JP7764055B2 - Method for producing nucleophilic reaction products and reactant for producing nucleophilic reaction products - Google Patents
Method for producing nucleophilic reaction products and reactant for producing nucleophilic reaction productsInfo
- Publication number
- JP7764055B2 JP7764055B2 JP2023503842A JP2023503842A JP7764055B2 JP 7764055 B2 JP7764055 B2 JP 7764055B2 JP 2023503842 A JP2023503842 A JP 2023503842A JP 2023503842 A JP2023503842 A JP 2023503842A JP 7764055 B2 JP7764055 B2 JP 7764055B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction product
- nucleophilic reaction
- producing
- nucleophilic
- compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C201/00—Preparation of esters of nitric or nitrous acid or of compounds containing nitro or nitroso groups bound to a carbon skeleton
- C07C201/06—Preparation of nitro compounds
- C07C201/12—Preparation of nitro compounds by reactions not involving the formation of nitro groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C205/00—Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton
- C07C205/39—Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by esterified hydroxy groups
- C07C205/42—Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by esterified hydroxy groups having nitro groups or esterified hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
- C07C205/43—Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by esterified hydroxy groups having nitro groups or esterified hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton to carbon atoms of the same non-condensed six-membered aromatic ring or to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of the same condensed ring system
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C68/00—Preparation of esters of carbonic or haloformic acids
- C07C68/02—Preparation of esters of carbonic or haloformic acids from phosgene or haloformates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
- C07C69/96—Esters of carbonic or haloformic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07D209/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom condensed with one carbocyclic ring
- C07D209/04—Indoles; Hydrogenated indoles
- C07D209/08—Indoles; Hydrogenated indoles with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, directly attached to carbon atoms of the hetero ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D215/00—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems
- C07D215/02—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen atoms or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
- C07D215/04—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen atoms or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, directly attached to the ring carbon atoms
- C07D215/06—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen atoms or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, directly attached to the ring carbon atoms having only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, attached to the ring nitrogen atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D217/00—Heterocyclic compounds containing isoquinoline or hydrogenated isoquinoline ring systems
- C07D217/02—Heterocyclic compounds containing isoquinoline or hydrogenated isoquinoline ring systems with only hydrogen atoms or radicals containing only carbon and hydrogen atoms, directly attached to carbon atoms of the nitrogen-containing ring; Alkylene-bis-isoquinolines
- C07D217/06—Heterocyclic compounds containing isoquinoline or hydrogenated isoquinoline ring systems with only hydrogen atoms or radicals containing only carbon and hydrogen atoms, directly attached to carbon atoms of the nitrogen-containing ring; Alkylene-bis-isoquinolines with the ring nitrogen atom acylated by carboxylic or carbonic acids, or with sulfur or nitrogen analogues thereof, e.g. carbamates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D295/00—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms
- C07D295/04—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms
- C07D295/10—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by doubly bound oxygen or sulphur atoms
- C07D295/104—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by doubly bound oxygen or sulphur atoms with the ring nitrogen atoms and the doubly bound oxygen or sulfur atoms attached to the same carbon chain, which is not interrupted by carbocyclic rings
- C07D295/108—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by doubly bound oxygen or sulphur atoms with the ring nitrogen atoms and the doubly bound oxygen or sulfur atoms attached to the same carbon chain, which is not interrupted by carbocyclic rings to an acyclic saturated chain
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D317/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
- C07D317/08—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3
- C07D317/10—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings
- C07D317/12—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, directly attached to ring carbon atoms
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
本発明は、求核反応生成物の製造方法及び求核反応生成物製造用反応剤に関する。 The present invention relates to a method for producing a nucleophilic reaction product and a reactant for producing a nucleophilic reaction product.
ハロゲン化カルボニル化合物は、有機合成においてきわめて重要な反応原料であり、様々な分野で利用されている。例えば、ハロゲン化カルボニル化合物の一種であるホスゲンは、ポリカーボネート等の合成に用いられる(特許文献1等)。Carbonyl halide compounds are extremely important reaction raw materials in organic synthesis and are used in a variety of fields. For example, phosgene, a type of carbonyl halide compound, is used in the synthesis of polycarbonates and other compounds (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、ホスゲン等のハロゲン化カルボニル化合物は、不安定な物質であるため、安全性等の観点から取り扱いに注意を要する。そこで、(a)クロロホルム又はテトラクロロエタンに酸素存在下で光照射してホスゲンを含有する混合物を得る工程、及び(b)分子内に2つ以上のアミノ基を持つ第一級アミン、又はアルコールを、ホスゲンを一旦単離することなく、前記混合物と反応させる工程を有することを特徴とするポリ尿素類又は炭酸エステル誘導体の製造方法が提案されている(特許文献2)。However, carbonyl halide compounds such as phosgene are unstable substances and require careful handling from the perspective of safety, etc. Therefore, a method for producing polyureas or carbonate derivatives has been proposed, which comprises the steps of (a) irradiating chloroform or tetrachloroethane with light in the presence of oxygen to obtain a mixture containing phosgene, and (b) reacting the mixture with a primary amine or alcohol having two or more amino groups in the molecule without isolating the phosgene (Patent Document 2).
特許文献2のポリ尿素類又は炭酸エステル誘導体の製造方法によれば、取扱いに注意を有するホスゲンを単離することなく反応に用いることができるという利点がある。しかし、クロロホルム及びテトラクロロエタンは、反応性が低いため、これらを原料としてホスゲンを得るためには強いエネルギーが必要であり、強力な反応条件を要する。 The method for producing polyureas or carbonate derivatives described in Patent Document 2 has the advantage that phosgene, which requires careful handling, can be used in the reaction without isolating it. However, because chloroform and tetrachloroethane have low reactivity, obtaining phosgene from these raw materials requires a high level of energy and strong reaction conditions.
そこで、本発明は、ハロゲン化カルボニル化合物を単離することなく反応に用いることができて、かつ、温和な反応条件でも行うことができる求核反応生成物の製造方法及び求核反応生成物製造用反応剤を提供することを目的とする。 The present invention therefore aims to provide a method for producing nucleophilic reaction products and a reactant for producing nucleophilic reaction products, which can be used in reactions without isolating the carbonyl halide compound and can be carried out under mild reaction conditions.
前記目的を達成するために、本発明の求核反応生成物の製造方法は、
ハロゲン酸化物ラジカルとハロゲン化炭化水素とを反応させてハロゲン化カルボニル化合物を発生させるハロゲン化カルボニル化合物発生工程と、
前記ハロゲン化カルボニル化合物を単離することなく求核剤と反応させ、前記ハロゲン化カルボニル化合物と前記求核剤との求核反応生成物を製造する求核反応生成物製造工程と、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention comprises the steps of:
a halogenated carbonyl compound generating step of reacting a halogen oxide radical with a halogenated hydrocarbon to generate a halogenated carbonyl compound;
and a nucleophilic reaction product production step in which the carbonyl halide compound is reacted with a nucleophilic agent without isolation to produce a nucleophilic reaction product of the carbonyl halide compound and the nucleophilic agent.
本発明の第1の求核反応生成物製造用反応剤は、
ハロゲン酸化物ラジカル又はハロゲン酸化物ラジカル発生剤を含み、
前記ハロゲン酸化物ラジカルとハロゲン化炭化水素とを反応させてハロゲン化カルボニル化合物を発生させ、前記本発明の求核反応生成物の製造方法に使用されることを特徴とする。
The first reactant for producing a nucleophilic reaction product of the present invention is
containing a halogen oxide radical or a halogen oxide radical generator,
The halogen oxide radical is reacted with a halogenated hydrocarbon to generate a halogenated carbonyl compound, which is used in the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention.
本発明の第2の求核反応生成物製造用反応剤は、
ハロゲン化炭化水素を含み、
前記ハロゲン化炭化水素とハロゲン酸化物ラジカルとを反応させてハロゲン化カルボニル化合物を発生させ、前記本発明の求核反応生成物の製造方法に使用されることを特徴とする。
The second reactant for producing a nucleophilic reaction product of the present invention is
Contains halogenated hydrocarbons,
The halogenated hydrocarbon is reacted with a halogen oxide radical to generate a halogenated carbonyl compound, which is used in the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention.
本発明の第3の求核反応生成物製造用反応剤は、
求核剤を含み、
前記求核剤と、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程により発生した前記ハロゲン化カルボニル化合物とを反応させて前記本発明の求核反応生成物の製造方法に使用されることを特徴とする。
The third reactant for producing a nucleophilic reaction product of the present invention is
containing a nucleophile,
The method is characterized in that the nucleophilic agent is reacted with the carbonyl halide compound generated in the carbonyl halide compound generating step and used in the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention.
本発明によれば、ハロゲン化カルボニル化合物を単離することなく反応に用いることができて、かつ、温和な反応条件でも行うことができる求核反応生成物の製造方法及び求核反応生成物製造用反応剤を提供することができる。 The present invention provides a method for producing a nucleophilic reaction product and a reactant for producing a nucleophilic reaction product, which allows a carbonyl halide compound to be used in a reaction without isolation and can be carried out under mild reaction conditions.
以下、本発明について、例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、本発明は、以下の説明により限定されない。 The present invention will be explained in more detail below using examples. However, the present invention is not limited to the following explanation.
なお、以下において、前記本発明の第1の求核反応生成物製造用反応剤、前記本発明の第2の求核反応生成物製造用反応剤、及び前記本発明の第3の求核反応生成物製造用反応剤を、まとめて「本発明の求核反応生成物製造用反応剤」ということがある。 In the following, the first reactant for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, the second reactant for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, and the third reactant for producing a nucleophilic reaction product of the present invention may be collectively referred to as the "reactants for producing a nucleophilic reaction product of the present invention."
本発明の求核反応生成物の製造方法は、例えば、前記ハロゲン化カルボニル発生工程において、前記ハロゲン酸化物ラジカルに光照射して活性化させてもよい。 In the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, for example, in the carbonyl halide generation step, the halogen oxide radical may be activated by irradiating it with light.
本発明の求核反応生成物の製造方法は、例えば、前記ハロゲン化カルボニル発生工程において、前記光照射による活性化で前記ハロゲン酸化物ラジカルからハロゲンラジカルと一重項酸素とを生成させ、さらに、前記一重項酸素と前記ハロゲン化炭化水素とを反応させて前記ハロゲン化カルボニル化合物を発生させてもよい。 The method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention may, for example, in the carbonyl halide generation step, generate a halogen radical and singlet oxygen from the halogen oxide radical by activation through light irradiation, and further react the singlet oxygen with the halogenated hydrocarbon to generate the carbonyl halide compound.
本発明の求核反応生成物の製造方法は、例えば、前記光照射における照射光が、可視光であってもよい。 In the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, for example, the irradiation light in the light irradiation may be visible light.
本発明の求核反応生成物の製造方法は、例えば、前記ハロゲン酸化物ラジカルが、二酸化塩素ラジカルであってもよい。 In the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, for example, the halogen oxide radical may be a chlorine dioxide radical.
本発明の求核反応生成物の製造方法は、例えば、前記ハロゲン化カルボニル化合物が、ホスゲンであってもよい。 In the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, for example, the carbonyl halide compound may be phosgene.
本発明の求核反応生成物の製造方法は、例えば、前記求核反応生成物が、前記求核剤のカルボニル化物であってもよい。 In the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, for example, the nucleophilic reaction product may be a carbonylation product of the nucleophile.
本発明の求核反応生成物の製造方法は、例えば、前記求核剤が、アミン、カルボン酸、アンモニア、アルコール、フェノール、ポリオール、ポリフェノール、ポリアミン、ホルムアミド、尿素、尿素誘導体、カルボン酸アミド、芳香族化合物、α-アミノ酸、及びチオールからなる群から選択される少なくとも一つであってもよい。 In the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, for example, the nucleophile may be at least one selected from the group consisting of amines, carboxylic acids, ammonia, alcohols, phenols, polyols, polyphenols, polyamines, formamide, urea, urea derivatives, carboxylic acid amides, aromatic compounds, α-amino acids, and thiols.
本発明の求核反応生成物の製造方法は、例えば、前記求核反応生成物が、アミド、ハロゲン化アミド、酸ハロゲン化物、エステル、カーボネート、ポリカーボネート、ポリウレタン、イソシアネート、尿素、尿素誘導体、ポリ尿素、ハロゲン化ギ酸エステル、カルバメート、イソシアニド、カルボジイミド、シアニド、芳香族アルデヒド、α-アミノ酸N-カルボン酸無水物(NCA)、及びチオカーボネートからなる群から選択される少なくとも一つであってもよい。 In the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, for example, the nucleophilic reaction product may be at least one selected from the group consisting of amides, halogenated amides, acid halides, esters, carbonates, polycarbonates, polyurethanes, isocyanates, ureas, urea derivatives, polyureas, halogenated formate esters, carbamates, isocyanides, carbodiimides, cyanides, aromatic aldehydes, α-amino acid N-carboxylic anhydrides (NCAs), and thiocarbonates.
本発明において、「ハロゲン」は、特に限定されないが、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素が挙げられる。 In the present invention, "halogen" is not particularly limited, but examples include fluorine, chlorine, bromine, and iodine.
本発明において、「ハロゲン化炭化水素」は、例えば、炭化水素における水素原子の全部又は一部がハロゲン原子で置換された化合物であってもよい。 In the present invention, a "halogenated hydrocarbon" may be, for example, a compound in which all or some of the hydrogen atoms in a hydrocarbon have been replaced with halogen atoms.
本発明において、鎖状化合物(例えば、アルカン、不飽和脂肪族炭化水素等)または鎖状化合物から誘導される鎖状置換基(例えば、アルキル基、アルキレン基、不飽和脂肪族炭化水素基等の炭化水素基)は、例えば、直鎖状でも分枝状でもよく、その炭素数は、特に限定されず、例えば、1~40、1~32、1~24、1~18、1~12、1~6、または1~2でもよく、不飽和炭化水素基の場合、炭素数は、例えば、2~40、2~32、2~24、2~18、2~12、2~6でもよい。本発明において、環状の化合物(例えば、環状飽和炭化水素、非芳香族環状不飽和炭化水素、芳香族炭化水素、ヘテロ芳香族化合物等)または環状の化合物から誘導される環状の基(例えば、環状飽和炭化水素基、非芳香族環状不飽和炭化水素基、アリール基、アリーレン基、ヘテロアリール基、ヘテロアリーレン基等)の環員数(環を構成する原子の数)は、特に限定されず、例えば、5~32、5~24、6~18、6~12、または6~10でもよい。また、置換基等に異性体が存在する場合、例えば、異性体の種類は、特に制限されず、具体例として、単に「ナフチル基」という場合は、例えば、1-ナフチル基でも2-ナフチル基でもよい。In the present invention, chain compounds (e.g., alkanes, unsaturated aliphatic hydrocarbons, etc.) or chain substituents derived from chain compounds (e.g., hydrocarbon groups such as alkyl groups, alkylene groups, and unsaturated aliphatic hydrocarbon groups) may be, for example, linear or branched, and the number of carbon atoms therein is not particularly limited and may be, for example, 1 to 40, 1 to 32, 1 to 24, 1 to 18, 1 to 12, 1 to 6, or 1 to 2. In the case of unsaturated hydrocarbon groups, the number of carbon atoms therein may be, for example, 2 to 40, 2 to 32, 2 to 24, 2 to 18, 2 to 12, or 2 to 6. In the present invention, the number of ring members (the number of atoms constituting the ring) of a cyclic compound (e.g., a cyclic saturated hydrocarbon, a non-aromatic cyclic unsaturated hydrocarbon, an aromatic hydrocarbon, a heteroaromatic compound, etc.) or a cyclic group derived from a cyclic compound (e.g., a cyclic saturated hydrocarbon group, a non-aromatic cyclic unsaturated hydrocarbon group, an aryl group, an arylene group, a heteroaryl group, a heteroarylene group, etc.) is not particularly limited, and may be, for example, 5 to 32, 5 to 24, 6 to 18, 6 to 12, or 6 to 10. Furthermore, when isomers exist in a substituent or the like, for example, the type of isomer is not particularly limited, and as a specific example, when simply referring to a "naphthyl group," it may be, for example, a 1-naphthyl group or a 2-naphthyl group.
また、本発明において、塩とは、特に制限されず、例えば、酸付加塩でも、塩基付加塩でもよい。前記酸付加塩を形成する酸は、例えば、無機酸でも有機酸でもよく、前記塩基付加塩を形成する塩基は、例えば、無機塩基でも有機塩基でもよい。前記無機酸は、特に限定されず、例えば、硫酸、リン酸、フッ化水素酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、次亜フッ素酸、次亜塩素酸、次亜臭素酸、次亜ヨウ素酸、亜フッ素酸、亜塩素酸、亜臭素酸、亜ヨウ素酸、フッ素酸、塩素酸、臭素酸、ヨウ素酸、過フッ素酸、過塩素酸、過臭素酸、及び過ヨウ素酸等があげられる。前記有機酸は、特に限定されず、例えば、p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、シュウ酸、p-ブロモベンゼンスルホン酸、炭酸、コハク酸、クエン酸、安息香酸及び酢酸等があげられる。前記無機塩基は、特に限定されず、例えば、水酸化アンモニウム、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、炭酸塩及び炭酸水素塩等があげられ、より具体的には、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、水酸化カルシウム及び炭酸カルシウム等があげられる。前記有機塩基は、特に限定されず、例えば、エタノールアミン、トリエチルアミン及びトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン等があげられる。In the present invention, the salt is not particularly limited and may be, for example, an acid addition salt or a base addition salt. The acid that forms the acid addition salt may be, for example, an inorganic acid or an organic acid, and the base that forms the base addition salt may be, for example, an inorganic base or an organic base. The inorganic acid is not particularly limited and examples thereof include sulfuric acid, phosphoric acid, hydrofluoric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, hypofluorite acid, hypochlorous acid, hypobromous acid, hypoiodous acid, fluorite acid, chlorous acid, bromous acid, iodous acid, fluoric acid, chloric acid, bromic acid, iodic acid, perfluoric acid, perchloric acid, perbromic acid, and periodic acid. The organic acid is not particularly limited and examples thereof include p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, oxalic acid, p-bromobenzenesulfonic acid, carbonic acid, succinic acid, citric acid, benzoic acid, and acetic acid. The inorganic base is not particularly limited, and examples thereof include ammonium hydroxide, alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, carbonates, and hydrogen carbonates, and more specific examples thereof include sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium carbonate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, calcium hydroxide, and calcium carbonate. The organic base is not particularly limited, and examples thereof include ethanolamine, triethylamine, and tris(hydroxymethyl)aminomethane.
