JP4172200B2

JP4172200B2 - Ether compound and process for producing the same

Info

Publication number: JP4172200B2
Application number: JP2002123575A
Authority: JP
Inventors: 泰顕六鹿; 利之秋池
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2022-04-25
Also published as: JP2003321490A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はステロイド骨格とジアミノベンゼン骨格とを有するエーテル化合物と、その製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ジアミノベンゼン化合物はポリイミド、ポリアミック酸、ポリアミドなどの原料モノマーとして用いられる。これらポリマーは様々な用途に用いられており、例えばポリイミドはその特徴である高耐熱性、高機械強度、高耐溶剤性のために電気・電子分野における保護材料、絶縁材料、液晶配向膜などに広く用いられている。これらの中で液晶配向膜は液晶の配向性やプレチルト角をコントロールし、これを用いて作られる液晶表示素子の画像特性に大きな作用を与えるものであり、表面特性が極めて重要な役割を担うことが知られている。例えば特開平９−２４１６４６号公報にはステロイド骨格をポリマー中に導入することにより容易にプレチルト角をコントロールできることが報告されている。一方、液晶配向膜には高い耐熱性も要求されることから十分大きな分子量を持たなければならない。用いるモノマーの純度は得られるポリマーの分子量に大きな影響を与え、高純度であることが望ましい。
【０００３】
しかしながら有機合成反応において、嵩高い骨格を導入する場合に、反応を効率よく進行させ生成物を高純度で得ることは一般に困難であり、ステロイド骨格もこの例に漏れない。
【０００４】
特にステロイド骨格とジアミノベンゼンにより構成されるエーテル化合物においては従来の製造法では純度が非常に低いという問題があり、高い分子量のポリマーを得にくいといった問題があった。また改良方法として例えばナトリウムや水素化ナトリウムのような水素化アルカリ金属、アルキルリチウムなどを用いたエーテル合成反応を用いることもできるが、これらは湿気と反応・発火するために用いることが容易ではなく、従ってこれらに替わる簡便な合成方法の開発が待たれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はステロイド骨格とジアミノベンゼン骨格を有するエーテル化合物と、その製造法を提供することにある。
【０００６】
本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第１に、下記式（Ｉ）で表されるエーテル化合物により達成される。
【０００８】
【化５】

【０００９】
本発明の上記目的および利点は、第２に、下記式（ＩＩ）
Ｒ−ＯＨ・・・（ＩＩ）
ここでＲはステロイド骨格を有する１価の基である、
で表されるアルコールと下記式（ＩＩＩ）
【００１０】
【化６】

【００１１】
ここでＸはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素から選ばれるハロゲン原子である。
で表されるジニトロハロベンゼン化合物とを反応せしめ、次いで得られた生成物を還元して下記式（Ｉ）
【００１２】
【化７】

【００１３】
ここでＲはステロイド骨格を有する１価の基である、
で表されるエーテル化合物を生成せしめることを特徴とする、エーテル化合物の製造方法により達成される。
【００１４】
本発明の製造法によれば、ステロイド骨格とジアミノベンゼンにより構成されるエーテル化合物を有利に製造することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１６】
本発明のエーテル化合物は、上記式（Ｉ）で表され、ステロイド骨格とジアミノベンゼン骨格を有している。上記式（Ｉ）中、Ｒはステロイド骨格を有する１価の基である。具体的には、コレステリル基、コレスタリル基（ジヒドロコレステリル基）が好ましい。本発明のエーテル化合物の好ましい具体例としては、下記式（Ｉ−１）、（Ｉ−２）で表される化合物が挙げられる。
【００１７】
【化８】

【００１８】
本発明のエーテル化合物は、▲１▼下記反応式（１）で表されるように、上記式（ＩＩ）で表されるアルコールと上記式（ＩＩＩ）で表されるジニトロハロベンゼン化合物とを、好ましくは、例えば下記式（ＩＶ）で表される強塩基化合物を触媒として用いて、反応せしめ、▲２▼下記反応式（２）で表されるように、▲１▼で得られた生成物を還元することにより、高純度で得ることができる。
【００１９】
【化９】

【００２０】
ここで用いられるアルコールは上記式（ＩＩ）で表され、Ｒはステロイド骨格を有する１価の基である。具体的には、コレステリル基、コレスタリル基（ジヒドロコレステリル基）が好ましく、例えば、下記式（ＩＩ−１）、（ＩＩ−２）で表される化合物が挙げられる。
【００２１】
【化１０】

