(57)【要約】  本発明は、ジホルミルフランからの三官能性の芳香族分子の製造に、特に、ジホルミルフラン及びその誘導体からの、例えばトリメリット酸又は１，２，４−トリ（アミノメチル）ベンゼンなどのトリメチルベンゼン誘導体の製造に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（Ｉ）
2020523371.tif 000031
（式中、
Ｘ及びＹは、独立して、置換されていてもよいヘテロ原子であり；
各Ｒ２は、独立して、Ｈ、アルキル、アルケニル、又はアリールであり；
Ｒ３及びＲ４は、独立して、Ｈ又は−ＣＮであり、但し、Ｒ３及びＲ４の少なくとも１つは−ＣＮである）
の化合物の調製方法であって、
ａ）その方法が、式（ＩＩ）
2020523371.tif 000032
（Ｘ及びＹは、独立して、置換されていてもよいヘテロ原子であり；
Ｒは、１つ以上のＲ１で置換されていてもよいＣ１〜４アルキレン基であり；
Ｒ１は、１つ以上の官能基を有していてもよい線状、分岐及び／又は環式の、飽和又は不飽和の炭化水素基であり；
Ｒ２は、独立して、Ｈ、アルキル、アルケニル又はアリールであり；
Ｒ３及びＲ４は、独立して、Ｈ又は−ＣＮであり、但し、Ｒ３及びＲ４の少なくとも１つは−ＣＮである）
の化合物の、
式（ＩＩＩ）
2020523371.tif 000033
（式中、Ｘ、Ｙ、Ｒ、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、上記の通り定義される）
の化合物を得るための脱水／芳香族化；
引き続く式（ＩＩＩ）の化合物の脱保護を含むか；
又は
ｂ）その方法が、単一段階で式（ＩＩ）の前記化合物の脱水／芳香族化及び脱保護を実施することを含む
方法。
【請求項２】
Ｘ及びＹがＯであり、又はＸ及びＹがＳである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｒが、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ（ＣＨ３）−又は−ＣＨ２−Ｃ（ＣＨ３）２−ＣＨ２−である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
Ｒ２がＨである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
Ｘ及びＹがＯであり、Ｒが−ＣＨ２−ＣＨ２−である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
式（ＩＶ）
2020523371.tif 000034
（式中、Ｒ５は、独立して、Ｈ、又は−ＣＨ２−ＮＨ２であり、但し、Ｒ５の少なくとも１つは、−ＣＨ２−ＮＨ２である）
のトリメチルベンゼン誘導体の調製方法であって、
その方法が、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法によって得られる、式（Ｉ’）
2020523371.tif 000035
（式中、Ｒ６は、独立して、Ｈ又は−ＣＮであり、但し、Ｒ６の少なくとも１つは−ＣＮである）
の化合物の同時の又はその後のニトリル水素化及び還元的アミノ化を含む方法。
【請求項７】
式（Ｖ）
2020523371.tif 000036
（式中、Ｒ５は、独立して、Ｈ、又は−ＣＯ２Ｈであり、但し、Ｒ５の少なくとも１つは−ＣＯ２Ｈである）
のトリメチルベンゼン誘導体の調製方法であって、
その方法が、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法によって得られる、式（Ｉ’）
2020523371.tif 000037
（式中、Ｒ６は、独立して、Ｈ又は−ＣＮであり、但し、Ｒ６の少なくとも１つは−ＣＮである）
の化合物の同時の又はその後の酸化及び加水分解を含む方法。
【請求項８】
式（ＶＩ）
2020523371.tif 000038
［式中、
Ｘ及びＹは、独立して、置換されていてもよいヘテロ原子であり；
Ｒは、１つ以上のＲ１で置換されていてもよいＣ１〜４アルキレン基であり；
Ｒ１は、１つ以上の官能基を有していてもよい線状、分岐及び／又は環式の、飽和又は不飽和のＣ１〜２３炭化水素基であり；
Ｒ２は、独立して、Ｈ、アルキル、アルケニル又はアリールであり、
かつ
好ましくは式中、Ｘ及びＹはＯであるか又はＸ及びＹはＳであり、Ｒは、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ（ＣＨ３）−又は−ＣＨ２−Ｃ（ＣＨ２）−ＣＨ２−であり、Ｒ２はＨである］
の化合物の、トリメチルベンゼン誘導体の製造のための使用。
【請求項９】
前記トリメチルベンゼン誘導体が、モノ−シアノテレフタルアルデヒド又は２，３−ジシアノテレフタルアルデヒドである請求項８に記載の使用。
【請求項１０】
前記トリメチルベンゼン誘導体が、モノ−シアノテレフタル酸、２，３−ジシアノテレフタル酸、アミノメチルテレフタル酸、２，３−ジアミノメチルテレフタル酸、トリメリット酸又は１，２，４−トリ（アミノメチル）ベンゼンからなる群、好ましくはトリメリット酸から選択される請求項８に記載の使用。
【請求項１１】
トリメチルベンゼン誘導体の製造のための、式（ＩＩ）
2020523371.tif 000039
の化合物又は式（ＩＩＩ）の化合物
2020523371.tif 000040
（式中、
Ｘ及びＹは、独立して、置換されていてもよいヘテロ原子であり；
Ｒは、１つ以上のＲ１で置換されていてもよいＣ１〜４アルキレン基であり；
Ｒ１は、１つ以上の官能基を有していてもよい線状、分岐及び／又は環式の、飽和又は不飽和の炭化水素基であり；
Ｒ２は、独立して、Ｈ、アルキル、アルケニル又はアリールであり；
Ｒ３及びＲ４は、独立して、Ｈ又は−ＣＮであり、但し、Ｒ３及びＲ４の少なくとも１つは−ＣＮである）
の使用。
【請求項１２】
前記トリメチルベンゼン誘導体が、モノ−シアノテレフタルアルデヒド、２，３−ジシアノテレフタルアルデヒド、モノ−シアノテレフタル酸、２，３−ジシアノテレフタル酸、アミノメチルテレフタル酸、２，３−ジアミノメチルテレフタル酸、トリメリット酸又は１，２，４−トリ（アミノメチル）ベンゼンからなる群；好ましくはトリメリット酸から選択される、請求項１１に記載の使用。
【請求項１３】
トリメチルベンゼン誘導体の製造のための、式（Ｉ）
2020523371.tif 000041
（式中、
Ｘ及びＹは、独立して、置換されていてもよいヘテロ原子であり；
Ｒ２は、独立して、Ｈ、アルキル、アルケニル又はアリールであり；
Ｒ３及びＲ４は、独立して、Ｈ又は−ＣＮであり、但し、Ｒ３及びＲ４の少なくとも１つは−ＣＮである）
に従う化合物の使用。
【請求項１４】
前記トリメチルベンゼン誘導体が、モノ−シアノテレフタル酸、２，３−ジシアノテレフタル酸、アミノメチルテレフタル酸、２，３−ジアミノメチルテレフタル酸、トリメリット酸又は１，２，４−トリ（アミノメチル）ベンゼンからなる群；好ましくはトリメリット酸から選択される、請求項１３に記載の使用。
【請求項１５】
式（ＩＩ’）
2020523371.tif 000042
（式中、
Ｒ３及びＲ４は、独立して、Ｈ又は−ＣＮであり、但し、Ｒ３及びＲ４の少なくとも１つは−ＣＮである）
の
又は式（ＩＩＩ’）
2020523371.tif 000043
（式中、
Ｒ３及びＲ４は、独立して、Ｈ又は−ＣＮであり、但し、Ｒ３及びＲ４の少なくとも１つは−ＣＮである）
の化合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１７年６月１４日出願の欧州特許出願第１７３０５７２５．８号に対する優先権を主張するものであり、この出願の全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、ジホルミルフランからの三官能性の芳香族分子の製造に、特に、ジホルミルフラン及びその誘導体からの、例えばトリメリット酸又は１，２，４−トリ（アミノメチル）ベンゼンなどの、トリメチルベンゼン誘導体の製造に関する。本発明は、ジホルミルフラン及びその誘導体を、新規中間体を含むトリメチルベンゼン誘導体へ変換するための新たなルートを記載する。
【０００３】