以下、本発明の実施形態について、例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されない。 The following provides a more detailed explanation of embodiments of the present invention, using examples. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
[1.求核反応生成物の製造方法]
本発明の求核反応生成物の製造方法は、前述のとおり、ハロゲン酸化物ラジカルとハロゲン化炭化水素とを反応させてハロゲン化カルボニル化合物を発生させるハロゲン化カルボニル化合物発生工程と、前記ハロゲン化カルボニル化合物を単離することなく求核剤と反応させ、前記ハロゲン化カルボニル化合物と前記求核剤との求核反応生成物を製造する求核反応生成物製造工程と、を有することを特徴とする。以下、本発明の求核反応生成物の製造方法について、例を挙げてさらに具体的に説明する。
[1. Method for producing nucleophilic reaction products]
As described above, the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention is characterized by comprising a carbonyl halide compound generation step of reacting a halogen oxide radical with a halogenated hydrocarbon to generate a carbonyl halide compound, and a nucleophilic reaction product production step of reacting the carbonyl halide compound with a nucleophile without isolating it to produce a nucleophilic reaction product of the carbonyl halide compound and the nucleophile. The method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention will be described in more detail below with examples.
[1-1.ハロゲン化カルボニル化合物発生工程]
前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程においては、前述のとおり、ハロゲン酸化物ラジカルとハロゲン化炭化水素とを反応させてハロゲン化カルボニル化合物を発生させる。前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程は、例えば、前記求核反応生成物製造工程と異なる反応系中で行なってもよいし、前記求核反応生成物製造工程と同一の反応系中で行なってもよい。
[1-1. Carbonyl halide compound generation process]
In the halogenated carbonyl compound generating step, as described above, a halogen oxide radical is reacted with a halogenated hydrocarbon to generate a halogenated carbonyl compound. The halogenated carbonyl compound generating step may be carried out in a reaction system different from that in the nucleophilic reaction product producing step, or may be carried out in the same reaction system as that in the nucleophilic reaction product producing step.
[1-1-1.ハロゲン酸化物ラジカル]
前記ハロゲン酸化物ラジカルは、特に限定されないが、例えば、F2O・(二フッ化酸素ラジカル)、F2O2
・(二フッ化二酸素ラジカル)、ClO2
・(二酸化塩素ラジカル)、BrO2
・(二酸化臭素ラジカル)、I2O5
・(酸化ヨウ素(V))等のハロゲンの酸化物ラジカル等があげられる。前記ハロゲン酸化物ラジカルは、例えば、いずれか一種類でもよいし、二種類以上を併用してもよい。
[1-1-1. Halogen oxide radicals]
The halogen oxide radical is not particularly limited, and examples thereof include halogen oxide radicals such as F2O . (oxygen difluoride radical), F2O2 . (dioxygen difluoride radical ), ClO2. ( chlorine dioxide radical), BrO2 . (bromine dioxide radical), and I2O5 . (iodine(V) oxide). The halogen oxide radicals may be any one type, or two or more types may be used in combination.
前記ハロゲン酸化物ラジカルの入手方法は、特に限定されない。例えば、前記ハロゲン酸化物ラジカルの発生源(以下、「ラジカル発生源」又は単に「発生源」ということがある。)から前記ハロゲン酸化物ラジカルを発生させてもよい。本発明は、例えば、さらに、前記ラジカル発生源から前記ハロゲン酸化物ラジカルを発生させるハロゲン酸化物ラジカル発生工程を含んでもよい。前記ハロゲン酸化物ラジカル発生工程は、例えば、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程に先立ち、又は前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程と同時に行うことができる。また、前記ハロゲン酸化物ラジカル発生工程は、例えば、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程と異なる反応系中で行なってもよいし、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程と同一の反応系中で行なってもよい。The method for obtaining the halogen oxide radicals is not particularly limited. For example, the halogen oxide radicals may be generated from a source of the halogen oxide radicals (hereinafter sometimes referred to as the "radical source" or simply the "source"). The present invention may further include, for example, a halogen oxide radical generation step in which the halogen oxide radicals are generated from the radical source. The halogen oxide radical generation step may be carried out, for example, prior to the carbonyl halide compound generation step or simultaneously with the carbonyl halide compound generation step. Furthermore, the halogen oxide radical generation step may be carried out, for example, in a reaction system different from that of the carbonyl halide compound generation step, or may be carried out in the same reaction system as that of the carbonyl halide compound generation step.
前記ラジカル発生源は、特に制限されず、例えば、前記ハロゲン酸化物ラジカルの種類によって、適宜選択できる。前記ハロゲン酸化物ラジカルの発生源は、例えば、1種類でもよいし、複数種類を併用してもよい。The radical generation source is not particularly limited and can be selected appropriately depending on, for example, the type of halogen oxide radical. The halogen oxide radical generation source may be, for example, one type, or multiple types may be used in combination.
前記ラジカル発生源は、例えば、酸素とハロゲンとを含む化合物であり、具体例として、例えば、亜ハロゲン酸(HXO2)またはその塩があげられる。前記亜ハロゲン酸の塩は、特に限定されず、例えば、金属塩があげられ、前記金属塩は、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、希土類塩等があげられる。前記ハロゲン酸化物ラジカルの発生源は、例えば、酸素と、ハロゲンと、1族元素(例えば、H、Li、Na、K、Rb、及びCsからなる群から選択された少なくとも一つ)とを含む化合物でもよく、例えば、前記亜ハロゲン酸又はそのアルカリ金属塩である。前記ハロゲン酸化物ラジカルが前記二酸化塩素ラジカルの場合、その発生源は、特に限定されず、例えば、亜塩素酸(HClO2)またはその塩であり、具体的には、例えば、亜塩素酸ナトリウム(NaClO2)、亜塩素酸リチウム(LiClO2)、亜塩素酸カリウム(KClO2)、亜塩素酸マグネシウム(Mg(ClO2)2)、亜塩素酸カルシウム(Ca(ClO2)2)等である。中でも、コスト、取扱い易さ等の観点から、亜塩素酸ナトリウム(NaClO2)が好ましい。例えば、他のハロゲン酸化物ラジカルのラジカル発生源についても、同様の方法が採用できる。他のハロゲン酸化物ラジカルのラジカル発生源としては、例えば、亜臭素酸ナトリウム等の臭素酸塩類、亜要素酸ナトリウム等の亜ヨウ素酸塩類等があげられる。 The radical source is, for example, a compound containing oxygen and a halogen, and specific examples include, for example, a halous acid (HXO 2 ) or a salt thereof. The salt of the halous acid is not particularly limited, and examples thereof include metal salts, and examples of the metal salts include alkali metal salts, alkaline earth metal salts, and rare earth salts. The halogen oxide radical source may also be, for example, a compound containing oxygen, a halogen, and a Group 1 element (e.g., at least one selected from the group consisting of H, Li, Na, K, Rb, and Cs), and examples thereof include, for example, a halous acid or an alkali metal salt thereof. When the halogen oxide radical is the chlorine dioxide radical, its generating source is not particularly limited and may be, for example, chlorous acid (HClO 2 ) or a salt thereof, specifically, for example, sodium chlorite (NaClO 2 ), lithium chlorite (LiClO 2 ), potassium chlorite (KClO 2 ), magnesium chlorite (Mg(ClO 2 ) 2 ), calcium chlorite (Ca(ClO 2 ) 2 ), etc. Among these, sodium chlorite (NaClO 2 ) is preferred from the viewpoints of cost, ease of handling, etc. For example, the same method can be adopted for other halogen oxide radical generating sources. Examples of other halogen oxide radical generating sources include bromates such as sodium bromite, and iodates such as sodium iodite.
前記ハロゲン酸化物ラジカル発生工程の反応系は、例えば、気相でもよいし、液相でもよいし、固相でもよいし、気相と液相との二相系でもよい。前記液相は、例えば、水相でもよいし、有機相でもよいし、水相と有機相との二相系でもよいし、水と有機溶媒との混合相であってもよい。前記反応系に水相を用いる例としては、例えば、前記ラジカル発生源(例えば亜ハロゲン酸又はその塩であり、例えば亜塩素酸ナトリウム)を、酸(例えば塩酸)とともに水に溶かして酸性水溶液とすることで、その酸性水溶液中からハロゲン酸化物ラジカル(例えば二酸化塩素ガス)を発生させることができる。このハロゲン酸化物ラジカルは、例えば、光照射により活性化させて次のハロゲン化カルボニル化合物発生工程に用いることができる。The reaction system for the halogen oxide radical generation process may be, for example, a gas phase, a liquid phase, a solid phase, or a two-phase system consisting of a gas phase and a liquid phase. The liquid phase may be, for example, an aqueous phase, an organic phase, a two-phase system consisting of an aqueous phase and an organic phase, or a mixed phase of water and an organic solvent. An example of using an aqueous phase for the reaction system is dissolving the radical generation source (e.g., a halous acid or its salt, e.g., sodium chlorite) in water together with an acid (e.g., hydrochloric acid) to form an acidic aqueous solution, from which halogen oxide radicals (e.g., chlorine dioxide gas) can be generated. These halogen oxide radicals can be activated, for example, by irradiation with light, and used in the subsequent carbonyl halide compound generation process.
前記ハロゲン酸化物ラジカル発生工程においては、反応系に光照射してもよいし、光照射しなくてもよい。なお、本発明において、反応系に「光照射しない」は、反応系に光が入射しないように遮光等をすることを含むが、これに限定されない。本発明において、反応系に「光照射しない」は、反応系に光が入射しないように遮光等をしてもよいし、しなくてもよい。本発明において、反応系に「光照射しない」は、例えば、反応系に対し、光源等を用いた積極的な光照射をしない状態で、反応系に自然光、室内光等が入射する状態であってもよい。例えば、反応系に光照射しないことで、簡便かつ低コストに反応を行うことができる。 In the halogen oxide radical generation process, the reaction system may or may not be irradiated with light. In the present invention, "not irradiating" the reaction system with light includes, but is not limited to, shading the reaction system to prevent light from entering the reaction system. In the present invention, "not irradiating" the reaction system with light may or may not involve shading the reaction system to prevent light from entering the reaction system. In the present invention, "not irradiating" the reaction system with light may mean, for example, that the reaction system is not actively irradiated with light using a light source or the like, but that natural light, room light, or the like is incident on the reaction system. For example, not irradiating the reaction system with light allows the reaction to be carried out simply and at low cost.
前記水相において、前記発生源の濃度は、特に限定されない。前記発生源が前記化合物の場合、その濃度は、前記ハロゲン酸化物イオン濃度に換算した場合、例えば、下限が0.0001mol/L以上であり、上限が、1mol/L以下であり、また、その濃度は、前記ハロゲン酸化物イオンのモル数に換算した場合、例えば、下限が、前記原料のモル数の1/100000倍以上であり、上限が、1000倍以下である。前記発生源が亜ハロゲン酸または亜ハロゲン酸塩(例えば、亜塩素酸または亜塩素酸塩)の場合、その濃度は、亜ハロゲン酸イオン(例えば、亜塩素酸イオン(ClO2 -))濃度に換算した場合、例えば、下限が0.0001mol/L以上であり、上限が、1mol/L以下である。また、前記発生源の濃度は、亜ハロゲン酸イオン(例えば、亜塩素酸イオン(ClO2 -))のモル数に換算した場合、例えば、下限が、前記原料のモル数の1/100000倍以上であり、上限が、1000倍以下である。他の発生源についても、例えば、前記濃度が援用できる。 The concentration of the source in the aqueous phase is not particularly limited. When the source is the compound, the concentration, when converted into the halogen oxide ion concentration, is, for example, 0.0001 mol/L or more at the lower limit and 1 mol/L or less at the upper limit. When converted into the number of moles of halogen oxide ions, the concentration, when converted into the number of moles of halogen oxide ions, is, for example, 1/100,000 times or more and 1,000 times or less the number of moles of the raw material. When the source is a halous acid or a halous acid salt (e.g., chlorous acid or chlorite), the concentration, when converted into the concentration of a halous acid ion (e.g., chlorite ion (ClO 2 − )), is, for example, 0.0001 mol/L or more at the lower limit and 1 mol/L or less at the upper limit. Furthermore, when the concentration of the source is converted into the number of moles of haloid ions (for example, chlorite ions (ClO 2 − )), the lower limit is, for example, 1/100,000 times or more the number of moles of the raw material, and the upper limit is 1,000 times or less. For example, the above concentrations can also be applied to other sources.
前記水相は、例えば、さらに、ルイス酸及びブレーンステッド酸の少なくとも一方を含み、これを前記ハロゲン酸化物イオンに作用させて前記ハロゲン酸化物ラジカルを発生させてもよい。前記ルイス酸及びブレーンステッド酸の少なくとも一方は、例えば、前記1族元素を含むルイス酸及びブレーンステッド酸の少なくとも一方である。前記ハロゲン酸化物イオンは、例えば、亜塩素酸イオン(ClO2 -)である。前記水相は、例えば、前記ルイス酸及び前記ブレーンステッド酸の一方のみを含んでも、両方を含んでも、1つの物質が、前記ルイス酸及び前記ブレーンステッド酸の両方を兼ねてもよい。前記ルイス酸または前記ブレーンステッド酸は、それぞれ1種類のみを用いてもよいし、複数種類を併用してもよい。本発明において、「ルイス酸」は、例えば、前記ハロゲン酸化物ラジカルの発生源に対してルイス酸として働く物質をいう。 The aqueous phase may further contain at least one of a Lewis acid and a Bronsted acid, which may be reacted with the halogen oxide ions to generate the halogen oxide radicals. The at least one of the Lewis acid and the Bronsted acid may be, for example, at least one of a Lewis acid and a Bronsted acid containing a Group 1 element. The halogen oxide ions may be, for example, chlorite ions (ClO 2 − ). The aqueous phase may contain, for example, only one of the Lewis acid and the Bronsted acid, or both, or one substance may serve as both the Lewis acid and the Bronsted acid. Only one type of Lewis acid or one type of Bronsted acid may be used, or multiple types may be used in combination. In the present invention, the term "Lewis acid" refers to, for example, a substance that acts as a Lewis acid with respect to a source of halogen oxide radicals.
前記水相において、前記ルイス酸及び前記ブレーンステッド酸の少なくとも一方の濃度は、特に限定されず、例えば、前記改質対象のポリマーの種類等に応じて、適宜設定できる。前記濃度は、例えば、下限が0.0001mol/L以上であり、上限が1mol/L以下である。 The concentration of at least one of the Lewis acid and the Bronsted acid in the aqueous phase is not particularly limited and can be set appropriately depending on, for example, the type of polymer to be modified. For example, the lower limit of the concentration is 0.0001 mol/L or more, and the upper limit is 1 mol/L or less.
前記ブレーンステッド酸は、特に限定されず、例えば、無機酸でもよいし、有機酸でもよく、具体例として、例えば、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、酢酸、フッ化水素酸、塩化水素酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、亜硫酸、硝酸、亜硝酸、リン酸、亜リン酸等があげられる。前記ブレーンステッド酸の酸解離定数pKaは、例えば、10以下である。前記pKaの下限値は、特に限定されず、例えば、-10以上である。 The Bronsted acid is not particularly limited and may be, for example, an inorganic acid or an organic acid, and specific examples include trifluoromethanesulfonic acid, trifluoroacetic acid, acetic acid, hydrofluoric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, sulfuric acid, sulfurous acid, nitric acid, nitrous acid, phosphoric acid, and phosphorous acid. The acid dissociation constant pK a of the Bronsted acid is, for example, 10 or less. The lower limit of the pK a is not particularly limited and is, for example, −10 or more.
前記水相は、例えば、前記ハロゲン酸化物イオンと前記ブレーンステッド酸とを含み、例えば、前記化合物とブレーンステッド酸(例えば塩酸)とが水性溶媒に溶解した水相であることが好ましい。具体例として、前記ハロゲン酸化物ラジカルが二酸化塩素ラジカルの場合、前記水相は、例えば、亜塩素酸イオン(ClO2 -)とブレーンステッド酸とを含み、例えば、前記亜塩素酸ナトリウム(NaClO2)と前記ブレーンステッド酸(例えば塩酸)とが水性溶媒に溶解した水相が好ましい。 The aqueous phase preferably contains, for example, the halogen oxide ion and the Bronsted acid, and is, for example, an aqueous phase in which the compound and the Bronsted acid (e.g., hydrochloric acid) are dissolved in an aqueous solvent. Specifically, when the halogen oxide radical is a chlorine dioxide radical, the aqueous phase preferably contains, for example, a chlorite ion (ClO 2 − ) and a Bronsted acid, and is, for example, an aqueous phase in which the sodium chlorite (NaClO 2 ) and the Bronsted acid (e.g., hydrochloric acid) are dissolved in an aqueous solvent.
前記水相において、例えば、前記ルイス酸、前記ブレーンステッド酸、前記ラジカル発生源等は、前記水性溶媒に溶解した状態でも、非溶解の状態でもよい。後者の場合、これらは、例えば、水性溶媒に分散した状態でも、沈殿した状態でもよい。In the aqueous phase, for example, the Lewis acid, the Bronsted acid, the radical generating source, etc. may be dissolved or insoluble in the aqueous solvent. In the latter case, they may be dispersed in the aqueous solvent or precipitated.
前記ハロゲン酸化物ラジカル発生工程は、特に限定されず、例えば、前記水性溶媒に前記ハロゲン酸化物ラジカルの発生源を含有させることによって、前記ハロゲン酸化物イオン(例えば、亜塩素酸イオン)から前記ハロゲン酸化物ラジカル(例えば、二酸化塩素ラジカル)を自然発生できる。前記水相は、例えば、前記発生源が前記水性溶媒に溶解していることが好ましく、また、静置させることが好ましい。前記ハロゲン酸化物ラジカル発生工程において、前記水相は、例えば、さらに、前記ルイス酸及び前記ブレーンステッド酸の少なくとも一方を共存させることによって、前記ハロゲン酸化物ラジカルの発生を、さらに促進できる。前記ハロゲン酸化物ラジカル発生工程は、例えば、前述のとおり、前記水相に光照射を施すことで前記ハロゲン酸化物ラジカルを発生させることもできるが、光照射せずに、例えば、単に静置するのみでも、前記ハロゲン酸化物ラジカルを発生させることができる。The halogen oxide radical generating step is not particularly limited. For example, the halogen oxide radical (e.g., chlorine dioxide radical) can be spontaneously generated from the halogen oxide ion (e.g., chlorite ion) by adding a source of the halogen oxide radical to the aqueous solvent. The aqueous phase preferably contains the source dissolved in the aqueous solvent, and is preferably allowed to stand. In the halogen oxide radical generating step, the generation of the halogen oxide radical can be further promoted by, for example, further containing at least one of the Lewis acid and the Bronsted acid. In the halogen oxide radical generating step, the halogen oxide radical can be generated by, for example, irradiating the aqueous phase with light, as described above. However, the halogen oxide radical can also be generated without light irradiation, for example, by simply allowing the aqueous phase to stand.
