JP2001504834A - 第三アリルアルコールとアルケニルアルキルエーテルとの反応によるγ，δ−不飽和ケトンの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 香料又はビタミン若しくはカロチノイド用の中間生成物として需要があるγ，δ−不飽和ケトンを、高められた温度での酸性触媒の存在での第三アリルアルコールとアルケニルアルキルエーテルとの反応により製造する改良された方法は、この反応を一般式（ＩＶ）［式中、Ａ及びＢは、Ｃ原子１〜１０個を有する、分枝した又は分枝していないアルキル基又はアルコキシ基、場合により置換されたアリール基、シクロアルキル基、アリールオキシ基又はシクロアルキルオキシ基を表し；Ａは、付加的に−Ｈ又は−ＯＨを表してよく又はＡ及びＢは一緒に、場合により置換されたテトラメチレン基若しくはペンタメチレン基又は場合により置換されたフェニル−１，２−ジオール基又は１，１’−ビナフチル−２，２’−ジオール基を表す］のリン誘導体の存在で実施することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 第三アリルアルコールとアルケニルアルキルエーテルとの反応によるγ，δ− 不飽和ケトンの製法 １． 発明の対象 本発明の対象は、キャロル反応によるγ，δ−不飽和ケトンの製法での改良で ある。 一連のγ，δ−不飽和ケトンは、高価値な香料及びビタミンＥ、Ｋ₁又はカロ チノイドの製造用の中間生成物として価値が認められている。 ２． 従来の技術 ドイツ特許第１１９３４９０号明細書から、高められた温度で酸性触媒の存在 で第三アルコールをエノールエーテルと反応させることによるγ，δ−不飽和ケ トンの製法が公知である。その中では、特に好適な酸性触媒としてリン酸が挙げ られている。第三アリルアルコールの完全な反応に達するために必要とされる反 応時間は、１２５〜１４０℃の温度、約１０バールの圧力及び０．１〜０．２重 量％のリン酸濃度で１３〜１８時間である。この方法に関する欠点は、工業的方 法では大きな反応容量、ひいては高い設備費用をもたらす長い反応時間である。 化学的反応の促進のための慣用の方法は、反応温度を高める及び／又は触媒量 を増すことにある。このこ とをドイツ特許第１１９３４９０号明細書に記載の反応で試みると、γ，δ−不 飽和ケトンの収率は低下し、その結果、工業的方法はもはや経済的ではない（比 較例１〜３を参照）。 ３． 発明の課題 従って、本発明の課題は、第三アリルアルコールとアルケニルエーテルとの反 応の反応時間を短縮し、その際に収率を下げないことであった。 ４． 発明の記載 意想外に、特別なリン誘導体が第三アリルアルコールとアルケニルエーテルと の反応に比較的短い反応時間で非常に選択的に触媒作用を及ぼすことを見い出し た。 これに従って本発明の対象は、一般式Ｉ： ［式中、Ｒ¹及びＲ²は、場合により酸素含有基により置換された飽和又は不飽和 の、分枝した又は分枝していないアルキル基、アリール基又はアルキルアリール 基を表すか又はＲ¹及びＲ²は一緒に、場合により低級アルキル基１個若しくは数 個により置換されたテトラメチレン基又はペンタメチレン基を表し、Ｒ⁴はＣ₁〜 Ｃ₄−アルキル基を表し、Ｒ⁵は水素又はＣ₁〜Ｃ₄−ア ルキル基を表す］のγ，δ−不飽和ケトンを、一般式ＩＩ： の第三アリルアルコールと一般式ＩＩＩ： ［式中、Ｒ³はＣ₁〜Ｃ₄−アルキル基、有利にメチル基を表し、Ｒ⁴及びＲ⁵は上 記の意味を有する］のアルケニルアルキルエーテルとを１００〜２００℃の温度 で酸性触媒の存在で反応させることにより製造する方法において、該方法は、こ の反応を一般式ＩＶ： ［式中、Ａ及びＢは、Ｃ原子１〜１０個を有する、分枝した又は分枝していない