JP2009514872A - シクロペンタノン誘導体の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、有機合成分野、及びアルキル３−オキソ−２−（２−オキソエチル）−１−シクロペンタンアセテートのアセタール誘導体の新しい製造方法に関する。また本発明は、アセタール誘導体を使用して香料成分の製造に有用な中間体を製造する方法に関する。

Description

本発明は、有機合成分野、及びさらに特にアルキル３−オキソ−２−（２−オキソエチル）−１−シクロペンタンアセテートのアセタール誘導体の新しい製造方法に関する。本発明はまた、アセタール誘導体を使用して香料成分の製造に有用な中間体を製造する方法に関する。

先行技術
アルキル３−オキソ−２−（２−オキソエチル）−１−シクロペンタンアセテート、及び特にメチル３−オキソ−２−（２−オキソエチル）−１−シクロペンタンアセテートは、香料成分のメチルジャスモネート又はメチルエピジャスモネート（例えばＴａｎａｋａ ｅｔ ａｌ．によるＪ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９７５，４６２を参照）の製造のための有用な中間体として公知である。

しかしながら、かかる化合物の文献中で報告されているその合成は、それらが、かなり長く、又は難しい段階、例えばオゾン分解（Ｓｏｍｅｙａ Ｔ． ｅｔ ａｌ，による"Ａｎ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｍｅｔｈｙｌ ｊａｓｍｏｎａｔｅ"， Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ｏｆ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｏｉｌ， ＶｏＩ ７，１９７７，１−７頁）もしくは製造するのが難しい出発物質を含むという事実のために比較的低い全体の収率を欠点としてもつ。

本発明は、前記のアルデヒドの製造のための有用な中間体の提供、並びに標的アルデヒドを製造するためのいくつかの中間体の使用を目的とする。他の目的はまた、アルデヒドを製造するための代替方法を提供することであり、それらは、比較的短い全体の過程を提供し、かつ／又は同様の又はより高い全体の収率をもたらす。

発明の概要
本発明は、目下のところ、アルキル３−オキソ−２−（２−オキソエチル）−１−シクロペンタンアセテート又はマロネートの特定のアセタールに、並びに前記マロネートから前記のアルキル３−オキソ−２−（２−オキソエチル）−１−シクロペンタンアセテートを製造する方法に関する。本発明はまた、前記アセタール誘導体を使用して、香料成分の製造に有用な中間体を製造する方法に関する。

好ましい実施態様の詳細な説明
本発明は、式（Ｉ）

［式中、Ｒは、別々に、Ｃ₁〜Ｃ₅のアルキル基、又は共に、Ｃ₂〜Ｃ₆のアルカンジイル基を表し、かつＲ¹は、Ｃ₁〜Ｃ₄のアルキル基を表す］で示される化合物のいずれか１つの異性体の形又はそれらの混合物の合成を目的とする方法において、式（ＩＩ）

［式中、Ｒ及びＲ¹は、式（Ｉ）で表された意味を有する］で示される化合物のいずれか１つの異性体の形又はそれらの混合物の脱カルボキシル化を含む方法に関する。

本発明の一実施態様によれば、Ｒは、メチル基又はエチル基を表す。本発明の別の実施態様によれば、Ｒ¹は、メチル基又はエチル基を表す。さらに本発明の他の実施態様によれば、ＲとＲ¹の双方は、メチル基を表す。

本明細書に挙げられた化合物はそれ自体有用な形であるラセミ形で表されるが、すべての前記実施多様において、それら化合物が、その異性体又はそれらの混合物のいずれかの形であってよいことが理解される。かかる異性体又はそれらの混合物の制限されない例として、式（Ｉ）、（ＩＶ）の化合物、並びにＲ²がＨである場合の式（ＩＩＩ）の化合物については、とりわけシス及びトランス異性体、特に立体配置（１Ｒ，２Ｒ）又は（１Ｒ，２Ｓ）を有するエナンチオマーを挙げることができる。さらに、とりわけ、化合物（ＩＩ）の化合物については、シス異性体及びトランス並びに立体配置（１Ｓ，２Ｒ）及び（１Ｓ，２Ｓ）を有するエナンチオマーを挙げることができる。

