゼ阻害剤等が合成できる。置換基を有するベンゾイルイソシアネート、例えば2,6-ジフルオロベンゾイルイソシアネートは多くのベンゾイルウレア系殺虫剤の製造で広く用いられている。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
【００１８】
【実施例】
実施例１
N,N-ビス（トリメチルシリル）ヘキサナミドからのヘキサノイルイソシアネートの合成
【００１９】
【化７】
0003997440.tif 000006
【００２０】
冷却器を備えた 250 ml 容の二首丸底フラスコに 80ml の1,2-ジクロロエタン(1,2-DCE) に 1.5ｇ(11.80mmol) の塩化オキサリルを溶解した溶液を導入する。氷浴中で溶液を０℃に冷却し、3.3 ｇ(11.6mmol)の純粋な N,N- ビス（トリメチルシリル）ヘキサナミドを攪拌下に20分かけて一滴ずつ添加する。反応混合物は薄い黄色に変化し、均質なままである。
混合物を 1,2-DCEの還流温度で２時間加熱して反応を完了させる。残液の量が約10mlになるまで常圧で蒸留して溶媒と生成したトリメチルクロロシランとを除去した後、減圧蒸留する。目的物質である下記特徴を有するイソシアネート0.98ｇ (収率：60％）が回収される：
空気に対して極めて敏感な無色の液体
0003997440.tif 000007
【００２１】
実施例２
N-トリメチルシリルヘキサナミドからのヘキサノイルイソシアネートの合成
冷却器を備えた250 ml容の二首丸底フラスコ中に 150mlの 1,2-DCEに 4.34 ｇ(34.17mmol) の塩化オキサリルを溶解した溶液を導入する。氷浴中で溶液を０℃に冷却し、6.39ｇ(34.17mmol) のN-トリメチルシリルヘキサナミドを 30ml の1,2-DCE に溶解した溶液を攪拌下に20分かけて一滴ずつ添加する。白色沈澱が生成するが、この沈澱物は温度が室温に戻った時点で消える。
反応混合物を溶媒の還流温度で１時間加熱して反応を完了させる。室温に冷却した後、透明で淡黄色の溶液が得られる。
【００２２】
常圧で残液の量が約10mlになるまで蒸留して溶媒と生成したトリメチルクロロシランとを分離した後に減圧蒸留する。目的物質である下記の特徴を有するイソシアネート2.70ｇ( 収率：56％）が回収される：
0003997440.tif 000008
【００２３】
実施例３
N,N-ビス（トリメチルシリル）ベンザミドからのベンゾイルイソシアネートの合成
冷却器を備えた250 ml容の二首丸底フラスコに 40ml の 1,2-DCEに1.27ｇ(10 mmol) の塩化オキサリルを溶解した溶液を導入する。溶液を０℃に冷却し、2.47ｇ(9.3mmol) の純粋なN,N-ビス（トリメチルシリル）ベンザミドを攪拌下に15分かけて一滴ずつ添加する。反応混合物が黄色に変わって白色沈澱が生成する。反応混合物を 1,2-DCEの還流温度で１時間加熱すると出発材料のジシリルアミドは完全に消費される（IRによるチェック）。溶液は褐色透明である。
【００２４】
減圧蒸留(40 ℃／50mmHg) を行って溶媒と生成したトリメチルクロロシランとを−196 ℃のトラップに回収する。残留物の量が約３mlになった時点で、粗生成物を蒸留フラスコに移し、減圧蒸留する。下記の特徴を有するベンゾイルイソシアネートが1.03ｇ（収率：75％）得られる：
空気に対して敏感な無色の液体
0003997440.tif 000009
標準品としてベンゼンを用いて1H NMRを用いて回収されたトリメチルクロロシランを定量した。期待理論量に対する収率は84.3％である。
【００２５】
実施例４
N-トリメチルシリルベンザミドからのベンゾイルイソシアネートの合成
冷却器を備えた250 ml容の二首丸底フラスコに 90ml の1,2-DCE に2.54ｇ(20 mmol) の塩化オキサリルを溶解した溶液を導入する。溶液を０℃に冷却し、3.86ｇ(20mmol)のN-トリメチルシリルベンザミドを 30ml の1,2-DCE に溶解した溶液を30分かけて一滴ずつ添加する。白色沈澱が生成するが、この沈澱物は反応混合物の温度が室温に戻った時点で消える。反応混合物を溶媒の還流温度で１時間加熱して反応を完了させる。溶液の色は淡黄色で沈澱物は見られない。
その後、実施例３と同様な操作を行って溶媒と生成したトリメチルクロロシランとを回収し、残留する褐色の液体を減圧蒸留して、下記の特徴を有する1.76ｇ（収率：60％）のベンゾイルイソシアネートを得る：
空気に対して非常に敏感な淡黄色の液体
0003997440.tif 000010