近年、再生可能資源から様々な化学物質を得る傾向が高まっている。これに関連して、セルロース、デンプン、ヘミセルロース、糖等などの、バイオマス炭水化物から化学物質を生み出す傾向がある。脱水条件下で、これらの炭水化物は、フルフラール、ヒドロキシメチルフルフラール及びそれらの誘導体を含む、多数の興味深い化学物質へ変換することができる。付加価値のある化合物の製造のためにこれらの化学物質を使用することに対する興味が存在する。そのような付加価値のある化合物の例としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、ヘミメリット酸、ピロメリット酸及び２つ以上のカルボン酸部分置換基を含有する他のベンゼン誘導体が挙げられる。
【０００４】
フラン、フルフラール及びそれらの誘導体を化学的により価値のある６員環芳香族化合物へ転化するための１つの方法は、フラン環系とエチレン又はエチレン誘導体との間のディールス−アルダー（Ｄｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ）反応である。
【０００５】
フラン誘導体とのディールス−アルダー反応は既知である。３，６−エポキシシクロヘキセンへのフランとエチレンとのディールス−アルダー反応が米国特許第２，４０５，２６７号明細書に記載されている：
2020523371.tif 000002
【０００６】
国際公開第２０１０／１５１３４６号パンフレットは、パラ−キシレンへの２，５−ジメチルフランの変換を記載している。
【０００７】
フルフリルエーテルをエチレン誘導体と反応させることによる置換ベンゼン誘導体の調製方法が国際公開第２０１３／０４８２４８号パンフレットに記載されている。
【０００８】
国際公開第２０１４／０６５６５７号パンフレットは、フラン誘導体をエチレンと反応させることによるベンゼン誘導体の調製方法を広く特許請求している。フラン誘導体は、アルキル、アラルキル、−ＣＨＯ、−ＣＨ２ＯＲ３、−ＣＨ（ＯＲ４）（ＯＲ５）及び−ＣＯＯＲ６を含む様々な置換基を２位及び５位に有し得る。しかしながら、この文書は、２，５−ジメチルフラン、２−メチルフラン、２，５−フランジカルボン酸及び２，５−フランジカルボン酸のジメチルエステルでの例のみを提供している。特に、フルフラールがベンゼン誘導体へ変換される例はない。
【０００９】
Ｇｒｅｅｎ  Ｃｈｅｍ．，２０１２，１４，３３１４−３３２５においてＹｕ−Ｔｉｎｇ  Ｃｈｅｎｇらは、フラン及びオレフィンを使ったディールス−アルダークラスの反応を用いることによる標的芳香族化合物の生成に関する概要を提供している。著者らは、フラン、メチルフラン及びジメチルフランがオレフィンと円滑に反応する一方、フルフラール変換のための第１段階は、フラン及びＣＯを形成する脱カルボニル化であることを見出した。次いで、生成したフランが、既知のフラン変換反応に入る：
2020523371.tif 000003
【００１０】
フルフラールをオレフィンと反応させる際のこれらの難題は、国際公開第２０１４／１９７１９５号パンフレットにおいて確認されている。この文書の著者らは、様々な溶媒、触媒、反応温度、圧力及び時間、並びに５−ヒドロキシ−２−フルフラール濃度の範囲を試験する、スクリーニング実験を行ったが、彼らは、４−ヒドロキシメチルベンズアルデヒドが形成される系を特定することはできなかった。著者らは、オレフィンとのディールス−アルダー反応において良好に機能することが示されている、対応する５−ヒドロキシメチル−２−フロ酸又は他の酸化誘導体を生成するための５−ヒドロキシメチル−２−フルフラールの空気酸化によって、この問題を解決することを提案している。
【００１１】
フランへのフルフラールの脱カルボニル化並びにフロ酸へのフルフラールの酸化は、両方とも、フラン環でのアルデヒド置換基が失われるという欠点を有する。その結果として、アルデヒド置換基は、得られたディールス−アルダー付加体にはもはや存在せず、それは、フラン誘導体、特にフルフラールからベンズアルデヒド誘導体を得ることをより困難にする。しかしながら、ベンズアルデヒド誘導体は、メタ−キシレンジアミン、オルト−キシレンジアミン及び１，２，３−トリ（アミノメチル）ベンゼンなどの、他の重要な化合物の調製における価値のある中間体として望ましい。これらの化合物に加えて、トリメリット酸又は１，２，４−トリ（アミノメチル）ベンゼンなどの、１，２，４−トリメチルベンゼン誘導体もまた非常に興味深い。
【００１２】
米国特許出願公開第２００４／００５４２１９号明細書において、トリメリット酸の製造方法であって、トリメリット酸に更に酸化されるジメチル安息香酸と、ジメチルベンジルアルコールとジメチルベンズアルデヒドとの反応混合物を得るためにプソイドクメンが酸化される方法が開示されている。
【００１３】
類似の方法は、トリメリット酸を製造するためのジメチルベンズアルデヒド又はその誘導体の酸化に言及する、米国特許出願公開第２０１１／０１１２３２３号明細書に開示されている。
【００１４】
米国特許出願公開第２０１６５／０２６４５０６号明細書において、トリメリット酸は、テレフタル酸の製造のための中間生成物であり、ここで、２分子のプロピオン酸又はプロピオン酸誘導体の還元的カップリングが実施される。
【００１５】
これらの文書は具体的なトリメチルベンゼン誘導体トリメリット酸の製造方法を記載しているが、様々な三官能性の芳香族分子を製造するために用いることができる方法を提供することは依然として必要とされている。
【００１６】
特に、これらの文書のどれも、フラン誘導体、特にジホルミルフランが、これらの三官能性の芳香族分子の製造のための良好な出発原料であることを教示していない。
【００１７】
以前の研究において、本出願の発明者らは、フルフラールの環式ケタールが意外にもアクリロニトリルと反応し、それによって所望のディールス−アルダー付加体を形成することを見出している。更なる反応段階において、環式ケタールは、所望のアルデヒド置換基に変換して戻すことができ、アルデヒド置換基は、必要に応じて、更に反応させて他の置換基にすることができる。フルフラールのジアルキル−ケタール誘導体がエチレン誘導体とディールス−アルダー付加体を形成しないことを考慮すると、この知見は特に意外である。ケタールは、アルコールを除去することによって所望のアルデヒドを容易に得ることができるアルデヒドの既知の誘導体である。しかしながら、フルフラールのジエチル−ケタールをアクリロニトリルと反応させる場合、ほんの痕跡量のディールス−アルダー付加体、オキサノルボルネンが観察された。研究中に、本発明者らは、フルフラールの環式ケタールが意外にも特定のエチレン誘導体のみと反応することを更に見出した。例えば、フルフラールの環式ケタールはアリルアミン及びアクリルアミドと反応しないことが見出された。アクリロニトリル及びフマロニトリルのみがディールス−アルダー縮合反応で円滑に反応した。これらの研究は、参照により本明細書に援用される、ＰＣＴ／ＣＮ第２０１５／０９６８２１号明細書に詳細に記載されている。
【００１８】
本発明者らは今、アクリロニトリルとともにジホルミルフランの環式ケタールを使用することによって、所望のディールス−アルダー付加体をまた得ることができることを見出した。このディールス−アルダー付加体は、シアノ−テレフタルアルデヒド誘導体の製造のための中間生成物であり、その誘導体は再び、様々な三官能性の芳香族分子、特に、トリメリット酸又は
１，２，４−トリ（アミノメチル）ベンゼンなどの１，２，４−ジメチルベンゼン誘導体の製造のための良好な出発原料である。
【００１９】
本発明は、それ故、ジホルミルフランからのトリメチルベンゼン誘導体の調製方法に、特に式（Ｉ）
2020523371.tif 000004
（式中、
Ｘ及びＹは、独立して、任意選択的に置換されたヘテロ原子であり；
各Ｒ２は、独立して、Ｈ、アルキル、アルケニル又はアリールであり；
Ｒ３及びＲ４は、独立して、Ｈ又は−ＣＮであり、但し、Ｒ３及びＲ４の少なくとも１つは−ＣＮである）
の化合物の調製方法であって、
ａ）その方法が、式（ＩＩ）
2020523371.tif 000005
（式中、
Ｘ、Ｙ、Ｒ、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、上記の通り定義され、
Ｒは、１つ以上のＲ１で任意選択的に置換されていてもよいＣ１〜４アルキレン基であり；
