アルカリ土類金属塩を用いたエーテル類の合成(1995年5月8日受理)
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(2) 636. 日. 本. 土 類 金 属 フ ェ ノ キ シ ドは ア ル カ リ土 類 金 属11mmolと ル10cm3を. 基 質20mmolを. 入 れ て 反 応 さ せ た.後. 学. 会. 誌1995No.8. メ タノー. 加 熱 して 反 応 さ せ た 後 フ ェ ノ ー ル 類22mmo1を. 過 剰 の メ タ ノ ー ル を 留 去 さ せ て 調 製 した.こ cm3と. 化. た. 一一般 にSN2反. 加え. れ に 極 性 溶 媒20. でDMSOな. 処 理 は ア ル カ リ土. 応 に おい て求核 試 薬 の求 核性 を増大 させ る 目的. どの 非 プ ロ トソ性 極 性 溶 媒 が よ く用 い られ る が,こ. の 反 応 の 場 合 に はDMSO単. 独 溶 媒 を用 い て も必 ず し も 目的 生 成. 類 金 属 ア ル コキ シ ドの 反 応 の場 合 と同 じ よ う に 行 っ た 。 目的 生 成. 物 の 収 率 を 向 上 さ せ る とは 限 らな か っ た.そ. 物 の エ ー テ ル 類 はGLPC,IR,iH‑NMR及. や 共 鳴 な どの 電 子 的 効 果 が な い ア ル コ キ シ ドア ニ オ ン はDMSO. び 質 量 分 析 に よ り同 定. した.. の 理 由 と して 超 共 役. 溶 媒 で は裸 の 形 で か な り不 安 定 に な り,副 反 応 を起 こ しや す い か. 2.3分. 析. GLPCは. ら と考 え られ る.一 方 ア ル コ ー ル 溶 媒 を 用 い る とア ル コ キ シ ドア. 島 津 ㏄ 一8A型 装 置 に2%SiliconeGE‑SE‑30の. カ ラ ム(内 径3mm,長 60‑100cm3/min)を. さ3m)を. 60‑180℃. 接 続 し,ヘ. ニ オ ン は溶 媒 和 さ れ て 安 定 化 さ れ る が,反 応 速 度 は 著 し く減 少 す. 充填. リ ウ ム(流 速. る.そ. キ ャ リヤ ー ガ ス に用 い て カ ラム 温 度. で 分 析 を 行 っ た.IRス. ペ ク トル は 日本 分 光FT‑IR‑. 二重 収 束 ㏄. 日本 電 子JEOL‑PS‑100型. 装 置 で,質. 質 量 分 析 計 及 び 日立M‑80型. 量 分析 は. 3.1ア. 装 置 を用 い て測 定 し. 果 と考察. 81%で. あ っ た が,ス. で 行 っ た 結 果 を 比 較 した.カ 間 の 反 応 でSN生. 成物 の 収率 は. トロ ソ チ ウ ム エ トキ シ ドで は2時. 間 で82%,. バ リ ウ ム エ トキ シ ドで は1時. 間 で 反 応 は 終 了 して85%の. あ っ た(Run4,6,7).す. な わ ち そ の 反 応 性 はBa(OEt)2>. Sr(OEt)2>Ca(OEt)2の. ル カ り土 類 金 属 ア ル コキ シ ドと ハ ロゲ ン化 ア ル キ ル と. 順 で,明. 収率で. ら か に ア ル カ リ土 類 金 属 イ オ. ン の 塩 基 性 の 強 さ に 密 接 に 関 係 して い る.次. の反応. に ア ル カ リ土 類 金 属. ブ トキ シ ドと臭 化 ヘ キ シ ル とを1一 ブ タ ノ ー ル ーDMSO(1/1)混. こ の 反 応 の 結 果 を表1に と臭 化 オ ク チ ル を80℃. 示 した.ま. で10時. 間,エ. ず カ ル シ ウ ム エ トキ シ ド. で 得 ら れ た が,大. 媒 で 行 う と,80℃,2時. る と80‑90℃ 4,5).従. ら に エ タ ノ ー ル ー‑DMSO(1/1)混 で 反 応 は 完 結 し,収 率 は80‑81%に. っ て,こ. に お い て4‑6時. 間 反 応 さ せ た.エ. に 及 ぼ す 影 響 が 同 じ よ う に 見 られ た(Run8‑10). さ らに 基 質 の 反 応 に 及 ぼ す 影 響 を 調 べ るた め に 臭 化 オ ク チ ル 及. 増 大 した. び 臭 化 ヘ キ シ ル の ほ か に,反 応 性 の 大 きな 塩 化 ベ ン ジ ル とア ル カ. 合 溶媒 を用 い. リ土 類 金 属 ア ル コキ シ ドとの 反 応 を 行 わ せ た.カ. 達 した(Run. シ ド,ス. トロ ソ チ ウ ム エ トキ シ ド及 び バ リ ウ ム エ トキ シ ドは塩 化. ベ ソ ジ ル と エ タ ノ ー ル ーDMSO(1/1)溶. の反 応 の場 合 には 混合 溶媒 の 方 が有 利 であ っ. ル シ ウ ム エ トキ. 媒 の 中 で,70℃,2‑8. TablelReactionofalkaline‑earthmetalalkoxideswithalkrylhalides") Run. Nucleophile. SubstrateRX. Solventb). %‑BuOH‑DMSO. n‑C6H雲3Br. 