JP2016003226A - シクロペンタノール誘導体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安価でかつ高収率なシクロペンタノール誘導体（Ｉ）の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の製造方法は、硫黄イリドの存在下で、シクロペンタノン誘導体（ＩＩ）を、アゾール化合物（ＩＩＩ）を用いてアゾリルメチル化するアゾリルメチル化反応工程を含んでおり、上記硫黄イリドは、上記アゾリルメチル化反応工程の反応系内において、スルホニウム化合物またはスルホキソニウム化合物と、金属水酸化物とから生成される。
【化１】

【選択図】なし

Description

本発明は、シクロペンタノール誘導体の製造方法に関する。

農園芸用病害防除剤および工業用材料保護剤の有効成分として優れた活性を示すアゾリルメチルシクロペンタノール誘導体が知られている。例えば、特許文献１には、人畜に対する毒性が低く、広範な植物病害に対する高い防除効果および種々の農園芸植物に対する高い生長効果を示す２−（ハロゲン化炭化水素置換）−５−ベンジル−１−アゾリルメチルシクロペンタノール誘導体が記載されている。

また、特許文献１には、２−（ハロゲン化炭化水素置換）−５−ベンジル−１−アゾリルメチルシクロペンタノール誘導体の製造工程の一部として、中間体である２−置換−５−ベンジルシクロペンタノン誘導体をアゾリルメチル化して、シクロペンタノール誘導体を製造することが記載されている。

特許文献２には、上記アゾリルメチル化において、塩基として金属水素化合物またはアルカリ金属のアルコキシドを用いることが記載されている。

国際公開第２０１１／０７０７７１号（２０１１年６月１６日公開） 国際公開第２０１２／１６９５５９号（２０１２年１２月１３日公開）

しかしながら、従来のシクロペンタノール誘導体の製造方法は、未だ十分に安価に、かつ高収率にシクロペンタノール誘導体を得ることができる方法であるとはいえず、さらなる改良が求められている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、２−置換−５−ベンジルシクロペンタノン誘導体のアゾリルメチル化、すなわちシクロペンタノール誘導体の製造を、安価に、かつ高収率で行うことができる方法を提供することである。

本発明は、下記一般式（Ｉ）で示されるシクロペンタノール誘導体を製造するシクロペンタノール誘導体の製造方法であって、硫黄イリドの存在下で、下記一般式（ＩＩ）で示されるシクロペンタノン誘導体を、下記一般式（ＩＩＩ）で示されるアゾール化合物を用いてアゾリルメチル化するアゾリルメチル化反応工程を含み、上記硫黄イリドは、上記アゾリルメチル化反応工程の反応系内において、スルホニウム化合物またはスルホキソニウム化合物と、金属水酸化物とから生成されることを特徴とする。

（式（Ｉ）中、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基または−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ｏ−Ｇを表しており、Ｇは保護基を表し、ｎは１〜４の整数を表しており、Ｒ^１およびＲ^２が互いに結合して環を形成していてもよく、Ｘは、ハロゲン原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のハロアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、炭素数１〜４のハロアルコキシ基、フェニル基、シアノ基またはニトロ基を表しており、ｍは０〜５の整数を表しており、ｍが２以上である場合には、複数あるＸは互いに異なっていてもよく、Ａは、窒素原子またはメチン基を表している。）

（式（ＩＩ）中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｘおよびｍは、それぞれ式（Ｉ）におけるＲ^１、Ｒ^２、Ｘおよびｍと同一である。）

（式（ＩＩＩ）中、Ｍは、アルカリ金属原子を表しており、Ａは、式（Ｉ）におけるＡと同一である。）。

上記金属水酸化物は、アルカリ金属水酸化物であることが好ましい。

上記金属水酸化物は、水酸化ナトリウムであることがより好ましい。

上記アゾリルメチル化反応工程において、溶媒中に水が含まれていることが好ましい。

上記一般式（Ｉ）で示されるシクロペンタノール誘導体は、下記一般式（Ｉａ）で示されるシクロペンタノール誘導体であり、上記一般式（ＩＩ）で示されるシクロペンタノン誘導体は、下記一般式（ＩＩａ）で示されるシクロペンタノン誘導体であることが好ましい。

（式（Ｉａ）中、Ｇ^１およびＧ^２はそれぞれ保護基を表し、Ｇ^１およびＧ^２が互いに結合して環を形成していてもよく、ｐおよびｑは、それぞれ独立に、１または２であり、Ｘ、ｍおよびＡは、それぞれ式（Ｉ）におけるＸ、ｍおよびＡと同一である。）

