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JP2926482B2 - アシル基を有するヘキサアザイソウルチタンの製造方法 - Google Patents
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JP2926482B2 - アシル基を有するヘキサアザイソウルチタンの製造方法 - Google Patents

アシル基を有するヘキサアザイソウルチタンの製造方法

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JP2926482B2 JP11421497A JP11421497A JP2926482B2 JP 2926482 B2 JP2926482 B2 JP 2926482B2 JP 11421497 A JP11421497 A JP 11421497A JP 11421497 A JP11421497 A JP 11421497A JP 2926482 B2 JP2926482 B2 JP 2926482B2
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信寿 三宅
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、従来の火薬組成物
の高性能化をはかるために利用されるヘキサニトロヘキ
サアザイソウルチタンのニトロ化前駆体であるアシル基
を有するヘキサアザイソウルチタン誘導体類の製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】アシル基を有するヘキサアザイソウルチ
タンの製造方法としては、ヘキサキス(アリールメチ
ル)ヘキサアザイソウルチタンをアシル化剤存在下で還
元的脱アリールメチルし、テトラアシルビス(アリール
メチル)ヘキサアザイソウルチタン、ペンタアシルアリ
ールメチルヘキサアザイソウルチタン、ヘキサアシルヘ
キサアザイソウルチタン、テトラアシルジアルキルヘキ
サアザイソウルチタン等のアシル基とアリールメチル
基、アルキル基、水素原子等とを有するヘキサアザイソ
ウルチタン誘導体類を製造する方法が知られている[T
etrahedronVol. 51,No16、471
1ー4722(1995)、PCT−JP96−001
89)。これらの文献、特許に記載されている製造方法
では、ヘキサキス(アリールメチル)ヘキサアザイソウ
ルチタンを直接テトラアシルビス(アリールメチル)ヘ
キサアザイソウルチタンに誘導している。
【0003】ヘキサキス(アリールメチル)ヘキサアザ
イソウルチタンは酸や熱に対して不安定であり、生成物
であるテトラアシルビス(アリールメチル)ヘキサアザ
イソウルチタンを高濃度に溶かすためには、高温条件を
採用しなければいけない。すなわち、ヘキサキス(アリ
ールメチル)ヘキサアザイソウルチタンを高濃度な条件
で生成物を溶媒に溶かしたまま反応を進行させるには、
ヘキサキス(アリールメチル)ヘキサアザイソウルチタ
ンの分解反応が活性化される高温条件で実施する必要が
あり、これは、骨格分解を誘発する原因となる。
【0004】また、これらの文献、特許に用いられてい
る溶媒は、無水酢酸等のカルボン酸無水物、酢酸等のカ
ルボン酸、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族化
合物、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル化
合物、メタノール、エタノール等のアルコール化合物等
が使用されている。これらの溶媒中では、N−H基のア
シル化剤によるアシル化後副生する酸性プロトンにより
溶液の酸性度を上げ、プロトンで骨格分解を生じやすい
反応初期のアリールメチル基を多く含むヘキサアザイソ
ウルチタン誘導体類の骨格分解誘発しやすい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ヘキ
サキス(アリールメチル)ヘキサアザイソウルチタンを
アシル化剤存在下で還元的脱アリールメチルし、アシル
基を有するヘキサアザイソウルチタン誘導体を製造する
に際し、溶媒の酸性度と反応温度を変化させ骨格分解を
抑制し、高収率でアシル基を有するヘキサアザイソウル
チタン誘導体を製造する方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、熱に対し
て不安定なヘキサキス(アリールメチル)ヘキサアザイ
ソウルチタンを低温で熱に対して安定なジアシルテトラ
キス(アリールメチル)ヘキサアザイソウルチタンに変
換し、その後比較的高温条件で反応させることでアシル
基を有するヘキサアザイソウルチタンを高収率で合成す
ることに成功し、また、反応溶媒としてアミド基を有す
る化合物を用いることで高収率でアシル基を有するヘキ
サアザイソウルチタンを製造することに成功し、本発明
を完成した。
【0007】すなわち、本発明は、下記反応式(1)で
表されるように、ヘキサキス(アリールメチル)ヘキサ
アザイソウルチタン(WB6 )をアシル化剤存在下で還
元的脱アリールメチルしジアシルテトラキス(アリール
メチル)ヘキサアザイソウルチタン(WA2 4 )を合
成し[ステップ1]、それをさらにアシル化剤存在下で
還元的アリールメチルしWAn (6-n) を合成する[ス
テップ2]ことを特徴とするアシル基を有するヘキサア
ザイソウルチタンの製造方法を提供するものである。 [ステップ1] [ステップ2] WB6 → WA24 → WAn (6-n) (1) [式中、nは4〜6の整数、Bは炭素数7〜21のアリ
ールメチル基、Aは炭素数1〜10のアシル基、Hは水
素原子、Wは次式(2)で表される6価のヘキサアザイ
ソウルチタン残基を表す。]
【0008】
【化4】
【0009】反応式(1)のステップ1の反応に用いら
れる溶媒としては、WB6 を溶かし、反応に悪影響を及
ぼさない溶媒であれば、どのようなものを使用してもよ
いが、弱塩基性を有するアミド基を有する化合物を使用
することが好ましい。さらに好ましくは、N,N−ジメ
チルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、
1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン、N−メチル−
2−ピロリドン、N,N−ジエチルニペコタミド等が挙
げられる。もっとも好ましくは、N,N−ジメチルアセ
トアミド、N,N−ジメチルホルムアミドが挙げられ
る。これらのアミド基を有する溶媒は、単独または2種
以上混合して用いてもよい。反応式(1)の反応のWB
6 の濃度は、溶媒に対する重量比で表現して、通常0.