難一BuOH‑DMSO. (EtO)2Ca. PhCH2Cl. EtOH‑DMSO. (EtO)2Sr. PhCH2Cl. EtOH‑DMSO. (EtO)2Ba. PhCH2Cl. EtOH‑DMSO. @‑BuO)2Ca. PhCH2Cl. x‑BuOH‑DMSO. (n‑BuO)2Sr. PhCH2Cl. n‑BuOH‑DMSO. (n‑BuO)2Ba. PhCH2Cl. n‑BuOH‑DMSO. (HOCH2CH20)2Ca. PhCH2Cl. HOCH2CH,OH. (HOCH2CH20)2Sr. PhCH2Cl. HOCH2CH20H. (HOCH2CH20)2Ba. PhCH,Cl. HOCH2CH20H. (}IC≡C‑CH20)2Ba. PhCH2C1. HC…C‑CH20H. ㌔Pノ ). 拶 為ぴ ̀. ). Thev◎1umeratioofmixedsolvents=1/1. Isolatedyieldsofallrylethersbasedonsubstrates,. YieldのofEther/%. 4 0 0 1 0 2 5 2 0 1 7 3 4 0 2 0 7 5 7 4 3 7 7 8 8 8 8 7 8 8 8 9 9 8 8 9 8 8 8 8. n‑C6〕Hi3Br. @‑BuO)2Ba. 8. (n‑BuO)2Sr. 6. "‑BuOH‑DMSO. 0 8 耀上. 雑一C6Hユ3Br. 0 4 噛■. EtOH‑DMSO. (n‑BuO)2Ca. 0 ‑. n‑CsHnBr. 2. EtOH‑DMSO. (EtO)2Ba. 4. n‑CsHi7Br. 8. EtOH‑DMSO. (EtO)2Sr. 4. 雑一C8H!7Br. 6. EtOH‑DMSO. (EtO)2Ca. 6. n‑C8H三7Br. 1. DMSO. (EtO)2Ca. 2. "‑C8H17Br. 0 5 壌孟. DMSO. (EtO)2Ca. 0 ‑. EtOH. "‑C8HwBr. Time/h 0 2 璽 三. n‑CsHi7Br. (EtO)2Ca. Temp/℃ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 8 6 8 9 8 8 0 9 9 7 7 7 9 8 8 7 7 7 8 1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2. (EtO)2Ca. Anτalineearthmetalalkoxidellmmol,substrate20mmo1,andsolvent20cm3wereused.. タノ. 媒 の 場 合 に 比 べ て 溶 媒 の 極 性 が 低 下 した. の で 反 応 速 度 は 減 少 した が,金 属 塩 が 反 応 速 度 と エ ー テ ル の 収 率. 間 又 は60℃,. 10時 間 で 反 応 は 完 結 し,こ の エ ー テ ル の 収 率 は70%に (Run2,3).さ. 収率. 部 分 の 臭 化 オ ク チ ル は 未 反 応 で あ っ た(Run. の 反 応 をDMSO溶. 合 溶 媒 の 中 で90‑100℃ ー ル ー一 一DMSO(1/1)溶. タ ノー ル 溶 媒 の 中 で 反 応 さ. せ る と置 換 生 成 物 と して エ チ ル オ ク チ ル エ ー テ ル が34%の. 1).こ. 類 の ア ル カ リ土 類 金 属 エ トキ シ. ドと臭 化 オ クチ ル との 反 応 を80℃ ル シ ウ ム エ トキ シ ドの 場 合10時. た.. 3結. 混 合 溶 媒 を 使 用 した.. 次 に こ の 混 合 溶 媒 の 中 で3種. 3型 装 置 で 岩 塩 板 を 用 い た ヌ ジ ョー ル 法 又 は 液 膜 法 に よ り測 定 し た.1H‑NMRは. れ ゆ え両 溶 媒 の 特 徴 を 利 用 して 主 に ア ル コ ー ル ー. DMSO(1/1)の.
(3) 日化,1995,N◎,8政. 田 ・今 井 ・村 中 ・嵯 峨 田:ア. 時 間 で 速 や か に 反 応 し,ベ. ℃,8時. ン ジ ル エ チ ル エ ー テ ル が87‑94%の. 高 収 率 で 得 られ た(Run11‑13).同. 様 に ア ル カ リ土 類 金 属 ブ ト. キ シ ドと塩 化 ベ ン ジ ル との 反 応 は1一 ブ タ ノ ー ル ーDMSO(1/1) 溶 媒 の 中 で80‑90℃. で 行 わ れ た.エ. 応 の 速 さ は か な り遅 くな っ た が,対. 応 速 度 はCa塩. くSr塩. くBa塩. 間 加 熱 す る と84%の. エ ー テ ル が 得 ら れ た(Run20).従. トキ シ ドの 場 合 に 比 べ て 反. の 場 合 に お い て も反. が あ る が,ア. 次 に ア ル カ リ土 類 金 属 塩 を 用 い た 選 択 的 な 反 応 を試 み た.二. 化 ベ ソ ジ ル を エ チ レ ソ グ リ コ ー ル 溶 媒 の 中 で,70℃. 間 で85%,バ. 置 換 体 の2‑(ベ. 間 で87%,ス. リウ ム塩 で は6時. の反 応 式 は. (HC…≡C‑CH20う2Ba2+十2PhC且2CI‑. っ. にお いて反. トロ ン チ ウ ム 塩. 間 で87%の. 3。2ア. 高収率 で一. ン ジ ル オ キ シ)エ タ ノ ー ル の み が 得 られ,二. 置換. ル カ リ土 類 金 属7エ. ノ キ シ ドと第 一 級 及 び 第 二 級 ア ル. キル化 物 との反応 ま ず 求 核 試 薬 の 反 応 性 を 調 ぺ る た め に10%過 ム,カ. ル シ ウ ム,ス. 反 応 式 を 下 記 に 示 し,得 (PhO‑)2M2÷. 