JP4993116B2 - アミノ基のシリル化方法 - Google Patents

Description

本発明は、アミノ基をシリル化する方法に関するものである。

シリル基で保護されたアミノ基を含有する化合物は、医薬品類や農薬類の合成中間体、塗料添加剤、高分子変性剤として有用である。

アミノ基をシリル化する方法としては、アミノ基含有化合物とクロロシラン化合物とを反応させる方法が公知である。しかしながら、クロロシラン化合物を用いたアミノ基のシリル化反応は、ヒドロキシ基のシリル化反応に比べて反応性が悪く、特に嵩高い基を有しているクロロシラン化合物を用いたアミノ基のシリル化反応は、反応速度が非常に遅いため、製造に長時間を要し、かつ低収率であるという問題点を有している。例えばｔ−ブチルジメチルクロロシランを用いたアミノ基のシリル化反応は困難であることが報告されている（非特許文献１：ＰＲＯＴＥＣＴＩＶＥ ＧＲＯＵＰＳ ＩＮ ＯＲＧＡＮＩＣ ＳＹＮＴＨＥＳＩＳ ｐ．７７）。

ＰＲＯＴＥＣＴＩＶＥ ＧＲＯＵＰＳ ＩＮ ＯＲＧＡＮＩＣ ＳＹＮＴＨＥＳＩＳ ｐ．７７

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、反応速度が速く、工業的に実施可能なアミノ基のシリル化方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、下記一般式（１）
Ｒ¹Ｒ²ＮＨ （１）
（式中、Ｒ¹、Ｒ²は水素原子又は炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の１価炭化水素基である。或いは、Ｒ¹とＲ²は互いに結合してこれらが結合する窒素原子と共に炭素数２〜２０の環を形成してもよい。）
で示されるアミノ基含有化合物のアミノ基を下記一般式（２）
Ｒ³Ｒ⁴Ｒ⁵ＳｉＣｌ （２）
（式中、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵は水素原子、塩素原子又は炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の１価炭化水素基であり、Ｒ³とＲ⁴、Ｒ³とＲ⁵又はＲ⁴とＲ⁵は互いに結合してこれらが結合するケイ素原子と共に炭素数２〜２０の環を形成してもよい。）
で示されるクロロシラン化合物にてシリル化する方法において、触媒としてスルホン酸化合物又はその塩を用いることにより、効率よくシリル化反応を行うことができることを知見し、本発明を完成するに至ったものである。

従って、本発明は、上記式（１）のアミノ基含有化合物のアミノ基を式（２）のクロロシラン化合物にてシリル化する方法において、触媒としてスルホン酸化合物又はその塩を用いることを特徴とするアミノ基のシリル化方法を提供する。

本発明によれば、医薬品類や農薬類の合成中間体、塗料添加剤、高分子変性剤として有用な、シリル基で保護されたアミノ基を含有する化合物を効率よく製造することができる。

本発明のアミノ基のシリル化方法は、下記一般式（１）のアミノ基含有化合物のアミノ基を下記一般式（２）のクロロシラン化合物にてシリル化するものである。
Ｒ¹Ｒ²ＮＨ （１）
（式中、Ｒ¹、Ｒ²は水素原子又は炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の１価炭化水素基である。或いは、Ｒ¹とＲ²は互いに結合してこれらが結合する窒素原子と共に炭素数２〜２０、特に３〜１０の環を形成してもよい。）
Ｒ³Ｒ⁴Ｒ⁵ＳｉＣｌ （２）
（式中、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵は水素原子、塩素原子又は炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の１価炭化水素基であり、Ｒ³とＲ⁴、Ｒ³とＲ⁵又はＲ⁴とＲ⁵は互いに結合してこれらが結合するケイ素原子と共に炭素数２〜２０、特に３〜１０の環を形成してもよい。）

ここで、上記炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の１価炭化水素基としては、直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、また置換１価炭化水素基としては、これら非置換１価炭化水素基の１又は２以上の水素原子をフッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、シアノ基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、アセトキシ基などで置換したものを挙げることができる。