【００２２】
アルコールの使用量は、用いるジニトロハロベンゼンに対して、好ましくは８０〜２００モル％、より好ましくは１００〜１５０モル％である。
【００２３】
ジニトロハロベンゼンは上記式（ＩＩＩ）で表され、Ｘはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素から選ばれるハロゲン原子である。具体的にはジニトロフルオロベンゼン、クロロジニトロベンゼン、ブロモジニトロベンゼン、ジニトロヨードベンゼンが挙げられる。これらの中ではジニトロフルオロベンゼン、クロロジニトロベンゼンが好ましい。
【００２４】
また強塩基化合物としては、例えば下記式（ＩＶ）
Ｒ’−ＯＭ・・・（ＩＶ）
ここでＲ’は炭素数１〜１０のアルキル基またはフェニル基であり、直鎖でも分岐していてもよく、Ｍはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムから選ばれるアルカリ金属である、
で表される化合物が好ましく用いられる。
【００２５】
式（ＩＶ）で表される化合物としては、例えばリチウムメトキシド、リチウムエトキシド、リチウムプロポキシド、リチウムイソプロポキシド、リチウムｎ−ブトキソド、リチウムｔ−ブトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムイソプロポキシド、ナトリウムｎ−ブトキソド、ナトリウムｔ−ブトキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムプロポキシド、カリウムイソプロポキシド、カリウムｎ−ブトキソド、カリウムｔ−ブトキシドなどが挙げられる。これらのうちナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムイソプロポキシド、ナトリウムｎ−ブトキソド、ナトリウムｔ−ブトキシド、カリウムメトキシドが好ましい。
【００２６】
その使用量は、用いるジニトロハロベンゼンに対して、好ましくは８０〜１３０モル％、より好ましくは８０〜１００モル％である。
【００２７】
この置換反応は適宜の溶剤中において行うことができる。
【００２８】
溶剤としては、例えばヘキサン、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシドなどを挙げることができる。
【００２９】
また、反応が不均一反応の場合には相関移動触媒を共存させることで効率良く反応を進行させることができる。
【００３０】
相関移動触媒の具体例としてはテトラブチルアンモニウムフルオライド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムヨード等が挙げられる。
その添加量は用いるアルコールに対して、好ましくは１〜５０重量％、より好ましくは５〜３０重量％である。
【００３１】
この反応は、好ましくは−１５〜１５０℃、より好ましくは０〜４０℃の温度で行われる。反応時間は好ましくは、１時間〜５日間である。
【００３２】
反応式（２）はジニトロ化合物を用いて還元反応により目的物を得る反応であり、かかる反応としては、例えばヒドラジン一水和物と触媒を用いる反応、水素ガスと触媒を用いる反応、鉄や亜鉛と塩酸を用いた反応などが挙げられる。
また水素化アルミニウムリチウム、水素化ホウ素ナトリウムなども目的物を得ることができるが、これらは大気中で発火するために工業的には好ましくない。
これら反応の中ではヒドラジン一水和物と触媒を用いる反応、水素ガスと触媒を用いる反応が高純度で目的物が得られるために好ましい。用いることのできる触媒はＰｄ−Ｃ、ラネーＮｉ、白金などが挙げられる。その添加量はジニトロ化合物の好ましくは１〜７０重量％である。
【００３３】
また、この反応は溶媒中で反応を行うことができる。溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどを用いることができる。反応温度は好ましくは−１５〜１３０℃であり、反応時間は好ましくは３時間〜２日間である。
【００３４】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３５】
実施例１
シリカゲル乾燥管を付けた容量３リットルの三口フラスコにコレステロール１３３ｇ、テトラブチルアンモニウムブロミド１０ｇ、脱水テトラヒドロフラン９００ｍｌを加えて攪拌の後、カリウムｔ−ブトキシド３５．８ｇを添加し、室温で攪拌した（反応液１）。その後、ジニトロクロロベンゼン６３．０ｇに脱水テトラヒドロフラン３００ｍｌ用いて作成した溶液を氷冷した反応液１に添加し、室温で３日攪拌した。
【００３６】
反応液に水５Ｌ加えて攪拌し、析出した粉末を吸引濾過し、塩化カルシウム上で減圧乾燥した。
【００３７】
これをイソプロパノールで再結晶することによりジニトロ化合物９５ｇを純度良く得た。
【００３８】
このジニトロ化合物９５ｇと５０％含水した１％Ｐｄ−Ｃ４７５ｇ、９９％エタノール１，７００ｍｌを５００ｍｌフラスコに入れ、加熱しながら、ヒドラジン一水和物６４．６ｇを滴下し、加熱還流を行った。反応液を熱いまま濾過し濾液を放冷すると白色結晶が析出した。これを濾別し減圧乾燥することで、１−コレステリロキシ−２，４−ジアミノベンゼン（式（Ｉ−１）の化合物）４９．４ｇを収率良く得た（収率３２％）。
この生成物を高速液体クロマトグラフで分析したところ、純度は９９％以上であった。得られたエーテル化合物の¹Ｈ−ＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ₃、９０ＭＨｚ、以下同じ）を図１に示す。スペクトルにおける各ピークの帰属は下記のとおりである。
δ＝６．６４（ｄ，１Ｈ）、６．１２（１Ｈ）、６．０２（ｄｄ，１Ｈ）、５．３５（１Ｈ）、３．８５（ｍ，１Ｈ）、２．９０−３．３０（ｂｒ，４Ｈ）、２．３３−２．５１（ｍ，１Ｈ）、０．６８−２．０３（ｍ，４１Ｈ）
【００３９】
実施例２
実施例１において、コレステロールの代わりにジヒドロコレステロール１３４ｇ用いた以外は同様に行い、１−コレスタリロキシ−２，４−ジアミノベンゼン（式（Ｉ−２）の化合物）５１．１ｇを収率良く得た（収率３３％）。この生成物を高速液体クロマトグラフで分析したところ、純度は９９％以上であった。得られたエーテル化合物の¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルを図２に示す。スペクトルにおける各ピークの帰属は下記のとおりである。