剰 の マ グネ シ ウ. トロ ン チ ウ ム 及 び バ リウ ム フ ェノ キ シ ドと メ. タ ン ス ル ホ ン酸 ブ チ ル と をDMSO溶. 体 の1,2一 ジ ベ ン ジ ル オ キ シ エ タ ン は 全 く得 られ な か っ た(Run 17‑19).こ. の よ うな 副 反 応 が. 2HC≡C‑CH20CH2Ph. の 官 能 基 を 有 す る エ チ レ ン グ リ コ ー ル の ア ル カ リ土 類 金 属 塩 と塩. で は8時. ル カ リ土 類 金 属 塩 を 用 い る と,こ. 下 記 に示 した.. の 順 に 増 大 し,エ ー テ ル の 収 率 も. ル シ ウ ム 塩 で は10時. 来 の アル カ リ金属 塩 を用 い る. 起 こ らず に 選 択 的 なO一 ア ル キ ル 化 が 認 め ら れ た.こ. こ の 順 に 少 しず つ 増 加 す る傾 向 が 見 ら れ た.. 応 さ せ た.カ. 収 率 で 目的 の ペ ソ ジ ル2一 プ ロ ピ ニ ル. 反 応 で は0一 ア ル キ ル 化 の ほ か にC一 ア ル キ ル 化 が 起 こ る 可 能 性. 応 す るベ ソ ジル ブ チ ル エ ー テ. ル の 収 率 は 良 好 で あ っ た(Run14‑16).こ. 637. ル カ リ土 類 金 属 塩 を用 い た エ ー テ ル 類 の 合 成. 媒 の 中で反 応 さ母 た ・そ の. られ た 結 果 は 表2に. 十2n‑BuOMs‑→. 示 した. ・2PhOBu‑nDMSO. の 反 応 式 は 下 記 に 示 した. M2+・=Mg3÷,Ca2÷,Sr2+,Ba2+. (HOCH2CH20つ2M2+十2PhCH2Cl ‑2HOCH2CH20CH2Ph. マ グネ シウム フ ェノキ シ ドの場合120℃. 85‑87%. た が対 応 す るブチ ル フ ェニル エー テ ルの収 率 は わ ずか に10%で,. 十PhCH20CH2CH20C且2Ph O%. 大部 分 の基 質 が未反 応 で 回収 され た(Run21).こ. (ε=37.7)で. れ に対 して カ. ルシ ウム,ス トロンチ ウム及 びパ リウムフ ェノキ シ ドの場合 には. M2㌔Ca2千,se÷,Ba2+ エ チ レ ン グ リコ ー ル はDMSOの. の 高温 で10時 間加 熱 し. 60℃ でそれ ぞれ7,2,1時 誘 電 率 に近 い 極 性 を 有 す る 溶 媒. あ り,こ の反 応 に 単 独 溶 媒 と して 用 い た が反 応 速 度. テル が81‑85%の. 間 の加 熱 で反 応 が終 了 し,目 的の エ ー. 収 率 で得 られた(Run22‑24).金. 属塩 の 反応. は 大 きか っ た.従 来 の 研 究 報 告 に よれ ば エ チ レ ソ グ リ コ ー ル の ナ. 性 はBa塩>Sr塩>Ca塩 》Mg塩 の順 にな り,Ca塩 の 求核 性 は Ba塩 及 びSr塩 の 求核 性 に比 べ て や や小 さ い が,反 応 温度 及 び. トリ ウ ム 塩 及 び カ リウ ム 塩 と塩 化 ベ ン ジ ル との 反 応 を類 似 の 条 件. 時 間 を調 節 すれ ば 目的の 置 換 生成 物 が 高 収 率 で選 択 的 に 得 られ. で 行 わ せ る と二 置 換 体 が 副 生 し て 目 的 の 一 置 換 体 の 収 率 は. た。従 って ここで は取 り扱 い が簡便 で安 全性 の 高い カル シ ウム塩. 61‑65%に. を主 に用 いて実 験 した.. 低 下 した9)・ ユo).従 っ て 明 ら か に ア ル カ リ金 属 塩 よ り. もア ル カ リ土 類 金 属 塩 の 方 が 置 換 反 応 の 選 択 性 が 大 きい, さ ら に,二. 基 質 として メ タソスル ホン酸 ブ チル の他 に,臭 化 ブチ ル,ヨ ウ. つ の 反 応 点 を 有 す る2一 プ ロ ピ ソ ー1一オ ー ル の バ リ ウ. ム 塩 と塩 化 ベ ソ ジ ル と を2一 プ ロ ピ ンー1一オ ー ル 溶 媒 の 中 で80. 化 ブチル,臭 化 ア リル及 び塩 化 ベ ン ジル を用 い て カルシ ウム フ ェ ノ キ シ ドと反 応 さ せ た が 同 じよ う に良 い結 果 が得 られ た(Run. Table2Reactionofalkaline‑earthmetalphenoxidesWithsubstratesa) Run. DMSO. s‑BuI. DMSO. ε一BuOMs. DMSO. i‑・PrI. DMSO. ゴーPrI. DMSO ,substrate20mmol,andsolvent20cm3wereused.. Yieldδ)ofEther/%. 10 81 85 82 82 83 8 5 8 7 81 85 89 61 59 58 58 58 6 0 56. DMSO. i‑PrOMs. 4. DMSO. ゴーPrBr. 6. DMSO. i‑PrI. 2 0 7 肇三 噸 1. DMSO. PhCH2Cl. 2 ‑. DMF. CH2=CHCH2Br. 6. DMI. "‑BuOMs. 7. DMSO. n‑BuOMs. 4. DMI. n‑BUI. 8. DMSO. n‑BuBr. 6. DMSO. π一BuBr. 4. DMSO. n‑‑BuOMs. 7. DMSO. n‑BuOMs. 5. DMSO. n‑BuOMs. Time/h. 1. b)Isolatedyields◎falkylphenylethersbasedonsubstrates.. n‑BuOMs. Temp/℃. 