JP2001163818A - Method of manufacturing 3-methyl-2,4-nonanedione - Google Patents
Method of manufacturing 3-methyl-2,4-nonanedioneInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、香気香味成分とし
て利用される３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造
法に関する。更に詳細には、ｎ−ヘキシルアルデヒドと
メチルエチルケトンとを水溶液中で塩基触媒の存在下、
炭素−炭素結合反応させることにより、位置選択的に３
−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンを得、ついで
ニトロキシルラジカル誘導体と金属ハロゲン化物との存
在下、次亜ハロゲン酸塩と反応させることにより３−メ
チル−２，４−ノナンジオンを製造する方法に関するも
のである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing 3-methyl-2,4-nonanedione used as a flavor component. More specifically, n-hexyl aldehyde and methyl ethyl ketone in an aqueous solution in the presence of a base catalyst,
By performing a carbon-carbon bond reaction, 3
-Methyl-4-hydroxy-2-nonanone which is then reacted with hypohalite in the presence of a nitroxyl radical derivative and a metal halide to produce 3-methyl-2,4-nonanedione It is about.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、３−メチル−２，４−ノナンジオ
ンを製造する方法としては、例えば（１）カプロン酸無
水物とメチルエチルケトンを三フッ化ほう素ガスの存在
下反応せしめることにより合成する方法〔J. Am. Chem.
Soc., Vol.67, p284 (1945)〕、（２）ヘキサン酸エチ
ルとアセトンを水素化ナトリウムにて反応せしめ、２，
４−ノナンジオンを得た後〔J. Am. Chem. Soc., Vol.7
2, p1352 (1950)〕、ナトリウムエチラート存在下ヨウ
化メチルでメチル化し合成する方法〔Fett. Wiss. Tech
ol., Vol.91, (6), p225 (1989)〕などが報告されてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, methods for producing 3-methyl-2,4-nonanedione include, for example, (1) a method of synthesizing caproic anhydride and methyl ethyl ketone by reacting them in the presence of boron trifluoride gas. [J. Am. Chem.
Soc., Vol. 67, p284 (1945)], (2) reacting ethyl hexanoate and acetone with sodium hydride,
After obtaining 4-nonanedione [J. Am. Chem. Soc., Vol.
2, p1352 (1950)], a method of methylating and synthesizing with methyl iodide in the presence of sodium ethylate [Fett. Wiss. Tech
ol., Vol. 91, (6), p225 (1989)].
【０００３】しかしながら、これら報告されている３−
メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法は、次のよう
な問題点を有しており、十分に満足の行くものとは言え
なかった。すなわち、（１）の方法では、三フッ化ほう
素ガスを使用するため腐食性、爆発性、毒性の面から、
工業的、経済的な方法ではなく、（２）の方法では、
２，４−ノナンジオンの合成において水素化ナトリウム
を使用するために水素ガスが発生するし、使用溶媒もジ
エチルエーテルのため工業的方法とは言いがたい。更
に、２，４−ノナンジオンのメチル化反応は、ヨウ化メ
チルを使用しており、経済面及び毒性面から３−メチル
−２，４−ノナンジオンの使用目的に照して好ましくな
いなどの問題点があり、更にまた、得られる目的物の純
度が４０％と低く、精製もガスクロマトグラフィーによ
る分取であることから大量に目的物を得ることが困難で
ある〔J. Am. Oil. Chem. Soc., Vol.75, p831 (199
8)〕などの問題があった。However, these reported 3-
The method for producing methyl-2,4-nonanedione has the following problems and cannot be said to be sufficiently satisfactory. That is, in the method of (1), since boron trifluoride gas is used, in terms of corrosiveness, explosiveness, and toxicity,
Not the industrial and economical methods, but the method (2)
Since sodium hydride is used in the synthesis of 2,4-nonanedione, hydrogen gas is generated, and the solvent used is diethyl ether. Further, the methylation reaction of 2,4-nonanedione uses methyl iodide, which is not preferable from the viewpoint of economy and toxicity in view of the purpose of use of 3-methyl-2,4-nonanedione. In addition, the purity of the obtained target substance is as low as 40%, and purification is also performed by gas chromatography, so that it is difficult to obtain the target substance in large quantities [J. Am. Oil. Chem. Soc., Vol. 75, p831 (199
8)].
【０００４】また、３−メチル−２，４−ノナンジオン
の合成中間体である３−メチル−４−ヒドロキシ−２−
ノナノンの合成法に関しては、（３）ｎ−ヘキシルアル
デヒドとメチルビニルケトンのカップリング反応及びそ
の生成物の還元〔Chem. Lett., p971 (1987)〕、（４）
２−ブロモ−２−ブテンよりほう素エノレートを調製
し、ｎ−ヘキシルアルデヒドと反応させて合成する方法
〔J. Chem. Soc. ParkinTrans. I, p1025 (1989)〕が報
告されている。しかしながら、（３）及び（４）の方法
はともに、光学活性体の合成を目的とした製造法である
ため、工業的、経済的方法ではない。Also, 3-methyl-4-hydroxy-2-, which is a synthetic intermediate of 3-methyl-2,4-nonanedione, is used.
Regarding the synthesis method of nonanone, (3) Coupling reaction of n-hexyl aldehyde with methyl vinyl ketone and reduction of the product [Chem. Lett., P971 (1987)], (4)
A method in which boron enolate is prepared from 2-bromo-2-butene and reacted with n-hexylaldehyde for synthesis [J. Chem. Soc. ParkinTrans. I, p1025 (1989)] has been reported. However, since the methods (3) and (4) are both production methods aimed at synthesizing optically active substances, they are not industrial and economical methods.
【０００５】アルデヒドとケトンのアルドール型縮合反
応については、総説〔Organic Reaction, Vol.16, p1
(1968)〕があるが、ｎ−ヘキシルアルデヒドとメチルエ
チルケトンの反応への適応についての報告はないし、ま
してやエチル基側への位置選択的炭素−炭素結合反応に
ついては知られていない。さらに、本発明における３−
メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンのβ−ジケトン
への酸化反応については、知られていない。また、β−
ヒドロキシケトンの酸化反応としてスワン酸化、クロム
化合物による酸化反応が知られている〔Synthesis, p56
7 (1981)〕が、これらの反応は、悪臭、重金属廃水など
の問題があり工業的な製造法とは言い難い。その他に金
属触媒と過酸化物による一般的なアルコールの酸化反応
があるが、これらはβ−ヒドロキシケトンへの適用例は
なく、また過酸化物を使用するために反応に危険が伴
う。A review of aldol-type condensation reactions of aldehydes and ketones is given in [Organic Reaction, Vol. 16, p.
(1968)], but there is no report on adaptation to the reaction between n-hexylaldehyde and methyl ethyl ketone, and much less is known about the regioselective carbon-carbon bonding reaction toward the ethyl group. Further, 3-
The oxidation reaction of methyl-4-hydroxy-2-nonanone to β-diketone is not known. Also, β-
Known oxidation reactions of hydroxyketones include swan oxidation and oxidation reactions with chromium compounds (Synthesis, p56
7 (1981)], however, these reactions have problems such as offensive odor and heavy metal wastewater, so that they cannot be said to be an industrial production method. There are other general oxidation reactions of alcohols with metal catalysts and peroxides, but these have no applications to β-hydroxyketones, and the use of peroxides involves dangerous reactions.
【０００６】また、ニトロキシルラジカル誘導体と次亜
塩素酸ナトリウムと臭化カリウムなどを用いる酸化反応
に関しては、日本化学会編「第4版 実験化学講座」、
有機合成Ｖ（酸化反応）、第23巻、1991年 丸善 386
〜387頁、或いはSynthesis,pp.1153〜1174 (1996)など
に総説があるが、β−ヒドロキシケトンからβ−ジケト
ンへの変換については、報告はないし、知られてもいな
い。The oxidation reaction using a nitroxyl radical derivative, sodium hypochlorite, potassium bromide and the like is described in “The 4th Edition Experimental Chemistry Course” edited by The Chemical Society of Japan.
