JP2006056876A - 含酸素有機化合物の製造方法および酸化触媒組成物 - Google Patents
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Abstract
工業的に有利な酸化反応を開発すること。
【解決手段】
(1)セレン化合物、含窒素芳香族化合物および酸の混合物を含む組成物の存在下に、酸化剤と有機化合物とを反応させることを特徴とする含酸素有機化合物の製造方法。
(2)酸化剤が有機ヒドロパーオキシドであり、有機化合物が、炭素−炭素二重結合のα位の炭素原子上に2以上の水素原子を有するオレフィン類であり、含酸素有機化合物がα−ヒドロキシオレフィン類および/またはα−オキソオレフィン類である(1)項に記載の製造方法。
(3)酸化剤が過酸化水素であり、有機化合物がシクロアルカノン類であり、含酸素有機化合物がシクロアルカンカルボン酸類である(1)項に記載の製造方法。
【選択図】 なし
Description
セレン化合物、含窒素芳香族化合物および酸の混合物を含む組成物の存在下に、酸化剤と有機化合物とを反応させることを特徴とする含酸素有機化合物の製造方法;
かかる反応をイオン性液体の存在下に実施することを特徴とする含酸素有機化合物の製造方法;
含酸素有機化合物の製造後に、セレン化合物、含窒素芳香族化合物および酸の混合物を含む組成物を回収し、該組成物をリサイクル使用することを特徴とする含酸素有機化合物の製造方法;
セレン化合物、含窒素芳香族化合物および酸の混合物を含む酸化触媒組成物;
などを提供するものである。
(式中、R1はハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアリール基を表す。R2、R3およびR4はそれぞれ同一または相異なって、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルキルカルボニル基、置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、カルボキシ基または水素原子を表す。ここで、R1とR3、R2とR4、R1とR2およびR3とR4のうちの少なくとも一組が結合して、その結合炭素原子とともに環を形成していてもよい。)
で示されるオレフィン類(以下、オレフィン(1)と略記する。)や、式(4)
(式中、R2、R3およびR4はそれぞれ上記と同一の意味を表す。ここで、R2とR4またはR3とR4が結合して、その結合炭素原子とともに環を形成していてもよい。)
で示されるオレフィン類(以下、オレフィン(4)と略記する。)等が挙げられる。本発明において、オレフィン(1)とオレフィン(4)とを総称して、単に「オレフィン類」と称することもある。
(式中、R1、R2、R3およびR4は上記と同一の意味を表す。)
で示されるアルコール(以下、アルコール(2)と略記する。)および/または式(3)
(式中、R1、R2、R3およびR4は上記と同一の意味を表す。)
で示されるケトン類(以下、ケトン(3)と略記する。)が得られる。さらに具体的に化合物を挙げて説明すると、例えばオレフィン(1)としてシクロヘキセンを用いた場合には、2−シクロヘキセノールおよび/または2−シクロヘキセノンが得られる。
(式中、R2、R3およびR4は上記と同一の意味を表す。)
で示されるアルコール類(以下、アルコール(5)と略記する。);
式(6)
(式中、R2、R3およびR4は上記と同一の意味を表す。)
で示されるアルデヒド類(以下、アルデヒド(6)と略記する。);
式(7)
(式中、R2、R3およびR4は上記と同一の意味を表す。)
で示されるカルボン酸類(以下、カルボン酸(7)と略記する。);
からなる群から選ばれる少なくとも1つの化合物が得られる。さらに具体的に化合物を挙げて説明すると、例えばオレフィン(4)としてイソホロンを用いた場合には、3−ヒドロキシメチル−5,5−ジメチル−2−シクロヘキセン−1−オン;ホルミルイソホロン;5,5−ジメチル−3−オキソ−1−シクロヘキセン−1−カルボン酸;からなる群から選ばれる少なくとも1つの化合物が得られる。
(式中、R5は置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基または水素原子を表す。)
で示される化合物(以下、菊酸類(8)と略記する。)を用いれば、含酸素有機化合物として式(9)
(式中、R5は上記と同一の意味を表す。)
で示されるアルコール類(以下、アルコール(9)と略記する。);
式(10)
(式中、R5は上記と同一の意味を表す。)
で示されるアルデヒド類(以下、アルデヒド(10)と略記する。);
式(11)
(式中、R5は上記と同一の意味を表す。)
で示されるカルボン酸類(以下、カルボン酸(11)と略記する。);
からなる群から選ばれる少なくとも1つの化合物を得ることができる。
(式中、R6はハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルコキシ基を表し、mは0〜11の整数を表す。mが2以上の場合、R6は互いに同一であっても相異なっていてもよく、同一炭素原子上に2つのRを有していてもよい。また、任意の2つのR6が結合して、その結合炭素原子とともに環構造を形成していてもよい。nは0〜8の整数を表し、m≦n+3である。)
で示されるシクロアルカノン類(以下、シクロアルカノン(12)と略記する。)が例示される。
生成物が
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル;
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸;
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル;
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸;
の場合は高速液体クロマトグラフィー内部標準法。
その他の生成物の場合はガスクロマトグラフィー内部標準法。
5mLサンプル瓶に、二酸化セレン100mg、N−メチルイミダゾール444mgおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液1130mgを仕込み、室温で10分間攪拌したところ、酸化触媒組成物を含む均一な水溶液となった。この水溶液を800mgサンプリングして77Se−NMRを測定したところ、Seピークは1309.6ppm(基準物質:ジメチルセレニド)に観測された。
上記の酸化触媒組成物を含む水溶液を800mgサンプリングして、50mlフラスコに仕込み、さらにシクロペンタノン90mg、30%過酸化水素水120mgを仕込み、室温で4時間攪拌した。反応液に、酢酸エチル10gを加えると、2層に分液した。有機層をガスクロマトグラフィー内部標準法にて分析したところ、シクロブタンカルボン酸の収率は16%であった。原料シクロペンタノンが18%残存していた。