2. a)AlkalineearthmetalphenoXidellmmo1. Solvent. 0 7 噸 ■. (PhO)2Mg (PhO)2Ca (PhO)2Sr (PhO)2Ba (PhO)2Ca (PhO)2Ca (PhO)2Ca (PhO)2Ca (PhO)2Ca (PhO)2Ca (PhO)2Ca (PhO)2Ca (PhO)2Ca (PhO)2Ca (PhO)2Ca (PhO)2Ca (PhO)2Sr (PhO)2Ba. SubstrateRX. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 2 6 6 6 6 8 5 8 8 3 5 6 7 6 6 7 6 6 1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3. 魁 織e.
(4) 638. 日. 本. 化. 学. 会. 誌1995N◎.8. 25‑31).. を 抑 制 して 大 きな 選 択 性 を 示 した の で 有 機 合 成 に 利 用 価 値 が 高 い. 溶 媒 に 関 し て はDMSOの DMF及. びDMIを. DMSO溶. ほか に代表的 な極性 溶媒 であ る. 用 い て 同 じ 反 応 を 行 わ せ た(Run26‑29).. 3.3ア. 媒 の 場 合 に 比 べ て 反 応 速 度 は か な り小 さ い が,目. 的の. エ ー テ ル の 収 率 は 良 好 で あ っ た.. に 第 二 級 ア ル キ ル 化 物 の 置 換 反 応 に つ い て検 討 した.. 媒 中,60℃. で 加 熱 す る と6時 間 で 反 応 は 完 結 して イ ソ. プ ロ ピ ル フ ェ ニ ル エ ー テ ル が61%の. 収 率 で 得 られ た(Run32).. 間 反 応 さ せ る と 同 じ第 二 級 工 一 テ ル が58‑59%得. れ た(Run33,34).さ. 化 ブチ. ウ 化 ブ チ ル 及 び メ タ ソ ス ル ホ ン酸 ブ チ ル を 用 い て カル シ ウ. ム1一 ナ フ チ ル オ キ シ ドとの 反 応 を 窒 素 雰 囲 気 下,DMSO溶 中 で 行 っ た.50‑60℃. 媒の. で 比 較 的 速 や か に反 応 が 進 み80‑87%の. 次 に第 二 級 ア ル キ ル 化 物 と して ヨウ 化 イ ソ プ ロ ピ ル,臭. 化 イソプ. ら. ロ ピル 及 び メ タンス ルホ ン酸 イ ソプ ロピル を用 いて カル シ ウム. ら に炭 素 数 の 多 い第 二 級 ア ル キ ル 化 物 と し. 1一ナ フ チ ル オ キ シ ド と反 応 さ せ る とイ ソ プ ロ ビ ル1一 ナ フ チ ル エ. て ヨ ウ 化s一 ブ チ ル 及 び メ タ ソ ス ル ポ ソ 酸s一 ブ チ ル を 用 い て 同 じ. ー テ ル が67‑71%の. 高 収 率 で 得 ら れ た(Run44‑46). .さ ら に ス. 収率 で得 られ. トロ ソ チ ウ ム1一 ナ フ チ ル オ キ シ ド及 び バ リ ウム1一 ナ フ チ ル オ キ. た ス トロ ソ チ ウ ム フ ェノ キ シ ド及 び バ リ ウ ム. シ ドと ヨ ウ化 イ ソ プ ロ ピ ル との 反 応 は カ ル シ ウ ム 塩 の 反 応 に比 べ. 実 験 を 行 う とs一ブ チ ル フ ェ ニ ル エ ー テ ル が58%の た(Run35,36).ま. ず第一 級 ア ルキ ル. タ ン ス ル ホ ン 酸 エ チ ル,臭. 良 好 な 収 率 で 対 応 す る 第 一 級 工 一 テ ル が 得 られ た(Run39‑43).. 臭 化 イ ソ プ ロ ピ ル 及 び メ タ ン ス ル ホ ン 酸 イ ソ プ ロ ピ ル も65‑70 ℃ で12時. 要 約 して 示 した.ま. 化 物 と し て ヨ ウ 化 エ チ ル,メ ル,ヨ. ヨ ウ化 イ ソ プ ロ ピ ル と少 過 剰 の カ ル シ ウ ム フ ェ ノ キ シ ドと を DMSO溶. ル カ リ土 類 金 属 ナ フ チ ル オ キ シ ドと 第 一 級 及 び 第 二 級. ア ル キ ル 化 物 との 反 応 そ の 反 応 結 果 は 表3に. 以上 の結 果は第 一級 アルキ ル化物 の求核 置換 反応 につ いて述べ た が,次. こ とが 明 ら か に さ れ た.. フ ェノ キ シ ドと第 二 級 ア ル キ ル 化 物 との 反 応 も カ ル シ ウ ム フ ェ ノ. て 反 応 は 速 く進 ん だ が,ほ. キ シ ドの場 合 とほ ぼ 同 じ結 果 が 得 ら れ た(Run37,38).. 48).. と ん ど同 じ結 果 が 得 ら れ た(Run47,. これ に 対 して ア ル カ リ金 属 ア ル コキ シ ドあ る い は フ ェ ノ キ シ ド. 以 上 述 べ た よ うに ア ル カ リ土 類 金 属1一 ナ フ チ ル オ キ シ ドは ア. と第 二 級 ア ル キ ル 化 物 と の 反 応 に お い て は 置 換 生 成 物 の エ ー テ ル. ル カ リ土 類 金 属 フ ェ ノ キ シ ド とほ ぼ 同 じ程 度 の 反 応 性 を示 した. の 収 率 は20‑30%で,脱. が,特. 