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JP2577047B2 - 置換ラクタム及び置換ラクタムの製法 - Google Patents

置換ラクタム及び置換ラクタムの製法

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JP2577047B2
JP2577047B2 JP63131779A JP13177988A JP2577047B2 JP 2577047 B2 JP2577047 B2 JP 2577047B2 JP 63131779 A JP63131779 A JP 63131779A JP 13177988 A JP13177988 A JP 13177988A JP 2577047 B2 JP2577047 B2 JP 2577047B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般式I a′: [式中、nは0又は1であり、かつY′は次の基: −O−CO−R1 −O−SO2−R1 を表し、ここでR1は、C原子1〜8個を有するカルボン
酸もしくはスルホン酸の残基を表す]の置換ラクタムに
関する。
本発明はさらに、一般式II: [式中、nは0又は1である]のラクタムを、100〜200
℃で、一般式III: CH2=CH−Y1 III [式中、Y1は次の基: −O−CO−R1 −O−SO2−R1 −CO−R2 −CO−O−R3 −CO−NR4R5 を表し、R1〜R5は後記のものを表す]のビニル化合物及
びラジカル形成化合物IVと反応させ、かつ得られた生成
物を必要に応じて加水分解する、 一般式I a: [式中、nは0又は1であり、Yは次の基: −O−CO−R1 −O−SO2−R1 −CO−R2 −CO−O−R3 −CO−NR4R5 −OH を表し、ここでR1は、C原子1〜8個を有するカルボン
酸もしくはスルホン酸の残基を表し、R2はC1〜C8−アル
キル基を表し、R3は水素原子、又はC原子1〜8個を有
するアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、
R4及びR5は水素原子又はC1〜C4−アルキル基を表し、R4
及びR5は結合して5又は6員環を形成してもよい]の置
換ラクタムの製法に関する。
米国特許3332938号によれば、次式 のラクタム及びα−オレフインR″−CH=CH2をラジカ
ル生成化合物例えば有機過酸化物により反応させて、次
の置換ラクタムとすることが知られているが、この場合
は種々な置換生成物の混合物が得られる。すなわちピロ
リドン−(2)をオクテン−(1)と反応させると、約
25〜30%の3−オクチルピロリドン−(2)及び60〜65
%の5−オクチルピロリドン−(2)が得られる。ニキ
シン及びムスタフエールもその報文「フリーラジカル・
アデイシヨン・オブ・2−ピロリドン・ツウ・α−オレ
フインズ」(ブレテイン・オブ・ザ・アカデミー・オブ
・サイエンス、USSR DIV.of Chem.Science 1964、1745
−48頁)において同様な観察を記載している。
EP−A0144664号によれば次式 のビニルラクタムが知られているが、そこに記載の方法
によれば、これは対応するω−シアノメチルラクタムを
経由する煩雑な方法によつて得られる。
化合物I cを開環すると、一群の重要な医薬、特に次
のトランスアミラーゼ・インヒビター(詳細は米国特許
4235778及び3959356参照)が得られるので、ビニルラク
タムI cを入手しやすくすることは発明の特別な課題と
なつていた。
この課題は、ラクタムII のω−位に基−CH2−CH2−Yを導入する経済的で一般に
利用可能な方法に拡大された。ここで得られる中間体及
びYが基−O−CO−R1又は−O−SO2−R1であるラクタ
ムI aは新規物質I a′である。
本発明は一般式II: [式中、nは0又は1である]のラクタムを、100〜200
℃で、一般式III: CH2=CH−Y1 III [式中、Y1は次の基: −O−CO−R1 −O−SO2−R1 −CO−R2 −CO−O−R3 −CO−NR4R5 を表し、R1〜R5は後記のものを表す]のビニル化合物及
びラジカル形成化合物IVと反応させ、かつ得られた生成
物を必要に応じて加水分解する、 一般式I a: [式中、nは0又は1であり、Yは次の基: −O−CO−R1 −O−SO2−R1 −CO−R2 −CO−O−R3 −CO−NR4R5 −OH を表し、ここでR1は、C原子1〜8個を有するカルボン
酸もしくはスルホン酸の残基を表し、R2はC1〜C8−アル
キル基を表し、R3は水素原子、又はC原子1〜8個を有
するアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、
R4及びR5は水素原子又はC1〜C4−アルキル基を表し、R4
及びR5は結合して5又は6員環を形成してもよい]の置
換ラクタムの製法に関する。
ピロリドン−2及びピペリドン−2が属する出発化合
物IIとしては、生理的に重要なγ−アミノ酸I c′の製
造に関してピロリドン−2が特に重要である。この出発
