JP2008088071A - Method for producing 2-cyclopentylcyclopentanone compound - Google Patents

Method for producing 2-cyclopentylcyclopentanone compound Download PDF

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Yasuyuki Nakano
靖之 中野
Masafumi Yamada
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Abstract

【課題】香料原料等に有用な2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物の製法の提供。
【解決手段】(2)のシクロペンタノン化合物をアルドール縮合させて、(3)で示される化合物を含む反応混合物を得、次に二酸化炭素と接触させて中和反応を行い引き続き水素化することを特徴とする、(1)で示される化合物の製造方法。

Figure 2008088071

【選択図】なしThe present invention provides a method for producing a 2-cyclopentylcyclopentanone compound useful as a perfume raw material.
SOLUTION: A cyclopentanone compound of (2) is subjected to aldol condensation to obtain a reaction mixture containing the compound represented by (3), and then contacted with carbon dioxide to carry out a neutralization reaction, followed by hydrogenation. A process for producing the compound represented by (1), characterized in that
Figure 2008088071

[Selection figure] None

Description

本発明は、香料の製造原料や香料成分などとして有用な2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a 2-cyclopentylcyclopentanone compound useful as a fragrance production raw material or a fragrance component.

2−シクロペンチルシクロペンタノンなどの2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物は、香料の製造原料や香料成分などとして有用である。   A 2-cyclopentylcyclopentanone compound such as 2-cyclopentylcyclopentanone is useful as a raw material for producing a fragrance or a fragrance component.

従来、2−シクロペンチルシクロペンタノンの製造方法としては特許文献1に記載された方法が知られている。この方法は、(i)シクロペンタノンと水酸化ナトリウム水溶液との混合物を加熱還流下、脱水縮合せしめ、冷却後、分液操作により有機相を分取し、(ii)次に、有機相を希塩酸で中和し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を用いて過剰な酸を除去した後に水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、(iii)続いて、得られた有機相から減圧蒸留により2−シクロペンチリデンシクロペンタノンを得、(iv)さらに、活性担持パラジウム(Pd/C)を触媒として用いる水素化反応を行い、(v)引き続き、減圧蒸留によりシクロペンチルシクロペンタノンを得る、というものである。   Conventionally, the method described in Patent Document 1 is known as a method for producing 2-cyclopentylcyclopentanone. In this method, (i) a mixture of cyclopentanone and an aqueous sodium hydroxide solution is subjected to dehydration condensation under heating and refluxing, and after cooling, the organic phase is separated by a liquid separation operation. Neutralized with dilute hydrochloric acid, excess acid was removed using a saturated aqueous solution of sodium hydrogen carbonate, washed with water and dried over anhydrous sodium sulfate. (Iii) Subsequently, the obtained organic phase was distilled under reduced pressure by 2- Cyclopentylidenecyclopentanone is obtained, (iv) Further, a hydrogenation reaction using active supported palladium (Pd / C) as a catalyst is performed, and (v) cyclopentylcyclopentanone is subsequently obtained by distillation under reduced pressure. is there.

しかし、この方法は脱水縮合後の処理操作が煩雑であり、シクロペンチルシクロペンタノンを大量生産する上では不便であった。すなわち、脱水縮合後において、有機相の分取に続き、希塩酸による中和を行って2−シクロペンチリデンシクロペンタノン又は2−シクロペンチルシクロペンタノンの減圧蒸留工程において多量体が生成するのを防止すると共に、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液による過剰な酸の除去、水洗浄、乾燥及び2−シクロペンチリデンシクロペンタノンの単離の各操作を行わなければ、目的物である2−シクロペンチルシクロペンタノンの収率が低下した。   However, this method involves a complicated processing operation after dehydration condensation, and is inconvenient for mass production of cyclopentylcyclopentanone. That is, after dehydration condensation, the organic phase is separated and neutralized with dilute hydrochloric acid to prevent the formation of multimers in the vacuum distillation step of 2-cyclopentylidenecyclopentanone or 2-cyclopentylcyclopentanone. In addition, unless the operations of removing excess acid with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, washing with water, drying and isolating 2-cyclopentylidenecyclopentanone are performed, the target 2-cyclopentylcyclopentanone will be removed. Yield decreased.

