JPH0687830A - 2,2,6,6−テトラメチルピペリジンのn−オキシル誘導体およびその製法 - Google Patents

2,2,6,6−テトラメチルピペリジンのn−オキシル誘導体およびその製法

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JPH0687830A
JPH0687830A JP13872693A JP13872693A JPH0687830A JP H0687830 A JPH0687830 A JP H0687830A JP 13872693 A JP13872693 A JP 13872693A JP 13872693 A JP13872693 A JP 13872693A JP H0687830 A JPH0687830 A JP H0687830A
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JP
Japan
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tetramethylpiperidine
oxyl
catalyst
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JP13872693A
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Manfred Dr Kaufhold
マンフレート・カウフホルト
Wilfried Dr Bueschken
ヴィルフリート・ビュッシュケン
Peter Bickert
ペーター・ビッケルト
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Huels AG
Original Assignee
Huels AG
Chemische Werke Huels AG
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/10Spiro-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07D211/94Oxygen atom, e.g. piperidine N-oxide

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 一般式 において、X,Yは特定のケタール類、エーテル類であ
る、2,2,6,6−テトラメチルピペリジンのN−オ
キシル誘導体。 【効果】 新規化合物が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般式
【0002】
【化5】 において、(1)式中
【0003】
【化6】 のケタール類および(2)式中
【0004】
【化7】 のエーテル類である、2,2,6,6−テトラメチルピ
ペリジンの新規N−オキシル誘導体に関する。
【0005】
【従来の技術】2,2,6,6−テトラメチルピペリジ
ン(TEMP)の公知のN−オキシル誘導体は式Aに相
当しそして式Bの2,2,6,6−テトラメチルピペリ
ジンの酸化によって得られる:
【0006】
【化8】 〔式中、Xは中でもハロゲン、−O−アルキル、−CO
O−アルキルを意味する。〕 2,2,6,6−テトラメチルピペリジンの文献公知の
N−オキシルの若干のものは工業的に、例えば工業用ポ
リマー材料の為の安定剤として、耐光剤として重要であ
る。これらについて特別なことは、化学的に安定なラジ
カルをもたらす点である。それ故にこれらはレドックス
触媒としてますます重要に成っている。
【0007】この酸化の際にしばしば二相系で実施され
る。その際、酸化すべき物質が有機相を形成し、一方、
酸化剤、例えば次亜塩素酸ナトリウムは水性相に存在し
ている。両方の相同士の溶解性は大抵、非常に僅かであ
る。
【0008】それ故に触媒の溶解性が全く特別な役割を
演ずる。触媒はいわば酸化エネルギーを水性相から有機
相に搬送する。このことは、両方の相に触媒が僅かな溶
解性しか有していない場合にのみ、実現できる。置換基
XおよびYは親水性である必要がないし、また疎水性で
ある必要もない。例えば4−ヒドロキシ−2,2,6,
6−テトラメチルピペリジンは水へのその良好な溶解性
の為に多くの場合、適する触媒ではない。これに対し
て、2,2,6,6−テトラメチルピペリジンの非置換
のN−オキシルを用いる場合には、それの小さい極性の
為に補足的に多量の相転移触媒を必要とする。
【0009】レゾックス触媒が満足しなければならない
別の条件は、強い塩基性媒体における充分な安定性であ
る。この条件は多くの公知のN−オキシル類、例えばエ
ステルでは充分に満足されない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】それ故に本発明の課題
は、これらの要求に応じる2,2,6,6−テトラメチ
ルピペリジンのN−オキシル誘導体を提供することであ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】この課題は、これらのN
−オキシルの従来知られていなかった長鎖エーテルおよ
びアセタールによって解決される。
【0012】それ故に本発明の対象は、一般式
【0013】
【化9】 において、(1)式中
【0014】
【化10】 のケタール類および(2)式中
【0015】
【化11】 のエーテル類である、2,2,6,6−テトラメチルピ
ペリジンのN−オキシル誘導体である。
【0016】構造式IIの出発物質、即ち2,2,6,6
−テトラメチルピペリジン(TEMP)の誘導体の製造
は文献から公知の方法によって行う。例えばこれらケタ
ールは英国特許第1,336,403号明細書に従いト
リアセトンアミンとアルコールおよびグリコールとのケ
タール化反応によって得られそしてこれらエーテルは通
例のアルキル化反応によって得られる。
【0017】TEMPの誘導体からN−オキシル類への
酸化は二価の金属塩の触媒の存在下に過酸化水素にて行
う。本発明者は、TEMPおよびそれの誘導体が二価の
金属塩の触媒の存在下に過酸化水素によってほぼ定量的
に90% 以上の非常に高い選択率で、若干の場合には9
7% 以上の選択率で酸化され、その際に金属塩の濃度が
極めて低いことを見出した。二価の金属塩としてはマグ
ネシウム、カルシウムの化合物、他のアルカリ土類金
属、例えばバリウムおよびストロンチュームの化合物、
および亜鉛の化合物、例えばそれらの塩化物、硫酸塩、