式（Ｉ）及び（ＩＩ）の化合物はまた、新しくかつ発明性のある化合物であり、従って、本発明の別の対象は、式（ＩＩＩ）

［式中、Ｒ及びＲ¹は、前記で表された意味を有し、かつＲ²は、水素原子又はＣＯＯＲ¹基を表す］で示される化合物のいずれか１つの異性体の形又はそれらの混合物に関する。

化合物（Ｉ）を提供するための化合物（ＩＩ）の脱カルボキシル化は、熱処理によって、又は塩基性の鹸化そして媒体の酸性化の実施によって促進されうる。

本発明の特定の一実施態様によると、熱処理が好ましい。かかる場合において、該熱処理は、１２０℃〜２４０℃を有する温度で反応媒体を加熱することによって達成できる。本発明の別の実施態様において、該温度は、１４０℃〜１９０℃を有しうる。

この熱処理は、溶剤の存在下又は不在において、行われてよい。溶剤の制限されない例として、１２０℃より高い、又は１４０℃より高い沸点さえ有する溶剤、例えばＤＭＳＯ、ＤＭＦもしくは特にＮＭＰ及びＮ−エチルピロリドンを挙げることができる。

上記のように、式（Ｉ）の化合物は、３−オキソ−２−（２−オキソエチル）−１−シクロペンタンアセテートの製造のための有用な中間体でありうる。従って、本発明の別の対象は、以下で定義される式（ＩＶ）の化合物を製造するための、前記で定義された式（Ｉ）の化合物の使用に関する。特に、前記で定義された式（Ｉ）の化合物をブレンステッド酸又はルイス酸で処理することによる、式（ＩＶ）

［式中、Ｒ¹は、上記で表された意味を有する］で示される化合物のいずれか１つの異性体の形又はそれらの混合物の製造方法に関する。

該酸は、有利には、水溶液の形で使用される。かかる酸の制限されない例は、酢酸のようなカルボン酸、及びプロピオン酸並びにＦｅＣｌ₃及びＬｉＢＦ₄のようなルイス酸である。

さらに、この反応は、２０℃〜１００℃を有する温度で行われてよい。本発明の別の実施態様において、該温度は、３０℃〜６０℃を有してよい。

本発明の式（ＩＩ）の化合物は、式（Ｖ）

の化合物を、塩基、例えばＣ₁〜Ｃ₅のアルコラートの存在下で化合物ＣＨ₂（ＣＯＯＲ¹）₂と反応させる方法（その際、Ｒ及びＲ¹は上記で提供された意味を有する）に従って製造できる。この方法の一例は、さらに以下に提供される。

式（ＩＩ）の前記化合物が光学活性形である場合に、それらは、上記で記載されたのと同一の方法によって得ることができるが、その際、光学活性相間移動触媒（ＰＴＣ）、例えばテトラアルキルアンモニウムを基礎とする相間移動触媒、すなわちＯｒｇ．ｌｅｔｔ．、２０００、２、２９５９中でＰｌａｑｕｅｖｅｎｔ ｅｔ ａｌによって記載されているようなＮ−アルキルキニジニウム又はＮ−アルキルシンコニジニウムのハロゲン化物塩が使用される。

式（Ｖ）の化合物を、Ｊ．Ａｍ．ＣｈｅｎｕＳｏｃ．、１９８８、１１０、６４９中でＣｏｒｅｙ ｅｔ ａｌによって記載されている方法に従って得ることができる。

実施例
本発明を、以下の実施例によってさらに詳細に記載するが、その際、略語は当該技術分野において通常の意味を有し、温度を摂氏度（℃）で表す。ＮＭＲスペクトルデータを、ＣＤＣｌ₃中で３６０ＭＨｚ機械を用いて記録し、化学シフト（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）δを、標準としてのＴＭＳに対してｐｐｍで表し、結合定数Ｊを、Ｈｚで表し、かつ全ての略語は当該技術分野において通常の意味を有する。