δ＝６．６５（ｄ，１Ｈ）、６．１１（ｄ，１Ｈ）、６．０２（ｄｄ，１Ｈ）、３．０−４．０（５Ｈ）、０．６５−２．００（ｍ，４６Ｈ）
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ステロイド骨格とジアミノベンゼンにより構成される新規のエーテル化合物を純度良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で得られたエーテル化合物のＮＭＲスペクトル図。
【図２】実施例２で得られたエーテル化合物のＮＭＲスペクトル図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ether compound having a steroid skeleton and a diaminobenzene skeleton, and a production method thereof.
[0002]
[Prior art]
The diaminobenzene compound is used as a raw material monomer for polyimide, polyamic acid, polyamide and the like. These polymers are used in various applications. For example, polyimide is used as a protective material, insulating material, liquid crystal alignment film, etc. in the electric and electronic fields because of its high heat resistance, high mechanical strength, and high solvent resistance. Widely used. Among these, the liquid crystal alignment film controls the orientation and pretilt angle of the liquid crystal, and has a great effect on the image characteristics of the liquid crystal display device made using this, and the surface characteristics play an extremely important role. It has been known. For example, JP-A-9-241646 reports that the pretilt angle can be easily controlled by introducing a steroid skeleton into the polymer. On the other hand, since the liquid crystal alignment film is also required to have high heat resistance, it must have a sufficiently large molecular weight. The purity of the monomer used greatly affects the molecular weight of the polymer obtained, and it is desirable that the purity be high.
[0003]
However, in the case of introducing a bulky skeleton in an organic synthesis reaction, it is generally difficult to obtain a product with high purity by efficiently proceeding with the reaction, and the steroid skeleton does not leak into this example.
[0004]
In particular, ether compounds composed of a steroid skeleton and diaminobenzene have a problem that the purity is very low in the conventional production method, and it is difficult to obtain a polymer having a high molecular weight. Further, as an improved method, for example, an ether synthesis reaction using an alkali metal hydride such as sodium or sodium hydride or an alkyl lithium can be used, but these are not easy to use for reacting and igniting with moisture. Therefore, development of a simple synthesis method to replace these has been awaited.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an ether compound having a steroid skeleton and a diaminobenzene skeleton, and a method for producing the ether compound.
[0006]
Still other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are first achieved by an ether compound represented by the following formula (I).
[0008]
[Chemical formula 5]