離 生 成 物 の ア ル ケ ソ が 優 勢 で70‑80%. に達 す る こ とは よ く知 ら れ て い る11)〜ユ8).. に 第 二 級 ア ル キ ル 化 物 との 反 応 で は,フ. ェノ キ シ ドの 場 合. に 比 べ て エー テ ル の 収 率 が さ ら に増 大 す る 傾 向 が 見 られ た.そ. し か しア ル カ リ土 類 金 属 フ ェ ノ キ シ ド と本 実 験 に 用 い た5種 類 の 第 二 級 ア ル キ ル 化 物 との 反 応 で は56‑61%の. の. 理 由 と して ナ フ チ ル 環 は よ り大 き な 立 体 障 害 が あ る に もか か わ ら. 比 較的 高 い収 従 って ア. ず 共 鳴 に よ る 電 子 的 な 安 定 化 が 大 きい の で 良 い 求核 試 薬 と して エ ー テ ル/ア ル ケ ソ の 選 択 性 を 増 大 さ せ た と考 え られ る .. ル カ リ土 類 金 属 塩 に よ る 第 二 級 ア ル キ ル 化 物 の 置 換 反 応 に対 す る. 一 方 カル シ ウ ム2一 ナ フ チ ル オ キ シ ド と第 一 級 及 び 第 二 級 ア ル. 率 で 置 換 生 成 物 の エ ー テ ル が 得 られ た(Run32‑38)。. 選 択 性(エ ー テ ル/ア ル ケ ソ)が. ア ル カ リ金 属 塩 の 場 合 に 比 べ て 約. 2倍 大 きい こ とが 明 ら か に さ れ た. 従 来,求. く同 じ反 応 条 件 下 で 行 わ れ た(Run49‑54).第. 核 置 換 反 応 は 求 核 試 薬 の 求 核 性 が 大 き い ほ ど反 応 が 促. 進 さ れ る と考 え られ,ア. キ ル 化 物 との 反 応 も カ ル シ ウ ム1一 ナ フ チ ル オ キ シ ドの 場 合 と全. 物 と して ヨ ウ 化 エ チ ル,メ ル,臭. ル カ リ金 属 塩 が よ く用 い られ て き た.し. 一級 ア ルキ ル化. タ ソ ス ル ポ ソ 酸 エ チ ル,ヨ. 化 ブ チ ル 及 び メ タ ソ ス ル ポ ソ酸 ブ チ ル を,第. ウ化 ブ チ. 二級 アルキ ル. か し本 実 験 に よ り カル シ ウ ム 塩 な どの ア ル カ リ土 類 金 属 塩 は 適 当. 化 物 と して ヨ ウ化 イ ソ プ ロ ビル を 用 い て 反 応 さ せ た 結 果,対. な 反 応 条 件 下 で 十 分 な 反 応 性 が 示 され,し. る 第 一 級 及 び 第 二 級 工 一 テ ル が カ ル シ ウ ム1一 ナ フ チ ル オ キ シ ド. か も脱 離 な ど の副 反 応. Table3Reactionof証kaline‑earthmetal1‑and2‑naphthyloxideswithsubstratesの. Run. SubstrateRX. Solvent. n‑BuI. DMSO. n‑BuOMs. DMSO. DMSO. ‑PrI. DMSO. ‑Pτ1. DMSO. n‑Bul. DMSO. (2‑C鐙H70)2Ca. n‑BuBr. DMSO. (2‑CloH70)2Ca. %‑BuOMs. DMSO. (2‑CloH70)2Ca. i‑PrI. DMSO. のA正kalineearthmetal1‑and2‑naphthyloxidesllmm◎1,substrate20mmolandsolvent20cm3wereused. のIsoぬtedyieldsofalkyl1‑and2‑naphthylethersbasedGnsubstrates・. 6. DMSO. (2‑CloH?0)2Ca. 8. EtOMs. 6. DMSO. (2‑C1◎H70)2Ca. 2. EtI. 5. (2‑Clo]H70)2Ca. 4. (1‑C藍oH70)2Ba. ‑PrOMs. 3. (1‑CloH70)2Sr. DMSO. 4. 47 48 49 50 51 52 53 54. (1‑CユoH70)2Ca. DMSO. ‑PrBr. 0 0 1よ ー. (1‑Cユ ◎H70)2Ca. 一PrI. Yieldの ◎fEther/%. 6 2 0 1 7 1 0 7 0 3 3 0 6 5 5 7 8 8 8 8 8 7 7 6 7 6 8 8 8 8 8 6. (1‑CユoH70)2Ca (1‑CloH70)2Ca. 6. DMSO. 8. n‑BuBr. 2. DMSO. (1‑CioH70)2Ca. (1‑qoH70)2Ca. DMSO. 6. EtOMs. 5. EtI. (1‑Cユ,H70)2Ca. Time/h 4. (1‑CloH70)2Ca. Temp/℃ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 5 6 6 6 5 6 6 5 5 5 5 6 6 6 5. 39 40 41 42 43 磁 4 5 46. Nudeophile (C1,JH70)2M. 応す.
