特許 6054900 アルコキシアミン化合物、アルコキシアミン型アルコール酸化触媒及びそれを用いたアルコール酸化方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6054900

(24)【登録日】2016年12月9日

(45)【発行日】2016年12月27日

(54)【発明の名称】アルコキシアミン化合物、アルコキシアミン型アルコール酸化触媒及びそれを用いたアルコール酸化方法

(51)【国際特許分類】

   C07D 267/04 20060101AFI20161219BHJP

   C07C 45/29 20060101ALI20161219BHJP

   C07C 49/433 20060101ALI20161219BHJP

   C07C 49/403 20060101ALI20161219BHJP

   C07C 49/76 20060101ALI20161219BHJP

   C07C 49/04 20060101ALI20161219BHJP

   C07C 49/185 20060101ALI20161219BHJP

   C07H 9/04 20060101ALI20161219BHJP

   B01J 31/02 20060101ALI20161219BHJP

   C07C 49/453 20060101ALI20161219BHJP

   C07C 47/11 20060101ALI20161219BHJP

   C07B 61/00 20060101ALN20161219BHJP

【ＦＩ】

   C07D267/04CSP

   C07C45/29

   C07C49/433

   C07C49/403 A

   C07C49/76 A

   C07C49/04 A

   C07C49/185

   C07H9/04

   B01J31/02 102Z

   C07C49/453

   C07C47/11

   !C07B61/00 300

【請求項の数】6

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-41528(P2014-41528)

(22)【出願日】2014年3月4日

(65)【公開番号】特開2015-166325(P2015-166325A)

(43)【公開日】2015年9月24日

【審査請求日】2016年3月24日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ｈｔｔｐ：／／ｓｈｉｂｕ．ｐｈａｒｍ．ｏｒ．ｊｐ／ｔｏｈｏｋｕ／ｓｃｈｅｄｕｌｅ．ｈｔｍｌ（公開日：平成２５年９月５日） 公益社団法人日本薬学会東北支部 第５２回日本薬学会東北支部大会実行委員会、第５２回日本薬学会東北支部大会講演要旨集（公開日：平成２５年９月２４日） 第５２回日本薬学会東北支部大会（公開日：平成２５年１０月２０日） ｈｔｔｐ：／／ｏｎｌｉｎｅｌｉｂｒａｒｙ．ｗｉｌｅｙ．ｃｏｍ／ｄｏｉ／１０．１００２／ａｎｉｅ．２０１３０７１４４／ａｂｓｔｒａｃｔ（公開日：平成２５年１０月１１日） 公益社団法人日本化学会、日本化学会秋季事業 第３回ＣＳＪ化学フェスタ２０１３ プログラム・講演予稿集（公開日：平成２５年１０月１日） 日本化学会秋季事業 第３回ＣＳＪ化学フェスタ２０１３（公開日：平成２５年１０月２１日） 公益社団法人日本薬学会化学系薬学部会、第３９回反応と合成の進歩シンポジウム講演要旨集（公開日：平成２５年１０月１５日） 第３９回反応と合成の進歩シンポジウム（公開日：平成２５年１１月５日 有機合成化学協会東北支部、第２８回有機合成化学若手研究者の仙台セミナー講演要旨集（公開日：平成２５年１２月７日） 第２８回有機合成化学若手研究者の仙台セミナー（公開日：平成２５年１２月７日）

(73)【特許権者】

【識別番号】504157024

【氏名又は名称】国立大学法人東北大学

(74)【代理人】

【識別番号】110001047

【氏名又は名称】特許業務法人セントクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩渕 好治

(72)【発明者】

【氏名】笹野 裕介

(72)【発明者】

【氏名】村上 景一

【審査官】 安藤 倫世

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００６／００１３８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００９／０６６７３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００９／１４５３２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 SASANO, Y. ET AL，3-Methyl-4-Oxa-5-Azahomoadamantane: Alkoxyamine-Type Organocatalyst for Alcohol Oxidation，Angewandte Chemie, International Edition，２０１３年１０月１１日，52(48)，12624-12627，特許法第３０条第２項適用申請有り

【文献】 村上景一, ET AL，環状アルコキシアミン型アルコール酸化触媒の発見，第52回日本薬学会東北支部大会講演要旨集，２０１３年 ９月２４日，32，特許法第３０条第２項適用申請有り

【文献】 村上景一, ET AL，アルコキシアミン型アルコール酸化触媒の発見と応用，第3回CSJ化学フェスタ2013 プログラム・講演予稿集，２０１３年１０月 １日，241，特許法第３０条第２項適用申請有り

【文献】 村上景一, ET AL，アルコキシアミン型アルコール酸化触媒の発見と展開，第39回反応と合成の進歩シンポジウム講演要旨集，２０１３年１０月１５日，9，特許法第３０条第２項適用申請有り

【文献】 村上景一，オキサアザホモアダマンタン型アルコール酸化触媒の発見と展開，第28回有機合成化学若手研究者の仙台セミナー講演要旨集，２０１３年１２月 ７日，9，特許法第３０条第２項適用申請有り

【文献】 TOMIZAWA, M. ET AL，Highly Enantioselective Organocatalytic Oxidative Kinetic Resolution of Secondary Alcohols Using Chirally Modified AZADOs，Organic Letters，２００９年，11(8)，1829-1831，2014年9月5日にCorrection発行

【文献】 SHIBUYA, M. ET AL，2-Azaadamantane N-Oxyl (AZADO) and 1-Me-AZADO: Highly Efficient Organocatalysts for Oxidation of Alcohols，Journal of the American Chemical Society，２００６年，128(26)，8412-8413

【文献】 Journal of the American Chemical Society，２０１４年１１月２０日，136，17591-17600

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０７Ｄ

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記一般式（１）：

【化1】

［式（１）中、Ｒ_１及びＲ_２は、それぞれ独立に、水素原子及び置換されていてもよいアルキル基からなる群から選択されるいずれか一種を示す。］
で表わされることを特徴とする、ホモアダマンタン骨格を有するアルコキシアミン化合物。

【請求項2】

前記式（１）中、Ｒ_１及びＲ_２が、それぞれ独立に、水素原子及び炭素数１〜５のアルキル基からなる群から選択されるいずれか一種を示すことを特徴とする、請求項１に記載のアルコキシアミン化合物。

【請求項3】

アルコールを酸化せしめるアルコール酸化触媒であって、請求項１又は２に記載のアルコキシアミン化合物及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも１種を含有することを特徴とするアルコール酸化触媒。

【請求項4】

請求項３に記載のアルコール酸化触媒及び共酸化剤の存在下でアルコールを酸化せしめることを特徴とするアルコール酸化方法。

【請求項5】

前記アルコールが第１級アルコール又は第２級アルコールであることを特徴とする請求項４に記載のアルコール酸化方法。

【請求項6】

前記アルコキシアミン化合物の添加量が前記アルコールにおける全ヒドロキシ基１００モルに対して０．１〜１５０モルであることを特徴とする請求項４又は５に記載のアルコール酸化方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アルコキシアミン化合物、アルコキシアミン型アルコール酸化触媒及びそれを用いたアルコール酸化方法に関する。