この場合、上記式（１）のアミノ基含有化合物としては、具体的にはアンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、アリルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、２−エチルヘキシルアミン、ベンジルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、１，６−ジアミノヘキサン、アニリン、トルイジン、キシリジン、ナフチルアミン、キシリレンジアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジアリルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジオクチルアミン、ジ（２−エチルヘキシル）アミン、エチレンイミン、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、イミダゾール、Ｎ−メチルアニリン、ジフェニルアミン等が例示される。

また、式（２）のクロロシラン化合物としては、具体的にはジメチルクロロシラン、トリメチルクロロシラン、ジエチルクロロシラン、エチルジメチルクロロシラン、ジエチルメチルクロロシラン、トリエチルクロロシラン、ビニルジメチルクロロシラン、トリプロピルクロロシラン、トリイソプロピルクロロシラン、トリブチルクロロシラン、ｔ−ブチルジメチルクロロシラン、ジｔ−ブチルメチルクロロシラン、トリｔ−ブチルクロロシラン、トリイソブチルクロロシラン、トリｓｅｃ−ブチルクロロシラン、ヘキシルジメチルクロロシラン、テキシルジメチルクロロシラン、オクチルジメチルクロロシラン、デシルジメチルクロロシラン、オクタデシルジメチルクロロシラン、シクロペンチルジメチルクロロシラン、シクロヘキシルジメチルクロロシラン、トリシクロペンチルクロロシラン、トリシクロヘキシルクロロシラン、ジメチルフェニルクロロシラン、メチルジフェニルクロロシラン、トリフェニルクロロシラン、ｔ−ブチルジフェニルクロロシラン、ジｔ−ブチルフェニルクロロシラン、スチリルジメチルクロロシラン、２−シアノエチルジメチルクロロシラン、アセトキシプロピルジメチルクロロシラン、３−アクリロキシプロピルジメチルクロロシラン、３−メタクリロキシプロピルジメチルクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン、３−クロロプロピルジメチルクロロシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルジメチルクロロシラン、３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロヘキシルジメチルクロロシラン、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデシルジメチルクロロシラン、ジクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、エチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシラン、ビニルメチルジクロロシラン、ジビニルジクロロシラン、プロピルメチルジクロロシラン、ジブチルジクロロシラン、ｔ−ブチルメチルジクロロシラン、ジｔ−ブチルジクロロシラン、ジイソブチルジクロロシラン、ジｓｅｃ−ブチルジクロロシラン、ヘキシルメチルジクロロシラン、テキシルメチルジクロロシラン、オクチルメチルジクロロシラン、デシルメチルジクロロシラン、オクタデシルメチルジクロロシラン、シクロペンチルメチルジクロロシラン、シクロヘキシルメチルジクロロシラン、ジシクロペンチルジクロロシラン、ジシクロヘキシルジクロロシラン、メチルフェニルジクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、ｔ−ブチルフェニルジクロロシラン、スチリルメチルジクロロシラン、２−シアノエチルメチルジクロロシラン、アセトキシプロピルメチルジクロロシラン、３−アクリロキシプロピルメチルジクロロシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジクロロシラン、クロロメチルメチルジクロロシラン、３−クロロプロピルメチルジクロロシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルメチルジクロロシラン、３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロヘキシルメチルジクロロシラン、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデシルメチルジクロロシラン、トリクロロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、プロピルトリクロロシラン、イソプロピルトリクロロシラン、ブチルトリクロロシラン、ｔ−ブチルトリクロロシラン、イソブチルトリクロロシラン、ｓｅｃ−ブチルトリクロロシラン、ヘキシルトリクロロシラン、テキシルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、デシルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン、シクロペンチルトリクロロシラン、シクロヘキシルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、スチリルトリクロロシラン、２−シアノエチルトリクロロシラン、アセトキシプロピルトリクロロシラン、３−アクリロキシプロピルトリクロロシラン、３−メタクリロキシプロピルトリクロロシラン、クロロメチルトリクロロシラン、３−クロロプロピルトリクロロシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリクロロシラン、３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロヘキシルトリクロロシラン、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン、テトラクロロシラン、１，２−ビス（ジメチルクロロシリル）エタン、１，２−ビス（メチルジクロロシリル）エタン、１，２−ビス（トリクロロシリル）エタン、１，６−ビス（ジメチルクロロシリル）ヘキサン、１，６−（メチルジクロロシリル）ヘキサン、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサン、ビス（ジメチルクロロシリル）ノルボルナン、ビス（メチルジクロロシリル）ノルボルナン、ビス（トリクロロシリル）ノルボルナン等が例示される。