実施例１
ジメチル［２−（２，２−ジメトキシエチル）−３−オキソシクロペンチル］マロネートの合成
２リットルのジャケット付き反応フラスコ中で、２−（２，２−ジメトキシエチル）シクロペンテン−２−オン７７２ｇ及びジメチルマロネート８６４ｇの溶液を、−１３℃に冷却し、そしてＮａＯＭｅ／ＭｅＯＨ（２５質量％）溶液１８４ｇで満たした。撹拌を、混合物を８５％のＨ₃ＰＯ₄で急冷するまで、３．５時間続けた。そして反応媒体を、水５００ｍｌで満たし、そして撹拌後に、その有機相を回収した。そして該相を、水で洗浄し、そして濃縮して所望の粗生成物が得られた。蒸留（１ｍｂａｒで沸点１５５〜１５６℃）による粗生成物の精製により、収率９２％を有する表題化合物が得られた。

光学活性（１Ｓ）−ジメチル［２−（２，２−ジメトキシエチル）−３−オキソシクロペンチル］マロネートの合成
２５ｍｌの一口丸底フラスコ中で、２−（２，２−ジメトキシエチル）シクロペンテン−２−オン（典型的に０．５モル）、ジメチルマロネート１０モル等量、Ｎ−メチルアンスラセニルキニジニウムクロライド０．１モル等量、及びＫＯＨ０．１４モル等量を装入し、０℃で２０時間撹拌した。作用混合物を、エーテル１５０ｍｌを含む分液漏斗中に注入し、そして有機混合物を０．１ＮのＨＣｌ（２×４０ｍｌ）、続いて水（１×６０ｍｌ）そして塩水（２×６０ｍｌ）で清浄した。有機相を、Ｎａ₂ＳＯ₄上で乾燥し、そして該溶剤を取り除き、粗原料を得た。短行程蒸留（ｓｈｏｒｔｐａｔｈ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）装置での粗原料の蒸留により、９５／５のトランス／シス率を有する所望の生成物が得られた。（１Ｓ）−ジメチル［２−（２，２−ジメトキシエチル）−３−オキソシクロペンチル］マロネートの収率は、７８％であった（転化率５０％の２−（２，２−ジメトキシエチル）シクロペテン−２−オンに対して）。得られた生成物は、５８％のｅｅを有した。

実施例２
メチル［２−（２，２−ジメトキシエチル）−３−オキソシクロペンチル］アセテートの合成
短行程蒸留装置を装備した２５０ｍｌの三口丸底フラスコ中で、ジメチル［２−（２，２−ジメトキシエチル）−３−オキソシクロペンチル］マロネート８０．０ｇ及びＮＭＰ６３．０ｇの溶液を、１６０℃に加熱した。そして該溶液を、反応が完了するまで水で満たした。反応の完了後に、反応媒体の減圧（１ｍｂａｒで沸点１４０〜１４５℃）下での蒸留により、収率８１％を有する精製された表題化合物を直接回収することができた。

光学活性メチル（１Ｒ）−［２−（２，２−ジメトキシエチル）−３−オキソシクロペンチル］アセテートの合成
（１Ｓ）−ジメチル［２−（２，２−ジメトキシエチル）−３−オキソシクロペンチル］マロネートを使用したことを除いてラセミ体の場合と同一である。収率は、７１％であり、９５／５のトランス／シス率及び５８％のｅｅを有した。

実施例３
メチル３−オキソ−２−（２−オキソエチル）−１−シクロペンタンアセテートの合成
４リットルのジャケット付き反応器中で、ＡｃＯＨ１２３６リットル及び水１２３６リットルの混合物を、４５℃に加熱した。そして、この混合物に、メチル［２−（２，２−ジメトキシエチル）−３−オキソシクロペンチル］アセテート４９４ｇを添加した。得られた反応媒体を、アセタールのアルデヒドへの転化の完了まで、４６〜４９℃で撹拌した。減圧下での蒸留は、収率８９％（実施例１からの全体の収率は６６％）を有する精製された表題化合物の直接分離を可能にした。