【背景技術】

【0002】

アルコールをカルボニル化合物へ酸化せしめるアルコール酸化反応は、医薬、農薬、香料、化成品等の高付加価値化合物を有機合成する際に用いられる最も基本的な反応の１つであり、これまでに様々な手法が開発されてきている。しかしながら、従来の手法においては、高温に加熱する必要があったり、毒性や爆発性を有する酸化剤を使用する必要があったり、重金属等の廃棄物が大量に生じたりするといった、安全性や環境負荷の面からの問題を抱えていた。

【0003】

このような問題を背景として、近年では、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシル（２，２，６，６−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｐｉｐｅｒｉｄｉｎｅ １−ｏｘｙｌ、以下「ＴＥＭＰＯ」という。）が、毒性の高い危険な試薬を使うことなく、種々の共酸化剤を用いて０度から室温という極めて温和な条件下においてアルコールを酸化せしめることができるという観点から、大量スケールにおいてもアルコールの酸化を実施可能な触媒として注目を集めている。

【0004】

前記共酸化剤としては、例えば、工業プロセスでも利用される安価かつ環境調和性に優れた次亜塩素酸ナトリウム水溶液（Ｐｉｅｒ Ｌｕｃｉｏ Ａｎｅｌｌｉら、ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、１９８７年、５２巻、１２号、ｐ．２５５９−２５６２（非特許文献１））、二重結合や電子豊富な芳香環を有するアルコールにも適用可能な広い官能基共存性を有するヨードベンゼンジアセテート（ＰｈＩ（ＯＡｃ）_２）（Ａｎｔｏｎｅｌｌａ Ｄｅ Ｍｉｃｏら、ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、１９９７年、６２巻、２０号、ｐ．６９７４−６９７７（非特許文献２））を始め、多くの酸化剤が利用できることが報告されている。

【0005】

さらに、最近、本発明者らは、アザアダマンタン骨格を有するＮ−オキシル（ニトロキシルラジカル）化合物（２−ａｚａａｄａｍａｎｔａｎｅ Ｎ−ｏｘｙｌ（以下「ＡＺＡＤＯ」という）、及び、１−ｍｅｔｈｙｌ−２−ａｚａａｄａｍａｎｔａｎｅ Ｎ−ｏｘｙｌ（以下「１−Ｍｅ−ＡＺＡＤＯ」という。））、アザビシクロ［３．３．１］ノナン骨格を有するＮ−オキシル化合物（９−ａｚａｂｉｃｙｃｌｏ［３．３．１］ｎｏｎａｎｅ Ｎ−ｏｘｙｌ、以下「ＡＢＮＯ］という。）、ノルアザアダマンタン骨格を有するＮ−オキシル化合物（９−ｎｏｒａｚａａｄａｍａｎｔａｎｅ Ｎ−ｏｘｙｌ、以下「Ｎｏｒ−ＡＺＡＤＯ」という。）といった多環式Ｎ−オキシル化合物が、ＴＥＭＰＯに比較して高いアルコール酸化触媒活性を有すること、及び、ＴＥＭＰＯでは酸化が進行しない嵩高い第２級アルコールの酸化も速やかに進行させることが可能であることを報告している（澁谷正俊ら、ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティー、２００６年、１２８巻、２６号、ｐ．８４１２−８４１３（非特許文献３）、澁谷正俊ら、ケミカル・コミュニケーションズ、２００９年、１３号、ｐ．１７３９−１７４１（非特許文献４）、澁谷正俊ら、ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、２００９年、７４巻、１２号、ｐ．４６１９−４６２２（非特許文献５）、澁谷正俊ら、シンセシス、２０１１年、２１号、ｐ．３４１８−３４２５（非特許文献６）、林政樹ら、ケミカル・アンド・ファーマシューティカル・ブリテン、２０１１年、５９巻、１２号、ｐ．１５７０−１５７３（非特許文献７）、国際公開第２００６／００１３８７号（特許文献１）、特開２００９−１１４１４３号公報（特許文献２）、特開２００８−２１２８５３号公報（特許文献３）、国際公開第２０１２／００８２２８号（特許文献４））。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２００６／００１３８７号

【特許文献2】特開２００９−１１４１４３号公報

【特許文献3】特開２００８−２１２８５３号公報

【特許文献4】国際公開第２０１２／００８２２８号

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】Ｐｉｅｒ Ｌｕｃｉｏ Ａｎｅｌｌｉら、ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、１９８７年、５２巻、１２号、ｐ．２５５９−２５６２

【非特許文献2】Ａｎｔｏｎｅｌｌａ Ｄｅ Ｍｉｃｏら、ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、１９９７年、６２巻、２０号、ｐ．６９７４−６９７７

【非特許文献3】澁谷正俊ら、ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティー、２００６年、１２８巻、２６号、ｐ．８４１２−８４１３

【非特許文献4】澁谷正俊ら、ケミカル・コミュニケーションズ、２００９年、１３号、ｐ．１７３９−１７４１

【非特許文献5】澁谷正俊ら、ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、２００９年、７４巻、１２号、ｐ．４６１９−４６２２

【非特許文献6】澁谷正俊ら、シンセシス、２０１１年、２１号、ｐ．３４１８−３４２５

【非特許文献7】林政樹ら、ケミカル・アンド・ファーマシューティカル・ブリテン、２０１１年、５９巻、１２号、ｐ．１５７０−１５７３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、第２級アルコールの酸化においても十分に高い触媒活性を発揮することができるアルコール酸化触媒として好適に適用可能であり、かつ、製造が容易で、上記多環式Ｎ−オキシル化合物（ＡＺＡＤＯ、１−Ｍｅ−ＡＺＡＤＯ、ＡＢＮＯ、Ｎｏｒ−ＡＺＡＤＯ）とは異なる、新規のアルコキシアミン化合物、アルコール酸化触媒及びそれを用いたアルコール酸化方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ホモアダマンタン骨格の４位及び５位の位置にアルコキシアミン骨格（−ＯＮＨ−）を有する環状の新規のアルコキシアミン化合物を見出し、これをアルコール酸化触媒として用いることにより、基質が嵩高い第２級アルコールに対しても十分に高いアルコール酸化触媒活性が発揮されることを見出した。

【0010】

なお、これまで、上記のようなホモアダマンタン骨格を有するアルコキシアミン化合物に関する報告は無く、前記ホモアダマンタン骨格を有するアルコキシアミン化合物、並びに、これを用いてアルコールを酸化できることは、本発明者らが初めて見出した。さらに、本発明者らは、前記ホモアダマンタン骨格を有するアルコキシアミン化合物は保護基を使用せずとも数工程で容易に製造が可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

【0011】

すなわち、本発明のアルコキシアミン化合物は、
下記一般式（１）：

【0012】

【化1】

【0013】

［式（１）中、Ｒ_１及びＲ_２は、それぞれ独立に、水素原子及び置換されていてもよいアルキル基からなる群から選択されるいずれか一種を示す。］
で表わされることを特徴とする、ホモアダマンタン骨格を有するアルコキシアミン化合物である。