（式（ＩＩａ）中、Ｇ^１、Ｇ^２、ｐ、ｑ、Ｘおよびｍは、それぞれ式（Ｉａ）におけるＧ^１、Ｇ^２、ｐ、ｑ、Ｘおよびｍと同一である。）。

上記一般式（Ｉａ）で示されるシクロペンタノール誘導体は、下記一般式（Ｉｂ）示されるシクロペンタノール誘導体であり、上記一般式（ＩＩａ）で示されるシクロペンタノン誘導体は、下記一般式（ＩＩｂ）示されるシクロペンタノン誘導体であることがより好ましい。

（式（Ｉｂ）中、Ｒ^３およびＲ^４は，それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、フェニル基またはベンジル基を表しており、当該フェニル基の１以上の水素原子および当該ベンジル基のフェニル部における１以上の水素原子は、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基またはハロゲン原子で置換されていてもよく、ｐ、ｑ、Ａ、Ｘおよびｍは、それぞれ式（Ｉａ）におけるｐ、ｑ、Ａ、Ｘおよびｍと同一である。）

（式（ＩＩｂ）中、Ｒ^３、Ｒ^４、ｐ、ｑ、Ｘおよびｍは、それぞれ式（Ｉｂ）におけるＲ^３、Ｒ^４、ｐ、ｑ、Ｘおよびｍと同一である。）。

Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数１〜４のアルキル基であることがさらに好ましい。

Ｘは、フッ素原子または塩素原子であり、ｍは、０または１であることが好ましい。

本発明によれば、シクロペンタノール誘導体の製造過程で、アゾリルメチル化反応工程の反応系内における硫黄イリドの生成に、金属水酸化物を用いることができるため、従来の製造方法に比べて、安価にかつ高収率でシクロペンタノール誘導体を製造することができる。

本発明の一実施形態について説明すれば以下の通りである。

〔１．シクロペンタノール誘導体〕
本実施形態に係るシクロペンタノール誘導体の製造方法では、下記一般式（Ｉ）で示されるシクロペンタノール誘導体（以下、「シクロペンタノール誘導体（Ｉ）」と称する）を製造する。製造方法の詳細な説明に先立って、シクロペンタノール誘導体（Ｉ）の構造について以下に説明する。

一般式（Ｉ）中、Ｘは、ハロゲン原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のハロアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、炭素数１〜４のハロアルコキシ基、フェニル基、シアノ基またはニトロ基を表している。

ハロゲン原子としては、例えば、塩素原子、フッ素原子、臭素原子、およびヨウ素原子を挙げることができる。

炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、１−メチルエチル基、２−メチルプロピル基、ｎ−ブチル基、および１，１−ジメチルエチル基等を挙げることができる。

炭素数１〜４のハロアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、１，１，２，２，２−ペンタフルオロエチル基、クロロメチル基、トリクロロメチル基、およびブロモメチル基等を挙げることができる。

炭素数１〜４のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、およびｎ−プロポキシ基等を挙げることができる。

炭素数１〜４のハロアルコキシ基としては、例えば、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、１，１，２，２，２−ペンタフルオロエトキシ基、および２，２，２−トリフルオロエトキシ基等を挙げることができる。

Ｘは、好ましくはハロゲン原子、炭素数１〜３のハロアルキル基、炭素数１〜３のハロアルコキシ基、炭素数１〜３のアルキル基、および炭素数１〜３のアルコキシ基であり、より好ましくはハロゲン原子、炭素数１〜２のハロアルキル基、および炭素数１〜２のハロアルコキシ基であり、さらに好ましくはハロゲン原子であり、特に好ましくはフッ素原子および塩素原子である。

ｍは、０〜５の整数を表している。ｍが２以上である場合には、複数あるＸは同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。なかでも、ｍは、０〜３の整数であることが好ましく、０〜２の整数であることがより好ましく、０または１であることがさらに好ましい。

Ｘの結合位置は特に限定されないが、ｍが１である場合には、４−置換ベンジルとなる位置が好ましい。

Ａは、窒素原子またはメチン基を表している。Ａは、好ましくは窒素原子である。

Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基または−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ｏ−Ｇを表している。Ｒ^１およびＲ^２は、互いに結合して環を形成していてもよい。

炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、１−メチルエチル基、１−メチルプロピル基、２−メチルプロピル基、ｎ−ブチル基、および１，１−ジメチルエチル基等を挙げることができる。

−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ｏ−Ｇにおいて、Ｇは保護基を表す。保護基は特に限定されないが、例えば、メトキシメチル基およびエトキシメチル基等のアルコキシメチル基、ｔ−ブチル基およびメチル基等の低級アルキル基、置換または無置換のベンジル基、置換または無置換テトラヒドロピラニル基、置換または無置換テトラヒドロフラニル基、ならびにアリル基等を挙げることができる。ｎは１〜４の整数を表している。なかでも、ｎは１〜３の整数であることが好ましく、１または２であることがより好ましく、１であることがさらに好ましい。−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−は、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよい。Ｒ^１およびＲ^２の何れもが−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ｏ−Ｇである場合、２つのＧは互いに結合して環を形成していてもよい。

