JPH083136A - 立体障害性ニトロキシル化合物の製造方法 - Google Patents
立体障害性ニトロキシル化合物の製造方法Info
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- JPH083136A JPH083136A JP13849794A JP13849794A JPH083136A JP H083136 A JPH083136 A JP H083136A JP 13849794 A JP13849794 A JP 13849794A JP 13849794 A JP13849794 A JP 13849794A JP H083136 A JPH083136 A JP H083136A
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 立体障害性ニトロキシル化合物を、高収率で
安価に製造する方法を提供する。 【構成】 式(I) で表される立体障害性第二級アミンを二酸化炭素の存在
下、過酸化水素で酸化することを特徴とする式(II)
安価に製造する方法を提供する。 【構成】 式(I) で表される立体障害性第二級アミンを二酸化炭素の存在
下、過酸化水素で酸化することを特徴とする式(II)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は重合禁止剤として有用な
立体障害性ニトロキシル化合物の製造方法に関する。
立体障害性ニトロキシル化合物の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ニトロキシル化合物(N−オキシルまた
はニトロキサイドともいう。)は不対電子を有する遊離
ラジカルである。窒素原子に結合した2つの炭素原子が
第三級炭素原子である立体障害性ニトロキシル化合物は
安定な化合物である。立体障害性第二級アミンを、二価
の金属塩(特開平6−100538号公報)または炭酸
ナトリウム〔ケミカル・アブストラクト(Chem. Abstrac
t)96, 85382f, (1982)〕の存在下、過酸化水素により酸
化して立体障害性ニトロキシル化合物を製造する方法は
知られている。
はニトロキサイドともいう。)は不対電子を有する遊離
ラジカルである。窒素原子に結合した2つの炭素原子が
第三級炭素原子である立体障害性ニトロキシル化合物は
安定な化合物である。立体障害性第二級アミンを、二価
の金属塩(特開平6−100538号公報)または炭酸
ナトリウム〔ケミカル・アブストラクト(Chem. Abstrac
t)96, 85382f, (1982)〕の存在下、過酸化水素により酸
化して立体障害性ニトロキシル化合物を製造する方法は
知られている。
【0003】しかし、二価の金属塩を触媒とした場合に
は生成した立体障害性ニトロキシル化合物と二価の金属
塩とを分離する操作が必要となり、炭酸ナトリウムを触
媒とした場合には炭酸ナトリウムを多量に添加する必要
があり、かつ反応に長時間を要する。
は生成した立体障害性ニトロキシル化合物と二価の金属
塩とを分離する操作が必要となり、炭酸ナトリウムを触
媒とした場合には炭酸ナトリウムを多量に添加する必要
があり、かつ反応に長時間を要する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、立体障害性
ニトロキシル化合物を、安価に高収率で製造する方法を
提供することを目的とする。
ニトロキシル化合物を、安価に高収率で製造する方法を
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、式
(I)
(I)
【0006】
【化3】
【0007】(式中、R1 、R2 、R3 およびR4 は同
一もしくは異なって、置換もしくは非置換低級アルキ
ル、シクロアルキル、低級アルケニル、置換もしくは非
置換アラルキル、置換もしくは非置換アリール、低級ア
ルカノイル、置換もしくは非置換アロイル、シンナミ
ル、シンナモイルまたは芳香族複素環基を表すか、R1
とR 2 またはR3 とR4 はそれぞれ一緒になって、エチ
レン、トリメチレン、テトラメチレンまたはペンタメチ
レンを表してもよく、Tは5または6員環を形成するの
に必要な2価の基を表す。)で表される立体障害性第二