【0014】

本発明のアルコキシアミン化合物としては、前記式（１）中、Ｒ_１及びＲ_２が、それぞれ独立に、水素原子及び炭素数１〜５のアルキル基からなる群から選択されるいずれか一種を示すことが好ましい。

【0015】

本発明のアルコール酸化触媒は、アルコールを酸化せしめるアルコール酸化触媒であって、前記本発明のアルコキシアミン化合物及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも１種を含有することを特徴とするものである。

【0016】

本発明のアルコール酸化方法は、前記本発明のアルコール酸化触媒及び共酸化剤の存在下でアルコールを酸化せしめることを特徴とするものである。

【0017】

また、本発明のアルコール酸化方法においては、前記アルコキシアミン化合物の添加量が前記アルコールにおける全ヒドロキシ基１００モルに対して０．１〜１５０モルであることが好ましい。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、第２級アルコールの酸化においても十分に高い触媒活性を発揮することができるアルコール酸化触媒として好適に適用可能であり、かつ、製造が容易な新規のアルコキシアミン化合物、アルコール酸化触媒及びそれを用いたアルコール酸化方法を提供することが可能となる。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。

【0020】

［ホモアダマンタン骨格を有するアルコキシアミン化合物］
先ず、本発明のアルコキシアミン化合物について説明する。本発明のアルコキシアミン化合物は、
下記一般式（１）：

【0021】

【化2】

【0022】

［式（１）中、Ｒ_１及びＲ_２は、それぞれ独立に、水素原子及び置換されていてもよいアルキル基からなる群から選択されるいずれか一種を示す。］
で表わされることを特徴とする、ホモアダマンタン骨格を有するアルコキシアミン化合物である。

【0023】

本発明のアルコキシアミン化合物は前記一般式（１）で表わされる化合物であって、ホモアダマンタン骨格の４位及び５位の位置にアルコキシアミン骨格（−ＯＮＨ−）を有するアルコキシアミン化合物である。前記一般式（１）中、Ｒ_１及びＲ_２は酸化反応に影響を及ぼさない限り特に制限はされないが、アルコール酸化触媒として用いた際、第２級アルコールの酸化においてより高い触媒活性を発揮することができ、かつ、製造がより容易であるという観点から、それぞれ独立に、水素原子及び置換されていてもよいアルキル基からなる群から選択されるいずれか一種であることが好ましい。前記アルキル基としては、炭素数１以上のアルキル基が挙げられる。また、前記アルキル基の置換基としては、酸化反応に影響を及ぼさない限り特に制限はされず、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数１〜６のアルキル基；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子；ビニル基、アリル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；エチニル基、プロパルギル基等の炭素数２〜６のアルキニル基；ヒドロキシ基；置換されていてもよいアミノ基；置換されていてもよいスルホニル基；シアノ基；ニトロソ基；置換されていてもよいアミジノ基；カルボキシ基；炭素数２〜７のアルコキシカルボニル基；置換されていてもよいカルバモイル基；芳香族基；芳香族複素環基；アシル基（置換されていてもよいアルキルカルボニル基、置換されていてもよいアリールカルボニル基）が挙げられる。

【0024】

これらの中でも、製造が更に容易であるという観点から、Ｒ_１及びＲ_２としては、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基であることがより好ましい。前記炭素数１〜５のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基が挙げられる。

【0025】

また、本発明のアルコキシアミン化合物としては、アルコール酸化触媒として用いた際、第２級アルコールの酸化においてより高い触媒活性を発揮することができ、かつ、製造が特に容易であるという観点から、前記式（１）中のＲ_１がメチル基、Ｒ_２が水素原子である３−メチル−４−オキサ−５−アザホモアダマンタン（３−Ｍｅｔｈｙｌ−４−Ｏｘａ−５−Ａｚａｈｏｍｏａｄａｍａｎｔａｎｅ、以下場合により「３−Ｍｅ−４−Ｏｘａ−５−Ａｚａｈｏｍｏａｄａｍａｎｔａｎｅ」という。）、又は、前記式（１）中のＲ_１及びＲ_２がいずれも水素原子である４−オキサ−５−アザホモアダマンタン（４−Ｏｘａ−５−Ａｚａｈｏｍｏａｄａｍａｎｔａｎｅ）が特に好ましい。

【0026】

前記一般式（１）で表わされるアルコキシアミン化合物は、例えば、Ｎ−（７−メチルビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミン、Ｎ−（ビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミン等のビシクロ環を有するヒドロキシルアミン化合物を酸処理し、アルコキシアミン（−ＯＮＨ−）を有するホモアダマンタン骨格を形成させることで得ることができる。なお、前記ビシクロ環を有するヒドロキシルアミン化合物は、例えば、ビシクロ［３．３．１］ノナノンオキシム化合物やアミノビシクロ［３．３．１］ノナン化合物を原料として得ることができる。前記酸処理の方法としては特に制限されず、例えば、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホンイミド等の酸を前記ビシクロ環を有するヒドロキシルアミン化合物に添加して温度−２０〜４０℃において０．５〜３時間攪拌する方法が挙げられる。また、前記酸処理においては、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン等の溶媒を用いてもよい。このように、本発明のアルコキシアミン化合物は、保護基を使用せずに数工程で容易に製造が可能である。

【0027】

［アルコール酸化触媒］
次いで、本発明のアルコール酸化触媒について説明する。本発明のアルコール酸化触媒は、アルコールを酸化せしめるアルコール酸化触媒であって、前記本発明のアルコキシアミン化合物及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも１種を含有することを特徴とするものである。

【0028】

本発明のアルコール酸化触媒は、前記アルコキシアミン化合物及び／又はその誘導体を含有するものである。前記アルコール酸化触媒としては、これらのうちの１種が単独で含有されていても２種以上が組み合わされて含有されていてもよい。前記アルコキシアミン化合物の誘導体としては、例えば、前記式（１）で表わされる前記アルコキシアミン化合物の水和物、塩（塩酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩等）が挙げられる。

【0029】

本発明のアルコール酸化触媒としては、前記アルコキシアミン化合物を、アルコキシアミン化合物としての含有量が触媒としての有効量となるように含有するものであればよく、前記アルコキシアミン化合物及び／又はその誘導体からなるものであっても、本発明の効果を阻害しない範囲内において、前記アルコキシアミン化合物の合成に用いた試薬由来の不純物、精製により生じた不純物等を更に含有するものであってもよい。

【0030】

［アルコール酸化方法］
次いで、本発明のアルコール酸化触媒を用いたアルコール酸化方法について説明する。本発明のアルコール酸化方法において、基質となるアルコールは下記一般式（２）で表わされる第１級アルコールであっても下記一般式（３）で表わされる第２級アルコールであってもよい。