２つのＧが互いに結合して環を形成している場合の保護基としては、例えば、メチレンアセタール、エチリデンアセタール、ｔ−ブチルメチリデンケタール、１−ｔ−ブチルエチリデンケタール、１−フェニルエチリデンケタール、アクロレインアセタール、イソプロピリデンケタール（アセトナイド）、シクロペンチリデンケタール、シクロヘキシリデンケタール、シクロヘプチリデンケタール、ベンジリデンアセタール、ｐ−メトキシベンジリデンアセタール、２，４−ジメトキシベンジリデンケタール、３，４−ジメトキシベンジリデンケタール、２−ニトロベンジリデンアセタール、４−ニトロベンジリデンアセタール、メシチレンアセタール、１−ナフトアルデヒドアセタール、ベンゾフェノンケタール、カンファーケタール、メントン、メトキシメチレンアセタール、エトキシメチレンアセタール、ジメトキシメチレンオルトエステル、１−メトキシエチリデンオルトエステル、１−エトキシエチリデンオルトエステル、メチリデンオルトエステル、フタリドオルトエステル、１，２−ジメトキシエチリデンオルトエステル、α−メトキシベンジリデンオルトエステル、２−オキサシクロペンチリデンオルトエステル、ブタン−２，３−ビスアセタール、シクロヘキサン−１，２−ジアセタール、ビスジヒドロピランケタール、ジ−ｔ−ブチルシリレン、１，３−（１，１，３，３−テトライソプロピル）ジシリオキサニリデン、および１，１，３，３−テトラ−ｔ−ブトキシジシロキサニリデン等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。

Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ、−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ｏ−Ｇであることが好ましい。

なお、Ｒ^１およびＲ^２が何れも−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ｏ−Ｇである場合、シクロペンタノール誘導体（Ｉ）は、下記一般式（Ｉｃ）で表すことができる。

一般式（Ｉｃ）中、Ｇ^１およびＧ^２はそれぞれ保護基をしている。Ｇ^１およびＧ^２は互いに同一でも異なっていてもよい。また、Ｇ^１およびＧ^２が互いに結合して環を形成してもよい。Ｇ^１およびＧ^２の具体例は、式（Ｉ）のＲ^１およびＲ^２が−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ｏ−Ｇである場合におけるＧと同じである。ｎ^１およびｎ^２は、それぞれ独立に、１〜４の整数（すなわち、１、２、３または４）を表している。Ｘ、ｍおよびＡは、それぞれ式（Ｉ）におけるＸ、ｍおよびＡと同一である。

シクロペンタノール誘導体（Ｉ）は、下記一般式（Ｉａ）で示されるシクロペンタノール誘導体（以下、「シクロペンタノール誘導体（Ｉａ）」と称する）であることがより好ましい。

一般式（Ｉａ）中、ｐおよびｑは、それぞれ独立に、１または２である。ｐおよびｑは、何れも、１であることが好ましい。Ｘ、ｍおよびＡは、それぞれ式（Ｉ）におけるＸ、ｍおよびＡと同一であり、Ｇ^１およびＧ^２は、それぞれ式（Ｉｃ）におけるＧ^１およびＧ^２と同一である。

シクロペンタノール誘導体（Ｉ）は、下記一般式（Ｉｂ）で示されるシクロペンタノール誘導体（以下、「シクロペンタノール誘導体（Ｉｂ）」と称する）であることがさらに好ましい。

一般式（Ｉｂ）中、Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、フェニル基またはベンジル基を表している。

炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、１−メチルエチル基、１−メチルプロピル基、２−メチルプロピル基、ｎ−ブチル基、および１，１−ジメチルエチル基等を挙げることができる。

Ｒ^３またはＲ^４におけるフェニル基の１以上の水素原子、およびＲ^３またはＲ^４におけるベンジル基のフェニル部における１以上の水素原子は、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基またはハロゲン原子で置換されていてもよい。置換基としての炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、１−メチルエチル基、１−メチルプロピル基、２−メチルプロピル基、ｎ−ブチル基、および１，１−ジメチルエチル基等を挙げることができる。置換基としての炭素数１〜４のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、およびｎ−プロポキシ基等を挙げることができる。置換基としてのハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、および臭素原子等を挙げることができる。

これらの中でも、Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数１〜４のアルキル基であることが好ましく、炭素数１〜４のアルキル基であることがより好ましく、炭素数１〜２のアルキル基であることがさらに好ましく、Ｒ^３およびＲ^４がともにメチル基であることが特に好ましい。

一般式（Ｉｂ）中、ｐ、ｑ、Ａ、Ｘおよびｍは、それぞれ式（Ｉａ）におけるｐ、ｑ、Ａ、Ｘおよびｍと同一である。

シクロペンタノール誘導体（Ｉ）の好適な例として、例えば下記一般式（Ｉｄ）で示されるシクロペンタノール誘導体を挙げることができるが、これに限定されるものではない。

一般式（Ｉｄ）中、Ｘ^１は、水素原子、フッ素原子または塩素原子を表している。

シクロペンタノール誘導体（Ｉ）は、下記一般式（Ｖ）で示されるアゾール誘導体（以下、「アゾール誘導体（Ｖ）」と称する）の製造に好適に使用される。

一般式（Ｖ）中、Ｘ、ｍおよびＡは、それぞれ式（Ｉ）におけるＸ、ｍおよびＡと同一である。Ｌは、ハロゲン原子を表し、ハロゲン原子としては、塩素原子および臭素原子が好ましい。

シクロペンタノール誘導体（Ｉ）からのアゾール誘導体（Ｖ）の製造は、例えば、特許文献２の記載に基づけばよい。

アゾール誘導体（Ｖ）は、植物に病害を引き起こす多くの菌に対して優れた殺菌作用を有する。なお、シクロペンタノール誘導体（Ｉ）自体も、植物に病害を引き起こす菌に対して優れた殺菌作用を有している。また、アゾール誘導体（Ｖ）およびシクロペンタノール誘導体（Ｉ）は、工業用材料保護剤または植物成長調整剤としても好適に利用することができる。

〔２．シクロペンタノール誘導体（Ｉ）の製造方法の詳細〕
本実施形態に係るシクロペンタノール誘導体（Ｉ）の製造方法は、硫黄イリドの存在下で、下記一般式（ＩＩ）で示されるシクロペンタノン誘導体（以下、「シクロペンタノン誘導体（ＩＩ）」と称する）を、下記一般式（ＩＩＩ）で示されるアゾール化合物（以下、「アゾール化合物（ＩＩＩ）」と称する）を用いてアゾリルメチル化するアゾリルメチル化反応工程を含む。当該硫黄イリドは、当該アゾリルメチル化反応工程の反応系内において、スルホニウム化合物またはスルホキソニウム化合物と、金属水酸化物とから生成される。

一般式（ＩＩ）中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｘおよびｍは、それぞれ式（Ｉ）におけるＲ^１、Ｒ^２、Ｘおよびｍと同一である。

一般式（ＩＩＩ）中、Ｍは、アルカリ金属原子を表している。アルカリ金属原子としては、例えば、ナトリウム、カリウム、およびリチウム等を挙げることができ、Ｍは、好ましくは、ナトリウムまたはカリウムであり、より好ましくはナトリウムである。Ａは、式（Ｉ）におけるＡと同一である。

本実施形態に係るシクロペンタノール誘導体（Ｉ）の製造方法の概略的な反応スキームを、下記反応スキーム１に示す。

反応スキーム１に示される反応は、下記反応スキーム２および下記反応スキーム３で示される２つの反応を含んでいる。反応スキーム２で示される反応（以下、「反応Ａ」と称する）は、シクロペンタノン誘導体（ＩＩ）から一般式（ＩＶ）で示される化合物（以下、「化合物（ＩＶ）」と称する）を生成するオキシラン化反応である。また、反応スキーム３で示される反応（以下、「反応Ｂ」と称する）は、化合物（ＩＶ）からシクロペンタノール誘導体（Ｉ）を生成するアゾール化反応である。

一般式（ＩＶ）中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｘおよびｍは、それぞれ式（Ｉ）におけるＲ^１、Ｒ^２、Ｘおよびｍと同一である。

反応Ａと反応Ｂとは、同一の反応系内で行ってもよいし、異なる反応系で行ってもよい。ここで、「反応系」とは、反応容器内で起こる単一の反応、および反応容器内で同時に起こる複数の反応を指し、以下の説明においても同様である。すなわち、本実施形態のシクロペンタノール誘導体の製造方法では、原料から中間体を経由して得られる生成物であっても、反応容器内で原料から中間体への反応と中間体から生成物への反応とが同時に起きていれば、同一の反応系という。

より具体的に説明すると、反応Ａを完了させた後で、反応Ｂを起こす場合は、反応Ａおよび反応Ｂの反応系は異なる。このとき、反応Ａを行う容器と反応Ｂを行う容器は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。一方、反応Ａを起こしつつ、反応Ｂも起こす場合は、反応Ａと反応Ｂとが同時にかつ連続的に起きているため、反応系は同一である。このとき、反応Ａおよび反応Ｂの原料は、予め全量が反応容器内に仕込まれていてもよいし、反応途中で適宜投入するようにしてもよい。

