JP2005530721A

JP2005530721A - ネペタラクトンの水素添加によるジヒドロネペタラクトンの製造

Info

Publication number: JP2005530721A
Application number: JP2003582143A
Authority: JP
Inventors: マンザー，レオ・イー
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2002-04-03
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2005-10-13
Also published as: US20030225290A1; DE60314240T2; ES2288604T3; EP1490351A1; AU2003223414A1; HK1078312A1; IL163724A0; BR0308833A; CA2480116A1; EP1490351B1; US7067677B2; CA2480116C; CN1642935A; ZA200406756B; WO2003084946A1; ATE364040T1; CN1331861C; BRPI0308833B1; DE60314240D1

Abstract

本発明は、ジヒドロネペタラクトンを産出するために場合により担持されている金属触媒を用いてネペタラクトンを水素添加する方法に関する。一組の担持触媒金属は迅速な水素添加およびジヒドロネペタラクトンに対して高い選択率に導く。

Description

関連出願の相互参照

本願は、２００２年４月３日出願の米国仮特許出願第６０／３６９，４７０号明細書の特典を主張する。この特許出願はすべての目的のために本明細書の一部として全体的に援用する。

本発明は、ジヒドロネペタラクトンを産出するために場合により担持されている金属触媒を用いてネペタラクトンを水素添加する方法に関する。

系統群シソ科（Ｌａｍｉａｃｅａｅ（唇形科））に属する多くの植物種は、昆虫忌避剤および芳香化学品の天然源として用いられる精油（芳香族油）をもたらす［非特許文献１］。属Ｎｅｐｅｔａ（イヌハッカ）の植物は、この系統群のメンバーとして含まれ、僅かな商業品目である精油をもたらす。この油は、イリドイド［非特許文献２］、より詳しくはメチルシクロペンタノイドネペタラクトン［非特許文献３］および誘導体として知られているモノテルペノイド化合物のクラスに非常に富んでいる。

ネペタラクトンの４種の立体異性体は自然に存在することが知られており、それらは、植物属Ｎｅｐｅｔａ内の異なる種から容易に得ることが可能である。これらの化学品は、周知された興奮作用を猫に及ぼし［非特許文献４］、従って、イヌハッカと呼ばれるこの植物の油、すなわち、より一般に乾燥草本植物は猫玩具として用いられる。Ｎｅｐｅｔａｓｐｐ．の葉および油は、特に魅力的な香気をもっていない。従って、草本植物および油の使用は、家庭用猫玩具およびアクセサリーによってもたらされる僅かな市場に限定されてきた。種々のＮｅｐｅｔａｓｐｐ．の油の少ない割合は、より豊富なネペタラクトンから生合成で恐らく誘導されるジヒドロネペタラクトンからなる［非特許文献５、非特許文献６、非特許文献７］。

イリドイドモノテルペノイドは、様々な昆虫種に対する効果的な駆除剤であることが前から知られていた［非特許文献８、非特許文献９、非特許文献１０、および非特許文献１１］。しかし、ジヒドロネペタラクトンの駆除性の研究は決定的と言えるものではなかった［非特許文献１２、非特許文献１３、非特許文献１４］。最近の研究によると、ジヒドロネペタラクトンが人間社会の一般的害虫に駆除作用を及ぼしうることが示されている。従って、経済的且つ大量にこれらの化合物を供給できるジヒドロネペタラクトン（または前駆体）源は、昆虫忌避剤としてこれらの分子の商業的利用を可能にするために必要とされうる。

さらに、ジヒドロネペタラクトン化合物を芳香材料として用いることが提案されてきた。これらの考察を考慮して、経済的且つ大量にこれらの化合物を供給できるジヒドロネペタラクトン（または前駆体）源は、芳香材料としてこれらの分子の商業的利用を可能にするためにも必要とされうる。

イリドイドモノテルペンラクトン（例えば、イソネオネペタラクトン、イソデヒドロイリドミルメシンおよびイソアクチニジアラクトン）を水素添加する方法は、酸化白金（ＰｔＯ_２）触媒を用いて報告されている［非特許文献１５］。同様に、ネオネペタラクトンおよびイソネオネペタラクトンは、Ｅｔ_２Ｏ中のＰｔＯ_２およびエタノール中のラネーＮｉで水素添加された［非特許文献１６］。

類似の方法を用いるネペタラクトンの水素添加によってジヒドロネペタラクトンを製造する方法は、レグニア（Ｒｅｇｎｉｅｒ，Ｒ．Ｅ．）らにおいて記載されている。［非特許文献１７］。詳しくは、ネペタラクトンは水素および酸化白金（ＰｔＯ_２）触媒で処理されて、
５３％のメチル−２−イソプロピル−５−メチルシクロペンタンカルボキシレート、
２．８％のα−ジヒドロネペタラクトンおよび
３５％のδ−ジヒドロネペタラクトンを生成した。
炭酸ストロンチウム上に担持されたパラジウム触媒（Ｐｄ／ＳｒＣＯ_３）が用いられた時、
９０％のα−ジヒドロネペタラクトン
３％のメチル−２−イソプロピル−５−メチルシクロペンタンカルボキシレート、および微量のδ−ジヒドロネペタラクトンを生成した。
しかし、水素添加のためのこれらの戦略の両方は限定される。ＰｔＯ_２は、大量の開環誘導体の生成を許した非担持触媒である一方で、ＳｒＣＯ_３は高価な担体である。

