有機合成におけるトリホスゲンの応用

1. サンホスゲンの紹介

固体ホスゲン、トリホスゲンとも呼ばれます。化学名は炭酸ビス (トリクロロメチル) [ビス (トリクロロメチル) カーボネート]、BTC (構造式は図 1 に示す) と略称され、ホスゲンの理想的な代替品です。ホスゲンとジホスゲンは、医薬品、殺虫剤、有機中間体、ポリマー材料の合成に広く使用されています。しかし、安全性が低いため、その有用性は大幅に制限されています。ホスゲンとジホスゲンは沸点が低く、揮発性があり、毒性が高いため、多くの国で禁止または制限されています。

トリホスゲンは 1880 年に初めて発見されました。BTC は刺激臭のある白色の結晶で、相対分子量は 296.75、融点は 79 ～ 83 ℃、沸点は 203 ～ 206 ℃です。エーテル、テトラヒドロフラン、クロロホルム、ヘキサンなどの有機溶媒に可溶です。室温では、BTC は表面蒸気圧が非常に低く、熱安定性が高くなります。蒸留温度でも分解はわずかです。したがって、業界では一般有害物質としてのみ扱われます。関与する化学反応は多くの場合非常に穏やかで、強い選択性と高い収率を備えています。現在、炭酸塩、クロロアルカン、酸塩化物、酸無水物、尿素、ポリ複素環の合成に広く使用されています。

本稿では主にトリホスゲンの合成と近年の有機合成における実用化について紹介しまとめた。

ライトが 2 つまたは 3 つ

ガスの合成

現在、BTCの製造方法は主にバッチ法と連続法です。そのメカニズムは、光触媒による炭酸ジメチルの塩素化反応です。

2.1 バッチ方式

炭酸ジメチルを四塩化炭素に溶かし、光の下で塩素ガスを20時間以上流し続けるとフリーラジカル反応が起こります。反応終了後、四塩化炭素を留去、回収して機械的に使用すると、白色結晶のBTCが95%以上の収率で得られます。

2.2 連続法

連続法は2つの反応を基本とし、必要に応じてBTC、炭酸ジメチル、塩酸の3つの生成物を得ることができ、BTCの製造に最適なプロセスです。

3. トリホスゲンの応用

トリホスゲンは、より低い温度で求核試薬とホスゲン化反応を起こすことができます。トリホスゲン 1 分子はホスゲン 3 分子に相当し、精密有機合成に多くの用途があります。

3.1 BTC とヒドロキシル化合物の反応

3.1.1 BTC はさまざまなヒドロキシル化合物と反応してクロロギ酸生成物を得ることができます

3.1.2 形成されたクロロギ酸中間体を過剰のヒドロキシル化合物と結合させてカーボネート生成物を得ることができる

3.1.3 トリホスゲンはビシナル ジオールと反応して環状カーボネートを形成することもできます。これはヒドロキシル官能基の保護と同等です。

3.1.4 トリホスゲンも優れた塩素化試薬であり、穏やかな条件下で塩素化反応を実行できます。

3.1.5 アルコールによる酸化によるアルデヒドとケトンの生成

3.2. BTCとカルボン酸化合物との反応

3.2.1 酸塩化物の生成

3.2.2 無水物の生成

カルボン酸の分子は、テトラヒドロフランおよび酢酸エチル中で 1/6 BTC と反応して酸無水物を形成します。

3.3 BTC とアミノ化合物の反応

3.3.1 第一級アミンによるイソシアネートの生成

イソシアネート化合物は、ポリベンジリデン ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの重要な種類のポリマー材料です。イソシアネートは、農薬や医薬品中間体に広く存在する過剰なアミンと尿素化合物を形成する可能性があります。

3.3.2 酸塩化物誘導体を生成するための BTC と第二級アミン

1996 年、カウフマンは原料としてプロリンと BTC で保護されたアミノ基を使用して、キラルアミノ酸前駆体を調製しました。

また、過剰な第二級アミンを含む尿素中間体を生成し、有機金属試薬と反応して対応するケトンを生成することもできます。

3.4 複素環化合物を形成するための BTC と二官能性化合物

3.4.1 BTC と N,N 二官能性化合物との反応

化合物上に第一級アミン、第二級アミン、およびカルボキシル基が同時に存在する場合、BTC は第一級アミンに対する選択性が高く、第二級アミンおよびカルボキシル基を保護する必要がありません。

3.4.2 BTC と N,O 二官能性化合物との反応

3.5 BTC と N-ホルムアミドはイソシアニドまたはイミンを形成します

3.6 BTC とアルドキシムまたはアミドはニトリル化合物を形成します

3.7 BTCと芳香族化合物のFC反応

参考文献:

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