JP2014523415A - γ、δ−位に少なくとも炭素−炭素二重結合を有するケトンの水素添加 - Google Patents
γ、δ−位に少なくとも炭素−炭素二重結合を有するケトンの水素添加 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、特に、香味剤及び芳香剤として、又はビタミンE及びその誘導体の調製のために、適したγ、δ−不飽和ケトンの水素添加に関する。
水素によるα、β−不飽和ケトンの水素添加が知られている。しかしながら、ケト基に基づくγ、δ−位に少なくとも炭素−炭素二重結合を有するケトン(=γ、δ−不飽和ケトン)の水素添加は、ケト基と二重結合は共役系を形成していないことから、大きく異なる。水素添加の際に、不斉中心が形成できるように、多くの場合に、炭素−炭素二重結合は、プロキラルであることが知られている。
従って、本発明が解決しようとする課題は、非常に高い選択性で単一の異性体を特異的に形成することができる非対称な方法で、γ、δ−位に少なくとも炭素−炭素二重結合を有するケトンを水素添加する方法を提供することである。
本発明は、第1の態様において、少なくとも1つの式(I)
の不斉イリジウム錯体の存在下で水素によって、γ、δ位に少なくとも炭素−炭素二重結合を有するケトンを水素添加する方法に関する。
の群を表し、式中、R2及びR3は、両方H又はC1〜C4−アルキル基のいずれかを表すか、ハロゲン原子、又はC1〜C4−アルキル基、又はC1〜C4−アルコキシ基によって、任意選択により置換される6員の脂環式環、又は芳香環を一体に形成する二価の基を表す。
γ、δ−位に少なくとも炭素−炭素二重結合を有するケトンは、ケト基と炭素−炭素二重結合の間に2つの脂肪族炭素原子を有する。従って、このケトンは、特に、α、β−位に炭素−炭素二重結合を有するケトンと対称的であると見られ、又、ケト基と炭素−炭素二重結合の間に脂肪族炭素原子を有しないα、β−不飽和ケトンと同じように、当業者にとって知られている。
6−メチルヘプタ−5−エン−2−オン、(E)−6、10−ジメチルウンデカ−5−エン−2−オン、(Z)−6、10−ジメチルウンデカ−5−エン−2−オン、(E)−6、10−ジメチルウンデカ−5、9−ジエン−2−オン、(Z)−6、10−ジメチルウンデカ−5、9−ジエン−2−オン、(E)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5−エン−2−オン、(Z)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5−エン−2−オン、(5E、9E)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、9−ジエン−2−オン、(5E、9Z)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、9−ジエン−2−オン、(5Z、9E)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、9−ジエン−2−オン、(5Z、9Z)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、9−ジエン−2−オン、(E)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、13−ジエン−2−オン、(Z)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、13−ジエン−2−オン、(5E、9E)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、9、13−トリエン−2−オン、(5E、9Z)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、9、13−トリエン−2−オン、(5Z、9E)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、9、13−トリエン−2−オン、(5Z、9Z)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、9、13−トリエン−2−オン)、(E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5−エン−2−オン、(Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5−エン−2−オン、(5E、9E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9−ジエン−2−オン、(5E、9Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9−ジエン−2−オン、
(5Z、9E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9−ジエン−2−オン)、(5Z、9Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9−ジエン−2−オン、(5E、13E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、13−ジエン−2−オン、(5E、13Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、13−ジエン−2−オン、(5Z、13E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、13−ジエン−2−オン、(5Z、13Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、13−ジエン−2−オン、(E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、17−ジエン−2−オン、(Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、17−ジエン−2−オン、(5E、9E、13E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13−トリエン−2−オン)、(5E、9E、13Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13−トリエン−2−オン、(5E、9Z、13E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13−トリエン−2−オン、(5E、9Z、13Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13−トリエン−2−オン、(5Z、9E、13E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13−トリエン−2−オン、(5Z、9E.13Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13−トリエン−2−オン、(5Z、9Z、13E)、−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13−トリエン−