ジヒドロネペタラクトンの製造のための経済的で効率的な方法がこうして必要とされたままである。本発明の方法において触媒として用いるために選択された金属は、ジヒドロネペタラクトン製品への高度な選択率と合わせて生産の所望の経済性および効率を提供する。

ヘイ（Ｈａｙ，Ｒ．Ｋ．Ｍ）およびスボボダ（Ｓｖｏｂｏｄａ，Ｋ．Ｐ．）著，Ｂｏｔａｎｙ，「揮発性油作物：その生物学、化学および生産（ＶｏｌａｔｉｌｅＯｉｌＣｒｏｐｓ：Ｔｈｅｉｒｂｉｏｌｏｇｙ，ｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）」において、ヘイ（Ｈａｙ，Ｒ．Ｋ．Ｍ）、ウォーターマン（Ｗａｔｅｒｍａｎ，Ｐ．Ｇ．）（編）、ロングマン・グループ・ＵＫ・リミテッド（ＬｏｎｇｍａｎＧｒｏｕｐＵＫＬｉｍｉｔｅｄ（１９９３）イノウエ（Ｉｎｏｕｅ，Ｈ．）著、Ｉｒｉｄｏｉｄｓ．ＭｅｔｈｏｄｓｉｎＰｌａｎｔＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ７：９９〜１４３（１９９１）クラーク（Ｃｌａｒｋ，Ｌ．Ｊ．）ら著、ＴｈｅＰｌａｎｔＪｏｕｒｎａｌ，１１：１３８７〜１３９３）（１９９７）タッカー（Ｔｕｃｋｅｒ，Ａ．Ｏ．）およびタッカー（Ｓ．Ｓ．Ｔｕｃｋｅｒ）著、ＥｃｏｎｏｍｉｃＢｏｔａｎｙ４２）：２１４〜２３１（１９８８）レグニエール（Ｒｅｇｎｉｅｒ，Ｆ．Ｅ．）ら著、Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ６：１２８１〜１２８９（１９６７）デプーター（ＤｅＰｏｏｔｅｒ，Ｈ．Ｌ．）ら著、ＦｌａｖｏｕｒａｎｄＦｒａｇｒａｎｃｅＪｏｕｒｎａｌ３：１５５〜１５９（１９８８）ハンドジエバ（Ｈａｎｄｊｉｅｖａ，Ｎ．Ｖ．）およびポポフ（Ｓ．Ｓ．Ｐｏｐｏｖ．）著、Ｊ．ＥｓｓｅｎｔｉａｌＯｉｌＲｅｓ．８：６３９〜６４３（１９９６）アイスナー（Ｅｉｓｎｅｒ，Ｔ．）著、Ｓｃｉｅｎｃｅ１４６：１３１８〜１３２０（１９６４）アイスナー（Ｅｉｓｎｅｒ，Ｔ．）著、Ｓｃｉｅｎｃｅ１４８：９６６〜９６８（１９６５）パターソン（Ｐｅｔｅｒｓｏｎ，Ｃ）およびコーツ（Ｊ．Ｃｏａｔｓ）著、ＰｅｓｔｉｃｉｄｅＯｕｔｌｏｏｋ１２：１５４〜１５８（２００１）パターソン（Ｐｅｔｅｒｓｏｎ，Ｃ）ら著、ＡｂｓｔｒａｃｔｓｏｆＰａｐｅｒｓＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，（２００１）２２２（１〜２）：ＡＧＲ０７３キャビル（Ｃａｖｉｌｌ，Ｇ．Ｗ．Ｋ．）およびクラーク（Ｄ．Ｖ．Ｃｌａｒｋ．）著、Ｊ．ＩｎｓｅｃｔＰｈｙｓｉｏｌ．１３：１３１〜１３５（１９６７）キャビル（Ｃａｖｉｌｌ，Ｇ．Ｗ．Ｋ．）ら著、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ３８：１９３１〜１９３８（１９８２）ジェフソン（Ｊｅｆｓｏｎ，Ｍ．）ら著、Ｊ．ＣｈｅｍｉｃａｌＥｃｏｌｏｇｙ９：１５９〜１８０（１９８３）サカイ（Ｓａｋａｉ，Ｔ）ら著、Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．５３（１２）：３６８３〜６（１９８０）サカイ（Ｓａｋａｉ，Ｔ）ら著、講演要旨集−香料、テルペンおよび精油化学に関する討論会（ＫｏｅｎＹｏｓｈｉｓｈｕ−Ｋｏｒｙｏ，ＴｅｒｕｐｅｎｏｙｏｂｉＳｅｉｙｕＫａｇａｋｕｎｉｋａｎｓｕｒｕＴｏｒｏｎｋａｉ），第２３回（１９７９），４５〜４８、出版人、日本国東京の日本化学会（Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊａｐａｎ（Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ））Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ６：１２８１〜１２８９（１９６７）