一方、特許文献2には、アルコール類等とエピハロヒドリン類との付加反応により得られるハロヒドリン体を、塩基性化合物の存在下に開環してグリシジル化合物を製造する方法において、開環反応終了後、当該反応系に二酸化炭素を導入して塩基性化合物を中和する工程、及びシリカ及びアルミナを主成分とする固体酸を用いて当該中和処理物中に残存する塩基性化合物を除去する工程を含むことを特徴とするグリシジル化合物の製造方法が開示されている。
特開昭55−127316号公報 特開平4−82880号公報
On the other hand, Patent Document 2 discloses a method for producing a glycidyl compound by opening a halohydrin compound obtained by an addition reaction between an alcohol or the like and an epihalohydrin in the presence of a basic compound. A step of neutralizing the basic compound by introducing carbon dioxide into the reaction system, and a step of removing the basic compound remaining in the neutralized product using a solid acid mainly composed of silica and alumina. The manufacturing method of the glycidyl compound characterized by including is disclosed.
JP-A-55-127316 Japanese Patent Laid-Open No. 4-82880

本発明は、シクロペンタノンなどのシクロペンタノン化合物を原料化合物として用い、香料の製造原料や香料成分などとして有用な2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物を、効率よく工業的に有利に製造する方法を提供することを課題とする。   The present invention provides a method for efficiently and industrially producing a 2-cyclopentylcyclopentanone compound, which is useful as a raw material for fragrance production or a fragrance component, using a cyclopentanone compound such as cyclopentanone as a raw material compound. The issue is to provide.

本発明者らは、上記課題を解決すべく、特許文献1に記載された2−シクロペンチルシクロペンタノンの製造方法について鋭意検討を加えた。その結果、シクロペンタノンのアルドール縮合反応後の反応混合物(有機相)に二酸化炭素を加えて中和反応を行った後、連続的に水素化反応を行うことにより、従来必要であった、有機相中和後の、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液による過剰な酸の除去、水洗浄、乾燥及び2−シクロペンチリデンシクロペンタノンの単離の各操作を省略でき、なおかつ従来に比較して短時間に水素化反応を完結させて、非常に効率的に収率よく2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物が得られるという知見を得、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
かくして本発明によれば、〔I〕式(2)
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied a method for producing 2-cyclopentylcyclopentanone described in Patent Document 1. As a result, after neutralizing by adding carbon dioxide to the reaction mixture (organic phase) after the aldol condensation reaction of cyclopentanone, a hydrogenation reaction was performed continuously, which was necessary in the past. After the phase neutralization, operations such as removal of excess acid with a saturated aqueous solution of sodium hydrogen carbonate, water washing, drying and isolation of 2-cyclopentylidenecyclopentanone can be omitted, and in a shorter time than in the past. The hydrogenation reaction was completed, and the knowledge that a 2-cyclopentylcyclopentanone compound was obtained very efficiently and with high yield was obtained, and the present invention was completed based on this knowledge.
Thus, according to the present invention, [I] Formula (2)

Figure 2008088071
Figure 2008088071

(式中、R〜Rはそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を表す。)で示されるシクロペンタノン化合物を、塩基性化合物の存在下、アルドール縮合させて、式(3) (In the formula, R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.) A cyclopentanone compound represented by the formula (1) is subjected to aldol condensation in the presence of a basic compound. , Formula (3)

Figure 2008088071
Figure 2008088071

(式中、R〜Rは前記と同じ意味を表す。)
で示される2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物を含む反応混合物を得る工程、
〔II〕工程〔I〕で得られた反応混合物を二酸化炭素と接触させることにより中和反応を行う工程、及び
(Wherein R 1 to R 4 represent the same meaning as described above.)
Obtaining a reaction mixture containing a 2-cyclopentylidenecyclopentanone compound represented by:
[II] a step of performing a neutralization reaction by contacting the reaction mixture obtained in the step [I] with carbon dioxide; and

〔III〕工程〔II〕に引き続き、前記式(3)で示される2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物の炭素−炭素二重結合を水素化する工程、
を有することを特徴とする、式(1)
[III] Subsequent to the step [II], a step of hydrogenating the carbon-carbon double bond of the 2-cyclopentylidenecyclopentanone compound represented by the formula (3),
Formula (1), characterized in that

Figure 2008088071
Figure 2008088071

で示される2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物の製造方法が提供される。
本発明の製造方法においては、前記式(2)で示されるシクロペンタノン化合物として、シクロペンタノンを用いることが好ましい。
The manufacturing method of 2-cyclopentyl cyclopentanone compound shown by these is provided.
In the production method of the present invention, it is preferable to use cyclopentanone as the cyclopentanone compound represented by the formula (2).