5mLサンプル瓶に、二酸化セレン70mg、ピリジン300mgおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液791mgを仕込み、室温で10分間攪拌したところ、白色結晶が析出したスラリー液となった。この液体に水を500mg加えると、酸化触媒組成物を含む均一な水溶液となった。この水溶液を800mgサンプリングして77Se−NMRを測定したところ、Seピークは1308.5ppm(基準物質:ジメチルセレニド)に観測された。
5mLサンプル瓶に、二酸化セレン70mg、N−メチルイミダゾール311mgおよび85%リン酸436mgを仕込み、室温で10分間攪拌したところ、白色結晶が析出したスラリー液となった。この液体に水を500mg加えると、酸化触媒組成物を含む均一な水溶液となった。この水溶液を800mgサンプリングして77Se−NMRを測定したところ、Seピークは1313.5ppm(基準物質:ジメチルセレニド)に観測された。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、二酸化セレン90mg、2−エチル−4−メチルイミダゾール560mgおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液881mgを仕込み、室温で10分間攪拌したところ、酸化触媒組成物を含む均一な水溶液が得られた。その後、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水850mgと3,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル500mgを仕込み、内温70℃に昇温し、同温度で3時間攪拌反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、ヘキサン10gを加え、分液処理し、酸化触媒組成物を含む水層と、有機層を得た。水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:66%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:8%、
有機層のセレン含量は10ppm(ICP発光法)であり、用いたセレン分の99.3%が酸化触媒組成物を含む水層側に回収された。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、実施例4で回収された酸化触媒組成物を含む水層と、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水850mgと3,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル500mgを仕込み、内温80℃に昇温し、同温度で3時間攪拌反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、ヘキサン10gを加え、分液処理し、酸化触媒組成物を含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物を含む水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:10%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:76%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:13%、
有機層のセレン含量は12ppm(ICP発光法)であり、用いたセレン分の99.2%が酸化触媒組成物を含む水層側に回収された。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、二酸化セレン90mg、3−ブチルピリジン690mgおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液881mgを仕込み、室温で10分間攪拌したところ、酸化触媒組成物を含む均一な水溶液が得られた。その後、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水850mgと3,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル500mgを仕込み、内温70℃に昇温し、同温度で4時間攪拌反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、ヘキサン10gを加え、分液処理し、酸化触媒組成物を含む水層と、有機層を得た。水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。同時に、酸化触媒組成物を含む水層を回収した。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:79%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:6%
原料が5%回収された。
磁気回転子と還流冷却管を備えた300mLフラスコに、二酸化セレン1.8g、N−メチルイミダゾール8.3gおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液17.6gを仕込み、室温で30分間攪拌したところ、酸化触媒組成物を含む均一な水溶液が得られた。その後、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水4.0g,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル10.0gを仕込み、内温50℃に昇温した。同温度で攪拌しながら70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水14.0gを3時間かけて滴下し、さらに21時間攪拌反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、ヘキサン100gを加え、分液処理し、酸化触媒組成物を含む水層と、有機層を得た。水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。同時に、酸化触媒組成物を含む水層を回収した。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:12%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:67%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:16%、
原料が3%回収された。
実施例7において、二酸化セレン1.8g、N−メチルイミダゾール8.3gおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液17.6gから得られる酸化触媒組成物を含む均一な水溶液に代えて、実施例7で回収された酸化触媒組成物を含む水層を用いることと、反応時間を33時間に延長すること以外は実施例7と同様な操作を行い、含酸素化合物を含有する有機層と、酸化触媒組成物を含む水層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:4%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:80%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:11%、