ここで、Ｒ１は、１つ以上の官能基を任意選択的に有する線状、分岐及び／又は環式の、飽和又は不飽和の炭化水素基である）
の化合物の、
式（ＩＩＩ）
2020523371.tif 000006
（式中、Ｘ、Ｙ、Ｒ、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、上記の通り定義される）
の化合物を得るための脱水／芳香族化；
引き続く式（ＩＩＩ）の化合物の脱保護を含むか；
又は
ｂ）その方法が、単一段階で式（ＩＩ）の化合物の脱水／芳香族化及び脱保護を実施することを含む
方法に関する。
【００２０】
式（ＩＩ）
2020523371.tif 000007
（式中、
Ｘ及びＹは、独立して、任意選択的に置換されたヘテロ原子であり；
Ｒは、１つ以上のＲ１で任意選択的に置換されていてもよいＣ１〜４アルキレン基であり；
Ｒ１は、任意選択的に１つ以上の官能基を有する線状、分岐及び／又は環式の、飽和又は不飽和の炭化水素基であり；
Ｒ２は、独立して、Ｈ、アルキル、アルケニル又はアリールであり；
Ｒ３及びＲ４は、独立して、Ｈ又は−ＣＮであり、但し、Ｒ３及びＲ４の少なくとも１つは、−ＣＮである）
の化合物は、
好ましくは、式（ＶＩ）
2020523371.tif 000008
（式中、Ｘ、Ｙ、Ｒ、Ｒ２は、上記の通り定義される）
の化合物、ジホルミルフラン誘導体を、式（ＶＩＩ）又は（ＶＩＩ’）
2020523371.tif 000009
（式中、Ｒ３及びＲ４は、上記の通り定義される）
の化合物と反応させることによって製造される。
【００２１】
式（ＶＩ）のジホルミルフラン誘導体は、例えばＡｐｐｌｉｅｄ  Ｃａｔａｌｙｓｉｓ  Ａ，Ｖｏｌ．４５６，ｐａｇｅｓ  ４４−５０に記載されているように５−ヒドロキシメチル−２−フルフラール（ＨＭＦ）の酸化によって例えば製造することができる。
【００２２】
式（ＶＩ）のジホルミルフラン誘導体において、ジホルミルフランのアルデヒド残基は、環式ケタールとして存在する。しかしながら、本発明は、ジホルミルフラン及びその環式ケタール誘導体に限定されず、Ｏ以外のヘテロ原子を含むジホルミルフラン誘導体をも含む。それ故、式（ＶＩ）の化合物におけるＸ及びＹは、互いに独立して、Ｏ、Ｓ及びＮなどの、任意選択的に置換されたヘテロ原子である。
【００２３】
これに関連して、「任意選択的に置換された」は、ヘテロ原子が、必要ならば、置換基を有してもよいことを定義する。ヘテロ原子が任意の更なる置換基を有することができない場合、置換基は存在しない。例えば、ヘテロ原子がＯ又はＳである場合、ヘテロ原子に置換基は存在しない。しかしながら、ヘテロ原子がＮである場合、Ｘ及びＹは、−ＮＨ−又は−Ｎ（置換基）−であり得る。この置換基は、Ｒ１と同じ意味を有する。したがって、Ｘ及びＹは、好ましくは、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、及び−Ｎ（Ｒ１）−から、より好ましくは−Ｏ−及び−Ｓ−から独立して選択される。最も好ましくは、Ｘ及びＹは両方ともＯであるか、又は両方ともＳである。
【００２４】
式（ＶＩ）のジホルミルフラン誘導体において、Ｒは、Ｃ１〜４アルキレン基、好ましくはＣ２〜４アルキレン基、より好ましくはＣ２〜３アルキレン基、最も好ましくはＣ２アルキレン基である。このアルキレン基は、１つ以上のＲ１置換基で任意選択的に置換されていてもよい。Ｒ１は、１つ以上の官能基を任意選択的に有する線状、分岐及び／又は環式の、飽和又は不飽和の炭化水素基である。そのような炭化水素基は、必要な数の水素原子に加えて、炭素原子、好ましくは１〜２４個の炭素原子を含む全ての化学部分を含む。線状、分岐、及び／又は環式の、飽和又は不飽和の炭化水素基の例は、アルキル、アルケニル、アルキニル、芳香族基等である。炭化水素基は、任意選択的に１つ以上の官能基を有し得るし、それは、炭化水素基が、Ｏ、Ｎ及びＳなどの、１つ以上のヘテロ原子、又は−ＣＯ−若しくは−ＣＯＯ−などの、官能基を含有し得ることを意味する。更に、炭化水素基は、ニトロ、ニトロソ、スルホ、スルホネート、シアノ、シアナト、チオシアナト、アミノ、ヒドロキシル、カルボキシル等などの、官能基で置換されていてもよい。
【００２５】
Ｒ１の代表的な例をこれからより詳細に説明し、それによってまた、別段に定義されない限り、本明細書の全体にわたって、特にまた全ての他の置換基に適用可能である特定の用語の定義を提供する。
【００２６】
本明細書において使用される場合、「アルキル」という用語は、１〜約２４個の炭素原子、好ましくは１〜約１２個の炭素原子、又は１〜約６個の炭素原子、１〜約３個の炭素原子を必ずしも含有するわけではないが、典型的には、線状、分岐、又は環式の飽和の炭化水素基を意味する。特定の実施形態は、アルキルが、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、オクチル、デシル等、並びにシクロペンチル、シクロヘキシル等などのシクロアルキル基であることを規定する。一般的に、再び必ずしもそうではないが、本明細書においてアルキル基は、１〜約１２個の炭素原子を含有する。「低級アルキル」という用語は、１〜６個の炭素原子のアルキル基を意図し、「シクロアルキル」という特定の用語は、典型的には４〜８個、好ましくは５〜７個の炭素原子を有する、環式アルキル基を意図する。「置換アルキル」という用語は、１つ以上の置換基で置換されたアルキル基を意味し、「ヘテロ原子含有アルキル」及び「ヘテロアルキル」を包含し、それらの用語は、少なくとも１個の炭素原子がヘテロ原子で置き換えられているアルキル基を意味する。別段の指示がない限り、「アルキル」及び「低級アルキル」という用語は、それぞれ、線状、分岐、環式、非置換、置換、及び／又はヘテロ原子含有アルキル及び低級アルキル基を含む。
【００２７】
本明細書において使用される場合、「アルキレン」という用語は、二官能性の線状、分岐、又は環式アルキル基を意味し、ここで、「アルキル」は、上で定義された通りである。
【００２８】
本明細書において使用される場合、「アルケニル」という用語は、エテニル、ｎ−プロペニル、イソプロペニル、ｎ−ブテニル、イソブテニル、オクテニル、デセニル、テトラデセニル、ヘキサデセニル、エイコセニル、テトラコセニル等などの、少なくとも１つの二重結合を含有する２〜約２４個の炭素原子の線状、分岐、又は環式炭化水素基を意味する。本明細書において好ましいアルケニル基は、２〜約１２個の炭素原子を含有する。
【００２９】
「低級アルケニル」という用語は、２〜６個の炭素原子のアルケニル基を意図し、「シクロアルケニル」という特定の用語は、好ましくは５〜８個の炭素原子を有する、環式アルケニル基を意図する。「置換アルケニル」という用語は、１つ以上の置換基で置換されたアルケニル基を意味し、「ヘテロ原子含有アルケニル」及び「ヘテロアルケニル」という用語は、少なくとも１個の炭素原子がヘテロ原子で置き換えられているアルケニル基を意味する。別段の指示がない限り、「アルケニル」及び「低級アルケニル」という用語は、それぞれ、線状、分岐、環式、非置換、置換、及び／又はヘテロ原子含有アルケニル及び低級アルケニル基を含む。
【００３０】
本明細書において使用される場合、「アルケニレン」という用語は、二官能性の線状、分岐、又は環式アルケニル基を意味し、ここで、「アルケニル」は、上で定義された通りである。
【００３１】
本明細書において使用される場合、「アルキニル」という用語は、エチニル、ｎ−プロピニル等などの、少なくとも１つの三重結合を含有する２〜約２４個の炭素原子の線状又は分岐の炭化水素基を意味する。本明細書において好ましいアルキニル基は、２〜約１２個の炭素原子を含有する。「低級アルキニル」という用語は、２〜６個の炭素原子のアルキニル基を意図する。「置換アルキニル」という用語は、１つ以上の置換基で置換されたアルキニル基を意味し、「ヘテロ原子含有アルキニル」及び「ヘテロアルキニル」という用語は、少なくとも１個の炭素原子がヘテロ原子で置き換えられているアルキニルを意味する。別段の指示がない限り、「アルキニル」及び「低級アルキニル」という用語は、それぞれ、線状、分岐、非置換、置換、及び／又はヘテロ原子含有アルキニル及び低級アルキニル基を含む。
【００３２】