本発明によれば、2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物の製造過程における処理操作を大幅に簡略化して、良質な2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物を非常に効率的に収率よく製造することができる。
すなわち、中和に用いる二酸化炭素を過剰に用いても、過剰分の二酸化炭素は気体として系外へ容易に除去することができる。従って、希塩酸を用いる場合のように飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を用いて過剰な酸を除去する必要がなく、さらに水洗浄、乾燥及び2−シクロペンチリデンシクロペンタノンの単離の各操作をも省略することができる。しかも、二酸化炭素による有機相の中和に引き続いて水素化反応を行うので、従来に比較して短時間に水素化反応を完結させることができる。従って、本発明によれば、非常に効率的に収率よく2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物を製造することができる。
According to the present invention, it is possible to greatly simplify the treatment operation in the production process of a 2-cyclopentylcyclopentanone compound, and to produce a high-quality 2-cyclopentylcyclopentanone compound very efficiently with a high yield.
That is, even if carbon dioxide used for neutralization is used excessively, the excess carbon dioxide can be easily removed out of the system as a gas. Therefore, it is not necessary to remove excess acid using a saturated aqueous solution of sodium hydrogen carbonate as in the case of using dilute hydrochloric acid, and further, each operation of washing with water, drying and isolation of 2-cyclopentylidenecyclopentanone is omitted. can do. In addition, since the hydrogenation reaction is carried out following the neutralization of the organic phase with carbon dioxide, the hydrogenation reaction can be completed in a shorter time than in the prior art. Therefore, according to the present invention, a 2-cyclopentylcyclopentanone compound can be produced very efficiently and with a high yield.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の前記式(1)で示される2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物〔以下、2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物(1)という。〕の製造方法は、前記式(2)で示されるシクロペンタノン化合物〔以下、シクロペンタノン化合物(2)という。〕を、塩基性化合物の存在下、アルドール縮合させて、前記式(3)で示される2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物〔以下、2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物(3)という。〕を含む反応混合物を得、この反応混合物を二酸化炭素と接触させることにより中和反応を行い、引き続き2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物(3)の炭素−炭素二重結合を水素化することを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
2-cyclopentylcyclopentanone compound represented by the above formula (1) of the present invention [hereinafter referred to as 2-cyclopentylcyclopentanone compound (1). ] Is a cyclopentanone compound represented by the formula (2) [hereinafter referred to as cyclopentanone compound (2). ] Is subjected to aldol condensation in the presence of a basic compound to give a 2-cyclopentylidenecyclopentanone compound represented by the above formula (3) [hereinafter referred to as 2-cyclopentylidenecyclopentanone compound (3). ], A neutralization reaction is carried out by bringing the reaction mixture into contact with carbon dioxide, and the carbon-carbon double bond of the 2-cyclopentylidenecyclopentanone compound (3) is subsequently hydrogenated. It is characterized by.

すなわち、本発明の製造方法では、
(A)工程〔I〕において、シクロペンタノン化合物(2)を、塩基性化合物の存在下、アルドール縮合させて、2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物(3)を含む反応混合物(a)を得、
(B)工程〔II〕において、反応混合物(a)を二酸化炭素と接触させることにより中和反応を行い中和反応混合物(b)を得、及び、
(C)工程〔III〕において、工程〔II〕に引き続いて、2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物(3)の炭素−炭素二重結合を水素化することにより、2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物(1)を含む反応混合物を得ることになる。
That is, in the production method of the present invention,
(A) In the step [I], the cyclopentanone compound (2) is subjected to aldol condensation in the presence of a basic compound to obtain a reaction mixture (a) containing the 2-cyclopentylidenecyclopentanone compound (3). Get
(B) In step [II], the reaction mixture (a) is brought into contact with carbon dioxide to carry out a neutralization reaction to obtain a neutralization reaction mixture (b); and
(C) In step [III], following step [II], the carbon-carbon double bond of 2-cyclopentylidenecyclopentanone compound (3) is hydrogenated to give a 2-cyclopentylcyclopentanone compound. A reaction mixture containing (1) will be obtained.