原料が2%回収された。
実施例7において、二酸化セレン1.8g、N−メチルイミダゾール8.3gおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液17.6gから得られる酸化触媒組成物を含む均一な水溶液に代えて、実施例8で回収された酸化触媒組成物を含む水層を用いることと、反応時間を33時間に延長すること以外は実施例7と同様な操作を行い、含酸素化合物を含有する有機層と、酸化触媒組成物を含む水層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:7%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:75%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:13%、
原料が2%回収された。
実施例7において、二酸化セレン1.8g、N−メチルイミダゾール8.3gおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液17.6gから得られる酸化触媒組成物を含む均一な水溶液に代えて、実施例9で回収された酸化触媒組成物を含む水層を用いることと、反応時間を33時間に延長すること以外は実施例7と同様な操作を行い、含酸素化合物を含有する有機層と、酸化触媒組成物を含む水層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:6%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:78%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:11%、
原料が1%回収された。
磁気回転子と還流冷却管を備えた300mLフラスコに、二酸化セレン1.8g、ピリジン6.0g、N−メチル−4−ブチルピリジニウムテトラフルオロボレート18gおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液10.0gを仕込み、室温で30分間攪拌したところ、酸化触媒組成物を含む均一な溶液が得られた。その後、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水4.0g、3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル10.0gを仕込み、内温50℃に昇温した。同温度で攪拌しながら、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水14.0gを3時間かけて滴下し、さらに7時間攪拌反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、ヘキサン100gを加えたところ、2層に分離した。分液処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:26%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:64%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:10%、
実施例11において、二酸化セレン1.8g、ピリジン6.0g、N−メチル−4−ブチルピリジニウムテトラフルオロボレート18gおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液10.0gからなる酸化触媒組成物を含む均一な溶液に代えて、実施例11で回収された酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層を用いること以外は実施例11と同様な操作を行い、含酸素化合物を含有する有機層と、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:9%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:84%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:2%、
原料が3%回収された。
実施例11において、二酸化セレン1.8g、ピリジン6.0g、N−メチル−4−ブチルピリジニウムテトラフルオロボレート18gおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液10.0gからなる酸化触媒組成物を含む均一な溶液に代えて、実施例12で回収された酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層を用いること以外は実施例11と同様な操作を行い、含酸素化合物を含有する有機層と、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:11%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:81%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:8%。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、二酸化セレン25mg、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート1g、ベンゾイミダゾール 160mgおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液210mgを仕込み、室温で 10分間攪拌したところ、酸化触媒組成物を含む均一な溶液が得られた。その後、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水2.5gと3,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル1.5gを仕込み、内温60℃に昇温し、同温度で1時間攪拌後、80℃に昇温し、同温度で2時間攪拌反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、ヘキサン10gを加えたところ、2層に分離した。分液処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:31%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:41%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:15%、
原料が10%回収された。
