JP2014510713A - 触媒による炭素炭素二重結合水素化による４−アセトキシ−２−メチルブタナールの調製 - Google Patents

Abstract

本発明は、４−アセトキシ−２−メチル−ブタナールの製造のための新規方法であって、非酸性触媒系が使用される方法に関する。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、４−アセトキシ−２−メチル−ブタナールの製造のための新規方法に関する。

以下の式（Ｉ）

の化合物である４−アセトキシ−２−メチル−ブタナールは、有機化合物（例えば、ビタミンＡ、ビタミンＥ、カロチノイドおよびテルペノイド）の合成のための重要な構成単位化合物である。

有機化合物（例えば、ビタミンＡ、ビタミンＥ、カロチノイドおよびテルペノイド）の合成の複雑さゆえに、構成単位化合物（中間体）は効率的なやり方で合成されることが望ましい。そのような合成の改善された方法に対する必要性が常に存在する。

今日まで、α，β−不飽和アルデヒドおよびエステル官能基という官能基を含有する化合物の、効率的なヘテロ触媒による選択的水素化は知られていない。式（Ｉ）の化合物などの上記化合物は、通常の反応条件下では非常に鹸化し易い。

驚くべきことに、触媒系の選択により、非酸性触媒系が鹸化の問題を回避することが見出された。

本発明は、４−アセトキシ−２−メチル−ブタナールの製造方法であって、非常に良好な収率および選択性をもたらす方法に関する。この方法はまた、低温（室温）で行われ得る。

驚くべきことに、この水素化は、シトラールなどの類似の化合物についてはうまくいかない。

本方法のための出発物質は、以下の式（ＩＩ）

により表される４−アセトキシ−２−メチル−２−ブテナールであり、これが、選択的に水素化される。これは、炭素−炭素二重結合が水素化されるということを意味している。

したがって、本発明は、４−アセトキシ−２−メチル−２−ブテナールの水素化を含む４−アセトキシ−２−メチル−ブタナールの製造方法であって、水素化が非酸性触媒系を用いることにより行われる方法に関する。

本発明の文脈において、非酸性触媒系という用語は、以下のように定義される：本発明に従う方法において使用される触媒系の水性抽出物は、ｐＨが７以上である。好ましくは、その水性抽出物は、ｐＨが７より大きく（＝塩基性触媒系）、より好ましくは、ｐＨは、７より大きくかつ９未満である。

触媒系は、単一の化合物または化合物の混合物であり得る。混合物が使用される場合、必ずしも全ての化合物のｐＨ（水性抽出物としての）が７以上でなくてもよいが、その混合物は、この要件を満たさなければならない。

非酸性触媒系は、不均一系のＰｄベース触媒を含む。触媒は、Ｐｄをその上に担持させた担体材料を含む。そのような担体材料は、すなわち、炭素（好ましくは塩基性形態のもの）、ＣａＣＯ_３およびＡｌ_２Ｏ_３（好ましくは塩基性形態のもの）である。好ましくは、塩基性担体の使用である。

少なくとも１種の変性剤であって塩基性であるものを加えることもまた、好ましい。これは、担体材料が塩基性でない場合には必須である。そのような変性剤は、無機または有機塩基の群から選択される。好ましい変性剤は、Ｎａ_２ＣＯ_３、Ｎａ（アセテート）、Ｋ（アセテート）、Ｋ_２ＣＯ_３およびＣｏ（アセテート）_２である。

より好ましくは、さらなる塩基性変性剤なしでの塩基性担体（Ｐｄ金属をその上に担持させたもの）の使用を含む、非酸性触媒系である。そのようなより好ましい非酸性触媒系の例は、Ｐｄ／Ｃ（塩基性炭素）、Ｐｄ／ＣａＣＯ_３、Ｐｄ／Ａｌ_２Ｏ_３（塩基性Ａｌ_２Ｏ_３）およびＰｄ，Ｐｂ／ＣａＣＯ_３である。

非酸性触媒系は、４−アセトキシ−２−メチル−２−ブテナールの総重量に基づき０．２５重量％（ｗｔ％）〜１０ｗｔ％の量で使用される。好ましくは、触媒系は、４−アセトキシ−２−メチル−２−ブテナールの総重量に基づき０．５ｗｔ％〜８ｗｔ％の量で使用される。

本方法は、０℃〜１００℃の間の温度で行われ得る。好ましくは、本方法は、１０℃〜５０℃の間の温度で行われる。本発明に従う方法が、低温で（すなわち、室温、２０℃〜２５℃で）行われ得るということは有利である。

本方法は、極性溶媒中（または溶媒の混合物中）で行われる。極性溶媒は、プロトン性または非プロトン性であり得る。好適な極性溶媒は、実際に１〜２５×１０^−３０Ｃｍ、好ましくは４〜１８×１０^−３０Ｃｍの極性を有するものである。