(A)工程〔I〕
工程〔I〕では、シクロペンタノン化合物(2)を、塩基性化合物の存在下、アルドール縮合させて、2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物(3)を含む反応混合物(a)を得る。
(A) Process [I]
In step [I], cyclopentanone compound (2) is subjected to aldol condensation in the presence of a basic compound to obtain reaction mixture (a) containing 2-cyclopentylidenecyclopentanone compound (3).

アルドール縮合は、不活性溶媒中、塩基性化合物の存在下、シクロペンタノン化合物(2)に1分子のシクロペンタノン化合物(2)が脱水縮合して、2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物(3)を生成する反応である。   In the aldol condensation, in the presence of a basic compound in an inert solvent, one molecule of the cyclopentanone compound (2) is dehydrated and condensed with the cyclopentanone compound (2) to form a 2-cyclopentylidenecyclopentanone compound ( This is a reaction to produce 3).

本発明に用いるシクロペンタノン化合物(2)において、式(2)中、R〜Rはそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を表す。なかでも、R〜Rはそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基であるのが好ましく、水素原子又はメチル基であるのがより好ましく、すべてが水素原子であるのが特に好ましい。 In the cyclopentanone compound (2) used in the present invention, in formula (2), R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Among them, R 1 to R 4 are each independently preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or a methyl group, and all of them being hydrogen atoms. Is particularly preferred.

シクロペンタノン化合物(2)の具体例としては、シクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、3−エチルシクロペンタノン、3−n−プロピルシクロペンタノン、3−イソプロピルシクロペンタノン、3−n−ブチルシクロペンタノン、3−イソブチルシクロペンタノン、3−t−ブチルシクロペンタノン、3−n−ペンチルシクロペンタノン、3−n−ヘキシルシクロペンタノン、3,4−ジメチルシクロペンタノン、3,4−ジエチルシクロペンタノン、3,3,4−トリメチルシクロペンタノン、3,3,4,4−テトラメチルシクロペンタノンなどが挙げられる。本発明においては、これらの中でも、シクロペンタノンを用いるのが特に好ましい。   Specific examples of the cyclopentanone compound (2) include cyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, 3-ethylcyclopentanone, 3-n-propylcyclopentanone, 3-isopropylcyclopentanone, 3-n -Butylcyclopentanone, 3-isobutylcyclopentanone, 3-t-butylcyclopentanone, 3-n-pentylcyclopentanone, 3-n-hexylcyclopentanone, 3,4-dimethylcyclopentanone, 3, , 4-diethylcyclopentanone, 3,3,4-trimethylcyclopentanone, 3,3,4,4-tetramethylcyclopentanone, and the like. In the present invention, among these, it is particularly preferable to use cyclopentanone.

アルドール縮合に用いる塩基性化合物は特に制約されない。例えば、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート、カリウムメチラート、カリウムエチラートなどのアルカリ金属アルコラート;マグネシウムメチラート、マグネシウムエチラートなどのアルカリ土類金属アルコラート;水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩;炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどのアルカリ土類金属炭酸塩;ピリジン、トリエチルアミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]7−ウンデセン(DBU)などのアミン類;などが挙げられる。これらは1種単独で、あるいは2種以上を混合して用いることができる。これらの中でも、収率よく目的物が得られる観点から、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属アルコラートの使用が好ましい。   The basic compound used for the aldol condensation is not particularly limited. For example, alkali metal alcoholates such as sodium methylate, sodium ethylate, potassium methylate and potassium ethylate; alkaline earth metal alcoholates such as magnesium methylate and magnesium ethylate; alkaline metal water such as sodium hydroxide and potassium hydroxide Oxides; alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide; alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; alkaline earth metal carbonates such as magnesium carbonate and calcium carbonate; pyridine, triethylamine, And amines such as 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO) and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] 7-undecene (DBU). These may be used alone or in combination of two or more. Among these, the use of alkali metal hydroxides and alkali metal alcoholates is preferred from the viewpoint of obtaining the desired product with good yield.