【0031】

【化3】

【0032】

【化4】

【0033】

前記一般式（２）及び（３）中、Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、酸化反応に悪影響を及ぼさない置換基を示し、例えば、置換されていてもよい直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基、置換されていてもよい環状アルキル基、置換されていてもよい芳香族基、及び置換されていてもよい複素環基が挙げられる。また、本発明のアルコール酸化方法に係るアルコールとしては、前記一般式（２）及び（３）で表わされる構造単位を同一分子内に複数有する多価アルコールであってもよいが、アルコール酸化反応がより十分に進行するという観点から、ヒドロキシ基を１つ有するモノアルコールであることが好ましい。

【0034】

前記「置換されていてもよい直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基」におけるアルキル基としては、例えば、炭素数１〜１６のアルキル基が挙げられ、これらの中でも、炭素数が１〜８のアルキル基が好ましい。このようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、２−メチルブチル基、ネオペンチル基、１−エチルプロピル基、ｎ−へキシル基、イソへキシル基、４−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、１−メチルペンチル基、３，３−ジメチルブチル基、２，２−ジメチルブチル基、１，１−ジメチルブチル基、１，２−ジメチルブチル基、１，３−ジメチルブチル基、２，３−ジメチルブチル基、２−エチルブチル基、ヘプチル基、１−メチルへキシル基、２−メチルへキシル基、３−メチルへキシル基、４−メチルへキシル基、２−メチルヘプチル基、３−メチルヘプチル基、４−メチルヘプチル基、５−メチルヘプチル基、６−メチルヘプチル基、１−プロピルペンチル基、２−エチルへキシル基、及び５，５−ジメチルへキシル基が挙げられる。

【0035】

前記アルキル基の置換基としては、酸化反応に影響を及ぼさない限り特に制限はされず、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数１〜６のアルキル基；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子；ビニル基、アリル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；エチニル基、プロパルギル基等の炭素数２〜６のアルキニル基；ヒドロキシ基；置換されていてもよいアミノ基；置換されていてもよいスルホニル基；シアノ基；ニトロソ基；置換されていてもよいアミジノ基；カルボキシ基；炭素数２〜７のアルコキシカルボニル基；置換されていてもよいカルバモイル基；芳香族基；芳香族複素環基；アシル基（置換されていてもよいアルキルカルボニル基、置換されていてもよいアリールカルボニル基）が挙げられる。

【0036】

前記「置換されていてもよい環状アルキル基」における環状アルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペプチル基等の炭素数３〜７のシクロアルキル基が挙げられる。また、前記環状アルキル基の置換基としては、上記の「置換されていてもよいアルキル基」における置換基と同様のものを挙げることができる。

【0037】

前記「置換されていてもよい芳香族基」における芳香族基としては、例えば、単環式若しくは縮合多環式の芳香族炭素環基が挙げられ、具体的には、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、フェナントリル基、アセナフチレニル基等の炭素数が２〜１４のアリール基が挙げられる。

【0038】

前記「置換されていてもよい複素環基」における複素環としては、５員環の単環式であっても、６員環の単環式であっても、６−５又は６−６の縮合環形式でありかつ複素原子として酸素原子、硫黄原子及び窒素原子からなる群から選択される１〜３の複素原子を有する芳香族複素環であってもよい。このような複素環基としては、具体的には、フリル基、チエニル基、ピロリル基、オキサゾリル基、イソキサゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、１，２，３−オキサジアジゾリル基、１，２，４−オキサジアゾリル基、１，３，４−オキサジアゾリル基、フラザニル基、１，２，３−チアジアゾリル基、１，２，４−チアジアゾリル基、１，３，４−チアジアゾリル基、１，２，３−トリアゾリル基、１，２，４−トリアゾリル基、テトラゾニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基等の単環式芳香族複素環基；ベンゾフラニル基、イソベンゾオキサリル基、１，２−ベンゾイソオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾピラニル基、１，２−ベンゾイソチアゾリル基、１Ｈ−ベンゾトリアゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリニル基、キナゾリル基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、プリニル基、ブテリジニル基、カルバゾリニル基、α−カルボリニル基、β−カルボリニル基、γ−カルボリニル基、アクリジニル基、フェノキサジニル基、フェノチアジニル基、フェナジニル基、フェノキサチイニル基、チアントレニル基、フェナトリジニル基、フェナトロリニル基、インドリジニル基、ピロロ［１，２−ｂ］ピリダジニル基、ピラゾロ［１，５−ａ］ピリジル基、イミダソ［１，２−ａ］ピリジル基、イミダゾ［１，５−ａ］ピリジル基、イミダゾ［１，２−ｂ］ピリダジニル基、イミダゾ［１，２−ａ］ピリミジニル基、１，２，４−トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジル基、１，２，４−トリアゾロ［４，３−ｂ］ピリダジニル基等の８〜１２員の縮合多環式芳香族複素環基等が挙げられる。また、前記芳香族基及び前記複素環基の置換基としては、上記の「置換されていてもよいアルキル基」における置換基と同様のものを挙げることができる。

【0039】

本発明のアルコール酸化方法としては、反応基質である前記アルコールに本発明のアルコール酸化触媒を添加するものであっても、本発明のアルコール酸化触媒に前記アルコールを添加するものであってもよい。前記アルコール酸化触媒と前記アルコールとの混合比としては、前記アルコール酸化触媒中に含まれる前記アルコキシアミン化合物としての添加量が前記アルコールにおける全ヒドロキシ基１００モルに対して０．１〜１５０モルであることが好ましく、０．１〜１５モルであることがより好ましい。前記アルコキシアミン化合物の添加量が前記下限未満である場合には、反応が進行しない、反応速度が低下する、あるいは反応が途中で停止するといった傾向にあり、他方、前記上限を超える場合には、反応速度を制御することが困難となる傾向にある。また、本発明においては、前記アルコキシアミン化合物の添加量が少量（例えば、前記アルコールにおける全ヒドロキシ基１００モルに対して０．１〜１モル）であっても十分に高いアルコール酸化触媒活性が発揮される。

【0040】

本発明のアルコール酸化方法としては、前記アルコール酸化触媒と共に、共酸化剤の存在下において前記アルコールを酸化せしめることが好ましい。

【0041】

このような共酸化剤としては、例えば、ＴＥＭＰＯを使用する酸化反応で一般に利用されているものから適宜選択することができ、特に制限はされず、過酸素酸、過酸化水素、次亜ハロゲン酸及びその塩、過ハロゲン酸及びその塩、過硫酸塩、ハロゲン化物、Ｎ−ブロモコハク酸イミド等のハロゲン化剤、トリハロゲン化イソシアヌル酸類、ジアセトキシヨードアレン類、酸素、及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの中でも、前記共酸化剤としては、過酢酸、ｍ−クロロ過安息香酸、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸リチウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム、次亜臭素酸ナトリウム、次亜臭素酸リチウム、次亜臭素酸カリウム、次亜臭素酸カルシウム、過硫酸水素ナトリウム、過ヨウ素酸ナトリウム、過ヨウ素酸、トリクロロイソシアヌル酸、トリブロモイソシアヌル酸、Ｎ−ブロモコハク酸イミド、Ｎ−クロロコハク酸イミド、塩素、臭素、ヨウ素、ジアセトキシヨードベンゼンが好ましい。

