JP5448572B2 - アセチル化合物、該アセチル化合物の製造方法、および該アセチル化合物を使用したナフトール化合物の製造方法 - Google Patents
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R 5、及びR6は、それぞれ、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲノアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基であり、
a、及びbは、それぞれ、0〜3の整数であり、a、及びbが2〜3の整数であるとき、各R5、及びR6は、それぞれ、同一の基であっても、互いに異なる基であってもよい。)
で示されるアセチル化合物である。
で示されるカルボン酸化合物を無水酢酸、及び酢酸塩存在下にて加熱することにより製造することができる。
下記式(3)
で示されるナフトール化合物を製造する方法である。
c、及びdは、それぞれ、0〜3の整数であり、c、及びdが2〜3の整数であるとき、各R7、及びR8は、それぞれ、同一の基であってもよく、互いに異なる基であってもよい。)で示されるプロパルギル化合物と反応させることにより、
下記式(5)
R7、R8、c、及びdは、前記式(4)におけるものと同義である。)
で示されるクロメン化合物を製造する方法である。
本発明は、下記式(1)
R 5、及びR6は、それぞれ、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲノアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基であり、
a、及びbは、それぞれ、0〜3の整数であり、a、及びbが2〜3の整数であるとき、各R5、及びR6は、それぞれ、同一の基であっても、互いに異なる基であってもよい。)で示されるアセチル化合物である。
先ず、このアセチル化合物の置換基について説明する。
基R1、R2、R3、及びR4において、アルキル基は、炭素数1〜6のアルキル基である。好適なアルキル基を例示すると、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル、n−へキシル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基等を挙げることができる。
前記式(1)において、基R5、及びR6は、それぞれ、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲノアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基である。
a、及びbは、R5とR6の置換基の数を表し、a、及びbは、0から3の整数である。a、及びbが2から3の整数である場合、各R5、及びR6は、それぞれ、同一の基であってもよく、互いに異なる基であってもよい。中でも、a、及びbは、本発明の効果を特に発揮するためには、0〜2の整数となることが好ましく、0〜1の整数となることが好ましい。
このようなアセチル化合物は、弱塩基性条件での分液操作、又は再結晶により副生物の除去が可能であり、その結果、高純度のものを容易に得ることができる。また、該アセチル化合物は、保存安定性にも優れ、酸または塩基条件下の加水分解により、容易にナフトール化合物とすることができる。
本発明のアセチル化合物は、下記式(2)
で示されるカルボン酸化合物を無水酢酸、及び酢酸塩存在下にて反応させることにより製造することができる。
先ず、前記式(2)で示されるカルボン酸化合物について説明する。
前記式(2)で示されるカルボン酸化合物は、特許文献1に記載されている通り、公知の化合物である。そのため、このカルボン酸化合物は、公知の方法、例えば、特許文献1に記載のグリニヤ法で製造することができる。ただし、以下にこのカルボン酸化合物の製造方法を説明するが、このカルボン酸化合物を製造する際には、類似の構造を有する副生物が生じる。
このグリニヤ法により前記式(2)で示されるカルボン酸化合物を製造する方法をより詳細に説明する。
前記副生物をより低減し、アセチル化合物の収率を向上するためには、前記式(2)で示されるカルボン酸化合物は、金属ハロゲン交換反応を利用する方法で製造することが好ましい。具体的には、以下の方法でカルボン酸化合物を製造することができる。
この金属ハロゲン交換反応に用いる塩基としては、特に限定されず、n−ブチルリチウム、s−ブチルリチウム、またはt−ブチルリチウムを用いることができる。ブチルリチウムの使用量は、特に制限されないが、原料であるオルトエステル体1モルに対して、1〜10モルとすることが好ましく、さらに1〜5モルとすることが好ましく、特に1〜3モルとすることが好ましい。
上記反応後、オルトエステル体を加水分解するために、金属ハロゲン交換反応により得られた反応溶液と酸、及び塩基とを混合する。酸、及び塩基は、酸を混合した後、次いで、塩基を混合することが好ましい。使用する酸としては、特に制限されるものではなく、無機の酸、例えば塩酸、硫酸等を使用することができ、酸の使用量は、オルトエステル1モルに対して、5〜50倍程度である。また、使用する塩基としては、特に制限されるものではなく、無機塩基、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化リチウムを使用することでき、塩基の使用量は、オルトエステル1モルに対して、5〜50倍程度である。