塩基性化合物の使用量は、シクロペンタノン化合物(2)1モルに対し、通常0.001〜0.1モル、好ましくは0.01〜0.05モルである。   The usage-amount of a basic compound is 0.001-0.1 mol normally with respect to 1 mol of cyclopentanone compounds (2), Preferably it is 0.01-0.05 mol.

前記アルドール縮合は、不活性溶媒中で行われる。用いる不活性溶媒としては、塩基性化合物に対して安定なものであれば特に制限されない。その具体例としては、水;メタノール、エタノールなどのアルコール類;n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタンなどの脂肪族炭化水素系溶媒;シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタンなどの脂環式炭化水素系溶媒;ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系溶媒;これらの2種以上からなる混合溶媒;などが挙げられる。   The aldol condensation is performed in an inert solvent. The inert solvent to be used is not particularly limited as long as it is stable with respect to the basic compound. Specific examples thereof include water; alcohols such as methanol and ethanol; aliphatic hydrocarbon solvents such as n-hexane, n-heptane and n-octane; and alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane and cycloheptane. Examples of the solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene; ether solvents such as diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, and dioxane; mixed solvents composed of two or more of these solvents.

アルドール縮合は、通常20〜180℃、好ましくは40〜140℃、より好ましくは、60〜100℃の温度範囲で円滑に進行する。
反応圧力は特に制約されないが、通常、0.05〜0.2MPa、好ましくは0.08〜0.12MPaである。
反応時間は、通常数分間から数十時間である。
The aldol condensation proceeds smoothly in a temperature range of usually 20 to 180 ° C, preferably 40 to 140 ° C, more preferably 60 to 100 ° C.
The reaction pressure is not particularly limited, but is usually 0.05 to 0.2 MPa, preferably 0.08 to 0.12 MPa.
The reaction time is usually several minutes to several tens of hours.

(B)工程〔II〕
工程〔II〕では、工程〔I〕で得られた反応混合物(a)を二酸化炭素と接触させることにより、中和反応を行い中和反応混合物(b)を得る。
(B) Process [II]
In step [II], the reaction mixture (a) obtained in step [I] is brought into contact with carbon dioxide to carry out a neutralization reaction to obtain a neutralization reaction mixture (b).

用いる二酸化炭素は、二酸化炭素単独又は二酸化炭素を主成分とするガスである。具体例としては、炭酸ガス;ドライアイス;空気、窒素、アルゴンなどと炭酸ガスとの混合ガスなどが挙げられる。
本発明の効果が損なわれない限り、二酸化炭素の形態や濃度には特に限定されない。
The carbon dioxide used is carbon dioxide alone or a gas containing carbon dioxide as a main component. Specific examples include carbon dioxide gas; dry ice; a mixed gas of carbon dioxide with air, nitrogen, argon, and the like.
As long as the effects of the present invention are not impaired, the form and concentration of carbon dioxide are not particularly limited.

反応混合物(a)を二酸化炭素と接触させる方法としては、反応混合物(a)に、反応混合物(a)中に残存する塩基性化合物が完全に中和されるまで二酸化炭素を導入する方法;反応混合物(a)に、残存する塩基性化合物に対して化学量論量以上のドライアイスを添加する方法;などが挙げられる。   As a method of bringing the reaction mixture (a) into contact with carbon dioxide, carbon dioxide is introduced into the reaction mixture (a) until the basic compound remaining in the reaction mixture (a) is completely neutralized; And a method of adding a stoichiometric amount or more of dry ice to the mixture (a) with respect to the remaining basic compound.