本明細書において使用される場合、「アルコキシ」という用語は、単一の、末端エーテル結合を介して結合したアルキル基を意図し；即ち、「アルコキシ」基は、アルキルが上で定義された通りである−Ｏ−アルキルとして表され得る。「低級アルコキシ」基は、１〜６個の炭素原子を含有するアルコキシ基を意図する。同様に、「アルケニルオキシ」及び「低級アルケニルオキシ」は、それぞれ、単一の、末端エーテル結合を介して結合したアルケニル及び低級アルケニル基を意味し、「アルキニルオキシ」及び「低級アルキニルオキシ」は、それぞれ、単一の、末端エーテル結合を介して結合したアルキニル及び低級アルキニル基を意味する。
【００３３】
「芳香族」という用語は、芳香族性についてのヒュッケル（Ｈｕｅｃｋｅｌ）則４ｎ＋２を満たす環部分を意味し、アリール、アラルキル、アルカリール、ヘテロアリール、ヘテロアラルキル、又はａｌｋ−ヘテロアリー部分を含む、アリール（即ち、炭素環）及びヘテロアリール（ヘテロ芳香族とも称される）構造の両方を含む。
【００３４】
本明細書において使用される場合、及び特に明記しない限り、「アリール」という用語は、一緒に縮合しているか、直接的に結合しているか、又は間接的に結合している（異なる芳香環がメチレン又はエチレン部分などの共通の基によって結合しているような）単一の芳香環又は複数の芳香環を含有する芳香族置換基又は構造を意味する。特に修正しない限り、「アリール」という用語は、炭素環構造を意味する。好ましいアリール基は、５〜２４個の炭素原子を含有し、特に好ましいアリール基は、５〜１４個の炭素原子を含有する。典型的なアリール基は、１つの芳香環又は２つの縮合した若しくは結合した芳香環、例えば、フェニル、ナフチル、ビフェニル、ジフェニルエーテル、ジフェニルアミン、ベンゾフェノン等を含有する。「置換アリール」は、１つ以上の置換基で置換されたアリール部分を意味し、「ヘテロ原子含有アリール」及び「ヘテロアリール」という用語は、以下に更に詳細に記載されるように、少なくとも１個の炭素原子がヘテロ原子で置換されているアリール置換基を意味する。
【００３５】
本明細書において使用される場合、「アリールオキシ」という用語は、単一の、末端エーテル結合を介して結合したアリール基を意味し、ここで、「アリール」は上で定義された通りである。「アリールオキシ」基は、−Ｏ−アリールとして表すことができ、ここで、アリールは上で定義された通りである。好ましいアリールオキシ基は、５〜２４個の炭素原子を含有し、特に好ましいアリールオキシ基は、５〜１４個の炭素原子を含有する。アリールオキシ基の例としては、限定なしに、フェノキシ、ｏ−ハロ−フェノキシ、ｍ−ハロ−フェノキシ、ｐ−ハロ−フェノキシ、ｏ−メトキシ−フェノキシ、ｍ−メトキシ−フェノキシ、ｐ−メトキシ−フェノキシ、２，４−ジメトキシフェノキシ、３，４，５−トリメトキシ−フェノキシ等が挙げられる。
【００３６】
「アルカリール」という用語は、アルキル置換基を持ったアリール基を意味し、「アラルキル」という用語は、アリール置換基を持ったアルキル基を意味し、ここで、「アリール」及び「アルキル」は、上で定義された通りである。好ましいアルカリール及びアラルキル基は、６〜２４個の炭素原子を含有し、特に好ましいアルカリール及びアラルキル基は、６〜１６個の炭素原子を含有する。アルカリール基としては、例えば、ｐ−メチルフェニル、２，４−ジメチルフェニル、ｐ−シクロヘキシルフェニル、２，７−ジメチルナフチル、７−シクロオクチルナフチル、３−エチル−シクロペンタ−１，４−ジエン等が挙げられる。アラルキル基の例としては、限定なしに、ベンジル、２−フェニル−エチル、３−フェニル−プロピル、４−フェニル−ブチル、５−フェニル−ペンチル、４−フェニルシクロヘキシル、４−ベンジルシクロヘキシル、４−フェニルシクロヘキシルメチル、４−ベンジルシクロヘキシルメチル等が挙げられる。「アルカリールオキシ」及び「アラルキルオキシ」という用語は、式−ＯＲの置換基を意味し、式中、Ｒは、それぞれ、たった今定義されたような、アルカリール又はアラルキルである。
【００３７】
「アシル」という用語は、式−（ＣＯ）−アルキル、−（ＣＯ）−アリール、又は−（ＣＯ）−アラルキルを有する置換基を意味し、「アシルオキシ」という用語は、式−Ｏ（ＣＯ）−アルキル、−Ｏ（ＣＯ）−アリール、又は−Ｏ（ＣＯ）−アラルキルを有する置換基を意味し、式中、「アルキル」、「アリール」、及び「アラルキル」は、上で定義された通りである。
【００３８】
「環式」及び「環」という用語は、置換されていてもいなくてもよく、及び／又はヘテロ原子含有であってもなくてもよく、且つ、単環式、二環式、又は多環式であってもよい脂環式基又は芳香族基を意味する。「脂環式」という用語は、芳香環式部分とは対照的に、脂肪族環式部分を意味する従来の意味で用いられ、単環式、二環式、又は多環式であってもよい。「非環式」という用語は、環構造内に二重結合が含有されない構造を意味する。
【００３９】
「ハロ」及び「ハロゲン」という用語は、クロロ、ブロモ、フルオロ、又はヨード置換基を意味する従来の意味で用いられる。
【００４０】
「ヘテロ原子含有基」におけるような「ヘテロ原子含有」という用語は、１個以上の炭素原子が炭素以外の原子、例えば、窒素、酸素、硫黄、リン又はケイ素、典型的には窒素、酸素又は硫黄で置き換えられている炭化水素分子又は分子フラグメントを意味する。同様に、「ヘテロアルキル」という用語は、ヘテロ原子含有であるアルキル置換基を意味し、「複素環式」という用語は、ヘテロ原子含有である環式置換基を意味し、「ヘテロアリール」及び「ヘテロ芳香族」という用語は、それぞれ、ヘテロ原子含有である「アリール」及び「芳香族」置換基を意味する等である。「複素環式」基又は化合物は、芳香族であってもなくてもよいことに、更に、「複素環」は、「アリール」という用語に関して上記のように単環式、二環式、又は多環式であってもよいことに留意されたい。ヘテロアルキル基の例としては、アルコキシアリール、アルキルスルファニル置換アルキル、Ｎ−アルキル化アミノアルキル等が挙げられる。ヘテロアリール置換基の例としては、ピロリル、ピロリジニル、ピリジニル、キノリニル、インドリル、ピリミジニル、イミダゾリル、１，２，４−トリアゾリル、テトラゾリル等が挙げられ、ヘテロ原子含有脂環式基の例は、ピロリジノ、モルホリノ、ピペラジノ、ピペリジノ等である。
【００４１】
前述の定義のいくつかで示唆されるように、「置換アルキル」、「置換アリール」等におけるような「置換」とは、アルキル、アリール、又は他の部分において、炭素（又は他の）原子に結合した少なくとも１個の水素原子が１個以上の非水素置換基で置き換えられていることを意味する。そのような置換基の例としては、限定なしに：ハロ、ヒドロキシル、スルフヒドリル、Ｃ１〜Ｃ２４アルコキシ、Ｃ２〜Ｃ２４アルケニルオキシ、Ｃ２〜Ｃ２４アルキニルオキシ、Ｃ５〜Ｃ２４アリールオキシ、Ｃ６〜Ｃ２４アラルキルオキシ、Ｃ６〜Ｃ２４アルカリールオキシ、アシル（Ｃ１〜Ｃ２４アルキルカルボニル（−ＣＯ−アルキル）及びＣ６〜Ｃ２４アリールカルボニル（−ＣＯ−アリール）などの）、アシルオキシ（Ｃ２〜Ｃ２４アルキルカルボニルオキシ（−Ｏ−ＣＯ−アルキル）及びＣ６〜Ｃ２４アリールカルボニルオキシ（−Ｏ−ＣＯ−アリール）などの、−Ｏ−アシル）、Ｃ２〜Ｃ２４アルコキシカルボニル（（ＣＯ）−Ｏ−アルキル）、Ｃ６〜Ｃ２４アリールオキシカルボニル（−（ＣＯ）−Ｏ−アリール）、ハロカルボニル（−ＣＯ）−Ｘ、ここで、Ｘはハロである）、Ｃ２〜Ｃ２４アルキルカルボナト（−Ｏ−（ＣＯ）−Ｏ−アルキル）、Ｃ６〜Ｃ２４アリールカルボナト（−Ｏ−（ＣＯ）−Ｏ−アリール）、カルボキシ（−ＣＯＯＨ）、カルボキシラト（−ＣＯＯ−）、カルバモイル（−（ＣＯ）ＮＨ２）、モノ−（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル）−置換カルバモイル（−（ＣＯ）ＮＨ（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル））、ジ−（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル）−置換カルバモイル（−（ＣＯ）−Ｎ（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル）２）、モノ−（Ｃ１〜Ｃ２４ハロアルキル）−置換カルバモイル（−（ＣＯ）−ＮＨ（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル））、ジ−（Ｃ１〜Ｃ２４ハロアルキル）−置換カルバモイル（−（ＣＯ）−Ｎ（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル）２）、モノ−（Ｃ５〜Ｃ２４アリール）−置換カルバモイル（−（ＣＯ）−ＮＨ−アリール）、ジ−（Ｃ５〜Ｃ２４アリール）置換カルバモイル（−（ＣＯ）−Ｎ（Ｃ５〜Ｃ２４アリール）２）、ジ−Ｎ−（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル），Ｎ−（Ｃ５〜Ｃ２４アリール）−置換カルバモイル、チオカルバモイル−（Ｃ５）−ＮＨ２）、モノ−（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル）−置換チオカルバモイル（−（ＣＯ）−ＮＨ（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル））、ジ−（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル）−置換チオカルバモイル（−（ＣＯ）−Ｎ（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル）２）、モノ−（Ｃ５〜Ｃ２４アリール）置換チオカルバモイル（−（ＣＯ）−ＮＨアリール）、ジ−（Ｃ５〜Ｃ２４アリール）−置換チオカルバモイル（（ＣＯ）−Ｎ（Ｃ５〜Ｃ２４アリール）ｚ）、ジ−Ｎ−（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル），Ｎ−（Ｃ５〜Ｃ２４アリール）−置換チオカルバモイル、カルバミド（−ＮＨ−（ＣＯ）−ＮＨ２）、シアノ（−Ｃ＝Ｎ）、シアナト（−Ｏ−Ｃ＝Ｎ）、チオシアナト（−ＳＣ＝Ｎ）、ホルミル（−（ＣＯ）−Ｈ）、チオホルミル（−（ＣＳ）−Ｈ）、アミノ（−ＮＨ２）、モノ−（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル）−置換アミノ、ジ−（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル）−置換アミノ、モノ−（Ｃ５〜Ｃ２４アリール）−置換アミノ、ジ−（Ｃ５〜Ｃ２４アリール）−置換アミノ、Ｃ１〜Ｃ２４アルキルアミド（−ＮＨ−（ＣＯ）−アルキル）、Ｃ６〜Ｃ２４アリールアミド（−ＮＨ−（ＣＯ）−アリール）、イミノ（−ＣＲ＝ＮＨ、ここで、Ｒ＝水素、Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ５〜Ｃ２４アリール、Ｃ６〜Ｃ２４アルカリール、Ｃ６〜Ｃ２４アラルキル等である）、Ｃ２〜Ｃ２０アルキルイミノ（ＣＲ＝Ｎ（アルキル）、ここで、Ｒ＝水素、Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ５〜Ｃ２４アリール、Ｃ６〜Ｃ２４アルカリール、Ｃ６〜Ｃ２４アラルキル等である）、アリールイミノ（−ＣＲ＝Ｎ（アリール）、ここで、Ｒ＝水素、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ５〜Ｃ２４アリール、Ｃ６〜Ｃ２４アルカリール、Ｃ６〜Ｃ２４アラルキル等である）、ニトロ（−ＮＯ２）、ニトロソ（−ＮＯ）、スルホ（−ＳＯ２ＯＨ）、スルホネート（ＳＯ２Ｏ−）、Ｃ１〜Ｃ２４アルキルスルファニル（−Ｓ−アルキル；「アルキルチオ」とも称される）、Ｃ５〜Ｃ２４アリールスルファニル（−Ｓ−アリール；「アリールチオ」とも称される）、Ｃ１〜Ｃ２４アルキルスルフィニル（−（ＳＯ）−アルキル）、Ｃ５〜Ｃ２４アリールスルフィニル（−（ＳＯ）−アリール）、Ｃ１〜Ｃ２４アルキルスルホニル（−ＳＯ２−アルキル）、Ｃ１〜Ｃ２４モノアルキルアミノスルホニル（−ＳＯ２−Ｎ（Ｈ）アルキル）、Ｃ１〜Ｃ２４ジアルキルアミノスルホニル−ＳＯ２−Ｎ（アルキル）２、Ｃ５〜Ｃ２４アリールスルホニル（−ＳＯ２−アリール）、ボリル（−ＢＨ２）、ボロノ（Ｂ（ＯＨ）２）、ボロナト（−Ｂ（ＯＲ）２、ここで、Ｒは、アルキル又はアリールである）、ホスホノ（−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）２）、ホスホナト（Ｐ（Ｏ）（Ｏ）２）、ホスフィナト（Ｐ（Ｏ）（Ｏ−））、ホスホ（−ＰＯ２）、及びホスフィン（−ＰＨ２）などの官能基；並びに部分Ｃ１〜Ｃ２４アルキル（好ましくはＣ１〜Ｃ１２アルキル、より好ましくはＣ１〜Ｃ６アルキル）、Ｃ２〜Ｃ２４アルケニル（好ましくはＣ２〜Ｃ１２アルケニル、より好ましくはＣ２〜Ｃ６アルケニル）、Ｃ２〜Ｃ２４アルキニル（好ましくはＣ２〜Ｃ１２アルキニル、より好ましくはＣ２〜Ｃ６アルキニル）、Ｃ５〜Ｃ２４アリール（好ましくはＣ５〜Ｃ２４アリール）、Ｃ６〜Ｃ２４アルカリール（好ましくはＣ６〜Ｃ１６アルカリール）、及びＣ６〜Ｃ２４アラルキル（好ましくはＣ６〜Ｃ１６アラルキル）が挙げられる。
【００４２】
置換基が「置換された」又は「任意選択的に置換された」と記載される場合、これらのＦｎ置換は、好ましくは、ハロ、ヒドロキシル、Ｃ１〜Ｃ３アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６アルキルカルボニル（ＣＯ−アルキル）、Ｃ２〜Ｃ２４アルコキシカルボニル（（ＣＯ）−Ｏ−アルキル）、カルボキシ（−ＣＯＯＨ）、カルバモイル（−（ＣＯ）−ＮＨ２）、モノ−（Ｃ１〜Ｃ６アルキル）−置換カルバモイル（−（ＣＯ）ＮＨ（Ｃ１〜Ｃ６アルキル））、ジ−（Ｃ１〜Ｃ６アルキル）−置換カルバモイル（−（ＣＯ）−Ｎ（Ｃ１〜Ｃ６アルキル）２）、シアノ（−Ｃ＝Ｎ）、シアナト（−Ｏ−Ｃ＝Ｎ）、チオシアナト（−Ｓ−Ｃ＝Ｎ）、ホルミル（−（ＣＯ）−Ｈ）、アミノ（−ＮＨ２）、モノ−（Ｃ１〜Ｃ６アルキル）−置換アミノ、又はジ−（Ｃ１〜Ｃ６アルキル）置換アミノを含む。
【００４３】
「官能化アルキル」、「官能化オレフィン」、「官能化環式オレフィン」等におけるような「官能化」とは、アルキル、オレフィン、環式オレフィン、又は他の部分において、炭素（又は他の）原子に結合した少なくとも１個の水素原子が、本明細書で及び上に記載されるものなどの１つ以上の官能基で置き換えられていることを意味する。「官能基」という用語は、本明細書に記載される使用に好適である任意の官能種を含むことを意図する。特に、本明細書において使用される場合、官能基は、必然的に、基材表面上の対応する官能基と反応するか又はそれに結合する能力を有するであろう。
【００４４】
更に、前述の官能基は、特定の基が許容する場合、上で具体的に列挙されたものなどの１つ以上の追加の官能基で更に置換されていてもよい。同様に、上述の基は、具体的に列挙されたものなどの１つ以上の官能基で更に置換されていてもよい。
【００４５】
本発明の好ましい実施形態において、Ｒは、非置換であるか又は１つ若しくは２つ、好ましくは２つの低級アルキル、好ましくはメチル若しくはエチル、より好ましくはメチルで置換されているＣ２又はＣ３アルキレン基である。Ｒについての好ましい例は、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ（ＣＨ３）−及び−ＣＨ２−Ｃ（ＣＨ３）２−ＣＨ２−である。
【００４６】
式（ＶＩ）のジホルミルフラン誘導体において、Ｒ２は、独立して、上で定義された通り、Ｈ、アルキル、アルケニル又はアリールである。好ましくは、Ｒ２は、独立して、Ｈ又はアルキルであり、より好ましくはＨ又はＣ１〜４アルキル、より好ましくはＨ又はＣ１〜３アルキル、更により好ましくはＨ又はＣ１〜２アルキル、最も好ましくはＨ又はメチルである。更に好ましい実施形態において、Ｒ２はＨである。
【００４７】
式（ＶＩ）のジホルミルフラン誘導体の特定の実施形態は、以下の化合物：
2020523371.tif 000010
［式中、
Ｘ’及びＹ’は、両方ともＯ又はＳであり；
Ｒ’は、１つ又は２つのＣ１〜４アルキル（好ましくはメチル）で任意選択的に置換されているＣ２又はＣ３アルキレンである］；
2020523371.tif 000011
である。
【００４８】