001〜1、好ましくは、0.005〜0.3、さらに
好ましくは、0.01〜0.2の範囲である。
【0010】反応式(1)のステップ1の反応で使用さ
れ還元剤は、通常、水素、ギ酸が用いられる。好ましく
は、水素が用いられる。前記還元剤の用いられる量は、
WB6 のアリールメチル基に対するモル比で表現して
0.1〜10000、好ましくは0.67〜1000、
さらに好ましくは、2〜50の範囲で使用される。還元
剤として水素を使用する場合は、水素の分圧で表現して
0.01〜100、好ましくは、0.1〜30、さらに
好ましくは、0.1〜15kgf/cm2 の範囲で使用
される。水素以外に、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの
不活性ガスが存在してもよい。
【0011】反応式(1)のステップ1の反応で使用さ
れる還元触媒は、WB6 のアリールメチル基を還元的脱
アリールメチルする触媒であればどのようなものでも使
用できるが、通常、白金族に属する金属、または、その
誘導体が用いられ、好ましくは、Pd(OAc)2 、P
dCl2 、Pd(NO3 2 、PdO、Pd(O
H)2 、Pd3 Pb1 、Pd3 Te1 などのPd化合
物、Pd合金およびPd金属;RuCl3 などのRu化
合物、Ru合金およびRu金属などが用いられ、さらに
好ましくは、Pd(OAc)2 、PdCl2 などのPd
化合物、Pd合金およびPd金属が使用される。
【0012】これらの触媒は、そのまま使用する、ある
いは、活性炭、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、
ゼオライト、活性白土、ジルコニア、チタニアなどの各
種担体に担持させて使用することもできる。反応に供す
る前に触媒を還元処理してもよい。触媒を担体に担持さ
せて使用する場合には、こらの担体をシリル化やアシル
化などの処理を行うことで、表面酸点を不活性化しても
よいし、逆に表面酸点を増やす活性化処理をしてもよい
し、あるいは、NaOHなどのアルカリ性の物質を吸着
させることによって担体表面の酸性度を変化させること
もできる。これらの触媒の内、活性炭上にPd2+を担
持させ、それを還元処理してつくったPd−Cは非常に
活性が高いので、本発明の触媒としては最も好ましい。
不均一系還元触媒を使用する場合は、固定床として使用
してもよいし、流動床として使用してもよい。
【0013】反応式(1)のステップ1の反応で使用さ
れるアシル化剤は、2級アミンをアシル化しN−アシル
結合を生成するものであればどのようなものでも使用で
きるが、通常、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水ギ
酸、無水酪酸、酢酸−ギ酸混合酸の無水物などのカルボ
ン酸無水物;N−アセトキシコハク酸イミド、N−プロ
ピオニルオキシコハク酸イミド、N−(2−フェニルア
セトキシ)コハク酸イミドなどのN−ヒドロキシコハク
酸イミドのカルボン酸エステル;アセチルイミダゾー
ル、プロピオニルイミダゾールなどのアシルイミダゾー
ルなどが挙げられる。これらのアシル化剤の内、好まし
くは、無水酢酸、無水プロピオン酸、酢酸−ギ酸混合酸
の無水物などのカルボン酸無水物が使用される。さらに
好ましくは、無水酢酸である。
【0014】前記アシル化剤の量は、その反応性、反応
方法によっても異なるが、WB6 のアリールメチル基に
対するモル比で表現して、通常、0.67〜100、好
ましくは0.67〜10、さらに好ましくは0.67〜
3の範囲で使用される。反応式(1)のステップ1の反
応温度は、20〜60℃の範囲である。この反応は、2
0〜60℃の比較的低温で反応を行うことでWB6 が長
時間溶媒中残存しても骨格分解が比較的抑制できるの
で、低温で反応することが好ましい。反応式(1)のス
テップ2の反応で使用される溶媒は、WA2 4 を溶か
し、反応に悪影響を及ぼさない溶媒であれば、どのよう
なものを使用してよいが、弱塩基性を有するアミド基を
有する化合物を使用することが好ましい。さらに好まし
くは、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチ
ルホルムアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリド
ン、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジエチルニ
ペコタミド等が挙げられる。もっとも好ましくは、N,
N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムア
ミドが挙げられる。これらのアミド基を有する溶媒は、
単独または2種以上混合して用いてもよい。
【0015】反応式(1)のステップ2の反応のWA2
4 の濃度は、溶媒に対する重量比表現して、通常0.