中和反応の完了は、例えば、フェノールフタレインの呈色反応やpHメータにより確認することができる。
また、過剰に供給された二酸化炭素は、炭酸ガスとして系外に容易に除去できるので、二酸化炭素の供給量などを、特に厳密に管理する必要はない。通常、引き続き工程〔III〕の操作を実施することで、二酸化炭素を除去する操作を特段行わずとも、炭酸ガスとして系外に排気され得る。
Completion of the neutralization reaction can be confirmed by, for example, a color reaction of phenolphthalein or a pH meter.
Further, since the excessively supplied carbon dioxide can be easily removed out of the system as carbon dioxide, it is not necessary to strictly control the supply amount of carbon dioxide. Usually, the operation of the step [III] can be continued to be exhausted out of the system as carbon dioxide gas without particularly performing the operation of removing carbon dioxide.

(C)工程〔III〕
工程〔III〕では、工程〔II〕に引き続き、中和反応混合物(b)中に存在する2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物(3)の炭素−炭素二重結合を水素化することにより、2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物(1)を含む反応混合物を得る。
(C) Process [III]
In the step [III], following the step [II], by hydrogenating the carbon-carbon double bond of the 2-cyclopentylidenecyclopentanone compound (3) present in the neutralization reaction mixture (b), A reaction mixture containing the 2-cyclopentylcyclopentanone compound (1) is obtained.

本発明方法においては、反応混合物(a)を二酸化炭素を用いて中和するため、2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物(3)の水素化反応前に、従来必要であった、該混合物中和後の、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液による過剰な酸の除去、水洗浄及び乾燥の各操作を省略でき、その結果、純度向上のための2−シクロペンチリデンシクロペンタノンの単離操作をも省略でき、しかも、工程〔II〕に引き続き、2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物(3)の水素化反応を行うことから、従来の2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物の製造方法における水素化反応に比較して短時間に水素化反応を完結させることができ、良質な2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物を非常に効率的に収率よく製造することができる。   In the method of the present invention, since the reaction mixture (a) is neutralized with carbon dioxide, the hydrogenation reaction of the 2-cyclopentylidenecyclopentanone compound (3) is conventionally required in the mixture. The removal of excess acid with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, washing with water and drying can be omitted, and as a result, the isolation of 2-cyclopentylidenecyclopentanone to improve purity is also omitted. In addition, since the hydrogenation reaction of the 2-cyclopentylidenecyclopentanone compound (3) is carried out following the step [II], it is compared with the hydrogenation reaction in the conventional method for producing a 2-cyclopentylcyclopentanone compound. The hydrogenation reaction can be completed in a short time, and a high-quality 2-cyclopentylcyclopentanone compound can be produced very efficiently and with a high yield. Kill.

水素化反応は、水素化触媒を用いる接触水素還元法により行なうのが好ましい。
用いる水素化触媒としては、一般にオレフィン類の水素化反応に使用されるものであれば格別の制限はない。その具体例としては、(a)パラジウム、ルテニウム、ロジウム、白金、ニッケルなどの遷移金属を、カーボン、アルミナ、シリカ、ケイソウ土などの担体に担持してなる担持型金属触媒、(b)チタン、コバルト、ニッケルなどの有機遷移金属化合物とリチウム、マグネシウム、アルミニウム、スズなどの有機金属化合物からなる均一系触媒、(c)ロジウム、ルテニウムなどの金属錯体触媒などが挙げられる。これらの中でも、汎用性及び収率よく目的物を得ることができることなどの理由から、(a)の担持型金属触媒の使用が好ましい。
The hydrogenation reaction is preferably carried out by a catalytic hydrogen reduction method using a hydrogenation catalyst.
The hydrogenation catalyst to be used is not particularly limited as long as it is generally used for the hydrogenation reaction of olefins. Specific examples thereof include (a) a supported metal catalyst formed by supporting a transition metal such as palladium, ruthenium, rhodium, platinum, nickel on a support such as carbon, alumina, silica, diatomaceous earth, (b) titanium, Examples thereof include homogeneous catalysts composed of organic transition metal compounds such as cobalt and nickel and organometallic compounds such as lithium, magnesium, aluminum and tin, and (c) metal complex catalysts such as rhodium and ruthenium. Among these, the use of the supported metal catalyst (a) is preferable because the target product can be obtained with high versatility and yield.