式（ＶＩ）のジホルミルフラン誘導体は、例えば、ジホルミルフランをエチレングリコール、置換エチレングリコール又は任意の他の好適なジアルコールと反応させることによって得ることができる。環式ケタールの形態でのジホルミルフランのアルデヒド官能基の保護をまた構成する、この反応は、当業者に公知である。保護反応は、例えば、Ａ１５アンバーリスト樹脂などの、好適な触媒を使用して、シクロヘキサンなどの、好適な有機溶媒中で実施することができる。例えば、２，５−ビス（１，３−ジオキソラン−２−イル）フランである、式（ＶＩ）のジホルミルフラン誘導体は、ジホルミルフランをエチレングリコールと反応させることによって定量的に得ることができる。
【００４９】
本発明によれば、ジホルミルフランそれ自体及びジホルミルフランのジアルキル−ケタール誘導体がエチレン及びその誘導体とディールス−アルダー付加体を形成しないが、式（ＶＩ）のジホルミルフラン誘導体は、意外にもジエンと反応して、式（ＩＩ）のディールス−アルダー付加体をもたらすことが見出された。
【００５０】
それ故、式（ＩＩ）のディールス−アルダー縮合付加体の製造のために、式（ＶＩ）のジホルミルフラン誘導体が式（ＶＩＩ）のエチレン誘導体と反応させられる。
【００５１】
式（ＶＩＩ）又は（ＶＩＩ’）のエチレン誘導体は、２つの置換基、Ｒ３及びＲ４を有する。これらの置換基は、独立して、Ｈ又は−ＣＮであり、但し、Ｒ３及びＲ４の少なくとも１つは−ＣＮである。したがって、式（ＶＩＩ）又は（ＶＩＩ’）のエチレン誘導体は、少なくとも１つの置換基を有する。一実施形態において、Ｒ４はＨであり、Ｒ３は−ＣＮである。或いは、Ｒ３及びＲ４は、両方とも−ＣＮであり得る。Ｒ３及びＲ４が、両方とも、−ＣＮである場合、エチレン誘導体は、フマロニトリルのシス異性体及びトランス異性体を含む。
【００５２】
式（ＶＩ）の化合物と式（ＶＩＩ）又は（ＶＩＩ’）の化合物との間のディールス−アルダー縮合反応は、当業者に公知の通常のディールス−アルダー条件下で実施することができる。用いられる特定の誘導体に応じて、縮合反応は、任意の触媒の存在下又は不存在下で、且つ、また任意の溶媒を使用して又は使用せずに実施することができる。反応は、約２又は５秒〜約６日、好ましくは約３時間〜約４日、より好ましくは約１２時間〜約４日、例えば、約４４時間又は約２４時間などの、出発化合物を所望のディールス−アルダー付加体に変換するのに十分な時間、約１０〜約１２０℃、好ましくは約２０〜約１００℃、より好ましくは約２０〜約８０℃の任意の好適な温度で実施することができる。反応は、周囲圧力又は増加した圧力で実施することができる。有利には、反応は、約１０００ｈＰａなどの、周囲圧力で、又は約１００００ｈＰａまで、好ましくは約５０００ｈＰａまで、より好ましくは約２０００ｈＰａまでの圧力で実施される。
【００５３】
有利には、ディールス−アルダー反応は、触媒、特に既知のディールス−アルダー触媒の存在下で行われる。これらの触媒としては、ルイス酸、例えば、アルミニウム、ホウ素、亜鉛、ハフニウム、又は鉄化合物、例えば、ＡｌＣｌ３、Ａｌ（Ｅｔ）Ｃｌ２、Ａｌ（Ｅｔ）２Ｃｌ、ＢＦ３、Ｂ（Ａｃ）３、ＺｎＣｌ２、ＺｎＢｒ２、Ｚｎ（Ａｃ）２、ＺｎＩ２、ＣｕＣｌ２、Ｓｃ（ＯＴｆ）３、Ｂｉ（ＯＴｆ）３及びＢｉＣｌ３、ＦｅＣｌ３、Ｆｅ（Ａｃ）３、ＦｅＣｌ２及びＦｅ（Ａｃ）２、ブレンステッド酸、例えば、無機鉱酸、例えば、硫酸、リン酸、硝酸、臭化水素酸又は塩酸、及び有機酸、例えば、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、又はカルボン酸が挙げられる。ディールス−アルダー触媒としては、また、スズ又はチタンのハロゲン化物、例えば、ＳｎＣｌ４及びＴｉＣｌ４が挙げられる。或いは、活性炭、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、ジルコニア又はゼオライトが使用され得る。炭素、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、ジルコニア及びゼオライトは、そのまま使用され得るが、それらはまた、触媒的に活性な金属又は金属化合物のための担体としても使用され得る。そのような金属又は金属化合物としては、好適には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、貴金属、希土類金属が挙げられる。触媒は、例えば、担体をリン酸で処理することによって、又はそれらをそれらの酸性形態へするためのゼオライトのイオン交換によって、酸性であり得る。触媒は、酸触媒であり得る。固体触媒の例としては、非晶質シリカ−アルミナ、ゼオライト、好ましくはそれらのＨ−形態でのゼオライト、及び酸性イオン交換樹脂が挙げられる。液体であるか又は均一な触媒環境をもたらすために適切な溶媒に溶解させられ得る他の好適な触媒としては、アルカンカルボン酸、アレーンカルボン酸、硫酸、リン酸、塩酸、臭化水素酸及び硝酸などの、有機及び無機酸が挙げられる。
【００５４】
式（ＶＩ）の化合物と式（ＶＩＩ）又は（ＶＩＩ’）の化合物との間のディールス−アルダー縮合反応は、式（ＩＩ）のオキサノルボルネン誘導体をもたらす。使用される出発化合物に応じて、得られるオキサノルボルネンは、エンド異性体若しくはエキソ異性体又はそれらの混合物などの、異なる異性体として得られ得る。全ての可能な異性体及びそれらの混合物が、本発明の範囲内に包含される。
【００５５】
式（ＩＩ）の、特に式（ＩＩ’）のオキサノルボルネン誘導体は、同様に他の化合物の調製のための価値のある中間体である、式（ＩＩＩ）の、特に式（ＩＩＩ’）
2020523371.tif 000012
（式中、Ｒ３及びＲ４は、独立して、Ｈ又は−ＣＮであり、但し、Ｒ３及びＲ４の少なくとも１つは−ＣＮである）
の化合物などの、他の化合物の調製における価値のある中間体を構成する。
【００５６】
両中間体（ＩＩ）／（ＩＩ’）及び（ＩＩＩ）／（ＩＩＩ’）は、次の反応スキーム（本発明による方法の好ましい例を示す）：
2020523371.tif 000013
に記載されるように、式（Ｉ）の化合物に、特に式（Ｉ’）に従うシアノ−テレフタルアルデヒドに変換することができる。
【００５７】
式（ＩＩ）／（ＩＩ’）の化合物の芳香族化及び脱保護は、上記のように単一段階で実施することができる。或いは、式（Ｉ）／（Ｉ’）の所望の化合物は、式（ＩＩＩ）／（ＩＩＩ’）の中間体を介して２段階プロセスで得ることができる。この代わりのルートは、好ましい化合物を使用する反応を再び例示する次の反応スキーム：
2020523371.tif 000014
に示される。
【００５８】
式（ＩＩ）の化合物の芳香族化及び脱保護のための反応条件は、当業者に周知である。しかしながら、意外にも、式（ＩＩ）の化合物の芳香族化反応は、例えば、ナトリウムメトキシド又は水酸化ナトリウムなどの、メトキシド又は水酸化物の存在下で、塩基性反応条件を必要とすることが分かった。例えば、芳香族化反応は、１００℃の温度で約１時間、ＤＭＳＯ中のナトリウムメトキシドを使用して定量的収率で行うことができる。メタノール及びエタノールなどの、アルコールが、他の好適な溶媒である。
【００５９】
好ましくは、式（ＩＩ）の化合物は、ジホルミルフラン、特に式（ＶＩ）を有するジホルミルフランの環式ケタール誘導体を出発物質として使用して上記の方法によって得られる。
【００６０】
必要ならば、本発明による方法で得られた式（Ｉ）の化合物は、例えばモノ−シアノテレフタル酸、２，３−ジシアノテレフタル酸、アミノメチルテレフタル酸、２，３−ジアミノメチルテレフタル酸、トリメリット酸又は１，２，４−トリ（アミノメチル）ベンゼンなどの、他の化合物へ更に変換され得る。
【００６１】
本発明の好ましい実施形態において、所望の生成物は、式（ＩＶ）に従った化合物、好ましくは１，２，４−トリ（アミノメチル）ベンゼン、
2020523371.tif 000015
［式中、Ｒ５は、独立して、Ｈ又はＣＨ２−ＮＨ２であり、但し、Ｒ５の少なくとも１つは、式（Ｉ）に従った化合物のシアノ部分のニトリル水素化及びアルデヒド部分の還元的アミノ化によって得ることができる、−ＣＨ２−ＮＨ２である］
である。ニトリル水素化及び還元的アミノ化は、例えば、触媒としてＣｏ  Ｒａｎｅｙを使って１００℃、５０バールの水素で、メタノール中のＮＨ３溶液においてシアノテレフタル酸（ＮＨ３／３−シアノベンズアルデヒド比  約１９）を反応させることによって、同時に行うことができる。或いは、ニトリル水素化及び還元的アミノ化は、次の反応スキーム