本発明の一実施形態は、式（ＩＩ）のジヒドロネペタラクトンを製造する方法であって、ニッケルでも白金でもパラジウムでもない触媒金属の存在下で下記スキーム

により式（Ｉ）のネペタラクトンを水素添加することによる方法である。

本発明のもう一つの実施形態は、式（ＩＩ）のジヒドロネペタラクトンを製造する方法であって、触媒担体上に担持されたニッケル、元素白金、触媒担体上に担持された白金、触媒担体上に担持されていないパラジウム、およびＳｒＣＯ_３でない触媒担体上に担持されたパラジウムよりなる群の１種もしくはそれ以上から選択された触媒金属の存在下で下記スキーム

発明の詳細な説明

本明細書で用いられる「ネペタラクトン」という用語は、式Ｉ

によって定義されるような一般構造を有する化合物を意味する。図１に示すように、ネペタラクトンの４種の立体異性体が自然に存在することが知られている。

本明細書で用いられる「ジヒドロネペタラクトン」または「ジヒドロネペタラクトン混合物」という用語は、ジヒドロネペタラクトン立体異性体のあらゆる混合物を意味する。全体的なジヒドロネペタラクトン組成を基準としたこれらの異性体の各々のモル組成または質量組成は可変であることが可能である。ジヒドロネペタラクトンは式２によって定義される。

式中、４、４ａ、７および７ａは、分子および構造の４つのキラル中心がジヒドロネペタラクトンの可能なすべての立体異性体を包含することを示している。

（７Ｓ）−ネペタラクトンから誘導されうるジヒドロネペタラクトン立体異性体の構造を以下に示している。

本明細書で用いられる「触媒」という用語は、化学反応の速度に影響を及ぼす（が反応平衡には影響を及ぼさない）とともに化学的に変化していないプロセスから発生する物質を意味する。

本明細書で用いられる「助触媒」という用語は、触媒の物理的機能または化学的機能を強化するために添加される化合物である。化学的助触媒は、一般には触媒の活性を高め、触媒成分の化学処理におけるどの工程中にも導入してよい。化学的助触媒は、一般に、触媒剤の物理的機能または化学的機能を強化するが、望ましくない副反応を阻止するために添加することも可能である。「金属助触媒」とは、触媒の物理的機能または化学的機能を強化するために添加される金属化合物を意味する。

ネペタラクトン
ネペタラクトンは、属Ｎｅｐｅｔａ（イヌハッカ）の植物から種々の手段によって単離された精油から比較的純粋な形で便利に得ることができる既知材料である。こうした油の単離は技術上周知されており、油抽出のための方法の例には、水蒸気蒸留、有機溶媒抽出、高周波支援有機溶媒抽出、超臨界流体抽出、機械的抽出およびアンフルラージュ（脂肪中への初期冷抽出、その後の有機溶媒抽出）が挙げられる（しかし、それらに限定されない）。

異なるＮｅｐｅｔａ種から単離された精油は、ネペタラクトンの異なる割合の各天然立体異性体を有することが周知されている［レグニエール（Ｒｅｇｎｉｅｒ，Ｆ．Ｅ．）ら著、Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ６：１２８１〜１２８９（１９６７）、デプーター（ＤｅＰｏｏｔｅｒ，Ｈ．Ｌ．）ら著、ＦｌａｖｏｕｒａｎｄＦｒａｇｒａｎｃｅＪｏｕｒｎａｌ３：１５５〜１５９（１９８８）、ハンドジエバ（Ｈａｎｄｊｉｅｖａ，Ｎ．Ｖ．）およびポポフ（Ｓ．Ｓ．Ｐｏｐｏｖ．）著、Ｊ．ＥｓｓｅｎｔｉａｌＯｉｌＲｅｓ．８：６３９〜６４３（１９９６）］。従って、ネペタラクトンの混合物を含有するあらゆるＮｅｐｅｔａ種から誘導された油から水素添加すると、ジヒドロネペタラクトン立体異性体の混合物は生じる。４つのキラル中心は、以下に示したように炭素４、４ａ、７および７ａでネペタラクトンのメチルシクロペンタノイド主鎖内に存在する。

従って、ジヒドロネペタラクトン鏡像異性体の合計８対が水素添加後に可能であることが明らかである。これらの中で、今まで記載された天然立体異性体は（７Ｓ）−ジヒドロネペタラクトンである。

水素添加
ネペタラクトンの水素添加は適する活性金属水素添加触媒の存在下で行われる。水素添加一般のために許容できる溶媒、触媒、装置および手順は、オーグスチン（Ａｕｇｕｓｔｉｎｅ）著、「合成化学者のための不均一触媒反応（ＨｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓＣａｔａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｅＳｙｎｔｈｅｔｉｃＣｈｅｍｉｓｔ）」、ニューヨーク州ニューヨークのマーセル・デッカー（ＭａｒｃｅｌＤｅｃｋｅｒ（ＮｅｗＹｏｒｋ，Ｎ．Ｙ．））出版、（１９９６）に見られる。