アルキル基又はアルコキシ基、場合によりＣ₁〜Ｃ₄−アルキル基若しくはアルコ キシ基、ＯＨ基若しくはハロゲン１個若しくは数個により置換されたアリール基 、シクロアルキル基、アリ ールオキシ基又はシクロアルキルオキシ基を表し；Ａは、付加的に−Ｈ又は−Ｏ Ｈを表してよく又はＡ及びＢは一緒に、場合によりＣ原子１個若しくは２個を有 するアルキル基１個若しくは数個で置換されたテトラメチレン基若しくはペンタ メチレン基又は場合により置換された１，２−フェニル−ジオール基又は場合に より置換された１，１’−ビナフチル−２，２’−ジオール基を表す］のリン誘 導体の存在で実施することを特徴とする。 一般式ＩＩの第三アリルアルコールと一般式ＩＩＩのアルケニルアルキルエー テルとの反応をリンアリール誘導体又はリンアリールオキシ誘導体の存在で実施 する場合に、特に有利に本発明による方法を行うことができる。殊に、フェニル ホスホン酸、ジフェニルホスフィン酸、フェニルホスファート及びジフェニルホ スファートが挙げられる。工業的規模では一般的に、フェノールとＰＯＣｌ₃と の反応及び引き続く加水分解で簡単な方法でかつ安価に得られる、フェニルホス ファート及びジフェニルホスファートからの混合物を使用する。 本発明による方法に使用される触媒は、標準方法で調製して良好に入手可能で ある（Houben-weyl，“Methoden der Organischen Chemie"，第４版，1964，リ ン酸エステルに関しては12.2巻、１４３〜３７６頁；ホスフイン酸に関しては12 .1巻、２２０〜２ ６６頁及びホスホン酸に関しては12.1巻、３４８〜５５０頁を参照）。 触媒を、一般的に反応混合物１ｋｇ当たり触媒０．０００１モル〜１モル、有 利に０．００１モル〜０．０５モルの濃度で使用する。それらを、固体、溶融液 の形で又は溶液の形で使用することができる。添加を連続的又は少量ずつ行う。 触媒用の溶剤として、例えば水、アセトン、メタノール、ジメチルスルホキシ ド又はトルエンが挙げられる。しかし、出発物質として使用される一般式ＩＩの 第三アリルアルコールを触媒用の溶剤として使用することも可能である。 一般式ＩＩの第三アリルアルコールとして、有利に式中Ｒ¹が、飽和又は不飽 和の、分枝した又は分枝していないアルキル基、アリール基又はアルキルアリー ル基を表し、Ｒ²がＣ₁〜Ｃ₄−アルキル基、殊にメチル基を表すか又はＲ¹及びＲ² が一緒に、場合により低級アルキル基１個若しくは数個により置換されたテト ラメチレン基又はペンタメチレン基を表す一般式ＩＩのアリルアルコールが該当 する。 殊に、３−メチル−１−ブテン−３−オール、ヒドロリナロール（３，７−ジ メチル−１−オクテン−３−オール）、１−ビニル−シクロヘキサノール、ネロ リドール（３，７，１１−トリメチル−ドデカ−１，６，１０−トリエン−３− オール）、リナロール（３ ，７−ジメチル−オクタ−２，６−ジエン−３−オール）、ヒドロネロリドール （３，７，１１−トリメチル−ドデカ−１，６−ジエン−３−オール）及びテト ラヒドロネロリドール（３，７，１１−トリメチル−ドデカン−３−オール）が 挙げられる。 一般式ＩＩＩのアルケニルアルキルエーテルとして、有利に式中Ｒ³がメチル 基又はエチル基を表し、Ｒ⁴が水素又はメチル基を表し、Ｒ⁵がメチル基を表す一 般式ＩＩのアルケニルアルキルエーテルが該当する。 好適なアルケニルアルキルエーテルとして、例えば： イソプロペニルメチルエーテル、イソプロペニルエチルエーテル、イソプロペニ ルプロピルエーテル、イソプロペニルブチルエーテル、イソプロペニルイソブチ ルエーテル、２−メトキシ−１−ブテン、２−エトキシ−１−ブテン、２−プロ ポキシ−１−ブテン、２−ブトキシ−１−ブテン、２−メトキシ−２−ブテン、 ２−エトキシ−２−ブテン、２−メトキシ−１−ペンテン、２−エトキシ−１− ぺンテン、２−メトキシ−２−ペンテン、２−エトキシ−２−ペンテン、３−メ トキシ−２−ペンテン及び３−エトキシ−２−ペンテン、殊にイソプロペニルメ チルエーテルが挙げられる。 その際、工業的規模では往々にして、ジメトキシプロパンの熱分解による製造 の際に生じる、イソプロペ ニルメチルエーテル及びメタノールからの共沸混合物の形のイソプロペニルメチ ルエーテルを用いて作業し、それというのもこれにより実質的な収量損失が生じ ず、共沸混合物からのメタノールの経費のかかる除去を省略することができるか らである。 一般式ＩＩの第三アリルアルコールと一般式ＩＩＩのアルケニルアルキルエー テルとのモル比は、本発明による方法では一般的に１：２．０〜１：５．０、有 利に１：２．１〜１：３．０である。 反応を、一般的に１００〜２００℃、有利に１００〜１７０℃、殊に１３０〜 １６０℃の温度で耐圧容器内で、反応温度で生じる圧力下で行う。高い温度範囲 での作業の際には、触媒は比較的高温で非常に徐々に分解するので、反応の進行 中に尚更なる触媒を添加することが望ましい。 本方法の実施のためには一般的に、第三アリルアルコール及びアルケニルアル キルエーテルからの混合物を反応器内に装入し、混合物を反応温度に加熱した後 に触媒を固体、溶融液の形で若しくは殊に好適な溶剤に溶かして連続的に若しく は少量ずつ添加するか又は、場合によりアリルアルコールの一部と共に、アルケ ニルアルキルエーテルのみを装入し、これを加熱後に第三アルコール中の若しく は第三アルコール及び一般式ＩＶの触媒からの混合物若しくは溶液を連続的に若 しくは少量ずつ添加するように行う。 反応時間は一般的に６〜１０時間、有利に７〜９時間である。 反応を不連続的にも連続的にも実施することができる。 工業的規模では反応を一般的に連続的に実施する。 その際、反応器として、加圧下での反応用に設計された撹拌槽型反応器若しく は管からのカスケード又は相応する撹拌槽型反応器及び管からのカスケードを使 用する。 反応混合物の後処理のために、これを一般的に場合により中和又は緩衝の後に 蒸留する。その際、蒸留されるべき混合物が塩基性反応を示さない、せいぜい弱 塩基性反応を示すことだけが重要である。 本発明による方法を用いて、香料として又はビタミン及びカロチノイド用の中 間生成物としての需要がある一般式Ｉのγ，δ−不飽和ケトンを、比較的短い反 応時間で非常に良好な収率で製造することができる。 例１〜１０ 容量３００ｍｌを有する耐食性材料（ＨＣ４−鋼）製の耐圧容器内に、第１表 に示された量の第１表に記載の第三アリルアルコール及び第１表に示された量の 、メタノール約９重量％を含有するイソプロペニルメチルエーテル−メタノール 共沸混合物（ＩＭＡ）及び第１表に示された量の第１表に記載の触媒を装入し、 耐圧容器を閉じ、窒素で洗い、次いで３０分（ｍｉｎ ）以内に第１表に示された反応温度に加熱した。第１表に示された反応時間の後 に耐圧容器を空け、場合により中和又は緩衝の後に、蒸留する。達成された不飽 和ケトンの収率を、内標準に対するガスクロマトグラフィー試験（ＧＣ）により 測定し、第１表に記載した。 ＊ 減圧下でのヴィグロ塔（Viqreux-Kolonne）を用いた蒸留後 ＊＊ 酢酸Ｎａでの緩衝化及び減圧でのヴィグロ塔を用いた蒸留後 ＊＊＊アルミニウムトリイソプロピラートでの中和及び減圧下でのヴィグロ塔を 用いた蒸留後 例１１ ヒドロリナロール３９３ｇ及びＩＭＡ混合物１１８７ｇを４リットル耐圧容器 に装入した。耐圧容器を窒素で洗い、１５０℃に加熱した。４時間以内に更なる ヒドロリナロール３９３ｇ及びアセトン２５ｍｌ中のジフェニルホスファート１ ．５ｇの溶液を、ポンプ２個を用いて耐圧容器内に導入した。その際、反応温度 は１５０℃であった。引き続いて、耐圧容器の内容物を更に１５０℃で２時間撹 拌した。 