溶媒の極性は、一般的に知られている方法に従って測定される。好適な溶媒は、アルコール、エーテル、エステル、ケトン、カーボネートおよびラクタムである。好ましい溶媒の例は、Ｃ_１〜Ｃ_６アルコール（例えば、メタノールおよびエタノール）およびプロピレンカーボネートである。

本発明に従う方法は、通常は０．２〜２０ｂａｒの圧力で、より好ましくは０．５〜１０ｂａｒで行われる。

本発明に従う方法の反応生成物の単離は、従来の方法を用いることにより行われる。式（Ｉ）の生成物を、単離するのではなくさらなる反応手順のためにインサイチューで使用することも可能である。

以下の実施例は、本発明を説明するのに役立つ。百分率は全て、重量パーセントの単位で示され、温度は℃の単位で示されている。

［実施例］
［実施例１］
ガラスオートクレーブ中に、４−アセトキシ−２−メチル−２−ブテナール（２０．０ｇ、１４０．７ｍｍｏｌ）、メタノール（２００．０ｇ）、木炭担持パラジウム（１７２０ｍｇ、５％パラジウム）、および炭酸ナトリウム（３４０．０ｍｇ、３．２１ｍｍｏｌ）を加えた。密閉したオートクレーブを、４５分間にわたり２１℃で撹拌した（１０００ｒｐｍ）。水素圧を０．５ｂａｒに設定した。ＧＣ面積％は、９５．２％の４−アセトキシ−２−メチル−ブタナールの収率（転化率１００．０％）を示した。

［実施例２］
ガラスオートクレーブ中に、４−アセトキシ−２−メチル−２−ブテナール（１．０ｇ、７．０３ｍｍｏｌ）、メタノール（１０．０ｇ）、木炭担持パラジウム（８６ｍｇ、５％パラジウム）、および炭酸ナトリウム（１７．０ｍｇ、０．１６ｍｍｏｌ）を加えた。密閉したオートクレーブを、３７にわたり２３℃で撹拌した（１０００ｒｐｍ）。水素圧を０．５に設定した。ＧＣ面積％は、９９％の４−アセトキシ−２−メチル−ブタナールの収率（転化率１００．０％）を示した。

［実施例３〜６］
以下の実施例を、（変性剤を加えなかったということを除外して）実施例２と同様に実施した。触媒系は全て、基礎担体（ｂａｓｉｓ ｃａｒｒｉｅｒ）を含む。

［例７〜１２（比較例）］
本発明に従う方法が驚くべきものであることを証明するために、以下の比較試験を行った。４−アセトキシ−２−メチル−２−ブテナールを出発物質として使用する代わりに、構造的に類似の化合物であるシトラール（式（ＩＩＩ）の化合物）

を使用した。

得られる水素化化合物はシトロネラール（式（ＩＶ）の化合物）

である。

本発明に従う方法についてと同様の反応条件を使用した。

これらの反応は、４−アセトキシ−２−メチル−２−ブテナールの水素化についてと同様の優れた収率には繋がらない。

Claims (12)

1. 極性溶媒中での４−アセトキシ−２−メチル−２−ブテナールの水素化を含む４−アセトキシ−２−メチル−ブタナールの製造方法であって、前記水素化は、非酸性触媒系を用いることにより行われる、方法。
2. 前記方法が、極性溶媒中（または溶媒の混合物中）で行われる、請求項１に記載の方法。
3. 前記極性溶媒が、プロトン性または非プロトン性である、請求項２に記載の方法。
4. 前記極性溶媒が、１〜２５×１０^−３０Ｃｍ、好ましくは４〜１８×１０^−３０Ｃｍの極性を有する、請求項２または３に記載の方法。
5. 前記溶媒が、アルコール、エーテル、エステル、ケトン、カーボネートおよびラクタムからなる群から選択される、請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記触媒系が、不均一系のＰｄベース触媒を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記触媒系が、塩基性変性剤を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記塩基性変性剤が、Ｎａ_２ＣＯ_３、Ｎａ（アセテート）、Ｋ（アセテート）、Ｋ_２ＣＯ_３およびＣｏ（アセテート）_２からなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記触媒系が、塩基性担体を含む、請求項５に記載の方法。
10. 前記非酸性触媒系が、４−アセトキシ−２−メチル−２−ブテナールの総重量に基づき、０．２５ｗｔ％〜１０ｗｔ％、好ましくは０．５ｗｔ％〜８ｗｔ％の量で使用される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記反応の温度が、０℃〜１００℃の間（好ましくは１０℃〜５０℃）である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 方法が、０．２〜２０ｂａｒの圧力で、好ましくは０．５〜１０ｂａｒで行われる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。