イリジウム、パラジウム、ロジウム、ニッケル、ルテニウム、白金、レニウム、その化合物、その組み合わせおよびその担持された種類を主成分として含有する触媒を（限定せずに）含む多くの水素添加触媒は有効である。

本発明のプロセスにおいて用いられる金属触媒は、担持触媒または非担持触媒として用いてもよい。担持触媒は、噴霧、浸漬または物理的混合、その後の乾燥、焼成および必要ならば還元または酸化などの方法を通した活性化によって活性触媒剤が担体材料上に沈着されている触媒である。担体としてしばしば用いられる材料は、触媒の単位重量当たり高濃度活性サイトを提供できる広い表面積（外部および内部）を有する多孔質固体である。触媒担体は触媒剤の機能を強化することができ、担持触媒は、活性金属触媒がより効率的に用いられるので一般に好ましい。触媒担体材料上に担持されていない触媒が非担持触媒である。

触媒担体は、シリカ、アルミナ、チタニアなどの酸化物、炭酸カルシウム、硫酸バリウムおよび炭素に限定されないが、それらを含むあらゆる固体不活性物質であることが可能である。触媒担体は、粉末、顆粒またはペレットなどの形を取ることが可能である。本発明の好ましい担体材料は、炭素、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、チタニア、チタニア−アルミナ、チタニア−シリカ、バリウム、カルシウム、その化合物およびその組み合わせよりなる群から選択される。適する担体には、炭素、ＳｉＯ_２、ＣａＣＯ_３、ＢａＳＯ_４およびＡｌ_２Ｏ_３が挙げられる。さらに、担持触媒金属は同じ担持用材料または異なる担持用材料を有してもよい。

本発明の一実施形態において、より好ましい担体は炭素である。更に好ましい担体は、１００〜２００ｍ^２／ｇより大きい表面積を有する担体、特に炭素である。更に好ましい担体は、少なくとも３００ｍ^２／ｇの表面積を有する担体、特に炭素である。

本発明において用いてもよい市販の炭素には、「ベームビ・アンド・サトクリフ（Ｂａｍｅｂｙ＆Ｓｕｔｃｌｉｆｆｅ）」（商標）、「ダルコ（Ｄａｒｃｏ）」（商標）、「ヌチャ（Ｎｕｃｈａｒ）」（商標）、「コロンビア（Ｃｏｌｕｍｂｉａ）」ＪＸＮ（商標）、「コロンビア（Ｃｏｌｕｍｂｉａ）」ＬＣＫ（商標）、「カルゴン（Ｃａｌｇｏｎ）」ＰＣＢ（商標）、「カルゴン（Ｃａｌｇｏｎ）」ＢＰＬ（商標）、「ウェストバコ（Ｗｅｓｔｖａｃｏ）」（商標）、「ノリト（Ｎｏｒｉｔ）」（商標）およびバーナビ・チェニー（ＢａｒｎａｂｙＣｈｅｎｙ）」ＮＢ（商標）の登録商標で販売されている炭素が挙げられる。炭素は、「カルシキャット（Ｃａｌｓｉｃａｔ）Ｃ」、「シブユニット（Ｓｉｂｕｎｉｔ）Ｃ」または「カルゴン（Ｃａｌｇｏｎ）Ｃ」（登録商標「センタワー（Ｃｅｎｔａｕｒ）」（登録商標）で市販されている）などの市販されている炭素であることも可能である。

触媒金属および担体系の好ましい組み合わせには、
炭素上のニッケル、
Ａｌ_２Ｏ_３上のニッケル、
ＣａＣＯ_３上のニッケル、
ＢａＳＯ_４上のニッケル、
ＳｉＯ_２上のニッケル、
炭素上の白金、
Ａｌ_２Ｏ_３上の白金、
ＣａＣＯ_３上の白金、
ＢａＳＯ_４上の白金、
ＳｉＯ_２上の白金、
炭素上のパラジウム、
Ａｌ_２Ｏ_３上のパラジウム、
ＣａＣＯ_３上のパラジウム、
ＢａＳＯ_４上のパラジウム、
ＳｉＯ_２上のパラジウム、
炭素上のイリジウム、
Ａｌ_２Ｏ_３上のイリジウム、
ＳｉＯ_２上のイリジウム、
ＣａＣＯ_３上のイリジウム、
ＢａＳＯ_４上のイリジウム、
炭素上のレニウム、
Ａｌ_２Ｏ_３上のレニウム、
ＳｉＯ_２上のレニウム、
ＣａＣＯ_３上のレニウム、
ＢａＳＯ_４上のレニウム、
炭素上のロジウム、
Ａｌ_２Ｏ_３上のロジウム、
ＳｉＯ_２上のロジウム、
ＣａＣＯ_３上のロジウム、
ＢａＳＯ_４上のロジウム、
炭素上のルテニウム、
Ａｌ_２Ｏ_３上のルテニウム、
ＣａＣＯ_３上のルテニウム、
ＢａＳＯ_４上のルテニウムおよび
ＳｉＯ_２上のルテニウム
が挙げられる。