[0009]
Secondly, the above objects and advantages of the present invention are as follows.
R-OH (II)
Where R is a monovalent group having a steroid skeleton,
And an alcohol represented by the following formula (III)
[0010]
[Chemical 6]

[0011]
Here, X is a halogen atom selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine.
Is reacted with a dinitrohalobenzene compound represented by the following formula, and the resulting product is reduced to give the following formula (I)
[0012]
[Chemical 7]

[0013]
Where R is a monovalent group having a steroid skeleton,
It is achieved by a method for producing an ether compound, characterized in that an ether compound represented by the formula:
[0014]
According to the production method of the present invention, an ether compound composed of a steroid skeleton and diaminobenzene can be advantageously produced.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0016]
The ether compound of the present invention is represented by the above formula (I) and has a steroid skeleton and a diaminobenzene skeleton. In the above formula (I), R is a monovalent group having a steroid skeleton. Specifically, a cholesteryl group and a cholesteryl group (dihydrocholesteryl group) are preferable. Preferable specific examples of the ether compound of the present invention include compounds represented by the following formulas (I-1) and (I-2).
[0017]
[Chemical 8]

[0018]
The ether compound of the present invention comprises (1) an alcohol represented by the above formula (II) and a dinitrohalobenzene compound represented by the above formula (III), as represented by the following reaction formula (1): Preferably, the reaction is carried out using, for example, a strong base compound represented by the following formula (IV) as a catalyst, and (2) the product obtained in (1) as represented by the following reaction formula (2). Can be obtained with high purity.
[0019]
[Chemical 9]

[0020]
The alcohol used here is represented by the above formula (II), and R is a monovalent group having a steroid skeleton. Specifically, a cholesteryl group and a cholesteryl group (dihydrocholesteryl group) are preferable, and examples include compounds represented by the following formulas (II-1) and (II-2).
[0021]
Embedded image