【0042】

前記共酸化剤の添加量としては、前記共酸化剤の種類にも依存するため一概には言えないが、通常、前記アルコールにおける全ヒドロキシ基１００モルに対して１００モル以上であることが好ましく、１２０〜１５０モルであることがより好ましい。また、例えば、前記共酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムを用いる場合には、前記アルコールにおける全ヒドロキシ基１００モルに対して次亜塩素酸ナトリウムが１００モル以上であることが好ましい。前記共酸化剤の添加量が前記下限未満である場合には、反応が進行しない、反応速度が低下する、あるいは反応が途中で停止するといった傾向にある。

【0043】

さらに、例えば、前記共酸化剤として前記次亜塩素酸ナトリウムを用いる場合には、反応を更に促進させることを目的として、アルカリ金属のハロゲン化物等の他の共酸化剤や、四級アンモニウム塩等の添加剤を更に組み合わせて用いることが好ましい。このように次亜塩素酸ナトリウムと組み合わせて用いるものとしては、塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、及びこれらの混合物が好ましい。また、これらの添加量としては、前記次亜塩素酸ナトリウム１００モルに対して１０モル以下であることが好ましい。

【0044】

さらに、本発明のアルコール酸化方法においては、本発明の効果を阻害しない範囲内において、公知の溶媒を適宜用いてもよい。このような溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、石油エーテル等の脂肪族炭化水素類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類；ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素類；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類；ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルリン酸トリアミド等のアミド類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；蟻酸エチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、炭酸ジエチル等のエステル類；スルホラン；水が挙げられ、これらのうちの１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0045】

また、前記溶媒としては、反応効率がより向上する傾向にあるという観点から、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、ニトリル類、ハロゲン化炭化水素類、エステル類、水、及びこれらの混合物が好ましく、ジクロロメタン、アセトニトリル、トルエン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、水、及びこれらの混合溶液がより好ましく、ジクロロメタン、アセトニトリル、ジクロロメタン−水混合溶液、アセトニトリル−水混合溶液、トルエン−水混合溶液、酢酸エチル−水混合溶液が更に好ましい。

【0046】

また、本発明のアルコール酸化方法においては、本発明の効果を阻害しない範囲内において、緩衝剤を更に添加してもよい。このような緩衝剤としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の重炭酸塩、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のリン酸塩、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酢酸塩等が挙げられ、これらのうちの１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、前記緩衝剤としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、リン酸塩が好ましい。これらの緩衝剤を添加する場合、その添加量としては、前記アルコール酸化触媒に含まれるアルコキシアミン化合物１００モルに対して５００モル以下であることが好ましい。

【0047】

本発明のアルコール酸化方法における反応温度としては、前記アルコール及び用いる前記共酸化剤の種類に依存するため一概には言えないが、通常、−８０〜１２０℃であり、０〜４０℃であることが好ましい。また、反応時間としても、前記反応温度に依存するため一概には言えず、本発明においては、特に速やかに反応が進行するが、通常、０．３〜３時間であることが好ましい。

【0048】

このような本発明のアルコール酸化方法により、前記アルコールを酸化せしめることができ、前記アルコールに対応するアルデヒド又はケトンを高収率で得ることができる。また、酸化して得られた反応生成物は、反応終了後に抽出、再結晶、及びカラムクロマトグラフィー等の単離操作によって単離することができる。前記単離操作は、２種以上を組み合わせてもよい。

【実施例】

【0049】

以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0050】

各実施例において得られた化合物は、核磁気共鳴分析法（ＮＭＲ：^１Ｈ−ＮＭＲ、^１３Ｃ−ＮＭＲ）、赤外線吸収分析法（ＩＲ）、質量分析法（ＭＳ）、高分解能質量分析法（電子イオン化）（ＨＲＭＳ（ＥＩ））、元素分析法（Ａｎａｌ．）により分析した。なお、^１Ｈ−ＮＭＲにおける多重度は、ｓ＝ｓｉｎｇｌｅｔ（一重線）、ｄ＝ｄｏｕｂｌｅｔ（二重線）、ｔ＝ｔｒｉｐｌｅｔ（三重線）、ｑ＝ｑｕｉｎｔｅｔ（四重線）、ｍ＝ｍｕｌｔｉｐｌｅｔ（多重線）、ｄｄ＝ｄｏｕｂｌｅ ｄｏｕｂｌｅｔ（ダブルダブレット）、ｂｒ ｓ＝ｂｒｏａｄ ｓｉｎｇｌｅｔ（ブロードシングレット）を示す。また、Ｊは結合定数を示す。なお、各ＮＭＲにおいては、ＣＤＣｌ_３を溶媒として用いた。

【0051】

（実施例１）
＜３−メチル−４−オキサ−５−アザホモアダマンタン（３−Ｍｅ−４−Ｏｘａ−５−Ａｚａｈｏｍｏａｄａｍａｎｔａｎｅ）の合成＞

【0052】

【化5】

【0053】

前記式に示す反応経路のとおり、３−メチル−４−オキサ−５−アザホモアダマンタンを合成した。なお、出発原料の７−メチレビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オンオキシムは澁谷正俊らが報告している方法で合成した（澁谷正俊ら、ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティー、２００６年、１２８巻、２６号、ｐ．８４１２−８４１３（非特許文献３））。

【0054】

（１−１）７−メチルビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−オンオキシムの合成

【0055】

【化6】

【0056】

前記式に示す反応経路のとおり、７−メチルビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−オンオキシムを合成した。すなわち、先ず、７−メチレビシクロ［３．３．１］ノナン−３−オンオキシム（２．９０ｇ、１７．６ｍｍｏｌ）のメタノール（ＭｅＯＨ、５９ｍＬ）溶液に、１０％パラジウム炭素（２９０ｍｇ）加え、水素雰囲気下にて室温で４時間攪拌した。次いで、反応溶液をセライトろ過し、減圧下で溶媒を除去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製し、７−メチルビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−オンオキシム（２．８９ｍｇ、収率９９％）を白色結晶として得た。

【0057】

以下に得られた７−メチルビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−オンオキシムについての^１Ｈ−ＮＭＲ、^１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。

【0058】

^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ ８．２６（ｂｒ ｓ、 １Ｈ）、５．４２ ａｎｄ ５．３６（ｅａｃｈ ｄ、Ｊ＝５．４Ｈｚ、ｔｏｔａｌ １Ｈ）、３．２４−３．１７（ｍ、１Ｈ）、２．４９（ｂｒ ｓ、１Ｈ）、２．４１−２．１５（ｍ、４Ｈ）、２．０５−１．７０（ｍ、 ４Ｈ）、 １．６１（ｓ、 ３Ｈ）；
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ １５９．１、１５８．９、１３３．９１、１３３．８９、１２４．１２、１２４．０５、３９．４、３７．５、３６．８０、３６．７６、３１．５、３１．１、３０．２、２９．８、２９．４、２９．１、２８．１、２３．３、２３．２；
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ^−１］）：３２３５、２９１０、１６６４、１４５４、１４３２；
ＭＳ［ｍ／ｚ］：１６５（Ｍ^＋）、１６５（１００％）；
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ． ｆｏｒ Ｃ_１０Ｈ_１５ＮＯ：１６５．１１５４、ｆｏｕｎｄ：１６５．１１４４。

