JP2007084447A - １０−ハロ−５，９−ジメチルデカン及びこれを用いた５，９−ジメチルアルカンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ５，９−ジメチルデカンの製造における中間体となる１０−ハロ−５，９−ジメチルデカン及び５，９−ジメチルアルカンを工業的に効率よく製造する方法を提供する。
【解決手段】７−ハロ−３−メチルヘプタン（ハロは、ＣｌまたはＢｒを表す。）を出発物質として、そのグリニヤール試薬と１−ブロモ−３−クロロ−２−メチルプロパンまたは１，３−ジブロモ−２−メチルプロパンとのクロスカップリングにより、１０−ハロ−５，９−ジメチルデカン（ハロは、ＣｌまたはＢｒを表す。）を得た後、これを共通の中間体として、更にそのグリニヤール試薬と臭化アルキルまたはヨウ化アルキルとのクロスカップリングを行うことにより５，９−ジメチルアルカンを製造する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、リーフマイナーモス（Leucoptera malifoliella及びPerileucoptera coffeella）の性フェロモン物質である５，９−ジメチルアルカンの製造における中間体となる１０−ハロ−５，９−ジメチルデカン及びこれを用いた５，９−ジメチルアルカンの製造方法に関する。

リーフマイナーモス（Leucoptera malifoliella及びPerileucoptera coffeella）は欧州のリンゴや梨、ブラジル等の南米のコーヒー栽培地帯に生息し、コーヒーの生葉を植害する害虫として知られている。Leucoptera malifoliellaの性フェロモン物質は、５，９−ジメチルヘプタデカン、５，９−ジメチルヘキサデカン、５，９−ジメチルオクタデカンの混合物として同定されている。一方、Perileucoptera coffeellaの性フェロモン物質は、５，９−ジメチルペンタデカン、５，９−ジメチルヘキサデカンとして同定されている。このようにこの分野においては、５，９−ジメチル基を有する長鎖アルキル化合物の合成が非常に重要である。特にコーヒーでは、生葉が植害を受けるとコーヒーの収穫量や品質に悪影響を及ぼすことが知られており、殺虫剤の散布回数も増加していることから、環境保護の観点から性フェロモンの利用が望まれている。

リーフマイナーモスの性フェロモン物質の構造は、２つのメチル基が結合する炭素原子は不斉炭素となっており、本化合物では４つのジアステレオマーが存在し得るが、幸いその混合物で十分な誘引活性を有することが知られている。これらの立体異性体混合物の合成は、従来Ribeらの方法（非特許文献１）、Franckeらの方法（被特許文献２）、桑原らの方法（非特許文献３）が知られているが、これらの方法はいずれも用いる原料が高価であったり、収率が低い等の問題があった。とりわけ性フェロモンを実用的に用いるには工業的に合成し得る方法が求められていた。
J.Chem.Ecol.,5,16(1990) Z.Naturforosch.,43c,787-789-(1987) Biosci. Biotechnol.Biochem., 64(11),2474-2477(2000)

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、５，９−ジメチルアルカンの製造における中間体となる１０−ハロ−５，９−ジメチルデカン及び５，９−ジメチルアルカンを工業的に効率よく製造する方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、７−ハロ−３−メチルヘプタン（ハロは、ＣｌまたはＢｒを表す。）を出発物質として、そのグリニヤール試薬と１−ブロモ−３−クロロ−２−メチルプロパンまたは１，３−ジブロモ−２−メチルプロパンとのクロスカップリングにより、１０−ハロ−５，９−ジメチルデカン（ハロは、ＣｌまたはＢｒを表す。）を得た後、これを共通の中間体として、更にそのグリニヤール試薬と臭化アルキルまたはヨウ化アルキルとのクロスカップリングを行うことにより、５，９−ジメチルアルカンを製造できることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。

本発明によれば１０−ハロ−５，９−ジメチルデカンを効率よく製造することができ、これを共通の中間体として炭素数が異なる５，９−ジメチル骨格を有するリーフマイナーモス（Leucoptera malifoliella及びPerileucoptera coffeella）の各種性フェロモン物質を簡便に製造することができる。

以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の出発物質である７−ハロ−３−メチルヘプタン（ハロは、ＣｌまたはＢｒを表す。）は、相当するアルコール体である７−ヒドロキシ−３−メチルヘプタンを公知の方法でハロゲン化することにより得られる。
具体的には、７−ハロ−３−メチルヘプタンはグリニヤール試薬に導くことから、７−ヒドロキシ−３−メチルヘプタンを塩化チオニルで塩素化することにより７−クロロ−３−メチルヘプタンを、三臭化リンで臭素化することにより７−ブロモ−３−メチルヘプタンを得ることができる。

