(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコールと下記一般式（１）
Ｒ1Ｒ2Ｒ3ＳｉＨ                              （１）
（式中、Ｒ1〜Ｒ3は、互いに同一又は異種の炭素数１〜１０の非置換又は置換一価炭化水素基を示す。）
で表されるヒドロシランとを、触媒量の担持パラジウム金属と、触媒量の酸又は上記アルコールもしくはヒドロシランと反応して酸を発生する化合物の存在下に反応させて、上記アルコールの水酸基の水素原子をＲ1Ｒ2Ｒ3Ｓｉ基で置換した化合物を得ることを特徴とするアルコール類のシリル化方法。
【請求項２】
式（１）で表されるヒドロシランが、ｔ−ブチルジメチルシラン又はトリエチルシランである請求項１に記載のアルコール類のシリル化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルコール類をシリル化する方法に関する。特に、少ない触媒量で、短い反応時間においてアルコール類をシリル化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルコール類をシリル化して保護する反応は、有機合成上重要な反応であり、カルバペネム系抗生物質などの医薬品や各種農薬、そのほかのファインケミカル製品の合成に欠かせない反応のひとつである。その中でもｔ−ブチルジメチルシリル基は、各種の反応条件下安定であり、また、フッ素アニオンなどにより容易に脱保護できることから、アルコールの保護基として非常に有用である。
【０００３】
アルコール類をシリル化する場合、通常トリアルキルクロロシランやトリアルキルシリルトリフラートなどとアルコール類を、イミダゾール、トリエチルアミンなどの塩基存在下に無水のＤＭＦ溶媒中反応させる（有機化学実験の手引き４−合成反応〔２〕−、６頁、化学同人）ことにより行われる。しかしながら、この方法では、反応時に副生する塩酸やトリフルオロメタンスルホン酸と塩基とが反応し、生成する塩を濾過や水洗により除去する必要があり、また、除去した塩から塩基を回収したり、又は産業廃棄物として処理する必要があり、コストがかかってしまう。更に、反応には溶媒が必要であり、ポットイールドが低下してしまうという問題点もある。
【０００４】
一方、アルコール類をシリル化する別の方法として、アルコールをＶＩＩＩ属金属触媒の存在下、トリアルキルシリルヒドロシランとを反応させる方法がある（Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊａｐａｎ，６２，２１１１（１９８９））。この方法では、副生物は水素だけであり、触媒も濾過により容易に除去できる点でクロロシランやシリルトリフラートを用いる反応に比較して優れている。しかしながら、この方法は、パラジウム−活性炭やロジウム−活性炭などの高価なＶＩＩＩ属金属触媒を大量に使用する必要があり、触媒コストの点で問題があった。また、この反応でも溶媒が必要であり、ポットイールドが低下してしまうという問題点は、トリアルキルクロロシランやトリアルキルシリルトリフラートを用いたアルコール類のシリル化と同様である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、廃棄又は回収が必要となる副生物を生じることなく、また、高価な金属触媒を大量に用いることなく製造できるアルコール類のシリル化方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、アルコールとヒドロシランとを反応させてアルコールのシリル化を行うに際し、担持パラジウム金属、及び酸又はアルコールもしくはヒドロシランと反応条件下で反応して酸を発生する化合物をそれぞれ触媒量使用することにより、上記パラジウム金属が少量でも短時間でシリル化反応が行われることを知見し、本発明をなすに至った。
【０００７】
即ち、本発明は、アルコールと下記一般式（１）
Ｒ1Ｒ2Ｒ3ＳｉＨ                              （１）
（式中、Ｒ1〜Ｒ3は、互いに同一又は異種の炭素数１〜１０の非置換又は置換一価炭化水素基を示す。）
で表されるヒドロシランとを、触媒量の担持パラジウム金属と、触媒量の酸又は上記アルコールもしくはヒドロシランと反応して酸を発生する化合物の存在下に反応させて、上記アルコールの水酸基の水素原子をＲ1Ｒ2Ｒ3Ｓｉ基で置換した化合物を得ることを特徴とするアルコール類のシリル化方法を提供する。
【０００８】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明に係るアルコール類のシリル化方法は、アルコール類にヒドロシラン類を反応させる。
【０００９】