【００２６】
実施例５
2,6-ジフルオロベンゾイルイソシアネートの合成
0.46ｇ(3.6mmol) の塩化オキサリルを 20ml の1,2-DCE に溶解した溶液を50ml容の丸底フラスコに導入する。１ｇ(3.3mmol) の純粋な N,N- ビス（トリメチルシリル)-2,6-ジフルオロベンザミドを攪拌下に一滴ずつ添加する。溶液は黄色に変わる。反応は即時に起こる。生成したイソシアネートと残留する塩化オキサリルとを赤外線分光分析法で確認する。圧力 0.8mmHgかつ室温で、軽質生成物を蒸発させる。
36℃／0.8mmHg の蒸留で目的とするイソシアネート0.40ｇ（収率：67％）が得られる。
【００２７】
実施例６
アセチルイソシアネートの合成
冷却器を備えた100 ml容の二首丸底フラスコに 20ml の 1,2-DCE中に 0.62 ｇ(4.88mmol)の塩化オキサリルを溶解してた溶液を導入する。溶液を０℃に冷却した後、１ｇ(4.88mmol)の N,N- ビス（トリメチルシリル）アセタミドを10分かけて一滴ずつ添加する。混合物は淡黄色になり、わずかに濁る。混合物を1,2-DCE の還流温度で１時間加熱して反応を完了させる。反応混合物は黒褐色となる。
生成したアセチルイソシアネートを溶媒から分離せずに、反応媒体中に0.36ｇ(4.88mmol)の tert-ブタノールを添加してカーバメートに変換する。0.39ｇ（収率：50％）のＣＨ3 −Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−Ｃ（ＣＨ3 ）3 が生成しする。この生成物の特性決定は1 ＨＮＭＲおよびＩＲ分析で行った。
【００２８】
実施例７
ニコチノイルイソシアネートの合成
【化８】
0003997440.tif 000011
【００２９】
冷却器を備えた 250ml容の二首丸底フラスコに 100mlの 1,2-DCEに1.91ｇ(15 mmol) の塩化オキサリルを溶解した溶液を導入する。溶液を０℃に冷却し、3.99ｇ(15mmol)の純粋なN,N-ビス（トリメチルシリル）ニコチナミドを15分かけて一滴ずつ添加する。白色沈澱が生成し、溶液は淡黄色に変わる。反応混合物を1,2-DCE の還流温度で１時間加熱する。
出発材料のシリルニコチナミドに対して理論量の tert-ブタノールを反応混合物に添加すると、30％の収率で下記〔化９〕のカーバメートが得られる。生成物の特性決定は1 ＨＮＭＲおよびＩＲ分析で行った。
【００３０】
【化９】
0003997440.tif 000012
実施例８
2-クロロニコチノイルイソシアネートの合成
冷却器を備えた250 ml容の二首丸底フラスコに1.91ｇ(15mmol)の塩化オキサリルを100 mlの1,2-DCE に溶解した溶液を導入する。溶液を０℃に冷却し、4.50ｇ(15mmol)の N,N- ビス（トリメチルシリル）-2- クロロニコニナミドを15分かけて一滴ずつ添加する。混合物は淡黄色になる。０℃に15分間おいた後に反応媒体のサンプルをＩＲ分析すると、多量のイソシアネートの生成が確認される（1720cm-1にＣＯバンドが見られ、2250cm-1にＮＣＯのバンドが見られる）。
出発材料のシリルクロロニコチナミドに対する理論量の tert-ブタノールを反応媒体に添加する。下記〔化10〕で表されるカーバメートが96％の収率で得られる。この生成物の特性決定は1 ＨＮＭＲおよびＩＲ分析で行った。
【００３１】
【化１０】
0003997440.tif 000013
実施例９
メタクリロイルイソシアネートの合成
冷却器を備えた500 ml容の二首丸底フラスコに、窒素雰囲気下で、29.8ｇ(130mmol) のN,N-ビス（トリメチルシリル）メタクリルアミドを250 mlの1,2-DCE に溶解した溶液を導入する。16.5ｇの塩化オキサリルを20mlの1,2-DCE に希釈した溶液を−12℃で攪拌しながら一滴ずつ添加する。室温に戻した後、混合物を溶媒の還流温度で１時間加熱する。混合物は褐色に変わる。減圧 (10 -1mmHg)で揮発性生成物を留去し、−196 ℃でトラップする。得られる溶液は無色である。始めに大気圧下で非常にゆっくりと蒸留してトリメチルクロロシラン (b.p.：60℃、収率：93％）を回収し、DCE の一部を除去する。残留物の量が50mlになった時点で蒸留を停止する。適当な大きさの器具を用いて最後まで蒸留する。下記の特性を有する目的とするイソシアネート4.8 ｇ（収率：17％）が得られる：
空気に対して敏感な無色の液体、室温で保存すると黄色に変わる。
0003997440.tif 000014