JP2001031627A - 5−ホルミル−3−ヒドロキシメチルシクロヘキサン−1−カルボン酸化合物及びそれらの製造方法 - Google Patents
5−ホルミル−3−ヒドロキシメチルシクロヘキサン−1−カルボン酸化合物及びそれらの製造方法Info
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Abstract
ルミル-3-ヒドロキシメチルシクロヘキサン-1-カルボン
酸化合物及びそれらの有利な製造方法を提供すること 【解決手段】下記一般式(I)で示される5-ホルミル-3-
ヒドロキシメチルシクロヘキサン-1-カルボン酸化合
物。 【化1】
Description
-3-ヒドロキシメチルシクロヘキサン-1-カルボン酸化合
物及びそれらの製造方法に関する。
個有するトリオキサウルチタン化合物、分子内にラクト
ン構造とホルミル基を有するラクトン化合物および分子
内にホルミル基を3個有するトリアルデヒド化合物等の
シクロヘキサン誘導体は知られている(H. Izumi 他,
J. Org. Chem., Vol. 62, 1173 (1997))。しかしなが
ら、これらの誘導体は応用面での用途に制約があり、ア
ルコールとして機能するヒドロキシメチル基、アルデヒ
ドとして機能するホルミル基およびカルボン酸として機
能するカルボキシル基等の複数の官能基を同時に有す
る、多官能のシクロヘキサン誘導体の開発が要請されて
いた。
鑑みなされたものであって、応用面での幅広い用途が期
待される新規な5-ホルミル-3-ヒドロキシメチルシクロ
ヘキサン-1-カルボン酸化合物及びそれらの有利な製造
方法を提供することを目的とする。
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、分子内にラクトン構
造とホルミル基を有するラクトン化合物の加水分解反応
及びトリオール化合物の酸化反応の過程において、意外
にも応用面での幅広い用途が期待される新規な5-ホルミ
ル-3-ヒドロキシメチルシクロヘキサン-1-カルボン酸化
合物及びその誘導体が得られることを見い出し本発明を
完成するに至った。即ち、本発明によれば、第一に、下
記一般式(I)で示される5-ホルミル-3-ヒドロキシメチ
ルシクロヘキサン-1-カルボン酸化合物が提供される。
される5-ホルミル-3-ヒドロキシメチルシクロヘキサン-
1-カルボン酸化合物のヘミアセタール化物が提供され
る。
される5-ホルミル-3-ヒドロキシメチルシクロヘキサン-
1-カルボン酸化合物からなるヘミアセタール化異性体混
合物が提供される。第四に、 下記一般式(IV)で示さ
れるトリシクロウンデカン化合物が提供される。
加水分解させることを特徴とする、前記一般式(II)及
び/又は前記一般式(III)で示される5-ホルミル-3-ヒ
ドロキシメチルシクロヘキサン-1-カルボン酸化合物の
ヘミアセタール化物の製造方法が提供される。
物を酸化させることを特徴とする、前記一般式(II)で
示される5-ホルミル-3-ヒドロキシメチルシクロヘキサ
ン-1-カルボン酸化合物のヘミアセタール化物の製造方
法が提供される。
ドロキシメチルシクロヘキサン-1-カルボン酸化合物の
ヘミアセタール化物を脱水させることを特徴とする、前
記一般式(IV)で示されるトリシクロウンデカン化合物
の製造方法が提供される。
(I)で表される5-ホルミル-3-ヒドロキシメチルシクロ
ヘキサン-1-カルボン酸化合物は、アルコールとして機
能するヒドロキシメチル基、アルデヒドとして機能する
ホルミル基およびカルボン酸として機能するカルボキシ
ル基が近接してシス位に存在する構造を有することを特
徴としている。また、本発明に係る新規な前記一般式
(II)及び一般式(III)で表される、化合物は前記一
般式(I)で示されるカルボン酸化合物のヘミアセター
ル化物であって、分子内に近接するヘミアセタール構造
及びカルボキシル基を有し、互いに、シス、トランスの
関係にある幾何異性体であることを特徴としている。ま
