JP2001354609A - 大環状ケトンの製造方法 - Google Patents
大環状ケトンの製造方法Info
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Abstract
製造する方法の提供。 【解決手段】 炭素数9〜12を有するω-アルケン酸
のエステルを四塩化チタン又は四塩化ジルコニウム及び
トリアルキルアミンの存在下に縮合させてβ-ケト酸エ
ステルとし、これをメタセシス反応により分子内環化す
ることからなるα-アルコキシカルボニル大環状ケトン
の製造方法。
Description
の中間体として利用される大環状ケトンを高効率で製造
する方法に関する。
(1)で示されるシベトンは麝香の香気成分として知ら
れ、非常に高価で取引されている。
多くの報告されて(Alvin S. Williams, Synthesis, 19
99(10), 1707-1723)おり、例えば、オレイン酸エス
テルのメタセシスで製造した9-オクタデセン二酸ジエス
テルを原料とし、クライゼン縮合(ディークマン縮合)
により分子内環化させて、α-アルコキシカルボニル大
環状ケトンとした後、これを加水分解してα-カルボキ
シ大環状ケトンとし、次にこのα-カルボキシ大環状ケ
トンを脱炭酸する(Choo, Yuen et al., J. Am. Oil Ch
em. Soc. 1994, 71(8), 911-913)方法が知られてい
る。
4)、トリブチルアミン(Bu3N)および必要に応じてク
ロロトリメチルシラン(TMSCl)触媒を使用する新しい
クライゼン縮合方法を報告し(Y. Tanabe et al., Tetr
ahedron Letters 1999, 40 4227-4230)、さらにこの方
法を用いて、炭素数18〜21の長鎖ジカルボン酸のジエス
テルから効率的に大環状ケトンを製造する方法を提案し
た(特願平2000-101905号)。
ン縮合について、さらに鋭意、研究を進めた結果、驚く
べきことに、末端に二重結合を有するアルケン酸のエス
テルを出発原料とすると、高収率で、両末端にそれぞれ
二重結合を有するアルカジエニルのβ-ケト酸エステル
を得ることができ、これをメタセシス反応により分子内
環化させて大環状ケトンを合成できること、及びこの一
連の反応がワンポットで進行することを見出した。
解決するもので、本発明の目的は、高収率で、しかも効
率よく大環状ケトン類を製造する方法を提供することに
ある。
素数9〜12を有するω-アルケン酸のエステルを四塩
化チタン又は四塩化ジルコニウム及びトリアルキルアミ
ンの存在下に縮合させてβ-ケト酸エステルとし、これ
をメタセシス反応により分子内環化してα-アルコキシ
カルボニル大環状ケトンを製造する方法、及びこの方法
で得られたα-アルコキシカルボニル大環状ケトンを、
加水分解した後、脱炭酸して大環状ケトンを製造する方
法、または前記ω-アルケン酸エステルを四塩化チタン
又は四塩化ジルコニウム、トリアルキルアミン及びメタ
セシス触媒の存在下に反応させて大環状ケトンを製造す
る方法からなる。
す。
ルケン酸のエステルは、上記スキーム中の化学式(2)
で表されるものであり、この式中のnが6〜9のものを意
味している。上記化学式(2)中のRは炭化水素基であれ
ば何ら支障はないが、特には、メチル、エチル、プロピ
ル、イソプロピル、ブチルなどの炭素数1〜4の低級アル
キル基、ベンジル基、フェネチル基が好適である。
ルケン酸のエステルの具体例としては、8-ノネン酸、9-
デセン酸、10-ウンデセン酸、11-ドデセン酸等のメチル
エステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプ
ロピルエステル、ブチルエステル、ベンジルエステル、
フェネチルエステル等を挙げることができる。
数1〜4の低級アルキル基のアミンが好ましく、特には、
Bu3Nが好適である。
クライゼン縮合(A)を行うには、以下の方法が特に好
ましい。 (1)アルケン酸エステルとトリアルキルアミンとの溶
