ノニバミド(化学名N-(4-ヒドロキシ-3-メトキシベンジル)-ノナンアミド)、別名合成カプサイシンは、カプサイシンと構造と機能が類似したカプサイシンのアナログである。その辛味と刺激性はカプサイシンの約3/5であり、一方で合成コストはカプサイシンの約1/10以下であるため、特定の用途においてコスト効果が高い代替品となる。農薬業界では、カプサイシン類は理想的な非毒性農薬として考慮されている。カプサイシンが生物学的農薬として1960年代からアメリカ合衆国と日本で報告されている。1991年、米国の環境保護庁(EPA)はカプサイシン類を生化学的農薬として分類し、さらに果物、野菜、穀物における残留量に関する制限を撤廃し、耐性と残留試験の要件も取り除いた。中国では、カプサイン茶サポニン殺虫剤、カプサインニコチンミクロエミュージョン、カプサイン魚毒殺虫剤、アベマクチンカプサインミクロエミュージョンなどの製品が開発されている。
既存の技術では、ノニバミドは通常、バンビルアミンとカルボン酸塩化物の縮合反応によって合成される。この方法では、ノナン酸がチオニルクロライドと反応してノナンオイルクロライドを生成する。これにより、塩化水素や二酸化硫黄などの有害ガスが生成される。また、バンビルアミンの溶媒性が悪いことから、ベンゼン環上の-NH2と-OHの2つの反応部位が特定条件下でカルボン酸塩化物と縮合するため、目的生成物であるノニバミドの収率が低く、多くの副生成物が生成される。フェノールエステルの副生成物は分離が難しく、後処理が困難になり、大量の有機溶剤が必要となり、プロセスを複雑にし、溶剤回収の問題を引き起こす。
孔学らは、バンビルとノナン酸を経てアミン化還元およびN-アシレーション反応によりノニバミドを合成した。合成経路は以下の通りである:
袁玉斌らは、4-ヒドロキシ-3-メトキシベンザルデヒドを出発原料として、オキシム化、アルミニウム-ニッケル合金/水酸化ナトリウム還元、酸化を経てバンビルアミン塩化水素を合成し、その後、ノナンオイルクロライドとバンビルアミン塩化水素をアルカリ性条件下で水/クロロホルム溶媒相界面で反応させてノニバミドを合成した。全体的な合成ステップは以下の図示である:
袁玉斌らは、バンビルアミン塩化水素とノナンオイルクロライドをアルカリ性条件下で水/有機溶媒両相界面で縮合反応させ、粗製品を酸塩基抽出により精製し、ノニバミドを得た。具体的な実験は以下の通り:
ノニバミドの合成:100mLの単頸フラスコに磁気攪拌器と還流コンデンサーを装備し、6.4g(40mmol)のノナン酸を添加した。室温でチオニルクロライド(4.8g, 40mmol)を約30分かけてフラスコに滴下した。攪拌15分後、混合物を加熱し還流させ、1.5時間反応させた。減圧下で溶媒を除去し、6.9gの無色液体のノニバミドを98.5%の収率で得た。
ノニバミドの合成と精製:100mLフラスコに機械攪拌器と還流コンデンサーを装備し、3.0g(16mmol)のバンビルアミン塩化水素と1.3g(33mmol)の水酸化ナトリウムを添加した。その後、30mLのイオン交換水と22mLのクロロホルムを添加し、室温で2.8g(16mmol)のノニバミドを8mLのクロロホルム溶液に20分間滴下し、さらに2時間反応させた。混合物を分離し、水層をクロロホルム(8mL×2)で抽出した。有機層を40℃で減圧蒸留し、得られた茶褐色油をまず30mLの2.0%水酸化ナトリウム溶液に溶解し、その後4.0%硫酸溶液でpHを9.0に調整した。冷蔵庫で一晩冷却した後、製品をろ過し、真空乾燥し、白色固体のノニバミド4.1g(87.2%)をmp 56℃-58℃で得た。
朱文雷らは、3-メトキシ-4-ヒドロキシベンジルアミン(バンビルアミン)とノナン酸を出発原料として、有機溶媒中で特定温度で分子篩を脱水剤として用い、アリルホウ酸を触媒として反応させ、粗製品を処理してノニバミドを得た。反応は以下の通り:
500mLの三頸フラスコに、2-((N, N-ジイソプロピル)メチル)フェニルホウ酸(0.0327mol, 10mol%)を200mLのジクロロメタンに添加し、活性化された分子篩を攪拌し、室温でバンビルアミン(50g, 0.327mol)を添加した。混合物を40℃に加熱し還流させ、ノナン酸(43g, 0.272mol)を滴下した。0.5時間の還流と攪拌後に反応が完了した。混合物を室温まで冷却し、水(100mL)を添加し、5分間攪拌した後、沈殿させ、油層を分離した。30℃で減圧下でジクロロメタンを回収し、透明な淡黄色液体を得た。室温まで冷却し、30分間強力に攪拌した結果、79.6gの白色固体粉末を95.8%の収率とHPLC純度99.3%で得た。
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