本実施形態では、同一の反応系での反応を「ワンポット（反応）」、異なる反応系での反応を「ステップワイズ（の反応）」とも称する。すなわち、反応Ａと反応Ｂとは、ワンポット反応としてもよいし、ステップワイズの反応としてもよいと換言することができる。

反応Ａでは、硫黄イリドの作用によってシクロペンタノン誘導体（ＩＩ）から化合物（ＩＶ）が生成される。この硫黄イリドは、スルホニウム化合物またはスルホキソニウム化合物と金属水酸化物とが反応して反応系内において生成されるものであり、その種類は用いられるスルホニウム化合物またはスルホキソニウム化合物に依存する。硫黄イリドとしては、ジメチルスルホニウムメチリド等のスルホニウムメチリド類およびジメチルスルホキソニウムメチリド等のスルホキソニウムメチリド類を挙げることができる。

スルホニウム化合物としては、例えば、トリメチルスルホニウムブロマイド、トリメチルスルホニウムクロライドおよびトリメチルスルホニウムヨード等を挙げることができる。スルホキソニウム化合物としては、トリメチルスルホキソニウムブロマイド（ＴＭＳＯＢ）、トリメチルスルホキソニウムクロライドおよびトリメチルスルホキソニウムヨード等を挙げることができる。硫黄イリドの生成には収率の観点からスルホキソニウム化合物を用いることが好ましく、なかでもトリメチルスルホキソニウムブロマイドを用いることがより好ましい。スルホニウム化合物またはスルホキソニウム化合物は、分割して添加してもよい。

本実施形態に係るシクロペンタノール誘導体の製造方法において、金属水酸化物は塩基として働く。金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物；水酸化マグネシウム、および水酸化カルシウム等の水酸化アルカリ土類金属；等を挙げることができる。金属水酸化物は、アルカリ金属水酸化物であることが好ましく、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムであることがより好ましく、水酸化ナトリウムであることがさらに好ましい。なお、金属水酸化物は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。また、金属水酸化物は、分割して添加してもよい。

金属水酸化物を加える回数については、所定の目的を達成することができる回数であれば、特に限定されるものではない。回数としては、１〜２０回であることが好ましく、２〜１０回であることがより好ましい。スルホニウム化合物またはスルホキソニウム化合物を分割して加える場合も同様である。

溶媒は特に限定されないが、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、およびＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等のアミド類；ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）；トルエン；テトラヒドロフランおよびジオキサン等のエーテル類；等を挙げることができ、これらは必要に応じて混合して使用してもよい。また、溶媒中に水が含まれていてもよいし、水が含まれていなくてもよい。金属水酸化物を容易に溶解させる観点および収率の向上の観点から、溶媒中に水が含まれていることが好ましい。水が含まれている場合、溶媒中に含まれている水の量は、上記溶媒の０．００１〜０．４倍（体積比）であることが好ましく、０．０１〜０．２倍（体積比）であることがより好ましい。

シクロペンタノール誘導体（Ｉ）としてより好ましいシクロペンタノール誘導体（Ｉａ）を製造する場合には、シクロペンタノン誘導体（ＩＩ）として、下記一般式（ＩＩａ）で示されるシクロペンタノン誘導体（以下、「シクロペンタノン誘導体（ＩＩａ）」と称する）を用いる。

一般式（ＩＩａ）中、Ｇ^１、Ｇ^２、ｐ、ｑ、Ｘおよびｍは、それぞれ式（Ｉａ）におけるＧ^１、Ｇ^２、ｐ、ｑ、Ｘおよびｍと同一である。

シクロペンタノール誘導体（Ｉ）としてさらに好ましいシクロペンタノール誘導体（Ｉｂ）を製造する場合には、シクロペンタノン誘導体（ＩＩ）として、下記一般式（ＩＩｂ）で示されるシクロペンタノン誘導体（以下、「シクロペンタノン誘導体（ＩＩｂ）」と称する）を用いる。

一般式（ＩＩｂ）中、Ｒ^３、Ｒ^４、ｐ、ｑ、Ｘおよびｍは、それぞれ式（Ｉｂ）におけるＲ^３、Ｒ^４、ｐ、ｑ、Ｘおよびｍと同一である。

反応Ｂでは、反応Ａで生成した化合物（ＩＶ）が、反応系内に存在するアゾール化合物（ＩＩＩ）と反応し、シクロペンタノール誘導体（Ｉ）が生成する。より詳細には、化合物（ＩＶ）におけるオキシラン環を構成する炭素原子とアゾール化合物（ＩＩＩ）の窒素原子との間に炭素−窒素結合が生成することによって、シクロペンタノール誘導体（Ｉ）が生成する。