硝酸塩、燐酸塩および水酸化物等を使用することができ
る。これらの塩が水に溶解しそして反応混合物中にイオ
ンの状態で存在することが前提条件である。勿論、反応
混合物と反応しそしてその時にイオン状態で解離するあ
らゆる化合物、例えば金属アルコラートまたはグリニヤ
ード化合物または金属それ自体等も使用することができ
る。これらの塩は純粋な物質として、溶液の状態でおよ
びまた混合物としても使用することができる。
【0018】それ故に本発明の別の対象は、請求項1の
N−オキシルの製造方法において、一般式II
【0019】
【化12】 で表される、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン
の相応する誘導体を過酸化水素によって二価の金属塩の
触媒の存在下に酸化することを特徴とする、上記方法で
ある。
【0020】良好な収率を達成するのには、極めて低い
濃度で全く充分であり、それは決定的なものである:使
用物質と金属塩とのモル比は(105 :1)〜(10:
1)、殊に(105 :1)〜(102 :1)、特に10
4 :1である。このように低い濃度の為に、触媒の消費
は非常に僅かである。更に、極めて安い薬品であるのが
有利である。環境を汚染しない薬品であるのが特に有利
である。例えばマグネシウムおよびカルシウムの化合物
は自然界に広く分布しているので、廃棄物中のこれらの
化合物の痕跡量が環境を汚染することはない。
【0021】反応は水溶液中でまたは懸濁液中で実施す
る。溶剤を追加的に使用するかまたは使用しないかは、
酸化すべき化合物の水中での極性あるいは溶解性によ
る。例えば4−ヒドロキシ−TEMP(X=OR1 、R
1 =H)の非常に極性の化合物を使用する場合には、全
ての別の溶剤を必要としない。
【0022】後処理は通例の方法に従って行いそして、
出発化合物が殆ど完全に反応するので、大抵の場合に非
常に簡単である。溶剤を必要としない例えば、4−ヒド
ロキシ−TEMPを酸化する場合には、水を減圧下に留
去するように簡単に実施される。残留物として、99%
以上の純度の相応するN−オキシルが残留する。最終生
成物中の触媒濃度が100ppmより低いので、大抵の
用途目的にとって、分離する必要がない。勿論、反応生
成物を例えば再結晶処理によって濃縮しそしてその際に
触媒を除いてもよい。
【0023】
【実施例】以下の実施例において式Iの新規のN−オキ
シル化合物を示す。その際に式IIのTEMP−誘導体か
ら出発する:
【0024】
【化13】 誘導体 名称 ──────────────────────────────────── 1. エチレングリコールケタール:
【0025】
【化14】 2. メチルエーテル: Y=H、 X=−OCH3 3. エチルエーテル: Y=H、 X=−O−C2 5 4. n−ブチルエーテル: Y=H、 X=−O−C4 9 5. メチルアリルエーテル:Y=H、X=−OCH2 C(CH3 )=CH2 実施例1 攪拌機、温度計および滴下ロートを備えた三つ首フラス
コより成るガラス製反応装置を使用する。
【0026】31.0g (0.2モル)のエチレングリ
コールケタール(No.1) 25 g の水 5.8 mg(0.1ミリモル)の水酸化マグネシウム を使用しそしてこの混合物を攪拌下に70℃に加温す
る。次にこの温度で1時間の間に45.3g (0.4モ
ル)の30% 濃度過酸化水素水溶液を滴加しそして70
℃で6時間攪拌する。
【0027】その後に水の90% を40hPaのもとで
留去する。転化率を改善する為に、蒸留残留物に再度
5.8mg(0.1ミリモル)の水酸化マグネシウムを
添加する。70℃で45.3g (0.4モル)の30%
濃度過酸化水素水溶液を滴加しそして70℃で5時間攪
拌する。次に水を40hPaのもとで留去する。蒸留残
留物39.8g には所望のN−オキシルが96% の純度
で含まれている。これは理論値の約88% に相当する。
【0028】実施例2〜5 攪拌機、温度計および滴下ロートを備えた三つ首フラス
コより成るガラス製反応装置を使用する。
【0029】0.4モルのTEMP−誘導体(表参照) 100mlのメタノール 8.14mg(0.04ミリモル)の塩化マグネシウム
・6結晶水(2リットルの水に溶解したもの を使用する。TEMP−誘導体、メタノールおよび塩化
マグネシウム水溶液を一緒にしそして65℃に加温す
る。次に90分の間に 90.6g (0.8モル)の過酸化水素30% 濃度水溶
液 を滴加しそしてその後に65℃で7時間攪拌する。反応
生成物をガスクロマトグラフィーで分析しそして転化率
を測定する(表参照)。
【0030】N−オキシルを精製する為に、10ミリリ
ットルの10% 濃度硫酸を添加しそしてこの反応混合物
を各50ミリリットルのシクロヘキサンにて四回抽出処
理する。シクロヘキサンを留去しそして所望のN−オキ
シルである蒸留残留物を分析する。
【0031】結果を次の表に示す: 本発明は特許請求の範囲に記載の2,2,6,6−テト
ラメチルピペリジンのN−オキシル誘導体およびその製
造方法に関するものであるが、実施の態様として以下を
包含する: 1.アルカリ土類金属および亜鉛の塩化物、硫酸塩、硝
酸塩、燐酸塩および水酸化物を使用する請求項3に記載
の方法。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式 【化1】 において、(1)式中 【化2】 のケタール類および(2)式中 【化3】 のエーテル類である、2,2,6,6−テトラメチルピ
    ペリジンのN−オキシル誘導体。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の2,2,6,6−テト
    ラメチルピペリジンの新規N−オキシル誘導体を製造す
    る方法において、一般式II 【化4】 〔式中、XおよびYは請求項1に記載の意味を有す
    る。〕で表される、2,2,6,6−テトラメチルピペ
    リジンの相応する誘導体を過酸化水素によって二価の金
    属塩の触媒の存在下に酸化することを特徴とする、上記
    方法。
  3. 【請求項3】 アルカリ土類金属および亜鉛の塩を使用
    する請求項2に記載の方法。
JP13872693A 1992-06-13 1993-06-10 2,2,6,6−テトラメチルピペリジンのn−オキシル誘導体およびその製法 Withdrawn JPH0687830A (ja)

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