(5) 日化,1995,No.8政. 田 ・今 井 ・村 中 ・嵯 峨 田:ア. 639. ル カ リ土 類 金 属 塩 を 用 い た エ ー テ ル 類 の 合 成. の反応 の 場合 とほ とん ど変 わ らな い収率 で得 られ た.一一般 に1一. Characterization◎fproducts. ナフ チル オ キシ ドの方 が2一ナ フチ ルオ キ シ ドよ りも立 体障 害が 大 きい と考 え られて い るが,こ の反 応条 件下 では立体 障害 の影響. Butylhexylether:yield2。5659(81。0%);bp169℃;. が明確 に現れ なか った.従 って この場合 には ナフチ ルオキ シ ドの. IR(neat)1072cm級(C‑0‑C);. 求核 性 は立体的 効果 よ りもむ しろ電子的 効果 に よって大 き く左 右. 1H‑NMR(CDC13)δ=0. されて い るこ とが示 された 。 目的生成 物 の同定 の詳細 なデー タは下 記 に示 した 。ただ し,合 成 された べ ソ ジル ブチ ル エー テ ル,2‑(ベ ン ジル オキ シ)エ タノ ール,ブ チル フ ェニル エー テル,ア リル フ ヱニ ルエー テル,ベ ソ. (8),115(100),and28(18). EthyIoctylether:yield2.595g(82.0%);bp165℃; IR(neat)1122cmww1(C‑0‑C>;. 2一ナ フ チ ル エ ー テ ル の デ ー タ は 各 々の 市 販 品 のIR及 びiH‑. ユH‑NMR(CDC13)δ. ペ ク トル デー タ と一 致 したので 省略 した.. ニ6。2Hz,0‑CH2);. MS(70eV)m/2(relintensity)158(M+;12),157(5),116. ジル フ ェニル エー テル,エ チ ル2一ナ フ チル エー テル及 び ブチル NMRス. .86(6H,t,1=6.2Hz,CH3),1.22‑1・55. (12H,m,CH2),and3.29(4H,t,ノ. 三 〇. .90(6H,t,1=6.1Hz,CH3),1.13‑1。58. (12H,m,CH2),and3.34‑3。57(4H,m,0‑CH2)。. 従 来,エ ー テル類の 合成法 と して,塩 基性 条件 におけ るアル コ. Benzylethylether:yield2.565g(94。2%);bp78℃/2667Pa;. キ シ ドあ るい はフ ェノキ シ ドとアル キル化物 との置換 反応 による. IR(neat)1204(C‑0‑C),and735cm‑1(aromatic);. 方法,酸 触 媒 を用 い たアル コールの脱 水法及 びアル コールの アル. 1H‑NMR(CDC13)δ=1. ケソへ の付 加反応 によ る方 法 が主 に よ く利 用 されて きた18)〜2◎). 置換 反応 に よる合 成法 は第一級 アル キル化物 を用い る場 合 には 高. (5H,m,aromatic).. 収率 で エーテル を生成 す るが,第 二級及 び第三級 アル キル化物 の 場合 には脱 離が優 勢 にな り合成 的な利用価 値 が小 さい.ア ル コー. Benzyl2‑propynylether:yield2.456g(84.0%);bp105℃/ 2667Pa;. ルの脱 水 に よる方 法は第 一級 アルキル基 か らなる対 称 工一テルの 合成 には適 して い るが,非 対称 工一 テル合成の場 合には特殊 な例. .18(3H,t,ノ=7.1Hz,CH3),3,48(2H,. q,ノ ニ7.OHz,CH2),4.44(2H,s,CH2‑aromatic),and7。18‑7.54. IR(neat)3292(C≡C),1264(C‑0‑C),and740cm‑1(aromat‑ ic);. を除 いて選択 性 が小 さ く有効 ではな い.ま た,ア ル コー ルのアル. iH‑NMR(CDC13)δ=2. .45(1H,t,1ニ2.3Hz,CH),4.16‑4.19. ケ ソへの付 加反応 はア ルキル置換 の多 いアル ケンに対 して有 効 で. (2H,d,0‑CH2),4.61(2H,s,CH2‑aromatic),and7.25‑7.61. あ るが,用 い るアル コール に も制 限が あ り置換反 応 による方法 に. (5H,m,aromatic).. 比べ て適用範 囲 が狭い 。. lsopropylpheny奮ether:yield1.675g(61.1%);bp76℃/2667. これに対 して本研 究 では,ア ル カ リ土 類金属 アル コキシ ド及 び. Pa;. フ ェノキ シ ドと多種 類の アルキ ル化物 との置換反 応 によ り第一級. IR(neat)1242(C‑0‑C),and751cm‑i(aromatic);. 及 び第二級 工一 テル類 を温 和な条 件下 で容易 に効率良 く合成 す る. 咀 一NMR(CDC13)δ=1.33(6H,d,1=6.1Hz,CH3),4.5‑4。6. 新 しい実用的 な方法 を開 発 し,従 来法 をかな り改良 した.. (1H,m,CH),and6.8‑7.4(5H,m,aromatic)。. 論. ε一Butylphenylether:yield1.737g(57、8%);bp87℃/2667. 4結 Pa;. ア ル カ リ土 類金属 アル コキ シ ドとハ ロゲン化第 一級 アルキル と の反 応 がDMSO一. ア ル コー ル(1/1)混 合 溶媒 中,70‑100℃. IR(neat)1243(C‑0‑C),and751cm‑1(aromatic);. で. iH‑NMR(CDCI3)δ=O. .98(3H,t,ノ=7。5Hz,CH3CH2),1。29. 行 われ た.従 来 の ナ トリウム アル コキ シ ドを用 い るWMiamson. (3H,d,ノ=6.1Hz,CH3CH),1.5‑1.8(2H,m,CH2),4.2‑4.4. 