001〜1、好ましくは、0.005〜0.3、さらに
好ましくは、0.01〜0.2の範囲である。反応式
(1)のステップ2の反応で使用され還元剤は、通常、
水素、ギ酸が用いられる。好ましくは、水素が用いられ
る。前記還元剤の用いられる量は、WA2 4 のアリー
ルメチル基に対するモル比で表現して0.1〜1000
0、好ましくは0.50〜1000、さらに好ましく
は、2〜50の範囲で使用される。還元剤として水素を
使用する場合は、水素の分圧で表現して0.01〜10
0、好ましくは、0.1〜30、さらに好ましくは、
0.1〜15kgf/cm2 の範囲で使用される。水素
以外に、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスが
存在してもよい。
【0016】反応式(1)のステップ2の反応で使用さ
れる還元触媒は、WA2 4 のアリールメチル基を還元
的脱アリールメチルする触媒であればどのようなもので
も使用できるが、通常、白金族に属する金属、または、
その誘導体が用いられ、好ましくは、Pd(OA
c)2 、PdCl2 、Pd(NO3 2 、PdO、Pd
(OH)2 、Pd3 Pb1 、Pd3 Te1 などのPd化
合物、Pd合金およびPd金属;RuCl3 などのRu
化合物、Ru合金およびRu金属などが用いられ、さら
に好ましくは、Pd(OAc)2 、PdCl2 などのP
d化合物、Pd合金およびPd金属が使用される。
【0017】これらの触媒は、そのまま使用する、ある
いは、活性炭、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、
ゼオライト、活性白土、ジルコニア、チタニアなどの各
種担体に担持させて使用することもできる。反応に供す
る前に触媒を還元処理してもよい。触媒を担体に担持さ
せて使用する場合には、こらの担体をシリル化やアシル
化などの処理を行うことで、表面酸点を不活性化しても
よいし、逆に表面酸点を増やす活性化処理をしてもよい
し、あるいは、NaOHなどのアルカリ性の物質を吸着
させることによって担体表面の酸性度を変化させること
もできる。これらの触媒の内、活性炭上にPd2+を担
持させ、それを還元処理してつくったPd−Cは非常に
活性が高いので、本発明の触媒としては最も好ましい。
不均一系還元触媒を使用する場合は、固定床として使用
してもよいし、流動床として使用してもよい。
【0018】反応式(1)のステップ2の反応で使用さ
れるアシル化剤は、2級アミンをアシル化しN−アシル
結合を生成するものであればどのようなものでも使用で
きるが、通常、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水ギ
酸、無水酪酸、酢酸−ギ酸混合酸の無水物などのカルボ
ン酸無水物;N−アセトキシコハク酸イミド、N−プロ
ピオニルオキシコハク酸イミド、N−(2−フェニルア
セトキシ)コハク酸イミドなどのN−ヒドロキシコハク
酸イミドのカルボン酸エステル;アセチルイミダゾー
ル、プロピオニルイミダゾールなどのアシルイミダゾー
ルなどが挙げられる。これらのアシル化剤の内、好まし
くは、無水酢酸、無水プロピオン酸、酢酸−ギ酸混合酸
の無水物などのカルボン酸無水物が使用される。さらに
好ましくは、無水酢酸である。
【0019】前記アシル化剤の量は、その反応性、反応
方法によっても異なるがWA2 4のアリールメチル基
に対するモル比で表現して、通常、0.50〜100、
好ましくは0.50〜10、さらに好ましくは0.50
〜3の範囲で使用される。反応式(1)のステップ2の
反応温度は、40〜165℃の範囲である。WA2 4
はWB6 に比べ熱安定性に勝るので、このステップ2の
反応は、比較的高温条件を採用することができる。この
ことにより生成物のWA4 2 を高濃度に溶解した条件
で反応を進行させることができる。反応式(1)のステ
ップ1の反応溶液中より触媒を除去した後、ステップ2
用の触媒を加え、そのまま反応を進行させることは非常
に好ましい方法である。
【0020】また、本発明は、下記反応式(3)で表さ
れるように、WB6 をアシル化剤存在下で還元的脱アリ
ールメチルしWA2 4 を合成し[ステップ1]、それ
をさらにアシル化剤存在下で還元的アリールメチルしW
n (6-n) を合成し[ステップ2]、それをさらに還
元的脱アリールメチルしWAn (6-n) を合成する[ス
テップ3]ことを特徴とするアシル基を有するヘキサア
ザイソウルチタンの製造方法を提供するものである。 [ステップ1] [ステップ2] [ステップ3] WB6 → WA24 → WAn (6-n) → WAn (6-n) (3) [式中、nは4〜6の整数、Bは炭素数7〜21のアリ
ールメチル基、Aは炭素数1〜10のアシル基、Hは水
素原子、Wは次式(2)で表される6価のヘキサアザイ
ソウルチタン残基を表す。]
【0021】
【化5】
【0022】反応式(3)のステップ1の反応条件等