物質が市販の安価な化合物であることも本発明の利点で
ある。
ビニル化合物IIIとしては次のものがあげられる。脂
肪族カルボン酸ビニルエステル、例えば特にC2〜C4−脂
肪酸のビニルエステル、その中でも特に酢酸ビニル及び
プロピオン酸ビニル;R1は芳香族、芳香脂肪族又は脂環
族の基であつてもよく、これは不活性置換基例えばハロ
ゲンを有しうる。
スルホン酸ビニルエステル、例えばビニルトルオール
スルホネート;一般にR1はカルボン酸ビニルエステルの
場合と同じである。
ビニルケトン例えばビニルメチルケトン及びビニルプ
ロピルケトン。
アクリル酸及びアクリル酸エステル、例えばメチルア
クリレート、エチルアクリレーレト、フエニルアクリレ
ート及びベンジルアクリレート。アクリルアミド、例え
ばこの化合物群の基礎物質、N,N−ジメチルアクリルア
ミド及びN−アクリロイルピペリジン。
Y=OHである化合物I aを製造するには、経済上及び
操作技術上の理由から、ビニル化合物IIIとして特にビ
ニルアセテートが好ましい 第一の操作法には、ラジカル生成体IVとして、オレフ
イン性不飽和単量体の重合に用いられる任意の過酸化物
及びアゾ化合物が適する。その例はヒドロパーオキシ
ド、例えば三級ブチルヒドロパーオキシド及びクモール
ヒドロパーオキシド、ジアルキルパーオキシド例えばジ
三級ブチルパーオキシド、ジアシルパーオキシド、例え
ばジベンゾイルパーオキシド、過酸及びそのエステル例
えば過安息香酸及び三級ブチルパーベンゾエート、なら
びにアゾ化合物例えばアゾジイソブチロニトリルであ
る。特に好ましいものはジ三級ブチルパーオキシドであ
る。そのほかラジカル生成体の選択は反応温度によつて
も左右され、分解温度が反応温度より少し低いラジカル
生成体を使用することが好ましい。
ラジカル生成体の量は、ビニル化合物IIIに対し一般
に5〜20モル%好ましくは8〜15モル%である。5モル
%以下では反応が遅くなりすぎ、30モル%を越す量では
何も経済的利益がない。
反応温度は100〜200℃であつて、100℃以下ではラジ
カル鎖の分解が不足となり、200℃以上では副反応が多
くなる。普通は好ましくは130〜180℃の温度で操作す
る。
原則として圧力は反応に影響を与えないので、好まし
くは常圧で反応を行うが、ビニル化合物III例えばビニ
ルアセテートが反応条件下で気体となる場合は、例えば
10バールまでの加圧も好ましい。
本発明の反応に常に付随するビニル化合物IIIの重合
をできるだけ抑制するためには、ラクタムIIを反応中に
常に大過剰に存在させることが好ましく、そのためには
これをラジカル生成体と一緒に先に装入し、これに反応
温度で徐々にビニル化合物を添加する。他の方法として
は、ビニル化合物及びIIの中のラジカル生成物の溶液
を、場合により先に装入されたIIの中へ一緒に供給す
る。II及びIIIを2:1ないし50:1好ましくは5:1ないし20:
1のモル比で使用することが好ましい。
溶剤の併用は必要ではない。なぜならばラクタムIIが
普通は過剰に用いられ、これが同時に溶剤又は希釈剤と
して役立つからである。それでも化合物III又はラジカ
ル生成体IVをラクタムIIの中の溶液以外の溶液として用
いるために溶剤を使用する場合には、例えばクロルベン
ゾール又はジクロルベンゾールは、溶解される成分の50
0容量%までの量で適する。
空気酸素の反応を避けるため、不活性ガス雰囲気中で
操作することが好ましい(ラジカル生成体で足りる)。
生成物I aへの反応混合物の仕上げ処理は常法により
行われ、例えば過剰のラジカル生成体を還元剤例えば鉄
(II)塩及びヨード溶液を用いて分解したのち、ラクタ
ムII及び場合により溶剤の大部分を留去し、残留物から
I aを必要に応じ溶解度を減少させる溶剤を添加したの
ち結晶化させる。しかし多くの場合にI aの単離は蒸留
だけで可能である。
I aを製造するために必要な時間は一般に1〜5時間
である。化合物I aは普通はビニル化合物IIIに対し50〜
85%の収率で得られる。この場合異性体化合物の量を許
容できる程度に少なくすることが好ましい。
第二の方法では、Y=OHである化合物I aを製造する
ためYが基−O−CO−R1又は−O−SO2−R1である化合
物I aから出発し、好ましくは第一の方法の反応混合物
を使用する。なぜならば多くの場合これを精製する必要
がないからである。
加水分解による脱離は、好ましくは過剰の水を用い
て、触媒量の鉱酸例えば硫酸又は酸性イオン交換体の存
在下に、あるいは当量の無機塩基例えば苛性ソーダ又は
三級アミン例えばトリエチルアミンを用いて、約50〜12
0℃で常法により行われる。他の方法としては、過剰の
酸を用いて操作し、次いで反応混合物を中和する。アル
コール(Y=OHであるI a)の単離は常法により行われ
るので、その詳細は省略する。ω−ヒドロキシエチルラ
クタム(Y=OHであるI a)がほとんど定量的の収率で
得られる。
第三の方法では、化合物I cを得るために、Y=OHで
ある化合物I aから水を、あるいは対応する化合物I aか
ら酸R1−COOH又はR1−SO3Hを、熱又は熱−触媒により脱
離させる。その際出発物質を気化して300〜700℃に加熱