法 に比 べて反 応は やや遅 いが 目的 生成物 の収率 は同様 に良好で あ. (1H,m,CH),and6.8‑7.5(5H,m,aromatic).. った.. Ethyl1‑naphthylether:yield2.9779(86、4%);bp98。C/133. 二 つの反応 点 を有す るエチ レソ グ リコール及 び2一プ ロピンー1一. Pa;. オー ルのア ルカ リ土 類金属 塩 と塩 化ベ ンジル との反 応 はアル コー. IR(neat)1268(C‑0‑C),and790,770cmww1(aromatic);. ル溶媒 の中で 速や かに進行 し,高 収率 で一置換生成 物 のみが得 ら. iH‑‑NMR(CDC13)δ. れた.ア ル カ リ金属塩 の反 応の場 合 には二置換生 成物 が副 生 して 一置換 生成物 の収率 が大 幅 に低下 した ので明 らかに アルカ リ土類 金属塩 の選択 性の方 が大 きい 。 媒 の中 で比較 的温和 な条件. で反応 し,高 収率 で対 応 す る第一 級及 び第二級 工一 テルが得 られ た。特 に第二 級工 一テル の収率 が予想外 に高 く,ア ルカ リ金属 塩 の場合 に比 べてエ ーテル/ア ル ケンの選 択率 は約2倍 増大 した.. Buty11‑naphthylether:yield3・4899(87.1%);bp110℃/133. 要 約 す る とア ル カ リ土 類 金 属 塩 の 置 換 反 応 の 速 度 はBa塩. IR(neat)1240cm噛1(C‑0‑C),and790,770cm}叢(aromatic); 1H‑NMR(CDC13)δ=1. ,. 1sopr◎pyl1‑naphthylether:yield2・6469(70.3%);bp99℃/ 133Pa;. で あ った が,エ ー テル/ア ルケ ソの選択性 はCa塩. IR(neat)1268(C‑0‑C),and791,771cm一. の順 で あ った.と りわ けCa塩 は従 来 よ く用 い ら. iH‑NMR(CDC13)δ=1. 比 較的安 価で あ るか ら合成 的な利 用価値 が大 きい と考 え られ る.. .0. m,aromatic).. >Sr塩>Ba壇. な どのア ル カ リ金属塩 よ りも選 択性 が大 き く,安 全で. ・02(3H,t,1=7.1Hz,CH3),1,5‑2. (4H,叫CH2)4・14(2H,t,1ニ6・1Hz,CH20),and6.8‑8.3(7H. >Sr塩>Ca塩 れたNa塩. .54(3H,t,1=6.8Hz,CH3),4。1‑4.3. (2H,q,CH2)and6.7‑8.2(7H,m,aromatic).. Pa;. アル カ リ土 類金属 フ ェノキ シ ド及び ナフチ ルオキ シ ドは第一級 及 び第 二級 ア ルキ ル化物 とDMSO溶. ニ1. 茎(aromatic); ・45(6H,d,ノ. ニ5.9Hz,CH3). ,4。6‑4.8. (1H,m,CH),and68‑8.2(7H,m,aromatic)。 ls◎propyl2‑naphthylether:yield2・4969(67. 。0%);bp95℃. ノ.
(6) 640. 9. *. IL. 1995. 133 Pa; 11). IR (neat) 1258 (C-O-C), 839, 811, and 745 cm-1 (aromatic); 1H-NMR (CDC13) 6=1 .40 (6H, d, J=6.1 Hz, CH3), 4.6-4.8 (1H, m, CH), and 7.0-7.7. 12). (7H, m, aromatic). 13). 1). N. Kawabata, A. Matsumura, S. Yamashita, Tetrahedron, 29, 1069(1973). 2) N. Kawabata, A. Matsumura, S. Yamashita, J. Org. Chem., 38, 4268(1973). 3) D. A. Payne. Jr., R. T. Sanderson, J. Am. Chem. Soc., 80, 5324 (1958) . 4) E. 0. Fischer, G. StOlzle, Chem. Ber., 94, 2187(1961). 5) H. Gilman, J. C. Bailie, J. Am. Chem. Soc., 65, 267(1943). 6) H. Gilman, R. N. Meals, G. O'Donnell, L. Woods, J. Am. Chem. Soc., 65, 268(1943). 7) R. K. Crossland, K. L. Servis, J. Org. Chem., 35, 3195 (1970). 8) H. Masada, Y. Murotani, Bull. Chem. Soc. jpn., 53, 1181 (1980) . 9) G. M. Bennett, I. Chem. Soc., 127, 1277(1925). 10) C. L. Butler, A. G. Renfrew, M. Clapp, J. Am. Chem. Soc.,. Synthesis. Hiromitsu. of Ethers. MASADA*, Yasuhito. Using. 14). 15) 16) 17) 18) 19)亀. No. 8. 