前記ハロゲン酸化物ラジカル発生工程は、その他に、例えば、WO2018/110710A1、WO2019/221299A1、WO2019/221300A1等に記載の方法と同様又はそれに準じて行ってもよい。 The halogen oxide radical generation process may also be carried out in a manner similar to or analogous to the methods described in, for example, WO2018/110710A1, WO2019/221299A1, WO2019/221300A1, etc.
[1-1-2.ハロゲン化炭化水素及びハロゲン化カルボニル化合物]
前記ハロゲン化炭化水素は、例えば、前述のとおり、炭化水素の水素原子の全部又は一部がハロゲン原子で置換された化合物であってもよい。前記ハロゲン化炭化水素は、特に限定されず、例えば、1種類のみ用いても複数種類併用してもよい。前記炭化水素は、特に限定されないが、例えば、直鎖又は分枝状のアルカン、不飽和脂肪族炭化水素等であってもよいし、環状飽和炭化水素、非芳香族環状不飽和炭化水素、芳香族炭化水素等であってもよい。前記炭化水素としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、n-ブタン、2-メチルプロパン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロペンテン、シクロヘキセン、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられる。前記ハロゲン化炭化水素としては、例えば、モノハロメタン(CH3X)、ジハロメタン(CH2X2)、トリハロメタン(CHX3)、テトラハロメタン(CX4)、モノハロエタン(C2H5X1)、ジハロエタン(C2H4X2)、トリハロエタン(C2H3X3)、テトラハロエタン(C2H2X4)(Xはハロゲン原子)等が挙げられる。前記ハロゲン化炭化水素としては、さらに具体的には、例えば、フルオロメタン(CH3F)、ジフルオロメタン(CH2F2)、トリフルオロメタン(CHF3、フルオロホルムともいう)、クロロメタン(CH3Cl)、ジクロロメタン(CH2Cl2、塩化メチレンともいう)、トリクロロメタン(CHCl3、クロロホルムともいう)、テトラクロロメタン(CCl4、四塩化炭素ともいう)、ジクロロエタン(C2H4Cl2)、テトラクロロエタン(C2H2Cl4)、ブロモメタン(CH3Br)、ジブロモメタン(CH2Br2、臭化メチレンともいう)、トリブロモメタン(CHBr3、ブロモホルムともいう)、テトラブロモメタン(CBr4、四臭化炭素ともいう)、ジブロモエタン(C2H4Br2)、テトラブロモエタン(C2H2Br4)、ヨードメタン(CH3I)、ジヨードメタン(CH2I2)、トリヨードメタン(CHI3、ヨードホルムともいう)等が挙げられる。本発明によれば、例えば、安価で入手が容易なハロゲン化炭化水素(例えばクロロホルム)を用いてハロゲン化カルボニル化合物(例えばホスゲン)を発生させることができるため、低コストに反応を行うことができ、また、大スケール化も可能である。
[1-1-2. Halogenated hydrocarbons and halogenated carbonyl compounds]
The halogenated hydrocarbon may be, for example, a compound in which all or part of the hydrogen atoms of a hydrocarbon have been substituted with halogen atoms, as described above. The halogenated hydrocarbon is not particularly limited, and for example, one type may be used alone, or multiple types may be used in combination. The hydrocarbon is not particularly limited, and may be, for example, a linear or branched alkane, an unsaturated aliphatic hydrocarbon, a cyclic saturated hydrocarbon, a non-aromatic cyclic unsaturated hydrocarbon, an aromatic hydrocarbon, or the like. Examples of the hydrocarbon include methane, ethane, propane, n-butane, 2-methylpropane, cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cyclopentene, cyclohexene, benzene, toluene, and xylene. Examples of the halogenated hydrocarbon include monohalomethane ( CH3X ), dihalomethane ( CH2X2 ) , trihalomethane ( CHX3 ) , tetrahalomethane ( CX4 ), monohaloethane (C2H5X1), dihaloethane ( C2H4X2 ), trihaloethane ( C2H3X3 ), and tetrahaloethane (C2H2X4 ) ( wherein X is a halogen atom ) . More specific examples of the halogenated hydrocarbon include fluoromethane ( CH3F ), difluoromethane ( CH2F2 ), trifluoromethane ( CHF3 , also called fluoroform), chloromethane ( CH3Cl ), dichloromethane ( CH2Cl2 , also called methylene chloride), trichloromethane ( CHCl3 , also called chloroform), tetrachloromethane ( CCl4 , also called carbon tetrachloride), dichloroethane (C2H4Cl2 ) , tetrachloroethane ( C2H2Cl4 ) , bromomethane ( CH3Br ), dibromomethane ( CH2Br2 , also called methylene bromide), tribromomethane ( CHBr3 , also called bromoform) , tetrabromomethane ( CBr4 , also called carbon tetrabromide), and dibromoethane ( C2H4Br ). 2 ), tetrabromoethane (C 2 H 2 Br 4 ), iodomethane (CH 3 I), diiodomethane (CH 2 I 2 ), triiodomethane (CHI 3 , also called iodoform), etc. According to the present invention, for example, a halogenated carbonyl compound (e.g., phosgene) can be generated using an inexpensive and easily available halogenated hydrocarbon (e.g., chloroform), so that the reaction can be carried out at low cost and on a large scale.
前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程において、発生する前記ハロゲン化カルボニル化合物は、特に限定されないが、例えば、二フッ化カルボニル、ホスゲン(二塩化カルボニル)、二臭化カルボニル、二ヨウ化カルボニル、オキサリルクロリド、オキサリルブロミド、オキサリルヨージド、ギ酸クロリド、ギ酸ブロミド、ギ酸ヨージド等が挙げられる。前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程において、前記ハロゲン化カルボニル化合物の原料となる前記ハロゲン化炭化水素は、目的とする前記ハロゲン化カルボニル化合物の種類に合わせて適宜選択することができる。反応効率、利便性、コスト等の観点から、前記ハロゲン化炭化水素がクロロ化炭化水素であり、前記ハロゲン化カルボニル化合物がホスゲンであることが、特に好ましい。The carbonyl halide compound generated in the carbonyl halide compound generation process is not particularly limited, but examples include carbonyl difluoride, phosgene (carbonyl dichloride), carbonyl dibromide, carbonyl diiodide, oxalyl chloride, oxalyl bromide, oxalyl iodide, formic acid chloride, formic acid bromide, and formic acid iodide. In the carbonyl halide compound generation process, the halogenated hydrocarbon used as the raw material for the carbonyl halide compound can be appropriately selected depending on the type of carbonyl halide compound of interest. From the standpoints of reaction efficiency, convenience, cost, and the like, it is particularly preferable that the halogenated hydrocarbon be a chlorinated hydrocarbon and the carbonyl halide compound be phosgene.
[1-1-3.ハロゲン化カルボニル化合物発生工程の反応条件]
前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程における反応条件は、特に限定されないが、例えば、以下のような反応条件で行うことができる。
[1-1-3. Reaction conditions for the carbonyl halide compound generation step]
The reaction conditions for the carbonyl halide compound generating step are not particularly limited, but the step can be carried out, for example, under the following reaction conditions.
まず、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程の反応系は、例えば、気相でもよいし、液相でもよいし、固相でもよいし、気相と液相との二相系でもよい。前記液相は、例えば、水相でもよいし、有機相でもよいし、水相と有機相との二相系でもよいし、水と有機溶媒との混合相であってもよい。First, the reaction system in the carbonyl halide compound generation process may be, for example, a gas phase, a liquid phase, a solid phase, or a two-phase system of a gas phase and a liquid phase. The liquid phase may be, for example, an aqueous phase, an organic phase, a two-phase system of an aqueous phase and an organic phase, or a mixed phase of water and an organic solvent.
反応効率、利便性等の観点からは、液相中でハロゲン酸化物ラジカルとハロゲン化炭化水素とを反応させることが好ましい。この場合、例えば、前記ハロゲン化炭化水素以外の他の溶媒を用いてもよいが、前記ハロゲン化炭化水素自体を溶媒とすることが、反応効率、利便性等の観点から好ましい。From the standpoint of reaction efficiency, convenience, etc., it is preferable to react the halogen oxide radical with the halogenated hydrocarbon in the liquid phase. In this case, for example, a solvent other than the halogenated hydrocarbon may be used, but from the standpoint of reaction efficiency, convenience, etc., it is preferable to use the halogenated hydrocarbon itself as the solvent.
液相中でハロゲン酸化物ラジカルとハロゲン化炭化水素とを反応させる方法は、特に限定されず、例えば、前記ハロゲン化炭化水素を含む液相中に前記ハロゲン酸化物ラジカルを導入してもよい。前記ハロゲン化炭化水素を含む液相は、例えば、液体状の前記ハロゲン化炭化水素自体であってもよい。前記液相中に前記ハロゲン酸化物ラジカルを導入する方法は、特に限定されない。例えば、ハロゲン酸化物ラジカルが気体状である場合、前記ハロゲン酸化物ラジカルを、前記液相に接触させるか、又は前記液相中に吹き込んでもよい。前記ハロゲン酸化物ラジカルは、例えば、前記ハロゲン酸化物ラジカル発生工程で発生させたハロゲン酸化物ラジカルであってもよい。この場合において、例えば、前記ハロゲン酸化物ラジカル発生工程の反応系が水相であり、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程の反応系が有機相であってもよい。この場合において、前記水相から発生させた前記ハロゲン酸化物ラジカルを前記有機相中に導入する方法は、特に限定されない。例えば、前記水相と前記有機相とを直接接触させてもよい。この場合において、前記水相及び前記有機相を適宜攪拌等してもよい。又は、前記水相から発生した気体状の前記ハロゲン酸化物ラジカルが、気相を介して前記有機相中に移動可能な状態にしてもよい。この場合において、例えば、前記有機相中への前記ハロゲン酸化物ラジカルの導入効率を上げるために、前記有機相を適宜攪拌等してもよい。この場合の反応器具、反応装置等としては、例えば、後述する実施例のようにH字管を用いてもよい。また、例えば、より大スケールで反応を行う場合には、それに適した別の反応器具、反応装置等を用いてもよい。The method for reacting the halogen oxide radicals with the halogenated hydrocarbon in the liquid phase is not particularly limited. For example, the halogen oxide radicals may be introduced into a liquid phase containing the halogenated hydrocarbon. The liquid phase containing the halogenated hydrocarbon may be, for example, the halogenated hydrocarbon itself in liquid form. The method for introducing the halogen oxide radicals into the liquid phase is not particularly limited. For example, when the halogen oxide radicals are gaseous, the halogen oxide radicals may be brought into contact with the liquid phase or blown into the liquid phase. The halogen oxide radicals may be, for example, the halogen oxide radicals generated in the halogen oxide radical generating step. In this case, for example, the reaction system in the halogen oxide radical generating step may be an aqueous phase, and the reaction system in the carbonyl halide compound generating step may be an organic phase. In this case, the method for introducing the halogen oxide radicals generated from the aqueous phase into the organic phase is not particularly limited. For example, the aqueous phase and the organic phase may be directly contacted. In this case, the aqueous phase and the organic phase may be appropriately stirred, etc. Alternatively, the gaseous halogen oxide radicals generated from the aqueous phase may be made to be mobile into the organic phase via the gas phase. In this case, for example, the organic phase may be appropriately stirred to increase the efficiency of introducing the halogen oxide radicals into the organic phase. In this case, for example, an H-shaped tube may be used as a reaction tool or reactor, as in the examples described below. Furthermore, for example, when the reaction is carried out on a larger scale, other reaction tools or reactors suitable for such a purpose may be used.
前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程の反応系中における前記ハロゲン酸化物ラジカルの濃度は、特に限定されない。例えば、前記反応系が液相の場合、前記ハロゲン酸化物ラジカルの濃度は、例えば、0.0001mol/L以上、0.001mol/L以上、0.01mol/L以上、0.1mol/L以上、又は1.0mol/L以上であってもよく、例えば、10mol/L以下、1.0mol/L以下、0.1mol/L以下、0.01mol/L以下、又は0.001mol/L以下であってもよい。前記ハロゲン酸化物ラジカルの濃度は、例えば、0.001~10mol/L、0.01~1mol/L、又は0.02~0.5mol/Lであってもよい。The concentration of the halogen oxide radicals in the reaction system of the carbonyl halide compound generating step is not particularly limited. For example, when the reaction system is in a liquid phase, the concentration of the halogen oxide radicals may be, for example, 0.0001 mol/L or more, 0.001 mol/L or more, 0.01 mol/L or more, 0.1 mol/L or more, or 1.0 mol/L or more, or may be, for example, 10 mol/L or less, 1.0 mol/L or less, 0.1 mol/L or less, 0.01 mol/L or less, or 0.001 mol/L or less. The concentration of the halogen oxide radicals may be, for example, 0.001 to 10 mol/L, 0.01 to 1 mol/L, or 0.02 to 0.5 mol/L.
また、例えば、後述するように、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程の反応系中に前記求核剤を共存させ、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程と同一の反応系中で前記求核反応生成物製造工程を行うようにしてもよい。 Furthermore, for example, as described below, the nucleophilic agent may be present in the reaction system of the carbonyl halide compound generation process, and the nucleophilic reaction product production process may be carried out in the same reaction system as the carbonyl halide compound generation process.
前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程においては、前述のとおり、前記ハロゲン化炭化水素自体を溶媒としてもよいが、前記ハロゲン化炭化水素以外の他の溶媒を用いてもよい。例えば、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程と同一の反応系中で前記求核反応生成物製造工程を行う場合、前記求核剤が溶解しやすくするために前記他の溶媒を用いてもよい。As mentioned above, in the carbonyl halide compound generation process, the halogenated hydrocarbon itself may be used as the solvent, but a solvent other than the halogenated hydrocarbon may also be used. For example, when the nucleophilic reaction product production process is carried out in the same reaction system as the carbonyl halide compound generation process, the other solvent may be used to facilitate dissolution of the nucleophile.
前記他の溶媒は、特に限定されず、水でもよいし、有機溶媒でもよいし、水と有機溶媒との混合溶媒でもよい。前記有機溶媒は、特に限定されない。前記有機溶媒は、例えば、1種類のみ用いてもよいし、複数種類を併用してもよい。本発明において、前記有機溶媒は、例えば、炭化水素(例えばペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン等)、ニトリル(例えばアセトニトリル等)、エステル(例えば酢酸エチル等)、アルコール(例えばメタノール、エタノール、2-プロパノール等)、ケトン(例えばアセトン等)、エーテル(例えばジエチルエーテル、THF(テトラヒドロフラン)等)、アミド(例えばDMF(ジメチルホルムアミド)、DMA(ジメチルアセトアミド)、NMP(N-メチルー2-ピロリドン)等)、スルホキシド(例えばDMSO(ジメチルスルホキシド)等)、ハロゲン化溶媒、フルオラス溶媒等があげられる。The other solvent is not particularly limited and may be water, an organic solvent, or a mixed solvent of water and an organic solvent. The organic solvent is not particularly limited. For example, only one type of organic solvent may be used, or multiple types may be used in combination. In the present invention, examples of the organic solvent include hydrocarbons (e.g., pentane, hexane, cyclohexane, etc.), nitriles (e.g., acetonitrile, etc.), esters (e.g., ethyl acetate, etc.), alcohols (e.g., methanol, ethanol, 2-propanol, etc.), ketones (e.g., acetone, etc.), ethers (e.g., diethyl ether, THF (tetrahydrofuran), etc.), amides (e.g., DMF (dimethylformamide), DMA (dimethylacetamide), NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), etc.), sulfoxides (e.g., DMSO (dimethyl sulfoxide), etc.), halogenated solvents, and fluorous solvents.
「ハロゲン化溶媒」は、例えば、炭化水素の水素原子の全てまたは大部分が、ハロゲンに置換された溶媒をいう。前記ハロゲン化溶媒は、例えば、炭化水素の水素原子数の50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、または90%以上が、ハロゲンに置換された溶媒でもよい。前記ハロゲン化溶媒は、特に限定されず、例えば、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、四臭化炭素、及び後述するフルオラス溶媒等があげられる。 A "halogenated solvent" refers to, for example, a solvent in which all or most of the hydrogen atoms of a hydrocarbon have been substituted with halogen. The halogenated solvent may be, for example, a solvent in which 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or 90% or more of the number of hydrogen atoms of the hydrocarbon have been substituted with halogen. The halogenated solvent is not particularly limited, and examples include methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, carbon tetrabromide, and the fluorous solvents described below.
「フルオラス溶媒」は、前記ハロゲン化溶媒の1種であり、例えば、炭化水素の水素原子の全てまたは大部分がフッ素原子に置換された溶媒をいう。前記フルオラス溶媒は、例えば、炭化水素の水素原子数の50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、または90%以上がフッ素原子に置換された溶媒でもよい。本発明において、前記フルオラス溶媒を使用すると、例えば、前記溶媒自体の反応性が低いため、副反応を、より抑制または防止できるという利点がある。 A "fluorous solvent" is a type of halogenated solvent, e.g., a solvent in which all or most of the hydrocarbon hydrogen atoms have been substituted with fluorine atoms. The fluorous solvent may be, for example, a solvent in which 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or 90% or more of the hydrocarbon hydrogen atoms have been substituted with fluorine atoms. In the present invention, the use of the fluorous solvent has the advantage that, for example, side reactions can be more effectively suppressed or prevented due to the low reactivity of the solvent itself.