上述したように、有用な触媒金属には、成分イリジウム、パラジウム、ロジウム、ニッケル、ルテニウム、白金、レニウムが挙げられ、有用な担体材料には、炭素、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、チタニア、チタニア−アルミナ、チタニア−シリカ、バリウム、カルシウム、特に炭素、ＳｉＯ_２、ＣａＣＯ_３、ＢａＳＯ_４およびＡｌ_２Ｏ_３が挙げられる。担持触媒は、上で挙げた金属および担体材料のあらゆる組み合わせから製造してもよい。しかし、担持触媒は、上の一覧表中で記載された全体のグループから任意の一つもしくはそれ以上のメンバーを省くことにより形成された前述のもののサブグループから選択された種々の金属および／または種々の担体材料の組み合わせから製造してもよい。結果として、担持触媒は、こうした例において、上の一覧表中で記載された全体のグループから形成されてもよいあらゆるサイズのサブグループから選択された１種もしくはそれ以上の金属および／または担体材料から製造してもよいのみでなく、サブグループを形成するために全体のグループから省かれたメンバーの存在しない状態でも製造してもよい。上の一覧表中の全体のグループから種々のメンバーを省くことにより形成されたサブグループは、さらに、サブグループを形成するために除かれる全体のグループのメンバーがサブグループから欠けるように全体のグループのメンバーのいかなる数も含んでよい。例えば、炭素上のパラジウムから形成された触媒の存在しない状態でプロセスを運転することは場合によって望ましいことがある。

担体上の触媒の重量％が重要ではない一方で、金属の重量％が多ければ多いほど、反応が速いことは認められるであろう。担持触媒中の金属の好ましい含有率範囲は、担持触媒の全体（触媒重量＋担体重量）の約０．１重量％〜約２０重量％である。より好ましい触媒金属含有率範囲は、担持触媒の全体の約１重量％〜約１０重量％である。更に好ましい触媒金属含有率範囲は、担持触媒の全体の約３重量％〜約７重量％である。

場合により、本発明の方法において触媒金属と合わせて金属助触媒を用いてもよい。適する金属助触媒には、１）周期律表の第１族および第２族の元素、２）錫、銅、金、銀およびその組み合わせ、ならびに３）より少ない量の周期律表の第８族金属の組み合わせが挙げられる。

温度、溶媒、触媒、圧力および混合速度はすべて水素添加に影響を及ぼすパラメータである。これらのパラメータの間の関係は、所望の転化率、反応速度およびプロセスの反応における選択率に影響を及ぼすために調節してもよい。

本発明の背景内において、好ましい温度は、約２５℃〜２５０℃、より好ましくは約５０℃〜約１５０℃、最も好ましくは約５０℃〜約１００℃である。水素の圧力は、好ましくは約０．１〜約２０ＭＰａ、より好ましくは約０．３〜１０ＭＰａ、最も好ましくは約０．３〜４ＭＰａである。反応は原液で行ってもよいか、または溶媒の存在下で行ってもよい。有用な溶媒には、炭化水素、エーテルおよびアルコールなどの水素添加の技術上知られている溶媒が挙げられる。アルコールは最も好ましく、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールおよびペンタノールなどの特により低級のアルコールは好ましい。反応が好ましい実施形態により行われる場合、少なくとも７０％の範囲の選択率が達成可能であり、ここで、少なくとも８５％の選択率が典型的である。選択率は、ジヒドロネペタラクトンである転化された材料の重量％であり、ここで、転化された材料は水素添加反応に参加する出発材料の部分である。

本発明のプロセスは、回分式、逐次回分式（すなわち、一連のバッチ反応器）または連続プロセスのために通常用いられる装置のいずれかの中で連続式で行ってもよい（例えば、フォグラー（Ｈ．Ｓ．Ｆｏｇｌｅｒ）著、「初歩の化学反応工学（ＥｌｅｍｅｎｔａｒｙＣｈｅｍｉｃａｌＲｅａｃｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）」、米国ニュージャージー州のプレンティス−ホール（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ，Ｉｎｃ．（ＮＪ，ＵＳＡ））出版を参照すること）。反応の生成物として生成した凝縮水は、こうした分離のために通常用いられる分離方法によって除去される。

水素添加反応が完了すると、ジヒドロネペタラクトン異性体製品の得られた混合物は、例えば、蒸留、結晶化、またはジヒドロネペタラクトン鏡像異性体の高度に精製された各対をもたらす分取液体クロマトグラフィなどの従来法によって分離してもよい。鏡像異性体を分離するためにキラルクロマトグラフィを用いてもよい。

本発明を以下の実施例の中で更に定義する。これらの実施例は、本発明の好ましい実施形態を示す一方で、例証のみの目的で示している。上の議論およびこれらの実施例から、当業者は本発明の必須の特徴を確認することが可能であり、そして本発明の精神および範囲から逸脱せずに、種々の用法および条件に本発明を適応させるために本発明の種々の変更および修正を行うことが可能である。