媒希釈液に、TiCl4(または溶媒希釈液でもよい)を混
合する方法。 (2)アルケン酸エステルとTiCl4の溶媒希釈液にトリア
ルキルアミンを混合する方法。 (3)ZrCl4の懸濁液に、アルケン酸エステル(または溶
媒希釈液でもよい)、次いでトリアルキルアミン(また
は溶媒希釈液でもよい)を混合する方法。
は、原料1モルに対し0.6〜3モル、好ましくは1.5〜2.5
モルで、TiCl4またはZrCl4の使用量は、原料1モルに対
し0.6〜2.5モル、好ましくは1.2〜2モルである。
も使用できるが、炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン
化炭化水素が良く、特にジクロロメタン、トルエンが好
ましい。
選択されるが、一般的には、原料の濃度が0.2〜2モル/
リットルになるような範囲から選ぶと良い。
30℃で反応させる。また、反応時間は反応液の濃度、混
合速度などを考慮して適宜選定すればよい。
(3)に示すような両末端にそれぞれ二重結合を有する
ω,ω’-アルカジエニルのβ-ケト酸エステル、例え
ば、9-デセン酸メチルエステルを原料とした場合は、3-
オキソ-2-(7-オクテニル)-11-ドデセン酸メチルエス
テルが生成する。
ルをメタセシス反応(B)に供し、分子内環化を行う。
このメタセシス反応は、有機溶媒中、メタセシス触媒の
存在下に行われる。この場合の溶媒は、本反応に不活性
なものならいずれも使用できるが、炭化水素、芳香族炭
化水素、ハロゲン化炭化水素が良く、特にジクロロメタ
ン、トルエンが好ましい。また、溶媒の使用量は、原料
の種類によって、適宜選択されるが、一般的には、原料
の濃度が0.001〜0.2モル/リットルになるような範囲か
ら選ぶと良い。
ているMo、W、Re、Ru等、4A〜8族の遷移金属の酸化物や
カルボニル化合物等をアルミナやシリカゲル等に担持し
た触媒や前記遷移金属塩にアルキル金属を共触媒として
加えたチーグラー型触媒をはじめ、リングクロージング
メタセシス(RCM)に使用可能な触媒(Susan K. Armstr
ong, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1998, 371-38
8)等を用いることができるが、特には、グルブス触媒
(Grubb’s reagent:(Cy3P)2Cl2Ru=CHPh)を用いる
ことが、分子内環化反応が効率よく進行し、好ましい。
この触媒の使用量は、触媒の種類によって異なるため一
概には決めることはできないが、グルブス触媒を用いる
場合は、原料アルケン酸エステルに対し1〜20モル%の範
囲になるように適宜選定すると良い。
℃の範囲で適宜選定し、また、反応時間は反応液の濃
度、混合速度などを考慮して適宜選定すればよい。
(4)に示すようなα-アルコキシカルボニル大環状ケト
ン、例えば、3-オキソ-2-(7-オクテニル)-11-ドデセ
ン酸メチルエステルからは、2-メトキシカルボニル-9-
シクロペンタデセノン(α-メトキシカルボニルシベト
ン)が生成する。
ルボニル大環状ケトンは、E体とZ体が3:1の混合物あ
り、これを、公知の方法(例えばChoo, Yuen et al.,
J. Am. OilChem. Soc. 1994, 71(8), 911-913)にし
たがって加水分解、脱炭酸することにより、E体とZ体が
前記割合の大環状ケトンを得ることができる。
シス反応は、ワンポット反応(C)により行うことがで
きる。この場合は、脱α-アルコキシカルボニル化まで
反応が進行し、大環状ケトン(5)が得られる。
のクライゼン縮合反応条件で反応を行い、この反応が終
了した時点で、この反応液に、新たに所定の有機溶媒を
加え、メタセシス触媒、特に好ましくは、グルブス触媒
の所定量を添加し、反応温度を上げて、メタセシス反応
を行わせる。また、反応の当初から、反応原料、溶媒、
四塩化チタン又は四塩化ジルコニウム及びトリアルキル
アミン、さらにはメタセシス触媒を加えておき、反応温