級アミン〔以下、化合物(I)という。〕を二酸化炭素
の存在下、過酸化水素によって酸化することを特徴とす
る式(II)
一もしくは異なって、置換もしくは非置換低級アルキ
ル、シクロアルキル、低級アルケニル、置換もしくは非
置換アラルキル、置換もしくは非置換アリール、低級ア
ルカノイル、置換もしくは非置換アロイル、シンナミ
ル、シンナモイルまたは芳香族複素環基を表すか、R1
とR 2 またはR3 とR4 はそれぞれ一緒になって、エチ
レン、トリメチレン、テトラメチレンまたはペンタメチ
レンを表してもよく、Tは5または6員環を形成するの
に必要な2価の基を表す。)で表される立体障害性第二
級アミン〔以下、化合物(I)という。〕を二酸化炭素
の存在下、過酸化水素によって酸化することを特徴とす
る式(II)
【0008】
【化4】
【0009】(式中、R1 、R2 、R3 、R4 およびT
は前記と同義である。)で表される立体障害性ニトロキ
シル化合物〔以下、化合物(II)という。〕の製造方法
を提供することができる。
は前記と同義である。)で表される立体障害性ニトロキ
シル化合物〔以下、化合物(II)という。〕の製造方法
を提供することができる。
【0010】式(I)および式(II)の定義において、
Tは−CHXCHY(CHZ)n −〔式中、X、Yおよ
びZは同一もしくは異なって、水素、ハロゲン、−OR
5 (式中、R5 は水素、置換もしくは非置換低級アルキ
ル、シクロアルキル、低級アルケニル、置換もしくは非
置換アラルキル、置換もしくは非置換アリール、低級ア
ルカノイル、置換もしくは非置換アロイル、シンナミ
ル、シンナモイルまたは芳香族複素環基を表す。)また
は−CR6 =O(式中、R6 は水素、置換もしくは非置
換低級アルキル、シクロアルキル、低級アルケニル、置
換もしくは非置換アラルキル、置換もしくは非置換アリ
ール、シンナミルまたは芳香族複素環基を表す。)を表
し、nは0または1を示す。〕、−COCH2 (C
H2 )n −(式中、nは前記と同義である。)または−
CH2 COCH2 −等を表す。
Tは−CHXCHY(CHZ)n −〔式中、X、Yおよ
びZは同一もしくは異なって、水素、ハロゲン、−OR
5 (式中、R5 は水素、置換もしくは非置換低級アルキ
ル、シクロアルキル、低級アルケニル、置換もしくは非
置換アラルキル、置換もしくは非置換アリール、低級ア
ルカノイル、置換もしくは非置換アロイル、シンナミ
ル、シンナモイルまたは芳香族複素環基を表す。)また
は−CR6 =O(式中、R6 は水素、置換もしくは非置
換低級アルキル、シクロアルキル、低級アルケニル、置
換もしくは非置換アラルキル、置換もしくは非置換アリ
ール、シンナミルまたは芳香族複素環基を表す。)を表
し、nは0または1を示す。〕、−COCH2 (C
H2 )n −(式中、nは前記と同義である。)または−
CH2 COCH2 −等を表す。
【0011】化合物(I)および化合物(II)の各基の
定義において、低級アルキルのアルキル部分としては、
直鎖または分岐状の炭素数1〜6の、例えばメチル、エ
チル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、
sec-ブチル、tert- ブチル、ペンチル、ネオペンチル、
ヘキシル等を表し、シクロアルキルとしては、炭素数3
〜8の、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロ
ペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオ
クチル等を表し、低級アルケニルとしては、直鎖または
分岐状の炭素数2〜6の、例えばビニル、アリル、イソ
プロペニル、4-ペンテニル、5-ヘキセニル等を表し、ア
ラルキルとしては、炭素数7〜15の、ベンジル、フェ
ネチル、ベンズヒドリル、フェニルプロピル等を表し、
アリールおよびアロイルのアリール部分としては、フェ
ニルまたはナフチルを表し、複素環基としては、フリ
ル、チエニル、ピロリル、ピラニル、チオピラニル、ピ
リジル、チアゾリル、イミダゾリニル、ピリミジニル、
トリアジニル、インドリル、キノリル、プリニル、ベン
ゾチアゾリル等を表し、低級アルカノイルとしては、直
鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6の、例えばホルミル、