実施例14において、ベンゾイミダゾール160mgに代えて、イミダゾール85mgを用いる以外は実施例14と同様に実施し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:34%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:41%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:9%、
原料が12%回収された。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、二酸化セレン25mg、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート1g、ベンゾイミダゾール 125mgおよび65重量%硝酸水110mgを仕込み、室温で10分間攪拌したところ、酸化触媒組成物を含む均一な溶液が得られた。その後、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水2.5gと3,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル1.5gを仕込み、内温60℃に昇温し、同温度で1時間攪拌後、70℃に昇温し、同温度で2時間攪拌反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、ヘキサン10gを加えたところ、2層に分離した。分液処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:25%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:33%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:7%、
原料が30%回収された。
実施例16において、65重量%硝酸水110mgに代えて、85重量%リン酸水溶液130mgを用いる以外は実施例16と同様に実施し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:34%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:32%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:8%、
原料が20%回収された。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、亜セレン酸ナトリウム140mg、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート900mg、ピリジン300mgおよび42重量%テトラフルオロホウ酸840mgを仕込み、室温で10分間攪拌したところ、酸化触媒組成物を含む均一な溶液が得られた。その後、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水900mgと3,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル500mgを仕込み、内温50℃に昇温し、同温度で6時間攪拌反応した。反応終了後、室温まで冷却し、ヘキサン10gを加えたところ、2層に分離した。分液処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:28%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:44%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:15%、
原料が10%回収された。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、二酸化セレン90mg、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート900mg、ベンゾイミダゾール450mgおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液440mgを仕込み、室温で10分間攪拌したところ、酸化触媒組成物を含む均一な溶液が得られた。その後、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水850mgと3,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル500mgを仕込み、内温60℃に昇温し、同温度で2時間攪拌後、70℃に昇温し、同温度で2時間攪拌反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、ヘキサン10gを加えたところ、2層に分離した。分液処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層2.1gと、有機層を得た。得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:4%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:81%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:6%。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、実施例19で得た酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層2.1gを仕込み、その後、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水850mgと3,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル500mgを仕込み、内温60℃に昇温し、同温度で2時間攪拌後、70℃に昇温し、同温度で2時間攪拌反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、ヘキサン10gを加えたところ、2層に分離した。分液処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層2.1gと、有機層を得た。得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:2%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:79%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:7%。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、実施例20で得た酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層2.1gを仕込み、その後、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水850mgと3,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル500mgを仕込み、内温60℃に昇温し、同温度で2時間攪拌後、70℃に昇温し、同温度で2時間攪拌反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、ヘキサン10gを加えたところ、2層に分離した。