【0059】

（１−２）Ｎ−（７−メチルビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミンの合成

【0060】

【化7】

【0061】

前記式に示す反応経路のとおり、Ｎ−（７−メチルビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミンを合成した。すなわち、先ず、上記（１−１）で得られた７−メチルビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−オンオキシム（５００ｍｇ、３．０３ｍｍｏｌ）の１：１エタノール−テトラヒドロフラン（ＥｔＯＨ−ＴＨＦ、１：１、１５ｍＬ）溶液に、室温下、シアノ水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ_３ＣＮ、５７１ｍｇ、９．０９ｍｍｏｌ）及びトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ、４５０μＬ、６．０６ｍｍｏｌ）を加えた。この溶液を３時間攪拌した後、室温下、シアノ水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ_３ＣＮ、３８１ｍｇ、６．０６ｍｍｏｌ）及びトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ、２２５μＬ、３．０３ｍｍｏｌ）を更に加え、３時間攪拌した。反応液に飽和重曹水を加え、クロロホルムで水層を抽出して除き、有機層を更に飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、Ｎ−（７−メチルビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミンのエンド体及びエキソ体の混合物（エンド体：エキソ体＝２．５：１、５０７ｍｇ、３．０３ｍｍｏｌ、収率１００％）の無色液体を得た。Ｎ−（７−メチルビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミンのエンド体及びエキソ体の混合物は、一部、分離することができた。

【0062】

以下に得られたＮ−（７−メチルビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミンのエンド体についての^１Ｈ−ＮＭＲ、^１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。

【0063】

^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ５．６９（ｄ、Ｊ＝６．０Ｈｚ、１Ｈ）、３．１７（ｔ、Ｊ＝６．４Ｈｚ、１Ｈ）、２．３６−２．２６（ｍ、２Ｈ）、２．１６（ｂｒ ｓ、１Ｈ）、２．０２−１．８０（ｍ、４Ｈ）、１．６８−１．５１（ｍ、３Ｈ）、１．６５（ｓ、３Ｈ）；
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ１３４．４、１２８．７、５６．６、３７．６、３３．５、３１．４、３０．７、２７．８、２５．８、２３．４；
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ^−１］）：３２８９、２９１７、１４３４；
ＭＳ［ｍ／ｚ］：１６７（Ｍ^＋）、１５０（１００％）；
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ． ｆｏｒ Ｃ_１０Ｈ_１７ＮＯ：１６７．１３１０、ｆｏｕｎｄ：１６７．１３０１。

【0064】

以下に得られたＮ−（７−メチルビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミンのエキソ体についての^１Ｈ−ＮＭＲ、^１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。

【0065】

^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ５．４７（ｄ、Ｊ＝６．０ Ｈｚ、１Ｈ）、３．１９−３．１０（ｍ、１Ｈ）、２．３９−２．２２（ｍ、３Ｈ）、１．９０−１．７４ （ｍ、３Ｈ）、１．６２−１．５１（ｍ、３Ｈ）、１．６５（ｓ、３Ｈ）、１．３３（ｄｔ、Ｊ＝３．８、１２．２Ｈｚ、１Ｈ）、１．２０（ｄｔ、Ｊ＝３．８、１２．２Ｈｚ、１Ｈ）；
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ１３５．８、１２５．３、５４．６、３８．１、３７．２、３４．０、３１．６、２９．４、２７．６、２３．１；
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ^−１］）：３２５０、２９２１、１４３４；
ＭＳ［ｍ／ｚ］：１６７（Ｍ^＋）、１５０（１００％）；
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ． ｆｏｒ Ｃ_１０Ｈ_１７ＮＯ：１６７．１３１０、ｆｏｕｎｄ：１６７．１２９７。

【0066】

（１−３）３−メチル−４−オキサ−５−アザホモアダマンタンの合成

【0067】

【化8】

【0068】

前記式に示す反応経路のとおり、３−メチル−４−オキサ−５−アザホモアダマンタンを合成した。すなわち、先ず、上記（１−２）で得られたＮ−（７−メチルビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミンのエンド体及びエキソ体の混合物（５０７ｍｇ、３．０３ｍｍｏｌ）のジクロロメタン（ＣＨ_２Ｃｌ_２、３０ｍＬ）溶液に、トリフルオロメタンスルホン酸（ＴｆＯＨ、１．３５ｍＬ、１５．２ｍｍｏｌ）を０℃にてゆっくりと加え、その後、同温度で１時間攪拌した。その後、反応液に飽和重曹水を加え、クロロホルムで水層を抽出して除き、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、３−メチル−４−オキサ−５−アザホモアダマンタン（３３８ｍｇ、２．０２ｍｍｏｌ、収率６７％）を白色個体として得た。その際に、Ｎ−（７−メチルビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミンのエキソ体（１３２ｍｇ、０．７９ｍｍｏｌ、２６％）を分離した。

【0069】

以下に得られた３−メチル−４−オキサ−５−アザホモアダマンタンの^１Ｈ−ＮＭＲ、^１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）、Ａｎａｌ．の結果を示す。

【0070】

^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ ＭＨｚ）：δ４．６８（ｂｒ ｓ、１Ｈ）、３．５６（ｓ、１Ｈ）、２．０５−２．０２（ｍ、２Ｈ）、１．９３−１．６９（ｍ、８Ｈ）、１．５９−１．４８（ｍ、２Ｈ）、１．２２（ｓ、３Ｈ）；
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ８１．１、５５．５、４２．４、３７．２、３４．７、３０．２、２６．７；
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ^−１］）：３２４３、２９０５；
ＭＳ［ｍ／ｚ〕：１６７（Ｍ^＋）、１５０（１００％）；
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ． ｆｏｒ Ｃ_１０Ｈ_１７ＮＯ：１６７．１３１０、ｆｏｕｎｄ：１６７．１３０２；
Ａｎａｌ．：Ｃａｌｃｄ． ｆｏｒ Ｃ_１０Ｈ_１７ＮＯ：Ｃ、７１．８１；Ｈ、１０．２５．８４；Ｎ、８．３７、ｆｏｕｎｄ：Ｃ、７１．６５；Ｈ、１０．３３；Ｎ、８．３９。

【0071】

（実施例２）
＜４−オキサ−５−アザホモアダマンタン（４−Ｏｘａ−５−Ａｚａｈｏｍｏａｄａｍａｎｔａｎｅ）の合成＞

【0072】

【化9】

【0073】

前記式に示す反応経路のとおり、４−オキサ−５−アザホモアダマンタンを合成した。なお、出発原料のビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イルアミンは澁谷正俊らが報告している方法で合成した（澁谷正俊ら、シンセシス、２０１１年、２１号、ｐ．３４１８−３４２５（非特許文献６））。