は、反応式(1)のステップ1の反応条件等と同じもの
が使用できる。反応式(3)のステップ2の反応条件等
は、反応式(1)のステップ2の反応条件等と同じもの
が使用できる。反応式(3)のステップ1の反応溶液中
より触媒を除去した後、ステップ2用の触媒を加え、そ
のまま反応を進行させることは非常に好ましい方法であ
る。反応式(3)のステップ3の反応で使用される還元
剤は、通常、水素、ギ酸が用いられる。好ましくは、水
素が用いられる。
【0023】前記還元剤の用いられる量は、WAn
(6-n) のアリールメチル基に対するモル比で表現して、
1.0〜1000、さらに好ましくは、1.0〜100
の範囲で用いられる。還元剤として水素を使用する場合
は、水素の分圧で表現して、0.01〜100、好まし
くは、0.1〜30、さらに好ましくは、0.1〜20
kgf/cm2 の範囲で使用される。水素以外に、窒
素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスが存在しても
よい。
【0024】反応式(1)のステップ3の反応に使用さ
れる溶媒は、アミド基を有する溶媒と水の混合物で、反
応に悪影響を及ぼさないものであれば、どのようなもの
でも使用できる。アミド基を有する溶媒としては、通
常、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチル
ホルムアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリド
ン、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジエチルニ
ペコタミド等が挙げられる。好ましくは、N,N−ジメ
チルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドが挙
げられる。これらのアミド基を有する溶媒は、単独また
は二種以上混合して用いてよい。アミド基を有する溶媒
と水の混合割合は、水のアミド基を有する溶媒に対する
重量比で表現して、通常0.1〜10、好ましくは、
0.2〜5、さらに好ましくは、0.5〜2の範囲であ
る。溶媒として、アミド基を有する溶媒と水の他に、ギ
酸、酢酸、プロピオン酸等のカルボン酸が含まれること
があるが、この場合のカルボン酸の混合割合は、カルボ
ン酸のアミド基を有する溶媒に対する重量比で表現し
て、0.001〜1、好ましくは、0.01〜0.8、
さらに好ましくは、0.1〜0.5の範囲である。溶媒
に含まれるカルボン酸として好ましいカルボン酸は、酢
酸である。
【0025】反応式(3)のステップ3の反応で使用さ
れる還元触媒の種類、反応温度等の反応条件は、 反応
式(1)のステップ2の反応と同様のものおよび条件が
使用できる。反応式(3)のステップ3で表される反応
の特徴は、反応溶媒として、アミド基を有する溶媒と水
を混合して使用することである。この2種類の溶媒の役
割および効果を以下で簡単に説明する。
【0026】アミド基を有する溶媒は、WAn (6-n)
を溶解し、かつ、生成物WAn (6-n) を溶解する水と
の親和性が高い溶媒であるため水と混合して使用でき
る。このことにより、アミド基を有する溶媒と水を混合
した溶媒を反応式(3)のステップ3の反応に使用する
と、原料と生成物を高濃度で溶媒中に溶解させたまま反
応を進行させることができ、生成物析出後の触媒表面付
着に触媒の活性低下を防止し、反応を高活性に進行させ
ることできる。それと同時に、不均一系触媒と生成物の
分離も容易にしている。
【0027】また、水とアミド基を有する溶媒の混合溶
媒を使用すると、反応終了後の反応溶液中の水およびア
ミド基を有する溶媒より低沸点な成分を蒸留または減圧
蒸留で除去し、釜に残ったアミド基を有する溶媒と生成
物WAn (6-n) が主である溶液を冷却しWAn
(6-n) を結晶化させ濾過または遠心分離で取り出すこと
ができる。この晶析方法は、反応溶液に対し蒸留操作、
冷却操作、分離操作(濾過または遠心分離)を行うだけ
で純度の高いWAn (6-n) を得ることができるので、
好ましい方法である。
【0028】反応式(3)のステップ1の反応終了後、
ステップ1用の触媒を除去し、ステップ2用の触媒を加
え、ステップ2を実施し、ステップ2終了後ステップ2
用の触媒を除去し、ステップ3用触媒と水を追加し、ス
テップ3の反応を実施する方法は、個々の中間体の単離
操作が省略できるので工業的に有利な方法である。ま
た、単離操作中での中間体のロスがなくなくなるのでW
6 からWAn (6-n)を高収率で製造できる方法であ
る。反応式(3)のステップ2の反応とステップ3の反
応の間に加える水の量は、反応式(3)のステップ3の
溶媒成分で記したアミド基を有する溶媒と水の混合割合
になる量である。
【0029】さらにまた、本発明は、下記反応式(4)
で表されるように、WB6 をアシル化剤存在下で還元的
脱アリールメチルしWA2 4 を合成し[ステップ