2020523371.tif 000016
に図式的に示されるような多段階プロセスで行うことができる。
【００６２】
本発明の別の好ましい実施形態において、式（Ｉ）の化合物は、式（Ｖ）
2020523371.tif 000017
（式中、Ｒ５は、独立して、Ｈ又は−ＣＯ２Ｈであり、但し、Ｒ５の少なくとも１つは、−ＣＯ２Ｈである）
のトリメチルベンゼン誘導体へ変換され；特に式（Ｖ’）を有するトリメリット酸へ変換され、トリメリット酸は、本発明の方法によって得られる、式（Ｉ’）
2020523371.tif 000018
（式中、Ｒ６は、独立して、Ｈ又は−ＣＮであり、但し、Ｒ６の少なくとも１つは−ＣＮである）
の化合物の同時の又はその後の酸化及び加水分解によって得ることができる。
【００６３】
式（Ｉ）／（Ｉ’）の化合物の酸化及び水素化は、当技術分野において公知の任意の好適な方法によって実施することができる。例えば、トリメリット酸を製造するために、２−シアノテレフタル酸は、水酸化ナトリウム溶液に加えられ、１１５℃で５時間還流される。その後、反応液は、次の反応スキーム
2020523371.tif 000019
に示されるように、トリメリット酸を得るために硫酸によってｐＨ１まで酸性化される。
【００６４】
式（Ｖ）／（Ｖ’）の化合物を得るための式（Ｉ）／（Ｉ’）の化合物の酸化及び加水分解は、上記のように単一段階で実施することができる。例えば、式（Ｖ’）を有するトリメリット酸は、室温で５時間撹拌下に、ジメチルホルムアミド中の式（Ｉ’）の化合物の溶液に酸化剤としてのペルオキシ一硫酸カリウム（オキソン）を加えることによって得ることができる。
【００６５】
本発明の更なる実施形態において、式（Ｉ）の化合物の製造方法は、ワンポット反応のような単一段階で実施することができる。
【００６６】
特に、式（ＩＩ’）及び（ＩＩＩ’）の化合物は、上記の方法及びその生成物のための新規中間体である。
【００６７】
参照により本明細書に援用される任意の特許、特許出願、及び刊行物の開示が用語を不明瞭にさせ得る程度まで本出願の記載と矛盾する場合、本記載が優先するものとする。
【００６８】
本発明は、以下の実施例によってこれから例示されるが、本発明は、限定的であることを意図しない。
【実施例】
【００６９】
実施例１
２，５−ビス（１，３−ジオキソラン−２−イル）フランの製造
2020523371.tif 000020
３ｇのジホルミルフラン（ＤＦＦ）及び５０ｍｇのアンバーリスト（Ａｍｂｅｒｌｙｓｔ）１５を、８０ｍＬのトルエン及び９ｇのエチレングリコールに懸濁させる。混合物を、４ｈディーン−スターク（Ｄｅａｎ−Ｓｔａｒｋ）装置において還流させる。アンバーリストの濾過後に、８０ｍＬの酢酸エチルを加え、有機相を３０ｍＬの水で３回洗浄する。有機相を、ＭｇＳＯ４上で乾燥させ、蒸発させてほぼ純粋な生成物を得る。
【００７０】
実施例２
２，５−ビス（１，３−ジオキソラン−２−イル）フランとアクリロニトリルとのディールス−アルダー反応
2020523371.tif 000021
ＰＴＦＥセプタムスクリューキャップを取り付けたカルーセル（ｃａｒｏｕｓｅｌ）チューブに、２，５−ビス（１，３−ジオキソラン−２−イル）フラン（１．８７ｇ；８．８１ミリモル）を秤取した。次いで、アクリロニトリル（２．３３ｇ；４４．０ミリモル）及びＺｎＣｌ２（２８１ｍｇ；２．０６ミリモル）を加えた。反応混合物を４３ｈの間６０℃で撹拌した。付加体Ｃのエンド／エキソ混合物への転化率は８７％である。反応混合物を真空下で濃縮した。この粗生成物を、フラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル、ＥｔＯＡｃ／シクロヘキサン）によって精製して１．６４ｇの予期付加体（１．１４ｇのエンド及び０．５０ｇのエキソ）を、わずかに黄色の固体として得、全体単離収率は７０％である。
【００７１】
実施例３
２，５−ビス（１，３−ジオキソラン−２−イル）ベンゾニトリルへの前実施例のディールス−アルダー付加体の変換
2020523371.tif 000022
ＰＴＦＥセプタムスクリューキャップを取り付けたカルーセルチューブに、エンド付加体Ｃ（１．０ｇ；３．７７ミリモル）、ジメチルスルホキシド（５ｍｌ）及びナトリウムメトキシド溶液（メタノール中２５重量％、１６９ｍｇ；０．７５ミリモル）を装入する。反応混合物を１００℃で１ｈの間撹拌する。
【００７２】
冷却後に、粗生成物をジクロロメタン（２０ｍｌ）で希釈する。混合物を水（１０ｍｌ）で洗浄する。水相をジクロロメタン（２０ｍｌ）で抽出し、有機相を水（１０ｍｌ、３回）で洗浄する。乾燥（ＭｇＳＯ４）後に、溶媒を蒸発させて８８７ｍｇの油状液体を得る（９３％）。
【００７３】
実施例４
２，５−ジホルミルベンゾニトリルへの２，５−ビス（１，３−ジオキソラン−２−イル）ベンゾニトリルの脱保護
2020523371.tif 000023
ＴＨＦ（１０ｍｌ）中の２，５−ビス（１，３−ジオキソラン−２−イル）ベンゾニトリル（２００ｍｇ；０．８１ミリモル）の撹拌溶液に、１ＮのＨＣｌ溶液（１０ｍｌ）を室温で加える。混合物を８０℃で１ｈ加熱し、室温に冷却する。反応混合物をクロロホルム（１０ｍｌ、３回）で抽出する。合わせたクロロホルム溶液を乾燥させ（無水ＭｇＳＯ４）、濾過し、減圧下で蒸発させて１２６ｍｇ（９８％）の２，５−ジホルミルベンゾニトリルを得る。
【００７４】
実施例５
２−シアノテレフタル酸への２，５−ジホルミルベンゾニトリルの酸化
2020523371.tif 000024
３１．８ｇ（２００ミリモル）の２，５−ジホルミルフラン、８０ｇのジオキサン、３５．２ｇの炭酸水素ナトリウム、及び２００ｇの水を撹拌しながら混合する。反応系の内温を５０℃以下に維持しながら、９のｐＨに調整した４１０ｇの１３．５重量％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を１時間にわたって滴加し、結果として生じた混合物を追加の１時間撹拌する。次いで、７．２ｇの尿素を加え、結果として生じた混合物を２０分間撹拌する。更に、２４ｇの９８重量％硫酸及び３００ｇの水を加える。沈殿結晶が形成され；それらを濾過し、水で洗浄し、乾燥させて約３５ｇ（収率：約９２％）の２−シアノテレフタル酸を得る。純度は９８％以上である。
【００７５】
実施例６
トリメリット酸への２−シアノテレフタル酸の加水分解
2020523371.tif 000025
６．５ｇ（３４ミリモル）の２−シアノテレフタル酸を、水（２６ｇ）中のＮａＯＨ（２．９３ｇ）の溶液に加える。結果として生じた溶液を５時間加熱し還流した（１１５℃）。冷却後に、７０ｍｌの水を加え、９５％硫酸の滴加によって溶液をｐＨ＝１に酸性化する。白色の固体沈殿物が形成される。白色の固体沈殿物を濾過し、１０ｍｌの水で３回洗浄する。乾燥（６０℃、１０ミリバール、２ｈ）後に、６．８６ｇのトリメリット酸（９６％収率）が得られる。
【００７６】
実施例７
２，５−ビス（１，３−ジオキソラン−２−イル）フランの製造
2020523371.tif 000026
トルエン（２００ｍｌ）中のジホルミルフラン（１２ｇ、９６．７ミリモル）の懸濁液を、ディーン−スターク装置付きの丸底フラスコに取る。エチレングリコール（３５ｇ、５６３ミリモル）及びアンバーリスト−１５Ｈ（２５０ｍｇ）を反応混合物に加え、反応混合物を一晩還流するままにする。反応混合物を室温まで放冷し、濾過して酸触媒を除去する。濾液を酢酸エチル（２００ｍｌ）で希釈する。有機相を亜硫酸水素塩溶液で（３回）洗浄し、最後に水で洗浄する。有機相を無水Ｎａ２ＳＯ４上で乾燥させる。濾液を濃縮し、乾燥させて１６ｇ（収率：７８％）の２，５−ビス（１，３−ジオキソラン−２−イル）フランを得る。
【００７７】
生成物をＮＭＲ分光法によってキャラクタリゼーションした。
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：６．４０（２Ｈ，ｓ），５．９３（２Ｈ，ｓ），４．１２−３．９８（８Ｈ，ｍ）．
【００７８】
実施例８
２，５−ビス（１，３−ジオキソラン−２−イル）フランとアクリロニトリルとのディールス−アルダー反応