Organic Synthesis V (Oxidation Reaction), Vol. 23, 1991 Maruzen 386
Pp. 387 or Synthesis, pp. 1153-1174 (1996), etc., but the conversion of β-hydroxyketone to β-diketone is neither reported nor known.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、純度の高い３−メチル−２，４−ノナンジオンを、
温和な条件下で、収率よく製造できる方法を提供するこ
とにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a highly pure 3-methyl-2,4-nonanedione,
It is an object of the present invention to provide a method which can be produced with a good yield under mild conditions.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】このような事情におい
て、本発明者らは前記目的を達成するため、鋭意検討し
た結果、ｎ−ヘキシルアルデヒドとメチルエチルケトン
とを水溶液中で塩基触媒の存在下、炭素−炭素結合反応
させることにより、位置選択的に３−メチル−４−ヒド
ロキシ−２−ノナノンを得、ついでニトロキシルラジカ
ル誘導体と金属ハロゲン化物との存在下、次亜ハロゲン
酸塩と反応させることにより３−メチル−２，４−ノナ
ンジオンを収率よく生成し、しかもその純度が高いこと
を見出し、本発明を完成するに到った。すなわち、本発
明は以下の各発明を包含する。Under these circumstances, the present inventors have conducted intensive studies in order to achieve the above object, and have found that n-hexylaldehyde and methyl ethyl ketone can be dissolved in an aqueous solution in the presence of a base catalyst in the presence of carbon. -By carbon-bonding reaction to regioselectively obtain 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone, and then by reacting with a hypohalite in the presence of a nitroxyl radical derivative and a metal halide. The inventors have found that 3-methyl-2,4-nonanedione is produced in good yield and that the purity is high, and have completed the present invention. That is, the present invention includes the following inventions.
【０００９】１．ｎ−ヘキシルアルデヒドとメチルエチ
ルケトンとを水溶液中で塩基触媒の存在下、炭素−炭素
結合反応をさせて、式（２）1. The n-hexyl aldehyde and methyl ethyl ketone are subjected to a carbon-carbon bonding reaction in an aqueous solution in the presence of a base catalyst to obtain a compound of the formula (2)
【化４】 で表わされる３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノ
ンとなし、ついで一般式（３）Embedded image 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone represented by the general formula (3)
【化５】 （式中、Ｒ1は、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭
素数１〜４の低級アルキル基、炭素数１〜４の低級アル
コキシ基、炭素数２〜５の低級アシロキシ基又はベンゾ
イルオキシ基を示し、Ｒ2は、水素原子又は炭素数１〜
４の低級アルキル基を示し、Ｒ1とＲ2は一緒になってオ
キソ基を形成していてもよい。)で表わされるニトロキ
シルラジカル誘導体と金属ハロゲン化物との存在下、次
亜ハロゲン酸塩と反応させることを特徴とする、式
（１）Embedded image (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a lower alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a lower acyloxy group having 2 to 5 carbon atoms or a benzoyloxy group. R 2 represents a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to
4 represents a lower alkyl group, and R 1 and R 2 may together form an oxo group. (1) characterized in that it is reacted with a hypohalite in the presence of a nitroxyl radical derivative represented by the formula (1) and a metal halide.
【化６】 で表わされる３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造
方法。Embedded image A method for producing 3-methyl-2,4-nonanedione represented by the formula:
【００１０】２．次亜ハロゲン酸塩が次亜塩素酸塩であ
る、（１）項記載の３−メチル−２，４−ノナンジオン
の製造方法。 ３．次亜塩素酸塩が、次亜塩素酸ナトリウムである、
（２）項記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製
造方法。[0010] 2. The method for producing 3-methyl-2,4-nonanedione according to (1), wherein the hypohalite is a hypochlorite. 3. Hypochlorite is sodium hypochlorite,
(2) The method for producing 3-methyl-2,4-nonanedione according to the item (2).
【００１１】４．一般式（３）で表わされる化合物が、
２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシ
ル及び４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル
ピペリジン−１−オキシル、４−オキソ−２，２，６，
６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ベン
ゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジ
ン−１−オキシルから選ばれる少なくとも１種である
（１）項〜（３）項のいずれか１項に記載の３−メチル
−２，４−ノナンジオンの製造方法。 ５．金属ハロゲン化物が金属臭化物である（１）項〜
（４）項のいずれか１項に記載の３−メチル−２，４−
ノナンジオンの製造方法。4. The compound represented by the general formula (3)
2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl and 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-oxo-2,2,6
Any one of items (1) to (3), which is at least one selected from 6-tetramethylpiperidine-1-oxyl and 4-benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl Item 3. The method for producing 3-methyl-2,4-nonanedione according to item 1. 5. Item (1) wherein the metal halide is a metal bromide
3-methyl-2,4- according to any one of the above items (4)
Nonandione production method.
【００１２】６．金属臭化物が臭化カリウムである
（５）項記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製
造方法。6. The method for producing 3-methyl-2,4-nonanedione according to (5), wherein the metal bromide is potassium bromide.
【００１３】７．塩基触媒が、アルカリ金属及びアルカ
リ土類金属から選ばれる金属の水酸化物又は炭酸塩であ
る（１）項〜（５）項のいずれか１項に記載の３−メチ
ル−２，４−ノナンジオンの製造方法。7. 3-methyl-2,4-nonanedione according to any one of the above items (1) to (5), wherein the base catalyst is a hydroxide or carbonate of a metal selected from alkali metals and alkaline earth metals. Manufacturing method.
【００１４】８．塩基触媒の存在量が、ｎ−ヘキシルア
ルデヒドに対して０．０１〜０．２倍モルである（７）
項記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方
法。8. The base catalyst is present in an amount of 0.01 to 0.2 times the mol of n-hexylaldehyde (7).
The method for producing 3-methyl-2,4-nonanedione described in the above item.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の３−メチル−２，
４−ノナンジオンの製造方法について更に詳細に説明す
る。本発明の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造
方法は次に示す反応により行われる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, 3-methyl-2,
The method for producing 4-nonanedione will be described in more detail. The method for producing 3-methyl-2,4-nonanedione of the present invention is carried out by the following reaction.
【００１６】[0016]
【化７】 Embedded image
【００１７】すなわち、ｎ−ヘキシルアルデヒドとメチ
ルエチルケトンとを水溶液中で塩基触媒の存在下、炭素
−炭素結合反応させることにより、位置選択的に３−メ
チル−４−ヒドロキシ−２−ノナノン（式２）を得、つ
いでニトロキシルラジカル誘導体（前記式３）と金属ハ
ロゲン化物との存在下、次亜ハロゲン酸塩と反応させる
ことにより、３−メチル−２，４−ノナンジオン（１）
が形成される。That is, by reacting n-hexylaldehyde and methyl ethyl ketone in an aqueous solution in the presence of a base catalyst in a carbon-carbon bond reaction, 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone (formula 2) is selectively obtained. And then reacted with hypohalite in the presence of a nitroxyl radical derivative (Formula 3) and a metal halide to give 3-methyl-2,4-nonanedione (1)
Is formed.