本発明で用いられるアルコール類としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｎ−ヘキシルアルコール等の１級アルコール類、イソプロピルアルコール、ｓ−ブチルアルコール、シクロヘキシルアルコール等の２級アルコール類、ｔ−ブチルアルコール、ｔ−アミルアルコールなどの３級アルコール類、フェノール、２−メチルフェノール、３−メチルフェノール、４−メチルフェノールなどの非置換又は置換フェノール類が挙げられる。また、反応条件下ヒドロシラン類と反応しない官能基、例えば、エステル基、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノ基、Ｎ−アルキル−Ｎ−トリアルキルシリルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ビス（トリアルキルシリル）アミノ基等の置換基を有するアルコール類も用いることができる。
【００１０】
また、ヒドロシラン類としては、下記一般式（１）
Ｒ1Ｒ2Ｒ3ＳｉＨ                              （１）
で表されるものを使用する。
【００１１】
ここで、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3は、互いに同一又は異種の炭素数１〜１０の非置換又は置換一価炭化水素基であり、具体的には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル等の直鎖もしくは分岐状のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基などや、これらの基の水素原子の一部又は全部をメトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ヘキシロキシ基等の炭素数１〜８のアルコキシ基で置換した基などが挙げられる。
【００１２】
式（１）で表されるヒドロシラン類としては、トリエチルシラン、ジエチルイソプロポキシシラン、ｔ−ブチルジメチルシラン、トリイソプロポキシシラン、ジメチルフェニルシラン、ｔ−ブチルジフェニルシランなどが挙げられる。
【００１３】
ヒドロシラン類の使用量は、アルコール１モルに対して１．０〜１．５モルが好ましく、より好ましくは１．０〜１．１モルである。
【００１４】
上記アルコールとヒドロシランとの反応は、（Ａ）担持パラジウム金属、及び、（Ｂ）酸又は反応条件下でアルコールもしくはヒドロシランと反応して酸を生成する化合物の存在下で行う。
【００１５】
本発明で用いられる担持パラジウム金属としては、パラジウム−活性炭、パラジウム−アルミナ、パラジウム−シリカアルミナ、パラジウム−アスベストなどが挙げられる。
【００１６】
本発明で用いられる酸触媒としては、メタンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、塩化水素酸、臭化水素酸などが挙げられる。反応条件下、アルコールと反応して酸を発生する化合物としては、トリメチルシリルブロマイド、トリエチルシリルブロマイド、トリメチルシリルアイオダイド、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、トリエチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ｔ−ブチルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、トリイソプロピルシリルトリフルオロメタンスルホネート及びトリメチルシリルノナフルオロ−１−ブタンスルホネートなどが挙げられる。
【００１７】
反応条件下、式（１）で表されるヒドロシラン類と反応して酸を発生する化合物としては、エチルブロマイド、ｎ−プロピルブロマイド、ｎ−ブチルブロマイド、ｎ−ヘキシルブロマイド、イソプロピルブロマイドなどのブロマイド類、メチルアイオダイド、エチルアイオダイド、ｎ−プロピルアイオダイド、ｎ−ブチルアイオダイド、ｎ−ヘキシルアイオダイド、イソプロピルアイオダイド等のアイオダイド類が挙げられる。好ましくは、トリメチルシリルブロマイド、メタンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸が挙げられる。
【００１８】
上記（Ａ）成分の担持パラジウム金属の使用量は、アルコール１モルに対して好ましくは０．０００５〜０．０５モル、より好ましくは０．０１〜０．０２モルである。
【００１９】
また（Ｂ）成分の酸又はアルコールもしくはヒドロシランと反応して酸を生成する化合物の使用量は、アルコール１モルに対して好ましくは０．００１〜０．５モル、より好ましくは０．００２〜０．０１モルである。この場合、（Ｂ）成分は（Ａ）成分に対して過剰に用いることが好ましく、（Ａ）成分に対してモル比で２〜１０倍が好ましく、より好ましくは４〜６倍である。
【００２０】
反応は、触媒量の担持パラジウム金属と、触媒量の酸又は触媒量の反応条件下でアルコール又はヒドロシランと反応して酸を発生する化合物を含有するアルコール中に、ヒドロシラン類を加えてもよく、また、触媒量の担持パラジウム金属と、触媒量の酸又は触媒量の反応条件下でアルコール又はヒドロシランと反応して酸を発生する化合物を含有するヒドロシラン中にアルコールを加えて行ってもよい。
【００２１】