本発明のクロロシラン化合物の使用量は特に限定されないが、反応性、生産性の点から、アミノ基含有化合物のアミノ基１モルに対し、クロロシラン化合物のケイ素−塩素結合換算で０．１〜４．０モル、特に０．２〜３．０モルの範囲が好ましい。

本発明においては、上記式（１）のアミノ基含有化合物のシリル化反応に際して、スルホン酸化合物又はその塩を触媒としてアミノ基含有化合物のアミノ基をクロロシラン化合物にてシリル化するものである。

上記スルホン酸化合物としては、具体的には硫酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、１，１，２，２−テトラフルオロエタンスルホン酸、１，１，２，２，２−ペンタフルオロエタンスルホン酸等が例示される。また、塩としては、上記スルホン酸のアンモニウム塩、トリエチルアミン塩、ピリジン塩等が例示される。

本発明のスルホン酸化合物又はその塩の使用量は特に限定されないが、反応性、生産性の点から、アミノ基含有化合物のアミノ基１モルに対し、０．０００１〜０．１モル、特に０．００１〜０．０５モルの範囲が好ましい。

本発明のアミノ基含有化合物のシリル化反応においては、塩化水素が副生するが、これは上記一般式（１）で示されるアミノ基含有化合物自身を塩基として捕捉してもよく、他のアミン化合物を塩基として捕捉してもよい。他のアミン化合物としては上記一般式（１）で示されるアミノ基含有化合物の他、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、エチルジイソプロピルアミン、ピリジン、ジメチルアミノピリジン、ジメチルアニリン、メチルイミダゾール、テトラメチルエチレンジアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等が例示される。

他のアミン化合物の使用量は特に限定されないが、反応性、生産性の点から、アミノ基含有化合物のアミノ基１モルに対し、０．３〜１０．０モル、特に０．５〜５．０モルの範囲が好ましい。

上記反応の反応温度は特に限定されないが、０〜２００℃、特に１０〜１８０℃が好ましい。

なお、上記反応は無溶媒でも進行するが、溶媒を用いることもできる。用い得る溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、イソオクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム等の塩素化炭化水素系溶媒等が例示される。これらの溶媒は１種を単独で使用してもよく、また２種以上を混合して使用してもよい。

反応終了後にはアミン化合物の塩酸塩が生じるが、これは反応液を濾過、又は水、水酸化ナトリウム水溶液、エチレンジアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等を添加し、分離する等の方法により除去できる。以上のようにして塩を除去した反応液からは、蒸留等の通常の方法で目的物を回収することができる。

以下、実施例と比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。

［実施例１］
撹拌機、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、トリイソプロピルクロロシラン３８．６ｇ（０．２モル）、トリエチルアミン２２．３ｇ（０．２１モル）、メタンスルホン酸０．１９ｇ（０．００２モル）を仕込み、８０℃に加熱した。内温が安定した後、アリルアミン１２．０ｇ（０．２１モル）を１時間かけて滴下し、更にその温度で３時間撹拌した。この時点での、ガスクロマトグラフィー分析による、目的物であるトリイソプロピルシリルアリルアミンと、原料であるトリイソプロピルクロロシランとの質量比は９７：３であった。

［比較例１］
メタンスルホン酸を添加しなかった以外は実施例１と同様にして反応を行った。滴下終了後、３時間撹拌時点での、ガスクロマトグラフィー分析による、目的物であるトリイソプロピルシリルアリルアミンと、原料であるトリイソプロピルクロロシランとの質量比は２１：７９であった。