度をクライゼン縮合条件の低温で反応させ、ついで、メ
タセシス反応条件の高温で反応させる方法で行っても特
に支障はない。
が、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
l)とBu3N(3.34g, 18.0mmol)のトルエン(16.0ml)溶
液を撹拌している中に、TiCl4(1.65ml, 15.0mmol)の
トルエン(4.0ml)溶液を滴下した。さらに、同温度で1
時間間撹拌した。反応混合物に水(20ml)を加え撹拌
後、エーテル抽出し、有機層を水洗、飽和食塩水洗後、
無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧留去した
後、粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサ
ン/エーテル=40/1)により精製し、3-オキソ-2-(7-
オクテニル)-11-ドデセン酸メチルエステル(1.43g, 9
3%)を得た。 Pale yellow oil.1 H-NMR (300 MHz, CDCl3) δ 1.21-1.43 (16H, m),
1.51-1.63 (2H, m),1.78-1.89 (2H, m), 1.99-2.0
7 (4H, m), 2.39-2.60, (2H, m), 3.43 (0.97H,
t, J = 7.4 Hz; keto form), 3.71 (2.91H, s; keto
form), 3.75 (0.09H, s; enol form), 4.90-5.03
(4H, m), 5.72-5.87 (2H, m).13 C-NMR (75 MHz, CDCl3) δ 23.37, 27.37, 28.19,
28.70, 28.78, 28.83, 28.91, 29.11, 29.13, 33.62, 3
3.67, 41.77, 52.14, 58.94, 114.14, 114.18, 138.89,
138.96, 170.34, 205.27.
トルエン(1.0ml)溶液を、110℃の3-オキソ-2-(7-オ
クテニル)-11-ドデセン酸メチルエステル(101mg, 0.3
mmol)のトルエン(79ml)溶液に数分間で滴下し、2時
間攪拌反応させた。溶媒を減圧留去した後、粗生成物を
シリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル
=40/1→20/1)により精製し、2-メトキシカルボニル-
9-シクロペンタデセノン(78mg, 84%;E:Z=ca. 3:1)
を得た。 Pale yellow oil ; E : Z = ca. 3 :1.12 H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 1.14-1.45 (16H,
m), 1.51-1.71 (2H, m),1.73-2.11 (6H, m), 2.45
-2.56 (2H, m), 3.49 (0.25H, dd, J = 9.0 Hz,J =
5.4 Hz; Z form), 3.51 (0.75H, dd, J = 8.7 Hz, J
= 6.2 Hz; E form), 3.70 (3H, s), 5.25-5.39 (2
H, m).13 C-NMR (100 MHz, CDCl3) E-form; δ 23.40, 27.1
9, 27.37, 27.41, 27.84,28.30, 28.40, 28.60, 28.70,
28.84, 31.84, 41.43, 52.20, 58.35, 130.85,131.08,
170.16, 206.73. Z form; δ 23.35, 26.58, 26.79,
27.05, 27.96, 28.00, 28.08, 28.15, 28.35, 28.45, 2
8.98, 29.01, 41.54, 52.24, 58.42, 130.07, 130.15,
170.24, 206.36.