60, 1472 (1938) . E. D. Hughes, C. K. Ingold, U. G. Shapiro, J. Chem. Soc.,1936, 255. E. D. Hughes, C. K. Ingold, S. Masterman, B. J. McNulty, J. Chem. Soc., 1940, 899. M. L. Dhar, E. D. Hughes, C. K. Ingold, J. Chem. Soc., 1948, 2061. W. T. Olson, H. F. Hipsher, C. M. Buess, I. A. Goodman, I. Hart, J. H. Lamneck, Jr., L. C. Gibbons, J. Am. Chem. Soc., 69, 2451(1947). P. F. Tryon, W. G. Brown, M. S. Kharasch, J. Am. Chem. Soc., 70, 2003(1948). C. H. Snyder, A. R. Soto, J. Org. Chem., 30, 673(1965). R. A. Bartsch, J. F. Bunnett, J. Am. Chem. Soc., 91, 1376(1969) . J. March, "Advanced Organic Chemistry", 4th ed. John Wiley & Sons, New York (1992). pp. 386, 1004. 谷 哲 治 編 著,"有 pp。116〜149。 日本 化 学 会 編,u実. 20). 機 合 成 化 学 皿 舞,南 験 化 学 講 座20鱒,第. 江 堂(1976). 四 版,丸. pp.187〜2120. Alkaline. IMAI, Yutaka. Earth. Metal. Salts. MURANAKA and Takashi. SAGATA. Department of Chemistry and Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Kanazawa University; Kanazawa-shi 920 Japan Calcium, strontium, and barium alkoxides reacted with primary alkyl halides such as hexyl bromide, octyl bromide, and benzyl chloride at 70-100 °C in DMSO—alcohol (1/1) . The substitution reaction gave the corresponding primary alkyl ethers in 72 —94% yields. The alkaline earth metal salts of ethylene glycol and 2-propyn-l-ol, which have two reactive points, were heated with benzyl chloride, and gave a mono-substituted product exclusively, although a similar reaction of alkali metal salts is known to give both mono and di-substituted products. On the other hand, alkaline earth metal phenoxide and naphthyl oxide reacted with primary alkyl substrates in DMSO to afford aryl alkyl ethers in high yields. Furthermore, secondary alkyl substrates also reacted with alkaline earth metal aryl oxides to give secondary alkyl aryl ethers in 56—71% yields. Isopropyl iodide, isopropyl bromide, isopropyl methanesulfonate, s-butyl iodide, and s-butyl methanesulfonate were used as the secondary alkyl sub strate. According to the previous study, the reaction of secondary alkyl substrates with sodium alkoxides and aryl oxides gave only 20 —30% of ethers. Therefore alkaline earth metal salts are much more selective than alkali metal salts in the substitution reactions. Although calcium salts are less reac tive than strontium and barium salts, calcium salts are more selective and useful for organic synthesis from the viewpoints of safety and cost.. 善(1992).
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