[0022]
The amount of alcohol used is preferably 80 to 200 mol%, more preferably 100 to 150 mol%, based on the dinitrohalobenzene used.
[0023]
Dinitrohalobenzene is represented by the above formula (III), and X is a halogen atom selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine. Specific examples include dinitrofluorobenzene, chlorodinitrobenzene, bromodinitrobenzene, and dinitroiodobenzene. Of these, dinitrofluorobenzene and chlorodinitrobenzene are preferred.
[0024]
Further, as the strong base compound, for example, the following formula (IV)
R'-OM (IV)
Here, R ′ is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a phenyl group, which may be linear or branched, and M is an alkali metal selected from lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, and francium.
Is preferably used.
[0025]
Examples of the compound represented by the formula (IV) include lithium methoxide, lithium ethoxide, lithium propoxide, lithium isopropoxide, lithium n-butoxide, lithium t-butoxide, sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium isopropoxide, sodium. Examples include n-butoxide, sodium t-butoxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, potassium propoxide, potassium isopropoxide, potassium n-butoxide, potassium t-butoxide and the like. Of these, sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium isopropoxide, sodium n-butoxide, sodium t-butoxide and potassium methoxide are preferred.
[0026]
The amount of use is preferably 80 to 130 mol%, more preferably 80 to 100 mol%, based on the dinitrohalobenzene used.
[0027]
This substitution reaction can be performed in an appropriate solvent.
[0028]
Examples of the solvent include hexane, toluene, diethyl ether, tetrahydrofuran, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide and the like.
[0029]
In addition, when the reaction is a heterogeneous reaction, the reaction can efficiently proceed by coexisting a phase transfer catalyst.
[0030]
Specific examples of the phase transfer catalyst include tetrabutylammonium fluoride, tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylammonium iodide and the like.
The addition amount is preferably 1 to 50% by weight, more preferably 5 to 30% by weight, based on the alcohol used.
[0031]
This reaction is preferably performed at a temperature of -15 to 150 ° C, more preferably 0 to 40 ° C. The reaction time is preferably 1 hour to 5 days.
[0032]
Reaction formula (2) is a reaction for obtaining a target product by a reduction reaction using a dinitro compound. Examples of such a reaction include a reaction using hydrazine monohydrate and a catalyst, a reaction using hydrogen gas and a catalyst, iron and zinc. And a reaction using hydrochloric acid.
In addition, lithium aluminum hydride, sodium borohydride, and the like can also be obtained as objects, but these are not industrially preferable because they ignite in the atmosphere.
Among these reactions, a reaction using hydrazine monohydrate and a catalyst and a reaction using hydrogen gas and a catalyst are preferable because the target product can be obtained with high purity. Examples of the catalyst that can be used include Pd-C, Raney Ni, and platinum. The amount added is preferably 1 to 70% by weight of the dinitro compound.
[0033]
Moreover, this reaction can be performed in a solvent. As the solvent, for example, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, or the like can be used. The reaction temperature is preferably −15 to 130 ° C., and the reaction time is preferably 3 hours to 2 days.
[0034]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
[0035]
Example 1
After adding 133 g of cholesterol, 10 g of tetrabutylammonium bromide, and 900 ml of dehydrated tetrahydrofuran to a 3 liter three-necked flask equipped with a silica gel drying tube and stirring, 35.8 g of potassium t-butoxide was added and stirred at room temperature (reaction solution) 1). Thereafter, a solution prepared by using 300 ml of dehydrated tetrahydrofuran in 63.0 g of dinitrochlorobenzene was added to the reaction solution 1 cooled with ice and stirred at room temperature for 3 days.
[0036]
5 L of water was added to the reaction solution and stirred, and the precipitated powder was filtered by suction and dried over calcium chloride under reduced pressure.
[0037]
This was recrystallized from isopropanol to obtain 95 g of a dinitro compound with high purity.
[0038]
95 g of this dinitro compound, 475 g of 1% Pd-C containing 50% water, and 1,700 ml of 99% ethanol were placed in a 500 ml flask, and 64.6 g of hydrazine monohydrate was added dropwise while heating, followed by heating under reflux. The reaction solution was filtered while hot, and the filtrate was allowed to cool to precipitate white crystals. This was filtered off and dried under reduced pressure to obtain 49.4 g of 1-cholesteryloxy-2,4-diaminobenzene (compound of formula (I-1)) in a good yield (yield 32%).
When this product was analyzed by a high performance liquid chromatograph, the purity was 99% or more. The ¹ H-NMR spectrum (solvent: CDCl ₃ , 90 MHz, the same applies hereinafter) of the obtained ether compound is shown in FIG. The attribution of each peak in the spectrum is as follows.
δ = 6.64 (d, 1H), 6.12 (1H), 6.02 (dd, 1H), 5.35 (1H), 3.85 (m, 1H), 2.90-3.30 (Br, 4H), 2.33-2.51 (m, 1H), 0.68-2.03 (m, 41H)
[0039]
Example 2
In Example 1, it carried out similarly except having used 134 g of dihydrocholesterol instead of cholesterol, and obtained 51.1 g of 1-cholesteryloxy-2,4-diaminobenzene (compound of formula (I-2)) with a good yield ( Yield 33%). When this product was analyzed by a high performance liquid chromatograph, the purity was 99% or more. FIG. 2 shows the ¹ H-NMR spectrum of the obtained ether compound. The attribution of each peak in the spectrum is as follows.
δ = 6.65 (d, 1H), 6.11 (d, 1H), 6.02 (dd, 1H), 3.0-4.0 (5H), 0.65-2.00 (m, 46H)
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a novel ether compound composed of a steroid skeleton and diaminobenzene can be produced with high purity.
[Brief description of the drawings]
1 is an NMR spectrum diagram of the ether compound obtained in Example 1. FIG.
2 is an NMR spectrum diagram of the ether compound obtained in Example 2. FIG.

Claims

An ether compound represented by the following formula (I).

Here, R is a monovalent group having a steroid skeleton.

The ether compound according to claim 1, which is represented by the following formula (I-1) or the following formula (I-2).

The following formula (II)
R-OH (II)
Where R is a monovalent group having a steroid skeleton,
And an alcohol represented by the following formula (III)

Here, X is a halogen atom selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine.
Is reacted with a dinitrohalobenzene compound represented by the formula:

Where R is a monovalent group having a steroid skeleton,
A method for producing an ether compound, characterized in that an ether compound represented by the formula:

The method according to claim 3, wherein the alcohol and the dinitrohalobenzene compound are reacted using a compound represented by the following formula (IV) as a catalyst.
R'-OM (IV)
Here, R ′ is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a phenyl group, which may be linear or branched, and M is an alkali metal selected from lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, and francium.