ロペンタデセノン(247mg, 0.8mmol)を5%NaOH水溶液-
MeOH-THF(6.5ml-13ml-6.5ml)混合液に加え、70℃で5
時間撹拌した。0℃に冷却後、10%硫酸水溶液を微酸性
になるまで加え、10分環流させた。
有機層を水洗、飽和食塩水洗後、無水硫酸ナトリウムで
乾燥した。粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィー
(ヘキサン/エーテル=30/1→20/1)により精製し、
シベトン(190mg, 95%;E:Z = ca.3:1)を得た。 Colorless oil ; E : Z = ca. 3 :1.1 H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 1.16-1.41 (16H, m),
1.53-1.67 (4H, m),1.95-2.07 (4H, m), 2.37
(1.5H, t, J = 7.1 Hz; E form), 2.40 (0.5H,t, J
= 6.7 Hz; Z form), 5.25-5.39 (2H, m).13 C-NMR (100 MHz, CDCl3) E-form; δ 23.98, 27.3
8, 28.32, 28.74, 28.79,31.91, 42.45, 130.93, 213.1
3. Z-form;δ 23.83, 26.66, 28.10, 28.18, 28.57, 2
9.00, 42.41, 130.12, 212.50.
とBu3N(200mg, 1.08mmol)のトルエン(2.6ml)溶液を
撹拌している中に、TiCl4のトルエン溶液(1.0M,0.90m
l, 0.9mmol)を滴下した。トルエン(76ml)を加えた
後、さらに同温度で1時間間撹拌した。次に、この溶液
を110℃に昇温し、グルブス触媒(49mg, 0.06mmol)の
トルエン(0.5ml)溶液を、数分間で滴下し、TLCでモニ
ターしながら8時間攪拌反応させた。水(20ml)を加
え、溶媒を減圧留去した後、エーテル抽出し、有機層を
水洗、飽和食塩水洗後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し
た。濃縮した粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィー
(ヘキサン/エーテル=30/1→20/1)により精製し、
シベトン(36mg, 48%)を得た。
酸メチルエステル アルゴン気流下、0〜5℃で、ZrCl4(350mg, 1.5mmol)
のトルエン懸濁液(1.2ml)に methyl 9-decenoate(18
4mg, 1.0mmol)のトルエン溶液(0.4ml)、次いでBu3N
(334mg, 1.8mmol)のトルエン溶液(0.4ml)を加え
た。さらに、同温度で、1時間撹拌した。反応混合液に
水を加え撹拌後、エーテル抽出し、有機層を水洗、飽和
食塩水洗後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減
圧留去した後、粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィ
ー(ヘキサン / エーテル = 40 / 1 →20 / 1)により
精製し、3-オキソ-2-(7-オクテニル)-11-ドデセン酸
メチルエステル(138mg, 82%)を得た。
塩化チタン等とトリアルキルアミンの存在下に縮合さ
せ、これをメタセシス反応により分子内環化させるよう
にしたため、高収率で、しかも効率よく大環状ケトン類
を製造できるという格別の効果を奏する。
Claims (3)
- 【請求項1】 炭素数9〜12を有するω-アルケン酸の
エステルを四塩化チタン又は四塩化ジルコニウム及びト
リアルキルアミンの存在下に縮合させてβ-ケト酸エス
テルとし、これをメタセシス反応により分子内環化する
ことからなるα-アルコキシカルボニル大環状ケトンの
製造方法。 - 【請求項2】 上記請求項1に記載の方法において得られ
るα-アルコキシカルボニル大環状ケトンを、加水分解
した後、脱炭酸することからなる大環状ケトンの製造方
法。 - 【請求項3】 炭素数9〜12を有するω-アルケン酸の
エステルを四塩化チタン又は四塩化ジルコニウム、トリ
アルキルアミン及びメタセシス触媒の存在下に反応させ
ることからなる大環状ケトンの製造方法。
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JP2006151921A (ja) * | 2004-12-01 | 2006-06-15 | Takasago Internatl Corp | ムスコンの製造方法及びその中間体 |
CN111826193A (zh) * | 2019-04-20 | 2020-10-27 | 华东理工大学 | 一种由生物质衍生物制备环烷烃的方法 |
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- 2000-06-13 JP JP2000176913A patent/JP3957954B2/ja not_active Expired - Fee Related
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