以下の略語を実施例において用いる。
ＥＳＣＡＴ：エンゲルハルト・コーポレーション（ＥｎｇｅｌｈａｒｄＣｏｒｐ．）（コネチカット州Ｅ．ウィンザー（Ｅ．Ｗｉｎｄｓｏｒ，ＣＴ））によって提供された触媒の系列

ＣａｌｓｉｃａｔＣａｒｂｏｎ：エンゲルハルト・コーポレーション（ＥｎｇｅｌｈａｒｄＣｏｒｐ．）製の触媒担体

ＳｉｂｕｎｉｔＣａｒｂｏｎ：インスティチュート・オブ・テクニカル・カーボン（Ｉｎｓｔ．ｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌＣａｒｂｏｎ）（ロシア国オムスク（Ｏｍｓｋ，Ｒｕｓｓｉａ））製の触媒担体

ＪＭ−Ａシリーズ：ジョンソン・マシー（ＪｏｈｎｓｏｎＭａｔｔｈｅｙ，Ｉｎｃ．）（ニュージャージー州Ｗ．デプトフォード（Ｗ．Ｄｅｐｔｆｏｒｄ，ＮＪ））製の炭素触媒担体

ＣａｌｇｏｎＣａｒｂｏｎ：センタワー（Ｃｅｎｔａｕｒ）（登録商標）の商品名によるカルゴン・コーポレーション（ＣａｌｇｏｎＣｏｒｐ．）製の触媒担体

ＤＨＮＥ：ジヒドロネペタラクトン

ＮＥＬＡ：ネペタラクトン

ＧＣ：ガスクロマトグラフィ

さらに、圧力はｐｓｉおよびＭＰａの単位で記載し、ここで、１４．７ｐｓｉは０．１０１３２５ＭＰａに等しい（両方とも１気圧に等しい）。

触媒の合成
炭素、アルミナまたはシリカなどの市販されている担体［エンゲルハルト・コーポレーション（ＥｎｇｅｌｈａｒｄＣｏｒｐ．）（コネチカット州Ｅ．ウィンザー（Ｅ．Ｗｉｎｄｓｏｒ，ＣＴ））から入手できる］を金属塩で初期湿潤によって含浸させた。用いられた前駆体は、
ＩｒＣｌ_３・３Ｈ_２Ｏ、
ＰｄＣｌ_２（マサチューセッツ州ワードヒルのアルファ・アエサー（ＡｌｆａＡｅｓａｒ（Ｗａｒｄｈｉｌｌ，ＭＡ）））、
ＲｈＣｌ_３・ｘＨ_２Ｏ（アルファ・アエサー（ＡｌｆａＡｅｓａｒ））、
ＲｕＣｌ_３・ｘＨ_２Ｏ（ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチ・ケミカル（ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）））、
ＡｕＣｌ_３・３Ｈ_２Ｏ（アルファ・アエサー（ＡｌｆａＡｅｓａｒ））、
ＮｉＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏ（アルファ・アエサー（ＡｌｆａＡｅｓａｒ））、
Ｈ_２ＰｔＣｌ_６（ニュージャージー州Ｗ．デプトフォードのジョンソン・マシー（ＪｏｈｎｓｏｎＭａｔｔｈｅｙ，Ｉｎｃ．（Ｗ．Ｄｅｐｔｆｏｒｄ，ＮＪ）））および
Ｒｅ_２Ｏ_７（アルファ・アエサー（ＡｌｆａＡｅｓａｒ））
であった。サンプルを乾燥し、２時間にわたりＨ_２中で３００〜４５０℃で還元した。

用いた炭素は、カルシキャットカーボン（ＣａｌｓｉｃａｔＣａｒｂｏｎ）、シブユニットカーボン（ＳｉｂｕｎｉｔＣａｒｂｏｎ）またはカルゴンカーボン（ＣａｌｇｏｎＣａｒｂｏｎ）として市販されていた。カルシキャットカーボン（ＣａｌｓｉｃａｔＣａｒｂｏｎ）は、オハイオ州ビーチウッドのエンゲルハルト・コーポレーション（ＥｎｇｅｌｈａｒｄＣｏｒｐ．（Ｂｅａｃｈｗｏｏｄ，ＯＨ））製のロットＳ−９６−１４０である。シブユニットカーボン（ＳｉｂｕｎｉｔＣａｒｂｏｎ）は、ロシア国の５ｔｈｋｏｒｄｎａｙａ，オムスク（Ｏｍｓｋ）６４４１８のインスティチュート・オブ・テクニカル・カーボン（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌＣａｒｂｏｎ）製のシブユニット−２（Ｓｉｂｕｎｉｔ−２）である。カルゴンカーボン（ＣａｌｇｏｎＣａｒｂｏｎ）は、カルゴン・コーポレーション（ＣａｌｇｏｎＣｏｒｐ．）（ペンシルバニア州ピッツバーグ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ））製のＰＣＢカーボン（ＰＣＢＣａｒｂｏｎ）（「センタワー（Ｃｅｎｔａｕｒ）」（登録商標）の登録商標で市販されている）である。