た、本発明に係る新規な前記一般式(IV)で示されるト
リシクロウンデカン化合物は、ヘミアセタール化とエス
テル化を同時に受けていることを特徴としている。
で示されるヘミアセタール化物は、例えば既知の方法で
製造される前記一般式(V)で示されるラクトン化合物
(H.Izumi 他, J. Org. Chem., Vol. 62, 1173 (199
7))を好ましくはアセトン、ジメチルスルホキシドなど
の極性溶媒中で加水分解させることにより簡単に得るこ
とができる。
リフルオロ酢酸、塩酸などのブレンステッド酸を添加す
ることにより、短時間で反応を完結させることができ
る。反応温度は、特に制限はないが、15〜70 ℃程
度の範囲で行うことが望ましい。
である、ヘミアセタール化物(II)及び(III)は前記
加水分解反応に従い反応を行い、粗生成物を得、ついで
これをクロマトグラフィーなどの精製手段を講じること
により高収率で得ることができる。
示されるヘミアセタール化物は、前記方法以外でも得る
ことができ、例えば既知の方法で製造される前記一般式
(VI)で示されるトリオール化合物(H. A. Mayer 他,
Chem. Ber., Vol. 126, 1341(1993))を酸化させること
によっても製造することができる。
フルオロ酢酸無水物およびジメチルスルホキシド、
(b)8〜22当量のトリエチルアミン、(c)酸処理、
の条件下で行うと5-ホルミル-3-ヒヘミアセタール化物
(II)の収率が向上するので好ましい。
物、DMSOはジメチルスルホキシドを示す。)ここで、反
応溶媒は塩化メチレン、酸はプロトン供与性の塩酸をは
じめとするブレンステッド酸を用いることができる。ま
た、反応温度は、トリエチルアミンを添加するまでは-
55 ℃以下で行い、その後は室温で反応させる。反応
効率を上げるためには、たえず効果的に反応液を撹拌す
ることが好ましい。そして、上記反応式に従い反応を行
い、反応終了後に抽出処理し、粗生成物を得、ついでこ
れをクロマトグラフィーなどの精製手段を講じることに
より、5-ホルミル-3-ヒヘミアセタール化物(II)、ト
リオキサウルチタン化合物(VII)、ラクトン化合物
(V)およびトリアルデヒド化合物(VIII)を得ること
ができる。
(II)のヘミアセタール構造及びカルボキシル基は、極
めて活性が高く、溶媒の極性に依存して5-ホルミル-3-
ヒドロキシメチルシクロヘキサン-1-カルボン酸化合物
(I)を経由して、ヘミアセタール化物(III)、ラクト
ン化合物(V)、トリシクロウンデカン化合物(IV)へ
と化学形を変換することができる。
ール化物(II)をクロロホルムに溶解させると、トリシ
クロウンデカン化合物(IV)とラクトン化合物(V)の
平衡混合物を得ることができる。また、このヘミアセタ
ール化物(II)をアセトンに溶解させると、5-ホルミル
-3-ヒヘミアセタール化物(II)とヘミアセタール化物
(III)の平衡混合物を得ることができる。いずれの平
衡混合物もクロロホルムあるいはアセトンを留去した
後、ジメチルスルホキシドに溶解すると5-ホルミル-3-
ヒヘミアセタール化物(II)がほぼ完全に再生する。反
応温度は、特に制限はないが、15〜70 ℃程度の範
囲で行うことが望ましい。
ロウンデカン化合物(IV)を得るには、5-ホルミル-3-
ヒヘミアセタール化物(II)を好ましくはクロロホルム
に溶解させて前記平衡混合物を得た後、クロロホルムを
留去し、170 ℃以上で加熱して粗生成物を得、つい
でこれを抽出処理し、分子蒸留などの精製手段を講じる
ことにより高収率で得ることができる。
される化合物は、近接した位置に、アルコール、アルデ
ヒド及びカルボン酸部位等を有しており、それぞれの置
換基の機能を利用することにより、機能性ポリマー及び
機能性オリゴマーのモノマー用原料として、また分子認
識機能を利用したセンサー、薬剤などの用途が期待され
る。具体的には、5-ホルミル-3-ヒドロキシメチルシク
ロヘキサン-1-カルボン酸化合物(I)を介した、その5-