前記フルオラス溶媒の例は、例えば、下記化学式(F1)~(F6)で表される溶媒等があげられ、中でも、例えば、下記化学式(F1)におけるn=4のCF3(CF2)4CF3等が好ましい。 Examples of the fluorous solvent include solvents represented by the following chemical formulas (F1) to (F6), and among these, for example, CF 3 (CF 2 ) 4 CF 3 in which n=4 in the following chemical formula (F1) is preferred.
前記有機溶媒の沸点は、特に限定されない。前記有機溶媒は、例えば、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程の温度条件によって、適宜選択可能である。前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程において、反応温度を高温に設定する場合、前記有機溶媒として、高沸点溶媒を選択できる。なお、本発明は、例えば、後述するように、加熱が必須ではなく、例えば、常温常圧で行なうことができる。そのような場合、前記有機溶媒は、例えば、高沸点溶媒である必要はなく、取扱い易さの観点から、沸点があまり高くない溶媒が使用できる。The boiling point of the organic solvent is not particularly limited. The organic solvent can be selected appropriately, for example, depending on the temperature conditions of the carbonyl halide compound generating step. When the reaction temperature in the carbonyl halide compound generating step is set to a high temperature, a high-boiling-point solvent can be selected as the organic solvent. Note that, as described below, the present invention does not require heating and can be carried out, for example, at room temperature and atmospheric pressure. In such cases, the organic solvent does not need to be a high-boiling-point solvent, and a solvent with a relatively low boiling point can be used from the standpoint of ease of handling.
前記他の溶媒を用いる場合において、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程の反応系中における前記ハロゲン化炭化水素の濃度は、特に限定されない。例えば、前記反応系が液相の場合、前記ハロゲン化炭化水素の濃度は、例えば、0.0001mol/L以上、0.001mol/L以上、0.01mol/L以上、0.1mol/L以上、又は1.0mol/L以上であってもよく、例えば、10mol/L以下、1.0mol/L以下、又は0.1mol/L以下であってもよい。前記ハロゲン化炭化水素の濃度は、例えば、0.001~10mol/L、0.01~1.0mol/L、又は0.02~0.5mol/Lであってもよい。When the other solvent is used, the concentration of the halogenated hydrocarbon in the reaction system of the halogenated carbonyl compound generation step is not particularly limited. For example, when the reaction system is in a liquid phase, the concentration of the halogenated hydrocarbon may be, for example, 0.0001 mol/L or more, 0.001 mol/L or more, 0.01 mol/L or more, 0.1 mol/L or more, or 1.0 mol/L or more, or may be, for example, 10 mol/L or less, 1.0 mol/L or less, or 0.1 mol/L or less. The concentration of the halogenated hydrocarbon may be, for example, 0.001 to 10 mol/L, 0.01 to 1.0 mol/L, or 0.02 to 0.5 mol/L.
前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程においては、反応系に光照射してもよいし、光照射しなくてもよい。例えば、反応系に光照射することで、前記ハロゲン酸化物ラジカルと前記ハロゲン化炭化水素との反応効率を向上させることができる。具体的には、例えば、前述のとおり、前記ハロゲン化カルボニル発生工程において、前記ハロゲン酸化物ラジカルに光照射して活性化させてもよい。より具体的には、例えば、前述のとおり、前記ハロゲン化カルボニル発生工程において、前記光照射による活性化で前記ハロゲン酸化物ラジカルからハロゲンラジカルと一重項酸素とを生成させ、さらに、前記一重項酸素と前記ハロゲン化炭化水素とを反応させて前記ハロゲン化カルボニル化合物を発生させてもよい。例えば、前記ハロゲン酸化物ラジカルが二酸化塩素ラジカルであり、前記ハロゲン化炭化水素がクロロホルムである場合、下記スキーム1のような反応が起こると考えられる。下記スキーム1では、二酸化塩素ガス(二酸化塩素ラジカル)が光照射による活性化されて塩素ラジカルと一重項酸素とが生成され、その一重項酸素とクロロホルムとの反応によりホスゲンが発生している。ただし、下記スキーム1は、可能な反応メカニズムの例示であって、本発明はこれに限定されない。In the carbonyl halide compound generating step, the reaction system may or may not be irradiated with light. For example, irradiating the reaction system with light can improve the reaction efficiency between the halogen oxide radical and the halogenated hydrocarbon. Specifically, as described above, the halogen oxide radical may be activated by light irradiation in the carbonyl halide generating step. More specifically, as described above, the halogen oxide radical may be activated by light irradiation to generate a halogen radical and singlet oxygen from the halogen oxide radical, and the singlet oxygen may then react with the halogenated hydrocarbon to generate the carbonyl halide compound. For example, when the halogen oxide radical is a chlorine dioxide radical and the halogenated hydrocarbon is chloroform, a reaction such as that shown in Scheme 1 below is believed to occur. In Scheme 1 below, chlorine dioxide gas (chlorine dioxide radical) is activated by light irradiation to generate a chlorine radical and singlet oxygen, and the singlet oxygen reacts with chloroform to generate phosgene. However, the following Scheme 1 is merely an example of a possible reaction mechanism, and the present invention is not limited thereto.
前記光照射の条件は、特に制限されない。照射光の波長は、特に限定されないが、下限は、例えば、200nm以上、300nm以上、又は400nm以上であってもよく、上限は、例えば、800nm以下、700nm以下、600nm以下、又は500nm以下であってもよい。前記波長は、例えば、200~800nm、300~700nm、400~600nm、又は400~500nmであってもよい。前記照射光は、例えば、紫外光でもよいし、可視光でもよいし、赤外光でもよいが、利便性、安全性、反応効率等を総合的に見た観点から、可視光が好ましい。光照射時間は、特に限定されないが、下限は、例えば、1秒以上であってもよく、上限は、特に限定されないが、例えば、1000時間以下であってもよい。The conditions for the light irradiation are not particularly limited. The wavelength of the irradiation light is not particularly limited, but the lower limit may be, for example, 200 nm or more, 300 nm or more, or 400 nm or more, and the upper limit may be, for example, 800 nm or less, 700 nm or less, 600 nm or less, or 500 nm or less. The wavelength may be, for example, 200 to 800 nm, 300 to 700 nm, 400 to 600 nm, or 400 to 500 nm. The irradiation light may be, for example, ultraviolet light, visible light, or infrared light. However, from the perspective of comprehensive consideration of convenience, safety, reaction efficiency, etc., visible light is preferred. The light irradiation time is not particularly limited, but the lower limit may be, for example, 1 second or more, and the upper limit is not particularly limited, but may be, for example, 1,000 hours or less.
前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程の反応温度は、特に限定されず、下限は、例えば、-20℃以上であり、上限は、例えば、100℃以下、40℃以下であり、範囲は、例えば、0~100℃、0~40℃である。反応時の雰囲気圧は、特に限定されず、下限は、例えば、0.1MPa以上であり、上限は、例えば、100MPa以下、10MPa以下、0.5MPa以下、であり、範囲は、例えば、0.1~100MPa、0.1~10MPa、0.1~0.5MPaである。前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程の反応条件としては、例えば、温度0~100℃または0~40℃、圧力0.1~0.5MPaが例示できる。前述のとおり、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程においては、反応系に光照射してもよいし、光照射しなくてもよい。本発明の求核反応生成物の製造方法によれば、例えば、加熱、加圧、減圧等を行うことなく、常温(室温)及び常圧(大気圧)下で、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程又はそれを含めた全ての工程を行なうこともできる。「室温」とは、特に限定されず、例えば、5~35℃である。また、本発明によれば、例えば、不活性ガス置換等を行うことなく、大気中で、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程又はそれを含めた全ての工程を行なうこともできる。The reaction temperature in the carbonyl halide compound generation step is not particularly limited, and the lower limit is, for example, -20°C or higher, and the upper limit is, for example, 100°C or lower, or 40°C or lower, with a range of, for example, 0 to 100°C or 0 to 40°C. The atmospheric pressure during the reaction is not particularly limited, and the lower limit is, for example, 0.1 MPa or higher, and the upper limit is, for example, 100 MPa or lower, 10 MPa or lower, or 0.5 MPa or lower, with a range of, for example, 0.1 to 100 MPa, 0.1 to 10 MPa, or 0.1 to 0.5 MPa. Examples of reaction conditions for the carbonyl halide compound generation step include a temperature of 0 to 100°C or 0 to 40°C, and a pressure of 0.1 to 0.5 MPa. As mentioned above, in the carbonyl halide compound generation step, the reaction system may or may not be irradiated with light. According to the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, the carbonyl halide compound generating step or all of the steps including it can be carried out at room temperature (room temperature) and normal pressure (atmospheric pressure) without heating, pressurizing, depressurizing, etc. "Room temperature" is not particularly limited and is, for example, 5 to 35°C. Furthermore, according to the present invention, the carbonyl halide compound generating step or all of the steps including it can be carried out in the atmosphere without, for example, replacing with an inert gas.
前記光照射の光源は、特に限定されず、例えば、太陽光等の自然光に含まれる可視光が利用できる。自然光を利用すれば、例えば、励起を簡便に行うことができる。また、前記光源として、例えば、前記自然光に代えて、または前記自然光に加え、キセノンランプ、ハロゲンランプ、蛍光灯、水銀ランプ、LEDランプ等の光源を使用することもできるが、二酸化塩素の光吸収効率及び省電力の観点から、LEDランプが好ましく、365nm及び405nmのLEDランプがより好ましい。前記光照射においては、例えば、さらに、必要波長以外の波長をカットするフィルターを適宜用いることもできる。 The light source for the light irradiation is not particularly limited, and for example, visible light contained in natural light such as sunlight can be used. The use of natural light allows for easy excitation, for example. Furthermore, as the light source, for example, light sources such as xenon lamps, halogen lamps, fluorescent lamps, mercury lamps, and LED lamps can be used instead of or in addition to natural light. However, from the perspective of light absorption efficiency of chlorine dioxide and power saving, LED lamps are preferred, and 365 nm and 405 nm LED lamps are more preferred. In the light irradiation, for example, a filter that cuts out wavelengths other than the required wavelengths can also be used as appropriate.
[1-2.求核反応生成物製造工程]
本発明の求核反応生成物の製造方法において、前記求核反応生成物製造工程は、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程の後に行ってもよいし、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程と同時に行ってもよい。
[1-2. Nucleophilic reaction product production process]
In the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, the nucleophilic reaction product production step may be carried out after the carbonyl halide compound generation step, or may be carried out simultaneously with the carbonyl halide compound generation step.
前記求核反応生成物製造工程は、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程の反応系と同一の反応系中で行ってもよいし、別の反応系中で行ってもよい。本発明の求核反応生成物の製造方法では、前記ハロゲン化カルボニル化合物を単離することなく求核剤と反応させるので、前記求核反応生成物製造工程を前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程の反応系と同一の反応系中で行うことが、利便性等の観点から好ましい。具体的には、例えば、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程の反応系中にあらかじめ前記求核剤を共存させ、この同一の反応系中で前記求核反応生成物製造工程及び前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程を行うようにしてもよい。より具体的には、例えば、溶媒中にあらかじめ前記ハロゲン化炭化水素と前記求核剤とを溶解又は分散させておき、この溶媒中で前記求核反応生成物製造工程及び前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程を行うようにしてもよい。The nucleophilic reaction product production step may be carried out in the same reaction system as the carbonyl halide compound generation step, or in a separate reaction system. In the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, the carbonyl halide compound is reacted with a nucleophile without isolation. Therefore, from the standpoint of convenience, it is preferable to carry out the nucleophilic reaction product production step in the same reaction system as the carbonyl halide compound generation step. Specifically, for example, the nucleophile may be present in advance in the reaction system for the carbonyl halide compound generation step, and the nucleophilic reaction product production step and the carbonyl halide compound generation step may be carried out in this same reaction system. More specifically, for example, the halogenated hydrocarbon and the nucleophile may be dissolved or dispersed in a solvent in advance, and the nucleophilic reaction product production step and the carbonyl halide compound generation step may be carried out in this solvent.
前記求核反応生成物製造工程の反応系中における前記求核剤の濃度は、特に限定されない。例えば、前記反応系が液相の場合、前記求核剤の濃度は、例えば、0.0001mol/L以上、0.001mol/L以上、0.01mol/L以上、0.1mol/L以上、又は1.0mol/L以上であってもよく、例えば、50mol/L以下、10mol/L以下、5.0mol/L以下、1.0mol/L以下、又は0.1mol/L以下であってもよい。前記求核剤の濃度は、例えば、0.0001~50mol/L、0.01~10mol/L、又は0.1~1.0mol/Lであってもよい。The concentration of the nucleophilic agent in the reaction system of the nucleophilic reaction product production process is not particularly limited. For example, when the reaction system is in a liquid phase, the concentration of the nucleophilic agent may be, for example, 0.0001 mol/L or more, 0.001 mol/L or more, 0.01 mol/L or more, 0.1 mol/L or more, or 1.0 mol/L or more, or may be, for example, 50 mol/L or less, 10 mol/L or less, 5.0 mol/L or less, 1.0 mol/L or less, or 0.1 mol/L or less. The concentration of the nucleophilic agent may be, for example, 0.0001 to 50 mol/L, 0.01 to 10 mol/L, or 0.1 to 1.0 mol/L.
前記求核反応生成物製造工程において、反応温度、反応時間等の反応条件は特に限定されず、例えば、求核剤とハロゲン化カルボニル化合物との一般的な反応における反応条件と同様又はそれに準じてもよいし、それを参考にして適宜設定してもよい。また、例えば、前記求核反応生成物製造工程と前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程とを同一の反応系中で同時に行う場合、前記求核反応生成物製造工程の反応条件は、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程と同様でよい。また、前記求核反応生成物製造工程においては、反応系に光照射してもよいし、光照射しなくてもよい。光照射する場合の条件は、特に限定されないが、例えば、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程と同様でもよい。In the nucleophilic reaction product production process, the reaction conditions, such as reaction temperature and reaction time, are not particularly limited. For example, they may be the same as or equivalent to the reaction conditions in a general reaction between a nucleophile and a carbonyl halide compound, or may be set appropriately with reference to such conditions. Furthermore, for example, when the nucleophilic reaction product production process and the carbonyl halide compound generation process are carried out simultaneously in the same reaction system, the reaction conditions for the nucleophilic reaction product production process may be the same as those for the carbonyl halide compound generation process. Furthermore, in the nucleophilic reaction product production process, the reaction system may or may not be irradiated with light. When light is irradiated, the conditions are not particularly limited, but may be the same as those for the carbonyl halide compound generation process, for example.
前記求核反応生成物製造工程において、「求核剤」は、反応の相手となる分子(本発明では前記ハロゲン化カルボニル化合物)における電子密度の小さい部分と反応しやすい、又は前記電子密度の小さい部分を攻撃しやすい物質をいう。前記ハロゲン化カルボニル化合物において、前記電子密度の小さい部分とは、具体的には、カルボニル炭素である。前記求核剤は、電子密度の大きい部分を含む物質が好ましく、例えば、ブレーンステッド塩基(すなわち電子対供与体)、アニオン、脂肪族アミン、芳香族アミン(例えばアニリン等)、ヒドラジン、ジアミン、ポリアミン、アンモニア、アルコール、フェノール、ジオール、ポリオール、ポリフェノール、アミノアルコール、芳香族化合物、アミノ酸、チオール等であってもよい。In the nucleophilic reaction product production process, the term "nucleophile" refers to a substance that readily reacts with or attacks a low-electron-density portion of the molecule to be reacted (the carbonyl halide compound in this invention). In the carbonyl halide compound, the low-electron-density portion is specifically the carbonyl carbon. The nucleophile is preferably a substance containing a high-electron-density portion, such as a Brönsted base (i.e., an electron pair donor), an anion, an aliphatic amine, an aromatic amine (e.g., aniline), hydrazine, diamine, polyamine, ammonia, alcohol, phenol, diol, polyol, polyphenol, aminoalcohol, aromatic compound, amino acid, or thiol.
前記求核反応生成物製造工程において、原料である前記求核剤と、生成物である前記求核反応生成物とは、特に限定されず、例えば、求核剤とハロゲン化カルボニル化合物との一般的な反応と同様又はそれに準じてもよい。すなわち、本発明の求核反応生成物の製造方法は、求核剤とハロゲン化カルボニル化合物との一般的な反応と同様に、広範かつ多様な求核剤に対し適用可能であり、それにより、多様な求核反応生成物を製造可能である。原料である前記求核剤は、例えば、有機化合物でもよいし、無機物質でもよい。また、前記求核剤は、1種類のみ用いてもよいが、2種類以上併用してもよい。前記求核反応生成物は、前述のとおり特に限定されないが、例えば、酸ハロゲン化物(例えば、酸フッ化物、酸塩化物、酸臭化物、又は酸ヨウ化物)、アミド、エステル、カーボネート、ポリカーボネート、ポリウレタン、イソシアネート、尿素、ポリ尿素、尿素誘導体、ハロゲン化ギ酸エステル(例えば、フルオロギ酸エステル、クロロギ酸エステル、ブロモギ酸エステル、又はヨードギ酸エステル)、カーボネート、カルバメート、イソシアニド、カルボジイミド、シアニド、アルデヒド(例えば芳香族アルデヒド)、α-アミノ酸N-カルボン酸無水物(NCA)等が挙げられる。これらの求核反応生成物の構造、及び対応する原料(求核剤)の構造は、特に限定されないが、例えば、下記スキームIに示した化学式で表すことができる。なお、下記スキームIは、神戸大学 新技術説明会[主催:国立研究開発法人科学技術振興機構、国立大学法人神戸大学、開催日:2019年08月01日]の発表資料(発表者:津田 明彦、https://shingi.jst.go.jp/var/rev0/0000/9540/2019_kobe-u_1.pdf[検索日:2021年2月19日])に掲載された図(化学式)を転載するとともに、本願出願人が「スキームI」の標題を付したものである。また、本発明において、下記スキームI中のホスゲンは、これに代えて、又はこれに加え、ホスゲン以外のハロゲン化カルボニル化合物を用いてもよい。In the nucleophilic reaction product production process, the raw material nucleophile and the resulting nucleophilic reaction product are not particularly limited and may be similar to or equivalent to, for example, a general reaction between a nucleophile and a carbonyl halide compound. In other words, the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention is applicable to a wide variety of nucleophiles, similar to general reactions between nucleophiles and carbonyl halide compounds, thereby enabling the production of a variety of nucleophilic reaction products. The raw material nucleophile may be, for example, an organic compound or an inorganic substance. Furthermore, only one type of nucleophile may be used, or two or more types may be used in combination. As described above, the nucleophilic reaction product is not particularly limited, and examples thereof include acid halides (e.g., acid fluorides, acid chlorides, acid bromides, or acid iodides), amides, esters, carbonates, polycarbonates, polyurethanes, isocyanates, ureas, polyureas, urea derivatives, halogenated formates (e.g., fluoroformates, chloroformates, bromoformates, or iodoformates), carbonates, carbamates, isocyanides, carbodiimides, cyanides, aldehydes (e.g., aromatic aldehydes), α-amino acid N-carboxylic anhydrides (NCAs), etc. The structures of these nucleophilic reaction products and the structures of the corresponding raw materials (nucleophiles) are not particularly limited, and can be represented, for example, by the chemical formulas shown in Scheme I below. The following Scheme I is a reprint of a diagram (chemical formula) published in the presentation materials (presenter: Akihiko Tsuda, https://shingi.jst.go.jp/var/rev0/0000/9540/2019_kobe-u_1.pdf [search date: February 19, 2021]) at the Kobe University New Technology Briefing [sponsored by: Japan Science and Technology Agency, National Research and Development Agency, Kobe University, held on August 1, 2019], and has been given the title "Scheme I" by the applicant of the present application. In the present invention, a carbonyl halide compound other than phosgene may be used instead of or in addition to the phosgene in the following Scheme I.