次に、このカルボン酸化合物からアセチル化合物を製造する方法を説明する。
上記のような反応条件により前記式(1)で示されるアセチル化合物を製造することができる。反応終了後は、過剰の無水酢酸を留去したのち、水に相溶し難い有機溶媒、及び塩基性水溶液を加えて分液することにより、目的物(アセチル化合物)を単離することができる。また、この時、分液した有機層(水に相溶し難い有機溶媒)を弱塩基性の水溶液で洗浄することで、不純物として含まれている副生物を容易に除去できる。
次に、このアセチル化合物からナフトール化合物を製造する方法について説明する。
前記方法で精製されたアセチル化合物は、酸、又は塩基により脱アセチル化を行い、下記式(3)
で示されるナフトール化合物とすることができる。
先ず酸を使用した脱アセチル化の反応について説明する。
使用する酸の種類は、特に制限されないが、塩酸、硫酸、燐酸、トリフルオロ酢酸等を使用することができる。中でも、経済性の理由から、塩酸を使用することが好ましい。また、酸の使用量は、特に制限されないが、アセチルナフトール体(アセチル化合物)1モルに対して、0.01〜10モルとすることが好ましく、さらに0.05〜5モルとすることが好ましい。反応の性質上、触媒量の酸で反応することから、特に0.08〜1モルとすることが好ましい。
次に塩基を使用した脱アセチル化の反応について説明する。
使用する塩基は、特に制限はされないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、又はナトリウムメトキシド等を使用することができる。中でも、経済性を考慮すると、水酸化ナトリウムを使用することが好ましい。塩基の使用量も、特に制限されないが、アセチルナフトール体(アセチル化合物)1モルに対して、0.1〜50モルとすることが好ましく、さらに1〜30モルとすることが好ましい。中でも、反応時間の短縮および副反応の抑制の点から、特に1〜10モルとすることが好ましい。
前記の通り、酸、又は塩基を用いて脱アセチル化の反応を終了した後は、反応系を中和し、使用した溶媒を留去し、さらに、水に相溶し難い有機溶媒、例えば、トルエン、酢酸エチル、ジクロロメタン、及び水を加えて分液することにより、目的物(ナフトール化合物)を単離する。本発明においては、前記アセチル化合物の時点で副生物を除去することができるため、このナフトール化合物の単離においては、塩基性溶液を使用する必要がない。そのため、ナフトール化合物を高収率で得ることができる。また、得られたナフトール化合物は必要に応じて、カラムクロマトグラフ法や再結晶等の方法を用いることで、より精製を行うことも可能である。
次に、得られたナフトール化合物からクロメン化合物を合成する方法について説明する。
本発明においては、前記方法によりナフトール化合物を製造した後、次いで、得られたナフトール化合物と下記式(4)
R7、及びR8は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アラルコシ基、アミノ基、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基、シアノ基、ハロゲン原子、アラルキル基、又はアリール基であり、
c、及びdは、それぞれ、0〜3の整数であり、c、及びdが2〜3の整数であるとき、各R7、及びR8は、それぞれ、同一の基であってもよく、互いに異なる基であってもよい。)で示されるプロパルギル化合物を反応させることにより、下記式(5)
R7、R8、c、及びdは、前記式(4)におけるものと同義である。)
で示されるクロメン化合物を製造することができる。
先ず、プロパルギル化合物について説明する。
前記ナフトール化合物は、前記式(4)で示されるプロパルギル化合物と反応させることにより、フトクロミック特性に優れたクロメン化合物を製造することができる。このプロパルギル化合物は、対応する構造のケトン誘導体とリチウムアセチリド等の金属アセチレン化合物とを反応させることにより合成することができる。
前記式(4)において、基R7、及びR8は、アルキル基、アルコキシ基、アラルコシ基、アミノ基、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基、シアノ基、ハロゲン原子、アラルキル基、又はアリール基である。具体的なこれらの基は、前述の基R1、R2、R3、及びR4で説明した基と同様の基が好適な例として挙げられる。
c、及びdは、R7とR8の置換基の数を表し、それぞれ、0〜3の整数であり、c、及びdが2〜3の整数であるとき、各R7、及びR8は、それぞれ、同一の基であってもよく、互いに異なる基であってもよい。
前記ナフトール化合物とプロパルギル化合物とは、公知の方法、例えば、酸触媒存在下に両化合物を混合すればよい。このとき、ナフトール化合物、及びプロパルギル化合物を酸触媒に効果的に接触させるためには、有機溶媒を使用するのが好ましい。
R7、R8、c、及びdは、前記式(4)におけるものと同義である。)
で示され、フォトクロミック特性に優れた化合物となる。