反応温度は、３０〜１２０℃、好ましくは５０〜１００℃であり、反応時間は、１５分〜１０時間、好ましくは１５分〜４時間である。
【００２２】
反応は、無溶媒下で行っても溶媒存在下で行ってもよく、無溶媒下で行った方がポットイールドが向上するため好ましいが、反応温度の制御等を容易にするために溶媒を用いてもよい。用いる溶媒としては、オクタン、デカン、トルエン、ｏ−キシレンなどが挙げられる。
【００２３】
なお、本発明のシリル化方法で得られる化合物は、アルコールの水酸基の水素原子がＲ1Ｒ2Ｒ3Ｓｉ基で置換されたものである。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００２５】
［実施例１］
１００ｍｌの４つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計、滴下漏斗、及び撹拌器を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、シクロヘキサノール１０．０ｇ（０．１ｍｏｌ）、５％パラジウム−活性炭１．０６ｇ（０．０００５ｍｏｌ）、トリフルオロメタンスルホン酸０．３８ｇ（０．００２５ｍｏｌ）を仕込んだ。
【００２６】
次いで、湯浴により内温を８０℃に保ちながらｔ−ブチルジメチルシラン１１．６ｇ（０．１ｍｏｌ）を１５分かけて滴下した。滴下終了後、反応液をＧＬＣにより分析したところ、ｔ−ブチルジメチルシランは消失しており、シクロヘキサノールのシリルエーテルへの反応率は９５．１％であった。
【００２７】
［比較例１］
１００ｍｌの４つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計、滴下漏斗、及び撹拌器を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、シクロヘキサノール１０．０ｇ（０．１ｍｏｌ）、５％パラジウム−活性炭１．０６ｇ（０．０００５ｍｏｌ）を仕込んだ。
【００２８】
次いで、湯浴により内温を８０℃に保ちながらｔ−ブチルジメチルシラン１１．６ｇ（０．１ｍｏｌ）を１５分かけて滴下した。滴下終了後、８０℃で８時間熟成し、反応液をＧＬＣにより分析したところ、シクロヘキサノールの反応率は２．９％であった。
【００２９】
［実施例２］
１００ｍｌの４つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計、滴下漏斗、及び撹拌器を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、シクロヘキサノール１０．０ｇ（０．１ｍｏｌ）、５％パラジウム−活性炭１．０６ｇ（０．０００５ｍｏｌ）、メタンスルホン酸０．２４ｇ（０．００２５ｍｏｌ）を仕込んだ。
【００３０】
次いで、湯浴により内温を８０℃に保ちながらｔ−ブチルジメチルシラン１１．６ｇ（０．１ｍｏｌ）を１５分かけて滴下した。滴下終了後、８０℃で２時間熟成した。得られた反応液をＧＬＣにより分析したところ、ｔ−ブチルジメチルシランは消失しており、シクロヘキサノールのシリルエーテルへの反応率は９６．０％であった。
【００３１】
［実施例３］
１００ｍｌの４つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計、滴下漏斗、及び撹拌器を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、シクロヘキサノール１０．０ｇ（０．１ｍｏｌ）、５％パラジウム−活性炭１．０６ｇ（０．０００５ｍｏｌ）、ドデシルベンゼンスルホン酸０．８２ｇ（０．００２５ｍｏｌ）を仕込んだ。
【００３２】
次いで、湯浴により内温を８０℃に保ちながらｔ−ブチルジメチルシラン１１．６ｇ（０．１ｍｏｌ）を１５分かけて滴下した。滴下終了後、８０℃で２時間熟成した。得られた反応液をＧＬＣにより分析したところ、ｔ−ブチルジメチルシランは消失しており、シクロヘキサノールのシリルエーテルへの反応率は９７．２％であった。
【００３３】
［実施例４］
１００ｍｌの４つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計、滴下漏斗、及び撹拌器を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、シクロヘキサノール１０．０ｇ（０．１ｍｏｌ）、５％パラジウム−活性炭１．０６ｇ（０．０００５ｍｏｌ）、トリメチルシリルブロマイド０．３８ｇ（０．００２５ｍｏｌ）を仕込んだ。
【００３４】
次いで、湯浴により内温を８０℃に保ちながらｔ−ブチルジメチルシラン１１．６ｇ（０．１ｍｏｌ）を１５分かけて滴下した。滴下終了後、８０℃で２時間熟成した。得られた反応液をＧＬＣにより分析したところ、ｔ−ブチルジメチルシランは消失しており、シクロヘキサノールのシリルエーテルへの反応率は９４．９％であった。
【００３５】
［実施例５］