［実施例２］
撹拌機、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、ｔ−ブチルジメチルクロロシラン３０．１ｇ（０．２モル）、トルエン３０ｍｌ、メタンスルホン酸０．１９ｇ（０．００２モル）を仕込み、７０℃に加熱した。内温が安定した後、ジエチルアミン３２．２ｇ（０．４４モル）を１時間かけて滴下し、更にその温度で８時間撹拌した。この時点での、ガスクロマトグラフィー分析による、目的物であるｔ−ブチルジメチルシリルジエチルアミンと、原料であるｔ−ブチルジメチルクロロシランとの質量比は８５：１５であった。

［比較例２］
メタンスルホン酸を添加しなかった以外は実施例２と同様にして反応を行った。滴下終了後、８時間撹拌時点での、ガスクロマトグラフィー分析による、目的物であるｔ−ブチルジメチルシリルジエチルアミンと、原料であるｔ−ブチルジメチルクロロシランとの質量比は３：９７であった。

［実施例３］
撹拌機、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、メチルビニルジクロロシラン１４．１ｇ（０．１モル）、トルエン６０ｍｌ、メタンスルホン酸０．１９ｇ（０．００２モル）を仕込み、４０℃に加熱した。内温が安定した後、ジエチルアミン３０．７ｇ（０．４２モル）を１時間かけて滴下し、更にその温度で１時間撹拌した。この時点での、ガスクロマトグラフィー分析による、目的物であるビス（ジエチルアミノ）メチルビニルシランと、反応中間体であるジエチルアミノメチルビニルクロロシランとの質量比は９９．５：０．５であった。

［比較例３］
メタンスルホン酸を添加しなかった以外は実施例３と同様にして反応を行った。滴下終了後、１時間撹拌時点での、ガスクロマトグラフィー分析による、目的物であるビス（ジエチルアミノ）メチルビニルシランと、反応中間体であるジエチルアミノメチルビニルクロロシランとの質量比は２３：７７であった。

［実施例４］
撹拌機、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、１，２−ビス（ジメチルクロロシリル）エタン２２．６ｇ（０．１０５モル）、トリエチルアミン２２．３ｇ（０．２２モル）、トリフルオロメタンスルホン酸０．３ｇ、トルエン６０ｍｌを仕込み、１００℃に加熱した。内温が安定した後、アニリン９．３ｇ（０．１モル）を１時間かけて滴下し、更にその温度で１０時間撹拌した。この時点での、ガスクロマトグラフィー分析による、目的物である１−フェニル−２，２，５，５−テトラメチル−１−アザ−２，５−ジシラシクロペンタンと、反応中間体である１−フェニルアミノ−３−クロロ−１，１，４，４−テトラメチル−１，４−ジシラブタンとの質量比は９１：９であった。

［比較例４］
トリフルオロメタンスルホン酸を添加しなかった以外は実施例４と同様にして反応を行った。滴下終了後、１０時間撹拌時点での、ガスクロマトグラフィー分析による、目的物である１−フェニル−２，２，５，５−テトラメチル−１−アザ−２，５−ジシラシクロペンタンと、反応中間体である１−フェニルアミノ−３−クロロ−１，１，４，４−テトラメチル−１，４−ジシラブタンとの質量比は１１：８９であった。

Claims (1)

1. 下記一般式（１）
   Ｒ¹Ｒ²ＮＨ （１）
   （式中、Ｒ¹、Ｒ²は水素原子又は炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の１価炭化水素基である。或いは、Ｒ¹とＲ²は互いに結合してこれらが結合する窒素原子と共に炭素数２〜２０の環を形成してもよい。）
   で示されるアミノ基含有化合物のアミノ基を下記一般式（２）
   Ｒ³Ｒ⁴Ｒ⁵ＳｉＣｌ （２）
   （式中、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵は水素原子、塩素原子又は炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の１価炭化水素基であり、Ｒ³とＲ⁴、Ｒ³とＲ⁵又はＲ⁴とＲ⁵は互いに結合してこれらが結合するケイ素原子と共に炭素数２〜２０の環を形成してもよい。）
   で示されるクロロシラン化合物にてシリル化する方法において、触媒としてスルホン酸化合物又はその塩を用いることを特徴とするアミノ基のシリル化方法。