実験１〜４６
本実施例は、水素添加によりネペタラクトンをジヒドロネペタラクトンに選択的に転化する種々の触媒の能力を試験するために行われた一連の実験を記載している。以下のパラメータを一定に保持しつつ（特に以下で付記がない限り）、各実験で変えた唯一の変数は触媒および担体のタイプであった。
時間−２時間
温度−５０℃
Ｈ_２圧力−７００ｐｓｉおよび
原料油−エタノール中の３３％ネペタラクトン
これらの「標準」パラメータの修正は次に付記したように行った。
実験１１、１６、２０および２２
時間−４時間、および
実験１７
時間−３時間
Ｈ_２圧力−１０００ｐｓｉおよび
原料油−エタノール中の５０％ネペタラクトン

エタノール中の３３％または５０％ネペタラクトンおよび以下の表で示されたような触媒と担体の量を２ｍｌの圧力反応器に添加した。反応器を密封し、２．７５ＭＰａのＨ_２を投入し、５０℃の反応温度に加熱した。反応の過程中、圧力を所望のレベルで維持した。反応を２時間後に止め、放置して冷却した。内部標準（メトキシエチルエーテル）を反応製品混合物に添加した。

反応製品混合物の分析をガスクロマトグラフィによって行った。ＨＰ−６８９０ＧＣは、「クロムパック（Ｃｈｒｏｍｐａｃｋ）」カラム（ＣＰ−ＷＡＸ５８、２５Ｍ×２５ＭＭ）および水素炎イオン化検出器を用いていた。温度プログラムを５０℃で開始し、次に、５℃／分で８０℃に加熱し、その後、１０℃／分の速度で２７０℃に加熱した。カラム流速はＨｅ１．５ｃｃ／分であった。注入器および検出器の温度はそれぞれ２８０℃および３５０℃であった。ジヒドロネペタラクトン選択率［ＤＨＮＥＳｅｌ（％）］、酸選択率［ＡｃｉｄＳｅｌ（％）］およびネペタラクトン転化率［ＮＥＬＡＣｏｎ（％）］の決定はＧＣ分析により可能であった。ＤＨＮＥ選択率は、ジヒドロネペタラクトンである転化済み材料の重量％であり、ここで、転化済み材料は、水素添加反応に参加する出発材料の部分（重量による）である。酸選択率は、開環製品メチル−２−イソプロピル−５−メチルシクロペンタンカルボキシレートの転化済み材料の重量％として定義される。

実験ごとに、以下の表（表１）は、触媒、製品の選択率および反応物の転化率を記載している。データは、特定の各触媒（可変の担体付き）からの結果を順次に提示するように示している。

触媒金属と担体系の好ましい組み合わせには、
Ｉｒ／Ｃ（シブユニットＣ（ＳｉｂｕｎｉｔＣ）、カルシキャットＣ（ＣａｌｓｉｃａｔＣ）およびカルゴンＣ（ＣａｌｇｏｎＣ））、
Ｉｒ／Ａｌ_２Ｏ_３、
Ｉｒ／ＳｉＯ_２、
Ｐｄ／Ｃ（シブユニットＣ（ＳｉｂｕｎｉｔＣ）、カルシキャットＣ（ＣａｌｓｉｃａｔＣ）、カルゴンＣ（ＣａｌｇｏｎＣ）、ＪＭ−ＡシリーズおよびＥＳＣＡＴ−１４２）、
Ｐｄ／Ａｌ_２Ｏ_３、
Ｐｄ／ＢａＳＯ_４、
Ｐｄ／ＣａＣＯ_３、
Ｐｄ／ＳｉＯ_２、
Ｒｈ／Ｃ（シブユニットＣ（ＳｉｂｕｎｉｔＣ）、カルシキャットＣ（ＣａｌｓｉｃａｔＣ）およびカルゴンＣ（ＣａｌｇｏｎＣ））
Ｒｈ／Ａｌ_２Ｏ_３、
Ｒｈ／ＳｉＯ_２、
Ｒｕ／Ｃ（シブユニットＣ（ＳｉｂｕｎｉｔＣ）、カルシキャットＣ（ＣａｌｓｉｃａｔＣ）およびカルゴンＣ（ＣａｌｇｏｎＣ））
Ｒｕ／Ａｌ_２Ｏ_３および
Ｒｕ／ＳｉＯ_２
が挙げられる。

触媒金属および担体系のこれらの好ましい組み合わせによる実験の大多数において、ジヒドロネペタラクトンの収率は少なくとも７０％の選択率であった。実験１５は、Ｐｄ／ＢａＳＯ_４を用いて、ネペタラクトンの９８．８％転化率と合わせてジヒドロネペタラクトンの最高収率（９２．１％）を達成した。

従って、種々の担体上の様々な第８族金属は、ネペタラクトンの水素添加のために活性であり、よって２〜４時間で高い収率を可能にすることを実証した。これは、ジヒドロネペタラクトンの製造に関する参考文献で以前に報告された水素添加の方法と比べて大幅に削減されたスケールアップコストをもたらすであろう。