１００ｍｌの４つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計、滴下漏斗、及び撹拌器を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、シクロヘキサノール１０．０ｇ（０．１ｍｏｌ）、５％パラジウム−活性炭１．０６ｇ（０．０００５ｍｏｌ）、エチルアイオダイド０．３９ｇ（０．００２５ｍｏｌ）を仕込んだ。
【００３６】
次いで、湯浴により内温を８０℃に保ちながらｔ−ブチルジメチルシラン１１．６ｇ（０．１ｍｏｌ）を１５分かけて滴下した。滴下終了後、８０℃で２時間熟成した。得られた反応液をＧＬＣにより分析したところ、ｔ−ブチルジメチルシランは消失しており、シクロヘキサノールのシリルエーテルへの反応率は９４．６％であった。
【００３７】
［実施例６］
１００ｍｌの４つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計、滴下漏斗、及び撹拌器を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、シクロヘキサノール１０．０ｇ（０．１ｍｏｌ）、５％パラジウム−活性炭１．０６ｇ（０．０００５ｍｏｌ）、エチルブロマイド０．２７ｇ（０．００２５ｍｏｌ）を仕込んだ。
【００３８】
次いで、湯浴により内温を８０℃に保ちながらｔ−ブチルジメチルシラン１１．６ｇ（０．１ｍｏｌ）を１５分かけて滴下した。滴下終了後、８０℃で４時間熟成した。得られた反応液をＧＬＣにより分析したところ、ｔ−ブチルジメチルシランは消失しており、シクロヘキサノールのシリルエーテルへの反応率は９２．２％であった。
【００３９】
［実施例７］
１００ｍｌの４つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計、滴下漏斗、及び撹拌器を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、シクロヘキサノール１０．０ｇ（０．１ｍｏｌ）、５％パラジウム−活性炭１．０６ｇ（０．０００５ｍｏｌ）、メタンスルホン酸０．２４ｇ（０．００２５ｍｏｌ）を仕込んだ。
【００４０】
次いで、湯浴により内温を８０℃に保ちながらトリエチルシラン１１．６ｇ（０．１ｍｏｌ）を１５分かけて滴下した。滴下終了後、８０℃で１時間熟成した。得られた反応液をＧＬＣにより分析したところ、ｔ−ブチルジメチルシランは消失しており、シクロヘキサノールのシリルエーテルへの反応率は９５．９％であった。
【００４１】
［実施例８］
１００ｍｌの４つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計、滴下漏斗、及び撹拌器を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、イソプロピルアルコール６．０ｇ（０．１ｍｏｌ）、５％パラジウム−活性炭１．０６ｇ（０．０００５ｍｏｌ）、メタンスルホン酸０．２４ｇ（０．００２５ｍｏｌ）を仕込んだ。
【００４２】
次いで、湯浴により内温を８０℃に保ちながらｔ−ブチルジメチルシランを１５分かけて滴下した。滴下終了後、８０℃で２時間熟成した。得られた反応液をＧＬＣにより分析したところ、ｔ−ブチルジメチルシランは消失しており、イソプロピルアルコールのシリルエーテルへの反応率は９７．９％であった。
【００４３】
［比較例２］
１００ｍｌの４つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計、滴下漏斗、及び撹拌器を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、イソプロピルアルコール６．０ｇ（０．１ｍｏｌ）、５％パラジウム−活性炭１．０６ｇ（０．０００５ｍｏｌ）を仕込んだ。
【００４４】
次いで、湯浴により内温を８０℃に保ちながらｔ−ブチルジメチルシラン１１．６ｇ（０．１ｍｏｌ）を１５分かけて滴下した。滴下終了後、８０℃で５時間熟成した。得られた反応液をＧＬＣにより分析したところ、イソプロピルアルコールのシリルエーテルへの反応率は２２．０％であった。
【００４５】
［実施例９］
１００ｍｌの４つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計、滴下漏斗、及び撹拌器を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、イソプロピルアルコール６．０ｇ（０．１ｍｏｌ）、５％パラジウム−活性炭１．０６ｇ（０．０００５ｍｏｌ）、エチルアイオダイド０．３９ｇ（０．００２５ｍｏｌ）を仕込んだ。
【００４６】
次いで、湯浴により内温を８０℃に保ちながらｔ−ブチルジメチルシラン１１．６ｇ（０．１ｍｏｌ）を１５分かけて滴下した。滴下終了後、８０℃で２時間熟成した。得られた反応液をＧＬＣにより分析したところ、ｔ−ブチルジメチルシランは消失しており、イソプロピルアルコールのシリルエーテルへの反応率は９７．９％であった。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、高価な金属触媒を大量に用いることなく、短時間で、ヒドロシランを用いてアルコール類をシリル化することができる。