1]、それをさらにアシル化剤存在下で還元的アリール
メチルしWAn (6-n) を合成する[ステップ2’]こ
とを特徴とするアシル基を有するヘキサアザイソウルチ
タンの製造方法を提供するものである。 [ステップ1] [ステップ2’] WB6 → WA24 → WAn (6-n) (4) [式中、nは4〜6の整数、Bは炭素数7〜21のアリ
ールメチル基、Aは炭素数1〜10のアシル基、Hは水
素原子、Wは次式(2)で表される6価のヘキサアザイ
ソウルチタン残基を表す。]
【0030】
【化6】
【0031】反応式(4)のステップ1の反応条件等
は、反応式(1)のステップ1の反応条件等と同じもの
が使用できる。反応式(4)のステップ2’の反応条件
等は、反応式(1)のステップ2の反応条件等と同じも
のが使用できる。また、ステップ2’の反応溶媒とし
て、水を一成分として含まれる混合溶媒を使用すること
も可能である。ステップ2’の反応に水を追加する時期
はステップ2’の1)反応前、2)反応途中、3)反応
終了後のいずれの時期でもよい。
【0032】追加する水の量は、水のアミド基を有する
溶媒に対する重量比で表現して、通常0.1〜10、好
ましくは、0.2〜5、さらに好ましくは、0.5〜2
の範囲である。溶媒として、アミド基を有する溶媒と水
の他に、ギ酸、酢酸、プロピオン酸等のカルボン酸が含
まれることがあるが、この場合のカルボン酸の混合割合
は、カルボン酸のアミド基を有する溶媒に対する重量比
で表現して、0.001〜1、好ましくは、0.01〜
0.8、さらに好ましくは、0.1〜0.5の範囲であ
る。溶媒に含まれるカルボン酸として好ましいカルボン
酸は、酢酸である。
【0033】反応式(4)のステップ2’の溶媒として
水を一成分として含む混合溶媒使用することで、生成物
の一つであるテトラアシルヘキサアザイソウルチタンが
溶媒に対し可溶になり、触媒との分離が容易になるので
好ましい方法である。また、テトラアシルヘキサアザイ
ソウルチタンは、アミド基を有する溶媒に対する溶解度
が低いので、その反応溶液中より水を留去することで晶
析させることができる。この晶析時に、その他の副生成
物はアミド基を有する溶媒中に可溶のまま残存するする
ため、晶析後のテトラアシルヘキサアザイソウルチタン
は高純度のものである。反応式(4)のステップ1の反
応終了後、ステップ1用の触媒を除去し、ステップ2’
用の触媒を加え、ステップ2’を実施する方法は、WA
2 4 の単離操作が省略できるので、工業的に有利な方
法である。また、単離操作中での中間体のロスがなくな
くなるので、WB6 からWAn (6-n) を高収率で製造
できる方法である。
【0034】以下で本発明に使用される原料WB6 およ
び生成物WAn (6-n) 、WAn (6-n) の構造につい
て説明する。式(1)、(3)、(4)中のBとして表
されるアリールメチル基とは、アリール基(Ar)によ
り置換されたメチル基を示し、通常は、炭素数7〜21
のものが使用される。アリールメチル基Bの代表的な構
造としては、次の一般式(5)で表される置換基であ
る。 −CH2 Ar (5) [Arは炭素数6〜20の芳香族基を表す。]Ar中の
炭素数としては、通常は、6〜20、好ましくは、6〜
10、特に好ましくは、6である。Arとしては、例え
ば、フェニル;トリル(o−、m−、p−各置換体)、
エチルフェニル(o−、m−、p−各置換体)、キシリ
ルなどの各種アルキルフェニル基類;メトキシフェニル
(o−、m−、p−各置換体)、エトキシフェニル(o
−、m−、p−各置換体)、ブトキシフェニル(o−、
m−、p−各置換体)などの各種アルコキシフェニル基
類;ナフチル基および各種置換ナフチル基などが挙げら
れ、好ましくは、フェニル基および各種アルコキシフェ
ニル基類が用いられる。WB6 中の6個のアリールメチ
ル基はそれぞれ同一のものでも、異なったものでもよ
い。
【0035】式(1)、(3)、(4)中のアシル基は
炭素数1〜10のアシル基であればどのようなものでも
用いることができる。通常、ホルミル、アセチル、プロ
ピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、ヘキサ
ノイル、2−フェニルアセチルなどが用いられ、好まし
くは炭素数1〜5のアシル基、例えば、ホルミル、アセ
チル、プロピオニル、ブチリル、バレリルなどが用いら
れ、さらに好ましくは炭素数1〜3のアシル基、例え
ば、ホルミル、アセチル、プロピオニルなどが用いられ
る。
【0036】式(1)、(3)中のWAn (6-n) で表
わされるヘキサアザイソウルチタン誘導体は、アシル
基、アリールメチル基の置換する位置の違いにより複数
の異性体をとることができるが、本発明の製造方法に用
いられるWAn (6-n) はこれらのいずれの構造であっ
てもよい。次式(6−1)〜(6−6)および式(7−
1)〜(7−2)に立体構造を示す異性体およびこれら
の鏡像異性体構造をとり得る。
【0037】
【化7】
【0038】