アセチル、プロピオニル、ブチリル、バレリル、ピバロ
イル、ペンタノイル等を表し、ハロゲンはフッ素、塩
素、臭素またはヨウ素を表す。
定義において、低級アルキルのアルキル部分としては、
直鎖または分岐状の炭素数1〜6の、例えばメチル、エ
チル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、
sec-ブチル、tert- ブチル、ペンチル、ネオペンチル、
ヘキシル等を表し、シクロアルキルとしては、炭素数3
〜8の、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロ
ペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオ
クチル等を表し、低級アルケニルとしては、直鎖または
分岐状の炭素数2〜6の、例えばビニル、アリル、イソ
プロペニル、4-ペンテニル、5-ヘキセニル等を表し、ア
ラルキルとしては、炭素数7〜15の、ベンジル、フェ
ネチル、ベンズヒドリル、フェニルプロピル等を表し、
アリールおよびアロイルのアリール部分としては、フェ
ニルまたはナフチルを表し、複素環基としては、フリ
ル、チエニル、ピロリル、ピラニル、チオピラニル、ピ
リジル、チアゾリル、イミダゾリニル、ピリミジニル、
トリアジニル、インドリル、キノリル、プリニル、ベン
ゾチアゾリル等を表し、低級アルカノイルとしては、直
鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6の、例えばホルミル、
アセチル、プロピオニル、ブチリル、バレリル、ピバロ
イル、ペンタノイル等を表し、ハロゲンはフッ素、塩
素、臭素またはヨウ素を表す。
【0012】低級アルキルの置換基としては、同一また
は異なって置換数1〜3の、例えばヒドロキシ、低級ア
ルコキシ、カルボキシ、低級アルコキシカルボニル、ハ
ロゲン、フタルイミドまたはピロリジニル、ピラゾリ
ル、インドリル等の含窒素複素環基等が挙げられ、低級
アルコキシ、低級アルコキシカルボニルのアルキル部分
は、前記低級アルキルの定義と同じであり、ハロゲンは
前記ハロゲンの定義と同じである。
は異なって置換数1〜3の、例えばヒドロキシ、低級ア
ルコキシ、カルボキシ、低級アルコキシカルボニル、ハ
ロゲン、フタルイミドまたはピロリジニル、ピラゾリ
ル、インドリル等の含窒素複素環基等が挙げられ、低級
アルコキシ、低級アルコキシカルボニルのアルキル部分
は、前記低級アルキルの定義と同じであり、ハロゲンは
前記ハロゲンの定義と同じである。
【0013】アラルキル、アリール、アロイル、および
複素環基の置換基としては、同一または異なって1〜5
個の、例えば低級アルキル、ヒドロキシ、低級アルコキ
シ、ハロゲン、ニトロ等が挙げられ、低級アルキル、低
級アルコキシのアルキル部分は、前記低級アルキルの定
義と同じであり、ハロゲンは前記ハロゲンの定義と同じ
である。
複素環基の置換基としては、同一または異なって1〜5
個の、例えば低級アルキル、ヒドロキシ、低級アルコキ
シ、ハロゲン、ニトロ等が挙げられ、低級アルキル、低
級アルコキシのアルキル部分は、前記低級アルキルの定
義と同じであり、ハロゲンは前記ハロゲンの定義と同じ
である。
【0014】反応に用いられる溶媒としては、水または
水溶性で不活性な有機溶媒、例えばメタノール、エタノ
ール、プロパノールまたはブタノール等の低級アルコー
ル類であればいずれでもよく、これらの溶媒は単独また
は混合して用いられる。水、メタノールまたはメタノー
ル水溶液が好適に用いられる。反応に用いられる化合物
(I)の量としては、いずれでもよいが、30〜80%
(w/v)となるように反応液に添加することが好まし
い。
水溶性で不活性な有機溶媒、例えばメタノール、エタノ
ール、プロパノールまたはブタノール等の低級アルコー
ル類であればいずれでもよく、これらの溶媒は単独また
は混合して用いられる。水、メタノールまたはメタノー
ル水溶液が好適に用いられる。反応に用いられる化合物
(I)の量としては、いずれでもよいが、30〜80%
(w/v)となるように反応液に添加することが好まし
い。
【0015】反応に用いられる過酸化水素としては、5
〜70重量%水溶液として用いられる。水溶液中の過酸