天然イリドイド（メチルシクロペンタノイド）ネペタラクトンの化学構造を示している。

Claims

式（ＩＩ）のジヒドロネペタラクトンを製造する方法であって、ニッケルでも白金でもパラジウムでもない触媒金属の存在下で下記スキーム

により式（Ｉ）のネペタラクトンを水素添加することを含んでなる方法。
前記触媒金属は、ルテニウム、レニウム、ロジウム、イリジウム、その化合物およびその組み合わせよりなる群から選択される請求項１に記載の方法。
前記触媒金属は触媒担体上に担持される請求項１に記載の方法。
前記触媒担体は、炭素、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、チタニア、チタニア−アルミナ、チタニア−シリカ、バリウム、カルシウム、その化合物およびその組み合わせよりなる群から選択される請求項３に記載の方法。
前記触媒金属の含有率は約０．１％〜約２０％である請求項３に記載の方法。
金属助触媒の存在下で行われる請求項１に記載の方法。
前記金属助触媒は、錫、銅、金、銀およびその組み合わせよりなる群から選択される請求項６に記載の方法。
約２５℃〜約２５０℃の温度および約０．１ＭＰａ〜約２０ＭＰａの圧力で行われる請求項１に記載の方法。
少なくとも７０％の選択率でジヒドロネペタラクトンをもたらす請求項１に記載の方法。
前記触媒金属はＩｒおよびＲｈよりなる群から選択され、前記担体はＣ、ＳｉＯ_２、ＣａＣＯ_３、ＢａＳＯ_４およびＡｌ_２Ｏ_３よりなる群から選択され、そして前記方法は約５０℃〜約１５０℃の温度および約０．３ＭＰａ〜約４ＭＰａの圧力で行われる請求項３に記載の方法。
前記触媒金属および前記担体は、炭素上のイリジウム、Ａｌ_２Ｏ_３上のイリジウム、ＳｉＯ_２上のイリジウム、ＣａＣＯ_３上のイリジウム、ＢａＳＯ_４上のイリジウム、炭素上のレニウム、Ａｌ_２Ｏ_３上のレニウム、ＳｉＯ_２上のレニウム、ＣａＣＯ_３上のレニウム、ＢａＳＯ_４上のレニウム、炭素上のロジウム、Ａｌ_２Ｏ_３上のロジウム、ＳｉＯ_２上のロジウム、ＣａＣＯ_３上のロジウム、ＢａＳＯ_４上のロジウム、炭素上のルテニウム、Ａｌ_２Ｏ_３上のルテニウム、ＣａＣＯ_３上のルテニウム、ＢａＳＯ_４上のルテニウム、ＳｉＯ_２上のルテニウムおよびその組み合わせよりなる群から選択される請求項３に記載の方法。
式（ＩＩ）のジヒドロネペタラクトンを製造する方法であって、触媒担体上に担持されたニッケル、元素白金、触媒担体上に担持された白金、触媒担体上に担持されていないパラジウム、およびＳｒＣＯ_３でない触媒担体上に担持されたパラジウムよりなる群の１種もしくはそれ以上から選択された触媒金属の存在下で下記スキーム

により式（Ｉ）のネペタラクトンを水素添加することを含んでなる方法。
担持された化学種において、前記触媒担体は、炭素、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、チタニア、チタニア−アルミナ、チタニア−シリカ、バリウム、カルシウム、その化合物およびその組み合わせよりなる群から選択される請求項１２に記載の方法。
担持された化学種において、前記触媒金属の含有率は約０．１％〜約２０％である請求項１２に記載の方法。
金属助触媒の存在下で行われる請求項１２に記載の方法。
前記金属助触媒は、錫、銅、金、銀およびその組み合わせよりなる群から選択される請求項１５に記載の方法。
約２５℃〜約２５０℃の温度および約０．１ＭＰａ〜約２０ＭＰａの圧力で行われる請求項１２に記載の方法。
少なくとも７０％の選択率でジヒドロネペタラクトンをもたらす請求項１に記載の方法。
担持された化学種において、前記担体は、Ｃ、ＳｉＯ_２、ＣａＣＯ_３、ＢａＳＯ_４およびＡｌ_２Ｏ_３よりなる群から選択され、そして前記方法は約５０℃〜約１５０℃の温度および約０．３ＭＰａ〜約４ＭＰａの圧力で行われる請求項１２に記載の方法。
担持された化学種において、前記触媒金属および前記担体は、炭素上のニッケル、Ａｌ_２Ｏ_３上のニッケル、ＣａＣＯ_３上のニッケル、ＢａＳＯ_４上のニッケル、ＳｉＯ_２上のニッケル、炭素上の白金、Ａｌ_２Ｏ_３上の白金、ＣａＣＯ_３上の白金、ＢａＳＯ_４上の白金、ＳｉＯ_２上の白金、炭素上のパラジウム、Ａｌ_２Ｏ_３上のパラジウム、ＣａＣＯ_３上のパラジウム、ＢａＳＯ_４上のパラジウム、ＳｉＯ_２上のパラジウム、およびその組み合わせよりなる群から選択される請求項１２に記載の方法。