【化8】 [式中、Aは前記アシル基、Bは前記アリールメチル
基、Wは前記ヘキサアザイソウルチタン残基を表わ
す。]
【0039】また、式(3)、(4)中のWAn
(6-n) で表されるヘキサアザイソウルチタン誘導体は、
アシル基、水素原子の置換する位置の違いにより複数の
異性体をとることができるが、本発明の製造方法で製造
されるWAn (6-n) はこれらいずれのものでもよい。
それらの具体的な構造は、式(6−1)〜(6−6)お
よび式(7−1)〜(7−2)で表されるヘキサアザイ
ソウルチタン誘導体のアリールメチル基を水素原子に置
き換えた構造である。
【0040】次に、反応式(1)、(3)、(4)で表
される反応について、簡単に説明する。この反応は、W
6 をアシル化剤存在下で還元的脱アリールメチルする
ことにより、1)アリールメチル基の還元的脱離による
N−H結合の生成と2)そのアシル化によるN−アシル
基の形成を逐次的に進行させる反応である。また、反応
条件によっては、生成したN−アシル基の還元によるN
−アルキル基の形成が副反応として生じる。この反応に
おいて生成が確認された物質から推定した反応経路を式
(8)に示す。
【0041】
【化9】 [式中、Bは炭素数7〜21のアリールメチル基、Hは
水素原子、Aは炭素数1〜10のアシル基、Rは炭素数
1〜10アルキル基、Wは前記式(2)に示す6価のヘ
キサアザイソウルチタン残基を表す。]したがって、式
(8)中に示された物質が、本発明の反応式(1)、
(3)、(4)で表される反応生成物中に含まれること
がある。
【0042】
【実施例】以下に実施例などを用いて本発明を更に詳細
に説明するが、本発明はこれら実施例などにより何ら限
定されるものではない。 (実施例1) WB6 →WA2 4 100mlオートクレーブにヘキサベンジルヘキサアザ
イソウルチタンを2.1g、10%Pd−C(Pdを2
価の状態で活性炭素に担持させ、低温で乾燥処理した触
媒)3.15g、無水酢酸2.45g、N,N−ジメチ
ルアセトアミド30mlを入れ、オートクレーブの蓋を
する。オートクレーブ内を窒素置換した後、水素置換
し、水素圧力が1.1kgf/cm2 になるように調節
する。
【0043】700rpm以上の攪拌速度で攪拌を開始
し、反応温度が40℃になる様に昇温を開始する。40
℃で1時間反応後、反応溶液をサンプリングしガスクロ
マトグラフィーと高速液体クロマトグラフィーで分析し
た結果、アセチルペンタベンジルヘキサアザイソウルチ
タンが収率8%、ジアセチルテトラベンジルヘキサアザ
イソウルチタンが収率65%、トリアセチルトリベンジ
ルヘキサアザイソウルチタンが収率8%で生成している
ことが確認された。
【0044】(実施例2) WA2 4 →WA4 2 +WA5 1 (+WA4 2 +WA5 1 ) 100mlオートクレーブにジアセチルテトラベンジル
ヘキサアザイソウルチタンを1.82g、10%Pd−
C3.15g、無水酢酸0.92g、N,N−ジメチル
アセトアミド30mlを入れ、オートクレーブの蓋をす
る。オートクレーブ内を窒素置換した後、水素置換し、
水素圧力が2.0kgf/cm2 になるように調節す
る。
【0045】700rpm以上の攪拌速度で攪拌を開始
し、反応温度が130℃になるように昇温を開始する。
130℃での水素圧力が2kgf/cm2 になるように
連続的に水素を補給して反応行う。130℃で2時間攪
拌後、反応溶液をサンプリングし、ガスクロマトグラフ
ィーで分析した結果、テトラアセチルジベンジルヘキサ
アザイソウルチタンが収率60%、ペンタアセチルベン
ジルヘキサアザイソウルチタンが収率15%で生成して
いることが確認された。なお、反応溶液を高速液体クロ
マトグラフィーで分析を実施したところ、テトラアセチ
ルヘキサアザイソウルチタンが収率12%で、ペンタア
セチルヘキサアザイソウルチタンが収率9%で生成して
いることが確認された。
【0046】(実施例3) WA4 2 →WA4 2 100mlオートクレーブにテトラアセチルジベンジル
ヘキサアザイソウルチタンを1.53g、10%Pd−
C3.15g、N,N−ジメチルアセトアミド30m
l、水30mlを入れ、オートクレーブの蓋をする。オ
ートクレーブ内を窒素置換した後、水素置換し、水素圧
力が3.3kgf/cm2 になるように調節する。70
0rpm以上の攪拌速度で攪拌を開始し、反応温度が1
30℃になるように昇温を開始する。攪拌中は、オート
クレーブ内の圧力が3.3kgf/cm2になるように
水素を連続的に補給する。130℃で1時間攪拌後、反
応溶液をサンプリングし、高速液体クロマトグラフィー
で分析した結果、テトラアセチルヘキサアザイソウルチ
タンが収率82%で生成していることが、確認された。
【0047】(実施例4) WB6 →WA2 4 →WA4 2 +WA5 1 →WA4 2 +WA5 1 100mlオートクレーブにヘキサベンジルヘキサアザ
イソウルチタンを2.1g、10%Pd−C3.15
g、無水酢酸1.84g、N,N−ジメチルアセトアミ