化水素の量として、5重量%以下では過酸化水素は自己
分解を起こし、70重量%以上は安全性および操作の面
で好ましくない。反応に用いられる過酸化水素の量とし
ては、化学量論量(立体障害性第二級アミンに対する理
論モル比=1.5)以上であればよいが、化学量論量の
5〜25%過剰となるように反応液に添加することが好
ましい。
〜70重量%水溶液として用いられる。水溶液中の過酸
化水素の量として、5重量%以下では過酸化水素は自己
分解を起こし、70重量%以上は安全性および操作の面
で好ましくない。反応に用いられる過酸化水素の量とし
ては、化学量論量(立体障害性第二級アミンに対する理
論モル比=1.5)以上であればよいが、化学量論量の
5〜25%過剰となるように反応液に添加することが好
ましい。
【0016】反応に用いられる二酸化炭素の量として
は、0.1重量%以上であればいずれでもよいが、好ま
しくは化合物(I)に対して0.1〜10重量%、特に
好ましくは0.2〜5重量%である。二酸化炭素を反応
液に添加する方法としては、炭酸ガスを化合物(I)お
よび過酸化水素を含む反応液に通気して添加する方法ま
たは化合物(I)を含む反応液に炭酸ガスまたはドライ
アイスをあらかじめ溶解し、該反応液に過酸化水素水溶
液を添加する方法が好適に用いられる。
は、0.1重量%以上であればいずれでもよいが、好ま
しくは化合物(I)に対して0.1〜10重量%、特に
好ましくは0.2〜5重量%である。二酸化炭素を反応
液に添加する方法としては、炭酸ガスを化合物(I)お
よび過酸化水素を含む反応液に通気して添加する方法ま
たは化合物(I)を含む反応液に炭酸ガスまたはドライ
アイスをあらかじめ溶解し、該反応液に過酸化水素水溶
液を添加する方法が好適に用いられる。
【0017】反応は、反応温度0〜100℃、好ましく
は20〜90℃で、通常、1〜24時間行う。反応終了
後、反応液から目的物を単離するには濃縮、晶析、濾
過、洗浄または乾燥等の通常の方法が用いられる。
は20〜90℃で、通常、1〜24時間行う。反応終了
後、反応液から目的物を単離するには濃縮、晶析、濾
過、洗浄または乾燥等の通常の方法が用いられる。
【0018】晶析に用いられる溶媒としては、不活性な
溶媒であればいずれでもよいが、例えば水、ペンタン、
ヘキサンもしくはヘプタン等の炭化水素類、ベンゼン、
トルエンもしくはキシレン等の芳香族炭化水素類または
メタノール、エタノール、プロパノールもしくはブタノ
ール等のアルコ−ル類が単独または混合して用いられ
る。
溶媒であればいずれでもよいが、例えば水、ペンタン、
ヘキサンもしくはヘプタン等の炭化水素類、ベンゼン、
トルエンもしくはキシレン等の芳香族炭化水素類または
メタノール、エタノール、プロパノールもしくはブタノ
ール等のアルコ−ル類が単独または混合して用いられ
る。
【0019】以下に実施例により、本発明を詳細に説明
する。
する。
【0020】
実施例1 4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメ
チルピペリジン−1−オキシルの製造方法 反応容器に2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−
4−オール71.2g(0.45モル)と水90mlを
入れ、室温で、攪拌しながら炭酸ガス360mlを吹き
込み、吸収させた。室温で10分間攪拌した後、反応液
を65℃に昇温し、30分間かけて35%過酸化水素水
70.0g(0.72モル)を滴下した。滴下終了後、
さらに75℃で6時間反応させた。反応終了後、反応液
をガスクロマトグラフィーで分析すると、4−ヒドロキ
シ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オ
キシルが97%の収率で得られ、未反応の2,2,6,
6−テトラメチルピペリジン−4−オールは2.6%で
あった。この反応液を減圧下、55℃で60%まで濃縮
し、濃縮液をそのまま10℃に冷却して晶析を行った。
チルピペリジン−1−オキシルの製造方法 反応容器に2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−
4−オール71.2g(0.45モル)と水90mlを
入れ、室温で、攪拌しながら炭酸ガス360mlを吹き
込み、吸収させた。室温で10分間攪拌した後、反応液
を65℃に昇温し、30分間かけて35%過酸化水素水
70.0g(0.72モル)を滴下した。滴下終了後、
さらに75℃で6時間反応させた。反応終了後、反応液
をガスクロマトグラフィーで分析すると、4−ヒドロキ
シ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オ
キシルが97%の収率で得られ、未反応の2,2,6,
6−テトラメチルピペリジン−4−オールは2.6%で
あった。この反応液を減圧下、55℃で60%まで濃縮
し、濃縮液をそのまま10℃に冷却して晶析を行った。
【0021】その結果、4−ヒドロキシ−2,2,6,
6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルが56.9
g得られた(単離収率73%)。単離した結晶のNM
R、IRは標品(アルドリッチ社製)と一致した。
6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルが56.9
g得られた(単離収率73%)。単離した結晶のNM
R、IRは標品(アルドリッチ社製)と一致した。
【0022】比較例1−1 炭酸ガスを使用しなかった以外は、実施例1と同様の方
法で行った。その結果、4−ヒドロキシ−2,2,6,
6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルは63%の
収率で得られ、未反応の2,2,6,6−テトラメチル
ピペリジン−4−オールは34%であった。
法で行った。その結果、4−ヒドロキシ−2,2,6,
6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルは63%の
収率で得られ、未反応の2,2,6,6−テトラメチル
ピペリジン−4−オールは34%であった。
【0023】比較例1−2 炭酸ガスの代わりに炭酸ナトリウム2.2gを使用した
以外は、実施例1と同様の方法で行った。その結果、4
−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジ
ン−1−オキシルは5%の収率で得られ、未反応の2,
2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オールは9
5%であった。
以外は、実施例1と同様の方法で行った。その結果、4
−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジ
ン−1−オキシルは5%の収率で得られ、未反応の2,
2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オールは9
5%であった。
【0024】実施例2 4−オキソ−2,2,6,6−
テトラメチルピペリジン−1−オキシルの製造方法 反応容器に4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチル
ピペリジン15.6g(0.10モル)と水15mlを
入れ、攪拌しながらドライアイス0.30gを添加し
た。60℃で10分間攪拌した後、60〜70℃で35
%過酸化水素水18.0g(0.18モル)を20分間
かけて滴下した。滴下終了後、さらに70℃で6時間反
応させた。反応終了後、反応液を実施例1と同様の方法
で分析したところ、4−オキソ−2,2,6,6−テト
ラメチルピペリジン−1−オキシルが92%の収率で得
られ、未反応の4−オキソ−2,2,6,6−テトラメ
チルピペリジンは4.5%であった。
テトラメチルピペリジン−1−オキシルの製造方法 反応容器に4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチル
ピペリジン15.6g(0.10モル)と水15mlを
入れ、攪拌しながらドライアイス0.30gを添加し
た。60℃で10分間攪拌した後、60〜70℃で35
%過酸化水素水18.0g(0.18モル)を20分間
かけて滴下した。滴下終了後、さらに70℃で6時間反
応させた。反応終了後、反応液を実施例1と同様の方法
で分析したところ、4−オキソ−2,2,6,6−テト
ラメチルピペリジン−1−オキシルが92%の収率で得