2−オン、(5Z、9Z、13Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13−トリエン−2−オン)、(5E、13E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、13、17−トリエン−2−オン、(5E、13Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、13、17−トリエン−2−オン、(5Z、13E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、13、17−トリエン−2−オン、(5Z、13Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、13、17−トリエン−2−オン、(5E、9E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、17−トリエン−2−オン、(5E、9Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、17−トリエン−2−オン、(5Z、9E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、17−トリエン−2−オン、(5Z、9Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、17−トリエン−2−オン、(5E、9E、13E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13、17−テトラエン−2−オン、(5E、9E、13Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13、17−テトラエン−2−オン、(5E、9Z、13E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13、17−テトラエン−2−オン、(5E、9Z、13Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13、17−テトラエン−2−オン、(ZE、9E、13E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13、17−テトラエン−2−オン、(5Z、9E、13Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13、17−テトラエン−2−オン、(5Z、9Z、13E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13、17−テトラエン−2−オン、(5Z、9Z、13Z)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13、17−テトラエン−2−オン、(5E、9E、13E)−6、10、14、18−テトラメチルノナデカ−5、9、13−トリエン−2−オン、からなる群から選択される。
が存在する
水素添加剤は、水素(H2)である。
本発明の更なる態様は、前述の水素添加方法によって得られる水素添加ケトンである。この水素添加方法の範囲において、ケト基に基づくγ、δ−位の炭素−炭素二重結合は、水素添加される。
のみが異なり、これは、ビタミンEの合成における最終反応工程に起因する。しかしながら、2つの異性体のみが、8つの異性体の代わりにもたらされるということにより、一方では、望ましい全てのR−異性体(約12.5%の代わりに50%)の全収率が、相対的に非常に高くなり、且つ、一方では、2つの異性体のみの分離が必要なことから、従来の方法によって生じる異性体の混合物より、技術的に非常に簡便、且つ、効率的であり、且つ、特により一層コスト効果のある方法であるという有利性をもたらす。従って、本発明は、経済的観点から非常に興味深い。
本発明は、以下の実施例によって更に例示される。
式(l−A)、(l−B)、(l−C)、及び(l−D)の触媒、及び実施例に使用される式(Ref−A)及び(Ref−B)の比較用の触媒は、Chem.Sci.、2010、1、72−78に記載の手順に従って調製した。
水素添加反応の転化率は、光学不活性カラムを用いるガスクロマトグラフィーによって決定した。異性体の比を決定するために、A.Knierzinger、W.Walther、B.Weber、R.K.Mueller、T.Netscher、Helvetica Chimica Acta 1990、73、1087−1107.に記載されるように、水素添加ケトンを、トリメチルシリルトリフラート[Si(CH3)3(OSO2CF3)]の存在下で、(+)−ジイソプロピルO、O’−ビス(トリメチルシリル)−L−酒石酸、又は(−)−ジイソプロピルO、O’−ビス(トリメチルシリル)−D−酒石酸のいずれかと反応させ、ジアステレオメリック(diastereomeric)なケタールを形成した。ケタールは、光学不活性カラムを用いるガスクロマトグラフィーによって分析し、異性体の比を決定した。
[転化率を求める方法]
水素炎イオン化検出器(FID)を備えたAgilent 7890A GC。25psiの水素キャリアーガスを使用するAgilent HP−5 カラム(30m、0.32mm直径、0.25μmフィルム厚さ)。試料を、10:1のスプリット比でジクロロメタンの溶液として注入した。インジェクター温度:250℃、検出器温度:300℃。オーブン温度プログラム:50℃(2分)、その後15℃/分で300℃まで、ホールド5分。
FIDを備えたAgilent 6890N GC。16psiの水素キャリアーガスを使用する脂肪酸メチルエステル(FAME)用Agilent CP−Sil88 カラム(60m、0.25mm直径、0.20μmフィルム厚さ)。試料を、5:1のスプリット比でエチルアセテートの溶液として注入した。インジェクター温度:250℃、FID検出器温度:250℃。オーブン温度プログラム:165℃(等温、240分)
オートクレープ中に、0.25mモルの(E)−ゲラニルアセトン又はE、E−ファルネシルアセトン、及び0.5又は1モル%のイリジウム錯体、及び1.25mlの無水(乾燥)ジクロロメタンを入れた。オートクレープを閉め、50バールの水素圧力を掛けた。撹拌下で、反応溶液を14時間室温に維持した。その後、圧力を開放し、溶媒を除去した。転化率を決定するために、粗成生物は、更に精製することなしに、光学不活性ガスクロマトグラフィーによって分析した。反応が完了すると、前述のように、生成物は、ケタールに変換された。