（１Ｒ）−メチル３−オキソ−２−（２−オキソエチル）−１−シクロペンタンアセテートの合成
（１Ｒ）−メチル３−オキソ−２−（２−オキソエチル）−１−シクロペンタンアセテートを使用したことを除いてラセミ体の場合と同一である。収率は９０％であり、９５／５のトランス／シス率及び５８％のｅｅを有する。

Claims (10)

1. 式（ＩＩＩ）
   

   

   ［式中、Ｒは、別々に、Ｃ₁〜Ｃ₅のアルキル基、又は共に、Ｃ₂〜Ｃ₆のアルカンジイル基を表し、Ｒ¹は、Ｃ₁〜Ｃ₄のアルキル基を表し、かつＲ²は、水素原子又はＣＯＯＲ¹基を表す］で示される化合物のいずれか１つの異性体の形の化合物又はそれらの混合物。
2. Ｒ及びＲ¹が、メチル基を表す、請求項１に記載の化合物。
3. Ｒ及びＲ¹が、メチル基を表し、かつＲ²が水素原子を表す場合に、立体配置（１Ｒ，２Ｓ）及び（１Ｒ，２Ｒ）のエナンチオマーの形又はＲ²がＣＯＯＲ¹基を表す場合に、（１Ｓ，２Ｒ）及び（１Ｓ，２Ｓ）のエナンチオマーの形である、請求項１に記載の化合物。
4. 式（Ｉ）
   

   

   ［式中、Ｒは、別々に、Ｃ₁〜Ｃ₅のアルキル基、又は共に、Ｃ₂〜Ｃ₆のアルカンジイル基を表し、かつＲ¹は、Ｃ₁〜Ｃ₄のアルキル基を表す］で示される化合物のいずれか１つの異性体の形の化合物又はそれらの混合物の製造方法において、式（ＩＩ）
   

   

   ［式中、Ｒ及びＲ¹が、式（Ｉ）で表された意味を有する］で示される化合物のいずれか１つの異性体の形の化合物又はそれらの混合物の脱カルボキシル化を含む方法。
5. Ｒ及びＲ¹が、メチル基を表す、請求項４に記載の方法。
6. Ｒ及びＲ¹が、メチル基を表し、かつ化合物（Ｉ）及び（ＩＩ）が、立体配置（１Ｒ，２Ｓ）もしくは（１Ｒ，２Ｒ）、又は別々に（１Ｓ，２Ｒ）もしくは（１Ｓ，２Ｓ）のエナンチオマーの形である、請求項４に記載の方法。
7. 脱カルボキシル化が、１２０℃〜２４０℃を有する温度で反応媒体を加熱することによって達成される、請求項４に記載の方法。
8. 該反応が、溶剤としてのＮＭＰの存在下で行われる、請求項４に記載の方法。
9. 式（ＩＶ）
   

   

   ［式中、Ｒ¹は、Ｃ₁〜Ｃ₄のアルキル基を表す］で示される化合物のいずれか１つの異性体の形の化合物又はそれらの混合物の製造方法において、式（Ｉ）
   

   

   ［式中、Ｒは、別々に、Ｃ₁〜Ｃ₅のアルキル基、又は共に、Ｃ₂〜Ｃ₆のアルカンジイル基を表し、かつＲ¹は、Ｃ₁〜Ｃ₄のアルキル基を表す］で示される化合物のいずれか１つの異性体の形の化合物又はそれらの混合物が、出発物質である方法。
10. Ｒ及びＲ¹が、メチル基を表し、かつ化合物（Ｉ）及び（ＩＶ）が、立体配置（１Ｒ，２Ｓ）又は（１Ｒ，２Ｒ）のエナンチオマーの形である、請求項９に記載の方法。