分液処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層2.2gと、有機層を得た。得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:79%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:8%。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、実施例21で得た酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層2.1gを仕込み、その後、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水850mgと3,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル500mgを仕込み、内温60℃に昇温し、同温度で2時間攪拌後、70℃に昇温し、同温度で2時間攪拌反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、ヘキサン10gを加えたところ、2層に分離した。分液処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層2.2gと、有機層を得た。得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:3%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:80%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:8%。
実施例19において、ベンゾイミダゾールを用いない以外は実施例19と同様に実施したところ、原料の3,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチルは消失したが、3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル、3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチルおよび3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチルの生成は見られなかった。
実施例19において、ベンゾイミダゾール450mgに代えて、1,10−フェナンスロリン750mgを用いる以外は実施例19と同様に実施し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:4%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:74%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:1%。
実施例19において、ベンゾイミダゾール450mgに代えて、ピリジン300mgを用い、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート900mgに代えてN−メチル−4−ブチルピリジニウムテトラフルオロボレート900mgを用いる以外は実施例19と同様に実施し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:2%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:73%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:16%。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、二酸化セレン90mg、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート900mg、ピリジン300mgおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液500mgを仕込み、室温で10分間攪拌したところ、酸化触媒組成物を含む均一な溶液が得られた。その後、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水900mgと3,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸500mgを仕込み、内温50℃に昇温し、同温度で6時間攪拌反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、メチル−tert−ブチルエーテル10gを加えたところ、2層に分離した。分液処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層2.1gと、有機層を得た。得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸:32%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸:52%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸:3%。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、実施例25で得た酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層2.1gを仕込み、その後、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水900mgと3,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸500mgを仕込み、内温50℃に昇温し、同温度で6時間攪拌反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、メチル−tert−ブチルエーテル10gを加えたところ、2層に分離した。分液処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層2.2gと、有機層を得た。得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸:8%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸:71%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸:2%。