オートクレープ中に、0.25mモルの(E)−6、10−ジメチルウンデカ−5−エン−2−オン(E−ジ−ヒドロゲラニルアセトン)、又は(5E、9E)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、9、13−トリエン−2−オン(E、E−ファルネシルアセトン)(EE−FA)、又は(5Z、9Z)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、9、13−トリエン−2−オン(Z、Z−ファルネシルアセトン)(ZZ−FA)、又は(5E、9E)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、9−ジエン−2−オン、(E、E−ジヒドロファルネシルアセトン)(EE−DHFA)、又は(5Z、9Z)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、9−ジエン−2−オン(Z、Z−ジ−ヒドロファルネシルアセトン)(ZZ−DHFA)、又は(10R、E)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5−エン−2−オン、及び1モル%のイリジウム錯体、及び1.25mlの無水(乾燥)ジクロロメタン(DCM)又は2、2、2−トリフルオロエタノール(TFE)を入れた。オートクレープを閉め、50バールの水素圧力を掛けた。撹拌下、反応溶液を12〜18時間室温に維持した。その後、圧力を開放し、溶媒を除去した。転化率を決定するために、粗成生物は、更に精製することなしに、光学不活性ガスクロマトグラフィーによって分析した。反応が完了すると、前述のように、生成物は、ケタールに変換された。
Claims (17)
- 少なくとも1つの式(I)
[式中、nは、1又は2であり、
X1及びX2は、互いに独立して、水素原子、C1〜4−アルキル、C5〜7−シクロアルキル、アダマンチル、フェニル(任意選択により、1〜3つのC1〜5−アルキル、C1〜4−アルコキシ、C1〜4−パーフルオロアルキル基、及び/又は、1〜5つのハロゲン原子で置換される)、ベンジル、1−ナフチル、2−ナフチル、2−フリル又はフェロセニルであり、
Z1及びZ2は、互いに独立して、水素原子、C1〜5−アルキル、又はC1〜5−アルコキシ基であり、
Yは、アニオンであり、ハロゲン化物、PF6 −、SbF6 −、テトラ(3、5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ホウ酸(BArF −)、BF4 −、パーフルオロスルホン酸、好ましくはF3C−SO3 −又はF9C4−SO3 −、ClO4 −、Al(OC6F5)4 −、Al(OC(CF3)3)4 −、N(SO2CF3)2 −、N(SO2C4F9)2 −、及びB(C6F5)4 −からなる群から特に選択され、
R1は、式(II)、又は(III)、又は(IV)、
(式中、R2及びR3は、両方H又はC1〜C4−アルキル基のいずれかを表すか、ハロゲン原子、又はC1〜C4−アルキル基、又はC1〜C4−アルコキシ基によって、任意選択により置換される6員の脂環式環、又は芳香環を一体に形成する二価の基を表し、
R4及びR5は、ハロゲン原子、又はC1〜C4−アルキル基、又はC1〜C4−アルコキシ基によって、任意選択により置換される6員の脂環式環、又は芳香環を一体に形成する二価の基を表し、
R6、R7、及びR8は、それぞれ、C1〜C4−アルキル基を表し、
R9及びR10は、ハロゲン原子、又はC1〜C4−アルキル基、又はC1〜C4−アルコキシ基によって、任意選択により置換される6員の脂環式環、又は芳香環を一体に形成する二価の基を表す)の群を表し、
且つ、*は、式(I)の触媒の不斉中心を表し、
且つ、点線は、式(II)、又は(III)、又は(IV)が、式(I)の残部に結合している結合を表す]の不斉イリジウム錯体の存在下で水素によって、ケト基に基づくγ、δ位に少なくとも炭素−炭素二重結合を有するケトンを水素添加する方法。 - X1及びX2の両方が、フェニル基又はオルト−トリル基であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
- 触媒が、前記ケトンの量に基づいて、約0.001〜約5モル%、好ましくは約0.01〜約2モル%、更に好ましくは約0.1〜約1モル%であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- *によって示される前記不斉中心が、R−配置を有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- *によって示される前記不斉中心が、S−配置を有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒(I)の個々の鏡像異性体R:Sのモル量の比が、90:10超、又は10:90未満、好ましくは100:0〜98:2の範囲、又は0:100〜2:98の範囲であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ケトンが、(E)−6、10−ジメチルウンデカ−5、9−ジエン−2−オン、又は(Z)−6、10−ジメチルウンデカ−5、9−ジエン−2−オン、又は(5E、9E)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、9−ジエン−2−オン、又は(5Z、9Z)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、9−ジエン−2−オン、又は(E)−6、10−ジメチルウンデカ−5−エン−2−オン、又は(Z)−6、10−ジメチルウンデカ−5−エン−2−オン、又は(E)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5−エン−2−オン、又は(Z)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5−エン−2−オン、好ましくは、(E)−6、10−ジメチルウンデカ−5、9−ジエン−2−オン、又は(5E、9E)−6、10、14−トリメチルペンタデカ−5、9−ジエン−2−オンであることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法によって得られる水素添加ケトン。
- 前記水素添加ケトンが、残存する炭素−炭素二重結合を有しないことを特徴とする、請求項10に記載の水素添加ケトン。
- 前記水素添加ケトンが、80:20超、又は20:80未満、好ましくは100:0〜90:10の範囲、又は0:100〜10:90の範囲の、δ−位の不斉中心におけるR:S鏡像異性体の比を有することを特徴とする、請求項10又は11に記載の水素添加ケトン。
- 1つの異性体が、全ての可能性のある立体異性体に対して、80%超の量で、より好ましくは90%超の量で形成されることを特徴とする、請求項10〜12のいずれか一項に記載の水素添加ケトン。
- 前記水素添加ケトンが、6、10−ジメチルウンデカン−2−オン、又は6、10、14−トリメチルペンタデカン−2−オンであることを特徴とする、請求項10〜13のいずれか一項に記載の水素添加ケトン。
- 香味剤及び芳香剤としての、又は、ビタミンE及びその誘導体若しくは香味剤及び芳香剤の調製のための、請求項9〜12のいずれか一項に記載の水素添加ケトンの使用。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の、ケトン、特にファルネシルアセトン又はゲラニルアセトンの水素添加の工程を含む、イソフィトールの調製方法。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の、ケトンを水素添加する反応工程を含む複数工程の合成において、ビタミンE若しくはその誘導体、又は、ビタミンK1若しくはその誘導体を調製する方法。
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