ホルミル-3-ヒヘミアセタール化物(II)、その5-ホル
ミル-3-ヒヘミアセタール化物(III)、及びトリシクロ
ウンデカン化合物(IV)への、溶媒の極性を利用した各
種反応は、界面活性剤、薬剤、センサーおよび分子認識
剤などの新規ホスト化合物の開発への応用が期待され
る。また、本発明方法によれば、新規化合物である5-ホ
ルミル-3-ヒヘミアセタール化物(II)、5-ホルミル-3-
ヒヘミアセタール化物(III)及びトリシクロウンデカ
ン化合物(IV)を容易かつ高収率で得ることができる。
明する。
ド 4 mlの混合物を塩化メチレン中-55 ℃で30分撹
拌した。この溶液に、ジメチルスルホキシドと塩化メチ
レンの混合溶媒に溶かしたトリオール化合物(VI)1.04
gを加え、-55℃で2時間撹拌した。トリエチルアミ
ン15 mlを加えた後、反応温度を室温に戻した。反応液
を塩酸で酸処理し、常法に従い抽出処理して得られた粗
生成物を、クロマトグラフィーにより精製し、ヘミアセ
タール化物(II)(102 mg, 9 %)、トリオキサウルチ
タン化合物(VII)(60 mg, 6 %)、ラクトン化合物
(V)(痕跡量)を得た(R;メチル基)。5-ホルミル-3
-ヒヘミアセタール化物(II)の分光学的データを以下
に示す。1 H NMR(重ジメチルスルホキシド):δ 0.67(s, 3H, メ
チルH)、0.73(s, 3H, メチルH)、0.75(d, 1H, メチレン
H)、0.89(d, 2H, メチレンH)、1.01(s, 3H, メチルH)、
1.59(d, 1H, メチレンH)、2.27(d, 2H, メチレンH)、3.
15(d, 1H, メチレンH)、3.39(d, 1H, メチレンH)、4.51
(d, 1H, メチンH)、5.82(d, 1H, OH)、11.43(br.s, 1H,
COOH) IR(KBr): 1692 cm−1 M+(m/z): 228.1343(計算値: 228.1362)
ロホルムに溶かし、3日撹拌した。反応液からクロロホ
ルムを留去し、170 ℃で30分加熱した。室温に冷
却した後、常法に従い抽出処理して得られた粗生成物
を、分子蒸留により精製し、無色固体として6.4 mg(15
%)のトリシクロウンデカン化合物(IV)(R;メチル
基)を得た。このものの分光学的データを以下に示す。1 H NMR(重ベンゼン):δ 0.33(d, 1H, メチレンH)、0.4
3(s, 3H, メチルH)、0.45(d, 1H, メチレンH)、0.61(s,
3H, メチルH)、0.62(d, 1H, メチレンH)、1.09(s, 3H,
メチルH)、1.16(d, 1H, メチレンH)、1.19(d, 1H, メ
チレンH)、1.32(d,1H, メチレンH)、3.14(d, 1H, メチ
レンH)、3.35(d, 1H, メチレンH)、5.23(s,1H, メチン
H) M+(m/z): 210.1267(計算値: 210.1256)
トンに溶かし室温で3日反応させた。反応後、ヘミアセ
タール化物(II)及び(III)の平衡混合物を与えた。
反応液からアセトンを留去した後、この平衡混合物をジ
メチルスルホキシドに溶かして室温で3日反応させる
と、ヘミアセタール化物(II)がほぼ再生した。また、
ラクトン化合物(V)5.4 mgを、水を含んだアセトンに
溶かすことによっても、ヘミアセタール化物(II)及び
(III)の平衡混合物が得られた。5-ホルミル-3-ヒヘミ
アセタール化物(III)のNMRデータを以下に示す。1 H NMR(重アセトン):δ 0.74(s, 3H, メチルH)、0.81
(s, 3H, メチルH)、0.88(d, 1H, メチレンH)、1.12(d,
1H, メチレンH)、1.14(s, 3H, メチルH)、1.19(d,1H,
メチレンH)、1.32(d, 1H, メチレンH)、2.39(d, 1H, メ
チレンH)、2.52(d,1H, メチレンH)、3.22(d, 1H, メチ
レンH)、3.63(d, 1H, メチレンH)、3.99(d,1H, OH)、4.