する。Y=OHであるI aの脱水の場合には、既知の脱水
触媒例えば酸化アルミニウム又はゼオライトを触媒とし
て使用することが好ましい。
分解物を凝縮し、凝縮物を常法好ましくは蒸留により
仕上げ処理してω−ビニルラクタムI cにする。I cの収
率は、使用したI aに対し普通は80〜95%である。
本発明の方法は、安価な原料物質から簡単な手段によ
つて実際上異性体不含のω−置換ラクタムを入手しうる
点で優れている。この生成物は有機合成上、例えば生理
的に有効な物質(I c′はトランス−アミラーゼ抑制剤
である)を製造するための価値の高い中間体である。
実施例1 5−(2−アセトキシ)−エチルピロリドン−2(I a/
1) ピロリドン−(2)255g(3モル)、ビニルアセテー
ト258g(3モル)及びジ三級ブチルパーオキシド88g
(0.6モル)の混合物を、窒素雰囲気中で9時間かけて
ピロリドン−(2)2550g(30モル)に徐々に添加し、1
50℃に保持する。2時間後に生成物I a/1を採取するた
め、150℃で蒸留して仕上げ処理する。沸点143〜146℃/
0.15mバール、収率60%。
実施例2 5−(2−メトキシカルボニル)−エチルピロリドン
(I a/2) 実施例1と同様にして、ピロリドン−2及びメチルア
クリレートから製造する。収率80%、沸点135〜138℃/
0.15mバール、融点60〜62℃。
実施例3 6−(2−アセトキシ)−エチルピペリドン−2(I a/
3) 実施例1と同様にして、ピロリドン−2及びビニルア
セテートから製造する。収率55%、沸点140〜143℃/0.1
mバール。
実施例4 6−(2−ヒドロキシ)−エチルピペリドン−2(I a
(Y=OH)/1) 実施例3により得られたピペリドンI a/3の74g(0.4
モル)を、20重量%硫酸500mlと共に85℃に8時間加熱
し、反応混合物を苛性ソーダ液で中和し、次いで抽出剤
としてのジエチルエーテルを添加する。乾燥したエーテ
ル相からエーテルを除去し、残留物を酢酸メチル/シク
ロヘキサンから再結晶する。I a(Y=OH)/1の収率75
%、融点78〜80℃。
実施例5 5−ビニルピロリドン−2(I c/1) 実施例1によるピロリドンI a/1の26g/を含有する
窒素気流40/時を、高さ45cmで内径3cmの52℃に加熱
された直径5mmの陶器環を充填した管状反応器に導通す
る。反応器中のガスの滞留時間は約28秒である。反応器
から出たガス流を冷却し、得られた凝縮物の組成から、
I a/1が70%反応していることが知られる。ビニルピロ
リドンI c/1の選択率は85%、沸点は85〜90℃/0.1mバー
ルである。
実施例6 5−(2−カルボキシ)−エチルピロリドン−2(I a/
4) 実施例1と同様にして、ピロリドン−2及びアクリル
酸から製造する。収率63%、融点123〜125℃。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式I a′: [式中、nは0又は1であり、かつY′は次の基: −O−CO−R1 −O−SO2−R1 を表し、ここでR1は、C原子1〜8個を有するカルボン
    酸もしくはスルホン酸の残基を表す]の置換ラクタム。
  2. 【請求項2】一般式I a: [式中、nは0又は1であり、Yは次の基: −O−CO−R1 −O−SO2−R1 −CO−R2 −CO−O−R3 −CO−NR4R5 −OH を表し、ここでR1は、C原子1〜8個を有するカルボン
    酸もしくはスルホン酸の残基を表し、R2はC1〜C8−アル
    キル基を表し、R3は水素原子、又はC原子1〜8個を有
    するアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、
    R4及びR5は水素原子又はC1〜C4−アルキル基を表し、R4
    及びR5は結合して5又は6員環を形成してもよい]の置
    換ラクタムの製法において、一般式II: [式中、nは前記のものを表す]のラクタムを、100〜2
    00℃で、一般式III: CH2=CH−Y1 III [式中、Y1は次の基: −O−CO−R1 −O−SO2−R1 −CO−R2 −CO−O−R3 −CO−NR4R5 を表し、R1〜R5は前記のものを表す]のビニル化合物及
    びラジカル形成化合物IVと反応させ、かつ得られた生成
    物を必要に応じて加水分解することを特徴とする、置換
    ラクタムの製法。
JP63131779A 1987-06-03 1988-05-31 置換ラクタム及び置換ラクタムの製法 Expired - Lifetime JP2577047B2 (ja)

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DE3718563.2 1987-06-03

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JPS649973A JPS649973A (en) 1989-01-13
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