担持型金属触媒としては、例えば、パラジウム/カーボン(Pd/C)、パラジウム/アルミナ、パラジウム/シリカ、パラジウム/ケイソウ土、ルテニウム/カーボン(Ru/C)、ルテニウム/アルミナ、ルテニウム/シリカ、白金/アルミナ、白金/シリカ、ニッケル/シリカ、ニッケル/アルミナ、ニッケル/ケイソウ土などが挙げられる。中でも、パラジウム系又はルテニウム系の水素化触媒が好ましい。   Examples of supported metal catalysts include palladium / carbon (Pd / C), palladium / alumina, palladium / silica, palladium / diatomaceous earth, ruthenium / carbon (Ru / C), ruthenium / alumina, ruthenium / silica, platinum / Alumina, platinum / silica, nickel / silica, nickel / alumina, nickel / diatomaceous earth, etc. may be mentioned. Of these, palladium-based or ruthenium-based hydrogenation catalysts are preferable.

水素化触媒の使用量は、2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物(3)1モルに対して、通常0.0001〜1モル、好ましくは0.001〜0.5モルである。   The usage-amount of a hydrogenation catalyst is 0.0001-1 mol normally with respect to 1 mol of 2-cyclopentylidene cyclopentanone compounds (3), Preferably it is 0.001-0.5 mol.

この水素化反応は、中和反応混合物(b)に直接に水素化触媒を添加して、水素ガス雰囲気下で全容を撹拌することにより行うことができるし、中和反応混合物(b)を適当な溶媒で希釈した溶液に水素化触媒を添加して、水素ガス雰囲気下で全容を撹拌することにより行うこともできる。   This hydrogenation reaction can be carried out by adding a hydrogenation catalyst directly to the neutralization reaction mixture (b) and stirring the whole volume in a hydrogen gas atmosphere. It can also be carried out by adding a hydrogenation catalyst to a solution diluted with an appropriate solvent and stirring the whole volume in a hydrogen gas atmosphere.

後者の場合に用いる溶媒としては、水素化反応に不活性な溶媒であれば特に制限されない。その具体例としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール類;ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素系溶媒;n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタンなどの脂肪族炭化水素系溶媒;シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタンなどの脂環式炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、エチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒;などが挙げられる。
これらの中でも、水素化触媒を均一に分散させることができ、目的物が収率よく得られる観点から、アルコール系溶媒の使用が好ましく、エタノールの使用が特に好ましい。
The solvent used in the latter case is not particularly limited as long as it is an inert solvent for the hydrogenation reaction. Specific examples thereof include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol and isopropanol; aromatic hydrocarbon solvents such as benzene and toluene; aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane and n-heptane. Solvents; cycloaliphatic hydrocarbon solvents such as cyclopentane, cyclohexane and cycloheptane; ether solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane and ethylene glycol diethyl ether;
Among these, from the viewpoint that the hydrogenation catalyst can be uniformly dispersed and the target product can be obtained in good yield, the use of an alcohol solvent is preferred, and the use of ethanol is particularly preferred.

溶媒の使用量は、2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物(3)1重量部に対して、通常1〜1000重量部、好ましくは5〜100重量部である。   The usage-amount of a solvent is 1-1000 weight part normally with respect to 1 weight part of 2-cyclopentylidene cyclopentanone compounds (3), Preferably it is 5-100 weight part.

水素化反応の終了後においては、水素化触媒を濾別し、濾液を公知の分離・精製方法に供することにより、目的とする2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物(1)を単離することができる。また、濾別し、回収した水素化触媒は、繰り返し使用することができる。   After completion of the hydrogenation reaction, the target 2-cyclopentylcyclopentanone compound (1) can be isolated by filtering off the hydrogenation catalyst and subjecting the filtrate to a known separation / purification method. . Further, the hydrogenation catalyst collected by filtration and recovered can be used repeatedly.

2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物(1)の分離・精製方法としては、蒸留法、カラムクロマトグラフィー、再結晶化法などが挙げられるが、作業効率の面からは、蒸留法、中でも減圧蒸留法が好ましい。   Examples of the separation / purification method of the 2-cyclopentylcyclopentanone compound (1) include a distillation method, column chromatography, and recrystallization method. From the viewpoint of work efficiency, a distillation method, particularly a vacuum distillation method is used. preferable.