【００１８】原料化合物であるｎ−ヘキシルアルデヒド
及びメチルエチルケトンは市販品をそのまま用いること
ができる。付加反応の方法は、適当な塩基触媒を溶解し
た水溶液に、メチルエチルケトンを加え、ここへｎ−ヘ
キシルアルデヒドを滴下して反応させることにより行え
ばよい。メチルエチルケトンの使用量は、ｎ−ヘキシル
アルデヒド１モルに対し、好ましくは約２〜８倍モル、
特に好ましくは約４〜６倍モルとするとよい。塩基触媒
の使用量は、通常の付加反応における触媒量とすればよ
く、好ましくはｎ−ヘキシルアルデヒド１モルに対し約
０．０１〜０．２倍モル、特に好ましくは０．０５〜
０．１倍モルとするとよい。As the starting compounds, n-hexylaldehyde and methyl ethyl ketone, commercially available products can be used as they are. The method of the addition reaction may be carried out by adding methyl ethyl ketone to an aqueous solution in which a suitable base catalyst is dissolved, and adding n-hexyl aldehyde dropwise thereto for reaction. The amount of methyl ethyl ketone used is preferably about 2 to 8 moles per mole of n-hexyl aldehyde,
Particularly preferably, the molar ratio is about 4 to 6 times. The amount of the base catalyst used may be a catalyst amount in a usual addition reaction, and is preferably about 0.01 to 0.2 times mol, particularly preferably 0.05 to 0.2 mol per mol of n-hexylaldehyde.
It is good to make it 0.1 times mol.
【００１９】本発明に用いられる塩基触媒としては、ア
ルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物及び炭酸塩等
が用いられる。具体例としては、水酸化リチウム、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水
酸化バリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カ
リウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウムなどが挙げられ
るが、好ましくは水酸化ナトリウムを用いるとよい。ま
た、反応溶媒としては水を用いるとよい。溶媒の使用量
は、通常塩基触媒の質量％が１．０〜１０．０質量％と
なる範囲で用いるとよい。As the base catalyst used in the present invention, hydroxides and carbonates of alkali metals and alkaline earth metals are used. Specific examples include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, calcium carbonate, barium carbonate, etc., preferably sodium hydroxide. It is good to use. Further, water is preferably used as a reaction solvent. The amount of the solvent to be used is generally used in a range where the mass% of the base catalyst is 1.0 to 10.0 mass%.
【００２０】更に、本反応は、通常窒素ガスあるいはア
ルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で行われる。また、
本反応において、ｎ−ヘキシルアルデヒドの滴下時間は
通常２〜１０時間程度、好ましくは４〜８時間程度であ
り、反応時間は通常１０〜３０時間程度、好ましくは１
５〜２５時間程度であり、反応温度は通常０〜４０℃程
度、好ましくは１５〜２５℃程度で行われて反応は終了
するが、これらの条件は使用される塩基触媒などの量に
より適宜変更されうる。Further, this reaction is usually carried out in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas or argon gas. Also,
In this reaction, the dropping time of n-hexylaldehyde is usually about 2 to 10 hours, preferably about 4 to 8 hours, and the reaction time is usually about 10 to 30 hours, preferably 1 to 30 hours.
The reaction is usually performed at about 0 to 40 ° C., preferably about 15 to 25 ° C. to complete the reaction, but these conditions are appropriately changed depending on the amount of the base catalyst used. Can be done.
【００２１】上記付加反応において、ｎ−ヘキシルアル
デヒドがメチルエチルケトンのエチル側ではなくメチル
側に付加した副生成物、すなわち５−ヒドロキシ−３−
デカノンの含有率は１０％以下である。反応終了後は通
常の後処理を行うことが出来る。また、分離精製は、必
要に応じ蒸留あるいはカラムクロマトグラフィー等の方
法を用いて行うことが出来るが、反応後、２成分を分離
することなく蒸留したものを次の反応に使用することも
できる。このようにして得られる３−メチル−４−ヒド
ロキシ−２−ノナノンは、茶様の香気を有する化合物で
ある。また、副生成物である５−ヒドロキシ−３−デカ
ノンについても同様に、茶様の香気を有する化合物であ
る。In the above addition reaction, a by-product in which n-hexylaldehyde is added to the methyl side rather than the ethyl side of methyl ethyl ketone, ie, 5-hydroxy-3-
The content of decanone is 10% or less. After completion of the reaction, ordinary post-treatment can be performed. Separation and purification can be performed by a method such as distillation or column chromatography, if necessary. After the reaction, those obtained by distillation without separating the two components can be used for the next reaction. 3-Methyl-4-hydroxy-2-nonanone thus obtained is a compound having a tea-like aroma. Similarly, 5-hydroxy-3-decanone, which is a by-product, is a compound having a tea-like aroma.
【００２２】３−メチル−２，４−ノナンジオン（１）
は、３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノン（式
２）を、ニトロキシルラジカル誘導体（３）と金属ハロ
ゲン化物の存在下、次亜ハロゲン酸塩と反応させること
により得られる。本反応の３−メチル−２，４−ノナン
ジオン（式１）を製造するのに用いられるニトロキシル
ラジカル誘導体としては、一般式（３）で表わされる化
合物が挙げられる。3-methyl-2,4-nonanedione (1)
Is obtained by reacting 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone (Formula 2) with a hypohalite in the presence of a nitroxyl radical derivative (3) and a metal halide. Examples of the nitroxyl radical derivative used to produce 3-methyl-2,4-nonanedione (Formula 1) in this reaction include a compound represented by the general formula (3).
【００２３】[0023]
【化８】 Embedded image
【００２４】（式中、Ｒ1は、水素原子、ハロゲン原
子、水酸基、炭素数１〜４の低級アルキル基、炭素数１
〜４の低級アルコキシ基、炭素数２〜５の低級アシロキ
シ基又はベンゾイルオキシ基を示し、Ｒ2は、水素原子
又は炭素数１〜４の低級アルキル基を示し、Ｒ1とＲ2は
一緒になってオキソ基を形成していてもよい。)(Wherein R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
Represents a lower alkoxy group having 4 to 4 carbon atoms, a lower acyloxy group having 2 to 5 carbon atoms or a benzoyloxy group, R 2 represents a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 1 and R 2 together To form an oxo group. )
【００２５】この一般式（３）で表わされる化合物の具
体例としては、２，２，６，６−テトラメチルピペリジ
ン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−
テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−オキソ−
２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシ
ル、４−アルコキシ−２，２，６，６−テトラメチルピ
ペリジン−１−オキシル、４−ベンゾイルオキシ−２，
２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル等
が挙げられ、これらの１種又は２種以上の混合物を用い
ることができる。Specific examples of the compound represented by the general formula (3) include 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl and 4-hydroxy-2,2,6,6-
Tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-oxo-
2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-alkoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-benzoyloxy-2,
2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl and the like, and one or a mixture of two or more thereof can be used.
【００２６】好ましくは、２，２，６，６−テトラメチ
ルピペリジン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，
２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、
４−オキソ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン
−１−オキシル、４−アルコキシ−２，２，６，６−テ
トラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ベンゾイル
オキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１
−オキシルであり、特に好ましくは２，２，６，６−テ
トラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ベンゾイル
オキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１
−オキシルなどが挙げられる。ニトロキシルラジカル誘
導体の使用量は適宜選択されるが、通常は３−メチル−
４−ヒドロキシ−２−ノナノン１モルに対して０．０１
〜０．３倍モル、好ましくは０．０５〜０．２倍モルの
範囲で使用される。Preferably, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-hydroxy-2,
2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl,
4-oxo-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-alkoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-benzoyloxy-2,2,6 , 6-Tetramethylpiperidine-1
-Oxyl, particularly preferably 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1
-Oxyl and the like. Although the amount of the nitroxyl radical derivative used is appropriately selected, it is usually 3-methyl-
0.01 to 1 mol of 4-hydroxy-2-nonanone
It is used in a range of from 0.3 to mol, preferably from 0.05 to 0.2 mol.