本発明においては、前記スキームI中のR、R1及びR2は、特に限定されず、任意の原子又は原子団であってもよい。R、R1及びR2の構造は、例えば、求核剤とハロゲン化カルボニル化合物との反応により求核反応生成物を生じる一般的な反応における、前記求核剤又は前記求核反応生成物と同様又はそれに準じてもよい。前記スキームI中のR、R1及びR2が1価の基である場合、前記R、R1及びR2は、例えば、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、メルカプト基(チオール基)、カルボキシ基、アミノ基、又は鎖状置換基(例えば、アルキル基、不飽和脂肪族炭化水素基等の炭化水素基)であってもよく、又は環状の基(例えば、環状飽和炭化水素基、非芳香族環状不飽和炭化水素基、アリール基、ヘテロアリール基等)であってもよく、さらに他の置換基で置換されていても置換されていなくてもよい。前記スキームI中のR、R1及びR2が2価の基(架橋鎖)である場合、前記R、R1及びR2は、例えば、それぞれ独立に、エーテル結合(-O-)、エステル結合(-COO-)、カーボネート結合(-OCOO-)、カーバメート結合(-NCOO-)、ウレア結合(-NCON-)、又は鎖状置換基(例えば、アルキレン基、不飽和脂肪族炭化水素基等の炭化水素基)であってもよく、又は環状の基(例えば、環状飽和炭化水素基、非芳香族環状不飽和炭化水素基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基等)であってもよく、さらに他の置換基で置換されていてもよいし、置換されていなくてもよい。また、前記スキームI中のArは、特に限定されないが、例えば、芳香族化合物(例えば、芳香族炭化水素、ヘテロ芳香族化合物等)又は芳香族化合物から誘導される基(例えば、アリール基、ヘテロアリール基等)であってもよい。 In the present invention, R, R1 , and R2 in Scheme I are not particularly limited and may be any atom or atomic group. The structures of R, R1 , and R2 may be similar to or equivalent to those of a nucleophile or a nucleophilic reaction product in a general reaction in which a nucleophile reacts with a carbonyl halide compound to produce a nucleophilic reaction product. When R, R1 , and R2 in Scheme I are monovalent groups, R, R1 , and R2 may each independently represent, for example, a hydrogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group (thiol group), a carboxy group, an amino group, or a chain substituent (e.g., a hydrocarbon group such as an alkyl group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group), or a cyclic group (e.g., a cyclic saturated hydrocarbon group, a non-aromatic cyclic unsaturated hydrocarbon group, an aryl group, a heteroaryl group, etc.), and may be substituted or unsubstituted with other substituents. When R, R1 , and R2 in Scheme I are divalent groups (crosslinked chains), R, R1 , and R2 may each independently represent, for example, an ether bond (-O-), an ester bond (-COO-), a carbonate bond (-OCOO-), a carbamate bond (-NCOO-), a urea bond (-NCON-), or a chain substituent (e.g., a hydrocarbon group such as an alkylene group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group), or a cyclic group (e.g., a cyclic saturated hydrocarbon group, a non-aromatic cyclic unsaturated hydrocarbon group, an arylene group, a heteroarylene group, etc.), which may or may not be substituted with other substituents. Furthermore, Ar in Scheme I is not particularly limited, and may be, for example, an aromatic compound (e.g., an aromatic hydrocarbon, a heteroaromatic compound, etc.) or a group derived from an aromatic compound (e.g., an aryl group, a heteroaryl group, etc.).
さらに、本発明では、前記求核反応生成物製造工程において、原料である前記求核剤と、生成物である前記求核反応生成物とは、前記スキームIに示した物質に限定されない。例えば、前記求核剤がチオールであり、前記求核反応生成物がチオカーボネートであってもよい。また、例えば、前記求核剤がアンモニア又はアミンであり、前記求核反応生成物がハロゲン化アミド(X-CO-NR1R2、ただしXはハロゲンであり、COはカルボニル基であり、R1及びR2は前記スキームIと同様)であってもよい。その他、前記求核剤としては、例えば、イミダゾール、ホスホン酸エステル、ラクタム、イミン、ヒドラジン、ピロール、トリアゾール、インドール、等が挙げられ、前記求核反応生成物としては、例えば、カルボニルジイミダゾール、ハロゲン化リン酸エステル(例えばクロロリン酸エステル)、イミドハライド(例えばイミドクロリド)、酸ハロゲン化物(例えばギ酸クロリド)等が挙げられる。 Furthermore, in the present invention, in the nucleophilic reaction product production step, the nucleophilic agent as a raw material and the nucleophilic reaction product as a product are not limited to the substances shown in Scheme I. For example, the nucleophilic agent may be a thiol, and the nucleophilic reaction product may be a thiocarbonate. Alternatively, for example, the nucleophilic agent may be ammonia or an amine, and the nucleophilic reaction product may be a halogenated amide (X—CO—NR 1 R 2 , where X is a halogen, CO is a carbonyl group, and R 1 and R 2 are the same as those in Scheme I). Other examples of the nucleophilic agent include imidazole, phosphonate ester, lactam, imine, hydrazine, pyrrole, triazole, and indole. Examples of the nucleophilic reaction product include carbonyldiimidazole, halogenated phosphate ester (e.g., chlorophosphate ester), imide halide (e.g., imido chloride), and acid halide (e.g., formic acid chloride).
前記求核反応生成物製造工程において、原料である前記求核剤と、生成物である前記求核反応生成物との組み合わせは、特に限定されないが、例えば、下記表1に記載した組み合わせが挙げられる。なお、下記表1において、原料である求核剤に対し、生成物である求核反応生成物が2種類以上ある場合は、前記求核反応生成物は、いずれか1種類のみでもよいし、任意の2種類以上であってもよい。In the nucleophilic reaction product production process, the combination of the raw material nucleophile and the resulting nucleophilic reaction product is not particularly limited, but examples include the combinations listed in Table 1 below. Note that in Table 1 below, when there are two or more types of nucleophilic reaction products for a given raw material nucleophile, the nucleophilic reaction product may be any one type, or any two or more types.
前記求核反応生成物製造工程において製造した前記求核反応生成物の精製方法、単離方法等は特に限定されず、例えば、一般的な化学反応と同様の方法を適宜用いてもよい。具体的には、例えば、分液、再結晶、蒸留、カラムクロマトグラフィー等の方法を、必要に応じて適宜用いてもよい。また、例えば、前記求核反応生成物の精製方法、単離等に先立ち、又はそれと同時に、未反応の前記ハロゲン化カルボニル化合物を全て反応させて消費するために、水、メタノール、エタノール、フェノール、又はアミン等を適宜加えてもよい。このようにすると、例えば、前記ハロゲン化カルボニル化合物を反応系外に放出することなく、安全に前記求核反応生成物製造工程の後処理を行うことができる。The purification and isolation methods for the nucleophilic reaction product produced in the nucleophilic reaction product production process are not particularly limited, and may be, for example, methods similar to those used in general chemical reactions. Specifically, methods such as separation, recrystallization, distillation, and column chromatography may be used as needed. Furthermore, prior to or simultaneously with the purification and isolation of the nucleophilic reaction product, water, methanol, ethanol, phenol, or an amine may be added as needed to react and consume all of the unreacted carbonyl halide compound. In this way, post-treatment of the nucleophilic reaction product production process can be performed safely without releasing the carbonyl halide compound outside the reaction system.
さらに、本発明の求核反応生成物の製造方法は、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程及び前記求核反応生成物製造工程以外の他の工程を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。前記他の工程は、例えば、前記ハロゲン酸化物ラジカル発生工程を含んでいても含んでいなくてもよいし、前記ハロゲン酸化物ラジカル発生工程以外の工程を含んでいても含んでいなくてもよい。 Furthermore, the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention may or may not include other steps in addition to the carbonyl halide compound generation step and the nucleophilic reaction product production step. The other steps may or may not include, for example, the halogen oxide radical generation step, or may or may not include steps other than the halogen oxide radical generation step.
[2.求核反応生成物製造用反応剤]
本発明の求核反応生成物製造用反応剤は、前述のとおり、前記本発明の第1の求核反応生成物製造用反応剤、前記本発明の第2の求核反応生成物製造用反応剤、及び前記本発明の第3の求核反応生成物製造用反応剤がある。それぞれの特徴は、前述のとおりである。すなわち、本発明の求核反応生成物製造用反応剤は、ハロゲン酸化物ラジカル若しくはハロゲン酸化物ラジカル発生剤を含むか、ハロゲン化炭化水素を含むか、又は求核剤を含む。前記ハロゲン酸化物ラジカル、前記ハロゲン酸化物ラジカル発生剤、前記ハロゲン化炭化水素、及び前記求核剤の化学構造は、特に限定されないが、例えば、前記「1.求核反応生成物の製造方法」において説明したとおりである。
[2. Reactants for producing nucleophilic reaction products]
As described above, the reactant for producing a nucleophilic reaction product of the present invention includes the first reactant for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, the second reactant for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, and the third reactant for producing a nucleophilic reaction product of the present invention. The characteristics of each are as described above. That is, the reactant for producing a nucleophilic reaction product of the present invention contains a halogen oxide radical or a halogen oxide radical generator, contains a halogenated hydrocarbon, or contains a nucleophile. The chemical structures of the halogen oxide radical, the halogen oxide radical generator, the halogenated hydrocarbon, and the nucleophile are not particularly limited, but are as described, for example, in "1. Method for producing a nucleophilic reaction product" above.
[3.本発明の用途等]
本発明の求核反応生成物の製造方法は、前述のとおり、求核剤とハロゲン化カルボニル化合物との一般的な反応と同様に、広範かつ多様な求核剤に対し適用可能であり、それにより、多様な求核反応生成物を製造可能である。したがって、本発明の求核反応生成物の製造方法は、きわめて広範な分野に適用可能である。例えば、カルバモイルクロリドは、医薬品、ファインケミカル、樹脂合成において重要な中間体である。本発明の求核反応生成物の製造方法によれば、例えば、求核剤としてアミン又はイミンを用い、これをハロゲン化カルボニル化合物(例えばホスゲン)と反応させることで、求核反応生成物であるカルバモイルクロリドを製造することができる。その他、本発明を適用可能な産業上の分野としては、例えば、 ポリカーボネート業界、カルバメート関連業界、農薬、染料、香水、医薬品、及びイソシアネートの製造等が挙げられる。
[3. Uses of the present invention]
As described above, the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention is applicable to a wide variety of nucleophiles, similar to the general reaction between a nucleophile and a carbonyl halide compound, thereby enabling the production of a variety of nucleophilic reaction products. Therefore, the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention is applicable to a very wide range of fields. For example, carbamoyl chloride is an important intermediate in pharmaceuticals, fine chemicals, and resin synthesis. According to the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, for example, an amine or imine can be used as a nucleophile and reacted with a carbonyl halide compound (e.g., phosgene) to produce the nucleophilic reaction product, carbamoyl chloride. Other industrial fields to which the present invention can be applied include, for example, the polycarbonate industry, the carbamate-related industry, pesticides, dyes, perfumes, pharmaceuticals, and isocyanate production.
また、本発明の求核反応生成物の製造方法は、前述のとおり、ハロゲン化カルボニル化合物を単離することなく反応に用いることができるため、例えば、安全性が高い、作業工程の短縮、コストの削減等の利点を有する。 Furthermore, as mentioned above, the method for producing nucleophilic reaction products of the present invention allows the carbonyl halide compound to be used in the reaction without isolation, which has advantages such as high safety, shortened work processes, and reduced costs.
さらに、本発明の求核反応生成物の製造方法は、前述のとおり、温和な反応条件でも行うことができる。このため、例えば、従来の反応は適用が困難であった原料にも、本発明の求核反応生成物の製造方法を適用して求核反応生成物を製造することができる。具体的には、例えば、本発明の求核反応生成物の製造方法において光照射する場合、照射光は、前述のとおり、特に限定されず、例えば、紫外光でも可視光でも赤外光でもよい。例えば、従来の反応では紫外線照射が必須であった場合に、本発明の求核反応生成物の製造方法によって可視光照射で反応を行うことができれば、利便性、安全性、基質適用範囲、反応時間、反応効率、生産性等の向上が可能である。具体的には、例えば、従来の反応において、クロロホルムを直接光励起してホスゲンを発生させるためには、励起光として紫外光が必須であった。しかし、本発明によれば、例えば、前述のとおり、クロロホルムを直接光励起するのでなく、二酸化塩素ラジカルを可視光により活性化してクロロホルムと反応させることで、ホスゲンを発生させることもできる。また、例えば、紫外線照射が必須である反応は、芳香族化合物等の紫外線を吸収しやすい(すなわち、紫外線照射により分解しやすい)原料には適用しにくい。このような原料に対し、本発明の求核反応生成物の製造方法によって可視光照射で反応を行うことができれば、求核反応生成物の製造を適用できる原料(求核剤)の範囲が飛躍的に広がる。Furthermore, as described above, the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention can be carried out under mild reaction conditions. Therefore, for example, the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention can be applied to raw materials that are difficult to use in conventional reactions to produce a nucleophilic reaction product. Specifically, for example, when light is irradiated in the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, the irradiated light is not particularly limited, as described above, and may be, for example, ultraviolet light, visible light, or infrared light. For example, while conventional reactions require ultraviolet irradiation, if the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention can be used to carry out the reaction using visible light, it would be possible to improve convenience, safety, substrate applicability, reaction time, reaction efficiency, productivity, and the like. Specifically, for example, in conventional reactions, ultraviolet light was required as the excitation light to directly photoexcite chloroform to generate phosgene. However, according to the present invention, for example, instead of directly photoexciting chloroform, phosgene can also be generated by activating chlorine dioxide radicals with visible light and reacting them with chloroform, as described above. Furthermore, for example, reactions that require ultraviolet irradiation are difficult to apply to raw materials that easily absorb ultraviolet light (i.e., are easily decomposed by ultraviolet irradiation), such as aromatic compounds. If such raw materials can be reacted with visible light by the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, the range of raw materials (nucleophiles) that can be used to produce nucleophilic reaction products will be dramatically expanded.
以下、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例には限定されない。 The following describes examples of the present invention. However, the present invention is not limited to the following examples.
なお、本実施例において、NMR(核磁気共鳴)スペクトルは、JEOL社のECS400(商品名)を用いて測定した。 In this example, NMR (nuclear magnetic resonance) spectra were measured using JEOL's ECS400 (product name).
[参考例1]
本参考例では、二酸化塩素ラジカル(ハロゲン酸化物ラジカル)とクロロホルム(ハロゲン化炭化水素)とを反応させることで、反応系中にホスゲン(ハロゲン化カルボニル)が発生することを確認した。より具体的には、下記スキームE1にしたがって、二酸化塩素ラジカルと重クロロホルムとを反応させてホスゲンを発生させた。
[Reference example 1]
In this example, it was confirmed that phosgene (carbonyl halide) was generated in the reaction system by reacting chlorine dioxide radicals (halogen oxide radicals) with chloroform (halogenated hydrocarbon). More specifically, phosgene was generated by reacting chlorine dioxide radicals with deuterated chloroform according to the following scheme E1.
前記スキームE1の反応は、以下のようにして行った。まず、亜塩素酸ナトリウム113mg(0.8mmol)、水5.7mL、35%塩酸57μLを混合し、室温で30分以上静置することで、亜塩素酸ナトリウム酸化液とした。この亜塩素酸ナトリウム酸化液には、亜塩素酸が不均化して生成した二酸化塩素ラジカルが溶存している。この二酸化塩素ラジカルは、光照射により活性化する。The reaction of Scheme E1 was carried out as follows. First, 113 mg (0.8 mmol) of sodium chlorite, 5.7 mL of water, and 57 μL of 35% hydrochloric acid were mixed and allowed to stand at room temperature for at least 30 minutes to obtain a sodium chlorite oxidizing solution. This sodium chlorite oxidizing solution contains dissolved chlorine dioxide radicals generated by the disproportionation of chlorous acid. These chlorine dioxide radicals are activated by light irradiation.