アゾール化合物（ＩＩＩ）の添加のタイミングは特に限定されない。ワンポットの場合、反応Ａの前に、シクロペンタノン誘導体（ＩＩ）と一緒に、あるいはシクロペンタノン誘導体（ＩＩ）と連続的に反応容器内に加えられてもよいし、反応Ａの進行中に加えられてもよい。ステップワイズの場合、反応Ａの終了後に、（同一または別の）反応容器内に加えればよい。あるいは、アゾール化合物（ＩＩＩ）を反応器内で調製し、単離することなく、続けてシクロペンタノール誘導体（Ｉ）の製造を行ってもよい。

反応温度および反応時間は、用いられる溶媒、シクロペンタノール誘導体（Ｉ）、スルホニウム化合物またはスルホキソニウム化合物および金属水酸化物の種類等によって適宜設定することができる。反応温度は、例えば、０〜２００℃であることが好ましく、２０〜１８０℃であることがより好ましい。また、反応時間は、例えば、０．１時間〜数日であることが好ましく、０．５時間〜２日であることがより好ましい。

スルホニウム化合物またはスルホキソニウム化合物の合計の使用量は、シクロペンタノン誘導体（ＩＩ）に対して０．５〜５倍モルであることが好ましく、０．８〜２倍モルであることがより好ましい。シクロペンタノン誘導体（ＩＩ）に対するアゾール化合物（ＩＩＩ）の使用量は、０．５〜１０倍モルであることが好ましく、０．８〜５倍モルであることがより好ましい。

シクロペンタノン誘導体（ＩＩ）に対する金属水酸化物の使用量（複数種類を併用する場合は合計の使用量）は、例えば０．０１〜５倍モルであることが好ましく、０．１〜２倍モルであることがより好ましい。

シクロペンタノン誘導体（ＩＩ）は、例えば、特許文献２の記載に基づいて合成すればよい。

また、アゾール化合物（ＩＩＩ）は、例えば、下記一般式（ＶＩ）で示される化合物（以下、「化合物（ＶＩ）」と称する）を、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、またはジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等と水とを含む混合溶媒中で、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物と反応させることによって得ることができる。

一般式（ＶＩ）中、Ａは、式（Ｉ）におけるＡと同一である。

このアゾール化合物（ＩＩＩ）の合成反応では、反応後の反応系内に水が存在する。本実施形態に係るシクロペンタノール誘導体（Ｉ）の製造方法では、水が含まれていてもよいため、アゾール化合物（ＩＩＩ）の合成反応後に、従来行っていたトルエンによる水の共沸脱水を行わなくてもよい。そのため、本実施形態に係るシクロペンタノール誘導体の製造方法おいて溶媒中に水が含まれている場合には、全体の工程数を削減することができる上、トルエンの使用を回避することができる。

特許文献１および２において用いている金属水素化合物またはアルカリ金属のアルコキシド等の塩基は、工業的使用において取り扱いに注意が必要であり、特に金属水素化合物は水と激しく反応して発火する可能性がある。一方、本実施形態において塩基として用いる水酸化ナトリウム等の金属水酸化物は取り扱いが容易である。その上、水酸化ナトリウム等の金属水酸化物は安価である。そのため、本実施形態に係るシクロペンタノール誘導体（Ｉ）の製造方法は、特に工業規模において、安全面およびコスト面で有利である。

また、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、およびＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等は、水酸化ナトリウムと水との共存下で分解し易いことが知られている。そのため、通常の技術常識では、水酸化ナトリウム等の金属水酸化物を塩基として用いてシクロペンタノール誘導体（Ｉ）を製造すると、良好な収率は得られないと予想される。しかしながら、本願発明者らは、今回、金属水酸化物の一例である水酸化ナトリウムを塩基として用いた場合に、驚くべきことに、塩基としてアルカリ金属のアルコキシドを用いた従来の製造方法と比較して、シクロペンタノール誘導体（Ｉ）の収率が同等あるいは飛躍的に向上するという予想外の効果を見出した（後述の実施例を参照）。

以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された文献の全てが参考として援用される。

様々な条件で、２−（４−クロロベンジル）−８，８−ジメチル−７，９−ジオキサスピロ［４，５］デカン−１−オン（化合物（ＩＩ−１））を、１，２，４−トリアゾール（化合物（ＩＩＩ−１））を用いてアゾリルメチル化し、２−（４−クロロベンジル）−８，８−ジメチル−１−（１Ｈ−１，２，４−トリアゾール−１−イルメチル）−７，９−ジオキサスピロ［４，５］デカン−１−オール（化合物（Ｉ−１））を製造した。