【0074】

（２−１）Ｏ−ベンゾイル−Ｎ−（ビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミンの合成

【0075】

【化10】

【0076】

前記式に示す反応経路のとおり、Ｏ−ベンゾイル−Ｎ−（ビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミンを合成した。すなわち、先ず、ビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イルアミン（１．００ｇ、７．２９ｍｍｏｌ）のジメチルホルムアミド（ＤＭＦ、１５ｍＬ）溶液に、氷冷下、過酸化ベンゾイル（（ＰｈＣＯ_２）_２、１．９４ｇ、８．０２ｍｍｏｌ）及びリン酸水素二カリウム（Ｋ_２ＨＰＯ_４、１．９１ｇ、１０．９４ｍｍｏｌ）を加えた後、室温にて５時間攪拌した。次いで、ピペリジン（２ｍＬ、１．５ｍｍｏｌ）と水とを加え、３０分間攪拌した。その後、ジエチルエーテルで水層を抽出して除き、有機層を更に飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、Ｏ−ベンゾイル−Ｎ−（ビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミン（９７０ｍｇ、３．７７ｍｍｏｌ、収率５２％）を白色個体として得た。その際に、Ｎ−（ビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ベンズアミド（４２７ｍｇ、１．７７ｍｍｏｌ、収率２４％）も得られた。

【0077】

以下に得られたビシクロＯ−ベンゾイル−Ｎ−（ビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミンについての^１Ｈ−ＮＭＲ、^１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。

【0078】

^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ８．４６（ｂｒ ｓ、１Ｈ）、８．０５−７．９８（ｍ、２Ｈ）、７．５９−７．５５（ｍ、１Ｈ）、７．５５−７．３６（ｍ、２Ｈ）、６．１５−６．１０（ｍ、１Ｈ）、５．９５−５．８５（ｍ、１Ｈ）、３．５９（ｓ、１Ｈ）、２．４８−２．３７（ｍ、１Ｈ）、２．３４（ｓ、１Ｈ）、２．２１−２．０７（ｍ、２Ｈ）、２．０５−１．９２（ｍ、３Ｈ）、１．８８−１．７８（ｍ、１Ｈ）、１．７３（ｄ、Ｊ＝１２．０、１Ｈ）、１．５９（ｄ、Ｊ＝１２．０、１Ｈ）；
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ１６６．１、１３４．４、１３２．９、１２９．１、１２８．７、１２８．４、１２８．０、５４．４、３３．５、３２．７、３１．８、３１．０、２７．４、２５．２；
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ^−１］）：３２４６、２９２２、１７１５、１２７１；
ＭＳ［ｍ／ｚ］：２５７（Ｍ^＋）、１３６（１００％）；
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ． ｆｏｒ Ｃ_１０Ｈ_１９ＮＯ_２：２５７．１４１６，ｆｏｕｎｄ：２５７．１４１８。

【0079】

以下に得られたＮ−（ビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ベンズアミドについての^１Ｈ−ＮＭＲ、^１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。

【0080】

^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ７．８０−７．６０（ｍ、２Ｈ）、７．６０−７．３０（ｍ、３Ｈ）、７．５３（ｂｒ ｓ、１Ｈ）、６．２８−６．１６（ｍ、１Ｈ）、６．０２−５．９２（ｍ、１Ｈ）、４．５８−４．４６（ｍ、１Ｈ）、２．５７−２．４５（ｍ、１Ｈ）、２．４４（ｓ、１Ｈ）、２．２６（ｓ，１Ｈ）、２．１６−２．０３（ｍ、２Ｈ）、２．００−１．９０（ｍ、２Ｈ）、１．８８−１．７３（ｍ、２Ｈ）、１．６７−１．５９（ｍ、１Ｈ）；
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ１６５．４、１３５．３、１３５．２、１３１．０、１２８．９、１２８．５、１２６．６、４３．１、３７．４、３４．１、３２．７、３１．１、２７．９、２５．６；
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ^−１］）：３３４４、２９１６、１６２９；
ＭＳ［ｍ／ｚ］：２４１（Ｍ^＋）、２４１（１００％）；
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ． ｆｏｒ Ｃ_１６Ｈ_１９ＮＯ：２４１．１４６７、ｆｏｕｎｄ：２４１．１４４５。

【0081】

（２−２）Ｎ−（ビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミンの合成

【0082】

【化11】

【0083】

前記式に示す反応経路のとおり、Ｎ−（ビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミンを合成した。すなわち、先ず、上記（２−１）で得られたＯ−ベンゾイル−Ｎ−（ビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミン（２６８ｍｇ、１．０４ｍｍｏｌ）のエタノール（ＥｔＯＨ）溶液（１０ｍＬ）に三ヒドラジン一水和物（１．５ｍＬ、３１．２ｍｍｏｌ）を加えて室温下で３時間攪拌した。その後、減圧下において溶媒を留去し、残渣を水及びクロロホルムで薄め、クロロホルムで水層を抽出して除き、有機層を炭酸カリウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、Ｎ−（ビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミン（１４０ｍｇ、０．９１ｍｍｏｌ、収率８８％）を白色個体として得た。

【0084】

以下に得られたＮ−（ビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミンについての^１Ｈ−ＮＭＲ、^１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）の結果を示す。

【0085】

^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）：δ６．１１−５．９５（ｍ、１Ｈ）、５．７５−５．６５（ｍ、１Ｈ）、３．２８−３．１５（ｍ、１Ｈ）、２．４８−２．３５（ｍ、１Ｈ）、２．２９（ｓ、１Ｈ）、２．１６（ｓ，１Ｈ）、２．０５−１．８５（ｍ、４Ｈ）、１．７５−１．６０（ｍ、２Ｈ）、１．５９−１．５０（ｍ、１Ｈ）；
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ１３５．０、１２７．７、５６．５、３３．５、３２．９、３１．１、３０．５、２７．６、２５．４；
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ^−１］）：３２３５、２９０５、１４３２；
ＭＳ［ｍ／ｚ］：１５３（Ｍ^＋）、１３６（１００％）；
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ． ｆｏｒ Ｃ_９Ｈ_１５ＮＯ：１５３．１１５４、ｆｏｕｎｄ：１５３．１１４４。

【0086】

（２−３）４−オキサ−５−アザホモアダマンタンの合成

【0087】

【化12】

【0088】

前記式に示す反応経路のとおり、４−オキサ−５−アザホモアダマンタンを合成した。すなわち、先ず、上記（２−２）で得られたＮ−（ビシクロ［３．３．１］ノン−６−エン−３−イル）ヒドロキシルアミン（２２０ｍｇ、１．３８ｍｍｏｌ）のジクロロメタン（ＣＨ_２Ｃｌ_２、１４ｍＬ）溶液に、トリフルオロメタンスルホン酸（ＴｆＯＨ、６３７μＬ、７．２０ｍｍｏｌ）を０℃にてゆっくりと加え、その後、同温度で３０分間攪拌した。その後、反応液に飽和重曹水を加え、クロロホルムで水層を抽出して除き、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下において濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、４−オキサ−５−アザホモアダマンタン（２１２ｍｇ、１．３８ｍｍｏｌ、収率９９％）を白色個体として得た。