つぎに、H字管の両方の管に撹拌子を入れ、さらに、一方の管には重クロロホルム1mLを加え、他方の管には前記亜塩素酸ナトリウム酸化液5.7mLを加えた。その後、前記H字管の両方の管の蓋をしっかりと閉めた。このH字管を波長405nmのLEDランプ(照度90mw/cm2)から20cmの位置に置き、撹拌しながら40分光を当てて反応させた。反応後、H字管内の重クロロホルム溶液をそのまま13C-NMR測定にかけてホスゲンの生成を確認した。図1に、その13C-NMRスペクトルを示す。また、以下に、その13C-NMRスペクトルの解析結果を示す。下記のとおり、δ143.5ppmのピークにより、ホスゲンの生成が確認された。前記亜塩素酸ナトリウム酸化液から発生した二酸化塩素ガス(二酸化塩素ラジカル)が前記H字管内の気相中に放出され、さらに前記重クロロホルムの相に溶け込み、さらに、前記二酸化塩素ラジカルが光照射により活性化されて前記重クロロホルムと反応し、ホスゲンが生成したと考えられる。 Next, stir bars were placed in both tubes of the H-shaped tube. 1 mL of deuterated chloroform was added to one tube, and 5.7 mL of the sodium chlorite oxidizing solution was added to the other tube. The lids of both tubes of the H-shaped tube were then tightly closed. The H-shaped tube was placed 20 cm from a 405 nm LED lamp (illuminance 90 mW/cm 2 ) and the reaction was carried out by irradiating the solution with 400 s laser light while stirring. After the reaction, the deuterated chloroform solution in the H-shaped tube was subjected to 13 C-NMR measurement to confirm the generation of phosgene. The 13 C-NMR spectrum is shown in Figure 1. The analysis results of the 13 C-NMR spectrum are also shown below. As shown below, the generation of phosgene was confirmed by the peak at δ 143.5 ppm. It is believed that chlorine dioxide gas (chlorine dioxide radicals) generated from the sodium chlorite oxidized solution was released into the gas phase in the H-shaped tube and further dissolved in the deuterated chloroform phase, and the chlorine dioxide radicals were further activated by light irradiation and reacted with the deuterated chloroform to generate phosgene.
参考例1の反応後重クロロホルム溶液の13C-NMRスペクトル解析結果:
13C-NMR(100MHz, CDCl3) δ:143.5ppm
Results of C-NMR spectrum analysis of the deuterated chloroform solution after the reaction in Reference Example 1:
13C -NMR (100MHz, CDCl3 ) δ: 143.5ppm
[実施例1]
本実施例では、本発明の求核反応生成物の製造方法により求核反応生成物を製造した。より具体的には、下記スキームE2に示すとおり、二酸化塩素ラジカル(ハロゲン酸化物ラジカル)とクロロホルム(ハロゲン化炭化水素)とを反応させてホスゲン(ハロゲン化カルボニル化合物)を発生させ(ハロゲン化カルボニル化合物発生工程)、さらに、そのホスゲンを単離することなくテトラヒドロキノリン(求核剤)と反応させてカルバモイルクロリド(求核反応生成物)を製造した(求核反応生成物製造工程)。
[Example 1]
In this example, a nucleophilic reaction product was produced by the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention. More specifically, as shown in Scheme E2 below, chlorine dioxide radicals (halogen oxide radicals) were reacted with chloroform (halogenated hydrocarbon) to generate phosgene (halogenated carbonyl compound) (halogenated carbonyl compound generation step), and the phosgene was then reacted with tetrahydroquinoline (nucleophile) without isolation to produce carbamoyl chloride (nucleophilic reaction product) (nucleophilic reaction product production step).
本実施例において、前記スキームE2の反応は、以下のようにして行った。まず、クロロホルム(0.3~1.0%エタノール含有)を水で分液し、シリカゲルとアルミナを通して精製した精製クロロホルムを準備した。この精製クロロホルムは、反応溶媒であるとともに、その一部が二酸化塩素ラジカルと反応してホスゲンを生成する。一方、亜塩素酸ナトリウム酸化液として、亜塩素酸ナトリウム170mg(1.2mmol)、水5.7mL、35%塩酸86μLを混合し、室温で30分以上静置した亜塩素酸ナトリウム酸化液を準備した。In this example, the reaction of Scheme E2 was carried out as follows. First, chloroform (containing 0.3-1.0% ethanol) was separated with water and purified through silica gel and alumina to prepare purified chloroform. This purified chloroform served as a reaction solvent, and a portion of it reacted with chlorine dioxide radicals to produce phosgene. Separately, a sodium chlorite oxidizing solution was prepared by mixing 170 mg (1.2 mmol) of sodium chlorite, 5.7 mL of water, and 86 μL of 35% hydrochloric acid and allowing the mixture to stand at room temperature for at least 30 minutes.
つぎに、H字管の両方の管に撹拌子を入れ、さらに、一方の管には1,2,3,4-テトラヒドロキノリン37.6μL(0.3mmol、1当量)及び前記精製クロロホルム3mLを加え、他方の管には前記亜塩素酸ナトリウム酸化液5.7mL(4当量)を加えた。その後、前記H字管の両方の管の蓋をしっかりと閉めた。このH字管を波長405nmのリング状のLEDランプ(照度3.5mw/cm2)の中央に置き、撹拌しながら3時間光を当てた。前記LEDランプとしては、Aldrich社のマイクロフォトケミカルリアクター(商品名ALDRP2)に内蔵された青色LEDライトを用いた。反応後の混合物から溶媒を留去した後に1H-NMRを測定した。その1H-NMRのピーク強度比から収率を計算したところ、N-クロロカルボニル化された生成物であるカルバモイルクロリドが78%の収率で得られたことが確認された。図2に、反応後の混合物の1H-NMRスペクトルを、出発物質である1,2,3,4-テトラヒドロキノリンの1H-NMRスペクトルと併せて示す。また、それぞれの1H-NMRスペクトルの解析結果を、以下に示す。なお、本実施例及び以下の各実施例では、参考例1と同様のメカニズムでクロロホルムの相中にホスゲンが発生し(ハロゲン化カルボニル化合物発生工程)、そのホスゲンが求核剤と反応して求核反応生成物が生成した(求核反応生成物製造工程)と考えられる。 Next, stir bars were placed in both tubes of the H-tube. One tube was charged with 37.6 μL (0.3 mmol, 1 equivalent) of 1,2,3,4-tetrahydroquinoline and 3 mL of the purified chloroform, while the other tube was charged with 5.7 mL (4 equivalents) of the sodium chlorite oxidizing solution. The lids on both tubes were then tightly closed. The H-tube was placed in the center of a ring-shaped LED lamp (illuminance 3.5 mW/cm 2 ) with a wavelength of 405 nm, and the mixture was exposed to light for 3 hours while stirring. The LED lamp used was a blue LED light built into an Aldrich microphotochemical reactor (product name: ALDRP2). After distilling off the solvent from the reaction mixture, 1H -NMR was measured. The yield was calculated from the peak intensity ratio of the 1H -NMR, confirming that the N-chlorocarbonylated product, carbamoyl chloride, was obtained in 78% yield. 2 shows the 1 H-NMR spectrum of the mixture after the reaction, together with the 1 H-NMR spectrum of the starting material, 1,2,3,4-tetrahydroquinoline. The analysis results of each 1 H-NMR spectrum are also shown below. It is believed that in this example and the following examples, phosgene was generated in the chloroform phase (carbonyl halide compound generation step) through a mechanism similar to that in Reference Example 1, and that the phosgene reacted with a nucleophilic agent to generate a nucleophilic reaction product (nucleophilic reaction product production step).
1,2,3,4-テトラヒドロキノリンの1H-NMRスペクトル解析結果:
1H-NMR(400MHz,CDCl3) δ:7.00(m,2H)、6.65(t,J=7.6Hz,1H)、6.50(t,J=7.6Hz,1H)、3.32(t,J=5.6Hz,2H)、2.80(t,J=6.4Hz,2H)、1.98(tt,J=5.6,6.4Hz,2H)
実施例1の反応後混合物の1H-NMRスペクトル解析結果:
1H-NMR(400MHz,CDCl3) δ:7.63(br,1H)、7.22-7.10(m,3H)、3.93(t,J=6.4Hz,2H)、2.80(t,J=6.4Hz,2H)、2.03(tt,J=6.4,6.4Hz,2H)
1H -NMR spectrum analysis results of 1,2,3,4-tetrahydroquinoline:
1H -NMR (400MHz, CDCl3 ) δ: 7.00 (m, 2H), 6.65 (t, J = 7.6Hz, 1H), 6.50 (t, J = 7.6Hz, 1H), 3.32 ( t, J = 5.6Hz, 2H), 2.80 (t, J = 6.4Hz, 2H), 1.98 (tt, J = 5.6, 6.4Hz, 2H)
1 H-NMR spectrum analysis results of the reaction mixture of Example 1:
1H -NMR (400MHz, CDCl3 ) δ: 7.63 (br, 1H), 7.22-7.10 (m, 3H), 3.93 (t, J = 6.4Hz, 2H), 2.80 (t, J = 6.4Hz, 2H), 2.03 (tt, J = 6.4, 6.4Hz, 2H)
[実施例2]
本実施例では、下記スキームE3に示すとおり、実施例1と同様に二酸化塩素ラジカルとクロロホルムとを反応させてホスゲンを発生させ、さらに、そのホスゲンを単離することなくテトラヒドロキノリンと反応させてカルバモイルクロリドを製造した。なお、本実施例では、光照射の光源として、実施例1のリング状のLEDランプに代えて、照度がさらに強いLEDランプ(パイフォトニクス社製、商品名「ホロライトカク」)を用いた。
[Example 2]
In this example, as shown in Scheme E3 below, chlorine dioxide radicals were reacted with chloroform to generate phosgene, as in Example 1, and the phosgene was then reacted with tetrahydroquinoline without isolation to produce carbamoyl chloride. Note that in this example, instead of the ring-shaped LED lamp used in Example 1, an LED lamp with stronger illuminance (manufactured by Pi Photonics, product name "Hololightkaku") was used as the light source for light irradiation.
本実施例において、前記スキームE3の反応は、以下のようにして行った。まず、溶媒としては、クロロホルム(アミレン含有)を使用した。このクロロホルムは、反応溶媒であるとともに、その一部が二酸化塩素ラジカルと反応してホスゲンを生成する。また、亜塩素酸ナトリウム酸化液は、実施例1と同じ方法で調製した物を使用した。In this example, the reaction of Scheme E3 was carried out as follows. First, chloroform (containing amylene) was used as the solvent. This chloroform was not only the reaction solvent, but also reacted with chlorine dioxide radicals to produce phosgene. The sodium chlorite oxidizing solution used was prepared in the same manner as in Example 1.
つぎに、H字管の両方の管に撹拌子を入れ、さらに、一方の管には1,2,3,4-テトラヒドロキノリン37.6μL(0.3mmol、1当量)、クロロホルム(アミレン含有)1mL、及びトリエチルアミン208μL(1.5mmol、5当量)を加え、他方の管には前記亜塩素酸ナトリウム酸化液5.7mL(4当量)を加えた。その後、前記H字管の両方の管の蓋をしっかりと閉めた。このH字管を波長405nmのLEDランプ(照度90mw/cm2)から20cmの位置に置き、撹拌しながら45分間光を照射した。反応後の混合物から溶媒を留去した後に重クロロホルムCDCl3を溶媒として1H-NMRを測定した。一方、反応後の混合物を水で分液した。具体的には、反応後の溶液に水5mL及びジクロロメタン5mLを加え有機層を抽出した後、硫酸ナトリウムを加え乾燥後、溶媒を留去した。その残渣に対しても、同様に重クロロホルムCDCl3を溶媒として1H-NMRを測定した。それらの1H-NMRのピーク強度比から収率を計算したところ、N-クロロカルボニル化された生成物であるカルバモイルクロリドが86%の収率で得られたことが確認された。図3に、反応後の混合物の1H-NMRスペクトル、及び、水で分液後の残渣の1H-NMRスペクトルを、出発物質である1,2,3,4-テトラヒドロキノリンの1H-NMRスペクトルと併せて示す。また、それぞれの1H-NMRスペクトルの解析結果を、以下に示す。 Next, stir bars were placed in both tubes of the H-shaped tube. One tube was charged with 37.6 μL (0.3 mmol, 1 equivalent) of 1,2,3,4-tetrahydroquinoline, 1 mL of chloroform (containing amylene), and 208 μL (1.5 mmol, 5 equivalents) of triethylamine, while the other tube was charged with 5.7 mL (4 equivalents) of the sodium chlorite oxidizing solution. The caps on both tubes of the H-shaped tube were then tightly closed. This H-shaped tube was placed 20 cm from a 405 nm LED lamp (illuminance: 90 mW/cm 2 ) and irradiated with light for 45 minutes while stirring. After distilling off the solvent from the reaction mixture, 1H -NMR was measured using deuterated chloroform (CDCl 3) as the solvent. Meanwhile, the reaction mixture was separated with water. Specifically, 5 mL of water and 5 mL of dichloromethane were added to the reaction solution to extract the organic layer. After drying with sodium sulfate, the solvent was distilled off. The residue was also subjected to 1H -NMR measurement using deuterated chloroform (CDCl 3) as the solvent. The yield was calculated from the peak intensity ratio of these 1H -NMR spectra, confirming that the N-chlorocarbonylated product, carbamoyl chloride, was obtained in 86% yield. Figure 3 shows the 1H -NMR spectrum of the mixture after the reaction and the 1H -NMR spectrum of the residue after separation with water, along with the 1H -NMR spectrum of the starting material, 1,2,3,4-tetrahydroquinoline. The analysis results of each 1H -NMR spectrum are shown below.
1,2,3,4-テトラヒドロキノリンの1H-NMRスペクトル解析結果:
1H-NMR(400MHz,CDCl3) δ:7.00(m,2H)、6.65(t,J=7.6Hz,1H)、6.50(t,J=7.6Hz,1H)、3.32(t,J=5.6Hz,2H)、2.80(t,J=6.4Hz,2H)、1.98(tt,J=5.6,6.4Hz,2H)
実施例2の反応後混合物の1H-NMRスペクトル解析結果:
1H-NMR(400MHz,CDCl3) δ:7.38(br,1H)、7.01-6.98(m,3H)、3.71(t,J=6.4Hz,2H)、2.59(t,J=6.4Hz,2H)、1.82(tt,J=6.4,6.4Hz,2H)
実施例2の水で分液後の残渣の1H-NMRスペクトル解析結果:
1H-NMR(400MHz,CDCl3) δ:7.65(br,1H)、7.22-7.10(m,3H)、3.92(t,J=6.4Hz,2H)、2.81(t,J=6.4Hz,2H)、2.01(tt,J=6.4,6.4Hz,2H)
1H -NMR spectrum analysis results of 1,2,3,4-tetrahydroquinoline:
1H -NMR (400MHz, CDCl3 ) δ: 7.00 (m, 2H), 6.65 (t, J = 7.6Hz, 1H), 6.50 (t, J = 7.6Hz, 1H), 3.32 ( t, J = 5.6Hz, 2H), 2.80 (t, J = 6.4Hz, 2H), 1.98 (tt, J = 5.6, 6.4Hz, 2H)
1 H-NMR spectrum analysis results of the reaction mixture of Example 2:
1H -NMR (400MHz, CDCl3 ) δ: 7.38 (br, 1H), 7.01-6.98 (m, 3H), 3.71 (t, J = 6.4Hz, 2H), 2.59 (t, J = 6.4Hz, 2H), 1.82 (tt, J = 6.4, 6.4Hz, 2H)
1 H-NMR spectrum analysis results of the residue after separation with water in Example 2:
1H -NMR (400MHz, CDCl3 ) δ: 7.65 (br, 1H), 7.22-7.10 (m, 3H), 3.92 (t, J = 6.4Hz, 2H), 2.81 (t, J = 6.4Hz, 2H), 2.01 (tt, J = 6.4, 6.4Hz, 2H)
[実施例3]
本実施例では、実施例2と同じ前記スキームE3の方法で、反応物質の使用量及び光照射時間を若干変えてテトラヒドロキノリンからカルバモイルクロリドを製造した。具体的には、1,2,3,4-テトラヒドロキノリンの使用量を0.3mmolから0.2mmolに変更し、クロロホルム(アミレン含有)の使用量を1mLから2mLに変更し、光照射時間を45分間から40分間に変更し、亜塩素酸ナトリウムの使用量を17.0mgから113mg(0.8mmol)に変更し、35%塩酸の使用量を86μLから57μLに変更したこと以外は実施例2と同条件で反応を行った。反応後の混合物の処理は実施例2と同様に行い、実施例2と同様に1H-NMRのピーク強度比から収率を計算したところ、N-クロロカルボニル化された生成物であるカルバモイルクロリドが95%の収率で得られたことが確認された。すなわち、カルバモイルクロリドの収率は、実施例2では86%であったところ、本実施例では95%まで向上していた。なお、図4に、本実施例の出発物質である1,2,3,4-テトラヒドロキノリンの1H-NMRスペクトル、反応後の混合物の1H-NMRスペクトル、及び、水で分液後の残渣の1H-NMRスペクトルを、本実施例の反応スキームと併せて示す。
[Example 3]
In this example, carbamoyl chloride was produced from tetrahydroquinoline using the same method as in Example 2, Scheme E3, with slight changes in the amounts of reactants used and the light irradiation time. Specifically, the reaction was carried out under the same conditions as in Example 2, except that the amount of 1,2,3,4-tetrahydroquinoline used was changed from 0.3 mmol to 0.2 mmol, the amount of chloroform (containing amylene) used was changed from 1 mL to 2 mL, the light irradiation time was changed from 45 minutes to 40 minutes, the amount of sodium chlorite used was changed from 17.0 mg to 113 mg (0.8 mmol), and the amount of 35% hydrochloric acid used was changed from 86 μL to 57 μL. The mixture after the reaction was treated in the same manner as in Example 2, and the yield was calculated from the 1 H-NMR peak intensity ratio in the same manner as in Example 2. It was confirmed that the N-chlorocarbonylated product, carbamoyl chloride, was obtained in a yield of 95%. That is, the yield of carbamoyl chloride was improved from 86% in Example 2 to 95% in this example. FIG. 4 shows the 1 H-NMR spectrum of 1,2,3,4-tetrahydroquinoline, which is the starting material of this example, the 1 H-NMR spectrum of the mixture after the reaction, and the 1 H-NMR spectrum of the residue after separation with water, along with the reaction scheme of this example.
[実施例4]
本実施例では、下記スキームE4に示すとおり、テトラヒドロキノリンに代えて各種アミン(下記化合物1)をホスゲンと反応させ、反応生成物であるカルバモイルクロリド(下記化合物2)及び尿素誘導体(下記化合物3)を製造した。本実施例では、反応条件として実施例3と同条件(条件1)で反応を行い、さらに、それに加えて下記条件2及び条件3のように条件を変更した系でも反応を行った。なお、下記条件2及び条件3において、下記以外の反応条件は、条件1と同条件(すなわち実施例3と同条件)である。また、下記条件2及び条件3において、「基質」は、反応原料のことであり、すなわち下記スキームE4中の化合物1(個別には、下記スキームE4中の化合物1b、1c、1d又は1e)のことである。
条件2:基質使用量0.1mmol、クロロホルム使用量5mL、トリエチルアミン使用量0.5mmol
条件3:基質使用量0.4mmol、クロロホルム使用量1mL、トリエチルアミン使用量1.6mmol亜塩素酸ナトリウム使用量57mg、35%塩酸使用量28μL
[Example 4]
In this example, as shown in Scheme E4 below, various amines (Compound 1 below) were reacted with phosgene instead of tetrahydroquinoline to produce the reaction products carbamoyl chloride (Compound 2 below) and urea derivative (Compound 3 below). In this example, the reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 3 (Condition 1), and further, the reaction was carried out in a system in which the conditions were changed as in Conditions 2 and 3 below. Note that in Conditions 2 and 3 below, the reaction conditions other than those described below were the same as Condition 1 (i.e., the same as in Example 3). Furthermore, in Conditions 2 and 3 below, the term "substrate" refers to the reaction raw material, i.e., Compound 1 in Scheme E4 below (individually, Compound 1b, 1c, 1d, or 1e in Scheme E4 below).