得られた化合物IIとIIIを含む反応残渣に対し、THF(680ml)を加えた後、18質量%塩酸(566ml)を加えて、60℃で2時間攪拌した。反応終了後、有機層を15質量%食塩水(500ml)で3回洗浄した。続いてトルエン(266ml)、水(268ml)および水酸化カリウム(53.4g、954.6mmol)を加えて50℃で2時間攪拌した。反応終了後、25℃に冷却した反応液に水(270ml)を加えて分液した。有機層を除去した後、水層に新たにトルエン(250ml)を加えて水層を洗浄した。水層に36質量%塩酸(136ml)を加えて水層のpHを1とした後、トルエン(250ml)を加えて、水層よりカルボン酸体IV(カルボン酸化合物)と化合物IIIを抽出した。 水(240ml)で2回洗浄し、カルボン酸体IV(カルボン酸化合物)と化合物IIIを含むトルエン溶液(480ml)を得た(化合物IVとIIIの選択率をHPLCにて測定したところ、化合物IV : 化合物III = 81 : 19であった)。
1H−NMR(CDCl3):2.39(s,3H), 2.70−2.82(m,4H),7.26−7.50(m,6H),7.79−7.83(m,1H),7.88−7.91(d,1H),8.49−8.54(m,1H)、 HPLC純度98.2%,
液体クロマトグラフ質量分析計(LCMS)による分子質量 289(M+1)。
比較例1で得られたナフトール体VIを用いた以外は実施例3と同様の操作を行い、クロメン化合物VIIIを得た(11.1g、収率38.1%、HPLC純度99.1%)。
製造例1において、α−テトラロンと同じモル数の4−メチルテトラロンを使用した以外は、製造例1と同様の操作を行った。下記式のカルボン酸体X(カルボン酸化合物)と化合物IIIを含むトルエン溶液(480ml)を得た。下記式の化合物X : 化合物III = 81 : 19であった。
1H−NMR(CDCl3):1.40(s,3H),2.39(s,3H), 2.70−2.82(m,3H),7.26−7.50(m,6H),7.79−7.83(m,1H),7.88−7.91(d,1H),8.49−8.54(m,1H)、HPLC純度98.4%、
LCMSによる分子質量 303(M+1)。
製造例1において、α−テトラロンと同じモル数の6−メトキシテトラロンを使用した以外は、製造例1と同様の操作を行った。下記式のカルボン酸体XV(カルボン酸化合物)と化合物IIIを含むトルエン溶液(480ml)を得た。下記式の化合物XV : 化合物III = 79 : 21であった。
1H−NMR(CDCl3):2.40(s,3H),2.70−2.82(m,4H),3.83(s,3H),6.64−6.69(m,2H),7.27−7.40(m,4H),7.69−7.90(m,2H)、HPLC純度98.1%、
LCMSによる分子量 319(M+1)。
製造例1において、α−テトラロンと同じモル数の6−トリフルオロメチルテトラロンを使用した以外は、製造例1と同様の操作を行った。下記式のカルボン酸体XX(カルボン酸化合物)と化合物IIIを含むトルエン溶液(475ml)を得た。下記式の化合物XX : 化合物III = 78 : 22であった。
1H−NMR(CDCl3):2.40(s,3H),2.70−2.83(m,4H),7.27−7.40(m,6H),7.70−7.80(m,2H)、HPLC純度98.1%、
LCMSによる分子量 357(M+1)。
製造例1において、オルトエステル体Iと同じモル数のオルトエステルXXVを使用した以外は、製造例1と同様の操作を行った。下記式のカルボン酸体XXVI(カルボン酸化合物)と化合物XXVIIを含むトルエン溶液(482ml)を得た。下記式の化合物XXV : 化合物XXVI = 79 : 21であった。
1H−NMR(CDCl3):2.39(s,3H),2.45(s,3H),2.70−2.82(m,4H),7.26−7.50(m,6H),7.79−7.83(m,1H),8.49−8.54(m,1H)、 HPLC純度98.2%,
LCMSによる分子量 303(M+1)。
上記実施例で得られたアセチルナフトール体(アセチル化合物)とナフトール体(ナフトール化合物)の保存安定性を検討した。室温にて1週間、室温にて3ヶ月保存した化合物を、TLC(薄層クロマトグラフィー)による確認、HPLC(高速液クロマトグラフィー)の純度の確認、目視により評価した。結果を表1に示す。表1のTLCスポットの評価は、1週間、3ヶ月保存した化合物をTLCで展開させた際、該当化合物以外の化合物(分解物)のスポットが確認されたものを「有り」、確認されなかったものを「無し」と記載した。
実施例15において3ケ月間保存したアセチルナフトール体Vを使用して、実施例2と同様の操作を行い、ナフトール体VIを得た(収率92.0%、HPLC純度96.2%)。反応収率、HPLC純度とも実施例2と同様の結果を得た。
実施例16において得られたナフトール体VIを使用して実施例3と同様の操作を行い、クロメン化合物VIIIを得た。(収率42.0 %、HPLC純度99.5%)。
反応収率、HPLC純度とも実施例3と同様の結果を得た。
Claims (4)
- 請求項3に記載の方法により前記式(3)で示されるナフトール化合物を製造した後、得られたナフトール化合物と
下記式(4)
c、及びdは、それぞれ、0〜3の整数であり、c、及びdが2〜3の整数であるとき、各R7、及びR8は、それぞれ、同一の基であってもよく、互いに異なる基であってもよい。)
で示されるプロパルギル化合物とを反応させることを特徴とする
下記式(5)
R7、R8、c、及びdは、前記式(4)におけるものと同義である。)
で示されるクロメン化合物の製造方法。
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