【0089】

以下に得られた４−オキサ−５−アザホモアダマンタンについての^１Ｈ−ＮＭＲ、^１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ、ＨＲＭＳ（ＥＩ）、Ａｎａｌ．の結果を示す。

【0090】

^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ ＭＨｚ）：δ４．５４（ｂｒ ｓ、１Ｈ）、４．４５−４．４０（ｍ、１Ｈ）、３．６１（ｓ、１Ｈ）、２．０８−２．００（ｍ、２Ｈ）、Ｃ、１．８８−１．８０（ｍ、４Ｈ）、１．７３（ｂｒ ｄ、Ｊ＝１３．６、２Ｈ）、１．５８（ｓ、２Ｈ）；
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）：δ７７．０、５５．３、３７．６、３６．４、３４．８、２６．２；
ＩＲ（ｎｅａｔ［ｃｍ^−１］）：２９０１；
ＭＳ［ｍ／ｚ〕：１５３（Ｍ^＋）、１３６（１００％）；
ＨＲＭＳ（ＥＩ）：Ｃａｌｃｄ． ｆｏｒ Ｃ_９Ｈ_１５ＮＯ：１５３．１１５４、ｆｏｕｎｄ：１５３．１１４９；
Ａｎａｌ．：Ｃａｌｃｄ． ｆｏｒ Ｃ_９Ｈ_１５ＮＯ：Ｃ、７０．５５；Ｈ、９．８７．；Ｎ、９．１３、ｆｏｕｎｄ：Ｃ、７０．２２；Ｈ、９．８７；Ｎ、９．０３。

【0091】

実施例１〜２の結果から、数工程で容易に本発明のアルコキシアミン化合物を製造できることが確認された。

【0092】

＜活性評価１＞
実施例１で得られた３−メチル−４−オキサ−５−アザホモアダマンタンをそのまま触媒として用い、種々のアルコールに対する酸化触媒としての機能を調べた。

【0093】

【化13】

【0094】

前記式に示す反応経路のとおり、種々のアルコールに対する酸化反応を行った。すなわち、表１に示すアルコール（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ、１．００ｍｍｏｌ）、３−メチル−４−オキサ−５−アザホモアダマンタン（１．６７ｍｇ、１０μｍｏｌ）、臭化カリウム（ＫＢｒ、１１．９ｍｇ、０．１００ｍｍｏｌ）を、ジクロロメタン（ＣＨ_２Ｃｌ_２、２．７ｍＬ）及び飽和重曹水溶液（１ｍＬ）の混合溶液に溶かし氷冷下攪拌した。反応液に１．４５ｍｏｌ／Ｌの次亜塩素酸ナトリウム水溶液（１．００ｍＬ、１．５０ｍｍｏｌ）の飽和重曹水溶液（１．７ｍＬ）をゆっくりと滴下し、同温で２０分間激しく攪拌した。その後、反応液に２０％亜硫酸ナトリウム水溶液（３ｍＬ）を加え、ジクロロメタンで抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的化合物（ｐｒｏｄｕｃｔ、収率８４−１００％）を得た。

【0095】

ただし、表１中、ａは次亜塩素酸ナトリウムがアルコールのヒドロキシ基１００モルに対して１２０モルとなるように添加したことを示し、ｂは次亜塩素酸ナトリウムがアルコールのヒドロキシ基１００モルに対して２５０モルとなるように添加したことを示す。なお、表１中、Ｐｈはフェニル基を示し、Ｃｂｚはベンジルオキシカルボニル基を示す。

【0096】

【表1】

【0097】

表１に示した結果から明らかなように、本発明のアルコール酸化触媒（３−メチル−４−オキサ−５−アザホモアダマンタン）は、種々の第１級及び第２級アルコールに対して酸化触媒として機能し、目的化合物として各アルコールに対応するアルデヒド又はケトンを高収率で得ることができることが確認された。また、立体的に嵩高く、かつ複雑な構造のアルコールにおいても高収率で目的化合物が得られており、単純なベンジルアルコールや脂肪族アルコールのみならず、ヘテロ原子を有するアルコールや糖アルコール等の幅広いアルコールも基質として酸化せしめることができることが確認された。

【0098】

＜活性評価２＞
実施例２で得られた４−オキサ−５−アザホモアダマンタンをそのまま触媒として用い、アルコールに対する酸化触媒としての機能を調べた。

【0099】

【化14】

【0100】

前記式に示す反応経路のとおり、ｌ−メントールを基質として酸化反応を行った。すなわち、ｌ−メントール（１５６ｍｇ、１．００ｍｍｏｌ）、４−オキサ−５−アザホモアダマンタン（１．５３ｍｇ、１０μｍｏｌ）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ_３、１６７．７、２．００ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（ＣＨ_２Ｃｌ_２、５ｍＬ）に溶かし氷冷下攪拌した。反応液にトリクロロイソシアヌル酸（ＴＣＣＡ、１２２．１ｍｇ、０．５０ｍｍｏｌ）を加え、同温で反応させた。

【0101】

次いで、反応後の反応液を１２．５μｌとり、アセトン０．５ｍｌで希釈したものをサンプルとし、このサンプルについてガスクロマトグラフィー（カラム：ＨＰ−５（３０×０．３２ｍｍ（ｉ．ｄ）；Ａｇｉｌｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）、機器：Ａｇｉｌｅｎｔ ７８９０ ＧＣ ｓｙｓｔｅｍ、製造社：Ａｇｉｌｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、水素炎イオン検出器（ＦＩＤ）：２７０℃、インジェクション：２５０℃、キャリアーガス：ヘリウム、キャリアーガス速度：２５ｍＬ／ｍｉｎ、カラム温度：７０℃ （２分間）、昇温条件：２０℃／ｍｉｎで２１０℃まで昇温後２１０℃で１分間）を用いて得られたピークから残存基質エリア面積（残存基質量）、生成したケトン及び／又はアルデヒドのエリア面積（生成物量）を求め、変換率を次式：
変換率（％）＝（生成物量／（残存基質量＋生成物量））×１００
により算出した。その結果、速やかに酸化反応が進行し、反応開始から１．５時間経過した時点で変換率が１００％となった。

【0102】

以上の結果より、本発明に係るホモアダマンタン骨格を有するアルコキシアミン化合物はいずれも、アルコールを基質として酸化せしめることができ、十分に高いアルコール酸化触媒活性を発揮することが確認された。

【産業上の利用可能性】

【0103】

以上説明したように、本発明によれば、第１級及び第２級アルコールに対して、十分に高い酸化触媒活性を発揮することができるアルコール酸化触媒として好適に適用可能であり、かつ、製造が容易な新規のアルコキシアミン化合物、アルコール酸化触媒及びそれを用いたアルコール酸化方法を提供することが可能となる。したがって、本発明は、医薬品、医薬品原料、農薬、化粧品、有機材料等の高付加価値有機化合物を環境調和的に合成する手段であるアルコールの触媒的酸化反応に適用することができ、非常に有用である。