Condition 2: Amount of substrate used: 0.1 mmol, Amount of chloroform used: 5 mL, Amount of triethylamine used: 0.5 mmol
Condition 3: Amount of substrate used: 0.4 mmol, Amount of chloroform used: 1 mL, Amount of triethylamine used: 1.6 mmol, Amount of sodium chlorite used: 57 mg, Amount of 35% hydrochloric acid used: 28 μL
本実施例において、反応後の混合物の処理は実施例2又は3と同様に行った。さらに、内部標準としてテトラクロロエチレンC2H2Cl4を用いたこと以外は実施例2又は3と同様に1H-NMRを測定し、そのピーク強度比から収率を計算した。これによると、前記スキームE4に示したとおり、原料のアミン(化合物1)として1,2,3,4-テトラヒドロイソキノリン(化合物1b)を用いた場合は、対応するカルバモイルクロリド(化合物2)の収率が条件2で89%、尿素誘導体(化合物3)の収率が条件3で48%であった。また、原料のアミン(化合物1)としてインドリン(化合物1c)を用いた場合は、条件1、2ともカルバモイルクロリド(化合物2)の生成は見られず、尿素誘導体(化合物3)の収率が条件2で89%であった。原料のアミン(化合物1)としてピぺリジン(化合物1d)を用いた場合は、対応するカルバモイルクロリド(化合物2)の収率が条件2で最高83%であった。原料のアミン(化合物1)としてピロリジン(化合物1e)を用いた場合は、対応するカルバモイルクロリド(化合物2)の収率が条件2で最高58%、尿素誘導体(化合物3)の収率が条件3で最高42%であった。また、化合物1b、1c,1d及び1eのいずれを原料として用いた場合も、生成物への変換率(生成物と未反応の原料とを合わせた回収率)は100%であった。なお、図5~8に、本実施例で用いた各種原料(出発物質)及び反応混合物の1H-NMRチャートを、反応スキームとともに示す。図5は、化合物1b(1,2,3,4-テトラヒドロイソキノリン)を条件2又は条件3で反応させた場合の図である。図6は、化合物1c(インドリン)を条件2で反応させた場合の図である。図7は、化合物1d(ピペリジン)を条件2で反応させた場合の図である。図8は、化合物1e(ピロリジン)を条件2又は条件3で反応させた場合の図である。また、以下に、各1H-NMRチャートの解析結果を示す。 In this example, the treatment of the mixture after the reaction was carried out in the same manner as in Example 2 or 3. Furthermore, 1 H-NMR was measured in the same manner as in Example 2 or 3, except that tetrachloroethylene C 2 H 2 Cl 4 was used as the internal standard, and the yield was calculated from the peak intensity ratio. As shown in Scheme E4 above, when 1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline (Compound 1b) was used as the starting amine (Compound 1), the yield of the corresponding carbamoyl chloride (Compound 2) was 89% under Condition 2, and the yield of the urea derivative (Compound 3) was 48% under Condition 3. Furthermore, when indoline (Compound 1c) was used as the starting amine (Compound 1), no carbamoyl chloride (Compound 2) was produced under either Condition 1 or Condition 2, and the yield of the urea derivative (Compound 3) was 89% under Condition 2. When piperidine (Compound 1d) was used as the starting amine (Compound 1), the yield of the corresponding carbamoyl chloride (Compound 2) was up to 83% under Condition 2. When pyrrolidine (compound 1e) was used as the starting amine (compound 1), the yield of the corresponding carbamoyl chloride (compound 2) was up to 58% under condition 2, and the yield of the urea derivative (compound 3) was up to 42% under condition 3. Furthermore, regardless of whether compounds 1b, 1c, 1d, or 1e were used as starting materials, the conversion rate to the product (the recovery rate of the product and unreacted starting materials combined) was 100%. Figures 5 to 8 show 1H -NMR charts of the various starting materials and reaction mixtures used in this example, along with the reaction scheme. Figure 5 shows the results when compound 1b (1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline) was reacted under condition 2 or condition 3. Figure 6 shows the results when compound 1c (indoline) was reacted under condition 2. Figure 7 shows the results when compound 1d (piperidine) was reacted under condition 2. 8 shows the results when compound 1e (pyrrolidine) was reacted under conditions 2 and 3. The analysis results of each 1 H-NMR chart are shown below.
テトラヒドロイソキノリン(1b)の反応
原料:1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:7.13-7.00(m,3H),6.99-6.96(m,1H),3.99(s,1H),3.11(t,J=8.4Hz,2H)、2.77(t,J=8.4Hz,2H)
条件2反応分液処理後:1H-NMR(400MHz, CDCl3)ジアステレオマー混合物 δ:7.10-6.96(m,4H),4.70(s,0.8H),4.60(s,1.2H),3.80-3.76(m,1.2H)、3.71-3.66(m,0.8H)、2.85-2.78(m,2H)
条件3反応分液処理後:1H-NMR(400MHz, CDCl3)ジアステレオマー混合物 δ:7.10-6.91(m,4H),4.38(s,2H),3.45(t,J=8.4Hz,2H)、2.85(t,J=8.4Hz,2H)
Reaction raw material for tetrahydroisoquinoline (1b): 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 7.13-7.00 (m, 3H), 6.99-6.96 (m, 1H), 3.99 (s, 1H), 3.11 (t, J=8.4 Hz, 2H), 2.77 (t, J=8.4 Hz, 2H)
Condition 2 After reaction separation: 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) diastereomer mixture δ: 7.10-6.96 (m, 4H), 4.70 (s, 0.8H), 4.60 (s, 1.2H), 3.80-3.76 (m, 1.2H), 3.71-3.66 (m, 0.8H), 2.85-2.78 (m, 2H)
Condition 3 After reaction separation: 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) diastereomer mixture δ: 7.10-6.91 (m, 4H), 4.38 (s, 2H), 3.45 (t, J=8.4Hz, 2H), 2.85 (t, J=8.4Hz, 2H)
インドリン(1c)の反応
原料:1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:7.10(d,J=7.2Hz,1H),7.02(dd,J=7.2、7.2Hz,1H),6.69(dd,J=7.2、7.2Hz,1H),6.62(d,J=7.2Hz,1H),3.72(br,1H)、3.51(t,J=8.4Hz,2H)、3.00(t,J=8.4Hz,2H)
条件1反応分液処理後(3c):1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:7.85(d,J=8.4Hz,2H),7.22-7.17(m,4H),7.08(dd,J=7.2、7.2Hz,2H),4.23(t,J=8.4Hz,4H)、3.18(t,J=8.4Hz,4H)
Reaction raw material for indoline (1c): 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 7.10 (d, J=7.2Hz, 1H), 7.02 (dd, J=7.2, 7.2Hz, 1H), 6.69 (dd, J=7.2, 7.2Hz, 1H) , 6.62 (d, J=7.2Hz, 1H), 3.72 (br, 1H), 3.51 (t, J=8.4Hz, 2H), 3.00 (t, J=8.4Hz, 2H)
Condition 1 After reaction separation treatment (3c): 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 7.85 (d, J=8.4Hz, 2H), 7.22-7.17 (m, 4H), 7.08 (dd, J=7.2, 7.2Hz, 2H), 4.23 (t, J=8.4Hz, 4H), 3.18 (t, J=8.4Hz, 4H)
ピペリジン(1d)の反応
原料:1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:2.78(m,4H),1.50(m,6H)
条件2反応分液処理後(2d):1H-NMR(400MHz, CDCl3)ジアステレオマー混合物 δ:3.57-3.45(m,4H),1.61-1.50(m,6H)
Piperidine (1d) reaction raw material: 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 2.78 (m, 4H), 1.50 (m, 6H)
Condition 2, after separation (2d): 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) diastereomeric mixture δ: 3.57-3.45 (m, 4H), 1.61-1.50 (m, 6H)
ピロリジン(1e)の反応
原料:1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:2.80(m,4H),1.66(m,4H)
条件2反応分液処理後(2e):1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:3.50-3.36(m,4H),1.89-1.82(m,4H)
条件3反応分液処理後(3e):1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:3.30-3.26(m,4H),1.77-1.72(m,4H)
Pyrrolidine (1e) reaction raw material: 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 2.80 (m, 4H), 1.66 (m, 4H)
Condition 2 After reaction separation treatment (2e): 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 3.50-3.36 (m, 4H), 1.89-1.82 (m, 4H)
Condition 3 After reaction separation treatment (3e): 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 3.30-3.26 (m, 4H), 1.77-1.72 (m, 4H)
[実施例5]
本実施例では、下記スキームE5に示すとおり、原料として、各種アミンに代えて各種フェノール又はアルコール(下記化合物4)をホスゲンと反応させ、反応生成物であるフェノキシカルボニルクロリド(クロロギ酸エステル、下記化合物5)及びカーボネート(下記化合物6)の製造を試みた。
[Example 5]
In this example, as shown in Scheme E5 below, various phenols or alcohols (Compound 4 below) were reacted with phosgene as raw materials in place of various amines to attempt to produce reaction products, phenoxycarbonyl chloride (chloroformate, Compound 5 below) and carbonate (Compound 6 below).
本実施例において、前記スキームE5の反応は、原料として、各種アミンに代えて各種フェノール又はアルコール(前記スキームE5中の化合物4)を用いたことと、各種物質の使用量を適宜変更したこと以外は実施例4と同様にして行った。ただし、本実施例では条件1、2のみを検討した。反応後の混合物の処理も実施例4と同様に(すなわち実施例2又は3と同様に)行った。さらに、実施例4と同様に、1H-NMRの溶媒として重クロロホルムCDCl3を用い、内部標準としてテトラクロロエチレンC2H2Cl4を用いて1H-NMRを測定し、そのピーク強度比から収率を計算した。これによると、前記スキームE5に示したとおり、原料としてフェノール(ヒドロキシベンゼン)、4-クロロフェノール及び4-ニトロフェノールのいずれを用いた場合も、対応するフェノキシカルボニルクロリド(化合物5)の生成はみられなかった。一方、原料に対応するカーボネート(化合物6)の収率は、原料としてフェノール(ヒドロキシベンゼン)を用いた場合、及び、4-クロロフェノールを用いた場合において、何れも99%以上であった(条件1,2)。また、原料として4-ニトロフェノールを用いた場合は、条件2において対応するカーボネート(化合物6)の収率は99%以上であった。原料として1-プロパノールを用いた場合は、対応するフェノキシカルボニルクロリド(化合物5)とカーボネート(化合物6)の生成がみられ、条件2においてフェノキシカルボニルクロリド(化合物5)の収率が41%であった。いずれの原料を用いた場合も、生成物への変換率(生成物と未反応の原料とを合わせた回収率)は100%であった。なお、図9~12に、本実施例で用いた各種原料(出発物質)及び反応混合物の1H-NMRチャートを、反応スキームとともに示す。図9は、フェノール(ヒドロキシベンゼン)を条件2で反応させた場合の図である。図10は、4-クロロフェノールを条件1で反応させた場合の図である。図11は、4-ニトロフェノールを条件2で反応させた場合の図である。図12は、1-プロパノール(n-プロピルアルコール)を条件1で反応させた場合の図である。また、以下に、各1H-NMRチャートの解析結果を示す。 In this example, the reaction of Scheme E5 was carried out in the same manner as in Example 4, except that various phenols or alcohols (Compound 4 in Scheme E5) were used as raw materials instead of various amines, and the amounts of various substances used were appropriately changed. However, in this example, only conditions 1 and 2 were investigated. The mixture after the reaction was treated in the same manner as in Example 4 (i.e., in the same manner as in Example 2 or 3). Furthermore, as in Example 4, 1H -NMR was measured using deuterated chloroform (CDCl3 ) as the solvent for 1H -NMR and tetrachloroethylene ( C2H2Cl4 ) as the internal standard, and the yield was calculated from the peak intensity ratio. As shown in Scheme E5, no production of the corresponding phenoxycarbonyl chloride (Compound 5) was observed when phenol (hydroxybenzene), 4-chlorophenol, or 4-nitrophenol was used as the raw material. On the other hand, the yield of the carbonate (Compound 6) corresponding to the raw material was 99% or higher when phenol (hydroxybenzene) and 4-chlorophenol were used as the raw material (Conditions 1 and 2). Furthermore, when 4-nitrophenol was used as the raw material, the yield of the corresponding carbonate (Compound 6) was 99% or more under Condition 2. When 1-propanol was used as the raw material, the corresponding phenoxycarbonyl chloride (Compound 5) and carbonate (Compound 6) were produced, and the yield of phenoxycarbonyl chloride (Compound 5) was 41% under Condition 2. Regardless of the raw material used, the conversion rate to the product (the recovery rate of the product and unreacted raw material combined) was 100%. Figures 9 to 12 show 1H -NMR charts of the various raw materials (starting materials) and reaction mixtures used in this example, along with the reaction scheme. Figure 9 shows the results when phenol (hydroxybenzene) was reacted under Condition 2. Figure 10 shows the results when 4-chlorophenol was reacted under Condition 1. Figure 11 shows the results when 4-nitrophenol was reacted under Condition 2. 12 is a diagram showing the case where 1-propanol (n-propyl alcohol) was reacted under Condition 1. The analysis results of each 1 H-NMR chart are shown below.
フェノール(4a)の反応
原料:1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:7.28(dd,J=7.8、8.0Hz,2H),6.99(t,J=7.8Hz,1H),6.89(d,J=8.0Hz,1H)
条件2反応分液処理後(6a):1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:7.43-7.37(m,2H),7.28-7.24(m,3H)
Phenol (4a) reaction raw material: 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 7.28 (dd, J=7.8, 8.0 Hz, 2H), 6.99 (t, J=7.8 Hz, 1H), 6.89 (d, J=8.0 Hz, 1H)
Condition 2 After reaction separation treatment (6a): 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 7.43-7.37 (m, 2H), 7.28-7.24 (m, 3H)
4-クロロフェノール(4b)の反応
原料:1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:7.18(d,J=8.4Hz,2H),6.76(d,J=8.4Hz,2H),5.13(br,1H)
条件1反応分液処理後(6b):1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:7.38(d,J=7.2Hz,4H),7.22(d,J=7.2Hz,4H)
4-Chlorophenol (4b) reaction raw material: 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 7.18 (d, J=8.4 Hz, 2H), 6.76 (d, J=8.4 Hz, 2H), 5.13 (br, 1H)
Condition 1 After reaction separation treatment (6b): 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 7.38 (d, J = 7.2 Hz, 4H), 7.22 (d, J = 7.2 Hz, 4H)
4-ニトロフェノール(4c)の反応
原料:1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:8.17(d,J=9.2Hz,2H),6.92(d,J=9.2Hz,2H),5.85(br,1H)
条件2反応分液処理後(6c):1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:8.32(d,J=9.2Hz,4H),7.48(d,J=9.2Hz,4H)
4-Nitrophenol (4c) reaction raw material: 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 8.17 (d, J=9.2 Hz, 2H), 6.92 (d, J=9.2 Hz, 2H), 5.85 (br, 1H)
Condition 2 After reaction separation treatment (6c): 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 8.32 (d, J = 9.2 Hz, 4H), 7.48 (d, J = 9.2 Hz, 4H)
1-プロパノール(4d)の反応
原料:1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:3.59(t,J=6.4Hz,2H),1.57(tt,J=9.2Hz,2H),5.85(br,1H)
条件1反応分液処理後(5d):1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:3.27(t,J=6.4Hz,2H),1.71(tq,J=6.4,6.4Hz,2H),0.98(t,J=6.4Hz,3H)
反応分液処理後(6d):1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ:3.98(t,J=6.4Hz,2H),1.52(tq,J=6.4,6.4Hz,2H),0.96(t,J=6.4Hz,3H)
1-Propanol (4d) reaction raw material: 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 3.59 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 1.57 (tt, J = 9.2 Hz, 2H), 5.85 (br, 1H)
Condition 1 After reaction separation treatment (5d): 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 3.27 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 1.71 (tq, J = 6.4, 6.4 Hz, 2H), 0.98 (t, J = 6.4 Hz, 3H)
After reaction separation treatment (6d): 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 3.98 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 1.52 (tq, J = 6.4, 6.4 Hz, 2H), 0.96 (t, J = 6.4 Hz, 3H)
[実施例6]
本実施例では、下記スキームE6に示すとおり、実施例1~3と同様に二酸化塩素ラジカルとクロロホルムとを反応させてホスゲンを発生させ、さらに、そのホスゲンを単離することなくテトラヒドロキノリンと反応させてカルバモイルクロリドを製造した。なお、本実施例では、光照射の光源として、実施例1のリング状のLEDランプ、及び実施例2~3のLEDランプに代えて太陽光を用いた。
[Example 6]
In this example, as shown in Scheme E6 below, chlorine dioxide radicals were reacted with chloroform to generate phosgene, as in Examples 1 to 3. The phosgene was then reacted with tetrahydroquinoline without isolation to produce carbamoyl chloride. In this example, sunlight was used as the light source for light irradiation instead of the ring-shaped LED lamp in Example 1 and the LED lamps in Examples 2 and 3.
本実施例において、前記スキームE6の反応は、以下のようにして行った。まず、溶媒としては、クロロホルム(アミレン含有)を使用した。このクロロホルムは、反応溶媒であるとともに、その一部が二酸化塩素ラジカルと反応してホスゲンを生成する。また、亜塩素酸ナトリウム酸化液は、実施例1と同じ方法で調製した物を使用した。In this example, the reaction of Scheme E6 was carried out as follows. First, chloroform (containing amylene) was used as the solvent. This chloroform was not only the reaction solvent, but also reacted with chlorine dioxide radicals to produce phosgene. The sodium chlorite oxidizing solution used was prepared in the same manner as in Example 1.