られ、未反応の4−オキソ−2,2,6,6−テトラメ
チルピペリジンは4.5%であった。
【0025】比較例2 ドライアイスを添加しなかった以外は、実施例2と同様
の方法で行った。その結果、4−オキソ−2,2,6,
6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルは61%の
収率で得られ、未反応の4−オキソ−2,2,6,6−
テトラメチルピペリジンは31%であった。
の方法で行った。その結果、4−オキソ−2,2,6,
6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルは61%の
収率で得られ、未反応の4−オキソ−2,2,6,6−
テトラメチルピペリジンは31%であった。
【0026】実施例3 2,2,6,6−テトラメチル
ピペリジン−1−オキシルの製造方法 反応容器に2,2,6,6−テトラメチルピペリジン
2.0g(0.014モル)とメタノ−ル4.0gを入
れ、攪拌しながらドライアイス0.03gを添加した。
55〜60℃で35%過酸化水素水2.35g(0.0
24モル)を5分間かけて滴下した後、70℃で6時間
反応させた。反応終了後、反応液を実施例1と同様の方
法で分析したところ、2,2,6,6−テトラメチルピ
ペリジン−1−オキシルが94%の収率で得られ、未反
応の2,2,6,6−テトラメチルピペリジンは1.7
%であった。
ピペリジン−1−オキシルの製造方法 反応容器に2,2,6,6−テトラメチルピペリジン
2.0g(0.014モル)とメタノ−ル4.0gを入
れ、攪拌しながらドライアイス0.03gを添加した。
55〜60℃で35%過酸化水素水2.35g(0.0
24モル)を5分間かけて滴下した後、70℃で6時間
反応させた。反応終了後、反応液を実施例1と同様の方
法で分析したところ、2,2,6,6−テトラメチルピ
ペリジン−1−オキシルが94%の収率で得られ、未反
応の2,2,6,6−テトラメチルピペリジンは1.7
%であった。
【0027】比較例3 ドライアイスを添加しなかった以外は、実施例3と同様
の方法で行った。その結果、2,2,6,6−テトラメ
チルピペリジン−1−オキシルは66%の収率で得ら
れ、未反応の2,2,6,6−テトラメチルピペリジン
は31%であった。
の方法で行った。その結果、2,2,6,6−テトラメ
チルピペリジン−1−オキシルは66%の収率で得ら
れ、未反応の2,2,6,6−テトラメチルピペリジン
は31%であった。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、立体障害性ニトロキシ
ル化合物を、高収率で安価に製造する方法を提供するこ
とができる。
ル化合物を、高収率で安価に製造する方法を提供するこ
とができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 式(I) 【化1】 (式中、R1 、R2 、R3 およびR4 は同一もしくは異
なって、置換もしくは非置換低級アルキル、シクロアル
キル、低級アルケニル、置換もしくは非置換アラルキ
ル、置換もしくは非置換アリール、低級アルカノイル、
置換もしくは非置換アロイル、シンナミル、シンナモイ
ルまたは芳香族複素環基を表すか、R1 とR 2 またはR
3 とR4 はそれぞれ一緒になって、エチレン、トリメチ
レン、テトラメチレンまたはペンタメチレンを表しても
よく、Tは5または6員環を形成するのに必要な2価の
基を表す。)で表される立体障害性第二級アミンを二酸
化炭素の存在下、過酸化水素によって酸化することを特
徴とする式(II) 【化2】 (式中、R1 、R2 、R3 、R4 およびTは前記と同義
である。)で表される立体障害性ニトロキシル化合物の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13849794A JP3357462B2 (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | 立体障害性ニトロキシル化合物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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