得られた７−ハロ−３−メチルヘプタンを金属マグネシウムと反応させて、相当するグリニヤール試薬へと容易に導くことができる。この際、用いる溶媒は一般的にＴＨＦ、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒が好ましい。

次に、上記で得られたグリニヤール試薬は、１−ブロモ−３−クロロ−２−メチルプロパンまたは１，３−ジブロモ−２−メチルプロパンとのクロスカップリングにより、１０−ハロ−５，９−ジメチルデカン（ハロは、ＣｌまたはＢｒを表す。）を生成できる。この工程で得られる１０−ハロ−５，９−ジメチルデカンは、リーフマイナーモス（Leucoptera malifoliella及びPerileucoptera coffeella）の各種性フェロモン物質である５，９−ジメチル骨格を有する物質を製造するための共通中間体として、重要である。

１−ブロモ−３−クロロ−２−メチルプロパンは、市販されており、入手が容易である一方、工業的に大量に使用する場合には、市販のｍｅｔｈａｌｌｙｌ（３−クロロ−２−メチル−１−プロペン；CAS No.563-47-3）に公知の方法で臭化水素酸を付加反応することで容易に得ることができる。
また、１，３−ジブロモ−２−メチルプロパンは、上記１−ブロモ−３−クロロ−２−メチルプロパンと各種アルキルブロミドとのハロゲン交換反応で容易に得ることができる。

先の工程で得られた７−ハロ−３−メチルヘプタンのグリニヤール試薬と１−ブロモ−３−クロロ−２−メチルプロパンまたは１，３−ジブロモ−２−メチルプロパンとのクロスカップリング反応は、銅触媒存在下、冷却しながら１−ブロモ−３−クロロ−２−メチルプロパンまたは１，３−ジブロモ−２−メチルプロパンのＴＨＦ溶液にグリニヤール試薬を滴下することで円滑に進行できる。
銅触媒としては、ヨウ化第一銅、臭化第一銅、塩化第一銅、臭化第二銅、塩化第二銅等の無水ハロゲン化銅、Ｌｉ₂ＣｕＣｌ₄等の銅−リチウム化合物等が挙げられ、添加量はグリニヤール試薬１モルにつき１〜４ｇが好ましい。
グリニヤール試薬と１−ブロモ−３−クロロ−２−メチルプロパンまたは１，３−ジブロモ−２−メチルプロパンとのモル比は、１：１か、後者をやや過剰の方が好ましい。
また、反応温度は、通常１０〜３０℃が好ましい。
反応後、加水分解して蒸留すれば、共通中間体１０−ハロ−５，９−ジメチルデカンが得られる。

次に、上記のようにして単離された共通中間体１０−ハロ−５，９−ジメチルデカンを金属マグネシウムと反応して、相当するグリニヤール試薬へと導き、このグリニヤール試薬とｎ−アミルブロミド等の臭化アルキルまたはヨウ化アルキルとのクロスカップリングを行い、加水分解後、精密蒸留やカラムクロマトグラフィー等の通常の分離操作により、目的の５，９−ジメチルアルカンを得ることができる。
得られる５，９−ジメチルアルカンは、使用する臭化アルキルまたはヨウ化アルキルのアルキル基に依存するが、例えば、５，９−ジメチルペンタデカン、５，９−ジメチルヘキサデカン、５，９−ジメチルヘプタデカン、５，９−ジメチルオクタデカン等が挙げられる。これらの炭素数が異なる５，９−ジメチルアルカンは、リーフマイナーモスの各種性フェロモン物質として有用である。
これらの５，９−ジメチルアルカンを得るために、臭化アルキルまたはヨウ化アルキルのアルキル基は、好ましくは炭素数５〜７である。

以下、５，９−ジメチルアルカンが、５，９−ジメチルペンタデカンである場合を例示して説明する。

また、臭化アルキルがヘキシルブロミドの場合には、下記式のように５，９−ジメチルヘキサデカンを得ることができる。

このクロスカップリング反応は、銅触媒存在下において行われるが、用いる銅触媒は上記と同様のものであり、添加量は、グリニヤール試薬１モルにつき１〜４ｇが好ましい。
グリニヤール試薬と臭化アルキルまたはヨウ化アルキルとのモル比は１：１か、後者をやや過剰の方が好ましい。また、反応温度は、通常１０〜３０℃が好ましい。