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、二酸化セレン28mg、ピリジン100mgおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液210mgを仕込み、室温で10分間攪拌したところ、酸化触媒組成物を含む均一な溶液が得られた。その後、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水3.2gと3,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル1.82gとtert−ブタノール10gを仕込み、内温60℃に昇温し、同温度で8時間攪拌反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、ヘキサン10gと水10gを加え、分液処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:33%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:25%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:5%、
原料が37%残存した。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、二酸化セレン20mg、ピリジン183mgおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液306mgを仕込み、室温で10分間攪拌したところ、酸化触媒組成物を含む均一な水溶液が得られた。その後、ゲラニルアセテート1.96g、ジクロロメタン35gおよび70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水4.2gを仕込み、室温で24時間攪拌、反応させた。反応終了後、ヘキサン10gを加え、分液処理し、酸化触媒組成物を含む水層と、有機層を得た。有機層に含まれる含酸素化合物の収率は以下のとおりであった。
<各成分の収率>
E,E−2,6−ジメチル−8−アセトキシ−2,6−オクタジエン−1−オール:15%、
E,E−2−ホルミル−8−アセトキシ−6−メチル−2,6−オクタジエン:57%、
原料が1%回収された。
磁気回転子と還流冷却管を備えた50mLフラスコに、二酸化セレン570mg、N−メチルイミダゾール2.6gおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液5.6gを仕込み、室温で10分間攪拌したところ、酸化触媒組成物を含む均一な水溶液が得られた。その後、30重量%過酸化水素水8.6gとシクロヘキサノン5.0gを仕込み、60℃で1時間攪拌反応させた。反応終了後、酢酸エチル10gを加え、分液処理し、酸化触媒組成物を含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物を含む水層を酢酸エチルでさらに2回抽出処理し、得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、シクロペンタンカルボン酸を含有する有機層を得た。収率は62%であった。同時に、酸化触媒組成物を含む水層を回収した。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、実施例29で回収された酸化触媒組成物を含む水層、30重量%過酸化水素水8.6gおよびシクロヘキサノン5.0gを仕込み、60℃で3時間攪拌反応させた。反応終了後、酢酸エチル10gを加え、分液処理し、酸化触媒組成物を含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物を含む水層を酢酸エチルでさらに2回抽出処理し、得られた有機層を、先に得た有機層と混合し、シクロペンタンカルボン酸を含有する有機層を得た。収率は54%であった。原料が15%回収された。
磁気回転子と還流冷却管を備えた50mLフラスコに、二酸化セレン110mg、N−メチルイミダゾール500mgおよび42重量%テトラフルオロホウ酸水溶液1.06gを仕込み、室温で10分間攪拌したところ、酸化触媒組成物を含む均一な水溶液が得られた。その後、30重量%過酸化水素水1.13gと1,4−シクロヘキサンジオン1.12gを仕込み、60℃で1時間攪拌反応させた。反応終了後、酢酸エチル10gを加え、分液処理し、酸化触媒組成物を含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物を含む水層を酢酸エチルでさらに2回抽出処理し、得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、3−オキソシクロペンタンカルボン酸を含有する有機層を得た。収率は、44%であった。
磁気回転子と還流冷却管を備えた100mLフラスコに、二酸化セレン50mg、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート1000mg、ベンゾイミダゾール120mg、ベンゼンスルホン酸1水和物161mgを仕込み、室温で10分間攪拌したところ、酸化触媒組成物を含む均一な水溶液が得られた。その後、70重量%tert−ブチルヒドロパーオキシド水2.5gと3,3−ジメチル−2−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル1.5gを仕込み、内温60℃に昇温し、同温度で6時間攪拌、反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、ヘキサン10gを加えたところ、2層に分離した。分液処理し、酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層と、有機層を得た。酸化触媒組成物とイオン性液体とを含む水層をヘキサンでさらに2回抽出処理し、得られた有機層を、先に得た有機層と合一し、含酸素化合物を含有する有機層を得た。同時に、セレン含有酸化触媒を含有するイオン性液体層を回収した。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:27%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:44%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:9%。
原料が3%回収された。
実施例19において、ベンゾイミダゾールを用いないこと以外は、実施例19と同様に実施した。
各成分の収率
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:0%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:0%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:0%。
実施例32において、ベンゼンスルホン酸1水和物を用いないこと以外は、実施例32と同様に実施した。