つぎに、H字管の両方の管に撹拌子を入れ、さらに、一方の管には1,2,3,4-テトラヒドロキノリン25.1μL(0.2mmol、1当量)、クロロホルム(アミレン含有)2.0mL、及びトリエチルアミン138μL(1.0mmol、5当量)を加え、他方の管には前記亜塩素酸ナトリウム酸化液5.7mL(4当量)を加えた。その後、前記H字管の両方の管の蓋をしっかりと閉めた。このH字管を太陽光下に置き、撹拌しながら2時間太陽光を照射した。なお、実験日は西暦2021年3月10日で、太陽光照射した時間は11時20分から13時20分までであり、天候は晴天であった。反応後の混合物から溶媒を留去した後に重クロロホルムCDCl3を溶媒として1H-NMRを測定した。一方、反応後の混合物を水で分液した。具体的には、反応後の溶液に水5mL及びジクロロメタン5mLを加え有機層を抽出した後、硫酸ナトリウムを加え乾燥後、溶媒を留去した。その残渣に対しても、同様に重クロロホルムCDCl3を溶媒として1H-NMRを測定した。それらの1H-NMRのピーク強度比から収率を計算したところ、N-クロロカルボニル化された生成物であるカルバモイルクロリドが96%の収率で得られたことが確認された。すなわち、本実施例によれば、人工光源に代えて太陽光(自然光)を用いても、本発明の求核反応生成物の製造方法によりきわめて高収率に目的生成物(求核反応生成物)を製造可能であることが確認できた。 Next, stir bars were placed in both tubes of the H-shaped tube. Furthermore, 25.1 μL (0.2 mmol, 1 equivalent) of 1,2,3,4-tetrahydroquinoline, 2.0 mL of chloroform (containing amylene), and 138 μL (1.0 mmol, 5 equivalents) of triethylamine were added to one tube, and 5.7 mL (4 equivalents) of the sodium chlorite oxidizing solution was added to the other tube. The lids of both H-shaped tubes were then tightly closed. This H-shaped tube was placed in sunlight and irradiated with sunlight for 2 hours while stirring. The experiment was conducted on March 10, 2021, from 11:20 to 13:20, and the weather was clear. After distilling off the solvent from the reaction mixture, 1H -NMR was measured using deuterated chloroform (CDCl3 ) as the solvent. Meanwhile, the reaction mixture was separated with water. Specifically, 5 mL of water and 5 mL of dichloromethane were added to the solution after the reaction to extract the organic layer, followed by drying with sodium sulfate and distilling off the solvent. 1 H-NMR was also measured for the residue using deuterated chloroform (CDCl 3) as a solvent. The yield was calculated from the peak intensity ratio of these 1 H-NMR spectra, confirming that the N-chlorocarbonylated product, carbamoyl chloride, was obtained in a yield of 96%. In other words, this example confirmed that the target product (nucleophilic reaction product) can be produced in extremely high yield by the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention, even when sunlight (natural light) is used instead of an artificial light source.
[実施例7]
本実施例では、基質(すなわち原料又は出発物質)として、ホスゲンと1:1のモル比で反応するエチレングリコールを選択した。本実施例では、下記スキームE7のとおりエチレングリコールに対し0.5当量の二酸化塩素を作用させたところ、生成物が61%の収率で得られた。このことから、本実施例において、二酸化塩素はラジカル連鎖反応の開始剤及び酸素化剤として働いたことが示唆された。
[Example 7]
In this example, ethylene glycol was selected as the substrate (i.e., raw material or starting material) to react with phosgene in a 1:1 molar ratio. In this example, 0.5 equivalents of chlorine dioxide were allowed to act on ethylene glycol as shown in Scheme E7 below, and the product was obtained in 61% yield. This suggests that chlorine dioxide acted as an initiator and oxygenating agent for the radical chain reaction in this example.
本実施例において、前記スキームE7の反応は、以下のようにして行った。まず、H字管の両方の管に撹拌子を入れた。つぎに、前記H字管の一方の管にエチレングリコール22.3μL(0.4mmol、1当量)、クロロホルム(アミレン含有)4mL、及びピリジン161μL(2.0mmol、5当量)を加えた。さらに、前記H字管の他方の管に前記亜塩素酸ナトリウム酸化液5.7mL(0.5当量)を加えた。その後、前記H字管の両方の管の蓋をしっかりと閉めた。このH字管を波長405nmのLEDランプ(照度90mW/cm2)から20cmの位置に置き、撹拌しながら3時間光を照射し、反応させた。反応後の混合物から溶媒を留去した後に重クロロホルムCDCl3を溶媒として1H-NMRを測定し、ピーク強度比から収率を計算したところ、カルボニル化された目的生成物である環状カーボネートが61%の収率で得られたことが確認された。なお、反応後の混合物の1H-NMRによる同定は、出発物質(エチレングリコール)及び目的生成物(環状カーボネート)における公知の1H-NMRチャートとの対比により行なった。 In this example, the reaction of Scheme E7 was carried out as follows. First, stir bars were placed in both tubes of an H-shaped tube. Next, 22.3 μL (0.4 mmol, 1 equivalent) of ethylene glycol, 4 mL of chloroform (containing amylene), and 161 μL (2.0 mmol, 5 equivalents) of pyridine were added to one tube of the H-shaped tube. Furthermore, 5.7 mL (0.5 equivalents) of the sodium chlorite oxidizing solution was added to the other tube of the H-shaped tube. Then, the lids of both tubes of the H-shaped tube were tightly closed. This H-shaped tube was placed 20 cm from a 405 nm LED lamp (illuminance 90 mW/cm 2 ) and irradiated with light for 3 hours while stirring to allow the reaction to occur. After the solvent was distilled off from the reaction mixture, 1 H-NMR was measured using deuterated chloroform (CDCl 3) as a solvent, and the yield was calculated from the peak intensity ratio, confirming that the carbonylated target product, cyclic carbonate, was obtained in a yield of 61%. Note that the identification of the reaction mixture by 1 H-NMR was performed by comparison with known 1 H-NMR charts of the starting material (ethylene glycol) and the target product (cyclic carbonate).
なお、本実施例において二酸化塩素ラジカル(ハロゲン酸化物ラジカル)とクロロホルム(ハロゲン化炭化水素)との反応によりホスゲン(ハロゲン化カルボニル化合物)が発生したメカニズムは、例えば、下記スキームIIのようにラジカル連鎖反応で進行すると推測される。下記スキームIIにおいて、「1O2 *」は、一重項状態の酸素分子を表す。また、下記スキームIIにおいて、「-3.3」「-14.8」等の数字は、DFT計算(M06-2x/6-311++G(d,p)レベル)により見積もられた反応前後のエネルギー差(単位:kcal・mol-1)を表す。「-60.5(s)」は、一重項酸素(s)が付加した場合の反応前後のエネルギー差(単位:kcal・mol-1)を表す。「-23.1(t)」は、三重項酸素(t)が付加した場合の反応前後のエネルギー差(単位:kcal・mol-1)を表す。これらの反応前後のエネルギー差がマイナスの数値であることは、生成系(反応後の系)の方が反応前の系よりもエネルギー的に低い(すなわち安定である)ことを意味し、反応が発熱的に進行することを示唆している。なお、本実施例では波長405nmのLEDランプにより光照射したが、前述のとおり、本発明はこれに限定されない。 In this example, the mechanism by which phosgene (a halogenated carbonyl compound) is generated by the reaction of chlorine dioxide radicals (halogen oxide radicals) with chloroform (a halogenated hydrocarbon) is presumed to proceed via a radical chain reaction, as shown in Scheme II below. In Scheme II below, " 1 O 2 * " represents an oxygen molecule in a singlet state. Furthermore, in Scheme II below, numbers such as "-3.3" and "-14.8" represent the energy difference (unit: kcal mol -1 ) before and after the reaction estimated by DFT calculation (M06-2x/6-311++G(d,p) level). "-60.5 (s)" represents the energy difference (unit: kcal mol -1 ) before and after the reaction when singlet oxygen (s) is added. "-23.1 (t)" represents the energy difference (unit: kcal mol -1 ) before and after the reaction when triplet oxygen (t) is added. The fact that the energy difference before and after these reactions is a negative value means that the product system (the system after the reaction) is lower in energy (i.e., more stable) than the system before the reaction, suggesting that the reaction proceeds exothermically. Note that in this example, light was irradiated using an LED lamp with a wavelength of 405 nm, but as mentioned above, the present invention is not limited to this.
以上、説明したとおり、本発明によれば、ハロゲン化カルボニル化合物を単離することなく反応に用いることができて、かつ、温和な反応条件でも行うことができる求核反応生成物の製造方法及び求核反応生成物製造用反応剤を提供することができる。前述のとおり、本発明の求核反応生成物の製造方法は、ハロゲン化カルボニル化合物を単離することなく反応に用いることができるため、例えば、安全性が高い、作業工程の短縮、コストの削減等の利点を有する。また、本発明の求核反応生成物の製造方法は、前述のとおり、求核剤とハロゲン化カルボニル化合物との一般的な反応と同様に、広範かつ多様な求核剤に対し適用可能であり、それにより、多様な求核反応生成物を製造可能である。したがって、本発明の求核反応生成物の製造方法は、きわめて広範な分野に適用可能である。さらに、本発明の求核反応生成物の製造方法は、前述のとおり、温和な反応条件でも行うことができる。このため、例えば、従来の反応は適用が困難であった原料にも、本発明の求核反応生成物の製造方法を適用して求核反応生成物を製造することができる。As described above, the present invention provides a method for producing a nucleophilic reaction product and a reactant for producing a nucleophilic reaction product, which allows the carbonyl halide compound to be used in the reaction without isolation and can be carried out under mild reaction conditions. As described above, the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention allows the carbonyl halide compound to be used in the reaction without isolation, thereby offering advantages such as high safety, shortening of work steps, and cost reduction. Furthermore, as described above, the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention is applicable to a wide variety of nucleophiles, similar to general reactions between nucleophiles and carbonyl halide compounds, thereby enabling the production of a variety of nucleophilic reaction products. Therefore, the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention is applicable to a very wide range of fields. Furthermore, as described above, the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention can be carried out under mild reaction conditions. Therefore, for example, nucleophilic reaction products can be produced by applying the method for producing a nucleophilic reaction product of the present invention to raw materials that have been difficult to use in conventional reactions.
以上のとおりであるから、本発明は、きわめて広範かつ多様な技術分野に適用可能であり、その産業上利用価値は多大である。 As described above, the present invention is applicable to a wide range of diverse technical fields and has great industrial utility.
この出願は、2021年3月3日に出願された日本出願特願2021-033809を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-033809, filed on March 3, 2021, the disclosure of which is incorporated herein in its entirety.
Claims (12)
前記ハロゲン化カルボニル化合物を単離することなく求核剤と反応させ、前記ハロゲン化カルボニル化合物と前記求核剤との求核反応生成物を製造する求核反応生成物製造工程と、を有することを特徴とする前記求核反応生成物の製造方法。 a halogenated carbonyl compound generating step of reacting a halogen oxide radical with a halogenated hydrocarbon to generate a halogenated carbonyl compound;
a nucleophilic reaction product production step of reacting the carbonyl halide compound with a nucleophilic agent without isolating it to produce a nucleophilic reaction product of the carbonyl halide compound and the nucleophilic agent.
前記ハロゲン酸化物ラジカルとハロゲン化炭化水素とを反応させてハロゲン化カルボニル化合物を発生させ、請求項1から9のいずれか一項に記載の求核反応生成物の製造方法に使用されることを特徴とする求核反応生成物製造用反応剤。 containing a halogen oxide radical or a halogen oxide radical generator,
A reactant for producing a nucleophilic reaction product, characterized in that the halogen oxide radical is reacted with a halogenated hydrocarbon to generate a halogenated carbonyl compound, and the reactant is used in the method for producing the nucleophilic reaction product according to any one of claims 1 to 9.
前記ハロゲン化炭化水素とハロゲン酸化物ラジカルとを反応させてハロゲン化カルボニル化合物を発生させ、請求項1から9のいずれか一項に記載の求核反応生成物の製造方法に使用されることを特徴とする求核反応生成物製造用反応剤。 Contains halogenated hydrocarbons,
A reactant for producing a nucleophilic reaction product, which is used in the method for producing the nucleophilic reaction product according to any one of claims 1 to 9, by reacting the halogenated hydrocarbon with a halogen oxide radical to generate a halogenated carbonyl compound.
前記求核剤と、前記ハロゲン化カルボニル化合物発生工程により発生した前記ハロゲン化カルボニル化合物とを反応させて請求項1から9のいずれか一項に記載の求核反応生成物の製造方法に使用されることを特徴とする求核反応生成物製造用反応剤。 containing a nucleophile,
A reactant for producing a nucleophilic reaction product, characterized in that the nucleophilic agent is reacted with the carbonyl halide compound generated in the carbonyl halide compound-generating step, and the reactant is used in the method for producing the nucleophilic reaction product according to any one of claims 1 to 9.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021033809 | 2021-03-03 | ||
| JP2021033809 | 2021-03-03 | ||
| PCT/JP2022/008415 WO2022186162A1 (en) | 2021-03-03 | 2022-02-28 | Method for producing nucleophilic reaction product and reagent for production of nucleophilic reaction product |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2022186162A1 JPWO2022186162A1 (en) | 2022-09-09 |
| JP7764055B2 true JP7764055B2 (en) | 2025-11-05 |
Family
ID=83153775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023503842A Active JP7764055B2 (en) | 2021-03-03 | 2022-02-28 | Method for producing nucleophilic reaction products and reactant for producing nucleophilic reaction products |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7764055B2 (en) |
| WO (1) | WO2022186162A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025134850A1 (en) * | 2023-12-22 | 2025-06-26 | 株式会社Moresco | Production method and production apparatus for oxidation reaction product of hydrocarbon or derivative thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013181028A (en) | 2012-03-05 | 2013-09-12 | Kobe Univ | Use of mixture obtained by irradiating halogenated hydrocarbon with light |
| WO2017104798A1 (en) | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 株式会社エースネット | Method for producing oxidation reaction product of hydrocarbon or derivative thereof, and method for producing oxidation reaction product of olefin |
| WO2021045105A1 (en) | 2019-09-05 | 2021-03-11 | 国立大学法人神戸大学 | Method for producing carbonyl halide |
| WO2021045115A1 (en) | 2019-09-05 | 2021-03-11 | 国立大学法人神戸大学 | Method for producing halogenated carbonyl |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03236333A (en) * | 1990-02-13 | 1991-10-22 | Toagosei Chem Ind Co Ltd | Production of chlorinated saturated hydrocarbon |
-
2022
- 2022-02-28 WO PCT/JP2022/008415 patent/WO2022186162A1/en not_active Ceased
- 2022-02-28 JP JP2023503842A patent/JP7764055B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013181028A (en) | 2012-03-05 | 2013-09-12 | Kobe Univ | Use of mixture obtained by irradiating halogenated hydrocarbon with light |
| WO2017104798A1 (en) | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 株式会社エースネット | Method for producing oxidation reaction product of hydrocarbon or derivative thereof, and method for producing oxidation reaction product of olefin |
| WO2021045105A1 (en) | 2019-09-05 | 2021-03-11 | 国立大学法人神戸大学 | Method for producing carbonyl halide |
| WO2021045115A1 (en) | 2019-09-05 | 2021-03-11 | 国立大学法人神戸大学 | Method for producing halogenated carbonyl |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 淺原時泰,二酸化塩素と可視光による安全な系中ホスゲン生成法,大阪大学 新技術説明会[オンライン開催],2022年02月03日,日時:2022年02月03日(木)10:00~10:55, 主催:科学技術振興機構、大阪大学 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2022186162A1 (en) | 2022-09-09 |
| WO2022186162A1 (en) | 2022-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5900920B2 (en) | Use of mixtures obtained by light irradiation of halogenated hydrocarbons | |
| WO2015156245A1 (en) | Method for producing halogenated carboxylic acid ester | |
| US12421121B2 (en) | Method for producing halogenated carbonyl | |
| WO2007131700A1 (en) | Process for preparing isocyanates | |
| JP7764055B2 (en) | Method for producing nucleophilic reaction products and reactant for producing nucleophilic reaction products | |
| JPWO2018211953A1 (en) | Method for producing fluorinated carbonate derivative | |
| Yoshida et al. | Novel synthesis of carbamate ester from carbon dioxide, amines, and alkyl halides | |
| JPH0641026A (en) | Production of 3,5-difluoroaniline | |
| JP5497052B2 (en) | Adiabatic process for producing mononitrobenzene | |
| TWI800693B (en) | Method for producing carbonate derivatives | |
| Inui et al. | Reaction of (4-nitorophenyl) nitrene with molecular oxygen in low-temperature matrices: First IR detection and photochemistry of aryl nitroso oxide | |
| JP4367996B2 (en) | Process for producing iodinated aromatic compounds | |
| Vaish et al. | Hypervalent iodine compounds in polymer science and technology | |
| WO2022172744A1 (en) | Method for producing carbonyl halide | |
| US6197999B1 (en) | Photonitrosation of cyclododecane in chloroform in quasi-anhydrous medium | |
| JP4923184B2 (en) | Method for producing chloroethylene carbonate | |
| JP2000095756A (en) | Production of lauryl lactam by photonitrosation of cyclododecane and beckmann rearrangement of oxime in presence of methane sulfonic acid | |
| US6384239B1 (en) | Method for producing monohalogenated 2-oxo-1,3-dioxolanes | |
| WO2003072534A1 (en) | Method for preparing p-aminobenzoic acid | |
| JP2007091603A (en) | Method for producing chloroethylene carbonate | |
| CN112794810B (en) | Synthesis method of cyclobutylamine compound | |
| CN105130744A (en) | Method for synthesizing 1,3,5-trichloro-2,4,6-trifluorobenzene from 2,4-difluoro-3,5-dichloronitrobenzene | |
| US9815768B2 (en) | Method for producing 2-(halogenomethyl)-3-methylnitrobenzene | |
| JP2025129797A (en) | Method for producing carboxylic acid derivatives and polymers | |
| JP7199664B2 (en) | Method for producing chlorinated ketone compound |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20250226 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20251014 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20251016 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7764055 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |