JP2003171335A - 大環状ケトン化合物の製造方法 - Google Patents
大環状ケトン化合物の製造方法Info
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Abstract
の(E)-2-シクロアルケノンから効率的に3-メチルシクロ
アルカノンを製造する方法を提供すること 【解決手段】 炭素数12〜18の2-ヒドロキシシクロアル
カノンスルホナートをアンモニウムスルホナートおよび
塩基触媒の存在下に処理して(E)-2-シクロアルケノンと
する方法、及び前記方法で得られた(E)-2-シクロアルケ
ノンをメチル化して3-メチルシクロアルカノンとする大
環状ケトンの製造方法。
Description
の中間体として利用される環員数12〜18の大環状ケ
トン化合物を高効率で製造する方法に関する。
(1)で示されるシクロペンタデカノンや化学式(2)
で示される3-メチルシクロペンタデカノン、いわゆるム
スコ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。
めに、(R)体と(S)体の光学異性体が存在する。天然物は
(R)体であり、(S)体に比べて香気が3倍以上強く、香質
も優れているとされている(Foods & Food Ingredients
Journal of Japan, 160, 87(1994))。
て、2-シクロペンタデセノンを銅試薬の存在下にメチル
グリニャール試薬によってメチル化(マイケル付加)す
る合成法が知られている(Journal of the Korean Chem
ical Society, 40, (4), 243 (1996)など)が、本法に
より得られるのはラセミ体である。そのため、価値の高
い光学活性な(R)体を、不斉マイケル付加により合成す
る方法が提案されている(特開平3-236357号公報)。
スコン合成においては、反応原料の2-シクロペンタデセ
ノンが、高純度の(E)-2-シクロペンタデセノンであるこ
とが要求される。高純度の(E)-2-シクロペンタデセノン
を得る方法としては、シクロペンタデカノンをハロゲン
化し、これを金属ナトリウムの存在下にチオールまたは
セレノールと反応させるか、あるいはナトリウムメルカ
プチドと反応させ、次いで酸化した後、加熱して脱ヒド
ロスルフェニル化または脱ヒドロセレネニル化すること
を特徴とする方法が提案されている(特開平3-184935号
公報)。しかし、この高純度の(E)-2-シクロペンタデセ
ノン合成方法は多段階の反応工程が必要であり、経済性
に問題があった。
合成法として、2-ヒドロキシシクロドデカノンのカルボ
ニル基をエチレンアセタールで保護した後、ヒドロキシ
ル基をトシル基に変換し、N-メチル-2-ピロリジノン溶
媒中、強塩基であるカリウムt-ブトキシドを作用させる
ことで脱トシル化を行い、対応するオレフィンを生成さ
せ、引き続きカルボニル基を脱保護することで2-シクロ
ドデセノンを得る方法が知られている(特公平7-108876
号公報)。2-ヒドロキシシクロアルカノンはアルカン二
酸ジエステルをアシロイン縮合させて得ることができ、
この化合物は、例えば、亜鉛と所定濃度の硫酸などの鉱
酸の存在下に有機溶媒中で還元を行うことでシクロアル
カノンにできることが知られている(特許第3087921号
公報など)。すなわち、2-ヒドロキシシクロアルカノン
はシクロアルカノンの前駆体であるため、これを利用で
きれば経済性が高くなることが期待できる。しかし、特
公平7-108876号公報に記載された方法で得られる2-シク
ロドデセノンの幾何異性体比は開示されておらず、また
2-ヒドロキシシクロドデカノンから2-シクロドデセノン
を得るまでに保護、脱保護を含んだ工程が必要であり、
実施例から計算した収率は27%と低い。このため、仮
に高純度の(E)-2-シクロドデセノンが得られていたとし
ても、この方法では経済的ではない。
決するもので、本発明の目的は、高純度の(E)-2-シクロ
アルケノンを効率的に製造する方法、及びこの(E)-2-シ
クロアルケノンを原料としてアルキル基を導入すること
により、アルキルシクロアルカノンを効率的に製造する
方法等、効率的な大環状ケトンの製造方法を提供するこ
とにある。
ルカノンの前駆体である2-ヒドロキシシクロアルカノン
を原料とした(E)-2-シクロアルケノンの反応工程の短縮
化について、鋭意、研究を進めた結果、水酸基をスルホ
ナート脱離基へ変換し、当該脱離基をアンモニウムスル
ホナート、及び塩基触媒の存在下に脱離させると、驚く
べきことに、保護基を導入する必要がなく、しかも高収
率で脱離反応が進行して(E)-2-シクロアルケノンが得ら
れること、及び得られた(E)-2-シクロアルケノンは既存
の不斉マイケル付加反応により容易に光学活性3-アルキ
ルシクロアルカノンに導くことができることを見出し、
本発明に想到した。
ヒドロキシシクロアルカノンスルホナートをアンモニウ
ムスルホナート、好ましくは、アンモニウムp-トルエン
スルホナート又はアンモニウムメタンスルホナート、及
び塩基触媒、好ましくは、含窒素有機塩基の存在下に処
理して、(E)-2-シクロアルケノンとすることからなる大
環状ケトン化合物の製造方法に関する。
(E)-2-シクロアルケノンをアルキル化して3-アルキルシ
クロアルカノンとする、好ましくは、不斉アルキル化し
て光学活性3-アルキルシクロアルカノンとすることから
なる大環状ケトン化合物の製造方法に関する。
ンタデカノンスルホナートをアンモニウムスルホナート
および塩基触媒の存在下に処理して得られた(E)-2-シク
ロペンタデセノンをメチル化して3-メチルシクロペンタ
デカノン、好ましくは、不斉メチル化して、光学活性3-
メチルシクロペンタデカノン体とすることからなる大環
状ケトン化合物の製造方法に関する。
18の2-ヒドロキシシクロアルカノンスルホナートは、
対応する炭素数の2-ヒドロキシシクロアルカノンの水酸
基をスルホナート脱離基へ変換することにより得ること
ができる。このスルホナート脱離基としてはトシルオキ
シ基、メシルオキシ基などのスルホン酸エステル基が好
適である。
法としては、2-ヒドロキシシクロアルカノンを、トルエ
ン、キシレン、アセトニトリル、ジクロロメタン、ピリ
ジンなどの有機溶媒中でp-トルエンスルホン酸、メタン
スルホン酸などのスルホン酸の酸塩化物と塩基触媒の存
在下に、−20℃〜50℃、好ましくは、−10℃〜2
0℃の温度で反応させることにより行うことができる。
スルホン酸の酸塩化物の使用量は、2-ヒドロキシアルカ
ノン1モルに対し、1〜5モル、好ましくは1〜4モル
とすると良い。この場合の塩基触媒としては、トリエチ
ルアミン、ピリジン等の有機塩基、又は炭酸カリウム等
の無機塩基が好ましく、その使用量は2-ヒドロキシアル
カノン1モルに対し、1〜5モル、好ましくは1〜4モ
ルとすると良い。
クロアルカノンは、対応する炭素数の直鎖アルカンジカ
ルボン酸ジエステルを有機溶媒中で金属ナトリウムの存
在下にアシロイン縮合させることにより、容易に合成で
きる。
カノンスルホナートのスルホナート脱離基を脱離させる
が、この脱離は、アンモニウムスルホナート及び塩基触
媒の存在下に行われる。