反応器排出物４００ｇをアルミニウム−ｓ−ブチラート０．１２６ｇで中和し 、ヴィグロ塔を用いて０．９ミリバールで蒸留した。ヒドロゲラニルアセトンの 収率は、使用ヒドロリナロールに対して９２％であった。 例１２ 容量約３００ｍｌを有する耐圧容器内にＩＭＡ混合物７１ｇを入れた。耐圧容 器を閉じ、窒素で洗い、そして１３５℃に加熱した。ポンプを用いて４時間以内 に１−ビニル−シクロヘキサノール３８ｇ中のモノ− （ｐ−ｔ−ブチルフェニル）−ホスファート１３３ｍｇの溶液を、３０分ごとに ８等分ずつ添加した。その後、耐圧容器の内容物を１３５℃で尚更に４時間撹拌 して反応を完了させた。 反応排出物に酢酸ナトリウム５４ｍｇを加え、蒸留した。４−シクロヘキシリ デン−ブタン−２−オンの収率は８２％であった。 例１３ 容量約３００ｍｌを有する耐圧容器内にＩＭＡ混合物７２ｇを入れた。耐圧容 器を閉じ、窒素で洗い、そして１５０℃に加熱した。ポンプを用いて４時間以内 に、リナロール４７ｇに溶かされた５８：４０のモル比のモノフェニルホスファ ート及びジフェニルホスファートからなる混合物７２ｍｇの溶液を、３０分ごと に８等分ずつ添加した。その後、耐圧容器の内容物を１５０℃で尚更に３時間撹 拌して反応を完了させた。 反応排出物に酢酸ナトリウム３６ｍｇを加え、蒸留した。ゲラニルアセトンの 収率は８８％であった。 例１４ 容量約３００ｍｌを有する耐圧容器内にＩＭＡ混合物７２ｇを装入した。耐圧 容器を閉じ、窒素で洗い、そして１６０℃に加熱した。ポンプを用いて４時間以 内に、リナロール４７ｇに溶かされたモノ−（ｐ−メトキシ−フェニル）−ホス ファート１２１ｍｇの溶液を、３０分ごとに８等分ずつ添加した。その後、耐圧 容器の内容物を１６０℃で尚更に４時間撹拌して反応を完了させた。 反応排出物に酢酸ナトリウム６０ｍｇを加え、蒸留した。ゲラニルアセトンの 収率は８９％であった。 例１５ ヒドロネロリドール６０３ｇ及びＩＭＡ混合物ＩＩ４０ｇを４リットル耐圧容 器に装入した。耐圧容器を窒素で洗い、１５０℃に加熱した。５時間以内にポン プ２個を用いて、更なるヒドロリナロール６０３ｇ及びアセトン５０ｍｌ中のフ ェニルホスホン酸１１ｇの溶液を耐圧容器内に導入した。その際、反応温度は１ ５０℃であった。引き続いて、耐圧容器の内容物を更に１５０℃で５時間撹拌し た。 反応器排出物１００ｇをトルエン中の１％アルミニウム−トリ−イソプロピラ ート溶液６１ｇで中和し、ヴィグロ塔を介して０．４ミリバールで蒸留した。ヒ ドロファルネシルアセトンの収率は、使用ヒドロネロリドールに対して８８％で あった。 例１６ ヒドロネロリドール４７６ｇ及びＩＭＡ混合物９８６ｇを４リットル耐圧容器 に装入した。耐圧容器を窒素で洗い、１２５℃に加熱した。５時間以内にポンプ ２個を用いて、更なるヒドロリナロール４７６ｇ及びアセトン２５ｍｌ中のジフ ェニルホスファート２．５ｇの溶液を耐圧容器内に導入した。その際、反応温度 は１２５℃であった。引き続いて、耐圧容器の内容物を更に１２５℃で３時間撹 拌した。 ヒドロファルネシルアセトンの収率は、使用ヒドロネロリドールに対して８７ ％であった。 比較例１〜３ その都度、第２表から明かな第三アリルアルコール０．４モル、イソプロペニ ルメチルエーテル２．３当量及び第２表に記載のＨ₃ＰＯ₄の濃度が反応混合物中 で達成される程のリン酸を、例１に記載の耐圧容器内に装入し、耐圧容器を閉じ 、Ｎ₂で洗い、次いで３０分以内に、第２表欄４に記載の反応温度に加熱し、そ の際約１０バールの圧力が生じ、これは反応の進行中に低下した。 第２表欄４に記載の反応時間の後に反応は完了した。耐圧容器を冷却し、開け た。反応混合物を酢酸ナトリウムで緩衝化した。引き続いて、常圧で低沸点の成 分を蒸留分離し、次いで１〜２ミリバールで不飽和γ，δ−ケトンを蒸留分離し た。第２表に、より高温及びより短い反応時間で得られた収率（欄４参照）をド イツ特許第１１９３４９０号明細書の例１、１０及び１２により得られた収率（ 欄５参照）と対比させている。 ^★ DE 11 93 490の例1参照^★★ DE 11 93 490の例10参照^★★★ DE 11 93 490の例12参照

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 一般式Ｉ： ［式中、Ｒ¹及びＲ²は、酸素含有基により置換されていてよい飽和又は不飽和の 、分枝した又は分枝していないアルキル基、アリール基又はアルキルアリール基 を表すか又はＲ¹及びＲ²は一緒に、低級アルキル基１個若しくは数個により置換 されていてよいテトラメチレン基又はペンタメチレン基を表し、Ｒ⁴はＣ₁〜Ｃ₄ −アルキル基を表し、Ｒ⁵は水素又はＣ₁〜Ｃ₄−アルキル基を表す］のγ，δ− 不飽和ケトンを、一般式ＩＩ： の第三アリルアルコールと一般式ＩＩＩ： ［式中、Ｒ³はＣ₁〜Ｃ₄−アルキル基、有利にメチル基を表す］のアルケニルア ルキルエーテルとを１００〜２００℃の温度で酸性触媒の存在で反応させること により製造する方法において、この反応を一般式ＩＶ： ［式中、Ａ及びＢは、Ｃ原子１〜１０個を有する、分枝した又は分枝していない アルキル基又はアルコキシ基、Ｃ₁〜Ｃ₄−アルキル基若しくはアルコキシ基、Ｏ Ｈ基若しくはハロゲン１個若しくは数個により置換されていてよいアリール基、 シクロアルキル基、アリールオキシ基又はシクロアルキルオキシ基を表し；Ａは 、付加的に−Ｈ又は−ＯＨを表してよく又はＡ及びＢは一緒に、Ｃ原子１個若し くは２個を有するアルキル基１個若しくは数個で置換されていてよいテトラメチ レン基若しくはペンタメチレン基又は置換されていてよい１，２−フェニル−ジ オール基又は置換されていてよい１，１’−ビナフチル−２，２’−ジオール基 を表す］のリン誘導体の存在で実施することを特徴とする、γ，δ−不飽和ケト ンの製法。 ２． 一般式ＩＩの第三アルコールと一般式ＩＩＩのアルケニルアルキルエーテ ルとの反応を、フェニル ホスホン酸、ジフェニルホスフィン酸、フェニルホスファート、ジフェニルホス ファート又はフェニルホスファートとジフェニルホスファート又はフェニルホス ホン酸とジフェニルホスフィン酸との混合物の存在で実施する、請求項１記載の 方法。 ３． 反応混合物中の触媒の濃度が、反応混合物１ｋｇ当たり触媒０．０００１ モル〜１モルである、請求項１記載の方法。 ４． 触媒を、固体として、溶融液として又は好適な溶剤に溶かして反応混合物 中に導入する、請求項１記載の方法。 ５． 触媒を、一般式ＩＩの第三アリルアルコールに溶かして反応混合物中に導 入する、請求項１記載の方法。 ６． 反応を１００〜１７０℃の温度で密閉された反応器内で実施する、請求項 １記載の方法。 ７． 一般式ＩＩの第三アリルアルコール及び一般式ＩＩＩのアルケニルアルキ ルエーテルを、１：２．０〜１：５．０、殊に１：２．１〜１：３．０のモル比 で使用する、請求項１記載の方法。 ８． 一般式ＩＩの第三アリルアルコールとして、３メチル−１−ブテン−３− オール、リナロール、ヒドロリナロール、ネロリドール、ヒドロネロリドール、 テトラヒドロネロリドール又は１−ビニル−シクロヘキサノールを使用する、請 求項１記載の方 法。 ９． 一般式ＩＩＩのアルケニルアルキルエーテルとして、イソプロペニルメチ ルエーテルをイソプロペニルメチルエーテル及びメタノールからの共沸混合物の 形で使用する、請求項１記載の方法。 １０． 方法を連続的に、密閉された撹拌槽型反応器若しくは管からのカスケー ド又は密閉された撹拌槽型反応器及び管からのカスケード内で実施する、請求項 １記載の方法。