ド30mlを入れ、オートクレーブ内を窒素置換した
後、水素置換し、水素圧力が1.1kgf/cm2 にな
るように調節する。700rpm以上の攪拌速度で攪拌
を開始し、反応温度が40℃になるように昇温を開始す
る。40℃で1時間攪拌後(この時点で、ジアセチルテ
トラベンジルヘキサアザイソウルチタンが主生成物とし
て生成している。)、反応溶液を取り出し、触媒を濾別
し、濾液に10%Pd−C3.15gを加え、そのスラ
リー液を100mlオートクレーブに入れる。オートク
レーブに蓋をした後、オートクレーブ内を窒素置換した
後、水素置換し、オートクレーブ内が2.0kgf/c
2 になるように調節する。
【0048】700rpm以上の攪拌速度で攪拌を開始
し、反応温度が130℃になるように昇温を開始する。
反応中、130度で水素圧力か2.0kgf/cm2
維持するよう水素を連続的に補給する。130℃で1時
間攪拌後(この時点でテトラアセチルジベンジルヘキサ
アザイソウルチタンが主生成物として生成してい
る。)、反応溶液を取り出し、触媒を濾別し、濾液に1
0%Pd−C3.15g、水30mlを追加し、それを
オートクレーブに入れ、蓋をする。オートクレーブ内を
窒素置換した後、水素置換し、水素圧力が2.0kgf
/cm2 になるように調節する。
【0049】700rpm以上の攪拌速度で攪拌を開始
し、反応温度が130℃になるように昇温を開始する。
反応中、オートクレーブ内の圧力が3.3kgf/cm
2 で維持されるように水素を連続的に補給する。130
℃で1時間攪拌後、反応溶液をサンプリングし、高速液
体クロマトグラフィーで分析した結果、テトラアセチル
ヘキサアザイソウルチタンが収率60%、ペンタアセチ
ルヘキサアザイソウルチタンが収率15%で生成してい
ることが確認された。
【0050】(実施例5) WB6 →WA2 4 →WA4 2 +WA5 1 100mlオートクレーブにヘキサベンジルヘキサアザ
イソウルチタンを2.1g、10%Pd−C3.15
g、無水酢酸1.84g、N,N−ジメチルアセトアミ
ド30mlを入れ、オートクレーブ内を窒素置換した
後、水素置換し、水素圧力が1.1kgf/cm2 にな
るように調節する。700rpm以上の攪拌速度で攪拌
を開始し、反応温度が40℃になるように昇温を開始す
る。40℃で1時間攪拌後(この時点で、ジアセチルテ
トラベンジルヘキサアザイソウルチタンが主生成物とし
て生成している。)、反応溶液を取り出し、触媒を濾別
し、濾液に10%Pd−C(Pdを2価の状態で活性炭
素に担持させ、低温で乾燥処理した触媒)3.15gを
加え、そのスラリー液を100mlオートクレーブに入
れる。オートクレーブに蓋をした後、オートクレーブ内
を窒素置換した後、水素置換し、オートクレーブ内が
1.1kgf/cm2 になるように調節する。
【0051】700rpm以上の攪拌速度で攪拌を開始
し、反応温度が60℃になるように昇温を開始する。反
応中、60℃で水素圧力か1.1kgf/cm2 を維持
するよう水素を連続的に補給する。60℃で3時間攪拌
後、反応溶液をサンプリングし、高速液体クロマトグラ
フィーで分析した結果、テトラアセチルヘキサアザイソ
ウルチタンが収率63%、ペンタアセチルヘキサアザイ
ソウルチタンが収率18%で生成していることが確認さ
れた。
【0052】(実施例6) WB6 の反応溶液中での熱安定性 100mlナスフラスコにヘキサベンジルヘキサアザイ
ソウルチタンを2.1g、無水酢酸4.1ml、N,N
−ジメチルアセトアミド30mlを入れ、40、60、
80、110、130℃の各温度に1時間曝した時にヘ
キサベンジルヘキサアザイソウルチタン(以後6Bと略
す。)の残存量を高速液体クロマトグラフィーで分析し
た。その結果各温度での6B残存量は、40℃で100
%、60℃で98%、80℃92%、110℃で0%、
130℃で0%であった。この結果より、6Bは反応無
水酢酸存在下、DMAc中では、40℃を越える温度雰
囲気では、分解することが判る。すなわち、本反応にお
いて、6Bを出発原料とする反応は、40℃以下で実施
することが好ましいことが判る。
【0053】(実施例7) WA2 4 の反応溶液中での熱安定性 ヘキサベンジルヘキサアザイソウルチタンをジアセチル
ヘキサアザイソウルチタンに変えた以外は、実施例6同
等の方法で、ジアセチルテトラベンジルヘキサアザイソ
ウルチタンの熱安定性を調べた結果、40〜130℃の
範囲ではジアセチルテトラベンジルヘキサアザイソウル
チタンの分解は確認できなかった。すなわち、ジアセチ
ルテトラベンジルヘキサアザイソウルチタンは、130
℃以下の温度では安定に存在することが判った。
【0054】(実施例8) WA4 2 の反応溶液中での熱安定性 ヘキサベンジルヘキサアザイソウルチタンをテトラアセ
チルジベンジルヘキサアザイソウルチタンに変えた以外
は、実施例6と同様の方法で、テトラアセチルジベンジ
ルヘキサアザイソウルチタンの熱安定性を調べた結果、