〔実施例１〕
化合物（ＩＩ−１）（４８．６ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（３０ｍＬ）および水（２．３ｍＬ）に溶解し、６５℃に昇温した。ここに、化合物（ＩＩＩ−１）（６３．３ｍｍｏｌ）、ＴＭＳＯＢ（５８．４ｍｍｏｌ）および水酸化ナトリウム（９．７ｍｍｏｌ）を添加し撹拌した。９時間後、反応温度を８５℃に昇温して２時間反応させた。反応終了後、反応液に水を加え、トルエンで抽出し、化合物（Ｉ−１）を得た。
収率８１．１％。

〔実施例２〕
化合物（ＩＩ−１）（４８．６ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（３０ｍＬ）および水（２．３ｍＬ）に溶解し、６５℃に昇温した。ここに、化合物（ＩＩＩ−１）（６３．３ｍｍｏｌ）、ＴＭＳＯＢ（５８．４ｍｍｏｌ）および水酸化ナトリウム（１２．０ｍｍｏｌ）を添加し撹拌した。７時間後、反応温度を８５℃に昇温して２時間反応させた。反応終了後、反応液に水を加え、トルエンで抽出し、化合物（Ｉ−１）を得た。
収率８２．０％。

〔実施例３〕
化合物（ＩＩ−１）（９．６８ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（１２．０ｍＬ）および水（０．４５ｍＬ）に溶解し、６５℃に昇温した。ここに、化合物（ＩＩＩ−１）（１２．６ｍｍｏｌ）、ＴＭＳＯＢ（１１．７ｍｍｏｌ）および水酸化ナトリウム（９．８ｍｍｏｌ）を添加した。７時間後、反応温度を８５℃に昇温して２時間反応させた。反応終了後、反応液に水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層を水および飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、化合物（Ｉ−１）を得た。
粗収量：６．００８ｇ。純度：５２．９％。収率：８３．８％。

〔実施例４〕
化合物（ＩＩ−１）（９．６８ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（６．０ｍＬ）および水（０．６ｍＬ）に溶解し、６５℃に昇温した。ここに、化合物（ＩＩＩ−１）（１２．６ｍｍｏｌ）、ＴＭＳＯＢ（１１．７ｍｍｏｌ）および水酸化ナトリウム（２．４ｍｍｏｌ）を添加し、８時間撹拌した。さらに、水酸化ナトリウム（２．４ｍｍｏｌ）を追加して２時間撹拌した後、反応温度を８５℃に昇温して２時間反応させた。反応終了後、反応液に水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層を水および飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、化合物（Ｉ−１）を得た。
粗収量：５．２０４ｇ。純度：６１．５％。収率：８４．４％。

〔実施例５〕
化合物（ＩＩ−１）（９．６７ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（６．０ｍＬ）に溶解し、６５℃に昇温した。ここに、化合物（ＩＩＩ−１）（１２．６２ｍｍｏｌ）、ＴＭＳＯＢ（１１．７２ｍｍｏｌ）および水酸化ナトリウム（２．４８ｍｍｏｌ）を添加し、９時間撹拌した。反応終了後、反応液に水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層を水および飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、化合物（Ｉ−１）を得た。
粗収量：５．０９９ｇ。純度：５８．７％。収率：７９．０％。

〔比較例１〕
化合物（ＩＩ−１）（１０．０ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（６．０ｍＬ）に溶解し、６５℃に昇温した。ここに、化合物（ＩＩＩ−１）（１３．０７ｍｍｏｌ）、ＴＭＳＯＢ（１１．９５ｍｍｏｌ）およびナトリウムｔ−ブトキシド（２．４ｍｍｏｌ）を添加し、９時間撹拌した。反応終了後、反応液に水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層を水および飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、化合物（Ｉ−１）を得た。
粗収量：４．１２１ｇ。純度：７４．３％。収率：７８．１％。

〔比較例２〕
化合物（ＩＩ−１）（９．６９ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（６．０ｍＬ）に溶解し、６５℃に昇温した。ここに、化合物（ＩＩＩ−１）（１２．６５ｍｍｏｌ）、ＴＭＳＯＢ（１１．６８ｍｍｏｌ）および２８％ナトリウムメトキシドメタノール溶液（２．４ｍｍｏｌ）を添加した、７時間撹拌した。反応終了後、反応液に水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層を水および飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、化合物（Ｉ−１）を得た。
粗収量：３．９３４ｇ。純度：７６．１％。収率：７８．９％。

〔比較例３〕
化合物（ＩＩ−１）（９．７０ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（６．０ｍＬ）および水(０．６ｍＬ)に溶解し、６５℃に昇温した。ここに、化合物（ＩＩＩ−１）（１２．６２ｍｍｏｌ）、ＴＭＳＯＢ（１１．６６ｍｍｏｌ）および２８％ナトリウムメトキシドメタノール溶液（２．４４ｍｍｏｌ）を添加し、１２時間撹拌した。反応終了後、反応液に水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層を水および飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、化合物（Ｉ−１）を得た。
粗収量：３．７９０ｇ。純度：７９．６％。収率：７９．４％。