本発明により得られる2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物(1)は、香料成分又は香料の製造中間体として有用である。   The 2-cyclopentylcyclopentanone compound (1) obtained by the present invention is useful as a fragrance component or a fragrance production intermediate.

以下、実施例及び比較例により、本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例により何ら限定されることはない。なお、以下において「部」は、すべて重量基準である。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following examples. In the following, all “parts” are based on weight.

(実施例1)
シクロペンタノン 1426.5部、及び水酸化ナトリウム5重量%水溶液473部を反応器に仕込み、10時間加熱還流条件で反応させた。反応液を冷却後、分液により水相を除去した。有機相に10部のドライアイスを添加し、有機相中に残存する水酸化ナトリウムを中和した。中和後の有機相に1.5部の10%Pd/C(50%含水品)を添加し、常圧下、液温50℃から60℃で水素化反応を行ったところ、15時間で終了した。触媒をろ別した後、精密蒸留塔を用いて減圧蒸留を行うことで、2−シクロペンチルシクロペンタノンを1050部得た。
(Example 1)
Cyclopentanone 1426.5 parts and sodium hydroxide 5 wt% aqueous solution 473 parts were charged into a reactor and reacted under heating and refluxing conditions for 10 hours. After cooling the reaction solution, the aqueous phase was removed by liquid separation. 10 parts of dry ice was added to the organic phase to neutralize sodium hydroxide remaining in the organic phase. 1.5 parts of 10% Pd / C (50% water-containing product) was added to the neutralized organic phase, and the hydrogenation reaction was performed at a liquid temperature of 50 ° C. to 60 ° C. under normal pressure. The reaction was completed in 15 hours. did. After the catalyst was filtered off, 1050 parts of 2-cyclopentylcyclopentanone was obtained by performing vacuum distillation using a precision distillation column.

(実施例2)
ドライアイスの代わりに二酸化炭素ボンベを用い、ガス状の二酸化炭素10部を添加した以外は、実施例1と同様に操作を行ったところ、水素化反応は15.5時間で終了した。また、精密蒸留塔を用いる減圧蒸留により、2−シクロペンチルシクロペンタノンを1020部得た。
(Example 2)
When the operation was performed in the same manner as in Example 1 except that a carbon dioxide cylinder was used instead of dry ice and 10 parts of gaseous carbon dioxide was added, the hydrogenation reaction was completed in 15.5 hours. Further, 1020 parts of 2-cyclopentylcyclopentanone was obtained by vacuum distillation using a precision distillation column.

Claims (2)

〔I〕式(2)
Figure 2008088071
(式中、R〜Rはそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を表す。)で示されるシクロペンタノン化合物を、塩基性化合物の存在下、アルドール縮合させて、式(3)
Figure 2008088071
(式中、R〜Rは前記と同じ意味を表す。)
で示される2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物を含む反応混合物を得る工程、
〔II〕工程〔I〕で得られた反応混合物を二酸化炭素と接触させることにより中和反応を行う工程、及び
〔III〕工程〔II〕に引き続き、前記式(3)で示される2−シクロペンチリデンシクロペンタノン化合物の炭素−炭素二重結合を水素化する工程、
を有することを特徴とする、式(1)
Figure 2008088071
で示される2−シクロペンチルシクロペンタノン化合物の製造方法。
[I] Formula (2)
Figure 2008088071
(In the formula, R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.) A cyclopentanone compound represented by the formula (1) is subjected to aldol condensation in the presence of a basic compound. , Formula (3)
Figure 2008088071
(Wherein R 1 to R 4 represent the same meaning as described above.)
Obtaining a reaction mixture containing a 2-cyclopentylidenecyclopentanone compound represented by:
[II] A step of carrying out a neutralization reaction by contacting the reaction mixture obtained in step [I] with carbon dioxide, and [III] step [II], followed by 2-cyclohexane represented by the above formula (3) Hydrogenating a carbon-carbon double bond of a pentylidenecyclopentanone compound;
Formula (1), characterized in that
Figure 2008088071
The manufacturing method of 2-cyclopentyl cyclopentanone compound shown by these.
前記式(2)で示されるシクロペンタノン化合物がシクロペンタノンである請求項1に記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the cyclopentanone compound represented by the formula (2) is cyclopentanone.
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