【００２７】本発明においては、反応に際して金属ハロ
ゲン化物が助触媒として使用される。金属ハロゲン化物
としては金属臭化物、金属ヨウ化物などが使用される
が、好ましくは金属臭化物である。かかる金属ハロゲン
化物の具体例として、臭化リチウム、臭化ナトリウム、
臭化カリウム等のアルカリ金属臭化物、ヨウ化リチウ
ム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等のアルカリ金
属ヨウ化物などが例示されるが、なかでも臭化カリウム
が好ましい。これらの金属ハロゲン化物は、通常は３−
メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノン１モルに対して
０．０１〜０．５倍モル、好ましくは０．０５〜０．３
０倍モルの範囲で使用される。In the present invention, a metal halide is used as a promoter in the reaction. As the metal halide, a metal bromide, a metal iodide, or the like is used, and a metal bromide is preferable. Specific examples of such metal halides include lithium bromide, sodium bromide,
Examples thereof include an alkali metal bromide such as potassium bromide, and an alkali metal iodide such as lithium iodide, sodium iodide, and potassium iodide. Among them, potassium bromide is preferable. These metal halides are usually
0.01 to 0.5 times mol, preferably 0.05 to 0.3 times mol per mol of methyl-4-hydroxy-2-nonanone.
It is used in a range of 0 mole.
【００２８】本発明においては反応に際して緩衝溶液が
使用される。具体例として、炭酸水素ナトリウム、炭酸
ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、炭酸水素カリウ
ム、炭酸カリウム、リン酸二水素カリウム、フタル酸水
素カリウムなどの水溶液が用いられる。これらは、市販
されている固体状もしくは液状のものをそのまま用いて
もよく、あるいは適度な水溶液濃度となるように調製し
て用いてもよい。これらの化合物のうち、炭酸水素ナト
リウムなどは、安価に入手可能であるので本発明の方法
に好適である。これらの緩衝溶液は、通常、５〜８質量
％の水溶液として３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノ
ナノン１モルに対して０．１〜０．３倍モル、好ましく
は０．１〜０．２５倍モルの範囲で用いられる。In the present invention, a buffer solution is used in the reaction. As a specific example, an aqueous solution of sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate, sodium dihydrogen phosphate, potassium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium dihydrogen phosphate, potassium hydrogen phthalate, or the like is used. These may be commercially available solid or liquid forms as they are, or may be used after being prepared to have an appropriate aqueous solution concentration. Of these compounds, sodium bicarbonate and the like are suitable for the method of the present invention because they are available at low cost. These buffer solutions are usually used as a 5 to 8% by mass aqueous solution in an amount of 0.1 to 0.3 times, preferably 0.1 to 0.1 times, 1 mol of 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone. It is used in a 25-fold molar range.
【００２９】本発明において、次亜ハロゲン酸塩として
は次亜塩素酸塩、次亜臭素酸塩などが使用されるが、特
に好ましくは次亜塩素酸塩である。具体的には、例え
ば、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜
塩素酸カルシウム(高度さらし粉)などが使用される。次
亜ハロゲン酸塩は通常水溶液として使用されるが、これ
らの次亜ハロゲン酸塩のなかでも次亜塩素酸ナトリウム
は安価で容易に入手することができ、また水溶液の形で
市販されているために取扱い易さからも本反応には適し
ている。次亜塩素酸ナトリウム水溶液の濃度は、１．０
ｍｏｌ／Ｌ〜５．０ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは２．０ｍｏ
ｌ／Ｌ〜４．０ｍｏｌ／Ｌの範囲で用いられる。次亜ハ
ロゲン酸塩が水溶液として市販されている場合には、市
販されている水溶液をそのまま使用してもよいし、個々
の反応の条件に応じて適宜希釈して用いてもよい。ま
た、さらし粉などのような固形物である場合には、５〜
２０％程度の濃度になるように水に溶かすか、あるいは
懸濁させて使用することが好ましい。次亜ハロゲン酸塩
の使用量は適宜選択されるが、一般的には３−メチル−
４−ヒドロキシ−２−ノナノン１モルに対して２〜５倍
モル、好ましくは２〜３倍モル程度で使用される。In the present invention, hypochlorite, hypochlorite and the like are used as hypohalite, and hypochlorite is particularly preferred. Specifically, for example, sodium hypochlorite, potassium hypochlorite, calcium hypochlorite (highly bleached powder) and the like are used. Hypohalite is usually used as an aqueous solution, and among these hypohalites, sodium hypochlorite is easily available at a low cost and is commercially available in the form of an aqueous solution. It is suitable for this reaction because of its easy handling. The concentration of the aqueous sodium hypochlorite solution is 1.0
mol / L to 5.0 mol / L, preferably 2.0 mol / L
It is used in the range of 1 / L to 4.0 mol / L. When the hypohalite is commercially available as an aqueous solution, the commercially available aqueous solution may be used as it is, or may be appropriately diluted according to the conditions of each reaction. In the case of solids such as bleached powder,
It is preferable to dissolve or suspend in water so as to have a concentration of about 20% before use. The amount of hypohalite used is appropriately selected, but generally, 3-methyl-
It is used in an amount of 2 to 5 moles, preferably 2 to 3 moles, per 1 mole of 4-hydroxy-2-nonanone.
【００３０】本発明の反応は、ｐＨ３〜１４の範囲で実
施されるが、反応の安定性、副反応の抑制及び反応効率
を考慮するとｐＨ８〜１２の範囲で実施することが好ま
しい。その他の反応条件は適宜選択しうるが、反応温度
は通常−１０〜６０℃、好ましくは０〜４０℃、より好
ましくは０〜１０℃の範囲である。反応時間は、反応温
度やニトロキシルラジカル誘導体の種類、使用量などの
反応条件によっても異なり、それぞれの条件に応じて適
宜変わり得るが、通常、１〜１０時間、好ましくは３〜
６時間である。The reaction of the present invention is carried out in a pH range of 3 to 14, but is preferably carried out in a pH range of 8 to 12 in consideration of the stability of the reaction, suppression of side reactions, and reaction efficiency. Other reaction conditions can be appropriately selected, but the reaction temperature is usually -10 to 60C, preferably 0 to 40C, more preferably 0 to 10C. The reaction time varies depending on the reaction conditions such as the reaction temperature, the type of the nitroxyl radical derivative, and the amount used, and can be appropriately changed depending on each condition, but is usually 1 to 10 hours, preferably 3 to 10 hours.
6 hours.
【００３１】本発明の酸化反応は、通常、溶媒中で行わ
れるが、使用する次亜ハロゲン酸塩水溶液溶媒の水を反
応溶媒として利用することができる。溶媒としては、反
応に悪影響を及ばさない溶媒、例えば、ヘキサン、ヘプ
タン、オクタンなどの脂肪族炭化水素、シクロヘキサン
などの脂環族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン
などの芳香族炭化水素、ジクロロメタン、ジクロロエタ
ン、ジクロロプロパン、クロロホルム、四塩化炭素など
のハロゲン化炭化水素、ジエチルエーテル、テトラヒド
ロフランなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケ
トン、シクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチルな
どのエステル類、これらの混合溶媒などが例示される。
好ましい溶媒は低沸点溶媒、例えば、ハロゲン化炭化水
素などである。これらの溶媒は通常、基質の３−メチル
−４−ヒドロキシ−２−ノナノンの質量に対して１〜１
０倍容量、好ましくは２〜８倍容量の範囲で用いられ
る。The oxidation reaction of the present invention is usually carried out in a solvent, but water of a hypohalite aqueous solution solvent to be used can be used as a reaction solvent. As the solvent, a solvent that does not adversely affect the reaction, for example, hexane, heptane, aliphatic hydrocarbons such as octane, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, benzene, toluene, aromatic hydrocarbons such as xylene, dichloromethane, Examples include halogenated hydrocarbons such as dichloroethane, dichloropropane, chloroform, and carbon tetrachloride; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate; and mixed solvents thereof. Is done.
Preferred solvents are low boiling solvents such as halogenated hydrocarbons. These solvents are usually used in an amount of 1 to 1 based on the mass of the substrate 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone.
It is used in the range of 0 times volume, preferably 2 to 8 times volume.
【００３２】反応終了後、過剰分の過酸化物やニトロキ
シルラジカル誘導体は、必要に応じて分解してもよい。
これらの分解は、慣用の方法、例えば、還元剤の添加に
より行うことができる。還元剤としては、例えば、亜硫
酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリ
ウム、ハイドロサルファイトなどが例示される。これら
の還元剤は一種又は二種以上混合して使用できる。反応
終了後は、常法に従って処理することで粗３−メチル−
２，４−ノナンジオンを得ることができる。After completion of the reaction, the excess peroxide or nitroxyl radical derivative may be decomposed as required.
These decompositions can be performed by a conventional method, for example, by adding a reducing agent. Examples of the reducing agent include sodium sulfite, sodium thiosulfate, sodium hydrogen sulfite, hydrosulfite, and the like. These reducing agents can be used alone or in combination of two or more. After completion of the reaction, the crude 3-methyl-
2,4-nonanedione can be obtained.
【００３３】本発明において、粗３−メチル−２，４−
ノナンジオンの精製は、銅塩との反応により銅錯体とし
た後に実施される。一般に、β−ジケトン類は銅化合物
と、キレート錯体を形成し、水に不溶性の結晶物になる
ことが知られている〔例えば、Organic Synthesis, Vo
l.3, p16 (1955)〕。ここで、銅塩とは、酢酸銅一水和
物、硝酸銅三水和物、硫酸銅五水和物などである。銅塩
は、３−メチル−２，４−ノナンジオンに対して０．５
〜０．８倍モル、好ましくは０．６〜０．７倍モルの範
囲で使用される。本精製法では、銅塩は水溶液として使
用される。銅塩水溶液の濃度は１〜１５質量％、好まし
くは５〜１０質量％の範囲で使用される。In the present invention, crude 3-methyl-2,4-
The purification of nonandione is performed after the reaction with a copper salt to form a copper complex. Generally, β-diketones are known to form a chelate complex with a copper compound to form a water-insoluble crystal (for example, Organic Synthesis, Vo
l.3, p16 (1955)]. Here, the copper salt includes copper acetate monohydrate, copper nitrate trihydrate, copper sulfate pentahydrate and the like. The copper salt is 0.5 to 3-methyl-2,4-nonanedione.
It is used in a range of 0.8 to 0.8 times, preferably 0.6 to 0.7 times. In this purification method, the copper salt is used as an aqueous solution. The concentration of the copper salt aqueous solution is used in the range of 1 to 15% by mass, preferably 5 to 10% by mass.
【００３４】本発明における粗３−メチル−２，４−ノ
ナンジオンの精製は、溶媒の存在下に実施される。具体
的には、メタノール、エタノール、プロパノール、イソ
プロピルアルコール、ブタノール、イソブタノール、se
c-ブタノールなどのアルコール類が用いられる。使用量
は、粗３−メチル−２，４−ノナンジオンの質量に対し
て０．５〜５．０倍容量、好ましくは１〜３倍容量の範
囲で使用される。キレート錯体の形成反応の条件として
は、反応温度４０〜８０℃、ろ過温度は１０〜３０℃の
範囲で行われる。結晶の洗浄は、水及びｎ−ヘプタン、
ｎ−ヘキサン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類に
て行われる。The purification of the crude 3-methyl-2,4-nonanedione in the present invention is carried out in the presence of a solvent. Specifically, methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutanol, se
Alcohols such as c-butanol are used. The amount used is 0.5 to 5.0 times, preferably 1 to 3 times, the volume of the crude 3-methyl-2,4-nonanedione. The reaction for forming the chelate complex is performed at a reaction temperature of 40 to 80C and a filtration temperature of 10 to 30C. Washing of the crystals is carried out with water and n-heptane,
The reaction is performed with hydrocarbons such as n-hexane, toluene, and xylene.
【００３５】銅錯体の分解は、鉱酸により行われる。具
体例として硫酸、塩酸、硝酸などが使用される。用いら
れる鉱酸の濃度は、１〜２０％程度である。鉱酸の使用
量は、銅錯体製造時に使用した銅塩の１．０〜１．５倍
モル用いられる。銅錯体の分解は、溶媒の存在下に行な
われる。具体的に、トルエン、キシレン、ｎ−ヘキサ
ン、ｎ−ヘプタンなどの炭化水素類が用いられる。使用
量は、銅錯体の質量に対して０．５〜５．０倍容量、好
ましくは２．０〜４．０倍容量の範囲で使用される。銅
錯体の分解反応の条件は、分解温度１０〜４０℃にて行
われ、分解終了後は、常法に従って目的物を分離した
後、減圧蒸留にて高純度の３−メチル−２，４−ノナン
ジオンを得ることができる。The decomposition of the copper complex is carried out with a mineral acid. Specific examples include sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid. The concentration of the mineral acid used is about 1 to 20%. The amount of the mineral acid used is 1.0 to 1.5 times the molar amount of the copper salt used in producing the copper complex. The decomposition of the copper complex is performed in the presence of a solvent. Specifically, hydrocarbons such as toluene, xylene, n-hexane, and n-heptane are used. The used amount is in the range of 0.5 to 5.0 times the volume, preferably 2.0 to 4.0 times the volume of the copper complex. The conditions for the decomposition reaction of the copper complex are performed at a decomposition temperature of 10 to 40 ° C. After completion of the decomposition, the target product is separated according to a conventional method, and then high-purity 3-methyl-2,4- is distilled under reduced pressure. Nonandione can be obtained.
【００３６】このようにして得られる３−メチル−２，
４−ノナンジオンは、茶様の香気を有する化合物であ
る。かくして得られる３−メチル−２，４−ノナンジオ
ンは、茶様の香気付与を提供できる。本発明の３−メチ
ル−２，４−ノナンジオンを含有する、飲食品類、口腔
用組成物、香粧品類、保健衛生材料、雑貨、医薬品など
を提供することができる。The thus obtained 3-methyl-2,
4-Nonanedione is a compound having a tea-like aroma. The thus obtained 3-methyl-2,4-nonanedione can provide a tea-like aroma. Foods and drinks, oral compositions, cosmetics, health and hygiene materials, sundries, medicines, etc., containing the 3-methyl-2,4-nonanedione of the present invention can be provided.
【００３７】[0037]
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらによって限定されものではな
い。尚、実施例中の物性データは以下の測定機器及び条
件で測定した。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the physical property data in an Example were measured with the following measuring equipment and conditions.
【００３８】１）化学純度 ガスクロマトグラフ；Simadzu GC-14A（島津製作所製） カラム；シリコン NB-1（0.25mm × 30m）（ジーエル
サイエンス社製） ２）核磁気共鳴スペクトル1 H-NMR；DRX-500型（500MHz）（ブルッカー社製）13 C-NMR；DRX-500型（124MHz）（ブルッカー社製） 内部標準物質：テトラメチルシラン ３）赤外吸収スペクトル（IR） Nicolet Avatar 360 FT-IR（ニコレジャパン株式会社
製） ４）質量スペクトル（MS）： M-80質量分析計：イオン化電圧20eV（株式会社日立製作
所製）1) Chemical purity Gas chromatograph; Simadzu GC-14A (manufactured by Shimadzu Corporation) Column; silicon NB-1 (0.25 mm × 30 m) (manufactured by GL Sciences) 2) Nuclear magnetic resonance spectrum 1 H-NMR; DRX- Model 500 (500 MHz) (Brucker) 13 C-NMR; DRX-500 (124 MHz) (Brucker) Internal standard substance: tetramethylsilane 3) Infrared absorption spectrum (IR) Nicolet Avatar 360 FT-IR ( 4) Mass spectrum (MS): M-80 mass spectrometer: ionization voltage 20 eV (manufactured by Hitachi, Ltd.)
【００３９】実施例１ ３−メチル−２，４−ノナンジオンの合成 (1) ３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンの合成 窒素雰囲気下、水酸化ナトリウム４．０ｇ（０．１０ｍ
ｏｌ）、水１９６ｍｌの水溶液とメチルエチルケトン２
８８．５ｇ（４．０ｍｏｌ）の混合溶液にｎ−ヘキシル
アルデヒド１００ｇ（１．０ｍｏｌ）を２０〜２５℃で
８時間にて滴下し、同温で１５時間攪拌した。反応終了
後、有機層を分液し、５％食塩水にて２回洗浄後、有機
層を減圧濃縮した。残留物を減圧蒸留し、３−メチル−
４−ヒドロキシ−２−ノナノン１１８．７ｇ（収率６９
％）を得た。ここで得られた３−メチル−４−ヒドロキ
シ−２−ノナノンは、ガスクロマト分析により、結合位
置の異性体、５−ヒドロキシ−３−ドデカノンとの比
が、９３／７であり、その合計純度は９０．４％であっ
た。以下に物性値を示す。Example 1 Synthesis of 3-methyl-2,4-nonandione (1) Synthesis of 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone Under a nitrogen atmosphere, 4.0 g of sodium hydroxide (0.10 m
ol), an aqueous solution of 196 ml of water and methyl ethyl ketone 2
To a mixed solution of 88.5 g (4.0 mol), 100 g (1.0 mol) of n-hexylaldehyde was added dropwise at 20 to 25 ° C. over 8 hours, and the mixture was stirred at the same temperature for 15 hours. After the completion of the reaction, the organic layer was separated, washed twice with 5% saline, and concentrated under reduced pressure. The residue was distilled under reduced pressure to give 3-methyl-
118.7 g of 4-hydroxy-2-nonanone (yield 69)
%). According to gas chromatographic analysis, the ratio of the obtained 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone to the isomer at the bonding position, 5-hydroxy-3-dodecanone, was 93/7, and its total purity was 93/7. Was 90.4%. The physical properties are shown below.
【００４０】沸点：52〜57℃／0.2torr. IR(neat)：3446,2933,2860,1705,1420 cm-1 Mass (m/e,%)：172(M+,100), 155(70), 113(７), 101(2
6), 83(15), 73(89),61(19).1 H-NMR(CDCl3)及び13C-NMR(CDCl3)の帰属データを表１
に示す。Boiling point: 52-57 ° C./0.2 torr. IR (neat): 3446,2933,2860,1705,1420 cm -1 Mass (m / e,%): 172 (M + , 100), 155 (70) ), 113 (7), 101 (2
6), 83 (15), 73 (89), 61 (19). Assignment data of 1 H-NMR (CDCl 3 ) and 13 C-NMR (CDCl 3 ) are shown in Table 1.
Shown in
【００４１】[0041]
【表１】 [Table 1]
【００４２】(2) ３−メチル−２，４−ノナンジオンの
合成 窒素雰囲気下、炭酸水素ナトリウム１１．７ｇ（０．１
４ｍｏｌ）及び臭化カリウム６．９１ｇ（０．０５８ｍ
ｏｌ）を水１３５ｍｌに溶解した水溶液に、(1)で得た
３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノン１００ｇ
（０．５８１ｍｏｌ）、ジクロロメタン５００ｍｌ及び
４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチル
ピペリジン−１−オキシル２４．１ｇ（０．０８７ｍｏ
ｌ）を加え、５℃に冷却した。これに２．０ｍｏｌ／Ｌ
次亜塩素酸ナトリウム水溶液８６４ｍｌ（１．７４０ｍ
ｏｌ）を３〜７℃にて、ｐＨ８〜１２の範囲で、１．５
時間かけて滴下し、さらに３０分攪拌した。ガスクロマ
トにて反応終了確認後、亜硫酸ナトリウム１１．０ｇ
（０．０８７ｍｏｌ）を加え、有機層を分液、水洗、減
圧濃縮した後、減圧下に粗蒸留して粗３−メチル−２，
４−ノナンジオンを８４．２ｇ得た。(2) Synthesis of 3-methyl-2,4-nonanedione Under a nitrogen atmosphere, 11.7 g (0.1
4 mol) and 6.91 g (0.058 m) of potassium bromide
ol) in 135 ml of water was added to 100 g of the 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone obtained in (1).
(0.581 mol), dichloromethane 500 ml and 4-benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl 24.1 g (0.087 mol)
l) was added and cooled to 5 ° C. 2.0mol / L
864 ml of an aqueous sodium hypochlorite solution (1.740 m
ol) at 3-7 ° C. in the range of pH 8-12, 1.5
The mixture was added dropwise over time, and the mixture was further stirred for 30 minutes. After confirming the completion of the reaction by gas chromatography, 11.0 g of sodium sulfite
(0.087 mol), and the organic layer was separated, washed with water and concentrated under reduced pressure, and then crudely distilled under reduced pressure to give crude 3-methyl-2,
84.2 g of 4-nonanedione was obtained.
【００４３】(3) 粗３−メチル−２，４−ノナンジオン
の精製 (2)で得た粗３−メチル−２，４−ノナンジオン８４．
２ｇをメタノール８５ｍｌに溶解した。この溶液に酢酸
銅５９ｇ（０．２９６ｍｏｌ）を水５００ｍｌに溶解し
た溶液を６０℃にて滴下した。反応混合物を室温まで冷
却して析出した結晶をろ過した。得られた結晶を水２０
０ｍｌ、ついでｎ−ヘプタン２００ｍｌにて洗浄した。
この結晶にトルエン３００ｍｌを加えてスラリーとし、
さらに、これに１０％硫酸水溶液２７４ｇを室温にて滴
下して均一な二層溶液とした。分液、水洗後、有機層を
濃縮し、残留物を減圧蒸留して３−メチル−２，４−ノ
ナンジオンを７２．６ｇ（収率７３．５％）得た。ガス
クロマト分析によりケト体／エノール体の混合物であ
り、その合計純度は９９％であった。以下に物性値を示
す。(3) Purification of crude 3-methyl-2,4-nonanedione Crude 3-methyl-2,4-nonanedione obtained in (2)
2 g was dissolved in 85 ml of methanol. A solution prepared by dissolving 59 g (0.296 mol) of copper acetate in 500 ml of water was added dropwise to this solution at 60 ° C. The reaction mixture was cooled to room temperature, and the precipitated crystals were filtered. The obtained crystals are washed with water 20
The mixture was washed with 0 ml and then with 200 ml of n-heptane.
300 ml of toluene was added to the crystals to form a slurry,
Further, 274 g of a 10% aqueous sulfuric acid solution was added dropwise at room temperature to obtain a uniform two-layer solution. After liquid separation and washing, the organic layer was concentrated, and the residue was distilled under reduced pressure to obtain 72.6 g (yield: 73.5%) of 3-methyl-2,4-nonanedione. According to gas chromatographic analysis, it was a mixture of a keto-form and an enol-form, and its total purity was 99%. The physical properties are shown below.
【００４４】沸点57〜59℃／0.1torr. IR(neat)：2957,2933,1726,1702,1604 cm-1 Mass(m/e,%): 170(M+,100),99(95),71(7).1 H-NMR(CDCl3)及び13C-NMR(CDCl3)の帰属データを表２
に示す。Boiling point 57-59 ° C./0.1 torr. IR (neat): 2957,2933,1726,1702,1604 cm -1 Mass (m / e,%): 170 (M + , 100), 99 (95) Table 2 shows the assignment data of 1 H-NMR (CDCl 3 ) and 13 C-NMR (CDCl 3 ).
Shown in
【００４５】[0045]
【表２】 [Table 2]
【００４６】実施例２〜３、比較例１〜２ ３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンの合成 実施例２〜３として、次の表３に示す塩基触媒を用い
て、実施例１(1)と同様の条件で反応を行った。また、
比較例１〜２として、反応溶媒を水溶液から表３に示す
溶媒を用いて、実施例１(1)と同様の条件で反応を行っ
た。結果を表３に示す。Examples 2-3 and Comparative Examples 1-2 Synthesis of 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone As Examples 2-3, using the base catalyst shown in Table 3 below, Example 1 ( The reaction was carried out under the same conditions as in 1). Also,
As Comparative Examples 1 and 2, the reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 (1) using the solvent shown in Table 3 as the reaction solvent from the aqueous solution. Table 3 shows the results.
【００４７】[0047]
【表３】 １）目的とする３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナ
ノンは得られず、３−メチル−２−オキソ−３−ノネン
及び２−オキソ−４−デカエンの混合物を４９／５１の
比で得た。[Table 3] 1) The desired 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone was not obtained, and a mixture of 3-methyl-2-oxo-3-nonene and 2-oxo-4-decaene was obtained at a ratio of 49/51. Was.
【００４８】表３から明らかな様に、各種塩基触媒〔Na
OH, KOH, Ba(OH)2〕を用いて水溶液中で反応を行うと、
目的とする３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノン
を９０％以上の高位置選択性で得ることが出来た。一
方、溶媒を水溶液に代えて、水／メタノール混合溶媒を
用いて反応させると、３−メチル−４−ヒドロキシ−２
−ノナノンと５−ヒドロキシ−３−ドデカノンの生成比
が約１：１で、目的とする３−メチル−４−ヒドロキシ
−２−ノナノンが選択的に得ることは出来なかった（比
較例１）。また、メタノール溶媒を用いて反応させる
と、３−メチル−２−オキソ−３−ノネン及び２−オキ
ソ−４−デカエンの混合物を４９／５１の比で生成して
しまい、目的とする３−メチル−４−ヒドロキシ−２−
ノナノンは得ることは出来なかった（比較例２）。この
様に塩基触媒を用いて水溶液中で反応を行うことは、本
反応を完成する上で非常に有用な反応である。As is clear from Table 3, various base catalysts [Na
OH, KOH, Ba (OH) 2 ]
The desired 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone was obtained with a high regioselectivity of 90% or more. On the other hand, when the reaction is carried out using a mixed solvent of water / methanol instead of the aqueous solution, 3-methyl-4-hydroxy-2
The production ratio of -nonanone and 5-hydroxy-3-dodecanone was about 1: 1 and the desired 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone could not be selectively obtained (Comparative Example 1). Further, when the reaction is carried out using a methanol solvent, a mixture of 3-methyl-2-oxo-3-nonene and 2-oxo-4-decaene is produced at a ratio of 49/51, and the desired 3-methyl-2-oxo-4-decaene is obtained. -4-hydroxy-2-
Nonanone could not be obtained (Comparative Example 2). Performing the reaction in an aqueous solution using a base catalyst as described above is a very useful reaction for completing the present reaction.
【００４９】実施例４〜６ ３−メチル−２，４−ノナンジオンの合成 実施例４〜６として、実施例１(1)で得られた３−メチ
ル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンを用いて、ニトロキ
シルラジカル誘導体を２，２，６，６−テトラメチルピ
ペリジン−１−オキシルに代え（実施例４、５）あるい
は溶媒をトルエンに代えて（実施例６）、実施例１(2)
及び実施例１(3)と同様な条件で反応させた。結果を表
４に示す。表４中、ＴＥＭＰＯは、２，２，６，６−テ
トラメチルピペリジン-1-オキシルを意味する。ＢｚＯ
−ＴＥＭＰＯは、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，
６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルを意味す
る。Examples 4 to 6 Synthesis of 3-methyl-2,4-nonanedione As Examples 4 to 6, the 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone obtained in Example 1 (1) was used. The nitroxyl radical derivative was changed to 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (Examples 4 and 5) or the solvent was changed to toluene (Example 6) to obtain Example 1 (2).
The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 (3). Table 4 shows the results. In Table 4, TEMPO means 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl. BzO
-TEMPO is 4-benzoyloxy-2,2,6
It means 6-tetramethylpiperidine-1-oxyl.
【００５０】[0050]
【表４】 [Table 4]
【００５１】比較例３ ３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンのスワン酸
化 オキザリルクロライド１２．６ｇ（０．１ｍｏｌ）をジ
クロロメタン５０ｍｌに溶解し、−６０℃に冷却した。
これにジメチルスルホキシド１５．６ｇ（０．２ｍｏ
ｌ）及びジクロロメタン２０ｍｌの混液を３０分かけて
滴下した。同温でジクロロメタン２０ｍｌに溶解した実
施例１(1)で得られた３−メチル−４−ヒドロキシ−２
−ノナノン１５．５ｇ（０．０９ｍｏｌ）を３０分かけ
て滴下した。さらに、トリエチルアミン４５．５ｇ
（０．４５ｍｏｌ）を滴下した後、徐々に室温に戻し
た。水５０ｍｌを加えた後、有機層を分液、希塩酸洗
浄、炭酸ナトリウム水洗浄、食塩水洗浄を繰り返し行っ
た後、以下実施例１(2)と同様の処理をして、３−メチ
ル−２，４−ノナンジオン４．９ｇ（収率３２％）を得
た。Comparative Example 3 Swann oxidation of 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone 12.6 g (0.1 mol) of oxalyl chloride was dissolved in 50 ml of dichloromethane and cooled to -60 ° C.
15.6 g of dimethyl sulfoxide (0.2 mol
l) and 20 ml of dichloromethane were added dropwise over 30 minutes. 3-methyl-4-hydroxy-2 obtained in Example 1 (1) dissolved in 20 ml of dichloromethane at the same temperature
15.5 g (0.09 mol) of nonanone was added dropwise over 30 minutes. Furthermore, 45.5 g of triethylamine
(0.45 mol) was dropped, and the temperature was gradually returned to room temperature. After adding 50 ml of water, the organic layer was separated, washed repeatedly with dilute hydrochloric acid, washed with aqueous sodium carbonate and washed with saline, and then treated in the same manner as in Example 1 (2) to give 3-methyl-2. 4.9 g (32% yield) of 1,4-nonanedione were obtained.
【００５２】比較例４ ３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンのスワン酸
化 反応温度を−６０℃から５℃に代えて、比較例３と同様
な操作で反応を行った。その結果、目的物とする３−メ
チル−２，４−ノナンジオンを得ることは出来ずに、原
料の３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンを回収
した。Comparative Example 4 Swan oxidation of 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone The reaction was carried out in the same manner as in Comparative Example 3, except that the reaction temperature was changed from -60 ° C to 5 ° C. As a result, the desired product, 3-methyl-2,4-nonandione, could not be obtained, and the starting material, 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone, was recovered.
【００５３】表４及び比較例３〜４から明らかな様に、
各種ニトロキシルラジカル誘導体（ＴＥＭＰＯ，ＢｚＯ
−ＴＥＭＰＯ）を用いて酸化反応を行うと、目的とする
３−メチル−２，４−ノナンジオンを好収率で得ること
ができるが一方、ニトロキシルラジカル誘導体触媒によ
る酸化反応に代えて、スワン酸化を用いて反応を行う
と、反応温度が５℃では原料を回収するのみであった。
また、反応温度を−６０℃という極低温で行うことによ
って目的物を得ることができたが、収率が３２％であっ
た。この様にニトロオキシル触媒を用いて酸化反応を行
うことは、本反応を完成する上で非常に有用な反応であ
る。As is clear from Table 4 and Comparative Examples 3 and 4,
Various nitroxyl radical derivatives (TEMPO, BzO
-TEMPO), the desired 3-methyl-2,4-nonanedione can be obtained in good yield. On the other hand, instead of the oxidation reaction catalyzed by the nitroxyl radical derivative, swan oxidation is performed. When the reaction was carried out using, at a reaction temperature of 5 ° C., only the raw material was recovered.
The target product could be obtained by performing the reaction at an extremely low temperature of −60 ° C., but the yield was 32%. Performing an oxidation reaction using a nitroxyl catalyst in this way is a very useful reaction for completing this reaction.
【００５４】実施例７〜８ 粗３−メチル−２，４−ノナンジオンの精製 実施例７〜８として、実施例1(2)で得られた粗３−メチ
ル−２，４−ノナンジオンの精製を銅化合物アンモニア
性水溶液とし硝酸銅、硫酸銅に変えて、実施例１(3)と
同様な条件で精製反応を行った。結果を表５に示した。
表５から明らかな様に、各種銅塩（硝酸銅、硫酸銅）を
用いて精製を行うと、目的とする３−メチル−２，４−
ノナンジオンを高収率で得ることが出来た。この様に銅
塩を用いて精製を行うことは、本発明を完成する上で非
常に有用である。Examples 7 to 8 Purification of crude 3-methyl-2,4-nonanedione As Examples 7 and 8, purification of crude 3-methyl-2,4-nonanedione obtained in Example 1 (2) was carried out. A purification reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 (3) except that a copper compound ammoniacal aqueous solution was used and copper nitrate and copper sulfate were used. Table 5 shows the results.
As is clear from Table 5, when the purification was performed using various copper salts (copper nitrate, copper sulfate), the desired 3-methyl-2,4-
Nonandione could be obtained in high yield. Purification using a copper salt in this way is very useful for completing the present invention.
【００５５】[0055]
【表５】 [Table 5]
【００５６】[0056]
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれば
従来技術では安全性、経済性に問題のあった３−メチル
−２，４−ノナンジオンの製造法の問題点を解決し、高
収率で３−メチル−２，４−ノナンジオンが得られる。
特に、ニトロオキシル触媒を用いることにより低コスト
かつ安全性の高い次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カ
ルシウムを使用する酸化反応により高収率で目的物を大
量かつ容易に合成することができる。As described above in detail, according to the present invention, the problem of the method for producing 3-methyl-2,4-nonanedione, which had problems in safety and economy in the prior art, was solved. 3-methyl-2,4-nonanedione is obtained in high yield.
In particular, the use of a nitroxyl catalyst makes it possible to easily synthesize a large amount of the desired product in high yield by an oxidation reaction using sodium hypochlorite or calcium hypochlorite, which is low-cost and highly safe.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０７Ｃ 45/72 Ｃ０７Ｃ 45/72 49/12 49/12 // Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ (72)発明者 湯浅 良文 神奈川県平塚市西八幡一丁目５番１号 高 砂香料工業株式会社平塚工場内 (72)発明者 菅沼 利一 神奈川県平塚市西八幡一丁目４番11号 高 砂香料工業株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AC12 AC22 AC41 AC44 BA02 BA37 BA51 BB14 BC10 BC31 BE05 4H039 CA60 CA62 CC20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C07C 45/72 C07C 45/72 49/12 49/12 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 ( 72) Inventor Yoshifumi Yuasa 1-15-1 Nishi-Hachiman, Hiratsuka-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Hiratsuka Plant of Takasago International Co., Ltd. (72) Inventor Toshiichi Suganuma 4-1-1, Nishi-Hachiman, Hiratsuka-shi, Kanagawa Prefecture 4H006 AA02 AC12 AC22 AC41 AC44 BA02 BA37 BA51 BB14 BC10 BC31 BE05 4H039 CA60 CA62 CC20
Claims (8)
ルケトンとを水溶液中で塩基触媒の存在下、炭素−炭素
結合反応をさせて、式（２） 【化１】 で表わされる３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノ
ンとなし、ついで一般式（３） 【化２】 （式中、Ｒ１は、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭
素数１〜４の低級アルキル基、炭素数１〜４の低級アル
コキシ基、炭素数２〜５の低級アシロキシ基又はベンゾ
イルオキシ基を示し、Ｒ2は、水素原子又は炭素数１〜
４の低級アルキル基を示し、Ｒ1とＲ2は一緒になってオ
キソ基を形成していてもよい。)で表わされるニトロキ
シルラジカル誘導体と金属ハロゲン化物との存在下、次
亜ハロゲン酸塩と反応させることを特徴とする、式
（１） 【化３】 で表わされる３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造
方法。1. A carbon-carbon bonding reaction of n-hexylaldehyde and methyl ethyl ketone in an aqueous solution in the presence of a base catalyst to obtain a compound of the formula (2) 3-methyl-4-hydroxy-2-nonanone represented by the formula: ## STR2 ## (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a lower alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a lower acyloxy group having 2 to 5 carbon atoms or a benzoyloxy group. R 2 represents a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to
4 represents a lower alkyl group, and R 1 and R 2 may together form an oxo group. (1) wherein the nitroxyl radical derivative represented by the formula (1) is reacted with a hypohalite in the presence of a metal halide. A method for producing 3-methyl-2,4-nonanedione represented by the formula:
る、請求項１記載の３−メチル−２，４−ノナンジオン
の製造方法。2. The method for producing 3-methyl-2,4-nonanedione according to claim 1, wherein the hypohalite is hypochlorite.
ある、請求項２記載の３−メチル−２，４−ノナンジオ
ンの製造方法。3. The method for producing 3-methyl-2,4-nonanedione according to claim 2, wherein the hypochlorite is sodium hypochlorite.
ラジカル誘導体が、２，２，６，６−テトラメチルピペ
リジン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，２，６，
６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−オキ
ソ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オ
キシル及び４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テ
トラメチルピペリジン−１−オキシルから選ばれる少な
くとも１種である請求項１〜３のいずれか１項に記載の
３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。4. The nitroxyl radical derivative represented by the general formula (3) is 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-hydroxy-2,2,6,
6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-oxo-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl and 4-benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl The method for producing 3-methyl-2,4-nonanedione according to any one of claims 1 to 3, which is at least one member selected from the group consisting of:
求項１〜４のいずれか１項に記載の３−メチル−２，４
−ノナンジオンの製造方法。5. The 3-methyl-2,4 according to claim 1, wherein the metal halide is a metal bromide.
-A method for producing nonandione.
５記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方
法。6. The method for producing 3-methyl-2,4-nonanedione according to claim 5, wherein the metal bromide is potassium bromide.
土類金属から選ばれる金属の水酸化物又は炭酸塩である
請求項１〜５のいずれか１項に記載の３−メチル−２，
４−ノナンジオンの製造方法。7. The method according to claim 1, wherein the basic catalyst is a hydroxide or carbonate of a metal selected from alkali metals and alkaline earth metals.
A method for producing 4-nonanedione.
デヒドに対して０．０１〜０．２倍モルである請求項７
記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。8. The amount of the base catalyst present is 0.01 to 0.2 times mol of n-hexyl aldehyde.
A process for producing the described 3-methyl-2,4-nonanedione.
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