20(d, 1H, メチンH)
ロホルムに溶かし室温で20時間反応させた。反応後、
トリシクロウンデカン化合物(IV)とラクトン化合物
(V)の平衡混合物を与えた。反応液からクロロホルム
を留去した後、この平衡混合物をジメチルスルホキシド
に溶かして室温で反応させると、5-ホルミル-3-ヒヘミ
アセタール化物(II)がほぼ再生した。
示される化合物は、近接した位置に、アルコール、アル
デヒド及びカルボン酸部位等を有しており、それぞれの
置換基の機能を利用することにより、機能性ポリマー及
び機能性オリゴマーのモノマー用原料として、また分子
認識機能を利用したセンサー、薬剤などの用途が期待さ
れる。具体的には、5-ホルミル-3-ヒドロキシメチルシ
クロヘキサン-1-カルボン酸化合物(I)を介したその5-
ホルミル-3-ヒヘミアセタール化物(II)、その5-ホル
ミル-3-ヒヘミアセタール化物(III)、及びトリシクロ
ウンデカン化合物(IV)への、溶媒の極性を利用した各
種反応は、界面活性剤、薬剤、センサーおよび分子認識
剤などの新規ホスト化合物の開発への応用が期待され
る。また、本発明方法によれば、新規化合物である5-ホ
ルミル-3-ヒヘミアセタール化物(II)、5-ホルミル-3-
ヒヘミアセタール化物(III)及びトリシクロウンデカ
ン化合物(IV)を容易かつ高収率で得ることができる。
Claims (7)
- 【請求項1】下記一般式(I)で示される5-ホルミル-3-
ヒドロキシメチルシクロヘキサン-1-カルボン酸化合
物。 【化1】 (式中、Rはアルキル基を示す。) - 【請求項2】下記一般式(II)又は下記一般式(III)
で示される5-ホルミル-3-ヒドロキシメチルシクロヘキ
サン-1-カルボン酸化合物のヘミアセタール化物。 【化2】 (式中、Rはアルキル基を示す。) 【化3】 (式中、Rはアルキル基を示す。) - 【請求項3】前記一般式(II)及び前記一般式(III)
で示される5-ホルミル-3-ヒドロキシメチルシクロヘキ
サン-1-カルボン酸化合物からなるヘミアセタール化異
性体混合物。 - 【請求項4】 下記一般式(IV)で示されるトリシクロ
ウンデカン化合物。 【化4】 (式中、Rはアルキル基を示す。) - 【請求項5】 下記一般式(V)で示されるラクトン化
合物を加水分解させることを特徴とする、前記一般式
(II)及び/又は前記一般式(III)で示される5-ホル
ミル-3-ヒドロキシメチルシクロヘキサン-1-カルボン酸
化合物のヘミアセタール化物の製造方法。 【化5】 (式中、Rはアルキル基を示す。) - 【請求項6】 下記一般式(VI)で示されるトリオール
化合物を酸化させることを特徴とする、前記一般式(I
I)で示される5-ホルミル-3-ヒドロキシメチルシクロヘ
キサン-1-カルボン酸化合物のヘミアセタール化物の製
造方法。 【化6】 (式中、Rはアルキル基を示す。) - 【請求項7】 前記一般式(II)で示される5-ホルミル
-3-ヒドロキシメチルシクロヘキサン-1-カルボン酸化合
物のヘミアセタール化物を脱水させることを特徴とす
る、前記一般式(IV)で示されるトリシクロウンデカン
化合物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20194899A JP3610483B2 (ja) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | 5−ホルミル−3−ヒドロキシメチルシクロヘキサン−1−カルボン酸化合物及びそれらの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001031627A true JP2001031627A (ja) | 2001-02-06 |
JP3610483B2 JP3610483B2 (ja) | 2005-01-12 |
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ID=16449442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20194899A Expired - Lifetime JP3610483B2 (ja) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | 5−ホルミル−3−ヒドロキシメチルシクロヘキサン−1−カルボン酸化合物及びそれらの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3610483B2 (ja) |
-
1999
- 1999-07-15 JP JP20194899A patent/JP3610483B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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