<各成分の収率>
3,3−ジメチル−2−(2−E−ヒドロキシメチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:27%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−ホルミル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:17%、
3,3−ジメチル−2−(2−E−カルボキシ−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル:4%。
原料が50%回収された。
Claims (28)
- セレン化合物、含窒素芳香族化合物および酸の混合物を含む組成物の存在下に、酸化剤と有機化合物とを反応させることを特徴とする含酸素有機化合物の製造方法。
- 酸化剤が有機ヒドロパーオキシドであり、有機化合物が、炭素−炭素二重結合のα位の炭素原子上に2以上の水素原子を有するオレフィン類であり、含酸素有機化合物がα−ヒドロキシオレフィン類および/またはα−オキソオレフィン類である請求項1に記載の製造方法。
- 炭素−炭素二重結合のα位の炭素原子上に2以上の水素原子を有するオレフィン類が、式(1)
で示されるオレフィン類であり、α−ヒドロキシオレフィン類が、式(2)
で示されるアルコール類であり、α−オキソオレフィン類が、式(3)
で示されるケトン類である請求項2に記載の製造方法。 - 炭素−炭素二重結合のα位の炭素原子上に2以上の水素原子を有するオレフィン類が、式(4)
で示されるオレフィン類であり、α−ヒドロキシオレフィン類が、式(5)
で示されるアルコール類であり、α−オキソオレフィン類が、式(6)
で示されるアルデヒド類および/または式(7)
で示されるカルボン酸類である請求項2に記載の製造方法。 - 有機ヒドロパーオキシドの使用量が、式(4)で示されるオレフィン類に対して2〜3.5モル倍の範囲であり、式(6)で示されるアルデヒド類が主成分である請求項4に記載の製造方法。
- 有機ヒドロパーオキシドの使用量が、式(8)で示されるオレフィン類に対して2〜3.5モル倍の範囲であり、式(10)で示されるアルデヒド類が主成分である請求項6に記載の製造方法。
- 酸化剤が過酸化水素であり、有機化合物がシクロアルカノン類であり、含酸素有機化合物がシクロアルカンカルボン酸類である請求項1に記載の製造方法。
- 含窒素芳香族化合物が、置換もしくは無置換のピリジン、置換もしくは無置換のピラジン、置換もしくは無置換のピリミジン、置換もしくは無置換のピリダジン、置換もしくは無置換のキノリン、置換もしくは無置換のキナゾリン、置換もしくは無置換のキノキザリン、置換もしくは無置換のフタラジン、置換もしくは無置換のフェナジン、置換もしくは無置換のフェナンスロリン、置換もしくは無置換のイミダゾ−ル、置換もしくは無置換のチアゾールおよび置換もしくは無置換のオキサゾールからなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項1に記載の製造方法。
- 含窒素化合物が、ピリジン、2−メチルピリジン、3−ブチルピリジン、コリジン、キノリン、1,10−フェナンスロリン、イミダゾール、N−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールまたはベンゾイミダゾールである請求項1に記載の製造方法。
- セレン化合物が、二酸化セレン、亜セレン酸および亜セレン酸アルカリ金属塩からなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項1に記載の製造方法。
- 酸が、テトラフルオロホウ酸、硝酸、リン酸、脂肪族スルホン酸、芳香族スルホン酸、脂肪族カルボン酸および芳香族カルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項1に記載の製造方法。
- セレン化合物の使用量が有機化合物に対して0.001〜0.95モル倍である請求項1に記載の製造方法。
- 含窒素芳香族化合物の使用量がセレン化合物に対して0.5〜10モル倍であり、酸の使用量が含窒素芳香族化合物に対して0.5〜2モル倍である請求項14に記載の製造方法。
- 水の存在下に反応を実施する請求項1に記載の製造方法。
- 含酸素有機化合物の製造後に、セレン化合物、含窒素芳香族化合物および酸の混合物を含む組成物を水層として回収し、該水層をリサイクル使用することを特徴とする請求項16に記載の製造方法。
- イオン性液体の存在下に反応を実施する請求項1に記載の製造方法。
- イオン性液体が、アルキル置換イミダゾリウム塩、アルキル置換ピリジニウム塩および第四級アンモニウム塩からなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項18に記載の製造方法。
- 含酸素有機化合物の製造後に、セレン化合物、含窒素芳香族化合物および酸の混合物を含む組成物をイオン性液体層として回収し、該イオン性液体層をリサイクル使用することを特徴とする請求項18に記載の製造方法。
- セレン化合物、含窒素芳香族化合物および酸の混合物を含む酸化触媒組成物。
- セレン化合物が、二酸化セレン、亜セレン酸および亜セレン酸アルカリ金属塩からなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項21に記載の組成物。
- 含窒素芳香族化合物が、置換もしくは無置換のピリジン、置換もしくは無置換のピラジン、置換もしくは無置換のピリミジン、置換もしくは無置換のピリダジン、置換もしくは無置換のキノリン、置換もしくは無置換のキナゾリン、置換もしくは無置換のキノキザリン、置換もしくは無置換のフタラジン、置換もしくは無置換のフェナジン、置換もしくは無置換のフェナンスロリン、置換もしくは無置換のイミダゾ−ル、置換もしくは無置換のチアゾールおよび置換もしくは無置換のオキサゾールからなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項21に記載の組成物。
- 酸が、テトラフルオロホウ酸、硝酸、リン酸、脂肪族スルホン酸、芳香族スルホン酸、脂肪族カルボン酸および芳香族カルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項21に記載の組成物。
- 含窒素芳香族化合物の使用量がセレン化合物に対して0.5〜10モル倍であり、酸の使用量が含窒素芳香族化合物に対して0.5〜2モル倍である請求項21に記載の組成物。
- セレン化合物、含窒素芳香族化合物、酸および水の混合物を含む酸化触媒組成物。
- セレン化合物、含窒素芳香族化合物、酸およびイオン性液体の混合物を含む酸化触媒組成物。
- イオン性液体が、アルキル置換イミダゾリウム塩、アルキル置換ピリジニウム塩および第四級アンモニウム塩からなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項27に記載の組成物。
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