2020523371.tif 000027
２，５−ビス（１，３−ジオキソラン−２−イル）フラン（１０ｇ、４７．１３ミリモル）を、高圧チューブに取った。アクリロニトリル（１２ｍｌ、１８３．１８ミリモル）及びＺｎＣｌ２（１ｇ、７．７ミリモル）をチューブに加え、チューブをきつく閉じた。反応混合物を６５℃で４８ｈ撹拌するままにした。出発原料の完全な消費を、薄層クロマトグラフィー（溶出液：５０％のＥｔＯＡｃ／シクロヘキサン）によって確認した。反応混合物を室温まで冷却し、ジクロロメタン（２５０ｍｌ）で希釈した。有機相をＮａＨＣＯ３溶液及び水で洗浄した。最後に、有機相を無水Ｎａ２ＳＯ４上で乾燥させた。濾液を濃縮し、乾燥させた。粗混合物をカラムクロマトグラフィーによって精製してディールス−アルダー生成物のエンド／エキソ混合物（９．６ｇ、収率：７７％）を単離した。
【００７９】
生成物をＮＭＲ分光法によってキャラクタリゼーションした。
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：６．５８（０．７２Ｈ，ｄ，Ｊ＝６Ｈｚ），６．５５（０．７２Ｈ，ｄ，Ｊ＝６Ｈｚ），６．４５（０．２８Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝０．８  ＆  ６Ｈｚ），６．２８（０．２８Ｈ  ，ｄ，Ｊ＝５．６Ｈｚ），５．４４（０．２８Ｈ，ｄ，Ｊ＝０．７Ｈｚ），５．３５（０．７２Ｈ，ｓ），５．２９（０．２８Ｈ，ｓ），５．２２（０．７２Ｈ，ｓ），４．１４−３．９２（８Ｈ，ｍ），３．１５（０．７２Ｈ，ｄｄ，Ｊ−  ４  ＆９．６Ｈｚ），２．６５（０．２８Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝４  ＆  ８Ｈｚ），２．４３（０．７２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝９．６  ＆  １１．６Ｈｚ），２．２５（０．２８Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝４  ＆  １１．６Ｈｚ），１．９４（０．２８Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝８．４  ＆  １１．６Ｈｚ），１．６８（０．７２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝４  ＆  １１．６Ｈｚ）．
１３Ｃ  ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：１３７．６／１３７．５，１３３．７，１３３．７，１２０．１，１１９．７，１０１．４，１０１．４，１０１．１，１０１，９１．３，９１．２，９１．１，９０．８，６６．３，６６．２，６５．９，６５．９，６５．８，６５．８，３３．９，３３．８，３１．１，２７．９．
【００８０】
実施例９
２，５−ビス（１，３−ジオキソラン−２−イル）ベンゾニトリルへの前実施例のディールス−アルダー付加体の変換
2020523371.tif 000028
ジメチルスルホキシド（４０ｍｌ）中のディールス−アルダー生成物混合物（６ｇ、２２．６ミリモル）の溶液を、丸底フラスコに取り、すり潰した粉末のＫＯＨ（２．５ｇ，４４．５６ミリモル）を溶液に加えた。懸濁液を室温で２ｈ撹拌するままにした。出発原料の完全な消費を、薄層クロマトグラフィー（溶出液：４０％のＥｔＯＡｃ／シクロヘキサン）によって確認した。反応混合物をジクロロメタン（２００ｍｌ）で希釈した。有機相を水で（３〜４回）洗浄した。有機相を無水Ｎａ２ＳＯ４上で乾燥させ、濾過した。濾液を濃縮し、乾燥させて純粋な生成物（５．１ｇ、収率：９１％）を得た。生成物は、いかなる更なる精製もなしに次工程のために使用した。
【００８１】
生成物をＮＭＲ分光法によってキャラクタリゼーションした。
１Ｈ  ＮＭＲ（４００Ｈｚ，ＣＤＣｌ３）：７．８３（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝４Ｈｚ），７．６９（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝４  ＆  ８Ｈｚ），７．６２（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ），５．９８（１Ｈ，ｓ），５．８３（１Ｈ，ｓ），４．２３−４．０５（８Ｈ，ｍ）．
１３Ｃ  ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：１４１．９，１４０．６，１３１．９，１３０．９，１２８．１，１１７．１，１１１．６，１０２．２，１０１．９，６６．１，６５．６．
【００８２】
実施例１０
２，５−ジホルミルベンゾニトリルへの２，５−ビス（１，３−ジオキソラン−２−イル）ベンゾニトリルの脱保護
2020523371.tif 000029
アセトン（６０ｍｌ）中の２，５−ビス（１，３−ジオキソラン−２−イル）ベンゾニトリル（４．９ｇ、１９．８２ミリモル）の溶液を丸底フラスコに取った。希釈ＨＣｌ（２〜３Ｎの水溶液、６０ｍｌ）を反応混合物に加え、反応混合物を室温で５〜６ｈ撹拌するままにした。反応混合物を減圧下で濃縮し、有機化合物をジクロロメタン（３×６０ｍｌ）中へ抽出した。合わせた有機相を、水で更に洗浄し、無水Ｎａ２ＳＯ４上で乾燥させた。濾液を濃縮し、乾燥させて純粋な生成物（２．６ｇ、収率：８３％）を得た。
【００８３】
生成物をＮＭＲ分光法によってキャラクタリゼーションした。
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：８．３３（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝０．４  ＆  １．６Ｈｚ），８．２７（１Ｈ，ｄｄｄ，Ｊ＝０．５，１．５  ＆  ８Ｈｚ），８．２３（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ）．
１３Ｃ  ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：１８９．４，１８８．０，１４０，１３９．８，１３４．９，１３３．８，１３０．６，１１５．２，１１４．９．
【００８４】
実施例１１
トリメリット酸への２，５−ジホルミルベンゾニトリルの酸化
2020523371.tif 000030
ジメチルホルムアミド（２０ｍｌ）中の２，５−ジホルミルベンゾニトリル（１．４ｇ、８．８ミリモル）の溶液を丸底フラスコに取った。オキソン（ペルオキシ一硫酸カリウム）（５．４ｇ、１７．５７ミリモル）を反応混合物に加え、懸濁液を室温で５〜６ｈ撹拌するままにした。出発原料の完全な消費を薄層クロマトグラフィーによって確認した。反応混合物を濾過して沈殿物（無機塩のほとんど）を除去した。減圧で濾液からジメチルホルムアミドを留去し、残留固体（約２ｇ）を乾燥させた。残留固体を、液体クロマトグラフィー質量分析法（ＬＣＭＳ）によってキャラクタリゼーションし、逆相カラムクロマトグラフィーによる精製後にトリメリット酸を単離した。トリメリット酸を、カラムクロマトグラフィー後に単離した。
【００８５】
生成物をＮＭＲ分光法によってキャラクタリゼーションした。
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）：８．２２（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ），８．１１（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１．７＆８Ｈｚ），７．５６（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ）．
１３Ｃ  ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）：１６８．４，１６７．５，１６６，１３７．４，１３２．４，１３２．２，１３１．８，１２９．５，１２８．７．
【国際調査報告】
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