本発明は、農園芸用の殺菌剤の有効成分として利用することができる化合物の製造に好適に利用することができる。

Claims (8)

1. 下記一般式（Ｉ）で示されるシクロペンタノール誘導体を製造するシクロペンタノール誘導体の製造方法であって、
   硫黄イリドの存在下で、下記一般式（ＩＩ）で示されるシクロペンタノン誘導体を、下記一般式（ＩＩＩ）で示されるアゾール化合物を用いてアゾリルメチル化するアゾリルメチル化反応工程を含み、
   上記硫黄イリドは、上記アゾリルメチル化反応工程の反応系内において、スルホニウム化合物またはスルホキソニウム化合物と、金属水酸化物とから生成されることを特徴とするシクロペンタノール誘導体の製造方法。
   

   

   （式（Ｉ）中、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基または−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ｏ−Ｇを表しており、Ｇは保護基を表し、ｎは１〜４の整数を表しており、Ｒ^１およびＲ^２が互いに結合して環を形成していてもよく、Ｘは、ハロゲン原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のハロアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、炭素数１〜４のハロアルコキシ基、フェニル基、シアノ基またはニトロ基を表しており、ｍは０〜５の整数を表しており、ｍが２以上である場合には、複数あるＸは互いに異なっていてもよく、Ａは、窒素原子またはメチン基を表している。）
   

   

   （式（ＩＩ）中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｘおよびｍは、それぞれ式（Ｉ）におけるＲ^１、Ｒ^２、Ｘおよびｍと同一である。）
   

   

   （式（ＩＩＩ）中、Ｍは、アルカリ金属原子を表しており、Ａは、式（Ｉ）におけるＡと同一である。）
2. 上記金属水酸化物は、アルカリ金属水酸化物であることを特徴とする請求項１に記載のシクロペンタノール誘導体の製造方法。
3. 上記金属水酸化物は、水酸化ナトリウムであることを特徴とする請求項２に記載のシクロペンタノール誘導体の製造方法。
4. 上記アゾリルメチル化反応工程において、溶媒中に水が含まれていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のシクロペンタノール誘導体の製造方法。
5. 上記一般式（Ｉ）で示されるシクロペンタノール誘導体は、下記一般式（Ｉａ）で示されるシクロペンタノール誘導体であり、
   上記一般式（ＩＩ）で示されるシクロペンタノン誘導体は、下記一般式（ＩＩａ）で示されるシクロペンタノン誘導体であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のシクロペンタノール誘導体の製造方法。
   

   

   （式（Ｉａ）中、Ｇ^１およびＧ^２はそれぞれ保護基を表し、Ｇ^１およびＧ^２が互いに結合して環を形成していてもよく、ｐおよびｑは、それぞれ独立に、１または２であり、Ｘ、ｍおよびＡは、それぞれ式（Ｉ）におけるＸ、ｍおよびＡと同一である。）
   

   

   （式（ＩＩａ）中、Ｇ^１、Ｇ^２、ｐ、ｑ、Ｘおよびｍは、それぞれ式（Ｉａ）におけるＧ^１、Ｇ^２、ｐ、ｑ、Ｘおよびｍと同一である。）
6. 上記一般式（Ｉａ）で示されるシクロペンタノール誘導体は、下記一般式（Ｉｂ）示されるシクロペンタノール誘導体であり、
   上記一般式（ＩＩａ）で示されるシクロペンタノン誘導体は、下記一般式（ＩＩｂ）示されるシクロペンタノン誘導体であることを特徴とする請求項５に記載のシクロペンタノール誘導体の製造方法。
   

   

   （式（Ｉｂ）中、Ｒ^３およびＲ^４は，それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、フェニル基またはベンジル基を表しており、当該フェニル基の１以上の水素原子および当該ベンジル基のフェニル部における１以上の水素原子は、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基またはハロゲン原子で置換されていてもよく、ｐ、ｑ、Ａ、Ｘおよびｍは、それぞれ式（Ｉａ）におけるｐ、ｑ、Ａ、Ｘおよびｍと同一である。）
   

   

   （式（ＩＩｂ）中、Ｒ^３、Ｒ^４、ｐ、ｑ、Ｘおよびｍは、それぞれ式（Ｉｂ）におけるＲ^３、Ｒ^４、ｐ、ｑ、Ｘおよびｍと同一である。）
7. Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数１〜４のアルキル基であることを特徴とする請求項６に記載のシクロペンタノール誘導体の製造方法。
8. Ｘは、フッ素原子または塩素原子であり、ｍは、０または１であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のシクロペンタノール誘導体の製造方法。