ホン酸と含窒素有機塩基とからなる塩で、特には、p-ト
ルエンスルホン酸のアミン塩、p-トルエンスルホン酸の
ピリジン塩、メタンスルホン酸のアミン塩、メタンスル
ホン酸のピリジン塩等を好適に用いられる。アンモニウ
ムスルホナートの使用量は、2-ヒドロキシシクロアルカ
ノンスルホナート1モルに対して0.05〜0.5モルの
範囲から適宜選定することが好ましい。
ミン、ピリジン等の含窒素有機塩基の使用が好ましく、
特には、上記のアンモニウムスルホナートの共役塩基で
あるアミン化合物が好ましい。さらに、本反応は加熱下
に行うことが好ましく、加圧可能な装置を使用する場合
以外は、トリブチルアミン等の高沸点有機塩基の使用が
特に好ましい。この塩基触媒の使用量は、脱離原料1モ
ルに対して1モル以上あれば良く、必要に応じて溶媒量
使用しても良い。
合、当該溶媒は本反応に不活性なものであれば特に支障
なく使用できるが、本反応は加熱下に行うため、加圧可
能な装置を使用する場合以外は、キシレン等の高沸点芳
香族炭化水素溶媒の使用が特に好ましい。
120〜180℃とすると良く、低沸点の溶媒を用いる
場合には、オートクレーブ中で加圧反応として実施して
もよい。
度などを勘案して決定されるが、0.1〜20時間、好
ましくは0.5〜5時間である。
ンタデセノンを、例えば、3-アミノ-2-ヒドロキシボル
ナン誘導体リガンド、および、有機金属試薬の存在下に
不斉マイケル反応によって、光学活性3-メチルシクロペ
ンタデカノンとすることができる(特開平03-236357号
公報参照)。また、必要に応じて、銅試薬の存在下にメ
チルグリニャール試薬によってメチル化(マイケル付
加)し、3-メチルシクロペンタデカノンとすることもで
きる(Journal of the Korean Chemical Society, 40,
(4), 243 (1996)など参照)。
が、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
l)およびトリエチルアミン (1.09 g, 10.8 mmol) のト
ルエン溶液 (5.4 ml) に0〜5℃でメシルクロリド (1.
24 g, 10.8 mmol) を5分かけて滴下した。反応混合物
を1時間撹拌した後、水を加えエーテルで抽出し、有機
層を水、飽和食塩水で洗浄し、次いで無水硫酸ナトリウ
ムで乾燥した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムク
ロマトグラフィー (ヘキサン : 酢酸エチル= 10 : 1)
で精製し、 2-ヒドロキシシクロペンタデカノンメタン
スルホナート (1.18 g, 69 %) を得た。
スルホナート ( 159 mg , 0.5 mmol)のo-キシレン( 0.5
ml ) 溶液にメタンスルホン酸ピリジニウム ( 18 mg ,
0.1 mmol )を撹拌しながら加えた。反応混合物を14
0℃に加熱し、トリブチルアミン ( 139 mg , 0.75 mmo
l )のo-キシレン溶液 ( 1.0 ml )を45分かけて滴下し
た。加熱開始から10時間後、反応溶液に水を加えエー
テルで抽出し、有機層を水−飽和食塩水で洗浄し、次い
で無水硫酸ナトリウムで乾燥した。得られた粗生成物
を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー ( ヘキサン
: 酢酸エチル = 40 : 1 )で精製し、目的物 ( 70 mg,
63 % )を得た。 1H NMR ( CDCl3 ) δ( 400 MHz ) 1.31 ( m, 16H ), 1.
55 ( m, 2H ), 1.68 ( m, 2H ), 2.27 ( m, 2H ), 2.50
( t, J = 6.8 Hz, 2H ), 6.19 ( dt, J = 1.6,16.0 H
z, 1H ), 6.82 (dt, J = 7.6, 15.6 Hz, 1H ) 13C NMR ( CDCl3 ) δ( 100 MHz ) 25.22, 25.29, 25.9
6, 26.14, 26.43, 26.63, 26.82, 26.90, 31.59, 40.0
2, 130.67, 148.05, 201.79
ン溶液の滴下時間を1時間に変更して行ったところ、加
熱開始から1時間30分後、原料の消失が確認でき、上
記と同様に処理・精製し、目的物 ( 64 mg, 58 % )を得
た。
l)およびトリエチルアミン(354mg, 3.50 mmol)のア
セトニトリル溶液(5.4 ml)に0〜5℃でトリメチルア
ミン塩酸塩(19mg, 0.20 mmol)を加え、10分撹拌し
た。次いで、メシルクロリド(344mg, 3.00 mmol)を2
分かけて滴下した。反応混合物を1時間撹拌した後、水
を加えエーテルで抽出し、有機層を水、飽和食塩水で洗
浄し、次いで無水硫酸ナトリウムで乾燥した。得られた
粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキ
サン : 酢酸エチル= 10 : 1)で精製し、 2-ヒドロキシ
シクロペンタデカノンメタンスルホナート(272mg, 86
%)を得た。
スルホナート(159 mg, 0.50 mmol), N, N-ジメチルベ
ンジルアンモニウムメタンスルホン酸塩(23 mg , 0.10
mmol)のo -キシレン(0.3 ml) 溶液を140℃に加熱
し、N, N-ジメチルベンジルアミン(88 mg, 0.65 mmo
l)のo-キシレン溶液(0.7 ml)を2時間かけて滴下し
た。加熱開始から8時間後、反応溶液に水を加えエーテ
ルで抽出し、有機層を水・飽和食塩水で洗浄し、次いで
無水硫酸ナトリウムで乾燥した。得られた粗生成物を、
シリカゲルカラムクロマトグラフィー (ヘキサン : 酢
酸エチル= 40 : 1)で精製し、目的物 ( 71 mg, 64 % )
を得た。
l) およびトリエチルアミン (0.93 g, 9.16 mmol) の
アセトニトリル溶液 (4.5 ml) に0〜5℃でトリメチル
アンモニウム塩酸塩 (44 mg, 0.40 mmol) を加え、10
分間撹拌した。次いで、トシルクロリド (1.31 g, 6.87
mmol) を5分間かけて分割して加えた。反応混合物を
2時間撹拌した後、水を加え、エーテルで抽出し、有機
層を水、飽和食塩水で洗浄し、次いで無水硫酸ナトリウ
ム で乾燥した。得られた粗生成物をシリカゲルカラム
クロマトグラフィー (ヘキサン : 酢酸エチル= 20 : 1)
で精製し、2 - ヒドロキシシクロペンタデカノン-p-ト
ルエンスルホナート(1.65g, 91 %)を得た。
ルエンスルホナート( 197 mg , 0.5mmol )、および、ト
リブチルアンモニウムトシル酸塩 ( 28 mg , 0.10 mmol
)のo -キシレン( 0.3 ml ) 溶液を140℃に加熱し
トリブチルアミン ( 120 mg ,0.65 mmol )のo-キシレン
溶液 ( 0.7 ml )を1時間かけて滴下した。加熱開始から
8時間後、反応溶液に水を加えエーテルで抽出し、有機
層を水、飽和食塩水で洗浄し、次いで無水硫酸ナトリウ
ムで乾燥した。得られた粗生成物を、シリカゲルカラム
クロマトグラフィー (ヘキサン : 酢酸エチル= 40 : 1
)で精製し、目的物 ( 57 mg,51 % )を得た。
実施例4と同一の反応を実施した。得られた粗生成物
を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (ヘキサン :
酢酸エチル= 40 : 1 )で精製したところ、目的物 ( 10
mg, 6% )を得た。
-2-ピロリル)メチルアミノ]ボルナン(288 mg, 1.1 mmo
l)を9mlの乾燥トルエンに溶解し、これに0℃でメチル
リチウムのエーテル溶液(1.4mol/l)0.79mlを加
え、1時間撹拌した。これを−25℃まで冷却してヨウ
化銅(I) (105 mg, 0.55 mmol) を加え、2.5時間で
−6℃まで昇温した。その後、反応液を−78℃まで冷
却した後、さらにメチルリチウムのエーテル溶液(1.4m
ol/l)0.79mlを加え、30分撹拌した。反応液を−78℃
から−5℃まで2時間かけて昇温し、その後、再び−7
8℃まで冷却した。これに、乾燥テトラヒドロフラン
0.1mlを加え、−78℃で15分撹拌した。
g, 0.5 mmol)を1mlの乾燥トルエンに溶解し、−78℃
で滴下した。−78℃で15時間反応させた後、アンモ
ニア水と飽和塩化アンモニウム水溶液の1:1混合溶液
を加え、ジクロロメタンで抽出し、粗生成物を得た。得
られた粗生成物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィ
ー (ヘキサン : 酢酸エチル= 45 : 1 )で精製し、( R )
-3-メチルシクロペンタデカノン( 60mg,50 % )を得
た。この化合物の比旋光度は25℃で−11.5°(c1.
01、メタノール)であった。文献値(Helv. Chim.Acta,
60, 1977, 925)の比旋光度−11.7°(c0.80、メタ
ノール)から、この化合物は光学純度98%eeの(R)-体と
決定された。
トし、フラスコに無水塩化銅(I)0.22g、ヨウ化メ
チルマグネシウムのエーテル溶液(0.84mol/l)0.65
ml、乾燥エーテル7.5mlを加え、氷浴で冷やしなが
ら、滴下漏斗の( E) - 2 - シクロペンタデセノン0.6
0g、乾燥エーテル2.5ml溶液を、約1時間かけてゆっ
くり滴下した。滴下終了後反応液温を10℃にあげ、さ
らに2時間撹拌を続けた。氷冷しながら、10%塩酸水
溶液10mlを滴下し、有機相を分相した。水相をジクロ
ロメタンで抽出したものをこの有機相に混ぜ、飽和炭酸
水素ナトリウム水溶液、水で洗った後に、無水硫酸マグ
ネシウムで乾燥させた。濃縮して、黄色い粗生成物0.
61gを得た。シリカゲルカラムクロマトグラフィー
(ヘキサン : 酢酸エチル= 20 : 1 )で精製し、3-メチル
シクロペンタデカノン0.45gを(収率70%)で得た。
率よく(E)-2-シクロアルケノンを、また特に(E)-2-シク
ロペンタデセノンから効率的に3-メチルシクロペンタデ
カノンまたは光学活性3-メチルシクロペンタデカノンを
製造することができるという格別の効果を奏する。
Claims (8)
- 【請求項1】 炭素数12〜18の2-ヒドロキシシクロ
アルカノンスルホナートをアンモニウムスルホナートお
よび塩基触媒の存在下に処理して、(E)-2-シクロアルケ
ノンとすることを特徴とする大環状ケトン化合物の製造
方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載のアンモニウムスルホナ
ートがアンモニウムp-トルエンスルホナートであること
を特徴とする大環状ケトン化合物の製造方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載のアンモニウムスルホナ
ートがアンモニウムメタンスルホナートであることを特
徴とする大環状ケトン化合物の製造方法。 - 【請求項4】 請求項1に記載の塩基触媒が含窒素有機
塩基であることを特徴とする大環状ケトン化合物の製造
方法。 - 【請求項5】 炭素数12〜18の2-ヒドロキシシクロ
アルカノンスルホナートをアンモニウムスルホナートお
よび塩基触媒の存在下に処理して得られた(E)-2-シクロ
アルケノンをアルキル化して、3-アルキルシクロアルカ
ノンとすることを特徴とする大環状ケトン化合物の製造
方法。 - 【請求項6】 請求項5に記載のアルキル化が不斉アル
キル化で、3-アルキルシクロアルカノンが光学活性体で
あることを特徴とする大環状ケトン化合物の製造方法。 - 【請求項7】 2-ヒドロキシシクロペンタデカノンスル
ホナートをアンモニウムスルホナートおよび塩基触媒の
存在下に処理して得られた(E)-2-シクロペンタデセノン
をメチル化して、3-メチルシクロペンタデカノンとする
ことを特徴とする大環状ケトン化合物の製造方法。 - 【請求項8】 請求項7に記載のメチル化が不斉メチル
化で、3-メチルシクロペンタデカノンが光学活性体であ
ることを特徴とする大環状ケトン化合物の製造方法。
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