40〜130℃の範囲ではテトラアセチルジベンジルヘ
キサアザイソウルチタンの分解は確認されなかった。す
なわち、テトラアセチルジベンジルヘキサアザイソウル
チタンは、130℃までは熱的に安定であることが判っ
た。
【0055】
【発明の効果】本発明のアミド基を有する化合物を溶媒
として利用した一連の製造方法により、アシル基を含有
するヘキサアザイソウルチタン誘導体が高収率で工業的
に有利に製造できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 信寿 岡山県倉敷市潮通3丁目13番1 旭化成 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−321962(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07D 487/22

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記反応式(1)で表されるように、W
    6 をアシル化剤存在下で還元的脱アリールメチルしW
    2 4 を合成し[ステップ1]、それをさらにアシル
    化剤存在下で還元的アリールメチルしWAn (6-n)
    合成する[ステップ2]ことを特徴とするアシル基を有
    するヘキサアザイソウルチタンの製造方法。 [ステップ1] [ステップ2] WB6 → WA24 → WAn (6-n) (1) [式中、nは4〜6の整数、Bは炭素数7〜21のアリ
    ールメチル基、Aは炭素数1〜10のアシル基、Hは水
    素原子、Wは次式(2)で表される6価のヘキサアザイ
    ソウルチタン残基を表す。] 【化1】
  2. 【請求項2】 下記反応式(3)で表されるように、W
    6 をアシル化剤存在下で還元的脱アリールメチルしW
    2 4 を合成し[ステップ1]、それをさらにアシル
    化剤存在下で還元的アリールメチルしWAn (6-n)
    合成し[ステップ2]、それをさらに還元的脱アリール
    メチルしWAn (6-n) を合成する[ステップ3]こと
    を特徴とするアシル基を有するヘキサアザイソウルチタ
    の製造方法。 [ステップ1] [ステップ2] [ステップ3] WB6 → WA24 → WAn (6-n) → WAn (6-n) (3) [式中、nは4〜6の整数、Bは炭素数7〜21のアリ
    ールメチル基、Aは炭素数1〜10のアシル基、Hは水
    素原子、Wは次式(2)で表される6価のヘキサアザイ
    ソウルチタン残基を表す。] 【化2】
  3. 【請求項3】 下記反応式(4)で表されるように、W
    6 をアシル化剤存在下で還元的脱アリールメチルしW
    2 4 を合成し[ステップ1]、それをさらにアシル
    化剤存在下で還元的アリールメチルしWAn (6-n)
    合成する[ステップ2’]ことを特徴とするアシル基を
    有するヘキサアザイソウルチタンの製造方法。 [ステップ1] [ステップ2’] WB6 → WA24 → WAn (6-n) (4) [式中、nは4〜6の整数、Bは炭素数7〜21のアリ
    ールメチル基、Aは炭素数1〜10のアシル基、Hは水
    素原子、Wは次式(2)で表される6価のヘキサアザイ
    ソウルチタン残基を表す。] 【化3】
  4. 【請求項4】 WA2 4 を合成する反応[ステップ
    1]を10〜60℃で行うことを特徴とする請求項1〜
    3のいずれかに記載のアシル基を有するヘキサアザイソ
    ウルチタンの製造方法。
  5. 【請求項5】 WA2 4 を合成する反応[ステップ
    1]に用いる溶媒およびWAn (6-n) を合成する反応
    [ステップ2] に用いる溶媒が、アミド基を有する化合
    物であることを特徴とする請求項1記載のアシル基を有
    するヘキサアザ イソウルチタンの製造方法。
  6. 【請求項6】 WA2 4 を合成する反応[ステップ
    1]に用いる溶媒およびWAn (6-n) を合成する反応
    [ステップ2] に用いる溶媒が、アミド基を有する化合
    物であり、WAn (6-n) を合成する反応[ステップ
    3]に用いる溶媒が、アミド基を有する化合物と水の混
    合物であることを特徴とする請求項2記載のアシル基を
    有するヘキサアザイソウルチタンの製造方法。
  7. 【請求項7】 WA2 4 を合成する反応[ステップ
    1]に用いる溶媒がアミド基を有する化合物であり、W
    n (6-n) を合成する反応[ステップ2’]に用いる
    溶媒が、アミド基を有する化合物を一成分として含む溶
    媒であることを特徴とする請求項3記載のアシル基を有
    するヘキサアザイソウルチタンの製造方法。
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