次に、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
１０−クロロ−５，９−ジメチルデカンの合成
反応器にＴＨＦ１００ｇと少量のヨウ素片、金属マグネシウム２５ｇ（１．０３モル）を加え、窒素ガス雰囲気下、内温を６４〜６６℃に安定させて、そこに７−クロロ−５−メチルヘプタン１４５ｇ（０．９８モル）を滴下し、ＴＨＦ還流下に反応を開始した。上記７−クロロ−５−メチルヘプタン全量とＴＨＦ２００ｇの滴下が終了した後、反応液を７０〜７５℃で２時間熟成させて、グリニヤール試薬とした。
次いで、別の反応液にＴＨＦ１００ｇ、ヨウ化第一銅２ｇ、１−ブロモ−３−クロロ−２−メチルプロパン１７０ｇ（０．９９モル）を加え、窒素雰囲気下、冷却して、上記グリニヤール試薬を滴下した。反応は発熱反応であり、グリニヤール試薬を内温が３０℃を超えないように冷却しながら滴下した。
滴下終了後、反応液を１５〜２０℃で１時間撹拌し、反応終了後、純水／塩化アンモニウムで加水分解して得られた有機層の溶媒を除去して蒸留したところ、１０−クロロ−５，９−ジメチルデカン１７５ｇ（０．８５モル、収率８５％）が得られた。

［実施例２］
５，９−ジメチルペンタデカン（リーフマイナーモスの性フェロモン主成分の合成）
反応器にＴＨＦ１００ｇと少量のヨウ素片、金属マグネシウム２０ｇ（０．８２モル）を加え、窒素ガス雰囲気下、内温を６４〜６６℃に安定させ、そこに、１０−クロロ−５，９−ジメチルデカン１６５ｇ(０．８１モル)を滴下し、ＴＨＦ還流下に反応を開始した。上記１０−クロロ−５，９−ジメチルデカン全量とＴＨＦ２００ｇを滴下終了した後、反応液を７０〜７５℃で２時間熟成させ、グリニヤール試薬とした。
次いで、別の反応器にＴＨＦ１００ｇ、塩化第一銅２ｇ、ｎ−アミルブロミド１３０ｇ（０．８５モル）を加え、窒素雰囲気下、冷却して、上記グリニヤール試薬を滴下した。反応は発熱反応であり、グリニヤール試薬を内温が２５℃を越えないように冷却しながら滴下した。
滴下終了後、反応液を１５〜２０℃で1時間攪拌し、反応終了後、純水／塩化アンモニウムで加水分解して得られた有機層の溶媒を除去して精密蒸留したところ、５，９−ジメチルペンタデカン１４５ｇ（０．６１モル、収率７５．３％）が得られた。

［実施例３］
５，９−ジメチルヘキサデカン（リーフマイナーモスの性フェロモン微量成分の合成）
反応器にＴＨＦ１００ｇと少量のヨウ素片、金属マグネシウム２０ｇ（０．８２モル）を加え、窒素ガス雰囲気下、内温を６４〜６６℃に安定させ、そこに、１０−クロロ−５，９−ジメチルデカン１６５ｇ（０．８１モル）を滴下し、ＴＨＦ還流下に反応を開始した。上記１０−クロロ−５，９−ジメチルデカン全量とＴＨＦ２００ｇを滴下終了した後、反応液を７０〜７５℃で２時間熟成させ、グリニヤール試薬とした。
次いで、別の反応器にＴＨＦ１００ｇ、塩化第一銅２ｇ、ｎ−ヘキシルブロミド１４１ｇ（０．８５モル）を加え、窒素雰囲気下、冷却して、上記グリニヤール試薬を滴下した。反応は発熱反応であり、グリニヤール試薬を内温が２５℃を越えないように冷却しながら滴下した。
滴下終了後、反応液は１５〜２０℃で１時間攪拌し、反応終了後、純水／塩化アンモニウムで加水分解して得られた有機層の溶媒を除去して精密蒸留したところ、５，９−ジメチルヘキサデカン１５０ｇ（０．５９モル、収率７３．２％）が得られた。

Claims (3)

1. １０−ハロ−５，９−ジメチルデカン（ハロは、ＣｌまたはＢｒを表す。）。
2. ７−ハロ−３−メチルヘプタン（ハロは、ＣｌまたはＢｒを表す。）を出発物質として、そのグリニヤール試薬と、１−ブロモ−３−クロロ−２−メチルプロパンまたは１，３−ジブロモ−２−メチルプロパンとのクロスカップリングにより、１０−ハロ−５，９−ジメチルデカン（ハロは、ＣｌまたはＢｒを表す。）を得る工程と、
   上記１０−ハロ−５，９−ジメチルデカンのグリニヤール試薬と、臭化アルキルまたはヨウ化アルキルとのクロスカップリングを行う工程と
   を含んでなる５，９−ジメチルアルカンの製造方法。
3. 上記５，９−ジメチルアルカンが、５，９−ジメチルペンタデカンまたは５，９−ジメチルヘキサデカンである請求項２に記載の５，９−ジメチルアルカンの製造方法。